JP2006216466A - 有機ｅｌディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 「有効開口部」の開口率が大きく、外光入射時のコントラスト比の低下が発生しない有機ＥＬディスプレイパネルの簡便な製造方法の提供。
【解決手段】 透明基板を準備する工程と、透明基板上にブラックマトリクスを形成する工程と、ブラックマトリクスの間隙に複数種の色変換フィルタ層を形成する工程と、複数種の色変換フィルタ層上に複数の部分からなる透明電極を形成する工程と、透明電極を覆うようにポジ型フォトレジストを付着させる工程と、透明基板の側からポジ型フォトレジストを露光して、ブラックマトリクスに相当する位置に未露光部分を形成し、複数種の色変換フィルタ層に相当する位置に露光部分を形成する工程と、露光部分を除去する工程と、透明電極上に有機ＥＬ層を形成する工程と、有機ＥＬ層上に反射電極を形成する工程とを含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
【選択図】 図３

Description

本発明は有機ＥＬ（エレクトロルミネセント）ディスプレイパネルおよびその製造方法に関する。本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、パーソナルコンピューター、ワードプロセッサー、テレビ、オーディオ、ビデオ、カーナビゲーション、電話機、携帯端末ならびに商業用計測器等の表示などに使用することが可能である。

有機ＥＬディスプレイパネルの作製方式としては、電界をかけることにより赤・青・緑にそれぞれ発光する有機ＥＬ素子を配列する「３色発光方式」、および、有機ＥＬ素子の発する白色の発光を、カラーフィルタでカットし、赤・青・緑を表現する「カラーフィルタ方式」、さらに、有機ＥＬ素子の発する近紫外光、青色光、青緑色光または白色光を吸収し、波長分布変換を行って可視光域の光を発光する色変換色素を含む色変換層を用いる「色変換方式」が提案されている。

これらの方式の内、「カラーフィルタ方式」および「色変換方式」において用いられる複数の発光部を有する有機ＥＬ素子は、透明電極と、複数の開口部を有する絶縁膜と、該透明電極および該絶縁膜上に設けられる有機ＥＬ層と、有機ＥＬ層上に設けられる反射電極とを少なくとも含み、該絶縁膜の複数の開口部のそれぞれは透明電極上に設けられ、該開口部によって複数の発光部の位置が規定される。

一方、「カラーフィルタ方式」および「色変換方式」に用いられるフィルタから発せられる光の色純度の向上を目的として、隣接する各色のカラーフィルタ層および／または色変換層の間隙に遮光材としてのブラックマトリクスを形成し、ならびにカラーフィルタ層および／または色変換層の上面の平坦度を２．０μｍ以下にすることが提案されている（特許文献１参照）。このようなフィルタを用いた場合、複数の発光部を有する有機ＥＬ素子を発した光は、カラーフィルタおよび／または色変換層を通過し、最後にブラックマトリクスの開口部から外部へと放射される。

ディスプレイパネルの輝度は、開口部の明るさと開口率との積で決定される（ここで、開口率は、開口部の面積と、（開口部の面積＋遮光部（ブラックマトリクス）の面積）との比である）。したがって、開口率を大きくすると、同一の輝度を得るために必要な開口部の明るさを低く抑えることが可能となり、特に有機ＥＬディスプレイパネルの場合には、このことによって長寿命化を図ることが可能となる。

前述のような「カラーフィルタ方式」および「色変換方式」の有機ＥＬディスプレイパネルの場合、「有効開口部」およびその開口率は、ブラックマトリクスの開口部と、有機ＥＬ素子の絶縁膜の開口部とによって決定され、一般的には、絶縁膜は所定のフォトマスクを用いたフォトリソグラフ法によってブラックマトリクスの開口部に対して位置合わせを行いつつ形成される。

特開平１０−２４１８６０号公報

従来の方法において形成される絶縁膜の形状は、以下の４つの場合が想定される。
（１）絶縁膜の開口部をブラックマトリクスの開口部より広く形成する
（２）絶縁膜の開口部をブラックマトリクスの開口部と同一の形状で形成する
（３）絶縁膜の開口部をブラックマトリクスの開口部より狭く形成する
（４）ブラックマトリクスを用いずに、絶縁膜によって開口率を決定する

上記の（１）の場合、「有効開口部」の開口率は、ブラックマトリクスの開口部によって決定される。光出力側から見た場合に、絶縁膜の端部がブラックマトリクスに覆い隠されるため、外光が入射した際に光散乱が発生しにくく、高コントラスト比を達成する利点を有する。しかしながら、絶縁膜の形成時に、ブラックマトリクスに対するフォトマスクのアライニングのズレを見込んで絶縁膜の開口部寸法を設計する必要がある。また、絶縁膜開口部の周縁の有機ＥＬ層はブラックマトリクス上方に位置するために、外部に取り出せない発光が発生し、実質的な発光効率が低下するという問題点がある。

上記（２）の場合には、絶縁膜の形成時のブラックマトリクスに対するフォトマスクのアライニングのズレを０にできないため、そのズレの量に依存して「有効開口部」の開口率が変化する。これによって輝度ムラまたは色相ムラなどの表示品質の低下を招く恐れがある。

上記（３）の場合には、「有効開口部」の開口率は、絶縁膜の開口部によって決定される。この場合には、光出力側から見るとブラックマトリクス開口部の周縁において絶縁膜の端部が見える構造となり、外光入射時に絶縁膜端部における光散乱が発生し、コントラスト比の低下を招く恐れがある。

最後に、上記（４）の場合には、「有効開口部」の開口率は、絶縁膜の開口部によって決定される。

したがって、本発明の目的は、「有効開口部」の開口率が大きく、外光入射時のコントラスト比の低下が発生しない有機ＥＬディスプレイパネルの簡便な製造方法を提供することにある。

本発明の第１の実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルは、透明基板と、該透明基板上に形成された複数種の色変換フィルタ層と、該複数種の色変換フィルタ層の間隙に設けられるブラックマトリクスと、該複数種の色変換フィルタ層上に形成された複数の部分からなる透明電極と、該透明電極の複数の部分の間隙に設けられる絶縁膜と、該透明電極上に形成される有機ＥＬ層と、有機ＥＬ層上に形成される反射電極とを含む有機ＥＬディスプレイパネルであって、前記絶縁膜は、可視光全領域に感光性を有し、前記ブラックマトリクスの上方に配置され、および前記ブラックマトリクスと同一の寸法を有することを特徴とする。本実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルは、透明基板を準備する工程と；前記透明基板上にブラックマトリクスを形成する工程と；前記ブラックマトリクスの間隙に複数種の色変換フィルタ層を形成する工程と；前記複数種の色変換フィルタ層上に複数の部分からなる透明電極を形成する工程と；前記透明電極を覆うようにポジ型フォトレジストを付着させる工程と；前記透明基板の側から前記ポジ型フォトレジストを露光して、前記ブラックマトリクスに相当する位置に未露光部分を形成し、前記複数種の色変換フィルタ層に相当する位置に露光部分を形成する工程と；前記露光部分を除去する工程と；前記透明電極上に有機ＥＬ層を形成する工程と；前記有機ＥＬ層上に反射電極を形成する工程とを含むことを特徴とする方法によって製造することができる。

本発明の第２の実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルは、透明基板と、該透明基板上に形成された複数種の色変換フィルタ層と、該複数種の色変換フィルタ層の間隙に設けられる高透過率層と、該複数種の色変換フィルタ層上に形成された複数の部分からなる透明電極と、該透明電極の複数の部分の間隙に設けられる絶縁膜と、該透明電極上に形成される有機ＥＬ層と、有機ＥＬ層上に形成される反射電極とを含む有機ＥＬディスプレイパネルであって、前記絶縁膜は、前記高透過率層の上方に配置され、および前記高透過率層と同一の寸法を有することを特徴とする。本実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルは、透明基板を準備する工程と；前記透明基板上に複数種の色変換フィルタ層を形成する工程と；前記複数種の色変換フィルタ層の間隙に高透過率層を形成する工程と；前記複数種の色変換フィルタ層上に複数の部分からなる透明電極を形成する工程と；前記透明電極を覆うようにネガ型フォトレジストを付着させる工程と；前記透明基板の側から前記ネガ型フォトレジストを露光して、前記高透過率層に相当する位置に露光部分を形成し、前記複数種の色変換フィルタ層に相当する位置に未露光部分を形成する工程と；前記未露光部分を除去する工程と；前記透明電極上に有機ＥＬ層を形成する工程と；前記有機ＥＬ層上に反射電極を形成する工程とを含むことを特徴とする方法によって製造することができる。

以上の構成を採って、ブラックマトリクスまたは高透過率層に対するセルフアライメント的手法を用いて絶縁膜を形成することにより、フォトマスクのアライニングの必要性を排除し、「有効開口部」の開口率が大きく、外光入射時のコントラスト比の低下が発生せず、かつ高い色純度の光を放射することが可能な有機ＥＬディスプレイパネルを製造することが可能となる。「有効開口部」の開口率が大きいことによって、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、パネル全体としての発光効率が向上し、所定の輝度を得るために必要な電流密度を低下させ、それによって長期間にわたる安定的な駆動が可能となる。また、コントラスト比の低下がないので、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、高品位の表示が可能である。

図１は、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの第１の実施態様の構成例を示す図であり、図３は、その製造工程の主要部を説明する図である。図１の構成例において、透明基板１の上に、３種の色変換フィルタ層（赤色変換フィルタ層２、緑色変換フィルタ層３および青色変換フィルタ層４）と、隣接する色変換フィルタ層の間隙に設けられたブラックマトリクス５とを含み、色変換フィルタ層およびブラックマトリクス５を覆うように平坦化層７およびパッシベーション層８が設けられている。そして、パッシベーション層８の上に透明電極９、有機ＥＬ層１０、および反射電極１１が順次積層されており、複数の部分からなる透明電極９の間隙およびその端部に重なるように絶縁膜１２が設けられている。

透明基板１は可視光（波長４００〜７００ｎｍ）および絶縁膜１２のパターニングに用いられる光に対して透明であり、積層される層の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えるものであるべきであり、および寸法安定性に優れていることが好ましい。好ましい透明基板は、ガラス基板、およびポリオレフィン、アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレートを含む）、ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレートを含む）、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などの樹脂で形成された剛直性の樹脂基板を含む。あるいはまた、ポリオレフィン、アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレートを含む）、ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレートを含む）、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などから形成される可撓性フィルムを、基板として用いてもよい。ガラス、ならびにポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート等の樹脂を含む。ホウケイ酸ガラスまたは青板ガラス等が特に好ましいものである。

本発明の色変換フィルタ層２〜４は、色変換層、カラーフィルタ層または色変換層とカラーフィルタ層との積層体からなる群から選択される。本発明の色変換フィルタ層２〜４は、一般的に５〜１５μｍの膜厚を有することが望ましい。カラーフィルタ層は、入射光の一部を透過させて所望の色の出力光を得るための層である。カラーフィルタは、たとえば、液晶表示装置などに用いられる市販の液晶用カラーフィルタ材料（富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製カラーモザイクなど）を用いて形成することができる。色変換層は、マトリクス樹脂と、入射光を吸収して波長分布変換を行い、異なる波長の可視光を放射する色変換色素とを含む層である。色変換層は１種または複数種の色変換色素を含んでもよい。

本発明の有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、赤色変換フィルタ層２および緑色変換フィルタ層３は、色変換層を含むことが望ましく、より好ましくは、出力光の色純度を向上させるために、色変換層と、該色変換層の出力側に設けられるカラーフィルタ層との積層体から形成されることが望ましい。緑色変換フィルタ層３については、光源として用いる有機ＥＬ素子が充分な強度の緑色成分を含む場合には、カラーフィルタ層のみで構成されてもよい。青色変換フィルタ層３については、カラーフィルタ層のみで構成されることが一般的である。

光源から発せられる青色から青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の光を放射する赤色変換色素としては、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。

光源から発せられる青色ないし青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の光を放射する緑色変換色素としては、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−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−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。

あるいはまた、前述の色変換色素を樹脂中に練り込んで顔料化してもよい。用いることができる樹脂は、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を含む。

色変換層をフォトリソグラフィ法などによってパターニングする必要がある場合には、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂（レジスト）を用いて色変換層を形成してもよい。この場合、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂（レジスト）の硬化物がマトリクス樹脂として機能する。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ないし分散性であることが望ましい。

用いることができる光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂（レジスト）は、具体的には、（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）ボリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物、（３）鎖状または環状オレフィンとビスアジドとからなる組成物（ナイトレンが発生して、オレフィンを架橋させる）、および（４）エポキシ基を有するモノマーと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を用いることが好ましい。なぜなら、該組成物は高精細なパターニングが可能であり、および重合して硬化した後は耐溶剤性、耐熱性等の信頼性が高いからである。ここで、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。

あるいはまた、色変換色素およびマトリクス樹脂を含む溶液を調製し、該溶液をスクリーン印刷し、そして乾燥させることによって色変換層を形成してもよい。この場合には、マトリクス樹脂として、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、またはこれらの樹脂混合物を用いることができる。

ブラックマトリクス５は、光源として用いる有機ＥＬ素子の発光、色変換フィルタ層２〜４の出力光、および絶縁膜１２のパターニングに用いられる光（紫外線を含む）に対して不透明な層である。ブラックマトリクス５は、フラットパネルディスプレイ用のブラックマトリクス材料として一般的に市販されているレジスト材料、またはカーボンブラックなどの黒色色素をポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネートなどのバインダー樹脂中に分散した材料を用いて形成することができる。ブラックマトリクス５は、可視光全領域において吸光度が９７％以上（光学濃度（ＯＤ値）が１．５以上）となる膜厚を有することが望ましい。

平坦化層７は、色変換フィルタ上に発光部の透明電極と反射電極間の短絡の原因となる色変換フィルタ層の凹凸を平滑化するために、任意選択的に設けることができる層である。光出力部を覆う平坦化層７は、光出力部の機能を損なうことなく形成することができ、かつ適度な弾力性を有する材料から形成することができる。平坦化層７は、単層から構成されてもよいし、複数の材料を積層したものであってもよい。好ましい材料は、表面硬度が鉛筆硬度２Ｈ以上であり、０．３ＭＰａ以上のヤング率を有し、光出力部上に平滑な塗膜を形成することができ、色変換フィルタ層の機能を低下させないポリマー材料である。より好ましくは、該材料は、可視域における透明性が高く（４００〜８００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）、電気絶縁性を有するポリマー材料である。

そのようなポリマー材料の例は、イミド変性シリコーン樹脂、無機金属化合物（ＴｉＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等）をアクリル、ポリイミド、シリコーン樹脂等の中に分散した材料、アクリレートモノマー／オリゴマー／ポリマーの反応性ビニル基を有した樹脂、レジスト樹脂、フッ素系樹脂、または高い熱伝導率を有するメソゲン構造を有するエポキシ樹脂などの光硬化性樹脂および／または熱硬化性樹脂を挙げることができる。

任意選択的に設けてもよいパッシベーション層８をさらに設けて、酸素、水分およびアルカリに対するバリア性を付加することによって光源の信頼性を向上させるための層である。そのようなパッシベーション層８を形成する場合、例えば、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ、ＡｌＯ_ｘ、ＴｉＯ_ｘ、ＴａＯ_ｘまたはＺｎＯ_ｘのような無機酸化物または無機窒化物を使用することができる。

透明電極９は、有機ＥＬ層１０に対して効率よく電子または正孔を注入することとともに、有機ＥＬ層１０の発光波長域において透明であることが求められる。透明電極９は、波長４００〜８００ｎｍの光に対して５０％以上の透過率を有することが好ましい。透明電極９は、透明導電性材料である、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ_２などの導電性無機化合物を用いて形成することができる。

透明電極９を陰極として用いる場合、有機ＥＬ層１０と接触する部位にバッファ層を設けて電子注入効率を向上させることが好ましい。バッファ層としては、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、またはこれらのフッ化物等からなる電子注入性の金属、その他の金属との合金や化合物の極薄膜（１０ｎｍ）を用いることができる。これらの仕事関数の小さい材料を用いることにより効率のよい電子注入を可能とし、さらに極薄膜とすることによりこれら材料による透明性低下を最低限とすることが可能となる。

本発明の第１の実施態様においては、絶縁膜１２はポジ型フォトレジストを用いて形成することができる。用いることができるポジ型フォトレジストは、ノボラック樹脂またはポリイミド樹脂をベースとするものを用いることができる。本実施態様において、透明基板１、平坦化層７およびパッシベーション層８が可視光全領域（４００〜７００ｎｍの領域）の光に対して充分な透明性（５０％以上、好ましくは８０％以上の透過率）を有する場合には、可視光全領域の光に対して感光性を有するポジ型フォトレジストを用いることができる。この場合には、色変換フィルタ層２〜４を透過する波長域の光（たとえば、水銀ランプのｅ線（５７７ｎｍ）、ｆ線（５４６ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）またはｉ線（３６５ｎｍ））を用いて、該ポジ型フォトレジストのパターニングを行うことができる。

有機ＥＬ層１０は、青色から青緑色領域の光を発する。本発明においては、有機ＥＬ層１０は、少なくとも発光層を含み、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および／または電子注入層を介在させた構造を有する。あるいはまた、正孔の注入および輸送の両方の機能を有する正孔注入輸送層、電子の注入および輸送の両方の機能を有する電子注入輸送層を用いてもよい。具体的には、下記のような層構成からなるものが採用される。
（１）発光層
（２）正孔注入層／発光層
（３）発光層／電子注入層
（４）正孔注入層／発光層／電子注入層
（５）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層
（上記において、陽極は発光層または正孔注入層に接続され、陰極は発光層または電子注入層に接続される）

上記各層の材料としては、公知のものが使用される。青色から青緑色の発光を得るためには、発光層中に、例えばベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物などが好ましく使用される。

反射電極１１は、好ましくは可視光に対して８０％以上の光反射率を有し、高反射率の金属（Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒなど）、アモルファス合金（ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＣｒＰ、ＣｒＢなど）または微結晶性合金（ＮｉＡｌなど）を用いて形成することができる。

反射電極１１を陽極として用いる場合、有機ＥＬ層１０と接触する側に、仕事関数が大きなＩＴＯ、ＩＺＯなどの導電性金属酸化物の層を有する積層構造として、正孔注入効率を向上させてもよい。

一方、反射電極１１を陰極として用いる場合、前述の高反射率金属、アモルファス合金または微結晶性合金に対して、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属を添加して合金化し、電子注入効率を向上させることができる。あるいはまた、前述のようなバッファ層を有機ＥＬ層１０との界面に形成してもよい。

本発明において、透明電極９および反射電極１１をそれぞれストライプ形状を有する複数の部分電極で構成し、透明電極９のストライプが延びる方向と反射電極１１のストライプが延びる方向とを交差する方向（好ましくは、直交する方向）とすることによって、パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬ素子を形成してもよい。あるいはまた、透明電極９または反射電極１１の一方を、ＴＦＴ等のスイッチング素子と１対１に接続される複数の部分電極で構成し、他方を一体として形成される共通電極で構成することによってアクティブマトリクス型有機ＥＬ素子を形成してもよい。

次に、図３を参照して、本実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法を説明する。

次いで、図３（ａ）に示すように、透明基板１上に、ブラックマトリクス５を形成する。ブラックマトリクス５は、スピンコート、ディップコート、ロールコート、キャスト法などを用いて透明基板１の全面上に形成した後にフォトリソグラフィ法などを用いて所望の形状および配置のものを得てもよいし、あるいはスクリーン印刷法を用いてパターニングの必要なしに所望の形状および配置のものを得てもよい。

最初に、図３（ｂ）に示すように、透明基板１上の、ブラックマトリクス５の間隙に色変換フィルタ層２〜４を形成する。色変換フィルタ層２〜４のそれぞれは、スピンコート、ディップコート、ロールコート、キャスト法などを用いて透明基板１の全面上に形成した後にフォトリソグラフィ法などを用いて所望の形状および配置のものを得てもよいし、あるいはスクリーン印刷法を用いてパターニングの必要なしに所望の形状および配置のものを得てもよい。

なお、前述の２つの工程において、透明基板１の上に最初に色変換フィルタ層２〜４を形成し、その後にブラックマトリクス５を形成してもよい。

次いで、図３（ｃ）に示すように、色変換層２〜４およびブラックマトリクス５を覆う平坦化層７およびパッシベーション層８を形成し、その上に透明電極９を形成する。平坦化層７は、前述のポリマー材料をスピンコート、ディップコート、ロールコート、キャスト法などの慣用の方法を用いて塗布することにより形成することができる。また、パッシベーション層８についても、前述の無機酸化物または無機窒化物をスパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法などの慣用の方法で堆積させることによって形成することができる。透明電極９は、前述の透明導電性酸化物をスパッタ法などを用いて堆積させることにより形成される。全面に堆積された透明導電性酸化物をフォトリソグラフィ法などを用いてパターニングすること、あるいは、堆積時にマスクを用いることによって、所望の形状および配置を有する透明電極９を得ることができる。

次に、図３（ｄ）に示すように、透明電極９を覆って絶縁膜１２を形成し、その後に、ブラックマトリクス５を用いたセルフアライメント的手法を用いて絶縁膜のパターニングを行う。最初に絶縁膜１２を形成するポジ型フォトレジストを、スピンコート、ロールコート法などの慣用の方法を用いて全面に付着させる。付着の後に、必要に応じてプリベークなどの工程を施した後に、塗布物を露光装置中に搬入する。露光装置中において、塗布物は、透明基板１の周囲と、反りを発生させないために必要最低限の透明基板１の中央の部位とにおいて、支持部材（ステージ）によって支持されることが望ましい。このような支持を行う場合、支持部材は露光に用いる光に対して不透明であってもよい。

そして、透明基板１の側からポジ型フォトレジストを露光する。露光に用いる光は、用いられるポジ型フォトレジストの種類に依存して決定される。たとえば、ポジ型フォトレジストが紫外〜紫色領域の光（たとえば水銀ランプのｇ線、ｈ線またはｉ線）感光性である場合、紫外〜紫色領域の光が用いられる。あるいはまた、ポジ型フォトレジストが可視光全領域の光に対して感光性である場合、色変換フィルタ層２〜４を透過する光を用いることができる。露光に用いられる光は、ブラックマトリクス５に相当する位置以外のポジ型フォトレジストに入射し、露光部分のレジストを現像液に対して溶解性または分散性にする。ブラックマトリクス５に相当する位置の未露光のレジストの特性は変化せず、現像液に対して不溶性および非分散性のままである。ここで、ブラックマトリクス５とポジ型フォトレジストとの間の距離は、平坦化層７、パッシベーション層８および部分的には透明電極９の膜厚によって規定され、約２〜２０μｍ程度である。したがって、露光に用いられる光は色変換フィルタ層２〜４などを透過するが、遮光材として機能するブラックマトリクス５との間隔が小さく、かつ光の直進性が高いために、ブラックマトリクス５とほぼ同等の寸法を有する未露光部分がフォトレジスト中に形成される。

次いで、現像液によって露光部分のレジストを除去することによって、図３（ｅ）に示すようにブラックマトリクス５に相当する位置にのみ絶縁膜１２が残存する構造が得られる。この構造に対して、慣用の方法で有機ＥＬ層１０および反射電極１１を形成することによって、本発明の第１の実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルを得ることができる。

図２は、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの第１の実施態様の構成例を示す図であり、図４は、その製造工程の主要部を説明する図である。図２に示す第２の実施態様は、１）ブラックマトリクス５に代えて高透過率層６を用いること、２）絶縁膜１２を形成する材料がネガ型フォトレジストであること、３）該ネガ型フォトレジストの露光に用いる光に対する色変換フィルタ層２〜４の要件が、第１の実施態様と異なるものである。

高透過率層６は、紫外〜紫色の領域の光に対して５０％以上、好ましくは８０％以上の透過率を有する層であり、アクリル系材料などを用いて作製することができる。高透過率層６は、色変換フィルタ層２〜４と同等の５〜１５μｍの膜厚を有することが望ましい。高透過率層６は、絶縁膜１２を形成するネガ型フォトレジストをパターン露光する際の光を透過する層として機能する。

絶縁膜１２は、ネガ型フォトレジストから形成される。絶縁膜のパターニングは、高透過率層６を光透過部、色変換フィルタ層２〜４を遮光部として使用して行われるため、ネガ型フォトレジストは、色変換フィルタ層によって少なくとも減衰される波長を有する光に対して、感光性を有することが要求される。好ましくは、本発明に用いられるネガ型フォトレジストは、紫外〜紫色領域の光（たとえば、水銀ランプのｇ線、ｈ線、ｉ線など）に対して感光性を有することが望ましい。ネガ型フォトレジストは、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレートなどをベースとするものを用いることができる。

前述のように、本実施態様においては、色変換フィルタ層２〜４は、絶縁膜１２をパターニングする際の遮光部として機能する必要がある。したがって、色変換フィルタ層２〜４は、絶縁膜１２のパターニングに用いられる光（紫外〜紫色領域の光）に対して、３０％以下、好ましくは１０％以下の透過率を有する材料を用いて形成される。本実施態様の色変換フィルタ層２〜４は、前述の範囲の透過率を有するマトリクス樹脂を用いて形成されてもよいし、あるいは前述の領域の光を吸収する色素が添加されていてもよい。

図４を参照して、本実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法を説明する。最初に、図４（ａ）に示すように、透明基板１の上に色変換フィルタ層２〜４を形成する。色変換フィルタ層２〜４のそれぞれは、スピンコート、ディップコート、ロールコート、キャスト法などを用いて透明基板１の全面上に形成した後にフォトリソグラフィ法などを用いて所望の形状および配置のものを得てもよいし、あるいはスクリーン印刷法を用いてパターニングの必要なしに所望の形状および配置のものを得てもよい。

図４（ａ）の工程に続いて、図４（ｂ）に示すように、色変換フィルタ層２〜４の間隙に高透過率層６を形成する。ブラックマトリクス５の場合と同様に、高透過率層６は、スピンコート、ディップコート、ロールコート、キャスト法などを用いて透明基板１の全面上に形成した後にフォトリソグラフィ法などを用いて所望の形状および配置のものを得てもよいし、あるいはスクリーン印刷法を用いてパターニングの必要なしに所望の形状および配置のものを得てもよい。

なお、前述の２つの工程において、透明基板１の上に最初に高透過率層６を形成し、その後に色変換フィルタ層２〜４を形成してもよい。

図４（ｃ）に示す、色変換層２〜４および高透過率層６を覆う平坦化層７およびパッシベーション層８を形成し、その上に透明電極９を形成する工程は、第１の実施態様の図３（ｃ）と同様にして実施することができる。

図４（ｄ）に示す工程の内、透明電極９を覆って絶縁膜１２を形成する段階は、ポジ型フォトレジストに代えてネガ型フォトレジストを用いることを除いて、第１の実施態様と同様に行うことができる。露光段階は、第１の実施態様と同様の装置を用いて実施することができるが、本実施態様の場合、露光に用いられる光は、高透過率層６、平坦化層７およびパッシベーション層８を透過し、色変換フィルタ層２〜４にて遮断または少なくとも減衰される。露光は、紫外〜紫色領域の光を用いて行われる。露光の結果、高透過率層６に相当する位置では、ネガ型フォトレジストに光が入射し、該レジストが現像液に対して不溶性かつ非分散性に変化する。本実施態様においても、色変換フィルタ層２〜４とネガ型フォトレジストとの間の距離は、平坦化層７、パッシベーション層８および透明電極９の膜厚によって規定され、約２〜１０μｍ程度である。したがって、露光に用いられる光は高透過率層６などを透過するが、遮光材として機能する色変換フィルタ層２〜４との間隔が小さく、かつ光の直進性が高いために、高透過率層６とほぼ同等の寸法を有する露光部分がフォトレジスト中に形成される。

次いで、現像液によって露光部分のレジストを除去することによって、図４（ｅ）に示すように高透過率層６に相当する位置にのみ絶縁膜１２が残存する構造が得られる。この構造に対して、慣用の方法で有機ＥＬ層１０および反射電極１１を形成することによって、本発明の第２の実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルを得ることができる。

［実施例１］
本実施例は、本発明の第１の実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルを作製する例である。画素数１６０×１２０（ＲＧＢ）、画素ピッチ０．３３ｍｍの有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。

透明基板１としてのフュージョンガラス（コーニング製１７３７ガラス、１００×１００×１．１ｍｍ）上に、スピンコート法を用いて青色フィルタ材料（富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製：カラーモザイクＣＢ−７００１）を塗布し、フォトリソグラフィ法によってパターニングを実施し、幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、膜厚１０μｍの複数のストライプからなる青色変換フィルタ層４（カラーフィルタ層のみで構成されている）を得た。

蛍光色素としてクマリン６（０．７重量部）を溶剤のプロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解させた。該溶液に対して１００重量部の新日鐵化学製Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５を加えて溶解させ、塗布液を得た。この塗布液を塗布し、フォトリソグラフ法にてパターニングを実施して、幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、膜厚１０μｍの複数のストライプからなる緑色変換フィルタ層３（色変換層のみで構成されている）を得た。

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）およびベーシックバイオレット１１（０．３重量部）を、１２０重量部のＰＧＭＥＡ中へ溶解させた。該溶液に対して１００重量部の新日鐵化学製Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５を加えて溶解させ、塗布液を得た。この塗布液を塗布し、フォトリソグラフ法にてパターニングを実施して、幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、膜厚１０μｍの複数のストライプからなる赤色変換フィルタ層２（色変換層のみで構成されている）を得た。

次いで、ブラックマトリクス材料（富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製：カラーモザイクＣＫ−７８００）を塗布し、フォトリソグラフィ法によってパターニングを実施し、色変換フィルタ層２〜４の間隙に設けられた、幅０．０１ｍｍ、ピッチ０．１１ｍｍ、膜厚１０μｍの複数のストライプからなるブラックマトリクス５を得た。

次に、ＵＶ硬化型樹脂（エポキシ変性アクリレート）をスピンコート法を用いて塗布し、高圧水銀灯の光を照射して、膜厚８μｍ（色変換フィルタ層２〜４上において）の平坦化層７を形成した。この際、色変換フィルタ層２〜４およびブラックマトリクス５のストライプに変形などの欠陥は発生せず、かつ平坦化層７の上面は平坦であった。

次いで、ターゲットとしてＳｉＯ_２を用いるスパッタ法を用いて、膜厚３００ｎｍのＳｉＯ_２膜を堆積させ、パッシベーション層８を得た。スパッタガスとして、ＡｒおよびのＯ_２の混合ガスを用いた。

次に、ＤＣスパッタ法（ターゲット：Ｉｒ−Ｚｎ酸化物、スパッタガス：酸素およびＡｒ）を用い、室温において２００ｎｍのＩＺＯをパッシベーション層８上の全面に堆積させた。次いで、シュウ酸水溶液をエッチング液として用いるフォトリソグラフィ法によってパターニングして、色変換フィルタ層２〜４の上方に位置し、色変換フィルタ２〜４のストライプと同一方向に延びる、幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍの複数のストライプからなる透明電極９を得た。

透明電極９を覆うように、ポジ型フォトレジスト（ＪＳＲ製ＪＥＭ７００Ｒ２に対してｅ線およびｆ線感光剤を添加した混合物、感光域およそ５８０ｎｍ）をスピンコート法によって塗布し、１５０秒間にわたってホットプレート上で１１０℃に加熱してプリベーク処理を行った。プリベーク処理を行った後に、塗布物を露光装置内に搬入し、約１２０秒間にわたって透明基板１の側から高圧水銀ランプの光を照射して、露光を行った。続いて、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液を現像液として用いて現像処理を行って、ブラックマトリクス５に相当する位置に、ブラックマトリクス５と同等の寸法を有する絶縁膜１２を形成した。

絶縁膜１２以下の構造が形成された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成膜して、有機ＥＬ層１０を得た。成膜に際して真空槽内圧は１×１０^−４Ｐａまで減圧した。正孔注入層は銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を１００ｎｍ積層した。正孔輸送層は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２０ｎｍ積層した。発光層は４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を３０ｎｍ積層した。電子注入層はアルミニウムキレート（Ａｌｑ_３）を２０ｎｍ積層した。

この後、真空を破ることなしに、透明電極９のストライプと直交する幅０．３０ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍのストライプパターンが得られるマスクを用いて、厚さ２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（１０：１の重量比率）層を堆積させ、反射電極１１（陰極）を形成した。

最後に、グローブボックス内乾燥窒素雰囲気（酸素および水分濃度ともに１０ｐｐｍ以下）下において、反射電極１１以下の構造が形成された基板を、封止ガラス（図示せず）とＵＶ硬化接着剤を用いて封止して、有機ＥＬディスプレイパネルを得た。

［実施例２］
本実施例は、本発明の第２の実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルを作製する例である。ブラックマトリクス５に代えて高透過率層６を形成したこと、および絶縁膜を形成する材料としてネガ型フォトレジストを用いたことを除いて、実施例１の手順に従って、有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。

実施例１の手順に従って、透明基板１上に赤色、緑色および青色の色変換フィルタ層２〜４を形成した。次いで、アクリル系材料（ＪＳＲ製、ＮＮ８１０）をスピンコート法によって塗布し、１８０秒間にわたってホットプレート上１００℃でプリベーク処理を行った。その後にフォトリソグラフィ法によってパターニングを実施し、ポストベーク処理を行うことによって、色変換フィルタ層２〜４の間隙に設けられ、幅０．０１ｍｍ、ピッチ０．１１ｍｍ、膜厚１０μｍの複数のストライプからなる高透過率層６を得た。このように形成された高透過率層６および色変換フィルタ層２〜４の上面は平坦であった。

続いて、実施例１の手順に従って、平坦化層７、パッシベーション層８および透明電極９を形成した。次いで、アクリル系材料であるネガ型フォトレジスト（ＪＳＲ製、ＮＮ８１０、感光域３００〜３７０ｎｍ）をスピンコート法によって塗布し、１８０秒間にわたってホットプレート上１００℃でプリベーク処理を行った。プリベーク処理を行った後に、フォトリソグラフィ法によってパターニングを実施し、ポストベーク処理を行うことによって、高透過率層６に相当する位置に、高透過率層６と同等の寸法を有する絶縁膜１２を形成した。

そして、実施例１の手順に従って、有機ＥＬ層１０および反射電極１１を形成し、および封止を行って、有機ＥＬディスプレイパネルを得た。

本発明の第１の実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルを示す断面図である。 本発明の第２の実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルを示す断面図である。 本発明の第１の実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルの製造工程の主要部を示す図である。 本発明の第２の実施態様の有機ＥＬディスプレイパネルの製造工程の主要部を示す図である。

符号の説明

１ 透明基板
２ 赤色変換フィルタ層
３ 緑色変換フィルタ層
４ 青色変換フィルタ層
５ ブラックマトリクス
６ 高透過率層
７ 平坦化層
８ パッシベーション層
９ 透明電極
１０ 有機ＥＬ層
１１ 反射電極
１０ 絶縁膜

Claims (4)

1. 透明基板と、該透明基板上に形成された複数種の色変換フィルタ層と、該複数種の色変換フィルタ層の間隙に設けられるブラックマトリクスと、該複数種の色変換フィルタ層上に形成された複数の部分からなる透明電極と、該透明電極の複数の部分の間隙に設けられる絶縁膜と、該透明電極上に形成される有機ＥＬ層と、有機ＥＬ層上に形成される反射電極とを含む有機ＥＬディスプレイパネルであって、
   前記絶縁膜は、可視光全領域に感光性を有し、前記ブラックマトリクスの上方に配置され、および前記ブラックマトリクスと同一の寸法を有する
   ことを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネル。
2. 透明基板と、該透明基板上に形成された複数種の色変換フィルタ層と、該複数種の色変換フィルタ層の間隙に設けられる高透過率層と、該複数種の色変換フィルタ層上に形成された複数の部分からなる透明電極と、該透明電極の複数の部分の間隙に設けられる絶縁膜と、該透明電極上に形成される有機ＥＬ層と、有機ＥＬ層上に形成される反射電極とを含む有機ＥＬディスプレイパネルであって、
   前記絶縁膜は、前記高透過率層の上方に配置され、および前記高透過率層と同一の寸法を有する
   ことを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネル。
3. 透明基板を準備する工程と、
   前記透明基板上にブラックマトリクスを形成する工程と、
   前記ブラックマトリクスの間隙に複数種の色変換フィルタ層を形成する工程と、
   前記複数種の色変換フィルタ層上に複数の部分からなる透明電極を形成する工程と、
   前記透明電極を覆うようにポジ型フォトレジストを付着させる工程と、
   前記透明基板の側から前記ポジ型フォトレジストを露光して、前記ブラックマトリクスに相当する位置に未露光部分を形成し、前記複数種の色変換フィルタ層に相当する位置に露光部分を形成する工程と、
   前記露光部分を除去する工程と、
   前記透明電極上に有機ＥＬ層を形成する工程と、
   前記有機ＥＬ層上に反射電極を形成する工程と
   を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
4. 透明基板を準備する工程と、
   前記透明基板上に複数種の色変換フィルタ層を形成する工程と、
   前記複数種の色変換フィルタ層の間隙に高透過率層を形成する工程と、
   前記複数種の色変換フィルタ層上に複数の部分からなる透明電極を形成する工程と、
   前記透明電極を覆うようにネガ型フォトレジストを付着させる工程と、
   前記透明基板の側から前記ネガ型フォトレジストを露光して、前記高透過率層に相当する位置に露光部分を形成し、前記複数種の色変換フィルタ層に相当する位置に未露光部分を形成する工程と、
   前記未露光部分を除去する工程と、
   前記透明電極上に有機ＥＬ層を形成する工程と、
   前記有機ＥＬ層上に反射電極を形成する工程と
   を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
   

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