JP2010225362A - 有機ｅｌ用隔壁形成体及び有機ｅｌ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物、並びに有機ｅｌ用カラーフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】有機ＥＬディスプレイの端部からの水分の浸入を防止するのに適した形状の有機ＥＬ用隔壁形成体及び有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物、並びに有機ＥＬ用カラーフィルタを提供する。
【解決手段】有機ＥＬ用隔壁形成体７の上部の幅が下部の幅よりも小さいこと。接しないよう隣接して複数が形成されていること。重合性モノマー、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤を含有し、重合性モノマーとアルカリ可溶性樹脂の混合比を１：ＸとしたときにＸが０．８以上１．２、かつ重合性モノマーの平均分子量が５００以上９００以下である隔壁形成体用感光性樹脂組成物。有機ＥＬ用隔壁形成体をカラー画素層１２の外周部に形成したこと。上記樹脂組成物を用いたこと。
【選択図】図２
【解決手段】有機ＥＬ用隔壁形成体７の上部の幅が下部の幅よりも小さいこと。接しないよう隣接して複数が形成されていること。重合性モノマー、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤を含有し、重合性モノマーとアルカリ可溶性樹脂の混合比を１：ＸとしたときにＸが０．８以上１．２、かつ重合性モノマーの平均分子量が５００以上９００以下である隔壁形成体用感光性樹脂組成物。有機ＥＬ用隔壁形成体をカラー画素層１２の外周部に形成したこと。上記樹脂組成物を用いたこと。
【選択図】図２
Description
本発明は、フラットパネルディスプレイ、特に有機ＥＬ表示装置に用いられるカラーフィルターに関する。
近年、パーソナルコンピュータの発達、携帯用パーソナルコンピュータの発達に伴い、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイの需要が増加する傾向にある。特に有機ＥＬディスプレイは自発光型ディスプレイであり、薄型化、軽量化が容易なため今後の需要増加が予想される。現在まで、高品位のカラー表示を達成するために、トップエミッション方式の有機ＥＬディスプレイにおいて、様々なカラーフィルターが考案されている。
一般的に、有機ＥＬ素子は水分に非常に弱いため、パネル内部に水分が侵入しないように封止することが不可欠である。トップエミッション方式の有機ＥＬディスプレイを封止する方法としては、図１に示すように、有機ＥＬ層５などの素子部が形成されたガラス基板６とカラー画素層２が形成されたガラス基板１とを、封止剤３を介して所定の隙間をもたせて接着するよう貼り合せ、基板間の空間を樹脂充填剤で満たし、基板周囲をエポキシ樹脂から成るＵＶ硬化型シール材で封止する方法が提案されている（特許文献１）。
しかしながら、上記のようにして作製した有機ＥＬディスプレイでは、パネル端部の封止剤３の水蒸気バリア性が不十分であり、封止剤３と大気との接触部が大きいため、図１に矢印で示すように、パネル端部から内部へ水分Ｓが侵入しやすいという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、水分の侵入による有機ＥＬ素子の劣化を低減するために、トップエミッション方式の有機ＥＬディスプレイにおいて、対向基板の端部からの水分の浸入を防止するのに適した形状の有機ＥＬ用隔壁形成体及び有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物、並びに有機ＥＬ用カラーフィルタを提供することを目的とする。
本発明は、その上部の幅が下部の幅よりも小さいことを特徴とする有機ＥＬ用隔壁形成体である。
また、本発明は、請求項１記載の有機ＥＬ用隔壁形成体は、接しないよう隣接して複数が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ用隔壁形成体である。
また、本発明は、請求項１又は請求項２記載の有機ＥＬ用隔壁形成体の形成に用いる樹脂組成物であって、当該樹脂組成物が、少なくとも重合性モノマー、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤を含有し、重合性モノマーとアルカリ可溶性樹脂の混合比を１：ＸとしたときにＸが０．８以上１．２、かつ重合性モノマーの平均分子量が５００以上９００以下であることを特徴とする有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物である。
また、本発明は、請求項３記載の有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物において、光重合開始剤として表面硬化性開始剤と内部硬化性開始剤を含む２種類以上の光重合開始剤を用い、表面硬化性開始剤と内部硬化性開始剤との混合比を９：ＹとしたときにＹが１以上９以下であることを特徴とする有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物である。
また、本発明は、請求項１又は請求項２記載の有機ＥＬ用隔壁形成体をカラー画素層の外周部に形成したことを特徴とする有機ＥＬ用カラーフィルタである。
また、本発明は、請求項５記載の有機ＥＬ用カラーフィルタであって、有機ＥＬ用隔壁形成体が請求項３又は請求項４記載の有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物によって形成されたことを特徴とする有機ＥＬ用カラーフィルタである。
また、本発明は、請求項５又は請求項６記載の有機ＥＬ用カラーフィルタにおいて、有機ＥＬ用隔壁形成体及びカラー画素層の上面及び側面を途切れず連続したガスバリア層にて被覆したことを特徴とする有機ＥＬ用カラーフィルタである。
また、本発明は、請求項５乃至請求項７記載の有機ＥＬ用カラーフィルタであって、有機ＥＬ用隔壁形成体及びカラー画素層が形成されたガラス基板の全面に無機バリア層を形成したことを特徴とする有機ＥＬ用カラーフィルタである。
本発明は、上部の幅が下部の幅よりも小さい有機ＥＬ用隔壁形成体であり、また有機ＥＬ用隔壁形成体は、接しないよう隣接して複数が形成されているので、水分の浸入を防止するのに適した形状の有機ＥＬ用隔壁形成体となる。
また、本発明は、少なくとも重合性モノマー、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤を含有し、重合性モノマーとアルカリ可溶性樹脂の混合比を１：ＸとしたときにＸが０．８以上１．２、かつ重合性モノマーの平均分子量が５００以上９００以下の有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物であるので、現像速度の向上、及び現像残渣の低減を達成することが可能となる。
また、本発明は、上記有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物が、少なくとも重合性モノマー、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤を含有し、重合性モノマーとアルカリ可溶性樹脂の混合比を１：ＸとしたときにＸが０．８以上１．２、かつ重合性モノマーの平均分子量が５００以上９００以下であるので、接しないよう隣接して複数が形成されている隔壁形成体間が埋まってつながってしまうことを防止することができる。
また、本発明は、上記有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物が、少なくとも重合性モノマー、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤を含有し、重合性モノマーとアルカリ可溶性樹脂の混合比を１：ＸとしたときにＸが０．８以上１．２、かつ重合性モノマーの平均分子量が５００以上９００以下であるので、接しないよう隣接して複数が形成されている隔壁形成体間が埋まってつながってしまうことを防止することができる。
また、本発明は、上記有機ＥＬ用隔壁形成体を有し、また、上記有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物を用いたカラーフィルタであるので、水分の浸入を防止するのに適した有機ＥＬ用カラーフィルタとなる。
以下に、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
本発明は、有機ＥＬ用隔壁形成体において、図２及び図３に示すように、ガラス基板１上に設けられた有機ＥＬ用隔壁形成体７の上部の幅Ｗ１が、下部の幅Ｗ２よりも小さいことを特徴としている。上部の幅が下部の幅下よりも小さい断面視台形状とすることで、隔壁形成体上にバリア層を設ける際に隔壁形成体の側面部の当該バリア層が途切れることなく、連続したバリア層となる。
本発明は、有機ＥＬ用隔壁形成体において、図２及び図３に示すように、ガラス基板１上に設けられた有機ＥＬ用隔壁形成体７の上部の幅Ｗ１が、下部の幅Ｗ２よりも小さいことを特徴としている。上部の幅が下部の幅下よりも小さい断面視台形状とすることで、隔壁形成体上にバリア層を設ける際に隔壁形成体の側面部の当該バリア層が途切れることなく、連続したバリア層となる。
また、本発明は、有機ＥＬ用隔壁形成体の形成に用いる樹脂組成物であって、当該樹脂組成物が、少なくとも重合性モノマー、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤を含有し、重合性モノマーとアルカリ可溶性樹脂の混合比を１：ＸとしたときにＸが０．８以上１．２、かつ重合性モノマーの平均分子量が５００以上９００以下であることを特徴としている。これにより、フォトリソグラフィ法で有機ＥＬ用隔壁形成体を形成する際の、現像速度の向上、及び現像残渣の低減を達成することが可能となる。
また、本発明は、上記樹脂組成物であって、当該樹脂組成物が、少なくとも重合性モノマー、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤を含有し、重合性モノマーとアルカリ可溶性樹脂の混合比を１：ＸとしたときにＸが０．８以上１．２、かつ重合性モノマーの平均分子量が５００以上９００以下であることを特徴としている。これにより、接しないよう隣接して複数が形成されている隔壁形成体間が埋まってつながってしまうことを防止することができる。
また、図１に示すように、従来の有機ＥＬ表示パネルでは、基板の端部に封止剤３のみを形成していたため浸透する外部からの水分の浸入を、封止剤が完全に防ぐことはできないが、本発明による有機ＥＬ用隔壁形成体を設けたカラーフィルタでは、図２に示すように、隔壁形成体７を形成し、また、隔壁形成体７が断面台形状をしているため、その上に成膜したバリア層８は隔壁形成体上を途切れることなく形成され、かつ、隔壁形成体の複数を城の内堀、外堀状に幾重にも隣接して設けることにより、外部からパネル内部への水分の侵入を防ぐことが可能となる。
本発明におけるカラーフィルタの基板としては、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどの透明なガラス基板が用いられる。通常、このガラス基板上にクロムなどから成る無機系ブラックマトリックスや、黒色顔料が分散された樹脂などからなる有機系ブラックマトリックスなどが形成される。
次に、カラーレジスト材料から成るカラー画素層を積層させる。カラー画素層としては通常フォトリソグラフィ法により形成される染色膜、顔料分散膜などが用いられるが、耐熱性、耐光性などの点から顔料分散膜が好適に用いられる。
このカラー画素層が形成されたガラス基板の周辺部に、本発明に係る有機ＥＬ用隔壁形成体の複数をフォトリソグラフィ法にて形成する。この有機ＥＬ用隔壁形成体は水分の侵入を防ぐために必要であれば形成する数は制約されない。
カラー画素層及び有機ＥＬ用隔壁形成体が形成されたガラス基板の全面に、スパッタリング法にて、例えば、無機バリア層としてＳｉＯＮを用い厚み１００〜２００ｎｍの範囲に形成するのであるが、カラー画素層の側面部で無機バリア層が途切れるのを防ぐために、カラー画素層を構成する各色の着色画素間を平坦にするオーバーコート層を予め設けることが有効である。
この際、カラー画素層を形成する部分のガラス基板は、表面が露出している必要がある
ので、オーバーコート層を形成する材料としては、パタニングが可能な感光性オーバーコート材を用い、有機ＥＬ用隔壁形成体を形成する部分のオーバーコート層はフォトリソグラフィ法にて取り除いておく。
ので、オーバーコート層を形成する材料としては、パタニングが可能な感光性オーバーコート材を用い、有機ＥＬ用隔壁形成体を形成する部分のオーバーコート層はフォトリソグラフィ法にて取り除いておく。
このようにして作製したカラーフィルタを、陰極、ＥＬ発光層、陽極の有機ＥＬ層がパタニングされた有機ＥＬ基板と貼り合せることにより、水分の浸入が少なく、経時による輝度劣化の小さい有機EL表示パネルを得ることができる。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
＜実施例１＞
厚さ０．７ｍｍのガラス基板１上に、フォトリソグラフィ法により厚み１．２５μｍのブラックマトリクスパターンを形成した。その後、このガラス基板にアクリル樹脂と顔料を混錬して成るＲ、Ｇ、Ｂ、３色のカラーレジストにて、フォトリソグラフィ法によりＲ、Ｇ、Ｂ、３色の着色画素で構成されるカラー画素層１２を形成した。
まず、赤色顔料分散レジストをスピンコートにより仕上がり膜厚が１．８μｍとなるように塗布した。減圧乾燥後、着色層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を１００ｍＪ／ｃｍ2 照射し、アルカリ現像液にて４５秒現像して、ストライプ状の赤色画素を得た。その後、２３０℃２０分焼成した。
＜実施例１＞
厚さ０．７ｍｍのガラス基板１上に、フォトリソグラフィ法により厚み１．２５μｍのブラックマトリクスパターンを形成した。その後、このガラス基板にアクリル樹脂と顔料を混錬して成るＲ、Ｇ、Ｂ、３色のカラーレジストにて、フォトリソグラフィ法によりＲ、Ｇ、Ｂ、３色の着色画素で構成されるカラー画素層１２を形成した。
まず、赤色顔料分散レジストをスピンコートにより仕上がり膜厚が１．８μｍとなるように塗布した。減圧乾燥後、着色層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を１００ｍＪ／ｃｍ2 照射し、アルカリ現像液にて４５秒現像して、ストライプ状の赤色画素を得た。その後、２３０℃２０分焼成した。
次に、緑色顔料分散レジストも同様にスピンコートにより仕上がり膜厚が１．８μｍとなるよに塗布した。減圧乾燥後、前述の赤色画素と隣接した位置に画素が形成されるようにフォトマスクを通して露光し、現像することで緑色画素を得た。その後２３０℃２０分焼成した。さらに、赤色、緑色と全く同様にして青色顔料分散レジストについても仕上がり膜厚が１．８μｍとなるように赤色、緑色画素と隣接した青色画素を得た。その後、２３０℃２０分焼成した。以上のようにして、ガラス基板上にストライプ状の赤、緑、青、３色の着色画素で構成されるカラー画素層１２が得られた。
続けて、アクリルモノマーを含有する紫外線硬化性透明樹脂から構成されるオーバーコート材料（ＪＳＲ社製 商品名ＮＮ８１５）を上述のカラー画素層上に仕上がり膜厚が１．５μｍになるようにスピンコートし、減圧乾燥後、９０℃９０秒加熱した。その後、マスクを介して高圧水銀灯を光源とする光を１００ｍＪ／ｃｍ2 照射した。その後、アルカリ現像液にて６０秒間現像処理を行い、ガラス基板の周辺部のオーバーコート材料を除去後、２３０℃４０分焼成し、オーバーコート層１８を形成した。
続けて、上記ガラス基板上に重合性モノマーとして日本化薬製ＤＰＨＡ、アルカリ可溶性樹脂として大阪有機化学工業製ＰＬＡ２２４、光重合開始剤として表面硬化性開始剤Ｉｒｇ９０７および内部硬化性開始剤ＤＥＴＸを含有し、重合性モノマーとアルカリ可溶性樹脂の混合比が１：１、かつＩｒｇ９０７とＤＥＴＸの比が９：１である感光性樹脂組成物を仕上がり８．０μｍとなるようにスピンコート後、高圧水銀灯を光源とする光を１００ｍＪ／ｃｍ2 をマスクを介した露光をした。その後４０秒間現像処理を行い、その後続けて２３０℃３０分間焼成することにより、ガラス基板のオーバーコート材を除去した周辺部に上部の幅３７．１μｍ、下部の幅３９．７μｍの途切れない連続した有機ＥＬ用隔壁形成体７を間隔３０umにて３重に設けた。
このようにして有機ＥＬ用隔壁形成体を形成したガラス基板の隔壁形成体およびカラー画素層を形成した面に、ＳｉＯＮ膜をスパッタリング法にて１５０ｎｍの厚みで成膜し、無機バリア層８を形成した。このようにして、本発明であるカラーフィルタを得た。
続けて、上記カラーフィルタを、陰極、ＥＬ発光層、陽極の有機ＥＬ層がパタニングさ
れた有機ＥＬ基板と接着剤１３を介して貼り合せ、図２に示す有機ＥＬ表示パネルを作製した。ここで、有機ＥＬ基板とカラーフィルタの隔壁形成体の先端部（頂上部）との接着剤１３にはカチオンＵＶ硬化型エポキシ樹脂（ナガセケムテックス製）を使用した。
れた有機ＥＬ基板と接着剤１３を介して貼り合せ、図２に示す有機ＥＬ表示パネルを作製した。ここで、有機ＥＬ基板とカラーフィルタの隔壁形成体の先端部（頂上部）との接着剤１３にはカチオンＵＶ硬化型エポキシ樹脂（ナガセケムテックス製）を使用した。
接着剤１３は両基板の接着に用いるため厚みは薄くてよく、大気との接触面積が小さくなるため、接着剤１３からの大気中の水分の侵入は殆どない。一方、両基板間に所定の隙間をもたせている隔壁形成体と大気との接触面は大きいが、隔壁形成体で大気中の水分が遮断されるため、パネル内部に水分が侵入することはない。
上記有機ＥＬ表示パネルに８０℃９０％ＲＨの環境で１０００時間放置した後、２００ｃｄ／ｍ2 の輝度で点灯したところダークスポットの発生数は０個であり、新たに発生したダークスポットはなかった。
＜実施例２＞
＜実施例２＞
光重合開始剤Ｉｒｇ９０７とＤＥＴＸの比を９：１から６：４に変更した以外は、実施例１と同じ組成の感光性樹脂組成物を仕上がり８．０μｍとなるようにスピンコート後、高圧水銀灯を光源とする光を１００ｍＪ／ｃｍ2 をマスクを介した露光をした。その後６０秒間現像処理を行い、その後続けて２３０℃３０分間焼成することにより、ガラス基板の周辺部に上部の幅３３．９μｍ、下部の幅３９．５μｍの途切れない連続した隔壁を、オーバーコート材を除去したガラス基板の周辺部に、隔壁形成体の間隔３０μｍにて３重に設けた。このように開始剤の比を変更することにより、隔壁形成体のテーパーが延び、その上に成膜する無機バリア層が側部で途切れにくいものとなった。
続けて、上記カラーフィルタを、陰極、EL発光層、陽極の有機ＥＬ層がパタニングされた有機ＥＬ基板と貼り合せ、図２に示す有機ＥＬ表示パネルを作製した。ここで、有機ＥＬ基板とカラーフィルタの隔壁形成体の先端部との接着剤にはカチオンＵＶ硬化型エポキシ樹脂（ナガセケムテックス製）を使用した。
次に、上記有機ＥＬ表示パネルに８０℃９０％ＲＨの環境で１０００時間放置した後、２００ｃｄ／ｍ2 の輝度で点灯したところダークスポットの発生数は０個であり、新たに発生したダークスポットはなかった。
＜比較例１＞
＜比較例１＞
重合性モノマーとアルカリ可溶性樹脂の混合比を３：２に変更したこと以外は実施例１と同様にして隔壁形成体を形成したところ、隔壁材である感光性樹脂組成物塗膜の現像に１２０秒の長時間の現像時間を要し、実用には適さないことが判明した。
１・・・基板
２・・・カラーフィルタ層
３・・・封止剤
４・・・樹脂系充填剤
５・・・有機ＥＬ層
６・・・基板
７・・・有機ＥＬ用隔壁形成体
８・・・無機バリア層
９・・・有機ＥＬ基板
１２・・・カラー画素層
１３・・・接着剤
１８・・・オーバーコート層
２２・・・カラーフィルタ
Ｓ・・・水分
Ｗ１・・・上部の幅
Ｗ２・・・下部の幅
２・・・カラーフィルタ層
３・・・封止剤
４・・・樹脂系充填剤
５・・・有機ＥＬ層
６・・・基板
７・・・有機ＥＬ用隔壁形成体
８・・・無機バリア層
９・・・有機ＥＬ基板
１２・・・カラー画素層
１３・・・接着剤
１８・・・オーバーコート層
２２・・・カラーフィルタ
Ｓ・・・水分
Ｗ１・・・上部の幅
Ｗ２・・・下部の幅
Claims (8)
- その上部の幅が下部の幅よりも小さいことを特徴とする有機ＥＬ用隔壁形成体。
- 請求項１記載の有機ＥＬ用隔壁形成体は、接しないよう隣接して複数が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ用隔壁形成体。
- 請求項１又は請求項２記載の有機ＥＬ用隔壁形成体の形成に用いる樹脂組成物であって、当該樹脂組成物が、少なくとも重合性モノマー、アルカリ可溶性樹脂、光重合開始剤を含有し、重合性モノマーとアルカリ可溶性樹脂の混合比を１：ＸとしたときにＸが０．８以上１．２、かつ重合性モノマーの平均分子量が５００以上９００以下であることを特徴とする有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物。
- 請求項３記載の有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物において、光重合開始剤として表面硬化性開始剤と内部硬化性開始剤を含む２種類以上の光重合開始剤を用い、表面硬化性開始剤と内部硬化性開始剤との混合比を９：ＹとしたときにＹが１以上９以下であることを特徴とする有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物。
- 請求項１又は請求項２記載の有機ＥＬ用隔壁形成体をカラー画素層の外周部に形成したことを特徴とする有機ＥＬ用カラーフィルタ。
- 請求項５記載の有機ＥＬ用カラーフィルタであって、有機ＥＬ用隔壁形成体が請求項３又は請求項４記載の有機ＥＬ用隔壁形成体用感光性樹脂組成物によって形成されたことを特徴とする有機ＥＬ用カラーフィルタ。
- 請求項５又は請求項６記載の有機ＥＬ用カラーフィルタにおいて、有機ＥＬ用隔壁形成体及びカラー画素層の上面及び側面を途切れず連続したガスバリア層にて被覆したことを特徴とする有機ＥＬ用カラーフィルタ。
- 請求項５乃至請求項７記載の有機ＥＬ用カラーフィルタであって、有機ＥＬ用隔壁形成体及びカラー画素層が形成されたガラス基板の全面に無機バリア層を形成したことを特徴とする有機ＥＬ用カラーフィルタ。
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