CN101552324A - 滤色器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适于提高有机EL显示元件的色纯度的滤色器。第1有机EL显示元件用滤色器(c),具有绿色像素区域(4G),且绿色像素区域(4G)的光透射率在600~650nm的范围内为15%以下。第2有机EL显示元件用滤色器(c),具有蓝色像素区域(4B),且蓝色像素区域(4B)的光透射率在500~550nm的范围内为30%以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于有机EL显示元件的滤色器。
背景技术
作为制造全彩色的有机EL显示元件的方法,已知有以下两种方法。
第1种方法是:将在红色、绿色以及蓝色的各像素上发出各种颜色的有机EL发光材料涂抹划分成微细的图案,从而形成各种颜色的有机EL发光层的方法(例如参照日本特开平09-167684号公报、日本特开平11-067454号公报等)。该方法中包括例如:光刻法、掩模蒸镀法、印刷法、喷墨法等。
首先,光刻法由于处理温度为高温,或需要反应性高的药液处理,因此,不适于热不稳定或化学不稳定的有机EL发光材料的加工。
其次,掩模蒸镀法,是使用蒸镀用掩模对低分子类有机EL发光材料进行真空蒸镀来形成图案,由此可形成各种颜色的有机EL发光层的方法,但存在无法制作大型且位置精度优异的蒸镀用掩模的问题。因此,无法形成大画面、高清晰的图案。而且,由于构成各像素的有机EL发光层的亮度或寿命等特性不同,因此,色彩均衡随使用时间而变化,从而存在作为显示元件的特性受特性最低的有机EL发光材料限制的问题。
相对于此,将有机EL发光材料油墨化并通过印刷或喷墨涂抹划分来形成有机EL发光层的印刷法、特别是喷墨法,在可以形成高清晰的图案方面备受瞩目,特别是在容易进行油墨化的高分子有机EL用途中是有效的。
第2种方法是:使来自白色的有机EL发光层的白色光入射到滤色器中而发出红、绿及蓝各种颜色的发光的方法(例如参照日本特开平08-321380号公报、日本特开2004-227854号公报)。在该方法中,由于滤色器中可以使用可靠性、耐久性方面优异的颜料,因此可以制造颜色均衡不会发生变化的长寿命的有机EL显示元件。另外,也可以代替颜料,例如在滤色器上形成包含吸收蓝色光而发出绿色光或红色光的荧光物质的图案。另外,使用这样的滤色器的方法中可以转用液晶显示元件的滤色器制造技术,从而可以制造大面积、高清晰的有机EL显示元件。
发明内容
通常情况下,来自有机EL发光层的发光有向长波长侧拖尾的倾向。其结果,特别是对于长波长侧重叠于其他颜色的可见度的绿色像素和蓝色像素,即使使各种颜色的有机EL发光层的发光峰值与目标波长一致,也难以实现满足NTSC或EBU等TV规格的色纯度。因而,不管是用第1种方法制作的有机EL显示元件还是用第2种方法制作的有机EL显示元件,均必须在各种颜色的像素上设置适宜的滤色器。
本发明是鉴于这样的问题而完成的,其目的在于,提供适于提高有机EL显示元件的色纯度的滤色器及其制造方法。
为了解决上述课题,本发明的第1滤色器具备绿色像素区域,绿色像素区域的光透射率在600~650nm的范围内为15%以下。
另外,本发明的第2滤色器具备蓝色像素区域,蓝色像素区域的光透射率在500~550nm的范围内为30%以下。
根据本发明,可以提高有机EL显示元件的像素的色纯度。
在此,优选绿色像素区域的光透射率的峰值位于500~550nm的范围内,光透射率的峰值中的光透射率为50%以上。
另外,优选蓝色像素区域的光透射率的峰值位于410~470nm的范围内,光透射率的峰值中的光透射率为50%以上。
由此,可提高光的利用効率。
另外,优选为高分子有机EL显示元件用。由于高分子有机EL显示元件的射出光的波长光谱的拖尾大,因此本发明的効果特别好。
另外,作为像素区域的着色材料,优选含有染料、颜料、或它们的混合物。
另外,着色材料优选为具有酞菁、喹酞酮、二噁嗪、嘧啶、巴比妥酸、聚甲炔、三烯丙基甲烷、蒽醌、吡啶酮偶氮或呫吨骨架的着色材料。
具体而言,作为着色材料,可列举下述(1)式或(2)式所示的蓝色染料。
[式(1)、式(2)中,环Z1~环Z8分别独立地表示可以具有取代基的杂环。Xa-表示卤素阴离子、ClO4 -、OH-、有机羧酸阴离子、有机磺酸阴离子、硼阴离子或有机金属络合物阴离子。k为阴离子的价数,表示1或2的整数。Y1 -及Y2 -分别独立地表示卤素阴离子、ClO4 -、OH-、1价的有机羧酸阴离子、1价的有机磺酸阴离子、1价的硼阴离子或1价的有机金属络合物阴离子。1及1’分别独立地表示0以上且3以下的整数。L1表示2价的可被取代的烃基]。
另外,作为着色材料,还可列举下述(3)式所示的蓝色染料。
[式(3)中,环Z9及环Z10分别独立地表示可具有取代基的杂环。X-表示卤素阴离子、ClO4 -、OH-、1价的有机羧酸阴离子、1价的有机磺酸阴离子、1价的硼阴离子或1价的有机金属络合物阴离子。1表示0以上且3以下的整数]。
另外,作为着色材料,还可列举下述(4)式所示的染料。
[式(4)中,R1~R4分别独立地表示氢原子、-R6或碳原子数6~10的芳香族烃基。该碳原子数6~10的芳香族烃基中含有的氢原子可以被卤原子、-R6、-OH、-OR6、-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-CO2 -、-CO2H、-CO2M、-CO2R6、-SO3R6、-SO2NHR8或-SO2NR8R9取代。R5表示-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-CO2 -、-CO2H、-CO2M、-CO2R6、-SO3R6、-SO2NHR8或-SO2NR8R9。m表示0~5的整数。m为2以上的整数时,多个R5可以相同也可以不同。X表示卤原子。a在R1~R5的任一个中含有-SO3 -或-CO2 -时表示0,其他情况下表示1。R6表示碳原子数1~10的饱和烃基。该碳原子数1~10的饱和烃基中含有的氢原子可以被卤原子取代。该碳原子数1~10的饱和烃基中含有的亚甲基可以被氧原子、羰基或-NR6-取代。R8及R9分别独立地表示碳原子数1~10的直链或支链烷基、碳原子数3~30的环烷基或-Q。或者R8及R9也可以一起与相邻接的氮原子形成碳原子数1~10的杂环。Q表示碳原子数6~10的芳香族烃基或碳原子数5~10的芳香族杂环基,该芳香族烃基及芳香族杂环基中含有的氢原子可以被-OH、R6、-OR6、-NO2、-CH=CH2、-CH=CHR6或卤原子取代。碳原子数1~10的直链或支链烷基及碳原子数3~30的环烷基中含有的氢原子可以被羟基、卤原子、-Q、-CH=CH2或-CH=CHR6取代。碳原子数1~10的直链或支链烷基及碳原子数3~30的环烷基中含有的亚甲基,可以被氧原子、羰基或-NR6-取代。碳原子数1~10的杂环中含有的氢原子可以被R6、-OH或-Q取代。M表示钠原子或钾原子]。
本发明的有机EL显示元件用滤色器的制造方法,通过将包含具有酞菁、喹酞酮、二噁嗪、嘧啶、巴比妥酸、聚甲炔、三烯丙基甲烷、蒽醌、吡啶酮偶氮或呫吨骨架的着色材料的油墨通过喷墨填充到黑矩阵的开口中,制造上述的有机EL显示元件用滤色器。
根据本发明,提供适于提高有机EL显示元件的色纯度的滤色器及其制造方法。
附图说明
图1是本发明的滤色器的平面图的实例。
图2是图1所示的滤色器的截面图。
图3是将图1及图2所示的滤色器贴合在有机EL元件上而制作的有机EL显示元件的截面图。
图4是本发明的实施例1~实施例7所示的绿色滤色器的透射光谱。
图5是本发明的实施例8~实施例14所示的蓝色滤色器的透射光谱。
图6是比较例1~比较例3所示的绿色滤色器的透射光谱。
图7是比较例4~比较例5所示的蓝色滤色器的透射光谱。
图8是绿色或蓝色的有机EL发光元件的发光光谱。
具体实施方式
下面,对实施方式涉及的滤色器进行说明。需要说明的是,同一要素使用同一符号,省略重复说明。
(滤色器及有机EL显示元件的概略结构)
图1是实施方式涉及的滤色器c的平面图,图2是图1所示的滤色器c的II-II箭头截面图。另外,图3是将图1及图2所示的滤色器c贴合在有机EL元件e上而制作的有机EL显示元件d的截面图。
图1及图2所示的滤色器c主要备有:透明基板1、形成与像素相对应的开口的黑矩阵3、填充黑矩阵3的各开口的红色树脂区域4R、绿色树脂区域4G、蓝色树脂区域4B、透明保护膜5以及垫片6。
图3所示的有机EL显示元件d是隔着树脂层30使图1及图2的滤色器c与有机EL元件e以对置的方式进行贴合而成。有机EL元件e是在透明基板2上层压像素电极9、TFT10、红色有机EL层82R、绿色有机EL层82G、蓝色有机EL层82B、透明电极81、透明保护膜8而成。
有机EL元件e和滤色器c的配置方式为:红色有机EL层82R与红色树脂区域4R对置,绿色有机EL层82G与绿色树脂区域4G对置,蓝色有机EL层82B与蓝色树脂区域4B对置,各着色树脂区域4R、4G、4B使来自各种颜色有机EL层82R、82G、82B的红色光、绿色光、蓝色光透射。
(滤色器)
下面,对滤色器c进行详细说明。
(透明基板)
对透明基板1的材料而言,只要其对于可见光是透明的就没有特别限定,可以使用例如:无碱玻璃、低碱玻璃等无机材料、PET、PES、PC等透明树脂材料。
(黑矩阵)
黑矩阵3是遮光膜,防止像素间的串扰。黑矩阵3是在透明基板1上形成格子状的图案,形成有形成像素的开口3a。黑矩阵3可以由例如分散有碳黑或金属氧化物等具有遮光性的颜料的遮光性树脂(例如黑色抗蚀剂(住友化学株式会社制造的TK-41)等)、金属氧化物/金属(例如氧化铬/金属铬层压体)构成。需要说明的是,该黑矩阵3也可以是被称为所谓遮光性堆积体的多层结构。例如遮光性堆积体可以是在金属氧化物/金属层上层压遮光性树脂而成。
(着色树脂区域)
红色树脂区域4R、绿色树脂区域4G以及蓝色树脂区域4B以填充黑矩阵3的开口3a内的方式进行设置。开口3a内的各着色树脂区域4R、4G、4B在形成有机EL显示元件d的各种颜色的像素的同时,还从由有机EL元件e的各种颜色有机EL层82R、82G、82B放射的光中吸收所希望的波长区域的光。需要说明的是,着色树脂区域可以搭载在黑矩阵3上,但搭载的部分对于光的透过没有帮助。
需要说明的是,使相邻接的着色树脂区域、例如红色树脂区域4R与绿色树脂区域4G重叠在形成其边界的黑矩阵3上,由此还可以形成后述的垫片6。
着色树脂区域4R、4G、4B优选为在透明树脂中配合有有机颜料或无机颜料或染料等着色材料的至少一种的树脂。特别优选对透明着色树脂赋予感光性的所谓透明着色抗蚀剂,利用光刻法、喷墨法、印刷法可以形成微细的图案,特别是进行高清晰的全彩色显示时,优选为光刻法。
在此,透明着色抗蚀剂是在溶剂中分散颜料等着色材料、进而溶解或分散粘合剂树脂、光聚合性单体以及光聚合引发剂而成的。需要说明的是,也可以溶解或分散其他任意的添加剂。
对粘合剂树脂而言,只要是利用碱溶液对未曝光部分进行显影的粘合剂树脂、或作为着色材料的分散介质发挥作用的粘合剂树脂即可。优选使用例如:将(甲基)丙烯酸酯化合物作为一个单体、且分子内具有羧基的(甲基)丙烯酸类共聚物。
作为光聚合性单体,优选为不饱和羧酸或其酯,可以列举例如:丙烯酸或其酯、甲基丙烯酸或其酯等。丙烯酸、甲基丙烯酸及它们的酯可以各自单独使用,或者也可以与另外的一种以上组合使用,另外还可以任意添加巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸等不饱和羧酸或其酯。
光聚合引发剂可以是该领域中通常使用的物质,例如有:苯乙酮类、苯偶姻类、二苯甲酮类、噻吨酮类、s-三嗪类光聚合引发剂等,这些光聚合引发剂可以分别单独使用,也可以两种以上组合使用。相对于粘合剂树脂及光聚合性单体的总量100重量份,光聚合引发剂的含量优选在1~40重量份的范围。需要说明的是,除光聚合引发剂以外还使用光引发助剂时,优选光聚合引发剂和光引发助剂的总量为上述范围(1~40重量份的范围)。
作为溶剂,没有特别限制,可列举:乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、乙二醇一丙醚及乙二醇一丁醚等乙二醇一烷基醚类;二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚等二乙二醇二烷基醚类;甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯等乙二醇烷基醚乙酸酯类;丙二醇一甲醚乙酸酯、丙二醇一乙醚乙酸酯、丙二醇一丙醚乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯、甲氧基戊基乙酸酯等亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类;苯、甲苯、二甲苯、均三甲基苯等芳香族烃类;茴香醚、苯乙醚、甲基茴香醚等芳香族脂肪族醚类;丙酮、2-丁酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、4-甲基-2-戊酮、环己酮等酮类;乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、甘油等醇类;3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、乳酸乙酯、2-羟基异丁酸甲酯等酯类;γ-丁内酯等环状酯类等。这些溶剂可以各自单独使用,或者也可以与另外的一种以上组合使用,透明着色抗蚀剂中的溶剂的含量,以质量分率计,通常使用为20质量%以上且90质量%以下,优选为50质量%以上且85质量%以下。
另外,着色树脂区域4R、4G、4B可以不是将着色抗蚀剂固化而是将着色油墨固化而成的物质。着色油墨,例如由溶剂、着色材料、用于保证溶剂中的安定性的分散剂、用于稳定地形成油墨的膜的透明树脂、单体、以及根据需要的聚合引发剂或表面活性剂等其他添加物构成。
作为着色材料,可以使用通常用于透明着色抗蚀剂或着色油墨的有机颜料或无机颜料、染料。作为无机颜料,可以列举例如:金属氧化物或金属络合物等金属化合物,具体可以列举:铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑等金属的氧化物或复合金属氧化物。作为有机颜料,可列举例如:染料索引(Colour Index:C.I.)(The Society ofDyers and Colourists出版)中分类为颜料(Pigment)或染料的化合物。
具体而言,可以列举如下所述的染料索引(C.I.)编号的化合物,但并不限定于这些。
C.I.颜料黄
20,24,31,53,83,86,93,94,109,110,117,125,137,138,139,147,148,150,153,154,166及173;
C.I.颜料橙13,31,36,38,40,42,43,51,55,59,61,64,65及71;
C.I.颜料红9,97,105,122,123,144,149,166,168,176,177,180,192,215,216,224,242及254;
C.I.颜料紫14,19,23,29,32,33,36,37及38;
C.I.溶剂紫2,8,9,11,13,14等;
C.I.颜料蓝15(15:3,15:4,15:6等),21,22,28,60及64;
C.I.溶剂蓝25,38,64,67,70,129;
C.I.颜料绿7,10,15,25,36,47及58;
C.I.溶剂绿3,28,32及33;
C.I.颜料棕28;
C.I.颜料黑1及7。
作为有机类的着色材料,可列举:具有选自酞菁、喹酞酮、二噁嗪、嘧啶、巴比妥酸、聚甲炔、三烯丙基甲烷、蒽醌及吡啶酮偶氮中的至少一种骨架的着色材料。
另外,本发明中作为可以适宜用于蓝色滤色器的染料的一例,可以例示下述(1)式或(2)式所示的菁染料(聚甲炔染料)。
[式(1)、式(2)中,环Z1~环Z8分别独立地表示可具有取代基的杂环。Xa-表示卤素阴离子、ClO4 -、OH-、有机羧酸阴离子、有机磺酸阴离子、硼阴离子或有机金属络合物阴离子。k为阴离子的价数,表示1或2的整数。Y1 -及Y2 -分别独立地表示卤素阴离子、ClO4 -、OH-、1价的有机羧酸阴离子、1价的有机磺酸阴离子、1价的硼阴离子或1价的有机金属络合物阴离子。1及1’分别独立地表示0以上且3以下的整数。L1表示2价的可以被取代的烃基]。
环Z1~环Z8中任一个表示的杂环包含1个或多个杂原子。上述杂环可以是单环,也可以是多环。上述杂原子可以是选自元素周期表中的第15族元素或第16族元素中的原子,可列举例如:氮原子、氧原子、硫原子、硒原子或碲原子。作为上述杂环,可列举例如:吲哚环、苯并吲哚环、假吲哚环、苯并假吲哚环、噁唑环、苯并噁唑环、噻唑环、苯并噻唑环、苯并咪唑环或喹啉环。
作为上述杂环的取代基,可列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、叔戊基等脂肪族烃基;苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、邻异丙苯基、间异丙苯基、对异丙苯基等芳香族烃基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基等烷氧基;苯氧基等芳氧基;苄氧基等芳烷氧基;甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基、乙酰氧基、苯甲酰氧基等具有酯键的基团;甲基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基、乙基氨磺酰基、二乙基氨磺酰基、正丙基氨磺酰基、二正丙基氨磺酰基、异丙基氨磺酰基、二异丙基氨磺酰基、正丁基氨磺酰基、二正丁基氨磺酰基等烷基氨磺酰基;甲基磺酰基、乙基磺酰基、丙基磺酰基、异丙基磺酰基、正丁基磺酰基、异丁基磺酰基、仲丁基磺酰基、叔丁基磺酰基等烷基磺酰基;氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤原子;硝基、氰基。需要说明的是,这种取代基具有氢原子时,该氢原子可以被下述基团取代,例如:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤原子;硝基、氰基。在该取代基具有氢原子时,该氢原子可以被如下基团取代,即:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤原子;甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基等烷氧基;苯氧基、苄氧基等芳氧基;苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、邻异丙苯基、间异丙苯基、对异丙苯基等芳香族烃基;羧基;氰基;硝基等。
作为Xa-表示的卤素阴离子,可列举:Cl-、Br-、I-等。作为Xa -表示的有机羧酸阴离子,可列举例如:苯甲酸离子、烷基羧酸离子、三卤代烷基羧酸离子、烟酸离子。作为上述有机磺酸阴离子,可列举例如:苯磺酸离子、苯二磺酸离子、萘磺酸离子、萘二磺酸离子、对甲苯磺酸离子、烷基磺酸离子。作为Xa-表示的硼阴离子,可列举例如BF4 -。作为Xa-表示的有机金属络合物阴离子,可列举:偶氮类、联苯基二硫醇类、硫代儿茶酚螯合物类、硫代双酚盐螯合物类、双二醇-α-二酮类的有机金属络合物离子。在上述有机金属络合物离子中,作为中心金属,可列举元素周期表中的第3族~第11族的过渡元素。作为上述过渡金属,可列举例如:钪、钇、钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、锰、锝、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂、铜、银、金、镉、汞等。
Y1 -或Y2 -表示的卤素阴离子、1价的有机羧酸阴离子、1价的有机磺酸阴离子、1价的硼阴离子或1价的有机金属络合物阴离子的例子,与Xa-表示的卤素阴离子、有机羧酸阴离子、有机磺酸阴离子、硼阴离子或有机金属络合物阴离子的例子中的1价的阴离子同样。
作为L1表示的烃基,可列举例如:亚甲基、亚乙基、亚乙烯基、三亚甲基、亚丙基、亚丙烯基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基等2价的脂肪族烃基;亚环戊基、亚环己基、亚环己二烯基等2价的脂环式烃基;邻亚苯基、间亚苯基、对亚苯基、亚萘基等2价的芳香族烃基等。该烃基的1个或多个氢原子可以由氨基、羧基、氰基、硝基、卤基、羟基等取代。L1可以键合在环Z1及环Z3的任意位置上。
另外,本发明中作为可以适宜用于蓝色滤色器的染料的一例,还可以例示下述(3)式所示的菁染料(聚甲炔染料)。
[式(3)中,环Z9及环Z10分别独立地表示可具有取代基的杂环。X-表示卤素阴离子、ClO4 -、OH-、1价的有机羧酸阴离子、1价的有机磺酸阴离子、1价的硼阴离子或1价的有机金属络合物阴离子。1表示0以上且3以下的整数]。
环Z9或环Z10表示的可具有取代基的杂环的例子,与式(1)、式(2)中的环Z1~环Z8的任一个表示的可具有取代基的杂环的例子相同。X-表示的卤素阴离子、1价的有机羧酸阴离子、1价的有机磺酸阴离子、1价的硼阴离子或1价的有机金属络合物阴离子的例子,与Xa-表示的卤素阴离子、1价的有机羧酸阴离子、1价的有机磺酸阴离子、1价的硼阴离子或1价的有机金属络合物阴离子的例子中的1价的阴离子相同。
另外,本发明中作为可以适宜用于蓝色滤色器的染料的一例,还可以例示下述(4)式所示的呫吨染料。
[式(4)中,R1~R4分别独立地表示氢原子、-R6或碳原子数6~10的芳香族烃基。该碳原子数6~10的芳香族烃基中含有的氢原子可以被卤原子、-R6、-OH、-OR6、-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-CO2 -、-CO2H、-CO2M、-CO2R6、-SO3R6、-SO2NHR8或-SO2NR8R9取代。R5表示-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-CO2 -、-CO2H、-CO2M、-CO2R6、-SO3R6、-SO2NHR8或-SO2NR8R9。m表示0~5的整数。m为2以上的整数时,多个R5可以相同也可以不同。X表示卤原子。a在R1~R5的任一个中含有-SO3 -或-CO2 -时表示0,其他情况下表示1。R6表示碳原子数1~10的饱和烃基。该碳原子数1~10的饱和烃基中含有的氢原子可以被卤原子取代。该碳原子数1~10的饱和烃基中含有的亚甲基可以被氧原子、羰基或-NR6-取代。R8及R9分别独立地表示碳原子数1~10的直链或支链烷基、碳原子数3~30的环烷基或-Q。或者R8及R9也可以一起与相邻接的氮原子形成碳原子数1~10的杂环。Q表示碳原子数6~10的芳香族烃基或碳原子数5~10的芳香族杂环基,该芳香族烃基及芳香族杂环基中含有的氢原子可以被-OH、-R6、-OR6、-NO2、-CH=CH2、-CH=CHR6或卤原子取代。碳原子数1~10的直链或支链烷基及碳原子数3~30的环烷基中含有的氢原子可以被羟基、卤原子、-Q、-CH=CH2或-CH=CHR6取代。碳原子数1~10的直链或支链烷基及碳原子数3~30的环烷基中含有的亚甲基可以被氧原子、羰基或-NR6-取代。碳原子数1~10的杂环中含有的氢原子可以被R6、-OH或-Q取代。M表示钠原子或钾原子]。
作为R6,可列举:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、新戊基、环戊基、己基、环己基、庚基、环庚基、辛基、2-乙基己基、环辛基、壬基、癸基、三环癸基、甲氧基丙基、乙氧基丙基、己氧基丙基、2-乙基己氧基丙基、甲氧基己基、乙氧基丙基等。
作为碳原子数6~10的芳香族烃基,可列举苯基、萘基等。作为该碳原子数6~10的芳香族烃基的取代基列举的卤原子,可列举氟、氯、溴等。作为-SO3R6,可列举:甲烷磺酰基、乙烷磺酰基、己烷磺酰基、癸烷磺酰基等。作为-CO2R6,可列举:甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基、异丙氧羰基、丁氧羰基、异丁氧羰基、戊氧羰基、异戊氧羰基、新戊氧羰基、环戊氧羰基、己氧羰基、环己氧羰基、庚氧羰基、环庚氧羰基、辛氧羰基、2-乙基己氧羰基、环辛氧羰基、壬氧羰基、癸氧羰基、三环癸氧羰基、甲氧基丙氧羰基、乙氧基丙氧羰基、己氧基丙氧羰基、2-乙基己氧基丙氧羰基、甲氧基己氧羰基等。
作为-SO2NHR8,可列举:氨磺酰基、甲烷氨磺酰基、乙烷氨磺酰基、丙烷氨磺酰基、异丙烷氨磺酰基、丁烷氨磺酰基、异丁烷氨磺酰基、戊烷氨磺酰基、异戊烷氨磺酰基、新戊烷氨磺酰基、环戊烷氨磺酰基、己烷氨磺酰基、环己烷氨磺酰基、庚烷氨磺酰基、环庚烷氨磺酰基、辛烷氨磺酰基、2-乙基己烷氨磺酰基、1,5-二甲基己烷氨磺酰基、环辛烷氨磺酰基、壬烷氨磺酰基、癸烷氨磺酰基、三环癸烷氨磺酰基、甲氧基丙烷氨磺酰基、乙氧基丙烷氨磺酰基、丙氧基丙烷氨磺酰基、异丙氧基丙烷氨磺酰基、己氧基丙烷氨磺酰基、2-乙基己氧基丙烷氨磺酰基、甲氧基己烷氨磺酰基、3-苯基-1-甲基丙烷氨磺酰基等。
作为-SO2NHR8及-SO2NR8R9,还可列举下述式表示的基团。
上述式中,X1表示卤原子。作为X1中的卤原子,可列举:氟原子、氯原子及溴原子。
上述式中,X3表示碳原子数1~3的烷基或碳原子数1~3的烷氧基,该烷基及烷氧基的氢原子可以由卤原子取代。作为可以由卤原子取代的碳原子数1~3的烷基,可列举:甲基、乙基、丙基、异丙基、全氟甲基等。作为可以由卤原子取代的碳原子数1~3的烷氧基,可列举:甲氧基、乙氧基、丙氧基等。
上述式中,X2表示碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、卤原子或硝基,该烷基及烷氧基的氢原子可以由卤原子取代。作为X2中的卤原子,可列举:氟原子、氯原子及溴原子。作为可以由卤原子取代的碳原子数1~3的烷基,可列举:甲基、乙基、丙基、异丙基、全氟甲基等。作为可以由卤原子取代的碳原子数1~3的烷氧基,可列举:甲氧基、乙氧基、丙氧基等。
上述式中,X2的含义与上述相同。
上述式中,X3的含义与上述相同。
作为-SO2NR8R9中含有的R8及R9,优选碳原子数6~8的支链烷基、碳原子数5~7的脂环式烷基、烯丙基、苯基、碳原子数8~10的芳烷基、碳原子数2~8的含有羟基的烷基及芳基或碳原子数2~8的含有烷氧基的烷基或芳基,特别优选2-乙基己基。
作为碳原子数6~10的芳香族烃基的取代基,优选乙基、丙基、苯基、二甲基苯基、-SO3R6或-SO2NHR8。
作为具有取代基的碳原子数6~10的芳香族烃基,可列举:甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、己基苯基、癸基苯基、氟苯基、氯苯基、溴苯基、羟基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、乙氧基苯基、己氧基苯基、癸氧基苯基、三氟甲基苯基等。
R1及R2中的至少一个、或R3及R4中的至少一个,优选为碳原子数1~4的烷基或可以被取代的碳原子数6~10的芳香族烃基。R1及R2中的至少一个、且R3及R4中的至少一个,优选为碳原子数1~4的烷基或可以被取代的碳原子数6~10的芳香族烃基。R1及R2中的至少一个、且R3及R4中的至少一个,进一步优选为可以被取代的碳原子数6~10的芳香族烃基。R5优选为羧基、乙氧羰基、亚砜基氧基、2-乙基己氧基丙烷氨磺酰基、1,5-二甲基己烷氨磺酰基、3-苯基-1-甲基丙烷氨磺酰基、异丙氧基丙烷氨磺酰基。
式(4)表示的化合物优选为式(4-1)表示的化合物。
[式(4-1)中,R11~R14分别独立地表示氢原子、-R6或碳原子数6~10的芳香族烃基。该碳原子数6~10的芳香族烃基中含有的氢原子可以由卤原子、-R6、-OH、-OR6、-SO3 -、-SO3H、-SO3Na、-CO2 -、-CO2H、-CO2Na、-CO2R6、-SO3R6、-SO2NHR8或-SO2NR8R9取代。R15表示氢原子、-SO3 -、-SO3H、-CO2 -、-CO2H、-SO2NHR8或-SO2NR8R9。R16表示-SO3 -、-SO3H、-CO2 -、-CO2H、-SO2NHR8或-SO2NR8R9。a’在R11~R15的任一个中含有-SO3 -或-CO2 -时表示0,其他情况下表示1。R6、R8、R9、m及X的含义与上述相同]。
式(4)表示的化合物优选为式(4-2)表示的化合物。
[式(4-2)中,R21~R24分别独立地表示氢原子、-R26或碳原子数6~10的芳香族烃基。该碳原子数6~10的芳香族烃基中含有的氢原子可以由卤原子、-R26、-OH、-OR26、-SO3 -、-SO3Na、-CO2 -、-CO2Na、-CO2H、-CO2R26、-SO3H、-SO3R26或-SO2NHR28取代。R25表示-SO3 -、-SO3Na、-CO2 -、-CO2Na、-CO2H、-CO2R26、-SO3H或SO2NHR28。R26表示碳原子数1~10的饱和烃基。该碳原子数1~10的饱和烃基中含有的氢原子可以由-OR26或卤原子取代。R28表示氢原子、-R26、-CO2R26或碳原子数6~10的芳香族烃基,该碳原子数6~10的芳香族烃基中含有的氢原子可以由-R26或-OR26取代。a”在R21~R25的任一个中含有-SO3 -或-CO2 -时表示0,其他情况下表示1。m及X的含义与上述相同]。
作为式(4)表示的化合物,可列举例如:式(4a)~式(4f)表示的化合物。
[式(4a)中,Rb及Rc分别独立地表示氢原子、-SO3 -、-CO2 -、-CO2H或-SO2NHRa。Ra表示2-乙基己基。a’”在Rb或Rc的任一个中含有-SO3 -或-CO2 -时表示0,其他情况下表示1。X的含义与上述相同]。
[式(4b)中,Rb’表示氢原子、-CO2H或-SO2NHRa。Ra表示2-乙基己基]。
式(4b)表示的化合物,为式(4b’)表示的化合物的互变异构体。
[式(4b’)中,Rb’的含义与上述相同]。
[式(4c)中,Rd、Re及Rf分别独立地表示-SO3 -、-SO3Na、-SO3H、-SO2NHRa、-CO2 -、-CO2Na或-CO2H。Ra表示2-乙基己基,但是Rd、Re及Rf中的任一种为-SO3 -或--CO2 -]。
式(4c)表示的化合物,为式(4c’)表示的化合物的互变异构体。
[式(4c’)中,Rd’、Re’及Rf’分别独立地表示-SO3Na、-SO3H、-SO2NHRa、-CO2Na或-CO2H。Ra表示2-乙基己基,但是Rd’、Re’及Rf’中的任一种为-SO3H或-CO2H]。
[式(4d)中,Rg、Rh及Ri分别独立地表示氢原子、-SO3 -、-SO3H、-SO2NHRa、-CO2 -或-CO2H。Ra表示2-乙基己基。但是Rg、Rh及Ri中的任一种为-SO3 -或--CO2 -]。
式(4d)表示的化合物,为式(4d’)表示的化合物的互变异构体。
[式(4d’)中,Rg’、Rh’及Ri’分别独立地表示氢原子、-SO3H、-SO2NHRa或-CO2H。Ra表示2-乙基己基,但是Rg’、Rf’及Ri’中的任一种为-SO3H或-CO2H]。
式(4)表示的化合物,可以通过例如将具有-SO3H的色素或色素中间体利用常规方法进行氯化、再使得到的具有-SO2Cl的色素或色素中间体与由R8-NH2表示的胺反应来进行制造。另外,还可以通过将利用日本特开平3-78702号公报3页的右上栏~左下栏中记载的方法制造的色素与上述同样进行氯化后、与胺反应来制造。
这些着色材料可以分别单独使用或两种以上组合使用,由此可以调节显色。另外,以着色树脂中的全部固体成分量为基准,着色树脂中优选含有着色材料10~50重量%。
特别是在本实施方式中,对由蓝色有机EL层82B射出的光进行波长选择的蓝色树脂区域4B,具有在500~550nm的范围内光的透射率为30%以下的吸收光谱。由此,蓝色树脂区域4B充分吸收绿色附近的范围的光。蓝色树脂区域4B在500~550nm的范围内存在透射率超过30%的部分时,无法充分除去在来自蓝色有机EL层82B、特别是蓝色高分子有机EL层的发光中混入的绿色光,因此,难以显现足够的色纯度。需要说明的是,优选蓝色树脂区域4B对蓝色光具有高透射率,特别优选透射率的峰值位于410~470nm,且峰值的透射率为50%以上。
另外,同样对由绿色有机EL层82G射出的光进行波长选择的绿色树脂区域4G,具有在600~650nm的范围内透射率为15%以下的吸收光谱。由此,充分吸收橙色附近的范围的光。绿色树脂区域4G在600~650nm的范围内存在透射率超过15%的部分时,无法充分除去在来自绿色有机EL层82G、特别是绿色高分子有机EL层的发光中混入的橙色系的光,因此,难以显现足够的色纯度。需要说明的是,优选绿色树脂区域4B对绿色光具有高透射率,优选透射率的峰值位于500~550nm,且透射率的峰值的透射率为50%以上。
即,本实施方式的滤色器c的绿色树脂区域4G及蓝色树脂区域4B,分别具有如下光吸收光谱,其中,可以充分地吸收相对应的有机EL元件e的绿色有机EL层82G及蓝色有机EL层82B的各发光光谱的长波长侧的拖尾。
由此,可以从由各有机EL层82R、82G、82B发出的光中充分除去不需要的波长范围的光,从而可以提高色纯度。由此,可以使像素的颜色接近NTSC规格的3原色。
另外,从防止有机EL显示元件d中的环境光的反射的观点考虑,关于绿色树脂区域4G及蓝色树脂区域4B,优选分别在上述波长范围以外的波长区域、即对于绿色树脂区域4G在480nm以下及620nm以上的波长区域、对于蓝色树脂区域4B在520nm以上的波长区域,具有10%以下的透射率。当透射率超过10%时,滤色器的反射率变成1%以上,因此不优选。
需要说明的是,对红色树脂区域4R而言,与红色相比长波长侧的光没有问题,因此,只要是可以吸收红色以外的光的公知物质即可。另外,对红色树脂区域R而言,可以使用液晶用的红色着色材料通过公知的方法来制造。
各种颜色树脂区域4R、4G、4B的吸收光谱,可以通过变更颜料或染料的配合或相对于树脂的浓度来容易地调节。另外,着色树脂区域4R、4G、4B的厚度没有特别限定,可以设定为例如0.5~5μm。
(透明保护膜)
透明保护膜5是包覆黑矩阵3及着色树脂区域4R、4G、4B的膜。作为透明保护膜5,可以使用由有机的透明树脂或无机的透明材料构成的薄膜,由此,由黑矩阵3或着色树脂区域4R、4G、4B等产生的水分或反应生成物等浮游,可以降低混入到有机EL元件e的有机EL层82中的可能性。需要说明的是,即使没有透明保护膜5,也可以实施本发明。
透明保护膜5是将硅、铝等的氧化物、氮化物、氮氧化物、类金刚石碳(DLC膜)等透明无机材料的膜、和/或聚乙烯醇、乙烯乙烯醇树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂等的透明树脂膜单独使用或层压而成。厚度例如为约1~10μm。可以使用例如住友化学株式会社制造的HC-501。
(垫片)
如图1~图3所示,垫片6在黑矩阵3上形成。由此,如图3所示,来自有机EL层82R、G、B的发光没有被垫片6遮挡而通过着色树脂区域4R、4G、4B输出到外部。垫片6的高度可以设定为例如3~20μm。
通过利用感光性树脂等的光刻法可以容易地形成垫片6。作为感光性树脂,只要是可以进行微细加工、形成的结构对于底层具有充分的密合力及耐压强度的感光性树脂即可,优选弹性变形区域大的树脂组合物。可以列举例如:包含不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酐、含环氧基的不饱和化合物、以及这些以外的烯烃类不饱和化合物的共聚物、具有乙烯性不饱和键的聚合性化合物、放射线敏感型聚合引发剂以及着色剂的组合物。
需要说明的是,如图1所示,可以在黑矩阵3上的各着色树脂区域4R、4G、4B的边界设置遮光壁61。由此,即使从高视角观察显示元件,透过相邻接的着色树脂区域4R、4G、4B的光也不会混入。需要说明的是,使滤色器c贴合在有机EL元件e上时,如果在黑矩阵3上配置遮光壁61,则由于其与各种颜色有机EL层82R、82G、82B的发光部不对置,因此,不容易因挤压而损伤有机EL层82。遮光壁1可以由与垫片6同样的材料来制造。
(有机EL元件)
接下来,对有机EL元件e进行简单说明。
透明基板2与透明基板1同样。
着色有机EL层82R、82G、82B可以使用公知的有机EL材料。特别优选使用高分子EL材料。具体可列举:LUMATION类的高分子发光材料(サメイシヨン株式会社制)。
像素电极9例如为金属等的薄膜。
TFT10可以利用公知的物质。
透明保护膜8可以利用与透明保护膜5同样的物质。
另外,填充于有机EL元件e和滤色器c之间的树脂层30,只要是透明材料即可,没有特别限定,可列举例如紫外线固化型的丙烯酸树脂等光固化性树脂等。
(制造方法)
接着,对滤色器c及有机EL显示元件d的制造方法进行说明。通过依次实施下述工序(1)~(6),可以制造滤色器c及有机EL显示元件d。
工序(1)黑矩阵形成工序
首先,在透明基板1上形成遮光膜(例如遮光性树脂膜或金属遮光膜),使用旋涂机、辊涂机、模涂机等涂布抗蚀剂。接着,隔着具有与黑矩阵3的形状对应的开口部的光掩模,对涂布有抗蚀剂的透明基板1照射紫外线等光,并进行显影,由此形成抗蚀图案。
另外,浸渍于对遮光膜具有腐蚀性的液体中,腐蚀除去没有用抗蚀剂保护的遮光膜,其后剥离除去抗蚀剂,由此在透明基板1上形成黑矩阵3。
工序(2)着色树脂区域形成工序
接着,在形成有黑矩阵3的透明基板1上,使用旋涂机、模涂机等涂布例如蓝色的透明着色抗蚀剂,并在70℃~120℃下进行预烘烤。再隔着具有与蓝色树脂区域4B对应的图案的光掩模,照射紫外线等光,浸渍于碱溶液中,由此溶解除去光没有照射的区域的蓝色树脂区域4B,用纯水充分清洗后,使用烘箱、加热板等加热至160~250℃,将残留的蓝色树脂区域4B进行固化、烧结。
将该工序再进行2次,即,同样地对于红色将红色树脂区域4R形成图案,对于绿色将绿色树脂区域4G形成图案,由此周期性地形成红色、绿色及蓝色的着色树脂区域4R、4G、4B的条纹状的排列。
此时,可以在相邻接的着色树脂区域4G与4B、4B与4R以及4R与4G的边界上重叠感光性树脂材料来形成垫片6。需要说明的是,在着色树脂区域形成工序中,除光刻法之外,还可以使用电镀法或印刷法。
也可以利用喷墨法或印刷法形成着色树脂区域4R、4G、4B代替使用透明着色抗蚀剂。在印刷法中,使用遮光性感光树脂形成黑矩阵3后,将对应于着色树脂区域的油墨图案重叠来进行印刷,由此可以形成着色树脂区域4R、4G、4B。特别是在反转印刷法中,具有可以同时形成黑矩阵和着色树脂区域的特征。另一方面在喷墨法中,使用遮光性感光树脂,形成以遮光性的堆积体结构覆盖周围的黑矩阵后,将用色材着色的油墨填充到开口部后,将油墨干燥并通过热处理等使其固化,可以得到滤色器c。喷墨法与光刻法相比,由于加热应力少,因此可以适宜使用不耐热的着色材料。
在任一种方法中,通过适当调节着色树脂区域中含有的着色材料的成分及其相对于树脂的浓度,都可以形成满足上述透射率的吸收光谱的着色树脂区域。
工序(3)透明保护膜形成工序
其后,可以以包覆黑矩阵3及着色树脂区域4R、4G、4B的方式在形成有着色树脂的透明基板上形成透明保护膜5。透明保护膜5可以通过如下方法来形成,即,用旋涂机或非旋涂机涂布光固化性或热固化性的透明树脂膜后,通过光和/或热使其固化。在透明保护膜5是金属的氧化物、氮化物、氮氧化物、DLC膜等无机材料时,可以通过例如溅射法、等离子CVD法或蒸镀法来形成。
工序(4)垫片形成工序
进而,在形成有透明保护膜5的透明基板1上,使用旋涂机等涂布例如丙烯酸类的光固化/热固化型树脂,进行预烘烤,使用具有与垫片6的形状对应的图案的光掩模进行曝光,用碱水溶液进行显影,由此除去非曝光部分,进行烘烤。由此形成垫片6。另外,也可以通过层压黑矩阵或透明着色抗蚀图案来形成垫片。
工序(5)粘贴工序
在预先制作好的有机EL元件e上,使用旋涂机等涂布光固化性树脂、例如紫外线固化树脂。另外,以使其与涂布有光固化性树脂的有机EL元件e对置的方式,利用贴合装置使其与前述滤色器c位置一致(对齐)来进行贴合。
工序(6)胶粘工序
最后,对在有机EL元件e与滤色器c的间隙中填充的光固化性树脂照射光并使其固化。由此,可以将滤色器c和有机EL元件e胶粘,并进行固定,完成有机EL显示元件d。
(作用)
接着,对本实施方式的滤色器c的作用进行说明。由有机EL元件e的有机EL层82G、82B发出的光,入射到滤色器c中。入射到滤色器中的光通过黑矩阵3遮蔽,透过着色树脂区域4G、4B,对绿色光、蓝色光进行波长选择。从而,各着色树脂区域构成射出特定波长的光的像素。
而且,在本实施方式的滤色器中,如上所述设定绿色树脂区域4G的透射率及蓝色树脂区域4B的透射率。因而,在绿色像素、蓝色像素中可以分别抑制由有机EL元件e的绿色有机EL层82G产生的光谱的光波长侧的拖尾部分、或由蓝色有机EL层82B产生的光谱的光波长侧的拖尾部分的光。因而,可以提高由各像素射出的光的色纯度。
需要说明的是,本发明并不限定于上述实施方式,可以是各种方式。例如,在上述实施方式中,绿色树脂区域4G及蓝色树脂区域4B二者分别满足应该吸收拖尾部分的上述透射率条件,但只要任一个着色树脂区域满足上述透射率条件,则至少提高一个着色树脂区域的色纯度。
另外,在上述实施方式中,有机EL元件e,具有红色有机EL层82R、绿色有机EL层82G、蓝色有机EL层82B而发出红色光、绿色光、蓝色光,但也可以是具有发出白色光的白色有机EL层的有机EL元件来代替上述有机EL元件e。白色有机EL层通过包含多种有机EL材料而发出白色光,来自各有机EL材料的发光中对于在与峰值波长相比长波长侧的拖尾是同样的。因而,本发明的滤色器,即使对于具有白色有机EL层的有机EL元件,也具有同样的提高色纯度的効果。
另外,在上述实施方式中,用着色为红色的树脂构成红色像素区域来作为红色树脂区域4R、用着色为绿色的树脂构成绿色像素区域来作为绿色树脂区域4G、用着色为蓝色的树脂构成蓝色像素区域来作为蓝色树脂区域4B,由此可以抑制不需要的外光的反射,但只要满足必要的波长吸收特性,构成各像素区域的树脂的颜色并不限定于上述。
实施例
(有机EL元件的制作)
制作形成有堆积框架的TFT基板后,用喷墨印刷机以相当0.1μm的膜厚形成缓冲膜(PEDT:聚(3,4)乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(スタルクヴイテツク公司制造,商品名:Baytron PCH8000))。同样用喷墨印刷机在红色像素中填充红色荧光体油墨(LUMATION RP-221(サメイシヨン株式会社制))、在绿色像素中填充绿色荧光体油墨(LUMATIONGP-1200(サメイシヨン株式会社制))、在蓝色像素中填充蓝色荧光体油墨(LUMATION BP-105(サメイシヨン株式会社制))后,除去溶剂形成荧光体层。在真空中充分除去溶剂后,用喷墨印刷机填充电荷注入层(IL40),将溶剂干燥除去,蒸镀形成高纯度Al-Mg膜作为阴极后,通过CVD形成氮化硅膜,由此得到有机EL元件e。
(着色树脂原料液的制备)
感光性着色抗蚀剂的制备
(实施例1~6、9~11、15~18、比较例5)
混合表1所示的色材15重量份、分散剂(相对于颜料为40重量%)及溶剂(丙二醇一甲醚乙酸酯/3-环氧丙酸乙酯=70/30(重量比))36重量份,制备色材分散液。在该色材分散液中添加粘合剂树脂(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸=70/30(摩尔比)的共聚物,酸值为113、聚苯乙烯换算重均分子量为30,000)28重量份、多官能丙烯酸酯单体(二季戊四醇六丙烯酸酯)8重量份、聚合引发剂(Irgacure 907,汽巴日本株式会社制造)2重量份、表面活性剂(F477,DIK株式会社制造)2重量份、以及溶剂(同上)180重量份,充分混合后,用3μm的过滤器过滤,得到感光性着色抗蚀剂。
(实施例7、8、12、比较例1~4)
使用表1所示的市售的用于液晶显示器用滤色器的色材(感光性着色抗蚀剂)。
着色油墨的制备
(实施例13~14)
混合表1所示的色材15重量份、分散剂(相对于颜料为40重量%)及溶剂(二丙二醇甲醚乙酸酯)36重量份,制备色材分散液。在该色材分散液中,添加粘合剂树脂(同上)3重量份、多官能丙烯酸酯单体(同上)1重量份及聚合引发剂(同上)1重量份,充分混合后,用3μm的过滤器过滤,再加入多官能丙烯酸酯单体(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)30重量份,调节粘度为15mPa·s,由此得到着色油墨。
表1
例子 | 色材 | 重量比 |
实施例1 | 酞菁染料(※1)/PY150 | 50/50 |
实施例2 | 酞菁染料(※1)/PY138 | 50/50 |
实施例3 | PG7/PY150 | 50/50 |
实施例4 | PG7/PY138 | 50/50 |
实施例5 | PG36/PY150 | 50/50 |
实施例6 | PG36/PY138 | 50/50 |
实施例7 | YG800 | - |
实施例8 | YB800 | - |
实施例9 | PV23/PB15:6 | 20/80 |
实施例10 | PB15:6 | - |
实施例11 | PV23 | - |
实施例12 | B811 | - |
实施例13 | 菁染料(※2) | - |
实施例14 | 菁染料(※2)/PB 15:6 | 20/80 |
实施例15 | 菁染料(※2)/PB15:6 | 40/60 |
实施例16 | 菁染料(※2)/酞菁染料(※1) | 60/40 |
实施例17 | 菁染料(※3)/PB15:6 | 15/85 |
实施例18 | 呫吨染料(※4)/PB15:6 | 30/70 |
比较例1 | YG800 | - |
比较例2 | YG800 | - |
比较例3 | YG800 | - |
比较例4 | YB800 | - |
比较例5 | PB15:6 | - |
在此,实施例1~7及比较例1~3是绿色树脂区域形成用的着色树脂原料液,实施例8~18及比较例4~5是蓝色树脂区域形成用的着色树脂原料液。需要说明的是,表1中,PG表示颜料绿、PV表示颜料紫、PB表示颜料蓝、PY表示颜料黄、酞菁染料(※1)表示下述(5)式的化合物、菁染料(※2)表示下述(6)式的化合物、菁染料(※3)表示下述(7)式的化合物、呫吨染料(※4)表示下述(8)式的化合物、YG800、YB800、B111均表示东友フアインケム株式会社的用于液晶显示器用滤色器的色材(感光性着色抗蚀剂)的商品名。
R=-SO3 -,-SO2NHCH(C2H5)C5H11,-SO2N(CH3)2
(滤色器的制造)
(绿色过滤器:实施例1~7、比较例1~3)、(蓝色过滤器:实施例8~12、15~18、比较例4~5)
用旋涂机将如上所述得到的感光性着色抗蚀剂涂布在清洗后的无碱玻璃(康宁株式会社制造的E2K厚度为0.63mm)上。全面曝光后在220℃×20分钟的条件下进行后烘烤,进一步在实施例5~7、10中重复上述涂布、全面曝光及后烘烤2~5次,由此作成具有表2或表3所示的厚度的着色树脂区域的模拟滤色器。
(蓝色过滤器:实施例13~14)
用喷墨印刷机在作为透明基板的清洗后的无碱玻璃(康宁株式会社制造的E2K厚度为0.63mm)上涂布上述着色油墨,进行预烘烤(90℃、1分钟)后,进行后烘烤(220℃、20分钟),作成具有表3所示的厚度的蓝色树脂区域的模拟滤色器。
(有机EL显示元件的制造)
利用旋涂机在有机EL元件上涂布光固化性树脂(スミフラツシユXR-98、住友化学公司制造),进行减压并对光固化性树脂进行脱泡处理,将各滤色器层压于有机EL元件上,以1大气压的气压进行加压并压紧,使用高压水银灯照射紫外线,进一步在80℃×2小时的条件下进行热处理,由此使光固化性树脂固化,得到有机EL显示元件。
(评价及结果)
对各滤色器而言,在与有机EL元件贴合前,测定各滤色器在400~700nm的范围内的透射率,同时只预先测定作为透明基板的无碱玻璃的透射率,由此得到各滤色器中的着色树脂区域的透射率曲线。另外,根据该透射率曲线,求出绿色过滤器(实施例1~7、比较例1~3)在600nm中的透射率(600~650nm中的最大透射率)、蓝色过滤器(实施例8~18、比较例4~5)在500nm中的透射率(500~550nm中的最大透射率),同时求出透射率成为峰值的波长、其峰值的透射率,将结果示于表2或表3。
另外,对于贴合有滤色器和有机EL元件的有机EL显示元件而言,对于绿色过滤器(实施例1~7、比较例1~3)使绿色有机EL层照明、对于蓝色过滤器(实施例8~18、比较例4~5)使蓝色有机EL层照明,分别测定发光光谱和发光的色度(x、y),将该色度示于表2或表3。另外,在没有设置滤色器的状态下,测定由有机EL元件的绿色有机EL层及蓝色有机EL层射出的光的400~700nm的发光光谱,将上述有机EL显示元件的发光光谱相对于该有机EL元件的发光光谱的强度比(面积比)作为光利用効率示于表2或表3。
表2
NTSC【0.21 0.71】
表3
NTSC【0.14 0.08】
另外,图4表示实施例1~7的滤色器的透射率曲线、图5表示实施例8~14的滤色器的透射率曲线、图6表示比较例1~3的滤色器的透射率曲线、图7表示比较例4~5的滤色器的透射率曲线、图8表示由有机EL元件的蓝色有机EL层射出的光及由绿色有机EL层射出的光的波长光谱图。
(结果)
具有在600-650nm的范围内透射率为15%以下的绿色树脂区域的实施例1~7的滤色器,与具有在600-650nm的范围内透射率不在15%以下的区域的比较例1~3的滤色器相比,更接近NTSC色度坐标的绿色光的色度(0.21、0.71),色纯度提高。
另外,具有在500-550nm的范围内透射率为30%以下的蓝色树脂区域的实施例8~18的滤色器,与具有在500-550nm的范围内透射率不在30%以下的区域的比较例4~5的滤色器相比,更接近NTSC色度坐标的蓝色光的色度(0.14、0.08),色纯度提高。
因而,通过使用本发明的滤色器,可以大幅度扩大利用RGB3色的光进行再现的色域。
Claims (11)
1.一种有机EL显示元件用滤色器,其具有绿色像素区域,且所述绿色像素区域的光透射率在600~650nm的范围内为15%以下。
2.如权利要求1所述的有机EL显示元件用滤色器,其中,所述绿色像素区域的光透射率的峰值位于500~550nm的范围内,所述光透射率的峰值中的光透射率为50%以上。
3.一种有机EL显示元件用滤色器,其具有蓝色像素区域,且所述蓝色像素区域的光透射率在500~550nm的范围内为30%以下。
4.如权利要求3所述的有机EL显示元件用滤色器,其中,所述蓝色像素区域的光透射率的峰值位于410~470nm的范围内,光透射率的峰值中的光透射率为50%以上。
5.如权利要求1~4中任一项所述的有机EL显示元件用滤色器,其用于高分子有机EL显示元件。
6.如权利要求1~4中任一项所述的有机EL显示元件用滤色器,其中,作为所述像素区域的着色材料,包含染料、颜料或它们的混合物。
7.如权利要求6所述的有机EL显示元件用滤色器,其中,所述着色材料为具有选自酞菁、喹酞酮、二噁嗪、嘧啶、巴比妥酸、聚甲炔、三烯丙基甲烷、蒽醌及吡啶酮偶氮中的至少一种骨架的着色材料。
8.如权利要求3或4所述的有机EL显示元件用滤色器,其含有下述式(1)或式(2)所示的蓝色染料,
式(1)、式(2)中,环Z1~环Z8分别独立地表示可具有取代基的杂环;Xa-表示卤素阴离子、ClO4 -、OH-、有机羧酸阴离子、有机磺酸阴离子、硼阴离子或有机金属络合物阴离子;k为阴离子的价数,表示1或2的整数;Y1 -及Y2 -分别独立地表示卤素阴离子、ClO4 -、OH-、1价的有机羧酸阴离子、1价的有机磺酸阴离子、1价的硼阴离子或1价的有机金属络合物阴离子;1及1’分别独立地表示0以上且3以下的整数;L1表示2价的可被取代的烃基。
10.如权利要求3或4所述的有机EL显示元件用滤色器,其含有下述式(4)所示的染料,
式(4)中,R1~R4分别独立地表示氢原子、-R6或碳原子数6~10的芳香族烃基;该碳原子数6~10的芳香族烃基中含有的氢原子可被卤原子、-R6、-OH、-OR6、-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-CO2 -、-CO2H、-CO2M、-CO2R6、-SO3R6、-SO2NHR8或-SO2NR8R9取代;R5表示-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-CO2 -、-CO2H、-CO2M、-CO2R6、-SO3R6、-SO2NHR8或-SO2NR8R9;m表示0~5的整数;m为2以上的整数时,多个R5相同或不同;X表示卤原子;a在R1~R5的任一个中含有-SO3 -或-CO2 -时表示0,其他情况下表示1;R6表示碳原子数1~10的饱和烃基;该碳原子数1~10的饱和烃基中含有的氢原子可被卤原子取代;该碳原子数1~10的饱和烃基中含有的亚甲基可被氧原子、羰基或-NR6-取代;R8及R9分别独立地表示碳原子数1~10的直链或支链烷基、碳原子数3~30的环烷基或-Q;或者R8及R9也能一起与相邻接的氮原子形成碳原子数1~10的杂环;Q表示碳原子数6~10的芳香族烃基或碳原子数5~10的芳香族杂环基,该芳香族烃基及芳香族杂环基中含有的氢原子可被-OH、-R6、-OR6、-NO2、-CH=CH2、-CH=CHR6或卤原子取代;碳原子数1~10的直链或支链烷基及碳原子数3~30的环烷基中含有的氢原子可被羟基、卤原子、-Q、-CH=CH2或-CH=CHR6取代;碳原子数1~10的直链或支链烷基及碳原子数3~30的环烷基中含有的亚甲基可被氧原子、羰基或-NR6-取代;碳原子数1~10的杂环中含有的氢原子可被R6、-OH或-Q取代;M表示钠原子或钾原子。
11.一种制造权利要求1~4中任一项所述的有机EL显示元件用滤色器的方法,其中,将包含具有选自酞菁、喹酞酮、二噁嗪、嘧啶、巴比妥酸、聚甲炔、三烯丙基甲烷、蒽醌、吡啶酮偶氮及呫吨中的任一种骨架的颜料或染料的油墨通过喷墨填充到黑矩阵的开口中。
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