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JP2009054450A - Organic light emitting device - Google Patents

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JP2009054450A
JP2009054450A JP2007220875A JP2007220875A JP2009054450A JP 2009054450 A JP2009054450 A JP 2009054450A JP 2007220875 A JP2007220875 A JP 2007220875A JP 2007220875 A JP2007220875 A JP 2007220875A JP 2009054450 A JP2009054450 A JP 2009054450A
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JP
Japan
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layer
complementary color
organic
emitting device
organic light
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Withdrawn
Application number
JP2007220875A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryohei Makino
亮平 牧野
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Holdings Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Holdings Ltd filed Critical Fuji Electric Holdings Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic light-emitting device in which mechanical strength of the complementary color layer formed by vapor deposition is high, which has high interlayer adhesion, and in which light emission of high efficiency can be achieved without receiving process damages of color conversion dye of the complementary color layer. <P>SOLUTION: This is a light-emitting element including a transparent substrate, the complementary color layer to absorb at least one part of light of a light source and to emit light of wavelength distribution different from an absorption wavelength, a protection layer, a gas barrier layer, and an organic EL element. The complementary color layer and the protection layer are discontinuously patterning-formed on the transparent substrate by the vapor deposition. A site is provided in which upper and lower layers of the complementary color layer and the protection layer are directly joined in the pixel. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、高精細かつ視認性に優れ、多色表示可能な有機エレクトロルミネセンス(以下有機ELという)ディスプレイや、カラー液晶表示器のバックライトその他の照明機器に使用する白色発光型の有機発光デバイスに関する。   The present invention is an organic electroluminescence (hereinafter referred to as “organic EL”) display capable of high-definition and excellent visibility and capable of multicolor display, a white light-emitting organic light emission used in backlights of color liquid crystal displays and other lighting devices. Regarding devices.

表示装置に適用される発光素子の一例として、有機化合物の薄膜積層構造を有する有機EL素子が知られている。有機EL素子は、薄膜の自発光型素子であり、低駆動電圧、高解像度、高視野角といった優れた特徴を有することから、それらの実用化に向けて様々な検討がなされている。
有機EL素子は、陽極と陰極の間に少なくとも有機発光層を備えた構造を有している。有機発光層は、陽極および陰極に電圧が印加されることによって生じる正孔および電子が再結合することで発光する機能を有する層である。有機EL素子は、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および/または電子注入層を介在させた構造を有する。より具体的には、例えば、以下に示すような構造が挙げられる。
(1)有機発光層
(2)正孔注入層/有機発光層
(3)有機発光層/電子輸送層
(4)正孔注入層/有機発光層/電子輸送層
(5)正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層
(6)正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/電子注入層
なお、上述の(1)〜(6)の構造を有する有機EL素子において、有機発光層または正孔注入層に陽極が接続され、有機発光層、電子輸送層または電子注入層に陰極が接続される。
As an example of a light-emitting element applied to a display device, an organic EL element having a thin film laminated structure of an organic compound is known. Organic EL elements are thin-film self-luminous elements and have excellent characteristics such as low drive voltage, high resolution, and high viewing angle. Therefore, various studies have been made for their practical application.
The organic EL element has a structure including at least an organic light emitting layer between an anode and a cathode. The organic light emitting layer is a layer having a function of emitting light by recombination of holes and electrons generated by applying a voltage to the anode and the cathode. The organic EL element has a structure in which a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer and / or an electron injection layer are interposed as required. More specifically, for example, the following structures are exemplified.
(1) Organic light emitting layer (2) Hole injection layer / organic light emitting layer (3) Organic light emitting layer / electron transport layer (4) Hole injection layer / organic light emitting layer / electron transport layer (5) Hole injection layer / Hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer (6) Hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer The structures of (1) to (6) described above are used. In the organic EL device having an anode, an anode is connected to the organic light emitting layer or the hole injection layer, and a cathode is connected to the organic light emitting layer, the electron transport layer, or the electron injection layer.

有機EL素子は、有機発光層に添加する色素の種類により、青色、緑色、赤色発光することが知られている。フルカラーディスプレイを実現するためには、画素(ピクセル)として3原色の発光素子をサブピクセルに配すればよい。しかし、各色の発光素子の特性はそれぞれ異なるため、サブピクセルの形成とその駆動方法は複雑となり、コストアップの要因となっている。そこで、白色光からカラーフィルターで3原色を得ることが試みられている。そのため、カラーフィルター方式に用いることのできる多色または白色発光素子の実現が望まれている。
白色発光素子は、例えば、混合層タイプの発光層を含む2層以上の発光層を設け、2種以上のドーパントを含有させ、それにより2種以上の発光を得る方法、発光層のホスト材料(青緑色発光材料)に赤色発光材料を均一にドープする方法、青色発光層と緑色発光層を積層し、これに赤色系蛍光性化合物を添加する方法など種々の方法により検討されている。
上記方式においては、白色発光を得る為に、発光層を2層以上積層し、かつ異なる蛍光色素を複数ドープする方法、または発光層が単層でも異なる2種以上の蛍光色素を添加する方法が必要であった。しかし、前者の場合、層数を増やす必要があり、後者の場合、最適な白色発光を得る為には、エネルギーの低い赤色の蛍光色素を非常に低い濃度で制御する必要があった。そのため、両者とも製造上、層構成が複雑になる、あるいは制御性が困難であるなどの問題を抱えていた。
It is known that an organic EL element emits blue, green, and red light depending on the type of dye added to the organic light emitting layer. In order to realize a full-color display, light emitting elements of three primary colors may be arranged in subpixels as pixels (pixels). However, since the characteristics of the light emitting elements of the respective colors are different from each other, the formation of the subpixel and the driving method thereof are complicated, which causes an increase in cost. Therefore, it has been attempted to obtain three primary colors from white light with a color filter. Therefore, realization of a multicolor or white light emitting element that can be used in a color filter system is desired.
The white light emitting element includes, for example, a method in which two or more light emitting layers including a mixed layer type light emitting layer are provided and two or more kinds of dopants are contained, thereby obtaining two or more kinds of light emission, and a host material of the light emitting layer ( Various methods such as a method of uniformly doping a red light emitting material into a blue green light emitting material), a method of laminating a blue light emitting layer and a green light emitting layer, and adding a red fluorescent compound thereto are studied.
In the above method, in order to obtain white light emission, there are a method of laminating two or more light emitting layers and doping a plurality of different fluorescent dyes, or a method of adding two or more different fluorescent dyes even if the light emitting layer is a single layer. It was necessary. However, in the former case, it is necessary to increase the number of layers, and in the latter case, in order to obtain optimal white light emission, it is necessary to control the red fluorescent dye having low energy at a very low concentration. For this reason, both of them have problems such as a complicated layer structure or difficulty in controllability.

また、これらの方法で作製された白色発光素子では、素子に流す電流の大小および有機EL素子の劣化により、色が変化してしまうという問題を抱えていた。
近年、有機EL素子を用いて構成されるディスプレイのマルチカラー化またはフルカラー化の方法の一例として、有機EL素子から放射される近紫外光、青色光、青緑色光または白色光を吸収し、波長分布変換を行って可視光域の光を発光する、1種または複数種の色変換色素を含む色変換層を用いる色変換(CCM)方式が検討されてきている。色変換方式を用いる場合、光源の発光色が白色に限定されないため、光源の選択の自由度を高めることが可能となる。例えば、青色ないし青緑色で発光する有機EL素子を用い、波長分布変換により緑色及び赤色光を得ることができる。
色変換方式の有機発光デバイスの構造を図8に示す。図8の構成では、透明基板31の上に、3種のカラーフィルター層32(R,G,B)、3種の色変換層33(R,G,B)および平坦化層34が形成された色変換フィルターが形成されている。さらに、色変換フィルター上に、ガスバリア層35、その上に透明電極41、有機EL層42および反射電極43からなる有機EL素子が形成されて、有機発光デバイスを構成している。
色変換方式に用いられる色変換層33は、一般に、1種または複数種の蛍光色素(染料、顔料、および染料を樹脂中に別途分散させた顔料か粒子を含む。)を樹脂中に分散させた構造を有し、該蛍光色素および樹脂の分散液を塗布・乾燥させるウェットプロセスによって形成されてきている。
In addition, the white light-emitting element manufactured by these methods has a problem that the color changes due to the magnitude of the current flowing through the element and the deterioration of the organic EL element.
In recent years, as an example of a multi-color or full-color display method for a display configured using an organic EL element, it absorbs near-ultraviolet light, blue light, blue-green light, or white light emitted from the organic EL element, and has a wavelength. A color conversion (CCM) method using a color conversion layer including one or more types of color conversion dyes that emit light in the visible light range by performing distribution conversion has been studied. When the color conversion method is used, since the light emission color of the light source is not limited to white, it is possible to increase the degree of freedom in selecting the light source. For example, green and red light can be obtained by wavelength distribution conversion using an organic EL element that emits blue to blue green light.
The structure of a color conversion type organic light emitting device is shown in FIG. In the configuration of FIG. 8, three types of color filter layers 32 (R, G, B), three types of color conversion layers 33 (R, G, B), and a planarizing layer 34 are formed on the transparent substrate 31. A color conversion filter is formed. Furthermore, an organic EL device including a gas barrier layer 35 and a transparent electrode 41, an organic EL layer 42, and a reflective electrode 43 is formed on the color conversion filter to constitute an organic light emitting device.
The color conversion layer 33 used in the color conversion method generally includes one or more fluorescent dyes (including dyes, pigments, and pigments or particles obtained by separately dispersing dyes in the resin) dispersed in the resin. It has been formed by a wet process in which a dispersion of the fluorescent dye and resin is applied and dried.

しかしながら、このようなウェットプロセスで形成される色変換層33は、有機発光デバイスを構成する他の層に比較して極めて厚く、5μm〜十数μmの膜厚を有することが一般的である。さらに、複数種の色変換層33を用いる際には、それぞれの色変換層33の厚さが異なって段差を形成する可能性があり、この段差を補償するために平坦化層34を設けることが必要になる。
さらに、ウェットプロセスによって形成される色変換層33は完全に乾燥させることが困難であり、有機発光デバイスの製造工程中および/または駆動中に色変換層33中に残存する水分が有機EL層42へと移動し、ダークエリアとも言われる非発光欠陥を発生するおそれがあり、これを防止するためにガスバリア層35を設けることが必要になる。
上記の問題点に関して、カラーフィルター層および色変換層をドライプロセスで形成することが検討されてきている(例えば、特許文献1ないし3参照。)。この方法によれば、ウェットプロセスで形成される厚い層に代えて、ドライプロセスで形成される薄い層を色変換層として使用することが可能となる。以下、ドライプロセスで形成される薄い層を補色層と呼び、ウェットプロセスで形成される厚い層を色変換層と呼んで区別することとする。薄い補色層を用いることにより、ガスバリア層の効果もあいまって補色層等の中に残存する可能性がある水分が、有機EL層へと透過してダークエリアを発生させることを防止することができる。さらに、補色層、ガスバリア層、および透明電極の屈折率を整合させることによって、有機EL素子からの発光をより高効率に利用することが可能となる。
特開2001−196175号公報 特開2002−175879号公報 特開2002−184575号公報
However, the color conversion layer 33 formed by such a wet process is generally much thicker than other layers constituting the organic light-emitting device, and generally has a film thickness of 5 μm to several tens of μm. Further, when a plurality of types of color conversion layers 33 are used, there is a possibility that the thicknesses of the respective color conversion layers 33 are different to form steps, and a flattening layer 34 is provided to compensate for these steps. Is required.
Furthermore, it is difficult to completely dry the color conversion layer 33 formed by the wet process, and moisture remaining in the color conversion layer 33 during the manufacturing process and / or driving of the organic light emitting device is caused by the organic EL layer 42. In order to prevent this, it is necessary to provide the gas barrier layer 35 in order to prevent non-luminous defects called dark areas.
Regarding the above problems, it has been studied to form a color filter layer and a color conversion layer by a dry process (see, for example, Patent Documents 1 to 3). According to this method, instead of the thick layer formed by the wet process, a thin layer formed by the dry process can be used as the color conversion layer. Hereinafter, a thin layer formed by a dry process is called a complementary color layer, and a thick layer formed by a wet process is called a color conversion layer to be distinguished. By using a thin complementary color layer, it is possible to prevent the moisture that may remain in the complementary color layer or the like from the effect of the gas barrier layer from being transmitted to the organic EL layer and generating a dark area. . Furthermore, by matching the refractive indexes of the complementary color layer, the gas barrier layer, and the transparent electrode, it is possible to use light emitted from the organic EL element with higher efficiency.
JP 2001-196175 A JP 2002-175879 A JP 2002-184575 A

上記解決策においては、補色層は、具体的には有機物からなる色変換色素を蒸着法によって、100nm〜1μmの範囲の膜厚を有して、カラーフィルター層(存在する場合には平坦化層)上の全面にわたって形成される。したがって、ガスバリア層とカラーフィルター層(存在する場合には平坦化層)に挟まれた積層構造中に、有機物の蒸着膜が存在することになる。
一般に、有機物の蒸着膜は、機械的強度が小さく、さらにこれを挟むガスバリア層、カラーフィルター層あるいは平坦化層等とは異なる線膨張係数を有するため、該積層構造中では応力ストレスによって該蒸着膜の損傷が起こる。また、該蒸着膜は下地となるカラーフィルター層あるいは平坦化層等との密着性が小さく、補色層とガスバリア層、カラーフィルター層あるいは平坦化層等との間での機械的な剥離を引き起こす。これは、逐次積層構造を形成することによって構成する有機発光デバイスを製造する上で、歩留まりの低下や、駆動による画素欠陥の発生とこれによる寿命の低下を引き起こす原因となる。
また、補色層の上にガスバリア層を形成する際のスパッタ法あるいはCVD法等成膜工程において発生する、プラズマ、中性原子あるいはイオン化原子等の高エネルギー粒子、高速電子、または紫外線によって、補色層中の色変換色素の分解およびそれに伴う色変換能の低下ないし消失が起こる問題があった。
In the above solution, the complementary color layer has a film thickness in the range of 100 nm to 1 μm by vapor deposition of a color conversion dye made of an organic substance, specifically, a color filter layer (a flattening layer if present). ) Formed over the entire surface. Therefore, an organic vapor-deposited film is present in the laminated structure sandwiched between the gas barrier layer and the color filter layer (a planarizing layer, if present).
In general, an organic vapor deposition film has low mechanical strength and a linear expansion coefficient different from that of a gas barrier layer, a color filter layer, a flattening layer, etc. sandwiching the organic vapor deposition film. Damage occurs. In addition, the deposited film has low adhesion to the underlying color filter layer or planarization layer, and causes mechanical peeling between the complementary color layer and the gas barrier layer, color filter layer, planarization layer, or the like. This causes a decrease in yield and a generation of pixel defects due to driving and a decrease in lifetime due to the manufacture of an organic light-emitting device formed by forming a sequentially laminated structure.
Further, the complementary color layer is formed by high energy particles such as plasma, neutral atoms or ionized atoms, high-speed electrons, or ultraviolet rays generated in a film forming process such as sputtering or CVD when forming a gas barrier layer on the complementary color layer. There is a problem that decomposition of the color conversion dye in the medium and a decrease or disappearance of the color conversion ability associated therewith occur.

上記問題を解決するために、本発明では、補色層と保護層とをドライプロセスによって形成する際に、表示する画像を構成する1画素内に貫通部を形成することにより、補色層と保護層を挟む上下の層が画素内の少なくとも一部において直接接合する部位を設けることを特徴とする。
なおかつ、補色層をドライプロセスによって形成するのに引き続いて、耐スパッタ性もしくは耐プラズマ性またはその両方を有する耐成膜性材料からなる保護層をドライプロセスによって形成することを特徴とする。
即ち、本発明は、透明基板と、補色層と、保護層と、有機EL素子を備えた有機発光デバイスであって、前記補色層は、ドライプロセスを用いて貫通部を画素内に有して形成され、前記有機EL素子が発する光の少なくとも一部を吸収して吸収波長と異なる波長分布の光を発し、前記保護層は、少なくとも画素内において前記補色層と同一形状のパターンを有して前記補色層が存在する部分の直上にのみ形成され、前記補色層と保護層を挟む上下の層が前記貫通部で直接接合する部位を有することを特徴とする。
前記透明基板と補色層の間に、互いに分離して配列された1種以上のカラーフィルター層をさらに備えることが好ましい。また、前記補色層および保護層と、有機EL素子との間にガスバリア層をさらに備えることが好ましい。
In order to solve the above problem, in the present invention, when the complementary color layer and the protective layer are formed by a dry process, the complementary color layer and the protective layer are formed by forming a through portion in one pixel constituting the image to be displayed. A region is provided in which the upper and lower layers sandwiching the layer are directly joined in at least a part of the pixel.
In addition, following the formation of the complementary color layer by a dry process, a protective layer made of a film-resistant material having sputtering resistance and / or plasma resistance is formed by a dry process.
That is, the present invention is an organic light-emitting device including a transparent substrate, a complementary color layer, a protective layer, and an organic EL element, and the complementary color layer has a through portion in a pixel using a dry process. Formed and absorbs at least part of the light emitted from the organic EL element to emit light having a wavelength distribution different from the absorption wavelength, and the protective layer has a pattern having the same shape as the complementary color layer at least in the pixel. It is formed only immediately above the portion where the complementary color layer exists, and the upper and lower layers sandwiching the complementary color layer and the protective layer have a portion that is directly joined at the penetrating portion.
It is preferable to further include one or more color filter layers arranged separately from each other between the transparent substrate and the complementary color layer. It is preferable that a gas barrier layer is further provided between the complementary color layer and the protective layer and the organic EL element.

前記カラーフィルター層と補色層の間に、第1平坦化層をさらに備えることが好ましい。また、前記保護層とガスバリア層との間に、第2平坦化層をさらに備えることが好ましい。
これらの好ましい構成においては、前記補色層と保護層を挟む上下の層は、カラーフィルター層とガスバリア層、第1平坦化層とガスバリア層、カラーフィルター層と第2平坦化層、あるいは第1平坦化層と第2平坦化層の組み合わせ等とすることができる。
前記補色層および保護層はマスクによるパターニングを用いた蒸着法で形成されていることが好ましい。
前記補色層と保護層を蒸着法によって形成する際に用いるマスクは、同一パターンを有していることが好ましい。また、前記補色層を形成する際に用いるマスクを、前記保護層を形成する際にも用いることが好ましい
前記補色層は1種または複数種の色変換色素から成ることが好ましい。また、前記保護層は耐スパッタ性もしくは耐プラズマ性またはその両方を有する耐成膜性材料を含むことが好ましい。
It is preferable that a first planarization layer is further provided between the color filter layer and the complementary color layer. Moreover, it is preferable that a second planarization layer is further provided between the protective layer and the gas barrier layer.
In these preferred configurations, the upper and lower layers sandwiching the complementary color layer and the protective layer are a color filter layer and a gas barrier layer, a first planarization layer and a gas barrier layer, a color filter layer and a second planarization layer, or a first planarization layer. A combination of the planarization layer and the second planarization layer can be used.
The complementary color layer and the protective layer are preferably formed by a vapor deposition method using patterning with a mask.
The masks used when the complementary color layer and the protective layer are formed by vapor deposition preferably have the same pattern. Further, it is preferable to use a mask used when forming the complementary color layer also when forming the protective layer. The complementary color layer is preferably made of one or more kinds of color conversion dyes. The protective layer preferably contains a film-resistant material having sputter resistance and / or plasma resistance.

このように補色層および保護層を不連続に形成することにより、該補色層および保護層と、これらを挟むガスバリア層、カラーフィルター層、各平坦化層等との線膨張係数の差異による応力を緩和し、該補色層および保護層の損傷が防止される。さらに、ガスバリア層、カラーフィルター層あるいは各平坦化層等の間に、画素内において直接接合される部分を持つ構造をとることによって、層間の密着性が確保され、剥離の問題が回避される。これにより、有機発光デバイスを歩留まりよく製造することが可能となり、さらに、駆動による画素欠陥の発生とこれによる寿命の低下を防止することができる。
また、補色層の上に保護層を形成することにより、後工程のスパッタ法あるいはCVD法等成膜工程において発生する補色層へのダメージを防止することができる。
このように有機発光デバイスを構成することによって、単一の発光層中に添加される1種類の蛍光色素により青色を含む発光を実現し、発光層で発光した青色を含む光を、色変換色素を含む補色層で吸収、色変換させることにより赤色発光させることが可能になる。該赤色光のほかに、補色層を通過するけれども補色層の色変換色素によって吸収、色変換されない青色を含む透過光と、補色層がない部分を通過する青色を含む透過光が存在するため、これら青色を含む透過光と補色層によって吸収、色変換された赤色光とを合わせて、有機発光デバイス外部に白色光を放射するように設計を行うことが可能であり、白色発光を実現できる。
By forming the complementary color layer and the protective layer discontinuously in this manner, the stress due to the difference in linear expansion coefficient between the complementary color layer and the protective layer and the gas barrier layer, color filter layer, each planarizing layer, etc. sandwiching them can be reduced. Mitigates and prevents damage to the complementary color layer and the protective layer. Further, by adopting a structure having a portion directly bonded in the pixel between the gas barrier layer, the color filter layer, each flattening layer, or the like, the adhesion between the layers is ensured and the problem of peeling is avoided. As a result, it is possible to manufacture the organic light emitting device with a high yield, and further, it is possible to prevent the occurrence of pixel defects due to driving and the decrease in the lifetime due to this.
Further, by forming a protective layer on the complementary color layer, it is possible to prevent damage to the complementary color layer that occurs in a film forming process such as a sputtering process or a CVD process in a subsequent process.
By configuring the organic light emitting device in this way, light emission including blue is realized by one type of fluorescent dye added in a single light emitting layer, and light including blue emitted from the light emitting layer is converted into a color conversion dye. It is possible to emit red light by absorption and color conversion with a complementary color layer containing. In addition to the red light, there is transmitted light including blue that passes through the complementary color layer but is not absorbed and color-converted by the color conversion dye of the complementary color layer, and transmitted light including blue that passes through the portion without the complementary color layer. The transmitted light containing blue and the red light absorbed and color-converted by the complementary color layer can be combined so as to emit white light to the outside of the organic light emitting device, and white light emission can be realized.

また、補色層が薄く形成されるため、従来型の色変換層とは異なり、透明電極および反射電極の断線または短絡などの故障を引き起こすような段差は緩和される。したがって、補色層の上に平坦化のための層を設けない構成も可能となる。   Further, since the complementary color layer is formed thin, unlike the conventional color conversion layer, a step that causes a failure such as disconnection or short circuit of the transparent electrode and the reflective electrode is alleviated. Therefore, a configuration in which a flattening layer is not provided on the complementary color layer is also possible.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は本発明の構成例を示すための断面模式図で、透明基板11、カラーフィルター層12、第1平坦化層15、補色層13、保護層17、ガスバリア層14、透明電極21、有機EL層22、反射電極23をこの順に形成する。補色層および保護層は、パターニングを伴うドライプロセスによって貫通部を有する不連続な膜として第1平坦化層の上に形成され、ガスバリア層と第1平坦化層が画素内の貫通部で直接接合される構造を有している。なお、透明電極21、有機EL層22、反射電極23が発光源となる有機EL素子を構成する。また、カラーフィルター層12R,12G,12Bはそれぞれ赤色カラーフィルター層、緑色カラーフィルター層、青色カラーフィルター層を表す。
補色層は、好ましくは第1平坦化層上に形成されるが、所望によりカラーフィルター層上に直接設けることも可能で有る。図2は、この構成例を示した断面模式図で、透明基板11の上に、3種のカラーフィルター層12(R,G,B)、補色層13、保護層17、ガスバリア層14および有機EL素子が形成される。図1の例と同様に、有機EL素子は、透明電極21、有機EL層22および反射電極23から構成される。また、補色層13および保護層17はパターニングを伴うドライプロセスによって、各カラーフィルター層上に不連続な膜として形成され、カラーフィルター層とガスバリア層が画素内の貫通部で直接接合される構造を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for illustrating a configuration example of the present invention. The transparent substrate 11, the color filter layer 12, the first planarizing layer 15, the complementary color layer 13, the protective layer 17, the gas barrier layer 14, the transparent electrode 21, and the organic The EL layer 22 and the reflective electrode 23 are formed in this order. The complementary color layer and the protective layer are formed on the first planarization layer as a discontinuous film having a through portion by a dry process with patterning, and the gas barrier layer and the first planarization layer are directly bonded at the through portion in the pixel. Has a structure. The transparent electrode 21, the organic EL layer 22, and the reflective electrode 23 constitute an organic EL element that serves as a light emission source. The color filter layers 12R, 12G, and 12B represent a red color filter layer, a green color filter layer, and a blue color filter layer, respectively.
The complementary color layer is preferably formed on the first planarization layer, but may be directly provided on the color filter layer if desired. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing this configuration example. On the transparent substrate 11, three kinds of color filter layers 12 (R, G, B), a complementary color layer 13, a protective layer 17, a gas barrier layer 14, and an organic material are shown. An EL element is formed. Similar to the example of FIG. 1, the organic EL element includes a transparent electrode 21, an organic EL layer 22, and a reflective electrode 23. In addition, the complementary color layer 13 and the protective layer 17 are formed as discontinuous films on each color filter layer by a dry process involving patterning, and the color filter layer and the gas barrier layer are directly joined at the penetrating portion in the pixel. Have.

さらに、カラーフィルター層を設けない構成とすることも可能であり、この場合には補色層は透明基板の上に直接配設される。画素内の貫通部で直接接合される2層は、補色層および保護層の直上に配設される層と透明基板との組み合わせとなり、補色層および保護層の直上に配設される層がガスバリア層の場合は、透明基板とガスバリア層の組合せ等となる。
このような層構造を形成することによって、単一の発光層中に添加される1種類の蛍光色素により青色を含む光を発光し、この光を色変換色素を含む補色層で吸収、色変換させることにより、赤色発光させる。該赤色光のほかに、補色層を通過するけれども補色層の色変換色素によって吸収、色変換されない青色を含む透過光、並びに補色層がない部分を通過する青色を含む透過光が存在するため、これら青色を含む透過光と補色層によって吸収、色変換された赤色光とを合わせて素子外部に白色光を放射するように設計を行うことが可能であり、白色発光する有機発光デバイスを実現できる。
補色層は、50nm〜2μmの膜厚を、より好ましくは150nm〜600nmの範囲内の膜厚を有して形成される。
補色層13についてさらに詳細に説明する。補色層13は、色変換色素を有し、入射光(有機EL素子からの発光)の一部を吸収して波長分布変換を行い、入射光の非吸収分と変換光とを含む異なる波長分布を有する光を放出するための層である。好ましくは、補色層13は有機EL素子からの青色ないし青緑色光を、白色光に変換する。本発明における白色光とは、可視領域(400〜700nm)の波長成分を比視感度に応じた比率で含む光のみならず、該波長成分を均一には含んでいないが肉眼で白色に見える光をも含む。
Furthermore, it is possible to adopt a configuration in which the color filter layer is not provided. In this case, the complementary color layer is disposed directly on the transparent substrate. The two layers that are directly bonded at the penetrating portion in the pixel are a combination of a layer disposed immediately above the complementary color layer and the protective layer and a transparent substrate, and the layer disposed immediately above the complementary color layer and the protective layer is a gas barrier. In the case of a layer, it is a combination of a transparent substrate and a gas barrier layer.
By forming such a layer structure, light of blue color is emitted by one kind of fluorescent dye added in a single light emitting layer, and this light is absorbed by a complementary color layer containing a color conversion dye and color converted. To emit red light. In addition to the red light, there is transmitted light including blue that passes through the complementary color layer but is not absorbed or converted by the color conversion pigment of the complementary color layer, and transmitted light including blue that passes through the portion without the complementary color layer. It is possible to design such that the transmitted light containing blue and red light absorbed and color-converted by the complementary color layer are combined to emit white light to the outside of the element, and an organic light emitting device that emits white light can be realized. .
The complementary color layer is formed with a film thickness of 50 nm to 2 μm, more preferably with a film thickness in the range of 150 nm to 600 nm.
The complementary color layer 13 will be described in more detail. The complementary color layer 13 has a color conversion pigment, absorbs a part of incident light (light emission from the organic EL element), performs wavelength distribution conversion, and has different wavelength distributions including non-absorption of incident light and converted light. It is a layer for emitting the light which has. Preferably, the complementary color layer 13 converts blue or blue-green light from the organic EL element into white light. The white light in the present invention is not only light containing a wavelength component in the visible region (400 to 700 nm) at a ratio corresponding to relative luminous sensitivity, but also light that does not contain the wavelength component uniformly but appears white to the naked eye. Is also included.

色変換色素は、入射光を吸収して、異なる波長域の光を放射する色素であり、好ましくは光源が発する青色ないし青緑色の光を吸収して、所望の波長域の光(例えば、緑色または赤色)を放射する色素である。色変換色素としては、DCM−1(I)、DCM−2(II)、DCJTB(III)、4,4−ジフルオロ−1,3,5,7−テトラフェニル−4−ボラ−3a,4a−ジアザ−s−インダセン(IV)、ナイルレッド(V)、プロパンジニトリルなどの赤色発光材料用の色素、赤色光を放射するローダミン系色素、シアニン系色素、ピリジン系色素、オキサジン系色素など、緑色光を放射するクマリン系色素、ナフタルイミド系色素など、当該技術で知られている任意のものを用いることができる。   The color conversion dye is a dye that absorbs incident light and emits light in a different wavelength range, and preferably absorbs blue to blue-green light emitted from a light source to emit light in a desired wavelength range (for example, green (Or red). As color conversion dyes, DCM-1 (I), DCM-2 (II), DCJTB (III), 4,4-difluoro-1,3,5,7-tetraphenyl-4-bora-3a, 4a- Greens such as dyes for red light emitting materials such as diaza-s-indacene (IV), Nile red (V), propanedinitrile, rhodamine dyes that emit red light, cyanine dyes, pyridine dyes, oxazine dyes Any of those known in the art, such as a coumarin dye or a naphthalimide dye that emits light, can be used.

Figure 2009054450

補色層13は、パターニングを伴うドライプロセスで形成される。具体的には、カラーフィルター層12等の上に、マスクによるパターニングを伴う蒸着法等により、波長分布変換を行う色変換色素を形成することによって、補色層13を不連続な膜として形成する。蒸着は通常の真空蒸着装置を利用して行うことができる。蒸着原料である色変換色素を蒸着させる際、蒸着原料を坩堝に入れて真空中で加熱、蒸発させるが、坩堝材質として、モリブデン、タングステン、チタン、クロム、鉄、ニッケル、銅などの金属類およびそれらを含む合金類、あるいは石英ガラス、窒化硼素、アルミナ、チタニアなどのセラミックや金属酸化物、金属窒化物などを利用できる。
蒸発させるための加熱方法として、電熱線による抵抗加熱方式や電子ビーム加熱方式などを利用できる。蒸着原料の加熱温度は、120℃以上、450℃以下が好ましい。蒸着に適する温度は、蒸着原料の種類により異なるため、実用的な時間内で蒸着が可能な蒸発レートが得られ、かつ、熱分解が生じることのない範囲の温度になるように、蒸着原料ごとに温度、蒸発レートを設定することが好ましい。多くの有機材料系原料では、120℃未満の場合は蒸発に時間が掛かり過ぎ、実用的でない。一方、450℃を越えると多くの有機材料系原料で熱分解が生じるおそれが大きい。なお、これよりも低い温度で熱分解が生じる材料も多く存在するため、熱分解が生じることのない温度の範囲を別途調べておくことが好ましい。
Figure 2009054450

The complementary color layer 13 is formed by a dry process involving patterning. Specifically, the complementary color layer 13 is formed as a discontinuous film by forming a color conversion dye for performing wavelength distribution conversion on the color filter layer 12 or the like by an evaporation method accompanied by patterning with a mask. The vapor deposition can be performed using a normal vacuum vapor deposition apparatus. When vapor-depositing the color conversion dye, which is a vapor deposition raw material, the vapor deposition raw material is put in a crucible and heated and evaporated in a vacuum, but the crucible material includes metals such as molybdenum, tungsten, titanium, chromium, iron, nickel, copper, and the like. Alloys containing them, ceramics such as quartz glass, boron nitride, alumina, and titania, metal oxides, metal nitrides, and the like can be used.
As a heating method for evaporating, a resistance heating method using a heating wire, an electron beam heating method, or the like can be used. The heating temperature of the vapor deposition material is preferably 120 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. The temperature suitable for vapor deposition varies depending on the type of vapor deposition material, so that an evaporation rate that can be vapor-deposited within a practical time is obtained, and the vapor deposition material has a temperature that does not cause thermal decomposition. It is preferable to set the temperature and evaporation rate. For many organic material-based raw materials, if it is less than 120 ° C., it takes too much time to evaporate and is not practical. On the other hand, when it exceeds 450 ° C., there is a high possibility that thermal decomposition occurs in many organic material raw materials. In addition, since there are many materials that undergo thermal decomposition at a temperature lower than this, it is preferable to separately examine a temperature range in which thermal decomposition does not occur.

基板温度は、本発明の有機EL発光ディスプレイに使用される材料によって適宜決定されるが、材料の性質と製造工程の制約上、50℃ないし100℃が好適である。色変換色素蒸着時の真空蒸着装置内の圧力は、1×10-5Pa〜5×10-4Paの圧力に制御されることが好ましい。
蒸着させる色変換色素は1種であっても、複数種であってもよい。複数種の場合には、各材料の蒸発し易さを考慮し、各材料の蒸発源を分離して共蒸着する方法を取ることができる。材料毎に坩堝に入れ、各蒸発源の温度制御を行うことにより、補色層13の組成比率を高精度に調合できる。本発明において使用する色変換色素の少なくとも1種は、EL素子の発光を吸収して、波長580nm以上の赤色光を発することができることが好ましい。あるいはまた、蒸着した色変換色素の結着性などの補色層13の特性を向上させるために、色変換色素と共に他の材料を共蒸着してもよい。色変換色素と共に共蒸着できる材料としては、たとえば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)またはトリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(Almq3)のようなアルミニウム錯体、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)、2,5−ビス−(5−tert−ブチル−2−ベンゾオキサゾリル)チオフェンなどの材料を挙げることができる。
The substrate temperature is appropriately determined depending on the material used for the organic EL light-emitting display of the present invention, but is preferably 50 ° C. to 100 ° C. in view of the properties of the material and the manufacturing process. The pressure in the vacuum vapor deposition apparatus at the time of color conversion dye vapor deposition is preferably controlled to a pressure of 1 × 10 −5 Pa to 5 × 10 −4 Pa.
The color conversion dye to be deposited may be one kind or plural kinds. In the case of a plurality of types, it is possible to take a method of co-evaporating by separating the evaporation source of each material in consideration of easiness of evaporation of each material. By putting each material in a crucible and controlling the temperature of each evaporation source, the composition ratio of the complementary color layer 13 can be prepared with high accuracy. It is preferable that at least one of the color conversion dyes used in the present invention absorbs light emitted from the EL element and emits red light having a wavelength of 580 nm or more. Alternatively, other materials may be co-deposited together with the color conversion dye in order to improve the properties of the complementary color layer 13 such as the binding property of the deposited color conversion dye. Examples of materials that can be co-evaporated with the color conversion dye include aluminum complexes such as tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) or tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (Almq 3 ), 4,4 ′. Examples thereof include materials such as -bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi) and 2,5-bis- (5-tert-butyl-2-benzoxazolyl) thiophene.

補色層13の膜厚は、色変換色素の濃度消光の影響を抑え得る濃度で、十分にEL光を吸収できる量の色素を補色層13に含有させられるように決定されるため、色変換色素として用いる色素の濃度消光の起こしやすさとモル吸光係数によって、設定すべき膜厚は異なってくる。しかしながら、色変換色素/マトリクス樹脂の組成物を塗布し、乾燥するウェットプロセスによって膜形成される従来型の色変換層の一般的な膜厚である数μm〜十数μmと比較すれば格段に薄いことから、透明電極および反射電極の断線または短絡などの故障を引き起こすような段差を緩和した構造となっている。したがって、補色層の上に平坦化のための層を設けないことも可能となる。
なお、補色層13の膜厚が300nm以上となる場合には、保護層17の上に1〜2μmの第2平坦化層を設けることもできる。構成例を図4及び5に示す。図4は透明基板11、カラーフィルター12、第1平坦化層15、補色層13、保護層17、第2平坦化層16、ガスバリア層14を形成し、さらに有機EL素子を形成したものである。図5は、第1平坦化層を形成せずに、透明基板11、カラーフィルター12、補色層13、保護層17、第2平坦化層16、ガスバリア層14を順に形成し、さらに有機EL素子を形成したものである。このようにすることでガスバリア層の上平面の平坦性をさらに高めることができる。
The film thickness of the complementary color layer 13 is determined so that the complementary color layer 13 can contain a sufficient amount of dye capable of absorbing EL light at a concentration that can suppress the influence of concentration quenching of the color conversion dye. The film thickness to be set varies depending on the ease of concentration quenching of the dye used and the molar extinction coefficient. However, when compared with the typical film thickness of a conventional color conversion layer formed by a wet process in which a color conversion dye / matrix resin composition is applied and dried, it is markedly greater than a few μm to a few dozen μm. Since it is thin, it has a structure in which a step that causes a failure such as disconnection or short circuit of the transparent electrode and the reflective electrode is relaxed. Therefore, it is possible not to provide a flattening layer on the complementary color layer.
When the thickness of the complementary color layer 13 is 300 nm or more, a second planarizing layer having a thickness of 1 to 2 μm can be provided on the protective layer 17. Configuration examples are shown in FIGS. FIG. 4 shows a transparent substrate 11, a color filter 12, a first planarizing layer 15, a complementary color layer 13, a protective layer 17, a second planarizing layer 16, a gas barrier layer 14, and further an organic EL element. . In FIG. 5, the transparent substrate 11, the color filter 12, the complementary color layer 13, the protective layer 17, the second planarization layer 16, and the gas barrier layer 14 are formed in this order without forming the first planarization layer, and the organic EL element Is formed. By doing so, the flatness of the upper plane of the gas barrier layer can be further enhanced.

補色層13の形成に引き続いて、スパッタ法またはCVD法を用いて第2ガスバリア層15を形成する前に、保護層17を補色層13の上に形成する。保護層17は、第2ガスバリア層15のスパッタ法あるいはCVD法等成膜工程において発生する、プラズマ、中性原子あるいはイオン化原子等の高エネルギー粒子、高速電子、または紫外線から補色層13中の色変換色素を保護するのに有効である。保護層17を設けることによって、前述のような種々の要因による色変換色素の分解およびそれに伴う色変換能の低下および喪失を防止することができる。
保護層17は、耐スパッタ性もしくは耐プラズマ性またはその両方を有する耐成膜性材料を用いて形成する。そのような材料の一例として、金属錯体、特に金属キレート錯体を挙げることができる。用いることができる金属キレート錯体は、銅フタロシアニン(CuPc)などの金属フタロシアニン類、またはトリス(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム(Alq3)またはトリス(4−メチル−8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム(Almq3)のようなアルミニウムキレート錯体を含む。あるいはまた、無機フッ化物類、特にアルカリ土類金属フッ化物(MgF2、CaF2、SrF2、BaF2など)を、保護層17を形成するための材料として用いることができる。
Subsequent to the formation of the complementary color layer 13, the protective layer 17 is formed on the complementary color layer 13 before the second gas barrier layer 15 is formed by sputtering or CVD. The protective layer 17 is a color in the complementary color layer 13 from high-energy particles such as plasma, neutral atoms or ionized atoms, high-speed electrons, or ultraviolet rays generated in the film forming process such as sputtering or CVD of the second gas barrier layer 15. It is effective to protect the conversion dye. By providing the protective layer 17, it is possible to prevent the color conversion pigment from being decomposed due to various factors as described above and the accompanying deterioration and loss of the color conversion ability.
The protective layer 17 is formed using a film-resistant material having sputtering resistance and / or plasma resistance. An example of such a material is a metal complex, particularly a metal chelate complex. Metal chelate complexes that can be used include metal phthalocyanines such as copper phthalocyanine (CuPc), or tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum (Alq 3 ) or tris (4-methyl-8-hydroxyquinolinato) aluminum (Almq). 3 ) including an aluminum chelate complex. Alternatively, inorganic fluorides, particularly alkaline earth metal fluorides (MgF 2 , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2, etc.) can be used as a material for forming the protective layer 17.

保護層17を形成する成膜方法としては、抵抗加熱蒸着法または電子ビーム加熱蒸着法のような低エネルギーの成膜粒子による方法を用いて、前述のような耐成膜性材料を堆積させることが好ましい。本発明の実施例において、保護層17を成膜する際に、下地となる補色層の色変換色素の分解や色変換能の低下などを避けるために、ダメージの入りにくい蒸着法を用いたが、成膜法などの工夫により、スパッタ法、CVD法などの他の方法を用いることも可能である。
保護層17の膜厚は、さらにその上に形成する第2ガスバリア層15の成膜工程において、保護層17が補色層13を前述の種々のダメージの要因から保護し、ダメージをなくしたり軽減したりするのに十分である必要がある。また、補色層13の上面を覆って、一様な膜として存在できる膜厚を有することが好ましい。保護層17は、好ましくは、5〜100nm、より好ましくは10〜50nmの膜厚を有することが好ましい。そのような膜厚を有することによって、一様な膜となる保護層17が補色層13を有効に保護することができる。
補色層13および保護層17は、マスクによるパターニングを伴うドライプロセスによって、各画素の内部に貫通部を有する不連続な膜として形成される。
As a film forming method for forming the protective layer 17, a film-resistant material as described above is deposited by using a method using low energy film forming particles such as a resistance heating evaporation method or an electron beam heating evaporation method. Is preferred. In the embodiment of the present invention, when the protective layer 17 is formed, a vapor deposition method that is difficult to cause damage is used in order to avoid decomposition of the color conversion dye of the complementary color layer serving as a base and a decrease in color conversion ability. It is also possible to use other methods such as a sputtering method and a CVD method by devising a film forming method or the like.
The thickness of the protective layer 17 is such that the protective layer 17 protects the complementary color layer 13 from the above-mentioned various damage factors in the film forming step of the second gas barrier layer 15 formed thereon, thereby eliminating or reducing the damage. Need to be sufficient. Moreover, it is preferable to have a film thickness that covers the upper surface of the complementary color layer 13 and can exist as a uniform film. The protective layer 17 preferably has a thickness of 5 to 100 nm, more preferably 10 to 50 nm. By having such a film thickness, the protective layer 17 that is a uniform film can effectively protect the complementary color layer 13.
The complementary color layer 13 and the protective layer 17 are formed as discontinuous films having through portions inside each pixel by a dry process involving patterning with a mask.

補色層および保護層の上下に配設される2層が貫通部を介して直接接合することが可能となることから、蒸着法で形成される補色層および保護層の機械的な強度を補強し、また補色層と保護層およびそれらの上下の層を合わせた密着力が向上する。貫通部の形成は、全画素に対して行うことが好ましいが、蒸着膜の強度を低下させない範囲で貫通部を形成する画素を適宜選択することは可能であり、大部分の画素に対して貫通部を形成していれば良い。
補色層13および保護層17を蒸着法で形成する際にパターニング用に用いるマスクとしては、構成される有機EL発光ディスプレイの画面を肉眼で見た際に、マスクによって形成される不連続な補色層の蒸着膜が、色むらとして識別されないようにするためのパターンを有していることが必要である。このためには、図9に例示するように、幅5〜50μmのストライプ状の蒸着膜が幅5〜10μmの間隔を空けてカラーフィルター層12(存在する場合には第1平坦化層15)上に形成されるようなパターンを有するマスクが好ましい。マスクのパターンとしては、ストライプ状のみに限定されるものでない。上記の機能を有するパターンであれば、例えば、格子状(図10)や千鳥状(図11)のパターンも利用できる。
Since the two layers disposed above and below the complementary color layer and the protective layer can be directly joined through the penetration portion, the mechanical strength of the complementary color layer and the protective layer formed by the vapor deposition method is reinforced. Further, the adhesion strength of the complementary color layer, the protective layer, and the upper and lower layers thereof is improved. The formation of the through portion is preferably performed for all the pixels, but it is possible to appropriately select a pixel for forming the through portion within a range in which the strength of the vapor deposition film is not reduced. What is necessary is just to form the part.
As a mask used for patterning when the complementary color layer 13 and the protective layer 17 are formed by a vapor deposition method, a discontinuous complementary color layer formed by the mask when the screen of the organic EL light emitting display is viewed with the naked eye. It is necessary that the deposited film has a pattern for preventing it from being identified as uneven color. For this purpose, as illustrated in FIG. 9, the color filter layer 12 (first flattening layer 15 if present) is provided with striped vapor deposition films having a width of 5 to 50 μm and spaced by a width of 5 to 10 μm. A mask having a pattern as formed above is preferred. The mask pattern is not limited to stripes. As long as the pattern has the above function, for example, a lattice pattern (FIG. 10) or a staggered pattern (FIG. 11) can also be used.

補色層13と保護層17を蒸着法によって形成する際に用いるマスクは、同一のパターンを有しているものとする。ここで、補色層13と保護層17を蒸着法によって形成する際に用いるマスクは同じものであってもよい。好ましくは、補色層13をマスクによるパターニングを用いた蒸着法によって形成した後に、前記工程におけるマスクと基板との位置関係を保ったまま、保護層17を蒸着法によって形成することが好ましい。そのようにすることによって、補色層13および保護層17のパターニングにおけるマスクアライメントのずれによるパターンずれが生じることを防止できる。
ここで、補色層13および保護層17を蒸着法で形成する際に、マスクによるパターニングを伴わせなかった場合、補色層13および保護層17はカラーフィルター層12(存在する場合には第1平坦化層15)上の全面にわたって形成されるため、ガスバリア層14とカラーフィルター層12(存在する場合には第1平坦化層15)に挟まれた積層構造中に、有機物の蒸着膜(補色層13)が存在することになる。一般に、有機物の蒸着膜は、機械的強度が小さく、さらに、これを挟むガスバリア層14とカラーフィルター層12(存在する場合には第1平坦化層15)とは異なる線膨張係数を有するため、積層構造中では応力ストレスによって蒸着膜の損傷が起こる。
The masks used when the complementary color layer 13 and the protective layer 17 are formed by the vapor deposition method have the same pattern. Here, the same mask may be used when the complementary color layer 13 and the protective layer 17 are formed by vapor deposition. Preferably, after the complementary color layer 13 is formed by a vapor deposition method using patterning with a mask, the protective layer 17 is preferably formed by a vapor deposition method while maintaining the positional relationship between the mask and the substrate in the step. By doing so, it is possible to prevent a pattern shift due to a mask alignment shift in the patterning of the complementary color layer 13 and the protective layer 17.
Here, in the case where the complementary color layer 13 and the protective layer 17 are formed by vapor deposition, when the patterning by the mask is not accompanied, the complementary color layer 13 and the protective layer 17 are the color filter layer 12 (the first flat if present). In the laminated structure sandwiched between the gas barrier layer 14 and the color filter layer 12 (the first planarization layer 15 if present), an organic vapor deposition film (complementary color layer) is formed. 13) exists. In general, a vapor-deposited film of an organic material has low mechanical strength, and further has a linear expansion coefficient different from that of the gas barrier layer 14 and the color filter layer 12 (the first planarization layer 15 when present) sandwiching the organic film, In the laminated structure, damage to the deposited film occurs due to stress stress.

また、該蒸着膜は、下地となるカラーフィルター層12(存在する場合には第1平坦化層15)との密着性が小さく、補色層13および保護層17とガスバリア層14とカラーフィルター層12(存在する場合には第1平坦化層15)との間での機械的な剥離を引き起こす。これは、逐次積層構造を形成することによって構成する有機発光デバイスを製造する上で、歩留まりの低下や、駆動による画素欠陥の発生とこれによる寿命の低下を引き起こす原因となる。
本発明では、補色層13および保護層17を不連続に形成することにより、補色層13および保護層17とこれらを挟む上下の層、例えばガスバリア層14とカラーフィルター層12(存在する場合には第1平坦化層15)との線膨張係数の差異による応力を緩和し、補色層13および保護層17の損傷が防止される。さらに、ガスバリア層14がカラーフィルター層12(存在する場合には第1平坦化層15)に直接配設される部分を持つ構造をとることによって、層間の密着性が確保され、剥離の問題が回避される。これにより、有機ELディスプレイのパネルを歩留まりよく製造することが可能となり、さらに、駆動による画素欠陥の発生とこれによる寿命の低下を防止することができる。
有機EL素子からの光が第2平坦化層を通って外部へと放射される点から、第2平坦化層の材料は、優れた光透過性を有することが好ましい。波長400〜800nmの光に対して好ましくは50%以上、より好ましくは85%以上の高い透過率を有することが好ましい。
The deposited film has low adhesion to the underlying color filter layer 12 (first planarization layer 15 if present), and the complementary color layer 13, protective layer 17, gas barrier layer 14, and color filter layer 12. This causes mechanical delamination with the first planarization layer 15 (if present). This causes a decrease in yield and a generation of pixel defects due to driving and a decrease in lifetime due to the manufacture of an organic light-emitting device formed by forming a sequentially laminated structure.
In the present invention, by forming the complementary color layer 13 and the protective layer 17 discontinuously, the complementary color layer 13 and the protective layer 17 and upper and lower layers sandwiching them, for example, the gas barrier layer 14 and the color filter layer 12 (if present) The stress due to the difference in linear expansion coefficient from the first planarization layer 15) is relieved, and the complementary color layer 13 and the protective layer 17 are prevented from being damaged. Further, by adopting a structure in which the gas barrier layer 14 has a portion disposed directly on the color filter layer 12 (the first planarization layer 15 if present), adhesion between the layers is ensured, and there is a problem of peeling. Avoided. Thereby, it becomes possible to manufacture the panel of an organic EL display with a high yield, and further, it is possible to prevent the occurrence of pixel defects due to driving and the reduction of the lifetime due to this.
It is preferable that the material of the second planarization layer has an excellent light transmittance from the point that light from the organic EL element is emitted to the outside through the second planarization layer. Preferably, it has a high transmittance of 50% or more, more preferably 85% or more with respect to light having a wavelength of 400 to 800 nm.

第2平坦化層16は、一般的には、スピンコート法、ロールコート法、ナイフコート法などの塗布法で形成される。その際、適用可能な材料としては、熱可塑性樹脂(ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレートなど)、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルサルフォン、ポリビニルアルコールおよびその誘導体(ポリビニルブチラールなど)、ポリフェニレンエーテル、ノルボルネン系樹脂、イソブチレン無水マレイン酸共重合樹脂、環状オレフィン系樹脂)、非感光性の熱硬化型樹脂(アルキッド樹脂、芳香族スルフォンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂)、または光硬化型樹脂を用いることができる。
また、色変換色素/マトリクス樹脂の組成物の塗布・乾燥によって形成される従来型の色変換層においては、その層中に有機EL素子の劣化を引き起こす水分を包含するおそれがある。しかしながら、本発明の補色層はドライプロセスである蒸着法を用いて形成されるので、そのような水分を包含するおそれがなく、したがって、有機EL素子の劣化の原因となることもない。
ガスバリア層14は、カラーフィルター層12から有機EL層側への水分の透過を阻止するとともに、その上に形成される有機EL素子の透明電極21の形成プロセスから補色層13を保護するための層である。したがって、ガスバリア層14は、水分、酸素および低分子成分に対するバリア性を有する材料で形成される。
The second planarizing layer 16 is generally formed by a coating method such as a spin coating method, a roll coating method, or a knife coating method. In this case, applicable materials include thermoplastic resins (polyester resins (polyethylene terephthalate, etc.), polyamide resins, polyimide resins, polyetherimide resins, polyacetal resins, polyether sulfone, polyvinyl alcohol and derivatives thereof (polyvinyl butyral, etc.) ), Polyphenylene ether, norbornene resin, isobutylene maleic anhydride copolymer resin, cyclic olefin resin), non-photosensitive thermosetting resin (alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin) Alternatively, a photocurable resin can be used.
Moreover, in the conventional color conversion layer formed by application | coating and drying of the composition of a color conversion pigment | dye / matrix resin, there exists a possibility of including the water | moisture content which causes deterioration of an organic EL element in the layer. However, since the complementary color layer of the present invention is formed using a vapor deposition method which is a dry process, there is no possibility of including such moisture, and therefore, it does not cause deterioration of the organic EL element.
The gas barrier layer 14 is a layer for preventing the permeation of moisture from the color filter layer 12 to the organic EL layer side and protecting the complementary color layer 13 from the formation process of the transparent electrode 21 of the organic EL element formed thereon. It is. Therefore, the gas barrier layer 14 is formed of a material having a barrier property against moisture, oxygen, and low molecular components.

さらに、ガスバリア層14は、有機EL層22の発光を補色層13側に効率よく透過させるために、その発光波長域において透明であることが好ましい。透明性に関して、ガスバリア層14は400〜800nmの範囲で50%以上の高い透過率を有することが好ましい。ガスバリア層14として好適な材料は、SiN、SiNH、AlNなどを含む。
ガスバリア層14は、100nm〜2μm、より好ましくは100nm〜300nmの範囲内の膜厚を有して、補色層13および保護層17の上の全面にわたって形成される。
ガスバリア層14は、ドライプロセスであるスパッタ法またはCVD法を用いて形成することができる。スパッタ法は、高周波スパッタ法であっても、マグネトロンスパッタ法であってもよい。また、CVD法は、プラズマCVD法であることが好ましい。本工程におけるプラズマの発生手段としては、容量結合型あるいは誘導結合型の高周波電力、ECR、へリコン波などの当該技術で知られている任意の手段を用いてもよい。また、高周波電力として、工業用周波数13.56MHzの電力に加えて、UHFまたはVHF領域の周波数の電力を用いることも可能である。本発明におけるSi源としては、SiH4、SiH2Cl2、SiCl4、Si(OC254などを使用することができ、Al源としては、AlCl3、Al(O−i−C373などを使用することができる。また、本発明におけるN源としては、NH3を使用することが便利である。
Furthermore, the gas barrier layer 14 is preferably transparent in the emission wavelength region in order to efficiently transmit the light emission of the organic EL layer 22 to the complementary color layer 13 side. Regarding transparency, the gas barrier layer 14 preferably has a high transmittance of 50% or more in the range of 400 to 800 nm. Suitable materials for the gas barrier layer 14 include SiN, SiNH, AlN, and the like.
The gas barrier layer 14 has a film thickness in the range of 100 nm to 2 μm, more preferably 100 nm to 300 nm, and is formed over the entire surface of the complementary color layer 13 and the protective layer 17.
The gas barrier layer 14 can be formed by using a dry process such as sputtering or CVD. The sputtering method may be a high frequency sputtering method or a magnetron sputtering method. The CVD method is preferably a plasma CVD method. As means for generating plasma in this step, any means known in the art such as capacitively coupled or inductively coupled high frequency power, ECR, and helicon wave may be used. In addition to power having an industrial frequency of 13.56 MHz, power having a frequency in the UHF or VHF region can be used as the high frequency power. As the Si source in the present invention, SiH 4 , SiH 2 Cl 2 , SiCl 4 , Si (OC 2 H 5 ) 4 and the like can be used, and as the Al source, AlCl 3 , Al (O-i-C). 3 H 7 ) 3 or the like can be used. In addition, it is convenient to use NH 3 as the N source in the present invention.

本発明に使用することができる有機EL素子は、一対の電極の間に有機EL層を挟持し、少なくとも有機発光層を含み、必要に応じ、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および/または電子注入層を介在させた構造を有している。あるいはまた、正孔の注入および輸送の両方の機能を有する正孔注入輸送層、電子の注入および輸送の両方の機能を有する電子注入輸送層を用いてもよい。
具体的には、有機EL素子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/有機発光層/陰極
(2)陽極/正孔注入層/有機発光層/陰極
(3)陽極/有機発光層/電子注入層/陰極
(4)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/陰極
(5)陽極/正孔注入層/有機発光層/電子輸送層/陰極
(6)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/陰極
(7)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
上記の層構成において、陽極および陰極は、それぞれ透明電極または反射電極のいずれかである。当該技術において、陽極を透明にすることが容易であることが知られており、本発明においても陽極を透明電極とし、陰極を反射電極として用いることが好ましい。透明電極は、有機EL層の発する光の領域において透明であることが好ましい。
The organic EL device that can be used in the present invention includes an organic EL layer sandwiched between a pair of electrodes, includes at least an organic light emitting layer, and, if necessary, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer And / or a structure in which an electron injection layer is interposed. Alternatively, a hole injection / transport layer having both hole injection and transport functions and an electron injection / transport layer having both electron injection and transport functions may be used.
Specifically, an organic EL element having the following layer structure is employed.
(1) Anode / organic light emitting layer / cathode (2) Anode / hole injection layer / organic light emitting layer / cathode (3) Anode / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode (4) Anode / hole injection layer / positive Hole transport layer / organic light emitting layer / cathode (5) Anode / hole injection layer / organic light emitting layer / electron transport layer / cathode (6) Anode / hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / Cathode (7) Anode / hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode In the above layer configuration, the anode and the cathode are either transparent electrodes or reflective electrodes, respectively. It is. In this technique, it is known that it is easy to make the anode transparent. In the present invention, it is preferable to use the anode as a transparent electrode and the cathode as a reflective electrode. The transparent electrode is preferably transparent in the region of light emitted from the organic EL layer.

前記有機EL層の各層の材料としては、公知のものが使用される。例えば、有機発光層として青色から青緑色の発光を得るためには、例えば、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベ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。
透明電極21としては、波長400〜800nmの光に対して、好ましくは50%以上、より好ましくは85%以上の高い透過率を有することが好ましい。透明電極21は、ITO(In−Sn酸化物)、NESA膜、Sn酸化物、IZO(In−Zn酸化物)、Zn酸化物、Zn−Al酸化物、Zn−Ga酸化物、または、これらの酸化物に対してF,Sbなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。
透明電極21は、蒸着法、スパッタ法または化学的気相堆積(CVD)法を用いて形成され、好ましくはスパッタ法を用いて形成される。また、後述するように複数の部分電極からなる透明電極21が必要になる場合には、導電性透明金属酸化物を全面にわたって均一に形成し、その後に所望のパターンを与えるようにエッチングを行って、複数の部分電極からなる透明電極21を形成してもよい。あるいはまた、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる透明電極21を形成してもよい。
As the material of each layer of the organic EL layer, known materials are used. For example, in order to obtain blue to blue-green light emission as the organic light emitting layer, for example, fluorescent brighteners such as benzothiazole, benzimidazole, and benzoxazole, metal chelated oxonium compounds, styrylbenzene compounds, aromatic Group dimethylidin compounds are preferably used.
The transparent electrode 21 preferably has a high transmittance of 50% or more, more preferably 85% or more with respect to light having a wavelength of 400 to 800 nm. The transparent electrode 21 is made of ITO (In—Sn oxide), NESA film, Sn oxide, IZO (In—Zn oxide), Zn oxide, Zn—Al oxide, Zn—Ga oxide, or these It can be formed using a conductive transparent metal oxide in which a dopant such as F or Sb is added to the oxide.
The transparent electrode 21 is formed using a vapor deposition method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition (CVD) method, and is preferably formed using a sputtering method. Further, when a transparent electrode 21 composed of a plurality of partial electrodes is required as will be described later, a conductive transparent metal oxide is uniformly formed over the entire surface, and then etched to give a desired pattern. The transparent electrode 21 composed of a plurality of partial electrodes may be formed. Or you may form the transparent electrode 21 which consists of a some partial electrode using the mask which gives a desired shape.

透明電極21を陰極として用いる場合、有機EL層22との界面にバッファ層を設けて、電子注入効率を向上させることが好ましい。バッファ層の材料としては、Li,Na,KまたはCsなどのアルカリ金属、Ba,Srなどのアルカリ土類金属またはそれらを含む合金、希土類金属、あるいはそれらの金属フッ化物などを用いることができるが、それらに限定されるものではない。バッファ層の膜厚は、駆動電圧および透明性等を考慮して適宜選択することができるが、通常の場合には10nm以下であることが好ましい。
反射電極23は、高反射率の金属、アモルファス合金、微結晶性合金を用いて形成されることが好ましい。高反射率の金属は、Al,Ag,Mo,W,Ni,Crなどを含む。高反射率のアモルファス合金は、NiP,NiB,CrPおよびCrBなどを含む。高反射率の微結晶性合金は、NiAlなどを含む。反射電極23を陰極として用いてもよいし、陽極として用いてもよい。
反射電極23を陰極として用いる場合には、反射電極23と有機EL層22との界面に前述のバッファ層を設けて、有機EL層22に対する電子注入効率を向上させてもよい。あるいはまた、反射電極23を陰極として用いる場合、前述の高反射率金属、アモルファス合金、微結晶性合金に対して、仕事関数が小さい材料であるLi,Na,Kなどのアルカリ金属、Ca,Mg,Srなどのアルカリ土類金属を添加して合金化し、電子注入効率を向上させることができる。反射電極23を陽極として用いる場合には、反射電極23と有機EL層22との界面に導電性透明金属酸化物の層を設けて、有機EL層22に対する正孔注入効率を向上させてもよい。
When the transparent electrode 21 is used as a cathode, it is preferable to improve the electron injection efficiency by providing a buffer layer at the interface with the organic EL layer 22. As the material of the buffer layer, alkali metals such as Li, Na, K or Cs, alkaline earth metals such as Ba and Sr, alloys containing them, rare earth metals, or metal fluorides thereof can be used. However, it is not limited to them. The film thickness of the buffer layer can be appropriately selected in consideration of the driving voltage, transparency, and the like, but in a normal case, it is preferably 10 nm or less.
The reflective electrode 23 is preferably formed using a highly reflective metal, amorphous alloy, or microcrystalline alloy. High reflectivity metals include Al, Ag, Mo, W, Ni, Cr and the like. High reflectivity amorphous alloys include NiP, NiB, CrP, CrB, and the like. The highly reflective microcrystalline alloy includes NiAl and the like. The reflective electrode 23 may be used as a cathode or an anode.
When the reflective electrode 23 is used as a cathode, the above-described buffer layer may be provided at the interface between the reflective electrode 23 and the organic EL layer 22 to improve the electron injection efficiency with respect to the organic EL layer 22. Alternatively, in the case where the reflective electrode 23 is used as a cathode, an alkali metal such as Li, Na, or K, which is a material having a low work function, Ca, Mg, which is a material having a low work function, compared to the aforementioned high reflectivity metal, amorphous alloy, or microcrystalline alloy , Sr and other alkaline earth metals can be added and alloyed to improve electron injection efficiency. When the reflective electrode 23 is used as the anode, a conductive transparent metal oxide layer may be provided at the interface between the reflective electrode 23 and the organic EL layer 22 to improve the hole injection efficiency for the organic EL layer 22. .

反射電極23は、用いる材料に依存して、蒸着法(抵抗加熱または電子ビーム加熱)、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法などの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。後述するように、複数の部分電極からなる反射電極23が必要になる場合には、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる反射電極23を形成してもよい。あるいはまた、有機EL層22の積層前に、逆テーパー状の断面形状を有する分離隔壁(不図示)を形成し、それによって分離される複数の部分電極からなる反射電極23を形成してもよい。
有機EL素子中に複数の独立した発光部を形成するために、透明電極21および反射電極23のそれぞれは、平行なストライプ状の複数の部分から形成され、透明電極21を形成するストライプと反射電極23を形成するストライプとが互いに交差(好ましくは直交)するように形成することが好ましい。このようにすることで、有機EL素子はマトリクス駆動を行うことができる。すなわち、透明電極21の特定のストライプと、反射電極23の特定のストライプに電圧が印加された時に、それらのストライプが交差する部分において有機EL層22が発光する。
あるいはまた、一方の電極(たとえば、透明電極21)を、ストライプパターンを持たない一様な平面電極とし、および他方の電極(たとえば、反射電極23)を各発光部に対応するような複数の部分電極にパターニングしてもよい。その場合には、各発光部に対応する複数のスイッチング素子を設けて、各発光部に対応する前記の部分電極に1対1で接続して、いわゆるアクティブマトリクス駆動を行うことが可能になる。
The reflective electrode 23 is formed using any means known in the art such as a vapor deposition method (resistance heating or electron beam heating), a sputtering method, an ion plating method, or a laser ablation method, depending on the material to be used. can do. As will be described later, when the reflective electrode 23 composed of a plurality of partial electrodes is required, the reflective electrode 23 composed of a plurality of partial electrodes may be formed using a mask giving a desired shape. Alternatively, before the organic EL layer 22 is laminated, a separation partition wall (not shown) having a reverse taper-shaped cross-sectional shape may be formed, and the reflective electrode 23 formed of a plurality of partial electrodes separated thereby may be formed. .
In order to form a plurality of independent light emitting portions in the organic EL element, each of the transparent electrode 21 and the reflective electrode 23 is formed from a plurality of parallel stripe-shaped portions, and the stripe and the reflective electrode forming the transparent electrode 21 It is preferable that the stripes forming the stripes 23 cross each other (preferably orthogonally). In this way, the organic EL element can perform matrix driving. That is, when a voltage is applied to the specific stripe of the transparent electrode 21 and the specific stripe of the reflective electrode 23, the organic EL layer 22 emits light at a portion where the stripes intersect.
Alternatively, a plurality of portions in which one electrode (for example, transparent electrode 21) is a uniform planar electrode having no stripe pattern and the other electrode (for example, reflective electrode 23) corresponds to each light emitting portion. The electrode may be patterned. In that case, a plurality of switching elements corresponding to the respective light emitting portions are provided, and so-called active matrix driving can be performed by connecting the partial electrodes corresponding to the respective light emitting portions on a one-to-one basis.

透明基板11は可視光透過率に優れ、また、有機EL発光ディスプレイの形成プロセスにおいて、有機EL発光ディスプレイの性能低下を引き起こさないものであればよい。好ましい透明基板は、ガラス基板、およびポリオレフィン、アクリル樹脂(ポリメチルメタクリレートを含む。)、ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレートを含む。)、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などの樹脂で形成された剛直性の樹脂基板を含む。あるいはまた、ポリオレフィン、アクリル樹脂(ポリメチルメタクリレートを含む。)、ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレートを含む。)、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などから形成される可撓性フィルムを、基板として用いてもよい。ガラス、ならびにポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート等の樹脂を含む。ホウケイ酸ガラスまたは青板ガラス等が特に好ましいものである。
本発明におけるカラーフィルター層12は、入射光を分光して、所望される波長域の光のみを透過させる層である。図1、2の構成では赤色カラーフィルター層12R、緑色カラーフィルター層12Gおよび青色カラーフィルター層12Bの3種のカラーフィルター層を用いているが、必要に応じて1種、2種、または4種以上のカラーフィルター層を用いてもよい。
The transparent substrate 11 may be any material that has excellent visible light transmittance and that does not cause a decrease in the performance of the organic EL light emitting display in the process of forming the organic EL light emitting display. A preferable transparent substrate is a glass substrate and a rigid resin substrate formed of a resin such as polyolefin, acrylic resin (including polymethyl methacrylate), polyester resin (including polyethylene terephthalate), polycarbonate resin, or polyimide resin. including. Alternatively, a flexible film formed from a polyolefin, an acrylic resin (including polymethyl methacrylate), a polyester resin (including polyethylene terephthalate), a polycarbonate resin, or a polyimide resin may be used as the substrate. Glass and resins such as polyethylene terephthalate and polymethyl methacrylate are included. Borosilicate glass or blue plate glass is particularly preferable.
The color filter layer 12 in the present invention is a layer that splits incident light and transmits only light in a desired wavelength region. In the configuration of FIGS. 1 and 2, three color filter layers of a red color filter layer 12R, a green color filter layer 12G, and a blue color filter layer 12B are used, but one, two, or four types are used as necessary. The above color filter layer may be used.

カラーフィルター層12は、所望の吸収を有する染料または顔料を高分子のマトリクス樹脂中に分散させたものであり、市販のフラットパネルディスプレイ用材料などの当該技術において知られている任意の材料、例えば、液晶用カラーフィルター材料(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製カラーモザイクなど)を用いて形成することができる。本発明におけるカラーフィルター層12は、所望される波長域の光を高い色純度で得るために、0.5〜5μm、より好ましくは1〜3μmの膜厚を有する。
本発明のカラーフィルター層12は、液体状材料(溶液または分散液)の塗布、光パターニング、現像液による不要部分の除去を含むウェットプロセスを用いて形成することが、必要とされる高精細度を実現する上で好ましい。ウェットプロセスによる形成終了後に、透明基板11およびカラーフィルター層12を高温加熱して、カラーフィルター層12中に残存する水分を十分に除去することが、有機EL発光ディスプレイ完成品の安定性を向上させるために好ましい。
図1、2には例示していないが、各カラーフィルター層12(R,G,B)の間隙に、光を透過させないブラックマトリクスを形成してもよい。ブラックマトリクスは、カラーフィルター層12と同様に、市販のフラットパネルディスプレイ用材料などの当該技術において知られている任意の材料を用い、ウェットプロセスにて作製することができる。ブラックマトリクスは有機EL発光ディスプレイのコントラスト比を向上させることに加えて、カラーフィルター層12により形成される段差を低減させることにも有効である。
The color filter layer 12 is obtained by dispersing a dye or pigment having a desired absorption in a polymer matrix resin, and any material known in the art such as a commercially available flat panel display material, for example, It can be formed by using a color filter material for liquid crystal (color mosaic manufactured by Fuji Film Electronics Materials Co., Ltd.). The color filter layer 12 in the present invention has a film thickness of 0.5 to 5 μm, more preferably 1 to 3 μm, in order to obtain light in a desired wavelength region with high color purity.
The color filter layer 12 of the present invention is required to be formed using a wet process including application of a liquid material (solution or dispersion), photopatterning, and removal of unnecessary portions with a developer. Is preferable for realizing the above. After completion of the formation by the wet process, the transparent substrate 11 and the color filter layer 12 are heated at a high temperature to sufficiently remove water remaining in the color filter layer 12, thereby improving the stability of the finished organic EL light emitting display. Therefore, it is preferable.
Although not illustrated in FIGS. 1 and 2, a black matrix that does not transmit light may be formed in the gaps between the color filter layers 12 (R, G, and B). Similarly to the color filter layer 12, the black matrix can be produced by a wet process using any material known in the art such as a commercially available flat panel display material. The black matrix is effective in reducing the step formed by the color filter layer 12 in addition to improving the contrast ratio of the organic EL light emitting display.

ブラックマトリクスを設ける場合には、ブラックマトリクスを先に形成してもよいし、カラーフィルター層12を先に形成してもよい。ここで、ブラックマトリクスの一部とカラーフィルター層12の一部とを重畳(オーバーラップ)させて、有機EL素子からの光が必ずカラーフィルター層12を通過して出射するようにしてもよい。ブラックマトリクスを形成する場合には、前述の水分除去のため、高温加熱工程は、全てのカラーフィルター層12およびブラックマトリクスの形成後に行うことが好ましい。
第1平坦化層15はカラーフィルター層12によってもたらされる段差を補償するための層である。また、有機EL素子からの光が第1平坦化層15を通って外部へと放射される点から、第1平坦化層15の材料は優れた光透過性を有すること、即ち波長400〜800nmの光に対して好ましくは50%以上、より好ましくは85%以上の高い透過率を有することが好ましい。
第1平坦化層15は、一般的には、スピンコート法、ロールコート法、ナイフコート法などの塗布法で形成される。その際、適用可能な材料としては、熱可塑性樹脂(ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレートなど)、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルサルフォン、ポリビニルアルコールおよびその誘導体(ポリビニルブチラールなど)、ポリフェニレンエーテル、ノルボルネン系樹脂、イソブチレン無水マレイン酸共重合樹脂、環状オレフィン系樹脂)、非感光性の熱硬化型樹脂(アルキッド樹脂、芳香族スルフォンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂)、または光硬化型樹脂を用いることができる。
When the black matrix is provided, the black matrix may be formed first, or the color filter layer 12 may be formed first. Here, a part of the black matrix and a part of the color filter layer 12 may be superposed (overlapped) so that the light from the organic EL element always passes through the color filter layer 12 and is emitted. When forming the black matrix, it is preferable to perform the high-temperature heating step after the formation of all the color filter layers 12 and the black matrix in order to remove the moisture described above.
The first planarization layer 15 is a layer for compensating for a step caused by the color filter layer 12. In addition, since the light from the organic EL element is emitted to the outside through the first planarization layer 15, the material of the first planarization layer 15 has excellent light transmittance, that is, a wavelength of 400 to 800 nm. Preferably, it has a high transmittance of 50% or more, more preferably 85% or more with respect to the light.
The first planarization layer 15 is generally formed by a coating method such as a spin coating method, a roll coating method, or a knife coating method. In this case, applicable materials include thermoplastic resins (polyester resins (polyethylene terephthalate, etc.), polyamide resins, polyimide resins, polyetherimide resins, polyacetal resins, polyether sulfone, polyvinyl alcohol and derivatives thereof (polyvinyl butyral, etc.) ), Polyphenylene ether, norbornene resin, isobutylene maleic anhydride copolymer resin, cyclic olefin resin), non-photosensitive thermosetting resin (alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin) Alternatively, a photocurable resin can be used.

第1平坦化層15を形成した後に、透明基板11、カラーフィルター層12および第1平坦化層15の積層体(存在する場合にはブラックマトリクスを含む。)を高温加熱して、カラーフィルター層12および第1平坦化層15中に残存する水分を十分に除去することが、有機発光デバイスの安定性を向上させるために好ましい。あるいはまた、第1平坦化層15を形成する前にカラーフィルター層12(存在する場合にはブラックマトリクスを含む。)を高温加熱して、カラーフィルター層12中の水分の除去を行い、さらに、第1平坦化層15の形成後に再び高温加熱して、第1平坦化層15中に残存する水分の除去を行ってもよい。
第1平坦化層15は、カラーフィルター層12とオーバーラップしていない領域において、0.5〜3μm、より好ましくは1〜2μmの膜厚を有して、複数種のカラーフィルター層によってもたらされる段差を補償し、平坦な上平面を提供することができる。
以下、有機発光デバイスの実施例を用いてさらに詳細に説明する。
After the first planarization layer 15 is formed, the laminate (including the black matrix if present) of the transparent substrate 11, the color filter layer 12, and the first planarization layer 15 is heated at a high temperature to form the color filter layer. In order to improve the stability of the organic light emitting device, it is preferable to sufficiently remove moisture remaining in the first planarization layer 15 and the first planarization layer 15. Alternatively, the color filter layer 12 (including a black matrix, if present) is heated at a high temperature before the first planarization layer 15 is formed, and moisture in the color filter layer 12 is removed. After the first planarization layer 15 is formed, the moisture remaining in the first planarization layer 15 may be removed by heating again at a high temperature.
The first planarization layer 15 has a thickness of 0.5 to 3 μm, more preferably 1 to 2 μm, in a region that does not overlap with the color filter layer 12, and is provided by a plurality of types of color filter layers. The step can be compensated and a flat upper surface can be provided.
Hereinafter, it demonstrates still in detail using the Example of an organic light-emitting device.

以下、実施例1において、図1を参照することとする。なお、ブラックマトリクスは図示されていない。
厚さ0.7mmのガラス基板11を純水中で超音波洗浄し、乾燥させた後に、さらにUVオゾン洗浄した。洗浄済ガラス基板に対して、スピンコート法を用いてカラーモザイクCK−7800(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を塗布し、フォトリソグラフ法を用いてパターニングを行い、幅0.03mm、膜厚1μmの複数のストライプ状部分がピッチ0.11mmで配列されているブラックマトリクスを形成した。
引き続いて、赤色、緑色および青色の各カラーフィルター層を、それぞれカラーモザイクCR−7001、CG−7001、およびCB−7001を用いて形成した。それぞれのカラーフィルター層材料を塗布した後に、フォトリソグラフ法によるパターニングを行って、幅0.10mm、ガラス基板11上の膜厚1μmの複数のストライプ状部分がピッチ0.33mmで配列されている赤色カラーフィルター層12R、緑色カラーフィルター層12G,および青色カラーフィルター層12Bを形成した。この構造において、ブラックマトリクスの複数のストライプ状部分のそれぞれは、その両辺から0.01mmの領域において、カラーフィルター層12のいずれかにオーバーラップされた。
Hereinafter, referring to FIG. 1 in the first embodiment. Note that the black matrix is not shown.
The glass substrate 11 having a thickness of 0.7 mm was subjected to ultrasonic cleaning in pure water, dried, and further UV ozone cleaned. Color mosaic CK-7800 (manufactured by Fuji Film Electronics Materials Co., Ltd.) is applied to a cleaned glass substrate using a spin coating method, and patterning is performed using a photolithographic method. A black matrix in which a plurality of stripe-shaped portions having a thickness of 1 μm are arranged at a pitch of 0.11 mm was formed.
Subsequently, red, green, and blue color filter layers were formed using color mosaics CR-7001, CG-7001, and CB-7001, respectively. After applying each color filter layer material, patterning is performed by photolithography, and a plurality of striped portions having a width of 0.10 mm and a thickness of 1 μm on the glass substrate 11 are arranged at a pitch of 0.33 mm. A color filter layer 12R, a green color filter layer 12G, and a blue color filter layer 12B were formed. In this structure, each of the plurality of striped portions of the black matrix was overlapped with one of the color filter layers 12 in an area of 0.01 mm from both sides.

次に、透明保護コーティング剤NN810L(JSR製)をスピンコート法によって塗布し、フォトリソグラフ法を用いてパターニングを行い、カラーフィルター層12およびブラックマトリクスを覆う第1平坦化層15を形成した。ブラックマトリクスと接触する領域における平坦化層15の膜厚は1.5μmであった。
以上のようにして得られた第1平坦化層15以下の層を有する基板を、乾燥窒素雰囲気(酸素および水分濃度ともに10ppm以下。)下、30分間にわたって200℃に加熱して、残存する可能性のある水分を除去した。
次いで、第1平坦化層15を形成した基板を、真空蒸着装置内の上方にある抵抗加熱方式の熱板に装着すると共に、パターニング用のマスクを基板の下面に密接して据え付けた。他方、補色層の材料である色変換色素DCM−1をモリブデン製坩堝に入れ、真空蒸着装置内の下方の前記基板と向かい合う位置に設置し、坩堝の周囲に加熱用のシースヒーターを装着した。基板と坩堝との間隔は基板長さの4倍とした。そして、装置内を減圧し、比例制御式温度コントローラーを利用して基板を70℃に維持した。
次いで、第1平坦化層15を形成した基板を、真空蒸着装置に接続されているロードロック室を介して、減圧状態に保たれている真空蒸着装置内に搬送した。ここで、真空蒸着装置に接続されているロードロック室を介する方法によって基板を搬入および搬出する場合、真空蒸着装置の真空槽は減圧状態に保ったまま、基板を、真空蒸着装置内の真空槽、ロードロック室、装置外との間を移動させることが可能である。まず、基板を真空蒸着装置の上方にある抵抗加熱方式の熱板に装着した。次いで、真空蒸着装置内のマスク支持機構を用いて、パターニング用のマスクを基板の下面に密着させた。なお、この真空蒸着蒸着には、予め、補色層13の材料である色変換色素DCM−1を入れたモリブデン製坩堝および保護層17の材料であるアルミキノリレート錯体(Alq3)を入れた石英製の坩堝が、真空蒸着装置の下方の前記基板と向かい合う位置に互いに遮蔽板で仕切られて複数設置されている抵抗加熱式蒸着源に装着されている。ここで、基板と坩堝との間隔は基板長さの4倍とした。真空蒸着装置の減圧状態を維持したまま、比例制御式温度コントローラーを利用して基板を50℃に維持した。
Next, a transparent protective coating agent NN810L (manufactured by JSR) was applied by a spin coating method, and patterning was performed using a photolithographic method, thereby forming a first planarizing layer 15 covering the color filter layer 12 and the black matrix. The film thickness of the planarizing layer 15 in the region in contact with the black matrix was 1.5 μm.
The substrate having the first flattening layer 15 or less obtained as described above can be left by heating to 200 ° C. for 30 minutes in a dry nitrogen atmosphere (both oxygen and moisture concentrations are 10 ppm or less). Sexual water was removed.
Next, the substrate on which the first planarizing layer 15 was formed was mounted on a resistance heating type hot plate above the vacuum deposition apparatus, and a patterning mask was placed in close contact with the lower surface of the substrate. On the other hand, the color conversion dye DCM-1, which is a material for the complementary color layer, was placed in a molybdenum crucible and placed at a position facing the substrate below in the vacuum deposition apparatus, and a heating sheath heater was mounted around the crucible. The distance between the substrate and the crucible was four times the substrate length. Then, the inside of the apparatus was depressurized, and the substrate was maintained at 70 ° C. using a proportional control temperature controller.
Next, the substrate on which the first planarization layer 15 was formed was transferred into a vacuum deposition apparatus maintained in a reduced pressure state via a load lock chamber connected to the vacuum deposition apparatus. Here, when a substrate is carried in and out by a method via a load lock chamber connected to the vacuum deposition apparatus, the substrate is removed from the vacuum chamber in the vacuum deposition apparatus while the vacuum tank of the vacuum deposition apparatus is kept in a reduced pressure state. It is possible to move between the load lock chamber and the outside of the apparatus. First, the substrate was mounted on a resistance heating type hot plate above the vacuum deposition apparatus. Next, a mask for patterning was brought into close contact with the lower surface of the substrate using a mask support mechanism in a vacuum deposition apparatus. In addition, in this vacuum vapor deposition, a molybdenum crucible containing a color conversion dye DCM-1 as a material for the complementary color layer 13 and a quartz made with an aluminum quinolylate complex (Alq3) as a material for the protective layer 17 are used. These crucibles are mounted on a resistance heating type vapor deposition source which is partitioned by a shielding plate at a position facing the substrate below the vacuum vapor deposition apparatus. Here, the distance between the substrate and the crucible was four times the substrate length. The substrate was maintained at 50 ° C. using a proportional control temperature controller while maintaining the reduced pressure state of the vacuum vapor deposition apparatus.

装置内が1×10-4Paの圧力に達してから、色変換色素DCM−1を入れた坩堝を340℃に加熱し、0.3Å/sの蒸着速度にてDCM−1を蒸着し、膜厚200nmの補色層13を形成した。ここで、パターニング用のマスクとしては、幅50μmのストライプ状の蒸着膜が、幅10μmの間隔を空けて第1平坦化層15上に形成されるようなパターンを有する図6に示す形状のマスクを用いた。
次いで、真空蒸着装置中に基板とパターニング用のマスクとを密着させて固定した状態を引き続き保ったまま、1×10-4Paの圧力においてAlq3を300℃に加熱し、0.3Å/sの蒸着速度にて蒸着し、膜厚50nmの保護層17を形成した。
そして、プラズマCVD法を用いて膜厚300nmのSiNH膜を積層して、ガスバリア層14を得た。原料ガスとして100SCCMのSiH4、500SCCMのNH3、および200SCCMのN2を用い、ガス圧を80Paとした。また、プラズマ発生用電力として、13.56MHzのRF電力を0.5kW印加した。
以上のように形成したガスバリア層の上に、有機EL素子を形成した。最初に、DCスパッタ法を用いて膜厚200nmのIZO膜を成膜した。ターゲットとして、In−Zn酸化物を用い、スパッタガスとしてO2およびArを用いた、次いで、シュウ酸水溶液をエッチング液として用いるフォトリソグラフ法によってパターニングを行い、透明電極21を得た。透明電極21は、カラーフィルター層12の上方に位置し、カラーフィルター層12のストライプと同一方向に伸びる、幅0.1mm、ピッチ0.11mmの複数のストライプ状部分から形成された。
After the pressure in the apparatus reaches 1 × 10 −4 Pa, the crucible containing the color conversion dye DCM-1 is heated to 340 ° C., and DCM-1 is deposited at a deposition rate of 0.3 Å / s, A complementary color layer 13 having a thickness of 200 nm was formed. Here, as a mask for patterning, the mask having the shape shown in FIG. 6 has a pattern in which striped vapor deposition films having a width of 50 μm are formed on the first planarizing layer 15 with an interval of 10 μm in width. Was used.
Subsequently, Alq 3 was heated to 300 ° C. at a pressure of 1 × 10 −4 Pa while maintaining the state in which the substrate and the mask for patterning were brought into close contact with each other in a vacuum vapor deposition apparatus, and 0.3 Å / s. The protective layer 17 having a film thickness of 50 nm was formed by vapor deposition at a vapor deposition rate.
Then, a SiNH film having a film thickness of 300 nm was stacked using the plasma CVD method, and the gas barrier layer 14 was obtained. The source gas was 100 SCCM SiH 4 , 500 SCCM NH 3 , and 200 SCCM N 2 , and the gas pressure was 80 Pa. Further, as the power for generating plasma, 0.5 kW of RF power of 13.56 MHz was applied.
An organic EL device was formed on the gas barrier layer formed as described above. First, an IZO film having a thickness of 200 nm was formed using a DC sputtering method. Patterning was performed by a photolithographic method using In—Zn oxide as a target, O 2 and Ar as sputtering gases, and then using an oxalic acid aqueous solution as an etching solution, to obtain a transparent electrode 21. The transparent electrode 21 was formed from a plurality of stripe-shaped portions located above the color filter layer 12 and extending in the same direction as the stripes of the color filter layer 12 and having a width of 0.1 mm and a pitch of 0.11 mm.

次いで、絶縁性コーティング剤フォトニース(東レ株式会社製)を用いてポリイミド膜を形成し、フォトリソグラフ法を用いて、透明電極の各ストライプ状部分の上に幅0.1mm、長さ0.3mmの開口部(有機EL素子の発光部となる部分)が長さ方向のピッチ0.33mmで配置された絶縁膜を形成した。
引き続いて、反射電極分離隔壁(不図示)の形成を行った。ネガ型フォトレジストZPN1168(日本ゼオン製)をスピンコート法によって塗布し、プリベークを実施し、フォトマスクを用いて透明電極21のストライプと直交する方向に伸びるストライプ形状のパターンを焼き付け、110℃のホットプレート上で60秒間にわたってポストエクスポージャベークを行い、現像を行い、最後に160℃のホットプレート上で15分間にわたって加熱を行い、反射電極分離隔壁を形成した。得られた反射電極分離隔壁は、逆テーパー状の断面形状を有し、透明電極21のストライプと直交する方向に伸びる複数のストライプ形状部から構成された。
以上のように、反射電極分離隔壁を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずに成膜した。成膜に際して真空槽内圧は1×10-4Paまで減圧した。正孔注入層として膜厚100nmの銅フタロシアニン(CuPc)、正孔輸送層として膜厚20nmの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)、発光層として膜厚30nmのDPVBi、および電子注入層として膜厚20nmのAlq3を積層して、有機EL層22を得た。
Next, a polyimide film is formed using an insulating coating agent Photo Nice (manufactured by Toray Industries, Inc.), and a width of 0.1 mm and a length of 0.3 mm are formed on each stripe-shaped portion of the transparent electrode using a photolithographic method. An insulating film was formed in which openings (portions serving as light emitting portions of the organic EL element) were arranged with a pitch of 0.33 mm in the length direction.
Subsequently, a reflective electrode separation partition wall (not shown) was formed. A negative photoresist ZPN1168 (manufactured by ZEON Corporation) is applied by spin coating, pre-baked, and a stripe-shaped pattern extending in a direction perpendicular to the stripe of the transparent electrode 21 is baked using a photomask, and hot at 110 ° C. Post-exposure baking was performed on the plate for 60 seconds, development was performed, and finally heating was performed on a hot plate at 160 ° C. for 15 minutes to form a reflective electrode separation partition. The obtained reflective electrode separation partition wall had a reverse-tapered cross-sectional shape and was composed of a plurality of stripe-shaped portions extending in a direction perpendicular to the stripe of the transparent electrode 21.
As described above, the substrate on which the reflective electrode separation barrier rib was formed was mounted in a resistance heating vapor deposition apparatus, and the hole injection layer, the hole transport layer, the organic light emitting layer, and the electron injection layer were formed without breaking the vacuum. . The vacuum chamber pressure during deposition was reduced to 1 × 10 -4 Pa. Copper phthalocyanine (CuPc) with a film thickness of 100 nm as the hole injection layer, and 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPD) with a film thickness of 20 nm as the hole transport layer Then, DPVBi with a thickness of 30 nm was stacked as the light emitting layer, and Alq 3 with a thickness of 20 nm was stacked as the electron injection layer to obtain an organic EL layer 22.

この後、真空を破ることなしに、厚さ200nmのMg/Ag(10:1の重量比)膜を堆積させ、幅0.30mm、ピッチ0.33mmの複数のストライプ形状の部分電極からなる反射電極23を得た。
こうして得られたデバイスを、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、封止ガラスとUV硬化接着剤を用いて封止して、有機発光デバイスを得た。
得られたデバイスは、初期において、電流密度53mA/m2の電流を流した際に、1000cd/m2の輝度の白色光を発した。得られたデバイスを、輝度1000cd/m2で白色(初期色度(CIE)、x=0.31、y=0.33)発光する条件にて5,000時間にわたって連続駆動したが、ダークエリアの発生は観測されなかった。
Thereafter, without breaking the vacuum, a 200 nm thick Mg / Ag (10: 1 weight ratio) film is deposited, and the reflection is made of a plurality of stripe-shaped partial electrodes having a width of 0.30 mm and a pitch of 0.33 mm. An electrode 23 was obtained.
The device thus obtained was sealed using a sealing glass and a UV curable adhesive in a dry nitrogen atmosphere (both oxygen and moisture concentrations of 10 ppm or less) in the glove box, to obtain an organic light emitting device.
The obtained device initially emitted white light having a luminance of 1000 cd / m 2 when a current having a current density of 53 mA / m 2 was passed. The obtained device was continuously driven for 5,000 hours under the condition of emitting white light (initial chromaticity (CIE), x = 0.31, y = 0.33) at a luminance of 1000 cd / m 2 , but the dark area The occurrence of was not observed.

以下、実施例2において、図3を参照することとする。なお、ブラックマトリクスは図示されていない。
補色層13の膜厚を1μmとし、保護層17の形成後に第2平坦化層16を設けたことを除いて、実施例1と同様の手順を繰り返して有機発光デバイスを得た。ここで、第2平坦化層は、補色層13の形成後に、透明保護コーティング剤NN810L(JSR製)をスピンコート法によって膜厚1.5μmとなるよう塗布した。
得られたデバイスを、輝度1000cd/m2で白色(初期色度(CIE)、x=0.31、y=0.33)発光する条件にて5,000時間にわたって連続駆動したが、ダークエリアの発生は観測されなかった。
Hereinafter, referring to FIG. 3 in the second embodiment. Note that the black matrix is not shown.
An organic light emitting device was obtained by repeating the same procedure as in Example 1 except that the thickness of the complementary color layer 13 was 1 μm and the second planarizing layer 16 was provided after the protective layer 17 was formed. Here, after the complementary color layer 13 was formed, the second planarizing layer was coated with a transparent protective coating agent NN810L (manufactured by JSR) to a thickness of 1.5 μm by a spin coating method.
The obtained device was continuously driven for 5,000 hours under the condition of emitting white light (initial chromaticity (CIE), x = 0.31, y = 0.33) at a luminance of 1000 cd / m 2 , but the dark area The occurrence of was not observed.

以下、実施例3において、図2を参照することとする。なお、ブラックマトリクスは図示されていない。
第1平坦化層15を形成しなかったことを除いて、実施例1と同様の手順を繰り返して有機発光デバイスを得た。得られたデバイスを、輝度1000cd/m2で白色(初期色度(CIE)、x=0.31、y=0.33)発光する条件にて5,000時間にわたって連続駆動したが、ダークエリアの発生は観測されなかった。
Hereinafter, referring to FIG. 2 in the third embodiment. Note that the black matrix is not shown.
An organic light emitting device was obtained by repeating the same procedure as in Example 1 except that the first planarizing layer 15 was not formed. The obtained device was continuously driven for 5,000 hours under the condition of emitting white light (initial chromaticity (CIE), x = 0.31, y = 0.33) at a luminance of 1000 cd / m 2 , but the dark area The occurrence of was not observed.

以下、実施例4において、図4を参照することとする。なお、ブラックマトリクスは図示されていない。
第1平坦化層15を形成しなかったことを除いて、実施例2と同様の手順を繰り返して有機発光デバイスを得た。得られたデバイスを、輝度1000cd/m2で白色(初期色度(CIE)、x=0.31、y=0.33)発光する条件にて5,000時間にわたって連続駆動したが、ダークエリアの発生は観測されなかった。
(比較例1)
以下、比較例1において、図5を参照することとする。なお、ブラックマトリクスは図示されていない。
補色層13および保護層17を形成する際にパターニング蒸着用のマスクを用いなかったことを除いて実施例1と同様の手順を繰り返して有機発光デバイスを得た。しかしながら、補色層13と第1平坦化層15との密着性が不良で、補色層13および保護層17が部分的に剥離してしまう箇所があった。また、駆動に伴って補色層13および保護層17の剥離に伴う部分的に非点灯画素の発生が観測された。
(比較例2)
以下、比較例2において、図6を参照することとする。なお、ブラックマトリクスは図示されていない。
Hereinafter, referring to FIG. 4 in the fourth embodiment. Note that the black matrix is not shown.
An organic light emitting device was obtained by repeating the same procedure as in Example 2, except that the first planarizing layer 15 was not formed. The obtained device was continuously driven for 5,000 hours under the condition of emitting white light (initial chromaticity (CIE), x = 0.31, y = 0.33) at a luminance of 1000 cd / m 2 , but the dark area The occurrence of was not observed.
(Comparative Example 1)
Hereinafter, in Comparative Example 1, reference is made to FIG. Note that the black matrix is not shown.
An organic light emitting device was obtained by repeating the same procedure as in Example 1 except that a mask for patterning vapor deposition was not used when forming the complementary color layer 13 and the protective layer 17. However, the adhesion between the complementary color layer 13 and the first planarization layer 15 is poor, and there is a portion where the complementary color layer 13 and the protective layer 17 are partially peeled off. In addition, it was observed that non-lighted pixels were partially generated due to the peeling of the complementary color layer 13 and the protective layer 17 with driving.
(Comparative Example 2)
Hereinafter, in Comparative Example 2, reference is made to FIG. Note that the black matrix is not shown.

保護層17を形成する際にパターニング蒸着用のマスクを用いなかったことを除いて実施例1と同様の手順を繰り返して有機発光デバイスを得た。しかしながら、保護層17と第1平坦化層15との密着性が不良で、保護層17が部分的に剥離してしまう箇所があった。また、駆動に伴って保護層17の剥離に伴う部分的に非点灯画素の発生が観測された。
(比較例3)
以下、比較例3において、図7を参照することとする。なお、ブラックマトリクスは図示されていない。
保護層17を形成しなかったことを除いて実施例1と同様の手順を繰り返して有機発光デバイスを得た。得られたデバイスは、初期において、電流密度72mA/m2の電流を流した際に、1000cd/m2の輝度の白色光を発した。実施例1に比べ、電流効率が低下しており、同じ輝度の発光を得るのに大きな電流が必要であるといえる。これは、補色層13の形成に引き続いて第2ガスバリア層15をプラズマCVD法によって成膜する際の、プラズマ、中性原子あるいはイオン化原子等の高エネルギー粒子、高速電子、または紫外線によるダメージによって、補色層13の色変換色素の分解および色変換能の低下が起こったことが原因と考えられる。得られたデバイスを、輝度1000cd/m2で白色(初期色度(CIE)、x=0.31、y=0.33)発光する条件にて5,000時間にわたって連続駆動したが、ダークエリアの発生は観測されなかった。


An organic light emitting device was obtained by repeating the same procedure as in Example 1 except that a mask for patterning vapor deposition was not used when forming the protective layer 17. However, the adhesiveness between the protective layer 17 and the first planarization layer 15 is poor, and there are places where the protective layer 17 is partially peeled off. In addition, it was observed that non-lighted pixels were partially generated as the protective layer 17 was peeled off with driving.
(Comparative Example 3)
Hereinafter, in Comparative Example 3, reference is made to FIG. Note that the black matrix is not shown.
An organic light emitting device was obtained by repeating the same procedure as in Example 1 except that the protective layer 17 was not formed. The obtained device initially emitted white light having a luminance of 1000 cd / m 2 when a current having a current density of 72 mA / m 2 was passed. Compared with Example 1, the current efficiency is lowered, and it can be said that a large current is required to obtain light emission of the same luminance. This is due to damage caused by high-energy particles such as plasma, neutral atoms or ionized atoms, fast electrons, or ultraviolet rays when the second gas barrier layer 15 is formed by plasma CVD following the formation of the complementary color layer 13. This is considered to be caused by the decomposition of the color conversion pigment in the complementary color layer 13 and the decrease in the color conversion ability. The obtained device was continuously driven for 5,000 hours under the condition of emitting white light (initial chromaticity (CIE), x = 0.31, y = 0.33) at a luminance of 1000 cd / m 2 , but the dark area The occurrence of was not observed.


本発明の実施例1の有機発光デバイスの構造を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the organic light emitting device of Example 1 of this invention. 本発明の実施例3の有機発光デバイスの構造を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the organic light emitting device of Example 3 of this invention. 本発明の実施例2の有機発光デバイスの構造を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the organic light emitting device of Example 2 of this invention. 本発明の実施例4の有機発光デバイスの構造を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the organic light emitting device of Example 4 of this invention. 本発明の比較例1の有機発光デバイスの構造を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the organic light emitting device of the comparative example 1 of this invention. 本発明の比較例2の有機発光デバイスの構造を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the organic light emitting device of the comparative example 2 of this invention. 本発明の比較例3の有機発光デバイスの構造を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the organic light emitting device of the comparative example 3 of this invention. ウェットプロセスによって形成された色変換層をもつ、従来の色変換方式の有機発光デバイスの構造を示す模式的断面図であるIt is typical sectional drawing which shows the structure of the organic light-emitting device of the conventional color conversion system which has the color conversion layer formed of the wet process 補色層を形成する際のパターニング用のストライプ状マスクの模式図である。It is a schematic diagram of the stripe-shaped mask for patterning at the time of forming a complementary color layer. 補色層を形成する際のパターニング用の格子状マスクの模式図である。It is a schematic diagram of the lattice-shaped mask for patterning at the time of forming a complementary color layer. 補色層を形成する際のパターニング用の千鳥状マスクの模式図である。It is a schematic diagram of the staggered mask for patterning at the time of forming a complementary color layer.

符号の説明Explanation of symbols

11 透明基板
12R、12G、12B カラーフィルター層
13 補色層
14 ガスバリア層
15 第1平坦化層
16 第2平坦化層
17 保護層
21 透明電極
22 有機EL層
23 反射電極
31 透明基板
32R、32G、32B カラーフィルター層
33R、33G、33B 色変換層
34 平坦化層
35 ガスバリア層
41 透明電極
42 有機EL層
43 反射電極


DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Transparent substrate 12R, 12G, 12B Color filter layer 13 Complementary color layer 14 Gas barrier layer 15 1st planarization layer 16 2nd planarization layer 17 Protective layer 21 Transparent electrode 22 Organic EL layer 23 Reflective electrode 31 Transparent substrate 32R, 32G, 32B Color filter layer 33R, 33G, 33B Color conversion layer 34 Flattening layer 35 Gas barrier layer 41 Transparent electrode 42 Organic EL layer 43 Reflecting electrode


Claims (12)

透明基板と、補色層と、保護層と、有機EL素子を備えた発光デバイスであって、前記補色層は、ドライプロセスを用いて貫通部を画素内に有して形成され、前記有機EL素子が発する光の少なくとも一部を吸収して吸収波長と異なる波長分布の光を発し、前記保護層は、少なくとも画素内において前記補色層と同一形状のパターンを有して前記補色層が存在する部分の直上にのみ形成され、前記補色層と保護層を挟む上下の層が前記貫通部で直接接合する部位を有することを特徴とする有機発光デバイス。   A light-emitting device comprising a transparent substrate, a complementary color layer, a protective layer, and an organic EL element, wherein the complementary color layer is formed with a through-hole in a pixel using a dry process, and the organic EL element Absorbs at least a part of the light emitted by the light, emits light having a wavelength distribution different from the absorption wavelength, and the protective layer has a pattern having the same shape as the complementary color layer in at least the pixel and the complementary color layer exists An organic light-emitting device, which is formed only directly above and has a portion where the upper and lower layers sandwiching the complementary color layer and the protective layer are directly joined at the penetrating portion. 前記透明基板と補色層の間に互いに分離して配列された1種以上のカラーフィルター層、および前記保護層と有機EL素子の間にガスバリア層をさらに備え、前記補色層と保護層を挟む上下の層が前記カラーフィルター層とガスバリア層であることを特徴とする請求項1に記載の有機発光デバイス。   One or more color filter layers arranged separately from each other between the transparent substrate and the complementary color layer, and a gas barrier layer between the protective layer and the organic EL element, and the upper and lower sides sandwiching the complementary color layer and the protective layer The organic light emitting device according to claim 1, wherein the layers are the color filter layer and the gas barrier layer. 前記カラーフィルターと補色層の間に第1平坦化層をさらに備え、前記補色層と保護層を挟む上下の層が前記第1平坦化層とガスバリア層であることを特徴とする請求項2に記載の有機発光デバイス。   The first planarization layer is further provided between the color filter and the complementary color layer, and upper and lower layers sandwiching the complementary color layer and the protective layer are the first planarization layer and the gas barrier layer. The organic light-emitting device described. 前記保護層とガスバリア層の間に第2平坦化層をさらに備え、前記補色層と保護層を挟む上下の層が前記カラーフィルター層と第2平坦化層であることを特徴とする請求項2に記載の有機発光デバイス。   The second flattening layer is further provided between the protective layer and the gas barrier layer, and upper and lower layers sandwiching the complementary color layer and the protective layer are the color filter layer and the second flattening layer. The organic light emitting device according to 1. 前記保護層とガスバリア層の間に第2平坦化層をさらに備え、前記補色層と保護層を挟む上下の層が前記第1平坦化層と第2平坦化層であることを特徴とする請求項3に記載の有機発光デバイス。   A second planarizing layer is further provided between the protective layer and the gas barrier layer, and upper and lower layers sandwiching the complementary color layer and the protective layer are the first planarizing layer and the second planarizing layer. Item 4. The organic light-emitting device according to Item 3. 前記補色層がマスクによるパターニングを用いた蒸着法で形成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の有機発光デバイス。   6. The organic light-emitting device according to claim 1, wherein the complementary color layer is formed by a vapor deposition method using patterning with a mask. 前記保護層がマスクによるパターニングを用いた蒸着法で形成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の有機発光デバイス。   The organic light-emitting device according to claim 1, wherein the protective layer is formed by a vapor deposition method using patterning with a mask. 前記補色層と前記保護層を蒸着法によって形成する際に用いるマスクが同一のパターンを有していることを特徴とする請求項7に記載の有機発光デバイス。   The organic light emitting device according to claim 7, wherein masks used when the complementary color layer and the protective layer are formed by vapor deposition have the same pattern. 前記補色層を蒸着法によって形成する際に用いるマスクを、前記保護層を蒸着法によって形成する際にも用いることを特徴とする請求項8に記載の有機発光デバイス。   The organic light-emitting device according to claim 8, wherein a mask used when the complementary color layer is formed by an evaporation method is also used when the protective layer is formed by an evaporation method. 前記補色層をマスクによるパターニングを用いた蒸着法によって形成した後に、前記工程におけるマスクと基板との位置関係を保ったまま、前記保護層を蒸着法によって形成することを特徴とする請求項9に記載の有機発光デバイス。   The protective layer is formed by vapor deposition while maintaining the positional relationship between the mask and the substrate in the step after the complementary color layer is formed by vapor deposition using patterning using a mask. The organic light-emitting device described. 前記補色層が1種または複数種の色変換色素から成ることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の有機発光デバイス。   The organic light-emitting device according to claim 1, wherein the complementary color layer is composed of one or more kinds of color conversion dyes. 前記保護層が耐成膜性材料を含むことを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載の有機発光デバイス。
The organic light-emitting device according to claim 1, wherein the protective layer includes a film-resistant material.
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