JP3594018B2

JP3594018B2 - 有機ｅｌディスプレイ

Info

Publication number: JP3594018B2
Application number: JP2002040549A
Authority: JP
Inventors: 誠内海
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2004-11-24
Anticipated expiration: 2022-02-18
Also published as: JP2003243154A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精細で視認性に優れ、携帯端末機または産業用計測器の表示など広範囲な応用可能性を有する有機ＥＬディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信の高速化と応用範囲の拡大が急速に進んでいる。この中で、表示デバイスに関して、携帯性や動画表示の要求に対応可能な低消費電力・高速応答性を有する高精細な表示デバイスの考案が広くなされている。
【０００３】
中でもカラー化方式に対して、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた駆動方式のカラー表示装置が考案されている。この場合、ＴＦＴが形成されている基板側に光を取り出す方式では、配線部分の遮光効果により開口率が上がらないため、最近ではＴＦＴが形成されている基板とは反対側に光を取り出す方式、いわゆるトップエミッション方式が考案されてきている。
【０００４】
トップエミッション方式の場合でも、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色の発光体をマトリクス上に分離配置する方式では、ＲＧＢ用の３種の発光材料をマトリクス上に高精細で配置しなくてはならないため、効率的かつ安価に製造することが困難である。また、３種の発光材料の輝度変化特性あるいは駆動条件が異なるために、長期間にわたって色再現性を確保することが困難であるなどの欠点が依然として解決されないままに残っている。
【０００５】
また、白色で発光するバックライトにカラーフィルターを用い、三原色を透過分離させる方法でも、白色バックライトの高効率化といった問題点は依然として残っている。
【０００６】
唯一、分離配置した蛍光体に励起光を吸収させ、それぞれの蛍光体から多色の蛍光を発光させる色変換方式が、ＴＦＴ駆動方式を用いたトップエミッション方式を採用することにより、さらに高精細かつ高輝度の有機ＥＬディスプレイを提供できる可能性を有している。特開平１１−２５１０５９号公報および特開２０００−７７１９１号公報に開示されているカラー表示装置は、このような方式の一例である。
【０００７】
従来技術の有機ＥＬディスプレイの構造を示す断面概略図を図６に示す。基板６０２の上に、ＴＦＴ６０４、陽極６０６、有機ＥＬ層６０８、陰極６１０を形成する。一方、透明基板６１６の上に色変換フィルタ層６１２およびブラックマスク６１４を形成する。次に基板６０２の周辺に、たとえば室温硬化型二液エポキシ系接着剤を使用して封止層６１８を形成し、透明基板６１６との貼り合わせを行う。この時、２枚の基板の間には内部空間６２０が形成される。また、封止層６１８の硬化には室温において２４時間とかなり長い時間が必要であり、陽極６０６と色変換フィルタ層６１２との位置合わせを行った後に、室温硬化の間、貼り合わせ物を固定して、位置ずれを起こさないような状態に保持する必要があった。
【０００８】
図５に示されるような色変換フィルタ層をカラーディスプレイにおいて実用上で重要な課題は、詳細なカラー表示機能であるとともに、有機ＥＬ素子が色再現性を含め長期的安定性を有することであり、なおかつ短時間で製造することが可能な構造と封止方法とを有することである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示すような構成の有機ＥＬディスプレイでは、２枚の基板の間に形成された内部空間６２０の影響で、有機ＥＬ層６０８からの発光が、屈折率の大きく異なる内部空間と陰極との界面および内部空間と色変換フィルタ層との界面において反射してしまう問題点を有する。
【００１０】
また、図５に示すような構成の有機ＥＬディスプレイにおいては、その貼り合わせ構造を維持するための構造物はディスプレイ周辺部の封止層６１８のみであり、駆動時の発熱による熱応力または外部から印加される圧力によりディスプレイ全体が変形して、色変換フィルタ層６１２と陰極６１０とが接触して素子破壊を起こす恐れがある。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬ層からの光を反射させずに色変換フィルタ層に有効に伝え、外部環境からの水分等の浸入を防止し、駆動時に変形を起こすことなく長期にわたって安定した発光特性を維持することが可能な有機ＥＬディスプレイの封止構造および封止方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様の有機ＥＬディスプレイは、基板上に形成された薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続される第１電極と、有機ＥＬ層と、第２電極とを含み、該薄膜トランジスタにより駆動される有機ＥＬ発光素子と；透明基板上に形成された色変換フィルタ層と、ブラックマスクと、前記有機ＥＬ発光素子に対向する面に形成される支柱とを含む色変換フィルタとを貼り合わせて形成される有機ＥＬディスプレイであって、前記有機ＥＬ発光素子と前記色変換フィルタとの間の空間に、１．３〜２．５の屈折率および波長４００〜８００ｎｍにおいて５０％以上の光透過率を有する１つまたは複数の材料が充填されており、前記支柱は、前記有機ＥＬ発光素子との間に０．５〜２μｍの間隙を有して形成されていることを特徴とする。ここで、前記有機ＥＬ発光素子、前記色変換フィルタ、前記支柱の表面は、純水に対して４０゜未満の接触角を有してもよい。また、前記支柱は、前記ブラックマスクに対応する位置に形成されていてもよい。
【００１３】
本発明の第２の態様の有機ＥＬディスプレイは、透明基板上に形成された色変換フィルタ層と、ブラックマスクとを含む色変換フィルタと；基板上に形成された薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続される第１電極と、有機ＥＬ層と、第２電極と、前記色変換フィルタに対向する面に形成される支柱とを含み、該薄膜トランジスタにより駆動される有機ＥＬ発光素子とを貼り合わせて形成される有機ＥＬディスプレイであって、前記有機ＥＬ発光素子と前記色変換フィルタとの間の空間に、１．３〜２．５の屈折率および波長４００〜８００ｎｍにおいて５０％以上の光透過率を有する１つまたは複数の材料が充填されており、前記支柱は、前記色変換フィルタとの間に０．５〜２μｍの間隙を有して形成されていることを特徴とする。ここで、前記有機ＥＬ発光素子、前記色変換フィルタ、前記支柱の表面は、純水に対して４０゜未満の接触角を有してもよい。また、前記支柱は、前記第１電極の間隙に形成されていてもよい。
【００１４】
また、本発明の第１および第２の態様において、支柱は、０．５〜５０ｋｇ／ｍｍ^２（４．９〜４９０ＭＰａ）程度の圧縮弾性率を有する弾性材料から形成されていてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［構成要素］
（１）第１の基板１０２
第１の基板１０２として、ガラスやプラスチックなどからなる絶縁性基板、または、半導電性や導電性基板に絶縁性の薄膜を形成した基板を用いることができる。
【００１６】
（２）ＴＦＴ１０４
ＴＦＴ１０４は、第１の基板１０２上にマトリックス状に配置され、各画素に対応した陽極にソース電極が接続される。好ましくは、ＴＦＴ１０４は、ゲート電極をゲート絶縁膜の下に設けたボトムゲートタイプで、能動層として多結晶シリコン膜を用いた構造である。
【００１７】
ＴＦＴ１０４のドレイン電極およびゲート電極に対する配線部、並びにＴＦＴ自身の構造は、所望される耐圧性、オフ電流特性、オン電流特性を達成するように、当該技術において知られている方法により作成することができる。また、トップエミッション方式を用いる本発明の有機ＥＬディスプレイにおいてはＴＦＴ部を光が通過しないので、開口率を増加させるためにＴＦＴを小さくする必要がなく、ＴＦＴ設計の自由度が高く、上記の特性を達成するために有利である。
【００１８】
（３）平坦化絶縁膜１０６
平坦化絶縁膜１０６が、ＴＦＴ１０４の上部に形成される。平坦化絶縁膜１０６は、ＴＦＴ１０４のソース電極またはドレイン電極と第１電極１０８との接続およびその他の回路の接続に必要な部分以外に設けられ、基板表面を平坦化して引き続く層の高精細なパターン形成を容易にする。平坦化絶縁膜１０６は、当該技術に知られている任意の材料により形成することができる。好ましくは、ポリイミドまたはアクリル樹脂から形成される。
【００１９】
（４）第１電極１０８
第１電極１０８は、ＴＦＴ１０４それぞれに対応して、平坦化絶縁膜１０６上に形成され、ＴＦＴ１０４のソース電極またはドレイン電極と接続される。ソース電極と接続される場合は陽極として機能し、ドレイン電極と接続される場合は陰極として機能する。
【００２０】
ＴＦＴ１０４と第１電極１０８とは、平坦化絶縁膜内に設けられたコンタクトホールに充填された導電性プラグによって接続される。導電性プラグは、第１電極１０８と一体に形成されてもよいし、あるいは金、銀、銅、アルミニウム、モリブデン、タングステンなどの低抵抗の金属類を用いて形成されてもよい。
【００２１】
第１電極１０８を陽極として用いる場合、正孔の注入を効率よく行うために、仕事関数が大きい材料が用いられる。特に通常の有機ＥＬ素子では、陽極を通して光が放出されるために陽極が透明であることが要求され、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物が用いられる。本発明のトップエミッション方式では透明であることは必要ではないが、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの導電性金属酸化物を用いて第１電極１０８を形成することができる。さらに、ＩＴＯなどの導電性金属酸化物を用いる場合、その下に反射率の高いメタル電極（Ａｌ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗなど）を用いることが好ましい。このメタル電極は、導電性金属酸化物より抵抗率が低いので補助電極として機能すると同時に、有機ＥＬ層１１０にて発光される光を色変換フィルタ１５０側に反射して光の有効利用を図ることが可能となる。
【００２２】
第１電極１０８を陰極として用いる場合、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、またはこれらのフッ化物等からなる電子注入性の金属、その他の金属との合金や化合物を用いられる。前述と同様に、その下に反射率の高いメタル電極（Ａｌ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗなど）を用いてもよく、その場合には低抵抗化および反射による有機ＥＬ層１１０の発光の有効利用を図ることができる。
【００２３】
（５）有機ＥＬ層１１０
本発明の色変換方式の有機ＥＬディスプレイにおいては、有機ＥＬ層１１０から発せられる近紫外から可視領域の光、好ましくは青色から青緑色領域の光を色変換フィルタ層に入射させて、所望される色を有する可視光を放出する。
【００２４】
有機ＥＬ層１１０は、少なくとも有機ＥＬ発光層を含み、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、および／または電子注入層を介在させた構造を有する。具体的には、下記のような層構成からなるものが採用される。
（１）有機ＥＬ発光層
（２）正孔注入層／有機ＥＬ発光層
（３）有機ＥＬ発光層／電子注入層
（４）正孔注入層／有機ＥＬ発光層／電子注入層
（５）正孔注入層／正孔輸送層／有機ＥＬ発光層／電子注入層
（上記において、左側に陽極、右側に陰極が接続される）
【００２５】
上記各層の材料としては、公知のものが使用される。青色から青緑色の発光を得るためには、有機ＥＬ発光層中に、例えばベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物などが好ましく使用される。
【００２６】
（６）第２電極１１２
第２電極１１２は、有機ＥＬ層１１０に対して効率よく電子または正孔を注入することとともに、有機ＥＬ層１１０の発光波長域において透明であることが求められる。第２電極１１２は、波長４００〜８００ｎｍの光に対して５０％以上の透過率を有することが好ましい。
【００２７】
第２電極１１２を陰極として用いる場合、その材料は、電子を効率よく注入するために仕事関数が小さいことが求められる。さらに、有機ＥＬ層の発する光の波長域において透明であることが必要とされる。これら２つの特性を両立するために、本発明において陰極１１２を複数層からなる積層構造とすることが好ましい。なぜなら、仕事関数の小さい材料は、一般的に透明性が低いからである。すなわち、有機ＥＬ層１１０と接触する部位に、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、またはこれらのフッ化物等からなる電子注入性の金属、その他の金属との合金や化合物の極薄膜（１０ｍｍ以下）を用いる。これらの仕事関数の小さい材料を用いることにより効率のよい電子注入を可能とし、さらに極薄膜とすることによりこれら材料による透明性低下を最低限とすることが可能となる。該極薄膜の上には、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明導電膜を形成する。これらの導電膜は補助電極として機能し、陰極１１２全体の抵抗値を減少させ有機ＥＬ層１１０に対して充分な電流を供給することを可能にする。
【００２８】
第２電極１１２を陽極として用いる場合、正孔注入効率を高めるために仕事関数の大きな材料を用いる必要がある。また、有機ＥＬ層１１０からの発光が第２電極を通過するために透明性の高い材料を用いる必要がある。したがって、この場合にはＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電性材料を用いることが好ましい。
【００２９】
（７）第１保護層１１４
以上のように形成される第２電極１１２以下の各層を覆って第１保護層１１４が設けられる。第１保護層１１４は、外部環境からの酸素、低分子成分および水分の透過を防止し、それらによる有機ＥＬ層１１０の機能低下を防止することに有効である。第１保護層１１４は、有機ＥＬ層１１０の発光を色変換フィルタ層へと透過させるために、その発光波長域において透明であることが好ましい。
【００３０】
これらの要請を満たすために、第１保護層１１４は、可視域における透明性が高く（４００〜８００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）、電気絶縁性を有し、水分、酸素および低分子成分に対するバリア性を有し、好ましくは２Ｈ以上の膜硬度を有する材料で形成される。例えば、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ、ＡｌＯ_ｘ、ＴｉＯ_ｘ、ＴａＯ_ｘ、ＺｎＯ_ｘ等の無機酸化物、無機窒化物等の材料を使用できる。該第１保護層の形成方法としては特に制約はなく、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、ディップ法、ゾル−ゲル法等の慣用の手法により形成できる。
【００３１】
また、第１保護層として種々のポリマー材料を用いることができる。イミド変性シリコーン樹脂（特開平５−１３４１１２号公報、特開平７−２１８７１７号公報、特開平７−３０６３１１号公報等を参照されたい）、無機金属化合物（ＴｉＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等）をアクリル、ポリイミド、シリコーン樹脂等の中に分散した材料（特開平５−１１９３０６号公報、特開平７−１０４１１４号公報等を参照されたい）、アクリレートモノマー／オリゴマー／ポリマーの反応性ビニル基を有した樹脂、レジスト樹脂（特開平６−３００９１０号公報、特開平７−１２８５１９号公報、特開平８−２７９３９４号公報、特開平９−３３０７９３号公報等を参照されたい）、フッ素系樹脂（特開平５−３６４７５号公報、特開平９−３３０７９３号公報）、または高い熱伝導率を有するメソゲン構造を有するエポキシ樹脂などの光硬化性樹脂および／または熱硬化性樹脂を挙げることができる。これらポリマー材料を用いる場合にも、その形成法は特に制限はない。たとえば、乾式法（スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法など）、あるいは湿式法（スピンコート法、ロールコート法、キャスト法など）のような慣用の手法により形成することができる。
【００３２】
上述の第１保護層１１４は、単層であっても、複数の層が積層されたものであってもよい。第１保護層１１４の厚さ（複数の層の積層物である場合は全厚）は、１〜１０μｍであることが好ましい。
【００３３】
（８）透明基板１１６
透明基板１１６は、色変換フィルタ層によって変換された光に対して透明であることが必要である。また、透明基板１１６は、色変換フィルタ層および平坦化層の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えるものであるべきであり、さらに寸法安定性に優れていることが好ましい。透明基板１１６は、波長４００〜８００ｎｍの光に対して５０％以上の透過率を有することが好ましい。
【００３４】
透明基板１１６の材料として好ましいものは、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート等の樹脂を含む。ホウケイ酸ガラスまたは青板ガラス等が特に好ましいものである。
【００３５】
（９）色変換フィルタ層
本明細書において、色変換フィルタ層は、カラーフィルタ層１１８、およびカラーフィルタ層１１８と蛍光変換層１２０との積層体の総称である。蛍光変換層１２０は、有機ＥＬ層１１０にて発光される近紫外領域ないし可視領域の光、特に青色ないし青緑色領域の光を吸収して異なる波長の可視光を蛍光として発光するものである。フルカラー表示を可能にするためには、少なくとも青色（Ｂ）領域、緑色（Ｇ）領域および赤色（Ｒ）領域の光を放出する独立した色変換フィルタ層が設けられる。ＲＧＢそれぞれの蛍光変換層は、少なくとも有機蛍光色素とマトリクス樹脂とを含む。
【００３６】
１）有機蛍光色素
本発明において、好ましくは、少なくとも赤色領域の蛍光を発する蛍光色素の１種類以上を用い、さらに緑色領域の蛍光を発する蛍光色素の１種類以上と組み合わせてもよい。すなわち、光源として青色ないし青緑色領域の光を発光する有機ＥＬ層１１０を用いる場合、有機ＥＬ層１１０からの光を単なる赤色フィルタに通して赤色領域の光を得ようとすると、元々赤色領域の波長の光が少ないために極めて暗い出力光になってしまう。
【００３７】
したがって、有機ＥＬ層１１０からの青色ないし青緑色領域の光を、蛍光色素によって赤色領域の光に変換することにより、十分な強度を有する赤色領域の光の出力が可能となる。発光体から発せられる青色から青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、例えばローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２などのローダミン系色素、シアニン系色素、１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジニウムパークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素などが挙げられる。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も蛍光性があれば使用することができる。
【００３８】
発光体から発せられる青色ないし青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、例えば３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノ−クマリン（クマリン６）、３−（２’−ベンゾイミダゾリル）−７−ジエチルアミノ−クマリン（クマリン７）、３−（２’−Ｎ−メチルベンゾイミダゾリル）−７−ジエチルアミノ−クマリン（クマリン３０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジン（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）などのクマリン系色素、あるいはクマリン色素系染料であるベーシックイエロー５１、さらにはソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６などのナフタルイミド系色素などが挙げられる。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も蛍光性があれば使用することができる。
【００３９】
さらに、青色領域の光に関しては、有機ＥＬ層１１０からの発光を単なる青色フィルタに通して出力させることが可能である。
【００４０】
なお、本発明に用いる有機蛍光色素を、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、アルキッド樹脂、芳香族スルホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂およびこれらの樹脂混合物などに予め練り込んで顔料化して、有機蛍光顔料としてもよい。また、これらの有機蛍光色素や有機蛍光顔料（本明細書中で、前記２つを合わせて有機蛍光色素と総称する）は単独で用いてもよく、蛍光の色相を調整するために２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
本発明に用いる有機蛍光色素は、蛍光変換層に対して、該蛍光変換層の重量を基準として０．０１〜５質量％、より好ましくは０．１〜２質量％含有される。もし有機蛍光色素の含有量が０．０１質量％未満ならば、十分な波長変換を行うことができず、あるいは含有量が５％を越えるならば、濃度消光等の効果により色変換効率の低下をもたらす。
【００４２】
２）マトリクス樹脂
次に、本発明の蛍光変換層に用いられるマトリクス樹脂は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂（レジスト）を光および／または熱処理して、ラジカル種または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である。また、蛍光変換層のパターニングを行うために、該光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、未露光の状態において有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが望ましい。
【００４３】
具体的には、マトリクス樹脂は、（１）アクロイル基や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およびオリゴマーと、光または熱重合開始剤とからなる組成物膜を光または熱処理して、光ラジカルまたは熱ラジカルを発生させて重合させたもの、（２）ボリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物を光または熱処理により二量化させて架橋したもの、（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膜を光または熱処理してナイトレンを発生させ、オレフィンと架橋させたもの、および（４）エポキシ基を有するモノマーと酸発生剤とからなる組成物膜を光または熱処理により、酸（カチオン）を発生させて重合させたものなどを含む。特に、（１）のアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと光または熱重合開始剤とからなる組成物を重合させたものが好ましい。なぜなら、該組成物は高精細なパターニングが可能であり、および重合した後は耐溶剤性、耐熱性等の信頼性が高いからである。
【００４４】
本発明で用いることができる光重合開始剤、増感剤および酸発生剤は、含まれる蛍光変換色素が吸収しない波長の光によって重合を開始させるものであることが好ましい。本発明の蛍光変換層において、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂中の樹脂自身が光または熱により重合することが可能である場合には、光重合開始剤および熱重合開始剤を添加しないことも可能である。
【００４５】
マトリクス樹脂（蛍光変換層）は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂、有機蛍光色素および添加剤を含有する溶液または分散液を、支持基板上に塗布して樹脂の層を形成し、そして所望される部分の光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を露光することにより重合させて形成される。所望される部分に露光を行って光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を不溶化させた後に、パターニングを行う。該パターニングは、未露光部分の樹脂を溶解または分散させる有機溶媒またはアルカリ溶液を用いて、未露光部分の樹脂を除去するなどの慣用の方法によって実施することができる。
【００４６】
３）形状
赤色に関しては、蛍光変換層１２０Ｒのみから形成されてもよい。しかし、蛍光色素による変換のみでは十分な色純度が得られない場合は、図１（Ａ）に示されるように蛍光変換層１２０Ｒとカラーフィルタ層１１８Ｒとの積層体としてもよい。カラーフィルタ層１１８Ｒを併用する場合、カラーフィルタ層１１８Ｒの厚さは１〜１．５μｍであることが好ましい。
【００４７】
また、緑色に関しては、蛍光変換層１２０Ｇのみから形成されてもよい。しかし、蛍光色素による変換のみでは十分な色純度が得られない場合は、図１（Ａ）に示されるように蛍光変換層１２０Ｇとカラーフィルタ層１１８Ｇとの積層体としてもよい。カラーフィルタ層１１８Ｇを併用する場合、カラーフィルタ層１１８Ｇの厚さは１〜１．５μｍであることが好ましい。あるいはまた、有機ＥＬ層１１０の発光が緑色領域の光を充分に含む場合には、カラーフィルタ層１１８Ｇのみとしてもよい。カラーフィルタ層１１８Ｇのみを用いる場合、その厚さは０．５〜１０μｍであることが好ましい。
【００４８】
一方、青色に関しては、図１に示されるようにカラーフィルタ層１１８Ｂのみとすることができる。カラーフィルタ層１１８Ｂのみを用いる場合、その厚さは０．５〜１０μｍであることが好ましい。
【００４９】
色変換フィルタ層の形状は、よく知られているように各色ごとに分離したストライプパターンとしてもよいし、各画素のサブピクセルごとに分離させた構造を有してもよい。
【００５０】
（１０）ブラックマスク１２２
各色に対応する色変換フィルタ層の間の領域には、ブラックマスク１２２を形成することが好ましい。ブラックマスクを設けることによって、隣接するサブピクセルの色変換フィルタ層への光の漏れを防止して、にじみのない所望される蛍光変換色のみを得ることが可能となる。各々の色変換フィルタ層の間の領域に留まらず、透明基板１１６上の色変換フィルタ層が設けられていない領域全体にブラックマスクを設けてもよい。ブラックマスク１２２は、好ましくは０．５〜２．０μｍの厚さを有する。
【００５１】
（１１）第２保護層１２４
色変換フィルタ層およびブラックマスクを覆って、第２保護層１２４が形成される。第２保護層１２４は、外部環境からの酸素、低分子成分および水分の透過を防止し、それらによる色変換フィルタ層の機能低下を防止することに有効である。第２保護層１２４は、有機ＥＬ層１１０の発光を色変換フィルタ層へと透過させるために、その発光波長域において透明であることが好ましい。すなわち、第２保護層１２４は、波長４００〜８００ｎｍの光に対して５０％以上の透過率を有することが好ましい。第２保護層１２４を形成する好ましい材料は、第１保護層１１４に関して記載したものと同一である。
【００５２】
（１２）支柱１２６
支柱１２６は、ディスプレイ駆動時の熱応力および外部から印加される力を発散させるために設けられる。支柱１２６を形成する材料として、絶縁性の無機および有機材料を用いることができる。たとえば、エッチングまたはリフトオフによりパターニングされる酸化ケイ素、フォトリソグラフ法によりパターニングされるアクリル樹脂またはノボラック樹脂をベースとする感光性フォトレジスト、あるいはエッチングによりパターニングされるポリイミドもしくはシリコーンゴムなどを用いることができる。
【００５３】
特に、支柱１２６として、圧縮弾性率が０．５〜５０ｋｇ／ｍｍ^２（４．９〜４９０ＭＰａ）程度の弾性材料を用いることが好ましい。なぜなら基板間に発生する応力を、支柱１２６が弾性変形することにより緩和することができるからである。
【００５４】
また、支柱１２６の表面は、純水に対して４０゜未満の接触角を有することが好ましい。このような接触角を有することによって、貼り合わせの後に充填剤層１２８の形成を行う場合（後述）に、充填剤の充填を円滑に行うこと、および未充填区域の発生を抑制することが可能となる。４０゜未満の接触角を実現するために、ＵＶ照射あるいはＡｒプラズマ暴露などの表面改質を用いることができる。たとえば、ＵＶ照射を行う場合、酸素または大気雰囲気において、低圧水銀ランプまたは高圧水銀ランプを用いて実施することができる。
【００５５】
（１３）充填剤層１２８
充填剤層１２８は、従来法のディスプレイ（図６）において形成される内部空間６２０を充填して、有機ＥＬ層１１０の発光の内部空間界面における反射を抑制し、該発光を色変換フィルタへと効率よく透過させるために設けられる。充填剤層１２８は、波長４００〜８００ｎｍの光に対して５０％以上の可視光透過率と、１．３〜２．５の屈折率とを有する材料から形成される。そのような材料の例は、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、ＡｌＮ_ｘ、ＳｉＡｌＯ_ｘＮ_ｙ、およびＴｉＯ_ｘのような無機材料、ならびに、アクリル樹脂、シリコンゲルおよびシリコーンゴムのような有機材料を含む。
【００５６】
充填剤は、２つの基板を貼り合わせる前に、有機ＥＬ発光素子あるいは色変換フィルタ上に塗布または分散されてもよいし、それらが貼り合わされた後に、封止層１３０に設けられた注入口を通して、基板間の間隙に充填されてもよい。
【００５７】
あるいはまた、フォトレジストなどのような光硬化性または熱硬化性材料を充填剤として用いる場合、貼り合わせの前に、その一部を光および／または熱により硬化させて支柱１２６とし、残りの未硬化部分を充填剤層１２８とすることができる。該材料は、有機ＥＬ発光素子側または色変換フィルタ側のどちらに塗布してもよい。
【００５８】
このような充填剤を用いることにより、有機ＥＬ層１１０からの発光の伝達経路の屈折率差を小さくすることができ、各界面における反射を抑制し、色変換フィルタ層への光の伝達をより効率的に行うことが可能となる。
【００５９】
（１４）封止層１３０
封止層１３０は、基板外周部に設けられ、有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタを接着するとともに、内部の各構成要素を外部環境の酸素、水分などから保護するために設けられる。封止層１３０は、熱硬化型または紫外線硬化型接着剤から形成され、直径３〜５０μｍ、好ましくは直径３〜２０μｍのガラスビーズ、シリカビーズなどを含む。これらのビーズ類は、有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタとの貼り合わせにおいて、基板間距離を規定するとともに、接着のために印加される圧力を負担する。さらに、ディスプレイ駆動時に発生する応力（特にディスプレイ外周部における応力）も負担して、該応力によるディスプレイの劣化を防止する。
【００６０】
充填剤層１２８が有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタとの貼り合わせ後の充填剤の注入により形成される場合、封止層１３０の一部に未形成部分（図４の４００）を設けてＣ形状とし、該未形成部分を充填剤注入口として使用することができる。この注入口は、充填剤の注入終了後に、封止層材料を付着および硬化させてふさぐことができる。あるいはまた、充填剤層１２８が接着前の塗布または分散により形成される場合には、未形成部分を設けずに□型に形成することができる。
【００６１】
［第１実施形態］
本発明の第１の実施形態は、図１に示されるように、有機ＥＬ発光素子１６０と、支柱１２６を有する色変換フィルタ１５０とを貼り合わせて形成される有機ＥＬディスプレイ１４０である。
【００６２】
色変換フィルタ１５０は、透明基板１１６上に、ＲＧＢ各色に対応する色変換フィルタ層と、それらの間および周囲に位置するブラックマスク１２２と、必要に応じて第２保護層１２４と、支柱１２６とを形成することにより得られる。図２に示される実施形態において、赤色変換フィルタ層は、赤色カラーフィルタ層１１８Ｒと赤色蛍光変換層１２０Ｒからなり、緑色変換フィルタ層は、緑色カラーフィルタ層１１８Ｇと緑色蛍光変換層１２０Ｇからなり、および青色変換フィルタ層は、青色カラーフィルタ層１１８Ｂからなる。支柱１２６は、フィルファクターに影響しない部位、たとえばブラックマスク１２２上方に設けることが望ましい。
【００６３】
図３に、支柱１２６の配置方法の例を示す。本実施形態においては、領域３００は色変換フィルタ層が形成されている領域に相当し、領域３０２はブラックマスク１２２が形成されている領域に相当する。図３（Ａ）のように、ブラックマスクのパターン３０２に沿ってライン状の形状を有してもよいし、あるいは図３（Ｂ）のように井形形状を有してもよい。これらの形状を有する場合、有機ＥＬ発光素子１６０と色変換フィルタ１５０との貼り合わせ後の充填剤の充填を考慮すると、支柱１２６は、充填剤が広がるあるいは流れやすい形状および配置密度を有する必要がある。たとえば、図４に示されるように、封止層１３０の一部に形成される充填剤注入口４００から充填剤を注入する工程を採る場合には、充填剤が流れやすいように支柱は注入口に垂直な方向を向いたライン状に形成されることが望ましい。また、充填剤の充填を補助するために、支柱１２６は、図３（Ｃ）に示されるように井形形状の一部を除去したような形状を有してもよい。
【００６４】
あるいはまた、図３（Ｄ）に示されるように、支柱１２６が円柱ないし角柱（四角柱、三角柱など）の形状を有してもよい。この場合にも、支柱１２６はブラックマスクのパターン３０２上に形成されることが好ましい。
【００６５】
支柱１２６は、好ましくは１〜１０μｍの高さを有することが好ましい。特に、第１保護層１１４表面との間に０．５〜２μｍの間隙を形成する高さを有することが好ましい。このような間隙を形成することにより、有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタとの接着時の接着圧力を封止層１３０に負担させ、支柱１２６が駆動時の熱応力および外部からの印加圧力を負担するようにすることが可能となる。
【００６６】
あるいはまた、支柱１２６が０．５〜５０ｋｇ／ｍｍ^２（４．９〜４９０ＭＰａ）程度の圧縮弾性率を有する弾性材料から形成される場合には、前記の間隙を形成しなくてもよい。この場合には、接着時に支柱１２６と有機ＥＬ発光素子１６０が接触し、支柱１２６に接着圧力が印加されるが、支柱１２６が弾性変形することにより、有機ＥＬ発光素子１６０を傷つけ、その機能を損なうことはない。
【００６７】
１つの支柱に印加される力は１０ｇｆ（９．８ｍＮ）未満であることが望ましい。たとえば、有機ＥＬ発光素子１６０と色変換フィルタ１５０との間に印加される圧力を０．０１ｋｇ／ｍｍ^２（０．１ＭＰａ）とすると、１個／ｍｍ^２以上の形成密度で支柱を形成することが好ましい。
【００６８】
また、色変換フィルタ１５０の表面（本実施例においては第２保護層１２４）および支柱１２６の表面は、純水に対して４０゜未満の接触角を有することが好ましい。このような接触角を有することによって、充填剤の充填を円滑に行うこと、および未充填区域の発生を抑制することが可能となる。ＵＶ照射あるいはＡｒプラズマ暴露などの表面改質を用いて、４０゜未満の接触角を実現してもよい。たとえば、ＵＶ照射を行う場合、酸素または大気雰囲気において、低圧水銀ランプまたは高圧水銀ランプを用いて実施することができる。
【００６９】
有機ＥＬ発光素子１６０は、第１の基板１０２上に、ＴＦＴ１０４、平坦化絶縁層１０６、第１電極１０８、有機ＥＬ層１１０、第２電極１１２および第１保護層１１４を有する。
【００７０】
色変換フィルタ１６０の表面（本実施例においては第１保護層１１４）も同様に、純水に対して４０゜未満の接触角を有することが好ましい。これによって、充填剤の充填を円滑に行うこと、および未充填区域の発生を抑制することが可能となる。ＵＶ照射あるいはＡｒプラズマ暴露などの表面改質を用いて、４０゜未満の接触角を実現してもよい。たとえば、ＵＶ照射を行う場合、酸素または大気雰囲気において、低圧水銀ランプまたは高圧水銀ランプを用いて実施することができる。
【００７１】
有機ＥＬ発光素子の外周部に、乾燥窒素雰囲気下（望ましくは、酸素および水分濃度ともに１ｐｐｍ以下）において、所望の接着距離を与えるように封止層１３０を形成する。貼り合わせの後に充填剤層１２８の形成を行う場合には、封止層１３０は、注入口４００として用いる１つ未形成部分を有してＣ形状に形成される（図４参照）。あるいはまた、複数の注入口を形成してもよい。貼り合わせ前に充填剤層１２８が形成されている場合には、封止層１３０を□型に形成してもよい。
【００７２】
続いて、第１電極１０８（すなわち有機ＥＬ発光素子の発光部）と色変換フィルタ層とを位置合わせして、有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタとを貼り合わせる。この位置合わせにより、支柱１２６は、第１電極１０８間の間隙に対応して位置することとなる。従って、支柱１２６が駆動時の熱応力または外部からの印加圧力を負担したとしても、有機ＥＬ発光素子の発光部に影響を与えることなしに、色変換フィルタ層と第２電極との接触、ひいては素子の破壊を防止することが可能となる。貼り合わせの後に、熱印加または紫外線照射により封止層を硬化させる。
【００７３】
［第２実施形態］
本発明の第２の実施形態は、図２に示されるように、支柱１２６と有する有機ＥＬ発光素子１６１と、色変換フィルタ１５１とを貼り合わせて形成される有機ＥＬディスプレイ１４１である。
【００７４】
色変換フィルタ１５１は、支柱１２６を設けないことを除いて、第１の実施形態の色変換フィルタ１５０と同一である。
【００７５】
有機ＥＬ発光素子の形成において、最初に基板１０２に対して、ＴＦＴ１０４、平坦化絶縁膜１０６および第１電極１０８の形成が行われる。次に、第１電極１０８の間隙に支柱１２６の形成が行われる。支柱１２６は、図３（Ａ）〜（Ｄ）のような配置を有してもよい。ただし、本実施形態において、領域３００は第１電極１０８が形成されている領域であり、領域３０２は第１電極１０８の間隙に相当する。支柱１２６の形成の後に、有機ＥＬ層１１０、第２電極１１２および第１保護層１１４の形成が行われる。
【００７６】
支柱１２６の側面と基板表面とのなす角θは、鋭角（０＜θ≦９０゜）であっても、鈍角（θ＞９０゜）であってもよい。図５（Ａ）は、支柱１２６の側面と基板表面とのなす角θが鋭角である場合を示す図である。このような支柱１２６の形成後に有機ＥＬ層１１０、第２電極１１２および第１保護層１１４の形成を行うと、図５（Ｂ）に示すように、それらの層は支柱の部位で不連続となる。その結果、基板１０６上に形成される発光部は、駆動時の熱応力または外部からの印加圧力を負担すべき部分から独立する。すなわち、それらの力は、支柱１２６のみによって負担される。
【００７７】
図５（Ｃ）は、支柱１２６の側面と基板表面とのなす角θが鈍角である場合を示す図である。このような支柱１２６の形成後に有機ＥＬ層１１０、第２電極１１２および第１保護層１１４の形成を行うと、図５（Ｄ）に示すように、それらの層は連続層として形成される。その結果、不連続部位が存在しないので、パッシベーション能に優れた有機ＥＬ発光素子を得ることができる。
【００７８】
支柱１２６は、好ましくは１〜１０μｍの高さを有することが好ましい。特に、色変換フィルタ１５１表面との間に０．５〜２μｍの間隙を形成する高さを有することが好ましい。このような間隙を形成することにより、有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタとの接着時の接着圧力を封止層１３０に負担させ、支柱１２６が駆動時の熱応力および外部からの印加圧力を負担するようにすることが可能となる。
【００７９】
あるいはまた、第１の実施形態において記載したように、支柱１２６が０．５〜５０ｋｇ／ｍｍ^２（４．９〜４９０ＭＰａ）程度の圧縮弾性率を有する弾性材料から形成される場合には、前記の間隙を形成しなくてもよい。この場合には、接着時に支柱１２６と色変換フィルタ１５１が接触し、支柱１２６に接着圧力が印加されるが、支柱１２６が弾性変形することにより、色変換フィルタ１５１を傷つけ、その機能を損なうことはない。
【００８０】
１つの支柱に印加される力は１０ｇｆ（９．８ｍＮ）未満であることが望ましい。たとえば、有機ＥＬ発光素子１６０と色変換フィルタ１５０との間に印加される圧力を０．０１ｋｇ／ｍｍ^２（０．１ＭＰａ）とすると、１個／ｍｍ^２以上の形成密度で支柱を形成することが好ましい。
【００８１】
第１の実施形態に記載したように、色変換フィルタ１５１の表面（本実施例においては第２保護層１２４）、有機ＥＬ発光素子１６１の表面（本実施例においては第１保護層１１４）および支柱１２６の表面は、純水に対して４０゜未満の接触角を有することが好ましい。このような接触角を有することによって、充填剤の充填を円滑に行うこと、および未充填区域の発生を抑制することが可能となる。ＵＶ照射あるいはＡｒプラズマ暴露などの表面改質を用いて、４０゜未満の接触角を実現してもよい。
【００８２】
封止層１３０および充填剤層１２８の形成は、第１の実施形態に記載されるものと同一の方法を用いて行うことができる。
【００８３】
【実施例】
（実施例１）
ガラス基板上に、ＴＦＴ、陽極、有機ＥＬ層、陰極、第１保護層を順次形成して、図１に示される有機ＥＬ発光素子１６０を得た。長辺方向のピッチ１９５μｍ、短辺方向のピッチ６５μｍを有して、陽極を配置した。各陽極間の間隔は、長辺方向１８０μｍ、短辺方向５０μｍであった。有機ＥＬ発光素子１６０の表面の純水に対する接触角は約２０゜であった。
【００８４】
透明ガラス基板上に、厚さ１．５μｍのブラックマスク、それぞれの厚さが１．５μｍである赤色、緑色および青色のカラーフィルタ層、それぞれの厚さが１０μｍである赤色および緑色の蛍光変換層、厚さ３μｍ（蛍光変換層上において）のアクリル樹脂からなる平坦化層、および厚さ３００ｎｍの酸化ケイ素からなる防湿層を積層した。ここで、前述の平坦化層および防湿層が第２保護層に相当する。また、各カラーフィルタ層および蛍光変換層は、４８×１７８μｍの寸法を有する。次に、アクリル樹脂を用いて、防湿層上に、表示部の長辺方向に平行に、ブラックマスクパターンに重なるように、厚さ３μｍ、幅８μｍのライン形状の支柱を形成して、図１に示される色変換フィルタ１５０を得た。支柱の間隔を３９０μｍとした。色変換フィルタおよび支柱の表面の純水に対する接触角は約２０゜であった。
【００８５】
以上のように得られた有機ＥＬ発光素子および色変換フィルタを、乾燥窒素雰囲気（酸素および水分ともに１ｐｐｍ以下）のグローブボックス内に配置した。次に、ディスペンサーロボットを用いて、有機ＥＬ発光素子のガラス基板外周部に、直径２０μｍのビーズを分散させた紫外線硬化型接着剤（スリーボンド社製、商品名３０Ｙ−４３７）を、一部に未塗布部分を設けたＣ形状に塗布し、そして色変換フィルタを貼り合わせた。このとき、色変換フィルタの支柱と有機ＥＬ発光素子の第１保護層とは直接接触せず、１μｍの間隔があった。
【００８６】
続いて、第１電極と色変換フィルタ層とを対応させるように位置合わせを行った。そして、３０秒間にわたって、照度１００ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を照射し、接着剤を硬化させて封止層を形成した。
【００８７】
次に、前述の未塗布部分を注入口として用いて、ディスペンサーから屈折率１．６の透明シリコーンゴム材料を注入し、充填剤層を形成した。最後に、注入口として用いた部分を、前述の紫外線硬化型接着剤を用いて封止して、図１に示される有機ＥＬディスプレイ１４０を得た。
【００８８】
上記の方法では、貼り合わせ工程において、色変換フィルタの支柱と有機ＥＬ発光素子の第１保護層とは直接接触しないので、素子の破壊は発生しなかった。また、本発明の有機ＥＬディスプレイを９０℃と−４０℃とを反復するヒートサイクルにさらしたが、発生する応力による素子の破壊が起こることはなかった。また、透明シリコーンゴムからなる充填剤層界面における透過光の反射率は１％未満であった。
【００８９】
（実施例２）
支柱の形成を以下のように変更したことを除いて、実施例１を繰り返して有機ＥＬディスプレイを作成した。防湿層までを形成した色変換フィルタ基板に対して、アクリル樹脂を用いて高さ５μｍ、直径５μｍの円柱形状の支柱を形成した。支柱の配置密度を１０カ所／ｍｍ^２とした。また、アクリル樹脂のポストベークによる焼成率を変更して、その圧縮弾性率を５０ｋｇ／ｍｍ^２（４９０ＭＰａ）とした。支柱の表面の純水に対する接触角は約２０゜であった。
【００９０】
本実施例においては、貼り合わせ工程において、色変換フィルタの支柱が第１保護層と接触した。しかし、貼り合わせ工程で発生する圧力は支柱の弾性変形により吸収され、素子の破壊は発生しなかった。また、本発明の有機ＥＬディスプレイを９０℃と−４０℃とを反復するヒートサイクルにさらしたが、発生する応力による素子の破壊が起こることはなかった。また、透明シリコーンゴムからなる充填剤層界面における透過光の反射率は１％未満であった。
【００９１】
（実施例３）
ガラス基板上に、ＴＦＴ、および陽極を形成した。長辺方向のピッチ１９５μｍ、短辺方向のピッチ６５μｍを有して、陽極を配置した。各陽極間の間隔は、長辺方向１８０μｍ、短辺方向５０μｍであった。次に、陽極の間隙に、ネガ型ノボラック樹脂材料を用いて高さ５μｍ、直径５μｍの切頭円錐状の支柱を形成した。支柱の配置密度を５カ所／ｍｍ^２とした。支柱の切頭円錐の母線（すなわち支柱側面）と基板表面とのなす角を６０゜とした。また、支柱の圧縮弾性率は８０ｋｇ／ｍｍ^２（約７８５ＭＰａ）であった。
【００９２】
続いて、支柱を形成した基板上に、有機ＥＬ層、陰極、保護膜を形成して、図２に示される有機ＥＬ発光素子１６１を得た。このとき、それらの層は支柱上部と基板上とで不連続な層を形成していた。有機ＥＬ発光素子および支柱の表面の純水に対する接触角は約２０゜であった。
【００９３】
透明ガラス基板上に、厚さ１．５μｍのブラックマスク、それぞれの厚さが１．５μｍである赤色、緑色および青色のカラーフィルタ層、それぞれの厚さが１０μｍである赤色および緑色の蛍光変換層、厚さ３μｍ（蛍光変換層上において）のアクリル樹脂からなる平坦化層、および厚さ３００ｎｍの酸化ケイ素からなる防湿層を積層して、図２に示される色変換フィルタ１５１を得た。ここで、前述の平坦化層および防湿層が第２保護層に相当する。また、各カラーフィルタ層および蛍光変換層は、４８×１７８μｍの寸法を有する。色変換フィルタの表面の純水に対する接触角は約２０゜であった。
【００９４】
以上のように得られた有機ＥＬ発光素子および色変換フィルタを、乾燥窒素雰囲気（酸素および水分ともに１ｐｐｍ以下）のグローブボックス内に配置した。次に、ディスペンサーロボットを用いて、有機ＥＬ発光素子のガラス基板外周部に、直径２０μｍのビーズを分散させた紫外線硬化型接着剤（スリーボンド社製、商品名３０Ｙ−４３７）を、一部に未塗布部分を設けたＣ形状に塗布し、そして色変換フィルタを貼り合わせた。このとき、有機ＥＬ発光素子の支柱上部の第１保護層と色変換フィルタの防湿層とは直接接触していた。
【００９５】
続いて、第１電極と色変換フィルタ層とを対応させるように位置合わせを行った。そして、３０秒間にわたって、照度１００ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を照射し、接着剤を硬化させて封止層を形成した。
【００９６】
次に、前述の未塗布部分を注入口として用いて、ディスペンサーから屈折率１．６の透明シリコーンゴム材料を注入し、充填剤層を形成した。最後に、注入口として用いた部分を、前述の紫外線硬化型接着剤を用いて封止して、図２に示される有機ＥＬディスプレイ１４１を得た。
【００９７】
上記の方法では、貼り合わせ工程において、有機ＥＬ発光素子の支柱上部の第１保護層と色変換フィルタの防湿層とは直接接触していたが、貼り合わせ工程で発生する圧力は支柱の弾性変形により吸収され、素子の破壊は発生しなかった。また、本発明の有機ＥＬディスプレイを９０℃と−４０℃とを反復するヒートサイクルにさらしたが、発生する応力による素子の破壊が起こることはなかった。また、透明シリコーンゴムからなる充填剤層界面における透過光の反射率は１％未満であった。
【００９８】
（実施例４）
実施例１と同様にして、有機ＥＬ発光素子を形成した。
また、実施例１と同様にして、透明基板上に、ブラックマスク、色変換フィルタ層、平坦化層、および防湿層を形成した。次に、防湿層上に膜厚５μｍの感光性アクリル樹脂を塗布した。プリベークを行った後に、封止のための領域を確保するために、溶剤と用いて基板周縁部の塗膜を幅５ｍｍにわたって除去した。その後、直径５μｍの複数の円形開口部を有するフォトマスクを用いて露光を行い、続いて１００℃のホットプレート上で焼成した。上記の操作により、アクリ樹脂層中に、露光およびベークにより硬化が進行した部分（支柱１２６に相当する）と、硬化されていない部分（充填剤層１２８に相当する）とを形成して、色変換フィルタを得た。硬化が進行した部分の圧縮弾性率は、５０ｋｇ／ｍｍ^２（約４９０ＭＰａ）であった。（支柱１２６は、高さ５μｍ、直径５μｍの円柱状に形成され、５カ所／ｍｍ^２の密度で配置された。また、充填剤層に相当する硬化されていない部分のアクリル樹脂は約１．６の屈折率を有した。
以上のように得られた有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタとを、実施例１と同様の方法により貼り合わせて、有機ＥＬディスプレイを得た。
【００９９】
本実施例においても、貼り合わせ工程において、色変換フィルタの支柱が第１保護層と接触した。しかし、貼り合わせ工程で発生する圧力は支柱の弾性変形により吸収され、素子の破壊は発生しなかった。また、本発明の有機ＥＬディスプレイを９０℃と−４０℃とを反復するヒートサイクルにさらしたが、発生する応力による素子の破壊が起こることはなかった。本実施例においても、充填剤層（未硬化のアクリル樹脂）界面における透過光の反射率は１％未満であった。
【０１００】
【発明の効果】
以上に述べたとおり、本発明の記載のように、有機ＥＬ発光素子と支柱を設けた色変換フィルタの貼り合わせ、あるいは支柱を設けた有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタとの貼り合わせにより作成される有機ＥＬディスプレイにおいて、有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタとの間の空間に、波長４００〜８００ｎｍの光に対して５０％以上の透過率および１．３〜２．５の屈折率を有する材料を充填することにより、有機ＥＬ層の発光を効率よく色変換フィルタ層へと透過することが可能となる。また、支柱を形成することにより、駆動時の熱応力または外部から印加される圧力による素子の破壊を防止し、長期にわたって安定した発光特性を維持することが可能となる。
さらに、充填材料の接触する表面である、有機ＥＬ発光素子、色変換フィルタおよび支柱の表面が純水に対して４０゜未満の接触角を有するようにすることにより、材料の充填を円滑に行い、かつ未充填区域の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬディスプレイを示す概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬディスプレイを示す概略断面図である。
【図３】支柱の配置例を示す概略透視上面図である。
【図４】封止層および支柱の配置例を示す概略透視上面図である。
【図５】支柱の側面と基板表面とのなす角の効果を説明する概略断面図である。
【図６】従来法の有機ＥＬディスプレイを示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０２、６０２第１の基板
１０４、６０４ＴＦＴ
１０６平坦化絶縁層
１０８、６０６第１電極（陽極）
１１０、６０８有機ＥＬ層
１１２、６１０第２電極（陰極）
１１４第１保護層
１１６、６１６透明基板
１１８カラーフィルタ層
１２０蛍光変換層
１２２、６１２ブラックマスク
１４０、１４１本発明の有機ＥＬディスプレイ
１５０，１５１色変換フィルタ
１６０，１６１有機ＥＬ発光素子
４００充填剤注入口
６００従来例の有機ＥＬディスプレイ
６１４色変換フィルタ層
２２０透光性基板
２２２封止樹脂

Claims

基板上に形成された薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続される第１電極と、有機ＥＬ層と、第２電極とを含み、該薄膜トランジスタにより駆動される有機ＥＬ発光素子と、
透明基板上に形成された色変換フィルタ層と、ブラックマスクと、前記有機ＥＬ発光素子に対向する面に形成される支柱とを含む色変換フィルタとを貼り合わせて形成される有機ＥＬディスプレイであって、
前記有機ＥＬ発光素子と前記色変換フィルタとの間の空間に、１．３〜２．５の屈折率および波長４００〜８００ｎｍにおいて５０％以上の光透過率を有する１つまたは複数の材料が充填されており、
前記支柱は、前記有機ＥＬ発光素子との間に０．５〜２μｍの間隙を有して形成されている
ことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
前記有機ＥＬ発光素子、前記色変換フィルタ、前記支柱の表面は、純水に対して４０゜未満の接触角を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
前記支柱は、前記ブラックマスクに対応する位置に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬディスプレイ。
透明基板上に形成された色変換フィルタ層と、ブラックマスクとを含む色変換フィルタと、
基板上に形成された薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続される第１電極と、有機ＥＬ層と、第２電極と、前記色変換フィルタに対向する面に形成される支柱とを含み、該薄膜トランジスタにより駆動される有機ＥＬ発光素子とを貼り合わせて形成される有機ＥＬディスプレイであって、
前記有機ＥＬ発光素子と前記色変換フィルタとの間の空間に、１．３〜２．５の屈折率および波長４００〜８００ｎｍにおいて５０％以上の光透過率を有する１つまたは複数の材料が充填されており、
前記支柱は、前記色変換フィルタとの間に０．５〜２μｍの間隙を有して形成されている
ことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
前記有機ＥＬ発光素子、前記色変換フィルタ、前記支柱の表面は、純水に対して４０゜未満の接触角を有することを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬディスプレイ。
前記支柱は、前記第１電極の間隙に形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の有機ＥＬディスプレイ。
前記支柱は、０．５〜５０ｋｇ／ｍｍ^２（４．９〜４９０ＭＰａ）程度の圧縮弾性率を有する弾性材料から形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の有機ＥＬディスプレイ。