JP2006107836A - Color conversion filter, its manufacturing method, and organic el display using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高精細で視認性に優れ、広範囲な応用可能性を有する有機エレクトロルミネセンス(以下、有機ELと称する)ディスプレイに関する。本発明の有機ELディスプレイは、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、テレビ、オーディオ、ビデオ、カーナビゲーション、電話機、携帯端末、ならびに産業用計測器の表示などに使用することができる。 The present invention relates to an organic electroluminescence (hereinafter referred to as organic EL) display having high definition, excellent visibility, and a wide range of applicability. The organic EL display of the present invention can be used for display of personal computers, word processors, televisions, audio, video, car navigation, telephones, portable terminals, and industrial measuring instruments.
有機ELディスプレイは、陽極および陰極からキャリアを注入して有機EL層において発光させる自発光型素子であり、現在フラットパネルディスプレイの主流である液晶ディスプレイに比較して広い視野角および高い応答速度を有するため、携帯電話あるいは携帯パソコン用の次世代のフラットパネルディスプレイとして開発が進められている。 An organic EL display is a self-luminous element that injects carriers from an anode and a cathode to emit light in an organic EL layer, and has a wider viewing angle and a higher response speed than a liquid crystal display that is currently the mainstream of flat panel displays. Therefore, development as a next-generation flat panel display for a mobile phone or a personal computer is being promoted.
また、近年では、有機EL層の発光域の光を吸収して可視光域の蛍光を発光する蛍光材料による波長分布変換を用いる色変換方式が開発されてきている(たとえば、特許文献1および2参照)。たとえば、青色発光の有機EL素子を用いた色変換方式においては、青色光を緑色光および赤色光に波長分布変換している(特許文献2〜4参照)。このような蛍光材料を含む蛍光変換膜を高精細にパターニングし、RGBそれぞれの発光領域をマトリクス状に配置することによって、発光体の近紫外光ないし可視光のような弱いエネルギー線を用いてもフルカラー表示が可能な発光型ディスプレイを構築することができる。
In recent years, a color conversion method using wavelength distribution conversion using a fluorescent material that absorbs light in the light emission region of the organic EL layer and emits fluorescence in the visible light region has been developed (for example,
色変換方式を用いた有機ELディスプレイにおいて、有機EL素子の発光は蛍光変換膜中で吸収され、所望の波長を有する蛍光へと変換される。この際に、蛍光は等方的に放射されるため、全ての蛍光が有機ELディスプレイの表示面から出射されず、無効な蛍光成分が存在することが知られている。 In an organic EL display using a color conversion method, light emitted from an organic EL element is absorbed in a fluorescence conversion film and converted into fluorescence having a desired wavelength. At this time, since the fluorescence is emitted isotropically, it is known that not all the fluorescence is emitted from the display surface of the organic EL display, and there is an invalid fluorescence component.
このような無効な蛍光成分を利用して有機ELディスプレイの輝度を向上させる方法が提案されてきている。たとえば、面状発光体と、その発光面側の透光性層と、透光性層よりも大きな屈折率を有する蛍光変換膜(色変換層)とを積層した光学的表示装置において、透光性層と色変換層との界面に凹凸形状を形成することが提案されている(特許文献5参照)。また、面状発光体、透光性層、中間層および色変換層が積層された光学的表示装置において、色変換層の屈折率を中間層の屈折率より大きくし、かつ中間層と透光性層との界面に凹凸形状を形成することが提案されている(特許文献5参照)。 A method for improving the luminance of an organic EL display using such an ineffective fluorescent component has been proposed. For example, in an optical display device in which a planar light-emitting body, a light-transmitting layer on the light-emitting surface side, and a fluorescence conversion film (color conversion layer) having a refractive index larger than that of the light-transmitting layer are stacked. It has been proposed to form a concavo-convex shape at the interface between the color layer and the color conversion layer (see Patent Document 5). In an optical display device in which a planar light emitter, a translucent layer, an intermediate layer, and a color conversion layer are laminated, the refractive index of the color conversion layer is made larger than the refractive index of the intermediate layer, and the intermediate layer and the translucent layer It has been proposed to form a concavo-convex shape at the interface with the conductive layer (see Patent Document 5).
フルカラー表示を行うディスプレイ装置においては、1つの画素(ピクセル)中に、数十〜数百μmオーダーの間隔で配置されたRGBの副画素(サブピクセル)が形成されている。ここで、RGBそれぞれの光の相互混合による表示色の品質の低下を防止することが問題となってきている。特許文献5に記載されるような色変換層と透光性層との界面または中間層と透光性層との界面に凹凸形状を設けることは、界面における散乱が横方向に広がりを持つことを意味し、1つの副画素に相当する発光が界面で散乱されて隣接する副画素へと入射してしまい、色のにじみなどが出てディスプレイとしての品質が低下するという問題があった。
In a display device that performs full-color display, RGB sub-pixels (sub-pixels) arranged at intervals of the order of several tens to several hundreds of μm are formed in one pixel (pixel). Here, it has become a problem to prevent deterioration of display color quality due to mutual mixing of RGB light. Providing a concavo-convex shape at the interface between the color conversion layer and the translucent layer or the interface between the intermediate layer and the translucent layer as described in
したがって、色のにじみなどのディスプレイの表示品質を低下させることなしに、色変換層において発生する無効な蛍光成分を減少させるような構造を提供することが、本発明の課題である。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a structure that reduces the ineffective fluorescent component generated in the color conversion layer without degrading the display quality of the display such as color bleeding.
本発明の第1の実施形態の色変換フィルタは、透明基板と、1つまたは複数種の色変換フィルタ層と、前記色変換層の層間に配設されるブラックマトリクスと、前記色変換フィルタ層上のテクスチャ構造オーバーコート層とを有することを特徴とする。ここで、前記テクスチャ構造オーバーコート層は、前記色変換フィルタ層上方に位置するテクスチャ部と、平坦部とから構成されていてもよい。好ましくは、前記テクスチャ部のテクスチャ面の延長線が、前記色変換フィルタ層の層間を俯瞰する。 The color conversion filter according to the first embodiment of the present invention includes a transparent substrate, one or more types of color conversion filter layers, a black matrix disposed between the color conversion layers, and the color conversion filter layer. It has the above texture structure overcoat layer. Here, the texture structure overcoat layer may include a texture portion located above the color conversion filter layer and a flat portion. Preferably, an extension line of the texture surface of the texture portion overlooks the interlayer of the color conversion filter layer.
本発明の第2の実施形態である、透明基板と、1つまたは複数種の色変換フィルタ層と、前記色変換層の層間に配設されるブラックマトリクスと、前記色変換フィルタ層上のテクスチャ構造オーバーコート層とを有する色変換フィルタの製造方法は、1つまたは複数種の色変換フィルタ層および前記色変換層の層間のブラックマトリクスが配設された透明基板を準備する工程と、平坦部と凹部とを有する仮基板上に剥離層を堆積させる工程と、前記剥離層上にテクスチャ構造オーバーコート層を堆積させる工程と、前記テクスチャ構造オーバーコート層と前記色変換フィルタ層とを対向させて、200℃以下の温度において、前記色変換フィルタ層に前記テクスチャ構造オーバーコート層を圧着させる工程と、前記剥離層および前記仮基板を除去する工程とを含むことを特徴とする。 A transparent substrate, one or a plurality of types of color conversion filter layers, a black matrix disposed between the color conversion layers, and a texture on the color conversion filter layer according to the second embodiment of the present invention A method of manufacturing a color conversion filter having a structural overcoat layer includes a step of preparing a transparent substrate in which one or a plurality of types of color conversion filter layers and a black matrix between the color conversion layers are arranged, and a flat portion And a step of depositing a release layer on a temporary substrate having a recess, a step of depositing a texture structure overcoat layer on the release layer, and the texture structure overcoat layer and the color conversion filter layer facing each other. And a step of pressure-bonding the textured overcoat layer to the color conversion filter layer at a temperature of 200 ° C. or lower, and the release layer and the temporary substrate. Characterized in that it comprises the step of removed by.
本発明の第3の実施形態の有機ELディスプレイは、基板上に反射電極、有機EL層および透明電極を少なくとも含む有機EL素子と、第1の実施形態の色変換フィルタとを、前記透明電極と前記テクスチャ構造オーバーコート層とを対向させて貼り合わせることによって形成されていることを特徴とする。 An organic EL display according to a third embodiment of the present invention includes an organic EL element including at least a reflective electrode, an organic EL layer, and a transparent electrode on a substrate, the color conversion filter according to the first embodiment, and the transparent electrode. The texture structure overcoat layer is formed so as to be opposed to each other.
以上のような構成を採ることによって、色変換フィルタ層中で発生する蛍光の利用効率を高め、高い輝度を含む優れた表示性能を有する色変換フィルタおよびそれを用いた有機ELディスプレイを作製することが可能となる。 By adopting the configuration as described above, the use efficiency of fluorescence generated in the color conversion filter layer is increased, and a color conversion filter having excellent display performance including high luminance and an organic EL display using the color conversion filter are manufactured. Is possible.
本発明の色変換フィルタの模式的断面図を図1に示す。本発明の色変換フィルタは、透明基板1の上に、1つまたは複数の色変換フィルタ層(赤色:2、緑色:3、青色:4)およびブラックマトリクス6が積層され、その上にテクスチャ構造オーバーコート層5が積層された構造を有する。
A schematic cross-sectional view of the color conversion filter of the present invention is shown in FIG. In the color conversion filter of the present invention, one or a plurality of color conversion filter layers (red: 2, green: 3, blue: 4) and a
透明基板1は、色変換フィルタ層によって変換された光に対して透明であることが必要である。透明基板1は、波長400〜800nmの光に対して50%以上の透過率を有することが好ましい。また、透明基板1は、色変換フィルタ層およびブラックマスクの形成に用いられる条件(溶媒、温度等)に耐えるものであるべきであり、さらに寸法安定性に優れていることが好ましい。透明基板1の材料として好ましいものは、ガラス、シリコン、ならびにポリエチレンテレフタレートおよび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。あるいはまた、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリエステル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、透明基板1として用いてもよい。
The
色変換フィルタ層(2,3,4)は、色変換層の単一層であってもよく、または色変換層とカラーフィルタ層との積層構造であってもよい。複数種の色変換フィルタ層を用いる場合は、少なくとも1種の色変換フィルタ層が前述の構造を有することを条件として、他の色変換フィルタ層をカラーフィルタ層のみから構成してもよい。 The color conversion filter layer (2, 3, 4) may be a single layer of the color conversion layer, or may be a laminated structure of the color conversion layer and the color filter layer. When a plurality of types of color conversion filter layers are used, the other color conversion filter layers may be composed of only the color filter layers on condition that at least one type of color conversion filter layer has the above-described structure.
色変換層は、有機EL素子から発せられる近紫外領域ないし可視領域の光、特に青色ないし青緑色の光を吸収して、異なる波長の可視光への波長分布変換を行う層である。色変換層は、少なくとも1種の蛍光色素と、マトリクス樹脂とを含む。 The color conversion layer is a layer that absorbs light in the near ultraviolet region or visible region, particularly blue or blue-green light emitted from the organic EL element, and performs wavelength distribution conversion to visible light having a different wavelength. The color conversion layer includes at least one fluorescent dye and a matrix resin.
カラーフィルタ層は、有機EL素子または色変換層からの光の一部のみを透過させ、所望の色の光を高い色純度で得るための層である。カラーフィルタ層は、たとえば、市販のフラットパネルディスプレイ(液晶ディスプレイなど)用の材料を用いて形成することができる。 The color filter layer is a layer for transmitting only part of the light from the organic EL element or the color conversion layer and obtaining light of a desired color with high color purity. The color filter layer can be formed using, for example, a material for a commercially available flat panel display (liquid crystal display or the like).
本発明においては、少なくとも赤色領域の蛍光を発する赤色変換層を含むことが好ましく、必要に応じて緑色領域の蛍光を発する緑色変換層を組み合わせて用いてもよい。 In the present invention, it is preferable to include at least a red conversion layer that emits fluorescence in the red region, and if necessary, a green conversion layer that emits fluorescence in the green region may be used in combination.
赤色変換層に用いて、青色ないし青緑色の領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素は、たとえば、ローダミンB、ローダミン6G、ローダミン3B、ローダミン101、スルホローダミン、ベーシックバイオレット11、ベーシックレッド2等のローダミン系色素;シアニン系色素;1−エチル−2−[4−(p−ジメチルアミノフェニル)−1,3−ブタジエニル]ピリジニウムパークロレート(ピリジン1)等のピリジン系色素;およびオキサジン系色素を含む。
Fluorescent dyes that are used in the red conversion layer and absorb blue to blue-green region light and emit red region fluorescence include, for example, rhodamine B, rhodamine 6G, rhodamine 3B, rhodamine 101, sulforhodamine, basic violet 11 Rhodamine dyes such as
緑色変換層に用いて、青色ないし青緑色の領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素は、たとえば、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−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン7)、3−(2’−N−メチル−ベンゾイミダゾリル)−7−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン30)、2,3,5,6−1H,4H−テトラヒドロ−8−トリフルオロメチルキノリジノ(9,9a,1−gh)クマリン(クマリン153)等のクマリン系色素;クマリン色素系染料であるベーシックイエロー51;およびソルベントイエロー11、ソルベントイエロー116等のナフタルイミド系色素を含む。 A fluorescent dye that absorbs light in the blue to blue-green region and emits fluorescence in the green region used in the green conversion layer is, for example, 3- (2′-benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin (coumarin 6), 3- (2′-benzimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 7), 3- (2′-N-methyl-benzimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 30), 2, A coumarin dye such as 3,5,6-1H, 4H-tetrahydro-8-trifluoromethylquinolidino (9,9a, 1-gh) coumarin (coumarin 153); a basic yellow 51 which is a coumarin dye; And naphthalimide dyes such as Solvent Yellow 11 and Solvent Yellow 116.
なお、前述の色変換色素を、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、アルキッド樹脂、芳香族スルホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂およびこれらの樹脂混合物などに予め練り込んで顔料化して、色変換顔料として用いてもよい。 In addition, the above-mentioned color conversion dyes include polymethacrylic acid ester, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin, and a mixture of these resins. May be previously kneaded into a pigment to be used as a color conversion pigment.
色変換層を形成するのに用いられるマトリクス樹脂は、光硬化性樹脂または光熱併用硬化型樹脂を、光および/または熱処理して硬化させ、不溶不融化させたものである。前述の色変換色素と樹脂とを溶剤中に溶解ないし分散させ、それを透明基板1上に塗布した後に、乾燥および硬化させることによって色変換層を形成することができる。この際に、フォトリソグラフ法等を用いて、高精細度のパターニングを行うことができる。また、光硬化性樹脂または光熱併用硬化型樹脂の硬化物は、耐溶剤性および耐熱性などの信頼性が高い点でも好ましいものである。
The matrix resin used to form the color conversion layer is obtained by curing a photocurable resin or a photothermal combination curable resin by light and / or heat treatment to make it insoluble and infusible. The color conversion layer can be formed by dissolving or dispersing the above-described color conversion pigment and resin in a solvent, applying the solution on the
色変換層は、色変換層の重量を基準として0.01〜5質量%、好ましくは0.1〜2質量%の色変換色素を含む。この範囲内の含有量とすることによって、濃度消光などによる色変換色素の効率低下を伴うことなしに、高い効率で波長分布変換を行って所望の色の光を得ることが可能となる。色変換層は、通常は5μm以上、好ましくは8〜15μmの膜厚を有して形成される。 The color conversion layer contains 0.01 to 5 mass%, preferably 0.1 to 2 mass% of a color conversion pigment based on the weight of the color conversion layer. By setting the content within this range, it is possible to obtain light of a desired color by performing wavelength distribution conversion with high efficiency without causing a decrease in efficiency of the color conversion dye due to concentration quenching or the like. The color conversion layer is usually formed to have a film thickness of 5 μm or more, preferably 8 to 15 μm.
カラーフィルタ層は、通常は1〜1.5μmの膜厚を有する。但し、色変換フィルタ層をカラーフィルタ層のみから構成する場合には、0.5〜10μmの膜厚を有してもよい。 The color filter layer usually has a thickness of 1 to 1.5 μm. However, when the color conversion filter layer is composed of only the color filter layer, it may have a thickness of 0.5 to 10 μm.
本発明の色変換フィルタにおいては、好ましくは、赤色変換フィルタ層2、緑色変換フィルタ層3および青色変換フィルタ層4の3種の色変換フィルタ層を含む。このような構成の色変換フィルタを制御可能な光源(好ましくは青色ないし青緑色の光を発光する光源)と組み合わせることによって、フルカラー表示が可能なディスプレイを形成することができる。これら色変換フィルタ層のうち、赤色変換フィルタ層2は色変換層を含む。緑色変換フィルタ層3においては、色変換層を含むことが好ましいが、組み合わせられる光源が充分な量の緑色成分を含む場合には、カラーフィルタ層のみから構成されていてもよい。色変換層を含む赤色変換フィルタ層2および緑色変換フィルタ層3においては、得られる光の色純度の向上を目的としてカラーフィルタ層を設けることが好ましい。青色変換フィルタ層4については、カラーフィルタ層のみから構成することが好ましいが、組み合わせられる光源(たとえば近紫外光を発する光源)の場合には色変換層を含んでもよい。
The color conversion filter of the present invention preferably includes three types of color conversion filter layers, a red
本発明の色変換フィルタにおいては、色変換フィルタ層を設けられていない領域に、ブラックマトリクス6を形成することが好ましい。ブラックマトリクス6を設けることによって、隣接するサブピクセルの色変換フィルタ層への光の漏れを防止して、にじみのない所望される蛍光変換色のみを得ることが可能となる。ブラックマトリクス6は、好ましくは0.5〜15μmの膜厚を有する。本発明におけるブラックマトリクス6は、カラーフィルタ層と同様に、フラットパネルディスプレイ用途に市販されている材料を用いて形成することができる。
In the color conversion filter of the present invention, it is preferable to form the
色変換フィルタ層は、各画素の副画素に相当する位置に設けられ、好ましくは矩形の底面形状を有する。あるいはまた、特定色の複数の副画素が1つの方向に整列している場合には、該方向に延びるストライプ形状を有してもよい。 The color conversion filter layer is provided at a position corresponding to a sub-pixel of each pixel, and preferably has a rectangular bottom shape. Alternatively, when a plurality of sub-pixels of a specific color are aligned in one direction, they may have a stripe shape extending in that direction.
テクスチャ構造オーバーコート層5は、可視域における透明性が高く(400〜800nmの範囲で透過率50%以上)、色変換フィルタ層の機能を低下させない材料から形成される。例えば、SiOx、SnO2、SiNx、SiNxOy、AlOx、TiOx、TaOx、ZnOx等の無機酸化物、無機窒化物等の材料を使用することができる。
The texture
テクスチャ構造オーバーコート層5は、均一な膜厚を有する平坦部と、副画素に相当する位置(すなわち色変換フィルタ層の上方)に設けられるテクスチャ部とで構成される。テクスチャ部は、好ましくは四角錐(底面が色変換フィルタ層に対向する)または三角柱(側面の1つが色変換フィルタ層に対向する)の形状を有する。特定の副画素の位置において、隣接する副画素が別の色の副画素である場合、テクスチャ部は該副画素に向かって傾斜する側面を有することが望ましい。たとえば、ある副画素の上下左右に隣接する副画素が別の色の物である場合には、テクスチャ部は四角錐の形状を有することが好ましい。あるいはまた、ある副画素の上下(または左右)に隣接する副画素が別の色の物であるが、左右(または上下)に隣接する副画素が同色である場合には、テクスチャ部は三角柱の形状を有することが好ましい。
The texture
テクスチャ部の底面(すなわち、色変換フィルタ層に対向する面)は、副画素と同等以上の寸法を有するべきであり、好ましくは同一の寸法を有する。テクスチャ部の高さは、テクスチャ部側面(以下、テクスチャ面と称する)の延長線が、色変換フィルタ層間を俯瞰するように設定される。「テクスチャ面の延長線が色変換フィルタ層間を俯瞰する」は、図1に示したように、テクスチャ面の延長線が隣接する色変換フィルタ層に到達せず、色変換フィルタ層の間に設けられたブラックマトリクス6の上面に到達することを意味する。テクスチャ面をこのように形成することによって、色変換フィルタ層中で発生し、テクスチャ面で反射する光が、隣接する別の色の副画素に再入射しないようにして、色のにじみを抑制することが可能となる。
The bottom surface of the texture portion (that is, the surface facing the color conversion filter layer) should have a size equal to or greater than that of the subpixel, and preferably has the same size. The height of the texture portion is set so that an extension line of the side surface of the texture portion (hereinafter referred to as the texture surface) overlooks the color conversion filter layer. As shown in FIG. 1, “the texture line extension line looks down between the color conversion filter layers” is provided between the color conversion filter layers without extending the texture surface extension line to the adjacent color conversion filter layer. It means that the upper surface of the
テクスチャ構造オーバーコート層5の膜厚(テクスチャ部が設けられていない平坦部の膜厚を意味する)は、0.3〜1.0μmの範囲内であることが好ましい。テクスチャ部の高さ(平坦部の上面から、テクスチャ部頂点または頂部稜辺までの高さ)は、副画素寸法および隣接する副画素間の間隔に依存するが、通常の場合1.0〜3.0μmであることが好ましい。 The film thickness of the texture structure overcoat layer 5 (meaning the film thickness of a flat part where no texture part is provided) is preferably in the range of 0.3 to 1.0 μm. The height of the texture portion (the height from the upper surface of the flat portion to the top of the texture portion or the top edge) depends on the subpixel size and the interval between adjacent subpixels, but is usually 1.0 to 3 in the normal case. It is preferably 0.0 μm.
テクスチャ構造オーバーコート層5は、所望する形状を有する仮基板12上で形成し、それを色変換フィルタ層上に転写することによって形成される。
The texture
図2に本発明において用いることができる仮基板12の1例の模式的断面図を示す。仮基板12は、シリコン基板またはガラス基板であることが好ましく、その表面上にテクスチャ構造オーバーコート層5の雌型となる凹部が設けられている。凹部として、エッチング法で形成されるエッチピットを用いることができる。仮基板12の凹部を設けた表面上に剥離層13を設けて、色変換フィルタ層上へのテクスチャ構造オーバーコート層5の転写を容易にしてもよい。剥離層13は、テクスチャ構造オーバーコート層5を構成する材料に対して、テクスチャ構造オーバーコート層5/色変換層の密着力よりも低い密着力を有する材料で構成することが望ましい。あるいはまた、材料剥離層13を、たとえば、特定の薬剤に対してテクスチャ構造オーバーコート層5を構成する材料に優先して溶解する材料から形成してもよい。
FIG. 2 shows a schematic sectional view of an example of the
剥離層13を設けた仮基板12上に、スパッタ法、CVD法、真空蒸着法、ディップ法、ゾル−ゲル法等の慣用の手法により所望の形状を有するテクスチャ構造オーバーコート層5を堆積させ、次に図3に示すような状態で圧力および/または熱を印加してテクスチャ構造オーバーコート層5を色変換フィルタ層上に密着させ、最後に剥離層13および仮基板12を除去して、テクスチャ構造オーバーコート層5を形成することができる。ここで、剥離層が優先溶解可能な材料から形成されている場合、剥離層13を溶解させて仮基板12を剥離除去してもよい。
A textured
テクスチャ構造オーバーコート層5の形成後、バリア層20を形成し、平坦化を行ってもよい。バリア層20は、可視域における透明性が高く(400〜800nmの範囲で透過率50%以上)、電気絶縁性を有し、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から形成することができる。例えば、SiOx、SiNx、SiNxOy、AlOx、TiOx、TaOx、ZnOx等の無機酸化物、無機窒化物等の材料を使用し、スパッタ法、CVD法、真空蒸着法、ディップ法、ゾル−ゲル法等の慣用の手法により形成することが可能である。ただし、バリア層20は、その屈折率がテクスチャ構造オーバーコート層5の屈折率よりも小さい材料から形成される。
After the formation of the texture
本発明において、有機ELディスプレイを形成するために用いられる有機EL素子は、基板14上に、反射電極17と、有機EL層7と、透明電極18とを少なくとも含む。
In the present invention, an organic EL element used to form an organic EL display includes at least a
反射電極17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。あるいはまた、前述の高反射率の金属を含む他の合金(たとえばMg/Ag合金など)を用いることができる。反射電極17を陽極として用いる場合には、正孔の注入効率を向上させるために、高反射率材料の上に、仕事関数が大きなSnO2、In2O3、ITO、IZO、ZnO:Alなどの透明導電性金属酸化物を積層した複層構造とすることが望ましい。あるいはまた、反射電極17を陰極として用いる場合には、有機EL層7中に電子注入層を設けて反射電極17と接触させることが好ましい。反射電極17は、蒸着、スパッタなどの当該技術において知られている任意の方法で形成することができる。
The
透明電極18は、SnO2、In2O3、ITO、IZO、ZnO:Alなどの導電性金属酸化物をスパッタ法を用いて積層することにより形成される。透明電極18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%以上の透過率を有することが好ましい。透明電極18は、通常50nm以上、好ましくは50nm〜1μm、より好ましくは100〜300nmの範囲内の厚さを有することが望ましい。透明電極18を陰極として用いる場合には、有機EL層7中に電子注入層を設けて透明電極18と接触させることが好ましい。
The
本発明において、図4に示すように基板14上に複数のスイッチング素子15(TFTなど)を設け、複数のスイッチング素子15に1対1で対応する複数の部分電極から反射電極17を構成して、アクティブマトリクス駆動を行うようにしてもよい。この場合には透明電極18は一体型の電極として形成される。あるいはまた、透明電極18および反射電極17のそれぞれを複数のストライプ形状部分電極から形成して、パッシブマトリクス駆動を行うようにしてもよい。この場合、透明電極18のストライプ形状部分電極の延びる方向は、反射電極17のストライプ形状部分電極の延びる方向と交差し、好ましくは直交する。
In the present invention, as shown in FIG. 4, a plurality of switching elements 15 (TFTs, etc.) are provided on a
有機EL層7は、透明電極18と反射電極17との間に挟持され、少なくとも有機発光層を含む。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、たと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/有機発光層/電子輸送層/電子注入層
(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
The organic EL layer 7 is sandwiched between the
(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 / Organic light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer (6) Hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer
有機EL層を構成する各層は、当該技術において知られている任意の材料および成膜方法(たとえば、蒸着法)を用いて形成することができる。 Each layer constituting the organic EL layer can be formed using any material and film formation method (for example, vapor deposition method) known in the art.
正孔注入層の材料としては、フタロシアニン(Pc)類(銅フタロシアニン(CuPc)などを含む)またはインダンスレン系化合物などを用いることができる。 As a material for the hole injection layer, phthalocyanines (Pc) (including copper phthalocyanine (CuPc) and the like) or indanthrene compounds can be used.
正孔輸送層は、トリアリールアミン部分構造、カルバゾール部分構造、オキサジアゾール部分構造を有する材料(たとえばTPD、α−NPD、PBD、m−MTDATAなど)を用いて形成することができる。 The hole transport layer can be formed using a material having a triarylamine partial structure, a carbazole partial structure, or an oxadiazole partial structure (eg, TPD, α-NPD, PBD, m-MTDATA, etc.).
電子輸送層の材料としては、PBD、TPOBのようなオキサジアゾール誘導体;
TAZのようなトリアゾール誘導体;トリアジン誘導体;フェニルキノキサリン類;BMB−2T、BMB−3Tのようなチオフェン誘導体;アルミニウムトリス(8−キノリノラート)(Alq3)のようなアルミニウム錯体などを用いることができる。
As a material for the electron transport layer, oxadiazole derivatives such as PBD and TPOB;
Triazole derivatives such as TAZ; triazine derivatives; phenylquinoxalines; thiophene derivatives such as BMB-2T and BMB-3T; aluminum complexes such as aluminum tris (8-quinolinolato) (Alq 3 ), and the like can be used.
電子注入層の材料としては、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の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。本発明の構成においては、電子注入効率の改善の観点から、電子注入層を設けることが好ましい。電子注入層の膜厚は、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。あるいはまた、アルカリ金属ないしアルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体を用いてもよい。 As the material for the electron injection 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 fluorides of these metals may be used. Yes, but not limited to them. In the configuration of the present invention, it is preferable to provide an electron injection layer from the viewpoint of improving the electron injection efficiency. The film thickness of the electron injection 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. Alternatively, an aluminum quinolinol complex doped with an alkali metal or an alkaline earth metal may be used.
有機発光層の材料は、所望する色調に応じて選択することが可能であり、例えば青色から青緑色の発光を得るためには、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、スチリルベンゼン系化合物、芳香族ジメチリデイン系化合物などを使用することが可能である。 The material of the organic light emitting layer can be selected according to the desired color tone. For example, in order to obtain light emission from blue to blue-green, fluorescent whitening such as benzothiazole, benzimidazole, and benzoxazole Agents, styrylbenzene compounds, aromatic dimethylidene compounds, and the like can be used.
前述のような色変換フィルタと有機EL素子とを貼り合わせることによって、図4に示すような有機ELディスプレイを構築することができる。紫外線硬化型接着剤などの封止樹脂19を用いて貼り合わせを行うことが可能である。封止樹脂19は、直径20〜60μm、好ましくは直径35〜55μmのガラスビーズまたはシリカビーズなどのスペーサを含んでもよい。スペーサは、色変換フィルタと有機EL素子との貼り合わせ距離を規定するとともに、接着のために印加される圧力を負担する。 An organic EL display as shown in FIG. 4 can be constructed by bonding the color conversion filter and the organic EL element as described above. Bonding can be performed using a sealing resin 19 such as an ultraviolet curable adhesive. The sealing resin 19 may include spacers such as glass beads or silica beads having a diameter of 20 to 60 μm, preferably 35 to 55 μm. The spacer defines a bonding distance between the color conversion filter and the organic EL element and bears a pressure applied for adhesion.
また、任意選択的に、色変換フィルタまたは有機EL素子の上部表面に支柱16を形成してもよい。支柱16は有機ELディスプレイの駆動時に発生する応力を負担して、故障の発生を防止するためのものである。支柱16は、0.1〜3.0GPa、より好ましくは0.5〜1.0GPaのヤング率を有する材料から形成される。用いることができる材料は、ナイロン6、ナイロン6・6をはじめとするポリアミド樹脂、アクリル樹脂のように単位構造の中に剛直基を含まない高分子材料、シリコーンゴム、フォトレジスト類および各種合成ゴム等を含む。
Further, optionally, the
寸法330×330μmの画素を、320×240配列した有機ELディスプレイを形成した。各画素はRGBの副画素を含み、各副画素は100×330μmの寸法を有し、隣接する副画素間の間隔を10μmとした。 An organic EL display in which pixels having dimensions of 330 × 330 μm were arranged in 320 × 240 was formed. Each pixel includes RGB sub-pixels, each sub-pixel has a size of 100 × 330 μm, and an interval between adjacent sub-pixels is 10 μm.
透明基板1(コーニングガラス)上に、黒色のインキ組成物を用いた印刷法にて、厚さ10μm程度のブラックマトリクス6を所定のパターンに形成した。さらに、その上に、青色フィルタ材料(富士フイルムアーチ製、カラーモザイクCB−7001)をスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、幅100μm、ピッチ330μmおよび膜厚10μmの複数のストライプからなる青色カラーフィルタ(青色変換フィルタ層4)を形成した。
On a transparent substrate 1 (Corning glass), a
蛍光色素であるクマリン6(0.7重量部)を、溶剤のプロピレングリコールモノエチルアセテート(PEGMA)120重量部に溶解させた。この溶液に対して、光重合性樹脂V259PA/P5(新日鐵化成工業株式会社)100重量部を加えて溶解させ、塗布液を得た。青色変換フィルタ層4を形成した基板に対して、スピンコート法を用いてこの塗布液を塗布し、幅100μm、ピッチ330μmおよび膜厚10μmの複数のストライプからなる緑色変換層(緑色変換フィルタ層3)を形成した。
Coumarin 6 (0.7 parts by weight), which is a fluorescent dye, was dissolved in 120 parts by weight of propylene glycol monoethyl acetate (PEGMA) as a solvent. To this solution, 100 parts by weight of a photopolymerizable resin V259PA / P5 (Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) was added and dissolved to obtain a coating solution. The coating liquid is applied to the substrate on which the blue color conversion filter layer 4 is formed by using a spin coating method, and a green color conversion layer (green color
次に、クマリン6(0.6重量部)、ローダミン6G(0.3重量部)およびベーシックバイオレット11(0.3重量部)を、溶剤のプロピレングリコールモノエチルアセテート(PEGMA)120重量部に溶解させた。この溶液に対して、光重合性樹脂V259PA/P5(新日鐵化成工業株式会社)100重量部を加えて溶解させ、塗布液を得た。前述の基板に対して、スピンコート法を用いてこの塗布液を塗布し、幅100μm、ピッチ330μmおよび膜厚10μmの複数のストライプからなる赤色変換層(赤色変換フィルタ層2)を形成した。 Next, coumarin 6 (0.6 parts by weight), rhodamine 6G (0.3 parts by weight) and basic violet 11 (0.3 parts by weight) are dissolved in 120 parts by weight of propylene glycol monoethyl acetate (PEGMA) as a solvent. I let you. To this solution, 100 parts by weight of a photopolymerizable resin V259PA / P5 (Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) was added and dissolved to obtain a coating solution. This coating solution was applied to the substrate using a spin coating method to form a red conversion layer (red conversion filter layer 2) composed of a plurality of stripes having a width of 100 μm, a pitch of 330 μm, and a thickness of 10 μm.
次に、あらかじめ2.0μmサイズのピラミッド(四角錐)状のテクスチャ形状を有する仮基板12(シリコン)に、スパッタ法を用いてIZOを堆積させ剥離層13を形成した。剥離層13の上に、スパッタ法を用いて膜厚2.3μmのSnO2を堆積させ、平坦部の膜厚が0.3μmとなるようにSnO2を研磨し、テクスチャ構造オーバーコート層5を形成した。
Next, IZO was deposited on the temporary substrate 12 (silicon) having a 2.0 μm sized pyramid (quadratic pyramid) texture in advance by using a sputtering method to form a
テクスチャ構造オーバーコート層5の上に、アクリル樹脂系の透明接着剤をスピンナー(3000rpm、30秒間)によって塗布し、厚さ0.1μmの透明接着剤層を形成した。その上に、色変換フィルタ層を対向させて重ね合わせ、80℃において0.5kg/cm2の圧力を印加して、それらを圧着させた。引き続いて、塩酸を用いて剥離層13をエッチングして仮基板12を除去して、色変換フィルタ層上へのテクスチャ構造オーバーコート層5の転写を完了した。
On the
次に、テクスチャ構造オーバーコート層5の上にアクリル系透明樹脂(JSR株式会社製:NN810)をスピンコートし、高圧水銀灯からの光を照射して平坦化層を得た。平坦化層膜厚は、テクスチャ構造オーバーコート層5と平坦化層を合わせて膜厚5μmとなるようにした。さらに、スパッタ法にて膜厚300nmのSiOxNyを平坦化層を覆うように堆積させてバリア層を形成した。次に、表面上に支柱の雌型を形成した仮基板/剥離層積層体を別途用意し、該表面上にアクリル系透明樹脂(JSR株式会社製:NN810)をスピンコートし、高圧水銀灯からの光を照射して支柱を得た。この支柱を、平坦化層と対向させて重ね合わせ、80℃において0.5kg/cm2の圧力を印加して、それらを圧着させた。この圧力を維持したまま、30分間にわたって温度を160℃に維持し、支柱を硬化させた。引き続いて、塩酸を用いて剥離層をエッチングして仮基板/剥離層積層体を除去し、平坦化層の上に支柱が形成された色変換フィルタを得た。
Next, an acrylic transparent resin (manufactured by JSR Corporation: NN810) was spin coated on the texture
得られたテクスチャ構造オーバーコート層5/平坦化層/バリア層20の積層構造は、色変換フィルタ層上方において5.4μmの膜厚を有し、表面の最大高低差は0.2μmであった。支柱16の高さは1.9μmであった。この際に、色変換フィルタ層のパターンに変形は発生しなかった。
The laminated structure of the obtained texture
基板14(コーニングガラス)上に、スイッチング素子15として複数のボトムゲート型のTFTを形成したTFT基板を準備した。この基板に対して、Al/IZO積層構造を有する反射電極17を形成した。下層であるAl(膜厚300nm)は、TFTの絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介してTFTのソースに接続されている。Alは、発光層からの発光を反射して基板上方から光を効率よく放出することを可能にし、かつ反射電極の電気抵抗低減のために設けられる。上層であるIZO(膜厚200nm)は、大きな仕事関数を有し、有機EL層に対する正孔注入効率を向上させるための層である。
A TFT substrate having a plurality of bottom gate TFTs formed as switching
次いで、蒸着装置中で、真空を破ることなしに、有機EL層7(正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/電子注入層の5層構成)を反射電極17の上に順次成膜した。成膜に際して、蒸着装置の真空槽内を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を積層し、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)を積層し、有機発光層として膜厚30nmの4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)を積層し、電子輸送層として膜厚20nmのAlq3を積層し、そして電子注入層として膜厚2nmのMg/Agを共蒸着法を用いて積層した。
Next, the organic EL layer 7 (a five-layer structure of a hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer) is formed on the
さらに、スパッタ法を用いて膜厚200nmのIZOを成膜して、透明電極18を形成し、有機EL素子を得た。ここでMg/Agは、小さい仕事関数を有し、有機EL層に対する電子注入を容易にするための層である。
Further, an IZO film having a thickness of 200 nm was formed by sputtering to form a
以上のようにして得られた色変換フィルタと有機EL素子とを、乾燥窒素雰囲気(酸素濃度および水分濃度ともに10ppm以下)のグローブボックス内に配置した。そして、UV硬化性の封止樹脂19を用いて、色変換フィルタと有機EL素子とを貼り合わせて、有機ELディスプレイを得た。色変換フィルタおよび有機EL素子は、支柱16および封止樹脂19以外の部分では互いに接触しておらず、封止状態も良好であった。
The color conversion filter and organic EL device obtained as described above were placed in a glove box in a dry nitrogen atmosphere (both oxygen concentration and water concentration were 10 ppm or less). And the color conversion filter and the organic EL element were bonded together using the UV curable sealing resin 19 to obtain an organic EL display. The color conversion filter and the organic EL element were not in contact with each other except for the
得られた有機ELディスプレイについて輝度の評価を行った結果、本実施例のディスプレイは、テクスチャ構造なしのオーバーコート層を用いた同様のディスプレイよりも、20〜30%高い輝度を有した。また、本実施例のディスプレイは、左右方向にて約160度、上下方向にて150度の視野角を有し、視野角特性も良好であった。
As a result of evaluating the luminance of the obtained organic EL display, the display of this example had a
1 透明基板
2 赤色変換フィルタ
3 緑色変換フィルタ
4 青色変換フィルタ
5 テクスチャ構造オーバーコート層
6 ブラックマトリクス
7 有機EL層
12 仮基板
13 剥離層
14 基板
15 スイッチング素子
16 支柱
17 反射電極
18 透明電極
19 封止樹脂
20 バリア層
DESCRIPTION OF
Claims (5)
1つまたは複数種の色変換フィルタ層および前記色変換層の層間のブラックマトリクスが配設された透明基板を準備する工程と、
平坦部と凹部とを有する仮基板上に剥離層を堆積させる工程と、
前記剥離層上にテクスチャ構造オーバーコート層を堆積させる工程と、
前記テクスチャ構造オーバーコート層と前記色変換フィルタ層とを対向させて、200℃以下の温度において、前記色変換フィルタ層に前記テクスチャ構造オーバーコート層を圧着させる工程と、
前記剥離層および前記仮基板を除去する工程と
を含むことを特徴とする色変換フィルタの製造方法。 A color conversion filter comprising a transparent substrate, one or more types of color conversion filter layers, a black matrix disposed between the color conversion layers, and a textured overcoat layer on the color conversion filter layer A manufacturing method comprising:
Preparing a transparent substrate in which one or a plurality of color conversion filter layers and a black matrix between the color conversion layers are disposed;
Depositing a release layer on a temporary substrate having a flat portion and a concave portion;
Depositing a textured overcoat layer on the release layer;
A step of pressing the texture structure overcoat layer to the color conversion filter layer at a temperature of 200 ° C. or less with the texture structure overcoat layer and the color conversion filter layer facing each other;
And a step of removing the release layer and the temporary substrate.
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