有機エレクトロルミネッセンス表示装置
【課題】紫外線による有機ＥＬ素子部の劣化を抑え、駆動電圧の上昇を抑制することができ、かつ良好な色表示品位を保つことができる有機エレクトロルミネッセンス表示装置を得る。
【解決手段】赤色発光領域、緑色発光領域、青色発光領域、及び白色発光領域が設けられ、白色発光の有機ＥＬ素子部と、有機ＥＬ素子部に対して発光取り出し側に設けられる透光性基板１と、赤色発光領域、緑色発光領域、及び青色発光領域において、有機ＥＬ素子部からの白色発光を各発光領域に対応する色に変換するため、有機ＥＬ素子部に対して発光取り出し側に設けられる色変換層ＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢとを備え、白色発光領域において、透光性基板１と、有機ＥＬ素子部の間に、波長３８０ｎｍでの光吸収率が１０％以上である紫外線吸収層３０が設けられていることを特徴としている。
【解決手段】赤色発光領域、緑色発光領域、青色発光領域、及び白色発光領域が設けられ、白色発光の有機ＥＬ素子部と、有機ＥＬ素子部に対して発光取り出し側に設けられる透光性基板１と、赤色発光領域、緑色発光領域、及び青色発光領域において、有機ＥＬ素子部からの白色発光を各発光領域に対応する色に変換するため、有機ＥＬ素子部に対して発光取り出し側に設けられる色変換層ＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢとを備え、白色発光領域において、透光性基板１と、有機ＥＬ素子部の間に、波長３８０ｎｍでの光吸収率が１０％以上である紫外線吸収層３０が設けられていることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の多様化に伴い、従来から一般に使用されているＣＲＴに比べ、消費電力の少ない平面表示素子として、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を用いたディスプレイの開発が期待されている。
【０００３】
また、有機ＥＬ素子は、蛍光灯などに代わる無公害（水銀レス）の照明デバイスとしても期待されている。
【０００４】
有機ＥＬ素子では、電子注入電極と、ホール注入電極とからそれぞれ電子とホールを発光層へ注入することによって、電子とホールを発光層で再結合させて有機分子を励起状態にする。そして、この励起された有機分子が、基底状態へと戻るときに発する蛍光によって発光する。この有機ＥＬ素子では、電子輸送性の材料、ホール輸送性の材料、及び発光性の材料をそれぞれ多層構造として積層することによって、発光効率を高効率化することができることが知られている。
【０００５】
また、近年、発光波長の異なる複数の発光層を含む有機ＥＬ素子が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この特許文献１には、オレンジ色を発光する第１発光層と、青色を発光する第２発光層とを含む有機ＥＬ素子が開示されている。この青色の発光とオレンジ色の発光とにより、白色の発光を得ることができる。
【０００６】
これらの有機ＥＬ素子をディスプレイに応用するには、光の３原色（ＲＧＢ）を発光する素子を、画素中の対応する位置にそれぞれ形成する方法があるが、製造プロセスが複雑になるという欠点がある。これに対し、白色に発光する素子をＲＧＢの単色光を透過させるカラーフィルタ層とを組み合わせて用いることにより、複雑な製造プロセスを回避してフルカラー表示を実現する方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００７】
近年、光の３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に、白色（Ｗ）の発光領域を画素中に加えることで、ディスプレイ上で白色を表示する際、ＲＧＢの領域を発光させる代わりに、Ｗの領域を発光させて、消費電力を少なく抑える有機ＥＬ表示装置が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。つまり、白色に発光する素子を用いてカラーフィルタで単色光に変換する場合、カラーフィルタを透過する光は損失になるが、白色の発光領域ではカラーフィルタを用いないため、消費電力を大幅に低減することができる。
【特許文献１】特開２０００−２４３５６３号公報
【特許文献２】特開平１０−１２３８３号公報
【特許文献３】特開２００４−３３４２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の白色の発光領域を用いる有機ＥＬ表示装置は、ＲＧＢの発光領域では、カラーフィルタを用いているが、Ｗの発光領域ではカラーフィルタを用いていない。カラーフィルタは紫外線をほとんど透過しないため、ＲＧＢの発光領域では、太陽光等などの外光からの紫外線が直接有機ＥＬ素子に入射して悪影響を及ぼすことはない。ところが、カラーフィルタを用いていないＷの発光領域においては、紫外線が直接入射して、有機ＥＬ素子が劣化し、駆動電圧が上昇したり、素子寿命が低下する。このため、表示装置全体の消費電力が増加したり、寿命が低下してしまうという問題を生じる。
【０００９】
また、上述のように、オレンジ色発光層と青色発光層などの２つの発光層を積層して白色発光層としている有機ＥＬ素子においては、有機ＥＬ素子の劣化により、発光バランスが崩れ、白色発光を得ることができないなどの問題を生じる。
【００１０】
本発明の目的は、紫外線による有機ＥＬ素子の劣化を抑え、駆動電圧の上昇を抑制することができ、かつ良好な色表示品位を保つことができる有機ＥＬ表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、赤色発光領域、緑色発光領域、青色発光領域、及び白色発光領域が設けられ、白色発光の有機ＥＬ素子部と、有機ＥＬ素子部に対して発光取り出し側に設けられる透光性基板と、赤色発光領域、緑色発光領域、及び青色発光領域において、有機ＥＬ素子部からの白色発光を各発光領域に対応する色に変換するため、有機ＥＬ素子部に対して発光取り出し側に設けられる色変換層とを備えており、白色発光領域において、透光性基板と、有機ＥＬ素子部の間に、波長３８０ｎｍでの光吸収率が１０％以上である紫外線吸収層が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
本発明に従い、白色発光領域において、透光性基板と有機ＥＬ素子部の間に、波長３８０ｎｍでの光吸収率が１０％以上である紫外線吸収層を設けることにより、白色発光領域から入射する紫外線を減少させることができ、紫外線による有機ＥＬ素子の劣化を抑制することができる。紫外線吸収層における波長３８０ｎｍでの光吸収率を１０％以上とすることにより、劣化による駆動電圧上昇を抑制する効果を急激に得ることができるようになる。
【００１３】
また、赤色発光領域、緑色発光領域及び青色発光領域において、透光性基板と、有機ＥＬ素子部の間に色変換層が設けられており、該色変換層の上に平坦化膜が設けられている場合、この平坦化膜を、白色発光領域において、紫外線吸収層として用いることができる。平坦化膜を紫外線吸収層として用いることにより、紫外線吸収層を形成する工程を別途設ける必要がなくなり、製造工程を簡略化することができる。
【００１４】
また、本発明における有機ＥＬ素子が、オレンジ色発光層と青色発光層の積層構造からなる白色発光層を有する場合、紫外線による劣化で、オレンジ色発光層と青色発光層の発光バランスが崩れ、発光する色調が変化する場合があるが、本発明によれば、このような有機ＥＬ素子の劣化を抑制することができるので、良好な色表示品位を保つことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、紫外線による有機ＥＬ素子部の劣化を抑え、駆動電圧の上昇を抑制することができ、かつ良好な色表示品位を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体的な実施形態により説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に従う第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の一例を示す断面図である。
【００１８】
図１に示すように、有機ＥＬ表示装置の表示領域ＷＬは、赤色発光領域（領域Ｒ）、緑色発光領域（領域Ｇ）、青色発光領域（領域Ｂ）、及び白色発光領域（領域Ｗ）に分けられており、領域Ｒには色変換層としての赤色カラーフィルタ層ＣＦＲ、領域Ｇには色変換層としての緑色カラーフィルタ層（ＣＦＧ）、領域Ｂには色変換層としての青色カラーフィルタ層（ＣＦＢ）が設けられており、領域Ｗには色変換層は設けられていない。従って、領域Ｗでは、有機ＥＬ素子部から発光した光は、色変換層としてのカラーフィルタ層を通らずにそのまま出射される。
【００１９】
以下、図１に示す有機ＥＬ表示装置の詳細な構造について説明する。
【００２０】
図１に示すように、ガラスまたはプラスチックからなる透光性基板１の上に、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる層と窒化シリコン（ＳｉＮx）からなる層との積層膜１１が形成されている。積層膜１１の上には、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２０が、領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷのそれぞれに対応して形成されている。各ＴＦＴ２０は、チャネル領域１２中に、ドレイン電極１３ｄ、ソース電極１３ｓ、ゲート酸化膜１４及びゲート電極１５から構成されている。チャネル領域１２は、例えばポリシリコン層から形成され、チャネル領域１２の上に、ドレイン電極１３ｄ及びソース電極１３ｓが形成される。チャネル領域１２の上には、ゲート酸化膜１４を介して、ゲート電極１５が形成される。
【００２１】
各ＴＦＴ２０のドレイン電極１３ｄは、各領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷ毎に設けられるホール注入電極２に接続される。ソース電極１３ｓは、電源線（図示せず）に接続される。ＴＦＴ２０により、各領域の画素が駆動される。
【００２２】
ゲート電極１５を覆うように、ゲート酸化膜１４上に、第１の層間絶縁膜１６が形成される。また、ドレイン電極１３ｄ及びソース電極１３ｓを覆うように、第１の層間絶縁膜１６の上に第２の層間絶縁膜１７が形成される。ゲート電極１５は、信号線（図示せず）に接続されている。なお、ゲート酸化膜１４は、例えば窒化シリコンからなる層と酸化シリコンからなる層との積層構造を有する。また、第１の層間絶縁膜１６は、例えば酸化シリコンからなる層と窒化シリコンからなる層との積層構造を有し、第２の層間絶縁１７は、例えば窒化シリコンからなる。
【００２３】
第２の層間絶縁膜１７の上には、領域Ｒ、Ｇ及びＢのそれぞれに対応して、赤色カラーフィルタ層ＣＦＲ、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧ、及び青色カラーフィルタ層ＣＦＢがそれぞれ形成されている。赤色カラーフィルタ層ＣＦＲは、赤色の波長領域の光を透過させる。緑色カラーフィルタ層ＣＦＧは、緑色の波長領域の光を透過させる。青色カラーフィルタ層ＣＦＢは、青色の波長領域の光を透過させる。
【００２４】
上記の各カラーフィルタ層は、ガラスまたはプラスチックなどの材料から形成することかできる。また、各カラーフィルタ層として、入射した光の波長を変換して出射するＣＣＭ（色彩転換媒体）を用いてもよい。また、ガラスまたはプラスチック等の材料とＣＣＭの両方を用いて色変換層を形成してもよい。
【００２５】
第２の層間絶縁膜１７の上には、上記の各カラーフィルタ層を覆うように、平坦化膜１８が形成されている。カラーフィルタ層が設けられていない領域Ｗにおいては、平坦化膜１８と同一の材料から紫外線吸収層３０が形成されている。平坦化膜１８と紫外線吸収層３０は同じ材料から形成することができるものであり、同一の製造工程で形成することができる。平坦化膜１８及び紫外線吸収層３０は以下のようにして形成することができる。
【００２６】
例えば、アクリル系の感光性樹脂をスピンコート法により塗布した後、恒温槽やホットプレート等でプリベーク（例えば、８０℃で１０分間）を行う。その後、ドレイン電極１３ｄ上の感光性樹脂を露光し、現像することで、コンタクトホールを形成し、さらにポストベーク（例えば、１９０℃で１５分間）を行うことにより、樹脂を完全に固める。
【００２７】
図１に示す実施形態においては、紫外線吸収層３０の厚みを、平坦化膜１８の厚みよりも厚くしている。このような場合には、上記と同様にして、平坦化膜１８と同じ厚みの紫外線吸収層３０を形成した後、領域Ｗの部分にのみ感光性樹脂を塗布し、プリベークし、この部分の厚みを厚くし、その後上記と同様にしてドレイン電極１３ｄ上の感光性樹脂を露光し、現像してコンタクトホールを形成し、その後ポストベークを行う。
【００２８】
平坦化膜１８及び紫外線吸収層３０の上に、スパッタ法等により、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明導電膜を形成し、フォトリソプロセスにより透明導電膜上にレジストパターンを形成した後、エッチングすることにより、ホール注入電極２を形成する。なお、ホール注入電極２とドレイン電極１３ｄは、コンタクトホールにより電気的に接続されている。
【００２９】
ホール注入電極２の上には、有機ＥＬ素子部が形成されている。有機ＥＬ素子部は、ホール注入電極２上に、ホール注入層３、ホール輸送層４、オレンジ色に発光するオレンジ色発光層５ａ、青色に発光する青色発光層５ｂ、電子輸送層６、電子注入層７及び電子注入電極８をこの順に積層することにより形成されている。
【００３０】
ホール注入電極２は、領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷ毎に形成されており、これらの領域の間においては、ホール注入電極２を覆うように、絶縁性の画素分離膜１９が形成されている。なお、ホール注入電極２は、例えば厚さ１００ｎｍのＩＴＯ等の透明導電膜から形成されている。
【００３１】
ホール注入電極２及び画素分離膜１９を覆うように、ホール注入層３が全体の領域の上に形成されている。ホール注入層３は、例えば、厚さ１ｎｍのフッ化炭素（ＣＦｘ）から形成されている。
【００３２】
ホール注入層３の上には、ホール輸送層４が形成されている。ホール輸送層４は、例えば厚さ６０ｎｍの以下の（化１）に示す構造を有するＮＰＢ（Ｎ，Ｎ′−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン）から形成されている。
【００３３】
【化１】
【００３４】
なお、ホール輸送層を形成するホール輸送性材料としては、一般に、トリアリールアミン誘導体、ベンジジン誘導体などを用いることができる。
【００３５】
ホール輸送層４の上には、オレンジ色発光層５ａが形成されている。オレンジ色発光層５ａは、ホスト材料に第１のドーパント及び第２のドーパントがドープされた構成を有している。オレンジ色発光層５ａは、例えば厚さ３０ｎｍを有する。オレンジ色発光層５ａのホスト材料としては、例えばホール輸送層４の材料と同じＮＰＢを用いることができる。
【００３６】
オレンジ色発光層５ａの第１のドーパントとしては、例えば（化２）に示されるｔＢｕＤＰＮ（５，１２−ビス（４−ターシャリーブチルフェニル）ナフタセン）を用いることができる。この第１のドーパントをオレンジ色発光層５ａに対して２０重量％となるようにドープする。
【００３７】
【化２】
【００３８】
オレンジ色発光層５ａの第２のドーパントとしては、例えば、（化３）に示されるＤＢｚＲ（５，１２−ビス（４−（６−メチルベンゾチアゾール−２−イル）フェニル）−６，１１−ジフェニルナフタセン）を用いることができる。この第２のドーパントをオレンジ色発光層５ａに対して３重量％となるようにドープする。
【００３９】
【化３】
【００４０】
オレンジ色発光層５ａにおいて、第２のドーパントが発光し、第１のドーパントは、その最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）レベルと最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）レベルが共に、ホスト材料と第２のドーパントのレベルの中間の値をもつため、ホスト材料から第２のドーパントへのエネルギー移動を促進することにより、第２のドーパントの発光を補助する役割を担う。これにより、オレンジ色発光層５ａは、５００ｎｍよりも大きく、６５０ｎｍよりも小さいピーク波長を有するオレンジ色を発光する。
【００４１】
次に、オレンジ色発光層５ａの上に、青色発光層５ｂを形成する。青色発光層５ｂは、ホスト材料に第１のドーパント及び第２のドーパントがドープされた構成を有する。なお、青色発光層５ｂは、例えば厚さ４０ｎｍを有する。
【００４２】
青色発光層５ｂのホスト材料として、例えば（化４）に示されるＴＢＡＤＮ（２−ターシャリーブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）を用いることができる。
【００４３】
【化４】
【００４４】
青色発光層５ｂの第１のドーパントとしては、例えば、ホール輸送層４の材料と同じＮＰＢを用いることができる。この第１のドーパントを青色発光層５ｂに対して、１０重量％となるようにドープする。
【００４５】
青色発光層５ｂの第２のドーパントとしては、例えば、（化５）に示されるＴＢＰ（１，４，７，１０−テトラ−ターシャリーブチルフェニレン）を用いることができる。この第２のドーパントを青色発光層５ｂに対して、２．５重量％となるようにドープする。
【００４６】
【化５】
【００４７】
青色発光層５ｂにおいて、第２のドーパントが発光し、第１のドーパントは、ホール輸送性材料からなり、ホールの輸送を促進し、青色発光層５ｂ内でのキャリアの再結合を促進することにより、第２のドーパントの発光を補助する役割を担う。これにより、青色発光層５ｂは、４００ｎｍよりも大きく５００ｎｍよりも小さいピーク波長を有する青色を発光する。
【００４８】
次に、青色発光層５ｂの上に、電子輸送層６、電子注入層７、及び電子注入電極８を形成する。
【００４９】
電子輸送層６は、例えば厚さ１０ｎｍの（化６）で示されるＡｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）から形成される。
【００５０】
【化６】
【００５１】
電子注入層７は、例えば、厚さ１ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）から形成され、電子注入電極８は、例えば、厚さ２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）から形成される。
【００５２】
図２は、領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷの配置状態の一例を示す平面図である。
【００５３】
図１に示す有機ＥＬ表示装置においては、図２に示すように、領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷが一列に配置されている。各領域の面積が異なっているのは、各領域における発光強度の違いを補整するためである。
【００５４】
各領域の配置は、例えば図３に示すような四角形を４つの四角形に分割したような配置であってもよい。
【００５５】
図４は、赤色カラーフィルタ層ＣＦＲ、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧ及び青色カラーフィルタ層ＣＦＢの吸収スペクトルを示す図である。図４において、縦軸は各カラーフィルタ層の光透過率を示し、横軸は各カラーフィルタ層の透過する光の波長を示している。図４において、赤色カラーフィルタ層ＣＦＲの吸収スペクトルを〇、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧの吸収スペクトルを△、青色カラーフィルタ層ＣＦＢの吸収スペクトルを□で示している。
【００５６】
図４に示すように、紫外線領域（４００ｎｍ以下）では、全てのカラーフィルタ層において、その透過率は４０％以下（吸収率６０％以上）となっており、波長３８０ｎｍにおいては、その透過率は１０％以下（吸収率９０％以上）となっており、殆どの紫外線が透過しない。このため、カラーフィルタ層を配置している領域Ｒ、Ｇ及びＢにおいては、紫外線による劣化等の悪影響を受けることが殆どない。
【００５７】
本実施例においては、領域Ｗにおいて、紫外線吸収層３０を形成している。紫外線吸収層３０は、アクリル系の感光性樹脂から形成しており、その厚みは２．０μｍである。
【００５８】
ここで、紫外線吸収層における紫外線の吸収率と光劣化との関係を検討するため、図５に示す有機ＥＬ素子を作製した。
【００５９】
図５に示すように、ガラス基板１の上に、スピンコート法によりアクリル系の感光性樹脂からなる紫外線吸収層３０を、種々の膜厚となるように調整して塗布し、ホットプレートにて１９０℃で１５分間ベークすることにより、硬化させた。この上に、ＩＴＯからなるホール注入電極２（陽極）を１００ｎｍの膜厚で形成し、ホール注入電極２が形成されたガラス基板１を中性洗剤を用いて洗浄し、アセトンに浸漬して１０分間超音波洗浄を行い、続いてエタノールに浸漬して１０分間の超音波洗浄を行った後、オゾンクリーナーにてガラス基板１の表面の洗浄を行った。次に、ホール注入電極（陽極）２の上に、ＣＨＦ3ガスを用いたプラズマＣＶＤ法によりＣＦｘからなるホール注入層３を形成した。
【００６０】
ホール注入層３の上に、膜厚６０ｎｍのＮＰＢからなるホール輸送層４を真空蒸着法により形成した。ホール輸送層４の上に、膜厚３０ｎｍのオレンジ色発光層５ａを真空蒸着法により形成した。オレンジ色発光層５ａは、ホスト材料としてＮＰＢを含み、ドーパントとしてｔＢｕＤＰＮを２０重量％及びＤＢｚＲを３重量％含んでいる。
【００６１】
オレンジ色発光層５ａの上に、厚さ４０ｎｍの青色発光層５ｂを真空蒸着法により形成した。青色発光層５ｂは、ホスト材料としてＴＢＡＤＮを含み、ドーパントとしてＮＰＢを１０重量％、及びＴＢＰを２．５重量％含んでいる。
【００６２】
青色発光層５ｂの上に、Ａｌｑ３からなる電子輸送層６を厚さ１０ｎｍで形成し、その上にＬｉＦからなる電子注入層７を１ｎｍの厚みで形成し、Ａｌからなる電子注入電極８を２００ｎｍの厚さで形成した。
【００６３】
真空蒸着法は、いずれも真空度１×１０-6Ｔｏｒｒの雰囲気中において、基板温度制御を行わずに行った。
【００６４】
紫外線吸収層３０の厚みを０．５μｍ、１．０μｍ、１．５μｍ、２．０μｍ、２．５μｍ、３．０μｍ、及び３．５μｍの厚みでそれぞれ形成した。
【００６５】
上記のようにして、紫外線吸収層の厚みを変えて形成した各有機ＥＬ素子について、光照射後の電圧上昇を測定した。初期駆動電圧は、いずれの有機ＥＬ素子についても６．５Ｖであった。なお、電流密度が２０ｍＡ／ｃｍ2となるように駆動電圧を調整し、初期駆動電圧及び光照射後の駆動電圧を測定した。光照射条件としては、エアマス（ＡｉｒＭａｓｓ：以下、ＡＭと呼ぶ）１．５における１００ｍＷ／ｃｍ2の光を３０時間照射した。
【００６６】
各有機ＥＬ素子について、光照射後の電圧上昇値を求め、紫外線吸収層の膜厚の違いにより生じる波長３８０ｎｍでの光吸収率と光照射後の電圧上昇の関係を表１及び図６に示した。
【００６７】
【表１】
【００６８】
表１及び図６に示すように、波長３８０ｎｍでの光吸収率が、１０％以上となることにより、急激に光照射後の電圧上昇値が低くなる。従って、紫外線吸収層における波長３８０ｎｍでの光吸収率を１０％以上とすることにより、劣化による駆動電圧の上昇を抑制することができ、消費電力の低減及び長寿命化を図ることができる。
【００６９】
また、紫外線吸収層の膜厚が、１．０μｍ（波長３８０ｎｍでの光吸収率５．３％）の有機ＥＬ素子と、紫外線吸収層の膜厚２．０μｍ（波長３８０ｎｍでの光吸収率１３．５％）の有機ＥＬ素子について、光照射後の色度の変化を測定した。
【００７０】
光照射前の有機ＥＬ素子の色度は、共にＣＩＥｘ＝０．３１，ＣＩＥｙ＝０．３３であった。ここで、ＣＩＥｘとＣＩＥｙは、それぞれ色空間をＸＹ座標系で表したＣＩＥ表色系でのｘ座標、ｙ座標である。光照射後において、紫外線吸収層の膜厚が２．０μｍの場合は、ＣＩＥｘ＝０．３１，ＣＩＥｙ＝０．３４とほとんど変化はなかったが、紫外線吸収層の膜厚が１．０μｍの場合は、ＣＩＥｘ＝０．３３，ＣＩＥｙ＝０．４０とオレンジ寄りの色に変化した。これは、紫外線吸収層の膜厚が１．０μｍになると、紫外線による青色発光材料の劣化が、オレンジ発光材料に比べて大きく進行し、青色の発光強度が相対的に低下したためであると考えられる。
【００７１】
（第２の実施形態）
図７は、本発明に従う第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の一例を示す断面図である。図７に示す有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子部からの発光を駆動回路が設けられた基板側と反対側から取り出す、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【００７２】
図７に示す有機ＥＬ表示装置においては、図１に示す有機ＥＬ表示装置と同様に、基板１上に、積層膜１１、ＴＦＴ２０、第１の層間絶縁膜１６、第２の層間絶縁膜１７、平坦化膜１８、画素分離膜１９が形成されており、その上に有機ＥＬ素子部が形成されている。
【００７３】
有機ＥＬ素子部の上方には、透明の接着剤層２３を介して封止基板２１が接着されている。封止基板２１の接着面の上には、領域Ｒ、Ｇ及びＢに対応して、赤色カラーフィルタ層ＣＦＲ、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧ及び青色カラーフィルタ層ＣＦＢが形成されている。封止基板２１の接着剤側の表面上には、これらのカラーフィルタ層、ＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＧを覆うように、保護膜２２が形成されている。保護膜２２は、例えば、アクリル系の光硬化性樹脂により形成することができる。
【００７４】
領域Ｗにおいては、この保護膜２２の厚みを厚く形成することにより、紫外線吸収層３０が形成されている。本実施例では、紫外線吸収層３０の厚みは１．５μｍとなるように形成されている。
【００７５】
本実施例において、封止基板２１としては、例えば、ガラス、酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる層、または窒化シリコン（ＳｉＮｘ）からなる層から形成することができる。
【００７６】
本実施例の有機ＥＬ表示装置において、基板１は、不透明な材料から形成されていてもよい。ホール注入電極２は、例えば、膜厚約５０ｎｍのＩＴＯと膜厚１００ｎｍのアルミニウム、クロムまたは銀、あるいはそれらの合金とを積層することにより形成される。この場合、ホール注入電極２は、有機ＥＬ素子から出射された光を、封止基板２１側へ反射する。
【００７７】
電子注入電極７は、透明な材料から形成されている。電子注入電極７は、例えば、膜厚１００ｎｍのＩＴＯと膜厚２０ｎｍの銀とを積層することにより形成することができる。
【００７８】
図７に示す有機ＥＬ表示装置におけるその他の構成は、図１に示す有機ＥＬ表示装置とほぼ同様である。
【００７９】
図７に示す有機ＥＬ表示装置において、有機ＥＬ素子部から出射された白色光は、領域Ｒ、Ｇ及びＢにおいては、透明の接着剤層２３、保護膜２２、各カラーフィルタ層及び透明の封止基板２１を通り、それぞれ、赤色光、緑色光及び青色光として外部に取り出される。一方、領域Ｗにおいては、カラーフィルタ層は存在しておらず、有機ＥＬ素子部からの着色光は、透明の接着剤層２３、紫外線吸収層３０、及び透明の封止基板２１を通り、直接白色光として、外部に取り出される。
【００８０】
本実施例の有機ＥＬ表示装置においては、カラーフィルタ層が設けられていない領域Ｗにおいて、膜厚１．５μｍの紫外線吸収層３０が設けられている。この紫外線吸収層３０は、波長３８０ｎｍの光吸収率が１０％以上であり、外部から有機ＥＬ素子部に浸入する紫外線をカットすることができる。このため、本実施例の有機ＥＬ表示装置においては、紫外線による有機ＥＬ素子部の劣化を抑え、駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、有機ＥＬ素子部における発光のバランスの劣化を抑えることができ、良好な色表示品位を保つことができる。
【００８１】
図７に示す有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション構造であり、ＴＦＴ上の領域も画素領域として用いることができる。このため、より広い領域を画素領域として用いることができるので、有機ＥＬ表示装置の輝度をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に従う第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置を示す断面図。
【図２】領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷの配置の一例を示す平面図。
【図３】領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷの配置の他の例を示す平面図。
【図４】赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタにおける各波長における透過率を示す図。
【図５】波長３８０ｎｍでの光吸収率と光照射後の電圧上昇との関係を検討するため作製した有機ＥＬ表示装置の構造を示す断面図。
【図６】波長３８０ｎｍでの光吸収率と光照射後の電圧上昇との関係を示す図。
【図７】本発明に従う第２の実施形態に有機ＥＬ表示装置を示す断面図。
【符号の説明】
【００８３】
１…基板
２…ホール注入電極
３…ホール注入層
４…ホール輸送層
５ａ…オレンジ色発光層
５ｂ…青色発光層
６…電子輸送層
７…電子注入層
８…電子注入電極
１１…積層膜
１４…ゲート酸化膜
１６…第１の層間絶縁膜
１７…第２の層間絶縁膜
１８…平坦化膜
１９…画素分離膜
２０…ＴＦＴ
２１…封止基板
２２…保護膜
２３…接着剤層
３０…紫外線吸収層
ＣＦＲ…赤色カラーフィルタ層
ＣＦＧ…緑色カラーフィルタ層
ＣＦＢ…青色カラーフィルタ層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の多様化に伴い、従来から一般に使用されているＣＲＴに比べ、消費電力の少ない平面表示素子として、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を用いたディスプレイの開発が期待されている。
【０００３】
また、有機ＥＬ素子は、蛍光灯などに代わる無公害（水銀レス）の照明デバイスとしても期待されている。
【０００４】
有機ＥＬ素子では、電子注入電極と、ホール注入電極とからそれぞれ電子とホールを発光層へ注入することによって、電子とホールを発光層で再結合させて有機分子を励起状態にする。そして、この励起された有機分子が、基底状態へと戻るときに発する蛍光によって発光する。この有機ＥＬ素子では、電子輸送性の材料、ホール輸送性の材料、及び発光性の材料をそれぞれ多層構造として積層することによって、発光効率を高効率化することができることが知られている。
【０００５】
また、近年、発光波長の異なる複数の発光層を含む有機ＥＬ素子が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この特許文献１には、オレンジ色を発光する第１発光層と、青色を発光する第２発光層とを含む有機ＥＬ素子が開示されている。この青色の発光とオレンジ色の発光とにより、白色の発光を得ることができる。
【０００６】
これらの有機ＥＬ素子をディスプレイに応用するには、光の３原色（ＲＧＢ）を発光する素子を、画素中の対応する位置にそれぞれ形成する方法があるが、製造プロセスが複雑になるという欠点がある。これに対し、白色に発光する素子をＲＧＢの単色光を透過させるカラーフィルタ層とを組み合わせて用いることにより、複雑な製造プロセスを回避してフルカラー表示を実現する方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００７】
近年、光の３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に、白色（Ｗ）の発光領域を画素中に加えることで、ディスプレイ上で白色を表示する際、ＲＧＢの領域を発光させる代わりに、Ｗの領域を発光させて、消費電力を少なく抑える有機ＥＬ表示装置が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。つまり、白色に発光する素子を用いてカラーフィルタで単色光に変換する場合、カラーフィルタを透過する光は損失になるが、白色の発光領域ではカラーフィルタを用いないため、消費電力を大幅に低減することができる。
【特許文献１】特開２０００−２４３５６３号公報
【特許文献２】特開平１０−１２３８３号公報
【特許文献３】特開２００４−３３４２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の白色の発光領域を用いる有機ＥＬ表示装置は、ＲＧＢの発光領域では、カラーフィルタを用いているが、Ｗの発光領域ではカラーフィルタを用いていない。カラーフィルタは紫外線をほとんど透過しないため、ＲＧＢの発光領域では、太陽光等などの外光からの紫外線が直接有機ＥＬ素子に入射して悪影響を及ぼすことはない。ところが、カラーフィルタを用いていないＷの発光領域においては、紫外線が直接入射して、有機ＥＬ素子が劣化し、駆動電圧が上昇したり、素子寿命が低下する。このため、表示装置全体の消費電力が増加したり、寿命が低下してしまうという問題を生じる。
【０００９】
また、上述のように、オレンジ色発光層と青色発光層などの２つの発光層を積層して白色発光層としている有機ＥＬ素子においては、有機ＥＬ素子の劣化により、発光バランスが崩れ、白色発光を得ることができないなどの問題を生じる。
【００１０】
本発明の目的は、紫外線による有機ＥＬ素子の劣化を抑え、駆動電圧の上昇を抑制することができ、かつ良好な色表示品位を保つことができる有機ＥＬ表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、赤色発光領域、緑色発光領域、青色発光領域、及び白色発光領域が設けられ、白色発光の有機ＥＬ素子部と、有機ＥＬ素子部に対して発光取り出し側に設けられる透光性基板と、赤色発光領域、緑色発光領域、及び青色発光領域において、有機ＥＬ素子部からの白色発光を各発光領域に対応する色に変換するため、有機ＥＬ素子部に対して発光取り出し側に設けられる色変換層とを備えており、白色発光領域において、透光性基板と、有機ＥＬ素子部の間に、波長３８０ｎｍでの光吸収率が１０％以上である紫外線吸収層が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
本発明に従い、白色発光領域において、透光性基板と有機ＥＬ素子部の間に、波長３８０ｎｍでの光吸収率が１０％以上である紫外線吸収層を設けることにより、白色発光領域から入射する紫外線を減少させることができ、紫外線による有機ＥＬ素子の劣化を抑制することができる。紫外線吸収層における波長３８０ｎｍでの光吸収率を１０％以上とすることにより、劣化による駆動電圧上昇を抑制する効果を急激に得ることができるようになる。
【００１３】
また、赤色発光領域、緑色発光領域及び青色発光領域において、透光性基板と、有機ＥＬ素子部の間に色変換層が設けられており、該色変換層の上に平坦化膜が設けられている場合、この平坦化膜を、白色発光領域において、紫外線吸収層として用いることができる。平坦化膜を紫外線吸収層として用いることにより、紫外線吸収層を形成する工程を別途設ける必要がなくなり、製造工程を簡略化することができる。
【００１４】
また、本発明における有機ＥＬ素子が、オレンジ色発光層と青色発光層の積層構造からなる白色発光層を有する場合、紫外線による劣化で、オレンジ色発光層と青色発光層の発光バランスが崩れ、発光する色調が変化する場合があるが、本発明によれば、このような有機ＥＬ素子の劣化を抑制することができるので、良好な色表示品位を保つことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、紫外線による有機ＥＬ素子部の劣化を抑え、駆動電圧の上昇を抑制することができ、かつ良好な色表示品位を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体的な実施形態により説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明に従う第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置の一例を示す断面図である。
【００１８】
図１に示すように、有機ＥＬ表示装置の表示領域ＷＬは、赤色発光領域（領域Ｒ）、緑色発光領域（領域Ｇ）、青色発光領域（領域Ｂ）、及び白色発光領域（領域Ｗ）に分けられており、領域Ｒには色変換層としての赤色カラーフィルタ層ＣＦＲ、領域Ｇには色変換層としての緑色カラーフィルタ層（ＣＦＧ）、領域Ｂには色変換層としての青色カラーフィルタ層（ＣＦＢ）が設けられており、領域Ｗには色変換層は設けられていない。従って、領域Ｗでは、有機ＥＬ素子部から発光した光は、色変換層としてのカラーフィルタ層を通らずにそのまま出射される。
【００１９】
以下、図１に示す有機ＥＬ表示装置の詳細な構造について説明する。
【００２０】
図１に示すように、ガラスまたはプラスチックからなる透光性基板１の上に、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる層と窒化シリコン（ＳｉＮx）からなる層との積層膜１１が形成されている。積層膜１１の上には、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２０が、領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷのそれぞれに対応して形成されている。各ＴＦＴ２０は、チャネル領域１２中に、ドレイン電極１３ｄ、ソース電極１３ｓ、ゲート酸化膜１４及びゲート電極１５から構成されている。チャネル領域１２は、例えばポリシリコン層から形成され、チャネル領域１２の上に、ドレイン電極１３ｄ及びソース電極１３ｓが形成される。チャネル領域１２の上には、ゲート酸化膜１４を介して、ゲート電極１５が形成される。
【００２１】
各ＴＦＴ２０のドレイン電極１３ｄは、各領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷ毎に設けられるホール注入電極２に接続される。ソース電極１３ｓは、電源線（図示せず）に接続される。ＴＦＴ２０により、各領域の画素が駆動される。
【００２２】
ゲート電極１５を覆うように、ゲート酸化膜１４上に、第１の層間絶縁膜１６が形成される。また、ドレイン電極１３ｄ及びソース電極１３ｓを覆うように、第１の層間絶縁膜１６の上に第２の層間絶縁膜１７が形成される。ゲート電極１５は、信号線（図示せず）に接続されている。なお、ゲート酸化膜１４は、例えば窒化シリコンからなる層と酸化シリコンからなる層との積層構造を有する。また、第１の層間絶縁膜１６は、例えば酸化シリコンからなる層と窒化シリコンからなる層との積層構造を有し、第２の層間絶縁１７は、例えば窒化シリコンからなる。
【００２３】
第２の層間絶縁膜１７の上には、領域Ｒ、Ｇ及びＢのそれぞれに対応して、赤色カラーフィルタ層ＣＦＲ、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧ、及び青色カラーフィルタ層ＣＦＢがそれぞれ形成されている。赤色カラーフィルタ層ＣＦＲは、赤色の波長領域の光を透過させる。緑色カラーフィルタ層ＣＦＧは、緑色の波長領域の光を透過させる。青色カラーフィルタ層ＣＦＢは、青色の波長領域の光を透過させる。
【００２４】
上記の各カラーフィルタ層は、ガラスまたはプラスチックなどの材料から形成することかできる。また、各カラーフィルタ層として、入射した光の波長を変換して出射するＣＣＭ（色彩転換媒体）を用いてもよい。また、ガラスまたはプラスチック等の材料とＣＣＭの両方を用いて色変換層を形成してもよい。
【００２５】
第２の層間絶縁膜１７の上には、上記の各カラーフィルタ層を覆うように、平坦化膜１８が形成されている。カラーフィルタ層が設けられていない領域Ｗにおいては、平坦化膜１８と同一の材料から紫外線吸収層３０が形成されている。平坦化膜１８と紫外線吸収層３０は同じ材料から形成することができるものであり、同一の製造工程で形成することができる。平坦化膜１８及び紫外線吸収層３０は以下のようにして形成することができる。
【００２６】
例えば、アクリル系の感光性樹脂をスピンコート法により塗布した後、恒温槽やホットプレート等でプリベーク（例えば、８０℃で１０分間）を行う。その後、ドレイン電極１３ｄ上の感光性樹脂を露光し、現像することで、コンタクトホールを形成し、さらにポストベーク（例えば、１９０℃で１５分間）を行うことにより、樹脂を完全に固める。
【００２７】
図１に示す実施形態においては、紫外線吸収層３０の厚みを、平坦化膜１８の厚みよりも厚くしている。このような場合には、上記と同様にして、平坦化膜１８と同じ厚みの紫外線吸収層３０を形成した後、領域Ｗの部分にのみ感光性樹脂を塗布し、プリベークし、この部分の厚みを厚くし、その後上記と同様にしてドレイン電極１３ｄ上の感光性樹脂を露光し、現像してコンタクトホールを形成し、その後ポストベークを行う。
【００２８】
平坦化膜１８及び紫外線吸収層３０の上に、スパッタ法等により、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明導電膜を形成し、フォトリソプロセスにより透明導電膜上にレジストパターンを形成した後、エッチングすることにより、ホール注入電極２を形成する。なお、ホール注入電極２とドレイン電極１３ｄは、コンタクトホールにより電気的に接続されている。
【００２９】
ホール注入電極２の上には、有機ＥＬ素子部が形成されている。有機ＥＬ素子部は、ホール注入電極２上に、ホール注入層３、ホール輸送層４、オレンジ色に発光するオレンジ色発光層５ａ、青色に発光する青色発光層５ｂ、電子輸送層６、電子注入層７及び電子注入電極８をこの順に積層することにより形成されている。
【００３０】
ホール注入電極２は、領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷ毎に形成されており、これらの領域の間においては、ホール注入電極２を覆うように、絶縁性の画素分離膜１９が形成されている。なお、ホール注入電極２は、例えば厚さ１００ｎｍのＩＴＯ等の透明導電膜から形成されている。
【００３１】
ホール注入電極２及び画素分離膜１９を覆うように、ホール注入層３が全体の領域の上に形成されている。ホール注入層３は、例えば、厚さ１ｎｍのフッ化炭素（ＣＦｘ）から形成されている。
【００３２】
ホール注入層３の上には、ホール輸送層４が形成されている。ホール輸送層４は、例えば厚さ６０ｎｍの以下の（化１）に示す構造を有するＮＰＢ（Ｎ，Ｎ′−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン）から形成されている。
【００３３】
【化１】
【００３４】
なお、ホール輸送層を形成するホール輸送性材料としては、一般に、トリアリールアミン誘導体、ベンジジン誘導体などを用いることができる。
【００３５】
ホール輸送層４の上には、オレンジ色発光層５ａが形成されている。オレンジ色発光層５ａは、ホスト材料に第１のドーパント及び第２のドーパントがドープされた構成を有している。オレンジ色発光層５ａは、例えば厚さ３０ｎｍを有する。オレンジ色発光層５ａのホスト材料としては、例えばホール輸送層４の材料と同じＮＰＢを用いることができる。
【００３６】
オレンジ色発光層５ａの第１のドーパントとしては、例えば（化２）に示されるｔＢｕＤＰＮ（５，１２−ビス（４−ターシャリーブチルフェニル）ナフタセン）を用いることができる。この第１のドーパントをオレンジ色発光層５ａに対して２０重量％となるようにドープする。
【００３７】
【化２】
【００３８】
オレンジ色発光層５ａの第２のドーパントとしては、例えば、（化３）に示されるＤＢｚＲ（５，１２−ビス（４−（６−メチルベンゾチアゾール−２−イル）フェニル）−６，１１−ジフェニルナフタセン）を用いることができる。この第２のドーパントをオレンジ色発光層５ａに対して３重量％となるようにドープする。
【００３９】
【化３】
【００４０】
オレンジ色発光層５ａにおいて、第２のドーパントが発光し、第１のドーパントは、その最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）レベルと最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）レベルが共に、ホスト材料と第２のドーパントのレベルの中間の値をもつため、ホスト材料から第２のドーパントへのエネルギー移動を促進することにより、第２のドーパントの発光を補助する役割を担う。これにより、オレンジ色発光層５ａは、５００ｎｍよりも大きく、６５０ｎｍよりも小さいピーク波長を有するオレンジ色を発光する。
【００４１】
次に、オレンジ色発光層５ａの上に、青色発光層５ｂを形成する。青色発光層５ｂは、ホスト材料に第１のドーパント及び第２のドーパントがドープされた構成を有する。なお、青色発光層５ｂは、例えば厚さ４０ｎｍを有する。
【００４２】
青色発光層５ｂのホスト材料として、例えば（化４）に示されるＴＢＡＤＮ（２−ターシャリーブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）を用いることができる。
【００４３】
【化４】
【００４４】
青色発光層５ｂの第１のドーパントとしては、例えば、ホール輸送層４の材料と同じＮＰＢを用いることができる。この第１のドーパントを青色発光層５ｂに対して、１０重量％となるようにドープする。
【００４５】
青色発光層５ｂの第２のドーパントとしては、例えば、（化５）に示されるＴＢＰ（１，４，７，１０−テトラ−ターシャリーブチルフェニレン）を用いることができる。この第２のドーパントを青色発光層５ｂに対して、２．５重量％となるようにドープする。
【００４６】
【化５】
【００４７】
青色発光層５ｂにおいて、第２のドーパントが発光し、第１のドーパントは、ホール輸送性材料からなり、ホールの輸送を促進し、青色発光層５ｂ内でのキャリアの再結合を促進することにより、第２のドーパントの発光を補助する役割を担う。これにより、青色発光層５ｂは、４００ｎｍよりも大きく５００ｎｍよりも小さいピーク波長を有する青色を発光する。
【００４８】
次に、青色発光層５ｂの上に、電子輸送層６、電子注入層７、及び電子注入電極８を形成する。
【００４９】
電子輸送層６は、例えば厚さ１０ｎｍの（化６）で示されるＡｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）から形成される。
【００５０】
【化６】
【００５１】
電子注入層７は、例えば、厚さ１ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）から形成され、電子注入電極８は、例えば、厚さ２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）から形成される。
【００５２】
図２は、領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷの配置状態の一例を示す平面図である。
【００５３】
図１に示す有機ＥＬ表示装置においては、図２に示すように、領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷが一列に配置されている。各領域の面積が異なっているのは、各領域における発光強度の違いを補整するためである。
【００５４】
各領域の配置は、例えば図３に示すような四角形を４つの四角形に分割したような配置であってもよい。
【００５５】
図４は、赤色カラーフィルタ層ＣＦＲ、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧ及び青色カラーフィルタ層ＣＦＢの吸収スペクトルを示す図である。図４において、縦軸は各カラーフィルタ層の光透過率を示し、横軸は各カラーフィルタ層の透過する光の波長を示している。図４において、赤色カラーフィルタ層ＣＦＲの吸収スペクトルを〇、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧの吸収スペクトルを△、青色カラーフィルタ層ＣＦＢの吸収スペクトルを□で示している。
【００５６】
図４に示すように、紫外線領域（４００ｎｍ以下）では、全てのカラーフィルタ層において、その透過率は４０％以下（吸収率６０％以上）となっており、波長３８０ｎｍにおいては、その透過率は１０％以下（吸収率９０％以上）となっており、殆どの紫外線が透過しない。このため、カラーフィルタ層を配置している領域Ｒ、Ｇ及びＢにおいては、紫外線による劣化等の悪影響を受けることが殆どない。
【００５７】
本実施例においては、領域Ｗにおいて、紫外線吸収層３０を形成している。紫外線吸収層３０は、アクリル系の感光性樹脂から形成しており、その厚みは２．０μｍである。
【００５８】
ここで、紫外線吸収層における紫外線の吸収率と光劣化との関係を検討するため、図５に示す有機ＥＬ素子を作製した。
【００５９】
図５に示すように、ガラス基板１の上に、スピンコート法によりアクリル系の感光性樹脂からなる紫外線吸収層３０を、種々の膜厚となるように調整して塗布し、ホットプレートにて１９０℃で１５分間ベークすることにより、硬化させた。この上に、ＩＴＯからなるホール注入電極２（陽極）を１００ｎｍの膜厚で形成し、ホール注入電極２が形成されたガラス基板１を中性洗剤を用いて洗浄し、アセトンに浸漬して１０分間超音波洗浄を行い、続いてエタノールに浸漬して１０分間の超音波洗浄を行った後、オゾンクリーナーにてガラス基板１の表面の洗浄を行った。次に、ホール注入電極（陽極）２の上に、ＣＨＦ3ガスを用いたプラズマＣＶＤ法によりＣＦｘからなるホール注入層３を形成した。
【００６０】
ホール注入層３の上に、膜厚６０ｎｍのＮＰＢからなるホール輸送層４を真空蒸着法により形成した。ホール輸送層４の上に、膜厚３０ｎｍのオレンジ色発光層５ａを真空蒸着法により形成した。オレンジ色発光層５ａは、ホスト材料としてＮＰＢを含み、ドーパントとしてｔＢｕＤＰＮを２０重量％及びＤＢｚＲを３重量％含んでいる。
【００６１】
オレンジ色発光層５ａの上に、厚さ４０ｎｍの青色発光層５ｂを真空蒸着法により形成した。青色発光層５ｂは、ホスト材料としてＴＢＡＤＮを含み、ドーパントとしてＮＰＢを１０重量％、及びＴＢＰを２．５重量％含んでいる。
【００６２】
青色発光層５ｂの上に、Ａｌｑ３からなる電子輸送層６を厚さ１０ｎｍで形成し、その上にＬｉＦからなる電子注入層７を１ｎｍの厚みで形成し、Ａｌからなる電子注入電極８を２００ｎｍの厚さで形成した。
【００６３】
真空蒸着法は、いずれも真空度１×１０-6Ｔｏｒｒの雰囲気中において、基板温度制御を行わずに行った。
【００６４】
紫外線吸収層３０の厚みを０．５μｍ、１．０μｍ、１．５μｍ、２．０μｍ、２．５μｍ、３．０μｍ、及び３．５μｍの厚みでそれぞれ形成した。
【００６５】
上記のようにして、紫外線吸収層の厚みを変えて形成した各有機ＥＬ素子について、光照射後の電圧上昇を測定した。初期駆動電圧は、いずれの有機ＥＬ素子についても６．５Ｖであった。なお、電流密度が２０ｍＡ／ｃｍ2となるように駆動電圧を調整し、初期駆動電圧及び光照射後の駆動電圧を測定した。光照射条件としては、エアマス（ＡｉｒＭａｓｓ：以下、ＡＭと呼ぶ）１．５における１００ｍＷ／ｃｍ2の光を３０時間照射した。
【００６６】
各有機ＥＬ素子について、光照射後の電圧上昇値を求め、紫外線吸収層の膜厚の違いにより生じる波長３８０ｎｍでの光吸収率と光照射後の電圧上昇の関係を表１及び図６に示した。
【００６７】
【表１】
【００６８】
表１及び図６に示すように、波長３８０ｎｍでの光吸収率が、１０％以上となることにより、急激に光照射後の電圧上昇値が低くなる。従って、紫外線吸収層における波長３８０ｎｍでの光吸収率を１０％以上とすることにより、劣化による駆動電圧の上昇を抑制することができ、消費電力の低減及び長寿命化を図ることができる。
【００６９】
また、紫外線吸収層の膜厚が、１．０μｍ（波長３８０ｎｍでの光吸収率５．３％）の有機ＥＬ素子と、紫外線吸収層の膜厚２．０μｍ（波長３８０ｎｍでの光吸収率１３．５％）の有機ＥＬ素子について、光照射後の色度の変化を測定した。
【００７０】
光照射前の有機ＥＬ素子の色度は、共にＣＩＥｘ＝０．３１，ＣＩＥｙ＝０．３３であった。ここで、ＣＩＥｘとＣＩＥｙは、それぞれ色空間をＸＹ座標系で表したＣＩＥ表色系でのｘ座標、ｙ座標である。光照射後において、紫外線吸収層の膜厚が２．０μｍの場合は、ＣＩＥｘ＝０．３１，ＣＩＥｙ＝０．３４とほとんど変化はなかったが、紫外線吸収層の膜厚が１．０μｍの場合は、ＣＩＥｘ＝０．３３，ＣＩＥｙ＝０．４０とオレンジ寄りの色に変化した。これは、紫外線吸収層の膜厚が１．０μｍになると、紫外線による青色発光材料の劣化が、オレンジ発光材料に比べて大きく進行し、青色の発光強度が相対的に低下したためであると考えられる。
【００７１】
（第２の実施形態）
図７は、本発明に従う第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の一例を示す断面図である。図７に示す有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子部からの発光を駆動回路が設けられた基板側と反対側から取り出す、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【００７２】
図７に示す有機ＥＬ表示装置においては、図１に示す有機ＥＬ表示装置と同様に、基板１上に、積層膜１１、ＴＦＴ２０、第１の層間絶縁膜１６、第２の層間絶縁膜１７、平坦化膜１８、画素分離膜１９が形成されており、その上に有機ＥＬ素子部が形成されている。
【００７３】
有機ＥＬ素子部の上方には、透明の接着剤層２３を介して封止基板２１が接着されている。封止基板２１の接着面の上には、領域Ｒ、Ｇ及びＢに対応して、赤色カラーフィルタ層ＣＦＲ、緑色カラーフィルタ層ＣＦＧ及び青色カラーフィルタ層ＣＦＢが形成されている。封止基板２１の接着剤側の表面上には、これらのカラーフィルタ層、ＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＧを覆うように、保護膜２２が形成されている。保護膜２２は、例えば、アクリル系の光硬化性樹脂により形成することができる。
【００７４】
領域Ｗにおいては、この保護膜２２の厚みを厚く形成することにより、紫外線吸収層３０が形成されている。本実施例では、紫外線吸収層３０の厚みは１．５μｍとなるように形成されている。
【００７５】
本実施例において、封止基板２１としては、例えば、ガラス、酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる層、または窒化シリコン（ＳｉＮｘ）からなる層から形成することができる。
【００７６】
本実施例の有機ＥＬ表示装置において、基板１は、不透明な材料から形成されていてもよい。ホール注入電極２は、例えば、膜厚約５０ｎｍのＩＴＯと膜厚１００ｎｍのアルミニウム、クロムまたは銀、あるいはそれらの合金とを積層することにより形成される。この場合、ホール注入電極２は、有機ＥＬ素子から出射された光を、封止基板２１側へ反射する。
【００７７】
電子注入電極７は、透明な材料から形成されている。電子注入電極７は、例えば、膜厚１００ｎｍのＩＴＯと膜厚２０ｎｍの銀とを積層することにより形成することができる。
【００７８】
図７に示す有機ＥＬ表示装置におけるその他の構成は、図１に示す有機ＥＬ表示装置とほぼ同様である。
【００７９】
図７に示す有機ＥＬ表示装置において、有機ＥＬ素子部から出射された白色光は、領域Ｒ、Ｇ及びＢにおいては、透明の接着剤層２３、保護膜２２、各カラーフィルタ層及び透明の封止基板２１を通り、それぞれ、赤色光、緑色光及び青色光として外部に取り出される。一方、領域Ｗにおいては、カラーフィルタ層は存在しておらず、有機ＥＬ素子部からの着色光は、透明の接着剤層２３、紫外線吸収層３０、及び透明の封止基板２１を通り、直接白色光として、外部に取り出される。
【００８０】
本実施例の有機ＥＬ表示装置においては、カラーフィルタ層が設けられていない領域Ｗにおいて、膜厚１．５μｍの紫外線吸収層３０が設けられている。この紫外線吸収層３０は、波長３８０ｎｍの光吸収率が１０％以上であり、外部から有機ＥＬ素子部に浸入する紫外線をカットすることができる。このため、本実施例の有機ＥＬ表示装置においては、紫外線による有機ＥＬ素子部の劣化を抑え、駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、有機ＥＬ素子部における発光のバランスの劣化を抑えることができ、良好な色表示品位を保つことができる。
【００８１】
図７に示す有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション構造であり、ＴＦＴ上の領域も画素領域として用いることができる。このため、より広い領域を画素領域として用いることができるので、有機ＥＬ表示装置の輝度をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に従う第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置を示す断面図。
【図２】領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷの配置の一例を示す平面図。
【図３】領域Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＷの配置の他の例を示す平面図。
【図４】赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタにおける各波長における透過率を示す図。
【図５】波長３８０ｎｍでの光吸収率と光照射後の電圧上昇との関係を検討するため作製した有機ＥＬ表示装置の構造を示す断面図。
【図６】波長３８０ｎｍでの光吸収率と光照射後の電圧上昇との関係を示す図。
【図７】本発明に従う第２の実施形態に有機ＥＬ表示装置を示す断面図。
【符号の説明】
【００８３】
１…基板
２…ホール注入電極
３…ホール注入層
４…ホール輸送層
５ａ…オレンジ色発光層
５ｂ…青色発光層
６…電子輸送層
７…電子注入層
８…電子注入電極
１１…積層膜
１４…ゲート酸化膜
１６…第１の層間絶縁膜
１７…第２の層間絶縁膜
１８…平坦化膜
１９…画素分離膜
２０…ＴＦＴ
２１…封止基板
２２…保護膜
２３…接着剤層
３０…紫外線吸収層
ＣＦＲ…赤色カラーフィルタ層
ＣＦＧ…緑色カラーフィルタ層
ＣＦＢ…青色カラーフィルタ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色発光領域、緑色発光領域、青色発光領域、及び白色発光領域が設けられ、
白色発光の有機ＥＬ素子部と、
前記有機ＥＬ素子部に対して発光取り出し側に設けられる透光性基板と、
前記赤色発光領域、前記緑色発光領域、及び前記青色発光領域において、前記有機ＥＬ素子部からの白色発光を各発光領域に対応する色に変換するため、前記有機ＥＬ素子部に対して発光取り出し側に設けられる色変換層とを備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
前記白色発光領域において、前記透光性基板と、前記有機ＥＬ素子部の間に、波長３８０ｎｍでの光吸収率が１０％以上である紫外線吸収層が設けられていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項２】
前記赤色発光領域、前記緑色発光領域、及び前記青色発光領域において、前記透光性基板と、前記有機ＥＬ素子部の間に前記色変換層が設けられており、該色変換層の上に設けられる平坦化膜が、前記白色発光領域において、前記紫外線吸収層を構成していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項３】
前記有機ＥＬ素子部が、オレンジ色発光層と青色発光層の積層構造からなる白色発光層を有することを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項１】
赤色発光領域、緑色発光領域、青色発光領域、及び白色発光領域が設けられ、
白色発光の有機ＥＬ素子部と、
前記有機ＥＬ素子部に対して発光取り出し側に設けられる透光性基板と、
前記赤色発光領域、前記緑色発光領域、及び前記青色発光領域において、前記有機ＥＬ素子部からの白色発光を各発光領域に対応する色に変換するため、前記有機ＥＬ素子部に対して発光取り出し側に設けられる色変換層とを備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
前記白色発光領域において、前記透光性基板と、前記有機ＥＬ素子部の間に、波長３８０ｎｍでの光吸収率が１０％以上である紫外線吸収層が設けられていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項２】
前記赤色発光領域、前記緑色発光領域、及び前記青色発光領域において、前記透光性基板と、前記有機ＥＬ素子部の間に前記色変換層が設けられており、該色変換層の上に設けられる平坦化膜が、前記白色発光領域において、前記紫外線吸収層を構成していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項３】
前記有機ＥＬ素子部が、オレンジ色発光層と青色発光層の積層構造からなる白色発光層を有することを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１０３０２８（Ｐ２００７−１０３０２８Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８７５６１（Ｐ２００５−２８７５６１）
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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