JP2012028058A - 有機el装置、有機el装置の製造方法、ならびに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】イエロー色カラーフィルター105、シアン色カラーフィルター106、マゼンタ色カラーフィルター107と、を用い、短辺方向に隣り合う有機EL素子101,102:102,103:103,101(104)と間に挟まる分離部118をまとめて覆うように配置した。素子基板116とカラーフィルター105,106,107との接触面積は、有機EL素子101,102,103を個々に覆う場合と比べて、2倍以上の面積(有機EL素子101,102,103の間にある分離部118も密着に寄与する)となる。そのため、高い密着性を備え、製造プロセス中での剥がれの抑制を可能とした。
【選択図】図1
Description
また、白色有機EL素子+カラーフィルター法では、対向基板に形成されたカラーフィルターと白色有機EL素子を搭載した素子基板とを貼り合わせる工程を行うが、有機EL素子とカラーフィルターとの相対的な位置関係を揃えて貼り合わせることが難しく、有機EL装置の画質の低下、歩留まりの悪化を引き起こす場合がある。そこで、有機EL素子を含む有機EL装置の品質を安定化させる技術がいくつか提案されている。
また、特許文献2に示すように、基板上に、赤、緑、青の着色画素を有するカラーフィルターにおいて、補色の関係を用いて、赤色画素をマゼンタの着色層とイエローの着色層とを重ねることによって形成し、緑色画素をイエローの着色層とシアンの着色層とを重ねることによって形成し、青色画素をシアンの着色層とマゼンタの着色層とを重ねることによって形成する方法が公知である。補色の関係を用いてカラーフィルターを重ねることで、各色のカラーフィルターに生じる貫通欠陥を、別のカラーフィルターで覆うため、貫通欠陥が生じた領域の輝度を相対的に低下させ、画質に与える影響を低減することができると記載されている。
そのため、不良率が低下する。不良率が低下することで、高い歩留まりを持って有機EL装置を形成できるため、信頼性、コスト面で優れた電子機器を提供することが可能となる。
図1(a)は、本実施形態にかかる有機EL装置を説明するための平面図、(b)は当該有機EL装置の構造を説明するためのA−A’線断面図である。有機EL装置100は、基板本体115、素子基板116、ブラックマトリックス117、画素電極110、有機発光層111、共通電極112、保護層113、画素電極110の間に位置する分離部118と、を備える。第1の分離部、第2の分離部、第3の分離部、第4の分離部としての分離部118は、平面視にて画素電極110の間(有機EL素子の間)に位置し、画素電極110の間を分離する領域を示す。ここで、基板としての素子基板116の第1面側とは、画素電極110が位置する面側を示すものとする。
加えて、平面視にて当該順に隣り合う第1の有機EL素子と、第2の有機EL素子と、第3の有機EL素子と、第4の有機EL素子としての有機EL素子101,102,103,101(104)と、を備える(第4の有機EL素子は、3つの有機EL素子で構成される一周期の、次の周期の始点ともなる)。
また、適宜、「上」という言葉を、基板本体115から共通電極112に向かう方向を指すものとして用いる。そして、適宜、「下」という言葉を、「上」と反対方向を指すものとして用いる。
また、有機EL素子101,102,103と、をまとめて有機EL素子とも呼称する。ここで、図1(a)に示す平面図では、画素電極110を透過させて記載している。
なお、図1(b)では、有機EL素子101,102,103は、イエロー色カラーフィルター105やシアン色カラーフィルター106、基板本体115に入るよう図示しているが、これは図面上、線が重なることにより視認性の低下を避け、位置をずらして記載しているためであり、有機EL素子101,102,103は基板本体115、イエロー色カラーフィルター105、シアン色カラーフィルター106を含まない。
また、ブラックマトリックス117は、カラーフィルターに比べ薄い膜を用いているが、視認性の都合上、厚みを大きくして図示している。
そのため、カラーフィルターを、例えば湿式(フォトリソグラフ・エッチング法)で形成する工程で、これらのカラーフィルターが素子基板116から剥がれることで発生する不良を抑えることが可能となる。
また、例えばカラーフィルターと、SiONを用いた保護層113との密着性と比べ、カラーフィルター同士の密着性は高い。本実施形態の構成を用いることで、カラーフィルター同士が重なり合う構造を取ることとなる。そのため、高い信頼性を備え、かつ製造工程中での意図しないカラーフィルターの剥離を抑制することが可能となる。
上記した有機EL装置に用いた有機EL素子101,102,103は、同じ構成を備えることで白色光を射出し、この白色光をイエロー色カラーフィルター105、シアン色カラーフィルター106、マゼンタ色カラーフィルター107を用いて色毎に分離した構成を用いていたが、これは、波長選択性を持たせた有機EL素子を用いることも好適である。
有機EL素子102は、画素電極110、第2透明導電層121、有機発光層111、共通電極112、保護層113を備えている。
有機EL素子103は、画素電極110、有機発光層111、共通電極112、保護層113を備えている。
有機EL素子101は、赤色の光を射出し、有機EL素子102は緑色の光を射出し、有機EL素子103は青色の光を射出する。以下、有機EL素子103、有機EL素子102、有機EL素子101の順序で説明を続ける。
例えば、前記した共振器長に加え、第2透明導電層121の光学的厚さを増やすことで、緑色で共振するように厚さを制御する。すると、選択的に緑色発光を行う有機EL素子102を構成することが可能となる。有機EL素子102には、イエロー色カラーフィルター105とシアン色カラーフィルター106が重ねられ、緑色の光が透過する。そのため、カラーフィルターによる光損失を抑えて緑色の光を射出することができる。また、緑色の色純度を向上させることが可能となる。
上記したように、有機EL素子101,102,103に光の共振器構造を含ませることで、各色の色純度を向上させることが可能となる。そのため、高精細な表示を可能とする有機EL装置100を構成することが可能となる。
以下、有機EL装置についての、別の構成について説明する。ここで、有機EL素子101,102,103や、有機EL素子101,102,103と重なるカラーフィルターの構成については、上記した有機EL装置の構成と大きな相違点はないため、説明を省略する。図4(a)は本実施形態にかかる有機EL装置を説明するための平面図、(b)は当該有機EL装置の構造を説明するためのA−A’線断面図である。
ここでは、有機EL素子101,102,103を分離する分離部118全てにイエロー色カラーフィルター105、シアン色カラーフィルター106、マゼンタ色カラーフィルター107を重ねた例について説明した。
また、有機EL素子101と101a,102と102a,103と103aと、をイエロー色カラーフィルター105、シアン色カラーフィルター106、マゼンタ色カラーフィルター107を重ねて第4の分離部としての分離部118を重ねた例についても言及したが、これは分離部118の少なくとも一部に、イエロー色カラーフィルター105、シアン色カラーフィルター106、マゼンタ色カラーフィルター107が重なる領域を備えていれば良い。3種類のカラーフィルターを搭載した分離部118はカラーフィルターによる遮光部として用いられる。
次に、上記した有機EL装置の製造方法について説明する。図5(a)〜(d)、図6(a)〜(c)は、有機EL装置を形成するための工程断面図である。
続けて、ゲート絶縁膜を形成した後、ゲート電極の形成やイオン注入、サイドウォールの形成を行うことで、TFT131,132,133を形成する。ここまでの工程を終えた状態を図5(a)に示す。ここで、基板本体115として耐熱プラスチック(例えば、ポリイミド系樹脂や、ポリフェニレンサルファイド系樹脂)を用いても良い。この場合、バッファー層130として例えば窒化酸化珪素を用いることが、ガスバリア性を高めることから好適である。
ここで、後述する有機EL素子101,102,103に光共振器構造を形成する場合には、有機発光層111を形成する前に、前述した第1透明導電層120や第2透明導電層121を、湿式法(膜形成とエッチングを繰り返す)で形成することで対応可能である。
ここで、第1透明導電層120、第2透明導電層121を形成する物質としてはITO(インジウム・錫・酸化物)を用いることができる。
本実施形態では、有機EL素子101,102,103が白色光を射出する場合について説明を続ける。ここまでの工程を終えた状態を図5(c)に示す。
従来の緑色カラーフィルターの幅は、イエロー色カラーフィルター105や、マゼンタ色カラーフィルター107に比べ半分以下の幅となっている。そのため、湿式法で不要部分を除去する際に、一緒に剥がれてしまうおそれがあるが、本実施形態のように、カラーフィルターの幅を広くすることで、湿式法で不要部分を除去する場合においても、剥がれるおそれはほぼ解消される。
次に、カラーフィルターを用いてブラックマトリックスの一部を代替する遮光層を備える有機EL装置100の製造方法について説明する。図7(a)〜(c)は、カラーフィルターを用いた遮光層を形成する工程を説明するための工程断面図である。ここで、保護層113を形成する工程までは上記した製造方法と同様な工程を用いているため説明を省略し、イエロー色カラーフィルター105を形成する工程から説明する。ここで、ブラックマトリックス117(図4(a),(b)参照)は、図示せぬ有機EL素子101,102,103が隣り合う方向と交差する(ここでは直交している)方向に分離するよう形成されている。
上記した工程と比較した場合との主たる相違点は、イエロー色カラーフィルター105が、有機EL素子102と有機EL素子103との間にある分離部118と、有機EL素子103と有機EL素子101(104)との間にある分離部118と、を覆っていることである。ここまでの工程を終えた状態を図7(a)に示す。図7(a)では、この領域を破線で示している。
また、有機EL素子101と有機EL素子101aとの分離、有機EL素子102と有機EL素子102aとの分離、有機EL素子103と有機EL素子103aとの分離についてもイエロー色カラーフィルター105、シアン色カラーフィルター106、マゼンタ色カラーフィルター107を重ねて第4の分離部としての分離部118を構成する例についても説明した。しかし、これは、有機EL素子101,102,103を平面視で囲う分離部118の一部にのみイエロー色カラーフィルター105、シアン色カラーフィルター106、マゼンタ色カラーフィルター107を重ねて遮光層を形成し、ブラックマトリックス117と代替させても良い。例えば、シアン色カラーフィルター106が、すでにイエロー色カラーフィルター105が形成されている有機EL素子101と有機EL素子102との間にある分離部118を覆い、マゼンタ色カラーフィルター107を有機EL素子101と有機EL素子102との間にある分離部118を覆うように重ね、他の分離部118を前述した(有機EL装置の製造方法)に準じ、カラーフィルターの端側にあたる分離部118を避けてカラーフィルターを形成することで、有機EL素子101と有機EL素子102の間に位置する分離部118のみをカラーフィルターによる遮光層として機能させることができる。
上記した実施形態では、ストライプ構造で、ブラックマトリックス117(図1(a),(b)参照)を格子状に配置したものと、色の異なるカラーフィルターを横切る向きにブラックマトリックス117(図4(a),(b)参照)を形成したものと、について説明したが、これはストライプ構造以外の構造を備えていても良く、また、ブラックマトリックス117の形状(ブラックマトリックス117が無い場合を含む)についても種々の構造を備えていても良い。
図8(a)は、イエロー色カラーフィルター105のパターンを示し、(b)は、シアン色カラーフィルター106、(c)は、マゼンタ色カラーフィルター107のパターンを、それぞれ示している。
有機EL素子を平面視にて囲う分離部118は、(a)〜(c)のパターンを重ねると、イエロー色カラーフィルター105、シアン色カラーフィルター106、マゼンタ色カラーフィルター107で覆われる。即ち、黒色となり、分離部118により遮光が行われ、画質の低下は防止される。
図8(d)は、イエロー色カラーフィルター105のパターンを示し、(e)は、シアン色カラーフィルター106、(f)は、マゼンタ色カラーフィルター107のパターンを、それぞれ示している。有機EL素子を平面視にて囲う分離部118は、(d)〜(f)のパターンを重ねると、イエロー色カラーフィルター105、シアン色カラーフィルター106、マゼンタ色カラーフィルター107の全てで覆われる。即ち、分離部118により遮光が行われ、画質の低下は防止される。
図8(g)は、イエロー色カラーフィルター105のパターンを示し、(h)は、シアン色カラーフィルター106、(i)は、マゼンタ色カラーフィルター107のパターンを、それぞれ示している。有機EL素子を平面視にて囲う分離部118は、(h)〜(i)のパターンを重ねると、イエロー色カラーフィルター105、シアン色カラーフィルター106、マゼンタ色カラーフィルター107の全てで覆われる。即ち、分離部118により遮光が行われ、画質の低下は防止される。
ここで示したカラーフィルターを備えた有機EL装置100と、上記した実施形態との主たる差異はカラーフィルターのパターンにあり、例えばTFT131,132,133として上記したものを用いることで、同様な構成を得ることができる。また、この構造を作るための製造工程として、上記した製造工程を適用することができる。
図9に上記した有機EL装置、または上記した有機EL装置の製造方法を用いて形成された有機EL装置を含む電子機器の例を挙げる。図9(a)は携帯電話への適用例を示す模式図であり、携帯電話230は、アンテナ部231、音声出力部232、音声入力部233、操作部234、及び有機EL装置100を備えている。このように本発明の有機EL装置を携帯電話230の表示部として利用可能である。図9(b)はビデオカメラへの適用例を示す模式図であり、ビデオカメラ240は、受像部241、操作部242、音声入力部243、及び有機EL装置100を備えている。このように本発明の有機EL装置は、電子ビューファインダーや表示部として利用可能である。図9(c)は携帯型パーソナルコンピューターへの適用例を示す模式図であり、コンピューター250は、カメラ部251、操作部252、及び有機EL装置100を備えている。このように本発明の有機EL装置は、表示部として利用可能である。
Claims (7)
- 基板の第1面側に位置し、当該順に隣り合う、第1の有機EL素子と、第1の分離部と、第2の有機EL素子と、第2の分離部と、第3の有機EL素子と、第3の分離部と、第4の有機EL素子と、
前記第1の有機EL素子と、前記第1の分離部と、前記第2の有機EL素子と、をまとめて覆う、イエロー色、シアン色、マゼンタ色のいずれか一色を備える第1のカラーフィルターと、
前記第2の有機EL素子と、前記第2の分離部と、前記第3の有機EL素子と、をまとめて覆う、残りのどちらかの色を備える第2のカラーフィルターと、
前記第3の有機EL素子と、前記第3の分離部と、前記第4の有機EL素子と、をまとめて覆う、残りの色を備える第3のカラーフィルターと、
を含むことを特徴とする有機EL装置。 - 請求項1に記載の有機EL装置であって、
複数の前記第1の有機EL素子および、複数の前記第2の有機EL素子、複数の前記第3の有機EL素子、複数の前記第4の有機EL素子が、前記隣り合う方向と交差する方向に、第4の分離部を介して各々並べられ、
前記第1の分離部、前記第2の分離部、前記第3の分離部、前記第4の分離部と、
の少なくとも1つが、
前記第1のカラーフィルターと、
前記第2のカラーフィルターと、
前記第3のカラーフィルターと、
が重なる領域を備えることを特徴とする有機EL装置。 - 請求項1または2に記載の有機EL装置であって、
前記第1の有機EL素子と、
前記第2の有機EL素子と、
前記第3の有機EL素子と、
前記第4の有機EL素子と、
が平面視にて矩形もしくは矩形の角を落とした形状を備えており、
前記第1のカラーフィルターが、前記第1の有機EL素子と、前記第1の分離部と、前記第2の有機EL素子と、を短辺方向にまとめて覆い、
前記第2のカラーフィルターが、前記第2の有機EL素子と、前記第2の分離部と、前記第3の有機EL素子と、を短辺方向にまとめて覆い、
前記第3のカラーフィルターが、前記第3の有機EL素子と、前記第3の分離部と、前記第4の有機EL素子と、を短辺方向にまとめて覆うことを特徴とする有機EL装置。 - 当該順に隣り合う第1の有機EL素子と、第1の分離部と、第2の有機EL素子と、第2の分離部と、第3の有機EL素子と、第3の分離部と、第4の有機EL素子とを、基板の第1面側に形成する工程と、
前記第1の有機EL素子と、前記第1の分離部と、前記第2の有機EL素子とをまとめて覆う、イエロー色、シアン色、マゼンタ色のいずれか一色を備える第1のカラーフィルターを形成する工程と、
前記第2の有機EL素子と、前記第2の分離部と、前記第3の有機EL素子とをまとめて覆う、残りのどちらかの色を備える第2のカラーフィルターを形成する工程と、
前記第3の有機EL素子と、前記第3の分離部と、前記第4の有機EL素子とをまとめて覆う、残りの色を備える第3のカラーフィルターを形成する工程と、
を含むことを特徴とする有機EL装置の製造方法。 - 請求項4に記載の有機EL装置の製造方法であって、
複数の前記第1の有機EL素子、複数の前記第2の有機EL素子、複数の前記第3の有機EL素子を、前記隣り合う方向と交差する方向に分離する第4の分離部と、をさらに備え、
前記第2のカラーフィルターと前記第3のカラーフィルターと、が前記第1の分離部を覆うことと、
前記第1のカラーフィルターと前記第3のカラーフィルターと、が前記第2の分離部を覆うことと、
前記第1のカラーフィルターと前記第2のカラーフィルターと、が前記第3の分離部を覆うことと、
前記第1のカラーフィルターと、前記第2のカラーフィルターと、前記第3のカラーフィルターと、を重ねて、前記第4の分離部の少なくとも一部を覆うことと、
の少なくとも1つが行われていることを特徴とする有機EL装置の製造方法。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機EL装置を備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項4または5に記載の有機EL装置の製造方法を用いて形成された有機EL装置を備えることを特徴とする電子機器。
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