有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法及び電子機器
【課題】 簡易な構成で、切れの良いカラー表示を実現することが可能な有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法及び電子機器を提供すること。
【解決手段】 基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、発光層６０からの光を基板側に射出させる有機ＥＬ装置であって、基板が、複数の光ファイバを有し、発光層６０から発光した光を基板の厚み方向に導光させるファイバアレイ基板２からなり、該ファイバアレイ基板２の光射出側に、画素領域に対応してカラーフィルタ２１０が配設されていることを特徴とする。
【解決手段】 基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、発光層６０からの光を基板側に射出させる有機ＥＬ装置であって、基板が、複数の光ファイバを有し、発光層６０から発光した光を基板の厚み方向に導光させるファイバアレイ基板２からなり、該ファイバアレイ基板２の光射出側に、画素領域に対応してカラーフィルタ２１０が配設されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯電話やＰＤＡ等の携帯機器やパーソナルコンピュータ等の電子機器の表示手段として、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略す。）表示装置が開発されている。
有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ層（発光層）を一対の電極間に挟持してなる発光素子を基板面内に複数備えて構成され、各発光素子を独立に駆動制御することで所望の表示を行っている。有機ＥＬ表示装置としては、ガラス基板上にブラックマトリックスを蒸着により形成した後、赤色，緑色，青色のカラーフィルタを形成し、ガラス基板側から光を取り出すボトムエミッション型のものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の有機ＥＬ表示装置は、ブラックマトリックス及びカラーフィルタが形成されたガラス基板上に、透明電極及びカラーフィルタの各色に対応する発光層を順に積層したものである。
また、白色発光する発光素子を使用し、三原色のカラーフィルタを介して表示する有機ＥＬ表示装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２に記載の有機ＥＬ表示装置は、白色発光する発光層を用い、この発光層から発光する白色光を封止基板に形成されているカラーフィルタで分光し、封止基板側から赤色，緑色，青色の三原色の光を取り出すトップエミッション型の装置である。
【特許文献１】特開平８−３２１３８０号公報
【特許文献２】特開平１０−９２５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献２に記載のトップエミッション型有機ＥＬ装置のように、封止基板にカラーフィルタを作り込んでおく有機ＥＬ表示装置では、封止性能を出すのが難しく、また、透明陰極として信頼性の高いものを使用しないと、コントラストを向上させるのは困難である。
一方、特許文献１に記載のボトムエミッション型有機ＥＬ装置のように、ガラス基板にブラックマトリックス及びカラーフィルタを形成した後、ブラックマトリックス及びカラーフィルタ上に透明電極を形成するのは製造が困難である。また、ガラス基板の下面側にカラーフィルタを形成すると、発光層から発光した光は、ガラス基板内を平面方向に伝播し、各発光層の色に対応したカラーフィルタを通過しない光が生じてしまい、色再現性が悪く、切れの悪いカラー表示になってしまう。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成で、切れの良いカラー表示を実現することが可能な有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の有機ＥＬ装置は、基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、前記発光層からの光を前記基板側に射出させる有機ＥＬ装置であって、前記基板が、複数の光ファイバを有し、前記発光層から発光した光を前記基板の厚み方向に導光させるファイバアレイ基板からなり、該ファイバアレイ基板の光射出側に、前記画素領域に対応してカラーフィルタが配設されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る有機ＥＬ装置では、基板がファイバアレイ基板からなるため、発光層から発光された光は、厚み方向にのみ伝搬される。そして、ファイバアレイ基板を伝搬した光は、画素領域に対応したカラーフィルタを通過する。すなわち、ボトムエミッション型のような基板側に射出させる有機ＥＬ装置において、ある程度厚みがある基板であっても、発光層から発光した光は、ファイバアレイ基板により、有機ＥＬ装置の平面方向に伝搬せず、ほとんどすべてが画素領域に対応したカラーフィルタを通過する。したがって、発光層から発光した光は混色することがないため、光利用効率が向上し、切れの良いカラー表示を実現することが可能となる。
【０００７】
また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記ファイバアレイ基板の射出側に、前記画素領域を区画する遮光部が形成されていることが好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ装置では、遮光部を形成することにより、隣接する画素領域間における光の漏れを防止することができるので、ファイバアレイ基板から射出される光のコントラスト及び色再現性をより向上させることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記遮光部が、光吸収材料により形成されていることが好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ装置では、有機ＥＬ装置に入射した外光を光吸収材料からなる遮光部により吸収することができるため、画素領域間における外光の反射を抑えることができるので、ファイバアレイ基板から射出される光のコントラストを向上させることが可能となる。
【０００９】
また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記発光層が白色光を発光することが好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ装置では、発光層が白色発光層であるため、発光層より発光された白色の光は、三原色のカラーフィルタで色分離される。このように、画素領域ごとに発光層を形成するための材料をＲＧＢの３色に打ち分ける必要がないため、簡易に有機ＥＬ装置を製造することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記発光層が、前記発光層の位置に対応した前記カラーフィルタの色素層と同色の光を発光することが好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ装置では、カラーフィルタは発光層に対応した色素層で形成されているので、それぞれの発光層から発光した色光は、同じ色のカラーフィルタを通過するため、カラーフィルタでの吸収が少なく、発光層から発光された光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１１】
本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、前記発光層からの光を前記基板側に射出させる有機ＥＬ装置の製造方法であって、複数の光ファイバを有するファイバアレイ基板の一面に前記発光層を形成する工程と、カラーフィルタを保持基板上に形成する工程と、前記画素領域に対応させて前記保持基板に形成された前記カラーフィルタを前記ファイバアレイ基板の他面に配設する工程とを備えることを特徴とする。
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記保持基板に、前記画素領域を区画する遮光部を形成する工程を備えることが好ましい。
【００１２】
これら本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法では、カラーフィルタあるいはカラーフィルタ及び遮光部を保持基板に形成した後、この保持基板をファイバアレイ基板の他面側に配設することにより、簡易な方法で、精度良く画素領域とカラーフィルタとの位置合わせを行うことができる。
【００１３】
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、前記発光層からの光を前記基板側に射出させる有機ＥＬ装置の製造方法であって、複数の光ファイバを有するファイバアレイ基板の一面側に前記発光層を形成する工程と、前記ファイバアレイ基板の他面に、カラーフィルタを印刷法により形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法では、液相法である印刷法は、高分子材料を成膜するには好適な方法であるとともに、材料の無駄も発生しないため、安価に有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００１５】
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記印刷法として液滴吐出法により前記カラーフィルタを形成することが好ましい。
【００１６】
本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法では、カラーフィルタを液滴吐出法により形成する。この液滴吐出法とは、いわゆるインクジェットプリンタでよく知られている印刷技術であり、各種材料を液状化させた材料インクの液滴を、インクジェットヘッドから基板上に吐出し、定着させるものである。液滴吐出法によれば、微細な領域に材料インクの液滴を正確に吐出できるので、フォトリソグラフィを行うことなく、所望の領域の際まで直接材料インクを定着させることができる。したがって、材料の無駄も発生しないため、製造コストの低減を図ることが可能であるとともに、均一かつ正確にカラーフィルタを形成することができる。
【００１７】
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記画素領域を区画する遮光部をレーザー熱転写法により形成することが好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法では、レーザー熱転写法を用いることにより、簡易な工程であるとともに、画素領域に合わせて高精度に遮光部を形成することが可能となる。
【００１８】
本発明の電子機器は、上記の有機ＥＬ装置を表示部として用いたことを特徴とする。
本発明の電子機器は、上記のようにコントラストが向上しており、カラーフィルタによる混色が無いため、発色及び切れの良い表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。
図１は、本実施形態の有機ＥＬ装置の一例である有機ＥＬ表示装置１の全体構成を概略的に示す分解斜視図である。
有機ＥＬ表示装置１は、ファイバアレイ基板２に配線や絶縁層等が形成された基体１０と、この基体１０上に形成された有機ＥＬ素子３と、基体１０の端部に取り付けられた駆動部４とを有しており、駆動部４から供給される電気信号に応じて有機ＥＬ素子３が発光することで、画像や動画等を表示できるようになっている。また、有機ＥＬ素子３及び基体１０を覆うように封止部５が形成されている。本実施形態では、薄膜トランジスタ（Thin film Transistor：ＴＦＴ）が形成されたアクティブマトリクス型であり、有機ＥＬ素子３により発生した光が基体１０を透過して取り出されるボトムエミッション型である有機ＥＬ表示装置１を例に挙げて説明する。
【００２０】
図２は、図１の有機ＥＬ表示装置１を平面視したときの図である。この図では、有機ＥＬ素子３及び封止部５を省略している。図３は、図２の有機ＥＬ表示装置１のＡ−Ｂ断面を概略的に示す図である。
【００２１】
図２に示すように、基体１０は、画素部７（一点鎖線内の領域）と周縁部８（当該一点鎖線の外の領域）とに区画され、画素部７内では、実表示領域Ｐ（二点鎖線内の領域）とダミー領域Ｑ（一点鎖線と二点鎖線との間の領域）とに更に区画される。また、画素部７の実表示領域Ｐは、有機ＥＬ素子３からの光が通過する画素領域Ｋと、電極や配線等が配置される画素間Ｌとに区画される。
【００２２】
ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置１では、発光層６０における発光光をファイバアレイ基板２側から取り出すので、ファイバアレイ基板２としては透明のものが採用される。本実施形態では、図３に示すように、ファイバアレイ基板２は複数の導光路２０１を集束してなるものであって、この導光路２０１の光軸に対して垂直方向に平板状に広がるものである。具体的には、多数本の光ファイバを集束して平板状にして基板としたものや、ウレキサイト（通称テレビ石：ＮａＣａＢ５Ｏ６（ＯＨ）６・５Ｈ２Ｏ）を平板状にしたものなどであり、導光路２０１の入射側の表面に有機ＥＬ素子３が形成される。
本実施形態では、複数のグラスファイバ（光ファイバ）を束ねて接着したものを使用する。このようなファイバアレイ基板２では、有機ＥＬ素子３からの発光光は、ファイバアレイ基板２の各導光路２０１内を導光されるので、拡散することがなく、高い直進性を持った平行光として、ファイバアレイ基板２の光射出側端面（他面）２ｂから射出される。また、各導光路２０１は光ファイバからなるため、導光路２０１内での光の減衰が少ないので、有機ＥＬ素子３から射出された光をファイバアレイ基板２の厚み方向、すなわち、発光層６０からファイバアレイ基板２に向かう方向に導光させ、高い利用効率で平行光として取り出すことができる。
ファイバアレイ基板２の射出側端面２ｂには、カラーフィルタ２１０が画素領域Ｋに対応して配設されている。また、カラーフィルタ２１０の大きさは、有機バンク層２２１の開口部２２１ａの大きさと略同一である。
【００２３】
ファイバアレイ基板２上には、有機ＥＬ素子３の駆動用ＴＦＴ１２３などを含む駆動部４が形成されている。なお、駆動部４を備えた半導体素子をファイバアレイ基板２に実装して有機ＥＬ表示装置を構成することも可能である。
【００２４】
駆動部４の具体的な構成として、ファイバアレイ基板２の表面に絶縁材料からなる下地保護層２８１が形成され、その上に半導体材料であるシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面には、ゲート絶縁層２８２が形成されている。そのゲート絶縁層２８２の表面には、ゲート電極２４２が形成されている。このゲート電極２４２は、図示しない走査線の一部によって構成されている。シリコン層２４１には、不純物が導入されることにより、ソース領域，ドレイン領域が形成され、この２つの領域間がチャネル領域２４１ａとなっている。チャネル領域２４１ａの一方側には、低濃度ソース領域２４１ｂおよび高濃度ソース領域２４１Ｓが設けられ、チャネル領域２４１ａの他方側には低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび高濃度ドレイン領域２４１Ｄがそれぞれ形成されている。なお、ＴＦＴ素子構造は同様の動作をするものであればここに示したものに限らない。
また、ゲート電極２４２およびゲート絶縁層２８２の表面には、ＳｉＯ２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成されている。この第１層間絶縁層２８３上にドレインおよびソース電極が形成され、さらにこれら電極上に第２層間絶縁層２８４が形成され、コンタクトホールを通じてドレイン電極は画素電極２３に接続している。もちろん配線はこのとおりである必要は無く、ＴＦＴの構造や回路構成により、どのようにでも変化する。例えば、画素電極２３とドレイン領域との接続構造は、中継層を介して接続するなどしても良い。
また、シリコン層２４１は、多結晶シリコンを用いても良いし、アモルファスシリコンを用いても良い。さらに、本実施形態では、トップゲート型ＴＦＴを用いた例であるが、ボトムゲート型ＴＦＴを採用しても良い。
【００２５】
また、画素電極２３を囲うように、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料からなる無機隔壁２５が形成されている。さらに無機隔壁２５の表面には、ポリイミド等の有機絶縁材料からなる有機隔壁２２１が形成されている。そして、有機ＥＬ素子３の形成領域に配置された画素電極２３の上方には、無機隔壁２５の開口部２５ａおよび有機隔壁２２１の開口部２２１ａが配置されている。
【００２６】
そして、無機隔壁２５の開口部２５ａおよび有機隔壁２２１の開口部２２１ａの内側に、複数の機能膜が積層形成されて、有機ＥＬ素子３が構成されている。有機ＥＬ素子３は、陽極として機能する画素電極２３と、この画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔注入層７０と、有機ＥＬ物質からなる発光層６０と、陰極５０とを積層して構成されている。
【００２７】
ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置の場合、陽極として機能する画素電極２３は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料によって形成されている。
正孔注入層７０の形成材料としては、高分子系材料としては、特に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液がインクジェット法成膜には好適に用いられる。
なお、正孔注入層７０の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。また、蒸着法にて正孔注入層を形成する場合には、通常用いられる、ＴＰＤ、銅フタロシアニン、αＮＰＤ、ｍ―ＭＴＤＡＴＡなどを用いることができる。
【００２８】
発光層６０は、赤色（Ｒ）に発光する赤色発光層６０Ｒ、緑色（Ｇ）に発光する緑色発光層６０Ｇ、及び青色（Ｂ）に発光する青色発光層６０Ｂ、の３種類を有し、各発光層６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂがストライプ配置されている。また、発光層６０は、各発光層６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂの位置に対応したカラーフィルタ２１０の色素層と同色の光を発光するようになっている。すなわち、このカラーフィルタ２１０は、赤色、緑色、青色発光層６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂの各画素領域Ｋに対応してファイバアレイ基板２の射出側端面２ｂに設けられた赤色フィルタ２１０Ｒ、緑色フィルタ２１０Ｇ、青色フィルタ２１０Ｂを有している。また、各カラーフィルタ２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂの間には、画素領域Ｋを区画するブラックマトリクス（遮光部）２１５が設けられている。ブラックマトリクス２１５は、ファイバアレイ基板２の画素間Ｌ（非画素領域）に対応してストライプ状に設けられている。なお、ブラックマトリクス２１５は、画素間Ｌに対応して格子状に設けてもよい。また、ブラックマトリクス２１５としては、例えば、酸化クロムや酸化チタン等の光吸収性の材料から形成されている。
【００２９】
この発光層６０の材料としては、例えば、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン係色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、またはこれらの高分子材料にルブレン、ペリレン、９，１０-ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン、ルブレン等をドープして用いることができる。また低分子系の材料として、Ａｌｑ３、ＤＰＶＢｉ等に、上記のような低分子系材料をドーピングしてマスク蒸着することで、所望の発光を所定の配列で得ることができる。
【００３０】
陰極５０は、発光層６０を覆って形成されたもので、例えばＣａを厚さ２０ｎｍ程度に形成し、その上にＡｌを厚さ２００ｎｍ程度に形成して積層構造の電極とし、Ａｌを反射層としても機能させたものである。また、この陰極５０上には封止層５１が形成されている。
【００３１】
次に、以上の構成からなる本実施形態の有機ＥＬ表示装置１の製造方法について説明する。
本実施形態の有機ＥＬ表示装置１の製造方法は、例えば、（１）バンク部形成工程、（２）プラズマ処理工程（３）正孔輸送層形成工程、（４）発光層形成工程、（５）陰極層形成工程及び（６）封止工程とを具備して構成されている。なお、製造方法はこれに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
【００３２】
（１）バンク部形成工程
次に、このような構成の有機ＥＬ表示装置１の製造方法について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、ファイバアレイ基板２上に駆動用ＴＦＴ１２３等の回路部１１を有し、第１，第２層間絶縁膜２８３，２８４の上に複数の画素電極２３が形成されたファイバアレイ基板２を準備する。
【００３３】
次いで、画素電極２３上および第２層間絶縁層２８４上に、ＳｉＯ２等の絶縁材料をＣＶＤ法等で成膜して、続いて、公知のフォトリソグラフィ技術、エッチング技術を用いてパターニングする。これにより、形成する各有機ＥＬ素子の画素領域Ｋ毎に開口部２５ａを形成すると同時に、無機隔壁２５を形成する。
【００３４】
次いで、図４（ｂ）に示すように、無機隔壁２５の所定位置、詳しくは画素領域Ｋを囲む位置に樹脂等によって有機隔壁２２１を形成する。
次いで、ファイバアレイ基板２の表面に、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域とを形成する。本実施形態においては、プラズマ処理によって各領域を形成するものとする。具体的には、該プラズマ処理は、有機隔壁２２１の表面および開口部２２１ａの壁面ならびに画素電極２３の電極面２３ｃ、無機隔壁２５の表面をそれぞれ親液性にする親液化工程と、有機隔壁２２１の上面および開口部２２１ａの壁面を撥液性にする撥液化工程とで構成する。
【００３５】
（２）プラズマ処理工程
すなわち、基材（バンクなどを含むファイバアレイ基板２）を親液化工程として大気圧下で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ２プラズマ処理）を行う。次いで、撥液化工程として大気圧下で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ４プラズマ処理）を行うことで、親液性および撥液性が所定箇所に付与されることとなる。
【００３６】
なお、このＣＦ４プラズマ処理においては、画素電極２３の電極面２３ｃおよび無機隔壁２５についても多少の影響を受けるが、画素電極２３の材料であるＩＴＯおよび無機隔壁２５の構成材料であるＳｉＯ２、ＴｉＯ２などはフッ素に対する親和性に乏しいため、親液化工程で付与された水酸基がフッ素基で置換されることがなく、親液性が保たれる。
【００３７】
（３）正孔輸送層形成工程
次いで、正孔輸送層形成工程によって正孔輸送層７０を形成する。この正孔輸送層形成工程では、高分子材料を用いる場合には、液滴吐出法として、特にインクジェット法が好適に採用される。すなわち、このインクジェット法により、正孔輸送層形成材料を電極面２３ｃ上に選択的に配し、これを塗布する。その後、乾燥処理および熱処理を行い、電極２３上に正孔輸送層７０を形成する。正孔輸送層７０の形成材料としては、例えば前記のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをイソプロピルアルコールなどの極性溶媒に溶解させたものが用いられる。
【００３８】
ここで、このインクジェット法による正孔輸送層７０の形成にあたっては、まず、インクジェットヘッド（図示略）に正孔輸送層形成材料を充填し、インクジェットヘッドの吐出ノズルを無機隔壁２５に形成された前記開口部２５ａ内に位置する電極面２３ｃに対向させ、インクジェットヘッドと基材（ファイバアレイ基板２）とを相対移動させながら、吐出ノズルから１滴当たりの液量が制御された液滴を電極面２３ｃに吐出する。次に、吐出後の液滴を乾燥処理し、正孔輸送層材料に含まれる分散媒や溶媒を蒸発させることにより、正孔輸送層７０を形成する。
【００３９】
このとき、吐出ノズルから吐出された液滴は、親液性処理がなされた電極面２３ｃ上にて広がり、無機隔壁２５の開口部２５ａ内に満たされて該開口部２５ａ内に臨むようになる。その一方で、撥液処理された有機隔壁２２１の上面では、液滴がはじかれて付着しない。したがって、液滴が所定の吐出位置からずれて、液滴の一部が有機隔壁２２１の表面にかかったとしても、該表面が液滴で濡れることがなく、弾かれた液滴が無機隔壁２５の開口部２５ａ内に引き込まれる。
なお、この正孔輸送層形成工程以降では、各種の形成材料や形成した要素の酸化・吸湿を防止すべく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などの不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
なお、本実施例はインクジェット法を用いたが、低分子材料を用いて、フィジカルマスク越しに正孔注入輸送材料を蒸着成膜しても良い。この場合、前処理としては、酸素プラズマ処理またはオゾンＵＶ処理だけでよく、ＣＦ４プラズマ処理は必ずしも必要無い。
【００４０】
（４）発光層形成工程
次いで、図５（ａ）に示すように、発光層形成工程による発光層６０の形成を行う。
発光層形成工程では、前記の正孔輸送層７０の形成と同様に、液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。すなわち、インクジェット法により、発光層形成材料を正孔輸送層７０上に吐出し、その後、乾燥処理および熱処理を行うことにより、有機隔壁２２１に形成された開口部２２１ａ内、すなわち画素領域Ｋ上に発光層６０を形成する。
以上の正孔輸送層７０の形成工程と発光層６０の形成工程とにより、本発明における機能層をファイバアレイ基板２の一面２ａ側に形成することができる。本実施例はインクジェット法を用いたが、低分子材料を用いて、フィジカルマスク越しに発光材料を蒸着成膜しても良い。
【００４１】
（５）陰極層形成工程
次いで、図５（ｂ）に示すように、陰極層形成工程によって陰極５０を形成する。この陰極５０については、ＥＬ素子を効率よく発光させるため、電子注入層と導電層のような積層構造を採用するのが一般的であり、例えばアルミニウムなどの金属材料が使用可能である。なお、この陰極５０の形成では、前記正孔輸送層７０や発光層６０の形成とは異なり、蒸着法やスパッタ法等で行うため、画素領域Ｋにのみ選択的に形成材料を配するのでなく、ファイバアレイ基板２のほぼ全面に形成材料が設けられることになる。そこで、本実施形態では、ファイバアレイ基板２と図示しないメタルマスクを位置合わせして蒸着法やスパッタ法で陰極５０を成膜することにより、基板周辺部に陰極５０が形成されないようにする。
【００４２】
（６）封止工程
その後、封止工程によって封止基板３０を接着する。この封止工程では、不活性ガス中での作業を前提として、透明な封止基板３０とファイバアレイ基板２との間に、透明な接着剤４０を塗布し、気泡が入らないようにして封止基板３０とファイバアレイ基板２とを貼り合わせ、接着剤を硬化する。
【００４３】
次に、本発明のカラーフィルタ２１０及びブラックマトリックス２１５の形成方法について説明する。
ファイバアレイ基板２の射出側端面２ｂに、直接ブラックマトリックス２１５、赤色の色素層、緑色の色素層、青色の色素層の順に印刷法により形成する。このようにして、図３に示す有機ＥＬ表示装置１が製造される。なお、各色素層の印刷の順は、これに限るものではない。
【００４４】
本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１によれば、ファイバアレイ基板２を用いているため、発光層６０から発光された光は、厚み方向にのみ伝搬される。そして、ファイバアレイ基板２を伝搬した光は、画素領域Ｋに対応したカラーフィルタ２１０を通過する。すなわち、発光層６０から発光した光は、ファイバアレイ基板２により、有機ＥＬ表示装置１の平面方向に伝搬せず、ほとんどすべてが画素領域Ｋに対応したカラーフィルタ２１０を通過する。したがって、発光層６０から発光した光の利用効率を向上させることができるため、切れの良いカラー表示を実現することが可能となる。
【００４５】
[電子機器]
以下、上述の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図６は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図６において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。このように電子機器の表示部に上記実施の形態の有機ＥＬ装置を用いることで、発色及び切れの良い表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【００４６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、発光層６０を形成するための材料をＲＧＢの３色に打ち分けたが、発光層６０を白色発光層とし、三原色のカラーフィルタ２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂで分解する構成であっても良い。この構成では、画素領域Ｋごとに発光層６０を形成するための材料をＲＧＢの３色に打ち分ける必要がないため、簡易に有機ＥＬ表示装置１を製造することが可能となる。なお、白色発光層の形成材料（発光材料）としては、高分子発光体や低分子の有機発光色素、すなわち各種の蛍光物質や燐光物質などの発光物質が使用可能である。発光物質となる共役系高分子の中では、アリーレンビニレンまたはポリフルオレン構造を含むものなどが特に好ましい。白色発光層をインクジェット法（液滴吐出法）で形成する場合、発光材料として高分子材料を用いることが望ましく、例えばポリジオクチルフルオレン（ＰＦＯ）とＭＥＨ−ＰＰＶとを９：１の割合で混合したものを好適に用いることができる。
【００４７】
また、ブラックマトリックス２１５は、必ずしも設ける必要はないが、ブラックマトリックス２１５を設けることにより、隣接する画素領域Ｋ間における光の漏れを防止することができる。したがって、ファイバアレイ基板２から射出される光のコントラスト及び色再現性を向上させることが可能となる。
【００４８】
また、上記実施形態では、ファイバアレイ基板２の射出側端面２ｂにカラーフィルタ２１０を配設する方法として、印刷法により直接ファイバアレイ基板２の射出側端面２ｂにカラーフィルタ２１０を形成する方法を用いたが、この方法に限るものではなく、カラーフィルタ２１０を透明基板２２０に形成した後、ファイバアレイ基板２に貼り付ける方法を用いても良い。
この方法は、まず、図７（ａ）に示すように透明基板（保持基板）２２０の一方の面に対し、ストライプ状にブラックマトリックス２１５を形成する。このブラックマトリックス２１５は、カラーフィルタ２１０形成領域を区画するものであり、本発明に係るレーザ熱転写（ＬＩＴＩ）法によって形成される。
【００４９】
次に、図７（ｂ）に示すように、インクジェット法（液滴吐出法）を用いてカラーフィルタ用の機能液２１２の液滴を吐出し、これをフィルタエレメント２１１に着弾させる。吐出する機能液２１２の組成について、カラー色素およびバインダーの比率は、カラーフィルター膜厚、色素濃度（バインダーベース）を考慮して決定される。次にこれらをインクジェット溶媒に溶かし、適度な濃度の機能液２１２とする。次にこの溶液を、乾燥した時点で所望の膜厚になるように吐出量を調整してバンク内に吐出する。
【００５０】
このようにして透明基板２２０上のすべてのフィルタエレメント２１１に機能液２１２の液滴を充填した後に、ヒータを用いて透明基板２２０が所定の温度（例えば７０℃程度）となるように加熱処理する。このようにして、図７（ｃ）に示すようにカラーフィルタ２１０が形成される。尚、加熱処理に加えて真空工程を適用することでも、乾燥時のプロファイルをコントロールすることが出来る。
【００５１】
そして、このカラーフィルタ２１０が形成されている側をファイバアレイ基板２の射出側端面２ｂに接着することにより、図８に示すように、有機ＥＬ表示装置が得られる。
なお、ブラックマトリックス２１５の形成方法として、レーザ熱転写（ＬＩＴＩ）法を用いたが、この方法に限るものではなく、例えば、印刷法であっても良い。
また、ブラックマトリックス２１５を黒色樹脂等の光吸収材料により形成することにより、有機ＥＬ表示装置１に入射した外光を光吸収材料からなるブラックマトリックス２１５により吸収することができるため、画素領域Ｋ間における外光の反射を抑えることができるので、ファイバアレイ基板２から射出される光のコントラストを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１の有機ＥＬ装置の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ｂ方向における有機ＥＬ装置の構成を示す断面図である。
【図４】有機ＥＬ装置の製造工程の説明図である。
【図５】有機ＥＬ装置の製造工程の説明図である。
【図６】電子機器を示す概略構成図である。
【図７】カラーフィルタの別の製造工程の説明図である。
【図８】図７のカラーフィルタを用いた有機ＥＬ装置の平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…有機ＥＬ表示装置（有機ＥＬ装置）、２…ファイバアレイ基板、２ａ…ファイバアレイ基板２の一面２ａ、２ｂ…ファイバアレイ基板２の射出側端面（他面）、２１０…カラーフィルタ、２１５…ブラックマトリックス（遮光部）２２０…透明基板（保持基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯電話やＰＤＡ等の携帯機器やパーソナルコンピュータ等の電子機器の表示手段として、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略す。）表示装置が開発されている。
有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ層（発光層）を一対の電極間に挟持してなる発光素子を基板面内に複数備えて構成され、各発光素子を独立に駆動制御することで所望の表示を行っている。有機ＥＬ表示装置としては、ガラス基板上にブラックマトリックスを蒸着により形成した後、赤色，緑色，青色のカラーフィルタを形成し、ガラス基板側から光を取り出すボトムエミッション型のものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の有機ＥＬ表示装置は、ブラックマトリックス及びカラーフィルタが形成されたガラス基板上に、透明電極及びカラーフィルタの各色に対応する発光層を順に積層したものである。
また、白色発光する発光素子を使用し、三原色のカラーフィルタを介して表示する有機ＥＬ表示装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２に記載の有機ＥＬ表示装置は、白色発光する発光層を用い、この発光層から発光する白色光を封止基板に形成されているカラーフィルタで分光し、封止基板側から赤色，緑色，青色の三原色の光を取り出すトップエミッション型の装置である。
【特許文献１】特開平８−３２１３８０号公報
【特許文献２】特開平１０−９２５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献２に記載のトップエミッション型有機ＥＬ装置のように、封止基板にカラーフィルタを作り込んでおく有機ＥＬ表示装置では、封止性能を出すのが難しく、また、透明陰極として信頼性の高いものを使用しないと、コントラストを向上させるのは困難である。
一方、特許文献１に記載のボトムエミッション型有機ＥＬ装置のように、ガラス基板にブラックマトリックス及びカラーフィルタを形成した後、ブラックマトリックス及びカラーフィルタ上に透明電極を形成するのは製造が困難である。また、ガラス基板の下面側にカラーフィルタを形成すると、発光層から発光した光は、ガラス基板内を平面方向に伝播し、各発光層の色に対応したカラーフィルタを通過しない光が生じてしまい、色再現性が悪く、切れの悪いカラー表示になってしまう。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成で、切れの良いカラー表示を実現することが可能な有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の有機ＥＬ装置は、基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、前記発光層からの光を前記基板側に射出させる有機ＥＬ装置であって、前記基板が、複数の光ファイバを有し、前記発光層から発光した光を前記基板の厚み方向に導光させるファイバアレイ基板からなり、該ファイバアレイ基板の光射出側に、前記画素領域に対応してカラーフィルタが配設されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る有機ＥＬ装置では、基板がファイバアレイ基板からなるため、発光層から発光された光は、厚み方向にのみ伝搬される。そして、ファイバアレイ基板を伝搬した光は、画素領域に対応したカラーフィルタを通過する。すなわち、ボトムエミッション型のような基板側に射出させる有機ＥＬ装置において、ある程度厚みがある基板であっても、発光層から発光した光は、ファイバアレイ基板により、有機ＥＬ装置の平面方向に伝搬せず、ほとんどすべてが画素領域に対応したカラーフィルタを通過する。したがって、発光層から発光した光は混色することがないため、光利用効率が向上し、切れの良いカラー表示を実現することが可能となる。
【０００７】
また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記ファイバアレイ基板の射出側に、前記画素領域を区画する遮光部が形成されていることが好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ装置では、遮光部を形成することにより、隣接する画素領域間における光の漏れを防止することができるので、ファイバアレイ基板から射出される光のコントラスト及び色再現性をより向上させることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記遮光部が、光吸収材料により形成されていることが好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ装置では、有機ＥＬ装置に入射した外光を光吸収材料からなる遮光部により吸収することができるため、画素領域間における外光の反射を抑えることができるので、ファイバアレイ基板から射出される光のコントラストを向上させることが可能となる。
【０００９】
また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記発光層が白色光を発光することが好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ装置では、発光層が白色発光層であるため、発光層より発光された白色の光は、三原色のカラーフィルタで色分離される。このように、画素領域ごとに発光層を形成するための材料をＲＧＢの３色に打ち分ける必要がないため、簡易に有機ＥＬ装置を製造することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記発光層が、前記発光層の位置に対応した前記カラーフィルタの色素層と同色の光を発光することが好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ装置では、カラーフィルタは発光層に対応した色素層で形成されているので、それぞれの発光層から発光した色光は、同じ色のカラーフィルタを通過するため、カラーフィルタでの吸収が少なく、発光層から発光された光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１１】
本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、前記発光層からの光を前記基板側に射出させる有機ＥＬ装置の製造方法であって、複数の光ファイバを有するファイバアレイ基板の一面に前記発光層を形成する工程と、カラーフィルタを保持基板上に形成する工程と、前記画素領域に対応させて前記保持基板に形成された前記カラーフィルタを前記ファイバアレイ基板の他面に配設する工程とを備えることを特徴とする。
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記保持基板に、前記画素領域を区画する遮光部を形成する工程を備えることが好ましい。
【００１２】
これら本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法では、カラーフィルタあるいはカラーフィルタ及び遮光部を保持基板に形成した後、この保持基板をファイバアレイ基板の他面側に配設することにより、簡易な方法で、精度良く画素領域とカラーフィルタとの位置合わせを行うことができる。
【００１３】
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、前記発光層からの光を前記基板側に射出させる有機ＥＬ装置の製造方法であって、複数の光ファイバを有するファイバアレイ基板の一面側に前記発光層を形成する工程と、前記ファイバアレイ基板の他面に、カラーフィルタを印刷法により形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法では、液相法である印刷法は、高分子材料を成膜するには好適な方法であるとともに、材料の無駄も発生しないため、安価に有機ＥＬ装置を製造することができる。
【００１５】
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記印刷法として液滴吐出法により前記カラーフィルタを形成することが好ましい。
【００１６】
本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法では、カラーフィルタを液滴吐出法により形成する。この液滴吐出法とは、いわゆるインクジェットプリンタでよく知られている印刷技術であり、各種材料を液状化させた材料インクの液滴を、インクジェットヘッドから基板上に吐出し、定着させるものである。液滴吐出法によれば、微細な領域に材料インクの液滴を正確に吐出できるので、フォトリソグラフィを行うことなく、所望の領域の際まで直接材料インクを定着させることができる。したがって、材料の無駄も発生しないため、製造コストの低減を図ることが可能であるとともに、均一かつ正確にカラーフィルタを形成することができる。
【００１７】
また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記画素領域を区画する遮光部をレーザー熱転写法により形成することが好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法では、レーザー熱転写法を用いることにより、簡易な工程であるとともに、画素領域に合わせて高精度に遮光部を形成することが可能となる。
【００１８】
本発明の電子機器は、上記の有機ＥＬ装置を表示部として用いたことを特徴とする。
本発明の電子機器は、上記のようにコントラストが向上しており、カラーフィルタによる混色が無いため、発色及び切れの良い表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。
図１は、本実施形態の有機ＥＬ装置の一例である有機ＥＬ表示装置１の全体構成を概略的に示す分解斜視図である。
有機ＥＬ表示装置１は、ファイバアレイ基板２に配線や絶縁層等が形成された基体１０と、この基体１０上に形成された有機ＥＬ素子３と、基体１０の端部に取り付けられた駆動部４とを有しており、駆動部４から供給される電気信号に応じて有機ＥＬ素子３が発光することで、画像や動画等を表示できるようになっている。また、有機ＥＬ素子３及び基体１０を覆うように封止部５が形成されている。本実施形態では、薄膜トランジスタ（Thin film Transistor：ＴＦＴ）が形成されたアクティブマトリクス型であり、有機ＥＬ素子３により発生した光が基体１０を透過して取り出されるボトムエミッション型である有機ＥＬ表示装置１を例に挙げて説明する。
【００２０】
図２は、図１の有機ＥＬ表示装置１を平面視したときの図である。この図では、有機ＥＬ素子３及び封止部５を省略している。図３は、図２の有機ＥＬ表示装置１のＡ−Ｂ断面を概略的に示す図である。
【００２１】
図２に示すように、基体１０は、画素部７（一点鎖線内の領域）と周縁部８（当該一点鎖線の外の領域）とに区画され、画素部７内では、実表示領域Ｐ（二点鎖線内の領域）とダミー領域Ｑ（一点鎖線と二点鎖線との間の領域）とに更に区画される。また、画素部７の実表示領域Ｐは、有機ＥＬ素子３からの光が通過する画素領域Ｋと、電極や配線等が配置される画素間Ｌとに区画される。
【００２２】
ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置１では、発光層６０における発光光をファイバアレイ基板２側から取り出すので、ファイバアレイ基板２としては透明のものが採用される。本実施形態では、図３に示すように、ファイバアレイ基板２は複数の導光路２０１を集束してなるものであって、この導光路２０１の光軸に対して垂直方向に平板状に広がるものである。具体的には、多数本の光ファイバを集束して平板状にして基板としたものや、ウレキサイト（通称テレビ石：ＮａＣａＢ５Ｏ６（ＯＨ）６・５Ｈ２Ｏ）を平板状にしたものなどであり、導光路２０１の入射側の表面に有機ＥＬ素子３が形成される。
本実施形態では、複数のグラスファイバ（光ファイバ）を束ねて接着したものを使用する。このようなファイバアレイ基板２では、有機ＥＬ素子３からの発光光は、ファイバアレイ基板２の各導光路２０１内を導光されるので、拡散することがなく、高い直進性を持った平行光として、ファイバアレイ基板２の光射出側端面（他面）２ｂから射出される。また、各導光路２０１は光ファイバからなるため、導光路２０１内での光の減衰が少ないので、有機ＥＬ素子３から射出された光をファイバアレイ基板２の厚み方向、すなわち、発光層６０からファイバアレイ基板２に向かう方向に導光させ、高い利用効率で平行光として取り出すことができる。
ファイバアレイ基板２の射出側端面２ｂには、カラーフィルタ２１０が画素領域Ｋに対応して配設されている。また、カラーフィルタ２１０の大きさは、有機バンク層２２１の開口部２２１ａの大きさと略同一である。
【００２３】
ファイバアレイ基板２上には、有機ＥＬ素子３の駆動用ＴＦＴ１２３などを含む駆動部４が形成されている。なお、駆動部４を備えた半導体素子をファイバアレイ基板２に実装して有機ＥＬ表示装置を構成することも可能である。
【００２４】
駆動部４の具体的な構成として、ファイバアレイ基板２の表面に絶縁材料からなる下地保護層２８１が形成され、その上に半導体材料であるシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面には、ゲート絶縁層２８２が形成されている。そのゲート絶縁層２８２の表面には、ゲート電極２４２が形成されている。このゲート電極２４２は、図示しない走査線の一部によって構成されている。シリコン層２４１には、不純物が導入されることにより、ソース領域，ドレイン領域が形成され、この２つの領域間がチャネル領域２４１ａとなっている。チャネル領域２４１ａの一方側には、低濃度ソース領域２４１ｂおよび高濃度ソース領域２４１Ｓが設けられ、チャネル領域２４１ａの他方側には低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび高濃度ドレイン領域２４１Ｄがそれぞれ形成されている。なお、ＴＦＴ素子構造は同様の動作をするものであればここに示したものに限らない。
また、ゲート電極２４２およびゲート絶縁層２８２の表面には、ＳｉＯ２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成されている。この第１層間絶縁層２８３上にドレインおよびソース電極が形成され、さらにこれら電極上に第２層間絶縁層２８４が形成され、コンタクトホールを通じてドレイン電極は画素電極２３に接続している。もちろん配線はこのとおりである必要は無く、ＴＦＴの構造や回路構成により、どのようにでも変化する。例えば、画素電極２３とドレイン領域との接続構造は、中継層を介して接続するなどしても良い。
また、シリコン層２４１は、多結晶シリコンを用いても良いし、アモルファスシリコンを用いても良い。さらに、本実施形態では、トップゲート型ＴＦＴを用いた例であるが、ボトムゲート型ＴＦＴを採用しても良い。
【００２５】
また、画素電極２３を囲うように、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料からなる無機隔壁２５が形成されている。さらに無機隔壁２５の表面には、ポリイミド等の有機絶縁材料からなる有機隔壁２２１が形成されている。そして、有機ＥＬ素子３の形成領域に配置された画素電極２３の上方には、無機隔壁２５の開口部２５ａおよび有機隔壁２２１の開口部２２１ａが配置されている。
【００２６】
そして、無機隔壁２５の開口部２５ａおよび有機隔壁２２１の開口部２２１ａの内側に、複数の機能膜が積層形成されて、有機ＥＬ素子３が構成されている。有機ＥＬ素子３は、陽極として機能する画素電極２３と、この画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔注入層７０と、有機ＥＬ物質からなる発光層６０と、陰極５０とを積層して構成されている。
【００２７】
ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置の場合、陽極として機能する画素電極２３は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料によって形成されている。
正孔注入層７０の形成材料としては、高分子系材料としては、特に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液がインクジェット法成膜には好適に用いられる。
なお、正孔注入層７０の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。また、蒸着法にて正孔注入層を形成する場合には、通常用いられる、ＴＰＤ、銅フタロシアニン、αＮＰＤ、ｍ―ＭＴＤＡＴＡなどを用いることができる。
【００２８】
発光層６０は、赤色（Ｒ）に発光する赤色発光層６０Ｒ、緑色（Ｇ）に発光する緑色発光層６０Ｇ、及び青色（Ｂ）に発光する青色発光層６０Ｂ、の３種類を有し、各発光層６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂがストライプ配置されている。また、発光層６０は、各発光層６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂの位置に対応したカラーフィルタ２１０の色素層と同色の光を発光するようになっている。すなわち、このカラーフィルタ２１０は、赤色、緑色、青色発光層６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂの各画素領域Ｋに対応してファイバアレイ基板２の射出側端面２ｂに設けられた赤色フィルタ２１０Ｒ、緑色フィルタ２１０Ｇ、青色フィルタ２１０Ｂを有している。また、各カラーフィルタ２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂの間には、画素領域Ｋを区画するブラックマトリクス（遮光部）２１５が設けられている。ブラックマトリクス２１５は、ファイバアレイ基板２の画素間Ｌ（非画素領域）に対応してストライプ状に設けられている。なお、ブラックマトリクス２１５は、画素間Ｌに対応して格子状に設けてもよい。また、ブラックマトリクス２１５としては、例えば、酸化クロムや酸化チタン等の光吸収性の材料から形成されている。
【００２９】
この発光層６０の材料としては、例えば、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン係色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、またはこれらの高分子材料にルブレン、ペリレン、９，１０-ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン、ルブレン等をドープして用いることができる。また低分子系の材料として、Ａｌｑ３、ＤＰＶＢｉ等に、上記のような低分子系材料をドーピングしてマスク蒸着することで、所望の発光を所定の配列で得ることができる。
【００３０】
陰極５０は、発光層６０を覆って形成されたもので、例えばＣａを厚さ２０ｎｍ程度に形成し、その上にＡｌを厚さ２００ｎｍ程度に形成して積層構造の電極とし、Ａｌを反射層としても機能させたものである。また、この陰極５０上には封止層５１が形成されている。
【００３１】
次に、以上の構成からなる本実施形態の有機ＥＬ表示装置１の製造方法について説明する。
本実施形態の有機ＥＬ表示装置１の製造方法は、例えば、（１）バンク部形成工程、（２）プラズマ処理工程（３）正孔輸送層形成工程、（４）発光層形成工程、（５）陰極層形成工程及び（６）封止工程とを具備して構成されている。なお、製造方法はこれに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
【００３２】
（１）バンク部形成工程
次に、このような構成の有機ＥＬ表示装置１の製造方法について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、ファイバアレイ基板２上に駆動用ＴＦＴ１２３等の回路部１１を有し、第１，第２層間絶縁膜２８３，２８４の上に複数の画素電極２３が形成されたファイバアレイ基板２を準備する。
【００３３】
次いで、画素電極２３上および第２層間絶縁層２８４上に、ＳｉＯ２等の絶縁材料をＣＶＤ法等で成膜して、続いて、公知のフォトリソグラフィ技術、エッチング技術を用いてパターニングする。これにより、形成する各有機ＥＬ素子の画素領域Ｋ毎に開口部２５ａを形成すると同時に、無機隔壁２５を形成する。
【００３４】
次いで、図４（ｂ）に示すように、無機隔壁２５の所定位置、詳しくは画素領域Ｋを囲む位置に樹脂等によって有機隔壁２２１を形成する。
次いで、ファイバアレイ基板２の表面に、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域とを形成する。本実施形態においては、プラズマ処理によって各領域を形成するものとする。具体的には、該プラズマ処理は、有機隔壁２２１の表面および開口部２２１ａの壁面ならびに画素電極２３の電極面２３ｃ、無機隔壁２５の表面をそれぞれ親液性にする親液化工程と、有機隔壁２２１の上面および開口部２２１ａの壁面を撥液性にする撥液化工程とで構成する。
【００３５】
（２）プラズマ処理工程
すなわち、基材（バンクなどを含むファイバアレイ基板２）を親液化工程として大気圧下で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ２プラズマ処理）を行う。次いで、撥液化工程として大気圧下で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ４プラズマ処理）を行うことで、親液性および撥液性が所定箇所に付与されることとなる。
【００３６】
なお、このＣＦ４プラズマ処理においては、画素電極２３の電極面２３ｃおよび無機隔壁２５についても多少の影響を受けるが、画素電極２３の材料であるＩＴＯおよび無機隔壁２５の構成材料であるＳｉＯ２、ＴｉＯ２などはフッ素に対する親和性に乏しいため、親液化工程で付与された水酸基がフッ素基で置換されることがなく、親液性が保たれる。
【００３７】
（３）正孔輸送層形成工程
次いで、正孔輸送層形成工程によって正孔輸送層７０を形成する。この正孔輸送層形成工程では、高分子材料を用いる場合には、液滴吐出法として、特にインクジェット法が好適に採用される。すなわち、このインクジェット法により、正孔輸送層形成材料を電極面２３ｃ上に選択的に配し、これを塗布する。その後、乾燥処理および熱処理を行い、電極２３上に正孔輸送層７０を形成する。正孔輸送層７０の形成材料としては、例えば前記のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳをイソプロピルアルコールなどの極性溶媒に溶解させたものが用いられる。
【００３８】
ここで、このインクジェット法による正孔輸送層７０の形成にあたっては、まず、インクジェットヘッド（図示略）に正孔輸送層形成材料を充填し、インクジェットヘッドの吐出ノズルを無機隔壁２５に形成された前記開口部２５ａ内に位置する電極面２３ｃに対向させ、インクジェットヘッドと基材（ファイバアレイ基板２）とを相対移動させながら、吐出ノズルから１滴当たりの液量が制御された液滴を電極面２３ｃに吐出する。次に、吐出後の液滴を乾燥処理し、正孔輸送層材料に含まれる分散媒や溶媒を蒸発させることにより、正孔輸送層７０を形成する。
【００３９】
このとき、吐出ノズルから吐出された液滴は、親液性処理がなされた電極面２３ｃ上にて広がり、無機隔壁２５の開口部２５ａ内に満たされて該開口部２５ａ内に臨むようになる。その一方で、撥液処理された有機隔壁２２１の上面では、液滴がはじかれて付着しない。したがって、液滴が所定の吐出位置からずれて、液滴の一部が有機隔壁２２１の表面にかかったとしても、該表面が液滴で濡れることがなく、弾かれた液滴が無機隔壁２５の開口部２５ａ内に引き込まれる。
なお、この正孔輸送層形成工程以降では、各種の形成材料や形成した要素の酸化・吸湿を防止すべく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などの不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
なお、本実施例はインクジェット法を用いたが、低分子材料を用いて、フィジカルマスク越しに正孔注入輸送材料を蒸着成膜しても良い。この場合、前処理としては、酸素プラズマ処理またはオゾンＵＶ処理だけでよく、ＣＦ４プラズマ処理は必ずしも必要無い。
【００４０】
（４）発光層形成工程
次いで、図５（ａ）に示すように、発光層形成工程による発光層６０の形成を行う。
発光層形成工程では、前記の正孔輸送層７０の形成と同様に、液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。すなわち、インクジェット法により、発光層形成材料を正孔輸送層７０上に吐出し、その後、乾燥処理および熱処理を行うことにより、有機隔壁２２１に形成された開口部２２１ａ内、すなわち画素領域Ｋ上に発光層６０を形成する。
以上の正孔輸送層７０の形成工程と発光層６０の形成工程とにより、本発明における機能層をファイバアレイ基板２の一面２ａ側に形成することができる。本実施例はインクジェット法を用いたが、低分子材料を用いて、フィジカルマスク越しに発光材料を蒸着成膜しても良い。
【００４１】
（５）陰極層形成工程
次いで、図５（ｂ）に示すように、陰極層形成工程によって陰極５０を形成する。この陰極５０については、ＥＬ素子を効率よく発光させるため、電子注入層と導電層のような積層構造を採用するのが一般的であり、例えばアルミニウムなどの金属材料が使用可能である。なお、この陰極５０の形成では、前記正孔輸送層７０や発光層６０の形成とは異なり、蒸着法やスパッタ法等で行うため、画素領域Ｋにのみ選択的に形成材料を配するのでなく、ファイバアレイ基板２のほぼ全面に形成材料が設けられることになる。そこで、本実施形態では、ファイバアレイ基板２と図示しないメタルマスクを位置合わせして蒸着法やスパッタ法で陰極５０を成膜することにより、基板周辺部に陰極５０が形成されないようにする。
【００４２】
（６）封止工程
その後、封止工程によって封止基板３０を接着する。この封止工程では、不活性ガス中での作業を前提として、透明な封止基板３０とファイバアレイ基板２との間に、透明な接着剤４０を塗布し、気泡が入らないようにして封止基板３０とファイバアレイ基板２とを貼り合わせ、接着剤を硬化する。
【００４３】
次に、本発明のカラーフィルタ２１０及びブラックマトリックス２１５の形成方法について説明する。
ファイバアレイ基板２の射出側端面２ｂに、直接ブラックマトリックス２１５、赤色の色素層、緑色の色素層、青色の色素層の順に印刷法により形成する。このようにして、図３に示す有機ＥＬ表示装置１が製造される。なお、各色素層の印刷の順は、これに限るものではない。
【００４４】
本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１によれば、ファイバアレイ基板２を用いているため、発光層６０から発光された光は、厚み方向にのみ伝搬される。そして、ファイバアレイ基板２を伝搬した光は、画素領域Ｋに対応したカラーフィルタ２１０を通過する。すなわち、発光層６０から発光した光は、ファイバアレイ基板２により、有機ＥＬ表示装置１の平面方向に伝搬せず、ほとんどすべてが画素領域Ｋに対応したカラーフィルタ２１０を通過する。したがって、発光層６０から発光した光の利用効率を向上させることができるため、切れの良いカラー表示を実現することが可能となる。
【００４５】
[電子機器]
以下、上述の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図６は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図６において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。このように電子機器の表示部に上記実施の形態の有機ＥＬ装置を用いることで、発色及び切れの良い表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【００４６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、発光層６０を形成するための材料をＲＧＢの３色に打ち分けたが、発光層６０を白色発光層とし、三原色のカラーフィルタ２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂで分解する構成であっても良い。この構成では、画素領域Ｋごとに発光層６０を形成するための材料をＲＧＢの３色に打ち分ける必要がないため、簡易に有機ＥＬ表示装置１を製造することが可能となる。なお、白色発光層の形成材料（発光材料）としては、高分子発光体や低分子の有機発光色素、すなわち各種の蛍光物質や燐光物質などの発光物質が使用可能である。発光物質となる共役系高分子の中では、アリーレンビニレンまたはポリフルオレン構造を含むものなどが特に好ましい。白色発光層をインクジェット法（液滴吐出法）で形成する場合、発光材料として高分子材料を用いることが望ましく、例えばポリジオクチルフルオレン（ＰＦＯ）とＭＥＨ−ＰＰＶとを９：１の割合で混合したものを好適に用いることができる。
【００４７】
また、ブラックマトリックス２１５は、必ずしも設ける必要はないが、ブラックマトリックス２１５を設けることにより、隣接する画素領域Ｋ間における光の漏れを防止することができる。したがって、ファイバアレイ基板２から射出される光のコントラスト及び色再現性を向上させることが可能となる。
【００４８】
また、上記実施形態では、ファイバアレイ基板２の射出側端面２ｂにカラーフィルタ２１０を配設する方法として、印刷法により直接ファイバアレイ基板２の射出側端面２ｂにカラーフィルタ２１０を形成する方法を用いたが、この方法に限るものではなく、カラーフィルタ２１０を透明基板２２０に形成した後、ファイバアレイ基板２に貼り付ける方法を用いても良い。
この方法は、まず、図７（ａ）に示すように透明基板（保持基板）２２０の一方の面に対し、ストライプ状にブラックマトリックス２１５を形成する。このブラックマトリックス２１５は、カラーフィルタ２１０形成領域を区画するものであり、本発明に係るレーザ熱転写（ＬＩＴＩ）法によって形成される。
【００４９】
次に、図７（ｂ）に示すように、インクジェット法（液滴吐出法）を用いてカラーフィルタ用の機能液２１２の液滴を吐出し、これをフィルタエレメント２１１に着弾させる。吐出する機能液２１２の組成について、カラー色素およびバインダーの比率は、カラーフィルター膜厚、色素濃度（バインダーベース）を考慮して決定される。次にこれらをインクジェット溶媒に溶かし、適度な濃度の機能液２１２とする。次にこの溶液を、乾燥した時点で所望の膜厚になるように吐出量を調整してバンク内に吐出する。
【００５０】
このようにして透明基板２２０上のすべてのフィルタエレメント２１１に機能液２１２の液滴を充填した後に、ヒータを用いて透明基板２２０が所定の温度（例えば７０℃程度）となるように加熱処理する。このようにして、図７（ｃ）に示すようにカラーフィルタ２１０が形成される。尚、加熱処理に加えて真空工程を適用することでも、乾燥時のプロファイルをコントロールすることが出来る。
【００５１】
そして、このカラーフィルタ２１０が形成されている側をファイバアレイ基板２の射出側端面２ｂに接着することにより、図８に示すように、有機ＥＬ表示装置が得られる。
なお、ブラックマトリックス２１５の形成方法として、レーザ熱転写（ＬＩＴＩ）法を用いたが、この方法に限るものではなく、例えば、印刷法であっても良い。
また、ブラックマトリックス２１５を黒色樹脂等の光吸収材料により形成することにより、有機ＥＬ表示装置１に入射した外光を光吸収材料からなるブラックマトリックス２１５により吸収することができるため、画素領域Ｋ間における外光の反射を抑えることができるので、ファイバアレイ基板２から射出される光のコントラストを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１の有機ＥＬ装置の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ｂ方向における有機ＥＬ装置の構成を示す断面図である。
【図４】有機ＥＬ装置の製造工程の説明図である。
【図５】有機ＥＬ装置の製造工程の説明図である。
【図６】電子機器を示す概略構成図である。
【図７】カラーフィルタの別の製造工程の説明図である。
【図８】図７のカラーフィルタを用いた有機ＥＬ装置の平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…有機ＥＬ表示装置（有機ＥＬ装置）、２…ファイバアレイ基板、２ａ…ファイバアレイ基板２の一面２ａ、２ｂ…ファイバアレイ基板２の射出側端面（他面）、２１０…カラーフィルタ、２１５…ブラックマトリックス（遮光部）２２０…透明基板（保持基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、前記発光層からの光を前記基板側に射出させる有機ＥＬ装置であって、
前記基板が、複数の光ファイバを有し、前記発光層から発光した光を前記基板の厚み方向に導光させるファイバアレイ基板からなり、
該ファイバアレイ基板の光射出側に、前記画素領域に対応してカラーフィルタが配設されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記ファイバアレイ基板の光射出側に、前記画素領域を区画する遮光部が形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装置。
【請求項３】
前記遮光部が、光吸収材料により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
前記発光層が白色光を発光することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記発光層が、前記発光層の位置に対応した前記カラーフィルタの色素層と同色の光を発光することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、前記発光層からの光を前記基板側に射出させる有機ＥＬ装置の製造方法であって、
複数の光ファイバを有するファイバアレイ基板の一面に前記発光層を形成する工程と、
カラーフィルタを保持基板上に形成する工程と、
前記画素領域に対応させて前記保持基板に形成された前記カラーフィルタを前記ファイバアレイ基板の他面に配設する工程とを備えることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項７】
前記保持基板に、前記画素領域を区画する遮光部を形成する工程を備えることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項８】
基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、前記発光層からの光を前記基板側に射出させる有機ＥＬ装置の製造方法であって、
複数の光ファイバを有するファイバアレイ基板の一面側に前記発光層を形成する工程と、
前記ファイバアレイ基板の他面に、カラーフィルタを印刷法により形成する工程とを備えることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項９】
前記印刷法として液滴吐出法により前記カラーフィルタを形成することを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１０】
前記画素領域を区画する遮光部をレーザー熱転写法により形成することを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置を表示部として用いたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、前記発光層からの光を前記基板側に射出させる有機ＥＬ装置であって、
前記基板が、複数の光ファイバを有し、前記発光層から発光した光を前記基板の厚み方向に導光させるファイバアレイ基板からなり、
該ファイバアレイ基板の光射出側に、前記画素領域に対応してカラーフィルタが配設されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記ファイバアレイ基板の光射出側に、前記画素領域を区画する遮光部が形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装置。
【請求項３】
前記遮光部が、光吸収材料により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
前記発光層が白色光を発光することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記発光層が、前記発光層の位置に対応した前記カラーフィルタの色素層と同色の光を発光することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、前記発光層からの光を前記基板側に射出させる有機ＥＬ装置の製造方法であって、
複数の光ファイバを有するファイバアレイ基板の一面に前記発光層を形成する工程と、
カラーフィルタを保持基板上に形成する工程と、
前記画素領域に対応させて前記保持基板に形成された前記カラーフィルタを前記ファイバアレイ基板の他面に配設する工程とを備えることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項７】
前記保持基板に、前記画素領域を区画する遮光部を形成する工程を備えることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項８】
基板上に配列形成された発光層を有する複数の画素領域を備え、前記発光層からの光を前記基板側に射出させる有機ＥＬ装置の製造方法であって、
複数の光ファイバを有するファイバアレイ基板の一面側に前記発光層を形成する工程と、
前記ファイバアレイ基板の他面に、カラーフィルタを印刷法により形成する工程とを備えることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項９】
前記印刷法として液滴吐出法により前記カラーフィルタを形成することを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１０】
前記画素領域を区画する遮光部をレーザー熱転写法により形成することを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置を表示部として用いたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−３１０２３４（Ｐ２００６−３１０２３４Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３４４６７（Ｐ２００５−１３４４６７）
【出願日】平成１７年５月２日（２００５．５．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２日（２００５．５．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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