JP4748386B2 - Organic EL device - Google Patents

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Description

本発明は有機EL素子に関し、より詳しくは、優れたパッシベーション性を示し、かつ、平坦化層との密着性に優れたパッシベーション膜を有する有機EL素子に関する。   The present invention relates to an organic EL element, and more particularly to an organic EL element having a passivation film that exhibits excellent passivation properties and excellent adhesion to a planarization layer.

液晶表示素子等に対して視野角依存性および高速応答性などに優れた、有機分子の薄膜積層構造を有し、印加電圧10Vで、1000cd/m2以上の高輝度で発光する積層型有機エレクトロルミネセンス(以下、有機ELと称する)素子が、Tangらによって報告されて以来、有機EL素子は実用化に向けての研究が活発に行われている(例えば、非特許文献1参照。)。 Multilayer organic electroluminescence that has a thin film laminated structure of organic molecules that is excellent in viewing angle dependency and high-speed response with respect to liquid crystal display elements, etc., and emits light with high luminance of 1000 cd / m 2 or more at an applied voltage of 10 V. Since a luminescence (hereinafter referred to as organic EL) element has been reported by Tang et al., Organic EL elements have been actively studied for practical use (see, for example, Non-Patent Document 1).

1997年11月にパイオニア社によって、車搭載用の緑色モノクロ有機ELディスプレイが製品化されて以来、多様化する社会のニーズに応えるべく、長期安定性および高速応答性を有し、多色表示または高精細なフルカラー表示が可能な有機ELディスプレイの実用化が急がれている。   Since pioneer in November 1997 commercialized green monochrome organic EL displays for vehicles, it has long-term stability and high-speed response to meet the diverse needs of society. There is an urgent need for practical use of organic EL displays capable of high-definition full-color display.

有機ELディスプレイのマルチカラー化またはフルカラー化の方法の1例は、赤、緑、青(以下、RGBと略す。)の3原色の発光体をマトリクス状に分離配置し、それぞれ発光させる方法である。RGBの3色を発光させるためにはカラーフィルタないし色変換層(以下、あわせて色変換フィルタ層という。)をフォトプロセスで形成する。   One example of a method for making the organic EL display multi-colored or full-colored is a method in which light emitters of three primary colors of red, green, and blue (hereinafter abbreviated as RGB) are separately arranged in a matrix and light is emitted. . In order to emit three colors of RGB, a color filter or a color conversion layer (hereinafter also referred to as a color conversion filter layer) is formed by a photo process.

色変換フィルタ層は、樹脂中に色変換用の色素を分散したものである。ここで、混合する色素の熱安定性の問題から200℃を超える温度での色変換フィルタ層の乾燥を行えないことから、色変換フィルタ層中に、塗布液中に含有される水分またはパターン形成工程中に混入した水分が含有される可能性が高い。   The color conversion filter layer is obtained by dispersing a color conversion pigment in a resin. Here, since the color conversion filter layer cannot be dried at a temperature exceeding 200 ° C. due to the problem of thermal stability of the dye to be mixed, moisture or pattern formation contained in the coating liquid in the color conversion filter layer There is a high possibility that moisture mixed in during the process is contained.

また、色変換層を形成する際、RGB各色の色変換フィルタ層は有機EL層からの光をそれぞれの色に効率よく変換するために12μm程度の厚さにする必要がある。また、色のにじみを防止するために、各色変換フィルタ層間の重なりがないようにする必要がある。例えば、70dpiの場合、RGBのサブピクセル(RGBの各単色の画素)は120μm間隔で並ぶことになり、色のにじみを防止するためにRGBの各色変換フィルタ層を約10μm離して形成する必要がある。その結果、サブピクセル間に幅10μm、深さ10μmの溝が形成される。   Further, when forming the color conversion layer, the RGB color conversion filter layers need to have a thickness of about 12 μm in order to efficiently convert the light from the organic EL layer into the respective colors. Further, in order to prevent color bleeding, it is necessary to prevent the color conversion filter layers from overlapping each other. For example, in the case of 70 dpi, the RGB sub-pixels (RGB single-color pixels) are arranged at intervals of 120 μm, and the RGB color conversion filter layers need to be formed approximately 10 μm apart to prevent color bleeding. is there. As a result, a groove having a width of 10 μm and a depth of 10 μm is formed between the sub-pixels.

この上に透明電極や有機EL層を形成するためには、この溝を埋めて平坦化するために平坦化層が設けられる。平坦化層はアクリル樹脂などの透明な有機樹脂が用いられている。   In order to form a transparent electrode or an organic EL layer thereon, a flattening layer is provided to fill and flatten the groove. A transparent organic resin such as an acrylic resin is used for the planarizing layer.

この平坦化層も平坦化層形成後には色変換フィルタ層の色素の熱安定性の問題から充分高温で乾燥することができず、平坦化層に水分が含有される可能性が高い。   Even after the flattening layer is formed, the flattening layer cannot be dried at a sufficiently high temperature due to the problem of thermal stability of the dye of the color conversion filter layer, and the flattening layer is likely to contain moisture.

有機EL素子には、一定期間の駆動により電流−輝度特性が低下するという課題を有している。   The organic EL element has a problem that current-luminance characteristics are reduced by driving for a certain period.

この発光特性の低下原因の代表的なものは、ダークスポット(発光欠陥点)の成長である。駆動時および保存中に酸化が進むとダークスポットの成長が進み、発光面全体に広がる。このダークスポットは、素子中の酸素または水分により、素子を構成する積層材料の酸化または凝集によるものと考えられている。その成長は、通電中はもちろん、保存中にも進行し、特に素子の周囲に存在する酸素または水分により加速されると考えられている。   A typical cause of the deterioration of the light emission characteristics is the growth of dark spots (light emission defect points). When oxidation proceeds during driving and during storage, the growth of dark spots proceeds and spreads over the entire light emitting surface. This dark spot is considered to be caused by oxidation or aggregation of the laminated material constituting the element due to oxygen or moisture in the element. The growth proceeds during storage as well as energization, and is considered to be accelerated particularly by oxygen or moisture present around the element.

すなわち、上述の色変換フィルタ層や平坦化層に残留している微量の水分が有機EL層へ拡散するとダークスポットの発生原因となる。これを防止するため、厚さ200〜300nmのパッシベーション膜が設けている。
パッシベーション膜としては酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタンなどの透明無機酸化物からなる膜(例えば、特許文献1参照。)、窒化酸化珪素などの無機酸窒化物からなる膜(例えば、特許文献2参照。)などをスパッタ法やCVDで形成したものが用いられている。
That is, if a small amount of moisture remaining in the color conversion filter layer or the flattening layer is diffused into the organic EL layer, dark spots are generated. In order to prevent this, a passivation film having a thickness of 200 to 300 nm is provided.
As the passivation film, a film made of a transparent inorganic oxide such as silicon oxide, aluminum oxide or titanium oxide (for example, see Patent Document 1), or a film made of an inorganic oxynitride such as silicon nitride oxide (for example, see Patent Document 2). Etc.) formed by sputtering or CVD.

パッシベーション膜は無機物であり、平坦化層は有機物であるので、通常は親和性に乏しく密着性に劣る。そこで、パッシベーション膜と平坦化層の密着性を確保するため、平坦化層の上にパッシベーション膜を形成する前に、平坦化層表面に紫外線を照射して平坦化層の表面に酸素や水酸基を導入することにより改質している。   Since the passivation film is an inorganic material and the planarizing layer is an organic material, it usually has poor affinity and poor adhesion. Therefore, in order to secure the adhesion between the passivation film and the planarizing layer, before forming the passivation film on the planarizing layer, the surface of the planarizing layer is irradiated with ultraviolet rays so that oxygen and hydroxyl groups are applied to the surface of the planarizing layer. It is modified by introducing it.

特開平8−279394号公報JP-A-8-279394 特開2003−297551号公報JP 2003-297551 A C. W. Tang, S. A. VanSlike, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)C. W. Tang, S. A. VanSlike, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)

紫外線を照射することにより平坦化層表面に酸素や水酸基を導入すると、無機酸化物からなるパッシベーション膜とは親和性がよいので良好な密着性を得ることができるが、酸化珪素をはじめとする無機酸化物は酸素や水分を通しやすく、無機酸化物からなるパッシベーション膜はパッシベーション性に劣る。   When oxygen or a hydroxyl group is introduced to the surface of the planarizing layer by irradiating with ultraviolet rays, good adhesion can be obtained with a passivation film made of an inorganic oxide. Oxides easily pass oxygen and moisture, and a passivation film made of an inorganic oxide is inferior in passivation properties.

無機窒化物はパッシベーション性に優れるが、酸素や水酸基を表面に有する有機層との密着性が不充分で後工程のフォトプロセスで剥離が生じやすいという問題がある。   Inorganic nitrides have excellent passivation properties, but there is a problem that adhesion with an organic layer having oxygen or a hydroxyl group on the surface is insufficient, and peeling is likely to occur in a subsequent photo process.

無機酸窒化物からなるパッシベーション膜はその酸素濃度が高ければ酸素や水酸基を表面に有する有機層との密着性が良好となるが、無機酸化物ほどではないにしてもやはりパッシベーション性に若干劣るという問題があった。   A passivation film made of an inorganic oxynitride has good adhesion to an organic layer having oxygen or hydroxyl groups on its surface if its oxygen concentration is high, but it is still slightly inferior to the passivation property even if it is not as inorganic oxide. There was a problem.

本発明はこのような状況に鑑みなされたものであり、無機窒化物のパッシベーション性と平坦化層への良好な密着性を兼ね備えたパッシベーション膜を有する有機EL素子を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a condition, and it aims at providing the organic EL element which has a passivation film which has the passivation property of inorganic nitride, and the favorable adhesiveness to a planarization layer.

すなわち、本発明の有機EL素子は、透明基板と、前記透明基板上に設けられた1つまたは複数種の色変換フィルタ層と、前記色変換層を覆って形成された平坦化層と、前記平坦化層上に形成されたパッシベーション膜とを備えた有機EL素子であって、前記パッシベーション膜の平坦化層に接する面が窒素比率(窒素/窒素+酸素)0.1〜0.5の酸窒化物からなり、平坦化層と接する面と反対側の面が窒化物からなることを特徴とする。   That is, the organic EL element of the present invention includes a transparent substrate, one or more kinds of color conversion filter layers provided on the transparent substrate, a planarization layer formed so as to cover the color conversion layer, An organic EL device comprising a passivation film formed on a planarization layer, wherein the surface of the passivation film in contact with the planarization layer is an acid having a nitrogen ratio (nitrogen / nitrogen + oxygen) of 0.1 to 0.5. It is made of nitride, and the surface opposite to the surface in contact with the planarization layer is made of nitride.

このような有機EL素子の1実施態様として、前記パッシベーション膜が平坦化層に接する第1のパッシベーション層と第1のパッシベーション層を介して平坦化層に接する第2のパッシベーション層とからなり、第1のパッシベーション層が窒素比率(窒素/窒素+酸素)0.1〜0.5の酸窒化物からなり、第2のパッシベーション層が窒化物からなるものを挙げることができる。   As one embodiment of such an organic EL element, the passivation film comprises a first passivation layer in contact with the planarization layer and a second passivation layer in contact with the planarization layer via the first passivation layer, One passivation layer is made of oxynitride having a nitrogen ratio (nitrogen / nitrogen + oxygen) of 0.1 to 0.5, and the second passivation layer is made of nitride.

また、他の実施態様の一例として、前記パッシベーション膜の平坦化層に接する面が窒素比率(窒素/窒素+酸素)0.1〜0.5の酸窒化物からなり、平坦化層に接する面とは反対側の面が窒化物からなり、パッシベーション層の厚み方向の少なくとも一部において、平坦化層から離れるにつれて窒素/酸素比が高くなる組成分布を有するものを挙げることができる。   As an example of another embodiment, the surface of the passivation film that contacts the planarization layer is made of an oxynitride having a nitrogen ratio (nitrogen / nitrogen + oxygen) of 0.1 to 0.5, and is a surface that contacts the planarization layer. The surface on the opposite side is made of nitride, and at least part of the thickness direction of the passivation layer has a composition distribution in which the nitrogen / oxygen ratio increases as the distance from the planarization layer increases.

本発明によれば、パッシベーション膜と平坦化層の密着性を維持しつつ、優れたパッシベーション性能をも確保することができるため、有機EL素子の発光特性低下の原因となる色変換フィルタ層から有機EL素子への水分および酸素の移動を抑制して、長期にわたって安定した発光特性を維持することができるカラー有機ELディスプレイの提供が可能となる。   According to the present invention, it is possible to ensure excellent passivation performance while maintaining the adhesion between the passivation film and the planarization layer, so that the organic EL element can be reduced from the color conversion filter layer, which causes a decrease in the light emission characteristics of the organic EL element. It is possible to provide a color organic EL display that can suppress the movement of moisture and oxygen to the EL element and can maintain stable light emission characteristics over a long period of time.

本発明の有機EL素子は色変換フィルタの上に透明電極および反射電極に挟持された有機EL層が形成されている。
色変換フィルタは、透明基板上に、所定のパターンを有する3種(赤色、緑色および青色)の色変換フィルタ層(R,G,B)が形成され、それら3種の色変換フィルタ層が一組となってマトリクス状に配置されている。色変換フィルタ層を覆って、その上面を平坦化する平坦化層が形成され、平坦化層の上にパッシベーション膜が形成されている。以下、各層について詳細に述べる。
In the organic EL element of the present invention, an organic EL layer sandwiched between a transparent electrode and a reflective electrode is formed on a color conversion filter.
In the color conversion filter, three types (R, G, and B) of color conversion filter layers (R, G, and B) having a predetermined pattern are formed on a transparent substrate. A set is arranged in a matrix. A flattening layer for covering the color conversion filter layer and flattening the upper surface thereof is formed, and a passivation film is formed on the flattening layer. Hereinafter, each layer will be described in detail.

(透明基板)
透明基板は、可視光(波長400〜700nm)に対して透明であり、積層される層の形成に用いられる条件(溶媒、温度等)に耐えるものであり、寸法安定性に優れていることが好ましい。好ましい透明基板は、ガラス基板、およびポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレートを含む)、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などの樹脂で形成された剛直性の樹脂基板を含む。あるいはまた、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂(ポリメチルメタクリレートを含む)、ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレートを含む)、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などから形成される可撓性フィルムを、透明基板として用いてもよい。
(Transparent substrate)
The transparent substrate is transparent to visible light (wavelength 400 to 700 nm), withstands the conditions (solvent, temperature, etc.) used for forming the layer to be laminated, and has excellent dimensional stability. preferable. A preferable transparent substrate includes a glass substrate and a rigid resin substrate formed of a resin such as a polyolefin resin, an acrylic resin, a polyester resin (including polyethylene terephthalate), a polycarbonate resin, or a polyimide resin. Alternatively, a flexible film formed of a polyolefin resin, an acrylic resin (including polymethyl methacrylate), a polyester resin (including polyethylene terephthalate), a polycarbonate resin, or a polyimide resin may be used as the transparent substrate.

(色変換フィルタ層)
色変換フィルタ層は、カラーフィルタ層、色変換層、またはカラーフィルタ層と色変換層との積層体から構成される。カラーフィルタ層は、色変換の機能を持たず、選択される範囲の波長の光を透過させて、出力される光の色純度を向上させる層である。カラーフィルタ層と色変換層との積層体を使用する場合、通常は透明基板と色変換層との間にカラーフィルタ層が配置される。カラーフィルタ層は、液晶ディスプレイなどにおいて用いられている材料など当該技術において知られている任意の材料を用いて形成することができる。
(Color conversion filter layer)
The color conversion filter layer is composed of a color filter layer, a color conversion layer, or a laminate of a color filter layer and a color conversion layer. The color filter layer is a layer that does not have a color conversion function and transmits light of a wavelength in a selected range to improve the color purity of output light. When using the laminated body of a color filter layer and a color conversion layer, a color filter layer is normally arrange | positioned between a transparent substrate and a color conversion layer. The color filter layer can be formed using any material known in the art such as a material used in a liquid crystal display or the like.

色変換層は、色変換色素とマトリクス樹脂からなる層である。色変換色素は、入射光の波長分布変換を行って、異なる波長域の光を放射する色素であり、好ましくは有機発光層からの近紫外光または青色〜青緑色の光の波長分布変換を行って、所望の波長域の光(たとえば、青色、緑色または赤色)を放射する色素である。   The color conversion layer is a layer made of a color conversion dye and a matrix resin. The color conversion dye is a dye that converts the wavelength distribution of incident light and emits light in different wavelength ranges, and preferably converts the wavelength distribution of near-ultraviolet light or blue to blue-green light from the organic light emitting layer. Thus, it is a pigment that emits light in a desired wavelength band (for example, blue, green, or red).

本発明における色変換色素は、発光体から発せら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。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。   The color conversion dye in the present invention absorbs light in the near ultraviolet region or visible region, particularly light in the blue or blue-green region, emitted from a light emitter, and emits visible light having a different wavelength as fluorescence. Preferably, at least one fluorescent dye that emits fluorescence in the red region may be used, and may be combined with one or more fluorescent pigments that emit fluorescence in the green region.

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素子を用いる場合、該素子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。これに対して、該素子からの青色ないし青緑色領域の光を、赤色変換層中の色変換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。したがって、本発明において、赤色変換フィルタ層は、好ましくは色変換層から構成され、さらに好ましくはカラーフィルタ層と色変換層との積層体から構成される。   That is, when an organic EL element that emits light in the blue or blue-green region is used as the light source, if light from the element is passed through a simple red filter to obtain light in the red region, light having a wavelength in the red region is originally used. Because there is little, it becomes very dark output light. On the other hand, light in the red region having sufficient intensity can be output by converting the light in the blue or blue-green region from the element into light in the red region by the color conversion dye in the red conversion layer. It becomes. Therefore, in the present invention, the red color conversion filter layer is preferably composed of a color conversion layer, and more preferably is composed of a laminate of a color filter layer and a color conversion layer.

一方、緑色領域の光は、赤色領域の光と同様に、該素子からの光を別の色変換色素によって緑色領域の光に変換させて出力してもよい。あるいはまた、該素子の発光が緑色領域の光を十分に含むならば、該素子からの光を単に緑色フィルタを通して出力してもよい。さらに、青色領域の光に関しては、有機EL素子の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。   On the other hand, the light in the green region may be output after the light from the element is converted into the light in the green region by another color conversion dye, similarly to the light in the red region. Alternatively, if the light emission of the element sufficiently includes light in the green region, the light from the element may simply be output through the green filter. Furthermore, regarding the light in the blue region, the light from the organic EL element can be output through a simple blue filter.

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。   Examples of fluorescent dyes that absorb light in the blue to blue-green region emitted from the luminescent material and emit fluorescence in the red region include rhodamine B, rhodamine 6G, rhodamine 3B, rhodamine 101, rhodamine 110, sulforhodamine, basic violet 11 Pyridine dyes such as rhodamine dyes such as basic red 2, cyanine dyes, 1-ethyl-2- [4- (p-dimethylaminophenyl) -1,3-butadienyl] -pyridinium perchlorate (pyridine 1) Or oxazine dyes. Furthermore, various dyes (direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.) can be used if they are fluorescent.

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。   Examples of fluorescent dyes that absorb blue to blue-green light emitted from a light emitter and emit green light include 3- (2′-benzothiazolyl) -7-diethylamino-coumarin (coumarin 6), 3- (2′-Benzimidazolyl) -7-diethylamino-coumarin (coumarin 7), 3- (2′-N-methylbenzimidazolyl) -7-diethylamino-coumarin (coumarin 30), 2,3,5,6-1H, 4H -Coumarin-based dyes such as tetrahydro-8-trifluoromethylquinolidine (9,9a, 1-gh) coumarin (coumarin 153), or basic yellow 51 which is a coumarin dye-based dye, and further, solvent yellow 11 and solvent yellow 116 And naphthalimide dyes. Furthermore, various dyes (direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.) can be used if they are fluorescent.

なお、本発明に用いる色変換色素を、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、有機色変換顔料としてもよい。また、これらの色変換色素や有機色変換顔料(本明細書中で、前記2つを合わせて色変換色素と総称する)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。   The color conversion dye used in the present invention includes polymethacrylate, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin, and these resins. An organic color conversion pigment may be obtained by kneading into a mixture or the like in advance to obtain a pigment. In addition, these color conversion dyes and organic color conversion pigments (in the present specification, the above two are collectively referred to as color conversion dyes) may be used singly, and two kinds may be used to adjust the hue of fluorescence. A combination of the above may be used.

本発明に用いる色変換色素は、色変換層に対して、該色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。もし色変換色素の含有量が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。   The color conversion pigment used in the present invention is contained in the color conversion layer in an amount of 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.1 to 2% by mass, based on the weight of the color conversion layer. If the content of the color conversion dye is less than 0.01% by mass, sufficient wavelength conversion cannot be performed, or if the content exceeds 5%, the color conversion efficiency decreases due to effects such as density quenching. Bring.

本発明の色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り、通常、有機EL素子の色変換層に用いられるものであればいずれも用いることができる。   The matrix resin used in the color conversion layer of the present invention is insoluble by photocuring or photothermal combination type curable resin (resist) by light and / or heat treatment to generate radical species or ionic species to polymerize or crosslink. Any infusible material can be used as long as it is usually used for a color conversion layer of an organic EL element.

(平坦化層)
平坦化層は、色変換フィルタ層の機能を損なうことなく形成することができ、かつ適度な弾力性を有する材料から形成することができる。好ましい材料は、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)、表面硬度が鉛筆硬度2H以上であり、100℃以上のTgを有し、色変換フィルタ層上に平滑な塗膜を形成することができ、色変換層の機能を低下させないポリマー材料である。
(Flattening layer)
The planarizing layer can be formed without impairing the function of the color conversion filter layer, and can be formed from a material having appropriate elasticity. A preferable material has high transparency in the visible region (transmittance of 50% or more in the range of 400 to 800 nm), a surface hardness of 2H or more, a Tg of 100 ° C. or more, and a color conversion filter layer. It is a polymer material that can form a smooth coating film and does not deteriorate the function of the color conversion layer.

このようなポリマー材料の例としては、アクリル樹脂、イミド変性シリコーン樹脂、無機金属化合物(TiO、Al、SiO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、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、フッ素系樹脂などの熱硬化性樹脂を挙げることができる。 Examples of such polymer materials include acrylic resin, imide-modified silicone resin, a material in which an inorganic metal compound (TiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2, etc.) is dispersed in acrylic, polyimide, silicone resin, or the like, acrylate Examples of the resin include a monomer / oligomer / polymer reactive vinyl group, a resist resin, and a thermosetting resin such as a fluorine-based resin.

平坦化層のパッシベーション膜が接する側の表面は、パッシベーション膜成膜前に紫外線処理されていることが好ましい。この紫外線処理により、酸素含有雰囲気中で紫外線を照射して平坦化層を形成している有機樹脂の表面の炭素原子と水素の結合を切断して、雰囲気中の酸素と反応させて、平坦化層表面の炭素原子に酸素ないし水酸基を結合させた状態にする。   The surface of the planarizing layer on the side in contact with the passivation film is preferably subjected to ultraviolet treatment before the passivation film is formed. By this ultraviolet ray treatment, the surface of the organic resin that forms the planarization layer by irradiating ultraviolet rays in an oxygen-containing atmosphere is broken by bonding the carbon atoms and hydrogen to the surface and reacting with oxygen in the atmosphere for planarization. The oxygen atoms or hydroxyl groups are bonded to the carbon atoms on the surface of the layer.

この紫外線処理としては、酸素含有雰囲気で低圧水銀ランプ、あるいはエキシマランプを用いて紫外線を照射する方法を例示できる。   Examples of the ultraviolet treatment include a method of irradiating ultraviolet rays using a low pressure mercury lamp or an excimer lamp in an oxygen-containing atmosphere.

(パッシベーション層)
本発明においては、この平坦化層の上にパッシベーション膜が形成されている。このパッシベーション膜は、その平坦化層に接する面が窒素比率(窒素/窒素+酸素)0.1〜0.5の酸窒化物からなり、平坦化層と接する面と反対側の面が窒化物からなっている。パッシベーション膜の膜厚は可視域における透明性を有する限り厚くすることができるが、通常200〜300nmの範囲内である。
(Passivation layer)
In the present invention, a passivation film is formed on the planarizing layer. In this passivation film, the surface in contact with the planarization layer is made of oxynitride having a nitrogen ratio (nitrogen / nitrogen + oxygen) of 0.1 to 0.5, and the surface opposite to the surface in contact with the planarization layer is nitride. It is made up of. The thickness of the passivation film can be increased as long as it has transparency in the visible range, but is usually in the range of 200 to 300 nm.

パッシベーション膜の平坦化層に接する面が窒素比率0.1〜0.5の酸窒化物からなっているので、パッシベーション膜の平坦化層への密着性が良好となる。窒素比率が0.5を超えるとパッシベーション膜の平坦化層への密着性が低下する。一方、窒素比率が0.1未満になると、パッシベーション膜のパッシベーション効果が低下する。   Since the surface of the passivation film in contact with the planarization layer is made of oxynitride having a nitrogen ratio of 0.1 to 0.5, the adhesion of the passivation film to the planarization layer is improved. When the nitrogen ratio exceeds 0.5, the adhesion of the passivation film to the planarization layer is lowered. On the other hand, when the nitrogen ratio is less than 0.1, the passivation effect of the passivation film decreases.

パッシベーション膜の平坦化層と接する面と反対側の面が酸化物や酸窒化物であるとパッシベーション効果が低下する。   If the surface of the passivation film opposite to the surface in contact with the planarization layer is an oxide or oxynitride, the passivation effect is reduced.

本発明におけるパッシベーション膜としては、平坦化層に接する第1のパッシベーション層と第1のパッシベーション層を介して平坦化層に接する第2のパッシベーション層とからなり、第1のパッシベーション層が窒素比率(窒素/窒素+酸素)0.1〜0.5の酸窒化物からなり、第2のパッシベーション層が窒化物からなっていてもよい。   The passivation film in the present invention includes a first passivation layer in contact with the planarization layer and a second passivation layer in contact with the planarization layer through the first passivation layer, and the first passivation layer has a nitrogen ratio ( (Nitrogen / nitrogen + oxygen) may be made of 0.1-0.5 oxynitride, and the second passivation layer may be made of nitride.

この場合、第1のパッシベーション層の厚みは、平坦化層への密着性とパッシベーション効果の観点から、20〜50nmであることが好ましい。また、第2のパッシベーション層の厚みはパッシベーション効果の観点から、250nm以上であることが好ましい。   In this case, the thickness of the first passivation layer is preferably 20 to 50 nm from the viewpoints of adhesion to the planarization layer and a passivation effect. The thickness of the second passivation layer is preferably 250 nm or more from the viewpoint of the passivation effect.

また、本発明におけるパッシベーション膜としては、パッシベーション膜の平坦化層に接する面が窒素比率(窒素/窒素+酸素)0.1〜0.5の酸窒化物からなり、平坦化層に接する面とは反対側の面が窒化物からなり、パッシベーション層の厚み方向の少なくとも一部において、平坦化層から離れるにつれて窒素/酸素比率が高くなる組成分布を有していてもよい。   In addition, as the passivation film in the present invention, the surface of the passivation film in contact with the planarization layer is made of an oxynitride having a nitrogen ratio (nitrogen / nitrogen + oxygen) of 0.1 to 0.5, and the surface in contact with the planarization layer is The opposite surface may be made of nitride, and may have a composition distribution in which the nitrogen / oxygen ratio increases as the distance from the planarization layer increases, at least in part in the thickness direction of the passivation layer.

この場合、窒素比率が0.1〜0.5である酸窒化物からなる層の厚みは、平坦化層への密着性とパッシベーション効果の観点から、20〜100nmであることが好ましい。また、窒化物からなる層の厚みはパッシベーション効果の観点から、200nm以上であることが好ましい。   In this case, the thickness of the layer made of oxynitride having a nitrogen ratio of 0.1 to 0.5 is preferably 20 to 100 nm from the viewpoint of adhesion to the planarization layer and a passivation effect. In addition, the thickness of the nitride layer is preferably 200 nm or more from the viewpoint of the passivation effect.

パッシベーション層を構成する酸窒化物、窒化物としては、水蒸気および酸素に対して10−13cc・cm/cm・s・cmHg以下のガス透過係数(JIS K7126:1987の気体透過度試験方法による)を有するものであればどのようなものも用いることができるが、珪素、チタン、アルミニウム、ガリウム及びインジウムから選ばれる1種以上の酸窒化物、窒化物が好ましい。このパッシベーション膜は例えば、RFマグネトロンスパッタ装置を用い、酸窒化物、窒化物を構成する金属をスパッタターゲットとして、スパッタガスにアルゴンと窒素、あるいはアルゴンと酸素と窒素を用いてスパッタすることにより窒化物あるいは酸窒化物が得られる。 As the oxynitride and nitride constituting the passivation layer, the gas permeability coefficient of 10 −13 cc · cm / cm 2 · s · cmHg or less with respect to water vapor and oxygen (according to the gas permeability test method of JIS K7126: 1987) Any of those having at least one selected from silicon, titanium, aluminum, gallium and indium are preferred. This passivation film is formed by sputtering using, for example, an RF magnetron sputtering apparatus, using oxynitride or a metal constituting nitride as a sputtering target, and sputtering using argon and nitrogen or argon, oxygen and nitrogen as sputtering gases. Alternatively, an oxynitride is obtained.

第1段目でアルゴンと酸素と窒素雰囲気でスパッタを行い、第2段目で窒素とアルゴン雰囲気中でスパッタを行えば、酸窒化物からなる第1のパッシベーション層と、窒化物からなる第2のパッシベーション層とからなるパッシベーション膜が得られ、最初にアルゴンと酸素と窒素雰囲気でスパッタを行い、徐々に酸素濃度を減らし、窒素濃度を増加しながらスパッタを続け、最後は窒素とアルゴン中でスパッタを行うようにすると、平坦化層に接する面が酸窒化物からなり、平坦化層に接する面とは反対側の面が窒化物からなるパッシベーション膜が得られる。   If sputtering is performed in an argon, oxygen, and nitrogen atmosphere in the first stage and sputtering is performed in a nitrogen and argon atmosphere in the second stage, a first passivation layer made of oxynitride and a second layer made of nitride are formed. A passivation film consisting of a passivation layer is obtained. First, sputtering is performed in an atmosphere of argon, oxygen, and nitrogen. Sputtering is continued while gradually reducing the oxygen concentration and increasing the nitrogen concentration. Finally, sputtering is performed in nitrogen and argon. In this way, a passivation film is obtained in which the surface in contact with the planarization layer is made of oxynitride and the surface opposite to the surface in contact with the planarization layer is made of nitride.

(透明電極)
透明電極は、波長400〜800nmの光に対して好ましくは50%以上、より好ましくは85%以上の透過率を有することが好ましい。透明電極は、ITO(In−Sn酸化物)、NESA膜、Sn酸化物、In酸化物、IZO(In−Zn酸化物)、Zn酸化物、Zn−Al酸化物、Zn−Ga酸化物、またはこれらの酸化物に対してF、Sbなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。透明電極21は、蒸着法、スパッタ法(反応性スパッタ法を含む)または化学気相堆積(CVD)法を用いて形成され、好ましくはスパッタ法(反応性スパッタ法を含む)を用いて形成される。透明電極は、通常50nm以上、好ましくは50nm〜1μm、より好ましくは100〜300nmの範囲内の厚さを有することが望ましい。複数の部分電極からなる透明電極が必要になる場合には、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる透明電極を形成してもよいし、あるいは、逆テーパー状の断面形状を有する分離隔壁を用いて複数の部分電極からなる透明電極を形成してもよい。
(Transparent electrode)
The transparent electrode preferably has a transmittance of 50% or more, more preferably 85% or more with respect to light having a wavelength of 400 to 800 nm. The transparent electrode is made of ITO (In—Sn oxide), NESA film, Sn oxide, In oxide, IZO (In—Zn oxide), Zn oxide, Zn—Al oxide, Zn—Ga oxide, or These oxides can be formed using a conductive transparent metal oxide in which a dopant such as F or Sb is added. The transparent electrode 21 is formed using a vapor deposition method, a sputtering method (including a reactive sputtering method) or a chemical vapor deposition (CVD) method, and preferably formed using a sputtering method (including a reactive sputtering method). The The transparent electrode usually has a thickness of 50 nm or more, preferably 50 nm to 1 μm, more preferably 100 to 300 nm. When a transparent electrode consisting of a plurality of partial electrodes is required, a transparent electrode consisting of a plurality of partial electrodes may be formed using a mask that gives a desired shape, or a reverse tapered cross-sectional shape may be used. You may form the transparent electrode which consists of a some partial electrode using the separation partition which has.

透明電極を陽極または陰極のいずれとしても用いることも可能である。透明電極を陰極として用いる場合、有機EL層との界面にバッファ層を設けて、電子注入効率を向上させることが望ましい。バッファ層の材料としては、Li、Na、K、またはCsなどのアルカリ金属、Ba、Srなどのアルカリ土類金属またはそれらを含む合金、希土類金属、あるいはそれら金属のフッ化物などの用いることができるが、それらに限定されるものではない。バッファ層の膜厚は、駆動電圧および透明性等を考慮して適宜選択することができるが、通常の場合には10nm以下であることが好ましい。   The transparent electrode can be used as either an anode or a cathode. When using a transparent electrode as a cathode, it is desirable to improve the electron injection efficiency by providing a buffer layer at the interface with the organic EL layer. As the material of the buffer layer, alkali metals such as Li, Na, K, or Cs, alkaline earth metals such as Ba and Sr, alloys containing them, rare earth metals, or fluorides of these metals can be used. However, it is not limited to them. The film thickness of the buffer layer can be appropriately selected in consideration of the driving voltage, transparency, and the like, but in a normal case, it is preferably 10 nm or less.

(有機EL層)
有機EL層は、有機発光層を少なくとも含み、必要に応じて正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層および/または電子注入層を含む。これらの各層は、それぞれにおいて所望される特性を実現するのに充分な膜厚を有して形成される。たとえば、下記のような層構成からなるものが採用される。
(1)有機発光層
(2)正孔注入層/有機発光層
(3)有機発光層/電子注入層
(4)正孔注入層/有機発光層/電子注入層
(5)正孔輸送層/有機発光層/電子注入層
(6)正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層
(7)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
(上記の構成において、陽極として機能する電極が左側に接続され、陰極として機能する電極が右側に接続される)
(Organic EL layer)
The organic EL layer includes at least an organic light emitting layer, and includes a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer, and / or an electron injection layer as necessary. Each of these layers is formed to have a film thickness sufficient to realize desired characteristics in each layer. For example, what consists of the following layer structures is employ | adopted.
(1) Organic light emitting layer (2) Hole injection layer / organic light emitting layer (3) Organic light emitting layer / electron injection layer (4) Hole injection layer / organic light emitting layer / electron injection layer (5) Hole transport layer / Organic light emitting layer / electron injection layer (6) Hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron injection layer (7) Hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / electron injection Layer (In the above configuration, the electrode functioning as the anode is connected to the left side, and the electrode functioning as the cathode is connected to the right side)

有機発光層の材料としては、任意の公知の材料を用いることができる。たとえば、青色から青緑色の発光を得るためには、例えば縮合芳香環化合物、環集合化合物、金属錯体(Alqのようなアルミニウム錯体など)、スチリルベンゼン系化合物(4,4’−ビス(ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)など)、ポルフィリン系化合物、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、芳香族ジメチリディン系化合物などの材料が好ましく使用される。あるいはまた、ホスト化合物にドーパントを添加することによって、種々の波長域の光を発する有機発光層を形成してもよい。ホスト化合物としては、ジスチリルアリーレン系化合物(たとえば出光興産製IDE−120など)、N,N’−ジトリル−N,N’−ジフェニルビフェニルアミン(TPD)、アルミニウムトリス(8−キノリノラート)(Alq)等を用いることができる。ドーパントとしては、ペリレン(青紫色)、クマリン6(青色)、キナクリドン系化合物(青緑色〜緑色)、ルブレン(黄色)、4−ジシアノメチレン−2−(p−ジメチルアミノスチリル)−6−メチル−4H−ピラン(DCM、赤色)、白金オクタエチルポルフィリン錯体(PtOEP、赤色)などを用いることができる。 Any known material can be used as the material of the organic light emitting layer. For example, in order to obtain light emission from blue to blue-green, for example, a condensed aromatic ring compound, a ring assembly compound, a metal complex (such as an aluminum complex such as Alq 3 ), a styrylbenzene compound (4,4′-bis (diphenyl) (Vinyl) biphenyl (DPVBi), etc.), porphyrin compounds, benzothiazole compounds, benzimidazole compounds, benzoxazole compounds and the like, and materials such as aromatic dimethylidin compounds are preferably used. Or you may form the organic light emitting layer which emits the light of a various wavelength range by adding a dopant to a host compound. Examples of host compounds include distyrylarylene compounds (for example, IDE-120 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), N, N′-ditolyl-N, N′-diphenylbiphenylamine (TPD), aluminum tris (8-quinolinolate) (Alq 3 ). ) Etc. can be used. As dopants, perylene (blue purple), coumarin 6 (blue), quinacridone compounds (blue green to green), rubrene (yellow), 4-dicyanomethylene-2- (p-dimethylaminostyryl) -6-methyl- 4H-pyran (DCM, red), platinum octaethylporphyrin complex (PtOEP, red), or the like can be used.

正孔注入層の材料としては、Pc類(CuPcなどを含む)またはインダンスレン系化合物などを用いることができる。正孔輸送層は、トリアリールアミン部分構造、カルバゾール部分構造、オキサジアゾール部分構造を有する材料を用いて形成することができる。用いることができる材料は、好ましくは、TPD、α−NPD、MTDAPB(o−,m−,p−)、m−MTDATAなどを含む。   As a material for the hole injection layer, Pc (including CuPc) or indanthrene compounds can be used. The hole transport layer can be formed using a material having a triarylamine partial structure, a carbazole partial structure, or an oxadiazole partial structure. Materials that can be used preferably include TPD, [alpha] -NPD, MTDAPB (o-, m-, p-), m-MTDATA, and the like.

電子輸送層の材料としては、Alqのようなアルミニウム錯体;PBD、TPOBのようなオキサジアゾール誘導体;TAZのようなトリアゾール誘導体;以下に示す構造を有するもののようなトリアジン誘導体;フェニルキノキサリン類;BMB−2Tのようなチオフェン誘導体などを用いることができる。電子注入層の材料としては、Alqのようなアルミニウム錯体、あるいはアルカリ金属ないしアルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体などを用いることができる。 Materials for the electron transport layer include aluminum complexes such as Alq 3 ; oxadiazole derivatives such as PBD and TPOB; triazole derivatives such as TAZ; triazine derivatives such as those having the structure shown below; phenylquinoxalines; A thiophene derivative such as BMB-2T can be used. As the material for the electron injection layer, an aluminum complex such as Alq 3 or an aluminum quinolinol complex doped with an alkali metal or an alkaline earth metal can be used.

有機EL層を構成するそれぞれの層は、蒸着(抵抗加熱または電子ビーム加熱)などの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。   Each layer constituting the organic EL layer can be formed using any means known in the art such as vapor deposition (resistance heating or electron beam heating).

(反射電極)
反射電極は、高反射率の金属、アモルファス合金、微結晶性合金を用いて形成されることが好ましい。高反射率の金属は、Al、Ag、Mo、W、Ni、Crなどを含む。高反射率のアモルファス合金は、NiP、NiB、CrPおよびCrBなどを含む。高反射率の微結晶性合金は、NiAlなどを含む。反射電極を、陰極として用いてもよいし、陽極として用いてもよい。反射電極を陰極として用いる場合には、反射電極と有機EL層との界面に、前述のバッファ層を設けて有機EL層に対する電子注入の効率を向上させてもよい。あるいはまた、反射電極を陰極として用いる場合、前述の高反射率金属、アモルファス合金または微結晶性合金に対して、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、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を添加して合金化し、電子注入効率を向上させることができる。反射電極を陽極として用いる場合には、反射電極と有機EL層との界面に、前述の導電性透明金属酸化物の層を設けて有機EL層に対する正孔注入の効率を向上させてもよい。
(Reflective electrode)
The reflective electrode is preferably formed using a highly reflective metal, amorphous alloy, or microcrystalline alloy. High reflectivity metals include Al, Ag, Mo, W, Ni, Cr, and the like. High reflectivity amorphous alloys include NiP, NiB, CrP, CrB, and the like. The highly reflective microcrystalline alloy includes NiAl and the like. The reflective electrode may be used as a cathode or an anode. When the reflective electrode is used as a cathode, the aforementioned buffer layer may be provided at the interface between the reflective electrode and the organic EL layer to improve the efficiency of electron injection into the organic EL layer. Alternatively, when a reflective electrode is used as a cathode, an alkali metal such as lithium, sodium, or potassium, which is a material having a low work function, calcium, magnesium, Electron injection efficiency can be improved by adding an alkaline earth metal such as strontium to form an alloy. When the reflective electrode is used as an anode, the above-mentioned conductive transparent metal oxide layer may be provided at the interface between the reflective electrode and the organic EL layer to improve the efficiency of hole injection into the organic EL layer.

反射電極は、用いる材料に依存して、蒸着(抵抗加熱または電子ビーム加熱)、スパッタ、イオンプレーティング、レーザーアブレーションなどの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。複数の部分電極からなる反射電極が必要になる場合には、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる反射電極を形成してもよいし、あるいは、逆テーパー状の断面形状を有する分離隔壁を用いて複数の部分電極からなる反射電極を形成してもよい。   The reflective electrode can be formed using any means known in the art such as vapor deposition (resistance heating or electron beam heating), sputtering, ion plating, laser ablation, etc., depending on the material used. When a reflective electrode composed of a plurality of partial electrodes is required, a reflective electrode composed of a plurality of partial electrodes may be formed using a mask that gives a desired shape, or an inversely tapered cross-sectional shape may be formed. You may form the reflective electrode which consists of a some partial electrode using the separation partition which has.

(実施例1)
透明基板としてのコーニングガラス(50×50×1.0mm)上に、常法によりそれぞれ幅0.1mm、ピッチ0.33mm、および膜厚12μmの複数のストライプからなる青色変換フィルタ層、緑色変換フィルタ層、赤色変換フィルタ層を形成した。
Example 1
Blue conversion filter layer and green conversion filter comprising a plurality of stripes each having a width of 0.1 mm, a pitch of 0.33 mm, and a film thickness of 12 μm on a coning glass (50 × 50 × 1.0 mm) as a transparent substrate And a red color conversion filter layer were formed.

RGB各色の色変換フィルタ層が形成された基板の上に、UV硬化型樹脂(エポキシ変性アクリレート)をスピンコート法にて塗布して、色変換フィルタ層上の平坦化層の厚みが5μmとなるように平坦化層を形成した。この際に、各色の色変換フィルタ層のパターンの変形はなく、かつ平坦化層の上面は平坦であった。この平坦化層の表面に185nmの波長で、150mJ/cmの紫外線を低圧水銀ランプで照射して表面改質を行った。ESCAの分析により、紫外線照射処理前には平坦化層表面の炭素は水素と結合していたのに対し、紫外線照射後には、表面の炭素が酸素もしくは水酸基と結合していることが確認された。 A UV curable resin (epoxy-modified acrylate) is applied by spin coating on a substrate on which color conversion filter layers for RGB colors are formed, and the thickness of the flattening layer on the color conversion filter layer becomes 5 μm. A planarization layer was formed as described above. At this time, the pattern of the color conversion filter layer of each color was not deformed, and the upper surface of the flattening layer was flat. The surface of the planarizing layer was subjected to surface modification by irradiating with 150 mJ / cm 2 of ultraviolet light at a wavelength of 185 nm with a low-pressure mercury lamp. ESCA analysis confirmed that carbon on the surface of the planarization layer was bonded to hydrogen before ultraviolet irradiation treatment, whereas carbon on the surface was bonded to oxygen or hydroxyl group after ultraviolet irradiation. .

紫外線照射後速やかに基板をスパッタ装置に戴置し、スパッタガスとして酸素と窒素の混合ガスとアルゴンガスの分圧比を1:3とし、酸素と窒素の混合ガス中の窒素比率(窒素+酸素=10)を0から10までの範囲におけるいくつかの点において、スパッタ圧力0.6Pa、スパッタパワー密度4W/cmで酸窒化珪素からなる第1のパッシベーション層を厚さ20nm形成した。次いで酸素ガスの供給を停止してスパッタガスを窒素ガスとアルゴンガスの分圧比1:3のガスとし、スパッタ圧力0.6Pa、スパッタパワー密度4W/cmで窒化珪素からなる第2のパッシベーション層を厚さ280nm形成した。 Immediately after the ultraviolet irradiation, the substrate is placed on a sputtering apparatus, and the partial pressure ratio of a mixed gas of oxygen and nitrogen and argon gas as a sputtering gas is 1: 3, and the nitrogen ratio in the mixed gas of oxygen and nitrogen (nitrogen + oxygen = 10) At several points in the range from 0 to 10, a first passivation layer made of silicon oxynitride with a sputtering pressure of 0.6 Pa and a sputtering power density of 4 W / cm 2 was formed to a thickness of 20 nm. Next, the supply of oxygen gas is stopped, the sputtering gas is changed to a nitrogen gas / argon gas partial pressure ratio of 1: 3, a second passivation layer made of silicon nitride at a sputtering pressure of 0.6 Pa and a sputtering power density of 4 W / cm 2. Was formed to a thickness of 280 nm.

得られたパッシベーション膜の平坦化層に対する密着性を碁盤目試験(JIS K5400)で評価した。この評価は、各窒素比率のものにつき、再現性を含め基板3枚の各3箇所ずつ、合計9箇所を測定して平均を求めた。   The adhesion of the obtained passivation film to the planarization layer was evaluated by a cross-cut test (JIS K5400). In this evaluation, for each nitrogen ratio, an average was obtained by measuring a total of nine locations on each of three substrates on three substrates including reproducibility.

そのときの密着性の評価基準を以下に示す。
10:切り傷1本ごとが、細かくて両側が滑らかで、切り傷の交点と正方形の一目一目にはがれがない。
8:切り傷の交点にわずかなはがれがあって、正方形の一目一目にはがれがなく、欠損部の面積は全正方形面積の5%以内。
6:切り傷の両側と交点にはがれがあって、欠損部の面積は全正方形面積の5〜15%。
4:切り傷によるはがれの幅が広く、欠損部の面積は全正方形面積の15〜35%。
2:切り傷による幅は4点よりも広く、欠損部の面積は全正方形面積の35〜65%。
0:はがれの面積は、全正方形面積の65%以上。
Evaluation criteria for adhesion at that time are shown below.
10: Each cut is fine, smooth on both sides, and the intersection of the cuts and the square do not come apart at a glance.
8: There is a slight peeling at the intersection of the cuts, there is no peeling at a glance of the square, and the area of the defect is within 5% of the total square area.
6: There are peeling on both sides of the cut and the intersection, and the area of the missing part is 5 to 15% of the total square area.
4: The width of the peeling due to the cut is wide, and the area of the missing part is 15 to 35% of the total square area.
2: The width | variety by a cut is wider than four points, and the area of a defect | deletion part is 35 to 65% of a total square area.
0: The area of peeling is 65% or more of the total square area.

その結果を図1に示す。図1に示すように、第1のパッシベーション層形成時の酸素と窒素の混合ガス中の窒素比率0〜7までは密着性が8点以上であり、実用性に耐えるものであった。   The result is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the adhesion was 8 points or more up to a nitrogen ratio of 0 to 7 in the mixed gas of oxygen and nitrogen at the time of forming the first passivation layer, and it was practically durable.

また、得られたパッシベーション膜の第1のパッシベーション層の酸窒化珪素の窒素比率(窒素/窒素+酸素)で密着性の評価結果をプロットしたところ、図2に示すように、酸窒化珪素の窒素比率が0.5以下のとき密着性が8点以上となり、0.5を超えたものは密着性が不充分となった。   Further, when the adhesion evaluation results were plotted by the nitrogen ratio (nitrogen / nitrogen + oxygen) of silicon oxynitride of the first passivation layer of the obtained passivation film, as shown in FIG. When the ratio was 0.5 or less, the adhesion was 8 points or more, and when the ratio exceeded 0.5, the adhesion was insufficient.

また、Siウエハー上に上記と同様のスパッタ条件で各組成の酸窒化珪素からなる厚み20nmの第1のパッシベーション層、窒化ケイ素からなる厚み280nmの第2のパッシベーション層からなるパッシベーション膜を形成した。
これらのパッシベーション膜付きSiウエハーを75℃に加温した10%水酸化カリウム水溶液に30分間浸漬し、Siウエハーに生じたエッチピット数を計測した。その結果、第1のパッシベーション層形成時の酸素と窒素の分圧比が6:4〜0:10間ではエッチピット数が少なくなり、パッシベーション効果が良好であることがわかった。また、得られたパッシベーション膜の第1のパッシベーション層の酸窒化珪素の窒素比率(窒素/窒素+酸素)でパッシベーション効果の評価結果をプロットしたところ、図3に示すように、窒素比率0.1以上でエッチピット数が少なく、良好なパッシベーション効果を示すことがわかった。
Further, on the Si wafer, a passivation film made of a first passivation layer made of silicon oxynitride having a composition of 20 nm and a second passivation layer made of silicon nitride having a thickness of 280 nm was formed under the same sputtering conditions as described above.
These Si wafers with a passivation film were immersed in a 10% aqueous potassium hydroxide solution heated to 75 ° C. for 30 minutes, and the number of etch pits generated on the Si wafer was measured. As a result, it was found that the number of etch pits decreased when the partial pressure ratio of oxygen and nitrogen during the formation of the first passivation layer was between 6: 4 and 0:10, and the passivation effect was good. Moreover, when the evaluation result of the passivation effect was plotted by the nitrogen ratio (nitrogen / nitrogen + oxygen) of silicon oxynitride of the first passivation layer of the obtained passivation film, as shown in FIG. As described above, it was found that the number of etch pits is small and a good passivation effect is exhibited.

(実施例2)
実施例1と同様にして得た紫外線処理済み平坦化層を有する基板をスパッタ装置に戴置し、スパッタガスとして酸素と窒素の混合ガスとアルゴンガスの分圧比を1:3、スパッタ圧力0.6Pa、スパッタパワー密度4W/cmでパッシベーション膜を形成した。スパッタ開始当初は窒素と酸素の比を7:3とし、20nm厚まで成膜後、酸素分圧を徐々に下げ、100nmの厚さになったときに酸素分圧が0になるようにして、280nmのパッシベーション膜を形成した。平坦化層に接する面の酸窒化物中の窒素比率は0.5であった。このようにして製作したパッシベーション膜の密着性の評点は8点であった。また、平坦化層を有する基板の代わりにSiウエハーを用いた以外は同様にしてSiウエハー上にパッシベーション膜を形成した。
これらのパッシベーション膜付きSiウエハーを75℃に加温した10%水酸化カリウム水溶液に30分間浸漬し、Siウエハーに生じたエッチピット数を計測したところ、エッチピット数は2であり、パッシベーション効果に優れるものであった。
(Example 2)
A substrate having an ultraviolet-treated planarized layer obtained in the same manner as in Example 1 was placed in a sputtering apparatus, and the partial pressure ratio of a mixed gas of oxygen and nitrogen and argon gas as a sputtering gas was 1: 3, and the sputtering pressure was set at 0. A passivation film was formed at 6 Pa and a sputtering power density of 4 W / cm 2 . At the beginning of sputtering, the ratio of nitrogen and oxygen was set to 7: 3, and after forming the film to a thickness of 20 nm, the oxygen partial pressure was gradually decreased so that the oxygen partial pressure became 0 when the thickness reached 100 nm. A 280 nm passivation film was formed. The nitrogen ratio in the oxynitride on the surface in contact with the planarization layer was 0.5. The score of adhesion of the thus produced passivation film was 8 points. Further, a passivation film was formed on the Si wafer in the same manner except that a Si wafer was used instead of the substrate having the planarizing layer.
When these Si wafers with a passivation film were immersed in a 10% aqueous potassium hydroxide solution heated to 75 ° C. for 30 minutes and the number of etch pits generated on the Si wafer was measured, the number of etch pits was 2, which was effective for the passivation effect. It was excellent.

(実施例3)
ターゲットを珪素の代わりにチタン、アルミニウム、ガリウム、インジウムを用いた以外はそれぞれ実施例1、実施例2と同様にして平坦化層を有する基板の上に酸窒化物の窒素比率=0.3の酸窒化物からなる第1のパッシベーション層と窒化物からなる第2のパッシベーション層とで構成されるパッシベーション膜及び平坦化層に接する面が酸窒化物からなり、平坦化層と反対側の面が厚さ180nmの窒化物からなり、その中間は平坦化層から離れるにつれて窒素/酸素比が高くなる組成分布を有するパッシベーション膜を作成して密着性とパッシベーション性に与える平坦化層に接するパッシベーション膜面の窒素比率との関係を調べた。パッシベーションレベルに若干の相違はあったものの、いずれも酸窒化物の窒素比率が0.5以下の場合に良好な密着性を示し、0.1以上の場合に良好なパッシベーション性を示した。
(Example 3)
Except that titanium, aluminum, gallium, and indium were used instead of silicon as the target, the nitrogen ratio of oxynitride was 0.3 on the substrate having the planarization layer in the same manner as in Example 1 and Example 2, respectively. The surface in contact with the passivation film and the planarization layer composed of the first passivation layer made of oxynitride and the second passivation layer made of nitride is made of oxynitride, and the surface opposite to the planarization layer is A passivation film surface in contact with the flattening layer, which is made of a nitride having a thickness of 180 nm and has a composition distribution in which the nitrogen / oxygen ratio increases as the distance from the flattening layer increases to provide adhesion and passivation. The relationship with the nitrogen ratio was investigated. Although there was some difference in the passivation level, all showed good adhesion when the nitrogen ratio of the oxynitride was 0.5 or less, and good passivation when it was 0.1 or more.

本発明によれば、パッシベーション性に優れしかも平坦化層に対する密着性に優れる有機EL素子を提供できるので、ダークスポットの発生が少なく、長期安定性に優れたカラーディスプレイを提供可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide an organic EL device having excellent passivation properties and excellent adhesion to a flattening layer, so that it is possible to provide a color display with less dark spots and excellent long-term stability.

スパッタ時の酸素窒素混合ガス中の窒素比率(窒素+酸素=10)を変えたときの平坦化層に対する密着性の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the adhesiveness with respect to the planarization layer when the nitrogen ratio (nitrogen + oxygen = 10) in the oxygen nitrogen mixed gas at the time of sputtering is changed. 第1パッシベーション層中の酸窒化珪素中の窒素比率(窒素/窒素+酸素)と平坦化層に対する密着性の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the nitrogen ratio (nitrogen / nitrogen + oxygen) in the silicon oxynitride in a 1st passivation layer, and the adhesiveness with respect to a planarization layer. Siウエハー上のパッシベーション膜の酸窒化物層の窒素比率とエッチピット数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the nitrogen ratio of the oxynitride layer of the passivation film on Si wafer, and the number of etch pits.

Claims (4)

透明基板と、前記透明基板上に設けられた1つまたは複数種の色変換フィルタ層と、前記色変換層を覆って形成された平坦化層と、前記平坦化層上に形成されたパッシベーション膜とを備えた有機EL素子であって、前記パッシベーション膜の平坦化層に接する面が窒素比率(窒素/窒素+酸素)0.1〜0.5の酸窒化物からなり、平坦化層と接する面と反対側の面が窒化物からなり、前記パッシベーション膜を形成する酸窒化物、窒化物が、チタン、アルミニウム、ガリウム及びインジウムから選ばれる1種以上の酸窒化物、窒化物であることを特徴とする有機EL素子。 A transparent substrate, one or more color conversion filter layers provided on the transparent substrate, a planarization layer formed to cover the color conversion layer, and a passivation film formed on the planarization layer The surface of the passivation film in contact with the planarization layer is made of an oxynitride having a nitrogen ratio (nitrogen / nitrogen + oxygen) of 0.1 to 0.5, and is in contact with the planarization layer. surface of the surface opposite to the Ri Do a nitride, oxynitride forming the passivation film, nitride, titanium, aluminum, one or more oxynitride selected from gallium and indium, Ru nitride der An organic EL device characterized by that. 前記パッシベーション膜が平坦化層に接する第1のパッシベーション層と第1のパッシベーション層を介して平坦化層に接する第2のパッシベーション層とからなり、第1のパッシベーション層が窒素比率(窒素/窒素+酸素)0.1〜0.5の酸窒化物からなり、第2のパッシベーション層が窒化物からなることを特徴とする請求項1記載の有機EL素子。   The passivation film includes a first passivation layer in contact with the planarization layer and a second passivation layer in contact with the planarization layer through the first passivation layer, and the first passivation layer has a nitrogen ratio (nitrogen / nitrogen + 2. The organic EL device according to claim 1, wherein the second passivation layer is made of a nitride. 前記パッシベーション膜の平坦化層に接する面が窒素比率(窒素/窒素+酸素)0.1〜0.5の酸窒化物からなり、平坦化層に接する面とは反対側の面が窒化物からなり、パッシベーション層の厚み方向の少なくとも一部において、平坦化層から離れるにつれて窒素/酸素比が高くなる組成分布を有することを特徴とする請求項1記載の有機EL素子。   The surface of the passivation film in contact with the planarization layer is made of oxynitride having a nitrogen ratio (nitrogen / nitrogen + oxygen) of 0.1 to 0.5, and the surface opposite to the surface in contact with the planarization layer is made of nitride. The organic EL element according to claim 1, wherein the organic EL element has a composition distribution in which the nitrogen / oxygen ratio increases as the distance from the planarization layer increases in at least a part of the thickness direction of the passivation layer. 平坦化層が有機樹脂からなり、パッシベーション膜に接する表面が紫外線処理されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の有機EL素子。 The organic EL element according to claim 1, wherein the planarizing layer is made of an organic resin, and a surface in contact with the passivation film is subjected to ultraviolet treatment.
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