JP5552801B2 - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Description
またこれら有機EL層の発光層、電子とホールの注入層、輸送層は基本的に10nm〜数百nmオーダーの薄膜の積層構造になるので陽極と陰極のショートが発生し易い。よって、ショート欠陥を防ぐことも低コスト化の課題になっている。
また発光層を蒸着により3色に塗り分ける際は、メタルマスクによる成膜が行われるが、画素サイズは70μm×210μm程度か若しくはそれ以下であり微小サイズであることから、成膜時のメタルマスクとガラス基板との接触によるキズが歩留まり低迷の原因になる。
さらに、生産時の基板を大型化することは低コスト化に欠かせないが、成膜時の高温に起因するガラスとメタルマスクの伸び縮みの問題により、大型化が困難であるといった課題もある。
また、アクティブマトリックス駆動方式の有機EL表示装置では、TFT基板上の有機EL素子上を透明無機膜で覆い、バリア膜を形成することが提案されている。
よって、例えば酸化窒化ケイ素を用いてスパッタリング法により成膜する場合には、工程に時間がかかり、効率が悪くコストがかかるという問題があった。またCVDを用いてもコスト高の問題は変らない。
また、成膜型の製造方式では、微小なピンホールが発生する問題があり、完全無欠なガスバリア性を有する透明無機膜を形成するのが困難であった。その他に、透明無機膜をカラーフィルタ上に形成した場合、透明無機膜にクラックが生じることや、透明無機膜の応力により透明基板がたわむこと、透明無機膜が厚い膜になると透明性が落ちるなどの問題があった。よってバリア膜としては、バリア性能に優れ、透明性も高く、低コストであり、膜の強度(剛性、密着性)も高く、膜厚も薄いものが市場から望まれている。
さらに、本発明によれば、上記補強層がガラス基板であることから上記補強層を強度の高いものとすることができる。また、ガラス基板はガスバリア性を有することから、上記有機EL表示装置用カラーフィルタへの外部からの酸素、水蒸気等の侵入を防ぐことができ、上記調色層が酸素、水蒸気等で劣化することを防ぐことが可能となる。
また、本発明によれば、上記有機EL素子配置工程を有することから、上記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面に有機EL素子を配置させることにより、無機透明基板が有するガスバリア性によって、有機EL素子が酸素、水蒸気、調色層からの脱ガス等によって有機EL素子が劣化するのを防止することができる。よって、従来のように、無機透明基板上の調色層上にガスバリア性を有する透明無機膜を形成する必要がなく、製膜に用いる設備等が不要であるため、低コストで有機EL表示装置を製造することができる。また、上記透明無機膜を形成する必要がないことから、上記透明無機膜を形成する際に生じるクラック、ダークスポット等の欠陥等の問題を生じることがないため、欠陥の少ない有機EL表示装置を製造することができ、さらに、有機EL表示装置を製造する際の歩留まりを向上させることが可能となる。
本発明の有機EL表示装置は、無機透明基板、上記無機透明基板上に形成された調色層、上記調色層上に形成された接着剤層、および上記接着剤層上に配置された透明性を有する補強層を有する有機EL表示装置用カラーフィルタと、上記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面に配置された有機EL素子とを有することを特徴とするものである。
また、本発明においては「無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面」を、「無機透明基板の有機EL素子側表面」と称する場合がある。
また、従来のようにガスバリア性を有する透明無機膜を調色層上に直接形成する必要がなく、製膜に用いる設備が不要であるため、低コストな有機EL表示装置とすることができる。また、ガスバリア性を有する透明無機膜を調色層上に形成する必要がないことから、上記透明無機膜を調色層上に形成する場合に発生するクラック、ピンホール欠陥等の欠陥、上記透明無機膜の応力により無機透明基板がたわむこと、上記透明無機膜を厚く形成することによる透明性の低下等の問題を生じることがないため、欠陥の少ない有機EL表示装置とすることができる。
また、従来の構成の有機EL表示装置、すなわち有機EL表示装置用カラーフィルタの無機透明基板の調色層側の表面に接着剤層および透明基板等を介して有機EL素子が配置されている有機EL表示装置に比べて、本発明の有機EL表示装置は、有機EL表示装置用カラーフィルタの無機透明基板の有機EL素子側に有機EL素子が配置されていることから、有機EL素子の発光層からの光が、有機EL表示装置用カラーフィルタの着色層に入射するまでの距離を小さくすることができ、有機EL表示素子の発光層からの光の混色を防止することが可能となる。
図7(a)は、有機EL表示装置の一例を示す概略断面図である。図7(a)に示すように、有機EL表示装置30は、透明基板100と、透明基板100上に形成された着色層(図7(a)中では赤色着色層2R、緑色着色層2G、青色着色層2B)と、着色層間に形成された遮光部5と、着色層上に形成された接着剤層3と、接着剤層3上に配置された基材100’とを有する有機EL表示装置用カラーフィルタと、基材100’上に形成された透明電極層24と、発光層を含む有機EL層23と、背面電極層22と、透明電極層間に配置された絶縁層26とを有するものである。ここで、図7(a)においては、説明のため、有機表示装置の発光層、両電極層、および有機EL表示装置用カラーフィルタ以外の構成については省略して記載している。また、図7(a)では、調色層を着色層としている。
有機EL層23の発光層から発光された光は、通常、あらゆる方向に対して進むものである。そのため、有機EL層23の発光層から発光された光が、有機EL表示装置用カラーフィルタの着色層を透過する場合も、あらゆる方向から光が透過することになる。例えば、赤色着色層2R上に形成された有機EL層23から発光された光は、直進して有機EL表示装置用カラーフィルタを透過するものもあれば、光L1のように透明基板100表面の垂直方向に対して、ある角度をもって有機EL表示装置用カラーフィルタを透過するものもある。ここで、ある角度をもった光L1は、基材100’、接着剤層3、赤色着色層2R、および透明基板100を透過して進み、観察者の目に入るため、光L1が隣接する緑色着色層2Gの領域にまで及ぶと、観察者の目には、緑色着色層2Gから直進してきた光L2と、隣接した赤色着色層2Rから進んできた光L1とが混色して観察されてしまう。このため、良好な表示ができなくなるという問題があった。
本態様の有機EL表示装置は、無機透明基板、上記無機透明基板上に形成された調色層、上記調色層上に形成された接着剤層、および上記接着剤層上に配置された透明性を有する補強層を有する有機EL表示装置用カラーフィルタと、上記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面上に直接形成された透明電極層、上記透明電極層上に少なくとも発光層を有する有機EL層、および上記有機EL層上に形成された対向電極層からなる有機EL素子とを有することを特徴とするものである。
図1に示すように、本態様の有機EL表示装置30は、無機透明基板1、無機透明基板1上に形成された遮光部5、遮光部5の開口部に形成された複数の着色層2(図中では赤色着色層2R、緑色着色層2G、青色着色層2B)、着色層2上に形成された接着剤層3、および接着剤層3上に配置された透明性を有する補強層4を有する有機EL表示装置用カラーフィルタと、有機EL表示装置用カラーフィルタの無機透明基板1の着色層2側とは反対側の表面上に直接形成された有機EL素子とを有するものである。ここで、有機EL素子は、無機透明基板1直上に形成された透明電極層24、発光層を有する有機EL層23、有機EL層上に形成された対向電極層28を有するものである。また、有機EL表示装置30には、無機透明基板1上の透明電極層24の間に絶縁層26が形成され、その上に隔壁部15が形成されている。
以下、各構成について説明する。
本態様に用いられる有機EL表示装置用カラーフィルタは、無機透明基板と、上記無機透明基板上に形成された調色層と、上記無機透明基板および調色層上に形成された接着剤層と、上記接着剤層に配置された透明性を有する補強層とを有するものである。
図2に示すように、本態様に用いられる有機EL表示装置用カラーフィルタ10は、無機透明基板1、無機透明基板1上に形成された遮光部5、遮光部5の開口部に形成された複数の着色層2(図中では赤色着色層2R、緑色着色層2G、青色着色層2B)、着色層2上に形成された接着剤層3、および接着剤層3上に配置された透明性を有する補強層4を有するものである。
以下、それぞれの部材について説明する。
本態様に用いられる無機透明基板は、透明性を有し、無機透明基板上に後述する調色層や必要に応じて遮光部を形成することができ、かつ、調色層側表面とは反対の表面に有機EL素子を直接形成することができるものである。
なお、上記酸素透過率および水蒸気透過率の値は、酸素透過率はMOCON社のOX-TRAN装置を用い、23℃、90%RHの環境下、水蒸気透過率はMOCON社のPERMATRAN−W装置を用い、40℃、90%RHの環境下で測定された値である。
その他ソーダライム材、低屈折ガラス、高屈折ガラス等を用いても良い。
上記無機透明基板の厚みが200μmよりも厚い場合は、有機EL素子の発光層からの光が無機透明基板を入射した位置から、無機透明基板から光が出射し、調色層へ入射する位置までの距離が大きくなり、光の混色が起きやすくなるためである。また厚みは薄い方が望ましいが加工技術の点から5μm未満の加工は難しい。また、薄くなるほど無機透明基板に割れを生じたり、ガスバリア性が不十分になってしまう可能性があるからである。また、無機透明基板が脆くなることにより、有機EL素子を無機透明基板上に形成することが困難となるからである。
上記無機透明基板の膜厚を調整する方法としては、他に上記無機透明基板をエッチング等の化学的研磨法により研磨して調整する方法も考えられるが、機械研磨法を用いた場合は化学研磨法を用いた場合に比べて、研磨後の無機透明基板の表面粗さを小さくすることができ、無機透明基板の有機EL素子側表面の平滑性を良好なものとすることができる。本態様に用いられる有機EL表示装置用カラーフィルタは、上記無機透明基板の有機EL素子側表面に有機EL素子を形成するものであるため、無機透明基板の有機EL素子側表面の平滑性をより優れたものとすることができる方が好ましい。
なお、上記屈折率は400nm〜700nmの波長域の光を用いて測定するものとする。
本態様に用いられる補強層は、透明性を有し、後述する接着剤層上に配置されるものである。
機械を用いた機械研磨法においては、無機透明基板にかかる負荷が大きいため、無機透明基板のみの強度では無機透明基板を研磨する工程の間に無機透明基板が破損してしまう可能性がある。そこで、補強層が上述した強度を有することにより、無機透明基板を所望の膜厚に調整することが可能となるため好ましい。
また、このような補強層としては、透明無機基板であってもよいし、透明な樹脂基板(樹脂フィルム)であってもよいが、透明無機基板であることが好ましい。
また本態様においては、特に、ガラス基板を用いることが好ましい。上記補強層がガラス基板であることにより、補強層を強度の高いものとすることができる。また、ガラス基板はガスバリア性を有することから、上記有機EL表示装置用カラーフィルタへの外部からの酸素、水蒸気等の侵入を防ぐことができるため、上記調色層が酸素、水蒸気等で劣化することを防ぐことが可能となる。
本態様においては、なかでも無アルカリタイプのガラス基板を用いることが好ましい。上記無アルカリタイプのガラス基板は寸度安定性および高温加熱処理における作業性に優れるからである。
次に、本態様に用いられる調色層について説明する。本態様に用いられる調色層は無機透明基板上に形成されるものである。
このような調色層としては、有機EL素子の発光層からの光の色を所望する色に調整することができるのであれば特に限定されるものではない。
このような、調色層の態様としては、調色層が着色層である態様(第1の態様)、調色層が着色層と、上記着色層上に形成された色変換層とからなる態様(第2の態様)、調色層が色変換層である態様(第3の態様)が挙げられる。以下、それぞれの態様について説明する。
本態様において、調色層とは、着色層を指すものである。
このような着色層は、通常、赤色、緑色、青色の3色からなる。
赤色着色層に用いられる着色剤としては、例えばペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
緑色着色層に用いられる着色剤としては、例えばハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
青色着色層に用いられる着色剤としては、例えば銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
着色層の形成方法として印刷法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えばポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、着色層の形成方法としてフォトリソグラフィー法を用いる場合、バインダ樹脂としては、通常、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する電離放射線硬化性樹脂が使用される。通常は、電子線硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂が用いられる。
紫外線硬化性樹脂を使用する場合には、バインダ樹脂に光重合開始剤が単独または複数組み合わせて使用される。また、紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を用いてもよい。
本態様において調色層とは、着色層と、上記着色層上に形成された色変換層とからなるものを指す。
この透過層は、入射光を透過するものであり、青色着色層上に形成されている場合は青色光を透過するものであれば特に限定されるものではなく、例えば色変換蛍光体を含まず、後述する樹脂からなるものとすることができる。
この透過層は、入射光を透過するものであり、青色着色層上に形成されている場合は青色光を透過するものであり、緑色着色層上に形成されている場合は緑色光を透過するものであれば特に限定されるものではなく、例えば色変換蛍光体を含まず、後述する樹脂からなるものとすることができる。
なお、着色層と色変換層とは、図3に示したものと逆の順に積層されていてもよい。
本態様において調色層とは、色変換層を指す。
本態様においては、調色層が着色層であることが好ましい。着色層に含まれる顔料を調整することにより、有機EL表示装置用カラーフィルタの発色を良好なものに調整することができるからである。
本態様に用いられる接着剤層は、上述した調色層上に形成され、上述した補強層を接着するために形成されるものである。
具体的には、合成ゴム系、アクリル系、エポキシ系、ポリイミド系などの接着剤、接着シートが挙げられる。
また、本態様に用いられる接着剤としては、上記接着剤層の屈折率よりも、上記補強層の屈折率がより大きくなる接着剤がさらに好ましい。有機EL素子の発光層から発光された光が接着剤層を透過して、補強層へ入射するときの無機透明基板表面の垂直方向に対する角度がより小さくなるため、混色防止機能をより高くすることができるからである。
また、上記接着剤層がフィルム状の接着シートからなる場合は、フィルム状の接着シートの膜厚としては、10μm〜200μmの範囲内、なかでも15μm〜150μmの範囲内、特に30μm〜100μmの範囲内であることが好ましい。接着剤の場合は接着剤層の厚みが上記範囲で接着することができる。接着シートは上記の範囲内で接着加工することができる。上記範囲は極力薄い方が良いが、技術的にはこの範囲であれば接着性、透明性に優れる接着を行うことができる。よって望ましいのは接着剤を用いる方法である。
本態様においては、上述した無機透明基板、補強層、調色層、接着剤層以外にも必要な部材を適宜加えることができる。このような部材としては、例えば画素を区画する遮光部が挙げられる。遮光部については、一般的なカラーフィルタに用いられるものと同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。
本態様に用いられる有機EL素子は、上記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面上に形成された透明電極層、上記透明電極層上に少なくとも発光層を有する有機EL層、および上記有機EL層上に形成された対向電極層を有するものである。
本態様に用いられる有機EL層は、少なくとも発光層を含む1層もしくは複数層の有機層から構成されるものであり、通常、正孔注入層や電子注入層といった電荷注入層や、発光層に正孔を輸送する正孔輸送層、発光層に電子を輸送する電子輸送層といった電荷輸送層を有するものとすることができる。
本態様における透明電極層は、透明電極層と対向電極層との間に挟まれた有機EL層に電圧をかけ、発光層で発光を起こさせるために設けられるものである。また、発光層で発生した光を、上記有機EL表示装置用カラーフィルタ側に透過させるものである。したがって、上記有機EL層と、上記有機EL表示装置用カラーフィルタとの間に配置されるものである。
また、本態様における対向電極層は、上記有機EL層上に配置されたものである。対向電極層は、有機EL層を発光させるための他方の電極をなすものであり、上記透明電極層と反対の電荷が印加される電極である。
本態様の有機EL表示装置は、上述した有機EL表示装置用カラーフィルタと、透明電極層、有機EL層、および対向電極層を有する有機EL素子とを有しているのであれば特に限定されるものではなく、必要な部材を適宜加えることができる。このような部材としては、絶縁層、および隔壁部がある。以下、それぞれについて説明する。
本態様に用いられる絶縁層は、ストライプ状に形成された透明電極層の間に配置されるものである。このような絶縁層としては、有機EL表示装置に一般的に用いられるものを使用することができるため、ここでの説明は省略する。
本態様に用いられる隔壁部は、絶縁層上に形成され、発光層等を形成する際のマスクの役割を果たすものである。この隔壁部の形成材料としては、例えば感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂、あるいは無機透明材料などを用いることができる。この場合、隔壁部の表面エネルギー(濡れ性)を変化させる処理を行ってもよい。
本態様の有機EL表示装置の駆動方法としては、パッシブマトリクス方式により駆動させることができる。
本態様の有機EL表示装置は、上記有機EL表示装置用カラーフィルタと、少なくとも発光層を有する有機EL層、ならびに、上記有機EL層を挟持する透明電極層および背面電極層を含む有機EL素子、および基板を有する有機EL素子側基板とが、上記有機EL表示装置用カラーフィルタの無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面および上記有機EL素子側基板の有機EL素子が対向するように配置されていることを特徴とするものである。
図5に示すように、本態様の有機EL表示装置30は、基板21および上記基板21上に形成され有機EL素子25を有する有機EL素子側基板20と、無機透明基板1、無機透明基板1上に形成された遮光部5、遮光部5の開口部に形成された複数色の着色層2(図中では赤色着色層2R、緑色着色層2G、青色着色層2B)、着色層2上に形成された接着剤層3、および接着剤層3上に配置された透明性を有する補強層4を有し、上記有機EL素子側基板20の有機EL素子25が形成された面と、無機透明基板1の調色層2側とは反対側の表面とが対向するように配置された有機EL表示装置用カラーフィルタ10と、上記有機EL表示装置用カラーフィルタ10および有機EL素子側基板20の周縁部に形成され、上記有機EL素子25を封止するシール材27とを有するものである。
なお、図5においては、上記有機EL素子が、背面電極層22、有機EL層23、および透明電極層24を含むものであり、上記有機EL素子側基板20が、上記背面電極層22の開口部に形成された絶縁層26を有するものである。
以下、それぞれの部材について説明する。
本態様に用いられる有機EL表示装置用カラーフィルタにおける調色層、接着剤層、および補強層、その他の部材については、「1.第1態様」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。
上記有機EL表示装置用カラーフィルタの無機透明基板について、上記の点以外は、「1.第1態様」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。
本態様に用いられる有機EL素子側基板は、基板と、有機EL素子とを少なくとも有するものであり、通常、絶縁層を有するものである。
本態様に用いられる基板としては、後述する有機EL素子等を支持することができるものであれば良く、有機EL表示装置に一般的に用いられるものを使用することができる。
なお、本態様においては、上記有機EL表示装置用カラーフィルタ側から光が取り出されるものであるため、上記基板としては、透明であっても、不透明であっても良い。
本態様における有機EL素子は、少なくとも発光層を有する有機EL層、ならびに、上記有機EL層を挟持する透明電極層および背面電極層を含むである。
本態様に用いられる有機EL層については、「(1)第1態様」の項で記載したものと同様とすることができるので、ここでの記載は省略する。
本態様における透明電極層は、透明電極層と背面電極層との間に挟まれた有機EL層に電圧をかけ、発光層で発光を起こさせるために設けられるものである。また、発光層で発生した光を、上記有機EL表示装置用カラーフィルタ側に透過させるものである。したがって、上記有機EL層と、上記有機EL表示装置用カラーフィルタとの間に配置されるものである。
また、本態様における背面電極層は、上記有機EL層と、上記基板との間に配置されたものである。背面電極層は、有機EL層を発光させるための他方の電極をなすものであり、上記透明電極層と反対の電荷が印加される電極である。
本態様における絶縁層は、透明電極層と背面電極層とが直接接触することを防ぐために形成されるものである。
本態様に用いられるシール材は、上記カラーフィルタおよび有機EL素子側基板の周縁部に形成され、上記有機EL素子を封止するものである。
本態様においては、上述したシール材の代わりに、接着剤を用いることによってカラーフィルタおよび有機EL素子側基板を対向させて配置させてもよい。
このような接着剤の構成材料としては、上記有機EL素子を、大気中の水分等と接触することを抑制することができるものであれば良く、有機EL表示装置に一般的に用いられるものを使用することができる。
本態様の有機EL表示装置の駆動方法としては、アクティブマトリックス方式、およびパッシブマトリックス方式のどちらの方式でも駆動させることができる。
本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタは、無機透明基板と、上記無機透明基板上に形成された調色層と、上記調色層上に形成された接着剤層と、上記接着剤層上に配置された透明性を有する補強層とを有し、上記無機透明基板の膜厚が5μm〜200μmの範囲内であり、上記補強層がガラス基板であることを特徴とするものである。
また、本発明によれば、上記無機透明基板の膜厚が上記の範囲内であることにより、上記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面に有機EL素子を配置して有機EL表示装置とした場合、有機EL素子の発光層と、本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタの調色層との距離を小さくすることができるため、発光層からの光の混色を防止することが可能となる。また、上記のような構成の有機EL表示装置に用いられることにより、上記無機透明基板によって、有機EL素子が酸素、水蒸気、カラーフィルタからの脱ガス等によって劣化するのを防止することが可能となる。
本発明の有機EL表示装置の製造方法は、無機透明基板上に調色層を形成する調色層形成工程と、上記調色層形成工程により上記調色層が形成された上記無機透明基板の上記調色層側表面に接着剤層を形成し、透明性を有する補強層を貼り合わせる補強層接着工程と、上記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面を研磨することにより、上記無機透明基板の膜厚を薄膜化する無機透明基板研磨工程と、上記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面に、有機EL素子を配置する有機EL素子配置工程と、を有することを特徴とする製造方法である。
図6は、本発明の有機EL表示装置の製造方法の一例を示す工程図である。ここで、図6においては、調色層は着色層であるものとする。本発明の有機EL表示装置の製造方法は、例えば遮光部5を有する無機透明基板1上に複数の着色層2(図中では、赤色着色層2R、緑色着色層2G、青色着色層2B)を形成する(図6(a))調色層形成工程と、着色層2上に接着剤層3を形成して(図6(b))、補強層4を貼り合わせる(図6(c))補強層接着工程と、無機透明基板1の着色層2側とは反対の表面を研磨することにより、無機透明基板1の膜厚を薄膜化する(図6(d))無機透明基板研磨工程と、無機透明基板の着色層側とは反対側の表面に有機EL素子を配置する有機EL素子配置工程(図示せず)を有する製造方法である。
また本発明によれば、上記有機EL素子配置工程を有することから、上記無機透明基板の有機EL素子側に有機EL素子を配置させることにより、無機透明基板が有するガスバリア性によって、有機EL素子が酸素、水蒸気、調色層からの脱ガス等によって有機EL素子が劣化するのを防止することができる。よって、従来のように、無機透明基板上の調色層上にガスバリア性を有する透明無機膜を形成する必要がなく、製膜に用いる設備等が不要であるため、低コストで有機EL表示装置を製造することができる。また、上記透明無機膜を形成する必要がないことから、上記透明無機膜を形成する際に生じるクラック、ダークスポット等の欠陥等の問題を生じることがないため、有機EL表示装置を製造する際の歩留まりを向上することが可能となる。
以下、本発明における各工程について説明する。
本工程は、無機透明基板上に調色層を形成する工程である。
また、本工程において、さらに製造コストを抑えるには、上述した無機透明基板として、量産されたガラス基板を用いることが好ましい。
本工程は、上記調色層形成工程により上記調色層が形成された上記無機透明基板の上記調色層側表面に接着剤層を形成し、透明性を有する補強層を貼り合わせる工程である。
本工程において、接着剤を調色層上に塗布する方法としては、接着剤を均一に塗布することができるのであれば特に限定されるものではない。
また、接着剤層と補強層を貼り合わせる方法としては、気泡等が入ることなく、接着剤層と補強層とを貼り合わせることができるのであれば特に限定されるものではないが、なかでも真空下で貼り合わせることが好ましい。補強層と接着剤層とを貼り合わせる際に、接着剤層と補強層との間に空気が入ることによって気泡が発生するのを防ぐことができるからである。
本工程は、上記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面を研磨することにより、上記無機透明基板の膜厚を薄膜化する工程である。
後述する有機EL素子配置工程においては、上記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面に有機EL素子が配置されるため、有機EL素子が配置される無機透明基板表面を平滑性に優れたものとすることで、高品質な有機EL表示装置を製造することが可能となる。
本工程は、上記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面に、有機EL素子を配置する工程である。本工程においては、「A.有機EL表示装置」の項で説明した第1態様のように、上記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面に、直接有機EL素子を形成してもよいし、第2態様のように、有機EL素子を有する有機EL素子側基板を、上記無機透明基板上に、調色層側表面とは反対側の表面および有機EL素子が対向するようにして配置させてもよい。
本発明は、上述した調色層形成工程、補強層接着工程、無機透明基板研磨工程、および有機EL素子配置工程を有する製造方法であれば特に限定されず、必要な工程を適宜追加することができる。
まず、実施例で用いた材料の構造式を示す。
カラーフィルタを形成するガラス基板(後工程で研磨する。)(無機透明基板)として、OA10(日本電気硝子社製150×150mm、0.5mmt)を用いた。0.5mmの厚みの基板を用いるのは研磨工程の負荷を下げる目的である。樹脂遮光部、着色層をこのガラス基板(無機透明基板)に形成してカラーフィルタを作製した後、UV硬化型の接着剤を10μmの厚みで塗布し、真空貼り合せ機で上記ガラス基板(無機透明基板)と同じ材質、同じサイズの無機透明ガラス(後工程で研磨しない)(補強層)OA10(日本電気硝子社製150×150mm、0.7mmt)を貼り合せて接着させ、UV光を照射して全面を硬化させた。その後、研磨によりガラス基板(無機透明基板)を薄膜化し、目的のバリア機能を有する、着色層側表面とは反対側の表面が研磨されたカラーフィルタを得た。研磨後のガラス厚みとしてはガラス基板(無機透明基板)は約50μmまで薄く研磨された。
まず、パッシブマトリックス型のパネルを作製するため、ITO成膜後にフォトリソでパターン形成した。次に絶縁層と隔壁を形成した後そのITO基板上に、上記構造式で表されるNPDとMoO3とを体積比80:20で真空度10−5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層を形成した。次に、NPDを真空度10−5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚40nmとなるように真空蒸着し正孔輸送層を形成した。次に、ホスト材料として上記構造式で表されるTBADNを用い、青色発光ドーパントとして上記構造式で表されるTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TBADNおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10−5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTBADNを用い、緑色発光ドーパントとして上記構造式で表されるC545Tを用いて、上記青色発光層上に、TBADNおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10−5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料として上記構造式で表されるCBPを用い、赤色発光ドーパントとして上記構造式で表されるIr(piq)3を用いて、上記緑色発光層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10−5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
実施例1と同じ材料を用いてガラス基板上にカラーフィルタを同条件で作製した後、オーバーコートを積層し、バリア膜としてSiON膜を2000Å成膜させ、バリア膜つきのカラーフィルタを得た。その後、実施例1と同様に有機EL素子を形成し、封止を行い有機ELパネルを作製した。(これをサンプル2とした。)
発光パネルのダークスポットについて発生率を調査比較した。
1)ダークスポット評価
サンプル1:作製直後、200時間経過後共にダークスポット発生無し。
サンプル2:作製直後20μm以上のダークスポットが平均16個、200時間経過後ダークスポットは拡大し、尚且つ、発生数も平均32個に増加した。
サンプル1、およびサンプル2ともに良好であった。
パネル発光時の外観評価も光漏れによる混色など観察されなかった。
2 … 着色層
2’ … 色変換層
3 … 接着剤層
4 … 補強層
5 … 遮光部
10 … 有機EL表示装置用カラーフィルタ
20 … 有機EL素子側基板
21 … 基板
22 … 背面電極層
23 … 有機EL層
24 … 透明電極層
25 … 有機EL素子
26 … 絶縁層
27 … シール材
28 … 対向電極層
30 … 有機EL表示装置
Claims (6)
- 無機透明基板、前記無機透明基板上に形成された調色層、前記調色層上に形成された接着剤層、および前記接着剤層上に配置された透明性を有する補強層を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタと、
前記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面に配置された有機エレクトロルミネッセンス素子とを有し、
前記無機透明基板の膜厚が、5μm〜200μmの範囲内であり、
前記調色層の屈折率よりも前記接着剤層の屈折率のほうが大きく、前記接着剤層の屈折率よりも前記補強層の屈折率のほうが大きいことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。 - 前記補強層が、ガラス基板であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記無機透明基板の有機エレクトロルミネッセンス素子側表面の表面粗度が0.1nm〜4nmの範囲内であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
- 無機透明基板と、前記無機透明基板上に形成された調色層と、前記調色層上に形成された接着剤層と、前記接着剤層上に配置された透明性を有する補強層とを有し、
前記無機透明基板の膜厚が5μm〜200μmの範囲内であり、
前記補強層がガラス基板であり、
前記調色層の屈折率よりも前記接着剤層の屈折率のほうが大きく、前記接着剤層の屈折率よりも前記補強層の屈折率のほうが大きいことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタ。 - 無機透明基板上に調色層を形成する調色層形成工程と、
前記調色層形成工程により前記調色層が形成された前記無機透明基板上に接着剤層を形成し、前記接着剤層上に透明性を有する補強層を貼り合わせる補強層接着工程と、
前記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面を研磨することにより、前記無機透明基板の膜厚を薄膜化する無機透明基板研磨工程と、
前記無機透明基板の調色層側表面とは反対側の表面に、有機エレクトロルミネッセンス素子を配置する有機エレクトロルミネッセンス素子配置工程と、
を有し、
前記無機透明基板研磨工程において、前記無機透明基板は、膜厚が5μm〜200μmの範囲内に薄膜化され、
前記接着剤層は、前記調色層よりも屈折率が大きくなり、前記補強層よりも屈折率が小さくなる接着剤を用いて形成されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。 - 前記無機透明基板研磨工程が、機械研磨法を用いて研磨することを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
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