JP5453853B2 - カラーフィルタ及びそれを用いてなる有機el表示装置 - Google Patents
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Description
しかし、有機EL表示装置においては観察者側から入射した外光が有機EL表示装置の内部で反射し、その反射光が再び観察者側に出射することにより表示が視認しにくくなるという問題があった。
この問題を解決するため有機EL装置におけるガラス基板等の外側に、円偏光板を配置する技術が提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。この円偏光板に入射した外光は、円偏光板により吸収されて、有機EL装置の表示の見易さを確保している。
また、上記の外光反射を改善するため、3色発光層に対応する赤・緑・青の三色の着色層を有するカラーフィルタを配置する技術が提案されている。そして、カラーフィルタの改良も種々なされている(例えば、特許文献5〜6参照)。
しかしながら、三色の着色層を有するカラーフィルタを製造するためには、三色の色毎に着色層を設ける必要があるため、工程が煩雑となり、生産性が低かった。
すなわち、本発明は、
[1]3色発光層を有する有機EL表示装置用カラーフィルタであって、赤色、緑色及び青色から選ばれる1色(A)からなる着色層と、黄色、マゼンタ及びシアンから選ばれる1色(B)からなる着色層とが形成されており、且つ色(A)と色(B)とが互いに補色関係にあり、さらに、以下(1)〜(3)のいずれかであることを特徴とするカラーフィルタ、
(1)カラーフィルタの緑色に対応する部分に緑色着色層が形成され、赤色及び青色に対応する部分にマゼンタ着色層が形成される。
(2)カラーフィルタの青色に対応する部分に青色着色層が形成され、赤色及び緑色に対応する部分に黄色着色層が形成される。
(3)カラーフィルタの赤色に対応する部分に赤色着色層が形成され、緑色及び青色に対応する部分にシアン着色層が形成される。
[2]マゼンタ着色層を形成するマゼンタ着色組成物が、C.I.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド83、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントバイオレッド19及びC.I.ピグメントバイオレッド23から選ばれる少なくとも1種の顔料を含むことを特徴とする上記[1]に記載のカラーフィルタ、
[3]黄色着色層を形成する黄色着色組成物が、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー31、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピグメントイエロー60、C.I.ピグメントイエロー61、C.I.ピグメントイエロー65、C.I.ピグメントイエロー71、C.I.ピグメントイエロー73、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー81、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー98、C.I.ピグメントイエロー100、C.I.ピグメントイエロー101、C.I.ピグメントイエロー104、C.I.ピグメントイエロー106、C.I.ピグメントイエロー108、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー113、C.I.ピグメントイエロー114、C.I.ピグメントイエロー116、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー119、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー126、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー152、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー156、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー175から選ばれる少なくとも1種の顔料を含むことを特徴とする上記[1]に記載のカラーフィルタ、及び
[4]上記[1]〜[3]のいずれかに記載のカラーフィルタを用いてなる有機EL表示装置である。
本発明のカラーフィルタは、3色発光層を有する有機EL表示装置用カラーフィルタであって、赤色、緑色及び青色から選ばれる1色(A)からなる着色層と、黄色、マゼンタ及びシアンから選ばれる1色(B)からなる着色層とが形成されており、且つ色(A)と色(B)とが互いに補色関係にあることを特徴とする。ここで、補色関係とは、2つの色の組み合わせが色相環(color circle)で正反対に位置する関係にあることをいう。
図1において、本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタ10は、赤色、緑色及び青色から選ばれる1色(A)からなる着色層13aを構成する画素と、色(A)と補色関係にある色(B)からなる着色層13bを構成する画素とが、1:2の画素数の比率で、3色発光層にそれぞれ対応して配列している。
着色層13a及び13bの個々の画素は遮光部12により着色層のパターン毎に区分されている。この遮光部12は画素毎に発光する区域を区画するとともに、発光する区域どうしの境界における外光の反射を防止し、画像のコントラストを高めるために設けられるものである。この遮光部12の存在によっても表示の視認性は向上する。図1においては、遮光部12は上下方向に連続しているが、横方向に連続しても良く、また着色層13a及び13bの個々の着色層のパターン毎に不連続に形成されていても良い。遮光部12のパターンは、通常、線状であり、マトリクス状、ストライプ状等が挙げられる。
ここで、上記マゼンタ着色層13bは、可視光の500nm〜580nmの範囲(人に強く視認される)を効率よく吸収することが可能であり、従って、カラーフィルタの赤色及び青色に対応する部分にマゼンタ着色層13bを設けると、外光反射成分を効率的に吸収させることが可能となる。それにより、外光反射を低減できる。また、カラーフィルタの赤色及び青色に対応する部分に形成されるマゼンタ着色層13bを1工程で作製することができるため、また円偏光板を用いる必要がないため、安価に有機EL表示装置を提供することもできる。青色着色層13a及び黄色着色層13bを用いる場合も同様の効果を奏する。
着色層13の膜厚としては、1.0〜3.0μm程度である。
本発明の好ましい態様によれば、マゼンタ色材は、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、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット29、C.I.ピグメントバイオレット32、C.I.ピグメントバイオレット36、C.I.ピグメントバイオレット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、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド83、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド208、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド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、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー60等が挙げられる。
本発明の好ましい態様によれば、カラーフィルタの着色層を形成するためのマゼンタ着色組成物は、上記の顔料を溶剤に分散させた分散体である。本発明に係るマゼンタ着色層を形成するマゼンタ着色組成物は、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド83、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントバイオレッド19及びC.I.ピグメントバイオレッド23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。
本発明において、顔料の分散方法は、特に限定されず、公知の分散機を用いて分散させることができる。分散処理を行うための分散機としては、2本ロール、3本ロール等のロールミル、振動ボールミル等のボールミル、ペイントコンディショナー、連続ディスク型ビーズミル、連続アニュラー型ビーズミル等のビーズミルが挙げられる。分散処理において用いるビーズの径は、好ましくは0.03〜2.00mmであり、より好ましくは0.10〜1.00mmである。
本発明の好ましい態様によれば、マゼンタ着色組成物は、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、赤色着色組成物の合計質量に対して10〜90質量%である。溶剤の含有量が上記範囲程度であれば、マゼンタ着色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、マゼンタ着色組成物を調製後、目標とする色度座標を達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(ゼネカ株式会社製)、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、赤色顔料等のマゼンタ顔料の合計質量に対して10〜80質量%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−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、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、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、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、マゼンタ顔料の合計質量に対して5〜80質量%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、マゼンタ顔料の合計質量に対して5〜80質量%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、マゼンタ顔料の合計質量に対して1〜40質量%である。
本発明の好ましい態様によれば、黄色着色組成物についても、上記マゼンタ着色組成物と同様の方法で調製することができる。本発明の好ましい態様によれば、黄色顔料は、顔料の透過スペクトルの立ち上がり波長が480nm付近にあることが好ましい。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、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー31、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピグメントイエロー60、C.I.ピグメントイエロー61、C.I.ピグメントイエロー65、C.I.ピグメントイエロー71、C.I.ピグメントイエロー73、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー81、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー98、C.I.ピグメントイエロー100、C.I.ピグメントイエロー101、C.I.ピグメントイエロー104、C.I.ピグメントイエロー106、C.I.ピグメントイエロー108、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー113、C.I.ピグメントイエロー114、C.I.ピグメントイエロー116、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー119、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー126、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー152、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー156、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー175;等が挙げられる
黄色着色組成物は、上記マゼンタ着色組成物と同様に、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。
本発明の好ましい態様によれば、緑色着色組成物及び青色着色組成物についても、上記マゼンタ着色組成物と同様の方法で調製することができる。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、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン1、C.I.ピグメントグリーン4、及びC.I.ピグメントグリーン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、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:5、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー1、及びC.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー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。
緑色着色組成物及び青色着色組成は、上記マゼンタ着色組成物と同様に、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。
本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタに用いられる透明基板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。
透明基板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。
本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタには遮光部12が形成されていても良く、遮光部12の形成材料としては、例えば、カーボンブラック、チタンブラック等の黒色着色剤を含有する樹脂組成物等が挙げられる。この樹脂組成物に用いられる樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂を使用することができる。また、樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、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、ポリアミド樹脂等も例示することができる。
また、本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタ10は、上記着色層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、1.0〜2.5μm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、3色発光層を含む有機EL素子を有し、上記3色発光層からの光を発光光源とするものである。より具体的には、本発明の有機EL表示装置は、3色発光層を含む有機EL層、並びに上記有機EL層を挟持する透明電極層及び背面電極層を含む有機EL素子と、赤色、緑色及び青色から選ばれる1色(A)からなる着色層と、黄色、マゼンタ及びシアンから選ばれる1色(B)からなる着色層、具体的には、カラーフィルタの緑色に対応する部分に緑色着色層のパターンが形成され、赤色及び青色に対応する部分にマゼンタ着色層のパターンが形成されているカラーフィルタ、又はカラーフィルタの青色に対応する部分に青色着色層のパターンが形成され、赤色及び緑色に対応する部分に黄色着色層のパターンが形成されているカラーフィルタを有する。上記3色発光層からの3色光を発光光源とする有機EL表示装置である。
有機EL表示装置において、カラーフィルタの色(A)が緑色で色(B)がマゼンタの場合、有機EL表示装置の緑色発光層が緑色着色層に対応し、赤色、及び青色発光層がマゼンタ着色層に対応するように着色層13a及び13bが配列される。また、有機EL表示装置用カラーフィルタの色(A)が青色で色(B)が黄色の場合、有機EL表示装置の青色発光層が青色着色層に対応し、赤色、及び緑色発光層が黄色着色層に対応するように着色層13a及び13bが配列される。これらのように着色層13a及び13bが配列されることにより、ある特定の波長の光のみを通過させ、「色」として見せるというカラーフィルタの機能が好適に発揮される。
この有機EL表示装置は、必要に応じ、シール剤により封止される。
このような有機EL表示装置の具体例としては、既にカラーフィルタ10の部分を説明した図2に例示するものを挙げることができる。図2に例示した有機EL素子側基板20を説明する。図2に示すように、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。
次に、本発明の有機EL表示装置の第2態様について説明する。図3は、本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタを搭載した有機EL表示装置の第2態様を示す概略断面図である。
本態様の有機EL表示装置は、透明基板11、透明基板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10と、有機EL表示装置用カラーフィルタ10上に直接形成された有機EL素子25とを有する態様である。ここで、有機EL表示装置用カラーフィルタ10上に直接形成されたとは、有機EL表示装置用カラーフィルタ10を支持体として形成されているものをいうものである。従って、有機EL表示装置用カラーフィルタ10が支持体として用いられるのであれば、有機EL表示装置用カラーフィルタ10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。有機EL素子25は、上記の第1態様と同様に、3色発光層を含む有機EL層23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ならびに透明電極層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。
次に、本発明の有機EL表示装置の第3態様について説明する。図4は、本発明の有機EL表示装置用カラーフィルタを搭載した有機EL表示装置の第3態様を示す概略断面図である。
図4に示すように、本態様の有機EL表示装置30は、基板21、基板21上に形成された有機EL素子25及び絶縁層26を有する有機EL素子側基板20と、有機EL素子側基板20上に直接形成された着色層13とを有する態様である。ここで、有機EL素子側基板20上に直接形成されたとは、有機EL素子側基板20を支持体として形成されているものをいうものである。従って、有機EL素子側基板20が支持体として用いられるのであれば、有機EL素子側基板20と着色層13との間に他の部材を有するものであっても良い。
本態様を更に具体的に説明する。本態様の有機EL表示装置30は、基板21、基板21上に形成された有機EL素子25及び絶縁層26を有する有機EL素子側基板20と、有機EL素子側基板20上に所望により形成された、オーバーコート層14と、オーバーコート層14上に直接形成され、開口部を備える遮光部12と、上記開口部に形成された、色(A)からなる着色層(例えば、緑色着色層)13a及び色(B)からなる着色層(例えば、マゼンタ着色層)13bを含む着色層13とを有するものである。また、有機EL素子25は、3色発光層を含む有機EL層23を有するものである。
(1)有機EL素子側基板
本発明に用いられる有機EL素子側基板20は、基板21と、有機EL素子25とを少なくとも有するものであり、通常、絶縁層を有するものである。
本発明における有機EL素子25は、3色発光層を含むものである。より具体的には、通常、3色発光層を含む有機EL層23と、上記有機EL層を挟持するように配置される背面電極層22及び透明電極層24とを含むものである。
本発明に用いられる有機EL層23は、少なくとも3色発光層を有するものであるが、通常、複数層の有機層から構成されるものであり、正孔注入層や電子注入層といった電荷注入層や、発光層に正孔を輸送する正孔輸送層、発光層に電子を輸送する電子輸送層といった電荷輸送層を有するものとすることができる。
本発明に用いられる3色発光層としては、具体的には、上記有機EL層に電圧が加えられた際に、少なくとも青色光(430nm〜470nm)、緑色光(470nm〜600nm)、及び赤色光(600nm〜700nm)の波長域の発光スペクトルを各々有するものであれば良い。
本発明においては、3色発光層と陽極(透明電極層もしくは背面電極層)との間に正孔注入層が形成されていても良い。正孔注入層を設けることにより、3色発光層への正孔の注入が安定化し、発光効率を高めることができるからである。
正孔注入層の膜厚は、通常5nm〜1μm程度である。
本発明においては、3色発光層と陰極(透明電極層もしくは背面電極層)との間に電子注入層が形成されていても良い。電子注入層を設けることにより、3色発光層への電子の注入が安定化し、発光効率を高めることができるからである。
電子注入層の膜厚は、通常5nm〜1μm程度である。
本発明における背面電極層22は、有機EL層23と、基板21との間に配置されたものである。背面電極層22は、上記3色発光層を発光させるための他方の電極をなすものであり、透明電極層24と反対の電荷をもつ電極である。
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。
本発明における透明電極層24は、背面電極層22との間に挟まれた有機EL層23に電圧をかけ、上記3色発光層で発光を起こさせるために設けられるものである。また、上記3色発光層で発生した光を、有機EL表示装置用カラーフィルタ10側に透過させるものである。従って、有機EL層23と、有機EL表示装置用カラーフィルタ10との間に配置されるものである。
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。
本発明に用いられる基板21としては、有機EL素子25等を支持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、本発明においては、有機EL表示装置用カラーフィルタ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。
本発明における絶縁層26は、背面電極層22と透明電極層24とが直接接触することを防ぐために形成されるものである。
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。
本発明に必要に応じ用いられるシール剤27は、有機EL表示装置用カラーフィルタ10及び有機EL素子側基板20の周縁部に形成され、有機EL素子25を封止するものである。
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。
本発明に所望により用いられるアンカー層の形成材料としては、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素等が挙げられる。
また、アンカー層の形成方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、電子ビーム(EB)蒸着法や抵抗加熱法などの真空蒸着法、レーザーアブレーション法、化学気相成長(CVD)法等が挙げられる。これらの中でも、生産性の観点から、スパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD法が好ましく用いられる。
上記アンカー層の膜厚は、通常2nm〜200nm程度であり、好ましくは5nm〜50nm程度である。
本発明に所望により形成されるバリア層の形成材料は、水蒸気や酸素に対してバリア性を発現することができれば特に限定されるものではなく、例えば透明無機膜、透明樹脂膜、あるいは有機−無機ハイブリッド膜等が用いられる。中でも、バリア性が高い点から、透明無機膜が好ましい。
上記透明無機膜の形成材料としては、例えば酸化アルミニウム、酸化ケイ素、及び酸化マグネシウム等の酸化物;窒化ケイ素等の窒化物;窒化酸化ケイ素等の窒化酸化物;などが用いられる。特に、ピンホールや突起が生じにくくガスバリア性が高いことから、窒化酸化ケイ素が好適である。
バリア層の膜厚としては、用いる透明基板やバリア層の形成材料の種類、あるいはバリア層が単層であるか多層であるかによって異なるものであり一概に規定できないが、通常、バリア層全体で5nm〜5μm程度である。バリア層の厚みが薄すぎるとバリア性が不十分となる可能性があり、またバリア層の厚みが厚すぎると薄膜の膜応力によるクラック等の現象が生じ易いからである。
なお、色特性、外光反射、輝度及び工程削減効果は下記の方法に従って評価した。
目視により、評価基準に基づき評価した。
◎:非常に良好であった。
○:良好であった。
×:問題があった。
目視により、以下の評価基準に基づき評価した。
○:問題なかった。
×:反射光が気になり、問題があった。
トプコン社製輝度計のBM−8を用いて測定し、以下の評価基準に基づき評価した。以下の値はカラーフィルタなし、円偏光板なしの素子(比較例2)の輝度を100%としたときの輝度の割合とする。
◎: 70%より大きい。
○: 50%より大きく、70%以下である。
△: 50%以下である。
◎ :カラーフィルタ作製工程、円偏光板貼り付け工程共にない。
○:円偏光板の貼り付け工程がある。カラーフィルタ作製工程はない。
○:カラーフィルタ作製工程がある。なお、カラーフィルタの着色層製造工程が3工程から2工程になり、1工程削減できた。円偏光板の貼り付け工程はない。
×:カラーフィルタ作製工程がある。なお、カラーフィルタの着色層製造工程が3工程であり、工程削減できていない。
0.7mmのガラス基板(旭硝子株式会社製 AN材)上にカーボンブラック含有ポリメチルメタクリレート樹脂からなる遮光部(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、緑色着色層を構成する画素(厚さ2.0μm)とマゼンタ着色層を構成する画素(厚さ2.0μm)とを1:2の画素数の比率で図1に示すように配列し、更に図2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)を形成してカラーフィルタを作製した。このカラーフィルタを用い、緑色着色層が有機EL表示装置の緑色発光層に対応し、マゼンタ着色層が赤色発光層及び青色発光層に対応するように、円偏光板を用いず有機EL表示装置を構成した。
なお、各着色層の配合組成を第1表に示す。
実施例1における緑色着色層を青色着色層に、マゼンタ着色層を黄色着色層に変更した以外は実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。このカラーフィルタを用い、青色着色層が有機EL表示装置の青色発光層に対応し、黄色着色層が赤色発光層及び緑色発光層に対応するように、円偏光板を用いず有機EL表示装置を構成した。
なお、各着色層の配合組成を第1表に示す。
実施例1におけるマゼンタ着色層を赤色着色層及び青色着色層に変更した以外は実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製した。赤色着色層を構成する画素数と青色着色層を構成する画素数は同数とした。このカラーフィルタを用い、円偏光板を用いず有機EL表示装置を構成した。
比較例2
カラーフィルタと円偏光板のいずれも用いず有機EL表示装置を構成した。
比較例3
カラーフィルタを用いず、円偏光板を用いて有機EL表示装置を構成した。
なお、円偏光板としては、直線偏光板及びフィルム基板(1/4波長板)からなる特許文献1記載のものを用いた。
1) 緑色顔料: Fastogen Green 2YK,MY(DIC株式会社製)
2) マゼンタ顔料: Hostaperm Red EB transp,Pigment Red 122(Clariant社製)
3) 青色顔料: C.I.ピグメントブルー15:6(商品名:Chromofine Blue5201A、大日精化工業株式会社製)
4) 黄色顔料: パリオトールイエローD1819(BASF社製)
5) 赤色顔料: クロモフタルレッドA2B(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)
6) 分散剤: Disperbyk 111(ビックケミー・ジャパン株式会社製)
7) 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)
8) ポリマー: 下記共重合樹脂溶液(固形分50%)
9) 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)
10) 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%)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
11 遮光部
13 着色層
13a 色(A)からなる着色層、緑色着色層、青色着色層
13b 色(B)からなる着色層、マゼンタ着色層、黄色着色層
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
24 透明電極層
25 有機EL素子
26 絶縁層
27 シール剤
30 有機EL表示装置
Claims (4)
- 3色発光層を有する有機EL表示装置用カラーフィルタであって、赤色、緑色及び青色から選ばれる1色(A)からなる着色層と、黄色、マゼンタ及びシアンから選ばれる1色(B)からなる着色層とが形成されており、且つ色(A)と色(B)とが互いに補色関係にあり、さらに、以下(1)〜(3)のいずれかであることを特徴とするカラーフィルタ。
(1)カラーフィルタの緑色に対応する部分に緑色着色層が形成され、赤色及び青色に対応する部分にマゼンタ着色層が形成される。
(2)カラーフィルタの青色に対応する部分に青色着色層が形成され、赤色及び緑色に対応する部分に黄色着色層が形成される。
(3)カラーフィルタの赤色に対応する部分に赤色着色層が形成され、緑色及び青色に対応する部分にシアン着色層が形成される。 - マゼンタ着色層を形成するマゼンタ着色組成物が、C.I.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド83、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントバイオレッド19及びC.I.ピグメントバイオレッド23から選ばれる少なくとも1種の顔料を含むことを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ。
- 黄色着色層を形成する黄色着色組成物が、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー31、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピグメントイエロー60、C.I.ピグメントイエロー61、C.I.ピグメントイエロー65、C.I.ピグメントイエロー71、C.I.ピグメントイエロー73、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー81、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー98、C.I.ピグメントイエロー100、C.I.ピグメントイエロー101、C.I.ピグメントイエロー104、C.I.ピグメントイエロー106、C.I.ピグメントイエロー108、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー113、C.I.ピグメントイエロー114、C.I.ピグメントイエロー116、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー119、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー126、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー152、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー156、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー175から選ばれる少なくとも1種の顔料を含むことを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のカラーフィルタを用いてなる有機EL表示装置。
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