JP2010212027A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の色素を同一層に用いても高い透過率を示し、耐光性が良好なカラーフィルタを用いて、色再現性が良好で、輝度が高い表示装置を提供する。
【解決手段】赤色、緑色、および青色に発光する発光素子からそれぞれ成る３色の画素と、表示装置の前面に配置される前面設置型カラーフィルタとを備え、
該前面設置型カラーフィルタが、（ａ）色素、および（ｂ）ビオローゲン化合物を含む着色層を有するカラーフィルタである表示装置。
【選択図】図４
【解決手段】赤色、緑色、および青色に発光する発光素子からそれぞれ成る３色の画素と、表示装置の前面に配置される前面設置型カラーフィルタとを備え、
該前面設置型カラーフィルタが、（ａ）色素、および（ｂ）ビオローゲン化合物を含む着色層を有するカラーフィルタである表示装置。
【選択図】図４
Description
本発明は表示装置に関するものであり、特に赤色、緑色、青色の画素をもち、それぞれの色に発光する素子と、カラーフィルタとを有する表示装置に関するものである。
近年、大型の壁掛けテレビをはじめ種々の電子機器の表示パネルとしてＣＲＴ、蛍光表示管、電界放射型ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、液晶ディスプレイ等の電子ディスプレイが使用され、その需要が増大し、その画質の向上に対する要求はますます高まってきている。
フルカラー化の方式としては液晶表示装置に代表される、白色発光するバックライトにカラーフィルタを組み合わせる方式に対して、画素ごとに青、緑、赤の３原色に発光する発光素子を用いる方式で高画質を追及する開発も盛んに行われるようになってきている。
画素に用いられる発光素子として、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子：Organic Electro-Luminescence devices)が挙げられる。有機ＥＬ素子は、自発光性、高速応答性等の特徴を持ち、視認性が良好であり、超薄型、軽量であり、また高速応答性、動画表示性に優れることから、フルカラーのフラットパネルディスプレイへの適用が検討されている。特に、正孔輸送性の有機薄膜（正孔輸送層）と電子輸送性の有機薄膜（電子輸送層）とを積層した２層型（積層型）の有機ＥＬ素子が報告（非特許文献１参照）されて以来、該有機ＥＬ素子は、１０Ｖ以下の低電圧で発光可能な大面積発光素子として注目されている。
画素に用いられる発光素子として、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子：Organic Electro-Luminescence devices)が挙げられる。有機ＥＬ素子は、自発光性、高速応答性等の特徴を持ち、視認性が良好であり、超薄型、軽量であり、また高速応答性、動画表示性に優れることから、フルカラーのフラットパネルディスプレイへの適用が検討されている。特に、正孔輸送性の有機薄膜（正孔輸送層）と電子輸送性の有機薄膜（電子輸送層）とを積層した２層型（積層型）の有機ＥＬ素子が報告（非特許文献１参照）されて以来、該有機ＥＬ素子は、１０Ｖ以下の低電圧で発光可能な大面積発光素子として注目されている。
色の３原色（赤色、緑色、および青色）に対応する光をそれぞれ発光する有機ＥＬ素子を基板上に配置する３色発光法は、画質、色再現に加え省エネルギーの観点でも好ましく、有機ＥＬのフルカラー化の方式の中でも有力な一つである。
３色発光法は、本来カラーフィルタを使わずとも有機ＥＬ素子自身が各色に発光できるが、外光反射によるディスプレイとしてのコントラストの低下を防止する目的で、さらに各発光色に合わせたカラーフィルタを組み合わせる方法、さらにマイクロキャビティ構造を採用する方法も提案されている（特許文献１参照）。マイクロキャビティ構造において強さを増す光の波長は、例えば、マイクロキャビティ構造の光路長を変更することにより変化させることができる。したがって、カラーフィルタの着色層毎にマイクロキャビティ構造の光路長を適宜設定すれば、最大強度の光の波長を、輝度・色再現の観点で好ましい波長と一致させることができる。
３色発光法は、本来カラーフィルタを使わずとも有機ＥＬ素子自身が各色に発光できるが、外光反射によるディスプレイとしてのコントラストの低下を防止する目的で、さらに各発光色に合わせたカラーフィルタを組み合わせる方法、さらにマイクロキャビティ構造を採用する方法も提案されている（特許文献１参照）。マイクロキャビティ構造において強さを増す光の波長は、例えば、マイクロキャビティ構造の光路長を変更することにより変化させることができる。したがって、カラーフィルタの着色層毎にマイクロキャビティ構造の光路長を適宜設定すれば、最大強度の光の波長を、輝度・色再現の観点で好ましい波長と一致させることができる。
カラーフィルタ方式の有機ＥＬ表示装置には、液晶ディスプレイ用に開発された３原色のカラーフィルタ材料を使用できる。３原色のカラーフィルタの形成は、通常フォトリソグラフィーを用いて形成されるが、各色ごとにパターニングが必要で、工程を煩雑化させ、歩留まりを低下させる要因の一つとなっていた。
このため簡便な方法で有機ＥＬ表示装置の高色再現性と高輝度とを両立するカラーフィルタの出現が待ち望まれていた。
このため簡便な方法で有機ＥＬ表示装置の高色再現性と高輝度とを両立するカラーフィルタの出現が待ち望まれていた。
また、不要波長領域の光を吸収するフィルタを表示装置前面に用いて、簡便にコントラスト、色純度を改善しようとする試みがプラズマディスプレイ等で検討されているが（特許文献２参照）、補助的なものでフォトリソグラフィー方式のカラーフィルタに代わり得るものでは無く、特に３原色の光源に対しての検討はこれまで行われていない。
また、カラーフィルタとして必要な性能を付与するため、同一層に複数の構造の異なる色素を使用したときに、色材同士が好ましくない相互作用を起こすことがあり、色素本来の色が得られず、透過率を下げてしまうという問題があり、充分なフィルタ性能を付与するためには、色素の含有層を複数に積層する必要があった。
また、カラーフィルタとして必要な性能を付与するため、同一層に複数の構造の異なる色素を使用したときに、色材同士が好ましくない相互作用を起こすことがあり、色素本来の色が得られず、透過率を下げてしまうという問題があり、充分なフィルタ性能を付与するためには、色素の含有層を複数に積層する必要があった。
C.W.Tang and S.A.VanSlyke,Applied Physics Letters vol.51,913(1987)
本発明の課題は、色再現性が良好で、輝度が高い表示装置を提供することである。さらに詳しくは、複数の色素を同一層に用いても高い透過率を示し、耐光性が良好なカラーフィルタを用いて、色再現性が良好で、輝度が高い表示装置を提供することである。
上記課題を解決するため鋭意検討した結果、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）それぞれに発光する発光素子と、カラーフィルタとを組み合わせ、さらにカラーフィルタの着色層にビオローゲン化合物を含むことによって色再現性、輝度のいずれの性能も従来に比べ高いレベルの表示装置を実現しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、前記課題を解決するための手段は以下の通りである
即ち、前記課題を解決するための手段は以下の通りである
＜１＞ 赤色、緑色、および青色に発光する発光素子からそれぞれ成る３色の画素と、表示装置の前面に配置される前面設置型カラーフィルタとを備え、
該前面設置型カラーフィルタが、（ａ）色素、および（ｂ）ビオローゲン化合物を含む着色層を有するカラーフィルタである表示装置。
該前面設置型カラーフィルタが、（ａ）色素、および（ｂ）ビオローゲン化合物を含む着色層を有するカラーフィルタである表示装置。
＜２＞ 前記（ｂ）ビオローゲン化合物が、下記一般式（Ｂ）で表される化合物である＜１＞に記載の表示装置。
一般式（Ｂ）中、Ｒ３１およびＲ３２はそれぞれ独立にアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロ環基を表す。Ｚ−はアニオンを表し、ｎは分子の荷電を中和するのに必要な数を表す。
＜３＞ 前記（ａ）色素が、下記一般式（Ｉ）、一般式（II）、および一般式（III）で表される化合物から選ばれる１種以上を有する＜１＞または＜２＞に記載の表示装置。
一般式（Ｉ）中、Ｚ１およびＺ２はそれぞれ独立に、５員または６員の含窒素複素環を形成する非金属原子群を示し、該含窒素複素環には他の複素環、芳香族環または脂肪族環が縮合していてもよい。Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、置換基を有しても良いアルキル基、アルケニル基、アラルキル基、またはアリール基を示す。Ｌ１は置換基を有しても良い、奇数個のメチンからなるメチン鎖を示す。ａ、ｂ、およびｃはそれぞれ独立に、０または１である。Ｘはアニオンを示す。
一般式（II）中、Ｙ１およびＹ２はそれぞれ独立に、脂肪族環または複素環を形成する非金属原子群を表す。Ｌ２は、置換基を有しても良い、奇数個のメチンからなるメチン鎖を示す。Ｘ２は、水素原子またはカチオンを示す。
一般式（III）中、Ｙ３は、脂肪族環または複素環を形成する非金属原子群を表し、Ｌ３は、Ｉもしくは３個のメチンからなるメチン鎖を表し、Ａｒは、芳香族環を表す。
＜４＞ 前記赤色、緑色、および青色に発光する発光素子が、いずれも有機エレクトロルミネッセンス(有機ＥＬ)素子である＜１＞から＜３＞のいずれか１項に記載の表示装置。
＜５＞ マイクロキャビティ構造を有する＜４＞に記載の表示装置。
＜６＞ 前記着色層が、２種以上の色素化合物を含む＜１＞から＜５＞のいずれか１項に記載の表示装置。
＜５＞ マイクロキャビティ構造を有する＜４＞に記載の表示装置。
＜６＞ 前記着色層が、２種以上の色素化合物を含む＜１＞から＜５＞のいずれか１項に記載の表示装置。
＜７＞ 前記カラーフィルタが４７５〜５２５ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を有し、該極大値における光学濃度に対して、４５０ｎｍにおける光学濃度の比率が１５％以下で、かつ５５０ｎｍにおける光学濃度の比率が１０％以下である＜１＞から＜６＞のいずれか１項に記載の表示装置。
＜８＞ 前記カラーフィルタが５５０〜６２０ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を有し、該極大値における光学濃度に対して、５００ｎｍおよび６３０ｎｍにおける光学濃度の比率がいずれも１２％以下である＜１＞から＜７＞のいずれか１項に記載の表示装置。
＜８＞ 前記カラーフィルタが５５０〜６２０ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を有し、該極大値における光学濃度に対して、５００ｎｍおよび６３０ｎｍにおける光学濃度の比率がいずれも１２％以下である＜１＞から＜７＞のいずれか１項に記載の表示装置。
前面設置型カラーフィルタは、色再現性拡大のために色純度を上げること、および輝度を低下させないことが必要である。発光素子からの光の色純度を上げて色再現性向上を図るために、カラーフィルタに必要な吸収スペクトルを付与する色素をカラーフィルタの着色層に含ませるが、一方ではカラーフィルタによる透過率の低下を抑えて、輝度を下げないように吸収スペクトルを設計する。また、カラーフィルタは表示装置の最外面に配置されるので、耐光性も重要となる。本発明では、ビオローゲン化合物をカラーフィルタの着色層に含ませることによって、着色層の耐光性を改善すると共に、予想外に色再現域拡大が実現し、さらに輝度の低下を最小限に抑えることができた。特に複数の色素を含んだときに問題となる透過率の低下も同時に解決することができた。
この理由は定かではないが、ビオローゲン化合物が色素と何らかの形で相互作用を持つことによって、色素の会合状態を強めたことが、色素の耐光性を向上させ、吸収スペクトルもシャープになったものと推定され、前面設置型カラーフィルタとしての良好な性能を発現することに繋がったものと考えられる。
この理由は定かではないが、ビオローゲン化合物が色素と何らかの形で相互作用を持つことによって、色素の会合状態を強めたことが、色素の耐光性を向上させ、吸収スペクトルもシャープになったものと推定され、前面設置型カラーフィルタとしての良好な性能を発現することに繋がったものと考えられる。
本発明によれば、色再現性が良好で、輝度が高い表示装置を提供することができる。さらに詳しくは、複数の色素を同一層に用いても高い透過率を示し、耐光性が良好なカラーフィルタを用いて、色再現性が良好で、輝度が高い表示装置を提供することができる。
本発明の表示装置は、赤色、緑色、および青色に発光する発光素子からそれぞれ成る３色の画素と、（ａ）色素、および（ｂ）ビオローゲン化合物を含む着色層を有する、表示装置の前面に配置される前面設置型カラーフィルタと、を備えることを特徴とする。
以下、本発明の表示装置に用いられるカラーフィルタについて説明する。
従来の液晶表示装置などにおけるカラーフィルタは赤色、緑色、および青色のいずれかに対して好ましい光の波長のみを透過させるためのものであるが、本発明においては、赤色、緑色、および青色に発光する発光素子からなるそれぞれの画素を有しているので、赤色、緑色、および青色のうちの２色、あるいは３色全ての光を透過し、不要な波長域をカットするだけで、従来の、３つの色相に適合した着色パターンを備えるカラーフィルタと同等の働きをする。
しかしながら、人間の目の分光感度は赤色、緑色、および青色にはっきり分離しているわけではないので、等色関数の隣接する２色を的確に、色再現域を広げられる形で吸収する必要があると同時に、本来取り出す必要がある光まで過剰に吸収してしまうと輝度を低下させ、画質を損なうことになってしまうため、本発明の表示装置に用いられるカラーフィルタは、特定の波長域にシャープな吸収が必要となる。
以下、本発明の表示装置に用いられるカラーフィルタについて説明する。
従来の液晶表示装置などにおけるカラーフィルタは赤色、緑色、および青色のいずれかに対して好ましい光の波長のみを透過させるためのものであるが、本発明においては、赤色、緑色、および青色に発光する発光素子からなるそれぞれの画素を有しているので、赤色、緑色、および青色のうちの２色、あるいは３色全ての光を透過し、不要な波長域をカットするだけで、従来の、３つの色相に適合した着色パターンを備えるカラーフィルタと同等の働きをする。
しかしながら、人間の目の分光感度は赤色、緑色、および青色にはっきり分離しているわけではないので、等色関数の隣接する２色を的確に、色再現域を広げられる形で吸収する必要があると同時に、本来取り出す必要がある光まで過剰に吸収してしまうと輝度を低下させ、画質を損なうことになってしまうため、本発明の表示装置に用いられるカラーフィルタは、特定の波長域にシャープな吸収が必要となる。
本発明の表示装置に用いるカラーフィルタは４７５〜５２５ｎｍの範囲および／または、５５０〜６２０ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を有することが好ましい。前者は青と緑、後者は緑と赤の分離に必要な波長であると同時に、表示装置の観察方向依存性を低減するのに好ましい波長である。
さらに、本発明に用いるカラーフィルタは、前記特定の波長領域に極大吸収を有する特性に加え、以下のいずれかの特徴を有する。以下、このような特性を有するカラーフィルタを特定カラーフィルタと称することがある。
（１）４７５〜５２５ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を有する場合には、その光学濃度の極大値に対する、波長４５０ｎｍにおける光学濃度の比率が１５％以下で、かつ、光学濃度の極大値に対する、波長５５０ｎｍにおける光学濃度の比率が１０％以下である。
（２）５５０〜６２０ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を光学濃度の極大値を有する場合には、その光学濃度の極大値に対する、波長５００ｎｍおよび波長６３０ｎｍにおける光学濃度の比率は、いずれも１２％以下である。
さらに、本発明に用いるカラーフィルタは、前記特定の波長領域に極大吸収を有する特性に加え、以下のいずれかの特徴を有する。以下、このような特性を有するカラーフィルタを特定カラーフィルタと称することがある。
（１）４７５〜５２５ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を有する場合には、その光学濃度の極大値に対する、波長４５０ｎｍにおける光学濃度の比率が１５％以下で、かつ、光学濃度の極大値に対する、波長５５０ｎｍにおける光学濃度の比率が１０％以下である。
（２）５５０〜６２０ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を光学濃度の極大値を有する場合には、その光学濃度の極大値に対する、波長５００ｎｍおよび波長６３０ｎｍにおける光学濃度の比率は、いずれも１２％以下である。
上記（１）及び（２）に規定する光学濃度の比率は、該所定値を超える、即ち、双方の光学濃度差がより小さくなる場合には、各色の透過率は従来のものよりむしろ悪くなってしまうため、上記の値以下に抑えることが必要となる。
上記（１）において、特定カラーフィルタが４７５〜５２５ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を有する場合、光学濃度の極大値を示す波長領域は、４８０〜５２０ｎｍの範囲にあることが好ましく、４９０〜５１５ｎｍの範囲にあることが特に好ましい。
このとき、該光学濃度の極大値に対する、波長４５０ｎｍにおける光学濃度の比率は１５％以下が好ましく、１３％以下がより好ましい。波長５５０ｎｍにおける光学濃度の該光学濃度の極大値に対する比率は１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、２％以下が特に好ましい。
上記（１）において、特定カラーフィルタが４７５〜５２５ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を有する場合、光学濃度の極大値を示す波長領域は、４８０〜５２０ｎｍの範囲にあることが好ましく、４９０〜５１５ｎｍの範囲にあることが特に好ましい。
このとき、該光学濃度の極大値に対する、波長４５０ｎｍにおける光学濃度の比率は１５％以下が好ましく、１３％以下がより好ましい。波長５５０ｎｍにおける光学濃度の該光学濃度の極大値に対する比率は１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、２％以下が特に好ましい。
上記（２）において、特定カラーフィルタが５５０〜６２０ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を有する場合、光学濃度の極大値を示す波長領域は、５６０〜６１０ｎｍの範囲にあることが好ましく、５７０〜６００ｎｍの範囲にあることが特に好ましい。このとき５００ｎｍおよび６３０ｎｍにおける光学濃度の該極大値に対する比率は、ともに１２％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。
このように、いずれの場合であっても特定波長領域にシャープな光学濃度のピークを有することが好ましく、（１）における特性と（２）における特性の双方を満たす、光学濃度の極大値を所定の領域に２つ有するカラーフィルタも好ましく用いることができる。
このように、いずれの場合であっても特定波長領域にシャープな光学濃度のピークを有することが好ましく、（１）における特性と（２）における特性の双方を満たす、光学濃度の極大値を所定の領域に２つ有するカラーフィルタも好ましく用いることができる。
上記したカラーフィルタは、着色層に（ａ）色素、および（ｂ）ビオローゲン化合物を含む。着色層には必要によって、さらにバインダーポリマー、褪色防止剤、紫外線吸収剤等を含んでいてもよい。
本発明で用いる（ｂ）ビオローゲン化合物は、ビピリジニウム構造を有していれば、特に限定されないが、好ましくは下記一般式（Ｂ）で表される化合物である。
本発明で用いる（ｂ）ビオローゲン化合物は、ビピリジニウム構造を有していれば、特に限定されないが、好ましくは下記一般式（Ｂ）で表される化合物である。
一般式（Ｂ）中、Ｒ３１およびＲ３２はそれぞれ独立にアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロ環基を表す。
一般式（Ｂ）において、Ｒ３１もしくはＲ３２で表されるアルキル基は、炭素原子数１〜４０の範囲のアルキル基であり、炭素数１〜１８のアルキル基が好ましく、炭素数１〜８のアルキル基が特に好ましい。ここでアルキル基は、直鎖状、分岐状、又は環状であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、イソアミル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−オクチル基が好ましい。
また、アルケニル基としては、炭素数２〜４０のアルケニル基であり、炭素数２〜１８のアルケニル基が好ましく、炭素数２〜８のアルケニル基が特に好ましい。具体的にはビニル基、２−プロペニル基、２−メチルプロペニル基、１，３−ブタジエニル基が好ましい。
また、アルキニル基としては、炭素数２〜４０のアルキニル基であり、炭素数２〜１８のアルキニル基が好ましく、炭素数２〜８のアルキニル基が特に好ましい。例えばエチニル基、プロピニル基、３，３−ジメチルブチニル基が好ましい。
また、アルケニル基としては、炭素数２〜４０のアルケニル基であり、炭素数２〜１８のアルケニル基が好ましく、炭素数２〜８のアルケニル基が特に好ましい。具体的にはビニル基、２−プロペニル基、２−メチルプロペニル基、１，３−ブタジエニル基が好ましい。
また、アルキニル基としては、炭素数２〜４０のアルキニル基であり、炭素数２〜１８のアルキニル基が好ましく、炭素数２〜８のアルキニル基が特に好ましい。例えばエチニル基、プロピニル基、３，３−ジメチルブチニル基が好ましい。
また、アリール基としては、炭素数６〜４０のアリール基であり、炭素数６〜１８のアリール基が好ましく、炭素数６〜１０のアリール基が特に好ましい。例えばフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基が好ましい。
また、ヘテロ環基としては、炭素数４〜７の飽和又は不飽和のヘテロ環基であり、含有されるヘテロ原子としては窒素原子、酸素原子、硫黄原子が好ましく、例えば４−ピリジル基、２−ピリジル基、２−ピラジル基、２−ピリミジル基、４−ピリミジル基、２−イミダゾリル基、２−フリル基、２−チオフェニル基、２−ベンゾオキサゾリル基、２−ベンゾチオキサゾリル基を挙げることができる。
一般式（Ｂ）のＲ３１およびＲ３２は、更に置換基を有していてもよい。
また、ヘテロ環基としては、炭素数４〜７の飽和又は不飽和のヘテロ環基であり、含有されるヘテロ原子としては窒素原子、酸素原子、硫黄原子が好ましく、例えば４−ピリジル基、２−ピリジル基、２−ピラジル基、２−ピリミジル基、４−ピリミジル基、２−イミダゾリル基、２−フリル基、２−チオフェニル基、２−ベンゾオキサゾリル基、２−ベンゾチオキサゾリル基を挙げることができる。
一般式（Ｂ）のＲ３１およびＲ３２は、更に置換基を有していてもよい。
一般式（Ｂ）中、Ｚ−はアニオンを表し、ｎは分子の荷電を中和するのに必要な数を表す。従って、該化合物が分子内で塩を形成しており、電荷の中和する必要がない場合にはｎは０である。
Ｚ−は無機イオンあるいは有機陰イオンのいずれであってもよく、ハロゲンイオン（例えば、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン等）、置換アリールスルホン酸イオン（例えば、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、ｐ−クロルベンゼンスルホン酸イオンなど）、アリールジスルホン酸イオン（例えば、１，３−ベンゼンジスルホンル硫酸イオン（例えば、メチル硫酸イオンなど）が挙げられる。Ｚは好ましくは、ハロゲンイオンである。
一般式（Ｂ）で表される化合物の具体例としては、以下のものを挙げることができる。
Ｚ−は無機イオンあるいは有機陰イオンのいずれであってもよく、ハロゲンイオン（例えば、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン等）、置換アリールスルホン酸イオン（例えば、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、ｐ−クロルベンゼンスルホン酸イオンなど）、アリールジスルホン酸イオン（例えば、１，３−ベンゼンジスルホンル硫酸イオン（例えば、メチル硫酸イオンなど）が挙げられる。Ｚは好ましくは、ハロゲンイオンである。
一般式（Ｂ）で表される化合物の具体例としては、以下のものを挙げることができる。
なお、ビオローゲン化合物は、ビオローゲン化合物単独で添加してもよく、メチン色素の対カチオンとして前記一般式（Ｂ）で示される化合物におけるカチオン部の如き構造を有する化合物をビオローゲン化合物として用いてもよい。
また、ビオローゲン化合物は１種でも、構造の異なるビオローゲン化合物を２種以上併用してもよい。
ビオローゲン化合物の（ａ）色素に対する含有量は、質量基準で１〜１０００％の範囲、好ましくは５〜５００％の範囲、さらに好ましくは１０〜２００％の範囲であれば、色再現性の拡大に効果的であり、耐光性も良好で、輝度低下も抑制される。この結果、色再現性が良好で、高輝度の表示装置を得ることができる。
また、ビオローゲン化合物は１種でも、構造の異なるビオローゲン化合物を２種以上併用してもよい。
ビオローゲン化合物の（ａ）色素に対する含有量は、質量基準で１〜１０００％の範囲、好ましくは５〜５００％の範囲、さらに好ましくは１０〜２００％の範囲であれば、色再現性の拡大に効果的であり、耐光性も良好で、輝度低下も抑制される。この結果、色再現性が良好で、高輝度の表示装置を得ることができる。
本発明に係るカラーフィルタ（以下、適宜、フィルタ層と称する）では、特定の吸収波長に所望の光学濃度を持たせるために（ａ）色素を使用する。（ａ）色素は、染料であっても顔料であっても良いが、調整が容易という点で染料が好ましい。
上記目的に対していかなる染料を用いてもよいが、吸収スペクトルの制御に用いられる好ましい染料としては、スクアリリウム染料、アゾメチン染料、シアニン染料、オキソノール染料、アゾ染料、アリーリデン染料、キサンテン染料あるいはメロシアニン染料を挙げることができる。
フィルタ層には、以上のような二種類以上の色素を組み合わせて用いることができる。また、波長が４７５乃至５２５ｎｍの範囲と５５０乃至６２０ｎｍの範囲との両方に吸収極大を有する色素をフィルタ層に用いることもできる。このような色素を用いることで、前述の（１）と（２）の特性の双方を有する特定カラーフィルタを調製することができる。
上記目的に対していかなる染料を用いてもよいが、吸収スペクトルの制御に用いられる好ましい染料としては、スクアリリウム染料、アゾメチン染料、シアニン染料、オキソノール染料、アゾ染料、アリーリデン染料、キサンテン染料あるいはメロシアニン染料を挙げることができる。
フィルタ層には、以上のような二種類以上の色素を組み合わせて用いることができる。また、波長が４７５乃至５２５ｎｍの範囲と５５０乃至６２０ｎｍの範囲との両方に吸収極大を有する色素をフィルタ層に用いることもできる。このような色素を用いることで、前述の（１）と（２）の特性の双方を有する特定カラーフィルタを調製することができる。
上記のようなシャープな吸収を得る目的に対しては、会合状態にある染料を用いることが特に好ましい。
会合状態の染料は、いわゆるＪバンドを形成するため、シャープな吸収スペクトルピークを示す。染料の会合とＪバンドについては、文献（例えば、Photographic Science and Engineering Vol.18,No.323-335(1974)）に記載がある。会合状態の染料では、さらに、会合状態の染料の吸収極大が、溶液状態の染料の吸収極大よりも長波長側に移動する。従って、フィルタ層に含まれる染料が会合状態であるか、非会合状態であるかは、吸収極大を測定することで容易に判断できる。
染料には、水に溶解するだけで会合体を形成する化合物もある。ただし、一般には、染料の水溶液にゼラチンまたは塩（例、塩化バリウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム）を添加して会合体を形成する。染料の水溶液にゼラチンを添加する方法が特に好ましい。
染料の会合体は、染料の固体微粒子分散物として形成することもできる。固体微粒子の状態とするためには、公知の分散機を用いることができる。分散機の例には、ボールミル、振動ミル、遊星ボールミル、サンドミル、コロイドミル、ジェットミルおよびローラミルが含まれる。なかでも、縦型または横型の媒体分散機、例えば、特開昭５２−９２７１６号公報および国際特許８８／０７４７９４号明細書記載の媒体分散機が好ましく用いられる。
会合状態の染料は、いわゆるＪバンドを形成するため、シャープな吸収スペクトルピークを示す。染料の会合とＪバンドについては、文献（例えば、Photographic Science and Engineering Vol.18,No.323-335(1974)）に記載がある。会合状態の染料では、さらに、会合状態の染料の吸収極大が、溶液状態の染料の吸収極大よりも長波長側に移動する。従って、フィルタ層に含まれる染料が会合状態であるか、非会合状態であるかは、吸収極大を測定することで容易に判断できる。
染料には、水に溶解するだけで会合体を形成する化合物もある。ただし、一般には、染料の水溶液にゼラチンまたは塩（例、塩化バリウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム）を添加して会合体を形成する。染料の水溶液にゼラチンを添加する方法が特に好ましい。
染料の会合体は、染料の固体微粒子分散物として形成することもできる。固体微粒子の状態とするためには、公知の分散機を用いることができる。分散機の例には、ボールミル、振動ミル、遊星ボールミル、サンドミル、コロイドミル、ジェットミルおよびローラミルが含まれる。なかでも、縦型または横型の媒体分散機、例えば、特開昭５２−９２７１６号公報および国際特許８８／０７４７９４号明細書記載の媒体分散機が好ましく用いられる。
染料の分散は、適当な媒体（水、アルコール、溶剤）の存在下で実施してもよい。分散に際しては、分散用界面活性剤を用いることが好ましい。分散用界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤（例えば、特開昭５２−９２７１６号公報および国際特許８８／０７４７９４号明細書に記載のもの）が好ましく用いられる。必要に応じて、アニオン性ポリマー、ノニオン性界面活性剤あるいはカチオン性界面活性剤を用いてもよい。
染料を適当な溶媒に溶解した後、その貧溶媒に添加して、微粒子状の粉末を得てもよい。この場合も、上記の界面活性剤を用いることができる。
また、溶液のｐＨを調整することにより、染料の微結晶を析出させてもよく、ここで析出により得られる微結晶も染料の会合体である。
会合状態の染料が微粒子（または微結晶）である場合、平均粒径は０．０１μｍ乃至１０μｍであることが好ましい。染料の粒子又は微結晶の平均粒径は、走査型電子顕微鏡にて撮影した画像より、抽出した５００個の測定値を平均した値を用いている。
染料を適当な溶媒に溶解した後、その貧溶媒に添加して、微粒子状の粉末を得てもよい。この場合も、上記の界面活性剤を用いることができる。
また、溶液のｐＨを調整することにより、染料の微結晶を析出させてもよく、ここで析出により得られる微結晶も染料の会合体である。
会合状態の染料が微粒子（または微結晶）である場合、平均粒径は０．０１μｍ乃至１０μｍであることが好ましい。染料の粒子又は微結晶の平均粒径は、走査型電子顕微鏡にて撮影した画像より、抽出した５００個の測定値を平均した値を用いている。
４７５乃至５２５ｎｍの波長領域に吸収極大を有する特定カラーフィルタを調製するための染料としては、該極大値に対する４５０ｎｍにおける光学濃度の比率が１５％以下で、かつ５５０ｎｍにおける光学濃度の比率が５％以下となる染料であれば、どのような構造の染料も用いることができる。この条件を満たす染料であれば、複数の染料を併用してもよい。
染料は、半値幅（吸収極大の吸光度の半分の吸光度を示す波長領域の幅）が５０ｎｍ以下の吸収を持つ染料が好ましく、４０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、３５ｎｍ以下であることがより好ましく、３０ｎｍ以下であることが最も好ましい。
具体的な染料種としては、例えばシアニン染料、オキソノール染料、アリーリデン染料、メロシアニン染料、スクアリリウム染料、アゾメチン染料、アゾ染料、あるいはキサンテン染料を挙げることができる。特に、好ましい染料としては、下記一般式（Ｉ）、一般式（II）、及び一般式（III）で表される化合物からなる群より選択される染料が挙げられる。
具体的な染料種としては、例えばシアニン染料、オキソノール染料、アリーリデン染料、メロシアニン染料、スクアリリウム染料、アゾメチン染料、アゾ染料、あるいはキサンテン染料を挙げることができる。特に、好ましい染料としては、下記一般式（Ｉ）、一般式（II）、及び一般式（III）で表される化合物からなる群より選択される染料が挙げられる。
前記一般式（Ｉ）中、Ｚ１およびＺ２は、それぞれ独立に、５員または６員の含窒素複素環を形成する非金属原子群を示す。
含窒素複素環には、他の複素環、芳香族環または脂肪族環が縮合していてもよい。Ｚ１およびＺ２で表される含窒素複素環およびその縮合環の例には、オキサゾール環、イソオキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、ナフトオキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ナフトチアゾール環、インドレニン環、ベンゾインドレニン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ナフトイミダゾール環、キノリン環、ピリジン環、ピロロピリジン環、フロピロール環、インドリジン環、イミダゾキノキサリン環およびキノキサリン環が含まれる。
含窒素複素環は、６員環よりも５員環のほうが好ましい。なかでも、５員の含窒素複素環に、ベンゼン環またはナフタレン環が縮合していることがさらに好ましく、ベンゾイミダゾール環が最も好ましい。
含窒素複素環には、他の複素環、芳香族環または脂肪族環が縮合していてもよい。Ｚ１およびＺ２で表される含窒素複素環およびその縮合環の例には、オキサゾール環、イソオキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、ナフトオキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ナフトチアゾール環、インドレニン環、ベンゾインドレニン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ナフトイミダゾール環、キノリン環、ピリジン環、ピロロピリジン環、フロピロール環、インドリジン環、イミダゾキノキサリン環およびキノキサリン環が含まれる。
含窒素複素環は、６員環よりも５員環のほうが好ましい。なかでも、５員の含窒素複素環に、ベンゼン環またはナフタレン環が縮合していることがさらに好ましく、ベンゾイミダゾール環が最も好ましい。
Ｚ１およびＺ２で表される含窒素複素環およびそれに縮合している環は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、アルキル基（例、メチル、エチル、プロピル）、アルコキシ基（例、メトキシ、エトキシ）、アリールオキシ基（例、フェノキシ、ｐ−クロロフェノキシ）、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、アルコキシカルボニル基（例、エトキシカルボニル）、ハロゲン化炭素基（例、トリフルオロメチル）、アルキルチオ基（例、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ）、アリールチオ基（フェニルチオ、ｏ−カルボキシルフェニルチオ）、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルキルアミノ基（例、メチルアミノ、エチルアミノ）、アミド基（例、アセトアミド、プロピオンアミド）、アシルオキシ基（例、アセトキシ、ブチリルオキシ）、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。スルホ基とカルボキシル基は塩の状態であってもよい。
一般式（Ｉ）において、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、置換基を有しても良いアルキル基、アルケニル基、アラルキル基またはアリール基を示す。
Ｒ１、Ｒ２がアルキル基を表すとき、アルキル基の炭素原子数は、１乃至２０であることが好ましい。アルキル基は置換基を有していてもよい。アルキル基に導入可能な置換基の例には、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、アルコキシカルボニル基（例、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル）、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。スルホ基とカルボキシル基は塩の状態であってもよい。
Ｒ１、Ｒ２がアルケニル基を表すとき、アルケニル基の炭素原子数は、２乃至１０であることが好ましい。アルケニル基の例には、２−ペンテニル、ビニル、アリル、２−ブテニルおよび１−プロペニルが含まれる。アルケニル基は置換基を有していてもよい。アルケニル基に導入可能な置換基の例は、アルキル基における置換基の例と同様である。
Ｒ１、Ｒ２がアルキル基を表すとき、アルキル基の炭素原子数は、１乃至２０であることが好ましい。アルキル基は置換基を有していてもよい。アルキル基に導入可能な置換基の例には、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、アルコキシカルボニル基（例、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル）、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。スルホ基とカルボキシル基は塩の状態であってもよい。
Ｒ１、Ｒ２がアルケニル基を表すとき、アルケニル基の炭素原子数は、２乃至１０であることが好ましい。アルケニル基の例には、２−ペンテニル、ビニル、アリル、２−ブテニルおよび１−プロペニルが含まれる。アルケニル基は置換基を有していてもよい。アルケニル基に導入可能な置換基の例は、アルキル基における置換基の例と同様である。
Ｒ１、Ｒ２がアラルキル基を表すとき、アラルキル基の炭素原子数は、７乃至１２であることが好ましい。アラルキル基の例には、ベンジルおよびフェネチルが含まれる。アラルキル基は置換基を有していてもよい。置換基の例には、アルキル基（例、メチル、エチル、プロピル）、アルコキシ基（例、メトキシ、エトキシ）、アリールオキシ基（例、フェノキシ、ｐ−クロロフェノキシ）、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、アルコキシカルボニル基（例、エトキシカルボニル）、ハロゲン化炭素基（例、トリフルオロメチル）、アルキルチオ基（例、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ）、アリールチオ基（フェニルチオ、ｏ−カルボキシルフェニルチオ）、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ基（例、メチルアミノ、エチルアミノ）、アミド基（例、アセトアミド、プロピオンアミド）、アシルオキシ基（例、アセトキシ、ブチリルオキシ）、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。スルホ基とカルボキシル基は塩の状態であってもよい。
Ｒ１、Ｒ２がアリール基を表すとき、アリール基の例には、フェニルおよびナフチルが含まれる。アリール基は、置換基を有していてもよい。アリール基の置換基の例は、アラルキル基の置換基の例と同様である。
Ｒ１、Ｒ２がアリール基を表すとき、アリール基の例には、フェニルおよびナフチルが含まれる。アリール基は、置換基を有していてもよい。アリール基の置換基の例は、アラルキル基の置換基の例と同様である。
一般式（Ｉ）において、Ｌ１は、奇数個のメチンからなるメチン鎖である。メチンの数は、１、３、５または７個であることが好ましい。
メチン鎖は、置換基を有していてもよい。置換基を有するメチンは、メチン鎖の中央（メソ位）のメチンであることが好ましい。メチン鎖に導入可能な置換基の例には、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、ハロゲン化炭素基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ基、アミド基、アシルオキシ基、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。アルキル基およびアリール基の定義および例は、上記Ｒ１およびＲ２で示したものと同様である。
一般式（Ｉ）において、ａ、ｂおよびｃは、それぞれ独立に、０または１である。ａおよびｂは、０である方が好ましい。ｃは、シアニン染料がスルホやカルボキシルのようなアニオン性置換基を有して分子内塩を形成する場合は、０である。
一般式（Ｉ）において、Ｘはアニオンを表す。アニオンの例には、ハライドイオン（Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−）、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、エチル硫酸イオン、ＰＦ６ −、ＢＦ４ −、ＣｌＯ４ −および下記一般式（１）で表される錯イオンが含まれる。
メチン鎖は、置換基を有していてもよい。置換基を有するメチンは、メチン鎖の中央（メソ位）のメチンであることが好ましい。メチン鎖に導入可能な置換基の例には、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、ハロゲン化炭素基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ基、アミド基、アシルオキシ基、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。アルキル基およびアリール基の定義および例は、上記Ｒ１およびＲ２で示したものと同様である。
一般式（Ｉ）において、ａ、ｂおよびｃは、それぞれ独立に、０または１である。ａおよびｂは、０である方が好ましい。ｃは、シアニン染料がスルホやカルボキシルのようなアニオン性置換基を有して分子内塩を形成する場合は、０である。
一般式（Ｉ）において、Ｘはアニオンを表す。アニオンの例には、ハライドイオン（Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−）、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、エチル硫酸イオン、ＰＦ６ −、ＢＦ４ −、ＣｌＯ４ −および下記一般式（１）で表される錯イオンが含まれる。
前記一般式（１）において、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基またはシアノ基であるか、あるいは、Ｒ９とＲ１０、または、Ｒ１１とＲ１２とが結合して形成された芳香族環を表す。
Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２がアルキル基を表す場合のアルキル基の炭素原子数は、１乃至２０であることが好ましい。アルキル基は置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、アルコキシカルボニル基（例、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル）、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。スルホ基とカルボキシル基は塩の状態であってもよい。
Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２がアリール基を表す場合のアリール基の例には、フェニルおよびナフチルが含まれる。アリール基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、アルキル基（例、メチル、エチル、プロピル）、アルコキシ基（例、メトキシ、エトキシ）、アリールオキシ基（例、フェノキシ、ｐ−クロロフェノキシ）、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、アルコキシカルボニル基（例、エトキシカルボニル）、ハロゲン化炭素基（例、トリフルオロメチル）、アルキルチオ基（例、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ）、アリールチオ基（フェニルチオ、ｏ−カルボキシルフェニルチオ）、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ基（例、メチルアミノ、エチルアミノ）、アミド基（例、アセトアミド、プロピオンアミド）、アシルオキシ基（例、アセトキシ、ブチリルオキシ）、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。スルホ基とカルボキシル基は塩の状態であってもよい。
Ｒ９とＲ１０、または、Ｒ１１とＲ１２とが結合して形成する芳香族環の例には、ベンゼン環およびナフタレン環が含まれる。ベンゼン環およびナフタレン環は、置換基を有していてもよい。置換基の例は、上記のアリール基において挙げた置換基の例と同様である。
Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２がアルキル基を表す場合のアルキル基の炭素原子数は、１乃至２０であることが好ましい。アルキル基は置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、アルコキシカルボニル基（例、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル）、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。スルホ基とカルボキシル基は塩の状態であってもよい。
Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２がアリール基を表す場合のアリール基の例には、フェニルおよびナフチルが含まれる。アリール基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、アルキル基（例、メチル、エチル、プロピル）、アルコキシ基（例、メトキシ、エトキシ）、アリールオキシ基（例、フェノキシ、ｐ−クロロフェノキシ）、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、アルコキシカルボニル基（例、エトキシカルボニル）、ハロゲン化炭素基（例、トリフルオロメチル）、アルキルチオ基（例、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ）、アリールチオ基（フェニルチオ、ｏ−カルボキシルフェニルチオ）、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ基（例、メチルアミノ、エチルアミノ）、アミド基（例、アセトアミド、プロピオンアミド）、アシルオキシ基（例、アセトキシ、ブチリルオキシ）、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。スルホ基とカルボキシル基は塩の状態であってもよい。
Ｒ９とＲ１０、または、Ｒ１１とＲ１２とが結合して形成する芳香族環の例には、ベンゼン環およびナフタレン環が含まれる。ベンゼン環およびナフタレン環は、置換基を有していてもよい。置換基の例は、上記のアリール基において挙げた置換基の例と同様である。
一般式（１）において、Ｙ３とＹ４は、それぞれ独立に、Ｏ、ＳまたはＮＨを表すが、Ｓが最も好ましい。
一般式（１）において、Ｍは、金属原子を表す。金属原子は、周期律表のＩＩ族からＩＶ族までの金属原子が好ましく、より好ましくは、遷移金属原子である。遷移金属原子の例には、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、ＭｄおよびＣｄが含まれる。なかでも、Ｆｅ、Ｃｏ、ＣｕおよびＺｎが特に好ましい。
一般式（１）において、Ｍは、金属原子を表す。金属原子は、周期律表のＩＩ族からＩＶ族までの金属原子が好ましく、より好ましくは、遷移金属原子である。遷移金属原子の例には、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｐｄ、ＭｄおよびＣｄが含まれる。なかでも、Ｆｅ、Ｃｏ、ＣｕおよびＺｎが特に好ましい。
前記一般式（Ｉ）で表されるシアニン染料は、少なくとも一つの水溶性基（化合物を水溶性にする程度の強い親水性基）を有することが好ましい。ここでシアニン染料が有することができる水溶性基の例には、スルホ基、カルボキシル基、ホスホノ基およびそれらの塩が含まれる。塩を形成するための対イオンの例には、アルカリ金属イオン（例、Ｎａ、Ｋ）、アンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、トリブチルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオンおよび下記一般式（２）で表されるオニウムイオンが含まれる。
一般式（２）において、Ｒ１３およびＲ１４は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基または複素環基である。アルキル基、アルケニル基、アラルキル基およびアリール基の定義および例は、前記一般式（Ｉ）におけるＲ１およびＲ２と同様である。
Ｒ１３およびＲ１４が複素環基を表す場合の複素環の例には、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピペリジン環、ピロリジン環、モルホリン環、ピラゾール環、ピロール環およびクマリン環が含まれる。
複素環基は置換基を有していてもよい。置換基の例には、アルキル基（例、メチル、エチル、プロピル）、アルコキシ基（例、メトキシ、エトキシ）、アリールオキシ基（例、フェノキシ、ｐ−クロロフェノキシ）、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、アルコキシカルボニル基（例、エトキシカルボニル）、ハロゲン化炭素基（例、トリフルオロメチル）、アルキルチオ基（例、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ）、アリールチオ基（フェニルチオ、ｏ−カルボキシルフェニルチオ）、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ基（例、メチルアミノ、エチルアミノ）、アミド基（例、アセトアミド、プロピオンアミド）、アシルオキシ基（例、アセトキシ、ブチリルオキシ）、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。スルホ基とカルボキシル基は塩の状態であってもよい。
Ｒ１３およびＲ１４が複素環基を表す場合の複素環の例には、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピペリジン環、ピロリジン環、モルホリン環、ピラゾール環、ピロール環およびクマリン環が含まれる。
複素環基は置換基を有していてもよい。置換基の例には、アルキル基（例、メチル、エチル、プロピル）、アルコキシ基（例、メトキシ、エトキシ）、アリールオキシ基（例、フェノキシ、ｐ−クロロフェノキシ）、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、アルコキシカルボニル基（例、エトキシカルボニル）、ハロゲン化炭素基（例、トリフルオロメチル）、アルキルチオ基（例、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ）、アリールチオ基（フェニルチオ、ｏ−カルボキシルフェニルチオ）、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ基（例、メチルアミノ、エチルアミノ）、アミド基（例、アセトアミド、プロピオンアミド）、アシルオキシ基（例、アセトキシ、ブチリルオキシ）、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。スルホ基とカルボキシル基は塩の状態であってもよい。
一般式（２）において、Ｒ１５およびＲ１６は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、ハロゲン化炭素基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ基、アミド基、アシルオキシ基、ヒドロキシル基、スルホ基またはカルボキシル基である。
Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６のいずれか二つが結合して環を形成してもよい。
一般式（２）において、ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立に、１、２、３または４である。
一般式（２）において、ｂは、０．２５乃至３．０である。ｂは、染料に含まれる水溶性基の数に応じて決定する。例えば、染料がスルホ基を二つ有すると、ｂは０．５である。また、染料がスルホ基を三つ有すると、ｂは１．０である。
以下に、一般式（Ｉ）で表され、かつ、本発明において規定された吸収スペクトルを持つ、本発明におけるカラーフィルタの調製に好適に用いうるシアニン染料の具体例を示す。
Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６のいずれか二つが結合して環を形成してもよい。
一般式（２）において、ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立に、１、２、３または４である。
一般式（２）において、ｂは、０．２５乃至３．０である。ｂは、染料に含まれる水溶性基の数に応じて決定する。例えば、染料がスルホ基を二つ有すると、ｂは０．５である。また、染料がスルホ基を三つ有すると、ｂは１．０である。
以下に、一般式（Ｉ）で表され、かつ、本発明において規定された吸収スペクトルを持つ、本発明におけるカラーフィルタの調製に好適に用いうるシアニン染料の具体例を示す。
一般式（Ｉ）で表されるシアニン染料は、エフ・エム・ハーマー（Ｆ．Ｍ．Ｈａｒｍｅｒ）著「ヘテロサイクリック・コンパウンズ−シアニンダイズ・アンド・リレイテッド」コンパウンズ（Heterocyclic Compounds Cyanine Dyes and Related Compounds）」、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ（John Wiley and Sons）、ニューヨーク、ロンドン、１９６４年；デー・エム・スターマー（D.M.Sturmer）著「ヘテロサイクリック・コンパウンズ−スペシャル・トピックス・イン・ヘテロサイクリック・ケミストリー（Heterocyclic Compounds-Special topics in heterocyclic chemistry）」、第１８章、第１４節、４８２〜５１５頁、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ（John Wiley and Sons）、ニューヨーク、ロンドン、１９７７年；「ロッズ・ケミストリー・オブ・カーボン・コンパウンズ（Rodd’s Chemistry of Carbon Compounds)」、第２版、第４巻Ｂ、第１５章、３６９〜４２２頁、エルセビア・サイエンス・パブリック・カンパニー・インク（Elsevier Science Publishing Company Inc.)、ニューヨーク、１９７７年；および特開平６−３１３９３９号、同５−８８２９３号の各公報の記載を参照して合成できる。
本発明におけるカラーフィルタに好適に用いうる特定の吸収スペクトルを有する染料の他の例として、一般式（II）で表されるオキソノール染料が挙げられる。
前記一般式（II）中、Ｙ１およびＹ２は、それぞれ独立に、脂肪族環または複素環を形成する非金属原子群を表す。Ｌ２は、置換基を有しても良い、奇数個のメチンからなるメチン鎖を示す。Ｘ２は、水素原子またはカチオンを示す。
前記一般式（II）中、Ｙ１およびＹ２は、それぞれ独立に、脂肪族環または複素環を形成する非金属原子群を表す。Ｙ１およびＹ２としては、脂肪族環よりも複素環の方が好ましい。
脂肪族環の例には、インダンジオン環が含まれる。複素環の例には、５−ピラゾロン環、オキサゾロン環、バルビツール酸環、ピリドン環、ローダニン環、ピラゾリジンジオン環、ピラゾロピリドン環およびメルドラム酸環が含まれる。
脂肪族環および複素環は、置換基を有していてもよい。導入可能な置換基の例には、アルキル基（例、メチル、エチル、プロピル）、アルコキシ基（例、メトキシ、エトキシ）、アリールオキシ基（例、フェノキシ、ｐ−クロロフェノキシ）、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、アルコキシカルボニル基（例、エトキシカルボニル）、ハロゲン化炭素基（例、トリフルオロメチル）、アルキルチオ基（例、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ）、アリールチオ基（フェニルチオ、ｏ−カルボキシルフェニルチオ）、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ基（例、メチルアミノ、エチルアミノ）、アミド基（例、アセトアミド、プロピオンアミド）、アシルオキシ基（例、アセトキシ、ブチリルオキシ）、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。スルホ基とカルボキシル基は塩の状態であってもよい。
脂肪族環の例には、インダンジオン環が含まれる。複素環の例には、５−ピラゾロン環、オキサゾロン環、バルビツール酸環、ピリドン環、ローダニン環、ピラゾリジンジオン環、ピラゾロピリドン環およびメルドラム酸環が含まれる。
脂肪族環および複素環は、置換基を有していてもよい。導入可能な置換基の例には、アルキル基（例、メチル、エチル、プロピル）、アルコキシ基（例、メトキシ、エトキシ）、アリールオキシ基（例、フェノキシ、ｐ−クロロフェノキシ）、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ）、アルコキシカルボニル基（例、エトキシカルボニル）、ハロゲン化炭素基（例、トリフルオロメチル）、アルキルチオ基（例、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ）、アリールチオ基（フェニルチオ、ｏ−カルボキシルフェニルチオ）、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ基（例、メチルアミノ、エチルアミノ）、アミド基（例、アセトアミド、プロピオンアミド）、アシルオキシ基（例、アセトキシ、ブチリルオキシ）、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。スルホ基とカルボキシル基は塩の状態であってもよい。
前記一般式（II）において、Ｌ２は、奇数個のメチンからなるメチン鎖である。メチンの数は、３、５または７個であることが好ましい。
メチン鎖は、置換基を有していてもよい。置換基を有するメチンは、メチン鎖の中央（メソ位）のメチンであることが好ましい。置換基の例には、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、ハロゲン化炭素基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アミド基、アシルオキシ基、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。ただし、メチン鎖は無置換であることが好ましい。
一般式（II）において、Ｘ２は、水素原子またはカチオンを表す。Ｘ２がカチオンを表す場合の。カチオンの例には、アルカリ金属（例、Ｎａ、Ｋ）イオン、アンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、トリブチルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオンおよびテトラブチルアンモニウムイオンが含まれる。
以下に、一般式（II）で表され、かつ本発明で規定する上記スペクトルの条件を満たすオキソノール染料の例を示す。
なお、下記例示化合物中、解離性基については遊離の形で示すが、一般式（Ｉ）において述べたような対イオンを有する塩の形で用いても良い。特に、一般式（１）や一般式（２）で表される対イオンを有する塩の構造をとるものは特に好ましく用いられる。
メチン鎖は、置換基を有していてもよい。置換基を有するメチンは、メチン鎖の中央（メソ位）のメチンであることが好ましい。置換基の例には、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、ハロゲン化炭素基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アミド基、アシルオキシ基、ヒドロキシル基、スルホ基およびカルボキシル基が含まれる。ただし、メチン鎖は無置換であることが好ましい。
一般式（II）において、Ｘ２は、水素原子またはカチオンを表す。Ｘ２がカチオンを表す場合の。カチオンの例には、アルカリ金属（例、Ｎａ、Ｋ）イオン、アンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、トリブチルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオンおよびテトラブチルアンモニウムイオンが含まれる。
以下に、一般式（II）で表され、かつ本発明で規定する上記スペクトルの条件を満たすオキソノール染料の例を示す。
なお、下記例示化合物中、解離性基については遊離の形で示すが、一般式（Ｉ）において述べたような対イオンを有する塩の形で用いても良い。特に、一般式（１）や一般式（２）で表される対イオンを有する塩の構造をとるものは特に好ましく用いられる。
一般式（II）で表されるオキソノール染料は、特開平７−２３０６７１号公報、欧州特許０７７８４９３号および米国特許５４５９２６５号の各明細書の記載を参照して合成できる。
本発明におけるカラーフィルタに好適に用いうる特定の吸収スペクトルを有する染料の他の例として、一般式（III）で表される染料が挙げられる。
一般式（III）において、Ｙ3は一般式（II）におけるＹ１、Ｙ２と同義である。好ましいものも同じである。Ｌ3は、１もしくは３個のメチンからなるメチン鎖であり、好ましいメチンの数は１個である。メチン鎖は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、ハロゲン化炭素基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ基、アミド基、アシルオキシ基、ヒドロキシル、スルホおよびカルボキシルが含まれる。ただし、メチン鎖は無置換であることが好ましい。
Ａｒは、芳香族環である。芳香族環は、炭化水素環であっても複素環であっても良いが、炭化水素環が好ましい。最も好ましい芳香族環は、ベンゼン環である。芳香族環は置換基を有していてもよく、好ましい置換基は、一般式（II）の脂肪族環および複素環の置換基の説明で挙げたものである。
以下に、本発明に好ましく用いられる一般式（III）で表される染料の好ましい例を挙げる。
以下に、本発明に好ましく用いられる一般式（III）で表される染料の好ましい例を挙げる。
５４０〜６００ｎｍの波長領域に吸収極大を有するカラーフィルタに使用される色材としては特に制限は無く、いかなる染料や顔料を用いることが出来る。該極大値に対する５４０ｎｍおよび６００ｎｍにおける光学濃度の比率がいずれも１５％以上１００％以下となるように、複数の色材を併用しても良い。吸収波形の調整が容易であるという点で、染料を使用することがより好ましい。好ましい染料種を具体的に挙げると、アゾ染料、アントラキノン染料、トリフェニルメタン染料、スクアリリウム染料、アゾメチン染料、シアニン染料、オキソノール染料、アリーリデン染料、キサンテン染料、フタロシアニン染料、ピロメテン染料、あるいはメロシアニン染料を挙げることが出来る。
好ましい染料の具体例としては、国際公開第００−２３８２９号パンフレットに記載の５６０乃至６２０ｎｍに極大吸収を有する染料のほか、以下の染料〔例示化合物（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−５）〕を挙げることが出来る。
好ましい染料の具体例としては、国際公開第００−２３８２９号パンフレットに記載の５６０乃至６２０ｎｍに極大吸収を有する染料のほか、以下の染料〔例示化合物（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−５）〕を挙げることが出来る。
また、Ｃ．Ｉ．ピグメント バイオレット１９、同２３などの顔料も好ましく用いることが出来る。
このような吸収スペクトルを有する色素を、カラーフィルタに用いる際、１種のみを用いてもよく、２種以上を組みあわて用いてもよい。色素の含有量は、カラーフィルタの着色層を構成する全成分中、固形分換算で５〜７０質量％の範囲が好ましく、８〜６０質量％の範囲であることがより好ましい。
このような吸収スペクトルを有する色素を、カラーフィルタに用いる際、１種のみを用いてもよく、２種以上を組みあわて用いてもよい。色素の含有量は、カラーフィルタの着色層を構成する全成分中、固形分換算で５〜７０質量％の範囲が好ましく、８〜６０質量％の範囲であることがより好ましい。
カラーフィルタには、外光反射抑止等の目的で、前述した分光吸収スペクトル（ピーク波長４７５〜５２５ｎｍおよび５５０〜６２０ｎｍで特定波長の光学濃度の比率を規定）に該当しないスペクトルをもつ染料を併用してもよい。そのような染料の中でも、特に近赤外吸収染料を用いることができる。このような染料を併用する場合でも、調製されたカラーフィルタの吸収スペクトルは上記規定を満たすことを要するため、添加量を調整することが必要である。
近赤外吸収染料としては、シアニン染料（特開平９−９６８９１号公報記載）、金属キレート染料、アミニウム染料、ジイモニウム染料、キノン染料、スクアリリウム染料（特開平９−９０５４７号、同１０−２０４３１０号の各公報記載）や各種メチン染料であって、上記物性を有しない化合物を用いることができる。
近赤外吸収染料については、色材、６１［４］２１５−２２６（１９８８）および化学工業４３−５３（１９８６年５月号）にも記載がある。また、他の可視光吸収染料としては、トリフェニルメタン染料（米国特許２１５０６９５号明細書および特開平５−１１７５３６号公報記載）およびフルオレセイン系染料（例、フルオレセイン、ジブロモフルオレセイン、エオシン、ローダミン）を用いることができる。
近赤外吸収染料としては、シアニン染料（特開平９−９６８９１号公報記載）、金属キレート染料、アミニウム染料、ジイモニウム染料、キノン染料、スクアリリウム染料（特開平９−９０５４７号、同１０−２０４３１０号の各公報記載）や各種メチン染料であって、上記物性を有しない化合物を用いることができる。
近赤外吸収染料については、色材、６１［４］２１５−２２６（１９８８）および化学工業４３−５３（１９８６年５月号）にも記載がある。また、他の可視光吸収染料としては、トリフェニルメタン染料（米国特許２１５０６９５号明細書および特開平５−１１７５３６号公報記載）およびフルオレセイン系染料（例、フルオレセイン、ジブロモフルオレセイン、エオシン、ローダミン）を用いることができる。
本発明に係るカラーフィルタは、前記特定の吸収スペクトルを有する染料を含む１層の構成で用いても本発明の効果を奏し得るが、目的に応じて、赤色、緑色、青色のうち任意の色相の着色パターンを有するカラーフィルタとして用いることもできる。その場合には、着色パターンに所望の色相を与える着色剤、好ましくは、顔料とともに、前記特定の吸収スペクトルを有する染料を含有させればよい。複数色の着色パターンを有するカラーフィルタの製造方法については、以下に詳述する。
本発明に係るカラーフィルタは、発光素子などの光源からの光がカラーフィルタを介して表示される位置に配置されれば、その配置位置は任意であり、従来の表示装置のごとく、表示装置に内蔵されてもよく、表示装置の全面に別部材として配置されてもよい。以下、カラーフィルタが表示装置の全面に外地される態様について説明する。
＜前面設置型カラーフィルタ＞
本発明の表示装置におけるカラーフィルタは、従来の液晶表示装置におけるカラーフィルタと同様に、フォトリソグラフィーで作製してシステムに内蔵することもできるが、プラズマディスプレイ用の色補正フィルタと同様に、ディスプレイ表面に貼り付けるなどの方法により、ディスプレイの前面に設置する方法も好ましく用いることができる。この方式に関しては前出の特許文献２などに記載されている。
前面設置型カラーフィルタにおけるフィルタ層の形成に用いられるポリマーバインダーとしては、天然ポリマー（例、ゼラチン、セルロース誘導体、アルギン酸）または合成ポリマー（例、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、スチレン−ブタジエンコポリマー、ポリスチレン、ポリカーボネート、水溶性ポリアミド）を用いることができる。親水性ポリマー（上記天然ポリマー、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、水溶性ポリアミド）が好ましく、ゼラチンが特に好ましい。ポリマーバインダーの数平均分子量は、５０００乃至１０００００であることが好ましく、１００００乃至１０００００であることが好ましい。
＜前面設置型カラーフィルタ＞
本発明の表示装置におけるカラーフィルタは、従来の液晶表示装置におけるカラーフィルタと同様に、フォトリソグラフィーで作製してシステムに内蔵することもできるが、プラズマディスプレイ用の色補正フィルタと同様に、ディスプレイ表面に貼り付けるなどの方法により、ディスプレイの前面に設置する方法も好ましく用いることができる。この方式に関しては前出の特許文献２などに記載されている。
前面設置型カラーフィルタにおけるフィルタ層の形成に用いられるポリマーバインダーとしては、天然ポリマー（例、ゼラチン、セルロース誘導体、アルギン酸）または合成ポリマー（例、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、スチレン−ブタジエンコポリマー、ポリスチレン、ポリカーボネート、水溶性ポリアミド）を用いることができる。親水性ポリマー（上記天然ポリマー、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、水溶性ポリアミド）が好ましく、ゼラチンが特に好ましい。ポリマーバインダーの数平均分子量は、５０００乃至１０００００であることが好ましく、１００００乃至１０００００であることが好ましい。
フィルタ層には、（ａ）色素、（ｂ）ビオローゲン化合物、及びバインダーポリマーに加えて、さらに、褪色防止剤や紫外線吸収剤を添加してもよい。顔料の安定化剤として機能する褪色防止剤の例には、ハイドロキノン誘導体（米国特許３９３５０１６号、同３９８２９４４号の各明細書記載）、ハイドロキノンジエーテル誘導体（米国特許４２５４２１６号明細書および特開昭５５−２１００４号公報記載）、フェノール誘導体（特開昭５４−１４５５３０号公報記載）、スピロインダンまたはメチレンジオキシベンゼンの誘導体（英国特許公開２０７７４５５号、同２０６２８８８号の各明細書および特開昭６１−９０１５５号公報記載）、クロマン、スピロクロマンまたはクマランの誘導体（米国特許３４３２３００号、同３５７３０５０号、同３５７４６２７号、同３７６４３３７号の各明細書および特開昭５２−１５２２２５号、同５３−２０３２７号、同５３−１７７２９号、同６１−９０１５６号の各公報記載）、ハイドロキノンモノエーテルまたはパラアミノフェノールの誘導体（英国特許１３４７５５６号、同２０６６９７５号の各明細書および特公昭５４−１２３３７号、特開昭５５−６３２１号の各公報記載）およびビスフェノール誘導体（米国特許３７００４５５号明細書および特公昭４８−３１６２５号公報記載）が含まれる。
また、光あるいは熱に対する顔料の安定性を向上させるため、金属錯体（米国特許４２４５０１８号明細書および特開昭６０−９７３５３号公報記載）を褪色防止剤として用いてもよい。
さらに、顔料の耐光性を改良するために、一重項酸素クエンチャーを褪色防止剤として用いてもよい。一重項酸素クエンチャーの例には、ニトロソ化合物（特開平２−３００２８８号公報記載）、ジインモニウム化合物（米国特許４６５６１２号明細書記載）、ニッケル錯体（特開平４−１４６１８９号公報記載）および酸化防止剤（欧州特許公開８２００５７Ａ１号明細書記載）が含まれる。
さらに、顔料の耐光性を改良するために、一重項酸素クエンチャーを褪色防止剤として用いてもよい。一重項酸素クエンチャーの例には、ニトロソ化合物（特開平２−３００２８８号公報記載）、ジインモニウム化合物（米国特許４６５６１２号明細書記載）、ニッケル錯体（特開平４−１４６１８９号公報記載）および酸化防止剤（欧州特許公開８２００５７Ａ１号明細書記載）が含まれる。
（反射防止層）
本発明の実施態様においては、前記フィルタ層に、さらに反射防止層を設けて、カラーフィルタに反射防止機能を付与してもよい。
反射防止層の反射防止機能としては、正反射率が３％以下であることが好ましく、１．８％以下であることがさらに好ましい。
反射防止層を設ける場合は、低屈折率層を設けることが必須である。低屈折率層としては、その屈折率が透明支持体の屈折率よりも低いものを用いる。低屈折率層の屈折率は、１．２０乃至１．５５であることが好ましく、１．３０乃至１．５５であることがさらに好ましい。
低屈折率層の厚さは、５０乃至４００ｎｍであることが好ましく、５０乃至２００ｎｍであることがさらに好ましい。
低屈折率層は、屈折率の低い含フッ素ポリマーからなる層（特開昭５７−３４５２６号、特開平３−１３０１０３号、同６−１１５０２３号、同８−３１３７０２号、同７−１６８００４号の各公報記載）、ゾルゲル法により得られる層（特開平５−２０８８１１号、同６−２９９０９１号、同７−１６８００３号の各公報記載）、あるいは微粒子含む層（特公昭６０−５９２５０号、特開平５−１３０２１号、同６−５６４７８号、同７−９２３０６号、同９−２８８２０１号の各公報に記載）として形成することができる。微粒子を含む層では、微粒子間または微粒子内のミクロボイドとして、低屈折率層に空隙を形成することができる。微粒子を含む層は、３乃至５０体積％の空隙率を有することが好ましく、５乃至３５体積％の空隙率を有することがさらに好ましい。
本発明の実施態様においては、前記フィルタ層に、さらに反射防止層を設けて、カラーフィルタに反射防止機能を付与してもよい。
反射防止層の反射防止機能としては、正反射率が３％以下であることが好ましく、１．８％以下であることがさらに好ましい。
反射防止層を設ける場合は、低屈折率層を設けることが必須である。低屈折率層としては、その屈折率が透明支持体の屈折率よりも低いものを用いる。低屈折率層の屈折率は、１．２０乃至１．５５であることが好ましく、１．３０乃至１．５５であることがさらに好ましい。
低屈折率層の厚さは、５０乃至４００ｎｍであることが好ましく、５０乃至２００ｎｍであることがさらに好ましい。
低屈折率層は、屈折率の低い含フッ素ポリマーからなる層（特開昭５７−３４５２６号、特開平３−１３０１０３号、同６−１１５０２３号、同８−３１３７０２号、同７−１６８００４号の各公報記載）、ゾルゲル法により得られる層（特開平５−２０８８１１号、同６−２９９０９１号、同７−１６８００３号の各公報記載）、あるいは微粒子含む層（特公昭６０−５９２５０号、特開平５−１３０２１号、同６−５６４７８号、同７−９２３０６号、同９−２８８２０１号の各公報に記載）として形成することができる。微粒子を含む層では、微粒子間または微粒子内のミクロボイドとして、低屈折率層に空隙を形成することができる。微粒子を含む層は、３乃至５０体積％の空隙率を有することが好ましく、５乃至３５体積％の空隙率を有することがさらに好ましい。
広い波長領域の反射を防止するためには、低屈折率層に加えて、屈折率の高い層（中・高屈折率層）を積層することが好ましい。
高屈折率層の屈折率は、１．６５乃至２．４０であることが好ましく、１．７０乃至２．２０であることがさらに好ましい。中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との中間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、１．５０乃至１．９ ０であることが好ましい。
中・高屈折率層の厚さは、５０ｍ乃至１００μｍであることが好ましく、１０ｎｍ乃至１０μｍであることがさらに好ましく、３０ｎｍ乃至１μｍであることが最も好ましい。
中・高屈折率層のヘイズは、５％以下であることが好ましく、３％以下であることがさらに好ましく、１％以下であることが最も好ましい。
高屈折率層の屈折率は、１．６５乃至２．４０であることが好ましく、１．７０乃至２．２０であることがさらに好ましい。中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との中間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、１．５０乃至１．９ ０であることが好ましい。
中・高屈折率層の厚さは、５０ｍ乃至１００μｍであることが好ましく、１０ｎｍ乃至１０μｍであることがさらに好ましく、３０ｎｍ乃至１μｍであることが最も好ましい。
中・高屈折率層のヘイズは、５％以下であることが好ましく、３％以下であることがさらに好ましく、１％以下であることが最も好ましい。
中・高屈折率層は、比較的高い屈折率を有するポリマーバインダーを用いて形成することができる。屈折率が高いポリマーの例には、ポリスチレン、スチレン共重合体、ポリカーボネート、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂および環状（脂環式または芳香族）イソシアネートとポリオールとの反応で得られるポリウレタンが含まれる。その他の環状（芳香族、複素環式、脂環式）基を有するポリマーや、フッ素以外のハロゲン原子を置換基として有するポリマーも、屈折率が高い。二重結合を導入してラジカル硬化を可能にしたモノマーの重合反応によりポリマーを形成してもよい。
さらに高い屈折率を得るため、ポリマーバインダー中に無機微粒子を分散してもよい。無機微粒子の屈折率は、１．８０乃至２．８０であることが好ましい。
さらに高い屈折率を得るため、ポリマーバインダー中に無機微粒子を分散してもよい。無機微粒子の屈折率は、１．８０乃至２．８０であることが好ましい。
前記中・高屈折率層に用いられる無機微粒子は、金属の酸化物または硫化物から形成することが好ましい。金属の酸化物または硫化物の例には、二酸化チタン（例、ルチル、ルチル／アナターゼの混晶、アナターゼ、アモルファス構造）、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムおよび硫化亜鉛が含まれる。酸化チタン、酸化錫および酸化インジウムが特に好ましい。無機微粒子は、これらの金属の酸化物または硫化物を主成分とし、さらに他の元素を含むことができる。主成分とは、粒子を構成する成分の中で最も含有量（重量％）が多い成分を意味する。他の元素の例には、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｈｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、ＰおよびＳが含まれる。
被膜形成性で溶剤に分散し得るが、それ自身が液状である無機材料、例えば、各種元素のアルコキシド、有機酸の塩、配位性化合物と結合した配位化合物（例、キレート化合物）、活性無機ポリマーを用いて、中・高屈折率層を形成することもできる。
反射防止層は、表面をアンチグレア機能（入射光を表面で散乱させて、膜周囲の景色が膜表面に移るのを防止する機能）を付与することができる。例えば、透明フィルムの表面に微細な凹凸を形成し、そしてその表面に反射防止層を形成するが、あるいは反射防止層を形成後、エンボスロールにより表面に凹凸を形成することにより、アンチグレア機能を得ることができる。
アンチグレア機能を有する反射防止層は、一般に３乃至３０％のヘイズを有する。
被膜形成性で溶剤に分散し得るが、それ自身が液状である無機材料、例えば、各種元素のアルコキシド、有機酸の塩、配位性化合物と結合した配位化合物（例、キレート化合物）、活性無機ポリマーを用いて、中・高屈折率層を形成することもできる。
反射防止層は、表面をアンチグレア機能（入射光を表面で散乱させて、膜周囲の景色が膜表面に移るのを防止する機能）を付与することができる。例えば、透明フィルムの表面に微細な凹凸を形成し、そしてその表面に反射防止層を形成するが、あるいは反射防止層を形成後、エンボスロールにより表面に凹凸を形成することにより、アンチグレア機能を得ることができる。
アンチグレア機能を有する反射防止層は、一般に３乃至３０％のヘイズを有する。
（その他の層）
本発明の実施態様におけるカラーフィルタには、ハードコート層、潤滑層、防汚層、帯電防止層、紫外線吸収層あるいは中間層を設けることもできる。
ハードコート層は、架橋しているポリマーを含むことが好ましい。ハードコート層は、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系のポリマー、オリゴマーまたはモノマー（例、紫外線硬化型樹脂）を用いて形成することができる。シリカ系材料からハードコート層を形成することもできる。
カラーフィルタの最表面に潤滑層を形成してもよい。潤滑層は、反射防止膜表面に滑り性を付与し、耐傷性を改善する機能を有する。潤滑層は、ポリオルガノシロキサン（例、シリコンオイル）、天然ワックス、石油ワックス、高級脂肪酸金属塩、フッ素系潤滑剤またはその誘導体を用いて形成することができる。潤滑層の厚さは、２乃至２０ｎｍであることが好ましい。
防汚層は、含フッ素ポリマーを用いて形成することができる。防汚層の厚さは、２乃至１００ｎｍであることが好ましく、５乃至３０ｎｍであることがさらに好ましい。
本発明の実施態様におけるカラーフィルタには、ハードコート層、潤滑層、防汚層、帯電防止層、紫外線吸収層あるいは中間層を設けることもできる。
ハードコート層は、架橋しているポリマーを含むことが好ましい。ハードコート層は、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系のポリマー、オリゴマーまたはモノマー（例、紫外線硬化型樹脂）を用いて形成することができる。シリカ系材料からハードコート層を形成することもできる。
カラーフィルタの最表面に潤滑層を形成してもよい。潤滑層は、反射防止膜表面に滑り性を付与し、耐傷性を改善する機能を有する。潤滑層は、ポリオルガノシロキサン（例、シリコンオイル）、天然ワックス、石油ワックス、高級脂肪酸金属塩、フッ素系潤滑剤またはその誘導体を用いて形成することができる。潤滑層の厚さは、２乃至２０ｎｍであることが好ましい。
防汚層は、含フッ素ポリマーを用いて形成することができる。防汚層の厚さは、２乃至１００ｎｍであることが好ましく、５乃至３０ｎｍであることがさらに好ましい。
反射防止層（中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層）、フィルタ層、下塗り層、ハードコート層、潤滑層、その他の層は、一般的な塗布方法により形成することができる。塗布方法の例には、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法およびホッパーを使用するエクストルージョンコート法（米国特許２６８１２９４号明細書記載）が含まれる。二以上の層を同時塗布により形成してもよい。同時塗布法については、米国特許２７６１７９１号、同２９４１８９８号、同３５０８９４７号、同３５２６５２８号の各明細書および原崎勇次著「コーティング工学」２５３頁（１９７３年朝倉書店発行）に記載がある。
（カラーフィルタの適性）
カラーフィルタは、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）や陰極管表示装置（ＣＲＴ）のような画像表示装置に適用可能なものである。反射防止層を設ける場合は、低屈折率層が設けられていない側の面が画像表示装置の画像表示面と対向するように配置する。本発明に係るカラーフィルタは、有機ＥＬ発光素子を有する表示装置用のカラーフィルタとして使用すると、特に顕著な効果が得られる。
有機ＥＬ表示装置のような画像表示装置では、カラーフィルタをディスプレイの表面をカバーするように配置する。カラーフィルタをディスプレイの表面に直接貼り付けることができる。また、ディスプレイの前に前面板が設けられている場合は、前面板の表側（外側）または裏側（ディスプレイ側）にカラーフィルタを貼り付けることもできる。
カラーフィルタは、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）や陰極管表示装置（ＣＲＴ）のような画像表示装置に適用可能なものである。反射防止層を設ける場合は、低屈折率層が設けられていない側の面が画像表示装置の画像表示面と対向するように配置する。本発明に係るカラーフィルタは、有機ＥＬ発光素子を有する表示装置用のカラーフィルタとして使用すると、特に顕著な効果が得られる。
有機ＥＬ表示装置のような画像表示装置では、カラーフィルタをディスプレイの表面をカバーするように配置する。カラーフィルタをディスプレイの表面に直接貼り付けることができる。また、ディスプレイの前に前面板が設けられている場合は、前面板の表側（外側）または裏側（ディスプレイ側）にカラーフィルタを貼り付けることもできる。
本発明における表示装置は、無機または有機ＥＬ等の赤色、緑色、および青色の３色に発光する素子を有することを特徴とし、いかなる原理の発光素子、光源も利用できるが有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置であることが好ましい。以下に本発明に好ましく用いられる有機ＥＬ表示装置について詳細に説明する。
＜有機ＥＬ表示装置とマイクロキャビティ構造＞
本発明に用いる有機ＥＬ表示装置は特許第３９４４９０６号明細書を参照し、作製することが可能である。以下図を用いて説明する。
＜有機ＥＬ表示装置とマイクロキャビティ構造＞
本発明に用いる有機ＥＬ表示装置は特許第３９４４９０６号明細書を参照し、作製することが可能である。以下図を用いて説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子である有機ＥＬ発光素子を用いた有機ＥＬ表示装置の断面構造を表すものである。この表示装置は、極薄型の有機発光カラーディスプレイ装置などとして用いられるものであり、例えば、駆動パネル１０と封止パネル２０とが対向配置され、接着層３０により全面が貼り合わされている。駆動パネル１０は、ガラスなどの絶縁材料よりなる駆動用基板１１の上に、赤色の光を発生する有機ＥＬ発光素子１０Ｒと、緑色の光を発生する有機ＥＬ発光素子１０Ｇと、青色の光を発生する有機ＥＬ発光素子１０Ｂとが、順に、全体としてマトリクス状に設けられている。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子である有機ＥＬ発光素子を用いた有機ＥＬ表示装置の断面構造を表すものである。この表示装置は、極薄型の有機発光カラーディスプレイ装置などとして用いられるものであり、例えば、駆動パネル１０と封止パネル２０とが対向配置され、接着層３０により全面が貼り合わされている。駆動パネル１０は、ガラスなどの絶縁材料よりなる駆動用基板１１の上に、赤色の光を発生する有機ＥＬ発光素子１０Ｒと、緑色の光を発生する有機ＥＬ発光素子１０Ｇと、青色の光を発生する有機ＥＬ発光素子１０Ｂとが、順に、全体としてマトリクス状に設けられている。
この有機ＥＬ発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、例えば、駆動用基板１１の側から、陽極としての第１電極１２、有機層１３、および陰極としての第２電極１４がこの順に積層され、第２電極１４の上には、必要に応じて保護膜１５が形成されている。
第１電極１２は、反射層としての機能も兼ねており、できるだけ高い反射率を有するようにすることが発光効率を高める上で望ましい。例えば、金属などの消衰係数の高い材料を用いる場合には、できるだけ実部屈折率の低い材料を用いて、積層方向の厚み（以下、単に厚みと言う）を光が透過しない程度、具体的には概ね１００ｎｍ以上とすれば、反射率を高くすることができるので好ましい。具体的には、厚みを例えば２００ｎｍ程度とし、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）またはタングステン（Ｗ）などの仕事関数の高い金属元素の単体または合金により構成することが好ましい。なお、第１電極１２には、光学定数に実質的な差を生じない程度に別の元素を添加してもよい。
有機層１３は、有機ＥＬ発光素子１０の発光色によって構成が異なっている。図２は、有機ＥＬ発光素子１０Ｒ、１０Ｂにおける有機層１３の構成を拡大して表すものである。有機ＥＬ発光素子１０Ｒ、１０Ｂの有機層１３は、正孔輸送層１３Ａ，発光層１３Ｂおよび電子輸送層１３Ｃが第１電極１２の側からこの順に積層された構造を有している。正孔輸送層１３Ａは、発光層１３Ｂへの正孔注入効率を高めるためのものである。本実施の形態では、正孔輸送層１３Ａが正孔注入層を兼ねている。発光層１３Ｂは、電流の注入により光を発生するものである。電子輸送層１３Ｃは、発光層１３Ｂへの電子注入効率を高めるためのものである。
有機ＥＬ発光素子１０Ｒの正孔輸送層１３Ａは、例えば、厚みが４５ｎｍ程度であり、ビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）により構成されている。有機ＥＬ発光素子１０Ｒの発光層１３Ｂは、例えば、厚みが５０ｎｍ程度であり、２，５−ビス［４−［Ｎ−（４−メトキシフェニル）―Ｎ−フェニルアミノ］］スチリルベンゼン―１，４−ジカーボニトリル（ＢＳＢ）により構成されている。有機発光素子１０Ｒの電子輸送層１３Ｃは、例えば、厚みが３０ｎｍ程度であり、８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）により構成されている。
有機ＥＬ発光素子１０Ｂの正孔輸送層１３Ａは、例えば、厚みが３０ｎｍ程度であり、α−ＮＰＤにより構成されている。有機ＥＬ発光素子１０Ｂの発光層１３Ｂは、例えば、厚みが３０ｎｍ程度であり、４，４‘−ビス（２，２’−ジフェニルビニン）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）により構成されている。有機発光素子１０Ｂの電子輸送層１３Ｃは、例えば、厚みが３０ｎｍ程度であり、Ａｌｑ３により構成されている。
図３は、有機ＥＬ発光素子１０Ｇにおける有機層１３の構成を拡大して表すものである。有機ＥＬ発光素子１０Ｇの有機層１３は、正孔輸送層１３Ａおよび発光層１３Ｂが第１電極１２の側からこの順に積層された構造を有している。正孔輸送層１３Ａは、正孔注入層を兼ねており、発光層１３Ｂは、電子輸送層を兼ねている。
有機ＥＬ発光素子１０Ｇの正孔輸送層１３Ａは、例えば、厚みが５０ｎｍ程度であり、α−ＮＰＤにより構成されている。有機ＥＬ発光素子１０Ｇの発光層１３Ｂは、例えば、厚みが６０ｎｍ程度であり、Ａｌｑ３にクマリン６（Ｃ６；Coumarin６）を１体積％混合したものにより構成されている。
図１ないし図３に示した第２電極１４は、半透過性反射層としての機能を兼ねている。すなわち、この有機ＥＬ発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、第１電極１２の発光層１３Ｂ側の端面を第１端部Ｐ１、第２電極１４の発光層１３Ｂ側の端面を第２端部Ｐ２とし、有機層１３を共振部として、発光層１３Ｂで発生した光を共振させて第２端部Ｐ２の側から取り出す共振器構造を有している。このように共振器構造を有するようにすれば、発光層１３Ｂで発生した光が多重干渉を起こし、一種の狭帯域フィルタとして作用することにより、取り出される光のスペクトルの半値幅が減少し、色純度を向上させることができるので好ましい。
また、封止パネル２０から入射した外光についても多重干渉により減衰させることができ、後述するカラーフィルタ２２（図１参照）との組合せにより有機ＥＬ発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおける外光の反射率を極めて小さくすることができるので好ましい。
また、封止パネル２０から入射した外光についても多重干渉により減衰させることができ、後述するカラーフィルタ２２（図１参照）との組合せにより有機ＥＬ発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおける外光の反射率を極めて小さくすることができるので好ましい。
図１に示した保護膜１５は、例えば、厚みが５００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、透明誘電体からなるパッシベーション膜である。保護膜１５は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）などにより構成されている。
封止パネル２０は、図１に示したように、駆動パネル１０の第２電極１４の側に位置しており、接着層３０と共に有機ＥＬ発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを封止する封止用基板２１を有している。
以上により、駆動パネル１０と封止パネル２０とが接着され、図１ないし図３に示した表示装置が完成する。
以上により、駆動パネル１０と封止パネル２０とが接着され、図１ないし図３に示した表示装置が完成する。
この表示装置では、第１電極１２と第２電極１４との間に所定の電圧が印加されると、発光層１３Ｂに電流が注入され、正孔と電子とが再結合することにより、主として発光層１３Ｂの界面において発光が起こる。この光は、第１電極１２と第２電極１４との間で多重反射し、第２電極１４、保護層１５、および封止用基板２１を透過して取り出される。このとき、封止用基板２１の側から外光が入射するが、共振波長以外の外光はカラーフィルタ２２により吸収されると共に、有機ＥＬ発光素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂにおける多重干渉により減衰される。
実施の形態を挙げて本発明の第一の実施形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。本実施の形態では、本発明に好適なマイクロキャビティ構造を採用しているが、当然これを用いない形態でも実施が可能である。
また、上記実施の形態では、有機ＥＬ発光素子の構成を具体的に挙げて説明したが、正孔注入用薄膜層１６，保護膜１５などの全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。例えば第１電極１２を、誘電体多層膜またはＡｌなどの反射膜の上部に透明導電膜を積層した２層構造とすることもできる。この場合、この反射膜の発光層側の端面が共振部の端部を構成し、透明導電膜は共振部の一部を構成することになる。
また、上記実施の形態では、有機ＥＬ発光素子の構成を具体的に挙げて説明したが、正孔注入用薄膜層１６，保護膜１５などの全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。例えば第１電極１２を、誘電体多層膜またはＡｌなどの反射膜の上部に透明導電膜を積層した２層構造とすることもできる。この場合、この反射膜の発光層側の端面が共振部の端部を構成し、透明導電膜は共振部の一部を構成することになる。
さらにまた、上記実施の形態では、第２電極１４が半透過性反射層により構成されている場合について説明したが、第２電極１４は、半透過性反射層と透明電極とが第１電極の側から順に積層された構造としてもよい。この透明電極は、半透過性反射層の電気抵抗を下げるためのものであり、発光層で発生した光に対して十分な透光性を有する導電性材料により構成されている。透明電極を構成する材料としては、例えば、ＩＴＯまたはインジウムと亜鉛（Ｚｎ）と酸素とを含む化合物が好ましい。室温で成膜しても良好な導電性を得ることができるからである。透明電極の厚みは、例えば３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。また、この場合、半透過性反射層を一方の端部とし、透明電極を挟んだ位置に他方の端部を設け、透明電極を共振部とする共振器構造を形成するようにしてもよい。さらに、そのような共振器構造を設ける場合には、保護膜１５を、透明電極を構成する材料と同程度の屈折率を有する材料により構成すれば、保護膜１５を共振部の一部とすることができ、好ましい。
さらに、本発明は、第２電極１４を透明電極により構成すると共に、この透明電極の有機層１３と反対側の端面の反射率が大きくなるように構成し、第１電極１２の発光層１３Ｂ側の端面を第１端部、透明電極の有機層と反対側の端面を第２端部とした共振器構造を構成した場合についても適用することができる。例えば、保護膜１５または接着層３０との境界面での反射率を大きくして、この境界面を第２端部としてもよい。また、保護膜１５および接着層３０を設けずに、透明電極を大気層に接触させ、透明電極と大気層との境界面の反射率を大きくして、この境界面を第２端部とするようにしてもよい。
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施形態として、ＴＦＴ基板側から光を取り出す場合について述べる。
上記実施の形態においては、駆動用基板１１の上に、第１電極１２，有機層１３および第２電極１４を駆動用基板１１の側から順に積層し、封止パネル２０の側から光を取り出すようにした場合について説明したが、積層順序を逆にして、駆動用基板１１の上に、第２電極１４，有機層１３および第１電極１２を駆動用基板１１の側から順に積層し、駆動用基板１１の側から光を取り出すようにすることもできる。
次に、第２の実施形態として、ＴＦＴ基板側から光を取り出す場合について述べる。
上記実施の形態においては、駆動用基板１１の上に、第１電極１２，有機層１３および第２電極１４を駆動用基板１１の側から順に積層し、封止パネル２０の側から光を取り出すようにした場合について説明したが、積層順序を逆にして、駆動用基板１１の上に、第２電極１４，有機層１３および第１電極１２を駆動用基板１１の側から順に積層し、駆動用基板１１の側から光を取り出すようにすることもできる。
また、例えば、上記実施の形態では、第１電極１２を陽極、第２電極１４を陰極とする場合について説明したが、陽極および陰極を逆にして、第１電極１２を陰極、第２電極１４を陽極としてもよい。この場合、第２電極１４の材料としては、仕事関数が高い金，銀，白金，銅などの単体または合金が好適であるが、正孔注入用薄膜層１６を設けることによって他の材料を用いることもできる。また、第２電極１４には、光学定数に実質的な差を生じない程度に別の元素を添加してもよい。さらに、第１電極１２を陰極、第２電極１４を陽極とすると共に、駆動用基板１１の上に、第２電極１４，有機層１３および第１電極１２を駆動用基板１１の側から順に積層し、駆動用基板１１の側から光を取り出すようにすることもできる。
リンスの後で水切り、乾燥をした後に、通常約２００℃〜２５０℃の加熱処理を行なう。この加熱処理（ポストベーク）は、現像後の塗布膜を、上記条件になるようにホットプレートやコンベクションオーブン（熱風循環式乾燥機）、高周波加熱機等の加熱手段を用いて、連続式あるいはバッチ式で行なうことができる。
以上の操作を所望の色相数に合わせて各色毎に順次繰り返し行なうことにより、複数色の着色された硬化膜が形成されてなるカラーフィルタを作製することができる。
従来の上記色相数はＲ，Ｇ，Ｂの３色が通常であったが、本発明においては色相数を２または１とすることが出来、上記一連の操作を低減、あるいは無くすことも可能であり、工程の簡便化に対しても寄与しうるものである。
以上の操作を所望の色相数に合わせて各色毎に順次繰り返し行なうことにより、複数色の着色された硬化膜が形成されてなるカラーフィルタを作製することができる。
従来の上記色相数はＲ，Ｇ，Ｂの３色が通常であったが、本発明においては色相数を２または１とすることが出来、上記一連の操作を低減、あるいは無くすことも可能であり、工程の簡便化に対しても寄与しうるものである。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
（比較例１）
＜表示装置前面設置型フィルタの作製＞
−下塗り層の形成−
厚さ１００μｍの透明なポリエチレンテレフタレートフイルムの両面をコロナ放電処理した後、片面にスチレン−ブタジエンコポリマーからなるラテックスを厚さ１３０ｎｍとなるよう塗布し、下塗り層を形成した。
−第２下塗り層の形成−
下塗り層の上に、酢酸とグルタルアルデヒドを含むゼラチン水溶液を、厚さ５０ｎｍとなるよう塗布し、第２下塗り層を形成した。
＜表示装置前面設置型フィルタの作製＞
−下塗り層の形成−
厚さ１００μｍの透明なポリエチレンテレフタレートフイルムの両面をコロナ放電処理した後、片面にスチレン−ブタジエンコポリマーからなるラテックスを厚さ１３０ｎｍとなるよう塗布し、下塗り層を形成した。
−第２下塗り層の形成−
下塗り層の上に、酢酸とグルタルアルデヒドを含むゼラチン水溶液を、厚さ５０ｎｍとなるよう塗布し、第２下塗り層を形成した。
−低屈折率層の形成−
反応性フッ素ポリマー（ＪＮ−７２１９、ＪＳＲ（株）製）２．５０ｇにｔ−ブタノール１．３ｇを加え、室温で１０分間撹拌し、孔径１μｍのポリプロピレンフィルタで濾過した。得られた低屈折率層用塗布液を、前記した下塗り層を付与したポリエチレンテレフタレートフイルムの下塗り層面とは反対側の面に、バーコーターを用いて乾燥膜厚が１１０ｎｍとなるように塗布し、１２０℃で３０分間乾燥して硬化させ、低屈折率層を形成した。
反応性フッ素ポリマー（ＪＮ−７２１９、ＪＳＲ（株）製）２．５０ｇにｔ−ブタノール１．３ｇを加え、室温で１０分間撹拌し、孔径１μｍのポリプロピレンフィルタで濾過した。得られた低屈折率層用塗布液を、前記した下塗り層を付与したポリエチレンテレフタレートフイルムの下塗り層面とは反対側の面に、バーコーターを用いて乾燥膜厚が１１０ｎｍとなるように塗布し、１２０℃で３０分間乾燥して硬化させ、低屈折率層を形成した。
−カラーフィルタ層の形成−
ゼラチンの１０質量％水溶液１８０ｇに、例示化合物（II-７） ０．４ｇと、例示化合物（IV−１） ０．２ｇとを溶解し、４０℃で３０分間攪拌した。溶液を孔径２μｍのポリプロピレンフィルタで濾過し、カラーフィルタ層塗布液を調製した。
カラーフィルタ層用塗布液を、第２下塗り層の上に、乾燥膜厚が３．３μｍとなるように塗布し、１２０℃で１０分間乾燥してカラーフィルタ層を形成し、カラーフィルタＡを作製した。
ゼラチンの１０質量％水溶液１８０ｇに、例示化合物（II-７） ０．４ｇと、例示化合物（IV−１） ０．２ｇとを溶解し、４０℃で３０分間攪拌した。溶液を孔径２μｍのポリプロピレンフィルタで濾過し、カラーフィルタ層塗布液を調製した。
カラーフィルタ層用塗布液を、第２下塗り層の上に、乾燥膜厚が３．３μｍとなるように塗布し、１２０℃で１０分間乾燥してカラーフィルタ層を形成し、カラーフィルタＡを作製した。
＜有機ＥＬ装置の作製＞
前記有機ＥＬ装置の第１の実施の形態の表示装置を作製した。
前記有機ＥＬ装置の第１の実施の形態の表示装置を作製した。
第１の実施の形態と同様の構成を有する有機ＥＬ発光素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂをそれぞれ作製した。その際、第１電極１２は、アルミニウムを９８質量％含むアルミニウム系合金により構成し、厚みは２００ｎｍとした。正孔注入用薄膜層１６は、酸化クロム（ＩＩ）により構成し、厚みは４ｎｍとした。有機層１３は、上記実施の形態で例示した材料により構成し、その合計厚みは、有機ＥＬ発光素子１０Ｒでは１２５ｎｍ、有機ＥＬ発光素子１０Ｇでは１１０ｎｍ、有機ＥＬ発光素子１０Ｂでは９３ｎｍとする（マイクロキャビティを形成）。第２電極１４は、第１電極１２と同様の材料により構成し、厚みは１７ｎｍとした。以上のようにして赤色、緑色、および青色の有機ＥＬ発光素子を作製した。
以上の様にして作製した有機ＥＬ発光素子を有する表示装置の前面に、作製したカラーフィルタＡの低屈折率層が設けられていない側の面を接着剤で貼りつけ、有機ＥＬ表示装置Ａとした。
比較例１及び以下に示す各実施例、比較例の表示装置は、図４の分光スペクトルを有する有機ＥＬ発光素子を備えたものである。
比較例１及び以下に示す各実施例、比較例の表示装置は、図４の分光スペクトルを有する有機ＥＬ発光素子を備えたものである。
（実施例１）
ゼラチンの１０質量％水溶液１８０ｇに、例示化合物（II-７） ０．４ｇと、例示化合物（IV−１） ０．２ｇ、および例示化合物Ｖ―１ ０．６ｇとを溶解し、実施例１のカラーフィルタ層塗布液を調製した。
カラーフィルタＡの作製でカラーフィルタ層塗布液を、実施例１のカラーフィルタ層塗布液に変更し、カラーフィルタ層の膜厚を含めて他は比較例１と同様にしてカラーフィルタＢを作製し、さらに有機ＥＬ表示装置Ａの作製において前面に貼り付けるカラーフィルタＡに換えてカラーフィルタＢを用いて、有機ＥＬ表示装置Ｂを作製した。
ゼラチンの１０質量％水溶液１８０ｇに、例示化合物（II-７） ０．４ｇと、例示化合物（IV−１） ０．２ｇ、および例示化合物Ｖ―１ ０．６ｇとを溶解し、実施例１のカラーフィルタ層塗布液を調製した。
カラーフィルタＡの作製でカラーフィルタ層塗布液を、実施例１のカラーフィルタ層塗布液に変更し、カラーフィルタ層の膜厚を含めて他は比較例１と同様にしてカラーフィルタＢを作製し、さらに有機ＥＬ表示装置Ａの作製において前面に貼り付けるカラーフィルタＡに換えてカラーフィルタＢを用いて、有機ＥＬ表示装置Ｂを作製した。
（実施例２〜８、比較例２〜４）
カラーフィルタ層塗布液に添加する色素およびビオローゲン化合物を表１のように変更し、他は比較例１と同様にして実施例２〜８、比較例２〜４を作成した。ただし、実施例８および比較例４では、有機ＥＬ発光素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの厚みを全て１５０ｎｍとし、マイクロキャビティを形成しなかった。
カラーフィルタ層塗布液に添加する色素およびビオローゲン化合物を表１のように変更し、他は比較例１と同様にして実施例２〜８、比較例２〜４を作成した。ただし、実施例８および比較例４では、有機ＥＬ発光素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの厚みを全て１５０ｎｍとし、マイクロキャビティを形成しなかった。
作製したサンプルの一覧を表１に示す。
なお表２で用いた染料Ａ、染料Ｂは下記構造である。またＰＧ３６はＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ３６を、ＰＹ１５０はＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１５０を、ＰＢ１５：６はＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：６を、ＰＶ２３はＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ２３を、ＰＲ２５４はＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ２５４を、ＰＲ１７７はＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１７７をそれぞれ表す。
なお表２で用いた染料Ａ、染料Ｂは下記構造である。またＰＧ３６はＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ３６を、ＰＹ１５０はＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１５０を、ＰＢ１５：６はＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：６を、ＰＶ２３はＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ２３を、ＰＲ２５４はＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ２５４を、ＰＲ１７７はＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１７７をそれぞれ表す。
染料Ａ
染料Ｂ
このようにして得られた各有機ＥＬ表示装置の４７５〜５２５ｎｍの範囲にある光学濃度の極大値（ピーク）の波長、４７５〜５２５ｎｍの範囲にある光学濃度の極大値（ピーク）に対する４５０ｎｍ、および５４０ｎｍの光学濃度の比率（％）、および５５０〜６２０ｎｍの範囲にある光学濃度の極大値（ピーク）の波長、５５０〜６２０ｎｍの範囲にある光学濃度の極大値（ピーク）に対する５００ｎｍ、および６３０ｎｍの光学濃度の比率（％）を表２に示す。
＜有機ＥＬ表示装置の評価＞
得られた各有機ＥＬ表示装置の色度および透過率を、表示装置に対して法線方向に色彩輝度計（（株）トプコン社製 ＢＭ−５）を設置して測定した。
また、各有機ＥＬ表示装置Ａ〜Ｉに用いたカラーフィルタＡ〜Ｉの耐光性を下記に示す方法で評価した。結果はまとめて表３に示した。
得られた各有機ＥＬ表示装置の色度および透過率を、表示装置に対して法線方向に色彩輝度計（（株）トプコン社製 ＢＭ−５）を設置して測定した。
また、各有機ＥＬ表示装置Ａ〜Ｉに用いたカラーフィルタＡ〜Ｉの耐光性を下記に示す方法で評価した。結果はまとめて表３に示した。
（色再現域）
赤色、緑色、および青色を表示させたときのＣＩＥ色度値を前記色彩輝度計で測定し、ＣＩＥ色度の図上における再現域をＮＴＳＣ比で示した。
ここでＮＴＳＣとはNational Television System Committee の略であり、ＮＴＳＣ規格はカラーテレビ放送方式の規格の一つである。ＮＴＳＣ比とはＣＩＥ標準のｘｙ色度図上における色再現範囲を、ＮＴＳＣ標準色度に対する面積比率で表したものである。
赤色、緑色、および青色を表示させたときのＣＩＥ色度値を前記色彩輝度計で測定し、ＣＩＥ色度の図上における再現域をＮＴＳＣ比で示した。
ここでＮＴＳＣとはNational Television System Committee の略であり、ＮＴＳＣ規格はカラーテレビ放送方式の規格の一つである。ＮＴＳＣ比とはＣＩＥ標準のｘｙ色度図上における色再現範囲を、ＮＴＳＣ標準色度に対する面積比率で表したものである。
（透過率）
赤色、緑色、および青色それぞれについて、カラーフィルタ無しでの測定輝度に対する、カラーフィルタ設置後の輝度の比（％）を測定し、３色の輝度の比の平均値を表示装置の透過率（％）とした。
赤色、緑色、および青色それぞれについて、カラーフィルタ無しでの測定輝度に対する、カラーフィルタ設置後の輝度の比（％）を測定し、３色の輝度の比の平均値を表示装置の透過率（％）とした。
（カラーフィルタの耐光性の評価）
上記の有機ＥＬ表示装置Ａ〜Ｉに用いられたカラーフィルタＡ〜Ｉの耐光性を評価した。スガ試験機（株）製スーパーキセノンウェザーメーターＳＸ７５を用い、ブラックパネル温度６３℃、湿度５０％ＲＨ、１５０Ｗ／ｍ２でキセノンランプの光照射を１０日間行なった。尚、本発明の試料とキセノンランプとの間に富士フイルム（株）製ＳＣ３９フィルタを設置した。
光照射後の試料フィルムの５００ｎｍおよび６００ｎｍの光学濃度を日立製作所製 分光光度計 Ｕ−３５００を用いて測定し、それぞれの光照射前に対する比率を求め、その平均値を算出して耐光性の目安とした。数値が大きい方が耐光性が良好である。
上記の有機ＥＬ表示装置Ａ〜Ｉに用いられたカラーフィルタＡ〜Ｉの耐光性を評価した。スガ試験機（株）製スーパーキセノンウェザーメーターＳＸ７５を用い、ブラックパネル温度６３℃、湿度５０％ＲＨ、１５０Ｗ／ｍ２でキセノンランプの光照射を１０日間行なった。尚、本発明の試料とキセノンランプとの間に富士フイルム（株）製ＳＣ３９フィルタを設置した。
光照射後の試料フィルムの５００ｎｍおよび６００ｎｍの光学濃度を日立製作所製 分光光度計 Ｕ−３５００を用いて測定し、それぞれの光照射前に対する比率を求め、その平均値を算出して耐光性の目安とした。数値が大きい方が耐光性が良好である。
比較例１に対してビオローゲン化合物を添加した実施例１〜３、比較例２に対してビオローゲン化合物を添加した実施例４〜６は、および比較例４に対してビオローゲン化合物を添加した実施例８はいずれも色再現域を拡大し、耐光性が良好で、透過率も向上できており、本発明の効果が確認できた。
色素として一般式（Ｉ）、（II）、および（III）には含まれない色素を用いた実施例７は、一般式（Ｉ）、（II）、および（III）に含まれる色素を用いた実施例１〜６に比べてやや性能が劣るが、ビオローゲン化合物を用いていない比較例３に比べて、色再現域が拡大し、耐光性が良好で、透過率が向上し、本発明の効果を発現することがわかる。
さらに、染料を用いたカラーフィルタで問題となる耐光性は、従来の顔料を用いたカラーフィルタと同等のレベルにまで改良できることが確認でき、従来は色再現域を犠牲にしなければ達成できなかった表示装置の高輝度が、色再現域を拡大しながら実現することが可能となった。
色素として一般式（Ｉ）、（II）、および（III）には含まれない色素を用いた実施例７は、一般式（Ｉ）、（II）、および（III）に含まれる色素を用いた実施例１〜６に比べてやや性能が劣るが、ビオローゲン化合物を用いていない比較例３に比べて、色再現域が拡大し、耐光性が良好で、透過率が向上し、本発明の効果を発現することがわかる。
さらに、染料を用いたカラーフィルタで問題となる耐光性は、従来の顔料を用いたカラーフィルタと同等のレベルにまで改良できることが確認でき、従来は色再現域を犠牲にしなければ達成できなかった表示装置の高輝度が、色再現域を拡大しながら実現することが可能となった。
１０：駆動パネル
１０Ｒ：赤色の光を発生する有機ＥＬ発光素子
１０Ｇ：緑色の光を発生する有機ＥＬ発光素子
１０Ｂ：青色の光を発生する有機ＥＬ発光素子
１１：駆動用基板
１２：第１電極
１３：有機層
１３Ａ：正孔輸送層
１３Ｂ：発光層
１３Ｃ：電子輸送層
１３Ｗ：白色発光輸送層
１４：第２電極
１５：保護層
１６：透明導電膜
２０：封止パネル
２１：封止用基板
３０：接着層
Ｐ１：第２端部
Ｐ２：第１端部
１０Ｒ：赤色の光を発生する有機ＥＬ発光素子
１０Ｇ：緑色の光を発生する有機ＥＬ発光素子
１０Ｂ：青色の光を発生する有機ＥＬ発光素子
１１：駆動用基板
１２：第１電極
１３：有機層
１３Ａ：正孔輸送層
１３Ｂ：発光層
１３Ｃ：電子輸送層
１３Ｗ：白色発光輸送層
１４：第２電極
１５：保護層
１６：透明導電膜
２０：封止パネル
２１：封止用基板
３０：接着層
Ｐ１：第２端部
Ｐ２：第１端部
Claims (8)
- 赤色、緑色、および青色に発光する発光素子からそれぞれ成る３色の画素と、表示装置の前面に配置される前面設置型カラーフィルタとを備え、
該前面設置型カラーフィルタが、（ａ）色素、および（ｂ）ビオローゲン化合物を含む着色層を有するカラーフィルタである表示装置。 - 前記（ｂ）ビオローゲン化合物が、下記一般式（Ｂ）で表される化合物である請求項１に記載の表示装置。
一般式（Ｂ）中、Ｒ３１およびＲ３２はそれぞれ独立にアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はヘテロ環基を表す。Ｚ−はアニオンを表し、ｎは分子の荷電を中和するのに必要な数を表す。 - 前記（ａ）色素が、下記一般式（Ｉ）、一般式（II）、および一般式（III）で表される化合物から選ばれる１種以上を有する請求項１または請求項２に記載の表示装置。
一般式（Ｉ）中、Ｚ１およびＺ２はそれぞれ独立に、５員または６員の含窒素複素環を形成する非金属原子群を示し、該含窒素複素環には他の複素環、芳香族環または脂肪族環が縮合していてもよい。Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、置換基を有しても良いアルキル基、アルケニル基、アラルキル基、またはアリール基を示す。Ｌ１は置換基を有しても良い、奇数個のメチンからなるメチン鎖を示す。ａ、ｂ、およびｃはそれぞれ独立に、０または１である。Ｘはアニオンを示す。
一般式（II）中、Ｙ１およびＹ２はそれぞれ独立に、脂肪族環または複素環を形成する非金属原子群を表す。Ｌ２は、置換基を有しても良い、奇数個のメチンからなるメチン鎖を示す。Ｘ２は、水素原子またはカチオンを示す。
一般式（III）中、Ｙ３は、脂肪族環または複素環を形成する非金属原子群を表し、Ｌ３は、Ｉもしくは３個のメチンからなるメチン鎖を表し、Ａｒは、芳香族環を表す。 - 前記赤色、緑色、および青色に発光する発光素子が、いずれも有機エレクトロルミネッセンス(有機ＥＬ)素子である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。
- マイクロキャビティ構造を有する請求項４に記載の表示装置。
- 前記着色層が、２種以上の色素化合物を含む請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。
- 前記カラーフィルタが４７５〜５２５ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を有し、該極大値における光学濃度に対して、４５０ｎｍにおける光学濃度の比率が１５％以下で、かつ５５０ｎｍにおける光学濃度の比率が１０％以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の表示装置。
- 前記カラーフィルタが５５０〜６２０ｎｍの範囲に光学濃度の極大値を有し、該極大値における光学濃度に対して、５００ｎｍおよび６３０ｎｍにおける光学濃度の比率がいずれも１２％以下である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表示装置。
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|---|---|---|---|
| JP2009055461A JP2010212027A (ja) | 2009-03-09 | 2009-03-09 | 表示装置 |
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| JP (1) | JP2010212027A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013173848A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Adeka Corp | 着色アルカリ現像性感光性組成物 |
| JP2014025010A (ja) * | 2012-07-27 | 2014-02-06 | Fujifilm Corp | 染料化合物及びその製造方法、着色硬化性組成物、着色硬化膜、カラーフィルタ及びその製造方法、並びに表示装置 |
| JP2015187635A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-29 | 株式会社Ｊｏｌｅｄ | 色変化部材、光装置、表示装置および電子機器 |
| JP2019012284A (ja) * | 2018-09-28 | 2019-01-24 | 株式会社Ｊｏｌｅｄ | 発光装置、表示装置および電子機器 |
| US20190361158A1 (en) * | 2017-03-07 | 2019-11-28 | Fujifilm Corporation | Laminate, optical filter, solid image pickup element, image display device, infrared sensor, and kit |
-
2009
- 2009-03-09 JP JP2009055461A patent/JP2010212027A/ja active Pending
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| CN103571219A (zh) * | 2012-07-27 | 2014-02-12 | 富士胶片株式会社 | 染料化合物及其制法、着色硬化性组合物、着色硬化膜、彩色滤光片及其制法以及显示装置 |
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