JP2008198574A - 色変換層のパターニング方法および有機elディスプレイの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ある波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層をパターニングする方法であって、(1)支持体上に上記色変換層を形成する工程、および(2)微細パターンが形成されたモールドを加熱し、上記モールドを部分的に上記色変換層に接触させることによって、上記色変換層の一部を蒸発させ、上記モールドの微細パターン形状を上記色変換層に転写する工程を備える。
【選択図】図1
Description
即ち、特許文献1には、基板を備えるとともに、少なくとも一方が透明な2つの電極の間に、少なくとも一層の有機発光層を含み、さらに、顔料および/または有機染料を蒸着して形成したカラーフィルタ層を含み、独立して、制御が可能な複数の有機EL素子に分割され、さらに、上記カラーフィルタ層の上記2つの電極側に、上記少なくとも一層の有機発光層からの発光光を所定の波長の光に変換する蛍光変換層(上記色変換層に相当)を備えた有機ELディスプレイパネルが開示されている。この技術において、蛍光変換層(色変換層)は、短波長の光を吸収して長波長の光に変換する、少なくとも1種の色変換物質を含む層である。また、特許文献1には、蛍光変換層(色変換層)の形成方法として、樹脂に色変換物質を分散させた液を塗布する方法、および色変換物質を蒸着もしくはスパッタ等のドライプロセスにより堆積する方法が開示されている。
図1(a)は、後述する色変換層20を形成するための下地層群(基板10、ブラックマトリクス40、カラーフィルタ層30(R(赤),G(緑),B(青))、および平坦化層6を含む)の準備工程を示す積層体の断面図である。同図に示すように、支持体として用意した透明基板10上に、有機層であるブラックマトリクス40およびカラーフィルタ層30(R,G,B)を形成し、さらにこれらの層40,30を覆うように平坦化層6を形成する。
(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膜を、光または熱処理して、光ラジカルまたは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とからなる組成物を、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と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て、オレフィンと架橋させたもの、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膜とを、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
などが挙げられる。
図1(b)は、図1(a)で示す積層体の最上層である平坦化層6上に、保護層5をさらに形成する工程を示す積層体の断面図である。
図1(c)は、図1(b)で示す積層体の最上層である保護層5上に、色変換層20を全面形成する工程を示す積層体の断面図である。上述したように、保護層5は任意選択的に形成するため、保護層5が形成されない場合には、平坦化層6上に色変換層20を直接形成する。
以下に、上述した色変換色素の具体例の構造式を示す。
図1(d)〜(f)は、図1(c)で示す積層体の最上層である色変換層20のパターニング工程を示す積層体の断面図である。ここでは、色変換層(R,G,B)のうち、赤色変換層20Rのみのパターニングについて説明する。
図1(g)は、図1(f)で示す積層体の、平坦化層6、保護層5および赤色変換層20Rを包み込むように、バリア層4を形成する工程を示す積層体の断面図である。
図1(h)〜(j)は、図1(g)で示す積層体の最上層であるバリア層4上に、有機EL素子(図1においては、透明電極2、有機EL層3、および反射電極1からなる)を形成する工程を示す積層体の断面図である。
(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2および反射電極1のいずれかである。
(実施例1)
図1に示す各工程に従い、実施例1の多色発光有機ELディスプレイを作製した。なお、以下に示す各層の符号は、図1に示す符号である。
(1)カラーフィルタ層30、ブラックマトリクス40の形成
透明基板10(1737ガラス(コーニング社製))上に、ブラックマトリクス用材料(CK−7001:富士フィルムARCH製)、赤色カラーフィルタ層用材料(CR−7001:富士フィルムARCH製)、緑色カラーフィルタ層用材料(CG−7001:富士フィルムARCH製)、および青色カラーフィルタ層用材料(CB−7001:富士フィルムARCH製)を用いて、フォトリソグラフ法にてブラックマトリクス40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とした。
カラーフィルタ層30(R,G,B)を覆うように、新日鐵化学製V259PAP5を塗布後、硬化させて、平坦化層6を形成した。平坦化層6の膜厚は2μmとした。
平坦化層6上に、スパッタ法にて、膜厚200nmのIZO膜からなる保護層5を形成した。スパッタ装置にはRF−ブレーナマグネトロンを用い、ターゲットにはIZOを用いた。製膜時のスパッタガスにはArを用いた。形成時の基板温度は80℃とした。
保護層5上に、抵抗加熱蒸着装置で、Alq3(トリス8−キノリノラトアルミニウム錯体)およびDCM−2からなる色変換層20を作製した。具体的には、Alq3およびDCM−2を蒸着装置内の別個の坩堝にて加熱する共蒸着によって、膜厚400nmの色変換層20を作製した。この際に、Alq3の蒸着速度を0.3nm/s、DCM−2の蒸着速度を0.005nm/sとなるように、それぞれの坩堝の加熱温度を制御した。実施例1の色変換層20は、その総構成分子数を基準として、2モル%のDCM−2を含む層であり、即ちAlq3とDCM−2とのモル比は49:1であった。
色変換層20が形成された積層体を、引き続き、真空中にて、スリット装置に搬送し、真空中で本発明のパターニングを実施した。幅方向30μm、横方向75μmのギャップで配列されたパターンを有するスリット形状のモールド80を用意した。モールド80は、ステンレス鋼製であって、その寸法は、幅10mm、長さ0.2mm、および高さ10mmであった。パターン形状の寸法は、凹部30μm、凸部75μm、および深さ1000μmであった。モールド80を、300℃に加熱し、30kgf/cm2(2.94MPa(ゲージ圧))の圧力で押し付けるとともに、モールドの長さ方向に速度1mm/sで移動させて、色変換層20をパターニングし、モールド84を加圧したままの状態で、温度を室温まで下げて冷却した。続いて、酸素プラズマ処理を20秒間行い、幅30μm、横方向75μmのギャップで配列された微細パターン(ストライプパターン)を有する赤色変換層20Rを得た。
真空を破ることなく、赤色変換層20Rをパターン形成した積層体を、プラズマCVD装置に移動させた。次いで、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、プラズマCVD法を使用して赤色変換層20R以下の層を覆うように厚さ3μmの窒化シリコン(SiN)を形成し、バリア層4を得た。ここで、SiN形成時の基板温度は100℃以下とした。
バリア層4の上面に、透明電極2/有機EL層3(正孔輸送層/有機発光層/電子注入輸送層)/反射電極1を順次形成し、有機EL素子を形成した。
グローブボックス内の乾燥窒素雰囲気(O2濃度およびH2O濃度がともに10ppm以下の雰囲気)下において、上記有機ELディスプレイを、図示しない封止ガラスとUV硬化接着剤からなる接着層とを用いて封止した。
本発明の範囲内である実施例1の有機ELディスプレイにおいては、メタルマスクを用いた際に、従来限界であると考えられてきた、40μm幅より小さな幅、具体的には、30μmの幅のパターン形状を有する、赤色変換層20Rを得、これを有機ELディスプレイに適用することができることが実証された。即ち、これは、実施例1の有機ELディスプレイが200ppi以上のピクセル密度を有することを意味する。これにより、本発明の有機ELディスプレイの製造方法によれば、高精細度パターンの実現が可能であることが実証された。
2 透明電極
3 有機EL層
4 バリア層
5 保護層
6 平坦化層
10 透明基板
11 デバイス基板
14 バリア層
20 色変換層
20R 赤色変換層
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 ブラックマトリクス
50 接着層
80、82 モールド
Claims (12)
- ある波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層をパターニングする方法であって、
(1)支持体上に前記色変換層を形成する工程、および
(2)微細パターンが形成されたモールドを加熱し、前記モールドを部分的に前記色変換層に接触させることによって、前記色変換層の一部を蒸発させ、前記モールドの微細パターン形状を前記色変換層に転写する工程
を備えることを特徴とする色変換層のパターニング方法。 - 前記モールドが、ロール形状またはスリット形状であることを特徴とする、請求項1に記載の色変換層のパターニング方法。
- 前記モールドの加熱温度が、色変換層の構成材料の蒸発温度以上であることを特徴とする、請求項1または2に記載の色変換層のパターニング方法。
- 前記モールドの加熱温度が、色変換層の構成材料の分解温度未満であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の色変換層のパターニング方法。
- 前記工程(1)および(2)を一貫して真空中または不活性ガス雰囲気中で行なうことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の色変換層のパターニング方法。
- 前記真空の圧力が、10−3Pa以下であることを特徴とする、請求項5に記載の色変換層のパターニング方法。
- O2濃度およびH2O濃度が、ともに10ppm以下であることを特徴とする、請求項5または6に記載の色変換層のパターニング方法。
- (i)支持体上面にそれぞれ異なる波長域の光を透過する、少なくとも2種類のカラーフィルタ層を独立して形成する工程、
(ii)前記カラーフィルタ層の上面に平坦化層を形成する工程、
(iii)前記平坦化層の上面に、真空蒸着法によって、ある波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層を形成する工程、
(iv)微細パターンが形成されたモールドを加熱し、前記モールドを部分的に前記色変換層に接触させることによって前記色変換層の一部を蒸発させ、前記モールドの微細パターンの形状を前記色変換層に転写することによって、前記色変換層をパターニングする工程、
(v)パターニングされた色変換層の上面にバリア層を形成する工程、および
(vi)前記バリア層の上面に有機EL素子を形成する工程
を含むことを特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。 - 前記工程(ii)と前記工程(iii)との間に、保護層を形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の有機ELディスプレイの製造方法。
- 前記工程(iv)において、前記モールドの加熱温度が、色変換層の構成材料の蒸発温度以上であることを特徴とする、請求項8または9に記載の有機ELディスプレイの製造方法。
- 前記工程(iv)において、前記モールドの加熱温度が、色変換層の構成材料の分解温度未満であることを特徴とする、請求項8〜10のいずれかに記載の有機ELディスプレイの製造方法。
- 前記工程(iv)を、一貫して真空中または不活性ガス雰囲気中で行なうことを特徴とする、請求項8〜11のいずれかに記載の有機ELディスプレイの製造方法。
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