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技術 フィルタ基板、及びこれを用いたカラーディスプレイ

出願人 大日本印刷株式会社
発明者 岸本好弘駒田実
出願日 2004年6月11日 (16年8ヶ月経過) 出願番号 2004-173273
公開日 2005年12月22日 (15年2ヶ月経過) 公開番号 2005-353426
状態 特許登録済
技術分野 光学フィルタ 積層体(2) 電場発光光源(EL) エレクトロルミネッセンス光源
主要キーワード 直角精度 加工ガラス 段差加工 ガス遮断性フィルム 超平坦化 環状ポリオレフィン共重合体 ブラウン管タイプ 薄膜ガラス
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年12月22日)のものです。
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図面 (4)

課題

耐環境性に優れ、ディスプレイ発光素子に悪影響を与えず、さらに、電極断線が生じにくく、信頼性が高いカラーフィルタ色変換フィルタなどのフィルタ基板、及びこれを用いたディスプレイを提供する。

解決手段

透明支持基板11、パターン層13、アミノアルキルジアルコキシシランアミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物からなる第1オーバーコート層15、及び第1透明無機薄膜層17が積層され、該第1透明無機薄膜層17面のRa(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下であるフィルタ基板、並びに透明電極層、発光層、第2の電極層を順次積層してなるカラーディスプレイを特徴とする。

概要

背景

背景技術)現在、種々の方式のディスプレイが使用され、また実用化が検討されている。ブラウン管タイプを除くと、いずれも薄型化を目指すものであり、さらには、フレキシブルなものも求められるようになってきている。ディスプレイは長期間に渡って設置され、使用時には電位温度上昇の影響を受ける等、曝される環境条件が厳しく、しかも、ディスプレイの発光や光の変調関与する物質は、化学的に安定性が高いとは言えないものであるからである。
一例として、有機EL素子を用いたカラーディスプレイは、発光体をカラーディスプレイとする場合、一般的には、発光体自体の発光色を変化させるか、あるいは、蛍光材料で構成されたカラーフィルタ層及び/又は蛍光変換層を用いて青、緑、赤の3原色を得ている。該3原色のEL素子パターニング画素という)は素子の効率を低下させたり、工程が非常に複雑で量産が難しく、高コストである。
カラーフィルタ層及び/又は蛍光変換層における染料又は顔料で着色された樹脂膜は、外部又は素子中に残留又は含有されている僅かな水分及び/又は有機成分によっても、カラーディスプレイの発光素子に悪影響を及ぼし、発光寿命の低下やダークスポットの原因となる。さらに、カラーフィルタ層及び/又は色変換層パターン形成されているため、3原色層の段差パターンの際などに微小突起もあり、樹脂膜の表面全体として凹凸が存在しているので、電極膜欠陥断線が生じ、ディスプレイ素子として機能しなくなるという問題もあった。
カラーディスプレイ、色変換方式カラーディスプレイに用いるフィルタ基板には、水分及び/又は有機成分の透過が少なく、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高く、しかも、製造が容易で低コストであることが求められている。

先行技術)従来、ディスプレイ素子は、蛍光体層を水分などから遮蔽するために保護層(本発明のオーバコート層)を設けらることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、保護層としてイソシアネート硬化したウレタン樹脂を用いるもので、本発明の保護層(本発明のオーバコート層)材料とは異なっている。
また、蛍光体層を水分などから遮蔽するために保護層(本発明のオーバコート層)を設けらることが知られている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、保護層としてアクリル樹脂などの熱又は紫外線硬化樹脂を用いるもので、本発明の保護層(本発明のオーバコート層)材料とは異なっている。
さらに、蛍光体層を水分などから遮蔽するためにバリア層を設けることが知られており、該バリア層の膜厚を限定したもの(例えば、特許文献3参照。)、及び該バリア層に組成を限定した酸化窒化ケイ素を用いるもの(例えば、特許文献4参照。)が知られている。しかしながら、いずれも保護層の材料については記載も示唆もされていない。
さらにまた、層の材料としては、本発明の保護層の材料と同等のものがが知られている(例えば、特許文献5参照。)。しかしながら、機能はガスバリア性であり、平坦化については記載も示唆もされていない。

特開平11−219786号公報
特開平11−260562号公報
特開2002−117976号公報
特開2004−39468号公報
特開平08−295848号公報

概要

耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高いカラーフィルタ色変換フィルタなどのフィルタ基板、及びこれを用いたディスプレイを提供する。 透明支持基板11、パターン層13、アミノアルキルジアルコキシシランアミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物からなる第1オーバーコート層15、及び第1透明無機薄膜層17が積層され、該第1透明無機薄膜層17面のRa(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下であるフィルタ基板、並びに透明電極層、発光層、第2の電極層を順次積層してなるカラーディスプレイを特徴とする。

目的

そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、及び第1透明無機薄膜層が順次積層して、前記第1透明無機薄膜層面のRa(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下とすることで、水分及び/又は有機成分の透過が少なく(ガスバリア性という)、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高く、しかも、製造が容易で低コストである、高精細多色表示を可能とするカラーフィルタや色変換フィルタなどのフィルタ基板、及びこれを用いたディスプレイを提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
3件

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請求項1

透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、及び第1透明無機薄膜層が順次積層されてなるフィルタ基板において、前記第1オーバーコート層の1部又は全部が、アミノアルキルジアルコキシシランアミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であり、前記第1透明無機薄膜層面のRa(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下であることを特徴とするフィルタ基板。

請求項2

上記第1オーバーコート層と上記第1透明無機薄膜層との間に、第2オーバーコート層が挟持されたことを特徴とする請求項1記載のフィルタ基板。

請求項3

上記第1透明無機薄膜層の面上に、さらに第3オーバーコート層、第2透明無機薄膜層を順次形成させてなることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載のフィルタ基板。

請求項4

透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、第2オーバーコート層、及び第1透明無機薄膜層が順次積層されてなるフィルタ基板において、少なくとも第2オーバーコート層の1部又は全部が、アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であることを特徴とするフィルタ基板。

請求項5

透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、第1透明無機薄膜層、第3オーバーコート層、及び第2透明無機薄膜層が順次積層されてなるフィルタ基板において、少なくとも第3オーバーコート層の1部又は全部が、アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であることを特徴とするフィルタ基板。

請求項6

上記第1透明無機薄膜層及び/又は第2透明無機薄膜層が、酸化珪素窒化珪素炭化珪素酸化アルミニウム酸化マグネシウム酸化インジウム、およびこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものであり、前記第1透明無機薄膜層及び/又は第2透明無機薄膜層がガス遮断性の層であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のフィルタ基板。

請求項7

上記透明支持基板が、線膨張係数が80ppm/K以下である透明樹脂であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のフィルタ基板。

請求項8

上記パターン層が、透明な支持基板上に配置され着色された樹脂膜を所望のパターンに形成してなる単一または複数種類の着色されたパターン状のカラーフィルタ層からなり、一方、前記フィルタ基板がカラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のフィルタ基板。

請求項9

上記パターン層が、透明な支持基板上に配置され着色された樹脂膜を所望のパターンに形成してなる単一または複数種類の着色されたパターン状のカラーフィルタ層と、該カラーフィルタ層上に形成された、蛍光材料を含む色変換層とからなる積層構造であり、前記フィルタ基板が色変換フィルタ基板であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のフィルタ基板。

請求項10

請求項8に記載のカラーフィルタ基板上に、1個または複数個電気的に独立した領域に形成される透明電極層と、発光材料を含有する発光層と、第2の電極層とを少なくとも順次積層してなることを特徴とするカラーディスプレイ

請求項11

請求項9に記載の色変換フィルタ基板上に、1個または複数個の電気的に独立した領域に形成される透明電極層と、発光材料を含有する発光層と、第2の電極層とを少なくとも順次積層してなることを特徴とする色変換方式のカラーディスプレイ。

技術分野

0001

本発明は、高精細多色表示を可能とするカラーフィルタ色変換フィルタなどのフィルタ基板に関し、さらに詳しくは、耐環境性に優れ、しかも製造が容易で低コストなフィルタ基板、及びこれを用いたカラーディスプレイに関するものである。

0002

本明細書において、配合を示す「比」、「部」、「%」などは特に断わらない限り質量基準であり、「/」印は一体的に積層されていることを示す。
また、「遮断性」は「バリア性」、「EL」は「エレクトロルミネッセンス」、「LCD」は「液晶ディスプレイ」、「PDP」は「プラズマディスプレイパネル」、及び「パネル」は「素子」の略語機能的表現通称、又は業界用語である。
フィルムシートのJIS−K6900での定義では、シートとは薄く一般にその厚さが長さと幅の割りには小さい平ら製品をいい、フィルムとは長さ及び幅に比べて厚さが極めて小さく、最大厚さが任意に限定されている薄い平らな製品で、通例、ロールの形で供給されるものをいう。従って、シートの中でも厚さの特に薄いものがフィルムであるといえるが、シートとフィルムの境界は定かではなく、明確に区別しにくいので、本明細書ではシートとフィルムの両方を含めて「フィルム」と定義する。

背景技術

0003

背景技術)現在、種々の方式のディスプレイが使用され、また実用化が検討されている。ブラウン管タイプを除くと、いずれも薄型化を目指すものであり、さらには、フレキシブルなものも求められるようになってきている。ディスプレイは長期間に渡って設置され、使用時には電位温度上昇の影響を受ける等、曝される環境条件が厳しく、しかも、ディスプレイの発光や光の変調関与する物質は、化学的に安定性が高いとは言えないものであるからである。
一例として、有機EL素子を用いたカラーディスプレイは、発光体をカラーディスプレイとする場合、一般的には、発光体自体の発光色を変化させるか、あるいは、蛍光材料で構成されたカラーフィルタ層及び/又は蛍光変換層を用いて青、緑、赤の3原色を得ている。該3原色のEL素子パターニング画素という)は素子の効率を低下させたり、工程が非常に複雑で量産が難しく、高コストである。
カラーフィルタ層及び/又は蛍光変換層における染料又は顔料で着色された樹脂膜は、外部又は素子中に残留又は含有されている僅かな水分及び/又は有機成分によっても、カラーディスプレイの発光素子に悪影響を及ぼし、発光寿命の低下やダークスポットの原因となる。さらに、カラーフィルタ層及び/又は色変換層パターン形成されているため、3原色層の段差パターンの際などに微小突起もあり、樹脂膜の表面全体として凹凸が存在しているので、電極膜欠陥断線が生じ、ディスプレイ素子として機能しなくなるという問題もあった。
カラーディスプレイ、色変換方式カラーディスプレイに用いるフィルタ基板には、水分及び/又は有機成分の透過が少なく、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高く、しかも、製造が容易で低コストであることが求められている。

0004

先行技術)従来、ディスプレイ素子は、蛍光体層を水分などから遮蔽するために保護層(本発明のオーバコート層)を設けらることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、保護層としてイソシアネート硬化したウレタン樹脂を用いるもので、本発明の保護層(本発明のオーバコート層)材料とは異なっている。
また、蛍光体層を水分などから遮蔽するために保護層(本発明のオーバコート層)を設けらることが知られている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、保護層としてアクリル樹脂などの熱又は紫外線硬化樹脂を用いるもので、本発明の保護層(本発明のオーバコート層)材料とは異なっている。
さらに、蛍光体層を水分などから遮蔽するためにバリア層を設けることが知られており、該バリア層の膜厚を限定したもの(例えば、特許文献3参照。)、及び該バリア層に組成を限定した酸化窒化ケイ素を用いるもの(例えば、特許文献4参照。)が知られている。しかしながら、いずれも保護層の材料については記載も示唆もされていない。
さらにまた、層の材料としては、本発明の保護層の材料と同等のものがが知られている(例えば、特許文献5参照。)。しかしながら、機能はガスバリア性であり、平坦化については記載も示唆もされていない。

0005

特開平11−219786号公報
特開平11−260562号公報
特開2002−117976号公報
特開2004−39468号公報
特開平08−295848号公報

発明が解決しようとする課題

0006

そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、及び第1透明無機薄膜層が順次積層して、前記第1透明無機薄膜層面のRa(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下とすることで、水分及び/又は有機成分の透過が少なく(ガスバリア性という)、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高く、しかも、製造が容易で低コストである、高精細な多色表示を可能とするカラーフィルタや色変換フィルタなどのフィルタ基板、及びこれを用いたディスプレイを提供することである。

課題を解決するための手段

0007

上記の課題を解決するために、
請求項1の発明に係わるフィルタ基板は、透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、及び第1透明無機薄膜層が順次積層されてなるフィルタ基板において、前記第1オーバーコート層の1部又は全部が、アミノアルキルジアルコキシシランアミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であり、前記第1透明無機薄膜層面のRa(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下であるように、したものである。
請求項2の発明に係わるフィルタ基板は、上記第1オーバーコート層と上記第1透明無機薄膜層との間に、第2オーバーコート層が挟持するように、したものである。
請求項3の発明に係わるフィルタ基板は、上記第1透明無機薄膜層の面上に、さらに第3オーバーコート層、第2透明無機薄膜層を順次形成させてなるように、したものである。
請求項4の発明に係わるフィルタ基板は、透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、第2オーバーコート層、及び第1透明無機薄膜層が順次積層されてなるフィルタ基板において、少なくとも第2オーバーコート層の1部又は全部が、アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であるように、したものである。
請求項5の発明に係わるフィルタ基板は、透明支持基板と、該透明支持基板に、所望の画素パターンに形成して配置されてなるパターン層、第1オーバーコート層、第1透明無機薄膜層、第3オーバーコート層、及び第2透明無機薄膜層が順次積層されてなるフィルタ基板において、少なくとも第3オーバーコート層の1部又は全部が、アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であるように、したものである。
請求項6の発明に係わるフィルタ基板は、上記第1透明無機薄膜層及び/又は第2透明無機薄膜層が、酸化珪素窒化珪素炭化珪素酸化アルミニウム酸化マグネシウム酸化インジウム、およびこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものであり、前記第1透明無機薄膜層及び/又は第2透明無機薄膜層がガス遮断性の層であるように、したものである。
請求項7の発明に係わるフィルタ基板は、上記透明支持基板が、線膨張係数が80ppm/K以下である透明樹脂でように、したものである。
請求項8の発明に係わるフィルタ基板は、上記パターン層が、透明な支持基板上に配置され着色された樹脂膜を所望のパターンに形成してなる単一または複数種類の着色されたパターン状のカラーフィルタ層からなり、一方、前記フィルタ基板がカラーフィルタ基板であるように、したものである。
請求項9の発明に係わるフィルタ基板は、上記パターン層が、透明な支持基板上に配置され着色された樹脂膜を所望のパターンに形成してなる単一または複数種類の着色されたパターン状のカラーフィルタ層と、該カラーフィルタ層上に形成された、蛍光材料を含む色変換層とからなる積層構造であり、前記フィルタ基板が色変換フィルタ基板であるように、したものである。
請求項10の発明に係わるカラーディスプレイは、請求項7に記載のカラーフィルタ基板上に、1個または複数個電気的に独立した領域に形成される透明電極層と、発光材料を含有する発光層と、第2の電極層とを少なくとも順次積層してなるように、したものである。
請求項11の発明に係わるカラーディスプレイは、請求項8に記載の色変換フィルタ基板上に、1個または複数個の電気的に独立した領域に形成される透明電極層と、発光材料を含有する発光層と、第2の電極層とを少なくとも順次積層してなるように、したものである。

発明の効果

0008

(発明のポイント)本発明者らは、ダークスポット等の欠陥点の発生、成長を抑制することができるカラーフィルタ方式や色変換方式に用いるフィルタ基板、及び該フィルタ基板を用いたカラーディスプレイについて、鋭意研究を進め、ダークスポット等の原因には、次の2点が考えられることに着目した。
点目は、カラーフィルタ層及び/又は蛍光変換層における染料又は顔料で着色された樹脂膜は、外部又は素子中に残留又は含有されている僅かな水分及び/又は有機成分によっても、カラーディスプレイの発光素子に悪影響を及ぼし、発光寿命の低下やダークスポットの原因となる。2点目は、カラーフィルタ層及び/又は色変換層はパターン形成されているため、3原色層の段差、パターンの際などに微小突起もあり、樹脂膜の表面全体として凹凸が存在しているので、電極膜に欠陥や断線が生じ、ディスプレイ素子として機能しなくなる。
このために、パターン層へ、電極の断線の低減を目的として、該パターン層を形成後の表面凹凸を平坦化させるように、オーバーコート層を設け、更に、ダークスポットの発生の抑制を目的として、オーバーコート層から発生する水分及び/又は有機成分を遮断するために、透明無機薄膜層を設けて、好ましくは、透明支持基板へ形成されて画素となるパターン層面へ、平坦化機能を有するオーバーコート層、ガスバリア性を有し、超平坦な透明無機薄膜層を順次形成することにより、課題を解決することができた。

0009

請求項1の発明によれば、水分及び/又は有機成分の透過が少なく、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高く、しかも、製造が容易で低コストであるフィルタ基板が提供される。
請求項2〜6の発明によれば、水分及び/又は有機成分の透過がより少なく、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線がより生じにくく、信頼性が高いフィルタ基板が提供される。
請求項7の発明によれば、特に高精細なパターン層13を形成する際に必要な寸法安定精度の良くできるフィルタ基板が提供される。
請求項8の発明によれば、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高いカラーフィルタ用のフィルタ基板が提供される。
請求項9の発明によれば、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高い色変換フィルタ用のフィルタ基板が提供される。
請求項10の発明によれば、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高いカラーフィルタ基板を用いたカラーディスプレイが提供される。
請求項11の発明によれば、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性が高い色変換フィルタ基板を用いたカラーディスプレイが提供される。

発明を実施するための最良の形態

0010

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図1は、本発明の1実施例を示すフィルタ基板の断面図である。
図2は、本発明の1実施例を示すフィルタ基板の断面図である。
図3は、本発明の1実施例を示すフィルタ基板の断面図である。。

0011

(物の発明)本発明のフィルタ基板は、図1に示すように、透明支持基板11と、該基板上に配置された所望のパターンに形成された、画素となるパターン層13と、該パターン層よりも上層に配置された第1オーバーコート層15と、該第1オーバーコート層15上に配置された第1透明無機薄膜層17の構成である。即ち、透明支持基板11/パターン層13/第1オーバコート層15/第1無機薄膜層17の層構成である。
本発明では、パターン層13面へ、平坦化機能を有する第1オーバーコート層15を設けた後に、第1透明無機薄膜層17を設けることにより、第1透明無機薄膜層17面の表面粗さRa(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下とすることができ、その結果として、水分及び/又は有機成分を遮断するガスバリア性が著しく向上させることができ、ダークスポットの発生を防ぐことができる。
第1オーバーコート層15(平坦化層)を設けないで、第1透明無機薄膜層17を形成しても、第1透明無機薄膜層17層の表面は凹凸が発生し、ガスバリア性に劣る。さらに、第1透明無機薄膜層17層の表面が平坦でないと、突起がその層上に形成される電極層にも悪影響を及ぼし、即ち、第1透明無機薄膜層17の突起部分には電界集中により過電流が発生し、ショートを引き起こし、ダークスポットが発生するが、第1透明無機薄膜層17層に、第1オーバーコート層15(平坦化層)を設けることにより、ダークスポットの発生を防ぐことができるのである。

0012

第1オーバーコート層15(平坦化層)の一部または全部の材料が、好ましくは、アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、及びこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものを少なくとも原料とし、該原料の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物であり、これにより第1オーバーコート層15(平坦化層)層上の第1透明無機薄膜層17層面の表面粗さRa(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下とすることができ、ガスバリア性に優れ、かつダークスポット等の欠陥の発生を著しく低下させることができた。

0013

さらに、好ましくは、図2(A)に示すように、画素となるパターン層13と第1オーバーコート層15との間に、第2オーバーコート層25を挟持させて、透明支持基板11/パターン層13/第2オーバコート層25/第1オーバコート層15/第1無機薄膜層17/とすると、より平坦化することができて、ダークスポット等の欠陥の発生抑制に効果的になる。
さらにまた、図2(B)に示すように、透明支持基板11/パターン層13/第1オーバコート層15/第1無機薄膜層17/第3オーバコート層35/第2無機薄膜層27とすると、より平坦化することができて、ダークスポット等の欠陥のより発生抑制し、ガスバリア性も向上する。
さらにまた、表裏面の応力対称になるように、同一又は同一に近似する層構成とするのが好ましく、図3に示すように、応力緩和層21/透明支持基板11/パターン層13/第1オーバコート層15/第1無機薄膜層17とすると、片側だけ膜を形成した際に発生する応力を相殺或いは緩和して、加熱を含む後加工工程での歪み、反り(湾曲カールともいう)などを防止することができるので、直角精度、寸法精度、部分場所における寸法精度が向上されることができる。

0014

(透明支持基板)本発明の透明支持基板11は、特に高精細なパターン層13を形成する際に必要な寸法安定精度の良いものが必要である。それは線膨張係数を指標とし、その値が1ppm〜100ppm/K以下程度、好ましくは、1ppm〜80ppm/K以下である。
透明支持基板11の材料としては、ガラス、透明樹脂フィルム等が挙げられる。支持基板を構成する一部又は全部の層に透明ガラス基板又は既加工透明ガラス基板が使用される場合には、アルカリガラス無アルカリガラスの両方が使用可能である。不純物が問題とされる場合には、無アルカリガラス、例えば、パイレックス登録商標)ガラスが好ましい。既加工ガラスとは、透明ガラス基板に塗布加工、或いは段差加工を施したもの等が挙げられる。ガラスの膜厚は30μm〜2mmが好ましく、フレキシブル基板として使用する場合には、30μm〜60μmが好ましく、リジッドな基板として使用する場合には60μm〜2mmが好ましい。

0015

透明樹脂フィルムの例として、ポリメタアリレート(PAR)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、環状ポリオレフィン共重合体であるポリノルボルネン環状ポリオレフィン樹脂ポリシクロヘキセンポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリシロキサン系、エチレン−四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、三フッ化塩化エチレン(PFA)、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(FEP)、フッ化ビニリデンPVDF)、フッ化ビニル(PVF)、パーフルオロエチレンパーフロロプロピレン−パーフロロビニルエーテル共重合体(EPA)等のフッ素系樹脂等を挙げることができる。また、透明樹脂フィルムの材料としては、樹脂を主体とするものでもよく、例えば、ポリエポキシド含浸ガラスクロスのような、強化材樹脂含浸したものも含む。

0016

(第1透明無機薄膜層)第1透明無機薄膜層17を設ける目的は、水蒸気の透過や酸素の透過を遮断する機能に加え、その上に形成される透明導電層との積層体の応力による膜剥がれを防止させるために、第1オーバーコート層15との間に挟持させ強固に密着させるための層である。また第3オーバーコート層35を上層に形成する場合には、それとの密着性を向上させるための層でもある。第1透明無機薄膜層17としては、ガスバリア性を有するもの、例えば酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化インジウム、酸化カルシウム酸化ジルコニウム酸化チタン酸化ホウ素酸化亜鉛酸化セリウム酸化ハフニウム酸化バリウム等の酸化物;窒化珪素、窒化アルミニウム窒化ホウ素窒化マグネシウム等の窒化物;炭化珪素等の炭化物硫化物等が適用できる。
また、それらから選ばれた二種以上の複合体である、酸化窒化物や、さらに炭素を含有してなる酸化炭化物層無機窒化炭化物層、無機酸化窒化炭化物等も適用できる。
即ち、無機酸化物(MOx)、無機窒化物(MNy)、無機炭化物(MCz)、無機酸化炭化物(MOxCz)、無機窒化炭化物(MNyCz)、無機酸化窒化物(MOxNy)、無機酸化窒化炭化物(MOxNyCz)で、好ましいMは、Si、Al、Tiなどの金属元素である。

0017

第透明無機薄膜層17は、真空蒸着法スパッタリング法イオンプレーティング法等の方法や、熱CVD法プラズマCVD法を適用して形成される。これらの方法は、基材下地のオーバーコート層15や透明無機薄膜層17の種類、成膜材料の種類、成膜のし易さ、工程効率等を考慮して選択される。
第1透明無機薄膜層17は、その厚さは、10〜500nmが望ましい。10nm未満では、ディスプレイ用基板としてのガス遮断性が十分でなく、500nmを超えると、それ自身の応力が大きくなり、フレキシビリティが損なわれる。また異常粒成長から突起が形成されRmaxが増加する傾向があるので好ましくない。

0018

(第1オーバーコート層)第1オーバーコート層15は、基板上に配置された所望のパターンに形成された、画素となるパターン層上に形成され、表面のRaおよびRmaxを低下させるための層である。オーバーコート層は、機能的にみると平坦化機能であり、パターン層による段差を埋める機能を有する。また、その材料の一部または全部がアミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、およびこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものであり、オーバーコート層の一部または全部が前記複合体の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物(以降、アミノアルキルジアルコキシシラン等の加水分解生成物呼称する)であれば、樹脂及び無機化合物との親和性、濡れ性がよいため、孔、凹部、及びクラック割れ)などの欠陥を埋め、覆い、塞ぐことができる。またレベリング性がよいために、欠陥を埋めて覆い、乾燥後の表面は平滑となる。この親和性とレベリング性の相乗効果超平坦化機能を発揮する。
なお、通常、オーバーコート層とは最表面の層を指すが、本明細書ではオーバーコート層の面にさらに層を積層する場合もあるので、層間にある層も含める。

0019

測定値では、Ra(平均粗さ)が5nm以下、かつRmax(最大粗さ)が80nm以下の範囲に平坦化される。中心線平均粗さRaの下限は特にないが、実用上、0.01nm以上である。このためにダークスポット等欠陥を著しく減少できるのである。
従来、透明支持基材11、あるいは透明電極を研摩し、平滑性を向上させておく方法もあるが、本発明によればこれら工程を解消することができる。
オーバーコート層15の形成には、たとえば、乾式法スパッタ法イオンプレティング法、CVD法等)、あるいは湿式法スピンコート法、ロールコート法キャスト法)等の公知の方法により形成することができる。

0020

特開平7−3206号公報や特開平7−18221号公報には上記アルコキシシラン化合物を用いたことが記載されている。しかしながら、それはガス遮断性機能を付与するものとして、任意のプラスチックフィルムの上に塗布し、ガス遮断性を与えるものであり、本発明におけるカラーフィルタの平坦性を向上させるためのオーバーコート層15とは目的が異なる。
また、特許第3438266号、第3438267号に記載されているようなゾルゲルコート剤を用いても、不十分な平坦性しか得られない。本発明者らは、アミノアルキルジアルコキシシラン、もしくはアミノアルキルトリアルコキシシラン等を含有させた場合にのみ、十分な平坦性が得られることを見出した。

0021

(第2透明無機薄膜層)第2透明無機薄膜層27は、水蒸気や酸素などの透過を遮断性するための機能に加え、平坦性をより改善させる効果をもたらす。
第2透明無機薄膜層27としては、第1透明無機薄膜層17に使用する材料と同等のものが好ましい。例えば酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化インジウム等およびそれらから選ばれた二種以上の複合体を挙げることができる。なかでも、酸化珪素からなる膜は、透明性の高いガス遮断性性を発揮し、一方、窒化珪素はさらに高いガス遮断性を発揮するので好ましく用いられる。特に好ましくは、酸化珪素と窒化珪素の複合体が好ましく、酸化珪素の含有量が多いと透明性が増し、窒化珪素の含有量が多いとガス遮断性が増大する。
その厚さは、10nm以上500nm以下が望ましい。10nm未満では、ディスプレイ用基板としてのガス遮断性が十分でなく、500nmを超えると層のフレキシビリティが損なわれる。また異常粒成長から突起が形成されRmaxが増加するおそれがある。

0022

(第2、第3オーバーコート層)第2オーバーコート層25、第3オーバーコート層35、第nオーバーコート層としては、第1オーバーコート層15と同等のものが適用できるが、これに限定されることはない。
但し、請求項4及び5で、指定されるオーバーコート層については、その材料の一部または全部がアミノアルキルジアルコキシシラン等の加水分解生成物(アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、およびこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものであり、オーバーコート層の一部または全部が前記複合体の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物)とするのは言うまでもない。
オーバーコート層の他の材料としては、変性ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする材料が適用でき、好ましくは、構造中に珪素原子を有する変性ポリビニルアルコール系樹脂であり、これらの1又は複数を主成分とする。構造中に珪素原子を有する変性ポリビニルアルコール系樹脂としては、分子内に珪素原子を含むものであれば、いずれのものでも使用することができる。特に、分子内に含有する珪素原子がアルコキシル基アシロキシル基あるいはこれらの加水分解物シラノール基又はその塩等の反応性置換基を有するものを使用することが、基材やガスバリア膜との密着性の点で好ましい。

0023

構造中に珪素原子を有する変性ポリビニルアルコール系樹脂としては、種々の方法で製造することができ、具体的には、ポリビニルアルコール、あるいは、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物等のポリビニルアルコール系樹脂、あるいはその変性物に、シリル化剤を用いて後変性により珪素原子を導入する方法により製造することができる。
ポリビニルアルコールとしては、ポリ酢酸ビニルアセチル基ケン化度が98モル%以上のケン化したポリビニルアルコールを使用することができる。
また、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物としては、酢酸ビニル含有率が79〜92モル%のエチレン−酢酸ビニル共重合体、アセチル基をほぼ完全ケン化したエチレン含有率25〜50%のエチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物を使用することができる。

0024

このように、オーバコート層及び透明無機薄膜層を、1〜n回繰返しを行うことで、平坦性が高まり、さらにガスバリア性が向上する。下地の膜(層)に局所的な欠陥があったとしても、オーバーコート層を介することにより、膜は非連続的に成長するため、欠陥の連続性はなくなる。そのため、バリア性の劣化や異常突起の存在が抑えられる。仮に、万が一欠陥があっても、該欠陥が同じ箇所で重なって発生する確率は極めて低くできる。透明無機化合物の層上に、平坦化層(オーバーコート層)及び透明無機薄膜層の順に1回乃至5回くり返し積層されることが、高度な水蒸気遮断性酸素遮断性を付与するために望ましい。また、応力を相殺するようにコート条件を制御することで、歪み・反りなどを防止することもできる。

0025

層構成としては、例えば、基板11/パターン層13/第1オーバコート層15/第1無機薄膜層17、基板11/パターン層13/第1オーバコート層15/第1無機薄膜層17/第3オーバーコート層35/第2無機薄膜層27、基板11/パターン層13/第1オーバコート層15/第1無機薄膜層17/第3オーバーコート層35/第2無機薄膜層27/第4オーバーコート層/第3無機薄膜層、基板11/パターン層13/第1オーバコート層15/第1無機薄膜層17/第3オーバーコート層35/第2無機薄膜層27/第4オーバーコート層/第3無機薄膜層/第nオーバーコート層/第n無機薄膜層、基板11/パターン層13/第1オーバーコート層15/第2オーバコート層25/第1無機薄膜層17、基板11/パターン層13/第1オーバーコート層15/第2オーバコート層25/第1無機薄膜層17/第3オーバーコート層35/第2無機薄膜層27、などとなるが、これに限定されるものではなく、オーバコート層/無機薄膜層の、少なくとも1組を含んでいればよい。

0026

また、オーバーコート層が複数層ある場合に、オーバーコート層の材料として、その一部または全部がアミノアルキルジアルコキシシラン等の加水分解生成物(アミノアルキルジアルコキシシラン、アミノアルキルトリアルコキシシラン、およびこれらの化合物を主成分とした複合体から選ばれたものであり、オーバーコート層の一部または全部が前記複合体の加水分解を主とする化学反応により得られた反応生成物)を、好ましく用いる層は、以下のようである。
第1オーバーコート層15及び第2オーバーコート層25を含む層構成からなる場合には、第1オーバーコート層15及び第2オーバーコート層25の全2層が最も好ましく、次に第2オーバーコート層25の1層が好ましく、次に第1オーバーコート層15の1層である。
第1オーバーコート層15及び第n(3以上)を含む層構成からなる場合には、第1オーバーコート層15乃至第nオーバーコート層の全オーバーコート層が最も好ましく、次に第nオーバーコート層の1層が好ましく、次に第(n−1)オーバーコート層の1層、次に第(n−2)オーバーコート層の1層の順である。
即ち、オーバーコート層が複数層ある場合の、オーバーコート層の材料としては、基板11から最も離れたオーバーコート層を、アミノアルキルジアルコキシシラン等の加水分解生成物とすればよい。もちろん、基板11から離れた順に複数のオーバーコート層を、アミノアルキルジアルコキシシラン等の加水分解生成物とすればより好ましく、全オーバーコート層をアミノアルキルジアルコキシシラン等の加水分解生成物とすれば前述のように最も好ましい。
この場合、アミノアルキルジアルコキシシラン等の加水分解生成物を用いるオーバーコート層以外の、オーバーコート層の材料としては、変性ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする材料が適用できる。
このようにすることで、ガスバリア性がより効率的に働くので、水分及び/又は有機成分の透過が少なく、耐環境性に優れ、ディスプレイの発光素子に悪影響を与えず、発光寿命の低下やダークスポットの発生や成長が少なく、さらに、電極の断線が生じにくく、信頼性を高くすることができる。

0027

(対称の層構成)透明支持基材11に透明樹脂フィルムや薄膜ガラス等を使用した際には、表裏面の応力が対称になるように、同一又は同一に近似する層構成とするのが好ましい。図3に示すように、反対側にも、オーバーコート層や透明無機薄膜層などの層(応力緩和層21)を形成することにより、片側だけ膜を形成した際に発生する応力を相殺或いは緩和して、加熱を含む後加工工程での歪み、反り(湾曲、カールともいう)などを防止することができるので、直角精度、寸法精度、部分場所における寸法精度が向上されることができる。また、例えば、電極形成などの後工程にて、必要とされるパターニング時のアライメント取りの不具合が解消される。さらに、フレキシブル性偏りがなくなり、利用上の不具合がなくなる。

0028

さらにまた、同時に、支持基材の反対面から発生する脱ガスを防止することができるため、緻密、均一厚さな良質な透明ガス遮断性フィルムを安定して形成することができる。反対側にも透明無機化合物の層を形成する際に、応力相殺或いは緩和のために、形成する層の厚み、使用する無機材料、層構成等を考慮することが、さらに好ましい。
反対側に形成する応力緩和層21としては、特に限定されることはないが、透明無機薄膜層やオーバーコート層などの材料が好ましく用いることができる。
透明無機薄膜層に用いる材料は、酸化珪素、窒化珪素およびその複合体に限らず、酸化アルミや酸化インジウム等の任意の透明無機化合物で良いが、前記したようになかでも酸化珪素、窒化珪素およびその複合体が望ましい。オーバーコート層に用いる材料は、前述のオーバーコート層と同様なものが適用できる。

0029

(パターン層)パターン層13は、透明支持基板11層上に配置された樹脂膜を、所望のパターンに形成してなる単一または複数種類のカラーフィルタ層、或いはこのようなカラーフィルタ層と色変換層の積層体である。
なお、パターン層13を構成する複数パターンには、カラーフィルタ層、及びカラーフィルタ層と色変換層の層、からなるパターンが混在していてもよい。

0030

(カラーフィルタ層)本発明のフィルタ基板10におけるカラーフィルタ層は、好ましくは1種または複数種がパターン状に形成され、画素となる。例えば、赤色カラーフィルタ層緑色カラーフィルタ層青色カラーフィルタ層と、各カラーフィルタ層(画素)の間にクロム酸化クロムの2層からなるブラックマトリクス層(図示していない)が形成されていてもよい。

0031

(色変換層)色変換層は、有機蛍光色素マトリクス樹脂からなる。
(有機蛍光色素)色変換層に含まれる有機蛍光色素は、発光体から発せられる近紫外領域ないし可視領域の光、特に青色ないし青緑色領域の光を吸収して異なる波長可視光蛍光として発光する。好ましくは、少なくとも赤色領域の蛍光を発する蛍光色素の1種類以上を用い、さらに緑色領域の蛍光を発する蛍光色素の1種類以上と組み合わせてもよい。
すなわち、光源として青色ないし青緑色領域の光を発光する有機EL発光素子を用いる場合、該素子からの光を単なる赤色フィルタ層に通して赤色領域の光を得ようとすると、元々赤色領域の波長の光が少ないために極めて暗い出力光になってしまう。したがって、該素子からの青色ないし青緑色領域の光を、蛍光色素によって赤色領域の光に変換することにより、十分な強度を有する赤色領域の光の出力が可能となる。

0032

一方、緑色領域の光は、赤色領域の光と同様に、該素子からの光を別の有機蛍光色素によって緑色領域の光に変換させて出力してもよい。あるいはまた、該素子の発光が緑色領域の光を十分に含むならば、該素子からの光を単に緑色カラーフィルタ層を通して出力してもよい。さらに、青色領域の光に関しては、有機EL発光素子の光を蛍光色素を用いて変換させて出力させてもよいが、しかしより好ましくは有機EL発光素子の光を単なる青色カラーフィルタ層に通して出力させる。

0033

有機EL発光素子から発する青色から青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、例えばローダミンBローダミン6Gローダミン3B、ローダミン101、ローダミン110、スルホローダミンベーシックバイオレット11、ベーシックレッド2などのローダミン系色素シアニン系色素、1−エチル−2−[4−(p−ジメチルアミノフェニル)−1,3−ブタジエニル〕−ピリジニウムパークロレート(ピリジン1)などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素などが挙げられる。さらに、各種染料(直接染料酸性染料塩基性染料分散染料など)も蛍光性があれば使用することができる。

0034

発光体から発する青色ないし青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、例えば3−(2'−ベンゾチアゾリル)−7−ジエチルアミノクマリン(クマリン6)、3−(2'−ベンゾイミダゾリル)−7−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン7)、3−(2'−N−メチルベンゾイミダゾリル)−7−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン30)、2,3,5,6−1H,4H−テトラヒドロ−8−トリフルオロメチルキノリジン(9,9a,1−gh)クマリン(クマリン153)などのクマリン系色素、あるいはクマリン色素系染料であるベーシックイエロー51、さらにはソルベントイエロー11、ソルベントイエロー116などのナフタルイミド系色素などが挙げられる。さらに、各種染料(直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など)も蛍光性があれば使用することができる。

0035

有機蛍光顔料)なお、本発明に用いる有機蛍光色素を、ポリメタクリル酸エステルポリ塩化ビニル塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂アルキッド樹脂芳香族スルホンアミド樹脂ユリア樹脂メラミン樹脂ベンゾグアナミン樹脂およびこれらの樹脂混合物などに予め練り込んで顔料化して、有機蛍光顔料としてもよい。また、これらの有機蛍光色素や有機蛍光顔料(本明細書では、前記2つを合わせて有機蛍光色素と総称する)は単独で用いてもよく、蛍光の色相を調整するために2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に用いる有機蛍光色素は、色変換層に対して、該色変換層の重量を基準として0.01〜5重量%、より好ましくは0.1〜2重量%含有される。もし有機蛍光色素の含有量が0.01重量%未満ならば、十分な波長変換を行うことができず、あるいは含有量が5%を越えるならば、濃度消光等の効果により色変換効率の低下をもたらす。

0036

(マトリクス樹脂)次に、本発明において色変換層に用いられるマトリクス樹脂は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂レジスト)を、光及び/又は熱処理して、ラジカル種またはイオン種を発生させて重合または架橋させ、不溶不融化させたものである。また、色変換層のパターニングを行うために、該光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、未露光の状態において有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが望ましい。
具体的には、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、(1)アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤とからなる組成物、(2)ボリビニルケイ皮酸エステル増感剤とからなる組成物、(3)鎖状または環状オレフィンビスアジドとからなる組成物、および(4)エポキシ基を有するモノマー酸発生剤とからなる組成物などを含む。特に(1)のアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと光または熱重合開始剤とからなる組成物が、高精細なパターニングが可能であること、および耐溶剤性耐熱性等の信頼性が高いことから好ましい。前述したように、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂に光および/または熱を作用させて、マトリクス樹脂を形成する。

0037

本発明で用いることができる光重合開始剤、増感剤および酸発生剤は、含まれる蛍光変換色素が吸収しない波長の光によって重合を開始させるものであることが好ましい。本発明のフィルタ基板の色変換層において、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂中の樹脂自身が光または熱により重合することが可能である場合には、光重合開始剤および熱重合開始剤を添加しないことも可能である。

0038

マトリクス樹脂は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂および有機蛍光色素を含有する溶液または分散液を、支持基板11上に塗布して樹脂の層を形成し、そして所望される部分の光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を露光することにより重合させて形成される。所望される部分に露光を行って光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を不溶化させた後に、パターニングを行う。該パターニングは、未露光部分の樹脂を溶解または分散させる有機溶媒またはアルカリ溶液を用いて除去するなどの、慣用の方法によって実施することができる。

0039

以下、実施例及び比較例により、本発明を更に詳細に説明するが、これに限定されるものではない。

0040

(1)青色カラーフィルタ層の形成
透明支持基板11として、線膨張係数60ppm/K、全光線透過率86%、厚み200μmのシート状(30cm×21cm)の(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いた。該(メタ)アクリル系樹脂フィルムは、含脂環骨格ビス(メタ)アクリレート94重量部と含脂環骨格ビス(モノ)アクリレート6重量部からなる樹脂組成物を用いてフィルム化したものである。
前記(メタ)アクリル系樹脂フィルム上に、青色フィルタ材料(カラーモザイクCB−7001:商品名、富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製)を、スピンコート法を用いて塗布した。その塗膜を、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、線幅0.1mm、ピッチ周期)0.33mm、膜厚6μmのストライプパターンを有する青色カラーフィルタ層を形成した。
(2)緑色変換層の形成
蛍光色素としてクマリン6(0.7重量部)を、溶媒としてのプロピレングリコールモノエチルアセテート(PEGMA)120重量部中へ溶解させた。得られた溶液に対して、光重合性樹脂としての「V259PA/P5」(商品名、新日鐵化成工業株式会社製)100重量部を加えて溶解させて塗布溶液を得た。
前記工程で得られた青色カラーフィルタ層が形成されている透明支持基板上に、上記のように調製した塗布溶液をスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、線幅0.1mm、ピッチ(周期)0.33mm、膜厚10μmのストライプパターンを有する緑色変換層を形成した。
(3)赤色変換層の形成
蛍光色素として、クマリン6(0.6重量部)、ローダミン6G(0.3重量部)、ベーシックバイオレット11(0.3重量部)を、溶媒としてのプロピレングリコールモノエチルアセテート(PEGMA)120重量部中へ溶解させた。該溶液に対して、光重合性樹脂の「V259PA/P5」(商品名、新日鐵化成工業株式会社製)100重量部を加えて溶解させて、塗布溶液を得た。
青色カラーフィルタ層および緑色変換層を形成した透明支持基板上に、上記のように調製した塗布溶液をスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、線幅0.1mm、ピッチ(周期)0.33mm、膜厚10μmのストライプパターンを有する赤色変換層を形成した。
上記のように形成された赤色変換層、緑色変換層および青色カラーフィルタ層のライン状パターンは、それぞれの間の間隙幅を0.01mmとして平行に配置され、各色変換層を形成している。
なお、赤色変換層、緑色変換層及び青色カラーフィルタ層がパターン層13に相当する。
(4)第1オーバーコート層15の形成
前記工程で形成された色変換層の上に、アミノ基含有アルコキシシラン化合物として1−エチルイミノプロピルトリメトキシシランをスピンコート法にて塗布し、160℃で1時間加熱することにより、平坦化層を形成することによりオーバーコート層を形成した。オーバーコート層は、各色変換層上において8μmの膜厚を有した。
(5)第1透明無機薄膜層17の形成
前記工程で得られた第1オーバーコート層15を設けた基板を、マグネトロンスパッタリング装置チャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜し、第1透明無機薄膜層17を形成して、実施例1のフィルタ基板を得た。
・成膜条件;成膜圧力:2.5×10- 1 Pa、アルゴンガス流量:20sccm、窒素ガス流量:9sccm、周波数:13.56MHz、電力:1.2kW

0041

透明支持基板11として、6インチ四方角、厚み0.7mm、全光線透過率が87%のガラス板を用いた以外は実施例1と同様にして、透明支持基板をガラスに変更した場合の実施例である実施例2のフィルタ基板を得た。

0042

第1オーバーコート層15を形成した後に、第2オーバーコート層25をさらにその上に形成する以外は実施例1と同様にして、実施例3のフィルタ基板を得た。第2オーバーコート層25のコート条件は第1オーバーコート層15の条件に準じた。

0043

第1透明無機薄膜層17の上に、第3オーバーコート層35、第2透明無機薄膜層27を順次形成する以外は実施例2と同様にして、実施例4のフィルタ基板を得た。第2透明無機薄膜層27の成膜条件は第1透明無機薄膜層17の条件に、第3オーバーコート層35は第1オーバーコート層15のコート条件に準じた。

0044

透明支持基板11のパターン層13(赤色変換層、緑色変換層及び青色カラーフィルタ層)が形成される面の反対側(裏面)に、応力を緩和し、且つ脱ガスを防止する応力緩和層21として、酸化窒化珪素の膜を100nm形成する以外は実施例1と同様にして、実施例5のフィルタ基板を得た。応力緩和層21の成膜条件は第1透明無機薄膜層17の成膜条件に準じた。

0045

実施例1のフィルタ基板(色変換フィルタ基板)の上に、スパッタ法により透明電極(インジウム亜鉛酸化物)を全面成膜した。このインジウム亜鉛酸化物上に、レジスト剤「OFRP−800」(商品名、東京応化社製)を塗布した後、フォトリソグラフ法にてパターニングを行い、それぞれの色の蛍光変換層に相当する位置に、幅0.094mm、間隙0.016mm、および膜厚100nmのストライプパターンを有する透明電極層を形成した。
透明電極層を形成した色変換フィルタ基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層正孔輸送層有機発光層電子注入層を、真空を破らずに順次全面成膜した。成膜に際して、真空槽内圧を1×10−4Paまで減圧した。正孔注入層として、銅フタロシアニン(CuPc)を膜厚が100nmとなるように積層した。正孔輸送層として、4,4'−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノビフェニル(α−NPD)を膜厚が20nmとなるように積層した。有機発光層として、4,4'−ビス(2,2'−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)を膜厚が30nmとなるように積層した。電子注入層として、アルミニウムキレートトリス(8−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体、Alq)を膜厚が20nmとなるように積層した。
次に、真空を破ることなしに、陽極(透明電極層)のストライプパターンと直交する幅0.30mm、間隔0.03mmのパターンが得られるマスクを用いて、厚さ200nmのMg/Ag(質量比10/1)層からなる陰極を形成した。こうして得られた有機EL発光素子をグローブボックス乾燥窒素雰囲気下(酸素および水分濃度ともに10ppm以下)において、封止ガラスUV硬化接着剤を用いて封止して、
実施例1のフィルタ基板(第1無機薄膜層面)/透明電極層/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層/陰極の6層構成となる、実施例6の有機ELカラーディスプレイを得た。

0046

実施例2のフィルタ基板を用いる以外は、実施例6と同様にして、実施例7の有機ELカラーディスプレイを得た。

0047

実施例3のフィルタ基板を用いる以外は、実施例6と同様にして、実施例8の有機ELカラーディスプレイを得た。

0048

実施例4のフィルタ基板を用いる以外は、実施例6と同様にして、実施例9の有機ELカラーディスプレイを得た。

0049

実施例5のフィルタ基板を用いる以外は、実施例6と同様にして、実施例10の有機ELカラーディスプレイを得た。

0050

(比較例1)第1オーバーコート層15として、テトラエチルオルソシリケート主剤としたコ−ティング剤を用い、スピンコ−ト法により塗布し、ホットプレ−トで120℃で2分間、次いで乾燥機で160℃で1時間乾燥させ、膜厚約8μmの第1オーバーコート層15とする以外は、実施例1と同様にして、比較例1のフィルタ基板(色変換フィルタ基板)を得た。

0051

(比較例2)
第1オーバーコート層15として、テトラエチルオルソシリケートを主剤としたコ−ティング剤を用い、スピンコ−ト法により塗布し、ホットプレ−トで120℃で2分間、次いで乾燥機で160℃で1時間乾燥させ、膜厚約8μmのオーバーコート層とする以外は、実施例2と同様にして、比較例2のフィルタ基板(色変換フィルタ基板)を得た。

0052

(比較例3)
第1オーバーコート層15(平坦化層)を形成しないこと以外は、実施例2と同様にして、比較例3のフィルタ基板(色変換フィルタ基板)を得た。

0053

(比較例4)比較例1のフィルタ基板を用いる以外は、実施例6と同様にして、比較例4の有機ELカラーディスプレイを得た。

0054

(比較例5)比較例2のフィルタ基板を用いる以外は、実施例6と同様にして、比較例5の有機ELカラーディスプレイを得た。

0055

(比較例6)比較例3のフィルタ基板を用いる以外は、実施例6と同様にして、比較例6の有機ELカラーディスプレイを得た。

0056

(評価)実施例6〜10、比較例4〜6の有機ELカラーディスプレイについて、100時間の連続駆動を行った後に、カラーディスプレイパネル内の単位面積あたりのダークスポット数を、10倍の光学顕微鏡を用いて目視計測した。計測結果を表1に示す。
なお、Ra(中心線平均粗さ)、及びRmax(最大粗さ)は、原子間力顕微鏡セイコー製ナノクス)を用い、20μmの範囲にて、中心線平均粗さRa、及び最大粗さ(Rmax)を求めた。

0057

0058

(評価結果)実施例6、10では、いずれのRaも5nm以下、かつRmaxが80nm以下で、ダークスポット数は39個/cm2以下で、カラーディスプレイとして問題ないものであった。
特に、実施例7〜9では、いずれのRaも0.6nm以下、かつRmaxが50nm以下と超平坦化されており、ダークスポット数も8個/cm2以下で、カラーディスプレイとして優れていた。よって、実施例1〜5のディスプレイ基板も問題ないものであった。
比較例4〜5では、Raは5nm以下であったが、Rmaxはそれぞれ216nm、184nmと大きく、ダークスポット数もそれぞれ194個、156個/cm2とおおく、カラーディスプレイとして実用に耐えないものであった。
比較例6では、Raは5nm以下であったが、Rmaxは346nmと大きく、電極線が断線したために、パネル自身が発光せず、全く表示ができなかった。

図面の簡単な説明

0059

本発明の1実施例を示すフィルタ基板の断面図である。
本発明の1実施例を示すフィルタ基板の断面図である。
本発明の1実施例を示すフィルタ基板の断面図である。

符号の説明

0060

10:フィルタ基板
11:透明支持基板
13:パターン層
15:第1オーバコート層
17:第1無機薄膜層
25:第2オーバコート層
27:第2無機薄膜層
35:第3オーバコート層
21:応力緩和層

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