色変換フィルタおよびそれを用いた有機ＥＬディスプレイ
【課題】 ガスの透過を防止することができる色変換フィルタ、および該色変換フィルタを用いて形成される、長期にわたって安定した発光特性を維持する多色表示の有機ＥＬディスプレイの提供。
【解決手段】 透明基板と、透明基板上に設けられた１つまたは複数種の色変換フィルタ層と、色変換層を覆って形成される平坦化層と、平坦化層上に形成されるガスバリア層とを備えた色変換フィルタであって、ガスバリア層は、少なくとも２対の無機膜および高分子膜の積層体と、該積層体の上に設けられた無機絶縁膜とから構成されていることを特徴とする色変換フィルタ、およびそれを用いて作製される有機ＥＬディスプレイ。
【解決手段】 透明基板と、透明基板上に設けられた１つまたは複数種の色変換フィルタ層と、色変換層を覆って形成される平坦化層と、平坦化層上に形成されるガスバリア層とを備えた色変換フィルタであって、ガスバリア層は、少なくとも２対の無機膜および高分子膜の積層体と、該積層体の上に設けられた無機絶縁膜とから構成されていることを特徴とする色変換フィルタ、およびそれを用いて作製される有機ＥＬディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精細で、耐環境性および生産性に優れた多色表示を可能とする色変換フィルタおよび該色変換フィルタを具備する多色表示の有機ＥＬディスプレイに関する。詳細には、イメージセンサー、パーソナルコンピューター、ワードプロセッサー、テレビ、ファクシミリ、オーディオ、ビデオ、カーナビゲーション、電気卓上計算機、電話機、携帯端末機ならびに産業用計測器等の表示用の色変換フィルタ、および該色変換フィルタを具備する多色表示の有機ＥＬディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子等に対して視野角依存性および高速応答性などに優れた、下記の特徴を有する、有機分子の薄膜積層構造を有し、印加電圧１０Ｖで、１０００ｃｄ／ｍ2以上の高輝度で発光する積層型有機エレクトロルミネセンス（以下、有機ＥＬと称する）素子が、Tangらによって報告されて以来、有機ＥＬ素子は実用化に向けての研究が活発に行われている（非特許文献１参照）。また、有機高分子材料を用いた同様の素子も活発に開発が進められている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は低電圧で高い電流密度が実現できるため、無機ＥＬ素子またはＬＥＤと比較して高い発光輝度および発光効率が期待できる。また、表示素子としては、（１）高輝度および高コントラスト、（２）低電圧駆動と高い発光効率、（３）高解像度、（４）広視野角、（５）高応答速度、（６）微細化およびカラー化、（７）軽さおよび薄さ等の優れた特徴を有している。以上の点から、「美・軽・薄・優」なフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。
【０００４】
パイオニア社によって、車搭載用の緑色モノクロ有機ＥＬディスプレイが１９９７年１１月にすでに製品化されて以来、多様化する社会のニーズに応えるべく、長期安定性および高速応答性を有し、多色表示または高精細なフルカラー表示が可能な有機ＥＬディスプレイの実用化が急がれている。
【０００５】
有機ＥＬディスプレイのマルチカラー化またはフルカラー化の方法の１例は、、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の発光体をマトリクス状に分離配置し、それぞれ発光させる方法である（特許文献１〜３参照）。有機ＥＬ素子を用いてカラー化する場合、ＲＧＢの３種の発光材料をマトリクス上に高精細に配置しなくてはならないため、技術的に困難であり、および安価で製造することができない。加えて、３種の発光材料の寿命（輝度変化特性）がそれぞれ異なるために、長期間にわたる使用により色度がずれてしまうなどの欠点を有する。
【０００６】
また、白色で発光するバックライトにカラーフィルタを用い、３原色を透過させる方法（たとえば、特許文献４〜６参照）が知られているが、高輝度のＲＧＢ光を得るために必要な長寿命かつ高輝度の白色発光の有機ＥＬ素子は、未だ得られていない。
【０００７】
あるいはまた、発光体の発光を平面的に分離配置した蛍光体に吸収させ、それぞれの蛍光体から多色の蛍光を発光させる方法も知られている（特許文献７参照）。ここで、蛍光体を用いて、ある発光体から多色の蛍光を発光させる方法は、ＣＲＴ、プラズマディスプレイらの応用に実績を有している。
【０００８】
また、近年では有機ＥＬ素子の発光域の光を吸収し、可視光域の蛍光を発光する蛍光材料をフィルタに用いる色変換方式が検討されてきている（たとえば、特許文献７および８参照）。有機ＥＬ素子の発光色は白色に限定されないため、より輝度の高い有機ＥＬ素子を光源に適用することができ、青色発光の有機ＥＬ素子を用いた色変換方式においては、青色光を緑色光および赤色光に波長変換している（たとえば、特許文献７、ならびに特許文献９および１０参照）。このような蛍光色素を含む色変換層を高精細にパターニングすれば、発光体の近紫外光ないし可視光のような弱いエネルギー線を用いても、フルカラーの発光型ディスプレイを構築できる。
【０００９】
色変換層のパターニングの方法としては、（１）無機蛍光体の場合と同様に、蛍光色素を液状のレジスト（光反応性ポリマー）中に分散させ、該分散物をスピンコート法などを用いて成膜し他の値に、フォトリソグラフィ法にてパターニングする方法（特許文献８および１１参照）、あるいは（２）塩基性のマトリクス中に蛍光色素を分散させ、酸性水溶液を用いて該分散物をエッチングする方法（特許文献１０参照）などがある。
【００１０】
カラーディスプレイとしての実用上の重要課題は、精細なカラー表示機能を有すると共に、色再現性を含め長期的な安定性を有することである（非特許文献２参照）。しかしながら、有機ＥＬ素子には、一定期間の駆動により電流−輝度特性が低下するという課題を有している。
【００１１】
この発光特性の低下原因の代表的なものは、ダークスポットの成長である。このダークスポットとは、発光欠陥点のことである。駆動時および保存中に酸化が進むとダークスポットの成長が進み、発光面全体に広がる。このダークスポットは、素子中の酸素または水分により、素子を構成する積層材料の酸化または凝集によるものと考えられている。その成長は、通電中はもちろん、保存中にも進行し、特に（１）素子の周囲に存在する酸素または水分により加速され、（２）有機積層膜中に吸着物として存在する酸素または水分に影響され、および（３）素子作製時の部品に吸着している水分あるいは製造時等における水分の侵入にも影響されると考えられている。
【００１２】
従来の色変換方式の有機ＥＬディスプレイの一般的断面構造を図１に示す。色変換フィルタ４０は、透明基板４１上に３種（赤色、緑色、青色）の色変換フィルタ層４２（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が一組となって分散配置され、色変換フィルタ層４２を覆ってその上面を平坦化する平坦化層４３が設けられている。色変換フィルタ４０上に、透明電極５１、有機ＥＬ層５２、反射電極５３から構成される有機ＥＬ素子５０が形成されている。前述のように色変換フィルタ層４２は、樹脂中に色変換用の色素を分散したものである。ここで、混合する色素の熱安定性の問題から２００℃を超える温度における乾燥を行えないことから、色変換フィルタ層４２中に、塗布液中に含有される水分またはパターン形成工程中に混入した水分が含有される可能性が高い。色変換フィルタ層４２中に含有された水分が保存または駆動中に平坦化層４３を通過して有機ＥＬ素子５０（詳細には有機ＥＬ層５２）に到達して、ダークスポットの成長を促進する要因となると考えられる。
【００１３】
この水分の有機ＥＬ素子への侵入を妨げる手法として、色変換フィルタ４０と有機ＥＬ素子５０との間に、厚さ０．０１〜２００μｍの絶縁性の無機酸化物膜を配設する技術が知られている（特許文献１２参照）。有機ＥＬ層の寿命を維持するために、配設される無機酸化物膜は高いガスバリア性能が要求され、具体的には、水蒸気および酸素に対して１０−１３ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２・ｓ・ｃｍＨｇ以下のガス透過係数（ＪＩＳ Ｋ７１２６：１９８７の気体透過度試験方法による）を有することが望ましいとされている。
【００１４】
そのような無機酸化物膜の形成方法として、色変換フィルタ４０の平坦化層４３上に、ＤＣスパッタ法によってＳｉＯｘ、ＳｉＮｘを形成する方法が知られている（特許文献１３および１４参照）。この方法で形成されたＳｉＯｘ、ＳｉＮｘは、その上に形成される透明電極５１の密着性を向上させる効果も知られている。また、低融点ガラスを焼結する方法も知られている（特許文献１５参照）。上記の他にも、無機酸化物膜の形成方法として、ゾル−ゲル法、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）法が知られている。
【００１５】
【特許文献１】特開昭５７−１５７４８７号公報
【特許文献２】特開昭５８−１４７９８９号公報
【特許文献３】特開平３−２１４５９３号公報
【特許文献４】特開平１−３１５９８８号公報
【特許文献５】特開平２−２７３４９６号公報
【特許文献６】特開平３−１９４８８５号公報
【特許文献７】特開平３−１５２８９７号公報
【特許文献８】特開平５−２５８８６０号公報
【特許文献９】特開平８−２８６０３３号公報
【特許文献１０】特開平９−２０８９４４号公報
【特許文献１１】特開平５−１９８９２１号公報
【特許文献１２】特開平８−２７９３９４号公報
【特許文献１３】特開平７−１４６４８０号公報
【特許文献１４】特開平１０−１０５１８号公報
【特許文献１５】特開２０００−２１４３１８号公報
【特許文献１６】特開平５−１３４１１２号公報
【特許文献１７】特開平７−２１８７１７号公報
【特許文献１８】特開平７−３０６３１１号公報
【特許文献１９】特開平５−１１９３０６号公報
【特許文献２０】特開平７−１０４１１４号公報
【特許文献２１】特開平６−３００９１０号公報
【特許文献２２】特開平７−１２８５１９号公報
【特許文献２３】特開平９−３３０７９３号公報
【特許文献２４】特開平５−３６４７５号公報
【非特許文献１】C. W. Tang, S. A. VanSlike, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)
【非特許文献２】機能材料、第１８巻第２号、９６頁（１９９８年）
【非特許文献３】月刊ディスプレイ、第３巻第７号、１１９頁（１９９７年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、色変換フィルタ層３２中に含有される有機物の色素の色変換能を劣化させない程度の温度（最高２００℃程度）で成膜された無機酸化物膜中にはピンホールが発生しやすく、有機ＥＬ素子４０の寿命を維持または向上させるのに充分なガスバリア性能を有する無機酸化物膜を形成することは困難である。一方、より低温で実施可能なゾル−ゲル法で形成された無機酸化物膜は、水分および／または揮発性有機成分を含有しており、その上に形成される有機ＥＬ素子４０が直ちに劣化してしまうことが予想される。
【００１７】
したがって、色変換フィルタ層３２中に保持される水分（水蒸気）および／または酸素などのガスが、保存または駆動中に有機ＥＬ素子４０に到達してダークスポットの成長を促進することを有効に防止することが可能な構造に対する強い要求が存在する。
【００１８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ガスの透過を防止することができる色変換フィルタ、および該色変換フィルタを用いて形成される、長期にわたって安定した発光特性を維持する多色表示の有機ＥＬディスプレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の実施形態である色変換フィルタは、透明基板と、前記透明基板上に設けられた１つまたは複数種の色変換フィルタ層と、前記色変換層を覆って形成される平坦化層と、前記平坦化層上に形成されるガスバリア層とを備え、前記ガスバリア層は、少なくとも２対の無機膜および高分子膜の積層体と、該積層体の上に設けられた無機絶縁膜とから構成されていることを特徴とする。ここで、前記無機膜のそれぞれは、それぞれ独立的に、導電性透明金属酸化物、絶縁性酸化物、絶縁性窒化物、絶縁性炭化物、または絶縁性酸化窒化物から形成されていてもよい。また、前記高分子膜のそれぞれは、それぞれ独立的に、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル樹脂またはポリオレフィン樹脂から形成されていてもよい。さらに、前記無機絶縁膜が、絶縁性酸化物、絶縁性窒化物、絶縁性炭化物、または絶縁性酸化窒化物、好ましくはＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＳｉＮｘ，ＡｌＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴｉＯ２、ＢＮ、またはＳｉＣから形成されていてもよい。
【００２０】
本発明の第２の実施形態の有機ＥＬディスプレイは、第１の実施形態の色変換フィルタを用いて形成されることを特徴とする。ここで、色変換フィルタ上に、少なくとも透明電極、有機ＥＬ層および反射電極が順次積層されている有機ＥＬ素子が形成されていてもよい。あるいは、色変換フィルタと、支持基板上に少なくとも反射電極、有機ＥＬ層および透明電極が順次積層されている有機ＥＬ素子とを貼り合わせて形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
上記の積層体からなるガスバリア層を有する構成を採ることによって、有機ＥＬ素子の発光特性低下の原因となる色変換フィルタ層から有機ＥＬ素子への水分および酸素の移動を抑制して、長期にわたって安定した発光特性を維持することができるカラー有機ＥＬディスプレイの提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の色変換フィルタ１０の構成の一例を、図２に示す。図２において、透明基板１１上に、所定のパターンを有する３種（赤色、緑色および青色）の色変換フィルタ層１２（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が形成され、それら３種の色変換フィルタ層１２が一組となってマトリクス状に配置されている。色変換フィルタ層１２を覆って、その上面を平坦化する平坦化層１３が形成され、平坦化層１３の上にガスバリア層１４が形成されている。ガスバリア層１４は、少なくとも２対の無機膜（６１ａ，ｂ）および高分子膜（６２ａ，ｂ）の積層体の上に、無機絶縁膜６３を有する構造を有する。以下、各層について詳細に述べる。
【００２３】
透明基板１１は、可視光（波長４００〜７００ｎｍ）に対して透明であり、積層される層の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えるものであるべきであり、および寸法安定性に優れていることが好ましい。好ましい透明基板１１は、ガラス基板、およびポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレートを含む）、ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレートを含む）、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などの樹脂で形成された剛直性の樹脂基板を含む。あるいはまた、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレートを含む）、ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレートを含む）、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などから形成される可撓性フィルムを、透明基板１１として用いてもよい。
【００２４】
色変換フィルタ層１２は、カラーフィルタ層、色変換層、またはカラーフィルタ層と色変換層との積層体から構成される。カラーフィルタ層は、色変換の機能を持たず、選択される範囲の波長の光を透過させて、出力される光の色純度を向上させる層である。カラーフィルタ層と色変換層との積層体を使用する場合、通常は透明基板と色変換層との間にカラーフィルタ層が配置される。カラーフィルタ層は、液晶ディスプレイなどにおいて用いられている材料など当該技術において知られている任意の材料を用いて形成することができる。
【００２５】
色変換層は、色変換色素とマトリクス樹脂からなる層である。色変換色素は、入射光の波長分布変換を行って、異なる波長域の光を放射する色素であり、好ましくは有機発光層からの近紫外光または青色〜青緑色の光の波長分布変換を行って、所望の波長域の光（たとえば、青色、緑色または赤色）を放射する色素である。
【００２６】
本発明における色変換色素は、発光体から発せられる近紫外領域ないし可視領域の光、特に青色ないし青緑色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。好ましくは、少なくとも赤色領域の蛍光を発する蛍光色素の１種類以上を用い、さらに緑色領域の蛍光を発する蛍光色素の１種類以上と組み合わせてもよい。
【００２７】
すなわち、光源として青色ないし青緑色領域の光を発光する有機ＥＬ素子を用いる場合、該素子からの光を単なる赤色フィルタに通して赤色領域の光を得ようとすると、元々赤色領域の波長の光が少ないために極めて暗い出力光になってしまう。これに対して、該素子からの青色ないし青緑色領域の光を、赤色変換層中の色変換色素によって赤色領域の光に変換することにより、十分な強度を有する赤色領域の光の出力が可能となる。したがって、本発明において、赤色変換フィルタ層１２Ｒは、好ましくは色変換層から構成され、さらに好ましくはカラーフィルタ層と色変換層との積層体から構成される。
【００２８】
一方、緑色領域の光は、赤色領域の光と同様に、該素子からの光を別の色変換色素によって緑色領域の光に変換させて出力してもよい。あるいはまた、該素子の発光が緑色領域の光を十分に含むならば、該素子からの光を単に緑色フィルタを通して出力してもよい。さらに、青色領域の光に関しては、有機ＥＬ素子の光を単なる青色フィルタに通して出力させることが可能である。
【００２９】
発光体から発せられる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。さらに、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。
【００３０】
発光体から発せられる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−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−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。さらに、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。
【００３１】
なお、本発明に用いる色変換色素を、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、有機色変換顔料としてもよい。また、これらの色変換色素や有機色変換顔料（本明細書中で、前記２つを合わせて色変換色素と総称する）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。
【００３２】
本発明に用いる色変換色素は、色変換層に対して、該色変換層の重量を基準として０．０１〜５質量％、より好ましくは０．１〜２質量％含有される。もし色変換色素の含有量が０．０１質量％未満ならば、十分な波長変換を行うことができず、あるいは含有量が５％を越えるならば、濃度消光等の効果により色変換効率の低下をもたらす。
【００３３】
本発明の色変換層に用いられるマトリクス樹脂は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂（レジスト）を光および／または熱処理して、ラジカル種またはイオン種を発生させて重合または架橋させ、不溶不融化させたものである。また、色変換層のパターニングを行うために、該光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、未露光の状態において有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが望ましい。
【００３４】
具体的には、マトリクス樹脂は、（１）アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤とからなる組成物膜を光または熱処理して、光ラジカルまたは熱ラジカルを発生させて重合させたもの、（２）ボリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物を光または熱処理により二量化させて架橋したもの、（３）鎖状または環状オレフィンとビスアジドとからなる組成物膜を光または熱処理してナイトレンを発生させ、オレフィンと架橋させたもの、および（４）エポキシ基を有するモノマーと酸発生剤とからなる組成物膜を光または熱処理により、酸（カチオン）を発生させて重合させたものなどを含む。特に、（１）のアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと光または熱重合開始剤とからなる組成物を重合させたものが好ましい。なぜなら、該組成物は高精細なパターニングが可能であり、および重合した後は耐溶剤性、耐熱性等の信頼性が高いからである。
【００３５】
本発明で用いることができる光重合開始剤、増感剤および酸発生剤は、含まれる蛍光変換色素が吸収しない波長の光によって重合を開始させるものであることが好ましい。本発明の蛍光変換フィルタ層において、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂中の樹脂自身が光または熱により重合することが可能である場合には、光重合開始剤および熱重合開始剤を添加しないことも可能である。
【００３６】
マトリクス樹脂（色変換層）は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂、色変換色素および添加剤を含有する溶液または分散液を、スピンコート法、ロールコート法、キャスト法、ディップコート法などを用いて透明基板１１上に塗布して樹脂の層を形成し、そして所望される部分の光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を露光することにより重合させて形成される。所望される部分に露光を行って光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を不溶化させた後に、パターニングを行う。該パターニングは、未露光部分の樹脂を溶解または分散させる有機溶媒またはアルカリ溶液を用いて、未露光部分の樹脂を除去するなどの慣用の方法によって実施することができる。色変換層は、通常５μｍ以上、好ましくは８〜１５μｍの膜厚を有する。
【００３７】
平坦化層１３は、色変換フィルタ層１２の機能を損なうことなく形成することができ、かつ適度な弾力性を有する材料から形成することができる。好ましい材料は、可視域における透明性が高く（４００〜８００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）、表面硬度が鉛筆硬度２Ｈ以上であり、１００℃以上のＴｇを有し、色変換フィルタ層１２上に平滑な塗膜を形成することができ、色変換層の機能を低下させないポリマー材料である。より好ましくは、
【００３８】
そのようなポリマー材料の例は、イミド変性シリコーン樹脂（特許文献１６〜１８参照）、無機金属化合物（ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等）をアクリル、ポリイミド、シリコーン樹脂等の中に分散した材料（特許文献１９、２０参照）、アクリレートモノマー／オリゴマー／ポリマーの反応性ビニル基を有した樹脂、レジスト樹脂（特許文献１２、ならびに特許文献２１〜２３参照）、フッ素系樹脂（特許文献２３、２４参照）などの光硬化性樹脂／または熱硬化性樹脂を挙げることができる。あるいはまた、ゾル−ゲル法により形成される無機化合物を用いて平坦化層１３を形成してもよい（非特許文献３、特許文献１２参照）。また、高い熱伝導率を有するメソゲン構造を有するエポキシ樹脂などの光硬化性樹脂を用いて、有機ＥＬ素子から透明基板１１方向への熱の放散をはかることもできる。
【００３９】
平坦化層１３を形成する方法には、特に制限はない。たとえば、乾式法（スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法など）、あるいは湿式法（スピンコート法、ロールコート法、キャスト法など）のような慣用の手法により形成することができる。
【００４０】
平坦化層１３の上に形成されるガスバリア層１４は、優れた水分・酸素遮断性を有し、したがって色変換フィルタ層１２からの水分および酸素の透過を防止するための層である。有機ＥＬ素子からの光を色変換フィルタ層１２へと透過させるため、ガスバリア層１４は、可視域における透明性が高く（４００〜８００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）を有することが好ましい。またガスバリア層上に電気的に独立した複数の部分からなる透明電極を形成する必要があるため、ガスバリア層１４は少なくともその上面において電気絶縁性を有することが要求される。また、好ましくは、ガスバリア層１４は、鉛筆硬度２Ｈ以上の膜硬度を有する。本発明のガスバリア層１４は、図３に示すように、少なくとも２対の無機膜（６１ａ，ｂ）および高分子膜（６２ａ，ｂ）の積層体の上に、無機絶縁膜６３を有する構造を有する。３対以上の無機膜６１／高分子膜６２の積層体を用いてもよい。
【００４１】
本発明の無機膜６１（ａ，ｂ）は、ＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ酸化物）、ＮＥＳＡ膜、Ｓｎ酸化物、Ｉｎ酸化物、ＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ酸化物）、Ｚｎ酸化物、Ｚｎ−Ａｌ酸化物、Ｚｎ−Ｇａ酸化物、またはこれらの酸化物に対してＦ、Ｓｂなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。これらの導電性透明金属酸化物を用いる場合、その伝熱性の高さにより、有機ＥＬ素子にて発生した熱を、効率よく透明基板１１側およびディスプレイ周囲方向へと放散するのに有効である。あるいはまた、本発明の無機膜６１（ａ，ｂ）は、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯ２のような絶縁性酸化物、ＳｉＮｘ，ＡｌＮｘ、ＢＮのような絶縁性窒化物、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙのような絶縁性酸化窒化物、またはＳｉＣのような絶縁性炭化物を用いて形成することができる。本発明において、無機膜６１ａと無機膜６１ｂとは、同一の材料で形成されていてもよいし、あるいは異種の材料で形成されていてもよい。３層以上の無機膜を用いる場合にも同様である。
【００４２】
無機膜６１（ａ，ｂ）は、蒸着法、スパッタ法（反応性スパッタ法を含む）、化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて形成することができる。特に酸化物の膜を形成する場合、密着性、膜厚の均質性および生産性の観点から、スパッタ法（反応性スパッタ法を含む）を用いることが好ましい。
【００４３】
無機膜６１（ａ，ｂ）の膜厚は、前述の可視域における透明性を有する限り厚くすることができるが、通常５０〜３００ｎｍの範囲内である。このような範囲の膜厚を有する膜を形成することによって、可視域における透明性を含む前述の要求特性を満たすと同時に、ピンホールのような欠陥の発生を抑制して、良好なガス（水分および酸素）遮断性を提供することが可能となる。
【００４４】
本発明の高分子膜６２（ａ，ｂ）は、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のようなポリエステル樹脂、または、ポリエチレンおよびポリプロピレンのようなポリオレフィン樹脂から形成することができる。高分子膜６２（ａ，ｂ）は、これらの樹脂を溶媒に溶解させた溶液を用いるスピンコート法、ロールコート法、ディップコート法、ナイフコート法、キャスト法などによって形成することができる。しかしながら、好ましくは、水分濃度の低い環境で行うことが可能な、真空加熱蒸着法、プラズマ重合法、イオン化蒸着法、スパッタ法、化学気相堆積（ＣＶＤ）法などの気相中の方法を用いて、高分子膜６２（ａ、ｂ）を形成する。あるいはまた、前述の気相方法を用いてモノマーを無機膜６１（ａ，ｂ）上に付着させ、その後に加熱、ＵＶ照射などを行ってインサイチューで重合させて高分子膜６２（ａ、ｂ）を形成してもよい。
【００４５】
本発明の高分子膜６２（ａ，ｂ）は、無機膜６１にピンホールのような欠陥が発生した場合に、その欠陥を充填する機能を有する。２つ以上の無機膜６１（または無機絶縁膜６３）の同一の位置にピンホールのような欠陥が発生する可能性は低いので、無機膜６１と高分子膜６２との積層構造を採ることによって、より良好なガス遮断性を提供することが可能となる。
【００４６】
本発明の高分子膜６２（ａ，ｂ）は、ディスプレイの視野角特性が低下しないようにガスバリア層１４全体の膜厚が３０μｍ以下となるような任意の膜厚であることができるが、好ましくは、それぞれの高分子膜６２（ａ，ｂ）は０．５〜２μｍの膜厚を有する。
【００４７】
本発明の無機絶縁膜６３は、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘのような絶縁性酸化物、ＳｉＮｘ，ＡｌＮｘのような絶縁性窒化物、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙのような絶縁性酸化窒化物を用いて形成することができる。このような材料を用いることによって、その上に形成される複数の部分からなる透明電極の電気的独立性を確保すると同時に、透明電極の密着性を向上させることができる。あるいはまた、ＴｉＯ２のような絶縁性酸化物、ＢＮのような絶縁性窒化物、またはＳｉＣのような絶縁性炭化物を用いて無機絶縁膜６３を形成することができる。
【００４８】
さらに、図４に示すように、無機絶縁膜６３を、色変換フィルタ層１２、平坦化層１３、無機膜６１および高分子膜６２を完全に覆うように形成することが好ましい。このような構成を採ることによって、ガスバリア層１４の形成後に、平坦化層１３および／または高分子膜６２が大気と接触して、大気中に含まれる酸素および水分を吸着することを防止して、ディスプレイ形成後にそれら酸素および水分が有機ＥＬ素子を劣化させることを防止することができる。
【００４９】
無機絶縁膜６３は、蒸着法、スパッタ法（反応性スパッタ法を含む）、化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて形成することができる。特に酸化物の膜を形成する場合、密着性、膜厚の均質性および生産性の観点から、スパッタ法（反応性スパッタ法を含む）を用いることが好ましい。
【００５０】
無機絶縁膜６３の膜厚は、無機膜６１（ａ，ｂ）と同様に、前述の可視域における透明性を有する限り厚くすることができるが、通常５０〜３００ｎｍの範囲内である。このような範囲の膜厚を有する無機絶縁膜６３を形成することによって、可視域における透明性を含む前述の要求特性を満たすと同時に、ピンホールのような欠陥の発生を抑制して、良好なガス（水分、酸素および低分子成分）遮断性を提供することが可能となる。
【００５１】
本発明の色変換フィルタ１０を用いて多色表示ディスプレイを作製する場合には、図２に示したように、赤色変換フィルタ層１２Ｒ、緑色変換フィルタ層１２Ｇおよび青色変換フィルタ層１２Ｂの３種の色変換フィルタ層を形成することが望ましい。各色の色変換フィルタ層１２（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のパターンは、使用される用途に依存する。矩形または円形の赤色変換フィルタ層１２Ｒ、緑色変換フィルタ層１２Ｇおよび青色変換フィルタ層１２Ｂを１組として、それらを透明基板１１全面にマトリクス状に配置してもよい。あるいは、ストライプ形状（所望される幅を有し、透明基板１１の一方向の寸法に相当する長さを有する）の赤色変換フィルタ層１２Ｒ、緑色変換フィルタ層１２Ｇおよび青色変換フィルタ層１２Ｂを１組とし、それらを透明基板１１全面に平行に配列してもよい。あるいはまた、所望される場合には、特定色の色変換フィルタ層１２を、他色の色変換フィルタ層１２よりも多く（数的に、または面積的に）配置することも可能である。
【００５２】
本発明の色変換フィルタ１０の上に有機ＥＬ素子２０を形成することによって得られる、本発明の有機ＥＬディスプレイを図５に示す。有機ＥＬ素子２０は、透明電極２１および反射電極２３に挟持された有機ＥＬ層２２を含む。
【００５３】
透明電極２１は、波長４００〜８００ｎｍの光に対して好ましくは５０％以上、より好ましくは８５％以上の透過率を有することが好ましい。透明電極２１は、ＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ酸化物）、ＮＥＳＡ膜、Ｓｎ酸化物、Ｉｎ酸化物、ＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ酸化物）、Ｚｎ酸化物、Ｚｎ−Ａｌ酸化物、Ｚｎ−Ｇａ酸化物、またはこれらの酸化物に対してＦ、Ｓｂなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。透明電極２１は、蒸着法、スパッタ法（反応性スパッタ法を含む）または化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて形成され、好ましくはスパッタ法（反応性スパッタ法を含む）を用いて形成される。透明電極２１は、通常５０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは１００〜３００ｎｍの範囲内の厚さを有することが望ましい。後述するように複数の部分電極からなる透明電極２１が必要になる場合には、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる透明電極２１を形成してもよいし、あるいは、逆テーパー状の断面形状を有する分離隔壁を用いて複数の部分電極からなる透明電極２１を形成してもよい。
【００５４】
透明電極２１を陽極または陰極のいずれとしても用いることも可能である。透明電極２１を陰極として用いる場合、有機ＥＬ層２２との界面にバッファ層を設けて、電子注入効率を向上させることが望ましい。バッファ層の材料としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、またはＣｓなどのアルカリ金属、Ｂａ、Ｓｒなどのアルカリ土類金属またはそれらを含む合金、希土類金属、あるいはそれら金属のフッ化物などの用いることができるが、それらに限定されるものではない。バッファ層の膜厚は、駆動電圧および透明性等を考慮して適宜選択することができるが、通常の場合には１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
有機ＥＬ層２２は、有機発光層を少なくとも含み、必要に応じて正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層および／または電子注入層を含む。これらの各層は、それぞれにおいて所望される特性を実現するのに充分な膜厚を有して形成される。たとえば、下記のような層構成からなるものが採用される。
【００５６】
（１）有機発光層
（２）正孔注入層／有機発光層
（３）有機発光層／電子注入層
（４）正孔注入層／有機発光層／電子注入層
（５）正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層
（上記の構成において、陽極として機能する電極が左側に接続され、陰極として機能する電極が右側に接続される）
【００５７】
有機発光層の材料としては、任意の公知の材料を用いることができる。たとえば、青色から青緑色の発光を得るためには、例えば縮合芳香環化合物、環集合化合物、金属錯体（Ａｌｑ３のようなアルミニウム錯体など）、スチリルベンゼン系化合物（４，４’−ビス（ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）など）、ポルフィリン系化合物、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、芳香族ジメチリディン系化合物などの材料が好ましく使用される（非特許文献２および非特許文献３参照）。あるいはまた、ホスト化合物にドーパントを添加することによって、種々の波長域の光を発する有機発光層を形成してもよい。ホスト化合物としては、ジスチリルアリーレン系化合物（たとえば出光興産製ＩＤＥ−１２０など）、Ｎ，Ｎ’−ジトリル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルビフェニルアミン（ＴＰＤ）、アルミニウムトリス（８−キノリノラート）（Ａｌｑ３）等を用いることができる。ドーパントとしては、ペリレン（青紫色）、クマリン６（青色）、キナクリドン系化合物（青緑色〜緑色）、ルブレン（黄色）、４−ジシアノメチレン−２−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−６−メチル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ、赤色）、白金オクタエチルポルフィリン錯体（ＰｔＯＥＰ、赤色）などを用いることができる。
【００５８】
正孔注入層の材料としては、Ｐｃ類（ＣｕＰｃなどを含む）またはインダンスレン系化合物などを用いることができる。正孔輸送層は、トリアリールアミン部分構造、カルバゾール部分構造、オキサジアゾール部分構造を有する材料を用いて形成することができる。用いることができる材料は、好ましくは、ＴＰＤ、α−ＮＰＤ、ＭＴＤＡＰＢ（ｏ−，ｍ−，ｐ−）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡなどを含む。
【００５９】
電子輸送層の材料としては、Ａｌｑ３のようなアルミニウム錯体；ＰＢＤ、ＴＰＯＢのようなオキサジアゾール誘導体；ＴＡＺのようなトリアゾール誘導体；以下に示す構造を有するもののようなトリアジン誘導体；フェニルキノキサリン類；ＢＭＢ−２Ｔのようなチオフェン誘導体などを用いることができる。電子注入層の材料としては、Ａｌｑ３のようなアルミニウム錯体、あるいはアルカリ金属ないしアルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体などを用いることができる。
【００６０】
有機ＥＬ層２２を構成するそれぞれの層は、蒸着（抵抗加熱または電子ビーム加熱）などの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。
【００６１】
反射電極２３は、高反射率の金属、アモルファス合金、微結晶性合金を用いて形成されることが好ましい。高反射率の金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒなどを含む。高反射率のアモルファス合金は、ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＣｒＰおよびＣｒＢなどを含む。高反射率の微結晶性合金は、ＮｉＡｌなどを含む。反射電極２３を、陰極として用いてもよいし、陽極として用いてもよい。反射電極２３を陰極として用いる場合には、反射電極２３と有機ＥＬ層２２との界面に、前述のバッファ層を設けて有機ＥＬ層２２に対する電子注入の効率を向上させてもよい。あるいはまた、反射電極２３を陰極として用いる場合、前述の高反射率金属、アモルファス合金または微結晶性合金に対して、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属を添加して合金化し、電子注入効率を向上させることができる。反射電極２３を陽極として用いる場合には、反射電極２３と有機ＥＬ層２２との界面に、前述の導電性透明金属酸化物の層を設けて有機ＥＬ層２２に対する正孔注入の効率を向上させてもよい。
【００６２】
反射電極２３は、用いる材料に依存して、蒸着（抵抗加熱または電子ビーム加熱）、スパッタ、イオンプレーティング、レーザーアブレーションなどの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。後述するように複数の部分電極からなる反射電極２３が必要になる場合には、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる反射電極２３を形成してもよいし、あるいは、逆テーパー状の断面形状を有する分離隔壁を用いて複数の部分電極からなる反射電極２３を形成してもよい。
【００６３】
ディスプレイを作製する場合、マトリクス駆動可能な構成で透明電極２１および反射電極２３を作製することが望ましい。たとえば、透明電極２１および反射電極２３のそれぞれを複数のストライプ形状の部分電極から形成し、透明電極２１のストライプと反射電極２３のストライプとが交差する方向（好ましくは直交する方向）に延びるように構成する。このような構成をとれば、透明電極２１の部分電極の１つと反射電極２３の部分電極の１つとを選択して電圧を印加すれば、それらの交差する点に位置する有機ＥＬ層が発光するというパッシブマトリクス駆動が可能となる。
【００６４】
あるいはまた、透明電極２１または反射電極２３のいずれかを一体として形成される共通電極とし、他方の電極を複数の部分電極から作製し、該複数の部分電極のそれぞれに対してスイッチング素子（ＴＦＴなど）を１対１で接続する構成を採ることができる。このような構成では、所望する位置に相当するスイッチング素子をオン状態にすることによって該当位置の有機ＥＬ層を発光させる、アクティブマトリクス駆動が可能となる。
【００６５】
前述の説明においては、色変換フィルタ１０の上に有機ＥＬ素子２０を形成する例について説明したが、図６に示すように別個の支持基板３４上に反射電極３３、有機ＥＬ層３２および透明電極３１を形成した有機ＥＬ素子３０を、透明電極３１とガスバリア層１４とを対向させた状態で色変換フィルタ１０と貼り合わせることによって有機ＥＬディスプレイを形成してもよい。
【００６６】
透明電極３１、有機ＥＬ層３２および反射電極３３のそれぞれは、前述の透明電極２１、有機ＥＬ層２２および反射電極２３に記載したような材料を用いて形成することができる。ただし、複数の部分電極からなる透明電極３１が必要になる場合には、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる透明電極３１を形成することが望ましい。また、複数の部分電極からなる反射電極３３が必要になる場合には、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる反射電極３３を形成してもよいし、あるいはフォトリソグラフ法によるパターニングを用いて複数の部分電極からなる反射電極３３を形成してもよい。
【００６７】
支持基板３４は、透明であっても不透明であってもよく、積層される層の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えるものであるべきであり、および寸法安定性に優れていることが好ましい。好ましい材料は、金属、セラミック、ガラス、シリコンなど半導体、ならびにポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート等の樹脂を含む。あるいはまた、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂またはポリイミド樹脂などから形成される可撓性フィルムを基板として用いてもよい。また、アクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬディスプレイを形成する場合には、支持基板３４上に複数のスイッチング素子を設け、複数の部分電極からなる反射電極３３のそれぞれの部分電極と１対１で接続し、透明電極３１を一体の部分からなる共通電極として用いることが望ましい。
【００６８】
色変換フィルタ１０と有機ＥＬ素子３０との貼り合わせは、紫外線硬化型接着剤など当該技術において知られている任意の手段を用いて行うことができる。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明の積層体からなるガスバリア層を適用したカラー有機ＥＬディスプレイの作製を、図３および図５を参照しながら説明する。なお、以下の実施例および比較例では、６０×８０画素（各画素はＲＧＢの副画素を含む）、画素ピッチ０．３３ｍｍのカラー有機ＥＬディスプレイを作製した。
【００７０】
（実施例１）
透明基板１１としてのコーニングガラス（５０×５０×１．０ｍｍ）上に、青色カラーフィルタ材料（富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製：カラーモザイクＣＢ−７００１）をスピンコート法によって塗布した。次いでフォトリソグラフ法によるパターニングを実施し、幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、および膜厚１０μｍの複数のストライプからなる青色変換フィルタ層１２Ｂを形成した。
【００７１】
次に、蛍光色素として、クマリン６（０．７質量部）を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＥＧＭＡ、１２０質量部）中に溶解させた。次に１００質量部の光重合性樹脂ＶＰＡ１００／Ｐ５（新日鐵化学株式会社製）を添加して溶解させ、塗布液を得た。この塗布液を上記の透明基板１１上にスピンコート法にて塗布し、フォトリソグラフ法によるパターニングを実施し、幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、および膜厚１０μｍの複数のストライプからなる緑色変換フィルタ層１２Ｇを形成した。
【００７２】
次に、蛍光色素として、クマリン６（０．６質量部）、ローダミン６Ｇ（０．３質量部）、ベーシックバイオレット１１（０．３質量部）を、１２０質量部のＰＥＧＭＡ中に溶解させた。次に１００質量部の光重合性樹脂ＶＰＡ１００／Ｐ５を添加して溶解させ、塗布液を得た。この塗布液を上記の透明基板１１上にスピンコート法にて塗布し、フォトリソグラフ法によるパターニングを実施し、幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、および膜厚６μｍの複数のストライプからなる赤色変換フィルタ層１２Ｒを形成した。
【００７３】
ＲＧＢの色変換フィルタ層１２が形成された基板の上に、ＵＶ硬化型樹脂（エポキシ変性アクリレート）をスピンコート法にて塗布し、高圧水銀灯に暴露して平坦化層１３を形成した。この際に、各色の色変換フィルタ層１２のパターンの変形はなかった。ここで、平坦化層１３は、色変換フィルタ層が形成されている領域（表示領域）をカバーし、それより広い領域にパターンを形成するが、そのパターン端部で基板からの膜厚を測定して８μｍとなるように平坦化膜１３を形成した。さらに、表示領域では、平坦化層１３の基板からの高さは１０μｍ以上となり、色変換フィルタ層間の段差およびその間隙における段差をある程度トレースするものの、十分に平坦化（段差はPeak-to-Valleyで、０．５μｍ程度）することができた。
【００７４】
次に、２対の無機膜６１（ａ，ｂ）および高分子膜６２（ａ，ｂ）の積層体、ならびに無機絶縁膜６３からなるガスバリア層１４を形成した。無機膜６１ａおよび６１ｂは、室温におけるＲＦマグネトロンスパッタ法によって形成された膜厚３００ｎｍのＳｉＯｘ膜であった。この際にスパッタターゲットとしてＳｉを用い、スパッタガスとしてＡｒと酸素との混合ガスを用い、反応性スパッタによってＳｉＯｘを生成した。高分子膜６２ａおよび６２ｂは、アクリルモノマーを真空加熱蒸着によって無機膜６１ａまたは６１ｂの上に付着し、その後１８０℃で３０分間にわたって加熱してアクリルモノマーを重合させてアクリル樹脂を形成することによって形成した。高分子膜６２ａおよび６２ｂの膜厚は、それぞれ１μｍであった。最後に高分子膜６２ｂの上に、無機膜６１ａおよび６１ｂと同様の方法によって膜厚３００ｎｍのＳｉＯｘ膜を形成し、無機絶縁膜６３を得た。
【００７５】
次に、ガスバリア層１４の上面に、スパッタ法によってＩＤＩＸＯ（出光興産株式会社製、インジウムおよび亜鉛の酸化物と酸化インジウムとの混合物）を全面成膜した。次に、レジストとしてＯＦＲＰ−８００（東京応化工業株式会社製）を用いるフォトリソグラフ法にてパターニングを行い、幅０．０９４ｍｍ、ピッチ０．１１ｍｍ、および膜厚１００ｎｍの複数のストライプ状部分電極からなる透明電極２１を形成した。
【００７６】
次いで、透明電極２１以下の構造を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層の４層からなる有機ＥＬ層２２を、真空を破らずに順次成膜した。成膜に際して、真空槽内圧を１×１０-4Ｐａまで減圧した。正孔注入層として、膜厚１００ｎｍの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を、正孔輸送層として、膜厚２０ｎｍの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を、有機発光層として、膜厚３０ｎｍの４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を、そして電子注入層として、膜厚２０ｎｍのトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を積層した。
【００７７】
引き続いて、真空を破ることなしに、透明電極２１のストライプパターンと直交する方向に延びる幅０．３ｍおよびピッチ０．３３０ｍｍのストライプパターンが得られるマスクを用いて、膜厚２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（質量比１０／１）を堆積させて複数のストライプ状部分電極からなる反射電極２３を形成して、図５に示した構造を有する色変換フィルタ１０／有機ＥＬ素子２０の積層体を得た。
【００７８】
こうして得られた積層体をグローブボックス内乾燥窒素雰囲気下（酸素および水分濃度ともに１０ｐｐｍ以下）において、封止ガラス（図示せず）とＵＶ硬化接着剤を用いて封止して、有機ＥＬディスプレイを得たた。
【００７９】
（比較例１）
ガスバリア層１４として、単層のＳｉＯｘ膜（膜厚３００ｎｍ）を用いたことを除いて実施例１を繰り返して、カラー有機ＥＬディスプレイを作製した。本比較例における単層のＳｉＯｘ膜は、実施例１における無機膜６１ａと同様の条件で作製した。
【００８０】
（比較例２）
ガスバリア層１４を形成しなかったことを除いて実施例１を繰り返して、カラー有機ＥＬディスプレイを作製した。したがって、本比較例のカラー有機ＥＬディスプレイは、図１に示したような従来技術の構造を有するものである。
【００８１】
（評価）
実施例１および比較例１〜２にしたがって、それぞれ３個のカラー有機ＥＬディスプレイを作製し、加速条件における連続駆動試験を行った。駆動条件として、駆動周波数６０Ｈｚ、デューティ比１／６０で、１画素当たりの電流量を１００μＡに設定した。連続駆動試験開始時（初期）の非発光面積を特定し、および発光輝度を測定した。その後、温度８５℃の加速条件において５００時間にわたる連続駆動試験を行い、連続駆動試験終了時（加速試験後）の非発光面積を特定し、および発光輝度を測定した。結果を第１表に示す。なお、加速試験後の非発光面積の増加率および輝度保持率は、各実施例および比較例における初期の値を１とする比で示した。加速試験後の非発光面積の増加率比は、比較例１の増加率を１とする、実施例１および比較例２における非発光面積の増加率の比である。第１表に示した結果は、各実施例および比較例に関して、３個のカラー有機ＥＬディスプレイの平均値である。
【００８２】
【表１】
【００８３】
第１表から分かるように、単層のＳｉＯｘ層をガスバリア層として用いて比較例１およびガスバリア層１４を用いなかった比較例２のディスプレイにおいては、加速試験後に非発光部分の面積が２倍以上に増大し、その結果として輝度の保持率は５０％を下回った。これに対して、本発明の積層体からなるガスバリア層１４のディスプレイにおいては、非発光面積の増加が大幅に抑制され、同時に高い輝度保持率を示した。
【００８４】
以上のことから、本発明の積層体からなるガスバリア層１４が有機ＥＬ素子の特性低下の抑制に有効であり、これを用いることによって、長期にわたって安定した発光特性を維持する有機ＥＬディスプレイを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】従来技術の有機ＥＬディスプレイの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の色変換フィルタの１つの実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の色変換フィルタのガスバリア層の１つの実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の色変換フィルタのガスバリア層の別の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の有機ＥＬディスプレイの１つの実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の有機ＥＬディスプレイの別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０、４０ 色変換フィルタ
１１、４１ 透明基板
１２、４２（Ｒ，Ｇ，Ｂ） 色変換フィルタ層
１３、４３ 平坦化層
１４ ガスバリア層
２０、３０、５０ 有機ＥＬ素子
２１、３１、５１ 透明電極
２２、３２、５２ 有機ＥＬ層
２３、３３、５３ 反射電極
３４ 支持基板
６１（ａ、ｂ） 無機膜
６２（ａ、ｂ） 高分子膜
６３ 無機絶縁膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精細で、耐環境性および生産性に優れた多色表示を可能とする色変換フィルタおよび該色変換フィルタを具備する多色表示の有機ＥＬディスプレイに関する。詳細には、イメージセンサー、パーソナルコンピューター、ワードプロセッサー、テレビ、ファクシミリ、オーディオ、ビデオ、カーナビゲーション、電気卓上計算機、電話機、携帯端末機ならびに産業用計測器等の表示用の色変換フィルタ、および該色変換フィルタを具備する多色表示の有機ＥＬディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子等に対して視野角依存性および高速応答性などに優れた、下記の特徴を有する、有機分子の薄膜積層構造を有し、印加電圧１０Ｖで、１０００ｃｄ／ｍ2以上の高輝度で発光する積層型有機エレクトロルミネセンス（以下、有機ＥＬと称する）素子が、Tangらによって報告されて以来、有機ＥＬ素子は実用化に向けての研究が活発に行われている（非特許文献１参照）。また、有機高分子材料を用いた同様の素子も活発に開発が進められている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は低電圧で高い電流密度が実現できるため、無機ＥＬ素子またはＬＥＤと比較して高い発光輝度および発光効率が期待できる。また、表示素子としては、（１）高輝度および高コントラスト、（２）低電圧駆動と高い発光効率、（３）高解像度、（４）広視野角、（５）高応答速度、（６）微細化およびカラー化、（７）軽さおよび薄さ等の優れた特徴を有している。以上の点から、「美・軽・薄・優」なフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。
【０００４】
パイオニア社によって、車搭載用の緑色モノクロ有機ＥＬディスプレイが１９９７年１１月にすでに製品化されて以来、多様化する社会のニーズに応えるべく、長期安定性および高速応答性を有し、多色表示または高精細なフルカラー表示が可能な有機ＥＬディスプレイの実用化が急がれている。
【０００５】
有機ＥＬディスプレイのマルチカラー化またはフルカラー化の方法の１例は、、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の発光体をマトリクス状に分離配置し、それぞれ発光させる方法である（特許文献１〜３参照）。有機ＥＬ素子を用いてカラー化する場合、ＲＧＢの３種の発光材料をマトリクス上に高精細に配置しなくてはならないため、技術的に困難であり、および安価で製造することができない。加えて、３種の発光材料の寿命（輝度変化特性）がそれぞれ異なるために、長期間にわたる使用により色度がずれてしまうなどの欠点を有する。
【０００６】
また、白色で発光するバックライトにカラーフィルタを用い、３原色を透過させる方法（たとえば、特許文献４〜６参照）が知られているが、高輝度のＲＧＢ光を得るために必要な長寿命かつ高輝度の白色発光の有機ＥＬ素子は、未だ得られていない。
【０００７】
あるいはまた、発光体の発光を平面的に分離配置した蛍光体に吸収させ、それぞれの蛍光体から多色の蛍光を発光させる方法も知られている（特許文献７参照）。ここで、蛍光体を用いて、ある発光体から多色の蛍光を発光させる方法は、ＣＲＴ、プラズマディスプレイらの応用に実績を有している。
【０００８】
また、近年では有機ＥＬ素子の発光域の光を吸収し、可視光域の蛍光を発光する蛍光材料をフィルタに用いる色変換方式が検討されてきている（たとえば、特許文献７および８参照）。有機ＥＬ素子の発光色は白色に限定されないため、より輝度の高い有機ＥＬ素子を光源に適用することができ、青色発光の有機ＥＬ素子を用いた色変換方式においては、青色光を緑色光および赤色光に波長変換している（たとえば、特許文献７、ならびに特許文献９および１０参照）。このような蛍光色素を含む色変換層を高精細にパターニングすれば、発光体の近紫外光ないし可視光のような弱いエネルギー線を用いても、フルカラーの発光型ディスプレイを構築できる。
【０００９】
色変換層のパターニングの方法としては、（１）無機蛍光体の場合と同様に、蛍光色素を液状のレジスト（光反応性ポリマー）中に分散させ、該分散物をスピンコート法などを用いて成膜し他の値に、フォトリソグラフィ法にてパターニングする方法（特許文献８および１１参照）、あるいは（２）塩基性のマトリクス中に蛍光色素を分散させ、酸性水溶液を用いて該分散物をエッチングする方法（特許文献１０参照）などがある。
【００１０】
カラーディスプレイとしての実用上の重要課題は、精細なカラー表示機能を有すると共に、色再現性を含め長期的な安定性を有することである（非特許文献２参照）。しかしながら、有機ＥＬ素子には、一定期間の駆動により電流−輝度特性が低下するという課題を有している。
【００１１】
この発光特性の低下原因の代表的なものは、ダークスポットの成長である。このダークスポットとは、発光欠陥点のことである。駆動時および保存中に酸化が進むとダークスポットの成長が進み、発光面全体に広がる。このダークスポットは、素子中の酸素または水分により、素子を構成する積層材料の酸化または凝集によるものと考えられている。その成長は、通電中はもちろん、保存中にも進行し、特に（１）素子の周囲に存在する酸素または水分により加速され、（２）有機積層膜中に吸着物として存在する酸素または水分に影響され、および（３）素子作製時の部品に吸着している水分あるいは製造時等における水分の侵入にも影響されると考えられている。
【００１２】
従来の色変換方式の有機ＥＬディスプレイの一般的断面構造を図１に示す。色変換フィルタ４０は、透明基板４１上に３種（赤色、緑色、青色）の色変換フィルタ層４２（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が一組となって分散配置され、色変換フィルタ層４２を覆ってその上面を平坦化する平坦化層４３が設けられている。色変換フィルタ４０上に、透明電極５１、有機ＥＬ層５２、反射電極５３から構成される有機ＥＬ素子５０が形成されている。前述のように色変換フィルタ層４２は、樹脂中に色変換用の色素を分散したものである。ここで、混合する色素の熱安定性の問題から２００℃を超える温度における乾燥を行えないことから、色変換フィルタ層４２中に、塗布液中に含有される水分またはパターン形成工程中に混入した水分が含有される可能性が高い。色変換フィルタ層４２中に含有された水分が保存または駆動中に平坦化層４３を通過して有機ＥＬ素子５０（詳細には有機ＥＬ層５２）に到達して、ダークスポットの成長を促進する要因となると考えられる。
【００１３】
この水分の有機ＥＬ素子への侵入を妨げる手法として、色変換フィルタ４０と有機ＥＬ素子５０との間に、厚さ０．０１〜２００μｍの絶縁性の無機酸化物膜を配設する技術が知られている（特許文献１２参照）。有機ＥＬ層の寿命を維持するために、配設される無機酸化物膜は高いガスバリア性能が要求され、具体的には、水蒸気および酸素に対して１０−１３ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２・ｓ・ｃｍＨｇ以下のガス透過係数（ＪＩＳ Ｋ７１２６：１９８７の気体透過度試験方法による）を有することが望ましいとされている。
【００１４】
そのような無機酸化物膜の形成方法として、色変換フィルタ４０の平坦化層４３上に、ＤＣスパッタ法によってＳｉＯｘ、ＳｉＮｘを形成する方法が知られている（特許文献１３および１４参照）。この方法で形成されたＳｉＯｘ、ＳｉＮｘは、その上に形成される透明電極５１の密着性を向上させる効果も知られている。また、低融点ガラスを焼結する方法も知られている（特許文献１５参照）。上記の他にも、無機酸化物膜の形成方法として、ゾル−ゲル法、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）法が知られている。
【００１５】
【特許文献１】特開昭５７−１５７４８７号公報
【特許文献２】特開昭５８−１４７９８９号公報
【特許文献３】特開平３−２１４５９３号公報
【特許文献４】特開平１−３１５９８８号公報
【特許文献５】特開平２−２７３４９６号公報
【特許文献６】特開平３−１９４８８５号公報
【特許文献７】特開平３−１５２８９７号公報
【特許文献８】特開平５−２５８８６０号公報
【特許文献９】特開平８−２８６０３３号公報
【特許文献１０】特開平９−２０８９４４号公報
【特許文献１１】特開平５−１９８９２１号公報
【特許文献１２】特開平８−２７９３９４号公報
【特許文献１３】特開平７−１４６４８０号公報
【特許文献１４】特開平１０−１０５１８号公報
【特許文献１５】特開２０００−２１４３１８号公報
【特許文献１６】特開平５−１３４１１２号公報
【特許文献１７】特開平７−２１８７１７号公報
【特許文献１８】特開平７−３０６３１１号公報
【特許文献１９】特開平５−１１９３０６号公報
【特許文献２０】特開平７−１０４１１４号公報
【特許文献２１】特開平６−３００９１０号公報
【特許文献２２】特開平７−１２８５１９号公報
【特許文献２３】特開平９−３３０７９３号公報
【特許文献２４】特開平５−３６４７５号公報
【非特許文献１】C. W. Tang, S. A. VanSlike, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)
【非特許文献２】機能材料、第１８巻第２号、９６頁（１９９８年）
【非特許文献３】月刊ディスプレイ、第３巻第７号、１１９頁（１９９７年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、色変換フィルタ層３２中に含有される有機物の色素の色変換能を劣化させない程度の温度（最高２００℃程度）で成膜された無機酸化物膜中にはピンホールが発生しやすく、有機ＥＬ素子４０の寿命を維持または向上させるのに充分なガスバリア性能を有する無機酸化物膜を形成することは困難である。一方、より低温で実施可能なゾル−ゲル法で形成された無機酸化物膜は、水分および／または揮発性有機成分を含有しており、その上に形成される有機ＥＬ素子４０が直ちに劣化してしまうことが予想される。
【００１７】
したがって、色変換フィルタ層３２中に保持される水分（水蒸気）および／または酸素などのガスが、保存または駆動中に有機ＥＬ素子４０に到達してダークスポットの成長を促進することを有効に防止することが可能な構造に対する強い要求が存在する。
【００１８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ガスの透過を防止することができる色変換フィルタ、および該色変換フィルタを用いて形成される、長期にわたって安定した発光特性を維持する多色表示の有機ＥＬディスプレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の実施形態である色変換フィルタは、透明基板と、前記透明基板上に設けられた１つまたは複数種の色変換フィルタ層と、前記色変換層を覆って形成される平坦化層と、前記平坦化層上に形成されるガスバリア層とを備え、前記ガスバリア層は、少なくとも２対の無機膜および高分子膜の積層体と、該積層体の上に設けられた無機絶縁膜とから構成されていることを特徴とする。ここで、前記無機膜のそれぞれは、それぞれ独立的に、導電性透明金属酸化物、絶縁性酸化物、絶縁性窒化物、絶縁性炭化物、または絶縁性酸化窒化物から形成されていてもよい。また、前記高分子膜のそれぞれは、それぞれ独立的に、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル樹脂またはポリオレフィン樹脂から形成されていてもよい。さらに、前記無機絶縁膜が、絶縁性酸化物、絶縁性窒化物、絶縁性炭化物、または絶縁性酸化窒化物、好ましくはＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＳｉＮｘ，ＡｌＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴｉＯ２、ＢＮ、またはＳｉＣから形成されていてもよい。
【００２０】
本発明の第２の実施形態の有機ＥＬディスプレイは、第１の実施形態の色変換フィルタを用いて形成されることを特徴とする。ここで、色変換フィルタ上に、少なくとも透明電極、有機ＥＬ層および反射電極が順次積層されている有機ＥＬ素子が形成されていてもよい。あるいは、色変換フィルタと、支持基板上に少なくとも反射電極、有機ＥＬ層および透明電極が順次積層されている有機ＥＬ素子とを貼り合わせて形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
上記の積層体からなるガスバリア層を有する構成を採ることによって、有機ＥＬ素子の発光特性低下の原因となる色変換フィルタ層から有機ＥＬ素子への水分および酸素の移動を抑制して、長期にわたって安定した発光特性を維持することができるカラー有機ＥＬディスプレイの提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の色変換フィルタ１０の構成の一例を、図２に示す。図２において、透明基板１１上に、所定のパターンを有する３種（赤色、緑色および青色）の色変換フィルタ層１２（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が形成され、それら３種の色変換フィルタ層１２が一組となってマトリクス状に配置されている。色変換フィルタ層１２を覆って、その上面を平坦化する平坦化層１３が形成され、平坦化層１３の上にガスバリア層１４が形成されている。ガスバリア層１４は、少なくとも２対の無機膜（６１ａ，ｂ）および高分子膜（６２ａ，ｂ）の積層体の上に、無機絶縁膜６３を有する構造を有する。以下、各層について詳細に述べる。
【００２３】
透明基板１１は、可視光（波長４００〜７００ｎｍ）に対して透明であり、積層される層の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えるものであるべきであり、および寸法安定性に優れていることが好ましい。好ましい透明基板１１は、ガラス基板、およびポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレートを含む）、ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレートを含む）、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などの樹脂で形成された剛直性の樹脂基板を含む。あるいはまた、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレートを含む）、ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレートを含む）、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などから形成される可撓性フィルムを、透明基板１１として用いてもよい。
【００２４】
色変換フィルタ層１２は、カラーフィルタ層、色変換層、またはカラーフィルタ層と色変換層との積層体から構成される。カラーフィルタ層は、色変換の機能を持たず、選択される範囲の波長の光を透過させて、出力される光の色純度を向上させる層である。カラーフィルタ層と色変換層との積層体を使用する場合、通常は透明基板と色変換層との間にカラーフィルタ層が配置される。カラーフィルタ層は、液晶ディスプレイなどにおいて用いられている材料など当該技術において知られている任意の材料を用いて形成することができる。
【００２５】
色変換層は、色変換色素とマトリクス樹脂からなる層である。色変換色素は、入射光の波長分布変換を行って、異なる波長域の光を放射する色素であり、好ましくは有機発光層からの近紫外光または青色〜青緑色の光の波長分布変換を行って、所望の波長域の光（たとえば、青色、緑色または赤色）を放射する色素である。
【００２６】
本発明における色変換色素は、発光体から発せられる近紫外領域ないし可視領域の光、特に青色ないし青緑色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。好ましくは、少なくとも赤色領域の蛍光を発する蛍光色素の１種類以上を用い、さらに緑色領域の蛍光を発する蛍光色素の１種類以上と組み合わせてもよい。
【００２７】
すなわち、光源として青色ないし青緑色領域の光を発光する有機ＥＬ素子を用いる場合、該素子からの光を単なる赤色フィルタに通して赤色領域の光を得ようとすると、元々赤色領域の波長の光が少ないために極めて暗い出力光になってしまう。これに対して、該素子からの青色ないし青緑色領域の光を、赤色変換層中の色変換色素によって赤色領域の光に変換することにより、十分な強度を有する赤色領域の光の出力が可能となる。したがって、本発明において、赤色変換フィルタ層１２Ｒは、好ましくは色変換層から構成され、さらに好ましくはカラーフィルタ層と色変換層との積層体から構成される。
【００２８】
一方、緑色領域の光は、赤色領域の光と同様に、該素子からの光を別の色変換色素によって緑色領域の光に変換させて出力してもよい。あるいはまた、該素子の発光が緑色領域の光を十分に含むならば、該素子からの光を単に緑色フィルタを通して出力してもよい。さらに、青色領域の光に関しては、有機ＥＬ素子の光を単なる青色フィルタに通して出力させることが可能である。
【００２９】
発光体から発せられる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。さらに、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。
【００３０】
発光体から発せられる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−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−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。さらに、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。
【００３１】
なお、本発明に用いる色変換色素を、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、有機色変換顔料としてもよい。また、これらの色変換色素や有機色変換顔料（本明細書中で、前記２つを合わせて色変換色素と総称する）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。
【００３２】
本発明に用いる色変換色素は、色変換層に対して、該色変換層の重量を基準として０．０１〜５質量％、より好ましくは０．１〜２質量％含有される。もし色変換色素の含有量が０．０１質量％未満ならば、十分な波長変換を行うことができず、あるいは含有量が５％を越えるならば、濃度消光等の効果により色変換効率の低下をもたらす。
【００３３】
本発明の色変換層に用いられるマトリクス樹脂は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂（レジスト）を光および／または熱処理して、ラジカル種またはイオン種を発生させて重合または架橋させ、不溶不融化させたものである。また、色変換層のパターニングを行うために、該光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、未露光の状態において有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが望ましい。
【００３４】
具体的には、マトリクス樹脂は、（１）アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤とからなる組成物膜を光または熱処理して、光ラジカルまたは熱ラジカルを発生させて重合させたもの、（２）ボリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物を光または熱処理により二量化させて架橋したもの、（３）鎖状または環状オレフィンとビスアジドとからなる組成物膜を光または熱処理してナイトレンを発生させ、オレフィンと架橋させたもの、および（４）エポキシ基を有するモノマーと酸発生剤とからなる組成物膜を光または熱処理により、酸（カチオン）を発生させて重合させたものなどを含む。特に、（１）のアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと光または熱重合開始剤とからなる組成物を重合させたものが好ましい。なぜなら、該組成物は高精細なパターニングが可能であり、および重合した後は耐溶剤性、耐熱性等の信頼性が高いからである。
【００３５】
本発明で用いることができる光重合開始剤、増感剤および酸発生剤は、含まれる蛍光変換色素が吸収しない波長の光によって重合を開始させるものであることが好ましい。本発明の蛍光変換フィルタ層において、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂中の樹脂自身が光または熱により重合することが可能である場合には、光重合開始剤および熱重合開始剤を添加しないことも可能である。
【００３６】
マトリクス樹脂（色変換層）は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂、色変換色素および添加剤を含有する溶液または分散液を、スピンコート法、ロールコート法、キャスト法、ディップコート法などを用いて透明基板１１上に塗布して樹脂の層を形成し、そして所望される部分の光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を露光することにより重合させて形成される。所望される部分に露光を行って光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を不溶化させた後に、パターニングを行う。該パターニングは、未露光部分の樹脂を溶解または分散させる有機溶媒またはアルカリ溶液を用いて、未露光部分の樹脂を除去するなどの慣用の方法によって実施することができる。色変換層は、通常５μｍ以上、好ましくは８〜１５μｍの膜厚を有する。
【００３７】
平坦化層１３は、色変換フィルタ層１２の機能を損なうことなく形成することができ、かつ適度な弾力性を有する材料から形成することができる。好ましい材料は、可視域における透明性が高く（４００〜８００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）、表面硬度が鉛筆硬度２Ｈ以上であり、１００℃以上のＴｇを有し、色変換フィルタ層１２上に平滑な塗膜を形成することができ、色変換層の機能を低下させないポリマー材料である。より好ましくは、
【００３８】
そのようなポリマー材料の例は、イミド変性シリコーン樹脂（特許文献１６〜１８参照）、無機金属化合物（ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等）をアクリル、ポリイミド、シリコーン樹脂等の中に分散した材料（特許文献１９、２０参照）、アクリレートモノマー／オリゴマー／ポリマーの反応性ビニル基を有した樹脂、レジスト樹脂（特許文献１２、ならびに特許文献２１〜２３参照）、フッ素系樹脂（特許文献２３、２４参照）などの光硬化性樹脂／または熱硬化性樹脂を挙げることができる。あるいはまた、ゾル−ゲル法により形成される無機化合物を用いて平坦化層１３を形成してもよい（非特許文献３、特許文献１２参照）。また、高い熱伝導率を有するメソゲン構造を有するエポキシ樹脂などの光硬化性樹脂を用いて、有機ＥＬ素子から透明基板１１方向への熱の放散をはかることもできる。
【００３９】
平坦化層１３を形成する方法には、特に制限はない。たとえば、乾式法（スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法など）、あるいは湿式法（スピンコート法、ロールコート法、キャスト法など）のような慣用の手法により形成することができる。
【００４０】
平坦化層１３の上に形成されるガスバリア層１４は、優れた水分・酸素遮断性を有し、したがって色変換フィルタ層１２からの水分および酸素の透過を防止するための層である。有機ＥＬ素子からの光を色変換フィルタ層１２へと透過させるため、ガスバリア層１４は、可視域における透明性が高く（４００〜８００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）を有することが好ましい。またガスバリア層上に電気的に独立した複数の部分からなる透明電極を形成する必要があるため、ガスバリア層１４は少なくともその上面において電気絶縁性を有することが要求される。また、好ましくは、ガスバリア層１４は、鉛筆硬度２Ｈ以上の膜硬度を有する。本発明のガスバリア層１４は、図３に示すように、少なくとも２対の無機膜（６１ａ，ｂ）および高分子膜（６２ａ，ｂ）の積層体の上に、無機絶縁膜６３を有する構造を有する。３対以上の無機膜６１／高分子膜６２の積層体を用いてもよい。
【００４１】
本発明の無機膜６１（ａ，ｂ）は、ＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ酸化物）、ＮＥＳＡ膜、Ｓｎ酸化物、Ｉｎ酸化物、ＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ酸化物）、Ｚｎ酸化物、Ｚｎ−Ａｌ酸化物、Ｚｎ−Ｇａ酸化物、またはこれらの酸化物に対してＦ、Ｓｂなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。これらの導電性透明金属酸化物を用いる場合、その伝熱性の高さにより、有機ＥＬ素子にて発生した熱を、効率よく透明基板１１側およびディスプレイ周囲方向へと放散するのに有効である。あるいはまた、本発明の無機膜６１（ａ，ｂ）は、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯ２のような絶縁性酸化物、ＳｉＮｘ，ＡｌＮｘ、ＢＮのような絶縁性窒化物、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙのような絶縁性酸化窒化物、またはＳｉＣのような絶縁性炭化物を用いて形成することができる。本発明において、無機膜６１ａと無機膜６１ｂとは、同一の材料で形成されていてもよいし、あるいは異種の材料で形成されていてもよい。３層以上の無機膜を用いる場合にも同様である。
【００４２】
無機膜６１（ａ，ｂ）は、蒸着法、スパッタ法（反応性スパッタ法を含む）、化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて形成することができる。特に酸化物の膜を形成する場合、密着性、膜厚の均質性および生産性の観点から、スパッタ法（反応性スパッタ法を含む）を用いることが好ましい。
【００４３】
無機膜６１（ａ，ｂ）の膜厚は、前述の可視域における透明性を有する限り厚くすることができるが、通常５０〜３００ｎｍの範囲内である。このような範囲の膜厚を有する膜を形成することによって、可視域における透明性を含む前述の要求特性を満たすと同時に、ピンホールのような欠陥の発生を抑制して、良好なガス（水分および酸素）遮断性を提供することが可能となる。
【００４４】
本発明の高分子膜６２（ａ，ｂ）は、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のようなポリエステル樹脂、または、ポリエチレンおよびポリプロピレンのようなポリオレフィン樹脂から形成することができる。高分子膜６２（ａ，ｂ）は、これらの樹脂を溶媒に溶解させた溶液を用いるスピンコート法、ロールコート法、ディップコート法、ナイフコート法、キャスト法などによって形成することができる。しかしながら、好ましくは、水分濃度の低い環境で行うことが可能な、真空加熱蒸着法、プラズマ重合法、イオン化蒸着法、スパッタ法、化学気相堆積（ＣＶＤ）法などの気相中の方法を用いて、高分子膜６２（ａ、ｂ）を形成する。あるいはまた、前述の気相方法を用いてモノマーを無機膜６１（ａ，ｂ）上に付着させ、その後に加熱、ＵＶ照射などを行ってインサイチューで重合させて高分子膜６２（ａ、ｂ）を形成してもよい。
【００４５】
本発明の高分子膜６２（ａ，ｂ）は、無機膜６１にピンホールのような欠陥が発生した場合に、その欠陥を充填する機能を有する。２つ以上の無機膜６１（または無機絶縁膜６３）の同一の位置にピンホールのような欠陥が発生する可能性は低いので、無機膜６１と高分子膜６２との積層構造を採ることによって、より良好なガス遮断性を提供することが可能となる。
【００４６】
本発明の高分子膜６２（ａ，ｂ）は、ディスプレイの視野角特性が低下しないようにガスバリア層１４全体の膜厚が３０μｍ以下となるような任意の膜厚であることができるが、好ましくは、それぞれの高分子膜６２（ａ，ｂ）は０．５〜２μｍの膜厚を有する。
【００４７】
本発明の無機絶縁膜６３は、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘのような絶縁性酸化物、ＳｉＮｘ，ＡｌＮｘのような絶縁性窒化物、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙのような絶縁性酸化窒化物を用いて形成することができる。このような材料を用いることによって、その上に形成される複数の部分からなる透明電極の電気的独立性を確保すると同時に、透明電極の密着性を向上させることができる。あるいはまた、ＴｉＯ２のような絶縁性酸化物、ＢＮのような絶縁性窒化物、またはＳｉＣのような絶縁性炭化物を用いて無機絶縁膜６３を形成することができる。
【００４８】
さらに、図４に示すように、無機絶縁膜６３を、色変換フィルタ層１２、平坦化層１３、無機膜６１および高分子膜６２を完全に覆うように形成することが好ましい。このような構成を採ることによって、ガスバリア層１４の形成後に、平坦化層１３および／または高分子膜６２が大気と接触して、大気中に含まれる酸素および水分を吸着することを防止して、ディスプレイ形成後にそれら酸素および水分が有機ＥＬ素子を劣化させることを防止することができる。
【００４９】
無機絶縁膜６３は、蒸着法、スパッタ法（反応性スパッタ法を含む）、化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて形成することができる。特に酸化物の膜を形成する場合、密着性、膜厚の均質性および生産性の観点から、スパッタ法（反応性スパッタ法を含む）を用いることが好ましい。
【００５０】
無機絶縁膜６３の膜厚は、無機膜６１（ａ，ｂ）と同様に、前述の可視域における透明性を有する限り厚くすることができるが、通常５０〜３００ｎｍの範囲内である。このような範囲の膜厚を有する無機絶縁膜６３を形成することによって、可視域における透明性を含む前述の要求特性を満たすと同時に、ピンホールのような欠陥の発生を抑制して、良好なガス（水分、酸素および低分子成分）遮断性を提供することが可能となる。
【００５１】
本発明の色変換フィルタ１０を用いて多色表示ディスプレイを作製する場合には、図２に示したように、赤色変換フィルタ層１２Ｒ、緑色変換フィルタ層１２Ｇおよび青色変換フィルタ層１２Ｂの３種の色変換フィルタ層を形成することが望ましい。各色の色変換フィルタ層１２（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のパターンは、使用される用途に依存する。矩形または円形の赤色変換フィルタ層１２Ｒ、緑色変換フィルタ層１２Ｇおよび青色変換フィルタ層１２Ｂを１組として、それらを透明基板１１全面にマトリクス状に配置してもよい。あるいは、ストライプ形状（所望される幅を有し、透明基板１１の一方向の寸法に相当する長さを有する）の赤色変換フィルタ層１２Ｒ、緑色変換フィルタ層１２Ｇおよび青色変換フィルタ層１２Ｂを１組とし、それらを透明基板１１全面に平行に配列してもよい。あるいはまた、所望される場合には、特定色の色変換フィルタ層１２を、他色の色変換フィルタ層１２よりも多く（数的に、または面積的に）配置することも可能である。
【００５２】
本発明の色変換フィルタ１０の上に有機ＥＬ素子２０を形成することによって得られる、本発明の有機ＥＬディスプレイを図５に示す。有機ＥＬ素子２０は、透明電極２１および反射電極２３に挟持された有機ＥＬ層２２を含む。
【００５３】
透明電極２１は、波長４００〜８００ｎｍの光に対して好ましくは５０％以上、より好ましくは８５％以上の透過率を有することが好ましい。透明電極２１は、ＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ酸化物）、ＮＥＳＡ膜、Ｓｎ酸化物、Ｉｎ酸化物、ＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ酸化物）、Ｚｎ酸化物、Ｚｎ−Ａｌ酸化物、Ｚｎ−Ｇａ酸化物、またはこれらの酸化物に対してＦ、Ｓｂなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。透明電極２１は、蒸着法、スパッタ法（反応性スパッタ法を含む）または化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて形成され、好ましくはスパッタ法（反応性スパッタ法を含む）を用いて形成される。透明電極２１は、通常５０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは１００〜３００ｎｍの範囲内の厚さを有することが望ましい。後述するように複数の部分電極からなる透明電極２１が必要になる場合には、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる透明電極２１を形成してもよいし、あるいは、逆テーパー状の断面形状を有する分離隔壁を用いて複数の部分電極からなる透明電極２１を形成してもよい。
【００５４】
透明電極２１を陽極または陰極のいずれとしても用いることも可能である。透明電極２１を陰極として用いる場合、有機ＥＬ層２２との界面にバッファ層を設けて、電子注入効率を向上させることが望ましい。バッファ層の材料としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、またはＣｓなどのアルカリ金属、Ｂａ、Ｓｒなどのアルカリ土類金属またはそれらを含む合金、希土類金属、あるいはそれら金属のフッ化物などの用いることができるが、それらに限定されるものではない。バッファ層の膜厚は、駆動電圧および透明性等を考慮して適宜選択することができるが、通常の場合には１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
有機ＥＬ層２２は、有機発光層を少なくとも含み、必要に応じて正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層および／または電子注入層を含む。これらの各層は、それぞれにおいて所望される特性を実現するのに充分な膜厚を有して形成される。たとえば、下記のような層構成からなるものが採用される。
【００５６】
（１）有機発光層
（２）正孔注入層／有機発光層
（３）有機発光層／電子注入層
（４）正孔注入層／有機発光層／電子注入層
（５）正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層
（上記の構成において、陽極として機能する電極が左側に接続され、陰極として機能する電極が右側に接続される）
【００５７】
有機発光層の材料としては、任意の公知の材料を用いることができる。たとえば、青色から青緑色の発光を得るためには、例えば縮合芳香環化合物、環集合化合物、金属錯体（Ａｌｑ３のようなアルミニウム錯体など）、スチリルベンゼン系化合物（４，４’−ビス（ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）など）、ポルフィリン系化合物、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、芳香族ジメチリディン系化合物などの材料が好ましく使用される（非特許文献２および非特許文献３参照）。あるいはまた、ホスト化合物にドーパントを添加することによって、種々の波長域の光を発する有機発光層を形成してもよい。ホスト化合物としては、ジスチリルアリーレン系化合物（たとえば出光興産製ＩＤＥ−１２０など）、Ｎ，Ｎ’−ジトリル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルビフェニルアミン（ＴＰＤ）、アルミニウムトリス（８−キノリノラート）（Ａｌｑ３）等を用いることができる。ドーパントとしては、ペリレン（青紫色）、クマリン６（青色）、キナクリドン系化合物（青緑色〜緑色）、ルブレン（黄色）、４−ジシアノメチレン−２−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−６−メチル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ、赤色）、白金オクタエチルポルフィリン錯体（ＰｔＯＥＰ、赤色）などを用いることができる。
【００５８】
正孔注入層の材料としては、Ｐｃ類（ＣｕＰｃなどを含む）またはインダンスレン系化合物などを用いることができる。正孔輸送層は、トリアリールアミン部分構造、カルバゾール部分構造、オキサジアゾール部分構造を有する材料を用いて形成することができる。用いることができる材料は、好ましくは、ＴＰＤ、α−ＮＰＤ、ＭＴＤＡＰＢ（ｏ−，ｍ−，ｐ−）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡなどを含む。
【００５９】
電子輸送層の材料としては、Ａｌｑ３のようなアルミニウム錯体；ＰＢＤ、ＴＰＯＢのようなオキサジアゾール誘導体；ＴＡＺのようなトリアゾール誘導体；以下に示す構造を有するもののようなトリアジン誘導体；フェニルキノキサリン類；ＢＭＢ−２Ｔのようなチオフェン誘導体などを用いることができる。電子注入層の材料としては、Ａｌｑ３のようなアルミニウム錯体、あるいはアルカリ金属ないしアルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体などを用いることができる。
【００６０】
有機ＥＬ層２２を構成するそれぞれの層は、蒸着（抵抗加熱または電子ビーム加熱）などの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。
【００６１】
反射電極２３は、高反射率の金属、アモルファス合金、微結晶性合金を用いて形成されることが好ましい。高反射率の金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒなどを含む。高反射率のアモルファス合金は、ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＣｒＰおよびＣｒＢなどを含む。高反射率の微結晶性合金は、ＮｉＡｌなどを含む。反射電極２３を、陰極として用いてもよいし、陽極として用いてもよい。反射電極２３を陰極として用いる場合には、反射電極２３と有機ＥＬ層２２との界面に、前述のバッファ層を設けて有機ＥＬ層２２に対する電子注入の効率を向上させてもよい。あるいはまた、反射電極２３を陰極として用いる場合、前述の高反射率金属、アモルファス合金または微結晶性合金に対して、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属を添加して合金化し、電子注入効率を向上させることができる。反射電極２３を陽極として用いる場合には、反射電極２３と有機ＥＬ層２２との界面に、前述の導電性透明金属酸化物の層を設けて有機ＥＬ層２２に対する正孔注入の効率を向上させてもよい。
【００６２】
反射電極２３は、用いる材料に依存して、蒸着（抵抗加熱または電子ビーム加熱）、スパッタ、イオンプレーティング、レーザーアブレーションなどの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。後述するように複数の部分電極からなる反射電極２３が必要になる場合には、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる反射電極２３を形成してもよいし、あるいは、逆テーパー状の断面形状を有する分離隔壁を用いて複数の部分電極からなる反射電極２３を形成してもよい。
【００６３】
ディスプレイを作製する場合、マトリクス駆動可能な構成で透明電極２１および反射電極２３を作製することが望ましい。たとえば、透明電極２１および反射電極２３のそれぞれを複数のストライプ形状の部分電極から形成し、透明電極２１のストライプと反射電極２３のストライプとが交差する方向（好ましくは直交する方向）に延びるように構成する。このような構成をとれば、透明電極２１の部分電極の１つと反射電極２３の部分電極の１つとを選択して電圧を印加すれば、それらの交差する点に位置する有機ＥＬ層が発光するというパッシブマトリクス駆動が可能となる。
【００６４】
あるいはまた、透明電極２１または反射電極２３のいずれかを一体として形成される共通電極とし、他方の電極を複数の部分電極から作製し、該複数の部分電極のそれぞれに対してスイッチング素子（ＴＦＴなど）を１対１で接続する構成を採ることができる。このような構成では、所望する位置に相当するスイッチング素子をオン状態にすることによって該当位置の有機ＥＬ層を発光させる、アクティブマトリクス駆動が可能となる。
【００６５】
前述の説明においては、色変換フィルタ１０の上に有機ＥＬ素子２０を形成する例について説明したが、図６に示すように別個の支持基板３４上に反射電極３３、有機ＥＬ層３２および透明電極３１を形成した有機ＥＬ素子３０を、透明電極３１とガスバリア層１４とを対向させた状態で色変換フィルタ１０と貼り合わせることによって有機ＥＬディスプレイを形成してもよい。
【００６６】
透明電極３１、有機ＥＬ層３２および反射電極３３のそれぞれは、前述の透明電極２１、有機ＥＬ層２２および反射電極２３に記載したような材料を用いて形成することができる。ただし、複数の部分電極からなる透明電極３１が必要になる場合には、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる透明電極３１を形成することが望ましい。また、複数の部分電極からなる反射電極３３が必要になる場合には、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる反射電極３３を形成してもよいし、あるいはフォトリソグラフ法によるパターニングを用いて複数の部分電極からなる反射電極３３を形成してもよい。
【００６７】
支持基板３４は、透明であっても不透明であってもよく、積層される層の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えるものであるべきであり、および寸法安定性に優れていることが好ましい。好ましい材料は、金属、セラミック、ガラス、シリコンなど半導体、ならびにポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート等の樹脂を含む。あるいはまた、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂またはポリイミド樹脂などから形成される可撓性フィルムを基板として用いてもよい。また、アクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬディスプレイを形成する場合には、支持基板３４上に複数のスイッチング素子を設け、複数の部分電極からなる反射電極３３のそれぞれの部分電極と１対１で接続し、透明電極３１を一体の部分からなる共通電極として用いることが望ましい。
【００６８】
色変換フィルタ１０と有機ＥＬ素子３０との貼り合わせは、紫外線硬化型接着剤など当該技術において知られている任意の手段を用いて行うことができる。
【実施例】
【００６９】
以下、本発明の積層体からなるガスバリア層を適用したカラー有機ＥＬディスプレイの作製を、図３および図５を参照しながら説明する。なお、以下の実施例および比較例では、６０×８０画素（各画素はＲＧＢの副画素を含む）、画素ピッチ０．３３ｍｍのカラー有機ＥＬディスプレイを作製した。
【００７０】
（実施例１）
透明基板１１としてのコーニングガラス（５０×５０×１．０ｍｍ）上に、青色カラーフィルタ材料（富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製：カラーモザイクＣＢ−７００１）をスピンコート法によって塗布した。次いでフォトリソグラフ法によるパターニングを実施し、幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、および膜厚１０μｍの複数のストライプからなる青色変換フィルタ層１２Ｂを形成した。
【００７１】
次に、蛍光色素として、クマリン６（０．７質量部）を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＥＧＭＡ、１２０質量部）中に溶解させた。次に１００質量部の光重合性樹脂ＶＰＡ１００／Ｐ５（新日鐵化学株式会社製）を添加して溶解させ、塗布液を得た。この塗布液を上記の透明基板１１上にスピンコート法にて塗布し、フォトリソグラフ法によるパターニングを実施し、幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、および膜厚１０μｍの複数のストライプからなる緑色変換フィルタ層１２Ｇを形成した。
【００７２】
次に、蛍光色素として、クマリン６（０．６質量部）、ローダミン６Ｇ（０．３質量部）、ベーシックバイオレット１１（０．３質量部）を、１２０質量部のＰＥＧＭＡ中に溶解させた。次に１００質量部の光重合性樹脂ＶＰＡ１００／Ｐ５を添加して溶解させ、塗布液を得た。この塗布液を上記の透明基板１１上にスピンコート法にて塗布し、フォトリソグラフ法によるパターニングを実施し、幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、および膜厚６μｍの複数のストライプからなる赤色変換フィルタ層１２Ｒを形成した。
【００７３】
ＲＧＢの色変換フィルタ層１２が形成された基板の上に、ＵＶ硬化型樹脂（エポキシ変性アクリレート）をスピンコート法にて塗布し、高圧水銀灯に暴露して平坦化層１３を形成した。この際に、各色の色変換フィルタ層１２のパターンの変形はなかった。ここで、平坦化層１３は、色変換フィルタ層が形成されている領域（表示領域）をカバーし、それより広い領域にパターンを形成するが、そのパターン端部で基板からの膜厚を測定して８μｍとなるように平坦化膜１３を形成した。さらに、表示領域では、平坦化層１３の基板からの高さは１０μｍ以上となり、色変換フィルタ層間の段差およびその間隙における段差をある程度トレースするものの、十分に平坦化（段差はPeak-to-Valleyで、０．５μｍ程度）することができた。
【００７４】
次に、２対の無機膜６１（ａ，ｂ）および高分子膜６２（ａ，ｂ）の積層体、ならびに無機絶縁膜６３からなるガスバリア層１４を形成した。無機膜６１ａおよび６１ｂは、室温におけるＲＦマグネトロンスパッタ法によって形成された膜厚３００ｎｍのＳｉＯｘ膜であった。この際にスパッタターゲットとしてＳｉを用い、スパッタガスとしてＡｒと酸素との混合ガスを用い、反応性スパッタによってＳｉＯｘを生成した。高分子膜６２ａおよび６２ｂは、アクリルモノマーを真空加熱蒸着によって無機膜６１ａまたは６１ｂの上に付着し、その後１８０℃で３０分間にわたって加熱してアクリルモノマーを重合させてアクリル樹脂を形成することによって形成した。高分子膜６２ａおよび６２ｂの膜厚は、それぞれ１μｍであった。最後に高分子膜６２ｂの上に、無機膜６１ａおよび６１ｂと同様の方法によって膜厚３００ｎｍのＳｉＯｘ膜を形成し、無機絶縁膜６３を得た。
【００７５】
次に、ガスバリア層１４の上面に、スパッタ法によってＩＤＩＸＯ（出光興産株式会社製、インジウムおよび亜鉛の酸化物と酸化インジウムとの混合物）を全面成膜した。次に、レジストとしてＯＦＲＰ−８００（東京応化工業株式会社製）を用いるフォトリソグラフ法にてパターニングを行い、幅０．０９４ｍｍ、ピッチ０．１１ｍｍ、および膜厚１００ｎｍの複数のストライプ状部分電極からなる透明電極２１を形成した。
【００７６】
次いで、透明電極２１以下の構造を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層の４層からなる有機ＥＬ層２２を、真空を破らずに順次成膜した。成膜に際して、真空槽内圧を１×１０-4Ｐａまで減圧した。正孔注入層として、膜厚１００ｎｍの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を、正孔輸送層として、膜厚２０ｎｍの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を、有機発光層として、膜厚３０ｎｍの４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を、そして電子注入層として、膜厚２０ｎｍのトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を積層した。
【００７７】
引き続いて、真空を破ることなしに、透明電極２１のストライプパターンと直交する方向に延びる幅０．３ｍおよびピッチ０．３３０ｍｍのストライプパターンが得られるマスクを用いて、膜厚２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（質量比１０／１）を堆積させて複数のストライプ状部分電極からなる反射電極２３を形成して、図５に示した構造を有する色変換フィルタ１０／有機ＥＬ素子２０の積層体を得た。
【００７８】
こうして得られた積層体をグローブボックス内乾燥窒素雰囲気下（酸素および水分濃度ともに１０ｐｐｍ以下）において、封止ガラス（図示せず）とＵＶ硬化接着剤を用いて封止して、有機ＥＬディスプレイを得たた。
【００７９】
（比較例１）
ガスバリア層１４として、単層のＳｉＯｘ膜（膜厚３００ｎｍ）を用いたことを除いて実施例１を繰り返して、カラー有機ＥＬディスプレイを作製した。本比較例における単層のＳｉＯｘ膜は、実施例１における無機膜６１ａと同様の条件で作製した。
【００８０】
（比較例２）
ガスバリア層１４を形成しなかったことを除いて実施例１を繰り返して、カラー有機ＥＬディスプレイを作製した。したがって、本比較例のカラー有機ＥＬディスプレイは、図１に示したような従来技術の構造を有するものである。
【００８１】
（評価）
実施例１および比較例１〜２にしたがって、それぞれ３個のカラー有機ＥＬディスプレイを作製し、加速条件における連続駆動試験を行った。駆動条件として、駆動周波数６０Ｈｚ、デューティ比１／６０で、１画素当たりの電流量を１００μＡに設定した。連続駆動試験開始時（初期）の非発光面積を特定し、および発光輝度を測定した。その後、温度８５℃の加速条件において５００時間にわたる連続駆動試験を行い、連続駆動試験終了時（加速試験後）の非発光面積を特定し、および発光輝度を測定した。結果を第１表に示す。なお、加速試験後の非発光面積の増加率および輝度保持率は、各実施例および比較例における初期の値を１とする比で示した。加速試験後の非発光面積の増加率比は、比較例１の増加率を１とする、実施例１および比較例２における非発光面積の増加率の比である。第１表に示した結果は、各実施例および比較例に関して、３個のカラー有機ＥＬディスプレイの平均値である。
【００８２】
【表１】
【００８３】
第１表から分かるように、単層のＳｉＯｘ層をガスバリア層として用いて比較例１およびガスバリア層１４を用いなかった比較例２のディスプレイにおいては、加速試験後に非発光部分の面積が２倍以上に増大し、その結果として輝度の保持率は５０％を下回った。これに対して、本発明の積層体からなるガスバリア層１４のディスプレイにおいては、非発光面積の増加が大幅に抑制され、同時に高い輝度保持率を示した。
【００８４】
以上のことから、本発明の積層体からなるガスバリア層１４が有機ＥＬ素子の特性低下の抑制に有効であり、これを用いることによって、長期にわたって安定した発光特性を維持する有機ＥＬディスプレイを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】従来技術の有機ＥＬディスプレイの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の色変換フィルタの１つの実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の色変換フィルタのガスバリア層の１つの実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の色変換フィルタのガスバリア層の別の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の有機ＥＬディスプレイの１つの実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の有機ＥＬディスプレイの別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０、４０ 色変換フィルタ
１１、４１ 透明基板
１２、４２（Ｒ，Ｇ，Ｂ） 色変換フィルタ層
１３、４３ 平坦化層
１４ ガスバリア層
２０、３０、５０ 有機ＥＬ素子
２１、３１、５１ 透明電極
２２、３２、５２ 有機ＥＬ層
２３、３３、５３ 反射電極
３４ 支持基板
６１（ａ、ｂ） 無機膜
６２（ａ、ｂ） 高分子膜
６３ 無機絶縁膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、前記透明基板上に設けられた１つまたは複数種の色変換フィルタ層と、前記色変換層を覆って形成される平坦化層と、前記平坦化層上に形成されるガスバリア層とを備えた色変換フィルタであって、
前記ガスバリア層は、少なくとも２対の無機膜および高分子膜の積層体と、該積層体の上に設けられた無機絶縁膜とから構成されていることを特徴とする色変換フィルタ。
【請求項２】
前記無機膜のそれぞれは、それぞれ独立的に、導電性透明金属酸化物、絶縁性酸化物、絶縁性窒化物、絶縁性炭化物、または絶縁性酸化窒化物から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の色変換フィルタ。
【請求項３】
前記高分子膜のそれぞれは、それぞれ独立的に、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル樹脂またはポリオレフィン樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の色変換フィルタ。
【請求項４】
前記無機絶縁膜が、絶縁性酸化物、絶縁性窒化物、絶縁性炭化物、または絶縁性酸化窒化物から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の色変換フィルタ。
【請求項５】
前記無機絶縁膜が、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＳｉＮｘ，ＡｌＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴｉＯ２、ＢＮ、またはＳｉＣから形成されていることを特徴とする請求項４に記載の色変換フィルタ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の色変換フィルタ上に、少なくとも透明電極、有機ＥＬ層および反射電極が順次積層されている有機ＥＬ素子が形成されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の色変換フィルタと、支持基板上に少なくとも反射電極、有機ＥＬ層および透明電極が順次積層されている有機ＥＬ素子とを貼り合わせて形成されている有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１】
透明基板と、前記透明基板上に設けられた１つまたは複数種の色変換フィルタ層と、前記色変換層を覆って形成される平坦化層と、前記平坦化層上に形成されるガスバリア層とを備えた色変換フィルタであって、
前記ガスバリア層は、少なくとも２対の無機膜および高分子膜の積層体と、該積層体の上に設けられた無機絶縁膜とから構成されていることを特徴とする色変換フィルタ。
【請求項２】
前記無機膜のそれぞれは、それぞれ独立的に、導電性透明金属酸化物、絶縁性酸化物、絶縁性窒化物、絶縁性炭化物、または絶縁性酸化窒化物から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の色変換フィルタ。
【請求項３】
前記高分子膜のそれぞれは、それぞれ独立的に、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル樹脂またはポリオレフィン樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の色変換フィルタ。
【請求項４】
前記無機絶縁膜が、絶縁性酸化物、絶縁性窒化物、絶縁性炭化物、または絶縁性酸化窒化物から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の色変換フィルタ。
【請求項５】
前記無機絶縁膜が、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＳｉＮｘ，ＡｌＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴｉＯ２、ＢＮ、またはＳｉＣから形成されていることを特徴とする請求項４に記載の色変換フィルタ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の色変換フィルタ上に、少なくとも透明電極、有機ＥＬ層および反射電極が順次積層されている有機ＥＬ素子が形成されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の色変換フィルタと、支持基板上に少なくとも反射電極、有機ＥＬ層および透明電極が順次積層されている有機ＥＬ素子とを貼り合わせて形成されている有機ＥＬディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−３０２６５６（Ｐ２００６−３０２６５６Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２２５９６（Ｐ２００５−１２２５９６）
【出願日】平成１７年４月２０日（２００５．４．２０）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２０日（２００５．４．２０）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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