KR20100056437A - 색변환 필터 및 색변환 필터와 유기 ｅｌ 디스플레이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
격벽을 별도 형성하지 않아도 원하는 위치에 색변환층을 형성할 수 있는, 잉크젯법을 이용한 색변환 필터의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 방법은, (a) 투명기판 위에 복수의 개구부를 가지는 블랙 매트릭스를 형성하는 공정과, (b) 적어도 2종류의 컬러필터층을 독립하여 형성하는 공정으로서, 상이한 컬러필터층이 인접하는 블랙 매트릭스 위에, 컬러필터층의 적어도 2개를 중첩하여 격벽을 형성하는 공정과, (c) 상기 컬러필터층의 적어도 1개 위에, 잉크젯법을 이용하여, 색변환층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 유기 EL 디스플레이의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은, 색변환 필터의 형성방법에 관한 것이다. 특히, 고정밀도의 패턴을 갖는 색변환층을 포함하는 색변환 필터의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상술한 색변환 필터를 포함하고, 3원색 중 적어도 하나의 색을 색변환층을 통해 출력하는 유기 EL 디스플레이의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 디스플레이 분야에 있어서는, 멀티 컬러 표시 또는 풀 컬러 표시가 가능한, 다색발광형 디스플레이의 개발이 이루어지고 있다. 특히, 유기 EL 소자의 특성을 유효하게 이용할 수 있는 고정세(高精細)한 다색발광형 유기 EL 디스플레이의 개발이 활발히 행해지고 있다. 왜냐하면, 유기 EL 소자는, 저전압의 인가에 의해 높은 전류밀도를 얻을 수 있고, 그에 따라 높은 발광 휘도 및 발광 효율을 실현할 수 있기 때문이다.
그 중에서도, 색변환 방식의 유기 EL 디스플레이가 주목받고 있다. 색변환 방식의 유기 EL 디스플레이는, 일반적으로, 유기 EL 소자로부터 방출된 광을 색변환층 및 컬러필터층에 순차적으로 통과하여, 원하는 파장을 갖는 광을 외부로 방출하는 것이다. 여기서, 색변환층은, 유기 EL 소자로부터 방출된 근자외 영역 내지 가시 영역의 광을 흡수하여 파장분포 변환을 행하고, 상이한 파장의 광을 포함하는 가시광을 방사하는 기능을 가진다. 또한, 컬러필터층은, 특정 파장의 광을 차단하여, 색변환층을 통과한 가시광의 색순도를 향상시키는 기능을 가진다.
색변환층 및 컬러필터층을 구비하는 유기 EL 디스플레이에 관하여, 다색발광을 실현하는 예로서는, 이하의 기술이 개시되어 있다.
예를 들면, 투명기판과, 안료 및/또는 유기염료를 증착하여 형성한 컬러필터층과, 소정 파장의 광으로 변환하는 형광변환층(색변환층에 대응)과, 적어도 하나가 투명한 2개의 전극의 사이에, 적어도 1층의 유기발광층을 포함하는, 독립적으로 제어가능한 복수의 유기 EL 소자를 가지는 유기 EL 디스플레이가 제안되어 있다 (특허문헌 1 참조). 이 기술에 있어서, 형광변환층은, 단파장의 광을 흡수하여 장파장의 광으로 변환하는 적어도 1종류의 색변환 물질을 포함한다.
또한, 형광변환층 또는 색변환층의 형성방법으로서, 수지에 색변환 물질을 분산시킨 용액을 도포하는 방법, 및 색변환 물질을 증착 또는 스퍼터링(sputtering) 등의 드라이 프로세스에 의해 퇴적하는 방법이 개시되어 있다 (특허문헌 1∼3 참조).
일반적으로, 색변환 방식의 유기 EL 디스플레이를 이용하여 고정세한 컬러 표시를 실현할 때, 색변환층 중의 색변환 물질의 농도를 높게 하여, 색변환층에 있어서의 흡수광의 흡광도를 증가시켜, 높은 변환광 강도를 얻는 것이 유리하다.
그러나, 색변환 물질의 농도를 높게 하면, 유기 EL 소자로부터 방출된 광에 의한 흡수 에너지가 색변환 물질의 분자 사이에서 이동을 반복하여, 발광을 수반하지 않고 색변환 물질 분자가 비활성화되는, 농도 소광이라고 하는 현상이 발생한다. 농도 소광을 억제하기 위해서는, 어떠한 매체 중에 색변환 물질을 용해 또는 분산시켜 그 농도를 저하시키는 것이 긴요하다(특허문헌 3 참조). 한편, 색변환 물질의 농도를 저하시키면, 흡수해야 할 광의 흡광도가 감소하여, 충분한 변환광 강도를 얻을 수 없다.
이 문제에 관하여, 색변환층의 막두께를 증대시켜 그 흡광도를 높이고, 색변환의 효율을 유지하는 것이 행해지고 있다. 이와 같이 막두께 10㎛ 정도의 두꺼운 색변환층을 이용한 경우, 단차부에서의 전극 패턴의 단선, 고정세화의 곤란함, 유기 EL 소자와 조합했을 경우에, 색변환층 중의 잔류 수분 또는 용매에 의해 유기 EL층이 변질되고, 표시 결함이 되는 것 등의 문제점이 존재한다. 더욱이, 시야각 의존성을 감소시킨다는 관점에서도, 색변환막의 막두께 증대는 바람직하지 않다.
이 모순되는 요구에 대하여, 막두께를 증대시키지 않고 충분한 변환광 강도를 얻을 수 있는 색변환층을 제공하는 기술로서, 2000㎚ 이하의 막두께를 갖는 호스트-게스트(host-guest)계 색변환층을 증착법에 의해 형성하는 기술이 제안되어 있다.
증착법에 의해 색변환층을 형성하는 경우에는, 베이스(base)가 되는 층의 전면에 색변환층을 형성하기 위하여, 3원색(적색, 녹색 및 청색)의 각각을 발광하는 영역을 분리할 수 없다. 이 때문에, 어떠한 수단에 의해, 특정 원색에 대응하는 미세 패턴(서브 픽셀)을 가지는 색변환층을 형성할 필요가 있다. 증착법에 있어서 패턴 형상의 박막을 형성하는 방법의 예로서, 메탈 마스크에 의한 증발 증착(evaporation deposition)법이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).
그렇지만, 메탈 마스크는 그 성질상, 관통한 개구부를 필수로 하고 있어, 메탈 마스크의 강도를 확보하기 위해서는 인접하는 개구부 사이의 간격, 즉 프레임의 폭을 확보할 필요가 있다. 따라서, 메탈 마스크의 고정세화에는 한계가 존재한다. 또한, 메탈 마스크의 후방 주위를 증착 물질이 덮는 것에 의해서도, 메탈 마스크를 이용하여 형성하는 패턴의 미세화에는 한계가 있다. 실제로, 150 픽셀당 인치(ppi)의 정세도 레벨이 한계이며, 이를 초과하는 고정세한 패턴의 형성은 곤란하다. 더욱이, 기판이 커짐에 따라서 메탈 마스크의 강성에 대한 요구가 증대하며, 강성이 부족한 경우에는 마스크가 휘는 문제점도 있다. 이 문제로 인해, 기판의 대면적화가 곤란하다. 게다가, 메탈 마스크를 막 형성 기판 위에 배치할 때의 패턴 어긋남 등의 이유로 인한 수율의 저하가 발생하여, 저비용화가 곤란해진다는 문제도 있다.
상기의 증착법에 있어서의 문제점에 대처하기 위해, 잉크젯법을 이용하여 색변환층을 형성하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 4∼7 참조).
한편, 색변환층을 수반하지 않는 컬러필터 방식(광원광의 특정 파장영역만을 투과시킴으로써 원하는 파장을 갖는 광을 외부로 방출하는 방식)의 디스플레이에 있어서, 공정수의 증가 및 제조 비용의 증가를 억제하는 것을 목적으로 하여, 복수 종류의 컬러필터층을 중첩하여 원하는 영역에 차광부를 형성하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 8 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 2002-75643호
[특허문헌 2] 일본 특허공개공보 2003-217859호
[특허문헌 3] 일본 특허공개공보 2000-230172호
[특허문헌 4] 일본 특허공개공보 2004-253179호
[특허문헌 5] 일본 특허공개공보 2006-73450호
[특허문헌 6] 일본 특허공개공보 2006-32010호
[특허문헌 7] 일본 특허공개공보 2003-229261호
[특허문헌 8] 일본 특허공개공보 2004-94236호
그러나, 잉크젯법에 의해 색변환층을 형성하는 제안은 모두 별도로 형성하는 격벽을 이용하고 있다. 격벽은, 잉크젯법에 의해 막 형성 기판에 부착되는 액적(液滴)이 원치 않는 위치까지 퍼지는 것을 방지하기 위해 필요하다. 격벽을 별도로 형성하는 것은, 제조 공정의 증대 및 그로 인한 제조 비용의 증대를 초래한다.
또한, 색변환층 및 컬러필터층을 고정세도로 형성할 때에는, 위치 맞춤을 위한 마커를 설치하는 것이 필요하다. 그러나, 마커를 별도로 형성하는 것도 또한, 제조 공정의 증대 및 그로 인한 제조 비용의 증대를 초래한다.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은, 격벽을 별도로 형성하지 않아도 원하는 위치에 색변환층을 형성할 수 있는, 잉크젯법을 이용한 색변환 필터의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 제 2 목적은, 상술한 색변환 필터의 제조방법을 응용한 유기 EL 디스플레이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 실시형태의 색변환 필터를 제조하는 방법은, (a) 투명기판 위에 복수의 개구부를 가지는 블랙 매트릭스를 형성하는 공정과, (b) 각각 상이한 파장영역의 광을 투과하는, 적어도 2종류의 컬러필터층을 독립하여 형성하는 공정으로서, 상이한 2종류의 컬러필터층이 인접하는 블랙 매트릭스 위에, 컬러필터층의 적어도 2개를 중첩하여 격벽을 형성하는 공정과, (c) 상기 컬러필터층의 적어도 1개 위에, 잉크젯법을 이용하여, 특정한 파장의 광을 흡수하고, 흡수한 파장과 상이한 파장을 포함하는 광을 출력하는 색변환층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 공정(b)에 있어서, 격벽이 2개의 컬러필터층을 중첩하여 형성하여도 좋다. 또한, 공정(b)에 있어서, 3종류의 컬러필터층을 독립하여 형성하며, 격벽을 3개의 컬러필터층을 중첩하여 형성하여도 좋다. 이 경우, 3종류의 컬러필터층의 각각은, 블랙 매트릭스의 개구부를 덮도록 형성되는 제 1 부분과, 상기 제 1 부분과 분리되며, 격벽을 구성하는 제 2 부분을 포함해도 좋다. 또한, 본 실시형태는, 상술한 방법으로 제조되어, 적어도 1종류의 색변환층을 가지는 색변환 필터를 포함한다.
본 발명의 제 2 실시형태의 유기 EL 디스플레이의 제조방법의 제 1 양태는, (1) 제 1 실시형태의 방법에 의해, 색변환 필터를 제조하는 공정과, (2a) 상기 색변환 필터 위에 배리어층을 형성하는 공정과, (3a) 상기 배리어층 위에, 투명전극, 유기 EL층 및 반사 전극을 순서대로 포함하는 유기 EL 소자를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 실시형태의 유기 EL 디스플레이의 제조방법의 제 2 양태는, (1) 제 1 실시형태의 방법에 의해, 색변환 필터를 제조하는 공정과, (2b) 제 2 지지체 위에, 반사 전극, 유기 EL층 및 투명전극을 순서대로 포함하는 유기 EL 소자를 형성하는 공정과, (3b) 상기 유기 EL 소자 위에 배리어층을 형성하는 공정과, (4) 상기 배리어층을 형성한 유기 EL 소자와 상기 색변환 필터를, 상기 색변환층과 상기 배리어층이 대향하도록 조합시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 실시형태의 색변환 필터는, 투명기판과, 투명기판 위에 복수의 개구부를 가지는 블랙 매트릭스와, 각각 상이한 파장영역의 광을 투과하는, 적어도 2종류의 컬러필터층과, 컬러필터층의 적어도 1개 위에 형성되며, 블랙 매트릭스 위에 인접한 적어도 2개의 컬러필터층이 중첩된 격벽에 포위되어 형성된, 특정한 파장의 광을 흡수하고, 흡수한 파장과 상이한 파장을 포함하는 광을 출력하는 색변환층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 여기서, 격벽은, 2개의 컬러필터층을 중첩하여 형성해도 좋고, 또는 독립하여 형성된 3종류의 컬러필터층을 중첩하여 형성하여도 좋다. 3종류의 컬러필터층을 중첩하여 격벽을 형성할 경우, 3종류의 컬러필터층의 각각은, 블랙 매트릭스의 개구부를 덮도록 형성되는 제 1 부분과, 상기 제 1 부분과 분리되며, 격벽을 구성하는 제 2 부분을 가져도 좋다.
이상의 구성을 채용함으로써, 본 발명에 있어서는, 특정 부위에 있어서 블랙 매트릭스와 적어도 2종류의 컬러필터층을 적층하여, 종래 제안되었던 잉크젯법에 필수인 격벽을 별도로 형성할 필요를 배제할 수 있다. 또한, 본 발명의 방법에 있어서는, 블랙 매트릭스를 컬러필터층의 패터닝 및 색변환층의 형성에 있어서의 잉크젯 장치의 위치 결정을 위한 마커로서 사용할 수 있어, 140ppi 이상의 정세도를 갖는 고정세한 패턴을 가지는 색변환층을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 방법에 있어서는, 컬러필터층의 막두께뿐만 아니라 블랙 매트릭스의 막두께를 격벽의 높이로서 사용할 수 있기 때문에, 잉크의 확산을 보다 유효하게 방지하는 격벽을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 제조방법은, 메탈 마스크를 이용한 증착법에 있어서의 상술한 문제점을 회피할 수 있다. 더욱이, 이 방법을 이용함으로써, 고정세한 다색표시가 가능한 유기 EL 디스플레이를 제조하는 것이 가능해진다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조방법에 있어서의 각 층의 적층 공정을 도시하는 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조방법에 있어서의 각 층의 적층 공정을 도시하는 단면도이다.
도 1c는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조방법에 있어서의 각 층의 적층 공정을 도시하는 단면도이다.
도 1d는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조방법에 있어서의 각 층의 적층 공정을 도시하는 단면도이다.
도 1e는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조방법에 있어서의 각 층의 적층 공정을 도시하는 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 예를 도시하는 상면도이다.
도 2b는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 예를 도시하는 단면도이며, 도 2a에 도시한 절단선 ＩＩＢ-ＩＩＢ에 따른 단면도이다.
도 2c는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 예를 도시하는 단면도이며, 도 2a에 도시한 절단선 ＩＩＣ-ＩＩＣ에 따른 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조의 변형예로서, 최후에 형성하는 컬러필터층의 예를 도시하는 상면도이다.
도 3b는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조의 변형예로서, 최후에 형성하는 컬러필터층의 예를 도시하는 단면도이며, 도 3a에 도시한 절단선 ＩＩＩＢ-ＩＩＩＢ에 따른 단면도이다.
도 3c는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조의 변형예로서, 최후에 형성하는 컬러필터층의 예를 도시하는 단면도이며, 도 3a에 도시한 절단선 ＩＩＩＣ-ＩＩＩＣ에 따른 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 예를 도시하는 상면도이다.
도 4b는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 예를 도시하는 단면도이며, 도 4a에 도시한 절단선 ＩＶＢ-ＩＶＢ에 따른 단면도이다.
도 4c는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 예를 도시하는 단면도이며, 도 4a에 도시한 절단선 ＩＶＣ-ＩＶＣ에 따른 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 다른 예를 도시하는 상면도이다.
도 5b는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 다른 예를 도시하는 단면도이며, 도 5a에 도시한 절단선 ＶＢ-ＶＢ에 따른 단면도이다.
도 5c는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 다른 예를 도시하는 단면도이며, 도 5a에 도시한 절단선 ＶＣ-ＶＣ에 따른 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 다른 예를 도시하는 상면도이다.
도 6b는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 다른 예를 도시하는 단면도이며, 도 6a에 도시한 절단선 ＶＩＢ-ＶＩＢ에 따른 단면도이다.
도 6c는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 다른 예를 도시하는 단면도이며, 도 6a에 도시한 절단선 ＶＩＣ-ＶＩＣ에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 1 양태의 유기 EL 디스플레이(1픽셀 분)을 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 2 양태의 유기 EL 디스플레이(1픽셀 분)을 도시하는 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조방법에 있어서의 각 층의 적층 공정을 도시하는 단면도이다.
도 1c는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조방법에 있어서의 각 층의 적층 공정을 도시하는 단면도이다.
도 1d는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조방법에 있어서의 각 층의 적층 공정을 도시하는 단면도이다.
도 1e는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조방법에 있어서의 각 층의 적층 공정을 도시하는 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 예를 도시하는 상면도이다.
도 2b는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 예를 도시하는 단면도이며, 도 2a에 도시한 절단선 ＩＩＢ-ＩＩＢ에 따른 단면도이다.
도 2c는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 예를 도시하는 단면도이며, 도 2a에 도시한 절단선 ＩＩＣ-ＩＩＣ에 따른 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조의 변형예로서, 최후에 형성하는 컬러필터층의 예를 도시하는 상면도이다.
도 3b는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조의 변형예로서, 최후에 형성하는 컬러필터층의 예를 도시하는 단면도이며, 도 3a에 도시한 절단선 ＩＩＩＢ-ＩＩＩＢ에 따른 단면도이다.
도 3c는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 1 양태의 색변환 필터의 제조의 변형예로서, 최후에 형성하는 컬러필터층의 예를 도시하는 단면도이며, 도 3a에 도시한 절단선 ＩＩＩＣ-ＩＩＩＣ에 따른 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 예를 도시하는 상면도이다.
도 4b는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 예를 도시하는 단면도이며, 도 4a에 도시한 절단선 ＩＶＢ-ＩＶＢ에 따른 단면도이다.
도 4c는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 예를 도시하는 단면도이며, 도 4a에 도시한 절단선 ＩＶＣ-ＩＶＣ에 따른 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 다른 예를 도시하는 상면도이다.
도 5b는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 다른 예를 도시하는 단면도이며, 도 5a에 도시한 절단선 ＶＢ-ＶＢ에 따른 단면도이다.
도 5c는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 다른 예를 도시하는 단면도이며, 도 5a에 도시한 절단선 ＶＣ-ＶＣ에 따른 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 다른 예를 도시하는 상면도이다.
도 6b는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 다른 예를 도시하는 단면도이며, 도 6a에 도시한 절단선 ＶＩＢ-ＶＩＢ에 따른 단면도이다.
도 6c는 본 발명의 제 1 실시형태의 제 2 양태의 색변환 필터의 제조에 이용하는 컬러필터층의 다른 예를 도시하는 단면도이며, 도 6a에 도시한 절단선 ＶＩＣ-ＶＩＣ에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 1 양태의 유기 EL 디스플레이(1픽셀 분)을 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태의 제 2 양태의 유기 EL 디스플레이(1픽셀 분)을 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 나타내는 실시형태는 본 발명의 단순한 일례로서, 당업자라면 적당히 설계 변경가능하다.
본 발명의 제 1 실시형태는, 색변환 필터를 제조하는 방법으로서, (a) 투명기판 위에 복수의 개구부를 가지는 블랙 매트릭스를 형성하는 공정과, (b) 각각 상이한 파장영역의 광을 투과하는, 적어도 2종류의 컬러필터층을 독립하여 형성하는 공정과, (c) 상기 컬러필터층의 적어도 1개 위에, 잉크젯법을 이용하여, 특정한 파장의 광을 흡수하고, 흡수한 파장과 상이한 파장을 포함하는 광을 출력하는 색변환층을 형성하는 공정을 포함하고, 공정(b)에 있어서, 상이한 2종류의 컬러필터층이 인접하는 블랙 매트릭스 위에 있어서, 컬러필터층의 적어도 2개를 중첩하여 격벽을 형성하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는, 각각 상이한 파장영역의 광을 투과하는, 적어도 2종류의 컬러필터층을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 3종류의 컬러필터층을 이용할 수 있다.
우선, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3종류의 컬러필터층을 이용하는 경우에 대하여, 격벽이 2개의 컬러필터층(30)을 중첩하여 형성되는, 본 실시형태의 색변환 필터의 제조방법의 제 1 양태를 설명한다. 도 1a∼도 1e는 본 실시형태의 색변환 필터의 제조방법의 공정을 도시하는 단면도이며, 도 2a∼도 2c는 블랙 매트릭스(20) 위에 최초로 형성되는 적색 컬러필터층(30R)을 예로서, 각각의 컬러필터층(30)의 형상을 도시하는 도면이다. 도 2a는, 컬러필터층(30)의 형상의 예를 도시하는 상면도이며, 도 2b 및 도 2c는 각각 절단선ＩＩＢ-ＩＩＢ, ＩＩＣ-ＩＩＣ에 따른 단면도이다.
우선, 도 1a에 도시한 바와 같이, 투명기판(10) 위에 블랙 매트릭스(20)를 형성한다. 블랙 매트릭스(20)는, 스핀 코트 등의 도포법을 이용하여 투명기판(10) 전면에 형성한 후에, 포토리소그래피법 등을 이용하여 패터닝하여도 좋고, 또는 스크린 인쇄법 등을 이용하여 패턴 형상으로 형성하여도 좋다. 블랙 매트릭스(20)는, 제 1 방향 및 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 연장되는 스트라이프 형상부분으로 구성되며, 복수의 개구부를 가지는 격자형 형상을 가지는 일체의 층으로서 구성된다. 블랙 매트릭스(20)의 개구부가 서브 픽셀을 형성하는 위치가 된다.
투명기판(10)은 광투과성이 높은 한편, 블랙 매트릭스(20), 컬러필터층(30(R, G, B)), 및 후술하는 색변환층(40) 및 유기 EL 소자의 형성에 이용할 수 있는 용매, 온도 등의 조건에 내구성을 가진 재료를 이용하여 형성된다. 또한 치수안정성이 우수한 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 다색발광 디스플레이의 성능저하를 유발하지 않는 재료가 바람직하다. 투명기판(10)의 재료의 예는, 유리, 각종 플라스틱, 각종 필름 등을 포함한다.
블랙 매트릭스(20)는 가시광을 차단하여, 콘트라스트를 향상시키기 위한 층이다. 블랙 매트릭스(20)는 통상의 플랫 패널 디스플레이용 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 특히, 후술하는 색변환층(40)을 형성하기 위한 잉크에 포함되는 용제에 대한 내성을 갖는 것이 바람직하다. 블랙 매트릭스의(20)의 막두께는, 후술하는 격벽의 높이 조건을 만족하는 한, 임의로 설정할 수 있다.
다음으로, 각각 상이한 파장영역의 광을 투과하는, 적어도 2종류의 컬러필터층(30)을 독립하여 형성한다. 컬러필터층(30)은 가시광의 특정 파장영역을 투과시켜, 투과광을 원하는 색상으로 하여, 투과광의 색순도를 향상시키기 위한 층이다. 컬러필터층(30)은 플랫 패널 디스플레이용 시판 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 최근에는, 포토레지스트 중에 안료를 분산시킨 안료 분산형 재료가 주로 이용되고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 3종류의 컬러필터층을 이용하는 경우, 400㎚∼550㎚의 파장영역의 광을 투과하는 청색 컬러필터층(30B), 500㎚∼600㎚의 파장영역의 광을 투과하는 녹색 컬러필터층(30G), 및 600㎚ 이상의 파장영역의 광을 투과하는 적색 컬러필터층(30R)을 이용하는 것이 바람직하다.
제 1에서, 도 1b에 도시한 바와 같이, 적색 컬러필터층(30R)을 형성한다. 적색 컬러필터층(30R)은 바람직하게는, 도 2a에 도시한 바와 같이, 제 1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 복수의 부분으로 구성된다. 이때, 적색 컬러필터층(30R)은, 도 2b에 도시한 바와 같이, 적색 컬러필터층(30R)이 형성된 적색 서브 픽셀용 개구부에 인접하는 블랙 매트릭스(20), 즉 상이한 색의 서브 픽셀과의 경계가 되는 블랙 매트릭스(20) 위에 중첩되도록 형성된다.
제 2에서, 도 1c에 도시한 바와 같이, 녹색 컬러필터층(30G)을 형성한다. 녹색 컬러필터층(30G)도 또한, 바람직하게는 제 1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 복수의 부분으로 구성되며, 형성되는 위치가 상이한 점을 제외하고, 도 2a 및 도 2b에 도시한 적색 컬러필터층(30R)과 동일한 형상을 가진다. 이때, 녹색 컬러필터층(30G)과 적색 컬러필터층(30R)의 사이, 즉 적색 서브 픽셀과 녹색 컬러필터층(30G)이 형성된 녹색 서브 픽셀용 개구부 사이의 부위에 있어서는, 블랙 매트릭스(20)와 적색 컬러필터층(30R)의 적층체에 중첩되도록 녹색 컬러필터층(30G)이 형성된다.
제 3에서, 도 1d에 도시한 바와 같이, 청색 컬러필터층(30G)을 형성한다. 청색 컬러필터층(30G)도 또한, 바람직하게는 제 1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 복수의 부분으로 구성되며, 형성되는 위치가 상이한 점을 제외하고, 도 2a 및 도 2b에 도시한 적색 컬러필터층(30R)과 동일한 형상을 가진다. 이때, 청색 컬러필터층(30B)은 인접하는 블랙 매트릭스(20)와 적색 컬러필터층(30R)의 적층체 및 인접하는 블랙 매트릭스(20)와 녹색 컬러필터층(30G)의 적층체에 중첩되도록 형성된다. 다시 말해, 적색 서브 픽셀과 청색 컬러필터층(30B)이 형성된 청색 서브 픽셀용 개구부 사이의 부위에 있어서, 블랙 매트릭스(20)와 적색 컬러필터층(30R)의 적층체에 중첩되도록 청색 컬러필터층(30B)이 형성된다. 마찬가지로, 녹색 서브 픽셀과 청색 서브 픽셀 사이의 부위에 있어서, 블랙 매트릭스(20)와 녹색 컬러필터층(30G)의 적층체에 중첩되도록 청색 컬러필터층(30B)이 형성된다.
상술한 컬러필터층(30)의 각각은, 스핀 코트 등의 도포법을 이용하여 투명기판(10) 전면에 형성한 후에, 포토리소그래피법 등을 이용하여 패터닝을 실시함으로써 형성해도 좋고, 또는 스크린 인쇄법 등을 이용하여 패턴 형상으로 형성해도 좋다. 또한, 상기의 설명에서는, 적색 컬러필터층(30R), 녹색 컬러필터층(30G), 및 청색 컬러필터층(30B)의 순서로 3종류의 컬러필터층(30)을 형성하였지만, 그 형성 순서는 적당히 변경할 수 있다.
이상의 공정에 의해, 상이한 2종류의 컬러필터층(30) 사이에 위치하는 블랙 매트릭스(20) 위에, 상기 2종류의 컬러필터층이 적층된 격벽이 형성된다. 본 발명에 있어서 「격벽의 높이」는, 블랙 매트릭스(20) 위의 적층체와, 상기 적층체에 인접하고, 투명기판(10)에 접촉하고 있는 컬러필터층(30)과의 관계에 의해 정의된다. 본 발명에 있어서 「격벽의 높이」는, 블랙 매트릭스(20)의 막두께와 2종류의 컬러필터층(30)으로 구성되는 적층체의 총 막두께와, 인접하는 컬러필터층(30)의 막두께와의 차이를 의미한다. 본 발명에 있어서 「격벽의 높이」는, 2∼4㎛인 것이 바람직하다.
이상의 공정에 의해, 적색 서브 픽셀 위에, 블랙 매트릭스(20)/적색 컬러필터층(30R)/녹색 컬러필터층(30G)의 적층구조 및 블랙 매트릭스(20)/적색 컬러필터층(30R)/청색 컬러필터층(30B)의 적층구조를 가지는 2개의 격벽에 둘러싸인, 제 1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상을 가지는 적색 뱅크 구조를 얻을 수 있다. 마찬가지로, 녹색 서브 픽셀 위에, 블랙 매트릭스(20)/적색 컬러필터층(30R)/녹색 컬러필터층(30G)의 적층구조 및 블랙 매트릭스(20)/녹색 컬러필터층(30G)/청색 컬러필터층(30B)의 적층구조를 가지는 2개의 격벽에 둘러싸인, 제 1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상을 가지는 녹색 뱅크 구조를 얻을 수 있다. 청색 서브 픽셀 위의 청색 뱅크 구조에 대해서도 동일하다.
다음으로, 도 1e에 도시한 바와 같이, 적어도 1종류의 뱅크 구조에 있어서, 잉크젯법을 이용하여, 컬러필터층(30) 위에 색변환층(40)을 형성한다. 본 실시형태에서는, 적어도 1종류의 색변환층이 형성된다. RGB의 3종류의 컬러필터층을 이용하는 경우, 적어도 적색변환층(40R)이 형성되며, 또한 녹색변환층(40G)을 형성해도 좋다. 도 1e에는, 적색 뱅크 구조 내에 적색변환층(40R)이 형성되며, 녹색 뱅크 구조 내에 녹색변환층(40G)이 형성된 색변환 필터를 도시하였다.
색변환층(40)을 형성하기 위한 잉크는, 적어도 1종류의 색변환 색소와, 용매를 포함한다. 본 발명에서는, 제 1 색소 및 제 2 색소를 포함하는 2종류의 색변환색소의 혼합물을 이용하는 것이 바람직하다.
제 1 색소는, 색변환층(40)으로의 입사광, 바람직하게는 유기 EL 소자가 방출하는 청색∼청록색의 광을 흡수하고, 흡수한 에너지를 제 2 색소로 이동시키기 위한 색소이다. 따라서, 제 1 색소의 흡수 스펙트럼이 유기 EL 소자의 발광 스펙트럼과 중첩되어 있는 것이 바람직하고, 제 1 색소의 흡수 극대와 유기 EL 소자의 발광 스펙트럼의 극대가 일치하고 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 제 1 색소의 발광 스펙트럼이 제 2 색소의 흡수 스펙트럼과 중첩되어 있는 것이 바람직하고, 제 1 색소의 발광 스펙트럼의 극대와 제 2 색소의 흡수 극대가 일치하고 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 제 1 색소로서 바람직하게 이용할 수 있는 색소는, Ａｌｑ3(트리스(8-퀴노리노레이트)알루미늄 착체) 등의 알루미늄 킬레이트계 색소, 3-(2-벤조티아졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린(쿠마린6), 3-(2-벤조이미다졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린(쿠마린7), 쿠마린135 등의 쿠마린계 색소를 포함한다. 또한, 솔벤트 옐로우43, 솔벤트 옐로우44와 같은 나프탈이미드계 색소를 제 1 색소로서 이용해도 좋다. 또한, 각종 저분자 발광재료, 각종 고분자 발광재료도 적용할 수 있다. 제 1 색소는 색변환층(40)의 총 구성 분자수를 기준으로 하여 50∼99.99몰％의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 이러한 농도범위에서 존재함으로써, 색변환막의 입사광을 충분히 흡수하여, 흡수한 광 에너지를 제 2 색소로 에너지 이동하는 것이 가능해 진다.
제 2 색소는, 제 1 색소로부터 이동되는 에너지를 수용하여, 광을 방사하는 색소이다. 상술한 바와 같이, 제 1 색소의 발광 스펙트럼이 제 2 색소의 흡수 스펙트럼과 중첩되어 있는 것이 바람직하며, 제 1 색소의 발광 스펙트럼의 극대와 제 2 색소의 흡수 극대가 일치하고 있는 것이 보다 바람직하다. 따라서, 제 2 색소가 방사하는 광은, 제 1 색소가 흡수하는 광보다도 장파장으로, 녹색 또는 적색이다. 본 발명에 있어서, 제 2 색소로서 바람직하게 이용할 수 있는 색소는, 디에틸퀴나크리돈(ＤＥＱ) 등의 퀴나크리돈 유도체; 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란(ＤＣＭ-1, (I)), ＤＣＭ-2(ＩＩ), 및 ＤＣＪＴＢ(ＩＩＩ) 등의 시아닌 색소; 4,4-디플루오로-1,3,5,7-테트라페닐-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센(ＩＶ), 루모겐 F 레드, 나일 레드(V) 등을 포함한다. 또한, 로다민B, 로다민6G 등의 크산텐계 색소, 또는 피리딘1 등의 피리딘계 색소를 이용해도 좋다. 또한, 각종 저분자 발광재료, 각종 고분자 ＥＬ 발광재료도 적용할 수 있다.
[화학식 1]
본 발명의 색변환층(40)에 있어서, 광을 방출하는 색소는 제 2 색소이므로, 제 2 색소가 농도소광을 유발하지 않는 것이 중요하다. 왜냐하면, 제 2 색소의 농도소광은, 색변환 효율의 저하를 초래하기 때문이다. 본 발명의 색변환층(40)에 있어서의 제 2 색소의 농도의 상한은, 농도소광을 유발하지 않는 것을 조건으로 하며, 제 1 및 제 2 색소의 종류에 의존하여 변화될 수 있다. 또한, 제 2 색소의 농도의 하한은, 충분한 변환광 강도를 얻을 수 있는 것을 조건으로 하며, 제 1 및 제 2 색소의 종류, 또는 목적으로 하는 용도에 의존하여 변화될 수 있다. 일반적으로는, 본 발명의 색변환층(40)에 있어서의 제 2 색소의 바람직한 농도는, 색변환층(40)의 총 구성 분자수를 기준으로 하여, 10몰％ 이하, 바람직하게는 0.01∼10몰％, 보다 바람직하게는 0.1∼5몰％의 범위 내이다. 이러한 범위 내의 농도로 제 2 색소를 이용함으로써, 농도소광을 방지함과 동시에, 충분한 변환광 강도를 얻는 것이 가능해 진다.
상술한 바와 같이, 입사광의 흡수와 색변환을 상이한 종류의 색소에 의해 실현하는 구성을 채용함으로써, 제 1 색소에 의한 입사광의 흡수 피크 파장과, 제 2 색소에 의한 색변환의 발광 피크 파장의 차이를 크게 할 수 있다. 또한, 기능이 분리되어 있어, 제 1 색소 및 제 2 색소로서 이용하는 재료의 선택지를 넓히는 것이 가능해 진다.
또는, 제 1 색소만으로 청색∼청록색의 광을 흡수하여, 농도소광 없이 색변환된 광의 충분한 강도를 얻는 것이 가능하다면, 제 2 색소를 이용하지 않아도 좋다.
본 발명에 있어서, 색변환층 형성을 위한 잉크용 용매는, 상기 색소를 용해할 수 있는 임의의 용매를 이용할 수 있다. 예를 들면, 톨루엔 등의 벤젠계 등의 비극성 용매, 클로로포름, 알코올계, 케톤계 등의 극성 용매를 잉크용 용매로서 이용할 수 있다. 잉크용 용매는, 단일성분으로 구성되어도 좋고, 복수의 용매의 혼합물이어도 좋다.
본 실시형태에 있어서, 적어도 1종류의 색변환 색소를 용매 중에 혼합함으로써 잉크를 제작할 수 있다. 수분 및 산소의 영향을 배제하기 위하여, 질소 또는 아르곤 등의 불활성 가스 분위기하에서 잉크를 제작하는 것이 바람직하다. 잉크를 제작하기 전에, 용매 중의 수분 및 산소를 제거하기 위해서, 탈기 처리, 수분흡수제에 의한 처리, 산소흡수제에 의한 처리, 증류 등의 해당기술로서 알려져 있는 임의의 수단을 이용하여 용매를 전처리해도 좋다.
제작한 잉크는, 원하는 해상도에서의 도포가 가능한 것을 조건으로 하여, 해당기술로서 알려져 있는 임의의 잉크젯 장치 및 방법을 이용하여, 뱅크 구조 내의 컬러필터층(30) 위에 부착된다. 잉크젯 장치 및 방법은, 열 잉크젯(thermal inkjet) 방식이어도 좋고, 피에조 잉크젯(piezoelectric inkjet) 방식이어도 좋다. 잉크젯 방법을 이용하여 부착된 잉크는, 블랙 매트릭스 위의 2종류의 컬러필터층의 적층체로 이루어지는 격벽에 의해, 필요부위 이외로 퍼지는 것이 방지되어, 소정 위치에 색변환층(40)을 형성하는 것이 가능해 진다. 본 실시형태에 있어서는, 중첩되는 2종류의 컬러필터층(30)의 막두께의 합계에 더하여, 블랙 매트릭스(20)의 막두께도 격벽의 높이에 기여하므로, 잉크젯 방법을 이용하여 부착되는 잉크의 필요부위 이외로의 확산을 보다 유효하게 방지할 수 있다.
부착 후에, 용매를 증발시켜서 제거하고, 적어도 1종류의 색변환 색소로 이루어지는 색변환층(40)을 형성한다. 용매의 제거는, 상술한 불활성 가스 분위기하 또는 진공중에서, 용매가 증발하는 온도까지 가열함으로써 실시할 수 있다. 이때, 잉크 중의 색변환 색소의 열화 또는 열분해가 발생하지 않도록 가열 온도를 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 색변환층(40)은, 2000㎚(2㎛) 이하, 바람직하게는 100∼2000㎚, 보다 바람직하게는 100∼1000㎚의 막두께를 가진다. 임의 선택적인 열경화형 수지 조성물을 포함하는 경우, 본 발명의 색변환층(40)은 바람직하게는 100∼200㎚의 막두께를 가진다. 본 발명의 색변환층(40)에 있어서는, 그 대부분을 구성하는 제 1 색소가 입사광 흡수의 기능을 가지므로, 이와 같이 얇은 막두께에서도 충분한 흡광도를 가진다. 어떠한 이론에 구속되는 것을 의도하는 것은 아니지만, 본 발명의 색변환층(40) 중의 제 1 색소가 광을 흡수하여 여기 상태가 된 경우, 제 1 색소 사이의 에너지 이동보다도, 제 1 색소로부터 제 2 색소로의 에너지 이동이 일어나기 쉽다고 생각된다. 따라서, 제 1 색소의 여기 에너지의 대부분은, 제 1 색소 사이의 이동에 의한 소실(농도소광) 없이 제 2 색소로 이동하여, 제 2 색소의 발광에 기여할 수 있다고 생각된다. 그리고, 제 2 색소는 상술한 바와 같이, 농도소광을 유발하지 않고 낮은 농도로 존재하므로, 이동된 여기 에너지를 효율적으로 이용하여 색변환을 수행하여, 원하는 파장분포를 가지는 광을 방사할 수 있다. 이와 같이 하여, 본 발명의 색변환층(40)에 있어서는, 얇은 막두께와 높은 색변환 효율을 양립하는 것이 가능해 진다.
이상의 공정을 실시하여 얻을 수 있는 색변환층(40)은, 컬러필터층(30)과 마찬가지로 제 1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상을 가진다. 적색변환층(40R)을 예로서 설명하면, 도 2c에 도시한 바와 같이, 적색 컬러필터층(30R)이 설치된 2개의 적색 서브 픽셀용 개구부 사이에 위치하는 블랙 매트릭스(20) 위에서는, 적색 컬러필터층(30R)이 중첩함으로써 단차가 존재하지만, 단차의 높이는 블랙 매트릭스(20)의 막두께에 상당하여, 적색변환층(40R)을 형성하기 위한 잉크의 확산을 방지하지 않고, 복수의 서브 픽셀에 걸쳐 제 1 방향으로 연속한 스트라이프 형상의 적색변환층(40R)이 형성된다.
상기 제 1 양태의 변형예로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 동일한 종류의 컬러필터층(30)이 설치된 2개의 개구부의 사이에 위치하는 블랙 매트릭스(20) 위에, 최후에 형성되는 컬러필터층(30)을 중첩시켜 격벽을 형성해도 좋다. 도 3에 있어서는, 청색 컬러필터층(30B)의 형상을 변경하는 예를 도시하였다. 도 3a가 청색 컬러필터층(30B)의 상면 형상을 도시하는 도면이고, 도 3b는 절단선ＩＩＩＢ-ＩＩＩＢ에 따른 단면도이며, 도 3c는 절단선ＩＩＩＣ-ＩＩＩＣ에 따른 단면도이다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 청색 컬러필터층(30B)은, 복수의 청색 서브 픽셀용 개구부를 덮고, 인접하는 블랙 매트릭스(20) 위에서 상이한 종류의 컬러필터층(30)(적색 컬러필터층(30R) 또는 녹색 컬러필터층(30G))에 중첩하는 제 1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상 부분과, 블랙 매트릭스(20) 위를 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연장되는 부분으로 구성된다. 도 3b에 도시한 바와 같이, 적색 서브 픽셀과 녹색 서브 픽셀 또는 청색 서브 픽셀과의 경계에 있어서는, 본 변형예는, 상술한 형태와 마찬가지로, 블랙 매트릭스(20) 위에 2종류의 컬러필터층(30)이 적층된, 제 1 방향으로 연장되는 격벽이 형성된다. 또한, 도 3c에 도시한 바와 같이, 블랙 매트릭스(20), 적색 컬러필터층(30R), 및 청색 컬러필터층(30B)이 중첩하여, 제 2 방향으로 연장되는 격벽이 형성된다. 따라서, 본 변형예에 있어서는, 적색 서브 픽셀에 관하여, 각각의 서브 픽셀을 둘러싸도록 격벽이 형성되어, 각 서브 픽셀마다 독립한 뱅크 구조를 얻을 수 있다. 녹색 서브 픽셀에 대해서도 마찬가지이다. 서브 픽셀마다 독립한 뱅크 구조는, 각 서브 픽셀 사이의 색변환층(40)의 막두께의 편차를 억제하는 점에 있어서 유효하다.
다음으로, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3종류의 컬러필터층을 이용하는 경우에 대해서, 격벽이 3개의 컬러필터층(30)을 중첩하여 형성되는 본 실시형태의 색변환 필터의 제조방법의 제 2 양태를 설명한다. 블랙 매트릭스 및 컬러필터층을 중첩하여 격벽을 형성할 때에, 격벽의 높이를 높게 하기 위해서는 블랙 매트릭스의 막두께를 크게 하는 것이 유효하다. 그러나, 네거티브형 재료로 블랙 매트릭스를 형성하는 경우에는, 노광 부분이 패턴으로서 남고, 또한 조사광이 블랙 매트릭스 재료에 흡수되기 때문에, 막두께가 약 2㎛ 이상으로 두꺼워지면, 블랙 매트릭스의 형성이 곤란해진다. 또한, 격벽 높이를 높게 하는 경우, 중첩되는 컬러필터층 재료의 점도, 베이스의 젖음성(wettability), 도포 조건 등에 의해, 돌기(격벽 형성 부위)의 정상(頂上)의 컬러필터층의 막두께가, 블랙 매트릭스 개구부에 존재하는 컬러필터층의 막두께 보다도 작아지는 경우가 있다. 이상과 같은 문제점의 영향을 회피하기 위하여 본 양태는 유용하다.
제 2 양태에 있어서도, 형성하는 컬러필터층(30)의 상면 형상을 제외하고, 제 1 양태에서 설명한 공정을 이용하여 색변환 필터를 제조할 수 있다. 본 양태에 있어서는, 중첩되는 3개의 컬러필터층(30)의 막두께의 합계에 더하여, 블랙 매트릭스(20)의 막두께도 격벽의 높이에 기여한다. 또한, 본 양태에 있어서는 3개의 컬러필터층(30)을 중첩하여 격벽을 형성함으로써, 제 1 양태에 비교하여 보다 높은 격벽을 형성할 수 있다. 또한, 보다 얇은 컬러필터층을 이용한 경우에도 충분한 높이의 격벽을 얻을 수 있다.
제 2 양태의 제 1 예를 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4에는, 컬러필터층(30)의 예로서, 블랙 매트릭스(20) 위에 최초로 형성되는 적색 컬러필터층(30R)을 도시하였다. 녹색 컬러필터층(30G) 및 청색 컬러필터층(30B)도, 형성하는 위치를 제외하고 적색 컬러필터층(30R)과 동일한 형상을 가진다. 도 4a가 적색 컬러필터층(30R)의 상면 형상을 도시하는 도면이고, 도 4b는 절단선ＩＶＢ-ＩＶＢ에 따른 단면도이며, 도 4c는 절단선ＩＶＣ-ＩＶＣ에 따른 단면도이다. 한편, 도 4b 및 도 4c에서는, 나중에 형성되는 각 층도 도시하였다.
이 예에 있어서, 도 4a에 도시한 바와 같이, 각각의 컬러필터층(30)은, 2종류의 별개의 스트라이프 형상 부분으로 구성된다. 제 1 스트라이프 형상 부분은, 해당 색의 서브 픽셀이 되는 블랙 매트릭스(20)의 개구부, 및 상이한 종류의 컬러필터층(30)과의 경계, 즉 상이한 색의 서브 픽셀과의 경계가 되는 블랙 매트릭스(20) 위에 형성된다. 제 2 스트라이프 형상 부분은, 해당 색의 서브 픽셀과 인접하지 않고, 상이한 색의 서브 픽셀 사이의 경계가 되는 블랙 매트릭스(20) 위에 형성된다. 이와 같이 2개의 별개의 부분으로 이루어지는 컬러필터층(30)을 적층함으로써, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상이한 종류의 컬러필터층(30)의 경계가 되는 블랙 매트릭스(20)의 제 1 방향으로 연장되는 부분에 있어서, 3종류의 컬러필터층(30)이 순차 적층된 격벽이 형성된다. 또한, 이 예에 있어서는, 도 4c에 도시한 바와 같이, 동일한 종류의 컬러필터층(30)이 설치된 2개의 개구부, 즉 동일한 색의 2개의 서브 픽셀의 사이에 위치하는 블랙 매트릭스(20) 위에는, 컬러필터층(30)이 중첩함으로써 단차가 존재하지만, 단차의 높이는 블랙 매트릭스(20)의 막두께에 상당하여, 색변환층(40)을 형성하기 위한 잉크의 확산을 방지하지 않는다. 즉, 이 예에 있어서는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 각 색에 대하여, 제 1 방향으로 연속한 스트라이프 형상을 가지는 뱅크 구조를 얻을 수 있다. 그 뱅크 구조 내에, 제 1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 색변환층(40)이 형성된다.
제 2 양태의 제 2 예를 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에는, 컬러필터층(30)의 예로서, 블랙 매트릭스(20) 위에 최초로 형성되는 적색 컬러필터층(30R)를 도시하였다. 녹색 컬러필터층(30G) 및 청색 컬러필터층(30B)도, 형성하는 위치를 제외하고 적색 컬러필터층(30R)과 동일한 형상을 가진다. 도 5a가 적색 컬러필터층(30R)의 상면 형상을 도시하는 도면이고, 도 5b는 절단선ＶＢ-ＶＢ에 따른 단면도이며, 도 5c는 절단선ＶＣ-ＶＣ에 따른 단면도이다. 한편, 도 5b 및 도 5c에 는, 나중에 형성되는 각 층도 도시하였다.
이 예에 있어서, 각각의 컬러필터층은, 도 4a에 도시한 2종류의 별개의 스트라이프 형상 부분이, 동일한 종류의 컬러필터층(30)이 설치된 2개의 개구부(동일한 색의 서브 픽셀)의 사이에 위치하는 블랙 매트릭스(20) 위에 형성되어, 제 2 방향으로 연장되는 스트라이프 형상 부분에 의해 연결된 일체의 구조를 가진다(도 5a 참조). 이 예에 있어서도, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상이한 색의 서브 픽셀과의 경계가 되는 블랙 매트릭스(20)의 제 1 방향으로 연장되는 부분에 있어서, 3종류의 컬러필터층(30)이 순차 적층된 격벽이 형성된다. 또한, 도 5c에 도시한 바와 같이, 동일한 색의 2개의 서브 픽셀 사이에 위치하는 블랙 매트릭스(20) 위에 있어서도, 3종류의 컬러필터층(30R, 30G, 30B)이 적층된 격벽이 형성된다. 이상과 같이, 이 예에 있어서는, 3색(R, G, B)의 서브 픽셀의 모두에 관하여, 각각의 서브 픽셀을 둘러싸도록 격벽이 형성되어, 각 서브 픽셀마다 독립한 뱅크 구조를 얻을 수 있다. 이와 같이 구성되는 서브 픽셀마다 독립한 뱅크 구조는, 각 서브 픽셀 사이의 색변환층(40)의 막두께의 편차를 억제하는 점에 있어서 유효하다.
제 2 양태의 제 3 예를 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6에는, 컬러필터층(30)의 예로서, 블랙 매트릭스(20) 위에 최초로 형성되는 적색 컬러필터층(30R)을 도시하였다. 녹색 컬러필터층(30G) 및 청색 컬러필터층(30B)도, 형성하는 위치를 제외하고 적색 컬러필터층(30R)과 동일한 형상을 가진다. 도 6a가 적색 컬러필터층(30R)의 상면 형상을 도시하는 도면이고, 도 6b는 절단선ＶＩＢ-ＶＩＢ에 따른 단면도이며, 도 6c는 절단선ＶＩＣ-ＶＩＣ에 따른 단면도이다. 한편, 도 6b 및 도 6c에는, 나중에 형성되는 각 층도 도시하였다.
이 예에 있어서, 도 6a에 도시한 바와 같이, 각각의 컬러필터층(30)은, 2종류의 별개의 부분으로 구성된다. 제 1 격자 형상 부분은, 해당 색의 서브 픽셀이 되는 블랙 매트릭스(20)의 개구부를 덮도록 형성되는 서브 픽셀 부분이다. 제 2 격자 형상 부분은 블랙 매트릭스(20) 위에 형성되어, 서브 픽셀이 되는 개구부를 둘러싸도록 직교하는 2개의 방향으로 연장되는 스트라이프 형상 부분의 조합으로 구성된다. 도 4b 및 도 4c에 도시한 바와 같이, 블랙 매트릭스(20) 위에서, 3종류의 컬러필터층(30)의 격자 형상 부분이 순차 적층된 격벽이 형성된다. 또한, 이 예에 있어서는, 도 5에 도시한 예와 같이, 3색(R, G, B)의 서브 픽셀 모두에 관하여, 각각의 서브 픽셀을 둘러싸도록 격벽이 형성되어, 각 서브 픽셀마다 독립한 뱅크 구조를 얻을 수 있다. 이 구성은, 블랙 매트릭스(20)의 폭이 컬러필터층(30) 작성 시의 폭에 비교하여 충분히 큰 경우에 유효하며, 서브 픽셀 부분과 격벽을 형성하기 위한 격자 형상 부분을 분리함으로써, 컬러필터층(30)이 중첩되는 영역(격벽 형성 영역) 부근의 막두께의 불안정성을 억제하는 것, 격벽 형상을 균일하게 하는 것, 및 격벽에 의해 형성되는 뱅크 구조의 용량을 균일하게 하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 제 2 실시형태는, 색변환 필터를 제조하는 공정과, 투명전극, 유기 EL층 및 반사 전극을 포함하는 유기 EL 소자를 형성하는 공정을 포함하는 유기 EL 디스플레이의 제조방법이다.
본 실시형태의 유기 EL 디스플레이의 제조방법의 제 1 양태는: (1) 제 1 실시형태의 방법에 의해, 색변환 필터를 제조하는 공정과; (2) 상기 색변환 필터 위에 배리어층을 형성하는 공정과; (3) 상기 배리어층 위에, 투명전극, 유기 EL층 및 반사 전극을 순서대로 포함하는 유기 EL 소자를 형성하는 공정을 포함한다. 본 양태에 의해 얻을 수 있는 유기 EL 디스플레이를 도 7에 도시한다.
본 양태에 있어서, 임의 선택적이지만, 색변환 필터 위에 배리어층을 형성하기 전에, 평탄화층(미도시)을 형성해도 좋다. 평탄화층은, 컬러필터층(30) 및 색변환층(40)에 의해 형성된 단차를 해소하고, 나중에 형성되는 유기 EL 소자 중 투명전극 및/또는 반사 전극의 단선을 방지하는 점에 있어서 유용하다. 상술한 단차가 유기 EL 소자의 형성에 영향을 미치지 않을 경우에는 평탄화층을 생략해도 좋다.
평탄화층을 형성하기 위한 재료는, 광투과성이 충분하고, 컬러필터층(30) 및 색변환층(40)을 열화시키지 않고 형성할 수 있는 한편, 후술하는 배리어층(60)의 형성 조건을 견딜 필요가 있다.
예를 들면, 광경화성 또는 광열 병용형 경화성 수지를 도포하고, 계속해서 광 및/또는 열처리하며, 라디칼종이나 이온종을 발생시켜 중합 또는 가교(架橋)시켜, 불용불융화 함으로써, 평탄화층을 형성할 수 있다. 이용할 수 있는 광경화성 또는 광열 병용형 경화성 수지는, (1) 아크로일기나 메타크로일기를 복수개 가지는 아크릴계 다관능 모노머 및 올리고머와, 광 또는 열중합 개시제로 이루어지는 조성물, (2) 폴리비닐 계피산 에스테르와 증감제로 이루어지는 조성물, (3) 체인형 또는 환형 올레핀과 비스아지드로 이루어지는 조성물, 또는 (4) 에폭시기를 가지는 모노머와 광산(光酸) 발생제로 이루어지는 조성물을 포함한다. 특히, 고정세로 패터닝이 가능하며, 내용제성 및 내열성 등의 신뢰성이 높기 때문에, (1)의 조성물이 바람직하다. 한편, 부분적으로 광 및/또는 열처리하여 평탄화층의 패터닝을 실시하는 경우에는, 미경화 상태로 유기용매 또는 알칼리 용매에 가용성의 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
또는, 폴리카보네이트(ＰＣ), 폴리에틸렌테레프탈레이트(ＰＥＴ), 폴리에테르술폰, 폴리비닐부티랄, 폴리페닐렌에테르, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 노르보넨계 수지, 메타크릴 수지, 이소부틸렌 무수 말레인산 공중합 수지, 환형 올레핀계 등의 열가소성 수지; 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 비닐 에스테르 수지, 이미드계 수지, 우레탄계 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지 등의 열경화성 수지; 또는 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트 등과 3관능성 또는 4관능성의 알콕시실란을 포함하는 폴리머 하이브리드 등을 이용하여, 평탄화층을 형성해도 좋다. 이 경우에는, 이들 재료의 용액 또는 분산액을 도포한 후에, 용매 또는 분산매의 제거, 및 필요에 따라 경화 처리를 행함으로써 평탄화층을 얻을 수 있다.
여기서, 평탄화층의 형성에 용매 또는 분산매를 사용하는 경우, 아래에 있는 색변환층(40)의 용출이 일어나지 않는 용매 또는 분산매를 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 평탄화층의 형성 전에 보호층을 형성하여 색변환층(40)의 용출을 방지해도 좋다. 보호층은, 예를 들면, 후술하는 배리어층(60)과 동일한 재료 및 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
다음으로, 상술한 블랙 매트릭스(20), 컬러필터층(30), 색변환층(40) 및 평탄화층(존재하는 경우)을 덮도록 배리어층(60)을 형성한다. 배리어층(60)은 단일층이어도 좋고, 복수의 층의 적층체여도 좋다. 배리어층(60)은, 그 아래에 형성되는 층 중에 함유될 가능성이 있는 수분 및 산소로부터 후술하는 유기 EL층(140)의 구성 요소를 보호하는데에 유효하다.
배리어층(60)은 전기절연성을 가지고, 가스 및 유기용제에 대한 배리어성을 가지는 한편, 가시영역에 있어서의 투명성이 충분한 재료(400∼700㎚의 범위에서 투과율 50% 이상)를 이용하여 형성할 수 있다. 후술하는 투명전극(130)의 막을 제조하는데 견디기 위하여, 바람직하게는 2Ｈ 이상의 막경도를 갖는 재료를 이용하여 배리어층(60)을 형성하는 것이 바람직하다. 이용할 수 있는 재료는, 예를 들면, ＳｉＯｘ, ＡｌＯｘ, ＴｉＯｘ, ＴａＯｘ, ＺｎＯｘ 등의 무기산화물, ＳｉＮｘ 등의 무기질화물, 및 ＳｉＮｘＯｙ 등의 무기산화질화물을 포함한다. 배리어층(60)은, 스퍼터링법, ＣＶＤ법, 진공증착법 등의 해당기술에 있어서 알려져 있는 임의의 방법에 의해 형성할 수 있다. 바람직하게는, 배리어층(60)은 양호한 커버리지를 가지는 ＣＶＤ법을 이용하며, 고굴절률의 ＳｉＮｘ로 형성된다.
마지막으로, 배리어층(60)의 상면에 유기 EL 소자를 설치한다. 본 양태에 있어서의 유기 EL 소자는, 투명전극(130), 유기 EL층(140) 및 반사 전극(150)을 순서대로 포함한다. 본 양태에 있어서의 유기 EL 소자는, 독립적으로 발광/비발광을 제어할 수 있는 복수의 발광부를 가진다.
제 1 단계로서, 배리어층(60)의 상면에 투명전극(130)을 설치한다. 투명전극(130)은 ＩＴＯ, 산화 주석, 산화 인듐, ＩＺＯ, 산화 아연, 아연-알루미늄 산화물, 아연-갈륨 산화물, 또는 이들의 산화물에 대하여, F, Ｓｂ 등의 도펀트를 첨가한 도전성 투명 금속산화물을 이용하여 형성할 수 있다. 투명전극(130)은, 증착법, 스퍼터링법 또는 화학기상퇴적(ＣＶＤ)법을 이용하여 상술한 도전성 투명 금속산화물을 전면에 막 형성한 후에, 포토리소그래피법 등을 이용하여 패터닝함으로써 형성된다. 바람직하게는, 스퍼터링법을 이용하여 형성된다. 투명전극(130)은, 제 1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 복수의 부분전극으로 구성된다. 상기 복수의 부분전극은, 컬러필터층(30)에 대응하는 위치에 설치된다.
투명전극(130)은, 양극이어도 좋고 음극이어도 좋다. 투명전극(130)을 음극으로서 사용하는 경우에는, 투명전극(130)과 유기 EL층(140) 사이에 음극 버퍼층을 설치하여, 전자주입 효율을 향상시켜도 좋다. 음극 버퍼층은, Ｌｉ, Ｎａ, K 또는 Ｃｓ 등의 알칼리 금속, Ｂａ 또는 Ｓｒ 등의 알칼리 토류금속, 희토류금속, 이들 금속을 포함하는 합금, 또는 이들 금속의 불화물 등으로 형성할 수 있다. 투명성을 확보하는 관점에서, 음극 버퍼층의 막두께를 10㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.
제 2 단계로서, 투명전극(130)의 상면에 유기 EL층(140)을 설치한다. 본 발명에 있어서, 유기 EL층(140)은, 적어도 유기발광층을 포함하고, 필요에 따라서 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및/또는 전자주입층을 개재시킨 구조를 가진다.구체적으로는, 유기 EL 소자에는 하기와 같은 층 구조로 이루어지는 것이 채용된다.
(1) 양극/유기발광층/음극
(2) 양극/정공주입층/유기발광층/음극
(3) 양극/유기발광층/전자주입층/음극
(4) 양극/정공주입층/유기발광층/전자주입층/음극
(5) 양극/정공수송층/유기발광층/전자주입층/음극
(6) 양극/정공주입층/정공수송층/유기발광층/전자주입층/음극
(7) 양극/정공주입층/정공수송층/유기발광층/전자수송층/전자주입층/음극
유기 EL층(140)을 구성하는 각 층은, 해당기술에 있어서 알려져 있는 임의의 재료를 사용하여 형성된다. 예를 들면, 청색에서 청록색의 발광을 얻기 위한 유기발광층의 재료로서는, 예를 들면 벤조티아졸계, 벤조이미다졸계, 벤조옥사졸계 등의 형광증백제, 금속 킬레이트화 옥소늄 화합물, 스티릴벤젠계 화합물, 방향족 디메티리딘계 화합물 등의 재료가 바람직하게 사용된다. 또한, 필요에 따라서, 유기발광층의 발광색은 백색이어도 좋다. 그 경우는 공지의 적색 도펀트가 사용된다. 또한, 유기 EL층(140)을 구성하는 각 층은, 증착법 등의 해당기술에 있어서 알려져 있는 임의의 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
제 3 단계로서, 유기 EL층(140)의 상면에 반사 전극(150)을 설치한다. 반사 전극(150)은, 고반사율의 금속, 비정질 합금, 미결정성(微結晶性) 합금을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다. 고반사율의 금속은, Ａｌ, Ａｇ, Ｍｏ, W, Ｎｉ, Ｃｒ 등을 포함한다. 고반사율의 비정질 합금은, ＮｉＰ, ＮｉＢ, ＣｒＰ 및 ＣｒＢ 등을 포함한다. 고반사율의 미결정성 합금은, ＮｉＡｌ 등을 포함한다. 반사 전극(150)을 음극으로서 이용해도 좋고, 양극으로서 이용해도 좋다. 반사 전극(150)을 음극으로서 이용하는 경우에는, 반사 전극(150)과 유기 EL층(140)의 계면에, 상술한 음극 버퍼층을 설치하여 유기 EL층에 대한 전자주입의 효율을 향상시켜도 좋다. 또한, 상기 고반사율 금속, 비정질 합금 또는 미결정성 합금에 대하여, 일 함수가 작은 재료인 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속, 칼슘, 마그네슘, 스트론튬 등의 알칼리 토류금속을 첨가하여 합금화하여, 전자주입 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 반사 전극(150)을 양극으로서 이용하는 경우에는, 반사 전극(150)과 유기 EL층(140)의 계면에, 상술한 도전성 투명 금속산화물층을 설치하여 유기 EL층(140)에 대한 정공주입의 효율을 향상시켜도 좋다. 반사 전극(150)은, 이용하는 재료에 의존하며, 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅(ion plating), 레이저 어블레이션(laser ablation) 등의 해당기술에 있어서 알려져 있는 임의의 수단을 이용하여 형성할 수 있다.
반사 전극(150)은, 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 복수의 부분전극으로 구성된다. 복수의 부분전극으로 이루어지는 반사 전극(150)은, 원하는 형상을 제공하는 개구부를 가지는 마스크를 이용한 증착법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 투명전극(130)의 형성 후에, 역테이퍼의 단면형상을 가지며, 제 2 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 분리 격벽을 형성하고, 그 후에 유기 EL층(140) 및 반사 전극(150)의 형성을 실시하여, 복수의 부분전극으로 이루어지는 반사 전극(150)을 형성해도 좋다.
이상의 방법에 의해, 패시브 매트릭스(passive matrix) 구동되는 보텀 에미션(bottom emission)형 유기 EL 디스플레이를 얻을 수 있다.
본 실시형태의 유기 EL 디스플레이의 제조방법의 제 2 양태는: (1) 제 1 실시형태의 방법에 의해, 색변환 필터를 제조하는 공정과; (2) 제 2 지지체 위에 반사 전극, 유기 EL층 및 투명전극을 순서대로 포함하는 유기 EL 소자를 형성하는 공정과; (3) 상기 유기 EL 소자 위에 배리어층을 형성하는 공정과; (4) 상기 배리어층을 형성한 유기 EL 소자와 상기 색변환 필터를, 상기 색변환층과 상기 배리어층이 대향하도록 조합시키는 공정을 포함한다. 본 양태로 얻을 수 있는 유기 EL 디스플레이를 도 8에 도시한다.
공정(2)에 있어서, 제 2 지지체(210) 위에 반사 전극(250), 유기 EL층(240)및 투명전극(230)을 순서대로 포함하는 유기 EL 소자를 형성한다. 제 2 지지체는, 투명하여도 좋고, 불투명하여도 좋으며, 유리, 실리콘, 세라믹, 각종 플라스틱, 각종 필름 등을 이용하여 형성할 수 있다. 제 2 지지체(210)의 표면 위의 유기 EL 소자의 발광부에 대응하는 위치에, 복수의 스위칭 소자(220)를 설치해도 좋다. 복수의 스위칭 소자(220)는, 예를 들면 ＴＦＴ, ＭＩＭ 등 해당기술에 있어서 알려져 있는 임의의 소자여도 좋다. 이 경우, 제 2 지지체(210)의 표면 위에 복수의 스위칭 소자(220)를 위한 배선, 구동 회로 등을 더 설치해도 좋다.
반사 전극(250)은, 제 1 양태의 반사 전극(150)과 동일한 재료를 이용하며, 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 레이저 어블레이션 등의 해당기술에 있어서 알려져 있는 임의의 수단을 이용하여 형성된다. 반사 전극(250)은, 복수의 스위칭 소자(220)에 대응하는 복수의 부분전극으로 구성된다. 복수의 부분전극으로의 분할은, 포토리소그래피법 등의 해당기술에 있어서 알려져 있는 임의의 방법을 이용하여 실시할 수 있다.
반사 전극(250) 위에, 유기 EL층(240)이 형성된다. 유기 EL층(240)은, 제 1 양태의 유기 EL층(140)과 동일한 재료 및 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
유기 EL층(240) 위에, 투명전극(230)이 형성된다. 투명전극(230)은, 제 1 양태의 투명전극(130)과 동일한 재료를 이용하여 형성된다. 투명전극(230)은, 증착법, 스퍼터링법 또는 ＣＶＤ법을 이용하여 형성할 수 있다. 투명전극(230)은, 일체형의 공통 전극이다.
다음으로, 공정(3)에 있어서, 유기 EL 소자를 덮는 배리어층(260)이 형성된다. 배리어층(260)은, 제 1 양태에 있어서의 배리어층(60)과 동일한 재료 및 방법을 이용하여 형성된다.
마지막으로, 공정(4)에 있어서, 유기 EL 소자 및 배리어층(260)을 형성한 제 2 지지체(210)와 색변환 필터를, 색변환층(40)과 배리어층(260)이 대향하는 상태로 조합시킴으로써, 톱 에미션(top emission)형의 유기 EL 디스플레이를 얻을 수 있다. 제 2 지지체(210)와 색변환 필터의 조합은, 예를 들면 투명기판(10) 또는 제 2 지지체(210)의 주변부에 설치된 접착층(310)을 이용하여, 투명기판(10)과 제 2 지지체(210)를 접착함으로써 실시할 수 있다. 접착층(310)은, 예를 들면 ＵＶ경화성 접착제 등의 해당기술에 있어서 알려져 있는 임의의 재료를 이용하여 제작할 수 있다. 본 공정에 있어서, 임의 선택적으로, 투명기판(10), 제 2 지지체(210) 및 접착층(310)에 의해 확정되는 내부공간에 충전제를 충전하여도 좋다. 충전제는, 광취출 효율을 향상시킨다는 관점에서 배리어층(260)과 동등 이상의 굴절률을 가지는 투명한 수지재료인 것이 바람직하다. 배리어층(260)을 ＳｉＮｘ로 형성하는 경우에는, 1.6∼1.7 이상의 굴절률을 가지는 투명 수지재료를 이용하는 것이 바람직하다.
이상의 방법에 의해, 액티브 매트릭스 구동의 톱 에미션형의 유기 EL 디스플레이를 얻을 수 있다. 또한, 복수의 스위칭 소자(220)을 설치하지 않고, 투명전극(230)을 제 2 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 복수의 부분전극으로 구성하며, 반사 전극(250)을 제 1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 복수의 부분전극으로 구성함으로써, 패시브 매트릭스 구동의 톱 에미션형의 유기 EL 디스플레이를 얻을 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
또한, 본 실시형태의 방법으로 제조되는 유기 EL 디스플레이에 있어서, 제 1 색소에 의한 흡수, 제 1 색소로부터 제 2 색소로의 에너지 이동, 및 제 2 색소로부터의 발광과 같은 색변환층(40)에 있어서의 일련의 과정의 효율은 일정하다. 즉, 제 2 색소로부터의 방사광량은, ＥＬ광의 강도에 비례하여 변화한다. 따라서, 본 실시형태의 방법으로 제조되는 유기 EL 디스플레이는, 구동 전압의 변화, 또는 통전 시간의 증가에 따라 유기 EL 소자로부터의 ＥＬ광의 강도가 변화하였다고 하여도, 그 변화에 따라 변환광의 발광 강도도 변화하도록, 장기간에 걸쳐 원하는 색상의 광을 안정적으로 방출할 수 있다.
<실시예 1>
(색변환 필터)
길이 200㎜×폭 200㎜×두께 0.7mm의 1737유리(코닝사 제품) 위에, 컬러 모자이크 ＣＫ-7001(후지필름 주식회사제)을 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여, 복수의 직사각형 형상 개구부를 가지는 블랙 매트릭스를 형성하였다. 블랙 매트릭스의 막두께는 1㎛였다. 서브 픽셀에 상당하는 직사각형 형상 개구부 각각은, 길이방향 131㎛×폭방향 37㎛를 가지며, 인접하는 직사각형 형상 개구부 사이의 간격은 길이방향 및 폭방향 모두 10㎛였다.
다음으로, 컬러 모자이크 ＣＲ-7001(후지필름 주식회사제)을 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여, 길이방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상 부분으로 이루어지는 적색 컬러필터층을 형성하였다. 복수의 스트라이프 형상 부분 각각이, 양측에 인접하는 블랙 매트릭스의 길이방향으로 연장되는 부분에 중첩하도록 형성하였다. 또한, 복수의 스트라이프 형상 부분 각각은, 1㎛의 막두께 및 57㎛의 폭을 가지며, 84㎛의 간격으로 배치되었다.
다음으로, 컬러 모자이크 ＣＧ-7001(후지필름 주식회사제)을 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여, 길이방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상 부분으로 이루어지는 녹색 컬러필터층을 형성하였다. 복수의 스트라이프 형상 부분 각각이, 일측에 인접하는 블랙 매트릭스의 길이방향으로 연장되는 부분 및 반대측에 인접하는 블랙 매트릭스/적색 컬러필터층의 적층체에 중첩하도록 형성하였다. 또한, 복수의 스트라이프 형상 부분 각각은, 1㎛의 막두께 및 57㎛의 폭을 가지며, 84㎛의 간격으로 배치되었다.
다음으로, 컬러 모자이크 ＣＢ-7001(후지필름 주식회사제)을 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여, 길이방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상 부분으로 이루어지는 청색 컬러필터층을 형성하였다. 복수의 스트라이프 형상 부분 각각이, 인접하는 블랙 매트릭스/적색 컬러필터층의 적층체 및 블랙 매트릭스/녹색 컬러필터층의 적층체에 중첩하도록 형성하였다. 또한, 복수의 스트라이프 형상 부분 각각은, 1㎛의 막두께 및 57㎛의 폭을 가지며, 84㎛의 간격으로 배치되었다.
블랙 매트릭스의 길이방향으로 연장되는 부분에 2종류의 컬러필터층을 적층함으로써 형성된 격벽은, 각각 2㎛의 높이, 즉 블랙 매트릭스 및 2종류의 컬러필터층의 합계 막두께와, 인접하는 직사각형 형상 개구부에 형성된 컬러필터층의 막두께와의 차이를 가졌다.
얻어진 구조물은, 길이방향 141㎛×폭방향 47㎛의 서브 픽셀을 가지며, RGB 3색의 서브 픽셀로 구성되는 길이방향 141㎛×폭방향 141㎛의 픽셀을 가졌다. 이는 180ppi의 정세도에 상당한다.
다음으로, 톨루엔 1000중량부, 및 제 1 색소인 쿠마린6와 제 2 색소인 디에틸퀴나크리돈(ＤＥＱ)의 혼합물(몰비는 쿠마린6:ＤＥＱ=48:2) 50중량부를 혼합하여 잉크를 조제하였다. 조제한 잉크를 잉크젯 장치에 장전하였다. 다음으로, 질소분위기중에서, 1개의 녹색 서브 픽셀에 대하여, 42ｐＬ(14ｐＬ의 액적을 3개)의 잉크를 부착시켰다. 질소분위기를 깨뜨리지 않으면서, 잉크를 부착시킨 컬러필터를 진공건조로 내로 이동시켜, 1.0×10-3Ｐａ의 압력하에서 100℃로 가열하여 톨루엔을 제거하였다. 얻어진 녹색변환층의 막두께는 500㎚였다.
톨루엔 1000중량부, 및 제 1 색소인 쿠마린6와 제 2 색소인 ＤＣＭ-2의 혼합물(몰비는 쿠마린6:ＤＣＭ-2=48:2) 50중량부를 혼합하여 잉크를 조제하였다. 조제한 잉크를 잉크젯 장치에 장전하였다. 다음으로, 질소분위기중에서, 1개의 적색 서브 픽셀에 대하여, 42ｐＬ(14ｐＬ의 액적을 3개)의 잉크를 부착시켰다. 질소분위기를 깨뜨리지 않으면서, 잉크를 부착시킨 컬러필터를 진공건조로 내로 이동시켜, 1.0×10-3Ｐａ의 압력하에서 100℃로 가열하여 톨루엔을 제거하였다. 얻어진 적색변환층의 막두께는 500㎚였다.
다음으로, 진공을 깨뜨리지 않으면서, 녹색변환층 및 적색변환층을 형성한 컬러필터를, 플라즈마 ＣＶＤ 장치 내로 이동시켰다. 플라즈마 ＣＶＤ법을 이용하여, 막두께 1㎛의 질화실리콘(ＳｉＮ)을 퇴적시켜 배리어층을 형성하여, 색변환 필터를 얻었다. 여기서, 모노실란(ＳｉＨ4), 암모니아(ＮＨ3) 및 질소(N2)를 원료 가스로서 이용하였다. 또한, 배리어층 형성시의 컬러필터의 온도를 100℃ 이하로 유지하였다.
(유기 EL 디스플레이)
우선, 스퍼터링법을 이용하여, 배리어층의 상면 전면에 걸쳐 막두께 200㎚의 ＩＺＯ막을 퇴적시켰다. 다음으로, 레지스트제 「ＴＦＲ-1250」 (도쿄오카고교제)을 이용한 포토리소그래피법으로 패터닝을 행하여, 각각의 서브 픽셀에 대응하는 위치에, 길이방향으로 연장되며, 폭 39㎛의 스트라이프 형상을 가지는 복수의 부분 전극으로 이루어지는 투명전극을 얻었다. 인접하는 부분전극 사이의 간극은 8㎛였다. 본 실시예에 있어서 투명전극은 양극이다.
다음으로, 투명전극을 형성한 색변환 필터를 저항가열 증착장치 내에 장착하고, 정공수송층, 유기발광층 및 전자주입수송층을, 진공을 깨뜨리지 않으면서 순차적으로 막 형성하여 유기 EL층을 형성하였다. 막 형성시에, 진공조 내압(內壓)을 1×10-4Ｐａ까지 감압하였다. 정공주입층은, 막두께 100㎚의 구리프탈로시아닌(ＣｕＰｃ)이며, 정공수송층은 막두께 20㎚의 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(
-ＮＰＤ)이며, 발광층은 막두께 30㎚의 4,4'-비스(2,2'-디페닐비닐)비페닐(ＤＰＶＢｉ)이며, 전자주입수송층은 막두께 20㎚의 Ａｌｑ3였다.
계속해서, 진공을 깨뜨리지 않으면서, 메탈 마스크를 이용하여 막두께 200㎚의 Ｍｇ/Ａｇ(10:1의 중량비율)막을 퇴적시켜, 반사 전극을 형성하였다. 반사 전극은, 폭방향으로 연장되는 스트라이프 형상을 가지는 복수의 부분전극으로 구성되었다. 부분전극 각각은, 131㎛의 폭을 가지며, 141㎛의 피치로 정렬되었다. 본 실시예에 있어서 반사 전극은 음극이다.
얻어진 적층체를 글러브 박스(glove box) 내의 건조 질소분위기(산소농도 및 수분농도 모두가 10ｐｐｍ 이하)하에 두고, 밀봉 유리 및 ＵＶ경화형 접착제를 이용하여 밀봉하여, 유기 EL 디스플레이를 얻었다.
<실시예 2>
블랙 매트릭스의 막두께를 2㎛로 한 것을 제외하고 실시예 1의 순서를 반복하여, 유기 EL 디스플레이를 제작하였다. 본 실시예의 중간 구조물의 컬러필터에 있어서, 블랙 매트릭스의 길이방향으로 연장되는 부분에 2종류의 컬러필터층을 적층함으로써 형성된 격벽의 높이는 각각 3㎛였다.
<실시예 3>
블랙 매트릭스의 막두께를 2.5㎛로 하고, 각 컬러필터층(R, G, B)의 막두께를 1.5㎛로 한 것을 제외하고 실시예 1의 순서를 반복하여, 유기 EL 디스플레이를 제작하였다. 본 실시예의 중간 구조물의 컬러필터에 있어서, 블랙 매트릭스의 길이방향으로 연장되는 부분에 2종류의 컬러필터층을 적층함으로써 형성된 격벽의 높이는 각각 4㎛였다.
<비교예 1>
각 컬러필터층(R, G, B)을 구성하는 스트라이프 형상 부분의 폭을 37㎛로 하고, 블랙 매트릭스 위에 컬러필터층을 중첩하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1의 순서를 반복하여, 유기 EL 디스플레이를 제작하였다. 본 실시예의 중간 구조물의 컬러필터에 있어서, 격벽은 형성되지 않아, 그 높이는 0㎛이었다.
<비교예 2>
각 컬러필터층(R, G, B)의 형성을 이하와 같이 실시한 것을 제외하고, 실시예 1의 순서를 반복하여, 유기 EL 디스플레이를 제작하였다.
컬러 모자이크 ＣＲ-7001을 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여, 길이방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상 부분으로 이루어지는 적색 컬러필터층을 형성하였다. 복수의 스트라이프 형상 부분 각각이, 일측에 인접하는 블랙 매트릭스의 길이방향으로 연장되는 부분만 중첩하도록 형성하였다. 또한, 복수의 스트라이프 형상 부분 각각은, 1㎛의 막두께 및 47㎛의 폭을 가지며, 94㎛의 간격으로 배치되었다.
다음으로, 컬러 모자이크 ＣＧ-7001을 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여, 길이방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상 부분으로 이루어지는 녹색 컬러필터층을 형성하였다. 복수의 스트라이프 형상 부분 각각이, 일측에 인접하는 블랙 매트릭스의 길이방향으로 연장되는 부분만 중첩하도록 형성하였다. 또한, 복수의 스트라이프 형상 부분 각각은, 1㎛의 막두께 및 47㎛의 폭을 가지며, 94㎛의 간격으로 배치되었다.
다음으로, 컬러 모자이크 ＣＢ-7001을 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여, 길이방향으로 연장되는 복수의 스트라이프 형상 부분으로 이루어지는 청색 컬러필터층을 형성하여 컬러필터를 얻었다. 복수의 스트라이프 형상 부분 각각이, 일측에 인접하는 블랙 매트릭스의 길이방향으로 연장되는 부분만 중첩하도록 형성하였다. 또한, 복수의 스트라이프 형상 부분 각각은, 1㎛의 막두께 및 47㎛의 폭을 가지며, 94㎛의 간격으로 배치되었다.
본 비교예에 있어서, 블랙 매트릭스의 길이방향으로 연장되는 부분에는, 1종류의 컬러필터층을 적층함으로써 격벽이 형성되었다. 형성된 격벽의 높이는 각각 1㎛였다.
<비교예 3>
각 컬러필터층(R, G, B)의 막두께를 0.5㎛로 한 것을 제외하고 실시예 1의 순서를 반복하여, 유기 EL 디스플레이를 제작하였다. 본 실시예의 중간 구조물의 컬러필터에 있어서, 블랙 매트릭스의 길이방향으로 연장되는 부분에 2종류의 컬러필터층을 적층함으로써 형성된 격벽의 높이는 각각 1.5㎛였다.
<실시예 4>
(색변환 필터)
길이 200㎜×폭 200㎜×두께 0.7㎜의 무알칼리 유리(이글2000: 코닝사제) 위의 복수의 패널 영역에, 컬러 모자이크 ＣＫ-7001(후지필름 주식회사제)을 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여, 복수의 직사각형 형상 개구부를 가지는 블랙 매트릭스를 형성하였다. 블랙 매트릭스는, 약 1.5㎛의 막두께 및 약 16㎛(최소부)의 선폭을 가졌다. 직사각형 형상 개구부는, 길이방향 180㎛, 및 폭방향 60㎛의 피치로 배열되었다. 이는 141ppi의 정세도에 상당한다.
다음으로, 컬러 모자이크 ＣＲ-7001(후지필름 주식회사제)을 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여, 도 5에 도시한 형상을 가지는 적색 컬러필터층을 형성하였다. 적색 서브 픽셀이 되는 개구부를 덮고, 인접하는 블랙 매트릭스에 중첩하여 형성되어, 제 1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상 부분은, 약 68㎛의 폭을 가졌다. 또한, 이 부분은, 개구부에 있어서 약 2㎛의 막두께를 가졌다. 또한, 녹색 서브 픽셀과 청색 서브 픽셀의 경계가 되는 블랙 매트릭스 위에 형성되어, 제 1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상 부분, 및 동일한 색의 서브 픽셀의 경계가 되는 블랙 매트릭스 위에 형성되어, 제 2 방향으로 연장되는 스트라이프 형상 부분은, 각각 약 8㎛ 폭의 막두께를 가졌다.
다음으로, 컬러 모자이크 ＣＧ-7001(후지필름 주식회사제)을 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여, 형성되는 위치를 제외하고 적색 컬러필터층과 동일한 형상을 가지는 녹색 컬러필터층을 형성하였다. 또한, 컬러 모자이크 ＣＢ-7001(후지필름 주식회사제)을 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여, 형성되는 위치를 제외하고 적색 컬러필터층과 동일한 형상을 가지는 청색 컬러필터층을 형성하였다.
이상의 구성에 있어서, 블랙 매트릭스 위에는, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터층의 적층구조로 이루어지는, 약 8㎛의 폭을 가지는 격벽이 형성되어, 각 서브 픽셀마다 분리된 뱅크 구조를 얻을 수 있었다. 블랙 매트릭스와 그 위에 형성된 3종류의 컬러필터층의 적층구조의 총 막두께는, 돌기(격벽 형성 부위)의 정상부에서 막두께가 얇아지는 현상에 의해 각 층의 막두께의 단순 총합 7.5㎛보다 낮아져, 약 6㎛였다. 따라서, 격벽의 높이는 어느 부분에 있어서도 약 4㎛였다. 얻어진 블랙 매트릭스 및 컬러필터층을 포함하는 구조물에 대하여, 열처리 및 ＵＶ조사 처리를 실시하였다.
다음으로, 톨루엔 1000중량부, 및 제 1 색소인 쿠마린6와 제 2 색소인 디에틸퀴나크리돈(ＤＥＱ)의 혼합물(몰비는 쿠마린6:ＤＥＱ=48:2) 50중량부를 혼합하여 녹색변환층용 잉크를 조제하였다. 조제한 녹색변환층용 잉크를, 산소농도 5ｐｐｍ 이하, 수분농도 5ｐｐｍ 이하의 환경으로 세팅된 약 ±5㎛의 착탄 정밀도를 가지는 멀티 노즐식 잉크젯 장치에 장전하였다. 다음으로, 녹색 서브 픽셀 위의 뱅크 구조에 대하여, 약 42ｐＬ(약 14ｐＬ의 액적을 3개)의 잉크를 부착시켰다. 질소분위기를 깨뜨리지 않으면서, 100℃로 가열하여, 톨루엔을 제거하여, 녹색변환층을 얻었다. 얻어진 녹색변환층의 막두께는 약 500㎚였다.
또한, 톨루엔 1000중량부, 및 제 1 색소인 쿠마린6와 제 2 색소인 ＤＣＭ-2의 혼합물(몰비는 쿠마린6:ＤＣＭ-2=48:2) 50중량부를 혼합하고, 적색변환층용 잉크를 조제하였다. 조제한 적색변환층용 잉크를 잉크젯 장치에 장전하였다. 다음으로, 질소분위기중에서, 1개의 적색 서브 픽셀 위의 뱅크 구조에 대하여, 약 42ｐＬ(약 14ｐＬ의 액적을 3개)의 잉크를 부착시켰다. 질소분위기를 깨뜨리지 않으면서 100℃에 가열하여 톨루엔을 제거하여, 적색변환층을 얻었다. 얻어진 적색변환층의 막두께는 약 500㎚였다.
다음으로, 질소분위기를 깨뜨리지 않으면서, 녹색변환층 및 적색변환층을 형성한 구조물을, 플라즈마 ＣＶＤ 장치 내로 이동시켰다. 플라즈마 ＣＶＤ법을 이용하여, 막두께 2㎛의 질화실리콘(ＳｉＮ)을 퇴적시켜서 배리어층을 형성하였다. 또한, 격벽에 대응하는 위치의 배리어층 위에, 광경화성 수지(ＣＲ-600: 히타치 케미칼제)을 이용하여, 직경 10㎛ 및 높이 약 5㎛의 원주형상의 포토스페이서(photospacer)를 약 180㎛ 간격으로 형성하여, 색변환 필터를 얻었다.
(유기 EL 소자)
200㎜×200㎜×두께 0.7㎜의 무알칼리 유리(이글2000: 코닝사) 위에, 복수의 패널 분의 ＴＦＴ와, ＴＦＴ를 덮는 막두께 3㎛의 평탄화 수지층이 형성된 기판을 준비하였다. 이 기판의 평탄화 수지층 위에, 스퍼터링법을 이용하여 막두께 약 300㎚의 ＳｉＯ2로 이루어지는 패시베이션층(passivation layer)을 막 형성하였다. 다음으로, 드라이 에칭을 이용하여, 평탄화 수지층 및 패시베이션층에, ＴＦＴ와 반사 전극을 접속하기 위한 콘택트 홀을 형성하였다. 다음으로, ＲＦ-평면 마그네트론(planar magnetron) 스퍼터링 장치를 이용하여, 막두께 약 50㎚의 ＩＺＯ를 막 형성하였다. 스퍼터링 가스로서 Ａｒ을 사용하였다. 레지스트(ＯＦＲＰ-800: 도쿄오카고교제)을 이용한 포토리소그래피법에 의해 ＩＺＯ막을 패터닝하여, 서브 픽셀마다 섬형상으로 분리한 ＩＺＯ 베이스층을 형성하였다. ＩＺＯ 베이스층의 섬형상부 각각을, 콘택트 홀을 사이에 두고 ＴＦＴ와 1 대 1로 접속하였다. 다음으로, 스퍼터링법을 이용하여 막두께 100㎚의 Ａｇ막을 형성하고, 계속해서 동일한 패터닝을 실시하여, 복수의 섬형상 부분으로 이루어지는 반사 전극을 형성하였다. 섬형상 부분 각각은, 길이방향 약 164㎛×폭방향 약 44㎛의 치수를 가지며, 길이방향 약 180㎛, 폭방향 60㎛의 피치로 배치되었다. 그리고, 반사 전극 위에, 노볼락계 수지(ＪＥＭ-700R2, ＪＳＲ제)를 스핀코팅법을 이용하여 도포하고, 포토리소그래피법에 의해 패터닝을 실시하여, 발광부에 대응하는 위치에 개구부를 가지는 막두께 1㎛의 유기절연막(미도시)을 형성하였다.
다음으로, 반사 전극을 형성한 구조물을 저항가열 증착장치 내에 장착하고, 반사 전극 위에 막두께 약 1.5㎚의 Ｌｉ를 퇴적시켜서, 음극 버퍼층을 얻었다. 계속해서, 진공조 내압력을 1×10-4Ｐａ로 감압하여, 막두께 약 20㎚의 Ａｌｑ3로 이루어지는 전자수송층, 막두께 약 30㎚의 ＤＰＶＢｉ로 이루어지는 유기발광층, 막두께 약 10㎚의 
-ＮＰＤ로 이루어지는 정공수송층, 및 막두께 약 100㎚의 ＣｕＰｃ로 이루어지는 정공주입층을 순차적으로 막 형성하여 유기 EL층을 얻었다. 각 층의 막 형성 속도는 0.1㎚/s였다. 또한, 유기 EL층 위에, 막두께 약 5㎚의 ＭｇＡｇ로 이루어지는 데미지 완화층을 막 형성하였다.
계속해서, 데미지 완화층을 형성한 구조물을, 진공을 깨뜨리지 않으면서 대향 스퍼터링 장치로 이동시키고, 표시부에 대응하는 위치에 개구부를 설치한 메탈 마스크를 사이에 두고, 막두께 약 100㎚의 ＩＺＯ를 퇴적시켜, 투명전극을 얻었다. 또한, 투명전극을 형성한 구조물을, 진공을 깨뜨리지 않으면서 ＣＶＤ장치로 이동시키고, 막두께 약 2㎛의 ＳｉＮｘ를 퇴적시켜, 배리어층을 형성하여, 유기 EL 소자를 얻었다.
(유기 EL 디스플레이)
상술한 바와 같이 얻어진 유기 EL 소자 및 색변환 필터를, 산소 5ｐｐｍ, 수분 5ｐｐｍ 이하의 환경으로 유지된 접합장치 내로 이동시켰다. 그리고, 색변환 필터의 배리어층을 형성한 가공면을 위로 향해서 세팅하고, 디스펜서를 이용하여, 복수의 패널 영역 각각의 외주에 에폭시계 자외선경화 접착제(ＸＮＲ-5516: 나가세 켐텍스사제)를 고르게 도포하여, 접착층을 형성하였다. 계속해서, 각 화면 중앙 부근에, 충전제로서, 소정량의 열경화형 에폭시 접착제(굴절률 1.58)를 기계 밸브를 이용하여 적하하였다.
다음으로, 유기 EL 소자의 배리어층을 형성한 가공면을 색변환 필터의 가공면에 대향시킨 상태로, 유기 EL 소자를 세팅하였다. 접합장치 내를 약 10Ｐａ까지 감압하고, 유기 EL 소자 및 색변환 필터를 약 30㎛까지 접근시켜, 이들의 화소 위치를 배열하고, 계속해서 접합장치 내를 대기압으로 되돌리면서 약간의 하중을 인가하였다. 이때, 유기 EL 소자 및 색변환 필터는 서로를 향하여 접근하고, 색변환 필터 위의 포토스페이서 선단이 유기 EL 소자에 접촉하는 점에서 정지하였다. 이때, 각 화면 중앙에 적하한 열경화형 에폭시 접착제는, 포토스페이서에 의해 형성되는 유기 EL 소자 및 색변환 필터의 간극을, 각 화면의 전면에 걸쳐 퍼져다.
다음으로, 색변환 필터측으로부터 접착층에만 자외선을 조사하여 가경화시켜, 일반 환경에서 취출하였다. 그 후, 자동 유리 스크라이버(scriber)와 브레이크 장치를 사용하여 각각의 패널로 분할하였다. 분할된 각각의 패널을 1시간에 걸쳐 가열로에서 80℃로 가열하고, 로 내에서 30분간 자연 냉각하였다.
마지막으로, 드라이 에칭을 이용하여, 유기 EL 소자의 외부접속을 위한 단자영역에 형성한 배리어층을 제거하고, 이방성 도전성 접착제를 이용하여 제어ＩＣ을 접착하여, 유기 EL 디스플레이를 얻었다.
<평가>
실시예 1∼4 및 비교예 1∼3에서 제작된 유기 EL 디스플레이에 있어서, 색변환층이 양호하게 형성되었는지의 여부를 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
표 1: 색변환층의 형성상황의 평가
비교예 1∼3에 있어서는, 격벽의 높이가 불충분하고, 색변환층을 형성하기 위한 잉크가 인접하는 서브 픽셀로 누설되어, 혼색이 발생하였다. 한편, 2㎛ 이상의 격벽의 높이를 가지는 실시예 1∼3에 있어서는, 혼색을 유발하지 않고, 적색 및 녹색변환층을 제작할 수 있었다.
이상과 같이, 잉크젯법을 이용하여, 140ppi 이상의 높은 정세도의 패턴을 가지는 색변환층의 새로운 제작 방법을 제공할 수 있었다. 따라서, 본 발명은, 최근, 점점 고정세한 표시장치의 개발이 요청되고 있는 각종 디스플레이의 제조에 적용가능한 점에서 유망하다.
10 : 투명기판 20 : 블랙 매트릭스
30(R, G, B) : 컬러필터층 40(R, G) : 색변환층
60, 260 : 배리어층 130, 230 : 투명전극
140, 240 : 유기EL층 150, 250 : 반사전극
210 : 제 2 지지체 220 : 스위칭소자
310 : 접착층
30(R, G, B) : 컬러필터층 40(R, G) : 색변환층
60, 260 : 배리어층 130, 230 : 투명전극
140, 240 : 유기EL층 150, 250 : 반사전극
210 : 제 2 지지체 220 : 스위칭소자
310 : 접착층
Claims (11)
- (a) 투명기판 위에 복수의 개구부를 가지는 블랙 매트릭스를 형성하는 공정과,
(b) 각각 상이한 파장영역의 광을 투과하는, 적어도 2종류의 컬러필터층을 독립하여 형성하는 공정으로서, 상이한 2종류의 컬러필터층이 인접하는 블랙 매트릭스 위에, 컬러필터층의 적어도 2개를 중첩하여 격벽을 형성하는 공정과,
(c) 상기 컬러필터층의 적어도 1개 위에, 잉크젯법을 이용하여, 특정한 파장의 광을 흡수하고, 흡수한 파장과 상이한 파장을 포함하는 광을 출력하는 색변환층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 색변환 필터의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
공정(b)에 있어서, 격벽이 2개의 컬러필터층을 중첩하여 형성되는 것을 특징으로 하는 색변환 필터의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
공정(b)에 있어서, 3종류의 컬러필터층이 독립하여 형성되며, 격벽이 3개의 컬러필터층을 중첩하여 형성되는 것을 특징으로 하는 색변환 필터의 제조방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 3종류의 컬러필터층의 각각은, 블랙 매트릭스의 개구부를 덮도록 형성되는 제 1 부분과, 상기 제 1 부분과 분리되며, 격벽을 구성하는 제 2 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 색변환 필터의 제조방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조되어, 적어도 1종류의 색변환층을 가지는 것을 특징으로 하는 색변환 필터.
- (1) 제 1 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 색변환 필터를 제조하는 공정과,
(2a) 상기 색변환 필터 위에 배리어층(barrier layer)을 형성하는 공정과,
(3a) 상기 배리어층 위에, 투명전극, 유기 EL층 및 반사 전극을 순서대로 포함하는 유기 EL 소자를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이의 제조방법. - (1) 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 색변환 필터를 제조하는 공정과,
(2b) 제 2 지지체 위에, 반사 전극, 유기 EL층 및 투명전극을 순서대로 포함하는 유기 EL 소자를 형성하는 공정과,
(3b) 상기 유기 EL 소자 위에 배리어층을 형성하는 공정과,
(4) 상기 배리어층을 형성한 유기 EL 소자와 상기 색변환 필터를, 상기 색변환층과 상기 배리어층이 대향하도록 조합시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이의 제조방법. - 투명기판과,
투명기판 위에 복수의 개구부를 가지는 블랙 매트릭스와,
각각 상이한 파장영역의 광을 투과하는, 적어도 2종류의 컬러필터층과,
컬러필터층의 적어도 1개 위에 형성되며, 블랙 매트릭스 위에 인접한 적어도 2개의 컬러필터층이 중첩된 격벽에 포위되어 형성된, 특정한 파장의 광을 흡수하고, 흡수한 파장과 상이한 파장을 포함하는 광을 출력하는 색변환층으로 이루어지는 색변환 필터. - 제 8 항에 있어서,
격벽이 2개의 컬러필터층을 중첩하여 형성되는 것을 특징으로 하는 색변환 필터. - 제 8 항에 있어서,
독립하여 형성된 3종류의 컬러필터층을 중첩하여 격벽이 형성된 것을 특징으로 하는 색변환 필터. - 제 10 항에 있어서,
상기 3종류의 컬러필터층의 각각은, 블랙 매트릭스의 개구부를 덮도록 형성되는 제 1 부분과, 상기 제 1 부분과 분리되며, 격벽을 구성하는 제 2 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 색변환 필터.
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