JP2003317952A - 有機ｅｌディスプレイの製造方法ならびに色変換フィルタ基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】膜厚を薄く抑えつつ十分な表面平滑性を備え、
一部に支柱として機能する突起を備えたオーバーコート
層を有し、安定した発光特性を維持する有機ＥＬディス
プレイの製造方法を提供する。 【解決手段】有機ＥＬ素子素子基板と色変換フィルタ基
板とを備えた有機ＥＬディスプレイにおいて、オーバー
コート層とスペーサとして機能する支柱とを、転写法を
用いて色変換フィルタ層上に一体形成する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高精細で耐環境性
および生産性に優れた多色表示を可能とする色変換フィ
ルタ基板の製造方法ならびに有機ＥＬディスプレイの製
造方法に関する。詳しくは、イメージセンサ、パーソナ
ルコンピュータ、ワードプロセッサ、テレビ、ファクシ
ミリ、オーディオ、ビデオ、カーナビゲーション、電子
卓上計算機、電話機、携帯端末機ならびに産業用計器類
等の表示用の色変換基板の製造方法ならびに有機ＥＬデ
ィスプレイの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報通信の高速化と応用範囲の拡
大が急速に進んでいる。この中で、表示デバイスには携
帯性や動画表示の要求に対応可能な低消費電力・高速応
答性を有する高精細な表示デバイスの開発が広くなされ
ている。有機ＥＬ素子は、Ｔａｎｇらによる印加電圧１
０Ｖで１０００ｃｄ／ｍ²以上の高輝度で発光する積層
型ＥＬ素子の報告以来、高コントラスト、低電圧駆動、
高視野角、高速応答性など、液晶表示素子等に比較して
優位な特徴を活かしたフラットパネルディスプレイへの
応用が期待され、実用化に向けて研究開発が活発に行な
われている。すでに、緑色モノクロ有機ＥＬディスプレ
イが製品化されており、高精細のフルカラーディスプレ
イの完成が待たれている。

【０００３】ＥＬ素子の構成としても、有機分子の積層
体の他に、有機高分子材料を用いた素子についても検討
が進められている。有機ＥＬディスプレイのマルチカラ
ーまたはフルカラー化の方法として、三つの方法が検討
されている。第一に、赤、青、緑の３原色の発光体をマ
トリクス状に分離配置し、それぞれ発光させる方法（特
開昭５７−１５７４８７号公報等）がある。この方法
は、ＲＧＢ発光用の３種の発光材料をマトリクス状に高
精細に配置しなくてはならないため、技術的かつ安価に
製造することが困難であり、同時に、３種の発光材料の
輝度変化特性や駆動条件が異なるために、色再現性を長
時間確保することが困難であるなどの欠点を有してい
る。

【０００４】第二の方法として、白色で発光するバック
ライトにカラーフィルタを用い、３原色を透過分離させ
る方法（特開平１−３１５９８８号公報等）が提案され
ているが、十分な輝度のＲＧＢ発光を得るに必要なバッ
クライト用の長寿命、高輝度の白色発光の有機ＥＬ素子
を得ることは困難である。第三の方法として、発光体の
発光を平面的に分離配置した蛍光体に吸収させ、それぞ
れの蛍光体から多色の蛍光を発光させる方法（特開平３
−１５２８９７号公報等）が開示されている。蛍光体を
用いて、ある発光体から多色の蛍光を発光させる方法
は、ＣＲＴ、プラズマディスプレイの応用で実績を有し
ている。この方法は、輝度の高い発光素子を光源に適用
できる利点を持ち、例えば青色光を緑色光や赤色光に波
長変換する色変換方式（特開平８−２８６０３３号広報
等）が提案されている。ここで、蛍光色素を含む変換膜
を高精細にパターニングすれば、フルカラーの発光型デ
ィスプレイが可能となる。

【０００５】近年、これらのカラー化方式のそれぞれに
対して、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた駆動方式
のカラー表示装置が提案されている。この場合、ＴＦＴ
が形成されている基板側に光を取り出す方式では、配線
部分の光の遮光効果により開口率が上がらないため、最
近ではＴＦＴが形成されている基板とは反対側に光を取
り出す方式、いわゆるトップエミッション方式が提案さ
れている。

【０００６】トップエミッション方式の場合でも、赤、
青、緑の３原色の発光体をマトリクス状に分離配置する
方式では、ＲＧＢ用の３種の発光材料をマトリクス状に
高精細に配置しなくてはならないため、効率的かつ安価
に製造することが困難であり、同時に、３種の発光材料
の輝度変化特性や駆動条件が異なるために、色再現性を
長時間確保することが困難であるなどの欠点は解決され
ないまま残っている。

【０００７】白色で発光するバックライトにカラーフィ
ルタを用い、３原色を透過分離させる方法でも、バック
ライトの高効率化という問題は依然として残されてい
る。唯一、分離配置した蛍光体に吸収させそれぞれの蛍
光体から多色の蛍光を発光させる色変換方式では、ＴＦ
Ｔ駆動方式を用いたトップエミッション方式を採用する
ことによりさらに高精細で高輝度の有機ＥＬディスプレ
イを提供できる可能性を有している。特開平１１−２５
１０５９号公報や特開２０００−７７１９１号公報に開
示されているカラー表示装置はこのような方式の一例で
ある。

【０００８】有機ＥＬ素子におけるＴＦＴ駆動方式を用
いたトップエミッション方式の利点は、背面からの光の
透過を必要とするＬＣＤ（液晶ディスプレイ）の場合、
遮光部となるＴＦＴ部分の形成領域を可能な限り小さく
することと異なり、ＴＦＴの上側に発光部分を持つため
に、ＴＦＴ形成部分を基板全面に作り込める点である。

【０００９】このトップエミッション方式のカラー有機
ＥＬディスプレイの製造方法として、色変換フィルタ基
板と有機ＥＬ素子を形成したＴＦＴ基板とを貼り合わせ
る方式が想定される。この場合、２つの基板間の封止空
間はできるだけ狭いほうが良い。しかし、基板間の距離
を短くし過ぎると、色変換フィルタ基板と有機ＥＬ素子
とが接触して素子破壊を招く恐れがある。この問題を解
決するために特開平１１−２９７４７７号公報に示され
るように、有機ＥＬ素子が形成されていない部分に支柱
を形成し、スペーサとして機能する構造を持つ技術が開
示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の色変換フィルタ
基板は図９に示すように透明な支持基板の上に色変換フ
ィルタ層赤２、緑３、青４が配置されており、その上に
平坦化層としてガスバリア性を有するオーバーコート層
が配置されている。色変換フィルタ層赤２、緑３、青４
を、それぞれ独立した直方体でパターニングした後、こ
れらを被覆するオーバーコート層６をスピンコート法等
で形成する。オーバーコート層が各色変換フィルタ間の
隙間を完全に埋め込み、表面を十分に平滑化するために
はオーバーコート層は厚いほうが良い。しかしながら、
オーバーコート層を厚くすると視野角特性が低下する問
題が生じる。したがって、オーバーコート層は膜厚を薄
く抑えつつ十分な平坦度を得ることが重要である。

【００１１】しかし、オーバーコート層を色変換フィル
タ層上にスピンコート法等で直接形成しても、膜厚を薄
く抑えようとすると、カバレッジの問題で表面の平滑性
が損なわれ、数μｍのうねりを生じる。トップエミッシ
ョン方式の色変換方式カラー有機ＥＬディスプレイで
は、図８に示したように、色変換フィルタ基板と有機Ｅ
Ｌ素子基板とを、対向して貼り合わせた構造となってい
る。ここで２つの基板間の封止距離もオーバーコート層
の膜厚と同じく光路長を短くし視野角特性を低下させな
いため狭いほうが良く、０．５〜５μｍが望ましい。し
かし、オーバーコート層表面にうねりがあるため２つの
基板間の封止距離をスペーサとしての支柱１１で狭く一
定に保つのは困難である。

【００１２】また、支柱をスピンコート法で塗布、フォ
トリソグラフ法でパターニングして形成する方法だと、
支柱の形成面積が小さいため材料の利用率も低い。本発
明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、膜厚を
薄く抑えつつ十分な表面平滑性を備え、一部に支柱とし
て機能する突起を備えたオーバーコート層を有し、長期
にわたって安定した発光特性を維持する色変換フィルタ
基板の製造方法ならびに有機ＥＬディスプレイの製造方
法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、基板上にソースおよびドレイン
を有する薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタの上
部に前記ソースまたはドレインに接続された導電性薄膜
材料からなる第一の電極、少なくとも有機ＥＬ発光層、
および第二の電極とを積層して構成され、前記薄膜トラ
ンジスタによって駆動される有機ＥＬ素子とを備える有
機ＥＬ素子基板と、透明な支持基板と、該支持基板上に
配置される色変換フィルタ層と、該色変換フィルタ層を
被覆し色変換フィルタ層の表面を平滑化させ、かつガス
バリア性を有する透明なオーバーコート層を少なくとも
備える色変換フィルタ基板とが、二つの基板間のギャッ
プ調整用の支柱を介して、前記オーバーコート層と前記
有機ＥＬ素子の第二の電極とが対向して所定のギャップ
で貼り合わされる有機ＥＬディスプレイの製造方法にお
いて、該ギャップ調整用の支柱とオーバーコート層と
は、少なくとも支柱の雌型が形成された仮基板上に配置
された剥離層上か、もしくは仮基板上に配置された支柱
の雌型が形成された剥離層上に一旦配置される工程と、
色変換フィルタ層および透明な支持基板上に、２００℃
以下の温度で圧着され硬化される工程と、剥離層を除去
し仮基板を外す工程とで、色変換フィルタ層上に転写さ
れて一体に形成されることとする。

【００１４】また、別の本発明によれば、透明な支持基
板と、該支持基板上に配置される色変換フィルタ層と、
突起である支柱を有するとともに該色変換フィルタ層を
被覆し色変換フィルタ層の表面を平滑化させ、かつガス
バリア性を有する透明なオーバーコート層を少なくとも
備える色変換フィルタ基板の製造方法において、該支柱
を有するオーバーコート層は、少なくとも支柱の雌型が
形成された仮基板上に配置された剥離層上か、もしくは
仮基板上に配置された支柱の雌型が形成された剥離層上
に一旦配置される工程と、色変換フィルタ層および透明
な支持基板上に、２００℃以下の温度で圧着され硬化さ
れる工程と、剥離層を除去し仮基板を外す工程とで、色
変換フィルタ層上に転写されて一体に形成されることと
する。

【００１５】ここで、オーバーコート層が、支柱を有し
色変換フィルタ層の表面を平滑化させる第一のオーバー
コート層と、ガスバリア性を有する第二のオーバーコー
ト層の積層体からなるものとすることができる。尚、色
変換フィルタ層は、３原色の蛍光色素層を所望のパター
ンに形成してなるか、少なくとも１原色の蛍光色素層
と、残りの色のカラーフィルタとを所望のパターンに形
成してなるか、３原色のカラーフィルタを所望のパター
ンに形成してなるか、３原色のうち少なくとも１色のカ
ラーフィルタと、残りの色の蛍光色素層とカラーフィル
タとの積層体とを所望のパターンに形成してなるもので
ある。また、蛍光色素層もしくはカラーフィルタもしく
はカラーフィルタと蛍光色素層との積層体の間を、これ
らの層よりも薄いブラックマスクでつないだ構成も、本
発明に含まれるものである。要するに、色変換フィルタ
層の部分で、僅かでも「段差」が生じる構成を採用して
いる色変換フィルタ基板の製造方法ならびに有機ＥＬデ
ィスプレイの製造方法に、本発明は適用される。

【００１６】図２は、透明な支持基板１上に赤、緑、青
の例えば染料または顔料からなる色変換フィルタ層２、
３、４を形成し、後に、オーバーコート層５と支柱１６
とを一体に形成した色変換フィルタ基板の断面図であ
る。また、図１は、本発明の色変換フィルタ基板と単色
の有機ＥＬ素子基板とを貼り合わせる、トップエミッシ
ョン方式のカラー有機ＥＬディスプレイの断面図の一例
を示したものである。

【００１７】本発明によれば、透明な支持基板１とその
支持基板１の上面に配置した例えば染料または顔料から
なる色変換フィルタ層２、３、４上へ、透明なオーバー
コート層５を形成し、該オーバーコート層上に形成され
た有機ＥＬ素子基板との貼り合わせ時にスペーサとして
機能する支柱１６を備えたもので、オーバーコート層５
と支柱１６とは、図３に示すような仮基板１２上の支柱
の雌型を形成した剥離層上か、あるいは図４に示すよう
な支柱の雌型を形成した仮基板１２上の剥離層１３上に
一旦形成された後、図５に示すように透明な支持基板１
上の色変換フィルタ層と対向させられ、図６に示すよう
に色変換フィルタ層上に密着され、その後、図７に示す
ように剥離層１３を除去することにより色変換フィルタ
層上に転写され、一体形成される。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の色変換フィルタ基板の製
造方法ならびに有機ＥＬディスプレイの製造方法につ
き、以下に説明する。図１は、本発明の実施形態を示
す、有機ＥＬディスプレイの構成断面図である。 １：有機蛍光色素 本発明において、有機蛍光色素としては、発光体から発
光される近紫外領域ないし可視領域の光、特に青色ない
し青緑色領域の光を吸収して異なる可視光を発するもの
であれば良いが、好ましくは、少なくとも赤色領域の蛍
光を発する蛍光色素の一種類以上が用いられ、緑色領域
の蛍光を発する蛍光色素の一種以上と組合わせてもよ
い。すなわち、有機ＥＬ素子としては、青色ないし青緑
色領域の光を発光するものが得やすいのであるが、これ
を単なる赤色フィルタに通して赤色領域の光に変換しよ
うとすると、元々赤色領域の波長の光が少ないために、
きわめて暗い出力光になってしまう。

【００１９】したがって、赤色領域の光は、素子からの
光を蛍光色素によって赤色領域の光に変換させることに
より、十分な強度の出力が可能となる。一方、緑色領域
の光は、赤色領域の光と同様に、素子からの光を別の有
機蛍光色素によって緑色領域の光に変換させて出力して
もよいし、あるいは素子の発光が緑色領域の光を十分に
含むならば、素子からの光を単に緑色フィルタを通して
出力してもよい。一方、青色領域の光に関しては、有機
ＥＬ素子の光を、単なる青色フィルタに通して出力させ
ることも可能である。

【００２０】発光体から発する青色から青緑色領域の光
を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素として
は、ローダミン系色素、シアニン系色素、ピリジン系色
素、あるいはオキサジン系色素等が挙げられる。さら
に、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散
染料）も蛍光性があれば使用することができる。発光体
から発する青色ないし青緑色領域の光を吸収して、緑色
領域の蛍光を発する蛍光色素としては、クマリン系色
素、クマリン色素系染料、ナフタルイミド系色素等が挙
げられる。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩
基性染料、分散染料）も蛍光性があれば使用することが
できる。

【００２１】尚、本発明に用いる有機蛍光色素を、ポリ
メタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合樹脂、アルキッド樹脂、芳香族スルホ
ンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグア
ナミン樹脂およびこれらの樹脂混合物等に予め練り込ん
で顔料化して、有機蛍光顔料としてもよい。また、これ
らの有機蛍光色素や有機蛍光顔料（本明細書でこの両者
を合わせて有機蛍光色素と称する）は単独で用いてもよ
く、蛍光の色相を調整するために二種以上を組合わせて
用いてもよい。本発明に用いる有機蛍光色素は、蛍光色
素層に対して、該層の重量を基準として０．０１〜５重
量％、より好ましくは０．１〜２重量％含有される。有
機蛍光色素の含有量が０．０１重量％未満ならば、十分
な波長変換を行なうことができず、該含有量が５重量％
を越えると、濃度消光等の効果により色変換効率の低下
をもたらす。 ２：マトリクス樹脂 このマトリクス樹脂は、蛍光色素層のバインダーであ
る。すなわち、蛍光色素を分散させる母材の樹脂であ
る。

【００２２】本発明の蛍光色素層に用いられるマトリク
ス樹脂は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を、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、不溶不融化させたもので
ある。具体的に光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂と
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
は熱重合開始剤からなる組成物膜を光または熱処理し
て、光ラジカルや熱ラジカルを発生させて重合させたも
の、（２）ポリビニル桂皮酸エステルと増感剤からなる
組成物を光または熱処理により二量化させて架橋したも
の、（３）鎖状または環状オレフィンとビスアジドから
なる組成物膜を光または熱処理によりナイトレンを発生
させ、オレフィンと架橋させたもの、（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膜を光ま
たは熱処理により、酸（カチオン）を発生させて重合さ
せたもの等が挙げられる。特に（１）の光硬化性または
光熱併用型硬化性樹脂が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。 ３：オーバーコート層 本発明に用いるガスバリア性を有したオーバーコート層
は、可視域における透明性が高く（４００〜７００ｎｍ
の範囲で透過率５０％以上）、Ｔｇが１００℃以上で、
表面硬度が鉛筆硬度で２Ｈ以上あり、基板上に平滑に塗
膜を形成でき、色変換フィルタ層２〜４の機能を低下さ
せない材料であれば良く、例えば、イミド変性シリコー
ン樹脂、無機金属化合物（ＴｉＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂
等）をアクリル、ポリイミド、シリコーン樹脂中に分散
したもの、紫外線硬化型樹脂としてエポキシ変性アクリ
レートル樹脂、アクリレートモノマー／オリゴマー／ポ
リマーの反応性ビニル基を有した樹脂、レジスト樹脂、
ゾル−ゲル法による無機化合物、フッ素系樹脂等の光硬
化型樹脂および／または熱硬化型樹脂が挙げられる。ま
た、オーバーコート層として、無機酸化物、無機窒化物
等を用いても良い。例えば、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、可視域における
透明性が高い（４００〜７００ｎｍの範囲で透過率５０
％以上）材料として、ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ，ＳｉＮｘＯ
ｙ，ＡｌＯｘ，ＴｉＯｘ，ＴａＯｘ，ＺｎＯｘ等が使用
できる。

【００２３】上述のオーバーコート層は単層でも、或い
は複数の層が積層されたものでも良い。単層の場合、一
つのオーバーコート層が、色変換フィルタ層のパターン
による段差を平坦化する機能と、有機ＥＬ素子に対する
ガスバリア層としての機能とを併せ持つ必要がある。複
数の層が積層された場合、色変換フィルタ層のパターン
による段差を平坦化する機能を有する層と、有機ＥＬ素
子に対するガスバリア層としての機能を有する層とに、
機能分離させることができる。

【００２４】このオーバーコート層を色変換方式の有機
ＥＬディスプレイに適用する場合には、考慮しなければ
ならない重要な要素がある。すなわち、オーバーコート
層の膜厚が表示性能、特に視野角特性におよぼす影響へ
の配慮である。色変換方式の有機ＥＬディスプレイにお
いて特に重要な視野角特性とは、ディスプレイに対して
見る角度を変えた際に生じる色の変化である。

【００２５】オーバーコート層を厚くしすぎると、有機
ＥＬ層で発生した励起光が、オーバーコート層を介して
存在する色変換フィルタ層に届くまでの光路長が長くな
る。その結果、斜め方向から見ると、隣接する別の色の
画素への励起光の漏れ（光学的クロストーク）が発生す
る。ディスプレイの表示性能として考えると、この光学
的クロストークによる隣接色の発光量の比率が、本来の
色の発光量に対して、十分小さいことが要求される。

【００２６】この要求は、オーバーコート層の厚さと、
画素の最小幅との関係を制限することに置き換えられ
る。公開技報２００１−６０８３によれば、オーバーコ
ート層の膜厚ｔは、０＜ｔ＜０．１Ｗ（Ｗは画素の最小
幅）で示される範囲が好適とされている。 ４：支柱 支柱は画素間の一部に形成される。また、表示領域外の
形成部位は特に限定されない。支柱の形状は、円柱状、
画素の辺部に沿った長方形形状、または井形形状が考え
られるが、特に形状は限定されない。支柱の高さは有機
ＥＬ素子基板と色変換フィルタ基板との貼り合わせのギ
ャップに相当し、二つの基板の接触を防ぐことができ
て、かつ視野角特性を確保するためにはできるだけ低い
ほうがよく、０．５〜５μｍが好ましい。 ５：オーバーコート層と支柱の転写 本発明のオーバーコート層は、仮基板に形成した剥離層
上に乾式法（スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法等）、湿式
法（スピンコート法、ロールコート法、キャスト法等）
等で形成したものを色変換フィルタ層に圧力等により密
着させた後、エッチングにより剥離層を除去することで
色変換フィルタ層上に転写させる方法であり、従来主と
して用いられてきた色変換フィルタ層上に乾式法、湿式
法で直接形成する方法とは異なる。また、支柱の雌型の
形成された仮基板、あるいは剥離層を用いることによ
り、支柱として機能する突起を同時に形成することが可
能である。転写法の利点としては、色変換フィルタ層の
熱安定性、耐薬品性等を考慮しなくてよいためオーバー
コート層の材料、形成条件の選択の幅が広がることが挙
げられる。また色変換フィルタ層とオーバーコート層と
を並行して作製できるので、リードタイムが短縮でき生
産性が高く、支柱を同時に形成するため材料の利用効率
も高い。

【００２７】仮基板は、例えば、シリコン、窒化シリコ
ン、ガラス、石英、あるいはセラミックス等の材料を用
いることができる。仮基板に支柱の雌型を形成する方法
としては、レーザ等で直接加工する方法と、加工が容易
な金属材料等の薄膜を配置しそれを加工する方法があ
る。剥離層は、例えば、クロム、ニッケル、タンタル、
タングステン等の金属材料、またはアルミナ、二酸化シ
リコン等の絶縁材料、さらにはＩｎＺｎＯ等を用いる。
これらの剥離層は、例えば、真空蒸着、気相成長、ある
いはスパッタ処理等により形成することができ、支柱の
雌型を形成する場合はフォトリソグラフィ法等でパター
ニングする。

【００２８】仮基板、剥離層の表面は、オーバーコート
層表面の平坦度を左右するため、十分に平坦である必要
があり、その最大高低差は０．１μｍ以下であることが
好ましい。オーバーコート層と色変換フィルタ層とを密
着させる際の圧力は、密着面に空隙を生じさせないた
め、かつ色変換フィルタ層の形状を維持するため、０．
２ｋｇＷ／ｃｍ²以上、２．０ｋｇＷ／ｃｍ²以下である
ことが好ましい。また、オーバーコート層と色変換フィ
ルタ層とを密着させる際の温度は、水分、有機溶剤等を
残存させないために１００℃以上が望ましく、色素の熱
安定性の問題から２００℃以下である必要がある。

【００２９】剥離層のエッチングは、例えば、アルミナ
等はリン酸を主成分とする溶液で、二酸化シリコンはフ
ッ酸を含むエッチング液で、ＩｎＺｎＯは塩酸を用いて
行なうことができる。上述したように複数の層の積層で
オーバーコート層を形成する場合、仮基板上に複数の層
を積層してから転写するか、一部の層を転写した後、残
りの層をその上に積層することができる。

【００３０】また、オーバーコート層と色変換フィルタ
層との間に、オーバーコート層と同等の光学特性を有す
る接着剤を設けても良い。この接着剤は、オーバーコー
ト層のみでは色変換フィルタ層との接合の密着性が悪い
場合、もしくはオーバーコート層と色変換フィルタ層と
の間に空隙の発生等の不具合が生じる場合に用いる。例
えば、オーバーコート層の粘度が高くて色変換フィルタ
層との間に空隙が生じやすい場合は、粘度の低い接着層
を設けることで問題を回避することができる。 ６：有機ＥＬ素子 色変換フィルタ層を用いた有機ＥＬディスプレイは、色
変換フィルタ層と有機ＥＬ素子とを備える。有機ＥＬ素
子から発せられた近紫外から可視領域の光、好ましくは
青色から青緑色領域の光を、蛍光色素層を有する色変換
フィルタ層に入射し、この蛍光色素層を有する色変換フ
ィルタ層から異なる波長の可視光として出力させる。
尚、色変換フィルタ層の構成によっては、前述したよう
に蛍光色素層を有しない場合も有り得るが、係る構成は
従来の技術の項で述べた、フルカラー化の第二の方法に
おける問題点があるため、採用されることは稀である。

【００３１】有機ＥＬ素子は、一対の電極の間に有機Ｅ
Ｌ発光層を挟持し、必要に応じ、正孔注入層や電子注入
層を介在させた構造を有している。具体的には、下記の
ような層構成からなるものが採用される。 （１）陽極／有機ＥＬ発光層／陰極 （２）陽極／正孔注入層／有機ＥＬ発光層／陰極 （３）陽極／有機ＥＬ発光層／電子注入層／陰極 （４）陽極／正孔注入層／有機ＥＬ発光層／陰極 （５）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機ＥＬ発光層
／電子注入層／陰極 上記の層構成において、陽極および陰極の少なくとも一
方は、有機ＥＬ発光層の発する光の波長域において透明
である必要があり、透明である電極を通して色変換フィ
ルタ層に光を入射させる。

【００３２】上記各層の材料としては、公知のものが使
用される。例えば、有機ＥＬ発光層として青色から青緑
色の発光を得るためには、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等の蛍光
増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリル
ベンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物等が
好ましく使用される。 〔実施例〕トップエミッション方式のカラー有機ＥＬデ
ィスプレイに本発明の製造方法を適用した場合の例を、
図面を参照しながら説明する。

【００３３】図２は、透明な支持基板１上に赤、緑、青
の染料または顔料からなる色変換フィルタ層２、３、４
をフォトリソグラフィにてパターニング形成し、後に、
オーバーコート層５と支柱１６とを形成した、色変換フ
ィルタ層の断面図である。図１は、本発明を適用したト
ップエミッション方式のカラー有機ＥＬディスプレイの
断面図の一例を示したものである。 １：青色変換フィルタ層の作製 青色フィルタ材料（富士ハントエレクトロニクステクノ
ロジー製：カラーモザイクＣＢ−７００１）を透明な支
持基板１としてのコーニングガラス上に、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りパターニ
ングを実施し、青色変換フィルタ層４の線幅０．１ｍ
ｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、膜厚１０μｍのラインパター
ンを得た。 ２：緑色変換フィルタ層の作製 蛍光色素としてクマリン６（０．７重量部）を溶剤のプ
ロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥ
Ａ）１２０重量部へ溶解させた。光重合性樹脂の「Ｖ２
５９ＰＡ／Ｐ５」（商品名、新日鉄化成工業株式会社）
１００重量部を加えて溶解させ、塗布液を得た。この塗
布溶液を、青色変換フィルタ層４のラインパターンが形
成済みである透明な支持基板上に、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りパターニングを
実施し、緑色変換フィルタ層３の線幅０．１ｍｍ、ピッ
チ０．３３ｍｍ、膜厚１０μｍのラインパターンを得
た。 ３：赤色変換フィルタ層の作製 蛍光色素としてクマリン６（０．６重量部）、ローダミ
ン６Ｇ（０．３重量部）、ベーシックバイオレット１１
（０．３重量部）を溶剤のプロピレングリコールモノエ
チルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解させ
た。光重合性樹脂の「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」（商品名、
新日鉄化成工業株式会社）１００重量部を加えて溶解さ
せ、塗布液を得た。この塗布溶液を、青色変換フィルタ
層４および緑色変換フィルタ層３のラインパターンが形
成済みである透明支持基板１上に、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りパターニングを
実施し、赤色変換フィルタ層２の線幅０．１ｍｍ、ピッ
チ０．３３ｍｍ、膜厚１０μｍのラインパターンを得
た。 ４：オーバーコート層の作製 仮基板１２としてのコーニング１７３７（コーニング社
製、商品名）ガラス上にスパッタ法にて剥離層１３とし
てＩｎＺｎＯを全面成膜した。この膜厚２μｍの剥離層
１３にフォトリソグラフ法により支柱の雌型をパターニ
ングした後、スパッタ法にてＩｎＺｎＯを０．２μｍの
膜厚で成膜し、図３のように仮基板１２上に支柱の雌型
を有した剥離層１３を形成した。この剥離層の上に、オ
ーバーコート層５として、アクリル系の透明樹脂（ＮＮ
８１０：ＪＳＲ社製）をスピンコート法にて膜厚１０μ
ｍで塗布し、色変換フィルタ層の上面、間隙、周囲を被
覆するようにフォトリソグラフ法によりパターニングを
実施した。この仮基板１２上のオーバーコート層５と透
明な支持基板１上の色変換フィルタ層を、図６のように
向かい合わせた形で、８０℃、０．５ｋｇＷ／ｃｍ²の
条件で圧着した。この圧力を維持したまま１６０℃で３
０分保持し、オーバーコート層５を硬化させた。この
後、塩酸を用い剥離層１３をエッチングし、図７のよう
にオーバーコート層５を色変換フィルタ層上に転写し
た。その際、支柱１６も同時に形成された。図には特に
区別して示していないが、転写後、スパッタ法にてＳｉ
ＯｘＮｙを３００ｎｍ堆積させ、第二オーバーコート層
とした。

【００３４】尚、支柱を形成したオーバーコート層上に
第二のオーバーコート層を形成した場合、支柱の部分が
滑らかな形状になる懸念は皆無ではないが、本実施例で
は、支柱の高さが２μｍであり、これに比べ第二オーバ
ーコート層の厚さは０．３μｍと薄く、かつ第二オーバ
ーコート層の製造方法がスパッタ法であるので、支柱の
機能が損なわれるような形状の変化は無い。

【００３５】上記により得られたオーバーコート層（積
層体）の色変換フィルタ層での膜厚は５．２μｍ、表面
の最大高低差は０．２μｍであった。この時、色変換フ
ィルタ層のパターンは変形が無かった。 ５：有機ＥＬ素子 図１に示すように、基板１４としてのコーニング１７３
７（コーニング社製、商品名）ガラスにボトムゲート型
のＴＦＴを形成し、陽極１７にＴＦＴのソースが接続さ
れている構成とした。

【００３６】陽極１７は、図示を省略したＴＦＴ上の絶
縁膜に形成されたコンタクトホールを介してソースに接
続されているＡｌが下部に形成され、その上部表面にＩ
ＺＯ（ＩｎＺｎＯ）が形成されている。Ａｌは、発光層
からの発光を反射してトップから効率良く光を放出する
ことと、電気抵抗低減のために設ける。Ａｌ膜の厚さは
３００ｎｍとした。上部のＩＺＯは、仕事関数が高く、
効率良くホールを発光層に注入するために設ける。ＩＺ
Ｏの厚さは２００ｎｍとした。

【００３７】陽極１７の上に、正孔注入層７、正孔輸送
層８、有機ＥＬ発光層９、電子注入層１０を真空を破ら
ずに順次成膜した。表１は、各層に用いた材料の構造式
である。

【表１】 成膜に際して真空槽内圧は１×１０^-4Ｐａまで減圧し
た。正孔注入層７は銅フタリシアニン（ＣｕＰｃ）を１
００ｎｍ積層した。正孔輸送層８は４，４’−ビス〔Ｎ
−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル
（α−ＮＰＤ）を２０ｎｍ積層した。発光層９は４，
４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル
（ＤＰＶＢｉ）を３０ｎｍ積層した。電子注入層１０は
アルミキレート（Ａｌｑ）を２０ｎｍ積層した。この
後、メタルマスクを用いて、透明な陰極１８を真空を破
らずに形成した。

【００３８】透明な陰極１８は、電子注入に必要な仕事
関数の小さな金属Ｍｇ／Ａｇを共蒸着法にて膜厚２ｎｍ
成膜し、その上にＩＺＯ膜をスパッタリング法で膜厚２
００ｎｍ成膜することにより形成した。 ６：貼り合わせ こうして得られた色変換フィルタ基板と有機ＥＬ素子基
板とを、グローブボックス内乾燥窒素雰囲気（酸素およ
び水分濃度とも１０ｐｐｍ以下）下において、ＵＶ硬化
の封止樹脂１９を用いて封止した。二つの基板は支柱、
封止樹脂以外で接触することなく、封止状態も良好であ
った。 〔評価〕上記実施例にて製作したディスプレイについ
て、輝度分布、視野角の評価を行なった。輝度分布はパ
ネル面で±２％であり、視野角は左右方向に約１６０
度、上下方向に１５０度であった。

【００３９】また、この有機ＥＬディスプレイを、８５
℃の高温環境で５００時間駆動し、画素欠陥の評価を行
なった結果、画素欠陥の発生は観察されなかった。ま
た、発光面のダークスポットの変化を観察した。その結
果、本発明の製造方法による有機ＥＬディスプレイは、
ダークスポットの発生、成長は殆ど見られなかった。

【００４０】

【発明の効果】本発明による、支柱とオーバーコート層
とを色変換フィルタ層上に転写して一体形成する方法に
より、表示性能に優れたカラー有機ＥＬディスプレイの
効率の良い製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法で得られる、色変換フィルタ
層を用いたトップエミッション方式の有機ＥＬディスプ
レイの断面概略図

【図２】本発明の色変換フィルタ層を示す断面概略図

【図３】支柱の雌型が形成された剥離層が配置された仮
基板を示す断面概略図

【図４】剥離層が配置された支柱の雌型が形成された仮
基板を示す断面概略図

【図５】オーバーコート層と支柱の転写法（密着前）を
示す色変換フィルタ層の断面概略図

【図６】オーバーコート層と支柱の転写法（密着後）を
示す色変換フィルタ層の断面概略図

【図７】オーバーコート層と支柱の転写法（転写後）を
示す色変換フィルタ層の断面概略図

【図８】従来の製造方法で得られる、色変換フィルタ層
を用いたトップエミッション方式の有機ＥＬディスプレ
イの断面概略図

【図９】従来の色変換フィルタ層を示す断面概略図

【符号の説明】

１ 透明支持基板 ２ 赤色変換フィルタ層 ３ 緑色変換フィルタ層 ４ 青色変換フィルタ層 ５ オーバーコート層 ６ オーバーコート層 ７ 正孔注入層 ８ 正孔輸送層 ９ 有機ＥＬ発光層 １０ 電子注入層 １１ 支柱 １２ 仮基板 １３ 剥離層 １４ 基板 １５ ＴＦＴ １６ 支柱 １７ 第一の電極 １８ 第二の電極 １９ 外周封止層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河村 幸則 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB04 AB11 AB18 BB01 BB06 DB03 FA02 FA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上にソースおよびドレインを有する薄
   膜トランジスタと、該薄膜トランジスタの上部に前記ソ
   ースまたはドレインに接続された導電性薄膜材料からな
   る第一の電極、少なくとも有機ＥＬ発光層、および第二
   の電極とを積層して構成され、前記薄膜トランジスタに
   よって駆動される有機ＥＬ素子とを備える有機ＥＬ素子
   基板と、透明な支持基板と、該支持基板上に配置される
   色変換フィルタ層と、該色変換フィルタ層を被覆し色変
   換フィルタ層の表面を平滑化させ、かつガスバリア性を
   有する透明なオーバーコート層を少なくとも備える色変
   換フィルタ基板とが、二つの基板間のギャップ調整用の
   支柱を介して、前記オーバーコート層と前記有機ＥＬ素
   子の第二の電極とが対向して所定のギャップで貼り合わ
   される有機ＥＬディスプレイの製造方法において、該ギ
   ャップ調整用の支柱とオーバーコート層とは、少なくと
   も支柱の雌型が形成された仮基板上に配置された剥離層
   上か、もしくは仮基板上に配置された支柱の雌型が形成
   された剥離層上に一旦配置される工程と、色変換フィル
   タ層および透明な支持基板上に、２００℃以下の温度で
   圧着され硬化される工程と、剥離層を除去し仮基板を外
   す工程とで、色変換フィルタ層上に転写されて一体に形
   成されることを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造
   方法。
2. 【請求項２】透明な支持基板と、該支持基板上に配置さ
   れる色変換フィルタ層と、突起である支柱を有するとと
   もに該色変換フィルタ層を被覆し色変換フィルタ層の表
   面を平滑化させ、かつガスバリア性を有する透明なオー
   バーコート層を少なくとも備える色変換フィルタ基板の
   製造方法において、該支柱を有するオーバーコート層
   は、少なくとも支柱の雌型が形成された仮基板上に配置
   された剥離層上か、もしくは仮基板上に配置された支柱
   の雌型が形成された剥離層上に一旦配置される工程と、
   色変換フィルタ層および透明な支持基板上に、２００℃
   以下の温度で圧着され硬化される工程と、剥離層を除去
   し仮基板を外す工程とで、色変換フィルタ層上に転写さ
   れて一体に形成されることを特徴とする色変換フィルタ
   基板の製造方法。
3. 【請求項３】オーバーコート層が、支柱を有し色変換フ
   ィルタ層の表面を平滑化させる第一のオーバーコート層
   と、ガスバリア性を有する第二のオーバーコート層の積
   層体からなる請求項１記載の有機ＥＬディスプレイの製
   造方法。