JP2010146760A - 色変換フィルタパネル、パネル型有機el発光部およびカラー有機elディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】色変換フィルタパネルの色変換層上、およびパネル型有機EL発光部の有機EL層および透明電極の開放面上に配置される保護層が、ヘキサアザトリフェニレン誘導体、好ましくはヘキサアザトリフェニレン・ヘキサニトリル(HAT−6CN)を含む。
【選択図】図1
Description
本発明の色変換フィルタパネルは、図4〜6に示したように単色発光する有機EL発光部20と組み合わされてカラー有機ELディスプレイを構成する色変換フィルタパネル10であって、図1および2に示したように、透光性基板100上の少なくとも1部に有機EL発光部20で発光させた所定波長範囲の光を受光し、所望の色調の波長範囲の光に変換する色変換層120、色変換層120をパターン形成するための色変換形成領域を画定する分離隔壁110、少なくとも色変換層120上にヘキサアザトリフェニレン誘導体を含む保護層130および保護層上にガスバリア層140を含む。
本発明のパネル型有機EL発光部20は、図3に示したように、パネル基板200上に発光部の単位画素またはサブピクセルに対応して配置された複数の反射電極210および反射電極210上に単位画素寸法またはサブピクセル寸法の開口部を有して反射電極210間に配置された絶縁層220、反射電極210および絶縁層220上に積層、配置された有機EL層230、有機EL層230上に反射電極210に対応して配置された透明電極240、有機EL層230および透明電極240の開放面上を被覆する保護層250および保護層250上を被覆する無機バリア層260で構成され、前記反射電極210が、パネル基板200を構成する複数のスイッチング素子203のそれぞれに接続されているアクティブマトリクス駆動方式のパネルである。
陽極/有機発光層/陰極
陽極/正孔注入層有機発光層/陰極
陽極/有機発光層/電子注入層/陰極
陽極/正孔注入層/有機発光層/電子注入層/陰極
陽極/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層/陰極
陽極/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層/陰極
陽極/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
本発明のカラー有機ELディスプレイは、図4〜6に示したように、色変換フィルタパネル10と有機EL発光部20との組み合わせからなり、図4は、色変換フィルタパネル10上に、連続して有機EL発光部を構築したボトムエミッション型カラー有機ELディスプレイの一実施形態を、図5および6は、色変換フィルタパネル10と、独立して製造されたパネル型有機EL発光部20とを透明樹脂層30を介して組み合わせたトップエミッション型カラー有機ELディスプレイの異なる実施形態をそれぞれ表す。
本発明のボトムエミッション型カラー有機ELディスプレイの一実施形態は、図4に示したように、前記本発明の色変換フィルタパネル10上に有機EL発光部が連続して構築され、色変換フィルタパネル10および有機EL発光部の全積層構造部分が、色変換フィルタパネル10の透光性基板100を構成する透明基板101の外周シール境界に沿って配置された外周シール構造体(不図示)を介して配置される封止板40により密封される。
本発明のトップエミッション型カラー有機ELディスプレイは、図5および6に示したように、本発明の色変換フィルタパネル10とパネル型有機EL発光部20とを、透明樹脂層30を介して貼り合わせ、両者を構成する全積層構造部分を、色変換フィルタパネル10の透光性基板および有機EL発光部20のパネル基板の外周シール境界に沿って外周シール構造体(図示なし)で密封した形態である。図5は、有機EL発光部に従来のパネル型有機EL発光部20を用いた形態を、図6は、有機EL発光部に、前記本発明のパネル型有機EL発光部20を用いた形態を示す。
色変換フィルタパネル10の調製
透光性基板100の調製
200mm×200mm×0.7mm厚さの透明ガラス基板(商品名:1737ガラス、コーニング社製)101上に、フォトリソグラフ法により長さ方向131μm×幅方向37μmのサブピクセル寸法の開口部を有する、縦横のパターン幅がそれぞれ10μm、厚さ1μmの縦横格子状のブラックマトリクス103を黒色顔料分散型フォトレジスト(CK−7001、富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を用いて形成した。
各カラーフィルタ105間のブラックマトリクス101上に、フォトリソグラフ法により、感光性樹脂組成物(商品名:VPA100P5.0、新日鐵化学(株)製)を用いて、上辺幅14μm、下辺幅10μm、高さ4μmの断面形状が逆台形を有する分離隔壁110をストライプ状に形成した。
トルエン1000重量部に、クマリン6(第1色素)+DEQ(第2色素)(クマリン6:DEQ=48:2(モル比)50重量部を溶解して緑色変換層形成用インク、ならびにトルエン1000重量部に、クマリン6(第1色素)+DCM−2(第2色素)(クマリン6:DCM−2=48:2)50重量部を溶解して赤色変換層形成用インクのそれぞれを調製した。
色変換層120を形成した基板を、窒素雰囲気を破ることなく抵抗加熱蒸着装置内に移送して装着し、1×10-4Paの減圧下で下記一般式(2)で表されるHAT−6CNを蒸着速度2Å/sで蒸着させ、青色カラーフィルタ105Bおよび色変換層120RおよびB上に膜厚50nmの保護層130を形成した。得られた保護層130の波長域250〜340nmの光透過率は20%以下であり、可視光域の光透過率は90%以上であった。
窒素雰囲気を破ることなく保護層130を形成した基板をプラズマCVD装置に移送し、プラズマCVD法により基板温度100℃で、原料ガスとしてモノシラン(SiH4)、アンモニア(NH3)および窒素(N2)を用いて膜厚1μmの窒化シリコン(SiNx)を堆積させガスバリア層140を形成し、図1に示す色変換フィルタパネル10を調製した。
色変換フィルタパネル10の調製
実施例1において、保護層130の形成方法を、インクジェット法に代えた以外は、実施例1と同様に処理し、色変換フィルタパネル10を調製した。
色変換層130の形成に続き、窒素雰囲気を破ることなく、色変換層130の形成に用いたものと同様のインクジェット装置を用い、アセトニトリル1000重量部にHAT−6CN50重量部を溶解して調製したインクを、色変換層130および青色カラーフィルタ103B上にマルチノズルにより1サブピクセル当たり3滴(1滴≒14pl)滴下した後、窒素雰囲気を破ることなく真空乾燥炉に移送し、真空度1.0×10-3Pa、温度100℃の条件で乾燥させ、膜厚50nmの保護層130を形成した。
色変換フィルタパネルの調製
実施例1において保護層130に代えて高分子平坦化層を形成した以外は、実施例1と同様の手順で透光性基板100上に分離隔壁110、色変換層130R、G、高分子平坦化層およびガスバリア層140を形成し比較用の色変換フィルタパネルを調製した。高分子平坦化層は、スピンコート法によりアクリル系樹脂組成物を塗布、乾燥、硬化させて形成した。
ボトムエミッション型カラー有機ELディスプレイ
透明電極240の形成
実施例1で調製した色変換フィルタパネル10上に、スパッタ法を用いてIZO膜を200nmの厚さに堆積させ、レジスト剤(商品名:TFR−1250、東京応化工業(株)製)を用いたフォトリソグラフ法によりパターニングを行い、各サブピクセルに対応した位置に長さ方向に延びる幅39μmのストライプ状の透明電極240(陽極)を形成した。
透明電極240を形成した色変換フィルタパネル10を抵抗加熱蒸着装置に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層および電子注入輸送層を、1×10-4Paの減圧下に順次積層し有機EL層230を形成した。
次いで、真空を破ることなしに、メタルマスクを用いて膜厚200nmのMg/Al(Mg:Al=10:1重量比)膜を、幅方向に延びるパターン幅130μm、パターン間隔141μmのストライプ状に積層し、透明電極240に直交する反射電極(陰極)を形成した。
得られた積層体を、グローブボックス内に移送し、酸素濃度および水分濃度が共に10ppm以下の乾燥窒素雰囲気下において、封止ガラス板40およびUV硬化型接着剤を用いて色変換フィルタパネルの透明ガラス基板101の外周シール境界に沿って接着して積層構造体の全体を密封し、図4に示したボトムエミッション型カラー有機ELディスプレイを調製した。
ボトムエミッション型カラー有機ELディスプレイ
実施例3において、色変換フィルタパネル10を、比較例1で調製した色変換フィルタパネルに代えた以外は、実施例3と同様の手順で比較用のボトムエミッション型カラー有機ELディスプレイを調製した。
パネル型有機EL発光部20の調製
パネル基板200の準備
200mm×200mm×0.7mm厚さの無アルカリガラス(商品名:イーグル2000、コーニング社製)201上に、サブピクセルに対応した複数のTFT203、TFT覆う膜厚3μmの平坦化層205および平坦化層上に膜厚約300nmのSiO2からなるパッシベーション層を有し、平坦化層205およびパッシベーション層にTFT203と反射電極220とを接続するコンタクトホールを設けたパネル基板200を準備した。
パネル基板200上に、RF−プレーナマグネトロンスパッタ装置を用いて膜厚50nmのIZO膜を成膜した後、レジスト剤(商品名:OFRP−800、東京応化工業(株)製)を用いたフォトリソグラフ法により、Arガスをエッチングガスに用いてIZO膜をパターニングしてサブピクセル毎に島状に分離したIZO下地層を形成し、コンタクトホールを介してTFTと1対1で接続した。次いで、スパッタ法を用いて膜厚10nmのAg膜を形成し、引き続いて前記同様にエッチングを行って長さ方向131μm×幅方向37μmの複数の島状に分離した反射電極210を、長さ方向141μm、幅方向47μmのパターン間隔で形成した。
反射電極210を形成したパネルを、抵抗加熱蒸着装置に装着し、反射電極210上に陰極保護層として膜厚1.5nmのLi膜を成膜した後、真空槽内を1×10-4Paにまで減圧し、膜厚20nmのAlq3からなる電子輸送層、膜厚30nmのDPVBiからなる有機発光層、膜厚10nmのα−NPDからなる正孔輸送層、および膜厚100nmのCuPcからなる正孔注入層のそれぞれを成膜速度0.1nm/sで順次積層し、有機EL層230を形成し、さらに、有機EL層230上にダメージ緩和層として膜厚50nmのMgAg膜を形成した。
ダメージ緩和層を形成したパネルを、真空を破ることなしに対向スパッタ装置に移送し、表示部に対応する位置に開口部を設けたメタルマスクを介して、膜厚200nmのIZO膜を堆積させ、透明電極240を形成した。
透明電極240を形成したパネルを、真空を破ることなしにCVD装置に移送し、有機EL層230および透明電極240の開放面上に無機バリア層260として膜厚2μmのSiNxを成膜してパネル型有機EL発光部20を調製した。なお、本実施例においては、絶縁層220および保護層250の形成を省略した。
実施例1と同様の手順で調製した1枚の透明基板101上に複数の色変換フィルタパネル10を配置したパネルの分離隔壁110上に位置するガスバリア層140上に、光硬化性樹脂(商品名:CR−600、日立化成工業(株)製)を用いて、直径10μm×高さ5μmのフォトスペーサを141μm間隔で配置して形成した。
実施例4において、色変換フィルタパネル10を実施例1と同様の方法で色変換層120までを調製した保護層130およびガスバリア層140のない色変換フィルタパネルに代えた以外は、実施例4と同様の手順で比較用のトップエミッション型カラー有機ELディスプレイを調製した。
パネル型有機EL発光部20の調製
実施例4において、透明電極240を金属電極に代え、有機EL層230および透明電極240の開放面上に保護層250を形成した以外は、実施例4と同様の手順で有機EL発光部20を調製した。
実施例4と同様の手順で、有機EL層230までを調製した。次いで、有機EL層230上に、サブピクセルに対応する位置に開口部を設けたメタルマスクを介して、蒸着法によりMgAgを20nmの厚さに堆積させ透明電極240を形成した。
透明電極240を形成したパネルを、真空を破ることなく抵抗加熱蒸着装置内に移送して装着し、減圧して1×10-4Pa以下に達した雰囲気下に、抵抗加熱蒸着法によりHAT−6CNを2Å/sの蒸着速度で有機EL層230および透明電極240の開放面上に蒸着させ、膜厚50nmの保護層250を形成した。形成された保護層250は、250〜340nm波長域の光の透過率は20%以下であり、可視光の透過率は90%以上であった。
保護層250上に実施例4と同様の手順で、SiNxを2μmの厚さに堆積させて無機バリア層を形成し、図3に示すパネル型有機EL発光部20を調製した。
実施例1と同様の手順で調製した1枚の透明ガラス基板101上に複数の色変換フィルタパネル10を配置したパネルと、上記調製した1枚のパネル基板200上に複数の有機EL発光部20を配置したパネルとを、実施例4と同様の手順で貼り合わせ、図6に示すトップエミッション型カラー有機ELディスプレイを調製した。
トップエミッション型カラー有機ELディスプレイ
実施例5の有機EL発光部20の調製において、透明電極240の膜厚を40nmに変更し、保護層250の形成を省略した有機EL発光部20に代えた以外は、実施例5と同様に処理してトップエミッション型カラー有機ELディスプレイを調製した。
色変換フィルタパネル10の無機バリア層側に光源を配置して波長範囲が450〜490nmの単色光を照射し、色変換フィルタパネルを通して出射した波長530nmの緑色光および波長610nmの赤色光の出射光強度を分光光度計(商品名:CS−1000、コニカミノルタ(株)製)を用いて測定した。比較例1で調製した色変換フィルタパネルの出射光強度を100とした相対値を初期強度として表1に示す。
実施例3〜5および比較例2〜4で調製したカラー有機ELディスプレイを電流量を一定にして駆動し、各色の初期輝度および初期色度を測定した。比較例2の輝度を100とした相対値としての初期輝度および初期色度を表2に示す。
100 透光性基板
101 透明基板
103 ブラックマトリクス
105 カラーフィルタ
105R 赤色カラーフィルタ
105G 緑色カラーフィルタ
105B 青色カラーフィルタ
107 平坦化層
110 分離隔壁
120 色変換層
120R 赤色変換層
120G 緑色変換層
130 保護層
140 ガスバリア層
20 有機EL発光部
200 パネル基板
201 支持基板
203 スイッチング素子
205 平坦化層
210 反射電極
220 絶縁層
230 有機EL層
240 透明電極
250 保護層
260 無機バリア層
40 封止板
Claims (13)
- 有機EL発光部と組み合わされてカラー有機ELディスプレイを構成する色変換フィルタパネルであって、該色変換フィルタパネルは、透光性基板、該透光性基板の少なくとも一部の上に配置された入射光の波長範囲を所望の色調の波長範囲に変換して出光する色変換層、少なくとも前記色変換層上面に被覆された保護層、および該保護層上面に被覆された無機材料からなるガスバリア層を少なくとも含み、前記保護層が、下記一般式(1)、
- 前記保護層が、少なくとも色変換層上に配置されたインクジェット法またはスピンコート法による塗布膜、もしくは抵抗加熱蒸着法または電子ビーム加熱蒸着法による蒸着膜であることを特徴とする請求項1または2に記載の色変換フィルタパネル。
- 前記色変換層が、前記透光性基板上の所定の領域にインクジェット法によりパターン配置された所定の色変換色素を含む薄膜からなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の色変換フィルタパネル。
- 前記透光性基板上に分離隔壁をさらに含む請求項1ないし4のいずれかに記載の色変換フィルタパネル。
- 前記透光性基板が、透明基板の単独、もしくは透明基板ならびに該透明基板上に縦横格子状またはストライプ状に配置されたブラックマトリクスおよび/または赤色(R)、緑色(G)および青色(B)の繰り返しでストライプ状に配置されたカラーフィルタを含むことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の色変換フィルタパネル。
- 前記透光性基板が、透明基板上のブラックマトリクスおよび/またはカラーフィルタ上に平坦化層をさらに含む請求項1ないし6のいずれかに記載の色変換フィルタパネル。
- パネル型の有機EL発光部であって、該有機EL発光部は、反射電極、透明電極、前記反射電極と透明電極間に狭持された有機EL層、前記透明電極および有機EL層の開放面上を被覆する保護層、および該保護層の開放面上を被覆する無機バリア層を少なくとも含み、前記保護層が、下記一般式(1)
- 前記保護層が、前記透明電極および有機EL層の開放面上に配置されたインクジェット法またはスピンコート法による塗布膜、もしくは抵抗加熱蒸着法または電子ビーム加熱蒸着法による蒸着膜であることを特徴とする請求項8または9に記載のパネル型有機EL発光部。
- 前記透明電極が、導電性金属酸化物薄膜電極または金属薄膜電極であることを特徴とする請求項8ないし10のいずれかに記載のパネル型有機EL発光部。
- 色変換フィルタパネルの受光面上に連続して単色発光する有機EL発光部を形成したボトムエミッション型ディスプレイであって、
色変換フィルタパネルが、請求項1ないし7のいずれかに記載の色変換フィルタパネルであることを特徴とするカラー有機ELディスプレイ。 - 色変換フィルタパネルの受光面と、パネル型有機EL発光部の出光面とを対向させ、透明樹脂層を介して貼り合わせたトップエミッション型カラー有機ELディスプレイであって、
前記色変換フィルタパネルおよびパネル型有機EL発光部の少なくとも一方または双方が、請求項1ないし7のいずれかに記載の色変換フィルタパネルおよび/または請求項8ないし11のいずれかに記載のパネル型有機EL発光部のいずれかであることを特徴とするカラー有機ELディスプレイ。
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