JP3591728B2

JP3591728B2 - 有機ｅｌディスプレイ

Info

Publication number: JP3591728B2
Application number: JP2002043686A
Authority: JP
Inventors: 幸則河村
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2004-11-24
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: JP2003243153A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精細で視認性に優れ、携帯端末機または産業用計測器の表示など広範囲な応用可能性を有する有機ＥＬディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた駆動方式のカラー有機ＥＬ表示装置が考案されている。ＴＦＴが形成されている基板側に光を取り出す方式では、配線部分の遮光効果により、開口率が上がらないため、最近ではＴＦＴが形成されている基板とは反対側に光を取り出す方式、いわゆるトップエミッション方式が考案されてきている。
【０００３】
一方、パターニングした蛍光体に有機ＥＬ素子の発光を吸収させ、それぞれの蛍光体から多色の蛍光を発光させる、色変換方式の有機ＥＬディスプレイが提案され、開発が進められている。色変換方式ディスプレイに対して、ＴＦＴ駆動方式を用いたトップエミッション方式を採用することにより、さらに高精細で高輝度の有機ＥＬディスプレイを提供できる可能性を有している。特開平１１−２５１０５９号公報および特開２０００−７７９９１号公報に開示されているカラー表示装置は、このような方式の一例である。その典型的な例を、図２に示した。図２においては、基板２０２上にＴＦＴ２０４および平坦化絶縁膜２０６が形成され、そのソース電極が陽極２０８に接続されている。陽極２０８と対向する陰極２１２との間に有機ＥＬ層２１０が設けられている。一方、透明基板２２０上に色変換フィルタ層２１６が形成され、それぞれの色変換フィルタ層２１６の間には、ブラックマスク２１８が設けられている。有機ＥＬ層を担持する基板２０２と色変換フィルタ層を担持する基板２２０とは、陰極２１２と色変換フィルタ層２１６とが対向するように接着層２１４により接着されている。そのように形成された素子の周囲を封止樹脂２２２により封止して、色変換方式有機ＥＬディスプレイ２００が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２に示すような構成において、色変換フィルタ層２１６が形成されている基板２２０が全く透明なガラス基板やプラスチック基板では、外部から色変換フィルタ層の蛍光体を励起する波長の光が透過するおそれがある。その際には、外部からの透過光が、有機ＥＬ発光層からの光と同様に蛍光体を励起して発光させてしまうため、外光が強い環境下では、点灯時と非点灯時との明るさの比（コントラスト比）が低下して、視認性が低下するという問題が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、コントラスト比を改善して、視認性の良好な有機ＥＬディスプレイを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機ＥＬディスプレイは、第１の基板と、該第１の基板上に形成されるソースおよびドレインからなる薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタ上部に形成される前記ソースまたはドレインに接続された導電性薄膜材料からなる第１電極と、有機ＥＬ層と、透明導電性材料からなる第２電極と、該第２電極上に形成される少なくとも１層以上のパッシベーション層とを有し、該薄膜トランジスタにより駆動される有機ＥＬ発光素子と；第２の基板と、該第２の基板上に形成された複数種の色変換フィルタ層とを有する色変換フィルタとを、前記第２電極と前記色変換フィルタ層とを対向させて貼り合わせられ、前記第２の基板が８０％未満の可視光透過率を有することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の有機ＥＬディスプレイについて以下に説明する。図１は、本発明の実施形態を示す有機ＥＬディスプレイ１００の構成断面図である。以下の説明では、第１電極１０８が陽極である場合を説明するが、第１電極１０８を陰極とすることも可能である。その場合には、図１における有機ＥＬ層１１０が、上下逆の膜構成となる。
【０００８】
Ａ．有機ＥＬ発光素子１３０
本発明の有機ＥＬ発光素子１３０は、第１の基板１０２と、基板１０２上に形成される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１０４と、平坦化絶縁膜１０６と、陽極（第１電極）１０８と、有機ＥＬ層１１０と、陰極（第２電極）１１２と、パッシベーション層１１４とを含む。
【０００９】
１．ＴＦＴ部
本発明の有機ＥＬディスプレイのＴＦＴ部は、第１の基板１０２と、ＴＦＴ１０４と、平坦化絶縁膜１０６と、陽極１０８とを含む。
【００１０】
ガラスやプラスチックなどからなる絶縁性基板、または、半導電性や導電性基板に絶縁性の薄膜を形成した基板上に、ＴＦＴ１０４がマトリックス状に配置され、各画素に対応した陽極にソース電極が接続される。好ましくは、ＴＦＴ１０４は、ゲート電極をゲート絶縁膜の下に設けたボトムゲートタイプで、能動層として多結晶シリコン膜を用いた構造である。
【００１１】
ＴＦＴ１０４のドレイン電極およびゲート電極に対する配線部、並びにＴＦＴ自身の構造は、所望される耐圧性、オフ電流特性、オン電流特性を達成するように、当該技術において知られている方法により作成することができる。また、トップエミッション方式を用いる本発明の有機ＥＬディスプレイにおいてはＴＦＴ部を光が通過しないので、開口率を増加させるためにＴＦＴを小さくする必要がなく、ＴＦＴ設計の自由度が高く、上記の特性を達成するために有利である。
【００１２】
ＴＦＴ１０４の上部には、平坦化された絶縁膜（以下、平坦化絶縁膜１０６と称する）が形成される。平坦化絶縁膜１０６は、ソース電極と陽極１０８との接続およびその他の回路の接続に必要な部分以外に設けられ、基板表面を平坦化して引き続く層の高精細なパターン形成を容易にする。ソース電極と陽極とは、平坦化絶縁膜内に設けられたコンタクトホールに充填された導電性プラグによって接続されてもよい。導電性プラグは、陽極１０８と一体に形成されてもよいし、あるいは金、銀、銅、アルミニウム、モリブデン、タングステンなどの低抵抗の金属類を用いて形成されてもよい。
【００１３】
陽極１０８は、ＴＦＴ１０４上に形成された平坦化絶縁膜１０６上に形成される。正孔の注入を効率よく行うために、陽極１０８には仕事関数が大きい材料が用いられる。特に通常の有機ＥＬ素子では、陽極を通して光が放出されるために陽極が透明であることが要求され、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物が用いられる。本発明のトップエミッション方式では透明であることは必要ではないが、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの導電性金属酸化物を陽極１０８として用いることができる。さらに、ＩＴＯなどの導電性金属酸化物を用いる場合、その下に反射率の高いメタル電極（Ａｌ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗなど）を用いることが好ましい。このメタル電極は、導電性金属酸化物より抵抗率が低いので補助電極として機能すると同時に、有機ＥＬ層１１０にて発光される光を色変換フィルタ１４０側に反射して光の有効利用を図ることが可能となる。
【００１４】
第１電極１０８を陰極として用いる場合、ＴＦＴ１０４のドレインと接続される。また、導電性金属酸化物に代えて、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、またはこれらのフッ化物等からなる電子注入性の金属、その他の金属との合金や化合物を用いられる。
【００１５】
２．有機ＥＬ層１１０および陰極１１２
ＴＦＴ１０４と陽極１０８がパターン形成されたＴＦＴ部上に、有機ＥＬ層１１０および陰極１１２を設ける。色変換方式を用いる場合、有機ＥＬ層１１０から発せられる近紫外から可視領域の光、好ましくは青色から青緑色領域の光を色変換フィルタ層に入射させて、所望される色を有する可視光を放出する。
【００１６】
有機ＥＬ層１１０は、少なくとも有機ＥＬ発光層を含み、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、および／または電子注入層を介在させた構造を有する。具体的には、下記のような層構成からなるものが採用される。
（１）陽極／有機ＥＬ発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／有機ＥＬ発光層／陰極
（３）陽極／有機ＥＬ発光層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／有機ＥＬ発光層／電子注入層／陰極
（５）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機ＥＬ発光層／電子注入層／陰極
【００１７】
上記各層の材料としては、公知のものが使用される。青色から青緑色の発光を得るためには、有機ＥＬ発光層中に、例えばベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物などが好ましく使用される。
【００１８】
陰極（第２電極）１１２に用いられる材料は、電子を効率よく注入するために仕事関数が小さいことが求められる。さらに本実施形態のトップエミッション色変換方式では、有機ＥＬ層１１０からの光が陰極１１２を通して放出されるので、該有機ＥＬ発光層の発する光の波長域において透明であることが必要とされる。これら２つの特性を両立するために、本発明において陰極１１２を複数層からなる積層構造とすることが好ましい。なぜなら、仕事関数の小さい材料は、一般的に透明性が低いからである。すなわち、有機ＥＬ層１１０と接触する部位に、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、またはこれらのフッ化物等からなる電子注入性の金属、その他の金属との合金や化合物の極薄膜（１０ｍｍ以下）を用いる。これらの仕事関数の小さい材料を用いることにより効率のよい電子注入を可能とし、さらに極薄膜とすることによりこれら材料による透明性低下を最低限とすることが可能となる。該極薄膜の上には、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明導電膜を形成する。これらの導電膜は補助電極として機能し、陰極１１２全体の抵抗値を減少させ有機ＥＬ層１１０に対して充分な電流を供給することを可能にする。
【００１９】
第２電極１１２を陽極として用いる場合、正孔注入効率を高めるために仕事関数の大きな材料を用いる必要がある。また、有機ＥＬ層１１０からの発光が第２電極を通過するために透明性の高い材料を用いる必要がある。したがって、この場合にはＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電性材料を用いることが好ましい。
【００２０】
３．パッシベーション層１１４
以上のように形成される第２電極１１２以下の各層を覆ってパッシベーション層１１４が設けられる。パッシベーション層１１４は、外部環境からの酸素、低分子成分および水分の透過を防止し、それらによる有機ＥＬ層１１０の機能低下を防止することに有効である。パッシベーション層１１４は、その上への他の層の形成を容易にするために適当な硬度を有することが好ましい。
【００２１】
これらの要請を満たすために、パッシベーション層１１４は、可視域における透明性が高く（４００〜７００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）、電気絶縁性を有し、水分、酸素および低分子成分に対するバリア性を有し、好ましくは２Ｈ以上の膜硬度を有する材料で形成される。例えば、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ、ＡｌＯ_ｘ、ＴｉＯ_ｘ、ＴａＯ_ｘ、ＺｎＯ_ｘ等の無機酸化物、無機窒化物等の材料を使用できる。該パッシベーション層の形成方法としては特に制約はなく、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、ディップ法、ゾル−ゲル法等の慣用の手法により形成できる。
【００２２】
また、パッシベーション層として種々のポリマー材料を用いることができる。イミド変性シリコーン樹脂（特開平５−１３４１１２号公報、特開平７−２１８７１７号公報、特開平７−３０６３１１号公報等を参照されたい）、無機金属化合物（ＴｉＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等）をアクリル、ポリイミド、シリコーン樹脂等の中に分散した材料（特開平５−１１９３０６号公報、特開平７−１０４１１４号公報等を参照されたい）、アクリレートモノマー／オリゴマー／ポリマーの反応性ビニル基を有した樹脂、レジスト樹脂（特開平６−３００９１０号公報、特開平７−１２８５１９号公報、特開平８−２７９３９４号公報、特開平９−３３０７９３号公報等を参照されたい）、フッ素系樹脂（特開平５−３６４７５号公報、特開平９−３３０７９３号公報）、または高い熱伝導率を有するメソゲン構造を有するエポキシ樹脂などの光硬化性樹脂および／または熱硬化性樹脂を挙げることができる。これらポリマー材料を用いる場合にも、その形成法は特に制限はない。たとえば、乾式法（スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法など）、あるいは湿式法（スピンコート法、ロールコート法、キャスト法など）のような慣用の手法により形成することができる。
【００２３】
上述のパッシベーション層１１４は単層でも良いが、複数の層が積層されたものではその効果がより大きい。単層のあるいは積層されたパッシベーション層１１４の厚さは、０．１〜１０μｍであることが好ましい。
【００２４】
Ｂ．色変換フィルタ１４０
本発明の色変換フィルタ１４０は、第２の基板であるＮＤフィルタ基板１２４と、その上に設けられ、所望される各色に対応するカラーフィルタ層１２０および／またはカラーフィルタ層１２０と蛍光変換層１１８との積層体と、ブラックマスク１２２とを含む。なお、本明細書において用いられる際に、術語「色変換フィルタ層」とは、カラーフィルタ層１２０、およびカラーフィルタ層１２０と蛍光変換層１１８との積層体の総称である。
【００２５】
４．ＮＤフィルタ基板１２４
ＮＤフィルタ基板１２４としては、フィルム状をなすプラスチック材料（セルロースアセテート、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル類、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン−１）等のポリオレフィン類、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂、ポリイミド類、ポリカーボネート類）に、光（可視光または蛍光発光に用いる光）を吸収する有機染料または顔料を混入し、練り込むタイプのいわゆるＮＤフィルタを使用する。厚さは２０μｍから２００μｍが適当であり、特に貼り付け工程における取り扱い性に優れた１００μｍ程度の厚さが最適である。また、基板としてフィルム状をなすプラスチック類を用いることによって、本発明の有機ＥＬディスプレイを、ガラスを用いる場合に比較して軽くすることができ、かつ曲げ応力などに対しても強いものとすることができる。
【００２６】
有機染料または顔料として、カーボンブラックのような黒色（すなわち、無彩色）の単一の顔料を用いてもよいし、複数の有機染料および顔料を組み合わせて無彩色の色調を実現してもよい。用いることができる有機染料および顔料の例として、アニリンブラック、キノン系染料または顔料（キノンイミン系、ナフトキノン系、アントラキノン系など）、アゾ染料または顔料（Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌａｃｋ１９など）、カーボンブラック、鉄黒などを挙げることができる。
【００２７】
ＮＤフィルタ基板１２４の可視光透過率は、８０％未満とし外光をできるだけ遮断するが、可視光透過率が低すぎると有機ＥＬ層１１０の発光を色変換して取り出す光量（蛍光変換層１１８により蛍光変換された光）が減少するため、少なくとも１０％以上の可視光透過率が必要である。可視光透過率は、蛍光変換層において使用される蛍光色素の変換性能により最適値が存在するが、好ましくは４０〜８０％、最も好ましくは６０〜７０％に調整される。
【００２８】
ＮＤフィルタ基板１２４の可視光透過率は、通常の分光光度計などにより測定することができる。本発明において「可視光透過率が８０％未満である」とは、可視光の全波長および近紫外領域（３００〜７００ｎｍ）において、光透過率が８０％未満であることを意味する。同様に、「可視光透過率が６０〜７０％である」とは、可視光の全波長および近紫外領域（３００〜７００ｎｍ）において、光透過率が６０〜７０％であることを意味する。このようなＮＤフィルタ基板１２４を用いることにより、外光の侵入を抑え、蛍光体の外光励起によるコントラスト比の低下の抑制を図ることが可能となる。
【００２９】
なお、同様の可視光透過率を有する場合、直線偏光フィルタフィルムまたは円偏光フィルタフィルムも適用可能である。また、ＮＤフィルタ基板１２４の外部表面に反射防止処理を施して外光の反射（いわゆる映り込み）を防止することも、表示の視認性を向上する上で有用である。
【００３０】
５．色変換フィルタ層
本明細書において、色変換フィルタ層は、カラーフィルタ層１２０、またはカラーフィルタ層１２０と蛍光変換層１１８との積層体である。蛍光変換層１１８は、有機ＥＬ層１１０にて発光される近紫外領域ないし可視領域の光、特に青色ないし青緑色領域の光を吸収して異なる波長の可視光を蛍光として発光するものである。フルカラー表示を可能にするためには、少なくとも青色（Ｂ）領域、緑色（Ｇ）領域および赤色（Ｒ）領域の光を放出する独立した層が設けられる。ＲＧＢそれぞれの層は、少なくとも有機蛍光色素とマトリクス樹脂とを含む。
【００３１】
１）有機蛍光色素
本発明において、好ましくは、少なくとも赤色領域の蛍光を発する蛍光色素の１種類以上を用い、さらに緑色領域の蛍光を発する蛍光色素の１種類以上と組み合わせてもよい。すなわち、光源として青色ないし青緑色領域の光を発光する有機ＥＬ層１１０を用いる場合、有機ＥＬ層１１０からの光を単なる赤色フィルタに通して赤色領域の光を得ようとすると、元々赤色領域の波長の光が少ないために極めて暗い出力光になってしまう。
【００３２】
したがって、有機ＥＬ層１１０からの青色ないし青緑色領域の光を、蛍光色素によって赤色領域の光に変換することにより、十分な強度を有する赤色領域の光の出力が可能となる。発光体から発せられる青色から青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、例えばローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２などのローダミン系色素、シアニン系色素、１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジニウムパークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素などが挙げられる。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も蛍光性があれば使用することができる。
【００３３】
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。
【００３４】
さらに、青色領域の光に関しては、有機ＥＬ層１１０からの発光を単なる青色フィルタに通して出力させることが可能である。
【００３５】
なお、本発明に用いる有機蛍光色素を、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、アルキッド樹脂、芳香族スルホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂およびこれらの樹脂混合物などに予め練り込んで顔料化して、有機蛍光顔料としてもよい。また、これらの有機蛍光色素や有機蛍光顔料（本明細書中で、前記２つを合わせて有機蛍光色素と総称する）は単独で用いてもよく、蛍光の色相を調整するために２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３６】
本発明に用いる有機蛍光色素は、蛍光変換層に対して、該蛍光変換層の重量を基準として０．０１〜５質量％、より好ましくは０．１〜２質量％含有される。もし有機蛍光色素の含有量が０．０１質量％未満ならば、十分な波長変換を行うことができず、あるいは含有量が５％を越えるならば、濃度消光等の効果により色変換効率の低下をもたらす。
【００３７】
２）マトリクス樹脂
次に、本発明の蛍光変換層に用いられるマトリクス樹脂は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂（レジスト）を光および／または熱処理して、ラジカル種またはイオン種を発生させて重合または架橋させ、不溶不融化させたものである。また、蛍光変換層のパターニングを行うために、該光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、未露光の状態において有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが望ましい。
【００３８】
具体的には、マトリクス樹脂は、（１）アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤とからなる組成物膜を光または熱処理して、光ラジカルまたは熱ラジカルを発生させて重合させたもの、（２）ボリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物を光または熱処理により二量化させて架橋したもの、（３）鎖状または環状オレフィンとビスアジドとからなる組成物膜を光または熱処理してナイトレンを発生させ、オレフィンと架橋させたもの、および（４）エポキシ基を有するモノマーと酸発生剤とからなる組成物膜を光または熱処理により、酸（カチオン）を発生させて重合させたものなどを含む。特に、（１）のアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと光または熱重合開始剤とからなる組成物を重合させたものが好ましい。なぜなら、該組成物は高精細なパターニングが可能であり、および重合した後は耐溶剤性、耐熱性等の信頼性が高いからである。
【００３９】
本発明で用いることができる光重合開始剤、増感剤および酸発生剤は、含まれる蛍光変換色素が吸収しない波長の光によって重合を開始させるものであることが好ましい。本発明の蛍光変換層において、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂中の樹脂自身が光または熱により重合することが可能である場合には、光重合開始剤および熱重合開始剤を添加しないことも可能である。
【００４０】
マトリクス樹脂（蛍光変換層）は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂、有機蛍光色素および添加剤を含有する溶液または分散液を、支持基板上に塗布して樹脂の層を形成し、そして所望される部分の光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を露光することにより重合させて形成される。所望される部分に露光を行って光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を不溶化させた後に、パターニングを行う。該パターニングは、未露光部分の樹脂を溶解または分散させる有機溶媒またはアルカリ溶液を用いて、未露光部分の樹脂を除去するなどの慣用の方法によって実施することができる。
【００４１】
３）形状
赤色に関しては、蛍光変換層１１８Ｒのみから形成されてもよい。しかし、蛍光色素による変換のみでは十分な色純度が得られない場合は、図１に示されるように蛍光変換層１１８Ｒとカラーフィルタ層１２０Ｒとの積層体としてもよい。カラーフィルタ層１２０Ｒを併用する場合、カラーフィルタ層１２０Ｒの厚さは１〜１．５μｍであることが好ましい。
【００４２】
また、緑色に関しては、蛍光変換層１１８Ｇのみから形成されてもよい。しかし、蛍光色素による変換のみでは十分な色純度が得られない場合は、図１に示されるように蛍光変換層１１８Ｇとカラーフィルタ層１２０Ｇとの積層体としてもよい。カラーフィルタ層１２０Ｇを併用する場合、カラーフィルタ層１２０Ｇの厚さは１〜１．５μｍであることが好ましい。あるいはまた、有機ＥＬ層１１０の発光が緑色領域の光を充分に含む場合には、カラーフィルタ層１２０Ｇのみとしてもよい。カラーフィルタ層１２０Ｇのみを用いる場合、その厚さは１〜１０μｍであることが好ましい。
【００４３】
一方、青色に関しては、図１に示されるようにカラーフィルタ層１２０Ｂのみとすることができる。カラーフィルタ層１２０Ｂのみを用いる場合、その厚さは１〜１０μｍであることが好ましい。
【００４４】
色変換フィルタ層の形状は、よく知られているように各色ごとに分離したストライプパターンとしてもよいし、各画素のサブピクセルごとに分離させた構造を有してもよい。
本発明の色変換フィルタ層は、有機蛍光色素を含有する光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を塗布（スピンコート、ディップ法、吹付法など）した後にフォトリソグラフ法を用いてパターニングを行うことにより形成することができる。あるいはまた、インクジェット法、印刷法、転写法などを用いて、色変換フィルタ層を形成してもよい。さらに、支持体であるＮＤフィルタ基板に凹部を設け、該凹部を有機蛍光色素を含有するインキで埋めることによって色変換フィルタ層を形成してもよい。
【００４５】
各色に対応する色変換フィルタ層の間の領域には、ブラックマスク１２０を形成することが好ましい。ブラックマスクを設けることによって、隣接するサブピクセルの色変換フィルタ層への光の漏れを防止して、にじみのない所望される蛍光変換色のみを得ることが可能となる。各々の色変換フィルタ層の間の領域に留まらず、ＮＤフィルタ基板１２４上の色変換フィルタ層が設けられていない領域全体にブラックマスクを設けてもよい。ブラックマスク１２２は、好ましくは１〜６μｍの厚さを有する。
【００４６】
Ｃ．有機ＥＬディスプレイの組み立て
本発明の有機ＥＬディスプレイ１００は、先に述べた有機ＥＬ発光素子１３０と、色変換フィルタ１４０とを別個に準備し、対応する色変換フィルタ層と有機ＥＬ層１１０とのアライメントを行い、粘着層１１６を用いてそれらを貼り合わせることにより作製することができる。
【００４７】
粘着層１１６は、天然ゴム、ＩＲ、ＳＢＲもしくはＮＢＲ等のゴム系接着剤、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤などの各種粘着剤を利用して作製することができる。中でも、貼り付け後の再剥離防止の観点から、架橋度の高いアクリル系粘着剤を用いることが好ましい。
【００４８】
粘着層１１６は、熱応力または曲げ応力を緩和するために、ある程度の厚さを有することが好ましい。しかしながら、有機ＥＬ発光層１１０からの発光の隣接するサブピクセルへの光漏れを防止する観点からは、粘着層１１６がなるべく薄い方が好ましい。これらの点を考慮すると、本発明の粘着層１１６は、平均３〜５μｍの厚さを有することが好ましい。
【００４９】
【実施例】
以下本発明を適用した１つの例を、図面を参照しながら説明する。
【００５０】
（実施例１）
［ＴＦＴ基板］
図１に示すように、ガラス基板１０２にボトムゲート型のＴＦＴ１０４を形成し、陽極１０８にＴＦＴのソースが接続されている構成とした。
【００５１】
陽極１０８は、平坦化絶縁膜１０６に形成されたコンタクトホール（不図示）を介してＴＦＴのソースに接続されているＡｌが下部に形成され、その上部表面にＩＺＯ（ＩｎＺｎＯ）が形成されている。両層共に、スパッタ法により作製した。
【００５２】
Ａｌは、発光層からの発光を反射してトップから効率よく光を放出するため、および電気抵抗低減のために設ける。平坦化絶縁膜１０６上におけるＡｌ膜の厚さは３００ｎｍとした。上部のＩＺＯは、仕事関数が高く、効率よくホールを注入するために設ける。ＩＺＯの厚さは２００ｎｍとした。
【００５３】
［有機ＥＬ層１１０］
（陽極１０８）正孔注入層／正孔輸送層／有機ＥＬ発光層／電子注入層（陰極１１２）の４層構成とした。
【００５４】
前記陽極１０８までを形成した基板１０２を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機ＥＬ発光層、電子注入層を真空を破らずに順次成膜した。表１は各層に用いた材料の構造式である。成膜に際して、真空槽内圧は１×１０^−４Ｐａまで減圧した。正孔注入層として銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を１００ｎｍ積層した。正孔輸送層として４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を２０ｎｍ積層した。有機ＥＬ発光層として４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を３０ｎｍ積層した。電子注入層としてアルミキレート（アルミニウムトリス（８−ヒドロキシキノリン）錯体、Ａｌｑ）を２０ｎｍ積層した。この後、メタルマスクを用いて、透明な陰極１１２を真空を破らずに形成した。
【００５５】
透明な陰極１１２は、電子注入に必要な仕事関数の小さな金属Ｍｇ／Ａｇの厚さ２ｎｍの層を共蒸着法にて製膜し、その上に膜厚２００ｎｍのＩＺＯ膜をスパッタ法で製膜することにより形成した。
【００５６】
［パッシベーション層１１４］
上記のように陰極１１２までを形成した基板に対して、スパッタ法にて膜厚３００ｎｍのＳｉＯＮ_ｘ膜を堆積させ、パッシベーション層１１４とし、有機ＥＬ発光素子１３０を得た。
【００５７】
［カラーフィルタ層］
可視光透過率を約７０％に調整した厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムに、膜厚１００ｎｍのＳｉＯ_２膜をスパッタコーティングして、ＮＤフィルタ基板１２２を得た。該基板１２２に対して、青色フィルタ材料（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＢ−７００１）をスピンコート法によって塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、膜厚１０μｍ、幅８０μｍのラインパターンを有する青色フィルタ層１１８Ｂを形成した。
【００５８】
赤色および緑色の同様のカラーフィルタ材料系を、ＮＤフィルタ基板１２２上にスピンコート法にて塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、膜厚１．５μｍ、幅８０μｍのラインパターンを有する赤色および緑色のカラーフィルタ層１２０Ｒおよび１２０Ｇを形成した。
【００５９】
［蛍光変換層］
緑色蛍光色素としてクマリン６（０．７重量部）を、溶剤であるプロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解させた。この溶液に対して、光重合性樹脂の「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」（商品名、新日鐵化成工業株式会社）１００重量部を加えて溶解させ、塗布液を得た。この塗布液を、以上のようにカラーフィルタ層を形成したＮＤフィルタ基板１２２上にスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフ法により、パターニングを実施し、膜厚１０μｍ、幅８０μｍのラインパターンを有する緑色蛍光変換層１１８Ｇを、緑色カラーフィルタ層１２０Ｇ上に形成した。
【００６０】
赤色蛍光色素としてクマリン６（０．６重量部）、ローダミン６Ｇ（０．３重量部）、ベーシックバイオレット１１（０．３重量部）を、溶剤であるプロビレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解させた。この溶液に対して、光重合性樹脂の「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」（商品名、新日鐵化成工業株式会社）１００重量部を加えて溶解させ、塗布液を得た。この塗布液をカラーフィルタ層および緑色蛍光変換層を形成したＮＤフィルタ基板１２２上にスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフ法により、パターニングを実施し、膜厚１０μｍ、幅８０μｍのラインパターンを有する赤色蛍光変換層１１８Ｇを赤色カラーフィルタ層１２０Ｒ上に形成した。
【００６１】
ＲＧＢ各色の色変換フィルタ層の間に、ブラックマスク１２２（厚さ１μｍ、幅３０μｍ）を形成して、色変換フィルタ１４０を得た。また、画素のピッチは０．３３×０．３３ｍｍで、各色サブピクセルの形状は８０×３００μｍである。
【００６２】
［貼り合わせ］
こうして得られた有機ＥＬ発光素子１３０と、色変換フィルタ１４０とを、グローブボックス内の乾燥窒素雰囲気（酸素および水分濃度ともに１０ｐｐｍ以下）下において、粘着剤（ＡＲＤＥＬ製ポリカーボネート）を用いて貼り合わせて、有機ＥＬディスプレイ１００を得た。形成された粘着層１１６の厚さは、平均３〜５μｍであった。
【００６３】
（比較例１）
ＮＤフィルタ基板１２２に代えて、ガラス基板（可視光透過率９０％以上）を用いたことを除いて、実施例１を繰り返して、有機ＥＬディスプレイを得た。
［評価］
上記実施例１および比較例１にて製作した有機ＥＬディスプレイについて、２つの外光環境下でコントラスト比を測定し、結果を表１に示した。コントラスト比は、以下の式で与えられる。
コントラスト比＝（点灯部の輝度）／（非点灯部の輝度）
【００６４】
【表１】

【００６５】
以上のように、いずれの外光条件においても本発明の有機ＥＬディスプレイは、従来法のものよりも高いコントラスト比を示した。
【００６６】
なお、本発明を説明する以上の実施形態では、ディスプレイの駆動をＴＦＴによるアクティブマトリクス方式としたが、本発明はこの方式に限定されるものではなくパッシブマトリクス方式の駆動形態でも同様の効果が得られることが確認されている。
【００６７】
【発明の効果】
以上に述べたとおり、本発明の記載のように、基板上に形成されたＴＦＴに接続される陽極、有機ＥＬ発光層および透明導電性材料からなる陰極を積層して構成され、上記ＴＦＴにより駆動される有機ＥＬ発光素子と、透光性基板に形成された色変換フィルタ層が前記有機ＥＬ発光素子の陰極に対向して貼り合わせられた有機ＥＬディスプレイにおいて、前記透光性基板を、８０％未満の可視光透過率を有するプラスチックフィルムフィルタとすることにより、有機ＥＬディスプレイのコントラスト比が従来法のものに比べて著しく向上した。
【００６８】
また、本発明の構成により極めて薄く軽い有機ＥＬディスプレイの構成が可能となり、さらに熱応力および曲げ応力に対しても粘着層が応力緩和の役割を果たし、視認性に優れ、信頼性にも優れた有機ＥＬディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬディスプレイを示す概略断面図である。
【図２】従来法の有機ＥＬディスプレイを示す概略断面図である。
【符号の説明】
１００本発明の有機ＥＬディスプレイ
１０２、２０２第１の基板
１０４、２０４ＴＦＴ
１０６、２０６平坦化絶縁層
１０８、２０８陽極（第１電極）
１１０、２１０有機ＥＬ層
１１２、２１２陰極（第２電極）
１１４、２１４パッシベーション層
１１６粘着層
１１８蛍光変換層
１２０カラーフィルタ層
１２２、２１８ブラックマスク
１２４ＮＤフィルタ基板（第２の基板）
２００従来例の有機ＥＬディスプレイ
２１６色変換フィルタ層
２２０透光性基板
２２２封止樹脂

Claims

第１の基板と、該第１の基板上に形成されるソースおよびドレインからなる薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタ上部に形成され、前記ソースまたはドレインに接続された導電性薄膜材料からなる第１電極と、有機ＥＬ層と、透明導電性材料からなる第２電極と、該第２電極上に形成される少なくとも１層以上のパッシベーション層とを有し、該薄膜トランジスタにより駆動される有機ＥＬ発光素子と；
第２の基板と、該第２の基板上に形成された複数種の色変換フィルタ層とを有する色変換フィルタとを、前記第２電極と前記色変換フィルタ層とを対向させて貼り合わせられた有機ＥＬディスプレイにおいて、前記第２の基板が８０％未満の可視光透過率を有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
前記第２の基板はプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
前記第１電極が陽極であり、前記第２電極が陰極であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬディスプレイ。
前記第１電極が陰極であり、前記第２電極が陽極であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬディスプレイ。