JP2010033905A - 色変換方式有機elディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板上に形成された下部反射電極と上部透明電極の間にバンクで分離された少なくとも高分子有機物からなる発光層を挟持したトップエミッション構造の有機EL基板であって、上部透明電極の上に発光層の発するEL光を吸収し該EL光とは異なる波長の光を発光する色変換層を直接形成し、前記バンクで分離された画素領域を有するEL基板と、透明基板上に、ブラックマトリクスおよびカラーフィルタがフォトプロセスでパターン形成されているカラーフィルタ基板とを、画素領域が対向するように位置あわせを行って貼り合わせて形成されていることを特徴とする色変換方式有機ELディスプレイ。
【選択図】図1
Description
(a)複数の発光色素を含む発光層を用い、該複数の発光色素を同時に励起する方法(特許文献1および2参照);
(b)ホスト発光材料とゲスト発光材料とを含む発光層を用い、ホスト発光材料を励起および発光させると同時に、ゲスト材料へのエネルギー移動を行い、ゲスト材料を発光させる方法(特許文献3参照);
(c)異なる発光色素を含む複数の発光層を用い、それぞれの層において発光色素を励起させる方法;および
(d)発光色素を含む発光層と該発光層に隣接して発光性ドーパントを含むキャリア輸送層とを用い、発光層においてキャリア再結合によって生成する励起子から、一部の励起エネルギーを発光性ドーパントに移動させ、発光性ドーパントを発光させる方法(特許文献4および5参照)
などが検討されてきている。
(1)色変換層を形成した後に200℃以上の高温でアニールでき、カラーフィルタ基板とEL基板を貼り合わせた後も水分や有機溶剤の残留が無くなり、長寿命の有機ELディスプレイが実現できる。
(2)通常のフォトプロセスを用い膜厚を正確に制御して、透明基板上にカラーフィルタを形成するため、色度のバラつきを最小限に抑えることが可能である。
(3)色変換層が有機EL素子の上に直接形成されるため、EL光がロス無く色変換層に入射し、高効率な有機ELディスプレイが実現できる。
図1は、本発明の第1の実施形態の色変換方式有機ELディスプレイの概略断面図である。
TFT基板1は、有機ELディスプレイを構成するTFT回路が形成されている基板で、最表面は絶縁性の平坦化層で覆われ、画素単位で分割され、TFT回路と接続されたコンタクト電極が形成されている。その上にコンタクト電極でTFTと接合された下部の反射電極となる陰極、又は陽極が画素単位で分離されて形成されている。
トップエミッション構造の有機ELを形成するために、下部反射電極2は光反射性の材料を用いる必要がある。反射性の金属としては、蒸着形成できることが望ましく、Al、Ag、Mg/Al、Mg/Ag、Mg/Inなどが適用できる。下部反射電極2を陰極として用いる場合は、電子注入性材料としてLiF薄層を挿入することも可能である。
バンク3の材料としては、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を、光および/または熱処理して、ラジカル種、イオン種を発生させて重合または架橋させ、不溶不融化させたものが一般的である。また、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、パターニングを行うために、硬化をする前は有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが好ましい。
(1)アクロイル基、メタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーまたはオリゴマーと、光または熱重合開始剤とからなる組成物
(2)ポリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物
(3)鎖状または環状オレフィンとビスアジドとからなる組成物、および
(4)エポキシ基を有するモノマーと光酸発生剤からなる組成物
を用いることができる。
本発明の有機EL層4は、少なくとも発光層を含む。発光層は、高分子材料を用いて形成される。青色発光する高分子材料としてのポリフェニレンビニレンおよびポリアルキルフェニレンを、インクジェット法でパターン塗布して、発光層を形成する。発光層は、30〜100nm,好ましくは50nmの膜厚を有する。
上部透明電極5としては、酸化物透明電極、あるいは金属薄層からなるハーフミラー電極を用いることができる。酸化物透明電極を構成するための材料としては、ITO、IZOなどを挙げることができる。酸化物透明電極は、100〜200nmの膜厚を有することが好ましい。また、ハーフミラー電極を構成するための材料としては、Al、Agなどを挙げることができる。ハーフミラー電極は、5〜20nmの膜厚を有することが好ましい。
赤色変換層6および緑色変換層7は、それぞれ、有機EL層4の青色発光を吸収し、赤色および緑色に蛍光発光する材料で形成される。それら材料は、高沸点(150℃以上)の溶媒に可溶であれば特に材料の制限はないが、低分子材料に比べて、高分子材料を使用することが望ましい。なぜなら、高分子材料は、塗布後に高温(150℃以上)でアニールすることができるからである。
カラーフィルタ(10〜12)およびブラックマトリクス9を形成する基板は、TFT回路を含むEL基板と貼り合わせ、有機EL層4および色変換層(6,7)の発光を取り出すために可視光に対して透明であることは必須で、ガラス基板、プラスチック基板などを用いることが可能である。
本発明のデバイスで用いるカラーフィルタ10〜12は、透明基板8上に作成される。カラーフィルタの材料としては、液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイに用いられるカラーフィルタ用材料であれば良い。近年は、フォトレジストに顔料を分散させた、顔料分散型カラーフィルタが良く用いられている。
接着層13は、EL基板とカラーフィルタ基板とEL基板とを接着するための層である。カラーフィルタ基板との接着には、透明で、液状の熱硬化型の接着剤であれば特に制限なく使用することができる。
図2は、本発明の第2の実施形態の色変換方式有機ELディスプレイの概略断面図である。本発明の第2の実施形態の色変換方式有機ELディスプレイは、上部透明電極5の上に保護層14が存在し、色変換層(6,7)が保護層14の上に形成される点を除いて、第1の実施形態と同様の構成を有する。
上部透明電極5の上に色変換層(6,7)を直接形成してもよいが、色変換層(6,7)の形成法が湿式の場合、上部透明電極5にピンホールがあると有機EL層4(特に発光層)への溶媒の浸入が考えられるため、上部透明電極5上に保護層14を挿入することができる。
低分子材料を用いて有機EL層4(特に発光層)を形成する場合、実施可能なアニーリング温度はおおむね100℃以下である。本発明の実施形態の効果を確認するために、本実施形態の構成で作製した有機EL基板およびカラーフィルタ基板を、それぞれ100℃および200℃の温度で1時間にわたってアニーリングし、その後に貼り合わせて有機ELディスプレイを作製した。得られた有機ELディスプレイの発光状態を観察した。その結果は第1表に示すとおりであり、本発明の実施形態の有効性が確認できた。
2 下部反射電極
3 バンク
4 有機EL層
5 上部透明電極
6 赤色変換層
7 緑色変換層
8 透明基板
8 ブラックマトリクス
10 赤色カラーフィルタ
11 緑色カラーフィルタ
12 青色カラーフィルタ
13 接着層
14 保護層
Claims (2)
- 基板上に形成された下部反射電極と上部透明電極の間にバンクで分離された少なくとも高分子有機物からなる発光層を挟持し、かつ前記基板とは反対側の方向に光を取り出すトップエミッション構造の有機EL基板であって、上部透明電極の上に発光層の発するEL光を吸収し該EL光とは異なる波長の光を発光する色変換層を直接形成し、前記バンクで分離された画素領域を有するEL基板と、
透明基板上に、ブラックマトリクスおよびカラーフィルタがフォトプロセスでパターン形成されているカラーフィルタ基板と
を、画素領域が対向するように位置あわせを行って貼り合わせて形成されていることを特徴とする色変換方式有機ELディスプレイ。 - 上部透明電極と色変換層との間に透明保護層をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の色変換方式有機ELディスプレイ。
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