JP5273862B2 - Color conversion type organic EL display - Google Patents
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Description
本発明は高精細で高視認性の、耐環境性および生産性に優れた多色表示を可能とするカラ−フィルタおよび該カラーフィルタを具備する色変換型有機ELディスプレイに関する。詳しくは、イメ−ジセンサ、パ−ソナルコンピュ−タ、ワ−ドプロセッサ、テレビ、ファクシミリ、オ−ディオ、ビデオ、カ−ナビゲーション、電気卓上計算機、電話機、携帯端末機並びに産業用の計器類等の表示用のカラ−フィルタおよび該カラーフィルタを具備する有機多色発光表示装置、特に色変換方式を用いた有機ELディスプレイに関する。 The present invention relates to a color filter that enables high-definition, high-visibility, multicolor display excellent in environmental resistance and productivity, and a color conversion organic EL display including the color filter. Specifically, image sensors, personal computers, word processors, televisions, facsimiles, audio, video, car navigation, electronic desk calculators, telephones, portable terminals, industrial instruments, etc. The present invention relates to a color filter for display and an organic multicolor light emitting display device including the color filter, and more particularly to an organic EL display using a color conversion method.
カラーディスプレイは、表示面に赤、青、緑の画素が隣接して設けられており、それぞれの画素の発光強度を変化させることによって、さまざまな色や明るさを表現するものである。色変換型のカラーディスプレイは、バックライトの発光色が同一で、色変換層およびカラーフィルタによって発光スペクトルを赤、青、緑に変化させる。バックライトの発光色が同一であるので、もし隣接する異なる画素に対応する発光層からの発光が同じ色変換層に到達した場合、そのまま色変換されてしまい、異常な発光をする原因となる。いわゆるNTSC規定の色度図面積との比であるNTSC(National Television Stndards Committee)比をより高くするためにも、画素間の混色、すなわちクロストークは低減する必要がある。
インクジェット法により色変換フィルタ基板上の色変換層のパターニングを行う場合には、インク材料として色変換層材料の希薄溶液を用いるため、その吐出時に、目的の画素領域とは異なる隣接画素領域に吐出溶液が流出しないように、各画素を隔てる隔壁の高さを色変換層の必要膜厚に対して10倍程度の高さとする必要がある。この結果、色変換フィルタ基板の表面には凹凸が形成されるため、最表面を平坦にする平坦化層を形成した前記色変換フィルタ基板と、バックライトとなる有機発光素子(有機EL素子)の搭載基板とを貼り合わせる際に、前記隔壁の高さとの間に、場合によっては平坦化層の膜厚との差分だけ、色変換層表面と有機EL素子表面との間にギャップが生じる恐れがある。その結果、有機EL素子からの発光が適正に色変換層に入らないことに起因して光学損失が発生する惧れがある。
A color display is provided with red, blue, and green pixels adjacent to each other on the display surface, and expresses various colors and brightness by changing the light emission intensity of each pixel. The color conversion type color display has the same emission color of the backlight, and the emission spectrum is changed to red, blue, and green by the color conversion layer and the color filter. Since the light emission color of the backlight is the same, if the light emission from the light emitting layer corresponding to the adjacent different pixels reaches the same color conversion layer, the color conversion is performed as it is, which causes abnormal light emission. In order to further increase the NTSC (National Television Standards Committee) ratio, which is a ratio to the so-called chromaticity diagram area defined by NTSC, it is necessary to reduce color mixing between pixels, that is, crosstalk.
When patterning the color conversion layer on the color conversion filter substrate by the ink jet method, a dilute solution of the color conversion layer material is used as the ink material, and therefore, when discharging, discharge to an adjacent pixel area different from the target pixel area In order to prevent the solution from flowing out, it is necessary that the height of the partition wall separating each pixel is about 10 times the required film thickness of the color conversion layer. As a result, unevenness is formed on the surface of the color conversion filter substrate. Therefore, the color conversion filter substrate on which the flattening layer for flattening the outermost surface and the organic light emitting device (organic EL device) serving as a backlight are formed. When the mounting substrate is bonded, there may be a gap between the surface of the color conversion layer and the surface of the organic EL element due to the difference between the height of the partition wall and the thickness of the planarization layer in some cases. is there. As a result, there is a concern that optical loss may occur due to light emission from the organic EL element not properly entering the color conversion layer.
以上の説明に係わる有機EL素子基板に関し、有機EL素子を構成する下部電極を各画素に電気的に分離するための隔壁絶縁膜を有し、かつ有機EL素子と隔壁絶縁膜上を共通に覆うバリア層としてシリコン窒化膜を備える記載がある(特許文献1)。 The organic EL element substrate according to the above description has a partition insulating film for electrically separating the lower electrode constituting the organic EL element into each pixel, and covers the organic EL element and the partition insulating film in common. There is a description including a silicon nitride film as a barrier layer (Patent Document 1).
一般のカラーフィルタ等では、透過する光線の方向は大幅には変わらないので、隣接画素からの入射光があったとしても、大きい斜角度がついており、観察する視点(正面)方向の発色に影響を与えることは少ない。しかしながら、色変換層では斜めからの入射光も蛍光変換するので、隣接画素から色変換層への入射光も色変換されて正面への発光へと変換される、いわゆるクロストークが発生することがある。このようなクロストークはRGBの色純度を低下させる原因となるので、できる限り低減する必要がある。
本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的はクロストークを低減することのできる色変換型有機ELディスプレイを提供することである。
In general color filters, etc., the direction of transmitted light does not change significantly, so even if there is incident light from adjacent pixels, it has a large oblique angle, which affects the color development in the observing viewpoint (front) direction. It is rare to give. However, since incident light from an oblique direction is also converted into fluorescence in the color conversion layer, so-called crosstalk may occur in which incident light from adjacent pixels is color-converted and converted into light emission to the front. is there. Such crosstalk causes a decrease in RGB color purity, so it must be reduced as much as possible.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a color conversion type organic EL display capable of reducing crosstalk.
前記本発明の目的を達成するために、本発明では、支持基板上に列状に複数配設される有機EL素子と該有機EL素子を含む前記支持基板表面を覆うバリア層を搭載する有機EL素子基板と、透明基板上に格子状のブラックマトリックスと前記格子内区画に色変換フィルタ層とカラーフィルタとを搭載する色変換フィルタ基板と、をそれぞれ搭載する側を内側にして貼り合わせてなる色変換型有機ELディスプレイにおいて、前記バリア層の下であって、前記有機EL素子の列間に少なくとも二列のクロストーク低減構造体が線形状に配設され、該二列のクロストーク低減構造体がそれぞれ不連続部を有し、該二列の不連続部が相互に位置がずれて配設されている色変換型有機ELディスプレイとする。
本発明は、前記有機EL素子が、支持基板上に少なくとも反射電極、有機EL層、透明電極をこの順に備えることが好ましい。
In order to achieve the object of the present invention, in the present invention, an organic EL in which a plurality of organic EL elements arranged in a row on a support substrate and a barrier layer covering the surface of the support substrate including the organic EL elements are mounted. A color formed by laminating an element substrate, a black matrix in a lattice shape on a transparent substrate, and a color conversion filter substrate in which a color conversion filter layer and a color filter are mounted in the inner partition, with the mounting side facing inward. In the conversion type organic EL display, at least two rows of crosstalk reducing structures are arranged in a line shape between the rows of the organic EL elements below the barrier layer, and the two rows of crosstalk reducing structures are arranged. Each has a discontinuous portion, and the two rows of discontinuous portions are arranged so as to be displaced from each other.
In the present invention, it is preferable that the organic EL element includes at least a reflective electrode, an organic EL layer, and a transparent electrode in this order on a support substrate.
本発明は、前記クロストーク低減構造体の屈折率が、バリア層の屈折率より0.1以上低い、好ましくは0.2以上低い色変換型有機ELディスプレイとすることも好ましい。
本発明は、前記クロストーク低減構造体上に被覆されるバリア層の凸部の高さが、該バリア層の膜厚以上である色変換型有機ELディスプレイとしてもよい。
また、本発明は、前記クロストーク低減構造体上に被覆されるバリア層の凸部は、該凸部側面と基板に平行な面との間のなす角度が15度以上、好ましくは30度以上の側面傾斜形状を備えている色変換型有機ELディスプレイとすることが好適である。
In the present invention, a color conversion organic EL display in which the refractive index of the crosstalk reducing structure is 0.1 or more, preferably 0.2 or more lower than the refractive index of the barrier layer is also preferable.
The present invention may be a color conversion organic EL display in which the height of the convex portion of the barrier layer coated on the crosstalk reducing structure is equal to or greater than the thickness of the barrier layer.
Further, according to the present invention, the convex portion of the barrier layer coated on the crosstalk reducing structure has an angle formed by the side surface of the convex portion and a plane parallel to the substrate of 15 degrees or more, preferably 30 degrees or more. It is preferable to use a color conversion type organic EL display having a side inclined shape.
本発明によれば、バリア層内光伝播を抑制することができ、クロストークを低減させることのできる色変換型有機ELディスプレイを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a color conversion organic EL display that can suppress light propagation in the barrier layer and reduce crosstalk.
以下、本発明の色変換型有機ELディスプレイにかかる実施例について、図面を参照して詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する実施例の記載に限定されるものではない。
画素間のクロストークを低減するために、画素間のどこを主に経由してクロストークが伝播するかを鋭意検討した。その結果、従来の色変換型有機ELディスプレイでは有機EL素子基板と色変換フィルタ基板とを貼り合わせる際にできるギャップを埋める充填剤等を経由して隣接画素へ直接伝播することが判明した。このことは有機EL素子からの発光を一画素列分、着色充填剤等の利用によって遮断した後もクロストークが残存していることから明らかになった。さらに光学シミュレーションなどの利用によってクロストークの詳細を調査したところ、有機EL素子を酸素や水分から守るためのバリア層の中を全反射により導波路のように基板と平行な方向に伝播して行くことによってクロストークが発生することもわかった。そこで、バリア層内での基板と平行な方向への光伝播を遮断すれば、クロストークを低減できると考えた。
Examples of the color conversion organic EL display of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the description of the examples described below unless it exceeds the gist.
In order to reduce the crosstalk between the pixels, the inventors studied diligently where the crosstalk propagates between the pixels. As a result, it has been found that the conventional color conversion organic EL display directly propagates to adjacent pixels via a filler that fills a gap formed when the organic EL element substrate and the color conversion filter substrate are bonded together. This is clarified from the fact that crosstalk remains even after light emission from the organic EL element is blocked by the use of a coloring filler or the like for one pixel column. Furthermore, when the details of the crosstalk were investigated by using an optical simulation or the like, it propagated in the direction parallel to the substrate like a waveguide by total reflection in the barrier layer for protecting the organic EL element from oxygen and moisture. It was also found that crosstalk occurs. Therefore, it was considered that crosstalk can be reduced by blocking light propagation in a direction parallel to the substrate in the barrier layer.
バリア層は光屈折率が周囲の樹脂などより高いためにバリア層内で全反射し易くなり、遠距離まで光が伝播する。そこで、バリア層の形成前に、バリア層の膜厚以上の厚さのクロストーク低減構造体を画素列と画素列の間の位置に配設し、その上にバリア層を被覆する。バリア層は前記クロストーク低減構造体の凸部に沿って折れ曲がるので、前記構造体の近傍の折れ曲がり部ではバリア層表面に対する光の角度が全反射角を上回ることができ、その位置では全反射を抑止できる。したがって、全反射によってバリア層を伝播してきた光は、クロストーク低減構造体の近傍でバリア層を脱出するので、その先への光伝播を防ぐことができる。クロストーク低減構造体は、単純にその上を被覆するバリア層の本来の目的である有機EL層を酸素や水分から遮断して保護するバリア性能を妨げることなく、バリア層中での光の全反射による光学的な伝播を抑止できるようなものであればよい。クロストーク低減構造体の材料物性は、たとえば、その屈折率がバリア層より0.1以上低く、好ましくは0.2以上低いものがよい。また、副次的な効果として、バリア層での前記光学的な伝播を抑止する際に、バリア層より脱出する余剰な光をクロストーク低減構造体で吸収することが好ましいので、ELの発光波長における透過率は1μmあたり10%以下であることが望ましい。クロストーク低減構造体は、バリア層の形状および光学的性質を局部的に変えることにより、前記画素列間の間隙位置で光の全反射を防ぐことが目的であるので、クロストーク低減構造体は、光を全反射しないだけの角度をバリア層に付けられることが必要である。具体的にはバリア層側面と基板に平行な面との間のなす角度が15度以上、好ましくは30度以上であるが、その外形によってバリア層の前記バリア性能を低下させないことが好ましい。光伝播を十分に抑止し、直接光を伝播しないために、クロストーク低減構造体は充分な高さが必要であり、その結果として前記構造体の膜厚または該構造体上のバリア層の凸部の高さが少なくともバリア層の膜厚を上回ることが必要である。また、クロストーク低減構造体はブラックマトリックスの背後に位置するようにし、クロストーク低減構造体の上部のバリア層から脱出した光が表示に悪影響を与えないように配置することが望ましい。 Since the barrier layer has a higher refractive index than that of the surrounding resin or the like, the barrier layer is easily totally reflected in the barrier layer, and light propagates to a long distance. Therefore, before the barrier layer is formed, a crosstalk reducing structure having a thickness equal to or larger than the thickness of the barrier layer is disposed at a position between the pixel columns, and the barrier layer is covered thereon. Since the barrier layer is bent along the convex portion of the crosstalk reducing structure, the angle of light with respect to the barrier layer surface can exceed the total reflection angle at the bent portion in the vicinity of the structure, and the total reflection is performed at that position. Can be suppressed. Therefore, the light that has propagated through the barrier layer by total reflection escapes from the barrier layer in the vicinity of the crosstalk reducing structure, so that light propagation beyond the barrier layer can be prevented. The crosstalk reducing structure simply reduces the total amount of light in the barrier layer without interfering with the barrier performance of protecting the organic EL layer, which is the original purpose of the barrier layer covering it, from oxygen and moisture. Any device that can suppress optical propagation due to reflection may be used. The material properties of the crosstalk reducing structure may be, for example, a material whose refractive index is 0.1 or more lower than the barrier layer, preferably 0.2 or more lower. In addition, as a secondary effect, when the optical propagation in the barrier layer is suppressed, it is preferable that excess light that escapes from the barrier layer is absorbed by the crosstalk reducing structure. The transmittance in is desirably 10% or less per 1 μm. The crosstalk reducing structure is intended to prevent total reflection of light at the gap position between the pixel columns by locally changing the shape and optical properties of the barrier layer. It is necessary that the barrier layer be provided with an angle that does not totally reflect light. Specifically, the angle formed between the side surface of the barrier layer and the surface parallel to the substrate is 15 degrees or more, preferably 30 degrees or more, but it is preferable that the barrier performance of the barrier layer is not deteriorated by the outer shape. In order to sufficiently suppress light propagation and not propagate light directly, the crosstalk reducing structure needs to have a sufficient height, and as a result, the film thickness of the structure or the convexity of the barrier layer on the structure. It is necessary that the height of the part exceeds at least the thickness of the barrier layer. In addition, it is desirable that the crosstalk reducing structure be positioned behind the black matrix so that the light escaped from the barrier layer above the crosstalk reducing structure does not adversely affect the display.
しかし、前述のように、クロストーク低減構造体の高さが少なくともバリア層の厚さを上回ることを必要とするので、画素間に形成され、有機EL素子の反射電極と駆動回路とを接続する電極配線をスパッタ形成する場合に、クロストーク低減構造体が信頼性の高い電極配線形成にとって問題となる。なぜならば、スパッタ形成では回り込み性が小さいため、高い構造体の側面の膜厚が平坦部より薄くなり易く、破断切断され易いからである。そこで、本発明では、画素間に形成されるクロストーク低減構造体を少なくとも二列の不連続な線状とすることにより、クロストーク低減構造体の頂部を跨ぐ電極配線に膜厚が薄く低信頼性の部分があっても、画素間の底部に形成され、均一な所要の膜厚を有し高信頼性の電極配線部分により駆動回路へ確実に接続させることができる。
しかも、前記少なくとも二列の不連続な線状のクロストーク低減構造体は不連続部分が少なくとも二列であって相互にずれるような配置とされるので、バリア層内を基板に平行な方向に直線的に伝播するクロストーク光は少なくとも一列のクロストーク低減構造体のところのバリア層の折れ曲がり部で充分に減衰または抑止させることができる。
However, as described above, since the height of the crosstalk reducing structure needs to exceed at least the thickness of the barrier layer, it is formed between the pixels and connects the reflective electrode of the organic EL element and the drive circuit. When the electrode wiring is formed by sputtering, the crosstalk reducing structure becomes a problem for forming a highly reliable electrode wiring. This is because, in sputter formation, the wraparound property is small, so that the film thickness on the side surface of the high structure is likely to be thinner than the flat part, and is easily cut and broken. Therefore, in the present invention, the crosstalk reducing structure formed between the pixels is formed in at least two rows of discontinuous lines so that the electrode wiring straddling the top of the crosstalk reducing structure has a thin film thickness and low reliability. Even if there is a characteristic portion, it is formed at the bottom between the pixels and can be reliably connected to the drive circuit by a highly reliable electrode wiring portion having a uniform required film thickness.
In addition, since the at least two rows of discontinuous linear crosstalk reducing structures are arranged so that the discontinuous portions are at least two rows and deviate from each other, the inside of the barrier layer is parallel to the substrate. The crosstalk light propagating linearly can be sufficiently attenuated or suppressed at the bent portion of the barrier layer at least in one row of the crosstalk reducing structure.
図2に示すクロストーク低減構造体3aは、その上部に形成されるバリア層4中を伝播するクロストーク光の低減が目的であるので、少なくとも隣接する異なる色の画素列(1a、1b、1c)間に配設されればよい。すなわち、同列内の有機EL素子1間には必ずしも配設される必要はないので、有機EL素子の周囲を取り巻く必要はない。平面上における形状および配置の例としては、図2のように直線状の二列のクロストーク低減構造体3aによって色の異なる画素列の境界に配置することが好ましい。
また、クロストーク低減構造体3aの設置によって、その上部表面に沿って配設されるAg合金などからなる電極配線が、スパッタ形成に起因して低信頼性になったとしても、本発明にかかる図2に示すように、クロストーク低減構造体は二列の不連続な線状であって、しかも二列の不連続部が相互に位置ずれとなるように配列されているので、電極配線の断線の惧れを緩和させることができる。
The
Further, even if the electrode wiring made of an Ag alloy or the like disposed along the upper surface of the
クロストーク低減構造体を図4に示すクロストーク低減構造体3bのように、半球形の突起を二列状に多数配置とすることによっても、前記図2と同様に、構造体3bが電極配線を完全に遮ることなく、かつ光伝播を抑制する機能も充分に果たさせることができる。さらに、同じ画素列内の有機EL素子間のクロストークも低減させることを目的として、図5、図6のように、同じ画素列内の有機EL素子間にクロストーク低減構造体3c、3dを追加的に設けても良い。
(色変換フィルタ基板の作製に使用される有機材料)
(有機蛍光色素)
本発明の色変換型有機ELディスプレイを構成する色変換フィルタ基板に用いられ、短波長側の光を吸収して長波長側の光に色変換して発光する蛍光色素としては、発光層から発する近紫外領域ないし可視領域の光、特には青色ないし青緑色領域の光を吸収して異なる可視光を発するものであればよい。適用できる材料としては、Alq3(トリス8−キノリノラトアルミニウム錯体)などのアルミキレート系色素、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などが好ましい。その他にも、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のような低分子系の有機蛍光色素や、ポリフェニレン、ポリアリーレン、ポリフルオレンに代表される高分子蛍光材料が使用できる。
As in the
(Organic materials used in the production of color conversion filter substrates)
(Organic fluorescent dye)
The fluorescent dye used in the color conversion filter substrate constituting the color conversion organic EL display of the present invention, which absorbs light on the short wavelength side and converts the color to light on the long wavelength side to emit light, emits from the light emitting layer. What is necessary is just to emit different visible light by absorbing light in the near ultraviolet region or visible region, in particular, light in the blue or blue-green region. Applicable materials include aluminum chelate dyes such as Alq 3 (Tris 8-quinolinolato aluminum complex), 3- (2-benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin (coumarin 6), 3- (2-benzimidazolyl)- Coumarin dyes such as 7-diethylaminocoumarin (coumarin 7) and coumarin 135 are preferred. In addition, low molecular organic fluorescent dyes such as naphthalimide dyes such as Solvent Yellow 43 and Solvent Yellow 44, and polymer fluorescent materials represented by polyphenylene, polyarylene, and polyfluorene can be used.
また、必要に応じて、これらの色素を複数混合して使用することもできる。パターニング方法としてインクジェットを用いる際には前記色素を溶媒に溶解して使用する。使用可能な溶媒としては蛍光材料を溶解すればよく、使用蛍光材料によって異なるため一概には記せないが、例えばトルエン等の非極性有機溶媒、クロロホルム、アルコール、ケトン系などの極性有機溶媒等が使用できる。また粘度や蒸気圧、溶解性調整を目的として、複数の溶媒を混合して使用することもできる。
(色変換層用マトリックス樹脂)
また、図1に示す成膜した色変換層5、7のパターンニング方法としてフォトリソグラフィを利用する場合にはマトリックス樹脂中に色素を分散して用いてもよい。マトリックス樹脂は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を、光および/または熱処理して、ラジカル種やイオン種を発生させて重合または架橋させ、不溶不融化させたものである。また、該光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、蛍光色変換層5、7のパターニングを行うために硬化をする前は有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが望ましい。
If necessary, a plurality of these pigments can be mixed and used. When using inkjet as a patterning method, the dye is dissolved in a solvent. It is only necessary to dissolve the fluorescent material as a usable solvent, and since it varies depending on the fluorescent material used, it cannot be described generally. it can. In addition, a plurality of solvents can be mixed and used for the purpose of adjusting viscosity, vapor pressure and solubility.
(Matrix resin for color conversion layer)
Further, when photolithography is used as a patterning method for the formed color conversion layers 5 and 7 shown in FIG. 1, a dye may be dispersed in a matrix resin. The matrix resin is a photocurable or photothermal combination type curable resin that is subjected to light and / or heat treatment to generate radical species and ionic species to be polymerized or crosslinked to be insoluble and infusible. Further, it is desirable that the photocurable or photothermal combination type curable resin is soluble in an organic solvent or an alkali solution before curing to pattern the fluorescent color conversion layers 5 and 7.
(ブラックマトリックス)
図1に示すブラックマトリックス9は、可視光を良く吸収し、有機EL素子1、色変換層5,7、カラーフィルタ6,8へ悪影響を与えない性質を備えることが好ましい。そのためには、黒色の無機膜や黒色顔料または黒色染料を樹脂に分散した遮光層をパターニングして形成することが適当である。例えば、黒色の無機膜としては、例えば、クロム膜(酸化クロム/クロム積層)等が挙げられる。また、黒色顔料または黒色染料を樹脂に分散した遮光層としては、例えば、カーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドン等の顔料または染料をポリイミド等の樹脂に分散したものやカラーレジスト等が挙げられる。これらの遮光層の成膜方法は、スパッタ、CVD、真空蒸着等のドライプロセス、スピンコート等のウエットプロセスを採用することができる。次いでフォトリソグラフィ等の工程を追加すれば、パターニングすることができる。光反射率は、顔料分散樹脂膜(光反射率10%以下)がクロム膜(光反射率数十%)よりも低いので好ましい。しかし、クロム膜などの無機膜には、電気伝導性を有しているものがあり、透明電極の補助電極としての機能を併せて持たせることが可能という利点を有しているので、この補助電極機能を利用したいときは好ましい選択となる。
(Black matrix)
The
(有機EL素子基板の作製に使用される有機材料)
有機EL素子を構成する発光層(有機EL層)の材料としては、色変換層およびカラーフィルタが吸収可能な波長の発光が可能で、かつ色変換およびフィルタの特性、機能に悪影響を与えることなく形成できる性質を備える材料が好ましい。そのような材料としては、公知の有機発光材料を適用することができる。
(クロストーク低減構造体の形成材料)
本発明にかかるクロストーク低減構造体3a、3b、3c、3dとして最も必要とされる機能は、所要のパターンに加工することが容易であって、パターン形成されたクロストーク低減構造体が、次工程で成膜するバリア層の形状を適正にコントロールできることである。そのような機能を有する材料として、一般的なフォトレジスト材料を用いることができる。
(Organic materials used to fabricate organic EL element substrates)
As a material of the light emitting layer (organic EL layer) constituting the organic EL element, it is possible to emit light having a wavelength that can be absorbed by the color conversion layer and the color filter, and without adversely affecting the characteristics and functions of the color conversion and filter. Materials with the properties that can be formed are preferred. A known organic light emitting material can be applied as such a material.
(Crosstalk reduction structure forming material)
The most required function of the
以下、本発明の具体的な色変換型有機ELディスプレイの実施形態およびその製造方法について図面を参照して詳細に説明するが、本発明は、以下説明する実施例に記載の色変換型有機ELディスプレイに限定されものではない。
(色変換フィルタ基板の作製)
図1に示すように、ガラス基板10上に、市販のブラックマトリックス、赤色カラーフィルタ6、緑色カラーフィルタ8、青色カラーフィルタなどの層形成材料を用い、フォトリソグラフィ法にてブラックマトリックス9を格子状に、カラーフィルタ6、8を前記格子内区画を埋めるパターンであって、同色の画素のフィルタは同列のパターンとなるようにそれぞれ形成する。各層の膜厚はそれぞれ1μm(緑色フィルタのみ2μm)である。作製したカラーフィルタのサブ画素寸法は300μm×100μmである。前記ガラス基板の仕様は(50mm×50mm×厚さ0.7mm;コーニング社製1737ガラス)である。赤色カラーフィルタ6の仕様は(CK−7001:富士フィルム製)である。緑色カラーフィルタ8の仕様は(CR−7001:富士フィルム製)である。青色カラーフィルタの仕様は(CG−7001:富士フィルム製)である。ブラックマトリックスの仕様は(CB−7001:富士フィルム製)である。
Hereinafter, embodiments of a specific color conversion type organic EL display of the present invention and a method for manufacturing the same will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is a color conversion type organic EL display described in the following examples. The display is not limited.
(Production of color conversion filter substrate)
As shown in FIG. 1, a
次に、トルエン1000重量部と、第1色素:クマリン6+第2色素:DCM(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)50重量部(モル比はクマリン6:DCM=48:2)とから塗布用インクを調整し、インクジェット装置(ライトレックス製Litrex120L)を用い、窒素雰囲気中で膜厚500nmの赤色変換層5列を作成する。インクの乾燥は、窒素雰囲気を破ることなく、真空乾燥炉を用い、真空度1.0×10-3Pa、温度100℃で行った。
引き続き、緑色変換層7の列を形成する。第1色素としてクマリン6および第2色素としてDEQ(キナクリドン)とを合わせて50重量部(モル比は、クマリン6:DEQ=48:2。)を、トルエン1000重量部に溶解させて塗布用インクを調製する。この塗布用インクを用い、前述と同様に緑色カラーフィルタ8列上に窒素雰囲気中で塗布して、膜厚500nmの緑色変換層7の列とする。塗布用インクの乾燥は、前述と同様に窒素雰囲気を破ることなく真空乾燥炉を用いて、真空度1.0×10-3Pa、温度100℃で行った。このようにして色変換フィルタ基板11が作製される。
Next, 1000 parts by weight of toluene and 50 parts by weight (molar ratio) of the first dye:
Subsequently, a row of green conversion layers 7 is formed.
(有機EL素子基板の作製)
別のガラス基板2(50mm×50mm×厚さ0.7mm;コーニング社製1737ガラス)を用い、光硬化型樹脂(フォトレジンV−259PA(新日鐵化学))を膜厚4μmでスピンコートし、フォトリソグラフィ法によってパターン化する。パターンは線幅5μmで、図2のように有機EL層の各列の形成予定部を挟む位置に、二列の不連続な線状クロストーク低減構造体3aが、不連続部の位置を図面上の左右水平方向で重ならないように、相互にずらした配置とする。
続いてDCマグネトロンスパッタ法(成膜条件:ターゲット商品名 APC−TR、フルヤ金属製Ag合金;放電ガスAr;放電圧力0.5Pa;放電電力0.58W/cm2)を用いて、有機EL素子1を構成する第1電極(図示せず)となる下部電極膜(Ag合金)を100nmの膜厚で全面に形成する。次いで、形成したAg合金膜上にフォトレジストをスピンコートし、所要の第1電極パターン形状のフォトレジストパターンを形成する。そのサンプルを22℃に保ったAg合金膜のエッチング液(製品名:SEA2、関東化学株式会社製)中で20秒間揺動し、不要な銀合金膜をエッチングして反射機能を有する第1電極(反射電極)とする。
(Preparation of organic EL element substrate)
Using another glass substrate 2 (50 mm × 50 mm × thickness 0.7 mm; Corning 1737 glass), a photocurable resin (Photoresin V-259PA (Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)) was spin-coated at a film thickness of 4 μm. Then, patterning is performed by photolithography. The pattern has a line width of 5 μm, and two rows of discontinuous linear
Subsequently, using a DC magnetron sputtering method (film formation conditions: target product name APC-TR, Furuya Metal Ag alloy; discharge gas Ar; discharge pressure 0.5 Pa; discharge power 0.58 W / cm 2 ), an organic EL element A lower electrode film (Ag alloy) to be a first electrode (not shown) constituting 1 is formed on the entire surface with a thickness of 100 nm. Next, a photoresist is spin-coated on the formed Ag alloy film to form a photoresist pattern having a required first electrode pattern shape. A first electrode having a reflecting function by etching the unnecessary silver alloy film by shaking for 20 seconds in an etching solution of Ag alloy film (product name: SEA2, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) kept at 22 ° C. (Reflective electrode).
次にDCマグネトロンスパッタ法(成膜条件:ターゲットIn2O3−10%ZnO;放電ガス Ar;放電圧力 0.3Pa;放電電力 0.5W/cm2)を用いて膜厚220nmのIZO(Indium Zinc Oxide)膜を前記第1電極上に成膜する。この際の成膜速度は、0.33nm/sec.である。続いて、フォトリソグラフィ法によるパターニングにより第1電極上の透明電極(図示せず)とする。
前記透明電極を形成した基板を抵抗加熱真空蒸着装置内に導入し、それぞれ図示しない電子注入層、電子輸送層層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層からなる有機EL層(有機発光層)を、真空を破らずに順次成膜する。成膜に際して真空槽内圧は1×10-4Paまで減圧した。なお、有機EL層の成膜は、メタルシャドウマスクを介して所要のパターンに成膜した。有機材料は金属坩堝中に入れた試料をタングステン線による抵抗加熱することによって蒸発させ成膜する。リチウムはLiアルカリディスペンサー(サエスゲッターズ製)によって蒸着する。制御は日本真空製CRTM−8000によっておこなった。
Next, IZO (Indium) having a film thickness of 220 nm is formed using a DC magnetron sputtering method (film formation condition: target In 2 O 3 -10% ZnO; discharge gas Ar; discharge pressure 0.3 Pa; discharge power 0.5 W / cm 2 ). A Zinc Oxide) film is formed on the first electrode. The film formation rate at this time was 0.33 nm / sec. It is. Subsequently, a transparent electrode (not shown) on the first electrode is formed by patterning using a photolithography method.
The substrate on which the transparent electrode was formed was introduced into a resistance heating vacuum deposition apparatus, and an organic EL layer (organic light emitting layer) composed of an electron injection layer, an electron transport layer, a light emitting layer, a hole transport layer, and a hole injection layer (not shown). Layer) are sequentially formed without breaking the vacuum. During film formation, the internal pressure of the vacuum chamber was reduced to 1 × 10 −4 Pa. The organic EL layer was formed in a required pattern through a metal shadow mask. The organic material is deposited by evaporating a sample placed in a metal crucible by resistance heating with a tungsten wire. Lithium is deposited by a Li alkaline dispenser (manufactured by SAES Getters). Control was performed by Nippon Vacuum CRTM-8000.
有機EL層の形成方法を説明する。電子注入層はアルミニウムキノリノール錯体(Alq3)に金属リチウムを20:1(膜厚比)で共蒸着し10nmの膜厚で形成する。電子輸送層はアルミニウムキノリノール錯体(Alq3)を10nmの膜厚で形成する。発光層は4,4’−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)を30nmの膜厚で形成する。正孔輸送層は4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPD)を20nmの膜厚で形成する。正孔注入層は銅フタロシアニン(CuPc)を70nmの膜厚で形成する。
有機EL層を成膜した積層体を、真空を破ることなしに対向スパッタ装置へと移動させる。メタルマスクを配置して膜厚100nmのIZO膜を堆積させ、図示しない第2電極(上部電極)となる透明電極を形成して有機EL素子1を形成する。前記対向スパッタ装置によれば、酸素ガスの供給も少なくされているので、通常のスパッタで透明電極を形成する場合に比べて、有機EL層に対するダメージをほとんど無くすことができる。前述のように、線状の複数のクロストーク低減構造体3aと、該複数のクロストーク低減構造体3aの基板面に平行な間に挟まれる位置に成膜される有機EL素子1とを有する前記有機EL素子基板上に、さらにSiN膜をCVD法によって膜厚3000nm成膜してバリア層4とする。膜厚4μmの前記クロストーク低減構造体3a上のバリア層4の形状を計測したところ、凸部の高さは3.7μm、側面の基板面となす角度は35度であった。バリア層4の側面の角度は15度以上で光の全反射を抑制する効果があるが、好ましくは30度以上とすることが望ましい。このようにして有機EL素子基板12(図1)が作製される。
A method for forming the organic EL layer will be described. The electron injection layer is formed to a thickness of 10 nm by co-evaporating metal lithium with aluminum quinolinol complex (Alq 3 ) at a ratio of 20: 1 (film thickness ratio). The electron transport layer is formed of an aluminum quinolinol complex (Alq 3 ) with a thickness of 10 nm. The light emitting layer is formed of 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi) with a thickness of 30 nm. The hole transport layer is formed of 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPD) with a thickness of 20 nm. The hole injection layer is made of copper phthalocyanine (CuPc) with a thickness of 70 nm.
The laminate on which the organic EL layer is formed is moved to the counter sputtering apparatus without breaking the vacuum. A metal mask is disposed to deposit an IZO film having a thickness of 100 nm, and a transparent electrode to be a second electrode (upper electrode) (not shown) is formed to form the
(貼り合せ)
形成した前記色変換フィルタ基板11上に熱硬化性エポキシ樹脂を滴下し、さらに厚さ15μmのスペーサー入りの紫外線硬化性エポキシ樹脂接着剤をディスペンサーにて基板11の周囲を囲むように塗布する。続いて前記有機EL素子基板12をアライメント機構で、有機EL素子と色変換層とを正確に位置あわせしつつ降下させて圧着し、2つの基板11、12を貼り合せる。このときスペーサーによってギャップは15μmになる。このようにして前記色変換フィルタ基板11と前記有機EL素子基板12とを位置合わせの後、貼り合わせることにより本発明の色変換型有機ELディスプレイの一例が作製される。
(比較例1)
(クロストーク低減構造体(隔壁)なしの例)
作製した比較例1の色変換型有機ELディスプレイの概略断面図を図3に示す。比較例1の形成方法は前記実施例1と同様である。有機EL素子1の作成に関し、クロストーク低減構造体3aの形成工程がないこと以外は実施例1と同様にして作成した。
(Lamination)
A thermosetting epoxy resin is dropped on the formed color
(Comparative Example 1)
(Example without crosstalk reduction structure (partition))
A schematic cross-sectional view of the produced color conversion type organic EL display of Comparative Example 1 is shown in FIG. The formation method of Comparative Example 1 is the same as that of Example 1. Regarding the production of the
(比較例2)
(クロストーク低減構造体(隔壁)を一列有する例)
作製した比較例2の色変換型有機ELディスプレイの概略断面図を図7に、要部平面図を図8に示す。色変換型有機ELディスプレイの形成方法は前記実施例1と同様である。異なる点は実施例1で、有機EL素子基板12の作成において、有機EL素子1の形成予定部を挟む位置に配設される二列状のクロストーク低減構造体3aを、一列の連続線状クロストーク低減構造体3に変更したことである。クロストーク低減構造体を二列から連続線状の一列に変更したこと以外は実施例1と同様にして作成した。
(評価)
前記比較例1、2と前記実施例1の各色変換型有機ELディスプレイに赤100%、緑0%、青0%のデータを表示した場合の輝度およびCIExy色度(CIE:Commission International de l'Eclairage;国際照明委
員会)を測定した結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
(Example with a row of crosstalk reduction structures (partition walls))
FIG. 7 is a schematic sectional view of the color conversion type organic EL display of Comparative Example 2 produced, and FIG. The method for forming the color conversion type organic EL display is the same as that of the first embodiment. The difference is that in Example 1, in the production of the organic
(Evaluation)
Luminance and CIExy chromaticity (CIE: Commission International de l ') when data of 100% red, 0% green, and 0% blue is displayed on each color conversion type organic EL display of Comparative Examples 1 and 2 and Example 1. Table 1 shows the measurement results of Eclairage (International Lighting Commission).
CIE色度図とは、光の色をxyの平面座標で表した図です。周囲は、波長(単位は[nm])を示しており、単色はこの波長によって表される。周囲以外の色は混色を表しており、中心には、色温度曲線が描かれている。この曲線は黒体の熱放射時の色を記載したものである。 The CIE chromaticity diagram is a diagram that expresses the color of light in xy plane coordinates. The surroundings indicate the wavelength (unit: [nm]), and a single color is represented by this wavelength. The colors other than the surroundings represent mixed colors, and a color temperature curve is drawn at the center. This curve describes the color of a black body during thermal radiation.
以上説明した実施例1によれば、色変換型有機ELディスプレイのバリア層内の光伝播を抑制することができ、その結果、クロストーク低減に効果が得られる。
According to Example 1 demonstrated above, the light propagation in the barrier layer of a color conversion type organic EL display can be suppressed, As a result, an effect is acquired in crosstalk reduction.
1 有機EL素子
2 ガラス基板、支持基板
3a、3b、3c、3d クロストーク低減構造体
4 バリア層
5 赤色変換層
6 赤色カラーフィルタ
7 緑色変換層
8 緑色カラーフィルタ
9 ブラックマトリックス
10 ガラス基板、透明基板
11 色変換フィルタ基板
12 有機EL素子基板。
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