JP2022011076A - カラーフィルタおよび表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】カラーフィルタにおいて、簡素な構成であっても、正面輝度と色再現性とが良好になるようにする。
【解決手段】第１透過波長域を有する第１副画素と、第１副画素に対向して配置された第１レンズと、単位画素Ｐまたは他の単位画素を構成する複数の副画素に含まれ、第１透過波長域と異なる第２透過波長域とを有し、第１副画素に隣接する第２副画素と、第２副画素に対向して配置され、第１副画素に対する第２副画素の隣接方向と同方向において第１レンズと隣り合って配置された第２レンズと、第１副画素および第２副画素と、第１レンズおよび第２レンズと、の間に配置された平坦化層と、を備え、第１副画素および第２副画素の厚さｔ１および隣接方向の幅、平坦化層の厚さｔ２、隣接方向における第１レンズおよび第２レンズの幅およびレンズ間の距離が特定の関係を有する。
【選択図】図２
【解決手段】第１透過波長域を有する第１副画素と、第１副画素に対向して配置された第１レンズと、単位画素Ｐまたは他の単位画素を構成する複数の副画素に含まれ、第１透過波長域と異なる第２透過波長域とを有し、第１副画素に隣接する第２副画素と、第２副画素に対向して配置され、第１副画素に対する第２副画素の隣接方向と同方向において第１レンズと隣り合って配置された第２レンズと、第１副画素および第２副画素と、第１レンズおよび第２レンズと、の間に配置された平坦化層と、を備え、第１副画素および第２副画素の厚さｔ１および隣接方向の幅、平坦化層の厚さｔ２、隣接方向における第１レンズおよび第２レンズの幅およびレンズ間の距離が特定の関係を有する。
【選択図】図２
Description
本発明は、カラーフィルタおよび表示装置に関する。
例えば、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置等の表示装置においては、カラー表示を行う１つ画素領域に、それぞれ、白色光を発生する有機ＥＬ素子が複数配置され、各有機ＥＬ素子の上方に着色フィルタとレンズとがそれぞれ配置された構成が知られている。
例えば、特許文献１には、１つの画素領域に白色光を発生する３つの有機ＥＬ素子が配置されており、それぞれの上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の光を透過する着色フィルタと、各着色フィルタ上に配置されたレンズと、が設けられた有機ＥＬ表示装置が開示されている。
例えば、特許文献２には、１つの画素領域に白色光を発生する凹状に形成された有機層を含む発光素子が配置されており、それぞれの上に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の光を透過する着色フィルタと、各着色フィルタ上に配置されたレンズと、が設けられた表示装置が開示されている。
例えば、特許文献１には、１つの画素領域に白色光を発生する３つの有機ＥＬ素子が配置されており、それぞれの上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の光を透過する着色フィルタと、各着色フィルタ上に配置されたレンズと、が設けられた有機ＥＬ表示装置が開示されている。
例えば、特許文献２には、１つの画素領域に白色光を発生する凹状に形成された有機層を含む発光素子が配置されており、それぞれの上に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の光を透過する着色フィルタと、各着色フィルタ上に配置されたレンズと、が設けられた表示装置が開示されている。
しかしながら、上記のような従来技術には以下のような問題がある。
特許文献１、２におけるレンズは、発光素子からの光の正面輝度を向上するために設けられている。
特許文献１では、サイズ１２μｍ×１２μｍの単位画素に設けられた、赤色、緑色、および青色の波長成分の表示光をそれぞれ形成する副画素から構成されたカラーフィルタの上にマイクロレンズを形成している。副画素の間には、混色対策のための大きなギャップが設けられている。このため、カラーフィルタの開口率が下がってしまうので、解像度をあまり向上することができない。
特許文献２では、凹状の有機層から出射した光を内部レンズで集光した後、着色フィルタに透過させ、最外部に配置されたオンチップマイクロレンズを通して外部に出射する。さらに、着色フィルタの間には、ブラックマトリクスが形成されているので、これらが相俟って発光素子からの光が、隣接する着色フィルタから出射しないようになっている。
この場合、正面輝度を向上し、混色を抑制することができるが、有機層を凹状に形成したり、ブラックマトリクスを形成したりする製造工程が増えてしまうので、製造コストが増大する。
特許文献１、２におけるレンズは、発光素子からの光の正面輝度を向上するために設けられている。
特許文献１では、サイズ１２μｍ×１２μｍの単位画素に設けられた、赤色、緑色、および青色の波長成分の表示光をそれぞれ形成する副画素から構成されたカラーフィルタの上にマイクロレンズを形成している。副画素の間には、混色対策のための大きなギャップが設けられている。このため、カラーフィルタの開口率が下がってしまうので、解像度をあまり向上することができない。
特許文献２では、凹状の有機層から出射した光を内部レンズで集光した後、着色フィルタに透過させ、最外部に配置されたオンチップマイクロレンズを通して外部に出射する。さらに、着色フィルタの間には、ブラックマトリクスが形成されているので、これらが相俟って発光素子からの光が、隣接する着色フィルタから出射しないようになっている。
この場合、正面輝度を向上し、混色を抑制することができるが、有機層を凹状に形成したり、ブラックマトリクスを形成したりする製造工程が増えてしまうので、製造コストが増大する。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成であっても、正面輝度と色再現性とが良好になるカラーフィルタおよび表示装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様のカラーフィルタは、カラー表示における単位画素を構成する複数の副画素に含まれ、第１透過波長域を有する第１副画素と、前記第１副画素の厚さ方向において前記第１副画素に対向して配置された第１レンズと、前記単位画素、または前記単位画素に隣接する他の単位画素を、構成する複数の副画素に含まれ、前記第１副画素と同じ厚さと、前記第１透過波長域と異なる第２透過波長域とを有し、前記第１副画素に隣接する第２副画素と、前記第２副画素の厚さ方向において前記第２副画素に対向して配置され、前記第１副画素に対する前記第２副画素の隣接方向と同方向において前記第１レンズと隣り合って配置された第２レンズと、前記第１副画素および前記第２副画素と、前記第１レンズおよび前記第２レンズと、の間に配置された平坦化層と、を備え、下記式（１）～（５）を満足する。
ここで、ｔ１は前記第１副画素および前記第２副画素の厚さ、ｔ２は前記平坦化層の厚さ、ｗは前記隣接方向における前記第１副画素および前記第２副画素の幅、Ｌは前記隣接方向における前記第１レンズおよび前記第２レンズの幅、およびｄは前記隣接方向における前記第１レンズおよび前記第２レンズの間の距離である。
上記カラーフィルタにおいては、前記単位画素および前記他の単位画素は、それぞれ赤色、緑色、および青色の互いに異なる透過波長域を有し、同一の前記隣接方向に並んだ３つの副画素を含んでおり、前記３つの副画素は、前記隣接方向と直交する方向における長さが互いに等しく、前記３つの副画素のうち、互いに隣り合う少なくとも１組の副画素において、前記式（１）～（５）が満足されてもよい。
上記カラーフィルタにおいては、前記単位画素および前記他の単位画素は、赤色、緑色、および青色のいずれかの第１色の透過波長域を有する第１色副画素と、前記赤色、前記緑色、および前記青色のうち前記第１色と異なる第２色の透過波長域を有する第２色副画素と、前記赤色、前記緑色、および前記青色のうち前記第１色および前記第２色と異なる第３色の透過波長域を有し、一方向に細長い第３色副画素と、を含んでおり、前記第１色副画素および前記第２色副画素は、前記第３色副画素の長手方向において互いに隣り合っており、かつ前記第１色副画素および前記第２色副画素は、前記第３色副画素の前記長手方向に交差する短手方向において、それぞれ前記第３色副画素と、隣り合って、配置されており、前記第１色副画素、前記第２色副画素、および前記第３色副画素のうち、互いに隣り合う少なくとも１組の副画素において、前記式（１）～（５）が満足されてもよい。
本発明の第２の態様の表示装置は、上記カラーフィルタと、前記単位画素を構成する前記複数の副画素にそれぞれ対向する複数の発光素子と、を備える。
上記表示装置においては、前記発光素子は、有機ＥＬ素子であってもよい。
本発明のカラーフィルタおよび表示装置によれば、簡素な構成であっても、正面輝度と色再現性とが良好になる。
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタおよび表示装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置の一例を示す模式的な平面図である。図２は、図１におけるＦ２－Ｆ２線に沿う断面図である。
本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタおよび表示装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置の一例を示す模式的な平面図である。図２は、図１におけるＦ２－Ｆ２線に沿う断面図である。
図１に示す有機ＥＬ表示装置１００（表示装置）は、画像信号に基づいてカラー画像を表示する。有機ＥＬ表示装置１００の用途は特に限定されない。例えば、有機ＥＬ表示装置１００は、スマートグラス、ヘッドマウントディスプレイ、電子ビューファインダなどの電子機器用の表示装置として利用することができる。
図１には、本実施形態の有機ＥＬ表示装置１００の平面視における単位画素Ｐの構成が示されている。ここで、平面視とは、有機ＥＬ表示装置１００の表示画面から発光素子に向かって見ることを意味している。平面視は、後述するフィルタ部３の厚さ方向から見ることでもある。
図１には、本実施形態の有機ＥＬ表示装置１００の平面視における単位画素Ｐの構成が示されている。ここで、平面視とは、有機ＥＬ表示装置１００の表示画面から発光素子に向かって見ることを意味している。平面視は、後述するフィルタ部３の厚さ方向から見ることでもある。
単位画素Ｐは、カラー表示を行う最小の領域である。例えば、有機ＥＬ表示装置１００は、図１に示す単位画素Ｐが、図示の左から右に向かうｘ方向と、図示の下から上に向かうｙ方向と、に、それぞれ多数隣り合って配列されている。ｚ方向は、ｘ方向およびｙ方向に直交する方向のうち、図示の紙面の奥から前に向かう方向である。ｚ方向は、平面視の方向と反対の方向である。
有機ＥＬ表示装置１００の単位画素Ｐの全体で形成される表示画面の外形は、ｘ方向およびｙ方向に辺を有する矩形である。単位画素Ｐのｘ方向の幅はＷｘ、ｙ方向の幅はＷｙである。ＷｘとＷｙとは、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。
例えば、図１に示す例では、Ｗｘは、Ｗｙの１／５倍である。
以下、簡単のため、領域、部材などのｘ方向の幅をｘ幅、ｙ方向の幅をｙ幅と称する場合がある。
単位画素Ｐは第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３を有する。第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３は、ｘ方向においてこの順に配列されている。第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３は、単位画素Ｐをｘ方向において三等分している。
有機ＥＬ表示装置１００において、各単位画素Ｐの構成はいずれも同一なので、以下では、単一の単位画素Ｐの例で説明する。
有機ＥＬ表示装置１００の単位画素Ｐの全体で形成される表示画面の外形は、ｘ方向およびｙ方向に辺を有する矩形である。単位画素Ｐのｘ方向の幅はＷｘ、ｙ方向の幅はＷｙである。ＷｘとＷｙとは、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。
例えば、図１に示す例では、Ｗｘは、Ｗｙの１／５倍である。
以下、簡単のため、領域、部材などのｘ方向の幅をｘ幅、ｙ方向の幅をｙ幅と称する場合がある。
単位画素Ｐは第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３を有する。第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３は、ｘ方向においてこの順に配列されている。第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３は、単位画素Ｐをｘ方向において三等分している。
有機ＥＬ表示装置１００において、各単位画素Ｐの構成はいずれも同一なので、以下では、単一の単位画素Ｐの例で説明する。
第１副画素域Ｐ１は、平面視では、ｘ幅がＷｘ／３、ｙ幅がＷｙの矩形である。第１副画素域Ｐ１は、例えば、赤色の表示を行う。
第２副画素域Ｐ２は、平面視では、ｘ幅がＷｘ／３、ｙ幅がＷｙの矩形である。第２副画素域Ｐ２は、例えば、緑色の表示を行う。
第３副画素域Ｐ３は、平面視では、ｘ幅がＷｘ／３、ｙ幅がＷｙの矩形である。第３副画素域Ｐ３は、例えば、青色の表示を行う。
第２副画素域Ｐ２は、平面視では、ｘ幅がＷｘ／３、ｙ幅がＷｙの矩形である。第２副画素域Ｐ２は、例えば、緑色の表示を行う。
第３副画素域Ｐ３は、平面視では、ｘ幅がＷｘ／３、ｙ幅がＷｙの矩形である。第３副画素域Ｐ３は、例えば、青色の表示を行う。
図２に示すように、有機ＥＬ表示装置１００は、本体部９と、カラーフィルタ１０と、を有する。
本体部９は、基板６、発光素子５、および平坦化膜４を有する。
基板６の平面視形状は、有機ＥＬ表示装置１００の表示画面よりも大きい。基板６は、例えば、シリコン基板で形成される。
基板６の平面視形状は、有機ＥＬ表示装置１００の表示画面よりも大きい。基板６は、例えば、シリコン基板で形成される。
発光素子５は、白色光を発光する。例えば、発光素子５としては、有機ＥＬ素子が用いられてもよい。有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に直流電圧を印加し、発光層に電子および正孔を注入して再結合させることにより励起子を生成し、この励起子が失活する際の光の放出を利用して発光する。
発光素子５は、第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３にそれぞれ設けられている。
図１に示すように、各発光素子５の平面視形状は、それぞれが配置された第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３の外形よりもわずかに小さい矩形状である。
図１に示す例では、各発光素子５のｘ幅はＷｘ／３よりもわずかに狭く、ｙ幅はＷｙよりもわずかに狭い。
発光素子５は、例えば、半導体製造プロセスを用いてシリコン基板上に製造される。
発光素子５は、第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３にそれぞれ設けられている。
図１に示すように、各発光素子５の平面視形状は、それぞれが配置された第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３の外形よりもわずかに小さい矩形状である。
図１に示す例では、各発光素子５のｘ幅はＷｘ／３よりもわずかに狭く、ｙ幅はＷｙよりもわずかに狭い。
発光素子５は、例えば、半導体製造プロセスを用いてシリコン基板上に製造される。
各発光素子５における電極は、基板６に形成された配線を通して図示略の駆動回路に接続されている。駆動回路は、画像信号に基づいて、各発光素子５の点灯および消灯を制御する。
図２に示すように、平坦化膜４は、少なくとも各単位画素Ｐにおける基板６および発光素子５を被覆しており、ｚ方向の表面に平坦面４ａを形成する。平坦面４ａは、有機ＥＬ表示装置１００における表示領域全体に延びる平面である。
平坦化膜４は、発光素子５を覆うことにより発光素子５を保護する。例えば、平坦化膜４は、水分、酸素などが発光素子５に触れないようにすることで、発光素子５の劣化を抑制する。
平坦化膜４の材料は、可視光に対する透過率が良好な透明樹脂材料からなる。平坦化膜４の材料には、水分および酸素の少なくとも一方に対するバリア性が高い材料を用いられることがより好ましい。
平坦化膜４における発光素子５上の膜厚は、例えば、０．１μｍである。
平坦化膜４は、発光素子５を覆うことにより発光素子５を保護する。例えば、平坦化膜４は、水分、酸素などが発光素子５に触れないようにすることで、発光素子５の劣化を抑制する。
平坦化膜４の材料は、可視光に対する透過率が良好な透明樹脂材料からなる。平坦化膜４の材料には、水分および酸素の少なくとも一方に対するバリア性が高い材料を用いられることがより好ましい。
平坦化膜４における発光素子５上の膜厚は、例えば、０．１μｍである。
カラーフィルタ１０は、ｚ方向において、フィルタ部３と、平坦化層２と、レンズ１と、をこの順に有する。
フィルタ部３は、上面３ａおよび下面３ｂを有する厚さｔ１の層状部である。ｔ１が満足する条件については後述する。
フィルタ部３は、下面３ｂが平坦面４ａと密着した状態で、平坦化膜４を覆っている。
フィルタ部３は、平坦化膜４を経由して各発光素子５から入射する光の透過波長を規制する。
フィルタ部３は、下面３ｂが平坦面４ａと密着した状態で、平坦化膜４を覆っている。
フィルタ部３は、平坦化膜４を経由して各発光素子５から入射する光の透過波長を規制する。
フィルタ部３は、第１着色層３１（副画素）、第２着色層３２（副画素）、および第３着色層３３（副画素）からなる。
第１着色層３１は、第１副画素域Ｐ１に重ねられている。第１着色層３１は、例えば、赤色の透過波長域を有する副画素を形成する。
第２着色層３２は、第１着色層３１のｘ方向に隣り合って配置されている。第２着色層３２は、第２副画素域Ｐ２に重ねられている。第２着色層３２は、例えば、緑色の透過波長域を有する副画素を形成する。
第３着色層３３は、第２着色層３２のｘ方向に隣り合って配置されている。第３着色層３３は、第３副画素域Ｐ３に重ねられている。第３着色層３３は、例えば、青色の透過波長域を有する副画素を形成する。
第１着色層３１は、第１副画素域Ｐ１に重ねられている。第１着色層３１は、例えば、赤色の透過波長域を有する副画素を形成する。
第２着色層３２は、第１着色層３１のｘ方向に隣り合って配置されている。第２着色層３２は、第２副画素域Ｐ２に重ねられている。第２着色層３２は、例えば、緑色の透過波長域を有する副画素を形成する。
第３着色層３３は、第２着色層３２のｘ方向に隣り合って配置されている。第３着色層３３は、第３副画素域Ｐ３に重ねられている。第３着色層３３は、例えば、青色の透過波長域を有する副画素を形成する。
本実施形態では、第１着色層３１、第２着色層３２、および第３着色層３３の厚さ方向から見た各平面視形状は、ｙ方向に細長い矩形であり、それぞれ第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３と同形である。このため、３つの副画素を形成する第１着色層３１、第２着色層３２、および第３着色層３３は、単位画素Ｐをｘ方向において三等分する形状に形成されている。
第１着色層３１、第２着色層３２、および第３着色層３３の各ｘ幅はｗｘ（＝Ｗｘ／３）、各ｙ幅はＷｙである。
第１着色層３１、第２着色層３２、および第３着色層３３の各ｘ幅はｗｘ（＝Ｗｘ／３）、各ｙ幅はＷｙである。
フィルタ部３は、透明樹脂に、それぞれの透過波長域に対応する色材を分散させた樹脂組成物を固化させて形成される。
平坦化層２は、フィルタ部３の上面３ａに積層された厚さｔ２の層状部である。ｔ２が満足する条件については後述する。
平坦化層２の上面２ａは、フィルタ部３の下面３ｂと平行な平面である。
平坦化層２の材料は、可視光に対する透過率が良好な透明樹脂材料である。
平坦化層２の上面２ａは、フィルタ部３の下面３ｂと平行な平面である。
平坦化層２の材料は、可視光に対する透過率が良好な透明樹脂材料である。
レンズ１は、平坦化層２を挟んで、第１着色層３１、第２着色層３２、および第３着色層３３のそれぞれの厚さ方向（ｚ方向）に対向して配置され、第１着色層３１、第２着色層３２、および第３着色層３３を透過する光をそれぞれ集光する。集光された光は、ｚ方向に延びる各レンズ１の光軸を中心として、カラーフィルタ１０の外部に出射する。
図１に示すように、本実施形態では、レンズ１は、第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３のそれぞれの長手方向（ｙ方向）に２つずつ並んで配置されている。ただし、第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３の長手方向におけるレンズ１の個数は、長手方向の長さに応じて適宜変更されてもよい。
各レンズ１のｙ幅はＬｙである。ｙ方向に隣接する各レンズ１の間の距離はｄｙである。ｄｙは、光取り出し効率を向上する観点では、小さい方がより好ましい。例えば、ｄｙは０であってもよい。
図１に示す例では、各レンズのｙ幅Ｌｙは、（Ｗｙ／２－ｄｙ）ある。
各レンズ１のｙ幅はＬｙである。ｙ方向に隣接する各レンズ１の間の距離はｄｙである。ｄｙは、光取り出し効率を向上する観点では、小さい方がより好ましい。例えば、ｄｙは０であってもよい。
図１に示す例では、各レンズのｙ幅Ｌｙは、（Ｗｙ／２－ｄｙ）ある。
各レンズ１のｘ幅はＬｘである。ｘ方向に隣接する各レンズ１の間の距離はｄｘである。Ｌｘ、ｄｘが満足する条件は後述する。
例えば、各レンズ１の平面視形状は、ｘ幅がＬｘ、ｙ幅がＬｙの矩形の四隅が円弧状に丸められた形状を有する。特にＬｘ＝Ｌｙの場合、各レンズ１の平面視形状は円であってもよい。
例えば、各レンズ１の平面視形状は、ｘ幅がＬｘ、ｙ幅がＬｙの矩形の四隅が円弧状に丸められた形状を有する。特にＬｘ＝Ｌｙの場合、各レンズ１の平面視形状は円であってもよい。
本実施形態では、平面視において、少なくともｘ方向と、各レンズ１の対角方向と、には、隙間が空いており、平坦化層２の上面２ａが露出している。
レンズ１の材料は、可視光に対する透過率が良好な透明樹脂材料である。レンズ１の材料は、平坦化層２と同一材料でもよいし、異なる材料でもよい。レンズ１の材料が平坦化層２の材料と異なる場合、互いの屈折率が異なっていてもよい。
図２に示す例において、各レンズ１は、ｚ方向において、平面１ｂと、凸レンズ面１ａと、を、この順に有する。ここで、平面１ｂは、平坦化層２との界面である。ただし、レンズ１および平坦化層２が同一材料で形成される場合にはレンズ１と平坦化層２との間に界面が形成されないので、平面１ｂは仮想面である。レンズ１および平坦化層２との屈折率が同一の場合には、平面１ｂが形成されたとしても、平面１ｂが屈折面および反射面として機能することはない。
以下では、特に断らない限り、レンズ１および平坦化層２が同一材料で形成されており、レンズ１および平坦化層２の屈折率が互いに等しい場合の例で説明する。
図２に示す例において、各レンズ１は、ｚ方向において、平面１ｂと、凸レンズ面１ａと、を、この順に有する。ここで、平面１ｂは、平坦化層２との界面である。ただし、レンズ１および平坦化層２が同一材料で形成される場合にはレンズ１と平坦化層２との間に界面が形成されないので、平面１ｂは仮想面である。レンズ１および平坦化層２との屈折率が同一の場合には、平面１ｂが形成されたとしても、平面１ｂが屈折面および反射面として機能することはない。
以下では、特に断らない限り、レンズ１および平坦化層２が同一材料で形成されており、レンズ１および平坦化層２の屈折率が互いに等しい場合の例で説明する。
各レンズ１は、凸レンズ面１ａが正の屈折力を有する凸レンズである。
各凸レンズ面１ａの形状は、レンズ１の集光性能および光取り出し効率を考慮した適宜形状が用いられる。例えば、各凸レンズ面１ａは、ｚ方向に凸の半球状であってもよい。ここで、半球状とは、半球面の場合と、球欠高さが半径よりも小さい球欠面の場合と、これらの半球面および球欠面に近い非球面の場合と、を含む。
このような形状を有することにより、各レンズ１は、発光素子５が出射する放射光を集光することができる。各レンズ１の光軸Ｏは、各レンズ１の中心を通りｚ方向に延びている。
図２に示すように、各光軸Ｏは、各発光素子５のｘ方向における幅（短手幅）の中心に位置している。
各凸レンズ面１ａの形状は、レンズ１の集光性能および光取り出し効率を考慮した適宜形状が用いられる。例えば、各凸レンズ面１ａは、ｚ方向に凸の半球状であってもよい。ここで、半球状とは、半球面の場合と、球欠高さが半径よりも小さい球欠面の場合と、これらの半球面および球欠面に近い非球面の場合と、を含む。
このような形状を有することにより、各レンズ１は、発光素子５が出射する放射光を集光することができる。各レンズ１の光軸Ｏは、各レンズ１の中心を通りｚ方向に延びている。
図２に示すように、各光軸Ｏは、各発光素子５のｘ方向における幅（短手幅）の中心に位置している。
本実施形態におけるカラーフィルタ１０では、第１の透過波長域を有する特定の副画素を第１副画素、第１副画素と隣接しており第１透過波長域と異なる第２透過波長域を有する副画素を第２副画素と称し、第１副画素および第２副画素にそれぞれ対向するレンズ１を第１レンズおよび第２レンズと称するとき、それぞれの形状について、下記式（１）～（５）を満足する形状に形成される。
ここで、ｔ１は第１副画素および第２副画素の厚さ、ｔ２は平坦化層２の厚さ、ｗは隣接方向における第１副画素および第２副画素の幅、Ｌは隣接方向における第１レンズおよび第２レンズの幅、およびｄは隣接方向における第１レンズおよび前記第２レンズの間の距離である。
式（１）に示すように、Ｔはフィルタ部３および平坦化層２の合計の厚さを表している。フィルタ部３および平坦化層２においては、発光素子５から出射する光は、フィルタ部３および第２レンズ２の屈折率差に応じて屈折するが、屈折率差が小さい場合には略直進する。
式（２）の条件は、フィルタ部３および平坦化層２の合計の厚さＴを、第１副画素および第２副画素の各幅ｗ未満としている。Ｔがｗ以上であると、第１レンズおよび第２レンズによる発光素子５からの放射光の集光範囲が狭くなるので、正面輝度が低下してしまう。
一方、放射角が大きい光を集光しやすくすると、第１副画素の端部から放射される光が、隣り合う第２副画素を透過した漏れ光が第２レンズから正面の方に出射される割合が増える。この場合、漏れ光は第２副画素を透過することにより、第１副画素の第１透過波長域と異なる色味を帯びている。第１透過波長域と異なる色味を帯びた漏れ光が混じって観察されると、漏れ光の光量によっては、色再現性が低下するおそれがある。
本実施形態では、漏れ光が正面の方に向かって出射しにくいようにするため、隣接方向において第１レンズと第２レンズと間に距離を持たせることで、レンズ間に隙間を形成している。
式（３）は、適正な隙間の大きさｄを規定している。式（５）は、レンズ間の距離をｄとしたときの第１レンズおよび第２レンズの幅Ｌを表している。
式（４）は、正面輝度を適正化しやすい、第１レンズおよび第２レンズの幅Ｌの範囲を規定している。
第１レンズおよび第２レンズの幅がｗであると、レンズ間の距離が０になってしまい、隣接方向において隙間が形成できない。
第１レンズおよび第２レンズの幅が０．８×ｗ未満であると、漏れ光が正面の方に向かいにくくなるものの、第１レンズおよび第２レンズの開口数が小さくなりすぎる。このため、適正な透過波長域を有する表示光の光取り出し効率と、正面輝度と、が低下してしまう。
式（２）の条件は、フィルタ部３および平坦化層２の合計の厚さＴを、第１副画素および第２副画素の各幅ｗ未満としている。Ｔがｗ以上であると、第１レンズおよび第２レンズによる発光素子５からの放射光の集光範囲が狭くなるので、正面輝度が低下してしまう。
一方、放射角が大きい光を集光しやすくすると、第１副画素の端部から放射される光が、隣り合う第２副画素を透過した漏れ光が第２レンズから正面の方に出射される割合が増える。この場合、漏れ光は第２副画素を透過することにより、第１副画素の第１透過波長域と異なる色味を帯びている。第１透過波長域と異なる色味を帯びた漏れ光が混じって観察されると、漏れ光の光量によっては、色再現性が低下するおそれがある。
本実施形態では、漏れ光が正面の方に向かって出射しにくいようにするため、隣接方向において第１レンズと第２レンズと間に距離を持たせることで、レンズ間に隙間を形成している。
式（３）は、適正な隙間の大きさｄを規定している。式（５）は、レンズ間の距離をｄとしたときの第１レンズおよび第２レンズの幅Ｌを表している。
式（４）は、正面輝度を適正化しやすい、第１レンズおよび第２レンズの幅Ｌの範囲を規定している。
第１レンズおよび第２レンズの幅がｗであると、レンズ間の距離が０になってしまい、隣接方向において隙間が形成できない。
第１レンズおよび第２レンズの幅が０．８×ｗ未満であると、漏れ光が正面の方に向かいにくくなるものの、第１レンズおよび第２レンズの開口数が小さくなりすぎる。このため、適正な透過波長域を有する表示光の光取り出し効率と、正面輝度と、が低下してしまう。
本実施形態では、単位画素Ｐ内でｘ方向において互いに隣接する第１着色層３１および第２着色層３２と、第２着色層３２および第３着色層３３と、は、それぞれ、第１副画素および第２副画素を構成する。
単位画素Ｐの第１着色層３１は、ｘ方向と反対方向に隣接する他の単位画素Ｐの第３着色層３３と隣接しているので、第１着色層３１と、これに隣り合う他の単位画素Ｐの第３着色層３３と、は、第１副画素および第２副画素を構成する。
単位画素Ｐの第３着色層３３は、ｘ方向に隣接する他の単位画素Ｐの第１着色層３１と隣接しているので、第３着色層３３と第１着色層３１とは、第１副画素および第２副画素を構成する。
本実施形態では、上述のいずれの第１副画素および第２副画素に対しても、式（１）～（５）において、ｗ＝ｗｘ、ｄ＝ｄｘ、Ｌ＝Ｌｘとした関係が満足されている。
単位画素Ｐの第１着色層３１は、ｘ方向と反対方向に隣接する他の単位画素Ｐの第３着色層３３と隣接しているので、第１着色層３１と、これに隣り合う他の単位画素Ｐの第３着色層３３と、は、第１副画素および第２副画素を構成する。
単位画素Ｐの第３着色層３３は、ｘ方向に隣接する他の単位画素Ｐの第１着色層３１と隣接しているので、第３着色層３３と第１着色層３１とは、第１副画素および第２副画素を構成する。
本実施形態では、上述のいずれの第１副画素および第２副画素に対しても、式（１）～（５）において、ｗ＝ｗｘ、ｄ＝ｄｘ、Ｌ＝Ｌｘとした関係が満足されている。
一方、本実施形態では、ｙ方向およびｙ方向と反対方向においては、単位画素Ｐ内でも、単位画素Ｐと隣接する他の単位画素Ｐとの間でも、透過波長領域が互いに異なる副画素が隣接していない。このため、ｙ方向およびｙ方向と反対方向においては、式（１）～（５）を満足すべき、第１副画素および第２副画素に該当する副画素は存在しない。例えば、ｙ方向およびｙ方向と反対方向においては、ｄｙは０に近いほど、より好ましい。
有機ＥＬ表示装置１００は、半導体製造プロセスを用いて基板６上に発光素子５を形成し、基板６および発光素子５に平坦化膜４を積層して本体部９を形成し、平坦面４ａ上に、フィルタ部３、平坦化層２、およびレンズ１を形成することによって製造できる。
例えば、フィルタ部３は、第１着色層３１、第２着色層３２、および第３着色層３３を形成する色材を感光性樹脂に分散させた樹脂組成物をそれぞれ準備し、パターンマスクを介して露光、現像する、フォトリソグラフィー法によって、平坦面４ａ上に各樹脂組成物の硬化層を形成することで形成できる。
例えば、レンズ１は、フィルタ部３上に平坦化層２およびレンズ１を形成する樹脂層を形成した後、エッチバック方式により樹脂層の表面に各レンズ１の凸レンズ面１ａと、平面部Ｆと、の形状を形成することによって形成できる。樹脂層のうち、エッチングされない層状部によって、平坦化層２が形成される。
例えば、フィルタ部３は、第１着色層３１、第２着色層３２、および第３着色層３３を形成する色材を感光性樹脂に分散させた樹脂組成物をそれぞれ準備し、パターンマスクを介して露光、現像する、フォトリソグラフィー法によって、平坦面４ａ上に各樹脂組成物の硬化層を形成することで形成できる。
例えば、レンズ１は、フィルタ部３上に平坦化層２およびレンズ１を形成する樹脂層を形成した後、エッチバック方式により樹脂層の表面に各レンズ１の凸レンズ面１ａと、平面部Ｆと、の形状を形成することによって形成できる。樹脂層のうち、エッチングされない層状部によって、平坦化層２が形成される。
有機ＥＬ表示装置１００の作用について、カラーフィルタ１０の作用を中心に説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタの作用を示す模式的な光線図である。
図３は、本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタの作用を示す模式的な光線図である。
有機ＥＬ表示装置１００においては、第１着色層３１に対向する発光素子５は赤色成分の画像信号（以下、Ｒ信号）に基づいて発光制御される。同様に、第２着色層３２に対向する発光素子５は緑色成分の画像信号（以下、Ｇ信号）に、第３着色層３３に対向する発光素子５は青色成分の画像信号（以下、Ｂ信号）に基づいて、それぞれ発光制御される。
単位画素Ｐにおいては、Ｒ信号で駆動された発光素子５からの光が第１着色層３１を透過して外部に出射し、Ｇ信号で駆動された発光素子５からの光が第２着色層３２を透過して外部に出射し、Ｂ信号で駆動された発光素子５からの光が第３着色層３３を透過して外部に出射することによって、画像信号に忠実な色が表示される。
単位画素Ｐにおいては、Ｒ信号で駆動された発光素子５からの光が第１着色層３１を透過して外部に出射し、Ｇ信号で駆動された発光素子５からの光が第２着色層３２を透過して外部に出射し、Ｂ信号で駆動された発光素子５からの光が第３着色層３３を透過して外部に出射することによって、画像信号に忠実な色が表示される。
図３に示すように、第１着色層３１の下面３ｂ上の点Ａ、Ｂ、Ｃに入射する光線を考える。点Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、第１着色層３１に対向する発光素子５のｘ方向と反対側の端部、ｘ方向の中央部、およびｘ方向の端部と、それぞれｚ方向において対向する点である。
例えば、点Ｂからｚ方向に向かう光線Ｒ１は、第１着色層３１、平坦化層２、および第１着色層３１に対向する凸レンズ面１ａ１をこの順に透過して、ｚ方向に出射する。
例えば、点Ｂからは、ｚ方向に進むにつれてｘ方向に向かう斜め方向の光線Ｒ２が入射する。光線Ｒ２のｚ方向に対する角度は、適正な光取り出し効率を得るためには、例えば、４５°程度まで考えればよい。
この場合、本実施形態では、カラーフィルタ１０が式（１）～（５）を満足しているので、光線Ｒ２は、第１着色層３１、平坦化層２、および第２着色層３２に対向する凸レンズ面１ａ２をこの順に透過して、ｚ方向に出射する。なお、光線Ｒ２の出射方向は、凸レンズ面１ａ２の集光性能によっては、ｚ方向に対して傾斜した方向に進む。しかし、光線Ｒ２は、凸レンズ面１ａ２において屈折されるので、ｚ方向からずれる場合でも、ｚ方向からあまり大きく逸れることはない。図３では、模式的に、光線Ｒ２はｚ方向に進むように描いている。凸レンズ面１ａから出射する他の光線も同様である。
以下では、光線がｚ方向に進むという場合、特に断らない限り、厳密にｚ方向に進む場合と、略ｚ方向に進む場合と、を含む。
例えば、点Ｂからｚ方向に向かう光線Ｒ１は、第１着色層３１、平坦化層２、および第１着色層３１に対向する凸レンズ面１ａ１をこの順に透過して、ｚ方向に出射する。
例えば、点Ｂからは、ｚ方向に進むにつれてｘ方向に向かう斜め方向の光線Ｒ２が入射する。光線Ｒ２のｚ方向に対する角度は、適正な光取り出し効率を得るためには、例えば、４５°程度まで考えればよい。
この場合、本実施形態では、カラーフィルタ１０が式（１）～（５）を満足しているので、光線Ｒ２は、第１着色層３１、平坦化層２、および第２着色層３２に対向する凸レンズ面１ａ２をこの順に透過して、ｚ方向に出射する。なお、光線Ｒ２の出射方向は、凸レンズ面１ａ２の集光性能によっては、ｚ方向に対して傾斜した方向に進む。しかし、光線Ｒ２は、凸レンズ面１ａ２において屈折されるので、ｚ方向からずれる場合でも、ｚ方向からあまり大きく逸れることはない。図３では、模式的に、光線Ｒ２はｚ方向に進むように描いている。凸レンズ面１ａから出射する他の光線も同様である。
以下では、光線がｚ方向に進むという場合、特に断らない限り、厳密にｚ方向に進む場合と、略ｚ方向に進む場合と、を含む。
光線Ｒ１、Ｒ２のように、点Ｂから第１着色層３１に入射し、第１着色層３１を通った後、平坦化層２を経由して、第１着色層３１に対向する凸レンズ面１ａ１と、ｘ方向に隣り合う凸レンズ面１ａ２と、の両方から出射する光線は、いずれも赤色光である。
点Ａから光線Ｒ２と平行に進む光線Ｒ３は、第１着色層３１を通った後、第２着色層３２を通ることなく、平坦化層２を経由して、凸レンズ面１ａ２からｚ方向に出射する。このため、光線Ｒ３は赤色光である。
このため、光線Ｒ１、Ｒ２は、Ｒ信号に応じた赤色光を形成する。
本実施形態によれば、光線Ｒ２、Ｒ３などのように、発光素子５から斜め方向に放射される光でも、ｘ方向に隣接する凸レンズ面１ａ２を通して、ｚ方向に出射する。このため、光線Ｒ２、Ｒ３が斜め方向に略直進する場合に比べて、赤色光の正面輝度を向上することができる。
点Ａから光線Ｒ２と平行に進む光線Ｒ３は、第１着色層３１を通った後、第２着色層３２を通ることなく、平坦化層２を経由して、凸レンズ面１ａ２からｚ方向に出射する。このため、光線Ｒ３は赤色光である。
このため、光線Ｒ１、Ｒ２は、Ｒ信号に応じた赤色光を形成する。
本実施形態によれば、光線Ｒ２、Ｒ３などのように、発光素子５から斜め方向に放射される光でも、ｘ方向に隣接する凸レンズ面１ａ２を通して、ｚ方向に出射する。このため、光線Ｒ２、Ｒ３が斜め方向に略直進する場合に比べて、赤色光の正面輝度を向上することができる。
点Ｃから光線Ｒ２と平行に進む光線Ｒ４は、第１着色層３１を通った後、第２着色層３２を通り、平坦化層２を経由して、上面２ａから出射する。
光線Ｒ４の色は、第１着色層３１を通る長さよりも第２着色層３２を通る長さの方が長いので、緑色に近い光である。光線Ｒ４は、Ｒ信号に基づいて発光する緑色に近い光であるため、表示光に混じって観察されると、単位画素Ｐにおける緑色成分の誤差になる。
本実施形態では、光線Ｒ４は、屈折力を有しない上面２ａから出射する。光線Ｒ４は、スネルの法則に応じて上面２ａで屈折するものの、凸レンズ面１ａを透過する場合に比べると、略直進するに等しい。このため、光線Ｒ４は、ｚ方向に対して略４５°傾斜した方向に進む。
光線Ｒ４は、正面に対してｘ方向に略４５°傾斜した方向に進むので、正面を中心として観察する場合には、単位画素Ｐの表示光に混じらないので、正面を中心とした観察方向における混色が抑制され、色再現性が良好になる。
光線Ｒ４の色は、第１着色層３１を通る長さよりも第２着色層３２を通る長さの方が長いので、緑色に近い光である。光線Ｒ４は、Ｒ信号に基づいて発光する緑色に近い光であるため、表示光に混じって観察されると、単位画素Ｐにおける緑色成分の誤差になる。
本実施形態では、光線Ｒ４は、屈折力を有しない上面２ａから出射する。光線Ｒ４は、スネルの法則に応じて上面２ａで屈折するものの、凸レンズ面１ａを透過する場合に比べると、略直進するに等しい。このため、光線Ｒ４は、ｚ方向に対して略４５°傾斜した方向に進む。
光線Ｒ４は、正面に対してｘ方向に略４５°傾斜した方向に進むので、正面を中心として観察する場合には、単位画素Ｐの表示光に混じらないので、正面を中心とした観察方向における混色が抑制され、色再現性が良好になる。
このような本実施形態の作用について、比較例と対比して説明する。
図４は、第１比較例のカラーフィルタの作用を示す模式的な光線図である。図５は、第２比較例のカラーフィルタの作用を示す模式的な光線図である。図６は、第３比較例のカラーフィルタの作用を示す模式的な光線図である。
図４は、第１比較例のカラーフィルタの作用を示す模式的な光線図である。図５は、第２比較例のカラーフィルタの作用を示す模式的な光線図である。図６は、第３比較例のカラーフィルタの作用を示す模式的な光線図である。
図４に示すように、第１比較例の有機ＥＬ表示装置２００Ａは、有機ＥＬ表示装置１００の平坦化層２に代えて、平坦化層２Ａを備える以外は、有機ＥＬ表示装置１００と同様に構成される。
平坦化層２Ａは、厚さｔ２Ａが、ｔ２よりも薄い以外は、平坦化層２と同様である。
このため、本比較例は、ＴＡ＝ｔ１＋ｔ２Ａが、本実施形態のＴよりも小さい例になっている。本比較例は、平坦化層２Ａが薄いことによって式（３）の関係が満足されていない例である。
本比較例では、上面３ａから測った各凸レンズ面１ａおよび上面２ａの高さが低下しているが、光線Ｒ１は本実施形態と同様に出射する。光線Ｒ２、Ｒ３は、実施形態と各凸レンズ面１ａにおける出射位置は異なるが、出射方向は、本実施形態と同様である。
これに対して、本比較例における光線Ｒ４は、凸レンズ面１ａ２が低い結果、凸レンズ面１ａ２を透過して出射するので、光線Ｒ２と同様、ｚ方向に出射する。
このため、正面から観察する場合に、緑味を帯びた光線Ｒ４が表示光に混じるので、混色が生じてしまう。このため、色再現性が低下する。
平坦化層２Ａは、厚さｔ２Ａが、ｔ２よりも薄い以外は、平坦化層２と同様である。
このため、本比較例は、ＴＡ＝ｔ１＋ｔ２Ａが、本実施形態のＴよりも小さい例になっている。本比較例は、平坦化層２Ａが薄いことによって式（３）の関係が満足されていない例である。
本比較例では、上面３ａから測った各凸レンズ面１ａおよび上面２ａの高さが低下しているが、光線Ｒ１は本実施形態と同様に出射する。光線Ｒ２、Ｒ３は、実施形態と各凸レンズ面１ａにおける出射位置は異なるが、出射方向は、本実施形態と同様である。
これに対して、本比較例における光線Ｒ４は、凸レンズ面１ａ２が低い結果、凸レンズ面１ａ２を透過して出射するので、光線Ｒ２と同様、ｚ方向に出射する。
このため、正面から観察する場合に、緑味を帯びた光線Ｒ４が表示光に混じるので、混色が生じてしまう。このため、色再現性が低下する。
図５に示すように、第２比較例の有機ＥＬ表示装置２００Ｂは、有機ＥＬ表示装置１００のレンズ１に代えて、レンズ１Ｂを備える以外は、有機ＥＬ表示装置１００と同様に構成される。
レンズ１Ｂは、レンズ１の凸レンズ面１ａに代えて、凸レンズ面１ａＢを備える。レンズ１Ｂは、ｘ方向における幅が、ｗｘに等しいＬｘＢである以外は、レンズ１と同様である。
このため、本比較例は、ｗがＴよりも大きい場合に、Ｌがｗに等しいことによって、レンズ１Ｂ間の距離が０になっている例になっている。本比較例は、隣接方向におけるレンズ１Ｂの幅が大きすぎることによって、式（３）、（４）の関係が満足されていない例である。
本比較例では、少なくとも隣接方向における断面（ｙ方向に直交する断面）では、凸レンズ面１ａＢのうち、互いに隣り合う凸レンズ面１ａ１Ｂ、１ａ２Ｂが互いに接している。このため、レンズ１Ｂ間に上面２ａは露出していない。
本比較例では、光線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３がｚ方向に出射することに加え、光線Ｒ４が光線Ｒ２と同様、凸レンズ面１ａ２Ｂからｚ方向に出射する。
このため、正面から観察する場合に、緑味を帯びた光線Ｒ４が表示光に混じるので、混色が生じてしまう。このため、色再現性が低下する。
レンズ１Ｂは、レンズ１の凸レンズ面１ａに代えて、凸レンズ面１ａＢを備える。レンズ１Ｂは、ｘ方向における幅が、ｗｘに等しいＬｘＢである以外は、レンズ１と同様である。
このため、本比較例は、ｗがＴよりも大きい場合に、Ｌがｗに等しいことによって、レンズ１Ｂ間の距離が０になっている例になっている。本比較例は、隣接方向におけるレンズ１Ｂの幅が大きすぎることによって、式（３）、（４）の関係が満足されていない例である。
本比較例では、少なくとも隣接方向における断面（ｙ方向に直交する断面）では、凸レンズ面１ａＢのうち、互いに隣り合う凸レンズ面１ａ１Ｂ、１ａ２Ｂが互いに接している。このため、レンズ１Ｂ間に上面２ａは露出していない。
本比較例では、光線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３がｚ方向に出射することに加え、光線Ｒ４が光線Ｒ２と同様、凸レンズ面１ａ２Ｂからｚ方向に出射する。
このため、正面から観察する場合に、緑味を帯びた光線Ｒ４が表示光に混じるので、混色が生じてしまう。このため、色再現性が低下する。
図６に示すように、第３比較例の有機ＥＬ表示装置２００Ｃは、有機ＥＬ表示装置１００の平坦化層２、レンズ１に代えて、平坦化層２Ａ、レンズ１Ｂを備える以外は、有機ＥＬ表示装置１００と同様に構成される。本比較例は、第１比較例と第２比較例との組み合わせになっている。
このため、本比較例は、第１比較例および第２比較例と同様、式（３）、（４）の関係が満足されていない例である。
本比較例では、第２比較例と同様、光線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３がｚ方向に出射することに加え、光線Ｒ４が光線Ｒ２と同様、凸レンズ面１ａ２Ｂからｚ方向に出射する。
このため、正面から観察する場合に、緑味を帯びた光線Ｒ４が表示光に混じるので、混色が生じてしまう。このため、色再現性が低下する。
このため、本比較例は、第１比較例および第２比較例と同様、式（３）、（４）の関係が満足されていない例である。
本比較例では、第２比較例と同様、光線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３がｚ方向に出射することに加え、光線Ｒ４が光線Ｒ２と同様、凸レンズ面１ａ２Ｂからｚ方向に出射する。
このため、正面から観察する場合に、緑味を帯びた光線Ｒ４が表示光に混じるので、混色が生じてしまう。このため、色再現性が低下する。
以上、斜め方向の光線としてｚ方向に進むにつれてｘ方向に進む光線の例で説明したが、ｚ方向に進むにつれてｘ方向と反対方向に進む光線に関する説明は、上述のｘ方向を、ｘ方向と反対方向に読み換えればよい。
上述では、第１副画素および第２副画素が、第１着色層３１および第２着色層３２の場合の例で説明したが、他の組合せを第１副画素および第２副画素とした場合も同様である。
上述では、第１副画素および第２副画素が、第１着色層３１および第２着色層３２の場合の例で説明したが、他の組合せを第１副画素および第２副画素とした場合も同様である。
以上説明したように、本実施形態の有機ＥＬ表示装置１００によれば、ｘ方向において互い隣接する第１副画素および第２副画素と、第１レンズおよび第２レンズと、に関して、式（１）～（５）を満足するカラーフィルタ１０を備えるので、正面輝度と色再現性とが良好になる。
混色を抑制するために、隣り合う副画素同士または隣り合うレンズ同士の間に、遮光壁を設けることも考えられる。しかし、このような遮光壁を精度よく設けるには、製造コストが増大するおそれがある。さらに遮光壁に到達する光は、混色を起こさない光であっても、吸収されてしまうので、光取り出し効率および正面輝度が低下するおそれがある。
これに対して、本実施形態では、遮光壁を設けないので、カラーフィルタ１０の構成が簡素になる。この結果、製造コストを抑制することができ、正面輝度も向上しやすい。
混色を抑制するために、隣り合う副画素同士または隣り合うレンズ同士の間に、遮光壁を設けることも考えられる。しかし、このような遮光壁を精度よく設けるには、製造コストが増大するおそれがある。さらに遮光壁に到達する光は、混色を起こさない光であっても、吸収されてしまうので、光取り出し効率および正面輝度が低下するおそれがある。
これに対して、本実施形態では、遮光壁を設けないので、カラーフィルタ１０の構成が簡素になる。この結果、製造コストを抑制することができ、正面輝度も向上しやすい。
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルタおよび表示装置について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置の一例を示す模式的な平面図である。図８は、図７におけるＦ８－Ｆ８線に沿う断面図である。図９は、図７におけるＦ９－Ｆ９線に沿う断面図である。図１０は、図７におけるＦ１０－Ｆ１０線に沿う断面図である。
本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルタおよび表示装置について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る表示装置の一例を示す模式的な平面図である。図８は、図７におけるＦ８－Ｆ８線に沿う断面図である。図９は、図７におけるＦ９－Ｆ９線に沿う断面図である。図１０は、図７におけるＦ１０－Ｆ１０線に沿う断面図である。
図７に示す本実施形態の有機ＥＬ表示装置１０１（表示装置）は、第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置１００の単位画素Ｐのそれぞれに代えて、平面視矩形状の単位画素Ｐ１０を備える。有機ＥＬ表示装置１０１の用途は特に限定されない。例えば、有機ＥＬ表示装置１０１は、有機ＥＬ表示装置１００と同様、スマートグラス、ヘッドマウントディスプレイ、電子ビューファインダなどの電子機器用の表示装置として利用することができる。
以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
単位画素Ｐ１０のｘ幅は２×ｗｘ、ｙ幅はＷｙである。特に２×ｗｘ＝Ｗｙの場合、単位画素Ｐ１０の平面視形状は、正方形である。
単位画素Ｐ１０は、第１副画素域Ｐ１１、第２副画素域Ｐ１２、および第３副画素域Ｐ１３を有する。第２副画素域Ｐ１２と第１副画素域Ｐ１１とは、ｙ方向にこの順に配列されている。第３副画素域Ｐ１３は、第１副画素域Ｐ１１および第２副画素域Ｐ１２のそれぞれのｘ方向側に隣り合って配置されている。
単位画素Ｐ１０は、第１副画素域Ｐ１１、第２副画素域Ｐ１２、および第３副画素域Ｐ１３を有する。第２副画素域Ｐ１２と第１副画素域Ｐ１１とは、ｙ方向にこの順に配列されている。第３副画素域Ｐ１３は、第１副画素域Ｐ１１および第２副画素域Ｐ１２のそれぞれのｘ方向側に隣り合って配置されている。
第１副画素域Ｐ１１は、平面視では、ｘ幅がｗｘ、ｙ幅がＷｙ／２の矩形である。第１副画素域Ｐ１１は、例えば、赤色の表示を行う。
第２副画素域Ｐ１２は、平面視では、ｘ幅がｗｘ、ｙ幅がＷｙ／２の矩形である。第２副画素域Ｐ１２は、例えば、緑色の表示を行う。
第３副画素域Ｐ１３は、平面視では、ｘ幅がｗｘ、ｙ幅がＷｙの細長い矩形である。第３副画素域Ｐ１３は、例えば、青色の表示を行う。
第２副画素域Ｐ１２は、平面視では、ｘ幅がｗｘ、ｙ幅がＷｙ／２の矩形である。第２副画素域Ｐ１２は、例えば、緑色の表示を行う。
第３副画素域Ｐ１３は、平面視では、ｘ幅がｗｘ、ｙ幅がＷｙの細長い矩形である。第３副画素域Ｐ１３は、例えば、青色の表示を行う。
図８に示すように、有機ＥＬ表示装置１０１は、本体部１９と、カラーフィルタ１１と、を有する。
本体部１９は、第１の実施形態における本体部９の発光素子５に代えて、発光素子１５を有する。
発光素子１５は、平面視形状が異なる以外は、第１の実施形態における発光素子５と同様である。発光素子１５は、第１副画素域Ｐ１１および第２副画素域Ｐ１２に設けられた発光素子１５Ａと、第３副画素域Ｐ１３に設けられた発光素子１５Ｂと、を有する。例えば、発光素子１５としては、有機ＥＬ素子が用いられてもよい。
図７に示すように、各発光素子１５Ａの平面視形状は、それぞれが配置された第１副画素域Ｐ１１および第２副画素域Ｐ１２の外形よりもわずかに小さい矩形状である。
発光素子１５Ｂの平面視形状は、それぞれが配置された第３副画素域Ｐ１３の外形よりもわずかに小さい矩形状である。
発光素子１５は、平面視形状が異なる以外は、第１の実施形態における発光素子５と同様である。発光素子１５は、第１副画素域Ｐ１１および第２副画素域Ｐ１２に設けられた発光素子１５Ａと、第３副画素域Ｐ１３に設けられた発光素子１５Ｂと、を有する。例えば、発光素子１５としては、有機ＥＬ素子が用いられてもよい。
図７に示すように、各発光素子１５Ａの平面視形状は、それぞれが配置された第１副画素域Ｐ１１および第２副画素域Ｐ１２の外形よりもわずかに小さい矩形状である。
発光素子１５Ｂの平面視形状は、それぞれが配置された第３副画素域Ｐ１３の外形よりもわずかに小さい矩形状である。
カラーフィルタ１１は、第１の実施形態におけるカラーフィルタ１０のフィルタ部３に代えて、フィルタ部１３を有する。
フィルタ部１３は、フィルタ部３の第１着色層３１、および第２着色層３２に代えて、第１着色層４１（副画素）および第２着色層４２（副画素）を有する。
第１着色層４１は、第１副画素域Ｐ１１に重ねられている。第１着色層４１は、例えば、赤色の透過波長域を有する。
図９に示すように、第２着色層４２は、ｙ方向に沿って第１着色層４１と隣り合って配置されている。第２着色層４２は、第２副画素域Ｐ１２に重ねられている。第２着色層４２は、例えば、緑色の透過波長域を有する。
第１着色層４１および第２着色層４２の平面視形状は、ｘ幅がｗｘ、ｙ幅がｗｙ（＝Ｗｙ／２）の矩形である。
図９に示すように、第２着色層４２は、ｙ方向に沿って第１着色層４１と隣り合って配置されている。第２着色層４２は、第２副画素域Ｐ１２に重ねられている。第２着色層４２は、例えば、緑色の透過波長域を有する。
第１着色層４１および第２着色層４２の平面視形状は、ｘ幅がｗｘ、ｙ幅がｗｙ（＝Ｗｙ／２）の矩形である。
図８、９に示すように、本実施形態における第３着色層３３は、第３副画素域Ｐ１３に重ねられている以外は、第１の実施形態と同様である。第３着色層３３の平面視形状は、ｘ幅がｗｘ、ｙ幅が２×ｗｙの、ｙ方向に細長い矩形である。
フィルタ部１３は、副画素の平面視形状および配置が異なる以外は、フィルタ部３と同様にして形成される。
本実施形態におけるレンズ１は、単位画素Ｐ１０内に４つ配置されている以外は、第１の実施形態におけるレンズ１と同様である。
このため、本実施形態におけるレンズ１は、第１副画素域Ｐ１１および第２副画素域Ｐ１２にそれぞれ１つずつ、第３副画素域Ｐ１３に２つ配置されている。
各レンズ１は、それぞれ平坦化層２を挟んで第１着色層４１、第２着色層４２、および第３着色層３３と対向するように配置されている。特に、第３着色層３３に対向する２つのレンズ１は、第３着色層３３の長手方向であるｙ方向に並んで配置されている。
図８に示すように、ｘ方向に隣り合うレンズ１同士の間は、第１の実施形態と同様の隙間ｄｘが空けられている。
図９、１０に示すように、ｙ方向に隣り合うレンズ１同士の間は、同様の隙間ｄｙが空けられている。
このため、本実施形態におけるレンズ１は、第１副画素域Ｐ１１および第２副画素域Ｐ１２にそれぞれ１つずつ、第３副画素域Ｐ１３に２つ配置されている。
各レンズ１は、それぞれ平坦化層２を挟んで第１着色層４１、第２着色層４２、および第３着色層３３と対向するように配置されている。特に、第３着色層３３に対向する２つのレンズ１は、第３着色層３３の長手方向であるｙ方向に並んで配置されている。
図８に示すように、ｘ方向に隣り合うレンズ１同士の間は、第１の実施形態と同様の隙間ｄｘが空けられている。
図９、１０に示すように、ｙ方向に隣り合うレンズ１同士の間は、同様の隙間ｄｙが空けられている。
本実施形態では、単位画素Ｐ１０内でｘ方向において互いに隣接する第１着色層４１および第３着色層３３と、第２着色層４２および第３着色層３３と、は、それぞれ、第１副画素および第２副画素を構成する。
単位画素Ｐ１０の第１着色層４１は、ｘ方向と反対方向に隣接する他の単位画素Ｐ１０の第３着色層３３と隣接しているので、第１着色層４１と、これに隣り合う他の単位画素Ｐ１０の第３着色層３３と、は第１副画素および第２副画素を構成する。同様に、第２着色層４２と、これに隣り合う他の単位画素Ｐ１０の第３着色層３３と、は、第１副画素および第２副画素を構成する。
同様に、単位画素Ｐ１０の第３着色層３３と、単位画素Ｐ１０にｘ方向に隣接する他の単位画素Ｐ１０における第１着色層４１または第２着色層４２と、は、第１副画素および第２副画素を構成する。
本実施形態では、上述のｘ方向において隣り合う第１副画素および第２副画素では、上述の式（１）～（５）において、ｗ＝ｗｘ、ｄ＝ｄｘ、Ｌ＝Ｌｘとした関係が満足されている。
単位画素Ｐ１０の第１着色層４１は、ｘ方向と反対方向に隣接する他の単位画素Ｐ１０の第３着色層３３と隣接しているので、第１着色層４１と、これに隣り合う他の単位画素Ｐ１０の第３着色層３３と、は第１副画素および第２副画素を構成する。同様に、第２着色層４２と、これに隣り合う他の単位画素Ｐ１０の第３着色層３３と、は、第１副画素および第２副画素を構成する。
同様に、単位画素Ｐ１０の第３着色層３３と、単位画素Ｐ１０にｘ方向に隣接する他の単位画素Ｐ１０における第１着色層４１または第２着色層４２と、は、第１副画素および第２副画素を構成する。
本実施形態では、上述のｘ方向において隣り合う第１副画素および第２副画素では、上述の式（１）～（５）において、ｗ＝ｗｘ、ｄ＝ｄｘ、Ｌ＝Ｌｘとした関係が満足されている。
本実施形態では、単位画素Ｐ１０内でｙ方向において互いに隣接する第１着色層４１および第２着色層４２は、第１副画素および第２副画素を構成する。
単位画素Ｐ１０の第１着色層４１は、ｙ方向に隣接する他の単位画素Ｐ１０の第２着色層４２と隣接しているので、第１着色層４１と、これに隣り合う他の単位画素Ｐ１０の第２着色層４２と、は第１副画素および第２副画素を構成する。同様に、第２着色層４２と、これに隣り合う他の単位画素Ｐ１０の第１着色層４１と、は、第１副画素および第２副画素を構成する。
本実施形態では、上述のｙ方向において隣り合う第１副画素および第２副画素では、上述の式（１）～（５）において、ｗ＝ｗｙ、ｄ＝ｄｙ、Ｌ＝Ｌｙとした関係が満足されている。
単位画素Ｐ１０の第１着色層４１は、ｙ方向に隣接する他の単位画素Ｐ１０の第２着色層４２と隣接しているので、第１着色層４１と、これに隣り合う他の単位画素Ｐ１０の第２着色層４２と、は第１副画素および第２副画素を構成する。同様に、第２着色層４２と、これに隣り合う他の単位画素Ｐ１０の第１着色層４１と、は、第１副画素および第２副画素を構成する。
本実施形態では、上述のｙ方向において隣り合う第１副画素および第２副画素では、上述の式（１）～（５）において、ｗ＝ｗｙ、ｄ＝ｄｙ、Ｌ＝Ｌｙとした関係が満足されている。
本実施形態の有機ＥＬ表示装置１０１は、カラーフィルタ１１における副画素の形状および配置が異なる以外は、有機ＥＬ表示装置１００と同様に構成されている。
有機ＥＬ表示装置１０１は、ｘ方向およびｙ方向において、それぞれ互いに隣接する第１副画素および第２副画素と、第１レンズおよび第２レンズと、に関して、式（１）～（５）を満足するカラーフィルタ１１を備えるので、第１の実施形態と同様、正面輝度と色再現性とが良好になる。
有機ＥＬ表示装置１０１は、ｘ方向およびｙ方向において、それぞれ互いに隣接する第１副画素および第２副画素と、第１レンズおよび第２レンズと、に関して、式（１）～（５）を満足するカラーフィルタ１１を備えるので、第１の実施形態と同様、正面輝度と色再現性とが良好になる。
なお、上記各実施形態では、発光素子が有機ＥＬ素子の場合で説明した。しかし、発光素子の種類は、有機ＥＬ素子には限定されない。例えば、発光素子の例としては、無機ＬＥＤ素子などが挙げられる。
上記各実施形態では、第１副画素域、第２副画素域、および第３副画素域に、それぞれ、赤色、緑色、および青色の副画素が配置された例で説明した。しかし、単位画素においてカラー表示できれば、副画素の色と、配置位置は、これには限定されない。
第１の実施形態のカラーフィルタおよび表示装置の実施例１、２について比較例１、２とともに説明する。下記［表１］に実施例１、２、および比較例１、２の構成と、評価結果と、を示す。
［実施例１］
実施例１は、第１の実施形態に対応する実施例である。
実施例１の有機ＥＬ表示装置１００における単位画素Ｐの大きさは、Ｗｘ＝Ｗｙ＝７．２（μｍ）であり、第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３のｘ幅×ｙ幅は、それぞれ、２．４μｍ×７．２μｍであった。
第１着色層３１、第２着色層３２、および第３着色層３３（以下、各副画素と称する場合がある）のｘ幅×ｙ幅は、それぞれ、２．４μｍ×７．２μｍであった。
［表１］に示すように、拡幅がその隣接方向における幅ｗは、２．４μｍであった。各副画素の厚さｔ１は１．０μｍであった。平坦化層２の厚さｔ２は１．２μｍであった。
各レンズ１は、各副画素に対向して３つずつ設けられた。各レンズ１のｘ幅×ｙ幅は、２．０μｍ×２．０μｍであった。
各レンズ１は、ｘ方向においては、各副画素の中心に光軸が一致するように配置され、ｘ方向に０．４μｍの隙間を空けて配列された。各レンズ１は、ｙ方向においては、０．４μｍの隙間を空けて配列された。
このため、［表１］に示すように、隣接方向であるｘ方向における各レンズ１の幅Ｌは２．０μｍ、各レンズ１間の距離ｄは０．４μｍであった。
本実施例のカラーフィルタ１０は、ｘ方向において、式（１）～（５）をすべて満足していた。
実施例１は、第１の実施形態に対応する実施例である。
実施例１の有機ＥＬ表示装置１００における単位画素Ｐの大きさは、Ｗｘ＝Ｗｙ＝７．２（μｍ）であり、第１副画素域Ｐ１、第２副画素域Ｐ２、および第３副画素域Ｐ３のｘ幅×ｙ幅は、それぞれ、２．４μｍ×７．２μｍであった。
第１着色層３１、第２着色層３２、および第３着色層３３（以下、各副画素と称する場合がある）のｘ幅×ｙ幅は、それぞれ、２．４μｍ×７．２μｍであった。
［表１］に示すように、拡幅がその隣接方向における幅ｗは、２．４μｍであった。各副画素の厚さｔ１は１．０μｍであった。平坦化層２の厚さｔ２は１．２μｍであった。
各レンズ１は、各副画素に対向して３つずつ設けられた。各レンズ１のｘ幅×ｙ幅は、２．０μｍ×２．０μｍであった。
各レンズ１は、ｘ方向においては、各副画素の中心に光軸が一致するように配置され、ｘ方向に０．４μｍの隙間を空けて配列された。各レンズ１は、ｙ方向においては、０．４μｍの隙間を空けて配列された。
このため、［表１］に示すように、隣接方向であるｘ方向における各レンズ１の幅Ｌは２．０μｍ、各レンズ１間の距離ｄは０．４μｍであった。
本実施例のカラーフィルタ１０は、ｘ方向において、式（１）～（５）をすべて満足していた。
実施例１の有機ＥＬ表示装置１００を製造するため、シリコン基板にスパッタ法やエッチング法等の公知の方法を用いてＴＦＴ層を形成した。さらに、ＴＦＴ層上に蒸着法等の公知の方法を用いて白色有機ＥＬ素子を形成後、ＣＶＤ法により窒化シリコンを被覆して有機ＥＬ素子基板を形成した。
ここで、シリコン基板および白色有機ＥＬ素子は、それぞれ、基板６および発光素子５に相当する。
ここで、シリコン基板および白色有機ＥＬ素子は、それぞれ、基板６および発光素子５に相当する。
フィルタ部３を製造するため、下記［表２］に示す組成を有する赤色、緑色、および青色の感光性着色組成物ＲＲ－１、ＧＲ－１、ＢＲ－１を準備した。
［表１］における「樹脂」は、バインダー、「モノマー」は硬化剤である。開始剤は、硬化剤をラジカル重合反応させるための添加剤である。連鎖移動剤は、ラジカル重合を促進させるための添加剤である。
感光性着色組成物ＲＲ－１に用いた赤色の着色材料Ｒ－１は以下のようにして調製した。
下記組成の混合物ＭＲを均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いたサンドミルで、混合物ＭＲを５時間分散した。この後、混合物ＭＲを５μｍのフィルタで濾過して赤色の着色材料Ｒ－１を得た。
混合物ＭＲにおいて、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４としては、イルガーフォーレッド Ｂ－ＣＦ（商品名；ＢＡＳＦ社製）を用いた。Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９としては、Ｐａｌｉｏｔｏｌ（登録商標） Ｙｅｌｌｏｗ Ｌ ２１４６ＨＤ（商品名；ＢＡＳＦ社製）を用いた。
下記組成の混合物ＭＲを均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いたサンドミルで、混合物ＭＲを５時間分散した。この後、混合物ＭＲを５μｍのフィルタで濾過して赤色の着色材料Ｒ－１を得た。
混合物ＭＲにおいて、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４としては、イルガーフォーレッド Ｂ－ＣＦ（商品名；ＢＡＳＦ社製）を用いた。Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９としては、Ｐａｌｉｏｔｏｌ（登録商標） Ｙｅｌｌｏｗ Ｌ ２１４６ＨＤ（商品名；ＢＡＳＦ社製）を用いた。
（混合物ＭＲの組成）
赤色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４ ７８重量部
黄色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９ ２２重量部
アクリルワニス（固形分２０％） ２１５重量部
赤色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４ ７８重量部
黄色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １３９ ２２重量部
アクリルワニス（固形分２０％） ２１５重量部
感光性着色組成物ＧＲ－１に用いた緑色の着色材料Ｇ－１は、混合物ＭＧに代えて、下記組成の混合物ＭＧを用いた以外は、着色材料Ｒ－１と同様にして作成した。
混合物ＭＧにおいて、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８としては、ＦＡＳＴＯＧＥＮ（登録商標） ＧＲＥＥＮ Ａ１１０（商品名；ＤＩＣ（株）製）を用いた。Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １８５としては、Ｐａｌｉｏｔｏｌ（登録商標） Ｙｅｌｌｏｗ Ｌ １１５５（商品名；ＢＡＳＦ社製）を用いた。
混合物ＭＧにおいて、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８としては、ＦＡＳＴＯＧＥＮ（登録商標） ＧＲＥＥＮ Ａ１１０（商品名；ＤＩＣ（株）製）を用いた。Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １８５としては、Ｐａｌｉｏｔｏｌ（登録商標） Ｙｅｌｌｏｗ Ｌ １１５５（商品名；ＢＡＳＦ社製）を用いた。
（混合物ＭＧの組成）
緑色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８ ６５重量部
黄色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １８５ ３５重量部
アクリルワニス（固形分２０％） ２１５重量部
緑色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８ ６５重量部
黄色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １８５ ３５重量部
アクリルワニス（固形分２０％） ２１５重量部
感光性着色組成物ＢＲ－１に用いたは青色の着色材料Ｂ－１は、混合物ＭＧに代えて、下記組成の混合物ＭＢを用いた以外は、着色材料Ｒ－１と同様にして作成した。
混合物ＭＢにおいて、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６としては、ＬＩＯＮＯＬ（登録商標） ＢＬＵＥ ＥＳ(商品名；トーヨーカラー（株）製)を用いた。Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３としては、ＬＩＯＮＯＧＥＮ（登録商標） ＶＩＯＬＥＴ ＲＬＵＥ ＥＳ(商品名；トーヨーカラー（株）製)を用いた。
混合物ＭＢにおいて、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６としては、ＬＩＯＮＯＬ（登録商標） ＢＬＵＥ ＥＳ(商品名；トーヨーカラー（株）製)を用いた。Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３としては、ＬＩＯＮＯＧＥＮ（登録商標） ＶＩＯＬＥＴ ＲＬＵＥ ＥＳ(商品名；トーヨーカラー（株）製)を用いた。
（混合物ＭＢの組成）
青色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６ ６３重量部
紫色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３ ３７重量部
アクリルワニス（固形分２０％） ２１５重量部
青色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６ ６３重量部
紫色顔料：Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３ ３７重量部
アクリルワニス（固形分２０％） ２１５重量部
レンズ１および平坦化層２は、感光性着色組成物ＲＲ－１、ＧＲ－１、ＢＲ－１から着色用の色材を除いた透明材料を用いて形成可能である。例えば、色材の代わりに屈折率調整材としてシリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム分散体などの無機成分を含有させることで、屈折率の調整が可能である。屈折率調整材の種類、含有率を調整することにより、例えば、１．５～１．６５の範囲の屈折率を得ることが可能である。
本実施例では、レンズ１および平坦化層２の材料として、感光性着色組成物ＲＲ－１、ＧＲ－１、ＢＲ－１から着色用の色材を除いた透明材料に、屈折率が１．６になるように酸化チタンを含有させて用いた。
本実施例では、レンズ１および平坦化層２の材料として、感光性着色組成物ＲＲ－１、ＧＲ－１、ＢＲ－１から着色用の色材を除いた透明材料に、屈折率が１．６になるように酸化チタンを含有させて用いた。
本実施例の有機ＥＬ表示装置１００は、以下のように製造した。
上述の有機ＥＬ素子基板上に平坦化膜４を形成する透明樹脂組成物を、硬化仕上がりの膜厚が０．１μｍになるようにスピンナーで塗布した。その後、加熱オーブンを用いて１００℃、１０分間加熱して、透明樹脂組成物を硬化させて、平坦化膜４を形成した。これにより、本体部９が形成された。
本体部９上に、緑色の感光性樹脂組成物ＧＲ－１を、硬化仕上がりの膜厚が１．２μｍになるようにスピンナーで塗布した。この後、パターンマスクを介して紫外線露光、アルカリ現像、水洗および乾燥工程を行って、各第２副画素域Ｐ２に、緑色の副画素である第２着色層３２を仮形成した。各第２着色層３２におけるｘ幅×ｙ幅は、２．４μｍ×７．２μｍであった。この後、加熱オーブンを用いて８０℃、１０分間加熱して、仮形成した第２着色層３２を硬化させた。
上述の有機ＥＬ素子基板上に平坦化膜４を形成する透明樹脂組成物を、硬化仕上がりの膜厚が０．１μｍになるようにスピンナーで塗布した。その後、加熱オーブンを用いて１００℃、１０分間加熱して、透明樹脂組成物を硬化させて、平坦化膜４を形成した。これにより、本体部９が形成された。
本体部９上に、緑色の感光性樹脂組成物ＧＲ－１を、硬化仕上がりの膜厚が１．２μｍになるようにスピンナーで塗布した。この後、パターンマスクを介して紫外線露光、アルカリ現像、水洗および乾燥工程を行って、各第２副画素域Ｐ２に、緑色の副画素である第２着色層３２を仮形成した。各第２着色層３２におけるｘ幅×ｙ幅は、２．４μｍ×７．２μｍであった。この後、加熱オーブンを用いて８０℃、１０分間加熱して、仮形成した第２着色層３２を硬化させた。
この後、赤色の感光性樹脂組成物ＲＲ－１を用いて第１副画素域Ｐ１に形成する以外は、第２着色層３２の形成方法と同様にして、第１着色層３１を形成した。
この後、青色の感光性樹脂組成物ＢＲ－１を用いて第３着色層３３に形成する以外は、第２着色層３２の形成方法と同様にして、第３着色層３３を形成した。
以上で、実施例１の本体部９上にフィルタ部３が形成された。
この後、青色の感光性樹脂組成物ＢＲ－１を用いて第３着色層３３に形成する以外は、第２着色層３２の形成方法と同様にして、第３着色層３３を形成した。
以上で、実施例１の本体部９上にフィルタ部３が形成された。
フィルタ部３を形成した後、レンズ１および平坦化層２を形成する材料を、硬化仕上がりの膜厚が２．４μｍとなるようにスピンナーで、フィルタ部３上に塗布した。この後、塗膜全体に紫外線露光し、その後、加熱オーブンを用いて８０℃、１０分間加熱して、塗膜を硬化させ、透明樹脂層を形成した。
この後、エッチバック方式により、透明樹脂層の表面に、高さが１．２μｍ、ｘ幅およびｙ幅が２．０μｍとなる、凸形状のレンズ１を形成した。レンズ１は、第１着色層３１、第２着色層３２、および第３着色層３３の上方に、それぞれ３つずつ形成した。
この後、エッチバック方式により、透明樹脂層の表面に、高さが１．２μｍ、ｘ幅およびｙ幅が２．０μｍとなる、凸形状のレンズ１を形成した。レンズ１は、第１着色層３１、第２着色層３２、および第３着色層３３の上方に、それぞれ３つずつ形成した。
この後、レンズ１の表面に、封止剤であるストラクトボンド（登録商標）ＸＭＦ－Ｔ１０７（商品名；三井化学（株）製）を用いてカバーガラスと貼り合せた。これにより、実施例１の有機ＥＬ表示装置１００が製造された。
［実施例２］
実施例２は、副画素の厚さｔ１を１．２μｍ、平坦化層の厚さｔ２を１．０μｍにした以外は、実施例１と同様であった。
本実施例のカラーフィルタ１０は、ｘ方向において、式（１）～（５）をすべて満足していた。
実施例２は、副画素の厚さｔ１を１．２μｍ、平坦化層の厚さｔ２を１．０μｍにした以外は、実施例１と同様であった。
本実施例のカラーフィルタ１０は、ｘ方向において、式（１）～（５）をすべて満足していた。
［比較例１］
比較例１は、副画素の厚さｔ１を１．２μｍとし、レンズのｘ幅×ｙ幅を２．４μｍ×２．４μｍとした以外は、実施例１と同様に構成された。このため、本比較例では、Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＝２．４（μｍ）、ｗ＝２．４（μｍ）、Ｌ＝２．４（μｍ）、ｄ＝０（μｍ）だった。
本比較例は、式（２）、（４）を満足していなかった。
比較例１は、副画素の厚さｔ１を１．２μｍとし、レンズのｘ幅×ｙ幅を２．４μｍ×２．４μｍとした以外は、実施例１と同様に構成された。このため、本比較例では、Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＝２．４（μｍ）、ｗ＝２．４（μｍ）、Ｌ＝２．４（μｍ）、ｄ＝０（μｍ）だった。
本比較例は、式（２）、（４）を満足していなかった。
［比較例２］
比較例２は、副画素の厚さｔ１を１．２μｍとし、平坦化層の厚さｔ２を１．４μｍとした以外は、実施例１と同様に構成された。このため、本比較例では、Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＝２．６（μｍ）、ｗ＝２．４（μｍ）、Ｌ＝２．４（μｍ）、ｄ＝０（μｍ）だった。
本比較例は、式（２）を満足していなかった。
比較例２は、副画素の厚さｔ１を１．２μｍとし、平坦化層の厚さｔ２を１．４μｍとした以外は、実施例１と同様に構成された。このため、本比較例では、Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＝２．６（μｍ）、ｗ＝２．４（μｍ）、Ｌ＝２．４（μｍ）、ｄ＝０（μｍ）だった。
本比較例は、式（２）を満足していなかった。
［評価］
実施例１、２、および比較例１、２の色再現性評価を行った。
本評価においては、実施例１、２、および比較例１、２の有機ＥＬ表示装置において、赤色、緑色、および青色をそれぞれ単色点灯し、正面（ｚ方向）から表示色を観察した。
さらに、実施例１、２、および比較例１、２の有機ＥＬ表示装置においてすべての副画素を赤色、緑色、および青色のいずれかで形成した３種の単色有機ＥＬ表示装置（以下、単色機）を製造し、各色の表示を正面から観察した。単色機は、発光素子から出射した光が、すべて同一色の副画素しか透過しないので、混色が生じない。
そして、実施例１、２、および比較例１、２の有機ＥＬ表示装置の単色表示の色と、単色機における同色の表示とを、各色で比較した。
単色表示の色が、同色の単色機の表示色と同じに見えた場合には、色再現性が良好（［表１］ではＡと記載）と判定した。
単色表示の色が、同色の単色機の表示色から変化して見えた場合には、色再現性が不良（［表１］ではＢと記載）と判定した。
実施例１、２、および比較例１、２の色再現性評価を行った。
本評価においては、実施例１、２、および比較例１、２の有機ＥＬ表示装置において、赤色、緑色、および青色をそれぞれ単色点灯し、正面（ｚ方向）から表示色を観察した。
さらに、実施例１、２、および比較例１、２の有機ＥＬ表示装置においてすべての副画素を赤色、緑色、および青色のいずれかで形成した３種の単色有機ＥＬ表示装置（以下、単色機）を製造し、各色の表示を正面から観察した。単色機は、発光素子から出射した光が、すべて同一色の副画素しか透過しないので、混色が生じない。
そして、実施例１、２、および比較例１、２の有機ＥＬ表示装置の単色表示の色と、単色機における同色の表示とを、各色で比較した。
単色表示の色が、同色の単色機の表示色と同じに見えた場合には、色再現性が良好（［表１］ではＡと記載）と判定した。
単色表示の色が、同色の単色機の表示色から変化して見えた場合には、色再現性が不良（［表１］ではＢと記載）と判定した。
［評価結果］
［表１］に示すように、実施例１、２では、色再現性は良好であった。実施例１、２では、カラーフィルタ１０が式（１）～（５）をすべて満足していたので、隣接する副画素を透過する光の多くが上面２ａから外部に出射し、正面の方に向かう光量が少なかったからであると考えられる。
これに対して、比較例１、２では、色再現性は不良であった。比較例１、２では、式（１）～（５）の一部が満足されていなかったので、隣接する副画素を透過する光が隣接する副画素に対向するレンズの集光作用で正面の方に向かう光量が増えたためであると考えられる。
［表１］に示すように、実施例１、２では、色再現性は良好であった。実施例１、２では、カラーフィルタ１０が式（１）～（５）をすべて満足していたので、隣接する副画素を透過する光の多くが上面２ａから外部に出射し、正面の方に向かう光量が少なかったからであると考えられる。
これに対して、比較例１、２では、色再現性は不良であった。比較例１、２では、式（１）～（５）の一部が満足されていなかったので、隣接する副画素を透過する光が隣接する副画素に対向するレンズの集光作用で正面の方に向かう光量が増えたためであると考えられる。
以上、本発明の好ましい各実施形態を各実施例とともに説明したが、本発明は各実施形態および各実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
１、１Ｂ レンズ
１ａ、１ａ１、１ａ１Ｂ、１ａ２、１ａ２Ｂ 凸レンズ面
２、２Ａ 平坦化層
２ａ 上面
３、１３ フィルタ部
４ 平坦化膜
５、１５、１５Ａ、１５Ｂ 発光素子
６ 基板
９、１９ 本体部
１０、１１ カラーフィルタ
３１、４１ 第１着色層（副画素）
３２、４２ 第２着色層（副画素）
３３ 第３着色層（副画素）
１００、１０１ 有機ＥＬ表示装置（表示装置）
Ｐ、Ｐ１０ 単位画素
Ｐ１、Ｐ１１ 第１副画素域
Ｐ２、Ｐ１２ 第２副画素域
Ｐ３、Ｐ１３ 第３副画素域
１ａ、１ａ１、１ａ１Ｂ、１ａ２、１ａ２Ｂ 凸レンズ面
２、２Ａ 平坦化層
２ａ 上面
３、１３ フィルタ部
４ 平坦化膜
５、１５、１５Ａ、１５Ｂ 発光素子
６ 基板
９、１９ 本体部
１０、１１ カラーフィルタ
３１、４１ 第１着色層（副画素）
３２、４２ 第２着色層（副画素）
３３ 第３着色層（副画素）
１００、１０１ 有機ＥＬ表示装置（表示装置）
Ｐ、Ｐ１０ 単位画素
Ｐ１、Ｐ１１ 第１副画素域
Ｐ２、Ｐ１２ 第２副画素域
Ｐ３、Ｐ１３ 第３副画素域
Claims (5)
- カラー表示における単位画素を構成する複数の副画素に含まれ、第１透過波長域を有する第１副画素と、
前記第１副画素の厚さ方向において前記第１副画素に対向して配置された第１レンズと、
前記単位画素、または前記単位画素に隣接する他の単位画素を、構成する複数の副画素に含まれ、前記第１副画素と同じ厚さと、前記第１透過波長域と異なる第２透過波長域とを有し、前記第１副画素に隣接する第２副画素と、
前記第２副画素の厚さ方向において前記第２副画素に対向して配置され、前記第１副画素に対する前記第２副画素の隣接方向と同方向において前記第１レンズと隣り合って配置された第２レンズと、
前記第１副画素および前記第２副画素と、前記第１レンズおよび前記第２レンズと、の間に配置された平坦化層と、
を備え、
下記式（１）～（５）を満足する、
カラーフィルタ。
- 前記単位画素および前記他の単位画素は、それぞれ赤色、緑色、および青色の互いに異なる透過波長域を有し、同一の前記隣接方向に並んだ３つの副画素を含んでおり、
前記３つの副画素は、前記隣接方向と直交する方向における長さが互いに等しく、
前記３つの副画素のうち、互いに隣り合う少なくとも１組の副画素において、前記式（１）～（５）が満足される、
請求項１に記載のカラーフィルタ。 - 前記単位画素および前記他の単位画素は、
赤色、緑色、および青色のいずれかの第１色の透過波長域を有する第１色副画素と、
前記赤色、前記緑色、および前記青色のうち前記第１色と異なる第２色の透過波長域を有する第２色副画素と、
前記赤色、前記緑色、および前記青色のうち前記第１色および前記第２色と異なる第３色の透過波長域を有し、一方向に細長い第３色副画素と、
を含んでおり、
前記第１色副画素および前記第２色副画素は、前記第３色副画素の長手方向において互いに隣り合っており、かつ前記第１色副画素および前記第２色副画素は、前記第３色副画素の前記長手方向に交差する短手方向において、それぞれ前記第３色副画素と、隣り合って、配置されており、
前記第１色副画素、前記第２色副画素、および前記第３色副画素のうち、互いに隣り合う少なくとも１組の副画素において、前記式（１）～（５）が満足される、
請求項１に記載のカラーフィルタ。 - 請求項１～３のいずれか１項に記載のカラーフィルタと、
前記単位画素を構成する前記複数の副画素にそれぞれ対向する複数の発光素子と、
を備える、表示装置。 - 前記発光素子は、有機ＥＬ素子である、
請求項４に記載の表示装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020111963A JP2022011076A (ja) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | カラーフィルタおよび表示装置 |
| PCT/JP2021/024348 WO2022004652A1 (ja) | 2020-06-29 | 2021-06-28 | カラーフィルタおよび表示装置 |
| KR1020227041495A KR20230027001A (ko) | 2020-06-29 | 2021-06-28 | 컬러 필터 및 표시 장치 |
| CN202180037941.0A CN115668010A (zh) | 2020-06-29 | 2021-06-28 | 彩色滤光片以及显示装置 |
| EP21832912.6A EP4174534A4 (en) | 2020-06-29 | 2021-06-28 | COLORED FILTER AND DISPLAY DEVICE |
| TW110123730A TW202206859A (zh) | 2020-06-29 | 2021-06-29 | 彩色濾光片及顯示裝置 |
| US18/090,620 US20230135035A1 (en) | 2020-06-29 | 2022-12-29 | Color filters and display devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020111963A JP2022011076A (ja) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | カラーフィルタおよび表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022011076A true JP2022011076A (ja) | 2022-01-17 |
Family
ID=80147895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020111963A Pending JP2022011076A (ja) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | カラーフィルタおよび表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2022011076A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024045987A1 (zh) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示基板、显示装置及显示基板的制备方法 |
-
2020
- 2020-06-29 JP JP2020111963A patent/JP2022011076A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024045987A1 (zh) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示基板、显示装置及显示基板的制备方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
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