JP4357854B2 - 光学フィルターおよびこれを用いた有機ｅｌディスプレイ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイを初めとする種々のディスプレイの、カラーフィルター基板もしくは色変換基板等の光学フィルターと発光部との間における光の反射を効率よく防止し、特に、光学フィルターへの光の入射効率を向上させることが可能な改良された光学フィルター、およびこれを用いて構成されたディスプレイ、特に有機ＥＬディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、原理的には、陽極と陰極の間に有機ＥＬ発光層をはさんだ構造を有するものであるが、実際に、有機ＥＬ素子を用いてカラー表示の可能な有機ＥＬディスプレイとするには、（１）三原色の各色をそれぞれ発光する有機ＥＬ素子どうしを配列する方式、（２）白色光に発光する有機ＥＬ素子を三原色のカラーフィルター層と組合せる方式、並びに（３）青色発光する有機ＥＬ素子と、青→緑、および青→赤にそれぞれ色変換する色変換層（ＣＣＭ層）とを組合せるＣＣＭ方式等がある。
【０００３】
中でも、（３）のＣＣＭ方式では、同じ色に発光する有機ＥＬ素子を一種類使用すればよいので、上記（１）の方式の有機ＥＬディスプレイにおけるように、各色の有機ＥＬ素子の特性を揃える必要が無く、また、（２）の方式の有機ＥＬディスプレイにおけるように、三原色のカラーフィルターで色分解する際の白色光の利用率が低い欠点が解消され、ＣＣＭ層の変換効率を高めることにより、ディスプレイの輝度を向上させることが可能で注目されている。
【０００４】
上記（２）の方式の場合、ディスプレイ内において、有機ＥＬ素子から出た光の一部は、カラーフィルター層に入射する際に反射するし、上記の（３）の場合にも、ディスプレイ内において、有機ＥＬ素子から出た光の一部は、色変換層に入射する際に反射する。また、上記（１）の方式の場合にも、通常はカラーフィルター層を伴なうので、ディスプレイ内において、有機ＥＬ素子から出た光の一部が、カラーフィルター層に入射する際に反射する。これらの反射は、カラーフィルター層への光の入射効率、もしくは色変換層への光の入射効率を低下させるものである。
【０００５】
ディスプレイ内における、カラーフィルター層の表面や色変換層の表面での反射は、（ａ）表面の粗面化、もしくは（ｂ）互いに屈折率の異なる複数の層からなる反射防止層を設ける、等により、解消を図ることが一応考えられる。しかし、（ａ）の粗面化の目的で、微粒子を配合した層を塗装等により積層すると、入射光の乱反射が起こって、光の一部が失われるから、ディスプレイからカラーフィルター層や色変換層への入射効率が低下する。また、一定の粗面を得るための塗料の管理が難しいし、（ｂ）においては、複数の層を積層しなければならず、反射防止のための工程数が増加する。
【０００６】
出願人は、以前に、透明基材フィルム上に、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物からなる透明層で構成され、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された凹凸部を有する反射防止フィルムを提案し、また、各種ディスプレイの表面に反射防止フィルムを積層もしくは配置して、外光の反射を防止することを併せて提案している。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２６４５２０号公報（第３頁、図１）
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１においては、反射防止フィルムを、ディスプレイの表面、即ち、ディスプレイからの映像光が最終的に出る部分に適用することを意図しており、映像光の反射ではなく、外光、即ち、室内の照明等からもたらされる光の反射防止を意図するものであって、ディスプレイからの光をカラーフィルター層の表面や色変換層への光の入射効率を意図するものではなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、ディスプレイ内部におけるカラーフィルター層の表面や色変換層の表面での光の反射を防止する策を講じる際に、粗面化の目的で、微粒子を配合した層を塗装で形成すると、入射光の乱反射が起こって、入射効率が低下したり、一定の粗面を得るための塗料の管理が難しい点や、屈折率の異なる複数の層を積層して反射防止を行なう際に、反射防止のための工程数が増加する欠点を解消することを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決する手段】
発明者の検討の結果、以下に示すように、ディスプレイ内部におけるカラーフィルター層の表面や色変換層の表面に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された微細凹凸面を適用することにより、入射効率が向上し、上記の課題を解決することができた。
【００１１】
第１の発明は、透明基板上に、各画素毎の入射光を色補正するカラーフィルター層が少なくとも積層された積層体であり、前記積層体の前記透明基板とは反対側に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された凹凸面を有していることを特徴とする光学フィルターに関するものである。
【００１２】
第２の発明は、透明基板上に、各画素毎の入射光を色変換する色変換層が少なくとも積層された積層体であり、前記積層体の前記透明基板とは反対側に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された凹凸面を有していることを特徴とする光学フィルターに関するものである。
【００１３】
第３の発明は、透明基板上に、各画素毎の入射光を色補正するカラーフィルター層、および各画素毎の入射光を色変換する色変換層の少なくとも二層がこの順に積層された積層体であり、前記積層体の前記透明基板側とは反対側に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された凹凸面を有していることを特徴とする光学フィルターに関するものである。
【００１４】
第４の発明は、第１〜第３いずれかの発明において、前記積層体の前記透明基板とは反対側に、さらにハードコート層が積層されており、前記ハードコート層の前記透明基板とは反対側の面が前記凹凸面であることを特徴とする光学フィルターに関するものである。
【００１５】
第５の発明は、第１〜第３いずれかの発明において、前記積層体の前記透明基板とは反対側に、さらにハードコート層およびバリア層がこの順に積層されており、前記バリア層の前記透明基板とは反対側の面が前記凹凸面であることを特徴とする光学フィルターに関するものである。
【００１６】
第６の発明は、第１〜第３いずれかの発明において、前記積層体の前記透明基板とは反対側に、さらにハードコート層、バリア層、および透明層がこの順に積層されており、前記透明基板とは反対側の面が前記凹凸面であることを特徴とする光学フィルターに関するものである。
【００１７】
第７の発明は、第１〜第６いずれかの発明の光学フィルターの前記凹凸面側に、各画素ごとに発光する発光層を備えた有機ＥＬ素子が配置されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイに関するものである。
【００１８】
第８の発明は、第７の発明において、前記光学フィルターと前記有機ＥＬ素子とが、間隔を有して配置されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイに関するものである。
【００１９】
第９の発明は、第８の発明において、前記光学フィルターと前記有機ＥＬ素子との間に透明樹脂が充填されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイに関するものである。
【００２０】
第１０の発明は、第７〜第９いずれかの発明において、前記ＥＬ素子の前記光学フィルター側に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された凹凸面を有していることを特徴とする請求項７〜請求項９いずれか記載の有機ＥＬディスプレイ。
【００２１】
第１１の発明は、第７〜第１０いずれかの発明において、前記有機ＥＬ素子がアクティブマトリックス駆動方式のものであることを特徴とする有機ＥＬディスプレイに関するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の光学フィルターの様々なタイプのものを、有機ＥＬ素子と組合せて構成した有機ＥＬディスプレイを示す図である。図２は、本発明の光学フィルターの反射防止性をもたらすための微細凹凸面を設ける位置を示す図である。図３は、有機ＥＬ素子側にも、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された凹凸面を形成した有機ＥＬディスプレイを示す図である。図４は、微細凹凸面の断面形状を示す図である。図５は、微細凹凸面の微細凹凸の配列を示す図である。
【００２３】
本発明の有機ＥＬディスプレイは、図１に示すように、透明基板１１を用いて構成された光学フィルター１０が、その表面に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された微細凹凸面１４を有するもので、微細凹凸面１４上に、有機ＥＬ素子２０が配置されたものである。なお、本明細書中の「上」「下」は図面を基準とするものとする。また、光の波長以下とは、実際上、可視光の波長以下の意味であり、４００ｎｍ以下を指すものとする。
【００２４】
図１（ａ）に示すように、光学フィルター１０は、例えば、透明基板１１上にブラックマトリックス（図では「ＢＭ」と表示する。）１２が積層され、ブラックマトリックス１２の開孔部に相当する位置に、カラーフィルター層（図中「ＣＦ層」と表示する。）１３が積層されたものであって、さらに上面に微細凹凸面１４を有する層が積層されることにより、カラーフィルター層１３の上方に微細凹凸面１４を有するものである。なお、後に説明するように、微細凹凸面１４を有する層は種々の層であり得る。この光学フィルター１０は、その上方に配置された有機ＥＬ素子２０と共に、有機ＥＬディスプレイ１を構成する。有機ＥＬ素子２０は、各画素ごとに発光する発光層を備えており、カラーフィルター層１３は、有機ＥＬ素子２０が発光してもたらされる入射光を色補正する機能を有する。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、本発明の光学フィルター１０は、透明基板１１上にブラックマトリックス１２が積層され、ブラックマトリックス１２の開孔部に相当する位置に、色変換層１５が積層されたものであって、色変換層１５の上方に微細凹凸面１４を有するものであってもよい。微細凹凸面１４を有する層は種々の層であり得る。この光学フィルター１０は、その上方に配置された有機ＥＬ素子２０と共に、有機ＥＬディスプレイ１を構成する。有機ＥＬ素子２０は、各画素ごとに発光する発光層を備えており、色変換層１５は、有機ＥＬ素子２０が発光することによりもたらされる入射光を色変換する機能を有する。
【００２６】
図１（ｃ）に示すように、本発明の光学フィルター１０は、透明基板１１上にブラックマトリックス１２が積層され、ブラックマトリックス１２の開孔部に相当する位置に、カラーフィルター層１３および色変換層１５がこの順に積層されたものであって、色変換層１５の上方に微細凹凸面１４を有するものであってもよい。微細凹凸面１４を有する層は種々の層であり得る。この光学フィルター１０は、その上方に配置された有機ＥＬ素子２０と共に、有機ＥＬディスプレイ１を構成する。有機ＥＬ素子２０は、各画素ごとに発光する発光層を備えており、色変換層１５は、有機ＥＬ素子２０が発光することによりもたらされる入射光を色変換する機能を有し、カラーフィルター１３は、色変換層１５が色変換した光をさらに色補正する機能を有する。
【００２７】
微細凹凸面１４は、図１（ａ）を引用して説明した例においては、カラーフィルター層１３上に積層された層の上面に有するものとして説明したが、微細凹凸面１４は、カラーフィルター層１３が、その上面に直接有していてもよい。図１（ｂ）および（ｃ）を引用して説明した例においても、同様に、微細凹凸面１４は、色変換層１５が、その上面に直接有していてもよい。
【００２８】
しかし、実際上、図１（ａ）を引用して説明した例の光学フィルター１０においては、そのカラーフィルター層１３上に、種々の層が付加されて積層されていることがあるし、図１（ｂ）および（ｃ）を引用して説明した例においては、その色変換層１５上に、種々の層が積層されていることがあるので、微細凹凸面１４は、それら、付加されて積層された種々の層が有していてもよい。図２に、付加されて積層された種々の層が微細凹凸面１４を有する状態を示す。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、光学フィルター１０は、その上面に光透過性のハードコート層１６が積層されたものであって、ハードコート層１６の上面に微細凹凸面１４を有するものであってもよい。なお、図２（ａ）〜（ｃ）においては、ハードコート層１６よりも下層の部分を、最下層側から、透明基板１１上にブラックマトリックス１２が積層され、ブラックマトリックス１２の開孔部に相当する位置に、カラーフィルター層１３および色変換層１５がこの順に積層されたものとして描いてあるが、微細凹凸面１４を、付加されて積層された種々の層が有するものとは、このように、透明基板１１上に、ブラックマトリックス１２、カラーフィルター層１３、および色変換層１５の三つが揃った場合に限られない。即ち、微細凹凸面１４を、付加されて積層された種々の層が有するものとは、透明基板１１上に、ブラックマトリックス１２とカラーフィルター層１３の二つを有する場合、ブラックマトリックス１２と色変換層１３の二つを有する場合、カラーフィルター層１３のみを有する場合、もしくは色変換層１３のみを有する場合のいずれであってもよい。
【００３０】
図２（ｂ）に示すように、光学フィルター１０は、その上面に、ハードコート層１６および光透過性のバリアー層１７がこの順に積層されたものであって、バリアー層１７の上面に微細凹凸面１４を有するものであってもよい。なお、この場合の、「上面に微細凹凸面１４を有する」とは、バリアー層１７の上面に、下層のハードコート層１６に到達しない微細凹凸を有する場合と、バリアー層１７の上面および下層のハードコート層１６の上面とに互いに対応した微細凹凸を有する場合とを含む。
【００３１】
図２（ｃ）に示すように、光学フィルター１０は、その上面に、ハードコート層１６、バリアー層１７、および透明層（光透過性である。）１８がこの順に積層されたものであって、透明層１８の上面に微細凹凸面１４を有するものであってもよい。なお、この場合の、「上面に微細凹凸面１４を有する」とは、（１）透明層１８の上面に、下層のバリアー層１７の上面に到達しない微細凹凸を有する場合、（２）透明層１８の上面に、下層のバリアー層１７の上面に到達し、さらに下層のハードコート層１６の上面に到達しない微細凹凸を有する場合、および、（３）透明層１８の上面に、下層のバリアー層１７に到達すると共に、さらに下層のハードコート層１６の上面に到達する微細凹凸を有する場合、等を含む。
【００３２】
図４は、本発明の光学フィルター１０が有する微細凹凸面１４の微細凹凸の断面形状を例示する図である。
【００３３】
微細凹凸面１４の微細凹凸の断面形状としては、例えば、図４（ａ）に示すように断面の上縁の微細凹凸の形状が正弦曲線を描くもの、図４（ｂ）に示すように断面の頂部が円弧状で、立ち上がり部分が直線状であり、上へ行くほどすぼまった形状のもの、図４（ｃ）に示すように三角波状のもの、もしくは図４（ｄ）に示すように矩形波状のものであってよい。
【００３４】
図４（ａ）〜（ｄ）を引用して説明したうちでも、図の左右方向の位置により深さが変動する、図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の上すぼまりの断面形状のものが好ましく、これらのような断面形状のものを使用すると、微細凹凸面１４を有する層の厚み方向の位置により、光の屈折率が変化する性質が付与される。
【００３５】
仮に、微細凹凸面１４が透明プラスチック層の上面に形成され、空気と接している場合、図中の頂上の部分においては、透明プラスチック層が無く空気のみであるから、この部分の屈折率は空気の屈折率そのものであるが、下方へ行くほど、透明プラスチック層が占める割合（面積比）が増加するので、屈折率が連続的に増加し、微細凹凸面１４の凹凸の底部では、透明プラスチック層のみとなるから、その部分の屈折率は、透明プラスチック層の屈折率そのものとなる。このように屈折率が連続的に変化することにより、入射光の反射が防止され、微細凹凸面１４からの光の入射効率が向上する。
【００３６】
図４（ｄ）に示すものは、層の厚み方向のどの部分でも水平断面における面積が変わらないので、即ち、層が占める割合が同じであり、図中、上の方と下の方とで、光の屈折率が変わらない。ただ、ピッチや波の幅を決めることにより、一定でかつ所定の値の屈折率を有する層を形成することができる。
【００３７】
図４（ｅ）に示すような、図中、下すぼまりの形状もあり得るが、型を利用して製造する場合には、離型が難しく、好ましくない。
【００３８】
これらの断面形状の微細凹凸を有する微細凹凸面１４を、微細凹凸面１４のある側から観察するとき、微細凹凸の配列としては、図５（ａ）に斜視図で示すように、凹部（もしくは凸部）どうしが互いに平行なものと、図５（ｂ）もしくは（ｃ）に等高線図（同心円の中央に近い程、高いことを示すものとする。）で示すように、平面的に並べた配列のものがあり得るが、図５（ａ）を引用して説明したようなタイプの一方向性の配列のものは、入射光の方向によって反射率が変わり得る。これに対し、図５（ｂ）もしくは（ｃ）に例示するような一方向性でない配列のものは、方向性が事実上無く、好ましい。
【００３９】
微細凹凸の形状自体には種々のものがあるにせよ、断面形状に表れる凹凸の波のピッチ（＝周期）は、光の波長以下の微細なものであり、４００ｍｎ以下、より好ましくは３００ｎｍ以下である。下限は特にないが、型の精度を考慮すると１００ｎｍ以上であることが好ましい。
【００４０】
微細凹凸の波の高低差は、大きい方が、反射率が低くなり、反射防止効果があるため、高低差で１００ｎｍ以上であることが好ましい。上限は特に無いが、通常のピッチである２００ｎｍ〜３００ｎｍ程度を想定すると、ピッチの値の５０％〜２００％程度であることが好ましく、１００ｎｍ〜６００ｎｍ程度である。
【００４１】
上記した微細凹凸面１４は、微細凹凸面１４を上面に有する層の形成の際に形成してもよく、もしくは層のみを先に形成しておき、層の形成後に、微細凹凸面１４を形成してもよい。微細凹凸面１４を上面に有する層を構成する素材としては、透明な樹脂を用いるのが、微細凹凸の形成が容易である点で好ましく、形成された微細凹凸面１４の物理的性状および化学的性状が優れている点において、熱可塑性樹脂組成物を用いて構成するよりも、熱硬化性樹脂組成物を用いて、その硬化物で構成することが好ましく、中でも、電離放射線硬化性樹脂組成物を用いて、その硬化物で構成することが、より一層好ましい。
【００４２】
電離放射線硬化性樹脂組成物を用いて、層の上面に微細凹凸面１４を形成するには、例えば、電離放射線硬化性樹脂組成物の層を塗布等により形成する際に、表面に微細凹凸を有する型付け用フィルムで層の表面を被覆したまま硬化させるか、形成された未硬化の層に型付け用ローラ等の型付け手段を、必要に応じて加熱しつつ押し付けて行なうか、あるいは、剥離面に微細凹凸を有する剥離性基材上に層を塗布等により形成して、層を転写し得る転写フィルムを作成し、その転写フィルムを用いて転写する等の方法を採ることができる。いずれも適当なタイミングで硬化させる。微細凹凸面１４を有する層を、カラーフィルター層１３や色変換層１５とは別に設ける場合には、電離放射線硬化性樹脂組成物として透明なものを使用し、微細凹凸面１４を有する層をカラーフィルター層１３、もしくは色変換層１５の形成を兼ねて形成する場合には、電離放射線硬化性樹脂組成物として所定の着色を施したものを使用する。
【００４３】
型付け用フィルムや型付け用ローラ等の型付け手段の準備を含めた、より好ましい微細凹凸面１４の形成方法は次の通りである。まず、適宜な基材に、感光性樹脂組成物（紫外線硬化性樹脂組成物である。）の層を積層したものを準備し、感光性樹脂組成物の層にレーザー光干渉法により露光を行なう。感光性樹脂組成物としては、レリーフホログラム製造用として市販されているフィルム付きのものを利用することができる。露光は、レーザー光を２ないしそれ以上に分割して干渉させることによって行ない、ピッチが光の波長以下の硬化部と未硬化部とを得る。露光後、感光性樹脂組成物の種類に応じた現像法、例えば、特定の溶剤による未硬化部分の除去により、現像を行なって、ピッチが光の波長以下の無数の微細凹凸が形成された型面を有する原型を得る。
【００４４】
得られた原型は、凹凸を形成しやすくするために、比較的分子量の小さい高分子からなっているため、溶剤に対する耐久性も不十分であり、また、しばしばもろいため、この原型を何度も使用して微細凹凸面１４の複製を行なうことは好ましくない。そこで、原型にニッケル等の金属でめっきを行なって、第１の金属製の型を形成し、この第１の金属製の型を使用するか、または第１の金属製の型にめっきを行なって、第２の金属製の型を幾つか形成し、得られた第２の金属製の型を使用して複製を行なう事が好ましい。なお、これら金属製の型を金属製スタンパーと呼ぶことが多い。より好ましくは、このようにして得られた平板状の型面の形状をローラ面に形成し、必要に応じて、殖版（同一版面上に多面付けにすること）した型ローラを使用するとよい。
【００４５】
なお、型面の形状を複製する際に、原型と第２の金属製の型とは同形状であり、原型と第１の金属製の型とは互いに逆型形状の関係となる。また、本発明における微細凹凸面１４の微細凹凸の形状と、それを製造するための型の型面の微細凹凸の形状とは、互いに逆型形状の関係にある。従って、微細凹凸面１４として欲しい微細凹凸の形状が得られるよう、必要なら更に、めっきによる金属型の形成を加えて、微細凹凸の形状を逆転させるとよい。ただし、微細凹凸の断面形状が正弦曲線のように、元の型形状と逆型形状の違いがない場合もある。以下の説明で用いる型の型面の微細凹凸形状としては、上記のような例外を除き、反射防止フィルムに、得たい微細凹凸形状が得られるよう、逆型形状に形成されているものとする。
【００４６】
型ローラを用いて微細凹凸面１４を形成するには、対象となるシート状物を、型ローラに沿わせて走行させる際に、型ローラとシート状物との間に電離放射線硬化性樹脂組成物を供給し、型ローラとシート状物との間に保持された電離放射線硬化性樹脂組成物に対して電離放射線を照射して、電離放射線硬化性樹脂組成物を架橋硬化させると共にシート状物と接着させ、その後、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物の層をシート状物と共に型ローラから剥がして巻き取ることにより行なうことができる。
【００４７】
微細凹凸面１４は、型ローラを用いて形成する代りに、型面を有する型付け用フィルムや平板状の型（＝型板）を用いて、その型面に、対象となるシート状物を電離放射線硬化性樹脂組成物を介して積層し、間に保持された電離放射線硬化性樹脂組成物に対して電離放射線を照射して架橋硬化させると共にシート状物と接着させ、その後、型付け用フィルムもしくは平板状の型（＝型板）から電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物の層をシート状物と共に剥がすことにより行なうことができる。
【００４８】
透明基板１１は、本発明において光学フィルター１０を支える支持体であり、有機ＥＬディスプレイ１を構成した際には、その観察側にあって、しばしば、有機ディスプレイ１全体を支える支持体でもある。必要に応じて、さらに、観察側には、擦傷防止のためのハードコート層、帯電防止層、汚染防止層、反射防止層、防眩層等が直接積層されるか、もしくは透明フィルム上に積層されて適用されていてもよく、あるいは、タッチパネルのような機能が付加されていてもよい。
【００４９】
透明基板１１は、大別すると、ガラスや石英ガラス等の無機質の板状透明素材、もしくはアクリル樹脂等の有機質の（＝合成樹脂製の）板状透明素材、または、合成樹脂製の透明フィルム状素材からなる。厚みのごく薄いガラスも透明フィルム状素材として利用することができる。透明基板１１としては、ブラックマトリックス１２、ＣＦ層１３、もしくは色変換層１４等を形成する側の表面の平滑性が高く、即ち、算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．５ｎｍ〜３．０ｎｍ（５μｍ□領域）であるものを用いることが好ましい。
【００５０】
透明基板１１を構成する合成樹脂素材の合成樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、メタクリル酸メチル樹脂等のアクリル樹脂、トリアセチルセルロース樹脂等のセルロース樹脂、エポキシ樹脂、または環状オレフィン樹脂もしくは環状オレフィン共重合樹脂等を挙げることができる。
【００５１】
ブラックマトリックス１２は、各画素毎に発光する区域を区画すると共に、発光する区域どうしの境界における外光の反射を防止し、画像、映像のコントラストを高めるためのもので、必ずしも設けなくてよいが、コントラストを向上させる以外に、カラーフィルター層１３や色変換層１５をはじめ、以降の各層を、ブラックマトリックス１２の開孔部に対応させて作製する上で、形成することが好ましい。ブラックマトリックス１２は、通常は、黒色の細線で構成された、縦横の格子状等、もしくは一方向のみの格子状等の、開孔部を有するパターン状に形成されたものである。有機ＥＬ素子２０の発光による光は、このブラックマトリックス１２の開孔部を経由し、観察側に到達する。
【００５２】
ブラックマトリックス１２は、クロム等の金属の、蒸着、イオンプレーティング、もしくはスパッタリング等による薄膜の表面にフォトレジストを塗布し、パターンマスクで被覆して露光、現像、エッチング、および洗浄等の各工程を経て、形成することができ、あるいは、無電界メッキ法、もしくは黒色のインキ組成物を用いた印刷法等を利用しても形成することができる。ブラックマトリックス１２の厚みは、薄膜で形成する場合には、０．２μｍ〜０．４μｍ程度であり、印刷法によるときは０．５μｍ〜２μｍ程度である。
【００５３】
カラーフィルター層１３は、ブラックマトリックス１２の開孔部に対応して設けられ、各画素に対応して、通常は、青色用、緑色用、および赤色用の三種類が規則的に配列したものである。カラーフィルター層１３の各色の部分は、ブラックマトリックス１２の開孔部毎に設けたものであってもよいが、便宜的には、図１〜図３における手前側から奥側の方向に帯状に設けたものであってよい。
【００５４】
ＣＣＭ方式の有機ＥＬディスプレイ１においては、有機ＥＬ素子２０から発した、例えば、青色光が、色変換層１５により変換されて、青色光、緑色光、および赤色光の三原色の光が生じるので、色変換層１５の存在により、カラー映像の再現が可能で、カラーフィルター層１３を省略することが可能であるが、色変換層１５により変換された光をさらに補正して、所定の帯域内の光のみを透過させ、有機ＥＬディスプレイ１の演色性を高める意味で、カラーフィルター層１３を設けることが好ましい。
【００５５】
カラーフィルター層１３を形成するには、顔料もしくは染料等の着色剤、好ましくは顔料の配合により着色した感光性樹脂組成物の層をフォトリソグラフィー法によってパターン化するか、もしくは、所定の色に着色したインキ組成物を調製して、各色毎に所定の位置に印刷することによって行なう。カラーフィルター層１３の厚みは、１μｍ〜２μｍ程度である。
【００５６】
赤色カラーフィルター層形成用の顔料としては、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、もしくはイソインドリン系顔料等のから選択された顔料の１種もしくは２種以上、緑色カラーフィルター層形成用の顔料としては、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン顔料、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、もしくはイソインドリノン系の顔料の１種もしくは２種以上、また、青色カラーフィルター層形成用の顔料としては、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、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、もしくはジオキサジン系顔料の１種もしくは２種以上を挙げることが好ましい。
【００５７】
上記の着色剤を配合するバインダー樹脂としては、透明な、好ましくは、可視光透過率が５０％以上である電離放射線硬化性樹脂、特に紫外線硬化性樹脂が仕様され、「フォトレジスト」用として市販されているものも使用でき、このようなバインダー樹脂中に、上記の着色剤を、形成されるカラーフィルター層中に５〜５０%含有されるように、配合して、着色した感光性樹脂の塗布用の組成物を調製する。
【００５８】
色変換層１５は、ブラックマトリックス１２の開孔部、およびカラーフィルター層１３に対応して設けられるもので、やはり、各画素毎に、青色用、緑色用、および赤色用に三種類が規則的に配列したものである。なお、青色用の色変換層については、有機ＥＬ素子が、青色光、もしくは青色光および緑色光を発光する場合には、色変換を行なう必要がないので、省略できるが、他の色用の色変換層と同じ厚みのクリア層をダミー層として形成しておくことが好ましい。
【００５９】
色変換層１５の各部分は、カラーフィルター層１３の各色の部分と同様、ブラックマトリックス２の開孔部のみに設けたものであってもよいが、図１〜図３における手前側から奥側の方向に帯状に設けたものであってもよい。
【００６０】
赤色変換層、および緑色変換層は、それぞれ、青色を赤色に変換する赤色変換蛍光体、および青色を緑色に変換する緑色変換蛍光体を樹脂中に溶解もしくは分散した組成物で構成される。
【００６１】
赤色変換蛍光体としては、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン等のシアニン系色素、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］−ピリジウム−パークロレート等のピリジン系色素、ローダミンＢ、もしくはローダミン６Ｇ等のローダミン系色素、またはオキサジン系色素等を例示することができる。
【００６２】
緑色変換蛍光体としては、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ノ（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン、３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン、もしくは３−（２’−ベンズイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン等のクマリン色素、ベーシックイエロー５１等のクマリン色素系染料、または、ソルベントイエロー１１、もしくはソルベントイエロー１１６等のナフタルイミド系色素等を例示することができる。
【００６３】
赤色変換蛍光体、もしくは緑色変換蛍光体を溶解、もしくは分散させる樹脂としては、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、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、もしくはポリアミド樹脂等の透明樹脂を例示することができる。または、樹脂としては、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化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（実際には、電子線硬化性樹脂もしくは紫外線硬化性樹脂であって、後者であることが多い。）を使用することもできる。
【００６４】
色変換層１５の形成は、フォトリソグラフィー法によって行なうほか、上記の赤色変換蛍光体もしくは緑色変換蛍光体、および樹脂を、必要に応じ、溶剤、希釈剤、もしくは適宜な添加剤と共に混合して、インキ組成物を調製し、印刷することによって行なってもよい。青色用のクリア層は、上記の方法に準じて行ない、ただし、使用する組成物もしくはインキ組成物から、赤色変換蛍光色素もしくは緑色変換蛍光色素を除いたものを用いて行なえばよい。色変換層１５における樹脂と、赤色変換蛍光体、もしくは緑色変換蛍光体の割合は、例えば、樹脂／蛍光体＝１００／０．５〜１００／５（質量基準）程度が好ましく、色変換層１５の厚みは５μｍ〜２０μｍ程度であることが好ましい。
【００６５】
ハードコート層１６は、下層の厚みが一定しない場合には、それらの表面をならす目的で、あるいは、上層の各層、特に有機ＥＬ素子２０と下層の色変換層１５とを隔離し、有機ＥＬ素子２０等の寿命を延ばす目的で設けられる。また、ハードコート層１６は、下層を保護する役割もになっている。
【００６６】
ハードコート層１６は、色変換層１５を構成するための樹脂として前記したものと同様な透明な樹脂を用いて構成されることが好ましいが、中でもアクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化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を用いて、それらの硬化物として構成されることがより好ましい。ハードコート層１６の厚みとしては、下層の凹凸状態にもよるが１μｍ〜５μｍであることが好ましく、表面の平滑性が高くなるよう形成することが好ましい。
【００６７】
ハードコート層１６上には、透明なバリアー層１７が積層されていてもよい。バリアー層１７は、無機酸化物の薄膜から構成されることが好ましく、上層に配置される有機ＥＬ素子２０への下方からの空気、特に、水蒸気が透過するのをより有効に遮断することができる。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、もしくは窒化ケイ素等、または酸化ケイ素と窒化ケイ素の合金等を使用することが好ましい。バリアー層１７の厚みとしては、０．０３μｍ〜３μｍ程度である。
【００６８】
透明層１８は、反射防止のための微細凹凸面１４を形成するための層である。下層のバリアー層１７の上面やハードコート層１６の上面に微細凹凸面１４を形成する場合には、それらの層の機能を損なわずに微細凹凸面１４を形成しなければならないが、透明層１８に微細凹凸面１４を形成する場合は、既に下層のバリアー層１７およびハードコート層１６の積層が完了しているので、透明層１８の形成目的は微細凹凸面１４の形成のみである。従って、透明層１８が積層された積層構造を有する光学フィルター１０は、ハードコート層１６およびバリアー層１７が積層された積層構造を有するものに、微細凹凸面１４を有する透明層１８を付加することにより、容易に得ることができ、透明層１８は、微細凹凸面１４の形成の容易な素材を選択して形成することができ、具体的には、ハードコート層１６を構成する樹脂として先に挙げたものの中から選択することができる。
【００６９】
有機ＥＬ素子２０は、各画素に対応して、透明電極層、有機ＥＬ発光層、および背面電極層とが積層されたものから基本的に構成され、駆動方式としては、パッシブマトリックス、もしくはアクティブマトリックスのいずれのものであってもよい。必要に応じて、さらに封止材が積層され得る。
【００７０】
透明電極層は、背面電極層との間にはさんだ有機ＥＬ発光層に電圧をかけ、所定の位置で発光を起こさせるためのものである。透明電極層は、例えば、ブラックマトリックス１２の開孔部の幅に相当する幅の帯状の形状を有する各電極が図１〜図３で言えば、図の左右方向に配置され、図の手前から奥に向かう方向に、間隔をあけて配列したもので、配列のピッチはブラックマトリックス１２の開孔部の配列ピッチと同じである。
【００７１】
透明電極層は、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、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、もしくは酸化第２錫等を素材として構成され、これらの素材の一様な薄膜を蒸着法もしくはスパッタリング法等によって形成した後に、フォトリソグラフィー法により不要部を除去することにより形成することが好ましい。
【００７２】
有機ＥＬ発光層は、先に挙げたように、（１）三原色を配列する方式においては、赤色発光用、緑色発光用、および青色発光用の各色発光用の有機ＥＬ発光層を並べたものであり、（２）白色光に発光する有機ＥＬ素子を三原色のカラーフィルター層と組合せる方式においては、白色発光用の有機ＥＬ発光層であり、また、（３）ＣＣＭ方式においては、青色発光用、もしくは青色および緑色発光用の有機ＥＬ発光層である。
【００７３】
有機ＥＬ発光層は、代表的には、（１）有機ＥＬ発光層単独から構成されたもの、（２）有機ＥＬ発光層の透明電極層側に正孔注入層を設けたもの、（３）有機ＥＬ発光層の背面電極層側に電子注入層を設けたもの、もしくは（４）有機ＥＬ発光層の透明電極層側に正孔注入層を設け、背面電極層側に電子注入層を設けたもの、等の種々の構造のものがあり得る。
【００７４】
有機ＥＬ発光層は、例えば、色素系、金属錯体系、もしくは高分子系の有機蛍光体で構成され得る。
【００７５】
色素系のものとしては、シクロペンダミン誘導体、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−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、オキサジアゾールダイマー、もしくはピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
【００７６】
金属錯体系のものとしては、アルミキノリノール錯体、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、ユーロピウム錯体等、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ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、もしくは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。
【００７７】
高分子系のものとしては、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等、ポリフルオレン誘導体、もしくはポリビニルカルバゾール誘導体、または前記の色素系のもの、もしくは金属錯体系のものを高分子化したもの等を挙げることができる。
【００７８】
上記した有機蛍光体には、発光効率の向上、もしくは発光波長を変化させる目的でドーピングを行うことができる。このドーピング材料としては例えば、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、ポルフィレン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン等を挙げることができる。
【００７９】
ＣＣＭ方式において使用する、青色から青緑色の発光を得ることが可能な有機蛍光体としては、特開平８−２７９３９４号公報に例示されている、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系等の蛍光増白剤、特開昭６３−２９５６９５号公報に開示されている金属キレート化オキシノイド化合物、欧州特許第０３１９８８１号明細書や欧州特許第０３７３５８２号明細書に開示されたスチリルベンゼン系化合物、特開平２−２５２７９３号公報に開示されているジスチリルピラジン誘導体、もしくは欧州特許第０３８８７６８号明細書や特開平３−２３１９７０号公報に開示された芳香族ジメチリディン系化合等物を例示することができる。
【００８０】
具体的には、ベンゾチアゾール系としては、２−２’−（ｐ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾール等、ベンゾイミダゾール系としては、２−［２−［４−（２−ベンゾイミダゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾイミダゾール、もしくは２−［２−（４−カルボキシフェニル）ビニル］ベンゾイミダゾール等、ベンゾオキサゾール系としては、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）−１，３，４−チアジアゾール、４，４’−ビス（５，７−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）スチルベン、もしくは２−［２−（４−クロロフェニル）ビニル］ナフト［１，２−ｄ］オキサゾール等を例示することができる。
【００８１】
金属キレート化オキシノイド化合物としては、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）マグネシウム、ビス（ベンゾ［ｆ］−８−キノリノール）亜鉛等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体、もしくはジリチウムエピントリジオン等、スチリルベンゼン系化合物としては、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベンゼン、１，４−ビス（２−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）−２−メチルベンゼン、もしくは１，４−ビス（２−メチルスチリル）−２−エチルベンゼン等を例示することができる。
【００８２】
ジスチリルピラジン誘導体としては、２，５−ビス（４−メチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス（４−エチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス［２−（１−ナフチル））ビニル］ピラジン、２，５−ビス（４−メトキシスチリル）ピラジン、２，５−ビス［２−（４−ビフェニル）ビニル］ピラジン、もしくは２，５−ビス［２−（１−ピレニル）ビニル］ピラジン等、並びに、芳香族ジメチリディン系化合物としては、１，４−フェニレンジメチリディン、４，４−フェニレンジメチリディン、２，５−キシレンジメチリディン、２，６−ナフチレンジメチリディン、１，４−ビフェニレンジメチリディン、１，４−ｐ−テレフェニレンジメチリディン、９，１０−アントラセンジイルジルメチリディン、４，４’−ビス（２，２−ジ−ｔ−ブチルフェニルビニル）ビフェニル、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル等、もしくはそれらの誘導体を例示することができる。
【００８３】
ＣＣＭ方式において使用する、青色発光する有機蛍光体としては、特開平５−２５８８６２号公報等に記載されている一般式（Ｒｓ−Ｑ）２−ＡＬ−Ｏ−Ｌであらわされる化合物を例示することができる（一般式中、Ｌはベンゼン環を含む炭素原子６〜２４個の炭化水素であり、Ｏ−Ｌはフェニラート配位子であり、Ｑは置換８−キノリノラート配位子であり、Ｒｓはアルミニウム原子に置換８−キノリノラート配位子が２個以上結合するのを立体的に妨害するように選ばれた８−キノリノラート環置換基を表す。）。具体的には、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（パラ−フェニルフェノラート）アルミニウム（ＩＩＩ）、もしくはビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム（ＩＩＩ）等を例示することができる。
【００８４】
以上のような材料からなる、もしくは含有する有機ＥＬ発光層の厚みとしては、特に制限はないが、例えば、５ｎｍ〜５μｍ程度とすることができる。
【００８５】
正孔注入層を構成する材料としては、従来より非伝導材料の正孔注入材料として使用されているものや、有機ＥＬ素子の正孔注入層に使用されている公知の物の中から任意に選択して使用することができ、正孔の注入、もしくは電子の障壁性のいずれかを有するものであって、有機物、もしくは無機物のいずれであってもよい。
【００８６】
具体的に正孔注入層を構成する材料としては、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ポリシラン系、アニリン系共重合体、もしくはチオフェンオリゴマー等の導電性高分子オリゴマー等を例示することができる。さらに正孔注入層の材料としては、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物、もしくはスチリルアミン化合物等を例示することができる。
【００８７】
具体的には、ポルフィリン化合物としては、ポルフィン、１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン銅（ＩＩ）、アルミニウムフタロシアニンクロリド、もしくは銅オクタメチルフタロシアニン等、芳香族第三級アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−［４（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン、３−メトキシ−４’−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、もしくは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等、を例示することができる。
【００８８】
以上に例示したような材料からなる正孔注入層の厚みとしては、特に制限はないが、例えば、５ｎｍ〜５μｍ程度とすることができる。
【００８９】
電子注入層を構成する材料としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタンおよびアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、もしくはオキサジアゾール誘導体のオキサジアゾール環の酸素原子をイオウ原子に置換したチアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有したキノキサリン誘導体、トリス（８−キノリノール）アルミニウム等の８−キノリノール誘導体の金属錯体、フタロシアニン、金属フタロシアニン、もしくはジスチリルピラジン誘導体等を例示することができる。
【００９０】
以上に例示したような材料からなる電子注入層の厚みとしては、特に制限はないが、例えば、５ｎｍ〜５μｍ程度とすることができる。
【００９１】
背面電極層は、有機ＥＬ発光層を発光させるための他方の電極をなすものである。背面電極層は、仕事関数が４ｅＶ以下程度と小さい金属、合金、もしくはそれらの混合物から構成される。具体的には、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、インジウム、もしくはリチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等を例示することができ、より好ましくは、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、もしくはリチウム／アルミニウム混合物を挙げることができる。これらの素材からなる背面電極層は、これらの素材の一様な薄膜を蒸着法もしくはスパッタリング法等によって形成した後に、フォトリソグラフィー法により不要部を除去することにより形成することが好ましい。なお、有機ＥＬ素子２０がＴＦＴ基板を用いて構成される場合には、ＴＦＴ基板が有する画素電極を上記の背面電極層として利用する。ＴＦＴ基板を用いると、画面サイズの大きな有機ＥＬディスプレイを構成することが可能になる利点がある。
【００９２】
図６に例示するように、ＴＦＴ２２は、基板２１の図中下面側にゲート電極２３が積層され、ゲート電極２３の下面には、ゲート電極２３を絶縁する絶縁層Ａ（符号；２４ａ）が積層され、絶縁層Ａ（符号；２４ａ）の下面にソース電極２５、および電子注入電極２６を備えた多結晶シリコン等の活性半導体層２７が積層され、さらに、それらの上に絶縁層Ｂ（符号；２４ｂ）が積層されることにより平坦化されて構成されており、ＴＦＴ２２の下面には、有機ＥＬ発光層２８、およびホール注入電極（透明電極層である。）２９が順に積層されており、図示の例では、右方向に延長されたＴＦＴ２２の電子注入電極２６を背面電極層としてＴＦＴ２２により駆動される有機ＥＬ素子２０が構成されている。図示はしないが、電子注入電極２６側ではなく、ソース電極２５側を背面電極層とすることもできる。
【００９３】
このような背面電極層は、シート抵抗が数百Ω／ｃｍ以下であることが好ましく、厚みとしては、１０ｎｍ〜１μｍ程度が好ましく、より好ましくは、５０〜２００ｎｍ程度である。
【００９４】
以上の説明においては、有機ＥＬディスプレイ１として、光学フィルター１０の有機ＥＬ素子２０を向いた面側に微細凹凸面１４を有するもの説明したが、有機ＥＬディスプレイ１としては、図３に示すように、有機ＥＬ素子２０として、その光学フィルター１０側の面に微細凹凸面１４’を有するものを用いてもよく、このように有機ＥＬ素子２０が微細凹凸面１４’を有する場合、隔壁フィルター１０として、微細凹凸面１４を有しないものを用いて、有機ＥＬディスプレイ１を構成することもできる。有機ＥＬ素子１０が有する微細凹凸面１４’は、有機ＥＬ素子２０の下面側、通常は、透明電極層側に、透明な樹脂を積層して、その透明等樹脂の下面に、すでに述べたような方法により形成することができ、熱可塑性樹脂組成物を用いても構成し得るが、好ましくは熱硬化性樹脂組成物を用いて、その硬化物で、より好ましくは、電離放射線硬化性樹脂組成物を用いて、その硬化物で構成する。
【００９５】
なお、光学フィルター１０と有機ＥＬ素子２０を用いて有機ＥＬディスプレイを構成する際に、両者は密に接していてもよいが、間隔を有していてもよく、間隔を一定に保つ目的で、液晶セル内に用いられるスペーサ粒子を両者の間に介在させてもよいし、両者のいずれか一方もしくは両方に相手方を向くよう設けられた柱状体を利用してもよい。また、光学フィルター１０と有機ＥＬ素子２０とが間隔を有する場合、それらの間に、透明樹脂が充填されていてもよく、このようにすると、光学フィルター１０と有機ＥＬ素子２０との間の接着力が向上し、あるいは、両者の間から空気や水分が侵入して、特に有機ＥＬ素子２０中の有機蛍光体が劣化することを防止できる点で好ましい。
【００９６】
【実施例】
（実施例１）
（ブラックマトリクスの形成）
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）を準備した。この透明基材の片側全面にスパッタリングにより酸化窒化複合クロムの薄膜（厚み；０．２μｍμｍ）を形成した。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、および複合クロム薄膜のエッチングを順次行なって、８０μｍ×２８０μｍの長方形状の開口部が、短辺方向に１００μｍのピッチ、長辺方向に３００μｍのピッチでマトリックス上に配列したブラックマトリックスを形成した。
【００９７】
（カラーフィルター層の形成）
赤色、緑色、および青色の３色の各色カラーフィルター層形成用の感光性塗料組成物を調整した。赤色着色剤としては縮合アゾ系顔料（チバガイギー社製、クロモフタルレッドＢＲＮ）、緑色着色剤としてはフタロシアニン系緑色顔料（東洋インキ製造（株）製、リオノールグリーン２Ｙ−３０１）、および青色着色剤としてはアンスラキノン系顔料（チバガイギー社製、クロモフタルブルーＡ３Ｒ）をそれぞれ用い、バインダー樹脂としてはポリビニルアルコール（１０％水溶液）を用い、ポリビニルアルコール水溶液１０部に対し、各着色剤を１部（部数はいずれも質量基準。）の割合で配合して、十分に混合分散させ、得られた溶液１００部に対し、１部の重クロム酸アンモニウムを架橋剤として添加し、各色カラーフィルター層形成用の感光性塗料組成物を得た。
【００９８】
上記の各色カラーフィルター層形成用の感光性塗料組成物を順次用いて各色のカラーフィルター層を形成した。すなわち、ブラックマトリックスが形成された上記の透明基材上に、赤色のカラーフィルター層形成用の感光性塗料組成物をスピンコート法により塗布し、１００℃の温度で５分間のプリベイクを行なった。その後、フォトマスクを用いて露光し、現像液（０．０５％ＫＯＨ水溶液）にて現像を行なった。次いで、２００℃の温度で６０分間のポストベイクを行ない、ブラックマトリックスのパターンに開口部に同調させ、幅；８５μｍ、厚み；１．５μｍの帯状の赤色パターンを、その幅方向がブラックマトリックスの開口部の短辺方向になるよう形成した。以降、緑色のカラーフィルター層形成用の感光性塗料組成物、および青色のカラーフィルター層形成用の感光性塗料組成物を順次用い、緑色のパターン、および青色のパターンを形成し、三色の各パターンが幅方向に繰り返し配列したカラーフィルター層を形成した。
【００９９】
（色変換蛍光体層の形成）
ブラックマトリックスおよびカラーフィルター層が形成された上に、青色変換ダミー層形成用塗布液（富士ハントエレクトロニクステクノロジー（株）製、透明感光性樹脂組成物、商品名；「カラーモザイクＣＢ−７０１」）をスピンコート法により塗布し、温度；１００℃で５分間のプリベイクを行った。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なった後、温度；２００℃で６０分間のポストベイクを行った。これにより、青色カラーフィルター層上に、幅；８５μｍ、厚み；１０μｍの帯状の青色変換ダミー層を形成した。
【０１００】
次いで、緑色変換蛍光体（アルドリッチ（株）製、クマリン６）を分散させたアルカリ可溶性ネガ型感光性レジストを緑色変換層形成用塗布液とし、上記と同様の手順により、緑色カラーフィルター層上に、幅；８５μｍ、厚み；１０μｍの帯状の緑色変換層を形成した。
【０１０１】
さらに、赤色変換蛍光体（アルドリッチ（株）製、ローダミン６Ｇ）を分散させたアルカリ可溶性ネガ型感光性レジストを赤色変換層形成用塗布液とし、上記と同様の手順により、赤色カラーフィルター層上に、幅；８５μｍ、厚み；１０μｍの帯状の赤色変換層を形成した。
【０１０２】
（ハードコート層の形成）
次いで、色変換層が形成された上に、アクリレート系熱硬化性樹脂（新日鐵化学（株）製、品名；「Ｖ−２５９ＰＡ／ＰＨ５」）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で希釈したハードコート層形成用塗布液を用い、スピンコート法により塗布し、温度；１２０℃で５分間のプリベイクを行った後、紫外線を照射線量が３００ｍＪになるよう全面露光を行ない、露光後、温度；２００℃で６０分間のポストベイクを行って、色変換層上の全体を覆うように、厚み；５μｍの透明なハードコート層を形成した。
【０１０３】
（バリア層の形成）
さらに、形成されたハードコート層上に、スパッタリング法により、厚み；３００ｎｍのＳｉＯＮ薄膜を成膜して透明バリア層とした。
【０１０４】
（微細凹凸を有する透明層の形成）
成膜された透明バリア層上に、紫外線硬化性のアクリレート系塗料（大日精化工業（株）製、ハードコート層形成用塗料、品名；ＰＣＤ０４（Ｒ−２））を、基材の中央に載せ、その上から、下面側に微細凹凸の型を有するポリカーボネート樹脂製の型シートを被せてローラを用いて押し付け、透明バリア層と型シートの間の塗料を全面に広げた後、紫外線を照射し、さらに全面を加熱加圧した後、型シートを剥がし、透明バリア層上に、上面に微細凹凸を有する透明層を形成した。
【０１０５】
（評価）
上記のようにして得た実施例の光学フィルターと、比較のため、微細凹凸を有する透明層を形成しない以外は、上記と同様にして得た比較例の光学フィルターとを用い、青色励起光源（ピーク波長；１７２ｎｍ、半値幅；５０ｎｍの青色ＬＥＤ）上に、光学フィルターの透明基材とは反対側が光源側となるようにして重ね、光学フィルターの透明基材側から出光する赤色光のスペクトルを顕微鏡分光測定装置（顕微鏡および分光機ともオリンパス光学（株）製、分光機の品番；ＯＳＰ−２００）を用いて測定した。また、光学フィルターを重ねない状態で、青色励起光源のスペクトルを測定した。これらの測定で得られた分光放射スペクトルと等色関数ｙとの演算から輝度および色度（ＣＩＥ１９３１）を算出し、色変換基板を重ねたときの輝度を青色励起光源の輝度で除した値を輝度変換効率とした。評価の結果、実施例１の光学フィルターは、比較例の光学フィルターにくらべ、輝度変換効率が向上していることが確かめられた。
【０１０６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、透明基板上に各画素毎の入射光を色補正するカラーフィルター層が積層され、カラーフィルター層側に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された微細凹凸面を有しているので、微細凹凸面側からの入射光の入射効率の高い光学フィルターを提供することができる。
【０１０７】
請求項２の発明によれば、透明基板上に各画素毎の入射光を色変換する色変換層が積層され、色変換層側に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された微細凹凸面を有しているので、微細凹凸面側からの入射光の入射効率の高い光学フィルターを提供することができる。
【０１０８】
請求項３の発明によれば、透明基板上に各画素毎の入射光を色補正するカラーフィルター層および各画素毎の入射光を色変換する色変換層が順に積層され、色変換層側に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された微細凹凸面を有しているので、微細凹凸面側からの入射光の入射効率の高い光学フィルターを提供することができる。
【０１０９】
請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３いずれかの発明の効果に加え、さらにハードコート層が積層されているので、下層の表面がならされており、下層の保護を行なうと共に、下層と上方に配置され得る有機ＥＬ素子との隔離を可能にした光学フィルターを提供することができる。
【０１１０】
請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項３いずれかの発明の効果に加え、ハードコート層とバリアー層が順に積層されているので、ハードコート層が積層されたことによる効果に加え、バリアー層が積層されたことにより、下層と上方に配置される有機ＥＬ素子への下方からの空気や水蒸気の透過をより有効に遮断することを可能にした光学フィルターを提供することができる。
【０１１１】
請求項６の発明によれば、請求項１〜請求項３いずれかの発明の効果に加え、ハードコート層、バリアー層、および透明層が順に積層されているので、ハードコート層およびバリアー層が積層されたことによる効果に加え、透明層が積層されたことにより、ハードコート層およびバリアー層が積層されたことによる効果に加え、反射防止の機能を主に透明層になわせるので、下層の積層時に、それらの機能を損なわないよう配慮する必要が無く、また透明層は、微細凹凸面の形成の容易な素材を選択して形成することを可能にした光学フィルターを提供することができる。
【０１１２】
請求項７の発明によれば、請求項１〜請求項６いずれかの発明の光学フィルターの微細凹凸面側に、有機ＥＬ素子を配置することにより、それらのいずれかの光学フィルターの効果を発揮することが可能な有機ＥＬディスプレイを提供することができる。
【０１１３】
請求項８の発明によれば、請求項７の発明の効果に加え、光学フィルターの微細凹凸面からの光の入射効率が高いので、光学フィルターと有機ＥＬ素子とが間隔を有していても、光の入射に支障がなく、しかも、双方を取扱い中にこすれて損傷する恐れの無い有機ＥＬディスプレイを提供することができる。
【０１１４】
請求項９の発明によれば、請求項８の発明の効果に加え、光学フィルターと有機ＥＬ素子との間からの空気や水分の侵入を防止することが可能な有機ＥＬディスプレイを提供することができる。
【０１１５】
請求項１０の発明によれば、請求項７〜請求項９いずれかの発明の効果に加え、有機ＥＬ素子側にも微細凹凸面を有するので、より一層、内部での反射防止が可能な有機ＥＬディスプレイを提供することができる。
【０１１６】
請求項１１の発明によれば、請求項７〜請求項１０いずれかの発明の効果に加え、画面サイズの大型化の可能な有機ＥＬディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬディスプレイおよび光学フィルターを示す図である。
【図２】光学フィルターの微細凹凸面の形成位置を示す図である。
【図３】有機ＥＬ素子側に微細凹凸面を有する有機ＥＬディスプレイを示す図である。
【図４】微細凹凸面の微細凹凸の断面形状を示す図である。
【図５】微細凹凸の平面配列を示す図である。
【図６】有機ＥＬ素子の構造を示す図である。
【符号の説明】
１ 有機ＥＬディスプレイ
１０ 光学フィルター
１１ 透明基板
１２ ブラックマトリックス（ＢＭ）
１３ カラーフィルター（ＣＦ）層
１４ 微細凹凸面
１５ 色変換層
１６ ハードコート層
１７ バリアー層
１８ 透明層
２０ 有機ＥＬ素子

Claims (11)

1. 透明基板上に、各画素毎の入射光を色補正するカラーフィルター層が少なくとも積層された積層体であり、前記積層体の前記透明基板とは反対側に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された微細凹凸面を有していることを特徴とする光学フィルター。
2. 透明基板上に、各画素毎の入射光を色変換する色変換層が少なくとも積層された積層体であり、前記積層体の前記透明基板とは反対側に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された微細凹凸面を有していることを特徴とする光学フィルター。
3. 透明基板上に、各画素毎の入射光を色補正するカラーフィルター層、および各画素毎の入射光を色変換する色変換層の少なくとも二層がこの順に積層された積層体であり、前記積層体の前記透明基板側とは反対側に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された微細凹凸面を有していることを特徴とする光学フィルター。
4. 前記積層体の前記透明基板とは反対側に、さらにハードコート層が積層されており、前記ハードコート層の前記透明基板とは反対側の面が前記微細凹凸面であることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか記載の光学フィルター。
5. 前記積層体の前記透明基板とは反対側に、さらにハードコート層およびバリア層がこの順に積層されており、前記バリア層の前記透明基板とは反対側の面が前記微細凹凸面であることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか記載の光学フィルター。
6. 前記積層体の前記透明基板とは反対側に、さらにハードコート層、バリア層、および透明層がこの順に積層されており、前記透明基板とは反対側の面が前記微細凹凸面であることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか記載の光学フィルター。
7. 請求項１〜請求項６いずれかに記載の光学フィルターの前記微細凹凸面側に、各画素ごとに発光する発光層を備えた有機ＥＬ素子が配置されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
8. 前記光学フィルターと前記有機ＥＬ素子とが、間隔を有して配置されていることを特徴とする請求項７記載の有機ＥＬディスプレイ。
9. 前記光学フィルターと前記有機ＥＬ素子との間に透明樹脂が充填されていることを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬディスプレイ。
10. 前記ＥＬ素子の前記光学フィルター側に、光の波長以下のピッチの無数の微細凹凸が形成された微細凹凸面を有していることを特徴とする請求項７〜請求項９いずれか記載の有機ＥＬディスプレイ。
11. 前記有機ＥＬ素子がアクティブマトリックス駆動方式のものであることを特徴とする請求項７〜請求項１０いずれか記載の有機ＥＬディスプレイ。

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