JP2006269227A - Multicolor light emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】 生産性が高く、高品位・高精度で、フルカラー・デスプレイの使用に適した多色表示を可能とする多色発光デバイスおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】着色基板、前記着色基板上に独立して配置される少なくとも3種類のカラーフィルタおよび有機発光素子を含む多色発光デバイスであって、
着色基板は、有機発光素子とカラーフィルタの間に配設され、有機発光素子からの発光の一部を透過させ、一部を吸収し、吸収した波長とは異なる波長の光を放出することを特徴とする多色発光デバイス。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-color light emitting device having high productivity, high quality and high accuracy, and capable of multi-color display suitable for use in a full color display, and a manufacturing method thereof.
A multicolor light emitting device including a colored substrate, at least three kinds of color filters and organic light emitting elements that are independently disposed on the colored substrate,
The colored substrate is disposed between the organic light emitting device and the color filter, transmits a part of the light emitted from the organic light emitting device, absorbs a part thereof, and emits light having a wavelength different from the absorbed wavelength. A featured multicolor light emitting device.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、生産性が高く、高品位・高精度で、フルカラー・デスプレイの使用に適した多色表示を可能とするカラーフィルタを備えた多色発光デバイス及びその製造方法に関するものである。該多色発光デバイスは、イメージセンサ、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可能である。 The present invention relates to a multicolor light-emitting device having a color filter that has high productivity, high quality, high accuracy, and capable of multicolor display suitable for use in a full color display, and a method for manufacturing the same. The multicolor light emitting device can be used for display of an image sensor, a personal computer, a word processor, a television, an audio, a video, a car navigation, a telephone, a portable terminal, and an industrial measuring instrument.
表示装置に適用される発光素子の一例として、電界発光素子が知られている。電界発光素子は、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。 An electroluminescent element is known as an example of a light emitting element applied to a display device. An electroluminescent element is a thin-film self-luminous element and has excellent characteristics such as a low driving voltage, high resolution, and a high viewing angle. Therefore, various studies have been made for their practical use.
この電界発光素子を用いたフルカラーディスプレイの作製方式としては、1)電界を印加することにより、それぞれ赤色、緑色および青色に発光する素子を配列する「3色発光方式」、2)白色の発光を特定波長域の光を透過させるカラーフィルタを通して赤色、緑色および青色の光とする「カラーフィルタ方式」、および、3)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領域の光を発光する色変換色素をフィルタに用いる「色変換方式」が提案されている。 As a method for producing a full color display using this electroluminescent element, 1) “three-color light emitting system” in which elements emitting light in red, green and blue are arranged by applying an electric field, and 2) emitting white light. "Color filter system" which makes red, green and blue light through a color filter that transmits light in a specific wavelength range, and 3) Absorbs near-ultraviolet light, blue light, blue-green light or white light and converts wavelength distribution A “color conversion method” has been proposed in which a color conversion dye that emits light in the visible region is used as a filter.
これらの中で、上記カラーフィルタ方式の中には、フレキシブル基板に色素を含有させる、あるいは色素膜を接着させることによりカラーフィルタを形成し、白色発光のEL素子と組み合わせることで、赤色、緑色および青色を取り出すことを提案しているものもある(特許文献1参照)。 Among these, in the above color filter system, a color filter is formed by adding a dye to a flexible substrate or adhering a dye film, and combining with a white light emitting EL element, red, green and Some have proposed taking out the blue color (see Patent Document 1).
しかしながら、上記1)の「3色発光方式」では、赤色、緑色、青色を塗り分けるプロセス難度が高いため、大型化が困難である。また、金属電極の反射を防止する円偏光板(透過率50%以下)が必要になり、コストも増加してしまい効率のロスも大きい。
また、上記2)の「白色+カラーフィルタ方式」としては、EL素子を白色発光させる方法(特許文献2)があるが、この方法では、EL素子の発光スペクトルの電流依存性が大きくなるという問題や駆動によって発光バランスが崩れやすくなる結果、色ずれが生じるといった問題が生じる。そのためフルカラー有機ELディスプレイとして寿命が低下してしまうという問題が生じる。
However, in the “three-color light emission method” of 1), the process is difficult to separate red, green, and blue, so it is difficult to increase the size. In addition, a circularly polarizing plate (transmittance of 50% or less) that prevents reflection of the metal electrode is required, and the cost increases, resulting in a large loss of efficiency.
In addition, as the “white + color filter method” of 2), there is a method of causing an EL element to emit white light (Patent Document 2), but this method has a problem that the current dependency of the emission spectrum of the EL element increases. As a result, the light emission balance is easily lost by driving, resulting in a problem of color shift. Therefore, the problem that a lifetime falls as a full-color organic electroluminescent display arises.
さらに、上記特許文献1では、フレキシブル基板カラーフィルタの製造方法として2つの例が挙げられているが、同様の問題を有している。すなわち、第1のフレキシブル基板にカラーフィルタ膜を接着させる方法では、赤色、緑色、青色の別に接着させる必要があり、工程が複雑になってしまう問題がある。また、第2の熱転写方式の方法では、色素を含浸させ、赤色、緑色、青色のカラーフィルタを形成しているが、この方法ではフィルムに色素が拡散して導入されるため、精度良く赤色、緑色、青色のパターンの形成が困難であるという問題がある。
生産効率・色の問題を解決する方式としては、上記3)の「色変換式」が挙げられるが、色変換層形式の工程があるためプロセスが多くなる傾向があり、その結果コストが高くなってしまう可能性がある。
このように、これまで提案されているカラー化方式はいずれも問題があった。したがって、本発明の目的は、上記のような問題を解決し、生産性が高く、高品位・高精度で、フルカラー・デスプレイの使用に適した多色表示を可能とする多色発光デバイスおよびその製造方法を提供することである。
Furthermore, in the said patent document 1, although two examples are mentioned as a manufacturing method of a flexible substrate color filter, it has the same problem. That is, in the method of adhering the color filter film to the first flexible substrate, it is necessary to adhere red, green, and blue separately, and there is a problem that the process becomes complicated. In the second thermal transfer method, a dye is impregnated to form red, green, and blue color filters. In this method, since the dye is diffused and introduced into the film, the red, There is a problem that it is difficult to form green and blue patterns.
As a method for solving the problem of production efficiency and color, the “color conversion formula” in 3) above can be mentioned, but there is a tendency to increase the number of processes due to the process of the color conversion layer format, resulting in higher costs. There is a possibility that.
As described above, all the colorization methods proposed so far have problems. Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a multicolor light emitting device capable of performing multicolor display with high productivity, high quality, high accuracy, and suitable for use in a full color display, and its It is to provide a manufacturing method.
本発明の多色発光デバイスは、着色基板、この着色基板上に独立して配置される少なくとも3種類のカラーフィルタおよび有機発光素子を含む多色発光デバイスであって、
この着色基板は、有機発光素子とカラーフィルタの間に配設され、有機発光素子からの発光の一部を透過させ、一部を吸収し、吸収した波長とは異なる波長の光を放出することを特徴とする。この際、有機発光素子からの光は青色から緑色であり、着色基板により赤色光を放出するものが好ましい。また、本発明では、補色層の機能を有する着色基板に、着色基板中に少なくとも1種類以上の有機蛍光材料を含ませることにより、簡易な染色方法によって基板に補色層機能を持たせることができる。また、カラーフィルタを保護する層を更に含むことができる。
The multicolor light emitting device of the present invention is a multicolor light emitting device comprising a colored substrate, at least three kinds of color filters and organic light emitting elements that are independently disposed on the colored substrate,
This colored substrate is disposed between the organic light emitting device and the color filter, transmits a part of the light emitted from the organic light emitting device, absorbs a part thereof, and emits light having a wavelength different from the absorbed wavelength. It is characterized by. At this time, the light from the organic light emitting element is blue to green, and preferably emits red light from the colored substrate. Further, in the present invention, the colored substrate having the function of the complementary color layer contains at least one organic fluorescent material in the colored substrate, whereby the substrate can be provided with the complementary color layer function by a simple dyeing method. . In addition, a layer for protecting the color filter may be further included.
また、本発明の多色発光デバイスは、着色基板を準備する工程と、前記着色基板の一方の表面上に、独立して配置される少なくとも3種類のカラーフィルタを配置する工程と、前記着色基板のもう一方の表面上に有機発光素子を配設する工程とを備える方法により製造することができる。この際、有機発光素子を配設する工程の前に、ガスバリア層を配設する工程を設けることができる。 In addition, the multicolor light emitting device of the present invention includes a step of preparing a colored substrate, a step of disposing at least three kinds of color filters that are independently disposed on one surface of the colored substrate, and the colored substrate. And the step of disposing the organic light emitting device on the other surface of the substrate. At this time, a step of disposing a gas barrier layer can be provided before the step of disposing the organic light emitting element.
本発明は、上記のような構成をとることにより、色変換層をパターン化して設けるための厚膜工程をなくすことができるので全体の製造工程数を少なくすることができる。その結果、製造工程が少ない簡便な方法により、歩留まりよく多色発光デバイスを製造することが可能となる。
また、本発明の多色発光デバイスでは、補色層の機能を有する着色基板を採用していることから、着色基板自体の膜厚を厚くすることができ、その結果、この着色基板の着色に用いる有機蛍光材料の濃度を低濃度にした場合でも高品位・高精度で充分な光学濃度および色変換の強度を提供することができる。また、着色に低濃度の有機蛍光材料を使用できることから、濃度消光による効率の低下を防止することが可能である。
したがって、本発明の多色発光デバイスは、製造工程を簡便にでき生産性が高いというコスト面、および、低濃度の補色層色素を用いることにより、初期効率の低下を抑制することができるという面の両方において望ましい効果をもたらす。
In the present invention, by adopting the configuration as described above, the thick film process for providing the color conversion layer in a pattern can be eliminated, so that the total number of manufacturing processes can be reduced. As a result, it is possible to manufacture a multicolor light emitting device with a high yield by a simple method with few manufacturing steps.
In addition, since the multicolor light emitting device of the present invention employs a colored substrate having the function of a complementary color layer, the thickness of the colored substrate itself can be increased and, as a result, used for coloring this colored substrate. Even when the concentration of the organic fluorescent material is low, sufficient optical density and color conversion intensity can be provided with high quality and high accuracy. Further, since a low concentration organic fluorescent material can be used for coloring, it is possible to prevent a decrease in efficiency due to concentration quenching.
Therefore, the multicolor light emitting device of the present invention has a cost aspect that the manufacturing process can be simplified and the productivity is high, and a decrease in initial efficiency can be suppressed by using a low-concentration complementary color layer dye. Both have the desired effect.
本発明の実施形態の一つである多色発光デバイスの模式断面図を図1に示す。
本実施形態の多色発光デバイスは、着色基板6の一方の表面上に、独立して配置される少なくとも3種類のカラーフィルタ(赤色:3、緑色:4、青色:5)およびブラックマトリクス2が積層され、その上に保護層1が積層されている。また、着色基板6のもう一方の表面上にガスバリア層7、有機発光素子(透明電極8、有機発光体9および反射電極10)が積層されている。保護層1、ブラックマトリクス2、およびガスバリア層7は、任意選択的に設けてもよい層であるが、好ましくは設けることが望ましい層である。以下、各構成要素について説明する。
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a multicolor light emitting device which is one embodiment of the present invention.
In the multicolor light emitting device of the present embodiment, at least three kinds of color filters (red: 3, green: 4, blue: 5) and
1.補色層の機能を有する着色基板6
本発明の着色基板6は、補色層としての機能を有する。後述するように、たとえば、有機蛍光材料で基板を着色することにより補色層の機能を有する着色基板を作製することができる。
1. Colored substrate 6 having the function of a complementary color layer
The colored substrate 6 of the present invention has a function as a complementary color layer. As described later, for example, a colored substrate having a function of a complementary color layer can be produced by coloring the substrate with an organic fluorescent material.
1−1.基板材料
本発明の着色基板6に用いる基板は、可視光透過率に優れ、多色発光デバイスの形成プロセスにおいて、各プロセスで用いられる条件(溶媒、温度等)により変化を受けず、寸法安定性に優れたものが好ましく、多色発光デバイスの性能低下を引き起こさないものが好ましい。たとえば、ガラス、各種プラスチック、若しくは各種フィルム等を用いることができる。
ガラスの具体例としては、窓ガラス、ビンガラス、容器ガラスなどとして一般的に使用されている普通のガラスであるシリカガラス、シリカガラスにNa2Oを添加したソーダ・シリカガラス、ソーダ・シリカガラスにCaO、MgO、Al2O3、K2Oなどを添加したソーダ石灰ガラス、PbOを高濃度に含む鉛ガラスなどの軟質ガラスを挙げることができる。また、耐食性が大きく、理化学器具、医療器具、薬品容器などに使用されているホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどの硬質ガラスを挙げることができる。
プラスチック、フィルム材料の具体例としては、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルホン、ポリビニルブチラール、ポリフェニレンエーテル、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ノルボルネン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、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のような熱可塑性樹脂;エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ビニルエステル樹脂、イミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂のような熱硬化性樹脂;あるいはポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネートなどと3官能性または4官能性のアルコキシシランを含む化合物から形成されるポリマーハイブリッドなどを使用することができる。
その他に、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、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、不溶不融化させた硬化物も使用することができる。
1-1. Substrate Material The substrate used for the colored substrate 6 of the present invention has excellent visible light transmittance, and is not affected by the conditions (solvent, temperature, etc.) used in each process in the formation process of the multicolor light emitting device, and has dimensional stability. In particular, those that do not cause deterioration in the performance of the multicolor light emitting device are preferable. For example, glass, various plastics, or various films can be used.
Specific examples of the glass include silica glass, which is ordinary glass generally used as window glass, bottle glass, container glass, etc., soda / silica glass obtained by adding Na 2 O to silica glass, and soda / silica glass. Examples thereof include soft glass such as soda-lime glass to which CaO, MgO, Al 2 O 3 , K 2 O and the like are added, and lead glass containing PbO at a high concentration. Further, examples thereof include hard glasses such as borosilicate glass and aluminoborosilicate glass which have high corrosion resistance and are used in physics and chemistry instruments, medical instruments, and chemical containers.
Specific examples of plastic and film materials include polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone, polyvinyl butyral, polyphenylene ether, polyamide, polyetherimide, norbornene resin, acrylic resin, methacrylic resin, and isobutylene-anhydrous maleic acid. Thermoplastic resins such as acid copolymer resins and cyclic olefin resins; Thermosetting resins such as epoxy resins, phenol resins, urethane resins, vinyl ester resins, imide resins, urethane resins, urea resins, melamine resins; Alternatively, a polymer hybrid formed from a compound containing a trifunctional or tetrafunctional alkoxysilane and polystyrene, polyacrylonitrile, polycarbonate, or the like can be used.
In addition, a cured product obtained by photo-curing resin or photo-heat combination curable resin by light and / or heat treatment to generate radical species or ionic species to be polymerized or crosslinked to be insoluble and infusible can also be used. .
具体的には、光硬化性樹脂または光熱併用硬化型樹脂の硬化物とは、(1)アクロイル基またはメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤からなる組成物の膜を光または熱処理して、光ラジカルまたは熱ラジカルを発生させて重合させたもの、(2)ポリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物を光または熱処理により二量化させて架橋したもの、(3)鎖状または環状オレフィンとビスアジドとからなる組成物の膜を光または熱処理してナイトレンを発生させ、オレフィンと架橋させたもの、および(4)エポキシ基を有するモノマーと光酸発生剤とからなる組成物の膜を光または熱処理して、酸(カチオン)を発生させて重合させたものなどを含む。特に、(1)に記載のアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと開始剤との混合物は、高精細でのパターニングが可能であり、また耐溶剤性、耐熱性等の信頼性の観点からも好ましい。 Specifically, the cured product of the photocurable resin or photothermal combination curable resin is a composition comprising (1) an acrylic polyfunctional monomer and oligomer having a plurality of acroyl groups or methacryloyl groups, and a photo or thermal polymerization initiator. (2) A composition comprising a polyvinyl cinnamate ester and a sensitizer is dimerized by light or heat treatment to cause crosslinking. (3) A film of a composition comprising a chain or cyclic olefin and bisazide is light or heat treated to generate nitrene and crosslinked with the olefin, and (4) a monomer having an epoxy group and a photoacid A film of a composition comprising a generator is subjected to light or heat treatment to generate an acid (cation) and polymerized. In particular, the mixture of the acrylic polyfunctional monomer / oligomer and the initiator described in (1) can be patterned with high definition, and is preferable from the viewpoint of reliability such as solvent resistance and heat resistance.
1−2.補色層の機能を持たせる色素
基板に補色層の機能を持たせる色素は、有機発光素子の有機発光体からの発光の一部を透過させ、一部を吸収し、吸収した波長とは異なる波長の光を放出する機能を有するものであり、無機若しくは有機の蛍光または燐光を有する材料である。
無機蛍光体の材料としては、例えば、特許文献3〜8等に等に記載されている無機蛍光体が挙げられる。具体的な無機蛍光体としては、Y2O2S、Zn2SiO4等に代表される金属酸化物、Ca5(PO4)3Cl等に代表されるリン酸塩、ZnS、SrS、CaS等に代表される硫化物等を結晶母体とし、これら母核にCe、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb等の希土類金属のイオンやAg、Al、Mn、Sb等の金属のイオンを賦活剤または共賦活剤として組合せたものを挙げることができる。
1-2. Dye that gives the function of the complementary color layer The dye that gives the function of the complementary color layer to the substrate transmits a part of the light emitted from the organic light emitter of the organic light emitting element, absorbs a part thereof, and a wavelength different from the absorbed wavelength. It is a material having a function of emitting the light of, and having an inorganic or organic fluorescence or phosphorescence.
Examples of the inorganic phosphor material include inorganic phosphors described in
本発明においては、補色層の機能を持たせる色素としては、青色〜緑色光(400〜550nm)の発光を広く吸収して、赤色の蛍光を放出する有機蛍光材料を用いることが好ましく、有機蛍光材料は単独で使用しても良いし、2種類以上を組合せて使用してもよい。
具体的な赤色蛍光材料としては、例えばローダミンB、ローダミン6G、ローダミン3B、ローダミン101、ローダミン110、スルホローダミン、ベーシックバイオレット11、ベーシックバイオレット2など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)−13−ブタジエニル]−ピリジウム−パークロレート(ピリジン1)などのピリジン系色素;あるいはオキサジン系色素などを挙げることができる。さらに、各種染料(直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など)も、適切な波長域における吸収性、蛍光性があれば使用することができる。
In the present invention, it is preferable to use an organic fluorescent material that absorbs blue to green light (400 to 550 nm) broadly and emits red fluorescence as the dye having a complementary color layer function. A material may be used independently and may be used in combination of 2 or more types.
Specific examples of red fluorescent materials include rhodamine dyes such as rhodamine B, rhodamine 6G, rhodamine 3B, rhodamine 101, rhodamine 110, sulforhodamine,
また、着色基板より出力する白色光のスペクトル、特に出力される赤色光を調節する手段としては、補色層の機能を持たせる色素として前記赤色蛍光材料の他に、緑色蛍光材料を添加することもできる。緑色蛍光材料をさらに添加した場合、青色光から緑色光への変換、さらに緑色から赤色光への変換を効率よく行うことができるという効果が得られる。 Further, as a means for adjusting the spectrum of white light output from the colored substrate, particularly the output red light, in addition to the red fluorescent material, a green fluorescent material may be added as a coloring matter having a complementary color layer function. it can. When the green fluorescent material is further added, an effect that conversion from blue light to green light and further conversion from green to red light can be performed efficiently is obtained.
具体的な緑色蛍光材料としては、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;あるいはクマリン色素系染料であるベーシックイエロー51;さらには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などを挙げることができる。さらに、各種染料(直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など)も、適切な波長域における吸収性、蛍光性があれば使用することができる。 Specific green fluorescent materials include, for example, 3- (2′-benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin (coumarin 6), 3- (2′-benzoimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 7). 3- (2′-N-methyl-benzimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 30), 2,3,5,6-1H, 4H-tetrahydro-8-trifluoromethylquinolizino ( 9,9a, 1-gh) Coumarin dyes such as coumarin (coumarin 153); or Basic Yellow 51 which is a coumarin dye dye; and Naphthalimide dyes such as Solvent Yellow 11 and Solvent Yellow 116. it can. Furthermore, various dyes (direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.) can be used as long as they have absorptivity and fluorescence in an appropriate wavelength range.
本発明の好ましい実施態様は、2つの波長域(青色から緑色)の成分を含む有機発光体の発光の一部を赤色に変換し、全体として3つの波長域の成分を含む白色光を得ることである。したがって、補色層の機能を持たせる色素として用いることができる色変換機能を有する有機蛍光材料の種類および添加量は、有機発光体の発光スペクトル、各色素の吸収/蛍光スペクトルおよび基板材料の膜厚などに大きく依存するために一概には述べられないが、有機発光体からの光の補色層の機能を有する着色基板を透過する部分とこの着色基板からの発光分との和が、目的とする白色スペクトルとなるようにバランスの調整を行うことが可能である。なお、後述するように、本発明では、比較的厚い膜厚の基板材料を用いることができるが、この場合、補色層の機能を持たせる色素の添加濃度を低くすることができるので、高品位・高精度で充分な色変換の強度を提供することができる。 A preferred embodiment of the present invention converts a part of light emission of an organic luminescent material containing components in two wavelength ranges (blue to green) into red, and obtains white light containing components in three wavelength ranges as a whole. It is. Therefore, the type and amount of the organic fluorescent material having a color conversion function that can be used as a dye having the function of the complementary color layer are the emission spectrum of the organic light emitter, the absorption / fluorescence spectrum of each dye, and the film thickness of the substrate material. However, the sum of the portion that transmits through the colored substrate having the function of a complementary color layer of light from the organic light emitter and the amount of light emitted from the colored substrate is the target. It is possible to adjust the balance so as to obtain a white spectrum. As will be described later, in the present invention, a substrate material having a relatively thick film thickness can be used. In this case, since the additive concentration of a dye having a function of a complementary color layer can be lowered, high quality is achieved. -It can provide sufficient color conversion intensity with high accuracy.
1−3.基板の着色方法
基板の着色方法としては、基板に使用する材料により、一般的に使用される着色方法を適宜選択して行えばよい。なお、「着色方法」とは、基板に、上記の補色層の機能を持たせる色素を用いて着色する方法(染色する方法も含む)をいい、その手段は問わない。
ガラスの着色方法としては、一般的に使用されているガラスの材料に金属イオン、非金属イオン、金属コロイドなどを添加する方法を挙げることができる。これらの方法の中では、金属イオンを添加する方法を用いることが一般的であり、好ましい。
1-3. Substrate Coloring Method As a substrate coloring method, a commonly used coloring method may be appropriately selected depending on the material used for the substrate. The “coloring method” refers to a method of coloring (including a method of dyeing) a substrate using the above-described dye that has the function of a complementary color layer, and any means is applicable.
Examples of the glass coloring method include a method of adding a metal ion, a non-metal ion, a metal colloid or the like to a commonly used glass material. Among these methods, it is general and preferable to use a method of adding metal ions.
また、プラスチック、各種の樹脂等で形成されたフィルムの着色方法(染色方法も含む)としては、一般的に、原料として着色された樹脂を用いる方法や、透明なフィルムを後の工程で熱と圧力をかけ両面から染色する方法等を挙げることができる。また、フィルムに直接色を印刷するコーティング方法を使用してもよい。その他にも、昇華移染法による有機ガラスの着色方法(特許文献9参照)、色素分子注入方法によるフィルムの着色方法(特許文献10参照)、ポリシランフィルムの染色方法(特許文献11参照)、ポリエステルフィルムの染色方法(特許文献12および特許文献13参照)、ノルボルネン系樹脂フィルムの着色方法(特許文献14参照)等が開示されており、これらの方法を適宜選択して使用することができる。また、このような着色(または染色)方法で着色(または染色)された基板は、部分着色(または染色)、表面着色(または染色)や濃度勾配を持たせることができる。
In addition, as a coloring method (including a dyeing method) for a film formed of plastic, various resins, etc., generally, a method using a colored resin as a raw material or a transparent film with heat in a later step The method of dyeing from both sides by applying pressure can be mentioned. Alternatively, a coating method that prints colors directly on the film may be used. In addition, organic glass coloring method by sublimation transfer method (see Patent Document 9), film coloring method by dye molecule injection method (see Patent Document 10), polysilane film dyeing method (see Patent Document 11), polyester A film dyeing method (see
なお、本発明の着色基板6の膜厚は、特に限定されるものではないが、基板を着色する際に、低濃度の色素を使用して着色できるという点からは、着色基板の厚さは比較的厚いことが好ましい。ガラス基板では、たとえば、30μm〜100μmの範囲内であることが好ましく、プラスチック基板では、たとえば、30μm〜200μmの範囲内であることが好ましい。上記範囲内よりも厚い場合は、耐衝撃性が劣ることや、巻き取り時に巻き取りが困難となり、水蒸気や酸素等のガズバリア性の劣化が見られることがある。また、上記範囲内により薄い場合には、機械適性が悪く、水蒸気や酸素等に対するガズバリア性の低下が見られるからである。
そして、このように本発明では補色層の機能を持たせる色素の濃度を低濃度にした場合でも高品位・高精度で充分な色変換の強度を提供することができる。また、着色に低濃度の有機蛍光材料を使用できることから、濃度が高い場合に起こる色素の分解を防止ができる多色発光デバイスを提供することができる。
このように本発明は、簡易な染色方法によって着色基板に補色層の機能を持たせることにより、好ましくは、有機発光素子からの青色から緑色の光を、着色基板の有する補色層の機能により赤色光に変換させることにより、生産性が高く、高品位・高精度で、フルカラー・デスプレイの使用に適した多色表示を可能とする多色発光デバイスおよびその製造方法を提供することができる。
The thickness of the colored substrate 6 of the present invention is not particularly limited, but the thickness of the colored substrate is from the point that when coloring the substrate, it can be colored using a low concentration of pigment. A relatively thick film is preferable. For a glass substrate, for example, it is preferably in the range of 30 μm to 100 μm, and for a plastic substrate, it is preferably in the range of 30 μm to 200 μm, for example. When it is thicker than the above range, impact resistance is inferior, winding becomes difficult during winding, and deterioration of gas barrier properties such as water vapor and oxygen may be observed. Moreover, when it is thinner within the above range, the mechanical suitability is poor, and the gas barrier property against water vapor, oxygen and the like is reduced.
As described above, the present invention can provide sufficient color conversion intensity with high quality and high accuracy even when the concentration of the dye having the function of the complementary color layer is lowered. In addition, since a low-concentration organic fluorescent material can be used for coloring, a multicolor light-emitting device that can prevent the decomposition of the dye that occurs when the concentration is high can be provided.
As described above, the present invention provides the colored substrate with the function of the complementary color layer by a simple dyeing method, and preferably emits blue to green light from the organic light-emitting element and red by the function of the complementary color layer of the colored substrate. By converting to light, it is possible to provide a multicolor light-emitting device that has high productivity, high quality, high accuracy, and capable of multicolor display suitable for use in a full color display, and a method for manufacturing the same.
2.カラーフィルタおよびブラックマトリクス
本発明の多色発光デバイスに用いられるカラーフィルタ(3,4,5)は、補色層を有する着色基板を透過した光の所望の波長域の成分を透過させるための層であり、1つまたは複数種の層を設けてもよい。カラーフィルタとしては、液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ用途のものを適用することができ、近年では、フォトレジストに顔料を分散させた顔料分散型カラーフィルタが広く用いられている。
2. Color filter and black matrix The color filter (3, 4, 5) used in the multicolor light emitting device of the present invention is a layer for transmitting a component in a desired wavelength range of light transmitted through a colored substrate having a complementary color layer. Yes, one or more layers may be provided. As the color filter, those for flat panel displays such as a liquid crystal display can be applied. In recent years, a pigment dispersion type color filter in which a pigment is dispersed in a photoresist has been widely used.
図1に示した構成においては、カラーフィルタ3,4,5は、お互いに異なる波長域に透過域を有するカラーフィルタである。例えば、カラーフィルタ3を赤色領域(600nm以上の波長域)の光を透過する赤色カラーフィルタとし、カラーフィルタ4を緑色領域(500〜600nmの波長域)の光を透過する緑色カラーフィルタとし、カラーフィルタ6を青色領域(400〜550nmの波長域)の光を透過する青色カラーフィルタとすることができる。
In the configuration shown in FIG. 1, the
発光デバイスをディスプレイとして用いる場合、各カラーフィルタは、後述する電極の配置により画定される画素または副画素の位置に相応して設けられる。それぞれのカラーフィルタの画素ないし副画素の間に形成される間隙に、可視領域の光を透過しないブラックマトリクス2を配設することが一般的に行われる。ブラックマトリクス2は、多色発光デバイスのコントラスト比の向上に有効である。本発明におけるブラックマトリクス2は、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。
When the light emitting device is used as a display, each color filter is provided corresponding to the position of a pixel or subpixel defined by the arrangement of electrodes described later. Generally, a
3.保護層1
カラーフィルタの保護層1は、カラーフィルタを保護する目的、および、膜面の平滑化を目的に配設されるものである。このため、この保護層の形成に際しては、可視光透過性に富み且つカラーフィルタを劣化させない材料を用いて、カラーフィルタの機能を低下さないように保護層を配設できるプロセスを選択する必要がある。
保護層1は、可視域における透明性が高く(400〜700nmの範囲で透過率50%以上)、100℃以上のガラス転移温度(Tg)および鉛筆硬度2H以上の膜硬度を有し、カラーフィルタ上に平滑に塗膜を形成でき、カラーフィルタ3〜5の機能を低下させない材料から形成される。たとえば、イミド変性シリコーン樹脂(特許文献15〜17参照)、無機金属化合物(TiO、Al2O3、SiO2等)をアクリル、ポリイミド、シリコーン樹脂等の中に分散した材料(特許文献18、19参照)、紫外線硬化型樹脂としてエポキシ変性アクリレート樹脂(特許文献20参照)、アクリレートモノマー/オリゴマー/ポリマーの反応性ビニル基を有した樹脂、レジスト樹脂(特許文献21〜24参照)、ゾル−ゲル法で形成される無機化合物(非特許文献1、特許文献25参照)、フッ素系樹脂(特許文献24、26参照)などの光硬化型樹脂および/または熱硬化型樹脂を挙げることができる。これら樹脂材料を用いてガスバリア層を形成する場合、その形成法は特に制限はない。たとえば、乾式法(スパッタ法、蒸着法、CVD法など)、あるいは湿式法(スピンコート法、ロールコート法、キャスト法など)のような慣用の手法により形成することができる。
3. Protective layer 1
The protective layer 1 of the color filter is disposed for the purpose of protecting the color filter and for the purpose of smoothing the film surface. For this reason, when forming this protective layer, it is necessary to select a process capable of disposing the protective layer so as not to deteriorate the function of the color filter by using a material that is highly visible light transmissive and does not deteriorate the color filter. is there.
The protective layer 1 has high transparency in the visible region (transmittance of 50% or more in the range of 400 to 700 nm), a glass transition temperature (Tg) of 100 ° C. or more, and a film hardness of pencil hardness of 2H or more. A coating film can be formed smoothly on the top, and it is formed from the material which does not reduce the function of the color filters 3-5. For example, a material in which an imide-modified silicone resin (see Patent Documents 15 to 17) and an inorganic metal compound (TiO, Al 2 O 3 , SiO 2, etc.) are dispersed in acrylic, polyimide, silicone resin, etc. (Patent Documents 18 and 19) Reference), epoxy-modified acrylate resin as UV curable resin (see Patent Document 20), resin having reactive vinyl group of acrylate monomer / oligomer / polymer, resist resin (see Patent Documents 21 to 24), sol-gel method Photocurable resins and / or thermosetting resins such as inorganic compounds (see Non-Patent Document 1 and Patent Document 25) and fluorine-based resins (see Patent Documents 24 and 26). When forming a gas barrier layer using these resin materials, the formation method is not particularly limited. For example, it can be formed by a conventional method such as a dry method (sputtering method, vapor deposition method, CVD method, etc.) or a wet method (spin coating method, roll coating method, casting method, etc.).
4.ガスバリア層7(任意成分)
ガスバリア層7は、その下に形成される層に由来する水分および/または酸素が有機発光体に到達して有機発光体を劣化させることを防止することを目的とする層である。
ガスバリア層7を、電気絶縁性ならびにガスおよび有機溶剤に対するバリア性を有し、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)、かつその上に形成される電極の成膜条件に耐える硬度として好ましくは鉛筆硬度2H以上の膜硬度を有する材料を用いても形成してもよい。そのような材料として、たとえば、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できる。これらの無機材料を用いてガスバリア層7を形成する場合にも特に制約はなく、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できる。ガスバリア層7は、前述の材料の単層であってもよく、あるいは前述の材料から形成される複数の層の積層構造であってもよい。
4). Gas barrier layer 7 (optional component)
The gas barrier layer 7 is a layer intended to prevent moisture and / or oxygen derived from a layer formed thereunder from reaching the organic light emitter and deteriorating the organic light emitter.
The gas barrier layer 7 has electrical insulation properties and barrier properties against gases and organic solvents, has high transparency in the visible range (transmittance of 50% or more in the range of 400 to 800 nm), and an electrode formed thereon As a hardness that can withstand the film forming conditions, a material having a film hardness of pencil hardness of 2H or more is preferably used. As such a material, for example, a material such as an inorganic oxide such as SiO x , SiN x , SiN x O y , AlO x , TiO x , TaO x , ZnO x, or inorganic nitride can be used. When the gas barrier layer 7 is formed using these inorganic materials, there is no particular limitation, and the gas barrier layer 7 can be formed by a conventional method such as a sputtering method, a CVD method, a vacuum deposition method, a dip method, or a sol-gel method. The gas barrier layer 7 may be a single layer of the above-described material, or may be a laminated structure of a plurality of layers formed from the above-described material.
本実施形態の多色発光デバイスにガスバリア層7を配設する場合には、視野角特性におよぼす影響を考慮する必要がある。厚すぎるガスバリア層7を形成した場合、有機発光体を発した光がガスバリア層7を透過して補色層の機能を有する着色基板6に到達するまでの光路長が長くなる。その結果、斜め方向から多色発光デバイスを見た場合に、隣接する別の色の画素ないし副画素への光の漏れ(光学的クロストーク)が発生する。多色発光デバイスのディスプレイとしての表示性能を考慮すると、本来の画素ないし副画素の発光量に対する、光学的クロストークによる隣接する画素ないし副画素の発光量の比率を十分に小さくすることが要求される。この点を考慮すると、ガスバリア層7膜厚(複数層の積層体である場合は、総膜厚)は、0.1〜5μmであることが好ましい。 When the gas barrier layer 7 is provided in the multicolor light emitting device of this embodiment, it is necessary to consider the influence on the viewing angle characteristics. When the gas barrier layer 7 that is too thick is formed, the optical path length until the light emitted from the organic light-emitting body passes through the gas barrier layer 7 and reaches the colored substrate 6 having the function of the complementary color layer becomes long. As a result, when a multicolor light emitting device is viewed from an oblique direction, light leakage (optical crosstalk) to adjacent pixels or subpixels of another color occurs. Considering the display performance of a multicolor light emitting device as a display, it is required to sufficiently reduce the ratio of the light emission amount of adjacent pixels or subpixels due to optical crosstalk to the light emission amount of the original pixels or subpixels. The Considering this point, it is preferable that the film thickness of the gas barrier layer 7 (the total film thickness in the case of a multilayer structure) is 0.1 to 5 μm.
5.電極
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極との間に挟持された有機発光体9を備えた有機発光層を含む。この中で、陽極と陰極の何れか少なくとも一方は、有機発光体9の発する可視光の波長域において透明であることが好ましく、透明である電極を通してこの光を発して、上記のカラーフィルタに光を入射させる。
本発明において、透明電極8および反射電極10の一方を陽極として、他方を陰極として用いることが可能であるが、透明電極8を陽極として、反射電極10を陰極として用いることが望ましい。透明電極8および反射電極10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8のストライプ形状部分電極の延びる方向は、反射電極10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。あるいはまた、別途、複数のスイッチング素子(TFTなど)を設け、複数のスイッチング素子に1対1で対応する複数の部分電極から反射電極10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8は一体型の電極として形成される。
5. Electrode The organic light emitting device of the present invention includes an organic light emitting layer provided with an
In the present invention, it is possible to use one of the
透明電極8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8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8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。
The
反射電極10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10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
6.有機発光体
有機発光体9は、透明電極8と反射電極10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。
6). Organic Light Emitter The
(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/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層/陰極
上述の(1)〜(5)の構造において、陽極は好ましくは透明電極8であり、陰極は好ましくは反射電極10である。
(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 / organic Light emitting layer / electron injecting layer / cathode (5) Anode / hole injecting layer / hole transporting layer / organic light emitting layer / electron injecting layer / cathode In the above structures (1) to (5), the anode is preferably transparent. The
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、バッファ層を設けて、電子注入効率を高めてもよい。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。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, a buffer layer may be provided to increase electron injection efficiency. 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. Alternatively, an aluminum quinolinol complex doped with an alkali metal or an alkaline earth metal may be used.
有機発光層の材料としては、任意の公知の材料を用いることができる。たとえば、青色から青緑色の発光を得るためには、例えば縮合芳香環化合物、環集合化合物、金属錯体(Alq3のようなアルミニウム錯体など)、スチリルベンゼン系化合物(4,4’−ビス(ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)など)、ポルフィリン系化合物、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、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。あるいはまた、ホスト化合物にドーパントを添加することによって、種々の波長域の光を発する有機発光層を形成してもよい。ホスト化合物としては、ジスチリルアリーレン系化合物(たとえば出光興産製IDE−120など)、N,N’−ジトリル−N,N’−ジフェニルビフェニルアミン(TPD)、アルミニウムトリス(8−キノリノラート)(Alq3)等を用いることができる。ドーパントとしては、ペリレン(青紫色)、クマリン6(青色)、キナクリドン系化合物(青緑色〜緑色)、ルブレン(黄色)、4−ジシアノメチレン−2−(p−ジメチルアミノスチリル)−6−メチル−4H−ピラン(DCM、赤色)、白金オクタエチルポルフィリン錯体(PtOEP、赤色)などを用いることができる。
本発明の好ましい実施態様では、青色から緑色の発光の一部を補色層の機能を有する着色基板において赤色光へと変換することによって、赤色、緑色および青色の3波長域の成分を十分に含む白色光を得ることができる。
Any known material can be used as the material of the organic light emitting layer. For example, in order to obtain light emission from blue to blue-green, for example, a condensed aromatic ring compound, a ring assembly compound, a metal complex (such as an aluminum complex such as Alq 3 ), a styrylbenzene compound (4,4′-bis (diphenyl) (Vinyl) biphenyl (DPVBi), etc.), porphyrin-based compounds, benzothiazole-based, benzimidazole-based, benzoxazole-based fluorescent brighteners, and aromatic dimethylidin-based compounds are preferably used. Or you may form the organic light emitting layer which emits the light of a various wavelength range by adding a dopant to a host compound. Examples of host compounds include distyrylarylene compounds (for example, IDE-120 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), N, N′-ditolyl-N, N′-diphenylbiphenylamine (TPD), aluminum tris (8-quinolinolate) (Alq 3 ). ) Etc. can be used. As dopants, perylene (blue purple), coumarin 6 (blue), quinacridone compounds (blue green to green), rubrene (yellow), 4-dicyanomethylene-2- (p-dimethylaminostyryl) -6-methyl- 4H-pyran (DCM, red), platinum octaethylporphyrin complex (PtOEP, red), or the like can be used.
In a preferred embodiment of the present invention, a part of light emission from blue to green is converted into red light in a colored substrate having the function of a complementary color layer, thereby sufficiently including components in three wavelength regions of red, green and blue. White light can be obtained.
次の本発明の多色発光デバイスの製造方法について、以下に説明する。
本発明の多色発光デバイスの製造方法は、補色層の機能を有する着色基板を準備する工程と、前記着色基板の一方の表面上に、独立して配置される少なくとも3種類のカラーフィルタを配置する工程と、前記着色基板のもう一方の表面上に有機発光素子を配設する工程とを備えることを特徴とする。
Next, a method for producing a multicolor light emitting device of the present invention will be described below.
The method for producing a multicolor light emitting device of the present invention includes a step of preparing a colored substrate having a function of a complementary color layer, and at least three kinds of color filters that are independently arranged on one surface of the colored substrate. And a step of disposing an organic light emitting element on the other surface of the colored substrate.
すなわち、まず、上記の「1.補色層の機能を有する着色基板」で説明したようにして、補色層の機能を有する着色基板を準備する。次に、この前記着色基板の一方の表面上に、「2.カラーフィルタおよびブラックマトリクス」で説明したように、少なくとも3種類のカラーフィルタ、好ましくは赤色、緑色、青色のカラーフィルタを独立に配設する。この際、ブラックマトリクスの配設は任意であるが、配設することが好ましい。また、カラーフィルタの保護層を設けることが好ましい。
さらに、前記着色基板のもう一方の表面上に、上記に説明したように通常の方法にしたがって、有機発光素子を配設する。この際、有機発光素子を配設する工程の前に、ガスバリア層を配設する工程を設けることができる。
That is, first, as described in “1. Colored substrate having function of complementary color layer”, a colored substrate having a function of complementary color layer is prepared. Next, as described in “2. Color filter and black matrix”, at least three kinds of color filters, preferably red, green, and blue color filters, are independently arranged on one surface of the colored substrate. Set up. In this case, the black matrix can be arranged arbitrarily, but is preferably arranged. Moreover, it is preferable to provide a protective layer for the color filter.
Further, an organic light emitting element is disposed on the other surface of the colored substrate according to a normal method as described above. At this time, a step of disposing a gas barrier layer can be provided before the step of disposing the organic light emitting element.
なお、カラーフィルタを配置する工程と、有機発光素子を配設する工程は、何れを先に行ってもよい。 Note that either the step of arranging the color filter and the step of arranging the organic light emitting element may be performed first.
以下に具体例を示して、本発明をさらに説明するが、本発明はこれら実施例の記載によって制限されるものではない。 The present invention will be further described below with reference to specific examples, but the present invention is not limited by the description of these examples.
本発明のパターニング法を適用した場合の一例を、図を参照しながら以下に説明する。 An example of applying the patterning method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施例1]
(補色層の機能を有する基板の作製)
蛍光色素であるローダミンB48gを、1Lのエタノール−水混合溶媒(組成比率、5:1)に溶解させた。次に、この溶液が入れられた染色浴を80℃まで昇温させた。そして、この溶液中に、アクリル系樹脂フィルム(含脂環骨格ビスメタアクリレート94重量部と含脂環骨格ビスモノアクリレート6重量部とからなる樹脂組成物をフィルム化したもの:膜厚50μm)を1時間浸して、染色フィルム基板を得た。
[Example 1]
(Production of substrate having complementary color layer function)
Rhodamine B (48 g), which is a fluorescent dye, was dissolved in 1 L of an ethanol-water mixed solvent (composition ratio, 5: 1). Next, the dyeing bath containing this solution was heated to 80 ° C. In this solution, an acrylic resin film (a resin composition composed of 94 parts by weight of an oil-containing ring skeleton bismethacrylate and 6 parts by weight of an oil-containing ring skeleton bismonoacrylate: a film thickness of 50 μm) is prepared. It was immersed for 1 hour to obtain a dyed film substrate.
(カラーフィルタ)
上記フィルム基板上に、ブラックマトリクス材料(CK−7001:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製)、赤色カラーフィルタ材料(CR−7001:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製)、緑色カラーフィルタ材料(CG−7001:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製)、および青色カラーフィルタ材料(CB−7001:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製)を用いて、ブラックマトリクスおよびカラーフィルタ(赤色、緑色および青色)を成膜した。緑色カラーフィルタの膜厚を2μmとし、他の層の膜厚を1μmとした。
(Color filter)
On the film substrate, a black matrix material (CK-7001: manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), a red color filter material (CR-7001: manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), and a green color filter material (CG-7001: FUJIFILM Materials). A black matrix and color filters (red, green, and blue) were formed using a blue color filter material (CB-7001: manufactured by Fujifilm Electronics Materials) and a blue color filter material. The thickness of the green color filter was 2 μm, and the thicknesses of the other layers were 1 μm.
各カラーフィルタは、赤色、緑色および青色の副画素を横方向に整列させた一組を画素とするように形成した。各副画素の寸法は縦300μm×横100μmであり、隣接する副画素間の間隔を縦方向30μm、横方向10μmとした。したがって1つの画素は縦300μm×横320μmの寸法を有し、隣接する画素間の間隔は縦方向30μm、横方向10μmであった。本実施例においては、縦方向に50画素、横方向に50画素を配列させ、合計2500画素を形成した。 Each color filter was formed so that a set of pixels in which red, green, and blue sub-pixels were aligned in the horizontal direction was used as a pixel. The size of each subpixel is 300 μm in length × 100 μm in width, and the interval between adjacent subpixels is 30 μm in the vertical direction and 10 μm in the horizontal direction. Accordingly, one pixel has dimensions of 300 μm in length × 320 μm in width, and the interval between adjacent pixels is 30 μm in the vertical direction and 10 μm in the horizontal direction. In this embodiment, 50 pixels in the vertical direction and 50 pixels in the horizontal direction are arranged to form a total of 2500 pixels.
(保護層)
光重合性樹脂V259PA/P5(新日鐵化成工業株式会社)を溶解させ、塗布液を得た。そして、上記カラーフィルタ上面に、フォトリソグラフ法を用いてこの塗布液を塗布し、膜厚2μmの保護層を得た。
(Protective layer)
Photopolymerizable resin V259PA / P5 (Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) was dissolved to obtain a coating solution. And this coating liquid was apply | coated to the said color filter upper surface using the photolithographic method, and the protective layer with a film thickness of 2 micrometers was obtained.
(ガスバリア層)
次に保護層の上に、スパッタ法を用いて膜厚0.5μmのSiO2を堆積させて、ガスバリア層を形成した。スパッタ装置としてRF−プレーナマグネトロン型装置を用い、ターゲットとしてSiO2を用いた。スパッタガスとしてArを使用し、形成時の基板温度を80℃に設定した。
(Gas barrier layer)
Next, a SiO 2 film having a thickness of 0.5 μm was deposited on the protective layer by sputtering to form a gas barrier layer. An RF-planar magnetron type apparatus was used as the sputtering apparatus, and SiO 2 was used as the target. Ar was used as the sputtering gas, and the substrate temperature during formation was set to 80 ° C.
(有機発光体)
次に、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層/陰極なる層構成で、電極および有機発光体を形成した。
(Organic phosphor)
Next, an electrode and an organic light emitter were formed in a layer configuration of anode / hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode.
まず、上記フィルム基板の下面に、スパッタ法によって透明電極(ITO)を全面にわたって堆積させた。次にITO上にレジスト剤「OFRP−800」(東京応化製)を塗布した後に、フォトリソグラフィー法にてパターニングを行い、幅105μm、ピッチ110mm、膜厚100nmのストライプパターンからなる陽極を得た。 First, a transparent electrode (ITO) was deposited on the entire lower surface of the film substrate by sputtering. Next, after applying a resist agent “OFRP-800” (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co.) on ITO, patterning was performed by a photolithography method to obtain an anode having a stripe pattern having a width of 105 μm, a pitch of 110 mm, and a film thickness of 100 nm.
次いで、前記陽極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、有機発光層および電子注入層を、真空を破らずに順次成膜した。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)を積層した。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)を積層した。そして、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)を積層させた。そして、電子注入層としては、膜厚20nmのAlq3のようなアルミニウム錯体を積層させた。 Next, the substrate on which the anode was formed was mounted in a resistance heating vapor deposition apparatus, and a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron injection layer were sequentially formed without breaking the vacuum. During film formation, the internal pressure of the vacuum chamber was reduced to 1 × 10 −4 Pa. As the hole injection layer, copper phthalocyanine (CuPc) having a thickness of 100 nm was stacked. As the hole transport layer, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPD) having a thickness of 20 nm was stacked. Then, 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi) having a thickness of 30 nm was laminated as the organic light emitting layer. Then, as the electron injection layer, a laminate of aluminum complexes such as Alq 3 having a thickness of 20 nm.
この後、陽極(ITO)のラインと垂直に、幅0.3mm、ピッチ0.33mmギャップのストライプパターンが得られるマスクを用いて、真空を破ることなしにMg/Ag(重量比10/1)を堆積させ、膜厚200nmの電極を得た。
After that, using a mask that can obtain a stripe pattern having a width of 0.3 mm and a pitch of 0.33 mm gap perpendicular to the anode (ITO) line, Mg / Ag (
最後に、得られた積層体を、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移動させ、封止ガラスおよびUV硬化型接着剤を用いて封止し、発光デバイスを得た。このようにして得られた多色発光デバイスの構造を図1に示す。 Finally, the obtained laminate is moved into a glove box in a dry nitrogen atmosphere (both oxygen concentration and moisture concentration is 10 ppm or less), and sealed using sealing glass and a UV curable adhesive, and the light emitting device is mounted. Obtained. The structure of the multicolor light emitting device thus obtained is shown in FIG.
[比較例1]
(カラーフィルタ)
透明基板として、実施例1で使用したものと同様のアクリル系樹脂フィルム基板(645mm×845mm×1.1mm)(透明基板11)上に、ブラックマトリクス材料(CK−7001:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製)、赤色カラーフィルタ材料(CR−7001:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製)、緑色カラーフィルタ材料(CG−7001:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製)、および青色カラーフィルタ材料(CB−7001:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ製)を用いて、ブラックマトリクス2およびカラーフィルタ(赤色、緑色および青色)を成膜した。緑色カラーフィルタの膜厚を2μmとし、他の層の膜厚を1μmとした。
[Comparative Example 1]
(Color filter)
As a transparent substrate, on the same acrylic resin film substrate (645 mm × 845 mm × 1.1 mm) as used in Example 1 (transparent substrate 11), a black matrix material (CK-7001: manufactured by FUJIFILM Electronics Materials) ), Red color filter material (CR-7001: manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), green color filter material (CG-7001: manufactured by FUJIFILM Electronics Materials), and blue color filter material (CB-7001: FUJIFILM Electronics Materials)
各カラーフィルタは、赤色、緑色および青色の副画素を横方向に整列させた一組を画素とするように形成した。各副画素の寸法は縦300μm×横100μmであり、隣接する副画素間の間隔を縦方向30μm、横方向10μmとした。したがって1つの画素は縦300μm×横320μmの寸法を有し、隣接する画素間の間隔は縦方向30μm、横方向10μmであった。本実施例においては、縦方向に50画素、横方向に50画素を配列させ、合計2500画素を形成した。 Each color filter was formed so that a set of pixels in which red, green, and blue sub-pixels were aligned in the horizontal direction was used as a pixel. The size of each subpixel is 300 μm in length × 100 μm in width, and the interval between adjacent subpixels is 30 μm in the vertical direction and 10 μm in the horizontal direction. Accordingly, one pixel has dimensions of 300 μm in length × 320 μm in width, and the interval between adjacent pixels is 30 μm in the vertical direction and 10 μm in the horizontal direction. In this embodiment, 50 pixels in the vertical direction and 50 pixels in the horizontal direction are arranged to form a total of 2500 pixels.
(蛍光変換層の配設)
次に、上記のブラックマトリクスおよびカラーフィルタを備えた透明基板上に、蛍光変換層を配設した。すなわち、以下のようにして、緑色カラーフィルタ上に緑色蛍光変換層を配設(13)し、赤色カラーフィルタ上に赤色蛍光変換層を配設(12)した。なお、青色カラーフィルタ(14)の上には蛍光変換層を配設していない。
(Distribution of fluorescence conversion layer)
Next, a fluorescence conversion layer was disposed on the transparent substrate provided with the black matrix and the color filter. That is, as described below, the green fluorescence conversion layer was disposed on the green color filter (13), and the red fluorescence conversion layer was disposed on the red color filter (12). Note that no fluorescence conversion layer is disposed on the blue color filter (14).
(a)緑色蛍光変換層の配設
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。この塗布溶液を、上記のカラーフィルタを備えた透明基板上に、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、緑色カラーフィルタ上に線幅0.134mm、ピッチ1.016mm、膜厚8μmのラインパターンを得た。
(A) Arrangement of green fluorescence conversion layer 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. This coating solution is applied on a transparent substrate provided with the above color filter by using a spin coating method, and patterned by a photolithographic method, and a line width of 0.134 mm and a pitch of 1.. A line pattern of 016 mm and a film thickness of 8 μm was obtained.
(b)赤色蛍光変換層の配設
蛍光色素であるクマリン6(0.6重量部)、ローダミン6G(0.3重量部)、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。この塗布溶液を、上記のカラーフィルタを備えた透明基板上に、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、赤色カラーフィルタ上に線幅0.134mm、ピッチ1.016mm、膜厚8μmのラインパターンを得た。
(B) Arrangement of red fluorescence conversion layer Coumarin 6 (0.6 parts by weight), rhodamine 6G (0.3 parts by weight), and basic violet 11 (0.3 parts by weight), which are fluorescent dyes, are used as propylene glycol as a solvent. It was dissolved in 120 parts by weight of monoethyl acetate (PEGMA). 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 is applied on a transparent substrate provided with the above color filter by using a spin coating method, and patterned by a photolithographic method, and a line width of 0.134 mm and a pitch of 1.. A line pattern of 016 mm and a film thickness of 8 μm was obtained.
(平坦化層の作製)(図2中では図示せず)
これらの緑色蛍光変換層および赤色蛍光変換層(蛍光変換フィルタ)の上に、平坦化層としてUV硬化型樹脂(エポキシ変性アクリレート)を、スピンコート法を用いて塗布し、高圧水銀灯にて照射し、膜厚8μmの層を形成させた。この時、蛍光変換フィルタのパターンは変形がなく、且つ、この平坦化層の上面は平坦であった。
(Preparation of planarization layer) (not shown in FIG. 2)
On these green fluorescence conversion layer and red fluorescence conversion layer (fluorescence conversion filter), a UV curable resin (epoxy-modified acrylate) is applied as a flattening layer using a spin coating method and irradiated with a high-pressure mercury lamp. A layer having a thickness of 8 μm was formed. At this time, the pattern of the fluorescence conversion filter was not deformed, and the upper surface of the planarization layer was flat.
(ガスバリア層)(図2中では図示せず)
次に平坦化層の上に、スパッタ法を用いて膜厚0.5μmのSiO2を堆積させて、ガスバリア層を形成した。スパッタ装置としてRF−プレーナマグネトロン型装置を用い、ターゲットとしてSiO2を用いた。スパッタガスとしてArを使用し、形成時の基板温度を80℃に設定した。
(Gas barrier layer) (not shown in FIG. 2)
Next, a SiO 2 film having a thickness of 0.5 μm was deposited on the planarizing layer by sputtering to form a gas barrier layer. An RF-planar magnetron type apparatus was used as the sputtering apparatus, and SiO 2 was used as the target. Ar was used as the sputtering gas, and the substrate temperature during formation was set to 80 ° C.
(有機発光体)
上記のようなガスバリア層の上に、さらに、実施例1と同様の方法により、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層/陰極なる層構成で、電極および有機発光体を形成した。そして、最後に、実施例1と同様の方法によって封止を行い、多色発光デバイスを得た。このようにして得られた従来型の多色発光デバイスの構造を図2に示す。
(Organic phosphor)
On the gas barrier layer as described above, in the same manner as in Example 1, a layer structure of anode / hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode was used. A phosphor was formed. Finally, sealing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a multicolor light emitting device. The structure of the conventional multicolor light emitting device thus obtained is shown in FIG.
以上のようにして得られた実施例1と比較例1の多色発光デバイスの全画素を発光させて、その発光のCIE XYZ表色系における色度(x,y)を測定した。得られた点灯特性を表1に示す。なお、赤・青・緑各色のバックライトは同一条件で点灯させた。輝度(白色点灯)は、比較例を1として比較した。 All pixels of the multicolor light emitting devices of Example 1 and Comparative Example 1 obtained as described above were caused to emit light, and the chromaticity (x, y) in the CIE XYZ color system of the light emission was measured. Table 1 shows the obtained lighting characteristics. The red, blue and green backlights were turned on under the same conditions. The brightness (lighted white) was compared as Comparative Example 1.
上記のように、本発明の実施例1では、比較例1と同様の色度および輝度比が得られた。すなわち、色変換層をパターン化して設けるための厚膜工程を必要としない方法により製造された本発明の多色発光デバイスは、厚膜工程を有する従来からの製造方法により製造された多色発光デバイスと、同様の高品位・高精度を示すことが確認された。 As described above, in Example 1 of the present invention, the same chromaticity and luminance ratio as in Comparative Example 1 were obtained. That is, the multicolor light emitting device of the present invention manufactured by a method that does not require a thick film process for providing a color conversion layer in a pattern is a multicolor light emitting device manufactured by a conventional manufacturing method having a thick film process. It was confirmed that the device showed the same high quality and high accuracy as the device.
1 保護層
2 ブラックマトリクス
3 赤色カラーフィルタ
4 緑色カラーフィルタ
5 青色カラーフィルタ
6 補色層の機能を有する基板
7 ガスバリア層
8 陽極
9 有機発光体
10 陰極
11 透明基板
12 赤色蛍光変換層+赤色カラーフィルタ
13 緑色蛍光変換層+緑色カラーフィルタ
14 青色カラーフィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記着色基板は、前記有機発光素子と前記カラーフィルタの間に配設され、前記有機発光素子からの発光の一部を透過させ、一部を吸収し、吸収した波長とは異なる波長の光を放出することを特徴とする多色発光デバイス。 A multi-color light emitting device comprising a colored substrate, at least three kinds of color filters and organic light emitting elements arranged independently on the colored substrate,
The colored substrate is disposed between the organic light emitting element and the color filter, transmits a part of light emitted from the organic light emitting element, absorbs a part thereof, and emits light having a wavelength different from the absorbed wavelength. A multicolor light emitting device characterized by emitting.
Preparing a colored substrate, disposing at least three kinds of color filters on one surface of the colored substrate, disposing a gas barrier layer on the other surface of the colored substrate, And a step of disposing an organic light emitting element on the gas barrier layer in order.
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