JP4139151B2 - Organic electroluminescent image display device - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機エレクトロルミネッセント画像表示装置に係り、特に発光輝度が高く良好な画像表示が可能な有機エレクトロルミネッセント画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機のエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、自己発色により視認性が高いこと、液晶ディスプレーと異なり全固体ディスプレーであること、温度変化の影響をあまり受けないこと、視野角が大きいこと等の利点をもっており、近年、画像表示装置の画素等としての実用化が進んでいる。
有機ＥＬ素子を用いた画像表示装置としては、（１）三原色の有機ＥＬ素子層を各発光色毎に所定のパターンで形成したもの、（２）白色発光の有機ＥＬ素子層を使用し、三原色のカラーフィルタを介して表示するもの、（３）青色発光の有機ＥＬ素子層を使用し、蛍光色素を利用した色変換蛍光体層を設置して、青色光を緑色蛍光や赤色蛍光に変換して三原色表示をするもの等が提案されている。
【０００３】
しかし、上記の（１）の有機ＥＬ画像表示装置では、各発色光の取出し効率は高いものの、各色の有機ＥＬ素子の特性を均一にすることが難しく、さらに、微細なパターンで三原色の有機ＥＬ素子層を形成する工程が複雑であり、量産化を難しいものとしている。
また、上記の（２）の有機ＥＬ画像表示装置では、白色光を三原色のカラーフィルタで分解すると、三原色の中の一色の発光効率が白色光の３分の１に低下して取出し効率が悪く、このため高効率の白色有機ＥＬ素子が必要となるが、十分な輝度を安定して得られる白色有機ＥＬ素子は未だ得られていない。
これに対して、上記の（３）の有機ＥＬ画像表示装置では、色変換蛍光体層の変換効率が光吸収効率と蛍光効率の積で決定されるため、光吸収効率と蛍光効率の高い蛍光色素を使用することにより、変換効率が非常に高い三原色発光が可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に画像表示装置においては、輝度が重要な因子であり、上記のような色変換蛍光体層を使用した有機ＥＬ画像表示装置においても同様である。有機ＥＬ画像表示装置では、色変換蛍光体層からの発光輝度に合わせて全体の発光輝度が調整されるので、色変換蛍光体層からの発光輝度を高くすることにより、全体の発光輝度が高いものとなる。そして、色変換蛍光体層からの発光輝度を高くする方法として、光源である有機ＥＬ素子層の発光輝度を上げる方法と、色変換蛍光体層における変換効率を上げる方法とがある。しかしながら、安定して高輝度を保つ有機ＥＬ素子は未だ得られておらず、また、色変換蛍光体層における変換効率向上にも限界があり、いずれの方法でも十分な輝度を安定して得るには至っていない。
【０００５】
また、光源である有機ＥＬ素子層からは全方位に光が放射されるため、発光された光の利用効率が低く、上記の輝度向上に支障を来すとともに、有機ＥＬ素子層から全方位に放射された光が隣接する他の絵素の色変換蛍光体層に入射すると、画像表示品質の低下を来たすという問題もある。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、輝度が高く高品質の画像表示が可能な有機エレクトロルミネッセント画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置は、透明基材と、該透明基材上に順次設けられたカラーフィルタ層、色変換蛍光体層、透明保護層、絶縁性透明バリア層、透明電極層、有機エレクトロルミネッセンス素子層、および、背面電極層とを少なくとも備え、前記透明電極層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子層を介して前記背面電極層と交差する複数の部位を絵素となし、前記透明保護層は前記有機エレクトロルミネッセンス素子層側に凸形状となったレンチキュラーレンズ素子を絵素配列に一致させるように有するレンチキュラーレンズ形状であり、前記絶縁性透明バリア層は酸化珪素、酸化アルミニウム、および、酸化チタンの少なくとも１種からなり厚みが０．０１〜０．５μｍの範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記レンチキュラーレンズ素子の高さは、５〜２０μｍの範囲内であるような構成とした。
【０００７】
本発明の他の態様として、前記レンチキュラーレンズ素子は、表面に微細な複数の凸形状からなる微細凹凸構造を有し、該凹凸構造の隣接する凸部の頂点間の距離の平均が０．１〜５μｍの範囲内であり、前記凹凸構造の隣接する凸部の頂点間を結ぶ直線から垂直に前記凸部間に位置する凹部の底点までの距離の平均が０．１〜５μｍの範囲内であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記透明基材と前記カラーフィルタとの間に、所定の開口パターンを有するブラックマトリックスを備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記有機エレクトロルミネッセンス素子層は青色発光であり、前記色変換蛍光体層は青色光を緑色蛍光に変換して発光する緑色変換層と、青色光を赤色蛍光に変換して発光する赤色変換層とを備えているような構成とした。
【０００８】
上記のような本発明では、透明保護層に設けられた各レンチキュラーレンズ素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子層から全方位に放射される光を対応する絵素の色変換蛍光体層に集光する作用をなし、さらに、レンチキュラーレンズ素子の表面に設けられた凹凸構造は、上記の集光作用をより高効率とする作用をなす。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）画像表示装置の一実施形態を示す部分平面図であり、図２は図１に示される有機ＥＬ画像表示装置のII−II線における縦断面図であり、図３は図１に示される有機ＥＬ画像表示装置のIII−III線における縦断面図である。尚、図１では、後述する補助電極７、透明電極層８を示すために、青色有機ＥＬ素子層１０と背面電極層１１の一部を切り欠いた状態で示している。図１〜図３において、有機ＥＬ画像表示装置１は、透明基材２と、この透明基材２上に所定の開口パターンを備えたブラックマトリックス３を介して帯状の赤色着色層４Ｒ、緑色着色層４Ｇ、青色着色層４Ｂからなるカラーフィルタ層４が設けられている。
【００１０】
このカラーフィルタ層４上には、赤色変換蛍光体層５Ｒ、緑色変換蛍光体層５Ｇと青色変換ダミー層５Ｂからなる色変換蛍光体層５が形成されている。この色変換蛍光体層５を構成する各層は、赤色着色層４Ｒ上に赤色変換蛍光体層５Ｒが、緑色着色層４Ｇ上に緑色変換蛍光体層５Ｇが、青色着色層４Ｂ上に青色変換ダミー層５Ｂがそれぞれ帯状に配設されている。このようなカラーフィルタ層４と色変換蛍光体層５との位置関係を図４に示す。但し、図４では、ブラックマトリックス３、カラーフィルタ層４の状態を示すために、色変換蛍光体層５の一部を切り欠いた状態で示している。
【００１１】
このような色変換蛍光体層５を覆うように透明保護層６が透明基材２上に設けられ、この透明保護層６上に補助電極７および透明電極層８が周辺の端子部から中央の画素領域まで帯状に配設され形成されている。図５は、このように補助電極７と透明電極層８が透明保護層６上に形成されている状態を示す部分平面図である。本発明では、図２および図５に示されるように、透明保護層６は、青色有機ＥＬ素子層１０側に凸形状となったレンチキュラーレンズ素子６ａ（図５に斜線を付して示した部位）を有するレンチキュラーレンズ形状である。そして、各レンチキュラーレンズ素子６ａは、透明電極層８と背面電極層１１とが青色有機ＥＬ素子層１０を介して交差する各部位（絵素）に一致するように（絵素の各配列上に位置するように）配設されている。したがって、かまぼこ形状の複数のレンチキュラーレンズ素子６ａを順次乗り越えるように補助電極７と透明電極層８が配設されている。
【００１２】
また、本発明の有機ＥＬ画像表示装置１では、上記のように配設された帯状の透明電極層８と直角に交差し、ブラックマトリックス３の開口部上に位置するように帯状の青色有機ＥＬ素子層１０と背面電極層１１とが透明保護層６上（レンチキュラーレンズ素子６ａ上）に形成されている。また、帯状の透明電極層８と直角に交差し、ブラックマトリックス３の遮光部上に位置するように、絶縁層１３を介して隔壁部１５が透明保護層６上（各レンチキュラーレンズ素子６ａの間に位置する部位）に形成されている。この隔壁部１５の上部平面にはダミーの有機ＥＬ素子層１０′と背面電極層１１′とが形成されており、これらは、隔壁部１５をパターニング手段として利用した青色有機ＥＬ素子層１０および背面電極層１１の形成において、帯状のパターンを形成するために、不要な形成材料を透明電極層８上に到達しないよう隔壁部１５に付着させて排除した結果形成されたものである。
尚、図示例では、絶縁層１３は隔壁部１５の形成部位のみにストライプ状に設けられているが、これに限定されるものではなく、透明電極層８と背面電極層１１とが青色有機ＥＬ素子層１０を介して交差する各部位（絵素）に開口をもつような格子形状のパターンからなる絶縁層１３であってもよい。
【００１３】
上述のような本発明の有機ＥＬ画像表示装置１では、青色有機ＥＬ素子層１０で発光された青色光が、赤色変換蛍光体層５Ｒにて赤色蛍光とされ、緑色変換蛍光体層５Ｇにて緑色蛍光とされ、青色変換ダミー層５Ｂでは青色光がそのまま透過し、その後、各色の光はカラーフィルタ層４にて色補正されて三原色表示がなされる。そして、青色有機ＥＬ素子層１０から全方位に放射される光が、透明保護層６に設けられたレンチキュラーレンズ素子６ａによって対応する絵素の色変換蛍光体層に集光される。例えば、帯状の赤色変換蛍光体層５Ｒ（透明電極層８）と背面電極層１１とが青色有機ＥＬ素子層１０を介して交差して形成される１個の絵素では、１つのレンチキュラーレンズ素子６ａのうち、この絵素部位に位置している個所において、その絵素に対応する青色有機ＥＬ素子層１０から全方位に放射される光が、その絵素に対応する赤色変換蛍光体層５Ｒに集光される。したがって、青色有機ＥＬ素子層１０から放射された光の利用効率が大幅に向上して発光輝度が高いものとなる。また、青色有機ＥＬ素子層１０から全方位に放射される光が、隣接する他の絵素の色変換蛍光体層５に入射することが防止される。これにより、高品質の画像表示が可能である。
【００１４】
尚、上述の実施形態では、透明保護層６が有する複数のレンチキュラーレンズ素子６ａは、帯状の青色有機ＥＬ素子層１０および背面電極層１１の形成位置と一致するようにそれぞれ平行に配列されているが、レンチキュラーレンズ素子６ａの配列方向はこれに限定されるものではなく、帯状の透明電極層８の形成位置と一致するようにそれぞれ平行に配列されてもよい。
また、ブラックマトリックス３を介してカラーフィルタ層４等の各構成層が設けられているが、ブラックマトリックス３を備えない形態であってもよい。
さらに、色変換蛍光体層５は、青色有機ＥＬ素子層１０からの青色発光を赤色蛍光、緑色蛍光に変換する赤色変換蛍光体層５Ｒと緑色変換蛍光体層５Ｇを備えているが、これに限定されるものではなく、発光（青色）波長よりも長波長の蛍光へ変換できる色変換蛍光体層を備えるものであればよい。そして、色変換蛍光体層５からの各色の光を色補正して色純度を高めるカラーフィルタ層４との組み合わせを適正なものに設定することにより、三原色表示を行うことができる。
【００１５】
次に、本発明の有機ＥＬ画像表示装置１の各構成部材について説明する。
有機ＥＬ画像表示装置１を構成する透明基材２は、光透過性を有するガラス材料、樹脂材料、これらの複合材料からなるものを使用することができる。透明基材２の厚みは、材料、画像表示装置の使用状況等を考慮して設定することができ、例えば、０．１〜１．１ｍｍ程度とすることができる。
ブラックマトリックス３は所定のパターンで開口部３ａと遮光部３ｂを備えている。図６は、透明基材２上にブラックマトリックス３を介してカラーフィルタ層４を形成した状態を示す部分平面図であり、ブラックマトリックス３の状態を示すために、赤色着色層４Ｒの一部を切り欠いた状態で示している。このようなブラックマトリックス３は、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングして形成したもの、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングして形成したもの、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングして形成したもの等、いずれであってもよい。
【００１６】
また、カラーフィルタ層４は、色変換蛍光体層５からの各色の光を色補正して色純度を高めるものである。カラーフィルタ層４を構成する青色着色層４Ｂ、赤色着色層４Ｒ、緑色着色層４Ｇは、青色有機ＥＬ素子層１０からの青色発光、赤色変換蛍光体層５Ｒからの赤色蛍光、および、緑色変換蛍光体層５Ｇからの緑色蛍光の特性に応じて適宜材料を選択することができ、例えば、顔料、顔料分散剤、バインダー樹脂、反応性化合物および溶媒を含有する顔料分散組成物で形成することができる。カラーフィルタ層４は、上述の顔料分散組成物を使用した顔料分散法により形成することができ、さらに、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法により形成することができる。このようなカラーフィルタ層４の厚みは、各着色層の材料、色変換蛍光体層５から発光される蛍光等に応じて適宜設定することができ、例えば、１〜３μｍ程度の範囲で設定することができる。
【００１７】
有機ＥＬ画像表示装置１を構成する色変換蛍光体層５のうち、赤色変換蛍光体層５Ｒおよび緑色変換蛍光体層５Ｇは、蛍光色素単体からなる層、あるいは、樹脂中に蛍光色素を含有した層である。青色発光を赤色蛍光に変換する赤色変換蛍光体層５Ｒに使用する蛍光色素としては、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン等のシアニン系色素、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］−ピリジウム−パークロレート等のピリジン色素、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ等のローダミン系色素、オキサジン系色素等が挙げられる。また、青色発光を緑色蛍光に変換する緑色変換蛍光体層５Ｇに使用する蛍光色素としては、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、３−（２′−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（２′−ベンズイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン等のクマリン色素、ベーシックイエロー５１等のクマリン色素系染料、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色素等が挙げられる。さらに、直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料等の各種染料も蛍光性があれば使用することができる。上述のような蛍光色素は単独、あるいは、２種以上の組み合わせで使用することができる。赤色変換蛍光体層５Ｒおよび緑色変換蛍光体層５Ｇが樹脂中に蛍光色素を含有したものである場合、蛍光色素の含有量は、使用する蛍光色素、色変換蛍光体層の厚み等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、使用する樹脂１００重量部に対し０．１〜１重量部程度とすることができる。
【００１８】
また、青色変換ダミー層５Ｂは、青色有機ＥＬ素子層１０で発光された青色光をそのまま透過してカラーフィルタ層４に送るものであり、赤色変換蛍光体層５Ｒ、緑色変換蛍光体層５Ｇとほぼ同じ厚みの透明樹脂層とすることができる。
赤色変換蛍光体層５Ｒおよび緑色変換蛍光体層５Ｇが樹脂中に蛍光色素を含有したものである場合、樹脂としては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等の透明（可視光透過率５０％以上）樹脂を使用することができる。また、色変換蛍光体層５のパターン形成をフォトリソグラフィー法により行う場合、例えば、アクリル酸系、メタクリル酸系、ポリケイ皮酸ビニル系、環ゴム系等の反応性ビニル基を有する光硬化型レジスト樹脂を使用することができる。さらに、これらの樹脂は、上述の青色変換ダミー層５Ｂに使用することができる。
【００１９】
色変換蛍光体層５を構成する赤色変換蛍光体層５Ｒと緑色変換蛍光体層５Ｇは、蛍光色素単体で形成する場合、例えば、所望のパターンマスクを介して真空蒸着法、スパッタリング法により帯状に形成することができる。また、樹脂中に蛍光色素を含有した層として形成する場合、例えば、蛍光色素と樹脂とを分散、または可溶化させた塗布液をスピンコート、ロールコート、キャストコート等の方法で塗布して成膜し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングする方法、上記の塗布液をスクリーン印刷法等でパターン印刷する方法等により赤色変換蛍光体層５Ｒや緑色変換蛍光体層５Ｇを形成することができる。また、青色変換ダミー層５Ｂは、所望の感光性樹脂塗料をスピンコート、ロールコート、キャストコート等の方法で塗布して成膜し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングする方法、所望の樹脂塗布液をスクリーン印刷法等でパターン印刷する方法等により形成することができる。
【００２０】
このような色変換蛍光体層５の厚みは、赤色変換蛍光体層５Ｒおよび緑色変換蛍光体層５Ｇが青色有機ＥＬ素子層１０で発光された青色光を十分に吸収し蛍光を発生する機能が発現できるものとする必要があり、使用する蛍光色素、蛍光色素濃度等を考慮して適宜設定することができ、例えば、１０〜２０μｍ程度とすることができ、赤色変換蛍光体層５Ｒと緑色変換蛍光体層５Ｇとの厚みが異なる場合があってもよい。
【００２１】
有機ＥＬ画像表示装置１を構成する透明保護層６は、青色有機ＥＬ素子層１０側に凸形状となったレンチキュラーレンズ素子６ａを絵素配列に一致させるように有するレンチキュラーレンズ形状であり、青色有機ＥＬ素子層１０から全方位に放射される光を対応する絵素の色変換蛍光体層５に集光する作用をなす。また、色変換蛍光体層５以下の構成により段差（表面凹凸）が存在する場合に、この段差を解消して平坦化を図り、青色有機ＥＬ素子層１０の厚みムラ発生を防止する平坦化作用をなす。
【００２２】
このような透明保護層６は、透明（可視光透過率５０％以上）樹脂により形成することができる。具体的には、アクリレート系、メタクリレート系の反応性ビニル基を有する光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂を使用することができる。また、透明樹脂として、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等を使用することができる。
【００２３】
本発明において、透明保護層６が備えるレンチキュラーレンズ素子６ａは、各絵素配列に一致するように、すなわち、各レンチキュラーレンズ素子６ａは絵素の各配列（図１および図２の例では、平行に設けられた隔壁部１５間に存在する絵素の配列）上に位置するように配設されている。レンチキュラーレンズ素子６ａの高さ（図２に示される高さｈ）は、絵素の大きさ、使用する樹脂材料の屈折率等を考慮して、青色有機ＥＬ素子層１０から全方位に放射される光が、その絵素に対応する色変換蛍光体層５に集光されるように（焦点位置は特に制限されない）設定することができ、通常は５〜１０μｍ程度とする。レンチキュラーレンズ素子６ａが高く、凸形状が顕著であると、青色有機ＥＬ素子層１０に厚みムラが発生し、安定した発光が得られないことがあり好ましくない。
【００２４】
複数のレンチキュラーレンズ素子６ａを有するレンチキュラーレンズ形状の透明保護層６は、レンチキュラーレンズ形状の金型を準備し、この金型に上記の樹脂材料を塗工（充填）し、色変換蛍光体層５までが積層された透明基材２を色変換蛍光体層５が接するように加圧し、樹脂材料を硬化させて形成することができる。また、レンチキュラーレンズ形状の金型を準備し、この金型に上記の樹脂材料を塗工（充填）して硬化させることにより、複数のレンチキュラーレンズ素子６ａを有する透明樹脂シートを作成し、この透明樹脂シートを色変換蛍光体層５を覆うように直接、あるいは粘着剤を介して貼着することにより、透明保護層６を形成することができる。さらに、色変換蛍光体層５上に上記の樹脂材料を塗工し、その後、レンチキュラーレンズ形状の金型を押圧してプレス加工することにより、透明保護層６を形成することができる。
【００２５】
本発明では、上記の透明保護層６上に絶縁性の透明バリアー層として無機酸化物膜を設けることが好ましい。この無機酸化物膜は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化鉛、酸化ジルコニウム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化カリウム等の１種あるいは２種以上の酸化物を用いて形成することができ、特に酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタンが好適に使用できる。無機酸化物膜の厚みは、バリアー性と透明性とを考慮して０．０１〜０．５μｍの範囲で適宜設定することができる。このような無機酸化物膜は２層以上の多層構成であってもよく、また、窒化珪素等の窒化物を副成分として含有したものであってもよい。
【００２６】
有機ＥＬ画像表示装置１を構成する補助電極７は、一般には、金属材料が用いられ、金、銀、銅、マグネシウム合金（ＭｇＡｇ等）、アルミニウム合金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等）、金属カルシウム等を挙げることができる。このような補助電極７は、周辺の端子部から中央の画素領域までブラックマトリックス３の遮光部分上に位置するように配設されている。
また、有機ＥＬ画像表示装置１を構成する透明電極層８の材料としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、これらの混合物を使用することができ、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化第二スズ等の導電材料を挙げることができる。この透明電極層８は、周辺の端子部から中央の画素領域までブラックマトリックス３の開口部分上および上記補助電極７上に位置するように帯状に配設されている。このような透明電極層８はシート抵抗が数百Ω／□以下が好ましく、材質にもよるが、透明電極層８の厚みは、例えば、１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍ程度とすることができる。
補助電極７および透明電極層８は、上述の材料を用いて真空蒸着法、スパッタリング法により薄膜を形成し、これをフォトリソグラフィー法を用いたパターンエッチングで所望の形状とすることができる。
【００２７】
有機ＥＬ画像表示装置１を構成する青色有機ＥＬ素子層１０は、発光層単独からなる構造、発光層の透明電極層８側に正孔注入層を設けた構造、発光層の背面電極層１１側に電子注入層を設けた構造、発光層の透明電極層８側に正孔注入層を設け、背面電極層１１側に電子注入層を設けた構造等とすることができる。
青色有機ＥＬ素子層１０を構成する発光層は、以下の機能を併せ持つものである。
・注入機能：電界印加時に陽極または正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極または電子注入層より電子を注入することができる機能
・輸送機能：注入した電荷（電子と正孔）を電界の力で移動させる機能
・発光機能：電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能
【００２８】
このような機能をもつ発光層の材料としては、例えば、特開平８−２７９３９４号公報に開示されている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等の蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化合物、スチリルベンゼン系化合物、ジスチリルピラジン誘導体、芳香族ジメチリディン系化合物等を挙げることができる。
具体的には、２−２′−（ｐ−フェニレンジビニレン）−ビスヘンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系； ２−［２−［４−（２−ベンゾイミダゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾイミダゾール、２−［２−（４−カルボキシフェニル）ビニル］ベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール系； ２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）−１，３，４−チアジアゾール、４，４′−ビス（５，７−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）スチルベン、２−［２−（４−クロロフェニル）ビニル］ナフト［１，２−ｄ］オキサゾール等のベンゾオキサゾール系等の蛍光増白剤を挙げることができる。
【００２９】
また、上記の金属キレート化オキシノイド化合物としては、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）マグネシウム、ビス（ベンゾ［ｆ］−８−キノリノール）亜鉛等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体やジリチウムエピントリジオン等を挙げることができる。
また、上記のスチリルベンゼン系化合物としては、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベンゼン、１，４−ビス（２−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）−２−メチルベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）−２−エチルベンゼン等を挙げることができる。
【００３０】
また、上記のジスチリルピラジン誘導体としては、２，５−ビス（４−メチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス（４−エチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス［２−（１−ナフチル）ビニル］ピラジン、２，５−ビス（４−メトキシスチリル）ピラジン、２，５−ビス［２−（４−ビフェニル）ビニル］ピラジン、２，５−ビス［２−（１−ピレニル）ビニル］ピラジン等を挙げることができる。
また、上記の芳香族ジメチリディン系化合物としては、１，４−フェニレンジメチリディン、４，４−フェニレンジメチリディン、２，５−キシレンジメチリディン、２，６−ナフチレンジメチリディン、１，４−ビフェニレンジメチリディン、１，４−ｐ−テレフェニレンジメチリディン、９，１０−アントラセンジイルジルメチリディン、４，４′−ビス（２，２−ジ−ｔ−ブチルフェニルビニル）ビフェニル、４，４′−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル等、およびその誘導体を挙げることができる。
【００３１】
さらに、発光層の材料として、特開平５−２５８８６２号公報に記載されている一般式（Ｒｓ−Ｑ）２−ＡＬ−Ｏ−Ｌで表される化合物も挙げることができる（上記式中、ＡＬはベンゼン環を含む炭素原子６〜２４個の炭化水素であり、Ｏ−Ｌはフェニラート配位子であり、Ｑは置換８−キノリノラート配位子であり、Ｒｓはアルミニウム原子に置換８−キノリノラート配位子が２個以上結合するのを立体的に妨害するように選ばれた８−キノリノラート置換基を表す）。具体的には、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（パラーフェニルフェノラート）アルミニウム（III）、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム（III）等が挙げられる。
発光層の厚みは特に制限はなく、例えば、５ｎｍ〜５μｍ程度とすることができる。
【００３２】
正孔注入層の材料としては、従来より光伝導材料の正孔注入材料として使用されているものや有機ＥＬ素子の正孔注入層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して使用することがでる。正孔注入層の材料は、正孔の注入、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物あるいは無機物のいずれであってもよい。具体的には、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ポリシラン系、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー等の誘電性高分子オリゴマー等、を挙げることができる。
【００３３】
さらに、正孔注入層の材料として、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物を挙げることもできる。上記のポリフィリン化合物としては、ポリフィン、１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ、２３Ｈ−ポリフィン銅（II）、アルミニウムフタロシアニンクロリド、銅オクタメチルフタロシアニン等を挙げることができる。また、芳香族第三級アミン化合物およびスチリルアミン化合物としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジアミン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−［４（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン、３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン、４，４′−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、４，４′，４″−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン等を挙げることができる。正孔注入層の厚みは特に制限はなく、例えば、５ｎｍ〜５μｍ程度とすることができる。
【００３４】
また、電子注入層の材料としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して使用することができる。具体的には、ニトロ置換フルオレン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタンおよびアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、上記のオキサジアゾール環の酸素原子をイオウ原子に置換したチアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有したキノキサリン誘導体、トリス（８−キノリノール）アルミニウム等の８−キノリノール誘導体の金属錯体、フタロシアニン、金属フタロシアニン、ジスチリルピラジン誘導体等を挙げることができる。電子注入層の厚みは特に制限はなく、例えば、５ｎｍ〜５μｍ程度とすることができる。
【００３５】
青色有機ＥＬ素子層１０の形成は、隔壁部１５をマスクとして上述した発光層材料を用いて真空蒸着法等により成膜して行うことができる。この方法では、画像表示領域に相当する開口部を備えたフォトマスク（周辺部の補助電極７や透明電極層８からなる電極端子への成膜を防止するためのマスク）を介して成膜することによって、隔壁部１５がマスクパターンとなり、各隔壁部１５間のみを発光層材料が通過して透明電極層８に到達することができる。これにより、フォトリソグラフィー法等のパターニングを行うことなく、帯状の青色有機ＥＬ素子層１０を形成することができる。このような隔壁部１５を用いた青色有機ＥＬ素子層１０の形成では、図１および図２に示されるように、複数配列している障壁部１５のうち、最も周辺部に位置している隔壁部１５の上部平面に、上記の画像表示領域の端部が位置しており、幅方向の約半分（画像表示領域側）のみにダミーの有機ＥＬ素子層１０′が形成されている。
【００３６】
また、青色有機ＥＬ素子層１０が発光層単独からなる構造ではなく、発光層の透明電極層８側に正孔注入層を備えた構造、発光層の背面電極層１１側に電子注入層を備えた構造、発光層の透明電極層８側に正孔注入層を備え背面電極層１１側に電子注入層を備えた構造とする場合、それぞれ上述の正孔注入層材料、電子注入層材料を用いて真空蒸着法等により成膜することにより、上記の発光層と同様に、帯状パターンを形成することができる。
有機ＥＬ画像表示装置１を構成する背面電極層１１の材料としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、これらの混合物で形成される。具体的には、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。電子注入性および電極としての酸化等に対する耐久性を考えると、電子注入性金属と、これより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物が好ましく、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が挙げられる。このような背面電極層１１はシート抵抗が数百Ω／□以下が好ましく、このため、背面電極層１１の厚みは、例えば、１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍ程度とすることができる。
【００３７】
上記の背面電極層１１は、隔壁部１５をマスクとして上述の電極材料を用いて真空蒸着法、イオンプレーティング蒸着法等の方法により成膜して形成することができる。すなわち、隔壁部１５がマスクパターンとなり、各隔壁部１５間のみを電極材料が通過して青色有機ＥＬ素子層１０上に到達することができる。そして、フォトリソグラフィー法等のパターニングを行う必要がないので、青色有機ＥＬ素子層１０の特性を劣化させることがない。
有機ＥＬ画像表示装置１を構成する絶縁層１３は、ブラックマトリックス３の遮光部上に位置するように形成されている。この絶縁層１３は、例えば、透明保護層６と同様の材料で成膜し、これをフォトリソグラフィー法を用いたパターンエッチングで所望の形状として形成することができる。このような絶縁層１３の厚みは１〜５μｍ程度とすることができる。
【００３８】
有機ＥＬ画像表示装置１を構成する隔壁部１５は、上述のように、帯状の透明電極層８と直角に交差するように青色有機ＥＬ素子層１０と背面電極層１１とを帯状に形成するための隔壁パターンである。すなわち、隔壁部１５は、透明電極層８上に青色有機ＥＬ素子層１０と背面電極層１１を真空蒸着法等により形成する際のマスクの役割を果たすものである。このような隔壁部１５は、感光性樹脂をスピンコート、ロールコート、キャストコート等の方法で塗布して成膜し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングして形成することができる。図２に示される例では、隔壁部１５は下すぼまりの逆台形状の断面を有しているが、このように、隔壁部１５を下すぼまり、もしくは、上すぼまりの形状とするには、所定の厚みに設けたポジ型またはネガ型の感光性樹脂層を、露光方向を変えて多重露光する方法、パターンをずらして異なる方向から多重露光する方法等により実現することができる。図２に示されるように、隔壁部１５が下すぼまりの場合には、法線方向からの蒸着の際に、隔壁部１５の下層である絶縁層１３への付着を避けることができる。隔壁部１５の高さは１〜２０μｍ程度、幅はブラックマトリックス３の遮光部の幅等に応じて設定することができ、通常、ブラックマトリックス幅よりも２μｍ程度細い幅とする。
【００３９】
本発明では、透明保護層６が有するレンチキュラーレンズ素子６ａの表面に凹凸構造を設けてもよい。この場合、凹凸構造の隣接する凸部の頂点間の距離の平均を０．１〜５μｍの範囲内、凹凸構造の隣接する凸部の頂点間を結ぶ直線から垂直に、凸部間に位置する凹部の底点までの距離の平均を０．１〜５μｍの範囲内とすることができる。このような凹凸構造を備えることにより、レンチキュラーレンズ形状の透明保護層６による集光作用の効率がさらに向上する。上記の隣接凸部間の平均距離、凸部頂点から凹部底点までの平均距離が上記の範囲未満であると、凹凸構造を備えた効果が得られず、また、上記の範囲を超えると、レンチキュラーレンズ素子６ａよりも大きくなり、構造形成が難しくなり、また、この透明保護層６以降の層（例えば、補助電極７、透明電極層８、有機ＥＬ素子層１０、隔壁部１５等）形成が困難となり好ましくない。
【００４０】
上記のような凹凸構造をレンチキュラーレンズ素子６ａの表面に設けるには、上述の透明保護層６形成用の樹脂材料中にビーズを混合しておき、金型を用いたレンチキュラーレンズ成形後の樹脂の収縮（成形戻り現象）を利用して、表面に凸形状を形成することができる。上記のビーズとしては、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂を架橋させて非相溶性かつ非熱可塑性とした樹脂ビーズや、屈折率を調整したガラスビーズ等を使用することができる。また、上述のレンチキュラーレンズ形状の金型の表面に化学的処理、あるいは、物理的処理により凹凸形状を形成し、このレンチキュラーレンズ形状の金型を用いて、凹凸構造を有するレンチキュラーレンズ素子６ａを形成することができる。上記の化学的処理としては、エッチング処理が挙げられ、物理的処理としては、研磨処理、ブラスト処理、グロー放電処理、コロナ放電処理等が挙げられる。
【００４１】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例］
ブラックマトリックスの形成
透明基材として、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み０．７ｍｍのソーダガラス（セントラル硝子（株）製Ｓｎ面研磨品）を準備した。この透明基材を定法にしたがって洗浄した後、透明基材の片側全面にスパッタリング法により酸化窒化複合クロムの薄膜（厚み０．２μｍ）を形成し、この複合クロム薄膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、複合クロム薄膜のエッチングを行って、８０μｍ×２８０μｍの長方形状の開口部を、上記の８０μｍ開口辺方向に１００μｍピッチ、２８０μｍ開口辺方向に３００μｍピッチでマトリックス状に備えたブラックマトリックスを形成した。
【００４２】
カラーフィルタ層の形成
赤色、緑色、青色の３種の着色層用感光性塗料を調製した。すなわち、赤色着色層用感光性塗料は、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等の単品、あるいは、２種以上の混合物からなる着色材をバインダー樹脂に分散させたものとした。バインダー樹脂としては、透明（可視光透過率５０％以上）な樹脂が好ましく、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の透明樹脂が挙げられる。また、着色材の含有量は、形成された着色層中に５〜５０重量％含有されるように設定した。
【００４３】
緑色着色層用感光性塗料は、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料、ハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等の単品、あるいは、２種以上の混合物からなる着色材をバインダー樹脂に分散させたものとした。バインダー樹脂としては、上記の透明樹脂が挙げられ、着色材の含有量は、形成された着色層中に５〜５０重量％含有されるように設定した。
青色着色層用感光性塗料は、銅フタロシアニン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等の単品、あるいは、２種以上の混合物からなる着色材をバインダー樹脂に分散させたものとした。バインダー樹脂としては、上記の透明樹脂が挙げられ、着色材の含有量は、形成された着色層中に５〜５０重量％含有されるように設定した。
【００４４】
次に、上記の３種の着色層用感光性塗料を用いて各色の着色層を形成した。すなわち、ブラックマトリックスが形成された上記の透明基材全面に、緑色着色層用の感光性塗料をスピンコート法により塗布し、プリベーク（８０℃、３０分間）を行った。その後、所定の着色層用フォトマスクを用いて露光した。次いで、現像液（０．０５％ＫＯＨ水溶液）にて現像を行い、次いで、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行って、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に帯状（幅８５μｍ）の緑色着色層（厚み１．５μｍ）を形成した。
同様に、赤色着色層の感光性塗料を用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に帯状（幅８５μｍ）の赤色着色層（厚み１．５μｍ）を形成した。さらに、青色着色層の感光性塗料を用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に帯状（幅８５μｍ）の青色着色層（厚み１．５μｍ）を形成した。
【００４５】
色変換蛍光体層の形成
次に、青色変換ダミー層用塗布液（富士ハントエレクトロニクステクノロジー（株）製カラーモザイクＣＢ−７００１）をスピンコート法により着色層上に塗布し、プリベーク（８０℃、３０分間）を行った。次いで、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行った。これにより、青色着色層上に帯状（幅８５μｍ）の青色変換ダミー層（厚み１０μｍ）を形成した。
次いで、緑色変換蛍光体（アルドリッチ（株）製クマリン６）を分散させたアルカリ可溶性ネガ型レジストを緑色変換蛍光体層用塗布液とし、これをスピンコート法により着色層上に塗布し、プリベーク（８０℃、３０分間）を行った。次いで、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行った。これにより、緑色着色層上に帯状（幅８５μｍ）の緑色変換蛍光体層（厚み１０μｍ）を形成した。
【００４６】
更に、赤色変換蛍光体（アルドリッチ（株）製ローダミン６Ｇ）を分散させたアルカリ可溶性ネガ型レジストを赤色変換蛍光体層用塗布液とし、これをスピンコート法により着色層上に塗布し、プリベーク（８０℃、３０分間）を行った。次いで、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行った。これにより、赤色着色層上に帯状（幅８５μｍ）の赤色変換蛍光体層（厚み１０μｍ）を形成した。
【００４７】
レンチキュラーレンズ形状の透明保護層の形成
高さ８μｍ、幅９０μｍ、長さ２９０μｍのレンチキュラーレンズ素子形成用の凹部を、上記の９０μｍ幅方向に１００μｍピッチ、２９０μｍ長さ方向に３００μｍピッチで備えた金型を準備した。
次いで、平均分子量が約１０００００であるノルボルネン系樹脂（ＪＳＲ（株）製ＡＲＴＯＮ）をトルエンで希釈した透明保護層用塗布液を、バーコート法により上記の金型に塗布充填し、金属平板を圧着した状態で加熱（１００℃、３０分間）した。これによりレンチキュラーレンズ形状の透明保護層用シートを作製した。この透明保護層用シートは、高さ８μｍ、幅９０μｍ、長さ２９０μｍのレンチキュラーレンズ素子を備え、レンチキュラーレンズ素子を除く部位の厚みは３μｍであった。
次に、上記の透明保護層用シートを、レンチキュラーレンズ素子非形成面側にて色変換蛍光体層を覆うように透明基材上に貼着して透明保護層を形成した。ここでは、上記の帯状のカラーフィルタ層や色変換蛍光体層と直交する方向に配列したブラックマトリックスの開口部列上に各レンチキュラーレンズ素子が位置するように位置合わせを行った。
【００４８】
補助電極の形成
次に、上記の透明保護層上の全面にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み０．２μｍ）を形成し、このクロム薄膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、クロム薄膜のエッチングを行って、補助電極を形成した。この補助電極は、透明基材上から色変換蛍光体層上に乗り上げ、かまぼこ形状の複数のレンチキュラーレンズ素子を順次乗り越えるように透明保護層上に形成されたストライプ状のパターンであり、色変換蛍光体層上では幅１５μｍでブラックマトリックスの遮光部上に位置し、透明基材周縁部の端子部では幅が６０μｍのものとした。
【００４９】
透明電極層の形成
次いで、上記の補助電極を覆うように透明保護層上にイオンプレーティング法により膜厚１５０ｎｍの酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）電極膜を形成し、このＩＴＯ電極膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、ＩＴＯ電極膜のエッチングを行って、透明電極層を形成した。この透明電極層は、透明基材上から色変換蛍光体層上に乗り上げ、かまぼこ形状の複数のレンチキュラーレンズ素子を順次乗り越えるように形成された幅８０μｍの帯状パターンであり、色変換蛍光体層上ではカラーフィルタ層の各着色層上に位置するとともに、上記の補助電極に重なるものであった。
【００５０】
絶縁層と隔壁部の形成
平均分子量が約１０００００であるノルボルネン系樹脂（ＪＳＲ（株）製ＡＲＴＯＮ）をトルエンで希釈した透明保護層用塗布液を使用し、スピンコート法により透明電極層を覆うように透明バリアー層上に塗布した後、ベーク（１００℃、３０分間）を行って絶縁膜（厚み１μｍ）を形成した。次に、この絶縁膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、絶縁膜のエッチングを行って絶縁層を形成した。この絶縁層は、ブラックマトリックスの開口部に、絶縁層の開口部が位置するように配置され、絶縁層の開口部は、ブラックマトリックス開口部よりも大きい９０μｍ×２９０μｍの長方形状とした。
次に、隔壁部用塗料（日本ゼオン（株）製フォトレジスト ＺＰＮ１１００）をスピンコート法により絶縁層を覆うように全面に塗布し、プリベーク（７０℃、３０分間）を行った。その後、所定の隔壁部用フォトマスクを用いて露光し、現像液（日本ゼオン（株）製ＺＴＭＡ−１００）にて現像を行い、次いで、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行った。これにより、絶縁層上に隔壁部を形成した。この隔壁部は、高さ１０μｍ、下部（絶縁層側）の幅１５μｍ、上部の幅２６μｍである形状を有するものであった。
【００５１】
青色有機ＥＬ素子層の形成
次いで、上記の隔壁部をマスクとして、真空蒸着法により正孔注入層、発光層、電子注入層からなる青色有機ＥＬ素子層を形成した。すなわち、まず、４，４′，４″−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミンを、画像表示領域に相当する開口部を備えたフォトマスクを介して２００ｎｍ厚まで蒸着して成膜し、その後、４，４′−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルを２０ｎｍ厚まで蒸着して成膜することによって、隔壁部がマスクパターンとなり、各隔壁部間のみを正孔注入層材料が通過して透明電極層上に正孔注入層が形成された。同様にして、４，４′−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニルを５０ｎｍまで蒸着して成膜することにより発光層とした。その後、トリス（８−キノリノール）アルミニウムを２０ｎｍ厚まで蒸着して成膜することにより電子注入層とした。このようにして形成された青色有機ＥＬ素子層は、幅２８０μｍの帯状パターンとして各隔壁部間に存在（各レンチキュラーレンズ素子上に存在）するものであり、隔壁部の上部表面にも同様の層構成でダミーの青色有機ＥＬ素子層が形成された。
【００５２】
背面電極層の形成
次に、画像表示領域よりも広い所定の開口部を備えたフォトマスクを介して上記の隔壁部が形成されている領域に真空蒸着法によりマグネシウムと銀を同時に蒸着（マグネシウムの蒸着速度＝１．３〜１．４ｎｍ／秒、銀の蒸着速度＝０．１ｎｍ／秒）して成膜した。
これにより、隔壁部がマスクとなって、マグネシウム／銀混合物からなる背面電極層（厚み２００ｎｍ）が青色有機ＥＬ素子層上に形成された。この背面電極層は、幅２８０μｍの帯状パターンとして青色有機ＥＬ素子層上に存在するものであり、隔壁部の上部表面にもダミーの背面電極層が形成された。
【００５３】
以上により、有機ＥＬ画像表示装置を得た。この有機ＥＬ画像表示装置の透明電極層と背面電極層に直流８．５Ｖの電圧を１０ｍＡ／ｃｍ2の一定電流密度で印加して連続駆動させることにより、透明電極層と背面電極層とが交差する所望の部位の青色有機ＥＬ素子層を発光させた。そして、色変換蛍光体層で色変換、あるいは、そのまま透過し、カラーフィルタ層で色補正された後、透明基材の反対面側で観測される各色の発光について、ＣＩＥ色度座標（ＪＩＳ Ｚ ８７０１）を測定した。その結果、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．６４、ｙ＝０．３６の赤色発光、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．２６、ｙ＝０．６３の緑色発光、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．１３、ｙ＝０．１７の青色発光が確認され、高輝度（８５ｃｄ／ｍ2）で色純度の高い三原色画像表示が可能であった。
【００５４】
［比較例］
実施例と同じ透明保護層用塗布液を使用し、スピンコート法により透明基材上に塗布した後、ベーク（１００℃、３０分間）することにより、色変換蛍光体層を覆うように透明保護層（厚み５μｍ）を形成した他は、実施例と同様にして、有機ＥＬ画像表示装置を得た。
この有機ＥＬ画像表示装置に実施例と同様に電圧を印加して画像表示品質を観察し、各色の発光について、ＣＩＥ色度座標（ＪＩＳ Ｚ ８７０１）を測定した。その結果、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．６２、ｙ＝０．３７の赤色発光、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．２７、ｙ＝０．６３の緑色発光、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．１４、ｙ＝０．１８の青色発光が確認され、三原色画像表示は可能であるものの、色純度がやや不十分で、輝度（８０ｃｄ／ｍ2）が低く、高輝度で色純度の高い三原色画像表示は得られなかった。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば有機ＥＬ素子層から全方位に放射される光が、透明保護層に設けられたレンチキュラーレンズ素子によって対応する絵素の色変換蛍光体層に集光されるので、有機ＥＬ素子層から放射された光の利用効率が大幅に向上して発光輝度が高まると同時に、隣接する他の絵素の色変換蛍光体層に入射することが防止され色純度が向上し、これにより、高品質の画像表示が可能な有機エレクトロルミネッセント画像表示装置が得られる。また、レンチキュラーレンズ素子の表面に凹凸構造を設けることにより、有機ＥＬ素子層から全方位に放射される光がより高い効率で集光され、上記の効果がより顕著なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置の一実施形態を示す部分平面図である。
【図２】図１に示される有機エレクトロルミネッセント画像表示装置のII−II線における縦断面図である。
【図３】図１に示される有機エレクトロルミネッセント画像表示装置のIII−III線における縦断面図である。
【図４】本発明の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置におけるカラーフィルタ層と色変換蛍光体層との位置関係を示す部分平面図である。
【図５】本発明の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置において透明保護層上に形成された補助電極と透明電極層の状態を示す部分平面図である。
【図６】透明基材上にブラックマトリックスを介してカラーフィルタ層を形成した状態を示す部分平面図である。
【符号の説明】
１…有機エレクトロルミネッセント画像表示装置
２…透明基材
３…ブラックマトリックス
４…カラーフィルタ層
４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…着色層
５…色変換蛍光体層
５Ｒ…赤色変換蛍光体層
５Ｇ…緑色変換蛍光体層
５Ｂ…青色変換ダミー層
６…透明保護層
６ａ…レンチキュラーレンズ素子
７…補助電極
８…透明電極層
１０…有機エレクトロルミネッセンス素子層
１１…背面電極層
１３…絶縁層
１５…隔壁部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic electroluminescent image display device, and more particularly, to an organic electroluminescent image display device that has a high light emission luminance and can display a good image.
[0002]
[Prior art]
Organic electroluminescence (EL) elements have advantages such as high visibility due to self-coloring, all-solid-state display unlike liquid crystal display, less influence of temperature change, and large viewing angle. In recent years, practical use as a pixel of an image display device has been advanced.
As an image display device using an organic EL element, (1) an organic EL element layer of three primary colors is formed in a predetermined pattern for each emission color, and (2) an organic EL element layer of white light emission is used, and three primary colors are used. (3) Using a blue light-emitting organic EL element layer and installing a color conversion phosphor layer using a fluorescent dye to convert blue light into green fluorescence or red fluorescence The one that displays three primary colors has been proposed.
[0003]
However, in the organic EL image display device of the above (1), although the extraction efficiency of each colored light is high, it is difficult to make the characteristics of the organic EL elements of each color uniform. The process of forming the element layer is complicated, making mass production difficult.
Further, in the organic EL image display device of (2) above, when white light is decomposed with the three primary color filters, the light emission efficiency of one of the three primary colors is reduced to one third of that of white light, resulting in poor extraction efficiency. For this reason, a high-efficiency white organic EL element is required, but a white organic EL element capable of stably obtaining sufficient luminance has not been obtained yet.
On the other hand, in the organic EL image display device of (3) above, the conversion efficiency of the color conversion phosphor layer is determined by the product of the light absorption efficiency and the fluorescence efficiency. By using a dye, it is possible to emit three primary colors with very high conversion efficiency.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In general, luminance is an important factor in an image display device, and the same applies to an organic EL image display device using a color conversion phosphor layer as described above. In the organic EL image display device, since the overall light emission luminance is adjusted in accordance with the light emission luminance from the color conversion phosphor layer, the overall light emission luminance is increased by increasing the light emission luminance from the color conversion phosphor layer. It will be a thing. As a method for increasing the light emission luminance from the color conversion phosphor layer, there are a method for increasing the light emission luminance of the organic EL element layer as a light source and a method for increasing the conversion efficiency in the color conversion phosphor layer. However, an organic EL element that stably maintains high luminance has not yet been obtained, and there is a limit to improving the conversion efficiency in the color conversion phosphor layer, and any method can stably obtain sufficient luminance. Has not reached.
[0005]
In addition, since light is emitted in all directions from the organic EL element layer that is a light source, the use efficiency of the emitted light is low, and the above-described improvement in luminance is hindered, and from the organic EL element layer in all directions. When the emitted light is incident on the color conversion phosphor layer of another adjacent picture element, there is a problem that the image display quality is deteriorated.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an organic electroluminescent image display device capable of displaying images with high brightness and high quality.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, an organic electroluminescent image display device according to the present invention includes a transparent substrate, a color filter layer, a color conversion phosphor layer, and a transparent protective layer sequentially provided on the transparent substrate. layer,Insulating transparent barrier layer,Comprising at least a transparent electrode layer, an organic electroluminescence element layer, and a back electrode layer, wherein the transparent electrode layer comprises a plurality of portions intersecting the back electrode layer through the organic electroluminescence element layer as pixels. The transparent protective layer has a lenticular lens shape having a lenticular lens element that is convex on the organic electroluminescence element layer side so as to match the pixel arrangement.The insulating transparent barrier layer is made of at least one of silicon oxide, aluminum oxide, and titanium oxide and has a thickness in the range of 0.01 to 0.5 μm.The configuration is as follows.
As another aspect of the present invention, the lenticular lens element has a height in the range of 5 to 20 μm.
[0007]
As another aspect of the present invention, the lenticular lens element is formed on the surface.Consists of fine convex shapesIt has a fine concavo-convex structure, the average distance between vertices of adjacent convex portions of the concavo-convex structure is within a range of 0.1 to 5 μm, and is perpendicular to a straight line connecting the vertices of adjacent convex portions of the concavo-convex structure Further, the average distance to the bottom points of the concave portions located between the convex portions is in the range of 0.1 to 5 μm.
As another aspect of the present invention, a black matrix having a predetermined opening pattern is provided between the transparent substrate and the color filter.
As another aspect of the present invention, the organic electroluminescence element layer emits blue light, the color conversion phosphor layer converts a blue light into green fluorescence and emits light, and converts the blue light into red fluorescence. And a red conversion layer that emits light.
[0008]
In the present invention as described above, each lenticular lens element provided in the transparent protective layer has a function of condensing the light emitted from the organic electroluminescence element layer in all directions on the color conversion phosphor layer of the corresponding picture element. Furthermore, the concavo-convex structure provided on the surface of the lenticular lens element has an effect of making the above-described light condensing function more efficient.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial plan view showing an embodiment of an organic electroluminescent (EL) image display device of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal section taken along line II-II of the organic EL image display device shown in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line III-III of the organic EL image display device shown in FIG. In FIG. 1, in order to show an
[0010]
On the color filter layer 4, a color conversion phosphor layer 5 including a red
[0011]
A transparent
[0012]
Further, in the organic EL
In the illustrated example, the insulating
[0013]
In the organic EL
[0014]
In the above-described embodiment, the plurality of
In addition, although each constituent layer such as the color filter layer 4 is provided via the
Furthermore, the color conversion phosphor layer 5 includes a red
[0015]
Next, each component of the organic EL
As the
The
[0016]
The color filter layer 4 is for correcting the color light from the color conversion phosphor layer 5 to improve color purity. The blue
[0017]
Of the color conversion phosphor layers 5 constituting the organic EL
[0018]
The blue
When the red
[0019]
When the red color
[0020]
The thickness of the color conversion phosphor layer 5 is such that the red
[0021]
The transparent
[0022]
Such a transparent
[0023]
In the present invention, the
[0024]
The transparent
[0025]
In the present invention, it is preferable to provide an inorganic oxide film as an insulating transparent barrier layer on the transparent
[0026]
The
Moreover, as a material of the
The
[0027]
The blue organic
The light emitting layer constituting the blue organic
・ Injection function: A function capable of injecting holes from the anode or the hole injection layer and applying electrons from the cathode or the electron injection layer when an electric field is applied.
・ Transport function: Function to move injected electric charges (electrons and holes) by the force of electric field
・ Light emission function: A function to provide a field for recombination of electrons and holes, and to connect this to light emission.
[0028]
Examples of the material of the light emitting layer having such a function include fluorescent brighteners such as benzothiazole, benzimidazole, and benzoxazole disclosed in JP-A-8-279394, and metal chelated oxinoid compounds. And styrylbenzene compounds, distyrylpyrazine derivatives, and aromatic dimethylidin compounds.
Specifically, benzothiazoles such as 2-2 '-(p-phenylenedivinylene) -bishenzothiazole; 2- [2- [4- (2-benzimidazolyl) phenyl] vinyl] benzimidazole, 2- [ Benzimidazoles such as 2- (4-carboxyphenyl) vinyl] benzimidazole; 2,5-bis (5,7-di-t-pentyl-2-benzoxazolyl) -1,3,4-thiadiazole, Benzoxazole series such as 4,4'-bis (5,7-t-pentyl-2-benzoxazolyl) stilbene, 2- [2- (4-chlorophenyl) vinyl] naphtho [1,2-d] oxazole And the like.
[0029]
Examples of the metal chelated oxinoid compound include 8-hydroxyquinoline metal complexes such as tris (8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) magnesium, and bis (benzo [f] -8-quinolinol) zinc. Examples include dilithium epinetridione.
Examples of the styrylbenzene compound include 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene, 1,4-bis (3-methylstyryl) benzene, 1,4-bis (4-methylstyryl) benzene, Distyrylbenzene, 1,4-bis (2-ethylstyryl) benzene, 1,4-bis (3-ethylstyryl) benzene, 1,4-bis (2-methylstyryl) -2-methylbenzene, 1,4 -Bis (2-methylstyryl) -2-ethylbenzene and the like can be mentioned.
[0030]
Examples of the distyrylpyrazine derivative include 2,5-bis (4-methylstyryl) pyrazine, 2,5-bis (4-ethylstyryl) pyrazine, and 2,5-bis [2- (1-naphthyl). Vinyl] pyrazine, 2,5-bis (4-methoxystyryl) pyrazine, 2,5-bis [2- (4-biphenyl) vinyl] pyrazine, 2,5-bis [2- (1-pyrenyl) vinyl] pyrazine Etc.
Examples of the aromatic dimethylidin compounds include 1,4-phenylene dimethylidin, 4,4-phenylene dimethylidin, 2,5-xylene dimethylidin, 2,6-naphthylene dimethylidin, , 4-biphenylenedimethylidin, 1,4-p-terephenylenedimethylidin, 9,10-anthracenediyldimethylidin, 4,4'-bis (2,2-di-t-butylphenylvinyl) Biphenyl, 4,4'-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl, and the like, and derivatives thereof can be mentioned.
[0031]
Further, examples of the material for the light emitting layer include compounds represented by the general formula (Rs-Q) 2-AL-OL described in JP-A-5-258862 (in the above formula, AL Is a hydrocarbon having 6 to 24 carbon atoms containing a benzene ring, OL is a phenylate ligand, Q is a substituted 8-quinolinolato ligand, and Rs is a substituted 8-quinolinolate ligand on an aluminum atom. Represents an 8-quinolinolate substituent selected to sterically hinder the binding of two or more ligands). Specific examples include bis (2-methyl-8-quinolinolato) (paraphenylphenolate) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (1-naphtholato) aluminum (III), and the like.
There is no restriction | limiting in particular in the thickness of a light emitting layer, For example, it can be set as about 5 nm-5 micrometers.
[0032]
As the material for the hole injection layer, an arbitrary material is selected from those conventionally used as the hole injection material for photoconductive materials and those used for the hole injection layer of organic EL devices. Can be used. The material of the hole injection layer has either hole injection or electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. Specifically, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, Examples thereof include hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, polysilane-based, aniline-based copolymers, and dielectric polymer oligomers such as thiophene oligomers.
[0033]
Furthermore, examples of the material for the hole injection layer include a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound, and a styrylamine compound. Examples of the porphyrin compound include polyfin, 1,10,15,20-tetraphenyl-21H, 23H-polyfin copper (II), aluminum phthalocyanine chloride, copper octamethylphthalocyanine, and the like. In addition, aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl, N, N′-diphenyl-N, N′-bis. (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine, 4- (di-p-tolylamino) -4 ′-[4 (di-p-tolylamino) styryl] stilbene, 3, -Methoxy-4'-N, N-diphenylaminostilbenzene, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl, 4,4 ', 4 "-tris [N- ( 3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine, etc. The thickness of the hole injection layer is not particularly limited, and can be, for example, about 5 nm to 5 μm.
[0034]
The material for the electron injection layer may be any material as long as it has a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and any material selected from conventionally known compounds can be used. can do. Specifically, nitro-substituted fluorene derivatives, anthraquinodimethane derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, heterocyclic tetracarboxylic anhydrides such as naphthaleneperylene, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethanes And anthrone derivatives, oxadiazole derivatives, thiazole derivatives in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, quinoxaline derivatives having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group, tris (8-quinolinol) aluminum And metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as phthalocyanine, metal phthalocyanine, and distyrylpyrazine derivatives. The thickness of the electron injection layer is not particularly limited, and can be, for example, about 5 nm to 5 μm.
[0035]
The blue organic
[0036]
Further, the blue organic
The material of the
[0037]
The
The insulating
[0038]
As described above, the
[0039]
In this invention, you may provide an uneven structure in the surface of the
[0040]
In order to provide the concavo-convex structure as described above on the surface of the
[0041]
【Example】
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail.
[Example]
Formation of black matrix
As a transparent base material, 150 mm × 150 mm, 0.7 mm thick soda glass (manufactured by Central Glass Co., Ltd. Sn surface polished product) was prepared. After cleaning this transparent substrate according to a conventional method, a thin film (thickness 0.2 μm) of oxynitride composite chromium is formed on the entire surface of one side of the transparent substrate by sputtering, and a photosensitive resist is applied onto the composite chromium thin film. , Mask exposure, development, and etching of the composite chrome thin film, and 80 μm × 280 μm rectangular openings are provided in a matrix at a pitch of 100 μm in the 80 μm opening side direction and 300 μm pitch in the 280 μm opening side direction. A matrix was formed.
[0042]
Formation of color filter layer
Three types of photosensitive coatings for colored layers of red, green, and blue were prepared. That is, the photosensitive paint for the red colored layer is a perylene pigment, a lake pigment, an azo pigment, a quinacridone pigment, an anthraquinone pigment, an anthracene pigment, an isoindoline pigment or the like, or a mixture of two or more. The resulting colorant was dispersed in a binder resin. The binder resin is preferably a transparent (visible light transmittance of 50% or more) resin, and examples thereof include transparent resins such as polymethyl methacrylate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose. Moreover, content of the coloring material was set so that 5 to 50 weight% might be contained in the formed colored layer.
[0043]
The photosensitive coating for the green colored layer may be a single product such as a halogen polysubstituted phthalocyanine pigment, a halogen polysubstituted copper phthalocyanine pigment, a triphenylmethane basic dye, an isoindoline pigment, an isoindolinone pigment, or two types The coloring material comprising the above mixture was dispersed in a binder resin. Examples of the binder resin include the above-described transparent resin, and the content of the coloring material was set to be contained in the formed colored layer in an amount of 5 to 50% by weight.
The photosensitive coating for the blue colored layer is composed of a single material such as a copper phthalocyanine pigment, an indanthrene pigment, an indophenol pigment, a cyanine pigment, a dioxazine pigment, or a colorant composed of a mixture of two or more binder resins. It was assumed that they were dispersed. Examples of the binder resin include the above-described transparent resin, and the content of the coloring material was set to be contained in the formed colored layer in an amount of 5 to 50% by weight.
[0044]
Next, a colored layer of each color was formed using the above-described three types of photosensitive paints for colored layers. That is, a photosensitive paint for a green colored layer was applied to the entire surface of the transparent substrate on which the black matrix was formed by a spin coating method, and prebaked (80 ° C., 30 minutes). Then, it exposed using the predetermined photomask for colored layers. Next, development is performed with a developer (0.05% KOH aqueous solution), followed by post-baking (100 ° C., 30 minutes), and a strip-shaped (width 85 μm) green color at a predetermined position with respect to the black matrix pattern A colored layer (thickness 1.5 μm) was formed.
Similarly, a strip-like (width 85 μm) red colored layer (thickness 1.5 μm) was formed at a predetermined position with respect to the black matrix pattern using the photosensitive paint of the red colored layer. Further, a strip-like (85 μm wide) blue colored layer (thickness of 1.5 μm) was formed at a predetermined position with respect to the black matrix pattern using a photosensitive material of a blue colored layer.
[0045]
Formation of color conversion phosphor layer
Next, the blue conversion dummy layer coating solution (Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd. Color Mosaic CB-7001) was applied onto the colored layer by spin coating, and prebaked (80 ° C., 30 minutes). Next, patterning was performed by photolithography, and post-baking (100 ° C., 30 minutes) was performed. As a result, a strip-like (width 85 μm) blue conversion dummy layer (
Subsequently, an alkali-soluble negative resist in which a green conversion phosphor (
[0046]
Furthermore, an alkali-soluble negative resist in which a red conversion phosphor (Rhodamine 6G manufactured by Aldrich Co., Ltd.) is dispersed is used as a red conversion phosphor layer coating solution, which is applied onto the colored layer by spin coating, and prebaked ( 80 ° C., 30 minutes). Next, patterning was performed by photolithography, and post-baking (100 ° C., 30 minutes) was performed. Thereby, a strip-like (width 85 μm) red conversion phosphor layer (
[0047]
Formation of lenticular lens-shaped transparent protective layer
A mold was prepared in which concave portions for forming a lenticular lens element having a height of 8 μm, a width of 90 μm, and a length of 290 μm were provided at a pitch of 100 μm in the 90 μm width direction and a pitch of 300 μm in the length direction of 290 μm.
Next, a coating solution for transparent protective layer obtained by diluting norbornene-based resin (ARTON manufactured by JSR Co., Ltd.) having an average molecular weight of about 100,000 with toluene is applied and filled into the above mold by a bar coating method, and a metal flat plate is crimped. And heated (100 ° C., 30 minutes). Thus, a transparent protective layer sheet having a lenticular lens shape was produced. This transparent protective layer sheet was provided with a lenticular lens element having a height of 8 μm, a width of 90 μm, and a length of 290 μm, and the thickness excluding the lenticular lens element was 3 μm.
Next, the transparent protective layer sheet was stuck on a transparent substrate so as to cover the color conversion phosphor layer on the lenticular lens element non-formation surface side to form a transparent protective layer. Here, alignment was performed so that each lenticular lens element was positioned on the opening row of the black matrix arranged in a direction orthogonal to the band-shaped color filter layer and the color conversion phosphor layer.
[0048]
Auxiliary electrode formation
Next, a chromium thin film (thickness 0.2 μm) is formed on the entire surface of the transparent protective layer by sputtering, a photosensitive resist is applied on the chromium thin film, mask exposure, development, and etching of the chromium thin film are performed. Thus, an auxiliary electrode was formed. This auxiliary electrode is a striped pattern formed on the transparent protective layer so as to ride on the color conversion phosphor layer from the transparent base material and sequentially over the plurality of kamaboko-shaped lenticular lens elements. The body layer has a width of 15 μm and is located on the light blocking portion of the black matrix, and the terminal portion at the peripheral edge of the transparent substrate has a width of 60 μm.
[0049]
Formation of transparent electrode layer
Next, an indium tin oxide (ITO) electrode film having a thickness of 150 nm is formed by ion plating on the transparent protective layer so as to cover the auxiliary electrode, and a photosensitive resist is applied on the ITO electrode film, and a mask is formed. Exposure, development, and etching of the ITO electrode film were performed to form a transparent electrode layer. This transparent electrode layer is a strip-shaped pattern with a width of 80 μm formed so as to run over the color conversion phosphor layer from the transparent base material and sequentially over the plurality of kamaboko-shaped lenticular lens elements. Then, it was located on each colored layer of the color filter layer and overlapped with the auxiliary electrode.
[0050]
Formation of insulating layer and partition
Using a coating solution for transparent protective layer obtained by diluting norbornene-based resin (ARTON manufactured by JSR Co., Ltd.) having an average molecular weight of about 100,000 with toluene, it is applied on the transparent barrier layer so as to cover the transparent electrode layer by spin coating. Then, baking (100 ° C., 30 minutes) was performed to form an insulating film (
Next, a partition wall coating (photoresist ZPN1100 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was applied to the entire surface so as to cover the insulating layer by spin coating, and prebaked (70 ° C., 30 minutes). Then, it exposed using the photomask for predetermined partition parts, developed with the developing solution (Nippon Zeon Co., Ltd. product ZTMA-100), and then post-baked (100 degreeC, 30 minutes). Thereby, the partition part was formed on the insulating layer. The partition wall had a shape with a height of 10 μm, a lower portion (insulating layer side) width of 15 μm, and an upper portion width of 26 μm.
[0051]
Formation of blue organic EL element layer
Next, a blue organic EL element layer composed of a hole injection layer, a light emitting layer, and an electron injection layer was formed by vacuum deposition using the partition wall as a mask. That is, first, 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine is 200 nm through a photomask having an opening corresponding to the image display region. A film is formed by vapor deposition to a thickness, and then a partition wall is formed into a mask pattern by vapor deposition of 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl to a thickness of 20 nm. As a result, the hole injection layer material was passed only between the partition walls to form a hole injection layer on the transparent electrode layer, and 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl was formed in the same manner. A light emitting layer was formed by vapor deposition up to 50 nm, and then an electron injection layer was formed by vapor deposition of tris (8-quinolinol) aluminum to a thickness of 20 nm. The formed blue organic EL element layer is present between the partition walls as a belt-like pattern having a width of 280 μm (exists on each lenticular lens element), and a dummy layer having a similar layer structure is also formed on the upper surface of the partition wall. A blue organic EL element layer was formed.
[0052]
Formation of back electrode layer
Next, magnesium and silver are simultaneously vapor-deposited in a region where the partition wall is formed through a photomask having a predetermined opening wider than the image display region (magnesium vapor deposition rate = 1. 3 to 1.4 nm / second, silver deposition rate = 0.1 nm / second).
Thereby, the partition part was used as a mask, and a back electrode layer (thickness 200 nm) made of a magnesium / silver mixture was formed on the blue organic EL element layer. This back electrode layer exists on the blue organic EL element layer as a band-like pattern having a width of 280 μm, and a dummy back electrode layer was also formed on the upper surface of the partition wall.
[0053]
Thus, an organic EL image display device was obtained. A voltage of DC 8.5 V is applied to the transparent electrode layer and the back electrode layer of this organic EL image display device at 10 mA / cm.2The blue organic EL element layer at a desired portion where the transparent electrode layer and the back electrode layer intersect was caused to emit light by being applied at a constant current density of and continuously driven. The CIE chromaticity coordinates (JIS Z) are used for light emission of each color observed on the opposite side of the transparent substrate after color conversion by the color conversion phosphor layer or transmission as it is and color correction by the color filter layer. 8701). As a result, red light emission of x = 0.64 and y = 0.36 in CIE chromaticity coordinates, green light emission of x = 0.26 and y = 0.63 in CIE chromaticity coordinates, and x = 0.6 in CIE chromaticity coordinates. Blue light emission of 0.13, y = 0.17 was confirmed, and high luminance (85 cd / m2), It was possible to display three primary color images with high color purity.
[0054]
[Comparative example]
Using the same coating solution for transparent protective layer as in the examples, coating on a transparent substrate by spin coating, and then baking (100 ° C., 30 minutes) to transparently cover the color conversion phosphor layer An organic EL image display device was obtained in the same manner as in the example except that the layer (thickness 5 μm) was formed.
A voltage was applied to the organic EL image display device in the same manner as in the example to observe the image display quality, and CIE chromaticity coordinates (JIS Z 8701) were measured for each color emission. As a result, CIE chromaticity coordinates x = 0.62, y = 0.37 red light emission, CIE chromaticity coordinates x = 0.27, y = 0.63 green light emission, CIE chromaticity coordinates x = 0.6. Although blue light emission of 0.14 and y = 0.18 was confirmed and the three primary color image display was possible, the color purity was slightly insufficient and the luminance (80 cd / m2), A primary color image display with high brightness and high color purity was not obtained.
[0055]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the light emitted from the organic EL element layer in all directions is condensed on the color conversion phosphor layer of the corresponding picture element by the lenticular lens element provided in the transparent protective layer. As a result, the light utilization efficiency of the light emitted from the organic EL element layer is greatly improved and the emission luminance is increased, and at the same time, it is prevented from entering the color conversion phosphor layer of other adjacent picture elements. As a result, an organic electroluminescent image display device capable of displaying a high-quality image can be obtained. Further, by providing a concavo-convex structure on the surface of the lenticular lens element, light emitted from the organic EL element layer in all directions is condensed with higher efficiency, and the above-described effect becomes more remarkable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial plan view showing an embodiment of an organic electroluminescent image display device of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line II-II of the organic electroluminescent image display device shown in FIG.
3 is a longitudinal sectional view taken along line III-III of the organic electroluminescent image display device shown in FIG.
FIG. 4 is a partial plan view showing a positional relationship between a color filter layer and a color conversion phosphor layer in the organic electroluminescent image display device of the present invention.
FIG. 5 is a partial plan view showing a state of an auxiliary electrode and a transparent electrode layer formed on a transparent protective layer in the organic electroluminescent image display device of the present invention.
FIG. 6 is a partial plan view showing a state in which a color filter layer is formed on a transparent substrate via a black matrix.
[Explanation of symbols]
1 ... Organic electroluminescent image display device
2 ... Transparent substrate
3. Black matrix
4. Color filter layer
4R, 4G, 4B ... colored layer
5. Color conversion phosphor layer
5R ... Red conversion phosphor layer
5G ... Green conversion phosphor layer
5B ... Blue conversion dummy layer
6 ... Transparent protective layer
6a ... Lenticular lens element
7 ... Auxiliary electrode
8 ... Transparent electrode layer
10 ... Organic electroluminescence element layer
11 ... Back electrode layer
13 ... Insulating layer
15 ... partition wall
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