JP2010165510A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機ＥＬ表示装置の寿命・消費電力等の性能を損なうことなく、高い歩留まりで、低コストで、画素の微細化や高集積化、及び基板の大型化を可能にする有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】基板１０と、基板１０上に設けられ、Ｂ副画素２１と、Ｇ副画素２２と、Ｒ副画素２３と、からなる複数の画素と、から構成され、Ｂ副画素２１、Ｇ副画素２２及びＲ副画素２３に共通して形成されるＢ発光層１２２と、Ｇ副画素２２及びＲ副画素２３に共通して形成されるＧ発光層１２３と、上部電極１３の上方に設けられ、赤色光より短波長の光を吸収して赤色光に変換する薄膜層である色変換膜１５１と、を有することを特徴とする、有機ＥＬ表示装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置に関する。

カラーディスプレイでは、通常、光の三原色であるＲＧＢの３つの副画素（サブピクセル）を組み合わせて１画素（ピクセル）として、色再現を行っている。

一般に、フルカラーの表示装置を製造する際には、有機発光材料からなり、ＲＧＢのいずれかの色に発光する発光層を、副画素毎にパターン形成する。ここで、発光層のパターン形成方法としては、例えば、シートに開口パターンを設けたマスクを介して発光材料を蒸着あるいは塗布するシャドーマスキング法、又はインクジェット法や転写法によって行われている。

ところが、シャドーマスキング法では、マスクの撓みによって位置精度の高いパターン形成が困難であること等から、画素の微細化及び高集積化、並びに基板の大型化が困難となる。また、各色についてそれぞれパターニングを行うと、パターニングのプロセスを繰り返す度に、汚染やミスアライメントの機会を増やすこととなり、歩留まりの低下を招いてしまう。さらに、各色についてそれぞれパターニングを行うと、工程数が多くなりコストアップ要因となる。

また、インクジェット法や転写法でも、高精度なパターニングと素子性能との両立は難しく、画素の微細化及び高集積化、並びに基板の大型化が困難となっている。

このようにパターニング工程において生じる問題を回避する手段として、カラーフィルタや色変換膜を使用する方法が提案されている。ここでカラーフィルタを使用する方法とは、具体的には、白色ベタ膜の有機ＥＬ素子からなる光源（バックライト）から発せられる白色光を、Ｒ、Ｇ、Ｂからなる３色のカラーフィルタを介して、Ｒ、Ｇ、Ｂの光としてそれぞれ取り出す方法である。また色変換膜を使用する方法とは、具体的には、青色ベタ膜の有機ＥＬ素子を光源として用い、この光源から発せられる青色発光を、色変換層（ＣＣＭ）により、赤色及び緑色に変換することにより、ＲＧＢのそれぞれを表示する方法である（非特許文献１等）。

しかし、カラーフィルタを使用する方法では、光源（有機ＥＬ素子）から発せられた白色光のうち、所定の色成分以外の光が当該カラーフィルタにて吸収されることになる。このため、吸収された光のエネルギーの分だけ無駄になり消費電力が増加する。また、所定の色を所定の輝度に発光させるために本来必要とされる電流量以上の電流を、カラーフィルタに吸収される色成分の発光のために流すことになり、その分光源である有機ＥＬ素子の寿命の低下を招いてしまう。

また、色変換膜を使用する方法では、特に、赤色への色変換効率が低いのが問題となる。一般的に、色変換材料の吸収帯域は、発光帯域より１０ｎｍから１００ｎｍ程度短波長側にシフトした帯域になる。このため、赤色への色変換材料の場合、緑色近辺の帯域の光の吸収率は高く変換効率も良好であるが、青色光の吸収率は低く変換効率が悪くなる。従って、赤色光を所定の輝度で発光させるために、光源である青色光を高輝度で発光させる必要があり、光源である有機ＥＬ素子の寿命の低下を招き、消費電力が増大するという問題が生じていた。

一方、パターニング工程において生じる問題を回避する別の手段として、特許文献１にて提案されている方法がある。具体的には、青色発光層を共通層としてベタ膜で形成し、この上のＧ副画素領域に緑色発光層をパターニング形成し、Ｒ副画素領域に赤色発光層をパターニング形成する方法である。

この方法では、青色発光層のパターニングプロセスを省略できるので、低コスト化に有効である。しかし、Ｇ副画素領域とＲ副画素領域とに精度良く塗り分ける必要があるので、画素の微細化や高集積化、及び基板の大型化を実現する上では、大きな効果は期待できない。

特開２００６−１４０４３４号公報 社団法人電子情報技術産業協会（ＪＥＩＴＡ編集・発行）、「ＦＰＤガイドブック」、２００３年１０月発行、Ｐ１１０−１１１

上記のように、各色発光層を各副画素に対応するように塗り分ける方式では、画素の微細化や高集積化、及び基板の大型化に課題があった。特に、シャドーマスキング法では、それに伴う歩留まりの低下、コスト増の問題もあった。このように、各色発光層を各副画素に対応するように塗り分ける方式では、各副画素間の幅の狭小化に限界があるため、画素の高集積化に伴って画素の開口率が低下するという問題があった。一方、ベタ膜を用いる方式では、寿命や消費電力に課題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、有機ＥＬ表示装置の寿命・消費電力等の性能を損なうことなく、高い歩留まりで、低コストで、画素の微細化や高集積化、及び基板の大型化を可能にする有機ＥＬ表示装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、各副画素の開口率を向上させることを可能にする有機ＥＬ表示装置を提供することである。

本発明の有機ＥＬ表示装置は、基板と、該基板上に設けられる複数の画素と、から構成され、
該画素が、Ｂ副画素と、Ｇ副画素と、Ｒ副画素と、からなり、
該Ｂ副画素が、少なくとも下部反射電極と、Ｂ発光層と、上部電極と、を有し、
該Ｇ副画素が、少なくとも下部反射電極と、Ｂ発光層と、Ｇ発光層と、上部電極と、を有し、
該Ｒ副画素が、少なくとも下部反射電極と、Ｂ発光層と、Ｇ発光層と、上部電極と、色変換膜と、を有し、
該Ｂ発光層が、該Ｂ副画素、該Ｇ副画素及び該Ｒ副画素に共通して形成される発光層であり、
該Ｇ発光層が、該Ｇ副画素及び該Ｒ副画素に共通して形成される発光層であり、
該色変換膜が、該上部電極の上方に設けられ、赤色光より短波長の光を吸収して赤色光に変換する薄膜層であることを特徴とする。

本発明によれば、低コストで、表示パネルの高精細化、大面積化が可能となる。また、高精細化に伴う画素の開口率の低下を抑制することが可能となる。画素の開口率の向上は、低消費電力化や高寿命化に効果がある。

本発明の有機ＥＬ表示装置は、基板と、該基板上に設けられる複数の画素と、から構成され、この画素は、青色光を出力するＢ副画素と、緑色光を出力するＧ副画素と、赤色光を出力するＲ副画素と、からなる。

本発明の有機ＥＬ表示装置において、Ｂ副画素は、少なくとも下部反射電極と、青色光を発するＢ発光層と、上部電極と、を有する副画素である。Ｇ副画素は、少なくとも下部反射電極と、Ｂ発光層と、緑色光を発するＧ発光層と、上部電極と、を有する副画素である。Ｒ副画素は、少なくとも下部反射電極と、Ｂ発光層と、Ｇ発光層と、上部電極と、色変換膜と、を有する副画素である。

また本発明の有機ＥＬ表示装置において、Ｂ発光層は、Ｂ副画素、Ｇ副画素及びＲ副画素に共通して形成される発光層である。Ｇ発光層は、Ｇ副画素及びＲ副画素に共通して形成される発光層である。色変換膜は、上部電極の上方に設けられ、赤色光より短波長の光を吸収して赤色光に変換する薄膜層である。

以下、図面を参照しながら、本発明の有機ＥＬ表示装置を詳細に説明する。

図１は、本発明の有機ＥＬ表示装置における一実施形態を示す模式図であり、（ａ）は、断面概略図であり、（ｂ）は、平面概略図である。尚、図１に示される有機ＥＬ表示装置は、１画素あたりの構成を示すものである。

図１の有機ＥＬ表示装置１は、基板１０と、基板１０上に設けられ１個の画素を構成する三種類の副画素、即ち、Ｂ副画素２１、Ｇ副画素２２及びＲ副画素２３と、から構成される。

図１において、各副画素（２１，２２，２３）は、基本的には、基板１０上に設けられ、下部反射電極１１と、下部反射電極１１上に設けられる有機化合物層１２と、有機化合物層１２上に設けられる上部電極１３と、からなる有機ＥＬ素子である。

下部反射電極１１は、各副画素に対応する領域にパターン形成されている（１１ｂ，１１ｇ，１１ｒ）。下部反射電極１１の構成材料としては、有機化合物層１２に含まれる発光層から発せられる光を反射する反射材料であれば特に限定されない。例えば、アルミニウム系合金や銀系合金等の金属材料等が挙げられる。ただし、上述した反射材料からなる薄膜と、ＩＴＯ，ＩＺＯ等の透明導電性材料からなる薄膜と、をこの順に積層した積層体を使用してもよい。また下部反射電極１１となる薄膜は、スパッタ法等の公知の方法で形成することができる。一方、は、フォトリソプロセス等により所望のパターンに形成することができる。

下部反射電極１１上に設けられる有機化合物層１２は、発光層を含んでいればその層構成は特に限定されるものではない。例えば、図１に示される構成、即ち、ホール輸送層１２１、Ｂ発光層１２２、電子輸送層１２４、電子注入層１２５が挙げられる。ここでＢ発光層１２２は、青色光を発する発光層である。尚、Ｇ副画素２２及びＲ副画素２３には、Ｂ発光層１２２と電子輸送層１２４との間に、緑色光を発するＧ発光層１２３がさらに設けられている。

本発明の有機ＥＬ表示装置においては、Ｂ発光層１２２は、Ｂ副画素２１、Ｇ副画素２２及びＲ副画素２３に共通して形成される発光層である。一方、Ｇ発光層１２３は、Ｇ副画素及びＲ副画素に共通して形成される発光層である。このため、Ｒ，Ｇ，Ｂの光をそれぞれ発する発光層を、対応する副画素毎に、個別に塗り分ける必要がないので、作業工程を短縮することができる。尚、発光層以外の層を設けるときには、その層を、各副画素について個別に形成してもよいし、各副画素に共通して形成してもよい。

一方、図１で示される有機化合物層１２において、図示していないが、下部反射電極１１とホール輸送層１２１との間にホール注入層をさらに設けてもよい。また、電子輸送層１２４と発光層（Ｂ発光層１２２あるいはＧ発光層１２３）との間や、Ｂ発光層１２２とＧ発光層１２３との間に、ホール抑制層をさらに設けてもよい。さらに、ホール輸送層１２１と発光層（Ｂ発光層１２２あるいはＧ発光層１２３）との間や、Ｂ発光層１２２とＧ発光層１２３との間に、電子抑制層（図示せず）をさらに設けてもよい。

一方、有機化合物層１２に含まれる二種類の発光層であるＢ発光層１２２及びＧ発光層１２３は、図１で示されるように、基板からＢ発光層１２２、Ｇ発光層１２３の順番で設けてもよいし、基板からＧ発光層１２４、Ｂ発光層１２２の順番で設けてもよい。

ホール注入層、ホール輸送層１２１、Ｂ発光層１２２、Ｇ発光層１２３、電子輸送層１２４及び電子注入層１２５の構成材料として使用される有機化合物は、低分子材料、高分子材料もしくはその両方により構成され、特に限定されるものではない。さらに、必要に応じて無機化合物を使用してもよい。

以下にこれらの化合物例を挙げる。

ホール注入層の構成材料であるホール注入材料としては、ＭｏＯ₃，ＷＯ₃，Ｖ₂Ｏ₅等の遷移金属酸化物や、銅フタロシアニン（Ｃｕｐｃ）等が挙げられる。

ホール輸送層１２１の構成材料であるホール輸送材料は、陽極からのホールの注入を容易にし、また注入されたホールを発光層に輸送するに優れたモビリティを有することが好ましい。ホール注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、及びポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。

以下に、ホール輸送材料の具体例を示す。

Ｂ発光層１２２及びＧ発光層１２３の構成材料である発光材料は、発光効率の高い蛍光材料や燐光材料が使用される。以下に、発光材料の具体例を示す。

電子輸送層１２４の構成材料である電子輸送材料としては、陰極から注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、電子輸送材料の具体例を示す。

電子注入層１２５の構成材料である電子注入材料としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属、もしくはその化合物等が挙げられる。また電子注入層１２６を、上述した電子輸送材料に、電子注入材料を層全体に対して０．１％以上数十％以下の割合で含有させてなる層としてもよい。こうすることにより、電子注入性を付与することができる。電子注入層１２５は、有機化合物層１２を構成する層のうち必要不可欠な層ではないが、この後に、上部電極１３を形成する際に有機化合物層１２が受けるダメージ、及び良好な電子注入性の確保を考慮すると、設けるのが好ましい。このとき電子注入層１２５の膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。

有機化合物層１２を構成する各層は、一般に、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマにより形成する。また、適当な溶媒に溶解させて、公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により形成することもできる。

特に、塗布法で成膜する場合は、適当な結着樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。上記結着樹脂としては、広範囲な結着性樹脂より選択でき、例えば、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは単独又は共重合体ポリマーとして１種又は２種以上混合してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。

上部電極１３の構成材料としては、ＩＴＯやＩＺＯ等の酸化物導電膜を使用することができる。また電子輸送層１２４及び電子注入層１２５との組み合わせにより、電子注入性が良好な組み合わせを適宜選択することが望ましい。上部電極１３の形成方法としては、スパッタリング等が挙げられる。

図１の有機ＥＬ表示装置１は、有機ＥＬ表示装置内に酸素や水分等が浸入するのを防止する目的で、上部電極１３上に保護層１４が設けられる。保護層としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン等からなる金属窒化物膜、酸化タンタル等からなる金属酸化物膜、ダイヤモンド薄膜、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属等をカバーし、適当な封止樹脂により副画素に相当する有機ＥＬ素子自体をパッケージングすることもできる。また、防湿性を高める為に、保護層内に吸湿材を含有させてもよい。

図１の有機ＥＬ表示装置１では、保護層１４上に、対向基板１５を設けられており、保護層１４と共に、有機ＥＬ表示装置を構成する副画素に相当する有機ＥＬ素子を封止している。

対向基板１５として、ガラス等の透明な基板を使用することができる。ここで対向基板１５には、予めフォトリソプロセスにより、Ｒ副画素２３に対応する領域に色変換膜１５１が設けられている。このため上部電極１３上に設けられる接着層１４を介して基板１０と対向基板１５とを貼り合わせることにより、Ｒ副画素２３に相当する領域に、色変換膜１５１が配置される。色変換膜１５１の設置態様については、図１に示される態様に限定されるものではない。例えば、対向基板１５の各副画素に対応した領域に、各副画素に対応した色のカラーフィルタ層をそれぞれ設けておいてもよい。

Ｒ副画素２３に設けられる色変換膜１５１は、赤色光より短波長の光を吸収して赤色光に変換する薄膜層である。このため、本発明の有機ＥＬ表示装置は、赤色の光を発するＲ発光層を設ける必要がない。

尚、以上の説明では、基板側の下部反射電極１１を陽極とする構成で説明してきたが、下部反射電極１１が陰極となる積層構成においても本発明を実施することは可能であり、特に限定されるものではない。

さらに、透明基板上に透明電極を形成し、その上に有機化合物層、反射性電極を積層したボトムエミッション構成においても本発明を実施可能である。ボトムエミッション構成の場合は、当該透明基板上に色変換膜を設ける。

Ｒ副画素２３に対応する位置に設けられる色変換膜１５１についても、その設置位置については、光を取り出す側であればよく、基板上に成膜された膜面上部に配置される場合もあるし、逆に基板側の膜面下部に配置される場合もある。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は本実施例によって何ら限定されるものではない。

＜実施例１＞
図１に示される有機ＥＬ表示装置の作製例を以下に述べる。

まず、支持体であるガラス基板上に、低温ポリシリコンからなるＴＦＴ駆動回路を形成する。次に、このＴＦＴ駆動回路上に、アクリル樹脂からなる平坦化膜を形成する。このように平坦化膜まで形成したガラス基板を、基板１０とする。

次に、基板１０上に、スパッタリング法により、反射材料であるＡｇ合金（ＡｇＰｄＣｕ）を、Ｂ副画素２１、Ｇ副画素２２及びＲ副画素２３に対応する領域（１１ｂ，１１ｇ，１１ｒ）に、それぞれパターニングして、膜厚約１００ｎｍの反射膜を形成する。次に、この反射膜上に、スパッタリング法により、透明導電材料であるＩＺＯを、Ｂ副画素２１、Ｇ副画素２２及びＲ副画素２３に対応する領域（１１ｂ，１１ｇ，１１ｒ）に、それぞれパターニングして、膜厚２０ｎｍの透明導電膜を形成する。ここで上記反射膜及び透明導電膜は、下部反射電極１１として機能する。次に、アクリル樹脂により、各副画素を分割する画素分離膜を形成した後、画素分離膜まで形成された基板の処理を行う。具体的には、この基板を、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄し、次いで、煮沸洗浄後乾燥する。その後、ＵＶ／オゾン洗浄を行う。

以上のようにして基板１０の処理を行った後、真空蒸着法により、有機化合物層１２を構成する薄膜層を順次形成する。

具体的には、まず下記に示される化合物［Ｉ］を、画素領域全面に共通する層として成膜することで、膜厚２０ｎｍのホール輸送層１２１を形成する。尚、ホール輸送層１２１を形成する際に、真空度を１×１０^-4Ｐａとし、蒸着レートを０．２ｎｍ／ｓｅｃとしている。

次に、ホストである下記に示される化合物［ＩＩ］と、ゲストである下記に示される化合物［ＩＩＩ］とを共蒸着して、画素領域全面に共通する層として成膜することで、膜厚２０ｎｍのＢ発光層１２２を形成する。尚、Ｂ発光層１２２を形成する際に、ホストとゲストとの混合比を、重量比にして８０：２０とし、真空度を１×１０^-4Ｐａとし、蒸着レートを０．２ｎｍ／ｓｅｃとしている。

次に、シャドーマスクを介して、ホストであるＡｌｑ₃と、ゲストであるクマリン６とを共蒸着し、Ｇ副画素及びＲ副画素に共通する層として成膜することで、膜厚４０ｎｍのＧ発光層１２３を形成する。尚、Ｇ発光層１２３を形成する際に、ホストとゲストとの混合比を、重量比にして９９：１とし、真空度を１×１０^-4Ｐａとし、蒸着レートを０．２ｎｍ／ｓｅｃとしている。

次に、バソフェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）を、画素領域全面に共通する層として成膜することで、膜厚１０ｎｍの電子輸送層１２４を形成する。尚、電子輸送層１２４を形成する際に、真空度を１×１０^-4Ｐａとし、蒸着レートを０．２ｎｍ／ｓｅｃとしている。

次に、ＢｐｈｅｎとＣｓ₂ＣＯ₃とを、共蒸着し、画素領域全面に共通する層として成膜することで、膜厚２０ｎｍの電子注入層１２５を形成する。尚、電子注入層１２５を形成する際に、ＢｐｈｅｎとＣｓ₂ＣＯ₃との混合比を、重量比にして９０：１０とし、真空度を３×１０^-4Ｐａとし、成膜速度を０．２ｎｍ／ｓｅｃとしている。

このようにして、電子注入層１２５まで形成した基板を、真空を破ること無しにスパッタ装置に移動し、スパッタ法により、ＩＴＯを成膜し、膜厚６０ｎｍの上部電極１３を形成する。さらに、スパッタ法により、窒化酸化シリコンを成膜し、膜厚７００ｎｍの保護層１４を形成する。

次に、対向基板１５上に、Ｒ副画素２３に対応する領域に、緑色光を吸収して赤色光を発光する色変換膜１５１を形成する。この色変換膜１５１は、塗布法による薄膜形成と、フォトリソプロセスによるパターニングとにより形成される。具体的には、まず赤色蛍光材料ローダミン６Ｇ（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ６Ｇ）と光硬化性樹脂とを、重量比にして、１．５：９８．５で混合した後、この混合物を有機溶媒中に分散させた塗布液を調製する。次に、この塗布液を対向基板１５上に塗布し膜厚２μｍのフィルム状に形成した後、フォトリソプロセスによるパターニングを行うことにより、Ｒ副画素２３に対応する位置に、色変換膜１５１が形成される。尚、形成した色変換膜１５１の吸収波長域は、４５０ｎｍ〜５８０ｎｍ（吸収ピーク波長５３８ｎｍ、吸光度１．７）であり、発光波長域は、５７０ｎｍ〜７００ｎｍ（発光ピーク波長６１２ｎｍ）である。

最後に、Ｒ副画素２３の領域の上方に色変換膜１５１が配置されるように、基板１０と対向基板１５とを、接着層１４を介して貼り合わせることにより、本実施例の有機ＥＬ表示装置を得ることができる。

得られた有機ＥＬ表示装置を構成する各副画素について、分光放射輝度計を用いて発光効率、色度を測定した。尚、発光効率は、全画素を発光させてＣＩＥ色度（０．３１、０．３１６）の白色光を１００ｃｄ／ｍ²で表示する際の発光効率である。結果を表１に表す。

＜比較例１＞
実施例１と同様の方法で作製、処理した下部反射電極付基板を使用して、以下に示す方法で図２に示される有機ＥＬ表示装置を作製した。

基板上に、真空蒸着法により、Ｒ副画素、Ｇ副画素、Ｂ副画素のそれぞれに対応した３種類のシャドーマスクを用いて、ホール輸送層１２１を形成する。このときホール輸送層１２１の膜厚をそれぞれ下記表２のように設定している。

次に、真空蒸着法により、Ｒ副画素、Ｇ副画素、Ｂ副画素のそれぞれに対応した３種類のシャドーマスクを用いて、各副画素に対応した発光層１２６（Ｒ発光層１２６ｒ、Ｇ発光層１２６ｇ、Ｂ発光層１２６ｂ）を形成する。

各発光層を形成するにあたり、使用した材料（ホスト、ゲスト）及びその混合比、並びに膜厚を下記表３に示す。尚、真空度及び蒸着レートは、実施例１でＢ発光層及びＧ発光層を形成したときの条件と同様である。

次に、実施例１と同様の方法で、電子輸送層、電子注入層、上部電極、保護層をこの順で形成することで、本比較例の有機ＥＬ表示装置を得る。

得られた有機ＥＬ表示装置を構成する各副画素について、実施例１と同様に、発光効率、色度を測定した。結果を表４に表す。

上記評価結果より、色度については、実施例１の表示装置は、比較例１の表示装置と同程度である。一方、発光効率については、実施例１の表示装置は、Ｒ副画素の発光効率は比較例１よりは低いものの、Ｇ副画素及びＢ副画素の発光効率は、比較例１と同等であった。Ｒ副画素の発光効率が低かったのは、比較例１の赤色発光が燐光発光であるのに対し、実施例１は蛍光発光からの色変換発光であるからである。ここで、Ｒ副画素の光源であるＧ発光層のゲストを燐光材料に変更すれば、Ｒ副画素の発光効率も改善すると考えられる。また、発光効率のよい黄色系の燐光材料の発光層を光源として、Ｇ副画素とＲ副画素とに、緑色又は赤色の発光を取り出すためのカラーフィルタを併設してもよい。

ところで、実施例１の表示装置において、Ｇ副画素２２及びＲ副画素２３には、Ｂ発光層１２２及びＧ発光層１２３が設けられているが、両副画素から発せられる光は、Ｇ発光層１２３の発光であり、Ｂ発光層１２２の発光が実質的に含まれていない。即ち、Ｇ副画素２２及びＲ副画素２３においては、Ｇ発光層が発光し、Ｂ発光層が発光していないことになる。

これは、Ｂ発光層１２３内に形成された励起子のエネルギーが、相対的にエネルギーの低いＧ発光層１２３側に速やかに移動して、Ｂ発光層１２２内では発光がほとんど行われなかったためと考えられる。このような発光は、励起子をＧ発光層１２３側に偏在して生成させること等によっても実現させることができる。

また、実施例１の表示装置のＲ副画素２３の発光色は、Ｇ副画素２２の発光帯域と同一の光を色変換膜１５１が吸収して、長波長側の光を再発光したときの発光色である。ここで本実施例においては、Ｇ副画素の発光帯域が、色変換膜の吸収波長域とよく重なるため、高い変換効率で赤色光を発光することが可能であり、良好な発光効率を得ることができる。

ところで蒸着プロセスにおけるシャドーマスクによるパターニング回数は、比較例１では３回であるのに対して、実施例１では１回で済む。一方、マスク開口部の大きさは、比較例１が副画素１つ分であるのに対して、実施例１では副画素２つ分となり、開口サイズが２倍になる。このため、汚染やミスアライメントの確立が低減し、歩留まりが向上する。また使用するマスクの枚数を減らすことが可能であるので、低コスト化も図られる。

以上より、本実施例の表示装置は、ＲＧＢの３つの副画素を個別にパターニングした従来の表示装置の性能を大きく損なうことなく、低コスト化が可能となる。

＜実施例２＞
次に、本発明の有機ＥＬ表示装置を、３インチＶＧＡの高精細パネルに適用する場合の例を示す。

図３は、本実施例における副画素の配列態様を示す平面該略図である。本実施例においては、各副画素は、ＲＧＢ／ＲＧＢ・・・という態様で配列されている。また、画素１つあたりのＧ発光層１２３及び色変換膜１５１の平面配置は、図１（ｂ）に示される配置態様と同様である。本実施例において、Ｒ副画素２３とＧ副画素２２との間隔３３は５μｍであり、他の副画素間（Ｇ副画素２２とＢ副画素２１との間、及びＢ副画素２１とＲ副画素２３との間）の間隔３２は１５μｍである。一方、画素１個分の幅３０は９５．２５μｍであるため、各副画素の開口幅３１は、２０μｍ以上確保できている。

ここで、図３の副画素の配列態様に対応してパターン形成された下部反射電極を備える基板を使用して、実施例１と同様の方法により、有機化合物層及び上部電極本実施例の有機ＥＬ表示装置を作製する。

ところで、従来の蒸着工程において使用されるシャドーマスクのアライメント精度は、最も精密なものであっても１５μｍ程度である。一方、本発明の表示装置では、Ｇ発光層１２４を、Ｇ副画素２２とＲ副画素２３とに共通する発光層として、同一のマスク開口部を使用し一括で成膜することができる。このため、Ｒ副画素２３とＧ副画素２２との間隔が他の副画素間の間隔よりも狭いもの（５μｍ）であっても、要求されるマスクアライメント精度には影響しない。

一方、対向基板上であって、Ｒ副画素２３に対応する領域に色変換膜１５１を形成する工程と、基板と対向基板とを貼り合わせる工程においては、Ｒ副画素２３とＧ副画素２２との間隔に相当する５μｍのアライメント精度が要求される。ここでフォトリソプロセスを採用すれば、高いアライメント精度が得られるので、５μｍ程度のアライメント精度で色変換膜を形成することは充分可能である。

＜比較例２＞
本比較例は、比較例１と同様に、各副画素に含まれる発光層を設ける際に、シャドーマスクを用いて塗り分ける方法を採用している。

図４は、本比較例における副画素の配列態様を示す平面該略図である。本比較例では、シャドーマスクのアライメント精度の制約から、各副画素間の幅４２を少なくとも１５μｍ確保する必要があるので、各副画素の開口幅４１は、広くても１６．７５μｍまでしか確保できない。

以上より、実施例２では、比較例２よりも２０％程度パネルの開口幅が広い。これより、本発明の有機ＥＬ表示装置は、従来の有機ＥＬ表示装置と比較して、画素の開口率を向上させることが可能である。

＜実施例３＞
図５は、本実施例における副画素の配列態様を示す平面該略図である。

本実施例においては、副画素の配列態様がＲＧＢ／ＢＧＲ／ＲＧＢ／ＢＧＲ・・・となっている。また、本実施例では、Ｂ副画素２１とＧ副画素２２との間隔５２を１５μｍとする。一方、他の副画素間（Ｒ副画素２３とＧ副画素２２との間、隣接する２つのＢ副画素２１環及び隣接する２つのＲ副画素２３間）の間隔５３は５μｍになっている。本実施例において、画素１つあたりの幅５０は、実施例２の場合と同様に９５．２５μｍであるが、本実施例の場合は、各副画素の開口幅５１が実施例２よりもさらに広がっており、少なくとも２３．４μｍ以上は確保できている。

ここで、図５の副画素の配列態様に対応してパターン形成された下部反射電極を備える基板を使用して、実施例１と同様の方法により、有機化合物層及び上部電極本実施例の有機ＥＬ表示装置を作製する。

本実施例において、Ｇ発光層１２４は、１つのマスク開口部を使用して、の４つの副画素（ＧＲ／ＲＧ）に相当する領域の全域を一括して成膜することができる。このため、この４つの副画素間の間隔が５μｍと狭いものになっていても、要求されるマスクアライメント精度には影響しない。また、本実施例において、Ｂ発光層１２２は、各副画素に共通して形成されているので、隣接する２つのＢ副画素２１の間の間隔が５μｍと狭いものであっても、要求されるアライメント精度には無関係である。一方、Ｂ副画素２１とＧ副画素２２との間隔５２は、１５μｍと広く取ることができるので、一般的なシャドーマスクのアライメント精度で十分に対応可能である。

即ち、実施例３では、比較例２よりも開口幅が４０％程度広い表示装置である。

尚、本実施例においては、対向基板上の副画素Ｒに対応する領域に色変換膜を形成するプロセスにおいても、隣接する２つの副画素Ｒを、一つのマスク開口部で形成することができる。

以上から、本実施例の表示装置は、ＲＧＢの３つの副画素を個別にパターニングした従来の表示装置と比較して、高精細化した場合に、画素の開口率を大幅に向上させることが可能であることが分かる。

同様にして、大面積化に対しても、本発明が有効なことが理解される。

本発明の有機ＥＬ表示装置における一実施形態を示す模式図であり、（ａ）は、断面概略図であり、（ｂ）は、平面概略図である。 比較例１で作製した有機ＥＬ表示装置を示す断面概略図である。 実施例２における副画素の配列態様を示す平面該略図である。 比較例２における副画素の配列態様を示す平面該略図である。 実施例３における副画素の配列態様を示す平面該略図である。

１ 有機ＥＬ表示装置
１０ 基板
１１，１１ｂ，１１ｇ，１１ｒ 下部反射電極
１２ 有機化合物層
１２１ ホール輸送層
１２２，１２６ｂ Ｂ発光層
１２３，１２６ｇ Ｇ発光層
１２４ 電子輸送層
１２５ 電子注入層
１２６ 発光層
１２６ｒ Ｒ発光層
１３ 上部電極
１４ 保護層
１５ 対向基板
１５１ 色変換膜
２１ Ｂ副画素
２２ Ｇ副画素
２３ Ｒ副画素

Claims (5)

1. 基板と、該基板上に設けられる複数の画素と、から構成され、
   該画素が、Ｂ副画素と、Ｇ副画素と、Ｒ副画素と、からなり、
   該Ｂ副画素が、少なくとも下部反射電極と、Ｂ発光層と、上部電極と、を有し、
   該Ｇ副画素が、少なくとも下部反射電極と、Ｂ発光層と、Ｇ発光層と、上部電極と、を有し、
   該Ｒ副画素が、少なくとも下部反射電極と、Ｂ発光層と、Ｇ発光層と、上部電極と、色変換膜と、を有し、
   該Ｂ発光層が、該Ｂ副画素、該Ｇ副画素及び該Ｒ副画素に共通して形成される発光層であり、
   該Ｇ発光層が、該Ｇ副画素及び該Ｒ副画素に共通して形成される発光層であり、
   該色変換膜が、該上部電極の上方に設けられ、赤色光より短波長の光を吸収して赤色光に変換する薄膜層であることを特徴とする、有機ＥＬ表示装置。
2. 前記Ｇ副画素及び前記Ｒ副画素において、前記Ｇ発光層が発光し、前記Ｂ発光層が発光していないことを特徴とする、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 前記Ｂ副画素、前記Ｇ副画素及び前記Ｒ副画素の配列が、ＲＧＢ／ＲＧＢ・・・であり、
   前記Ｒ副画素と前記Ｇ副画素との間隔が、他の副画素間の間隔より狭いことを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 前記Ｂ副画素、前記Ｇ副画素及び前記Ｒ副画素の配列が、ＲＧＢ／ＢＧＲ／ＲＧＢ／ＢＧＲ・・・であり、
   前記Ｇ発光層が、ＧＲ／ＲＧからなる領域の全域に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 前記Ｂ副画素と前記Ｇ副画素との間隔が、他の副画素間の間隔より広いことを特徴とする、請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。

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