有機積層部材、色変換部材およびその製造方法
【課題】 有機積層部材、特にフルカラー有機ＥＬディスプレイ等に用いられる色変換部材の製造工程数を減らし、安定的に微細なパターンを形成でき、生産性を向上できる製造方法を提供する。
【解決手段】 基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材の製造方法であって、前記第１有機物層と第２有機物層とを単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングする。
【解決手段】 基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材の製造方法であって、前記第１有機物層と第２有機物層とを単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機積層部材とその製造方法、特に好適には有機ＥＬカラーディスプレイに使用される色変換部材とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】パターニングした有機物層を積層してなる有機積層部材は様々な分野で用いられているが、そのうちの１つに有機ＥＬディスプレイなどのカラーディスプレイに用いられる蛍光体層と外光遮断層（カラーフィルター）を積層した色変換部材がある。このような色変換部材（外光遮断層および蛍光体層）は、例えば特開平９−１１５６６８号公報や1998 SID International Symposium Digest of Technical Papers/Vol XXIX、p.7-10に開示されている。
【０００３】このような色変換部材を用いた有機ＥＬディスプレイは、典型的には、青色発光有機ＥＬ素子を、任意の蛍光変換材料（ＣＣＭ材料）を用いることにより緑色および赤色に変換し、ＲＧＢの３色を取り出すことによりフルカラー化を行う。現在既に青色発光ＥＬ素子が実用化レベルの性能を有しており、これを光源にしたＧ、Ｒの蛍光発光に関しても、高効率なものが得られている。この方式による有機ＥＬカラーディスプレイは、ＥＬ素子が単色で済み、一般的なフォトリソグラフィー法により色変換部材が形成できるので、ＥＬ材料の利用効率が高く、高精細化が容易で、生産性も高いという長所がある。そして、蛍光体層に入り込む外光により蛍光体層が励起され、ＥＬ素子の非発光状態においても蛍光体層が蛍光を発生して、コントラストが低下してしまう問題を解消するため、前記文献に開示されているように、蛍光体層の外側（外光の入射側）に、蛍光体層の励起波長を遮断し、かつ、蛍光波長を透過する外光遮断層を配置して、コントラストの向上を図り、発光色の色純度を向上させることが行われている。
【０００４】しかしながら、このような色変換方式において用いられる色変換部材において、積層された外光遮断層と蛍光体層が混ざり込み、外光遮断層成分が、ＥＬ素子の発光または蛍光を吸収して、色変換性能を著しく低下させる場合があった。また、外光遮断層内に蛍光体層成分が混ざり込むと、外光により蛍光体層成分が蛍光を発するため、コントラストを低下させる場合があった。さらに、このような色変換方式において用いられる色変換部材を一般的なフォトリソグラフィー法により作製する際には、外光遮断層については、少なくともＲ，Ｇの２回、ならびに蛍光体層についてＲ，Ｇの２回、計４回（パターンの数だけ）のフォトリソグラフィーを行なうことになる。このフォトリソグラフィー工程は、感材塗布、乾燥、露光、現像、焼成を行なうものであるので、蛍光体層と外光遮断層を併用した色変換部材を作製するとき、結果的に製造工程数が非常に多くなる。したがって、工程数、歩留まり、生産性、コストの面での問題が生じ、フォトリソグラフィー工程数の減少が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の課題を解決するものであり、本発明の目的は、有機積層部材、特にフルカラー有機ＥＬディスプレイ等に用いられる色変換部材に関し、高性能な色変換性能を有する色変換部材を提供することである。
【０００６】また、本発明の目的は、少ない工程数で、安定的に微細なパターンを形成でき、有機積層部材、特にフルカラー有機ＥＬディスプレイ等に用いられる色変換部材の生産性を著しく向上できる製造方法を提供することである。
【０００７】本発明の目的はさらに、そのような色変換部材を用いたフルカラー有機ＥＬディスプレイを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、複数の層が、互いの機能を妨げず、高性能な機能を発揮する有機積層部材の構成、および、その効率的な製造法を見出し本発明を完成させた。
【０００９】したがって本発明の有機積層部材の製造方法は、基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材の製造方法であって、前記第１有機物層と第２有機物層とを単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングすることを特徴とする方法である。
【００１０】また、本発明の有機積層部材は、基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材であって、前記第１有機物層と第２有機物層とが作成時に互いに混ざり合わない材料から構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】有機積層部材の製造方法本発明の有機積層部材の製造方法は、基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材の製造方法であって、前記第１有機物層と第２有機物層とを単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングすることを特徴としている。この方法においては、積層される有機物層は２層以上あれば何層でもよく、有機物層の間に、保護層など任意の層が積層されていてもよい。さらに単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングされる有機物層は、これらの積層された有機物層の全てでも一部でもよく、２層以上あれば何層でもよく、単一のフォトリソグラフィー工程でパターニングされる有機物層の間に、無機化合物等、任意の層が積層されていてもよい。
【００１２】ここで、単一のフォトグラフィー工程とは、塗布、乾燥、露光、現像および／またはエッチングの工程を含む一連の工程を意味する。この工程内には、適宜、焼成工程が含まれていてもよい。なお、単一とはいっても、例えば、層毎に異なる薬液を用いて現像することも含まれる。具体的には例えば、第１液を塗布、乾燥後、続いて第２液を塗布、乾燥して、以後の露光、現像、エッチング、焼成工程について再度塗布、乾燥工程に戻ることなく工程を進められることを含む。より具体的には例えば、塗布■→乾燥■→塗布■→乾燥■→露光→現像（■→現像■）→エッチング（■→エッチング■）→焼成という工程が挙げられる。
【００１３】色変換部材の製造方法また、本発明の色変換部材の製造方法は、基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材の製造方法であって、前記第１有機物層と第２有機物層とを単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングすることを特徴とする方法において、前記第１有機物層が蛍光体層であり、前記第２有機物層が前記蛍光体層の励起波長を遮断し、かつ、蛍光体層の蛍光波長を透過する外光遮断層である、または、 前記第２有機物層が蛍光体層であり、前記第１有機物層が外光遮断層である方法である。
【００１４】この方法においては、少なくとも、基材／外光遮断層／蛍光体層または基材／蛍光体層／外光遮断層の積層順であれば、その他に任意の層がいずれの位置に積層されていてもよい。また、この任意の層は上記の単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングされる層であってもされない層であってもよい。
【００１５】図１は、本発明の色変換部材の製造工程の例を説明する図である。図１（ａ）の透明基材１上に、図１（ｂ）のようにブラックマトリクス２を形成する。その後、図１（ｃ）のように青色外光遮断層３を塗布し、さらに、図１（ｄ）のように青色蛍光体層４を塗布し、図１（ｅ）のようにパターン露光・現像を行う。同様に緑色外光遮断層３’、緑色蛍光体層４’、赤色外光遮断層３”、赤色蛍光体層４”を形成すると図１（ｆ）のようになり、さらに図１（ｇ）のようにオーバーコート５を形成して色変換部材が完成する。
【００１６】これに対し図２は従来の色変換部材の製造工程の例を説明する図である。図２（ａ）の透明基材１上に、図２（ｂ）のようにブラックマトリクス２を形成する。その後、図２（ｃ）のように青色外光遮断層３をパターニングし、ついで図２（ｄ）のように緑色外光遮断層３’をパターニングし、さらに、図２（ｅ）のように赤色外光遮断層３”をパターニングする。その後、図２R>２（ｆ）のように青色蛍光体層４をパターニングし、ついで図２（ｇ）のように緑色蛍光体層４’をパターニングし、さらに図２（ｈ）のように赤色蛍光体層４”をパターニングする。そして図２（ｉ）のようにオーバーコート５を形成して色変換部材が完成する。
【００１７】このような色変換部材の製造においては、従来の製造法では、露光・現像によるパターニングの回数が、３色の外光遮断層毎に３回と３色の蛍光体層毎の３回、合計６回必要であるのに対し、本発明の製造方法では、外光遮断層と蛍光体層を一括して、さらに保護層を設けるときには保護層も一括してパターニングするため、露光・現像の回数が合計でも３回と少なくすることができ優れている。
【００１８】有機積層部材本発明の有機積層部材は、基材と基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材であって、第１有機物層と第２有機物層とが作成時に互いに混ざり合わない材料から構成されている。好ましくは第１有機物層と第２有機物層との間に作成時に第１有機物層と第２有機物層とが混ざり合うことを防止する保護層を設けることができる。また、本発明の有機積層部材の製造方法により製造されたものであれば本発明の有機積層部材である。また、好ましくは有機物層が、基材上に平面的に分離配置されているものとすることができる。
【００１９】色変換部材本発明の有機積層部材は、好適には色変換部材とすることができる。
【００２０】色変換部材は、本発明の有機積層部材において、第１有機物層が蛍光体層であり、第２有機物層が蛍光体層の励起波長を遮断し、かつ、蛍光体層の蛍光波長を透過する外光遮断層とする、または、第２有機物層が蛍光体層であり、第１有機物層を外光遮断層とすることで得ることができる。
【００２１】ここで、蛍光体層は、蛍光体層側に配置されたＥＬ素子などの光源からの光を吸収し、より長波長の光に蛍光変換する層である。
【００２２】また、外光遮断層は、侵入する外光の蛍光体励起波長を吸収し、かつ、蛍光体層からの蛍光を透過させることにより、コントラスト特性を向上させる層である。外光遮断層は、必要に応じて、蛍光色の色純度を向上させる役割も行う。
【００２３】色変換部材においては、従来のように外光遮断層と蛍光体層との界面において、両者の材料が混ざり合っている場合、外光遮断層成分が、ＥＬ素子の発光または蛍光体層の蛍光を吸収して、色変換性能を著しく低下させてしまう。また、外光遮断層内に蛍光体層成分が混ざり込むと、外光により蛍光体層成分が蛍光を発するため、著しくコントラストを低下させてしまう。
【００２４】したがって、本発明ではこれら外光遮断層と蛍光体層は、前述の有機物層と同様に、作成時に互いに混ざり合わない材料から形成する。好ましくは例えば、外光遮断層を水溶液から形成し、色変換フィルターを有機溶媒の溶液から形成することや、外光遮断層を有機溶媒の溶液から形成し、色変換フィルターを水溶液から形成することができる。
【００２５】この色変換部材と有機ＥＬ素子とを組み合わせて、カラーディスプレイとすることもできる。
【００２６】有機物層本発明における有機物層は、有機物を含むものであれば特に限定されることはなく、基材上に形成された第１有機物層と第１有機物層上に形成する第２有機物層から少なくともなることができる。そして、第１有機物層と第２有機物層とを、作成時に互いに混ざり合わない材料から形成する。
【００２７】本発明における「作成時に互いに混ざり合わない」とは、第１有機物層形成時、第２有機物層形成時およびパターニング時、焼成時を含め最終工程終了まで互いに混ざり合わず、作成終了後に機能が損なわれていないことを意味する。
【００２８】また、別の好ましい態様としては、第１有機物層と第２有機物層との間に、互いが混ざり合うことを防止するための保護層が設けられている。
【００２９】本発明において、混ざり合わないとは、例えば固形化された第１有機物層が第２有機物層を形成するための塗液にこの製造方法において溶出し、その結果両層の界面を不均一に著しく乱さないことを意味する。
【００３０】互いに混ざり合わないような第１有機物層と第２有機物層の組み合わせとしては、例えば表面張力の差が大きな材料の組合わせや、水に可溶な材料と有機溶媒に可溶な材料との組合わせを挙げることができる。表面張力の大小関係は、簡易的には水接触角の大小関係で判断することができる。
【００３１】具体的には、水溶性ポリマー（例えば、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、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート重合体、ポリアクリル酸等）のような極性基を有する樹脂膜表面の水接触角は２０〜３０°程度の値を示し、アクリル酸エステル樹脂膜表面の水接触角は５０〜７０°程度の値を示す。このように、水接触角が好ましくは２０°以上異なる材料の組合わせを選定することにより、互いに混ざり合わないようにすることができる。
【００３２】また、どちらも有機溶媒に可溶な系で混ざり合わない材料としては、ポリアミック酸樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂と、アクリル酸エステル樹脂、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、ポリケイ皮酸ビニル、環化ゴム、環状ポリオレフィン、ノボラック樹脂、または、アクリル酸エステル樹脂と、環化ゴム、環状ポリオレフィンとの組み合せのように、有機溶媒に対する溶解性が異なる樹脂を挙げることができる。
【００３３】より具体的には、第２有機物層を溶解する溶媒（例えば溶媒１００ｇに対する溶質の溶解量の百分率である溶解度が１％以上）にて、第１有機物層が溶解しない、または溶解しにくい（例えば溶解度が１％未満）という有機物層の組合わせが好ましい。例えば、第１有機物層にポリアミック酸樹脂を用い、第２有機物層にアクリル酸−アクリル酸エステル共重合体を用いた場合、ポリアミック酸樹脂は、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体を溶解するエステル系溶媒には溶解しない。また、第１有機物層にアクリル酸エステル樹脂を用い、第２有機物層に環状ポリオレフィンを用いた場合、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体は、環状ポリオレフィンを溶解する炭化水素系溶媒には溶解しない。このような組み合わせにより、第１有機物層と第２有機物層は混ざり合わないことになる。
【００３４】保護層第１有機物層と第２有機物層との塗布液の表面張力差が余りない場合、例えば両者の水接触角差が２０°未満の場合や、第１有機物層と第２有機物層のある特定の溶媒に対する溶解性が類似している場合には、好適には第１有機物層と第２有機物層との間に保護層を設けることにより、二つの有機物層を混ざり合わないようにすることができる。二つの有機物層が混ざり合いにくい場合であっても、保護層を設けることは構わない。
【００３５】保護層として用いる材料としては、第１および／もしくは第２有機物層表面の水接触角との差が好ましくは２０°以上あること、または、第１および／もしくは第２有機物層の溶媒に溶解しないことが望ましい。２０°未満の場合、または、第１および第２有機物層の溶媒に溶解する場合には、第１有機物層と保護層、または保護層と第２有機物層とが互いに混ざり合い、所望の特性が発現することを妨げるからである。また、保護層は、好ましくは第１有機物層および／または第２有機物層で用いるパターニング液（現像液）でパターニングされるものとすることができる。
【００３６】保護層に用いる材料としては、例えば第１有機物層および第２有機物層として、有機溶媒に可溶なアクリル系樹脂を用いる場合には、水溶性ポリマー層を用いることにより、各層が互いに混ざり合うことを防止することができる。
【００３７】また、保護層に用いる材料として、無機化合物も挙げることができる。例えば、金等の金属、酸化錫、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、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、ホウ酸、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化鉛、ジルコニア、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素、フッ化カルシウム等の１種または２種以上の無機酸化物、無機窒化物が挙げられる。
【００３８】保護層は、外光遮断層や蛍光体層の色変換部材の機能を有してもよく、さらには色変換部材の特性を向上させる機能を有してもよい。具体的には、顔料分散系外光遮断膜の分光特性を補正するものとして、染料系色素を含有する保護層を設けてもよい。色変換部材の特性を向上させない場合には、可視光領域において透過率が高い方（５０％以上）が望ましい。
【００３９】ここで、複数の有機物層が混ざりあっているか否かは、積層した層の断面を観察するか、それぞれの層成分を分光的または化学的に分析することにより判定することができる。具体的には、層断面の光学顕微鏡観察や、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscopy）観察にて、層界面が明確なこと、または、層の成分をＡＥＳ（Auger Electron Microscopy）、ＥＰＭＡ、ＸＰＳ、ダイナミックシムス、トフシムス等の分光分析、層材料をＩＲ、ＮＭＲ、ＵＶ−Ｖｉｓ、ＩＣＰ等の化学分析により膜界面に層成分が混在しない場合に有機物層が混ざりあっていないと判断できる。また、色変換部材の特性を乱さない閾値としては、白色または青色などの特定光源を用いた透過率測定や放射輝度測定において、特性を５０％以上低下させないものとすることもできる。
【００４０】基材本発明において基材は、有機積層部材または色変換部材に強度を付与するために設けられるものであり、材料は特に限定されるものではない。色変換部材に用いる場合であって、基材が光取り出し側に設けられる場合では、少なくとも可視光線のうち取り出される光が透過するものであれば限定されず、光源光を受けて蛍光体層に光を透過させるべき部位に設けられる場合は、少なくとも光源光を透過すれば限定されず、光源からみて光取り出し側と反対面に基材が設けられる場合には、基材にAlやAgなどの薄膜を設け反射率の高い基材とすることができる。
【００４１】また、基材は任意に設定する使用レジストの焼成温度において、変形を伴う軟化をせず、溶融しないものとする。さらにこの温度において変質したり、光取り出し効率が低下しない基材が望ましい。例えば、アルカリガラス、無アルカリガラス、石英ガラスなどのガラス基板や、ポリエーテルサルフォンフィルムなとの１５０℃以上のガラス転移温度を有するフィルム基材が好ましい。
【００４２】有機ＥＬ素子と組み合わせて使用する場合、水分および酸素による有機ＥＬ素子発光部の非発光領域（ダークスポット）の成長に伴う発光特性の低下を抑制するため、基材は水蒸気バリア性および酸素バリア性に優れた基材が好ましい。具体的には、水蒸気透過率が４０℃／１００％ＲＨ測定下で、１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｏｍ）以下、酸素透過率が２５℃／９０％ＲＨ測定下で、１０−２ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｏｍ）以下であることが望ましい。
【００４３】
【実施例】実施例１（基材）縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０）を準備した。
【００４４】（外光遮断層の製膜）上記ガラス基板上に外光遮断層として、赤色カラーフィルター材料（新日鉄化学株式会社製Ｖ２５９Ｒ：３０％アントラキノン系顔料含有アクリル酸エステル系光硬化型レジスト）をスピンコート塗布し、クリーンオーブン中８０℃で１５分間プリベイク（ＰＢ）を行なった。
【００４５】（保護層の製膜）この上にＰＶＡ−ｓｂｑ水溶液（大日本印刷株式会社製：ポリビニルアルコール系光硬化型レジスト）をスピンコート塗布し、真空クリーンオーブン中８０℃で１５分間プリベイク（ＰＢ）を行なった。
【００４６】（蛍光体層の製膜）次に、クマリン６：０．０３ｍｏｌ／ｋｇ（固形分中）、ローダミン６Ｇ：１重量％（固形分中）、ローダミンＢ：１重量％（固形分中）になるように、それぞれをアクリル酸エステル系光硬化型レジスト（新日鉄化学株式会社製Ｖ２５９ＰＡ／ＰＨ５、５０％固形分濃度）中に混合して、赤色蛍光材料（固形分４５％、溶媒：プロピレングルコールメチルエーテルアセテート）を調製した。
【００４７】次に、先の保護層上に、赤色蛍光材料をスピンコート塗布し、同様にプリベイクを行なった。
【００４８】（露光・現像）続いて、この積層膜を、露光機（光源：高圧水銀灯）を用いて、Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／１００μｍのストライプパターンが得られる石英製クロムマスクを介して、露光量が１５００ｍＪ／ｃｍ２（波長３６５ｎｍにおける積算量）となる条件でパターン露光し、０．５重量％水酸化カリウム水溶液を用いて室温で１分間揺動現像した。
【００４９】（ポストベーク）続いてクリーンオーブン中１８０℃で３０分間焼成（ＰＯＢ）を行うことにより、外光遮断層／保護層／蛍光体層のパターン基板を得た。このときの積層膜の膜厚は約１２μｍであった。
【００５０】実施例２（基材）実施例１と同様な基材を用意した。
【００５１】（外光遮断層の製膜）上記ガラス基板上に外光遮断層として、赤色カラーフィルター材料（３０％アントラキノン系顔料含有ＰＶＡ−ｓｂｑ水系分散液（ＰＶＡ−ｓｂｑ：大日本印刷株式会社製ポリビニルアルコール系光硬化型レジスト）をスピンコート塗布し、クリーンオーブン中８０℃で１５分間プリベイク（ＰＢ）を行なった。
【００５２】（蛍光体層の製膜）実施例１と同様に行った。
【００５３】（露光・現象）実施例１と同様に行った。
【００５４】（ポストペーク）続いてクリーンオーブン中１８０℃で３０分間焼成（ＰＯＢ）を行うことにより、外光遮断層／蛍光体層のパターン基板を得た。このときの積層膜の膜厚は約１０μｍであった。
【００５５】実施例３（基材）実施例１と同様な基材を用意した。
【００５６】（外光遮断層の製膜）上記ガラス基板上に外光遮断層として、赤色カラーフィルター材料（３０％アントラキノン系顔料含有ポリアミック酸分散液（ポリアミック酸：東レ株式会社製ＳＰ９１０）をスピンコート塗布し、クリーンオーブン中１４０℃で１５分間プリベイク（ＰＢ）を行なった。
【００５７】（蛍光体層の製膜）実施例１と同様に行った。
【００５８】（露光・現像）続いて、この積層膜を、露光機（光源：高圧水銀灯）を用いて、Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／１００μｍのストライプパターンが得られる石英製クロムマスクを介して、露光量が１５００ｍＪ／ｃｍ２（波長３６５ｎｍにおける積算量）となる条件でパターン露光し、０．５重量％水酸化カリウム水溶液を用いて室温で１分間揺動現像した。
【００５９】（ボストペーク）続いてクリーンオーブン中１８０℃で３０分間焼成（ＰＯＢ）を行うことにより、外光遮断層／蛍光体層のパターン基板を得た。このときの積層膜の膜厚は約１０μｍであった。
【００６０】比較例１保護膜を製膜しなかったこと以外は実施例１と同様にして、外光遮断層／蛍光体層パターン基板を得た。このときの積層膜の膜厚は約１０μｍであった。
【００６１】比較例２（基材）実施例１と同様な基材を用意した。
【００６２】（外光遮断層の製膜、パターニング）外光遮断層として、赤色カラーフィルター材料（新日鉄化学株式会社製Ｖ２５９Ｒ：３０％アントラキノン系顔料含有アクリル酸エステル系光硬化型レジスト）をスピンコート塗布し、クリーンオーブン中８０℃で１５分間プリベイク（ＰＢ）を行なった。次に、これを露光機（光源：高圧水銀灯）を用いて、Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／１００μｍのストライプパターンが得られる石英製クロムマスクを介して、露光量が１５００ｍＪ／ｃｍ２（波長３６５ｎｍにおける積算量）となる条件でパターン露光し、０．５重量％水酸化カリウム水溶液を用いて室温で１分間揺動現像した。
【００６３】続いてクリーンオーブン中１８０℃で３０分間焼成（ＰＯＢ）を行うことにより、外光遮断層パターン基板を得た。このときの外光遮断層の膜厚は約１μｍであった。
【００６４】（蛍光体層の製膜、パターニング）次に、クマリン６：０．０３ｍｏｌ／：ｋｇ（固形分中）、ローダミン６Ｇ：１重量％（固形分中）、ローダミンＢ：１重量％（固形分中）になるように、それぞれをアクリル酸エステル系光硬化型レジスト（新日鉄化学株式会社製Ｖ２５９ＰＡ／ＰＨ５．５０％固形分濃度）中に混合して、赤色蛍光材料（固形分４５％、溶媒：プロピレングルコールメチルエーテルアセテート）を調製した。
【００６５】次に、先の外光遮断層パターン上に、赤色蛍光材料をスピンコート塗布し、同様にプリベイクを行なった。
【００６６】続いて、この積層膜を、アライメント機能を有する露光機（光源：高圧水銀灯）を用いて、Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／１００μｍのストライプパターンが得られる石英製クロムマスクを介して、露光量が１５００ｍＪ／ｃｍ２（波長３６５ｎｍにおける積算量）となる条件で、先の外光遮断層パターンに重ねるように位置合わせを行い、パターン露光し、０．５重量％水酸化カリウム水溶液を用いて室温で１分間揺動現像した。
【００６７】続いてクリーンオーブン中１８０℃で３０分間焼成（ＰＯＢ）を行うことにより、外光遮断層／蛍光体層のパターン基板を得た。このときの積層膜の膜厚は約１０μｍであった。
【００６８】このように、外光遮断層／蛍光体層のパターン基板を得るのに、２回のフォトリソ工程を行う必要があるのに対し、実施例は１回の工程でよく、工程数が実施例に比べて多いのは明らかである。
【００６９】これらの実施例、比較例の製造条件を表１に示す。
【表１】
【００７０】評価これらの実施例、比較例について以下のような評価を行った。
【００７１】（分光特性評価）上記の方法で作製した基板の蛍光体層面を下にして、青色励起光源（ピーク波長４７０ｎｍ、半値幅５０ｎｍの青色ＬＥＤ）に重ね、１００μｍのライン部分から基板の外光遮断層側に取り出される赤色光のスペクトルを顕微分光測定装置（顕微鏡：ニコン株式会社製、分光器：大塚電子株式会社製ＭＣＰＤ−２０００）により測定した。
【００７２】一方、基板を重ねない状態での青色励起光源自体の発光スペクトルを測定した。
【００７３】以上により得られたスペクトルと等色関数との演算から輝度および色度（ＣＩＥ１９３１）を算出した。
【００７４】色変換部材の評価指標として、以下の式に従い、輝度変換効率を算出した。
【００７５】輝度変換効率＝（基板を重ねたときの輝度）／（青色ＬＥＤの輝度）
なお、青色ＬＥＤを青色有機ＥＬ素子に置き換えても、同等の色変換部材の評価ができた。
【００７６】（パターン形成評価）上記の方法で作製した基板の断面形状を光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。
【００７７】これらの評価結果を表２に示した。
【表２】
【００７８】以上の結果から、比較例１および２の従来プロセスにおける色変換部材と比較して、実施例の色変換部材は輝度変換効率が向上した。
【００７９】また、工程数の著しく減少した外光遮断層／蛍光体層を含む色変換部材の製造が可能であることが実証された。
【００８０】また本発明の色変換部材は、パターン露光を行なうことによりフルカラーディスプレイに適用することが可能である。
【００８１】
【発明の効果】本発明によって、有機積層部材、特にフルカラー有機ＥＬディスプレイ等に用いられる色変換部材の性能を向上できる。また、製造工程数を減らし、安定的に微細なパターンを形成でき、著しく生産性を向上できる製造方法を提供でき、その結果、歩留まり、生産性、コストの面での改善ができる。さらにそのような色変換部材を用いたフルカラー有機ＥＬディスプレイを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の色変換部材の製造方法例を説明する図である。
【図２】従来の色変換部材の製造方法例を説明する図である。
【符号の説明】
１ 透明基材
２ ブラックマトリクス
３ 青色外光遮断層
３’緑色外光遮断層
３”赤色外光遮断層
４ 青色蛍光体層
４’緑色蛍光体層
４”赤色蛍光体層
５ オーバーコート
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機積層部材とその製造方法、特に好適には有機ＥＬカラーディスプレイに使用される色変換部材とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】パターニングした有機物層を積層してなる有機積層部材は様々な分野で用いられているが、そのうちの１つに有機ＥＬディスプレイなどのカラーディスプレイに用いられる蛍光体層と外光遮断層（カラーフィルター）を積層した色変換部材がある。このような色変換部材（外光遮断層および蛍光体層）は、例えば特開平９−１１５６６８号公報や1998 SID International Symposium Digest of Technical Papers/Vol XXIX、p.7-10に開示されている。
【０００３】このような色変換部材を用いた有機ＥＬディスプレイは、典型的には、青色発光有機ＥＬ素子を、任意の蛍光変換材料（ＣＣＭ材料）を用いることにより緑色および赤色に変換し、ＲＧＢの３色を取り出すことによりフルカラー化を行う。現在既に青色発光ＥＬ素子が実用化レベルの性能を有しており、これを光源にしたＧ、Ｒの蛍光発光に関しても、高効率なものが得られている。この方式による有機ＥＬカラーディスプレイは、ＥＬ素子が単色で済み、一般的なフォトリソグラフィー法により色変換部材が形成できるので、ＥＬ材料の利用効率が高く、高精細化が容易で、生産性も高いという長所がある。そして、蛍光体層に入り込む外光により蛍光体層が励起され、ＥＬ素子の非発光状態においても蛍光体層が蛍光を発生して、コントラストが低下してしまう問題を解消するため、前記文献に開示されているように、蛍光体層の外側（外光の入射側）に、蛍光体層の励起波長を遮断し、かつ、蛍光波長を透過する外光遮断層を配置して、コントラストの向上を図り、発光色の色純度を向上させることが行われている。
【０００４】しかしながら、このような色変換方式において用いられる色変換部材において、積層された外光遮断層と蛍光体層が混ざり込み、外光遮断層成分が、ＥＬ素子の発光または蛍光を吸収して、色変換性能を著しく低下させる場合があった。また、外光遮断層内に蛍光体層成分が混ざり込むと、外光により蛍光体層成分が蛍光を発するため、コントラストを低下させる場合があった。さらに、このような色変換方式において用いられる色変換部材を一般的なフォトリソグラフィー法により作製する際には、外光遮断層については、少なくともＲ，Ｇの２回、ならびに蛍光体層についてＲ，Ｇの２回、計４回（パターンの数だけ）のフォトリソグラフィーを行なうことになる。このフォトリソグラフィー工程は、感材塗布、乾燥、露光、現像、焼成を行なうものであるので、蛍光体層と外光遮断層を併用した色変換部材を作製するとき、結果的に製造工程数が非常に多くなる。したがって、工程数、歩留まり、生産性、コストの面での問題が生じ、フォトリソグラフィー工程数の減少が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の課題を解決するものであり、本発明の目的は、有機積層部材、特にフルカラー有機ＥＬディスプレイ等に用いられる色変換部材に関し、高性能な色変換性能を有する色変換部材を提供することである。
【０００６】また、本発明の目的は、少ない工程数で、安定的に微細なパターンを形成でき、有機積層部材、特にフルカラー有機ＥＬディスプレイ等に用いられる色変換部材の生産性を著しく向上できる製造方法を提供することである。
【０００７】本発明の目的はさらに、そのような色変換部材を用いたフルカラー有機ＥＬディスプレイを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、複数の層が、互いの機能を妨げず、高性能な機能を発揮する有機積層部材の構成、および、その効率的な製造法を見出し本発明を完成させた。
【０００９】したがって本発明の有機積層部材の製造方法は、基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材の製造方法であって、前記第１有機物層と第２有機物層とを単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングすることを特徴とする方法である。
【００１０】また、本発明の有機積層部材は、基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材であって、前記第１有機物層と第２有機物層とが作成時に互いに混ざり合わない材料から構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】有機積層部材の製造方法本発明の有機積層部材の製造方法は、基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材の製造方法であって、前記第１有機物層と第２有機物層とを単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングすることを特徴としている。この方法においては、積層される有機物層は２層以上あれば何層でもよく、有機物層の間に、保護層など任意の層が積層されていてもよい。さらに単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングされる有機物層は、これらの積層された有機物層の全てでも一部でもよく、２層以上あれば何層でもよく、単一のフォトリソグラフィー工程でパターニングされる有機物層の間に、無機化合物等、任意の層が積層されていてもよい。
【００１２】ここで、単一のフォトグラフィー工程とは、塗布、乾燥、露光、現像および／またはエッチングの工程を含む一連の工程を意味する。この工程内には、適宜、焼成工程が含まれていてもよい。なお、単一とはいっても、例えば、層毎に異なる薬液を用いて現像することも含まれる。具体的には例えば、第１液を塗布、乾燥後、続いて第２液を塗布、乾燥して、以後の露光、現像、エッチング、焼成工程について再度塗布、乾燥工程に戻ることなく工程を進められることを含む。より具体的には例えば、塗布
【００１３】色変換部材の製造方法また、本発明の色変換部材の製造方法は、基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材の製造方法であって、前記第１有機物層と第２有機物層とを単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングすることを特徴とする方法において、前記第１有機物層が蛍光体層であり、前記第２有機物層が前記蛍光体層の励起波長を遮断し、かつ、蛍光体層の蛍光波長を透過する外光遮断層である、または、 前記第２有機物層が蛍光体層であり、前記第１有機物層が外光遮断層である方法である。
【００１４】この方法においては、少なくとも、基材／外光遮断層／蛍光体層または基材／蛍光体層／外光遮断層の積層順であれば、その他に任意の層がいずれの位置に積層されていてもよい。また、この任意の層は上記の単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングされる層であってもされない層であってもよい。
【００１５】図１は、本発明の色変換部材の製造工程の例を説明する図である。図１（ａ）の透明基材１上に、図１（ｂ）のようにブラックマトリクス２を形成する。その後、図１（ｃ）のように青色外光遮断層３を塗布し、さらに、図１（ｄ）のように青色蛍光体層４を塗布し、図１（ｅ）のようにパターン露光・現像を行う。同様に緑色外光遮断層３’、緑色蛍光体層４’、赤色外光遮断層３”、赤色蛍光体層４”を形成すると図１（ｆ）のようになり、さらに図１（ｇ）のようにオーバーコート５を形成して色変換部材が完成する。
【００１６】これに対し図２は従来の色変換部材の製造工程の例を説明する図である。図２（ａ）の透明基材１上に、図２（ｂ）のようにブラックマトリクス２を形成する。その後、図２（ｃ）のように青色外光遮断層３をパターニングし、ついで図２（ｄ）のように緑色外光遮断層３’をパターニングし、さらに、図２（ｅ）のように赤色外光遮断層３”をパターニングする。その後、図２R>２（ｆ）のように青色蛍光体層４をパターニングし、ついで図２（ｇ）のように緑色蛍光体層４’をパターニングし、さらに図２（ｈ）のように赤色蛍光体層４”をパターニングする。そして図２（ｉ）のようにオーバーコート５を形成して色変換部材が完成する。
【００１７】このような色変換部材の製造においては、従来の製造法では、露光・現像によるパターニングの回数が、３色の外光遮断層毎に３回と３色の蛍光体層毎の３回、合計６回必要であるのに対し、本発明の製造方法では、外光遮断層と蛍光体層を一括して、さらに保護層を設けるときには保護層も一括してパターニングするため、露光・現像の回数が合計でも３回と少なくすることができ優れている。
【００１８】有機積層部材本発明の有機積層部材は、基材と基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材であって、第１有機物層と第２有機物層とが作成時に互いに混ざり合わない材料から構成されている。好ましくは第１有機物層と第２有機物層との間に作成時に第１有機物層と第２有機物層とが混ざり合うことを防止する保護層を設けることができる。また、本発明の有機積層部材の製造方法により製造されたものであれば本発明の有機積層部材である。また、好ましくは有機物層が、基材上に平面的に分離配置されているものとすることができる。
【００１９】色変換部材本発明の有機積層部材は、好適には色変換部材とすることができる。
【００２０】色変換部材は、本発明の有機積層部材において、第１有機物層が蛍光体層であり、第２有機物層が蛍光体層の励起波長を遮断し、かつ、蛍光体層の蛍光波長を透過する外光遮断層とする、または、第２有機物層が蛍光体層であり、第１有機物層を外光遮断層とすることで得ることができる。
【００２１】ここで、蛍光体層は、蛍光体層側に配置されたＥＬ素子などの光源からの光を吸収し、より長波長の光に蛍光変換する層である。
【００２２】また、外光遮断層は、侵入する外光の蛍光体励起波長を吸収し、かつ、蛍光体層からの蛍光を透過させることにより、コントラスト特性を向上させる層である。外光遮断層は、必要に応じて、蛍光色の色純度を向上させる役割も行う。
【００２３】色変換部材においては、従来のように外光遮断層と蛍光体層との界面において、両者の材料が混ざり合っている場合、外光遮断層成分が、ＥＬ素子の発光または蛍光体層の蛍光を吸収して、色変換性能を著しく低下させてしまう。また、外光遮断層内に蛍光体層成分が混ざり込むと、外光により蛍光体層成分が蛍光を発するため、著しくコントラストを低下させてしまう。
【００２４】したがって、本発明ではこれら外光遮断層と蛍光体層は、前述の有機物層と同様に、作成時に互いに混ざり合わない材料から形成する。好ましくは例えば、外光遮断層を水溶液から形成し、色変換フィルターを有機溶媒の溶液から形成することや、外光遮断層を有機溶媒の溶液から形成し、色変換フィルターを水溶液から形成することができる。
【００２５】この色変換部材と有機ＥＬ素子とを組み合わせて、カラーディスプレイとすることもできる。
【００２６】有機物層本発明における有機物層は、有機物を含むものであれば特に限定されることはなく、基材上に形成された第１有機物層と第１有機物層上に形成する第２有機物層から少なくともなることができる。そして、第１有機物層と第２有機物層とを、作成時に互いに混ざり合わない材料から形成する。
【００２７】本発明における「作成時に互いに混ざり合わない」とは、第１有機物層形成時、第２有機物層形成時およびパターニング時、焼成時を含め最終工程終了まで互いに混ざり合わず、作成終了後に機能が損なわれていないことを意味する。
【００２８】また、別の好ましい態様としては、第１有機物層と第２有機物層との間に、互いが混ざり合うことを防止するための保護層が設けられている。
【００２９】本発明において、混ざり合わないとは、例えば固形化された第１有機物層が第２有機物層を形成するための塗液にこの製造方法において溶出し、その結果両層の界面を不均一に著しく乱さないことを意味する。
【００３０】互いに混ざり合わないような第１有機物層と第２有機物層の組み合わせとしては、例えば表面張力の差が大きな材料の組合わせや、水に可溶な材料と有機溶媒に可溶な材料との組合わせを挙げることができる。表面張力の大小関係は、簡易的には水接触角の大小関係で判断することができる。
【００３１】具体的には、水溶性ポリマー（例えば、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、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート重合体、ポリアクリル酸等）のような極性基を有する樹脂膜表面の水接触角は２０〜３０°程度の値を示し、アクリル酸エステル樹脂膜表面の水接触角は５０〜７０°程度の値を示す。このように、水接触角が好ましくは２０°以上異なる材料の組合わせを選定することにより、互いに混ざり合わないようにすることができる。
【００３２】また、どちらも有機溶媒に可溶な系で混ざり合わない材料としては、ポリアミック酸樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂と、アクリル酸エステル樹脂、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、ポリケイ皮酸ビニル、環化ゴム、環状ポリオレフィン、ノボラック樹脂、または、アクリル酸エステル樹脂と、環化ゴム、環状ポリオレフィンとの組み合せのように、有機溶媒に対する溶解性が異なる樹脂を挙げることができる。
【００３３】より具体的には、第２有機物層を溶解する溶媒（例えば溶媒１００ｇに対する溶質の溶解量の百分率である溶解度が１％以上）にて、第１有機物層が溶解しない、または溶解しにくい（例えば溶解度が１％未満）という有機物層の組合わせが好ましい。例えば、第１有機物層にポリアミック酸樹脂を用い、第２有機物層にアクリル酸−アクリル酸エステル共重合体を用いた場合、ポリアミック酸樹脂は、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体を溶解するエステル系溶媒には溶解しない。また、第１有機物層にアクリル酸エステル樹脂を用い、第２有機物層に環状ポリオレフィンを用いた場合、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体は、環状ポリオレフィンを溶解する炭化水素系溶媒には溶解しない。このような組み合わせにより、第１有機物層と第２有機物層は混ざり合わないことになる。
【００３４】保護層第１有機物層と第２有機物層との塗布液の表面張力差が余りない場合、例えば両者の水接触角差が２０°未満の場合や、第１有機物層と第２有機物層のある特定の溶媒に対する溶解性が類似している場合には、好適には第１有機物層と第２有機物層との間に保護層を設けることにより、二つの有機物層を混ざり合わないようにすることができる。二つの有機物層が混ざり合いにくい場合であっても、保護層を設けることは構わない。
【００３５】保護層として用いる材料としては、第１および／もしくは第２有機物層表面の水接触角との差が好ましくは２０°以上あること、または、第１および／もしくは第２有機物層の溶媒に溶解しないことが望ましい。２０°未満の場合、または、第１および第２有機物層の溶媒に溶解する場合には、第１有機物層と保護層、または保護層と第２有機物層とが互いに混ざり合い、所望の特性が発現することを妨げるからである。また、保護層は、好ましくは第１有機物層および／または第２有機物層で用いるパターニング液（現像液）でパターニングされるものとすることができる。
【００３６】保護層に用いる材料としては、例えば第１有機物層および第２有機物層として、有機溶媒に可溶なアクリル系樹脂を用いる場合には、水溶性ポリマー層を用いることにより、各層が互いに混ざり合うことを防止することができる。
【００３７】また、保護層に用いる材料として、無機化合物も挙げることができる。例えば、金等の金属、酸化錫、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、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、ホウ酸、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化鉛、ジルコニア、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素、フッ化カルシウム等の１種または２種以上の無機酸化物、無機窒化物が挙げられる。
【００３８】保護層は、外光遮断層や蛍光体層の色変換部材の機能を有してもよく、さらには色変換部材の特性を向上させる機能を有してもよい。具体的には、顔料分散系外光遮断膜の分光特性を補正するものとして、染料系色素を含有する保護層を設けてもよい。色変換部材の特性を向上させない場合には、可視光領域において透過率が高い方（５０％以上）が望ましい。
【００３９】ここで、複数の有機物層が混ざりあっているか否かは、積層した層の断面を観察するか、それぞれの層成分を分光的または化学的に分析することにより判定することができる。具体的には、層断面の光学顕微鏡観察や、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscopy）観察にて、層界面が明確なこと、または、層の成分をＡＥＳ（Auger Electron Microscopy）、ＥＰＭＡ、ＸＰＳ、ダイナミックシムス、トフシムス等の分光分析、層材料をＩＲ、ＮＭＲ、ＵＶ−Ｖｉｓ、ＩＣＰ等の化学分析により膜界面に層成分が混在しない場合に有機物層が混ざりあっていないと判断できる。また、色変換部材の特性を乱さない閾値としては、白色または青色などの特定光源を用いた透過率測定や放射輝度測定において、特性を５０％以上低下させないものとすることもできる。
【００４０】基材本発明において基材は、有機積層部材または色変換部材に強度を付与するために設けられるものであり、材料は特に限定されるものではない。色変換部材に用いる場合であって、基材が光取り出し側に設けられる場合では、少なくとも可視光線のうち取り出される光が透過するものであれば限定されず、光源光を受けて蛍光体層に光を透過させるべき部位に設けられる場合は、少なくとも光源光を透過すれば限定されず、光源からみて光取り出し側と反対面に基材が設けられる場合には、基材にAlやAgなどの薄膜を設け反射率の高い基材とすることができる。
【００４１】また、基材は任意に設定する使用レジストの焼成温度において、変形を伴う軟化をせず、溶融しないものとする。さらにこの温度において変質したり、光取り出し効率が低下しない基材が望ましい。例えば、アルカリガラス、無アルカリガラス、石英ガラスなどのガラス基板や、ポリエーテルサルフォンフィルムなとの１５０℃以上のガラス転移温度を有するフィルム基材が好ましい。
【００４２】有機ＥＬ素子と組み合わせて使用する場合、水分および酸素による有機ＥＬ素子発光部の非発光領域（ダークスポット）の成長に伴う発光特性の低下を抑制するため、基材は水蒸気バリア性および酸素バリア性に優れた基材が好ましい。具体的には、水蒸気透過率が４０℃／１００％ＲＨ測定下で、１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｏｍ）以下、酸素透過率が２５℃／９０％ＲＨ測定下で、１０−２ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｏｍ）以下であることが望ましい。
【００４３】
【実施例】実施例１（基材）縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０）を準備した。
【００４４】（外光遮断層の製膜）上記ガラス基板上に外光遮断層として、赤色カラーフィルター材料（新日鉄化学株式会社製Ｖ２５９Ｒ：３０％アントラキノン系顔料含有アクリル酸エステル系光硬化型レジスト）をスピンコート塗布し、クリーンオーブン中８０℃で１５分間プリベイク（ＰＢ）を行なった。
【００４５】（保護層の製膜）この上にＰＶＡ−ｓｂｑ水溶液（大日本印刷株式会社製：ポリビニルアルコール系光硬化型レジスト）をスピンコート塗布し、真空クリーンオーブン中８０℃で１５分間プリベイク（ＰＢ）を行なった。
【００４６】（蛍光体層の製膜）次に、クマリン６：０．０３ｍｏｌ／ｋｇ（固形分中）、ローダミン６Ｇ：１重量％（固形分中）、ローダミンＢ：１重量％（固形分中）になるように、それぞれをアクリル酸エステル系光硬化型レジスト（新日鉄化学株式会社製Ｖ２５９ＰＡ／ＰＨ５、５０％固形分濃度）中に混合して、赤色蛍光材料（固形分４５％、溶媒：プロピレングルコールメチルエーテルアセテート）を調製した。
【００４７】次に、先の保護層上に、赤色蛍光材料をスピンコート塗布し、同様にプリベイクを行なった。
【００４８】（露光・現像）続いて、この積層膜を、露光機（光源：高圧水銀灯）を用いて、Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／１００μｍのストライプパターンが得られる石英製クロムマスクを介して、露光量が１５００ｍＪ／ｃｍ２（波長３６５ｎｍにおける積算量）となる条件でパターン露光し、０．５重量％水酸化カリウム水溶液を用いて室温で１分間揺動現像した。
【００４９】（ポストベーク）続いてクリーンオーブン中１８０℃で３０分間焼成（ＰＯＢ）を行うことにより、外光遮断層／保護層／蛍光体層のパターン基板を得た。このときの積層膜の膜厚は約１２μｍであった。
【００５０】実施例２（基材）実施例１と同様な基材を用意した。
【００５１】（外光遮断層の製膜）上記ガラス基板上に外光遮断層として、赤色カラーフィルター材料（３０％アントラキノン系顔料含有ＰＶＡ−ｓｂｑ水系分散液（ＰＶＡ−ｓｂｑ：大日本印刷株式会社製ポリビニルアルコール系光硬化型レジスト）をスピンコート塗布し、クリーンオーブン中８０℃で１５分間プリベイク（ＰＢ）を行なった。
【００５２】（蛍光体層の製膜）実施例１と同様に行った。
【００５３】（露光・現象）実施例１と同様に行った。
【００５４】（ポストペーク）続いてクリーンオーブン中１８０℃で３０分間焼成（ＰＯＢ）を行うことにより、外光遮断層／蛍光体層のパターン基板を得た。このときの積層膜の膜厚は約１０μｍであった。
【００５５】実施例３（基材）実施例１と同様な基材を用意した。
【００５６】（外光遮断層の製膜）上記ガラス基板上に外光遮断層として、赤色カラーフィルター材料（３０％アントラキノン系顔料含有ポリアミック酸分散液（ポリアミック酸：東レ株式会社製ＳＰ９１０）をスピンコート塗布し、クリーンオーブン中１４０℃で１５分間プリベイク（ＰＢ）を行なった。
【００５７】（蛍光体層の製膜）実施例１と同様に行った。
【００５８】（露光・現像）続いて、この積層膜を、露光機（光源：高圧水銀灯）を用いて、Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／１００μｍのストライプパターンが得られる石英製クロムマスクを介して、露光量が１５００ｍＪ／ｃｍ２（波長３６５ｎｍにおける積算量）となる条件でパターン露光し、０．５重量％水酸化カリウム水溶液を用いて室温で１分間揺動現像した。
【００５９】（ボストペーク）続いてクリーンオーブン中１８０℃で３０分間焼成（ＰＯＢ）を行うことにより、外光遮断層／蛍光体層のパターン基板を得た。このときの積層膜の膜厚は約１０μｍであった。
【００６０】比較例１保護膜を製膜しなかったこと以外は実施例１と同様にして、外光遮断層／蛍光体層パターン基板を得た。このときの積層膜の膜厚は約１０μｍであった。
【００６１】比較例２（基材）実施例１と同様な基材を用意した。
【００６２】（外光遮断層の製膜、パターニング）外光遮断層として、赤色カラーフィルター材料（新日鉄化学株式会社製Ｖ２５９Ｒ：３０％アントラキノン系顔料含有アクリル酸エステル系光硬化型レジスト）をスピンコート塗布し、クリーンオーブン中８０℃で１５分間プリベイク（ＰＢ）を行なった。次に、これを露光機（光源：高圧水銀灯）を用いて、Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／１００μｍのストライプパターンが得られる石英製クロムマスクを介して、露光量が１５００ｍＪ／ｃｍ２（波長３６５ｎｍにおける積算量）となる条件でパターン露光し、０．５重量％水酸化カリウム水溶液を用いて室温で１分間揺動現像した。
【００６３】続いてクリーンオーブン中１８０℃で３０分間焼成（ＰＯＢ）を行うことにより、外光遮断層パターン基板を得た。このときの外光遮断層の膜厚は約１μｍであった。
【００６４】（蛍光体層の製膜、パターニング）次に、クマリン６：０．０３ｍｏｌ／：ｋｇ（固形分中）、ローダミン６Ｇ：１重量％（固形分中）、ローダミンＢ：１重量％（固形分中）になるように、それぞれをアクリル酸エステル系光硬化型レジスト（新日鉄化学株式会社製Ｖ２５９ＰＡ／ＰＨ５．５０％固形分濃度）中に混合して、赤色蛍光材料（固形分４５％、溶媒：プロピレングルコールメチルエーテルアセテート）を調製した。
【００６５】次に、先の外光遮断層パターン上に、赤色蛍光材料をスピンコート塗布し、同様にプリベイクを行なった。
【００６６】続いて、この積層膜を、アライメント機能を有する露光機（光源：高圧水銀灯）を用いて、Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／１００μｍのストライプパターンが得られる石英製クロムマスクを介して、露光量が１５００ｍＪ／ｃｍ２（波長３６５ｎｍにおける積算量）となる条件で、先の外光遮断層パターンに重ねるように位置合わせを行い、パターン露光し、０．５重量％水酸化カリウム水溶液を用いて室温で１分間揺動現像した。
【００６７】続いてクリーンオーブン中１８０℃で３０分間焼成（ＰＯＢ）を行うことにより、外光遮断層／蛍光体層のパターン基板を得た。このときの積層膜の膜厚は約１０μｍであった。
【００６８】このように、外光遮断層／蛍光体層のパターン基板を得るのに、２回のフォトリソ工程を行う必要があるのに対し、実施例は１回の工程でよく、工程数が実施例に比べて多いのは明らかである。
【００６９】これらの実施例、比較例の製造条件を表１に示す。
【表１】
【００７０】評価これらの実施例、比較例について以下のような評価を行った。
【００７１】（分光特性評価）上記の方法で作製した基板の蛍光体層面を下にして、青色励起光源（ピーク波長４７０ｎｍ、半値幅５０ｎｍの青色ＬＥＤ）に重ね、１００μｍのライン部分から基板の外光遮断層側に取り出される赤色光のスペクトルを顕微分光測定装置（顕微鏡：ニコン株式会社製、分光器：大塚電子株式会社製ＭＣＰＤ−２０００）により測定した。
【００７２】一方、基板を重ねない状態での青色励起光源自体の発光スペクトルを測定した。
【００７３】以上により得られたスペクトルと等色関数との演算から輝度および色度（ＣＩＥ１９３１）を算出した。
【００７４】色変換部材の評価指標として、以下の式に従い、輝度変換効率を算出した。
【００７５】輝度変換効率＝（基板を重ねたときの輝度）／（青色ＬＥＤの輝度）
なお、青色ＬＥＤを青色有機ＥＬ素子に置き換えても、同等の色変換部材の評価ができた。
【００７６】（パターン形成評価）上記の方法で作製した基板の断面形状を光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。
【００７７】これらの評価結果を表２に示した。
【表２】
【００７８】以上の結果から、比較例１および２の従来プロセスにおける色変換部材と比較して、実施例の色変換部材は輝度変換効率が向上した。
【００７９】また、工程数の著しく減少した外光遮断層／蛍光体層を含む色変換部材の製造が可能であることが実証された。
【００８０】また本発明の色変換部材は、パターン露光を行なうことによりフルカラーディスプレイに適用することが可能である。
【００８１】
【発明の効果】本発明によって、有機積層部材、特にフルカラー有機ＥＬディスプレイ等に用いられる色変換部材の性能を向上できる。また、製造工程数を減らし、安定的に微細なパターンを形成でき、著しく生産性を向上できる製造方法を提供でき、その結果、歩留まり、生産性、コストの面での改善ができる。さらにそのような色変換部材を用いたフルカラー有機ＥＬディスプレイを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の色変換部材の製造方法例を説明する図である。
【図２】従来の色変換部材の製造方法例を説明する図である。
【符号の説明】
１ 透明基材
２ ブラックマトリクス
３ 青色外光遮断層
３’緑色外光遮断層
３”赤色外光遮断層
４ 青色蛍光体層
４’緑色蛍光体層
４”赤色蛍光体層
５ オーバーコート
【特許請求の範囲】
【請求項１】基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材の製造方法であって、前記第１有機物層と第２有機物層とを単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングすることを特徴とする、有機積層部材の製造方法。
【請求項２】前記第１有機物層と前記第２有機物層とを、作成時に互いに混ざり合わない材料から形成する、請求項１に記載の有機積層部材の製造方法。
【請求項３】前記第１有機物層を水溶液から形成し、前記第２有機物層を有機溶媒の溶液から形成する、請求項２に記載の有機積層部材の製造方法。
【請求項４】前記第１有機物層を有機溶媒の溶液から形成し、前記第２有機物層を水溶液から形成する、請求項２に記載の有機積層部材の製造方法。
【請求項５】前記第１有機物層と前記第２有機物層との間に、作成時に前記第１有機物層および／または前記第２有機物層と混ざり合わない材料からなる保護層を設け、前記第１有機物層と前記第２有機物層とが作成時に互いに混ざり合うことを防止する、請求項１に記載の有機積層部材の製造方法。
【請求項６】前記保護層を水溶液から形成する、請求項５に記載の有機積層部材の製造方法。
【請求項７】前記保護層を水溶性ポリマーを含む水溶液から形成する、請求項６に記載の有機積層部材の製造方法。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機積層部材の製造方法であって、前記第１有機物層が蛍光体層であり、前記第２有機物層が前記蛍光体層の励起波長を遮断し、かつ、蛍光体層の蛍光波長を透過する外光遮断層である、または、 前記第２有機物層が蛍光体層であり、前記第１有機物層が外光遮断層である、色変換部材の製造方法。
【請求項９】基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材であって、前記第１有機物層と第２有機物層とが作成時に互いに混ざり合わない材料から構成されていることを特徴とする、有機積層部材。
【請求項１０】基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材であって、前記第１有機物層と前記第２有機物層との間に作成時に前記第１有機物層と前記第２有機物層とが混ざり合うことを防止する保護層が設けられていることを特徴とする、有機積層部材。
【請求項１１】前記保護層が、水溶性ポリマーから作成された層である、請求項１０に記載の有機積層部材。
【請求項１２】請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法によって製造された、有機積層部材。
【請求項１３】前記有機物層が、基材上に平面的に分離配置されている請求項９〜１２のいずれか１項に記載の有機積層部材。
【請求項１４】請求項９〜１３のいずれか１項に記載の有機積層部材であって、前記第１有機物層が蛍光体層であり、前記第２有機物層が前記蛍光体層の励起波長を遮断し、かつ、蛍光体層の蛍光波長を透過する外光遮断層である、または、 前記第２有機物層が蛍光体層であり、前記第１有機物層が外光遮断層である、色変換部材。
【請求項１５】請求項１４に記載の色変換部材とＥＬ素子とを組み合わせてなるカラーディスプレイ。
【請求項１】基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材の製造方法であって、前記第１有機物層と第２有機物層とを単一のフォトリソグラフィー工程によってパターニングすることを特徴とする、有機積層部材の製造方法。
【請求項２】前記第１有機物層と前記第２有機物層とを、作成時に互いに混ざり合わない材料から形成する、請求項１に記載の有機積層部材の製造方法。
【請求項３】前記第１有機物層を水溶液から形成し、前記第２有機物層を有機溶媒の溶液から形成する、請求項２に記載の有機積層部材の製造方法。
【請求項４】前記第１有機物層を有機溶媒の溶液から形成し、前記第２有機物層を水溶液から形成する、請求項２に記載の有機積層部材の製造方法。
【請求項５】前記第１有機物層と前記第２有機物層との間に、作成時に前記第１有機物層および／または前記第２有機物層と混ざり合わない材料からなる保護層を設け、前記第１有機物層と前記第２有機物層とが作成時に互いに混ざり合うことを防止する、請求項１に記載の有機積層部材の製造方法。
【請求項６】前記保護層を水溶液から形成する、請求項５に記載の有機積層部材の製造方法。
【請求項７】前記保護層を水溶性ポリマーを含む水溶液から形成する、請求項６に記載の有機積層部材の製造方法。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機積層部材の製造方法であって、前記第１有機物層が蛍光体層であり、前記第２有機物層が前記蛍光体層の励起波長を遮断し、かつ、蛍光体層の蛍光波長を透過する外光遮断層である、または、 前記第２有機物層が蛍光体層であり、前記第１有機物層が外光遮断層である、色変換部材の製造方法。
【請求項９】基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材であって、前記第１有機物層と第２有機物層とが作成時に互いに混ざり合わない材料から構成されていることを特徴とする、有機積層部材。
【請求項１０】基材と、前記基材上に少なくとも第１有機物層と第２有機物層とが順次積層された有機物層とからなる有機積層部材であって、前記第１有機物層と前記第２有機物層との間に作成時に前記第１有機物層と前記第２有機物層とが混ざり合うことを防止する保護層が設けられていることを特徴とする、有機積層部材。
【請求項１１】前記保護層が、水溶性ポリマーから作成された層である、請求項１０に記載の有機積層部材。
【請求項１２】請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法によって製造された、有機積層部材。
【請求項１３】前記有機物層が、基材上に平面的に分離配置されている請求項９〜１２のいずれか１項に記載の有機積層部材。
【請求項１４】請求項９〜１３のいずれか１項に記載の有機積層部材であって、前記第１有機物層が蛍光体層であり、前記第２有機物層が前記蛍光体層の励起波長を遮断し、かつ、蛍光体層の蛍光波長を透過する外光遮断層である、または、 前記第２有機物層が蛍光体層であり、前記第１有機物層が外光遮断層である、色変換部材。
【請求項１５】請求項１４に記載の色変換部材とＥＬ素子とを組み合わせてなるカラーディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００３−２１７８４６（Ｐ２００３−２１７８４６Ａ）
【公開日】平成１５年７月３１日（２００３．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−１７０６２（Ｐ２００２−１７０６２）
【出願日】平成１４年１月２５日（２００２．１．２５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年７月３１日（２００３．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年１月２５日（２００２．１．２５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
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