JP5939092B2 - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタ - Google Patents
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Description
このような有機EL表示装置においては、有機EL表示素子を駆動することにより表示を行うため、輝度の高い表示をより低い消費電力で行うことが求められている。
しかしながら、円偏光板を用いた場合は、上述した太陽光反射による表示不良については抑制できるものの、有機EL表示装置の有機EL素子から発光される白色光の透過が円偏光板により妨げられ、円偏光板を用いない場合の輝度に比べて50%以下の輝度しか得ることができないという問題がある。
また、上記白色光とは、CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における色度(以下、単に色度と称する場合がある。)(x,y)が、0.200≦x≦0.400、かつ0.200≦y≦0.400である光をいう。具体的な白色光の色合いは、発光層を構成する材料の種類、およびその組成等により適宜決定することができるものである。また、C光源を白色発光層からの白色光として用いることができる場合がある。
なお、上記白色光の色度の測定方法としては、一般的な色度の測定方法と同様とすることができる。例えば輝度計SR-3 UL1(TOPCON製)等を用いて測定することができる。
なお、上記太陽光の色度の測定方法については、白色光の色度の測定方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタは、発光層を含む有機EL素子を有し、上記発光層からの白色光を発光光源とする有機EL表示装置に用いられる有機EL表示装置用カラーフィルタであって、透明基材と、上記透明基材上にパターン状に設けられパターン状の着色層を有する着色部と、上記透明基材上にパターン状に設けられた白色部とを有し、上記透明基材上の上記白色部には着色材を含有する樹脂から構成される光吸収層が形成されており、上記白色部の平均透過率が50%〜98%の範囲内であり、CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、上記白色部を透過した上記白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、上記白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下であることを特徴とするものである。
また、白色部の太陽光の反射色度とは、CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における白色部を反射した太陽光の色度をいう。
また、本発明において白色部を反射した太陽光(以下、反射光と称する場合がある。)とは、白色部における透明基材および光吸収層の積層部分を一方の面から他方の面へと透過した後、金属等により反射されて再度上記積層部分を他方の面から、一方の面へと透過した、すなわち上記積層部分を2回透過した太陽光をいう。
図1および図2に例示するように、本発明のカラーフィルタ10は、透明基材1と、透明基材1上にパターン状に設けられパターン状の着色層(図1においては、赤色着色層2R、緑色着色層2G、および青色着色層2B)を有する着色部10C(図1では、赤色着色部10R、緑色着色部10G、および青色着色部10B)と、透明基材1上にパターン状に設けられた白色部10Wとを有し、透明基材1上の白色部10Wには着色材を含有する樹脂から構成される光吸収層3が形成されているものである。
なお、図1においては光吸収層3が透明基材1上の白色部10Wにパターン状に形成されている例について示しており、図2においては光吸収層3が白色部10Wを含む透明基材1上全面に形成されている例について示している。また、図1に例示するように、本発明のカラーフィルタ10は、各着色部10R、10G、10Bおよび白色部10Wを区画する遮光部4を有していてもよい。また、後述する図4に例示するように、着色層2R、2G、2Bおよび光吸収層3上に保護層5が形成されていてもよい。
また、本発明のカラーフィルタ10は、白色部10Wの白色光の平均透過率が50%〜98%の範囲内であり、CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、白色部10Wを透過した白色光の透過色度(以下、白色部の透過光の色度と称して説明する場合がある。)を(x,y)=(x1,y1)とし、白色部10Wの太陽光の反射色度(以下、白色部の反射光の色度と称して説明する場合がある。)を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下であることを特徴とするものである。
このような有機EL表示装置について図を用いて説明する。図3は、本発明のカラーフィルタを用いた有機EL表示装置の一例を示す概略断面図である。また、図3は上記有機EL表示装置がトップエミッション型の有機EL表示装置である例について示している。図3に例示するように、このような有機EL表示装置100は、カラーフィルタ10と、対向基材20と、対向基材20の一方の表面上に形成され、かつ、カラーフィルタ10および対向基材20の間に配置された有機EL素子30とを有する。また、有機EL素子30は、対向基材20上に形成された第1電極層31aと、第1電極層31a上に形成され、発光層を含む有機EL層32と、有機EL層32上に形成された第2電極層31bとを有するものである。また、この場合、第1電極層31aには金属電極が用いられ、第2電極層31bには透明電極が用いられる。また本発明においては、通常、カラーフィルタ10および対向基材20の間であって、カラーフィルタ10および対向基材20の外周に、シール材40が配置される。なお、カラーフィルタ10については、図1で説明した内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
また、図示はしないが有機EL表示装置がトップエミッション型の有機EL表示装置である場合は、カラーフィルタの光吸収層側とは反対側と、有機EL素子とが対向するように配置されていてもよい。
なお、図4において説明していない符号については、図1および図3で説明した符号と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
また、本発明によれば、白色部のΔxおよびΔyが0.025以下であることにより、有機EL表示装置の白色副画素において観察される透過光および反射光の色合いの差を小さいものとすることができる。そのため、本発明のカラーフィルタを用いた有機EL表示装置を屋内で使用した場合と太陽光の下で使用した場合に、白色表示の色合いの変化の少ないものとすることができる。
図9、図10は、従来のカラーフィルタを用いた有機EL表示装置の表示方法の一例を説明する説明図である。なお、以下の説明においては、説明の容易のため、各副画素に対応する有機EL素子の発光層からの光が白色光である場合について説明する。
従来から、図9に例示する白色副画素を有する有機EL表示装置100’においては、太陽光反射による表示不良が問題として挙げられている。本発明者らは、本発明を完成させるに際し、まず、上記表示不良は、有機EL表示装置100’の白色副画素における太陽光反射が主な原因であることを知見した。
すなわち、有機EL表示装置100’を太陽光の下で使用した場合、図9(a)に例示するように、太陽光Lsは、観察者側に配置されたカラーフィルタ10’の赤色着色部10R、緑色着色部10G、および青色着色部10B等の着色部10Cおよび白色部10Wを透過して有機EL表示装置100’の内部に入射する。また、上記太陽光Lsは有機EL素子30の第1電極層31a(金属電極)により反射されて、再度、カラーフィルタ10’の着色部10C、および白色部10Wを透過して有機EL表示装置100’の外部に赤色反射光Lr(R)、緑色反射光Lr(G)、青色反射光Lr(B)等の着色反射光および反射光Lr’として出射する。
一方、図9(b)に例示するように、白色光Lwは、観察者側に配置されたカラーフィルタ10’の上述した着色部10Cおよび白色部10Wを透過して有機EL表示装置100’の外部に赤色透過光Lt(R)、緑色透過光Lt(G)、青色透過光Lt(B)および透過光Lt’として出射する。
ここで、図9に例示するように、従来の有機EL表示装置100’においては、カラーフィルタ10’として、パターン状の着色層(図9では赤色着色層2R、緑色着色層2B、および青色着色層2B)を有する着色部10Cと、白色光Lwをそのまま透過させる透明層6を有する白色部10Wとを有するものが用いられている。また、上述した透明層6は一般に太陽光Lsについてもそのまま透過させる性質を有するものである。そのため、有機EL表示装置100’の白色副画素においては、有機EL表示装置100’の内部へ入射した太陽光Lsが、そのままの強度を保持して反射光Lr’として出射される。一方、有機EL表示装置100’の着色副画素においては、有機EL表示装置に入射した太陽光Lsは、上記着色層を2回透過する過程において一部の光が着色層に吸収されてから着色反射光として出射されるため、上述した白色副画素における反射光Lr’に比べて、非常に小さい強度の光となる。
そのため、太陽光の下で有機EL表示装置100’を使用した場合は、白色副画素においては透過光Lt’と強度の強い反射光Lr’とが出射されるのに対し、着色副画素においては着色透過光と上記反射光Lr’に対して非常に小さい強度の着色反射光とが出射されることから、反射光および着色反射光の強度の違いにより、白色副画素における輝度が相対的に高く、他の着色副画素の輝度が相対的に低くなるため、コントラストが低下する等の問題が生じる。
図5は本発明のカラーフィルタを用いた有機EL表示装置の表示方法の一例を示す説明図である。
まず、反射光Lrに対する作用について図5(a)を用いて説明する。ここで、本発明においては、光吸収層3は、着色材を含有する樹脂から構成されていることから、光を吸収する機能を有するものである。よって、本発明のカラーフィルタ10を用いた有機EL表示装置100において、白色部10Wにおいては、太陽光Lsが光吸収層3および透明基材1の積層部分を2回透過する過程において、それぞれ一部の光が吸収されるため、反射光Lrは、もとの太陽光Lsに比べて減衰され、強度の小さい光となる。よって、有機EL表示装置の白色副画素において観察される反射光Lrの強度を小さくすることができるため、上述した太陽光反射による表示不良を抑制することが可能となる。なお、上記有機EL表示装置100の着色部10Cにおける着色反射光の挙動については、上述した図9(a)で説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
また、上述した光吸収層3を用いることにより、有機EL表示装置の着色副画素には円偏光板を配置しなくてもよくなることから、赤色透過光Lt(R)、緑色透過光Lt(G)、および青色透過光Lt(B)の輝度を良好なものとすることができ、有機EL表示装置100全体の輝度を良好なものとすることができる。
本発明のカラーフィルタを用いた有機EL表示装置においては、屋内においては主としては白色光のみを用いて表示が行われることから、白色副画素における白色表示の色合いは、透過光の色合いにより適宜決定される。一方、太陽光の下では、透過光に加えて反射光が観察されるため、白色副画素における白表示の色合いは、透過光の色合いと反射光の色合いにより決定される。そのため、上述した透過光および反射光の色合いの差が大きい場合は、屋内における白色表示の色合いと、太陽光の下における白色表示の色合いとが異なって観察されるため、有機EL表示装置の表示特性が変化してしまうことが懸念される。この点、本発明においては、白色部に光吸収層を有することにより、上述したΔx、およびΔyが0.025以下を示すことができることから、上述した外環境の違いによる白色表示の色合いを同等のものとすることが可能となる。
ここで、透過光の色合いと反射光の色合いとの差は、白色光と太陽光の色合いの差によるものである。また、上記白色光と太陽光の色合いの差は、白色光のスペクトルと太陽光の可視光波長域におけるスペクトルの波形の違いにより生じるものである。
有機EL表示装置におけるカラーフィルタの白色部においては、白色光は光吸収層を1回透過して透過光として出射されるのに対し、太陽光は光吸収層を2回透過して反射光として出射される。そのため、光吸収層の特定の波長域の光の透過率をα%とした場合、白色光に含まれる上記特定の波長域の光は光吸収層を1回透過することから、透過光においては上述した特定の波長域の光がα%の強度で含まれることとなるのに対し、太陽光に含まれる上記特定の波長域の光は光吸収層を2回透過することから、反射光においては上述した特定の波長域のα2%の強度で含まれることとなるため、白色光に含まれる上記特定の波長域の光に比較してその強度が減衰する度合いが大きくなる。
本発明においては、太陽光および白色光の有機EL表示装置内における挙動の違いを利用し、白色光のスペクトルの波形と太陽光の可視光波長域におけるスペクトルの波形とを比較した場合に、太陽光における波形のピークが白色光における波形のピークに比べて大きい波長域の光を吸収する着色材を光吸収層に添加することにより、太陽光に含まれる特定波長域の光をより減衰させることができることから、透過光および反射光に含まれる上記波長域の光の強度の差を小さくすることができる。よって、特定の波長域の光の強度の差を小さくすることにより、色の違いについても小さくすることができるので、透過光および反射光のΔxおよびΔyを小さくすることができる。
ここで、上記反射ムラは、有機EL表示装置において表示面に対して斜め方向から一の副画素に入射した外光が、有機EL素子の金属電極に反射され、異なる色の他の副画素から反射光として出射されることにより、観察者から、上記他の副画素の一部において2色の光が混色されて観察されるために生じる問題である。このような反射ムラは、着色副画素から入射した外光が白色副画素から反射光として出射される場合に特に観察されやすいものである。
これに対して、本発明のように白色部に光吸収層が形成されている場合は、上述した反射ムラの原因となる反射光についても減衰させることが可能となることから、白色部における反射ムラを抑制することが可能となる。
以下、本発明のカラーフィルタの詳細について説明する。
本発明のカラーフィルタは、白色部に後述する光吸収層が形成されていることにより、白色部が所定の光特性および色特性を示すことを特徴とする。換言すれば、白色部が所定の光特性および色特性を有するように、光吸収層を用いて調整することを特徴とする。より具体的には、白色部における光特性および色特性の調整を、光吸収層を構成する樹脂に含有される着色材の種類、および着色材の含有量等の光吸収層の組成および厚みを調整することにより行うことを特徴とする。
以下、光吸収層の組成および厚みの調整条件となる白色部の各特性について説明する。
上記白色部における光特性について説明する。
上記白色部においては、着色材を含有する樹脂から構成される光吸収層が形成されているため、従来の透明層を有する場合に比べて、白色部における太陽光の反射率を小さくすることができ、反射光の強度を減衰させることが可能となる。しかしながら、反射光の強度を減衰させることのみを目的とした場合は、白色部の平均透過率も小さくなるため、透過光の強度が弱くなり、良好な輝度で表示を行うことが困難となることが懸念される。
また、平均透過率が上記上限値以下であれば、太陽光反射による表示不良を抑制できる程度に反射光の強度を減衰させることができる。
上記平均透過率としては、50%以上であればよく、60%以上であることがより好ましい。また上記平均透過率としては、98%以下であればよく、90%以下であることがより好ましく、80%以下であることがさらに好ましい。
上記平均透過率を上述した条件とすることにより、太陽光反射による表示不良をより好適に抑制することが可能となるからである。
なお、白色部の平均透過率とは、白色部の透過スペクトルを可視光域全域(380nm〜780nm)にわたって平均することにより得られる値である。また、上記白色部の平均透過率は、一般的な測定方法に求めることができ、例えば、顕微分光装置OSP−SP2000(OLYMPUS社製)を用いて測定することにより求めることができる。
次に、上記白色部の色特性について説明する。
本発明においては、CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、上記白色部を透過した上記白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、上記白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下であることを特徴とする。
上述したx1およびy1、ならびにx2およびy2の測定方法については、例えば、顕微分光装置OSP−SP2000(OLYMPUS社製)を用いて白色部の透過スペクトル、反射スペクトルを測定し、透過スペクトルは例えばC光源等の白色光、反射スペクトルはD65光源に変換して各色度座標を算出することにより求めることができる。
ここで、着色部の透過色度による白色点の色度とは、赤色透過光、緑色透過光、および青色透過光の色度から求められ、各色の着色透過光を混色させて構成される白色の光の色度を表わすものである。
着色部の太陽光の反射色度による白色点とは、太陽光が各着色部を反射することにより得られた赤色反射光、緑色反射光、および青色反射光の色度から求められ、各色の着色反射光を混色させて構成される白色の光の色度を表わすものである。
また、本発明においては、白色部の透過率は着色部の透過率よりも高く、白色部の透過光および反射光の色合いがディスプレイの視認性に大きく影響することから、上述したΔxおよびΔyが最も小さいことが好ましい。
次に、本発明における着色部の特性について説明する。
CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における着色部の透過色度による白色点の色度(x,y)=(x3,y3)としては、本発明のカラーフィルタを用いた有機EL表示装置において、所望の白色表示を行うことが可能であれば特に限定されず、上記有機EL表示装置の用途等に応じて適宜選択される。
上記着色部の透過色度による白色点の色度の測定方法については、上述した白色部の白色光の透過色度、および白色部の太陽光の反射色度の測定方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
上記着色部の太陽光の反射色度による白色点の色度の測定方法については、上述した白色部の白色光の透過色度、および白色部の太陽光の反射色度の測定方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
次に、本発明のカラーフィルタの構成について説明する。本発明のカラーフィルタは、少なくとも、透明基材と、着色層と、光吸収層とを有するものである。以下、各構成の詳細について説明する。
本発明における光吸収層について説明する。
本発明における光吸収層は、カラーフィルタの白色部に上述した光特性および色特性を付与するために設けられるものである。
本発明において、白色部に所望の光特性および色特性を付与する観点からは、上記光吸収層は基材上の白色部にパターン状に形成されていることが好ましい。
具体的には、0.1μm〜10.0μmの範囲内、なかでも、0.5μm〜7.0μmの範囲内、特に1.0μm〜5.0μmの範囲内であることが好ましい。
上記樹脂としては、着色材を分散させて、白色部に所望の光特性および色特性を付与することが可能な光吸収層を形成することができるものであれば、特に限定されないが、透光性を有する感光性樹脂を好適に用いることができる。
用いられるネガ型感光性樹脂が特に限定されることはなく、一般的に使用されるネガ型感光性樹脂を用いることができる。例えば、架橋型樹脂をベースとした化学増幅型感光性樹脂、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。また、アクリル系ネガ型感光性樹脂として、紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にアクリル基を有し、発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基(例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分)とを含有するものを用いることができる。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、テトラメチルペンタトリアクリレート(TMPTA)等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン−アクリル酸−ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にエポキシ基を介してアクリル基を導入したポリマーや、メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体等が挙げられる。
また、用いられるポジ型感光性樹脂が特に限定されることはなく、一般的に使用されるポジ型感光性樹脂を用いることができる。具体的には、ノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。
本発明においては、光吸収層に着色材を含有させることにより、光吸収層の平均透過率ならびにΔxおよびΔyが調整される。
本発明においては、1色の着色材を用いて上述した光吸収層の平均透過率ならびにΔxおよびΔyを調整してもよく、2色以上の着色材を用いて上記平均透過率ならびにΔxおよびΔyを調整してもよい。
本発明においては、光吸収層に着色材を含有させることにより、さらに上述したΔxおよびΔy、Δx’およびΔy’、ならびにΔx”およびΔy”を調整することがより好ましい。
このような光吸収層に用いられる着色材としては、例えば、黒色着色材、青色着色材、紫色着色材、赤色着色材、緑色着色材を挙げることができる。
また、上記青色着色材としては、例えば青色フタロシアニンであることが好ましい。また、上記青色フタロシアニンとしては、C.I.ピグメントブルー(以下、PBと称する場合がある。)15:1、PB15:2、PB15:3、PB15:4、PB15:6が挙げられる。また、本発明においては青色着色材としてこれらのうち2種類の青色フタロシアニンを用いてもよい。
また、上記紫色着色材としては、例えばC.I.ピグメントバイオレット(以下、PVと称する場合がある。)19、PV23、PV29、PV32等を挙げることができる。
また、赤色着色材としては、例えば、C.I.ピグメントレッド(以下、PRと称する場合がある。)PR122、PR209等を挙げることができる。
また、上記緑色着色材としては、C.I.ピグメントグリーン(以下、PGと称する場合がある。)7、PG36、PG58等を挙げることができる。
このような光吸収層の組成および厚みの調整方法としては、白色部の光特性および色特性を上述した範囲内となるように光吸収層の組成および厚みを調整することができれば特に限定されないが、例えば後述する「C.有機EL表示装置用カラーフィルタの設計方法」の項で説明する方法を好適に用いることができる。
本発明における着色層は、透明基材上の着色部にパターン状に形成されるものである。
上記着色層のパターン形状としては、着色部のパターン形状に合わせて適宜決定される。また、着色部のパターン形状としては、有機EL表示装置に用いられる画素部のパターン配列により適宜決定される。上記画素部のパターン配列については「(1)光吸収層」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
感光性樹脂については、上述した「(1)光吸収層」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
緑色着色層に用いられる着色材としては、例えば、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系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
青色着色層に用いられる着色材としては、例えば、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、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
本発明における透明基材は、上述した着色層、および光透過層を支持するものである。
本発明のカラーフィルタは上述した透明基材、着色層、および光吸収層を有していれば特に限定されず、他にも必要な構成を適宜選択して追加することができる。このような構成としては、例えば、遮光部、保護層、TFT、電極を挙げることができる。
まず、本発明における遮光部について説明する。
本発明における遮光部は、透明基材上にパターン状に形成されるものである。
また、上記遮光部はそれぞれの着色部および白色部を画定するものである。
これらの遮光部に用いられる材料、厚み、およびその形成方法等については、公知のものを用いることができるので、ここでの説明は省略する。
次に、本発明における保護層について説明する。本発明における保護層は、カラーフィルタにおいて、着色層および光吸収層を覆うように形成されるものである。また、本発明のカラーフィルタをボトムエミッション型の有機EL表示装置に用いる場合に、特に好適に用いられる。
次に、TFTについて説明する。本発明のカラーフィルタをボトムエミッション型の有機EL表示装置に用いる場合は、透明基材上にTFTを形成してもよい。TFTについては一般的な有機EL表示装置に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
次に、電極について説明する。
本発明においては、カラーフィルタ上にCu、Ag、Cr、Au、Ta、Mo、Pt、MAM、APCなどから構成される金属電極を設けてもよい。また、ITO、IZOなどから構成される透明電極を設けてもよい。
上記金属電極は、遮光部上等のカラーフィルタにおいて表示に用いられない領域(非表示領域)に好適に設けることができる。
本発明のカラーフィルタ上に電極を設けることにより、有機EL表示装置に用いた場合において、有機EL素子への印加電圧効果による輝度低下を軽減することができ、有機EL表示装置の低消費電力化を図ることができる。
本発明のカラーフィルタの製造方法としては、特に限定されず、例えば後述する「D.有機EL表示装置用カラーフィルタの製造方法」の項で説明するものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本発明のカラーフィルタは、発光層を含む有機EL素子を有し、発光層からの白色光を発光光源とする有機EL表示装置に用いられる。また、上述した有機EL表示装置のなかでも、携帯機器に用いられる有機EL表示装置に好適に用いることができる。
本発明の有機EL表示装置は、有機EL表示装置用カラーフィルタと、対向基材と、上記有機EL表示装置用カラーフィルタおよび上記対向基材の間に形成され、発光層を含む有機EL素子とを有し、上記発光層からの白色光を発光光源とする有機EL表示装置であって、上記有機EL表示装置用カラーフィルタが、透明基材と、上記透明基材上にパターン状に設けられパターン状の着色層を有する着色部と、上記透明基材上にパターン状に設けられた白色部とを有し、上記透明基材上の上記白色部には着色材を含有する樹脂から構成される光吸収層が形成されており、上記白色部の平均透過率が50%〜98%の範囲内であり、CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、上記白色部を透過した上記白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、上記白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下であることを特徴とするものである。
本発明における有機EL表示装置用カラーフィルタについては、上述した「A.有機
EL表示装置用カラーフィルタ」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
次に、本発明における対向基材について説明する。
本発明における対向基材は、本発明の有機EL表示装置がトップエミッション型の有機EL表示装置である場合は、後述する有機EL素子が形成される。
TFTとしては、有機EL表示装置に一般的に用いられるものを使用することができる。
本発明に用いられる有機EL素子は、カラーフィルタ上または対向基材上のいずれか一方に形成される第1透明電極層と、第1透明電極層上に形成され、発光層を含む有機EL層と、有機EL層上に形成された第2電極層とを有するものとすることができる。以下、有機EL素子の各構成について説明する。
有機EL層は、少なくとも発光層を含む1層もしくは複数層の有機層を有するものである。
上記発光層としては、少なくとも白色画素部に対応する発光層が白色光を発光するものが用いられる。具体的には、白色発光する白色発光層であってもよく、三原色をそれぞれ発光する赤色発光層、緑色発光層および青色発光層から構成され、白色光を発光する発光層であってもよい。
また、着色副画素に対応する発光層としては、上述した白色光を発光するものであってもよく、各着色副画素の色に対応する色の光を発光する発光層であってもよい。
有機EL層を構成する層としては、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等が挙げられる。
有機EL層としては、有機EL素子に用いられる一般的な有機EL層と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
第1電極層および第2電極層としては、有機EL素子に一般的に用いられるものを使用することができる。また、本発明においては第1電極層および第2電極層のうち、カラーフィルタ側に形成されるものについては透明電極が用いられ、対向基材側に形成されるものについては金属電極等の反射性を有する電極が用いられる。
また、第1電極層および第2電極層は、それぞれ、カラーフィルタ上または対向基材上に一様に形成されていてもよくパターン状に形成されていてもよく、本発明の有機EL表示装置の用途や駆動方法に応じて適宜選択される。
本発明の有機EL表示装置は、上述したカラーフィルタ、対向基材、および有機EL素子を有するものであれば特に限定されない。
シール材に用いられる材料としては、カラーフィルタおよび対向基材を接着し、有機EL素子が大気中の水分等と接触するのを抑制することができるものであればよく、有機EL素子に一般的に用いられるものを使用することができる。
絶縁層としては、有機EL素子に一般的に用いられるものを使用することができる。
本発明の有機EL表示装置は、特に携帯機器に好ましく使用される。
本発明の有機EL表示装置の駆動方法としては、パッシブマトリクスおよびアクティブマトリクスのいずれも適用することができる。
次に、本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタの設計方法について説明する。
本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタの設計方法は、発光層を含む有機EL素子を有し、上記発光層からの白色光を発光光源とする有機EL表示装置に用いられ、透明基材と、上記透明基材上にパターン状に設けられパターン状の着色層を有する着色部と、上記透明基材上にパターン状に設けられた白色部とを有し、上記透明基材上の白色部には着色材を含有する樹脂から構成される光吸収層が形成されている有機EL表示装置用カラーフィルタの設計方法であって、上記白色部の平均透過率が50%〜98%の範囲内となり、CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、上記白色部を透過した上記白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、上記白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下となるように、上記光吸収層を調整する光吸収層調整工程を有することを特徴とする有機EL表示装置用カラーフィルタの設計方法である。
また、上記評価用積層体11においては、必要に応じて図6(a)に例示するように評価用光吸収層11b上に透明性を有する評価用対向基材11cを配置してもよい。このような評価用積層体11は平均透過率および評価用積層体11を透過した白色光(評価用透過光Lt(11))の色度を測定するのに好適に用いることができる。具体的には、評価用対向基材11c側から評価用積層体11に向けて白色光Lwを照射し、評価用積層体11を透過して、評価用透明基材11aから出射された評価用透過光Lt(11)の強度(輝度)を測定し、評価用積層体11を透過する前の白色光Lwの強度との比率を算出することにより、評価用積層体の可視光波長域の各波長域の透過率を算出することができる。また、評価用透過光Lt(11)のスペクトルを求めることができる。また、上記スペクトルから平均透過率を算出することができる。また、上述した評価用透過光Lt(11)の色度についても測定することができる。
また、評価用積層体11としては、評価用光吸収層11b上に反射率が100%の反射板11dを配置してもよい。また、この場合、さらに評価用光吸収層11bと反射板11dとの間に干渉防止層11eが設けられていてもよい。このような評価用積層体11は、評価用積層体を反射した太陽光(評価用反射光Lr(11))の色度を測定するのに好適に用いることができる。具体的には、評価用透明基材11a側から評価用積層体11に向けて太陽光Lsを照射し、そして反射板11dにより反射されて評価用透明基材11a側に戻ってきた評価用反射光Lr(11)の色度を測定することができる。また、必要に応じて評価用反射光Lr(11)のスペクトルを測定することもできる。
上記評価用積層体の平均透過率、評価用透過光の色度、および評価用反射光の色度の測定結果を基に、必要に応じて評価用光吸収層に含有される着色材の種類、着色材の含有量、および評価用光吸収層の厚みを変更することにより、白色部の平均透過率が50%〜98%の範囲内となり、白色部を透過した白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下となるように、光吸収層を調整する(光吸収層調整工程)。
これにより、本発明においては、光吸収層を調整することにより白色部が所望の光特性および色特性を有するようにカラーフィルタの設計を行うことができる。
本発明における光吸収層調整工程は、上記白色部の平均透過率が50%〜98%の範囲内となり、CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、上記白色部を透過した上記白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、上記白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下となるように、上記光吸収層を調整する工程である。
本工程における着色材の選択方法としては、例えば、以下の方法が用いられる。まず、白色光のスペクトルの波形と太陽光のスペクトルの波形とを比較して、太陽光における波形のピークが白色光における波形のピークよりも大きくなる波長域を求める。次に、太陽光の強度を全体的に減衰させて光吸収層の平均透過率を所定の範囲とすることができ、かつ上記波長域の光を吸収することができるように、着色材を選択する。なお、上記波長域の光を吸収する着色材を用いることにより、白色部のΔxおよびΔyを0.025以下とすることができる理由については、上述した「A.有機EL表示装置用カラーフィルタ」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。以上の方法により着色材を選択することができる。
また、上述の方法により選択された着色材の含有量としては、白色部の平均透過率が50%〜98%となるように調整することができれば特に限定されない。本工程においては、予め光吸収層の厚みを所定の値とし、白色部の平均透過率が50%〜98%となるように上記厚みの光吸収層に含有される着色材の量を調整することが好ましい。ここで、光吸収層の平均透過率は、光吸収層の単位厚み当たりの着色材の含有量により決定されるものであることから、予め光吸収層に含有される着色材の量を所定の値として、厚みを調整してもよい。しかし、光吸収層の厚みについては、有機EL表示装置の大きさ等による影響も考慮する必要があることから、上述した着色材の量を変更した場合の方が簡便な方法で、またより好適な値をとるように光吸収層の調整を行うことが可能となる。
本工程においては、さらに、光吸収層が上述したΔx”およびΔy”が0.040以下となるように、光吸収層の組成を調整することも好ましい。
本工程においては、上述したΔxおよびΔyが0.025以下、Δx’およびΔy’が0.030以下、ならびにΔx”およびΔy”が0.040以下となるように、光吸収層の組成を調整することが特に好ましい。
この場合、具体的には、有機EL素子からの白色光の色度、着色部の透過色度、および太陽光の反射色度、これらによる白色点の色度等を加味して、光吸収層に含有される着色材を選択することにより、調整が行われる。
本工程に用いられる評価用透明基材としては、上記評価用積層体を用いた測定結果から光吸収層の組成および厚みを決定することが可能となるものであれば特に限定されないが、カラーフィルタに用いられる透明基材と同一の種類で、同等の厚みを有するものであることが好ましい。評価用積層体の各特性における評価用透明基材の影響を実際に用いられる透明基材と同等とすることにより、より正確に光吸収層の組成および厚みを調整することが可能となるからである。
上記反射板としては、通常、100%の反射率を有するものが用いられる。具体的には金属板を挙げることができる。
干渉防止層は、上記反射板を有する評価用積層体において、光吸収層および反射板の界面での光の干渉を防止するために用いられるものであり、例えばマッチングオイルを用いることにより形成することができるものである。
本工程においては通常、評価用光吸収層の厚みおよび組成のうち少なくとも1つを変更することにより、光吸収層の組成および厚みを調整する。
具体的には、光吸収層が上述した各特性を有するように、評価用光吸収層の厚みおよび組成の両方を変更してもよく、評価用光吸収層の組成のみを変更してもよく、評価用光吸収層の厚みのみを変更してもよい。本発明においては、なかでも、評価用光吸収層の組成のみを変更して光吸収層の組成および厚みを調整することが好ましい。
評価用光吸収層の着色材の含有量は、平均透過率により調整される。例えば、評価用積層体の平均透過率が低すぎる場合は、着色材の含有量を少なくすることにより、平均透過率の上げることができる。一方、上記平均透過率が高過ぎる場合は、着色材全体の含有量を多くすることにより、平均透過率を下げることができる。
まず、上述した評価用積層体における評価用透過光の色度を(x,y)=(x11,y11)とし、評価用反射光の色度を(x,y)=(x12,y12)とし、x12−x11、およびy12−y11を算出する。この際、x12−x11が0.025を超える場合は、評価用反射光における波形の赤色波長域のピークが評価用透過光における波形の赤色波長域のピークより大きくなっていることから、評価用光吸収層における着色材の配合比において、赤色波長域を吸収する着色材の比率を増加させることにより、x12−x11が0.025以下となるように調整することができる。
また、x12−x11が−0.025に満たない場合は、評価用反射光における波形の青色波長域および緑色波長域のピークが、評価用透過光における波形の青色波長域および緑色波長域のピークより大きくなっていることから、評価用光吸収層における着色材の配合比において、青色波長域および緑色波長域の光を吸収する着色材の比率を増加させることによりx12−x11を−0.025以上となるように調整することができる。
また、y12−y11が0.025を超える場合は、評価用反射光における波形の緑色波長域のピークが評価用透過光における波形の緑色波長域のピークよりも大きくなっていることから、評価用光吸収層における着色材の配合比に対して、緑色波長域を吸収する着色材の比率を増加させることにより、y12−y11が0.025以下となるように調整することができる。
また、y12−y11が−0.025に満たない場合は、評価用反射光における波形の青色波長域のピークが評価用透過光における波形の青色波長域のピークよりも大きくなっていることから、評価用光吸収層における着色材の配合比に対して、青色波長域の光を吸収する着色材の比率を増加させることによりy12−y11を−0.025以上となるように調整することができる。
なお、上述した、x12−x11およびy12−y11は、いずれも−0.025≦x12−x11≦0.025かつ−0.025≦y12−y11≦0.025となるように調整される。
上述した色度の調整を行う場合は、評価用透過光および評価用反射光のスペクトルを参照して調整を行ってもよい。
本発明のカラーフィルタの設計方法としては、上述した光吸収層調整工程を有する方法であれば特に限定されず、必要な工程を適宜選択して追加することができる。例えば、着色層が所定の透過率を示し、かつ、Δx’およびΔy’が 0.030以下、ならびにΔx”およびΔy”が0.040以下となるように、着色層を調整する工程等を挙げることができる。
本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタの製造方法は、発光層を含む有機EL素子を有し、上記発光層からの白色光を発光光源とする有機EL表示装置に用いられ、透明基材と、上記透明基材上にパターン状に設けられパターン状の着色層を有する着色部と、上記透明基材上にパターン状に設けられた白色部とを有し、上記透明基材上の白色部には着色材を含有する樹脂から構成される光吸収層が形成されている有機EL表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、上記白色部の平均透過率が50%〜98%の範囲内となり、CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、上記白色部を透過した上記白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、上記白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下となるように、上記光吸収層を調整する光吸収層調整工程を備える設計工程と、上記設計工程により調整された光吸収層を上記透明基材上の上記白色部に形成する光吸収層形成工程と、を有することを特徴とする製造方法である。
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、まず、図示はしないが、上述した「C.有機EL表示装置用カラーフィルタの設計方法」の項で説明した光吸収層調整工程を備える設計工程が行われる。また、図7(a)に例示するように、光吸収層を形成する前に、透明基材1上の着色部10C(10R、10G、10B)にパターン状に着色層2R、2G、2Bを形成してもよい。次に、上記光吸収層調整工程により調整された光吸収層3を上記透明基材11上の上記白色部10Wに形成する(光吸収層形成工程)。具体的には、まず、透明基材1上全面に着色材および感光性樹脂等の樹脂を含有する光吸収層用組成物3’を塗布し(図7(b))、フォトマスク60等を用いて露光光Leを照射することによりパターン露光した後(図7(c))、現像処理を行うことにより光吸収層3を形成することができる(図7(d))。以上の工程により、カラーフィルタ10を製造することができる。なお、図示はしないが、本発明においては光吸収層形成工程を着色層を形成する工程の前に行ってもよい。
なお、図7において説明していない符号については、図1等で説明した符号と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本発明における設計工程は、上記白色部の平均透過率が50%〜98%の範囲内となり、CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、上記白色部を透過した上記白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、上記白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下となるように、上記光吸収層を調整する光吸収層調整工程を備える工程である。
本発明における光吸収層形成工程は、上記設計工程により調整された光吸収層を上記透明基材上の上記白色部に形成する工程である。
本工程においては、通常、上述した設計工程により調整された光吸収層の組成を有するように、着色材および樹脂を含有する光吸収層用組成物を調製し、光吸収層が上述した設計工程により調整された光吸収層の厚みを有するように、上記光吸収層用組成物を基材上の白色部に所定の厚みで塗布することにより、光吸収層が形成される。
上記光吸収層をパターン上に形成する場合は、フォトリソグラフィー法を好適に用いることができる。この場合、樹脂としては感光性樹脂が用いられる。
また、上記光吸収層用組成物は、上述した着色材および樹脂の他にも、溶剤、光反応開始剤、分散剤等の各種の添加剤を含有していてもよい。上記溶剤および添加剤については、一般的な樹脂層の形成方法に用いられるものと同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
また、本工程において光吸収層をフォトリソグラフィー法を用いて形成する場合における露光光、フォトマスク、現像条件等については、一般的なカラーフィルタの製造方法に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
また、フォトリソグラフィー法以外の方法により、光吸収層を形成してもよい。このような方法としては、例えばインクジェット法、印刷法等を挙げることができる。
本発明のカラーフィルタの製造方法は、上述した設計工程、および光吸収層形成工程を有するものであれば特に限定されない。通常は、上記光吸収層形成工程以外に、透明基材上の着色部に着色層をパターン状に形成する着色層形成工程を有する。なお、着色層形成工程については、一般的なカラーフィルタの製造方法における工程と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
また、本発明においては、上述した光吸収層形成工程、および着色層形成工程以外にも、
例えば、遮光部を形成する工程や、TFTを形成する工程等を有していてもよい。
本発明のカラーフィルタの製造方法により製造されるカラーフィルタについては、上述した「A.有機EL表示装置用カラーフィルタ」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
(硬化性樹脂組成物Aの調製)
重合槽中にメタクリル酸メチル(MMA)を63質量部、アクリル酸(AA)を12質量部、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル(HEMA)を6質量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)を88質量部仕込み、攪拌し溶解させた後、2、2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)を7質量部添加し、均一に溶解させた。
その後、窒素気流下、85℃で2時間攪拌し、更に100℃で1時間反応させた。
得られた溶液に、更にメタクリル酸グリシジル(GMA)を7質量部、トリエチルアミンを0.4質量部、及びハイドロキノンを0.2質量部添加し、100℃で5時間攪拌し、共重合樹脂溶液(固形分50%)を得た。
<硬化性樹脂組成物Aの組成>
・上記共重合樹脂溶液(固形分50%) …16質量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(サートマー社 SR399)
…24質量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社 エピコート180S70) …4質量部
・2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン
…4質量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル …52質量部
まず、下記分量の成分を混合し、サンドミルにて十分に分散し、黒色顔料分散液を調整した。
<黒色顔料分散液の組成>
・黒色顔料(三菱化学社製 #2600) …20質量部
・高分子分散材(ビックケミー・ジャパン株式会社 Disperbyk 111)
…16質量部
・溶剤(ジエチレングリコールジメチルエーテル) …64質量部
<遮光部用組成物の組成>
・上記黒色顔料分散液 …50質量部
・上記硬化性樹脂組成物A …20質量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル …30質量部
当該遮光部形成用層を、超高圧水銀ランプで遮光パターンに露光した後、0.05wt%水酸化カリウム水溶液で現像し、その後、基板を230℃の雰囲気下に30分間放置することにより加熱処理を施して遮光部を形成した。
下記組成の赤色硬化性樹脂組成物をスピンコーティング法により所定の色座標となるよう塗布して、その後、70℃のオーブン中で3分間乾燥した。
次いで、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜から100μmの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより2.0kwの超高圧水銀ランプを用いて着色層の形成領域に相当する領域のみに紫外線を10秒間照射した。
次いで、0.05wt%水酸化カリウム水溶液(液温23℃)中に1分間浸漬してアルカリ現像し、赤色硬化性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。
その後、基板を170℃の雰囲気下に15分間放置することにより、加熱処理を施して表示用領域の赤色画素と非表示用領域となる額縁部形成領域全体に赤色の着色層からなるパターン(以下、レリーフパターンともいう)を形成した。
・C.I.ピグメントレッド177 …3質量部
・C.I.ピグメントレッド254 …4質量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤 …3質量部
・上記硬化性樹脂組成物A …23質量部
・酢酸−3−メトキシブチル …67質量部
次に、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、赤色のレリーフパターンが形成された側上に、下記組成の緑色硬化性樹脂組成物を所定の色座標となるように塗布して、表示用領域の緑色画素に緑色の着色層からなるパターン(レリーフパターンともいう)を形成した。
・C.I.ピグメントグリーン58 …7質量部
・C.I.ピグメントイエロー138 …1質量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤 …3質量部
・上記硬化性樹脂組成物A …22質量部
・酢酸−3−メトキシブチル …67質量部
更に、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、緑色のレリーフパターンが形成された側上に、下記組成の青色硬化性樹脂組成物を所定の色座標となるように塗布して、表示用領域の青色画素に青色の着色層からなるパターン(レリーフパターンともいう)を形成した。
・C.I.ピグメントブルー1 …5質量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤 …3質量部
・上記硬化性樹脂組成物A …25質量部
・酢酸−3−メトキシブチル …67質量部
更に、赤色のレリーフパターン形成と同様の工程で、青色のレリーフパターンが形成された側上に、下記組成の光吸収層用樹脂組成物を所定の色座標となるように塗布して、表示用領域の白色部に光吸収層からなるパターン(レリーフパターンともいう)を形成した。
<光吸収層用樹脂組成物の組成>
・C.I.ピグメントブルー15:6 …1.5質量部
・C.I.ピグメントバイオレット23 …1.5質量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤 …1質量部
・上記硬化性樹脂組成物A …29質量部
・酢酸−3−メトキシブチル …67質量部
下記の光吸収層用樹脂組成物を用いた以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。
<光吸収層用樹脂組成物の組成>
・C.I.ピグメントブルー15:6 …1.5質量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤 …0.5質量部
・上記硬化性樹脂組成物A …31質量部
・酢酸−3−メトキシブチル …67質量部
下記の光吸収層用樹脂組成物を用いた以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。
<光吸収層用樹脂組成物の組成>
・C.I.ピグメントブルー15:6 …2.0質量部
・C.I.ピグメントバイオレット23 …1.0質量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤 …0.5質量部
・上記硬化性樹脂組成物A …31質量部
・酢酸−3−メトキシブチル …67質量部
下記の光吸収層用樹脂組成物を用いた以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。
<光吸収層用樹脂組成物の組成>
・C.I.ピグメントレッド254 …1.5質量部
・C.I.ピグメントバイオレット23 …1.5質量部
・ポリスルホン酸型高分子分散剤 …0.5質量部
・上記硬化性樹脂組成物A …31質量部
・酢酸−3−メトキシブチル …67質量部
下記の光吸収層用樹脂組成物を用いた以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。
<光吸収層用樹脂組成物の組成>
・上記黒色顔料分散液 …10質量部
・上記硬化性樹脂組成物A …40質量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル …50質量部
下記の白色層用樹脂組成物を用いた以外は、実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。
<白色層用樹脂組成物の組成>
・上記硬化性樹脂組成物A …50質量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル …50質量部
(白色部の平均透過率)
実施例1〜5および比較例のカラーフィルタの白色部の平均透過率を顕微分光装置OSP−SP2000(OLYMPUS社製)を用いて測定した。結果を表1に示す。
実施例1〜5および比較例のカラーフィルタの透過光源をC光源(図8のC)とし、反射光源をD65光源(図8のD65)として、白色部の透過光(Lt1)、白色部の反射光(Lr1)、着色部の混色透過光(Lt2)、および着色部の混色反射光(Lr2)について、それぞれCIE1931−XYZ表色系のxy色度図における色度を輝度計SR-3 UL1(TOPCON製)にて測定し、白色部の透過光および白色部の反射光の色度の差(Lt1−Lr1)、白色部の透過光および着色部の混色透過光の色度の差(Lt1−Lt2)、ならびに白色部の反射光および着色部の混色反射光の色度の差(Lr1−Lr2)を算出した。結果を表2、表3に示す。なお、図8は、実施例において測定された光について説明する図である。図8においては図示はしていないが、反射光および混色反射光の測定については、反射率が100%の反射板を用いた。
顕微分光装置OSP−SP2000(OLYMPUS社製)を用いて透過スペクトル、反射スペクトルを測定し、透過スペクトルはC光源、反射スペクトルはD65光源に変換して各色度座標を算出した。
なお、C光源の色度は、(x,y)=(0.310,0.316)である。
また、実施例1〜4については、さらに白色部の透過光および着色部の混色透過光の色合いおよび白色部の反射光および着色部の混色反射光の色合いの差を小さくすることができた(表2、表3において◎で示す)。
一方、比較例においては、白色部の透過光および反射光の色合いの差が大きく、D65光源の有無による白色部の白色表示の変化が明確に観察された(表3において×で示す)。また、白色部のD65光源の反射光の強度と、着色部のD65光源の着色反射光の強度との差が大きく、良好な視認性を確保することができなかった。
2R … 赤色着色層
2G … 緑色着色層
2B … 青色着色層
3 … 光吸収層
10 … 有機EL表示装置用カラーフィルタ
10C … 着色部
10R … 赤色着色部
10G … 緑色着色部
10B … 青色着色部
10W … 白色部
11 … 評価用積層体
11a … 評価用透明基材
11b … 評価用光吸収層
20 … 対向基材
30 … 有機EL素子
32 … 有機EL層
Ls … 太陽光
Lw … 白色光
Lt … 白色部を透過した白色光(透過光)
Lr … 白色部を反射した太陽光(反射光)
Lt(11) … 評価用積層体を透過した白色光(透過光)
Lr(11) … 評価用積層体を反射した太陽光(反射光)
Claims (6)
- 発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子を有し、前記発光層からの白色光を発光光源とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置に用いられる有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタであって、
透明基材と、
前記透明基材上にパターン状に設けられパターン状の着色層を有する着色部と、
前記透明基材上にパターン状に設けられた白色部とを有し、
前記透明基材上の前記白色部には着色材を含有する樹脂から構成される光吸収層が形成されており、
前記白色部の平均透過率が50%〜98%の範囲内であり、
CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、前記白色部を透過した前記白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、前記白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタ。 - CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、前記白色部を透過した前記白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、前記着色部の透過色度による白色点の色度を(x,y)=(x3,y3)とした場合に、xの変化量(Δx’=|x3−x1|)およびyの変化量(Δy’=|y3−y1|)が0.030以下であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタ。
- CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、前記白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とし、前記着色部の太陽光の反射色度による白色点の色度を(x,y)=(x4,y4)とした場合に、xの変化量(Δx”=|x4−x2|)およびyの変化量(Δy”=|y4−y2|)が0.040以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタ。
- 有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタと、対向基材と、前記有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタおよび前記対向基材の間に形成され、発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子とを有し、前記発光層からの白色光を発光光源とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタが、
透明基材と、
前記透明基材上にパターン状に設けられパターン状の着色層を有する着色部と、
前記透明基材上にパターン状に設けられた白色部とを有し、
前記透明基材上の前記白色部には着色材を含有する樹脂から構成される光吸収層が形成されており、
前記白色部の平均透過率が50%〜98%の範囲内であり、
CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、前記白色部を透過した前記白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、前記白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。 - 発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子を有し、前記発光層からの白色光を発光光源とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置に用いられ、透明基材と、前記透明基材上にパターン状に設けられパターン状の着色層を有する着色部と、前記透明基材上にパターン状に設けられた白色部とを有し、前記透明基材上の白色部には着色材を含有する樹脂から構成される光吸収層が形成されている有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタの設計方法であって、
前記白色部の平均透過率が50%〜98%の範囲内となり、CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、前記白色部を透過した前記白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、前記白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下となるように、前記光吸収層を調整する光吸収層調整工程を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタの設計方法。 - 発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス素子を有し、前記発光層からの白色光を発光光源とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置に用いられ、透明基材と、前記透明基材上にパターン状に設けられパターン状の着色層を有する着色部と、前記透明基材上にパターン状に設けられた白色部とを有し、前記透明基材上の白色部には着色材を含有する樹脂から構成される光吸収層が形成されている有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、
前記白色部の平均透過率が50%〜98%の範囲内となり、CIE1931−XYZ表色系のxy色度図における、前記白色部を透過した前記白色光の透過色度を(x,y)=(x1,y1)とし、前記白色部の太陽光の反射色度を(x,y)=(x2,y2)とした場合に、xの変化量(Δx=|x2−x1|)およびyの変化量(Δy=|y2−y1|)が0.025以下となるように、前記光吸収層を調整する光吸収層調整工程を備える設計工程と、
前記設計工程により調整された光吸収層を前記透明基材上の前記白色部に形成する光吸収層形成工程と、
を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置用カラーフィルタの製造方法。
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