JP3584748B2 - 蛍光変換フィルタおよび該フィルタを有するカラー表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子と組み合わせることにより発光型のマルチカラーまたはフルカラーディスプレイ、カラー表示パネル、単色信号光表示パネル、バックライトなどの民生用や工業用の表示機器に好適に用いられる蛍光変換フィルタおよび該フィルタを有してなるカラー表示装置に関するもので、より具体的には、発光素子から発する近紫外領域から緑色領域の光を赤色領域の光に変換することができ、かつ、高精細なパターニングが可能である蛍光変換フィルタおよび該フィルタを有してなるカラー表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のブラウウン管に代わるフラットパネルディスプレイの需要の増加に伴い、各種発光素子の開発および実用化が精力的に進められている。エレクトロルミネッセンス素子（以下、発光素子と記す）も、こうしたニーズに即するものであり、特に、全固体の自発発光素子として、他のディスプレイにはない高解像度および高視認性を有しており、注目を集めている。
【０００３】
フラットパネルディスプレイのマルチカラーまたはフルカラー化の方法としては、赤、青、緑の三原色の発光体をマトリクス状に分離配置し、それぞれ発光させる方法（特開昭５７−１５７４８７号公報、特開昭５８−１４７９８９号公報、特開平３−２１４５９３号公報など）がある。有機発光素子を用いてカラー化する場合、ＲＧＢ用の３種の発光材料をマトリクス状に高精細で配置しなくてはならないため、技術的に困難で、安価に製造することができない。また、３種の発光材料の寿命が異なるために、時間とともに色度がずれてしまうなどの欠点を有している。
【０００４】
また、カラーフィルタに白色で発光するバックライトを取り付けて、三原色を透過させる方法（特開平１−３１５９８８号公報、特開平２−２７３４９６号公報、特開平３−１９４８９５号公報等）が、知られている。しかし、この方法では、高輝度のＲＧＢを得るために高輝度の白色光が必要とされるにも拘わらず、現在、長寿命、高輝度の白色の有機発光素子は得られていない。
【０００５】
発光体の発光を、平面的に分離配置した蛍光体に吸収させ、それぞれの蛍光体から多色の蛍光を発光させる方法（特開平３−１５２８９７号公報等）も、知られている。このように、蛍光体を用いて、ある発光体から多色の蛍光を発光させる方法は、ＣＲＴ、プラズマディスプレイなどにも応用されている。近年では、有機発光素子の発光域の光を吸収し、可視光域の蛍光を発光する蛍光材料をフィルタに用いる色変換方式が、開示されている（特開平３−１５２８９７号公報、特開平５−２５８８６０号公報等）。有機発光素子の発光色は、白色に限定されないため、より輝度の高い有機発光素子を光源として用いることができ、青色発光の有機発光素子を用いた色変換方式（特開平３−１５２８９７号公報、特開平８−２８６０３３号公報、特開平９−２０８９４４号公報）では、青色光を緑色光や赤色光に波長変換している。
【０００６】
このような蛍光色素を含む蛍光変換膜を高精細にパターニングすれば、発光体の近紫外光ないし可視光のような弱いエネルギー線を用いても、フルカラーの発光型ディスプレイが構築できる。蛍光変換フィルタのパターニングの方法としては、無機蛍光体の場合と同様に、蛍光色素を液状のレジスト（光反応性ポリマー）中に分散させ、これをスピンコート法などで成膜した後、フォトリソグラフィー法でパターニングする方法（特開平５−１９８９２１号公報、特開平５−２５８８６０号公報）や塩基性のバインダーに蛍光色素または蛍光顔料を分散させ、これを酸性水溶液でエッチングする方法（特開平９−２０８９４４号公報）などがある。
【０００７】
フォトリソグラフィー法でパターニングする方法では、特に液状のレジスト中に有機蛍光色素を分散させた場合、レジスト中に光重合剤、熱硬化剤（重合開始剤）や反応性多官能モノマーおよびオリゴマーが含まれているため、フォトリソグラフィープロセスにおいて、光重合剤、熱硬化剤（重合開始剤）や反応性多官能モノマーおよびオリゴマーから発生するラジカル種やイオン種によって、有機色素が脱色したり、消光することがしばしば起こるという問題がある。
【０００８】
また、酸性水溶液でエッチングする方法では、塩基性のバインダーからなる蛍光変換膜上にレジストを塗布し、これをパターニングしてエッチングするため、レジストの欠陥が蛍光変換膜に影響するなどの問題が解決されるに至っていなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述の色変換方式を用いる方法では、青色または緑色の発光素子から色純度の高い赤色光を得るためには、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の吸光度が１以上にする必要がある。４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の吸光度が１以下の場合、青色または緑色光の発光素子からの光が１０％以上透過してしまう。そのため、色純度の高い赤色光は得られない。したがって、蛍光変換フィルタ内部に添加される色素濃度を増やすか、あるいは、膜厚を厚くし、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の吸光度が１以上にしなければならない。
【００１０】
しかし、一般に、蛍光色素は添加量が多いと、自己吸収や濃度消光を起こすため、蛍光変換フィルタの４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の吸光度が１以上となるように色素濃度を高くすると、この蛍光変換フィルタからは純度の高い赤色光は得られるが、高い変換効率を得ることができない。これに対して、蛍光色素の添加量を減らすとともに、蛍光変換フィルタの膜厚を厚して、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の吸光度を１以上にすることが、考えられる。しかし、蛍光変換フィルタの膜厚を厚くすると、隣接するピクセルに発光が漏れやすくなるため、視野角特性が悪くなってしまう。
【００１１】
また、色変換方式でディスプレイを製作する際に注意すべき点の一つとして、蛍光変換フィルタと有機ＥＬ素子間の距離が挙げられる。この距離が長くなると、発光が隣接するピクセルへ漏れてしまうので、視野角特性は悪くなる。従って、色変換フィルタと有機ＥＬ素子間の距離が短い程、視野角特性が良好となり、このことから、有機ＥＬ層を色変換フィルタの上面へ接するように形成することが望ましい。
【００１２】
特開平８−２７９３９４号公報にて開示された手法において、まず、蛍光体層に透明かつ電気絶縁性の無機酸化物層を直接形成する方法では、蛍光変換フィルタの色段差を平坦化することは困難であり、形成した絶縁性無機酸化物層の表面にも凹凸が残ってしまう。従って、有機発光素子は、凹凸上に形成されることとなり、高精細な表示性能に悪影響を及ぼす。
【００１３】
そこで、蛍光変換フィルタ上に保護層を塗布して電気絶縁性無機酸化物層を形成する表面を平坦化し、その上に電気絶縁性無機酸化物層を形成するという方法が、行なわれる。このように、蛍光変換フィルタと電気絶縁性無機酸化物層との間に、保護層を塗布して、発光素子を形成してゆく方法では、保護層の膜厚が蛍光変換膜の膜厚により変化するため、蛍光変換膜の膜厚が厚い場合、平坦化するための保護層も厚くなり、発光素子の視野角特性は悪くなる。
【００１４】
また、上記の方法では、保護層の硬化のために、蛍光変換膜は繰り返し加熱される。その際、ガラス転移温度の低い蛍光変換膜を用いた場合では、線膨張係数の違いにより、パターンの変形が生じてしまう。そのため製造工程において、保護層の材料として、低温で硬化する材料や、紫外光、可視光で硬化する材料などを選定しなければならない。しかし、それら選定した材料を用いて保護層を形成し、パターンの変形のない蛍光変換フィルタを作製しても、ガラス転移温度の低い蛍光変換フィルタに高温試験を行なうと、パターンの変形を生じてしまう。
【００１５】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、発光体から得られる近紫外領域から緑色領域の光を赤色領域の光に変換することができるとともに、高精細なパターニングが可能である蛍光変換膜を有し、優れた表示性能を発揮する蛍光変換フィルタおよび該フィルタを有してなる発光素子を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以下の蛍光変換膜の表示面側に、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以上の光吸収膜を積層させることにより達成できる。また、特に、上記蛍光変換膜に、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂である（メタ）アクリレート系重合体および共重合体が主成分である樹脂を、用いることにより、高精細なパターニングが可能な蛍光変換フィルタを得ることができる。
【００１７】
すなわち、本発明の請求項１の蛍光変換フィルタは、少なくとも、近紫外領域から緑色光領域の光を赤色光領域の光に変換することができるとともに高精細なパターニングが可能な蛍光変換膜を有し、発光素子と組み合わせてカラー表示を可能にする蛍光変換フィルタであって、前記蛍光変換膜が、２０μｍ以下の膜厚を有し、かつ波長４５０nm〜５２０nmの吸光度が１以下であり、この蛍光変換膜の表示面側に、波長４５０nm〜５２０nmの吸光度が１以上の光吸収膜が積層されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項２の蛍光変換フィルタは、前記請求項１のフィルタにおいて、前記パターニング可能な蛍光変換膜のマトリクス樹脂が光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂であることを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明の請求項３の蛍光変換フィルタは、前記請求項２のフィルタにおいて、前記光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂がアクリレート系または／およびメタクリレート系重合体および共重合体を主成分とすることを特徴とする。また、本発明の請求項４のカラー表示装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光変換フィルタと発光素子とを具備することを特徴とする。
【００２０】
図１に示すように、本発明の蛍光変換フィルタは、蛍光変換膜１、光吸収膜２、グリーンカラーフィルタ３およびブルーカラーフィルタ４とが、表示面となるガラス基板５の上に、形成され、その上に保護層６が形成されて上面を平坦にし、その平坦面上に絶縁性無機酸化膜７が形成されてなる素子であり、前記蛍光変換膜１は、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以下であり、前記光吸収膜２は、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以上であり、前記蛍光変換膜１の表示面側に、前記光吸収膜２が積層されていることを特徴とする。
【００２１】
このように、本発明では、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以下の蛍光変換膜１の表示面側に、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以上の光吸収膜２を積層することにより、４５０〜５２０ｎｍの光の漏れを遮断することが出来るため、蛍光変換膜の膜厚あるいは保護層の膜厚より決定される視野角特性が維持される蛍光変換フィルタの膜厚（好ましくは２０μｍ以下）で、濃度消光等による変換効率の低下を抑制した蛍光変換フィルタが実現する。
【００２２】
なお、本発明の蛍光フィルタは、単色または２色信号光表示装置に適用することも可能であり、その場合は、グリーンおよびブルーカラーフィルタの両方または一方を構成要素からから外すことになる。
【００２３】
加えて、請求項２および３に記載されているように、パターニング可能な蛍光変換膜のマトリクス樹脂は光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂であり、その光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は（メタ）アクリレート系重合体および共重合体を主成分とすることことで、蛍光変換膜のパターニングが、一般的なフォトリソグラフィー法により実行することが可能となるため、高精細なパターニングが、安価で、かつ、容易に、実現可能となる。合わせて、それらを用いた蛍光変換フィルタは、ガラス転移温度が高いため、実用上、十分な後プロセス耐性およびデバイス耐熱性を実現することができる。
【００２４】
また、本発明のカラー表示装置は、前述の蛍光変換フィルタに発光素子を組み合わせたもので、その一具体例を示すと、図２に示すように、図１に一例を示した蛍光変換フィルタの絶縁性無機酸化膜７の上に、発光素子を構成する複数の層を順次積層してなる。すなわち、絶縁性無機酸化膜７の上に、正孔注入層９、パターニングされた透明電極８、正孔輸送層１０、有機発光層１１、電子注入層１２、そして電極１３が、順次積層されてなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の蛍光変換フィルタの蛍光変換膜に用いられる蛍光色素、蛍光顔料について説明する。発光体から発する青色ないし青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素または蛍光顔料としては、例えば、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２などのローダミン系色素、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）などのシアニン系色素、１−エチル−２−〔４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル）−ピリジウム−パークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素などが、挙げられる。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も、蛍光性があれば、使用することができる。
【００２６】
また、本発明において他の色の蛍光変換を可能とする蛍光色素または蛍光顔料も後述のように使用できる。発光体から発する青色ないし青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素または蛍光顔料としては、例えば３−（２′−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２′−ベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、３−（２′−Ｎ−メチルベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン３０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジン（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）などのクマリン系色素、あるいはクマリン色素系染料であるベーシックイエロー５１、さらにはソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６などのナフタルイミド系色素などが、挙げられる。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も、蛍光性があれば、使用することができる。
【００２７】
これらの色素は、少なくとも赤色領域の蛍光を発する蛍光色素または蛍光染料を一種類以上含んでいればよく、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素または蛍光顔料を一種類以上を組み合わせてもよい。緑色領域の蛍光を発する蛍光色素と赤色領域の蛍光を発する蛍光色素を各一種類以上含んでいるものが好ましい。
【００２８】
なお、上記緑色領域あるいは赤色領域の蛍光を発する蛍光色素は、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、アルキッド樹脂、芳香族スルホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂およびこれらの樹脂混合物などに予め練り込んで顔料化して蛍光顔料としたものであってもよい。また、これらの蛍光色素や蛍光顔料は単独で用いてもよく、必要に応じ二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
また、蛍光変換膜中の色素濃度は、濃度消光または自己吸収が起こらない範囲の濃度であり、好ましくは膜厚２０μｍ以下で、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が０．１〜１の範囲である。吸光度０．１以下の場合、発光素子の光を効率よく赤色に変換できない。または、吸光度１以上では、濃度消光または自己吸収が起こり、高い変換効率が得られない。
【００３０】
次に、本発明の蛍光変換膜に用いられる光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、光または熱処理を行って、ラジカル種やイオン種を発生させて重合または架橋させ、不溶不融化させたものである。
【００３１】
具体的に、前記光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂とは、
（ｉ） アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤からなる組成物膜を、光または熱処理して、光ラジカルや熱ラジカルを発生させて重合させたもの、
（ｉｉ） ポリビニル桂皮酸エステルと増感剤からなる組成物を、光または熱処理により二量化させて架橋したもの、
（ｉｉｉ） 鎖状または環状オレフィンとビスアジドからなる組成物膜を、光または熱処理によりナイトレンを発生させ、オレフィンと架橋させたもの、
（ｉｖ） エポキシ基を有するモノマーと光酸発生剤からなる組成物膜を、光または熱処理により、酸（カチオン）を発生させて重合させたもの、
などがある。
【００３２】
赤色領域の蛍光を発する蛍光変換膜は、前記蛍光色素または蛍光顔料と、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂重合物から構成される。ここで、前記光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂のなかでは、（メタ）アクリレート系重合体、すなわち、（ｉ）アクロイル基やメタクロイル基を、複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤からなる組成物膜を光または熱処理して、光ラジカルや熱ラジカルを発生させて重合させたものが、高精細でパターニングが可能であり、耐溶剤性、耐熱性等の信頼性の面でも好ましい。
【００３３】
ここで用いられる光吸収膜としては、たとえば、印刷法、分散法、染色法、電着法、ミセル電解法により、透明基板上に形成したものを挙げる事ができる。この光吸収層に用いられる色素層としては、各種顔料や染料等、常用されているものを挙げることができる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示す。以下の実施例は、本発明を好適に説明するための具体例に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。
【００３５】
（実施例１）
図２を参照しながら、本実施例を説明する。
【００３６】
光吸収膜の作製
コーニングガラス（１４３×１１２×１．１ｍｍ）基板５上に、光吸収層（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＲ−７００１）をスピンコート法にて塗布後、フォトリソ法によりパターニングを実施し、赤色フィルタ層を、膜厚１μｍ、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンにて、得た。この光吸収膜２の吸光度は、図３に示すように、波長４５０〜５２０ｎｍにおいて吸光度１以上であった。
【００３７】
次いで、この基板５上にブルーのカラーフィルタ（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＢ−７００１）３およびグリーンのカラーフィルタ（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＧ−７００１）４をスピンコート法にて塗布し、その後、フォトリソ法によりパターニングを実施し、青色フィルタ層および緑色フィルタ層を、膜厚１μｍ、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍｍギャップのストライプパターンにて、得た。
【００３８】
蛍光変換膜の作製
前記光吸収膜２上に、蛍光色素として、クマリン６、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（昭和高分子株式会社：ＳＰ−２６００）を、スピンコート法を用い成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜１を得た。次に、光吸収膜２上の蛍光変換膜１を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで乾燥することにより、１μｍの光吸収膜２と６μｍの蛍光変換膜１を積層した膜厚７μｍの蛍光変換フィルタを得た。図３に示すように、この蛍光変換膜１単独では、膜厚６μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以下になるように、色素濃度を調整した。
【００３９】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、１１２℃であった。
【００４０】
この蛍光変換フィルタの上に、保護層形成材料として、ＵＶ硬化型樹脂（エポキシ変性アクリレート）をスピンコート法にて塗布し、高圧水銀灯にて照射し、膜厚３μｍの保護層６を形成した。
【００４１】
この時、蛍光変換フィルタのパターンは、変形がなく、かつ、ハードコード層は平坦であった。また、１００℃の高温試験を行なった所、蛍光変換フィルタおよび保護層に変形は見られなかった。
【００４２】
有機発光素子の作製
図２は、前述のように、今回製作したカラー表示装置の断面概略図である。蛍光変換フィルタ上面に形成した有機発光層１１は、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極の６層構成とした。
【００４３】
まず、蛍光変換フィルタ上に貼付した保護フィルムの上面にスパッタ法にて透明電極８（ＩＴＯ）を全面成膜した。パターニングは、ＩＴＯ上にレジスト剤（東京応化製：ＯＦＲＰ−８００）を塗布した後、フォトリソグラフ法にて行い、０．３３ｍｍライン、０．０７ｍｍギャップ、膜厚１００ｎｍのストライプパターンを得た。
【００４４】
次いで、基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層９、正孔輸送層１０、有機発光層１１、電子注入層１２を、真空を破らずに、順次成膜した。表１は、各有機層に用いた材料の構造式である。成膜に際して、真空槽内圧は１×１０−４Ｐａまで減圧した。正孔注入層９は、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を１００ｎｍ積層した。正孔輸送層１０は、４，４′−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を２０ｎｍ積層した。発光層１１は、４，４′−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を３０ｎｍ積層した。電子注入層１２は、アルミキレート（Ａｌｑ）を２０ｎｍ積層した。
【００４５】
この後、この基板を真空槽から取り出し、ＩＴＯラインと垂直に０．３３ｍｍライン、０．０７ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを取り付け、新たに抵抗加熱蒸着装置内に装着した後、陰電極１３として、Ｍｇ／Ａｇ（１０：１の重量比率）を２００ｎｍ形成した。
【００４６】
なお、前記透明電極８、正孔注入層９、正孔輸送層１０、有機発光層１１、電子注入層１２、および電極１３は、有機発光素子を構成している。
【００４７】
この蛍光変換フィルタと有機発光素子とを具備したカラー表示装置を、グローブボックス内乾燥窒素雰囲気下において、封止ガラスとＵＶ硬化接着剤を用いて封止した。
【００４８】
【表１】
【００４９】
（実施例２）
実施例１と同様に、光吸収膜２上に、蛍光色素として、クマリン７、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（昭和高分子株式会社：ＳＰ−１５０９）をスピンコート法を用い成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜１を得た。次に、この蛍光変換膜１を０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで乾燥することにより、１μｍの光吸収膜２と６μｍの蛍光変換膜１を積層してなる膜厚７μｍの蛍光変換フィルタを得た。この蛍光変換膜単独では、膜厚６μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度は１以下になるように、色素濃度を調整した。
【００５０】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、１１７℃であった。
【００５１】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に、有機発光素子を形成した。
【００５２】
実施例１と同様にこの蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００５３】
（実施例３）
実施例１と同様に、光吸収膜２上に、蛍光色素として、クマリン７、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（新日鉄化学：Ｖ−２４００ＰＥＴシリーズ）をスピンコート法を用い、成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜１を得た。次に、この蛍光変換膜１を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパターンに形成した。次に、加熱乾燥することにより、１μｍの光吸収膜２と６μｍの蛍光変換膜１を積層してなる膜厚７μｍの蛍光変換フィルタを得た。この蛍光変換膜１単独では、膜厚６μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度は１以下になるように、色素濃度を調整した。
【００５４】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、１７０℃であった。
【００５５】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に、有機発光素子を形成した。
【００５６】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００５７】
（実施例４）
実施例１と同様に、光吸収膜２上に、透明性光重合性樹脂（新日鉄化学：Ｖ−２４００ＰＥＴシリーズ）に対して、蛍光色素として、クマリン７、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（新日鉄化学：Ｖ−２４００ＰＥＴシリーズ）を添加したものを、スピンコート法を用い成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜１を得た。次に、この蛍光変換膜１を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで加熱乾燥することにより、１μｍの光吸収膜２と６μｍの蛍光変換膜１を積層してなる膜厚７μｍの蛍光変換フィルタを得た。この蛍光変換膜１単独では、膜厚６μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度は１以下になるように、色素濃度を調整した。
【００５８】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、２２０℃であった。
【００５９】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に、有機発光素子を形成した。
【００６０】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００６１】
（比較例１）
コーニングガラス（１４３×１１２×１．１ｍｍ）上に、蛍光色素として、クマリン６、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（昭和高分子株式会社：ＳＰ−２６００）をスピンコート法を用い成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜を得た。次に、この蛍光変換膜を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで乾燥することにより、膜厚２５μｍの蛍光変換フィルタ（蛍光変換膜単独）を得た。この蛍光変換膜単独で、膜厚２５μｍにおいて４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が２以上になるように、色素濃度を調整した。
【００６２】
この蛍光変換フィルタを削り出し、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、１４０℃であった。
【００６３】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に、有機発光素子を形成した。
【００６４】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００６５】
（比較例２）
コーニングガラス（１４３×１１２×１．１ｍｍ）上に、カラーフィルタレッド（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＲ−７００１）をスピンコート法にて塗布後、フォトリソ法によりパターニングを実施し、赤色フィルタ層を、膜厚０．５μｍ、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンにて、得た。この光吸収膜の吸光度は、波長４５０〜５２０ｎｍにおいて吸光度１以下であった。実施例１と同様に、ブルーのカラーフィルタおよびグリーンのカラーフィルタを形成した。
【００６６】
前記カラーフィルタレッド上に、蛍光色素として、クマリン６、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（昭和高分子株式会社：ＳＰ−２６００）をスピンコート法を用い、成膜し、８０℃オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜を得た。次に、この蛍光変換膜を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することによって、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで乾燥することにより、膜光吸収膜０．５μｍと蛍光変換膜１５μｍを積層してなる膜厚１５．５μｍの蛍光変換フィルタを得た。この蛍光変換膜単独で、膜厚１５μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１．５以上になるように、色素濃度を調整した。
【００６７】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、１４０℃であった。
【００６８】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に、有機発光素子を形成した。
【００６９】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００７０】
（比較例３）
コーニングガラス（１４３×１１２×１．１ｍｍ）上に、蛍光色素として、クマリン６、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（昭和高分子株式会社：ＳＰ−２６００）をスピンコート法を用い、成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜を得た。次に、この蛍光変換膜を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することによって、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで乾燥することにより、膜厚７μｍの蛍光変換フィルタを得た。この蛍光変換膜単独で、膜厚７μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が２以上になるように、色素濃度を調整した。
【００７１】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、１４０℃であった。
【００７２】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に有機発光素子を形成した。
【００７３】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００７４】
（比較例４）
コーニングガラス（１４３×１１２×１．１ｍｍ）上に、カラーフィルタレッド（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＲ−７００１）をスピンコート法にて塗布後、フォトリソ法によりパターニングを実施し、赤色フィルタ層を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンにて、得た。次いで、赤色フィルタ上に、透明性光重合性樹脂（日本化薬株式会社：ＳＲ２３５）に対して、蛍光色素として、クマリン７、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む樹脂を、スピンコート法を用い、成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜を得た。次に、この蛍光変換膜を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで加熱乾燥することにより、膜厚７μｍの蛍光変換フィルタが得られた。この蛍光変換膜単独で、膜厚６μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以下であった。
【００７５】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、６０℃であった。
【００７６】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に、保護層を形成した。この時、蛍光色変換フィルタのパターンは変形があり、しかも、保護層は凹凸であった。
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に有機発光素子を形成した。
【００７７】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００７８】
実施例１〜４および比較例１〜４の評価
実施例１〜４の評価した結果を表２にまとめた。以下に、表２における各項目の評価方法および結果について説明する。
【００７９】
【表２】
【００８０】
〔ＣＩＥ色度座標及び視野角特性〕
ＣＩＥ色度座標は、ＭＣＰＤ−１０００（大塚電子製）を用いて測定し、視野角特性の測定角度は、ＭＣＰＤ−１０００の受光部分がガラス基板と垂直となる角度を０°として、左右５°毎に±０〜８０°測定した。
【００８１】
〔膜厚〕
ガラス基板上に形成した光吸収膜および蛍光変換膜、光吸収膜と蛍光変換膜を積層してなる蛍光変換フィルタのガラス表面からの段差を、表面粗さ計（日本真空技術：ＤＥＫＴＡＫ ＩＩＡ）を用いて評価した。
【００８２】
〔相対変換効率〕
相対変換効率は、実施例１の蛍光変換フィルタを具備した有機発光素子を点灯させ、輝度が５０ｃｄ／ｍ２ となる電圧を標準電圧として、有機発光素子に標準電圧をかけた時に得られる輝度を測定し、実施例１の輝度を１として相対変換効率として比較した。
【００８３】
〔後プロセス耐性〕
後プロセス耐性は、蛍光変換フィルタ上に、有機発光素子を作製、発光させ、その表示性能において、断線および短絡などの欠陥を調べた。
【００８４】
実施例１〜４の蛍光変換膜をフィルタを具備した有機発光素子は、色純度の高い赤色を発光し、高精細で広い視野角特性と後プロセス耐性を有する実用上優れた表示素子である。
【００８５】
比較例１〜４の評価した結果を説明する。
【００８６】
比較例１の蛍光変換フィルタを具備した有機発光素子は、蛍光変換膜の膜厚が２５μｍと厚いため、有機発光素子と蛍光変換フィルタの光路長が長くなり、視野角特性は±３０度以上でＣＩＥ色度座標が変化し、赤色の色純度が低下した。
【００８７】
比較例２の蛍光変換フィルタを具備した有機発光素子は、光吸収膜の吸光度が低いため蛍光変換膜の膜厚が１５μｍと厚くなる。そのため、有機発光素子と蛍光変換フィルタの光路長が長くなり、視野角特性も±５０度以上でＣＩＥ色度座標が変化し、赤色光の色純度が低下した。
【００８８】
比較例３の蛍光変換フィルタを具備した有機発光素子は、実施例１と同等の電圧をかけた時に得られた赤色光の輝度を、実施例１の時の輝度を１とし比較すると、赤色光の輝度は０．６０しか得られなかった。これは、蛍光変換膜内の色素濃度を、膜厚７μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が２以上になるように調整したため、色素の濃度消光および自己吸収が起こり、効率よく色変換が行われていないためである。
【００８９】
比較例４の蛍光変換フィルタを具備した有機発光素子は、発光させたところ、所々に非発光部分が生じ、不均一な発光が得られた。保護層に凹凸があるため、表示部内に断線が生じ、高精細な表示が実現できなかった。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、発光体から得られる近紫外領域から緑色光領域の光を赤色領域の光に変換することができ、かつ高精細なパターニングが可能であり、優れた表示性能を持つ蛍光変換フィルタを得ることができる。発光型のマルチカラーまたはフルカラーディスプレイ、カラー表示パネル、単色信号光表示パネル、バックライトなど、民生用や工業用の表示機器に好適に用いられる蛍光変換フィルタを、安価、かつ、容易に製造することが実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる蛍光変換フィルタの一例を示す断面概略図である。
【図２】本発明にかかるカラー表示装置子の一例を示す断面概略図である。
【図３】本発明の実施例１の蛍光変換フィルタの光吸収膜および蛍光変換膜の吸収曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 蛍光変換膜
２ 光吸収膜
３ グリーンのカラーフィルタ
４ ブルーのカラーフィルタ
５ ガラス基板
６ 保護層
７ 絶縁性無機酸化膜
８ 透明電極
９ 正孔注入層
１０ 正孔輸送層
１１ 有機発光層
１２ 電子注入層
１３ 電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子と組み合わせることにより発光型のマルチカラーまたはフルカラーディスプレイ、カラー表示パネル、単色信号光表示パネル、バックライトなどの民生用や工業用の表示機器に好適に用いられる蛍光変換フィルタおよび該フィルタを有してなるカラー表示装置に関するもので、より具体的には、発光素子から発する近紫外領域から緑色領域の光を赤色領域の光に変換することができ、かつ、高精細なパターニングが可能である蛍光変換フィルタおよび該フィルタを有してなるカラー表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のブラウウン管に代わるフラットパネルディスプレイの需要の増加に伴い、各種発光素子の開発および実用化が精力的に進められている。エレクトロルミネッセンス素子（以下、発光素子と記す）も、こうしたニーズに即するものであり、特に、全固体の自発発光素子として、他のディスプレイにはない高解像度および高視認性を有しており、注目を集めている。
【０００３】
フラットパネルディスプレイのマルチカラーまたはフルカラー化の方法としては、赤、青、緑の三原色の発光体をマトリクス状に分離配置し、それぞれ発光させる方法（特開昭５７−１５７４８７号公報、特開昭５８−１４７９８９号公報、特開平３−２１４５９３号公報など）がある。有機発光素子を用いてカラー化する場合、ＲＧＢ用の３種の発光材料をマトリクス状に高精細で配置しなくてはならないため、技術的に困難で、安価に製造することができない。また、３種の発光材料の寿命が異なるために、時間とともに色度がずれてしまうなどの欠点を有している。
【０００４】
また、カラーフィルタに白色で発光するバックライトを取り付けて、三原色を透過させる方法（特開平１−３１５９８８号公報、特開平２−２７３４９６号公報、特開平３−１９４８９５号公報等）が、知られている。しかし、この方法では、高輝度のＲＧＢを得るために高輝度の白色光が必要とされるにも拘わらず、現在、長寿命、高輝度の白色の有機発光素子は得られていない。
【０００５】
発光体の発光を、平面的に分離配置した蛍光体に吸収させ、それぞれの蛍光体から多色の蛍光を発光させる方法（特開平３−１５２８９７号公報等）も、知られている。このように、蛍光体を用いて、ある発光体から多色の蛍光を発光させる方法は、ＣＲＴ、プラズマディスプレイなどにも応用されている。近年では、有機発光素子の発光域の光を吸収し、可視光域の蛍光を発光する蛍光材料をフィルタに用いる色変換方式が、開示されている（特開平３−１５２８９７号公報、特開平５−２５８８６０号公報等）。有機発光素子の発光色は、白色に限定されないため、より輝度の高い有機発光素子を光源として用いることができ、青色発光の有機発光素子を用いた色変換方式（特開平３−１５２８９７号公報、特開平８−２８６０３３号公報、特開平９−２０８９４４号公報）では、青色光を緑色光や赤色光に波長変換している。
【０００６】
このような蛍光色素を含む蛍光変換膜を高精細にパターニングすれば、発光体の近紫外光ないし可視光のような弱いエネルギー線を用いても、フルカラーの発光型ディスプレイが構築できる。蛍光変換フィルタのパターニングの方法としては、無機蛍光体の場合と同様に、蛍光色素を液状のレジスト（光反応性ポリマー）中に分散させ、これをスピンコート法などで成膜した後、フォトリソグラフィー法でパターニングする方法（特開平５−１９８９２１号公報、特開平５−２５８８６０号公報）や塩基性のバインダーに蛍光色素または蛍光顔料を分散させ、これを酸性水溶液でエッチングする方法（特開平９−２０８９４４号公報）などがある。
【０００７】
フォトリソグラフィー法でパターニングする方法では、特に液状のレジスト中に有機蛍光色素を分散させた場合、レジスト中に光重合剤、熱硬化剤（重合開始剤）や反応性多官能モノマーおよびオリゴマーが含まれているため、フォトリソグラフィープロセスにおいて、光重合剤、熱硬化剤（重合開始剤）や反応性多官能モノマーおよびオリゴマーから発生するラジカル種やイオン種によって、有機色素が脱色したり、消光することがしばしば起こるという問題がある。
【０００８】
また、酸性水溶液でエッチングする方法では、塩基性のバインダーからなる蛍光変換膜上にレジストを塗布し、これをパターニングしてエッチングするため、レジストの欠陥が蛍光変換膜に影響するなどの問題が解決されるに至っていなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述の色変換方式を用いる方法では、青色または緑色の発光素子から色純度の高い赤色光を得るためには、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の吸光度が１以上にする必要がある。４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の吸光度が１以下の場合、青色または緑色光の発光素子からの光が１０％以上透過してしまう。そのため、色純度の高い赤色光は得られない。したがって、蛍光変換フィルタ内部に添加される色素濃度を増やすか、あるいは、膜厚を厚くし、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の吸光度が１以上にしなければならない。
【００１０】
しかし、一般に、蛍光色素は添加量が多いと、自己吸収や濃度消光を起こすため、蛍光変換フィルタの４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の吸光度が１以上となるように色素濃度を高くすると、この蛍光変換フィルタからは純度の高い赤色光は得られるが、高い変換効率を得ることができない。これに対して、蛍光色素の添加量を減らすとともに、蛍光変換フィルタの膜厚を厚して、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の吸光度を１以上にすることが、考えられる。しかし、蛍光変換フィルタの膜厚を厚くすると、隣接するピクセルに発光が漏れやすくなるため、視野角特性が悪くなってしまう。
【００１１】
また、色変換方式でディスプレイを製作する際に注意すべき点の一つとして、蛍光変換フィルタと有機ＥＬ素子間の距離が挙げられる。この距離が長くなると、発光が隣接するピクセルへ漏れてしまうので、視野角特性は悪くなる。従って、色変換フィルタと有機ＥＬ素子間の距離が短い程、視野角特性が良好となり、このことから、有機ＥＬ層を色変換フィルタの上面へ接するように形成することが望ましい。
【００１２】
特開平８−２７９３９４号公報にて開示された手法において、まず、蛍光体層に透明かつ電気絶縁性の無機酸化物層を直接形成する方法では、蛍光変換フィルタの色段差を平坦化することは困難であり、形成した絶縁性無機酸化物層の表面にも凹凸が残ってしまう。従って、有機発光素子は、凹凸上に形成されることとなり、高精細な表示性能に悪影響を及ぼす。
【００１３】
そこで、蛍光変換フィルタ上に保護層を塗布して電気絶縁性無機酸化物層を形成する表面を平坦化し、その上に電気絶縁性無機酸化物層を形成するという方法が、行なわれる。このように、蛍光変換フィルタと電気絶縁性無機酸化物層との間に、保護層を塗布して、発光素子を形成してゆく方法では、保護層の膜厚が蛍光変換膜の膜厚により変化するため、蛍光変換膜の膜厚が厚い場合、平坦化するための保護層も厚くなり、発光素子の視野角特性は悪くなる。
【００１４】
また、上記の方法では、保護層の硬化のために、蛍光変換膜は繰り返し加熱される。その際、ガラス転移温度の低い蛍光変換膜を用いた場合では、線膨張係数の違いにより、パターンの変形が生じてしまう。そのため製造工程において、保護層の材料として、低温で硬化する材料や、紫外光、可視光で硬化する材料などを選定しなければならない。しかし、それら選定した材料を用いて保護層を形成し、パターンの変形のない蛍光変換フィルタを作製しても、ガラス転移温度の低い蛍光変換フィルタに高温試験を行なうと、パターンの変形を生じてしまう。
【００１５】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、発光体から得られる近紫外領域から緑色領域の光を赤色領域の光に変換することができるとともに、高精細なパターニングが可能である蛍光変換膜を有し、優れた表示性能を発揮する蛍光変換フィルタおよび該フィルタを有してなる発光素子を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以下の蛍光変換膜の表示面側に、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以上の光吸収膜を積層させることにより達成できる。また、特に、上記蛍光変換膜に、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂である（メタ）アクリレート系重合体および共重合体が主成分である樹脂を、用いることにより、高精細なパターニングが可能な蛍光変換フィルタを得ることができる。
【００１７】
すなわち、本発明の請求項１の蛍光変換フィルタは、少なくとも、近紫外領域から緑色光領域の光を赤色光領域の光に変換することができるとともに高精細なパターニングが可能な蛍光変換膜を有し、発光素子と組み合わせてカラー表示を可能にする蛍光変換フィルタであって、前記蛍光変換膜が、２０μｍ以下の膜厚を有し、かつ波長４５０nm〜５２０nmの吸光度が１以下であり、この蛍光変換膜の表示面側に、波長４５０nm〜５２０nmの吸光度が１以上の光吸収膜が積層されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項２の蛍光変換フィルタは、前記請求項１のフィルタにおいて、前記パターニング可能な蛍光変換膜のマトリクス樹脂が光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂であることを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明の請求項３の蛍光変換フィルタは、前記請求項２のフィルタにおいて、前記光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂がアクリレート系または／およびメタクリレート系重合体および共重合体を主成分とすることを特徴とする。また、本発明の請求項４のカラー表示装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光変換フィルタと発光素子とを具備することを特徴とする。
【００２０】
図１に示すように、本発明の蛍光変換フィルタは、蛍光変換膜１、光吸収膜２、グリーンカラーフィルタ３およびブルーカラーフィルタ４とが、表示面となるガラス基板５の上に、形成され、その上に保護層６が形成されて上面を平坦にし、その平坦面上に絶縁性無機酸化膜７が形成されてなる素子であり、前記蛍光変換膜１は、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以下であり、前記光吸収膜２は、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以上であり、前記蛍光変換膜１の表示面側に、前記光吸収膜２が積層されていることを特徴とする。
【００２１】
このように、本発明では、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以下の蛍光変換膜１の表示面側に、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以上の光吸収膜２を積層することにより、４５０〜５２０ｎｍの光の漏れを遮断することが出来るため、蛍光変換膜の膜厚あるいは保護層の膜厚より決定される視野角特性が維持される蛍光変換フィルタの膜厚（好ましくは２０μｍ以下）で、濃度消光等による変換効率の低下を抑制した蛍光変換フィルタが実現する。
【００２２】
なお、本発明の蛍光フィルタは、単色または２色信号光表示装置に適用することも可能であり、その場合は、グリーンおよびブルーカラーフィルタの両方または一方を構成要素からから外すことになる。
【００２３】
加えて、請求項２および３に記載されているように、パターニング可能な蛍光変換膜のマトリクス樹脂は光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂であり、その光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は（メタ）アクリレート系重合体および共重合体を主成分とすることことで、蛍光変換膜のパターニングが、一般的なフォトリソグラフィー法により実行することが可能となるため、高精細なパターニングが、安価で、かつ、容易に、実現可能となる。合わせて、それらを用いた蛍光変換フィルタは、ガラス転移温度が高いため、実用上、十分な後プロセス耐性およびデバイス耐熱性を実現することができる。
【００２４】
また、本発明のカラー表示装置は、前述の蛍光変換フィルタに発光素子を組み合わせたもので、その一具体例を示すと、図２に示すように、図１に一例を示した蛍光変換フィルタの絶縁性無機酸化膜７の上に、発光素子を構成する複数の層を順次積層してなる。すなわち、絶縁性無機酸化膜７の上に、正孔注入層９、パターニングされた透明電極８、正孔輸送層１０、有機発光層１１、電子注入層１２、そして電極１３が、順次積層されてなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の蛍光変換フィルタの蛍光変換膜に用いられる蛍光色素、蛍光顔料について説明する。発光体から発する青色ないし青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素または蛍光顔料としては、例えば、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２などのローダミン系色素、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）などのシアニン系色素、１−エチル−２−〔４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル）−ピリジウム−パークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素などが、挙げられる。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も、蛍光性があれば、使用することができる。
【００２６】
また、本発明において他の色の蛍光変換を可能とする蛍光色素または蛍光顔料も後述のように使用できる。発光体から発する青色ないし青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素または蛍光顔料としては、例えば３−（２′−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２′−ベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、３−（２′−Ｎ−メチルベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン３０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジン（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）などのクマリン系色素、あるいはクマリン色素系染料であるベーシックイエロー５１、さらにはソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６などのナフタルイミド系色素などが、挙げられる。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も、蛍光性があれば、使用することができる。
【００２７】
これらの色素は、少なくとも赤色領域の蛍光を発する蛍光色素または蛍光染料を一種類以上含んでいればよく、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素または蛍光顔料を一種類以上を組み合わせてもよい。緑色領域の蛍光を発する蛍光色素と赤色領域の蛍光を発する蛍光色素を各一種類以上含んでいるものが好ましい。
【００２８】
なお、上記緑色領域あるいは赤色領域の蛍光を発する蛍光色素は、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、アルキッド樹脂、芳香族スルホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂およびこれらの樹脂混合物などに予め練り込んで顔料化して蛍光顔料としたものであってもよい。また、これらの蛍光色素や蛍光顔料は単独で用いてもよく、必要に応じ二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
また、蛍光変換膜中の色素濃度は、濃度消光または自己吸収が起こらない範囲の濃度であり、好ましくは膜厚２０μｍ以下で、波長４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が０．１〜１の範囲である。吸光度０．１以下の場合、発光素子の光を効率よく赤色に変換できない。または、吸光度１以上では、濃度消光または自己吸収が起こり、高い変換効率が得られない。
【００３０】
次に、本発明の蛍光変換膜に用いられる光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、光または熱処理を行って、ラジカル種やイオン種を発生させて重合または架橋させ、不溶不融化させたものである。
【００３１】
具体的に、前記光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂とは、
（ｉ） アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤からなる組成物膜を、光または熱処理して、光ラジカルや熱ラジカルを発生させて重合させたもの、
（ｉｉ） ポリビニル桂皮酸エステルと増感剤からなる組成物を、光または熱処理により二量化させて架橋したもの、
（ｉｉｉ） 鎖状または環状オレフィンとビスアジドからなる組成物膜を、光または熱処理によりナイトレンを発生させ、オレフィンと架橋させたもの、
（ｉｖ） エポキシ基を有するモノマーと光酸発生剤からなる組成物膜を、光または熱処理により、酸（カチオン）を発生させて重合させたもの、
などがある。
【００３２】
赤色領域の蛍光を発する蛍光変換膜は、前記蛍光色素または蛍光顔料と、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂重合物から構成される。ここで、前記光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂のなかでは、（メタ）アクリレート系重合体、すなわち、（ｉ）アクロイル基やメタクロイル基を、複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤からなる組成物膜を光または熱処理して、光ラジカルや熱ラジカルを発生させて重合させたものが、高精細でパターニングが可能であり、耐溶剤性、耐熱性等の信頼性の面でも好ましい。
【００３３】
ここで用いられる光吸収膜としては、たとえば、印刷法、分散法、染色法、電着法、ミセル電解法により、透明基板上に形成したものを挙げる事ができる。この光吸収層に用いられる色素層としては、各種顔料や染料等、常用されているものを挙げることができる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示す。以下の実施例は、本発明を好適に説明するための具体例に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。
【００３５】
（実施例１）
図２を参照しながら、本実施例を説明する。
【００３６】
光吸収膜の作製
コーニングガラス（１４３×１１２×１．１ｍｍ）基板５上に、光吸収層（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＲ−７００１）をスピンコート法にて塗布後、フォトリソ法によりパターニングを実施し、赤色フィルタ層を、膜厚１μｍ、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンにて、得た。この光吸収膜２の吸光度は、図３に示すように、波長４５０〜５２０ｎｍにおいて吸光度１以上であった。
【００３７】
次いで、この基板５上にブルーのカラーフィルタ（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＢ−７００１）３およびグリーンのカラーフィルタ（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＧ−７００１）４をスピンコート法にて塗布し、その後、フォトリソ法によりパターニングを実施し、青色フィルタ層および緑色フィルタ層を、膜厚１μｍ、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍｍギャップのストライプパターンにて、得た。
【００３８】
蛍光変換膜の作製
前記光吸収膜２上に、蛍光色素として、クマリン６、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（昭和高分子株式会社：ＳＰ−２６００）を、スピンコート法を用い成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜１を得た。次に、光吸収膜２上の蛍光変換膜１を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで乾燥することにより、１μｍの光吸収膜２と６μｍの蛍光変換膜１を積層した膜厚７μｍの蛍光変換フィルタを得た。図３に示すように、この蛍光変換膜１単独では、膜厚６μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以下になるように、色素濃度を調整した。
【００３９】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、１１２℃であった。
【００４０】
この蛍光変換フィルタの上に、保護層形成材料として、ＵＶ硬化型樹脂（エポキシ変性アクリレート）をスピンコート法にて塗布し、高圧水銀灯にて照射し、膜厚３μｍの保護層６を形成した。
【００４１】
この時、蛍光変換フィルタのパターンは、変形がなく、かつ、ハードコード層は平坦であった。また、１００℃の高温試験を行なった所、蛍光変換フィルタおよび保護層に変形は見られなかった。
【００４２】
有機発光素子の作製
図２は、前述のように、今回製作したカラー表示装置の断面概略図である。蛍光変換フィルタ上面に形成した有機発光層１１は、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極の６層構成とした。
【００４３】
まず、蛍光変換フィルタ上に貼付した保護フィルムの上面にスパッタ法にて透明電極８（ＩＴＯ）を全面成膜した。パターニングは、ＩＴＯ上にレジスト剤（東京応化製：ＯＦＲＰ−８００）を塗布した後、フォトリソグラフ法にて行い、０．３３ｍｍライン、０．０７ｍｍギャップ、膜厚１００ｎｍのストライプパターンを得た。
【００４４】
次いで、基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層９、正孔輸送層１０、有機発光層１１、電子注入層１２を、真空を破らずに、順次成膜した。表１は、各有機層に用いた材料の構造式である。成膜に際して、真空槽内圧は１×１０−４Ｐａまで減圧した。正孔注入層９は、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を１００ｎｍ積層した。正孔輸送層１０は、４，４′−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を２０ｎｍ積層した。発光層１１は、４，４′−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を３０ｎｍ積層した。電子注入層１２は、アルミキレート（Ａｌｑ）を２０ｎｍ積層した。
【００４５】
この後、この基板を真空槽から取り出し、ＩＴＯラインと垂直に０．３３ｍｍライン、０．０７ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを取り付け、新たに抵抗加熱蒸着装置内に装着した後、陰電極１３として、Ｍｇ／Ａｇ（１０：１の重量比率）を２００ｎｍ形成した。
【００４６】
なお、前記透明電極８、正孔注入層９、正孔輸送層１０、有機発光層１１、電子注入層１２、および電極１３は、有機発光素子を構成している。
【００４７】
この蛍光変換フィルタと有機発光素子とを具備したカラー表示装置を、グローブボックス内乾燥窒素雰囲気下において、封止ガラスとＵＶ硬化接着剤を用いて封止した。
【００４８】
【表１】
（実施例２）
実施例１と同様に、光吸収膜２上に、蛍光色素として、クマリン７、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（昭和高分子株式会社：ＳＰ−１５０９）をスピンコート法を用い成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜１を得た。次に、この蛍光変換膜１を０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで乾燥することにより、１μｍの光吸収膜２と６μｍの蛍光変換膜１を積層してなる膜厚７μｍの蛍光変換フィルタを得た。この蛍光変換膜単独では、膜厚６μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度は１以下になるように、色素濃度を調整した。
【００５０】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、１１７℃であった。
【００５１】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に、有機発光素子を形成した。
【００５２】
実施例１と同様にこの蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００５３】
（実施例３）
実施例１と同様に、光吸収膜２上に、蛍光色素として、クマリン７、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（新日鉄化学：Ｖ−２４００ＰＥＴシリーズ）をスピンコート法を用い、成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜１を得た。次に、この蛍光変換膜１を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパターンに形成した。次に、加熱乾燥することにより、１μｍの光吸収膜２と６μｍの蛍光変換膜１を積層してなる膜厚７μｍの蛍光変換フィルタを得た。この蛍光変換膜１単独では、膜厚６μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度は１以下になるように、色素濃度を調整した。
【００５４】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、１７０℃であった。
【００５５】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に、有機発光素子を形成した。
【００５６】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００５７】
（実施例４）
実施例１と同様に、光吸収膜２上に、透明性光重合性樹脂（新日鉄化学：Ｖ−２４００ＰＥＴシリーズ）に対して、蛍光色素として、クマリン７、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（新日鉄化学：Ｖ−２４００ＰＥＴシリーズ）を添加したものを、スピンコート法を用い成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜１を得た。次に、この蛍光変換膜１を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで加熱乾燥することにより、１μｍの光吸収膜２と６μｍの蛍光変換膜１を積層してなる膜厚７μｍの蛍光変換フィルタを得た。この蛍光変換膜１単独では、膜厚６μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度は１以下になるように、色素濃度を調整した。
【００５８】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、２２０℃であった。
【００５９】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に、有機発光素子を形成した。
【００６０】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００６１】
（比較例１）
コーニングガラス（１４３×１１２×１．１ｍｍ）上に、蛍光色素として、クマリン６、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（昭和高分子株式会社：ＳＰ−２６００）をスピンコート法を用い成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜を得た。次に、この蛍光変換膜を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで乾燥することにより、膜厚２５μｍの蛍光変換フィルタ（蛍光変換膜単独）を得た。この蛍光変換膜単独で、膜厚２５μｍにおいて４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が２以上になるように、色素濃度を調整した。
【００６２】
この蛍光変換フィルタを削り出し、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、１４０℃であった。
【００６３】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に、有機発光素子を形成した。
【００６４】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００６５】
（比較例２）
コーニングガラス（１４３×１１２×１．１ｍｍ）上に、カラーフィルタレッド（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＲ−７００１）をスピンコート法にて塗布後、フォトリソ法によりパターニングを実施し、赤色フィルタ層を、膜厚０．５μｍ、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンにて、得た。この光吸収膜の吸光度は、波長４５０〜５２０ｎｍにおいて吸光度１以下であった。実施例１と同様に、ブルーのカラーフィルタおよびグリーンのカラーフィルタを形成した。
【００６６】
前記カラーフィルタレッド上に、蛍光色素として、クマリン６、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（昭和高分子株式会社：ＳＰ−２６００）をスピンコート法を用い、成膜し、８０℃オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜を得た。次に、この蛍光変換膜を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することによって、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで乾燥することにより、膜光吸収膜０．５μｍと蛍光変換膜１５μｍを積層してなる膜厚１５．５μｍの蛍光変換フィルタを得た。この蛍光変換膜単独で、膜厚１５μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１．５以上になるように、色素濃度を調整した。
【００６７】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、１４０℃であった。
【００６８】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に、有機発光素子を形成した。
【００６９】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００７０】
（比較例３）
コーニングガラス（１４３×１１２×１．１ｍｍ）上に、蛍光色素として、クマリン６、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む透明性光重合性樹脂（昭和高分子株式会社：ＳＰ−２６００）をスピンコート法を用い、成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜を得た。次に、この蛍光変換膜を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して、高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することによって、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで乾燥することにより、膜厚７μｍの蛍光変換フィルタを得た。この蛍光変換膜単独で、膜厚７μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が２以上になるように、色素濃度を調整した。
【００７１】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、１４０℃であった。
【００７２】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に有機発光素子を形成した。
【００７３】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００７４】
（比較例４）
コーニングガラス（１４３×１１２×１．１ｍｍ）上に、カラーフィルタレッド（富士ハントエレクトロニクステクノロジー製：カラーモザイクＣＲ−７００１）をスピンコート法にて塗布後、フォトリソ法によりパターニングを実施し、赤色フィルタ層を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンにて、得た。次いで、赤色フィルタ上に、透明性光重合性樹脂（日本化薬株式会社：ＳＲ２３５）に対して、蛍光色素として、クマリン７、ローダミン６Ｇ、ベーシックバイオレット１１を含む樹脂を、スピンコート法を用い、成膜し、オーブンで乾燥することにより、蛍光変換膜を得た。次に、この蛍光変換膜を、０．３３ｍｍライン、１．２ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを介して高圧水銀灯を光源とする露光機にてコンタクト露光し、さらに、アルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパターンに形成した。次に、オーブンで加熱乾燥することにより、膜厚７μｍの蛍光変換フィルタが得られた。この蛍光変換膜単独で、膜厚６μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が１以下であった。
【００７５】
この蛍光変換フィルタを、ＤＳＣ（リガク製）でガラス転移温度を測定したところ、６０℃であった。
【００７６】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に、保護層を形成した。この時、蛍光色変換フィルタのパターンは変形があり、しかも、保護層は凹凸であった。
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタ上に有機発光素子を形成した。
【００７７】
実施例１と同様に、この蛍光変換フィルタと有機発光素子とからなるカラー表示装置を封止した。
【００７８】
実施例１〜４および比較例１〜４の評価
実施例１〜４の評価した結果を表２にまとめた。以下に、表２における各項目の評価方法および結果について説明する。
【００７９】
【表２】
〔ＣＩＥ色度座標及び視野角特性〕
ＣＩＥ色度座標は、ＭＣＰＤ−１０００（大塚電子製）を用いて測定し、視野角特性の測定角度は、ＭＣＰＤ−１０００の受光部分がガラス基板と垂直となる角度を０°として、左右５°毎に±０〜８０°測定した。
【００８１】
〔膜厚〕
ガラス基板上に形成した光吸収膜および蛍光変換膜、光吸収膜と蛍光変換膜を積層してなる蛍光変換フィルタのガラス表面からの段差を、表面粗さ計（日本真空技術：ＤＥＫＴＡＫ ＩＩＡ）を用いて評価した。
【００８２】
〔相対変換効率〕
相対変換効率は、実施例１の蛍光変換フィルタを具備した有機発光素子を点灯させ、輝度が５０ｃｄ／ｍ２ となる電圧を標準電圧として、有機発光素子に標準電圧をかけた時に得られる輝度を測定し、実施例１の輝度を１として相対変換効率として比較した。
【００８３】
〔後プロセス耐性〕
後プロセス耐性は、蛍光変換フィルタ上に、有機発光素子を作製、発光させ、その表示性能において、断線および短絡などの欠陥を調べた。
【００８４】
実施例１〜４の蛍光変換膜をフィルタを具備した有機発光素子は、色純度の高い赤色を発光し、高精細で広い視野角特性と後プロセス耐性を有する実用上優れた表示素子である。
【００８５】
比較例１〜４の評価した結果を説明する。
【００８６】
比較例１の蛍光変換フィルタを具備した有機発光素子は、蛍光変換膜の膜厚が２５μｍと厚いため、有機発光素子と蛍光変換フィルタの光路長が長くなり、視野角特性は±３０度以上でＣＩＥ色度座標が変化し、赤色の色純度が低下した。
【００８７】
比較例２の蛍光変換フィルタを具備した有機発光素子は、光吸収膜の吸光度が低いため蛍光変換膜の膜厚が１５μｍと厚くなる。そのため、有機発光素子と蛍光変換フィルタの光路長が長くなり、視野角特性も±５０度以上でＣＩＥ色度座標が変化し、赤色光の色純度が低下した。
【００８８】
比較例３の蛍光変換フィルタを具備した有機発光素子は、実施例１と同等の電圧をかけた時に得られた赤色光の輝度を、実施例１の時の輝度を１とし比較すると、赤色光の輝度は０．６０しか得られなかった。これは、蛍光変換膜内の色素濃度を、膜厚７μｍにおいて、４５０ｎｍ〜５２０ｎｍの吸光度が２以上になるように調整したため、色素の濃度消光および自己吸収が起こり、効率よく色変換が行われていないためである。
【００８９】
比較例４の蛍光変換フィルタを具備した有機発光素子は、発光させたところ、所々に非発光部分が生じ、不均一な発光が得られた。保護層に凹凸があるため、表示部内に断線が生じ、高精細な表示が実現できなかった。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、発光体から得られる近紫外領域から緑色光領域の光を赤色領域の光に変換することができ、かつ高精細なパターニングが可能であり、優れた表示性能を持つ蛍光変換フィルタを得ることができる。発光型のマルチカラーまたはフルカラーディスプレイ、カラー表示パネル、単色信号光表示パネル、バックライトなど、民生用や工業用の表示機器に好適に用いられる蛍光変換フィルタを、安価、かつ、容易に製造することが実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる蛍光変換フィルタの一例を示す断面概略図である。
【図２】本発明にかかるカラー表示装置子の一例を示す断面概略図である。
【図３】本発明の実施例１の蛍光変換フィルタの光吸収膜および蛍光変換膜の吸収曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 蛍光変換膜
２ 光吸収膜
３ グリーンのカラーフィルタ
４ ブルーのカラーフィルタ
５ ガラス基板
６ 保護層
７ 絶縁性無機酸化膜
８ 透明電極
９ 正孔注入層
１０ 正孔輸送層
１１ 有機発光層
１２ 電子注入層
１３ 電極
Claims (4)
- 少なくとも、近紫外領域から緑色光領域の光を赤色光領域の光に変換することができるとともに高精細なパターニングが可能な蛍光変換膜を有し、発光素子と組み合わせてカラー表示を可能にする蛍光変換フィルタであって、
前記蛍光変換膜が、２０μｍ以下の膜厚を有し、かつ波長４５０nm〜５２０nmの吸光度が１以下であり、この蛍光変換膜の表示面側に、波長４５０nm〜５２０nmの吸光度が１以上の光吸収膜が積層されていることを特徴とする蛍光変換フィルタ。 - 前記パターニング可能な蛍光変換膜のマトリクス樹脂が光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の蛍光変換フィルタ。
- 前記光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂がアクリレート系または／およびメタクリレート系重合体および共重合体を主成分とすることを特徴とする請求項２に記載の蛍光変換フィルタ。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光変換フィルタと発光素子とを具備することを特徴とするカラー表示装置。
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