JP2012146517A - 有機el表示装置、当該有機el表示装置に組み込まれるカラーフィルタおよびカラーフィルタの製造方法 - Google Patents
有機el表示装置、当該有機el表示装置に組み込まれるカラーフィルタおよびカラーフィルタの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】有機EL表示装置10は、有機EL光源用基板21と、有機EL光源用基板21の観察側の面に設けられた有機EL層22とを有する有機EL光源20と、有機EL光源20の観察側に設けられたカラーフィルタ30と、を備えている。カラーフィルタ30は、カラーフィルタ用基板31と、カラーフィルタ用基板31上に所定パターンで設けられたブラックマトリクス層32と、カラーフィルタ用基板31上のブラックマトリクス層32間に設けられた赤色着色層33R,緑色着色層33Gおよび青色着色層33Bと、を有している。これら各着色層33R,33G,33Bの表面34には、複数の凹部35が形成されている。
【選択図】図2
Description
以下、図1乃至図9を参照して、本発明の実施の形態について説明する。まず図1(a)(b)(c)により、本実施の形態における有機EL表示装置10全体について説明する。
次に図2を参照して、有機EL光源20について詳細に説明する。図2に示すように、有機EL光源20の有機EL層22において、赤色発光素子23Rは、陽極24と、陽極24の観察側に位置する陰極26と、陽極24と陰極26の間に設けられ、エレクトロルミネッセンスにより赤色光を放出する赤色有機発光層25Rと、を有している。同様に、緑色発光素子23Gは、陽極24と緑色有機発光層25Gと陰極26とを有しており、また青色発光素子23Bは、陽極24と青色有機発光層25Bと陰極26とを有している。
陽極24を構成する材料としては、効率良く正孔を注入できる材料であれば特に限定されることはなく、例えば、アルミニウム、クロム、モリブデン、タングステン、銅、銀または金およびそれらの合金等が使用される。
一方、陰極26は、陽極24と陰極26との間でマイクロキャビティ構造(後述)を構成するため、半透明反射膜からなっている。半透明反射膜としては、例えば、TiO2膜とSiO2膜とを積層して形成された膜が用いられる。
赤色有機発光層25R,緑色有機発光層25Gおよび青色有機発光層25Bは、所定の電圧を印加することにより所望の色で発光する蛍光性有機物質を含有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、キノリノール錯体、オキサゾール錯体、各種レーザー色素、ポリパラフェニレンビニレン等が用いられる。
図1(a)(b)および図2に示すように、カラーフィルタ30は、カラーフィルタ用基板31と、カラーフィルタ用基板31上に所定パターンで設けられたブラックマトリクス層32と、カラーフィルタ用基板31上のブラックマトリクス層32間に設けられた赤色着色層33R,緑色着色層33Gおよび青色着色層33Bと、を有している。
カラーフィルタ用基板31は、光透過性を有するとともに、所定の安定性、耐久性等を備える限り特に限定されるものではない。カラーフィルタ用基板31として、例えば、ガラスやポリマー等が使用される。
ブラックマトリックス層32は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等によりクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成される。その他にも、カーボン微粒子や金属酸化物等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングしてブラックマトリックス層32を形成してもよく、または、カーボン微粒子や金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングしてブラックマトリックス層32を形成してもよい。
赤色着色層33R,緑色着色層33Gおよび青色着色層33Bは、各色の顔料や染料等の着色剤を光硬化型感光性樹脂中に分散または溶解させて形成された層である。
このうち赤色着色層33Rに用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
緑色着色層33Gに用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
青色着色層33Bに用いられる着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
赤色着色層33R,緑色着色層33Gおよび青色着色層33Bの厚さは、通常は1〜5μmの範囲で設定される。
次に、赤色着色層33R,緑色着色層33Gおよび青色着色層33Bに光散乱機能を付与するための構造について説明する。図2に示すように、各着色層33R,33G,33Bの表面34には複数の凹部35が形成されている。ここで「着色層の表面」とは、図2に示すように、着色層33R,33G,33Bの両面のうち、カラーフィルタ用基板31に接している面の反対側にある面のことである。
例えば、着色層33R,33G,33Bの表面34に凹部35が形成されていない場合に比べて、カラーフィルタ30によって散乱される光の比率を高くすることができ、同時に、着色層33R,33G,33Bの表面34に凹部35が形成されていない場合に比べてカラーフィルタ30の平行透過率が大きく劣化するのを防ぐことができる。より具体的には、本実施の形態による凹部35が形成されているカラーフィルタ30におけるヘイズ値を50〜90%の範囲内とすることができる。さらに、着色層33R,33G,33Bの表面34に凹部35が形成されていないカラーフィルタにおける平行透過率と比べた場合の、本実施の形態による凹部35が形成されているカラーフィルタ30における平行透過率の劣化の程度を0〜30%の範囲内にとどめることができる。
なおカラーフィルタ30の平行透過率とは、カラーフィルタ30の法線方向に平行にカラーフィルタ30に入射される光のうち、当該法線方向に平行にカラーフィルタ30から出射される透過光の割合のことである。
まず図5(a)〜(d)および図6(a)(b)を参照して、カラーフィルタ30の製造方法について説明する。図5(a)〜(d)は、カラーフィルタを製造する工程を示すであり、図6(a)(b)は、カラーフィルタを製造する工程のうち、特に着色層用材料を露光および現像する工程を詳細に示す図である。図5(a)〜(d)および図6(a)(b)においては、右側に、各工程におけるカラーフィルタ用基板31を上方から見た場合の平面図が示されており、左側に、各工程におけるカラーフィルタ用基板31の縦断面図が示されている。
また、各着色層33R,33G,33Bの表面34の凹部35が露光および現像処理により形成される例を示したが、これに限られることはない。サンドブラストまたは機械的切削など、様々な方法によって各着色層33R,33G,33Bの表面34に凹部35を形成することができる。
図10(a)(b)(c)を参照して、実施例について説明する。図10(a)に示すように、カラーフィルタとして、各着色層33R,33G,33Bの表面34に複数の凹部35が波状のパターンで形成されたカラーフィルタ30を準備した。
次に図11(a)(b)(c)を参照して、比較例について説明する。はじめに、各着色層33R,33G,33Bの表面34に凹部が形成されていない点(図11(a)参照)以外は、実施例におけるカラーフィルタ30と略同一であるカラーフィルタ100を準備した。次に、実施例の場合と同様にして、カラーフィルタ110を備えた有機EL表示装置100から出射される光の波長スペクトルを、光検出器D1および光検出器D2によって検出した。
11 接着剤
12 オーバーコート層
15 信号線駆動回路
16 走査線駆動回路
20 有機EL光源
21 有機EL光源用基板
22 有機EL層
23R 赤色発光素子
23G 緑色発光素子
23B 青色発光素子
24 陽極
25R 赤色有機発光層
25G 緑色有機発光層
25B 青色有機発光層
26 陰極
30 カラーフィルタ
31 カラーフィルタ用基板
32 ブラックマトリクス層
32a 開口部
33R 赤色着色層
33G 緑色着色層
33B 青色着色層
35 凹部
35a 最深部
37B 青色着色層用材料
38 凹部が形成されるべき部分
40 マスク
41 遮光部
41a BM層用遮光部
41b 凹部用遮光部
42 開口部
100 有機EL表示装置
110 カラーフィルタ
Claims (8)
- 有機EL光源用基板と、当該有機EL光源用基板の観察側の面に設けられた有機EL層とを有する有機EL光源と、
前記有機EL光源の観察側に設けられたカラーフィルタと、を備え、
前記有機EL光源の有機EL層は、陽極と、陰極と、陽極と陰極の間に設けられ、エレクトロルミネッセンスにより光を放出する有機発光層と、を有し、
前記カラーフィルタは、カラーフィルタ用基板と、カラーフィルタ用基板上に所定パターンで設けられたブラックマトリクス層と、カラーフィルタ用基板上のブラックマトリクス層間に設けられた着色層と、を有し、
前記着色層の表面に凹部が形成されていることを特徴とする有機EL表示装置。 - 前記着色層の表面に形成されている凹部の深さが0.5〜2.5μmの範囲内となっていることを特徴とする請求項1に記載の有機EL表示装置。
- 前記着色層の表面において、前記凹部により占められる面積の比率が10〜50%の範囲内となっていることを特徴とする請求項1または2に記載の有機EL表示装置。
- 前記有機EL層において、前記陽極または前記陰極のうち観察側に配置された一方が半透明反射膜からなるとともに、前記陽極と前記陰極との間の光学的距離が、前記有機発光層から発光した光のピーク波長の整数倍または半整数倍となっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の有機EL表示装置。
- 請求項1に記載の有機EL表示装置に組み込まれるカラーフィルタにおいて、
カラーフィルタ用基板と、
カラーフィルタ用基板上に所定パターンで設けられたブラックマトリクス層と、
カラーフィルタ用基板上のブラックマトリクス層間に設けられた着色層と、を有し、
前記着色層の表面に凹部が形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。 - 前記着色層の表面に形成されている凹部の深さが0.5〜2.5μmの範囲内となっていることを特徴とする請求項5に記載のカラーフィルタ。
- 前記着色層の表面において、前記凹部により占められる面積の比率が10〜50%の範囲内となっていることを特徴とする請求項5または6に記載のカラーフィルタ。
- 請求項5に記載のカラーフィルタの製造方法において、
カラーフィルタ用基板を準備する工程と、
前記カラーフィルタ用基板上に所定パターンでブラックマトリクス層を形成する工程と、
前記カラーフィルタ用基板上の前記ブラックマトリクス層間に着色層を形成する工程と、を備え、
前記着色層の表面には凹部が形成されており、
前記着色層を形成する工程は、前記カラーフィルタ用基板上に着色層用の光硬化性樹脂を塗布する工程と、前記ブラックマトリクス層および前記着色層の凹部に対応する遮光部を有するマスクを用いて前記光硬化性樹脂を露光する工程と、前記光硬化性樹脂を現像する工程と、を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
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