JP5463616B2 - 有機ｅｌ素子、有機ｅｌディスプレイ及びカラーフィルター - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ素子、有機ＥＬディスプレイ及びカラーフィルターに関する。

近年、次世代型のディスプレイとして、エレクトロルミネッセンス（以下ＥＬ）素子で構成されたＥＬディスプレイが期待されている。ＥＬ素子には無機ＥＬ素子と有機ＥＬ素子とがあり、いずれのＥＬ素子も自己発光性であるために視認性が高く、また完全固体素子であるために耐衝撃性に優れるとともに取り扱いが容易であるという利点がある。このため、グラフィックディスプレイの画素やテレビ画像表示装置の画素、あるいは面光源等としての研究開発及び実用化が進められている。

有機ＥＬ素子は、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層とトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層、又は、発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層、又は、正孔注入層と発光層と電子注入層、のいずれかの積層形態を２つの電極（発光面側の電極は透明電極になる。）間に介在させてなる構造体である。こうした有機ＥＬ素子は、発光層に注入された電子と正孔とが再結合するときに生じる発光を利用するものである。このため、有機ＥＬ素子は、発光層の厚さを薄くすることにより、例えば４．５Ｖという低電圧での駆動が可能で応答も速いといった利点や、輝度が注入電流に比例するために高輝度のＥＬ素子を得ることができるといった利点等を有している。また、発光層とする蛍光性の有機固体の種類を変えることにより、青、緑、黄、赤の可視域すべての色で発光が得られている。有機ＥＬ素子は、このような利点、特に低電圧での駆動が可能であるという利点を有していることから、現在、実用化のための研究が進められている。そして、携帯電話の表示部分等、製作上での難易度が比較的低い小型のディスプレイでは、一部実用化がなされている。

有機ＥＬ素子におけるカラー表示の方式としては、（１）青色、赤色、緑色等の各色の発光材料を成膜する３色塗り分け方式、（２）青色発光する発光層と、青→緑及び青→赤にそれぞれ色変換する色変換層（ＣＣＭ層）とを組み合せて３色を発色させるＣＣＭ方式、（３）白色発光する発光層と、青色、赤色、緑色等のカラーフィルターとを組み合わせる方式、等が挙げられる。このうち、発光効率の点からは、（１）の３色塗り分け方式が最も有力であり、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等に実用化されている。

これら有機ＥＬ素子においては、電極が金属系材料からなること、発光体自身の色が白色であること等から、周囲が明るい環境での使用を想定した場合、外光反射により表示コントラストが著しく低下するといった問題があった。そのため、Ａ．有機ＥＬ素子のマンサイド側に円偏光板を貼付する、Ｂ．カラーフィルターを適用する、Ｃ．無彩色もしくは無彩色に近い色目で着色する（所謂ティント処理を施す）、といった種々の対策がとられるのが普通である。

ここで、Ａの円偏光板を貼付する場合は、原理的に外光反射が完全に（外光の入射角度にもよるが）抑えられるものの、有機ＥＬ素子からの発光もその半分以上が円偏光板により吸収され、必ずしも効率が良いとは言えないものであった。一方、Ｂのカラーフィルターを適用した場合は、円偏光板を用いた場合に比較して外光反射の抑止効果が劣るものの、有機ＥＬ素子からの発光色の色目調整が可能となるといった優れた効果を発揮する。有機ＥＬ素子の発光自体による色純度向上には限界があることから、こうした色目調整機能は非常に有効と言える。特に３色塗りわけ方式とカラーフィルターとの組み合わせは、発光効率、色純度、外光反射防止のバランスの点から最も優れており、実際に商品化もされている。

ところで、テレビ放送の規格としては、ＮＴＳＣ規格（National Television Standards Committee：アメリカテレビジョン標準化委員会が定めた地上波アナログカラーテレビ放送の規格）が共通規格として広く用いられている。ディスプレイの性能は、このＮＴＳＣ規格を満たす色再現領域を有するかどうかが一つの評価項目となっている。具体的な評価方法としては、ＣＩＥ（Commission Internationale de l Eclairage：国際照明委員会）色度図上でＮＴＳＣ規格が構成する三角形の面積に対する、評価対象のディスプレイが構成する色再現領域の三角形の面積比によって表される。すなわち、［評価対象のディスプレイが構成する色再現領域の三角形の面積］／［ＮＴＳＣ規格が構成する三角形の面積］×１００（％）で表される。この比率は、所謂「ＮＴＳＣ比」とよばれ、ディスプレイの性能を示す数値として広く認識されている。

一方、各ＲＧＢの各色の色度そのものについては、ＮＴＳＣ規格の色度に対して不問とされており、ＮＴＳＣ比で１００％以上が達成できたとしても、ＮＴＳＣ規格内の全ての色調を再現できるわけではない。

なお、液晶ディスプレイに関するものであるが、ＮＴＳＣ規格についての関連する特許文献を以下に挙げる。
特開２００３−１２１８３８号公報 特開２００５ー３０９３０６号公報

上記のように、有機ＥＬ素子をカラーフィルターと組み合わせることにより色目調整が可能になるが、有機ＥＬ素子で構成された有機ＥＬディスプレイをフルカラーのディスプレイとする場合には、ＣＲＴやＬＣＤと同様に、さらに表示コンテンツ及び周辺機器の高度化も相まって、色再現領域の拡大が強く望まれている。より具体的には、ＮＴＳＣ規格の色再現領域を完全に満たすことができる有機ＥＬディスプレイが要求されている。

本発明は、上記要求に応えたものであって、その目的は、ＮＴＳＣ規格の色再現領域を完全に満たすことを可能とする有機ＥＬ素子を提供することにある。また、その有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬディスプレイを提供することにある。また、カラーフィルターを提供することにある。

上記課題を解決する本発明の有機ＥＬ素子は、青色発光する有機ＥＬ発光体と、青色カラーフィルターとを組み合わせてなる有機ＥＬ素子であって、該青色カラーフィルターを構成する色材が、メチン系染料、銅フタロシアニン系顔料、又は、銅フタロシアニン系顔料及びジオキサジン系顔料の混合物、から選ばれ、該有機ＥＬ素子の透過光が、ＣＩＥ色度図上の（０．１４０，０．０８０）、（０．１３６，０．０４０）、（０．１１８，０．０７０）の３つの色度座標を結ぶ領域内にあることを特徴とする。

この発明によれば、青色発光する有機ＥＬ発光体と青色カラーフィルターとを組み合わせてなる有機ＥＬ素子の透過光がＣＩＥ色度図上の上記領域内にあるので、そうした青色の透過光を有する有機ＥＬ素子は、例えば適切な緑色発光の有機ＥＬ素子と赤色発光の有機ＥＬ素子とを組み合わせることにより、ＮＴＳＣ規格領域を全てカバーすることを可能とし、その結果、色再現領域に優れた有機ＥＬディスプレイを構成することを可能にする。また、液晶ディスプレイにおいては配向膜形成時に高温が加わることから耐熱性に乏しい染料系の色材は使用できなかったが、配向膜が不要な有機ＥＬ素子では、顔料系の色材に比べて透過率に優れた染料系の色材が使用可能となり、特にメチン系染料を好ましく使用できる。

上記課題を解決する本発明の有機ＥＬディスプレイは、有機ＥＬ素子とともに用いられ、該有機ＥＬ素子の透過光を、ＣＩＥ色度図上の（０．１４０，０．０８０）、（０．１３６，０．０４０）、（０．１１８，０．０７０）の３つの色度座標を結ぶ領域内にするカラーフィルターであって、メチン系染料、銅フタロシアニン系顔料、又は、銅フタロシアニン系顔料及びジオキサジン系顔料の混合物、から選ばれる色材と、バインダー樹脂とを含むことを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の有機ＥＬディスプレイは、赤色発光する有機ＥＬ素子と、緑色発光する有機ＥＬ素子と、青色発光する有機ＥＬ素子との組み合わせからなる有機ＥＬディスプレイであって、前記青色発光する有機ＥＬ素子が、青色発光する有機ＥＬ発光体と、青色カラーフィルターとを組み合わせてなり、該青色カラーフィルターを構成する色材が、メチン系染料、銅フタロシアニン系顔料、又は、銅フタロシアニン系顔料及びジオキサジン系顔料の混合物、から選ばれ、該有機ＥＬ素子の透過光が、ＣＩＥ色度図上の（０．１４０，０．０８０）、（０．１３６，０．０４０）、（０．１１８，０．０７０）の３つの色度座標を結ぶ領域内にあることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。

この発明によれば、ＣＩＥ色度図上の上記領域内にある透過光を発光する有機ＥＬ素子を、緑色発光する有機ＥＬ素子と赤色発光する有機ＥＬ素子と組み合わせるので、その緑色発光の有機ＥＬ素子と赤色発光の有機ＥＬ素子を所定の透過光を発光するものとすれば、ＮＴＳＣ規格領域を全てカバーすることが可能となり、その結果、色再現領域に優れたフルカラーの有機ＥＬディスプレイを構成することができる。

本発明の有機ＥＬ素子及び有機ＥＬディスプレイによれば、適切な緑色発光の有機ＥＬ素子と赤色発光の有機ＥＬ素子とを組み合わせることにより、ＮＴＳＣ規格領域を全てカバーすることが可能となるので、色再現領域に優れた有機ＥＬディスプレイを構成することが可能となる。

以下、本発明の有機ＥＬ素子、有機ＥＬディスプレイ及びカラーフィルターの実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定解釈されるものではない。

［有機ＥＬ素子］
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図である。本発明の有機ＥＬ素子１０は、青色発光する有機ＥＬ発光体２と、青色カラーフィルター８とを組み合わせてなる有機ＥＬ素子１０であって、その透過光１２が、ＣＩＥ色度図上の（０．１４０，０．０８０）、（０．１３６，０．０４０）、（０．１１８，０．０７０）の３つの色度座標を結ぶ領域内にある。詳しくは、この有機ＥＬ素子１０は、図１に示すように、基材１側から、電極３、青色発光層４、電極５、保護層６、接着層７、青色カラーフィルター８、透明基材９の順で積層されている。以下、各構成について説明する。

（有機ＥＬ発光体）
有機ＥＬ発光体２は、青色光１１を発光する発光体であり、図１に示すように、電極３、青色発光層４、電極５の順で積層してなるものである。基材１の種類、大きさ、厚さ等は特に限定されるものではなく、有機ＥＬ素子の用途や基材上に積層する各層の材質等により適宜決めることができる。例えば、Ａｌ等の金属、ガラス、石英、又は各種の樹脂等の材料からなるものを用いることができる。なお、青色発光層４で発光した光は青色カラーフィルター８の側から出射するので、この基材１は、必ずしも透明又は半透明になる材料を用いる必要はなく、不透明材料を用いてもよい。

電極３は、陽極又は陰極のいずれかであるが、一般的には陽極として基材１上に設けられ、その電極３上には正孔注入層や正孔輸送層が設けられる。形成材料としては、金、銀、クロム等の金属、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の透明導電膜、ポリアニリン、ポリアセチレン等の導電性酸化物等を挙げることができる。また、後述の実施例１に示すように、ＩＴＯと銀とＩＴＯとの積層構造からなる反射型電極とすることもできる。

青色発光層４は青色光１１をＥＬ発光する層であり、電極３が陽極である場合には、電極３側から、正孔注入層と発光層とからなる積層体、又は、正孔注入層と発光層と電子注入層とからなる積層体、又は、発光層と電子注入層とからなる積層体、のいずれかの積層体で構成される。正孔注入層と発光層との間には正孔輸送層が設けられていてもよいし、発光層と電子注入層との間には電子輸送層が設けられていてもよい。また、各注入層や発光層が正孔輸送性材料や電子輸送性材料を含んでいてもよい。図２は、青色発光層４のより詳しい一例を示す拡大図である。本発明における青色発光層４は図２の例に限定されないが、電極（一般的には陽極）３側から、正孔注入層４ａと正孔輸送層４ｂと発光層４ｃと電子輸送層４ｄと電子注入層４ｅとで構成された積層体を例示できる。

正孔注入層の形成材料としては、例えば色素系材料、金属錯体系材料又は高分子系材料等、正孔注入層用材料として通常使用されるものを用いることができる。また、正孔輸送層の形成材料としては、フタロシアニン、ナフタロシアニン等、正孔輸送層用材料として通常使用されるものを用いることができる。

発光層は、ホスト材料とゲスト材料とを含有する発光層形成材料で形成された層であり、その形成材料としては、青色カラーフィルター８と組み合わせることによって後述の図３に示す領域内に透過光１２の色度があるように選択されたものが用いられる。ホスト材料とゲスト材料の配合割合は、使用する材料によっても異なるが、例えば、ホスト材料に対して、重量比でおよそ１〜２０重量％（重量％は質量％と同義。）の範囲でゲスト材料が添加される。材料の選択に当たっては、青色カラーフィルター用色材との関係もあるので一概に言えないが、例えば後述の実施例で示すように、ホスト材料としては９，１０−ジ−２−ナフチルアントラセン（ＤＮＡ）、ゲスト材料としては１−ｔｅｒｔ−ブチル―ペリレン（ＴＢＰ）を用いることができる。なお、これ以外であっても、図３に示す本発明の要件を満たす材料を用いることができる。例えば、ホスト材料としては、アントラセン誘導体、アリールアミン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体、スピロ化合物等を例示でき、ゲスト材料としては、ペリレン誘導体、ピレン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、フルオレン誘導体、ＦＩｒＰｉｃ等のイリジウム錯体等を例示できる。

電子輸送層の形成材料としては、例えば金属錯体系材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等、電子輸送層として一般的に用いられている材料を挙げることができる。また、電子注入層の形成材料としては、発光層の発光材料に例示した材料の他、アルミニウム、フッ化リチウム等、電子注入層として一般的に用いられている材料を挙げることができる。

電極５は、上記電極３の対極をなすものであり、陰極又は陽極のいずれかであるが、一般的には陰極として設けられる。電極５は光取り出し側にあるので、形成材料としては、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の透明導電材料や、ＭｇＡｇ等からなる半透明金属が好ましく用いられる。なお、図１に示すように、電極５を形成した後においては、その上に、ＳｉＯＮ等のガスバリア性を有する保護層６を好ましく設けることができる。

（青色カラーフィルター）
青色カラーフィルター８は、図１に示すように、上述した有機ＥＬ発光体２の上に、接着層７を介して設けられる。詳しくは、有機ＥＬ発光体２の上に形成された保護層６の上に、透明基材９上に設けられた青色カラーフィルター８をその青色カラーフィルター８と保護層６とが対向するように接着層７を介して貼り合わされている。

透明基材９は、光出射側にあるので、上記基材１で示したもののうち、光透過性のよい透明基材が用いられる。例えば、ガラス、石英、又は各種の樹脂等からなる光透過性のよい材料からなる透明基材が用いられる。

青色カラーフィルター８は、所定の青色を発現できる青色染料又は青色顔料と、バインダー樹脂と、溶剤と、必要に応じて配合される分散剤、界面活性剤、光重合開始剤等とで構成される。青色染料又は青色顔料は、上記した青色発光層４が発光する青色光１１に応じたものが選択される。その選択に当たっては、上記青色発光層４が発光した青色光１１が青色カラーフィルター８を通過した後の透過光１２が、後述する図３に示す領域内にあるようにする。そうした青色染料又は青色顔料としては各種のものを挙げることができる。

青色染料としては、メチン系染料、アントラキノン系染料、アゾ系染料、トリアリールメタン系染料等を挙げることができ、中でも、後述の実施例に示すように、メチン系染料を好ましく用いることができる。

カラーフィルターには顔料分散型のものと染料含有型のものがあるが、液晶ディスプレイに適用されるカラーフィルターにおいては、耐光性及び耐熱性に優れる顔料分散型のものが一般的に用いられている。その理由は、液晶ディスプレイでは、液晶配向膜としてのポリイミド膜を２３０℃以上の高温で焼成する必要があるため、一般的に１８０℃程度で分解が始まる染料を使用することができないためである。しかし、本発明においては、液晶配向膜を形成する必要がなく、さらにカラーフィルターに加わる温度もせいぜい１５０℃程度であるので、顔料に比べて耐熱性が劣る染料を用いることが可能である。しかも、染料は、分子レベルでバインダー樹脂に溶解できるので顔料に比べて透過率を高くすることができるという利点がある。こうしたことから、従来の液晶ディスプレイ向けカラーフィルターでは適用が難しかった染料系の着色材料を好ましく使用することができる。

青色顔料としては、青色の銅フタロシアニン系顔料、もしくは、青色の銅フタロシアニン系顔料と紫色のジオキサジン系顔料の混合物等を挙げることができる。なお、顔料はそれ自体が光透過性ではないため、粒子径を１００ｎｍ前後に微細化して光透過性を向上させている。顔料分散型のカラーフィルターは、液晶ディスプレイにおいて広く使用されていることもあり、現在までに非常に多くの色調が開発されており、選択の自由度が確保できるという利点がある。

なお、バインダー樹脂としては、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレートの共重合体等を挙げることができ、溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ｎ−ブチルベンゼン、ジエチルベンゼン、テトラリン等の炭化水素類、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、２，４−ペンタンジオン等のケトン類、酢酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、g−ブチロラクトン等のエステル類、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒、ｔ−ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、グリセリン、モノアセチン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ等のアルコール類、フェノール、パラクロロフェノール等のフェノール類等の１種又は２種以上が使用可能である。単一種の溶媒を使用しただけでは、レジスト組成物の溶解性が不充分である場合や、レジストを塗布する際における塗布の相手方となる素材（基材を構成する素材）が侵される虞がある場合等には、２種以上の溶媒を混合使用することにより、これらの不都合を回避することができる。また、必要に応じて配合される界面活性剤としては、フッソ系界面活性剤や、ノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。

青色カラーフィルター８は、着色層の表面に必要に応じて透明保護層（図示しない）を設け、さらに接着層を設けて有機ＥＬ発光体２に貼り合わされる。透明保護層の形成材料としては、紫外線硬化型のアクリル樹脂系レジスト等を挙げることができ、また、接着層の形成材料としては、同じく紫外線硬化型のアクリル樹脂系接着剤等を挙げることができる。

（有機ＥＬ素子の色度）
図３は、本発明の有機ＥＬ素子１０の透過光１２の存在領域を示すＣＩＥ色度図であり、図４は、図３の部分拡大図である。本発明においては、図３及び図４に示すように、有機ＥＬ素子１０の青色の透過光１２がＣＩＥ色度図上の（０．１４０，０．０８０）、（０．１３６，０．０４０）、（０．１１８，０．０７０）の３つの色度座標を結ぶ領域内にあることを特徴としている。青色の透過光１２をこの領域内のものとすることにより、本発明の有機ＥＬ素子１０は、例えば適切な緑色発光の有機ＥＬ素子と赤色発光の有機ＥＬ素子とを組み合わせることにより、ＮＴＳＣ規格領域を全てカバーすることを可能とし、その結果、色再現領域に優れた有機ＥＬディスプレイを構成することを可能にする。

なお、ＣＩＥ色度図上の（０．１４０，０．０８０）座標はＮＴＳＣ規格の三角形の交点であり、（０．１３６，０．０４０）座標と（０．１１８，０．０７０）座標は、それぞれ、その三角形の二辺の延長線とＣＩＥ色度図との交点である。

［有機ＥＬディスプレイ］
図５は、本発明の有機ＥＬディスプレイの一例を示す模式的な断面図である。図５に示す有機ＥＬディスプレイ２０Ａは、青色、赤色、緑色等の各色の発光材料を成膜する３色塗り分け方式で作製した有機ＥＬ発光体２と、その有機ＥＬ発光体２からの各色発光に対応したカラーフィルターとを組み合わせてなるものである。具体的には、基材１上に、青色発光層４Ｂと、緑色発光層４Ｇと、赤色発光層４Ｒとが隔壁１４によって仕切られている。この有機ＥＬディスプレイ２０Ａを構成する基材１、電極３，５、青色発光層４Ｂ、保護層６，接着層７、青色カラーフィルター８、透明基材９は、上記した有機ＥＬ素子１０において説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。

隔壁１４は、酸化ケイ素等の無機材料やレジスト等の有機材料で形成することができ、電極３がパターン形成された後で各色の発光層を形成する前に所定のパターンで形成される。隔壁１４よって各色の発光層の形成領域が区分けされた後は、例えば各色の発光層形成用塗布液等を塗布することにより各色の発光層が形成される。その後、全体を覆うように電極５が形成され、その後に例えばガスバリア性を有する保護層６が形成される。なお、電極３，５は、アクティブマトリクス方式で形成されてもよいし、単純マトリックス方式で形成されていてもよい。

緑色発光層４Ｇは、従来公知の緑色発光層形成用の材料を用いることができ、また、赤色発光層４Ｒも、従来公知の緑色発光層形成用の材料を用いることができる。また、緑色カラーフィルター８Ｇと赤色カラーフィルター８Ｒについても、従来公知の各色用のカラーフィルター形成用の材料を用いることができる。

カラーフィルターについては、透明基材９の上に、所定のパターンにてパターニング形成されたブラックマトリックス層１５やＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）等の各色のパターンを形成して着色層を形成し、その着色層の表面に必要に応じて透明保護層（図示しない）を積層して構成されている。

ブラックマトリックス層１５は、黒色顔料と樹脂とを含有したフォトレジストや印刷用インキ、又は、クロム等の金属を用いて構成される。各色の色パターンは、各色に対応する顔料や染料等の色材と樹脂とを含有したフォトレジストや印刷用インキを材料として用いて構成される。透明保護層（図示しない）は、重合可能な樹脂材料を着色層の表面に塗布して硬化させることで形成することができる。透明保護層を構成する材料としては、重合反応を起こすとともに架橋反応を起こすことが可能な有機物を好ましく用いることができる。具体的には、不飽和二重結合基を有する（メタ）アクリレート基含有化合物、エポキシ基含有化合物、ウレタン基含有化合物等が挙げられる。

カラーフィルターの構成材料として染料を用いる場合、その染料は耐光性に点でやや不十分なものがあるので、その場合には、染料の退色抑止手段をとることが望ましい。染料の退色抑止手段としては、例えば、一重項クエンチャーを着色層形成用材料に配合することができる。本願に使用できるクエンチャーとしては、ジアルキルホスフェート、ジアルキルカルバネート又はベンゼンジチオールあるいはその類似ジチオール等の金属錯体を好ましく挙げることができ、また、金属としては、ニッケル、銅又はコバルト等を挙げることができる。さらに他の退色抑止手段としては、着色層の上面に、透明樹脂からなる透明保護層を設けることが有効である。透明保護層を形成することにより、空気中の活性成分や貼合に用いられる接着剤からの活性成分から、着色層に含まれる染料の退色を防ぐことができる。そうした透明保護層としては、紫外線硬化型、もしくは熱硬化型のアクリレートが好ましく適用できる。また、さらに他の退色抑止手段としては、カラーフィルターのマンサイド側に、直接もしくは間接に紫外線成分をカットする保護フィルムを貼合する方法も有効である。この保護フィルムによって、表示面からの好ましくない紫外線の入射を防止することができるので、染料の退色を抑制することができる。このような保護フィルムとしては、ノルボルネン系樹脂からなるアートン（ＪＳＲの登録商標）や、ＵＶガード（富士フィルムの登録商標）等を好ましく挙げることができる。

この有機ＥＬディスプレイ２０Ａは、ＣＩＥ色度図上の上記領域内にある青色透過光１２Ｂを発光する有機ＥＬ素子を、緑色発光する有機ＥＬ素子と赤色発光する有機ＥＬ素子と組み合わせているので、その緑色発光の有機ＥＬ素子と赤色発光の有機ＥＬ素子を所定の透過光を発光するものとすれば、ＮＴＳＣ規格領域を全てカバーすることが可能となり、その結果、色再現領域に優れたフルカラーの有機ＥＬディスプレイを構成することができる。

図６は、本発明の有機ＥＬディスプレイの他の一例を示す模式的な断面図である。図６に示す有機ＥＬディスプレイ２０Ｂは、青色発光する青色発光層４ＢをＲＧＢの各透過光の発光領域に形成した有機ＥＬ発光体２と、その有機ＥＬ発光体２からの青色光１１Ｂを所定色に変換する色変換層（ＣＣＭ層）を有するカラーフィルターとを組み合わせてなるものである。

具体的には、基材１上の各透過光の発光領域には、隔壁１４によって区分けされた青色発光層４Ｂがそれぞれ形成されている。そして、その青色発光層４Ｂの上には、電極５、保護層６，接着層７、色変換層であるカラーフィルター（８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ）、透明基材９がその順で形成されている。なお、この有機ＥＬディスプレイ２０Ｂを構成する基材１、電極３，５、青色発光層４Ｂ、保護層６，接着層７、青色カラーフィルター８Ｂ、透明基材９は、上記した有機ＥＬ素子１０において説明したとおりであるので、ここではその説明を省略し、さらに、隔壁１４、ブラックマトリックス層１５、退色抑止手段については、上記の有機ＥＬディスプレイ２０Ａにおいて説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。

この有機ＥＬディスプレイ２０Ｂにおいて、符号８Ｒは、青色から赤色に色変換するカラーフィルター８Ｒであり、その形成材料としては従来公知のものを適用でき、一例としては、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン等のシアニン系色素、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］−ピリジウム−パークロレート等のピリジン系色素、ローダミンＢ、もしくはローダミン６Ｇ等のローダミン系色素、又はオキサジン系色素等を樹脂中に溶解もしくは分散した組成物等を挙げることができる。また、符号８Ｇは、青色から緑色に色変換するカラーフィルター８Ｇであり、その形成材料としては従来公知のものを適用でき、一例としては、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ノ（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン、３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン、もしくは３−（２’−ベンズイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン等のクマリン色素、ベーシックイエロー５１等のクマリン色素系染料、又は、ソルベントイエロー１１、もしくはソルベントイエロー１１６等のナフタルイミド系色素等を樹脂中に溶解もしくは分散した組成物等を挙げることができる。

この有機ＥＬディスプレイ２０Ｂは、ＣＩＥ色度図上の上記領域内にある青色透過光１２Ｂを発光する有機ＥＬ素子を、緑色発光する有機ＥＬ素子と赤色発光する有機ＥＬ素子と組み合わせているので、その緑色発光の有機ＥＬ素子と赤色発光の有機ＥＬ素子を所定の透過光を発光するものとすれば、ＮＴＳＣ規格領域を全てカバーすることが可能となり、その結果、色再現領域に優れたフルカラーの有機ＥＬディスプレイを構成することができる。

以下に、実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定解釈されるものではない。

［実施例１］
（有機ＥＬ発光体の作製）
基材１として、スイッチング素子としてのＴＦＴを有する厚さ１．７ｍｍの無アルカリガラス基板を準備した。その無アルカリガラス基板の上に、ＩＴＯ（２０ｎｍ）／Ａｇ（１００ｎｍ）／ＩＴＯ（２０ｎｍ）の積層構造からなる厚さ１４０ｎｍの反射型陽極３と、ビス（Ｎ−（１−ナフチル−Ｎ−フェニル）ベンジジン）（α−ＮＰＤ）とＭｏＯ_３の共蒸着薄膜（ＭｏＯ_３の体積濃度：２０％）からなる厚さ４０ｎｍの正孔注入層４ａと、α−ＮＰＤからなる厚さ２０ｎｍの正孔輸送層４ｂと、ホスト材料として９，１０−ジ−２−ナフチルアントラセン（ＤＮＡ）、ゲスト材料として１−ｔｅｒｔ−ブチル―ペリレン（ＴＢＰ）を用いてなる厚さ４０ｎｍの発光層４ｃと、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）からなる厚さ２０ｎｍの電子輸送層４ｄと、ＬｉＦからなる厚さ０．５ｎｍの電子注入層４ｅとをその順番にパターニングして青色発光層４（図２を参照）を製膜し、さらに、ＭｇＡｇからなる厚さ１０ｎｍの半透明な陰極５と、ＳｉＯＮからなる厚さ１００ｎｍの保護層６とをその順番にベタ製膜して積層し、青色発光する有機ＥＬ発光体２（図１を参照）を作製した。上記の発光層４ｃは、ホスト材料とゲスト材料との配合割合が２０：１になるように調整した。なお、図７は、実施例１で用いた青色発光層から発光する青色光の分光特性を示すグラフである。この青色光のピークトップは４４５ｎｍであり、その半値幅は６１ｎｍであった。

（カラーフィルターの作製）
先ず、青色パターンの形成に用いる着色インキを調整した。この実施例１では、着色インキの色材として顔料を用いてなる顔料分散型フォトレジストを調整した。顔料分散型フォトレジストの調整は、以下に示す分散液組成物（青色顔料、顔料誘導体、分散剤及び溶剤を含有する）にビーズを加え、分散機（ペイントシェーカー、浅田鉄工社製）で３時間分散させ、その後ビーズを取り除いた分散液と、クリアレジスト組成物（ポリマー、モノマー、添加剤、開始剤及び溶剤を含有する）とを混合することにより、青色パターン用顔料分散型フォトレジストを調整した。

青色パターン用顔料分散型フォトレジスト；
・青顔料（Ｃ．Ｉ．ＰＢ１５：６（ＢＡＳＦ社製のフタロシアニン系顔料、ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ））…５．６重量部
・顔料誘導体（ゼネカ（株）製、ソルスパース１２０００）…０．６重量部
・分散剤（ゼネカ（株）製、ソルスパース２４０００）…２．４重量部
・モノマー（サートマー（株）製、ＳＲ３９９）…４．０重量部
・ポリマー１…５．０重量部
・開始剤（チバガイギー社製、イルガキュア９０７）…１．４重量部
・開始剤（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）…０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）…８０．０重量部

なお、上記ポリマー１は、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００である。

調整した顔料分散型フォトレジストを、基材９であるガラス基板（コーニング社製、１７３７材）上にスピンコート法で塗布し、８０℃、５分間の条件でプリベークして溶剤を除去した。引き続き３６５ｎｍの発光ピークを有する紫外線を、３００ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で露光して硬化させ、さらに２００℃のクリーンオーブン中で３０分間焼成することにより、ベタ塗工されたカラーフィルター８を得た。また、顔料分散型フォトレジストは、露光時に微細パターンを有するフォトマスクを介して紫外線照射し、引き続いて０．１％ＫＯＨ水溶液を用いたスプレー現像により、１０μｍオーダーでのパターニングが可能であった。実施例１において、カラーフィルター８の最終的な膜厚を２．１１μｍとした。

得られたカラーフィルター８の最上面には、紫外線硬化型の透明保護層（オーバーコート層）として、紫外線硬化型のＪＮＰＣ８０（ＪＳＲ社製）をフォトリソグラフィ法により、１．２μｍの厚さで製膜した。次に、ガラス基板のカラーフィルター層が構成された反対側に、紫外線保護フィルムとして、ノルボルネン系フィルムのアートン（商品名、ＪＳＲ社製）を貼り合わせた。なお、今回は有機ＥＬ発光体２とカラーフィルター８とを接着する前に保護フィルムを貼合したが、有機ＥＬ発光体２とカラーフィルター８とを接着してから事後的に貼り合わせても良い。

（有機ＥＬ素子の作製）
作製したカラーフィルター８と、有機ＥＬ発光体２とを接着剤（商品名：ＮＴ−０１ＵＶ、日東電工社製）を介して貼り合わせ、実施例１の有機ＥＬ素子１０を構成した。

［比較例１］
実施例１において、カラーフィルター８の膜厚を１．１３μｍに変更した以外は、実施例１と同様な手法により、有機ＥＬ素子を構成した。

［比較例２］
実施例１において、カラーフィルター８の膜厚を４．８６μｍに変更した以外は、実施例１と同様な手法により、有機ＥＬ素子を構成した。

［実施例２］
実施例１において、カラーフィルター８として染料型フォトレジストを用いたこと、及びクリーンオーブン中での焼成温度を１８０℃、３０分とした以外は、実施例１と同様な手法により、有機ＥＬ素子を構成した。実施例２において、カラーフィルター８の最終的な膜厚は２．３４μｍである。青色パターン用染料型フォトレジストは、以下の組成物を溶解することにより調整した。

青色パターン用染料フォトレジスト；
・青染料（ＢＡＳＦ社製のメチン系色素、Ｎｅｐｔｕｎｅ Ｃｙａｎ ７４２）…８．６重量部
・モノマー（サートマー（株）製、ＳＲ３９９）…４．０重量部
・ポリマー１（実施例１と同じ）…５．０重量部
・開始剤（チバガイギー社製、イルガキュア９０７）…１．４重量部
・開始剤（２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール）…０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）…８０．０重量部

［比較例３］
実施例２において、カラーフィルター８の膜厚を１．８０μｍに変更した以外は、実施例２と同様な手法により、有機ＥＬ素子を構成した。

［評価方法と結果］
色度は、ΔＥ_９４色差色（ＣＩＥ １９９４）で評価した。色度は、トプコン社製の分光放射計（型名：ＳＲ−２）を用いて有機ＥＬ素子の発光スペクトルを測定し、その分光放射計内の計算ソフトで計算して求めた。また、分光スペクトルは、オリンパス社製の顕微分光測色機（型名：ＯＳＰ−ＳＰ２００）を用いて測定した。

図８は、実施例１の有機ＥＬ素子の分光特性を示すグラフである（破線は図７の分光特性を示すグラフである）。また、図９は、実施例１及び比較例１，２の有機ＥＬ素子のＣＩＥ色度を示すグラフである。実施例１の有機ＥＬ素子では、その青色光の色度が（０．１３９，０．０７７）となり、本願で主張するところの領域に入っていた。一方、比較例１の有機ＥＬ素子では、その青色光の色度が（０．１４０，０．０９３）となり、また、比較例２の有機ＥＬ素子では、その青色光の色度が（０．１３９，０．０６１）となり、いずれも本願で主張するところの領域から外れていた。

図１０は、実施例２の有機ＥＬ素子の分光特性を示すグラフである（破線は図７の分光特性を示すグラフである）。また、図１１は、実施例２及び比較例３の有機ＥＬ素子のＣＩＥ色度を示すグラフである。実施例２の有機ＥＬ素子では、その青色光の色度が（０．１３８，０．０７８）となり、本願で主張するところの領域に入っていた。一方、比較例３の有機ＥＬ素子では、その青色光の色度が（０．１３８，０．０８１）となり、本願で主張するところの領域から外れていた。

本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図である。 発光層の一例を示す拡大図である。 本発明の有機ＥＬ素子の透過光の存在領域を示すＣＩＥ色度図である。 図３の部分拡大図である。 本発明の有機ＥＬディスプレイの一例を示す模式的な断面図である。 本発明の有機ＥＬディスプレイの他の一例を示す模式的な断面図である。 実施例１で用いた青色発光層から発光する青色光の分光特性を示すグラフである。 実施例１の有機ＥＬ素子の分光特性を示すグラフである。 実施例１及び比較例１，２の有機ＥＬ素子が発光する青色透過光の分光特性を示すグラフである。 実施例２の有機ＥＬ素子の分光特性を示すグラフである。 実施例２及び比較例３の有機ＥＬ素子が発光する青色透過光の分光特性を示すグラフである。

符号の説明

１ 基材
２ 有機ＥＬ発光体
３，５ 電極
４ 発光層
４Ｂ 青色発光層
４Ｇ 緑色発光層
４Ｒ 赤色発光層
４ａ 正孔注入層
４ｂ 正孔輸送層
４ｃ 発光層
４ｄ 電子輸送層
４ｅ 電子注入層
６ 保護層
７ 接着層
８ 青色カラーフィルター
８Ｂ，８Ｒ，８Ｇ カラーフィルター
９ 透明基材
１０ 有機ＥＬ素子
１１，１１Ｂ 青色光
１１Ｇ 緑色光
１１Ｒ 赤色光
１２，１２Ｂ 透過光（透過青色光）
１２Ｇ 透過緑色光
１２Ｒ 透過赤色光
１４ 隔壁
１５ ブラックマトリックス層
２０Ａ，２０Ｂ 有機ＥＬディスプレイ

Claims (3)

1. 青色発光する有機ＥＬ発光体と、青色カラーフィルターとを組み合わせてなる有機ＥＬ素子であって、
   該青色カラーフィルターを構成する色材が、メチン系染料であり、
   該有機ＥＬ素子の透過光が、ＣＩＥ色度図上の（０．１４０，０．０８０）、（０．１３６，０．０４０）、（０．１１８，０．０７０）の３つの色度座標を結ぶ領域内にあることを特徴とする有機ＥＬ素子。
2. 青色発光する有機ＥＬ発光体と組み合わされて有機ＥＬ素子を構成し、該有機ＥＬ素子の透過光を、ＣＩＥ色度図上の（０．１４０，０．０８０）、（０．１３６，０．０４０）、（０．１１８，０．０７０）の３つの色度座標を結ぶ領域内にするカラーフィルターであって、
   メチン系染料である色材と、バインダー樹脂とを含むことを特徴とするカラーフィルター。
3. 赤色発光する有機ＥＬ素子と、緑色発光する有機ＥＬ素子と、青色発光する有機ＥＬ素子との組み合わせからなる有機ＥＬディスプレイであって、
   前記青色発光する有機ＥＬ素子が、青色発光する有機ＥＬ発光体と、青色カラーフィルターとを組み合わせてなり、
   該青色カラーフィルターを構成する色材が、メチン系染料であり、
   該有機ＥＬ素子の透過光が、ＣＩＥ色度図上の（０．１４０，０．０８０）、（０．１３６，０．０４０）、（０．１１８，０．０７０）の３つの色度座標を結ぶ領域内にあることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。

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