JP2010097192A - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタおよび有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、透明基板と、上記透明基板上の表示領域に形成された着色層と、上記透明基板上の非表示領域に上記表示領域を囲うように形成された隔壁とを有する有機EL表示装置用カラーフィルタであって、上記隔壁は、上記有機EL表示装置用カラーフィルタに有機EL素子を有する有機EL素子側基板を対向させて貼り合わせた際に、上記有機EL表示装置用カラーフィルタおよび上記有機EL素子側基板の間の気密性を保持できる高さに形成され、かつ、ガスバリア性を有することを特徴とする有機EL表示装置用カラーフィルタを提供することにより、上記目的を達成する。
【選択図】図1
Description
そこで、上記技術と組み合わせることにより、より簡便に、かつ、完全に有機EL素子内への大気中の水分、酸素等の侵入を防止する技術が望まれていた。
本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上の表示領域に形成された着色層と、上記透明基板上の非表示領域に上記表示領域を囲うように形成された隔壁とを有する有機EL表示装置用カラーフィルタであって、上記隔壁は、上記有機EL表示装置用カラーフィルタに有機EL素子を有する有機EL素子側基板を対向させて貼り合わせた際に、上記有機EL表示装置用カラーフィルタおよび上記有機EL素子側基板の間の気密性を保持できる高さに形成され、かつ、ガスバリア性を有することを特徴とするものである。
図1は、本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタの一例を示した模式図である。図1(a)は、図1(b)のA−A線断面図である。
図1(a)に示すように、本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタ1は、透明基板2と、透明基板2上の表示領域aに形成された着色層3(図1中では3R、3G、3B)と、透明基板2上の非表示領域bに形成された隔壁4とを有するものである。隔壁4は、ガスバリア性を有するものであり、例えば台座部4cと、台座部4cを覆うようにして形成されたガスバリア性を有する無機材料からなるバリア膜4dとから形成される。また、隔壁4の高さは、有機EL表示装置用カラーフィルタに有機EL素子を有する有機EL素子側基板を対向させて貼り合わせた際に気密性を有するような高さである必要がある。
以下、本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタの各構成について説明する。
本発明に用いられる隔壁は、透明基板上の非表示領域に表示領域を囲うように形成されるものであり、本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタに有機EL素子を有する有機EL素子側基板を対向させて貼り合わせた際に、気密性を有する高さに形成され、かつ、ガスバリア性を有するものである。
本発明においては、図2に例示するように、隔壁4が、ガスバリア性を有する材料のみを用いて、台座部とバリア膜とが一体で形成される実施態様(以下、第1実施態様とする。)と、図1(a)に例示されるように、隔壁4が、台座部4cと、上記台座部4cを覆うようにして形成されるガスバリア性を有する材料からなるバリア膜4dとから形成される実施態様(以下、第2実施態様とする。)と、が考えられる。
ここで、図2において説明していない符号については、図1と同様であるため、ここでの記載は省略する。
以下、それぞれの実施態様について説明する。
本実施態様の隔壁は、ガスバリア性を有する材料のみを用いて台座部とバリア膜とが一体で形成されるものである。
上記隔壁の高さと基板間距離との差(隔壁の高さ−基板間距離)としては、0μm〜10μmの範囲内が好ましく、中でも0μm〜8μmの範囲内、特に0μm〜5μmの範囲内であることが好ましい。
また、上記隔壁の高さとしては、用いられる有機EL表示装置用カラーフィルタの種類によって適宜調整されるものであるが、1μm〜15μmの範囲内が好ましく、中でも3μm〜10μmの範囲内、特に5μm〜8μmの範囲内であることが好ましい。上記範囲に満たない場合、有機EL表示装置用カラーフィルタおよび有機EL素子側基板の間の気密性を保つことが困難であるからであり、上記範囲を超える場合、圧力をかけても基板間距離より大きくなってしまうからである。
ここで、図3において、説明していない符号については図1と同様であるため、ここでの説明は省略する。
上記隔壁が複数形成される場合、2個〜10個の範囲内が好ましく、中でも2個であることが好ましい。上記範囲を超える場合、表示領域に隔壁が形成されてしまう恐れがあるからである。ここで、図4(a)において説明していない符号については、図1と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本実施態様の隔壁は、台座部と、上記台座部を覆うように形成されたガスバリア性を有する無機材料からなるバリア膜とから形成されることを特徴とするものである。本実施態様の隔壁は、台座部をバリア膜により覆うことで、より高いガスバリア性を有することができる。
以下、台座部および隔壁についてそれぞれ説明する。
本実施態様に用いられる台座部は、透明基板上に形成されるものである。
ガスバリア性を有する材料としては、有機材料としては、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリアクリルニトリル、ポリイミド、ポリアミド、ポリ塩化ビニルなどが用いられる。また、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などの有機材料に無機材料であるシリカなどを含有させた有機無機ハイブリッド樹脂も好適に用いられる。
この場合の台座部の形成方法の一例を以下に説明する。まず、赤色着色層を形成する赤色着色層形成用塗工液を用いて、表示領域の所定の位置に赤色着色層3Rを、台座部を形成する非表示領域の所定の位置に台座部形成用層4’Rをそれぞれ形成する。次に、緑色着色層を形成する緑色着色層形成用塗工液を用いて、表示領域の所定の位置に緑色着色層3Gを、台座部形成用層4’R上に積層するように台座部形成用層4’Gをそれぞれ形成する。次に、青色着色層を形成する青色着色層形成用塗工液を用いて、表示領域の所定の位置に青色着色層3Bを、台座部形成用層4’G上に積層するように台座部形成用層4’Bをそれぞれ形成する。このように、着色層形成用塗工液を用いて着色層を形成する際に、同時に台座部の形成位置に台座部形成用層を積層させることにより台座部4cを形成する。着色層を積層させることによって、隔壁の形成工程を簡略化でき、コストを下げることができる。
このとき、台座部形成用層の積層数としては、1層〜4層の範囲内、中でも2層〜4層の範囲内、特に2層〜3層の範囲内が好ましい。上記範囲に満たない場合、台座部を所望する高さに形成するのは困難であるからであり、上記範囲を超える場合、台座部形成用層を積層させる工程が煩雑になるからである。
ここで、図5において説明していない符号については図1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
台座部と着色層被覆膜第1層とが一体で形成されている場合、台座部に用いられる材料としては、台座部と着色層被覆膜第1層とを一体で形成することが可能であり、かつ、透明性およびガスバリア性を有するものであれば特に限定されるものではない。このような材料としては、上述のガスバリア性を有する材料を用いることができる。
また、台座部と着色層被覆膜第1層とを一体で形成する場合、台座部および着色層被覆膜第1層の形成方法としては、例えば、階調マスクを用いたフォトリグラフィー法が挙げられる。
本実施態様の隔壁に用いられるバリア膜は、上記台座部を覆うように形成され、ガスバリア性を有する無機材料からなるものである。
この場合、例えば、着色層および台座部が形成された透明基板上の全面に金属膜を形成した後、金属膜上にレジストを塗布し、レジストのパターン露光および現像、ならびに金属膜のエッチングを行うことで、同一材料からなるバリア膜および遮光部を同時に形成することができる。また、例えば、台座部が形成された透明基板上の全面に金属膜を形成した後、金属膜上にレジストを塗布し、レジストのパターン露光および現像、ならびに金属膜のエッチングを行うことで、同一材料からなるバリア膜および遮光部を同時に形成することができる。後者の場合、バリア膜および遮光部の形成後に、着色層が形成される。
ここで、図7において説明していない符号については図1と同様であるので、ここでの説明は省略する。
バリア膜が着色層被覆膜または着色層被覆膜第2層と一体で形成されている場合、バリア膜の膜厚は、バリア膜がガスバリア性および透明性を有するように、上述の範囲内で材料の種類に応じて適宜選択される。一方、バリア膜が遮光部の材料と同一の材料からなる場合、バリア膜の膜厚は、バリア膜がガスバリア性および遮光性を有するように、上述の範囲内で材料の種類に応じて適宜選択される。
本実施態様の隔壁は、上述した台座部およびバリア膜からなるものである。
また、本実施態様の隔壁としては、図6(b)に示すように、着色層3上全面を覆う着色層被覆膜5と、台座部4cおよびバリア膜4dからなる隔壁4とが一体で形成されたものであってもよい。この場合の着色層被覆膜5は、着色層3上全面に形成され台座部4cと同じ材料からなる着色層被覆膜第1層5aと、着色層被覆膜第1層5a上全面に形成されバリア膜4dと同じ材料からなる着色層被覆膜第2層5bとから構成されるものであり、着色層被覆膜第1層5aおよび台座部4cが一体で形成され、着色層被覆膜第2層5bおよびバリア膜4dが一体で形成されるものである。台座部と着色層被覆膜第1層とを同時に形成し、かつ、バリア膜と着色層被覆膜第2層とを同時に形成することができるため、製造工程を簡略化することができる。
ここで、図6において説明していない符号については、図1と同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
本発明に用いられる透明基板は、上記隔壁を形成可能であり、可視光に対して透明な透明基板であれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板と同様のものとすることができる。
本発明に用いられる着色層は、上記透明基板上の表示領域に形成されるものである。
本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタは、上述した隔壁、透明基板、着色層以外にも適宜必要な部材を有することができる。例えば、表示領域の画素を画定する遮光部や、着色層を被覆して着色層からの脱ガスを防ぐ着色層被覆膜等が挙げられる。
本発明に用いられる着色層被覆膜は、着色層からの脱ガスにより有機EL素子が劣化するのを防ぐために着色層全面に形成されるものであり、ガスバリア性を有するものである。
本発明に用いられる遮光部は、表示領域の画素を画定するものである。
このような遮光部の材料、形状、および形成方法としては、一般的な有機EL表示装置用カラーフィルタに用いられるものと同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタの製造方法としては、上述したような有機EL表示装置用カラーフィルタを製造することができる方法であれば、特に限定されるものではない。以下に具体例を示す。
この場合、隔壁のバリア膜および着色層被覆膜の厚みは、ほぼ同じとなる。
また、この場合、着色層の形成後に、隔壁の台座部を形成することが好ましい。着色層形成用塗工液を塗布する際に、隔壁の台座部によって塗布ムラが生じるのを抑制することができるからである。
この場合、金属膜の形成前に、着色層上に着色層被覆膜を形成することが好ましい。着色層上に着色層被覆膜が形成されていることで、遮光部の形成時、特に金属膜のエッチング時に着色層を保護することができる。
また、この場合、着色層および着色層被覆膜の形成後に、隔壁の台座部を形成することが好ましい。着色層形成用塗工液を塗布する際に、隔壁の台座部によって塗布ムラが生じるのを抑制することができるからである。
この場合、隔壁の台座部の形成後に着色層を形成することから、着色層形成用塗工液の塗布方法としては、上述したように、ダイコート法、インクジェット法、ドライフィルム転写法を用いることが好ましい。
本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタは、有機EL素子を有する有機EL素子側基板と対向させて貼り合わせを行う際に、有機EL表示装置用カラーフィルタ、および有機EL素子側基板の間の気密性を保つことができるものである。これにより、有機EL層の水分、酸素等による劣化を防ぎ、経時安定性に優れた有機EL表示基板を提供することができる。
このような有機EL表示装置用カラーフィルタと対向させる有機EL素子側基板について以下に説明する。
本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタと対向させる有機EL素子側基板は、基板と、有機EL素子とを少なくとも有するものであり、通常、絶縁層を有するものである。
以下、有機EL素子側基板の各構成について説明する。
本発明に用いられる基板としては、後述する有機EL素子等を支持することができるものであれば良く、有機EL表示装置に一般的に用いられるものを使用することができる。
なお、本発明においては、上記有機EL表示装置用カラーフィルタ側から光が取り出されるものであるため、上記基板としては、透明であっても、不透明であっても良い。
本発明における有機EL素子は、背面電極層および透明電極層と、上記両電極層により挟まれ、発光層を少なくとも含む有機EL層とを含むものである。
本発明に用いられる有機EL層は、少なくとも発光層を含む1層もしくは複数層の有機層から構成されるものであり、通常、正孔注入層や電子注入層といった電荷注入層や、発光層に正孔を輸送する正孔輸送層、発光層に電子を輸送する電子輸送層といった電荷輸送層を有するものとすることができる。
本発明における透明電極層は、透明電極層と背面電極層との間に挟まれた有機EL層に電圧をかけ、発光層で発光を起こさせるために設けられるものである。また、発光層で発生した光を、上記有機EL表示装置用カラーフィルタ側に透過させるものである。したがって、上記有機EL層と、上記有機EL表示装置用カラーフィルタとの間に配置されるものである。
また、本発明における背面電極層は、上記有機EL層と、上記基板との間に配置されたものである。背面電極層は、有機EL層を発光させるための他方の電極をなすものであり、上記透明電極層と反対の電荷をもつ電極である。
本発明における絶縁層は、透明電極層と背面電極層とが直接接触することを防ぐために形成されるものである。
このような絶縁層としては、有機EL表示装置に一般的に用いられるものを使用することができるため、ここでの説明は省略する。
次に本発明の有機EL表示装置について説明する。
本発明の有機EL表示装置は、上述した有機EL表示装置用カラーフィルタを用いることを特徴とするものである。
なお、図14においては、上記有機EL素子26が、背面電極層23、有機EL層24、および透明電極層25を含むものであり、上記有機EL素子側基板20が、上記背面電極層23の開口部に形成された絶縁層27を有するものである。
有機EL表示装置用カラーフィルタ、および有機EL素子側基板については、「A.有機EL表示装置用カラーフィルタ」の項で説明したので、ここでの記載は省略する。
以下、乾燥剤層、およびシール剤について説明する。
本発明に用いられる乾燥剤層は、一般的な有機EL表示装置に用いられる乾燥剤層と同様である。また、本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタの画素部形成側表面、すなわち、着色層もしくは着色層被覆膜と接するように配置されるものである。
本発明においては、なかでも、上記乾燥剤層形成用樹脂組成物であることが好ましい。蒸着装置等の高価な装置が不要であり、低コストなものとすることができるからである。
また、図16に例示するように、上記乾燥剤層28が、本発明の有機EL素子用カラーフィルタ1の着色層3上に積層され、上記有機EL素子26と接触しないように形成されるものであっても良い。
本発明においては、なかでも、乾燥剤層が、上記有機EL素子と上記有機EL表示装置用カラーフィルタとの間を満たすように形成されるものであることが好ましい。上記有機EL素子と上記有機EL表示装置用カラーフィルタとの間が、均一な物質で満たされることになることにより、上記有機EL素子から生じた光が光散乱等することを抑制することができる。したがって、発光効率に優れたものとすることができるからである。
なお、図15〜16中の符号は、図14と同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
また、上記乾燥剤層が、上記有機EL素子用カラーフィルタの着色層もしくは着色層被覆膜上に積層するように形成されるものである場合には、上記着色層もしくは着色層被覆膜上に、上記アルカリ金属またはアルカリ土類金属を蒸着法により製膜し、次いで、製膜されたアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を酸化する方法を用いることができる。
本発明に用いられるシール剤は、上記カラーフィルタおよび有機EL素子側基板の周縁部に形成され、上記有機EL素子を封止するものである。
本発明の有機EL表示装置は、上記有機EL表示装置用カラーフィルタ、および上記有機EL素子側基板を少なくとも有するものであり、通常はこれらに加えてシール剤、および乾燥剤層を有するものであるが、さらに必要に応じてその他の構成を有するものであっても良い。
このようなその他の構成としては、例えば、上記発光層から発せられる光を吸収し、可視光領域蛍光を発する色変換層を挙げることができる。
以下、色変換層について説明する。
本発明に用いられる色変換層は、発光層からの光を吸収し、可視光領域蛍光を発光する蛍光材料を含有する層であり、発光層からの光を青色、赤色、または緑色とするものである。
色変換層の構成は、適用する有機EL表示装置の発光層に応じて適宜選択されるものである。例えば青色発光層の場合、色変換層は、赤色の蛍光を発光する赤色変換パターン、緑色の蛍光を発光する緑色変換パターン、および青色発光層からの光をそのまま透過する透過パターンを有する。
蛍光色素は、発光層から発せられる近紫外領域または可視領域の光、特に青色または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ものである。上記発光層が青色発光層である場合は、蛍光色素としては、例えば赤色領域の蛍光を発する蛍光色素および緑色領域の蛍光を発する蛍光色素が用いられる。
1.遮光部の形成
透明基板として、大きさが300mm×400mm、厚みが0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この透明基板を定法にしたがって洗浄した後、ネガ型感光性ブラックレジスト(東京応化工業(株)製 CFPR DN−83)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像、熱処理して格子状の遮光部を形成した。
次に、下記組成の赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
・赤顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B)
4.8重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.2重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
・青顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 6.0重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース5000) 0.6重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
・緑顔料(アビシア社製 モナストラルグリーン9Y−C) 4.2重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.8重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907)
1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
ここで、上記重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレン換算値として求めたものである。
青色着色層および緑色着色層も同様に形成した。
次に、上記の着色層を形成したガラス基板上に、下記の透明樹脂組成物をスピンコート法により塗布した。
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体 32重量部
・エピコート180S70(ジャパンエポキシレジン(株)製) 18重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート 42重量部
・開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製イルガキュア907) 8重量部
・3−メトキシブチルアセテート(メトアセと記す) 300重量部
次に、上記の隔壁用台座部を形成したガラス基板上に酸化ケイ素膜を下記の条件でスパッタリング法にて成膜した。バリア膜の膜厚は1500Åとした。
<成膜条件>
・ガス流量比 Ar:O2=1:0.5
・パワー:1.5kW
・ガス圧:3mTorr
上記のようにして隔壁付きカラーフィルタを作製した。形成した隔壁の高さは、ガラス基板表面から隔壁の頂部までの高さで7.5μmであった。
(TFT基板の作製)
基板として、大きさが300mm×400mm、厚みが0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがってTFT基板を作製した。
TFT基板上に、DCスパッタリング法により膜厚0.4μmのクロム膜を形成し、さらに連続してスパッタリング法により膜厚150nmのITO膜を形成した。次に、このITO膜上の全面に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、ITO膜のエッチングを行って、透明電極層を形成した。その後、クロム膜をパターニングするために、ITO膜およびクロム膜の上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、クロム膜のエッチングを行って、補助電極を形成した。
ポリイミド系樹脂(東レ社製、DL1602)を用いて絶縁層形成用塗工液を調製した。この絶縁層形成用塗工液をスピンコート法により背面電極層上に塗布した後、プリベーク(100℃、5分間)を行って、厚み1μmの樹脂膜を形成した。次に、マスク露光、現像、ポストベーク(200℃、30分間)を行って、絶縁層を形成した。
有機EL素子用隔壁形成用塗工液(日本ゼオン社製、フォトレジスト、ZPN2646)をスピンコート法により絶縁層上に塗布し、プリベーク(100℃、3分間)を行った。その後、所定のフォトマスクを用いて露光し、逆テーパー形成を安定させるためのベーク(100℃、3分間)を行い、現像液(日本ゼオン社製、ZTMA−100)にて現像を行い、ポストベーク(200℃、30分間)を行った。これにより、絶縁層上に隔壁を形成した。この有機EL素子用隔壁は、高さ4μm、下部(絶縁層側)の幅15μm、上部の幅20μmで逆テーパーの形状を有するものであった。
次いで、上記有機EL素子用隔壁をマスクとして、真空蒸着法により正孔注入層、白色発光層、電子注入層からなる有機EL層を形成した。
まず、4,4´,4´´−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミンを、表示領域に相当する開口部を備えたマスクを介して200nmまで蒸着して成膜し、その後、4,4´−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニルを20nm厚まで蒸着して成膜することによって、隔壁がマスクとなり、隔壁間のみに正孔注入層の形成材料を通過させて、透明電極層上に正孔注入層を形成した。
同様にして、4,4´−ビス(2,2´−ジフェニルビニル)ビフェニルを40nm厚まで蒸着して成膜した。このとき、同時にルブレン(アルドリッチ(株)製)を少量含有させた。これにより白色発光層を形成した。
その後、トリス(8−キノリノール)アルミニウムを20nm厚まで蒸着して成膜することにより電子注入層を形成した。
次に、表示領域よりも広い所定の開口部を備えたマスクを介して、真空蒸着法によりマグネシウムと銀とを同時に蒸着(マグネシウムの蒸着速度=1.3nm/秒〜1.4nm/秒、銀の蒸着速度=0.1nm/秒)して成膜した。これにより、隔壁がマスクとなって、マグネシウム/銀化合物からなる厚み200nmの対向電極層を有機EL層上に形成した。
(有機EL表示装置の形成)
次に、窒素が充填されたグローブボックスにて予め作製したカラーフィルタにより封止を行い、有機EL表示装置を得た。
(対向基板の作製)
基板として、大きさが300mm×400mm、厚みが0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この基板上に真空蒸着法にて蒸着させたい部分以外をメタルマスクにてマスキングし、金属カルシウムを蒸着した。金属カルシウム層の膜厚は1500Åとした。次いで、金属カルシウム層が形成された基板全面にアルミニウム層を蒸着により形成した。アルミニウム層の膜厚は1000Åとした。
次に、窒素が充填されたグローブボックスにて予め作製したカラーフィルタにより封止を行い、評価用セルを得た。
透明基板上に遮光部を覆うように赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色着色層用のフォトマスクを介して、露光、現像して、赤色着色層を形成した。その際に隔壁用台座部も同時に形成した。青色着色層および緑色着色層も同様に形成した。形成した隔壁の高さは、ガラス基板表面から隔壁の頂部までの高さで7.5μmであった。
それ以外は実施例1と同様にカラーフィルタ、有機EL表示装置および評価用セルを形成した。
実施例1と同様にして作製した、遮光部および着色層が形成された透明基板上に、下記の隔壁形成用組成物を用いて隔壁を形成した。
<隔壁形成用組成物>
・コンポセランAC(荒川化学工業(株)製アクリル−シリカハイブリッド樹脂)
42重量部
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体 15重量部
・エピコート180S70(ジャパンエポキシレジン(株)製) 13重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート 22重量部
・開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製イルガキュア907) 8重量部
・3−メトキシブチルアセテート(メトアセと記す) 300重量部
形成した隔壁の高さは、ガラス基板表面から隔壁の頂部までの高さで7.3μmであった。
それ以外は実施例1と同様にカラーフィルタ、有機EL表示装置および評価用セルを作製した。
実施例1と同様にして作製した、遮光部および着色層が形成された透明基板上に、実施例1に記載の透明樹脂組成物をスピンコートにて塗布した。次に、1×10−2Torr程度の真空度で減圧乾燥した後、90℃でプリベークした後、透明樹脂組成物の塗布膜から100μmの距離に所定のフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより2.0kWの超高圧水銀ランプを用い、所定の位置に露光した。この際、フォトマスクとして、マスク透過部が隔壁用台座部の形成部位、マスク半透過部が着色被覆膜の形成部位となるように作製したハーフトーンマスクを使用した。次いで、0.05%水酸化カリウム水溶液(液温23℃)中に1分間浸漬してアルカリ現像し、塗布膜の未硬化部分のみを除去して隔壁用台座部および着色層被覆膜を同時に形成した。
次に、実施例1に記載の方法で、バリア膜を隔壁用台座部上および着色被覆膜上に形成した。
形成した隔壁の高さは、ガラス基板表面から隔壁の頂部までの高さで7.3μmであった。
それ以外は実施例1と同様にカラーフィルタ、有機EL表示装置および評価用セルを作製した。
1.カラーフィルタの作製
(隔壁用台座部の形成)
ガラス基板上に、実施例1記載の透明樹脂組成物をスピンコート法により塗布した。次に、1×10−2Torr程度の真空度で減圧乾燥した後、90℃でプリベークした後、透明樹脂組成物の塗布膜から100μmの距離に所定のフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより2.0kWの超高圧水銀ランプを用い、所定の位置に露光した。次いで、0.05%水酸化カリウム水溶液(液温23℃)中に1分間浸漬してアルカリ現像し、塗布膜の未硬化部分のみを除去して隔壁用台座部を形成した。
次に、上記の隔壁用台座部を形成したガラス基板上にクロム系膜をスパッタリング法にて成膜した。クロム系膜は、酸化クロム膜(厚み:400Å)、窒化クロム膜(厚み:450Å)、およびクロム膜(厚み:1150Å)の積層膜であり、クロム系膜の合計膜厚は2000Åとした。次いで、クロム系膜上に、ロームアンドハース社製フォトレジストSC500をスピンコート法にて塗布し、減圧乾燥、プリベークした後、所定のマスクにて露光、現像し、所定のパターンを形成した。次いで、そのレジストパターンをマスクとして、過塩素酸と硝酸第2セリウムアンモニウムとを主成分とするエッチング液(ザ・インクテック株式会社製:商品名「MR−ES」)にてクロム系膜をエッチングし、その後、強アルカリ水溶液でレジストパターンを剥離した。得られた隔壁用バリア膜および遮光膜のOD(光学濃度)は4.4であった。また、形成した隔壁の高さは、ガラス基板表面から隔壁の頂部までの高さで7.5μmであった。
次に、隔壁および遮光部が形成されたガラス基板上に、実施例1に記載の着色層用ネガ型感光性樹脂組成物をダイコート法により塗布し、着色層用のフォトマスクを介して、露光、現像して着色層を形成した。
実施例1と同様に有機EL表示装置および評価用セルを作製した。
カラーフィルタ上に隔壁を形成しなかった以外は実施例1と同様にカラーフィルタ、有機EL装置および評価用セルを形成した。
上記にて作製した有機EL装置を発光させ、200時間経時時間経過後の有機EL層の画素収縮およびダークスポット発生を顕微鏡にて目視評価し、画素収縮およびダークスポットがそれぞれ発生したものを×、発生しなかったものを○とした。結果を表1に記す。
また、水蒸気透過性評価用セルを恒温恒湿オーブン中で60℃、湿度90%の条件下で200時間暴露した後、カルシウムの状態を観察した。金属カルシウムは水蒸気と反応し水酸化カルシウムになった部分のみ変色する。レーザー顕微鏡にて試験前後の画像を撮影し、画像処理にて変色した部分の面積を計測した。変色面積と変色したカルシウム層膜厚から変色部分中の水分重量を算出し、隔壁面積と試験時間から水蒸気透過量(g/m2/day)を算出した。結果を表1に記す。
また、実施例1〜5のようにカラーフィルタに隔壁を設けたものは、比較例のようにカラーフィルタに隔壁を設けないものより、水蒸気透過量が低かった。
2、 … 透明基板
3、3R、3G、3B … 着色層
4 … 隔壁
4c … 台座部
4d … バリア膜
4’R、4’G、4’B … 台座部形成用層
5 … 着色層被覆膜
7 … 遮光部
20 … 有機EL素子側基板
22 … 基板
23 … 背面電極層
24 … 有機EL層
25 … 透明電極層
26 … 有機EL素子
27 … 絶縁層
28 … 乾燥剤層
29 … シール剤
30 … 有機EL表示装置
Claims (8)
- 透明基板と、前記透明基板上の表示領域に形成された着色層と、前記透明基板上の非表示領域に前記表示領域を囲うように形成された隔壁とを有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタであって、
前記隔壁は、前記有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタに有機エレクトロルミネッセンス素子を有する有機エレクトロルミネッセンス素子側基板を対向させて貼り合わせた際に、前記有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタおよび前記有機エレクトロルミネッセンス素子側基板の間の気密性を保持できる高さに形成され、かつ、ガスバリア性を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタ。 - 前記隔壁が、台座部と、前記台座部を覆うように形成されたガスバリア性を有する無機材料からなるバリア膜とから形成されることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタ。
- 前記台座部が、前記着色層の材料と同一の材料からなることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタ。
- 前記着色層上全面に着色層を覆う着色層被覆膜を有し、前記着色層被覆膜が前記バリア膜と一体で形成されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタ。
- 前記透明基板上に前記表示領域の画素を画定する遮光部が形成されており、前記バリア膜が前記遮光部の材料と同一の材料からなることを特徴とする請求項2から請求項4までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタ。
- 前記着色層上全面に着色層を覆う着色層被覆膜を有し、前記着色層被覆膜が前記隔壁と一体で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタ。
- 前記隔壁が、前記透明基板の非表示領域に複数形成されていることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタ。
- 請求項1から請求項7までのいずれかの請求項に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタを用いることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
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