有机el发光显示器的制作方法

专利名称：有机el发光显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及高清晰且高视觉辨认度的能够显示多种颜色的有机EL (electroluminescence:电致发光)发光显示器。详细而言，涉及通过 干式处理(dryprocess)形成色变换层、夹持该色变换层的粘接层以及 阻挡层的有机EL发光显示器。本发明的有机EL发光显示器能够用作 个人计算机，文字处理器，电视机，传真机，音响，录相机，汽车导 航装置，台式计算机，电话机，便携式终端机和产业用的测量仪器类 等的显示元件。
背景技术：
作为使用有机EL发光元件的全彩色显示器的制作方式，提案有排 列施加电场后分别发红、蓝、绿光的元件的"3色发光方式"，和利用 滤色片除去白色的发光而显示红、蓝、绿的"滤色片方式"，还有，在 滤色片中使用吸收近紫外光、蓝色光、蓝绿色光或白色光，进行波长 分布变换从而发出可见光域的光的荧光色素的"色变换方式"。
其中，认为色变换方式能够实现高的色再现性和效率。并且，因 为与3色发光方式不同，能够使用单色的有机EL发光元件，因此认为 能够容易地实现色变换方式的显示器的画面的增大。从这几点来看， 色变换方式有希望成为下一代显示器的候补。图4表示色变换方式的 有机EL发光显示器的结构的一个例子。在图4的结构中，在透明基板 31上形成有色变换滤色片，其中，在该色变换滤色片中形成有3种滤 色片层32 (R、 G、 B)、 3种色变换层33 (R、 G、 B)、平坦化层34、 阻挡层35。并且，在色变换滤色片上形成有由透明电极41、有机EL 层42和反射电极43构成的有机EL元件，由此构成有机EL发光显示 器。
一般而言，用于色变换方式的色变换层33具有使一种或多种荧光 色素(包含染料、颜料、以及通过别的途径使染料分散在树脂中的颜料化粒子)分散在树脂中的结构，通过涂敷该荧光色素和树脂的分散
液并使其干燥的湿式处理(wetprocess)而形成。然而，通过这种湿式 处理形成的色变换层33的膜厚一般为5 u m 20 u m，与构成有机EL 发光显示器的其他层比较非常厚。而且，当使用多种色变换层33时， 因色变换层33的厚度分别不同而可能会形成阶差。为了补偿这种阶差， 有时必需设置平坦化层34。
另外，难以使通过湿式处理形成的色变换层33完全干燥。在色变 换层33中残存的水分，在有机EL发光显示器的制造工序中和/或驱动 中向有机EL层42移动，会产生被称为暗区(dark area)的不发光缺 陷。
对于上述问题， 一直在探讨研究通过干式处理形成滤色片层和色 变换层的方法(参照专利文献1 3)。
专利文献l:日本特开2001-196175号公报 专利文献2:日本特开2002-175879号公报 专利文献3:日本特开2002-184575号公报

发明内容
本发明的目的是提供一种具有能够抑制有机EL发光元件中的暗 区的发生，并且能够高效率地利用有机EL发光元件的发光的新颖的结 构的色变换方式的有机EL发光显示器。
本发明的一种有机EL发光显示器，其特征在于依次包括透明基 板、l种或多种滤色片层、粘接层、色变换层、阻挡层、透明电极、有 机EL层和反射电极，其中，上述滤色片层通过湿式处理形成，上述色 变换层和阻挡层通过干式处理形成，以及上述粘接层为无机粘接层、 有机粘接层、或有机粘接层与无机粘接层的叠层体。另外，上述阻挡 层的折射率优选比上述色变换层的折射率大、并且比上述透明电极的 折射率小，特别优选大于1.9且小于2.2。另外，本发明的有机EL发 光显示器也可以包含配置在上述1种或多种滤色片层的间隙中的黑矩 阵(black matrix)。另外，有机粘接层的折射率优选为1.5以下，例如 能够使用硅酮树脂形成。另外，上述色变换层也可以有选择地形成在 与上述1种或多种滤色片层的至少1种对应的位置上。或者，本发明的EL发光显示器还可以在上述色变换层与上述阻挡
层之间包括缓冲层。这种缓冲层也可以包含耐成膜性材料。上述缓冲 层通过电阻加热蒸镀法或电子束加热蒸镀法形成。 发明的效果
通过采用以上的结构，能够使用通过干式处理形成的较薄的层代 替通过湿式处理形成的较厚的层作为色变换层。并且，通过粘接层能 够得到色变换层的很好的粘紧性。另外，利用阻挡层，能够防止可能
残存在滤色片层中的水分向有机EL层透过，发生暗区。进一步，通过 使色变换层、阻挡层和透明电极的折射率匹配，能够更高效率地利用 有机EL元件的发光。


图1为表示本发明的有机EL发光显示器的结构例的截面图。
图2为表示本发明的有机EL发光显示器的另外的结构例的截面图。
图3为表示本发明的有机EL发光显示器的另外的结构例的截面图。
图4为表示现有技术的有机EL发光显示器的一个例子的截面图。 图5为表示本发明的有机EL发光显示器的另外的结构例的截面图。
图6为表示本发明的有机EL发光显示器的另外的结构例的截面图。
符号的说明
11、 31透明基板
12、 32 (R、 G、 B) 滤色片层 13无机粘接层
14色变换层 15、 35阻挡层 16有机粘接层 17缓冲层 21、 41透明电极22、 42有机EL层
23、 43反射电极
33 (R、 G、 B)(现有技术型)色变换层 34平坦化层
具体实施例方式
图1表示本发明的有机EL发光显示器的一个结构例。图1表示在 透明基板11上形成有3种滤色片层12 (R、 G、 B)、粘接层、色变换 层14、缓冲层15和有机EL元件的色变换方式的有机EL发光显示器。 这里，有机EL元件由透明电极21 、有机EL层22和反射电极23构成。 另外，3种滤色片层12 ( R、 G、 B)通过湿式处理形成，另一方面， 色变换层14和缓冲层15通过干式处理形成。
透明基板11利用可见光透过率好、并且在有机EL发光显示器的 形成过程中不引起有机EL发光显示器的性能降低的材料形成。优选的 透明基板11包括玻璃基板和由树脂形成的刚性的树脂基板。作为树脂， 例如能够使用聚烯烃、丙烯树脂(包含聚甲基丙烯酸酯)、聚酯树脂(包 含聚对苯二甲酸丁二酯)、聚碳酸酯树脂或聚酰亚胺树脂等。或者，作 为透明基板11，也可以使用由聚烯烃、丙烯树脂(包括聚甲基丙烯酸 甲脂)、聚酯树脂(包括聚对苯二甲酸丁二酯)、聚碳酸酯树脂或聚酰 亚胺树脂等形成的可挠性薄膜(film)。就形成用作透明基板11的玻璃 基板的材料而言，特别优选硼硅酸玻璃或蓝板玻璃等。
本发明的滤色片层12为将入射光分光，仅使所希望波长域的光透 过的层。在图1的结构中，使用红色滤色片层12R、绿色滤色片层12G 和蓝色滤色片层12B这3种滤色片层。但是，根据需要，也可以使用 1种、2种或4种以上的滤色片层。滤色片层12能够使用具有所希望 的吸收的染料或颜料被分散在高分子的基体树脂(matrix resin)中的材 料形成。能够使用的材料包括市场销售的平板显示器用材料等在该技 术中己知的任意材料，例如包括液晶用滤色片材料(FUJIFILM Electronic Materials Co.， Ltd.制造的彩色玛赛克等)。为了以高的色纯度 得到所希望的波长域的光，令本发明的滤色片层12的膜厚为0.5 5u m，更加优选为1 3um。为了实现必需的高清晰度，本发明的滤色片层12优选通过包括液 体状材料(溶液或分散液)的涂敷、光抗蚀图的形成、使用显影液的
不要部分的除去的湿式处理形成。在通过湿式处理形成滤色片层12后， 对透明基板11和滤色片层12进行高温加热，充分地除去滤色片层12 中残存的水分，由此，有利于提高有机EL发光显示器成品的稳定性。 在图1中虽然没有表示，在各滤色片层12的间隙中也可以形成不 使光透过的黑矩阵。黑矩阵与滤色片层12同样地能够使用在市场销售 的平板显示器用材料等该技术中已知的任意材料，通过湿式处理制作。 黑矩阵对提高有机EL发光显示器的对比率(contrast ratio)有效。当 设置黑矩阵时，既可以先形成黑矩阵，也可以先形成滤色片层12。这 里，也可以将黑矩阵的一部分和滤色片层12的一部分重叠(overlap), 使来自有机EL元件的光一定通过滤色片层12后射出。当形成黑矩阵 时，优选在形成全部滤色片层12和黑矩阵后进行用于除去上述水分的 高温加工工序。
接着，以覆盖滤色片层12 (当存在黑矩阵情况时，覆盖该黑矩阵) 的方式形成粘接层。本发明的粘接层为用于提高在其上通过干式处理 形成的色变换层14的粘合性的层。本发明的粘接层既可以为图1和图 3所示的无机粘接层13，也可以为图6所示的有机粘接层16，还可以 如图2和图5所示，为有机粘接层16和无机粘接层13的叠层体。其 中，在使用有机粘接层16和无机粘接层13的叠层体的情况下，优选 在有机粘接层16上形成无机粘接层13。
无机粘接层13除了具有提高色变换层14的粘合性的功能外，还 具有防止水分、氧和低分子成分等从在其下形成的滤色片层12向有机 EL元件透过，从而防止由此引起的有机EL层22的功能降低的功能。 另外，为了使来自色变换层14的光透过到透明基板11 一侧，优选无 机粘接层13透明。为了满足这些要求，无机粘接层13利用可视区域 的透明性高(在400 800nm范围内，透过率为50%以上)，且对水分、 氧和低分子成分有阻挡性的材料形成。作为用于形成无机粘接层13的 材料，能够使用Si02、 SiN等硅化合物或Al203那样的铝化合物。无机 粘接层13的膜厚为100nm 2um，更优选为200nm lum的范围内。 无机粘接层13能够通过作为干式处理的溅射法(包括高频溅射法、磁控管溅射法等)形成。
有机粘接层16除了具有提高色变换层14的粘合性的功能以外，
还具有补偿由滤色片层12带来的阶差(difference inevel)的功能。另 外，考虑来自有机EL元件的光通过有机粘接层16后向外部射出这点， 有机粘接层16的材料优选具有优良的透光性(对于波长400 800nm 的光优选具有50%的透过率，更加优选具有85%以上的透过率)。另外， 如图2和图5所示，当在有机粘接层16的上面形成无机粘接层13时， 要求有机粘接层16具有溅射耐性。 一般而言，有机粘接层16通过涂 敷法(旋涂法、辊涂法、刮涂法等)形成。用于形成有机粘接层16的 材料包括热可塑性树脂(丙烯树脂(包含甲基丙烯树脂)、聚酯树脂 (聚对苯二甲酸乙二酯等)、甲基丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺 树脂、聚醚亚胺(polyether imide)树脂、聚甲醛树脂、聚醚砜、聚乙 烯醇及其衍生物(聚乙烯醇缩丁醛等)、聚苯醚、原菠烷(norbomene) 类树脂、异丁烯无水马来酸共聚树脂、环烯径类树脂)，非感光性的热 硬化性树脂(醇酸树脂、芳香族磺胺树脂、尿素树脂，密胺树脂、苯 代三聚氰胺(benzoguanamine)树脂)或光硬化性树脂。这些材料的折 射率为1.5 1.6。
特别是，当有选择地在粘接层的一部分区域上形成色变换层14时， 优选使用折射率比无机粘接层13的折射率低的材料形成有机粘接层 16。在这种情况下，优选有机粘接层16具有1.5以下的折射率。通过 使用低折射率材料，在从有机EL层22发出的光中，能够提高透过没 有色变换层14的部分的光的取出效率。这种低折射率材料例如包括具 有折射率为1.4 1.5的硅酮树脂、和通过氟化乙烯醚类和/或全氟烯烃 类(六氟丙烯等)(共)聚合得到的、具有1.4左右的更低折射率的氟 化聚合物类。
当使用有机粘接层16时，在形成有机粘接层16之后，优选对透 明基板11、滤色片层12和有机粘接层16的叠层体(当存在黑矩阵时， 还包括黑矩阵)进行高温加热，充分除去残存于滤色片层12和有机粘 接层16中的水分。或者，也可以在形成有机粘接层16之前，对滤色 片层12 (当存在黑矩阵时，还包括黑矩阵)进行高温加热，除去滤色 片层12中的水分，进一步，在形成有机粘接层16之后，再进行高温加热，除去残存于有机粘接层16中的水分。通过除去这些层中残存的
水分，能够提高有机EL发光显示器成品的稳定性。
在与滤色片层12不重叠的区域，有机粘接层16的膜厚优选为 0.5 3"m，更优选为l 2um。通过具有这个范围的膜厚，能够补偿 由多种滤色片层12引起的阶差，提供平坦的上平面。
色变换层14用于吸收入射光(从有机EL元件发出的光)的一部 分，进行波长分布变换，发出具有包括入射光的非吸收部分和变换光 的不同波长分布的光。色变换层14由至少1种或多种色变换色素构成。 色变换层14优选将从有机EL元件发出的蓝色 蓝绿色光变换为白色 光。本发明中的所谓白色光，不仅包括均匀地包含可视区域(400 700nm)的波长成分的光，还包括虽然不均地包含该波长成分、但肉眼 看为白色的光。色变换色素吸收入射光，发射不同波长域的光，优选 吸收光源发出的蓝色 蓝绿色的光，发射所希望波长域的光(例如绿 色或红色)的色素。作为色变换色素，能够使用DCM-1 (1)、 DCM-2 (II )、 DCJTB (m)、 4， 4画二氟-l， 3， 5， 7-四苯基-4-硼(求，)醫3a，4a-二氮(diaza) -s-引达省"乂夕、、i 乂: indacene) (IV)、尼罗红(Nile red)(V)等红色发光材料用的色素；发射红色光的若丹明(rhodamine) 类色素、菁蓝类色素、吡啶(pyridine)类色素、噁嗪(oxazine)类色 素等；放射绿色光的香豆素类色素，萘二甲酰亚胺(naphthalimide)类 色素等，在该技术中已知的任意的色素。 (化学式1)<formula>formula see original document page 11</formula>优选在本发明中使用的色变换色素的至少1种能够吸收EL元件的 发光，并发出波长580nm以上的红色光。或者，色变换层14也可以包 含用于提高色变换色素的粘接性等色变换层14的特性的添加材料。能 够使用的添加材料例如包括三(8-喹啉(quinolinolato))铝(Alq3) 或三(4-甲基-8-喹啉(quinolinolato))铝(Almq3)这样的铝络化物、 4.4， -二 (2， 2-二苯乙烯基)联苯基(DPVBi)、 2.5—二一 (5-tert-丁 基-2-苯并噁唑基)噻吩等。
色变换层14通过干式处理形成。色变换层14既可以形成于粘接 层上的全部表面上，也可以有选择地形成于粘接层的一部分区域。例 如，也可以有选择地将色变换层14形成在与1种或多种滤色片层12 的至少一种对应的位置上。例如，如图5所示，能够只在与红色滤色片层12R对应的位置上形成色变换层14。
当在粘接层上的全部表面上形成色变换层14时，能够使用蒸镀法 形成色变换层14。在此，当形成还包含用于提高特性的添加材料的色 变换层14时，通过一起蒸镀色变换色素和添加材料，能够形成色变换 层14。
当有选择地在粘接层的一部分区域上形成色变换层14时，能够使 用以下方法中的任何一个
(O使用在形成的区域具有开口部的金属掩模的蒸镀(一起蒸度)
法；
(2) 使用蒸镀(一起蒸镀)法在粘接层上的全部表面上形成色变 换层，接着，利用激光照射或常压等离子体照射除去必要区域以外的 色变换层的方法；或
(3) 制作具有通过蒸镀(一起蒸镀)法等形成于其它支撑体上的 色变换材料层的转印介质，接着，使热或能量束(光等)作用于必要 的区域从而转印色变换材料层的方法。
色变换层14的膜厚在100nm liim范围内，优选在150nm 600nm范围内。因此，本发明的色变换层14与通过色变换色素/基体树 脂的组成物的涂敷、干燥形成的现有的色变换层不同，不会形成引起 透明电极21和反射电极23的断线或短路等故障的阶差。因此，排除 了在色变换层14上设置平坦化层的必要性。
另外，通过色变换色素/基体树脂的组成物的涂敷、干燥形成的现 有的色变换层，存在在该层中含有引起有机EL元件劣化的水分的问 题。然而，因为通过干式处理形成，所以本发明的色变换层不含有这 种水分，不会因此而引起有机EL元件的劣化。
阻挡层15具有阻止水分从滤色片层12向有机EL层一侧透过的功 能、和在其上形成有机EL元件的透明电极21的形成工序中保护色变 换层14的功能。因此，阻挡层15利用对水分、氧和低分子成分具有 壁垒性的材料形成。而且，为了使有机EL层22发出的光高效率地透 过到色变换层14 一侧，优选阻挡层15在该发光波长域中为透明，而 且满足(色变换层14的折射率) < (阻挡层15的折射率) < (透明电 极21的折射率)的关系。关于透明性，优选阻挡层15在400 800nm范围内具有50%以上的较高的透过率。另外，考虑色变换层14和透明 电极21的代表材料，优选阻挡层15的材料满足1.9< (阻挡层15的折 射率)<2.2的关系。作为阻挡层15的合适材料，包括SiN、 SiNH、 A1N等。
阻挡层15的膜厚在100nm 2y m范围内，优选在200nm 1 um 范围内，以覆盖其下面的色变换层14以下的层的方式形成。
阻挡层15能够通过作为干式处理的溅射法或CVD法形成。溅射 法既可以是高频溅射法，也可以是磁控管溅射法。另外，CVD法优选 为等离子体CVD法。作为本工序中的等离子体发生装置，可以使用高 频电力(电容结合型或感应结合型中的任何一个均可)、ECR、螺旋波 等技术中已知的任意装置。并且，作为高频电力，除了工业用频率 (13.56MHz)的电力以外，还能够使用UHF或VHF区域的频率的电 力。
当使用CVD法形成阻挡层15时，在本发明中能够使用的Si源包 括SiH4、 SiH2Cl2、 SiCU、 Si(OC2Hs)4等。在本发明中能够使用的Al源 包括A1C13、 Al(0-i-C3H7)3、有机铝化合物(三甲基铝、三乙基铝、三 丁基铝等)等。另外，在本发明中，优选使用NH3作为N源。除了这 些原料气体外，作为稀释气体，也可以在CVD装置中导入H2、 N2或 惰性气体(He、 Ar等)。
在此，在如上所述那样利用溅射法或CVD法形成阻挡层15之前， 也可以在色变换层14上形成缓冲层17 (参照图3)。缓冲层17有利于 保护色变换层14中的色变换色素不受在阻挡层15的成膜工序(溅射 法或CVD法)中发生的等离子体、高能量粒子(中性原子或离子化原 子)、高速电子、或紫外线的影响。通过在色变换层14和阻挡层15之 间设置缓冲层17，能够防止因上述各种原因引起的色变换色素的分解 以及随之而发生的色变换功能的丧失。
缓冲层17能够利用耐成膜性材料(即具有耐溅射性、耐等离子体 性或这二者的材料)形成。这种材料例如包括金属络化物(complex), 特别包括金属螯合物(chelate complex)。能够使用的金属螯合物包括 铜酞菁(CuPc )等的金属酞菁类、或三(8-羟基喹啉 (hydroxyquinolinato))铝(Alq3)或三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(Almq3)这样的铝螯合物。或者，能够使用无机氟化物类，特别能够使用碱土
金属氟化物(MgF2、 CaF2、 SrF2、 BaF2等)，形成缓冲层17。
通过利用电阻加热蒸镀法或电子束加热蒸镀法这种使用低能量的 成膜粒子的方法，沉积上述耐成膜性材料，能够形成缓冲层17。缓冲 层17优选具有50 100nm的膜厚。通过具有这种膜厚，为同样的膜的 缓冲层17能够有效地保护色变换层14。
能够使用于本发明的有机EL发光元件具有按顺序叠层有透明电 极21、有机EL层22、和反射电极23的结构。有机EL层22至少包 括有机发光层，并根据需要具有在其间设置有空穴注入层、空穴输送 层、电子输送层和/或电子注入层的结构。或者，也可以使用具有空穴 的注入和输送两个功能的空穴注入输送层、具有电子的注入和输送两 个功能的电子注入输送层。具体而言，有机EL元件采用由下述的层结 构构成的结构。
(1) 阳极/有机发光层/阴极
(2) 阳极/空穴注入层/有机发光层/阴极
(3) 阳极/有机发光层/电子注入层/阴极
(4) 阳极/空穴注入层/有机发光层/电子注入层/阴极
(5) 阳极/空穴输送层/有机发光层/电子注入层/阴极
(6) 阳极/空穴注入层/空穴输送层/有机发光层/电子注入层/阴极
(7) 阳极/空穴注入层/空穴输送层/有机发光层/电子输送层/电子 注入层/阴极
在上述层结构中，阳极和阴极分别为透明电极21或反射电极23 的任何一个。由于已知在该技术中容易令阳极透明，因此在本发明中， 优选使用透明电极21为阳极，并使用反射电极23作为阴极。优选透 明电极21在有机EL层22发出的光的波长域中为透明。
构成有机EL层22的各层能够使用在该技术中公知的材料形成。 例如，为了得到从蓝色到蓝绿色的发光，作为有机发光层例如优选使 用苯并噻唑(benzothiazole)类、苯并咪唑(benzoimidazole)类、苯 并噁唑(benzooxazole)类等荧光增白剂、金属螯合化氧化合物、苯乙 烯基苯类化合物、芳香族二亚甲基(dimethylidene)类化合物等。优选 通过蒸镀法形成构成有机EL层22的各层。透明电极21对于波长400 800nm的光优选具有50%以上、更优 选具有85%以上的透过率。透明电极21能够利用ITO(In-Sn氧化物)、 Sn氧化物、In氧化物、IZO (In-Zn氧化物)、Zn氧化物、Zn-Al氧化 物、Zn-Ga氧化物、或在这些氧化物中添加有F、 Sb等掺杂的导电性 透明金属氧化物形成。透明电极21利用蒸镀法、溅射法或化学气相沉 积(CVD)法形成，优选利用溅射法形成。另外，如后述那样，当需 要由多个部分电极构成的透明电极21时，也可以在全部表面上均匀地
形成导电性透明金属氧化物，然后以形成所希望的图形的方式进行蚀 刻，形成由多个部分电极构成的反射电极21。或者，也可以使用付与 所希望的形状的掩模，形成由多个部分电极构成的反射电极21。
当使用透明电极21作为阴极时，优选在与有机EL层22的界面处 设置阴极缓冲层，提高电子注入效率。用于形成阴极缓冲层的材料包 括Li、 Na、 K、或Cs等碱金属，Ba、 Sr等碱土金属，或包含它们的合 金，稀土金属，或这些金属的氟化物等，但并不限于这些。阴极缓冲 层的膜厚能够经考虑驱动电压和透明性等后适当选择。在通常情况下， 阴极缓冲层优选具有10nm以下的膜厚。
反射电极23优选使用高反射率的金属、非晶(amophous)合金、 微结晶性合金形成。高反射率的金属包括Al、 Ag、 Mo、 W、 Ni、 Cr 等。高反射率的非晶合金包括NiP、 NiB、 CrP和CrB等。高反射率的 微结晶性合金包括NiAl等。反射电极23既可以使用为阴极，也可以 使用为阳极。当使用反射电极23作为阴极时，也可以在反射电极23 和有机EL层22的界面处设置上述阴极缓冲层，提高对有机EL层22 的电子注入的效率。或者，当使用反射电极23作为阴极时，在上述高 反射率金属、非晶合金或微结晶性合金中添加作为功函数(work function)较小的材料的锂、钠、钾等碱金属，钙、镁、锶等碱土类金 属，形成合金，由此能够提高电子注入效率。当使用反射电极23作为 阳极时，也可以在反射电极23和有机EL层22的界面处设置上述导电 性透明金属氧化物的层，提高对有机EL层22的空穴注入的效率。
反射电极23，依赖于使用的材料，能够使用蒸镀(电阻加热或电 子束加热)、溅射、离子镀、激光烧蚀等该技术中已知的任意方法形成。 如后所述，当需要由多个部分电极构成的反射电极23时，也可以使用付与所希望的形状的掩模形成由多个部分电极构成的反射电极23。或
者，也可以在有机EL层22的叠层之前，形成截面形状为倒锥形状的 分离隔壁(未图示)，利用该隔壁形成由多个部分电极构成的反射电极 23。
在图1中，为了在有机EL元件中形成多个独立的发光部，透明电 极21和反射电极23分别由平行的带(stripe)状的多个部分形成，形 成透明电极21的带和形成反射电极23的带以相互交叉(优选为正交) 的方式形成。因此，有机EL发光元件能够进行矩阵驱动。g卩，当向透 明电极21的特定的带、和反射电极23的特定的带施加电压时，在这 些带交叉的部分上有机EL层22发光。或者，令一个电极(例如透明 电极21)为不具有带图形的同样的平面电极，而将另一电极(例如反 射电极23)图形形成(patterning)为与各发光部对应的多个部分电极。 在这种情况下，设置与各发光部对应的多个开关元件， 一对一地使该 开关元件与和各发光部对应的上述部分电极连接，由此能够进行所谓 的有源矩阵(active matrix)驱动。 (实施例1)
在纯水中对厚度为0.7mm的玻璃基板11进行超声波洗涤，使其干 燥，然后进行紫外线臭氧洗净。利用旋涂(spin coat)法，在洗净的玻 璃基板上涂敷彩色马赛克(Color Mosaic) CK-7800 (FUJIFILM Electronic Materials Co., Ltd.制造)。接着，利用光刻法进行图形形成， 形成膜厚为lym的黑矩阵，该黑矩阵以宽度方向间距为O.llmm、和 长度方向间距为0.33mm的方式排列有具有宽度0.09mmX长度0.3mm 的多个开口。
接着，分别使用彩色玛赛克CR-7001、 CG-7001、和CB-7001形成
红色、绿色和蓝色的各滤色片层。在涂敷滤色片层材料后，利用光刻 法，图形形成为多个带状部分。红色滤色片层12R、绿色滤色片层12G、 和蓝色滤色片层12B的各自的带状部分的宽度为O.lOmm，膜厚为1 n m (玻璃基板11上)，以宽度方向间距为0.33mm的方式排列。在这个 结构中，黑矩阵的多个带状部分，各自在从其侧边起的0.005mm的区 域与滤色片层12中的一个重叠。
接着，通过旋涂法涂敷NN810L GSR制造)，接着进行曝光，形成覆盖滤色片层12和黑矩阵的有机粘接层16。与黑矩阵接触的区域的
有机粘接层16的膜厚为1.5 um。
将具有通过上述方式得到的有机粘接层16以下的层的基板，在干 燥氮气氛(水分浓度在lppm以下)下，在20(TC下加热20分钟，除 去可能残存的水分。
接着，利用AC溅射法叠层膜厚为300nm的SiO2膜，得到无机粘 接层13。作为靶，使用掺硼型的Si靶。作为溅射气体使用压力为1Pa 的Ar/02混合气体，设定Ar流量为200SCCM， 02流量为80SCCM。 在靶与相对电极间施加3.5kW的电力。
接着，将形成有无机粘接层13的基板安装在真空蒸镀装置中，在 lXl(T4Pa的压力下，以0.3A/s的蒸镀速度蒸镀DCM-1，形成膜厚为 500nm的色变换层14。另外，通过对在玻璃基板上以相同条件形成的 DCM-1膜的折射率进行测定，可知，本实施例的色变换层14的折射率 为1.9。
然后，利用等离子体CVD法叠层膜厚为300nm的SiNH膜，得到 阻挡层15。作为原料气体使用100SCCM的SiH4、 500SCCM的NH3、 和2000SCCM的N2，令气体压力为80Pa。另夕卜，作为等离子体发生用 电力，施加0.5kW的27MHz的RF电力。另外，通过对在玻璃基板上 以相同条件形成的SiNH膜的折射率进行测定，可知，本实施例的阻挡 层15的折射率为1.95。
在以上述方式形成的阻挡层15上形成有机EL元件。最初，利用 DC溅射法形成膜厚为200nm的IZO膜。作为靶使用In-Zn氧化物，作 为溅射气体使用02和Ar。接着，通过使用草酸水溶液为蚀刻液的光刻 法进行图形形成，得到透明电极21。透明电极21位于滤色片层12的 上方，由与滤色片层12的带在相同方向延伸的多个带状部分(宽度 O.lmm，间距0.11mm)形成。另外，通过对以相同条件在玻璃基板上 形成的IZO膜的折射率进行测定，可知，本实施例的透明电极21的折 射率为2.2。
接着，利用Photoneece (7才卜二一^) (Toray Industries, Inc.制 造)，形成聚酰亚胺膜，使用光刻法，形成以宽度方向的间距为O.llmm、 和长度方向的间距为0.33mm的方式排列有具有宽度0.09mmX长度0.3mm的多个开口 (成为有机EL元件的发光部的部分)的绝缘膜。这 时，绝缘膜的开口位置与黑矩阵的开口部对应。接着，进行反射电极 分离隔壁的形成。利用旋涂法涂敷负型光刻胶(ZPN1168 (ZEON Corporation制造))，进行预焙烘，使用光掩模烧上在与透明电极21的 带正交的方向延伸的带形状的图形，然后在ll(TC的热板上进行60秒 的后曝光焙烘，进行显影，最后在18(TC的热板上进行15分钟的加热， 形成反射电极分离隔壁。得到的反射电极分隔隔壁具有倒锥形状的截 面，由在与透明电极21的带正交的方向延伸的多个带形状部构成。
将以上述方式形成有反射电极分离隔壁的基板安装在电阻加热蒸 镀装置内，在真空内依次形成空穴注入层、空穴输送层、有机发光层 和电子注入层的膜。在成膜时，真空槽内压力减压至1X10—4Pa。叠层 以下各层作为空穴注入层的膜厚为100nm的铜酞菁(CuPc)，作为 空穴输送层的膜厚为20nrn的4，4' 二[N- (l-萘基)-N-苯胺基]联苯(a -NPD)，作为发光层的膜厚为30nm的DPVBi，和作为电子注入层的膜 厚为20nm的Alq3，从而得到有机EL层22。
之后，在真空内，沉积厚度为200nm的Mg/Ag (10 : 1质量比) 膜，得到由宽度为0.3mm、间距为0.33mm的多个带形状的部分电极构 成的反射电极23。
在球形盒内，在干燥氮气氛(水分浓度在lppm以下)下，使用密 封玻璃和紫外线硬化粘接剂密封以上述方式得到的器件，于是得到有 机EL发光显示器。得到的显示器，当在初期流通电流密度为62mA/m2 的电流时，发出1000cd/n^亮度的白色光。在以亮度1000cd/m"进行白 色(初期色度(CIE)， x=0.31、 y=0.33)发光的条件下，在85。C下连 续驱动得到的显示器1000小时，没有观测到暗区的产生。 (实施例2)
除了不形成有机粘接层16以外，重复与实施例1同样的顺序，得 到有机EL发光显示器。在以亮度1000cd/n^进行白色(初期色度(CIE)， x=0.31、 y=0.33)发光的条件下，在85。C下连续驱动得到的显示器1000 小时，没有观测到暗区的产生。 (实施例3)
除了使用膜厚300nm的SiOj莫为阻挡层15以外，重复与实施例1同样的顺序，得到有机EL发光显示器。另外，通过对以相同条件在玻 璃基板上沉积的SiOj莫的折射率进行测定，可知，本实施例的阻挡层
15的折射率为1.5。得到的显示器，当在初期流通电流密度为80mA/cm2 的电流时，发出1000cd/n^亮度的白色光。可知，与实施例1的显示器 相比，由于阻挡层15的折射率与透明电极21和色变换层14不匹配， 所以效率有少许降低。另一方面，在以亮度1000cd/i^进行白色(初期 色度(C正)，x=0.31、 y=0.33)发光的条件下，在85。C下连续驱动得 到的显示器1000小时，没有观测到暗区的产生，可知达到了所期望的 目的。
(实施例4)
重复与实施例1同样的顺序，在玻璃基板11上形成从黑矩阵至色 变换层14的层。接着，在真空蒸镀装置中，在lX10—4Pa的压力下， 蒸镀Alq3，形成膜厚80nm的缓冲层17。
接着，利用等离子体CVD法叠层膜厚300nm的SiNH膜，得到阻 挡层15。作为原料气体使用100SCCM的SiH4、 500SCCM的NH3和 2000SCCM的N2，令气体压力为80Pa。另外，作为等离子体发生用电 力施加1.0kW的27MHz的RF电力。另夕卜，通过对以相同条件在玻璃 基板上形成的SiNH膜的折射率进行测定可知，本实施例的阻挡层15 的折射率为2.0，折射率比实施例1的折射率高。
之后，利用与实施例1同样的顺序形成有机EL元件，得到有机 EL显示器。得到的显示器发白色(初期色度(CIE)， x=0.31、 y=0.33) 光。在以亮度1000cd/n^进行白色发光的条件下，在85'C下连续驱动 得到的显示器IOOO小时，没有观测到暗区的产生。由此可知，即使增 大在形成阻挡层15时施加的RF电力，增大成膜速度，也能够通过设 置缓冲层17防止对色变换层14中的色变换色素的损坏。 (实施例5)
除了按以下方式形成色变换层14以外，重复与实施例1同样的顺 序，得到有机EL发光显示器。准备金属掩模，该金属掩模以宽度方向 间距为0.33mm、和长度方向间距为0.33mm的方式排列有具有宽度 0.09mmX长度0.3mm的多个开口部。调整金属掩模，使其开口部配置 在与红色滤色片层12R对应的位置。然后，在lX10"Pa的压力下，蒸镀DCM-1，形成膜厚500nm的色变换层14。如图5所示，得到的色 变换层14仅配置在红色发光部，没有配置在蓝色发光部和绿色发光部。 在与实施例1同样的条件下，进行连续驱动，没有观测到暗区的 产生。另外，在仅使蓝色发光部发光的情况下、以及仅使绿色发光部 发光的情况下，本实施例的有机EL发光显示器比实施例1的显示器的 亮度高30 40%。这种亮度的增大是因在蓝色发光部和绿色发光部没 有配置色变换层14而引起的。 (实施例6)
除了不形成无机粘接层13、并如下述那样形成有机粘接层16以 外，重复与实施例5同样的顺序，得到图6所示结构的有机EL发光显
不器°
利用旋涂法将NN810L (JSR制造)涂敷在形成有滤色片层12和 黑矩阵的玻璃基板ll上。接着，曝光得到的膜，形成覆盖滤色片层12 和黑矩阵的有机粘接层16。与黑矩阵接触的区域的有机粘接层16的膜 厚为1.5 ym。接着，将具有得到的有机粘接层16以下的层的基板，在 干燥氮气氛(水分浓度在lppm以下)下，在23(TC下加热20分钟， 除去可能残存的水分。另外，通过对以相同条件在玻璃基板上形成的 有机粘接层的折射率进行测定可知，本实施例的有机粘接层16的折射 率为1.54。另外，当将色变换层14蒸镀在有机粘接层16上时，没有 观测到色变换层14的剥离。
在与实施例1同样的条件下进行连续驱动，但是在本实施例的有 机EL发光显示器中没有观测到暗区的发生。另外，在仅使蓝色发光部 发光的情况下、以及仅使绿色发光部发光的情况下，本实施例的有机 EL发生显示器比实施例1的显示器的亮度高30 40%。这种亮度的增 大是因在蓝色发光部和绿色发光部没有配置色变换层14而引起的。 (实施例7)
除了使用硅酮树脂(KP-85: Shin-Etsu Chemical Co.， Ltd.制造)代 替NN810L (JSR制造)形成有机粘接层16以外，重复与实施例6同 样的顺序，得到有机EL发光显示器。另外，通过对以相同条件在玻璃 基板上形成的有机粘接层的折射率进行测定可知，本实施例的有机粘 接层16的折射率为1.43。另外，在将色交换层14蒸镀在有机粘接层16上时，没有观测到色变换层14的剥离。
在与实施例1同样的条件下进行连续驱动，没有观测到暗区的发
生。另外，本实施例的有机EL发光显示器与实施例6的显示器相比， 其所有发光色(红色、绿色和蓝色)的亮度均高30%。这种亮度的增 大是因使用更低折射率的有机粘接层16引起的。 (比较例1)
除了不形成粘接层(有机粘接层16和无机粘接层13)以外，重复 与实施例1同样的顺序，在滤色片层12和黑矩阵上叠层色变换层14。 然而，色变换层14和滤色片层12的粘合性不好，色变换层14部分地 剥离。
(比较例2)
除了利用采用以下的湿式处理的顺序形成色变换层14以外，重复 与实施例l同样的顺序，得到有机EL发光显示器。将DCM-1 (0.7重 量部分)溶解在作为溶剂的120重量部分的丙烯二醇单乙基醋酸盐 (PGMEA: Propylene Glycol Monoethyl Acetate)中。然后加入100重 量部分的光聚合性树脂组成物"VPA100"(商品名，Nippon Steel Chemical Co.,Ltd.)并使其溶解，得到涂敷液。利用旋涂法，将该涂敷 液涂敷在无机粘接层13上，形成膜厚10um的色变换层。
在以亮度1000cd/m2进行白色(初期色度(C正)，x=0.31、 y=0.33) 发光的条件下，在85"C下连续驱动得到的显示器1000小时，每1cm2 发生几个暗区。
权利要求
1. 一种有机EL发光显示器，其特征在于其依次包括透明基板、1种或多种滤色片层、粘接层、色变换层、阻挡层、透明电极、有机EL层、和反射电极，其中，所述滤色片层通过湿式处理形成，所述色变换层和阻挡层通过干式处理形成，以及所述粘接层选自由无机粘接层、有机粘接层、和有机粘接层与无机粘接层的叠层体构成的组。
2. 如权利要求1所述的有机EL发光显示器，其特征在于 所述阻挡层的折射率比所述色变换层的折射率大，并且比所述透明电极的折射率小。
3. 如权利要求2所述的有机EL发光显示器，其特征在于 所述阻挡层的折射率大于1.9且小于2.2。
4. 如权利要求1所述的有机EL发光显示器，其特征在于 所述色变换层通过蒸镀法形成。
5. 如权利要求1所述的有机EL发光显示器，其特征在于 所述色变换层由1种或多种色变换色素构成。
6. 如权利要求1所述的有机EL发光显示器，其特征在于-其还包含黑矩阵，所述黑矩阵配置在所述1种或多种滤色片层的间隙中。
7. 如权利要求1所述的有机EL发光显示器，其特征在于: 所述有机粘接层具有1.5以下的折射率。
8. 如权利要求1所述的有机EL发光显示器，其特征在于: 所述有机粘接层由硅酮树脂形成。
9. 如权利要求1所述的有机EL发光显示器，其特征在于-在所述色变换层与所述阻挡层之间还包括缓冲层。
10. 如权利要求9所述的有机EL发光显示器，其特征在于 所述缓冲层包含耐成膜性材料。
11. 如权利要求9所述的有机EL发光显示器，其特征在于 所述缓冲层通过电阻加热蒸镀法或电子束加热蒸镀法形成。
12. 如权利要求1所述的有机EL发光显示器，其特征在于 所述色变换层有选择地形成在与所述1种或多种滤色片层中的至少1种对应的位置上。
全文摘要
本发明提供一种有机EL发光显示器，其具有能够抑制有机EL元件中的暗区的发生、且能够高效率地利用有机EL发光元件的发光的新颖的结构。本发明的有机EL发光显示器的特征在于依次包括透明基板、1种或多种滤色片层、粘接层、色变换层、阻挡层、透明电极、有机EL层、和反射电极，滤色片层通过湿式处理形成，色变换层和阻挡层通过干式处理形成，并且，粘接层为无机粘接层、有机粘接层、或有机粘接层与无机粘接层的叠层体。
文档编号H01L51/50GK101305643SQ200680041839
公开日2008年11月12日 申请日期2006年11月9日 优先权日2005年11月11日
发明者仓田昇, 川口刚司, 河村幸则, 河西豪辉 申请人:富士电机控股株式会社