(57)【要約】【解決課題】  高精細な有機ＥＬパネルにおいてもシャープで、且つ高輝度、長寿命を実現できる有機ＥＬ素子を安価に提供する。【解決手段】  基板１１上に、ブラックマトリクス１０１と、カラーフィルタ１０２と、色変換層またはクリアー層１０３と、オーバーコート層１０４と、第１電極１０６と、有機発光層を含む有機ＥＬ層１０９と、第２電極１１０を順次形成した１個以上の発光単位を備え、有機ＥＬ層１０９から生じた光が上記基板１１から出射される色変換方式のボトムエミッション型有機ＥＬ素子であって、色変換層１０３を通過しブラックマトリクス１０２に吸収される上記光の一部を反射し、基板１１から取り出すように反射膜３１を備えた有機ＥＬ素子である。【選択図】    図３
2008066103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ブラックマトリクスと、カラーフィルタと、色変換層またはクリアー層と、オーバーコート層と、第１電極と、有機発光層を含む有機ＥＬ層と、第２電極を順次形成した１個以上の発光単位を備え、有機ＥＬ層から生じた光が前記基板から出射される色変換方式のボトムエミッション型有機ＥＬ素子であって、
色変換層またはクリアー層を通過しブラックマトリクスに吸収される前記光の一部を反射し、前記基板から取り出すように反射膜を備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記色変換層またはクリアー層と前記カラーフィルタとの間に、ブラックマトリクスの遮光範囲内で、反射膜を備えた請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記カラーフィルタと前記ブラックマトリクスとの間に、ブラックマトリクスの遮光範囲内で、反射膜を備えた請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記反射膜が、少なくとも、前記色変換層もしくはクリアー層とカラーフィルタとの間、または、前記カラーフィルタとブラックマトリクスとの間において、有機ＥＬ層と平行である請求項１ないし３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
２個以上の発光単位を備え、さらに、隣接する前記発光単位における前記色変換層またはクリアー層の側面に反射膜を備えた請求項１ないし４のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
２個以上の発光単位を備え、前記色変換層またはクリアー層が、発光単位ごとに区分して備えられ、各色変換層またはクリアー層の側面全周に反射膜を備えた請求項５に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
各発光単位について、
水平反射膜開口面積（Ｂ）が、ブラックマトリクス開口面積（Ａ）より大きい請求項１ないし６のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項８】
基板上に、ブラックマトリクス層と、カラーフィルタ層と、色変換層またはクリアー層と、オーバーコート層と、第１電極と、有機発光層を含む有機ＥＬ層と、第２電極を順次形成した１個以上の発光単位を備え、有機ＥＬ層から生じた光が前記基板から出射される色変換方式のボトムエミッション型有機ＥＬ素子の製造方法であって、
基板上に、前記光が出射することができる開口窓を形成するようにブラックマトリクス層を形成する工程と、
フォトリソグラフ法により、前記開口窓を被覆するように、カラーフィルタ層を形成する工程と、
該カラーフィルタ層上に、前記開口窓に垂直入射する前記光を遮らないように、反射膜を形成する工程と、
前記カラーフィルタ層および前記反射膜の上に、前記カラーフィルタ層の形成に用いたフォトマスクを使用して、発光単位ごとに区分された色変換層を形成する工程と
を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
色変換方式の有機ＥＬディスプレイの基板構造、特にパッシブ方式のボトムエミッション構造の発光単位は、例えば図１、図２のようになっている。ガラス基板上にブラックマトリクス１１／カラーフィルタ１２／色変換（ＣＣＭ）層１３／平坦化層１４／パッシベーション膜１５／透明電極（陽極）１６／シャドウマスク１７／発光層１８／反射電極（陰極）１９という構成である。図示しないが、陰極を各操作電極に分離するパターンが設けられることもある。発光層１８は、さらに正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層等で構成される。発光層から出る光は、青緑色の単色であるが、これが色変換層で緑色、赤色に変換される。青色は、もともとの光源の光からカラーフィルタによって取り出される。このとき、透明電極やシャドウマスク、カラーフィルタ、色変換層の端部が外光によって散乱して見えるのを防ぐために、ブラックマトリクス１１が存在し、これによってコントラストが向上する。
【０００３】
簡単のために、有機発光層１８内に模擬的な点光源を考えると、発光した光は、強度の方向依存はあるもののほぼ全方向に広がる。これが、色変換層１３に達したとき、青緑色から赤色等に色変換されるとともに更に全方向に散乱する。従って、光路ａのように直進する方向だけでなく、光路ｂのように出射することもある。更に斜め方向に出射した光は、光路ｃのように色変換後にブラックマトリクスで吸収されるものもある。端の方で発光した光は、出射角度が浅くとも光路ｅのようにブラックマトリクスで吸収されるので、外部に取り出せる割合が少なくなる。
【０００４】
なお、発光層や透明電極（ＩＺＯ等）は、屈折率が近く、その値は２．０〜２．２程度である。パッシベーション膜１５は、通常ＳｉＯ2やＳｉＮ等で作られるが、これらは屈折率が１．５〜１．８程度である。また、平坦化層１４より下の層の屈折率もほぼ１．５前後である。従って発光した光の一部は、光路ｄのように全反射を繰り返して外部に出ることができないか、透明電極端部で散乱してしまう。
【０００５】
図１（ａ）のような従来構造の場合、ブラックマトリクスの線幅は、各層を形成する際のフォトプロセスにおける位置合わせ精度や線幅の形成精度、即ちプロセスルールから最小値が決定する。従って、発光単位の寸法が小さくなってもブラックマトリクス線幅を細くすることはできない。特に、色変換方式の場合、色変換層が厚いので、線幅の制御が難しい。一般的に、１００ｐｐｉ程度までの精細度の場合、６０〜８０％の開口率を実現できるが、高精細になるほど開口率は低下し、１５０〜２００ｐｐｉ程度を実現しようとすると、プロセスルールが変わらない限り、２０〜４０％程度まで低下することも在り得る。
【０００６】
基板上の光が透過できる開口部分以外に達した光は、ブラックマトリクスによって吸収されるが、高精細になるほど（図１（ｂ）のように）、その割合が増加し、光の取り出し効率が低下することになる。これを補うために、発光部の電流密度を上げて輝度向上を図ると、寿命が低下することになる。また、プロセスルールを向上させるために、より高精度なフォトマスクや露光機を使う場合は、大きなコストアップとなるという問題があった。
【０００７】
なお、基板上の光が透過できる開口部分以外に達した光の一部を取り出すために提案された構造として、各変換層の隙間に光反射性または光散乱性の白色微粉末を混入させる方式がある（例えば、特許文献１を参照。）。この方式によれば、色変換層から漏れ出す光を反射させることはできるが、ブラックマトリクスで吸収される光を救うことができる基板構造があればより好ましい。
【特許文献１】特開２００５−１２３０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、高精細な有機ＥＬパネルにおいてもシャープで、且つ高輝度、長寿命を実現できる有機ＥＬ素子を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明に係る有機ＥＬ素子は、上記目的を達成するために、基板上に、ブラックマトリクスと、カラーフィルタと、色変換層またはクリアー層と、オーバーコート層と、第１電極と、有機発光層を含む有機ＥＬ層と、第２電極を順次形成した１個以上の発光単位を備え、有機ＥＬ層から生じた光が上記基板から出射される色変換方式のボトムエミッション型有機ＥＬ素子であって、色変換層またはクリアー層を通過しブラックマトリクスに吸収される光の一部を反射し、基板から取り出すように反射膜を備えたことを特徴とするものである。
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、基板上に、ブラックマトリクス層と、カラーフィルタ層と、色変換層またはクリアー層と、オーバーコート層と、第１電極と、有機発光層を含む有機ＥＬ層と、第２電極を順次形成した１個以上の発光単位を備え、有機ＥＬ層から生じた光が前記基板から出射される色変換方式のボトムエミッション型有機ＥＬ素子の製造方法であって、基板上に、前記光が出射することができる開口窓を形成するようにブラックマトリクス層を形成する工程と、フォトリソグラフ法により、前記開口窓を被覆するように、カラーフィルタ層を形成する工程と、該カラーフィルタ層上に、前記開口窓に垂直入射する前記光を遮らないように、反射膜を形成する工程と、前記カラーフィルタ層および前記反射膜の上に、前記カラーフィルタ層の形成に用いたフォトマスクを使用して、発光単位ごとに区分された色変換層を形成する工程とを含むことを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１０】
高精細度のパネルにおいて、光の取り出し効率が向上して、高輝度もしくは長寿命が期待でき、シャープな画像を表示できる有機ＥＬディスプレイが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を、図面を参照して詳細に説明する。同じ部材には同じ符号を付して表した。なお、本発明は以下に説明する形態に制限されるものではない。
本発明の有機ＥＬ素子は、基板上に、ブラックマトリクスと、カラーフィルタと、色変換層またはクリアー層と、オーバーコート層と、第１電極と、有機発光層を含む有機ＥＬ層と、第２電極を順次形成した１個以上の発光単位を備え、有機ＥＬ層から生じた光が上記基板から出射される色変換方式のボトムエミッション型有機ＥＬ素子である。
ここで通常のカラーパネルの場合は、ＲＧＢ用の３つの開口（サブピクセル）をもって１画素としている。本明細書において、１つのサブピクセルについて言及するときは、発光単位という。本明細書において、発光単位という場合、色変換層で発光するサブピクセルには限定されず、クリアー層を通して光が透過するサブピクセルも含む。本明細書において、以下「色変換層」なる語は、色変換していることを明記しない限り、クリアー層を含む概念である。
【００１２】
本発明では、ブラックマトリクスの範囲内で、そのプロセス面側に反射膜を設ける。積層方向としては、カラーフィルタと色変換層の間、若しくはブラックマトリクスとカラーフィルタの間に有機ＥＬ層と平行に積層することが好ましい。
また、２個以上の発光単位を備えている場合、隣接する上記発光単位における上記色変換層の端部に反射膜を設けてもよい。色変換層の端部反射膜は、色変換層を各発光単位で島状に形成することで、色変換層の側面全周を覆う形で形成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記色変換層と前記カラーフィルタとの間に、ブラックマトリクスの遮光範囲内で、反射膜を備えたものであることが好ましい。本明細書において、「ブラックマトリクスの遮光範囲」とは、有機ＥＬ層から積層面に垂直に入射した光が、ブラックマトリクスによって遮られる範囲である。
図３（ａ）は、本発明の有機ＥＬ素子の発光単位の第１の形態である。まず、ガラス基板１１上にブラックマトリクス１０１とカラーフィルタ１０２をフォトリソグラフ法によって形成する。次に、ＡｌやＭｏ，Ｃｒ，Ａｇ等の反射膜となる金属をスパッタ等によって成膜し、レジストを塗布して露光し、反射膜３１を形成する。
反射膜の厚さは、光を反射でき且つ他の膜に形状の影響が出にくい値が良く、１０〜５００ｎｍ程度が良いが、より好ましくは２０〜１００ｎｍ程度が良い。また反射膜の端部は、ブラックマトリクスの端部より内側となるように設計することが望ましく、可能ならば１〜３μｍ内側に入れる（線幅を細くする）設計がより望ましい。位置ズレによって反射膜の一部がブラックマトリクスからはみ出したり、斜め方向から見えたりすることを防ぐためである。
次いで、フォトリソグラフ法によって色変換（ＣＣＭ）層１０３／平坦化層１０４を形成する。これを加熱処理して水分を除去した後、スパッタやＣＶＤ、或いは蒸着法を用いてＳｉＯ，ＳｉＯ2やＳｉＮ等の単膜若しくは積層膜でパッシベーション膜１０５を形成する。
次にパッシベーション膜１０５の上に、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明電極（陽極）１０６を形成する。この際、フォトプロセスでの露光およびエッチング条件を調整し、端部にテーパー１０７をつけることができる。次に、有機系のシャドウマスク材料１０８を塗布し、フォトリソグラフ法によって、表示部開口を開けるパターンを形成する。勿論、有機ＥＬにダメージを与える水分の吸収が少ないＳｉＯ2やＳｉＮ等の無機材料でシャドウマスクを構成してもよい。次に陽極配線と直交する方向に陰極分離壁を形成する。ここに有機発光層を含む有機ＥＬ層１０９と、Ａｌ等の陰極金属１１０とを蒸着することで、マトリックス状に発光単位１が形成される。
【００１４】
図３（ａ）の構造において発光層１０９内から出射した光のうち、従来（図１（ｂ）で）基板へ入射していた光は、全て取り出せる。これに加えて、主に光路ｇ、光路ｈのように、色変換後に水平反射膜３１で反射し、更に反射電極１１０で反射して出射する光があり、この分の光取り出し効率が増加する。これらは、主にパネル側面（横）から見たときの輝度向上に効果的である。また、水平反射膜３１で反射後に色変換して散乱し、基板へ出射する光もある。
【００１５】
図３（ｂ）は、本発明の第２の形態である。これは、第１の形態において、水平反射膜３１を形成して、色変換層１０３を形成したのち、該色変換層の側面にさらに反射膜３２を形成するものである。
通常、色変換方式において、色変換層の厚さは、５μｍ〜２０μｍ程度である。本発明の有機ＥＬ素子が２個以上の発光単位を備える場合、隣接する色変換層の間隔は、２μｍ〜１０μｍ程度である。
該色変換層の側面全体に均一な反射膜を形成するためには、隙間や側面への膜付けが可能なスパッタまたはＣＶＤを適用することが好ましい。側面反射膜３２の好ましい厚さは、水平反射膜３１と同様である。
次いでフォトリソグラフ法によって平坦化層１０４を形成するが、側面反射膜３２の段差が現れないように、膜厚等を調整する必要がある。その後は、第１の形態同様、パッシベーション膜１０５から反射電極（陰極配線）１１０までを形成する。
この形態においては、第１の形態の光の出射経路に加えて、例えば、光路ｉや光路ｊも考えられる。これらの光路は、パネル正面（紙面下側）に出る光の増加に寄与し得る。
【００１６】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記カラーフィルタと前記ブラックマトリクスとの間に、ブラックマトリクスの遮光範囲内で、反射膜を備えたものであってもよい。
図４（ａ）第３の形態は、図４（ｂ）第４の形態は、それぞれ第１の形態、第２の形態における反射膜をブラックマトリクス１０１上に形成したものである。この形態は、反射膜４１が平坦で且つカラーフィルタ１０２の下に来るので、色変換層１０３をフォトリソグラフ法で形成する際に、露光時の端部の乱反射が少なく、形状の制御性が良いという利点がある。この場合は、色変換した端部の光は、光路ｇのようにカラーフィルタ１０２を通過して水平反射膜４１で反射され、開口部から出射することができるが、光路ｋのように色変換せずに透過してきた光は、僅かしかカラーフィルタ１０２を通過できず、水平反射膜４１に到達する前に吸収されてしまうので、第１、第２の形態より取り出し効率は低下する。また、図４（ａ）第３の形態と図４（ｂ）第４の形態との比較では、第４の形態の方が、光路ｌのような側面反射膜４２による側面反射の経路もあるので多少効率が良くなる。
【００１７】
上述した図３（ｂ）および図４（ｂ）のような形態とすることにより、図１（ｂ）の光路ｃや光路ｆのように、色変換されずに隣の発光単位に達する光が、隣の発光単位を光らせることを防ぎ、シャープな画像を提供することができる。
色変換されずに隣の発光単位に達する光の割合は、高精細になって発光単位の間隔が縮小されるほど相対的に増加するので、高精細になるほど図３（ｂ）および図４（ｂ）のような形態がより効果的となる。なお、色変換された光が隣の発光単位に入ったとしても、該隣の発光単位のカラーフィルタ１０２で吸収されるので問題ない。
精細度にかかわらず、先述した透明電極１０６の端部からの散乱光が隣の発光単位に入る可能性もあるが、これも図３（ｂ）および図４（ｂ）のような形態とすることにより解決できる。
【００１８】
本発明の有機ＥＬ素子は、２個以上の発光単位を備え、上記色変換層が、発光単位ごとに区分して備えられ、各色変換層の側面全周に反射膜を備えたものであることが好ましい。
図５（ｂ）は、各発光単位の全周囲に側面反射膜３２、４２を形成した状態での本発明の有機ＥＬ素子の１画素分（ＲＧＢ）の形状を示した斜視図である。
図５（ｂ）のような有機ＥＬ素子は、例えば、図５（ａ）に示すように基板１１上に光が出射することができる開口部分２２を縁取るように格子状にブラックマトリクス層２１を形成し、上記開口部分２２を被覆するように、カラーフィルタ層を形成し、上記開口部分に入射する光を遮らないように、上記カラーフィルタ層上に反射膜３１、４１を形成し、上記カラーフィルタ層および上記反射膜の上に、発光単位ごとに区分して色変換層を形成しカラーフィルタ層／色変換層積層体５１を得たのち、カラーフィルタ層／色変換層積層体５１の端部、全周囲に側面反射膜３２、４２を形成することにより得られるものである。
図５（ａ）および図５（ｂ）のような形態とすることにより、２次元的な光の散乱のみならず、図２に示す従来の短冊状のカラーフィルタ／色変換層積層体２３において考慮されていなかった短冊の長手方向に散乱する光に対応することができる。
【００１９】
本発明の有機ＥＬ素子は、各発光単位について、水平反射膜開口面積（Ｂ）が、ブラックマトリクス開口面積（Ａ）より大きいものである。上記面積（Ｂ）が、面積（Ａ）より大きいのは、金属反射膜を隠しつつコントラストを向上するためである。
本発明の有機ＥＬ素子はまた、側面反射膜開口面積（Ｃ）が、上記面積（Ｂ）と同程度の大きさか、または、面積（Ｂ）より大きいことが好ましい。
面積（Ｃ）が、上記面積（Ｂ）より大きい方が好ましいのは、できるだけ多くのＥＬ光を色変換層に入れるためである。
本明細書において、ブラックマトリクス開口面積とは、有機ＥＬ層から積層面に垂直に入射した光が、ブラックマトリクスに遮られることなく透過することができる面積である。
本明細書において、水平反射膜開口面積とは、有機ＥＬ層から積層面に垂直に入射した光が、水平反射膜に遮られることなく透過することができる面積である。
本明細書において、側面反射膜開口面積とは、有機ＥＬ層から積層面に垂直に入射した光が、側面反射膜に遮られることなく透過することができる面積である。
【００２０】
本発明の有機ＥＬ素子は、高精細な有機ＥＬパネルを製造する際に好適であり、１３０ｐｐｉ以上２５０ｐｐｉ以下の有機ＥＬパネルの製造に特に好適に用いることができる。
【００２１】
なお、本発明の形態は、有機ＥＬパネル構造を例に示したが、色変換層をもつ構成であれば、有機ＥＬ発光に限るものではなく、無機ＥＬディスプレイやＦＥＤ、液晶ディスプレイ等他の方式でも同様であり、本発明の範囲である。
本発明の構造は、色変換層端部で色変換された光がブラックマトリクス上の反射膜で反射され、その一部が反射電極（陰極配線）に戻り、さらに開口部から出射する。また、色変換されずに透過してきた光は、反射膜で反射され、その一部が色変換層で色変換してブラックマトリクス開口部から直接出射することもある。更に、色変換層の端部に反射膜がある場合は、ブラックマトリクス上の反射膜で反射した光が、側面から漏れずに反射され、一部が色変換して開口部から出射する。その他本案の構造では、様々な経路によって、従来ブラックマトリクスで吸収されてしまっていた光や隣の発光単位付近まで漏れていた光の一部が開口部から出射する。また、側面反射膜は、逆に隣の透明電極端等からの散乱光が入射することの防止にも役立つ。
【００２２】
基板上に、ブラックマトリクス層と、カラーフィルタ層と、色変換層またはクリアー層と、オーバーコート層と、第１電極と、有機発光層を含む有機ＥＬ層と、第２電極を順次形成した１個以上の発光単位を備え、有機ＥＬ層から生じた光が前記基板から出射される色変換方式のボトムエミッション型有機ＥＬ素子の製造方法であって、基板上に、前記光が出射することができる開口窓を形成するようにブラックマトリクス層を形成する工程と、フォトリソグラフ法により、前記開口窓を被覆するように、カラーフィルタ層を形成する工程と、
該カラーフィルタ層上に、前記開口窓に垂直入射する前記光を遮らないように、反射膜を形成する工程と、前記カラーフィルタ層および前記反射膜の上に、前記カラーフィルタ層の形成に用いたフォトマスクを使用して、発光単位ごとに区分して色変換層を形成する工程とを含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法もまた、本発明の一つである。
【００２３】
図３および図４に例示するような基板構造を得るために増加する手間は、反射膜を付けるという１〜２工程に過ぎず、安価である。
場合によっては、端子等を形成する金属と反射膜を同時に形成することができるので、その際は、工程の増加はない。
また、色変換層を形成する工程でカラーフィルタ層の形成に用いたフォトマスクを使用することによりコストを低減することができる。
【００２４】
本発明の有機ＥＬ素子は、基板１１上に、ブラックマトリクス１０１と、カラーフィルタ１０２と、色変換層またはクリアー層１０３と、オーバーコート層１０４とを順次形成したものである。
基板１１としては、各発光単位からの出射光波長について透明な材質であれば特に限定されず、例えば、無アルカリガラス；ソーダガラス；石英；ポリカーボネート、アクリル、ＰＥＴ等の透明プラスチック材料；ＳｉＯ2ガラス等が挙げられる。
【００２５】
ブラックマトリクス１０１は、各発光単位で発光した光が、隣の発光単位付近で散乱するのを防いだり、後述する透明電極やシャドウマスク、カラーフィルタ、色変換層の端部が入射外光によって散乱して見えるのを防ぐ役割を果たす層である。
ブラックマトリクス１０１の材質としては、カーボンブラック等の黒色顔料または染料を含む感光性樹脂が挙げられる。
【００２６】
カラーフィルタ１０２は、発光された光の波長を選択的に吸収または透過させることによって出射される光の色純度を向上させる機能を有するフィルタである。例えば３原色を用いたフルカラーディスプレイ等では、青色（Ｂ）であれば４００ｎｍ〜５５０ｎｍ、緑色であれば５００ｎｍ〜６００ｎｍ、赤色であれば６００ｎｍ以上の波長を透過させて色純度を高めている。製法としては、感光性樹脂層に染料や顔料を分散させた着色感材を材料として、これを塗布、露光、現像と繰り返してパターンを形成させる方法が一般的であり、特に最近では耐性面から染料よりも顔料を分散させたカラーフィルタが多くなっている。分散材として用いられる代表的な顔料としては、アゾレーキ系、不溶性アゾ系、縮合アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、アントラキノン系、ベリノン系、チオイン系、ベリレン系、これらの混合系等がある。
【００２７】
クリアー層１０３は、有機発光層から発光された近紫外領域ないし可視領域の光に対して透明な層である。クリアー層１０３の材質としては、アクリル系樹脂を用いることができる。
色変換層１０３は、有機発光層から発光された近紫外領域ないし可視領域の光を蛍光色素が吸収して異なる波長の可視光を発する機能を有する層である。これは蛍光色素と入射させる光の組み合わせによって、様々な波長領域の蛍光を発することができる。また、例えば、青色に発光された光を吸収して赤色領域の蛍光を発することによって、波長を選択的に透過させて赤色領域の光を出射するよりも強い光を出力することも可能であり、これらは色変換方式の有機ＥＬ素子に応用されている。製法としては、感光性樹脂層に蛍光色素を分散させた着色感材を材料として、これを塗布、露光、現像と繰り返してパターンを形成させる方法が一般的である。青色ないし青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、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）等のクマリン系色素、あるいはクマリン色素系染料である、ベーシックイエロー５１、さらにはソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６等のナフタルイミド系色素等が挙げられる。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料等）も蛍光性があれば使用することができる。また青色から青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、例えばローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２等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）等のピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素等が挙げられる。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料等）も蛍光性があれば使用することができる。
【００２８】
オーバーコート層１０４は、カラーフィルタや色変換層の凹凸を平坦化して、その上に有機ＥＬの発光機能をもつパターンを形成しやすくする機能を有する。
オーバーコート層１０４の材質としては、アクリル系樹脂、ノボラック系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。
【００２９】
本発明の有機ＥＬ素子は、上記オーバーコート層１０４上に、パッシベーション層１０５と、第１電極（透明電極）１０６と、有機ＥＬ層１０９と、第２電極１１０とを順次形成して構成されている。
【００３０】
パッシベーション層１０５は、色変換層やオーバーコート層に含まれる水分や揮発性物質を遮断し、有機ＥＬ発光層に悪影響を与えないようにするという機能を有する層である。
パッシベーション層１０５の材質として例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ，ＳｉＯ２あるいはこれらの積層体等が好ましく用いられる。
【００３１】
第１電極１０６は、透光性導電性材料からなる膜であり、例えば、Ｉｎ−Ｔｉｎ酸化物（ＩＴＯ）、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物（ＩＺＯ）等が好ましく用いられる。
【００３２】
有機ＥＬ層１０９は、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層から構成することができるが、該構成には特に限定されず、第１電極１０６および第２電極１１０に電圧が印加されることによって生じる正孔および電子が再結合することで発光する有機発光層を少なくとも含む構造であればよい。具体的には、有機ＥＬ層１０９は、例えば、以下に示すような構造が挙げられる。
（１）有機発光層
（２）正孔注入層／有機発光層
（３）有機発光層／電子輸送層
（４）正孔注入層／有機発光層／電子輸送層
（５）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層
（６）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
【００３３】
有機ＥＬ層１０９における各層の材料としては、特に限定されるものではなく公知のものを使用することが可能である。有機発光層の材料は、所望する色調に応じて選択することが可能であり、例えば青色から青緑色の発光を得るためには、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ソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物等を使用することが可能である。
電子注入層の材料としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、またはＣｓ等のアルカリ金属；Ｂａ、ＳＩ等のアルカリ土類金属；希士類金属；あるいはそれらのフッ化物、アルミキレート（Ａｌｑ）等を使用することが可能であるが、これらに限定するものではない。さらに、電子輸送層の材料としては、Ａｌｑ３、ベンズアズールを使用することが可能であるが、これらに限定するものではない。
正孔注入層としては、銅フタロシアニンを使用することが可能であるが、これに限定するものではない。正孔輸送層としては、４，４’−ビス［Ｎ−（ｌ−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ）等を使用することが可能であるが、これに限定するものではない。
【００３４】
第２電極１１０は、有機ＥＬ層１０９の第１電極１０６と反対側の表面に直接、あるいは上記保護膜を介して形成される。第２電極１１０としては、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ／Ａｇ等の導電性かつ反射性の材料を用いることが好ましい。
以下、本発明を例に基づき説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【００３５】
２３０×２００ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板に、厚さ１μｍのブラックマトリックス（ＣＫ−７００１：富士フイルムＡＲＣＨ社製）をフォトリソグラフ法で形成した。画素サイズ（ＲＧＢ）は、□１５０μｍ（１６９ｐｐｉ）、開口は２０μｍ×１２０μｍ（線幅約３０μｍ）×ＲＧＢ、開口率３２％とした。次に、赤色カラーフィルタ（ＣＲ−７００１：富士フイルムＡＲＣＨ社製）、緑色カラーフィルタ（ＣＧ−７００１：富士フイルムＡＲＣＨ社製）、青色カラーフィルタ（ＣＢ−７００１：富士フイルムＡＲＣＨ社製）をフォトリソグラフ法で形成した。厚さは１〜２μｍで、約４０μｍ×１４０μｍ×ＲＧＢの島形状が並ぶ構成とした。従って、カラーフィルタ端部は、ブラックマトリクスに片側１０μｍかぶせ、隣との間隔は１０μｍとした。これにスパッタによって、厚さ５０ｎｍのＡｌを成膜した。スパッタ装置はＲＦ−プレーナマグネトロン、ガスはＡｒを使用した。形成時の基板温度は約１００℃とした。これにレジストを塗布し、露光・現像によって線幅２６μｍ（ブラックマトリクスより片側約２μｍ内側）で厚さ５０ｎｍのＡｌからなる水平反射膜を形成した。
【００３６】
次にカラーフィルタと同じフォトマスクを用いて、４０μｍ×１４０μｍ×ＲＧＢ、厚さ約１０μｍの色変換層を図５（ａ）のように島状に並ぶように形成した。従って、色変換層端部も、ブラックマトリクスに片側１０μｍかぶせ、隣との間隔は１０μｍを狙った。ただし、色変換層は厚いので、線幅の制御が難しく、実際の間隔は４〜１６μｍ程度になる。塗布液は、フォトレジストＶ２５９ＰＡＰ５（新日鐵化学社製）２５ｇに対し、緑色への変換用にはクマリン６を０．０５ｇ添加し、赤色への変換用にはローダミンＢ  ０．０４ｇ＋クマリン  ６０．０５ｇを添加した。なお、後述する有機ＥＬ素子の発光スペクトルは、青色〜緑色（４００ｎｍ〜５５０ｎｍ）であるので、青色は色変換層とせず、透明なアクリル系樹脂で形成した。
【００３７】
これに、スパッタを用いて厚さ約５０ｎｍのＡｌを成膜し、フォトリソグラフ法で図３（ｂ）、図５（ｂ）のように形成した。このときコスト削減のために、水平反射膜用と同じフォトマスクを使い、レジストの露光時間とエッチング時間の調整によって水平反射膜より線幅が細く（片側約３μｍ以上開口が大きく）なるようにした。従って、色変換層開口面積＞水平反射膜開口面積＞ブラックマトリクス開口面積となる。
【００３８】
この上に、アクリル系樹脂を厚さ約３μｍでスピンコートし、露光・現像して平坦化した。これを１８０℃３０分真空加熱して水分を除去し、次に厚さ約２００ｎｍのＳｉＯ2のガスバリア層をスパッタで形成した。スパッタ装置はＲＦ−プレーナマグネトロン、ガスはＡｒを使用した。形成時の基板温度は８０℃で行った。
【００３９】
上記のようにして製造した下地層の上に、約２００ｎｍのＩＺＯ膜を全面スパッタ成膜し、ＩＺＯ上にレジスト剤「ＯＦＲＰ−８００」（商品名、東京応化製）を塗布した後、フォトリソグラフ法にてストライプ状のパターンを形成し、それぞれの色の発光部（赤色，緑色，および青色）に対応する陽極を得た。ＩＺＯパターンの側面テーパー角は、露光時間やエッチング条件を調整し、
パッシベーション層の積層面に対して約４０°とした。次にこの上に１μｍのノボラック系樹脂膜（ＪＥＭ−７００Ｒ２、ＪＳＲ社製）をスピンコートで塗布し、フォトリソグラフ法によって発光させる部位（表示部）に窓を開けるようにシャドウマスクを形成した。表示部マスク開口は、約２６μｍ×１２６μｍとした。
【００４０】
次に、シャドウマスクの開口部と開口部の隙間に、ＩＺＯと直交する方向に陰極分離壁を配置し、マトリックス駆動の構造を作った。陰極分離壁は、有機レジスト材料であり、露光時間を調整して、上面が約１２μｍ幅、底面が約６μｍ幅、高さ約４μｍの逆テーパー形状とした。
【００４１】
次いで、基板に約５分間のＵＶオゾン処理を施した後、抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずに順次成膜した。成膜に際して真空槽内圧は１×１０-4Ｐａまで減圧した。正孔注入層は銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を１００ｎｍ積層した。正孔輸送層は４，４’―ビス［Ｎ―（１―ナフチル）―Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（α―ＮＰＤ）を２０ｎｍ積層した。発光層は４，４’―ビス（２，２’―ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を３０ｎｍ積層した。電子注入層はアルミキレート（Ａｌｑ）を２０ｎｍ積層した。成膜の際は、表示部に対応する位置に四角窓が空いたメタルマスクを適用した。
【００４２】
この後、陰極分離壁を利用して陽極（ＩＺＯ）のラインと垂直のストライプパターンが得られるように、厚さ２００ｎｍのＡ１電極を真空を破らずに形成した。その際も、表示部に対応する位置に四角窓が空いたメタルマスクを適用した。
【００４３】
次に、有機ＥＬ基板を酸素５ｐｐｍ，水分５ｐｐｍ以下の貼り合せ装置に移動させた。貼り合せ装置内には、予めアセトン洗浄と２００℃，５分間の真空加熱乾燥が終了した２３０×２００ｍｍ×厚さ０．７ｍｍのザグリ（表示部裏面に対向する位置）付き無アルカリガラスをセットし、ザグリ部に乾燥剤を貼り付けておき、このザグリ外周接着部にディスペンサーでエポキシ系紫外線硬化接着剤を塗布した後、約９０ｋＰａ程度まで減圧して貼り合せを実施した。その後、加熱炉に入れて８０℃で１時間加熱後、炉内で３０分間自然冷却して取り出した。最後に、自動ガラススクライブ装置と自動ブレイク装置によって個々のパネルに分割した。
このパネルは、ブラックマトリクス裏面及び色変換層側面の反射膜を設けない場合に比べて、１０〜２０％程度の輝度向上が見られた。
【実施例２】
【００４４】
２３０×２００ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板に、厚さ１μｍのブラックマトリックス（ＣＫ−７００１：富士フイルムＡＲＣＨ社製）をフォトリソグラフ法で形成した。画素サイズ（ＲＧＢ）は、□１５０μｍ（１６９ｐｐｉ）、開口は２０μｍ×１２０μｍ（線幅約３０μｍ）×ＲＧＢ、開口率３２％とした。これにスパッタによって、厚さ５０ｎｍのＡｌを成膜した。スパッタ装置はＲＦ一プレーナマグネトロン、ガスはＡｒを使用した。形成時の基板温度は約１００℃で行った。これにレジストを塗布し、露光・現像によって線幅２６μｍ（ブラックマトリクスより片側約２μｍ内側）の水平反射膜を形成した。
【００４５】
次に、赤色カラーフィルタ（ＣＲ−７００１：富士フイルムＡＲＣＨ社製）、緑色カラーフィルタ（ＣＧ−７００１：富士フイルムＡＲＣＨ社製）、青色カラーフィルタ（ＣＢ−７００１：富士フイルムＡＲＣＨ社製）をフォトリソグラフ法で形成した。厚さは１〜２μｍで、約４０μｍ×１４０μｍ×ＲＧＢの島形状が並ぶ構成とした。従って、カラーフィルタ端部は、ブラックマトリクスに片側１０μｍかぶせ、隣との間隔は１０μｍとした。
【００４６】
次にカラーフィルタと同じフォトマスクを用いて、４０μｍ×１４０μｍ×ＲＧＢ、厚さ約１０μｍの色変換層を実施例１同様に島状に並ぶように形成した。従って、色変換層端部も、ブラックマトリクスに片側１０μｍかぶせ、隣との間隔は１０μｍを狙った。ただし、色変換層は厚いので、線幅の制御が難しく、実際の間隔は４〜１６μｍ程度になる。塗布液は、フォトレジストＶ２５９ＰＡＰ５（新日鐵化学社製）２５ｇに対し、緑色への変換用にはクマリン６を０．０５ｇ添加し、赤色への変換用にはローダミンＢ  ０．０４ｇ＋クマリン６  ０．０５ｇを添加した。なお、後述する有機ＥＬ素子の発光スペクトルは、青色〜緑色（４００ｎｍ〜５５０ｎｍ）であるので、青色は色変換層とせず、透明なアクリル系樹脂でクリアー層として形成した。
【００４７】
これに、スパッタを用いて厚さ約５０ｎｍのＡｌを成膜し、フォトリソグラフ法で図４（ｂ）、図５（ｂ）のように形成した。このときコスト削減のために、水平反射膜用と同じフォトマスクを使い、レジストの露光時間とエッチング時間の調整によって水平反射膜より線幅が細く（片側約３μｍ以上開口が大きく）なるようにした。従って、色変換層側面反射膜の開口面積＞水平反射膜開口面積＞ブラックマトリクス開口面積となる。
【００４８】
以降の製造工程は、実施例１と共通である。このパネルは、ブラックマトリクス裏面及び色変換層側面の反射膜を設けない場合に比べて、１０％程度の輝度向上が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１（ａ）は、従来の低精細パネルを作成する場合における色変換方式有機ＥＬ素子の発光単位の模式的断面図であり、図１（ｂ）は、ルール変更なく、高精細パネルを作成した場合の色変換方式有機ＥＬ素子の発光単位の模式的断面図である。
【図２】図２は、従来のカラーフィルタおよび色変換層の形状および配置を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、カラーフィルタと色変換層との間に反射膜を形成した本発明の有機ＥＬ素子の模式的断面図であり、図３（ｂ）は、さらに色変換層側面に反射膜を形成した本発明の有機ＥＬ素子の模式的断面図である。
【図４】図４（ａ）は、カラーフィルタとブラックマトリクスとの間に反射膜を形成した本発明の有機ＥＬ素子の模式的断面図であり、図４（ｂ）は、さらに色変換層側面に反射膜を形成した本発明の有機ＥＬ素子の模式的断面図である。
【図５】図５（ａ）は、図３および図４におけるカラーフィルタ／色変換層積層体の形状および配置を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示す本発明の有機ＥＬ素子の１画素の概観を示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  発光単位
１０１  ブラックマトリクス
１０２  カラーフィルタ
１０３  色変換層
１０４  オーバーコート層（平坦化層）
１０５  パッシベーション層
１０６  第１電極（透明電極、陽極）
１０７  テーパー
１０８  シャドウマスク（絶縁膜）
１０９  有機ＥＬ層
１１０  第２電極（反射電極、陰極配線）
１１  基板
２１  ブラックマトリクス層
２２  開口窓
２３  カラーフィルタ／色変換層積層体（カラーフィルタに同パターンの色変換層が積層）
３１、４１  水平反射膜（ブラックマトリクスに吸収される光の一部を反射する反射膜）
３２、４２  側面反射膜（色変換層側面に形成する反射膜）
５１  発光単位ごとのカラーフィルタ層／色変換層積層体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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