(57)【要約】【課題】  有機ＥＬディスプレイの構成材料として用いられる場合、有機ＥＬ素子への反応性物質の影響を十分に低減できる封止構造体及びカラーフィルタ、並びに、有機ＥＬ素子の信頼性を従来よりも向上できる有機ＥＬディスプレイを提供すること。【解決手段】  上記課題を解決するカラーフィルタは、光透過性の支持体と、支持体上の所定の位置に設けられた色変換層とを有するカラーフィルタにおいて、色変換層が有機化合物を含有し、色変換層の支持体と反対側の面にガラス薄膜層が設けられていることを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の支持体と、該支持体上の所定の位置に設けられた色変換層と、を有するカラーフィルタにおいて、
前記色変換層が有機化合物を含有し、
前記色変換層の前記支持体と反対側の面にガラス薄膜層が設けられている、カラーフィルタ。
【請求項２】
光透過性の支持体と、該支持体上の所定の位置に設けられた色変換層と、該色変換層上に設けられた平坦化膜と、を有するカラーフィルタにおいて、
前記平坦化膜が有機化合物を含有し、
前記平坦化膜の前記色変換層と反対側の面にガラス薄膜層が設けられている、カラーフィルタ。
【請求項３】
前記ガラス薄膜層の厚みが、５〜２００ｎｍである、請求項１又は２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記ガラス薄膜層が、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物及び硼素酸化物を必須成分として含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記ガラス薄膜層がスパッタ法によって形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のカラーフィルタの前記ガラス薄膜層側に、有機ＥＬ素子が設けられている有機ＥＬディスプレイ。
【請求項７】
有機化合物を含有する有機物層と、該有機物層の少なくとも片面に設けられたガラス薄膜層と、を有する有機物層の封止構造体。
【請求項８】
前記ガラス薄膜層の厚みが、５〜２００ｎｍである、請求項７に記載の有機物層の封止構造体。
【請求項９】
前記ガラス薄膜層が、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物及び硼素酸化物を必須成分として含む、請求項７又は８に記載の有機物層の封止構造体。
【請求項１０】
前記ガラス薄膜層がスパッタ法によって形成されている、請求項７〜９のいずれか１項に記載の有機物層の封止構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止構造体、カラーフィルタ及び有機ＥＬディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いた有機ＥＬディスプレイは、次世代の平面ディスプレイとして期待されており、現在実用化されつつある。
【０００３】
その一方で、有機ＥＬディスプレイの多色化、高精細化の検討が進められている。その一つとして、カラーフィルタを用いる有機ＥＬディスプレイが開発されている。これに用いられるカラーフィルタは、例えば、樹脂フィルムなどの透明の支持体上に、ブラックマトリックス、赤、青及び緑色に着色された樹脂層（以下、「色変換層」という場合もある）、及び必要に応じて樹脂からなる平坦化膜などが設けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。色変換層はフォトレジスト法などで形成可能であり高微細化が容易となっている。したがって、このようなカラーフィルタを利用した有機ＥＬディスプレイは、多色化、高精細化の点で有利とされている。
【０００４】
さらに、有機ＥＬディスプレイに期待される特性として、軽量化、薄型化、フレキシブル化がある。カラーフィルタ方式の有機ＥＬディスプレイにおいては、上記のように樹脂などを構成材料とする有機物層からなるカラーフィルタ上に有機ＥＬ素子を設けることによりかかる特性の実現が可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０６０４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、有機ＥＬ素子は、従来の無機半導体を用いた発光素子と比べて、視野角特性、低電力消費、応答速度の点において優れている反面、環境中の酸素や水などの反応性物質の影響を受けやすく、有機ＥＬディスプレイの信頼性を確保するためには有機ＥＬ素子を反応性物質から保護する必要がある。
【０００７】
しかしながら、近時、有機ＥＬディスプレイに要求される信頼性がより高まっており、従来のカラーフィルタを用いた有機ＥＬディスプレイでは十分な信頼性を確保することが困難である。これについて本発明者らは、有機物層のみではカラーフィルタ側即ち光取出し側から進入する反応性物質を十分に低減できないこと及び有機物層が含有する水分が有機ＥＬ素子に影響を与えることが大きな要因であると考えている。ここで、ガラス板などの非ガス透過性材料を用いる方法は、有機ＥＬディスプレイのフレキシブル化を損なうものである。したがって、従来のカラーフィルタには、有機ＥＬディスプレイの信頼性の更なる向上のためには未だ改善の余地がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬディスプレイの構成材料として用いられる場合、有機ＥＬ素子への反応性物質の影響を十分に低減できる封止構造体及びカラーフィルタ、並びに、有機ＥＬ素子の信頼性を従来よりも向上できる有機ＥＬディスプレイ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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１のカラーフィルタは、光透過性の支持体と、支持体上の所定の位置に設けられた色変換層とを有するカラーフィルタにおいて、色変換層が有機化合物を含有し、色変換層の支持体と反対側の面にガラス薄膜層が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第１のカラーフィルタによれば、カラーフィルタのガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、支持体又は色変換層が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することを十分に抑制できる。これにより、本発明のカラーフィルタのガラス薄膜層上に有機ＥＬ素子を設けて得られる有機ＥＬディスプレイは、有機ＥＬ素子の信頼性がより向上する。また、本発明のカラーフィルタの支持体及び色変換層が可とう性を有するものである場合には、有機ＥＬディスプレイのフレキシブル化を図ることが容易となる。
【００１１】
また、本発明の第２のカラーフィルタは、光透過性の支持体と、支持体上の所定の位置に設けられた色変換層と、色変換層上に設けられた平坦化膜とを有するカラーフィルタにおいて、平坦化膜が有機化合物を含有し、平坦化膜の色変換層と反対側の面にガラス薄膜層が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
かかるカラーフィルタによれば、カラーフィルタのガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、支持体、平坦化膜或いは色変換層が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することを十分に抑制できる。これにより、本発明のカラーフィルタのガラス薄膜層上に有機ＥＬ素子を設けて得られる有機ＥＬディスプレイは、有機ＥＬ素子の信頼性がより向上する。また、本発明のカラーフィルタの支持体、色変換層及び平坦化膜が可とう性を有するものである場合には、有機ＥＬディスプレイのフレキシブル化を図ることが容易となる。
【００１３】
また、本発明のカラーフィルタにおいて、上記ガラス薄膜層の厚みが、５〜２００ｎｍであることが好ましい。ガラス薄膜層の厚みをかかる範囲とすることにより、カラーフィルタのガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、支持体、平坦化膜或いは色変換層が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することを十分に抑制できるとともに、有機ＥＬディスプレイのフレキシブル化を図ることがより一層容易となる。
【００１４】
さらに、本発明のカラーフィルタにおいて、上記ガラス薄膜層が、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物及び硼素酸化物を必須成分として含むことが好ましい。
【００１５】
このような成分を含有するガラス薄膜層は反応性物質の透過をより確実に低減できるとともに透明性に優れるので、かかるガラス薄膜層を有する本発明のカラーフィルタは有機ＥＬディスプレイの構成材料として好適なものとなる。
【００１６】
また、上記ガラス薄膜層がスパッタ法によって形成されていることが好ましい。これにより、カラーフィルタのガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、支持体、平坦化膜或いは色変換層が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することをより確実に抑制できる。
【００１７】
また、本発明の有機ＥＬディスプレイは、上記本発明のカラーフィルタのガラス薄膜層側に有機ＥＬ素子が設けられていることを特徴とする。上記本発明のカラーフィルタが用いられていることによりカラーフィルタ側から有機ＥＬ素子への反応性物質の侵入を十分に抑制できるので、本発明の有機ＥＬディスプレイの有機ＥＬ素子の信頼性は従来よりも向上可能となっている。
【００１８】
また、本発明の封止構造体は、有機化合物を含有する有機物層と、有機物層の少なくとも片面に設けられたガラス薄膜層とを有することを特徴とする有機物層の封止構造体である。
【００１９】
本発明の封止構造体によれば、上記の構成とすることにより、封止構造体のガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、有機物層が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することを十分に抑制できる。これにより、本発明の封止構造体をフィルム基板として用い、封止構造体のガラス薄膜層上に有機ＥＬ素子を設けて得られる有機ＥＬディスプレイは、有機ＥＬ素子の信頼性がより向上するとともに、有機ＥＬディスプレイの軽量化、薄型化、フレキシブル化を図ることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の封止構造体において、上記ガラス薄膜層の厚みが、５〜２００ｎｍであることが好ましい。ガラス薄膜層の厚みをかかる範囲とすることにより、封止構造体のガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、有機物層が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することを十分に抑制できるとともに、有機ＥＬディスプレイのフレキシブル化を図ることがより一層容易となる。
【００２１】
さらに、上記ガラス薄膜層が、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物及び硼素酸化物を必須成分として含むことが好ましい。このような成分を含有するガラス薄膜層は反応性物質の透過をより確実に低減できるとともに透明性に優れるので、かかるガラス薄膜層を有する本発明の封止構造体は有機ＥＬディスプレイの構成材料として好適なものとなる。
【００２２】
また、上記ガラス薄膜層がスパッタ法によって形成されていることが好ましい。これにより、封止構造体のガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、有機物層が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することをより確実に抑制できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明よれば、有機ＥＬディスプレイの構成材料として用いられる場合、有機ＥＬ素子への反応性物質の影響を十分に低減できる封止構造体及びカラーフィルタ、並びに、有機ＥＬ素子の信頼性を従来よりも向上できる有機ＥＬディスプレイを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図面の寸法比率は、必ずしも実際の寸法比率とは一致していない。
【００２５】
図１は、本発明の封止構造体の一実施形態を示す模式断面図である。図１の封止構造体１は、有機化合物を含有する有機物層１０と、有機物層１０の表面に設けられたガラス薄膜層２０とから構成されている。
【００２６】
本実施形態の封止構造体１によれば、上記の構成とすることにより、封止構造体１のガラス薄膜層２０側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、有機物層１０が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層２０側に透過することを十分に抑制できる。また、封止構造体１をフィルム基板として用い、封止構造体１のガラス薄膜層２０上に有機ＥＬ素子を設けて得られる有機ＥＬディスプレイは、有機ＥＬ素子の信頼性がより向上するとともに、有機ＥＬディスプレイの軽量化、薄型化、フレキシブル化を図ることが可能となる。
【００２７】
有機物層１０に含まれる有機化合物としては、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリ環状オレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリエーテルサルフォン、ポリエステルエーテルケトン、ポリカーボネート樹脂や、ポリビニールアルコール−無機薄片状粒子複合体、及びポリシロキサン−ポリイミド樹脂複合体などが挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて含まれていてもよい。
【００２８】
有機物層１０には、必要に応じて、従来から使用されている各種の熱安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、酸化防止剤、着色剤、発泡剤、加工安定剤、可塑剤、有機性又は無機性の充填剤（フィラー）等を添加物として含んでもよい。
【００２９】
有機物層１０の厚みについては、用途に応じて適宜設定することができる。例えば、封止構造体１を有機ＥＬディスプレイの光取出し側の基板として用いる場合には、機械的強度及び光透過率を考慮して、層厚を５０μｍ〜２０００μｍとすることが好ましい。
【００３０】
有機物層１０の形成法としては、例えば、上記の樹脂を用いる場合、押し出し成形、キャスト成形などが挙げられる。
【００３１】
ガラス薄膜層２０としては、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物及び硼素酸化物を必須成分として含むガラスからなるものが挙げられる。これらの酸化物の含有割合は、ケイ素酸化物１００質量部に対して、アルミニウム酸化物が１０〜５０質量部であることが好ましく、硼素酸化物が３〜３０質量部であることが好ましい。
【００３２】
また、上記ガラスは、リン酸やハロゲン元素を含まないことが化学的安定性の点から好ましい。
【００３３】
さらに、上記ガラスは、アルカリ金属の含有割合が酸化物換算で１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。この割合が１０質量％を超えると、ガラス薄膜層中でのアルカリ金属及び水分子の拡散が顕著となり、封止構造体のガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、有機物層が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することを十分に抑制することが困難となる傾向がある。したがって、上記ガラスが、低アルカリガラス又は無アルカリガラスであることがさらに好ましい。
【００３４】
ガラス薄膜層２０の厚みについては、生産性と、反応性物質の透過を抑制する封止性能との両立を図る観点から、５〜２００ｎｍであることが好ましく、１０〜２００ｎｍであることがより好ましい。また、ガラス薄膜層２０の厚みを５〜２００ｎｍとすることにより、封止構造体のガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、有機物層１０が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することを十分に抑制できるとともに、有機ＥＬディスプレイのフレキシブル化を図ることがより一層容易となる。
【００３５】
ガラス薄膜層２０は、ＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ法、ＣＶＤ法、ＲＦ−ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法などによって形成することができる。これらのうち、生産性を重視する場合にはスパッタ法が好適である。また、スパッタ法により形成されたガラス薄膜層２０を有する封止構造体１は、封止構造体のガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、有機物層が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することをより確実に抑制できる。なお、このような効果が得られる理由については、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、上記したガラスをターゲットとしてガラス薄膜層を形成する場合、有機物層の耐熱温度であってもガラス薄膜層形成時での原子の移動がある程度自由となることから、有機物層上に緻密な膜を形成することができるものと考えられる。一方、従来、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、及び酸化アルミニウムなどからなるセラミックス薄膜を用いる封止膜が知られているが、このような材料は、有機物層の耐熱温度において緻密な膜を形成することが困難であり、十分な有機物層の封止効果が得られない。
【００３６】
本発明の封止構造体の用途としては、後述する本発明のカラーフィルタの構成物として利用すること、及び、有機ＥＬディスプレイのフィルム基板として用いることが挙げられる。有機ＥＬディスプレイのフィルム基板として用いる場合、封止構造体のガラス薄膜層上に有機ＥＬ素子を設けることにより光取出し側からの反応性物質の侵入を十分に抑制でき、有機ＥＬ素子の信頼性がより向上するとともに、有機ＥＬディスプレイの軽量化、薄型化、フレキシブル化を図ることが可能となる。
【００３７】
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。
【００３８】
図２は、本発明のカラーフィルタの第１実施形態を示す上面図である。また、図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図２及び図３に示すカラーフィルタ２の詳細について図３を用いて以下に述べる。
【００３９】
図３のカラーフィルタ２は、光透過性を有する支持体１２と、支持体１２の所定の位置に設けられた、赤色の色変換層１４、青色の色変換層１５、緑色の色変換層１６、および各色変換層を隔離するブラックマトリックス層１７と、色変換層１４、１５及び１６上に設けられた平坦化膜１８と、平坦化膜１８上に設けられたガラス薄膜層２０とから構成されている。
【００４０】
本実施形態のカラーフィルタ２によれば、有機物層である平坦化膜１８上にガラス薄膜層２０が形成されていることにより、平坦化膜１８側からの水分の透過が十分に抑制される。これにより、有機ＥＬディスプレイのカラーフィルタとして用いた場合に、有機ＥＬ素子への水分の影響を十分に低減することが可能となる。また、本実施形態のカラーフィルタ２によれば、従来のガラス板のような剛性を有するガス非透過材料を用いることなく有機ＥＬ素子への水分の影響を十分に低減することが可能であるため、有機ＥＬディスプレイの軽量化、薄型化、フレキシブル化を図ることが可能となる。
【００４１】
支持体１２を構成する材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリ環状オレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリエーテルサルフォン、ポリエステルエーテルケトン、ポリカーボネート樹脂や、ポリビニールアルコール−無機薄片状粒子複合体、及びポリシロキサン−ポリイミド樹脂複合体などが挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて含まれていてもよい。
【００４２】
支持体１２には、必要に応じて、従来から使用されている各種の熱安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、酸化防止剤、着色剤、発泡剤、加工安定剤、可塑剤、有機性又は無機性の充填剤（フィラー）等を添加物として含んでもよい。
【００４３】
支持体１２の厚みは、用途に応じて適宜設定することができる。例えば、カラーフィルタ２を有機ＥＬディスプレイの光取出し側の基板として用いる場合には、機械的強度及び光透過率を考慮して、５０μｍ〜２０００μｍであることが好ましく、１００μｍ〜２０００μｍであることがより好ましい。
【００４４】
赤色の色変換層１４、青色の色変換層１５及び緑色の色変換層１６は、透明樹脂中に少なくとも一種類の有機顔料又は無機顔料を分散配合した樹脂からなる層が挙げられる。このような層は、一般的な顔料分散法、印刷法、インクジェット法、電着法などを用いることにより形成可能である。特に、透明樹脂に感光性を付与したいわゆる顔料分散レジストを用いて形成されていることが好ましく、この場合、微細なパターンを形成することができ、高精彩なフルカラー表示が可能となる。
【００４５】
ここで、顔料分散レジストとしては、例えば、溶剤中に顔料等の着色材料が分散され、さらにバインダー樹脂、光重合性モノマー及び光重合開始剤が溶解又は分散されてなるものを用いることができる。なお、その他に任意の添加剤が溶解又は分散されていてもよい。
【００４６】
バインダー樹脂は、未露光部がアルカリ溶液により現像されるバインダー樹脂か、又は着色材料の分散媒体として作用するバインダー樹脂であればよい。例えば、（メタ）アクリレート化合物を一つのモノマーとし、かつ分子内にカルボキシル基を有する（メタ）アクリル系共重合体を用いることが好ましい。
【００４７】
光重合性モノマーは、不飽和カルボン酸であり、典型的には、例えばアクリル酸、メタクリル酸等がある。アクリル酸及びメタクリル酸は、それぞれ単独で、又は両者を組み合わせてもよく、さらにクロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸を任意に加えてもよい。光重合開始剤には、この分野で通常用いられているものであって、例えば、アセトフェノン系、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、ｓ−トリアジン系光重合開始剤等があり、これらをそれぞれ単独で、又は二種類以上を組み合わせてもよい。光重合開始剤は、（メタ）アクリレート系共重合体及び光重合性モノマーの合計１００重量部に対して、好ましくは１〜４０重量部の範囲で含有される。なお、光重合開始剤に加えて光開始助剤を用いる場合は、光重合開始剤と光開始助剤の合計量が上記範囲（１〜４０重量部の範囲）となることが好ましい。
【００４８】
着色材料としては、顔料分散レジストに通常用いられる有機顔料又は無機顔料が挙げられる。無機顔料としては、例えば、金属酸化物や金属錯塩等の金属化合物が挙げられ、具体的には、鉄、コバルト、アルミニウム、カドミウム、鉛、胴、チタン、マグネシウム、クロム、亜鉛、アンチモン等の金属の酸化物又は複合金属酸化物が挙げられる。また、有機顔料としては、例えば、カラーインデックス（Ｃｏｌｏｕｒ  Ｉｎｄｅｘ：Ｃ．Ｉ．）（Ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｄｙｅｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ出版）において、ピグメント（Ｐｉｇｍｅｎｔ）に分類されている化合物が挙げられる。具体的には、以下のようなカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）番号の化合物があるが、これらに限定されるわけではない。
【００４９】
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２０，２４，３１，５３，８３，８６，９３，９４，１０９，１１０，１１７，１２５，１３７，１３８，１３９，１４７，１４８，１５０，１５３，１５４，１６６及び１７３；Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１３，３１，３６，３８，４０，４２，４３，５１，５５，５９，６１，６４，６５，及び７１；Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９，９７，１０５，１２２，１２３，１４４，１４９，１６６，１６８，１７６，１７７，１８０，１９２，２１５，２１６，２２４，２４２，及び２５４；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１４，１９，２３，２９，３２，３３，３６，３７及び３８；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５（１５：３，１５：４，１５：６等），２１，２２，２８，６０及び６４；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７，１０，１５，２５，３６及び４７；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２８；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１及び７。
【００５０】
これらの着色材料は、１種を単独で又は二種以上組み合わせて用いてもよく、着色感光性樹脂組成物中の全固形分量を基準に、１０〜５０質量％含まれることが好ましい。また、着色材料は、顔料に加えてその他の染料や蛍光物質を含んでもよく、これにより発色を整えることができる。
【００５１】
ブラックマトリックス層１７としては、例えば、カーボンブラックや金属酸化物等の遮光性を有する顔料を分散した遮光性樹脂からなるもの、及び、低反射処理を施したクロム膜をフォトリソグラフィー法によってエッチングして形成されたものなどが挙げられる。
【００５２】
平坦化膜１８としては、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリイミド樹脂等の有機化合物からなる膜が挙げられる。
【００５３】
ガラス薄膜層２０は、封止構造体１で説明したガラス薄膜層と同様に、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物及び硼素酸化物を必須成分として含むガラスからなるものが挙げられる。これらの酸化物の含有割合は、ケイ素酸化物１００質量部に対して、アルミニウム酸化物が１０〜５０質量部であることが好ましく、硼素酸化物が３〜３０質量部であることが好ましい。
【００５４】
また、上記ガラスは、リン酸やハロゲン元素を含まないことが化学的安定性の点から好ましい。
【００５５】
さらに、上記ガラスは、アルカリ金属の含有割合が酸化物換算で１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。この割合が１０質量％を超えると、ガラス薄膜層中でのアルカリ金属及び水分子の拡散が顕著となり、カラーフィルタのガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、色変換層又は平坦化膜が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することを十分に抑制することが困難となる傾向がある。したがって、上記ガラスが、低アルカリガラス又は無アルカリガラスであることがさらに好ましい。
【００５６】
ガラス薄膜層２０の厚みについては、生産性と、反応性物質の透過を抑制する封止性能との両立を図る観点から、５〜２００ｎｍであることが好ましく、１０〜２００ｎｍであることがより好ましい。また、ガラス薄膜層２０の厚みを５〜２００ｎｍとすることにより、カラーフィルタのガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、支持体１２、色変換膜１４、１５、１６、又は平坦化膜１８が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することを十分に抑制できるとともに、有機ＥＬディスプレイのフレキシブル化を図ることがより一層容易となる。
【００５７】
ガラス薄膜層２０は、ＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ法、ＣＶＤ法、ＲＦ−ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法などによって形成することができる。これらのうち、生産性を重視する場合にはスパッタ法が好適である。また、スパッタ法により形成されたガラス薄膜層２０を有するカラーフィルタ２は、カラーフィルタのガラス薄膜層側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、支持体、色変換膜又は平坦化膜が水分を含有する場合にはその水分がガラス薄膜層側に透過することをより確実に抑制できる。なお、このような効果が得られる理由については、上記の封止構造体１で説明したことが挙げられる。すなわち、上記したガラスをターゲットとしてガラス薄膜層を形成する場合、有機物層の耐熱温度であってもガラス薄膜層形成時での原子の移動がある程度自由となることから、有機物層上に緻密な膜を形成することができるものと考えられる。一方、従来、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、及び酸化アルミニウムなどからなるセラミックス薄膜を用いる封止膜が知られているが、これをカラーフィルタに適用した場合、上記の材料を用い有機物層の耐熱温度において緻密な膜を形成することは困難である。従って、このような封止膜のみを有するカラーフィルタでは、封止膜側に水分や酸素などの反応性物質が透過すること、及び、支持体、色変換膜、又は平坦化膜が水分を含有する場合にはその水分が封止膜側に透過することを十分に抑制することは困難となる。
【００５８】
図４は、本発明のカラーフィルタの第２実施形態を示す模式断面図である。図４に示すカラーフィルタ３は、平坦化膜が設けられておらず、色変換層上にガラス薄膜層が設けられている点でカラーフィルタ２と異なる。この場合においても、有機物層である色変換層１４、１５、１６上にガラス薄膜層２０が形成されていることにより、色変換層１４、１５、１６側からの水分の透過が十分に抑制される。これにより、有機ＥＬディスプレイのカラーフィルタとして用いた場合に、有機ＥＬ素子への水分の影響を十分に低減することが可能となる。また、本実施形態のカラーフィルタ３によれば、従来のガラス板のような剛性を有するガス非透過材料を用いることなく有機ＥＬ素子への水分の影響を十分に低減することが可能であるため、有機ＥＬディスプレイの軽量化、薄型化、フレキシブル化を図ることが可能となる。
【００５９】
次に、本発明の有機ＥＬディスプレイについて説明する。
【００６０】
図５は、本発明の有機ＥＬディスプレイの一実施形態の構成を示す模式断面図である。図５に示す有機ＥＬディスプレイ４は、光透過性を有する支持体１０、赤色の色変換層１４、青色の色変換層１５、緑色の色変換層１６、各色変換層を隔離するブラックマトリックス層１７、平坦化膜１８、及びガラス薄膜層２０からなる本実施形態のカラーフィルタ２のガラス薄膜層２０上に、陽極３０と陰極３２とに挟まれた発光層３４と、陽極３０をマトリックス状に隔離する絶縁膜３６と、それぞれの陽極３０に備えられた補助電極３８とからなる有機ＥＬ素子５０が設けられており、更にこの有機ＥＬ素子５０が外気と接触しないよう支持体１０上にシール４４を介して封止基板４０が設けられて構成されている。さらに、封止基板４０の有機ＥＬディスプレイ内部側には乾燥剤４２が設けられている。なお、陽極３０は、ディスプレイの画素行（Ｒｏｗ）を形成するストライプ状に加工されており、この陽極３０上にはさらに陰極３２を画素列（Ｃｏｌｕｍｎ）状に分画するための隔壁が設けられているが、図５は隔壁と平行で隔壁を含まない断面を示しているため、隔壁は図示されていない。
【００６１】
カラーフィルタ２を構成する各層については、上述したものと同様である。
【００６２】
また、有機ＥＬ素子５０を構成する、陽極３０、陰極３２、発光層３４、絶縁膜３６、補助電極３８については、従来公知のものを採用できる。また、有機ＥＬ素子の構成については上記のものに限定されない。例えば、発光層３４は、従来公知の積層構造を採用することができ、陽極と発光層との間に、ホール注入層、ホール輸送層などを設けることができ、陰極と発光層との間に、電子注入層、電子輸送層などを設けることができる。
【００６３】
有機ＥＬディスプレイ４の形成方法としては、例えば、先ず、予め用意した本実施形態のカラーフィルタ２のガラス薄膜層２０上に、スパッタ法などによって酸化インジウム−酸化錫セラミック（ＩＴＯ）膜又は酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）膜を形成し、さらにエッチングを施すことにより陽極３０を形成する。ここで陽極３０は、例えばディスプレイの画素行（Ｒｏｗ）を形成するストライプ電極の形状に加工される。さらに、陽極３０の配線抵抗を減ずるため、陽極３０に部分的に重畳する形で補助電極３８を形成する。補助電極パターンはＣｒやＡｌなどの低抵抗の導体膜をマスクスパッタ法やマスク蒸着などの公知の手段を用いて形成する方法や、ＣｒやＡｌ膜をエッチングする方法を用いて形成することができる。
【００６４】
次に、ストライプ状に加工された陽極３０上に陰極３２を画素列（Ｃｏｌｕｍｎ）状に分画するための隔壁を形成する。この隔壁は光架橋性樹脂液を塗布したのちフォトリソグラフ法によって形成することができる。この隔壁は逆テーパ状の断面構造を有する結果、蒸着等によって形成される陰極材料が逆テーパ部分に侵入できないことから隣接する画素列を電気的に分離することができる。
【００６５】
次に、陽極３０と隔壁の間に格子状の絶縁膜３６を形成する。絶縁膜は、陽極３０と陰極３２の絶縁を確実なものとするために設けられており、隔壁と同様に感光性樹脂溶液を塗布したのちフォトリソグラフ法によって容易に形成することができる。
【００６６】
次に、陽極３０、絶縁膜３６、及び隔壁上に白色の発光が可能な有機発光材料を塗布法又は蒸着法などによって積層し発光層３４を形成する。そして、この発光層３４上に陰極３２を蒸着により形成する。陰極３２が形成された素子は、引き続きガラス板や金属缶を積層し、外部環境からの水分や酸素の浸入を防止する。ここで、ガラス板や金属缶に替えて、本発明に係るガラス薄膜層を積層することも可能である。
【００６７】
以上、本発明の封止構造体、カラーフィルタ、及び有機ＥＬディスプレイの好適な実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００６８】
例えば、封止構造体については、有機物層の両面にガラス薄膜層が設けられていてもよく、或いは、有機物層が複数層からなるものであってもよい。さらには、有機物層のガラス薄膜層が設けられていない面側に無機物層が設けられていてもよい。
【００６９】
また、例えば、カラーフィルタについては、上述したカラーフィルタは３色の色変換層を有し、いわゆる白色発光層とＲ、Ｇ、Ｂ３色のカラーフィルタ（ＣＦ）とを組み合わせるＣＦ方式に用いられるものであるが、青色発光層とＲ、Ｇの蛍光変換色素フィルターとを組み合わせるＣＣＭ（Ｃｏｌｏｒ  Ｃｈａｎｇｉｎｇ  Ｍｅｄｉｕｍ）方式に用いるカラーフィルタとすることも可能である。この場合、上記３色の色変換層の代わりに、２色の蛍光変換色素層を設けることによりかかるカラーフィルタを得ることができる。
【００７０】
また、例えば、有機ＥＬディスプレイについては、上述した有機ＥＬディスプレイ以外の構成を有するものとして、封止基板、乾燥剤及びシールを設ける代わりに、封止膜で有機ＥＬ素子を被覆する構成としてもよい。この場合、本発明の封止構造体を基板とし、そのガラス薄膜層上に有機ＥＬ素子を設け、更に有機ＥＬ素子を封止膜で被覆する構成とすることにより、有機ＥＬ素子への水分の影響が十分に抑制され信頼性に優れるとともに、軽量且つフレキシブルなディスプレイを得ることが可能となる。
【００７１】
また同様に、本発明のカラーフィルタのガラス薄膜層上に有機ＥＬ素子を設け、この有機ＥＬ素子を封止膜により被服することによっても、信頼性に優れるとともに、軽量且つフレキシブルなディスプレイを得ることが可能となる。
【００７２】
なお、上記封止膜としては、セラミック等により形成されるものを採用できる。このようなセラミック膜は、ＲＦスパッタ法、ＤＣスパッタ法、電子ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法など公知の真空成膜法によって形成することが可能である。またセラミック膜の形成に用いる蒸発源材料としてはセラミック膜などが挙げられる。さらに、セラミック膜は、金属合金から供給した金属元素を、酸素や窒素といった反応性の雰囲気中で堆積することで形成することも可能である。
【実施例】
【００７３】
（実施例１）
＜カラーフィルタ付きガラス基板の作製＞
先ず、無アルカリガラス（コーニング社製、商品名「１７３７」）の基板（縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）上に、感光性黒色樹脂（新日鐵化学（株）製、商品名「Ｖ２５９−ＢＫＩＳ６６」）を用いてブラックマトリックスを形成した。続いて、感光性透明赤色樹脂（住友化学（株）製、商品名「Ｍ−Ｒ３０２」）、感光性透明緑色樹脂（住友化学（株）製、商品名「Ｍ−Ｇ３０２」）、感光性透明青色樹脂（住友化学（株）製、商品名「Ｍ−Ｂ３０２」）を用いて約１．２μｍの膜厚でカラーフィルタ層を形成した。次いで、熱硬化性透明樹脂（ＪＳＲ（株）製、商品名「ＳＳ−５８０８」）を塗布し、２４０℃で熱処理することにより、厚さ１．３μｍの平坦化膜を形成した。さらに、これを５０ｍｍ×５０ｍｍに切断加工し、カラーフィルタ付きガラス基板を得た。
【００７４】
＜ガラス薄膜層の形成＞
続いて、カラーフィルタ付きガラス基板の平坦化膜上に下記の方法にしたがって、封止膜としての厚さ１１０ｎｍのガラス薄膜層を形成し、これを実施例１のカラーフィルタ付きガラス基板とした。ガラス薄膜層の形成は、ＲＦスパッタ装置「ＳＰＦ−５３０Ｈ」（アネルバ社製）を用い、低アルカリガラス「Ｔｅｍｐａｘ」（Ｓｃｈｏｔｔ社製、商品名、ガラス転移温度：５２５℃）をターゲットとして、基板温度１２０℃、真空度０．５Ｐａ、アルゴン５０ｓｃｃｍ、酸素０．５ｓｃｃｍ、印加パワー０．７２Ｗ、電極間距離７０％、基板回転数２４ｒｐｍの条件で３０分間行なった。
【００７５】
（実施例２）
ガラス薄膜層の厚さを２００ｎｍにしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２のカラーフィルタ付きガラス基板を作製した。
【００７６】
（比較例１）
ガラス薄膜層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、比較例１のカラーフィルタ付きガラス基板を作製した。
【００７７】
（比較例２）
ガラス薄膜層を形成する代わりに、下記の方法によって封止膜としての厚さ１４０ｎｍの酸窒化珪素膜を平坦化膜上に形成したこと以外は実施例１と同様にして、比較例２のカラーフィルタ付きガラス基板を作製した。酸窒化珪素膜の成膜は、ＲＦスパッタ装置「ＳＰＦ−５３０Ｈ」（アネルバ社製）を用い、高純度珪素（Ｂドープ）をターゲットとして、基板温度１２０℃、真空度０．５Ｐａ、アルゴン５０ｓｃｃｍ、酸素１．３ｓｃｃｍ、窒素２．６ｓｃｃｍ、印加パワー０．４８Ｗ、電極間距離７０％、基板回転数２４ｒｐｍの条件で３０分間行なった。
【００７８】
［封止膜の透湿性評価］
実施例１、２及び比較例１、２で得られたカラーフィルタ付きガラス基板について、以下の手順にしたがってカラーフィルタからの水分の透過を評価した。
【００７９】
先ず、カラーフィルタ付きガラス基板を真空蒸着装置内に設置し、１２０℃で真空排気した後、ガラス薄膜層上又は平坦化膜上に蒸着マスクを介して金属カルシウムを蒸着し、１０ｍｍ×２０ｍｍで厚さ２００ｎｍの試験パターンを形成した。続いて、同じ真空蒸着装置内で、カラーフィルタ付きガラス基板の基板周辺にシール剤を塗布し、封止用ガラスを貼り合せ、図６に示す構成を有するものと同様の透湿試験用試料を作製した。なお、図６に示す透湿試験用試料６は、基板６２上に設けられたブラックマトリックス６３及び色変換層６４上に平坦化膜６５とガラス薄膜層６６とがこの順に積層された実施例１のカラーフィルタ付きガラス基板６０と、このカラーフィルタ付きガラス基板６０のガラス薄膜層６６上に形成された試験パターン６８と、シール剤７０によって基板６２上に貼り合わされた封止用ガラス７２とから構成されている。
【００８０】
次に、作製した透湿試験用試料を、２３℃、５０％ＲＨの環境中に保持し、波長４５０ｎｍにおける光線反射率の経時変化を測定した。本評価方法は、カラーフィルタを構成する樹脂成分に含有される水分による金属カルシウム膜の酸化速度を測定することで封止膜（ガラス薄膜層又は酸窒化珪素膜）の透湿抑制効果を評価する方法である。すなわち、カルシウム膜が水分により酸化し酸化カルシウムに変化することによってかかる膜の光線反射率が低下するので、カルシウム膜の消失時間から透湿性能を見積もることができる。ここでは、カルシウム膜の消失時間として、波長４５０ｎｍにおける光線反射率が初期の値に対して２０％となるまでの時間を求めた。結果を表１に示す。
【００８１】
【表１】
2006185719.tif 000003
【００８２】
表１に示すように、平坦化膜上にガラス薄膜層を有する実施例１及び２のカラーフィルタ付きガラス基板は、比較例１及び２のカラーフィルタ付きガラス基板に比べてカラーフィルタからの水分の透過がより低減されていることがわかった。したがって、実施例１及び２のカラーフィルタ付きガラス基板によれば、ガラス薄膜層上に有機ＥＬ素子を設けた場合には有機ＥＬ素子の発光層や陽極への水分の影響を十分に低減でき、信頼性のより向上した有機ＥＬディスプレイの実現が可能となる。
【００８３】
＜封止膜の透明性評価＞
（実施例３）
無アルカリガラス（コーニング社製、商品名「１７３７」）の基板（縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）上に、熱硬化性透明樹脂（ＪＳＲ（株）製、商品名「ＳＳ−５８０８」）を塗布し、２４０℃で熱処理することにより、厚さ１．３μｍの平坦化膜を形成した。次に、形成した平坦化膜上に、実施例１と同様にして厚さ１１０ｎｍのガラス薄膜層を封止膜として形成し、実施例３の封止構造体を得た。
【００８４】
（比較例３）
実施例３において、ガラス薄膜層の代わりに、比較例２と同様にして酸窒化珪素膜を封止膜として形成し、比較例３の封止構造体を得た。
【００８５】
実施例３及び比較例３の封止構造体について、波長４００〜７００ｎｍにおける透過率を測定した。なお、無アルカリガラス（コーニング社製、商品名「１７３７」）の基板をリファレンスとした。得られた透過スペクトルを図７に示す。
【００８６】
図７に示すように、実施例３の封止構造体は透明性に優れることが確認された。したがって、本発明に係るガラス薄膜層は、ディスプレイ用途の封止膜として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１は、本発明の封止構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【図２】図２は、本発明のカラーフィルタの第１実施形態を示す上面図である。
【図３】図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図４は、本発明のカラーフィルタの第２実施形態を示す模式断面図である。
【図５】図５は、本発明の有機ＥＬディスプレイの一実施形態を示す模式断面図である。
【図６】図６は、透湿試験用試料の構成を示す模式断面図である。
【図７】図７は、実施例３及び比較例３の封止構造体の透過スペクトルである。
【符号の説明】
【００８８】
１…封止構造体、２，３…カラーフィルタ、４…有機ＥＬディスプレイ、１０…有機物層、１２…支持体、１４…赤色の色変換層、１５…青色の色変換層、１６…緑色の色変換層、１７…ブラックマトリックス層、１８…平坦化膜、２０…ガラス薄膜層、３０…陽極、３２…陰極、３４…発光層、３６…絶縁膜、３８…補助電極、４０…封止基板、４２…乾燥剤。
【図１】
2006185719.tif 000004
【図２】
2006185719.tif 000005
【図３】
2006185719.tif 000006
【図４】
2006185719.tif 000007
【図５】
2006185719.tif 000008
【図６】
2006185719.tif 000009
【図７】
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