(57)【要約】  隔壁を別途形成しなくても所望の位置に色変換層を形成することができる、インクジェット法を用いた色変換フィルタの製造方法を提供する。本発明の方法は、（ａ）透明基板上に複数の開口部を有するブラックマトリクスを形成する工程と、（ｂ）少なくとも２種類のカラーフィルタ層を独立して形成する工程であって、異種のカラーフィルタ層が隣接するブラックマトリクス上に、カラーフィルタ層の少なくとも２つを重ね合わせて隔壁を形成する工程と、（ｃ）カラーフィルタ層の少なくとも１つの上に、インクジェット法を用いて、色変換層を形成する工程とを含むことを特徴とする。さらに、本発明は、有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供する。
2009037874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）  透明基板上に複数の開口部を有するブラックマトリクスを形成する工程と、
（ｂ）  それぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも２種類のカラーフィルタ層を独立して形成する工程であって、異なる２種のカラーフィルタ層が隣接するブラックマトリクス上に、カラーフィルタ層の少なくとも２つを重ね合わせて隔壁を形成する工程と、
（ｃ）前記カラーフィルタ層の少なくとも１つの上に、インクジェット法を用いて、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層を形成する工程と
を含むことを特徴とする色変換フィルタの製造方法。
【請求項２】
工程（ｂ）において、隔壁が２つのカラーフィルタ層を重ね合わせて形成されることを特徴とする請求項１に記載の色変換フィルタの製造方法。
【請求項３】
工程（ｂ）において、３種類のカラーフィルタ層が独立して形成され、隔壁が３つのカラーフィルタ層を重ね合わせて形成されることを特徴とする請求項１に記載の色変換フィルタの製造方法。
【請求項４】
前記３種類のカラーフィルタ層のそれぞれは、ブラックマトリクスの開口部を覆うように形成される第１の部分と、前記第１の部分と分離され、隔壁を構成する第２の部分とを有することを特徴とする請求項３に記載の色変換フィルタの製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の方法で製造され、少なくとも１種類の色変換層を有することを特徴とする色変換フィルタ。
【請求項６】
（１）  請求項１から４のいずれかに記載の方法によって、色変換フィルタを製造する工程と、
（２ａ）  前記色変換フィルタ上にバリア層を形成する工程と、
（３ａ）  前記バリア層上に、透明電極、有機ＥＬ層および反射電極をこの順に含む有機ＥＬ素子を形成する工程と
を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項７】
（１）  請求項１から４のいずれかに記載の方法によって、色変換フィルタを製造する工程と、
（２ｂ）  第２支持体上に、反射電極、有機ＥＬ層および透明電極をこの順に含む有機ＥＬ素子を形成する工程と、
（３ｂ）  前記有機ＥＬ素子上にバリア層を形成する工程と、
（４）  前記バリア層を形成した有機ＥＬ素子と前記色変換フィルタとを、前記色変換層と前記バリア層とを対向させるように組み合わせる工程と
を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項８】
透明基板と、
透明基板上に複数の開口部を有するブラックマトリクスと、
それぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも２種類のカラーフィルタ層と、
カラーフィルタ層の少なくとも１つの上に形成され、ブラックマトリクス上に隣接した少なくとも２つのカラーフィルタ層が重ね合わされた隔壁に包囲されて形成された、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層と
からなる色変換フィルタ。
【請求項９】
隔壁が２つのカラーフィルタ層を重ね合わせて形成されることを特徴とする請求項８に記載の色変換フィルタ。
【請求項１０】
独立して形成された３種類のカラーフィルタ層を重ね合わせて隔壁が形成されたことを特徴とする請求項８に記載の色変換フィルタ。
【請求項１１】
前記３種類のカラーフィルタ層のそれぞれは、ブラックマトリクスの開口部を覆うように形成される第１の部分と、前記第１の部分と分離され、隔壁を構成する第２の部分とを有することを特徴とする請求項１０に記載の色変換フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色変換フィルタの形成方法に関する。特に、高精度なパターンを有する色変換層を含む色変換フィルタの製造方法に関する。また、本発明は、前述の色変換フィルタを含み、３原色のうちの少なくとも１色を色変換層を通して出力する有機ＥＬディスプレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイ分野においては、マルチカラー表示またはフルカラー表示が可能な、多色発光型ディスプレイの開発が行なわれている。特に、有機ＥＬ素子の特性を有効に利用し得る、高精細な多色発光型有機ＥＬディスプレイの開発が盛んに行なわれている。なぜなら、有機ＥＬ素子は、低電圧の印加によって高い電流密度を得ることができ、それによって高い発光輝度および発光効率を実現することができるからである。【０００３】
中でも、色変換方式の有機ＥＬディスプレイが注目されている。色変換方式の有機ＥＬディスプレイは、一般に、有機ＥＬ素子から発せられた光を色変換層およびカラーフィルタ層に順次通して、所望の波長を有する光を外部に放出するものである。ここで、色変換層は、有機ＥＬ素子から発せられた近紫外領域ないし可視領域の光を吸収して波長分布変換を行い、異なる波長の光を含む可視光を放射する機能を有する。また、カラーフィルタ層は、特定波長の光を遮断して、色変換層を通った可視光の色純度を向上させる機能を有する。【０００４】
色変換層およびカラーフィルタ層を備える有機ＥＬディスプレイに関し、多色発光を実現する例としては、以下の技術が開示されている。【０００５】
たとえば、透明基板と、顔料および／または有機染料を蒸着して形成したカラーフィルタ層と、所定の波長の光に変換する蛍光変換層（色変換層に相当）と、少なくとも一方が透明な２つの電極の間に、少なくとも一層の有機発光層を含む、独立して制御可能な複数の有機ＥＬ素子とを有する有機ＥＬディスプレイが提案されている（特許文献１参照）。この技術において、蛍光変換層は、短波長の光を吸収して長波長の光に変換する少なくとも１種の色変換物質を含む。【０００６】
また、蛍光変換層もしくは色変換層の形成方法として、樹脂に色変換物質を分散させた液を塗布する方法、および色変換物質を蒸着もしくはスパッタなどのドライプロセスにより堆積する方法が開示されている（特許文献１〜３参照）。【０００７】
一般に、色変換方式の有機ＥＬディスプレイを用いて高精細なカラー表示を実現するに際し、色変換層中の色変換物質の濃度を高くして、色変換層における吸収光の吸光度を増加させ、高い変換光強度を得ることが有利である。【０００８】
しかしながら、色変換物質の濃度を高くすると、有機ＥＬ素子から発せられた光による吸収エネルギーが色変換物質の分子間において移動を繰り返し、発光を伴わずに色変換物質分子が失活する、濃度消光と呼ばれる現象が発生する。濃度消光を抑制するためには、何らかの媒体中に色変換物質を溶解または分散させてその濃度を低下させることが肝要である（特許文献３参照）。一方、色変換物質の濃度を低下させると、吸収すべき光の吸光度が減少し、十分な変換光強度が得られない。【０００９】
この問題に関して、色変換層の膜厚を増大させてその吸光度を高め、色変換の効率を維持することが行われている。このように膜厚１０μｍ程度の厚い色変換層を用いた場合、段差部での電極パターンの断線、高精細化の困難さ、有機ＥＬ素子と組み合わせた場合に、色変換層中の残留水分または溶媒により有機ＥＬ層が変質し、表示欠陥となることなどの問題点が存在する。加えて、視野角依存性を減少させるという観点からも、色変換膜の膜厚増大は好ましくない。【００１０】
この矛盾する要求に対して、膜厚を増大させることなしに十分な変換光強度が得られる色変換層を提供する技術として、２０００ｎｍ以下の膜厚を有するホスト−ゲスト系色変換層を蒸着法によって形成する技術が提案されている。【００１１】
蒸着法により色変換層を形成する場合には、下地となる層の全面に色変換層を形成するため、３原色（赤色、緑色および青色）のそれぞれを発光する領域の分離ができない。このため、何らかの手段によって、特定の原色に対応する微細パターン（サブピクセル）を有する色変換層の形成が必要となる。蒸着法においてパターン状の薄膜形成する方法の例として、メタルマスクによる塗分け法が知られている（特許文献１参照）。【００１２】
しかしながら、メタルマスクはその性質上、貫通した開口部を必須とすることから、メタルマスクの強度を確保するためには隣接する開口部間の間隔、すなわちフレームの幅を確保する必要がある。したがって、メタルマスクの高精細化には限界が存在する。また、メタルマスクの背後への蒸着物質の回り込みが生じることからも、メタルマスクを用いて形成するパターンの微細化には限界がある。実際、１５０ピクセル毎インチ（ｐｐｉ）の精細度レベルが限界であり、それを超える高精細なパターンの形成は困難である。さらには、基板が大きくなるにつれてメタルマスクの剛性に対する要求が増大し、剛性が不足した場合にはマスクが撓むという問題点もある。この問題のため、基板の大面積化が困難である。加えて、メタルマスクを成膜基板上に配置する際のパターンずれなどの理由による歩留りの低下が発生して、低コスト化が困難になるという問題もある。【００１３】
上記の蒸着法における問題点に対処するために、インクジェット法を用いて色変換層を形成する技術が提案されている（特許文献４〜７参照）。【００１４】
一方、色変換層を伴わないカラーフィルタ方式（光源光の特定波長域のみを透過させることによって所望の波長を有する光を外部に放出する方式）のディスプレイにおいて、工程数の増加および製造コストの増加を抑制することを目的として、複数種のカラーフィルタ層を重ね合わせて所望の領域に遮光部を形成する方法が提案されている（特許文献８参照）。【００１５】
【特許文献１】特開２００２−７５６４３号公報
【特許文献２】特開２００３−２１７８５９号公報
【特許文献３】特開２０００−２３０１７２号公報
【特許文献４】特開２００４−２５３１７９号公報
【特許文献５】特開２００６−７３４５０号公報
【特許文献６】特開２００６−３２０１０号公報
【特許文献７】特開２００３−２２９２６１号公報
【特許文献８】特開２００４−９４２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、インクジェット法によって色変換層を形成する提案は、いずれにおいても、別途形成する隔壁を用いている。隔壁は、インクジェット法によって成膜基板に付着される液滴が所望されない位置まで広がるのを防止するために必要とされる。隔壁を別途形成することは、製造工程の増大、およびそれによる製造コストの増大を招く。【００１７】
さらに、色変換層およびカラーフィルタ層を高精細度で形成する際には、位置合わせのためのマーカーを設けることが必要である。しかしながら、マーカーを別途形成することもまた、製造工程の増大、およびそれによる製造コストの増大を招く。【００１８】
したがって、本発明の第１の目的は、隔壁を別途形成しなくても所望の位置に色変換層を形成することができる、インクジェット法を用いた色変換フィルタの製造方法を提供することである。本発明の第２の目的は、前述の色変換フィルタの製造方法を応用した、有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の実施形態の色変換フィルタを製造する方法は、（ａ）透明基板上に複数の開口部を有するブラックマトリクスを形成する工程と、（ｂ）それぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも２種類のカラーフィルタ層を独立して形成する工程であって、異なる２種のカラーフィルタ層が隣接するブラックマトリクス上に、カラーフィルタ層の少なくとも２つを重ね合わせて隔壁を形成する工程と、（ｃ）前記カラーフィルタ層の少なくとも１つの上に、インクジェット法を用いて、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層を形成する工程とを含むことを特徴とする。ここで、工程（ｂ）において、隔壁が２つのカラーフィルタ層を重ね合わせて形成してもよい。あるいはまた、工程（ｂ）において、３種類のカラーフィルタ層を独立して形成し、隔壁を３つのカラーフィルタ層を重ね合わせて形成してもよい。この場合、３種のカラーフィルタ層のそれぞれは、ブラックマトリクスの開口部を覆うように形成される第１の部分と、前記第１の部分と分離され、隔壁を構成する第２の部分とを有してもよい。また、本実施形態は、上述の方法で製造され、少なくとも１種類の色変換層を有する色変換フィルタを包含する。【００２０】
本発明の第２の実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法の第１の態様は、（１）第１の実施形態の方法によって、色変換フィルタを製造する工程と、（２ａ）前記色変換フィルタ上にバリア層を形成する工程と、（３ａ）前記バリア層上に、透明電極、有機ＥＬ層および反射電極をこの順に含む有機ＥＬ素子を形成する工程とを含むことを特徴とする。本実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法の第２の態様は、（１）第１の実施形態の方法によって、色変換フィルタを製造する工程と、（２ｂ）第２支持体上に、反射電極、有機ＥＬ層および透明電極をこの順に含む有機ＥＬ素子を形成する工程と、（３ｂ）前記有機ＥＬ素子上にバリア層を形成する工程と、（４）前記バリア層を形成した有機ＥＬ素子と前記色変換フィルタとを、前記色変換層と前記バリア層とを対向させるように組み合わせる工程とを含むことを特徴とする。【００２１】
本発明の第３の実施形態の色変換フィルタは、透明基板と、透明基板上に複数の開口部を有するブラックマトリクスと、それぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも２種類のカラーフィルタ層と、カラーフィルタ層の少なくとも１つの上に形成され、ブラックマトリクス上に隣接した少なくとも２つのカラーフィルタ層が重ね合わされた隔壁に包囲されて形成された、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層とからなることを特徴とする。ここで、隔壁は、２つのカラーフィルタ層を重ね合わせて形成してもよいし、あるいは独立して形成された３種類のカラーフィルタ層を重ね合わせて形成されてもよい。３種類のカラーフィルタ層を重ね合わせて隔壁を形成する場合、３種類のカラーフィルタ層のそれぞれは、ブラックマトリクスの開口部を覆うように形成される第１の部分と、前記第１の部分と分離され、隔壁を構成する第２の部分とを有してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上の構成を採ることによって、本発明においては、特定部位においてブラックマトリクスと少なくとも２種のカラーフィルタ層とを積層することにより、従来提案されていたインクジェット法に必須であった隔壁を別途形成する必要を排除することができる。また、本発明の方法においては、ブラックマトリクスをカラーフィルタ層のパターニングおよび色変換層の形成におけるインクジェット装置の位置決めのためのマーカーとして使用し得ることによって、１４０ｐｐｉ以上の精細度を有する高精細なパターンを有する色変換層を形成することを可能にする。さらに、本発明の方法においては、カラーフィルタ層の膜厚のみならずブラックマトリクスの膜厚を隔壁の高さとして使用できるために、インクの拡散をより有効に防止する隔壁を形成することができる。また、本発明の製造方法は、メタルマスクを用いた蒸着法における前述の問題点を回避することができる。さらに、この方法を利用することによって、高精細な多色表示が可能である有機ＥＬディスプレイを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造方法における各層の積層工程を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造方法における各層の積層工程を示す断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造方法における各層の積層工程を示す断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造方法における各層の積層工程を示す断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造方法における各層の積層工程を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の例を示す上面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の例を示す断面図であり、図２Ａに示した切断線ＩＩＢ−ＩＩＢに沿った断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の例を示す断面図であり、図２Ａに示した切断線ＩＩＣ−ＩＩＣに沿った断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造の変形例において、最後に形成するカラーフィルタ層の例を示す上面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造の変形例において、最後に形成するカラーフィルタ層の例を示す断面図であり、図３Ａに示した切断線ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢに沿った断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造の変形例において、最後に形成するカラーフィルタ層の例を示す断面図であり、図３Ａに示した切断線ＩＩＩＣ−ＩＩＩＣに沿った断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の例を示す上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の例を示す断面図であり、図４Ａに示した切断線ＩＶＢ−ＩＶＢに沿った断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の例を示す断面図であり、図４Ａに示した切断線ＩＶＣ−ＩＶＣに沿った断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の別の例を示す上面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の別の例を示す断面図であり、図５Ａに示した切断線ＶＢ−ＶＢに沿った断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の別の例を示す断面図であり、図５Ａに示した切断線ＶＣ−ＶＣに沿った断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の別の例を示す上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の別の例を示す断面図であり、図６Ａに示した切断線ＶＩＢ−ＶＩＢに沿った断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の別の例を示す断面図であり、図６Ａに示した切断線ＶＩＣ−ＶＩＣに沿った断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態の第１の態様の有機ＥＬディスプレイ（１ピクセル分）を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態の第２の態様の有機ＥＬディスプレイ（１ピクセル分）を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  透明基板
２０  ブラックマトリクス
３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  カラーフィルタ層
４０（Ｒ，Ｇ）  色変換層
６０、２６０  バリア層
１３０、２３０  透明電極
１４０、２４０  有機ＥＬ層
１５０、２５０  反射電極
２１０  第２支持体
２２０  スイッチング素子
３１０  接着層
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の単なる一例であって、当業者であれば、適宜設計変更可能である。【００２６】
本発明の第１の実施形態は、色変換フィルタを製造する方法であって、（ａ）透明基板上に複数の開口部を有するブラックマトリクスを形成する工程と、（ｂ）それぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも２種類のカラーフィルタ層を独立して形成する工程と、（ｃ）前記カラーフィルタ層の少なくとも１つの上に、インクジェット法を用いて、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層を形成する工程とを含み、工程（ｂ）において、異なる２種のカラーフィルタ層が隣接するブラックマトリクス上において、カラーフィルタ層の少なくとも２つを重ね合わせて隔壁を形成することを特徴とする。本発明では、それぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも２種類のカラーフィルタ層が用いられ、好ましくは３種のカラーフィルタ層が用いられる。【００２７】
最初に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の３種類のカラーフィルタ層を用いる場合について、隔壁が２つのカラーフィルタ層３０を重ね合わせて形成する、本実施形態の色変換フィルタの製造方法の第１の態様を説明する。図１Ａ〜図１Ｅは本実施形態の色変換フィルタの製造方法の工程を示す断面図であり、図２Ａ〜図２Ｃは、ブラックマトリクス２０上に最初に形成される赤色カラーフィルタ層３０Ｒを例として、それぞれのカラーフィルタ層３０の形状を示す図である。図２Ａは、カラーフィルタ層３０の形状の例を示す上面図であり、図２Ｂおよび図２Ｃは、それぞれ切断線ＩＩＢ−ＩＩＢ、ＩＩＣ−ＩＩＣに沿った断面図である。【００２８】
最初に、図１Ａに示すように、透明基板１０上にブラックマトリクス２０を形成する。ブラックマトリクス２０は、スピンコートなどの塗布法を用いて透明基板１０全面に形成した後に、フォトリソグラフ法などを用いてパターニングしてもよいし、あるいはスクリーン印刷法などを用いてパターン状に形成してもよい。ブラックマトリクス２０は、第１の方向および第１の方向と直交する第２の方向に延びるストライプ形状部分から構成され、複数の開口部を有する格子状の形状を有する一体の層として構成される。ブラックマトリクス２０の開口部がサブピクセルを形成する位置となる。【００２９】
透明基板１０は、光透過性に富み、かつブラックマトリクス２０、カラーフィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、ならびに後述する色変換層４０および有機ＥＬ素子の形成に用いられる溶媒、温度などの条件に耐える材料を用いて形成される。さらに寸法安定性に優れた材料を用いることが好ましい。また、多色発光ディスプレイの性能低下を引き起こさない材料が好ましい。透明基板１０の材料の例は、ガラス、各種プラスチック、各種フィルムなどを含む。【００３０】
ブラックマトリクス２０は、可視光を遮断して、コントラストを向上させるための層である。ブラックマトリクス２０は、通常のフラットパネルディスプレイ用の材料を用いて形成することができる。特に、後述する色変換層４０を形成するためのインクに含まれる溶剤に対する耐性を有することが望ましい。ブラックマトリクスの２０の膜厚は、後述する隔壁の高さの条件を満たす限りにおいて、任意に設定することができる。【００３１】
次に、それぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも２種のカラーフィルタ層３０を独立して形成する。カラーフィルタ層３０は、可視光の特定波長域を透過させ、透過光を所望の色相とし、および透過光の色純度を向上させるための層である。カラーフィルタ層３０は、フラットパネルディスプレイ用の市販の材料を用いて形成することができる。近年では、フォトレジスト中に顔料を分散させた、顔料分散型材料がよく用いられている。図１に示したように３種のカラーフィルタ層を用いる場合、４００ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域の光を透過する青色カラーフィルタ層３０Ｂ、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域の光を透過する緑色カラーフィルタ層３０Ｇ、および６００ｎｍ以上の波長域の光を透過する赤色カラーフィルタ層３０Ｒを用いることが望ましい。【００３２】
第１に、図１Ｂに示すように、赤色カラーフィルタ層３０Ｒを形成する。赤色カラーフィルタ層３０Ｒは、望ましくは、図２Ａに示すように第１の方向に延びるストライプ形状の複数の部分から構成される。この際に、赤色カラーフィルタ層３０Ｒは、図２Ｂに示すように、赤色カラーフィルタ層３０Ｒが形成された赤色サブピクセル用開口部に隣接するブラックマトリクス２０、すなわち異色のサブピクセルとの境界となるブラックマトリクス２０、上に重なるよう形成される。【００３３】
第２に、図１Ｃに示すように、緑色カラーフィルタ層３０Ｇを形成する。緑色カラーフィルタ層３０Ｇもまた、望ましくは、第１の方向に延びるストライプ形状の複数の部分から構成され、形成される位置が異なる点を除いて、図２Ａおよび図２Ｂに示した赤色カラーフィルタ層３０Ｒと同様の形状を有する。この際に、緑色カラーフィルタ層３０Ｇと赤色カラーフィルタ層３０Ｒとの間、すなわち赤色サブピクセルと緑色カラーフィルタ層３０Ｇが形成された緑色サブピクセル用開口部との間、の部位においては、ブラックマトリクス２０と赤色カラーフィルタ層３０Ｒの積層体に重なるように緑色カラーフィルタ層３０Ｇが形成される。【００３４】
第３に、図１Ｄに示すように、青色カラーフィルタ層３０Ｇを形成する。青色カラーフィルタ層３０Ｇもまた、望ましくは、第１の方向に延びるストライプ形状の複数の部分から構成され、形成される位置が異なる点を除いて、図２Ａおよび図２Ｂに示した赤色カラーフィルタ層３０Ｒと同様の形状を有する。この際に、青色カラーフィルタ層３０Ｂは、隣接するブラックマトリクス２０と赤色カラーフィルタ層３０Ｒとの積層体、および隣接するブラックマトリクス２０と緑色カラーフィルタ層３０Ｇとの積層体に重なるよう形成される。言い換えると、赤色サブピクセルと青色カラーフィルタ層３０Ｂが形成された青色サブピクセル用開口部との間の部位において、ブラックマトリクス２０と赤色カラーフィルタ層３０Ｒの積層体に重なるように青色カラーフィルタ層３０Ｂが形成される。同様に、緑色サブピクセルと青色サブピクセルとの間の部位において、ブラックマトリクス２０と緑色カラーフィルタ層３０Ｇの積層体に重なるように青色カラーフィルタ層３０Ｂが形成される。【００３５】
上述のカラーフィルタ層３０のそれぞれは、スピンコートなどの塗布法を用いて透明基板１０全面に形成した後に、フォトリソグラフ法などを用いてパターニングを実施することによって形成してもよいし、あるいはスクリーン印刷法などを用いてパターン状に形成してもよい。また、上記の説明では、赤色カラーフィルタ層３０Ｒ、緑色カラーフィルタ層３０Ｇ、および青色カラーフィルタ層３０Ｂの順序で３種のカラーフィルタ層３０を形成したが、その形成順序は適宜変更することができる。【００３６】
以上の工程によって、異なる２種のカラーフィルタ層３０の間に位置するブラックマトリクス２０上に、該２種のカラーフィルタ層が積層された隔壁が形成される。本発明における「隔壁の高さ」は、ブラックマトリクス２０上の積層体と、該積層体に隣接し、透明基板１０に接触しているカラーフィルタ層３０との関係において定義される。本発明における「隔壁の高さ」は、ブラックマトリクス２０の膜厚と２種のカラーフィルタ層３０とから構成される積層体の総膜厚と、隣接するカラーフィルタ層３０の膜厚との差を意味する。本発明における「隔壁の高さ」は、２〜４μｍであることが望ましい。【００３７】
以上の工程によって、赤色サブピクセルの上に、ブラックマトリクス２０／赤色カラーフィルタ層３０Ｒ／緑色カラーフィルタ層３０Ｇの積層構造およびブラックマトリクス２０／赤色カラーフィルタ層３０Ｒ／青色カラーフィルタ層３０Ｂの積層構造を有する２つの隔壁に囲まれた、第１の方向に延びるストライプ形状を有する赤色バンク構造が得られる。同様に、緑色サブピクセルの上に、ブラックマトリクス２０／赤色カラーフィルタ層３０Ｒ／緑色カラーフィルタ層３０Ｇの積層構造およびブラックマトリクス２０／緑色カラーフィルタ層３０Ｇ／青色カラーフィルタ層３０Ｂの積層構造を有する２つの隔壁に囲まれた、第１の方向に延びるストライプ形状を有する緑色バンク構造が得られる。青色サブピクセルの上の青色バンク構造についても同様である。【００３８】
次に、図１Ｅに示すように、少なくとも１種のバンク構造において、インクジェット法を用いて、カラーフィルタ層３０の上に色変換層４０を形成する。本実施形態においては、少なくとも１種類の色変換層が形成される。ＲＧＢの３種のカラーフィルタ層を用いる場合、少なくとも赤色変換層４０Ｒが形成され、加えて緑色変換層４０Ｇを形成してもよい。図１Ｅには、赤色バンク構造内に赤色変換層４０Ｒが形成され、および緑色バンク構造内に緑色変換層４０Ｇが形成された色変換フィルタを示した。【００３９】
色変換層４０を形成するためのインクは、少なくとも１種の色変換色素と、溶媒とを含む。本発明においては、第１色素および第２色素を含む２種の色変換色素の混合物を用いることが望ましい。【００４０】
第１色素は、色変換層４０への入射光、好ましくは有機ＥＬ素子の発する青色〜青緑色の光を吸収し、吸収したエネルギーを第２色素に移動させるための色素である。したがって、第１色素の吸収スペクトルが有機ＥＬ素子の発光スペクトルと重なっていることが望ましく、第１色素の吸収極大と有機ＥＬ素子の発光スペクトルの極大とが一致していることがより望ましい。また、第１色素の発光スペクトルが第２色素の吸収スペクトルと重なっていることが望ましく、第１色素の発光スペクトルの極大と第２色素の吸収極大とが一致していることがより望ましい。【００４１】
本発明において第１色素として好適に用いることができる色素は、Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体）などのアルミキレート系色素、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）、クマリン１３５などのクマリン系色素を含む。あるいはまた、ソルベントイエロー４３、ソルベントイエロー４４のようなナフタルイミド系色素を、第１色素として用いてもよい。また、各種低分子発光材料、各種高分子発光材料も適用できる。第１色素は、色変換層４０の総構成分子数を基準として５０〜９９．９９モル％の量で存在することが望ましい。このような濃度範囲で存在することによって、色変換膜の入射光を十分に吸収して、吸収した光エネルギーを第２色素へとエネルギー移動することが可能となる。【００４２】
第２色素は、第１色素から移動されるエネルギーを受容し、光を放射する色素である。前述のように、第１色素の発光スペクトルが第２色素の吸収スペクトルと重なっていることが望ましく、第１色素の発光スペクトルの極大と第２色素の吸収極大とが一致していることがより望ましい。したがって、第２色素が放射する光は、第１色素が吸収する光よりも長波長で、緑色もしくは赤色である。本発明において第２色素として好適に用いることができる色素は、ジエチルキナクリドン（ＤＥＱ）などのキナクリドン誘導体；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（ＤＣＭ−１、（Ｉ））、ＤＣＭ−２（ＩＩ）、およびＤＣＪＴＢ（ＩＩＩ）などのシアニン色素；４，４−ジフルオロ−１，３，５，７−テトラフェニル−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン（ＩＶ）、ルモゲンＦレッド、ナイルレッド（Ｖ）などを含む。あるいはまた、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇなどのキサンテン系色素、またはピリジン１などのピリジン系色素を用いてもよい。また、各種低分子発光材料、各種高分子ＥＬ発光材料も適用できる。【００４３】
【化１】
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【００４４】
本発明の色変換層４０において光を発する色素は第２色素であるので、第２色素が濃度消光を起こさないことが重要である。なぜなら、第２色素の濃度消光は、色変換の効率の低下をもたらすからである。本発明の色変換層４０における第２色素の濃度の上限は、濃度消光を起こさないことを条件として、第１および第２色素の種類に依存して変化し得る。また、第２色素の濃度の下限は、十分な変換光強度が得られることを条件として、第１および第２色素の種類、あるいは目的とする用途に依存して変化し得る。一般的には、本発明の色変換層４０における第２色素の好ましい濃度は、色変換層４０の総構成分子数を基準として、１０モル％以下、好ましくは０．０１〜１０モル％、より好ましくは０．１〜５モル％の範囲内である。このような範囲内の濃度で第２色素を用いることによって、濃度消光を防止すると同時に、十分な変換光強度を得ることが可能となる。【００４５】
前述のように、入射光の吸収と色変換とを別種の色素によって実現する構成を採ることによって、第１色素による入射光の吸収ピーク波長と、第２色素による色変換の発光ピーク波長との差を大きくすることができる。さらに、機能が分離されたことによって、第１色素および第２色素として用いる材料の選択肢を広げることが可能となる。【００４６】
あるいはまた、第１色素のみで、青〜青緑色の光を吸収し、濃度消光をすることなしに色変換された光の十分な強度を得ることが可能であれば、第２色素を用いなくてもよい。【００４７】
本発明における色変換層形成のためのインク用溶媒は、上記色素を溶解することができる任意の溶媒を用いることができる。たとえば、トルエンなどのベンゼン系など非極性溶媒、クロロホルム、アルコール系、ケトン系などの極性溶媒を、インク用溶媒として用いることができる。インク用溶媒は、単一成分で構成されてもよく、複数の溶媒の混合物であってもよい。【００４８】
本実施形態において、少なくとも１種の色変換色素を、溶媒中に混合することによってインクを作製することができる。水分および酸素の影響を排除するため、窒素またはアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下でインクを作製することが好ましい。インクを作製する前に、溶媒中の水分および酸素を除去するために、脱気処理、水分吸収剤による処理、酸素吸収剤による処理、蒸留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溶媒を前処理してもよい。【００４９】
作製したインクは、所望される解像度での塗布が可能であることを条件として、当該技術において知られている任意のインクジェット装置および方法を用いて、バンク構造内のカラーフィルタ層３０上に付着される。インクジェット装置および方法は、サーマルインクジェット方式であっても、ピエゾインクジェット方式であってもよい。インクジェット方法を用いて付着されたインクは、ブラックマトリクス上の２種のカラーフィルタ層の積層体からなる隔壁によって、必要部位以外に広がることを防止され、所定の位置に色変換層４０を形成することが可能となる。本実施形態においては、重なり合う２種のカラーフィルタ層３０の膜厚の合計に加えて、ブラックマトリクス２０の膜厚も隔壁の高さに寄与するので、インクジェット方法を用いて付着されるインクの必要部位以外への拡散をより有効に防止することができる。【００５０】
付着の後に、溶媒を蒸発させて除去し、少なくとも１種の色変換色素からなる色変換層４０を形成する。溶媒の除去は、前述の不活性ガス雰囲気下または真空中で、溶媒が蒸発する温度まで加熱することによって実施することができる。この際に、インク中の色変換色素の劣化または熱分解が発生しないように加熱温度を設定することが望ましい。【００５１】
本発明の色変換層４０は、２０００ｎｍ（２μｍ）以下、好ましくは１００〜２０００ｎｍ、より好ましくは１００〜１０００ｎｍの膜厚を有する。任意選択的な熱硬化型樹脂組成物を含む場合、本発明の色変換層４０は好ましくは１００〜２００ｎｍの膜厚を有する。本発明の色変換層４０においては、その大部分を構成する第１色素が入射光吸収の機能を有するために、このように薄い膜厚においても十分な吸光度を有する。何らの理論に拘束されることを意図するものではないが、本発明の色変換層４０中の第１色素が光を吸収して励起状態となった場合、第１色素間でのエネルギー移動よりも、第１色素から第２色素へのエネルギー移動の方が起こりやすいと考えている。したがって、第１色素の励起エネルギーの大部分は、第１色素間での移動による消失（濃度消光）を受けることなしに第２色素へ移動し、第２色素の発光に寄与することができると考えられる。そして、第２色素は前述のように濃度消光を起こすことがない低い濃度で存在するので、移動された励起エネルギーを効率よく利用して色変換を行い、所望の波長分布を有する光を発することができる。このようにして、本発明の色変換層４０においては、薄い膜厚と高い色変換効率とを両立することが可能となる。【００５２】
以上の工程を実施して得られる色変換層４０は、カラーフィルタ層３０と同様に第１の方向に延びるストライプ形状を有する。赤色変換層４０Ｒを例として説明すると、図２Ｃに示すように、赤色カラーフィルタ層３０Ｒが設けられた２つの赤色サブピクセル用開口部の間に位置するブラックマトリクス２０上では、赤色カラーフィルタ層３０Ｒが重畳することによって段差が存在するものの、段差の高さはブラックマトリクス２０の膜厚に相当し、赤色変換層４０Ｒを形成するためのインクの拡散を防止するに至らず、複数のサブピクセルにわたって第１の方向に連続したストライプ形状の赤色変換層４０Ｒが形成される。【００５３】
上記の第１の態様の変形例として、図３に示すように、同種のカラーフィルタ層３０が設けられた２つの開口部の間に位置するブラックマトリクス２０上に、最後に形成されるカラーフィルタ層３０を重畳させて、隔壁を形成してもよい。図３においては、青色カラーフィルタ層３０Ｂの形状を変更する例を示した。図３Ａが青色カラーフィルタ層３０Ｂの上面形状を示す図であり、図３Ｂは切断線ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢに沿った断面図であり、図３Ｃは切断線ＩＩＩＣ−ＩＩＩＣに沿った断面図である。図３Ａに示すように、青色カラーフィルタ層３０Ｂは、複数の青色サブピクセル用開口部を覆い、隣接するブラックマトリクス２０上にて異種のカラーフィルタ層３０（赤色カラーフィルタ層３０Ｒまたは緑色カラーフィルタ層３０Ｇ）に重畳する第１の方向に延びるストライプ状部分と、ブラックマトリクス２０上を第１の方向に直交する第２の方向に延びる部分とで構成される。図３Ｂに示すように、赤色サブピクセルと緑色サブピクセルまたは青色サブピクセルとの境界においては、本変形例は、上述の形態同様にブラックマトリクス２０の上に２種のカラーフィルタ層３０が積層した、第１の方向に延びる隔壁が形成される。加えて、図３Ｃに示すように、ブラックマトリクス２０、赤色カラーフィルタ層３０Ｒ、および青色カラーフィルタ層３０Ｂが重畳して、第２の方向に延びる隔壁が形成される。したがって、本変形例においては、赤色サブピクセルに関して、それぞれのサブピクセルを囲むように隔壁が形成され、各サブピクセル毎に独立したバンク構造が得られる。緑色サブピクセルについても同様である。サブピクセル毎に独立したバンク構造は、各サブピクセル間の色変換層４０の膜厚のばらつきを抑制する点において有効である。【００５４】
次に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の３種類のカラーフィルタ層を用いる場合について、隔壁が３つのカラーフィルタ層３０を重ね合わせて形成する本実施形態の色変換フィルタの製造方法の第２の態様を説明する。ブラックマトリクスおよびカラーフィルタ層を重ね合わせて隔壁を形成する際に、隔壁の高さを高くするためにはブラックマトリクスの膜厚を大きくすることが有効である。しかしながら、ネガ型材料からブラックマトリクスを形成する場合には、露光部分がパターンとして残り、かつ照射光がブラックマトリクス材料に吸収されるために、膜厚が約２μｍ以上に厚くなると、ブラックマトリクスの形成が困難となる。また、隔壁高さを高くする場合、重ね合わせるカラーフィルタ層材料の粘度、下地の濡れ性、塗布条件などによって、突起（隔壁形成部位）の頂上のカラーフィルタ層の膜厚が、ブラックマトリクス開口部に存在するカラーフィルタ層の膜厚よりも小さくなる場合がある。以上のような問題点の影響を回避するために本態様は有用である。【００５５】
第２の態様においても、形成するカラーフィルタ層３０の上面形状を除いて、第１の態様で説明した工程を用いて色変換フィルタを製造することができる。本態様においては、重なり合う３つのカラーフィルタ層３０の膜厚の合計に加えて、ブラックマトリクス２０の膜厚も隔壁の高さに寄与する。また、本態様においては３つのカラーフィルタ層３０を重ね合わせて隔壁を形成することによって、第１の態様に比較してより高い隔壁を形成することができる。さらに、より薄いカラーフィルタ層を用いた場合でも十分な高さの隔壁を得ることができる。【００５６】
第２の態様の第１の例を図４を参照して説明する。図４には、カラーフィルタ層３０の例として、ブラックマトリクス２０上に最初に形成される赤色カラーフィルタ層３０Ｒを示した。緑色カラーフィルタ層３０Ｇおよび青色カラーフィルタ層３０Ｂも、形成する位置を除いて赤色カラーフィルタ層３０Ｒと同様の形状を有する。図４Ａが赤色カラーフィルタ層３０Ｒの上面形状を示す図であり、図４Ｂは切断線ＩＶＢ−ＩＶＢに沿った断面図であり、図４Ｃは切断線ＩＶＣ−ＩＶＣに沿った断面図である。なお、図４Ｂおよび図４Ｃにおいては、後に形成される各層も併せて示した。【００５７】
この例において、図４Ａに示すように、それぞれのカラーフィルタ層３０は、２種の別個のストライプ形状部分から構成される。第１のストライプ形状部分は、当該色のサブピクセルとなるブラックマトリクス２０の開口部、および異種のカラーフィルタ層３０との境界、すなわち異色のサブピクセルとの境界、となるブラックマトリクス２０の上に形成される。第２のストライプ形状部分は、当該色のサブピクセルと隣接せず、異なる色のサブピクセル間の境界となるブラックマトリクス２０の上に形成される。このように２つの別個の部分からなるカラーフィルタ層３０を積層することによって、図４Ｂに示すように、異種のカラーフィルタ層３０の境界となるブラックマトリクス２０の第１の方向に延びる部分において、３種のカラーフィルタ層３０が順次積層された隔壁が形成される。また、この例においては、図４Ｃに示すように、同種のカラーフィルタ層３０が設けられた２つの開口部、すなわち同色の２つのサブピクセル、の間に位置するブラックマトリクス２０上では、カラーフィルタ層３０が重畳することによって段差が存在するものの、段差の高さはブラックマトリクス２０の膜厚に相当し、色変換層４０を形成するためのインクの拡散を防止するに至らない。すなわち、この例においては、図１および図２に示したように、各色について、第１の方向に延びるストライプ形状を有するバンク構造が得られる。そのバンク構造内に、第１の方向に連続したストライプ形状の色変換層４０が形成される。【００５８】
第２の態様の第２の例を図５を参照して説明する。図５には、カラーフィルタ層３０の例として、ブラックマトリクス２０上に最初に形成される赤色カラーフィルタ層３０Ｒを示した。緑色カラーフィルタ層３０Ｇおよび青色カラーフィルタ層３０Ｂも、形成する位置を除いて赤色カラーフィルタ層３０Ｒと同様の形状を有する。図５Ａが赤色カラーフィルタ層３０Ｒの上面形状を示す図であり、図５Ｂは切断線ＶＢ−ＶＢに沿った断面図であり、図５Ｃは切断線ＶＣ−ＶＣに沿った断面図である。なお、図５Ｂおよび図５Ｃにおいては、後に形成される各層も併せて示した。【００５９】
この例において、それぞれのカラーフィルタ層は、図４Ａに示した２種の別個のストライプ形状部分が、同種のカラーフィルタ層３０が設けられた２つの開口部（同色のサブピクセル）の間に位置するブラックマトリクス２０上に形成され、第２の方向に延びるストライプ形状部分によって連結された一体の構造を有する（図５Ａ参照）。この例においても、図５Ｂに示すように、異色のサブピクセルとの境界となるブラックマトリクス２０の第１の方向に延びる部分において、３種のカラーフィルタ層３０が順次積層された隔壁が形成される。加えて、図５Ｃに示すように、同色の２つのサブピクセルの間に位置するブラックマトリクス２０上においても、３種のカラーフィルタ層３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂが積層された隔壁が形成される。以上のように、この例においては、３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブピクセルの全てに関して、それぞれのサブピクセルを囲むように隔壁が形成され、各サブピクセル毎に独立したバンク構造が得られる。このように構成されるサブピクセル毎に独立したバンク構造は、各サブピクセル間の色変換層４０の膜厚のばらつきを抑制する点において有効である。【００６０】
第２の態様の第３の例を図６を参照して説明する。図６には、カラーフィルタ層３０の例として、ブラックマトリクス２０上に最初に形成される赤色カラーフィルタ層３０Ｒを示した。緑色カラーフィルタ層３０Ｇおよび青色カラーフィルタ層３０Ｂも、形成する位置を除いて赤色カラーフィルタ層３０Ｒと同様の形状を有する。図６Ａが赤色カラーフィルタ層３０Ｒの上面形状を示す図であり、図６Ｂは切断線ＶＩＢ−ＶＩＢに沿った断面図であり、図６Ｃは切断線ＶＩＣ−ＶＩＣに沿った断面図である。なお、図６Ｂおよび図６Ｃにおいては、後に形成される各層も併せて示した。【００６１】
この例において、図６Ａに示すように、それぞれのカラーフィルタ層３０は、２種の別個の部分から構成される。第１の矩形状部分は、当該色のサブピクセルとなるブラックマトリクス２０の開口部を覆うように形成されるサブピクセル部分である。第２の格子状部分は、ブラックマトリクス２０の上に形成され、サブピクセルとなる開口部を囲むように直交する２つの方向に延びるストライプ形状部分の組み合わせで構成される。図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、ブラックマトリクス２０の上で、３種のカラーフィルタ層３０の格子状部分が順次積層された隔壁が形成される。また、この例においては、図５に示した例と同様に、３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブピクセルの全てに関して、それぞれのサブピクセルを囲むように隔壁が形成され、各サブピクセル毎に独立したバンク構造が得られる。この構成は、ブラックマトリクス２０の幅がカラーフィルタ層３０作成の際の幅に比較して十分に大きい場合に有効であり、サブピクセル部分と、隔壁を形成するための格子状部分とを分離することによって、カラーフィルタ層３０が重畳される領域（隔壁形成領域）付近の膜厚の不安定性を抑制すること、隔壁形状を均一にすること、および隔壁によって形成されるバンク構造の容量を均一にすることを可能にする。【００６２】
本発明の第２の実施形態は、色変換フィルタを製造する工程と、透明電極、有機ＥＬ層および反射電極を含む有機ＥＬ素子を形成する工程とを含む有機ＥＬディスプレイの製造方法である。【００６３】
本実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法の第１の態様は：（１）第１の実施形態の方法によって、色変換フィルタを製造する工程と；（２）前記色変換フィルタ上にバリア層を形成する工程と；（３）前記バリア層上に、透明電極、有機ＥＬ層および反射電極をこの順に含む有機ＥＬ素子を形成する工程とを含む。本態様で得られる有機ＥＬディスプレイを図７に示す。【００６４】
本態様において、任意選択的ではあるが、色変換フィルタ上にバリア層を形成する前に、平坦化層（不図示）を形成してもよい。平坦化層は、カラーフィルタ層３０および色変換層４０によって形成された段差を解消し、後に形成される有機ＥＬ素子中の透明電極および／または反射電極の断線を防止する点において有用である。前述の段差が有機ＥＬ素子の形成に影響を及ぼさない場合には平坦化層を省略してもよい。【００６５】
平坦化層を形成するための材料は、光透過性に富み、カラーフィルタ層３０および色変換層４０を劣化させることなしに形成することができ、かつ後述のバリア層６０の形成条件に耐える必要がある。【００６６】
たとえば、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を塗布し、続いて光および／または熱処理して、ラジカル種やイオン種を発生させて重合または架橋させ、不溶不融化させることによって、平坦化層を形成することができる。用いることができる光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、（１）アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤とからなる組成物、（２）ポリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物、（３）鎖状または環状オレフィンとビスアジドとからなる組成物、または（４）エポキシ基を有するモノマーと光酸発生剤からなる組成物を含む。特に、高精細でパターニングが可能であり、ならびに耐溶剤性および耐熱性などの信頼性のが高いことにより、（１）の組成物が好ましい。なお、部分的に光および／または熱処理して平坦化層のパターニングを実施する場合には、未硬化の状態で有機溶媒またはアルカリ溶媒に可溶性の樹脂を用いることが好ましい。【００６７】
あるいはまた、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン、ポリビニルブチラール、ポリフェニレンエーテル、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ノルボルネン系樹脂、メタクリル樹脂、イソブチレン無水マレイン酸共重合樹脂、環状オレフィン系などの熱可塑性樹脂；エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、イミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂；あるいはポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート等と３官能性、あるいは４官能性のアルコキシシランを含むポリマーハイブリッド等を用いて、平坦化層を形成してもよい。この場合には、これら材料の溶液または分散液を塗布した後に、溶媒または分散媒の除去、ならびに、必要に応じて硬化処理を行うことによって平坦化層を得ることができる。【００６８】
ここで、平坦化層の形成に溶媒または分散媒を使用する場合、下にある色変換層４０の溶出が起こらないような溶媒または分散媒を選択することが望ましい。あるいはまた、平坦化層の形成前に保護層を形成して色変換層４０の溶出を防止してもよい。保護層は、たとえば、後述するバリア層６０と同様の材料および方法を用いて形成することができる。【００６９】
次に、前述のブラックマトリクス２０、カラーフィルタ層３０、色変換層４０および平坦化層（存在する場合）を覆うように、バリア層６０を形成する。バリア層６０は、単一の層であってもよく、複数の層の積層体であってもよい。バリア層６０は、その下に形成される層中に含有される可能性のある水分および酸素から、後述する有機ＥＬ層１４０の構成要素を保護することに有効である。【００７０】
バリア層６０は、電気絶縁性を有し、ガスおよび有機溶剤に対するバリア性を有し、かつ可視域における透明性に富む材料（４００〜７００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）を使用して形成することができる。後述する透明電極１３０の製膜に耐えるために、好ましくは２Ｈ以上の膜硬度を有する材料を用いてバリア層６０を形成することが望ましい。用いることができる材料は、たとえば、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＺｎＯｘなどの無機酸化物、ＳｉＮｘなどの無機窒化物、およびＳｉＮｘＯｙなどの無機酸化窒化物を含む。バリア層６０は、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の手法により形成することができる。望ましくは、バリア層６０は、良好なカバレッジを有するＣＶＤ法を用いて、高屈折率のＳｉＮｘから形成される。【００７１】
最後に、バリア層６０の上面に有機ＥＬ素子を配設する。本態様における有機ＥＬ素子は、透明電極１３０、有機ＥＬ層１４０および反射電極１５０をこの順に含む。本態様における有機ＥＬ素子は、独立的に発光／非発光を制御できる複数の発光部を有する。【００７２】
第１の段階として、バリア層６０の上面に透明電極１３０を配設する。透明電極１３０は、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化インジウム、ＩＺＯ、酸化亜鉛、亜鉛−アルミニウム酸化物、亜鉛−ガリウム酸化物、またはこれらの酸化物に対してＦ、Ｓｂなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。透明電極１３０は、蒸着法、スパッタ法または化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて前述の導電性透明金属酸化物を全面に成膜した後に、フォトリソグラフ法等を用いてパターニングして形成される。好ましくはスパッタ法を用いて形成される。透明電極１３０は、第１の方向に延びるストライプ形状の複数の部分電極から構成される。該複数の部分電極は、カラーフィルタ層３０に対応する位置に設けられる。【００７３】
透明電極１３０は、陽極であっても陰極であってもよい。透明電極１３０を陰極として使用する場合には、透明電極１３０と有機ＥＬ層１４０との間に陰極バッファ層を設けて、電子注入効率を向上させてもよい。陰極バッファ層は、Ｌｉ、Ｎａ、ＫまたはＣｓなどのアルカリ金属、ＢａまたはＳｒなどのアルカリ土類金属、希土類金属、それら金属を含む合金、あるいはそれら金属のフッ化物などから形成することができる。透明性を確保する観点から、陰極バッファ層の膜厚を１０ｎｍ以下とすることが望ましい。【００７４】
第２段階として、透明電極１３０の上面に有機ＥＬ層１４０を配設する。本発明において、有機ＥＬ層１４０は、少なくとも有機発光層を含み、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および／または電子注入層を介在させた構造を有する。具体的には、有機ＥＬ素子には下記のような層構造からなるものが採用される。【００７５】
（１）陽極／有機発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／有機発光層／陰極
（３）陽極／有機発光層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／有機発光層／電子注入層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極
（７）陽極／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／陰極【００７６】
有機ＥＬ層１４０を構成する各層は、当該技術において知られている任意の材料を使用して形成される。たとえば、青色から青緑色の発光を得るための有機発光層の材料としては、例えば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などの蛍光増白剤、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などの材料が好ましく使用される。また、必要に応じて、有機発光層の発光色は白色であっても良い。その場合は公知の赤ドーパントが使用される。また、有機ＥＬ層１４０を構成する各層は、蒸着法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形成することができる。【００７７】
第３段階として、有機ＥＬ層１４０の上面に反射電極１５０を配設する。反射電極１５０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１５０を、陰極として用いてもよいし、陽極として用いてもよい。反射電極１５０を陰極として用いる場合には、反射電極１５０と有機ＥＬ層１４０との界面に、前述の陰極バッファ層を設けて有機ＥＬ層に対する電子注入の効率を向上させてもよい。あるいはまた、前述の高反射率金属、アモルファス合金または微結晶性合金に対して、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属を添加して合金化し、電子注入効率を向上させることができる。一方、反射電極１５０を陽極として用いる場合には、反射電極１５０と有機ＥＬ層１４０との界面に、前述の導電性透明金属酸化物の層を設けて有機ＥＬ層１４０に対する正孔注入の効率を向上させてもよい。反射電極１５０は、用いる材料に依存して、蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、レーザーアブレーション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。【００７８】
反射電極１５０は、第１の方向に直交する第２の方向に延びるストライプ形状の複数の部分電極から構成される。複数の部分電極からなる反射電極１５０は、所望の形状を与える開口部を有するマスクを用いた蒸着法によって形成することができる。あるいはまた、透明電極１３０の形成後に、逆テーパの断面形状を有し、第２の方向に延びるストライプ形状の分離隔壁を形成し、その後に有機ＥＬ層１４０および反射電極１５０の形成を実施して、複数の部分電極からなる反射電極１５０を形成してもよい。【００７９】
以上の方法によって、パッシブマトリクス駆動されるボトムエミッション型有機ＥＬディスプレイを得ることができる。【００８０】
本実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法の第２の態様は：（１）第１の実施形態の方法によって、色変換フィルタを製造する工程と；（２）第２支持体上に、反射電極、有機ＥＬ層および透明電極をこの順に含む有機ＥＬ素子を形成する工程と；（３）前記有機ＥＬ素子上にバリア層を形成する工程と；（４）前記バリア層を形成した有機ＥＬ素子と前記色変換フィルタとを、前記色変換層と前記バリア層とを対向させるように組み合わせる工程とを含む。本態様で得られる有機ＥＬディスプレイを図８に示す。【００８１】
工程（２）において、第２支持体２１０の上に反射電極２５０、有機ＥＬ層２４０および透明電極２３０をこの順に含む有機ＥＬ素子を形成する。第２支持体は、透明であっても不透明であってもよく、ガラス、シリコン、セラミック、各種プラスチック、各種フィルムなどを用いて形成することができる。第２支持体２１０の表面上の有機ＥＬ素子の発光部に対応する位置に、複数のスイッチング素子２２０を設けてもよい。複数のスイッチング素子２２０は、たとえばＴＦＴ、ＭＩＭなど当該技術において知られている任意の素子であってもよい。この場合、第２支持体２１０の表面上に、複数のスイッチング素子２２０のための配線、駆動回路などをさらに設けてもよい。【００８２】
反射電極２５０は、第１の態様の反射電極１５０と同様の材料を用いて、蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、レーザーアブレーション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される。反射電極２５０は、複数のスイッチング素子２２０に対応する複数の部分電極から構成される。複数の部分電極への分割は、フォトリソグラフ法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実施することができる。【００８３】
反射電極２５０の上に、有機ＥＬ層２４０が形成される。有機ＥＬ層２４０は、第１の態様の有機ＥＬ層１４０と同様の材料および方法を用いて形成することができる。【００８４】
有機ＥＬ層２４０の上に、透明電極２３０が形成される。透明電極２３０は、第１の態様の透明電極１３０と同様の材料を用いて形成される。透明電極２３０は、蒸着法、スパッタ法またはＣＶＤ法を用いて形成することができる。透明電極２３０は、一体型の共通電極である。【００８５】
次いで、工程（３）において、有機ＥＬ素子を覆うバリア層２６０が形成される。バリア層２６０は、第１の態様におけるバリア層６０と同様の材料および方法を用いて形成される。【００８６】
最後に、工程（４）において、有機ＥＬ素子およびバリア層２６０を形成した第２支持体２１０と色変換フィルタとを、色変換層４０とバリア層２６０とが対向する状態で組み合わせることによって、トップエミッション型の有機ＥＬディスプレイが得られる。第２支持体２１０と色変換フィルタとの組み合わせは、たとえば透明基板１０または第２支持体２１０の周縁部に設けられた接着層３１０を用いて、透明基板１０と第２支持体２１０とを接着することによって実施することができる。接着層３１０は、たとえばＵＶ硬化性接着剤などの当該技術において知られている任意の材料を用いて作製することができる。本工程において、任意選択的に、透明基板１０、第２支持体２１０および接着層３１０によって確定される内部空間に充填剤を充填してもよい。充填剤は、光取り出し効率を向上させるという観点からバリア層２６０と同等以上の屈折率を有する透明な樹脂材料であることが望ましい。バリア層２６０をＳｉＮｘで形成する場合には、１．６〜１．７以上の屈折率を有する透明樹脂材料を用いることが望ましい。【００８７】
以上の方法によって、アクティブマトリクス駆動のトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイを得ることができる。あるいはまた、複数のスイッチング素子２２０を設けず、透明電極２３０を第２の方向に延びるストライプ形状の複数の部分電極から構成し、反射電極２５０を第１の方向に延びるストライプ形状の複数の部分電極から構成することによって、パッシブマトリクス駆動のトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイが得られることを当業者は理解するであろう。【００８８】
また、本実施形態の方法で製造される有機ＥＬディスプレイにおいて、第１色素による吸収、第１色素から第２色素へのエネルギー移動、および第２色素からの発光という色変換層４０における一連の過程の効率は一定である。すなわち、第２色素からの放射光量は、ＥＬ光の強度に比例して変化する。したがって、本実施形態の方法で製造される有機ＥＬディスプレイは、駆動電圧の変化、あるいは通電時間の増加に伴って有機ＥＬ素子からのＥＬ光の強度が変化したとしても、その変化に追随して変換光の発光強度も変化するために、長期間にわたって所望される色相の光を安定に発することができる
【実施例】
【００８９】
＜実施例１＞
（色変換フィルタ）
長さ２００ｍｍ×幅２００ｍｍ×０．７ｍｍ厚の１７３７ガラス（コーニング社製）上に、カラーモザイクＣＫ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、複数の矩形状開口部を有するブラックマトリクスを形成した。ブラックマトリクスは、１μｍの膜厚を有した。サブピクセルに相当する矩形状開口部のそれぞれは、長さ方向１３１μｍ×幅方向３７μｍを有し、隣接する矩形状開口部間の間隔は長さ方向および幅方向のいずれも１０μｍであった。【００９０】
次に、カラーモザイクＣＲ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる赤色カラーフィルタ層を形成した。複数のストライプ形状部分のそれぞれが、両側に隣接するブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分に重畳するように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、１μｍの膜厚および５７μｍの幅を有し、８４μｍの間隔で配置された。【００９１】
次に、カラーモザイクＣＧ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる緑色カラーフィルタ層を形成した。複数のストライプ形状部分のそれぞれが、片側に隣接するブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分および反対側に隣接するブラックマトリクス／赤色カラーフィルタ層の積層体に重畳するように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、１μｍの膜厚および５７μｍの幅を有し、８４μｍの間隔で配置された。【００９２】
次に、カラーモザイクＣＢ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる青色カラーフィルタ層を形成した。複数のストライプ形状部分のそれぞれが、隣接するブラックマトリクス／赤色カラーフィルタ層の積層体およびブラックマトリクス／緑色カラーフィルタ層の積層体に重畳するように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、１μｍの膜厚および５７μｍの幅を有し、８４μｍの間隔で配置された。【００９３】
ブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分に２種のカラーフィルタ層を積層することによって形成された隔壁は、それぞれ２μｍの高さ、すなわちブラックマトリクスおよび２種のカラーフィルタ層の合計膜厚と、隣接する矩形状開口部に形成されたカラーフィルタ層の膜厚との差、を有した。【００９４】
得られた構造物は、長さ方向１４１μｍ×幅方向４７μｍのサブピクセルを有し、ＲＧＢ３色のサブピクセルから構成される長さ方向１４１μｍ×幅方向１４１μｍをピクセルを有した。これは、１８０ｐｐｉの精細度に相当する。【００９５】
次いで、トルエン１０００重量部、および第１色素であるクマリン６と第２色素であるジエチルキナクリドン（ＤＥＱ）の混合物（モル比はクマリン６：ＤＥＱ＝４８：２）５０重量部を混合して、インクを調製した。調製したインクをインクジェット装置に装填した。次いで、窒素雰囲気中で、１つの緑色サブピクセルに対して、４２ｐＬ（１４ｐＬの液滴を３個）のインクを付着させた。窒素雰囲気を破ることなしに、インクを付着させたカラーフィルタを真空乾燥炉中に移動させ、１．０×１０−３Ｐａの圧力の下で１００℃に加熱してトルエンの除去を行った。得られた緑色変換層は５００ｎｍの膜厚を有した。【００９６】
トルエン１０００重量部、および第１色素であるクマリン６と第２色素であるＤＣＭ−２の混合物（モル比はクマリン６：ＤＣＭ−２＝４８：２）５０重量部を混合して、インクを調製した。調製したインクをインクジェット装置に装填した。次いで、窒素雰囲気中で、１つの赤色サブピクセルに対して、４２ｐＬ（１４ｐＬの液滴を３個）のインクを付着させた。窒素雰囲気を破ることなしに、インクを付着させたカラーフィルタを真空乾燥炉中に移動させ、１．０×１０−３Ｐａの圧力の下で１００℃に加熱してトルエンの除去を行った。得られた赤色変換層は５００ｎｍの膜厚を有した。【００９７】
次いで、真空を破ることなしに、緑色変換層および赤色変換層を形成したカラーフィルタを、プラズマＣＶＤ装置内に移動させた。プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚１μｍの窒化シリコン（ＳｉＮ）を堆積させてバリア層を形成し、色変換フィルタを得た。ここで、モノシラン（ＳｉＨ４）、アンモニア（ＮＨ３）および窒素（Ｎ２）を原料ガスとして用いた。また、バリア層形成時のカラーフィルタの温度を１００℃以下に維持した。【００９８】
（有機ＥＬディスプレイ）
最初に、スパッタ法を用いて、バリア層の上面全面にわたって膜厚２００ｎｍのＩＺＯ膜を堆積させた。次いで、レジスト剤「ＴＦＲ−１２５０」（東京応化工業製）を用いたフォトリソグラフィー法にてパターニングを行い、それぞれのサブピクセルに相当する位置に、長さ方向に延び、幅３９μｍのストライプ形状を有する複数の部分電極からなる透明電極を得た。隣接する部分電極間の間隙は８μｍであった。本実施例における透明電極は陽極である。【００９９】
次いで、透明電極を形成した色変換フィルタを抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔輸送層、有機発光層および電子注入輸送層を、真空を破らずに順次成膜して、有機ＥＬ層を形成した。成膜に際して、真空槽内圧を１×１０−４Ｐａまで減圧した。正孔注入層は、膜厚１００ｎｍの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）であり、正孔輸送層は膜厚２０ｎｍの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）であり、発光層は膜厚３０ｎｍの４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）であり、電子注入輸送層は膜厚２０ｎｍのＡｌｑ３であった。【０１００】
引き続いて、真空を破ることなしに、メタルマスクを用いて膜厚２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（１０：１の重量比率）膜を堆積させ、反射電極を形成した。反射電極は、幅方向に延びるストライプ形状を有する複数の部分電極で構成された。部分電極のそれぞれは、１３１μｍの幅を有し、１４１μｍのピッチで整列された。本実施例における反射電極は陰極である。【０１０１】
得られた積層体を、グローブボックス内の乾燥窒素雰囲気（酸素濃度および水分濃度の両方ともに１０ｐｐｍ以下）下において、封止ガラスおよびＵＶ硬化型接着剤を用いて封止し、有機ＥＬディスプレイを得た。【０１０２】
＜実施例２＞
ブラックマトリクスの膜厚を２μｍとしたことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬディスプレイを作製した。本実施例の中間構造物のカラーフィルタにおいて、ブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分に２種のカラーフィルタ層を積層することによって形成された隔壁は、それぞれ３μｍの高さを有した。【０１０３】
＜実施例３＞
ブラックマトリクスの膜厚を２．５μｍとし、各カラーフィルタ層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の膜厚を１．５μｍとしたことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬディスプレイを作製した。本実施例の中間構造物のカラーフィルタにおいて、ブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分に２種のカラーフィルタ層を積層することによって形成された隔壁は、それぞれ４μｍの高さを有した。【０１０４】
＜比較例１＞
各カラーフィルタ層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を構成するストライプ形状部分の幅を３７μｍとし、ブラックマトリクス上へのカラーフィルタ層の重畳を行わなかったことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬディスプレイを作製した。本実施例の中間構造物のカラーフィルタにおいて、隔壁は形成されず、その高さは０μｍであった。【０１０５】
＜比較例２＞
各カラーフィルタ層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の形成を以下のように実施したことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬディスプレイを作製した。【０１０６】
カラーモザイクＣＲ−７００１を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる赤色カラーフィルタ層を形成した。複数のストライプ形状部分のそれぞれが、片側に隣接するブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分のみに重畳するように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、１μｍの膜厚および４７μｍの幅を有し、９４μｍの間隔で配置された。【０１０７】
次に、カラーモザイクＣＧ−７００１を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる緑色カラーフィルタ層を形成した。複数のストライプ形状部分のそれぞれが、片側に隣接するブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分のみに重畳するように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、１μｍの膜厚および４７μｍの幅を有し、９４μｍの間隔で配置された。【０１０８】
次に、カラーモザイクＣＢ−７００１を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる青色カラーフィルタ層を形成して、カラーフィルタを得た。複数のストライプ形状部分のそれぞれが、片側に隣接するブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分のみに重畳するように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、１μｍの膜厚および４７μｍの幅を有し、９４μｍの間隔で配置された。【０１０９】
本比較例において、ブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分には、１種のカラーフィルタ層を積層することによって隔壁が形成された。形成された隔壁は、それぞれ１μｍの高さを有した。【０１１０】
＜比較例３＞
各カラーフィルタ層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の膜厚を０．５μｍとしたことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬディスプレイを作製した。本実施例の中間構造物のカラーフィルタにおいて、ブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分に２種のカラーフィルタ層を積層することによって形成された隔壁は、それぞれ１．５μｍの高さを有した。【０１１１】
＜実施例４＞
（色変換フィルタ）
長さ２００ｍｍ×幅２００ｍｍ×０．７ｍｍ厚の無アルカリガラス（イーグル２０００：コーニング社製）上の複数のパネル領域に、カラーモザイクＣＫ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、複数の矩形状開口部を有するブラックマトリクスを形成した。ブラックマトリクスは、約１．５μｍの膜厚および約１６μｍ（最小部）の線幅を有した。矩形状開口部は、長さ方向１８０μｍ、および幅方向６０μｍのピッチで配列された。これは、１４１ｐｐｉの精細度に相当する。【０１１２】
次に、カラーモザイクＣＲ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、図５に示す形状を有する赤色カラーフィルタ層を形成した。赤色サブピクセルとなる開口部を覆い、隣接するブラックマトリクスに重畳して形成され、第１の方向に延びるストライプ形状部分は、約６８μｍの幅を有した。また、この部分は、開口部において約２μｍの膜厚を有した。また、緑色サブピクセルと青色サブピクセルとの境界となるブラックマトリクス上に形成され、第１の方向に延びるストライプ形状部分、および同色のサブピクセルの境界となるブラックマトリクス上に形成され、第２の方向に延びるストライプ形状部分は、それぞれ約８μｍの幅の膜厚を有した。【０１１３】
次に、カラーモザイクＣＧ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、形成される位置を除いて赤色カラーフィルタ層と同様の形状を有する緑色カラーフィルタ層を形成した。さらに、カラーモザイクＣＢ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、形成される位置を除いて赤色カラーフィルタ層と同様の形状を有する青色カラーフィルタ層を形成した。【０１１４】
以上の構成において、ブラックマトリクス上には、赤色、緑色および青色カラーフィルタ層の積層構造からなる、約８μｍの幅を有する隔壁が形成され、各サブピクセル毎に分離されたバンク構造が得られた。ブラックマトリクスとその上に形成された３種のカラーフィルタ層の積層構造の総膜厚は、突起（隔壁形成部位）の頂上部で膜厚が薄くなる現象によって各層の膜厚の単純総和７．５μｍより低くなり、約６μｍであった。したがって、隔壁の高さはいずれの部分においても約４μｍであった。得られたブラックマトリクスおよびカラーフィルタ層を含む構造物に対して、熱処理およびＵＶ照射処理を施した。【０１１５】
次いで、トルエン１０００重量部、および第１色素であるクマリン６と第２色素であるジエチルキナクリドン（ＤＥＱ）の混合物（モル比はクマリン６：ＤＥＱ＝４８：２）５０重量部を混合して、緑色変換層用インクを調製した。調製した緑色変換層用インクを、酸素濃度５ｐｐｍ以下、水分濃度５ｐｐｍ以下の環境にセットされた約±５μｍの着弾精度を有するマルチノズル式インクジェット装置に装填した。次いで、緑色サブピクセル上のバンク構造に対して、約４２ｐＬ（約１４ｐＬの液滴を３個）のインクを付着させた。窒素雰囲気を破ることなしに１００℃に加熱して、トルエンを除去し、緑色変換層を得た。得られた緑色変換層は約５００ｎｍの膜厚を有した。【０１１６】
さらにトルエン１０００重量部、および第１色素であるクマリン６と第２色素であるＤＣＭ−２の混合物（モル比はクマリン６：ＤＣＭ−２＝４８：２）５０重量部を混合して、赤色変換層用インクを調製した。調製した赤色変換層用インクをインクジェット装置に装填した。次いで、窒素雰囲気中で、１つの赤色サブピクセル上のバンク構造に対して、約４２ｐＬ（約１４ｐＬの液滴を３個）のインクを付着させた。窒素雰囲気を破ることなしに１００℃に加熱してトルエンを除去し、赤色変換層を得た。得られた赤色変換層は約５００ｎｍの膜厚を有した。【０１１７】
次いで、窒素雰囲気を破ることなしに、緑色変換層および赤色変換層を形成した構造物を、プラズマＣＶＤ装置内に移動させた。プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚２μｍの窒化シリコン（ＳｉＮ）を堆積させてバリア層を形成した。さらに、隔壁に相当する位置のバリア層上に、光硬化性樹脂（ＣＲ−６００：日立化成工業製）を用いて、直径１０μｍおよび高さ約５μｍの円柱形状のフォトスペーサを約１８０μｍ間隔で形成して、色変換フィルタを得た。【０１１８】
（有機ＥＬ素子）
２００ｍｍ×２００ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス（イーグル２０００：コーニング社）上に、複数のパネル分のＴＦＴと、ＴＦＴを覆う膜厚３μｍの平坦化樹脂層とが形成された基板を準備した。この基板の平坦化樹脂層上に、スパッタ法を用いて膜厚約３００ｎｍのＳｉＯ２からなるパッシベーション層を成膜した。次いで、ドライエッチングを用いて、平坦化樹脂層およびパッシベーション層に、ＴＦＴと反射電極とを接続するためのコンタクトホールを形成した。次に、ＲＦ−プレーナマグネトロンスパッタ装置を用いて、膜厚約５０ｎｍのＩＺＯを成膜した。スパッタガスとしてＡｒを使用した。レジスト（ＯＦＲＰ−８００：東京応化製）を用いたフォトリソグラフ法によってＩＺＯ膜をパターニングし、サブピクセル毎に島状に分離したＩＺＯ下地層を形成した。ＩＺＯ下地層の島状部のそれぞれを、コンタクトホールを介してＴＦＴと１対１で接続した。次いで、スパッタ法を用いて膜厚１００ｎｍのＡｇ膜を形成し、引き続いて同様のパターニングを実施して、複数の島状部分からなる反射電極を形成した。島状部分のそれぞれは、長さ方向約１６４μｍ×幅方向約４４μｍの寸法を有し、および、長さ方向約１８０μｍ、幅方向６０μｍのピッチで配置された。そして、反射電極上に、ノボラック系樹脂（ＪＥＭ−７００Ｒ２、ＪＳＲ製）をスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフ法によってパターニングを実施して、発光部に相当する位置に開口部を有する膜厚１μｍの有機絶縁膜（不図示）を形成した。【０１１９】
次いで、反射電極を形成した構造物を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、反射電極上に膜厚約１．５ｎｍのＬｉを堆積させて、陰極バッファ層を得た。続いて、真空槽内圧力を１×１０−４Ｐａに減圧し、膜厚約２０ｎｍのＡｌｑ３からなる電子輸送層、膜厚約３０ｎｍのＤＰＶＢｉからなる有機発光層、膜厚約１０ｎｍのα−ＮＰＤからなる正孔輸送層、および膜厚約１００ｎｍのＣｕＰｃからなる正孔注入層を順次成膜して、有機ＥＬ層を得た。各層の成膜速度は０．１ｎｍ／ｓであった。さらに、有機ＥＬ層上に、膜厚約５ｎｍのＭｇＡｇからなるダメージ緩和層を成膜した。【０１２０】
引き続いて、ダメージ緩和層を形成した構造物を、真空を破ることなしに対向スパッタ装置に移動させ、表示部に対応する位置に開口部を設けたメタルマスクを介して、膜厚約１００ｎｍのＩＺＯを堆積させ、透明電極を得た。さらに、透明電極を形成した構造物を、真空を破ることなしにＣＶＤ装置に移動させ、膜厚約２μｍのＳｉＮｘを堆積させ、バリア層を形成し、有機ＥＬ素子を得た。【０１２１】
（有機ＥＬディスプレイ）
前述のように得られた有機ＥＬ素子および色変換フィルタを、酸素５ｐｐｍ、水分５ｐｐｍ以下の環境に保たれた貼り合せ装置内に移動させた。そして、色変換フィルタのバリア層を形成したプロセス面を上に向けてセットし、ディスペンサを用いて、複数のパネル領域のそれぞれの外周にエポキシ系紫外線硬化接着剤（ＸＮＲ−５５１６：ナガセケムテックス社製）を切れ目無く塗布して、接着層を形成した。引き続いて、各画面中央付近に、充填剤として、所定量の熱硬化型エポキシ接着剤（屈折率１．５８）をメカニカルバルブを用いて滴下した。【０１２２】
次に、有機ＥＬ素子のバリア層を形成したプロセス面を色変換フィルタのプロセス面に対向させた状態で、有機ＥＬ素子をセットした。貼り合わせ装置内を約１０Ｐａまで減圧し、有機ＥＬ素子および色変換フィルタを約３０μｍまで接近させ、それらの画素位置をアライメントし、引き続いて貼り合わせ装置内を大気圧に戻しつつ僅かに荷重を印加した。このとき、有機ＥＬ素子および色変換フィルタは互いに向かって接近し、色変換フィルタ上のフォトスペーサ先端が有機ＥＬ素子に接触する点で停止した。この際、各画面中央に滴下した熱硬化型エポキシ接着剤は、フォトスペーサによって形成される有機ＥＬ素子および色変換フィルタの間隙を、各画面の全面にわたって広がった。【０１２３】
次に、色変換フィルタ側から接着層のみに紫外線を照射して仮硬化させ、一般環境に取り出した。その後、自動ガラススクライバーとブレイク装置を使って個々のパネルに分割した。分割した個々のパネルを、１時間にわたって加熱炉にて８０℃に加熱し、炉内で３０分間自然冷却した。【０１２４】
最後に、ドライエッチングを用いて、有機ＥＬ素子の外部接続のための端子領域に形成したバリア層を除去し、異方導電性接着剤を用いて制御ＩＣを接着して、有機ＥＬディスプレイを得た。【０１２５】
＜評価＞
実施例１〜４および比較例１〜３で作製された有機ＥＬディスプレイにおいて、色変換層が良好に形成されているか否かを評価した。結果を第１表に示す。【０１２６】
【表１】
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【０１２７】
比較例１〜３においては、隔壁の高さが不足し、色変換層を形成するためのインクが隣接するサブピクセルへと漏れて、混色が発生した。一方、２μｍ以上の隔壁の高さを有する実施例１〜３においては、混色を起こすことなしに、赤色および緑色変換層を作製することができた。【０１２８】
以上のように、インクジェット法を用いて、１４０ｐｐｉ以上の高い精細度のパターンを有する色変換層の新規な作製方法を提供することができた。したがって、本発明は、近年、益々高精細度な表示装置の開発が要請されている各種ディスプレイの製造に適用可能な点で有望である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
2009037874.tif 000013
【図３Ｂ】
2009037874.tif 000014
【図３Ｃ】
2009037874.tif 000015
【図４Ａ】
2009037874.tif 000016
【図４Ｂ】
2009037874.tif 000017
【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月6日(2010.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色変換フィルタの形成方法に関する。特に、高精度なパターンを有する色変換層を含む色変換フィルタの製造方法に関する。また、本発明は、前述の色変換フィルタを含み、３原色のうちの少なくとも１色を色変換層を通して出力する有機ＥＬディスプレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイ分野においては、マルチカラー表示またはフルカラー表示が可能な、多色発光型ディスプレイの開発が行なわれている。特に、有機ＥＬ素子の特性を有効に利用し得る、高精細な多色発光型有機ＥＬディスプレイの開発が盛んに行なわれている。なぜなら、有機ＥＬ素子は、低電圧の印加によって高い電流密度を得ることができ、それによって高い発光輝度および発光効率を実現することができるからである。
【０００３】
中でも、色変換方式の有機ＥＬディスプレイが注目されている。色変換方式の有機ＥＬディスプレイは、一般に、有機ＥＬ素子から発せられた光を色変換層およびカラーフィルタ層に順次通して、所望の波長を有する光を外部に放出するものである。ここで、色変換層は、有機ＥＬ素子から発せられた近紫外領域ないし可視領域の光を吸収して波長分布変換を行い、異なる波長の光を含む可視光を放射する機能を有する。また、カラーフィルタ層は、特定波長の光を遮断して、色変換層を通った可視光の色純度を向上させる機能を有する。
【０００４】
色変換層およびカラーフィルタ層を備える有機ＥＬディスプレイに関し、多色発光を実現する例としては、以下の技術が開示されている。
【０００５】
たとえば、透明基板と、顔料および／または有機染料を蒸着して形成したカラーフィルタ層と、所定の波長の光に変換する蛍光変換層（色変換層に相当）と、少なくとも一方が透明な２つの電極の間に、少なくとも一層の有機発光層を含む、独立して制御可能な複数の有機ＥＬ素子とを有する有機ＥＬディスプレイが提案されている（特許文献１参照）。この技術において、蛍光変換層は、短波長の光を吸収して長波長の光に変換する少なくとも１種の色変換物質を含む。
【０００６】
また、蛍光変換層もしくは色変換層の形成方法として、樹脂に色変換物質を分散させた液を塗布する方法、および色変換物質を蒸着もしくはスパッタなどのドライプロセスにより堆積する方法が開示されている（特許文献１〜３参照）。
【０００７】
一般に、色変換方式の有機ＥＬディスプレイを用いて高精細なカラー表示を実現するに際し、色変換層中の色変換物質の濃度を高くして、色変換層における吸収光の吸光度を増加させ、高い変換光強度を得ることが有利である。
【０００８】
しかしながら、色変換物質の濃度を高くすると、有機ＥＬ素子から発せられた光による吸収エネルギーが色変換物質の分子間において移動を繰り返し、発光を伴わずに色変換物質分子が失活する、濃度消光と呼ばれる現象が発生する。濃度消光を抑制するためには、何らかの媒体中に色変換物質を溶解または分散させてその濃度を低下させることが肝要である（特許文献３参照）。一方、色変換物質の濃度を低下させると、吸収すべき光の吸光度が減少し、十分な変換光強度が得られない。
【０００９】
この問題に関して、色変換層の膜厚を増大させてその吸光度を高め、色変換の効率を維持することが行われている。このように膜厚１０μｍ程度の厚い色変換層を用いた場合、段差部での電極パターンの断線、高精細化の困難さ、有機ＥＬ素子と組み合わせた場合に、色変換層中の残留水分または溶媒により有機ＥＬ層が変質し、表示欠陥となることなどの問題点が存在する。加えて、視野角依存性を減少させるという観点からも、色変換膜の膜厚増大は好ましくない。
【００１０】
この矛盾する要求に対して、膜厚を増大させることなしに十分な変換光強度が得られる色変換層を提供する技術として、２０００ｎｍ以下の膜厚を有するホスト−ゲスト系色変換層を蒸着法によって形成する技術が提案されている。
【００１１】
蒸着法により色変換層を形成する場合には、下地となる層の全面に色変換層を形成するため、３原色（赤色、緑色および青色）のそれぞれを発光する領域の分離ができない。このため、何らかの手段によって、特定の原色に対応する微細パターン（サブピクセル）を有する色変換層の形成が必要となる。蒸着法においてパターン状の薄膜形成する方法の例として、メタルマスクによる塗分け法が知られている（特許文献１参照）。
【００１２】
しかしながら、メタルマスクはその性質上、貫通した開口部を必須とすることから、メタルマスクの強度を確保するためには隣接する開口部間の間隔、すなわちフレームの幅を確保する必要がある。したがって、メタルマスクの高精細化には限界が存在する。また、メタルマスクの背後への蒸着物質の回り込みが生じることからも、メタルマスクを用いて形成するパターンの微細化には限界がある。実際、１５０ピクセル毎インチ（ｐｐｉ）の精細度レベルが限界であり、それを超える高精細なパターンの形成は困難である。さらには、基板が大きくなるにつれてメタルマスクの剛性に対する要求が増大し、剛性が不足した場合にはマスクが撓むという問題点もある。この問題のため、基板の大面積化が困難である。加えて、メタルマスクを成膜基板上に配置する際のパターンずれなどの理由による歩留りの低下が発生して、低コスト化が困難になるという問題もある。
【００１３】
上記の蒸着法における問題点に対処するために、インクジェット法を用いて色変換層を形成する技術が提案されている（特許文献４〜７参照）。
【００１４】
一方、色変換層を伴わないカラーフィルタ方式（光源光の特定波長域のみを透過させることによって所望の波長を有する光を外部に放出する方式）のディスプレイにおいて、工程数の増加および製造コストの増加を抑制することを目的として、複数種のカラーフィルタ層を重ね合わせて所望の領域に遮光部を形成する方法が提案されている（特許文献８参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００２−７５６４３号公報
【特許文献２】特開２００３−２１７８５９号公報
【特許文献３】特開２０００−２３０１７２号公報
【特許文献４】特開２００４−２５３１７９号公報
【特許文献５】特開２００６−７３４５０号公報
【特許文献６】特開２００６−３２０１０号公報
【特許文献７】特開２００３−２２９２６１号公報
【特許文献８】特開２００４−９４２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、インクジェット法によって色変換層を形成する提案は、いずれにおいても、別途形成する隔壁を用いている。隔壁は、インクジェット法によって成膜基板に付着される液滴が所望されない位置まで広がるのを防止するために必要とされる。隔壁を別途形成することは、製造工程の増大、およびそれによる製造コストの増大を招く。
【００１７】
さらに、色変換層およびカラーフィルタ層を高精細度で形成する際には、位置合わせのためのマーカーを設けることが必要である。しかしながら、マーカーを別途形成することもまた、製造工程の増大、およびそれによる製造コストの増大を招く。
【００１８】
したがって、本発明の第１の目的は、隔壁を別途形成しなくても所望の位置に色変換層を形成することができる、インクジェット法を用いた色変換フィルタの製造方法を提供することである。本発明の第２の目的は、前述の色変換フィルタの製造方法を応用した、有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の実施形態の色変換フィルタを製造する方法は、（ａ）透明基板上に複数の開口部を有するブラックマトリクスを形成する工程と、（ｂ）それぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも２種類のカラーフィルタ層を独立して形成する工程であって、異なる２種のカラーフィルタ層が隣接するブラックマトリクス上に、カラーフィルタ層の少なくとも２つを重ね合わせて隔壁を形成する工程と、（ｃ）前記カラーフィルタ層の少なくとも１つの上に、インクジェット法を用いて、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層を形成する工程とを含むことを特徴とする。ここで、工程（ｂ）において、隔壁が２つのカラーフィルタ層を重ね合わせて形成してもよい。あるいはまた、工程（ｂ）において、３種類のカラーフィルタ層を独立して形成し、隔壁を３つのカラーフィルタ層を重ね合わせて形成してもよい。この場合、３種のカラーフィルタ層のそれぞれは、ブラックマトリクスの開口部を覆うように形成される第１の部分と、前記第１の部分と分離され、隔壁を構成する第２の部分とを有してもよい。また、本実施形態は、上述の方法で製造され、少なくとも１種類の色変換層を有する色変換フィルタを包含する。
【００２０】
本発明の第２の実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法の第１の態様は、（１）第１の実施形態の方法によって、色変換フィルタを製造する工程と、（２ａ）前記色変換フィルタ上にバリア層を形成する工程と、（３ａ）前記バリア層上に、透明電極、有機ＥＬ層および反射電極をこの順に含む有機ＥＬ素子を形成する工程とを含むことを特徴とする。本実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法の第２の態様は、（１）第１の実施形態の方法によって、色変換フィルタを製造する工程と、（２ｂ）第２支持体上に、反射電極、有機ＥＬ層および透明電極をこの順に含む有機ＥＬ素子を形成する工程と、（３ｂ）前記有機ＥＬ素子上にバリア層を形成する工程と、（４）前記バリア層を形成した有機ＥＬ素子と前記色変換フィルタとを、前記色変換層と前記バリア層とを対向させるように組み合わせる工程とを含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第３の実施形態の色変換フィルタは、透明基板と、透明基板上に複数の開口部を有するブラックマトリクスと、それぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも２種類のカラーフィルタ層と、カラーフィルタ層の少なくとも１つの上に形成され、ブラックマトリクス上に隣接した少なくとも２つのカラーフィルタ層が重ね合わされた隔壁に包囲されて形成された、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層とからなることを特徴とする。ここで、隔壁は、２つのカラーフィルタ層を重ね合わせて形成してもよいし、あるいは独立して形成された３種類のカラーフィルタ層を重ね合わせて形成されてもよい。３種類のカラーフィルタ層を重ね合わせて隔壁を形成する場合、３種類のカラーフィルタ層のそれぞれは、ブラックマトリクスの開口部を覆うように形成される第１の部分と、前記第１の部分と分離され、隔壁を構成する第２の部分とを有してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上の構成を採ることによって、本発明においては、特定部位においてブラックマトリクスと少なくとも２種のカラーフィルタ層とを積層することにより、従来提案されていたインクジェット法に必須であった隔壁を別途形成する必要を排除することができる。また、本発明の方法においては、ブラックマトリクスをカラーフィルタ層のパターニングおよび色変換層の形成におけるインクジェット装置の位置決めのためのマーカーとして使用し得ることによって、１４０ｐｐｉ以上の精細度を有する高精細なパターンを有する色変換層を形成することを可能にする。さらに、本発明の方法においては、カラーフィルタ層の膜厚のみならずブラックマトリクスの膜厚を隔壁の高さとして使用できるために、インクの拡散をより有効に防止する隔壁を形成することができる。また、本発明の製造方法は、メタルマスクを用いた蒸着法における前述の問題点を回避することができる。さらに、この方法を利用することによって、高精細な多色表示が可能である有機ＥＬディスプレイを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造方法における各層の積層工程を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造方法における各層の積層工程を示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造方法における各層の積層工程を示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造方法における各層の積層工程を示す断面図である。
【図１Ｅ】本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造方法における各層の積層工程を示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の例を示す上面図である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の例を示す断面図であり、図２Ａに示した切断線ＩＩＢ−ＩＩＢに沿った断面図である。
【図２Ｃ】本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の例を示す断面図であり、図２Ａに示した切断線ＩＩＣ−ＩＩＣに沿った断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造の変形例において、最後に形成するカラーフィルタ層の例を示す上面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造の変形例において、最後に形成するカラーフィルタ層の例を示す断面図であり、図３Ａに示した切断線ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢに沿った断面図である。
【図３Ｃ】本発明の第１の実施形態の第１の態様の色変換フィルタの製造の変形例において、最後に形成するカラーフィルタ層の例を示す断面図であり、図３Ａに示した切断線ＩＩＩＣ−ＩＩＩＣに沿った断面図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の例を示す上面図である。
【図４Ｂ】本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の例を示す断面図であり、図４Ａに示した切断線ＩＶＢ−ＩＶＢに沿った断面図である。
【図４Ｃ】本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の例を示す断面図であり、図４Ａに示した切断線ＩＶＣ−ＩＶＣに沿った断面図である。
【図５Ａ】本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の別の例を示す上面図である。
【図５Ｂ】本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の別の例を示す断面図であり、図５Ａに示した切断線ＶＢ−ＶＢに沿った断面図である。
【図５Ｃ】本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の別の例を示す断面図であり、図５Ａに示した切断線ＶＣ−ＶＣに沿った断面図である。
【図６Ａ】本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の別の例を示す上面図である。
【図６Ｂ】本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の別の例を示す断面図であり、図６Ａに示した切断線ＶＩＢ−ＶＩＢに沿った断面図である。
【図６Ｃ】本発明の第１の実施形態の第２の態様の色変換フィルタの製造に用いるカラーフィルタ層の別の例を示す断面図であり、図６Ａに示した切断線ＶＩＣ−ＶＩＣに沿った断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の第１の態様の有機ＥＬディスプレイ（１ピクセル分）を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の第２の態様の有機ＥＬディスプレイ（１ピクセル分）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の単なる一例であって、当業者であれば、適宜設計変更可能である。
【００２５】
本発明の第１の実施形態は、色変換フィルタを製造する方法であって、（ａ）透明基板上に複数の開口部を有するブラックマトリクスを形成する工程と、（ｂ）それぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも２種類のカラーフィルタ層を独立して形成する工程と、（ｃ）前記カラーフィルタ層の少なくとも１つの上に、インクジェット法を用いて、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層を形成する工程とを含み、工程（ｂ）において、異なる２種のカラーフィルタ層が隣接するブラックマトリクス上において、カラーフィルタ層の少なくとも２つを重ね合わせて隔壁を形成することを特徴とする。本発明では、それぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも２種類のカラーフィルタ層が用いられ、好ましくは３種のカラーフィルタ層が用いられる。
【００２６】
最初に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の３種類のカラーフィルタ層を用いる場合について、隔壁が２つのカラーフィルタ層３０を重ね合わせて形成する、本実施形態の色変換フィルタの製造方法の第１の態様を説明する。図１Ａ〜図１Ｅは本実施形態の色変換フィルタの製造方法の工程を示す断面図であり、図２Ａ〜図２Ｃは、ブラックマトリクス２０上に最初に形成される赤色カラーフィルタ層３０Ｒを例として、それぞれのカラーフィルタ層３０の形状を示す図である。図２Ａは、カラーフィルタ層３０の形状の例を示す上面図であり、図２Ｂおよび図２Ｃは、それぞれ切断線ＩＩＢ−ＩＩＢ、ＩＩＣ−ＩＩＣに沿った断面図である。
【００２７】
最初に、図１Ａに示すように、透明基板１０上にブラックマトリクス２０を形成する。ブラックマトリクス２０は、スピンコートなどの塗布法を用いて透明基板１０全面に形成した後に、フォトリソグラフ法などを用いてパターニングしてもよいし、あるいはスクリーン印刷法などを用いてパターン状に形成してもよい。ブラックマトリクス２０は、第１の方向および第１の方向と直交する第２の方向に延びるストライプ形状部分から構成され、複数の開口部を有する格子状の形状を有する一体の層として構成される。ブラックマトリクス２０の開口部がサブピクセルを形成する位置となる。
【００２８】
透明基板１０は、光透過性に富み、かつブラックマトリクス２０、カラーフィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、ならびに後述する色変換層４０および有機ＥＬ素子の形成に用いられる溶媒、温度などの条件に耐える材料を用いて形成される。さらに寸法安定性に優れた材料を用いることが好ましい。また、多色発光ディスプレイの性能低下を引き起こさない材料が好ましい。透明基板１０の材料の例は、ガラス、各種プラスチック、各種フィルムなどを含む。
【００２９】
ブラックマトリクス２０は、可視光を遮断して、コントラストを向上させるための層である。ブラックマトリクス２０は、通常のフラットパネルディスプレイ用の材料を用いて形成することができる。特に、後述する色変換層４０を形成するためのインクに含まれる溶剤に対する耐性を有することが望ましい。ブラックマトリクスの２０の膜厚は、後述する隔壁の高さの条件を満たす限りにおいて、任意に設定することができる。
【００３０】
次に、それぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも２種のカラーフィルタ層３０を独立して形成する。カラーフィルタ層３０は、可視光の特定波長域を透過させ、透過光を所望の色相とし、および透過光の色純度を向上させるための層である。カラーフィルタ層３０は、フラットパネルディスプレイ用の市販の材料を用いて形成することができる。近年では、フォトレジスト中に顔料を分散させた、顔料分散型材料がよく用いられている。図１に示したように３種のカラーフィルタ層を用いる場合、４００ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域の光を透過する青色カラーフィルタ層３０Ｂ、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域の光を透過する緑色カラーフィルタ層３０Ｇ、および６００ｎｍ以上の波長域の光を透過する赤色カラーフィルタ層３０Ｒを用いることが望ましい。
【００３１】
第１に、図１Ｂに示すように、赤色カラーフィルタ層３０Ｒを形成する。赤色カラーフィルタ層３０Ｒは、望ましくは、図２Ａに示すように第１の方向に延びるストライプ形状の複数の部分から構成される。この際に、赤色カラーフィルタ層３０Ｒは、図２Ｂに示すように、赤色カラーフィルタ層３０Ｒが形成された赤色サブピクセル用開口部に隣接するブラックマトリクス２０、すなわち異色のサブピクセルとの境界となるブラックマトリクス２０、上に重なるよう形成される。
【００３２】
第２に、図１Ｃに示すように、緑色カラーフィルタ層３０Ｇを形成する。緑色カラーフィルタ層３０Ｇもまた、望ましくは、第１の方向に延びるストライプ形状の複数の部分から構成され、形成される位置が異なる点を除いて、図２Ａおよび図２Ｂに示した赤色カラーフィルタ層３０Ｒと同様の形状を有する。この際に、緑色カラーフィルタ層３０Ｇと赤色カラーフィルタ層３０Ｒとの間、すなわち赤色サブピクセルと緑色カラーフィルタ層３０Ｇが形成された緑色サブピクセル用開口部との間、の部位においては、ブラックマトリクス２０と赤色カラーフィルタ層３０Ｒの積層体に重なるように緑色カラーフィルタ層３０Ｇが形成される。
【００３３】
第３に、図１Ｄに示すように、青色カラーフィルタ層３０Ｂを形成する。青色カラーフィルタ層３０Ｂもまた、望ましくは、第１の方向に延びるストライプ形状の複数の部分から構成され、形成される位置が異なる点を除いて、図２Ａおよび図２Ｂに示した赤色カラーフィルタ層３０Ｒと同様の形状を有する。この際に、青色カラーフィルタ層３０Ｂは、隣接するブラックマトリクス２０と赤色カラーフィルタ層３０Ｒとの積層体、および隣接するブラックマトリクス２０と緑色カラーフィルタ層３０Ｇとの積層体に重なるよう形成される。言い換えると、赤色サブピクセルと青色カラーフィルタ層３０Ｂが形成された青色サブピクセル用開口部との間の部位において、ブラックマトリクス２０と赤色カラーフィルタ層３０Ｒの積層体に重なるように青色カラーフィルタ層３０Ｂが形成される。同様に、緑色サブピクセルと青色サブピクセルとの間の部位において、ブラックマトリクス２０と緑色カラーフィルタ層３０Ｇの積層体に重なるように青色カラーフィルタ層３０Ｂが形成される。
【００３４】
上述のカラーフィルタ層３０のそれぞれは、スピンコートなどの塗布法を用いて透明基板１０全面に形成した後に、フォトリソグラフ法などを用いてパターニングを実施することによって形成してもよいし、あるいはスクリーン印刷法などを用いてパターン状に形成してもよい。また、上記の説明では、赤色カラーフィルタ層３０Ｒ、緑色カラーフィルタ層３０Ｇ、および青色カラーフィルタ層３０Ｂの順序で３種のカラーフィルタ層３０を形成したが、その形成順序は適宜変更することができる。
【００３５】
以上の工程によって、異なる２種のカラーフィルタ層３０の間に位置するブラックマトリクス２０上に、該２種のカラーフィルタ層が積層された隔壁が形成される。本発明における「隔壁の高さ」は、ブラックマトリクス２０上の積層体と、該積層体に隣接し、透明基板１０に接触しているカラーフィルタ層３０との関係において定義される。本発明における「隔壁の高さ」は、ブラックマトリクス２０の膜厚と２種のカラーフィルタ層３０とから構成される積層体の総膜厚と、隣接するカラーフィルタ層３０の膜厚との差を意味する。本発明における「隔壁の高さ」は、２〜４μｍであることが望ましい。
【００３６】
以上の工程によって、赤色サブピクセルの上に、ブラックマトリクス２０／赤色カラーフィルタ層３０Ｒ／緑色カラーフィルタ層３０Ｇの積層構造およびブラックマトリクス２０／赤色カラーフィルタ層３０Ｒ／青色カラーフィルタ層３０Ｂの積層構造を有する２つの隔壁に囲まれた、第１の方向に延びるストライプ形状を有する赤色バンク構造が得られる。同様に、緑色サブピクセルの上に、ブラックマトリクス２０／赤色カラーフィルタ層３０Ｒ／緑色カラーフィルタ層３０Ｇの積層構造およびブラックマトリクス２０／緑色カラーフィルタ層３０Ｇ／青色カラーフィルタ層３０Ｂの積層構造を有する２つの隔壁に囲まれた、第１の方向に延びるストライプ形状を有する緑色バンク構造が得られる。青色サブピクセルの上の青色バンク構造についても同様である。
【００３７】
次に、図１Ｅに示すように、少なくとも１種のバンク構造において、インクジェット法を用いて、カラーフィルタ層３０の上に色変換層４０を形成する。本実施形態においては、少なくとも１種類の色変換層が形成される。ＲＧＢの３種のカラーフィルタ層を用いる場合、少なくとも赤色変換層４０Ｒが形成され、加えて緑色変換層４０Ｇを形成してもよい。図１Ｅには、赤色バンク構造内に赤色変換層４０Ｒが形成され、および緑色バンク構造内に緑色変換層４０Ｇが形成された色変換フィルタを示した。
【００３８】
色変換層４０を形成するためのインクは、少なくとも１種の色変換色素と、溶媒とを含む。本発明においては、第１色素および第２色素を含む２種の色変換色素の混合物を用いることが望ましい。
【００３９】
第１色素は、色変換層４０への入射光、好ましくは有機ＥＬ素子の発する青色〜青緑色の光を吸収し、吸収したエネルギーを第２色素に移動させるための色素である。したがって、第１色素の吸収スペクトルが有機ＥＬ素子の発光スペクトルと重なっていることが望ましく、第１色素の吸収極大と有機ＥＬ素子の発光スペクトルの極大とが一致していることがより望ましい。また、第１色素の発光スペクトルが第２色素の吸収スペクトルと重なっていることが望ましく、第１色素の発光スペクトルの極大と第２色素の吸収極大とが一致していることがより望ましい。
【００４０】
本発明において第１色素として好適に用いることができる色素は、Ａｌｑ3（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体）などのアルミキレート系色素、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）、クマリン１３５などのクマリン系色素を含む。あるいはまた、ソルベントイエロー４３、ソルベントイエロー４４のようなナフタルイミド系色素を、第１色素として用いてもよい。また、各種低分子発光材料、各種高分子発光材料も適用できる。第１色素は、色変換層４０の総構成分子数を基準として５０〜９９．９９モル％の量で存在することが望ましい。このような濃度範囲で存在することによって、色変換膜の入射光を十分に吸収して、吸収した光エネルギーを第２色素へとエネルギー移動することが可能となる。
【００４１】
第２色素は、第１色素から移動されるエネルギーを受容し、光を放射する色素である。前述のように、第１色素の発光スペクトルが第２色素の吸収スペクトルと重なっていることが望ましく、第１色素の発光スペクトルの極大と第２色素の吸収極大とが一致していることがより望ましい。したがって、第２色素が放射する光は、第１色素が吸収する光よりも長波長で、緑色もしくは赤色である。本発明において第２色素として好適に用いることができる色素は、ジエチルキナクリドン（ＤＥＱ）などのキナクリドン誘導体；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（ＤＣＭ−１、（Ｉ））、ＤＣＭ−２（ＩＩ）、およびＤＣＪＴＢ（ＩＩＩ）などのシアニン色素；４，４−ジフルオロ−１，３，５，７−テトラフェニル−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン（ＩＶ）、ルモゲンＦレッド、ナイルレッド（Ｖ）などを含む。あるいはまた、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇなどのキサンテン系色素、またはピリジン１などのピリジン系色素を用いてもよい。また、各種低分子発光材料、各種高分子ＥＬ発光材料も適用できる。
【００４２】
【化１】
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【００４３】
本発明の色変換層４０において光を発する色素は第２色素であるので、第２色素が濃度消光を起こさないことが重要である。なぜなら、第２色素の濃度消光は、色変換の効率の低下をもたらすからである。本発明の色変換層４０における第２色素の濃度の上限は、濃度消光を起こさないことを条件として、第１および第２色素の種類に依存して変化し得る。また、第２色素の濃度の下限は、十分な変換光強度が得られることを条件として、第１および第２色素の種類、あるいは目的とする用途に依存して変化し得る。一般的には、本発明の色変換層４０における第２色素の好ましい濃度は、色変換層４０の総構成分子数を基準として、１０モル％以下、好ましくは０．０１〜１０モル％、より好ましくは０．１〜５モル％の範囲内である。このような範囲内の濃度で第２色素を用いることによって、濃度消光を防止すると同時に、十分な変換光強度を得ることが可能となる。
【００４４】
前述のように、入射光の吸収と色変換とを別種の色素によって実現する構成を採ることによって、第１色素による入射光の吸収ピーク波長と、第２色素による色変換の発光ピーク波長との差を大きくすることができる。さらに、機能が分離されたことによって、第１色素および第２色素として用いる材料の選択肢を広げることが可能となる。
【００４５】
あるいはまた、第１色素のみで、青〜青緑色の光を吸収し、濃度消光をすることなしに色変換された光の十分な強度を得ることが可能であれば、第２色素を用いなくてもよい。
【００４６】
本発明における色変換層形成のためのインク用溶媒は、上記色素を溶解することができる任意の溶媒を用いることができる。たとえば、トルエンなどのベンゼン系など非極性溶媒、クロロホルム、アルコール系、ケトン系などの極性溶媒を、インク用溶媒として用いることができる。インク用溶媒は、単一成分で構成されてもよく、複数の溶媒の混合物であってもよい。
【００４７】
本実施形態において、少なくとも１種の色変換色素を、溶媒中に混合することによってインクを作製することができる。水分および酸素の影響を排除するため、窒素またはアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下でインクを作製することが好ましい。インクを作製する前に、溶媒中の水分および酸素を除去するために、脱気処理、水分吸収剤による処理、酸素吸収剤による処理、蒸留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溶媒を前処理してもよい。
【００４８】
作製したインクは、所望される解像度での塗布が可能であることを条件として、当該技術において知られている任意のインクジェット装置および方法を用いて、バンク構造内のカラーフィルタ層３０上に付着される。インクジェット装置および方法は、サーマルインクジェット方式であっても、ピエゾインクジェット方式であってもよい。インクジェット方法を用いて付着されたインクは、ブラックマトリクス上の２種のカラーフィルタ層の積層体からなる隔壁によって、必要部位以外に広がることを防止され、所定の位置に色変換層４０を形成することが可能となる。本実施形態においては、重なり合う２種のカラーフィルタ層３０の膜厚の合計に加えて、ブラックマトリクス２０の膜厚も隔壁の高さに寄与するので、インクジェット方法を用いて付着されるインクの必要部位以外への拡散をより有効に防止することができる。
【００４９】
付着の後に、溶媒を蒸発させて除去し、少なくとも１種の色変換色素からなる色変換層４０を形成する。溶媒の除去は、前述の不活性ガス雰囲気下または真空中で、溶媒が蒸発する温度まで加熱することによって実施することができる。この際に、インク中の色変換色素の劣化または熱分解が発生しないように加熱温度を設定することが望ましい。
【００５０】
本発明の色変換層４０は、２０００ｎｍ（２μｍ）以下、好ましくは１００〜２０００ｎｍ、より好ましくは１００〜１０００ｎｍの膜厚を有する。任意選択的な熱硬化型樹脂組成物を含む場合、本発明の色変換層４０は好ましくは１００〜２００ｎｍの膜厚を有する。本発明の色変換層４０においては、その大部分を構成する第１色素が入射光吸収の機能を有するために、このように薄い膜厚においても十分な吸光度を有する。何らの理論に拘束されることを意図するものではないが、本発明の色変換層４０中の第１色素が光を吸収して励起状態となった場合、第１色素間でのエネルギー移動よりも、第１色素から第２色素へのエネルギー移動の方が起こりやすいと考えている。したがって、第１色素の励起エネルギーの大部分は、第１色素間での移動による消失（濃度消光）を受けることなしに第２色素へ移動し、第２色素の発光に寄与することができると考えられる。そして、第２色素は前述のように濃度消光を起こすことがない低い濃度で存在するので、移動された励起エネルギーを効率よく利用して色変換を行い、所望の波長分布を有する光を発することができる。このようにして、本発明の色変換層４０においては、薄い膜厚と高い色変換効率とを両立することが可能となる。
【００５１】
以上の工程を実施して得られる色変換層４０は、カラーフィルタ層３０と同様に第１の方向に延びるストライプ形状を有する。赤色変換層４０Ｒを例として説明すると、図２Ｃに示すように、赤色カラーフィルタ層３０Ｒが設けられた２つの赤色サブピクセル用開口部の間に位置するブラックマトリクス２０上では、赤色カラーフィルタ層３０Ｒが重畳することによって段差が存在するものの、段差の高さはブラックマトリクス２０の膜厚に相当し、赤色変換層４０Ｒを形成するためのインクの拡散を防止するに至らず、複数のサブピクセルにわたって第１の方向に連続したストライプ形状の赤色変換層４０Ｒが形成される。
【００５２】
上記の第１の態様の変形例として、図３に示すように、同種のカラーフィルタ層３０が設けられた２つの開口部の間に位置するブラックマトリクス２０上に、最後に形成されるカラーフィルタ層３０を重畳させて、隔壁を形成してもよい。図３においては、青色カラーフィルタ層３０Ｂの形状を変更する例を示した。図３Ａが青色カラーフィルタ層３０Ｂの上面形状を示す図であり、図３Ｂは切断線ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢに沿った断面図であり、図３Ｃは切断線ＩＩＩＣ−ＩＩＩＣに沿った断面図である。図３Ａに示すように、青色カラーフィルタ層３０Ｂは、複数の青色サブピクセル用開口部を覆い、隣接するブラックマトリクス２０上にて異種のカラーフィルタ層３０（赤色カラーフィルタ層３０Ｒまたは緑色カラーフィルタ層３０Ｇ）に重畳する第１の方向に延びるストライプ状部分と、ブラックマトリクス２０上を第１の方向に直交する第２の方向に延びる部分とで構成される。図３Ｂに示すように、赤色サブピクセルと緑色サブピクセルまたは青色サブピクセルとの境界においては、本変形例は、上述の形態同様にブラックマトリクス２０の上に２種のカラーフィルタ層３０が積層した、第１の方向に延びる隔壁が形成される。加えて、図３Ｃに示すように、ブラックマトリクス２０、赤色カラーフィルタ層３０Ｒ、および青色カラーフィルタ層３０Ｂが重畳して、第２の方向に延びる隔壁が形成される。したがって、本変形例においては、赤色サブピクセルに関して、それぞれのサブピクセルを囲むように隔壁が形成され、各サブピクセル毎に独立したバンク構造が得られる。緑色サブピクセルについても同様である。サブピクセル毎に独立したバンク構造は、各サブピクセル間の色変換層４０の膜厚のばらつきを抑制する点において有効である。
【００５３】
次に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の３種類のカラーフィルタ層を用いる場合について、隔壁が３つのカラーフィルタ層３０を重ね合わせて形成する本実施形態の色変換フィルタの製造方法の第２の態様を説明する。ブラックマトリクスおよびカラーフィルタ層を重ね合わせて隔壁を形成する際に、隔壁の高さを高くするためにはブラックマトリクスの膜厚を大きくすることが有効である。しかしながら、ネガ型材料からブラックマトリクスを形成する場合には、露光部分がパターンとして残り、かつ照射光がブラックマトリクス材料に吸収されるために、膜厚が約２μｍ以上に厚くなると、ブラックマトリクスの形成が困難となる。また、隔壁高さを高くする場合、重ね合わせるカラーフィルタ層材料の粘度、下地の濡れ性、塗布条件などによって、突起（隔壁形成部位）の頂上のカラーフィルタ層の膜厚が、ブラックマトリクス開口部に存在するカラーフィルタ層の膜厚よりも小さくなる場合がある。以上のような問題点の影響を回避するために本態様は有用である。
【００５４】
第２の態様においても、形成するカラーフィルタ層３０の上面形状を除いて、第１の態様で説明した工程を用いて色変換フィルタを製造することができる。本態様においては、重なり合う３つのカラーフィルタ層３０の膜厚の合計に加えて、ブラックマトリクス２０の膜厚も隔壁の高さに寄与する。また、本態様においては３つのカラーフィルタ層３０を重ね合わせて隔壁を形成することによって、第１の態様に比較してより高い隔壁を形成することができる。さらに、より薄いカラーフィルタ層を用いた場合でも十分な高さの隔壁を得ることができる。
【００５５】
第２の態様の第１の例を図４を参照して説明する。図４には、カラーフィルタ層３０の例として、ブラックマトリクス２０上に最初に形成される赤色カラーフィルタ層３０Ｒを示した。緑色カラーフィルタ層３０Ｇおよび青色カラーフィルタ層３０Ｂも、形成する位置を除いて赤色カラーフィルタ層３０Ｒと同様の形状を有する。図４Ａが赤色カラーフィルタ層３０Ｒの上面形状を示す図であり、図４Ｂは切断線ＩＶＢ−ＩＶＢに沿った断面図であり、図４Ｃは切断線ＩＶＣ−ＩＶＣに沿った断面図である。なお、図４Ｂおよび図４Ｃにおいては、後に形成される各層も併せて示した。
【００５６】
この例において、図４Ａに示すように、それぞれのカラーフィルタ層３０は、２種の別個のストライプ形状部分から構成される。第１のストライプ形状部分は、当該色のサブピクセルとなるブラックマトリクス２０の開口部、および異種のカラーフィルタ層３０との境界、すなわち異色のサブピクセルとの境界、となるブラックマトリクス２０の上に形成される。第２のストライプ形状部分は、当該色のサブピクセルと隣接せず、異なる色のサブピクセル間の境界となるブラックマトリクス２０の上に形成される。このように２つの別個の部分からなるカラーフィルタ層３０を積層することによって、図４Ｂに示すように、異種のカラーフィルタ層３０の境界となるブラックマトリクス２０の第１の方向に延びる部分において、３種のカラーフィルタ層３０が順次積層された隔壁が形成される。また、この例においては、図４Ｃに示すように、同種のカラーフィルタ層３０が設けられた２つの開口部、すなわち同色の２つのサブピクセル、の間に位置するブラックマトリクス２０上では、カラーフィルタ層３０が重畳することによって段差が存在するものの、段差の高さはブラックマトリクス２０の膜厚に相当し、色変換層４０を形成するためのインクの拡散を防止するに至らない。すなわち、この例においては、図１および図２に示したように、各色について、第１の方向に延びるストライプ形状を有するバンク構造が得られる。そのバンク構造内に、第１の方向に連続したストライプ形状の色変換層４０が形成される。
【００５７】
第２の態様の第２の例を図５を参照して説明する。図５には、カラーフィルタ層３０の例として、ブラックマトリクス２０上に最初に形成される赤色カラーフィルタ層３０Ｒを示した。緑色カラーフィルタ層３０Ｇおよび青色カラーフィルタ層３０Ｂも、形成する位置を除いて赤色カラーフィルタ層３０Ｒと同様の形状を有する。図５Ａが赤色カラーフィルタ層３０Ｒの上面形状を示す図であり、図５Ｂは切断線ＶＢ−ＶＢに沿った断面図であり、図５Ｃは切断線ＶＣ−ＶＣに沿った断面図である。なお、図５Ｂおよび図５Ｃにおいては、後に形成される各層も併せて示した。
【００５８】
この例において、それぞれのカラーフィルタ層は、図４Ａに示した２種の別個のストライプ形状部分が、同種のカラーフィルタ層３０が設けられた２つの開口部（同色のサブピクセル）の間に位置するブラックマトリクス２０上に形成され、第２の方向に延びるストライプ形状部分によって連結された一体の構造を有する（図５Ａ参照）。この例においても、図５Ｂに示すように、異色のサブピクセルとの境界となるブラックマトリクス２０の第１の方向に延びる部分において、３種のカラーフィルタ層３０が順次積層された隔壁が形成される。加えて、図５Ｃに示すように、同色の２つのサブピクセルの間に位置するブラックマトリクス２０上においても、３種のカラーフィルタ層３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂが積層された隔壁が形成される。以上のように、この例においては、３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブピクセルの全てに関して、それぞれのサブピクセルを囲むように隔壁が形成され、各サブピクセル毎に独立したバンク構造が得られる。このように構成されるサブピクセル毎に独立したバンク構造は、各サブピクセル間の色変換層４０の膜厚のばらつきを抑制する点において有効である。
【００５９】
第２の態様の第３の例を図６を参照して説明する。図６には、カラーフィルタ層３０の例として、ブラックマトリクス２０上に最初に形成される赤色カラーフィルタ層３０Ｒを示した。緑色カラーフィルタ層３０Ｇおよび青色カラーフィルタ層３０Ｂも、形成する位置を除いて赤色カラーフィルタ層３０Ｒと同様の形状を有する。図６Ａが赤色カラーフィルタ層３０Ｒの上面形状を示す図であり、図６Ｂは切断線ＶＩＢ−ＶＩＢに沿った断面図であり、図６Ｃは切断線ＶＩＣ−ＶＩＣに沿った断面図である。なお、図６Ｂおよび図６Ｃにおいては、後に形成される各層も併せて示した。
【００６０】
この例において、図６Ａに示すように、それぞれのカラーフィルタ層３０は、２種の別個の部分から構成される。第１の矩形状部分は、当該色のサブピクセルとなるブラックマトリクス２０の開口部を覆うように形成されるサブピクセル部分である。第２の格子状部分は、ブラックマトリクス２０の上に形成され、サブピクセルとなる開口部を囲むように直交する２つの方向に延びるストライプ形状部分の組み合わせで構成される。図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、ブラックマトリクス２０の上で、３種のカラーフィルタ層３０の格子状部分が順次積層された隔壁が形成される。また、この例においては、図５に示した例と同様に、３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブピクセルの全てに関して、それぞれのサブピクセルを囲むように隔壁が形成され、各サブピクセル毎に独立したバンク構造が得られる。この構成は、ブラックマトリクス２０の幅がカラーフィルタ層３０作成の際の幅に比較して十分に大きい場合に有効であり、サブピクセル部分と、隔壁を形成するための格子状部分とを分離することによって、カラーフィルタ層３０が重畳される領域（隔壁形成領域）付近の膜厚の不安定性を抑制すること、隔壁形状を均一にすること、および隔壁によって形成されるバンク構造の容量を均一にすることを可能にする。
【００６１】
本発明の第２の実施形態は、色変換フィルタを製造する工程と、透明電極、有機ＥＬ層および反射電極を含む有機ＥＬ素子を形成する工程とを含む有機ＥＬディスプレイの製造方法である。
【００６２】
本実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法の第１の態様は：（１）第１の実施形態の方法によって、色変換フィルタを製造する工程と；（２）前記色変換フィルタ上にバリア層を形成する工程と；（３）前記バリア層上に、透明電極、有機ＥＬ層および反射電極をこの順に含む有機ＥＬ素子を形成する工程とを含む。本態様で得られる有機ＥＬディスプレイを図７に示す。
【００６３】
本態様において、任意選択的ではあるが、色変換フィルタ上にバリア層を形成する前に、平坦化層（不図示）を形成してもよい。平坦化層は、カラーフィルタ層３０および色変換層４０によって形成された段差を解消し、後に形成される有機ＥＬ素子中の透明電極および／または反射電極の断線を防止する点において有用である。前述の段差が有機ＥＬ素子の形成に影響を及ぼさない場合には平坦化層を省略してもよい。
【００６４】
平坦化層を形成するための材料は、光透過性に富み、カラーフィルタ層３０および色変換層４０を劣化させることなしに形成することができ、かつ後述のバリア層６０の形成条件に耐える必要がある。
【００６５】
たとえば、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を塗布し、続いて光および／または熱処理して、ラジカル種やイオン種を発生させて重合または架橋させ、不溶不融化させることによって、平坦化層を形成することができる。用いることができる光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、（１）アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤とからなる組成物、（２）ポリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物、（３）鎖状または環状オレフィンとビスアジドとからなる組成物、または（４）エポキシ基を有するモノマーと光酸発生剤からなる組成物を含む。特に、高精細でパターニングが可能であり、ならびに耐溶剤性および耐熱性などの信頼性のが高いことにより、（１）の組成物が好ましい。なお、部分的に光および／または熱処理して平坦化層のパターニングを実施する場合には、未硬化の状態で有機溶媒またはアルカリ溶媒に可溶性の樹脂を用いることが好ましい。
【００６６】
あるいはまた、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン、ポリビニルブチラール、ポリフェニレンエーテル、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ノルボルネン系樹脂、メタクリル樹脂、イソブチレン無水マレイン酸共重合樹脂、環状オレフィン系などの熱可塑性樹脂；エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、イミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂；あるいはポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート等と３官能性、あるいは４官能性のアルコキシシランを含むポリマーハイブリッド等を用いて、平坦化層を形成してもよい。この場合には、これら材料の溶液または分散液を塗布した後に、溶媒または分散媒の除去、ならびに、必要に応じて硬化処理を行うことによって平坦化層を得ることができる。
【００６７】
ここで、平坦化層の形成に溶媒または分散媒を使用する場合、下にある色変換層４０の溶出が起こらないような溶媒または分散媒を選択することが望ましい。あるいはまた、平坦化層の形成前に保護層を形成して色変換層４０の溶出を防止してもよい。保護層は、たとえば、後述するバリア層６０と同様の材料および方法を用いて形成することができる。
【００６８】
次に、前述のブラックマトリクス２０、カラーフィルタ層３０、色変換層４０および平坦化層（存在する場合）を覆うように、バリア層６０を形成する。バリア層６０は、単一の層であってもよく、複数の層の積層体であってもよい。バリア層６０は、その下に形成される層中に含有される可能性のある水分および酸素から、後述する有機ＥＬ層１４０の構成要素を保護することに有効である。
【００６９】
バリア層６０は、電気絶縁性を有し、ガスおよび有機溶剤に対するバリア性を有し、かつ可視域における透明性に富む材料（４００〜７００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）を使用して形成することができる。後述する透明電極１３０の製膜に耐えるために、好ましくは２Ｈ以上の膜硬度を有する材料を用いてバリア層６０を形成することが望ましい。用いることができる材料は、たとえば、ＳｉＯx、ＡｌＯx、ＴｉＯx、ＴａＯx、ＺｎＯxなどの無機酸化物、ＳｉＮxなどの無機窒化物、およびＳｉＮxＯyなどの無機酸化窒化物を含む。バリア層６０は、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の手法により形成することができる。望ましくは、バリア層６０は、良好なカバレッジを有するＣＶＤ法を用いて、高屈折率のＳｉＮxから形成される。
【００７０】
最後に、バリア層６０の上面に有機ＥＬ素子を配設する。本態様における有機ＥＬ素子は、透明電極１３０、有機ＥＬ層１４０および反射電極１５０をこの順に含む。本態様における有機ＥＬ素子は、独立的に発光／非発光を制御できる複数の発光部を有する。
【００７１】
第１の段階として、バリア層６０の上面に透明電極１３０を配設する。透明電極１３０は、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化インジウム、ＩＺＯ、酸化亜鉛、亜鉛−アルミニウム酸化物、亜鉛−ガリウム酸化物、またはこれらの酸化物に対してＦ、Ｓｂなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。透明電極１３０は、蒸着法、スパッタ法または化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて前述の導電性透明金属酸化物を全面に成膜した後に、フォトリソグラフ法等を用いてパターニングして形成される。好ましくはスパッタ法を用いて形成される。透明電極１３０は、第１の方向に延びるストライプ形状の複数の部分電極から構成される。該複数の部分電極は、カラーフィルタ層３０に対応する位置に設けられる。
【００７２】
透明電極１３０は、陽極であっても陰極であってもよい。透明電極１３０を陰極として使用する場合には、透明電極１３０と有機ＥＬ層１４０との間に陰極バッファ層を設けて、電子注入効率を向上させてもよい。陰極バッファ層は、Ｌｉ、Ｎａ、ＫまたはＣｓなどのアルカリ金属、ＢａまたはＳｒなどのアルカリ土類金属、希土類金属、それら金属を含む合金、あるいはそれら金属のフッ化物などから形成することができる。透明性を確保する観点から、陰極バッファ層の膜厚を１０ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００７３】
第２段階として、透明電極１３０の上面に有機ＥＬ層１４０を配設する。本発明において、有機ＥＬ層１４０は、少なくとも有機発光層を含み、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および／または電子注入層を介在させた構造を有する。具体的には、有機ＥＬ素子には下記のような層構造からなるものが採用される。
【００７４】
（１）陽極／有機発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／有機発光層／陰極
（３）陽極／有機発光層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／有機発光層／電子注入層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極
（７）陽極／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／陰極
【００７５】
有機ＥＬ層１４０を構成する各層は、当該技術において知られている任意の材料を使用して形成される。たとえば、青色から青緑色の発光を得るための有機発光層の材料としては、例えば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などの蛍光増白剤、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などの材料が好ましく使用される。また、必要に応じて、有機発光層の発光色は白色であっても良い。その場合は公知の赤ドーパントが使用される。また、有機ＥＬ層１４０を構成する各層は、蒸着法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形成することができる。
【００７６】
第３段階として、有機ＥＬ層１４０の上面に反射電極１５０を配設する。反射電極１５０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１５０を、陰極として用いてもよいし、陽極として用いてもよい。反射電極１５０を陰極として用いる場合には、反射電極１５０と有機ＥＬ層１４０との界面に、前述の陰極バッファ層を設けて有機ＥＬ層に対する電子注入の効率を向上させてもよい。あるいはまた、前述の高反射率金属、アモルファス合金または微結晶性合金に対して、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属を添加して合金化し、電子注入効率を向上させることができる。一方、反射電極１５０を陽極として用いる場合には、反射電極１５０と有機ＥＬ層１４０との界面に、前述の導電性透明金属酸化物の層を設けて有機ＥＬ層１４０に対する正孔注入の効率を向上させてもよい。反射電極１５０は、用いる材料に依存して、蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、レーザーアブレーション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。
【００７７】
反射電極１５０は、第１の方向に直交する第２の方向に延びるストライプ形状の複数の部分電極から構成される。複数の部分電極からなる反射電極１５０は、所望の形状を与える開口部を有するマスクを用いた蒸着法によって形成することができる。あるいはまた、透明電極１３０の形成後に、逆テーパの断面形状を有し、第２の方向に延びるストライプ形状の分離隔壁を形成し、その後に有機ＥＬ層１４０および反射電極１５０の形成を実施して、複数の部分電極からなる反射電極１５０を形成してもよい。
【００７８】
以上の方法によって、パッシブマトリクス駆動されるボトムエミッション型有機ＥＬディスプレイを得ることができる。
【００７９】
本実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法の第２の態様は：（１）第１の実施形態の方法によって、色変換フィルタを製造する工程と；（２）第２支持体上に、反射電極、有機ＥＬ層および透明電極をこの順に含む有機ＥＬ素子を形成する工程と；（３）前記有機ＥＬ素子上にバリア層を形成する工程と；（４）前記バリア層を形成した有機ＥＬ素子と前記色変換フィルタとを、前記色変換層と前記バリア層とを対向させるように組み合わせる工程とを含む。本態様で得られる有機ＥＬディスプレイを図８に示す。
【００８０】
工程（２）において、第２支持体２１０の上に反射電極２５０、有機ＥＬ層２４０および透明電極２３０をこの順に含む有機ＥＬ素子を形成する。第２支持体は、透明であっても不透明であってもよく、ガラス、シリコン、セラミック、各種プラスチック、各種フィルムなどを用いて形成することができる。第２支持体２１０の表面上の有機ＥＬ素子の発光部に対応する位置に、複数のスイッチング素子２２０を設けてもよい。複数のスイッチング素子２２０は、たとえばＴＦＴ、ＭＩＭなど当該技術において知られている任意の素子であってもよい。この場合、第２支持体２１０の表面上に、複数のスイッチング素子２２０のための配線、駆動回路などをさらに設けてもよい。
【００８１】
反射電極２５０は、第１の態様の反射電極１５０と同様の材料を用いて、蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、レーザーアブレーション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される。反射電極２５０は、複数のスイッチング素子２２０に対応する複数の部分電極から構成される。複数の部分電極への分割は、フォトリソグラフ法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実施することができる。
【００８２】
反射電極２５０の上に、有機ＥＬ層２４０が形成される。有機ＥＬ層２４０は、第１の態様の有機ＥＬ層１４０と同様の材料および方法を用いて形成することができる。
【００８３】
有機ＥＬ層２４０の上に、透明電極２３０が形成される。透明電極２３０は、第１の態様の透明電極１３０と同様の材料を用いて形成される。透明電極２３０は、蒸着法、スパッタ法またはＣＶＤ法を用いて形成することができる。透明電極２３０は、一体型の共通電極である。
【００８４】
次いで、工程（３）において、有機ＥＬ素子を覆うバリア層２６０が形成される。バリア層２６０は、第１の態様におけるバリア層６０と同様の材料および方法を用いて形成される。
【００８５】
最後に、工程（４）において、有機ＥＬ素子およびバリア層２６０を形成した第２支持体２１０と色変換フィルタとを、色変換層４０とバリア層２６０とが対向する状態で組み合わせることによって、トップエミッション型の有機ＥＬディスプレイが得られる。第２支持体２１０と色変換フィルタとの組み合わせは、たとえば透明基板１０または第２支持体２１０の周縁部に設けられた接着層３１０を用いて、透明基板１０と第２支持体２１０とを接着することによって実施することができる。接着層３１０は、たとえばＵＶ硬化性接着剤などの当該技術において知られている任意の材料を用いて作製することができる。本工程において、任意選択的に、透明基板１０、第２支持体２１０および接着層３１０によって確定される内部空間に充填剤を充填してもよい。充填剤は、光取り出し効率を向上させるという観点からバリア層２６０と同等以上の屈折率を有する透明な樹脂材料であることが望ましい。バリア層２６０をＳｉＮxで形成する場合には、１．６〜１．７以上の屈折率を有する透明樹脂材料を用いることが望ましい。
【００８６】
以上の方法によって、アクティブマトリクス駆動のトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイを得ることができる。あるいはまた、複数のスイッチング素子２２０を設けず、透明電極２３０を第２の方向に延びるストライプ形状の複数の部分電極から構成し、反射電極２５０を第１の方向に延びるストライプ形状の複数の部分電極から構成することによって、パッシブマトリクス駆動のトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイが得られることを当業者は理解するであろう。
【００８７】
また、本実施形態の方法で製造される有機ＥＬディスプレイにおいて、第１色素による吸収、第１色素から第２色素へのエネルギー移動、および第２色素からの発光という色変換層４０における一連の過程の効率は一定である。すなわち、第２色素からの放射光量は、ＥＬ光の強度に比例して変化する。したがって、本実施形態の方法で製造される有機ＥＬディスプレイは、駆動電圧の変化、あるいは通電時間の増加に伴って有機ＥＬ素子からのＥＬ光の強度が変化したとしても、その変化に追随して変換光の発光強度も変化するために、長期間にわたって所望される色相の光を安定に発することができる
【実施例】
【００８８】
＜実施例１＞
（色変換フィルタ）
長さ２００ｍｍ×幅２００ｍｍ×０．７ｍｍ厚の１７３７ガラス（コーニング社製）上に、カラーモザイクＣＫ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、複数の矩形状開口部を有するブラックマトリクスを形成した。ブラックマトリクスは、１μｍの膜厚を有した。サブピクセルに相当する矩形状開口部のそれぞれは、長さ方向１３１μｍ×幅方向３７μｍを有し、隣接する矩形状開口部間の間隔は長さ方向および幅方向のいずれも１０μｍであった。
【００８９】
次に、カラーモザイクＣＲ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる赤色カラーフィルタ層を形成した。複数のストライプ形状部分のそれぞれが、両側に隣接するブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分に重畳するように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、１μｍの膜厚および５７μｍの幅を有し、８４μｍの間隔で配置された。
【００９０】
次に、カラーモザイクＣＧ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる緑色カラーフィルタ層を形成した。複数のストライプ形状部分のそれぞれが、片側に隣接するブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分および反対側に隣接するブラックマトリクス／赤色カラーフィルタ層の積層体に重畳するように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、１μｍの膜厚および５７μｍの幅を有し、８４μｍの間隔で配置された。
【００９１】
次に、カラーモザイクＣＢ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる青色カラーフィルタ層を形成した。複数のストライプ形状部分のそれぞれが、隣接するブラックマトリクス／赤色カラーフィルタ層の積層体およびブラックマトリクス／緑色カラーフィルタ層の積層体に重畳するように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、１μｍの膜厚および５７μｍの幅を有し、８４μｍの間隔で配置された。
【００９２】
ブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分に２種のカラーフィルタ層を積層することによって形成された隔壁は、それぞれ２μｍの高さ、すなわちブラックマトリクスおよび２種のカラーフィルタ層の合計膜厚と、隣接する矩形状開口部に形成されたカラーフィルタ層の膜厚との差、を有した。
【００９３】
得られた構造物は、長さ方向１４１μｍ×幅方向４７μｍのサブピクセルを有し、ＲＧＢ３色のサブピクセルから構成される長さ方向１４１μｍ×幅方向１４１μｍをピクセルを有した。これは、１８０ｐｐｉの精細度に相当する。
【００９４】
次いで、トルエン１０００重量部、および第１色素であるクマリン６と第２色素であるジエチルキナクリドン（ＤＥＱ）の混合物（モル比はクマリン６：ＤＥＱ＝４８：２）５０重量部を混合して、インクを調製した。調製したインクをインクジェット装置に装填した。次いで、窒素雰囲気中で、１つの緑色サブピクセルに対して、４２ｐＬ（１４ｐＬの液滴を３個）のインクを付着させた。窒素雰囲気を破ることなしに、インクを付着させたカラーフィルタを真空乾燥炉中に移動させ、１．０×１０-3Ｐａの圧力の下で１００℃に加熱してトルエンの除去を行った。得られた緑色変換層は５００ｎｍの膜厚を有した。
【００９５】
トルエン１０００重量部、および第１色素であるクマリン６と第２色素であるＤＣＭ−２の混合物（モル比はクマリン６：ＤＣＭ−２＝４８：２）５０重量部を混合して、インクを調製した。調製したインクをインクジェット装置に装填した。次いで、窒素雰囲気中で、１つの赤色サブピクセルに対して、４２ｐＬ（１４ｐＬの液滴を３個）のインクを付着させた。窒素雰囲気を破ることなしに、インクを付着させたカラーフィルタを真空乾燥炉中に移動させ、１．０×１０-3Ｐａの圧力の下で１００℃に加熱してトルエンの除去を行った。得られた赤色変換層は５００ｎｍの膜厚を有した。
【００９６】
次いで、真空を破ることなしに、緑色変換層および赤色変換層を形成したカラーフィルタを、プラズマＣＶＤ装置内に移動させた。プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚１μｍの窒化シリコン（ＳｉＮ）を堆積させてバリア層を形成し、色変換フィルタを得た。ここで、モノシラン（ＳｉＨ4）、アンモニア（ＮＨ3）および窒素（Ｎ2）を原料ガスとして用いた。また、バリア層形成時のカラーフィルタの温度を１００℃以下に維持した。
【００９７】
（有機ＥＬディスプレイ）
最初に、スパッタ法を用いて、バリア層の上面全面にわたって膜厚２００ｎｍのＩＺＯ膜を堆積させた。次いで、レジスト剤「ＴＦＲ−１２５０」（東京応化工業製）を用いたフォトリソグラフィー法にてパターニングを行い、それぞれのサブピクセルに相当する位置に、長さ方向に延び、幅３９μｍのストライプ形状を有する複数の部分電極からなる透明電極を得た。隣接する部分電極間の間隙は８μｍであった。本実施例における透明電極は陽極である。
【００９８】
次いで、透明電極を形成した色変換フィルタを抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層および電子注入輸送層を、真空を破らずに順次成膜して、有機ＥＬ層を形成した。成膜に際して、真空槽内圧を１×１０-4Ｐａまで減圧した。正孔注入層は、膜厚１００ｎｍの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）であり、正孔輸送層は膜厚２０ｎｍの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）であり、発光層は膜厚３０ｎｍの４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）であり、電子注入輸送層は膜厚２０ｎｍのＡｌｑ3であった。
【００９９】
引き続いて、真空を破ることなしに、メタルマスクを用いて膜厚２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（１０：１の重量比率）膜を堆積させ、反射電極を形成した。反射電極は、幅方向に延びるストライプ形状を有する複数の部分電極で構成された。部分電極のそれぞれは、１３１μｍの幅を有し、１４１μｍのピッチで整列された。本実施例における反射電極は陰極である。
【０１００】
得られた積層体を、グローブボックス内の乾燥窒素雰囲気（酸素濃度および水分濃度の両方ともに１０ｐｐｍ以下）下において、封止ガラスおよびＵＶ硬化型接着剤を用いて封止し、有機ＥＬディスプレイを得た。
【０１０１】
＜実施例２＞
ブラックマトリクスの膜厚を２μｍとしたことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬディスプレイを作製した。本実施例の中間構造物のカラーフィルタにおいて、ブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分に２種のカラーフィルタ層を積層することによって形成された隔壁は、それぞれ３μｍの高さを有した。
【０１０２】
＜実施例３＞
ブラックマトリクスの膜厚を２．５μｍとし、各カラーフィルタ層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の膜厚を１．５μｍとしたことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬディスプレイを作製した。本実施例の中間構造物のカラーフィルタにおいて、ブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分に２種のカラーフィルタ層を積層することによって形成された隔壁は、それぞれ４μｍの高さを有した。
【０１０３】
＜比較例１＞
各カラーフィルタ層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を構成するストライプ形状部分の幅を３７μｍとし、ブラックマトリクス上へのカラーフィルタ層の重畳を行わなかったことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬディスプレイを作製した。本実施例の中間構造物のカラーフィルタにおいて、隔壁は形成されず、その高さは０μｍであった。
【０１０４】
＜比較例２＞
各カラーフィルタ層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の形成を以下のように実施したことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬディスプレイを作製した。
【０１０５】
カラーモザイクＣＲ−７００１を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる赤色カラーフィルタ層を形成した。複数のストライプ形状部分のそれぞれが、片側に隣接するブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分のみに重畳するように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、１μｍの膜厚および４７μｍの幅を有し、９４μｍの間隔で配置された。
【０１０６】
次に、カラーモザイクＣＧ−７００１を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる緑色カラーフィルタ層を形成した。複数のストライプ形状部分のそれぞれが、片側に隣接するブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分のみに重畳するように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、１μｍの膜厚および４７μｍの幅を有し、９４μｍの間隔で配置された。
【０１０７】
次に、カラーモザイクＣＢ−７００１を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる青色カラーフィルタ層を形成して、カラーフィルタを得た。複数のストライプ形状部分のそれぞれが、片側に隣接するブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分のみに重畳するように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、１μｍの膜厚および４７μｍの幅を有し、９４μｍの間隔で配置された。
【０１０８】
本比較例において、ブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分には、１種のカラーフィルタ層を積層することによって隔壁が形成された。形成された隔壁は、それぞれ１μｍの高さを有した。
【０１０９】
＜比較例３＞
各カラーフィルタ層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の膜厚を０．５μｍとしたことを除いて実施例１の手順を繰り返して、有機ＥＬディスプレイを作製した。本実施例の中間構造物のカラーフィルタにおいて、ブラックマトリクスの長さ方向に延びる部分に２種のカラーフィルタ層を積層することによって形成された隔壁は、それぞれ１．５μｍの高さを有した。
【０１１０】
＜実施例４＞
（色変換フィルタ）
長さ２００ｍｍ×幅２００ｍｍ×０．７ｍｍ厚の無アルカリガラス（イーグル２０００：コーニング社製）上の複数のパネル領域に、カラーモザイクＣＫ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、複数の矩形状開口部を有するブラックマトリクスを形成した。ブラックマトリクスは、約１．５μｍの膜厚および約１６μｍ（最小部）の線幅を有した。矩形状開口部は、長さ方向１８０μｍ、および幅方向６０μｍのピッチで配列された。これは、１４１ｐｐｉの精細度に相当する。
【０１１１】
次に、カラーモザイクＣＲ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、図５に示す形状を有する赤色カラーフィルタ層を形成した。赤色サブピクセルとなる開口部を覆い、隣接するブラックマトリクスに重畳して形成され、第１の方向に延びるストライプ形状部分は、約６８μｍの幅を有した。また、この部分は、開口部において約２μｍの膜厚を有した。また、緑色サブピクセルと青色サブピクセルとの境界となるブラックマトリクス上に形成され、第１の方向に延びるストライプ形状部分、および同色のサブピクセルの境界となるブラックマトリクス上に形成され、第２の方向に延びるストライプ形状部分は、それぞれ約８μｍの幅の膜厚を有した。
【０１１２】
次に、カラーモザイクＣＧ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、形成される位置を除いて赤色カラーフィルタ層と同様の形状を有する緑色カラーフィルタ層を形成した。さらに、カラーモザイクＣＢ−７００１（富士フィルム株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、形成される位置を除いて赤色カラーフィルタ層と同様の形状を有する青色カラーフィルタ層を形成した。
【０１１３】
以上の構成において、ブラックマトリクス上には、赤色、緑色および青色カラーフィルタ層の積層構造からなる、約８μｍの幅を有する隔壁が形成され、各サブピクセル毎に分離されたバンク構造が得られた。ブラックマトリクスとその上に形成された３種のカラーフィルタ層の積層構造の総膜厚は、突起（隔壁形成部位）の頂上部で膜厚が薄くなる現象によって各層の膜厚の単純総和７．５μｍより低くなり、約６μｍであった。したがって、隔壁の高さはいずれの部分においても約４μｍであった。得られたブラックマトリクスおよびカラーフィルタ層を含む構造物に対して、熱処理およびＵＶ照射処理を施した。
【０１１４】
次いで、トルエン１０００重量部、および第１色素であるクマリン６と第２色素であるジエチルキナクリドン（ＤＥＱ）の混合物（モル比はクマリン６：ＤＥＱ＝４８：２）５０重量部を混合して、緑色変換層用インクを調製した。調製した緑色変換層用インクを、酸素濃度５ｐｐｍ以下、水分濃度５ｐｐｍ以下の環境にセットされた約±５μｍの着弾精度を有するマルチノズル式インクジェット装置に装填した。次いで、緑色サブピクセル上のバンク構造に対して、約４２ｐＬ（約１４ｐＬの液滴を３個）のインクを付着させた。窒素雰囲気を破ることなしに１００℃に加熱して、トルエンを除去し、緑色変換層を得た。得られた緑色変換層は約５００ｎｍの膜厚を有した。
【０１１５】
さらにトルエン１０００重量部、および第１色素であるクマリン６と第２色素であるＤＣＭ−２の混合物（モル比はクマリン６：ＤＣＭ−２＝４８：２）５０重量部を混合して、赤色変換層用インクを調製した。調製した赤色変換層用インクをインクジェット装置に装填した。次いで、窒素雰囲気中で、１つの赤色サブピクセル上のバンク構造に対して、約４２ｐＬ（約１４ｐＬの液滴を３個）のインクを付着させた。窒素雰囲気を破ることなしに１００℃に加熱してトルエンを除去し、赤色変換層を得た。得られた赤色変換層は約５００ｎｍの膜厚を有した。
【０１１６】
次いで、窒素雰囲気を破ることなしに、緑色変換層および赤色変換層を形成した構造物を、プラズマＣＶＤ装置内に移動させた。プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚２μｍの窒化シリコン（ＳｉＮ）を堆積させてバリア層を形成した。さらに、隔壁に相当する位置のバリア層上に、光硬化性樹脂（ＣＲ−６００：日立化成工業製）を用いて、直径１０μｍおよび高さ約５μｍの円柱形状のフォトスペーサを約１８０μｍ間隔で形成して、色変換フィルタを得た。
【０１１７】
（有機ＥＬ素子）
２００ｍｍ×２００ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス（イーグル２０００：コーニング社）上に、複数のパネル分のＴＦＴと、ＴＦＴを覆う膜厚３μｍの平坦化樹脂層とが形成された基板を準備した。この基板の平坦化樹脂層上に、スパッタ法を用いて膜厚約３００ｎｍのＳｉＯ2からなるパッシベーション層を成膜した。次いで、ドライエッチングを用いて、平坦化樹脂層およびパッシベーション層に、ＴＦＴと反射電極とを接続するためのコンタクトホールを形成した。次に、ＲＦ−プレーナマグネトロンスパッタ装置を用いて、膜厚約５０ｎｍのＩＺＯを成膜した。スパッタガスとしてＡｒを使用した。レジスト（ＯＦＲＰ−８００：東京応化製）を用いたフォトリソグラフ法によってＩＺＯ膜をパターニングし、サブピクセル毎に島状に分離したＩＺＯ下地層を形成した。ＩＺＯ下地層の島状部のそれぞれを、コンタクトホールを介してＴＦＴと１対１で接続した。次いで、スパッタ法を用いて膜厚１００ｎｍのＡｇ膜を形成し、引き続いて同様のパターニングを実施して、複数の島状部分からなる反射電極を形成した。島状部分のそれぞれは、長さ方向約１６４μｍ×幅方向約４４μｍの寸法を有し、および、長さ方向約１８０μｍ、幅方向６０μｍのピッチで配置された。そして、反射電極上に、ノボラック系樹脂（ＪＥＭ−７００Ｒ２、ＪＳＲ製）をスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフ法によってパターニングを実施して、発光部に相当する位置に開口部を有する膜厚１μｍの有機絶縁膜（不図示）を形成した。
【０１１８】
次いで、反射電極を形成した構造物を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、反射電極上に膜厚約１．５ｎｍのＬｉを堆積させて、陰極バッファ層を得た。続いて、真空槽内圧力を１×１０-4Ｐａに減圧し、膜厚約２０ｎｍのＡｌｑ3からなる電子輸送層、膜厚約３０ｎｍのＤＰＶＢｉからなる有機発光層、膜厚約１０ｎｍのα−ＮＰＤからなる正孔輸送層、および膜厚約１００ｎｍのＣｕＰｃからなる正孔注入層を順次成膜して、有機ＥＬ層を得た。各層の成膜速度は０．１ｎｍ／ｓであった。さらに、有機ＥＬ層上に、膜厚約５ｎｍのＭｇＡｇからなるダメージ緩和層を成膜した。
【０１１９】
引き続いて、ダメージ緩和層を形成した構造物を、真空を破ることなしに対向スパッタ装置に移動させ、表示部に対応する位置に開口部を設けたメタルマスクを介して、膜厚約１００ｎｍのＩＺＯを堆積させ、透明電極を得た。さらに、透明電極を形成した構造物を、真空を破ることなしにＣＶＤ装置に移動させ、膜厚約２μｍのＳｉＮｘを堆積させ、バリア層を形成し、有機ＥＬ素子を得た。
【０１２０】
（有機ＥＬディスプレイ）
前述のように得られた有機ＥＬ素子および色変換フィルタを、酸素５ｐｐｍ、水分５ｐｐｍ以下の環境に保たれた貼り合せ装置内に移動させた。そして、色変換フィルタのバリア層を形成したプロセス面を上に向けてセットし、ディスペンサを用いて、複数のパネル領域のそれぞれの外周にエポキシ系紫外線硬化接着剤（ＸＮＲ−５５１６：ナガセケムテックス社製）を切れ目無く塗布して、接着層を形成した。引き続いて、各画面中央付近に、充填剤として、所定量の熱硬化型エポキシ接着剤（屈折率１．５８）をメカニカルバルブを用いて滴下した。
【０１２１】
次に、有機ＥＬ素子のバリア層を形成したプロセス面を色変換フィルタのプロセス面に対向させた状態で、有機ＥＬ素子をセットした。貼り合わせ装置内を約１０Ｐａまで減圧し、有機ＥＬ素子および色変換フィルタを約３０μｍまで接近させ、それらの画素位置をアライメントし、引き続いて貼り合わせ装置内を大気圧に戻しつつ僅かに荷重を印加した。このとき、有機ＥＬ素子および色変換フィルタは互いに向かって接近し、色変換フィルタ上のフォトスペーサ先端が有機ＥＬ素子に接触する点で停止した。この際、各画面中央に滴下した熱硬化型エポキシ接着剤は、フォトスペーサによって形成される有機ＥＬ素子および色変換フィルタの間隙を、各画面の全面にわたって広がった。
【０１２２】
次に、色変換フィルタ側から接着層のみに紫外線を照射して仮硬化させ、一般環境に取り出した。その後、自動ガラススクライバーとブレイク装置を使って個々のパネルに分割した。分割した個々のパネルを、１時間にわたって加熱炉にて８０℃に加熱し、炉内で３０分間自然冷却した。
【０１２３】
最後に、ドライエッチングを用いて、有機ＥＬ素子の外部接続のための端子領域に形成したバリア層を除去し、異方導電性接着剤を用いて制御ＩＣを接着して、有機ＥＬディスプレイを得た。
【０１２４】
＜評価＞
実施例１〜４および比較例１〜３で作製された有機ＥＬディスプレイにおいて、色変換層が良好に形成されているか否かを評価した。結果を第１表に示す。
【０１２５】
【表１】
2009037874.tif 000028
【０１２６】
比較例１〜３においては、隔壁の高さが不足し、色変換層を形成するためのインクが隣接するサブピクセルへと漏れて、混色が発生した。一方、２μｍ以上の隔壁の高さを有する実施例１〜３においては、混色を起こすことなしに、赤色および緑色変換層を作製することができた。
【０１２７】
以上のように、インクジェット法を用いて、１４０ｐｐｉ以上の高い精細度のパターンを有する色変換層の新規な作製方法を提供することができた。したがって、本発明は、近年、益々高精細度な表示装置の開発が要請されている各種ディスプレイの製造に適用可能な点で有望である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０  透明基板
２０  ブラックマトリクス
３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  カラーフィルタ層
４０（Ｒ，Ｇ）  色変換層
６０、２６０  バリア層
１３０、２３０  透明電極
１４０、２４０  有機ＥＬ層
１５０、２５０  反射電極
２１０  第２支持体
２２０  スイッチング素子
３１０  接着層
【国際調査報告】
2009037874.tif 000029
2009037874.tif 000030
2009037874.tif 000031
2009037874.tif 000032