JP2009230889A

JP2009230889A - 色変換フィルタの製造方法

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Publication number: JP2009230889A
Application number: JP2008071537A
Authority: JP
Inventors: Yuko Nakamata; 祐子仲俣
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2009-10-08

Abstract

【課題】色変換フィルタを簡易に形成した場合であっても、色変換層のパターンを高精度に形成することで、インクの流れ出しに起因する混色を防止することができる、色変換フィルタの製造方法を提供することにある。
【解決手段】（ａ）透明基板上に複数種のカラーフィルタ層を形成する工程であって、該複数種のカラーフィルタ層のそれぞれは、第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分から構成される工程と、（ｂ）上記カラーフィルタ層上に光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂からなるバンクを第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分に形成すると同時に、上記バンクの端部において隣り合うバンクを連結するインク漏れ防止壁を上記透明基板上に形成する工程と、（ｃ）上記カラーフィルタ層上に、インクジェット法を用いて、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層を形成する工程とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、色変換フィルタの製造方法に関する。特に、高精度なパターンを有する色変換層を含む色変換フィルタの製造方法に関する。

有機ＥＬ素子を用いて多色発光を実現する方法の１つとして、色変換方式がある。色変換方式は、有機ＥＬ素子の発光を吸収して波長分布変換を行って異なる波長分布を有する光を放射する色変換膜を、有機ＥＬ素子の前面に配設して多色を実現する方法である。そのような色変換層として、高分子樹脂中に蛍光色素を分散させた構成が提案されている（特許文献１参照）。色変換方式は、用いる有機ＥＬ素子が１種（単色）であるために製造が容易であり、大画面ディスプレイへの展開が積極的に検討されている。

さらに、色変換方式は、特定の波長域の光を透過させるカラーフィルタをさらに組み合わせることによって、良好な色再現性が得られるなどの有利な特徴を有する。しかしながら、提案されている色変換層によって十分な効率を得るためには、色変換層の膜厚を１０μｍ程度とする必要がある。加えて、色変換層の上面に有機ＥＬ素子を形成するためには、色変換層上面の凹凸を平坦にする技術、および色変換層から生じる水分を遮断する技術などの特殊な技術を必要とする。これらの点は、ディスプレイのコストアップをもたらす。

また、樹脂分散型色変換層の問題点を解決する方策として、蒸着法、スパッタ法などのドライプロセスを用いて色変換層を形成する方法が提案されている（特許文献２参照）。この方法においては、最適な色変換層の材料を選択すれば、水分発生の問題のない高効率かつ膜厚１μｍ以下の色変換層を形成できる。

上記の問題点を解決する更なる方策として、構成材料を含むインクを調製し、インクジェット法を用いて、パターン化された色変換層を形成する方法が考えられる。インクジェット法により高精細のパターンを形成する際には、微量の液滴を精密に吐出させる必要性があり、インクの増粘の原因となる固形分含有量をあまり大きくすることはできない。したがって、必要な膜厚を得るための液滴の体積が必然的に大きくなる。液滴の体積増大に対する解決策として、基板にバンクを形成する方法が提案されている（特許文献３〜６参照）。しかしながら、バンク間にインクを滴下するとインクはバンクに沿って広がり、その端部では混色を招来するという問題があった。

特開平８−２８６０３３号公報特開平２−２１６７９０号公報特開２０００−３５３５９４号公報特開２００１−２９１５８３号公報特開２００５−７８９１１号公報特開２００５−７８９１１号公報特開２００４−２８８４０３号公報特開２００５−１６６２６６号公報特開２００７−２３４２３２号公報国際公開第２００６／０５４４２１号パンフレット

インクジェット法を用いて色変換層を形成することの利点は、インクの利用効率が非常に高く、それによって色変換層の形成コストを抑制することができる点にある。しかしながら、インクジェット法を用いた色変換層の形成には、上記のような、インクの混色という問題がある。該混色が生ずると外周画素に色むらが生ずるおそれがあるため、インクの混色を防止するために様々なバンク構造が提案されている。

特許文献７，８には、混色防止のために、バンク（特許文献７，８では隔壁）の端部にインクを流し込む開口部を形成し、バンクの一部を画素側に張り出す突起として形成し、またはバンクの端部においてバンク間に突起（構造体）を分散して配置する態様が開示されている。

しかしながら、特許文献７，８では、いずれも、バンクが逆テーパー形状であるため、毛細管現象によってバンク表面にインクが流れ易くなり、ひいては回り込みにより混色がより生ずるおそれがある。

また、特許文献７，８においては、開口部の形成、ならびにバンクおよび突起等の形成に関し、相当数の工程が必要である。さらに、これらの技術では、スリット構造のバンクに所定の突起等を設けていることから、色変換層形成材料であるインクが部分的に流れ難くなるおそれがある。

加えて、特許文献７においては、突起がバンクと同じ高さに形成されているため、充填材の流れも阻止され易く、充填材が気体を巻き込み、気泡が発生し易い。

特許文献９には、混色の抑制を目的として、発光層が、該発光層の発光によりストライプ状の同色画素が並んで設置され、同色画素間の隔壁の高さが異色画素間の隔壁に高さよりも低い画像表示装置が開示されている。即ち、特許文献９では、格子状のバンクにおいて、縦と横の高さを異ならせている。しかしながら、縦方向と横方向のバンクの形成手段は、ある高さのバンクに対してハーフ露光により１フォトリソプロセス等を行った後、別のバンクを継ぎ足す２フォトリソプロセス行うものである。この方法では工程数が多く、簡易にバンクを形成することができない。

特許文献１０には、特許文献９とほぼ同じ形状のバンクを若干異なる形成方法により得る技術が開示されている。即ち、特許文献１０では、感光性樹脂を含むバンク形成材料をフォトリソプロセスによってパターニングする際に、領域毎に露光量に差を設け、それぞれの領域において異なる膜厚でバンクを形成している。このため、塗布工程、現像工程、ベーク工程は１回で済ませることができるものの、高さの異なるバンクの形成のために、ガラスマスクを変更するため、露光工程を簡易に行うことができない。

従って、本発明が解決しようとする課題は、色変換フィルタを簡易に形成した場合であっても、色変換層のパターンを高精度に形成することで、インクの流れ出しに起因する混色を防止することができる、色変換フィルタの製造方法を提供することにある。また、本発明が解決しようとする他の課題は、色変換フィルタを簡易に形成した場合であっても、色変換フィルタと有機ＥＬ素子との事後的な貼り合わせ時に充填材が気体を巻き込んで気泡が発生することのない、色変換フィルタの製造方法を提供することにある。

本発明（第１形態）は、（ａ）透明基板上に複数種のカラーフィルタ層を形成する工程であって、該複数種のカラーフィルタ層のそれぞれは、第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分から構成される工程と、（ｂ）上記カラーフィルタ層上に光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂からなるバンクを第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分に形成すると同時に、上記バンクの端部において隣り合うバンクを連結するインク漏れ防止壁を前記透明基板上に形成する工程と、（ｃ）上記カラーフィルタ層上に、インクジェット法を用いて、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層を形成する工程とを含む色変換フィルタの製造方法に関する。

本発明（第２形態）は、（ａ）透明基板上にブラックマトリックスを形成し、さらにカラーフィルタ層を形成する工程であって、該複数種のカラーフィルタ層のそれぞれは、第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分から構成される工程と、（ｂ）上記カラーフィルタ層上に光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂からなるバンクを第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分に形成すると同時に、上記バンクの端部において隣り合うバンクを連結するインク漏れ防止壁を上記ブラックマトリックス上に形成する工程と、（ｃ）上記カラーフィルタ層上に、インクジェット法を用いて、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層を形成する工程とを含む、色変換フィルタの製造方法に関する。

これらの色変換フィルタの製造方法は、各種の大画面ディスプレイの製造に適用することができる。このような色変換フィルタの製造方法においては、工程（ｂ）において、カラーフィルタ層上面を基準としたバンクの高さを、カラーフィルタ層表面を基準としたインク漏れ防止壁の高さの１．２５〜２．５倍とすることが望ましい。

以上のような構成をとることによって、色変換フィルタを簡易に製造した場合であっても、色変換層のパターンを高精度に形成することで、インクの流れ出しに起因する混色を防止することができる、色変換フィルタを得ることができる。従って、本発明の方法によって製造される色変換フィルタを用いることで、高精細度を有するフラットパネルディスプレイ等を簡易に製造することができる。なお、特に、バンクとインク漏れ防止壁の高さを所定の関係とした場合には、上記効果に加えて、色変換フィルタと有機ＥＬ素子との事後的な貼り合わせ時に、充填材が気体を巻き込んで気泡が発生することを有利に防止することもできる。

＜実施形態１＞
図１は本発明の第１の製造方法で形成された色変換フィルタを示し、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ´断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のｃ−ｃ´断面図、そして図１（ｄ）は図１（ａ）のｄ−ｄ´断面図である。これらの図において、符号１０は透明基板、１２はブラックマトリックス、１４は赤色（Ｒ）カラーフィルタ層、１６は緑色（Ｇ）カラーフィルタ層、１８は青色（Ｂ）カラーフィルタ層、２０はバンク、２２はインク漏れ防止壁、２４は赤色カラーフィルタ層、２６は緑色カラーフィルタ層をそれぞれ示す。

図１の色変換フィルタは、透明基板１０の上に、ブラックマトリクス１２、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の３種のカラーフィルタ層１４，１６，１８、異種のカラーフィルタ層１４，１６，１８の境界に設けられたバンク２０、バンク２０の延在する第１の方向に対して垂直に延在してバンク２０の端部を連結するインク漏れ防止壁２２、ならびに赤色および緑色カラーフィルタ層１４，１６の上に設けられた赤色および緑色の２種の色変換層２４，２６を有している。

（カラーフィルタ層１４，１６，１８の形成工程）
最初に、任意選択的工程であるが、透明基板１０上にブラックマトリクス１２を形成する。ブラックマトリクス１２は、塗布法（スピンコートなど）を用いて透明基板１０全面に形成した後に、フォトリソグラフ法などを用いてパターニングしてもよいし、あるいはスクリーン印刷法などを用いてパターン状に形成してもよい。ブラックマトリクス１２は、第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分から構成されてもよい。あるいはまた、ブラックマトリクス１２は、第１の方向および第２の方向（第１の方向と直交する方向）に延びるストライプ形状部分から構成される、複数の開口部を有する格子状の形状を有する一体の層であってもよい。図１に示すブラックマトリックス１２は、格子形状タイプである。ブラックマトリクス１２の開口部がサブピクセルを形成する位置となる。

透明基板１０は、光透過性に富み、かつブラックマトリクス１２、カラーフィルタ層１４，１６，１８、ならびに後述する色変換層２４，２６、および（図示しない）有機ＥＬ素子の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐える材料を用いて形成される。さらに寸法安定性に優れた材料を用いることが好ましい。また、多色発光ディスプレイの性能低下を引き起こさない材料が好ましい。透明基板１０の材料の例は、ガラス、各種プラスチック、各種フィルムなどを含む。

ブラックマトリクス１２は、可視光を遮断して、コントラストを向上させるための層である。ブラックマトリクス１２は、通常のフラットパネルディスプレイ用の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の１２の膜厚は、前述の機能を満たす限りにおいて、任意に設定することができる。

次に、それぞれ異なる波長域の光を透過する、ＲＧＢの３種のカラーフィルタ層１４，１６，１８を独立して形成する。カラーフィルタ層１４，１６，１８は、可視光の特定波長域を透過させ、透過光を所望の色相とし、および透過光の色純度を向上させるための層である。カラーフィルタ層１４，１６，１８は、フラットパネルディスプレイ用の市販の材料を用いて形成することができる。近年では、フォトレジスト中に顔料を分散させた、顔料分散型材料がよく用いられている。図１に示したように３種のカラーフィルタ層を用いる場合、４００ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域の光を透過する青色カラーフィルタ層１８、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域の光を透過する緑色カラーフィルタ層１６、および６００ｎｍ以上の波長域の光を透過する赤色カラーフィルタ層１４を用いることが好ましい。３種のカラーフィルタ層１４，１６，１８のそれぞれは、第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分から構成される。

上述のカラーフィルタ層１４，１６，１８のそれぞれは、塗布法（スピンコートなど）を用いて透明基板１０全面に形成した後に、フォトリソグラフ法などを用いてパターニングを実施することによって形成してもよいし、あるいはスクリーン印刷法などを用いてパターン状に形成してもよい。

（バンク２０およびインク漏れ防止壁２２の形成工程）
次に、カラーフィルタ層１４，１６，１８上に光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂からなるバンク２０を第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分に形成すると同時に、バンク２０の端部において隣り合うバンク２０を連結するインク漏れ防止壁２２を透明基板１０上に形成する。

本発明において、バンク２０は、第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分から構成される。インクジェット法により高精細度のパターンを形成する場合には、吐出体積を精密に制御しながら微量液滴を吐出する必要があることから、インクの増粘の原因となるインクの固形分含有量をあまり大きくすることができない。このことによって、必要な膜厚を得るために必要なインクの体積が必然的に大きくなる。インクが所望の領域以外に拡散するのを防止する点においてバンク２０の形成が有効である。

バンク２０は、後述する色変換層２４，２６を形成するためのインクに対して撥液性を有するものとすることが好ましい。バンク２０は、光硬化型または光熱硬化型樹脂（たとえば、硬化性部位を含むアクリル樹脂など）を塗布し、フォトリソグラフ法によりパターニングを行うことによって形成することができる。あるいは、バンク２０は、スクリーン印刷法などを用いて、所望の部位に熱可塑性樹脂（たとえば、アクリル樹脂など）または熱硬化性樹脂を付着させることによって形成することができる。

バンク２０形成用の材料としては、
（１）アクロイル基または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からなる組成物膜を光または熱処理して、光ラジカルまたは熱ラジカルを発生させて重合させたもの、
（２）ポリビニル桂皮酸エステルと増感剤からなる組成物を光または熱処理により二量化させて架橋したもの、
（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膜を光または熱処理によりナイトレンを発生させ、オレフィンと架橋させたもの、または
（４）エポキシ基を有するモノマーと光酸発生剤とからなる組成物膜を光または熱処理により、酸（カチオン）を発生させて重合させたもの
などが挙げられる。特に上記（１）の光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂が高精細でパターニングが可能であり、耐溶剤性および耐熱性等の信頼性の面でも好ましい。

その他のバンク２０形成用の材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン、ポリビニルブチラール、ポリフェニレンエーテル、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ノルボルネン系樹脂、メタクリル樹脂、イソブチレン無水マレイン酸共重合樹脂、および環状オレフィン系等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、イミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ユリア樹脂、およびメラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、またはポリスチレン、ポリアクリロニトリル、もしくはポリカーボネート等と、３官能性もしくは４官能性のアルコキシシランとを含むポリマーハイブリッド等を利用することもできる。

これに対し、本発明において、インク漏れ防止壁２２は、バンク２０の延在する第１の方向に対して垂直な第２の方向に延在し、バンク２０の端部の連結部から構成される。本実施形態においては、インク漏れ防止壁２２は基板１０上に形成する。

インク漏れ防止壁２２はバンク２０と同時に形成するため、その材料は、バンク２０に用いる材料と同一とする。但し、インク漏れ防止壁２２はインクの漏れを防止することができるものでなければならないが、色変換フィルタと有機ＥＬ素子とを事後的に貼り合わせる際に用いる充填材の流れを阻止するものであってはならない。

後述する色変換層２４，２６の材料として使用するインクの粘度が４ｍＰａ・ｓ程度であるのに対し、上記充填材（例えば、熱硬化性を有するエポキシ樹脂またはアクリル樹脂）の粘度は３００ｍＰａ・ｓ程度である。このように色変換層用材料であるインクの粘度に対して充填材の粘度は極めて高い。このため、インク漏れ防止壁２２の高さを制御することが好ましい。

具体的には、インクの流れを止めつつ、充填材の流れを阻止しない効果を防止壁に持たせるため、バンク２０の高さとインク漏れ防止壁２２の高さとを異ならせることが必要である。

このように、バンク２０とインク漏れ防止壁２２の高さを異ならせるには、以下の方法を採用することができる。

まず、バンク２０を形成する基板１０の部分には、ブラックマトリックス１２、およびカラーフィルタ層１４，１６，１８を形成する。

これに対し、インク漏れ防止壁２２を形成する基板１０の部分には、ブラックマトリックス１２形成時にその開口部を位置させる。次いで、ストライプ状のカラーフィルタ層１４，１６，１８をパターニングして形成する工程で、当該部分にカラーフィルタ層１４，１６，１８が存在しない部分を得る。これにより、インク漏れ防止壁２２を形成する位置においては、基板１０上にブラックマトリックス１２、およびカラーフィルタ層１４，１６，１８のいずれもが存在しないこととなり、開口部が形成される。

次いで、透明基板１０においてバンク２０の形成位置にブラックマトリックス１２、およびカラーフィルタ層１４，１６，１８を形成した積層体に対して、バンク２０とインク漏れ防止壁２２を同時に形成する。バンク２０は、例えば、アクリル樹脂をスピンコータで所望の膜厚となるように回転数を調整して塗布する。これと同時に、インク漏れ防止壁２２は、ストライプ状のカラーフィルタ層１４，１６，１８を横切るように、隣り合うバンク２０を連結すべく、アクリル樹脂を形成する。このような形成態様により、それらの下地層（透明基板１０またはカラーフィルタ層１４，１６，１８）の最上部の位置が異なることにより、バンク２０とインク漏れ防止壁２２においては、それらの高さを異ならせることができる。なお、図１（ｃ）に示すところによれば、バンク２０の端部は、カラーフィルタ層１６上ではなく、ブラックマトリックス１２上に位置するが、このような位置関係は、バンク２０の端部においてのみ存在し、その他の位置（バンク２０の大部分）においては、バンク２０はカラーフィルタ層１６上に位置する。また、バンク２０をその端部に至るまでカラーフィルタ層１６上に形成してよいことはいうまでもない。

このように、バンク２０とインク漏れ防止壁２２との高さを異ならせるに際しては、カラーフィルタ層１４，１６，１８上面を基準としたバンク２０の高さを、カラーフィルタ層１４，１６，１８の表面を基準としたインク漏れ防止壁２２の高さの１．２５〜２．５倍とすることが好ましい。１．２５倍以上とすることにより、インクの漏れを防止するという効果が得られる一方、２．５倍以下とすることにより、気泡の混入を防ぐという効果が得られる。

なお、以上のように、インク漏れ防止壁２２を形成する位置の直下に、ブラックマトリックス１２、カラーフィルタ層１４，１６，１８を形成しない場合には、バンク２０とインク漏れ防止壁２２の形成を単一の工程により行い、これら２０，２２の高さを異ならせることができる。本態様は、特許文献９，１０に開示されている技術のように、複数の工程を用いてバンク等を形成する場合に比べて、はるかに簡易な態様である。

（色変換層２４，２６の形成工程）
次に、インクジェット法を用いて、カラーフィルタ層１４，１６上に変換層２４，２６を形成する。色変換層２４，２６は、光源からの光を吸収して、異なる波長分布の蛍光を発する機能を有する膜である。図１においては、赤色変換層２４および緑色変換層２６を形成する例を示した。必要に応じて、赤色変換層２４のみを設けてもよい。あるいはまた、赤色変換層２４および緑色変換層２６に加えて、青色変換層（不図示）を設けてもよい。

色変換層２４，２６を形成するためのインクは、少なくとも１種の色変換色素と、溶媒とを含む。本発明において用いることができる色変換色素は、Ａｌｑ₃（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体）などのアルミキレート系色素；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）、クマリン１３５などのクマリン系色素；ソルベントイエロー４３、ソルベントイエロー４４のようなナフタルイミド系色素のような、低分子系有機蛍光色素を含む。あるいはまた、ポリフェニレン、ポリアリーレンおよびポリフルオレンに代表される高分子蛍光材料を、色変換色素として用いてもよい。

必要に応じて、色変換色素として、２種以上の色素の混合物を用いてもよい。色素混合物の使用は、青色光から赤色光への変換時などのように波長シフト幅が広い場合に有効な手段である。色素混合物は、前述の色素同士の混合物であってもよい。あるいはまた、前述の色素と、下記の色素との混合物であってもよい。
（１）ジエチルキナクリドン（ＤＥＱ）などのキナクリドン誘導体；
（２）４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ−１）、ＤＣＭ−２、およびＤＣＪＴＢなどのシアニン色素；
（３）４，４−ジフルオロ−１，３，５，７−テトラフェニル−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン；
（４）ルモゲンＦレッド；
（５）ナイルレッド；
（６）ローダミンＢ、ローダミン６Ｇなどのキサンテン系色素；および
（７）ピリジン１などのピリジン系色素。

本発明における色変換層形成のためのインク用溶媒は、上記の色変換色素を溶解することができる任意の溶媒を用いることができる。たとえば、トルエンなどの非極性有機溶媒、あるいはクロロホルム、アルコール系、ケトン系などの極性有機溶媒を、インク用溶媒として用いることができる。インク用溶媒は、単一成分で構成されてもよい。あるいはまた、粘度、蒸気圧、溶解性、流動性および／または濡れ性の調整を目的として、複数の溶媒を混合して、インク用溶媒を調製してよい。

本実施形態において、少なくとも１種の色変換色素を、溶媒中に混合することによってインクを作製することができる。水分および酸素の影響を排除するため、不活性ガス（たとえば、窒素またはアルゴンなどの希ガス）雰囲気下でインクを作製することが好ましい。インクを作製する前に、溶媒中の水分および酸素を除去するために、脱気処理、水分吸収剤による処理、酸素吸収剤による処理、蒸留などの当該技術において知られている任意の手段を用いて溶媒を前処理してもよい。

作製したインクは、所望される解像度での塗布が可能であることを条件として、当該技術において知られている任意のインクジェット装置および方法を用いて、バンク２０およびインク漏れ防止壁２２で区画された、カラーフィルタ層１４，１６上に付着される。インクジェット装置および方法は、サーマルインクジェット方式であっても、ピエゾインクジェット方式であってもよい。インクジェット方法を用いて付着されたインクは、カラーフィルタ層１４，１６の表面に広がり、バンク２０およびインク漏れ防止壁２２によって必要部位以外には広がらない。

上記付着の後に、溶媒を蒸発させて除去し、少なくとも１種の色変換色素からなる色変換層２４，２６を形成する。色変換層２４，２６は、２つのバンク２０と２つのインク漏れ防止壁２２（図１においては、インク漏れ防止壁２２は片側のみを図示）とに挟まれた領域で、第１の方向に延びるストライプ形状を有する。溶媒の除去は、前述の不活性ガス雰囲気下または真空中で、溶媒が蒸発する温度まで加熱することによって実施することができる。この際に、インク中の色変換色素の劣化または熱分解が発生しないように加熱温度を設定することが好ましい。

（その他の工程）
最後に、図１には示さないが、任意選択的に、バンク２０、インク漏れ防止壁２２、ならびに赤色変換層２４および緑色変換層２６を覆うように、バリア層を形成してもよい。バリア層は、水および／または酸素の介在によって劣化する材料を用いて色変換層２４，２６を形成した場合に、色変換層２４，２６の特性を維持するという点において有効である。

バリア層は、電気絶縁性を有し、ガスおよび有機溶剤に対するバリア性を有し、かつ可視域における透明性に富む材料（４００〜７００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）を使用して形成することができる。用いることができる材料は、たとえば、ＳｉＯ_x、ＡｌＯ_x、ＴｉＯ_x、ＴａＯ_x、ＺｎＯ_xなどの無機酸化物、ＳｉＮ_xなどの無機窒化物、およびＳｉＮ_xＯ_yなどの無機酸化窒化物を含む。バリア層は、前述の材料の単一の層であってもよく、複数の層の積層体であってもよい。

バリア層は、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の手法により形成することができる。バリア層の形成の際の色変換層２４，２６へのダメージを回避するという点においては、１００℃以下の低温で実施することができ、かつ成膜に用いる粒子のエネルギーが小さいＣＶＤ法を用いて、バリア層を形成することが好ましい。

＜実施形態２＞
図２は本発明の第２の製造方法で形成された色変換フィルタを示し、図２（ａ）はその平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂ´断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のｃ−ｃ´断面図、そして図２（ｄ）は図２（ａ）のｄ−ｄ´断面図である。これらの図において、各構成要素に付された符号は、図１に示す実施形態１における符号と同一である。

実施形態２は、インク漏れ防止壁２２を透明基板１０上ではなく、ブラックマトリックス１２上に形成したこと以外は、実施形態２と同一の製造方法である。

実施形態２において、カラーフィルタ層１４，１６，１８上へのバンク２０の形成と、バンク２０の端部におけるインク漏れ防止壁２２の形成は、以下のようにして同時に行うことができる。

これに対し、インク漏れ防止壁２２を形成する基板１０の部分には、ブラックマトリックス１２形成時にその非開口部（ブラックマトリックスそのもの）を位置させる。次いで、ストライプ状のカラーフィルタ層１４，１６，１８を形成した後に、当該部分に各種パターニング、例えば、フォトリソグラフ法によるパターニングを施すことで、カラーフィルタ層１４，１６，１８が存在しない部分を得る。これにより、インク漏れ防止壁２２を形成する位置においては、基板１０上にカラーフィルタ層１４，１６，１８が存在しないこととなり、開口部が形成される。

これにより、透明基板１０においてバンク２０の形成位置のみにカラーフィルタ層１４，１６，１８を形成した積層体に対して、バンク２０とインク漏れ防止壁２２を同時に形成することができる。また、このような形成態様においても、バンク２０とインク漏れ防止壁２２においては、高さを異ならせることができる。なお、図２（ｃ）に示すところによれば、バンク２０の端部は、カラーフィルタ層１６上ではなく、ブラックマトリックス１２上に位置するが、このような位置関係は、バンク２０の端部においてのみ存在し、その他の位置（バンク２０の大部分）においては、バンク２０はカラーフィルタ層１６上に位置する。また、バンク２０をその端部に至るまでカラーフィルタ層１６上に形成してよいことはいうまでもない。

以上の実施形態１，２の説明においては、図１，２を参照して、３種のカラーフィルタ層を用いた例を示した。しかしながら、カラーフィルタ層上にバンクを第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分に形成すると同時に、バンクの端部において隣り合うバンクを連結するインク漏れ防止壁を形成することを条件として、本発明の製造方法が、２種または４種以上のカラーフィルタ層を用いた色変換フィルタの製造に適用できることは明らかである。

＜色変換フィルタの形成＞
（実施例１）
実施例１の色変換フィルタは、図１に従い、以下のように形成した。即ち、透明基板１０（コーニング社製１７３７ガラス）上に、カラーモザイクＣＫ−７００１（富士フィルム株式会社から入手可能）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、複数の矩形状開口部を有するブラックマトリクス１２を形成した。ブラックマトリクス１２は、１μｍの膜厚を有していた。矩形状開口部は２種類形成し、第１の矩形状開口部はサブピクセルの位置に形成したものである。第１の矩形状開口部のそれぞれは、縦方向３００μｍ×横方向１００μｍを有し、隣接する矩形状開口部間の間隔は、縦方向３０μｍおよび横方向１０μｍであった。また、第２の矩形状開口部は、後述する漏れ防止壁を形成する部分に形成したものである。第２の矩形状開口部は、基板の縦方向で２つの外周部のそれぞれにおいて、有効画素（発光表示を行う画素）の端部から基板の外周方向へ２００μｍの位置であって、当該有効画素端部を基準に第１の矩形状開口部と対向する位置に形成した。第２の矩形状開口部のそれぞれは、縦方向の幅１００μｍ、横方向の幅１００μｍを有し、隣接する矩形状開口部の間隔は横方向に１０μｍであった。

次に、カラーモザイクＣＲ−７００１（富士フィルム株式会社から入手可能）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いて、縦方向に延びる複数のストライプ形状部分からなる赤色カラーフィルタ層１４を形成した。複数のストライプ形状部分のそれぞれは、図１に示すようにストライプ形状部分の一部がブラックマトリクス１２に重畳し、１．５μｍの膜厚および１１０μｍの幅を有し、２２０μｍの間隔で配置された。また、基板の縦方向の外周部においては、ブラックマトリクス１２の第２の矩形状開口部に相当する位置で縦方向の幅１００μｍ、横方向の幅１００μｍの開口部を同時に形成した。

また、カラーモザイクＣＧ−７００１およびＣＢ−７００１（いずれも富士フィルム株式会社から入手可能）を用いたことを除いて、赤色カラーフィルタ層１４と同様の手順を用いて、緑色カラーフィルタ層１６および青色カラーフィルタ層１８を形成した。緑色カラーフィルタ層１６および青色カラーフィルタ層１８の両方においても、複数のストライプ形状部分のそれぞれは、ストライプ形状部分の一部がブラックマトリクス１２に重畳し、１．５μｍの膜厚および１１０μｍの幅を有し、２２０μｍの間隔で配置された。また、基板の縦方向の外周部においては、ブラックマトリクス１２の第２の矩形状開口部に相当する位置で縦方向の幅１００μｍ、横方向の幅１００μｍの開口部を同時に形成した。

このように、透明基板１０上に、ブラックマトリックス１２、およびカラーフィルタ層１４，１６，１８を形成すると同時に、画素端部から外周側２００μｍの位置に、ブラックマトリックス１２およびカラーフィルタ層１４，１６，１８を形成しない領域を得た。

次に、ブラックマトリックス１２およびカラーフィルタ層１４，１６，１８上にバンク２０を形成した。光硬化性アクリル樹脂（Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５、新日鐵化学製）を塗布し、フォトリソグラフ法によってパターニングを行い、異なるカラーフィルタ層１４，１６，１８の境界となる部分の上に、縦方向に延びる複数のストライプ形状部分からなるバンク２０を形成した。バンク２０を構成するストライプ形状部分のそれぞれは、１０μｍの幅を有し、ブラックマトリックス１２、カラーフィルタ層１４，１６，１６、およびバンク２０を含めた高さは５μｍであった。

このバンク２０の形成と同時に、ブラックマトリックス１２とカラーフィルタ層１４，１６，１８を形成しない部分に、インク漏れ防止壁２２を形成した。これらの下地１２および１４〜１８がないため、バンク２０よりも低い高さ２μｍのインク漏れ防止壁２２が画素外周部に、隣り合うバンク２０を連結するように形成された。

このように形成された、カラーフィルタ層１４，１６バンク２０およびインク漏れ防止壁２２により画成された領域に、赤色変換層２４および緑色変換層２６を形成した。

赤色変換層２４については、トルエン１０００重量部、および第１色素であるクマリン６と第２色素である４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（４−ジメチルアミノスチリル）４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）との混合物（モル比はクマリン６：ＤＣＭ＝４８：２）５０重量部を混合して、インクを調製した。調製したインクをインクジェット装置（Ｌｉｔｒｅｘ１２０Ｌライトレックス製）に装填した。次いで、窒素雰囲気中で、上記領域に、１サブピクセルあたり４２ｐＬのインクを付着させた。窒素雰囲気を破ることなしに、インクを付着させた積層体を真空乾燥炉中に移動させ、１．０×１０^-3Ｐａの圧力の下で１００℃に加熱してトルエンの除去を行った。得られた赤色変換層２４は５００ｎｍの膜厚を有していた。

緑色変換層２６については、トルエン１０００重量部、および第１色素であるクマリン６と第２色素であるジエチルキナクリドン（ＤＥＱ）との混合物（モル比はクマリン６：ＤＥＱ＝４８：２）５０重量部を混合して、インクを調製した。調製したインクをインクジェット装置（Ｌｉｔｒｅｘ１２０Ｌライトレックス製）に装填した。次いで、窒素雰囲気中で、上記領域に、１サブピクセルあたり４２ｐＬのインクを付着させた。窒素雰囲気を破ることなしに、インクを付着させた積層体を真空乾燥炉中に移動させ、１．０×１０^-3Ｐａの圧力の下で１００℃に加熱してトルエンの除去を行った。得られた緑色変換層２６は５００ｎｍの膜厚を有していた。

次いで、真空を破ることなしに、赤色変換層２４および緑色変換層２６を形成した積層体を、プラズマＣＶＤ装置内に移動させた。プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚１μｍの窒化シリコン（ＳｉＮ）を堆積させてバリア層を形成し、実施例１の色変換フィルタを得た。ここで、モノシラン（ＳｉＨ₄）、アンモニア（ＮＨ₃）および窒素（Ｎ₂）を原料ガスとして用いた。また、バリア層形成時の積層体の温度を１００℃以下に維持した。

（実施例２）
実施例２の色変換フィルタは、図２に従い、以下のように形成した。即ち、上記のブラックマトリックス１２の第２の矩形状開口部を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして色変換フィルタを形成した。これにより、インク漏れ防止壁２２形成用の下地層を透明基板１０ではなくブラックマトリックス１２として、実施例２の色変換フィルタを得た。

（比較例１）
図１において、隣接するバンク２０間にインク漏れ防止壁２２を形成しないこと以外は、実施例１と同様にして比較例１の色変換フィルタを得た。

＜有機ＥＬディスプレイの形成＞
次に、このようにして得られた実施例１，２および比較例１の色変換フィルタを、それぞれ、事前に用意した有機ＥＬ素子と以下のように貼り合わせて、有機ＥＬディスプレイをそれぞれ形成した。

色変換フィルタおよび有機ＥＬ素子を、酸素５ｐｐｍ、水分５ｐｐｍ以下の環境に保たれた貼り合せ装置内に移動させた。

色変換フィルタのプロセス面（バリア層を形成した面）を上に向けてセットし、ディスペンサを用いて、複数のパネル領域のそれぞれの外周にエポキシ系紫外線硬化接着剤（ＸＮＲ−５５１６：ナガセケムテックス社製）を切れ目無く塗布して、接着層を形成した。

各画面中央付近に、充填剤として、２０μｌの熱硬化型エポキシ接着剤を、メカニカルバルブを用いて滴下した。

有機ＥＬ素子のプロセス面（発光層からの光が放出される面）を色変換フィルタのプロセス面に対向させた状態で、有機ＥＬ素子をセットした。

貼り合わせ装置内を約１０Ｐａまで減圧し、色変換フィルタおよび有機ＥＬ素子を約３０μｍまで接近させ、それらの画素位置をアライメントし、引き続いて貼り合わせ装置内を大気圧に戻しつつ僅かに荷重を印加した。この際、各画面中央に滴下した熱硬化型エポキシ接着剤は、フォトスペーサによって形成される色変換フィルタおよび有機ＥＬ素子の間隙を、各画面の全面にわたって広がった。

色変換フィルタ側から接着層のみに紫外線を照射して仮硬化させ、一般環境に取り出した。その後、自動ガラススクライバーとブレイク装置を使って個々のパネルに分割した。分割した個々のパネルを、１時間にわたって加熱炉にて８０℃に加熱し、炉内で３０分間自然冷却した。以上のようにして、実施例１，２および比較例１の色変換フィルタを用いた、有機ＥＬディスプレイをそれぞれ得た。

＜評価＞
実施例１，２および比較例１の色変換フィルタを用いた有機ＥＬディスプレイについて、混色発生率および気泡発生率の評価を行った。本発明における「混色」とは、バンクを構成するストライプ形状部分の端部（フィルタ外周部分に位置する）において、インクが隣接する他の色の領域に回り込んで、異色のインクが混ざり合った状態を意味する。また、「混色発生率」とは、赤色および緑色のサブピクセルの全数に対する、「混色」が発生したサブピクセル数の比率を意味する。これに対し、「気泡発生率」とは、全サブピクセルに対する、「気泡」が発生したサブピクセル数の比率を意味する。

なお、混色発生率および気泡発生率のいずれについても、顕微鏡（×１０）による観察により評価した。これらの結果を表１に示す。

表１によれば、カラーフィルタ層上にバンクを形成すると同時に、隣り合うバンクを連結するインク漏れ防止壁を形成した色変換フィルタを用いた実施例１，２の有機ＥＬディスプレイについては、いずれも、混色が全く生じていないことが判明した。なお、これらの結果から、インク漏れ防止壁の下地となる層は、透明基板であっても、ブラックマトリックスであってもよいことが判る。

これに対し、インク漏れ防止壁を形成しなかった色変換フィルタを用いた比較例１の有機ＥＬディスプレイについては、バンク端部でインクが隣接する他の色の領域に回り込み、異色のインクが混ざり合い、混色が生じていることが判明した。

また、気泡発生率については、実施例１，２は比較例１と同等の好適な結果が得られていることが判明した。

以上により、バンクとインク漏れ防止壁を同時に形成すれば、混色を防止できることが確認され、また気泡発生についても、従来と同等の好適な結果が得られることが確認された。

本発明の色変換フィルタの製造方法によれば、カラーフィルタ層上にバンクを形成すると同時に、バンクの端部において隣り合うバンクを連結するインク漏れ防止壁を形成することで、従来問題となっていた混色の発生を防止することができる。このため、本発明によれば、高精度なパターンを有する色変換層を含む色変換フィルタを得ることができる。

特に、本発明では、バンクとインク漏れ防止壁とを同時に形成するため、従来のように複数の工程を用いてバンク等を形成する場合に比べて、はるかに簡易に色変換フィルタを形成することができる。よって、本発明は、今後益々簡易にひいては低廉に製造することが要請される、フラットパネルディスプレイに用いる色変換フィルタの製造方法を提供できる点で有望である。

本発明の第１の製造方法で形成された色変換フィルタを示し、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ´断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のｃ−ｃ´断面図、そして図１（ｄ）は図１（ａ）のｄ−ｄ´断面図である。本発明の方法により得られた色変換フィルタを示す断面図である。本発明の第２の製造方法で形成された色変換フィルタを示し、図２（ａ）はその平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂ´断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のｃ−ｃ´断面図、そして図２（ｄ）は図２（ａ）のｄ−ｄ´断面図である。

符号の説明

１０透明基板
１２ブラックマトリクス
１４赤色カラーフィルタ層
１６緑色カラーフィルタ層
１８青色カラーフィルタ層
２０バンク
２２インク漏れ防止壁
２４赤色変換層
２６緑色変換層

Claims

（ａ）透明基板上に複数種のカラーフィルタ層を形成する工程であって、該複数種のカラーフィルタ層のそれぞれは、第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分から構成される工程と、
（ｂ）前記カラーフィルタ層上に光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂からなるバンクを第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分に形成すると同時に、前記バンクの端部において隣り合うバンクを連結するインク漏れ防止壁を前記透明基板上に形成する工程と、
（ｃ）前記カラーフィルタ層上に、インクジェット法を用いて、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層を形成する工程と
を含むことを特徴とする、色変換フィルタの製造方法。
（ａ）透明基板上にブラックマトリックスを形成し、さらにカラーフィルタ層を形成する工程であって、該複数種のカラーフィルタ層のそれぞれは、第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分から構成される工程と、
（ｂ）前記カラーフィルタ層上に光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂からなるバンクを第１の方向に延びる複数のストライプ形状部分に形成すると同時に、前記バンクの端部において隣り合うバンクを連結するインク漏れ防止壁を前記ブラックマトリックス上に形成する工程と、
（ｃ）前記カラーフィルタ層上に、インクジェット法を用いて、特定の波長の光を吸収し、吸収した波長と異なる波長を含む光を出力する色変換層を形成する工程と
を含むことを特徴とする、色変換フィルタの製造方法。
前記工程（ｂ）において、カラーフィルタ層上面を基準としたバンクの高さを、カラーフィルタ層上面を基準としたインク漏れ防止壁の高さの１．２５〜２．５倍とすることを特徴とする、請求項１または２に記載の色変換フィルタの製造方法。