膜厚を平坦化する隔壁

【課題】本発明は、有機ＥＬ素子における発光材料、もしくは、カラーフィルターにおける着色材料を、印刷法により塗布したとき、塗布膜の厚さがなるべく均一になるような隔壁形状を提供すること。
【解決手段】有機ＥＬ素子における発光材料、もしくは、カラーフィルターにおける着色材料を、印刷法により塗布したとき、隔壁を図１から図４のような方形や台形、円弧面、楕円、三角形形状を重ねた断面形状にすることにより、塗布膜の厚さの均一性を向上させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光層を備えたフルカラー表示の有機ＥＬ素子、または、カラー液晶素子の構成部材であるカラーフィルターといった光学素子を、印刷法により製造した場合における膜厚の均一性を向上させる隔壁形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機ＥＬ素子における高分子有機発光層、または、カラーフィルターにおける複数色の透明着色層は、インクジェット法や印刷法等により形成されている。基板上に隔壁（仕切り）を形成し、高分子有機発光層および透明着色層を形成しようとすると、メニスカス（湾曲面）が発生し、均一に塗布することは困難である。この湾局面を平坦化するため、隔壁形状や高分子有機材料および透明着色材料の粘度や表面張力等の物性値を最適化するなどしてきた。
【０００３】
特許文献１は、隔壁形状を工夫してこの問題を解決しようとしている。しかし、特許文献１のような形状でも塗膜の縁の部分でメニスカスが発生し、膜を均一にすることは困難である。
【０００４】
以下に先行技術文献を示す。
【特許文献１】特開２００５−４４５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機ＥＬ素子における発光層またはカラーフィルターにおける透明着色層を形成するのにインクジェット法や印刷法により塗布すると、塗膜が平坦にならず隔壁や液体の表面張力、重力等により、湾曲面になる。そのため、均一に発光材料または着色材料を塗布することが困難となる。
【０００６】
有機ＥＬ素子では、均一に発光材料を塗布することが困難なため、カラーフィルターを利用することで容易化を図る方法も検討されているが、この方法だとカラーフィルターを通して発色させているため、発光量が落ちる。また、カラーフィルターでは、不均一である着色部で色むらが生じてディスプレイ用の光学部材として不適当となることが多い。
【０００７】
本発明は、有機ＥＬ素子における発光材料、または、カラーフィルターにおける着色材料を、印刷法により塗布したとき塗膜の厚さがなるべく均一になるような隔壁形状を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、基板上に形成された隔壁により、複数の塗膜積層区域を備え、該塗膜積層区域内に発光材料または着色材料が注入されている光学素子において、該隔壁が多段構造を有することを特徴とする光学素子である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記隔壁の断面形状が、大きさの異なる方形または台形形状を２層以上に重ねた形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記隔壁の断面形状が、大きさの異なる円弧面または楕円弧面形状を２層以上に重ねた形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記隔壁の断面形状が、大きさの異なる三角形形状を２層以上に重ねた形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記隔壁の断面形状が、上層と下層とで異なる前記各形状を２層以上に重ねた形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子である。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記発光材料または着色材料を印刷法により塗布することを特徴とする光学素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、隔壁断面形状を大きさの異なる方形や台形、円弧面、楕円弧面、三角形形状を２層以上に重ねた断面形状にすることにより、塗布膜の厚さの均一性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の光学素子は、図７に示すように、基板１を備え、有機ＥＬ素子においては、この基板１の上には、下部電極としての陽極、発光層を含む有機層２、上部電極としての陰極を順次積層してなる積層体が形成されている。
また、カラーフィルターにおいては、基板１の上に、透明着色層２が積層してなる積層体が形成されている。
さらに上記光学素子には、複数本の隔壁３が形成されており、格子状をなす隔壁３により、複数個の画素すなわち積層体が、区画され分離されている。
【００１６】
隔壁３の形状が、図１に示すように、大きさの異なる方形または台形形状を２層以上に重ねた形状であるとき、図２に示すように、大きさの異なる円弧面または楕円弧面形状を２層以上に重ねた形状であるとき、図３に示すように、大きさの異なる三角形形状を２層以上に重ねた形状であるとき、また、図４に示すように、上層と下層とで大きさの異なる方形や台形、円弧面、楕円弧面、三角形形状を２層以上に重ねた形状であるとき、膜厚を均一にする効果がある。
隔壁の製造方法として、フォトリソグラフィ技法を用い、材質としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂が挙げられるが、特にこれに限定されるものではない。
【００１７】
隔壁間に印刷法により塗布される発光材料に用いられる、高分子蛍光体としては、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’-ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’-ジアリール置換ピロロピロール系、インジウム錯体系等の蛍光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に溶解させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系等の高分子蛍光体が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
以下に、従来型の方形隔壁と、今回発明した大きさの異なる方形型隔壁を３層に重ねたときの液体表面形状の違いをみるために実施した数値計算例を示す。
【００１９】
数値計算に必要なデータは、液体の密度、表面張力、粘度、液量、隔壁表面における液体の接触角、隔壁、境界条件の寸法等である。また、乾燥を考慮する場合、蒸気圧、拡散係数、濃度、乾燥速度、物質移動係数等が必要となってくる。
今回、液体として代表的な高分子溶液、隔壁表面は撥水性を考慮していない接触角２０°で自由表面流体の数値計算をおこなった。
図５は従来型である方形型隔壁の圧力、流速ベクトル図であり、図６は方形型隔壁を３層に重ねたときの圧力、流速ベクトル図である。また、数値計算に用いたデータを表１に示す。
【００２０】
【表１】

【００２１】
計算結果を比較すると、図５は隔壁表面の表面張力等の影響により液体が湾曲面（メニスカス）になる。図６は、図５のように湾曲面にならず平坦に近い形となった。
今回の発明である隔壁形状が、膜厚の平坦性に有効であることが数値計算結果で示すことができた。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】隔壁の断面形状が、方形または台形形状を２層以上に重ねた断面形状図
【図２】隔壁の断面形状が、円弧面または楕円弧面形状を２層以上に重ねた断面形状図
【図３】隔壁の断面形状が、三角形形状を２層以上に重ねた断面形状図
【図４】隔壁の断面形状が、上層と下層が異なる形状を２層以上に重ねた断面形状図
【図５】従来型である方形型隔壁の圧力、流速ベクトル図
【図６】方形型３層構造隔壁の圧力、流速ベクトル図
【図７】有機ＥＬ素子およびカラーフィルター断面図
【符号の説明】
【００２３】
１基板
２発光材料または着色材料
３隔壁

【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された隔壁により、複数の塗膜積層区域を備え、該塗膜積層区域内に発光材料または着色材料が注入されている光学素子において、該隔壁が多段構造を有することを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記隔壁の断面形状が、大きさの異なる方形または台形形状を２層以上に重ねた形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記隔壁の断面形状が、大きさの異なる円弧面または楕円弧面形状を２層以上に重ねた形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項４】
前記隔壁の断面形状が、大きさの異なる三角形形状を２層以上に重ねた形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項５】
前記隔壁の断面形状が、上層と下層とで大きさの異なる方形や台形、円弧面、楕円弧面、三角形形状を２層以上に重ねた形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子。
【請求項６】
前記発光材料または着色材料を印刷法により塗布することを特徴とする光学素子の製造方法。

【図１】