JP2011145346A - カラーフィルタ基板及びそれを搭載した有機el表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材上に開口部を有する遮光部と該開口部に複数の着色層を有するカラーフィルタ基板であって、該遮光部は、近赤外線を反射する特性を有する顔料を含み、波長1000nmの近赤外線の反射率が20%以上であることを特徴とするカラーフィルタ基板及びそれを搭載してなる有機EL表示装置である。
【選択図】なし
Description
しかし、有機EL表示装置に用いられる有機EL素子は劣化し易く寿命が十分ではない。この有機EL素子の劣化原因としては、水分、酸素等による材料劣化などが考えられているが、温度が高いほどこれらの影響は大きくなる。
ところで、カラーフィルタ基板の遮光部に用いられる顔料としては、カーボンブラック、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性微粒子が用いられているが、カラーフィルタ基板の温度上昇については考慮されていなかった。(特許文献1及び2参照)
本発明は、以上のような知見を元に、遮光部に用いる顔料を改良することによりカラーフィルタ基板の遮光部の温度上昇を抑え、カラーフィルタ基板の温度上昇を抑えることにより有機EL表示装置に用いられるOLEDやLEP等の有機EL素子の寿命を延ばし得るカラーフィルタ基板及びそれを搭載した有機EL表示装置を提供することを課題とする。
すなわち、本発明は、
[1]基材上に開口部を有する遮光部と該開口部に複数の着色層を有するカラーフィルタ基板であって、該遮光部は、近赤外線を反射する特性を有する顔料を含み、波長1000nmの近赤外線の反射率が20%以上であることを特徴とするカラーフィルタ基板、
[2]前記顔料が、C.I.ピグメント ブラック 12、C.I.ピグメント ブラック 26、C.I.ピグメント ブラック 27、C.I.ピグメント ブラック 28、C.I.ピグメント ブラック 29、C.I.ピグメント グリーン 17、C.I.ピグメント グリーン 50、C.I.ピグメント イエロー 53、C.I.ピグメント イエロー 119、C.I.ピグメント ブルー 28、C.I.ピグメント ブルー 36及びC.I.ピグメント ブラウン 33から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする上記[1]に記載のカラーフィルタ基板、
[3]前記着色層に含まれる色材が、染料及び/又はレーキ顔料であることを特徴とする上記[1]又は[2]に記載のカラーフィルタ基板、及び
[4]上記[1]〜[3]のいずれかに記載のカラーフィルタ基板を搭載してなる有機EL表示装置である。
本発明のカラーフィルタ基板は、基材上に開口部を有する遮光部と該開口部に複数の着色層を有するカラーフィルタ基板であって、該遮光部は、近赤外線を反射する特性を有する顔料を含み、波長1000nmの近赤外線の反射率が20%以上であることを特徴とする。これにより、カラーフィルタ基板の遮光部の温度上昇を好適に抑え、カラーフィルタ基板の温度上昇を抑えることができる。
上記遮光部が波長1000nmの近赤外線の反射率が20%以上であることを要するのは、20%以上であれば温度上昇抑制効果が十分に発揮されるからである。
図1及び2において、本発明のカラーフィルタ基板10は、基材11(図示しない)の上に遮光部12と着色層13を有している。図1において、遮光部12は開口部以外で一体的につながっているが、これに限定されない。図2においては、遮光部12は、一方向でストライプ状につながっているが、他方向では離隔している。
図1及び2に示す本発明のカラーフィルタ基板10における着色層13は、同じ赤色着色層13aが一列に配列されるストライプ型配列であるが、これに限定されず、縦横両方向に着色層13a、13b及び13cが順次配列されるモザイク型配列、各着色層が一列毎にずれるトライアングル型配列であっても良い。
本発明に係る遮光部に用いられる近赤外線を反射する特性を有する顔料(以下、「近赤外線反射顔料」という。)は、C.I.ピグメント ブラック 12、C.I.ピグメント ブラック 26、C.I.ピグメント ブラック 27、C.I.ピグメント ブラック 28、C.I.ピグメント ブラック 29、C.I.ピグメント グリーン 17、C.I.ピグメント グリーン 50、C.I.ピグメント イエロー 53、C.I.ピグメント イエロー 119、C.I.ピグメント ブルー 28、C.I.ピグメント ブルー 36及びC.I.ピグメント ブラウン 33から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。これらの顔料が波長1000nmの近赤外線を効果的に反射するからである。
本発明の好ましい態様によれば、カラーフィルタ基板10の遮光部を形成するための遮光部組成物は、上記の近赤外線反射顔料を溶剤に分散させた分散体である。本発明に係る遮光部組成物は、C.I.ピグメント ブラック 27、C.I.ピグメント イエロー 53、C.I.ピグメント グリーン 50、C.I.ピグメント ブルー 28から選ばれる少なくとも1種の顔料を含むことが好ましい。なお、黒色以外の近赤外線反射顔料を用いる場合は、通常、他の黒色顔料と併用して用いられる。他の黒色顔料としては、黒色の近赤外線反射顔料を用いても良いし、カーボンブラック等の通常の黒色顔料を本発明の目的を損なわない範囲で用いても良い。
本発明の好ましい態様によれば、遮光部組成物は、上記の顔料以外にも、必要に応じて、溶剤、分散剤、モノマー、オリゴマー、ポリマー、重合開始剤、重合禁止剤等を適宜含むものである。
上記の溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、及び3−メトキシブチルアセテート等の酢酸エステル類等が挙げられる。本発明においては、市販の溶剤を用いることもでき、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(ダイセル化学工業株式会社製)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(ダイセル化学工業株式会社製)、及び3−メトキシブチルアセテート(ダイセル化学工業株式会社製)が好ましい。好ましい態様では、溶剤の含有量は、遮光部組成物の合計質量中10〜90質量%である。溶剤の含有量が上記範囲程度であれば、遮光部組成物の粘度を所望の範囲に調整し、顔料分散性や顔料分散経時安定性を向上させることができる。また、顔料濃度を一定範囲内にすることができるため、遮光部を均一に形成することができる。
上記の分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を使用できるが、これらの中でも高分子界面活性剤(高分子分散剤)を用いることが好ましい。高分子界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、及び3級アミン変性ポリウレタン類などが挙げられる。本発明においては、市販の分散剤を用いることもでき、例えば、ソルスパース3000、5000、9000、12000、13240、13940、17000、20000、24000、26000、及び28000等の各種ソルスパース分散剤(アビシア社製)、並びにDisperbyk 111(ビックケミー・ジャパン株式会社製)が好ましい。好ましい態様では、分散剤の含有量は、近赤外線反射顔料及び他の黒色顔料等の顔料の合計質量100質量部に対して10〜80質量部である。
上記のモノマー及びオリゴマーとしては、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルアクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、sec−ブチルアクリレート、sec−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−ペンチルアクリレート、n−ペンチルメタクリレート、n−ヘキシルアクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルアクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−デシルアクリレート、n−デシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート;アリルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、グリセロールアクリレート、2−ヒドロシプロピルアクリレート、イソボルニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,3−プロパンジオールアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、2,2−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、1,2,4−ブタントリオールトリアクリレート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、1,10−デカンジオールジメチルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、及び上記のアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの;γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、1−ビニル−2−ピロリドン、2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、3−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、フェノール−エチレンオキサイド変性アクリレート、フェノール−プロピレンオキサイド変性アクリレート、ビスフェノールA−エチレンオキサイド変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサド変性トリアクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のアクリレートモノマー、及びこれらのアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの;スチレン、α−メチルスチレン、N−ビニル−2−ピロリドン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の2量体、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、及びこれらの有機酸の酸無水物;並びにポリウレタン構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたエポキシアクリレートオリゴマー、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたウレタンメタクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたポリエステルメタクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたエポキシメタクリレートオリゴマー等が挙げられる。
本発明においては、市販のモノマーを用いることもでき、例えば、SR399(サートマー社製)、アロニックスM−400(東亞合成株式会社製)、及びアロニックスM−450(東亞合成株式会社製)が好ましい。好ましい態様では、モノマー及び/又はオリゴマーの含有量は、近赤外線反射顔料及び他の黒色顔料等の顔料の合計質量100質量部に対して5〜80質量部である。
上記のポリマーとしては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ABS樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、アクリレート基を有するエポキシアクリレート樹脂、メタクリレート基を有するポリウレタンメタクリレート、メタクリレート基を有するポリエステルメタクリレート、メタクリレート基を有するエポキシメタクリレート樹脂等が挙げられる。
本発明においては、市販のポリマーを用いることもでき、例えば、アロニックスM−5600(東亞合成株式会社製)、アロニックスM−6200(東亞合成株式会社製)、アロニックスM−7100(東亞合成株式会社製)、及びアロニックスM−9050(東亞合成株式会社製)が好ましい。好ましい態様では、ポリマーの含有量は、近赤外線反射顔料及び他の黒色顔料等の顔料の合計質量100質量部に対して5〜80質量部である。
上記の重合開始剤としては、熱重合開始剤及び光重合開始剤等を用いることができ、例えば、ベンジル(ビベンゾイルとも言う)、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4'−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、3,3'−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、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、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、及び1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等が挙げられる。本発明においては、市販の重合開始剤を用いることもでき、例えば、イルガキュア184、イルガキュア369、イルガキュア651、イルガキュア907(いずれも、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製)、ダロキュアー(メルク社製)、アデカ1717(旭電化工業株式会社製)等のケトン系化合物、及び2,2'−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4'−テトラフェニル−1,2'−ビイミダゾール(黒金化成株式会社製)等のビイミダゾール系化合物が好ましい。好ましい態様では、重合開始剤の含有量は、モノマー、オリゴマー及びポリマーの合計質量100質量部に対して1〜40質量部である。
本発明に係る遮光部12は、上記の遮光部組成物を用いて、フォトリソグラフィー法、印刷法等により遮光部を形成することにより得られる。この際、上記遮光部組成物を塗布して塗膜を形成した後に、この塗膜を乾燥しても良い。塗膜の乾燥方法としては、例えば、ホットプレートを用いた加熱乾燥が挙げられる。加熱乾燥条件としては、60℃〜150℃で1分間〜10分間加熱することが好ましい。さらに、フォトリソグラフィー法により現像した後に、加熱処理を行っても良い。加熱処理条件としては、150℃〜300℃で20分間〜60分間加熱するのが一般的である。
遮光部12の膜厚は、0.5〜5.0μmが好ましく、1.0〜3.0μmがより好ましい。
本発明に係る着色層13を構成する各着色層に用いられる赤色着色組成物、緑色着色組成物、青色着色組成物、マゼンタ着色組成物又は黄色着色組成物は、上記の遮光部組成物の顔料を以下の染料及び/又は顔料の色材に変更することにより得られる。
本発明のカラーフィルタ基板はその温度上昇が好適に抑えられるので、着色層13の耐久性も向上する。従って、着色層13に用いられる着色組成物として、耐熱性、耐光性、耐溶剤性等に劣る色材をも良好な耐久性を確保して使用することができる。すなわち、本発明のカラーフィルタ基板においては、着色層13に用いられる着色組成物用色材として、耐熱性及び/又は耐溶剤性及び/又は耐光性では劣るが分光透過率の点で優れる染料及び/又はレーキ顔料を好適に用いることが可能となった。
青色染料としては、例えばメチン系染料、アントラキノン系染料、アゾ系染料、トリアリールメタン系染料、フタロシアニン系染料、アントラキノン系染料等が挙げられる。
緑色染料としては、例えばトリフェニルメタン系塩基性染料、フタロシアニン系染料等が挙げられる。
マゼンタ染料としては、例えば唐紅、アントラキノン系染料等が挙げられる。
黄色染料としては、例えばアゾ系染料、アントラキノン系染料、メチン系染料、キノフタロン系染料、ピラゾロン系染料、等が挙げられる。
青色レーキ顔料としては、例えばC.I.ピグメント ブルー 1、C.I.ピグメント ブルー 2、C.I.ピグメント ブルー 17:1等が挙げられる。
緑色レーキ顔料としては、例えばC.I.ピグメント グリーン 1又はC.I.ピグメント グリーン 4等が挙げられる。
黄色レーキ顔料としては、例えばC.I.ピグメント イエロー 61、C.I.ピグメント イエロー 100等が挙げられる。
赤色着色組成物に用いる赤色顔料としては、C.I.ピグメント レッド 109、122、123、166、177、190、206、209、215、242、254等が挙げられる。
緑色着色組成物に用いる緑色顔料としては、C.I.ピグメン トグリーン 7、36、1、4、58等が挙げられる。緑色着色組成物には、これらの緑色顔料の少なくとも一種にさらに黄色顔料を混合して用いることができる。
また、青色着色組成物に用いる青色顔料としては、C.I.ピグメント ブルー 1、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5、15:6、1、62、60等が挙げられる。青色着色組成物には、これらの青色顔料の少なくとも一種にさらに紫色顔料を混合して用いることができる。
マゼンタ着色組成物に用いるマゼンタ顔料としては、以下のバイオレット顔料単色、又は以下の赤色顔料、青色顔料、染料等を混合して用いることもできる。バイオレット顔料としては、C.I.ピグメント バイオレット 1、19、23、29、32、36、38等が挙げられる。赤色顔料としては、C.I.ピグメント レッド 81、81:1、83、122、149、177、208、209、224、242、254、264等が挙げられる。青色顔料としては、C.I.ピグメント ブルー 1、15、15:1、15:3、15:4、15:6、60等が挙げられる。
黄色着色組成物に用いる黄色顔料としては、C.I.ピグメント イエロー 1、3、12、13、14、15、16、17、20、24、31、55、60、61、65、71、73、74、81、83、93、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、116、117、119、120、126、127、128、129、138、139、150、151、152、153、154、155、156、166、168、175等が挙げられる。
上記の各着色組成物は、上記遮光部組成物と同様に、必要に応じて、上述の溶剤、分散剤、モノマー、オリゴマー、ポリマー、重合開始剤、重合禁止剤等を適宜含むものである。
本発明に係る着色層13は、遮光部12の開口部に形成されるものであって、例えば、以下のようにして形成できる。まず、上記の各着色組成物を基材11上の遮光部12の開口部に塗布し、減圧乾燥後、プリベークして、溶剤を除去する。組成物の塗布には、従来公知の方法を用いることでき、例えばスピンコート法、印刷法、インクジェット法、バーコート法、スプレー法、ダイコート法、ビードコート法、及びスリット&スピンコート法等が挙げられる。続いて、紫外線を露光して、組成物を硬化させる。さらに、焼成することで着色層13のパターンを基材上に形成させることができる。
着色層13の膜厚としては、1.0〜5.0μm程度である。
本発明のカラーフィルタ基板10に用いられる基材11としては、一般的なカラーフィルタに用いられるものと同様とすることができる。具体的には、石英ガラス、無アルカリガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、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が挙げられる。
基材11の厚みは、特に限定されるものではないが、本発明のカラーフィルタの用途に応じて、例えば100μm〜1mm程度のものを使用することができる。
本発明のカラーフィルタ基板10は、遮光部12及び着色層13を覆うように形成されたオーバーコート層14をさらに有しても良い。
オーバーコート層14の形成材料としては、透明樹脂を用いることができる。この透明樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系の反応性ビニル基を有する光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂が挙げられる。また、透明樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等を挙げることができる。
オーバーコート層14の膜厚としては、1.0〜3.0μm程度である。
次に、本発明の有機EL表示装置について説明する。本発明の有機EL表示装置は、本発明のカラーフィルタ基板を搭載してなるものであり、好ましくは3色発光層を含む有機EL素子又は白色EL素子で構成された有機EL素子を有し、上記3色発光層からの光又は白色光を発光光源とするものである。
図3は、本発明のカラーフィルタ基板10を搭載した有機EL表示装置の一例を示す概略断面図である。
図3に示すように、本態様の有機EL表示装置30は、トップ・エミッション型であり、基板21の上に背面電極層22が配置され、背面電極層22の上に有機EL層23が配置され、有機EL層23の上に透明電極層24が配設されている。1組の有機EL層23及び背面電極層22の各々は絶縁層26により区画されて有機EL素子側基板20を形成する。この有機EL素子側基板20の配置の具体例としては、例えば、ストライプ状に形成された透明電極層24と、透明電極層24上に、透明電極層24のストライプパターンと交差するようにストライプ状に形成された有機EL層23と、有機EL層23上に、有機EL層23のストライプパターンと同じようにストライプ状に形成された背面電極層22と、遮光部12上であってストライプ状の透明電極層24及び背面電極層22の開口部に、遮光部12のマトリクスパターンと同じようにマトリクス状に形成された絶縁層26とを有する場合が挙げられる。この絶縁層26のパターンのエッジは、遮光部12のパターンのエッジよりも内側に配置されていることが好ましい。
この態様においては、カラーフィルタ基板10と有機EL素子側基板20とが離隔しており、製造方法として、例えば不活性ガス中において上記有機EL素子側基板20及び有機EL表示装置用カラーフィルタ基板10の周縁部をシール剤27により封止する方法を挙げることができる。なお、カラーフィルタ基板10と有機EL素子側基板20とは接着剤等により接着されていても良い。
図3の例は、有機EL素子25は赤色有機EL素子25a、青色有機EL素子25b及び緑色有機EL素子25cで構成されており、発光効率が良好であり有力である。
また、有機EL素子25が白色EL素子で構成されていても良く、この白色EL素子とカラーフィルタの組み合わせが、表示画像を更に高精細化する観点から有望である。
有機EL素子側基板20の形成方法としては、有機EL表示装置の製造に一般的に使用される方法を用いることができる。
図4に示すように、本態様の有機EL表示装置30は、ボトム・エミッション型であり、透明基材11、透明基材11上に形成され、開口部を備える遮光部12及び上記開口部に形成された本発明に係る着色層13を有する有機EL表示装置用カラーフィルタ基板10と、基板(例えば、ガラス基板等の透明基板)21を支持体として形成された有機EL素子25とを有する有機EL素子側基板20とを備えた態様である。従って、基板21が支持体として用いられるのであれば、基板21と、有機EL素子25との間に他の部材を有するものであっても良いし、基板21上に直接有機EL素子25が形成されていても良い。有機EL素子25は、上記の図3の例と同様に、赤色有機EL素子25a、青色有機EL素子25b及び緑色有機EL素子25cで構成される有機EL素子25を有し、上記有機EL表示装置30は、背面電極層22及び有機EL層23の開口部に形成された絶縁層26並びに透明電極層24から構成される有機EL素子側基板20を有するものである。
なお、図4の例においても、表示画像を更に高精細化する観点から有機EL素子25が白色EL素子で構成されていても良い。
図4の例では、カラーフィルタ基板10と有機EL素子側基板20とは接着剤等により接着されているが、離隔していても良い。また、カラーフィルタ基板10上に直接有機EL素子25が形成されても良い。
また、図4の例では、不活性ガス中において上記有機EL素子側基板20及び有機EL表示装置用カラーフィルタ基板10の周縁部をシール剤27により封止している。
上記3色発光層の形成方法としては、例えば蒸着法、印刷法、インクジェット法、又はスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、及び自己組織化法(交互吸着法、自己組織化単分子膜法)等を挙げることができる。特に、蒸着法、スピンコート法、及びインクジェット法を用いることが好ましい。
この背面電極層22の形成材料としては、例えば仕事関数が4eV以下程度と小さい金属、合金、及びそれらの混合物等が挙げられる。具体的には、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、及び希土類金属等を例示することができる。より好ましくは、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、及びリチウム/アルミニウム混合物を挙げることができる。
上記の背面電極層22は、シート抵抗が数Ω/cm以下であることが好ましい。また、背面電極層22の膜厚は、通常10nm〜1μm程度である。
上記背面電極層22の形成方法としては、例えば蒸着法もしくはスパッタリング法等によって薄膜を形成した後に、フォトリソグラフィー法によりパターニングする方法が好ましく用いられる。
本発明に用いられる透明電極層24の形成材料としては、例えば透明性及び導電性を有する金属酸化物等が挙げられる。このような金属酸化物としては、例えば酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム、酸化亜鉛、及び酸化第二錫等が挙げられる。
また、透明電極層24の膜厚は、通常100nm〜300nm程度である。
上記透明電極層24の形成方法としては、例えば蒸着法もしくはスパッタリング法等によって薄膜を形成した後に、フォトリソグラフィー法によりパターニングする方法が好ましく用いられる。
なお、本発明においては、有機EL表示装置用カラーフィルタ基板10側から光が取り出されるものであるため、基板21としては、透明であっても、不透明であっても良い。透明基板としては、ガラス基板が好ましい。
本発明に用いられる絶縁層26の形成材料としては、例えば感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、及び熱硬化型樹脂、並びに無機材料などを用いることができる。
また、絶縁層26のパターンは、通常、線状であり、例えばマトリクス状又はストライプ状等の開口部を有するパターンが例示される。
絶縁層26の形成方法としては、上記材料を塗布して、フォトリソグラフィー法によりパターニングする方法が挙げられる。また、印刷法等を用いることもできる。
上記アンカー層に替えてバリア層が形成されていても良く、上記アンカー層及びバリア層の両方が形成されていても良い。
このようなシール剤27の構成材料としては、有機EL素子25を、大気中の水分等と接触することを抑制することができるものであれば良く、有機EL表示装置30に一般的に用いられるものを使用することができる。
なお、反射率(1000nm)、光学濃度及び基板温度(30分後)は下記の方法に従って評価した。
日立分光光度計(U−4100)を用いて、1000nmにおける反射率を測定した。
光学濃度(OD値)は、分光光度計(OSP−SP2000、OLYMPUS社製)により測定を行い、XYZ表式系のYから下記の式によって求められた値である。
OD値=−log10(Y/100)
<基板温度(30分後)>
ASTM D4803−97に準じて、赤外線ランプ(250W)から基板を394mm離した状態で30分加熱後の基板温度を測定した。
0.7mmのガラス基材(旭硝子株式会社製 AN材)上に第1表及び第2表に示す遮光部組成物からなる遮光部(厚さ1.0μm)を図1に示すようにフォトリソグラフィー法により形成し、遮光部の開口部に第1表に示す赤色着色組成物からなる赤色着色層を構成する画素(厚さ2.0μm)と第1表に示す青色着色組成物からなる青色着色層を構成する画素(厚さ2.0μm)と第1表に示す緑色着色組成物からなる緑色着色層を構成する画素(厚さ2.0μm)とを図1に示すように配列し、更に図3に示すようにポリメチルメタクリレートからなる光硬化型樹脂をスピンコート法により塗布してオーバーコート層(厚さ1.5μm)を形成して実施例1〜6及び比較例1の7種類のカラーフィルタ基板を作製した。これら7種類のカラーフィルタ基板を用い、反射率(1000nm)、光学濃度及び基板温度(30分後)を上記の方法に従って評価した。結果を第2表に示す。
1) 赤色レーキ顔料: PB48:3、商品名「Lithol Scarlet K 4165」、BASF社製
2) 青色レーキ顔料: PB1、商品名「Fanal Blue D 6390」、BASF社製
3) 緑色レーキ顔料: PG1、商品名「Fanal Green D 8330」、BASF社製
4) 分散剤: 商品名「Disperbyk 111」、ビックケミー・ジャパン株式会社製
5) モノマー: ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、商品名「SR399」、サートマー社製
6) ポリマー: 下記共重合樹脂溶液(固形分50質量%)
7) 重合開始剤: 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、商品名「イルガキュア907」、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
8) 溶剤: 3−メトキシブチルアセテート、ダイセル化学工業株式会社製
共重合樹脂溶液(固形分50質量%)の組成
・メチルメタクリレート(MMA)(株式会社クラレ製): 63質量部
・アクリル酸(AA)(株式会社日本触媒製): 12質量部
・2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)(株式会社日本触媒製): 6質量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)(純正化学株式会社製): 88質量部
・2,2'−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(商品名:ABN−R、株式会社日本ファインケム社製): 7質量部
・グリシジルメタクリレート(GMA)(日油株式会社製): 7質量部
・トリエチルアミン(和光純薬工業株式会社製): 0.4質量部
・ハイドロキノン(精工化学株式会社製): 0.2質量部
1) カーボンブラック: 商品名「MA−220」、三菱化学社製
2) C.I.ピグメント ブラック 27: 商品名「AB820」、川村化学社製
3) C.I.ピグメント イエロー 53: 商品名「AY150」、川村化学社製
4) C.I.ピグメント グリーン 50: 商品名「AM110」、川村化学社製
5) C.I.ピグメント ブルー 28: 商品名「AA200」、川村化学社製
11 基材
12 遮光部
13 着色層
13a 赤色着色層
13b 青色着色層
13c 緑色着色層
14 オーバーコート層
20 有機EL素子側基板
21 基板
22 背面電極層
23 有機EL層
23a 赤色有機EL層
23b 青色有機EL層
23c 緑色有機EL層
24 透明電極層
25 有機EL素子
25a 赤色有機EL素子
25b 青色有機EL素子
25c 緑色有機EL素子
26 絶縁層
27 シール剤
30 有機EL表示装置
Claims (4)
- 基材上に開口部を有する遮光部と該開口部に複数の着色層を有するカラーフィルタ基板であって、該遮光部は、近赤外線を反射する特性を有する顔料を含み、波長1000nmの近赤外線の反射率が20%以上であることを特徴とするカラーフィルタ基板。
- 前記顔料が、C.I.ピグメント ブラック 12、C.I.ピグメント ブラック 26、C.I.ピグメント ブラック 27、C.I.ピグメント ブラック 28、C.I.ピグメント ブラック 29、C.I.ピグメント グリーン 17、C.I.ピグメント グリーン 50、C.I.ピグメント イエロー 53、C.I.ピグメント イエロー 119、C.I.ピグメント ブルー 28、C.I.ピグメント ブルー 36及びC.I.ピグメント ブラウン 33から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ基板。
- 前記着色層に含まれる色材が、染料及び/又はレーキ顔料であることを特徴とする請求項1又は2に記載のカラーフィルタ基板。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のカラーフィルタ基板を搭載してなる有機EL表示装置。
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