JP4600838B2

JP4600838B2 - 有機ｅｌパネル

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Publication number: JP4600838B2
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Authority: JP
Inventors: 浩木村
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
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Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2010-12-22
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Description

本発明は有機ＥＬパネルに関する。より詳細には、本発明は、セグメント表示を行う有機ＥＬパネルに関し、および該パネルの明暗時のコントラスト向上に関するものである。

１９８７年にイーストマンコダック社のTangらによって２層積層構成で高い効率を有する有機ＥＬ素子が発表されて以来、現在に至る間に様々な有機ＥＬ素子が開発されてきており、一部実用化がされ始めている（非特許文献１参照）。

フルカラー化の方法としては、異なる色を発光する複数種の有機ＥＬ発光素子を基板上に配列する方法（いわゆる３色塗り分け法）、バックライトの発光を波長分布変換することによる色変換法（以下、ＣＣＭ法と称する）、バックライトの発光をカラーフィルタを通して放射するカラーフィルタ法などが検討されてきている。これらの方式の中で、成膜時にメタルマスクを用いる必要がなく、フォトプロセスを用いて所望のパターンの色変換層ないしカラーフィルタ層を作製することができるという点において、ＣＣＭ法およびカラーフィルタ法がディスプレイの大面積化および高精細化に有利である。

現在、有機ＥＬパネルは、多色表示が可能なカラーパネルの開発が行われているが、カラーパネルの利用方法によっては、パネル内に常時点灯させなければならない箇所（たとえば、アイコン部、時計表示部など）が存在する可能性がある。しかし、常時点灯部分は連続通電されるために、焼き付きまたは輝度劣化などの問題を引き起こす可能性がある。そのために、常時点灯部分をマトリクス駆動ではなくスタティック駆動によってセグメント表示をしておく解決手法が採られることがある。たとえば、図１に示すように、マトリクス駆動される可変表示部６００と、スタティック駆動されるセグメント表示部６５０とを有する有機ＥＬパネル５００を形成してもよい。

特開２００３−１４４８３０号公報特開平５−１３４１１２号公報特開平７−２１８７１７号公報特開平７−３０６３１１号公報特開平５−１１９３０６号公報特開平７−１０４１１４号公報特開平７−４８４２４号公報特開平８−２７９３９４号公報特開平６−３００９１０号公報特開平７−１２８５１９号公報特開平９−３３０７９３号公報特開平８−２７９３４号公報特開平５−３６４７５号公報 C. W. Tang, S. A. VanSlike, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)

ＣＣＭ法またはカラーフィルタ法を用いてセグメント表示部を形成する場合、セグメント表示部全体を一体のＣＣＭまたはカラーフィルタとすると、その開口部が大きくなる。その大きな開口部から外光が入射すると、入射光が反射電極で反射されて外部へと出射し、暗時（非点灯時）においても発光しているように見え、明暗時のコントラスト比が低下するという問題点が発生する（図２参照）。図２においては、基板１０上にカラーフィルタおよび色変換層からなる色変調部２０が形成され、平坦化層４０およびパッシベーション層５０を介して、透明電極６０、有機ＥＬ層８０および反射電極９０を含む有機ＥＬ素子が設けられている。ここで、基板側から入射する外光１００のうち、カラーフィルタを透過する成分（すなわち、該セグメント表示部が表示すべき色の光１１０）が、色変換層以下の層へと透過し、反射電極で反射して、再びカラーフィルタを透過して出射する（反射光１２０）。また、光１１０が透過する各層において散乱を受けて出射する散乱光１３０が存在する。これら反射光１２０および散乱光１３０は、カラーフィルタが透過する波長成分を有する光である。すなわち、入射する外光１００のうち、本来そのセグメント表示部が表示すべき色の光のみが出射されるため、コントラスト比の低下を招くのである。

このようなコントラスト比の低下に対して、パネル表面に円偏光フィルムを貼り付けることが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、円偏光フィルムは、反射された光を減少させるのに有効な方法ではあるが、同時に点灯時の有機ＥＬ素子からの発光の一部をも遮断してしまうため、パネル全体の発光効率の低下をもたらすという欠点を有する。このような発光効率の低下は、消費電力の増加、有機ＥＬ素子の輝度劣化寿命の短縮などの問題点を引き起こすために好ましくない。

したがって、ＣＣＭ法またはカラーフィルタ法をセグメント表示部に適用する場合に、外光反射によるコントラスト比の低下を抑制すると同時に、円偏光フィルムを用いた場合のような点灯時の発光効率の低下を防止する方法が求められている。

上記の課題を解決するために、本発明の有機ＥＬパネルは、基板と、基板上に設けられたセグメント表示部とを含み、該セグメント表示部は、有機ＥＬ発光部と、複数種の色変調部とを含み、前記有機ＥＬ発光部は、単一の反射電極、有機ＥＬ層、複数の開口部を有するシャドーマスク、および単一の透明電極を含み、前記複数種の色変調部は前記基板に隣接して設けられており、かつ前記複数種の色変調部のそれぞれは、複数の部分に分割されていることを特徴とする。前記色変調部のそれぞれは、カラーフィルタ層、またはカラーフィルタ層と色変換層との積層構造で構成されていてもよい。ここで、シャドーマスクの複数の開口部の配設位置および配設数によって、前記セグメント表示部の発光色を制御することができる。本発明の有機ＥＬパネルは、複数の部分からなる第２の反射電極、第２の有機発光層、および複数の部分からなる第２の透明電極を少なくとも含む可変表示部をさらに含んでもよい。ここで、複数種の色変調部は、白色光を放射することが可能な種類および比率で設けられていることが望ましい。さらに、複数種の色変調部は、赤色変調部、緑色変調部および青色変調部から構成されていることが望ましい。

以上のように形成される本発明の有機ＥＬパネルは、入射する外光が白色ないし灰色の無彩色光として反射するので、セグメント部が発色したようには見えず、コントラスト比の低下を抑制することができる。同時に、本発明の有機ＥＬパネルは、円偏光フィルムなどの有機ＥＬ素子からの発光を遮断する層を用いることがないので、高い発光効率を維持することができる。

セグメント表示部と可変表示部とを有する有機ＥＬパネルの概念的上面図である。従来構造のセグメント表示部の暗時における発光機構を示す断面図である。本発明の緑色セグメント表示部を有する有機ＥＬパネルを示す断面図であり、（ａ）は暗時における外光反射を説明する断面図であり、（ｂ）は明時における発光状態を示す断面図である。本発明の緑色セグメント表示部を有する有機ＥＬパネルを示す横断面図であり、（ａ）は図３の切断線４ａ−４ａに沿ったシャドーマスク開口部を示す横断面図であり、（ｂ）は図３の切断線４ｂ−４ｂに沿った色変調部を示す横断面図である。本発明の白色セグメント表示部を有する有機ＥＬパネルを示す断面図であり、（ａ）は暗時における外光反射を説明する断面図であり、（ｂ）は明時における発光状態を示す断面図である。

符号の説明

１０基板
２０色変調部
３０ブラックマスク
４０平坦化層
５０パッシベーション層
６０透明電極
７０シャドーマスク
８０有機ＥＬ層
９０反射電極
１００外光
１５０反射光
６００可変表示部
６５０セグメント表示部

図３に示すような、緑色に発光するセグメント表示部を有する有機ＥＬパネルを例として、本発明の有機ＥＬパネルを説明する。本発明の有機ＥＬパネルは、基板１０と、基板１０上に設けられたセグメント表示部とを含み、該セグメント表示部は、有機ＥＬ発光部と、複数種の色変調部２０とを含み、前記有機ＥＬ発光部は、単一の反射電極９０、有機ＥＬ層８０、複数の開口部を有するシャドーマスク７０、および単一の透明電極６０を少なくとも含み、前記複数種の色変調部２０は前記基板に隣接して設けられており、かつ前記複数種の色変調部のそれぞれは、複数の部分に分割されていることを特徴とする。

基板１０は、可視光（波長４００〜７００ｎｍ）、好ましくは色変調部２０によって変換された光に対して透明であることが必要である。また、基板１０は、色変調部２０および他の必要に応じて設けられる層（後述）の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えるものであるべきであり、さらに寸法安定性に優れていることが好ましい。基板１０の材料として好ましいものは、ガラス、ならびにポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート等の樹脂を含む。ホウケイ酸ガラスまたは青板ガラス等が特に好ましいものである。

基板１０上に複数種の色変調部２０が設けられる。色変調部２０のそれぞれは、カラーフィルタ層、色変換層、またはカラーフィルタ層と色変換層との積層体から構成することができる。図３においては、カラーフィルタ層で構成される青色変調部２０Ｂ、ならびにカラーフィルタ層と色変換層との積層体から構成される緑色変調部２０Ｇおよび赤色変調部２０Ｒを設けた例を示す。望ましくは、複数種の色変調部２０は、無彩色光（好ましくは、白色光）を放射することができる種類の組合せおよび配設比率を有する。たとえば、図３におけるように青色、緑色、赤色の色変調部２０を同数ずつ配設してもよいし、青緑色および黄色の色変調部２０を同数ずつ配設してもよい。配設比率は、用いる色変調部それぞれの変換効率を考慮して適宜変更してもよい。

カラーフィルタ層は、所望される波長域の光のみを透過させる層である。また、色変換層との積層構成を採る場合、色変換層にて波長分布変換された光の色純度を向上させることにカラーフィルタ層は有効である。たとえば、市販の液晶用カラーフィルタ材料（富士フイルムアーチ製カラーモザイクなど）を用いてカラーフィルタ層を形成してもよい。カラーフィルタ層は、色素含有量に依存するが、１〜２．５μｍ、好ましくは１〜１．５μｍの厚さを有する。

色変換層は、色変換色素とマトリクス樹脂からなる層である。色変換色素は、入射光の波長分布変換を行って、異なる波長域の光を放射する色素であり、好ましくは近紫外光または青色〜青緑色の光の波長分布変換を行って、所望の波長域の光（たとえば、青色、緑色または赤色）を放射する色素である。通常の場合、色変換層は、マトリクス樹脂１ｇ当たり０．２マイクロモル以上、好ましくは１〜２０マイクロモル、より好ましくは３〜１５マイクロモルの色変換色素を含む。また、色変換層は、通常５μｍ以上、好ましくは７〜１５μｍの膜厚を有する。

青色〜青緑色領域の光を吸収して、赤色光を発する色変換色素は、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、ベーシックレッド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）−１，３−ブタジエニル］−ピリジニウムパークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素を含む。

青色〜青緑色領域の光を吸収して、緑色光を発する色変換色素としては、例えば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−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−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ン（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）などのクマリン系色素、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などのナフタルイミド系色素などを含む。

近紫外ないし可視領域の光を吸収して、青色光を発する蛍光色素としては、例えばクマリン４６６、クマリン４７、クマリン２、およびクマリン１０２などのクマリン系色素が挙げられる。

上記の色変調部２０は、スピンコート法、ロールコート法、キャスト法、ディップコート法などを用いて各層の材料を塗布し、続いてフォトリソグラフ法などを用いてパターニングすることによって形成することができる。同一基板上にマトリクス駆動による可変表示部を併せて形成する場合、セグメント表示部および可変表示部の色変調部をフォトマスクの変更などなしに同様の工程で作製することができ、特に有効である。

必要に応じて、ブラックマスク３０、平坦化層４０およびパッシベーション層５０を形成してもよい。

ブラックマスク３０は、複数の色変調部２０の間に設けられる黒色の層であり、素子内への外光入射を制限してコントラスト比を向上させるのに有効な層である。ブラックマスクは、たとえば市販の液晶用材料を用いて形成することができる。

平坦化層４０は、色変調部２０および存在する場合にはブラックマスク３０によって形成される凹凸を平坦化するための層である。平坦化層を形成するのに用いることができる有機材料は、たとえば、イミド変性シリコーン樹脂（たとえば特許文献２〜４参照）、アクリル、ポリイミドまたはシリコーン樹脂中に分散された無機金属化合物（ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２など、特許文献５、６参照）、エポキシ変性アクリレート樹脂、反応性ビニル基を含むアクリレートモノマー／オリゴマー／ポリマーのような紫外線硬化型樹脂（特許文献７参照）、レジスト樹脂（特許文献８〜１１参照）、無機化合物（ゾル−ゲル法により形成されてもよい、特許文献１２参照）、フッ素系樹脂などの光硬化型および／または熱硬化型樹脂（特許文献１１、１３参照）を含む。上記のような材料から平坦化層４０を形成する際には、たとえば、乾式法（スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法など）、および湿式法（スピンコート法、ロールコート法、キャスト法、ディップコート法など）などの、当該技術において知られている任意の方法を用いてもよい。

パッシベーション層５０は、可視域における高い透明性（４００〜７００ｎｍの範囲において透過率５０％以上）、１００℃以上のＴｇ、鉛筆硬度２Ｈ以上の表面硬度を示す材料であって、ガスおよび水蒸気を遮断することによってその上に形成される有機ＥＬ発光部の機能を低下させることのない材料から選択することができる。パッシベーション層５０を形成するのに好ましい材料は、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ、ＡｌＯ_ｘ、ＴｉＯ_ｘ、ＴａＯ_ｘ、ＺｎＯ_ｘなどの無機酸化物または無機窒化物を含む。パッシベーション層５０は、前述の無機酸化物または無機窒化物の単一層であってもよく、あるいはそれらの複数を積層した積層構造を採ってもよい。パッシベーション層５０の形成には、乾式法（スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法など）、および湿式法（スピンコート法、ロールコート法、キャスト法、ディップコート法、ゾルゲル法など）などの、当該技術において知られている任意の方法を用いることができる。

透明電極６０は、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、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６０を陰極として用いる場合には、透明電極６０と接触する有機ＥＬ層８０の構成層を電子注入層として電子注入効率を高めることが望ましい。透明電極６０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６０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。

反射電極９０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。反射電極９０を陽極として用いてもよいし、陰極として用いてもよい。反射電極９０を陽極として用いる場合、有機ＥＬ層８０と接触する面にＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ：Ａｌなどの導電性金属酸化物を積層して、有機ＥＬ層８０に対する正孔注入効率を向上させてもよい。反射電極９０を陰極として用いる場合には、反射電極９０と接触する有機ＥＬ層８０の構成層を電子注入層として、有機ＥＬ層８０に対する電子注入効率を向上させてもよい。

本発明において、透明電極６０および反射電極９０は、セグメント表示部に相当する形状を有する単一（一体）の構造として形成されて、スタティック駆動される。スタティック駆動を行うことによって、セグメント表示部全体を同時に発光させることができ、デューティ比の影響を受けるパッシブマトリクス駆動の場合よりも、低電力でより明るい表示を行うことが可能となる。透明電極６０および反射電極９０の形成、外部電源への接続および制御は、当該技術においてよく知られている任意の方法を用いて行うことが可能である。

有機ＥＬ層８０は、有機発光層を少なくとも含み、必要に応じて正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層および／または電子注入層を含む。これらの各層は、それぞれにおいて所望される特性を実現するのに充分な膜厚を有して形成される。たとえば、下記のような層構成からなるものが採用される。
（１）有機発光層
（２）正孔注入層／有機発光層
（３）有機発光層／電子注入層
（４）正孔注入層／有機発光層／電子注入層
（５）正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層
（上記の構成において、陽極として機能する電極が左側に接続され、陰極として機能する電極が右側に接続される）

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、スチリルベンゼン系化合物、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、べ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）（Ａｌｑ_３）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。

正孔注入層の材料としては、Ｐｃ類（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。

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。

電子輸送層の材料としては、ＰＢＤ、ＴＰＯＢのようなオキサジアゾール誘導体；
ＴＡＺのようなトリアゾール誘導体；トリアジン誘導体；フェニルキノキサリン類；ＢＭＢ−２Ｔ、ＢＭＢ−３Ｔのようなチオフェン誘導体；Ａｌｑ_３のようなアルミニウム錯体などを用いることができる。

電子注入層の材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはそれらを含む合金、アルカリ金属フッ化物などの電子注入性材料の薄膜（膜厚１０ｎｍ以下）としてもよい。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。

有機ＥＬ層８０を構成するそれぞれの層は、蒸着（抵抗加熱または電子ビーム加熱）などの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。

シャドーマスク７０は、透明電極６０と有機ＥＬ層８０との間に形成され、複数の開口部を有する。それぞれの開口部は、色変調部２０のいずれかに相応する位置に配設される。シャドーマスク７０は、有機または無機の絶縁性材料を用いて形成することができる。たとえば、市販の有機材料であるＳＭ１（ＪＳＲ株式会社製）、あるいはＳｉＯ_ｘ、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ、ＡｌＯ_ｘ、ＴｉＯ_ｘ、ＴａＯ_ｘなどの無機酸化物または無機窒化物を用いてシャドーマスク７０を形成してもよい。シャドーマスク７０は、任意の色を有することができるが、後述するように透明であることが好ましい。

シャドーマスク７０は、０．１〜５μｍ、好ましくは０．２〜１μｍの膜厚を有し、かつ１゜〜４５゜、好ましくは５゜〜３０゜のテーパー角（透明電極６０表面とシャドーマスク７０の側面とのなす角）を有することが望ましい。また、シャドーマスク７０は、７０〜１００％の可視光透過率を有することが望ましい。シャドーマスク７０の形成には、乾式法（スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法など）、および湿式法（スピンコート法、ロールコート法、キャスト法、ディップコート法、ゾルゲル法など）などの、当該技術において知られている任意の方法を用いることができる。テーパー形状の形成は、たとえば等方性エッチングなどの当該技術に知られている任意の方法を用いて実施することができる。

図３（ａ）は、緑色に発光するセグメント表示部を有する有機ＥＬパネルに外光１００が入射した場合を示す図である。この例においては、図４（ａ）および図４（ｂ）にも示されるように、シャドーマスク７０は、緑色変調部２０Ｇに相応する位置に開口部が設けられている。外光１００の入射時に、各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の色変調部２０を通る光は、それぞれの色変調部のカラーフィルタの色の光となってパネル内部に透過する。次いで、光は反射電極９０で反射され、ないしはパネル内部で散乱されて、再び色変調部２０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を通って出射する（出射光１５０Ｒ，Ｇ，Ｂ）。実際には、出射光１５０は輝度が低いために灰色に見える。また、色変調部２０周囲のブラックマスク３０は光を反射せず、さらにパネル前面の輝度を低下させるため、出射光１５０は明度のより低い灰色に見える。

図３（ｂ）は、前述の有機ＥＬパネルを点灯させた場合を示す図である。シャドーマスク７０は絶縁性材料から形成されるので、シャドーマスク７０が設けられた部分の有機ＥＬ層８０に対するキャリア（正孔または電子）の注入が行われず、シャドーマスク７０が形成された部位の有機ＥＬ層８０は発光しない。したがって、緑色変調部２０Ｇに相応する位置の有機ＥＬ層８０のみが発光して出射光２００Ｇを与え、セグメント表示部は緑色に見える。また、本発明の有機ＥＬパネルは、円偏光板を用いていないので、有機ＥＬ層８０からの光を効率よく外部へと放射することができる。さらに、マトリクス駆動の場合とは異なり、本構成においてはスタティック駆動がなされるので、セグメント表示部内部の緑色変調部２０Ｇに相応する位置の有機ＥＬ層８０を同時に発光させることができる。パッシブマトリクス駆動の場合は、それぞれの画素の発光時間は全発光時間の１／（走査線数）となるので、セグメント表示部全面における所望の輝度を達成するためにより高い輝度での発光が求められるが、本発明のセグメント表示の場合は全発光時間にわたって全ての画素を同時に点灯することができるので、より低い輝度での発光によってセグメント表示部の所望の輝度を達成することができ、有機ＥＬパネルの長寿命化という点でも有利である。

図３の構成においては、緑色変調部２０Ｇに相応する位置にシャドーマスク７０の開口部を設けたことによりセグメント表示部の発光色を緑色としたが、シャドーマスク７０の開口部を設ける位置を変更することにより発光色を青色、赤色など他の色変調部の色にすることができる。また、複数種の色変調部に相応する位置にシャドーマスク７０の開口部を設けることによって、セグメント表示部の発光色をそれら色変調部の出力光の加法混色による混合色とすることができる。なお、この場合、開口部の配設位置の変更（複数種の色変調部のいずれに相応して配設するか）、および開口部の数（たとえば、１種の色変調部の総数に対する、配設される開口部の比率）を適宜変更することによって、所望の発光色を得ることも可能である。

図５は、白色に発光するセグメント表示部を有する有機ＥＬパネルの構成例を示す図である。図５（ａ）および（ｂ）に示されているように、シャドーマスク７０には、全ての色変調部２０に相応する位置に開口部が設けられている点が、図３の構成と異なる。図５（ａ）に示されるように有機ＥＬパネルに外光１００が入射する場合には、図３（ａ）の場合と同様に、外光は各色の色変調部２０のカラーフィルタの色の光となってパネル内を透過し、反射電極９０で反射されて、より低い輝度を有する無彩色（白色または灰色）の光となって出射される。

図５（ｂ）は、この有機ＥＬパネルを点灯させた場合を示す図である。本構成では、各色の色変調部２０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に相応する位置の有機ＥＬ層８０の全てが発光する。したがって、出射光２００（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が加法混色されて、セグメント表示部は白色に見える。円偏光板を用いないことおよびスタティック駆動による効果は図３の構成と同様であり、より効率的に有機ＥＬ層８０の光を放射することができ、かつ有機ＥＬパネルの長寿命化を図ることができる。

また、本発明の有機ＥＬパネル５００においては、図１に示したように、スタティック駆動を行うセグメント表示部６５０に加えて、マトリクス駆動を行う可変表示部６００をさらに設けることができる。この場合には、色変調部２０のそれぞれの寸法、配置間隔などを、セグメント表示部および可変表示部を通じて同一のものとすることが好ましく、より好ましくは可変表示部における要求に合致させることが望ましい。セグメント表示部の透明電極、有機ＥＬ層、反射電極とは別に、第２の透明電極、第２の有機ＥＬ層、および第２の反射電極を設けて可変表示部が形成される。第２の透明電極、第２の有機ＥＬ層、および第２の反射電極は、それぞれセグメント表示部の透明電極、有機ＥＬ層、反射電極と同様の材料を用いて形成することができる。

第２の透明電極は、パッシブマトリクス駆動を行う場合には、１つの方向に延びるストライプ形状の複数の部分電極から形成されてもよい。一方、アクティブマトリクス駆動を行う場合には、それぞれの画素ないしは副画素に１対１に対応する複数の部分電極から構成され、それら複数の部分電極のそれぞれがスイッチング素子（ＴＦＴなど）に１対１で接続されている第２の透明電極を用いることができる。

一方、可変表示部における第２の反射電極は、パッシブマトリクス駆動を行う場合には、ストライプ形状を有する複数の部分電極から構成され、第２の反射電極のストライプは第２の透明電極のストライプと交差する方向に延びる。第２の反射電極のストライプと第２の透明電極のストライプが交差する位置の有機ＥＬ層８０が発光部となり、該発光部の位置は色変調部２０の位置と相応する。アクティブマトリクス駆動を行う場合には、第２の反射電極は可変表示部全面に広がる一体の電極として形成することができる。

（実施例１）
１０ｍｍ角のパッシブマトリクス駆動可変表示部と２ｍｍ角のスタティック駆動緑色発光セグメント表示部とを有する有機ＥＬパネルを作製した。サブピクセルのサイズを１００μｍ×３００μｍとし、フィルファクターを７０％とした。ガラス基板１０上の色変調部以外の部分にブラックマスク３０を形成した。次に、可変表示部およびセグメント表示部の両方に、色変調部２０Ｂ、２０Ｇ、２０Ｒを形成した。赤色および緑色変調部２０Ｒおよび２０Ｇは、カラーフィルタ層と色変換層との積層構造とし、青色変調部２０Ｂは、カラーフィルタ層のみから構成した。次に、平坦化層４０およびパッシベーション層５０を順次形成した。

パッシベーション層５０の上に、スパッタ法にてＩＺＯを成膜し、必要なパターニングを行って透明電極６０を形成した。すなわち、可変表示部においては透明電極６０を１つの方向に延びる幅１００μｍの複数のストライプとし、セグメント表示部においては透明電極６０を一体の電極とするパターニングを施した。次に、セグメント表示部にＳＭ１（ＪＳＲ株式会社製）を堆積させ、パターニングを行って緑色変調部２０Ｇに相応する位置に開口部を有する膜厚１μｍのシャドーマスク７０を形成した。一方、可変表示部においては、透明電極のストライプが延びる方向と直交する方向に延び、逆テーパーの断面形状を有する、複数の部分からなる反射電極分離隔壁を設けた。

以上のように形成した積層体を真空蒸着装置に移動させ、真空を破らずに有機ＥＬ層８０、および反射電極９０を蒸着法によって順次成膜した。有機ＥＬ層８０は、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層（ホスト：ＩＤＥ−１４０＋ドーパント：ＩＤＥ−１０２（出光興産製））、電子輸送層、電子注入層の積層構造とした。反射電極９０はＡｌから形成した。可変表示部においては、反射電極９０は反射電極分離隔壁によって分離され、透明電極６０のストライプと直交する方向に延びる１００μｍ幅の複数のストライプとして形成された。またセグメント表示部においては、該表示部の形状に相当する一体の電極として形成された。

最後に、以上のように形成した積層体をグローブボックスに移し、乾燥剤を塗布した封止ガラスをガラス基板の素子側に接着して、有機ＥＬパネルを完成させた。

（比較例１）
セグメント表示部に青および赤色変調部２０Ｂおよび２０Ｒを形成せず、２ｍｍ角の緑色変調部２０Ｇのみを形成したことを除いて、実施例１の手順を繰り返して有機ＥＬパネルを得た。

（評価）
実施例１および比較例１で得られた有機ＥＬパネルについて、セグメント表示部の明暗時のコントラスト比を比較した。１０００ｌｕｘの白色光を照射した状態で、暗時および明時のパネル表面の輝度を測定し、コントラスト比を算出した。実施例１の有機ＥＬパネルのセグメント表示部のコントラスト比が１００：１であったのに対して、比較例１のセグメント表示部のコントラスト比は２：１であり、ほとんどコントラストを取ることができなかった。

以上の結果から、セグメント表示部に複数種の色変調部とシャドーマスクとを用いることによって、そのコントラスト比を向上させることができ、良好な品質の表示が可能となることが分かった。また、実施例１においては緑色セグメント表示部について検討したが、青色および赤色表示についても同様の結果が得られた。また、シャドーマスクの開口部の配置および大きさを変更することによって、原色以外の多様な色のセグメント表示が可能である。さらに、上記の実施例においてはＲ、Ｇ、Ｂの三種の色変調部を用いた例を示したが、たとえば青緑色および黄色の二種の色変調部を用いても同様の効果が得られた。

この発明は、外部から有機ELパネルに入射光が存在する場合でも高いコントラストおよび高い発光効率が要求される有機ELパネルに適用できる。

Claims

基板と、基板上に設けられたセグメント表示部とを含む有機ＥＬパネルにおいて、
該セグメント表示部は、有機ＥＬ発光部と、複数種の色変調部とを含み、
前記有機ＥＬ発光部は、単一の反射電極、有機ＥＬ層、複数の開口部を有する透明かつ絶縁性のシャドーマスク、および単一の透明電極を含み、
前記複数種の色変調部は前記基板に隣接して設けられており、かつ前記複数種の色変調部のそれぞれは、複数の部分に分割されていることを特徴とする有機ＥＬパネル。
前記複数種の色変調部のそれぞれは、カラーフィルタ層、またはカラーフィルタ層と色変換層との積層構造で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
前記シャドーマスクの複数の開口部の配設位置および配設数によって、前記セグメント表示部の発光色が制御されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
複数の部分からなる第２の反射電極、第２の有機発光層、および複数の部分からなる第２の透明電極を少なくとも含む可変表示部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
前記複数種の色変調部は、白色光を放射することが可能な種類および比率で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
前記複数種の色変調部は、赤色変調部、緑色変調部および青色変調部から構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の有機ＥＬパネル。