(57)【要約】【課題】隣接する副画素への漏れがなく、かつ均一な膜厚を有する色変換層を、インクジェット法を用いて、低コストおよび高精細に作製することができる方法を提供する。【解決手段】なだらかな曲面で構成される複数の隆起６３を有するバンク層６０Ａを含むバンク層６０であって、隆起６３は第１層６１と第２層６２を含み、隆起６３は基板上に離散的に存在する色変換フィルタ１０００を形成する。【選択図】図１
2009244296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
少なくとも２種のカラーフィルタ層と、
異種のカラーフィルタ層の境界の上に形成された複数のバンク層と、
隣接する前記バンク層の間に位置する色変換層と、
前記カラーフィルタ層、バンク層、および色変換層を覆うバリア層と
を有し、
前記複数のバンク層の少なくとも一部は、なだらかな曲面で構成される複数の隆起を有
することを特徴とする色変換フィルタ。
【請求項２】
前記バンク層は、複数の部分からなる第１層と、前記第１層を覆う第２層とを含み、前記第１層は前記複数の隆起の位置に存在することを特徴とする請求項１に記載の色変換フィルタ。
【請求項３】
前記バンク層の第２層は光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の色変換フィルタ。
【請求項４】
前記バンク層の第１層および第２層は同一の材料で形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の色変換フィルタ。
【請求項５】
透明基板と、
少なくとも２種のカラーフィルタ層と、
異種のカラーフィルタ層の境界の上に形成された複数のバンク層と、
前記カラーフィルタ層およびバンク層を覆うバリア層と
を有し、
前記複数のバンク層の少なくとも一部は、なだらかな曲面で構成される複数の隆起を有
することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項６】
前記バンク層は、複数の部分からなる第１層と、前記第１層を覆う第２層とを含み、前記第１層は前記複数の隆起の位置に存在することを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
前記バンク層の第２層は光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂で形成されていることを特徴とする請求項６に記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
前記バンク層の第１層および第２層は同一の材料で形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載のカラーフィルタ。
【請求項９】
（ａ）  透明基板上に少なくとも２種のカラーフィルタ層を形成する工程と、
（ｂ）  異種のカラーフィルタ層の境界の上に、少なくとも一部になだらかな曲面で構成される複数の隆起を有するバンク層を形成する工程と、
（ｃ）  隣接する前記バンクの間に、インクジェット法を用いて色変換色素を含むインクを付着して、少なくとも１種の色変換層を形成する工程と、
（ｄ）  前記カラーフィルタ層、バンク層、および色変換層を覆うバリア層を形成する工程と
を含み、前記バンク層を形成する工程は、
（ｂ−１）  複数の部分からなる第１層を形成する工程であって、第１層は前記隆起の位置に形成される工程と、
（ｂ−２）  前記第１層を覆う第２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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色変換フィルタ、カラーフィルタおよびその製造方法に関し、特に発光体との貼り合わせによるディスプレイの形成に用いられる色変換フィルタ、カラーフィルタおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子を用いて多色発光を実現する方法の一つとして色変換法がある。色変換法は有機ＥＬ素子の発光を吸収し、吸収波長と異なる波長分布の発光を行う色変換層を有機ＥＬ素子の前面に配設して多色を表現する方法であり、色変換層としては高分子樹脂へ蛍光色素を分散させたものが開示されている（特許文献１等）。本方式は単色発光の有機ＥＬ素子を用いることができるため製造が容易であり、大画面ディスプレイへの展開が積極的に検討されている。
【０００３】
また、色変換層とカラーフィルタを組み合わせることによって良好な色再現性が得られる等の特徴を有している。しかし、上記樹脂分散型色変換層で十分な効率を得るためにはその膜厚を１０μｍ程度まで厚くする必要があり、その上面に有機ＥＬ素子を形成するためには色変換層の凹凸を平滑にする技術や、色変換層から生じる水分を遮断する技術等、特殊な技術を要し、パネルのコストアップにつながる。
【０００４】
上記問題点を解決する方策として、蒸着法、スパッタ法などのドライプロセスにて色変換能を有する層を形成する方法が提案されている。この方法においては、膜厚２μｍ以下の色変換層を形成できるものの、高精細（例えば１５０ｐｐｉ以上）なパターニングが困難であるという問題点を有する。
【０００５】
上述解決策を更に発展させた方法として、構成材料をインク化し、インクジェット法で色変換層をパターニングする方法が考えられる。インクジェット法の利点はインクの利用効率が高く、膜の作製コストを抑制することができることである。
【０００６】
しかし、精密パターニングを行う際は、吐出されたインク液滴の着弾位置のずれ、あるいは着弾後の隣接画素へのはみ出しなどを抑制する必要があることが知られている。この問題点を解決するための手段として、基板側にバンクを形成する方法が提案されている（特許文献２および特許文献３参照）。バンクによる高精細度のパターン作成をより有効に行うために、バンク材料に応じたプラズマ処理などの表面処理、および異種の材料の積層構造を有するバンクを形成する方法が併せて提案されている（特許文献３参照）。
【０００７】
色変換フィルタをトップエミッション構造の有機ＥＬディスプレイに用いる場合は、一般に複数の発光部を有する有機ＥＬ基板と色変換フィルタを貼り合わせた構成で用いられる。その際、基板間の間隙（ギャップ）が広すぎる場合は、発光部の発する光が隣の画素ないし副画素に侵入する（クロストーク）という問題がある一方、狭すぎる場合には干渉の影響や発光領域への機械的接触などが懸念される。特に色変換方式を用いる有機ＥＬディスプレイは、色変換層に入射する光量が変換効率に大きく寄与するため、スペーサによるギャップ制御が重要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
トップエミッション構造の有機ＥＬディスプレイにおいては、ギャップにエポキシ系樹脂などの樹脂を充填してギャップ中の屈折率を高くすることにより、光の取り出し効率が向上することが知られている（特許文献４等参照）。しかし、一般的にエポキシ系樹脂などの樹脂は、粘度が高く、貼り合せる際にギャップ内に均一に広がりにくい。特にバンクが形成された色変換フィルタの場合、単純な滴下貼り合わせ方法では、外周シール材内側の隅々まで樹脂が広がらないため、２〜３インチ程度のパネルであっても画面の一部に樹脂で充填されずに輝度が不均一となるといった問題が生じることがある。
【０００９】
また、図２に示す従来の色変換フィルタ２０００にあっては、バンク層２６０の上にスペーサ部２８０を作製するため、フォトリソグラフ法の条件によってはスペーサ部２８０とバンク層２６０との接合部の形状に鋭角になる部分が発生する。このため、従来の色変換フィルタ２０００では、スペーサ部２８０およびバンク層２６０上にバリア層２７０が十分に被覆されず、バリア層２７０の該接合部の鋭角になった部分付近に隙間ができやすくなる。その結果、色変換層２２０が水および／または酸素に弱い場合、その隙間から水分がバリア層２７０とスペーサ部２８０およびバンク層２６０界面を経由して色変換層２２０に到達するか、スペーサ部２８０およびバンク層２６０自体の吸湿を介して色変換層２２０に到達し、色変換層２２０の寿命を著しく損なうこととなる。
【００１０】
したがって、高精密で高効率の有機ＥＬ素子を製造するにあたって、該副画素以外の領域（特に隣接する副画素）へのインクの漏れを防止して所定の副画素に所望の色変換層を形成し、同時に、該色変換フィルタと有機ＥＬ基板との貼り合わせにあっては、基板間のギャップを精密に制御し、かつそのギャップを樹脂で均一に充填することが求められる。
【００１１】
さらに、図２に示す従来の色変換フィルタ２０００では、表示部に対してバンク層２６０が１０〜２０％の割合で基板上に不連続に存在し、当該バンク層の上にスペーサ部２８０を形成する。特に画素の精細度が高くなると、バンク層２６０の幅が１０〜１５μｍであるのに対し、スペーサ部２８０の幅も１０μｍ前後とバンク層２６０と非常に近い大きさとなる。その場合、フォトマスクの位置ズレによって、バンク層２６０上に形成されるスペーサ部２８０がはみ出しやすく、スペーサ部２８０の高さにムラが生じてしまうこととなる。そこで、従来のスペーサ部２８０の形成には、フォトマスクを高精度で位置合わせする必要がある。
【００１２】
また、バンク層２６０形成後にバンク層２６０上にスペーサ部２８０の材料層を塗布する場合、ムラなく所望の膜厚の層を形成するには、塗布形成される樹脂の粘度および／または固形分比、ならびに回転数等の制御が非常に難しい。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑み、隣接する副画素へのインクの漏れがなく、かつ基板の貼り合わせにおいて屈折率調整用の樹脂を均一に充填するのに適した色変換フィルタならびにそれを低コストおよび高精細に作製することができる方法を提供することにある。
【００１４】
【特許文献１】特開平８−２８６０３３号公報
【特許文献２】特開２００５−２０３２１５号公報
【特許文献３】特開２０００−３５３５９４号公報
【特許文献４】特開２００３−２４３１５４号公報
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、透明基板と；少なくとも２種のカラーフィルタ層と；異種のカラーフィルタ層の境界の上に形成された複数のバンク層と；隣接する前記バンク層の間に位置する色変換層と；前記カラーフィルタ層、バンク層、および色変換層を覆うバリア層とを有し、前記複数のバンク層の少なくとも一部は、なだらかな曲面で構成される複数の隆起を有することを特徴とする色変換フィルタに関する。
【００１６】
前記バンク層は、複数の部分からなる第１層と、前記第１層を覆う第２層とを含み、前記第１層は前記複数の隆起の位置に存在する色変換フィルタを含む。
【００１７】
また、前記バンク層の第２層は光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂で形成されている色変換フィルタを含む。
【００１８】
また、前記バンク層の第１層および第２層は同一の材料で形成されている色変換フィルタを含む。
【００１９】
また、本発明は、透明基板と；少なくとも２種のカラーフィルタ層と；異種のカラーフィルタ層の境界の上に形成された複数のバンク層と；前記カラーフィルタ層およびバンク層を覆うバリア層とを有し、前記複数のバンク層の少なくとも一部は、なだらかな曲面で構成される複数の隆起を有することを特徴とするカラーフィルタに関する。
【００２０】
前記バンク層は、複数の部分からなる第１層と、前記第１層を覆う第２層とを含み、前記第１層は前記複数の隆起の位置に存在するカラーフィルタを含む。
【００２１】
また、前記バンク層の第２層は光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂で形成されているカラーフィルタを含む。
【００２２】
また、前記バンク層の第１層および第２層は同一の材料で形成されているカラーフィルタを含む。
【００２３】
また、本発明は、上記色変換フィルタの製造方法も含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、色変換層を高精細で形成するためのバンク層の一部がなだらかな曲面で構成される複数の隆起を有することで、該副画素以外の領域（特に隣接する副画素）へのインクの漏れを防止して所定の副画素に所望の色変換層を形成し、該色変換フィルタと有機ＥＬ基板との貼り合わせにあっては、基板間のギャップを精密に制御し、かつギャップに樹脂を充填する際に樹脂の流動を妨げることなくギャップを樹脂で均一に充填することのできる色変換フィルタを提供することができる。
【００２５】
さらに、前記複数の隆起がなだらかな曲面で構成されることにより、カラーフィルタ層、色変換層、およびバンク層を覆うバリア層を形成した場合にバリア層とバンク層との接合部の形状が鋭角とならず、該接合部付近のバリア層に隙間が発生するのを防止し、外部環境による素子の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の色変換フィルタ１０００の一例を示す図である。
【００２８】
図１（ａ）の色変換フィルタ１０００は、支持体たる透明基板１０上に、ブラックマトリクス４０、３種のカラーフィルタ層３０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、親液層５０、異種のカラーフィルタ層３０の境界に位置する親液層５０の上に設けられたバンク層６０、隣接するバンク層６０の間の親液層５０の上に設けられた２種の色変換層２０、ならびに親液層５０とバンク層６０と色変換層２０とを覆うように形成されたバリア層７０を有する。さらに、バンク層６０は、なだらかな曲面で構成される隆起６３を有するバンク層６０Ａおよび隆起６３を有さないバンク層６０Ｂを有し、隆起６３を有するバンク層６０Ａは、複数の隆起６３の位置に存在する第１層６１と、前記第１層６１を覆う第２層とを含む。また、隆起６３を有さないバンク層６０Ｂは、前記第１層６１を含まず、前記第２層６２からなる。
【００２９】
なお、図１（ａ）の色変換フィルタ１０００では、色変換層２０は、赤色カラーフィルタ層３０Ｒの上の親液層５０に設けられた赤色色変換層２０Ｒおよび緑色カラーフィルタ層３０Ｇの上の親液層５０に設けられた緑色色変換層２０Ｇのみであり、青色カラーフィルタ層３０Ｂの上の親液層５０には色変換層が設けられていない。
【００３０】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す切断線Ｉｂ−Ｉｂにおける色変換フィルタ１０００の断面図を示す。図１（ｂ）に記載のバンク層６０は、なだらかな曲面で構成される隆起６３を有するバンク層６０Ａである。バンク層６０Ａでは、バンク層６０Ａの長軸方向に沿って、隆起６３と隆起のない平坦部６４とが交互に連続的に存在する。隆起６３の位置には親液層５０上に第１層６１が存在し、第２層６２で覆われている。一方、平坦部６４は、第２層６２のみから形成される。
【００３１】
図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す切断線Ｉｃ−Ｉｃにおける色変換フィルタ１０００の断面図を示す。図１（ｃ）に記載のバンク層６０は、隆起６３を有さないバンク層６０Ｂである。バンク層６０Ｂは第１層６１を有さず、第２層６２のみから形成される。
【００３２】
本発明において、隆起６３は、有機ＥＬ基板と色変換フィルタの貼り合わせ工程における基板間のギャップを精密に制御するためのスペーサとして用いることができる。特に、隆起６３が色変換フィルタ上に離散的に存在することにより、有機ＥＬ基板との貼り合わせ工程において充填樹脂がバンク層６０と直交する方向へ広がるのを妨げず、かつ貼り合わせ面内に均一な貼り合わせギャップを確保することができる。
【００３３】
また、隆起６３は第１層６１を第２層６２が覆うことにより形成されるため、なだらかな曲面で隆起し、階段状のステップ部を有さない。具体的には、隆起６３は、前記曲面の任意の点における曲面の微分係数が不連続とならないように形成される。これにより、カラーフィルタ層３０、色変換層２０、およびバンク層６０を覆うバリア層７０を形成した場合にバリア層７０とバンク層６０との接合部の形状が鋭角とならず、均一なバリア層を形成しやすくなる。また、該接合部付近のバリア層７０に所謂「す」等の隙間が発生するのを防止し、外部環境による素子の劣化を防止することができる。
【００３４】
以下、上記本発明の好適な色変換フィルタ１０００の好適な製造方法を説明する。
【００３５】
（ブラックマトリクス形成工程）
最初に、任意選択的工程であるが、透明基板１０上にブラックマトリクス４０を形成する。
【００３６】
ブラックマトリクス４０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４０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。ブラックマトリクス４０の膜厚は、前述の機能を満たす限りにおいて、任意に設定することができる。
【００３７】
ブラックマトリクス４０は、スピンコート法などの一般的に用いられる塗布法を用いて透明基板全面に未硬化の材料層を形成した後に、フォトプロセス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４０は、第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分（スリットパターン）から構成されてもよい。あるいはまた、ブラックマトリクス４０を、第１の方向および第２の方向（第１の方向と直交する方向）に延びるストライプ形状部分から構成して、複数の開口部を有する格子状の形状（スロットパターン）を有する一体の層としてもよい。ブラックマトリクス４０の開口部が副画素を形成する位置となる。
【００３８】
また、本発明において用いる透明基板１０は、光透過性に富み、且つ、ブラックマトリクス４０、カラーフィルタ層３０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、および後述する色変換層２０、および有機ＥＬ素子（電極、有機発光層等）の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えるものが用いられる。さらに寸法安定性に優れて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ものであれば良く、透明基板１０の材料の例は、ガラス、各種プラスチック、各種フィルム等を含む。
【００３９】
（カラーフィルタ層形成工程）
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、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに用いられる材料を用いて形成することができ、近年はフォトレジストに顔料を分散させた、顔料分散型材料がよく用いられる。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の波長を透過する青色カラーフィルタ層３０Ｂ、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長を透過する緑色カラーフィルタ層３０Ｇ、６００ｎｍ以上の波長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。
【００４０】
上述のカラーフィルタ層３０のそれぞれは、スピンコート法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。
【００４１】
（親液層形成工程）
次いで、任意選択的工程であるが、前記カラーフィルタ層３０の上に親液層５０を形成する。親液層５０は、後述する色変換層形成用インクがカラーフィルタ層３０上に塗布される際に、該インクのカラーフィルタ層３０表面への濡れ性を向上させるために形成される層である。
【００４２】
親液層５０は該インクの極性に依存して決定され、親液層５０に用いることができる材料は、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ等の無機酸化物、無機窒化物を含む。親液層５０は、スパッタ法もしくはＣＶＤ法等の手法により形成することができる。
【００４３】
また、親液層５０を設けない場合は、プラズマ処理などにより、色変換層形成用インクが塗布される面の濡れ性を制御してもよい。
【００４４】
（バンク層形成工程）
次に、上記親液層５０の上であって、異種のカラーフィルタ層３０の境界にバンク層６０を形成する。バンク層６０は、なだらかな曲面で構成される隆起６３を有するバンク層６０Ａおよび隆起６３を有さないバンク層６０Ｂを含む。
【００４５】
バンク層６０Ａでは、隆起６３と隆起のない平坦部６４とが交互に連続的に存在する。隆起６３の位置には親液層５０上に第１層６１が存在し、第２層６２で覆われている。一方、平坦部６４は、第２層６２のみから形成される。また、バンク層６０Ｂは第１層６１を有さず、第２層６２のみから形成される。
【００４６】
第１層６１は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を用いて形成することができる。例えば、第１層６１は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を塗布し、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、不溶不融化させて形成することができる。また、第１層６１をフォトプロセスにより形成する場合、用いる光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂が、硬化前に有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性または分散性であることが望ましい。
【００４７】
本発明に用いることの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、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またはオリゴマーと、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、ならびに
（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
などを含む。特に上記（１）の光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を用いた場合には、フォトプロセスを用いて高精細でパターニングが可能であり、耐溶剤性、耐熱性等の信頼性の面でも好ましい。
【００４８】
あるいはまた、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を、第１層６１用の材料として用いてもよい。用いることのできる熱可塑性樹脂は、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、環状オレフィン系樹脂等を含む。用いることのできる熱硬化性樹脂は、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、メラミン樹脂等などを含む。あるいはまた、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官能性もしくは４官能性のアルコキシシランとを含むポリマーハイブリッド等を、第１層６１用の材料に用いてもよい。
【００４９】
第１層６１の大きさは、幅が１０μｍ前後の円形、矩形またはそれに順ずるものであり、例えば、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板に垂直に切断した際の断面が、矩形、逆テーパ型、丸型（半円、半楕円、およびその類似を含む）を含む。第１層６１の高さは、親液層５０上面から隆起６３の頂部までの高さが１０μｍ以下となるように、１〜３μｍ程度であることが望ましい。隆起６３の高さが平坦部６４に比して低すぎると充填樹脂のバンクと直交する方向へ広がりを妨げることとなり、また、隆起６３の高さが高すぎると光が隣の画素ないし副画素に侵入するクロストークを発生させることとなる。
【００５０】
また、基板の貼り合わせ工程において充填樹脂がバンク層６０と直交する方向へ広がるのを妨げず、かつ貼り合わせ面内に均一な貼り合わせギャップを確保するため、隆起６３は、カラーフィルタ層３０の上またはその周囲におよび／または色変換層２０の周囲に離散的に、好ましくは等間隔で存在することが望ましい。上記隆起６３を形成するために、第１層６１も、カラーフィルタ層３０の上またはその周囲におよび／または色変換層２０の周囲に離散的に、好ましくは等間隔で形成されることが望ましい。具体的には１画素毎（３副画素毎）に１個程度形成することが望ましい。例えば、スロットパターンを有するブラックマトリクス４０のストライプ形状部分が互いに直交する位置に形成されてもよい。
【００５１】
続いて、親液層５０および前記第１層６１の上に、第２層６２を形成する。第２層６２は異種のカラーフィルタ層３０の境界の上に位置するように形成されるが、第２層６２の一部は前記第１層６１を覆うように形成され、隆起６３を有するバンク層６０Ａを形成する。一方、親液層５０上に直接第２層６２が形成されてもよい。その場合、バンク層６０Ａの平坦部６４、または隆起６３を有さないバンク層６０Ｂが形成される。
【００５２】
第２層６２の材料としては、上記光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を用いることができる。あるいはまた、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を、第２層６２用の材料として用いてもよい。第２層６２用の材料は、その塗布時に、第１層６１によって膜はじきや膜剥離が生じない組み合わせであれば第１層６１用材料と同じ材質であってもよく、また異なっていてもよい。好ましくは、第２層６２は第１層６１と同一の材料で形成される。
【００５３】
第２層６２は、スピンコート法などの一般的に用いられる塗布法を用いて親液層５０および第１層６１の表面に未硬化の材料層を形成した後に、フォトプロセスを用いてパターン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。またそのパターン形状としては、第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分（スリットパターン）から構成されてもよく、あるいはまた、第２層６２を、第１の方向および第２の方向（第１の方向と直行する方向）に延びるストライプ形状部分から構成して、複数の開口部を有する格子状の形状（スロットパターン）を有してもよい。充填樹脂の広がりを妨げず、かつ隣の画素への混色を防止するために、スリットパターンであることが望ましい。スリットパターンで作成した場合、隆起６３を有するバンク層６０Ａにおいては、バンク層６０Ａの長軸方向に沿って、隆起６３と隆起のない平坦部６４とが交互に連続的に存在することが好ましい。
【００５４】
本発明では、バンク層の上部にスペーサ部を形成する場合と異なり、第１層６１を第２層６２が覆うことにより隆起６３を形成するため、隆起６３はなだらかな曲面で隆起し、階段状のステップ部を有さずに形成することができる。また、第２層６２が第１層６１の上に形成されるための樹脂の粘度および／または固形分比、ならびに回転数等の制御が従来よりも容易となる。さらに、複数の隆起６３を、高さにムラを生じさせずに形成することができる。
【００５５】
（色変換層形成工程）
隣接する前記バンク層６０の間に位置する親液層５０の上に、インクジェット法を用いて色変換色素を含むインクを付着させ、少なくとも１種の色変換層２０を形成する。色変換層は、光源からの光を吸収し、異なる波長分布の蛍光を発する機能を有する層である。図１においては、赤色変換層２０Ｒ及び緑色変換層２０Ｇの２種の色変換層２０を形成する例を示した。必要に応じて、赤色変換層２０Ｒのみを設けてもよい。あるいはまた、赤色変換層２０Ｒおよび緑色変換層２０Ｇに加えて、青色変換層（不図示）を設けてもよい。
【００５６】
色変換層２０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。本発明において用いることができる色変換色素は、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；ソルベントイエロー４３、ソルベントイエロー４４などのナフタルイミド系色素のような、低分子系有機蛍光色素を含む。あるいはまた、ポリフェニレン、ポリアリーレン、ポリフルオレンに代表される高分子蛍光材料を、色変換色素として用いてもよい。
【００５７】
必要に応じて、色変換色素として、２種以上の色素の混合物を用いてもよい。色素混合物の使用は、青色光から赤色光への変換時などのように波長シフト幅が広い場合に有効な手段である。色素混合物は、前述の色素同士の混合物であってもよい。あるいはまた、前述の色素と、下記の色素との混合物であってもよい。
（１）ジエチルキナクリドン（ＤＥＱ）などのキナクリドン誘導体；
（２）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；
（３）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）；
（４）ルモゲンＦレッド；
（５）ナイルレッド（Ｖ）；
（６）ローダミンＢ、ローダミン６Ｇなどのキサンテン系色素；および
（７）ピリジン１などのピリジン系色素。
【００５８】
【化１】
2009244296.tif 000003
【００５９】
本発明における色変換層形成のためのインク用溶媒は、上記の色変換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。例えば、トルエン等のベンゼン系などの非極性溶媒、クロロホルム、アルコール、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いてもよい。あるいはまた、粘度、蒸気圧、溶解性、流動性および／または濡れ性の調整を目的として、複数の溶媒を混合してインク溶媒を調整してもよい。
【００６０】
また、色変換層２０の屈折率をカラーフィルタ層３０と同じにするために、上記の色変換色素を熱硬化型樹脂組成物に分散させたものに溶媒を添加して、色変換層形成用インクを製造してもよい。
【００６１】
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、色変換層形成用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、不活性ガス（例えば、窒素またはアルゴンガスなどの希ガス）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。
【００６２】
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及び方法を用いて、隣接する前記バンク層６０の間に位置する親液層５０の上に付着される。インクジェット装置及び方法は、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。
【００６３】
インクジェット方法を用いて付着されたインクの乾燥は、前述不活性ガス中もしくは真空中で溶媒が蒸発する温度もしくは、熱硬化型樹脂組成物が硬化する温度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。
【００６４】
本発明のインクにより作製した色変換層は、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。色変換色素を樹脂組成物に分散させたものと溶媒からなるインクにより作製した色変換層は好ましくは１００〜２０００ｎｍの膜厚を有する。
【００６５】
（バリア層形成工程）
最後に、カラーフィルタ層３０、バンク層６０、および色変換層２０を覆うように、バリア層７０を形成する。バリア層７０は、パターニングした色変換層２０が水および／または酸素の介在により劣化するような物質を使用する際に、安定な性能を持続させることができる点で有効である。
【００６６】
バリア層材料としては、ガスおよび有機溶剤に対するバリア性を有し、可視域における透明性が高い材料（４００〜７００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）を使用することができる。バリア層に用いることができる材料は、例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＺｎＯｘ等の無機酸化物、無機窒化物等を含む。
【００６７】
バリア層は、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法等の手法により形成することができる。バリア層形成の際の色変換層２０へのダメージを回避する点においては、１００℃以下の低温で実施することができ、且つ成膜に用いられる粒子が有するエネルギーが弱いＣＶＤ法を用いて、バリア層を形成することが望ましい。
【００６８】
以上の説明においては、図１を参照して３種のカラーフィルタ層３０を用いた例を示した。しかしながら、色変換層２０を高精細で形成するためのバンク層６０の一部がなだらかな曲面で構成される複数の隆起６３を有することを条件として、本発明の製造方法が、２種または４種以上のカラーフィルタ層を用いた色変換フィルタの製造に適用できることは明らかであろう。
【実施例】
【００６９】
＜実施例１＞  
以下、本発明および効果について具体的な例を用いて説明するが、実施例は本発明の適用範囲を限定するものではない。以下の手順により図１に記載の色変換フィルタ１０００を作製した。
【００７０】
（ブラックマトリクス４０の形成）
透明基板１０（２００ｍｍ×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より入手可能）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４０を形成した。ブラックマトリクス４０は、１μｍの膜厚を有した。矩形状開口部のそれぞれ（副画素に相当する）は、縦方向３００μｍ×横方向１００μｍを有し、隣接する矩形状開口部間の間隔は、縦方向３０μｍおよび横方向１０μｍであった。
【００７１】
（カラーフィルタ層の形成）
ブラックマトリクスを形成した上記透明基板１０上に、カラーモザイクＣＲ−７００１（富士フィルム株式会社より入手可能）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、縦方向に伸びる複数の幅１０６μｍのストライプ形状部分からなる赤色カラーフィルタ層３０Ｒを形成した。カラーフィルタ層の膜厚は１μｍであった。
【００７２】
次に、カラーモザイクＣＧ−７００１およびＣＢ−７００１（いずれも富士フィルム株式会社より入手可能）を用いたことを除いて、赤色カラーフィルタ層３０Ｒと同様の手順を用いて、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を形成した。各層の膜厚はそれぞれ１μｍであり、いずれのカラーフィルタ層も幅１０６μｍのストライプパターンを有した。
【００７３】
（親液層の形成）
次いで、カラーフィルタ層３０を形成させた基板に、プラズマＣＶＤ装置にて、原料ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ4）、アンモニア（ＮＨ3）及び窒素（Ｎ2）を用いるプラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚３００μｍの窒化シリコン（ＳｉＮ）を堆積させ、親液層５０を形成した。
【００７４】
（バンク層の形成）
アクリル系樹脂Ｖ２５９ＰＡＰ５（新日鐵化学製）を、カラーフィルタ層３０表面からの膜厚が３．５μｍとなるようにスピンコート法により塗布した。続いて、フォトリソグラフ法を用いて、赤色カラーフィルタ層３０Ｒと青色カラーフィルタ層３０Ｂの間であって、前記カラーフィルタ層（３０Ｒおよび３０Ｂ）に対して垂直方向に延びる幅３０μｍのブラックマトリクス上に位置し、一画素に一つずつ配設されるように３３０μｍ間隔で形成される直径７μｍのドットパターンで第１層６１を得た。
【００７５】
次いで、第１層６１を形成した基板の表面に、アクリル系樹脂Ｖ２５９ＰＡＰ５（新日鐵化学製）を、第１層６１を形成していない部分におけるカラーフィルタ層３０表面からの膜厚が５μｍとなるようにスピンコート法により塗布した。続いて、フォトリソグラフ法を用い、異種のカラーフィルタ層３０の各ストライプパターンの境界に位置するように幅１０μｍのストライプパターンの第２層６２を形成した。このとき隆起６３は平坦部６４との境界部分に階段状のステップ部を有さず、なだらかに、カラーフィルタ層３０表面から６．５μｍ、平坦部６４表面から１．５μｍの高さでそれぞれ隆起した。前記隆起６３は、曲面の任意の点における曲面の微分係数が不連続とならないように形成された。
【００７６】
（表面処理）
次いで、Ｎ2ガスを２００ＳＣＣＭで流しながら、印加電力０．５ｋＷで１２０秒間プラズマ処理を行い、続けて、上記処理後１時間以内に後述する色変換層２０の形成を行った。
【００７７】
（緑色色変換層の形成）
トルエン１０００重量部、第１色素であるクマリン６と第２色素である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。調整したインクを、インクジェット装置（Ｌｉｔｒｅｘ １２０Ｌ：ライトレックス製）を用い、窒素雰囲気中でマルチノズルにより滴下した。次いで、インクの乾燥を、窒素雰囲気を破ることなく、真空乾燥炉を用い、真空度１．０×１０-3Ｐａ、温度１００℃で行った。得られた緑色色変換層２０Ｇは膜厚５００ｎｍを有した。
【００７８】
（赤色色変換層の形成）
トルエン１０００重量部、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重量部のインクを調製した。調整したインクを、インクジェット装置（Ｌｉｔｒｅｘ  １２０Ｌ：ライトレックス製）を用い、窒素雰囲気中でマルチノズルにより滴下した。次いで、インクの乾燥を、窒素雰囲気を破ることなく、真空乾燥炉を用い、真空度１．０×１０-3Ｐａ、温度１００℃で行った。得られた赤色色変換層２０Ｒは膜厚５００ｎｍを有した
【００７９】
（バリア層の形成）
次いで、前述のように緑色色変換層２０Ｇおよび赤色色変換層２０Ｒを形成した積層体を、真空を破ることなしに、プラズマＣＶＤ装置に移動させた。プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚１μｍの窒化シリコン（ＳｉＮ）を堆積させバリア層７０を形成して、色変換フィルタを得た。原料ガスは、モノシラン（ＳｉＨ4）、アンモニア（ＮＨ3）及び窒素（Ｎ2）を用いた。また、バリア層７０形成時の積層体の温度を１００℃以下に維持した。
【００８０】
＜比較例１＞
上記実施例１と同様に、透明基板２１０の上にブラックマトリクス２４０を形成し、次いでカラーフィルタ層２３０（Ｒ、Ｂ、Ｇ）、親液層２５０を形成した。
【００８１】
その後、アクリル系樹脂Ｖ２５９ＰＡＰ５（新日鐵化学製）を、カラーフィルタ層２３０表面からの高さが５μｍとなるようにスピンコート法により塗布し、フォトリソグラフ法を用い、異種のカラーフィルタ層２３０の各ストライプパターンの境界に位置するように幅１０μｍのストライプ形状のバンク層２６０を形成した。
【００８２】
次いで、アクリル系樹脂Ｖ２５９ＰＡＰ５（新日鐵化学製）をバンク層２６０の上部から高さ１．５μｍの膜厚を有するように塗布し、フォトリソグラフ法を用い、バンク層２６０の上部に、一画素に一つずつ配設されるように３３０μｍの間隔で直径７μｍのドット形状のスペーサ部２８０を得た。
【００８３】
さらに、実施例１と同様にプラズマによる表面処理をし、次いで緑色色変換層２２０Ｇおよび赤色色変換層２２０Ｒならびにバリア層２７０を形成させて、色変換フィルタ２０００を作製した。
【００８４】
＜評価１＞
実施例１および比較例１で形成した色変換フィルタ（１０００または２０００）を、色変換フィルタのバリア層（７０または２７０）を上に向けて貼り合わせ装置にセットした。ディスペンサを用いてエポキシ系紫外線硬化型接着剤（ＵＶＲＥＳＩＮ  ＸＮＲ５５１６：ナガセケムテックス(株)製）を基板外周部に連続的に塗布し、次いで画面中央付近に粘度３００ｍＰａ・ｓの熱硬化型エポキシ接着剤を滴下した。
【００８５】
次に、有機ＥＬ基板の代わりに１７３７ガラス（２００ｍｍ×２００ｍｍ×０．７ｍｍ：コーニング社製）を以下の工程で上記色変換フィルタ（１０００または２０００）に張り合わせ、貼り合わせ基板を作製した。はじめに貼り合わせ装置内部を約１０Ｐａ程度まで減圧した後、１７３７ガラスの表面を色変換フィルタのバリア層（７０または２７０）側に対向させた状態で約２０μｍまで両基板を接近させ、画素位置を決定し、装置内部圧力を大気圧に戻しつつ、０．１ｋｇ／ｃｍ2の荷重を付加した。
【００８６】
続いて、カラーフィルタ基板側からエポキシ系紫外線硬化型接着剤を塗布した部分にだけ紫外線を照射して硬化させた。その後、これを加熱炉に入れて９５℃で１時間加熱し、炉内で３０分間自然冷却し、貼り合わせ基板を得た。作製された貼り合わせ基板内に確認される気泡の混入数をもって、基板内の充填樹脂の広がりを評価した。
【００８７】
実施例１および比較例１にしたがって作製された色変換フィルタ（１０００または２０００）各１２パネルに上記のとおり封止を行い、気泡の混入を観察した。その結果、それぞれ１パネルに気泡の混入が認められた。よって実施例１および比較例１は、充填樹脂の広がりにおいて差異はなく、実施例１の色変換フィルタ１０００における隆起６３が十分にスペーサ機能を有することが認められる。
【００８８】
＜評価２＞
実施例１および比較例１について、色変換フィルタ（１０００または２０００）を光励起した際に得られる蛍光強度の比較を行った。
【００８９】
実施例１および比較例１にしたがって作製した色変換フィルタ（１０００または２０００）に、一定強度の励起光源（ピーク波長４７０ｎｍ）を照射し、分光放射輝度計ＣＳ１００（コニカミノルタ製）で蛍光強度を測定した。次いで、各色変換フィルタ（１０００または２０００）１２パネルを温度８０℃湿度９０％の高温高湿槽に１０００時間保持した後、同様に蛍光強度の測定を行い、保存寿命の評価を行った。
【００９０】
【表１】
2009244296.tif 000004
【００９１】
【表２】
2009244296.tif 000005
【００９２】
表２に示すとおり、実施例１にしたがって作製した色変換フィルタ（１０００）においては、高温高湿槽保存処理後であっても、処理を行った１２パネルすべてで十分な蛍光強度を維持することができた。一方、バンク層２６０上部にスペーサ部２８０を形成した比較例１の色変換フィルタ（２０００）では、保存処理を行った１２パネル中、蛍光強度が初期蛍光強度の０．５〜０．７まで減少した色変換フィルタが６パネル、０．５以下まで減少した色変換フィルタが２パネル見られ、蛍光強度が著しく低下するパネルの発生率が実施例１に比べて高くなっている。また、比較例１では、初期蛍光強度の９０％以上の蛍光強度を維持できた色変換フィルタは１パネルも認められなかった。
【００９３】
これは、バンク層２６０上部にスペーサ部２８０を形成した比較例１では、スペーサ部２８０とバンク層２６０との接合部の形状に鋭角になる部分があるため、一部の接合部に対しバリア層２７０が十分に被覆されず、該接合部の鋭角になった部分付近のバリア層２７０に隙間ができたためと考えられる。すなわち、その隙間により水分がバリア膜とスペーサおよびバンク界面を経由して、またスペーサおよびバンク自体の吸湿を招き、色変換層２２０を劣化させ、色変換フィルタ２０００の寿命を著しく損なったものと推測される。
【００９４】
これに対し、実施例１においては、隆起６３が階段状のステップ部を有さず、なだらかな曲面で構成されるため、バリア層７０が隙間なく形成され、十分な被覆を得ることができたものと考えられる。
【００９５】
上記のとおり、本発明の実施例はインクジェット法による色変換フィルタの作製において、比較例と比較して同等の樹脂充填性を有しつつ、かつ保存寿命がより安定した色変換フィルタを作製することが出来た。
【００９６】
以上のように、色変換層を高精細で形成するためのバンク層の一部がなだらかな曲面で構成される複数の隆起６３を有することで、該副画素以外の領域（特に隣接する副画素）へのインクの漏れを防止して所定の副画素に所望の色変換層２０を形成し、該色変換フィルタ１０００と有機ＥＬ基板との貼り合わせにあっては、基板間のギャップを精密に制御し、かつそのギャップを充填樹脂で均一に充填することのできる色変換フィルタ１０００を提供することができる。
【００９７】
さらに、隆起６３がなだらかな曲面で隆起し、階段状のステップ部を有さないことにより、カラーフィルタ層３０、色変換層２０、およびバンク層６０を覆うバリア層７０を形成した場合にバリア層７０とバンク層６０との接合部の形状が鋭角とならず、該接合部付近のバリア層７０に隙間が発生するのを防止し、外部環境による素子の劣化を防止することで保存寿命の安定した色変換フィルタを作製することができる。本発明を用いることによって歩留まりよく信頼性の高い色変換フィルタが得られ、その結果、色変換フィルタを用いた高精細なフラットパネルディスプレイの低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の色変換フィルタ１０００の断面概略図である。
【図２】従来（比較例）の色変換フィルタ２０００の断面概略図である。
【図３】隆起６３の断面概略図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０  透明基板
２０Ｒ  赤色色変換層
２０Ｇ  緑色色変換層
３０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）  カラーフィルタ層
４０  ブラックマトリクス
５０  親液層
６０  バンク層
６０Ａ  隆起を有するバンク層
６０Ｂ  隆起を有さないバンク層
６１  第１層
６２  第２層
６３  隆起
６４  平坦部
７０  バリア層
１０００  色変換フィルタ
２１０  透明基板
２２０Ｒ  赤色色変換層
２２０Ｇ  緑色色変換層
２３０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）  カラーフィルタ層
２４０  ブラックマトリクス
２５０  親液層
２６０  バンク層
２７０  バリア層
２８０  スペーサ部
２０００  色変換フィルタ
【図１】
2009244296.tif 000006
【図２】
2009244296.tif 000007
【図３】
2009244296.tif 000008