JP2009139459A - フラットパネルディスプレイの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子マトリックスとしての自発光型パネルデバイスＡと、この自発光型パネルデバイスの光取り出し側に設けられた画素部となるカラーフィルター３２ｒ・３２ｇ・３２ｂとを有する、フィルター法を用いたフルカラー表示のフラットパネルディスプレイ１００について、カラーフィルターと自発光型パネルデバイスの位置合わせ精度が保証されるフラットパネルディスプレイの製造方法を提供する。
【解決手段】光取り出し側に感光層３１を具備させた自発光型パネルデバイスＡを作成する工程と、作成された自発光型パネルデバイスの感光層３１の上に、自発光型パネルデバイスの発光素子の光を用いて電子写真画像形成方式で着色剤によるカラーフィルター３２ｒ・３２ｇ・３２ｂを作る工程を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カラーフィルターと発光デバイスを備えるフラットパネルディスプレイの製造方法に関する。

より詳しくは、フィルター法（白色法）によりフルカラー画像を表示するフラットパネルディスプレイ、例えば、液晶、プラズマ、有機ＥＬディスプレイ等の画像表示装置の製造方法に関する。特に、色分解機能を有するカラーフィルター層の形成方法として電子写真画像形成方法を用いる製造方法に関する。

フィルター法は、単色（白色）の発光素子アレイの光取り出し側に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）のカラーフィルターを設けて色分解を行いフルカラー画像表示を実現する方法である。一般的には、発光素子アレイの１ピクセル（画素）は、独立して発光制御される上面にＲＧＢ各色フィルターを有するＲサブピクセル、Ｇサブピクセル、Ｂサブピクセルから構成される。

このカラーフィルターの製造方法は、除去プロセスを伴うか否かで２つに分類される。

除去プロセスを伴う方式の例は顔料分散レジスト法である。顔料分散レジスト法は、顔料を分散したポリマーからなるフォトレジスト剤を基板に塗布した後、マスクを用いたパターン露光、現像後、エッチングによって不要部分を除去してパターンイングするフォトリソグラフを用いるものである。

除去プロセスを伴わない方式（以後、非除去加工方式）としては、１）印刷方式、２）ＩＪ方式、３）レーザー熱転写方式、４）電子写真方式、等がある。

１）の印刷方式は、オフセット印刷法を用いて版上に形成された着色剤パターンを基板に転写するものである。２）のＩＪ方式は、インクジェット方式により着色用の顔料を分散した液剤をパターニングするものである。３）のレーザー熱転写方式は、熱転写媒体上に一様に形成された着色層を基板に接触させ、裏面よりレーザー光走査により加熱溶融し、基板へ転写するものである。４）の電子写真方式は、電子写真画像形成方法を用いて着色トナーのパターンを形成するものである。

顔料分散レジスト法などフォトリソグラフを用いる除去プロセスは、エッチング処理でレジスト材料の大部分が除去されてしまうといった材料の使用効率の低さの問題点がある。そして、処理液剤の回収、再生に係る環境問題、処理時間などを考慮すると、極めて生産性の低い方式であると言わざるを得ない。

これに対して、非除去加工方式は、エッチングなどに係る上記の問題は無く、生産性は比較的高い。しかし、パターニング精度の点においては、フォトリソグラフィのレベルには未だ到っていない。

このパターニング精度低下の原因は、フォトリソグラフィがパターンを直接基板にマスク露光するのに対して、非除去加工方式では、転写、あるいは位置決めという位置誤差を生じる工程を必要とする点である。

例えば、印刷方式においては、版胴に形成された顔料インキのパターンをゴムブランケットに転写し、その後、ブランケットから基板へ転写する２回の転写工程が介在する結果、パターン精度が落ちる。また、ＩＪ方式やレーザー熱転写方式では、基板座標に対して、インクの吐出位置座標、レーザー光描画座標を、空間座標を介して位置決めするため位置決め誤差の発生が避けられない。また、電子写真方式においても、現像後に転写を伴う方式は、上記転写による精度低下を伴い、また、露光方式としてレーザースキャナーなどの走査光学系を用いるものは、位置決め誤差を伴う。

これらの誤差要因を無くして高精度なパターニングを可能とする方式として、特許文献１に開示されている様に、フィルター基体上に光導電層を形成し、この上にマスク露光により潜像を形成した後、着色トナーで現像する方法がある。この方法によれば、転写による誤差、走査光学系使用による位置誤差の発生が無い。

また、特許文献２に開示されている様に、感光層を持つ基板上にレーザー走査露光により潜像を形成し、着色トナーで現像する方法がある。この方法によれば、少なくとも転写によるパターニング誤差発生を無くすことがでる。

従来のフィルター法を用いたフルカラー表示のフラットパネルディスプレイ製造方法は、上述のような方法によって着色パターンが形成されたカラーフィルター基板を製作した後、このフィルター基板と発光素子アレイを有するＴＦＴアレイ基板とを張り合わせる。
特開平０４−２０４６０４号公報 特開平０５−３２３１１２号公報

しかしながら、別々に製造したカラーフィルター基板とＴＦＴアレイ基板との貼り合せは、ＴＦＴアレイ基板上のサブピクセルとフィルター基板上の着色パターンの位置合わせを表示面全域にわたって高精度に行う必要がある。即ち、上記両者の貼り合わせの位置制度を高くしなければならない。

もし、サブピクセルとフィルターの相互の位置合わせが不良となると、隣接サブピクセルからの光漏れによる画素干渉、コントラスト低下、色ムラ、色再現不良が発生する。

近年、表示画面の大型化に伴う基板サイズの大型化に伴い、このカラーフィルター基板とＴＦＴアレイ基板の位置合わせは、基板間の熱膨張の差、たわみ発生により困難を極めている。

そこで、本発明の目的は、カラーフィルターと発光デバイスの位置合わせ精度が保証される、フィルター法を用いた、カラーフィルター積層型のフルカラー表示のフラットパネルディスプレイの製造方法を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係るフラットパネルディスプレイの製造方法の代表的な構成は、
発光素子マトリックスとしての自発光型パネルデバイスと、この自発光型パネルデバイスの光取り出し側に設けられた画素部となるカラーフィルターとを有する、フィルター法を用いたフルカラー表示のフラットパネルディスプレイの製造方法であって、
１）光取り出し側に感光層を具備させた自発光型パネルデバイスを作成する工程と、
２）前記１）の工程で作成された自発光型パネルデバイスの感光層の上に、自発光型パネルデバイスの発光素子の光を用いて電子写真方式で着色剤によるカラーフィルターを作る工程、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、フィルターの形成が、自発光型パネルデバイスの自己発光による露光をもとに行われる。そのために、自発光型パネルデバイスの発光素子とカラーフィルターの相対的な位置ずれが原理的に発生しない。従って、カラーフィルターと自発光型パネルデバイスとの位置ズレがない、フィルター法を用いた、カラーフィルター積層型のフルカラー表示のフラットパネルディスプレイを製造することが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置、工程の順序などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［実施例１］
（１）フラットパネルディスプレイの構成
図１は、本発明に係る製造方法によって製作されるフラットパネルディスプレイ１００の一例の層構成を示す部分的な断面模型図である。このフラットパネルディスプレイ１００は、発光素子マトリックスとしての自発光型パネルデバイスと、この自発光型パネルデバイスの光取り出し側に設けられた画素部となるカラーフィルター及び画素部の境界に設けられたブラックマトリックスとを有する。図１は、このディスプレイ１００の、赤色光を出力するＲ発光サブピクセル、緑色光を出力するＧ発光サブピクセル、青色光を出力するＢ発光サブピクセルの３つのサブピクセルから構成される１ピクセル（画素）部分の断面を表したものである。

ここで、以下の説明において、ＴＦＴは薄型トランジスタ（Thin-Film-Transistor）である。ＥＬはエレクトロルミネッセンス（電界発光：electro luminescence）である。ＳＯＩはシリコン・オン・インシュレータである。ＩＴＯは透明導電酸化物である。

図１のフラットパネルディスプレイ１００は、機能層として、大きく分けて、発光素子マトリックス層としての自発光型パネルデバイス部Ａ（発光アレイモジュール）と、その上部に積層されたカラーフィルター部Ｄとを有する。

本実施例において、自発光型パネルデバイス部Ａは、トップエミッション方式の白色発光アレイＴＦＴモジュールであり、単色発光ＴＦＴアレイ部Ｂと、その上部に積層された感光層部Ｃとを有する。

単色発光ＴＦＴアレイ部Ｂは、白色発光のアクティブマトリクス駆動の有機ＥＬディスプレイモジュール（ＡＭ−ＯＬＥＤ）であり、ＳＯＩ基板１０上に画素駆動用ＴＦＴ１１を有する制御回路部１３が形成されている。そして、この制御回路部１３の上にＴＦＴ１１のドレインに接続された金属陰極１２、有機ＥＬ層２０、透明導電層（透明導電膜）２１、バリヤ層（薄膜バリヤ層）２２、をこの順に積層して、単色発光ＴＦＴアレイ部Ｂを構成している。発光時には、ＴＦＴ１１を駆動し、金属陰極１２、透明導電層２１からキャリアが有機ＥＬ層２０に注入され、一重項励起による蛍光発光が生じる。

ここで、金属陰極１２としてＭｇＣｕ合金、透明導電層２１は陽極材料としてＩＴＯを用いている。また、有機ＥＬ層２０は電子注入層／発光層／ホール輸送層を１つの機能層として、これをＰＮ接合層を介して複数段積層したマルチスタック構成を用いて白色発光を実現している。また、バリヤ層２２はＳｉＯＮｘのＣＶＤ蒸着により形成された薄膜封止層であり、層厚は約６μｍである。

感光層部Ｃは、単色発光ＴＦＴアレイ部Ｂの上部に順次に積層された透明導電層３０と感光層３１を有する。透明導電層３０はスパッタ法により成膜されたＩＴＯ薄膜であり、膜厚は１０００Å、表面抵抗値１ＫΩ／□以下である。感光層３１はキャリア発生層（ＣＧＬ）とキャリア輸送層（ＣＴＬ）の２層構造の負帯電型の有機感光体層である。

ここで、感光層部Ｃは、その光学的特性において、可視光領域（波長４００ｎｍ〜７８０ｎｍにおける光透過率８０％以上を維持する様に、その組成、膜厚、及び成膜条件を制御している。

フィルター部Ｄは、前記感光層部Ｃの上部（感光層３１上）に形成されており、Ｒ発光サブピクセル内の発光素子上に光透過性のあるＲフィルター着色パターン３２ｒが形成されている。また、Ｇ発光サブピクセル内の発光素子上に光透過性のあるＧフィルター着色パターン３２ｇが形成されている。そして、Ｂ発光サブピクセル内の発光素子上に光透過性のあるＢフィルター着色パターン３２ｂが形成される。Ｒフィルター着色パターン３２ｒ、Ｇフィルター着色パターン３２ｇ、Ｂフィルター着色パターン３２ｂがＲＧＢのカラーフィルターである。

また、表示画面上のサブピクセル領域外（非発光領域）には、ブラックマトリクスパターン３３が形成されている。さらに、フィルター層の上層はポリカーボネイトを主成分とした透明保護層３４で被覆されている。

ここで、ブラックマトリクスパターン３３は、カラーフィルターの性能を向上させるために、各色画素の境界部に設けられた遮光性の細線のことであり、ブラックマトリクスと呼ばれる。このブラックマトリクスで、色の混ざりや無色部分（白抜け）の悪影響を防止することによって、表示画像のコントラストを向上させている。

（２）ディスプレイ１００の製造方法
図２は上記のフラットパネルディスプレイ１００の製造方法の工程ブロック図であり、製造工程は、大きく分けて、第１工程５０、第２工程６０、第３工程７０を有している。

第１工程５０は、表面（光取り出し側）に感光層３１を具備させた形態の自発光型パネルデバイス部（以下、発光アレイＴＦＴモジュールと記す）Ａを作成する工程である。

第２工程６０は、その発光アレイＴＦＴモジュールＡの感光層３１の表面に、カラーフィルター部Ｄを形成する工程である。

第３工程は、第１工程５０と第２工程６０とにより製造されたフラットパネルディスプレイ１００の検査する工程である。

１）第１工程５０
表面に感光層３１を具備させた形態の発光アレイＴＦＴモジュールＡは、工程５１〜５５により作成される。

工程５１は、ＳＯＩ基板１０上に、画素駆動用ＴＦＴ１１のアレイを有する制御回路部１３を形成するＴＦＴアレイ形成工程である。例えば、ガラス基板上にｐｏｌｙ−Ｓｉプロセスで形成されたＴＦＴアレイ回路を所謂デバイス転写法によって基板１０上に転写して形成される。ＴＦＴ１１の駆動ドライバー（定電流回路、点灯時間制御回路、シフトレジスター、バッファ等）を同一デバイス上に形成する。

工程５２は、上記のように形成したＴＦＴアレイ上に、ＴＦＴ１１のドレインに接続された金属陰極１２、有機ＥＬ層（発光層）２０、透明導電層２１、をこの順に積層するＥＬ層/電極形成工程である。

工程５３は、透明導電層２１の上にバリヤ層２２を形成するバリヤ層形成工程である。

工程５４は、バリヤ層２２の上に透明導電層３０と感光層３１をこの順に積層する導電層／感光層形成工程である。即ち、感光層３１は、自発光型パネルデバイスの光取り出し側に透明導電層３０を介して積層されている。

上記の工程５１〜５４により、表面に感光層３１を具備させた形態の発光アレイＴＦＴモジュールＡが作成される。

工程５５は、発光アレイＴＦＴモジュールＡに画素駆動用のドライバーＩＣを実装するＯＬＢ工程である。本実施例では、画素駆動用の外部装置とのＩＯ接点数を低減する目的で、ＯＬＢ工程５５において画素駆動用のドライバーＩＣを実装している。しかし、次の第２工程６０におけるフィルター形成工程６１において画素の選択的発光が可能な状態であれば、ドライバーＩＣは未実装であっても良い。

２）第２工程６０
上記のように作成された発光アレイＴＦＴモジュールＡの感光層３１の表面に対するカラーフィルター部Ｄの形成は、工程６１と６２のようになされる。

工程６１は、感光層３１の表面に、発光アレイＴＦＴモジュールＡの発光層２０の光を用いて電子写真方式（電子写真画像形成方法）によりカラーフィルター３２ｒ・３２ｇ・３２ｂ及びブラックマトリックス３３を形成するフィルター層形成工程である。このフィルター層形成工程６１については、次の３）項で詳述する。

工程６２は、フィルター層を、ポリカーボネイトを主成分とした透明保護層３４で被覆する保護層形成工程である。

３）フィルター層形成工程６１の詳細
図３はフィルター層形成工程６１の更に詳細な工程図である。フィルター層形成工程６１は、自発光型パネルデバイスの感光層の上に、自発光型パネルデバイスの発光素子の光を用いて電子写真方式で着色剤によるカラーフィルターを作る工程を有する。また、その後にブラックマトリックスパターンを形成する工程を有する。フィルター層形成工程６１は、大別して、順次に行なわれる第１工程〜第５工程６１Ａ・６１Ｂ・６１Ｃ・６１Ｄ・６１Ｅを有する。

第１工程６１Ａは、Ｒ発光サブピクセル内の発光素子上にＲフィルター着色パターン３２ｒを、Ｒ色の着色剤（Ｒ着色トナー（光透過性））を用いて電子写真画像形成方法により形成する工程である。

第２工程６１Ｂは、Ｇ発光サブピクセル内の発光素子上にＧフィルター着色パターン３２ｇを、Ｇ色の着色剤（Ｇ着色トナー（光透過性））を用いて電子写真画像形成方法により形成する工程である。

第３工程６１Ｃは、Ｂ発光サブピクセル内の発光素子上にＢフィルター着色パターン３２ｂを、Ｂ色の着色剤（Ｂ着色トナー（光透過性））を用いて電子写真画像形成方法により形成する工程である。

第４工程６１Ｄは、各サブピクセル間にブラックマトリクスパターン３３を、黒色の着色剤（黒着色トナー（遮光性））を用いて電子写真画像形成方法により形成する工程である。

第５工程６１Ｄは、上記の第１〜第４工程６１Ａ〜６１Ｄで形成された、ＲＧＢの各色フィルター着色パターン３２ｒ・３２ｇ・３２ｂ及びブラックマトリクスパターン３３を構成している未定着着色剤を定着する工程である。

第１工程６１Ａ〜第３工程６１ＣにおけるＲＧＢの各色フィルター着色パターン３２ｒ・３２ｇ・３２ｂの電子写真画像形成方法による形成は、用いる着色剤の色が異なるだけで工程自体は同様である。

そこで、以下においては、第１工程６１ＡのＲフィルター着色パターン３２ｒの形成工程を代表して、図４の工程模式図を参照して説明する。

工程Ｉ：前記第１工程５０で製作された発光アレイＴＦＴモジュールＡの感光層３１の表面を、遮光下で、帯電手段４５により所定の極性・電位に一様帯電する帯電工程である。

本実施例においては、帯電手段４５としてコロナ帯電器を用いている。そして、透明導電層３０を接地し、コロナ帯電器４５のグリッド４５ａに電圧−７００Ｖの電圧を印加し、ワイヤ４５ｂの電流を６００μＡの定電流制御として、感光層３１の表面を負極性に一様帯電させ、表面電位−５００Ｖを得た。また、本実施例では、コロナ帯電器４５に対して発光アレイＴＦＴモジュールＡを相対移動して感光層３１の表面を帯電させる構成をとった為、上記の帯電状態を得るためのワイヤ電流値は帯電幅、相対速度に基づいて決定する必要がある。

工程II：発光アレイＴＦＴモジュールＡの発光層である有機ＥＬ層２０の光を用いて感光層３１を露光して、Ｒフィルター着色パターン３２ｒに対応する静電潜像を形成する露光工程である。即ち、前記帯電後に自発光型パネルデバイスの発光素子を発光させて感光層を内側から露光する露光工程である。

発光アレイＴＦＴモジュールＡは、ＯＬＢ工程５５（図２）において、画素駆動様のドライバーが実装されている。工程IIにおいては、まず、この駆動ドライバーの入力端子に、点灯信号出力端子を有するプローブカードを接続し、画素の選択発光が可能な状態とする。本実施例においては、ＯＬＢ検査装置とプローブカードを流用した。この画素点灯装置を用いて全画素中のＲ発光サブピクセルに対応する発光素子を駆動する。そうすると、Ｒ発光サブピクセルに対応する発光素子が白色発光４０し、層構成上、直上にある感光層３１内のキャリア発生層（ＣＧＬ）が露光される。キャリア発生層では光吸収により電子と正孔からなるキャリアが励起し、正孔は感光層３１の表面に形成された負極性の電荷がつくる電場によりキャリア輸送層（ＣＴＬ）を表面へ向かって移動して、その領域の表面電荷を打ち消す。この結果、工程Ｉで一様帯電した感光層３１の表面電位−５００Ｖに対して、露光したＲ発光サブピクセルに対応する発光素子上の感光層部分の表面電位はほぼ０Ｖとなり、約５００Ｖのコントラストを有する電荷密度の分布パターンが得られる。即ち、感光層３１にはＲフィルター着色パターン３２ｒに対応する静電潜像４１が形成される。

工程III：工程IIの露光工程によって形成された静電潜像４１を現像器（現像手段）によりＲ色の着色剤（Ｒ着色トナー）で反転現像する現像工程である。即ち、前記露光後の感光層の表面を、前記帯電工程で帯電した電荷の極性と同極性に帯電した着色剤により反転現像して感光層の露光部を現像する工程である。

本実施例においては、現像器の現像方式は、レーザービームプリンタ、複写機などで一般的に用いられる２成分乾式現像方式であり、Ｒ色の着色剤は、平均粒径５μｍの乳化重合凝集法によるＲ着色トナー４２（ネガトナー）を用いた。

Ｒ着色トナー４２は、現像器中でフェライトを主成分とするキャリアと混合されることによる接触帯電により負極性に帯電し、現像スリーブ４３上を現像スリーブの回転に伴って搬送される。ここで、現像スリーブ４３と発光アレイＴＦＴモジュールＡの表面を一定の間隙を保持しつつ相対移動させると、感光層３１の表面における負極性の電荷が存在する非露光部ではＲ着色トナー４２の極性と表面電荷が反発しあう。これに対して、電荷が消失した露光部（静電潜像４１部分）では、一旦Ｒ着色トナー４２が発光アレイＴＦＴモジュールＡの表層へ接触すればこのＲ着色トナー４２は自己電荷による接触部での鏡影力のために発光アレイＴＦＴモジュールＡ側へ付着する。即ち、静電潜像４１がＲ着色トナーにより反転現像されてＲフィルター着色パターン３２ｒが形成される。

本実施例においては、現像スリーブ４３に印加する現像バイアス値４６ａ及び交流値４６ｂを制御することによって濃度変動、かぶり発生を防止している。

次に、第２工程６１Ｂの工程Ｉ・II・IIIにより、同様の要領にて、Ｇ着色トナーによるＧフィルター着色パターン３２ｇを形成する（図５）。さらに、第３工程６１Ｃの工程Ｉ・II・IIIにより、同様の要領にて、Ｂ着色トナーによるＢフィルター着色パターン３２ｇを形成する（図６）。

上記のようにして形成されたＲＧＢの各色フィルター着色パターン３２ｒ・３２ｇ・３２ｂ（図６）は何れもこの段階においては未定着の状態である。

そして、第４工程６１Ｄにて、サブピクセル外縁部、即ち画面上の非発光領域に電子写真画像形成方法により黒色の着色剤（黒着色トナー）をパターニングすることによってブラックマトリクスパターン３３を形成する。このブラックマトリクスパターン形成工程を図７に示す。

工程Ｉ：上記のように第１〜第３工程６１Ａ・６１Ｂ・６１ＣによりＲＧＢの各色フィルター着色パターン３２ｒ・３２ｇ・３２ｂを形成した発光アレイＴＦＴモジュールＡの感光層３１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する一様帯電工程である。本実施例においては、図４の一様帯電工程Ｉと同様に、コロナ帯電器４５を用いて表面電位−５００Ｖに帯電処理した。

工程II：上記の一様帯電面を外部光源４７により全面露光する全面露光工程である。外部光源４７により全面露光すると、感光層３１内で発生したキャリアの移動により着色トナーが存在しない領域の表面電荷は打ち消される。一方、着色トナーが存在している領域である、ＲＧＢの各色フィルター着色パターン３２ｒ・３２ｇ・３２ｂの部分は、着色トナーが誘電体である。そのために、着色トナー上面側の負電荷はそのまま残り、トナーの上面側に負、下面に接する感光層表面に正の電荷が存在する電気双極子による電場が形成される。

本実施例においては、全面露光前の表面電位−５００Ｖ時に、全面露光によりパターン無し部０Ｖ、着色パターン部約−３００Ｖの電位コントラストを得た。

工程III：その全面露光後の感光層３１の表面を反転現像して、各色フィルター着色パターン３２ｒ・３２ｇ・３２ｂが形成されていない感光層表面部分を着色剤によりブラックマトリックスパターンとして現像する現像工程である。即ち、全面露光後の感光層３１の表面を、黒着色トナー（ネガトナー）を用いて、ＲＧＢの各色フィルター着色パターン３２ｒ・３２ｇ・３２ｂの形成時と同様に反転現像する反転現像工程である。この反転現像により、上記のパターン無し部に黒着色トナーが付着してブラックマトリクスパターン３３が形成される。つまり、サブピクセル外縁部、即ち画面上の非発光領域に電子写真画像形成方法により黒着色トナーがパターニングされてブラックマトリクスパターン３３が形成される。

上記のように、第１〜第４工程６１Ａ〜６１Ｄにより、発光アレイＴＦＴモジュールＡの感光層３１の表面に形成された、ＲＧＢの各色フィルター着色パターン３２ｒ・３２ｇ・３２ｂ、及びブラックマトリクスパターン３３は未定着状態である。

そこで、第５工程６１Ｅとして、その未定着状態の各色フィルター着色パターン３２ｒ・３２ｇ・３２ｂ及びブラックマトリクスパターンパターン３３を定着手段により加熱加圧して感光層３１の表面に定着させる。例えば、１３０℃の加熱下で、表面に離型層を持つゴムローラー（定着ローラー）により着色パターン及びブラックマトリクスパターンを感光層３１の表面に加圧圧接し、着色トナーを溶融して平滑化すると共に、感光層３１の表面に定着させる。トナー表面の平滑化により、フィルター光学特性が維持される。

そして、最終工程として、定着処理されたフィルター層の上層にポリカーボネイトを主成分とした透明保護層３４を形成して、フラットパネルデバイス１００が完成する。

以上、要するに、トップエミッション方式の白色発光アレイＴＦＴモジュールＡの薄膜バリヤ層２２上に、感光層部Ｃを形成する。遮光下で、感光層Ｃを一様帯電後、着色対象となるサブピクセル駆動して選択的に発光させる。この発光４０は層構成上直上の感光層３１を露光し、露光領域に自己露光による静電潜像が形成される。この静電潜像を着色トナーにより選択的に現像してカラーフィルター用の着色パターンを得る。

かくして、発光アレイＴＦＴモジュールＡ上のサブピクセルとカラーフィルターのフィルターパターンの位置決め及び貼り合せの必要が一切無く、原理的に両者間の相対的な位置ずれが発生しないフラットパネルディスプレイが得られる。即ち、フォトリソグラフィ等の除去工程を用いること無しに、カラーフィルター層のパターニングを可能とする。これとともに、発光素子アレイを有するＴＦＴアレイ基板上のサブピクセルとカラーフィルター層の着色パターンの位置合わせを特に行わなくとも、相互の位置合わせが高精度に保証される。

以上説明したように、カラーフィルターの着色パターンの形成が、発光アレイＴＦＴモジュールＡの自己発光による露光をもとに行われる。そのために、発光アレイＴＦＴモジュールＡの発光素子とカラーフィルターの着色パターンの相対的な位置ずれが原理的に発生しな。従って、カラーフィルターと発光デバイスの位置ズレがない、フィルター法を用いた、カラーフィルター積層型のフルカラー表示のフラットパネルディスプレイ１００を製造することが可能となる。

本実施例におけるパターン形成プロセスは、ＲＧＢの各色フィルター着色パターン３２ｒ・３２ｇ・３２、及びブラックマトリクスパターン３３ともに、感光層３１の露光部にトナーが付着するいわゆる反転現像を用いる必要がある。そこで、本実施例では、負極性帯電の感光層３１を使い、一様帯電の極性−負、トナーの帯電極性−負の系を用いた。これとは逆に、正極性帯電の感光層３１を使って、一様帯電の極性−正、トナーの帯電極性−正とする系を用いてもよい。

感光層３１の表面に順次に形成するＲＧＢの各色フィルター着色パターン３２ｒ・３２ｇ・３２の形成順序は、実施例のＲ→Ｇ→Ｂの順序に限定されるものでは無いことが勿論である。

また、必要に応じて、定着工程又は仮定着工程を、第１と第２工程６１Ａ・６１Ｂの間、第２と第３工程６１Ｂ・６１Ｃの間、第３と第４工程６１Ｃ・６１Ｄの間に介在させてもよい。

ブラックマトリクスパターン３３の形成は省略した製造方法とすることもできる。

［実施例２］
本実施例は、前記実施例１の第１〜第４工程６１Ａ〜６１Ｄにおける現像工程IIIで用いる現像器を液体現像方式（湿式）にしたものである。液体現像方式は、静電潜像の現像を、顔料及びバインダー樹脂を含む着色トナーを溶媒中に分散させた液体現像用剤を用いて行うものである。なお、実施例１に対して本実施例２における工程上の相違点は、現像工程における現像手段のみであるので、以下では、本実施例２における現像手段についてのみ図８により説明する。

本実施例２の現像工程IIIにおいては、発光アレイＴＦＴモジュールＡは、一様帯電工程Ｉと露光工程IIを経て静電潜像が形成された後、感光層３１の表面を鉛直下向きにして水平方向に搬送される。

水平方向に移動する発光アレイＴＦＴモジュールＡは、まず、現像ユニット８０の現像ローラー８２との間に形成される現像ニップ９０において、液体現像剤８４がその表面にコートされた現像ローラー８２を接触従動回転する。これによって、感光層３１は現像ローラー８２に対して液体現像剤を供給する供給ローラーである。

この現像状態を制御する因子は、発光アレイＴＦＴモジュールＡの潜像と現像ローラー８２間の電位差である現像バイアスであるのは実施例１の場合と同様である。

現像ニップ９０で形成された液体トナーパターンには余剰な現像液が含まれている。そこで、現像ユニット８０よりも発光アレイＴＦＴモジュール移動方向下流に配設したスクイーズユニット８１により余剰液を除去する。すなわち、スクイーズユニット８１の現像ニップ９１において、発光アレイＴＦＴモジュールＡと接線速度方向が逆になるように回転するスクイーズローラー８５を近接させて余剰液を除去する。８６はスクイーズローラー８５から現像液を回収する回収ローラーである。

発光アレイＴＦＴモジュールＡは、スクイーズユニット８１によるスクイーズ終了後に、熱風乾燥ユニット８７により乾燥させる。

液体現像剤としては、アクリル重合体の樹脂にカラー顔料、電荷制御剤を混練、粉砕した液体現像トナーをイソパラフィン系溶媒に分散させたものであり、液体現像トナーの平均粒径は０．８〜１μｍである。

以上の液体現像手段を、フィルター層形成工程６１（図３）の第１〜第４工程６１Ａ・６１Ｂ・６１Ｃ・６１Ｄにおける各色現像工程IIIに適用する。これにより、実施例１と同様に、ＲＧＢの各色フィルター着色パターン３２ｒ・３２ｇ・３２ｂ、及びブラックマトリクスパターン３３の形成を行うことが可能である。

実施例１におけるフラットパネルディスプレイの層構成を説明する断面模式図 実施例１におけるフラットパネルディスプレイの製造方法の工程ブロック図 実施例１におけるフィルター層の形成順序を説明する工程ブロック図 実施例１におけるフィルター着色パターンの形成工程を説明する模式図 感光層の表面にＲとＧのフィルター着色パターンが形成されている状態を示した模式図 感光層の表面にＲとＧとＢのフィルター着色パターンが形成されている状態を示した模式図 実施例１におけるブラックマトリクスパターンの形成工程を説明する模式図 実施例１における液体現像手段を説明する模式図

符号の説明

Ａ‥‥発光アレイＴＦＴモジュール、Ｂ‥‥単色発光ＴＦＴアレイ部、Ｃ‥‥感光層部、Ｄ‥‥フィルター部、３２ｒ‥‥Ｒフィルター着色パターン、３２ｇ‥‥Ｇフィルター着色パターン、３２ｂ‥‥Ｂフィルター着色パターン、３３‥‥ブラックマトリクスパターン

Claims (5)

1. 発光素子マトリックスとしての自発光型パネルデバイスと、この自発光型パネルデバイスの光取り出し側に設けられた画素部となるカラーフィルターとを有する、フィルター法を用いたフルカラー表示のフラットパネルディスプレイの製造方法であって、
   １）光取り出し側に感光層を具備させた自発光型パネルデバイスを作成する工程と、
   ２）前記１）の工程で作成された自発光型パネルデバイスの感光層の上に、自発光型パネルデバイスの発光素子の光を用いて電子写真方式で着色剤によるカラーフィルターを作る工程、
   を有することを特徴とするフラットパネルディスプレイの製造方法。
2. 前記感光層は、自発光型パネルデバイスの光取り出し側に透明導電層を介して積層されていることを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
3. 前記電子写真方式は、感光層の表面を一様に帯電する帯電工程と、前記帯電後に自発光型パネルデバイスの発光素子を発光させて感光層を内側から露光する露光工程と、前記露光後の感光層の表面を、前記帯電工程で帯電した電荷の極性と同極性に帯電した着色剤により反転現像して感光層の露光部を現像する現像工程と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
4. 前記カラーフィルターが形成された後に、感光層の表面を一様に帯電する帯電工程と、前記帯電後に外部光源により全面露光する工程と、前記全面露光後の感光層の表面を、前記帯電工程で帯電した電荷の極性と同極性に帯電した着色剤により反転現像して前記カラーフィルターが形成されていない感光層表面部分を現像する現像工程と、により各画素部の境界部にブラックマトリックを形成することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
5. 前記現像工程における現像方式は、顔料及びバインダー樹脂を含む着色トナーを溶媒中に分散させた液体現像用剤を用いて行われる液体現像方式であることを特徴とする請求項３又は４に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。