JP2006171228A - 自発光型表示装置用カラーフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、コントラスト等の表示品位を損なうことなく、カラーフィルタの形成材料による光吸収損失分を補い、導波光として自発光素子の内部に閉じ込められている光を効率よく外部に取り出すことが可能な光散乱層を有する自発光型表示装置用カラーフィルタを提供することを主目的とする。
【解決手段】 本発明は、透明基板と、上記透明基板上に順不同に積層された着色層および光散乱層とを有する自発光型表示装置用カラーフィルタであって、上記光散乱層は透明樹脂中に微粒子を分散させたものであり、上記微粒子の平均粒径が１．４μｍ〜２μｍの範囲内であることを特徴とする自発光型表示装置用カラーフィルタを提供することにより、上記目的を達成するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばエレクトロルミネッセント表示装置やプラズマディスプレイ等の自発光型表示装置に用いられる自発光型表示装置用カラーフィルタに関するものである。

電極間に発光層を設け、これに電圧を印加して発光を生じる自発光素子は、表示装置はもちろんのこと、平面型照明、光ファイバー用光源、液晶ディスプレイ用バックライト、液晶プロジェクタ用バックライト、表示装置等の各種光源として盛んに研究、開発が進められている。

しかしながら、自発光素子は一般に対向する電極の一方に金属電極が用いられており、発光部だけでなく非発光部においても外光がこの金属電極によって反射されてしまい、このため明暗のコントラストが低下するという問題があった。

そこで、外光反射を防止するために観察者側に円偏光板を貼付するのが一般的である。しかしながら、円偏光板を利用すると、コントラスト低下を抑える効果はあるものの、光の利用効率が低下し、輝度が約半分になるという問題が生じる。
このため、カラーフィルタを用いてコントラストを向上させる方法が提案されている。カラーフィルタを用いる方法は、円偏光板に比べ光損失の観点では有効であるが、実際にはカラーフィルタの形成材料による光吸収損失分が生じる。
また、発光層自体から発光を取り出す自発光素子においては、発光した光のうち、発光層の屈折率と出射媒質（例えば空気層）の屈折率とによって決まる臨界角以上の入射角を有する光が、発光層と出射媒質との界面で全反射し、発光層の内部に閉じ込められ、外部に取り出すことができない場合がある。このため、取り出すことができない光は損失光として失われる。

このような問題を解決するために、光の取り出し効率を向上させる観点から、自発光素子に光散乱層を設けることが提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。また、カラーフィルタを用いて色純度を高め、色再現性を向上させ、カラーフィルタの形成材料による光吸収損失分を光散乱層により補うことが提案されている（例えば特許文献３参照）。

ここで、例えば観察者側から透明基板／透明電極層／発光層／金属電極の順に積層されている自発光素子を考える。このとき、透明基板がガラスで、透明基板に接する出射媒質が空気である場合、それらの屈折率差で決まる臨界角以上の光は、透明基板と出射媒質との界面で全反射され、自発光素子の内部に閉じ込められ、損失光となる。このような自発光素子において、透明基板の表面に光散乱層を形成した場合、臨界角以上の光も出射媒質（空気層）に導かれることになるため、発光部の面積は大きくなる。したがって、光散乱層を形成することにより、光の取り出し効率を向上させることができるのである。

上記の特許文献１〜３における光散乱層は、層中に微粒子を分散させたものである。光散乱層としては、後方散乱が少なく、効率よく光の伝送角を変え得る特性を有するものが好ましく、例えば特許文献１〜３では、微粒子の特性、微粒子とマトリクスとの屈折率差、微粒子の分散状態、光散乱層の形成位置等により光学設計を行っている。

しかしながら、光の散乱効果を得るために例えば光散乱層の厚みを厚くしたり、微粒子の含有量を多くしたりすると、全光線透過率が低下してしまい、その結果輝度が低下するという問題があり、上記の特許文献１〜３に記載されているような微粒子の特性、微粒子とマトリクスとの屈折率差、微粒子の分散状態、光散乱層の形成位置等による光学設計では、優れた散乱特性および表示品位を満足する光散乱層を得ることは困難である。

特開平６−３４７６１７号公報 特開平６−１５１０６１号公報 特開２００４−３９３８８号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、コントラスト等の表示品位を損なうことなく、カラーフィルタの形成材料による光吸収損失分を補い、導波光として自発光素子の内部に閉じ込められている光を効率よく外部に取り出すことが可能な光散乱層を有する自発光型表示装置用カラーフィルタを提供することを主目的とするものである。

本発明者等は、上記実情に鑑み鋭意検討した結果、円偏光板を用いずに外光の反射を防止するためにカラーフィルタを用いてコントラストを向上させる場合に、光散乱効果の指標となるヘイズ値が微粒子の平均粒径に大きく依存すること、および、コントラストや輝度等を考慮しつつ光散乱効果を得るためには最適な微粒子の平均粒径が存在することを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、透明基板と、上記透明基板上に順不同に積層された着色層および光散乱層とを有する自発光型表示装置用カラーフィルタであって、上記光散乱層は透明樹脂中に微粒子を分散させたものであり、上記微粒子の平均粒径が１．４μｍ〜２μｍの範囲内であることを特徴とする自発光型表示装置用カラーフィルタを提供する。

本発明によれば、光散乱層に用いる微粒子の平均粒径を所定の範囲とすることにより、ヘイズ値を高めるとともに、全光線透過率および拡散光線透過率の低下を抑制することが可能である。また、光散乱層に色付きがあっても、着色層の色特性補正で確実に補うことができる。これにより、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタを自発光型表示装置に用いた場合には、コントラストや輝度を向上させることができる。

上記発明においては、上記微粒子の屈折率が上記透明樹脂の屈折率より大きいことが好ましい。これにより、光散乱層の色付きを効果的に抑制することができるからである。

また、本発明は、上述した自発光型表示装置用カラーフィルタがエレクトロルミネッセント（以下、ＥＬと略すことがある。）表示装置用であることを特徴とするＥＬ表示装置用カラーフィルタを提供する。

本発明によれば、上述した自発光型表示装置用カラーフィルタを用いているので、本発明のＥＬ表示装置用カラーフィルタを用いることにより、高コントラストおよび高輝度のＥＬ表示装置を提供することが可能である。

本発明においては、光散乱層に用いる微粒子の平均粒径を所定の範囲とすることにより、全光線透過率および拡散光線透過率を低下させることなく、ヘイズ値を高めることができるという効果を奏する。また、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタを自発光型表示装置に用いた場合には、コントラストや輝度を向上させることができるという効果を奏する。

以下、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタ、およびＥＬ表示装置用カラーフィルタについて詳細に説明する。

Ａ．自発光型表示装置用カラーフィルタ
まず、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタについて説明する。本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に順不同に積層された着色層および光散乱層とを有するものであって、上記光散乱層は透明樹脂中に微粒子を分散させたものであり、上記微粒子の平均粒径が１．４μｍ〜２μｍの範囲内であることを特徴とするものである。

ここで一般的に、光散乱層の光学設計には微粒子の粒径が大きく影響し、具体的には微粒子の粒径ｄにより散乱状態が異なることが知られている。すなわち、
（１）粒径ｄが光波長λに比べて大きい場合（ｄ＞λ）は、幾何光学領域となり、幾何光学的な屈折、反射による散乱が発生し、波長依存性はない。
（２）粒径ｄが光波長λに近い場合（１／３＜ｄ＜λ）は、回折散乱領域（ミー散乱）となり、幾何光学的な散乱と回折効果（光干渉）とによる散乱が発生し、複雑な波長依存性を有する。したがって、散乱による色付きが生じる。
（３）粒径ｄが光波長λより小さい場合（λ＜１／３）は、レイリー散乱領域となり、原子・分子との相互作用による散乱が発生し、ほぼ均一に全方向に散乱する。このため、前方散乱のみならず後方散乱も発生する。

光の取り出し効率を向上させ、自発光型表示装置のコントラストを向上させるためには、全方向の散乱は好ましくない。したがって、微粒子の粒径が、上記のうち前方散乱特性に優れる（１）あるいは（２）の場合に該当することが好ましい。また、円偏光板を用いずに外光の反射を防止するためにカラーフィルタを用いてコントラストを向上させる場合には、散乱による色付きを防止するために、微粒子の粒径が上記（１）の幾何光学的領域となることが好ましい。

このように本発明においては、光散乱層に用いる微粒子の平均粒径を所定の範囲とすることにより、前方散乱特性に優れ、散乱による色付きを防止し、コントラストを向上させることが可能な光散乱層を有する自発光型表示装置用カラーフィルタを得ることができる。

本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタについて図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタの一例を示す概略断面図である。図１に示すように、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタ１０は、透明基板１上に着色層２および光散乱層３が積層されたものである。着色層２は、赤色着色パターン２Ｒ、緑色着色パターン２Ｇ、および青色着色パターン２Ｂから構成されている。また、光散乱層３は、透明樹脂中に所定の平均粒径を有する微粒子が分散されたものである。

ここで、光散乱層による散乱光の強度を十分なものとするためには、ヘイズ値［ヘイズ値＝（拡散光線透過率）／（全光線透過率）×１００］を高くする必要がある。特に、自発光型表示装置においては、より高いヘイズ値が要求される。

図２に、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタを用いたＥＬ表示装置の一例を示す。図２に示すＥＬ表示装置２０は、自発光型表示装置用カラーフィルタ１０の上に透明電極層１１および発光層を含むＥＬ層１２が形成され、その上に対向電極層１３が形成されたものである。
また、図３に本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタを用いたＥＬ表示装置の他の例を示す。図３に示すＥＬ表示装置２０は、自発光型表示装置用カラーフィルタ１０と、基板１５上に対向電極層１３、発光層を含むＥＬ層１２、透明電極層１１および屈折率マッチング層１４が形成されたＥＬ素子基板１６とを貼り合わせたものである。
このようなＥＬ表示装置２０においては、ＥＬ層１２中の発光層から発光した光が光散乱層３を透過するのは一度だけであるので、より高いヘイズ値が必要とされるのである。

高いヘイズ値（高にごり度）を可能とするには、微粒子の含有量や光散乱層の厚みを大きくする必要があるが、このとき全光線透過率および拡散光線透過率が低下するのは好ましくない。例えば、光散乱層に一般的な微粒子として知られている酸化チタンや炭酸カルシウムを用いた場合、微粒子の含有量や光散乱層の厚みを大きくすることによりヘイズ値を高めることはできるが、その一方で微粒子のもつ遮光性が発現して、全光線透過率が著しく低下してしまう。

したがって本発明においては、光散乱層に用いる微粒子の平均粒径を所定の範囲とすることにより、全光線透過率および拡散光線透過率の低下を抑制しつつ、ヘイズ値を高めることが可能である。

また本発明においては、仮に光散乱層に色付きがあっても、着色層の色特性補正で確実に補うことができるので、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタを用いて作製した自発光型表示装置は、光散乱に伴う色特性の低下が生じることはほとんどないという利点を有する。また、自発光型表示装置用カラーフィルタ内に光散乱層を備えるので、高輝度の自発光型表示装置を提供することが可能となる。

本発明においては、例えば図１に示すように透明基板１上に着色層２および光散乱層３の順で形成されていてもよく、例えば図４に示すように透明基板１上に光散乱層３および着色層２の順で形成されていてもよい。
透明基板上に着色層および光散乱層の順で形成されている場合は、光散乱層に比べて透明基板表面の方が平坦であることから、着色層の成膜およびパターニングが容易である。また、光散乱層よりも色特性補正のための着色層の方が光の出射面側に形成されていることにより、光散乱層に色付きがあっても高いコントラストが得られる。さらに、着色層形成時の熱工程（ポストベーク）を受けることなく光散乱層を形成できるので、光散乱層中の透明樹脂が熱により黄変するのを回避することができる。
一方、透明基板上に光散乱層および着色層の順で形成されている場合は、光散乱層を介して着色層が形成されているため、光散乱層によって透明基板と着色層との密着性をより高いものとすることができる。

また本発明においては、自発光型表示装置のパネルの周縁部を遮光するため、自発光型表示装置用カラーフィルタの各色着色パターンのアライメントを取るため、あるいは、各色着色パターン間を遮光するために、自発光型表示装置用カラーフィルタの周縁部、あるいは、各色着色パターンの間にブラックマトリクスが形成されていてもよい。ブラックマトリクスを形成しない場合は、１色目の着色パターンの形成と同時にアライメントマークが形成される。
以下、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタの各構成について説明する。

１．光散乱層
本発明に用いられる光散乱層は、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタを例えばＥＬ表示装置に用いた場合、ＥＬ表示装置の発光層から発光した光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するためのものであり、透明樹脂中に、所定の平均粒径を有し光散乱作用を有する微粒子を分散させたものである。

本発明に用いられる微粒子の平均粒径としては、１．４μｍ〜２μｍの範囲内であり、好ましくは１．６μｍ〜１．８μｍ、より好ましくは１．７μｍ〜１．９μｍの範囲内である。平均粒径が小さすぎても大きすぎても、光の散乱効果が得られない場合があるからである。また、平均粒径が上記範囲であることにより、パターニング特性に優れる膜厚５μｍ以下の光散乱層を形成可能であり、通常のスピンナーによる塗布で、均一な膜厚分布を達成することができる。さらに、高いヘイズ値を達成することができ、後方散乱を抑制し、優れた散乱特性を得ることが可能である。

ここで、平均粒径とは、一般に粒子の粒度を示すために用いられるものであり、本発明においては、レーザー法により測定した値である。レーザー法とは、粒子を溶媒中に分散し、その分散溶媒にレーザー光線を当てて得られた散乱光を細くし、演算することにより、平均粒径、粒度分布等を測定する方法である。なお、上記平均粒径は、レーザー法による粒径測定機として、リーズ＆ノースラップ（Leeds & Northrup）社製 粒度分析計 マイクロトラックUPA Model-9230を使用して測定した値である。

また、本発明に用いられる微粒子としては、光散乱作用を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば酸化珪素、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の無機物、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の有機物、あるいは、これらの２種以上の混合系等の微粒子を挙げることができる。

また、上記微粒子は透明性を有していることが好ましい。全光線透過率や拡散光線透過率を向上させることができるからである。このような微粒子としては、上記の中でも、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、およびその混合系樹脂や共重合体が好ましい。これらの微粒子は耐久性も有している。

さらに、上記微粒子の形状としては特に限定されるものではないが、球状であることが好ましい。

また、本発明に用いられる透明樹脂としては、上記微粒子との屈折率差、光散乱層の透明性、透明基板や着色層との密着性等を考慮して適宜選択される。例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂等を挙げることができる。これらの透明樹脂は単独で、または２種以上の混合物として使用することができる。

本発明においては、微粒子の屈折率が後述する透明樹脂の屈折率より大きいことが好ましい。
一般に、散乱特性を発現させるためには微粒子と透明樹脂との屈折率差を利用しており、理想的には透明樹脂の屈折率が微粒子の屈折率より大きくなるように設定することが好ましい。しかしながら、光散乱層の色付きや、微粒子と透明樹脂との屈折率差を明確にすることを考慮すると、微粒子の屈折率が透明樹脂の屈折率より大きくなるように設定することが好ましいのである。

上述したような透明樹脂の屈折率は一般的に１．５程度であることから、微粒子の屈折率は１．５より大きいことが好ましい。このような微粒子としては、例えば酸化アルミニウム（１．６２）、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合体（１．６６）、ベンゾクアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合体（１．６６、１．５２）、メラミン・ホルムアルデヒド縮合体（１．６６）、シリカ・アクリル複合化合物（１．５２）、メタクリル化合物（１．５１）等が挙げられる。なお、括弧内の数字は屈折率を示す。

また、光散乱層中の微粒子の含有量は、光を散乱させることができ、光散乱層の透明性を損なわない程度の量であれば特に限定されるものではなく、具体的には０．５〜７０重量％、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲である。微粒子の含有量が少なすぎると光の散乱効果が得られない場合があるからである。また、微粒子の含有量が多すぎると光散乱層の透明性や強度を保つことが困難となる可能性があるからである。

上記光散乱層は、透明基板の全面に形成されていてもよく、着色層の着色パターンに応じてパターン状に形成されていてもよく、自発光型表示装置における発光層のパターンに応じてパターン状に形成されていてもよい。

本発明に用いられる光散乱層は、微粒子および透明樹脂を含有する光散乱層形成用塗工液を塗布し、固化させることにより形成することができる。この際、光散乱層形成用塗工液は、紫外線硬化型レジストであることが好ましく、中でもネガ型紫外線硬化型レジストであることが好ましい。光散乱層形成用塗工液が紫外線硬化型レジストであれば、例えばフォトマスクを介して露光することにより、容易にパターニングできるからである。

この際、用いられる紫外線硬化型レジストには紫外線硬化性のバインダ樹脂や光重合開始剤などが含有される。この紫外線硬化性のバインダ樹脂や光重合開始剤などを紫外線硬化型レジストに多量に含有させて、厚みが厚い光散乱層を形成すると、光散乱層に色付きが生じる可能性がある。このため、光散乱層の厚みは薄い方が好ましい。

したがって光散乱層の厚みは、透明性を損なわないような厚みであれば特に限定されるものではなく、通常０．５μｍ〜２０μｍ程度であり、好ましくは１．０μｍ〜５μｍの範囲内である。さらに好ましくは、パターニングの観点より２．０μｍ〜５．０μｍの範囲内である。光散乱層の厚みが上記範囲より薄い場合、透明基板との密着性を支配するレジスト成分が減少し、凹凸表面を形成するため、現像により膜あれが発生する可能性があるからである。この際、光散乱層の厚みが薄すぎると、微粒子ごとに現像されてしまい、所望のパターンが得られない場合がある。一方、光散乱層の厚みが５μｍより厚いと、紫外線露光を利用した場合、光散乱層の下部まで光が到達せず、未露光の状態となり、パターニング特性が得られない可能性があるからである。また、光散乱層の厚みが厚すぎると、透明性を保つことが困難となる可能性があるからである。

２．着色層
次に、本発明に用いられる着色層は、複数色の着色パターンから構成されているものである。複数色の着色パターンとしては、赤色着色パターン、緑色着色パターン、および青色着色パターンから構成するのが一般的である。

着色層の形成材料としては、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタが有機ＥＬ表示装置に用いられる場合は、有機顔料が用いられる。また、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタがプラズマディスプレイやフィールドエミッションディスプレイに用いられる場合は、耐熱性の観点から着色層の形成材料として無機顔料が用いられる。

このような着色パターンの配列としては特に限定されるものではなく、例えばストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等が挙げられる。

また、後述するように着色パターンの間にブラックマトリクスが形成されていない場合は、着色パターンは隙間なく形成されていることが好ましい。これにより、コントラストを向上させることができるからである。

さらに、着色層の厚みとしては、上記光散乱層の色付きの色特性補正が可能な厚みであることが好ましい。例えば着色層の厚みを薄くすることにより、上記光散乱層の色付きの色特性補正ができる。着色層の厚みは、目的とする色特性補正に応じて適宜調整される。

上記着色層は、一般的な顔料分散法、染色法、電着法等により形成することができる。顔料分散法により着色層を形成する場合は、着色層形成用塗工液として上述した有機顔料や無機顔料を分散させた顔料分散レジストが用いられる。

３．透明基板
本発明に用いられる透明基板としては、一般にＥＬ表示装置やプラズマディスプレイ等の自発光型表示装置に用いることができるものであれば特に限定されるものではない。例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。この中でも、コーニング社製イーグル２０００または１７３７材ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、好ましく用いられる。特に、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタをアクティブ駆動方式の自発光型表示装置に適用する場合に好適である。

４．平坦化層
本発明においては、着色層表面や光散乱層表面の微細な凹凸をなくして平坦な面を形成するために、あるいは、着色層の各着色パターンによる凹凸をなくして平坦な面を形成するために、平坦化層が形成されていることが好ましい。ただし、例えば図３に示すＥＬ表示装置２０のように、自発光型表示装置用カラーフィルタ１０とＥＬ素子基板１６とを別々に作製して貼り合わせる場合は、この限りでない。

本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタを例えばＥＬ表示装置に用いる場合には、着色層および光散乱層が積層された上に透明電極層が形成される。この際、透明電極層に着色層の各着色パターンによる凹凸が反映されると電極間で短絡が生じる場合がある。したがって、このような場合には平坦化層が形成されていることにより、電極間の短絡を防止することができる。

また、着色層や光散乱層表面に微細な凹凸があると、均一な透明電極層を形成することが困難となる。この場合には、平坦化層を設けることにより、均一な透明電極層を形成することができる。

さらに、光散乱層は層中に微粒子が含有されているため表面に微細な凹凸が生じやすい。この場合、光散乱層上に着色層を形成すると着色層のパターニング特性が低下する可能性がある。したがって、このような場合には光散乱層と着色層との間に平坦化層を設けることにより、着色層を精度良くパターニングすることが可能である。

このように、平坦化層は、着色層および光散乱層の積層順にかかわらず、着色層および光散乱層が積層された上に形成されていてもよく、着色層と光散乱層との間に形成されていてもよい。

本発明に用いられる平坦化層としては、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系樹脂等を用いることができる。

５．ブラックマトリクス
本発明においては、着色層の各着色パターンの間にブラックマトリクスが形成されていてもよい。ブラックマトリクスを設けることにより、コントラストを向上させることができるからである。

本発明に用いられるブラックマトリクスは、遮光性樹脂、クロム等の金属により形成することができる。

６．透明電極層
本発明においては、着色層および光散乱層が積層された上に透明電極層が形成されていてもよい。

本発明に用いられる透明電極層としては、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、またはその合金等が用いられる。また、透明電極層は、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。

上記透明電極層の厚みは、０．０１〜１μｍ、好ましくは０．０３〜０．５μｍ程度である。

７．その他
本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタのヘイズ値としては、具体的に３０〜１００であることが好ましく、より好ましくは５０〜９５、最も好ましくは６０〜９０の範囲内とする。ヘイズ値が小さすぎると、十分な散乱効果が得られない可能性があるからである。

また、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタの全光線透過率としては、９０％以上であることが好ましく、より好ましくは９２％以上、最も好ましくは９５％以上である。全光線透過率が小さすぎると、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタを自発光型表示装置に用いた場合、輝度が低下するおそれがあるからである。

さらに、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタの拡散光線透過率としては、２７％以上であることが好ましく、より好ましくは４６％以上、最も好ましくは９０％以上である。拡散光線透過率が小さすぎると、ヘイズ値が小さくなるおそれがあるからである。

なお、上記ヘイズ値、全光線透過率および拡散光線透過率は、東洋精機製作所（株）製の直読ヘイズメーターを用いて測定するものである。

本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタは、例えばＥＬ表示装置、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などの自発光型表示装置に適用することができる。特に、アクティブ駆動方式の自発光型表示装置に適用することが好ましい。これは、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタが外光の反射を抑えることが可能であり、外部環境で使用するデジタルスチルカメラやデジタルビデオムービー等に用いられる表示装置に適しているからである。一般的に、デジタルスチルカメラやデジタルビデオムービー等の解像度はメガピクセルを有するものが用いられるため、それを表示する表示装置に対しても解像度が要求される。パッシブ駆動方式の表示装置では、その構成から高解像度を得ることができず、高精細の表示装置は一般的にアクティブ駆動方式に移行してきている。また、色の表示色に関しても、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子等で中間色を制御できるアクティブ駆動方式の表示装置の方が表示色を多く再現できる。したがって、本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタは、アクティブ駆動方式の自発光型表示装置に適しているのである。

Ｂ．ＥＬ素子用カラーフィルタ
次に、本発明のＥＬ表示装置用カラーフィルタについて説明する。本発明のＥＬ表示装置用カラーフィルタは、上述した自発光型表示装置用カラーフィルタがＥＬ表示装置用であることを特徴とするものである。

本発明によれば、上述した自発光型表示装置用カラーフィルタを用いているので、本発明のＥＬ表示装置用カラーフィルタをＥＬ表示装置に適用した場合は、全光線透過率および拡散光線透過率を低下させることなく、ヘイズ値を高めることができる。また、コントラストや輝度を向上させることが可能である。

本発明のＥＬ表示装置用カラーフィルタは、着色層および光散乱層が積層された上にガスバリア層が形成されていることが好ましい。ＥＬ表示装置におけるＥＬ層は、酸素、水蒸気およびその他のガス等に弱い部材であるため、ガスバリア層を設けることにより、ダークスポットやダークエリアの発生を抑制することができるからである。特に、ＥＬ表示装置の製造時や駆動時にＥＬ表示装置用カラーフィルタの着色層等からガスが発生する場合があるが、ガスバリア層によって、この発生したガスによりＥＬ層が劣化するのを抑えることができるからである。

このようなガスバリア層としては、一般にＥＬ表示装置のガスバリア層として用いられるものを使用することができ、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素等が挙げられる。

また、本発明のＥＬ表示装置用カラーフィルタは、有機ＥＬ表示装置にも無機ＥＬ表示装置にも適用可能である。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。
［実施例１］
基板として、厚み０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。このガラス基板上に赤色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＲ−７０００）をスピンコーティング法により塗布し、所定のフォトマスクを介して塗布膜を露光し、その後、現像液（富士フィルムオーリン（株）製ＣＤ）を用いて現像し、ガラス基板を２００℃に３０分間保持して着色層を硬化させ赤色の着色パターンを形成した。

同様に、緑色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＧ−７０００）および青色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＢ−７０００）を使用して、上記と同様にして緑色の着色パターン、青色の着色パターンを形成し着色層とした。なお、この着色層形成では、上記の光散乱層の色付きの色特性補正のために、感光性着色材料のコーティング膜の厚さを、従来の５０〜８０％とした。

次に、着色層上に下記組成の光散乱層形成用塗工液をスピンコーティング法により塗布し乾燥させ、その後、露光、現像、ポストベーク（２００℃、３０分）を行い、光散乱層（厚み２．５μｍ）を形成した。

（光散乱層形成用塗工液）
・アクリル系樹脂（日本化薬（株）製ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ．３０） ５０重量部
・メラミンビーズ １０重量部
・重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製イルガキュア１８４） ４重量部
・希釈溶剤（ポリエチレングリコールモノエチルアセテート） ３６重量部
メラミンビーズの平均粒径は１．１μｍ〜２．３μｍの範囲内で変化させた。

以上より、自発光型表示装置用カラーフィルタを得た。

［実施例２］
光散乱層の厚みを３．２μｍとした以外は、実施例１と同様にして自発光型表示装置用カラーフィルタを作製した。

［実施例３］
下記組成の光散乱層形成用塗工液を用いた以外は、実施例１と同様にして自発光型表示装置用カラーフィルタを作製した。

（光散乱層形成用塗工液）
・アクリル系樹脂（日本化薬（株）製ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ．３０） ４０重量部
・メラミンビーズ １２重量部
・重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製イルガキュア１８４） ４重量部
・希釈溶剤（ポリエチレングリコールモノエチルアセテート） ３６重量部
メラミンビーズの平均粒径は１．１μｍ〜２．３μｍの範囲内で変化させた。

［実施例４］
光散乱層の厚みを３．２μｍとした以外は、実施例１と同様にして自発光型表示装置用カラーフィルタを作製した。

［評価］
実施例１〜４の自発光型表示装置用カラーフィルタのヘイズ値を東洋精機製作所（株）製直読ヘイズメーターで測定した。結果を下記の表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜４のいずれにおいてもメラミンビーズの平均粒径が１．８μｍであるときにヘイズ値が最大となった。また、本発明例の自発光型表示装置用カラーフィルタは、いずれもヘイズ値が高いものであった。

［実施例５］
メラミンビーズの平均粒径を１．８μｍとし、光散乱層の厚みを３．６μｍとした以外は実施例１と同様にして自発光型表示装置用カラーフィルタを作製した。

得られた自発光型表示装置用カラーフィルタのヘイズ値および全光線透過率を東洋精機製作所（株）製直読ヘイズメーターで測定した。また、ミノルタ（株）製分光測色計ＣＭ２５００ｄにより、色度および反射率を測定した。結果を下記の表２に示す。

表２からわかるように、自発光型表示装置用カラーフィルタは、前方への散乱が良好であり、しかも後方への散乱が少なく、優れた散乱特性を示した。

本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタの一例を示す概略断面図である。 本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタを用いたＥＬ表示装置の一例を示す概略断面図である。 本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタを用いたＥＬ表示装置の他の例を示す概略断面図である。 本発明の自発光型表示装置用カラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。

符号の説明

１ … 透明基板
２、２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ … 着色層
３ … 光散乱層
１０ … 自発光型表示装置用カラーフィルタ

Claims (3)

1. 透明基板と、前記透明基板上に順不同に積層された着色層および光散乱層とを有する自発光型表示装置用カラーフィルタであって、前記光散乱層は透明樹脂中に微粒子を分散させたものであり、前記微粒子の平均粒径が１．４μｍ〜２μｍの範囲内であることを特徴とする自発光型表示装置用カラーフィルタ。
2. 前記微粒子の屈折率が前記透明樹脂の屈折率より大きいことを特徴とする請求項１に記載の自発光型表示装置用カラーフィルタ。
3. 請求項１または請求項２に記載の自発光型表示装置用カラーフィルタがエレクトロルミネッセント表示装置用であることを特徴とするエレクトロルミネッセント表示装置用カラーフィルタ。
   

Images