KR101288687B1 - 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흑점(dark spot) 등의 결함이 없는 양호한 화상 표시가 가능하고, 염가인 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 및 유기 EL 표시 장치를 제공하는 것을 주목적으로 한다.
본 발명은 기판, 상기 기판 상에 패턴상으로 형성된 착색층, 상기 착색층 상에 불규칙하게 적층된 투명 전극층 및 도전층을 갖는 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판이며, 상기 도전층이 도공액을 도포함으로써 형성된 도포막인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 제공함으로써 상기 목적을 달성한다.
유기 EL 소자용 컬러 필터 기판, 유기 EL 표시 장치, 착색층, 투명 전극층, 도전층

Description

유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판{Color Filter Substrate for Organic EL Element}
도 1은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 도전층(제2 투명 전극층)을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 7은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 8은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 9는 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 10은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 11은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 12는 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 13은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 14는 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 15는 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 16은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 17은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 18은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 19는 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 20은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 21은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 22는 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 23은 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 24는 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 25는 본 발명의 유기 EL 표시 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 26은 본 발명의 유기 EL 표시 장치의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 27은 본 발명의 유기 EL 표시 장치의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 28은 본 발명의 유기 EL 표시 장치의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1 기판
2 착색층
3, 23 투명 전극층
4, 4', 24 도전층
5 오버 코팅층
6 무기층
7 차광부
8 색 변환층
9 제2 투명 전극층
10 컬러 필터 기판
11 유기 EL층
12' 대향 전극층
13 절연층
PH 핀홀
본 발명은 컬러 표시가 가능한 유기 전계발광 표시 장치에 사용되는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판에 관한 것이다.
유기 전계발광(이하, 유기 EL이라 하는 경우가 있음) 소자는 인가 전압이 10 V로 약해도 고휘도의 발광을 실현하는 등 발광 효율이 높고, 단순한 소자 구조로 발광이 가능하기 때문에, 화상 표시 장치에의 응용이 기대되어 활발한 연구가 행해지고 있다. 특히 유기 EL 소자는 자기 발색에 의해 시인성(視認性)이 높다는 것, 액정 디스플레이와는 달리 전체 고체 디스플레이이기 때문에 내충격성이 우수하다는 것, 온도 변화의 영향이 적다는 것 및 시야각이 크다는 것 등의 이점을 갖기 때문에, 최근 화상 표시 장치에서 발광 소자로서의 실용화가 진행되고 있다.
유기 EL 소자를 화상 표시 장치에서의 발광 소자로서 실용화하는 데에 중요한 것은, 유기 EL 소자가 정밀한 표시 기능을 가짐과 동시에, 장기 안정성을 갖는 것이다. 그러나, 유기 EL 소자 중에는, 일정 기간 구동하면 전류-휘도 특성 등의 발광 특성이 현저히 저하한다는 결점을 갖는 것이 있다.
이 발광 특성의 저하 원인으로 대표적인 것은 흑점(dark spot)이라 불리는 발광 결점의 성장이다. 이 흑점은 유기 EL 소자 중 산소 또는 수분에 의한, 유기 EL 소자를 구성하는 각 층의 구성 재료의 산화 또는 응집에 기인하는 것이라고 생각되고 있다. 흑점의 성장은 통전 중(구동 중)에는 물론 보존 중에도 진행되고, 극단적인 경우에는 발광면 전체로 퍼진다. 그 성장은, 특히 (1) 유기 EL 소자의 주위에 존재하는 산소 또는 수분에 의해 가속되고, (2) 각 층 중에 흡착물로서 존재하는 산소 또는 수분에 영향을 주며, (3) 유기 EL 소자의 제조시에 사용하는 부품에 흡착되어 있는 수분, 또는 제조시 등에서의 수분의 침입에도 영향을 준다고 생각되고 있다.
또한 유기 EL 소자 제조시 가열할 때에, 유기 EL 소자를 구성하는 착색층이 나 색 변환층 등에 포함되는 색소 등의 분해에 따라 발생하는 가스도 흑점의 원인이 된다.
이 수분이나 산소 및 가스가 유기 EL층으로 침입하는 것을 방지하는 수법으로서, 투명 무기막이나 수지막 등의 투명 차단층을 설치하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 제2002-100469호 공보, 일본 특허 공개 제2002-117976호 공보, 일본 특허 공개 제2002-134268호 공보, 일본 특허 공개 제2002-175880호 공보 및 일본 특허 공개 제2002-184578호 공보 참조).
그러나, 투명 무기막은 일반적으로 스퍼터링법(sputtering)이나 CVD법 등에 의해 제조되는 것이며, 이러한 방법에 의해 입자 등의 이물질이나 핀홀이 없는 투명 무기막을 얻는 것은 기술적으로 곤란하다. 이 때문에, 투명 무기막으로는 유기 EL 소자의 열화를 방지하는 방습성, 가스 차단성이 불충분하다. 따라서, 투명 무기막의 막 두께를 두껍게 함으로써 가스 차단성을 높이는 방법이 채용되고 있지만, 비용이 많이 든다는 문제가 있다.
또한, 최근에는 컬러 필터를 사용한 유기 EL 표시 장치가 알려져 있지만, 이러한 유기 EL 표시 장치에서는 투명 전극층에 일반적으로 산화인듐주석(ITO) 등이 사용되고, 착색층에는 안료나 수지가 사용되기 때문에, 이 둘은 이질적인 재료가 되어 재질 적합성이 좋지 않기 때문에 밀착성이 나쁘고, 계면에서의 박리나 균열이 발생하기 쉽다는 문제가 있다.
또한, 흑점을 방지하기 위해 상기 투명 무기막(투명 차단층)을 설치하는 경우에도, 상술한 바와 같이 투명 무기막(투명 차단층)이 일반적으로 스퍼터링법이나 CVD법 등에 의해 제조되므로, 착색층 등과의 밀착성이 나쁘기 때문에 상기와 같이 박리가 일어난다.
또한, 평탄화를 위해 수지 보호층을 설치하는 경우에도, 수지 보호층에는 일반적으로 수지가 사용되기 때문에, 상기한 착색층의 경우와 마찬가지로 수지 보호층과 투명 전극층의 재질 적합성이 나쁘고 밀착성이 불충분하기 때문에, 계면에서의 박리나 균열이 발생하기 쉽다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 일반적으로는 투명 전극층의 기초층으로서 산화규소 등의 박막을 설치하고 있다. 이 산화규소 등의 박막은 스퍼터링법이나 CVD법을 이용하여 제조되기 때문에, 통상은 투명 기판의 전체면에 형성된다. 이 때문에, 기초층은 어느 정도의 가스 차단성을 갖는다고 생각된다.
그러나, 일반적으로 유기 EL 소자의 제조 공정에서는 착색층 등으로부터 탈가스 성분을 제거하는 가스 배출 처리가 행해지며, 이 때 상기한 기초층이 어느 정도의 가스 차단성을 가지면, 탈가스 성분을 제거하기 어려워진다는 문제가 있다. 이것은 기초층의 가스 차단성에 의해 가스 배출 처리에서의 탈가스 성분의 방출이 억제되기 때문이다. 또한, 기초층은 가스 차단성을 갖지만, 가스 차단성이 불충분하기 때문에, 유기 EL 소자의 구동시에 탈가스 성분이 방출되어 버릴 우려가 있고, 흑점이 발생한다는 문제도 있다.
그래서, 예를 들면 일본 특허 공개 제2002-134268호 공보에는 착색층이 형성된 투명 기판과 투명 전극층 사이에 밀착성이 우수한 차단층이 설치된 유기 EL 소자가 제안되어 있다. 이 유기 EL 소자에서는 차단층이 가스 차단성과 함께 밀착성 을 갖기 때문에, 상기한 것과 같은 기초층을 설치할 필요가 없다.
그러나, 상기한 차단층은 스퍼터링법이나 CVD법 등에 의해 막이 제조되는 것이며, 상술한 바와 같이 가스 차단성을 얻기 위해서는 후막으로 할 필요가 있고, 비용이 상당히 많이 든다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것이고, 흑점 등의 결함이 없는 양호한 화상 표시가 가능하며, 염가인 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 및 유기 EL 표시 장치를 제공하는 것을 주목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 기판, 상기 기판 상에 패턴상으로 형성된 착색층, 상기 착색층 상에 불규칙하게 적층된 투명 전극층 및 도전층을 갖는 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판이며, 상기 도전층이 도공액을 도포함으로써 형성된 도포막인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 제공한다.
본 발명에서는, 상기 착색층 상에 상기 투명 전극층이 형성되고, 상기 투명 전극층 상에 차단성을 갖는 상기 도전층이 형성되어 있을 수도 있다. 본 발명에 의하면, 도전층이 도포막이기 때문에, 투명 전극층에 핀홀 등의 결함이 존재하는 경우에도 도전층 형성시에 투명 전극층 상에 도전층 형성용 도공액을 도포함으로써, 핀홀 등의 결함을 방지할 수 있다. 이 때문에, 착색층 등으로부터 발생한 가스가 투명 전극층의 핀홀 등의 결함으로부터 유출되는 것을 방지할 수 있고, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 흑점의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 투명 전극층 상에 도전층을 설치함으로써 상술한 바와 같이 착색층 등으로부터의 가스의 유출을 방지할 수 있기 때문에, 가스 차단성을 얻기 위해 스퍼터링법이나 CVD법에 의해 후막의 절연 무기 재료를 포함하는 투명 차단층을 설치할 필요가 없고, 제조 비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 도전층이 평균 입경이 1 nm 내지 10 nm의 범위 내인 미립자를 함유하는 것이 바람직하다. 평균 입경이 지나치게 작은 미립자는 제조가 어렵고, 한편 미립자의 평균 입경이 지나치게 크면, 투명 전극층의 핀홀 등의 결함을 막는 것이 곤란해지는 경우가 있으며, 상기한 크기 효과에 의한 소성 온도의 저하를 기대할 수 없게 되기 때문이다.
이 때, 상기 미립자가 산화인듐주석(ITO)의 미립자인 것이 바람직하다. 도전층으로서 ITO가 바람직하게 사용되기 때문이다.
또한, 상기 미립자가 Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, In, Pb, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 미립자일 수도 있다.
또한 본 발명에서는, 상기 도전층의 평균 표면 조도(Ra)가 10 Å 내지 100 Å의 범위 내인 것이 바람직하다. 도전층의 평균 표면 조도(Ra)가 상기 범위 내이면, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 어두운 영역의 발생을 억제할 수 있기 때문이다.
또한 본 발명에서는, 상기 착색층과 상기 투명 전극층 사이에 차단성을 갖는 무기층을 형성할 수도 있다. 본 발명에 의하면, 무기층을 설치함으로써 착색층 표면을 평탄화할 수 있기 때문에, 어두운 영역의 발생을 억제할 수 있기 때문이다. 또한, 무기층을 설치함으로써, 투명 전극층과 착색층의 밀착력을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 착색층 상에 차단성을 갖는 무기층, 투명 전극층, 및 차단성을 갖는 도전층이 차례대로 적층되기 때문에, 착색층 등으로부터 발생하는 가스의 유출이나, 산소나 수증기 등의 침입을 한층 더 방해하는 것이 가능해지기 때문이다.
이 경우, 상기 무기층이 도전성을 갖는 것이 바람직하다. 무기층이 도전성을 가지면, 무기층을 투명 전극층 및 도전층과 일체로 하여 전극으로서 기능시킬 수 있으므로, 전기 저항을 작게 할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 무기층이 평균 입경이 1 nm 내지 10 nm의 범위 내인 미립자를 함유하는 것이 바람직하다. 미립자 특유의 크기 효과에 의해, 무기층 형성시에 미립자를 함유하는 무기층 형성용 도공액의 소성 온도를 통상의 소성 온도에 비해 낮출 수 있고, 착색층의 내열 온도 이하에서의 소성이 가능해지기 때문이다.
이 때, 상기 미립자가 산화인듐주석(ITO)의 미립자인 것이 바람직하다. 무기층으로서, ITO가 바람직하게 사용되기 때문이다.
또한, 상기 미립자가 Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, In, Pb, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 미립자일 수도 있다.
또한 본 발명에서는, 상기 투명 전극층 및 상기 도전층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 상기 착색층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 착색층의 전체면이 투명 전극층 및 도전층 중 적어도 어느 하나에 덮여 있으면, 즉 착색층이 노출되지 않으면, 착색층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 투명 전극층, 상기 도전층 및 상기 무기층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 상기 착색층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 착색층의 전체면이 투명 전극층, 도전층 및 무기층 중 적어도 어느 하나에 덮여 있으면, 즉 착색층이 노출되지 않으면, 착색층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
또한 본 발명에서는, 상기 착색층과 상기 투명 전극층 사이에 오버 코팅층을 형성할 수도 있다.
이 경우, 상기 오버 코팅층이 상기 착색층이 형성된 상기 기판의 전체면에 형성되어 있을 수도 있다. 오버 코팅층을 착색층이 형성된 기판의 전체면에 형성함으로써, 착색층 표면을 평탄화할 수 있음과 동시에, 패턴상의 착색층에 의한 요철을 평탄화할 수 있기 때문이다. 이에 따라, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 어두운 영역의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 오버 코팅층이 적어도 상기 착색층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있을 수도 있고, 이 때 상기 투명 전극층 및 상기 도전층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 상기 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 상기 착색층 및 상기 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 오버 코팅층의 전체면, 또는 착색층 및 오버 코팅층의 전체면이 투명 전극층 및 도전층 중 적어도 어느 하나에 덮여 있으면, 즉 착색층 및 오버 코팅층이 노출되지 않으면, 착색층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적 으로 방지할 수 있기 때문이다.
또한 본 발명에서는, 상기 오버 코팅층과 상기 투명 전극층 사이에 차단성을 갖는 무기층을 형성할 수도 있다. 무기층을 설치함으로써, 투명 전극층과 오버 코팅층과의 밀착력을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 차단성을 갖는 무기층, 투명 전극층, 및 차단성을 갖는 도전층이 차례대로 적층되기 때문에, 착색층 및 오버 코팅층 등으로부터 발생하는 가스의 유출이나, 산소나 수증기 등의 침입을 한층 더 방해하는 것이 가능해지기 때문이다. 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 어두운 영역의 발생을 효과적으로 억제하는 것이 가능해지기 때문이다.
또한, 상기 오버 코팅층과 상기 투명 전극층 사이에 차단성을 갖는 무기층이 형성되고, 상기 오버 코팅층이 적어도 상기 착색층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있을 수도 있으며, 이 때 상기 투명 전극층, 상기 도전층 및 상기 무기층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 상기 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 상기 착색층 및 상기 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 오버 코팅층의 전체면, 또는 착색층 및 오버 코팅층의 전체면이 투명 전극층, 도전층 및 무기층 중 적어도 어느 하나에 덮여 있으면, 즉 착색층 및 오버 코팅층이 노출되지 않으면, 착색층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
이 경우, 상기 무기층은 도포막이면서 도전성을 갖는 것이 바람직하다. 무기층이 도포막이면, 무기층 및 도전층에 의해 투명 전극층에 핀홀 등의 결함이 존재하는 경우에도 무기층에서부터 도전층 표면까지 관통하는 핀홀 등의 결함이 발생하지 않도록 할 수 있기 때문이다. 이에 따라, 착색층 등으로부터 발생하는 가스의 유출, 및 산소나 수증기 등의 침입을 방해하는 것이 가능해진다. 또한, 무기층이 도포막이므로, 오버 코팅층의 표면을 보다 평탄화할 수 있다는 이점을 갖기 때문이다. 또한, 무기층이 도전성을 가지면, 무기층을 투명 전극층 및 도전층과 일체로 하여, 전극으로서 기능시킬 수 있으므로, 전기 저항을 작게 할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 무기층은 평균 입경이 1 nm 내지 10 nm의 범위 내인 미립자를 함유하는 것이 바람직하다. 미립자 특유의 크기 효과에 의해, 무기층 형성시에 미립자를 함유하는 무기층 형성용 도공액의 소성 온도를 통상의 소성 온도에 비해 낮출 수 있고, 착색층의 내열 온도 이하에서의 소성이 가능해지기 때문이다.
이 때, 상기 미립자가 산화인듐주석(ITO)의 미립자인 것이 바람직하다. 무기층으로서 ITO가 바람직하게 사용되기 때문이다.
또한, 상기 미립자가 Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, In, Pb, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 미립자일 수도 있다.
본 발명에서는, 상기 착색층 상에 상기 도전층을 패턴상으로 형성하고, 상기 도전층 상에 상기 투명 전극층을 형성할 수도 있다. 본 발명에 의하면, 도전층을 설치함으로써, 투명 전극층과 착색층과의 밀착력을 향상시킬 수 있기 때문에, 착색층이 형성된 기판 및 투명 전극층의 계면에서의 박리나 균열의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 도전층이 도포막이기 때문에, 착색층 상의 요철이나 이물질을 보수하여 착색층 표면을 평탄화할 수 있고, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 어두운 영역의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 착색층 표면을 도전층에 의해 평탄화하고, 그 위에 치밀한 투명 전극층을 형성할 수 있기 때문에, 착색층이 설치된 화상 표시 영역으로의 수증기나 산소의 침입 및 착색층 등으로부터 발생하는 가스의 방출을 억제할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 흑점의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 도전층 및 투명 전극층의 적층에 의해 차단성이 얻어지기 때문에, 종래와 같이 후막의 차단층을 설치할 필요가 없고, 제조 비용을 줄일 수 있다. 또한, 도전층이 도전성을 갖기 때문에, 투명 전극층과 일체로 하여 전극으로서 기능시킬 수 있고, 전기 저항을 작게 할 수 있다.
또한 본 발명에서는, 상기 도전층은 평균 입경이 1 nm 내지 10 nm의 범위 내인 미립자를 함유하는 것이 바람직하다. 미립자 특유의 크기 효과에 의해, 도전층 형성시에 미립자를 함유하는 도전층 형성용 도공액의 소성 온도를 통상의 소성 온도에 비해 낮출 수 있고, 착색층의 내열 온도 이하에서의 소성이 가능해지기 때문이다.
이 때, 상기 미립자가 산화인듐주석(ITO)의 미립자인 것이 바람직하다. 전극으로서 ITO가 바람직하게 사용되기 때문이다.
또한, 상기 미립자가 Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, In, Pb, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 미립자일 수도 있다.
또한 본 발명에서는, 상기 투명 전극층의 평균 표면 조도(Ra)가 10 Å 내지 100 Å의 범위 내인 것이 바람직하다. 투명 전극층의 평균 표면 조도(Ra)가 상기 범위 내이면, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 어두운 영역의 발생을 억제할 수 있기 때문이다.
또한 본 발명에서는, 상기 도전층이 패턴상으로 형성된 상기 착색층의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 비표시 영역이 되는 착색층의 단부로부터 선택적으로 탈가스 성분을 방출시켜, 탈가스 성분이 화상 표시 영역이 되는 투명 전극층을 통과하는 것을 방지할 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용하여 유기 EL 표시 장치로 한 경우, 흑점의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기 도전층이 패턴상으로 형성된 상기 착색층의 전체면을 덮도록 형성되어 있을 수도 있다. 착색층의 전체면이 도전층에 덮여 있으면, 즉 착색층이 노출되지 않으면, 착색층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
또한 본 발명에서는, 상기 착색층과 상기 도전층 사이에 차단층을 형성할 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 차단성을 높일 수 있기 때문이다.
또한 본 발명에서는, 상기 착색층과 상기 도전층 사이에 오버 코팅층이 형성되어 있을 수도 있다.
이 경우, 상기 오버 코팅층은 상기 착색층이 형성된 상기 기판의 전체면에 형성되어 있고, 상기 도전층이 패턴상으로 형성된 상기 착색층의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 비표 시 영역이 되는 착색층의 단부로부터 선택적으로 탈가스 성분을 방출시켜, 탈가스 성분이 화상 표시 영역이 되는 투명 전극층을 통과하는 것을 방지할 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용하여 유기 EL 표시 장치로 한 경우, 흑점의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 오버 코팅층을 착색층이 형성된 기판의 전체면에 형성함으로써, 착색층 표면을 평탄화할 수 있음과 동시에, 패턴상의 착색층에 의한 요철을 평탄화할 수 있기 때문이다. 이에 따라, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 어두운 영역의 발생을 보다 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 오버 코팅층이 적어도 상기 착색층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있고, 상기 도전층이 패턴상으로 형성된 상기 착색층의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 형성되어 있을 수도 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 상술한 바와 같이 비표시 영역이 되는 착색층의 단부로부터 선택적으로 탈가스 성분을 방출시켜, 탈가스 성분이 화상 표시 영역이 되는 투명 전극층을 통과하는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 오버 코팅층이 적어도 상기 착색층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있고, 상기 도전층이 패턴상으로 형성된 상기 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 상기 착색층 및 상기 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있을 수도 있다. 오버 코팅층의 전체면, 또는 착색층 및 오버 코팅층의 전체면이 도전층에 덮여 있으면, 즉 착색층 및 오버 코팅층이 노출되지 않으면, 착색층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
또한 본 발명에서는, 상기 오버 코팅층과 상기 도전층 사이에 차단층을 형성할 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 차단성을 높일 수 있기 때문이다.
또한 본 발명에서는, 상기 기판 상이며, 상기 착색층 사이에 차광부를 형성할 수도 있다. 블랙 매트릭스 등의 차광부를 설치함으로써, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용하여 유기 EL 표시 장치로 했을 때에, 콘트라스트를 향상시키는 것이 가능해지기 때문이다.
이 경우, 상기 차광부가 절연성을 갖는 것이 바람직하다. 차광부가 절연성을 가짐으로써, 차광부와 예를 들면 투명 전극층이 접촉하고 있는 경우에도, 차광부와 투명 전극층이 도통하는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
또한 본 발명에서는, 상기 착색층 상이며, 상기 착색층과 상기 투명 전극층 또는 상기 도전층 사이에 색 변환층을 형성할 수도 있다.
또한 본 발명은 기판, 상기 기판 상에 패턴상으로 형성된 착색층, 상기 착색층 상에 형성된 상기 투명 전극층, 및 상기 투명 전극층 상에 형성된 도전층을 갖는 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판이며, 상기 투명 전극층에 존재하는 핀홀을 상기 도전층이 폐색하고 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 제공한다.
본 발명에 의하면, 도전층이 투명 전극층에 존재하는 핀홀을 폐색하고 있기 때문에, 착색층 등으로부터 발생한 가스가 투명 전극층의 핀홀로부터 유출되는 것 을 방지할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 흑점의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 종래의 후막의 투명 차단층을 설치할 필요가 없다는 이점을 갖는다.
또한 본 발명에서는, 상기 착색층과 상기 도전층 사이에 오버 코팅층을 형성할 수도 있다.
본 발명은 또한 상술한 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판, 상기 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 상에 형성되며 적어도 발광층을 포함하는 유기 EL층, 및 상기 유기 EL층 상에 형성된 대향 전극층을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 EL 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 상술한 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용하기 때문에, 흑점 등의 결함의 발생을 억제할 수 있어, 양호한 화상 표시가 가능한 유기 EL 표시 장치로 만들 수 있다. 또한, 종래와 같이 후막의 투명 차단층을 설치할 필요가 없기 때문에, 저렴하게 유기 EL 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 투명 전극층 및 도전층을 적층함으로써, 양호한 차단성을 얻을 수 있고, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 흑점의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 종래와 같이 후막의 투명 차단층을 설치할 필요가 없고, 저비용화를 도모할 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 도전층 상에 투명 전극층을 설치한 경우에는, 투명 전극층과 착색층의 밀착력을 향상시키고, 착색층이 형성된 기판 및 투명 전극층의 계면에서의 박리나 균열의 발생을 억제할 수 있는 효과를 발휘한다.
<바람직한 실시양태에 대한 설명>
이하, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 및 유기 EL 표시 장치에 대해서 상세히 설명한다.
A. 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판
우선, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판에 대해서 설명한다. 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판은 도전층의 구성에 따라 2개의 양태로 나눌 수 있다. 이하, 각 양태에 대해서 설명한다.
I. 제1 양태
본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 제1 양태는 기판, 상기 기판 상에 패턴상으로 형성된 착색층, 상기 착색층 상에 불규칙하게 적층된 투명 전극층 및 도전층을 갖는 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판이며, 상기 도전층이 도공액을 도포함으로써 형성된 도포막인 것을 특징으로 한다.
본 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판은 투명 전극층 및 도전층의 적층 순서에 따라 추가로 2개의 실시 양태로 나눌 수 있다. 본 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 제1 실시 양태는 기판/착색층/투명 전극층/도전층의 순서로 적층된 것이고, 제2 실시 양태는 기판/착색층/도전층/투명 전극층의 순서로 적층된 것이다. 이하, 각 실시 양태에 대해서 설명한다.
1. 제1 실시 양태
본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 제1 실시 양태는 기판, 상기 기판 상에 패턴상으로 형성된 착색층, 상기 착색층 상에 형성된 투명 전극층, 및 상기 투명 전극층 상에 형성되며 차단성을 갖는 도전층을 갖는 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판이며, 상기 도전층이 도공액을 도포함으로써 형성된 도포막인 것을 특징으로 한다.
본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 (10)은 기판 (1) 상에 착색층 (2)와 투명 전극층 (3)과 도전층 (4)가 패턴상으로 차례대로 형성된 것이다.
도 2는 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시 양태에서는 착색층 (2)와 투명 전극층 (3) 사이에 오버 코팅층 (5)가 형성되어 있을 수도 있다. 도 2에 나타내는 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 (10)은 기판 (1) 상에 착색층 (2)가 패턴상으로 형성되고, 이 착색층 (2)를 덮도록 오버 코팅층 (5)가 형성되어 있으며, 이 오버 코팅층 (5) 상에 투명 전극층 (3)과 도전층 (4)가 패턴상으로 차례대로 형성된 것이다.
일반적으로, 투명 전극층에는 산화인듐주석(ITO)이나 산화인듐아연(IZO) 등이 사용되고 있고, 이러한 투명 전극층은 수증기나 산소, 및 착색층, 색 변환층 또는 오버 코팅층 등으로부터 발생하는 가스에 대하여 어느 정도의 차단성을 갖고 있다. 그러나, 투명 전극층은 일반적으로 스퍼터링법이나 진공 증착법에 의해 형성된 것이고, 스퍼터링법이나 진공 증착법에 의해서 입자 등의 이물질이나 핀홀이 없 는 투명 전극층을 얻는 것은 기술적으로 곤란하기 때문에, 스퍼터링법이나 진공 증착법에 의해 형성된 투명 전극층에는 제조면에서의 결함이나 미세한 구조 결함 등이 존재한다. 이 때문에, 유기 EL 표시 장치에 사용하는 경우에는, 투명 전극층에 존재하는 이물질이나 핀홀 등의 결함을 방지할 필요가 있다. 이것은, 투명 전극층에 존재하는 핀홀 등의 결함으로부터 착색층, 색 변환층 또는 오버 코팅층 등으로부터 발생한 가스가 유출되거나, 수증기나 산소가 침입하기 때문에, 흑점의 요인이 되기 때문이다.
따라서 본 실시 양태에서는, 투명 전극층 (3) 상에 도포막인 도전층 (4)를 설치함으로써, 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5) 등으로부터 발생하는 가스, 및 수증기나 산소에 대하여 차단성을 얻을 수 있다. 본 실시 양태에서의 도전층 (4)는 도포막이기 때문에, 투명 전극층 (3)에 제조면에서의 결함이나 미세한 구조 결함 등이 존재하는 경우에도, 투명 전극층 (3) 상에 도전층 형성용 도공액을 도포함으로써, 결함을 수정할 수 있는 것이다. 즉, 도전층 형성용 도공액을 도포하고 건조시키는 과정에서, 이 도전층 형성용 도공액이 투명 전극층 (3)에 존재하는 핀홀에 침투하기 때문에 핀홀을 방지할 수 있는 것이다.
이와 같이 본 실시 양태에서는, 도전층 (4)를 도포막으로 함으로써, 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5) 등으로부터 발생한 가스가 투명 전극층 (3)의 핀홀 등으로부터 유출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 수증기나 산소 등의 침입을 방해할 수 있다. 이에 따라, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 흑점이 없는 양호한 화상 표시가 가능해진다.
또한 본 실시 양태에서는, 투명 전극층 상에 도전층을 설치함으로써, 착색층이나 오버 코팅층 등으로부터 발생하는 가스, 및 수증기나 산소에 대한 차단성을 얻을 수 있으므로, 종래와 같이 스퍼터링법이나 CVD법 등에 의해 후막의 투명 차단층을 설치할 필요가 없기 때문에, 저비용화를 도모할 수 있다.
또한, 착색층에 의한 요철이 존재하여도 투명 전극층 및 도전층의 차단성은 큰 영향을 받지 않기 때문에, 평탄화를 위한 수지 보호층을 설치할 필요가 없고, 열 팽창에 의한 수지의 신축에 의해 화소 축소 등이 발생하는 경우도 없다.
이하, 이러한 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 각 구성에 대해서 설명한다.
(1) 도전층(제2 투명 전극층)
본 실시 양태에서는 도전층 및 후술하는 투명 전극층의 2층이 일체가 되어 전극으로서 기능하기 때문에, 도전층은 제2 투명 전극층이고, 투명 전극층은 제1 투명 전극층이다.
본 실시 양태에 사용되는 제2 투명 전극층은 후술하는 제1 투명 전극층 상에 형성되며 차단성을 갖고 있고, 도포에 의해 형성되는 도포막이다.
본 실시 양태에 사용되는 제2 투명 전극층의 차단성으로는, 후술하는 제1 투명 전극층의 핀홀 등의 결함을 막는 것이 가능하면 좋다.
또한 본 실시 양태에서는, 제2 투명 전극층 및 제1 투명 전극층의 2층이 일체가 되어 전극으로서 기능하면 좋기 때문에, 제2 투명 전극층의 도전성으로는, 단독으로 전극으로서 기능하는 정도의 시트 저항값을 가질 필요는 없다. 구체적으로는, 제2 투명 전극층의 시트 저항값이 100 Ω/□ 내지 10000 Ω/□ 정도이면 좋고, 바람직하게는 100 Ω/□ 내지 1000 Ω/□의 범위 내이다.
여기서, 상기 시트 저항값은 미츠비시 케미컬 가부시끼가이샤의 로레스타(Loresta)-GP(MCP-T600)를 사용하여 4탐침법(四探針法)에 의해 측정된 값이다.
본 실시 양태에 사용되는 제2 투명 전극층은 상술한 성질을 갖고, 도포에 의해 형성 가능한 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석안티몬(ATO), 산화아연알루미늄(AZO), 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 산화카드뮴, 산화갈륨, In2O3(ZnO)m, InGaO3(ZnO)m, CaWO4 등의 금속 산화물을 들 수 있다. 또한, Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Pb, Mo, Cd, In, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Ti, Pb, Bi, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 등의 도전성 금속 및 이들의 산화물을 들 수 있다. 이들 중에서도 ITO가 바람직하다. 또한, Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, In, Pb, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상도 바람직하다.
이 때, 제2 투명 전극층에 사용되는 재료는 후술하는 제1 투명 전극층에 사용되는 재료와 동일하거나 상이할 수 있지만, 동일한 것이 바람직하다. 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층에 사용되는 재료가 동일하면, 착색층 등이 형성된 기판의 전체면에 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층의 2층을 형성한 후, 예를 들면 동일한 에칭액을 사용하여 2층을 동시에 패턴화할 수 있기 때문이다. 이에 따라, 제조 공정을 간략화하는 것이 가능해진다.
또한, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층에 사용되는 재료가 다른 경우에도, 제2 투명 전극층의 막 두께가 비교적 얇은 경우에는, 동일한 에칭액을 사용하여 2층을 동시에 패턴화할 수 있는 경우가 있다. 이것은 사용하는 재료에 따라 다르지만, 예를 들면 제1 투명 전극층으로서 막 두께 150 nm의 ITO막을 제조하고, 제2 투명 전극층으로서 막 두께 5 nm의 Ag막을 제조한 경우에는, ITO막용 에칭액을 사용하여 ITO막 및 Ag막 모두를 동시에 패턴화할 수 있다.
본 실시 양태에서는, 제2 투명 전극층은 평균 입경이 50 nm 이하인 미립자를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 이 미립자는 평균 입경이 제1 투명 전극층의 핀홀 등의 결함보다 작아, 효과적으로 핀홀 등의 결함을 방지할 수 있기 때문이다. 또한, 미립자 특유의 크기 효과에 의해 제2 투명 전극층의 형성시에 미립자를 함유하는 제2 투명 전극층 형성용 도공액의 소성 온도를 통상의 소성 온도에 비해 낮출 수 있고, 착색층의 내열 온도 이하에서의 소성이 가능해지기 때문이다.
이러한 미립자로는, 상술한 금속 산화물, 도전성 금속 및 도전성 금속 산화물의 미립자를 들 수 있다. 본 실시 양태에서는 특히, 미립자가 산화인듐주석(ITO)의 미립자인 것이 바람직하다. 제2 투명 전극층으로서, ITO가 바람직하게 사용되기 때문이다. 또한, Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, In, Pb, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 미립자도 바람직하다.
상기 미립자의 평균 입경으로는 제1 투명 전극층의 핀홀 등의 결함을 막는 것이 가능한 것이면 좋고, 구체적으로는 0.5 nm 내지 50 nm의 범위 내이며, 바람직하게는 1 nm 내지 10 nm의 범위 내이다. 평균 입경이 지나치게 작은 것은 제조가 어렵고, 한편 미립자의 평균 입경이 지나치게 크면, 제1 투명 전극층의 핀홀 등의 결함을 막는 것이 곤란해지는 경우가 있으며, 미립자 특유의 크기 효과에 의한 소성 온도의 저하를 기대할 수 없게 되기 때문이다.
여기서 평균 입경이란 일반적으로 미립자의 입도를 나타내기 위해 사용되는 것이며, 본 발명에서는 레이저법에 의해 측정한 값이다. 레이저법이란 입자를 용매 중에 분산하고, 그 분산 용매에 레이저 광선을 조사하여 얻어진 산란광을 가늘게 하여 연산함으로써, 평균 입경, 입도 분포 등을 측정하는 방법이다. 또한, 상기 평균 입경은 레이저법에 의한 입경 측정기로서, 리즈 & 노스럽(Leeds & Northrup)사제 입도 분석계 마이크로 트랙 UPA Model-9230을 사용하여 측정한 값이다.
이러한 미립자를 함유하는 제2 투명 전극층은 후술하는 바와 같이 미립자를 함유하는 제2 투명 전극층 형성용 도공액을 도포하여 소결함으로써 형성되기 때문에, 미립자를 포함하는 것으로 생각된다. 따라서, 제2 투명 전극층 중에 함유되는 미립자의 함유량은 약 100 %로 상정된다.
또한, 제2 투명 전극층이 상기 미립자를 함유하고 있는 것은 주사형 전자 현미경(SEM) 관찰 사진(배율: 5만 배 이상)에 의해 확인할 수 있다. 이 때, 우선 제1 투명 전극층과 제2 투명 전극층과의 계면을 확인하고, 제2 투명 전극층 중에 제2 투명 전극층 형성시의 소성에 의해 용해된 입상 형상이 확인되면, 미립자를 함유하고 있는 것으로 한다.
또한, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치 에 사용한 경우에는, 기판측으로부터 빛이 취출되기 때문에, 제2 투명 전극층은 광 투과성을 갖는 것이 바람직하다. 제2 투명 전극층의 광 투과성으로는, 가시광 영역에서의 광 투과율이 60 % 이상, 그 중에서도 80 % 이상, 특히 90 % 이상인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 광 투과율은 파장 380 nm 내지 800 nm의 범위 내에서, 시마즈 세이사꾸쇼(주)사제 UV-3100을 사용하여 측정한 값의 평균값이다.
또한, 제2 투명 전극층의 막 두께는 상술한 차단성, 도전성 및 광 투과성을 만족시키는 두께라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 5 nm 내지 2000 nm의 범위 내에서 설정할 수 있고, 바람직하게는 50 nm 내지 500 nm의 범위 내이다. 제2 투명 전극층의 막 두께가 지나치게 두꺼우면, 광 투과율이 저하하거나, 제1 투명 전극층으로부터의 박리가 일어날 가능성이 있기 때문이다. 또한, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 가장 바깥쪽 표면에 제2 투명 전극층이 설치되기 때문에, 제2 투명 전극층의 막 두께가 지나치게 두꺼우면 단자 접속부의 저항이 높아질 가능성이 있기 때문이다. 한편, 제2 투명 전극층의 막 두께가 지나치게 얇으면, 제1 투명 전극층에 존재하는 핀홀 등을 막는 것이 곤란해지기 때문이다.
또한, 제2 투명 전극층으로서 상술한 도전성 금속 또는 이들의 산화물을 사용한 경우에는, 제2 투명 전극층의 막 두께가 지나치게 두꺼우면 광 투과성이 손상되기 때문에, 상기 범위 중에서도 비교적 얇은 쪽이 바람직하다. 구체적으로는, 5 nm 내지 50 nm의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 실시 양태에 사용되는 제2 투명 전극층은 도포막이다. 또한, "도포막"이란 습식법에 의해 형성된 것을 의미하며, 예를 들면 도공액을 사용하여 도포함으로써 형성되는 것을 말한다.
여기서, 일반적으로 투명 전극층은 스퍼터링법이나 진공 증착법에 의해 형성된 것이다. 제2 투명 전극층이 도포에 의해 형성된 것인지, 스퍼터링법이나 진공 증착법에 의해 형성된 것인지는, 예를 들면 주사형 전자 현미경(SEM) 관찰 사진에 의해 확인할 수 있다. 도포에 의해 형성된 것이면, 예를 들면 도 3a에 나타낸 바와 같이 제2 투명 전극층 (4)를 형성하기 위한 제2 투명 전극층 형성용 도공액의 레벨성을 위해 제1 투명 전극층 (3)의 핀홀 (PH) 내에 제2 투명 전극층 형성용 도공액이 주입되기 때문에, 핀홀 (PH)가 거의 평탄화된다고 생각된다. 한편, 스퍼터링법 등에 의해 형성된 것이면, 예를 들면 도 3b에 나타낸 바와 같이 스퍼터링막 (24)에 의해 투명 전극층 (23)의 핀홀 (PH)를 충분히 방지할 수 없어 평탄화하는 것은 불가능하다. 이와 같이, 제1 투명 전극층의 핀홀이 거의 완전히 막혀 평탄화되어 있으면, 제2 투명 전극층이 도포에 의해 형성된 것이라 할 수 있다.
본 실시 양태에서, 제2 투명 전극층의 형성 방법으로는 도포법이 사용되고, 예를 들면 졸겔법을 이용하는 방법이나, 미립자를 함유하는 제2 투명 전극층 형성용 도공액을 사용하는 방법 등을 들 수 있다. 졸겔법을 이용하는 경우에는, 제2 투명 전극층 형성용 도공액을 제1 투명 전극층 상에 도포하고 가열하여 중축합 반응시킴으로써 제2 투명 전극층을 형성할 수 있다. 또한, 미립자를 사용한 방법에서는, 제2 투명 전극층 형성용 도공액을 제1 투명 전극층 상에 도포하여 소결함으 로써 제2 투명 전극층을 형성할 수 있다. 또한, 제2 투명 전극층의 패턴화 방법으로는 통상 포토리소그래피법이 사용된다.
본 실시 양태에서는 특히, 미립자를 함유하는 제2 투명 전극층 형성용 도공액을 사용하는 방법에 의해 제2 투명 전극층을 형성하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 미립자가 효과적으로 핀홀을 방지할 수 있으며, 미립자 특유의 크기 효과에 의해 제2 투명 전극층 형성시에 착색층의 내열 온도 이하에서의 소성이 가능해지기 때문이다.
이하, 이러한 미립자를 함유하는 제2 투명 전극층 형성용 도공액을 사용한 제2 투명 전극층의 형성 방법에 대해서 설명한다.
본 실시 양태에 사용되는, 미립자를 함유하는 제2 투명 전극 형성용 도공액을 사용한 제2 투명 전극층의 형성 방법은 제2 투명 전극층의 구성 재료에 따라 2개의 양태로 나눌 수 있다. 제1 양태는 제2 투명 전극층이 금속 산화물을 포함하는 도전층인 경우이고, 제2 양태는 제2 투명 전극층이 도전성 금속 및 도전성 금속의 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 도전성 금속층인 경우이다.
이하, 각 양태로 나누어 설명한다.
(i) 제1 양태
본 양태의 제2 투명 전극층의 형성 방법은 금속 산화물에 포함되는 금속의 미립자 또는 상기 금속 산화물에 포함되는 금속을 포함하는 합금의 미립자를 함유하는 도전층 형성용 분산액을 제조하고, 상기 도전층 형성용 분산액을 제1 투명 전극층 상에 도포하고, 대기압의 산소 가스 또는 오존 가스 분위기 중, 또는 불활성 가스에 산소 가스 또는 오존 가스를 첨가한 가스의 플라즈마 분위기 중에서, 150 ℃ 내지 250 ℃에서 소성하고, 산화 및 소결을 동시에 행하여 금속 산화물을 포함하는 도전층을 형성하는 것이다.
본 양태에 의하면, 산화성 분위기 중에서 소정의 온도에서 소성함으로써, 산화와 소결이 동시에 진행되어 도전층의 막 제조가 가능해진다. 이 때, 미립자가 일반적인 도전층의 소성 온도보다도 훨씬 저온에서 치밀하게 소결되기 때문에, 착색층의 내열 온도 이하에서의 소성이 가능해진다.
본 양태에서의 금속 산화물로는 상술한 차단성, 도전성 및 광 투과성을 갖는 제2 투명 전극층의 형성이 가능한 것이면 좋고, 예를 들면 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 산화카드뮴, 산화갈륨, In2O3(ZnO)m, InGaO3(ZnO)m, CaWO4, 산화인듐주석(ITO), 산화주석안티몬(ATO), 산화인듐아연(IZO) 및 산화아연알루미늄(AZO)의 금속 산화물을 들 수 있다. 이들 중에서도, ITO, ATO, IZO, 산화아연, 산화주석, CaWO4가 바람직하고, 특히 ITO가 바람직하다. 본 양태에 사용되는 미립자로는 상기 금속 산화물에 포함되는 금속의 미립자, 또는 상기 금속 산화물에 포함되는 금속을 포함하는 합금의 미립자를 들 수 있다.
또한, 본 양태에 사용되는 도전층 형성용 분산액은 상기 미립자를 용매에 분산시킨 것이다. 사용하는 용매는 사용하는 미립자에 따라 적절하게 선택하는 것이 좋고, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필 알코올 및 부탄올 등의 알코올류, 에틸렌글리콜 등의 글리콜류; 아세톤, 메틸에틸케톤 및 디에틸케톤 등의 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산부틸 및 아세트산벤질 등의 에스테르류; 메톡시에탄올 및 에톡시에탄올 등의 에테르 알코올류; 디옥산 및 테트라히드로푸란 등의 에테르류; N,N-디메틸포름아미드 등의 산 아미드류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류 등을 들 수 있다. 또한, 물을 사용할 수도 있다.
상기 용매의 사용량은 사용하는 미립자에 따라 도포하기 쉬우며, 원하는 막 두께를 얻을 수 있도록 적절하게 선택하는 것이 좋다. 예를 들면, 용매에 대하여 미립자 1 내지 50 중량%의 범위 내에서 함유시키는 것이 좋다. 바람직하게는 10 내지 40 중량%의 범위 내이다. 미립자의 함유량이 지나치게 적으면, 제1 투명 전극층의 핀홀 등의 결함을 막는 것이 곤란해지기 때문이다. 한편, 미립자의 함유량이 지나치게 많으면 유동성이 저하되기 때문에, 이 또한 제1 투명 전극층의 핀홀 등의 결함을 막는 것이 곤란해지고, 또한 제2 투명 전극층 표면의 평탄성이 손상될 가능성이 있기 때문이다.
도전층 형성용 분산액의 도포 방법으로는, 예를 들면 스핀 코팅(spin coating), 분무 코팅, 잉크젯법, 딥 코팅(dip coating), 롤 코팅, 스크린 인쇄법 등을 들 수 있다.
또한, 도전층 형성용 분산액을 도포한 후에는, 산화성 분위기 중에서 상기 미립자를 단체(單體)로 소결하는 데 필요한 온도(일반적으로, 500 내지 700 ℃)보다 훨씬 저온(150 내지 250 ℃)에서 소성하고, 산화와 소결을 동시에 행하여 막을 제조함으로써 도전층이 얻어진다.
소성 온도는 150 내지 250 ℃의 범위 내로 한다. 소성 온도가 지나치게 낮 으면 충분히 소결하지 않을 가능성이 있으며, 소성 온도가 너무 높으면 제조 공정상 문제가 발생하기 때문이다.
산화성 분위기로는, 대기압의 산소 가스 또는 오존 가스 분위기, 또는 불활성 가스, 예를 들면 헬륨 등의 희가스 등에 산소 가스 또는 오존 가스를 첨가한 가스의 대기압 플라즈마와 같은 플라즈마 분위기를 들 수 있다.
또한, 도전층 형성용 분산액을 도포한 후 소성하기 전에, 도포한 도전층 형성용 분산액을 소정의 온도로 건조하여도 좋다.
또한, 산화와 소결은 산화성 분위기 중에서 동시에 행해지지만, 이 때 동시에 자외선 조사를 행하는 것이 바람직하다. 시간 단축·저온화의 측면에서 더욱 효과가 있다. 또한, 대기압 플라즈마 등을 사용한, 소위 플라즈마 소결을 사용할 수도 있다.
(ii) 제2 양태
본 양태의 제2 투명 전극층의 형성 방법은 도전성 금속의 미립자를 함유하는 도전성 금속층 형성용 분산액을 제1 투명 전극층 상에 도포하고, 대기 중에 180 내지 250 ℃에서 소결하여 도전성 금속 및 도전성 금속의 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 도전성 금속층을 형성하는 것이다.
본 양태에 의하면, 미립자가 일반적인 도전성 금속층의 소성 온도보다도 훨씬 저온에서 치밀하게 소결하기 때문에, 착색층의 내열 온도 이하에서의 소성이 가능해진다.
또한 본 양태에서는, 도전성 금속의 미립자를 사용하여 제2 투명 전극층을 형성하기 때문에, 상술한 바와 같이 제2 투명 전극층의 막 두께가 지나치게 두꺼우면 광 투과성이 손상되기 때문에, 막 두께가 비교적 얇아지도록 형성할 필요가 있다. 또한, 구체적인 막 두께에 대해서는 상술한 바와 같다.
본 양태에 사용되는 도전성 금속의 미립자로는, Ag, Sn 및 Zn 중 1종 이상의 미립자가 바람직하지만, 그 밖에 Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Cu, Pb, Mo, Cd, In, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Ti, Pb, Bi, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 미립자를 사용할 수도 있다. 이들 중에서도, 소결 온도를 낮추기 위해서는 Ag, Sn, Zn, In, Cu, Pb의 미립자가 바람직하다.
도전성 금속층 형성용 분산액은 상기 도전성 금속의 미립자를 용매에 분산시킨 것이다. 또한, 용매, 용매의 사용량 및 도전성 금속층 형성용 분산액의 도포 방법에 대해서는, 상기 제1 양태에 기재한 도전층 형성용 분산액의 방법과 마찬가지이다.
또한, 도전성 금속층 형성용 분산액을 도포한 후에는, 대기 중에서 상기 도전성 금속의 미립자를 단체(單體)로 소결하는 데 필요한 온도(일반적으로, 400 내지 600 ℃)보다 훨씬 저온(180 내지 250 ℃)에서 소결하여 막을 제조함으로써 도전성 금속층을 얻는다.
본 양태에서는, 도전성 금속층의 제조 과정에서 도전성 금속이 다소 산화하는 경우가 있다. 이 때문에, 도전성 금속층은 도전성 금속의 산화물의 미립자를 함유하는 경우가 있기 때문에, 도전성 금속 및 도전성 금속의 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것으로 한다.
소성 온도는 180 내지 250 ℃의 범위 내로 한다. 소성 온도가 지나치게 낮으면 충분히 소결하지 않을 가능성이 있으며, 소성 온도가 너무 높으면 제조 공정상 문제가 발생하기 때문이다.
(2) 투명 전극층(제1 투명 전극층)
이어서, 본 실시 양태에 사용되는 제1 투명 전극층에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 본 실시 양태에서는 투명 전극층 및 도전층의 2층이 일체가 되어 전극으로서 기능하기 때문에, 투명 전극층은 제1 투명 전극층이다.
본 실시 양태에 사용되는 제1 투명 전극층은 후술하는 착색층 상에 형성되는 것이다.
제1 투명 전극층으로는, 유기 EL 소자의 투명 전극층으로서 일반적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있지만, ITO가 바람직하게 사용된다.
또한, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우에는, 기판측으로부터 빛이 취출되기 때문에, 상술한 제2 투명 전극층과 동일한 정도의 광 투과성을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 제1 투명 전극층의 막 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는 50 nm 내지 500 nm의 범위 내에서 설정할 수 있고, 바람직하게는 100 nm 내지 200 nm의 범위 내이다. 제1 투명 전극층의 막 두께가 지나치게 두꺼우면, 광 투과율이 저하하거나, 기판으로부터의 박리가 발생할 가능성이 있기 때문이다. 한 편, 제1 투명 전극층의 막 두께가 지나치게 얇으면, 원하는 전기 특성이 얻어지지 않는 경우가 있기 때문이다.
또한, 제1 투명 전극층의 시트 저항값으로는, 상술한 바와 같이 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층의 2층이 일체가 되어 전극으로서 기능하면 좋고, 구체적으로는 10 Ω/□ 내지 50 Ω/□ 정도, 바람직하게는 10 Ω/□ 내지 30 Ω/□의 범위 내이다.
또한, 상기 시트 저항값의 측정 방법에 대해서는, 상기 도전층(제2 투명 전극층) 항목에 기재한 방법과 마찬가지이다.
본 실시 양태에 사용되는 제1 투명 전극층은 일반적인 투명 전극층의 형성 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 제1 투명 전극층의 형성 방법으로는, 예를 들면 스퍼터링법, 진공 증착법 등을 들 수 있다.
(3) 무기층
본 실시 양태에서는, 예를 들면 도 4에 나타낸 바와 같이 착색층 (2)와 제1 투명 전극층 (3) 사이에 차단성을 갖는 무기층 (6)을 형성할 수도 있다. 또한 예를 들면 도 5에 나타낸 바와 같이, 오버 코팅층 (5)와 제1 투명 전극층 (3) 사이에 차단성을 갖는 무기층 (6)을 형성할 수도 있다.
본 실시 양태에서는 무기층을 설치함으로써, 착색층의 요철이나, 착색층 상에 존재하는 이물질을 보수할 수 있다. 착색층에 요철이 존재하면, 착색층 상에 형성되는 제1 투명 전극층에도 이 요철 형상이 반영되며, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 두께가 얇은 유기 EL 층에 정전 파괴 등에 의한 결함이 발생하기 쉬워진다. 이러한 결함 개소는 불량 개소(어두운 영역)가 되고, 표시 품질을 저하시키는 원인이 된다. 이 때문에, 무기층을 설치하여 착색층의 표면을 평탄화하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 투명 전극층은 상술한 바와 같이 스퍼터링법이나 진공 증착법에 의해서 형성되기 때문에, 착색층이나 오버 코팅층과의 밀착성이 충분하지 않은 경우가 있다. 본 실시 양태에서는 무기층을 설치함으로써, 제1 투명 전극층과 착색층이나 오버 코팅층과의 밀착력을 향상시킬 수 있고, 제1 투명 전극층이 착색층이나 오버 코팅층으로부터 박리하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 무기층이 설치되어 있는 경우에는, 착색층 상에 차단성을 갖는 무기층, 제1 투명 전극층, 및 차단성을 갖는 제2 투명 전극층이 차례대로 적층된다. 이에 따라, 착색층 및 오버 코팅층 등으로부터 발생하는 가스, 및 수증기나 산소에 대한 차단성을 높일 수 있다.
또한, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우에는 기판측으로부터 빛이 취출되기 때문에, 무기층은 광 투과성을 갖는 것이 바람직하고, 구체적으로는 상술한 제2 투명 전극층과 동일한 정도의 광 투과율을 갖는 것이 바람직하다.
본 실시 양태에 사용되는 무기층은 상술한 성질을 갖고, 착색층 표면을 평탄화할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 2개의 바람직한 양태가 있다. 바람직한 첫 번째 양태는 무기층이 일반적으로 유기 EL 소자에 사용되는 차단층인 경우이다(제3 양태). 또한, 두 번째 바람직한 양태는 무기층이 도포막인 경우이다(제4 양태).
이하, 각 양태에 대해서 설명한다.
(i) 제3 양태
본 양태의 무기층은 일반적으로 유기 EL 소자에 사용되는 차단층이다. 본 양태에서는 일반적인 차단층을 설치함으로써, 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 차단성을 높일 수 있다.
본 양태의 차단층에 사용되는 재료로는 일반적으로 유기 EL 소자에 사용되는 것이면 좋고, 예를 들면 산화규소, 산화질화규소, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화탄탈, 산화아연, 산화마그네슘, 산화주석, 산화인듐 합금 등의 무기 산화물; 질화규소, 질화알루미늄, 질화티탄, 탄화질화규소 등의 무기 질화물; 알루미늄, 은, 주석, 크롬, 니켈, 티탄 등의 금속 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기의 재료 중에서도, 산화규소 또는 산화질화규소가 바람직하다. 이들 재료는 착색층 및 제1 투명 전극층과의 밀착성이 양호하기 때문이다. 이러한 산화규소의 박막은 유기 규소 화합물을 원료로 하여 형성할 수 있다. 이 유기 규소 화합물로서, 구체적으로는 1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 헥사메틸디실록산, 비닐트리메틸실란, 헥사메틸디실란, 메틸실란, 디메틸실란, 트리메틸실란, 디에틸실란, 프로필실란, 페닐실란, 비닐트리에톡시실란, 테트라메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 옥타메틸시클로테트라실록산 등을 들 수 있다. 또한, 상기 유기 규소 화합물 중에서도 테트라메톡시실란(TMOS), 헥사메틸디실록산(HMDSO)을 사용하는 것이 바람직하다. 이들은 취급성이나 증착막의 특성이 우수하 기 때문이다.
본 실시 양태에 있어서, 후술하는 오버 코팅층이 형성되어 있는 경우에는, 상기 차단층은 도전성을 갖지 않는 것이 바람직하다. 하기와 같이 차단층이 스퍼터링법 등에 의해 오버 코팅층 등이 형성된 기판 전체면에 형성되는 경우에는, 차단층이 도전성을 가지면, 제1 투명 전극층과 도통해 버리고, 인접하는 제1 투명 전극층의 신호를 독립적으로 동작시킬 수 없을 우려가 있기 때문이다.
또한, 차단층은 단일 층일 수도 있고, 차단성을 향상시키기 위해 복수개를 적층하여도 좋다. 또한, 적층하는 경우의 조합으로는 동종, 이종에 관계없다.
또한, 차단층은 착색층이나 오버 코팅층 등이 형성된 기판의 전체면에 형성되어 있을 수도 있고, 패턴상으로 형성되어 있을 수도 있다.
이러한 차단층은, 예를 들면 스퍼터링법, CVD법, 진공 증착법, 침지법 등에 의해 형성할 수 있다.
상기 차단층의 막 두께는 착색층 등으로부터 발생하는 가스, 및 수증기나 산소에 대하여 차단성을 갖고, 상술한 광 투과성을 만족시키는 두께라면 특별히 한정되지 않으며, 상술한 재료에 따라 적절하게 선택된다. 통상은 5 nm 내지 5000 nm의 범위 내이고, 바람직하게는 5 nm 내지 500 nm의 범위 내이다. 또한, 산화알루미늄 또는 산화규소를 사용한 경우에는 10 nm 내지 300 nm의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 차단층의 막 두께가 지나치게 얇으면, 차단성의 저하가 나타나기 때문이다. 한편, 차단층의 막 두께가 지나치게 두꺼우면, 차단층 형성시 균열 등이 발생할 가능성이 있으며, 광 투과율이 저하하는 경우가 있기 때문이다.
(ii) 제4 양태
본 양태의 무기층은 도포막이다. 본 양태에서는 제1 투명 전극층에 핀홀 등의 결함이 존재하는 경우에도, 무기층 및 제2 투명 전극층이 도포막이기 때문에, 무기층에서부터 제2 투명 전극층 표면까지 관통하는 핀홀 등의 결함이 발생하지 않도록 할 수 있다. 이 때문에, 착색층 등으로부터 발생하는 가스의 유출을 방지할 수 있으며, 산소나 수증기 등의 침입을 방해하는 것이 가능해진다.
본 양태의 무기층은 도전성을 갖는 것이 바람직하다. 무기층이 도전성을 갖는 것이면, 무기층을 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층과 일체로 하여 전극으로서 기능시킬 수 있으므로, 전기 저항을 작게 할 수 있기 때문이다.
상기 무기층의 도전성은 상술한 제2 투명 전극층과 동일한 정도의 시트 저항값을 가지고 있으면 좋다.
이러한 무기층에 사용되는 재료로는 도포에 의해 형성 가능하고, 도전성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 상기 제2 투명 전극층에 사용되는 재료를 들 수 있다. 구체적으로는 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 산화카드뮴, 산화갈륨, In2O3(ZnO)m, InGaO3(ZnO)m, CaWO4, 산화인듐주석(ITO), 산화주석안티몬(ATO), 산화인듐아연(IZO), 산화아연알루미늄(AZO) 등의 금속 산화물을 들 수 있다. 또한, Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Pb, Mo, Cd, In, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Ti, Pb, Bi, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 등의 도전성 금속 및 이들의 산화물을 들 수 있다. 이들 중에서도 ITO가 바람직하다. 또한, Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, In, Pb, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상도 바람직하다.
이 때 무기층에 사용되는 재료는 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층에 사용되는 재료와 동일하거나 상이할 수 있지만, 동일한 것이 바람직하다. 무기층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층에 사용되는 재료가 동일하면, 착색층이 형성된 기판 전체면에 무기층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층의 3층을 형성한 후, 예를 들면 동일한 에칭액을 사용하여 3층을 동시에 패턴화할 수 있기 때문이다.
본 양태에서 무기층은 평균 입경이 50 nm 이하인 미립자를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 미립자 특유의 크기 효과에 의해, 무기층 형성시에 미립자를 함유하는 무기층 형성용 도공액의 소성 온도를 통상의 소성 온도에 비해 낮출 수 있어, 착색층의 내열 온도 이하에서의 소성이 가능해지기 때문이다.
또한, 미립자에 대해서는, 상술한 제2 투명 전극층 항목에 기재한 것과 마찬가지이므로, 여기서의 설명은 생략한다.
또한, 무기층의 막 두께에 대해서는 상기 제2 투명 전극층의 막 두께와 마찬가지이다.
본 양태의 무기층은 도포에 의해 형성된 도포막이다. 또한, 무기층이 도포에 의해 형성된 것인지 아닌지는 상기 도전층(제2 투명 전극층) 항목에 기재한 방법에 의해 확인할 수 있다.
본 양태에서, 무기층의 형성 방법으로는 도포법이 사용되고, 예를 들면 졸겔 법을 이용하는 방법이나, 미립자를 함유하는 무기층 형성용 도공액을 사용하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 무기층의 패턴화 방법으로는 통상 포토리소그래피법이 사용된다.
본 양태에서는 특히, 미립자를 함유하는 무기층 형성용 도공액을 사용하는 방법에 의해 무기층을 형성하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 미립자가 효과적으로 핀홀을 막음과 동시에, 미립자 특유의 크기 효과에 의해 무기층 형성시에 착색층의 내열 온도 이하에서의 소성이 가능해지기 때문이다. 또한, 이러한 미립자를 함유하는 무기층 형성용 도공액을 사용하여 형성된 무기층은 착색층 및 제1 투명 전극층과의 밀착성이 양호하다는 이점도 갖는다.
또한, 무기층의 형성 방법은 상술한 제2 투명 전극층의 형성 방법과 마찬가지이므로, 여기서의 설명은 생략한다.
(iii) 기타
본 실시 양태에 사용되는 무기층은 상술한 차단층 및 도포막이 적층된 것일 수도 있다. 이 때, 착색층이나 오버 코팅층 측에서부터 순서대로 차단층, 도포막의 순서로 형성된다. 이에 따라, 차단층에 핀홀이 존재하는 경우에도, 그 핀홀을 도포막으로 막을 수 있기 때문이다.
또한, 무기층은 상술한 차단층 및 도전성을 갖지 않는 도포막이 적층된 것일 수도 있다. 이 때, 착색층이나 오버 코팅층 측에서부터 순서대로 차단층, 도전성을 갖지 않는 도포막의 순서로 형성된다. 상기와 마찬가지로, 차단층에 핀홀이 존재하는 경우에도, 그 핀홀을 도전성을 갖지 않는 도포막으로 막을 수 있기 때문이다. 이 도전성을 갖지 않는 도포막으로는, 예를 들면 산화규소, 산화질화규소, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화탄탈, 산화아연, 산화마그네슘, 산화주석, 산화인듐 합금 등의 무기 산화물, 또는 질화규소, 질화알루미늄, 질화티탄, 탄화질화규소 등의 무기 질화물 등의 미립자 분산막이나 졸겔막, 또는 폴리실라잔 등에 의한 실리카 코팅 등을 들 수 있다.
(4) 투명 전극층(제1 투명 전극층), 도전층(제2 투명 전극층) 및 무기층의 특성
본 실시 양태에서는, 제1 투명 전극층 상에 도포막인 제2 투명 전극층을 설치함으로써, 착색층이나 오버 코팅층 등으로부터 발생하는 가스, 및 수증기나 산소에 대한 차단성을 얻을 수 있다. 이러한 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층이 설치되었을 때의 차단성은 산소 가스 투과율이 1 cc/㎡/일/atm 이하, 그 중에서도 0.5 cc/㎡/일/atm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 수증기 투과율이 1 g/㎡/일 이하, 그 중에서도 0.5 g/㎡/일 이하인 것이 바람직하다.
또한 본 실시 양태에서는 착색층 또는 오버 코팅층과 제1 투명 전극층 사이에 무기층을 설치함으로써, 산소나 수증기, 착색층 등으로부터의 가스에 대한 차단성이 높은 것으로 만들 수 있다. 이 경우, 무기층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층이 설치되었을 때의 차단성은 산소 가스 투과율이 1 cc/㎡/일/atm 이하, 그 중에서도 0.5 cc/㎡/일/atm 이하, 특히 0.1 cc/㎡/일/atm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 수증기 투과율이 1 g/㎡/일 이하, 그 중에서도 0.5 g/㎡/일 이하, 특히 0.1 g/㎡/일 이하인 것이 바람직하다.
산소 가스 투과율 및 수증기 투과율이 상술한 범위임으로써, 차단성이 높은 것으로 만들 수 있고, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 산소나 수증기, 착색층 등으로부터의 가스에 약한 부재를 갖는 유기 EL 소자에 바람직하게 사용할 수 있기 때문이다.
여기서, 상기 산소 가스 투과율은 측정 온도 23 ℃, 습도 90 % Rh의 조건 하에서 산소 가스 투과율 측정 장치(MOCON사제, 상품명: OX-TRAN 2/20)를 사용하여 측정한 값이다. 또한, 상기 수증기 투과율은 측정 온도 37.8 ℃, 습도 100 % Rh의 조건 하에서 수증기 투과율 측정 장치(MOCON사제, 상품명: PERMATRAN-W 3/31)를 사용하여 측정한 값이다.
또한, 상술한 바와 같이 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용하는 경우, 제2 투명 전극층 상에 유기 EL층이 형성되기 때문에, 어두운 영역의 발생을 억제하기 위해 제2 투명 전극층 표면은 평탄한 것이 바람직하다. 특히, 무기층이나 오버 코팅층이 설치되어 있는 경우에는, 착색층 표면을 평탄화할 수 있기 때문에, 제2 투명 전극층의 표면도 평탄화할 수 있다고 생각된다. 구체적으로는, 제2 투명 전극층의 평균 표면 조도(Ra)가 10 Å 내지 500 Å의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 Å 내지 100 Å의 범위 내이다. 제2 투명 전극층의 평균 표면 조도(Ra)가 상술한 범위 내임으로써, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 어두운 영역의 발생을 억제할 수 있고, 양호한 화상 표시를 얻는 것이 가능해지기 때문이다.
여기서, 상기 제2 투명 전극층의 평균 표면 조도(Ra)는 주사형 탐침 현미경(디지털 인스트루먼트사제 SPM: D-3000)을 사용하여 하기의 조건으로 관찰 범위 5 ㎛2에서 측정한 값이다.
(측정 조건)
태핑 모드(tapping mode)
설정 포인트: 1.6 정도
주사선: 256
주파수: 0.8 Hz
(5) 오버 코팅층
본 실시 양태에서는, 착색층과 투명 전극층 사이에 오버 코팅층을 형성할 수도 있다. 오버 코팅층은 후술하는 착색층 상에 형성되며, 착색층을 보호함과 동시에, 착색층 표면을 평탄화하기 위해 설치하는 층이다. 또한 오버 코팅층은 패턴상의 착색층에 의한 요철을 해소하고, 착색층이 형성된 기판 표면을 평탄화하기 위해서도 설치한다. 착색층의 평탄성이 나쁘거나, 착색층에 의한 요철이 존재하면, 착색층 상에 형성되는 제2 투명 전극층에도 착색층의 평탄성의 악화나 요철 형상이 반영되어 유기 EL 표시 장치로 한 경우, 제2 투명 전극층 상에 형성되는, 두께가 얇은 유기 EL층에 정전 파괴 등에 의한 결함이 발생하기 쉬워진다. 이러한 결함 개소는 불량 개소(어두운 영역)가 되고, 표시 품질을 저하시키는 원인이 된다. 이 때문에, 오버 코팅층을 설치하여 착색층의 표면을 평탄화하며, 착색층에 의한 요철 을 평탄화하는 것이 바람직하다.
또한, 오버 코팅층을 설치함으로써 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층을 평탄하게 형성할 수 있기 때문에, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층이 치밀한 층이 되어 차단성을 높일 수 있다.
본 실시 양태에 사용되는 오버 코팅층은 착색층이 형성된 기판 전체면에 형성되어 있을 수도 있고, 적어도 착색층 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있을 수도 있다.
여기서, "오버 코팅층은 착색층이 형성된 기판 전체면에 형성되어 있다"라는 것은, 예를 들면 도 2에 나타낸 바와 같이, 오버 코팅층 (5)가 착색층 (2)의 전체를 덮도록 기판 (1)의 전체면에 걸쳐 형성되어 있는 경우를 말한다. 또한, 도 2와 같이 기판 (1)의 단부에 오버 코팅층 (5)가 설치되지 않는 경우도 포함한다.
이와 같이 오버 코팅층이 기판 전체면에 형성되어 있는 경우에는, 패턴상의 착색층에 의한 요철을 해소하고, 기판 전체면을 평탄화할 수 있다는 이점을 갖는다.
또한, "오버 코팅층은 적어도 착색층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있다"라는 것은 오버 코팅층이 착색층 표면 중 일부를 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우, 및 착색층 표면의 전부를 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우를 말한다. 예를 들면 도 6에서는, 오버 코팅층 (5)가 착색층 (2)의 전체 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있다. 또한, 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이, 오버 코팅층 (5)가 착색층 (2)의 표면뿐만 아니라 측면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우도 포함한다.
이와 같이 오버 코팅층이 패턴상으로 형성되어 있는 경우에는, 기판 전체면에 형성되어 있는 경우에 비해 오버 코팅층이 노출되어 있는 면적이 작아지기 때문에, 오버 코팅층으로부터 가스의 발생을 비교적 억제할 수 있다고 생각된다. 또한, 예를 들면 도 6에 나타낸 바와 같이 오버 코팅층 (5)가 착색층 (2)의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우에는, 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 후술하는 바와 같이 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)가 노출되지 않기 때문에, 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이 오버 코팅층 (5)가 착색층 (2)의 표면 및 측면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우에도, 도 6과 마찬가지로 오버 코팅층 (5)가 노출되지 않도록 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)를 형성할 수 있기 때문에, 가스의 유출을 억제하는 효과를 높일 수 있다.
본 실시 양태에 사용되는 오버 코팅층은 광 투과성을 갖는 것이 바람직하고, 구체적으로는 가시광 영역에서의 광 투과율이 70 % 이상, 그 중에서도 90 % 이상인 것이 바람직하다. 이에 따라, 유기 EL 표시 장치로 했을 때, 명도가 높은 것으로 만들 수 있기 때문이다. 또한, 광 투과율의 측정 방법은 상기 도전층(제2 투명 전극층) 항목에 기재한 측정 방법과 마찬가지이다.
또한, 오버 코팅층에 사용되는 재료로는 착색층 표면을 평탄화할 수 있으며, 광 투과성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 아크릴 수지, 폴리이미드, 에폭시 수지, 환상 올레핀계 수지 등을 들 수 있다. 또한, 아크릴산계, 메타크릴산계, 폴리비닐 신나메이트, 환화 고무계 등의 반응성 비닐기를 갖는 광 경화형 레지스트 재료 등을 사용할 수 있다.
본 실시 양태에서의 오버 코팅층은 상기한 재료를 사용하여, 예를 들면 스핀 코팅법, 롤 코팅법, 바 코팅법(bar coating), 캐스팅법, 잉크젯법 등의 방법으로 도포함으로써 형성할 수 있다. 또한, 상기한 재료를 도포하여 얻어진 도포막을 소정의 포토마스크를 통해 노광한 후, 현상액을 사용하여 불필요한 부분을 제거함으로써, 오버 코팅층을 패턴상으로 형성할 수도 있다.
오버 코팅층의 막 두께로는 착색층의 표면을 평탄화하는 것이 가능하면 좋고, 바람직하게는 착색층에 의한 요철을 평탄화할 수 있으며, 특히 착색층 및 색 변환층에 의한 요철을 평탄화할 수 있는 두께인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위 내에서 설정할 수 있고, 바람직하게는 2 ㎛ 내지 4 ㎛의 범위 내이다. 또한, 색 변환층이 형성되어 있는 경우에는, 색 변환층의 막 두께가 비교적 두껍기 때문에, 오버 코팅층의 막 두께는 3 ㎛ 내지 15 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위 내이다.
또한, 상기 오버 코팅층은 저융점 유리 프릿, 결합제 수지, 용매를 포함하는 저융점 유리 페이스트를 사용하여, 인쇄, 도포에 의해 형성할 수도 있다.
(6) 투명 전극층(제1 투명 전극층), 도전층(제2 투명 전극층), 무기층 및 오버 코팅층의 배치
본 실시 양태에서는, 예를 들면 도 1에 나타낸 바와 같이 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)가 착색층 (2) 상에 형성되어 있으면, 착색층 (2)로부터 발생하는 가스의 유출을 대부분 방지하는 것이 가능하지만, 그 중에서도 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 착색층 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 착색층의 전체면이 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 중 적어도 어느 하나에 덮여 있으면, 착색층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층은 적어도 어느 한 쪽이 패턴상으로 형성된 착색층 전체면을 덮도록 형성되어 있으면 좋지만, 예를 들면 도 8에 나타낸 바와 같이 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4) 모두가 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 착색층으로부터 발생하는 가스의 유출을 한층 더 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
여기서, "착색층 전체면을 덮도록 형성"한다란 착색층의 표면 및 측면 모두가 덮여, 착색층이 노출되지 않은 것을 의미하며, 예를 들면 도 8에 나타낸 바와 같이 착색층 (2)의 어느 면도 노출되지 않도록 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)가 형성되어 있는 경우를 말한다.
본 양태에서 오버 코팅층이 형성되어 있지 않은 경우이며 무기층이 차단층인 경우에는, 제1 투명 전극층, 제2 투명 전극층 및 차단층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 착색층 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 착색층의 전체면이 제1 투명 전극층, 제2 투명 전극층 및 차단층 중 적어도 어느 하나에 덮여 있으면, 착색층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
여기서, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층은 패턴화할 필요가 있지만, 차단층은 특별히 패턴화할 필요는 없다. 이 때문에, 차단층을 기판의 전체면에 형성하면, 적어도 차단층으로 착색층 전체면을 덮을 수 있다.
또한 상기한 경우, 제1 투명 전극층, 제2 투명 전극층 및 차단층은 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 착색층 전체면을 덮도록 형성되어 있으면 좋지만, 예를 들면 도 4에 나타낸 바와 같이 차단층 (6), 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4) 모두가 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 착색층으로부터 발생하는 가스의 유출을 한층 더 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
또한, 본 양태에서 오버 코팅층이 형성되어 있지 않은 경우이며 무기층이 도포막인 경우에도, 제1 투명 전극층, 제2 투명 전극층 및 무기층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 착색층 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 패턴상으로 형성된 착색층의 전체면이 제1 투명 전극층, 제2 투명 전극층 및 무기층 중 적어도 어느 하나에 덮여 있으면, 착색층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
이러한 경우, 제1 투명 전극층, 제2 투명 전극층 및 무기층은 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 착색층의 전체면을 덮도록 형성되어 있으면 좋지만, 예를 들면 도 4에 나타낸 바와 같이 무기층 (6), 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4) 모두가 착색층 (2)의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 착색층으로부터 발생하는 가스의 유출을 한층 더 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
한편, 본 실시 양태에서 오버 코팅층이 형성되어 있는 경우, 예를 들면 도 2에 나타낸 바와 같이 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)가 오버 코팅층 (5) 상에 형성되어 있으면, 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)로부터 발생하는 가스의 유출을 대부분 방지할 수 있지만, 오버 코팅층 (5)에서 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)에 의해 덮여 있지 않은 부분에서 가스가 유출하는 경우가 있다. 통상 착색층이 설치된 영역은 화상 표시 영역이 되기 때문에, 착색층이 설치된 영역에 가스가 유출되지 않는 한 흑점은 발생하지 않으며, 일반적으로 오버 코팅층보다도 착색층으로부터 발생하는 가스 쪽이 많다. 이 때문에, 본 실시 양태에서는 적어도 착색층이 형성된 영역에 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 착색층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 방지하기 위해서는, 상술한 바와 같이 오버 코팅층이 적어도 착색층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성하고, 추가로 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 착색층 및 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성하는 것이 바람직하다. 오버 코팅층의 전체면, 또는 착색층 및 오버 코팅층의 전체면이 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 중 적어도 어느 하나에 덮여 있으면, 착색층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층은 적어도 어느 한 쪽이 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 착색층 및 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있으면 좋지만, 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4) 모두가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 예를 들면 도 6에 나타낸 바와 같이 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4) 모두가 패턴상으로 형성된 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 착색층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 한층 더 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
여기서, "오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성"한다란 오버 코팅층의 표면 및 측면 모두가 덮여, 오버 코팅층이 노출되지 않은 것을 의미하며, 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이 오버 코팅층 (5)의 어느 면도 노출되지 않도록 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)가 형성되어 있는 경우를 말한다. 예를 들면 오버 코팅층 (5)가 착색층 (2)의 표면 및 측면을 덮도록 형성되어 있는 경우에는, 착색층 (2)는 노출되지 않기 때문에, 오버 코팅층 (5)가 노출되지 않도록 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)를 설치하면 좋다.
또한, "착색층 및 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성"한다란 착색층의 표면 및 측면, 및 오버 코팅층의 표면 및 측면 모두가 덮여 착색층 및 오버 코팅층이 노출되지 않은 것을 의미하며, 예를 들면 도 6에 나타낸 바와 같이 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)의 어느 면도 노출되지 않도록 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)가 형성되어 있는 경우를 말한다. 예를 들면, 오버 코팅층 (5)가 착색층 (2)의 표면만을 덮도록 형성되어 있는 경우에는, 착색층 (2)의 측면이 노출되어 있기 때문에, 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)가 노출되지 않도록 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)를 설치하는 것이다.
또한, 본 실시 양태에서 오버 코팅층과 제1 투명 전극층 사이에 차단성을 갖는 무기층을 형성하는 경우에는, 착색층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 방지하기 위해 오버 코팅층이 적어도 착색층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성하고, 제1 투명 전극층, 제2 투명 전극층 및 무기층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 착색층 및 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성하는 것이 바람직하다. 오버 코팅층의 전체면, 또는 착색층 및 오버 코팅층의 전체면이 제1 투명 전극층, 제2 투명 전극층 및 무기층 중 적어도 어느 하나에 덮여 있으면, 착색층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
제1 투명 전극층, 제2 투명 전극층 및 무기층은 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 착색층 및 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있으면 좋지만, 무기층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 모두가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 예를 들면 도 9에 나타낸 바와 같이 무기층 (6), 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4) 모두가 패턴상으로 형성된 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 착색층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 한층 더 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
여기서, 무기층이 차단층인 경우에는 특별히 패턴화할 필요가 없기 때문에, 차단층을 기판의 전체면에 형성하면, 적어도 차단층으로 오버 코팅층의 전체면, 또는 착색층 및 오버 코팅층의 전체면을 덮을 수 있다.
(7) 착색층
이어서, 본 실시 양태에 사용되는 착색층에 대해서 설명한다. 본 실시 양태에 사용되는 착색층은 기판 상에 패턴상으로 형성되는 것이다.
본 실시 양태에 사용되는 착색층은 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용하여 유기 EL 표시 장치로 했을 때에, 유기 EL 표시 장치의 발광층으로부터 발생된 백색광의 색조를 변화시키는 층, 또는 후술하는 색 변환층을 투과한 빛의 색조를 더 조정하는 층이다. 일반적으로, 착색층은 청색, 적색, 녹색의 착색층으로 형성된다. 또한, 색 변환층이 설치되어 있는 경우에는, 색 변환층의 각 색과 대응하는 위치에 각각 청색, 적색, 녹색의 착색층이 형성된다. 이러한 착색층이 형성됨으로써, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 고순도로 발색할 수 있고, 색 재현성이 높은 것으로 만들 수 있다.
착색층의 형성 재료로는 일반적으로 컬러 필터에 사용 가능한 안료나 결합제 수지를 사용할 수 있다.
구체적으로, 적색의 착색층에 사용되는 안료로는, 예를 들면 페릴렌계 안료, 레이크(lake) 안료, 아조계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 안트라퀴논계 안료, 안트라센계 안료, 이소인돌린계 안료 등을 들 수 있다. 이들 안료는 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한 녹색의 착색층에 사용되는 안료로는, 예를 들면 할로겐 다중 치환 프탈로시아닌계 안료, 할로겐 다중 치환 구리 프탈로시아닌계 안료, 트리페닐 메탄계 염기성 염료, 이소인돌린계 안료, 이소인돌리논계 안료 등을 들 수 있다. 이들 안료는 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한 청색의 착색층에 사용되는 안료로는, 예를 들면 구리 프탈로시아닌계 안료, 인단트렌계 안료, 인도페놀계 안료, 시아닌계 안료, 디옥사진계 안료 등을 들 수 있다. 이들 안료는 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 안료는 적색, 녹색 또는 청색의 착색층 중에 각각 통상 5 내지 50 중량%의 범위 내에서 함유된다.
또한, 착색층에 사용되는 결합제 수지로는 가시광 투과율이 50 % 이상인 투명한 수지가 바람직하고, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등을 들 수 있다.
착색층의 형성 방법으로는 일반적인 컬러 필터의 형성 방법, 예를 들면 포토리소그래피법이나 마스크 증착법 등을 사용할 수 있다.
(8) 차광부
본 실시 양태에서는, 예를 들면 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이 기판 (1) 상이며, 착색층 (2) 사이에 차광부 (7)이 형성되어 있을 수도 있다. 블랙 매트릭스 등의 차광부를 설치함으로써, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용하여 유기 EL 표시 장치로 했을 때에, 콘트라스트의 향상이 가능해지기 때문이다.
본 실시 양태에 사용되는 차광부는 절연성을 갖는 것일 수도, 절연성을 갖지 않는 것일 수도 있다. 차광부가 절연성을 갖는 경우, 차광부의 형성 재료로는, 예를 들면 흑색 착색제를 함유하는 수지 등을 들 수 있다. 또한, 차광부가 절연성을 갖지 않는 경우, 차광부의 형성 재료로는, 예를 들면 크롬 등을 들 수 있다. 이 때, 차광부는 CrOx막(x는 임의의 수) 및 Cr막이 2층 적층된 것일 수도 있으며, 반사율을 더욱 저감시킨 CrOx막(x는 임의의 수), CrNy막(y는 임의의 수) 및 Cr막이 3층 적층된 것일 수도 있다.
본 실시 양태에서는 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 착색층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 경우, 또는 제1 투명 전극층, 제2 투명 전극층 및 무기층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 착색층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 경우, 차광부는 절연성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 또한, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 오버 코팅 층 및 착색층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 경우, 또는 제1 투명 전극층, 제2 투명 전극층 및 무기층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 오버 코팅층 및 착색층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 경우, 차광부는 절연성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 예를 들면 도 10에서는, 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)가 착색층 (2)의 전체면을 덮도록 형성되어 있기 때문에, 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)와 차광부 (7)이 접촉하고 있다. 또한 예를 들면 도 6에서는, 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)가 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 형성되어 있기 때문에, 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)와 차광부 (7)이 접촉하고 있다. 이러한 경우, 차광부 (7)이 절연성을 갖지 않는, 즉 도전성을 가지면, 차광부 (7)과, 제1 투명 전극층 (3) 및 제2 투명 전극층 (4)가 도통해버려, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용한 유기 EL 표시 장치에서, 제1 투명 전극층에 신호를 가했을 때에 인접하는 제1 투명 전극층의 신호를 독립적으로 동작시킬 수 없을 우려가 있기 때문이다.
흑색 착색제를 함유하는 수지를 사용한 차광부는 흑색 착색제를 함유하는 수지 조성물을 기판 상에 도포하고, 포토리소그래피법에 의해 패턴상으로 형성할 수 있다.
또한, 크롬 등의 금속을 사용한 차광부는 스퍼터링법이나 진공 증착법 등에 의해 금속, 금속 산화물 또는 금속 질화물 등의 박막을 형성하고, 포토리소그래피법을 이용하여 패턴상으로 형성할 수 있다. 또한, 무전계 도금법이나 인쇄법 등을 사용하여 형성할 수도 있다.
상기 차광부의 막 두께는 스퍼터링법이나 진공 증착법에 의해 형성하는 경우에는 0.2 ㎛ 내지 0.4 ㎛ 정도이고, 도포에 의해 형성하는 경우나 인쇄법에 의해 형성할 때에는 0.5 ㎛ 내지 2 ㎛ 정도이다.
본 실시 양태에서, 차광부가 예를 들면 흑색 착색제를 함유하는 수지 등을 사용하여 형성된 경우, 이 수지 등으로부터 가스가 발생할 가능성이 있기 때문에, 이러한 경우에는 차광부 상에 무기 차단층을 설치해도 좋다. 이 무기 차단층으로는 일반적으로 유기 EL 소자의 무기 차단층으로서 사용되고 있는, 예를 들면 산화규소막이나 질화규소막 등을 들 수 있다.
여기서, 상기 차광부에 사용되는 흑색 착색제를 함유하는 수지는 차광성을 갖는 것이면 좋기 때문에, 착색층과는 달리 충분한 열 처리를 행할 수 있다. 이 때문에, 차광부 형성시 탈가스 성분을 제거할 수 있다. 따라서, 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 제조시 가열할 때 차광부에서 가스가 발생할 가능성은 낮을 것으로 생각된다.
또한 차광부가 절연성을 갖지 않는 경우, 차광부 상에 절연물층을 설치할 수 있다. 이에 따라, 제1 투명 전극층 또는 제2 투명 전극층과 차광부가 도통하는 것을 방지할 수 있다.
(9) 색 변환층
본 실시 양태에서는, 예를 들면 도 12에 나타낸 바와 같이, 착색층 (2) 상이며, 착색층 (2)와 제1 투명 전극층 (3) 사이에 색 변환층 (8)이 형성되어 있을 수 도 있다. 또한 예를 들면 도 11에 나타낸 바와 같이, 착색층 (2) 상이며, 착색층 (2)와 오버 코팅층 (5) 사이에 색 변환층 (8)이 형성되어 있을 수도 있다.
색 변환층은 상기 착색층과 마찬가지로 색 변환층에 포함되는 색소 등이 분해되어 가스가 발생하는 경우가 있어 흑점의 요인이 되지만, 본 실시 양태에서는 색 변환층 상에 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층을 설치함으로써, 착색층이나 오버 코팅층으로부터 발생한 가스뿐만 아니라, 색 변환층으로부터 발생한 가스에 대해서도 차단성을 얻을 수 있다.
따라서, 색 변환층이 설치되어 있는 경우에는, 상기 착색층의 경우와 마찬가지로 색 변환층 상에는 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 색 변환층 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 색 변환층의 전체면이 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 중 적어도 어느 하나에 덮여 있으면, 색 변환층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층은 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 색 변환층 전체면을 덮도록 형성되어 있으면 좋지만, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 모두가 색 변환층 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 착색층으로부터 발생하는 가스의 유출을 한층 더 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
또한 무기층이 설치되어 있는 경우에는, 무기층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 색 변환층 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하고, 그 중에서도 무기층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 모두가 패턴상으로 형성된 색 변환층 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한 본 실시 양태에서 색 변환층이 설치되어 있는 경우이며 상기 오버 코팅층이 형성되어 있는 경우에는, 상기 착색층 및 오버 코팅층의 경우와 마찬가지로 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 방지하기 위해 오버 코팅층이 적어도 색 변환층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성하고, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.
또한, 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 한층 더 효과적으로 방지하기 위해서는, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 모두가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한 무기층이 설치되어 있는 경우에는, 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 방지하기 위해 오버 코팅층이 적어도 색 변환층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성하고, 무기층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴 상으로 형성된 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 무기층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 모두가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 색 변환층의 막 두께 단차가 큰 경우에는, 오버 코팅층이 색 변환층이 형성된 기판의 전체면에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 어두운 영역의 발생을 억제할 수 있기 때문이다.
본 실시 양태에 사용되는 색 변환층은, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용하여 유기 EL 표시 장치로 했을 때, 유기 EL 소자의 발광층으로부터 발광하는 빛을 흡수하여 가시광 영역 형광을 발광하는 형광 재료를 함유하는 층이고, 발광층으로부터의 빛을 청색, 적색, 또는 녹색으로 할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 색 변환층은, 예를 들면 청색, 적색, 녹색의 3색의 형광을 각각 발광하는 층일 수도 있으며, 청색의 발광층을 사용한 경우에는 청색의 색 변환층 대신에 투명 수지층이 형성되어 있을 수도 있다.
색 변환층은 통상 발광층으로부터 빛을 흡수하고, 형광을 발광하는 유기 형광 색소 및 매트릭스 수지를 함유한다.
색 변환층에 사용되는 형광 색소는 발광층으로부터 발생되는 근자외 영역 또는 가시 영역의 빛, 특히 청색 또는 청록색 영역의 빛을 흡수하고 다른 파장의 가시광을 형광으로서 발광한다. 통상, 발광층으로는 청색의 발광층이 사용되기 때문에, 적어도 적색 영역의 형광을 발하는 형광 색소를 1종류 이상 사용하는 것이 바 람직하고, 녹색 영역의 형광을 발하는 형광 색소의 1종류 이상과 조합하는 것이 바람직하다.
즉, 광원으로서 청색 내지 청록색 영역의 빛을 발광하는 발광층을 사용하는 경우, 발광층으로부터의 빛을 단순한 적색의 착색층에 통과시켜 적색 영역의 빛을 얻고자 하면, 본래 적색 영역의 파장의 빛이 적기 때문에 출력광이 매우 어둡게 된다. 따라서, 발광층으로부터의 청색 내지 청록색 영역의 빛을 형광 색소에 의해 적색 영역의 빛으로 변환함으로써, 충분한 강도를 갖는 적색 영역의 빛을 출력할 수 있기 때문이다.
한편, 녹색 영역의 빛은 적색 영역의 빛과 마찬가지로 발광층으로부터의 빛을 별도의 형광 색소에 의해 녹색 영역의 빛으로 변환시켜 출력하여도 좋다. 또는, 발광층의 발광이 녹색 영역의 빛을 충분히 포함하는 경우에는, 발광층으로부터의 빛을 단순히 녹색의 착색층을 통과시켜 출력하여도 좋다. 또한, 청색 영역의 빛에 관해서는, 발광층의 빛을 형광 색소를 사용하여 변환시켜 출력시켜도 좋지만, 발광층의 빛을 단순한 청색의 착색층에 통과시켜 출력시키는 것이 바람직하다.
발광층으로부터 발하는 청색으로부터 청록색 영역의 빛을 흡수하고 적색 영역의 형광을 발하는 형광 색소로는, 예를 들면 로다민 B, 로다민 6G, 로다민 3B, 로다민 101, 로다민 110, 술포로다민, 베이직 바이올렛 11, 베이직 레드 2 등의 로다민계 색소, 시아닌계 색소, 1-에틸-2-[4-(p-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐]-피리디늄 퍼클로레이트(피리딘 1) 등의 피리딘계 색소, 또는 옥사진계 색소 등을 들 수 있다. 또한, 각종 염료(직접 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 분산 염료 등) 도 형광성이 있으면 사용할 수 있다.
또한, 발광층으로부터 발하는 청색 내지 청록색 영역의 빛을 흡수하고 녹색 영역의 형광을 발하는 형광 색소로는, 예를 들면 3-(2'-벤조티아졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린(쿠마린 6), 3-(2'-벤조이미다졸릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린(쿠마린 7), 3-(2'-N-메틸벤조이미다졸릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린(쿠마린 30), 2,3,5,6-1H,4H-테트라히드로-8-트리플루오로메틸퀴놀리딘(9,9a,1-gh)쿠마린(쿠마린 153) 등의 쿠마린계 색소, 또는 쿠마린 색소계 염료인 베이직 옐로우 51, 또한 솔벤트 옐로우 11, 솔벤트 옐로우 116 등의 나프탈이미드계 색소 등을 들 수 있다. 또한, 각종 염료(직접 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 분산 염료 등)도 형광성이 있으면 사용할 수 있다.
또한, 형광 색소를 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산 비닐 공중합 수지, 알키드 수지, 방향족 술폰아미드 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지 및 이들 수지의 혼합물 등에 미리 혼련하여 안료화하고, 형광 안료로 하여도 좋다. 또한, 이들 형광 색소나 형광 안료(이하, 상기 2개를 합쳐서 형광 색소라 총칭함)는 단독으로 사용할 수도 있고, 형광의 색상을 조정하기 위해 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
상기 형광 색소는 색 변환층에 대하여, 그 색 변환층의 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2 중량% 함유된다. 형광 색소의 함유량이 지나치게 적으면 파장 변환을 충분히 할 수 없고, 한편 형광 색소의 함유량이 지나치게 많으면, 농도 소광 등의 효과에 의해 색 변환 효율이 저하할 가 능성이 있기 때문이다.
또한, 색 변환층에 사용되는 매트릭스 수지로는, 광 경화성 또는 광열 병용형 경화성 수지(레지스트)를 빛 및(또는) 열 처리하여 라디칼종 또는 이온종을 발생시켜 중합 또는 가교시키고, 불용 불융화시킨 것을 사용할 수 있으며, 색 변환층을 패턴화하기 위해 상기 광 경화성 또는 광열 병용형 경화성 수지는 노광되지 않은 상태에서 유기 용매 또는 알칼리 용액에 가용성인 것이 바람직하다.
이러한 광 경화성 또는 광열 병용형 경화성 수지는 (1) 아크로일기나 메타크로일기를 복수개 갖는 아크릴계 다관능 단량체 및 올리고머와, 광중합 개시제 또는 열중합 개시제를 포함하는 조성물, (2) 폴리비닐신남산 에스테르와 증감제를 포함하는 조성물, (3) 쇄상 또는 환상 올레핀과 비스아지드를 포함하는 조성물 및 (4) 에폭시기를 갖는 단량체와 산 발생제를 포함하는 조성물 등을 포함한다. 특히 (1)의 아크릴계 다관능 단량체 및 올리고머, 및 광중합 개시제 또는 열중합 개시제를 포함하는 조성물이 고정밀한 패턴화가 가능하다는 것, 및 내용매성, 내열성 등의 신뢰성이 높기 때문에 바람직하다. 상술한 바와 같이, 광 경화성 또는 광열 병용형 경화성 수지에 빛 및(또는) 열을 작용시켜 매트릭스 수지를 형성한다.
또한, 색 변환층에 사용할 수 있는 광중합 개시제, 증감제 및 산 발생제는 포함되는 형광 색소가 흡수하지 않는 파장의 빛에 의해 중합을 개시시키는 것이 바람직하다. 색 변환층에서, 광 경화성 또는 광열 병용형 경화성 수지 중 수지 자신이 빛 또는 열에 의해 중합하는 것이 가능한 경우에는, 광중합 개시제 및 열중합 개시제를 첨가하지 않을 수도 있다.
색 변환층의 형성 방법으로는, 일반적인 컬러 필터의 형성 방법, 예를 들면 포토리소그래피법이나 증착법 등을 사용할 수 있다.
(10) 기판
이어서, 본 실시 양태에 사용되는 기판에 대해서 설명한다. 본 실시 양태에 사용되는 기판은 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용하여 유기 EL 표시 장치로 했을 때에 기판측으로부터 빛을 취출하기 때문에, 투명한 것이 바람직하다. 또한, 기판은 내용매성, 내열성을 갖고, 치수 안정성이 우수한 것이 바람직하다. 이에 따라, 기판 상에 착색층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층 등을 형성할 때에도 안정적인 것으로 할 수 있기 때문이다.
이러한 투명한 기판으로는, 예를 들면 유리판이나, 유기 재료로 형성된 필름상이나 시트상의 것 등을 사용할 수 있다.
본 실시 양태에서, 투명한 기판으로서 유리판을 사용하는 경우에는, 가시광에 대하여 투과성이 높은 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 가공되지 않은 유리판일 수도 있고, 가공된 유리판 등일 수도 있다. 이러한 유리판으로는, 알칼리 유리 및 무알칼리 유리 중 어느 것이나 사용할 수 있지만, 본 실시 양태에서 불순물이 문제가 되는 경우에는, 예를 들면 파이렉스(등록상표) 유리 등의 무알칼리 유리를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 가공된 유리판의 종류는 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 용도에 따라 적절하게 선택되며, 예를 들면 투명 유리 기판에 도포 가공한 것이나, 단차 가공을 실시한 것 등을 들 수 있다.
이러한 유리판의 두께는 20 ㎛ 내지 2 mm의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 연성 기판으로서 사용하는 경우에는, 20 ㎛ 내지 200 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하며, 강성 기판으로서 사용하는 경우에는 200 ㎛ 내지 2 mm의 범위 내인 것이 바람직하다.
또한, 투명한 기판으로서 사용되는 유기 재료로는, 폴리아릴레이트 수지, 폴리카르보네이트 수지, 결정화 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지, UV 경화형 메타크릴 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리에테르 에테르케톤 수지, 폴리에테르 이미드 수지, 폴리페닐렌 설파이드 수지, 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다.
또한, 투명한 기판으로는 상술한 유기 재료와, 예를 들면 환상 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(AS 수지), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS 수지), 폴리(메트)아크릴계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 각종 나일론 등의 폴리아미드계 수지, 폴리우레탄계 수지, 불소계 수지, 아세탈계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리에테르 술폰계 수지 등과 2종 이상을 병용할 수 있다.
상기와 같은 유기 재료를 사용하여 투명한 기판으로 하는 경우에는, 기판의 두께는 10 ㎛ 내지 500 ㎛의 범위 내, 그 중에서도 50 ㎛ 내지 400 ㎛의 범위 내, 특히 100 ㎛ 내지 300 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 기판의 두께가 지나치게 두꺼우면, 내충격성이 약화되거나, 권취시 권취가 곤란해지고, 차단성이 열화할 가능성이 있기 때문이다. 또한, 기판의 막 두께가 지나치게 얇으면, 기계 적성이 나 쁘고, 차단성이 저하할 가능성이 있기 때문이다.
또한, 본 실시 양태에서는 기판을 세정하여 사용하는 것이 바람직하고, 그 세정 방법으로는 산소, 오존 등에 의한 자외선광 조사 처리나, 플라즈마 처리, 아르곤 스퍼터 처리 등을 행하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 수분이나 산소의 흡착이 없는 상태로 만들 수 있고, 흑점의 저감이나 유기 EL 소자의 장기 수명화를 도모하는 것이 가능해지기 때문이다.
(11) 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 제조 방법
이어서, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 제조 방법의 일례에 대해서 설명한다.
우선, 기판 상에 예를 들면 스퍼터링법으로 산화질화 복합 크롬막을 제조하고, 포토리소그래피법을 이용하여 패턴화함으로써 블랙 매트릭스를 형성한다. 또한, 상기 블랙 매트릭스가 형성된 기판 상에 착색층용 감광성 도료를 예를 들면 스핀 코팅법으로 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여 패턴화함으로써 착색층을 형성한다. 계속해서, 상기 착색층 상에 예를 들면 스퍼터링법으로 ITO막을 형성하고, 이 ITO막 상에 Sn을 포함하는 In 합금의 미립자를 함유하는 도전층 형성용 분산액을 스핀 코팅법으로 도포하여 소성함으로써 도전막을 형성한다. 또한, 상기 ITO막 및 도전막을 포토리소그래피법을 이용하여 동시에 패턴화함으로써, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층을 형성한다. 이에 따라, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 제조할 수 있다.
또한, ITO막을 형성하기 전에 상기 착색층 상에 오버 코팅층 형성용 도공액 을 도포하여 착색층의 전체를 덮도록 오버 코팅층을 형성할 수도 있다.
2. 제2 실시 양태
이어서, 본 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 제2 실시 양태에 대해서 설명한다.
본 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 제2 실시 양태는 기판, 상기 기판 상에 패턴상으로 형성된 착색층, 상기 착색층 상에 패턴상으로 형성된 도전층, 및 상기 도전층 상에 형성된 투명 전극층을 갖는 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판이며, 상기 도전층이 도공액을 도포함으로써 형성된 도포막이고, 도전성을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
도 13은 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 (10)은 기판 (1) 상에 착색층 (2), 도전층 (4') 및 투명 전극층 (3)이 차례대로 패턴상으로 형성된 것이다.
도 14는 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 본 실시 양태에서는 착색층 (2)와 도전층 (4') 사이에 오버 코팅층 (5)가 형성되어 있을 수도 있다. 도 14에 나타내는 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 (10)은 기판 (1) 상에 착색층 (2)가 패턴상으로 형성되고, 오버 코팅층 (5)가 이 착색층 (2)를 덮도록 형성되어 있으며, 이 오버 코팅층 (5) 상에 도전층 (4') 및 투명 전극층 (3)이 차례대로 패턴상으로 형 성된 것이다.
본 실시 양태에 의하면 도전층을 설치함으로써, 투명 전극층과, 착색층 및 기판, 또는 오버 코팅층과의 밀착력을 향상시킬 수 있기 때문에, 착색층이 형성된 기판 및 투명 전극층의 계면, 또는 오버 코팅층 및 투명 전극층의 계면에서의 박리나 균열의 발생을 억제할 수 있다.
여기서, "도전층 상에 형성된 투명 전극층"이란 투명 전극층이 도전층 상에만 형성되어 있는 경우를 나타낸다. 상술한 바와 같이, 도전층에 의해 착색층과 투명 전극층 또는 오버 코팅층과의 밀착성이 향상되기 때문에, 투명 전극층의 아래에는 반드시 도전층이 설치되어 있다.
또한 본 실시 양태에서는 도전층이 도포막이기 때문에, 도전층 형성시에 착색층 상에 도전층 형성용 도공액을 도포함으로써, 착색층 상의 요철이나 이물질을 보수하여 착색층 표면을 평탄화할 수 있다. 착색층에 요철이 존재하면, 착색층 상에 형성되는 투명 전극층에도 이 요철 형상이 반영되고, 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 두께가 얇은 유기 EL층에 정전 파괴 등에 의한 결함이 발생하기 쉬워진다. 이러한 결함 개소는 불량 개소(어두운 영역)가 되고, 표시 품질을 저하시키는 원인이 된다. 본 실시 양태에서는, 상술한 바와 같이 도전층에 의해 착색층 표면을 평탄화할 수 있기 때문에, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 어두운 영역의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 평탄성이 좋은 도전층 상에 투명 전극층이 형성되기 때문에, 치밀한 투명 전극층으로 만들 수 있다. 여기서, 투명 전극층에는 일반적으로 산화인듐주 석(ITO)이나 산화인듐아연(IZO) 등이 사용되고 있고, 이러한 투명 전극층은 수증기, 산소, 및 착색층이나 오버 코팅층 등으로부터 발생하는 가스에 대하여 어느 정도의 차단성을 갖고 있다. 따라서, 도전층과 투명 전극층을 적층함으로써, 수증기, 산소 및 착색층이나 오버 코팅층 등으로부터 발생하는 가스에 대하여 차단성을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용하여 유기 EL 표시 장치로 했을 때, 착색층이 설치된 영역은 화상 표시 영역이 되지만, 본 실시 양태에서는 착색층 상에 도전층 및 투명 전극층이 설치되어 있기 때문에, 화상 표시 영역에 수증기나 산소가 침입하거나, 착색층 등으로부터의 가스가 방출되기도 하는 것을 억제할 수 있으며, 흑점의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 종래와 같이 스퍼터링법이나 CVD법 등에 의해 후막의 차단층을 설치할 필요가 없고, 저비용화를 도모할 수 있다는 이점을 갖는다.
또한, 본 실시 양태에서의 도전층이 도전성을 갖기 때문에, 도전층을 투명 전극층과 일체로 하여 전극으로서 기능시킬 수 있고, 전기 저항을 작게 할 수 있다.
이하, 이러한 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 각 구성에 대해서 설명한다. 또한, 착색층, 오버 코팅층 및 기판에 대해서는 상기 제1 실시 양태에서 기재한 것과 마찬가지이고, 도전층(밀착성 향상층), 투명 전극층 및 제2 투명 전극층의 특성에 대해서는 상기 제1 실시 양태에서의 투명 전극층(제1 투명 전극층), 도전층(제2 투명 전극층) 및 무기층의 특성과 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한 다.
(1) 도전층(밀착성 향상층)
본 실시 양태에 사용되는 도전층은 투명 전극층과 착색층 및 기판과의 밀착력을 향상시키는 밀착성 향상층이다.
본 실시 양태에 사용되는 밀착성 향상층은 착색층 상에 패턴상으로 형성되고, 습식법에 의해 형성되는 도포막이며, 도전성을 갖는 것이다.
본 실시 양태에서는, 밀착성 향상층이 차단성을 갖는 것이 바람직하다. 밀착성 향상층의 차단성으로는, 밀착성 향상층과 후술하는 투명 전극층을 적층함으로써, 수증기나 산소의 침입 및 착색층이나 오버 코팅층 등으로부터 발생하는 가스의 유출을 방지할 수 있으면 좋다.
이러한 밀착성 향상층은 착색층 상에 패턴상으로 형성된 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 13에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있을 수도 있으며, 예를 들면 도 15에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있을 수도 있다. 본 실시 양태에서는, 그 중에서도 예를 들면 도 13에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한 본 실시 양태에서, 후술하는 오버 코팅층이 형성되어 있는 경우, 밀착성 향상층은 오버 코팅층 상에 패턴상으로 형성된 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 14에 나타낸 바와 같이 오버 코팅층 (5)가 착색층 (2)가 형성되어 있는 기판 (1)의 전체면에 형성되고, 밀착성 향상층 (4')가 오버 코팅층 (5) 상에서 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 표면 위에 패턴상으로 형성되어 있을 수도 있다. 또한 예를 들면 도 16a에 나타낸 바와 같이 오버 코팅층 (5)가 패턴상으로 형성되고, 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있을 수도 있으며, 예를 들면 도 16b에 나타낸 바와 같이 오버 코팅층 (5)가 패턴상으로 형성되고, 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있을 수도 있다. 또한 예를 들면 도 17a 내지 17c에 나타낸 바와 같이, 오버 코팅층 (5)가 패턴상으로 형성되고, 밀착성 향상층 (4')가 오버 코팅층 (5) 상에 있으며, 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 표면 상에 패턴상으로 형성되어 있을 수도 있다.
본 실시 양태에서는, 예를 들면 도 14에 나타낸 바와 같이 오버 코팅층 (5)가 착색층 (2)가 형성되어 있는 기판 (1)의 전체면에 형성되어 있는 경우에도, 예를 들면 도 17a 내지 17c에 나타낸 바와 같이 오버 코팅층 (5)가 착색층 (2) 상에 패턴상으로 형성되어 있는 경우에도, 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
여기서, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용하여 유기 EL 표시 장치로 한 경우, 착색층의 단부는 통상 절연층이 설치되기 때문에 비표시 영역이 된다. 본래, 착색층 중 탈가스 성분은 빠져 나갈 길이 없으면 투명 전극층의 약한 부분을 통과하여 유기 EL층을 손상시키기 때문에, 흑점이 발생한다. 이에 대 하여, 본 실시 양태에서는 착색층의 단부에 밀착성 향상층 및 투명 전극층을 형성하지 않고, 비표시 영역을 차단성이 낮은 영역으로 하고, 이 비표시 영역으로부터 선택적으로 탈가스 성분을 방출시킨다. 이 때문에, 탈가스 성분이 투명 전극층의 약한 부분을 통과하는 것을 억제할 수 있어 흑점의 발생을 개선할 수 있다.
상기한 소정의 폭은 화상 표시 영역의 개구율이나 패턴화 정밀도 등을 고려하여 적절하게 선택되지만, 구체적으로는 1 ㎛ 내지 30 ㎛ 정도로 설정된다. 또한, 착색층 및 밀착성 향상층의 패턴이 대상(帶狀)인 경우, 착색층의 폭을 100으로 했을 때, 밀착성 향상층의 폭이 40 내지 98의 범위 내인 것이 바람직하다.
한편, 예를 들면 도 15에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우에는, 밀착성 향상층 (4') 및 투명 전극층 (3)에 의해서 차단성이 얻어지기 때문에, 착색층으로부터 발생하는 가스의 유출이나, 수증기 및 산소의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 예를 들면 도 16a에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우, 또는 예를 들면 도 16b에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우에는, 밀착성 향상층 (4') 및 투명 전극층 (3)에 의해서 차단성이 얻어지기 때문에, 착색층이나 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출이나, 수증기 및 산소의 침입을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기와 마찬가지로 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우 흑점의 발생을 억제할 수 있다.
여기서, "착색층의 전체면을 덮도록 형성"한다란 착색층의 표면 및 측면 모두가 덮여 착색층이 노출되지 않는 것을 의미하는 것이고, 예를 들면 도 15에 나타낸 바와 같이 착색층 (2)의 어느 면도 노출되지 않도록 밀착성 향상층 (4')가 형성되어 있는 경우를 말한다.
또한, "착색층 및 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성"한다란 착색층의 표면 및 측면, 및 오버 코팅층의 표면 및 측면 모두가 덮여 착색층 및 오버 코팅층이 노출되지 않는 것을 의미하는 것이고, 예를 들면 도 16a에 나타낸 바와 같이 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)의 어느 면도 노출되지 않도록 밀착성 향상층 (4')가 형성되어 있는 경우를 말한다. 예를 들면 오버 코팅층 (5)가 착색층 (2)의 표면만을 덮도록 형성되어 있는 경우에는, 착색층 (2)의 측면이 노출되어 있기 때문에, 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)가 노출되지 않도록 밀착성 향상층 (4')를 설치하는 것이다.
또한, "오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성"한다란 오버 코팅층의 표면 및 측면의 모두가 덮여 오버 코팅층이 노출되지 않는 것을 의미하는 것이고, 예를 들면 도 16b에 나타낸 바와 같이 오버 코팅층 (5)의 어느 면도 노출되지 않도록 밀착성 향상층 (4)가 형성되어 있는 경우를 말한다. 예를 들어 오버 코팅층 (5)가 착색층 (2)의 표면 및 측면을 덮도록 형성되어 있는 경우에는, 착색층 (2)는 노출되지 않기 때문에, 오버 코팅층 (5)가 노출되지 않도록 밀착성 향상층 (4')를 설치하면 좋다.
또한, 밀착성 향상층은 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우에는 기판측으로부터 빛이 취출되기 때문에, 광 투과성을 갖는 것이 바람직하다. 밀착성 향상층의 광 투과성으로는, 가시광 영역에서의 광 투과율이 60 % 이상, 그 중에서도 80 % 이상, 특히 90 % 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광 투과율의 측정 방법은 상기 제1 실시 양태에서의 도전층(제2 투명 전극층) 항목에 기재한 측정 방법과 마찬가지이다.
이러한 밀착성 향상층의 도전성으로는, 밀착성 향상층 및 투명 전극층의 2층이 일체가 되어 전극으로서 기능하는 것이 좋기 때문에, 단독으로 전극으로서 기능하는 정도의 시트 저항값을 가질 필요는 없다. 구체적으로는, 밀착성 향상층의 시트 저항값이 50 Ω/□ 내지 10000 Ω/□ 정도이면 좋고, 바람직하게는 100 Ω/□ 내지 1000 Ω/□의 범위 내이다.
또한, 상기 시트 저항값의 측정 방법은 상기 제1 실시 양태에서의 도전층(제2 투명 전극층) 항목에 기재한 측정 방법과 마찬가지이다.
본 실시 양태에 사용되는 밀착성 향상층은 도포막이다. 또한, "도포막"이란 습식법에 의해 형성되는 것을 의미하고, 예를 들면 도공액을 사용하여 도포함으로써 형성되는 것을 말한다.
또한, 밀착성 향상층이 도포막인 것은 주사형 전자 현미경(SEM) 관찰 사진(배율: 5만 배 이상)으로 확인할 수 있다. 이 때, 착색층 표면의 요철이 밀착성 향상층에 의해서 평탄화되어 있는 것을 확인할 수 있으면, 도포막이라고 한다.
본 실시 양태에 사용되는 밀착성 향상층은 평균 입경이 50 nm 이하인 미립자를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 미립자에 대해서는 상기 제1 실시 양태에서의 도전층(제2 투명 전극층) 항목에 기재한 것과 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
또한 밀착성 향상층의 형성 재료, 막 두께 및 형성 방법 등에 대해서는, 상기 제1 실시 양태에서의 도전층(제2 투명 전극층)의 형성 재료, 막 두께 및 형성 방법 등과 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
(2) 투명 전극층
이어서, 본 실시 양태에 사용되는 투명 전극층에 대해서 설명한다. 본 실시 양태에 사용되는 투명 전극층은 상기 밀착성 향상층 상에 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용하는 경우, 투명 전극층 상에 유기 EL층이 형성되므로, 어두운 영역의 발생을 억제하기 위해 투명 전극층의 표면은 평탄한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 투명 전극층의 평균 표면 조도(Ra)가 10 Å 내지 500 Å의 범위 내인 것이 바람직하고, 10 Å 내지 100 Å의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 투명 전극층의 평균 표면 조도(Ra)가 상술한 범위 내임으로써, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 어두운 영역의 발생을 억제할 수 있고, 양호한 화상 표시를 얻는 것이 가능해지기 때문이다.
또한, 상기 투명 전극층의 평균 표면 조도(Ra)의 측정 방법은 상기 제1 실시 양태에서의 도전층(제2 투명 전극층) 항목에 기재한 측정 방법과 마찬가지이다.
본 실시 양태에서는, 상기 밀착성 향상층에 의해서 착색층과 투명 전극층의 밀착성을 향상시키고 있기 때문에, 착색층과 투명 전극층 사이에는 반드시 밀착성 향상층을 형성한다. 따라서, 예를 들면 도 13에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우, 투명 전극층 (3)은 밀착성 향상층 (4')와 마찬가지로 착색층 (2)의 표면 상에 형성된다.
또한 본 실시 양태에서는, 상기 밀착성 향상층에 의해서 오버 코팅층과 투명 전극층의 밀착성을 향상시키고 있기 때문에, 오버 코팅층과 투명 전극층 사이에는 반드시 밀착성 향상층을 형성한다. 따라서, 예를 들면 도 14 또는 도 17a 내지 17c에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 표면 상에 패턴상으로 형성되어 있는 경우, 투명 전극층 (3)은 밀착성 향상층 (4')와 마찬가지로 착색층 (2)의 표면 상에 형성된다.
한편, 예를 들면 도 15에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우, 투명 전극층 (3)은 밀착성 향상층 (4')와 마찬가지로 착색층 (2)의 전체면을 덮도록 형성되어 있을 수도 있으며, 도시하지는 않지만 착색층의 표면 상에 형성되어 있을 수도 있다.
또한, 예를 들면 도 16a에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우, 또는 예를 들면 도 16b에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴 상으로 형성된 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우, 투명 전극층 (3)은 밀착성 향상층 (4')와 마찬가지로 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)의 전체면, 또는 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 형성되어 있을 수도 있으며, 도시하지는 않지만 착색층의 표면 상에 형성되어 있을 수도 있다.
상기 중에서도, 본 실시 양태에서는 패턴상으로 형성된 착색층의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 밀착성 향상층 및 투명 전극층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 상술한 바와 같이 비표시 영역이 되는 착색층의 단부로부터 선택적으로 탈가스 성분을 방출시켜 화상 표시 영역에 탈가스 성분이 방출되는 것을 방지할 수 있으므로, 흑점의 발생을 억제하는 것이 가능해지기 때문이다.
또한, 투명 전극층의 형성 재료, 막 두께, 시트 저항값 및 형성 방법 등에 대해서는, 상기 제1 실시 양태에서의 투명 전극층(제1 투명 전극층) 항목에 기재한 것과 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
(3) 제2 투명 전극층
본 실시 양태에서는, 예를 들면 도 18 및 도 19에 나타낸 바와 같이, 상기 투명 전극층 (3) 상에 제2 투명 전극층 (9)가 형성되어 있을 수도 있다. 본 실시 양태에 사용되는 제2 투명 전극층은 2개의 양태로 나눌 수 있고, 제2 투명 전극층이 차단성을 갖는 도포막인 경우(제5 양태)와, 제2 투명 전극층이 상기 투명 전극층에 존재하는 핀홀을 폐색하고 있는 경우(제6 양태)를 들 수 있다.
이하, 각 양태에 대해서 설명한다.
(i) 제5 양태
본 양태의 제2 투명 전극층은 차단성을 갖고, 습식법에 의해 형성되는 도포막이다. 본 양태에서는, 도포막인 제2 투명 전극층을 투명 전극층 상에 설치함으로써, 착색층 등으로부터 발생하는 가스, 수증기 및 산소에 대한 차단성을 한층 더 높일 수 있다. 이것은 제2 투명 전극층이 도포막이기 때문에, 투명 전극층에 제조면에서의 결함이나 미세한 구조 결함 등이 존재하는 경우에도 투명 전극층 상에 제2 투명 전극층 형성용 도공액을 도포함으로써, 결함을 수정할 수 있기 때문이다. 즉, 제2 투명 전극층 형성용 도공액을 도포하여 건조시키는 과정에서, 이 제2 투명 전극층 형성용 도공액이 투명 전극층에 존재하는 핀홀에 침투하기 때문에 핀홀을 방지할 수 있다.
본 양태에서의 제2 투명 전극층의 차단성으로는, 상기 투명 전극층의 핀홀 등의 결함을 막는 것이 가능하면 좋다.
또한, 제2 투명 전극층은 상기 투명 전극층과 일체가 되어 전극으로서 기능하면 좋기 때문에, 제2 투명 전극층의 도전성으로는 단독으로 전극으로서 기능할 수 있을 만큼의 시트 저항값을 가질 필요는 없다. 구체적으로는, 제2 투명 전극층의 시트 저항값이 50 Ω/□ 내지 10000 Ω/□ 정도면 좋고, 100 Ω/□ 내지 1000 Ω/□의 범위 내인 것이 바람직하다.
또한, 상기 시트 저항값의 측정 방법은 상기 제1 실시 양태에서의 도전층(제2 투명 전극층) 항목에 기재한 측정 방법과 마찬가지이다.
또한, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치 에 사용한 경우에는, 기판측으로부터 빛이 취출되므로 제2 투명 전극층은 광 투과성을 갖는 것이 바람직하다. 제2 투명 전극층의 광 투과성으로는, 가시광 영역에서의 광 투과율이 60 % 이상, 그 중에서도 80 % 이상, 특히 90 % 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광 투과율의 측정 방법은 상기 제1 실시 양태에서의 도전층(제2 투명 전극층) 항목에 기재한 측정 방법과 마찬가지이다.
또한, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용하는 경우, 제2 투명 전극층 상에 유기 EL층이 형성되기 때문에, 어두운 영역의 발생을 억제하기 위해 제2 투명 전극층의 표면은 평탄한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 투명 전극층 항목에 기재한 평균 표면 조도(Ra)를 갖고 있는 것이 바람직하다.
또한, 제2 투명 전극층의 형성 재료, 막 두께 및 형성 방법 등에 대해서는, 상기 제1 실시 양태에서의 도전층(제2 투명 전극층)의 형성 재료, 막 두께 및 형성 방법 등과 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
제2 투명 전극층에 사용되는 재료는 상기 투명 전극층에 사용되는 재료와 동일하거나 상이할 수 있지만, 동일한 것이 바람직하다. 제2 투명 전극층 및 투명 전극층에 사용되는 재료가 동일하면, 착색층이 형성된 기판 전체면에 투명 전극층 및 제2 투명 전극층의 2층을 형성한 후, 예를 들면 동일한 에칭액을 사용하여 2층을 동시에 패턴화할 수 있기 때문이다. 또한, 밀착성 향상층, 투명 전극층 및 제2 투명 전극층에 사용되는 재료가 동일하면, 3층을 동시에 패턴화할 수도 있다. 이 에 따라, 제조 공정을 간략화하는 것이 가능해진다.
또한, 제2 투명 전극층 및 투명 전극층에 사용되는 재료가 다른 경우에도, 제2 투명 전극층의 막 두께가 비교적 얇은 경우에는, 동일한 에칭액을 사용하여 2층을 동시에 패턴화할 수 있는 경우가 있다. 이것은 사용하는 재료에 따라 다르지만, 예를 들면 투명 전극층으로서 막 두께 150 nm의 ITO막을 제조하고, 제2 투명 전극층으로서 막 두께 5 nm의 Ag막을 제조한 경우에는, ITO막용 에칭액을 사용하여 ITO막 및 Ag막 모두를 동시에 패턴화할 수 있다.
본 양태에서의 제2 투명 전극층은 평균 입경이 50 nm 이하인 미립자를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 또한 미립자에 대해서는, 상기 제1 실시 양태에서의 도전층(제2 투명 전극층) 항목에 기재한 것과 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
본 양태에서의 제2 투명 전극층은 도포막이다. 또한, "도포막"이란 습식법에 의해 형성된 것을 의미하고, 예를 들면 도공액을 사용하여 도포함으로써 형성된 것을 말한다.
또한, 제2 투명 전극층이 도포막인 것은 상기 제1 실시 양태에서의 도전층(제2 투명 전극층) 항목에 기재한 방법에 의해 확인할 수 있다.
또한, 본 양태의 제2 투명 전극층의 형성 위치는 상기 투명 전극층의 경우와 마찬가지이다. 예를 들면, 도 18 및 도 19에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우, 제2 투명 전극층 (9)는 밀착성 향상층 (4')와 마찬가지로 착색층 (2)의 표면 상에 형성된다.
한편, 예를 들면 도 20에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2)의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우, 제2 투명 전극층 (9)는 밀착성 향상층 (4')와 마찬가지로 착색층 (2)의 전체면을 덮도록 형성되어 있을 수도 있으며, 도시하지는 않지만 착색층의 표면 상에 형성되어 있을 수도 있다. 또한, 예를 들면 도 21에 나타낸 바와 같이 밀착성 향상층 (4')가 패턴상으로 형성된 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우, 또는 도시하지는 않지만 밀착성 향상층이 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우, 제2 투명 전극층 (9)는 밀착성 향상층 (4')와 마찬가지로 착색층 (2) 및 오버 코팅층 (5)의 전체면, 또는 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있을 수도 있으며, 도시하지는 않지만 착색층의 표면 상에 형성되어 있을 수도 있다.
상기 중에서도, 본 실시 양태에서는 패턴상으로 형성된 착색층의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 밀착성 향상층, 투명 전극층 및 제2 투명 전극층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 상술한 바와 같이 비표시 영역이 되는 착색층의 단부로부터 선택적으로 탈가스 성분을 방출시켜, 탈가스 성분이 화상 표시 영역이 되는 투명 전극층을 통과하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 흑점의 발생을 억제하는 것이 가능해지기 때문이다.
(ii) 제6 양태
본 양태의 제2 투명 전극층은 상기 투명 전극층에 존재하는 핀홀을 폐색하고 있다. 본 양태에서는, 투명 전극층에 존재하는 핀홀을 제2 투명 전극층이 폐색하고 있기 때문에, 착색층이나 색 변환층 등으로부터 발생하는 가스, 수증기 및 산소에 대한 차단성을 향상시킬 수 있다.
또한, 투명 전극층에 존재하는 핀홀을 제2 투명 전극층이 폐색하고 있는 것은 후술하는 제2 양태에서의 도전층(제2 투명 전극층) 항목에 기재하는 방법에 의해 확인할 수 있다.
또한, 제2 투명 전극층의 그 밖의 점에 대해서는, 상기 제6 양태에 기재한 것과 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
(4) 차광부
본 실시 양태에서는, 예를 들면 도 22 및 도 16b에 나타낸 바와 같이, 기판 (1) 상이며, 착색층 (2) 사이에 차광부 (7)이 형성되어 있을 수도 있다.
본 실시 양태에 사용되는 차광부는 절연성을 갖는 것일 수도, 절연성을 갖지 않는 것일 수도 있다.
본 실시 양태에서는, 밀착성 향상층이 패턴상으로 형성된 착색층의 전체면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있는 경우, 또는 패턴상으로 형성된 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 오버 코팅층 및 착색층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 경우, 차광부는 절연성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 예를 들면 도 22에서는, 밀착성 향상층 (4') 및 투명 전극층 (3)이 착색층 (2)의 전체면을 덮도록 형성되어 있기 때문에, 밀착성 향상층 (4') 및 투명 전극층 (3)과, 차광부 (7)이 접촉하고 있다. 또한 예를 들면 도 16b에서는, 밀착성 향상층 (4') 및 투명 전극층 (3)이 오버 코팅층 (5)의 전체면을 덮도록 형성되어 있기 때문에, 밀착성 향상층 (4') 및 투명 전극층 (3)과, 차광부 (7)이 접촉하고 있다. 이러한 경우, 차광부가 절연성을 갖지 않은, 즉 도전성을 가지면, 차광부와 밀착성 향상층 및 투명 전극층이 도통해버리고, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용한 유기 EL 표시 장치에서, 투명 전극층에 신호를 가했을 때에 인접하는 투명 전극층의 신호를 독립적으로 동작시킬 수 없을 우려가 있기 때문이다.
한편, 패턴상으로 형성된 착색층의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 밀착성 향상층이 형성되어 있는 경우 및 오버 코팅층이 착색층이 형성된 기판의 전체면에 형성되어 있는 경우, 차광부는 절연성을 갖고 있지 않아도 좋으며, 즉 도전성을 가질 수도 있다. 이러한 경우, 차광부가 밀착성 향상층이나 투명 전극층과 접촉하는 일은 없기 때문이다. 또한, 절연성을 갖지 않는 차광부는 상술한 바와 같이 Cr막 등이 사용되기 때문에, 차광부에서 가스가 발생할 우려가 없고, 차광부가 설치된 영역은 차단성이 없어도 좋기 때문이다.
또한, 차광부의 형성 재료, 형성 방법, 막 두께 및 그 밖의 점에 대해서는, 상기 제1 실시 양태에서의 차광부 항목에 기재한 것과 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
(5) 색 변환층
본 실시 양태에서는, 예를 들면 도 23에 나타낸 바와 같이 착색층 (2) 상이며, 착색층 (2)와 밀착성 향상층 (4') 사이에 색 변환층 (8)이 형성되어 있을 수도 있다. 또한 예를 들면, 도 24에 나타낸 바와 같이 착색층 (2) 상이며, 착색층 (2) 와 오버 코팅층 (5) 사이에 색 변환층 (8)이 형성되어 있을 수도 있다.
본 실시 양태에서 색 변환층이 설치되어 있는 경우, 상기 착색층의 경우와 마찬가지로 선택적으로 비표시 영역으로부터 탈가스 성분을 방출시키고, 화상 표시 영역으로의 가스의 유출을 방지하기 위해, 패턴상으로 형성된 착색층 및 색 변환층의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 밀착성 향상층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한 제2 투명 전극층을 설치하는 경우에는, 밀착성 향상층, 투명 전극층 및 제2 투명 전극층이 패턴상으로 형성된 착색층 및 색 변환층의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 밀착성 향상층이 패턴상으로 형성된 착색층 및 색 변환층의 전체면, 패턴상으로 형성된 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층의 전체면, 또는 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있을 수도 있다. 이 경우에는, 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층이 노출되지 않게 되므로, 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층으로부터 발생하는 가스의 유출을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
또한 색 변환층의 막 두께 단차가 큰 경우에는, 오버 코팅층이 색 변환층이 형성된 기판의 전체면에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 어두운 영역의 발생을 억제할 수 있기 때문이다.
또한 색 변환층의 그 밖의 점에 대해서는, 상기 제1 실시 양태에서의 색 변환층 항목에 기재한 것과 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
(6) 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 제조 방법
이어서, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 제조 방법의 일례에 대해서 설명한다.
우선, 기판 상에 예를 들면 스퍼터링법으로 산화질화 복합 크롬막을 제조하고, 포토리소그래피법을 이용하여 패턴화함으로써 블랙 매트릭스를 형성한다. 계속해서, 상기 블랙 매트릭스가 형성된 기판 상에 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을, 예를 들면 스핀 코팅법에 의해 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여 패턴화함으로써 착색층을 형성한다. 또한, 상기 착색층 상에 Sn을 포함하는 In 합금의 미립자를 함유하는 도전층 형성용 분산액을 스핀 코팅법에 의해 도포하고, 소성함으로써 도전막을 형성한다. 그리고, 도전막 상에 예를 들면 스퍼터링법에 의해 ITO막을 형성하고, 상기 도전막 및 ITO막을 포토리소그래피법을 이용하여 동시에 패턴화함으로써, 밀착성 향상층 및 투명 전극층을 형성한다. 이에 따라, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 제조할 수 있다.
또한, ITO막을 형성하기 전에 상기 착색층 상에 오버 코팅층 형성용 도공액을 도포하고, 착색층의 전체를 덮도록 오버 코팅층을 형성할 수도 있다.
(7) 기타
본 실시 양태에서는, 착색층과 밀착성 향상층 사이에 차단층이 형성되어 있을 수도 있다. 이에 따라, 본 실시 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 차단성을 높일 수 있기 때문이다. 또한, 차단층에 핀홀 등이 존재하는 경우에도, 그 핀홀을 도포막인 밀착성 향상층으로 막을 수 있다. 이 차단층으로는, 일반적으로 유기 EL 소자에 사용되는 것을 사용할 수 있다. 또한, 밀착성 향상층 및 투명 전극층에 의해 양호한 차단성이 얻어지기 때문에, 본 실시 양태에 사용되는 차단층의 막 두께는 통상적인 막 두께보다도 얇아서 좋다.
II. 제2 양태
이어서, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 제2 양태에 대해서 설명한다.
본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 제2 양태는 기판, 상기 기판 상에 패턴상으로 형성된 착색층, 상기 착색층 상에 형성된 투명 전극층, 상기 투명 전극층 상에 형성된 도전층을 갖는 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판이며, 상기 도전층이 상기 투명 전극층에 존재하는 핀홀을 폐색하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 양태에서는 도 2에 나타낸 바와 같이 착색층 (2)와 투명 전극층 (3) 사이에 오버 코팅층 (5)가 형성되어 있을 수도 있다.
본 양태에서는, 예를 들면 도 3a에 나타낸 바와 같이, 도전층 (4)가 투명 전극층 (3)에 존재하는 핀홀 (PH)를 폐색하고 있기 때문에, 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층 등으로부터 발생하는 가스, 및 수증기나 산소에 대하여 차단성을 얻을 수 있다. 이에 따라, 본 양태의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 흑점이 없는 양호한 화상 표시가 가능해진다.
또한, 도전층이 투명 전극층에 존재하는 핀홀을 폐색하고 있는 것은, 예를 들면 주사형 전자 현미경(SEM) 관찰 사진으로 확인할 수 있다. 예를 들면, 도 3a에 나타낸 바와 같이 도전층 (4)가 투명 전극층 (3)에 존재하는 핀홀 (PH)를 폐색하고 있으면, 핀홀 (PH)가 거의 평탄화된다고 생각된다. 한편, 예를 들면 도 3b에 나타낸 바와 같이 도전층 (24)가 투명 전극층 (23)에 존재하는 핀홀 (PH)를 폐색하지 않은 경우에는, 핀홀 (PH)를 평탄화할 수 없다. 이와 같이 본 발명에서는, 투명 전극층의 핀홀이 거의 평탄화되어 있는 상태를 도전층이 핀홀을 폐색하고 있다고 한다.
또한, 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판의 각 구성 등에 대해서는, 상기 제1 양태에 기재한 것과 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
B. 유기 EL 표시 장치
이어서, 본 발명의 유기 EL 표시 장치에 대해서 설명한다.
본 발명의 유기 EL 표시 장치는 상술한 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판, 상기 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 상에 형성되며 적어도 발광층을 포함하는 유기 EL층, 및 상기 유기 EL층 상에 형성된 대향 전극층을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상술한 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 사용하기 때문에, 흑점 등의 결함의 발생을 억제할 수 있고, 양호한 화상 표시가 가능한 유기 EL 표시 장치로 만들 수 있다. 또한, 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판에서는, 투명 전극층 및 도전층에 의해 차단성이 얻어지기 때문에, 종래와 같이 후막의 투명 차단층을 설치할 필요가 없어, 저비용화를 도모할 수 있다.
도 25 내지 28은 본 발명의 유기 EL 표시 장치의 일례를 나타내는 것이다. 도 25에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 유기 EL 표시 장치는 상술한 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 (10), 상기 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 (10)의 도전층 (4) 상에 패턴상으로 형성된 유기 EL층 (11), 상기 유기 EL층 (11) 상에 형성된 대향 전 극층 (12)를 갖는 것이다. 또한, 도전층 (4) 상이며, 유기 EL층 (11) 사이에는 절연층 (13)이 형성되어 있다. 이 절연층 (13)은 도전층 (4)와 대향 전극층 (12)가 접촉하지 않도록 하기 위해 설치되는 층이다. 또한, 이 절연층 (13) 상에는 격벽부 (14)가 형성되어 있다. 유기 EL층 (11)이 형성되어 있는 부분은 화상 표시 영역이다.
또한 도 27에 나타내는 유기 EL 표시 장치에서는, 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판 (10)의 투명 전극층 (3) 상에 유기 EL층 (11)이 패턴상으로 형성되어 있다.
이하, 이러한 유기 EL 표시 장치의 각 구성에 대해서 설명한다.
1. 유기 EL층
본 발명에 사용되는 유기 EL층은 적어도 발광층을 포함하는 1층 또는 복수층의 유기층으로 구성되는 것이다. 즉, 유기 EL층이란 적어도 발광층을 포함하는 층이고, 그 층 구성이 유기층이 1층 이상인 층을 말한다. 통상, 도포에 의한 습식법으로 유기 EL층을 형성하는 경우에는, 용매와의 관계에서 다수 개의 층을 적층하는 것이 곤란하기 때문에, 1층 또는 2층의 유기층으로 형성되는 경우가 많지만, 용매에의 용해성이 달라지도록 유기 재료를 고안하거나, 진공 증착법을 조합함으로써, 추가로 다수층으로 할 수도 있다.
발광층 이외에 유기 EL층 내에 형성되는 유기층으로는, 정공 주입층이나 전자 주입층이라 하는 전하 주입층을 들 수 있다. 또한 그 밖의 유기층으로는, 발광층에 정공을 수송하는 정공 수송층, 발광층에 전자를 수송하는 전자 수송층이라 하는 전하 수송층을 들 수 있지만, 통상 이들은 상기 전하 주입층에 전하 수송의 기 능을 부여함으로써, 전하 주입층과 일체화되어 형성되는 경우가 많다. 그 밖에, 유기 EL층 내에 형성되는 유기층으로는 캐리어 블럭층과 같은 정공 또는 전자의 돌출을 방지하며, 여기자(勵起子)의 확산을 방지하여 발광층 내에 여기자를 차광함으로써, 재결합 효율을 높이기 위한 층 등을 들 수 있다.
이하, 이러한 유기 EL층의 각 구성에 대해서 설명한다.
(1) 발광층
본 발명에 사용되는 발광층은 전자와 정공의 재결합 장소를 제공하여 발광하는 기능을 갖는다. 상기 발광층을 형성하는 재료로는, 통상 색소계 발광 재료, 금속 착체계 발광 재료, 또는 고분자계 발광 재료를 들 수 있다.
색소계 발광 재료로는, 시클로펜타디엔 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 트리페닐아민 유도체, 옥사디아졸 유도체, 피라졸로퀴놀린 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 디스티릴아릴렌 유도체, 시롤 유도체, 티오펜환 화합물, 피리딘환 화합물, 페리논 유도체, 페릴렌 유도체, 올리고티오펜 유도체, 트리프마닐아민 유도체, 쿠마린 유도체, 옥사디아졸 이량체, 피라졸린 이량체 등을 들 수 있다.
또한, 금속 착체계 발광 재료로는, 알루미늄퀴놀리놀 착체, 벤조퀴놀리놀베릴륨 착체, 벤조옥사졸 아연 착체, 벤조티아졸 아연 착체, 아조메틸 아연 착체, 포르피린 아연 착체, 유로피움 착체, 이리듐 금속 착체, 백금 금속 착체 등, 중심 금속에 Al, Zn, Be, Ir, Pt 등 또는 Tb, Eu, Dy 등의 희토류 금속을 갖고, 배위자에 옥사디아졸, 티아디아졸, 페닐피리딘, 페닐벤조이미다졸, 퀴놀린 구조 등을 갖는 금속 착체 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄 착체 (Alq3)를 사용할 수 있다.
또한, 고분자계 발광 재료로는, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리실란 유도체, 폴리아세틸렌 유도체, 폴리비닐카르바졸, 폴리플루올레논 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리퀴녹살린 유도체, 폴리디알킬플루오렌 유도체 및 이들의 공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 상기 색소계 발광 재료 및 금속 착체계 발광 재료를 고분자화한 것도 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 발광 재료로는, 상기 중에서도 금속 착체계 발광 재료 또는 고분자계 발광 재료인 것이 바람직하며, 고분자계 발광 재료인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 고분자계 발광 재료 중에서도, π 공액 구조를 갖는 도전성 고분자인 것이 바람직하다. 이러한 π 공액 구조를 갖는 도전성 고분자로는, 상술한 바와 같은 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리실란 유도체, 폴리아세틸렌 유도체, 폴리플루올레논 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리퀴녹살린 유도체, 폴리디알킬플루오렌 유도체 및 이들의 공중합체 등을 들 수 있다.
발광층의 두께로는, 전자와 정공의 재결합 장소를 제공하여 발광하는 기능을 발현할 수 있는 두께이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 1 nm 내지 200 nm 정도로 할 수 있다.
또한 발광층 중에는, 발광 효율의 향상, 발광 파장을 변화시키는 등의 목적으로 형광 발광 또는 인광 발광하는 도핑제를 첨가할 수도 있다. 이러한 도핑제로 는, 예를 들면 페릴렌 유도체, 쿠마린 유도체, 루브렌 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 스쿠알륨 유도체, 포르피린 유도체, 스티릴 색소, 테트라센 유도체, 피라졸린 유도체, 데카시클렌, 페녹사존, 퀴녹살린 유도체, 카르바졸 유도체, 플루오렌 유도체 등을 들 수 있다.
발광층의 형성 방법으로는, 고정밀한 패턴화가 가능한 방법이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 증착법, 인쇄법, 잉크젯법, 또는 스핀 코팅법, 캐스팅법, 침지법, 바 코팅법, 블레이드 코팅법(blade coating), 롤 코팅법, 그라비어 코팅법, 플렉소인쇄법, 분무 코팅법 및 자기 조직화법(교대 흡착법, 자기 조직화 단일 분자막법) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 증착법, 스핀 코팅법 및 잉크젯법을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 발광층을 패턴화할 때에는, 다른 발광색이 되는 화소의 마스킹법에 의해 분할 도포나 증착을 행하여도 좋으며, 발광층 사이에 격벽을 형성할 수도 있다. 이러한 격벽을 형성하는 재료로는, 감광성 폴리이미드 수지, 아크릴계 수지 등의 광 경화형 수지, 또는 열경화형 수지 및 무기 재료 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들의 격벽을 형성하는 재료의 표면 에너지(습윤성)를 변화시키는 처리를 행하여도 좋다.
(2) 전하 주입 수송층
본 발명에서는, 투명 전극층과 발광층 사이, 또는 발광층과 대향 전극층 사이에 전하 주입 수송층을 형성할 수도 있다. 여기서 말하는 전하 주입 수송층이란 상기 발광층에 투명 전극층 또는 대향 전극층으로부터의 전하를 안정적으로 수송하는 기능을 갖는 것이고, 이러한 전하 주입 수송층을 투명 전극층과 발광층 사이, 또는 발광층과 대향 전극층 사이에 설치함으로써, 발광층으로의 전하의 주입이 안정화하여 발광 효율을 높일 수 있다.
전하 주입 수송층으로는, 양극으로부터 주입된 정공을 발광층 내에 수송하는 정공 주입 수송층, 음극으로부터 주입된 전자를 발광층 내에 수송하는 전자 주입 수송층이 있다. 이하, 정공 주입 수송층 및 전자 주입 수송층에 대해서 설명한다.
(i) 정공 주입 수송층
본 발명에 사용되는 정공 주입 수송층으로는, 발광층에 정공을 주입하는 정공 주입층 및 정공을 수송하는 정공 수송층 중 어느 하나일 수도 있고, 정공 주입층 및 정공 수송층이 적층된 것일 수도 있으며, 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능의 양 기능을 갖는 단일층일 수도 있다.
정공 주입 수송층에 사용되는 재료로는, 양극으로부터 주입된 정공을 안정적으로 발광층 내에 수송할 수 있는 재료이면 특별히 한정되지 않으며, 상기 발광층의 발광 재료에 예시한 화합물 이외에, 페닐아민계, 스타버스트(starburst)형 아민계, 프탈로시아닌계, 산화바나듐, 산화몰리브덴, 산화루테늄, 산화알루미늄 등의 산화물, 비정질 탄소, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리페닐렌비닐렌 유도체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 비스(N-(1-나프틸-N-페닐)벤지딘(α-NPD), 4,4,4-트리스(3-메틸페닐페닐아미노)트리페닐아민(MTDATA), 폴리3,4에틸렌디옥시티오펜-폴리스티렌술폰산(PEDOT-PSS), 폴리비닐카르바졸(PVCz) 등을 들 수 있다.
또한, 정공 주입 수송층의 두께는 양극에서 정공을 주입하고, 발광층에 정공을 수송하는 기능이 충분히 발휘되는 두께이면 특별히 한정되지 않지만, 구체적으 로는 0.5 nm 내지 1000 nm의 범위 내, 그 중에서도 10 nm 내지 500 nm의 범위 내인 것이 바람직하다.
(ii) 전자 주입 수송층
본 발명에 사용되는 전자 주입 수송층은 발광층에 전자를 주입하는 전자 주입층 및 전자를 수송하는 전자 수송층 중 어느 하나일 수도 있고, 전자 주입층 및 전자 수송층이 적층된 것일 수도 있으며, 전자 주입 기능 및 전자 수송 기능의 양 기능을 갖는 단일층일 수도 있다.
전자 주입층에 사용되는 재료는 발광층 내로의 전자의 주입을 안정화시킬 수 있는 재료이면 특별히 한정되지 않으며, 상기 발광층의 발광 재료에 예시한 화합물 이외에, 알루미늄리튬 합금, 불화리튬, 스트론튬, 산화마그네슘, 불화마그네슘, 불화스트론튬, 불화칼슘, 불화바륨, 산화알루미늄, 산화스트론튬, 칼슘, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌술폰산나트륨, 리튬, 세슘, 불화세슘 등과 같이 알칼리 금속류 및 알칼리 금속류의 할로겐화물, 알칼리 금속의 유기 착체 등을 사용할 수 있다.
또한, 전자 주입층의 두께는 전자 주입 기능이 충분히 발휘되는 두께이면 특별히 한정되지 않는다.
한편, 전자 수송층에 사용되는 재료로는, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층, 또는 대향 전극층으로부터 주입된 전자를 발광층 내로 수송할 수 있는 재료이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 바소큐프로인, 바소페난트롤린, 페난트롤린 유도체, 트리아졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 또는 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄 착체(Alq3) 등을 들 수 있다.
또한, 전자 주입 기능 및 전자 수송 기능의 양 기능을 갖는 단일층을 포함하는 전자 주입 수송층으로는 전자 수송성인 유기 재료에 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 도핑한 금속 도핑층을 형성하고, 이것을 전자 주입 수송층이라 할 수 있다. 상기 전자 수송성인 유기 재료로는, 예를 들면 바소큐프로인, 바소페난트롤린, 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있고, 도핑하는 금속으로는, Li, Cs, Ba, Sr 등을 들 수 있다.
2. 대향 전극층
이어서, 본 발명에 사용되는 대향 전극층에 대해서 설명한다. 대향 전극층은 투명 전극층에 대향하는 전극이고, 일반적으로 금속이 사용된다. 구체적으로는, 마그네슘 합금(MgAg 등), 알루미늄 합금(AlLi, AlCa, AlMg 등), 알루미늄, 알칼리 토금속(Ca 등), 알칼리 금속(K, Li 등) 등을 들 수 있다.
대향 전극층은 일반적인 전극층의 형성 방법을 이용하여 형성할 수 있고, 예를 들면 스퍼터링법, 진공 증착법 등을 들 수 있다.
3. 절연층
본 발명에서는, 예를 들면 도 25에 나타낸 바와 같이 유기 EL층 (11) 사이에 절연층 (13)이 형성되어 있을 수도 있다. 이 절연층은 비표시 영역으로서 패턴상으로 형성된다.
본 발명에 사용되는 절연층의 형성 재료로는, 예를 들면 자외선 경화성 수지 등의 광 경화성 수지나, 열경화성 수지 등을 들 수 있다. 이러한 절연층은 상기한 수지를 포함하는 수지 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 패턴화의 방법으로는 포토리소그래피법, 인쇄법 등의 일반적인 방법을 이용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 양태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 양태는 예시이고, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 것은 어떤 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
<실시예>
이하, 본 발명에 대해서 실시예 및 비교예를 사용하여 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
(블랙 매트릭스의 형성)
투명 기판으로서, 370 mm×470 mm, 두께 0.7 mm의 소다 유리(센트럴유리사제 Sn면 연마품)를 준비하였다. 이 투명 기판을 정해진 방식에 따라 세정한 후, 투명 기판의 한 쪽 전체면에 스퍼터링법으로 산화질화 복합 크롬의 박막(두께 0.2 ㎛)을 형성하고, 이 산화질화 복합 크롬 박막 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 마스크 노광, 현상, 산화질화 복합 크롬 박막의 에칭을 행하여 84 ㎛×284 ㎛의 직사각형 개구부를 100 ㎛ 피치로 매트릭스상으로 구비한 블랙 매트릭스를 형성하였다.
(착색층의 형성)
적색, 녹색 및 청색의 3색의 각 색 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 제조하였다. 적색 착색제로는 축합 아조계 염료(치바가이기사제 크로모프탈레드 BRN), 녹색 착색제로는 프탈로시아닌계 녹색 안료(도요 잉크 세이조(주)제 리오놀글린 2Y-301) 및 청색 착색제로는 안트라퀴논계 안료(치바가이기사제 크로모프탈블루 A3R)를 각각 사용하고, 결합제 수지로는 폴리비닐 알코올(10 % 수용액)을 사용하여, 폴리비닐 알코올 수용액 10부에 대하여 각 색 착색제를 1부(부는 모두 질량 기준)의 비율로 배합하여 충분히 혼합 분산시키고, 얻어진 용액 100부에 대하여 중크롬산암모늄 1부를 가교제로서 첨가하여 각 색 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 얻었다.
상기한 각 색 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 차례대로 사용하여 각 색의 착색층을 형성하였다. 즉, 블랙 매트릭스가 형성된 상기 투명 기판 상에 적색의 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 스핀 코팅법으로 도포하고, 100 ℃에서 5 분간 예비 베이킹(pre-baking)하였다. 그 후, 포토마스크를 사용하여 노광하고, 현상액(0.05 % KOH 수용액)으로 현상하였다. 이어서 200 ℃에서 60 분간 후베이킹(post-baking)하고, 블랙 매트릭스의 패턴에 개구부를 동조시킨 후, 폭 85 ㎛, 두께 1.5 ㎛의 대상의 적색 착색층을, 그 폭 방향이 블랙 매트릭스의 개구부의 단변 방향이 되도록 형성하였다. 이 후, 녹색의 착색층 형성용 감광성 도료 조성물 및 청색의 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 차례대로 사용하고, 녹색의 착색층 및 청색의 착색층을 형성하여, 3색의 패턴상의 착색층이 폭 방향으로 반복 배열된 착색층을 형성하였다.
(차단층의 형성)
또한, 착색층 상의 전체를 덮도록 스퍼터링법으로 두께 300 nm의 SiON 박막 을 제조하여 차단층이라 하였다.
(제1 투명 전극층의 형성)
형성된 차단층 상에 스퍼터링법으로 막 두께 150 nm의 ITO막을 형성하였다.
(제2 투명 전극층의 형성)
Sn 5 %를 포함하는 In 합금 미립자를 농도가 5 중량%가 되도록 아세트산 n-부틸에 분산하여 도전층 형성용 분산액을 제조하였다. 이 도전층 형성용 분산액을 상기 형성된 ITO막 상에 스핀 코팅법으로 도포한 후, 대기압의 산소 가스 분위기(산소 가스 농도 100 용량%) 중, 250 ℃에서 10 분간 소성하여 막 두께 150 nm의 도전막을 형성하였다. 이 도전막은 투명하고 균일한 막이었다. 또한, 상기 ITO막 형성시에 발생한 결함(핀홀)을 도전막이 덮어, 결함을 수정하고 있음을 확인할 수 있었다.
(제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층의 패턴화)
상기 ITO막 및 도전막에 대하여, 감광성 레지스트를 도포하여 마스크 노광, 현상, ITO막 및 도전막의 에칭을 행하여 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(절연층 및 격벽부의 형성)
평균 분자량이 약 100000인 노르보르넨계 수지(JSR사제 ARTON)를 톨루엔으로 희석한 절연층용 도포액을 사용하여 스핀 코팅법으로 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층을 덮도록 제2 투명 전극층 상에 도포한 후, 베이킹0 ℃, 30 분)하여 절연막(두께 1 ㎛)을 형성하였다. 이어서, 이 절연막 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상, 절연막의 에칭을 행하여 절연층을 형성하였다. 이 절연층은 제1 투명 전극층과 직각으로 교차하는 줄무늬상(폭 20 ㎛)의 패턴이고, 블랙 매트릭스 상에 위치하였다.
이어서, 격벽부용 도료(닛본 제온사제 포토레지스트 ZPN1100)를 스핀 코팅법으로 절연층을 덮도록 전체면에 도포하고, 예비 베이킹(70 ℃, 30 분간)하였다. 그 후, 소정의 격벽부용 포토마스크를 사용하여 노광하고, 현상액(닛본 제온사제 ZTMA-100)으로 현상한 후, 후베이킹(100 ℃, 30 분간)하였다. 이에 따라, 절연층 상에 격벽부를 형성하였다. 이 격벽부는 높이 10 ㎛, 하부(절연층 측)의 폭 15 ㎛, 상부의 폭 26 ㎛인 형상을 갖는 것이었다.
(유기 EL층의 형성)
상기한 격벽부를 마스크로 하여, 진공 증착법에 의해 정공 주입층, 청색 발광층, 전자 주입층을 포함하는 유기 EL층을 형성하였다.
즉, 우선 4,4',4"-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민을 화상 표시 영역에 상당하는 개구부를 구비한 포토마스크를 통해 200 nm 두께까지 증착하여 막을 제조한 후, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐을 20 nm 두께까지 증착하여 막을 제조함으로써, 격벽부가 마스크 패턴이 되어 정공 주입층 재료가 각 격벽부 사이만을 통과하여 제2 투명 전극층 상에 정공 주입층을 형성하였다. 동일하게 하여, 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐을 50 nm 두께까지 증착하여 막을 제조함으로써 청색 발광층을 형성하였다. 그 후, 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄을 20 nm 두께까지 증착하여 막을 제조함으로써 전자 주입층을 형성하였다. 이와 같 이 하여 형성된 유기 EL층은 폭 280 ㎛의 대상 패턴으로 하여 각 격벽부 사이에 존재하며, 격벽부의 상부 표면에도 동일한 층 구성으로 더미(dummy)의 유기 EL층을 형성하였다.
(대향 전극층의 형성)
이어서, 화상 표시 영역보다도 넓은 소정의 개구부를 구비한 포토마스크를 통해, 상기한 격벽부가 형성되어 있는 영역에 진공 증착법으로 알루미늄을 증착(알루미늄의 증착 속도=1.3 내지 1.4 nm/초)하여 막을 제조하였다. 이에 따라, 격벽부가 마스크가 되고, 알루미늄을 포함하는 대향 전극층(배면 전극층, 두께 200 nm)을 유기 EL 소자층 상에 형성하였다. 이 대향 전극층은 폭 280 ㎛의 대상 패턴으로서 유기 EL층 상에 형성된 것이고, 격벽부의 상부 표면에도 더미의 대향 전극층을 형성하였다.
이상의 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일하게 하여, 투명 기판 상에 블랙 매트릭스, 착색층 및 차단층을 형성하였다.
(제1 투명 전극층의 형성)
형성된 차단층 상에 스퍼터링법으로 막 두께 150 nm의 ITO막을 형성하였다. 또한, ITO막 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상 및 에칭을 행하여 제1 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(제2 투명 전극층의 형성)
Ag 미립자를 농도가 1 %가 되도록 아세트산 n-부틸에 분산하여 도전성 금속층 형성용 분산액을 제조하였다. 이 도전성 금속층 형성용 분산액을 상기 형성된 ITO막 상에 스핀 코팅법으로 도포하고 건조시켰다. 이어서, 대기 중에 250 ℃에서 10 분간 소성함으로써, 두께 5 nm의 Ag막을 형성하고 도전성 금속막이라 하였다. 이 도전성 금속막은 투명하고 균일한 막이었다. 또한, 상기 제1 투명 전극층 형성시에 발생한 결함(핀홀)을 도전성 금속막이 덮어, 결함을 수정하고 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 도전성 금속막 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상 및 에칭을 행하여 제2 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(유기 EL 소자의 제조)
계속해서, 실시예 1과 동일하게 하여, 절연층, 격벽부, 유기 EL층 및 대향 전극층을 형성하여 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일하게 하여, 투명 기판 상에 블랙 매트릭스 및 착색층을 형성하였다.
(무기층의 형성)
Sn 5 %를 포함하는 In 합금 미립자를 농도가 5 중량%가 되도록 아세트산 n-부틸에 분산하여 도전층 형성용 분산액을 제조하였다. 이 도전층 형성용 분산액을 상기 형성된 착색층 상에 스핀 코팅법으로 도포한 후, 대기압의 산소 가스 분위기(산소 가스 농도 100 용량%) 중, 250 ℃에서 10 분간 소성하여 막 두께 150 nm의 도전막을 형성하였다. 이 도전막은 투명하고 균일한 막이었다.
(제1 투명 전극층의 형성)
형성된 무기층 상에 스퍼터링법으로 막 두께 150 nm의 ITO막을 형성하였다.
(제2 투명 전극층의 형성)
상기 무기층을 형성할 때에 사용한 도전층 형성용 분산액을 상기 형성된 ITO막 상에 스핀 코팅법으로 도포한 후, 대기압의 산소 가스 분위기(산소 가스 농도 100 용량%) 중, 250 ℃에서 10 분간 소성하여 막 두께 150 nm의 도전막을 형성하였다. 이 도전막은 투명하고 균일한 막이었다. 또한, 상기 ITO막 형성시에 발생한 결함(핀홀)을 도전막이 덮어, 결함을 수정하고 있음을 확인할 수 있었다.
(무기층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층의 패턴화)
상기 도전막, ITO막과 도전막이 적층된 적층막에 대하여 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상, ITO막 및 도전막의 에칭을 행하여 무기층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(유기 EL 소자의 제조)
계속해서, 실시예 1과 동일하게 하여, 절연층, 격벽부, 유기 EL층 및 대향 전극층을 형성하여 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일하게 하여, 투명 기판 상에 블랙 매트릭스 및 착색층을 형성하였다.
(색 변환층의 형성)
블랙 매트릭스 및 착색층이 형성된 곳 위에, 청색 변환층(더미층) 형성용 도포액(후지 한트 일렉트로닉스 테크놀러지(주)제 투명 감광성 수지 조성물, 상품명: "컬러 모자이크 CB-701")을 스핀 코팅법으로 도포하고, 100 ℃에서 5 분간 예비 베이킹하였다. 이어서, 포토리소그래피법에 의해 패턴화한 후, 200 ℃에서 60 분간 후베이킹하였다. 이에 따라, 청색 착색층 상에 폭 85 ㎛, 두께 10 ㎛의 대상의 청색 변환층(더미층)을 형성하였다.
계속해서, 녹색 변환 형광체(알드리치(주)제 쿠마린 6)를 분산시킨 알칼리 가용성 네가티브형 감광성 레지스트를 녹색 변환층 형성용 도포액으로 하고, 상기와 마찬가지의 순서에 의해 녹색 착색층 상에 폭 85 ㎛, 두께 10 ㎛의 대상의 녹색 변환층을 형성하였다.
또한, 적색 변환 형광체(알드리치(주)제 로다민 6G)를 분산시킨 알칼리 가용성 네가티브형 감광성 레지스트를 적색 변환층 형성용 도포액으로 하고, 상기와 마찬가지의 순서에 의해 적색 착색층 상에 폭 85 ㎛, 두께 10 ㎛의 대상의 적색 변환층을 형성하였다.
(하드 코팅층의 형성)
계속해서, 형성된 색 변환층 상에 아크릴레이트계 열 경화성 수지(신닛데쯔 가가꾸(주)제, 상품명: "V-259 PA/(PH)5")를 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트로 희석한 하드 코팅층 형성용 도포액을 사용하여 스핀 코팅법으로 도포하고, 120 ℃에서 5 분간 예비 베이킹한 후, 자외선을 조사선량이 300 mJ이 되도록 전체면 노광을 행하고, 노광 후 200 ℃에서 60 분간 후베이킹하여, 색 변환층 상의 전체를 덮도록, 두께 5 ㎛의 투명한 하드 코팅층을 형성하였다.
(유기 EL 소자의 제조)
계속해서, 형성된 하드 코팅층 상에 실시예 1과 동일하게 하여, 차단층, 제1 투명 전극층, 제2 투명 전극층, 절연층, 격벽부, 유기 EL층 및 대향 전극층을 형성하여 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[비교예 1]
실시예 1에서 제2 투명 전극층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하였다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[비교예 2]
실시예 4에서 제2 투명 전극층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하였다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[평가]
실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2의 유기 EL 표시 장치의 제1 투명 전극층 및 대향 전극층에 직류 8.5 V의 전압을 10 mA/㎠의 일정한 전류 밀도로 인가하여 연속 구동시킴으로써, 제1 투명 전극층과 대향 전극층이 교차하는 원하는 부위의 청색 발광층을 발광시켰다. 이 유기 EL 표시 장치의 발광 영역은 6 mm□이고, 유기 EL 표시 장치를 온도 85 ℃, 상대 습도 60 %에서 보존 시험을 행하고, 500 시간 경과 후에 유기 EL 소자의 결함을 광학 현미경(배율 50배)으로 관찰하여 평가하였다.
그 결과, 비교예 1의 유기 EL 표시 장치에서는 흑점이 발생하였다. 또한, 비교예 2의 유기 EL 표시 장치에서는 화소 축소가 나타났다. 한편, 실시예 1 내지 4의 유기 EL 표시 장치에서는 흑점의 발생이 인정되지 않고, 우수한 내구성이 있는 표시 특성을 나타내었다. 또한, 실시예 1 내지 3의 유기 EL 표시 장치에서는 화소 축소도 나타나지 않았다.
[실시예 5]
(블랙 매트릭스의 형성)
투명 기판으로서, 370 mm×470 mm, 두께 0.7 mm의 소다 유리(센트럴유리사제 Sn면 연마품)를 준비하였다. 이 투명 기판을 정해진 방식에 따라 세정한 후, 투명 기판의 한 쪽 전체면에 스퍼터링법으로 산화질화 복합 크롬의 박막(두께 0.2 ㎛)을 형성하고, 이 산화질화 복합 크롬 박막 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 마스크 노광, 현상, 산화질화 복합 크롬 박막의 에칭을 행하여 84 ㎛×284 ㎛의 직사각형 개구부를 100 ㎛ 피치로 매트릭스상으로 구비한 블랙 매트릭스를 형성하였다.
(착색층의 형성)
적색, 녹색 및 청색의 3색의 각 색 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 제 조하였다. 적색 착색제로는 축합 아조계 염료(치바가이기사제 크로모프탈레드BRN), 녹색 착색제로는 프탈로시아닌계 녹색 안료(도요 잉크 세이조(주)제 리오놀글린 2Y-301) 및 청색 착색제로는 안트라퀴논계 안료(치바가이기사제 크로모프탈블루 A3R)를 각각 사용하고, 결합제 수지로는 폴리비닐 알코올(10 % 수용액)을 사용하며, 폴리비닐 알코올 수용액 10부에 대하여 각 색 착색제를 1부(부는 모두 질량 기준)의 비율로 배합하여 충분히 혼합 분산시키고, 얻어진 용액 100부에 대하여 중크롬산암모늄 1부를 가교제로서 첨가하여, 각 색 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 얻었다.
상기한 각 색 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 차례대로 사용하여 각 색의 착색층을 형성하였다. 즉, 블랙 매트릭스가 형성된 상기 투명 기판 상에 적색의 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 스핀 코팅법으로 도포하고, 100 ℃에서 5 분간 예비 베이킹하였다. 그 후, 포토마스크를 사용하여 노광하고, 현상액(0.05 % KOH 수용액)으로 현상하였다. 이어서, 200 ℃에서 60 분간 후베이킹하고, 블랙 매트릭스의 패턴에 개구부를 동조시킨 후, 폭 85 ㎛, 두께 1.5 ㎛의 대상의 적색 착색층을, 그 폭 방향이 블랙 매트릭스의 개구부의 단변 방향이 되도록 형성하였다. 이후, 녹색의 착색층 형성용 감광성 도료 조성물 및 청색의 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 차례대로 사용하여 녹색의 착색층 및 청색의 착색층을 형성하고, 3색의 패턴상의 착색층이 폭 방향으로 반복 배열된 착색층을 형성하였다.
(색 변환층의 형성)
블랙 매트릭스 및 착색층이 형성된 곳 위에, 청색 변환층(더미층) 형성용 도 포액(후지 한트 일렉트로닉스 테크놀러지(주)제 투명 감광성 수지 조성물, 상품명: "컬러 모자이크 CB-701")을 스핀 코팅법으로 도포하고, 100 ℃에서 5 분간 예비 베이킹하였다. 이어서, 포토리소그래피법에 의해 패턴화한 후, 200 ℃에서 60 분간 후베이킹하였다. 이에 따라, 청색 착색층 상에 폭 85 ㎛, 두께 10 ㎛의 대상의 청색 변환층(더미층)을 형성하였다.
계속해서, 녹색 변환 형광체(알드리치(주)제 쿠마린 6)를 분산시킨 알칼리 가용성 네가티브형 감광성 레지스트를 녹색 변환층 형성용 도포액으로 하고, 상기와 마찬가지의 순서에 의해 녹색 착색층 상에 폭 85 ㎛, 두께 10 ㎛의 대상의 녹색 변환층을 형성하였다.
또한, 적색 변환 형광체(알드리치(주)제 로다민 6G)를 분산시킨 알칼리 가용성 네가티브형 감광성 레지스트를 적색 변환층 형성용 도포액으로 하고, 상기와 마찬가지의 순서에 의해 적색 착색층 상에 폭 85 ㎛, 두께 10 ㎛의 대상의 적색 변환층을 형성하였다.
(오버 코팅층의 형성)
계속해서, 형성된 색 변환층 상에 아크릴레이트계 열 경화성 수지(신닛데쯔 가가꾸(주)제, 상품명: "V-259 PA/(PH)5")를 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트로 희석한 오버 코팅층 형성용 도포액을 사용하여 스핀 코팅법으로 도포하고, 120 ℃에서 5 분간 예비 베이킹한 후, 자외선을 조사선량이 300 mJ이 되도록 전체면 노광을 행하고, 노광 후, 200 ℃에서 60 분간 후베이킹하여, 색 변환층 상의 전체를 덮도록, 두께 5 ㎛의 투명한 오버 코팅층을 형성하였다.
(차단층의 형성)
또한, 오버 코팅층 상에 스퍼터링법으로 두께 300 nm의 SiON 박막을 제조하여 차단층이라 하였다.
(제1 투명 전극층의 형성)
형성된 차단층 상에 스퍼터링법으로 막 두께 150 nm의 ITO막을 형성하였다.
(제2 투명 전극층의 형성)
Sn 5 %를 포함하는 In 합금 미립자를 농도가 5 중량%가 되도록 아세트산 n-부틸에 분산하여 도전층 형성용 분산액을 제조하였다. 이 도전층 형성용 분산액을 상기 형성된 ITO막 상에 스핀 코팅법으로 도포한 후, 대기압의 산소 가스 분위기(산소 가스 농도 100 용량%) 중, 250 ℃에서 10 분간 소성하여 막 두께 150 nm의 도전막을 형성하였다. 이 도전막은 투명하고 균일한 막이었다. 또한, 상기 ITO막 형성시에 발생한 결함(핀홀)을 도전막이 덮어, 결함을 수정하고 있음을 확인할 수 있었다.
(제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층의 패턴화)
상기 ITO막 및 도전막에 대하여 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상, ITO막 및 도전막의 에칭을 행하여 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(절연층 및 격벽부의 형성)
평균 분자량이 약 100000인 노르보르넨계 수지(JSR사제 ARTON)를 톨루엔으로 희석한 절연층용 도포액을 사용하고, 스핀 코팅법으로 제1 투명 전극층 및 제2 투 명 전극층을 덮도록 제2 투명 전극층 상에 도포한 후, 베이킹(100 ℃, 30 분)하여 절연막(두께 1 ㎛)을 형성하였다. 이어서, 이 절연막 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상, 절연막의 에칭을 행하여 절연층을 형성하였다. 이 절연층은 제1 투명 전극층과 직각으로 교차하는 줄무늬상(폭 20 ㎛)의 패턴이고, 블랙 매트릭스 상에 위치하였다.
이어서, 격벽부용 도료(닛본 제온사제 포토레지스트 ZPN1100)를 스핀 코팅법으로 절연층을 덮도록 전체면에 도포하고, 예비 베이킹(70 ℃, 30 분간)하였다. 그 후, 소정의 격벽부용 포토마스크를 사용하여 노광하고, 현상액(닛본 제온사제 ZTMA-100)으로 현상한 후, 후베이킹(100 ℃, 30 분간)하였다. 이에 따라, 절연층 상에 격벽부를 형성하였다. 이 격벽부는 높이 10 ㎛, 하부(절연층 측)의 폭 15 ㎛, 상부의 폭 26 ㎛인 형상을 갖는 것이었다.
(유기 EL층의 형성)
상기한 격벽부를 마스크로 하여, 진공 증착법으로 정공 주입층, 청색 발광층, 전자 주입층을 포함하는 유기 EL층을 형성하였다.
즉, 우선 4,4',4"-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민을 화상 표시 영역에 상당하는 개구부를 구비한 포토마스크를 통해 200 nm 두께까지 증착하여 막을 제조한 후, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐을 20 nm 두께까지 증착하여 막을 제조함으로써, 격벽부가 마스크 패턴이 되어 정공 주입층 재료가 각 격벽부 사이만을 통과하여 제2 투명 전극층 상에 정공 주입층을 형성하였다. 동일하게 하여, 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐을 50 nm 두께까지 증착하여 막을 제조함으로써 청색 발광층을 형성하였다. 그 후, 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄을 20 nm 두께까지 증착하여 막을 제조함으로써 전자 주입층을 형성하였다. 이와 같이 하여 형성된 유기 EL층은 폭 280 ㎛의 대상 패턴으로서 각 격벽부 사이에 존재하고, 격벽부의 상부 표면에도 동일한 층 구성으로 더미의 유기 EL층을 형성하였다.
(대향 전극층의 형성)
이어서, 화상 표시 영역보다도 넓은 소정의 개구부를 구비한 포토마스크를 통해, 상기한 격벽부가 형성되어 있는 영역에 진공 증착법으로 알루미늄을 증착(알루미늄의 증착 속도=1.3 내지 1.4 nm/초)하여 막을 제조하였다. 이에 따라, 격벽부가 마스크가 되어, 알루미늄을 포함하는 대향 전극층(배면 전극층, 두께 200 nm)을 유기 EL 소자층 상에 형성하였다. 이 대향 전극층은 폭 280 ㎛의 대상 패턴으로서 유기 EL층 상에 형성된 것이고, 격벽부의 상부 표면에도 더미의 대향 전극층을 형성하였다.
이상의 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[실시예 6]
실시예 5와 동일하게 하여, 투명 기판 상에 블랙 매트릭스, 착색층, 색 변환층, 오버 코팅층 및 차단층을 형성하였다.
(제1 투명 전극층의 형성)
형성된 차단층 상에 스퍼터링법으로 막 두께 150 nm의 ITO막을 형성하였다. 또한, ITO막 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상 및 에칭을 행하여 제1 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(제2 투명 전극층의 형성)
Ag 미립자를 농도가 1 %가 되도록 아세트산 n-부틸에 분산하여 도전성 금속층 형성용 분산액을 제조하였다. 이 도전성 금속층 형성용 분산액을 상기 형성된 ITO막 상에 스핀 코팅법으로 도포하고 건조시켰다. 이어서, 대기 중에 250 ℃에서 10 분간 소성함으로써, 두께 5 nm의 Ag막을 형성하여 도전성 금속막이라 하였다. 이 도전성 금속막은 투명하고 균일한 막이었다. 또한, 상기 제1 투명 전극층 형성시에 발생한 결함(핀홀)을 도전성 금속막이 덮어, 결함을 수정하고 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 도전성 금속막 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상 및 에칭을 행하여 제2 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(유기 EL 소자의 제조)
계속해서, 실시예 5와 동일하게 하여, 절연층, 격벽부, 유기 EL층 및 대향 전극층을 형성하여 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[실시예 7]
실시예 5와 동일하게 하여, 투명 기판 상에 블랙 매트릭스, 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층을 형성하였다.
(무기층의 형성)
Sn 5 %를 포함하는 In 합금 미립자를 농도가 5 중량%가 되도록 아세트산 n-부틸에 분산하여 도전층 형성용 분산액을 제조하였다. 이 도전층 형성용 분산액을 상기 형성된 오버 코팅층 상에 스핀 코팅법으로 도포한 후, 대기압의 산소 가스 분위기(산소 가스 농도 100 용량%) 중, 250 ℃에서 10 분간 소성하여 막 두께 150 nm의 도전막을 형성하였다. 이 도전막은 투명하고 균일한 막이었다.
(제1 투명 전극층의 형성)
형성된 무기층 상에 스퍼터링법으로 막 두께 150 nm의 ITO막을 형성하였다.
(제2 투명 전극층의 형성)
상기 무기층을 형성할 때에 사용한 도전층 형성용 분산액을 상기 형성된 ITO막 상에 스핀 코팅법으로 도포한 후, 대기압의 산소 가스 분위기(산소 가스 농도 100 용량%) 중, 250 ℃에서 10 분간 소성하여 막 두께 150 nm의 도전막을 형성하였다. 이 도전막은 투명하고 균일한 막이었다. 또한, 상기 ITO막 형성시에 발생한 결함(핀홀)을 도전막이 덮어, 결함을 수정하고 있음을 확인할 수 있었다.
(무기층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층의 패턴화)
상기 도전막, ITO막과 도전막이 적층된 적층막에 대하여 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상, ITO막 및 도전막의 에칭을 행하여 무기층, 제1 투명 전극층 및 제2 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(유기 EL 소자의 제조)
계속해서, 실시예 5와 동일하게 하여, 절연층, 격벽부, 유기 EL층 및 대향 전극층을 형성하여 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[비교예 3]
실시예 5에서 제2 투명 전극층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 5와 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하였다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[평가]
실시예 5 내지 7 및 비교예 3의 유기 EL 표시 장치의 제1 투명 전극층 및 대향 전극층에 직류 8.5 V의 전압을 10 mA/㎠의 일정한 전류 밀도로 인가하여 연속 구동시킴으로써, 제1 투명 전극층과 대향 전극층이 교차하는 원하는 부위의 청색 발광층을 발광시켰다. 이 유기 EL 표시 장치의 발광 영역은 6 mm□이고, 유기 EL 표시 장치를 온도 85 ℃, 상대 습도 60 %에서 보존 시험을 행하고, 500 시간 경과 후에 유기 EL 소자의 결함을 광학 현미경(배율 50배)으로 관찰하여 평가하였다.
그 결과, 비교예 3의 유기 EL 표시 장치에서는 흑점이 발생하였다. 한편, 실시예 5 내지 7의 유기 EL 표시 장치에서는 흑점의 발생이 인정되지 않고, 우수한 내구성이 있는 표시 특성을 나타내었다.
[실시예 8]
(블랙 매트릭스의 형성)
투명 기판으로서, 370 mm×470 mm, 두께 0.7 mm의 소다 유리(센트럴유리사제 Sn면 연마품)를 준비하였다. 이 투명 기판을 정해진 방식에 따라 세정한 후, 투명 기판의 한 쪽 전체면에 스퍼터링법으로 산화질화 복합 크롬의 박막(두께 0.2 ㎛)을 형성하고, 이 산화질화 복합 크롬 박막 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 마스크 노광, 현상, 산화질화 복합 크롬 박막의 에칭을 행하여 84 ㎛×284 ㎛의 직사각형 개구부를 100 ㎛ 피치로 매트릭스상으로 구비한 블랙 매트릭스를 형성하였다.
(착색층의 형성)
적색, 녹색 및 청색의 3색의 각 색 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 제조하였다. 적색 착색제로는 축합 아조계 염료(치바가이기사제 크로모프탈레드BRN), 녹색 착색제로는 프탈로시아닌계 녹색 안료(도요 잉크 세이조(주)제 리오놀글린 2Y-301) 및 청색 착색제로는 안트라퀴논계 안료(치바가이기사제 크로모프탈블루 A3R)를 각각 사용하고, 결합제 수지로는 폴리비닐 알코올(10 % 수용액)을 사용하며, 폴리비닐 알코올 수용액 10부에 대하여 각 색 착색제를 1부(부는 모두 질량 기준)의 비율로 배합하여 충분히 혼합 분산시키고, 얻어진 용액 100부에 대하여 중크롬산암모늄 1부를 가교제로서 첨가하여, 각 색 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 얻었다.
상기한 각 색 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 차례대로 사용하여 각 색의 착색층을 형성하였다. 즉, 블랙 매트릭스가 형성된 상기 투명 기판 상에 적색의 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 스핀 코팅법으로 도포하고, 100 ℃에서 5 분간 예비 베이킹하였다. 그 후, 포토마스크를 사용하여 노광하고, 현상액(0.05 % KOH 수용액)으로 현상하였다. 이어서, 200 ℃에서 60 분간 후베이킹하고, 블랙 매트릭스의 패턴에 개구부를 동조시킨 후, 폭 85 ㎛, 두께 1.5 ㎛의 대상의 적색 착색층을, 그 폭 방향이 블랙 매트릭스의 개구부의 단변 방향이 되도록 형성하였다. 이후, 녹색의 착색층 형성용 감광성 도료 조성물 및 청색의 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 차례대로 사용하여 녹색의 착색층 및 청색의 착색층을 형성하고, 3색의 패턴상의 착색층이 폭 방향으로 반복 배열된 착색층을 형성하였다.
(밀착성 향상층의 형성)
Sn 5 %를 포함하는 In 합금 미립자를 농도가 5 중량%가 되도록 아세트산 n-부틸에 분산하여 도전층 형성용 분산액을 제조하였다. 이 도전층 형성용 분산액을 상기 형성된 착색층 상에 스핀 코팅법으로 도포한 후, 대기압의 산소 가스 분위기(산소 가스 농도 100 용량%) 중, 250 ℃에서 10 분간 소성하여 막 두께 150 nm의 도전막을 형성하였다. 이 도전막은 투명하고 균일한 막이었다.
(투명 전극층의 형성)
형성된 밀착성 향상층 상에 스퍼터링법으로 막 두께 150 nm의 ITO막을 형성하였다.
(밀착성 향상층 및 투명 전극층의 패턴화)
상기 도전막 및 ITO막에 대하여 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상, ITO막 및 도전막의 에칭을 행하여 밀착성 향상층 및 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(절연층 및 격벽부의 형성)
평균 분자량이 약 100000인 노르보르넨계 수지(JSR사제 ARTON)를 톨루엔으로 희석한 절연층용 도포액을 사용하여 스핀 코팅법으로 밀착성 향상층 및 투명 전극 층을 덮도록 투명 전극층 상에 도포한 후, 베이킹(100 ℃, 30 분)하여 절연막(두께 1 ㎛)을 형성하였다. 이어서, 이 절연막 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상, 절연막의 에칭을 행하여 절연층을 형성하였다. 이 절연층은 투명 전극층과 직각으로 교차하는 줄무늬상(폭 20 ㎛)의 패턴이고, 블랙 매트릭스 상에 위치하였다.
이어서, 격벽부용 도료(닛본 제온사제 포토레지스트 ZPN1100)를 스핀 코팅법으로 절연층을 덮도록 전체면에 도포하고, 예비 베이킹(70 ℃, 30 분간)하였다. 그 후, 소정의 격벽부용 포토마스크를 사용하여 노광하고, 현상액(닛본 제온사제 ZTMA-100)으로 현상한 후, 후베이킹(100 ℃, 30 분간)하였다. 이에 따라, 절연층상에 격벽부를 형성하였다. 이 격벽부는 높이 10 ㎛, 하부(절연층 측)의 폭 15 ㎛, 상부의 폭 26 ㎛인 형상을 갖는 것이었다.
(유기 EL층의 형성)
상기한 격벽부를 마스크로 하여, 진공 증착법으로 정공 주입층, 청색 발광층, 전자 주입층을 포함하는 유기 EL층을 형성하였다.
즉, 우선 4,4',4"-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민을 화상 표시 영역에 상당하는 개구부를 구비한 포토마스크를 통해 200 nm 두께까지 증착하여 막을 제조한 후, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐을 20 nm 두께까지 증착하여 막을 제조함으로써, 격벽부가 마스크 패턴이 되고, 정공 주입층 재료가 각 격벽부 사이만을 통과하여 투명 전극층 상에 정공 주입층을 형성하였다. 동일하게 하여, 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐을 50 nm 두께까지 증착하여 막을 제조함으로써 청색 발광층을 형성하였다. 그 후, 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄을 20 nm 두께까지 증착하여 막을 제조함으로써 전자 주입층을 형성하였다. 이와 같이 하여 형성된 유기 EL층은 폭 280 ㎛의 대상 패턴으로서 각 격벽부 사이에 존재하고, 격벽부의 상부 표면에도 동일한 층 구성으로 더미의 유기 EL층을 형성하였다.
(대향 전극층의 형성)
이어서, 화상 표시 영역보다도 넓은 소정의 개구부를 구비한 포토마스크를 통해, 상기한 격벽부가 형성되어 있는 영역에 진공 증착법으로 알루미늄을 증착(알루미늄의 증착 속도=1.3 내지 1.4 nm/초)하여 막을 제조하였다. 이에 따라, 격벽부가 마스크가 되어, 알루미늄을 포함하는 대향 전극층(배면 전극층, 두께 200 nm)을 유기 EL 소자층 상에 형성하였다. 이 대향 전극층은 폭 280 ㎛의 대상 패턴으로서 유기 EL층 상에 형성된 것이고, 격벽부의 상부 표면에도 더미의 대향 전극층을 형성하였다.
이상의 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[실시예 9]
실시예 8과 동일하게 하여, 투명 기판 상에 블랙 매트릭스 및 착색층을 형성하였다.
(밀착성 향상층의 형성)
Ag 미립자를 농도가 1 %가 되도록 아세트산 n-부틸에 분산하여 도전성 금속 층 형성용 분산액을 제조하였다. 이 도전성 금속층 형성용 분산액을 형성된 착색층 상에 스핀 코팅법으로 도포하고 건조시켰다. 이어서, 대기 중에 250 ℃에서 10 분간 소성함으로써, 두께 5 nm의 Ag막을 형성하여 도전성 금속막이라 하였다. 이 도전성 금속막은 투명하고 균일한 막이었다.
또한, 도전성 금속막 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상 및 에칭을 행하여 밀착성 향상층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(투명 전극층의 형성)
형성된 밀착성 향상층 상에 스퍼터링법으로 막 두께 150 nm의 ITO막을 형성하였다. 또한, ITO막 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상 및 에칭을 행하여 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(유기 EL 소자의 제조)
계속해서, 실시예 8과 동일하게 하여, 절연층, 격벽부, 유기 EL층 및 대향 전극층을 형성하여 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[실시예 10]
실시예 8과 동일하게 하여, 투명 기판 상에 블랙 매트릭스, 착색층, 도전막 및 ITO막을 형성하였다.
(제2 투명 전극층의 형성)
Sn 5 %를 포함하는 In 합금 미립자를 농도가 5 중량%가 되도록 아세트산 n-부틸에 분산하고 도전층 형성용 분산액을 제조하였다. 이 도전층 형성용 분산액을 형성된 ITO막 상에 스핀 코팅법으로 도포한 후, 대기압의 산소 가스 분위기(산소 가스 농도 100 용량%) 중, 250 ℃에서 10 분간 소성하여 막 두께 150 nm의 도전막을 형성하였다. 이 도전막은 투명하고 균일한 막이었다. 또한, 상기 ITO막 형성시에 발생한 결함(핀홀)을 도전막이 덮어, 결함을 수정하고 있음을 확인할 수 있었다.
(밀착성 향상층, 투명 전극층 및 제2 투명 전극층의 패턴화)
상기한 도전막, ITO막 및 도전막에 대하여 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상, 도전막, ITO막 및 도전막의 에칭을 행하여 밀착성 향상층, 투명 전극층 및 제2 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(유기 EL 소자의 제조)
계속해서, 실시예 8과 동일하게 하여 절연층, 격벽부, 유기 EL층 및 대향 전극층을 형성하여 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[실시예 11]
실시예 8과 동일하게 하여, 투명 기판 상에 블랙 매트릭스 및 착색층을 형성하였다.
(색 변환층의 형성)
블랙 매트릭스 및 착색층이 형성된 곳 위에, 청색 변환층(더미층) 형성용 도포액(후지 한트 일렉트로닉스 테크놀러지(주)제 투명 감광성 수지 조성물, 상품명: "컬러 모자이크 CB-701")을 스핀 코팅법으로 도포하고, 100 ℃에서 5 분간 예비 베이킹하였다. 이어서, 포토리소그래피법에 의해 패턴화한 후, 200 ℃에서 60 분간 후베이킹하였다. 이에 따라, 청색 착색층 상에 폭 85 ㎛, 두께 10 ㎛의 대상의 청색 변환층(더미층)을 형성하였다.
계속해서, 녹색 변환 형광체(알드리치(주)제 쿠마린 6)를 분산시킨 알칼리 가용성 네가티브형 감광성 레지스트를 녹색 변환층 형성용 도포액으로 하고, 상기와 마찬가지의 순서에 의해 녹색 착색층 상에 폭 85 ㎛, 두께 10 ㎛의 대상의 녹색 변환층을 형성하였다.
또한, 적색 변환 형광체(알드리치(주)제 로다민 6G)를 분산시킨 알칼리 가용성 네가티브형 감광성 레지스트를 적색 변환층 형성용 도포액으로 하고, 상기와 마찬가지의 순서에 의해 적색 착색층 상에 폭 85 ㎛, 두께 10 ㎛의 대상의 적색 변환층을 형성하였다.
(하드 코팅층의 형성)
계속해서, 형성된 색 변환층 상에, 아크릴레이트계 열 경화성 수지(신닛데쯔 가가꾸(주)제, 상품명: "V-259 PA/(PH)5")를 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트로 희석한 하드 코팅층 형성용 도포액을 사용하여 스핀 코팅법으로 도포하고, 120 ℃에서 5 분간 예비 베이킹한 후, 자외선을 조사선량이 300 mJ이 되도록 전체면 노광을 행하고, 노광 후, 200 ℃에서 60 분간 후베이킹하여 색 변환층 상의 전체를 덮도록, 두께 5 ㎛의 투명한 하드 코팅층을 형성하였다.
(유기 EL 소자의 제조)
계속해서, 형성된 하드 코팅층 상에 실시예 10과 동일하게 하여, 밀착성 향상층, 투명 전극층, 제2 투명 전극층, 절연층, 격벽부, 유기 EL층 및 대향 전극층을 형성하여 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[비교예 4]
실시예 8에서 밀착성 향상층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 8과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하였다.
[비교예 5]
실시예 8에서 밀착성 향상층 대신에 증착법으로 두께 20 nm의 SiO2 박막을 착색층 등이 형성된 투명 기판의 전체면에 형성한 것 이외에는, 실시예 8과 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하였다.
[평가]
실시예 8 내지 11 및 비교예 5에서는 투명 전극층 형성시에 막 박리는 관찰되지 않았지만, 비교예 4에서는 투명 전극층 형성시에 막 박리가 발생하였다.
또한, 실시예 8 내지 11 및 비교예 5의 유기 EL 표시 장치의 투명 전극층 및 대향 전극층에 직류 8.5 V의 전압을 10 mA/㎠의 일정한 전류 밀도로 인가하여 연속 구동시킴으로써, 투명 전극층과 대향 전극층이 교차하는 원하는 부위의 청색 발광층을 발광시켰다. 이 유기 EL 표시 장치의 발광 영역은 6 mm□이고, 유기 EL 표시 장치를 온도 85 ℃, 상대 습도 60 %에서 보존 시험을 행하고, 500 시간 경과 후에 유기 EL 소자의 결함을 광학 현미경(배율 50배)으로 관찰하여 평가하였다.
그 결과, 비교예 5의 유기 EL 표시 장치에서는 흑점이 발생하였다. 이것은 착색층 표면의 요철을 SiO2막으로 평탄화할 수 없기 때문에, 요철 부분에서 탈가스 성분이 유출되어 흑점이 발생하였다고 생각된다. 이에 대하여, 실시예 8 내지 11의 유기 EL 표시 장치에서는 흑점의 발생이 인정되지 않고, 우수한 내구성이 있는 표시 특성을 나타내었다.
[실시예 12]
(블랙 매트릭스의 형성)
투명 기판으로서, 370 mm×470 mm, 두께 0.7 mm의 소다 유리(센트럴유리사제 Sn면 연마품)을 준비하였다. 이 투명 기판을 정해진 방식에 따라 세정한 후, 투명 기판의 한 쪽 전체면에 스퍼터링법으로 산화질화 복합 크롬의 박막(두께 0.2 ㎛)을 형성하고, 이 산화질화 복합 크롬 박막 상에 감광성 레지스트를 도포한 후, 마스크 노광, 현상, 산화질화 복합 크롬 박막의 에칭을 행하여 84 ㎛×284 ㎛의 직사각형 개구부를 100 ㎛ 피치로 매트릭스상으로 구비한 블랙 매트릭스를 형성하였다.
(착색층의 형성)
적색, 녹색 및 청색의 3색의 각 색 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 제조하였다. 적색 착색제로는 축합 아조계 염료(치바가이기사제 크로모프탈레드BRN), 녹색 착색제로는 프탈로시아닌계 녹색 안료(도요 잉크 세이조(주)제 리오놀글린 2Y-301) 및 청색 착색제로는 안트라퀴논계 안료(치바가이기사제 크로모프탈블 루 A3R)를 각각 사용하고, 결합제 수지로는 폴리비닐 알코올(10 % 수용액)을 사용하며, 폴리비닐 알코올 수용액 10부에 대하여 각 색 착색제를 1부(부는 모두 질량 기준)의 비율로 배합하여 충분히 혼합 분산시키고, 얻어진 용액 100부에 대하여 중크롬산암모늄 1부를 가교제로서 첨가하여, 각 색 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 얻었다.
상기한 각 색 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 차례대로 사용하여 각 색의 착색층을 형성하였다. 즉, 블랙 매트릭스가 형성된 상기 투명 기판 상에, 적색의 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 스핀 코팅법으로 도포하고, 100 ℃에서 5 분간 예비 베이킹하였다. 그 후, 포토마스크를 사용하여 노광하고, 현상액(0.05 % KOH 수용액)으로 현상하였다. 이어서, 200 ℃에서 60 분간 후베이킹하고, 블랙 매트릭스의 패턴에 개구부를 동조시킨 후, 폭 85 ㎛, 두께 1.5 ㎛의 대상의 적색 착색층을, 그 폭 방향이 블랙 매트릭스의 개구부의 단변 방향이 되도록 형성하였다. 이후, 녹색의 착색층 형성용 감광성 도료 조성물 및 청색의 착색층 형성용 감광성 도료 조성물을 차례대로 사용하여 녹색의 착색층 및 청색의 착색층을 형성하고, 3색의 패턴상의 착색층이 폭 방향으로 반복 배열된 착색층을 형성하였다.
(색 변환층의 형성)
블랙 매트릭스 및 착색층이 형성된 곳 위에, 청색 변환층(더미층) 형성용 도포액(후지 한트 일렉트로닉스 테크놀러지(주)제 투명 감광성 수지 조성물, 상품명: "컬러 모자이크 CB-701")을 스핀 코팅법으로 도포하고, 100 ℃에서 5 분간 예비 베이킹하였다. 이어서, 포토리소그래피법에 의해 패턴화한 후, 200 ℃에서 60 분간 후베이킹하였다. 이에 따라, 청색 착색층 상에 폭 85 ㎛, 두께 10 ㎛의 대상의 청색 변환층(더미층)을 형성하였다.
계속해서, 녹색 변환 형광체(알드리치(주)제 쿠마린 6)를 분산시킨 알칼리 가용성 네가티브형 감광성 레지스트를 녹색 변환층 형성용 도포액으로 하고, 상기와 마찬가지의 순서에 의해 녹색 착색층 상에 폭 85 ㎛, 두께 10 ㎛의 대상의 녹색 변환층을 형성하였다.
또한, 적색 변환 형광체(알드리치(주)제 로다민 6G)를 분산시킨 알칼리 가용성 네가티브형 감광성 레지스트를 적색 변환층 형성용 도포액으로 하고, 상기와 마찬가지의 순서에 의해 적색 착색층 상에 폭 85 ㎛, 두께 10 ㎛의 대상의 적색 변환층을 형성하였다.
(오버 코팅층의 형성)
계속해서, 형성된 색 변환층 상에, 아크릴레이트계 열 경화성 수지(신닛데쯔 가가꾸(주)제, 상품명: "V-259 PA/(PH)5")를 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트로 희석한 오버 코팅층 형성용 도포액을 사용하여 스핀 코팅법으로 도포하고, 120 ℃에서 5 분간 예비 베이킹한 후, 자외선을 조사선량이 300 mJ이 되도록 전체면 노광을 행하고, 노광 후, 200 ℃에서 60 분간 후베이킹하여 색 변환층 상의 전체를 덮도록, 두께 5 ㎛의 투명한 오버 코팅층을 형성하였다.
(밀착성 향상층의 형성)
Sn 5 %를 포함하는 In 합금 미립자를 농도가 5 중량%가 되도록 아세트산 n-부틸에 분산하여 도전층 형성용 분산액을 제조하였다. 이 도전층 형성용 분산액 을 상기 형성된 오버 코팅층 상에 스핀 코팅법으로 도포한 후, 대기압의 산소 가스 분위기(산소 가스 농도 100 용량%) 중, 250 ℃에서 10 분간 소성하여 막 두께 150 nm의 도전막을 형성하였다. 이 도전막은 투명하고 균일한 막이었다.
(투명 전극층의 형성)
형성된 밀착성 향상층 상에, 스퍼터링법으로 막 두께 150 nm의 ITO막을 형성하였다.
(밀착성 향상층 및 투명 전극층의 패턴화)
상기 도전막 및 ITO막에 대하여 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상, ITO막 및 도전막의 에칭을 행하여 밀착성 향상층 및 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(절연층 및 격벽부의 형성)
평균 분자량이 약 100000인 노르보르넨계 수지(JSR사제 ARTON)를 톨루엔으로 희석한 절연층용 도포액을 사용하여 스핀 코팅법으로 밀착성 향상층 및 투명 전극층을 덮도록 투명 전극층 상에 도포한 후, 베이킹(100 ℃, 30 분)하여 절연막(두께 1 ㎛)을 형성하였다. 이어서, 이 절연막 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상, 절연막의 에칭을 행하여 절연층을 형성하였다. 이 절연층은 투명 전극층과 직각으로 교차하는 줄무늬상(폭 20 ㎛)의 패턴이고, 블랙 매트릭스 상에 위치하였다.
이어서, 격벽부용 도료(닛본 제온사제 포토레지스트 ZPN1100)를 스핀 코팅법으로 절연층을 덮도록 전체면에 도포하고, 예비 베이킹(70 ℃, 30 분간)하였다. 그 후, 소정의 격벽부용 포토마스크를 사용하여 노광하고, 현상액(닛본 제온사제 ZTMA-100)으로 현상한 후, 후베이킹(100 ℃, 30 분간)하였다. 이에 따라, 절연층 상에 격벽부를 형성하였다. 이 격벽부는 높이 10 ㎛, 하부(절연층 측)의 폭 15 ㎛, 상부의 폭 26 ㎛인 형상을 갖는 것이었다.
(유기 EL층의 형성)
상기한 격벽부를 마스크로 하여, 진공 증착법으로 정공 주입층, 청색 발광층, 전자 주입층을 포함하는 유기 EL층을 형성하였다.
즉, 우선 4,4',4"-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민을 화상 표시 영역에 상당하는 개구부를 구비한 포토마스크를 통해 200 nm 두께까지 증착하여 막을 제조한 후, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐을 20 nm 두께까지 증착하여 막을 제조함으로써, 격벽부가 마스크 패턴이 되어, 정공 주입층 재료가 각 격벽부 사이만을 통과하여 투명 전극층 상에 정공 주입층을 형성하였다. 동일하게 하여, 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐을 50 nm 두께까지 증착하여 막을 제조함으로써 청색 발광층을 형성하였다. 그 후, 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄을 20 nm 두께까지 증착하여 막을 제조함으로써 전자 주입층을 형성하였다. 이와 같이 하여 형성된 유기 EL층은 폭 280 ㎛의 대상 패턴으로서 각 격벽부 사이에 존재하고, 격벽부의 상부 표면에도 동일한 층 구성으로 더미의 유기 EL층을 형성하였다.
(대향 전극층의 형성)
이어서, 화상 표시 영역보다도 넓은 소정의 개구부를 구비한 포토마스크를 통해, 상기한 격벽부가 형성되어 있는 영역에 진공 증착법으로 알루미늄을 증착(알루미늄의 증착 속도=1.3 내지 1.4 nm/초)하여 막을 제조하였다. 이에 따라, 격벽부가 마스크가 되어, 알루미늄을 포함하는 대향 전극층(배면 전극층, 두께 200 nm)을 유기 EL 소자층 상에 형성하였다. 이 대향 전극층은 폭 280 ㎛의 대상 패턴으로서 유기 EL층 상에 형성된 것이고, 격벽부의 상부 표면에도 더미의 대향 전극층을 형성하였다.
이상의 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[실시예 13]
실시예 12와 동일하게 하여, 투명 기판 상에 블랙 매트릭스, 착색층, 색 변환층 및 오버 코팅층을 형성하였다.
(밀착성 향상층의 형성)
Ag 미립자를 농도가 1 %가 되도록 아세트산 n-부틸에 분산하여 도전성 금속층 형성용 분산액을 제조하였다. 이 도전성 금속층 형성용 분산액을 형성된 오버 코팅층 상에 스핀 코팅법으로 도포하고 건조시켰다. 이어서, 대기 중에 250 ℃에서 10 분간 소성함으로써, 두께 5 nm의 Ag막을 형성하여 도전성 금속막으로 하였다. 이 도전성 금속막은 투명하고 균일한 막이었다.
또한, 도전성 금속막 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상 및 에칭을 행하여 밀착성 향상층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(투명 전극층의 형성)
형성된 밀착성 향상층 상에 스퍼터링법으로 막 두께 150 nm의 ITO막을 형성하였다. 또한, ITO막 상에 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상 및 에칭을 행하여 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(유기 EL 소자의 제조)
계속해서, 실시예 12와 동일하게 하여 절연층, 격벽부, 유기 EL층 및 대향 전극층을 형성하여 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[실시예 14]
실시예 12와 동일하게 하여, 투명 기판 상에 블랙 매트릭스, 착색층, 오버 코팅층, 도전막 및 ITO막을 형성하였다.
(제2 투명 전극층의 형성)
Sn 5 %를 포함하는 In 합금 미립자를 농도가 5 중량%가 되도록 아세트산 n-부틸에 분산하여 도전층 형성용 분산액을 제조하였다. 이 도전층 형성용 분산액을 형성된 ITO막 상에 스핀 코팅법으로 도포한 후, 대기압의 산소 가스 분위기(산소 가스 농도 100 용량%) 중, 250 ℃에서 10 분간 소성하여 막 두께 150 nm의 도전막을 형성하였다. 이 도전막은 투명하고 균일한 막이었다. 또한, 상기 ITO막 형성시에 발생한 결함(핀홀)을 도전막이 덮어, 결함을 수정하고 있음을 확인할 수 있었다.
(밀착성 향상층, 투명 전극층 및 제2 투명 전극층의 패턴화)
상기한 도전막, ITO막 및 도전막에 대하여 감광성 레지스트를 도포하고, 마스크 노광, 현상, 도전막, ITO막 및 도전막의 에칭을 행하여 밀착성 향상층, 투명 전극층 및 제2 투명 전극층을 패턴상(폭 100 ㎛, 스페이스 20 ㎛)으로 형성하였다.
(유기 EL 소자의 제조)
계속해서, 실시예 12와 동일하게 하여 절연층, 격벽부, 유기 EL층 및 대향 전극층을 형성하여 유기 EL 소자를 얻었다. 또한, 유기 EL 소자를 밀봉하여 유기 EL 표시 장치를 얻었다.
[비교예 6]
실시예 12에서 밀착성 향상층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 12와 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하였다.
[비교예 7]
실시예 12에서 밀착성 향상층 대신에 증착법으로 두께 20 nm의 SiO2 박막을 투명 기판 전체면에 형성한 것 이외에는, 실시예 12와 동일하게 하여 유기 EL 소자를 제조하였다.
[평가]
실시예 12 내지 14 및 비교예 7에서는 투명 전극층 형성시에 막 박리는 관찰되지 않았지만, 비교예 6에서는 투명 전극층 형성시에 막 박리가 발생하였다.
또한, 실시예 12 내지 14 및 비교예 7의 유기 EL 표시 장치의 투명 전극층 및 대향 전극층에 직류 8.5 V의 전압을 10 mA/㎠의 일정한 전류 밀도로 인가하여 연속 구동시킴으로써, 투명 전극층과 대향 전극층이 교차하는 원하는 부위의 청색 발광층을 발광시켰다. 이 유기 EL 표시 장치의 발광 영역은 6 mm□이고, 유기 EL 표시 장치를 온도 85 ℃, 상대 습도 60 %에서 보존 시험을 행하고, 500 시간 경과 후에 유기 EL 소자의 결함을 광학 현미경(배율 50배)으로 관찰하여 평가하였다.
그 결과, 비교예 7의 유기 EL 표시 장치에서는 흑점이 발생하였다. 이것은 오버 코팅층 표면의 요철을 SiO2막으로 평탄화할 수 없기 때문에, 요철 부분에서 탈가스 성분이 유출되어 흑점이 발생하였다고 생각된다. 이에 대하여, 실시예 12 내지 14의 유기 EL 표시 장치에서는 흑점의 발생이 인정되지 않고, 우수한 내구성이 있는 표시 특성을 나타내었다.
본 발명에 의하면, 투명 전극층 및 도전층을 적층함으로써, 양호한 차단성을 얻을 수 있고, 본 발명의 유기 EL 소자용 컬러 필터 기판을 유기 EL 표시 장치에 사용한 경우, 흑점의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 종래와 같이 후막의 투명 차단층을 설치할 필요가 없고, 저비용화를 도모할 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 도전층 상에 투명 전극층을 설치한 경우에는, 투명 전극층과 착색층의 밀착력을 향상시키고, 착색층이 형성된 기판 및 투명 전극층의 계면에서의 박리나 균열의 발생을 억제할 수 있는 효과를 발휘한다.

Claims (41)

  1. 기판, 상기 기판 상에 패턴상으로 형성된 착색층, 상기 착색층 상에 적층된 투명 전극층 및 도전층을 갖는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판이며, 상기 도전층이 도공액을 도포함으로써 형성된 도포막이며,
    상기 착색층 상에 상기 투명 전극층이 형성되고, 상기 투명 전극층 상에 차단성을 갖는 상기 도전층이 형성되며,
    상기 투명 전극층에 핀홀이 존재하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 도전층이 평균 입경이 1 nm 내지 10 nm의 범위 내인 미립자를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 미립자가 산화인듐주석(ITO)의 미립자인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  5. 제3항에 있어서, 상기 미립자가 Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, In, Pb, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 미립자인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 도전층의 평균 표면 조도(Ra)가 10 Å 내지 100 Å의 범위 내인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 착색층과 상기 투명 전극층 사이에 차단성을 갖는 무기층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  8. 제7항에 있어서, 상기 무기층이 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  9. 제7항에 있어서, 상기 무기층이 평균 입경이 1 nm 내지 10 nm의 범위 내인 미립자를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  10. 제9항에 있어서, 상기 미립자가 산화인듐주석(ITO)의 미립자인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  11. 제9항에 있어서, 상기 미립자가 Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, In, Pb, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 미립자인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 투명 전극층 및 상기 도전층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 상기 착색층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  13. 제7항에 있어서, 상기 투명 전극층, 상기 도전층 및 상기 무기층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 상기 착색층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  14. 제1항에 있어서, 상기 착색층과 상기 투명 전극층 사이에 오버 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  15. 제14항에 있어서, 상기 오버 코팅층이 상기 착색층이 형성된 상기 기판 전체면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  16. 제14항에 있어서, 상기 오버 코팅층이 적어도 상기 착색층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있고, 상기 투명 전극층 및 상기 도전층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 상기 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 상기 착색층 및 상기 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  17. 제14항에 있어서, 상기 오버 코팅층과 상기 투명 전극층 사이에 차단성을 갖는 무기층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  18. 제14항에 있어서, 상기 오버 코팅층과 상기 투명 전극층 사이에 차단성을 갖는 무기층이 형성되어 있고, 상기 오버 코팅층이 적어도 상기 착색층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있으며, 상기 투명 전극층, 상기 도전층 및 상기 무기층 중 적어도 어느 하나가 패턴상으로 형성된 상기 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 상기 착색층 및 상기 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  19. 제17항에 있어서, 상기 무기층이 도공액을 도포함으로써 형성된 도포막이며, 또한 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  20. 제17항에 있어서, 상기 무기층이 평균 입경이 1 nm 내지 10 nm의 범위 내인 미립자를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  21. 제20항에 있어서, 상기 미립자가 산화인듐주석(ITO)의 미립자인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  22. 제20항에 있어서, 상기 미립자가 Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, In, Pb, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 미립자인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  23. 제1항에 있어서, 상기 착색층 상에 상기 도전층이 패턴상으로 형성되고, 상기 도전층 상에 상기 투명 전극층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  24. 제23항에 있어서, 상기 도전층이 평균 입경이 1 nm 내지 10 nm의 범위 내인 미립자를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  25. 제24항에 있어서, 상기 미립자가 산화인듐주석(ITO)의 미립자인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  26. 제24항에 있어서, 상기 미립자가 Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Zn, In, Pb, Al 및 이들의 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 미립자인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  27. 제23항에 있어서, 상기 투명 전극층의 평균 표면 조도(Ra)가 10 Å 내지 100 Å의 범위 내인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  28. 제23항에 있어서, 상기 도전층이 패턴상으로 형성된 상기 착색층의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  29. 제23항에 있어서, 상기 도전층이 패턴상으로 형성된 상기 착색층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  30. 제23항에 있어서, 상기 착색층과 상기 도전층 사이에 차단층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  31. 제23항에 있어서, 상기 착색층과 상기 도전층 사이에 오버 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  32. 제31항에 있어서, 상기 오버 코팅층이 상기 착색층이 형성된 상기 기판의 전체면에 형성되어 있고, 상기 도전층이 패턴상으로 형성된 상기 착색층의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  33. 제31항에 있어서, 상기 오버 코팅층이 적어도 상기 착색층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있고, 상기 도전층이 패턴상으로 형성된 상기 착색층의 단부로부터 소정의 폭을 남기고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  34. 제31항에 있어서, 상기 오버 코팅층이 적어도 상기 착색층의 표면을 덮도록 패턴상으로 형성되어 있고, 상기 도전층이 패턴상으로 형성된 상기 오버 코팅층의 전체면, 또는 패턴상으로 형성된 상기 착색층 및 상기 오버 코팅층의 전체면을 덮도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  35. 제31항에 있어서, 상기 오버 코팅층과 상기 도전층 사이에 차단층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  36. 제1항에 있어서, 상기 기판 상에서, 상기 착색층 사이에 차광부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  37. 제36항에 있어서, 상기 차광부가 절연성을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  38. 제1항에 있어서, 상기 착색층 상에서, 상기 착색층과 상기 투명 전극층 또는 상기 도전층 사이에 색 변환층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  39. 기판, 상기 기판 상에 패턴상으로 형성된 착색층, 상기 착색층 상에 형성된 투명 전극층, 및 상기 투명 전극층 상에 형성된 도전층을 갖는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판이며, 상기 투명 전극층에 존재하는 핀홀을 상기 도전층이 폐색하고 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  40. 제39항에 있어서, 상기 착색층과 상기 투명 전극층 사이에 오버 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판.
  41. 제1항에 기재된 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판, 상기 유기 전계발광 소자용 컬러 필터 기판 상에 형성되며 적어도 발광층을 포함하는 유기 전계발광층, 및 상기 유기 전계발광층 상에 형성된 대향 전극층을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시 장치.
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