カラーフィルタ用塗工液および有機エレクトロルミネッセンス素子用基板、ならびにこれらの製造方法
【課題】本発明は、ガスの発生が少ない着色層や遮光部を形成するためのカラーフィルタ用塗工液、ならびに、ダークスポット等の欠陥のない良好な画像表示が可能な有機ＥＬ素子用基板および有機ＥＬ表示装置を提供することを主目的とする。
【解決手段】本発明は、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなることを特徴とするカラーフィルタ用塗工液を提供することにより、上記目的を達成するものである。
【解決手段】本発明は、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなることを特徴とするカラーフィルタ用塗工液を提供することにより、上記目的を達成するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示装置における着色層や遮光部を形成するために好適に用いられるカラーフィルタ用塗工液、および有機エレクトロルミネッセンス素子用基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略すことがある。）素子は、印加電圧が１０Ｖ弱であっても高輝度な発光が実現するなど発光効率が高く、単純な素子構造で発光が可能であるため、画像表示装置への応用が期待され、盛んに研究が行われている。特に有機ＥＬ素子は、自己発色により視認性が高いこと、液晶ディスプレイとは異なり全固体ディスプレイであるため耐衝撃性に優れること、温度変化の影響が少ないこと、および、視野角が大きいこと等の利点を有することから、近年、画像表示装置における発光素子としての実用化が進んでいる。
【０００３】
有機ＥＬ素子を画像表示装置における発光素子として実用化する上で重要なことは、有機ＥＬ素子が精細な表示機能を有することとともに、長期安定性を有することである。しかしながら、有機ＥＬ素子の中には、一定期間駆動すると、電流−輝度特性等の発光特性が著しく低下するという欠点を有するものがある。
【０００４】
この発光特性の低下原因の代表的なものは、ダークスポットと呼ばれる発光欠陥点の成長である。ダークスポットの成長は、通電中（駆動中）はもちろん、保存中にも進行し、極端な場合には発光面全体に広がる。このダークスポットは、酸素あるいは水分によって、有機ＥＬ素子における発光層等の有機層の構成材料が酸化または凝集することに起因するものと考えられている。また、有機ＥＬ表示装置の製造過程における加熱時に、有機ＥＬ表示装置の着色層等に含まれる有機材料等の分解によって発生するガスも、ダークスポットの原因となる。一般に、着色層はバインダー樹脂中に着色剤を分散させたものであり、このバインダー樹脂が加熱されて分解等することによってガスが発生するのである。また、有機ＥＬ表示装置における遮光部が、黒色着色剤を含む樹脂膜である場合にも、樹脂膜を構成する樹脂等が分解等することによってガスが発生する場合がある。
【０００５】
そこで、低融点ガラス中に無機顔料を分散させた着色層を用いることが知られている（例えば特許文献１参照）。この方法では、低融点ガラスと無機顔料とバインダー樹脂と溶剤とを練り合わせたペーストを基板上にパターン状に塗布し、焼成することによってバインダー樹脂および溶剤を除去し、着色層を形成する。このようにして得られる着色層は、有機物を含まないので低脱ガス性に優れているという利点を有する。
また、無機顔料からなる着色層を用いることも知られている（例えば特許文献２参照）。この方法では、無機顔料とバインダー樹脂と溶剤とを混合したペーストを基板上にパターン状に塗布し、焼成することによってバインダー樹脂および溶剤を除去し、着色層を形成する。この着色層も、有機物を含まないので低脱ガス性に優れている。
さらに、低融点ガラス中に無機顔料を分散させた遮光部を用いることが知られている。この遮光部も、上記着色層と同様に、低脱ガス性に優れるという利点を有する。
しかしながら、このような着色層や遮光部を形成するためには、６００℃程度で焼成する必要があり、着色層や遮光部に用いられる着色剤の種類が制限される。例えば有機顔料を用いた場合には、高温焼成により有機顔料が劣化してしまう。また、一般的な樹脂基板の耐熱温度は上記焼成温度より低いため、樹脂基板上にこのような着色層や遮光部を形成するのは困難である。
【０００６】
また、特許文献３には、分散媒中に分散された金属コロイド微粒子を含む金属微粒子分散液を用いて着色層を形成することが提案されている。この着色層は、上記金属微粒子分散液を基板上に塗布し焼成することにより形成されるものであり、金属コロイド微粒子の平均粒径が５〜４０ｎｍ程度であるので、低温（例えば２３０℃以下）で焼成することができ、さらに透明性が高いという利点を有する。
しかしながら、この着色層では着色剤として金属コロイド微粒子を用いており、所望の分光スペクトルを示すように材料設計することは難しい。
【０００７】
さらに、着色層等からの水分や酸素および着色層の揮発成分等のガスの発光層への侵入を防止する手法として、バリア層を設ける方法が提案されている（例えば特許文献４参照）。しかしながら、バリア層は一般にスパッタリング法や真空蒸着法等により成膜されるものであり、このような方法によってパーティクル等の異物やピンホールのないバリア層を得ることは技術的に困難である。このため、バリア層では有機ＥＬ素子の劣化を防ぐ防湿性、バリア性が不十分である。そこで、バリア層を厚膜にすることによってバリア性を高める方法が採用されているが、非常にコストが高くなるという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３０４９１５公報
【特許文献２】特開２００１−１７４６２０公報
【特許文献３】特開２００４−５１９９７公報
【特許文献４】特開２００２−１１７９７６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ガスの発生が少ない着色層や遮光部を形成するためのカラーフィルタ用塗工液、ならびに、ダークスポット等の欠陥のない良好な画像表示が可能な有機ＥＬ素子用基板および有機ＥＬ表示装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなることを特徴とするカラーフィルタ用塗工液を提供する。
【００１１】
本発明のカラーフィルタ用塗工液を用いることにより、超微粒子および着色剤から構成される着色層や遮光部を形成することができるので、バインダー樹脂を含まず、低脱ガス性に優れる着色層や遮光部を得ることができる。したがって、本発明のカラーフィルタ用塗工液は、脱ガス成分に弱い部材を有する有機ＥＬ表示装置における着色層や遮光部を形成するのに好適である。
また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を塗布し焼成することにより着色層や遮光部を形成する場合には、超微粒子特有のサイズ効果により焼結温度を通常の温度よりも低くすることができるので、一般的な着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。したがって、着色層に用いられる着色剤の選択肢を狭めることがないという利点を有する。
さらに、超微粒子の分散性が良好であるため、着色剤を凝集させることなく分散させることができ、分散安定性の良いカラーフィルタ用塗工液とすることができる。このため、着色層を形成した場合には、濃度消光等の発生を防ぐことができる。
【００１２】
上記発明においては、上記超微粒子の焼結温度が３５０℃以下であることが好ましい。焼結温度が上記範囲である超微粒子を用いることにより、カラーフィルタ用塗工液を塗布し焼成することにより着色層や遮光部を形成する場合には、より低い温度で焼成できるからである。
【００１３】
また、上記超微粒子が、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることが好ましい。これらの超微粒子を用いることにより、透明性および絶縁性が高い着色層や遮光部を形成できるからである。
さらに、上記超微粒子が、インジウム、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることも好ましい。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。
【００１４】
また本発明においては、上記超微粒子の平均粒径が０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。平均粒径が小さすぎる超微粒子は製造が難しく、超微粒子の平均粒径が大きすぎると上記の超微粒子のサイズ効果による焼結温度の低下が期待できなくなるからである。
【００１５】
さらに本発明においては、上記溶剤の沸点が１２０℃以上であることが好ましい。溶剤の沸点が比較的高ければ、カラーフィルタ用塗工液塗布後の乾燥時にて溶剤が一気に蒸発するのを防ぐことができ、これにより超微粒子が凝集して着色層や遮光部の平坦性が損なわれるのを回避することができるからである。
【００１６】
本発明は、上述したカラーフィルタ用塗工液を用い、上記カラーフィルタ用塗工液に含まれる着色剤が、赤色、緑色、または青色のいずれかに着色するものであることを特徴とする着色層形成用塗工液を提供する。また、上述したカラーフィルタ用塗工液を用い、上記カラーフィルタ用塗工液に含まれる着色剤が黒色着色剤であることを特徴とする遮光部形成用塗工液を提供する。
【００１７】
本発明の着色層形成用塗工液および遮光部形成用塗工液は、上記カラーフィルタ用塗工液を用いるので、低脱ガス性に優れる着色層および遮光部を形成することが可能である。また、着色層形成用塗工液や遮光部形成用塗工液を塗布し焼成することにより着色層や遮光部を形成する場合には、通常よりも低い温度で焼成可能である。
【００１８】
また本発明は、ガス雰囲気中で、かつ、着色剤および溶剤を含有する溶液の蒸気の存在下で超微粒子の構成成分を蒸発させ、上記超微粒子の構成成分の蒸気と上記溶液の蒸気とを接触させ、冷却捕集して、上記溶剤に超微粒子および着色剤が分散した超微粒子分散液を得ることを特徴とするカラーフィルタ用塗工液の製造方法を提供する。
【００１９】
本発明によれば、いわゆるガス中蒸発法により超微粒子を作製するので、平均粒径が１００ｎｍ以下程度であり、粒径分布が狭く、分散性の良好な超微粒子を得ることができる。また、この超微粒子により着色剤を凝集させることなく分散させることができる。したがって、分散安定性の良いカラーフィルタ用塗工液を製造することができる。
【００２０】
さらに本発明は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、超微粒子中に着色剤を分散させた着色層とを有することを特徴とする有機ＥＬ素子用基板を提供する。
【００２１】
本発明における着色層は、超微粒子中に着色剤を分散させたものであり、バインダー樹脂を含まないので、低脱ガス性に優れている。したがって、本発明の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合、ダークスポットの発生を抑制することができ、良好な画像表示が可能となる。また、ダークスポットの発生を抑制することができるので、従来のような厚膜のバリア層を設ける必要がなく、低コスト化および歩留まり向上が図れる。さらに、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる着色層形成用塗工液を塗布し焼成することにより着色層を形成する場合には、超微粒子特有のサイズ効果により、焼結温度を低温化することができ、着色層の耐熱温度以下での焼成が可能である。
【００２２】
上記発明においては、上記着色層上に、超微粒子で形成された膜からなる平坦化層が形成されていてもよい。上記着色層上に、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液を塗布して平坦化層を形成する場合には、超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液が流動性に非常に優れているため、着色層間の隙間に積極的に流れ込みやすく、平坦性を向上させることができるからである。また、低脱ガス性に優れる平坦化層とすることもできる。
【００２３】
また、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた遮光部とを有することを特徴とする有機ＥＬ素子用基板を提供する。
【００２４】
本発明における遮光部は、上記着色層と同様に、低脱ガス性に優れているので、本発明の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合には、ダークスポットの発生を抑制することができる。また、遮光部形成時においては、超微粒子特有のサイズ効果により、低温で焼結できるので、着色層等の他の部材の劣化を防ぐことができる。
【００２５】
上記発明においては、上記超微粒子が、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることが好ましい。これらの超微粒子を用いることにより、着色層や遮光部の透明性および絶縁性を高めることができるからである。
また、上記超微粒子が、表面が酸化された状態である、インジウム、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることも好ましい。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。
【００２６】
さらに、上記超微粒子の平均粒径が０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。平均粒径が小さすぎる超微粒子は製造が難しく、超微粒子の平均粒径が大きすぎると上記の超微粒子のサイズ効果による焼結温度の低下が期待できなくなるからである。
【００２７】
また本発明は、基板上に、上述の着色層形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の着色層を形成する着色層形成工程を有することを特徴とする有機ＥＬ素子用基板の製造方法を提供する。
【００２８】
本発明によれば、上記着色層形成用塗工液を用いるので、低脱ガス性に優れる着色層を形成することができ、ダークスポットが発生しにくい有機ＥＬ素子用基板を製造することができる。また、超微粒子特有のサイズ効果により、通常の焼結温度よりも低温で焼成することができ、着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。
【００２９】
さらに本発明は、基板上に、上述の遮光部形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程を有することを特徴とする有機ＥＬ素子用基板の製造方法を提供する。
【００３０】
本発明によれば、上記遮光部形成用塗工液を用いるので、低脱ガス性に優れる遮光部を形成することができ、ダークスポットが発生しにくい有機ＥＬ素子用基板を製造することができる。また、超微粒子特有のサイズ効果により、焼結温度を低温化することができ、着色層等の耐熱温度以下での焼成が可能である。
【００３１】
上記発明においては、上記超微粒子が酸化しない雰囲気中で焼成し、その後、酸化性雰囲気中で焼成してもよい。これにより、超微粒子の焼結を十分に進行させ、緻密な着色層や遮光部を形成できるからである。
【００３２】
また本発明は、上述した有機ＥＬ素子用基板と、上記有機ＥＬ素子用基板上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上に形成され、少なくとも発光層を含む有機ＥＬ層と、上記有機ＥＬ層上に形成された背面電極層とを有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置を提供する。
【００３３】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、上述した有機ＥＬ素子用基板を用いるので、ダークスポット等の欠陥の発生を抑制することができ、良好な画像表示が可能である。また、従来のような厚膜のバリア層を設ける必要がないため、安価な有機ＥＬ表示装置を提供できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなるカラーフィルタ用塗工液を用いることにより、低脱ガス性に優れる着色層や遮光部を形成することができるので、有機ＥＬ表示装置においては、ダークスポットの発生を抑制することができ、良好な画像表示が得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明のカラーフィルタ用塗工液、それを用いた着色層形成用塗工液および遮光部形成用塗工液、ならびにカラーフィルタ用塗工液の製造方法について詳細に説明する。また、有機ＥＬ素子用基板およびその製造方法、ならびに有機ＥＬ表示装置について詳細に説明する。
【００３６】
Ａ．カラーフィルタ用塗工液
まず、本発明のカラーフィルタ用塗工液について説明する。
本発明のカラーフィルタ用塗工液は、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなることを特徴とするものである。
【００３７】
本発明における超微粒子分散液は、超微粒子が個々に独立して均一に分散したものであり、超微粒子の凝集が発生していない。このため、超微粒子が着色剤を分散させる分散媒として機能するので、着色剤の分散性も良好である。また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を用いて着色層や遮光部を形成した場合には、超微粒子が従来のバインダー樹脂のような役割を果たすので、バインダー樹脂を用いる必要がなく、低脱ガス性に優れる着色層や遮光部を得ることができる。したがって、本発明のカラーフィルタ用塗工液は、脱ガス成分に弱い部材を有する有機ＥＬ表示装置における着色層や遮光部を形成するのに好適である。
また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を塗布し焼成することにより着色層や遮光部を形成する場合には、超微粒子特有のサイズ効果により焼結温度を低くすることができ、一般的な着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。したがって、着色層に用いられる着色剤の選択肢が広がるという利点を有する。
さらに、本発明における超微粒子の平均粒径は可視光領域の波長よりも小さいので、超微粒子による光散乱を抑制することができる。このため、本発明のカラーフィルタ用塗工液を用いることにより、高い透明性を有し、色特性に優れる着色層を形成することができる。
以下、カラーフィルタ用塗工液の各構成成分について説明する。
【００３８】
１．超微粒子
本発明において、「超微粒子」とは、平均粒径が１００ｎｍ以下の無機材料からなる微粒子であり、分散媒中で個々に独立して均一に分散する微粒子をいう。なお、このような超微粒子については、特開２０００−１２１４３７公報や特開２００５−８１５０１公報等を参照することができる。
【００３９】
本発明に用いられる超微粒子は、絶縁性を有するものであることが好ましい。一般に、着色層や遮光部は絶縁性が要求されるからである。また、着色層を形成する場合には、超微粒子がさらに透明性を有することが好ましい。着色層には透過性が求められるからである。このような超微粒子としては、例えば無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物の超微粒子を挙げることができる。具体的に、無機酸化物としては、酸化インジウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化鉛、酸化ジルコニウム、酸化ナトリム、酸化リチウム、酸化カリウム等が挙げられる。無機窒化物としては、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタン、炭化窒化ケイ素等が挙げられる。また、無機酸化窒化物としては、酸化窒化ケイ素等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、無機酸化物および無機窒化物の混合系であってもよい。
【００４０】
これらの中でも、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子が好ましく用いられる。これらの超微粒子を用いることにより、絶縁性の高い遮光部や、透明性および絶縁性の高い着色層を形成できるからである。また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を塗布し焼成することにより着色層や遮光部を形成する場合には、酸化インジウムの超微粒子を用いることにより、焼結温度をより低温にすることができるからである。さらに、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素の超微粒子を用いた場合には、基板等との密着性が良好な着色層や遮光部を形成できるからである。
【００４１】
また、上記超微粒子としては、金属の超微粒子を用いることもできる。具体的には、Ｉｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｙ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｚｒ、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、アルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）等の超微粒子が挙げられる。これらの中でも、Ｉｎ（インジウム）、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子が好ましく用いられる。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。表面が酸化された状態である金属の超微粒子は、絶縁性を有するので、着色層や遮光部に用いることができる。
【００４２】
上記超微粒子は、焼結温度が３５０℃以下であることが好ましい。焼結温度が上記範囲である超微粒子を用いることにより、着色層または遮光部形成時の焼成温度をより低温にできるからである。また、超微粒子の焼結温度は低ければ低いほどよいが、通常は下限が１８０℃程度である。金属の中には融点が１８０℃未満であるものもあり、そのような金属を含む超微粒子の焼結温度は通常１８０℃未満となるが、融点が１８０℃未満である金属は、非常に酸化しやすく、焼結温度の上昇につながるため、焼結温度の下限は上記範囲とする。
ここで、焼結とは、超微粒子の集合体を高温に加熱した場合に、焼き固まって緻密な多結晶体となる現象をいう。超微粒子は、熱力学的に非平衡な状態にあり、表面積を減少する方向に物質移動が起こり、その結果、粒子と粒子の間に結合が生じて緻密化する。つまり、焼結の駆動力は、系の表面エネルギーを最小にしようとする力である。また、焼結温度とは、超微粒子の溶融点以下の温度で超微粒子の集合体を加熱したときに、超微粒子同士が緻密化して焼き固まる温度をいう。
なお、上記焼結温度は、示差熱分析（ＤＴＡ：differential thermal analysis）により測定することができる。ＤＴＡでは、試料と基準物質（一般的にはアルミナ）との温度差を測定して、転移温度を求めることができるものであり、試料および基準物質に熱を加えたときに生じる温度差（試料と基準物質との温度差で判断する）により、焼結温度を求めることができる。すなわち、試料および基準物質を同一雰囲気にて加熱した場合に、基準物質の温度が上昇しているのに対して、試料の温度が上昇していない場合には、超微粒子の焼結に熱が費やされており、吸熱現象が起きているということができる。したがって、吸熱現象が見られる温度、すなわちＤＴＡ曲線における吸熱開始温度を、本発明でいう焼結温度とする。上記焼結温度の測定には、リガク製のＴＧ−ＤＴＡ装置（TG 8120）を用いることとする。
【００４３】
さらに、上記超微粒子は、融点がおおよそ７００℃以下である金属を含むことが好ましい。金属単体としての融点が上記範囲のように比較的低ければ、超微粒子の焼結温度も比較的低くなると予想されるからである。このような金属としては、例えばＡｌ（６６０℃）、Ｉｎ（１５６．４℃）、Ｍｇ（６５１℃）、Ｓｎ（２３１．８５℃）、Ｚｎ（４１９．４３℃）、Ｐｂ（３２７．５℃）、Ｎａ（９７．５℃）、Ｌｉ（１８６℃）、Ｋ（６２．３℃）等が挙げられる。なお、括弧内の数字は融点である。
【００４４】
また、超微粒子の平均粒径としては、焼結温度を低下させることができればよく、具体的には０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍ、さらに好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内である。平均粒径が小さすぎるものは製造が難しく、一方、平均粒径が大きすぎると、超微粒子特有のサイズ効果による焼結温度の低下が期待できなくなるからである。
ここで、平均粒径とは、一般に粒子の粒度を示すために用いられるものである。本発明においては、平均粒径は、レーザー法による粒径測定機として、リーズ＆ノースラップ（Leeds & Northrup）社製 粒度分析計 マイクロトラックUPA Model-9230を使用して測定した値である。なお、レーザー法とは、粒子を溶媒中に分散し、その分散溶媒にレーザー光線を当てて得られた散乱光を細くし、演算することにより、平均粒径、粒度分布等を測定する方法である。
【００４５】
超微粒子分散液中の超微粒子の濃度は、塗布しやすく、かつ所望の膜厚を得ることができるように適宜選択すればよく、具体的には１〜５０ｗｔ％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１０〜４０ｗｔ％の範囲内である。超微粒子の濃度が上記範囲未満であると、所望の膜厚が得られない可能性があるからである。一方、超微粒子の濃度が上記範囲を超えると、超微粒子分散液の粘度が高くなり流動性が低下するので、着色層や遮光部の平坦性が損なわれる可能性があるからである。
【００４６】
超微粒子の作製方法としては、特に限定されるものではなく、例えばガス中蒸発法、液相還元法、有機金属化合物の高温雰囲気へのスプレーによる熱還元法等が用いられる。
【００４７】
ガス中蒸発法は、ガス雰囲気中でかつ溶剤の蒸気の共存する気相中で金属を蒸発させ、蒸発した金属を均一な超微粒子に凝縮させて溶媒中に分散し、分散液を得る方法である。このガス中蒸発法では、粒度の揃った金属超微粒子を得ることができる。ガス中蒸発法により得られた金属超微粒子を原料として、超微粒子分散液を調製するには、超微粒子分散液に使用する溶剤で置換を行えばよい。また、超微粒子の分散安定性を増すために、分散剤を添加してもよい。これにより、超微粒子が個々に独立して均一に分散され、かつ、流動性のある状態が保持されるようになる。なお、ガス中蒸発法による超微粒子の作製方法ついては、特許第２５６１５３７号公報や特開２００５−１８３０５４公報などに詳しい。
【００４８】
また、液相還元法では、超微粒子を製造するための原料として、金属含有有機化合物である還元用原料を使用することができる。液相還元法は化学還元法の１種であり、化学還元法は、還元剤を用いる化学反応により超微粒子分散液を調製する方法である。この化学還元法により得られる製造した微粒子の場合、粒径を任意に調整可能である。化学還元法では、まず、原料に分散剤を添加した状態で、所定の温度で原料を加熱分解させるか、あるいは、還元剤、例えば水素や水素化ホウ素ナトリウム等を利用して、金属超微粒子を発生させる。次いで、発生した金属超微粒子のほぼ全量を独立分散状態で回収する。得られた分散液を、超微粒子分散液に使用する溶剤に置換すれば、所望の超微粒子分散液が得られる。得られた超微粒子分散液は、真空中での加熱により濃縮しても、安定な分散状態を維持している。
液相還元法などの化学還元法で得られた金属超微粒子を用いて超微粒子分散液を製造する場合においては、化学還元による金属超微粒子生成後に分散剤を添加してもよく、また原料に分散剤を添加してもよい。後者の場合には、より分散安定性の良い超微粒子分散液が得られる。
金属超微粒子を製造するための原料としては、金属含有有機化合物が用いられ、例えばビスヘキサフルオロアセチルアセトネート銅、ビスアセチルアセトネートニッケル、ビスアセチルアセトネートコバルトなどを挙げることできる。
なお、液相還元法による超微粒子の作製方法ついては、特開２００５−８１５０１公報および特開２００２−１２１６０６公報を参照することができる。
【００４９】
２．着色剤
本発明に用いられる着色剤としては、顔料を用いることができ、有機顔料であっても無機顔料であってもよい。ここで、着色層等に含まれる着色剤の量は、超微粒子の含有量に比べて少ない。また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を用いて着色層等を形成した場合、層内では有機顔料が無機材料からなる超微粒子に包含されている状態となっており、有機顔料から発生するガスを超微粒子がブロックするので、層内からガスが放出されにくくなる。したがって、有機顔料を用いた場合でも、ダークスポットの大きな原因にはならないと考えられる。
【００５０】
本発明のカラーフィルタ用塗工液を用いて着色層を形成する場合には、着色剤として、赤色、緑色、または青色のいずれかに着色するものが用いられる。この着色剤としては、赤色、緑色、または青色のいずれかに着色するものであればよく、顔料を１種単独で用いて着色してもよく、２種以上を組み合わせて着色してもよい。
赤色の着色層を形成するために用いられる着色剤としては、例えばペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等を挙げることができる。これらの顔料は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
緑色の着色層を形成するために用いられる着色剤としては、例えばハロゲン多置換フタロシアニン系顔料、ハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等を挙げることができる。これらの顔料は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
青色の着色層を形成するために用いられる着色剤としては、例えば銅フタロシアニン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等を挙げることができる。これらの顔料は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
上記着色剤の含有量は、有機顔料であるか無機顔料であるかによって異なるが、通常はカラーフィルタ用塗工液中の固形分に対して、５〜５０重量％程度とされる。これらの着色剤の含有量が上記範囲より少ないと、着色層を形成した場合には十分な色補正を行うことができず、また着色剤の含有量が上記範囲より多いと着色剤の分散性が悪くなり、濃度消光が起こる可能性があるからである。
【００５１】
また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を用いて遮光部を形成する場合には、着色剤として、黒色着色剤が用いられる。黒色着色剤としては、例えばチタン窒化物、チタン酸化物、チタン酸窒化物等のチタン系顔料や、カーボンブラック等を挙げることができる。中でも、体積抵抗率が高いことから、チタン系顔料が好ましく用いられる。
上記黒色着色剤の含有量は、カラーフィルタ用塗工液中の固形分に対して、１０〜８０重量％程度とすることができる。黒色着色剤の含有量が上記範囲より少ないと、遮光部を形成した場合には遮光性が低下し、また黒色着色剤の含有量が上記範囲より多いと、黒色着色剤の分散性が悪くなる場合があるからである。
【００５２】
さらに、遮光部を形成する場合には、黒色着色剤として、青色着色料、赤色着色料、および黄色着色料からなる群から選択される少なくとも２種類を混合して用いることもできる。この青色着色料、赤色着色料、および黄色着色料としては、有機顔料または無機顔料を用いることができる。
有機顔料としては、分光特性および絶縁性の点から、カラーインデックス（C.I.：The Society of Dyers and Colorists社発行）においてピグメント（Pigment）に分類されている化合物、すなわち、下記のようなカラーインデックス（C.I.）番号が付されているものが好ましく用いられる。
赤色着色料としては、例えばC.I.ピグメントレッド1、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド9、C.I.ピグメントレッド97、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレッド192、C.I.ピグメントレッド215、C.I.ピグメントレッド216、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド254等のレッド系ピグメントが挙げられる。
黄色着色料としては、例えばC.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー86、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー125、C.I.ピグメントイエロー137、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー148、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー173、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185等のイエロー系ピグメントが挙げられる。
青色着色料としては、例えばC.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15：3、C.I.ピグメントブルー15：4、C.I.ピグメントブルー15：6、C.I.ピグメントブルー2１、C.I.ピグメントブルー22、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー64等のブルー系ピグメントを挙げることができる。
また、無機顔料の具体例としては、赤色着色料として、赤色酸化鉄（III）、カドミウム赤等、黄色着色料として、黄色鉛、亜鉛黄等、青色着色料として、群青、紺青等を挙げることができる。
上記赤色着色料、黄色着色料、および青色着色料の合計含有量は、有機顔料であるか無機顔料であるかによって異なるが、カラーフィルタ用塗工液中の固形分に対して、５〜５０重量％程度とすることができる。これらの着色料の含有量が上記範囲より少ない、遮光部を形成した場合には遮光性が低下し、また含有量が上記範囲より多いと濃度消光が起こる可能性があるからである。
【００５３】
３．溶剤
本発明に用いられる溶剤としては、使用する超微粒子によって適宜選択されるものであり、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、デカノール、シクロヘキサノール、テルピネオール等のアルコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類；アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ベンジル等のエステル類；メトキシエタノール、エトキシエタノール等のエーテルアルコール類；ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の酸アミド類；ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、ドデシルベンゼン等の芳香族炭化水素類；ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、トリメチルペンタン等の長鎖アルカン；シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等の環状アルカン；などを挙げることができる。さらに、水を用いることもできる。
これらは、単独で用いても、混合溶剤として用いてもよい。例えば、長鎖アルカンの混合物であるミネラルスピリットであってもよい。
【００５４】
また例えば酸化インジウム超微粒子を用いて超微粒子分散液を調製する際に用いられる溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、４−ヒドロキシ−４メチル−２ペンタノン等のケトン類；トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどのアミド類；メチルカルビトール、ブチルカルビトールなどのアルキルエーテル類；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類；などが挙げられる。これらの溶剤は、１種単独で、もしくは２種以上を混合して使用することができる。
【００５５】
さらに、上記溶剤は、着色層や遮光部を形成する際の乾燥および焼成時に蒸発するものであることが好ましい。特に、溶剤の沸点が１２０℃以上であることが好ましく、より好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは１７０℃以上、最も好ましくは１９０℃以上である。溶剤の沸点が上記範囲より低いと、例えば乾燥時に一気に蒸発しやすくなるので、超微粒子が凝集しやすくなり、均一な着色層および遮光部が得られない場合があるからである。一方、溶剤の沸点の上限は、焼成温度の上限から３５０℃程度とされる。
このような溶剤としては、上記の中でも、テルピネオール、デカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ドデシルベンゼン、ミネラルスピリットなどが好ましく用いられる。
【００５６】
また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を吐出法により塗布する場合には、吐出ヘッドとの相性（例えば腐食や溶解等しないこと）、および、吐出ヘッド内での超微粒子の凝集や目詰まりを考慮して、適切な溶剤を選択することが好ましい。
【００５７】
上記溶剤の使用量は、使用する超微粒子に応じて、塗布しやすく、かつ所望の膜厚を得ることができるように適宜選択すればよい。
【００５８】
４．分散剤
本発明においては、カラーフィルタ用塗工液が分散剤を含有していてもよい。分散剤が超微粒子の周囲を取り囲むように付着するため、超微粒子の分散性を向上させることができるからである。その結果、着色剤の分散性も向上する。
本発明に用いられる分散剤としては、特に限定されるものではなく、例えばアルキルアミン、カルボン酸アミド、アミノカルボン酸塩等が挙げられる。
【００５９】
アルキルアミンとしては、炭素数４〜２０の主骨格を持つアルキルアミンが好ましく、炭素数８〜１８の主骨格を持つアルキルアミンが安定性、ハンドリング性の点からはさらに好ましい。アルキルアミンの主鎖の炭素数が４より短いと、アミンの塩基性が強過ぎて超微粒子を腐食するおそれがあるからである。また、アルキルアミンの主鎖の炭素数が２０よりも長いと、超微粒子分散液の濃度を高くしたときに、超微粒子分散液の粘度が上昇してハンドリング性に劣る場合があるからである。また、全ての級数のアルキルアミンが分散剤として有効に働くが、第１級のアルキルアミンが安定性、ハンドリング性の点からは好適に用いられる。
このようなアルキルアミンとしては、例えばブチルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘクサドデシルアミン、オクタデシルアミン、ココアミン、タロウアミン、水素化タロウアミン、オレイルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン等の第１級アミン；ジココアミン、ジ水素化タロウアミン、ジステアリルアミン等の第２級アミン；ドデシルジメチルアミン、ジドデシルモノメチルアミン、テトラデシルジメチルアミン、オクタデシルジメチルアミン、ココジメチルアミン、ドデシルテトラデシルジメチルアミン、トリオクチルアミン等の第３級アミンなどが挙げられる。また、ナフタレンジアミン、ステアリルプロピレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナンジアミン等のジアミンも用いることができる。
【００６０】
また、カルボン酸アミドやアミノカルボン酸塩の具体例としては、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ラウリン酸ラウリルアミド、オレイン酸アミド、オレイン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ラウリルアミド、ステアラニリド、オレイルアミノエチルグリシンなどがある。
【００６１】
これらのアルキルアミン、カルボン酸アミド、アミノカルボン酸塩は、１種以上を使用することができ、それにより安定な分散剤として作用する。
【００６２】
上記アルキルアミンの含有量は、超微粒子重量基準でおよそ０．１〜１０重量％であることが好ましく、より好ましくは０．２〜７重量％の範囲内である。アルキルアミンの含有量が上記範囲未満であると、超微粒子が独立状態で分散せずに、その凝集体が発生し、分散安定性が悪くなる場合があるからである。また、アルキルアミンの含有量が上記範囲を超えると、超微粒子分散液の粘度が高くなるおそれがあるからである。
【００６３】
５．その他
本発明のカラーフィルタ用塗工液の製造方法としては、特に限定されるものではなく、例えばガス中蒸発法により超微粒子を作製し、得られた超微粒子が溶剤に分散された分散液に、後から着色剤を添加してもよく、またガス中蒸発法により超微粒子を作製する際に、着色剤と溶剤とを含有する溶液を用いて、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された分散液を得てもよい。なお、後者の方法については、後述する「Ｄ．カラーフィルタ用塗工液の製造方法」の項に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。
【００６４】
また、本発明のカラーフィルタ用塗工液は、インクジェット用インキとして用いることができる。本発明のカラーフィルタ用塗工液では、超微粒子が独立状態で分散し、超微粒子および着色剤の凝集が発生せず、また流動性も保たれており、インク特性に優れるものである。
【００６５】
本発明においては、超微粒子分散液の粘度が、２０℃において０．１〜１００ｃＰの範囲内であることが好ましく、中でも０．１〜１０ｃＰの範囲内であることが好ましい。粘度が上記範囲であれば、平坦な着色層および遮光部を形成できるからである。
また、超微粒子分散液の表面張力は、２５〜８０ｍＮ／ｍであることが好ましく、中でも３０〜６０ｍＮ／ｍであることが好ましい。表面張力が上記範囲であれば、本発明のカラーフィルタ用塗工液をインクジェット用インクとして用いるためのインク特性を十分に満足することができるからである。
【００６６】
Ｂ．着色層形成用塗工液
次に、本発明の着色層形成用塗工液について説明する。
本発明の着色層形成用塗工液は、上述したカラーフィルタ用塗工液を用い、上記カラーフィルタ用塗工液に含まれる着色剤が、赤色、緑色、または青色のいずれかに着色するものであることを特徴とするものである。すなわち、本発明の着色層形成用塗工液は、超微粒子と、赤色、緑色、または青色のいずれかに着色する着色剤とが溶剤に分散された超微粒子分散液からなるものである。
【００６７】
本発明によれば、上記カラーフィルタ用塗工液を用いるので、低脱ガス性に優れる着色層を形成することが可能である。また、着色層形成用塗工液を塗布し焼成することにより着色層を形成する場合には、焼成温度を低温化することができる。
なお、着色層形成用塗工液のその他の点については、上記カラーフィルタ用塗工液の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【００６８】
Ｃ．遮光部形成用塗工液
次に、本発明の遮光部形成用塗工液について説明する。
本発明の遮光部形成用塗工液は、上述したカラーフィルタ用塗工液を用い、上記カラーフィルタ用塗工液に含まれる着色剤が黒色着色剤であることを特徴とするものである。すなわち、本発明の遮光部形成用塗工液は、超微粒子と黒色着色剤とが溶剤に分散された超微粒子分散液からなるものである。
【００６９】
本発明によれば、上記カラーフィルタ用塗工液を用いるので、低脱ガス性に優れる遮光部を形成することが可能である。また、遮光部形成用塗工液を塗布し焼成することにより遮光部を形成する場合には、通常よりも低い温度で焼成可能である。
なお、遮光部形成用塗工液のその他の点については、上記カラーフィルタ用塗工液の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【００７０】
Ｄ．カラーフィルタ用塗工液の製造方法
次に、本発明のカラーフィルタ用塗工液の製造方法について説明する。
本発明のカラーフィルタ用塗工液の製造方法は、ガス雰囲気中で、かつ、着色剤および溶剤を含有する溶液の蒸気の存在下で超微粒子の構成成分を蒸発させ、上記超微粒子の構成成分の蒸気と上記溶液の蒸気とを接触させ、冷却捕集して、上記溶剤に超微粒子および着色剤が分散した超微粒子分散液を得ることを特徴とするものである。
【００７１】
本発明においては、例えば真空室中で、かつヘリウム等の不活性ガスの圧力を１０Ｔｏｒｒ以下とする雰囲気の下で、超微粒子の構成成分である金属等を蒸発させ、蒸発した金属等の蒸気を冷却捕集する際に、真空室中に、着色剤および溶剤を含有する溶液の蒸気を導入し、金属等が粒成長する段階においてその表面を溶液の蒸気と接触させ、得られる一次粒子が独立してかつ均一に溶剤中にコロイド状に分散した微粒子独立分散液を得ることができる。必要に応じて、金属等の蒸気と反応ガスとを接触させてもよい。
このように本発明はガス中蒸発法を用いて超微粒子を作製するものであり、粒度の揃った超微粒子を得ることができる。
【００７２】
本発明における超微粒子の構成成分としては、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載した超微粒子の構成成分であればよく、通常は超微粒子を構成する金属、またはケイ素やホウ素等が挙げられる。例えば、金属、またはケイ素やホウ素を蒸発させて、金属の超微粒子、あるいは金属、ケイ素、ホウ素等の酸化物、窒化物、酸化窒化物の超微粒子を得ることができる。
【００７３】
本発明に用いられるガス雰囲気としては、目的とする超微粒子の種類に応じて適宜選択される。例えば金属の超微粒子を作製する場合には、ヘリウム等の不活性ガスが好ましく用いられる。また例えば無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物の超微粒子を作製する場合には、反応ガスとして酸素、二酸化炭素、窒素、空気等が用いられる。この際、ガスの圧力を１０Ｔｏｒｒ以下程度とすることが好ましい。
【００７４】
また、超微粒子の構成成分の蒸気を凝縮する際に用いられる溶剤が、カラーフィルタ用塗工液の溶剤として適当ではない場合には、ガス中蒸発法により得られた分散液中の溶剤を、カラーフィルタ用塗工液に適した溶剤で置換すればよい。
また、超微粒子の分散安定性を増すために、分散剤を添加してもよい。これにより、超微粒子が個々に独立して均一に分散され、かつ、流動性のある状態が保持されるようになる。
なお、超微粒子、着色剤、溶剤、および分散剤については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００７５】
また、ガス中蒸発法については、特許２５６１５３７号公報、特開２０００−１２１４３７公報、特開２００５−１８３０５４公報等を参照することができる。
【００７６】
また、本発明のカラーフィルタ用塗工液の製造方法の他の態様は、ガス雰囲気中でかつ第１溶剤の蒸気の存在下で金属を蒸発させることにより、溶剤中に金属の超微粒子が分散した分散液を得る第１工程と、上記分散液に低分子量の極性溶剤である第２溶剤を加え、さらに着色剤を加えて、上記金属の超微粒子および着色剤を沈降させ、その上澄み液を取り除くことにより上記第１溶剤を実質的に除去し、沈殿物を得る第２工程と、上記沈降物に第３溶剤を加えて超微粒子分散液を得る第３工程とを有することを特徴とするものである。
【００７７】
本態様によれば、ガス中蒸発法により金属の蒸気と第１溶剤の蒸気とを接触せしめて分散液を得る第１工程と、この分散液に低分子量の極性溶剤である第２溶剤を加えて金属の超微粒子を沈降させ、第１溶剤を抽出・除去する第２工程と、このようにして得られた沈降物に第３溶剤を加えて溶剤置換し、超微粒子分散液を得る第３工程とを行うことにより、超微粒子分散液からなるカラーフィルタ用塗工液を製造することができる。
また、金属の超微粒子は、低真空ガス中蒸発法で製造され得るものであり、この方法によれば粒径１００ｎｍ以下の粒度の揃った金属の超微粒子を製造することができる。このような金属の超微粒子を原料とし、カラーフィルタ用塗工液、特にインクジェット用インクとしての用途に適したようにするために、溶剤置換を行っているので、金属の超微粒子が個々に独立して均一に分散され、かつ、流動性のある状態を保持している、インクジェット用インクに適したカラーフィルタ用塗工液が得られる。すなわち、このようにして製造された超微粒子分散液は、インクジェット用インクとしての優れたインク特性を有する。
さらに、ガス中蒸発法の際に用いる金属の超微粒子生成用の溶剤と、カラーフィルタ用塗工液に用いる溶剤とで、異なる（例え同一であっても、純度が違うなど）溶剤を使用しなければならない場合があるが、本態様では第１溶剤と第３溶剤とを異なるものとすることができるので、有利である。
【００７８】
本態様においては、まず、第１工程において、真空室中でかつＨｅなどの不活性ガスの圧力を１０Ｔｏｒｒ以下とする雰囲気の下で金属を蒸発させ、蒸発した金属の蒸気を冷却捕集する際に、真空室中に、１種以上の第１溶剤の蒸気を導入し、金属が粒成長する段階においてその表面を該第１溶剤蒸気と接触せしめ、得られる一次粒子が独立してかつ均一に第１溶剤中にコロイド状に分散した分散液を得、次の第２工程で第１溶剤を除去する。このように第１溶剤を除去するのは、第１工程において蒸発した金属蒸気が凝縮する際に、共存する第１溶剤が変性されて生じる副生成物を除くためであり、また、用途に応じて、第１工程で使い難い低沸点溶剤や水、アルコール系溶剤などに分散した超微粒子分散液を製造するためである。
次に、第２工程において、第１工程で得られた分散液に低分子量の極性溶剤である第２溶剤を加えて分散液中に含まれた金属の超微粒子を沈降させ、その上澄み液を静置法やデカンテーションなどにより除去して第１工程で使用した第１溶剤を除去する。この第２工程を複数回繰り返して、第１溶剤を実質的に除去する。
そして、第３工程において、第２工程で得られた沈降物に新たな第３溶剤を加えて、溶剤置換を行い、超微粒子分散液を得る。これにより、粒径１００ｎｍ以下の金属の超微粒子が独立状態で分散している超微粒子分散液が得られる。
【００７９】
本態様においては、第１工程または第３工程、あるいは第１工程および第３工程で分散剤を加えてもよい。これにより、分散状態をさらに安定化させることができる。第３工程で分散剤を添加する場合には、第１工程で使用する溶剤に溶解しないような分散剤も使用可能である。なお、分散剤については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様である。
【００８０】
第１溶剤は、ガス中蒸発法の際に用いる金属の超微粒子生成用の溶剤であるので、金属の超微粒子を冷却捕集する際に容易に液化できるように、比較的沸点の高いものであることが好ましい。この第１溶剤としては、使用する金属の超微粒子の構成元素によって適宜選択されるものであり、例えばテルピネオール、シトロネオール、ゲラニオール、フェネチルアルコールなどの炭素数５以上のアルコール類や、酢酸ベンジル、ステアリン酸エチル、オレイン酸メチル、フェニル酢酸エチル、グリセリドなどの有機エステル類を挙げることができる。
【００８１】
また、第２溶剤は、低分子量の極性溶剤であり、第１工程で得られた分散液中に含まれる金属の超微粒子を沈降させ、第１溶剤を抽出・分離して除去できるものであればよく、例えばアセトンなどが挙げられる。
【００８２】
さらに、第３溶剤としては、例えば主鎖の炭素数６〜２０の非極性炭化水素、水、炭素数が１５以下のアルコールなどのような常温で液体の溶剤を使用することができる。非極性炭化水素の場合、炭素数が６未満であると、乾燥が早すぎてハンドリング性が劣る場合があり、また炭素数が２０を超えると、超微粒子分散液の粘度が上昇したり、焼成後に炭素が残留するおそれがある。アルコールの場合、炭素数が１５を超えると超微粒子分散液の粘度が上昇したり、焼成後に炭素が残留するおそれがある。具体的には、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載した溶剤を用いることができる。
【００８３】
Ｅ．有機ＥＬ素子用基板
次に、本発明の有機ＥＬ素子用基板について説明する。本発明の有機ＥＬ素子用基板は、２つの実施態様に分けることができる。第１実施態様は、基板と、超微粒子中に着色剤を分散させた着色層とを有するものである。また、第２実施態様は、基板と、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた遮光部とを有するものである。以下、各実施態様に分けて説明する。
【００８４】
１．第１実施態様
本発明の有機ＥＬ素子用基板の第１実施態様は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、超微粒子中に着色剤を分散させた着色層とを有することを特徴とするものである。
【００８５】
本実施態様の有機ＥＬ素子用基板について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板の一例を示す概略断面図である。図１に示すように、有機ＥＬ素子用基板１０は、基板１上に着色層２が形成されたものである。
【００８６】
着色層は超微粒子中に着色剤を分散させたものであり、従来のようなバインダー樹脂中に着色剤を分散させたものとは異なり、脱ガス成分の素となる有機物をほとんど含まず、特に脱ガス成分の主な原因であるバインダー樹脂を含まないので、低脱ガス性に優れている。また、着色剤として有機顔料を用いる場合、着色層内では有機顔料が無機材料からなる超微粒子に包含されている状態となっており、有機顔料から発生するガスを超微粒子がブロックするので、着色層内からガスが放出されにくくなる。したがって本実施態様においては、ダークスポットの発生を抑制することができ、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合、良好な画像表示が可能となる。
また、ダークスポットの発生を抑制することができるので、従来のような厚膜のバリア層を設ける必要がないため、低コスト化および歩留まり向上が図れる。
【００８７】
さらに、上述したカラーフィルタ用塗工液を塗布し焼成することにより着色層を形成する場合には、超微粒子特有のサイズ効果により、焼結温度を、通常の焼結温度と比較して低くすることができ、一般的な着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。そのため、着色層に用いられる着色剤の選択肢が広がり、例えば良好な色特性を得るために最適な着色剤を選ぶこともできる。
【００８８】
また、着色層の膜厚が比較的薄い場合には、着色剤の凝集によって濃度消光が起こりやすくなるが、本実施態様においては超微粒子の分散性が良く、着色層中では超微粒子により着色剤を凝集させることなく分散させることができるので、色特性を低下させることなく、着色層の膜厚を薄くすることができる。
以下、有機ＥＬ素子用基板の各構成について説明する。
【００８９】
（１）着色層
本実施態様に用いられる着色層は、超微粒子中に着色剤を分散させたものである。着色層は、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を用いて有機ＥＬ表示装置とした際に、発光層からの光を色補正したり、色純度を高める層である。図１に例示するように、一般に、着色層２は赤色着色パターン２Ｒ、緑色着色パターン２Ｇおよび青色着色パターン２Ｂから構成される。
【００９０】
本実施態様に用いられる超微粒子は、絶縁性を有することが好ましく、さらに透明性を有することが好ましい。着色層には絶縁性および透過性が求められるからである。このような超微粒子としては、例えば無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物の超微粒子を挙げることができる。なお、無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物の超微粒子については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９１】
また、上記超微粒子としては、表面が酸化された状態である金属の超微粒子を用いることもできる。具体的に、金属としては、Ｉｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｙ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｚｒ、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、アルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）等が挙げられる。これらの中でも、Ｉｎ（インジウム）、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子が好ましく用いられる。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。
【００９２】
さらに、上記超微粒子としては、金属の超微粒子を用いることができる。すなわち、超微粒子は導電性を有していてもよい。なお、金属の超微粒子については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
着色層が金属の超微粒子を含有する場合には、導電性を有することとなるので、後述するように着色層上に絶縁性を有する平坦化層が形成されていることが好ましい。本発明の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いる場合には、着色層上に透明電極層等が形成されるためである。
【００９３】
なお、超微粒子の焼結温度、融点、および平均粒径については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
ここで、超微粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察写真（高倍率）により確認することができる。
【００９４】
また、着色剤については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
着色剤は、有機顔料であるか無機顔料であるかによって異なるが、通常は各着色パターン中にそれぞれ５〜５０重量％程度で含有される。着色剤の含有量が上記範囲より少ないと十分な色補正を行うことができず、また着色剤の含有量が上記範囲より多いと濃度消光が起こる可能性があるからである。
【００９５】
着色層の膜厚としては、光の色補正ができる厚みであれば特に限定されるものではないが、具体的には５００ｎｍ〜５μｍの範囲内で設定することができ、好ましくは１μｍ〜３μｍの範囲内である。着色層の膜厚が厚すぎると、透過性が低下したり、また基板等からの剥離が生じたりする可能性がある。また、着色層の膜厚が厚すぎると、着色パターンによる段差が大きくなりすぎて、着色層上に後述する平坦化層を形成したとしても平坦化が困難となり、電極間の短絡が生じる可能性がある。さらに、着色パターンによる段差が大きい場合には平坦化のために平坦化層を厚膜化しなければならず、平坦化層端部において電極の形成が困難となったり、透過率が低下したり、コストが高くなったりする場合がある。本発明においては、超微粒子によって着色剤の分散性を向上させることができるので、着色剤の濃度を比較的高めることが可能であり、着色層の厚みを比較的薄くすることができる。一方、着色層の膜厚が薄すぎると、十分な色補正を行うことができない可能性がある。
【００９６】
本実施態様においては、上述した着色層形成用塗工液を塗布し焼成することによって着色層を形成することが好ましい。すなわち、着色層は、超微粒子中に着色剤が分散された塗膜であることが好ましい。このような方法で着色層を形成することにより、超微粒子特有のサイズ効果によって焼結温度を着色層の耐熱温度以下まで低くすることができる。
なお、着色層の形成方法については、後述する「Ｆ．有機ＥＬ素子用基板の製造方法」の項に記載するので、ここでの説明は省略する。
【００９７】
（２）遮光部
本実施態様においては、例えば図２に示すように各着色パターン２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ間に遮光部３が形成されていてもよい。ブラックマトリックス等の遮光部を設けることにより、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を用いて有機ＥＬ表示装置とした際に、コントラストを向上させることが可能となるからである。また、遮光部の厚みを着色層の厚みと同一または同程度とすることにより、着色パターンによる凹凸を平坦化することができる。これにより、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合には、電極間の短絡を防ぐことが可能となる。
【００９８】
また、図示しないが、後述する色変換層が形成されている場合には、各色変換パターンおよび各着色パターンの間に遮光部が形成されていてもよい。この場合、遮光部の厚みを色変換層および着色層を合わせた厚みと同一または同程度とすることにより、色変換パターンおよび着色パターンによる凹凸を平坦化することができる。これにより、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合には、電極間の短絡を防ぐことが可能となる。
【００９９】
遮光部としては、例えば黒色着色剤を含有する樹脂膜、またはクロム、酸化クロム、窒化クロム等の金属薄膜等が挙げられる。金属薄膜としては、ＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）およびＣｒ膜が２層積層されたものであってもよく、また、より反射率を低減させたＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）、ＣｒＮｙ膜（ｙは任意の数）およびＣｒ膜が３層積層されたものであってもよい。
また、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた遮光部とすることもできる。なお、超微粒子および黒色着色剤については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
これらの中でも、金属薄膜からなる遮光部や、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた遮光部は、低脱ガス性に優れるという利点を有する。一方、黒色着色剤を含有する樹脂膜は、遮光性を有するものであればよく、十分な熱処理を行うことができるので、遮光部形成時に脱ガス成分を除去することができる。
【０１００】
また、遮光部の形成方法としては、黒色着色剤を含有する樹脂膜を形成する場合には、例えばフォトリソグラフィー法等を用いることができる。金属薄膜を形成する場合には、例えばスパッタリング法や真空蒸着法等により薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法を利用してパターン状に形成する方法が用いられる。また、無電界メッキ法や印刷法等を用いて金属薄膜を形成することもできる。さらに、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた膜を形成する場合には、上述した遮光部形成用塗工液を塗布し焼成する方法を用いることができる。
【０１０１】
上記遮光部の厚みとしては、黒色着色剤を含有する樹脂膜では０．５μｍ〜２μｍ程度とすることができ、金属薄膜では０．２μｍ〜０．４μｍ程度とすることができる。また、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた膜の厚みは、０．５μｍ〜２μｍ程度とすることができる。
【０１０２】
（３）平坦化層
本実施態様においては、例えば図３や図４に示すように各着色パターン２Ｒ，２Ｇ，２Ｂによる凹凸を埋めるように平坦化層６が形成されていてもよい。また、色変換層が形成されている場合には、各着色パターンおよび各色変換パターンによる凹凸を埋めるように平坦化層が形成されていてもよい。平坦化層は、着色層や色変換層の表面の凹凸を平坦にする目的、着色層や色変換層を保護する目的、またはパターン状の着色層や色変換層による段差を埋める目的等で設けられる。さらに、着色層や色変換層が導電性を有する場合には、絶縁性を有する平坦化層を形成して、透明電極層等と絶縁するという目的もある。
【０１０３】
本実施態様に用いられる平坦化層の形成材料としては、特に限定されるものではなく、例えば樹脂を用いることができる。樹脂としては、可視光透過率が５０％以上の樹脂であることが好ましく、例えば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、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。また、樹脂として感光性樹脂を用いることができ、例えばアクリレート系、メタクリレート系、ポリケイ皮酸ビニル系、環状ゴム系等の反応性ビニル基を有する電離放射線硬化性樹脂（電子線硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂）が挙げられる。
【０１０４】
本実施態様に用いられる平坦化層は、超微粒子で形成された膜であることが好ましい。着色層と同様に、低脱ガス性に優れる平坦化層とすることができ、ダークスポットの発生を抑制することができるからである。また、着色層上に、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液を塗布して平坦化層を形成する場合には、超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液が流動性に非常に優れているため、着色層間の隙間に積極的に流れ込みやすく、平坦性を向上させることができる。
平坦化層に用いられる超微粒子としては、上記着色層に用いられる超微粒子と同様のものを使用できる。
【０１０５】
また、平坦化層の膜厚としては、パターン状の着色層や色変換層による段差を平坦化することが可能であればよい。例えば、着色層の厚み（高さ）、あるいは色変換層が形成されている場合には着色層および色変換層を合わせた厚み（高さ）と同一または同程度となるように平坦化層を形成してもよい。また例えば、着色層の厚み（高さ）、あるいは色変換層が形成されている場合には着色層および色変換層を合わせた厚み（高さ）よりも厚くなるように平坦化層を形成してもよい。具体的に着色層上に形成される平坦化層の膜厚は、０．１μｍ〜１０μｍの範囲内で設定することができ、好ましくは０．２μｍ〜４μｍの範囲内である。
【０１０６】
本実施態様においては、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液を塗布し焼成することによって平坦化層を形成することが好ましい。すなわち、平坦化層は、超微粒子で形成された塗膜であることが好ましい。このような方法で平坦化層を形成することにより、超微粒子特有のサイズ効果によって焼結温度を着色層や色変換層の耐熱温度以下まで低くすることができる。これにより、熱による着色剤や蛍光材料の劣化を防ぐことができる。
【０１０７】
（４）基板
本実施態様に用いられる基板は、本発明の有機ＥＬ素子用基板を用いて有機ＥＬ表示装置とした際に基板側から光を取り出すため、透明であることが好ましい。また、基板は、耐溶媒性、耐熱性を有し、寸法安定性に優れているものであることが好ましい。これにより、基板上に着色層等を形成する際にも安定なものとすることができるからである。
【０１０８】
透明な基板としては、例えばガラス基板や、有機材料で形成されたフィルム状やシート状のもの等を用いることができる。
【０１０９】
ガラス基板は、可視光に対して透過性の高いものであれば特に限定されるものではなく、例えば未加工のガラス基板であってもよく、また加工されたガラス基板等であってもよい。またガラス基板としては、アルカリガラスおよび無アルカリガラスのどちらも使用可能であるが、不純物が問題とされる場合には、例えばパイレックス（登録商標）ガラス等の無アルカリガラスを用いることが好ましい。加工されたガラス基板の種類は、本発明の有機ＥＬ素子用基板の用途に応じて適宜選択されるものであり、例えば透明なガラス基板に塗布加工をしたものや、段差加工を施したもの等が挙げられる。
【０１１０】
上記ガラス基板の厚みは、２０μｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。中でも、フレキシブルな基板として使用する場合には２０μｍ〜２００μｍの範囲内であることが好ましく、リジッドな基板として使用する場合には２００μｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【０１１１】
また、透明な基板に用いられる有機材料としては、例えばポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、結晶化ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ＵＶ硬化型メタクリル樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
さらに、透明な基板としては、上述した有機材料と、例えば、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂等と２種以上併せて用いることができる。
【０１１２】
上記のような有機材料を用いて透明な基板とする場合には、基板の厚みは、１０μｍ〜５００μｍの範囲内、中でも５０〜４００μｍの範囲内、特に１００〜３００μｍの範囲内であることが好ましい。基板の厚みが厚すぎると、耐衝撃性に劣ったり、巻き取り時に巻き取りが困難となったりするからである。また、基板の厚みが薄すぎると、機械適性が悪い場合があるからである。
【０１１３】
また、本発明においては、基板を洗浄して用いることが好ましく、その洗浄方法としては、酸素、オゾン等による紫外光照射処理や、プラズマ処理、アルゴンスパッタ処理等を行うことが好ましい。これにより、水分や酸素の吸着のない状態とすることができ、ダークスポットの低減や有機ＥＬ素子の長寿命化を図ることが可能となるからである。
【０１１４】
（５）色変換層
本実施態様においては、着色層上に色変換層が形成されていてもよい。色変換層は、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を用いて有機ＥＬ表示装置とした際に、発光層から発せられる光を吸収し、可視光領域蛍光を発する層であり、発光層からの光を赤色、緑色、または青色とすることができるものであれば、特に限定されるものではない。
【０１１５】
色変換層は、赤、緑、青の３色の蛍光をそれぞれ発光する色変換パターンから構成されていてもよい。また青色発光層を用いた場合には、青色発光を赤色に変換する赤色変換パターンと、青色発光を緑色に変換する緑色変換パターンとが形成されていればよい。この場合、青色変換パターンの代わりに透明パターンが形成されていてもよく、青色変換パターンが形成されていなくてもよい。さらに白色発光層を用いた場合であって、白色発光が主に赤色および青色の光から構成される場合には、赤色および青色に比べて緑色の輝度が小さくなることから、青色発光を緑色に変換する緑色変換パターンが形成されていればよい。この場合、赤色変換パターンおよび青色変換パターンの代わりに透明パターンが形成されていてもよく、赤色変換パターンおよび青色変換パターンが形成されていなくてもよく、赤色の輝度を高めるために青色発光を赤色に変換する赤色変換パターンが形成されていてもよい。
【０１１６】
本実施態様においては、色変換層が超微粒子中に蛍光材料を分散させたものであることが好ましい。上記着色層と同様に、低脱ガス性に優れる色変換層とすることができ、ダークスポットの発生を抑制することができるからである。
色変換層に用いられる超微粒子としては、上記着色層に用いられる超微粒子と同様のものを使用することができる。
【０１１７】
本実施態様に用いられる蛍光材料は、光を吸収し、可視光領域蛍光を発光するものであり、入射光を赤色光、緑色光、または青色光とすることができるものであれば、特に限定されるものではない。蛍光材料としては、例えば蛍光色素、蛍光顔料、蛍光染料等を用いることができる。また蛍光材料は、有機蛍光材料であってもよく無機蛍光材料であってもよいが、蛍光の色が鮮明であることから有機蛍光材料を用いることが好ましい。ここで、蛍光材料が有機物であっても、色変換層に含まれる蛍光材料の量は、超微粒子の含有量に比べて非常に少ないため、有機蛍光材料からの脱ガス成分は微量であり、ダークスポットの大きな原因にはならないと考えられる。また、色変換層内では有機蛍光材料が無機材料からなる超微粒子に包含されている状態となっており、有機蛍光材料から発生するガスを超微粒子がブロックするので、色変換層内からガスが放出されにくくなる。したがって、超微粒子中に蛍光材料を分散させた色変換層では、ダークスポットだけでなく、発光層の画素縮小や輝度の低下も抑制することができる。
【０１１８】
蛍光色素は、近紫外領域または可視領域の光を吸収して、異なる波長の可視光を蛍光として発光するものである。この蛍光色素は、目的とする色変換層に応じて適宜選択される。
例えば有機ＥＬ表示装置における発光層として青色発光層が用いられる場合には、青色または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が用いられる。また、青色または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も用いられる。
また例えば有機ＥＬ表示装置における発光層として白色発光層が用いられる場合には、通常、白色発光が青色領域および赤色領域の光で構成されることから、青色または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が用いられる。
【０１１９】
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。
また、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。
【０１２０】
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。
また、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。
【０１２１】
さらに、蛍光色素を、例えば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、蛍光顔料としてもよい。
これらの蛍光色素や蛍光顔料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。
【０１２２】
上記蛍光材料は、各色変換パターンに対して、その色変換パターンの重量を基準として０．０１〜５重量％、より好ましくは０．１〜５重量％含有される。蛍光材料の含有量が少なすぎると十分な波長変換を行うことができず、また蛍光材料の含有量が多すぎると、濃度消光等により色変換効率が低下する可能性があるからである。本発明においては、超微粒子によって蛍光材料の分散性を向上させることができるので、濃度消光が起こりにくく、蛍光材料の含有量を比較的多くすることが可能である。
【０１２３】
また、色変換層の膜厚としては、波長変換を行うことができる厚みであれば特に限定されるものではないが、具体的には５００ｎｍ〜５０μｍの範囲内で設定することができ、好ましくは１μｍ〜１０μｍの範囲内である。色変換層の膜厚が厚すぎると、透過性が低下したり、また基板等からの剥離が生じたりする可能性がある。また、色変換層の膜厚が厚すぎると、色変換パターンによる段差が大きくなりすぎて、色変換層上に後述する平坦化層を形成したとしても平坦化が困難となり、電極間の短絡が生じる可能性がある。さらに、色変換パターンによる段差が大きい場合には平坦化のために平坦化層を厚膜化しなければならず、平坦化層端部において電極の形成が困難となったり、透過率が低下したり、コストが高くなったりする場合がある。本発明においては、上述したように超微粒子によって蛍光材料の分散性を向上させることができるので、蛍光材料の濃度を比較的高めることが可能であり、色変換層の厚みを比較的薄くすることができる。一方、色変換層の膜厚が薄すぎると、十分な波長変換を行うことができない可能性がある。
【０１２４】
本実施態様においては、超微粒子および蛍光材料が溶剤に分散もしくは溶解された超微粒子分散液からなる色変換層形成用塗工液を塗布し焼成することによって色変換層を形成することが好ましい。すなわち、色変換層は、超微粒子中に蛍光材料が分散された塗膜であることが好ましい。このような方法で色変換層を形成することにより、超微粒子特有のサイズ効果によって焼結温度を色変換層の耐熱温度以下まで低くすることができる。
【０１２５】
また、色変換パターンの代わりに透明パターンが形成されている場合、この透明パターンは、超微粒子で形成されたものであることが好ましい。超微粒子で形成された透明パターンは、低脱ガス性に優れるからである。透明パターンに用いられる超微粒子としては、上述した超微粒子を使用することができる。
さらに、この透明パターンは、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液を塗布し焼成することによって形成されたものであることが好ましい。すなわち、透明パターンは、超微粒子で形成された塗膜であることが好ましい。超微粒子特有のサイズ効果によって焼結温度を色変換層の耐熱温度以下まで低くすることができるからである。
【０１２６】
２．第２実施態様
本発明の有機ＥＬ素子用基板の第２実施態様は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた遮光部とを有することを特徴とするものである。
【０１２７】
本実施態様の有機ＥＬ素子用基板について図面を参照しながら説明する。
図５は、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板の一例を示す概略断面図である。図５に示すように、有機ＥＬ素子用基板１０は、基板１上に遮光部３が形成されたものである。
【０１２８】
遮光部は超微粒子中に黒色着色剤を分散させたものであり、従来のようなバインダー樹脂中に黒色着色剤を分散させたものとは異なり、脱ガス成分の素となる有機物をほとんど含まず、特に脱ガス成分の主な原因であるバインダー樹脂を含まないので、低脱ガス性に優れている。したがって本実施態様においては、ダークスポットの発生を抑制することができ、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合、良好な画像表示が可能となる。
また、ダークスポットの発生を抑制することができるので、従来のような厚膜のバリア層を設ける必要がないため、低コスト化および歩留まり向上が図れる。
【０１２９】
さらに、上述した遮光部形成用塗工液を塗布し焼成することにより遮光部を形成する場合には、超微粒子特有のサイズ効果により、焼結温度を、通常の焼結温度と比較して低くすることができ、基板や着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。
【０１３０】
本実施態様においては、例えば図２に示すように、パターン状の遮光部３間に着色層２が形成されていてもよい。また、パターン状の遮光部３間に色変換層が形成されていてもよい。さらに、着色層や色変換層が形成されている場合にはパターン状の着色層および色変換層による凹凸を埋めるように、かつ遮光部を覆うように平坦化層が形成されていてもよい。
以下、有機ＥＬ素子用基板の各構成について説明する。なお、基板、色変換層、平坦化層については、上記第１実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３１】
（１）遮光部
本実施態様に用いられる遮光部は、超微粒子中に黒色着色剤を分散させたものである。ブラックマトリックス等の遮光部を設けることにより、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を用いて有機ＥＬ表示装置とした際に、コントラストを向上させることが可能となる。
【０１３２】
本実施態様に用いられる超微粒子は、絶縁性を有するものであればよい。このような超微粒子としては、例えば無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物の超微粒子を挙げることができる。なお、無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物の超微粒子については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３３】
また、上記超微粒子としては、表面が酸化された状態である金属の超微粒子を用いることもできる。具体的に、金属としては、Ｉｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｙ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｚｒ、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、アルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）等が挙げられる。これらの中でも、Ｉｎ（インジウム）、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子が好ましく用いられる。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。
【０１３４】
なお、超微粒子の焼結温度、融点、および平均粒径については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
ここで、上記平均粒径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察写真（高倍率）により確認することができる。
【０１３５】
また、黒色着色剤については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
黒色着色剤は、チタン系顔料等である場合は、通常は１０〜８０重量％程度で含有される。また、黒色着色剤として青色着色料、赤色着色料、および黄色着色料を用いる場合は、有機顔料であるか無機顔料であるかによって異なるが、通常は５〜５０重量％程度で含有される。黒色着色剤の含有量が上記範囲より少ないと遮光性が低下し、また黒色着色剤の含有量が上記範囲より多いと黒色着色剤の分散性が悪くなる場合があるからである。
【０１３６】
上記遮光部の厚みとしては、具体的には５００ｎｍ〜５μｍの範囲内で設定することができ、好ましくは１μｍ〜３μｍの範囲内である。また、着色層または色変換層が形成されている場合には、遮光部の厚みを着色層または色変換層の厚みと同一または同程度としてもよい。これにより、着色パターンまたは色変換パターンによる凹凸を平坦化することができ、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合には、電極間の短絡を防ぐことが可能となる。
【０１３７】
本実施態様においては、上述した遮光部形成用塗工液を塗布し焼成することによって遮光部を形成することが好ましい。すなわち、遮光部は、超微粒子中に黒色着色剤が分散された塗膜であることが好ましい。このような方法で遮光部を形成することにより、超微粒子特有のサイズ効果によって焼結温度を基板や着色層の耐熱温度以下まで低くすることができる。なお、遮光部の形成方法については、後述する「Ｆ．有機ＥＬ素子用基板の製造方法」の項に記載するので、ここでの説明は省略する。
【０１３８】
（２）着色層
本実施態様においては、図２に例示するように、パターン状の遮光部３間に着色層２が形成されていてもよい。着色層２は、一般に赤色着色パターン２Ｒ、緑色着色パターン２Ｇおよび青色着色パターン２Ｂから構成される。
【０１３９】
本実施態様においては、着色層が超微粒子中に着色剤を分散させたものであることが好ましい。上記遮光部と同様に、低脱ガス性に優れる着色層とすることができ、ダークスポットの発生を抑制することができるからである。なお、超微粒子中に着色剤を分散させた着色層については、上記第１実施態様に記載した着色層と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１４０】
Ｆ．有機ＥＬ素子用基板の製造方法
次に、本発明の有機ＥＬ素子用基板の製造方法について説明する。本発明の有機ＥＬ素子用基板の製造方法は、２つの態様に分けることができる。第１態様は、基板上に、上述した着色層形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の着色層を形成する着色層形成工程を有するものである。また、第２態様は、基板上に、上述した遮光部形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程を有するものである。以下、各態様に分けて説明する。
【０１４１】
１．第１態様
本発明の有機ＥＬ素子用基板の製造方法の第１態様は、基板上に、上述した着色層形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の着色層を形成する着色層形成工程を有することを特徴とするものである。
【０１４２】
図６は、本態様の有機ＥＬ素子用基板の製造方法の一例を示す工程図である。本態様においては、まず基板１上に、超微粒子および赤色着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる赤色着色層形成用塗工液１２Ｒをインクジェット法により塗布して乾燥させる（図６（ａ））。次に、基板１上に、超微粒子および緑色着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる緑色着色層形成用塗工液１２Ｇをインクジェット法により塗布して乾燥させる（図６（ｂ））。さらに、基板１上に、超微粒子および青色着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる青色着色層形成用塗工液１２Ｂをインクジェット法により塗布して乾燥させる（図６（ｃ））。次いで、これらを焼成する（図６（ｄ））。このようにして、赤色着色パターン２Ｒ、緑色着色パターン２Ｇおよび青色着色パターン２Ｂからなる着色層２が形成される（図６（ｅ））。
【０１４３】
本態様によれば、上記着色層形成用塗工液を用いるので、低脱ガス性に優れる着色層を形成することができ、ダークスポットが発生しにくい有機ＥＬ素子用基板を得ることができる。また本態様においては、超微粒子特有のサイズ効果により、超微粒子が一般的な焼結温度よりもはるかに低温で緻密に焼結するため、着色層の耐熱温度以下での焼成が可能である。
以下、有機ＥＬ素子用基板の製造方法の各工程について説明する。
【０１４４】
（１）着色層形成工程
本態様における着色層形成工程は、基板上に、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる着色層形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の着色層を形成する工程である。
なお、着色層形成用塗工液については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」および「Ｂ．着色層形成用塗工液」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１４５】
着色層形成用塗工液の塗布方法としては、均一な厚みに塗布できる方法であればよく、例えばスピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、インクジェット法、フレキソ印刷法等が挙げられる。
【０１４６】
また、着色層形成用塗工液を塗布して塗膜を形成した後は、塗膜を乾燥させて、溶剤を除去してもよい。乾燥温度としては、溶剤の種類に応じて適宜選択されるが、通常は８０℃〜１５０℃程度である。
【０１４７】
上記塗膜の焼成温度は、使用する超微粒子の種類等によって適宜選択されるものであるが、１５０℃〜３５０℃程度であることが好ましく、より好ましくは１５０℃〜２５０℃の範囲内であり、さらに好ましくは１５０℃〜２２０℃の範囲内である。焼成温度が低すぎると超微粒子が十分に焼結しない可能性があり、また、焼成温度が高すぎると基板や着色層等に熱的ダメージを与えるおそれがあるからである。超微粒子を構成する無機酸化物等を単体で焼結するのに必要な温度は一般に４００〜７００℃程度であるが、本態様においては超微粒子のサイズ効果により、１５０℃〜３５０℃という極めて低い温度で焼結する。
また、焼成時間についても、使用する超微粒子の種類等によって適宜選択されるものであるが、通常は１０分〜１時間程度であり、好ましくは１５分〜３０分である。
【０１４８】
焼成する際の雰囲気は、超微粒子の種類により適宜選択される。本工程においては、酸化性雰囲気中で焼成してもよく、また超微粒子が酸化しない雰囲気中で焼成し、その後、酸化性雰囲気中で焼成してもよい。すなわち、一段階プロセスで焼成してもよく、二段階プロセスにより焼成してもよい。二段階プロセスによる焼成では、超微粒子の表面だけがさらに酸化されて、焼結が不十分となるのを回避できるからである。また、二段階で焼成するので、低温焼成でさらに緻密な着色層を形成することができるからである。
【０１４９】
超微粒子が酸化しない雰囲気としては、例えば真空雰囲気、不活性ガス雰囲気、還元性雰囲気等が挙げられる。
不活性ガス雰囲気としては、例えば希ガス、二酸化炭素、窒素等の不雰囲気が挙げられる。
還元性雰囲気としては、例えば水素、一酸化炭素、低級アルコール等の雰囲気が挙げられる。低級アルコールとしては、炭素数が１〜６の低級アルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール等が挙げられる。
また、真空雰囲気が、例えば希ガス、二酸化炭素、窒素等の不活性ガス；酸素、水蒸気等の酸化性ガス；水素、一酸化炭素、低級アルコール等の還元性ガス；または上記不活性ガスと酸化性ガスもしくは還元性ガスとの混合ガス；を含んでいてもよい。真空雰囲気の場合に酸化性ガスを導入すると、超微粒子は酸化せずに、超微粒子に付着している有機化合物（溶剤や分散剤）だけを燃焼させる効果がある。真空状態は、単にポンプで引いただけでもよく、また一旦ポンプ引きした後、不活性ガス、還元性ガス、酸化性ガスを導入してもよい。真空雰囲気中での焼成は、通常、１０−５〜１０３Ｐａ程度で行うことができる。
【０１５０】
酸化性雰囲気は、酸素、水蒸気、酸素含有ガス（例えば空気等）、水蒸気含有ガスなどを含んでいてもよい。
【０１５１】
また、超微粒子が酸化しない雰囲気中で焼成した後、酸化性雰囲気中で焼成する前に、塗膜を乾燥させてもよい。これにより、溶剤や分散剤を除去することができるからである。溶剤や分散剤の除去は、焼成時に行ってもよい。
さらに、酸化性雰囲気中での焼成後、還元性雰囲気中で焼成してもよい。
また、焼成時に紫外線照射を行ってもよい。時間短縮・低温化の面でさらに効果がある。焼成では、大気圧プラズマ等を用いた、いわゆるプラズマ焼結を用いることもできる。
【０１５２】
本態様においては、着色層のパターニング方法として、例えばレジスト法、吐出法、印刷法等を用いることができる。
【０１５３】
レジスト法では、例えば図７に示すように、塗膜１３を焼成して得られた着色層２の上にレジスト１５を塗布し（図７（ａ）〜（ｃ））、マスク１６を介して露光し（図７（ｄ））、現像する（図７（ｅ））。次いで、酸エッチングおよびレジスト剥離を行うことにより、着色層２をパターン状に形成することができる（図７（ｆ））。
また、レジスト法を用いる場合、乾燥後の塗膜の上にレジストを塗布してもよく、焼成後の膜の上にレジストを塗布してもよい。すなわち、塗布、乾燥、焼成、およびレジスト法によるパターニングの順であってもよく、また塗布、乾燥、レジスト法によるパターニング、および焼成の順であってもよい。
さらに、この場合、着色層形成用塗工液に用いられる超微粒子としては、酸性エッチング液に溶解するものが使用される。このような超微粒子としては無機酸化物が挙げられ、中でも、酸化インジウム、酸化亜鉛、および酸化スズからなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子が好ましく用いられる。これらは、酸性エッチング液の中でもフッ酸などの基板等も溶解するような強酸のエッチング液を用いる必要がないからである。
また、各着色パターンごとに塗布、乾燥、焼成、およびレジスト法によるパターニングを繰り返し行ってもよく、また各着色パターンごとに塗布、乾燥、およびレジスト法によるパターニングを繰り返し行った後、着色層全体を焼成してもよい。
【０１５４】
吐出法では、着色層形成用塗工液をパターンに応じて塗り分けることにより、着色層をパターン状に形成することができる。吐出法としては、例えばインクジェット法が挙げられる。この場合、着色層形成用塗工液を塗布する部材表面に親疎水パターンを形成することが好ましい。本態様に用いられる着色層形成用塗工液は粘度が比較的低いので、親疎水パターンに沿って塗布することにより、精細なパターンを形成できるからである。
またこの場合、各着色パターンごとに塗布、乾燥、焼成を繰り返し行ってもよく、また各着色パターンごとに塗布、乾燥を繰り返し行った後、着色層全体を焼成してもよいが、工程上の簡便さから、各着色パターンごとに塗布、乾燥を繰り返し行った後、着色層全体を焼成することが好ましい。
【０１５５】
印刷法としては、粘度が比較的低い着色層形成用塗工液を均一な厚みに印刷できる方法であればよく、例えばフレキソ印刷法等が挙げられる。
上記の吐出法や印刷法では、超微粒子は、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものであれば、いずれも使用できる。
また、上述した中でも、製造工程が簡便であることから、インクジェット法が好ましく用いられる。
【０１５６】
（２）遮光部形成工程
本態様においては、上記着色層形成工程前に、基板上にパターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程を行ってもよい。遮光部形成工程は、超微粒子および黒色着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる遮光部形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の遮光部を形成する工程であることが好ましい。上記着色層形成工程の場合と同様に、低脱ガス性に優れる遮光部を形成することができるからである。
なお、遮光部形成用塗工液については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」および「Ｃ．遮光部形成用塗工液」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。また、遮光部形成用塗工液の塗布方法、焼成方法、およびパターニング方法等については上記着色層形成工程の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５７】
（３）平坦化層形成工程
本態様においては、上記着色層形成工程後に、着色層上に平坦化層を形成する平坦化層形成工程を行ってもよい。また、上記色変換層形成工程を行う場合には、色変換層上に平坦化層が形成される。平坦化層形成工程は、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液を塗布し、焼成して、平坦化層を形成する工程であることが好ましい。上記着色層形成工程の場合と同様に、低脱ガス性に優れる平坦化層を形成することができるからである。
なお、超微粒子および溶剤等については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であり、また平坦化層形成用塗工液の塗布方法および焼成方法等については上記着色層形成工程の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５８】
また、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液を１回塗布しただけでは所望の膜厚が得られない場合は、平坦化層形成用塗工液を塗布、乾燥、および焼成した後に、さらに平坦化層形成用塗工液を塗布、乾燥、および焼成することによって、平坦化層の膜厚を厚くすることができる。
【０１５９】
２．第２態様
本発明の有機ＥＬ素子用基板の製造方法の第２態様は、基板上に、上述した遮光部形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程を有することを特徴とするものである。
【０１６０】
本態様においては、例えば基板上に遮光部形成用塗工液をインクジェット法により塗布して乾燥させ、焼成することにより、遮光部をパターン状に形成することができる。
本態様によれば、超微粒子および黒色着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液を用いるので、低脱ガス性に優れる遮光部を形成することができ、ダークスポットが発生しにくい有機ＥＬ素子用基板を得ることができる。また本態様においては、超微粒子特有のサイズ効果により、超微粒子が一般的な焼結温度よりもはるかに低温で緻密に焼結するため、基板や着色層の耐熱温度以下での焼成が可能である。
【０１６１】
なお、遮光部形成用塗工液については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」および「Ｃ．遮光部形成用塗工液」の項に記載したものと同様であり、また遮光部形成用塗工液の塗布方法、焼成方法、およびパターニング方法については、上記第１態様の着色層形成工程の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６２】
本態様においては、遮光部形成工程後に、基板上の遮光部の開口部に着色層を形成する着色層形成工程を行ってもよい。この着色層形成工程は、上述した着色層形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の着色層を形成する工程であることが好ましい。なお、このような着色層形成工程については、上記第１態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６３】
また本態様においては、上記第１態様と同様に、色変換層形成工程および平坦化層形成工程を行ってもよい。
【０１６４】
Ｇ．有機ＥＬ表示装置
次に、本発明の有機ＥＬ表示装置について説明する。
本発明の有機ＥＬ表示装置は、上述した有機ＥＬ素子用基板と、上記有機ＥＬ素子用基板上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上に形成され、少なくとも発光層を含む有機ＥＬ層と、上記有機ＥＬ層上に形成された背面電極層とを有することを特徴とするものである。
【０１６５】
図８は本発明の有機ＥＬ表示装置の一例を示すものである。図８に示すように、有機ＥＬ表示装置２０は、上述した有機ＥＬ素子用基板１０と、上記有機ＥＬ素子用基板１０上に形成された透明電極層２１と、この透明電極層２１上にパターン状に形成された有機ＥＬ層２２と、この有機ＥＬ層２２上に形成された背面電極層２３とを有するものである。また、透明電極層２１上であって、パターン状の有機ＥＬ層２２間には絶縁層２４が形成されている。この絶縁層２４は、透明電極層２１と背面電極層２３とを接触させないようにするために設けられる層である。さらに、この絶縁層２４上には隔壁２５が形成されている。有機ＥＬ層２２が形成されている部分は表示領域である。また、有機ＥＬ素子用基板１０は、基板１上にパターン状の着色層２が形成され、パターン状の着色層２の間に遮光部３が形成されたものである。
【０１６６】
本発明によれば、上述した有機ＥＬ素子用基板を用いるので、ダークスポット等の欠陥の発生を抑制することができ、良好な画像表示が可能な有機ＥＬ表示装置とすることができる。また、上記有機ＥＬ素子用基板では、ダークスポットが発生しにくいので、従来のような厚膜のバリア層を設ける必要がなく、低コスト化および歩留まり向上が図れる。
以下、このような有機ＥＬ表示装置の各構成について説明する。なお、有機ＥＬ素子用基板については、「Ｅ．有機ＥＬ素子用基板」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６７】
１．有機ＥＬ層
本発明に用いられる有機ＥＬ層は、少なくとも発光層を含む１層もしくは複数層の有機層から構成されるものである。すなわち、有機ＥＬ層とは、少なくとも発光層を含む層であり、その層構成が有機層１層以上の層をいう。通常、塗布による湿式法で有機ＥＬ層を形成する場合は、溶媒との関係で多数の層を積層することが困難であることから、１層もしくは２層の有機層で形成される場合が多いが、溶媒への溶解性が異なるように有機材料を工夫したり、真空蒸着法を組み合わせたりすることにより、さらに多数層とすることも可能である。
【０１６８】
発光層以外に有機ＥＬ層内に形成される有機層としては、正孔注入層や電子注入層といった電荷注入層を挙げることができる。さらに、その他の有機層としては、発光層に正孔を輸送する正孔輸送層、発光層に電子を輸送する電子輸送層といった電荷輸送層を挙げることができるが、通常これらは上記電荷注入層に電荷輸送の機能を付与することにより、電荷注入層と一体化されて形成される場合が多い。その他、有機ＥＬ層内に形成される有機層としては、キャリアブロック層のような正孔あるいは電子の突き抜けを防止し、さらに励起子の拡散を防止して発光層内に励起子を閉じ込めることにより、再結合効率を高めるための層等を挙げることができる。
以下、このような有機ＥＬ層の各構成について説明する。
【０１６９】
（１）発光層
本発明に用いられる発光層は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を有するものである。上記発光層を形成する材料としては、通常、色素系発光材料、金属錯体系発光材料、または高分子系発光材料を挙げることができる。
【０１７０】
色素系発光材料としては、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどを挙げることができる。
【０１７１】
また、金属錯体系発光材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、イリジウム金属錯体、プラチナ金属錯体等、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔ等、またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。具体的には、トリス（８−キノリノール）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を用いることができる。
【０１７２】
さらに、高分子系発光材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体、およびそれらの共重合体等を挙げることができる。また、上記色素系発光材料および金属錯体系発光材料を高分子化したものも挙げられる。
【０１７３】
本発明に用いられる発光材料としては、上記の中でも、金属錯体系発光材料または高分子系発光材料であることが好ましく、さらには高分子系発光材料であることが好ましい。また、高分子系発光材料の中でも、π共役構造をもつ導電性高分子であることが好ましい。このようなπ共役構造をもつ導電性高分子としては、上述したようなポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体、およびそれらの共重合体等を挙げることができる。
【０１７４】
発光層の厚みとしては、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を発現することができる厚みであれば特に限定はされなく、例えば１ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすることができる。
【０１７５】
また、発光層中には、発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的で蛍光発光または燐光発光するドーパントを添加してもよい。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体等を挙げることができる。
【０１７６】
発光層の形成方法としては、高精細なパターニングが可能な方法であれば特に限定されるものではない。例えば蒸着法、印刷法、インクジェット法、またはスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、および自己組織化法（交互吸着法、自己組織化単分子膜法）等を挙げることができる。中でも、蒸着法、スピンコート法、およびインクジェット法を用いることが好ましい。また、発光層をパターニングする際には、異なる発光色となる画素のマスキング法により塗り分けや蒸着を行ってもよく、または発光層間に隔壁を形成してもよい。このような隔壁を形成する材料としては、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂、および無機材料等を用いることができる。さらに、これらの隔壁を形成する材料の表面エネルギー（濡れ性）を変化させる処理を行ってもよい。
【０１７７】
（２）電荷注入輸送層
本発明においては、透明電極層または背面電極層と発光層との間に電荷注入輸送層が形成されていてもよい。ここでいう電荷注入輸送層とは、上記発光層に透明電極層または背面電極層からの電荷を安定に輸送する機能を有するものであり、このような電荷注入輸送層を、透明電極層または背面電極層と発光層との間に設けることにより、発光層への電荷の注入が安定化し、発光効率を高めることができる。
【０１７８】
電荷注入輸送層としては、陽極から注入された正孔を発光層内へ輸送する正孔注入輸送層、陰極から注入された電子を発光層内へ輸送する電子注入輸送層とがある。以下、正孔注入輸送層および電子注入輸送層について説明する。
【０１７９】
（ｉ）正孔注入輸送層
本発明に用いられる正孔注入輸送層としては、発光層に正孔を注入する正孔注入層、および正孔を輸送する正孔輸送層のいずれか一方であってもよく、正孔注入層および正孔輸送層が積層されたものであってもよく、または、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。
【０１８０】
正孔注入輸送層に用いられる材料としては、陽極から注入された正孔を安定に発光層内へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記発光層の発光材料に例示した化合物の他、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン誘導体等を用いることができる。具体的には、ビス（Ｎ−（１−ナフチル−Ｎ−フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＤ）、４，４，４−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、ポリ３，４エチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）等が挙げられる。
【０１８１】
また、正孔注入輸送層の厚みとしては、陽極から正孔を注入し、発光層へ正孔を輸送する機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されないが、具体的には０．５ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内、中でも１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【０１８２】
（ii）電子注入輸送層
本発明に用いられる電子注入輸送層としては、発光層に電子を注入する電子注入層、および電子を輸送する電子輸送層のいずれか一方であってもよく、電子注入層および電子輸送層が積層されたものであってもよく、または、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。
【０１８３】
電子注入層に用いられる材料としては、発光層内への電子の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記発光層の発光材料に例示した化合物の他、アルミリチウム合金、フッ化リチウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、酸化アルミニウム、酸化ストロンチウム、カルシウム、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、リチウム、セシウム、フッ化セシウム等のようにアルカリ金属類、およびアルカリ金属類のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体等を用いることができる。
【０１８４】
また、電子注入層の厚みとしては、電子注入機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されない。
【０１８５】
一方、電子輸送層に用いられる材料としては、陰極から注入された電子を発光層内へ輸送することが可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えばバソキュプロイン、バソフェナントロリン、フェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、またはトリス（８−キノリノール）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等を挙げることができる。
【０１８６】
さらに、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有する単一の層からなる電子注入輸送層としては、電子輸送性の有機材料にアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属をドープした金属ドープ層を形成し、これを電子注入輸送層とすることができる。上記電子輸送性の有機材料としては、例えばバソキュプロイン、バソフェナントロリン、フェナントロリン誘導体等を挙げることができ、ドープする金属としては、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ等が挙げられる。
【０１８７】
２．透明電極層および背面電極層
本発明に用いられる透明電極層および背面電極層は、互いに反対の電荷をもつ電極である。
透明電極層は、一般に透明性および導電性を有する金属酸化物の薄膜で構成される。このような金属酸化物としては、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫等が挙げられる。
また、背面電極層としては、一般に金属が用いられる。具体的には、マグネシウム合金（ＭｇＡｇなど）、アルミニウム合金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇなど）、アルミニウム、アルカリ土類金属（Ｃａなど）、アルカリ金属（Ｋ、Ｌｉなど）等が挙げられる。
【０１８８】
透明電極層および背面電極層は、一般的な電極層の形成方法を用いて形成することができ、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等が挙げられる。
【０１８９】
３．絶縁層
本発明においては、透明電極層と背面電極層とを絶縁するために絶縁層が形成されていてもよい。この絶縁層は、非表示領域としてパターン状に形成されるものである。
絶縁層の形成材料としては、例えば紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂等が挙げられる。このような絶縁層は、上記の樹脂を含む樹脂組成物を用いて形成することができる。また、パターニングの方法としては、フォトリソグラフィー法、印刷法等の一般的な方法を用いることができる。
【０１９０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１９１】
以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。
［実施例］
（ブラックマトリックスの形成）
透明基材として、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み０．７ｍｍのソーダガラス（セントラル硝子（株）製 Ｓｎ面研磨品）を準備した。この透明基材を定法にしたがって洗浄した後、透明基材の片側全面にスパッタリング法により酸化窒化複合クロムの薄膜（厚み０．２μｍ）を形成し、この複合クロム薄膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、複合クロム薄膜のエッチングを行って、８４μｍ×２８４μｍの長方形状の開口部を１００μｍピッチでマトリックス状に備えたブラックマトリックスを形成した。
【０１９２】
（着色層の形成）
ヘリウムガス圧力０．５Ｔｏｒｒの条件下で高周波誘導加熱を用いるガス中蒸発法によりＩｎ微粒子を生成する際に、生成過程のＩｎ微粒子にα−テルピネオールとドデシルアミンとの２０：１（容量比）の蒸気を接触させ、冷却捕集してＩｎ微粒子を回収し、α−テルピネオール溶媒中に独立した状態で分散している平均粒径１０ｎｍのＩｎ微粒子を２０重量％含有する分散液を調製した。この分散液（コロイド液）１容量に対してアセトンを５容量加え、攪拌した。極性のアセトンの作用により分散液中の微粒子は沈降した。２時間静置後、上澄みを除去し、再び最初と同じ量のアセトンを加えて攪拌し、２時間静置後、上澄みを除去した。この沈降物から、残留溶媒を完全に除去し、平均粒径１０ｎｍのＩｎ微粒子を作製し、Ｘ線回折により、酸化されていない微粒子であることを確認した。この微粒子を６０ｗｔ％の濃度にてテトラデカン中に分散させ、超微粒子分散液を得た。
【０１９３】
その後さらに、超微粒子分散液に、緑の顔料C.I.ピグメントグリーン36とC.I.ピグメントイエロー83との混合物（１００：１０）を固形分換算で３０ｗｔ％の濃度で分散させ、緑色着色層用塗工液とした。この緑色着色層用塗工液をスピンコート法により、ブラックマトリックスが形成された透明基材上に塗布し、その後、塗膜を１×１０−３Ｐａの減圧下において２３０℃、１０ｍｉｎの条件で焼成した。次いで、酸化性雰囲気（大気）中で、２３０℃、６０ｍｉｎの条件で焼成を行った。このときの緑色着色層の膜厚は１．５μｍであった。
次に、緑色着色層上にスピンコート法により感光性レジストを塗布し、乾燥、マスク露光、現像、緑色着色層のエッチングを行って、緑色着色層をパターニングした。この緑色着色層は、上記ブラックマトリックスの開口部を覆う所定の位置に位置する幅９０μｍの帯状パターンであった。
【０１９４】
さらに、同様にして、超微粒子分散液に、赤の顔料C.I.ピグメントレッド177とC.I.ピグメントイエロー83との混合物（１００：２０）を固形分換算で３０ｗｔ％の濃度で分散させ、赤色着色層用塗工液とした。この赤色着色層用塗工液をスピンコート法により、ブラックマトリックスが形成された透明基材上に塗布し、その後、塗膜を１×１０−３Ｐａの減圧下において２３０℃、１０ｍｉｎの条件で焼成した。次いで、酸化性雰囲気（大気）中で、２３０℃、６０ｍｉｎの条件で焼成を行った。このときの赤色着色層の膜厚は１．５μｍであった。
次に、赤色着色層上にスピンコート法により感光性レジストを塗布し、乾燥、マスク露光、現像、赤色着色層のエッチングを行って、赤色着色層をパターニングした。この赤赤色着色層は、上記ブラックマトリックスの開口部を覆う所定の位置に位置する幅９０μｍの帯状パターンであった。
【０１９５】
さらに、同様にして、超微粒子分散液に、青の顔料C.I.ピグメントブルー15:3とC.I.ピグメントバイオレット23との混合物（１００：５）を固形分換算で３０ｗｔ％の濃度で分散させ、青色着色層用塗工液とした。この青色着色層用塗工液をスピンコート法により、ブラックマトリックスが形成された透明基材上に塗布し、その後、塗膜を１×１０−３Ｐａの減圧下において２３０℃、１０ｍｉｎの条件で焼成した。次いで、酸化性雰囲気（大気）中で、２３０℃、６０ｍｉｎの条件で焼成を行った。このときの青色着色層の膜厚は１．５μｍであった。
次に、青色着色層上にスピンコート法により感光性レジストを塗布し、乾燥、マスク露光、現像、青色着色層のエッチングを行って、青色着色層をパターニングした。この青色着色層は、上記ブラックマトリックスの開口部を覆う所定の位置に位置する幅９０μｍの帯状パターンであった。
【０１９６】
（平坦化層の形成）
ヘリウムガス圧力０．５Ｔｏｒｒの条件下で高周波誘導加熱を用いるガス中蒸発法によりＩｎ微粒子を生成する際に、生成過程のＩｎ微粒子にα−テルピネオールとドデシルアミンとの２０：１（容量比）の蒸気を接触させ、冷却捕集してＩｎ微粒子を回収し、α−テルピネオール溶媒中に独立した状態で分散している平均粒径１０ｎｍのＩｎ微粒子を２０重量％含有する分散液を調製した。この分散液（コロイド液）１容量に対してアセトンを５容量加え、攪拌した。極性のアセトンの作用により分散液中の微粒子は沈降した。２時間静置後、上澄みを除去し、再び最初と同じ量のアセトンを加えて攪拌し、２時間静置後、上澄みを除去した。この沈降物から、残留溶媒を完全に除去し、平均粒径１０ｎｍのＩｎ微粒子を作製し、Ｘ線回折により、酸化されていない微粒子であることを確認した。この微粒子を３０ｗｔ％の濃度にてテトラデカン中に分散させ、超微粒子分散液を得た。
この超微粒子分散液をスピンコート法により上記着色層上に塗布した。その後、塗膜を１×１０−３Ｐａの減圧下において２３０℃、１０ｍｉｎの条件で焼成した。次いで、酸化性雰囲気（大気）中で、２３０℃、６０ｍｉｎの条件で焼成を行った。これにより、着色層による段差を埋めるように平坦化層を形成した。このときの着色層上の平坦化層の膜厚は２００ｎｍであり、着色層による段差が１．５μｍから０．５μｍ程度になって、平坦化層によって着色層による段差が平坦化された。
【０１９７】
（透明電極層の形成）
次いで、上記平坦化層上にイオンプレーティング法により下地層として、膜厚５０ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した後に、膜厚１５０ｎｍの酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜を形成し、このＩＴＯ膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、ＩＴＯ膜のエッチングを行って、透明電極層を形成した。この透明電極層は、透明基材上から着色層上に乗り上げるように平坦化層上に形成された幅８０μｍの帯状パターンであり、各着色層上に位置するものであった。
【０１９８】
（補助電極の形成）
次に、上記透明電極層を覆うように平坦化層上の全面にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み０．２μｍ）を形成し、このクロム薄膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、クロム薄膜のエッチングを行って、補助電極を形成した。この補助電極は、透明基材上から着色層上に乗り上げるように透明電極層上に形成された帯状のパターンであり、着色層上では幅１４μｍでブラックマトリックスの遮光部上に位置し、透明基材周縁部の端子部では幅が６０μｍのものとした。
【０１９９】
（絶縁層および隔壁の形成）
平均分子量が約１００，０００であるノルボルネン系樹脂（ＪＳＲ（株）製 ＡＲＴＯＮ）をトルエンで希釈した絶縁層用塗工液を使用し、スピンコート法により透明電極層を覆うように平坦化層上に塗布した後、ベーク（１００℃、３０分間）を行って絶縁膜（厚み１μｍ）を形成した。次に、この絶縁膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、絶縁膜のエッチングを行って絶縁層を形成した。この絶縁層は、透明電極層と直角に交差する帯状（幅２０μｍ）のパターンであり、ブラックマトリックス上に位置するものとした。
【０２００】
次に、隔壁用塗料（日本ゼオン（株）製 フォトレジスト ＺＰＮ１１００）をスピンコート法により絶縁層を覆うように全面に塗布し、プリベーク（７０℃、３０分間）を行った。その後、所定の隔壁用フォトマスクを用いて露光し、現像液（日本ゼオン（株）製ＺＴＭＡ−１００）にて現像を行い、次いで、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行った。これにより、絶縁層上に隔壁を形成した。この隔壁は、高さ１０μｍ、下部（絶縁層側）の幅１５μｍ、上部の幅２６μｍである形状を有するものであった。
【０２０１】
（有機ＥＬ層の形成）
次いで、上記隔壁をマスクとして、真空蒸着法により正孔注入層、青色発光層、電子注入層からなる有機素子層を形成した。すなわち、まず、４，４´，４´´−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミンを、画像表示領域に相当する開口部を備えたフォトマスクを介して２００ｎｍ厚まで蒸着して成膜し、その後、４，４´−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルを２０ｎｍ厚まで蒸着して成膜することによって、隔壁がマスクパターンとなり、各隔壁間のみを正孔注入材料が通過して透明電極層上に正孔注入層を形成した。同様にして、４，４´−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニルを５０ｎｍまで蒸着して成膜することにより青色発光層とした。その後、トリス（８−キノリノール）アルミニウムを２０ｎｍ厚まで蒸着して成膜することにより電子注入層とした。このようにして形成された有機素子層は、幅２８０μｍの帯状パターンとして各隔壁間に存在するものであり、隔壁の上部表面にも同様の層構成でダミーの有機ＥＬ層が形成された。
【０２０２】
（背面電極層の形成）
次に、画像表示領域よりも広い所定の開口部を備えたフォトマスクを介して上記隔壁が形成されている領域に真空蒸着法によりマグネシウムと銀を同時に蒸着（マグネシウムの蒸着速度＝１．３〜１．４ｎｍ／秒、銀の蒸着速度＝０．１ｎｍ／秒）して成膜した。これにより、隔壁がマスクとなって、マグネシウム／銀混合物からなる背面電極層（厚み２００ｎｍ）が有機ＥＬ層上に形成された。この背面電極層は、幅２８０μｍの帯状パターンとして有機ＥＬ層上に存在するものであり、隔壁の上部表面にもダミーの背面電極層を形成した。
以上により、有機ＥＬ表示装置を得た。
【０２０３】
［比較例］
着色層を下記のようにして形成した以外は、実施例と同様にして、有機ＥＬ表示装置を作製した。
【０２０４】
（着色層の形成）
アルカリ可溶性ネガ型レジスト１３重量部と、緑の顔料C.I.ピグメントグリーン36およびC.I.ピグメントイエロー83の混合物（１００：１０）７重量部と、エチルセロソルブアセテート８０重量部とを混合して、緑色着色層用塗工液を調製した。この緑色着色層用塗工液をスピンコート法により、ブラックマトリックスが形成された透明基材上に塗布し、プリベーク（８０℃、３０分間）を行った。次いで、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行った。これにより、帯状（幅９０μｍ）の緑色着色層（厚み１．５μｍ）を形成した。
【０２０５】
さらに、アルカリ可溶性ネガ型レジスト１３重量部と、青の顔料C.I.ピグメントブルー15：3およびC.I.ピグメントバイオレット23の混合物（１００：５）７重量部と、エチルセロソルブアセテート８０重量部とを混合して、青色着色層用塗工液を調製した。この青色着色層用塗工液をスピンコート法により、ブラックマトリックスが形成された透明基材上に塗布し、プリベーク（８０℃、３０分間）を行った。次いで、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行った。これにより、帯状（幅９０μｍ）の青色着色層（厚み１．５μｍ）を形成した。
【０２０６】
さらに、アルカリ可溶性ネガ型レジスト１３重量部と、赤の顔料C.I.ピグメントレッド177およびC.I.ピグメントイエロー83の混合物（１００：２０）７重量部と、エチルセロソルブアセテート８０重量部とを混合して、赤色着色層用塗工液を調製した。この赤色着色層用塗工液をスピンコート法により、ブラックマトリックスが形成された透明基材上に塗布し、プリベーク（８０℃、３０分間）を行った。次いで、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行った。これにより、帯状（幅９０μｍ）の赤色着色層（厚み１．５μｍ）を形成した。
【０２０７】
［評価］
実施例および比較例の有機ＥＬ表示装置の透明電極層と背面電極層に直流８．５Ｖの電圧を１０ｍＡ／ｃｍ２の一定電流密度で印加して連続駆動させることにより、透明電極層と背面電極層とが交差する所望の部位の青色発光層を発光させた。そして、着色層で色補正された後、透明基材の反対面側で観測される各色の発光について、ＣＩＥ色度座標（ＪＩＳ Ｚ ８７０１）を測定した。
実施例の有機ＥＬ表示装置では、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．６４、ｙ＝０．３５の赤色発光、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．２５、ｙ＝０．６５の緑色発光、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．１４、ｙ＝０．１８の青色発光が確認され、高輝度（８２ｃｄ／ｍ２）で色純度の高い三原色画像表示が可能であった。
一方、比較例の有機ＥＬ表示装置では、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．６４、ｙ＝０．３５の赤色発光、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．２５、ｙ＝０．６５の緑色発光、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．１５、ｙ＝０．２０の青色発光が確認され、三原色の画像表示は可能であるものの、輝度が６８ｃｄ／ｍ２と低かった。
【図面の簡単な説明】
【０２０８】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子用基板の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子用基板の他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子用基板の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子用基板の他の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ素子用基板の他の例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ素子用基板の製造方法の一例を示す工程図である。
【図７】本発明の有機ＥＬ素子用基板の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図８】本発明の有機ＥＬ表示装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０２０９】
１ … 基板
２ … 着色層
３ … 遮光部
６ … 平坦化層
１０ … 有機ＥＬ素子用基板
１２ … 着色層形成用塗工液
２０ … 有機ＥＬ表示装置
２１ … 透明電極層
２２ … 有機ＥＬ層
２３ … 背面電極層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示装置における着色層や遮光部を形成するために好適に用いられるカラーフィルタ用塗工液、および有機エレクトロルミネッセンス素子用基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略すことがある。）素子は、印加電圧が１０Ｖ弱であっても高輝度な発光が実現するなど発光効率が高く、単純な素子構造で発光が可能であるため、画像表示装置への応用が期待され、盛んに研究が行われている。特に有機ＥＬ素子は、自己発色により視認性が高いこと、液晶ディスプレイとは異なり全固体ディスプレイであるため耐衝撃性に優れること、温度変化の影響が少ないこと、および、視野角が大きいこと等の利点を有することから、近年、画像表示装置における発光素子としての実用化が進んでいる。
【０００３】
有機ＥＬ素子を画像表示装置における発光素子として実用化する上で重要なことは、有機ＥＬ素子が精細な表示機能を有することとともに、長期安定性を有することである。しかしながら、有機ＥＬ素子の中には、一定期間駆動すると、電流−輝度特性等の発光特性が著しく低下するという欠点を有するものがある。
【０００４】
この発光特性の低下原因の代表的なものは、ダークスポットと呼ばれる発光欠陥点の成長である。ダークスポットの成長は、通電中（駆動中）はもちろん、保存中にも進行し、極端な場合には発光面全体に広がる。このダークスポットは、酸素あるいは水分によって、有機ＥＬ素子における発光層等の有機層の構成材料が酸化または凝集することに起因するものと考えられている。また、有機ＥＬ表示装置の製造過程における加熱時に、有機ＥＬ表示装置の着色層等に含まれる有機材料等の分解によって発生するガスも、ダークスポットの原因となる。一般に、着色層はバインダー樹脂中に着色剤を分散させたものであり、このバインダー樹脂が加熱されて分解等することによってガスが発生するのである。また、有機ＥＬ表示装置における遮光部が、黒色着色剤を含む樹脂膜である場合にも、樹脂膜を構成する樹脂等が分解等することによってガスが発生する場合がある。
【０００５】
そこで、低融点ガラス中に無機顔料を分散させた着色層を用いることが知られている（例えば特許文献１参照）。この方法では、低融点ガラスと無機顔料とバインダー樹脂と溶剤とを練り合わせたペーストを基板上にパターン状に塗布し、焼成することによってバインダー樹脂および溶剤を除去し、着色層を形成する。このようにして得られる着色層は、有機物を含まないので低脱ガス性に優れているという利点を有する。
また、無機顔料からなる着色層を用いることも知られている（例えば特許文献２参照）。この方法では、無機顔料とバインダー樹脂と溶剤とを混合したペーストを基板上にパターン状に塗布し、焼成することによってバインダー樹脂および溶剤を除去し、着色層を形成する。この着色層も、有機物を含まないので低脱ガス性に優れている。
さらに、低融点ガラス中に無機顔料を分散させた遮光部を用いることが知られている。この遮光部も、上記着色層と同様に、低脱ガス性に優れるという利点を有する。
しかしながら、このような着色層や遮光部を形成するためには、６００℃程度で焼成する必要があり、着色層や遮光部に用いられる着色剤の種類が制限される。例えば有機顔料を用いた場合には、高温焼成により有機顔料が劣化してしまう。また、一般的な樹脂基板の耐熱温度は上記焼成温度より低いため、樹脂基板上にこのような着色層や遮光部を形成するのは困難である。
【０００６】
また、特許文献３には、分散媒中に分散された金属コロイド微粒子を含む金属微粒子分散液を用いて着色層を形成することが提案されている。この着色層は、上記金属微粒子分散液を基板上に塗布し焼成することにより形成されるものであり、金属コロイド微粒子の平均粒径が５〜４０ｎｍ程度であるので、低温（例えば２３０℃以下）で焼成することができ、さらに透明性が高いという利点を有する。
しかしながら、この着色層では着色剤として金属コロイド微粒子を用いており、所望の分光スペクトルを示すように材料設計することは難しい。
【０００７】
さらに、着色層等からの水分や酸素および着色層の揮発成分等のガスの発光層への侵入を防止する手法として、バリア層を設ける方法が提案されている（例えば特許文献４参照）。しかしながら、バリア層は一般にスパッタリング法や真空蒸着法等により成膜されるものであり、このような方法によってパーティクル等の異物やピンホールのないバリア層を得ることは技術的に困難である。このため、バリア層では有機ＥＬ素子の劣化を防ぐ防湿性、バリア性が不十分である。そこで、バリア層を厚膜にすることによってバリア性を高める方法が採用されているが、非常にコストが高くなるという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３０４９１５公報
【特許文献２】特開２００１−１７４６２０公報
【特許文献３】特開２００４−５１９９７公報
【特許文献４】特開２００２−１１７９７６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ガスの発生が少ない着色層や遮光部を形成するためのカラーフィルタ用塗工液、ならびに、ダークスポット等の欠陥のない良好な画像表示が可能な有機ＥＬ素子用基板および有機ＥＬ表示装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなることを特徴とするカラーフィルタ用塗工液を提供する。
【００１１】
本発明のカラーフィルタ用塗工液を用いることにより、超微粒子および着色剤から構成される着色層や遮光部を形成することができるので、バインダー樹脂を含まず、低脱ガス性に優れる着色層や遮光部を得ることができる。したがって、本発明のカラーフィルタ用塗工液は、脱ガス成分に弱い部材を有する有機ＥＬ表示装置における着色層や遮光部を形成するのに好適である。
また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を塗布し焼成することにより着色層や遮光部を形成する場合には、超微粒子特有のサイズ効果により焼結温度を通常の温度よりも低くすることができるので、一般的な着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。したがって、着色層に用いられる着色剤の選択肢を狭めることがないという利点を有する。
さらに、超微粒子の分散性が良好であるため、着色剤を凝集させることなく分散させることができ、分散安定性の良いカラーフィルタ用塗工液とすることができる。このため、着色層を形成した場合には、濃度消光等の発生を防ぐことができる。
【００１２】
上記発明においては、上記超微粒子の焼結温度が３５０℃以下であることが好ましい。焼結温度が上記範囲である超微粒子を用いることにより、カラーフィルタ用塗工液を塗布し焼成することにより着色層や遮光部を形成する場合には、より低い温度で焼成できるからである。
【００１３】
また、上記超微粒子が、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることが好ましい。これらの超微粒子を用いることにより、透明性および絶縁性が高い着色層や遮光部を形成できるからである。
さらに、上記超微粒子が、インジウム、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることも好ましい。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。
【００１４】
また本発明においては、上記超微粒子の平均粒径が０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。平均粒径が小さすぎる超微粒子は製造が難しく、超微粒子の平均粒径が大きすぎると上記の超微粒子のサイズ効果による焼結温度の低下が期待できなくなるからである。
【００１５】
さらに本発明においては、上記溶剤の沸点が１２０℃以上であることが好ましい。溶剤の沸点が比較的高ければ、カラーフィルタ用塗工液塗布後の乾燥時にて溶剤が一気に蒸発するのを防ぐことができ、これにより超微粒子が凝集して着色層や遮光部の平坦性が損なわれるのを回避することができるからである。
【００１６】
本発明は、上述したカラーフィルタ用塗工液を用い、上記カラーフィルタ用塗工液に含まれる着色剤が、赤色、緑色、または青色のいずれかに着色するものであることを特徴とする着色層形成用塗工液を提供する。また、上述したカラーフィルタ用塗工液を用い、上記カラーフィルタ用塗工液に含まれる着色剤が黒色着色剤であることを特徴とする遮光部形成用塗工液を提供する。
【００１７】
本発明の着色層形成用塗工液および遮光部形成用塗工液は、上記カラーフィルタ用塗工液を用いるので、低脱ガス性に優れる着色層および遮光部を形成することが可能である。また、着色層形成用塗工液や遮光部形成用塗工液を塗布し焼成することにより着色層や遮光部を形成する場合には、通常よりも低い温度で焼成可能である。
【００１８】
また本発明は、ガス雰囲気中で、かつ、着色剤および溶剤を含有する溶液の蒸気の存在下で超微粒子の構成成分を蒸発させ、上記超微粒子の構成成分の蒸気と上記溶液の蒸気とを接触させ、冷却捕集して、上記溶剤に超微粒子および着色剤が分散した超微粒子分散液を得ることを特徴とするカラーフィルタ用塗工液の製造方法を提供する。
【００１９】
本発明によれば、いわゆるガス中蒸発法により超微粒子を作製するので、平均粒径が１００ｎｍ以下程度であり、粒径分布が狭く、分散性の良好な超微粒子を得ることができる。また、この超微粒子により着色剤を凝集させることなく分散させることができる。したがって、分散安定性の良いカラーフィルタ用塗工液を製造することができる。
【００２０】
さらに本発明は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、超微粒子中に着色剤を分散させた着色層とを有することを特徴とする有機ＥＬ素子用基板を提供する。
【００２１】
本発明における着色層は、超微粒子中に着色剤を分散させたものであり、バインダー樹脂を含まないので、低脱ガス性に優れている。したがって、本発明の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合、ダークスポットの発生を抑制することができ、良好な画像表示が可能となる。また、ダークスポットの発生を抑制することができるので、従来のような厚膜のバリア層を設ける必要がなく、低コスト化および歩留まり向上が図れる。さらに、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる着色層形成用塗工液を塗布し焼成することにより着色層を形成する場合には、超微粒子特有のサイズ効果により、焼結温度を低温化することができ、着色層の耐熱温度以下での焼成が可能である。
【００２２】
上記発明においては、上記着色層上に、超微粒子で形成された膜からなる平坦化層が形成されていてもよい。上記着色層上に、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液を塗布して平坦化層を形成する場合には、超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液が流動性に非常に優れているため、着色層間の隙間に積極的に流れ込みやすく、平坦性を向上させることができるからである。また、低脱ガス性に優れる平坦化層とすることもできる。
【００２３】
また、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた遮光部とを有することを特徴とする有機ＥＬ素子用基板を提供する。
【００２４】
本発明における遮光部は、上記着色層と同様に、低脱ガス性に優れているので、本発明の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合には、ダークスポットの発生を抑制することができる。また、遮光部形成時においては、超微粒子特有のサイズ効果により、低温で焼結できるので、着色層等の他の部材の劣化を防ぐことができる。
【００２５】
上記発明においては、上記超微粒子が、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることが好ましい。これらの超微粒子を用いることにより、着色層や遮光部の透明性および絶縁性を高めることができるからである。
また、上記超微粒子が、表面が酸化された状態である、インジウム、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることも好ましい。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。
【００２６】
さらに、上記超微粒子の平均粒径が０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。平均粒径が小さすぎる超微粒子は製造が難しく、超微粒子の平均粒径が大きすぎると上記の超微粒子のサイズ効果による焼結温度の低下が期待できなくなるからである。
【００２７】
また本発明は、基板上に、上述の着色層形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の着色層を形成する着色層形成工程を有することを特徴とする有機ＥＬ素子用基板の製造方法を提供する。
【００２８】
本発明によれば、上記着色層形成用塗工液を用いるので、低脱ガス性に優れる着色層を形成することができ、ダークスポットが発生しにくい有機ＥＬ素子用基板を製造することができる。また、超微粒子特有のサイズ効果により、通常の焼結温度よりも低温で焼成することができ、着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。
【００２９】
さらに本発明は、基板上に、上述の遮光部形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程を有することを特徴とする有機ＥＬ素子用基板の製造方法を提供する。
【００３０】
本発明によれば、上記遮光部形成用塗工液を用いるので、低脱ガス性に優れる遮光部を形成することができ、ダークスポットが発生しにくい有機ＥＬ素子用基板を製造することができる。また、超微粒子特有のサイズ効果により、焼結温度を低温化することができ、着色層等の耐熱温度以下での焼成が可能である。
【００３１】
上記発明においては、上記超微粒子が酸化しない雰囲気中で焼成し、その後、酸化性雰囲気中で焼成してもよい。これにより、超微粒子の焼結を十分に進行させ、緻密な着色層や遮光部を形成できるからである。
【００３２】
また本発明は、上述した有機ＥＬ素子用基板と、上記有機ＥＬ素子用基板上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上に形成され、少なくとも発光層を含む有機ＥＬ層と、上記有機ＥＬ層上に形成された背面電極層とを有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置を提供する。
【００３３】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、上述した有機ＥＬ素子用基板を用いるので、ダークスポット等の欠陥の発生を抑制することができ、良好な画像表示が可能である。また、従来のような厚膜のバリア層を設ける必要がないため、安価な有機ＥＬ表示装置を提供できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなるカラーフィルタ用塗工液を用いることにより、低脱ガス性に優れる着色層や遮光部を形成することができるので、有機ＥＬ表示装置においては、ダークスポットの発生を抑制することができ、良好な画像表示が得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明のカラーフィルタ用塗工液、それを用いた着色層形成用塗工液および遮光部形成用塗工液、ならびにカラーフィルタ用塗工液の製造方法について詳細に説明する。また、有機ＥＬ素子用基板およびその製造方法、ならびに有機ＥＬ表示装置について詳細に説明する。
【００３６】
Ａ．カラーフィルタ用塗工液
まず、本発明のカラーフィルタ用塗工液について説明する。
本発明のカラーフィルタ用塗工液は、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなることを特徴とするものである。
【００３７】
本発明における超微粒子分散液は、超微粒子が個々に独立して均一に分散したものであり、超微粒子の凝集が発生していない。このため、超微粒子が着色剤を分散させる分散媒として機能するので、着色剤の分散性も良好である。また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を用いて着色層や遮光部を形成した場合には、超微粒子が従来のバインダー樹脂のような役割を果たすので、バインダー樹脂を用いる必要がなく、低脱ガス性に優れる着色層や遮光部を得ることができる。したがって、本発明のカラーフィルタ用塗工液は、脱ガス成分に弱い部材を有する有機ＥＬ表示装置における着色層や遮光部を形成するのに好適である。
また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を塗布し焼成することにより着色層や遮光部を形成する場合には、超微粒子特有のサイズ効果により焼結温度を低くすることができ、一般的な着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。したがって、着色層に用いられる着色剤の選択肢が広がるという利点を有する。
さらに、本発明における超微粒子の平均粒径は可視光領域の波長よりも小さいので、超微粒子による光散乱を抑制することができる。このため、本発明のカラーフィルタ用塗工液を用いることにより、高い透明性を有し、色特性に優れる着色層を形成することができる。
以下、カラーフィルタ用塗工液の各構成成分について説明する。
【００３８】
１．超微粒子
本発明において、「超微粒子」とは、平均粒径が１００ｎｍ以下の無機材料からなる微粒子であり、分散媒中で個々に独立して均一に分散する微粒子をいう。なお、このような超微粒子については、特開２０００−１２１４３７公報や特開２００５−８１５０１公報等を参照することができる。
【００３９】
本発明に用いられる超微粒子は、絶縁性を有するものであることが好ましい。一般に、着色層や遮光部は絶縁性が要求されるからである。また、着色層を形成する場合には、超微粒子がさらに透明性を有することが好ましい。着色層には透過性が求められるからである。このような超微粒子としては、例えば無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物の超微粒子を挙げることができる。具体的に、無機酸化物としては、酸化インジウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化鉛、酸化ジルコニウム、酸化ナトリム、酸化リチウム、酸化カリウム等が挙げられる。無機窒化物としては、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタン、炭化窒化ケイ素等が挙げられる。また、無機酸化窒化物としては、酸化窒化ケイ素等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、無機酸化物および無機窒化物の混合系であってもよい。
【００４０】
これらの中でも、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子が好ましく用いられる。これらの超微粒子を用いることにより、絶縁性の高い遮光部や、透明性および絶縁性の高い着色層を形成できるからである。また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を塗布し焼成することにより着色層や遮光部を形成する場合には、酸化インジウムの超微粒子を用いることにより、焼結温度をより低温にすることができるからである。さらに、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素の超微粒子を用いた場合には、基板等との密着性が良好な着色層や遮光部を形成できるからである。
【００４１】
また、上記超微粒子としては、金属の超微粒子を用いることもできる。具体的には、Ｉｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｙ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｚｒ、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、アルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）等の超微粒子が挙げられる。これらの中でも、Ｉｎ（インジウム）、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子が好ましく用いられる。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。表面が酸化された状態である金属の超微粒子は、絶縁性を有するので、着色層や遮光部に用いることができる。
【００４２】
上記超微粒子は、焼結温度が３５０℃以下であることが好ましい。焼結温度が上記範囲である超微粒子を用いることにより、着色層または遮光部形成時の焼成温度をより低温にできるからである。また、超微粒子の焼結温度は低ければ低いほどよいが、通常は下限が１８０℃程度である。金属の中には融点が１８０℃未満であるものもあり、そのような金属を含む超微粒子の焼結温度は通常１８０℃未満となるが、融点が１８０℃未満である金属は、非常に酸化しやすく、焼結温度の上昇につながるため、焼結温度の下限は上記範囲とする。
ここで、焼結とは、超微粒子の集合体を高温に加熱した場合に、焼き固まって緻密な多結晶体となる現象をいう。超微粒子は、熱力学的に非平衡な状態にあり、表面積を減少する方向に物質移動が起こり、その結果、粒子と粒子の間に結合が生じて緻密化する。つまり、焼結の駆動力は、系の表面エネルギーを最小にしようとする力である。また、焼結温度とは、超微粒子の溶融点以下の温度で超微粒子の集合体を加熱したときに、超微粒子同士が緻密化して焼き固まる温度をいう。
なお、上記焼結温度は、示差熱分析（ＤＴＡ：differential thermal analysis）により測定することができる。ＤＴＡでは、試料と基準物質（一般的にはアルミナ）との温度差を測定して、転移温度を求めることができるものであり、試料および基準物質に熱を加えたときに生じる温度差（試料と基準物質との温度差で判断する）により、焼結温度を求めることができる。すなわち、試料および基準物質を同一雰囲気にて加熱した場合に、基準物質の温度が上昇しているのに対して、試料の温度が上昇していない場合には、超微粒子の焼結に熱が費やされており、吸熱現象が起きているということができる。したがって、吸熱現象が見られる温度、すなわちＤＴＡ曲線における吸熱開始温度を、本発明でいう焼結温度とする。上記焼結温度の測定には、リガク製のＴＧ−ＤＴＡ装置（TG 8120）を用いることとする。
【００４３】
さらに、上記超微粒子は、融点がおおよそ７００℃以下である金属を含むことが好ましい。金属単体としての融点が上記範囲のように比較的低ければ、超微粒子の焼結温度も比較的低くなると予想されるからである。このような金属としては、例えばＡｌ（６６０℃）、Ｉｎ（１５６．４℃）、Ｍｇ（６５１℃）、Ｓｎ（２３１．８５℃）、Ｚｎ（４１９．４３℃）、Ｐｂ（３２７．５℃）、Ｎａ（９７．５℃）、Ｌｉ（１８６℃）、Ｋ（６２．３℃）等が挙げられる。なお、括弧内の数字は融点である。
【００４４】
また、超微粒子の平均粒径としては、焼結温度を低下させることができればよく、具体的には０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍ、さらに好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内である。平均粒径が小さすぎるものは製造が難しく、一方、平均粒径が大きすぎると、超微粒子特有のサイズ効果による焼結温度の低下が期待できなくなるからである。
ここで、平均粒径とは、一般に粒子の粒度を示すために用いられるものである。本発明においては、平均粒径は、レーザー法による粒径測定機として、リーズ＆ノースラップ（Leeds & Northrup）社製 粒度分析計 マイクロトラックUPA Model-9230を使用して測定した値である。なお、レーザー法とは、粒子を溶媒中に分散し、その分散溶媒にレーザー光線を当てて得られた散乱光を細くし、演算することにより、平均粒径、粒度分布等を測定する方法である。
【００４５】
超微粒子分散液中の超微粒子の濃度は、塗布しやすく、かつ所望の膜厚を得ることができるように適宜選択すればよく、具体的には１〜５０ｗｔ％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１０〜４０ｗｔ％の範囲内である。超微粒子の濃度が上記範囲未満であると、所望の膜厚が得られない可能性があるからである。一方、超微粒子の濃度が上記範囲を超えると、超微粒子分散液の粘度が高くなり流動性が低下するので、着色層や遮光部の平坦性が損なわれる可能性があるからである。
【００４６】
超微粒子の作製方法としては、特に限定されるものではなく、例えばガス中蒸発法、液相還元法、有機金属化合物の高温雰囲気へのスプレーによる熱還元法等が用いられる。
【００４７】
ガス中蒸発法は、ガス雰囲気中でかつ溶剤の蒸気の共存する気相中で金属を蒸発させ、蒸発した金属を均一な超微粒子に凝縮させて溶媒中に分散し、分散液を得る方法である。このガス中蒸発法では、粒度の揃った金属超微粒子を得ることができる。ガス中蒸発法により得られた金属超微粒子を原料として、超微粒子分散液を調製するには、超微粒子分散液に使用する溶剤で置換を行えばよい。また、超微粒子の分散安定性を増すために、分散剤を添加してもよい。これにより、超微粒子が個々に独立して均一に分散され、かつ、流動性のある状態が保持されるようになる。なお、ガス中蒸発法による超微粒子の作製方法ついては、特許第２５６１５３７号公報や特開２００５−１８３０５４公報などに詳しい。
【００４８】
また、液相還元法では、超微粒子を製造するための原料として、金属含有有機化合物である還元用原料を使用することができる。液相還元法は化学還元法の１種であり、化学還元法は、還元剤を用いる化学反応により超微粒子分散液を調製する方法である。この化学還元法により得られる製造した微粒子の場合、粒径を任意に調整可能である。化学還元法では、まず、原料に分散剤を添加した状態で、所定の温度で原料を加熱分解させるか、あるいは、還元剤、例えば水素や水素化ホウ素ナトリウム等を利用して、金属超微粒子を発生させる。次いで、発生した金属超微粒子のほぼ全量を独立分散状態で回収する。得られた分散液を、超微粒子分散液に使用する溶剤に置換すれば、所望の超微粒子分散液が得られる。得られた超微粒子分散液は、真空中での加熱により濃縮しても、安定な分散状態を維持している。
液相還元法などの化学還元法で得られた金属超微粒子を用いて超微粒子分散液を製造する場合においては、化学還元による金属超微粒子生成後に分散剤を添加してもよく、また原料に分散剤を添加してもよい。後者の場合には、より分散安定性の良い超微粒子分散液が得られる。
金属超微粒子を製造するための原料としては、金属含有有機化合物が用いられ、例えばビスヘキサフルオロアセチルアセトネート銅、ビスアセチルアセトネートニッケル、ビスアセチルアセトネートコバルトなどを挙げることできる。
なお、液相還元法による超微粒子の作製方法ついては、特開２００５−８１５０１公報および特開２００２−１２１６０６公報を参照することができる。
【００４９】
２．着色剤
本発明に用いられる着色剤としては、顔料を用いることができ、有機顔料であっても無機顔料であってもよい。ここで、着色層等に含まれる着色剤の量は、超微粒子の含有量に比べて少ない。また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を用いて着色層等を形成した場合、層内では有機顔料が無機材料からなる超微粒子に包含されている状態となっており、有機顔料から発生するガスを超微粒子がブロックするので、層内からガスが放出されにくくなる。したがって、有機顔料を用いた場合でも、ダークスポットの大きな原因にはならないと考えられる。
【００５０】
本発明のカラーフィルタ用塗工液を用いて着色層を形成する場合には、着色剤として、赤色、緑色、または青色のいずれかに着色するものが用いられる。この着色剤としては、赤色、緑色、または青色のいずれかに着色するものであればよく、顔料を１種単独で用いて着色してもよく、２種以上を組み合わせて着色してもよい。
赤色の着色層を形成するために用いられる着色剤としては、例えばペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等を挙げることができる。これらの顔料は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
緑色の着色層を形成するために用いられる着色剤としては、例えばハロゲン多置換フタロシアニン系顔料、ハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等を挙げることができる。これらの顔料は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
青色の着色層を形成するために用いられる着色剤としては、例えば銅フタロシアニン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等を挙げることができる。これらの顔料は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
上記着色剤の含有量は、有機顔料であるか無機顔料であるかによって異なるが、通常はカラーフィルタ用塗工液中の固形分に対して、５〜５０重量％程度とされる。これらの着色剤の含有量が上記範囲より少ないと、着色層を形成した場合には十分な色補正を行うことができず、また着色剤の含有量が上記範囲より多いと着色剤の分散性が悪くなり、濃度消光が起こる可能性があるからである。
【００５１】
また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を用いて遮光部を形成する場合には、着色剤として、黒色着色剤が用いられる。黒色着色剤としては、例えばチタン窒化物、チタン酸化物、チタン酸窒化物等のチタン系顔料や、カーボンブラック等を挙げることができる。中でも、体積抵抗率が高いことから、チタン系顔料が好ましく用いられる。
上記黒色着色剤の含有量は、カラーフィルタ用塗工液中の固形分に対して、１０〜８０重量％程度とすることができる。黒色着色剤の含有量が上記範囲より少ないと、遮光部を形成した場合には遮光性が低下し、また黒色着色剤の含有量が上記範囲より多いと、黒色着色剤の分散性が悪くなる場合があるからである。
【００５２】
さらに、遮光部を形成する場合には、黒色着色剤として、青色着色料、赤色着色料、および黄色着色料からなる群から選択される少なくとも２種類を混合して用いることもできる。この青色着色料、赤色着色料、および黄色着色料としては、有機顔料または無機顔料を用いることができる。
有機顔料としては、分光特性および絶縁性の点から、カラーインデックス（C.I.：The Society of Dyers and Colorists社発行）においてピグメント（Pigment）に分類されている化合物、すなわち、下記のようなカラーインデックス（C.I.）番号が付されているものが好ましく用いられる。
赤色着色料としては、例えばC.I.ピグメントレッド1、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド9、C.I.ピグメントレッド97、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレッド192、C.I.ピグメントレッド215、C.I.ピグメントレッド216、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド254等のレッド系ピグメントが挙げられる。
黄色着色料としては、例えばC.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー86、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー125、C.I.ピグメントイエロー137、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー148、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー173、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185等のイエロー系ピグメントが挙げられる。
青色着色料としては、例えばC.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15：3、C.I.ピグメントブルー15：4、C.I.ピグメントブルー15：6、C.I.ピグメントブルー2１、C.I.ピグメントブルー22、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー64等のブルー系ピグメントを挙げることができる。
また、無機顔料の具体例としては、赤色着色料として、赤色酸化鉄（III）、カドミウム赤等、黄色着色料として、黄色鉛、亜鉛黄等、青色着色料として、群青、紺青等を挙げることができる。
上記赤色着色料、黄色着色料、および青色着色料の合計含有量は、有機顔料であるか無機顔料であるかによって異なるが、カラーフィルタ用塗工液中の固形分に対して、５〜５０重量％程度とすることができる。これらの着色料の含有量が上記範囲より少ない、遮光部を形成した場合には遮光性が低下し、また含有量が上記範囲より多いと濃度消光が起こる可能性があるからである。
【００５３】
３．溶剤
本発明に用いられる溶剤としては、使用する超微粒子によって適宜選択されるものであり、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、デカノール、シクロヘキサノール、テルピネオール等のアルコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類；アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ベンジル等のエステル類；メトキシエタノール、エトキシエタノール等のエーテルアルコール類；ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の酸アミド類；ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、ドデシルベンゼン等の芳香族炭化水素類；ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、トリメチルペンタン等の長鎖アルカン；シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等の環状アルカン；などを挙げることができる。さらに、水を用いることもできる。
これらは、単独で用いても、混合溶剤として用いてもよい。例えば、長鎖アルカンの混合物であるミネラルスピリットであってもよい。
【００５４】
また例えば酸化インジウム超微粒子を用いて超微粒子分散液を調製する際に用いられる溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、４−ヒドロキシ−４メチル−２ペンタノン等のケトン類；トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどのアミド類；メチルカルビトール、ブチルカルビトールなどのアルキルエーテル類；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類；などが挙げられる。これらの溶剤は、１種単独で、もしくは２種以上を混合して使用することができる。
【００５５】
さらに、上記溶剤は、着色層や遮光部を形成する際の乾燥および焼成時に蒸発するものであることが好ましい。特に、溶剤の沸点が１２０℃以上であることが好ましく、より好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは１７０℃以上、最も好ましくは１９０℃以上である。溶剤の沸点が上記範囲より低いと、例えば乾燥時に一気に蒸発しやすくなるので、超微粒子が凝集しやすくなり、均一な着色層および遮光部が得られない場合があるからである。一方、溶剤の沸点の上限は、焼成温度の上限から３５０℃程度とされる。
このような溶剤としては、上記の中でも、テルピネオール、デカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ドデシルベンゼン、ミネラルスピリットなどが好ましく用いられる。
【００５６】
また、本発明のカラーフィルタ用塗工液を吐出法により塗布する場合には、吐出ヘッドとの相性（例えば腐食や溶解等しないこと）、および、吐出ヘッド内での超微粒子の凝集や目詰まりを考慮して、適切な溶剤を選択することが好ましい。
【００５７】
上記溶剤の使用量は、使用する超微粒子に応じて、塗布しやすく、かつ所望の膜厚を得ることができるように適宜選択すればよい。
【００５８】
４．分散剤
本発明においては、カラーフィルタ用塗工液が分散剤を含有していてもよい。分散剤が超微粒子の周囲を取り囲むように付着するため、超微粒子の分散性を向上させることができるからである。その結果、着色剤の分散性も向上する。
本発明に用いられる分散剤としては、特に限定されるものではなく、例えばアルキルアミン、カルボン酸アミド、アミノカルボン酸塩等が挙げられる。
【００５９】
アルキルアミンとしては、炭素数４〜２０の主骨格を持つアルキルアミンが好ましく、炭素数８〜１８の主骨格を持つアルキルアミンが安定性、ハンドリング性の点からはさらに好ましい。アルキルアミンの主鎖の炭素数が４より短いと、アミンの塩基性が強過ぎて超微粒子を腐食するおそれがあるからである。また、アルキルアミンの主鎖の炭素数が２０よりも長いと、超微粒子分散液の濃度を高くしたときに、超微粒子分散液の粘度が上昇してハンドリング性に劣る場合があるからである。また、全ての級数のアルキルアミンが分散剤として有効に働くが、第１級のアルキルアミンが安定性、ハンドリング性の点からは好適に用いられる。
このようなアルキルアミンとしては、例えばブチルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘクサドデシルアミン、オクタデシルアミン、ココアミン、タロウアミン、水素化タロウアミン、オレイルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン等の第１級アミン；ジココアミン、ジ水素化タロウアミン、ジステアリルアミン等の第２級アミン；ドデシルジメチルアミン、ジドデシルモノメチルアミン、テトラデシルジメチルアミン、オクタデシルジメチルアミン、ココジメチルアミン、ドデシルテトラデシルジメチルアミン、トリオクチルアミン等の第３級アミンなどが挙げられる。また、ナフタレンジアミン、ステアリルプロピレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナンジアミン等のジアミンも用いることができる。
【００６０】
また、カルボン酸アミドやアミノカルボン酸塩の具体例としては、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ラウリン酸ラウリルアミド、オレイン酸アミド、オレイン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ラウリルアミド、ステアラニリド、オレイルアミノエチルグリシンなどがある。
【００６１】
これらのアルキルアミン、カルボン酸アミド、アミノカルボン酸塩は、１種以上を使用することができ、それにより安定な分散剤として作用する。
【００６２】
上記アルキルアミンの含有量は、超微粒子重量基準でおよそ０．１〜１０重量％であることが好ましく、より好ましくは０．２〜７重量％の範囲内である。アルキルアミンの含有量が上記範囲未満であると、超微粒子が独立状態で分散せずに、その凝集体が発生し、分散安定性が悪くなる場合があるからである。また、アルキルアミンの含有量が上記範囲を超えると、超微粒子分散液の粘度が高くなるおそれがあるからである。
【００６３】
５．その他
本発明のカラーフィルタ用塗工液の製造方法としては、特に限定されるものではなく、例えばガス中蒸発法により超微粒子を作製し、得られた超微粒子が溶剤に分散された分散液に、後から着色剤を添加してもよく、またガス中蒸発法により超微粒子を作製する際に、着色剤と溶剤とを含有する溶液を用いて、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された分散液を得てもよい。なお、後者の方法については、後述する「Ｄ．カラーフィルタ用塗工液の製造方法」の項に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。
【００６４】
また、本発明のカラーフィルタ用塗工液は、インクジェット用インキとして用いることができる。本発明のカラーフィルタ用塗工液では、超微粒子が独立状態で分散し、超微粒子および着色剤の凝集が発生せず、また流動性も保たれており、インク特性に優れるものである。
【００６５】
本発明においては、超微粒子分散液の粘度が、２０℃において０．１〜１００ｃＰの範囲内であることが好ましく、中でも０．１〜１０ｃＰの範囲内であることが好ましい。粘度が上記範囲であれば、平坦な着色層および遮光部を形成できるからである。
また、超微粒子分散液の表面張力は、２５〜８０ｍＮ／ｍであることが好ましく、中でも３０〜６０ｍＮ／ｍであることが好ましい。表面張力が上記範囲であれば、本発明のカラーフィルタ用塗工液をインクジェット用インクとして用いるためのインク特性を十分に満足することができるからである。
【００６６】
Ｂ．着色層形成用塗工液
次に、本発明の着色層形成用塗工液について説明する。
本発明の着色層形成用塗工液は、上述したカラーフィルタ用塗工液を用い、上記カラーフィルタ用塗工液に含まれる着色剤が、赤色、緑色、または青色のいずれかに着色するものであることを特徴とするものである。すなわち、本発明の着色層形成用塗工液は、超微粒子と、赤色、緑色、または青色のいずれかに着色する着色剤とが溶剤に分散された超微粒子分散液からなるものである。
【００６７】
本発明によれば、上記カラーフィルタ用塗工液を用いるので、低脱ガス性に優れる着色層を形成することが可能である。また、着色層形成用塗工液を塗布し焼成することにより着色層を形成する場合には、焼成温度を低温化することができる。
なお、着色層形成用塗工液のその他の点については、上記カラーフィルタ用塗工液の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【００６８】
Ｃ．遮光部形成用塗工液
次に、本発明の遮光部形成用塗工液について説明する。
本発明の遮光部形成用塗工液は、上述したカラーフィルタ用塗工液を用い、上記カラーフィルタ用塗工液に含まれる着色剤が黒色着色剤であることを特徴とするものである。すなわち、本発明の遮光部形成用塗工液は、超微粒子と黒色着色剤とが溶剤に分散された超微粒子分散液からなるものである。
【００６９】
本発明によれば、上記カラーフィルタ用塗工液を用いるので、低脱ガス性に優れる遮光部を形成することが可能である。また、遮光部形成用塗工液を塗布し焼成することにより遮光部を形成する場合には、通常よりも低い温度で焼成可能である。
なお、遮光部形成用塗工液のその他の点については、上記カラーフィルタ用塗工液の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【００７０】
Ｄ．カラーフィルタ用塗工液の製造方法
次に、本発明のカラーフィルタ用塗工液の製造方法について説明する。
本発明のカラーフィルタ用塗工液の製造方法は、ガス雰囲気中で、かつ、着色剤および溶剤を含有する溶液の蒸気の存在下で超微粒子の構成成分を蒸発させ、上記超微粒子の構成成分の蒸気と上記溶液の蒸気とを接触させ、冷却捕集して、上記溶剤に超微粒子および着色剤が分散した超微粒子分散液を得ることを特徴とするものである。
【００７１】
本発明においては、例えば真空室中で、かつヘリウム等の不活性ガスの圧力を１０Ｔｏｒｒ以下とする雰囲気の下で、超微粒子の構成成分である金属等を蒸発させ、蒸発した金属等の蒸気を冷却捕集する際に、真空室中に、着色剤および溶剤を含有する溶液の蒸気を導入し、金属等が粒成長する段階においてその表面を溶液の蒸気と接触させ、得られる一次粒子が独立してかつ均一に溶剤中にコロイド状に分散した微粒子独立分散液を得ることができる。必要に応じて、金属等の蒸気と反応ガスとを接触させてもよい。
このように本発明はガス中蒸発法を用いて超微粒子を作製するものであり、粒度の揃った超微粒子を得ることができる。
【００７２】
本発明における超微粒子の構成成分としては、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載した超微粒子の構成成分であればよく、通常は超微粒子を構成する金属、またはケイ素やホウ素等が挙げられる。例えば、金属、またはケイ素やホウ素を蒸発させて、金属の超微粒子、あるいは金属、ケイ素、ホウ素等の酸化物、窒化物、酸化窒化物の超微粒子を得ることができる。
【００７３】
本発明に用いられるガス雰囲気としては、目的とする超微粒子の種類に応じて適宜選択される。例えば金属の超微粒子を作製する場合には、ヘリウム等の不活性ガスが好ましく用いられる。また例えば無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物の超微粒子を作製する場合には、反応ガスとして酸素、二酸化炭素、窒素、空気等が用いられる。この際、ガスの圧力を１０Ｔｏｒｒ以下程度とすることが好ましい。
【００７４】
また、超微粒子の構成成分の蒸気を凝縮する際に用いられる溶剤が、カラーフィルタ用塗工液の溶剤として適当ではない場合には、ガス中蒸発法により得られた分散液中の溶剤を、カラーフィルタ用塗工液に適した溶剤で置換すればよい。
また、超微粒子の分散安定性を増すために、分散剤を添加してもよい。これにより、超微粒子が個々に独立して均一に分散され、かつ、流動性のある状態が保持されるようになる。
なお、超微粒子、着色剤、溶剤、および分散剤については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００７５】
また、ガス中蒸発法については、特許２５６１５３７号公報、特開２０００−１２１４３７公報、特開２００５−１８３０５４公報等を参照することができる。
【００７６】
また、本発明のカラーフィルタ用塗工液の製造方法の他の態様は、ガス雰囲気中でかつ第１溶剤の蒸気の存在下で金属を蒸発させることにより、溶剤中に金属の超微粒子が分散した分散液を得る第１工程と、上記分散液に低分子量の極性溶剤である第２溶剤を加え、さらに着色剤を加えて、上記金属の超微粒子および着色剤を沈降させ、その上澄み液を取り除くことにより上記第１溶剤を実質的に除去し、沈殿物を得る第２工程と、上記沈降物に第３溶剤を加えて超微粒子分散液を得る第３工程とを有することを特徴とするものである。
【００７７】
本態様によれば、ガス中蒸発法により金属の蒸気と第１溶剤の蒸気とを接触せしめて分散液を得る第１工程と、この分散液に低分子量の極性溶剤である第２溶剤を加えて金属の超微粒子を沈降させ、第１溶剤を抽出・除去する第２工程と、このようにして得られた沈降物に第３溶剤を加えて溶剤置換し、超微粒子分散液を得る第３工程とを行うことにより、超微粒子分散液からなるカラーフィルタ用塗工液を製造することができる。
また、金属の超微粒子は、低真空ガス中蒸発法で製造され得るものであり、この方法によれば粒径１００ｎｍ以下の粒度の揃った金属の超微粒子を製造することができる。このような金属の超微粒子を原料とし、カラーフィルタ用塗工液、特にインクジェット用インクとしての用途に適したようにするために、溶剤置換を行っているので、金属の超微粒子が個々に独立して均一に分散され、かつ、流動性のある状態を保持している、インクジェット用インクに適したカラーフィルタ用塗工液が得られる。すなわち、このようにして製造された超微粒子分散液は、インクジェット用インクとしての優れたインク特性を有する。
さらに、ガス中蒸発法の際に用いる金属の超微粒子生成用の溶剤と、カラーフィルタ用塗工液に用いる溶剤とで、異なる（例え同一であっても、純度が違うなど）溶剤を使用しなければならない場合があるが、本態様では第１溶剤と第３溶剤とを異なるものとすることができるので、有利である。
【００７８】
本態様においては、まず、第１工程において、真空室中でかつＨｅなどの不活性ガスの圧力を１０Ｔｏｒｒ以下とする雰囲気の下で金属を蒸発させ、蒸発した金属の蒸気を冷却捕集する際に、真空室中に、１種以上の第１溶剤の蒸気を導入し、金属が粒成長する段階においてその表面を該第１溶剤蒸気と接触せしめ、得られる一次粒子が独立してかつ均一に第１溶剤中にコロイド状に分散した分散液を得、次の第２工程で第１溶剤を除去する。このように第１溶剤を除去するのは、第１工程において蒸発した金属蒸気が凝縮する際に、共存する第１溶剤が変性されて生じる副生成物を除くためであり、また、用途に応じて、第１工程で使い難い低沸点溶剤や水、アルコール系溶剤などに分散した超微粒子分散液を製造するためである。
次に、第２工程において、第１工程で得られた分散液に低分子量の極性溶剤である第２溶剤を加えて分散液中に含まれた金属の超微粒子を沈降させ、その上澄み液を静置法やデカンテーションなどにより除去して第１工程で使用した第１溶剤を除去する。この第２工程を複数回繰り返して、第１溶剤を実質的に除去する。
そして、第３工程において、第２工程で得られた沈降物に新たな第３溶剤を加えて、溶剤置換を行い、超微粒子分散液を得る。これにより、粒径１００ｎｍ以下の金属の超微粒子が独立状態で分散している超微粒子分散液が得られる。
【００７９】
本態様においては、第１工程または第３工程、あるいは第１工程および第３工程で分散剤を加えてもよい。これにより、分散状態をさらに安定化させることができる。第３工程で分散剤を添加する場合には、第１工程で使用する溶剤に溶解しないような分散剤も使用可能である。なお、分散剤については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様である。
【００８０】
第１溶剤は、ガス中蒸発法の際に用いる金属の超微粒子生成用の溶剤であるので、金属の超微粒子を冷却捕集する際に容易に液化できるように、比較的沸点の高いものであることが好ましい。この第１溶剤としては、使用する金属の超微粒子の構成元素によって適宜選択されるものであり、例えばテルピネオール、シトロネオール、ゲラニオール、フェネチルアルコールなどの炭素数５以上のアルコール類や、酢酸ベンジル、ステアリン酸エチル、オレイン酸メチル、フェニル酢酸エチル、グリセリドなどの有機エステル類を挙げることができる。
【００８１】
また、第２溶剤は、低分子量の極性溶剤であり、第１工程で得られた分散液中に含まれる金属の超微粒子を沈降させ、第１溶剤を抽出・分離して除去できるものであればよく、例えばアセトンなどが挙げられる。
【００８２】
さらに、第３溶剤としては、例えば主鎖の炭素数６〜２０の非極性炭化水素、水、炭素数が１５以下のアルコールなどのような常温で液体の溶剤を使用することができる。非極性炭化水素の場合、炭素数が６未満であると、乾燥が早すぎてハンドリング性が劣る場合があり、また炭素数が２０を超えると、超微粒子分散液の粘度が上昇したり、焼成後に炭素が残留するおそれがある。アルコールの場合、炭素数が１５を超えると超微粒子分散液の粘度が上昇したり、焼成後に炭素が残留するおそれがある。具体的には、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載した溶剤を用いることができる。
【００８３】
Ｅ．有機ＥＬ素子用基板
次に、本発明の有機ＥＬ素子用基板について説明する。本発明の有機ＥＬ素子用基板は、２つの実施態様に分けることができる。第１実施態様は、基板と、超微粒子中に着色剤を分散させた着色層とを有するものである。また、第２実施態様は、基板と、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた遮光部とを有するものである。以下、各実施態様に分けて説明する。
【００８４】
１．第１実施態様
本発明の有機ＥＬ素子用基板の第１実施態様は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、超微粒子中に着色剤を分散させた着色層とを有することを特徴とするものである。
【００８５】
本実施態様の有機ＥＬ素子用基板について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板の一例を示す概略断面図である。図１に示すように、有機ＥＬ素子用基板１０は、基板１上に着色層２が形成されたものである。
【００８６】
着色層は超微粒子中に着色剤を分散させたものであり、従来のようなバインダー樹脂中に着色剤を分散させたものとは異なり、脱ガス成分の素となる有機物をほとんど含まず、特に脱ガス成分の主な原因であるバインダー樹脂を含まないので、低脱ガス性に優れている。また、着色剤として有機顔料を用いる場合、着色層内では有機顔料が無機材料からなる超微粒子に包含されている状態となっており、有機顔料から発生するガスを超微粒子がブロックするので、着色層内からガスが放出されにくくなる。したがって本実施態様においては、ダークスポットの発生を抑制することができ、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合、良好な画像表示が可能となる。
また、ダークスポットの発生を抑制することができるので、従来のような厚膜のバリア層を設ける必要がないため、低コスト化および歩留まり向上が図れる。
【００８７】
さらに、上述したカラーフィルタ用塗工液を塗布し焼成することにより着色層を形成する場合には、超微粒子特有のサイズ効果により、焼結温度を、通常の焼結温度と比較して低くすることができ、一般的な着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。そのため、着色層に用いられる着色剤の選択肢が広がり、例えば良好な色特性を得るために最適な着色剤を選ぶこともできる。
【００８８】
また、着色層の膜厚が比較的薄い場合には、着色剤の凝集によって濃度消光が起こりやすくなるが、本実施態様においては超微粒子の分散性が良く、着色層中では超微粒子により着色剤を凝集させることなく分散させることができるので、色特性を低下させることなく、着色層の膜厚を薄くすることができる。
以下、有機ＥＬ素子用基板の各構成について説明する。
【００８９】
（１）着色層
本実施態様に用いられる着色層は、超微粒子中に着色剤を分散させたものである。着色層は、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を用いて有機ＥＬ表示装置とした際に、発光層からの光を色補正したり、色純度を高める層である。図１に例示するように、一般に、着色層２は赤色着色パターン２Ｒ、緑色着色パターン２Ｇおよび青色着色パターン２Ｂから構成される。
【００９０】
本実施態様に用いられる超微粒子は、絶縁性を有することが好ましく、さらに透明性を有することが好ましい。着色層には絶縁性および透過性が求められるからである。このような超微粒子としては、例えば無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物の超微粒子を挙げることができる。なお、無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物の超微粒子については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９１】
また、上記超微粒子としては、表面が酸化された状態である金属の超微粒子を用いることもできる。具体的に、金属としては、Ｉｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｙ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｚｒ、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、アルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）等が挙げられる。これらの中でも、Ｉｎ（インジウム）、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子が好ましく用いられる。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。
【００９２】
さらに、上記超微粒子としては、金属の超微粒子を用いることができる。すなわち、超微粒子は導電性を有していてもよい。なお、金属の超微粒子については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
着色層が金属の超微粒子を含有する場合には、導電性を有することとなるので、後述するように着色層上に絶縁性を有する平坦化層が形成されていることが好ましい。本発明の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いる場合には、着色層上に透明電極層等が形成されるためである。
【００９３】
なお、超微粒子の焼結温度、融点、および平均粒径については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
ここで、超微粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察写真（高倍率）により確認することができる。
【００９４】
また、着色剤については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
着色剤は、有機顔料であるか無機顔料であるかによって異なるが、通常は各着色パターン中にそれぞれ５〜５０重量％程度で含有される。着色剤の含有量が上記範囲より少ないと十分な色補正を行うことができず、また着色剤の含有量が上記範囲より多いと濃度消光が起こる可能性があるからである。
【００９５】
着色層の膜厚としては、光の色補正ができる厚みであれば特に限定されるものではないが、具体的には５００ｎｍ〜５μｍの範囲内で設定することができ、好ましくは１μｍ〜３μｍの範囲内である。着色層の膜厚が厚すぎると、透過性が低下したり、また基板等からの剥離が生じたりする可能性がある。また、着色層の膜厚が厚すぎると、着色パターンによる段差が大きくなりすぎて、着色層上に後述する平坦化層を形成したとしても平坦化が困難となり、電極間の短絡が生じる可能性がある。さらに、着色パターンによる段差が大きい場合には平坦化のために平坦化層を厚膜化しなければならず、平坦化層端部において電極の形成が困難となったり、透過率が低下したり、コストが高くなったりする場合がある。本発明においては、超微粒子によって着色剤の分散性を向上させることができるので、着色剤の濃度を比較的高めることが可能であり、着色層の厚みを比較的薄くすることができる。一方、着色層の膜厚が薄すぎると、十分な色補正を行うことができない可能性がある。
【００９６】
本実施態様においては、上述した着色層形成用塗工液を塗布し焼成することによって着色層を形成することが好ましい。すなわち、着色層は、超微粒子中に着色剤が分散された塗膜であることが好ましい。このような方法で着色層を形成することにより、超微粒子特有のサイズ効果によって焼結温度を着色層の耐熱温度以下まで低くすることができる。
なお、着色層の形成方法については、後述する「Ｆ．有機ＥＬ素子用基板の製造方法」の項に記載するので、ここでの説明は省略する。
【００９７】
（２）遮光部
本実施態様においては、例えば図２に示すように各着色パターン２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ間に遮光部３が形成されていてもよい。ブラックマトリックス等の遮光部を設けることにより、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を用いて有機ＥＬ表示装置とした際に、コントラストを向上させることが可能となるからである。また、遮光部の厚みを着色層の厚みと同一または同程度とすることにより、着色パターンによる凹凸を平坦化することができる。これにより、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合には、電極間の短絡を防ぐことが可能となる。
【００９８】
また、図示しないが、後述する色変換層が形成されている場合には、各色変換パターンおよび各着色パターンの間に遮光部が形成されていてもよい。この場合、遮光部の厚みを色変換層および着色層を合わせた厚みと同一または同程度とすることにより、色変換パターンおよび着色パターンによる凹凸を平坦化することができる。これにより、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合には、電極間の短絡を防ぐことが可能となる。
【００９９】
遮光部としては、例えば黒色着色剤を含有する樹脂膜、またはクロム、酸化クロム、窒化クロム等の金属薄膜等が挙げられる。金属薄膜としては、ＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）およびＣｒ膜が２層積層されたものであってもよく、また、より反射率を低減させたＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）、ＣｒＮｙ膜（ｙは任意の数）およびＣｒ膜が３層積層されたものであってもよい。
また、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた遮光部とすることもできる。なお、超微粒子および黒色着色剤については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
これらの中でも、金属薄膜からなる遮光部や、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた遮光部は、低脱ガス性に優れるという利点を有する。一方、黒色着色剤を含有する樹脂膜は、遮光性を有するものであればよく、十分な熱処理を行うことができるので、遮光部形成時に脱ガス成分を除去することができる。
【０１００】
また、遮光部の形成方法としては、黒色着色剤を含有する樹脂膜を形成する場合には、例えばフォトリソグラフィー法等を用いることができる。金属薄膜を形成する場合には、例えばスパッタリング法や真空蒸着法等により薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法を利用してパターン状に形成する方法が用いられる。また、無電界メッキ法や印刷法等を用いて金属薄膜を形成することもできる。さらに、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた膜を形成する場合には、上述した遮光部形成用塗工液を塗布し焼成する方法を用いることができる。
【０１０１】
上記遮光部の厚みとしては、黒色着色剤を含有する樹脂膜では０．５μｍ〜２μｍ程度とすることができ、金属薄膜では０．２μｍ〜０．４μｍ程度とすることができる。また、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた膜の厚みは、０．５μｍ〜２μｍ程度とすることができる。
【０１０２】
（３）平坦化層
本実施態様においては、例えば図３や図４に示すように各着色パターン２Ｒ，２Ｇ，２Ｂによる凹凸を埋めるように平坦化層６が形成されていてもよい。また、色変換層が形成されている場合には、各着色パターンおよび各色変換パターンによる凹凸を埋めるように平坦化層が形成されていてもよい。平坦化層は、着色層や色変換層の表面の凹凸を平坦にする目的、着色層や色変換層を保護する目的、またはパターン状の着色層や色変換層による段差を埋める目的等で設けられる。さらに、着色層や色変換層が導電性を有する場合には、絶縁性を有する平坦化層を形成して、透明電極層等と絶縁するという目的もある。
【０１０３】
本実施態様に用いられる平坦化層の形成材料としては、特に限定されるものではなく、例えば樹脂を用いることができる。樹脂としては、可視光透過率が５０％以上の樹脂であることが好ましく、例えば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、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。また、樹脂として感光性樹脂を用いることができ、例えばアクリレート系、メタクリレート系、ポリケイ皮酸ビニル系、環状ゴム系等の反応性ビニル基を有する電離放射線硬化性樹脂（電子線硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂）が挙げられる。
【０１０４】
本実施態様に用いられる平坦化層は、超微粒子で形成された膜であることが好ましい。着色層と同様に、低脱ガス性に優れる平坦化層とすることができ、ダークスポットの発生を抑制することができるからである。また、着色層上に、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液を塗布して平坦化層を形成する場合には、超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液が流動性に非常に優れているため、着色層間の隙間に積極的に流れ込みやすく、平坦性を向上させることができる。
平坦化層に用いられる超微粒子としては、上記着色層に用いられる超微粒子と同様のものを使用できる。
【０１０５】
また、平坦化層の膜厚としては、パターン状の着色層や色変換層による段差を平坦化することが可能であればよい。例えば、着色層の厚み（高さ）、あるいは色変換層が形成されている場合には着色層および色変換層を合わせた厚み（高さ）と同一または同程度となるように平坦化層を形成してもよい。また例えば、着色層の厚み（高さ）、あるいは色変換層が形成されている場合には着色層および色変換層を合わせた厚み（高さ）よりも厚くなるように平坦化層を形成してもよい。具体的に着色層上に形成される平坦化層の膜厚は、０．１μｍ〜１０μｍの範囲内で設定することができ、好ましくは０．２μｍ〜４μｍの範囲内である。
【０１０６】
本実施態様においては、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液を塗布し焼成することによって平坦化層を形成することが好ましい。すなわち、平坦化層は、超微粒子で形成された塗膜であることが好ましい。このような方法で平坦化層を形成することにより、超微粒子特有のサイズ効果によって焼結温度を着色層や色変換層の耐熱温度以下まで低くすることができる。これにより、熱による着色剤や蛍光材料の劣化を防ぐことができる。
【０１０７】
（４）基板
本実施態様に用いられる基板は、本発明の有機ＥＬ素子用基板を用いて有機ＥＬ表示装置とした際に基板側から光を取り出すため、透明であることが好ましい。また、基板は、耐溶媒性、耐熱性を有し、寸法安定性に優れているものであることが好ましい。これにより、基板上に着色層等を形成する際にも安定なものとすることができるからである。
【０１０８】
透明な基板としては、例えばガラス基板や、有機材料で形成されたフィルム状やシート状のもの等を用いることができる。
【０１０９】
ガラス基板は、可視光に対して透過性の高いものであれば特に限定されるものではなく、例えば未加工のガラス基板であってもよく、また加工されたガラス基板等であってもよい。またガラス基板としては、アルカリガラスおよび無アルカリガラスのどちらも使用可能であるが、不純物が問題とされる場合には、例えばパイレックス（登録商標）ガラス等の無アルカリガラスを用いることが好ましい。加工されたガラス基板の種類は、本発明の有機ＥＬ素子用基板の用途に応じて適宜選択されるものであり、例えば透明なガラス基板に塗布加工をしたものや、段差加工を施したもの等が挙げられる。
【０１１０】
上記ガラス基板の厚みは、２０μｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。中でも、フレキシブルな基板として使用する場合には２０μｍ〜２００μｍの範囲内であることが好ましく、リジッドな基板として使用する場合には２００μｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【０１１１】
また、透明な基板に用いられる有機材料としては、例えばポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、結晶化ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ＵＶ硬化型メタクリル樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
さらに、透明な基板としては、上述した有機材料と、例えば、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂等と２種以上併せて用いることができる。
【０１１２】
上記のような有機材料を用いて透明な基板とする場合には、基板の厚みは、１０μｍ〜５００μｍの範囲内、中でも５０〜４００μｍの範囲内、特に１００〜３００μｍの範囲内であることが好ましい。基板の厚みが厚すぎると、耐衝撃性に劣ったり、巻き取り時に巻き取りが困難となったりするからである。また、基板の厚みが薄すぎると、機械適性が悪い場合があるからである。
【０１１３】
また、本発明においては、基板を洗浄して用いることが好ましく、その洗浄方法としては、酸素、オゾン等による紫外光照射処理や、プラズマ処理、アルゴンスパッタ処理等を行うことが好ましい。これにより、水分や酸素の吸着のない状態とすることができ、ダークスポットの低減や有機ＥＬ素子の長寿命化を図ることが可能となるからである。
【０１１４】
（５）色変換層
本実施態様においては、着色層上に色変換層が形成されていてもよい。色変換層は、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を用いて有機ＥＬ表示装置とした際に、発光層から発せられる光を吸収し、可視光領域蛍光を発する層であり、発光層からの光を赤色、緑色、または青色とすることができるものであれば、特に限定されるものではない。
【０１１５】
色変換層は、赤、緑、青の３色の蛍光をそれぞれ発光する色変換パターンから構成されていてもよい。また青色発光層を用いた場合には、青色発光を赤色に変換する赤色変換パターンと、青色発光を緑色に変換する緑色変換パターンとが形成されていればよい。この場合、青色変換パターンの代わりに透明パターンが形成されていてもよく、青色変換パターンが形成されていなくてもよい。さらに白色発光層を用いた場合であって、白色発光が主に赤色および青色の光から構成される場合には、赤色および青色に比べて緑色の輝度が小さくなることから、青色発光を緑色に変換する緑色変換パターンが形成されていればよい。この場合、赤色変換パターンおよび青色変換パターンの代わりに透明パターンが形成されていてもよく、赤色変換パターンおよび青色変換パターンが形成されていなくてもよく、赤色の輝度を高めるために青色発光を赤色に変換する赤色変換パターンが形成されていてもよい。
【０１１６】
本実施態様においては、色変換層が超微粒子中に蛍光材料を分散させたものであることが好ましい。上記着色層と同様に、低脱ガス性に優れる色変換層とすることができ、ダークスポットの発生を抑制することができるからである。
色変換層に用いられる超微粒子としては、上記着色層に用いられる超微粒子と同様のものを使用することができる。
【０１１７】
本実施態様に用いられる蛍光材料は、光を吸収し、可視光領域蛍光を発光するものであり、入射光を赤色光、緑色光、または青色光とすることができるものであれば、特に限定されるものではない。蛍光材料としては、例えば蛍光色素、蛍光顔料、蛍光染料等を用いることができる。また蛍光材料は、有機蛍光材料であってもよく無機蛍光材料であってもよいが、蛍光の色が鮮明であることから有機蛍光材料を用いることが好ましい。ここで、蛍光材料が有機物であっても、色変換層に含まれる蛍光材料の量は、超微粒子の含有量に比べて非常に少ないため、有機蛍光材料からの脱ガス成分は微量であり、ダークスポットの大きな原因にはならないと考えられる。また、色変換層内では有機蛍光材料が無機材料からなる超微粒子に包含されている状態となっており、有機蛍光材料から発生するガスを超微粒子がブロックするので、色変換層内からガスが放出されにくくなる。したがって、超微粒子中に蛍光材料を分散させた色変換層では、ダークスポットだけでなく、発光層の画素縮小や輝度の低下も抑制することができる。
【０１１８】
蛍光色素は、近紫外領域または可視領域の光を吸収して、異なる波長の可視光を蛍光として発光するものである。この蛍光色素は、目的とする色変換層に応じて適宜選択される。
例えば有機ＥＬ表示装置における発光層として青色発光層が用いられる場合には、青色または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が用いられる。また、青色または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も用いられる。
また例えば有機ＥＬ表示装置における発光層として白色発光層が用いられる場合には、通常、白色発光が青色領域および赤色領域の光で構成されることから、青色または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が用いられる。
【０１１９】
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。
また、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。
【０１２０】
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。
また、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。
【０１２１】
さらに、蛍光色素を、例えば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、蛍光顔料としてもよい。
これらの蛍光色素や蛍光顔料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。
【０１２２】
上記蛍光材料は、各色変換パターンに対して、その色変換パターンの重量を基準として０．０１〜５重量％、より好ましくは０．１〜５重量％含有される。蛍光材料の含有量が少なすぎると十分な波長変換を行うことができず、また蛍光材料の含有量が多すぎると、濃度消光等により色変換効率が低下する可能性があるからである。本発明においては、超微粒子によって蛍光材料の分散性を向上させることができるので、濃度消光が起こりにくく、蛍光材料の含有量を比較的多くすることが可能である。
【０１２３】
また、色変換層の膜厚としては、波長変換を行うことができる厚みであれば特に限定されるものではないが、具体的には５００ｎｍ〜５０μｍの範囲内で設定することができ、好ましくは１μｍ〜１０μｍの範囲内である。色変換層の膜厚が厚すぎると、透過性が低下したり、また基板等からの剥離が生じたりする可能性がある。また、色変換層の膜厚が厚すぎると、色変換パターンによる段差が大きくなりすぎて、色変換層上に後述する平坦化層を形成したとしても平坦化が困難となり、電極間の短絡が生じる可能性がある。さらに、色変換パターンによる段差が大きい場合には平坦化のために平坦化層を厚膜化しなければならず、平坦化層端部において電極の形成が困難となったり、透過率が低下したり、コストが高くなったりする場合がある。本発明においては、上述したように超微粒子によって蛍光材料の分散性を向上させることができるので、蛍光材料の濃度を比較的高めることが可能であり、色変換層の厚みを比較的薄くすることができる。一方、色変換層の膜厚が薄すぎると、十分な波長変換を行うことができない可能性がある。
【０１２４】
本実施態様においては、超微粒子および蛍光材料が溶剤に分散もしくは溶解された超微粒子分散液からなる色変換層形成用塗工液を塗布し焼成することによって色変換層を形成することが好ましい。すなわち、色変換層は、超微粒子中に蛍光材料が分散された塗膜であることが好ましい。このような方法で色変換層を形成することにより、超微粒子特有のサイズ効果によって焼結温度を色変換層の耐熱温度以下まで低くすることができる。
【０１２５】
また、色変換パターンの代わりに透明パターンが形成されている場合、この透明パターンは、超微粒子で形成されたものであることが好ましい。超微粒子で形成された透明パターンは、低脱ガス性に優れるからである。透明パターンに用いられる超微粒子としては、上述した超微粒子を使用することができる。
さらに、この透明パターンは、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液を塗布し焼成することによって形成されたものであることが好ましい。すなわち、透明パターンは、超微粒子で形成された塗膜であることが好ましい。超微粒子特有のサイズ効果によって焼結温度を色変換層の耐熱温度以下まで低くすることができるからである。
【０１２６】
２．第２実施態様
本発明の有機ＥＬ素子用基板の第２実施態様は、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた遮光部とを有することを特徴とするものである。
【０１２７】
本実施態様の有機ＥＬ素子用基板について図面を参照しながら説明する。
図５は、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板の一例を示す概略断面図である。図５に示すように、有機ＥＬ素子用基板１０は、基板１上に遮光部３が形成されたものである。
【０１２８】
遮光部は超微粒子中に黒色着色剤を分散させたものであり、従来のようなバインダー樹脂中に黒色着色剤を分散させたものとは異なり、脱ガス成分の素となる有機物をほとんど含まず、特に脱ガス成分の主な原因であるバインダー樹脂を含まないので、低脱ガス性に優れている。したがって本実施態様においては、ダークスポットの発生を抑制することができ、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合、良好な画像表示が可能となる。
また、ダークスポットの発生を抑制することができるので、従来のような厚膜のバリア層を設ける必要がないため、低コスト化および歩留まり向上が図れる。
【０１２９】
さらに、上述した遮光部形成用塗工液を塗布し焼成することにより遮光部を形成する場合には、超微粒子特有のサイズ効果により、焼結温度を、通常の焼結温度と比較して低くすることができ、基板や着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。
【０１３０】
本実施態様においては、例えば図２に示すように、パターン状の遮光部３間に着色層２が形成されていてもよい。また、パターン状の遮光部３間に色変換層が形成されていてもよい。さらに、着色層や色変換層が形成されている場合にはパターン状の着色層および色変換層による凹凸を埋めるように、かつ遮光部を覆うように平坦化層が形成されていてもよい。
以下、有機ＥＬ素子用基板の各構成について説明する。なお、基板、色変換層、平坦化層については、上記第１実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３１】
（１）遮光部
本実施態様に用いられる遮光部は、超微粒子中に黒色着色剤を分散させたものである。ブラックマトリックス等の遮光部を設けることにより、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を用いて有機ＥＬ表示装置とした際に、コントラストを向上させることが可能となる。
【０１３２】
本実施態様に用いられる超微粒子は、絶縁性を有するものであればよい。このような超微粒子としては、例えば無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物の超微粒子を挙げることができる。なお、無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物の超微粒子については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３３】
また、上記超微粒子としては、表面が酸化された状態である金属の超微粒子を用いることもできる。具体的に、金属としては、Ｉｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｙ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｚｒ、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、アルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）等が挙げられる。これらの中でも、Ｉｎ（インジウム）、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子が好ましく用いられる。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。
【０１３４】
なお、超微粒子の焼結温度、融点、および平均粒径については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
ここで、上記平均粒径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察写真（高倍率）により確認することができる。
【０１３５】
また、黒色着色剤については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
黒色着色剤は、チタン系顔料等である場合は、通常は１０〜８０重量％程度で含有される。また、黒色着色剤として青色着色料、赤色着色料、および黄色着色料を用いる場合は、有機顔料であるか無機顔料であるかによって異なるが、通常は５〜５０重量％程度で含有される。黒色着色剤の含有量が上記範囲より少ないと遮光性が低下し、また黒色着色剤の含有量が上記範囲より多いと黒色着色剤の分散性が悪くなる場合があるからである。
【０１３６】
上記遮光部の厚みとしては、具体的には５００ｎｍ〜５μｍの範囲内で設定することができ、好ましくは１μｍ〜３μｍの範囲内である。また、着色層または色変換層が形成されている場合には、遮光部の厚みを着色層または色変換層の厚みと同一または同程度としてもよい。これにより、着色パターンまたは色変換パターンによる凹凸を平坦化することができ、本実施態様の有機ＥＬ素子用基板を有機ＥＬ表示装置に用いた場合には、電極間の短絡を防ぐことが可能となる。
【０１３７】
本実施態様においては、上述した遮光部形成用塗工液を塗布し焼成することによって遮光部を形成することが好ましい。すなわち、遮光部は、超微粒子中に黒色着色剤が分散された塗膜であることが好ましい。このような方法で遮光部を形成することにより、超微粒子特有のサイズ効果によって焼結温度を基板や着色層の耐熱温度以下まで低くすることができる。なお、遮光部の形成方法については、後述する「Ｆ．有機ＥＬ素子用基板の製造方法」の項に記載するので、ここでの説明は省略する。
【０１３８】
（２）着色層
本実施態様においては、図２に例示するように、パターン状の遮光部３間に着色層２が形成されていてもよい。着色層２は、一般に赤色着色パターン２Ｒ、緑色着色パターン２Ｇおよび青色着色パターン２Ｂから構成される。
【０１３９】
本実施態様においては、着色層が超微粒子中に着色剤を分散させたものであることが好ましい。上記遮光部と同様に、低脱ガス性に優れる着色層とすることができ、ダークスポットの発生を抑制することができるからである。なお、超微粒子中に着色剤を分散させた着色層については、上記第１実施態様に記載した着色層と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１４０】
Ｆ．有機ＥＬ素子用基板の製造方法
次に、本発明の有機ＥＬ素子用基板の製造方法について説明する。本発明の有機ＥＬ素子用基板の製造方法は、２つの態様に分けることができる。第１態様は、基板上に、上述した着色層形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の着色層を形成する着色層形成工程を有するものである。また、第２態様は、基板上に、上述した遮光部形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程を有するものである。以下、各態様に分けて説明する。
【０１４１】
１．第１態様
本発明の有機ＥＬ素子用基板の製造方法の第１態様は、基板上に、上述した着色層形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の着色層を形成する着色層形成工程を有することを特徴とするものである。
【０１４２】
図６は、本態様の有機ＥＬ素子用基板の製造方法の一例を示す工程図である。本態様においては、まず基板１上に、超微粒子および赤色着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる赤色着色層形成用塗工液１２Ｒをインクジェット法により塗布して乾燥させる（図６（ａ））。次に、基板１上に、超微粒子および緑色着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる緑色着色層形成用塗工液１２Ｇをインクジェット法により塗布して乾燥させる（図６（ｂ））。さらに、基板１上に、超微粒子および青色着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる青色着色層形成用塗工液１２Ｂをインクジェット法により塗布して乾燥させる（図６（ｃ））。次いで、これらを焼成する（図６（ｄ））。このようにして、赤色着色パターン２Ｒ、緑色着色パターン２Ｇおよび青色着色パターン２Ｂからなる着色層２が形成される（図６（ｅ））。
【０１４３】
本態様によれば、上記着色層形成用塗工液を用いるので、低脱ガス性に優れる着色層を形成することができ、ダークスポットが発生しにくい有機ＥＬ素子用基板を得ることができる。また本態様においては、超微粒子特有のサイズ効果により、超微粒子が一般的な焼結温度よりもはるかに低温で緻密に焼結するため、着色層の耐熱温度以下での焼成が可能である。
以下、有機ＥＬ素子用基板の製造方法の各工程について説明する。
【０１４４】
（１）着色層形成工程
本態様における着色層形成工程は、基板上に、超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる着色層形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の着色層を形成する工程である。
なお、着色層形成用塗工液については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」および「Ｂ．着色層形成用塗工液」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１４５】
着色層形成用塗工液の塗布方法としては、均一な厚みに塗布できる方法であればよく、例えばスピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、インクジェット法、フレキソ印刷法等が挙げられる。
【０１４６】
また、着色層形成用塗工液を塗布して塗膜を形成した後は、塗膜を乾燥させて、溶剤を除去してもよい。乾燥温度としては、溶剤の種類に応じて適宜選択されるが、通常は８０℃〜１５０℃程度である。
【０１４７】
上記塗膜の焼成温度は、使用する超微粒子の種類等によって適宜選択されるものであるが、１５０℃〜３５０℃程度であることが好ましく、より好ましくは１５０℃〜２５０℃の範囲内であり、さらに好ましくは１５０℃〜２２０℃の範囲内である。焼成温度が低すぎると超微粒子が十分に焼結しない可能性があり、また、焼成温度が高すぎると基板や着色層等に熱的ダメージを与えるおそれがあるからである。超微粒子を構成する無機酸化物等を単体で焼結するのに必要な温度は一般に４００〜７００℃程度であるが、本態様においては超微粒子のサイズ効果により、１５０℃〜３５０℃という極めて低い温度で焼結する。
また、焼成時間についても、使用する超微粒子の種類等によって適宜選択されるものであるが、通常は１０分〜１時間程度であり、好ましくは１５分〜３０分である。
【０１４８】
焼成する際の雰囲気は、超微粒子の種類により適宜選択される。本工程においては、酸化性雰囲気中で焼成してもよく、また超微粒子が酸化しない雰囲気中で焼成し、その後、酸化性雰囲気中で焼成してもよい。すなわち、一段階プロセスで焼成してもよく、二段階プロセスにより焼成してもよい。二段階プロセスによる焼成では、超微粒子の表面だけがさらに酸化されて、焼結が不十分となるのを回避できるからである。また、二段階で焼成するので、低温焼成でさらに緻密な着色層を形成することができるからである。
【０１４９】
超微粒子が酸化しない雰囲気としては、例えば真空雰囲気、不活性ガス雰囲気、還元性雰囲気等が挙げられる。
不活性ガス雰囲気としては、例えば希ガス、二酸化炭素、窒素等の不雰囲気が挙げられる。
還元性雰囲気としては、例えば水素、一酸化炭素、低級アルコール等の雰囲気が挙げられる。低級アルコールとしては、炭素数が１〜６の低級アルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール等が挙げられる。
また、真空雰囲気が、例えば希ガス、二酸化炭素、窒素等の不活性ガス；酸素、水蒸気等の酸化性ガス；水素、一酸化炭素、低級アルコール等の還元性ガス；または上記不活性ガスと酸化性ガスもしくは還元性ガスとの混合ガス；を含んでいてもよい。真空雰囲気の場合に酸化性ガスを導入すると、超微粒子は酸化せずに、超微粒子に付着している有機化合物（溶剤や分散剤）だけを燃焼させる効果がある。真空状態は、単にポンプで引いただけでもよく、また一旦ポンプ引きした後、不活性ガス、還元性ガス、酸化性ガスを導入してもよい。真空雰囲気中での焼成は、通常、１０−５〜１０３Ｐａ程度で行うことができる。
【０１５０】
酸化性雰囲気は、酸素、水蒸気、酸素含有ガス（例えば空気等）、水蒸気含有ガスなどを含んでいてもよい。
【０１５１】
また、超微粒子が酸化しない雰囲気中で焼成した後、酸化性雰囲気中で焼成する前に、塗膜を乾燥させてもよい。これにより、溶剤や分散剤を除去することができるからである。溶剤や分散剤の除去は、焼成時に行ってもよい。
さらに、酸化性雰囲気中での焼成後、還元性雰囲気中で焼成してもよい。
また、焼成時に紫外線照射を行ってもよい。時間短縮・低温化の面でさらに効果がある。焼成では、大気圧プラズマ等を用いた、いわゆるプラズマ焼結を用いることもできる。
【０１５２】
本態様においては、着色層のパターニング方法として、例えばレジスト法、吐出法、印刷法等を用いることができる。
【０１５３】
レジスト法では、例えば図７に示すように、塗膜１３を焼成して得られた着色層２の上にレジスト１５を塗布し（図７（ａ）〜（ｃ））、マスク１６を介して露光し（図７（ｄ））、現像する（図７（ｅ））。次いで、酸エッチングおよびレジスト剥離を行うことにより、着色層２をパターン状に形成することができる（図７（ｆ））。
また、レジスト法を用いる場合、乾燥後の塗膜の上にレジストを塗布してもよく、焼成後の膜の上にレジストを塗布してもよい。すなわち、塗布、乾燥、焼成、およびレジスト法によるパターニングの順であってもよく、また塗布、乾燥、レジスト法によるパターニング、および焼成の順であってもよい。
さらに、この場合、着色層形成用塗工液に用いられる超微粒子としては、酸性エッチング液に溶解するものが使用される。このような超微粒子としては無機酸化物が挙げられ、中でも、酸化インジウム、酸化亜鉛、および酸化スズからなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子が好ましく用いられる。これらは、酸性エッチング液の中でもフッ酸などの基板等も溶解するような強酸のエッチング液を用いる必要がないからである。
また、各着色パターンごとに塗布、乾燥、焼成、およびレジスト法によるパターニングを繰り返し行ってもよく、また各着色パターンごとに塗布、乾燥、およびレジスト法によるパターニングを繰り返し行った後、着色層全体を焼成してもよい。
【０１５４】
吐出法では、着色層形成用塗工液をパターンに応じて塗り分けることにより、着色層をパターン状に形成することができる。吐出法としては、例えばインクジェット法が挙げられる。この場合、着色層形成用塗工液を塗布する部材表面に親疎水パターンを形成することが好ましい。本態様に用いられる着色層形成用塗工液は粘度が比較的低いので、親疎水パターンに沿って塗布することにより、精細なパターンを形成できるからである。
またこの場合、各着色パターンごとに塗布、乾燥、焼成を繰り返し行ってもよく、また各着色パターンごとに塗布、乾燥を繰り返し行った後、着色層全体を焼成してもよいが、工程上の簡便さから、各着色パターンごとに塗布、乾燥を繰り返し行った後、着色層全体を焼成することが好ましい。
【０１５５】
印刷法としては、粘度が比較的低い着色層形成用塗工液を均一な厚みに印刷できる方法であればよく、例えばフレキソ印刷法等が挙げられる。
上記の吐出法や印刷法では、超微粒子は、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものであれば、いずれも使用できる。
また、上述した中でも、製造工程が簡便であることから、インクジェット法が好ましく用いられる。
【０１５６】
（２）遮光部形成工程
本態様においては、上記着色層形成工程前に、基板上にパターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程を行ってもよい。遮光部形成工程は、超微粒子および黒色着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる遮光部形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の遮光部を形成する工程であることが好ましい。上記着色層形成工程の場合と同様に、低脱ガス性に優れる遮光部を形成することができるからである。
なお、遮光部形成用塗工液については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」および「Ｃ．遮光部形成用塗工液」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。また、遮光部形成用塗工液の塗布方法、焼成方法、およびパターニング方法等については上記着色層形成工程の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５７】
（３）平坦化層形成工程
本態様においては、上記着色層形成工程後に、着色層上に平坦化層を形成する平坦化層形成工程を行ってもよい。また、上記色変換層形成工程を行う場合には、色変換層上に平坦化層が形成される。平坦化層形成工程は、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液を塗布し、焼成して、平坦化層を形成する工程であることが好ましい。上記着色層形成工程の場合と同様に、低脱ガス性に優れる平坦化層を形成することができるからである。
なお、超微粒子および溶剤等については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」の項に記載したものと同様であり、また平坦化層形成用塗工液の塗布方法および焼成方法等については上記着色層形成工程の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５８】
また、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液からなる平坦化層形成用塗工液を１回塗布しただけでは所望の膜厚が得られない場合は、平坦化層形成用塗工液を塗布、乾燥、および焼成した後に、さらに平坦化層形成用塗工液を塗布、乾燥、および焼成することによって、平坦化層の膜厚を厚くすることができる。
【０１５９】
２．第２態様
本発明の有機ＥＬ素子用基板の製造方法の第２態様は、基板上に、上述した遮光部形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程を有することを特徴とするものである。
【０１６０】
本態様においては、例えば基板上に遮光部形成用塗工液をインクジェット法により塗布して乾燥させ、焼成することにより、遮光部をパターン状に形成することができる。
本態様によれば、超微粒子および黒色着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液を用いるので、低脱ガス性に優れる遮光部を形成することができ、ダークスポットが発生しにくい有機ＥＬ素子用基板を得ることができる。また本態様においては、超微粒子特有のサイズ効果により、超微粒子が一般的な焼結温度よりもはるかに低温で緻密に焼結するため、基板や着色層の耐熱温度以下での焼成が可能である。
【０１６１】
なお、遮光部形成用塗工液については、上記「Ａ．カラーフィルタ用塗工液」および「Ｃ．遮光部形成用塗工液」の項に記載したものと同様であり、また遮光部形成用塗工液の塗布方法、焼成方法、およびパターニング方法については、上記第１態様の着色層形成工程の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６２】
本態様においては、遮光部形成工程後に、基板上の遮光部の開口部に着色層を形成する着色層形成工程を行ってもよい。この着色層形成工程は、上述した着色層形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の着色層を形成する工程であることが好ましい。なお、このような着色層形成工程については、上記第１態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６３】
また本態様においては、上記第１態様と同様に、色変換層形成工程および平坦化層形成工程を行ってもよい。
【０１６４】
Ｇ．有機ＥＬ表示装置
次に、本発明の有機ＥＬ表示装置について説明する。
本発明の有機ＥＬ表示装置は、上述した有機ＥＬ素子用基板と、上記有機ＥＬ素子用基板上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上に形成され、少なくとも発光層を含む有機ＥＬ層と、上記有機ＥＬ層上に形成された背面電極層とを有することを特徴とするものである。
【０１６５】
図８は本発明の有機ＥＬ表示装置の一例を示すものである。図８に示すように、有機ＥＬ表示装置２０は、上述した有機ＥＬ素子用基板１０と、上記有機ＥＬ素子用基板１０上に形成された透明電極層２１と、この透明電極層２１上にパターン状に形成された有機ＥＬ層２２と、この有機ＥＬ層２２上に形成された背面電極層２３とを有するものである。また、透明電極層２１上であって、パターン状の有機ＥＬ層２２間には絶縁層２４が形成されている。この絶縁層２４は、透明電極層２１と背面電極層２３とを接触させないようにするために設けられる層である。さらに、この絶縁層２４上には隔壁２５が形成されている。有機ＥＬ層２２が形成されている部分は表示領域である。また、有機ＥＬ素子用基板１０は、基板１上にパターン状の着色層２が形成され、パターン状の着色層２の間に遮光部３が形成されたものである。
【０１６６】
本発明によれば、上述した有機ＥＬ素子用基板を用いるので、ダークスポット等の欠陥の発生を抑制することができ、良好な画像表示が可能な有機ＥＬ表示装置とすることができる。また、上記有機ＥＬ素子用基板では、ダークスポットが発生しにくいので、従来のような厚膜のバリア層を設ける必要がなく、低コスト化および歩留まり向上が図れる。
以下、このような有機ＥＬ表示装置の各構成について説明する。なお、有機ＥＬ素子用基板については、「Ｅ．有機ＥＬ素子用基板」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６７】
１．有機ＥＬ層
本発明に用いられる有機ＥＬ層は、少なくとも発光層を含む１層もしくは複数層の有機層から構成されるものである。すなわち、有機ＥＬ層とは、少なくとも発光層を含む層であり、その層構成が有機層１層以上の層をいう。通常、塗布による湿式法で有機ＥＬ層を形成する場合は、溶媒との関係で多数の層を積層することが困難であることから、１層もしくは２層の有機層で形成される場合が多いが、溶媒への溶解性が異なるように有機材料を工夫したり、真空蒸着法を組み合わせたりすることにより、さらに多数層とすることも可能である。
【０１６８】
発光層以外に有機ＥＬ層内に形成される有機層としては、正孔注入層や電子注入層といった電荷注入層を挙げることができる。さらに、その他の有機層としては、発光層に正孔を輸送する正孔輸送層、発光層に電子を輸送する電子輸送層といった電荷輸送層を挙げることができるが、通常これらは上記電荷注入層に電荷輸送の機能を付与することにより、電荷注入層と一体化されて形成される場合が多い。その他、有機ＥＬ層内に形成される有機層としては、キャリアブロック層のような正孔あるいは電子の突き抜けを防止し、さらに励起子の拡散を防止して発光層内に励起子を閉じ込めることにより、再結合効率を高めるための層等を挙げることができる。
以下、このような有機ＥＬ層の各構成について説明する。
【０１６９】
（１）発光層
本発明に用いられる発光層は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を有するものである。上記発光層を形成する材料としては、通常、色素系発光材料、金属錯体系発光材料、または高分子系発光材料を挙げることができる。
【０１７０】
色素系発光材料としては、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどを挙げることができる。
【０１７１】
また、金属錯体系発光材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、イリジウム金属錯体、プラチナ金属錯体等、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｉｒ、Ｐｔ等、またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。具体的には、トリス（８−キノリノール）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を用いることができる。
【０１７２】
さらに、高分子系発光材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体、およびそれらの共重合体等を挙げることができる。また、上記色素系発光材料および金属錯体系発光材料を高分子化したものも挙げられる。
【０１７３】
本発明に用いられる発光材料としては、上記の中でも、金属錯体系発光材料または高分子系発光材料であることが好ましく、さらには高分子系発光材料であることが好ましい。また、高分子系発光材料の中でも、π共役構造をもつ導電性高分子であることが好ましい。このようなπ共役構造をもつ導電性高分子としては、上述したようなポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体、およびそれらの共重合体等を挙げることができる。
【０１７４】
発光層の厚みとしては、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を発現することができる厚みであれば特に限定はされなく、例えば１ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすることができる。
【０１７５】
また、発光層中には、発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的で蛍光発光または燐光発光するドーパントを添加してもよい。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体等を挙げることができる。
【０１７６】
発光層の形成方法としては、高精細なパターニングが可能な方法であれば特に限定されるものではない。例えば蒸着法、印刷法、インクジェット法、またはスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、および自己組織化法（交互吸着法、自己組織化単分子膜法）等を挙げることができる。中でも、蒸着法、スピンコート法、およびインクジェット法を用いることが好ましい。また、発光層をパターニングする際には、異なる発光色となる画素のマスキング法により塗り分けや蒸着を行ってもよく、または発光層間に隔壁を形成してもよい。このような隔壁を形成する材料としては、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂、および無機材料等を用いることができる。さらに、これらの隔壁を形成する材料の表面エネルギー（濡れ性）を変化させる処理を行ってもよい。
【０１７７】
（２）電荷注入輸送層
本発明においては、透明電極層または背面電極層と発光層との間に電荷注入輸送層が形成されていてもよい。ここでいう電荷注入輸送層とは、上記発光層に透明電極層または背面電極層からの電荷を安定に輸送する機能を有するものであり、このような電荷注入輸送層を、透明電極層または背面電極層と発光層との間に設けることにより、発光層への電荷の注入が安定化し、発光効率を高めることができる。
【０１７８】
電荷注入輸送層としては、陽極から注入された正孔を発光層内へ輸送する正孔注入輸送層、陰極から注入された電子を発光層内へ輸送する電子注入輸送層とがある。以下、正孔注入輸送層および電子注入輸送層について説明する。
【０１７９】
（ｉ）正孔注入輸送層
本発明に用いられる正孔注入輸送層としては、発光層に正孔を注入する正孔注入層、および正孔を輸送する正孔輸送層のいずれか一方であってもよく、正孔注入層および正孔輸送層が積層されたものであってもよく、または、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。
【０１８０】
正孔注入輸送層に用いられる材料としては、陽極から注入された正孔を安定に発光層内へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記発光層の発光材料に例示した化合物の他、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン誘導体等を用いることができる。具体的には、ビス（Ｎ−（１−ナフチル−Ｎ−フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＤ）、４，４，４−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、ポリ３，４エチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）等が挙げられる。
【０１８１】
また、正孔注入輸送層の厚みとしては、陽極から正孔を注入し、発光層へ正孔を輸送する機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されないが、具体的には０．５ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内、中でも１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【０１８２】
（ii）電子注入輸送層
本発明に用いられる電子注入輸送層としては、発光層に電子を注入する電子注入層、および電子を輸送する電子輸送層のいずれか一方であってもよく、電子注入層および電子輸送層が積層されたものであってもよく、または、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。
【０１８３】
電子注入層に用いられる材料としては、発光層内への電子の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記発光層の発光材料に例示した化合物の他、アルミリチウム合金、フッ化リチウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、酸化アルミニウム、酸化ストロンチウム、カルシウム、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、リチウム、セシウム、フッ化セシウム等のようにアルカリ金属類、およびアルカリ金属類のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体等を用いることができる。
【０１８４】
また、電子注入層の厚みとしては、電子注入機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されない。
【０１８５】
一方、電子輸送層に用いられる材料としては、陰極から注入された電子を発光層内へ輸送することが可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えばバソキュプロイン、バソフェナントロリン、フェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、またはトリス（８−キノリノール）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等を挙げることができる。
【０１８６】
さらに、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有する単一の層からなる電子注入輸送層としては、電子輸送性の有機材料にアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属をドープした金属ドープ層を形成し、これを電子注入輸送層とすることができる。上記電子輸送性の有機材料としては、例えばバソキュプロイン、バソフェナントロリン、フェナントロリン誘導体等を挙げることができ、ドープする金属としては、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ等が挙げられる。
【０１８７】
２．透明電極層および背面電極層
本発明に用いられる透明電極層および背面電極層は、互いに反対の電荷をもつ電極である。
透明電極層は、一般に透明性および導電性を有する金属酸化物の薄膜で構成される。このような金属酸化物としては、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫等が挙げられる。
また、背面電極層としては、一般に金属が用いられる。具体的には、マグネシウム合金（ＭｇＡｇなど）、アルミニウム合金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇなど）、アルミニウム、アルカリ土類金属（Ｃａなど）、アルカリ金属（Ｋ、Ｌｉなど）等が挙げられる。
【０１８８】
透明電極層および背面電極層は、一般的な電極層の形成方法を用いて形成することができ、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等が挙げられる。
【０１８９】
３．絶縁層
本発明においては、透明電極層と背面電極層とを絶縁するために絶縁層が形成されていてもよい。この絶縁層は、非表示領域としてパターン状に形成されるものである。
絶縁層の形成材料としては、例えば紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂等が挙げられる。このような絶縁層は、上記の樹脂を含む樹脂組成物を用いて形成することができる。また、パターニングの方法としては、フォトリソグラフィー法、印刷法等の一般的な方法を用いることができる。
【０１９０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１９１】
以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。
［実施例］
（ブラックマトリックスの形成）
透明基材として、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み０．７ｍｍのソーダガラス（セントラル硝子（株）製 Ｓｎ面研磨品）を準備した。この透明基材を定法にしたがって洗浄した後、透明基材の片側全面にスパッタリング法により酸化窒化複合クロムの薄膜（厚み０．２μｍ）を形成し、この複合クロム薄膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、複合クロム薄膜のエッチングを行って、８４μｍ×２８４μｍの長方形状の開口部を１００μｍピッチでマトリックス状に備えたブラックマトリックスを形成した。
【０１９２】
（着色層の形成）
ヘリウムガス圧力０．５Ｔｏｒｒの条件下で高周波誘導加熱を用いるガス中蒸発法によりＩｎ微粒子を生成する際に、生成過程のＩｎ微粒子にα−テルピネオールとドデシルアミンとの２０：１（容量比）の蒸気を接触させ、冷却捕集してＩｎ微粒子を回収し、α−テルピネオール溶媒中に独立した状態で分散している平均粒径１０ｎｍのＩｎ微粒子を２０重量％含有する分散液を調製した。この分散液（コロイド液）１容量に対してアセトンを５容量加え、攪拌した。極性のアセトンの作用により分散液中の微粒子は沈降した。２時間静置後、上澄みを除去し、再び最初と同じ量のアセトンを加えて攪拌し、２時間静置後、上澄みを除去した。この沈降物から、残留溶媒を完全に除去し、平均粒径１０ｎｍのＩｎ微粒子を作製し、Ｘ線回折により、酸化されていない微粒子であることを確認した。この微粒子を６０ｗｔ％の濃度にてテトラデカン中に分散させ、超微粒子分散液を得た。
【０１９３】
その後さらに、超微粒子分散液に、緑の顔料C.I.ピグメントグリーン36とC.I.ピグメントイエロー83との混合物（１００：１０）を固形分換算で３０ｗｔ％の濃度で分散させ、緑色着色層用塗工液とした。この緑色着色層用塗工液をスピンコート法により、ブラックマトリックスが形成された透明基材上に塗布し、その後、塗膜を１×１０−３Ｐａの減圧下において２３０℃、１０ｍｉｎの条件で焼成した。次いで、酸化性雰囲気（大気）中で、２３０℃、６０ｍｉｎの条件で焼成を行った。このときの緑色着色層の膜厚は１．５μｍであった。
次に、緑色着色層上にスピンコート法により感光性レジストを塗布し、乾燥、マスク露光、現像、緑色着色層のエッチングを行って、緑色着色層をパターニングした。この緑色着色層は、上記ブラックマトリックスの開口部を覆う所定の位置に位置する幅９０μｍの帯状パターンであった。
【０１９４】
さらに、同様にして、超微粒子分散液に、赤の顔料C.I.ピグメントレッド177とC.I.ピグメントイエロー83との混合物（１００：２０）を固形分換算で３０ｗｔ％の濃度で分散させ、赤色着色層用塗工液とした。この赤色着色層用塗工液をスピンコート法により、ブラックマトリックスが形成された透明基材上に塗布し、その後、塗膜を１×１０−３Ｐａの減圧下において２３０℃、１０ｍｉｎの条件で焼成した。次いで、酸化性雰囲気（大気）中で、２３０℃、６０ｍｉｎの条件で焼成を行った。このときの赤色着色層の膜厚は１．５μｍであった。
次に、赤色着色層上にスピンコート法により感光性レジストを塗布し、乾燥、マスク露光、現像、赤色着色層のエッチングを行って、赤色着色層をパターニングした。この赤赤色着色層は、上記ブラックマトリックスの開口部を覆う所定の位置に位置する幅９０μｍの帯状パターンであった。
【０１９５】
さらに、同様にして、超微粒子分散液に、青の顔料C.I.ピグメントブルー15:3とC.I.ピグメントバイオレット23との混合物（１００：５）を固形分換算で３０ｗｔ％の濃度で分散させ、青色着色層用塗工液とした。この青色着色層用塗工液をスピンコート法により、ブラックマトリックスが形成された透明基材上に塗布し、その後、塗膜を１×１０−３Ｐａの減圧下において２３０℃、１０ｍｉｎの条件で焼成した。次いで、酸化性雰囲気（大気）中で、２３０℃、６０ｍｉｎの条件で焼成を行った。このときの青色着色層の膜厚は１．５μｍであった。
次に、青色着色層上にスピンコート法により感光性レジストを塗布し、乾燥、マスク露光、現像、青色着色層のエッチングを行って、青色着色層をパターニングした。この青色着色層は、上記ブラックマトリックスの開口部を覆う所定の位置に位置する幅９０μｍの帯状パターンであった。
【０１９６】
（平坦化層の形成）
ヘリウムガス圧力０．５Ｔｏｒｒの条件下で高周波誘導加熱を用いるガス中蒸発法によりＩｎ微粒子を生成する際に、生成過程のＩｎ微粒子にα−テルピネオールとドデシルアミンとの２０：１（容量比）の蒸気を接触させ、冷却捕集してＩｎ微粒子を回収し、α−テルピネオール溶媒中に独立した状態で分散している平均粒径１０ｎｍのＩｎ微粒子を２０重量％含有する分散液を調製した。この分散液（コロイド液）１容量に対してアセトンを５容量加え、攪拌した。極性のアセトンの作用により分散液中の微粒子は沈降した。２時間静置後、上澄みを除去し、再び最初と同じ量のアセトンを加えて攪拌し、２時間静置後、上澄みを除去した。この沈降物から、残留溶媒を完全に除去し、平均粒径１０ｎｍのＩｎ微粒子を作製し、Ｘ線回折により、酸化されていない微粒子であることを確認した。この微粒子を３０ｗｔ％の濃度にてテトラデカン中に分散させ、超微粒子分散液を得た。
この超微粒子分散液をスピンコート法により上記着色層上に塗布した。その後、塗膜を１×１０−３Ｐａの減圧下において２３０℃、１０ｍｉｎの条件で焼成した。次いで、酸化性雰囲気（大気）中で、２３０℃、６０ｍｉｎの条件で焼成を行った。これにより、着色層による段差を埋めるように平坦化層を形成した。このときの着色層上の平坦化層の膜厚は２００ｎｍであり、着色層による段差が１．５μｍから０．５μｍ程度になって、平坦化層によって着色層による段差が平坦化された。
【０１９７】
（透明電極層の形成）
次いで、上記平坦化層上にイオンプレーティング法により下地層として、膜厚５０ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した後に、膜厚１５０ｎｍの酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜を形成し、このＩＴＯ膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、ＩＴＯ膜のエッチングを行って、透明電極層を形成した。この透明電極層は、透明基材上から着色層上に乗り上げるように平坦化層上に形成された幅８０μｍの帯状パターンであり、各着色層上に位置するものであった。
【０１９８】
（補助電極の形成）
次に、上記透明電極層を覆うように平坦化層上の全面にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み０．２μｍ）を形成し、このクロム薄膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、クロム薄膜のエッチングを行って、補助電極を形成した。この補助電極は、透明基材上から着色層上に乗り上げるように透明電極層上に形成された帯状のパターンであり、着色層上では幅１４μｍでブラックマトリックスの遮光部上に位置し、透明基材周縁部の端子部では幅が６０μｍのものとした。
【０１９９】
（絶縁層および隔壁の形成）
平均分子量が約１００，０００であるノルボルネン系樹脂（ＪＳＲ（株）製 ＡＲＴＯＮ）をトルエンで希釈した絶縁層用塗工液を使用し、スピンコート法により透明電極層を覆うように平坦化層上に塗布した後、ベーク（１００℃、３０分間）を行って絶縁膜（厚み１μｍ）を形成した。次に、この絶縁膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、絶縁膜のエッチングを行って絶縁層を形成した。この絶縁層は、透明電極層と直角に交差する帯状（幅２０μｍ）のパターンであり、ブラックマトリックス上に位置するものとした。
【０２００】
次に、隔壁用塗料（日本ゼオン（株）製 フォトレジスト ＺＰＮ１１００）をスピンコート法により絶縁層を覆うように全面に塗布し、プリベーク（７０℃、３０分間）を行った。その後、所定の隔壁用フォトマスクを用いて露光し、現像液（日本ゼオン（株）製ＺＴＭＡ−１００）にて現像を行い、次いで、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行った。これにより、絶縁層上に隔壁を形成した。この隔壁は、高さ１０μｍ、下部（絶縁層側）の幅１５μｍ、上部の幅２６μｍである形状を有するものであった。
【０２０１】
（有機ＥＬ層の形成）
次いで、上記隔壁をマスクとして、真空蒸着法により正孔注入層、青色発光層、電子注入層からなる有機素子層を形成した。すなわち、まず、４，４´，４´´−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミンを、画像表示領域に相当する開口部を備えたフォトマスクを介して２００ｎｍ厚まで蒸着して成膜し、その後、４，４´−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルを２０ｎｍ厚まで蒸着して成膜することによって、隔壁がマスクパターンとなり、各隔壁間のみを正孔注入材料が通過して透明電極層上に正孔注入層を形成した。同様にして、４，４´−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニルを５０ｎｍまで蒸着して成膜することにより青色発光層とした。その後、トリス（８−キノリノール）アルミニウムを２０ｎｍ厚まで蒸着して成膜することにより電子注入層とした。このようにして形成された有機素子層は、幅２８０μｍの帯状パターンとして各隔壁間に存在するものであり、隔壁の上部表面にも同様の層構成でダミーの有機ＥＬ層が形成された。
【０２０２】
（背面電極層の形成）
次に、画像表示領域よりも広い所定の開口部を備えたフォトマスクを介して上記隔壁が形成されている領域に真空蒸着法によりマグネシウムと銀を同時に蒸着（マグネシウムの蒸着速度＝１．３〜１．４ｎｍ／秒、銀の蒸着速度＝０．１ｎｍ／秒）して成膜した。これにより、隔壁がマスクとなって、マグネシウム／銀混合物からなる背面電極層（厚み２００ｎｍ）が有機ＥＬ層上に形成された。この背面電極層は、幅２８０μｍの帯状パターンとして有機ＥＬ層上に存在するものであり、隔壁の上部表面にもダミーの背面電極層を形成した。
以上により、有機ＥＬ表示装置を得た。
【０２０３】
［比較例］
着色層を下記のようにして形成した以外は、実施例と同様にして、有機ＥＬ表示装置を作製した。
【０２０４】
（着色層の形成）
アルカリ可溶性ネガ型レジスト１３重量部と、緑の顔料C.I.ピグメントグリーン36およびC.I.ピグメントイエロー83の混合物（１００：１０）７重量部と、エチルセロソルブアセテート８０重量部とを混合して、緑色着色層用塗工液を調製した。この緑色着色層用塗工液をスピンコート法により、ブラックマトリックスが形成された透明基材上に塗布し、プリベーク（８０℃、３０分間）を行った。次いで、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行った。これにより、帯状（幅９０μｍ）の緑色着色層（厚み１．５μｍ）を形成した。
【０２０５】
さらに、アルカリ可溶性ネガ型レジスト１３重量部と、青の顔料C.I.ピグメントブルー15：3およびC.I.ピグメントバイオレット23の混合物（１００：５）７重量部と、エチルセロソルブアセテート８０重量部とを混合して、青色着色層用塗工液を調製した。この青色着色層用塗工液をスピンコート法により、ブラックマトリックスが形成された透明基材上に塗布し、プリベーク（８０℃、３０分間）を行った。次いで、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行った。これにより、帯状（幅９０μｍ）の青色着色層（厚み１．５μｍ）を形成した。
【０２０６】
さらに、アルカリ可溶性ネガ型レジスト１３重量部と、赤の顔料C.I.ピグメントレッド177およびC.I.ピグメントイエロー83の混合物（１００：２０）７重量部と、エチルセロソルブアセテート８０重量部とを混合して、赤色着色層用塗工液を調製した。この赤色着色層用塗工液をスピンコート法により、ブラックマトリックスが形成された透明基材上に塗布し、プリベーク（８０℃、３０分間）を行った。次いで、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、ポストベーク（１００℃、３０分間）を行った。これにより、帯状（幅９０μｍ）の赤色着色層（厚み１．５μｍ）を形成した。
【０２０７】
［評価］
実施例および比較例の有機ＥＬ表示装置の透明電極層と背面電極層に直流８．５Ｖの電圧を１０ｍＡ／ｃｍ２の一定電流密度で印加して連続駆動させることにより、透明電極層と背面電極層とが交差する所望の部位の青色発光層を発光させた。そして、着色層で色補正された後、透明基材の反対面側で観測される各色の発光について、ＣＩＥ色度座標（ＪＩＳ Ｚ ８７０１）を測定した。
実施例の有機ＥＬ表示装置では、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．６４、ｙ＝０．３５の赤色発光、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．２５、ｙ＝０．６５の緑色発光、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．１４、ｙ＝０．１８の青色発光が確認され、高輝度（８２ｃｄ／ｍ２）で色純度の高い三原色画像表示が可能であった。
一方、比較例の有機ＥＬ表示装置では、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．６４、ｙ＝０．３５の赤色発光、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．２５、ｙ＝０．６５の緑色発光、ＣＩＥ色度座標でｘ＝０．１５、ｙ＝０．２０の青色発光が確認され、三原色の画像表示は可能であるものの、輝度が６８ｃｄ／ｍ２と低かった。
【図面の簡単な説明】
【０２０８】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子用基板の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子用基板の他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子用基板の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子用基板の他の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ素子用基板の他の例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ素子用基板の製造方法の一例を示す工程図である。
【図７】本発明の有機ＥＬ素子用基板の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図８】本発明の有機ＥＬ表示装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０２０９】
１ … 基板
２ … 着色層
３ … 遮光部
６ … 平坦化層
１０ … 有機ＥＬ素子用基板
１２ … 着色層形成用塗工液
２０ … 有機ＥＬ表示装置
２１ … 透明電極層
２２ … 有機ＥＬ層
２３ … 背面電極層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなることを特徴とするカラーフィルタ用塗工液。
【請求項２】
前記超微粒子の焼結温度が３５０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ用塗工液。
【請求項３】
前記超微粒子が、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ用塗工液。
【請求項４】
前記超微粒子が、インジウム、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ用塗工液。
【請求項５】
前記超微粒子の平均粒径が０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ用塗工液。
【請求項６】
前記溶剤の沸点が１２０℃以上であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ用塗工液。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ用塗工液を用い、前記カラーフィルタ用塗工液に含まれる着色剤が、赤色、緑色、または青色のいずれかに着色するものであることを特徴とする着色層形成用塗工液。
【請求項８】
請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ用塗工液を用い、前記カラーフィルタ用塗工液に含まれる着色剤が黒色着色剤であることを特徴とする遮光部形成用塗工液。
【請求項９】
ガス雰囲気中で、かつ、着色剤および溶剤を含有する溶液の蒸気の存在下で超微粒子の構成成分を蒸発させ、前記超微粒子の構成成分の蒸気と前記溶液の蒸気とを接触させ、冷却捕集して、前記溶剤に超微粒子および着色剤が分散した超微粒子分散液を得ることを特徴とするカラーフィルタ用塗工液の製造方法。
【請求項１０】
基板と、前記基板上にパターン状に形成され、超微粒子中に着色剤を分散させた着色層とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用基板。
【請求項１１】
前記着色層上に、超微粒子で形成された膜からなる平坦化層が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板。
【請求項１２】
基板と、前記基板上にパターン状に形成され、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた遮光部とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用基板。
【請求項１３】
前記超微粒子が、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることを特徴とする請求項１０から請求項１２までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板。
【請求項１４】
前記超微粒子が、表面が酸化された状態である、インジウム、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることを特徴とする請求項１０から請求項１２までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板。
【請求項１５】
前記超微粒子の平均粒径が０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１０から請求項１４までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板。
【請求項１６】
基板上に、請求項７に記載の着色層形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の着色層を形成する着色層形成工程を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用基板の製造方法。
【請求項１７】
基板上に、請求項８に記載の遮光部形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用基板の製造方法。
【請求項１８】
前記超微粒子が酸化しない雰囲気中で焼成し、その後、酸化性雰囲気中で焼成することを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板の製造方法。
【請求項１９】
請求項１０から請求項１５までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用基板上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成され、少なくとも発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス層と、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成された背面電極層とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項１】
超微粒子および着色剤が溶剤に分散された超微粒子分散液からなることを特徴とするカラーフィルタ用塗工液。
【請求項２】
前記超微粒子の焼結温度が３５０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ用塗工液。
【請求項３】
前記超微粒子が、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ用塗工液。
【請求項４】
前記超微粒子が、インジウム、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ用塗工液。
【請求項５】
前記超微粒子の平均粒径が０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ用塗工液。
【請求項６】
前記溶剤の沸点が１２０℃以上であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ用塗工液。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ用塗工液を用い、前記カラーフィルタ用塗工液に含まれる着色剤が、赤色、緑色、または青色のいずれかに着色するものであることを特徴とする着色層形成用塗工液。
【請求項８】
請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタ用塗工液を用い、前記カラーフィルタ用塗工液に含まれる着色剤が黒色着色剤であることを特徴とする遮光部形成用塗工液。
【請求項９】
ガス雰囲気中で、かつ、着色剤および溶剤を含有する溶液の蒸気の存在下で超微粒子の構成成分を蒸発させ、前記超微粒子の構成成分の蒸気と前記溶液の蒸気とを接触させ、冷却捕集して、前記溶剤に超微粒子および着色剤が分散した超微粒子分散液を得ることを特徴とするカラーフィルタ用塗工液の製造方法。
【請求項１０】
基板と、前記基板上にパターン状に形成され、超微粒子中に着色剤を分散させた着色層とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用基板。
【請求項１１】
前記着色層上に、超微粒子で形成された膜からなる平坦化層が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板。
【請求項１２】
基板と、前記基板上にパターン状に形成され、超微粒子中に黒色着色剤を分散させた遮光部とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用基板。
【請求項１３】
前記超微粒子が、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることを特徴とする請求項１０から請求項１２までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板。
【請求項１４】
前記超微粒子が、表面が酸化された状態である、インジウム、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の超微粒子であることを特徴とする請求項１０から請求項１２までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板。
【請求項１５】
前記超微粒子の平均粒径が０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１０から請求項１４までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板。
【請求項１６】
基板上に、請求項７に記載の着色層形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の着色層を形成する着色層形成工程を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用基板の製造方法。
【請求項１７】
基板上に、請求項８に記載の遮光部形成用塗工液を塗布し、焼成して、パターン状の遮光部を形成する遮光部形成工程を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子用基板の製造方法。
【請求項１８】
前記超微粒子が酸化しない雰囲気中で焼成し、その後、酸化性雰囲気中で焼成することを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板の製造方法。
【請求項１９】
請求項１０から請求項１５までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用基板と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用基板上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成され、少なくとも発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス層と、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成された背面電極層とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１０１７３９（Ｐ２００７−１０１７３９Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８９２８３（Ｐ２００５−２８９２８３）
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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