JP2009151945A

JP2009151945A - 有機ｅｌ発光デバイスおよびその製造方法

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Publication number: JP2009151945A
Application number: JP2007326321A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kobayashi; 誠小林
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2009-07-09

Abstract

【課題】画像表示品質を低下させることなく光取り出し効率を向上させる。
【解決手段】支持体上に、反射電極、有機ＥＬ層、透明電極、色変換層およびバリア層が形成された有機ＥＬ基板と、透明支持体上にカラーフィルター層が形成されたカラーフィルター基板を、有機ＥＬ基板のバリア層とカラーフィルター基板のカラーフィルター層が内側になるように配置し、前記バリア層に光取り出し向上層を密着配置させ、これらの両基板が光取り出し向上層と空隙層を介して対向配置してなり、空隙層にガスが充填されてなることを特徴とする有機ＥＬ発光デバイス、及び、前記有機ＥＬ基板を形成する工程と、前記カラーフィルター基板を形成する工程と、前記有機ＥＬ基板のバリア層に、光取り出し向上層を密着して設置する工程と、光取り出し向上層付有機ＥＬ基板と前記カラーフィルター基板とを、ガス中で光取り出し向上層とカラーフィルター層が空隙層を介して対向配置する工程を有することを特徴とする有機ＥＬ発光デバイスの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、トップエミッション型有機ＥＬ発光デバイスおよびその製造方法に関する。より詳細には、フルカラー表示を行うトップエミッション型有機ＥＬマトリックスディスプレイにおいて有機ＥＬ層からの発光を効率よく外部へと放出することができるＥＬ発光装置および製造方法に関する。

近年、有機ＥＬ素子は実用化に向けての研究が活発に行われている。有機ＥＬ素子は低電圧で高い電流密度が実現できるために高い発光輝度および発光効率を実現することが期待され、特に高精細なマルチカラーまたはフルカラー表示が可能な有機多色ＥＬディスプレイの実用化が期待されている。しかしながら、有機ＥＬ層における発光が無指向性であることに加えて、素子の屈折率構造に起因して、有機ＥＬ層からの発光の全てを外部に取り出すことができず、発光効率の低下を招いているのが現状である。

発光の外部取り出し効率の向上に関して、有機ＥＬ素子またはデバイス中に微小レンズや微小プリズムを設けて光角度を変換することによって、デバイスの光取り出し効率を向上させる方法が提案されている（特許文献１〜５参照）

特許文献１では、（１）微小レンズや微小プリズムを１つの発光素子に対して複数個設けた有機ＥＬ素子、（２）微小プリズムと、この微小プリズムが形成する凹凸の隙間を填める光角度変換手段（前記プリズムより高い屈折率を有する）とを設けた有機ＥＬ素子、あるいは（３）空気泡や屈折率の異なる粒子を含み、基板の厚み方向に粒子の長手方向が配向するように基板内に分散された光角度変換手段を用いた有機ＥＬ素子が提案されている。
特許文献２には、マイクロレンズや微小プリズムからなる構造物と、この構造物の屈折率より高い屈折率を有する透明性樹脂で平坦化した集光層とを設けた有機ＥＬ素子用透明基板が提案されている。
特許文献３には、一方の面に発光素子が設けられた透明基板の他方の面にマイクロレンズアレイが設けられた発光ディスプレイパネルが提案されている。マイクロレンズアレイは透明基板の屈折率と同一か、それよりも高い。このマイクロレンズアレイは、透明接着剤で透明基板に固定されており、この接着剤の屈折率はマイクロレンズアレイの屈折率と同等かそれより低く、透明基板の屈折率と同等かそれよりも高い。

特許文献４には、基板と、その基板の上に設けられた有機ＥＬ素子を有し、この基板の光取り出し面側にレンズシートからなる光拡散部を設けた有機ＥＬデバイスが提案されている。
特許文献５には、無機薄膜ＥＬ素子が形成されたＥＬディスプレイパネル基板と透光性のシール基板を前記ＥＬ素子が内側になるように接着し、前記ＥＬディスプレイパネル基板と前記シール基板との間に形成された間隙を満たす絶縁性液体を備え、前記シール基板のＥＬディスプレイパネル基板側に凹凸形状の透光性部材を設け、この透光性部材と絶縁性液体とでマイクロレンズを構成してなる薄膜ＥＬディスプレイパネルが提案されている。

特開２００２−２６０８４５号公報特開２００３−８６３５３号公報特開２００４−２４１１３０号公報特許２９３１２１１号公報（特開平８−８３６８８号公報）特開平１１−７４０７２号公報

しかしながら、画像表示を行うカラーディスプレイにこれら光取り出し向上対策を導入しようとしたときには次のような問題点がある。
（１）画像を表示する場合に、取り出し効率向上層の設置によっても十分に効率の改善が見られない。
（２）画像を表示する場合に、取り出し効率向上層の設置によって、コントラストの低下が発生することにより画像表示品質が低下する。

即ち、特許文献１では、上述のような光角度変換による光取り出し効率の向上は十分ではなく、また、種々の方向に屈折する光の存在により、コントラストが低下するという問題を有している。特許文献２に記載の構成は特許文献１の２番目に記載した構成と同様であり、同様の欠点を有している。

特許文献３では、表示面上にマイクロレンズアレイを備えているが、これによってコントラストが低下する問題点を有する。
特許文献４の発明は、基板側を光取り出し面とする有機ＥＬ装置であって、前記の光取り出し面側に特定の光散乱部を有するものであるが、光散乱部を設置することによってコントラストが低下する問題点を有する。
特許文献５では、凹凸形状の透光性部材とＥＬパネル基板との間に絶縁性液体を封入しているが、絶縁性液体の屈折率は透光性部材の屈折率に比較的近いものであり、集光性が十分とはいえない。したがって、取り出し効率向上効果が十分とはいえないものとなる。
即ち、上述の課題は、マイクロレンズや微小プリズム、取り出し効率を向上させるための層を設置することによって、同時にまたは個別に発生する可能性があり、どれも画像表示装置にとっては表示品質が低下することになって致命的である。

したがって、本発明は上述の課題を同時に解決し、かつ取り出し効率を向上することによって有機ＥＬ発光デバイス（特に、トップエミッション型有機ＥＬマトリックスカラーディスプレイ）の高効率化を果たすことを目的とする。

本発明の有機ＥＬ発光デバイスは、支持体上に、反射電極、有機ＥＬ層、透明電極、色変換層およびバリア層がこの順番で形成されてなる有機ＥＬ基板のバリア層上に、光取り出し効率向上層が密着配置され、この光取り出し向上層付き有機ＥＬ基板と、透明支持体上にカラーフィルター層が形成されてなるカラーフィルター基板とを、有機ＥＬ基板の光取り出し効率向上層とカラーフィルター基板のカラーフィルター層が内側になるように配置され、これらの両基板が空隙層を介して対向するように配置してなり、空隙層にはガスが充填されてなることを特徴とする。

また、本発明の有機ＥＬ発光デバイスの製造方法は、支持体上に、反射電極、有機ＥＬ層、透明電極、色変換層およびバリア層をこの順番で形成する有機ＥＬ基板形成工程と、透明支持体上にカラーフィルター層を形成するカラーフィルター基板形成工程と、有機ＥＬ基板形成工程で得られた有機ＥＬ基板のバリア層に、光取り出し効率向上層を密着して設置する光取り出し効率向上層形成工程と、光取り出し効率向上層形成工程でバリア層の上に光取り出し効率向上層が形成された有機ＥＬ基板とカラーフィルター基板形成工程で形成されたカラーフィルター基板とを、光取り出し効率向上層とカラーフィルター層が空隙層を介して対向するように前記両基板をガス中で対向配置する工程を有することを特徴とする。

前記課題（１）は、光取り出し効率向上層による屈折によって取り出し効率の改善を図る際に、取り出し効率向上層およびその外面側の層の間で屈折率の変化が小さいことによって生ずる。本発明では光取り出し効率向上層の外面に空隙層を設けることによって取り出し効率向上の効果を最大限に発揮することができる。

また、前記課題（２）は光取り出し効率向上層を有機ＥＬ層とカラーフィルター層の中間に設けることによって、外部より入射する迷光を低減することによって解決される。

以下、本発明につき、図１を参照しながら説明する。
スイッチング素子としてＴＦＴ１１があらかじめ形成されている支持体１０の上に、平坦化膜１２、第１電極（反射電極）１３、有機ＥＬ層１４、第２電極（透明電極）１５およびバリア層１６からなる有機ＥＬ基板が形成される。第１電極１３は複数の部分に分割され、それぞれの部分がＴＦＴ１１と１対１で接続される反射電極であり、第２電極１５は全面に均一に形成される透明電極である。有機ＥＬ基板を形成する各層は、当該技術において知られている材料および方法を用いて形成することができる。

平坦化膜１２は、ＴＦＴ１１を設けたことによって形成される凹凸を平坦化するための層であり、当該技術において知られている任意の材料及び方法にて形成することができる。なお、平坦化膜１２には、ＴＦＴ１１と第１電極１３を構成する部分電極とを１対１で接続するためのコンタクトホールが設けられている。

（第１電極（反射電極））
第１電極１３は、高反射率の金属（Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒなど）、アモルファス合金（ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＣｒＰ、ＣｒＢなど）、微結晶性合金（ＮｉＡｌなど）を用いて、蒸着法、スパッタ法などのドライプロセスによって形成することができる。

（有機ＥＬ層）
有機ＥＬ層１４は、少なくとも有機発光層を含み、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。具体的には、陽極、有機ＥＬ層、および陰極で構成される有機ＥＬ素子は下記のような層構造からなるものが採用される（陽極および陰極は、第１電極１３または第２電極１５のいずれかである）。
（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／有機発光層／電子注入層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／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

有機ＥＬ層１４を構成する各層の材料としては、公知のものが使用される。また、有機ＥＬ層を構成する各層は、蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。たとえば、青色から青緑色の発光を得るための有機発光層の材料としては、たとえばベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物などの材料が好ましく使用される。

（第２電極（透明電極））
第２電極１５は、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化インジウム、ＩＺＯ、酸化亜鉛、亜鉛−アルミニウム酸化物、亜鉛−ガリウム酸化物、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。第２電極１５は、蒸着法、スパッタ法または化学気相堆積（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。

（陰極バッファ層）
なお、陰極（第１電極１３または第２電極１５のいずれか）と有機ＥＬ層１４との界面に陰極バッファ層を設けて、電子注入効率を向上させてもよい。陰極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、あるいはそれら金属の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。陰極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。

本発明の有機ＥＬ基板は、独立して制御される複数の発光部を有する。図１においては、複数のスイッチング素子（ＴＦＴ１１）を用いたアクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬ基板を示した。別の構成として、たとえば、第１電極および第２電極の両方を複数のストライプ状部分電極から形成し、第１電極を構成するストライプ状部分電極が延びる方向と第２電極を構成するストライプ状部分電極が延びる方向とを交差（好ましくは直交）させて、パッシブマトリクス駆動される独立した複数の発光部を有する有機ＥＬ基板を形成することができる。さらに、上記の構成において、複数の部分電極からなる第１電極１３を形成する場合には、絶縁性金属酸化物（ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＡｌＯ_xなど）あるいは絶縁性金属窒化物（ＡｌＮ、ＳｉＮなど）などを用いて、該複数の部分電極の間隙に絶縁膜を形成してもよい。

（色変換層）
第２電極１５の上に色変換層３を形成する。色変換層３は、第一電極１３によって画定される複数の発光部の一部に設置される。図１においては１種の色変換層３を用いる場合を例示したが、複数種の色変換層３を用いてもよい。本発明における色変換層３は、１種または複数種の色変換色素から形成される層であり、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ〜１μｍの膜厚を有する。色変換層３は、ドライプロセス、好ましくは蒸着法（抵抗加熱および電子ビーム加熱を含む）によって形成される。複数種の色変換色素を用いて色変換層３を形成する場合、複数種の色変換色素を所定の比率で混合した予備混合物をあらかじめ作製し、その予備混合物を用いて共蒸着を行ってもよい。あるいはまた、複数種の色変換色素を別個の加熱部位に配置し、それぞれの色変換色素を別個に加熱して共蒸着を行ってもよい。特に複数種の色変換色素の間に特性（蒸着速度、蒸気圧など）の大きな差が存在する場合、後者の方法が有効である。

色変換層３を形成するための色変換色素としては、３−（２−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２−ベンゾイミダゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、クマリン１３５などのクマリン系色素；ソルベントイエロー４３、ソルベントイエロー４４のようなナフタルイミド系色素；４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ−１、（Ｉ））、ＤＣＭ−２（II）、およびＤＣＪＴＢ（III）などのシアニン色素；ローダミンＢ、ローダミン６Ｇなどのキサンテン系色素；ピリジン１などのピリジン系色素；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）、ルモゲンＦレッド、ナイルレッド（Ｖ）などを用いることができる。

（バリア層）
つづいて、色変換層３以下の構造を覆うようにバリア層１６を形成する。バリア層１６は、有機ＥＬ層１４を酸素や水分から保護する機能を有する。同時に、バリア層１６は光学的に透明であることが求められる。バリア層１６は、金属窒化物、金属酸化物、金属酸窒化物、好ましくは酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどを用いて、ＣＶＤ法、蒸着法などのドライプロセスによって形成することができる。本発明においては、窒化シリコンを用いることが好ましく、および窒化シリコンをＣＶＤ法によって堆積させることがより好ましい。バリア層１６は、１〜５μｍの膜厚を有することができる。

（カラーフィルター基板）
別の工程において、別個の透明支持体１の上にカラーフィルター層２を形成する。カラーフィルター層２は１種類であってもよいし、複数種を整列されたものであってもよい。図１においては、赤色カラーフィルター層２Ｒ、緑色カラーフィルター層２Ｇ、および青色カラーフィルター層２Ｂを設けた例を示した。カラーフィルター層２は、フラットパネルディスプレイ用としている市販の材料および既知の方法を用いて形成することが可能である。

また、本実施形態における透明支持体１は、ガラス、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース、ニトロセルロース等のセルロースエステル；ポリアミド；ポリカーボネート；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−１，２−ジフェノキシエタン−４，４’−ジカルボキシレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル；ポリスチレン；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン；ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂；ポリカーボネート；ポリスルホン；ポリエーテルスルホン；ポリエーテルケトン；ポリエーテルイミド；ポリオキシエチレン；ノルボルネン樹脂などの高分子材料であってもよい。高分子材料を用いる場合、透明支持体１は剛直であっても可撓性であってもよい。光学的に透明であるとは、可視光に対して８０％以上、好ましくは８６％以上の透過率を有することを意味する。

カラーフィルター層２の間隙には、余分な光を吸収して表示画質を向上させるためにブラックマスク層５を設けることもできる。ブラックマスク層５は公知の材料としてカーボンブラックなど黒色の顔料を樹脂インクに分散させたもの、もしくはクロムなどの金属から構成される無機材料を用いて形成することができる。さらにそのあと、カラーフィルターの保護のために保護層４を設けても良い。保護層４の材料としては前述のバリア層１６と同様の材質を使用することができる。

（光取り出し効率向上層）
光取り出し効率向上の効果が得られるためには４つの要件がある。第１の要件は、デバイスの発光部分から有効な発光を光取り出し効率向上層２３に入射できることであって、そのためには発光部分と光取り出し効率向上層が光学的に結合されており、その間に低屈折率の層（たとえば空気層）を挟まずに密着していることである。第２の要件は、光取り出し向上層から最終的に空気中に光を出すために効果を発揮するために、光取り出し効率向上層２３の次の層は空気の屈折率にできる限り近くすること、好ましくは等しくすること、第３の要件は、光取り出し効率向上層において、入射した光線の角度を変化させて全反射して失われる光量を減少させる機能があることである。

第４の要件は、マトリックスディスプレイにおいては、光取り出し効率向上層２３の形状をディスプレイのピクセルに重なり合わせたときにモアレ模様が発生しないようなパターンにすることである。なぜなら、モアレ模様の発生はマトリックスディスプレイの表示画質を著しく低下させるからである。

光取り出し効率向上層２３の材料としては少なくとも光の透過率が高いことが要件である。光取り出し効率向上層２３の構成材料の屈折率を有機発光層の材料の屈折率に近づければ近づけるほど光取り出しの効率を向上させることができる。屈折率は１．４以上であることが好ましい。光学用途に通常用いられるポリマーを用いて光取り出し効率向上層２３を形成することによって、その性能を発揮させることができる。例えば、アクリルやポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスチレンなどでよい。

光取り出し効率向上層２３の形状は上記の要件を満たせばよく、形状としては公知であるところのマイクロレンズないしはプリズムシートなどでよい。すなわち、これらの材料を、第１面は平面に、そして第２面、即ち、カラーフィルター層２に対向する面は構造体を持つように形成する。構造体形状はたとえば球の曲面の一部分、三角の繰り返し、四角錐、三角錐、同心円状の凹凸、などを設けることができる。構造体の配置は周期的であってもよいし局所的にはランダムになるように配置しても良い。また、凹凸をランダムに配置したものでも良い。これらはマイクロレンズシート、プリズムレンズシートなどの既製品として市場にあるものを利用しても良い。

光取り出し効率向上層２３の第１面には、光硬化接着剤、熱硬化接着剤、感圧型粘着剤など（以下、総称して接着剤という）を用いてバリア層との間の間隙を埋める。これら材料（接着剤）の屈折率は１．４以上であることが好ましい。
工程としては、第１面にこれら接着剤を塗布してあるシートをバリア層１６に接触させ、必要に応じて硬化過程を加えることによって設置すればよい。

最後に光取り出し効率向上層２３を設けた有機ＥＬ基板とカラーフィルター基板とを対向させ、間に空隙層２２を形成するように設置することによって有機ＥＬ発光デバイスを形成する。支持体１０または透明支持体１の周縁部に設けた接着剤層２１を使用して両基板の固定および貼り合わせることができる。接着剤層２１は、適切な接着剤（たとえばＵＶ硬化型接着剤など）を含み、任意選択的に支持体１０／透明支持体１間の距離を画定するスペーサ粒子（たとえば、ガラスビーズなど）を含んでもよい。あるいはまた、周縁部に設けた接着剤層２１以外の既知の方法を用いて両積層体の貼り合わせを行ってもよい。

設置工程を行う雰囲気を選択することによって空隙層２２に充填されるガスを選択することができる。たとえば、空気、Ｎ₂、またはＡｒ等の不活性気体を使用することができる。

（実施例１）
透明支持体（コーニング製１７３７ガラス基板）上に、ブラックマスク材料（カラーモザイクＣＫ−７０００、富士フイルム株式会社から入手可能）、青色フィルタ材料（カラーモザイクＣＢ−７００１、富士フイルム株式会社から入手可能）、緑色フィルタ材料、および赤色フィルタ材料（カラーモザイクＣＲ−７００１、富士フイルム株式会社から入手可能）を用い、フォトリソグラフ法にてカラーフィルター層２（Ｒ、Ｇ，Ｂ）およびブラックマスク５を作製した。

ここで、各副画素の寸法を３００μｍ×１００μｍとし、隣接する副画素間のギャップ（すなわち、ブラックマスク５が形成される領域）を縦方向３０μｍ、横方向１０μｍとし、青色、緑色および赤色の副画素の組が１つの画素を形成するように配列した。また、縦方向に５０画素、横方向に５０画素を配列し、合計２５００画素とした。各カラーフィルター層２（Ｒ、Ｇ，Ｂ）の膜厚は１．５μｍとした。また、ブラックマスク５の膜厚は１μｍとした。

別途、ガラス製の支持体上に、スパッタ法およびフォトリソグラフ法を用いて、膜厚５００ｎｍのＡｌおよび膜厚１００ｎｍのＩＴＯからなる第１電極（反射性の陽極）を形成した。第１電極は、縦方向に延びるストライプ形状の複数の部分電極から構成される。各部分電極の幅を１０５μｍとし、ピッチが１１０μｍ（隣接するストライプ間の間隔が５μｍ）となるように配列した。

次に、第１電極を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に配置し、１０^-4Ｐａの真空槽内圧において、正孔注入層として膜厚１００ｎｍのＣｕＰｃ、正孔輸送層として膜厚２０ｎｍの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層を形成した。

そして、マスクを用いて、有機ＥＬ層の上に膜厚１０ｎｍのＭｇ／Ａｇ（質量比１０／１）および膜厚１０ｎｍのＩＴＯからなる第２電極を積層した。第２電極は、横方向に延びるストライプパターンを有する複数の部分電極から構成される。各部分電極の幅を３００μｍとし、ピッチが３３０μｍ（隣接するストライプ間の間隔が３０μｍ）となるように配列した。

第２電極以下の構造を覆うように、膜厚５００ｎｍのＳｉＮからなるバリア層を形成して、有機ＥＬ基板を得た。
５０μｍ厚のアクリル膜上に型成形によって直径５０μｍ、Ｆ＝４のマイクロレンズを形成し、背面に１０μｍの接着剤を塗布してあるマイクロレンズシートを準備した。シートの屈折率はｎ＝１．５０、接着剤の屈折率はｎ＝１．５２である。この接着剤つきマイクロレンズシートをバリア層の上に加圧接着して光取り出し効率向上層を形成した。

次に、カラーフィルター基板および光取り出し効率向上層を設けた有機ＥＬ基板を、水分濃度１ｐｐｍ以下、酸素濃度１ｐｐｍ以下に管理された窒素グローブボックス内に搬入した。そして、カラーフィルターの透明支持体の外周部に、ディスペンサーロボットを用いて、直径６μｍのビーズを分散させた紫外線硬化型接着剤（スリーボンド社製、商品名３０Ｙ−４３７）を、接着剤層として塗布した。アライメントを行いながら、色変換機能付カラーフィルター基板および光取り出し効率向上層を設けた有機ＥＬ基板を接着して集成体を形成した。続いて、１００ｍＷ／ｃｍ²の紫外線を３０秒間にわたって照射して、接着剤層を硬化させてトップエミッション型有機ＥＬマトリックスディスプレイを得た。空隙層の厚さは約５μｍであり、ここには窒素が充填される。

得られた有機ＥＬマトリックスディスプレイの発光特性を測定した。具体的には、全画素を点灯させた場合の輝度およびパネルを照度７００ｌｘに置いたときの黒と白のコントラスト比を測定した。その結果を表１に示す。

（比較例１）
光取り出し効率向上層を設けなかったこと以外は実施例１と同様にして有機ＥＬマトリックスディスプレイを作製した。得られた有機ＥＬディスプレイの発光特性を実施例１と同様にして測定した。また、画質を官能評価した。その結果を表１に示す。

（比較例２）
比較例１で作製した有機ＥＬマトリックスディスプレイの表示面（即ち透明支持体の外表面）に実施例１で用いたと同様のマイクロレンズシートを、粘着剤を用いて貼り付けてマイクロレンズシート付有機ＥＬマトリックスディスプレイを得た。得られた有機ＥＬマトリックスディスプレイの発光特性を実施例１と同様にして測定した。また、画質を官能評価した。その結果を表１に示す。

（比較例３）
実施例１において、２種類の基板を組み立てる際に、窒素の代わりにシリコーンオイルを滴下封入した以外は実施例１と同様にして有機ＥＬマトリックスディスプレイを作製した。即ち、空隙層に代えてシリコーンオイル充填層を形成した。得られた有機ＥＬマトリックスディスプレイの発光特性を実施例１と同様にして測定した。また、画質を官能評価した。その結果を表１に示す。

表１において、比較例１は取り出し効率向上のための措置を何もおこなっていないものである。比較例２では比較例1に比べて、コントラストおよび画質の低下が認められ、比較例３では取り出し効率向上の効果が発現していない。それに対し、実施例１では発光輝度の向上が認められ、コントラスト、画質も維持していることがわかる。

本発明の有機ＥＬ発光デバイスの１実施形態を説明する図である。

符号の説明

１透明支持体
２（Ｒ，Ｇ，Ｂ）カラーフィルター層（赤色、緑色、青色）
３色変換層
４保護層
５ブラックマスク
１０支持体
１１ＴＦＴ
１２平坦化膜
１３第１電極
１４有機ＥＬ層
１５透明電極
１６バリア層
２１接着剤層
２２空隙層
２３光取り出し効率向上層

Claims

支持体上に、反射電極、有機ＥＬ層、透明電極、色変換層およびバリア層がこの順番で形成されてなる有機ＥＬ基板のバリア層上に、光取り出し効率向上層が密着配置され、この光取り出し効率向上層付き有機ＥＬ基板と、透明支持体上にカラーフィルター層が形成されてなるカラーフィルター基板とを、有機ＥＬ基板の光取り出し効率向上層とカラーフィルター基板のカラーフィルター層が内側になるように配置され、これらの両基板が空隙層を介して対向するように配置してなり、空隙層にはガスが充填されてなることを特徴とする有機ＥＬ発光デバイス。
支持体上に、反射電極、有機ＥＬ層、透明電極、色変換層およびバリア層をこの順番で形成する有機ＥＬ基板形成工程と、透明支持体上にカラーフィルター層を形成するカラーフィルター基板形成工程と、有機ＥＬ基板形成工程で得られた有機ＥＬ基板のバリア層に、光取り出し効率向上層を密着して設置する光取り出し効率向上層付有機ＥＬ基板形成工程と、光取り出し効率向上層付有機ＥＬ基板とカラーフィルター基板形成工程で形成されたカラーフィルター基板とを、ガス中で光取り出し効率向上層とカラーフィルター層が空隙層を介して対向するように前記両基板をガス中で対向配置する工程を有することを特徴とする有機ＥＬ発光デバイスの製造方法。