(57)【要約】【課題】高精細かつ出射光強度・輝度等の良好な有機ＥＬディスプレイの提供。【解決手段】透明基板、少なくとも２種のカラーフィルタ層、バンク層、少なくとも１種の色変換層、保護層およびバリア層を含み、色変換層は、特定の波長域の光を吸収して吸収波長と異なる波長の光を出力し、保護層は、１種または複数種の透明な金属酸化物からなることを特徴とする色変換フィルタ。【選択図】図１
2009252406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
該透明基板上に形成された少なくとも２種のカラーフィルタ層と、
該カラーフィルタ層の上に形成され、色変換層を形成する領域を画定するバンク層と、
該カラーフィルタ層の上の該バンク層によって画定される領域内に形成された少なくとも１種の色変換層と、
該バンク層および該少なくとも１種の色変換層を覆うように形成された保護層と、
該保護層の上に形成されたバリア層と
を含み、
該色変換層は、特定の波長域の光を吸収し、吸収波長と異なる波長の光を出力し、
該保護層は、１種または複数種の透明な金属酸化物からなる
ことを特徴とする色変換フィルタ。
【請求項２】
前記金属酸化物は、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化亜鉛、酸化錫、および酸化イリジウムからなる群から選択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。
【請求項３】
前記保護層は、抵抗加熱蒸着法または電子ビーム加熱蒸着法によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の色変換フィルタ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の色変換フィルタと、
第２基板、反射電極、有機ＥＬ層、透明電極および第２バリア層をこの順に含む有機ＥＬ素子と、
接着層と
を含み、該接着層によって、該バリア層と該第２バリア層とが対向するように、該色変換フィルタおよび該有機ＥＬ素子が組み合わせられていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色変換フィルタに関し、特に、性能が良く高精度なパターンを低コストで得ることができる色変換フィルタおよび有機ＥＬディスプレイに関する。
【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色素を含む色変換層を、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、色変換層の材料としては、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１参照）。本方法は、有機ＥＬの発光が単色でよい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】
また色変換法は、色変換層とカラーフィルタ層と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、開示されている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】
上記樹脂分散型色変換層の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を用いて色変換層を形成する方法が提案されている（特許文献２および３参照）。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）なパターンニングが困難であるという問題点を有する。
【０００５】
また、カラーフィルタ層の水分が有機ＥＬ素子部に拡散するのを防止するために、色変換層上にバリア層を配設することが開示されている（特許文献４参照）。
【０００６】
上述の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（特許文献５参照）。インクジェット法により精密パターニングを行う際は、微量の液滴を精密に塗出させる必要性があることから、増粘原因となるインク固形分比をあまり上げられない。従って、必要膜厚に対して液滴の体積は必然的に大きなものとなる。精度良くパターンを形成する解決策として、基板側にバンク層を形成する方法が提案されている（特許文献６参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２８６０３３号明細書
【特許文献２】特開２００２−７５６４３号明細書
【特許文献３】特開２００３−２１７８５９号公報
【特許文献４】国際公開第０７／５５２８７号パンフレット
【特許文献５】特開２０００−１２２０７２号明細書
【特許文献６】特開２００５−２０３２１５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献４には、透明基板と、１種または複数種のカラーフィルタ層と、第１バリア層と、色変換層と、第２バリア層と、透明電極と、有機ＥＬ層と、反射電極とをこの順に含み、前記カラーフィルタ層がウェットプロセスで形成されており、および前記色変換層ならびに第１および第２バリア層がドライプロセスで形成されていることを特徴とする有機ＥＬデバイスが開示されている（特許文献４参照）。色変換層の上に第２バリア層を形成する際の製膜工程（スパッタ法あるいはＣＶＤ法）において発生する、プラズマ、高エネルギー粒子（中性原子またはイオン化原子）、高速電子、または紫外線によって、色変換層中の色変換色素の分解およびそれに伴う色変換能の低下ないし喪失が起こる問題があった。
【０００９】
前記問題を解決する方法として、色変換層とバリア層との間に、金属錯体または無機フッ化物類からなるバッファ層を配設することが開示されている。前記バッファ層に用いることができる材料として、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などの金属フタロシアニン類、またはトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ３）またはトリス（４−メチル−８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｍｑ３）のようなアルミニウムキレート錯体を含む金属キレート錯体などの金属錯体、および、アルカリ土類金属フッ化物（ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２など）などの無機フッ化物類が挙げられている。また、前記バッファ層を、抵抗加熱蒸着法または電子ビーム加熱蒸着法で形成する方法が開示されている。
【００１０】
しかし、金属錯体をバッファ層の材料として用いた場合、金属錯体が可視光線の波長域において光吸収能を有することに起因して、バッファ層の透過率が低下する問題があった。無機フッ化物は３００ｎｍ以下の波長の光を透過してしまうため紫外線から色変換層を保護できない問題があった。また、前記光吸収能には、金属錯体の種類に応じて、可視光域の特定の波長において吸光度が極大になるといった著しい波長依存性がある場合が多かった。また、金属錯体が、光吸収に引き続いてフォトルミネッセンス現象によって発光し、出射光の色純度を低下させる問題があった。
【００１１】
上述の技術を、インクジェット塗布法によって形成される色変換層を有する色変換フィルタに適用しようとしても、同様の問題が起きる。
【００１２】
本発明の目的は、インクジェット塗布法によって形成される色変換層を有する色変換フィルタにおいて、色変換層上面に保護層を配設することによって、その上にバリア層を形成する工程（スパッタ法あるいはＣＶＤ法）において発生する、プラズマ、高エネルギー粒子（中性原子またはイオン化原子）、高速電子、または紫外線によって、色変換層中の色変換色素の分解およびそれに伴う色変換能の低下ないし喪失が起こる問題を回避し、保護層が出射光の強度および色純度を低下させる問題を解決する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は、
透明基板と、
該透明基板上に形成された少なくとも２種のカラーフィルタ層と、
該カラーフィルタ層の上に形成され、色変換層を形成する領域を画定するバンク層と、
該カラーフィルタ層の上の該バンク層によって画定される領域内に形成された少なくとも１種の色変換層と、
該バンク層および該少なくとも１種の色変換層を覆うように形成された保護層と、
該保護層の上に形成されたバリア層と
を含み、
該色変換層は、特定の波長域の光を吸収し、吸収波長と異なる波長の光を出力し、
該保護層は、１種または複数種の透明な金属酸化物からなる
ことを特徴とする色変換フィルタを提供する。
【００１４】
前記金属酸化物は、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化亜鉛、酸化錫、および酸化イリジウムからなる群から選択されることができる。
【００１５】
本発明において、前記保護層は、抵抗加熱蒸着法または電子ビーム加熱蒸着法によって形成されていてもよい。
【００１６】
また、本発明は、前記のいずれかの色変換フィルタと、
第２基板、反射電極、有機ＥＬ層、透明電極および第２バリア層をこの順に含む有機ＥＬ素子と、
接着層と
を含み、該接着層によって、該バリア層と該第２バリア層とが対向するように、該色変換フィルタおよび該有機ＥＬ素子が組み合わせられていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の色変換フィルタは、インクジェット塗布法で形成される色変換層の上に保護層を配設することにより、バリア層を形成する工程（スパッタ法あるいはＣＶＤ法）において発生するプラズマ、高エネルギー粒子（中性原子またはイオン化原子）、高速電子、または紫外線による色変換層中の色変換色素の分解およびそれに伴う色変換能の低下ないし喪失が起こる問題を回避できる。また、保護層に１種または複数種の透明な金属酸化物を用いることにより、パターニングの必要もなく、出射光の強度および色純度を低下させることなく色変換フィルタを形成できる。また前記色変換フィルタを用いることにより性能の良い有機ＥＬディスプレイを形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
＜色変換フィルタ＞
以下、色変換フィルタの例（図１）を用いて本発明を説明する。
【００２０】
図１（ａ）に、本発明の１つの実施形態を示す。本実施形態において、色変換フィルタは、透明基板１０、ブラックマトリクス２０、カラーフィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、バンク層５０、色変換層６０（Ｒ，Ｇ）、保護層７０およびバリア層８０をこの順に含む。
【００２１】
バンク層５０は、色変換層６０をインクジェット塗布法で配設するための領域を画定している。バンク層５０の存在により、精度よくパターニングされた色変換層６０が提供される。
【００２２】
また、本実施形態は、色変換層６０とバリア層８０との間に保護層７０を含む。色変換層６０が水または酸素の介在により劣化するのを防止するために、色変換層６０上にはバリア層８０を含むが、バリア層８０の製膜工程（スパッタ法あるいはＣＶＤ法）において発生するプラズマ、高エネルギー粒子（中性原子またはイオン化原子）、高速電子または紫外線から色変換層６０中の色変換色素を保護するために、これらの層間に、保護層７０をさらに含む。このような構成をとることによって、前述のような種々の要因による色変換層６０の劣化、すなわち色変換色素の分解およびそれに伴う色変換能の低下ないし喪失を防止することができる。
【００２３】
図１（ｂ）に、図１（ａ）の実施形態の変形例を示す。図１（ｂ）の実施形態は、カラーフィルタ層３０の上面に平坦化層４０をさらに含む点が、図１（ａ）の実施形態と異なる。
【００２４】
平坦化層４０は、カラーフィルタ層３０以下の構成要素を被覆するような形態で配設されている。カラーフィルタ層３０およびブラックマトリクス２０により生じた層厚段差に起因してカラーフィルタ層３０より上方に製膜される各層が受ける可能性のある寸法精度への悪影響が、このような平坦化層４０を含むことによって軽減される。本発明において、平坦化層４０は任意選択的な層である。平坦化層４０を、カラーフィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を保護する目的で形成してもよい。
【００２５】
以下、本発明の色変換フィルタの各層について説明する。
【００２６】
「透明基板１０」
透明基板１０は、色変換フィルタの支持体としての機能を有する。透明基板１０の材料としては、透明性すなわち光透過性に富み、かつ、ブラックマトリクス２０、カラーフィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、平坦化層４０（配設する場合）、バンク層５０および色変換層６０（Ｒ，Ｇ）の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えう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、本発明の色変換フィルタを用いて作製される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、例としては、ガラス、各種プラスチック、各種フィルム等が挙げられる。
【００２７】
「ブラックマトリクス２０」
ブラックマトリクス２０は、各カラーフィルタ層３０のサブピクセル間における可視域の波長の光の透過を防止して、有機ＥＬ素子の発光のコントラストの向上を図るために設けられる層である。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。
【００２８】
「カラーフィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）」
カラーフィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、前記透明基板１０上に形成される。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。フラットパネルディスプレイ用のカラーフィルタ層３０としては、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のそれぞれを配列したものが一般的である。
【００２９】
「平坦化層４０」
平坦化層４０は、カラーフィルタ層３０およびブラックマトリクス２０により生じた段差が、それより上方に形成される各層の寸法精度に悪影響を与えないようにするために形成される層であり、本発明において任意選択的な層である。また、平坦化層４０を、カラーフィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を保護する目的で形成してもよい。このため、平坦化層４０は、光透過性に富み、かつ、カラーフィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を劣化させることのない材料およびプロセスを選択して形成する必要がある。
【００３０】
平坦化層４０は、光硬化性樹脂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。たとえば、平坦化層４０は、光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂を塗布し、該塗膜を光処理または光熱処理して、ラジカル種および／またはイオン種を発生させて樹脂を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、平坦化層４０に対してフォトプロセスによるパターニングを実施する場合、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。
【００３１】
用いることができる光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂は、（１）アクリロイル基やメタクリ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）ボ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、および（４）エポキシ基を有するモノマーと酸発生剤とからなる組成物などを含む。
【００３２】
あるいはまた、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用いて平坦化層４０を形成してもよい。用いることが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などを含む。用いることが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、ポリカーボネートなどと、３官能性または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を用いて平坦化層４０を形成してもよい。
【００３３】
平坦化層４０は、スピンコート法、ディップコート法等の塗布法を用いて形成することができ、さらに、フォトプロセスを用いることが好ましい。膜厚はカラーフィルタ層の段差が寸法精度に影響を与えないようにすることができれば特に制限はないが、下地の凹凸を十分に緩和させるために２μｍ以上であることが好ましい。
【００３４】
「バンク層５０」
バンク層５０は、カラーフィルタ層３０上の色変換層６０をインクジェット塗布法で好適に配設するための層である。バンク層５０は、カラーフィルタ層３０上に、色変換層６０のための領域を画定するように形成される。
【００３５】
バンク層５０の材料としては、平坦化層４０と同様の樹脂を用いることができ、製膜方法には塗布法を用いることができ、特に、フォトプロセスを用いることが好ましい。後述する色変換材料をインクジェット塗布法で製膜する際に、膜厚が薄いと液滴が画素外にあふれてしまうため、バンク層５０の膜厚は好ましくは３μｍ以上が良い。
【００３６】
また、バンク層５０の材料に無機材料を用いても良い。たとえば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＺｎＯｘ等の無機酸化物または無機窒化物等を使用することができる。無機材料を使用する場合のバンク層５０の形成方法としては、特に制約はなく、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法等の手法により製膜できる。この際のバンク層５０のパターニングはドライエッチングにて行う。好ましくは、プラズマエッチングを用いる。バンク層５０の無機材料と選択比の取れるフォトレジストによりパターンをバンク層５０上に形成し、ＣＦ４、ＳＦ６、ＣＨＦ３、Ａｒ等のガスを用いてドライエッチングを行い、バンク層５０をパターニングする。さらに、ガスをＯ２に変え、Ｏ２プラズマエッチングを行うことにより、パターニングに使用したレジストをエッチングする。反応性を高めるために、ＣＦ４などのフッ素系のガスを若干添加しても良い。
【００３７】
また、必要に応じて、後述するインクと、下地（カラーフィルタ層３０または平坦化層４０）および／またはバンク層５０との濡れ性を変化させるために、親水処理もしくは撥水処理を別途行っても良い。
【００３８】
「色変換層６０（Ｒ，Ｇ）」
本発明の色変換層６０は、前記バンク層５０までの構成要素が配設された基板上に、インクジェット塗布法にて作製される。前記基板には、バンク層５０が形成されているため、インクが必要部位以外には広がらずに色変換層６０を形成することができる。色変換層６０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。
【００３９】
色変換層６０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のような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。
【００４０】
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）、ＤＣＭ−２、およびＤＣＪＴＢ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；
（４）ルモゲンＦレッド；
（５）ナイルレッド；
（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。
【００４１】
インクジェット塗布法用のインクを形成する際の溶媒としては、上記色素を溶解するものであれば良く、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用いることができ、単体もしくは混合溶媒として使用してもよい。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。
【００４２】
インクを形成する環境については、水分・酸素の影響を排除するため、不活性ガス中（たとえば、窒素またはアルゴンガス中）で形成することが好ましい。インクの乾燥は、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乾燥すればよく、前述不活性ガス中もしくは真空中（減圧下）で乾燥することが好ましい。
【００４３】
溶媒を用いた色変換層６０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。樹脂組成物を用いた色変換層６０は好ましくは１００〜２０００ｎｍの膜厚を有する。
【００４４】
「保護層７０」
色変換層６０に引き続いて、保護層７０を形成する。保護層７０は、さらにその上に形成するバリア層８０の製膜工程（スパッタ法あるいはＣＶＤ法）において発生する、プラズマ、高エネルギー粒子（中性原子またはイオン化原子）、高速電子、または紫外線から色変換層６０中の色変換色素を保護するための層である。保護層７０を設けることによって、前述のような種々の要因による色変換層６０中の色変換色素の分解およびそれに伴う色変換能の低下ないし喪失を防止することができる。
【００４５】
保護層７０は、耐製膜性を有する透明な金属酸化物材料を用いて形成することができる。本明細書における耐製膜性とは、耐スパッタ性、耐プラズマ性またはその両方をいう。前記透明な金属酸化物材料として、遷移金属系元素の酸化物を用いることが好ましい。１種または複数種の透明な金属酸化物で保護層７０を形成してもよい。下記に限るものではないが、代表的な例として、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化イリジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、などが挙げられる。なお、括弧内に示した組成式は代表的な組成であり、それらの組成比に限られるものではない。
【００４６】
抵抗加熱蒸着法または電子ビーム加熱蒸着法のような低エネルギーの製膜粒子による方法を用いて、前述のような耐製膜性材料を堆積させて、保護層７０を形成することができる。保護層７０は、好ましくは５〜１００ｎｍ、より好ましくは１０〜５０ｎｍの膜厚を有することが望ましい。そのような膜厚を有することによって、色変換層６０を有効に保護することができる。ここで、保護層７０の光透過率は、可視光線の全波長域において、少なくとも７０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上であることが望ましい。また、紫外線の波長域（３００ｎｍ以下）において、保護層７０の光透過率は３０％以下であることが望ましい。
【００４７】
上述により保護層７０は、パターニングの必要もなく、また、画素部の出射光強度や色純度を低下させることなく配設できる。
【００４８】
「バリア層８０」
色変換層６０は、水分や酸素の介在により劣化しやすい。これを防ぐため、その上にバリア層８０を形成することで、色変換層６０の安定な性能を持続させることができる。バリア層８０の材料としては、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。たとえば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＺｎＯｘ等の無機酸化物、無機窒化物等を使用することができる。バリア層８０の形成方法としては、前述の保護層７０があるため色変換層６０へのダメージを特に気にすることなく、スパッタ法、ＣＶＤ法等の手法により形成できる。上述のバリア層８０は単層でも、あるいは複数の層が積層されたものでもよい。
【００４９】
＜有機ＥＬディスプレイ＞
以下、有機ＥＬディスプレイの例（図２および３）を用いて本発明を説明する。
【００５０】
図２は、本発明の有機ＥＬディスプレイの１つの実施形態の断面図であり、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ディスプレイの例である。本実施形態は、上述した色変換フィルタと、後述する第２基板１２、反射電極９６、有機ＥＬ層９４、透明電極９２および第２バリア層８２をこの順に含む有機ＥＬ素子とを含み、有機ＥＬ素子および色変換フィルタは、後述する接着層１００を用いて、第２バリア層８２と前記バリア層８０とが対向するように組み合わされている。
【００５１】
色変換フィルタとしては、図１の実施形態で説明した材料および形成方法を使用して作製したものを用いることができる。以下、有機ＥＬ素子の各層および接着層１００について、順次説明する。なお、本明細書中において「有機ＥＬ素子」とは、図２の例のような、第２基板１２、反射電極９６、有機ＥＬ層９４、透明電極９２および第２バリア層８２から構成されるもの、および後述する図３の例のような、第２基板１２、スイッチング素子９８、反射電極９６、有機ＥＬ層９４、透明電極９２および第２バリア層８２から構成されるものを含む。
【００５２】
「第２基板１２」
第２基板１２は、有機ＥＬ素子の支持体としての役割を有し、色変換フィルタ用の透明基板１０とは別個に用意される。本実施形態における有機ＥＬ素子はトップエミッション型であるため、第２基板１２には、透明基板１０と同様の材料に加え、シリコンおよびセラミックなどの不透明な材料を用いることができる。
【００５３】
「反射電極９６」
反射電極９６に適用可能な材料としては、高反射率の金属、高反射率のアモルファス合金、または高反射率の微結晶性合金を用いることが好ましい。高反射率の金属としては、たとえば、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、またはＣｒが挙げられる。高反射率のアモルファス合金としては、たとえば、ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＣｒＰまたはＣｒＢが挙げられる。高反射率の微結晶性合金としては、たとえば、ＮｉＡｌが挙げられる。
【００５４】
反射電極９６は、陰極、陽極のいずれとすることもできる。反射電極９６を陰極として使用する場合には、反射電極９６と有機ＥＬ層９４との間に陰極バッファ層(不図示）を形成し、有機ＥＬ層９４に対する電子注入効率を向上させることが好ましい。あるいはまた、上述の高反射率特性を有する、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、即ちリチウム、ナトリウムもしくはカリウム等のアルカリ金属、またはカルシウム、マグネシウムもしくは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も好ましい。これに対し、反射電極９６を陽極として使用する場合には、反射電極９６と有機ＥＬ層９４との間に、導電性透明金属酸化物の層を設けて有機ＥＬ層９４に対する正孔注入効率を向上させることが好ましい。導電性透明金属酸化物として適用可能な材料としては、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ＦもしくはＳｂなどのドーパントを添加した材料を用いることができる。
【００５５】
本発明の有機ＥＬ素子は、独立して制御される複数の発光部を有するパッシブマトリクス駆動の有機ＥＬ素子であってもよい。たとえば、反射電極９６を複数のストライプ状の部分電極として形成してもよい。また、上述の透明電極９２および反射電極９６の両方を複数のストライプ状の部分電極として形成して、反射電極９６の構成要素である部分電極の延在方向と透明電極９２の構成要素である部分電極の延在方向とを交差させてもよい。この場合、両電極の上記交差態様は、直交させることが好ましい。
【００５６】
反射電極９６の形成方法としては、用いる材料に依存して、真空蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、またはレーザーアブレーションなどの当該技術分野において公知の任意の手段を用いることができる。なお、複数の部分電極からなる反射電極９６が必要となる場合には、所望の形状を付与するマスクを用いて複数の部分電極からなる反射電極９６を形成することもできる。図２および３に示す実施形態においては、第２基板１２上に有機ＥＬ層９４を配設する前に反射電極９６を配設するので、有機ＥＬ層９４に及ぼす影響を考慮する必要がないため、フォトリソグラフィ法によるパターニング等を使用することができる。
【００５７】
「有機ＥＬ層９４」
有機ＥＬ層９４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。具体的な有機ＥＬ素子の層構造としては、下記の構造を採用することができる。  
（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  
なお、上記（１）〜（７）の層構造中、陽極および陰極は、透明電極９２および反射電極９６のいずれかである。
【００５８】
有機ＥＬ層９４を構成する各層の材料としては、公知のものを使用することができる。また、有機ＥＬ層９４を構成する各層は、蒸着法などの当該技術において公知の任意の方法を用いて形成することができる。
【００５９】
図２に示すような赤色変換層６０Ｒおよび緑色変換層６０Ｇを用いる場合には、有機ＥＬ層９４が青色から青緑色の発光を実現することが肝要である。青色から青緑色の発光を得るための有機発光層に適用可能な材料としては、たとえばベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、もしくは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、または芳香族ジメチリディン系化合物などを用いることが好ましい。また、図２に示す例においては、有機発光層の発光は、必要に応じて白色光とすることもできるが、この場合には、公知の赤色ドーパントを使用することが肝要である。
【００６０】
「透明電極９２」
透明電極９２に適用可能な材料としては、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Ｆもしくは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ることができる。透明電極９２の配設には、有機ＥＬ層９４に悪影響を与える可能性のあるフォトリソグラフィ法によるパターニング等は好ましくなく、たとえばメタルマスクを用いたスパッタ法が好適に用いられる。  
【００６１】
透明電極９２は、陽極、陰極のいずれとすることもできる。透明電極９２を陰極として使用する場合には、透明電極９２と有機ＥＬ層９４との間に陰極バッファ層（不図示）を形成し、有機ＥＬ層９４に対する電子注入効率を向上させることが好ましい。陰極バッファ層に適用可能な材料としては、Ｌｉ、Ｎａ、ＫもしくはＣｓなどのアルカリ金属、ＢａもしくはＳｒなどのアルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ−Ａｇなど)、希土類金属、またはこれら金属のフッ化物などを用いることができる。陰極バッファ層の膜厚は、透明性を確保する観点から、１０ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００６２】
「第２バリア層８２」
本実施形態の有機ＥＬ素子においては、第２基板１２上の他の構成要素を覆うように、第２バリア層８２が形成される。第２バリア層８２を配設することにより、有機ＥＬ素子を酸素・水分から保護することができる。なお、この第２バリア層８２の材料および形成方法は、バリア層８０と同じものを用いることができる。また、この第２バリア層８２は、単層であっても複層であってもよい。
【００６３】
「接着層１００」  
接着層１００は、色変換フィルタと有機ＥＬ素子との接着のために用いられる層である。バリア層８０と第２バリア層８２とが対向するように、色変換フィルタと有機ＥＬ素子とを貼り合わせることによって、図２に示すようなトップエミッション型有機ＥＬディスプレイが得られる。接着層１００の材料としては、たとえば、ＵＶ硬化接着剤を使用することができる。また、接着層１００を、たとえば透明基板１０および第２基板１２の周縁部に設けることができる。色変換フィルタとトップエミッション型有機ＥＬ素子との間は空隙であることができる。また、任意選択的に、色変換フィルタとトップエミッション型有機ＥＬ素子との間に充填剤を配設しても良い。充填剤には、たとえば熱硬化型の各種透明樹脂を使用でき、ディスペンサー等による滴下する形成方法を用いることができる。
【００６４】
図３は、本発明の有機ＥＬディスプレイの別の実施形態の断面図であり、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ディスプレイの例である。本実施形態は、色変換フィルタと、第２基板１２、後述する複数のスイッチング素子９８（ＴＦＴなど）、反射電極９６、有機ＥＬ層９４、透明電極９２および第２バリア層８２をこの順に含む有機ＥＬ素子とを含み、有機ＥＬ素子および色変換フィルタは、接着層１００を用いて、第２バリア層８２と前記バリア層８０とが対向するように組み合わされている。本実施形態の有機ＥＬ素子は、任意選択的に、スイッチング素子と反射電極との間に平坦化樹脂層（不図示）を含んでいてもよい。
【００６５】
色変換フィルタとしては、図１の実施形態で説明した材料および形成方法を使用して作製したものを用いることができる。有機ＥＬ素子の構成要素のうち、第２基板１２、反射電極９６、有機ＥＬ層９４、透明電極９２および第２バリア層８２としては、図２の実施形態で説明した材料および形成方法が使用できる。また、接着層１００については、図２の実施形態で説明した材料および形成方法が使用できる。
【００６６】
任意選択的に、第２基板１２上に配設したスイッチング素子９８の影響による厚み方向の段差が、それより上方に形成される各層の寸法精度に悪影響を与えないようにするために、平坦化樹脂層(不図示)を設けてもよい。平坦化樹脂層には、平坦化層４０に用いた材料および形成方法を用いることができる。平坦化樹脂層上に、水分および酸素の透過を防止するためのパッシベーション層（不図示）をさらに設けてもよい。パッシベーション層は、ＳｉＯＸ、ＡｌＯＸ、ＴｉＯＸ、ＴａＯＸ、ＺｎＯＸなどの無機酸化物、ＳｉＮＸなどの無機窒化物、またはＳｉＮＸＯＹなどの無機窒化酸化物を用いて形成することができる。
【００６７】
以下、図３を参照して、本実施形態の有機ＥＬ素子の構成例を説明する。本実施形態の有機ＥＬ素子は、第２基板１２上に複数のスイッチング素子９８を含む。また、サブピクセルに対応する複数の部分電極として反射電極９６を含み、対応するスイッチング素子９８と部分電極９６とは１対１に接続されている。反射電極９６上には有機ＥＬ層９４を含み、その上に透明電極９２を一体型の共通電極として含み、それらを覆うように第２バリア層８２をさらに含む。この積層体が、本実施形態の有機ＥＬ素子である。この有機ＥＬ素子と、事前に作製しておいた色変換フィルタとが接着層１００の材料である接着剤によって貼り合わされたものが、本実施形態のアクティブマトリクス駆動のトップエミッション型有機ＥＬディスプレイである。
【実施例１】
【００６８】
以下に、本発明を実施例によって説明する。
【００６９】
《色変換フィルタ》
＜実施例１＞
以下の（１）から（５）の手順に従い、本発明の色変換フィルタを作製した（図１参照）。
【００７０】
（１）ブラックマトリクス２０およびカラーフィルタ層３０の形成
透明基板１０としての２００ｍｍ×２００ｍｍ×０．７ｍｍ厚の１７３７ガラス（コーニング社製）上に、ブラックマトリクス（ＣＫ−７００１：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製）、赤色カラーフィルタ（ＣＲ−７００１：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製）、緑色カラーフィルタ（ＣＧ−７００１：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製）、青色カラーフィルタ（ＣＢ−７００１：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製）を用い、フォトリソグラフィ法にて、ブラックマトリクス２０およびカラーフィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を形成した。各層の膜厚はそれぞれ１μｍであった。
【００７１】
作製したブラックマトリクス２０の矩形状開口部のそれぞれ（サブピクセルに相当する）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。カラーフィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は長さ方向に延びる複数のストライプ形状部分になるように形成した。また、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、４７μｍの幅を有し、９４μｍの間隔で配置された。
【００７２】
（２）バンク層５０の形成
ブラックマトリクス２０上に、新日鐵化学株式会社製ＶＰＡ１００Ｐ５．０を用いフォトリソグラフィ法でブラックマトリクス２０と同様のストライプ状のパターンを形成し、バンク層５０とした。膜厚は４μｍとした。
【００７３】
（３）色変換層６０（Ｇ，Ｒ）の形成
トルエン１０００重量部、色素５０重量部のインクを調整し、インクジェット装置（ＵｎｉＪｅｔ製ＵＪ２００）を用い、マルチノズルにより１副画素につき３滴（１滴：約１４ｐｌ）滴下し、窒素雰囲気中で膜厚５００ｎｍの色変換層６０を作成した。インクの乾燥は、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。
【００７４】
緑色変換層６０Ｇの形成にあっては、色素として、第１色素（クマリン６）および第２色素（ＤＥＱ）を混合したもの（モル比はクマリン６：ＤＥＱ＝４８：２）を用いた。また、赤色変換層６０Ｒの形成にあっては、色素として、第１色素（クマリン６）および第２色素（ＤＣＭ−２）を混合したもの（モル比はクマリン６：ＤＣＭ−２＝４８：２）を用いた。
【００７５】
（４）保護層７０の形成
色変換層６０まで形成した積層体を、窒素雰囲気を破ることなく、抵抗加熱蒸着装置内に装着した。装置内圧力が１×１０−４Ｐａ以下に達した状態で、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）を入れた坩堝を抵抗加熱法によって５００℃に加熱し、前記積層体上に０．１Å／ｓの蒸着速度にてＭｏＯ３を蒸着し、膜厚３０ｎｍの保護層７０を形成した。
【００７６】
（５）バリア層８０の形成
保護層７０まで形成した積層体上に、窒素雰囲気を破ることなく、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）および窒素（Ｎ２）を用いるプラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚１μｍの窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を堆積させて、バリア層８０を形成した。ここで、ＳｉＮｘを堆積する際に基板温度は１００℃以下に保った。
【００７７】
＜比較例１＞
保護層７０を配設せずに、色変換層６０上に直接バリア層８０を形成した以外は実施例１と同様にして、比較例１の色変換フィルタを形成した。
【００７８】
《有機ＥＬディスプレイ》
＜実施例２＞
以下の手順に従い、本発明の有機ＥＬディスプレイを作製した（図３参照）。
【００７９】
有機ＥＬディスプレイの作製：
第２基板１２としての２００ｍｍ×２００ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス（イーグル２０００：コーニング社製）上に、スイッチング素子９８としての複数のパネル分のＴＦＴと、ＴＦＴを覆う膜厚３μｍの平坦化樹脂層（不図示、ＶＰＡ１００Ｐ５．０：新日鐵化学株式会社製、フォトリソグラフィ法にて形成）とが形成された積層体を準備した。この積層体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製膜した。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９６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５０ｎｍのＩＺＯを製膜した。スパッタガスとしてＡｒを使用した。レジスト（ＯＦＲＰ−８００：東京応化工業株式会社製）を用いたフォトリソグラフィ法によって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１０ｎｍ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９６を形成した。島状部分のそれぞれは、長さ方向１３１μｍ×幅方向３７μｍの寸法を有し、および、長さ方向および幅方向ともに１０μｍの間隔で配置された。
【００８０】
次いで、反射電極９６を形成した積層体を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、反射電極９６上に膜厚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２０ｎｍのＡｌｑ３からなる電子輸送層、膜厚３０ｎｍのＤＰＶＢｉからなる有機発光層、膜厚１０ｎｍのα−ＮＰＤからなる正孔輸送層、および膜厚１００ｎｍのＣｕＰｃからなる正孔注入層を順次製膜して、有機ＥＬ層９４を得た。各層の製膜速度は０．１ｎｍ／ｓであった。
【００８１】
引き続いて、有機ＥＬ層９４を形成した積層体を、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２００ｎｍのＩＺＯを堆積させ、透明電極９２を得た。さらに、透明電極９２を形成した積層体を、真空を破ることなしにＣＶＤ装置に移動させ、膜厚２μｍのＳｉＮｘを堆積させて、第２バリア層８２を形成し、有機ＥＬ素子を得た。
【００８２】
バンク層５０に相当する位置のバリア層８０上に、光硬化性樹脂（ＣＲ−６００：日立化成工業株式会社製）を用いて、直径１０μｍおよび高さ５μｍの円柱形状のフォトスペーサを１３１μｍ間隔で形成した実施例１の色変換フィルタを、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、色変換フィルタのプロセス面（バリア層８０を形成した面）を上に向けてセットし、ディスペンサーを用いて、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株式会社製）を切れ目無く塗布して、接着層１００を形成した。引き続いて、各パネル領域中央付近に、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。
【００８３】
次に、有機ＥＬ素子のプロセス面（第２バリア層８２を形成した面）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１０Ｐａまで減圧し、有機ＥＬ素子および色変換フィルタを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、各パネル領域の全面にわたって広がった。
【００８４】
次に、色変換フィルタ側から接着層１００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。
【００８５】
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第２バリア層８２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。
【００８６】
＜比較例２＞
比較例１の色変換フィルタを用いた以外は実施例２と同様にして、比較例２の有機ＥＬディスプレイを形成した。
【００８７】
<<評価>>
＜評価例１＞
色変換フィルタの色変換層６０側に光源を配置して、波長４５０〜４９０ｎｍの光を照射した。さらに、色変換フィルタを通して出射した光を分光輝度計（コニカミノルタＣＳ−１０００）を用いて測定し、波長５３０nmの緑色光および波長６１０ｎｍの赤色光の出射光強度を測定した。比較例１の出射光強度を１００とした相対値の評価結果を第１表にまとめた。
【００８８】
【表１】
2009252406.tif 000003
【００８９】
＜評価例２＞
実施例２および比較例２で得られた有機ＥＬディスプレイを、電流量一定にして駆動し、その際の各色の輝度（比較例２の輝度を１００とした相対値）および色度を第２表に示す。
【００９０】
【表２】
2009252406.tif 000004
【００９１】
評価例１、２からわかるように、保護層７０を配設した色変換フィルタおよび有機ＥＬディスプレイは、保護層７０を配設しないものに比べて、出射光強度および輝度等の性能が高い。また、保護層７０を配設しても色度に変化は見られない。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の色変換フィルタ基板の１つの実施形態を示す断面図であり、（ａ）および（ｂ）はその構成例を示す図である。
【図２】本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの１つの実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０  透明基板
１２  第２基板
２０  ブラックマトリクス
３０  カラーフィルタ層
３０Ｒ  赤色カラーフィルタ層
３０Ｇ  緑色カラーフィルタ層
３０Ｂ  青色カラーフィルタ層
４０  平坦化層
５０  バンク層
６０  色変換層
６０Ｒ  赤色変換層
６０Ｇ  緑色変換層
７０  保護層
８０  バリア層
８２  第２バリア層
９２  透明電極
９４  有機ＥＬ層
９６  反射電極
９８  スイッチング素子
１００  接着層
【図１】
2009252406.tif 000005
【図２】
2009252406.tif 000006
【図３】
2009252406.tif 000007