JP2005353426A - フィルタ基板、及びこれを用いたカラーディスプレイ - Google Patents
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Abstract
耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高いカラーフィルタや色変換フィルタなどのフィルタ基板、及びこれを用いたディスプレイを提供する。
【解決手段】
透明支持基板11、パターン層13、アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物からなる第1オーバーコート層15、及び第1透明無機薄膜層17が積層され、該第1透明無機薄膜層17面のRa(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下であるフィルタ基板、並びに透明電極層、発光層、第2の電極層を順次積層してなるカラーディスプレイを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
また、「遮断性」は「バリア性」、「EL」は「エレクトロルミネッセンス」、「LCD」は「液晶ディスプレイ」、「PDP」は「プラズマディスプレイパネル」、及び「パネル」は「素子」の略語、機能的表現、通称、又は業界用語である。
フィルムとシートのJIS−K6900での定義では、シートとは薄く一般にその厚さが長さと幅の割りには小さい平らな製品をいい、フィルムとは長さ及び幅に比べて厚さが極めて小さく、最大厚さが任意に限定されている薄い平らな製品で、通例、ロールの形で供給されるものをいう。従って、シートの中でも厚さの特に薄いものがフィルムであるといえるが、シートとフィルムの境界は定かではなく、明確に区別しにくいので、本明細書ではシートとフィルムの両方を含めて「フィルム」と定義する。
一例として、有機EL素子を用いたカラーディスプレイは、発光体をカラーディスプレイとする場合、一般的には、発光体自体の発光色を変化させるか、あるいは、蛍光材料で構成されたカラーフィルタ層及び/又は蛍光変換層を用いて青、緑、赤の3原色を得ている。該3原色のEL素子のパターニング(画素という)は素子の効率を低下させたり、工程が非常に複雑で量産が難しく、高コストである。
カラーフィルタ層及び/又は蛍光変換層における染料又は顔料で着色された樹脂膜は、外部又は素子中に残留又は含有されている僅かな水分及び/又は有機成分によっても、カラーディスプレイの発光素子に悪影響を及ぼし、発光寿命の低下やダークスポットの原因となる。さらに、カラーフィルタ層及び/又は色変換層はパターン形成されているため、3原色層の段差、パターンの際などに微小突起もあり、樹脂膜の表面全体として凹凸が存在しているので、電極膜に欠陥や断線が生じ、ディスプレイ素子として機能しなくなるという問題もあった。
カラーディスプレイ、色変換方式カラーディスプレイに用いるフィルタ基板には、水分及び/又は有機成分の透過が少なく、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高く、しかも、製造が容易で低コストであることが求められている。
また、蛍光体層を水分などから遮蔽するために保護層(本発明のオーバコート層)を設けらることが知られている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、保護層としてアクリル樹脂などの熱又は紫外線硬化樹脂を用いるもので、本発明の保護層(本発明のオーバコート層)材料とは異なっている。
さらに、蛍光体層を水分などから遮蔽するためにバリア層を設けることが知られており、該バリア層の膜厚を限定したもの(例えば、特許文献3参照。)、及び該バリア層に組成を限定した酸化窒化ケイ素を用いるもの(例えば、特許文献4参照。)が知られている。しかしながら、いずれも保護層の材料については記載も示唆もされていない。
さらにまた、層の材料としては、本発明の保護層の材料と同等のものがが知られている(例えば、特許文献5参照。)。しかしながら、機能はガスバリア性であり、平坦化については記載も示唆もされていない。
請求項1の発明に係わるフィルタ基板は、透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、及び第1透明無機薄膜層が順次積層されてなるフィルタ基板において、前記第1オーバーコート層の1部又は全部が、アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であり、前記第1透明無機薄膜層面のRa(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下であるように、したものである。
請求項2の発明に係わるフィルタ基板は、上記第1オーバーコート層と上記第1透明無機薄膜層との間に、第2オーバーコート層が挟持するように、したものである。
請求項3の発明に係わるフィルタ基板は、上記第1透明無機薄膜層の面上に、さらに第3オーバーコート層、第2透明無機薄膜層を順次形成させてなるように、したものである。
請求項4の発明に係わるフィルタ基板は、透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、第2オーバーコート層、及び第1透明無機薄膜層が順次積層されてなるフィルタ基板において、少なくとも第2オーバーコート層の1部又は全部が、アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であるように、したものである。
請求項5の発明に係わるフィルタ基板は、透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、第1透明無機薄膜層、第3オーバーコート層、及び第2透明無機薄膜層が順次積層されてなるフィルタ基板において、少なくとも第3オーバーコート層の1部又は全部が、アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であるように、したものである。
請求項6の発明に係わるフィルタ基板は、上記第1透明無機薄膜層及び/又は第2透明無機薄膜層が、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化インジウム、およびこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものであり、前記第1透明無機薄膜層及び/又は第2透明無機薄膜層がガス遮断性の層であるように、したものである。
請求項7の発明に係わるフィルタ基板は、上記透明支持基板が、線膨張係数が80ppm/K以下である透明樹脂でように、したものである。
請求項8の発明に係わるフィルタ基板は、上記パターン層が、透明な支持基板上に配置され着色された樹脂膜を所望のパターンに形成してなる単一または複数種類の着色されたパターン状のカラーフィルタ層からなり、一方、前記フィルタ基板がカラーフィルタ基板であるように、したものである。
請求項9の発明に係わるフィルタ基板は、上記パターン層が、透明な支持基板上に配置され着色された樹脂膜を所望のパターンに形成してなる単一または複数種類の着色されたパターン状のカラーフィルタ層と、該カラーフィルタ層上に形成された、蛍光材料を含む色変換層とからなる積層構造であり、前記フィルタ基板が色変換フィルタ基板であるように、したものである。
請求項10の発明に係わるカラーディスプレイは、請求項7に記載のカラーフィルタ基板上に、1個または複数個の電気的に独立した領域に形成される透明電極層と、発光材料を含有する発光層と、第2の電極層とを少なくとも順次積層してなるように、したものである。
請求項11の発明に係わるカラーディスプレイは、請求項8に記載の色変換フィルタ基板上に、1個または複数個の電気的に独立した領域に形成される透明電極層と、発光材料を含有する発光層と、第2の電極層とを少なくとも順次積層してなるように、したものである。
1点目は、カラーフィルタ層及び/又は蛍光変換層における染料又は顔料で着色された樹脂膜は、外部又は素子中に残留又は含有されている僅かな水分及び/又は有機成分によっても、カラーディスプレイの発光素子に悪影響を及ぼし、発光寿命の低下やダークスポットの原因となる。2点目は、カラーフィルタ層及び/又は色変換層はパターン形成されているため、3原色層の段差、パターンの際などに微小突起もあり、樹脂膜の表面全体として凹凸が存在しているので、電極膜に欠陥や断線が生じ、ディスプレイ素子として機能しなくなる。
このために、パターン層へ、電極の断線の低減を目的として、該パターン層を形成後の表面凹凸を平坦化させるように、オーバーコート層を設け、更に、ダークスポットの発生の抑制を目的として、オーバーコート層から発生する水分及び/又は有機成分を遮断するために、透明無機薄膜層を設けて、好ましくは、透明支持基板へ形成されて画素となるパターン層面へ、平坦化機能を有するオーバーコート層、ガスバリア性を有し、超平坦な透明無機薄膜層を順次形成することにより、課題を解決することができた。
請求項2〜6の発明によれば、水分及び/又は有機成分の透過がより少なく、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線がより生じにくく、信頼性が高いフィルタ基板が提供される。
請求項7の発明によれば、特に高精細なパターン層13を形成する際に必要な寸法安定精度の良くできるフィルタ基板が提供される。
請求項8の発明によれば、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高いカラーフィルタ用のフィルタ基板が提供される。
請求項9の発明によれば、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高い色変換フィルタ用のフィルタ基板が提供される。
請求項10の発明によれば、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高いカラーフィルタ基板を用いたカラーディスプレイが提供される。
請求項11の発明によれば、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高い色変換フィルタ基板を用いたカラーディスプレイが提供される。
図1は、本発明の1実施例を示すフィルタ基板の断面図である。
図2は、本発明の1実施例を示すフィルタ基板の断面図である。
図3は、本発明の1実施例を示すフィルタ基板の断面図である。。
本発明では、パターン層13面へ、平坦化機能を有する第1オーバーコート層15を設けた後に、第1透明無機薄膜層17を設けることにより、第1透明無機薄膜層17面の表面粗さRa(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下とすることができ、その結果として、水分及び/又は有機成分を遮断するガスバリア性が著しく向上させることができ、ダークスポットの発生を防ぐことができる。
第1オーバーコート層15(平坦化層)を設けないで、第1透明無機薄膜層17を形成しても、第1透明無機薄膜層17層の表面は凹凸が発生し、ガスバリア性に劣る。さらに、第1透明無機薄膜層17層の表面が平坦でないと、突起がその層上に形成される電極層にも悪影響を及ぼし、即ち、第1透明無機薄膜層17の突起部分には電界集中により過電流が発生し、ショートを引き起こし、ダークスポットが発生するが、第1透明無機薄膜層17層に、第1オーバーコート層15(平坦化層)を設けることにより、ダークスポットの発生を防ぐことができるのである。
さらにまた、図2(B)に示すように、透明支持基板11/パターン層13/第1オーバコート層15/第1無機薄膜層17/第3オーバコート層35/第2無機薄膜層27とすると、より平坦化することができて、ダークスポット等の欠陥のより発生抑制し、ガスバリア性も向上する。
さらにまた、表裏面の応力が対称になるように、同一又は同一に近似する層構成とするのが好ましく、図3に示すように、応力緩和層21/透明支持基板11/パターン層13/第1オーバコート層15/第1無機薄膜層17とすると、片側だけ膜を形成した際に発生する応力を相殺或いは緩和して、加熱を含む後加工工程での歪み、反り(湾曲、カールともいう)などを防止することができるので、直角精度、寸法精度、部分場所における寸法精度が向上されることができる。
透明支持基板11の材料としては、ガラス、透明樹脂フィルム等が挙げられる。支持基板を構成する一部又は全部の層に透明ガラス基板又は既加工透明ガラス基板が使用される場合には、アルカリガラス、無アルカリガラスの両方が使用可能である。不純物が問題とされる場合には、無アルカリガラス、例えば、パイレックス(登録商標)ガラスが好ましい。既加工ガラスとは、透明ガラス基板に塗布加工、或いは段差加工を施したもの等が挙げられる。ガラスの膜厚は30μm〜2mmが好ましく、フレキシブル基板として使用する場合には、30μm〜60μmが好ましく、リジッドな基板として使用する場合には60μm〜2mmが好ましい。
また、それらから選ばれた二種以上の複合体である、酸化窒化物や、さらに炭素を含有してなる酸化炭化物層、無機窒化炭化物層、無機酸化窒化炭化物等も適用できる。
即ち、無機酸化物(MOx)、無機窒化物(MNy)、無機炭化物(MCz)、無機酸化炭化物(MOxCz)、無機窒化炭化物(MNyCz)、無機酸化窒化物(MOxNy)、無機酸化窒化炭化物(MOxNyCz)で、好ましいMは、Si、Al、Tiなどの金属元素である。
第1透明無機薄膜層17は、その厚さは、10〜500nmが望ましい。10nm未満では、ディスプレイ用基板としてのガス遮断性が十分でなく、500nmを超えると、それ自身の応力が大きくなり、フレキシビリティが損なわれる。また異常粒成長から突起が形成されRmaxが増加する傾向があるので好ましくない。
なお、通常、オーバーコート層とは最表面の層を指すが、本明細書ではオーバーコート層の面にさらに層を積層する場合もあるので、層間にある層も含める。
従来、透明支持基材11、あるいは透明電極を研摩し、平滑性を向上させておく方法もあるが、本発明によればこれら工程を解消することができる。
オーバーコート層15の形成には、たとえば、乾式法(スパッタ法、イオンプレ−ティング法、CVD法等)、あるいは湿式法(スピンコート法、ロールコート法、キャスト法)等の公知の方法により形成することができる。
また、特許第3438266号、第3438267号に記載されているようなゾルゲルコート剤を用いても、不十分な平坦性しか得られない。本発明者らは、アミノアルキルジアルコキシシラン、もしくはアミノアルキルトリアルコキシシラン等を含有させた場合にのみ、十分な平坦性が得られることを見出した。
第2透明無機薄膜層27としては、第1透明無機薄膜層17に使用する材料と同等のものが好ましい。例えば酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化インジウム等およびそれらから選ばれた二種以上の複合体を挙げることができる。なかでも、酸化珪素からなる膜は、透明性の高いガス遮断性性を発揮し、一方、窒化珪素はさらに高いガス遮断性を発揮するので好ましく用いられる。特に好ましくは、酸化珪素と窒化珪素の複合体が好ましく、酸化珪素の含有量が多いと透明性が増し、窒化珪素の含有量が多いとガス遮断性が増大する。
その厚さは、10nm以上500nm以下が望ましい。10nm未満では、ディスプレイ用基板としてのガス遮断性が十分でなく、500nmを超えると層のフレキシビリティが損なわれる。また異常粒成長から突起が形成されRmaxが増加するおそれがある。
但し、請求項4及び5で、指定されるオーバーコート層については、その材料の一部または全部がアミノアルキルジアルコキシシラン等の加水分解生成物(アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、およびこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものであり、オーバーコート層の一部または全部が前記複合体の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物)とするのは言うまでもない。
オーバーコート層の他の材料としては、変性ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする材料が適用でき、好ましくは、構造中に珪素原子を有する変性ポリビニルアルコール系樹脂であり、これらの1又は複数を主成分とする。構造中に珪素原子を有する変性ポリビニルアルコール系樹脂としては、分子内に珪素原子を含むものであれば、いずれのものでも使用することができる。特に、分子内に含有する珪素原子がアルコキシル基、アシロキシル基あるいはこれらの加水分解物、シラノール基又はその塩等の反応性置換基を有するものを使用することが、基材やガスバリア膜との密着性の点で好ましい。
ポリビニルアルコールとしては、ポリ酢酸ビニルのアセチル基のケン化度が98モル%以上のケン化したポリビニルアルコールを使用することができる。
また、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物としては、酢酸ビニル含有率が79〜92モル%のエチレン−酢酸ビニル共重合体、アセチル基をほぼ完全ケン化したエチレン含有率25〜50%のエチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物を使用することができる。
第1オーバーコート層15及び第2オーバーコート層25を含む層構成からなる場合には、第1オーバーコート層15及び第2オーバーコート層25の全2層が最も好ましく、次に第2オーバーコート層25の1層が好ましく、次に第1オーバーコート層15の1層である。
第1オーバーコート層15及び第n(3以上)を含む層構成からなる場合には、第1オーバーコート層15乃至第nオーバーコート層の全オーバーコート層が最も好ましく、次に第nオーバーコート層の1層が好ましく、次に第(n−1)オーバーコート層の1層、次に第(n−2)オーバーコート層の1層の順である。
即ち、オーバーコート層が複数層ある場合の、オーバーコート層の材料としては、基板11から最も離れたオーバーコート層を、アミノアルキルジアルコキシシラン等の加水分解生成物とすればよい。もちろん、基板11から離れた順に複数のオーバーコート層を、アミノアルキルジアルコキシシラン等の加水分解生成物とすればより好ましく、全オーバーコート層をアミノアルキルジアルコキシシラン等の加水分解生成物とすれば前述のように最も好ましい。
この場合、アミノアルキルジアルコキシシラン等の加水分解生成物を用いるオーバーコート層以外の、オーバーコート層の材料としては、変性ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする材料が適用できる。
このようにすることで、ガスバリア性がより効率的に働くので、水分及び/又は有機成分の透過が少なく、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性を高くすることができる。
反対側に形成する応力緩和層21としては、特に限定されることはないが、透明無機薄膜層やオーバーコート層などの材料が好ましく用いることができる。
透明無機薄膜層に用いる材料は、酸化珪素、窒化珪素およびその複合体に限らず、酸化アルミや酸化インジウム等の任意の透明無機化合物で良いが、前記したようになかでも酸化珪素、窒化珪素およびその複合体が望ましい。オーバーコート層に用いる材料は、前述のオーバーコート層と同様なものが適用できる。
なお、パターン層13を構成する複数パターンには、カラーフィルタ層、及びカラーフィルタ層と色変換層の層、からなるパターンが混在していてもよい。
(有機蛍光色素)色変換層に含まれる有機蛍光色素は、発光体から発せら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波長の可視光を蛍光として発光する。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1種類以上を用い、さらに緑色領域の蛍光を発する蛍光色素の1種類以上と組み合わせてもよい。
すなわち、光源として青色ないし青緑色領域の光を発光する有機EL発光素子を用いる場合、該素子からの光を単なる赤色フィルタ層に通して赤色領域の光を得ようとすると、元々赤色領域の波長の光が少ないために極めて暗い出力光になってしまう。したがって、該素子からの青色ないし青緑色領域の光を、蛍光色素によって赤色領域の光に変換することにより、十分な強度を有する赤色領域の光の出力が可能となる。
本発明に用いる有機蛍光色素は、色変換層に対して、該色変換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。もし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うことができず、あるいは含有量が5%を越えるならば、濃度消光等の効果により色変換効率の低下をもたらす。
具体的には、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)ボリビニルケイ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。特に(1)の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が、高精細なパターニングが可能であること、および耐溶剤性、耐熱性等の信頼性が高いことから好ましい。前述したように、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂に光および/または熱を作用させて、マトリクス樹脂を形成する。
透明支持基板11として、線膨張係数60ppm/K、全光線透過率86%、厚み200μmのシート状(30cm×21cm)の(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いた。該(メタ)アクリル系樹脂フィルムは、含脂環骨格ビス(メタ)アクリレート94重量部と含脂環骨格ビス(モノ)アクリレート6重量部からなる樹脂組成物を用いてフィルム化したものである。
前記(メタ)アクリル系樹脂フィルム上に、青色フィルタ材料(カラーモザイクCB−7001:商品名、富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製)を、スピンコート法を用いて塗布した。その塗膜を、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、線幅0.1mm、ピッチ(周期)0.33mm、膜厚6μmのストライプパターンを有する青色カラーフィルタ層を形成した。
(2)緑色変換層の形成
蛍光色素としてクマリン6(0.7重量部)を、溶媒としてのプロピレングリコールモノエチルアセテート(PEGMA)120重量部中へ溶解させた。得られた溶液に対して、光重合性樹脂としての「V259PA/P5」(商品名、新日鐵化成工業株式会社製)100重量部を加えて溶解させて塗布溶液を得た。
前記工程で得られた青色カラーフィルタ層が形成されている透明支持基板上に、上記のように調製した塗布溶液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りパターニングを実施し、線幅0.1mm、ピッチ(周期)0.33mm、膜厚10μmのストライプパターンを有する緑色変換層を形成した。
(3)赤色変換層の形成
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、溶媒としてのプロピレングリコールモノエチルアセテート(PEGMA)120重量部中へ溶解させた。該溶液に対して、光重合性樹脂の「V259PA/P5」(商品名、新日鐵化成工業株式会社製)100重量部を加えて溶解させて、塗布溶液を得た。
青色カラーフィルタ層および緑色変換層を形成した透明支持基板上に、上記のように調製した塗布溶液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りパターニングを実施し、線幅0.1mm、ピッチ(周期)0.33mm、膜厚10μmのストライプパターンを有する赤色変換層を形成した。
上記のように形成された赤色変換層、緑色変換層および青色カラーフィルタ層のライン状パターンは、それぞれの間の間隙幅を0.01mmとして平行に配置され、各色変換層を形成している。
なお、赤色変換層、緑色変換層及び青色カラーフィルタ層がパターン層13に相当する。
(4)第1オーバーコート層15の形成
前記工程で形成された色変換層の上に、アミノ基含有アルコキシシラン化合物として1−エチルイミノプロピルトリメトキシシランをスピンコート法にて塗布し、160℃で1時間加熱することにより、平坦化層を形成することによりオーバーコート層を形成した。オーバーコート層は、各色変換層上において8μmの膜厚を有した。
(5)第1透明無機薄膜層17の形成
前記工程で得られた第1オーバーコート層15を設けた基板を、マグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜し、第1透明無機薄膜層17を形成して、実施例1のフィルタ基板を得た。
・成膜条件;成膜圧力:2.5×10- 1 Pa、アルゴンガス流量:20sccm、窒素ガス流量:9sccm、周波数:13.56MHz、電力:1.2kW
透明電極層を形成した色変換フィルタ基板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、電子注入層を、真空を破らずに順次全面成膜した。成膜に際して、真空槽内圧を1×10−4Paまで減圧した。正孔注入層として、銅フタロシアニン(CuPc)を膜厚が100nmとなるように積層した。正孔輸送層として、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)を膜厚が20nmとなるように積層した。有機発光層として、4,4'−ビス(2,2'−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)を膜厚が30nmとなるように積層した。電子注入層として、アルミニウムキレート(トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体、Alq)を膜厚が20nmとなるように積層した。
次に、真空を破ることなしに、陽極(透明電極層)のストライプパターンと直交する幅0.30mm、間隔0.03mmのパターンが得られるマスクを用いて、厚さ200nmのMg/Ag(質量比10/1)層からなる陰極を形成した。こうして得られた有機EL発光素子をグローブボックス内乾燥窒素雰囲気下(酸素および水分濃度ともに10ppm以下)において、封止ガラスとUV硬化接着剤を用いて封止して、
実施例1のフィルタ基板(第1無機薄膜層面)/透明電極層/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層/陰極の6層構成となる、実施例6の有機ELカラーディスプレイを得た。
第1オーバーコート層15として、テトラエチルオルソシリケートを主剤としたコ−ティング剤を用い、スピンコ−ト法により塗布し、ホットプレ−トで120℃で2分間、次いで乾燥機で160℃で1時間乾燥させ、膜厚約8μmのオーバーコート層とする以外は、実施例2と同様にして、比較例2のフィルタ基板(色変換フィルタ基板)を得た。
第1オーバーコート層15(平坦化層)を形成しないこと以外は、実施例2と同様にして、比較例3のフィルタ基板(色変換フィルタ基板)を得た。
なお、Ra(中心線平均粗さ)、及びRmax(最大粗さ)は、原子間力顕微鏡(セイコー製ナノピクス)を用い、20μmの範囲にて、中心線平均粗さRa、及び最大粗さ(Rmax)を求めた。
特に、実施例7〜9では、いずれのRaも0.6nm以下、かつRmaxが50nm以下と超平坦化されており、ダークスポット数も8個/cm2以下で、カラーディスプレイとして優れていた。よって、実施例1〜5のディスプレイ基板も問題ないものであった。
比較例4〜5では、Raは5nm以下であったが、Rmaxはそれぞれ216nm、184nmと大きく、ダークスポット数もそれぞれ194個、156個/cm2とおおく、カラーディスプレイとして実用に耐えないものであった。
比較例6では、Raは5nm以下であったが、Rmaxは346nmと大きく、電極線が断線したために、パネル自身が発光せず、全く表示ができなかった。
11:透明支持基板
13:パターン層
15:第1オーバコート層
17:第1無機薄膜層
25:第2オーバコート層
27:第2無機薄膜層
35:第3オーバコート層
21:応力緩和層
Claims (11)
- 透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、及び第1透明無機薄膜層が順次積層されてなるフィルタ基板において、前記第1オーバーコート層の1部又は全部が、アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であり、前記第1透明無機薄膜層面のRa(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下であることを特徴とするフィルタ基板。
- 上記第1オーバーコート層と上記第1透明無機薄膜層との間に、第2オーバーコート層が挟持されたことを特徴とする請求項1記載のフィルタ基板。
- 上記第1透明無機薄膜層の面上に、さらに第3オーバーコート層、第2透明無機薄膜層を順次形成させてなることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載のフィルタ基板。
- 透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、第2オーバーコート層、及び第1透明無機薄膜層が順次積層されてなるフィルタ基板において、少なくとも第2オーバーコート層の1部又は全部が、アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であることを特徴とするフィルタ基板。
- 透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、第1透明無機薄膜層、第3オーバーコート層、及び第2透明無機薄膜層が順次積層されてなるフィルタ基板において、少なくとも第3オーバーコート層の1部又は全部が、アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であることを特徴とするフィルタ基板。
- 上記第1透明無機薄膜層及び/又は第2透明無機薄膜層が、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化インジウム、およびこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものであり、前記第1透明無機薄膜層及び/又は第2透明無機薄膜層がガス遮断性の層であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のフィルタ基板。
- 上記透明支持基板が、線膨張係数が80ppm/K以下である透明樹脂であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のフィルタ基板。
- 上記パターン層が、透明な支持基板上に配置され着色された樹脂膜を所望のパターンに形成してなる単一または複数種類の着色されたパターン状のカラーフィルタ層からなり、一方、前記フィルタ基板がカラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のフィルタ基板。
- 上記パターン層が、透明な支持基板上に配置され着色された樹脂膜を所望のパターンに形成してなる単一または複数種類の着色されたパターン状のカラーフィルタ層と、該カラーフィルタ層上に形成された、蛍光材料を含む色変換層とからなる積層構造であり、前記フィルタ基板が色変換フィルタ基板であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のフィルタ基板。
- 請求項8に記載のカラーフィルタ基板上に、1個または複数個の電気的に独立した領域に形成される透明電極層と、発光材料を含有する発光層と、第2の電極層とを少なくとも順次積層してなることを特徴とするカラーディスプレイ。
- 請求項9に記載の色変換フィルタ基板上に、1個または複数個の電気的に独立した領域に形成される透明電極層と、発光材料を含有する発光層と、第2の電極層とを少なくとも順次積層してなることを特徴とする色変換方式のカラーディスプレイ。
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