TWI395507B - 有機電致發光元件用彩色濾光片基板及使用其之有機電致發光顯示裝置 - Google Patents

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TWI395507B
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    • H10K59/38Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]

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Description

有機電致發光元件用彩色濾光片基板及使用其之有機電致發光顯示裝置
本發明係關於有機電致發光(以下簡稱「EL」)顯示裝置中所使用的有機EL元件用彩色濾光片基板。
有機EL元件在原理上,係具有在陽極與陰極之間夾置著發光層的構造。實際上,當使用有機EL元件構成彩色顯示的有機EL顯示裝置之際,將有下述方式:(1)將分別發出三原色各色的發光層進行排列之方式;(2)組合發出白色光的發光層、與三原色著色層的彩色濾光片方式;以及(3)組合發出藍色光的發光層、與從藍色光分別轉換成綠色光與紅色光的色彩轉換層之色彩轉換方式等。
上述(1)之方式中,必需齊備分別發出各顏色光的發光層特性,且潛在有以高精細圖案化困難的問題。因而,上述(2)的彩色濾光片方式、及上述(3)的色彩轉換方式受到矚目。該等方式係只要使用單一種類的發光層便足夠,因而將不致出現如上述(1)之方式的不良狀況。
然而,上述(3)之色彩轉換方式將有因外光而激發色彩轉換層中的螢光體,導致對比降低的不良狀況。因而,一般便在色彩轉換層與透明基材之間形成著色層。又,藉由著色層的設置將可提升色純度。然而,因為色彩轉換層的厚度較厚,因而從螢光體所發出的光將產生散射等現象而出現光漏狀況,導致光利用效率降低的問題。
再者,上述(2)之彩色濾光片方式為了進行色相補正(hue correction),便在發光層與著色層之間形成色彩轉換層。然而,此情況下亦同樣的均屬於色彩轉換層厚度較厚,因而將因光散射等情況而發生光漏現象,導致光利用效率降低的問題。
依此的話,色相補正、與輝度(即光取出效率)具有不相容的關係,將頗難同時實現提高色純度與提升輝度。
提高光取出效率並提升輝度的例子,提案有如:在各色彩轉換層間設置具反射性遮光部的方法(例如參照專利文獻1);或對在發光層與色彩轉換層之間所形成之層進行折射率調整的方法(例如參照專利文獻2)等。然而,尚無報告指出利用色彩轉換層本身結構而提升輝度的例子。
再者,相關獲得上述(2)之彩色濾光片方式所使用之發出白色光發光層的方法正興盛地進行研究,例如提案有使用發出白色光發光材料的方法、或使用具互補色(complementary color)關係之複數色發光材料的方法等。其中,因為白色發光之發光材料較少,因而使用具互補色關係之複數色發光材料的方法便成為主流。
當使用複數色發光材料的情況時,已知有選擇藍色系發光材料、與其互補色的橙色系發光材料(例如參照專利文獻3)。依照該方法所獲得之白色光發光光譜,將具有源自藍色系發光材料與橙色系發光材料的藍色與紅色等2個波長尖峰。因而,當此種白色光穿透著色層的情況時,實際上將強烈地觀察到紅色光與藍色光,而幾乎未觀察到綠色光,因而使用白色發光發光層的有機EL顯示裝置,便有三原色色特性均衡較差的問題。
(專利文獻1)日本專利特開2004-288447號公報(專利文獻2)日本專利特開2003-077680號公報(專利文獻3)日本專利特開平9-63770號公報
本發明係有鑑於上述諸項問題而形成,其主要目的在於提供一種可獲得高輝度且高效率之有機EL顯示裝置,且可適用於具白色發光層的有機EL顯示裝置,三原色色特性均衡優越的有機EL元件用彩色濾光片基板。
本發明為達成上述目的,係提供一種有機EL元件用彩色濾光片基板,其具備有:透明基材、在上述透明基材上形成圖案狀的著色層、以及在上述著色層上部分地形成的色彩轉換層。
本發明中,因為在著色層上部分地形成色彩轉換層,因而使用此種有機EL元件用彩色濾光片基板的有機EL顯示裝置,從發光層所發出的發光中其中一部分將穿透過色彩轉換層。此時,色彩轉換層中的色彩轉換螢光體將吸收入射光而發出螢光,該螢光將因色彩轉換層中的其他色彩轉換螢光體而散射,並從色彩轉換層側面洩漏光。本發明中,因為色彩轉換層部分地形成於著色層上,因而可將該散射並洩漏的光,從著色層上未形成色彩轉換層的區域射出。結果,可將在色彩轉換層中散射並洩漏的光效率佳地取出,便可提升輝度。所以,藉由使用本發明的有機EL元件用彩色濾光片基板,便可提供高輝度且高效率的有機EL顯示裝置。
再者,如上述,色相補正與輝度雖具有不相容的關係,但是本發明藉由上述構造,便可達到兼顧高色純度與高光取出效率的效果。
再者,當將本發明的有機EL元件用彩色濾光片基板,使用於例如具白色發光層的有機EL顯示裝置時,一般從白色發光層所發出的白色光,大多屬於由紅色光與藍色光所構成之綠色光成分較少的情況,但是本發明中,藉由例如在紅色色彩轉換部、綠色色彩轉換部及藍色色彩轉換部中,將紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部部分地形成於各著色部上,而使綠色色彩轉換部面積大於紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的各面積,便可增加綠色光成分。所以,將可提供三原色色特性均衡優越的有機EL顯示裝置。
上述發明中,上述色彩轉換層最好在上述著色層上形成圖案狀。理由係藉由將色彩轉換層在著色層上形成圖案狀,便可增加色彩轉換層的表面積,因而將可更有效率地取出色彩轉換層中散射並洩漏的光,可更加提升輝度。
再者,本發明中,上述著色層最好具有紅色著色部、綠色著色部及藍色著色部;上述色彩轉換層最好至少具有在上述紅色著色部上部分地形成的紅色色彩轉換部、或上述綠色著色部上部分地形成的綠色色彩轉換部中之任一者。其理由係藉由各色彩轉換部在各著色部上部分地形成,便可效率佳地將各色彩轉換部中散射的洩漏光取出,將可提升紅色光與綠色光的輝度。
上述發明中,上述紅色著色部上亦可未形成紅色色彩轉換部。理由係當入射光屬於例如含紅色光與藍色光成分的白色光之情況下,便可未形成將入射光轉換成紅色光的紅色色彩轉換部。此外,尚因為不需要重複施行圖案化步驟,因而將有利於成本面,且使製造步驟趨於簡化。
再者,本發明中,最好在上述色彩轉換層上形成平坦化層。理由係藉由平坦化層的形成,便可保護著色層與色彩轉換層。此外,理由係當將本發明的有機EL元件用彩色濾光片基板,使用於有機EL顯示裝置的情況時,便可降低透明電極層形成時的影響,可防止有機EL層形成時發生厚斑的狀況。
此情況下,上述平坦化層亦可具有光散射性。理由係藉由平坦化層具有光散射性,便可抑制經色彩轉換層轉換的光朝透明基材的水平方向洩漏,將朝透明基材垂直方向(觀察者側)效率佳地將光取出。
再者,本發明中,最好上述著色層係具有紅色著色部、綠色著色部及藍色著色部;上述色彩轉換層係至少具有在上述綠色著色部上所形成的綠色色彩轉換部,且上述綠色色彩轉換部的面積係分別大於上述紅色著色部上所形成的紅色色彩轉換部的面積、及上述藍色著色部上所形成藍色色彩轉換部的面積。
理由係當將本發明的有機EL元件用彩色濾光片基板,使用於例如具有白色發光層的有機EL顯示裝置之情況時,一般從白色發光層所發出的白色光,大多屬於由紅色光與藍色光所構成之綠色光成分較少的情況,但是本發明中,藉由形成將入射光轉換成綠色光的綠色色彩轉換部,並使該綠色色彩轉換部的面積大於紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的各面積,便可增加綠色光成分。藉此,便可提供三原色色特性均衡優越的有機EL顯示裝置。
上述發明中,最好未形成上述紅色色彩轉換部與上述藍色色彩轉換部。換言之,色彩轉換層最好僅具有在綠色著色部上所形成的綠色色彩轉換部。理由係不需要重複施行圖案化步驟,將有利於成本面且製造步驟趨於簡化。
此情況下,上述紅色著色部厚度、上述綠色著色部與上述綠色色彩轉換部的合計厚度、以及上述藍色著色部厚度間的差值,最好在2.0 μ m以下。若上述厚度差值過大,將因著色層與色彩轉換層的構造而出現梯度(凹凸)趨大,導致其表面較難平坦化。
再者,此情況下,上述紅色著色部厚度、上述綠色著色部與上述綠色色彩轉換部的合計厚度、以及上述藍色著色部厚度,最好在1 μ m~3 μ m範圍內。理由係較難形成厚度過厚的紅色著色部與藍色著色部,且較難形成厚度過薄的綠色色彩轉換部。特別係為了形成厚度較薄的綠色色彩轉換部,因而綠色色彩轉換部中的綠色色彩轉換螢光體濃度將過濃,恐將發生濃度消光(concentration quenching)現象。
再者,本發明中,在上述紅色著色部上亦可形成綠色色彩轉換部。因為從綠色色彩轉換部所發出的綠色光中雖幾乎無法穿透過紅色著色部,但是綠色光靠長波長側的成分將成為紅色光靠短波長側的成分並穿透過紅色著色部,因而藉由此種構造便可達成色相調整的效果。
再者,本發明中,最好在上述色彩轉換層上形成平坦化層。理由係藉由平坦化層的形成,便可保護著色層與色彩轉換層。此外,理由係當將本發明的有機EL元件用彩色濾光片基板,使用於有機EL顯示裝置的情況時,便可降低透明電極層形成時的影響,可防止有機EL層形成時發生厚斑。
再者,本發明中,最好在上述色彩轉換層上形成阻氣層。理由係藉由阻氣層的形成,當將本發明的有機EL元件用彩色濾光片基板,使用於有機EL顯示裝置的情況時,對水蒸氣、氧、或者來自著色層或色彩轉換層等的脫離氣體等屬於較脆弱構件的有機EL層,保護其避免受該等氣體的侵蝕。
再者,本發明中,亦可在上述透明基材上的上述著色層之間形成遮光部。理由係藉由遮光部的形成,將依每個像素區分發光的區域,並可防止發光區域間的邊界發生外光反射,俾可提高對比。
本發明另外亦提供一種有機EL顯示裝置,係具備有:上述有機EL元件用彩色濾光片基板;透明電極層,係形成於上述有機EL元件用彩色濾光片基板的色彩轉換層側表面上;有機EL層,係形成於上述透明電極層上,且至少含有發光層;及對向電極層,係形成於上述有機EL層上。
因為本發明的有機EL顯示裝置係採用上述有機EL元件用彩色濾光片基板,因而便可效率佳地將在色彩轉換層中散射並洩漏的光取出,便可提升輝度。所以,將可實現高輝度且高效率。
上述發明中,上述發光層最好係利用2波長發光光源進行白色發光。一般從白色發光層所發出的白色光,大多屬於由紅色光與藍色光所構成之綠色光成分較少之情況,但是本發明中,藉由例如將綠色色彩轉換部部分地形成於綠色著色部上,便可提升綠色光輝度。此外,例如使綠色色彩轉換部面積大於紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的各面積,便可增加綠色光成分。所以,將可提供三原色色特性均衡優越的有機EL顯示裝置。
本發明中,因為色彩轉換層將部分地形成於著色層上,因而便可效率佳地將在色彩轉換層中散射並洩漏的光取出,可達到提升輝度的效果。所以,使用本發明有機EL元件用彩色濾光片基板的有機EL顯示裝置,可實現高輝度且高效率。
再者,當將本發明有機EL元件用彩色濾光片基板,使用於諸如具有白色發光之白色發光層的有機EL顯示裝置時,藉由將綠色色彩轉換部部分地形成於綠色著色部上,便可提升綠色光輝度,且藉由將綠色色彩轉換部的面積設定為大於紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的各面積,便可增加綠色光成分。所以,使用本發明有機EL元件用彩色濾光片基板的有機EL顯示裝置,可達成三原色色特性均衡優越的效果。
以下,針對本發明的有機EL元件用彩色濾光片基板、及使用其之有機EL顯示裝置,進行詳細說明。
A.有機EL元件用彩色濾光片基板
本發明的有機EL元件用彩色濾光片基板的特徵在於具備有:透明基材、在上述透明基材上形成圖案狀的著色層、以及在上述著色層上部分地形成的色彩轉換層。
本發明的有機EL元件用彩色濾光片基板係可區分為2種實施態樣。以下,將各實施態樣分開進行說明。
I.第1實施態樣
本發明有機EL元件用彩色濾光片基板的第1實施態樣,特徵在於具備有:透明基材、在上述透明基材上形成圖案狀的著色層、以及在上述著色層上部分地形成的色彩轉換層。
針對本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板,參照圖式進行說明。
圖1所示係本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板一例之概略剖視圖。如圖1所示,本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板10中,在透明基材1上依序形成:著色層2,係由紅色著色部2R、綠色著色部2G及藍色著色部2B所構成;紅色色彩轉換部3R,係形成於紅色著色部2R上;以及色彩轉換層3,係由綠色著色部2G上所形成的綠色色彩轉換部3G所構成;並依覆蓋該著色層2與色彩轉換層3之方式形成平坦化層5。在著色層2的各著色部2R、2G、2B間形成黑矩陣4。此外,紅色色彩轉換部3R與綠色色彩轉換部3G係分別部份地形成於紅色著色部2R與綠色著色部2G上。在藍色著色部2B上形成使入射光穿透的穿透部3B’。
另外,亦可未形成圖1中的穿透部3B’。此外,當未形成穿透部3B’的情況時,於膜厚調整之目的下,亦可將藍色著色部2B的厚度設計成與紅色著色部2R及紅色色彩轉換部3R的合計厚度、或綠色著色部2G及綠色色彩轉換部3G的合計厚度相同程度之厚度。
當使用圖1所示有機EL元件用彩色濾光片基板製作有機EL顯示裝置之際,在平坦化層5上依序積層著透明電極層、發光層及對向電極層。在此種有機EL顯示裝置中,從發光層所發出的光之中,其中一部分將穿透過色彩轉換層3並更穿透過著色層2,而其餘部分則在未穿透過色彩轉換層3之情況下穿透過著色層2。
相關穿透過色彩轉換層3與著色層2的部分光,因為色彩轉換層3中的色彩轉換螢光體將吸收入射光而發出螢光,因而便成為色相經補正過的光。該色相經補正過的光將利用色彩轉換層3中的其他色彩轉換螢光體進行散射,再從色彩轉換層3側面洩漏出去,但是在本發明中,因為色彩轉換層3將部分地形成於著色層2上,因而可使該散射並洩漏的光從著色層2上未形成色彩轉換層3的區域射出。結果,可效率佳地取出在色彩轉換層中散射並洩漏的光,俾可提升輝度。
特別係當色彩轉換螢光體係使用無機螢光體的情況時,因為一般無機螢光體屬於不透明,在色彩轉換層中從一個無機螢光體所發出的螢光將無法穿透其他無機螢光體,因而藉由本實施態樣的構造,便可有效地提升輝度。
以下,針對本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板,就各構造進行說明。
1.色彩轉換層
本實施態樣所使用的色彩轉換層係部分地形成於著色層上。色彩轉換層的形成位置係只要屬於著色層上的一部分便可,其餘並無特別的限制,例如可如圖1所示,在著色層2(2R、2G)中心形成色彩轉換層3(3R、3G),亦可如圖2所示,在著色層2(2R、2G)上將色彩轉換層3(3R、3G)集中形成於一邊。此外,亦可如圖1所示,將色彩轉換層3(3R、3G)形成於著色層2(2R、2G)上的一處,亦可如圖3所示,將色彩轉換層3(3R、3G)圖案狀形成於著色層2(2R、2G)上。
本實施態樣所使用的色彩轉換層係在樹脂中分散或溶解有吸收入射光並發出各色螢光的色彩轉換螢光體。該色彩轉換螢光體係可使用無機螢光體或有機螢光體中任一者。
當色彩轉換螢光體係使用無機螢光體的情況時,色彩轉換層最好圖案狀形成於著色層上。理由係如上述,一般無機螢光體均屬不透明,在色彩轉換層中從一個無機螢光體所發出的光將無法穿透其他無機螢光體而將散射,因而為能效率佳地將所散射並洩漏的光取出,俾提升輝度,最好增加色彩轉換層表面積的緣故所致。所以,當使用無機螢光體的情況時,色彩轉換層最好在著色層上形成精細圖案狀。此時,因為較難形成過於細膩的圖案,因而色彩轉換層的圖案細膩程度,最好經考慮目標之輝度與圖案特性之後,再適當選擇。
另一方面,當使用有機螢光體的情況時,色彩轉換層的較佳形成位置並無特別的限制,例如可將色彩轉換層形成於著色層上的一處,亦可在著色層上形成圖案狀。
本實施態樣中,色彩轉換層相對於著色層的占有面積比係在能提升光取出效率而獲得高輝度的前提下,並無特別的限制,使用無機螢光體的情況與使用有機螢光體的情況,其較佳範圍不同。當使用無機螢光體的情況時,色彩轉換層相對於著色層的占有面積比係若將著色層面積設定為100,則最好為20~90左右,尤以50~80為佳,更以70~80範圍內為佳。另一方面,當使用有機螢光體的情況時,色彩轉換層相對於著色層的占有面積比係若將著色層面積設定為100,則最好為70~100左右,尤以80~98為佳,更以85~95範圍內為佳。任一情況下,若色彩轉換層相對於著色層的占有面積比例過小,色彩轉換效率恐將降低,反之,若過大,則著色層上可將色彩轉換層中散射並洩漏的光射出之區域將變狹窄,因而光的取出效率降低,而有無法獲得輝度提升效果的可能性。
另外,此處所謂「色彩轉換層相對於著色層的占有面積比」,係指如圖1所示,色彩轉換層3構成部分(色彩轉換部)3R,相對於著色層2構成部分(著色部)2R的占有面積比,並非指色彩轉換層整體相對於著色層整體的占有面積比。
再者,色彩轉換層的厚度係在能提升光取出效率而獲得高輝度的前提下,並無特別的限制,使用無機螢光體的情況與使用有機螢光體的情況,其較佳範圍不同。
使用無機螢光體的情況時,色彩轉換層厚度最好為0.2 μ m~10 μ m左右,尤以0.5 μ m~5 μ m為佳,更以1 μ m~3 μ m範圍內為佳。若色彩轉換層厚度過厚,則如上述,因為從一個無機螢光體所發出的光將無法穿透其他無機螢光體,因而輝度恐將降低。反之,若色彩轉換層厚度過薄,色彩轉換效率恐將降低。此外,藉由增加色彩轉換層中的無機螢光體含有量,便可在未降低色彩轉換效率的情況下,將色彩轉換層的厚度減薄,但是若色彩轉換層中的無機螢光體含有量過多,將有發生濃度消光的情況。所以,當增加色彩轉換層中的無機螢光體含有量,而將色彩轉換層厚度減薄的情況時,將考慮濃度消光之後再適當選擇厚度。
另一方面,使用有機螢光體的情況時,色彩轉換層的厚度最好為0.5 μ m~30 μ m左右,尤以1 μ m~10 μ m為佳,更以3 μ m~5 μ m範圍內為佳。若色彩轉換層厚度過厚,因色彩轉換層的結構所造成的梯度(凹凸)變大,頗難將其表面平坦化。反之,若色彩轉換層厚度過薄,將有色彩轉換效率降低的可能性。此外,如同上述般,為能減薄色彩轉換層的厚度,而增加色彩轉換層中的有機螢光體含有量,恐將發生濃度消光現象。
本實施態樣中所使用的色彩轉換層,係對應著色層而設置,通常具有紅色色彩轉換部、綠色色彩轉換部、及藍色色彩轉換部之三種色彩轉換部。本實施態樣中,如上述,色彩轉換層係部分地形成於著色層上,而三種色彩轉換部係可全部均部分地形成於著色層上,亦可三種色彩轉換部中之一種或二種色彩轉換部,部分地形成於著色層上。
再者,本實施態樣所使用之色彩轉換層的構造,將不同於應用本實施態樣有機EL元件用彩色濾光片基板的有機EL顯示裝置之發光層構造。
當將本實施態樣有機EL元件用彩色濾光片基板,使用於例如具有藍色發光之藍色發光層的有機EL顯示裝置時,對色彩轉換層的入射光一般大多係含有藍色光成分,或含有藍色光與綠色光成分。
當對色彩轉換層的入射光係含有藍色光成分的情況時,色彩轉換層係只要至少含有將入射光轉換為紅色光的紅色色彩轉換部、與將入射光轉換成綠色光的綠色色彩轉換部的話便可。
此情況下,亦可僅紅色色彩轉換部部分地形成於紅色著色部上,亦可僅綠色色彩轉換部部分地形成於綠色著色部上,亦可紅色色彩轉換部與綠色色彩轉換部分別部分地形成於各著色部上。其中,最好紅色色彩轉換部與綠色色彩轉換部均部分地形成於各著色部上。藉由作成為此種構造,便可效率佳地將在紅色色彩轉換部與綠色色彩轉換部中散射並洩漏的光取出,俾可提升輝度。特別係當色彩轉換螢光體係使用無機螢光體的情況時,例如圖3所示,最好紅色色彩轉換部3R與綠色色彩轉換部3G均形成圖案狀。如上述,藉由將紅色色彩轉換部與綠色色彩轉換部形成圖案狀而增加其表面積,便可更有效率也將在紅色色彩轉換部與綠色色彩轉換部中散射並洩漏的光取出,可更進一步提升輝度。
再者,此情況下,因為對色彩轉換層的入射光含有藍色光成分,因而藍色色彩轉換部原則上不需要執行色彩轉換,因而亦可未形成藍色色彩轉換部。所以,在藍色著色部上可未形成任何物質,但是為將有機EL元件用彩色濾光片基板表面平坦化,亦可如圖1~3所示,形成與各色彩轉換部3R、3G具相同程度厚度的穿透部3B’。
該穿透部係屬於入射光可穿透,只要在形成於藍色著色部上的情況時,能使藍色光穿透過的話便可,其餘並無特別的限制,例如可由未含色彩轉換螢光體的後述樹脂所構成。此情況下,因為穿透部未含有色彩轉換螢光體,因而將不需要為提升輝度而部分地形成於藍色著色部上,若考慮製造步驟,一般係形成於藍色著色部整面上。
另一方面,當對色彩轉換層的入射光係含有藍色光與綠色光成分的情況時,色彩轉換層係只要至少具有將入射光轉換成紅色光的紅色色彩轉換部便可。此情況下,紅色色彩轉換部將部分地形成於紅色著色部上。特別係當色彩轉換螢光體使用無機螢光體的情況時,最好紅色色彩轉換部形成圖案狀。如上述,藉由將紅色色彩轉換部形成圖案狀而增加其表面積,便可效率佳地將紅色色彩轉換部中散射並洩漏的光取出,可更進一步提升輝度。
再者,此情況下,因為對色彩轉換層的入射光含有藍色光與綠色光成分,因而藍色色彩轉換部與綠色色彩轉換部原則上並不需要執行色彩轉換,因而亦可未形成藍色色彩轉換部與綠色色彩轉換部。所以,在藍色著色部與綠色著色部上亦可未形成任何物質,但是為將有機EL元件用彩色濾光片基板表面平坦化,亦可形成與紅色色彩轉換部具相同程度厚度的穿透部。
該穿透部係屬於入射光可穿透,只要在形成於綠色著色部上的情況時,能使綠色光穿透過的話便可,其餘並無特別的限制,例如可由未含色彩轉換螢光體的後述樹脂所構成。此情況下,因為穿透部未含有色彩轉換螢光體,因而將不需要為了提升輝度而分別部分地形成於各著色部上,若考慮製造步驟,一般係分別形成於各著色部上整面。
再者,當將本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板,使用於例如具有白色發光之白色發光層的有機EL顯示裝置時,對色彩轉換層的入射光一般多數情況係含有紅色光與藍色光成分。所以,只要色彩轉換層至少具有將入射光轉換成綠色光的綠色色彩轉換部便可。此情況下,例如圖4所示,綠色色彩轉換部3G將部分地形成於綠色著色部2G上。特別係當色彩轉換螢光體係使用無機螢光體的情況時,最好如圖5所示,將綠色色彩轉換部3G形成圖案狀。如上述,藉由將綠色色彩轉換部形成圖案狀而增加其表面積,便可更有效率地將綠色色彩轉換部中散射並洩漏的光取出,可更進一步提升輝度。
再者,此情況下,因為對色彩轉換層的入射光含有紅色光與藍色光成分,因而紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部原則上並不需要執行色彩轉換,因而亦可未形成紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部。此情況下,在紅色著色部及藍色著色部上亦可未形成任何物質,但是為將有機EL元件用彩色濾光片基板表面平坦化,亦可如圖4、5所示,分別形成與綠色色彩轉換部3G具相同程度厚度的穿透部3R’及3B’。
在上述說明中,雖針對應用本實施態樣有機EL元件用彩色濾光片基板的有機EL顯示裝置,就其發光層配合發光光源種類的色彩轉換層構造進行說明,惟相關本實施態樣所使用的色彩轉換層構造,配合發光層的發光光源種類並無特別的限制,只要色彩轉換層能執行所需色相補正的話便可。
本實施態樣所使用的綠色色彩轉換部,係將吸收入射光並發出綠色螢光的綠色彩轉換螢光體,分散或溶解於樹脂中而構成。
綠色彩轉換螢光體係如上述,可使用無機螢光體或有機螢光體中任一者。
使用為綠色彩轉換螢光體的無機螢光體具體例,可舉例如:日本專利特開2004-14335號公報中所揭示的稀土族錯合物系螢光體。稀土族錯合物系螢光體中,稀土族金屬係有如:Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb等,而形成錯合物的有機配位基將可為芳香族系或非芳香族系中任一者,最好為下述一般式(1)所示化合物。
Xa-(Lx)-(Ly)n -(Lz)-Ya (1)
其中,式中,Lx、Ly、Lz分別獨立表示具有2個以上鍵結之原子;n係指0或1;Xa表示具有可配位於Lx鄰接位之原子的取代基;Ya係指具有可配位於Lz鄰接位之原子的取代基。此外,Xa的任意部分與Lx可相互縮合並形成環,Ya的任意部分與Lz可相互縮合並形成環,Lx與Lz可相互縮合並形成環,且在分子內至少存在一個芳香族烴環或芳香族雜環。但是,當Xa-(Lx)-(Ly)n -(Lz)-Ya係指如:β-二酮衍生物、β-酮酯衍生物、β-酮醯胺衍生物、或如將上述酮的氧原子取代為硫原子或-N(R201)-者、或者如:冠醚、氮雜冠醚、硫代冠醚、或如將冠醚的氧原子取代為任意個數硫原子、或取代為-N(R201)-的冠醚之情況時,亦可未含有芳香族烴環或芳香族雜環。-N(R201)-中,R201係指氫原子、取代或無取代的烷基、取代或無取代的芳香基。
上述一般式(1)中,Xa與Ya所示之可配位原子,具體係有如:氧原子、氮原子、硫原子、硒原子、碲原子。此外,Lx、Ly、Lz所示之具2個以上鍵結的原子並無特別的限制,可舉例如:碳原子、氧原子、氮原子、矽原子、鈦原子等。
上述稀土族錯合物系螢光體的具體例,有如:Ba2 a Eua SiO4 等含Ba與Si的稀土族錯合物系螢光體、或Ba1 a Eua MgAl1 0 O1 7 等含Ba與Mg的稀土族錯合物系螢光體等等。
再者,使用為綠色彩轉換螢光體的無機螢光體具體例,尚可舉例如:日本專利特表2004-505167號公報中所揭示的鹼土族金屬硫鎵酸鹽螢光體、或ZnS:Tb等ZnS系螢光體、黃綠顏料(例如欣羅依公司製FA005(商品名))。
再者,亦可使用諸如:ZnS:Mn、ZnS:Mn/ZnMgS等ZnS系螢光體、(Y,Gd)3Al5 O1 2 :Ce等黃螢光體、或橙色顏料(例如欣羅依公司製FA001(商品名))。雖該等螢光體並非屬於綠色螢光體,但是含有各種綠色螢光成分,因而能進行色相補正,故可使用。
另一方面,使用為綠色彩轉換螢光體的有機螢光體具體例,可舉例如:2,3,5,6-1H,4H-四氫-8-三氟甲基喹(9,9a,1-gh)香豆素、3-(2’-苯并噻唑基)-7-二乙基胺基香豆素、3-(2’-苯并咪唑基)-7-N,N-二乙基胺基香豆素、3-(2’-N-甲基苯并咪唑基)-7-N,N-二乙基胺基香豆素等香豆素色素;鹼性黃51等香豆素色素系染料;溶劑黃11、或溶劑黃116等萘二甲醯亞胺系色素等等。
上述有機螢光體係可將上述色素或染料,預先混練於諸如:聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚樹脂、醇酸樹脂、芳香族磺醯胺樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、苯并胍胺樹脂及該等樹脂混合物等等之中,而形成經顏料化的螢光顏料。
上述無機螢光體與有機螢光體係可單獨使用,亦可為了調整螢光色相而組合2種以上使用。
再者,使用為紅色彩轉換螢光體的無機螢光體具體例,有如:稀土族錯合物系螢光體。該稀土族錯合物系螢光體的具體例,有如:K5 Eu2 . 5 (WO4 )6 . 2 5 等含有K與W的稀土族錯合物系螢光體等。另外,相關稀土族錯合物系螢光體的其他事項將如同上述情況。
再者,使用為紅色彩轉換螢光體的無機螢光體具體例,可舉例如:ZnS:Mn、ZnS:Mn/ZnMgS等ZnS系螢光體;或橙色顏料(例如欣羅依公司製FA001(商品名))。
另一方面,使用為紅色彩轉換螢光體的有機螢光體具體例,可舉例如:4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(p-二甲基胺基苯乙烯基)-4H-吡喃等酞青系色素;1-乙基-2-[4-(p-二甲基胺基苯基)-1,3-丁二烯基]-吡啶鎓-過氯酸鹽等吡啶系色素;若丹明B(rhodamine B)、若丹明6G、若丹明3B、若丹明101、若丹明110、磺酸若丹明(sulforhodamine)、鹼性紫11、鹼性紅2等若丹明系色素;系色素等等。
上述有機螢光體係可將上述色素,預先混練於諸如:聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚樹脂、醇酸樹脂、芳香族磺醯胺樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、苯并胍胺樹脂及該等樹脂混合物等之中,而形成經顏料化的螢光顏料。
上述的無機螢光體與有機螢光體係可單獨使用,亦可為了調整螢光色相而組合2種以上使用。一般藍色光轉換成紅色光的轉換效率偏低,但是藉由混合使用2種以上,便可提高轉換效率。
各色彩轉換部所使用樹脂的具體例,可舉例如:聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯基吡咯啶酮樹脂、羥乙基賽路蘇樹脂、羧甲基賽路蘇樹脂、聚氯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、聚胺基甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂、順丁烯二酸樹脂、或聚醯胺樹脂等透明樹脂。此外,上述樹脂的具體例,尚可使用諸如:丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系、聚桂皮酸乙烯酯系、或環化橡膠系等具反應性乙烯基的電離輻射線硬化性樹脂(實際上係為電子射線硬化性樹脂或紫外線硬化性樹脂,且大多屬於後者)。
各色彩轉換部中的樹脂與各色彩轉換螢光體的比例,最好為100:0.3~100:5(質量基準)左右。若色彩轉換螢光體的比例過少,將有無法獲得足夠色彩轉換效率的情況,反之,若上述比例過高,恐將發生濃度消光現象。
色彩轉換層的形成方法係有如:光學微影法,或將上述各色彩轉換發光體與樹脂,視需要與溶劑、稀釋劑或適當添加劑一起進行混合,經調製成色彩轉換層形成用塗佈液,再施行印刷的印刷法。
2.著色層
本實施態樣所使用的著色層係在透明基材上形成圖案狀,通常具有紅色著色部、綠色著色部及藍色著色部。當各著色部對應於各像素而規則排列,形成遮光部的情況時,係對應於遮光部的開口部設置。
本實施態樣所使用的各著色部係將各色顏料或染料等著色劑,分散或溶解於黏結樹脂中而形成。
紅色著色部所使用的著色劑可舉例如:苝系顏料、淀顏料、偶氮系顏料、喹吖啶酮系顏料、蒽醌系顏料、蒽系顏料、異吲哚啉系顏料等。該等顏料係可單獨使用1種,或混合使用2種以上。
綠色著色部所使用的著色劑係可舉例如:鹵多取代酞青系顏料或鹵多取代酞青銅系顏料等酞青系顏料;三苯基甲烷系鹼性染料、異吲哚啉系顏料、異吲哚啉酮系顏料等。該等顏料或染料係可單獨使用1種,或混合使用2種以上。
藍色著色部所使用的著色劑係可舉例如:酞青銅系顏料、蒽醌系顏料、陰丹士林系顏料、吲哚酚系顏料、酞青系顏料、二系顏料等。該等顏料係可單獨使用1種,或混合使用2種以上。
再者,各著色部所使用的黏結樹脂係使用透明的樹脂。
當著色層之形成方法係採取印刷法的情況時,黏結樹脂為有如:聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯基吡咯啶酮樹脂、羥乙基賽路蘇樹脂、羧甲基賽路蘇樹脂、聚氯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、聚胺基甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂、順丁烯二酸樹脂、聚醯胺樹脂等。
再者,當著色層之形成方法係採取光學微影法的情況時,黏結樹脂通常使用諸如:丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系、聚桂皮酸乙烯酯系、或環化橡膠系等具反應性乙烯基的電離輻射線硬化性樹脂。通常將使用電子射線硬化性樹脂或紫外線硬化性樹脂。
當使用紫外線硬化性樹脂的情況時,在黏結樹脂中可單獨或組合使用複數光重合開始劑。此外,當使用紫外線硬化型感光性樹脂的情況時,視需要亦可使用諸如:增感劑、塗佈性改良劑、顯影改良劑、交聯劑、聚合終止劑、可塑劑、難燃劑等。
著色劑的含有量最好在各著色部中含有5~50重量%的範圍內。此外,黏結樹脂的含有量最好相對於著色劑100重量份,含有30~100重量份範圍內。
此種著色層的厚度通常設定為1 μ m~3 μ m左右。
各著色部的排列係只要各著色部巨觀地呈現平均排列的話便可,其餘並無特別的限制,可如:條紋排列、馬賽克排列、三角排列等。此外,各著色部亦可依每個遮光部的開口部形成。
著色層的形成方法係可採取諸如:將著色劑混合於黏結樹脂中,經分散或可溶化而調製成著色層形成用塗佈液,再使用該著色層形成用塗佈液利用光學微影法施行圖案化的方法,或者使用上述著色層形成用塗佈液,利用印刷法施行圖案化的方法。
3.透明基材
本實施態樣所使用的透明基材,係支撐有機EL元件用彩色濾光片基板的支撐體。此外,當使用本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板,構成有機EL顯示裝置之際,為配置於靠觀察者側,屬於支撐著整體有機EL顯示裝置的支撐體。
透明基材係可使用諸如:玻璃、石英玻璃等無機質板狀透明基材;或丙烯酸樹脂等有機質(例如合成樹脂)板狀透明基材;或合成樹脂製透明薄膜狀基材。厚度極薄的玻璃亦可利用為透明薄膜狀基材。
再者,透明基材最好屬於形成著色層或色彩轉換層等之一側的表面具有高平滑性者。具體而言,最好使用平均表面粗糙度(Ra)為0.5nm~3.0nm(5 μ m□區域)者。
構成上述透明基材的合成樹脂具體例,可舉例如:聚碳酸酯樹脂、聚芳香酯樹脂、聚醚碸樹脂、甲基丙烯酸甲酯樹脂等丙烯酸樹脂;三乙醯賽路蘇樹脂等賽路蘇樹脂;環氧樹脂、環狀烯烴樹脂或環狀烯烴共聚樹脂等等。
4.遮光部
本實施態樣中,在透明基材上的著色層間可形成遮光部(亦稱「黑矩陣」)。遮光部係為了依每個像素區分發光的區域,並防止發光區域間的邊界出現外光反射情況,俾提高圖像、影像對比而設置。所以,遮光部並不一定非設不可,除提升對比之外,在對應遮光部的開口部形成著色層等的前提下,最好形成遮光部。此外,當使用本實施態樣有機EL元件用彩色濾光片基板,而構成有機EL顯示裝置之際,就從將發光層等對應遮光部開口部形成的情況下,亦最好形成遮光部。
遮光部通常係形成黑色直線狀,形成為矩陣狀或條紋狀等具開口部的圖案狀。當使用本實施態樣有機EL元件用彩色濾光片基板作成有機EL顯示裝置之情況時,來自發光層的發光將經由該遮光部的開口部再到達觀察者側。
本實施態樣所使用的遮光部係可具絕緣性,亦可未具絕緣性,其中最好具有絕緣性。若遮光部具有絕緣性,則當使用本實施態樣有機EL元件彩色濾光片基板形成有機EL顯示裝置之際,即使遮光部與透明電極層相接觸的情況下,仍可避免遮光部與透明電極層相導通。
具絕緣性之遮光部的形成材料係有如:含碳黑等黑色著色劑的樹脂組成物等。該樹脂組成物所使用的樹脂係可使用諸如:丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系、聚桂皮酸乙烯酯系、或環化橡膠系等具反應性乙烯基的電離輻射線硬化性樹脂,特別以電子射線硬化性樹脂或紫外線硬化性樹脂為佳。此外,尚可例示如:聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙烯基吡咯啶酮樹脂、羥乙基賽路蘇樹脂、羧甲基賽路蘇樹脂、聚氯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、聚胺基甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂、順丁烯二酸樹脂、或聚醯胺樹脂等。
再者,未具有絕緣性之遮光部的形成材料係可舉例如:鉻等金屬、或氧化鉻等金屬氧化物。此時,未具絕緣性的遮光部可形成CrOx 膜(x係任意數值)與Cr膜的2層積層,此外亦可形成更進一步降低反射率的CrOx 膜(x係任意數值)、CrNy 膜(y係任意數值)及Cr膜的3層積層。
具絕緣性遮光部之形成方法係可採取將上述樹脂組成物塗佈於基材上,並利用光學微影法施行圖案化的方法。此外,亦可採取印刷法等。
再者,未具絕緣性遮光部的形成方法係可採取利用如蒸鍍法、離子蒸鍍法、濺鍍法等形成薄膜,再利用光學微影法施行圖案化的方法。此外,亦可採取無電場電鍍法等方法。
上述遮光部的膜厚係當利用蒸鍍法、離子蒸鍍法、濺鍍法等形成的情況時,設定為0.2 μ m~0.4 μ m左右,當利用塗佈形成的情況、或施行印刷法的情況時,設定為0.5 μ m~2 μ m左右。
5.平坦化層
本實施態樣中,在色彩轉換層上可形成平坦化層。該平坦化層係具有保護著色層與色彩轉換層的作用,且當著色層與色彩轉換層的厚度非一定的情況時,在為能將該等層的表面抹平成平坦面,俾當使用於有機EL顯示裝置的情況時,能降低形成透明電極層等之時所造成影響之目的下而設置。此外,平坦化層係當因著色層與色彩轉換層的結構而存在有梯度(凹凸)的情況時,將消除該梯度而達平坦化,俾當有機EL顯示裝置製作時,可成為防止在形成有機EL層之際發生厚斑的平坦化作用。
本實施態樣所使用平坦化層的形成材料係可使用透明樹脂。具體係可使用諸如:丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系等具反應性乙烯基的光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂。此外,上述透明樹脂係可使用諸如:聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯啶酮、羥乙基賽路蘇、羧甲基賽路蘇、聚氯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、聚胺基甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂、順丁烯二酸樹脂、聚醯胺樹脂等。
再者,本實施態樣的平坦化層亦可具有光散射性。藉由平坦化層具有光散射性,便可抑制經色彩轉換層所轉換的光朝透明基材的水平方向洩漏,將可效率佳地從透明基材垂直方向(觀察者側)將光取出。
為能對上述平坦化層賦予光散射功能,只要使平坦化層含有光散射性微粒子的話便可。本實施態樣所使用的光散射性微粒子係具光散射作用的微粒子。光散射性微粒子的較佳例子,可舉例如:氧化矽、氧化鋁、硫酸鋇等無機物;丙烯酸系樹脂、二乙烯基苯系樹脂、苯并胍胺系樹脂、苯乙烯系樹脂、三聚氰胺系樹脂、丙烯酸-苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚乙烯系樹脂、聚氯乙烯系樹脂等有機物微粒子、或該等2種以上的混合系等微粒子。該等之中,就透明性、耐久性的觀點,最好為三聚氰胺系樹脂、苯并胍胺系樹脂、及其混合系樹脂或共聚物的微粒子。
上述光散射性微粒子的平均粒徑最好為0.1~5.0 μ m左右,尤以0.1~4.0 μ m為佳,更以0.1~2.0 μ m範圍內為佳。藉由將平均粒徑設定在上述範圍內,便可獲得充分的光散射效果。
再者,光散射性微粒子在為能提升光散射效果的前提下,最好為球狀。
上述平坦化層的形成方法有如:當含有上述透明樹脂的平坦化層形成用塗佈液屬於液態的情況時,便利用旋塗、滾筒塗佈、澆鑄塗佈等方法施行塗佈而成膜;而當屬於光硬化型樹脂的情況時,便在施行紫外線照射後再視需要施行熱硬化;當屬於熱硬化型樹脂的情況時,便在成膜後直接施行熱硬化的方法。此外,當上述透明樹脂形成薄膜狀的情況時,藉由直接、或隔著黏著劑貼附便可形成平坦化層。
此種平坦化層的厚度係可設定為如1~7 μ m左右。
6.阻氣層
本實施態樣中,在色彩轉換層上亦可形成阻氣層。例如圖6所示,當平坦化層5形成於色彩轉換層3上的情況時,阻氣層6便形成於平坦化層5上。該阻氣層係當使用於有機EL顯示裝置的情況時,為能阻斷來自從有機EL元件用彩色濾光片基板的水蒸氣、氧滲入於有機EL層中,或阻斷來自著色層或色彩轉換層等的脫離氣體穿透而所設置。
本實施態樣所使用的阻氣層係在能對水蒸氣、氧、脫離氣體等氣體顯現出阻氣性的前提下,並無特別的限制,可使用諸如:透明無機膜、透明樹脂膜、或有機-無機混合膜等。其中,就阻氣性較高的觀點,最好使用透明無機膜。
上述透明無機膜所使用的材料係在能顯現出阻氣性的前提下,並無特別的限制,可使用諸如:氧化鋁、氧化矽、氧化鎂等氧化物;氮化矽等氮化物;氮氧化矽等氮氧化物等等。其中,就從不易發生針孔、突起,且阻氣性較高的觀點而言,最好使用氮氧化矽。
再者,阻氣層係可為單層亦可為多層。例如當阻氣層屬於複數氮氧化矽膜積層的多層情況時,將可更加提高阻氣性。此外,當阻氣層屬於多層的情況時,各層亦可分別採用不同的材料。
阻氣層的厚度並無特別的限制,係隨所使用基材、阻氣層所使用材料的種類、或阻氣層為單層或多層等因素而異,不可一概而論,但通常阻氣層整體係20nm~2 μ m左右。若阻氣層厚度過薄,將有阻氣性嫌不足的可能性,反之,若阻氣層厚度過厚,則有因薄膜的膜應力而容易發生龜裂等現象。
當上述阻氣層屬於透明無機膜的情況時,只要在該透明無機膜之形成方法係屬於能依真空狀態形成膜的形成方法的前提下,並無特別的限制,例如:濺鍍法、化學氣相沉積(CVD)法、離子蒸鍍法、電子束(EB)蒸鍍法、電阻加熱法等真空蒸鍍法,或如:雷射剝蝕法(laser ablation)等。其中,若考慮有機EL元件用彩色濾光片基板的生產性,最好採取濺鍍法、離子蒸鍍法、CVD法,尤以濺鍍法為佳。藉由採取濺鍍法,便可依高生產性形成品質安定性優越的阻氣層。
7.有機EL元件用彩色濾光片基板之製造方法
以下,針對本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板之製造方法一例進行說明。
首先,在透明基材上整面,施行鉻等金屬或氧化鉻等金屬氧化物的蒸鍍,並藉由使用光學微影法施行圖案化而形成黑矩陣。其次,在已形成黑矩陣的透明基材上,塗佈將紅色著色劑分散或溶解於黏結樹脂中的紅色著色部形成用塗佈液,藉由使用光學微影法施行圖案化而形成紅色著色部。依照同樣的順序形成綠色著色部與藍色著色部。
接著,在綠色著色部上塗佈將綠色彩轉換螢光體分散或溶解於樹脂中的綠色色彩轉換部形成用塗佈液,並藉由使用光學微影法施行圖案化而形成綠色色彩轉換部。此時,綠色色彩轉換部係在綠色著色部上形成圖案狀。
然後,視需要,依覆蓋綠色色彩轉換部與各著色部之方式,形成平坦化層。
依此便可製得有機EL元件用彩色濾光片基板。
II.第2實施態樣
本發明有機EL元件用彩色濾光片基板的第2實施態樣,係具備有:透明基材;著色層,係上述透明基材上形成圖案狀,且具有紅色著色部、綠色著色部及藍色著色部;以及色彩轉換層,係至少具有在上述綠色著色部上所形成的綠色色彩轉換部;的有機EL元件用彩色濾光片基板,其特徵在於:上述綠色色彩轉換部面積,係分別大於在上述紅色著色部上所形成之紅色色彩轉換部、及上述藍色著色部上所形成之藍色色彩轉換部的各面積。
針對本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板,參照圖式進行說明。圖7所示係本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板一例之概略剖視圖。如圖7所示,本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板10中,在透明基材1上依序形成:著色層2,係由紅色著色部2R、綠色著色部2G及藍色著色部2B所構成;以及色彩轉換層3,係由紅色著色部2R上所形成的紅色色彩轉換部3R、綠色著色部2G上所形成的綠色色彩轉換部3G、及藍色著色部2B上所形成的藍色色彩轉換部3B所構成;並依覆蓋該著色層2與色彩轉換層3之方式形成平坦化層5。在著色層2的各著色部2R、2G、2B間形成黑矩陣4。此外,綠色色彩轉換部3G的面積大於紅色色彩轉換部3R面積,且亦大於藍色色彩轉換部3B面積。
當將此種有機EL元件用彩色濾光片基板,使用於例如具有白色發光層的有機EL顯示裝置之情況時,便在平坦化層5上依序積層著:透明電極層、白色發光層及對向電極層。因為一般從白色發光層所發出的白色光,大多屬於由紅色光與藍色光所構成,而綠色光成分較少的情況,因而若該白色光穿透過著色層便幾乎不會觀察到綠色光。相對於此,本實施態樣中,藉由將入射光轉換成綠色光的綠色色彩轉換部3G的面積,設定為分別大於紅色色彩轉換部3R與藍色色彩轉換部3B的各個面積,便可增加綠色光成分。所以,藉由使用本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板,便可提供三原色色特性均衡優越的有機EL顯示裝置。
再者,本實施態樣中,在將綠色色彩轉換部面積設定為分別大於紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的各個面積之前提下,紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的各個面積並無特別的限制。此外,如上述,因為從白色發光層所發出的白色光含有紅色光與藍色光成分,因而原則上紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部將不需要施行色彩轉換。所以,紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部係可形成、亦可未形成。例如圖7所示,當有形成紅色色彩轉換部3R與藍色色彩轉換部3B的情況時,將具有可調整紅色與藍色色相的優點。另一方面,例如圖8所示,當未形成紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的情況時,因為僅要形成綠色色彩轉換部3G便可,因而為將各色彩轉換部施行圖案化,便不需要利用諸如光學微影法等重複施行圖案化步驟,將有利於成本面,且具有製造步驟簡化的優點。本實施態樣中,在上述之中,最好未形成紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部。
當未形成紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的情況時,如圖8所示,紅色著色部2R的厚度d1、綠色著色部2G與綠色色彩轉換部3G的合計厚度d2、以及藍色著色部2B的厚度d3間之差h,最好在2.0 μ m以下,尤以0.5 μ m以下為佳,更以0.2 μ m以下為佳。若上述厚度差過大,因著色層與色彩轉換層的結構所造成的梯度(凹凸)將變大,而頗難將其表面平坦化。當使用本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板,製造有機EL顯示裝置之際,因為在色彩轉換層側表面上將形成透明電極層與有機EL層,恐將因著色層與色彩轉換層的結構,而造成表面凹凸變大與出現黑斑區域的肇因。
一般,色彩轉換層厚度將大於著色層厚度。本實施態樣中,為能將上述厚度差限定於既定範圍內,例如只要增加紅色著色部與藍色著色部的厚度,或減薄綠色色彩轉換部厚度便可。具體而言,藉由將各著色部中的著色劑濃度變稀,便可增加紅色著色部與藍色著色部的厚度,且藉由增加綠色色彩轉換部中的綠色彩轉換螢光體濃度,便可減薄綠色色彩轉換部的厚度。但是,將頗難形成厚度過厚的紅色著色部與藍色著色部,且亦頗難形成厚度過薄的綠色色彩轉換部。特別係若為形成厚度較薄的綠色色彩轉換部,而過度增加綠色色彩轉換部中的綠色彩轉換螢光體濃度,恐將出現濃度消光現象。
所以,紅色著色部2R的厚度d1、綠色著色部2G與綠色色彩轉換部3G的合計厚度d2、以及藍色著色部2B的厚度d3,最好均設定在1 μ m~3 μ m範圍內,尤以1 μ m~2 μ m範圍內為佳,更以1.2 μ m~1.8 μ m範圍內為佳。
以下,針對本實施態樣的有機EL元件用彩色濾光片基板,就其各構造進行說明。另外,相關透明基材與遮光部,因為如同上述第1實施態樣中所述,因而在此便不再贅述。
1.色彩轉換層
本實施態樣所使用的色彩轉換層,係至少具有在綠色著色部上所形成的綠色色彩轉換部。此外,該綠色色彩轉換部的面積,將分別大於紅色著色部上所形成的紅色色彩轉換部、及藍色著色部上所形成的藍色色彩轉換部之各個面積。
各色彩轉換部的面積比,係在綠色色彩轉換部面積分別大於紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的各個面積之前提下,並無特別的限制。
另外,此處所謂「面積」係指相對於透明基材表面的水平面面積。此外,所謂「綠色色彩轉換部面積分別大於紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的各個面積」,係可利用光學顯微鏡觀察等進行確認。
再者,本實施態樣中,如上述,紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部係可形成、亦可未形成。
當有形成紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的情況時,便如圖7所示,藉由將紅色色彩轉換部3R與藍色色彩轉換部3B,分別形成於紅色著色部2R上與藍色著色部2B上的其中一部分,便可使綠色色彩轉換部面積分別大於紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的各個面積。此情況下,紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的形成位置只要屬於各著色部上的其中一部分便可,其餘並無特別的限制,可例如在各著色部中心形成紅色色彩轉換部或藍色色彩轉換部,亦可在各著色部上集中一邊形成紅色色彩轉換部或藍色色彩轉換部。
再者,當未形成紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的情況時,亦可在各著色部上分別形成使入射光穿透過的穿透部。該穿透部係當形成於紅色著色部上的情況時便使紅色光穿透過,當形成於藍色著色部上的情況時便使藍色光穿透過。
本實施態樣中,如圖9所示,亦可在紅色著色部2R上形成綠色色彩轉換部3G。從綠色色彩轉換部3G所發出的綠色光,雖幾乎無法穿透過紅色著色部2R,但是綠色光中靠長波長側的成分將成為紅色光中靠短波長側的成分並可穿透過紅色著色部2R,因而將可進行色相的調整。
所以,在紅色著色部上亦可形成紅色色彩轉換部,亦可形成綠色色彩轉換部,亦可紅色色彩轉換部與綠色色彩轉換部二者均形成,亦可紅色色彩轉換部與綠色色彩轉換部均未形成。
本實施態樣所使用的綠色色彩轉換部,係將吸收入射光並發出綠色螢光的綠色彩轉換螢光體,分散或溶解於樹脂中而形成。
綠色彩轉換螢光體的具體例係可例示如:2,3,5,6-1H,4H-四氫-8-三氟甲基喹(9,9a,1-gh)香豆素、3-(2’-苯并噻唑基)-7-二乙基胺基香豆素、或3-(2’-苯并咪唑基)-7-N,N-二乙基胺基香豆素等香豆素色素;鹼性黃51等香豆素色素系染料;溶劑黃11、或溶劑黃116等萘二甲醯亞胺系色素;ZnS:Tb等ZnS系螢光體等螢光色素;或黃綠顏料(例如欣羅依公司製FA005(商品名))等螢光顏料等等。
再者,綠色彩轉換螢光體係可將上述螢光色素,預先混練於諸如:聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚樹脂、醇酸樹脂、芳香族磺醯胺樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、苯并胍胺樹脂及該等樹脂混合物等之中,而形成經顏料化的螢光顏料。
上述螢光色素與螢光顏料係可單獨使用,亦可為了調整螢光色相而組合2種以上使用。
另外,相關綠色色彩轉換部所使用的樹脂、及綠色色彩轉換部中的樹脂與綠色彩轉換螢光體之比例,均如同上述第1實施態樣所記載,因而在此便不再贅述。
再者,綠色色彩轉換部的厚度係可設定為1 μ m~10 μ m左右。其中,如上述,紅色著色部厚度、綠色著色部與綠色色彩轉換部的合計厚度、以及藍色著色部厚度間之差,最好設定於既定範圍內,且綠色著色部與綠色色彩轉換部的合計厚度最好設定為既定範圍內。具體而言,雖依綠色著色部厚度而有所不同,但是綠色色彩轉換部的厚度最好設定在1.5 μ m~5 μ m範圍內,尤以1.8 μ m~2.5 μ m範圍內為佳。
為能將上述厚度差、以及綠色著色部與綠色色彩轉換部的合計厚度設定於既定範圍內,而將綠色色彩轉換部厚度設定為較薄的情況時,例如藉由增加綠色色彩轉換部中的綠色彩轉換螢光體含有量,便可在未降低色彩轉換效率的情況下,減薄綠色色彩轉換部的厚度。然而,若綠色色彩轉換部中的綠色彩轉換螢光體含有量過多,將有發生濃度消光的情況。所以,當增加綠色色彩轉換部中的綠色彩轉換螢光體含有量,而減薄綠色色彩轉換部厚度的情況時,便在考慮濃度消光之後再適當選擇厚度設定。
本實施態樣中,當有形成紅色色彩轉換部的情況時,該紅色色彩轉換部係將吸收入射光並發出紅色螢光的紅色彩轉換螢光體,分散或溶解於樹脂中而形成。
紅色彩轉換螢光體的具體例,係可舉例如:4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(p-二甲基胺基苯乙烯基)-4H-吡喃等酞青系色素;1-乙基-2-[4-(p-二甲基胺基苯基)-1,3-丁二烯基]-吡啶鎓-過氯酸鹽等吡啶系色素;若丹明B、或若丹明6G等若丹明系色素;系色素;ZnS:Mn、ZnS:Mn/ZnMgS等ZnS系螢光體等螢光色素;或橙色顏料(例如欣羅依公司製FA001(商品名))等螢光顏料等。
再者,紅色彩轉換螢光體係可將上述螢光色素,預先混練於諸如:聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚樹脂、醇酸樹脂、芳香族磺醯胺樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、苯并胍胺樹脂及該等樹脂混合物等之中,而形成經顏料化的螢光顏料。
上述螢光色素與螢光顏料係可單獨使用,亦可為了調整螢光色相而組合2種以上使用。
另外,相關紅色色彩轉換部所使用的樹脂,係如同上述綠色色彩轉換部所使用的樹脂。此外,相關紅色色彩轉換部中的樹脂與紅色彩轉換螢光體之比例,係如同上述綠色色彩轉換部的情況。
紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的厚度,最好設定為與上述綠色色彩轉換部厚度相同程度。
再者,當有形成穿透部的情況時,該穿透部只要當形成於紅色著色部上的情況時便屬於使紅色光穿透者,而當形成於藍色著色部上的情況時則屬於使藍色光穿透者的話便可,其餘並無特別的限制,可使用例如由未含色彩轉換螢光體的上述樹脂所構成者。
色彩轉換層之形成方法係例如將上述各色彩轉換螢光體與樹脂,以及視需要的溶劑、稀釋劑或適當添加劑一起混合,而調製成各色彩轉換部形成用塗佈液,再藉由使用該等各色彩轉換部形成用塗佈液,並利用光學微影法施行圖案化的方法、或使用上述各色彩轉換部形成用塗佈液利用印刷法施行圖案化的方法。
2.著色層
本實施態樣所使用的著色層係在透明基材上形成圖案狀,具有:紅色著色部、綠色著色部及藍色著色部。
綠色著色部的厚度係如上述,最好將紅色著色部厚度、綠色著色部與綠色色彩轉換部的合計厚度、以及藍色著色部厚度的差設定為既定範圍內,且最好將綠色著色部與綠色色彩轉換部的合計厚度設定為既定範圍內的厚度。具體而言,雖依綠色色彩轉換部的厚度而有所不同,但是綠色著色部的厚度最好設定為1 μ m~3 μ m左右,尤以1.2 μ m~2 μ m範圍內為佳,更以1.5 μ m~1.8 μ m範圍內為佳。
另外,相關紅色著色部與藍色著色部的厚度,均如同上述。
為了將上述厚度的差值、與各著色部厚度設定於既定範圍內,例如只要對各著色部中的著色劑含有量進行調整便可。
另外,相關著色層的其他事項,均如同上述第1實施態樣所記載,因而在此便不再贅述。
3.平坦化層
本實施態樣中,亦可在色彩轉換層上形成平坦化層。
另外,相關平坦化層的形成材料、及形成方法,因為均如同上述第1實施態樣所記載,因而在此便不再贅述。
該平坦化層的厚度可設定為例如1~5 μ m左右。
4.阻氣層
本實施態樣中,亦可在色彩轉換層上形成阻氣層。
阻氣層的厚度並無特別的限制,係隨所使用基材、阻氣層所使用材料的種類、或阻氣層為單層或多層等因素而異,並不可一概而論,但通常阻氣層整體係50nm~2 μ m左右。若阻氣層厚度過薄,將有阻氣性嫌不足的可能性,反之,若阻氣層厚度過厚,則有因薄膜的膜應力而容易發生龜裂等現象。
另外,相關阻氣層的其他事項,均如同上述第1實施態樣中所記載,因而在此便不再贅述。
5.有機EL元件用彩色濾光片基板之製造方法
以下,針對本實施態樣有機EL元件用彩色濾光片基板之製造方法一例進行說明。
首先,在透明基材上整面,施行鉻等金屬或氧化鉻等金屬或氧化物的蒸鍍,並藉由使用光學微影法施行圖案化而形成黑矩陣。其次,在已形成黑矩陣的透明基材上,塗佈將紅色著色劑分散或溶解於黏結樹脂中的紅色著色部形成用塗佈液,藉由使用光學微影法施行圖案化而形成紅色著色部。依照同樣的順序形成綠色著色部與藍色著色部。此時,各著色部的厚度分別均形成在既定範圍內。
接著,在綠色著色部上塗佈著將綠色彩轉換螢光體分散或溶解於樹脂中的綠色色彩轉換部形成用塗佈液,並藉由使用光學微影法施行圖案化而形成綠色色彩轉換部。此時,綠色色彩轉換部係形成紅色著色部厚度、綠色著色部與綠色色彩轉換部的合計厚度、以及藍色著色部厚度,均在既定範圍內的狀態。
然後,視需要,依覆蓋綠色色彩轉換部與各著色部之方式,形成平坦化層。
依此便可製得有機EL元件用彩色濾光片基板。
B.有機EL顯示裝置
其次,針對本發明的有機EL顯示裝置進行說明。本發明有機EL顯示裝置的特徵在於具備有:上述有機EL元件用彩色濾光片基板;透明電極層,係形成於上述有機EL元件用彩色濾光片基板的色彩轉換層側表面上;有機EL層,係形成於上述透明電極層上,且至少含有發光層;及對向電極層,係形成於上述有機EL層上。
因為本發明的有機EL顯示裝置係使用上述有機EL元件用彩色濾光片基板,因而可效率佳地將色彩轉換層中散射並洩漏的光取出,可提升輝度。
圖6所示係本發明有機EL顯示裝置一例的概略剖視圖。圖6中,有機EL元件用彩色濾光片基板10係在透明基材1上形成:著色層,其係由三原色的著色部2R、2G、2B所構成;與色彩轉換層,係具有在綠色著色部2G上所形成的綠色色彩轉換部3G,且在各著色部2R、2G、2B之間形成遮光部4,並依覆蓋著色層與色彩轉換層之方式形成平坦化層5,再於在其上面形成阻氣層6。此外,在紅色著色部2R與藍色著色部2B上分別形成使入射光穿透過的穿透部3R’與3B’。本發明的有機EL顯示裝置20中,在該有機EL元件用彩色濾光片基板10的阻氣層6上,形成透明電極層11、含發光層的有機EL層12、及對向電極層13,在阻氣層6上的透明電極層11間形成絕緣層14,並在其上面形成隔間壁部(陰極隔板)15。
圖10所示係本發明有機EL顯示裝置另一例的概略剖視圖。圖10中,有機EL元件用彩色濾光片基板10係在透明基材1上,形成:著色層,其係具有三原色著色部2R、2G、2B;以及色彩轉換層,其係具有對應綠色著色部2G的綠色色彩轉換部3G;在各著色部2R、2G、2B之間形成遮光部4,並依覆蓋著色層與色彩轉換層之方式形成平坦化層5,並在其上形成阻氣層6。本發明的有機EL顯示裝置20,係在該有機EL元件用彩色濾光片基板10的阻氣層6上,形成:透明電極層11、含白色發光層的有機EL層12、以及對向電極層13,並在阻氣層6上的透明電極層11之間形成絕緣層14,再於其上形成隔間壁部(陰極隔板)15。
當本發明的有機EL顯示裝置具有白色發光之白色發光層的情況時,例如圖6所示,藉由將綠色色彩轉換部部分地形成於綠色著色部上,便可獲得良好的綠色顯示,將可提升綠色光的輝度。此外,此情況下,例如圖10所示,藉由將綠色色彩轉換部面積設定為分別大於紅色色彩轉換部與藍色色彩轉換部的各個面積,便可增加綠色光成分。所以,本發明的有機EL顯示裝置係即便具有白色發光之白色發光層的情況時,因為使用上述有機EL元件用彩色濾光片基板,便具有三原色的色特性均衡優越的優點。
以下,針對本發明有機EL顯示裝置的各構造進行說明。
1.有機EL層
本發明所使用的有機EL層係由至少含有發光層的1層或複數層有機層所構成。換言之,所謂「有機EL層」係指至少含有發光層的層,且就其層構造而言係有機層1層以上的層。通常,當利用塗佈所施行的濕式法形成有機EL層之情況時,將因與溶劑間的關係而較難積層多數層,因而多數情況將由1層或2層的有機層所形成,但是若依使對溶劑的溶解性不同之方式,對有機材料下工夫,或者組合搭配真空蒸鍍法,便可形成更多數的層。
除發光層以外,在有機EL層內所形成的有機層,尚有如正孔注入層、電子注入層之類的電荷注入層。此外,其他的有機層係可舉例如:對發光層進行正孔輸送的正孔輸送層、對發光層進行電子輸送的電子輸送層等之類的電荷輸送層,通常多數情況係該等藉由對上述電荷注入層賦予電荷輸送功能,而與電荷注入層形成一體化。此外,在有機EL層內所形成的有機層,有如載子限制層(carrier block layer)般之防止正孔或電子發生突穿現象,且防止激子擴散,並藉由將激子封鎖於發光層內而提高再結合效率的層等。
以下,針對此種有機EL層的各構造進行說明。
(1)發光層
本發明所使用的發光層係提供電子與正孔進行再結合的場所,具有發光的功能。該發光層係可為白色發光的白色發光層,亦可為藍色發光的藍色發光層。
藍色發光層通常係含有發出藍色光的藍色發光體。藍色發光體係可使用一般所使用的物質。最好使用例如:日本專利特開平7-122364號公報、特開平8-134440號公報中所揭示,SrGa2 S4 :Ce、CaGa2 S4 :Ce、BaAl2 S4 :Eu等硫鎵酸鹽(thiogallate)或硫鋁酸鹽系之色純度優越的藍色發光體。此外,藍色發光體的具體例係可例示如:日本專利特開平8-279394號公報所例示,苯并噻唑系、苯并咪唑系、苯并唑系等螢光增白劑;日本專利特開昭63-295695號公報所揭示的金屬螯合化氧素(oxynoid)化合物;歐洲專利第0319881號說明書、歐洲專利第0373582號說明書所揭示的苯乙烯基苯系化合物;日本專利特開平2-252793號公報所揭示的二苯乙烯基吡衍生物;或歐洲專利第0388768號說明書、日本專利特開平3-231970號公報所揭示的芳香族二亞甲基系化合等物等。
上述苯并噻唑系螢光增白劑係有如:2-2’-(對伸苯二伸乙烯)-雙苯并噻唑等。上述苯并咪唑系螢光增白劑係有如:2-[2-[4-(2-苯并咪唑基)苯基]乙烯基]苯并咪唑、或2-[2-(4-羧基苯基)乙烯基]苯并咪唑等。上述苯并唑系螢光增白劑係有如:2,5-雙(5,7-二第三戊基-2-苯并唑基)-1,3,4-噻二唑、4,4’-雙(5,7第三戊基-2-苯并唑基)芪、或2-[2-(4-氯苯基)乙烯基]萘[1,2-d]唑等。
再者,上述金屬螯合化氧素化合物有如:三(8-喹啉酚)鋁、雙(8-喹啉酚)鎂、雙(苯并[f]-8-喹啉酚)鋅等8-羥基喹啉系金屬錯合物、或二鋰表皮二酮(dilithium epindolidione)等。上述苯乙烯基苯系化合物係有如:1,4-雙(2-甲基苯乙烯基)苯、1,4-雙(3-甲基苯乙烯基)苯、1,4-雙(4-甲基苯乙烯基)苯、二苯乙烯基苯、1,4-雙(2-乙基苯乙烯基)苯、1,4-雙(3-乙基苯乙烯基)苯、1,4-雙(2-甲基苯乙烯基)-2-甲基苯、或1,4-雙(2-甲基苯乙烯基)-2-乙基苯等。
再者,上述二苯乙烯基吡衍生物係有如:2,5-雙(4-甲基苯乙烯基)吡、2,5-雙(4-乙基苯乙烯基)吡、2,5-雙[2-(1-萘基)]乙烯基]吡、2,5-雙(4-甲氧基苯乙烯基)吡、2,5-雙[2-(4-聯苯基)乙烯基]吡、或2,5-雙[2-(1-芘基)乙烯基]吡等、或該等的衍生物等。上述芳香族二亞甲基系化合物係可舉例如:1,4-伸苯二亞甲基、4,4-伸苯二亞甲基、2,5-二甲苯二亞甲基、2,6-伸萘基二亞甲基、1,4-聯苯二亞甲基、1,4-對四苯二亞甲基、9,10-蒽二醯基二亞甲基、4,4’-雙(2,2-二第三丁基苯基乙烯基)聯苯基、或4,4’-雙(2,2-二苯基乙烯基)聯苯基等、或該等的衍生物等等。
上述藍色發光體的具體例尚可例示如:日本專利特開平5-258862號公報等所揭示,一般式(Rs-Q)2 -AL-O-L所示化合物。其中,一般式中,L係指含苯環之碳原子6~24個的烴基;O-L係指苯酸鹽配位基;Q係指取代8-喹啉配位基(8-quinolinolate ligand);Rs係指依不致立體妨礙到在鋁原子上鍵結2個以上取代8-喹啉配位基之方式,而所選擇的8-喹啉環取代基。具體可例示如:雙(2-甲基-8-喹啉)(對苯基酚酸鹽)鋁(III)、或雙(2-甲基-8-喹啉)(1-萘酸鹽)鋁(III)等。
再者,由白色發光層所發出的白色發光係可藉由使從複數發光體所發出的光重疊而獲得。本發明的白色發光層係可將具有既定螢光尖峰波長的2種發光體之二色發光重疊,而獲得白色發光,亦可將具有既定螢光尖峰波長的3種發光體之三色發光重疊,而獲得白色發光。其中,白色發光層最好為綠色光成分較少的白色發光。例如藉由將綠色色彩轉換部部分地形成於綠色著色部上,便可獲得良好的綠色顯示,將可提升綠色光輝度,因而將可形成三原色之色特性均衡優越的有機EL顯示裝置。
本發明中,白色發光層最好藉由將具有既定螢光尖峰波長的2種發光體之二色發光重疊,便可獲得白色發光之所謂利用2波長發光光源進行白色發光的發光層。特別係白色發光層最好含有藍色發光體與少量的紅色發光體,且利用2波長發光光源進行白色發光。依此種白色發光層所獲得的白色發光幾乎未含有綠色光成分,但是如上述,例如藉由將綠色色彩轉換部部分地形成於綠色著色部上,便可獲得良好的綠色顯示,將可提升綠色光輝度,因而將可形成三原色之色特性均衡優越的有機EL顯示裝置。
另外,此處所謂「2波長發光光源」並不僅指完全屬於2波長發光,亦涵蓋主要發光屬於2波長的情況。
白色發光層所使用的藍色發光體,最好螢光尖峰波為380nm以上且未滿480nm,尤以420nm以上且未滿475nm為佳。此種藍色發光體可舉例如:日本專利特開平3-231970號公報、國際公開專利WO92/05131號公報或日本專利特開平7-26254號公報中所記載的化合物中,滿足上述螢光條件的化合物。具體有如:日本專利特開平6-207170號公報所記載的化合物。
再者,白色發光層所使用的紅色發光體最好螢光尖峰波長達575nm以上且650nm以下,尤以580nm以上且620nm以下為佳。此種紅色發光體可舉例如:歐洲公開專利第0281381號公報中所記載,使用為紅色激發雷射色素的二氰基亞甲基吡喃衍生物、二氧基亞甲基硫吡喃衍生物、螢光衍生物、苝衍生物等。該紅色發光體的含有量係設定為不致發生濃度消光現象的範圍。
發光層的厚度並無特別的限制,例如可設定為5nm~5 μ m左右,最好設定為5nm~1 μ m左右。
上述發光層的形成方法,係只要屬於能施行高精細圖案化之方法的話便可,其餘並無特別的限制。例如:蒸鍍法、印刷法、噴墨法、或旋塗法、澆鑄法、浸塗法、棒塗法、刮刀塗佈法、滾筒塗佈法、凹版塗佈法、快乾印刷法、噴塗法、及自組織化法(交叉吸附法、自組織化單分子膜法)等。其中,尤以採取蒸鍍法、旋塗法、及噴墨法為佳。此外,當對發光層施行圖案化之際,亦可利用遮罩法施行分開塗佈或蒸鍍,或者亦可在發光層間形成隔間壁。
(2)正孔注入層
本發明中,亦可在發光層與陽極(透明電極層或對向電極層)之間形成正孔注入層。藉由正孔注入層的設置,便可使對發光層的正孔注入安定化,將可提高發光效率。
本發明所使用正孔注入層的構成材料,係可使用一般有機EL元件的正孔注入層所使用之材料。此外,正孔注入層的構成材料係只要具有正孔注入性或電子屏蔽性中任一性質的話便可,可為有機物或無機物中任一者。
具體而言,正孔注入層的構成材料係可例示如:三唑衍生物、二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳香烷衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳香基胺衍生物、胺基取代查耳酮(chalcone)衍生物、唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮衍生物、腙衍生物、芪衍生物、矽氮烷衍生物、聚矽烷系、苯胺系共聚物、或噻吩寡聚物等導電性高分子寡聚物等等。此外,正孔注入層的構成材料係可例示如:紫質化合物、芳香族三級胺化合物、或苯乙烯基胺化合物等。
上述紫質化合物係可例示如:卟吩、1,10,15,20-四苯基-21H,23H-卟吩銅(II)、酞青鋁氯化物、或八甲基酞青銅等。
再者,上述芳香族三級胺化合物係可例示如:N,N,N’,N’-四苯基-4,4’-二胺基苯基、N,N’-二苯基-N,N’-雙-(3-甲基苯基)-[1,1’-聯苯基]-4,4’-二胺、4-(二對甲苯基胺基)-4’-[4(二對甲苯基胺基)苯乙烯基]芪、3-甲氧基-4’-N,N-二苯基胺基苯乙烯基苯、4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯基、或4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯基胺等。
此種正孔注入層的厚度並無特別的限制,例如可設定為5nm~5 μ m左右,其中尤以5nm~0.5 μ m左右為佳。
(3)電子注入層
本發明中,可在發光層與陰極(透明電極層或對向電極層)之間形成電子注入層。藉由電子注入層的設置,便可使對發光層的電子注入安定化,俾可提高發光效率。
本發明所使用電子注入層的構成材料係可例示如:硝基取代茀衍生物、蒽醌二甲烷衍生物、二苯醌衍生物、硫二氧化吡喃衍生物、萘苝等雜環四羧酸酐;羰二醯亞胺、亞茀基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷及蒽酮衍生物、二唑衍生物;或將二唑衍生物之二唑環的氧原子,取代為硫原子的噻唑衍生物;具有周知親電子基之喹啉環的喹啉衍生物;三(8-喹啉酚)鋁等8-喹啉酚衍生物的金屬錯合物;酞青、金屬酞青、或二苯乙烯基吡衍生物等等。
上述電子注入層的厚度並無特別的限制,可設定為如5nm~5 μ m左右,其中尤以5nm~0.5 μ m左右為佳。
2.透明電極層
本發明所使用的透明電極層係供對夾置於對向電極層間的有機EL層施加電壓,俾在既定位置產生發光。該透明電極層係形成於上述有機EL元件用彩色濾光片基板的色彩轉換層側表面上,例如圖6、圖10所示,透明電極層11係形成具有相當於遮光部4開口部寬度之寬度的條紋狀。此情況下,條紋狀透明電極層11的間距係與遮光部4開口部的間距相同。
本發明的透明電極層通常係由具透明性與導電性的金屬氧化物薄膜所構成。此種金屬氧化物係可舉例如:氧化銦錫(ITO)、氧化銦、氧化鋅、或氧化錫等。
此種透明電極層之形成方法最好採取例如在利用蒸鍍法或濺鍍法等形成金屬氧化物的薄膜之後,再利用光學微影法施行圖案化的方法。
3.對向電極層
本發明所使用的對向電極層係構成用於使有機EL層發光的另一電極,屬於具有與上述透明電極層相反電荷的電極。該對向電極層係形成於有機EL層上。
本發明的對向電極層通常係由功函數小至4eV以下左右之金屬、合金、或該等的混合物所構成。具體而言,可例示如:鈉、鈉-鉀合金、鎂、鋰、鎂/銅混合物、鎂/銀混合物、鎂/鋁混合物、鎂/銦混合物、鋁/氧化鋁(Al2 O3 )混合物、銦、或鋰/鋁混合物、稀土族金屬等。尤以鎂/銀混合物、鎂/鋁混合物、鎂/銦混合物、鋁/氧化鋁(Al2 O3 )混合物、或鋰/鋁混合物為佳。
上述對向電極層最好片電阻在數百Ω/cm以下。
再者,對向電極層的厚度最好設定在10nm~1 μ m左右,尤以50~200nm左右為佳。
此種對向電極層之形成方法最好採取經利用蒸鍍法或濺鍍法等形成薄膜之後,再利用光學微影法施行圖案化的方法。
4.其他
本發明中,在條紋狀透明電極層間亦可對應遮光部形成絕緣層。
再者,在絕緣層上亦可形成當形成發光層等之際,具有遮罩作用的隔間壁部。該隔間壁部的形成材料係可採用諸如:感光性聚醯亞胺樹脂、丙烯酸系樹脂等光硬化型樹脂、或熱硬化型樹脂、或無機材料等。此情況下,亦可施行使隔間壁部表面能量(潤濕性)變化的處理。
本發明有機EL顯示裝置的驅動方式係可為被動矩陣、或主動矩陣中任一種。
另外,本發明並不僅侷限於上述實施形態。上述實施形態僅為例示而已,舉凡具有與本發明申請專利範圍所記載的技術思想為實質相同的構造,並可達相同作用效果者,均涵蓋於本發明的技術範疇中。
[實施例]
以下,針對本發明使用實施例與比較例進行具體的說明。
[實施例1]
(黑矩陣之形成)透明基材係準備150mm×150mm、厚度0.7mm的鈉玻璃(CENTRAL GLASS(股)製)。在該透明基材單側整面上利用濺鍍法形成氧氮化複合鉻薄膜(厚度0.2 μ m)。在該氧氮化複合鉻薄膜上塗佈感光性光阻劑,依序施行遮罩曝光、顯影、及氧氮化複合鉻薄膜蝕刻,便形成80 μ m×280 μ m的長方形狀開口部,依短邊方向100 μ m間距、長邊方向300 μ m間距矩陣狀排列的黑矩陣。
(著色層之形成)調製紅色、綠色及藍色的各色著色部形成用塗佈液。紅色著色劑係使用縮合偶氮系顏料(汽巴超級化學公司製、鉻酞紅BRN),綠色著色劑係使用酞青系綠色顏料(東洋油墨製造(股)製、聯苯胺綠2Y-301),藍色著色劑係使用蒽醌系顏料(汽巴超級化學公司製、鉻酞藍A3R)。此外,黏結樹脂係使用聚乙烯醇(10%水溶液)。相對於聚乙烯醇水溶液10重量份,將各著色劑依1重量份比例進行調配,並充分施行混合分散。然後,相對於將所獲得溶液100重量份,添加1重量份之重鉻酸銨的交聯劑,便獲得各色著色部形成用塗佈液。
依序使用上述各色著色部形成用塗佈液而形成各著色部。換言之,在上述已形成黑矩陣的透明基材上,將紅色著色部形成用塗佈液利用旋塗法施行塗佈,並在100℃下施行5分鐘的預烤。然後,使用光罩施行曝光,並利用顯影液(0.05%KOH水溶液)施行顯影。其次,在200℃下施行60分鐘的後烘烤,便諧調於黑矩陣圖案,形成寬85 μ m、厚1.5 μ m條紋狀紅色著色部,且其寬度方向將成為黑矩陣開口部的短邊方向。然後,依序使用綠色著色部形成用塗佈液及藍色著色部形成用塗佈液,形成條紋狀綠色著色部及藍色著色部。藉此便形成三原色各著色部朝寬度方向重複排列的著色層。
(色彩轉換層之形成)經形成黑矩陣與著色層之後,再利用旋塗法將穿透部形成用塗佈液(FUJI Hunt Electronic Materials(股)製、透明感光性樹脂組成物、商品名:彩色馬賽克CB-701)施行塗佈,並在100℃下施行5分鐘的預烤。接著,經利用光學微影法施行圖案化之後,再於200℃下施行60分鐘的後烘烤。藉此,便在藍色著色部與紅色著色部上分別形成寬85 μ m、厚度2.5 μ m的條紋狀穿透部。
其次,將經分散有綠色彩轉換螢光體(Aldrich(股)製、香豆素6)的鹼可溶性負型感光性光阻,使用為轉換綠色色部形成用塗佈液,依如同上述的順序,如圖11所示在綠色著色部2G上,形成寬10 μ m、間隙5 μ m、厚度2.5 μ m的條紋狀綠色色彩轉換部3G。
(平坦化層之形成)
接著,將丙烯酸酯系光硬化性樹脂(新日鐵化學(股)製、商品名:V-259PA/PH5),利用丙二醇單甲醚醋酸酯進行稀釋,而調製成平坦化層形成用塗佈液,再將該平坦化層形成用塗佈液利用旋塗法塗佈於已形成色彩轉換層的上面,經於120℃下施行5分鐘的預烤後,再依紫外線的照射線量為300mJ之施行整面曝光,經曝光後,於200℃下施行60分鐘的後烘烤,便依覆蓋著色層與色彩轉換層整體的方式,形成厚度2 μ m的透明平坦化層。
(透明電極層之形成)其次,在平坦化層上利用離子蒸鍍法形成膜厚150nm的氧化銦錫(ITO)電極膜,在該ITO電極膜上塗佈著感光性光阻劑,在施行遮罩曝光、顯影、ITO電極膜蝕刻,而形成透明電極層。該透明電極層係依從透明基材上跨到平坦化層上之方式,所形成的寬80 μ m之條紋狀圖案,並位於色彩轉換層上的著色層各著色部上方。
(絕緣層與隔間壁部之形成)使用將平均分子量約100000的降烯系樹脂(JSR(股)製、ARTON),利用甲苯稀釋過的絕緣層形成用塗佈液,利用旋塗法依覆蓋著透明電極層之方式施行塗佈之後,再施行烘烤(100℃、30分)便形成絕緣膜(厚度1 μ m)。其次,在該絕緣膜上塗佈著感光性光阻劑,經施行遮罩曝光、顯影、絕緣膜蝕刻,便形成絕緣層。該絕緣層係依黑矩陣開口部位於絕緣層開口部的方式配置,且形成絕緣層的開口部大於黑矩陣開口部的90 μ m×290 μ m長方形狀。
其次,將隔間壁部用塗料(日本ZEON(股)製、光阻劑、ZPN1100),利用旋塗法依覆蓋著絕緣層之方式施行整面塗佈,並施行預烤(70℃、30分鐘)。然後,使用既定光罩施行曝光,並利用顯影液(日本ZEON(股)製、ZTMA-100)施行顯影,接著再施行後烘烤(100℃、30分鐘)。藉此,便在絕緣層上形成隔間壁部。該隔間壁部係具有高10 μ m、下端(絕緣層側)寬15 μ m、上端寬26 μ m的形狀。
(白色有機EL層之形成)其次,以上述隔間壁部為遮罩並利用真空蒸鍍法,形成由正孔注入層與白色發光層所構成的有機EL層。
換言之,首先將N,N’-二苯基-N,N’-雙(3-甲基苯基)-[1,1’-聯苯基]-4,4’-二胺,隔著在相當於圖像顯示區域之具備開口部的光罩,再施行蒸鍍成膜直到60nm為止,藉此隔間壁部便形成遮罩圖案,僅在各隔間壁部間通過正孔注入層形成材料,並於透明電極層上形成正孔注入層。
同樣的,將4,4’-雙(2,2’-二苯基乙烯基)聯苯基(螢光尖峰波長:465nm(固態)),施行蒸鍍成膜直到40nm為止。在此之同時,將含有少量的紅熒烯(Aldrich(股)製、螢光尖峰波長:585nm(二甲基甲醯胺0.1重量%溶液))。藉此便形成白色發光層。
然後,藉由將三(8-喹啉酚)鋁施行蒸鍍成膜直到20nm厚為止,便形成電子注入層。依此所形成的有機EL層,將具有寬280 μ m的條紋狀圖案,且存在於各隔間壁部間。
(對向電極層之形成)其次,隔著較大於圖像顯示區域且具有既定開口部的光罩,在上述已形成隔間壁部的區域利用真空蒸鍍法,同時蒸鍍上鎂與銀(鎂蒸鍍速度=1.3~1.4nm/秒、銀蒸鍍速度=0.1nm/秒)而成膜。藉此,隔間壁部便成為遮罩,在有機EL層上形成由鎂/銀化合物所構成厚度200nm的對向電極層。該對向電極層係寬280 μ m的條紋狀圖案,且存在於白色有機EL層上。
依以上便製成有機EL顯示裝置。
[比較例1]除在實施例1中未形成色彩轉換層之外,其餘均如同實施例1般製得有機EL顯示裝置。
[評估]藉由對實施例1與比較例1的有機EL顯示裝置之透明電極層與對向電極層,依10mA/cm2 的一定電流密度施加直流8.5V電壓而連續驅動,藉此便使透明電極層與對向電極層相交叉的所需部位白色發光層發光。然後,經色彩轉換層施行色彩轉換、或直接穿透過,且經著色層施行色彩補正之後,再針對透明基材相反面側所觀察到的各色發光,測量CIE色度座標(JIS Z 8701)。結果,比較例1的有機EL顯示裝置,確認到CIE色度座標為x=0.264、y=0.534的綠色發光,相對地,實施例1的有機EL顯示裝置則確認到CIE色度座標為x=0.291、y=0.564的綠色發光。此外,若比較綠色發光的輝度,實施例1的有機EL顯示裝置相較於比較例1的有機EL顯示裝置之下,前者的輝度將提升5%。依此得知實施例1的有機EL顯示裝置將可進行高輝度且色純度較高的三原色顯示。
[實施例2]
在實施例1中,除依如下述形成著色層之外,其餘均如同實施例1般製得有機EL顯示裝置。
(著色層之形成)調製紅色、綠色及藍色的各色著色部形成用塗佈液。紅色著色劑係使用縮合偶氮系顏料(汽巴超級化學公司製、鉻酞紅BRN),綠色著色劑係使用酞青系綠色顏料(東洋油墨製造(股)製、聯苯胺綠2Y-301),藍色著色劑係使用蒽醌系顏料(汽巴超級化學公司製、鉻酞藍A3R)。此外,黏結樹脂係使用丙烯酸系UV硬化性樹脂組成物[丙烯酸系UV硬化性樹脂20%.丙烯酸系UV硬化性樹脂單體20%.添加劑5%.丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)55%]。相對於丙烯酸系UV硬化性樹脂組成物10份,依各著色劑1份(份數均為質量基準)的比例進行調配,並充分混合分散,便獲得各色著色部形成用塗佈液。
依序使用上述各色著色部形成用塗佈液形成各著色部。換言之,在上述已形成黑矩陣的透明基材上,將紅色著色部形成用塗佈液利用旋塗法施行塗佈,並在120℃下施行2分鐘的預烤。然後,使用光罩施行曝光(積分曝光量300mJ/cm2 ),並使用顯影液(0.05%KOH水溶液)施行顯影。其次,在230℃下施行60分鐘的後烘烤,便諧調於黑矩陣圖案,形成寬85 μ m、厚1.5 μ m條紋狀紅色著色部,且其寬度方向將成為黑矩陣開口部的短邊方向。然後,依序使用綠色著色部形成用塗佈液及藍色著色部形成用塗佈液,形成條紋狀綠色著色部及藍色著色部。藉此便形成三原色各著色部朝寬度方向重複排列的著色層。
(評估)如同實施例1的有機EL顯示裝置,實施例2的有機EL顯示裝置將可進行高輝度且色純度較高的三原色顯示。
[實施例3]
(黑矩陣之形成)透明基材係準備370mm×470mm、厚度0.7mm的鈉玻璃(CENTRAL GLASS(股)製)。在該透明基材上利用濺鍍法形成氧氮化複合鉻薄膜(厚度0.2 μ m)。在該氧氮化複合鉻薄膜上塗佈感光性光阻,依序施行遮罩曝光、顯影、及氧氮化複合鉻薄膜蝕刻,便形成80 μ m×280 μ m的長方形狀開口部,依短邊方向100 μ m間距、長邊方向300 μ m間距矩陣狀排列的黑矩陣。
(著色層之形成)調製紅色、綠色及藍色的各色著色部形成用塗佈液。紅色著色劑係使用縮合偶氮系顏料(汽巴超級化學公司製、鉻酞紅BRN),綠色著色劑係使用酞青系綠色顏料(東洋油墨製造公司製、聯苯胺綠2Y-301),藍色著色劑係使用蒽醌系顏料(汽巴超級化學公司製、鉻酞藍A3R)。此外,黏結樹脂係使用丙烯酸系UV硬化性樹脂組成物[丙烯酸系UV硬化性樹脂20%.丙烯酸系UV硬化性樹脂單體20%.添加劑5%.丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)55%]。相對於丙烯酸系UV硬化性樹脂組成物10份,將各著色劑依1份(份數均為質量基準)的比例進行調配,並充分施行混合分散,便獲得各色著色部形成用塗佈液。
依序使用上述各色著色部形成用塗佈液而形成各著色部。換言之,在上述已形成黑矩陣的透明基材上,將紅色著色部形成用塗佈液利用旋塗法施行塗佈,並在120℃下施行2分鐘的預烤。然後,使用光罩施行曝光(積分曝光量300mJ/cm2 ),並利用顯影液(0.05%KOH水溶液)施行顯影。其次,在230℃下施行60分鐘的後烘烤,便諧調於黑矩陣圖案,形成寬85 μ m、厚1.5 μ m條紋狀紅色著色部,且其寬度方向將成為黑矩陣開口部的短邊方向。然後,依序使用綠色著色部形成用塗佈液及藍色著色部形成用塗佈液,形成寬85 μ m、厚度1.6 μ m的條紋狀綠色著色部、及寬85 μ m、厚度1.6 μ m的藍色著色部。藉此便形成三原色各著色部朝寬度方向重複排列的著色層。
(色彩轉換層之形成)將分散有綠色彩轉換螢光體(Aldrich公司製、香豆素6)的鹼可溶性負型感光性光阻劑,使用為綠色色彩轉換部形成用塗佈液,並將該綠色色彩轉換部形成用塗佈液,利用旋塗法塗佈於已形成黑矩陣與著色層的上面,並在100℃下施行5分鐘的預烤。接著,經利用光學微影法施行圖案化之後,再於200℃下施行60分鐘的後烘烤。藉此,便在綠色著色部上形成寬85 μ m、厚度3.3 μ m的條紋狀綠色色彩轉換部。
(平坦化層之形成)接著,將丙烯酸酯系光硬化性樹脂(新日鐵化學(股)製、商品名:V-259PA/PH5),利用丙二醇單甲醚醋酸酯進行稀釋,而調製成平坦化層形成用塗佈液,再將該平坦化層形成用塗佈液利用旋塗法塗佈於已形成色彩轉換層的上面,經於120℃下施行5分鐘的預烤。其次,經利用光學微影法施行圖案化之後,再於200℃下施行60分鐘的後烘烤,便在色彩轉換層上形成厚度2 μ m,且覆蓋整體著色層與色彩轉換層的透明平坦化層。
(阻氣層之形成)其次,在上述平坦化層上利用濺鍍法,使用Si3 N4 靶材(3N),依氬氣導入量:40sccm、RF功率:430kW、基板溫度:100℃的條件施行成膜,而積層厚度150nm的氧氮化矽膜,便形成透明阻氣層。藉由上述一連串的操作,便製成有機EL元件用彩色濾光片基板。
(透明電極層之形成)其次,在上述有機EL元件用彩色濾光片基板的阻氣層上,利用離子蒸鍍法形成膜厚150nm的氧化銦錫(ITO)電極膜,再於該ITO電極膜上塗佈著感光性光阻劑,經施行遮罩曝光、顯影、ITO電極膜蝕刻,便形成透明電極層。
(輔助電極之形成)其次,依覆蓋上述透明電極層之方式,在阻氣層上整面利用濺鍍法形成鉻薄膜(厚度0.2 μ m),再於該鉻薄膜上塗佈著感光性光阻劑,經施行遮罩曝光、顯影、鉻薄膜蝕刻,便形成輔助電極。該輔助電極係依從透明基材上跨到色彩轉換層上之方式,在透明電極層上所形成的條紋狀圖案。
(絕緣層與隔間壁部之形成)使用將平均分子量約100000的降烯系樹脂(JSR(股)製、ARTON),利用甲苯稀釋過的絕緣層形成用塗佈液,利用旋塗法依覆蓋著透明電極層之方式塗佈於阻氣層上之後,再施行烘烤(100℃、30分)便形成絕緣膜(厚度1 μ m)。其次,在該絕緣膜上塗佈感光性光阻劑,經施行遮罩曝光、顯影、絕緣膜蝕刻,便形成絕緣層。該絕緣層係依直角交叉於透明電極層的條紋狀(寬20 μ m)圖案,且位於黑矩陣上方。
其次,將隔間壁部用塗料(日本ZEON(股)製、光阻劑、ZPN1100),利用旋塗法依覆蓋著絕緣層之方式施行整面塗佈,並施行預烤(70℃、30分鐘)。然後,使用既定光罩施行曝光,並利用顯影液(日本ZEON(股)製、ZTMA-100)施行顯影,接著再施行後烘烤(100℃、30分鐘)。藉此,便在絕緣層上形成隔間壁部。該隔間壁部係具有高10 μ m、下端(絕緣層側)寬15 μ m、上端寬26 μ m的形狀。
(有機EL層之形成)其次,以上述隔間壁部為遮罩並利用真空蒸鍍法,形成由正孔注入層、白色發光層及電子注入層所構成的有機EL層。
換言之,首先將4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯基胺,隔著在相當於圖像顯示區域之具備開口部的光罩,再施行蒸鍍成膜直到200nm為止,然後,再將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯基施行蒸鍍成膜直到20nm厚為止,藉此隔間壁部便形成遮罩圖案,僅在各隔間壁部間通過正孔注入層形成材料,並於透明電極層上形成正孔注入層。
同樣的,將4,4’-雙(2,2’-二苯基乙烯基)聯苯基(螢光尖峰波長:465nm(固態)),施行蒸鍍成膜直到40nm為止。在此之同時,將含有少量的紅熒烯(Aldrich(股)製、螢光尖峰波長:585nm(二甲基甲醯胺0.1重量%溶液))。藉此便形成白色發光層。
然後,藉由將三(8-喹啉酚)鋁施行蒸鍍成膜直到20nm厚為止,便形成電子注入層。依此所形成的有機EL層,將具有寬280 μ m的條紋狀圖案,且存在於各隔間壁部間,隔間壁部上端表面亦依同樣的層構造形成虛設有機EL層。
(對向電極層之形成)其次,隔著較大於圖像顯示區域且具有既定開口部的光罩,在上述已形成隔間壁部的區域利用真空蒸鍍法,同時蒸鍍上鎂與銀(鎂蒸鍍速度=1.3~1.4nm/秒、銀蒸鍍速度=0.1nm/秒)而成膜。藉此,隔間壁部便成為遮罩,在有機EL層上形成由鎂/銀化合物所構成厚度200nm的對向電極層。該對向電極層係寬280 μ m的條紋狀圖案,且存在於有機EL層上,隔間壁部上端表面亦形成虛設有對向電極層。
藉由上述一連串的操作便製成有機EL元件。
(有機EL顯示裝置)將上述有機EL元件施行密封,便製得有機EL顯示裝置。
[實施例4]
在實施例3中,除將綠色色彩轉換部的厚度改變為10.8 μ m之外,其餘均如同實施例3般製得有機EL顯示裝置。
[比較例2]
除在實施例3中未形成色彩轉換層之外,其餘均如同實施例3般製得有機EL顯示裝置。
[評估]
針對實施例3、4及比較例2的有機EL顯示裝置,使用MINOLTA(股)製分光測色計CM2500d,測量色度x、y及反射率Y。結果,如下表1所示。
由表1得知,實施例3、4在相較於比較例2之下,前者將可觀察到鮮綠色,且將可實現更寬廣的色彩重現範圍。
[實施例5]
除在實施例3中,依如下述形成著色層與色彩轉換層之外,其餘均如同實施例3般製得有機EL顯示裝置。
(著色層之形成)首先,調製紅色與藍色的著色部形成用塗佈液。紅色著色劑係使用縮合偶氮系顏料(汽巴超級化學公司製、鉻酞紅BRN),藍色著色劑係使用蒽醌系顏料(汽巴超級化學公司製、鉻酞藍A3R)。此外,黏結樹脂係使用丙烯酸系UV硬化性樹脂組成物[丙烯酸系UV硬化性樹脂20%.丙烯酸系UV硬化性樹脂單體20%.添加劑5%.丙二醇單甲醚醋酸酯(PGMEA)55%]。相對於丙烯酸系UV硬化性樹脂組成物10份,依各著色劑1份(份數均為質量基準)的比例進行調配,並充分混合分散,便獲得紅色與藍色的著色部形成用塗佈液。
其次,調製綠色著色部形成用塗佈液。綠色著色劑係使用酞青系綠色顏料(東洋油墨製造公司製、聯苯胺綠2Y-301)。此外,黏結樹脂係使用上述丙烯酸系UV硬化性樹脂組成物。相對於丙烯酸系UV硬化性樹脂組成物10份,依各著色劑1份(份數均為質量基準)的比例進行調配,並充分混合分散,便獲得綠色著色部形成用塗佈液。
依序使用上述各色著色部形成用塗佈液形成各著色部。換言之,在上述已形成黑矩陣的透明基材上,將紅色著色部形成用塗佈液利用旋塗法施行塗佈,並在120℃下施行2分鐘的預烤。然後,使用光罩施行曝光(積分曝光量300mJ/cm2 ),並使用顯影液(0.05%KOH水溶液)施行顯影。其次,在230℃下施行60分鐘的後烘烤,便諧調於黑矩陣圖案,形成寬85 μm、厚3.0 μ m條紋狀紅色著色部,且其寬度方向成為黑矩陣開口部的短邊方向。然後,依序使用綠色著色部形成用塗佈液及藍色著色部形成用塗佈液,形成寬85 μ m、厚度1.6 μ m的條紋狀綠色著色部、及寬85 μ m、厚度3.0 μ m的藍色著色部。藉此便形成三原色各著色部朝寬度方向重複排列的著色層。
(色彩轉換層之形成)將經分散有綠色彩轉換螢光體(Aldrich(股)製、香豆素6)的鹼可溶性負型感光性光阻,使用為綠色色彩轉換部形成用塗佈液,將該綠色色彩轉換部形成用塗佈液利用旋塗法塗佈於已形成黑矩陣與著色層的上面,並在100℃下施行5分鐘的預烤。接著,經利用光學微影法施行圖案化之後,再於200℃下施行60分鐘的後烘烤。藉此,便在綠色著色部上形成寬85 μ m、厚度3.3 μ m的條紋狀綠色色彩轉換部。
(評估)如同實施例3、4的有機EL顯示裝置般,實施例5的有機EL顯示裝置可觀察到鮮綠色,且可實現更寬廣的色彩重現範圍。
1...透明基材
2...著色層
2R...紅色著色部
2G...綠色著色部
2B...藍色著色部
3...色彩轉換層
3R...紅色色彩轉換部
3G...綠色色彩轉換部
3B...藍色色彩轉換部
3R’、3B’...穿透部
4...遮光部(黑矩陣)
5...平坦化層
6...阻氣層
10...有機EL元件用彩色濾光片基板
11...透明電極層
12...有機EL層
13...對向電極層
14...絕緣層
15...隔間壁部(陰極隔板)
20...有機EL顯示裝置
圖1為本發明有機EL元件用彩色濾光片基板一例的概略剖視圖。
圖2為本發明有機EL元件用彩色濾光片基板另一例的概略剖視圖。
圖3為本發明有機EL元件用彩色濾光片基板另一例的概略剖視圖。
圖4為本發明有機EL元件用彩色濾光片基板另一例的概略剖視圖。
圖5為本發明有機EL元件用彩色濾光片基板另一例的概略剖視圖。
圖6為本發明有機EL顯示裝置一例的概略剖視圖。
圖7為本發明有機EL元件用彩色濾光片基板另一例的概略剖視圖。
圖8為本發明有機EL元件用彩色濾光片基板另一例的概略剖視圖。
圖9為本發明有機EL元件用彩色濾光片基板另一例的概略剖視圖。
圖10為本發明有機EL顯示裝置另一例的概略剖視圖。
圖11為實施例1中的綠色色彩轉換部說明圖。
1...透明基材
2...著色層
2R...紅色著色部
2G...綠色著色部
2B...藍色著色部
3...色彩轉換層
3R...紅色色彩轉換部
3G...綠色色彩轉換部
3B’...穿透部
4...遮光部(黑矩陣)
5...平坦化層
10...有機EL元件用彩色濾光片基板

Claims (16)

  1. 一種有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其特徵係具備有:透明基材;在上述透明基材上形成圖案狀的著色層;以及在上述著色層上部分地形成的色彩轉換層;於上述色彩轉換層使用無機螢光體的情況下,相對於上述著色層面積設定為100,上述色彩轉換層的占有面積比係為20~90的範圍內;於上述色彩轉換層使用有機螢光體的情況下,相對於上述著色層面積設定為100,上述色彩轉換層的占有面積比係為70~98的範圍內。
  2. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其中,上述色彩轉換層係在上述著色層上形成圖案狀。
  3. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其中,上述著色層係具有紅色著色部、綠色著色部及藍色著色部;上述色彩轉換層係至少具有在上述紅色著色部上部分地形成的紅色色彩轉換部、或上述綠色著色部上部分地形成的綠色色彩轉換部。
  4. 如申請專利範圍第3項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其中,上述紅色著色部上係未形成紅色色彩轉換部。
  5. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其中,在上述色彩轉換層上將形成平坦化層。
  6. 如申請專利範圍第5項之有機電致發光元件用彩色 濾光片基板,其中,上述平坦化層係具有光散射性。
  7. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其中,上述著色層係具有紅色著色部、綠色著色部及藍色著色部;上述色彩轉換層係至少具有在上述綠色著色部上所形成的綠色色彩轉換部,且上述綠色色彩轉換部的面積係分別大於上述紅色著色部上所形成的紅色色彩轉換部的面積、及上述藍色著色部上所形成的藍色色彩轉換部的面積。
  8. 如申請專利範圍第7項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其中,係未形成上述紅色色彩轉換部與上述藍色色彩轉換部。
  9. 如申請專利範圍第8項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其中,上述紅色著色部厚度、上述綠色著色部與上述綠色色彩轉換部的合計厚度、以及上述藍色著色部厚度之間的差值,係在2.0μm以下。
  10. 如申請專利範圍第8項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其中,上述紅色著色部厚度、上述綠色著色部與上述綠色色彩轉換部的合計厚度、以及上述藍色著色部厚度,係在1μm~3μm範圍內。
  11. 如申請專利範圍第7項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其中,在上述紅色著色部上係形成綠色色彩轉換部。
  12. 如申請專利範圍第7項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其中,在上述色彩轉換層上形成有平坦化層。
  13. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其中,在上述色彩轉換層上形成有阻氣層。
  14. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板,其中,在上述透明基材上的上述著色層之間形成有遮光部。
  15. 一種有機電致發光顯示裝置,其特徵係具備有:申請專利範圍第1至14項中任一項之有機電致發光元件用彩色濾光片基板;透明電極層,其形成於上述有機電致發光元件用彩色濾光片基板的色彩轉換層側表面上;有機電致發光層,其形成於上述透明電極層上,且至少含有發光層;以及,對向電極層,其形成於上述有機電致發光層上。
  16. 如申請專利範圍第15項之有機電致發光顯示裝置,其中,上述發光層係利用2波長發光光源進行白色發光。
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