KR20140096270A - 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치 - Google Patents

유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치 Download PDF

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Abstract

대형 화면의 유기 EL 표시 장치를 개발할 때, 화면의 중앙부와 화면의 외주부의 휘도 불균일의 발생을 방지하는, 당해 휘도 불균일의 발생 방지 수단의 형성을 비용 리스크를 저감시키는 구성으로 행하고, 유기 EL 소자에 관한 본래의 보호 기능을 유지한다. 본 발명의 컬러 필터는, 투명 기판과, 당해 투명 기판 상에 형성된 화소 부분인 착색층과, 착색층의 주위에 형성된 비화소 영역을 갖고, 상기 비화소 영역 중 적어도 1부분 이상에 볼록 형상 기둥이 형성되어 있고, 상기 볼록 형상 기둥의 정상부 및 측부, 및 상기 비화소 영역에 보조 전극층을 갖도록 구성된다.

Description

유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치{COLOR FILTER FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DISPLAY DEVICE, AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유기 일렉트로루미네센스(이하, 「유기 EL」이라고 칭하는 경우가 있음) 표시 장치에 사용되는 컬러 필터 및 그것을 구비하여 구성되는 유기 EL 표시 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 플랫 디스플레이가 많은 분야, 장소에서 사용되고 있고, 정보화가 진행되는 가운데 점점 그 중요성은 높아지고 있다.
현재, 플랫 디스플레이 중에서 중심적인 존재는 액정 디스플레이(LCD)라고 할 수 있지만, 액정 디스플레이(LCD)와는 상이한 표시 원리에 기초하는 플랫 디스플레이로서 유기 EL, 무기 EL, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 라이트 이미팅 다이오드 표시 장치(LED), 형광 표시관 표시 장치(VFD) 및 필드 에미션 디스플레이(FED) 등의 개발도 활발하게 행해지고 있다.
이것들의 새로운 플랫 디스플레이는 모두 자발광형이라고 불리는 것으로, 액정 디스플레이(LCD)와는 다음과 같은 점에서 크게 다르고 액정 디스플레이(LCD)에는 없는 우수한 특징을 갖고 있다.
액정 디스플레이(LCD)는 수광형이라고 불리고, 액정은 자신으로는 발광하지 않고 외광을 투과, 차단하는 소위 셔터로서 동작하여 표시 장치를 구성한다. 이로 인해 광원을 필요로 하며, 일반적으로 백라이트가 필요하다. 이에 반해, 자발광형은 장치 자신이 발광하므로 별도의 광원이 불필요하다. 또한, 액정 디스플레이(LCD)와 같은 수광형에서는 표시 정보의 형태에 상관없이 항상 백라이트가 점등하여 전체 표시 상태와 거의 변함없는 전력을 소비하게 된다. 이에 반해, 자발광형은 표시 정보에 따라서 점등할 필요가 있는 부분만이 전력을 소비할 뿐이므로, 수광형 표시 장치에 비해 전력 소비가 적게 든다는 이점이 원리적으로 존재한다.
마찬가지로, 액정 디스플레이(LCD)에서는 백라이트 광원의 광을 차광하여 암 상태를 얻으므로, 소량이어도 광 누설을 완전히 없애는 것은 곤란한 점에 대해서, 자발광형에서는 발광하지 않는 상태가 바로 암 상태이므로, 이상적인 암 상태를 용이하게 얻을 수 있어 콘트라스트에 있어서도 자발광형이 압도적으로 우위하다. 또한, 액정 디스플레이(LCD)는 액정의 복굴절에 의한 편광 제어를 이용하고 있으므로, 관찰하는 방향에 따라 크게 표시 상태가 바뀌는, 소위 시야각 의존성이 강하지만, 자발광형에서는 이 문제가 거의 발생하지 않다. 또한, 액정 디스플레이(LCD)는 유기 탄성 물질인 액정의 유전 이방성에서 유래되는 배향 변화를 이용하므로, 원리적으로 전기 신호에 대한 응답 시간이 1ms 이상이다. 이에 반해, 개발이 진행되고 있는 상기의 자발광형의 기술에서는, 예를 들어 전자/정공과 같은 소위 캐리어 천이, 전자 방출, 플라즈마 방전 등을 이용하고 있으므로, 응답 시간은 ns 자리수이며, 액정과는 비교가 안 될 만큼 고속이고, 액정 디스플레이(LCD)의 응답 지연에서 유래되는 동화상 잔상의 문제가 발생하지 않는다.
최근 들어, 이들 중에서도 특히 유기 EL 표시 장치의 연구가 활발하고, (1)삼원색의 발광층을 발광색마다 소정의 패턴으로 형성한 것, (2)백색 발광의 발광층을 사용해서 삼원색의 컬러 필터를 개재하여 표시하는 것, (3)청색 발광의 발광층을 사용해서 형광 색소를 이용한 색변환층을 설치하여 청색광을 녹색 형광이나 적색 형광으로 변환하여 삼원색 표시를 하는 것 등이 제안되어 있다.
유기 EL 표시 장치는, 주로 차량 탑재 내비게이션, 휴대 전화기, 디지털 카메라 등의 몇 인치 정도의 작은 화면용으로서 실용화되어 왔지만, 최근 들어, 박형 텔레비전으로 대표되는 바와 같이 예를 들어 20인치 이상의 대형 화면화의 개발이 요망되도록 되고 있다.
그러나, 유기 EL 표시 장치를 예를 들어 20인치 이상의 대형 화면으로 할 경우, 화면의 외주부와 중앙부에서는 각 화소에 구동 전류를 공급하기 위한 배선 길이가 극단적으로 상이하다. 그로 인해, 화면의 중앙부에서는, 화면의 외주부와 비교하여 전압 강하의 정도가 커서 휘도 불균일이 발생해버린다는 문제가 발생한다. 대형 화면화를 도모하면 도모할수록 이러한 경향은 현저해진다. 특히, 구동 전류를 공급하는 배선은 발광층을 포함하는 유기 EL층 상에 형성된 ITO 등의 투명 전극을 거쳐서 도통되고, 이 ITO는 예를 들어 금속(Cu) 등에 비해 저항이 크고, 이로 인해 ITO의 전압 강하의 영향이 크다.
또한, 유기 EL 표시 장치의 구동 방식으로서는 패시브 매트릭스 방식과 액티브 매트릭스 방식이 있지만, 전자는 구조가 단순하지만, 대형화 또한 고정밀의 표시 장치의 실현이 어려운 등의 문제가 있어, 대형화를 도모하기 위해서는 후자의 액티브 매트릭스 방식의 개발이 활발히 행해지고 있다. 액티브 매트릭스 방식에서는, 화소마다 배치한 유기 EL 소자에 흐르는 전류를 유기 EL 소자마다 설치한 구동 회로 내의 TFT(Thin Film Transistor)에 의해 제어하도록 되어 있다.
또한, 본원 발명에 관련된다고 생각되는 선행 기술로서 하기 특허문헌 1 내지 특허문헌 4를 예로 들 수 있다.
특허 제4489472호 공보 특허 제4367346호 공보 일본 특허 공개 제2009-26828호 공보 일본 특허 공개 제2011-96682호 공보
특허문헌 1에는, 대형화해도 상부 투명 전극에 기인하는 전압 강하로 인한 발광 휘도 편차를 발생시키지 않는 것을 목적의 하나로서, 제1 기판에 형성된 소자 분리용 뱅크 상에 위치하는 상부 전극과 제2 기판에 형성된 도전성 차광 패턴이 전기적으로 접속되도록 제1 기판과 제2 기판을 대향 배치시키고, 적어도 상기 상부 전극 또는 상기 도전성 차광 패턴이 급전점에 접속되어 이루어지는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치의 개시가 이루어져 있다.
그러나, 특허문헌 1에서는, 기둥 형상의 돌기인 소자 분리용 뱅크가, TFT나 유기 EL층이 형성되어 있는 제1 기판측에 형성되어 있다. TFT나 유기 EL층이 형성되어 있으므로 제1 기판측은 복잡한 구성으로 되어 있어, 이 위에 소자 분리용 뱅크를 설치하는 것은 반대측의 제2 기판측에 설치하는 프로세스와 비교하여 수율이 저하될 확률은 극히 높다고 할 수 있다. 그리고, 제1 기판측의 수율 저하는, 복잡한 공정을 거쳐서 형성되어 공정 수가 많은 TFT나 유기 EL층의 형성 공정을 헛되게 하는 것으로도 이어져서 비용적인 손해가 극히 크다고 할 수 있다. 또한, 한 쌍의 전극에 의해 끼움 지지된 상태에 있는 유기 EL층을 구비하는 유기 EL 소자는, 통상 유기 EL 소자를 보호하기 위한 밀봉층에 의해 덮여서 보호되어 있어, 이 밀봉층의 존재를 고려하여 아무렇게 피복된 전극과의 도통을 도모할지를 기술적으로 고찰할 필요가 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 전원 배선 및 제2 전극의 한층 더 저저항화를 가능하게 하여 표시의 휘도 불균일을 저감시켜서 고휘도화, 고콘트라스트화를 도모한 고출력 품위의 유기 EL 장치 등의 전기 광학 장치의 제안이 이루어져 있지만, 당해 제안에서도 역시 상기 특허문헌 1과 동일한 문제가 발생할 수 있다.
또한, 특허문헌 3에는, 대향 전극의 전위의 면 내 균일성을 높이는 것을 목적으로 개발된 상면 발광형의 유기 EL 표시 장치의 제안이 이루어져 있지만, 역시 당해 제안에서도 상기 특허문헌 1과 동일한 문제가 발생할 수 있다.
또한, 특허문헌 4에는, 투명 전극의 실효적인 저항값을 내릴 수 있어 유기 EL층에 대하여 균일한 전압을 첨가하는 것이 가능해지므로, 표시 불균일 등의 표시 불량을 방지할 수 있는 발광 장치의 제안이 이루어져 있지만, 당해 제안에서도 역시 상기 특허문헌 1과 동일한 문제가 발생할 수 있다.
이러한 실정 하에 본 발명은 창안된 것이며, 그 목적은, 대형 화면의 유기 EL 표시 장치를 개발할 때, 화면의 중앙부와 화면의 외주부의 휘도 불균일의 발생을 방지할 수 있고, 또한 당해 휘도 불균일의 발생 방지 수단의 형성이 비용 리스크를 저감시키는 구성으로 행할 수 있고, 또한 유기 EL 소자에 대한 본래의 보호 기능을 유지할 수 있는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치를 제공하는 데 있다.
이와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 유기 일렉트로루미네센스 소자의 유기 EL층으로부터의 광을 발광 광원으로 하는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치에 사용되는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터이며, 상기 컬러 필터는 투명 기판과, 당해 투명 기판 상에 형성된 화소 부분인 착색층과, 착색층의 주위에 형성된 비화소 영역을 갖고, 상기 비화소 영역 중 적어도 1부분 이상에 볼록 형상 기둥이 형성되어 있고, 상기 볼록 형상 기둥의 정상부 및 측부, 및 상기 비화소 영역에 보조 전극층을 갖도록 구성된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 바람직한 형태로서, 상기 보조 전극층은 메탈 보조 전극층 및 투명 전극층을 가져 구성되고, 상기 메탈 보조 전극층은 비화소 영역에 선 형상으로 패턴 배치되어 있고, 메탈 보조 전극층이 선 형상으로 배치된 비화소 영역 상에 볼록 형상 기둥이 형성되고, 상기 투명 전극층은 상기 볼록 형상 기둥의 정상부 및 측부 및 상기 비화소 영역을 덮어 메탈 보조 전극층과 접하도록 형성된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 바람직한 형태로서, 상기 투명 전극층은 상기 메탈 보조 전극층의 전체 면을 덮도록 형성된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 바람직한 형태로서, 표시 영역의 주위에 형성된 표시 영역외 차광 영역에 차광부가 형성되어 있고, 상기 차광부 상에 상기 메탈 보조 전극층이 형성되어 있고, 상기 표시 영역외 차광 영역에 형성된 상기 메탈 보조 전극층을 덮도록 상기 투명 전극층이 형성되어 있고, 상기 표시 영역외 차광 영역에 형성된 상기 메탈 보조 전극층은 복수의 개구부를 갖는다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 바람직한 형태로서, 상기 투명 기판 상에서의 상기 비화소 영역에는 차광부가 형성되어 있고, 상기 차광부 및 상기 착색층을 덮도록 오버코트층이 형성되어 있고, 상기 오버코트층 상에 상기 메탈 보조 전극층이 형성되어 있고, 상기 착색층의 사이의 상기 비화소 영역에서의 상기 차광부 상에는 적어도 1색의 상기 착색층이 형성되어 있고, 상기 착색층이 설치된 상기 차광부 상에서의 상기 메탈 보조 전극층 상에 상기 볼록 형상 기둥이 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 바람직한 형태로서, 상기 보조 전극층은 투명 전극층을 가져 구성되고, 상기 투명 전극층은 상기 볼록 형상 기둥의 정상부 및 측부 및 상기 비화소 영역을 덮도록 형성된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 바람직한 형태로서, 상기 보조 전극층은 메탈 보조 전극층을 가져 구성되고, 상기 메탈 보조 전극층은 비화소 영역에 선 형상으로 배치되어 있고, 또한 비화소 영역에 형성되는 볼록 형상 기둥의 측부 및 정상부에도 일련이면서 선 형상으로 배치된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 바람직한 형태로서, 상기 보조 전극층은 상기 비화소 영역에 형성된 도전성의 차광부로서 구성된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 바람직한 형태로서, 상기 비화소 영역은 종횡 방향의 라인이 교차하는 교차 부위를 갖고, 당해 교차 부위에 상기 볼록 형상 기둥을 갖도록 구성된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 바람직한 형태로서, 볼록 형상 기둥은 기부측부터 정상부에 이르기까지 그 직경이 점감하는 테이퍼 형상을 이루도록 구성된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 바람직한 형태로서, 1개 또는 복수의 볼록 형상 기둥을 갖고, 기판 중앙부에 배치된 볼록 형상 기둥의 배치 밀도(D1)와, 기판 외주부의 볼록 형상 기둥의 배치 밀도(D2)를 비교한 경우, D1≥D2, 특히 D1>D2가 되도록 구성된다.
본 발명은 상기 기재의 컬러 필터와, 기판 및 당해 기판 상에 형성된 유기 EL층을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자를 갖는 유기 EL 소자측 기판을 갖는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치이며, 상기 컬러 필터와, 상기 유기 EL 소자측 기판은, 상기 착색층 및 상기 유기 일렉트로루미네센스 소자가 대향하도록 배치되어 있고, 상기 유기 일렉트로루미네센스 소자는, 상기 유기 EL층과, 상기 유기 EL층을 끼움 지지하도록 배치된 한 쌍의 하면 전극층과 상면 투명 전극층을 포함함과 함께, 당해 소자를 덮도록 상면 투명 전극층 상에는 밀봉층이 형성되어 있고, 상기 밀봉층에는 상기 컬러 필터에 형성된 상기 볼록 형상 기둥의 선단 부분을 삽입 장착시킬 수 있고, 상기 볼록 형상 기둥의 정상부에 형성된 상기 보조 전극층의 부분과 상기 상면 투명 전극층이 접촉하여 도통을 도모할 수 있도록 형성된 오목부를 갖도록 구성된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치의 바람직한 형태로서, 상기 오목부가 형성되는 부위는, 인접하는 유기 EL층끼리의 간극 부분이 된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치의 바람직한 형태로서, 상기 오목부의 깊이는, 상기 상면 투명 전극층에 도달하는 깊이가 된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치의 바람직한 형태로서, 상기 오목부의 측면에 도전막이 형성되도록 구성된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치의 바람직한 형태로서, 상기 유기 EL 소자측 기판의 기판에는, 상기 유기 일렉트로루미네센스 소자에 흐르는 전류를 제어하는 TFT가 소자마다 형성되어 있도록 구성된다.
또한, 본 발명의 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치의 바람직한 형태로서, 상기 유기 EL층에 포함되는 발광층은 백색 발광층으로서 구성된다.
본 발명의 컬러 필터는 투명 기판과, 당해 투명 기판 상에 형성된 화소 부분인 착색층과, 착색층의 주위에 형성된 비화소 영역을 갖고, 상기 비화소 영역 중 적어도 1부분 이상에 볼록 형상 기둥이 형성되어 있고, 상기 볼록 형상 기둥의 정상부 및 측부, 및 상기 비화소 영역에 보조 전극층을 갖도록 구성되어 있으므로, 대형 화면의 유기 EL 표시 장치를 구성한 경우, 화면의 중앙부와 화면의 외주부의 휘도 불균일의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 컬러 필터측에 보조 전극층을 갖는 볼록 형상 기둥을 구비하고 있으므로, 당해 휘도 불균일의 발생 방지 수단의 형성을 비용 리스크를 저감시키는 방향에서 행할 수 있다. 또한, 당해 컬러 필터와 유기 EL 소자측 기판의 일체화에 의해 유기 EL 표시 장치를 구성한 경우, 유기 EL 소자에는 충분한 보호 기능을 갖는 밀봉층의 존재를 확보한 채, 볼록 형상 기둥에 형성된 보조 전극층과 유기 EL 소자의 전극의 접합을 도모할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 소자측 기판의 제1 실시 형태를 도시하는 단면도이며, 도 3에 도시된 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 평면도의 A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K-L-M-N선으로의 절단면 및 그것에 준하는 유기 EL 소자측 기판의 절단면을 본 단면도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 소자측 기판을 접합함으로써 형성한 유기 EL 표시 장치의 단면도이다.
도 3은, 제1 실시 형태인 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터의 일부를 도시한 평면도이며, 도 1의 α-α 화살표 방향에서 볼 때 평면도에 상당한다.
도 4는, 본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 소자측 기판의 제2 실시 형태를 도시하는 단면도이며, 도 6의 (A)에 도시된 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 평면도의 A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K-L-M-N선으로의 절단면 및 그것에 준하는 유기 EL 소자측 기판의 절단면을 본 단면도이다.
도 5는, 도 4에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 소자측 기판을 접합함으로써 형성한 유기 EL 표시 장치의 단면도이다.
도 6의 (A)는 제2 실시 형태인 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터의 일부를 도시한 평면도이며 도 4의 β-β 화살표 방향에서 볼 때 평면도에 상당하고, 도 6의 (B)는 볼록 형상 기둥과 보조 전극층의 배치 관계를 도시하는 개략 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 소자측 기판의 제3 실시 형태를 도시하는 단면도이며, 도 9의 (A)에 도시된 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터의 평면도의 A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K-L-M-N선으로의 절단면 및 그것에 준하는 유기 EL 소자측 기판의 절단면을 본 단면도이다.
도 8은, 도 7에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 소자측 기판을 접합함으로써 형성한 유기 EL 표시 장치의 단면도이다.
도 9의 (A)는 제3 실시 형태인 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터의 일부를 도시한 평면도이며 도 7의 γ-γ 화살표 방향에서 볼 때 평면도에 상당하고, 도 9의 (B)는 볼록 형상 기둥과 보조 전극층의 배치 관계를 도시하는 개략 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 소자측 기판의 제4 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 11은, 도 10에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 소자측 기판을 접합함으로써 형성한 유기 EL 표시 장치의 단면도이다.
도 12는, 기판 중앙부에 배치된 볼록 형상 기둥의 배치 밀도(D1)와, 기판이 기판 외주부의 볼록 형상 기둥의 배치 밀도(D2)의 정의를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은, 본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 소자측 기판의 제5 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 14는, 도 13에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 소자측 기판을 접합함으로써 형성한 유기 EL 표시 장치의 단면도이다.
도 15는, 제6 실시 형태인 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터의 일부를 도시한 단면도이며, 도 16의 (a)에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터의 평면도의 O-P선으로의 절단면을 본 단면도이다.
도 16의 (a)는 제6 실시 형태인 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터의 일부를 도시한 평면도이며 도 15의 δ-δ 화살표 방향에서 볼 때 평면도에 상당하고, 도 16의 (b)는 개구부를 설명하는 모식도이다.
도 17의 (a)는 제7 실시 형태인 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터의 일부를 도시한 단면도이며, 도 17의 (b)는 제7 실시 형태인 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터의 일부를 도시한 평면도이며 도 17의 (a)의 ε-ε 화살표 방향에서 볼 때 평면도에 상당한다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명을 실시하기 위한 복수의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에 설명하는 형태에 한정되지 않고, 기술 사상을 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형을 행하여 실시하는 것이 가능하다. 또한, 첨부한 도면에서는, 설명을 위해서 상하, 좌우의 축척을 과장하여 도시하는 경우가 있어 실제의 것과는 축척이 상이한 경우가 있다.
<제1 실시 형태>
도 1 내지 도 3을 참조하면서 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(10) 및 유기 EL 소자측 기판(70)을 도시하는 단면도이다. 이것들의 구성 부재의 단면도는, 도 3에 도시된 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터(10)의 평면도의 A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K-L-M-N선으로의 절단면 및 그것에 준하는 유기 EL 소자측 기판(70)의 절단면을 본 단면도이다. 도 2는, 도 1에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(10) 및 유기 EL 소자측 기판(70)을 접합함으로써 형성한 유기 EL 표시 장치(100)의 단면도이다. 도 3은, 제1 실시 형태인 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(10)의 일부를 나타낸 평면도이며, 도 1의 α-α 화살표 방향에서 볼 때 평면도에 상당한다.
(유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(10)의 설명)
본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(10)는, 유기 EL 소자의 발광층을 포함하는 유기 EL층으로부터의 광을 발광 광원으로 하는 유기 EL 표시 장치에 사용되는 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(이하, 간단히, 컬러 필터라고 칭하는 경우가 있음)이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에서의 컬러 필터(10)는, 투명 기판(11)과, 이 투명 기판(11) 상에 형성된 화소 부분인 착색층(13)과, 착색층(13)의 주위에 형성된 비화소 영역(12)을 갖고 있다. 통상, 기판의 최외주에 배치된 착색층(13)을 제외한 다른 대부분의 착색층(13)에 착안해 보면, 비화소 영역(12)은 인접하는 착색층(13)끼리의 간극 부분에 존재한다.
투명 기판(11)은 가시광에 대하여 투명한 기판이면 특별히 한정되지 않고, 일반적인 컬러 필터에 사용되는 투명 기판과 동일한 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 석영 유리, 파이렉스(등록 상표) 유리, 합성 석영 등의 강성재, 또는, 투명 수지 필름, 광학용 수지판 등의 가요성을 갖는 투명한 플렉시블재를 사용할 수 있다.
착색층(13)은 적색 착색층(13R), 녹색 착색층(13G) 및 청색 착색층(13B)을 갖고, 통상 이것들이 순차 배열된 상태에서 패턴 형성되지만, 그 패턴 배열은 특별히 도시된 것에 한정되지 않는다. 스트라이프형, 모자이크형, 트라이앵글형, 4화소 배치형 등의 공지된 배열로 할 수 있으며, 각 착색층의 면적은 임의로 설정할 수 있다.
또한, 도면에서의 화소 부분인 착색층(13)의 수(화소 수)는 어디까지나 예시로서 기재되어 있는 것이며, 도시된 예에 한정되지 않는다. 착색층(13)의 형성 방법으로서는 일반적인 컬러 필터에서의 착색층(13)의 형성 방법, 예를 들어 포토리소그래피법, 잉크젯법, 인쇄법 등을 이용하면 된다.
본 실시 형태에서의 비화소 영역(12)에는 통상 차광부(12a)(소위 블랙 매트릭스라고 칭해지는 경우도 있음)가 형성되는 것이 바람직하지만, 본 발명의 작용 효과를 발현시키기 위해서는 필수가 되지는 않는다. 차광부(12a)는 통상 격자 형상의 차광층으로서 구성되고, 통상 흑색 안료와 바인더 수지와 용제를 함유한 포토레지스트나 인쇄용 잉크, 또는 크롬 등의 금속을 사용하여 구성된다. 인쇄용 잉크에 사용되는 흑색 안료로서는, 예를 들어 카본 블랙, 티타늄 블랙 등을 들 수 있고, 바인더 수지로서는, 예를 들어 벤질메타크릴레이트: 스티렌: 아크릴산: 2-히드록시에틸메타크릴레이트의 공중합체 등을 들 수 있고, 용제로서는 공지된 여러 가지 중에서 선정하여 사용할 수 있다.
차광부(12a)의 형성 방법으로서는 포토리소그래피법, 각종 패턴 인쇄 방법, 각종 도금 방법 등으로 형성할 수 있다.
본 발명에서의 컬러 필터(10)는 비화소 영역(12) 중 적어도 1부분 이상에 볼록 형상 기둥(17)이 형성되어 있다. 이 볼록 형상 기둥(17)은 그 외부에 후술하는 바와 같이 도전성이 부여되어, 본 발명의 과제인 화면의 중앙부와 화면의 외주부의 휘도 불균일의 발생을 방지할 수 있도록 형성되어 있다. 따라서, 볼록 형상 기둥(17)은, 그 작용을 발휘하기 위해서 휘도 불균일이 발생하기 쉬운 부분, 특히 기판의 중앙부 부근에 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 도 1에서의 단면도의 중앙부 근방에 3개의 볼록 형상 기둥(17)이 형성되어 있으나, 이들은 어디까지나 예시로서 기재되어 있는 것뿐이며, 그 개수 및 배치 장소는 도시된 것에 한정되지 않는다. 본 발명의 작용 효과가 최적의 상태에서 발현할 수 있도록 적절하게 개수, 배치 장소 등을 설정하도록 하면 된다.
본 발명에 있어서, 볼록 형상 기둥(17)은, 후에 상세하게 설명하는 바와 같이 유기 EL층(83)을 갖는 유기 EL 소자측 기판(70)으로부터의 전류를 볼록 형상 기둥(17)에 형성된 보조 전극층(18)을 개재하여 컬러 필터(10)측에 유도하여 놓침으로써 전압 강하를 방지하도록 작용한다.
본 발명에서의 볼록 형상 기둥(17)은 적합하게는 수지 재료로 구성되고, 예를 들어 포토리소그래피법 등에 의해 형성된다. 또한, 본 발명에서는 볼록 형상 기둥(17)의 정상부(17a) 및 측부(17b), 및 상기 비화소 영역(12)에, 도전성이 있는 보조 전극층(18)을 갖도록 구성된다. 볼록 형상 기둥은, 기부측부터 정상부(17a)에 이르기까지 그 직경이 점감하는 테이퍼 형상을 이루도록 구성하는 것이 바람직하다. 후술하는 바와 같이, 유기 EL층을 갖는 유기 EL 소자측 기판(70)과의 일체화를 용이하게 하기 때문이다. 볼록 형상 기둥의 구체적인 형상으로서는, 예를 들어 테이퍼 형상을 들 수 있다. 볼록 형상 기둥이 테이퍼 형상임으로써 투명 전극층이 볼록 형상 기둥의 정상부 및 측부를 덮도록 형성되어 있는 경우에 투명 전극층의 단선을 방지할 수 있다. 이러한 테이퍼 형상으로서는, 예를 들어 도시한 바와 같이 원추의 선단부를 잘라낸 형상인 원뿔대나, 원기둥, 3각뿔대, 사각뿔대 등을 들 수 있다.
볼록 형상 기둥(17)의 근원인 기부의 폭은 8 내지 100㎛ 정도, 정상부(17a)의 폭은 3 내지 95㎛ 정도, 높이는 2.5 내지 25㎛ 정도가 된다. 또한, 기부측부터 정상부(17a)에 이르는 B 테이퍼 각도는 30 내지 85° 정도가 된다.
볼록 형상 기둥이 테이퍼 형상이며 상측 저면 및 하측 저면을 갖는 경우에서의 하측 저면의 면적에 대한 상측 저면의 면적의 비율로서는, 볼록 형상 기둥의 바닥면의 면적이, 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터를 유기 EL 소자측 기판에 접합시켰을 때, 볼록 형상 기둥의 상측 저면과 상면 투명 전극층이 전기적으로 접속되는 정도가 되면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 5％ 내지 60％의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 10％ 내지 50％의 범위 내인 것이 바람직하며, 특히 15％ 내지 40％의 범위 내인 것이 바람직하다.
제1 실시 형태를 더욱 구체적으로 설명하면, 보조 전극층(18)은 투명 전극층(18')으로 이루어지는 소위 전면으로 구성되어 있다. 즉, 투명 기판(11) 상에 형성된 화소 부분인 착색층(13)과, 착색층(13)의 주위에 형성된 비화소 영역(12)(바람직하게는, 차광부(12a)가 형성됨)과, 비화소 영역(12)에 형성된 볼록 형상 기둥(17)을 갖는 투명 기판(11)의 편면 전체에 보조 전극층(18)으로서의 투명 전극층(18')이 전면으로 형성된다. 즉, 도 3의 전체 면은 투명 전극층(18')이 전면으로서 덮여 있다. 이러한 투명 전극층(18')의 전면의 형성에 의해, 상술한 바와 같이 볼록 형상 기둥(17)의 정상부(17a) 및 측부(17b), 및 상기 비화소 영역(12)에, 도전성이 있는 보조 전극층(18)을 형성할 수 있다. 본 실시 형태에서는 착색층(13)도 투명 전극층(18')으로 덮여 있다.
투명 전극층(18')의 형성 재료로서는, 예를 들어 투명성 및 도전성을 갖는 금속 산화물 등을 들 수 있다. 이러한 금속 산화물로서는, 예를 들어 산화인듐 주석(ITO), 산화인듐, 산화아연, 또는 산화 제2 주석 등을 들 수 있다. 투명 전극층(18')의 막 두께는 50nm 내지 1500nm, 보다 바람직하게는 120nm 내지 1200nm이 된다.
투명 전극층의 형성 방법으로서는, 예를 들어, 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하도록 하면 된다.
또한, 투명 전극층을 경화할 때의 어닐 온도로서는 비교적 낮은 것이 바람직하다. 예를 들어, 150℃ 내지 250℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 170℃ 내지 230℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 180℃ 내지 210℃의 범위 내인 것이 바람직하다. 투명 전극층을 경화할 때의 어닐 온도가 상기 범위 내임으로써, 투명 전극층의 경화 수축을 억제하여 투명 전극층과 투명 전극층에 접하고 있는 착색층이나 차광부, 오버코트층 등의 투명 전극층의 하지층과의 밀착성을 유지할 수 있다. 또한, 후술하는 투명 전극층의 광투과성을 유지할 수 있다.
투명 전극층의 광투과성으로서는, 본 실시 형태의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터를 유기 EL 표시 장치에 사용했을 때, 원하는 효과가 얻어지는 정도이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 380nm 내지 780nm에서의 평균 투과율이 85％ 내지 98％의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 90％ 내지 97％의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 92％ 내지 96％의 범위 내인 것이 바람직하다.
또한, 평균 투과율은, 예를 들어 시마즈세이사쿠쇼제 자외가시광 분광 광도계 UV-3600에 의해 측정할 수 있다.
또한, 볼록 형상 기둥(17)을 구성하는 수지 재료에 도전성을 부여하기 위하여 도전성 재료를 함유시키도록 하는 것도 가능하지만, 볼록 형상 기둥(17)의 강도가 부족하거나, 충분한 도전성을 얻을 수 없는 등의 문제가 발생할 우려가 있으므로, 볼록 형상 기둥(17)에 어느 정도의 도전성 재료를 함유시키는 것은 상관없지만, 볼록 형상 기둥(17)에 보조 전극층(18)을 형성시키는 것은 필요하다.
본 발명의 컬러 필터(10)에 적절하게 사용되는 착색층(13)에 대하여 재차 설명을 첨가한다.
적색 착색층(13R), 녹색 착색층(13G) 및 청색 착색층(13B)을 갖고 구성되는 착색층(13)은, 유기 EL 표시 장치(100)(도 2 참조)의 단위 화소에 대응하여 설치된다. 그리고, 이것들의 적색 착색층(13R), 녹색 착색층(13G) 및 청색 착색층(13B)은, 각각, 각 색의 안료나 염료 등의 착색제를 감광성 수지 중에 분산 또는 용해시킨 후에 기판 상에 형성된다.
적색 착색층(13R)에 사용되는 착색제로서는, 예를 들어 페릴렌계 안료, 레이크 안료, 아조계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 안트라퀴논계 안료, 안트라센계 안료, 이소인돌린계 안료 등을 들 수 있다. 이것들의 안료는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
녹색 착색층(13G)에 사용되는 착색제로서는, 예를 들어 할로겐 다치환 프탈로시아닌계 안료 또는 할로겐 다치환 구리 프탈로시아닌계 안료 등의 프탈로시아닌계 안료, 트리페닐메탄계 염기성 염료, 이소인돌린계 안료, 이소인돌리논계 안료 등을 들 수 있다. 이것들의 안료 또는 염료는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
청색 착색층(13B)에 사용되는 착색제로서는, 예를 들어 구리 프탈로시아닌계 안료, 안트라퀴논계 안료, 인단트렌계 안료, 인도페놀계 안료, 시아닌계 안료, 디옥사딘계 안료 등을 들 수 있다. 이것들의 안료는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이 비화소 영역(12)은 종횡 방향의 라인이 교차하는 교차 부위를 갖고, 당해 비화소 영역(12)의 교차 부위에 볼록 형상 기둥(17)을 형성하는 것이 바람직하다. 볼록 형상 기둥(17)의 형성 위치에 스페이스적인 여유를 갖게 하여 강도를 높인 상태에서 형성시킬 수 있기 때문이다. 또한, 형성도 비교적 용이하여 수율 향상에 기여할 수 있다. 또한, TFT의 설계에 의해서는 볼록 형상 기둥(17)의 형성 위치는 교차 부위가 아니더라도 된다.
(유기 EL 소자측 기판(70)의 설명)
도 1에 도시된 바와 같이 유기 EL 소자측 기판(70)은, 기판(71)과, 당해 기판(71) 상에 형성된 유기 EL층(83)을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자(80)를 갖고 구성된다.
이러한 유기 EL 소자측 기판(70)과 상기 컬러 필터(10)를 일체화·접합시킴으로써 도 2에 도시된 바와 같은 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치(100)가 형성된다. 또한, 유기 EL 소자측 기판(70)과 상기 컬러 필터(10)의 일체화·접합 시에는, 유기 EL 소자측 기판(70)의 유기 일렉트로루미네센스 소자(80)와, 컬러 필터(10)의 착색층(13)이 대향하도록 배치된다.
유기 일렉트로루미네센스 소자(80)는, 유기 EL층(83)과, 이 유기 EL층(83)을 끼움 지지하도록 배치된 한 쌍의 하면 전극층(81)과 상면 투명 전극층(85)을 갖고 구성된다. 또한, 유기 EL층(83)의 주위에는 절연층(91)이 형성되고, 이 절연층(91)에 의해 유기 EL층(83)이 구획화됨과 함께, 하면 전극층(81)과 상면 투명 전극층(85)이 직접 접촉하는 것이 방지된다. 또한, 상면 투명 전극층(85) 상에는 주로 유기 EL층(83)을 보호하기 위한 밀봉층(95)이 소자 전체를 덮도록 형성되어 있다.
그리고, 이러한 밀봉층(95)의 상기 컬러 필터(10)와의 대향면에는 오목부(95a)가 형성되어 있다. 이 오목부(95a)는 상기 컬러 필터(10)에 형성된 볼록 형상 기둥(17)의 선단 부분을 삽입 장착시킬 수 있어, 상기 볼록 형상 기둥(17)의 정상부(17a)에 형성된 보조 전극층(18)의 부분과, 유기 일렉트로루미네센스 소자(80)의 상면 투명 전극층(85)이 접촉하여 도통을 도모할 수 있도록 형성되어 있다. 오목부(95a)는, 삽입되는 볼록 형상 기둥(17)의 선단 부분과 동일한 테이퍼 형상을 구비하는 형태로 하고, 볼록 형상 기둥(17)의 선단 부분이 오목부(95a)에 끼움 부착할 수 있는 형태로 하는 것이 바람직하다. 또한, 오목부(95a)의 깊이는 상면 투명 전극층(85)에 도달하는 깊이가 된다. 또한, 도시하고 있지는 않지만, 보조 전극층(18)과 상면 투명 전극층(85)의 도통을 확보하기 쉽도록 오목부(95a)의 측면에 도전막을 형성해 두도록 해도 된다.
오목부(95a)가 형성되는 부위는, 발광 영역을 좁히지 않도록 유기 EL층이 존재하지 않는 부위에 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 1이나 도 2에 도시된 바와 같이, 인접하는 유기 EL층(83)끼리의 간극 부분에 오목부(95a)를 형성하도록 하면 된다.
상술한 바와 같이 구성을 채택함으로써, 상술한 바와 같이 유기 EL층(83)을 갖는 유기 EL 소자측 기판(70)으로부터의 전류를 볼록 형상 기둥(17)에 형성된 보조 전극층(18)을 개재하여 컬러 필터(10)측에 유도하여 놓침으로써, 전압 강하를 방지하도록 작용시키는 것이 가능해진다.
또한, 기판(71)에는, 도시한 바와 같이, 화소를 구성하는 유기 일렉트로루미네센스 소자(80)에 흐르는 전류를 제어하기 위한 TFT(Thin Film Transistor)(75)가 화소마다 배치 형성되어 있고, 통상, 각 TFT의 회로에는 도시하고 있지 않은 게이트선, 신호선, 전원선이 접속되어 있다. 이러한 TFT(75)의 형성 방법은 공지된 방법에 따르면 되고, TFT(75)의 상에는 통상 절연층(77)이 형성된다. 또한, 절연층(77)으로서는 후술하는 절연층(91)과 동일한 재료를 사용할 수 있다.
이하, 유기 EL 소자측 기판(70)의 각 구성에 대해서 재차 설명을 첨가한다.
기판(71)
본 발명에 사용되는 기판(71)으로서는, 유기 일렉트로루미네센스 소자(80) 등을 지지할 수 있는 것이면 되며, 유기 EL 표시 장치의 구성 부재로서 일반적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태는, 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(10)측으로부터 광이 취출되는, 소위 톱에미션 방식이므로, 유기 EL 소자측 기판(70)의 기판(71)으로서는 투명하여도 불투명하여도 된다.
절연층(91)
본 발명에서의 절연층(91)은, 상술한 바와 같이 하면 전극층(81)과 상면 투명 전극층(85)이 직접 접촉하는 것을 방지하기 위하여 형성된다.
이러한 절연층(91)의 형성 재료로서는, 예를 들어 감광성 폴리이미드 수지, 아크릴계 수지 등의 광경화형 수지 및 열경화형 수지 및 무기 재료 등을 사용할 수 있다. 절연층(91)의 패턴은 통상 선 형상으로 할 수 있고, 절연층(91)의 형성에 의해, 예를 들어 매트릭스 형상 또는 스트라이프 형상 등의 개구부를 갖는 패턴을 형성할 수 있다.
절연층(91)의 형성 방법으로서는, 상기 재료를 도포하여 포토리소그래피법에 의해 패터닝하는 방법을 들 수 있다. 또한, 인쇄법 등을 이용할 수도 있다.
유기 EL층(83)
본 발명에 사용되는 유기 EL층(83)은 발광층, 특히 바람직하게는 백색 발광층을 갖도록 구성된다. 백색 발광층으로 바꾸어 적색 발광층, 청색 발광층 및 녹색 발광층을 순차 구비하도록 구성할 수도 있지만, 여기에서는, 보다 바람직한 형태인 백색 발광층을 구비하는 경우를 예로 들어서 설명한다.
또한, 유기 EL층(83)은, 발광층 외에 통상 복수 층의 유기층으로 구성되는 것이며, 정공 주입층이나 전자 주입층이라고 한 전하 주입층이나, 백색 발광층에 정공을 수송하는 정공 수송층, 백색 발광층에 전자를 수송하는 전자 수송층이라는 전하 수송층을 갖는 것으로 할 수 있다.
백색 발광층
본 발명에서 적합한 발광층으로서 사용되는 백색 발광층은 백색광을 발광할 수 있는 것이면 된다. 이러한 백색 발광층은, 구체적으로는, 유기 EL층(83)에 전압이 가해졌을 때, 적어도 청색광(430nm 내지 470nm), 녹색광(470nm 내지 600nm) 및 적색광(600nm 내지 700nm)의 파장 영역의 발광 스펙트럼을 갖는 것이면 된다. 게다가, 발광 스펙트럼에서 녹색광(470nm 내지 600nm) 피크의 최대 발광 강도와 청색광(430nm 내지 470nm) 피크의 최대 발광 강도의 비(녹색광 피크의 최대 발광 강도/청색광 피크의 최대 발광 강도)가 0.3 내지 0.8의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.3 내지 0.7의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 특히 0.3 내지 0.5의 범위 내인 것이 바람직하다.
녹색광 피크의 최대 발광 강도와 청색광 피크의 최대 발광 강도의 비가 상기의 범위 내임으로써, 청색 패턴의 투과율이 큰 것에 의한 소비 전력 저감 효과를 보다 효과적으로 발휘할 수 있다. 또한, 적색광(600nm 내지 700nm)에 대해서는, 적색광 피크의 최대 발광 강도와 청색광 피크의 최대 발광 강도의 비(적색광 피크의 최대 발광 강도/청색광 피크의 최대 발광 강도)가 0.3 내지 1.0의 범위 내인 것이 바람직하다.
이러한 백색 발광층을 구성하는 재료로서는 형광 또는 인광을 발하는 것이면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 발광 재료는 정공 수송성이나 전자 수송성을 갖고 있어도 된다. 발광 재료로서는 색소계 재료, 금속 착체계 재료 및 고분자계 재료를 예로 들 수 있다.
상기의 색소계 재료로서는 시클로펜다민 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 트리페닐아민 유도체, 옥사디아조졸 유도체, 피라졸로퀴놀린 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 디스티릴아릴렌 유도체, 실롤 유도체, 티오펜환 화합물, 피리딘환 화합물, 페리논 유도체, 페릴렌 유도체, 올리고티오펜 유도체, 트리푸마닐아민 유도체, 옥사디아졸 이량체 및 피라졸린 이량체 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 금속 착체계 재료로서는 알루미늄 퀴놀리놀 착체, 벤조퀴놀리놀베릴륨 착체, 벤조옥사졸 아연 착체, 벤조티아졸 아연 착체, 아조메틸 아연 착체, 포르피린 아연 착체 및 유로퓸 착체, 또는, 중심 금속으로 Al, Zn, Be 등 또는 Tb, Eu, Dy 등의 희토류 금속을 갖고, 배위자로 옥사디아졸, 티아디아졸, 페닐피리딘, 페닐벤조이미다졸 및 퀴놀린 구조 등을 갖는 금속 착체 등을 들 수 있다.
또한, 상기의 고분자계의 재료로서는 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리실란 유도체, 폴리아세틸렌 유도체 등, 폴리플루오렌 유도체, 폴리비닐카르바졸 유도체, 및 상기의 색소계 재료 및 금속 착체계 재료를 고분자화한 것 등을 들 수 있다.
상기의 백색 발광층의 형성 방법으로서는, 예를 들어, 증착법, 인쇄법, 잉크젯법 또는 스핀 코팅법, 캐스팅법, 디핑법, 바 코팅법, 블레이드 코팅법, 롤 코팅법, 그라비아 코팅법, 플렉소 인쇄법, 스프레이 코팅법 및 자기 조직화법(교대 흡착법, 자기 조직화 단분자막법) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 증착법, 스핀 코팅법 및 잉크젯법을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 백색 발광층의 막 두께는 통상 5nm 내지 5㎛ 정도가 된다.
정공 주입층
본 발명에서는, 백색 발광층과 양극(하면 전극층(81) 또는 상면 투명 전극층(85))의 사이에 정공 주입층이 형성되어 있어도 된다. 정공 주입층을 형성함으로써, 백색 발광층에의 정공의 주입이 안정화되어 발광 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 사용되는 정공 주입층의 형성 재료로서는, 일반적으로 유기 EL 소자의 정공 주입층에 사용되고 있는 재료를 사용할 수 있다. 또한, 정공 주입층의 형성 재료는, 정공의 주입성 또는 전자의 장벽성 중 어느 하나를 갖는 것이면 된다.
구체적으로, 정공 주입층의 형성 재료로서는 트리아졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리알릴알칸 유도체, 피라졸린 유도체, 피라졸론 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 옥사졸 유도체, 스티릴안트라센 유도체, 플루오레논 유도체, 히드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 시라잔 유도체, 폴리실란계, 아닐린계 공중합체 및 티오펜 올리고머 등의 도전성 고분자 올리고머 등을 예시할 수 있다. 또한, 정공 주입층의 형성 재료로서는 포르피린 화합물, 방향족 3급 아민 화합물 및 스티릴 아민 화합물 등을 예시할 수 있다.
이러한 재료로 구성되는 정공 주입층의 막 두께는 통상 5nm 내지 1㎛ 정도가 된다.
전자 주입층
본 발명에서는, 백색 발광층과 음극(상면 투명 전극층(85) 또는 하면 전극층(81))의 사이에 전자 주입층이 형성되어 있어도 된다. 전자 주입층을 형성함으로써, 백색 발광층에의 전자의 주입이 안정화되어 발광 효율을 높일 수 있기 때문이다.
본 발명에 사용되는 전자 주입층의 형성 재료로서는, 예를 들어 니트로 치환 플루오렌 유도체, 안트라퀴노디메탄 유도체, 디페닐퀴논 유도체, 싸이오피란디옥시드 유도체, 나프탈렌페릴렌 등의 복소환 테트라카르복실산 무수물, 카르보디이미드, 프레오레닐덴메탄 유도체, 안트라퀴노디메탄 및 안트론 유도체, 옥사디아졸 유도체, 옥사디아졸 유도체의 옥사디아졸환의 산소 원자를 황 원자로 치환한 티아졸 유도체, 전자 흡인기로서 알려져 있는 퀴녹살린환을 가진 퀴녹살린 유도체, 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄 등의 8-퀴놀리놀 유도체의 금속 착체, 프탈로시아닌, 금속 프탈로시아닌 및 디스티릴 피라진 유도체 등을 예시할 수 있다.
이러한 재료로 구성되는 전자 주입층의 막 두께는 통상 5nm 내지 1㎛ 정도가 된다.
상면 투명 전극층(85)
본 발명에서의 상면 투명 전극층(85)은, 후에 상세하게 설명하는 하면 전극층(81)과의 사이에 끼워진 유기 EL층(83)에 전압을 걸어 백색 발광층에서 발광을 일으키게 하기 위하여 설치된다.
또한, 상면 투명 전극층(85)은 백색 발광층에서 발생한 광을 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터측에 투과시키는 것이므로, 도 1에 도시된 바와 같이 유기 EL층(83)과, 유기 EL층(83)의 상측에 위치하는 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(10)의 사이에 배치된다.
본 발명에 사용되는 상면 투명 전극층(85)의 형성 재료로서는, 예를 들어 투명성 및 도전성을 갖는 금속 산화물 등을 들 수 있다. 이러한 금속 산화물로서는, 예를 들어 산화인듐 주석(ITO), 산화인듐, 산화아연 및 산화 제2 주석 등을 들 수 있다.
이러한 재료로 구성되는 상면 투명 전극층(85)의 막 두께는 통상 100nm 내지 300nm 정도가 된다.
상면 투명 전극층(85)의 형성 방법으로서는, 예를 들어, 증착법 또는 스퍼터링법 등에 의해 박막을 형성한 후, 포토리소그래피법에 의해 패터닝하는 방법이 적절하게 이용된다.
하면 전극층(81)
본 발명에서의 하면 전극층(81)은, 도 1에 도시된 바와 같이 유기 EL층(83)과, 유기 EL층(83)의 하측에 위치하는 기판(71)의 사이에 배치된다. 하면 전극층(81)은 백색 발광층을 발광시키기 위한 다른 쪽의 전극을 이루는 것이며, 상기의 상면 투명 전극층(85)과 반대인 전하를 갖는 전극으로서 구성된다.
사용되는 하면 전극층(81)의 형성 재료로서는, 예를 들어 일함수가 4eV 이하 정도로 작은 금속, 합금 및 그들의 혼합물 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 나트륨, 나트륨-칼륨 합금, 마그네슘, 리튬, 마그네슘/구리 혼합물, 마그네슘/은 혼합물, 마그네슘/알루미늄 혼합물, 마그네슘/인듐 혼합물, 알루미늄/산화 알루미늄(Al2O3) 혼합물, 인듐, 리튬/알루미늄 혼합물 및 희토류 금속 등을 예시할 수 있다. 보다 바람직하게는, 마그네슘/은 혼합물, 마그네슘/알루미늄 혼합물, 마그네슘/인듐 혼합물, 알루미늄/산화 알루미늄(Al2O3) 혼합물 및 리튬/알루미늄 혼합물을 들 수 있다.
하면 전극층(81)은 그 시트 저항이 수Ω/cm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 하면 전극층(81)의 막 두께는 통상 10nm 내지 1㎛ 정도가 된다.
하면 전극층(81)의 형성 방법으로서는, 예를 들어, 증착법 또는 스퍼터링법 등에 의해 박막을 형성한 후, 포토리소그래피법에 의해 패터닝하는 방법이 적절하게 이용된다. 또한, 하면 전극층(81)에는 유기 EL 소자에 흐르는 전류를 제어하기 위한 TFT(Thin Film Transistor)(75)가 접속된다.
밀봉층(95)
상술한 오목부(95a)를 갖는 밀봉층(95)은, 상면 투명 전극층(85)의 위, 즉, 상면 투명 전극층(85)과 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(10)의 사이에 형성되어 있다. 밀봉층(95)은 통상 유기 EL층(83)에 수증기나 산소가 도달하는 것을 차단하는 보호층으로서 설치된다.
밀봉층(95)으로서는 수증기나 산소에 대하여 배리어성을 발현할 수 있고, 또한 투명하면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 투명 무기막, 투명 수지막, 또는 유기-무기 하이브리드막 등이 사용된다. 그 중에서도 배리어성이 높은 점에서 투명 무기막이 바람직하다.
밀봉층(95)으로서 적절하게 사용되는 투명 무기막의 형성 재료로서는, 예를 들어 산화알루미늄, 산화규소 및 산화마그네슘 등의 산화물; 질화규소 등의 질화물; 질화산화 규소 등의 질화산화물; 등이 사용된다. 특히, 핀 홀이 발생하기 어려워 가스 배리어성이 높은 점에서 질화산화 규소가 적합하다.
밀봉층(95)은 단층이어도 되고, 다층이어도 된다. 예를 들어, 밀봉층(95)이 복수의 질화산화 규소막이 적층된 다층인 경우에는 배리어성을 더욱 높일 수 있다. 또한, 밀봉층(95)이 다층인 경우에는 각 층에 각각 상이한 재료를 사용해도 된다.
밀봉층(95)의 막 두께는, 사용하는 밀봉층(95)의 형성 재료의 종류 등에 따라서 적절히 결정하도록 하면 된다. 통상, 5nm 내지 5㎛ 정도가 된다. 이 밀봉층(95)의 두께가 너무 얇으면 배리어성이 불충분해지는 경향이 발생하고, 또한 밀봉층(95)의 두께가 너무 두꺼우면 박막의 막 응력으로 인한 균열 등의 현상이 발생하기 쉬워진다는 경향이 발생한다.
밀봉층(95)이 투명한 무기막인 경우, 이 투명 무기막의 형성 방법으로서는 진공 상태에서 형성할 수 있는 막의 형성 방법이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 전자빔(EB) 증착법이나 저항 가열법 등의 진공 증착법, 원자층 에피탁시(ALE)법, 레이저 어블레이션법, 화학 기상 성장(CVD)법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 생산성의 관점에서 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, CVD법이 바람직하게 이용된다.
밀봉층(95)의 소정의 부분에 상술한 오목부(95a)를 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 밀봉층(95)의 박막을 형성한 후에 포토리소그래피법에 의해 패터닝하는 방법이 적절하게 이용된다.
이와 같은 구성을 갖는 유기 EL 소자측 기판(70)과 상기 컬러 필터(10)를 일체화·접합시킴으로써, 도 2에 도시된 바와 같은 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치(100)가 형성된다. 즉, 유기 EL 소자측 기판(70)과 상기 컬러 필터(10)의 일체화·접합 시에는, 유기 EL 소자측 기판(70)의 밀봉층(95)에 형성된 오목부(95a)와, 컬러 필터(10)의 비화소 영역에 형성된 볼록 형상 기둥(17)의 선단부를 위치 정렬한 후, 볼록 형상 기둥(17)의 선단부를 밀봉층(95)의 오목부(95a)에 끼워 부착시키고, 볼록 형상 기둥의 정상부(17a)에 형성된 상기 보조 전극층(18)의 부분과 상기 상면 투명 전극층(85)을 접촉시켜서 도통을 도모할 수 있도록 일체화시킨다. 그 후, 밀봉층(95)과 보조 전극층(18)의 간극 부분에 도 2에 도시된 바와 같은 접착제층(99)을 충전하여 컬러 필터(10)와 유기 EL 소자측 기판(70)의 일체화·접합을 도모하여, 도 2에 도시된 바와 같은 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치(100)가 형성된다.
접착제층(99)으로서는 투명하며 접착력을 갖고, 또한 경화성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 이러한 접착제층(99)을 형성하는 재료로서는, 예를 들어 열경화성을 갖는 접착제, 또는 광경화성을 갖는 접착제를 적합한 예로서 들 수 있다. 통상, 용제를 필요로 하지 않는 타입이 좋다. 또한, 필름 형상의 접착 시트 타입을 사용해도 된다. 구체적으로는, 에폭시계, 아크릴계, 폴리이미드계, 합성 고무계 등의 접착제나 접착 시트를 들 수 있다.
또한, 접착제층(99)을 형성하지 않고 밀봉층(95)과 보조 전극층(18)의 간극 부분을 비운 채로 해 두고, 질소 등의 불활성 가스 분위기 중에서 상기 유기 EL 소자측 기판(70) 및 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(10)의 주연부를 밀봉제로 밀봉하여 중공의 내부에 산화바륨 등의 포수제를 구비하도록 해도 된다.
전원으로부터의 배선 형태는, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 전원(P)의 한쪽의 극부터 각각의 TFT(75)에 이르는 배선(201)과, 전원의 다른 쪽의 극부터 상면 투명 전극층(85)에 이르는 배선(202-203)과, 전원의 다른 쪽의 극부터 보조 전극층(18)에 이르는 배선(202-204)을 갖고 구성된다. 유기 EL 소자(80)를 발광시키기 위한 배선 회로가 배선(201)과 배선(202-203)이며, TFT측의 전류를 컬러 필터측의 보조 전극층(13)으로 놓쳐서 전압 강하를 방지하기 위한 배선 회로가 배선(201)과 배선(204-202)이다.
이와 같은 구성을 채택함으로써, 상술한 바와 같이 유기 EL층(83)을 갖는 유기 EL 소자측 기판(70)으로부터의 전류를 볼록 형상 기둥(17)에 형성된 보조 전극층(18)을 개재하여 컬러 필터(10)측에 유도하여 놓침으로써, 전압 강하를 방지하도록 작용시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기의 실시 형태에 있어서는, 적합한 형태로서 백색 발광층을 구비하는 유기 EL층으로부터 발광되는 백색의 광을 적색 착색층(13R), 녹색 착색층(13G) 및 청색 착색층(13B)을 구비하는 컬러 필터를 사용하여 RGB의 3색에서 발광시키는 방식을 취하여 설명하였다. 그러나, 이 방식에 한정되지 않고, 예를 들어 청색 발광의 유기 EL층을, 청색의 광을 흡수하여 녹색이나 빨간색에서 발광시키는 색변환층(CCM)을 사용하여 RGB의 3색에서 발광시키는 소위 청색 EL 색변환(CCM) 풀컬러 방식이나, RGB 발광하는 유기 EL 소자를 화소마다 구분 도포하는 소위 RGB 발광층 병설 풀컬러 방식 중 어떤 경우든 본 발명의 주요부의 구성을 적용시킬 수 있다. 이러한 변형예가 가능한 것은 후술하는 제2 실시 형태 내지 제4 실시 형태에 대해서도 마찬가지이다.
<제2 실시 형태>
도 4 내지 도 6을 참조하면서 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 4는, 본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(20) 및 유기 EL 소자측 기판(70)을 도시하는 단면도이다. 이것들의 구성 부재의 단면도는, 도 6에 도시된 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터(20)의 평면도의 A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K-L-M-N선으로의 절단면 및 그것에 준하는 유기 EL 소자측 기판(70)의 절단면을 본 단면도이다. 도 5는, 도 4에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(20) 및 유기 EL 소자측 기판(70)을 접합함으로써 형성한 유기 EL 표시 장치(100)의 단면도이다. 도 6의 (A)는, 제2 실시 형태인 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(20)의 일부를 나타낸 평면도이며 도 4의 β-β 화살표 방향에서 볼 때 평면도에 상당하고, 도 6의 (B)는 볼록 형상 기둥과 보조 전극층의 배치 관계를 도시하는 개략 사시도이다.
또한, 본 발명의 각 도면에 있어서, 동일 부호는 실질적으로 동일한 부재를 나타내고 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 제2 실시 형태가 상술한 제1 실시 형태와 상이한 점은, 볼록 형상 기둥(17) 밑에 보조 전극층(18)으로서의 메탈 보조 전극층(18")이 배치되어 있는 점에 있다. 즉, 보조 전극층(18)이 메탈 보조 전극층(18") 및 투명 전극층(18')을 갖고 구성되어 있고, 메탈 보조 전극층(18")은, 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이 비화소 영역(12)에 선 형상으로 패턴 배치되어 있고, 메탈 보조 전극층(18")이 선 형상으로 배치된 비화소 영역(12) 상에 볼록 형상 기둥(17)이 형성되고(도 6의 (B) 참조), 전면인 투명 전극층(18')은, 상기 볼록 형상 기둥(17)의 정상부(17a) 및 측부(17b) 및 상기 비화소 영역(12)을 덮어 메탈 보조 전극층(18")과 접하도록 형성되어 있는 점에 있다.
즉, 입체적 이미지로서는, 도 6의 (B)에 도시된 상태의 위에 투명의 전면인 투명 전극층(18')이 씌워진 상태를 상기하면 된다.
이러한 제2 실시 형태, 즉, 메탈 보조 전극층(18")을 또한 부가함으로써, 보조 전극층(18)의 전기 저항을 더욱 저하시키거나, 투명 전극층(18')의 막 두께를 얇게 하는 것이 가능해져서 광투과율의 향상 등의 효과를 발현시킬 수 있다.
메탈 보조 전극층(18")에 사용되는 재료로서는 Cu, Ag, Au, Pt, Al, Cr, Co와 같은 금속이나 그들의 합금 또는 MAM(몰리브덴/알루미늄·네오디뮴 합금/몰리브덴)으로 대표되는 복층 금속막 등을 들 수 있다.
이러한 메탈 보조 전극층(18")의 형성 방법으로서는, 예를 들어, 증착법 또는 스퍼터링법 등에 의해 박막을 형성한 후, 포토리소그래피법에 의해 패터닝하는 방법이 적절하게 이용된다.
<제3 실시 형태>
도 7 내지 도 9를 참조하면서 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 7은, 본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(30) 및 유기 EL 소자측 기판(70)을 도시하는 단면도이다. 이것들의 구성 부재의 단면도는, 도 9에 도시된 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터(30)의 평면도의 A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K-L-M-N선으로의 절단면 및 그것에 준하는 유기 EL 소자측 기판(70)의 절단면을 본 단면도이다. 도 8은, 도 7에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(30) 및 유기 EL 소자측 기판(70)을 접합함으로써 형성한 유기 EL 표시 장치(100)의 단면도이다. 도 9의 (A)는 제3 실시 형태인 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(30)의 일부를 나타낸 평면도이며 도 7의 γ-γ 화살표 방향에서 볼 때 평면도에 상당하고, 도 9의 (B)는 볼록 형상 기둥과 보조 전극층의 배치 관계를 도시하는 개략 사시도이다.
또한, 본 발명의 각 도면에 있어서, 동일 부호는 실질적으로 동일한 부재를 나타내고 있다.
도 7 내지 도 9에 도시된 제3 실시 형태가 상술한 제1 실시 형태와 상이한 점은, 보조 전극층(18)으로서 메탈 보조 전극층(18")만을 사용하고, 게다가, 이 메탈 보조 전극층(18")을 화소 영역(12) 및 볼록 형상 기둥(17) 상에 선 형상 또한 연속적으로 형성하고 있는 점에 있다. 즉, 보조 전극층(18)은 메탈 보조 전극층(18")을 갖고 구성되고, 메탈 보조 전극층(18")은 비화소 영역(12)에 선 형상으로 배치되어 있고(도 9의 (A) 참조), 또한 비화소 영역(12)에 형성되는 볼록 형상 기둥(17)의 측부(17b) 및 정상부(17a)에도 일련이면서 선 형상으로 배치된다. 입체적 이미지로서는, 도 9의 (B)에 도시된 사시도를 참조하면 된다.
이러한 메탈 보조 전극층(18")의 형성 방법으로서는, 예를 들어, 스퍼터링법 등에 의해 메탈층을 볼록부 필러(17) 형성 후의 컬러 필터 상에 성막한 후, 포토리소그래피법에 의해 소정의 패턴을 남기도록 하면 된다.
이러한 제3 실시 형태에 의하면, 보조 전극층(18)을 전기 저항이 낮은 메탈 보조 전극층(18")만으로 구성할 수 있으므로, 보조 전극층(18)의 전기 저항을 더욱 저하시킬 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에 의하면, 볼록 형상 기둥(17)의 측부(17b)에 메탈 보조 전극층(18")을 형성할 필요가 있으므로, 그것을 고려하면서 볼록 형상 기둥(17)의 테이퍼를 느슨하게 설정하는 것이 바람직하다(예를 들어, 테이퍼 각=30 내지 85° 정도).
또한, 메탈 보조 전극층(18")의 재료는, 상술한 제2 실시 형태에서 설명한 것과 동일한 재료를 사용하면 된다.
<제4 실시 형태>
도 10 내지 도 11을 참조하면서 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 10은, 본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(40) 및 유기 EL 소자측 기판(70)을 도시하는 단면도이다. 이것들의 구성 부재의 단면도는, 상술한 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태의 단면 위치에 준하고 있다. 도 11은, 도 10에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(40) 및 유기 EL 소자측 기판(70)을 접합함으로써 형성한 유기 EL 표시 장치(100)의 단면도이다.
또한, 본 발명의 각 도면에 있어서, 동일 부호는 실질적으로 동일한 부재를 나타내고 있다.
도 10 내지 도 11에 도시된 제4 실시 형태가 상술한 제1 실시 형태와 상이한 점은, 보조 전극층(18)이 비화소 영역(12)에 형성된 도전성의 차광부를 겸하여 구성되어 있는 점에 있다. 즉, 도전성 또한 차광성이 있는 재료로 구성되는 보조 전극층(18)은 비화소 영역(12)의 전체에 형성되어 있어, 비화소 영역(12)에 존재하는 볼록 형상 기둥(17)의 측부(17b) 및 정상부(17a)의 전체 면도 보조 전극층(18)의 재료로 덮인다.
이러한 보조 전극층(18)의 형성 방법으로서는, 예를 들어, 포토리소그래피법에 의해 마스크를 패터닝한 후, 패턴 오목부에 스퍼터링법 등에 의해 보조 전극층의 재료를 충전하도록 하면 된다.
본 실시예에서 사용되는 보조 전극층의 재료로서는 도전성 및 차광성을 갖는 재료인, 예를 들어 Cu, Ag, Au, Pt, Al, Cr, Co와 같은 금속이나 그들의 합금 또는 MAM(몰리브덴/알루미늄·네오디뮴 합금/몰리브덴)으로 대표되는 복층 금속막 등을 들 수 있다.
이러한 제4 실시 형태에 의하면, 차광부(12a)와 보조 전극층(18)을 동시에 형성할 수 있으므로 프로세스의 간략화를 도모할 수 있거나, 유기 EL 소자측 전극(70)과의 전극 접촉부의 저항을 저하시킬 수 있는 등이라는 장점이 발생한다.
또한, 본 발명에 있어서, 1개 또는 복수의 볼록 형상 기둥을 갖는 경우에 있어서, 기판 중앙부에 배치된 볼록 형상 기둥의 배치 밀도(D1)와, 기판 외주부의 볼록 형상 기둥의 배치 밀도(D2)를 비교한 경우, D1≥D2, 바람직하게는 D1>D2가 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, D1 및 D2를 구할 때에는, 도 12에 도시된 바와 같이 화면의 크기에 상당하는 기판의 크기를 종횡으로 3등분 하여 기판을 3×3의 9분할로 한다. 그 중앙부의 영역(Sc)이 기판 중앙부에 해당하고, 여기에서 측정되는 볼록 형상 기둥의 배치 밀도가 D1로서 정의된다. 그리고, 이 중앙부의 영역(Sc) 이외의 8개의 바깥 영역(Sp)이 기판 외주부에 해당하고, 이것들의 각 영역에서 측정되는 볼록 형상 기둥의 배치 밀도 중 가장 큰 값이 D2로서 정의된다.
이상 설명해 온 바와 같이, 본 발명의 컬러 필터는, 투명 기판과, 당해 투명 기판 상에 형성된 화소 부분인 착색층과, 착색층의 주위에 형성된 비화소 영역을 갖고, 상기 비화소 영역 중 적어도 1부분 이상에 볼록 형상 기둥이 형성되어 있고, 상기 볼록 형상 기둥의 정상부 및 측부, 및 상기 비화소 영역에 보조 전극층을 갖도록 구성되어 있으므로, 대형 화면의 유기 EL 표시 장치를 구성한 경우, 화면의 중앙부와 화면의 외주부의 휘도 불균일의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 컬러 필터측에 보조 전극층을 갖는 볼록 형상 기둥을 구비하고 있으므로, 당해 휘도 불균일의 발생 방지 수단의 형성이 비용 리스크를 저감시키는 방향에서 행할 수 있다. 또한, 당해 컬러 필터와 유기 EL 소자측 기판의 일체화에 의해 유기 EL 표시 장치를 구성한 경우, 유기 EL 소자에는 충분한 보호 기능을 갖는 밀봉층의 존재를 확보한 채, 볼록 형상 기둥에 형성된 보조 전극층과 유기 EL 소자의 전극의 접합을 도모할 수 있다.
<제5 실시 형태>
도 13 내지 도 14를 참조하면서 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 13은, 본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(50) 및 유기 EL 소자측 기판(70)을 도시하는 단면도이다. 이것들의 구성 부재의 단면도는, 상술한 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태의 단면 위치에 준하고 있다. 도 14는, 도 13에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(50) 및 유기 EL 소자측 기판(70)을 접합함으로써 형성한 유기 EL 표시 장치(100)의 단면도이다.
또한, 본 발명의 각 도면에 있어서, 동일 부호 또는 실질적으로 동일한 부재를 나타내고 있다.
도 13 내지 도 14에 도시된 제5 실시 형태가 상술한 제2 실시 형태와 상이한 점은, 투명 전극층(18')이 메탈 보조 전극층(18")의 전체 면을 덮도록 형성되어 있는 점에 있다.
또한, 도 13 내지 도 14에 도시된 제5 실시 형태는, 비화소 영역(12)에 차광부(12a)가 형성되어 있고, 차광부(12a) 상에 메탈 보조 전극층(18")이 형성되어 있는 경우를 도시하는 일례이다.
또한, 제5 실시 형태에서의 차광부(12a)는 필수적인 구성이 아니지만, 본 실시 형태에서는 차광부(12a)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 제5 실시 형태, 즉, 투명 전극층(18')이 메탈 보조 전극층(18")의 전체 면을 덮도록 형성되어 있음으로써, 메탈 보조 전극층(18")의 산화로 인한 열화를 방지하여 메탈 보조 전극층(18")의 저항값의 상승을 방지할 수 있다.
또한, 도 14에 도시한 유기 EL 표시 장치와 같이, 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(50)와 유기 EL 소자측 기판(70)의 사이에 접착제층(99)을 충전하여 일체화·접합을 도모할 때, 메탈 보조 전극층(18")의 전체 면이 투명 전극층(18')으로 덮여 있음으로써, 메탈 보조 전극층(18")과 접착제층(99)의 접촉을 방지할 수 있다. 그로 인해, 접착제층(99)을 경화할 때에 발생하는 접착제층(99)의 경화 수축에 의해 메탈 보조 전극층(18")이 접착제층(99)에 인장되고, 메탈 보조 전극층(18")이 차광부(12a) 등의 하지층으로부터 박리되는 현상을 방지할 수 있다. 즉, 메탈 보조 전극층(18")의 하지층으로의 밀착성을 유지할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 투명 전극층(18')이 메탈 보조 전극층(18")의 전체 면을 덮도록 형성되어 있으면 특별히 한정되지 않지만, 통상은 착색층(13)의 표면도 덮도록 형성된다. 그 중에서도 도 13 내지 도 14에 도시된 바와 같이 투명 전극층(18')이 전체 면에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
<제6 실시 형태>
도 15 내지 도 16을 참조하면서 본 발명의 제6의 실시 형태에 관한 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 15는, 본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(60)를 도시하는 단면도이다. 이것들의 구성 부재의 단면도는, 도 16의 (a)에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(60)의 평면도 O-P선으로의 절단면을 본 단면도이다. 도 16의 (a)는 제6 실시 형태인 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(60)의 일부를 도시한 평면도이며, 도 15의 δ-δ 화살표 방향에서 볼 때 평면도에 상당하고, 도 16의 (b)는 개구부를 설명하는 모식도이다.
또한, 본 발명의 각 도면에 있어서, 동일 부호 또는 실질적으로 동일한 부재를 나타내고 있다.
도 15 내지 도 16에 도시된 제6 실시 형태가 상술한 제5 실시 형태와 상이한 점은, 표시 영역의 주위에 형성된 표시 영역외 차광 영역(19)에 차광부(12a)가 형성되어 있고, 또한 차광부(12a) 상에 메탈 보조 전극층(18")이 형성되어 있고, 또한 표시 영역외 차광 영역(19)에 형성된 메탈 보조 전극층(18")을 덮도록 투명 전극층(18')이 형성되어 있고, 또한 표시 영역외 차광 영역(19)에 형성된 메탈 보조 전극층(18")이 복수의 개구부(15)을 갖는 점에 있다.
이러한 제6 실시 형태, 즉, 표시 영역외 차광 영역(19)에 차광부(12a), 메탈 보조 전극층(18") 및 투명 전극층(18')이 형성되어 있고, 메탈 보조 전극층(18")이 복수의 개구부(15)을 가짐으로써, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.
우선, 종래에는, 메탈 보조 전극층(18")과 수지의 밀착성이 비교적 낮다는 과제가 있었다. 그로 인해, 메탈 보조 전극층(18")이 수지를 포함하여 이루어지는 차광부(12a) 상에 형성되는 경우나, 본 실시 형태와 같이 메탈 보조 전극층(18")이 오버코트층(14) 상에 형성되는 경우에는, 메탈 보조 전극층(18") 및 차광부(12a) 또는 메탈 보조 전극층(18") 및 오버코트층(14)의 밀착성이 낮음으로 인한 메탈 보조 전극층(18")의 박리가 발생할 우려가 있었다.
또한, 메탈 보조 전극층(18")과 ITO 등을 포함하여 이루어지는 투명 전극층(18')에서는, 일반적으로, 형성 공정 시의 경화 처리에 의한 수축의 정도에 큰 차이가 있다. 그로 인해, 경화 처리를 행함으로써 메탈 보조 전극층(18")과 투명 전극층(18')이 박리되기 쉬워진다는 과제가 있었다.
이에 반해, 도 15 내지 도 16에 도시된 본 실시 형태에서는, 표시 영역외 차광 영역(19)에 형성된 메탈 보조 전극층(18")이 복수의 개구부(15)를 갖고, 또한 이러한 메탈 보조 전극층(18")을 덮도록 투명 전극층(18')이 형성되어 있으므로, 메탈 보조 전극층(18")과 메탈 보조 전극층(18')에 접하고 있어, 밀착성이 비교적 낮은 오버코트층(14)이나 차광부(12a) 등의 메탈 보조 전극층(18")의 하지층과의 접촉 면적을 저감시킬 수 있다. 또한, 메탈 보조 전극층(18")에 형성된 복수의 개구부(15)의 면적에 상당하는 부분의 영역을, 투명 전극층(18')과, 투명 전극층(18')에 대한 밀착성이 비교적 높은 오버코트층(14)이나 차광부(12a) 등의 메탈 보조 전극층(18")의 하지층의 접촉 영역으로 할 수 있다. 즉, 메탈 보조 전극층(18")을 개재하여 투명 전극층(18')과 메탈 보조 전극층(18")의 하지층의 밀착성을 높임으로써, 메탈 보조 전극층(18')이 오버코트층(14)이나 차광부(12a) 등의 하지층으로부터 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 복수의 개구부(15)를 갖는 메탈 보조 전극층(18")이 표시 영역 이외의 표시 영역외 차광 영역(19)에 형성되어 있음으로써, 표시 영역외 차광 영역(19)에서의 메탈 보조 전극층(18")을 유기 EL 표시 장치의 표시 영역(19)을 둘러싸는 프레임으로서 사용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 표시 영역외 차광 영역(19)에 차광부(12a) 및 메탈 보조 전극층(18")이 형성되어 있음으로써, 차광부(12a) 및 메탈 보조 전극층(18")이 겹친 표시 영역외 차광 영역(19)의 색조를 보다 흑색에 가깝게 할 수 있다. 이에 의해, 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터에서의 표시 영역과, 상기 표시 영역을 둘러싸는 프레임의 경계를 보다 선명하게 할 수 있어 유기 EL 표시 장치의 미관을 향상시킬 수 있다.
또한, 메탈 보조 전극층에 형성되는 복수의 개구부로서는, 도 16의 (a)에 도시된 본 실시 형태와 같이, 메탈 보조 전극층에 균등하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 복수의 개구부가 표시 영역외 차광 영역에서의 메탈 보조 전극층에 균등하게 형성되어 있지 않은 경우에는, 표시 영역외 차광 영역에 있어서, 메탈 보조 전극층에서 개구부가 많이 형성된 영역 및 개구부가 적게 형성된 영역에 있어서, 메탈 보조 전극층과, 오버코트층이나 차광부 등의 메탈 보조 전극층의 하지층의 밀착성에 편차가 발생하여 높은 신뢰성을 얻지 못할 우려나, 표시 영역외 차광 영역의 차광 기능에 편차가 발생할 우려가 있다.
여기서, 균등이라 함은, 개구부의 수가 메탈 보조 전극층 1cm2 내에서 ±100개 이내인 것을 가리킨다.
본 실시 형태에 있어서, 표시 영역외 차광 영역에서의 메탈 보조 전극층으로서는 복수의 개구부를 갖는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 표시 영역외 차광 영역에서의 메탈 보조 전극층의 면적에 대한 복수의 개구부의 총 면적의 비율로서는, 예를 들어 1％ 내지 40％의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 3％ 내지 30％의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 5％ 내지 20％의 범위 내인 것이 바람직하다.
메탈 보조 전극층에 형성되는 개구부의 1개당의 면적으로서는 개구부의 형성 방법 등에 따라서 적절히 조정되는 것이지만, 예를 들어 25㎛2 내지 1000mm2의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 100㎛2 내지 100mm2의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 500㎛2 내지 50mm2의 범위 내인 것이 바람직하다.
개구부의 1개당의 면적이 상기 범위보다도 작으면, 메탈 보조 전극층에 개구부를 형성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 개구부의 1개당의 면적이 상기 범위보다도 크면, 표시 영역외 차광 영역에 있어서, 개구부가 형성된 영역과 개구부가 형성되어 있지 않은 영역에서 메탈 보조 전극층과, 오버코트층이나 차광부 등의 메탈 보조 전극층의 하지층의 밀착성에 편차가 발생하여 높은 신뢰성을 얻지 못할 우려나, 표시 영역외 차광 영역의 차광 기능에 편차가 발생할 우려가 있다.
메탈 보조 전극층에 형성되는 개구부의 형상으로서는 개구부의 형성 방법 등에 따라서 적절히 선택되는 것이며, 개구부마다 형상이 동일해도 되고, 상이해도 된다. 개구부의 구체적인 형상으로서는, 예를 들어 직사각형, 웨지형, 원형 등을 들 수 있고, 그 중에서도 직사각형인 것이 바람직하다.
개구부가 직사각형인 경우에서의 개구부의 길이(L) 및 폭(W)으로서는 길이(L)가 5㎛ 내지 250㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 8㎛ 내지 100㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 10㎛ 내지 80㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 폭(W)이 5㎛ 내지 4000㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 12.5㎛ 내지 1000㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 50㎛ 내지 625㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.
개구부의 길이 및 폭이 상기 범위 내임으로써, 개구부를 개재하여 투명 전극층과 메탈 보조 전극층의 하지층을 충분히 접촉시켜서 메탈 보조 전극층이 하지층으로부터 박리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 여기에서의 개구부의 길이 및 폭이란, 도 17의 (b)에 나타내는 L 및 W이다.
이러한 개구부의 형성 방법으로서는 메탈 보조 전극층에 원하는 개구부를 형성할 수 있는 방법이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 포토리소그래피법을 들 수 있다.
또한, 도 15 내지 도 16에 도시된 제6 실시 형태는, 차광부(12a) 및 착색층(13)을 덮도록 오버코트층(14)이 형성되어 있고, 오버코트층(14) 상에 메탈 보조 전극층(18"), 투명 전극층(18') 및 볼록 형상 기둥(17)이 형성되어 있는 경우의 일례이다. 또한, 제6 실시 형태에서의 오버코트층(14)은 필수적인 구성이 아니지만, 본 실시 형태에서는 착색층(13) 및 차광부(12a)의 표면을 평탄화한다는 관점에서 오버코트층(14)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
오버코트층의 재료로서는 소정의 광투과성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 광경화성 수지이어도 되고, 열경화성 수지이어도 된다.
이러한 오버코트층의 재료로서는 일반적인 바인더 수지, 단량체 성분, 광중합 개시제, 열 중합 개시제 등을 들 수 있다.
오버코트층의 두께로서는 소정의 광투과성이 얻어지는 정도이며, 착색층 및 차광부의 표면을 평탄화할 수 있는 정도이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.5㎛ 내지 5.0㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.7㎛ 내지 3.0㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 0.9㎛ 내지 2.0㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.
오버코트층의 형성 방법으로서는 착색층 및 차광부의 표면을 덮도록 형성할 수 있는 방법이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 스핀 코팅법, 캐스팅법, 디핑법, 바 코팅법, 블레이드 코팅법, 롤 코팅법, 그라비아 코팅법, 플렉소 인쇄법, 스프레이 코팅법 등을 들 수 있다.
<제7 실시 형태>
도 17을 참조하면서 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터 및 유기 EL 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 17의 (a)는 본 발명의 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(90)의 일부를 도시하는 단면도이다. 이것들의 구성 부재의 단면도는, 도 17의 (b)에 도시된 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(90)의 평면도 Q-P선으로의 절단면을 본 단면도이다. 도 17의 (b)는 제7 실시 형태인 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터(90)의 일부를 도시한 평면도이며, 도 17의 (a)의 ε-ε 화살표 방향에서 볼 때 평면도에 상당한다.
또한, 본 발명의 각 도면에 있어서, 동일 부호 또는 실질적으로 동일한 부재를 나타내고 있다.
도 17에 도시된 제7 실시 형태가 상술한 제5 실시 형태와 상이한 점은, 비화소 영역(12)에 차광부(12a)가 형성되어 있고, 차광부 및 착색층 상에 오버코트층(14) 및 메탈 보조 전극층(18")이 형성되어 있고, 서브 픽셀인 각 착색층(13)으로 구성되는 픽셀의 주위에서의 차광부(12a) 상에는 적어도 1색의 착색층(13)이 설치되어 있고, 또한 착색층(13)이 설치된 차광부(12a) 상에서의 메탈 보조 전극층(18") 상에 볼록 형상 기둥이 형성되어 있는 점에 있다. 또한, 도 17에 도시된 본 실시 형태에 있어서는, 서브 픽셀로서 적색 착색층(13R), 녹색 착색층(13G), 청색 착색층(13B) 및 백색 착색층(13W)을 갖고, 상기 RGBW의 4개의 착색층(13)으로로부터 픽셀이 구성되어 있다.
여기에서의 픽셀이란, 각 착색층으로 구성되는 최소 단위를 가리킨다. 즉, 도 17의 (a)에 있어서는, RGBW의 4개의 착색층으로 1개의 픽셀이 된다. 또한, 서브 픽셀이란, 각 착색층을 가리킨다. 또한, 도 17의 (a)에서는 각 픽셀이 RGBW의 4개의 착색층으로 구성된 경우를 도시하고 있지만, 각 픽셀을 구성하는 착색층은 RGBW의 4개에 한정되지 않고, 예를 들어 RGB의 3개이어도 된다.
또한, 도 17에 도시된 제7 실시 형태는, 상술한 제6 실시 형태와 마찬가지로, 차광부(12a) 및 착색층(13)을 덮도록 오버코트층(14)이 형성되어 있고, 오버코트층(14) 상에 메탈 보조 전극층(18"), 투명 전극층(18') 및 볼록 형상 기둥(17)이 형성되어 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 서브 픽셀인 각 착색층(13)의 사이에서의 차광부(12a) 상에 적어도 1색의 착색층(13)이 설치되어 있으면 특별히 한정되지 않지만, 그 중에서도, 도 17에 도시된 바와 같이, 서브 픽셀로 구성되는 1개의 픽셀의 주위에서의 차광부(12a) 상에 적어도 1색의 착색층(13)이 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 서브 픽셀인 각 착색층(13)의 사이에서의 차광부(12a) 상에 적어도 1색의 착색층(13)이 설치되어 있으면 특별히 한정되지 않지만, 그 중에서도, 도 17에 도시된 바와 같이, 서브 픽셀인 각 착색층(13)의 사이에서의 차광부(12a) 상에 설치된 착색층(13)이 화소 부분에서의 착색층(13)으로부터 연장 설치된 것인 것이 바람직하다. 평탄성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
또한, 도 17에서의 백색 착색층(13W)에는 통상 투명 수지가 사용된다.
이러한 제7 실시 형태, 즉, 각 착색층(13)의 사이에서의 차광부(12a) 상에 적어도 1색의 착색층(13)이 설치되어 있음으로써, 차광부(12a) 상에 설치된 착색층(13)의 두께에 상당하는 부분이 볼록 형상 기둥(17)의 높이에 기여하게 되어 볼록 형상 기둥(17)의 형성이 용이해진다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 소정의 차광부(12a) 상에 적어도 1색의 착색층(13)이 설치되어 있고, 당해 차광부(12a) 상에 오버코트층 및 메탈 보조 전극층(18")이 형성되어 있고, 착색층(13)이 설치된 차광부(12a) 상에서의 메탈 보조 전극층(18") 상에 볼록 형상 기둥이 형성되어 있으면 특별히 한정되지 않고, 도 17에 도시한 바와 같이, 소정의 차광부(12a) 상에는 하나의 착색층(13)과 차광부(12a)를 개재하여 인접하는 다른 착색층(13)이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 착색층이 설치된 차광부(12a) 상을 평탄화할 수 있어, 당해 차광부(12a) 상에 형성되는 메탈 보조 전극층(18")의 단선을 방지할 수 있다.
또한, 메탈 보조 전극층(18")을 개재하여 형성되는 볼록 형상 기둥(17)의 받침대 부분을 안정적으로 확보할 수 있기 때문이다. 또한, 오버코트층(14)을 형성했을 때, 오버코트층(14)을 형성하는 오버코트층 형성용 도공액이, 차광부(12a) 상에서 착색층(13)이 설치된 영역으로부터 착색층(13)이 설치되어 있지 않은 영역으로 흐르는 것을 방지하여 오버코트층(14)의 높이를 유지할 수 있기 때문이다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 도 17의 (a)에 도시한 바와 같이, 차광부(12a) 상에 복수의 착색층(13)이 겹치지 않고 설치되어 있어도 되고, 차광부(12a) 상에 복수의 착색층(13)이 겹쳐서 설치되어 있어도 된다.
플랫 디스플레이를 포함하는 전자 산업에서 폭넓게 이용 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않는다. 상기 실시 형태는 예시이며, 본 발명의 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용 효과를 발휘하는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
(실시예)
이하에 실시예 및 비교예를 나타내고, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
(투명 기판의 준비)
투명 기판으로서 크기가 100mm×mm, 두께가 0.7mm인 유리 기판을 준비하였다.
(차광부 형성용 조성물의 조정)
우선, 중합조 내에 메타크릴산 메틸(MMA)을 63질량부, 아크릴산(AA)을 12질량부, 메타크릴산-2-히드록시에틸(HEMA)을 6질량부, 디에틸렌글리콜디메틸에테르(DMDG)를 88질량부 투입하고 교반하여 용해시킨 후, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴)을 7질량부 첨가하여 균일하게 용해시켰다.
그 후, 질소 기류 하, 85℃에서 2시간 교반하고, 또한 100℃에서 1시간 반응시켰다.
얻어진 용액에, 또한 메타크릴산 글리시딜(GMA)을 7질량부, 트리에틸아민을 0.4질량부 및 히드로퀴논을 0.2질량부 첨가하고, 100℃에서 5시간 교반하여 공중합 수지 용액(고형분 50％)을 얻었다.
이어서, 하기의 재료를 실온에서 교반, 혼합하여 하기 조성의 경화성 수지 조성물A를 제조하였다.
<경화성 수지 조성물A의 조성>
·상기 공중합 수지 용액(고형분 50％) …16질량부
·디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트(사토마사SR399) …24질량부
·오르토크레졸노볼락형 에폭시 수지(유카쉘에폭시사 에피코트180S70) …4질량부
·2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온 …4질량부
·디에틸렌글리콜디메틸에테르 …52질량부
계속해서, 하기 분량의 성분을 혼합하고, 샌드밀로 충분히 분산하여 흑색 안료 분산액을 제조하였다.
<흑색 안료 분산액의 조성>
·흑색 안료(미츠비시가가쿠사제 #2600) …20질량부
·고분자 분산재(빅케미·재팬(주) Disperbyk111) …16질량부
·용제(디에틸렌글리콜디메틸에테르) …64질량부
그 후, 하기 분량의 성분을 충분히 혼합하여 차광부 형성용 조성물을 얻었다.
<차광부 형성용 조성물의 조성>
·상기 흑색 안료 분산액 …50질량부
·상기 경화성 수지 조성물A …20질량부
·디에틸렌글리콜디메틸에테르 …30질량부
(차광부의 형성)
이어서, 얻어진 차광부 형성용 조성물을 투명 기판에 도포하여 포토리소그래피법에 의해 패터닝하고, 그 후 소성하여 차광부를 형성하였다.
(착색층의 형성)
계속해서, 하기 조성의 적색 착색층 형성용 조성물, 녹색 착색층 형성용 조성물, 청색 착색층 형성용 조성물을 제조하였다.
<적색 착색층 형성용 조성물>
·C.I.피그먼트 레드254 …10질량부
·폴리술폰산형 고분자 분산제 …8질량부
·상기 경화성 수지 조성물A …15질량부
·아세트산-3-메톡시부틸 …67질량부
<녹색 착색층 형성용 조성물>
·C.I.피그먼트 그린58 …10질량부
·C.I.피그먼트 옐로우138 …3질량부
·폴리술폰산형 고분자 분산제 …8질량부
·상기 경화성 수지 조성물A …12질량부
·아세트산-3-메톡시부틸 …67질량부
<청색 착색층 형성용 조성물>
·C.I.피그먼트 블루1 …5질량부
·폴리술폰산형 고분자 분산제 …3질량부
·상기 경화성 수지 조성물A …25질량부
·아세트산-3-메톡시부틸 …67질량부
이어서, 유리 기판 상의 차광부를 덮도록 적색 착색층 형성용 조성물을 스핀 코팅법에 의해 도포하고, 포토리소그래피법에 의해 패터닝한 후, 소성하여 적색 착색층을 형성하였다.
그 후, 녹색 착색층 형성용 조성물 및 청색 착색층 형성용 조성물을 사용하여 동일한 조작에 의해 녹색 착색층 및 청색 착색층을 형성하였다. 이에 의해, 적색 착색층, 녹색 착색층 및 청색 착색층이 배열된 착색층을 형성하였다.
(메탈 보조 전극층의 형성)
계속해서, 차광부 및 착색층 상에 증착법을 이용하여 두께 0.5㎛의 Ag 박막을 형성하고, 그 후, 포토리소그래피법에 의해 패터닝하여 차광부가 형성된 비화소 영역에 메탈 보조 전극층을 형성하였다.
(볼록 형상 기둥의 형성)
그 후, 비화소 영역에 형성된 메탈 보조 전극층의 소정의 부분에, 포토리소그래피법을 이용하여 NN780(JSR사제)을 사용하여 볼록 형상 기둥을 형성하였다. 얻어진 볼록 형상 기둥의 기부의 폭은 40㎛, 정상부의 폭은 20㎛, 높이는 20㎛이며, 기부측부터 정상부에 이르는 테이퍼 각도는 70°이었다.
(투명 전극층의 형성)
계속해서, 볼록 형상 기둥의 정상부, 측부 및 비화소 영역을 덮도록 스퍼터링법에 의해 두께 100nm의 ITO막을 형성하여 투명 전극층을 얻었다.
(어닐 처리)
그 후, 150℃의 조건 하에서 40분간 어닐 처리를 행하였다.
[실시예 2]
170℃에서 어닐 처리를 행한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터를 제작하였다.
[실시예 3]
190℃에서 어닐 처리를 행한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터를 제작하였다.
[실시예 4]
200℃에서 어닐 처리를 행한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터를 제작하였다.
[실시예 5]
230℃에서 어닐 처리를 행한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터를 제작하였다.
[비교예 1]
어닐 처리를 행하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터를 제작하였다.
[비교예 2]
260℃에서 어닐 처리를 행한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 유기 EL 표시 장치용 컬러 필터를 제작하였다.
(평가)
1)메탈 보조 전극층의 밀착성
메탈 보조 전극층의 하층에 대한 밀착성에 대해서는 JIS-K5400에 준거하여 시험하고, 시험 후의 메탈 보조 전극층의 면적이 50％ 이상 남아있는 경우에는 ○, 30％ 이하인 경우에는 △, 10％ 이하인 경우에는 ×라고 하였다.
2)투명 전극층의 밀착성
투명 전극층의 하층에 대한 밀착성에 대해서는, 상기 메탈 보조 전극층의 밀착성과 동일한 방법으로 평가하였다.
3)투명 전극층의 투과율
투명 전극층의 투과율에 대해서는 시마즈세이사쿠쇼제 자외가시광 분광 광도계 UV-3600에 의해 측정하였다. 또한, 여기에서의 투과율이란, 380nm 내지 780nm에서의 평균 투과율을 가리킨다.
결과를 표 1에 나타내었다.
Figure pct00001
표 1에 나타낸 바와 같이, 투명 전극층의 어닐 온도가 150℃ 내지 230℃인 실시예 1 내지 5에서는, 어닐 처리를 행하지 않은 비교예 1 및 어닐 온도가 260℃인 비교예 2와 비교하여, 메탈 보조 전극층의 밀착성, 투명 전극층의 밀착성 및 투명 전극층의 투과율의 어떤 경우에서도 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 그 중에서도, 투명 전극층의 어닐 온도가 170℃ 내지 200℃인 실시예 2 내지 4에서는 보다 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
10, 20, 30, 40, 50, 60, 90 : 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터
11 : 투명 기판
12 : 비화소 영역
13 : 착색층
14 : 오버코트층
15 : 개구부
17 : 볼록 형상 기둥
17a : 볼록 형상 기둥의 정상부
17b : 볼록 형상 기둥의 측부
19 : 표시 영역외 차광 영역
18 : 보조 전극층
70 : 유기 EL 소자측 기판
71 : 기판
81 : 하면 전극층
83 : 유기 EL층
85 : 상면 투명 전극층
95 : 밀봉층
95a : 오목부
100 : 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치

Claims (17)

  1. 유기 일렉트로루미네센스 소자의 유기 EL층으로부터의 광을 발광 광원으로 하는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치에 사용되는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터이며,
    상기 컬러 필터는, 투명 기판과, 당해 투명 기판 상에 형성된 화소 부분인 착색층과, 착색층의 주위에 형성된 비화소 영역을 갖고,
    상기 비화소 영역 중 적어도 1부분 이상에 볼록 형상 기둥이 형성되어 있고,
    상기 볼록 형상 기둥의 정상부 및 측부, 및 상기 비화소 영역에, 보조 전극층을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보조 전극층은 메탈 보조 전극층 및 투명 전극층을 가져 구성되고, 상기 메탈 보조 전극층은 비화소 영역에 선 형상으로 패턴 배치되어 있고, 메탈 보조 전극층이 선 형상으로 배치된 비화소 영역 상에 볼록 형상 기둥이 형성되고, 상기 투명 전극층은 상기 볼록 형상 기둥의 정상부 및 측부 및 상기 비화소 영역을 덮어 메탈 보조 전극층과 접하도록 형성되는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 투명 전극층이 상기 메탈 보조 전극층의 전체 면을 덮도록 형성되어 있는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 표시 영역의 주위에 형성된 표시 영역외 차광 영역에 차광부가 형성되어 있고,
    상기 차광부 상에 상기 메탈 보조 전극층이 형성되어 있고,
    상기 표시 영역외 차광 영역에 형성된 상기 메탈 보조 전극층을 덮도록 상기 투명 전극층이 형성되어 있고,
    상기 표시 영역외 차광 영역에 형성된 상기 메탈 보조 전극층은 복수의 개구부를 갖는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 기판 상에서의 상기 비화소 영역에는 차광부가 형성되어 있고,
    상기 차광부 및 상기 착색층을 덮도록 오버코트층이 형성되어 있고,
    상기 오버코트층 상에 상기 메탈 보조 전극층이 형성되어 있고,
    상기 착색층의 사이의 상기 비화소 영역에서의 상기 차광부 상에는 적어도 1색의 상기 착색층이 형성되어 있고,
    상기 착색층이 설치된 상기 차광부 상에서의 상기 메탈 보조 전극층 상에 상기 볼록 형상 기둥이 형성되어 있는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보조 전극층은 투명 전극층을 가져 구성되고, 상기 투명 전극층은 상기 볼록 형상 기둥의 정상부 및 측부 및 상기 비화소 영역을 덮도록 형성되어 이루어지는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 보조 전극층은 메탈 보조 전극층을 가져 구성되고, 상기 메탈 보조 전극층은 비화소 영역에 선 형상으로 배치되어 있고, 또한 비화소 영역에 형성되는 볼록 형상 기둥의 측부 및 정상부에도 일련이면서 선 형상으로 배치되는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보조 전극층은, 상기 비화소 영역에 형성된 도전성의 차광부로서 구성되는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비화소 영역은 종횡 방향의 라인이 교차하는 교차 부위를 갖고, 당해 교차 부위에 상기 볼록 형상 기둥을 갖는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 볼록 형상 기둥은, 기부측부터 정상부에 이르기까지 그의 직경이 점감하는 테이퍼 형상을 이루고 있는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 1개 또는 복수의 볼록 형상 기둥을 갖고, 기판 중앙부에 배치된 볼록 형상 기둥의 배치 밀도(D1)와, 기판 외주부의 볼록 형상 기둥의 배치 밀도(D2)를 비교한 경우 D1>D2인 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치용 컬러 필터.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 컬러 필터와,
    기판 및 당해 기판 상에 형성된 유기 EL층을 포함하는 유기 일렉트로루미네센스 소자를 갖는 유기 EL 소자측 기판을 갖는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치이며,
    상기 컬러 필터와 상기 유기 EL 소자측 기판은, 상기 착색층 및 상기 유기 일렉트로루미네센스 소자가 대향하도록 배치되어 있고,
    상기 유기 일렉트로루미네센스 소자는, 상기 유기 EL층과, 상기 유기 EL층을 끼움 지지하도록 배치된 한 쌍의 하면 전극층과 상면 투명 전극층을 포함함과 함께, 당해 소자를 덮도록 상면 투명 전극층 상에는 밀봉층이 형성되어 있고,
    상기 밀봉층에는, 상기 컬러 필터에 형성된 상기 볼록 형상 기둥의 선단 부분을 삽입 장착시킬 수 있고, 상기 볼록 형상 기둥의 정상부에 형성된 상기 보조 전극층의 부분과 상기 상면 투명 전극층이 접촉하여 도통을 도모할 수 있도록 형성된 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 오목부가 형성되는 부위는 인접하는 유기 EL층끼리의 간극 부분이 되는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 오목부의 깊이는 상기 상면 투명 전극층에 도달하는 깊이가 되는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부의 측면에 도전막이 형성되는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 EL 소자측 기판의 기판에는, 상기 유기 일렉트로루미네센스 소자에 흐르는 전류를 제어하는 TFT가 소자마다 형성되어 있는 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치.
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 EL층에 포함되는 발광층은 백색 발광층인 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치.
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