JP2008218344A - 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

Abstract

【課題】１５０ｐｐｉを超える高精細度のパターン形成を実現することができる、色変換層のパターニング方法を提供すること、および、当該パターニング方法を用いた有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供すること。
【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にあたり、（１）下地層上に凹凸層を形成する工程、（２）上記凹凸層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程、（３）上記色変換層上にバリア層を形成する工程、および（４）上記凹凸層の表面と上記バリア層の表面とを平坦化する工程を含み、上記色変換層の上部に位置するバリア層の厚みを、１μｍを超えるものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、色変換層のパターニング方法に関し、特に、高精度なパターンを得ることができる色変換層のパターニング方法に関する。本発明は、このようなパターニング方法により得られた色変換層を含み、三原色のうちの少なくとも一色を発光する有機ＥＬディスプレイの製造方法に関する。

有機ＥＬディスプレイは、一般に、有機ＥＬ素子から発せられた光を色変換層およびカラーフィルタ層に順次通して、所望の波長を有する光を外部に放出するものである。ここで、色変換層は、有機ＥＬ素子（光源）から発せられた近紫外領域ないし可視領域の光を吸収して波長分布変換を行い、異なる波長の光を含む可視光を放射する機能を有する。また、カラーフィルタ層は、色変換層を通った可視光の色純度の向上を、特定波長の遮断によって行なう機能を有する。

近年、有機ＥＬディスプレイにおいては、マルチカラー表示またはフルカラー表示が可能な、多色発光型ディスプレイの開発が行なわれている。特に、低電圧の印加によっても高い電流密度、ひいては高い発光輝度および発光効率を実現可能な、有機ＥＬ素子の特性を有効に利用し得る、高精細なカラー表示の有機ＥＬディスプレイの開発が盛んに行なわれている。

色変換層およびカラーフィルタ層を備える有機ＥＬディスプレイに関し、多色発光を実現する例としては、以下の技術が開示されている。
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。

このような有機ＥＬディスプレイを用いて高精細なカラー表示を実現するに際し、ディスプレイの構成要素である色変換層に着目した場合、光の吸光度を増加させ、高い変換光強度を得るには、一般に、色変換層中の色変換物質の濃度を高くすることが有利である。

しかしながら、色変換物質の濃度を高くすると、有機ＥＬ素子から発せられた光による吸収エネルギーが、色変換物質内の同一分子間において移動を繰り返すうちに発光を伴わずに失活する。この現象は濃度消光と呼ばれ、その抑制には何らかの媒体中に色変換物質を溶解または分散させてその濃度を低下させることが肝要である。

このような、相反する性質を考慮し、濃度消光の発生を抑制しつつ、高い変換光強度を得る技術として、色変換層の膜厚を１０μｍ程度と比較的大きくし、優れた色変換効率を実現する技術が知られている。

しかしながら、色変換層の厚さを大きくした場合には、色変換層の段差部における電極パターン断線の問題、および厚膜のフォトプロセスの困難さによる高精細化の困難性の問題がある。また、色変換層の厚さが大きい場合には、膜中の水分または溶媒の残留により、発光層中への水分または溶媒の侵入による発光層の変質の問題、および視野角依存性の増大の問題もある。

従って、特許文献１には、厚さを大きくせずに十分な変換光強度が得られる色変換層を提供する技術として、２０００ｎｍ以下の膜厚を有するホスト−ゲスト系色変換層を蒸着法によって形成する技術が開示されている。

このような蒸着法により色変換層を形成する場合には、下地層の全面に色変換層を形成するため、３原色（赤色、緑色、および青色）を分けて発光できない。このため、何らかの手段によって、特定の画素に対応した微細パターンの形成が必要となる。特許文献１には、蒸着材料からなる薄膜をパターン形成する方法として、メタルマスクによる塗分け法が開示されている。

しかしながら、メタルマスクはその性質上、貫通した開口部を必須とすることから、マスクの強度を確保するためには開口部間の間隔を確保する必要があり、高精細化に限界が生ずる欠点を有する。また、基板が大きくなるにつれ、メタルマスクも大きくなり、マスクがたわんでしまうという問題もある。さらには、メタルマスクの背後への蒸着物質の回り込みが生じることから、パターンの微細化には限界がある。１５０ｐｐｉの精細度レベルが限界であり、それを超える高精細なパターンの形成は困難である。さらに、上記問題のため、基板の大面積化に問題があり、パターンずれ等の歩留りの低下・低コスト化が困難になるという問題もある。

また、特許文献２には、発光体からの発光を、より長波長の光に変換する色変換基板を製造するにあたり、支持基板の一部に複数の隆起部を形成してなる凹凸パターン部を形成する工程（Ａ）と、上記凹凸パターン部に色変換材料を塗布して、凹部に色変換材料を埋め込み、色変換材料層を形成する工程（Ｂ）と、上記工程（Ｂ）で形成した色変換材料層を、少なくとも上記隆起部の表面まで研磨し、上記凹凸パターン部の表面を平坦化して、凹部に色変換膜を形成する工程（Ｃ）とを含む、色変換基板の製造方法が開示されている。

特許文献２に記載の方法は、蒸着法によってではなく、塗布によって色変換層を形成する方法である。従って、膜中の水分または溶媒の残留により、発光層中への水分または溶媒の侵入による発光層の変質の問題、および視野角依存性の増大の問題が残ったままである。

特開２００２−７５６４３号公報 特開２００６−３２０２１号公報

本発明の第１の目的は、特に、１５０ｐｐｉを超える高精細度のパターンを得ることができる、色変換層のパターニング方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、このようなパターニング方法を用いた有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供することにある。

本発明は、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にあたり、（１）下地層上に凹凸層を形成する工程、（２）上記凹凸層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程、（３）上記色変換層上にバリア層を形成する工程、および（４）上記凹凸層の表面と上記バリア層の表面とを平坦化する工程を含み、上記色変換層の上部に位置するバリア層の厚みを、１μｍを超えるものとする色変換層のパターニング方法（タイプＡ）に関する。このパターニング方法は、各種有機ＥＬディスプレイの製造に用いられる。このような色変換層のパターニング方法においては、上記凹凸層の深さを、上記色変換層の厚みよりも大きくすること、および／または、上記凹凸層の表面と上記バリア層の表面との平坦化を、研磨により行なうことが望ましい。

また、本発明は、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にあたり、（１）下地層上に凹凸層を形成する工程、（２）上記下地層および上記凹凸層上に、凹凸補助層を形成する工程、（３）上記凹凸補助層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程、（４）上記色変換層上にバリア層を形成する工程、および（５）上記凹凸補助層の表面と上記バリア層の表面とを平坦化する工程を含み、上記色変換層の上部に位置するバリア層の厚みを、１μｍを超えるものとする色変換層のパターニング方法（タイプＢ）に関する。このパターニング方法も、各種有機ＥＬディスプレイの製造に用いられる。この色変換層のパターニング方法においては、上記凹凸層の深さを、上記色変換層の厚みよりも大きくし、および／または、上記凹凸層の上面を、上記色変換層の上面よりも上方に位置させることが望ましい。また、上記凹凸補助層の表面と上記バリア層の表面との平坦化を、研磨により行なうことが望ましい。

上記タイプＡおよびタイプＢのいずれの方法においても、上記平坦化層と上記凹凸層との間に、保護層を形成することが望ましい。

さらに、本発明は、（ｉ）基板上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）上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）上記平坦化層上に、上述したいずれかの色変換層のパターニング方法により、色変換層を形成する工程、および（ｉｖ）上記色変換層の上方に、有機ＥＬ素子を形成する工程を含む有機ＥＬディスプレイの製造方法を包含する。

本発明の色変換層のパターニング方法は、パターニングに先立ち、メタルマスクを用いずに、下地層に直接色変換層を蒸着する。このため、当該方法によれば、メタルマスク使用時に生ずる問題、即ち、マスク自体の精細度の限界、蒸着物質の回り込みによるパターニング精度の低下に関する問題を克服し、結果的に１５０ｐｐｉ以上の精細度レベルを実現することができる。また、当該方法によれば、この高精細度レベルを、凹凸層を高精度に形成することにより、基板の大面積化に適用することができ、パターンずれ等の問題もなく歩留まり良く実現することができる。

さらに、このようなパターニング方法によれば、色変換層を水分、酸素等から保護するバリア層を形成することができる。このため、この方法により形成された色変換層を有する有機ＥＬディスプレイにおいては、色変換層への水分、酸素等の浸入を十分に防止でき、所望の色変換性能を長期間にわたって実現することができる。

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。

＜色変換層のパターニング方法１＞
図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の色変換層のパターニング方法の一例における各工程を順次示す、積層体の断面模式図である。
（色変換層２４を形成する下地層群の準備工程１）
図１（ａ）は、後述する色変換層２４を形成するための下地層群（基板１２、ブラックマトリクス１４、カラーフィルタ層１６（Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）、および平坦化層１８を含む）の準備工程を示す積層体の断面模式図である。同図に示すように、支持体として用意した透明基板１２上に、有機層であるブラックマトリクス１４およびカラーフィルタ層１６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を形成し、さらにこれらの層１４，１６を覆うように平坦化層１８を形成する。

透明基板１２は、その上に順次形成される各構成要素を支持するための層である。透明基板１２は、光透過性に富み、かつ、ブラックマトリクス１４、カラーフィルタ層１６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、および後述する色変換層２４の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐え得るものを用いる。また、透明基板１２は、図１（ｆ）において得られた色変換フィルタ２８上には事後的に有機ＥＬ素子を形成するため、当該素子の各構成要素の形成に用いられる諸条件にも耐え得るものを用いる。さらに、透明基板１２は、後続の各形成工程において、度重なる各層の形成条件に曝されるため、寸法安定性に優れていることが好ましい。加えて、透明基板１２としては、多色発光ディスプレイの発光性能の低下を引き起こさないものを用いることが肝要であり、例えば、ガラス、各種プラスチック、および各種フィルム等が挙げられる。

カラーフィルタ層１６は、後述する色変換層２４を通り、一定領域の波長を有することとなった光の色純度を、特定波長の遮断により向上させるための層である。カラーフィルタ層１６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、透明基板１２上に、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、例えば、フォトレジストに顔料を分散させた、顔料分散型材料を使用することができる。カラーフィルタ層１６は、４００〜５５０ｎｍの波長の光を透過する青色カラーフィルタ層、５００〜６００ｎｍの波長の光を透過する緑色カラーフィルタ層、および６００ｎｍ以上の波長の光を透過する赤色カラーフィルタ層を配列した構造とすることが一般的である。カラーフィルタ層１６の形成方法としては、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。

また、任意選択的に、各カラーフィルタ層１６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブピクセル間に可視域を透過しないブラックマトリクス１４を形成し、コントラストの向上を図ることができる。ブラックマトリクス１４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。ブラックマトリックス１４の形成方法としては、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。

平坦化層１８は、カラーフィルタ層１６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を保護する目的で形成される層である。また、平坦化層１８は、カラーフィルタ層１６およびブラックマトリクス１４により生じた段差が、これらの層１４，１６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る。このため、平坦化層１８は、光透過性に富み、かつ、カラーフィルタ層１６（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。

平坦化層１８に適用可能な材料としては、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、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が一般的である。また、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、パターニングを行うために、硬化をする前は有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが好ましい。

具体的に、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂としては、
（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。
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、フォトプロセスのため、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。

その他の、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂としては、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、環状オレフィン系等の熱可塑性樹脂、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、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはポリスチレン、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が挙げられる。

平坦化層１８の形成方法としては、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。

（色変換層２４を形成する下地層群の準備工程２）
図１（ｂ）は、図１（ａ）で示す積層体の最上層である平坦化層１８上に、凹凸層２０をさらに形成する工程を示す積層体の断面模式図である。

凹凸層２０は、後述する色変換層２４のパターニングに際し、色変換層２４の所定箇所への埋設を容易ならしめるために形成される層である。凹凸層２０は、光透過性に富み、その直下に位置する平坦化層１８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。

凹凸層２０の深さを色変換層２４の厚みよりも大きくすることにより、色変換層用の材料の成膜を全面に行いながら、凹凸層２０の凹部に色変換層２４を形成するパターニングを容易に行うことが可能となる。これに対し、色変換層２４の厚みを凹凸層２０の深さより厚くした場合は、凹凸層２０の凸部と凹部で色変換層用の材料が一部連結する。従って、後続する研摩等の工程において凹凸層２０の凸部の色変換層用の材料を除去する際に、凹部の色変換層用の材料に損傷を及ぼすこととなる。

凹凸層２０と色変換層２４の間に他の層（例えば、図１に示す凹凸補助層）を挿入する場合には、色変換層を形成する直前の層に形成される凹凸の深さを色変換層の厚みより大きくすればよい。この場合には、挿入する層による凹凸の変化を考慮した上で、凹凸層２０の深さを設定する。ここで、他の層を挿入する場合とは、挿入される層の下方に凹凸層２０の存在を必ずしも要せず、挿入した層の下方で凹凸層２０が除去されている場合もしくは凹凸層２０が始めから形成されずに存在しない場合も含む。

挿入する層は、ドライプロセスで形成することが好ましい。即ち、挿入する層を真空蒸着法、スパッタ法あるいはＣＶＤ法等の各種蒸着法を用いたドライプロセスで形成する場合は、挿入する層は概ね凹凸層２０の形状に沿って形成される。従って、凹凸層２０の深さを色変換層２４の厚みより大きくすることにより、凹凸層２０の凸部と凹部の上方に形成される色変換層用の材料を分離することができる。

挿入する層を塗布法等のウェットプロセスで形成する場合には、塗布液の性状により凹凸の深さの変化の程度が異なるため、変化の程度を予め考慮して凹凸層２０の深さを設定する。しかしながら、凹部の深さの変化が大きい場合には、挿入する層のパターニングを再度行う必要が生じる場合も有り、工程が複雑となる。

凹凸層２０を過度に厚くすると厚膜のパターニングが必要となってしまう。このため、凹凸層２０の膜厚は、３〜１０μｍとすることが好ましく、３〜６μｍとすることがさらに好ましい。

凹凸層２０に適用可能な材料としては、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、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が一般的である。また、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、パターニングを行うために、硬化をする前は有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが好ましい。具体的に光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂としては、上記、平坦化層１８の欄で述べた各種材料と同様の材料が挙げられる。

このような凹凸層２０に適用可能な材料の中でも、特に、後述する凹凸補助層２２およびバリア層２６に用いる材料と同じ材料を用いることが好ましい。これは、色変換層のパターニングの最終段階において、凹凸補助層２２とバリア層２６、あるいはこれらの層２２，２６に加えて凹凸層２０を同時に研磨して平坦化するためである。層２０，２２，２６が同一材料からなれば、これらの層２０，２２，２６間における研磨速度にばらつきが出ず、ひいては高精度の平坦化を実現することができる。

このような条件を満たす材料としては、電気絶縁性を有し、かつ、ガスおよび有機溶剤に対するバリア性を有する、可視域における透明性が高い材料（４００〜７００ｎｍの範囲で透過率が５０％以上）を用いることができる。また、凹凸層２０上に形成される、色変換層２４の形成に耐え得る硬度である、２Ｈ以上の膜硬度（鉛筆硬度）を有する材料を用いることが好ましい。この膜硬度（鉛筆硬度）は、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４に準拠したものである。具体的な凹凸層２０としては、例えば、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。

凹凸層２０の形成方法としては、特に制約はなく、スパッタ法、ＣＶＤ法、または真空蒸着法等の手法を使用することができる。また、凹凸層２０の形成には、材料が回り込みにくいＣＶＤ法を使用することが好ましい。

凹凸層２０のパターニングは、ドライエッチ法等のドライプロセスで色変換層２４を事後的に埋め込む部分に相当する部分のみを凹部にする。また、凹凸層２０は、ドライエッチによるパターニングおよび／または透明性等について問題なければ、単層とすることは勿論、複数の層からなる積層体とすることもできる。

さらに、凹凸層２０は、必要に応じ、凸部に逆テーパーを付した形状としてもよい。図２は、平坦化層１８上に、凸部に逆テーパーを付した形状の凹凸層２０を形成した例を示す、積層体の断面模式図である。なお、この図においては、図１に示す後述の凹凸補助層２２は簡略化のため省略している。このような例においては、色変換層２４の形成時に、凹部の下部と上部とにおいて、色変換層用の材料を不連続に分離して配置することがより確実にできる。この結果、研摩等により凹部の上部に位置する色変換層材料を除去する際に、凹部の下部に形成する色変換層２４の損傷を避けることが容易となるという利点がある。

（色変換層２４を形成する下地層群の準備工程３）
図１（ｃ）は、図１（ｂ）で示す積層体の最上層である平坦化層１８および凹凸層２０上に、凹凸補助層２２をさらに形成する工程を示す積層体の断面模式図である。

凹凸補助層２２は、凹凸層２０の欄で既に述べた他の層の一種であり、図１（ｃ）において平坦化層１８よりも下方に位置する有機層（ブラックマトリクス１４およびカラーフィルタ層１６）からの水分等の色変換層２４への侵入を防ぐために、任意選択的に形成される層である。凹凸補助層２２を形成する場合には、後述する研磨時に凹凸補助層２２がバリア層２６と同時に研磨されることとなる。このため、凹凸補助層２２はバリア層２６と同一材料とすることが好ましい。

凹凸補助層２２の膜厚は、凹凸層２０の形状がトレースできればよい。凹凸補助層２２が過度に薄い場合は、異なる材料の研磨を同一研磨条件で行わなくてはならない場合が生じる。また、凹凸補助層２２が過度に厚い場合には、下地である凹凸層２０の形状を好適にトレースできない。このため、凹凸補助層２２の厚さは、ミクロンオーダとすることが好ましく、１〜３μｍとすることがさらに好ましい。

凹凸補助層２２に適用可能な材料としては、電気絶縁性を有し、かつ、ガスおよび有機溶剤に対するバリア性を有する、可視域における透明性が高い材料（４００〜７００ｎｍの範囲で透過率が５０％以上）を用いることができる。また、凹凸層２０上に形成される、色変換層２４の形成に耐え得る硬度である、２Ｈ以上の膜硬度（鉛筆硬度）を有する材料を用いることが好ましい。この膜硬度（鉛筆硬度）は、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４に準拠したものである。具体的な凹凸補助層２２としては、例えば、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。

凹凸補助層２２の形成方法としては、特に制約はなく、スパッタ法、ＣＶＤ法、または真空蒸着法等の手法を使用することができる。また、凹凸補助層２２の形成には、材料が回り込みにくいＣＶＤ法を使用することが好ましい。

凹凸補助層２２のパターニングは、ドライエッチ法等のドライプロセスで色変換層２４を事後的に埋め込む部分に相当する部分を確保する。また、凹凸補助層２２は、ドライエッチによるパターニングおよび／または透明性等について問題なければ、単層とすることは勿論、複数の層からなる積層体とすることもできる。

（色変換層２４の形成工程）
図１（ｄ）は、図１（ｃ）で示す積層体の最上層である凹凸補助層２２上に、色変換層２４を形成する工程を示す積層体の断面模式図である。上述したように、凹凸補助層２２は任意選択的に形成するため、凹凸補助層２２が形成されない場合には、平坦化層１８および凹凸層２０上に色変換層２４を直接形成する。なお、ここでは、色変換層２４（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のうち、赤色変換層２４Ｒのみのパターニングについて説明する。

色変換層２４は、光源である有機ＥＬ素子から発せられた近紫外領域ないし可視領域の光を吸収して波長分布変換を行い、吸収した波長と異なる波長の光を含む可視光を放射するための層であり、少なくとも１種の色変換色素を含む。色変換層２４は、例えば、白色光から青色ないし青緑色領域の光を吸収して、他色の領域の光に変換することができる。また、色変換層の発光波長は、緑色変換層を使用した場合は５００〜５５０ｎｍであり、赤色変換層を使用した場合には６００〜７００ｎｍである。

色変換層２４を形成するための色変換色素としては、Ａｌｑ_３（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；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（下記化１中のＩ））、ＤＣＭ−２（下記化１中のＩＩ）、およびＤＣＪＴＢ（下記化１中のＩＩＩ）などのシアニン色素；ローダミンＢ、ローダミン６Ｇなどのキサンテン系色素；ピリジン１などのピリジン系色素；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（下記化１中のＩＶ）、ルモゲンＦレッド、ナイルレッド（下記化１中のＶ）などを用いることができる。また、公知である各種ＥＬの発光層に用いられているホスト−ゲスト材料を色変換色素として使用することもできる。
以下に、上述した色変換色素の具体例の構造式を示す。

色変換層２４は、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等の各種蒸着法によって形成することができ、特に真空蒸着法によって形成することが有機材料を分散させずに形成できるため好ましい。真空蒸着法の加熱方式としては、直接加熱法または間接加熱法のいずれを用いることもでき、具体的には、抵抗加熱、電子ビーム加熱、または赤外線加熱等を用いることができる。複数種の色変換色素を用いて色変換層２４を形成する場合には、複数種の色変換色素を所定の比率で混合した予備混合物を予め作製し、この予備混合物を用いて共蒸着を行うことができる。また、複数種の色変換色素を別個の加熱部位に配置し、各色変換色素を別個に加熱して共蒸着を行うこともできる。特に、複数種の色変換色素において、蒸着速度および／または蒸気圧などの特性が大きく異なる場合には、後者の方法を用いることが有利である。

色変換層２４の膜厚は、１μｍ以下とすることが好ましく、２００ｎｍ〜１μｍとすることがより好ましい。

（バリア層２６の形成工程）
図１（ｅ）は、図１（ｄ）で示す積層体の最上層である色変換層２４上にバリア層２６を形成し、色変換層２４および凹凸補助層２２の露出部を覆う工程を示す積層体の断面模式図である。

バリア層２６は、外部から色変換層（同図に示す場合においては、赤色変換層２４Ｒ）に、水分および／または酸素が侵入することを防止するために形成される層である。これは、色変換色素は有機物であり、水分・酸素に弱いためである。

ここで、バリア層２６の形成目的は、上述のように、水分等からの赤色変換層２４Ｒの保護であるが、図１（ｅ）に示す例では、赤色変換層２４Ｒのみならず、平坦化層１８をも保護することとなる。この構造は、カラーフィルタ基板からの水分を外部に出さないためにも必要なため、後述する有機ＥＬ層３６の保護にも有効である。

バリア層２６に適用可能な材料としては、電気絶縁性を有し、かつ、ガスおよび有機溶剤に対するバリア性を有する、可視域での透明性が高い材料（４００〜７００ｎｍの範囲での透過率が５０％以上）を用いることができる。また、バリア層２６上に形成される、後述の透明電極３４等の形成に耐え得る硬度である、２Ｈ以上の膜硬度（鉛筆硬度）を有する材料を用いることが好ましい。なお、この膜硬度（鉛筆硬度）は、凹凸層２０の欄で記載したものと同様に、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４に準拠したものである。具体的なバリア層２６としては、例えば、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。

バリア層２６の形成方法としては、特に制約はなく、スパッタ法、ＣＶＤ法、または真空蒸着法等を使用することができる。また、バリア層２６は、単層とすることは勿論、複数の層からなる積層体とすることもできる。バリア層２６は、後述の研磨工程において色変換層２４を研磨剤から保護するため、また、透明電極形成工程において色変換層２４を負荷等から保護するため、色変換層２４の上部に１μｍを超えて形成する。

（バリア層２６等の研磨工程）
図１（ｆ）は、図１（ｅ）で示す積層体をその上層から研磨し、平坦化を図る工程を示す積層体の断面模式図である。

研磨の方法については、特に制限はなく、一般に、カラーフィルタ層または透明電極基板などの表面研磨に用いられている方法を用いることができる。例えば、公知である湿式法のケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）を用いることができる。研磨に際しては、凹凸層２０の凹部に形成する色変換層２４の上面に達しない位置で平坦化を完了させる。また、研摩レベルは、凹凸層２０の凸部上方に形成した色変換層用の材料が全てなくなるまで行う。このため、平坦化においては、凹凸補助層２２とバリア層２６とを研磨し、必要に応じて、凹凸層２０をも研磨することとなる。この際、凹凸層２０の凹部に形成する色変換層２４の上部に位置するバリア層２６の厚みを、１μｍを超えるものとする。これにより、研磨時に色変換層２４に不所望な圧力がかかって色変換層２４を損傷すること、および／または、研磨剤が色変換層２４に浸透することを防止でき、結果的に好適な色変換層２４の形成が可能となる。

研磨終了後は、図１（ｆ）に示す積層体を洗浄することが好ましい。洗浄は、適当な洗剤または純水を用いて行うことができる。また、超音波洗浄を施すことが、積層体に付着した研磨剤および／または研磨屑を効率的に除去する点で好ましい。さらに、ＵＶ洗浄を任意選択的に用い、洗剤による洗浄および超音波洗浄と組み合わせることもできる。ＵＶ洗浄によれば、有機汚染膜の洗浄効果がさらに得られる。このようにして、図１（ｆ）に示す色変換フィルタ２８が得られる。

＜色変換層のパターニング方法２＞
図３（ａ）〜（ｆ）は、本発明の色変換層のパターニング方法であって、図１に示す例とは異なる例における各工程を順次示す、積層体の断面模式図である。
図３に示す例は、工程（ｂ）において平坦化層１８上に保護層３０を形成したこと、および、工程（ｅ）において凹凸補助層を形成せずに凹凸層２０上および保護層３０上に色変換層２４を直接形成したことを除いて、図１に示す例と同じである。

即ち、図３に示す例においては、工程（ａ）において基板１２にブラックマトリクス１４、カラーフィルタ層１６および平坦化層１８を形成し、工程（ｂ）において保護層３０を形成する。次いで、工程（ｃ）（ｄ）において凹凸層２０の形成およびパターニングを順次行い、工程（ｅ）において色変換層２４を形成する。さらに、工程（ｆ）においてバリア層２６を形成し、最後に工程（ｇ）において研磨を行ない、色変換フィルタ３２を得る。

ここで、図３に示す例において、図１に示す例と異なる点を説明する。
まず、図３に示す例では、工程（ｂ）において保護層３０を形成している。保護層３０は、平坦化層１８と色変換層２４との間に任意選択的に形成される層であって、色変換層２４のパターニング時に、平坦化層１８が同時にパターニングされてしまうことを防止するための層である。図３に示す例においては、色変換層２４のパターニングによって赤色変換層２４Ｒの形成をする際に、平坦化層１８が同時にパターニングされてしまうおそれがあるため、保護層３０を形成することが好ましい。なお、保護層３０は、図１に示す例における凹凸補助層２２と同様に、平坦化層１８よりも下方に位置する有機層（ブラックマトリクス１４およびカラーフィルタ層１６）からの水分等の色変換層２４への侵入を防ぐ役割も果たす。また、保護層３０に適用可能な材料としては、図１に示す例における凹凸層２０と同じ材料を用い、かつ、同じ形成方法によって得ることができる。

次に、図３に示す例では、工程（ｅ）において凹凸補助層を形成せずに凹凸層２０上および保護層３０上に色変換層２４を直接形成している。この場合の色変換層２４の形成方法も、図１に示す例における色変換層２４の形成方法をそのまま援用することができる。

さらに、図３に示す例では、工程（ｃ）において保護層３０上に凹凸層２０を一旦全面形成した後、工程（ｄ）において凹凸層２０のパターニングを行なっている。この場合、工程（ｃ）における全面形成は、特に制約はなく、スパッタ法、ＣＶＤ法、または真空蒸着法等の手法を使用することができる。また、工程（ｄ）におけるパターニングとしては、ドライエッチ法を用いることができる。

色変換層２４の研磨レベルは、凹凸層２０の凸部上に位置する色変換層２４用の材料が全てなくなるまで行なう。この際、凹凸層２０の凹部に形成する色変換層２４の上部に位置するバリア層２６の厚みを、１μｍを超えるものとする。これにより、研磨時に色変換層２４に不所望な圧力がかかって色変換層２４を損傷すること、および／または、研磨剤が色変換層２４に浸透することを防止でき、結果的に好適な色変換層２４の形成が可能となる。さらに、図３に示す例においては、凹凸層２０の上面を、色変換層２４の上面よりも上方に位置させることで、色変換層用の材料を、凹凸層２０の凹部と凸部で不連続に分離して形成できるという効果が得られる。

以上のような図１，３に示す色変換層のパターニング方法１，２により形成された色変換フィルタ２８，３２は、パターニングに先立ち、メタルマスクを用いずに、下地層である凹凸補助層２２または保護層３０に色変換層２４を直接蒸着する。このため、当該方法によれば、メタルマスク使用時に生ずる問題、即ち、マスク自体の精細度の限界、蒸着物質の回り込みによるパターニング精度の低下に関する問題を克服し、結果的に１５０ｐｐｉ以上の精細度レベルを実現することができる。また、当該方法によれば、この高精細度レベルを、凹凸層を高精度に形成することにより、基板の大面積化に適用することができ、パターンずれ等の問題もなく歩留まり良く実現することができる。

次に、本発明の有機ＥＬディスプレイの製造方法について説明する。
＜有機ＥＬディスプレイの製造方法１＞
図４は、上述した色変換層のパターニング方法１により得られた色変換層フィルタ２８上に、有機ＥＬ素子（透明電極３４、有機ＥＬ層３６、および反射電極３８を含む）を形成して得られた有機ＥＬディスプレイを示す積層体の断面模式図である。以下、図４に示す有機ＥＬディスプレイの形成工程を順次説明する。

（透明電極３４の形成工程）
第１に、凹凸補助層２２およびバリア層２６の上面に透明電極３４を形成する。透明電極３４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。また、透明電極３４は、真空蒸着法、スパッタ法または化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて形成した後に、フォトリソグラフ法等を用いてパターニングすることにより得ることができる。このような形成法の中でも、特にスパッタ法を用いることが、一般的であり好ましい。

透明電極３４は、陽極、陰極のいずれとすることもできる。透明電極３４を陰極として使用する場合には、透明電極３４と有機ＥＬ層３６との間に図示しない陰極バッファ層を形成し、有機ＥＬ層３６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、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。これに対し、透明電極３４を陽極として使用する場合には、透明電極３４と有機ＥＬ層３６との間に、導電性透明金属酸化物の層を設けて有機ＥＬ層３６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。

（有機ＥＬ層３６の形成工程）
第２に、透明電極３４の上面に有機ＥＬ層３６を形成する。有機ＥＬ層３６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３４および反射電極３８のいずれかである。

有機ＥＬ層３６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３６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。

図４に示すような赤色変換層２４Ｒを用いる場合には、有機ＥＬ層３６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、例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４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。

これに対し、図４には示していないが、色変換層として緑色変換層を使用する場合には、有機発光層の発光を青色から赤色の発光とすることが肝要である。

（反射電極３８の形成工程）
第３に、有機ＥＬ層３６の上面に反射電極３８を形成し、パッシブマトリクス駆動のボトムエミッション型の有機ＥＬディスプレイ４０を得る。

反射電極３８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、例えば、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、例えば、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、例えば、ＮｉＡｌが挙げられる。

反射電極３８は、陰極、陽極のいずれとすることもできる。反射電極３８を陰極として使用する場合には、反射電極３８と有機ＥＬ層３６との間に図示しない陰極バッファ層を形成し、有機ＥＬ層３６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３８を陽極として使用する場合には、反射電極３８と有機ＥＬ層３６との間に、導電性透明金属酸化物の層を設けて有機ＥＬ層３６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。

反射電極３８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、図４に示す例とは異なり、複数の部分電極からなる反射電極３８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３８を形成することもできる。

図４に示す例において用いられる有機ＥＬ素子は、透明電極３４、有機ＥＬ層３６および反射電極３８によって構成されるが、この構成における有機ＥＬ素子は、独立して制御される複数の発光部を有してもよい。例えば、透明電極３４および反射電極３８の両方を、複数のストライプ状の部分電極として形成し、反射電極３８の構成要素である部分電極の延在方向と透明電極３４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。このような構造の素子は、独立した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素子である。パッシブマトリクス駆動の有機ＥＬ素子における、両電極の上記交差態様は、直交させることが好ましい。

＜有機ＥＬディスプレイの製造方法２＞
図５は、上述した色変換層のパターニング方法２により得られた色変換層フィルタ３２上に、有機ＥＬ素子（透明電極３４、有機ＥＬ層３６、および反射電極３８を含む）を形成して得られた有機ＥＬディスプレイを示す積層体の断面模式図である。

図５に示す有機ＥＬディスプレイ４２は、透明電極３４を凹凸層２０およびバリア層２６上に形成すること以外は、図４に示す有機ＥＬディスプレイと同じ形成工程を経て得られる。透明電極３４の凹凸層２０上への形成は、図４に示し例における、透明電極３４を凹凸補助層２２上への形成と同じ条件で行なうことができる。

以上のような図４，５に示す有機ＥＬディスプレイの製造方法１，２により形成されたディスプレイ４０，４２は、色変換層２４を水分、酸素等から保護するバリア層２６を有する。このため、色変換層２４への水分、酸素等の浸入を十分に防止でき、所望の色変換性能を長期間にわたって実現することができる。

なお、図４，５は、パッシブマトリクス駆動のボトムエミッション型の有機ＥＬディスプレイの製造方法である。本発明は、このように、ボトムエミッション型の有機ＥＬディスプレイおよびこれに使用する色変換層２４のパターニング方法に限定されない。即ち、本発明はトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイを作製する際にも適用可能である。図６，７に、図４，５に対応するトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイの構成例を示す。

図６，７に示す、本発明の有機ＥＬディスプレイの製造方法により得られた、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ディスプレイは、以下の製造工程を順次行なうことで得られる。

第１に、図１または図３に示す工程に従い、基板１２に、ブラックマトリクス１４、カラーフィルタ層１６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、平坦化層１８、（保護層３０）、凹凸層２０、（凹凸補助層２２）、赤色変換層２４Ｒおよびバリア層２６が形成された色変換フィルタ２８，３２を作製する。

第２に、基板１２とは別個に用意したデバイス基板４４上に、反射電極３８、有機ＥＬ層３６および透明電極３４をこの順に形成したトップエミッション型有機ＥＬ素子を作製する。デバイス基板４４は、透明基板１２と同様の材料に加えて、トップエミッション型であるため、シリコンおよびセラミックなどの不透明な材料とすることができる。この有機ＥＬ素子においては、図６，７に図示しないが、透明電極３４上にバリア層を形成することもできる。なお、このバリア層の材料および形成方法は、バリア層２６と同じものを用いることができる。また、このバリア層は、単層であっても複層であってもよい。

第３に、バリア層２６と透明電極３４（存在する場合には上記バリア層）とが対向するように、色変換フィルタ２８，３２とトップエミッション型有機ＥＬ素子とを貼り合わせることによって、図６，７に示すようなトップエミッション型有機ＥＬディスプレイを得る。反射電極３８、有機ＥＬ層３６、および透明電極３４は、ボトムエミッション型の有機ＥＬディスプレイの製造方法の欄で説明した方法を用いて形成することができる。色変換フィルタ２８，３２とトップエミッション型有機ＥＬ素子との接着は、基板１２，４４の周縁部に設けた接着層４６を用いて行なうことができる。接着層４６は、例えば、ＵＶ硬化接着剤とすることができる。

以上は、パッシブマトリクス駆動の、ボトムエミッション型およびトップエミッション型の有機ＥＬディディスプレイの製造方法であるが、本発明の有機ＥＬディスプレイの製造方法は、パッシブマトリクス駆動ディスプレイに関する方法に限定されない。即ち、本発明の有機ＥＬディスプレイの製造方法は、アクティブマトリクス駆動のディスプレイに関する方法も含む。

アクティブマトリクス駆動の有機ＥＬディスプレイ（トップエミッション型）を形成する手順は、以下のとおりである。即ち、図６，７において、まず、デバイス基板４４上に複数のスイッチング素子を形成するとともに、反射電極３８を発光部の画素またはサブピクセルに対応する複数の部分電極として形成し、対応するスイッチング素子と部分電極とを１対１に接続する。次いで、反射電極３８上に有機ＥＬ層３６を形成し、さらに透明電極３４を一体型の共通電極として形成して、有機ＥＬ素子を得る。最後に、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２８，３２とを接着剤によって貼り合わせることにより、アクティブマトリクス駆動の有機ＥＬディスプレイを得る。

以下に、本発明の実施例を説明し、本発明の効果を実証する。
＜有機ＥＬディスプレイの形成１＞
（実施例１）
図１，４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１，４に示す符号である。
（１）カラーフィルタ層１６、ブラックマトリクス１４の形成
透明基板１２（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１４およびカラーフィルタ層１６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を形成した。各層の膜厚はそれぞれ１μｍとした。

作製したカラーフィルタ層１６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブピクセル寸法は、縦×横が１００μｍ×３０μｍとし、サブピクセル間のギャップは縦方向１０μｍ、横方向５μｍとした。サブピクセル３個（Ｒ，Ｇ，Ｂ）で１画素であり、縦方向に５０画素、横方向に５０画素を配列させた。ここで、横方向とは、図１の紙面左右方向であり、縦方向とは、紙面垂直方向である。

（２）平坦化層１８の形成
カラーフィルタ層１６（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１８を形成した。平坦化層１８の膜厚は２μｍとした。

（３）凹凸層２０の形成
平坦化層１８上に、新日鐵化学製Ｖ２５９ＰＡＰ５を塗布し、凹部の寸法が１００μｍ×３０μｍであって、サブピクセル間のギャップが縦１０μｍ、横７５μｍとなるように、フォトリソグラフ法にてパターニングを行い、凹凸層２０を形成した。凹凸層２０の深さは３μｍとした。

（４）凹凸補助層２２の形成
基板１２の温度を１００℃以下とした状態で、平坦化層１８および凹凸層２０上に、原料ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ_４）、アンモニア（ＮＨ_３）、および窒素（Ｎ_２）を用いるプラズマＣＶＤ法にて、窒化シリコンを形成し、凹凸補助層２２を形成した。凹凸補助層２２の膜厚は１μｍとした。

（５）色変換層２４の形成
凹凸補助層２２上に、抵抗加熱蒸着装置で、Ａｌｑ_３（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２４を作製した。具体的には、Ａｌｑ_３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２４を作製した。この際に、Ａｌｑ_３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２４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Ａｌｑ_３とＤＣＭ−２とのモル比は４９：１であった。

（６）バリア層２６の形成
真空を破ることなく、赤色変換層２４Ｒ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（ＳｉＨ_４）、アンモニア（ＮＨ_３）および窒素（Ｎ_２）を用い、プラズマＣＶＤ法を使用して赤色変換層２４Ｒ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２６を得た。ここで、ＳｉＮ形成時の基板１２の温度は１００℃以下とした。

（７）バリア層２６、凹凸補助層２２、および凹凸層２０の研磨
研磨機の支持定板に研磨パッドを施した上に、発泡ウレタン布を貼り、研磨剤として平均粒径２００ｎｍのアルミナ研磨粒子を分散させたスラリーを用い、研磨パッド上に本研磨剤を５０ｃｃ／分で滴下した。上部の回転板の回転速度を６０ｒｐｐｍとして４分間研磨した。得られた色変換フィルタ２８においては、バリア層２６は、色変換層２４の上部に、かつ凹凸層２０の凹部内に２μｍの厚さで存在した。

（８）有機ＥＬディスプレイの形成
凹凸補助層２２およびバリア層２６の上面に、透明電極３４／有機ＥＬ層３６（正孔輸送層／有機発光層／電子注入輸送層）／反射電極３８を順次形成し、有機ＥＬ素子を形成した。

具体的には、まず、凹凸補助層２２およびバリア層２６の上面に、スパッタ法にてＩＴＯを全面形成した。次いで、ＩＴＯ上にレジスト剤（ＯＦＲＰ−８００：東京応化工業株式会社製）を塗布した後、フォトリソグラフ法にてパターニングを行った。これにより、それぞれの色の発光部（赤色、緑色、および青色）に位置する、幅３０μｍ、ピッチ３５μｍ、膜厚２００ｎｍの縦方向に延在する複数のストライプパターンを配列した透明電極３４を得た。

次に、透明電極３４を形成した積層体を抵抗加熱蒸着装置内に移し、正孔輸送層、有機発光層、および電子注入輸送層を、真空を破らずに順次形成した。これらの層の形成に際して、抵抗加熱蒸着装置の真空槽内圧を１×１０^−４Ｐａまで減圧した。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５０ｎｍ形成した。有機発光層として、Ａｌｑ_３（トリス８−キノリノラトアルミニウム錯体）：ＤＣＪＴＢ（０．５％）を３０ｎｍ形成した。電子注入輸送層として、Ａｌｑ_３（トリス８−キノリノラトアルミニウム錯体）を２０ｎｍ形成した。

さらに、真空を破ることなしに、透明電極３４のラインと直交し、１０μｍのギャップで配列された１００μｍのストライプパターンが得られるマスクを用いて、厚さ２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（１０：１の重量比率）層を反射電極３８として形成し、有機ＥＬディスプレイを得た。

（９）有機ＥＬディスプレイの封止
グローブボックス内の乾燥窒素雰囲気（Ｏ_２濃度およびＨ_２Ｏ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。

（実施例２）
凹凸層２０の深さを２．５μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬディスプレイを得、さらにこれを封止した。

（比較例１）
凹凸層２０の深さを１μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬディスプレイを得、さらにこれを封止した。

（比較例２）
凹凸層２０の深さを２μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬディスプレイを得、さらにこれを封止した。

＜色変換層２４の形成についての評価１＞
色変換層２４が有効に形成されているか否かを、研磨工程後の顕微鏡観察により、色変換層がパターン形成できているかによって評価した。このような方法による、実施例１，２および比較例１，２の評価結果を表１に示す。

表１よれば、本発明の範囲に属する実施例１（凹凸層の深さが色変換層の厚みよりも大きく、かつ、色変換層の上部に位置するバリア層の厚みが２μｍである）、実施例２（凹凸層の深さが色変換層の厚みよりも大きく、かつ、色変換層の上部に位置するバリア層の厚みが１．５μｍである）においては、好適な色変換層の形成が可能であることが実証された。ちなみに、実施例１、２によれば、４０μｍ以下の幅（即ち、ピクセル密度が２００ｐｐｉ以上）のパターンを形成することができた。

これに対し、本発明の範囲を逸脱している、比較例１（凹凸層の深さが色変換層の厚みよりも大きいが、色変換層の上部に位置するバリア層が全くない）においては、好適な色変換層の形成が不可能であることが実証された。また、本発明の範囲を逸脱している、比較例２（凹凸層の深さが色変換層の厚みよりも大きいが、色変換層の上部に位置するバリア層の厚みが１μｍである）においては、好適な色変換層の形成が不可能であることが実証された。各例を具体的にみると、比較例１については、色変換層２４の上面が、凹凸層２０の上面よりも上方にあるため、凹凸補助層２２上の色変換層を研磨し、さらに凹凸補助層２２を研磨する際に、凹凸層２０からせり出した色変換層２４の存在自身により、色変換層２４に不所望な圧力がかかり、色変換層２４が損傷したことが原因であると考えられる。比較例２については、色変換層２４の上面が、凹凸層２０の上面よりも下方にあるものの、色変換層２４の上方に十分な厚み（１μｍを超える）のバリア層２６が形成されていないため、研磨時に研磨剤が色変換層２４に浸透したことが原因であると考えられる。

＜有機ＥＬディスプレイの形成２＞
（実施例３）
図３，５に示す各工程に従い、実施例３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３，５に示す符号である。また、実施例３においては、保護層３０を形成した点、実施例１における凹凸補助層２２を形成しなかった点、および凹凸層２０とバリア層２６とをともに同一材料から形成した点以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬディスプレイを得、さらにこれを封止した。

本例における保護層３０の形成は、以下のようにして行なった。即ち、まず、平坦化層１８上に、スパッタ法にて、ＩＴＯを全面形成した。次いで、ＩＴＯ上にレジスト剤（ＯＦＲＰ−８００：東京応化工業株式会社製）を塗布した後、フォトリソグラフ法にてパターニングを行い、（図３，５では保護層３０は平坦化層１８全面に形成されているが）画素部のみに保護層３０を形成した。

また、本例においては、凹凸補助層２２を形成しなかったことから、色変換層２４は、保護層３０および凹凸層２０上に形成した。この形成態様は、実施例１における態様と同じでとした。

さらに、本例においては、凹凸層２０をバリア層２６と同じ窒化シリコン（ＳｉＮ）から形成した。本例における凹凸層２０形成寸法は、実施例１の凹凸層２０の形成寸法と同じであり、それ以外の形成態様は、実施例１のバリア層２６の形成態様と同じである。

このようにして形成した実施例３の有機ＥＬディスプレイにおいては、バリア層２６は、色変換層２４の上部に、かつ凹凸層２０の凹部内に２μｍの厚さで存在した。

（実施例４）
凹凸層２０の深さを２．５μｍとしたこと以外は、実施例３と同様にして有機ＥＬディスプレイを得、さらにこれを封止した。

（比較例３）
凹凸層２０の深さを１μｍとしたこと以外は、実施例３と同様にして有機ＥＬディスプレイを得、さらにこれを封止した。

（比較例４）
凹凸層２０の深さを２μｍとしたこと以外は、実施例３と同様にして有機ＥＬディスプレイを得、さらにこれを封止した。

＜色変換層２４の形成についての評価２＞
色変換層２４が有効に形成されているか否かを、実施例１の欄で述べた方法と同様にして評価した。このような方法による、実施例３、４および比較例３、４の評価結果を表２に示す。

表２によれば、本発明の範囲に属する実施例３（凹凸層の深さが色変換層の厚みよりも大きくし、かつ、色変換層の上部に位置するバリア層の厚みが２μｍである）、実施例４（凹凸層の深さが色変換層の厚みよりも大きく、かつ、色変換層の上部に位置するバリア層の厚みが１．５μｍである）においては、好適な色変換層の形成が可能であることが実証された。ちなみに、実施例３、４によれば、４０μｍ以下の幅（即ち、ピクセル密度が２００ｐｐｉ以上）のパターンを形成することができた。

これに対し、本発明の範囲を逸脱している、比較例３（凹凸層の深さが色変換層の厚みよりも大きいが、色変換層の上部に位置するバリア層の厚みが０μｍである）においては、好適な色変換層の形成が不可能であることが実証された。比較例４（凹凸層の深さが色変換層の厚みよりも大きいが、色変換層の上部に位置するバリア層の厚みが１μｍである）においては、好適な色変換層の形成が不可能であることが実証された。具体的にみると、比較例３、４については、色変換層２４の上面が、凹凸層２０の上面よりも下方にあるものの、色変換層２４の上方に十分な厚み（１μｍを超える）のバリア層２６が形成されていないため、研磨時に研磨剤が色変換層２４に浸透したことが原因であると考えられる。

本発明によれば、色変換層の製造方法に着眼し、特に、１５０ｐｐｉを超える高精細度のパターン形成が可能な、色変換層のパターニング方法を提供することができる。従って、本発明は、近年、益々高精細度な表示装置の開発が要請されている各種ディスプレイの製造に適用可能な点で有望である。

本発明の色変換層のパターニング方法の一例における各工程を順次示す、積層体の断面模式図であり、（ａ）は色変換層を形成するための下地層群の準備工程を示し、（ｂ）は平坦化層上に凹凸層を形成する工程を示し、（ｃ）は平坦化層および凹凸層上に凹凸補助層を形成する工程を示し、（ｄ）は凹凸補助層上に色変換層を形成する工程を示し、（ｅ）は色変換層上にバリア層を形成し、色変換層および凹凸補助層の露出部を覆う工程を示し、（ｆ）は（ｅ）で示す積層体をその上層から研磨し、平坦化を図る工程を示す。 平坦化層上に、凸部に逆テーパーを付した形状の凹凸層を形成した例を示す、積層体の断面模式図である。 本発明の色変換層のパターニング方法の一例における各工程を順次示す、積層体の断面模式図であり、（ａ）は基板にブラックマトリクス、カラーフィルタ層および平坦化層を形成する工程を示し、（ｂ）は保護層を形成する工程を示し、（ｃ）および（ｄ）は凹凸層の形成およびパターニングを順次行う工程を示し、（ｅ）は色変換層を形成する工程を示し、（ｆ）はバリア層を形成する工程を示し、（ｇ）は（ｆ）で得られた得た積層体に研磨を施す工程を示す。 図１に示す色変換層のパターニング方法により得られた色変換層フィルタ上に、有機ＥＬ素子を形成して得られた有機ＥＬディスプレイを示す積層体の断面模式図である。 図３に示す色変換層のパターニング方法により得られた色変換層フィルタ上に、有機ＥＬ素子を形成して得られた有機ＥＬディスプレイを示す積層体の断面模式図である。 図４に対応するトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイの構成例を示す積層体の断面模式図である。 図５に対応するトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイの構成例を示す積層体の断面模式図である。

符号の説明

１２ 基板
１４ ブラックマトリクス
１６ カラーフィルタ
１８ 平坦化層
２０ 凹凸層
２２ 凹凸補助層
２４ 色変換層
２６ バリア層
２８，３２ 色変換フィルタ
３０ 保護層
３４ 透明電極
３６ 有機ＥＬ層
３８ 反射電極
４０，４２ 有機ＥＬディスプレイ
４４ デバイス基板
４６ 接着層

Claims (9)

1. 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）下地層上に凹凸層を形成する工程、
   （２）前記凹凸層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程、
   （３）前記色変換層上にバリア層を形成する工程、および
   （４）前記凹凸層の表面と前記バリア層の表面とを平坦化する工程
   を含み、
   前記色変換層の上部に位置するバリア層の厚みを、１μｍを超えるものとすることを特徴とする色変換層のパターニング方法。
2. 前記凹凸層の深さを、前記色変換層の厚みよりも大きくす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。
3. 前記凹凸層の表面と前記バリア層の表面との平坦化を、研磨により行なうことを特徴とする、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。
4. 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）下地層上に凹凸層を形成する工程、
   （２）前記下地層および前記凹凸層上に、凹凸補助層を形成する工程、
   （３）前記凹凸補助層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程、
   （４）前記色変換層上にバリア層を形成する工程、および
   （５）前記凹凸補助層の表面と前記バリア層の表面とを平坦化する工程
   を含み、
   前記色変換層の上部に位置するバリア層の厚みを、１μｍを超えるものとすることを特徴とする色変換層のパターニング方法。
5. 前記凹凸層の深さを、前記色変換層の厚みよりも大きくすることを特徴とする、請求項４に記載の色変換層のパターニング方法。
6. 前記凹凸層の上面を、前記色変換層の上面よりも上方に位置させることを特徴とする、請求項４または５に記載の色変換層のパターニング方法。
7. 前記凹凸補助層の表面と前記バリア層の表面との平坦化を、研磨により行なうことを特徴とする、請求項は４〜６のいずれかに記載の色変換層のパターニング方法。
8. 前記平坦化層と前記凹凸層との間に、保護層を形成することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の色変換層のパターニング方法。
9. （ｉ）基板上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）前記平坦化層上に、請求項１〜８のいずれかに記載の色変換層のパターニング方法により、色変換層を形成する工程、および
   （ｉｖ）前記色変換層の上方に、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。

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