JP6625316B2

JP6625316B2 - カラーフィルタおよび有機ｅｌ表示装置

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Publication number: JP6625316B2
Application number: JP2014028695A
Authority: JP
Inventors: 野和幸日; 田裕樹坂; 竹一義佐; 崎晋宮
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2034-02-18
Also published as: JP2015152858A

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置用のカラーフィルタに関する。また本発明は、当該カラーフィルタを備えた有機ＥＬ表示装置に関する。

従来、平面ディスプレイ等の分野において、陽極と陰極との間に有機発光層を挟持して構成された有機ＥＬ層を含む有機ＥＬ素子が提案されており、その応用研究が盛んに行われている。

有機ＥＬ素子を備えたディスプレイにおける課題として、高い輝度を確保しながら低消費電力を実現するという課題がある。このような課題を解決するため、ディスプレイを、赤色、緑色、青色に白色を加えた４色の副画素を有する画素群で構成すること、いわゆるペンタイル方式が提案されている（例えば特許文献１乃至４参照）。例えば、赤色、緑色、青色の着色部に加えて白色光をそのまま透過させる層を有するカラーフィルタを用いることが提案されている（例えば特許文献５参照）。このようなペンタイル方式を採用することにより、従来の赤色、緑色、青色の３色フィルタ方式のディスプレイと比較して、高い輝度を確保しながら低消費電力を実現することが可能となる。

その他にも、特許文献６においては、赤色、緑色、青色の発光層をそれぞれ形成し、各発光層から各色の光を取り出すとともに、各色の光を混合して白色光などその他の色を構成し、これによって輝度を向上させる方法が提案されている。しかしながら、この方法は、上記のペンタイル方式に比べて、輝度を向上させる効果が十分でないと考えられる。

ところで、有機ＥＬ素子の陽極または陰極の一方は、一般に金属電極からなっている。このため、有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置においては、外光が陽極または陰極によって反射されることに起因して、コントラストが低下する問題や映り込みが生じる問題があった。

このような問題を解決するため、円偏光板を有機ＥＬ素子の観察者側に配置することにより、外光が反射されるのを防ぐ技術が提案されている（例えば特許文献７，８）。その他にも、カラーフィルタのブラックマトリクス層を観察者側の面に配置することにより、外光が反射されるのを防ぐ技術が提案されている（例えば特許文献９）。

米国特許第６７７１０２８号明細書米国特許出願公開第２００２／０１８６２１４号明細書米国特許出願公開第２００４／０１１３８７５号明細書米国特許出願公開第２００４／０２０１５５８号明細書特表２００７−５１６５６４号公報特開２０１０−０４３９８０号公報特開２００４−２２６８４２号公報特開２０１０−２４３７６９号公報特開２００５−２０９６５１号公報

上述の特許文献７乃至９により提案されている従来の技術においては、外光の反射が防がれる一方で、有機ＥＬ素子から発光される光の透過が妨げられてしまうという問題がある。有機ＥＬ素子から発光される光の透過が妨げられる場合、所望の輝度を得るために有機ＥＬ素子の発光強度が高められることになる。このため、有機ＥＬ素子の素子寿命が短くなることが考えられる。

また近年は、スマートフォン用やタブレット端末用の平面ディスプレイとして有機ＥＬ表示装置が採用されつつある。スマートフォンやタブレット端末は嗜好品としての側面が強く、従って、スマートフォンやタブレット端末において有機ＥＬ表示装置が用いられる場合、単に外光の反射を抑制することだけでなく、さらに高度な光学特性が求められる。例えば、電源ＯＦＦのときに、有機ＥＬ素子から放射された光が通過する表示領域と、表示領域の周縁に位置する額縁領域との間の境界がユーザーによって視認されないようにすることが求められている。境界が視認されないということは、表示領域および額縁領域が、電源ＯＦＦのときにほぼ一連の領域として視認されるようになることを意味している。

電源ＯＦＦのときに表示領域と額縁領域との間の境界が視認されることを防ぐ上では、表示領域での光の反射率と額縁領域での光の反射率との差を小さくすることだけでなく、表示領域での光の色味と額縁領域での光の色味との差を小さくすることが重要になる。表示領域での色味は主に、有機ＥＬ表示装置に組み込まれたカラーフィルタの色味によって決定される。ところで表示装置用のカラーフィルタは、主に液晶表示装置用として長年研究されてきたものである。従って、有機ＥＬ表示装置に組み込まれるカラーフィルタとしても、通常は液晶表示装置用のカラーフィルタが転用されている。一方、液晶表示装置には偏光板が組み込まれているので、液晶表示装置に到達した光が、カラーフィルタを通った後に再びユーザー側に戻ることはほとんどない。すなわち、電源ＯＦＦ時に液晶表示装置に到達した外光の反射光の色味に、カラーフィルタの光学特性が反映されることはほとんどない。従って、従来、電源ＯＦＦ時のカラーフィルタの光学特性、特に色味については、ほとんど研究がなされてこなかったと言える。一方、ペンタイル方式の有機ＥＬ表示装置には通常は偏光板が設けられないため、従来のカラーフィルタを有機ＥＬ表示装置に組み込むためには、色味に関する適切な調整が必要になる。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ペンタイル方式の有機ＥＬ表示装置用に色味の調整がなされたカラーフィルタおよび当該カラーフィルタを備えた有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする

本発明は、有機ＥＬ表示装置用のカラーフィルタにおいて、基材と、複数の開口部を区画するよう前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記基材の法線方向に沿って見た場合に前記開口部と重なるよう設けられた複数色の着色部および透過率調整部と、を備え、前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長３８０〜７８０ｎｍの範囲内での平均透過率が、３０〜６０％の範囲内であり、前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長４００〜５００ｎｍの範囲内での透過率の最大値をＴｍａｘ（％）とし、波長６００〜７００ｎｍの範囲内での透過率の最小値をＴｍｉｎ（％）とするとき、｛Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ｝が５〜２０％の範囲内である、カラーフィルタである。

また本発明は、有機ＥＬ素子用基板と、前記有機ＥＬ素子用基板上に設けられた有機ＥＬ層とを有する有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子に対向するよう配置されたカラーフィルタと、を備え、前記有機ＥＬ素子の前記有機ＥＬ層は、陽極と、陰極と、陽極と陰極の間に設けられた有機発光層とを有し、前記カラーフィルタは、基材と、複数の開口部を区画するよう前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記基材の法線方向に沿って見た場合に前記開口部と重なるよう設けられた複数色の着色部および透過率調整部と、を有し、前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長３８０〜７８０ｎｍの範囲内での平均透過率が、３０〜６０％の範囲内であり、前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長４００〜５００ｎｍの範囲内での透過率の最大値をＴｍａｘ（％）とし、波長６００〜７００ｎｍの範囲内での透過率の最小値をＴｍｉｎ（％）とするとき、｛Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ｝が５〜２０％の範囲内である、有機ＥＬ表示装置である。

本発明において、好ましくは、前記基材の法線方向に沿って見た場合の前記カラーフィルタを、前記複数の着色層および透過率調整層を含む表示領域と、前記表示領域の周縁に位置する額縁領域とに区画する場合、Ｄ６５光源からの光を前記表示領域に照射することにより生じる前記表示領域からの反射光の、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間における座標が、−２＜ａ^＊＜＋２、−５＜ｂ^＊＜＋５、かつＬ＜１０である。

本発明において、好ましくは、Ｄ６５光源からの光を前記表示領域および前記額縁領域に照射することにより生じる、前記表示領域からの反射光と前記額縁領域からの反射光との間の、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間における色差ΔＥａｂが、３以下である。

本発明において、前記透過率調整部を構成する透過率調整用材料は、バインダー材と、前記バインダー材に分散された、窒化チタンを含む着色材と、を有していてもよい。

本発明によれば、カラーフィルタおよび有機ＥＬ表示装置における外光の反射を抑制することができる。

図１は、本発明の実施の形態における有機ＥＬ表示装置を示す図。図２Ａは、図１の有機ＥＬ表示装置のカラーフィルタを矢印IIＡ−IIＡ方向から見た図。図２Ｂは、図１の有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子を矢印IIＢ−IIＢ方向から見た図。図３Ａは、各着色部および透過率調整部における透過スペクトルを示す図。図３Ｂは、透過率調整部を構成する透過率調整用材料に含まれる窒化チタンの透過スペクトルを示す図。図４Ａは、本発明の実施の形態において、有機ＥＬ素子からの光がカラーフィルタを透過して出射される様子を示す図。図４Ｂは、本発明の実施の形態において、外光が反射される様子を示す図。図５Ａは、第１の比較の形態において、有機ＥＬ素子からの光がカラーフィルタを透過して出射される様子を示す図。図５Ｂは、第１の比較の形態において、外光が反射される様子を示す図。図６Ａは、第２の比較の形態において、有機ＥＬ素子からの光がカラーフィルタを透過して出射される様子を示す図。図６Ｂは、第２の比較の形態において、外光が反射される様子を示す図。図７は、本発明の実施の形態の変形例における有機ＥＬ表示装置を示す図。図８は、本発明の実施の形態のその他の変形例における有機ＥＬ表示装置を示す図。図９は、本発明の実施の形態のその他の変形例における有機ＥＬ表示装置を示す図。

以下、図１乃至図４Ｂを参照して、本発明の第１の実施の形態について説明する。まず図１乃至図２Ｂにより、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置５０全体について説明する。

有機ＥＬ表示装置
図１に示すように、有機ＥＬ表示装置５０は、光を放射する有機ＥＬ素子４０と、有機ＥＬ素子４０に対向するよう配置されたカラーフィルタ１０と、を備えている。有機ＥＬ素子４０とカラーフィルタ１０との間は、例えば樹脂接着材からなる封止材４９により封止されている。図１に示す有機ＥＬ表示装置５０において、カラーフィルタ１０は、有機ＥＬ素子４０からの光が放射される側、すなわち観察者側（ユーザー側）に配置されている。

有機ＥＬ素子
はじめに有機ＥＬ素子４０について説明する。図１に示すように、有機ＥＬ素子４０は、有機ＥＬ素子用基板４７と、有機ＥＬ素子用基板４７上に設けられ、光を放射する有機ＥＬ層４４と、を有している。なお図示はしないが、有機ＥＬ素子用基板４７上には、有機ＥＬ層４４を駆動するためのトランジスタなどの駆動素子が形成されている。すなわち有機ＥＬ素子用基板４７は、有機ＥＬ層４４を駆動するための基板、いわゆるＴＦＴ基板となっている。

本実施の形態において、有機ＥＬ素子４０の有機ＥＬ層４４において発光した光は、有機ＥＬ素子用基板４７が位置する側とは反対の側へ取り出される。すなわち、有機ＥＬ層４４からの光は、ＴＦＴ基板を構成する有機ＥＬ素子用基板４７の上方から取り出される。このように本実施の形態における有機ＥＬ表示装置５０は、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置となっている。

有機ＥＬ素子用基板４７は、有機ＥＬ層４４を支持するとともに、外気を遮断することができるものであれば特に限定されるものではないが、安定性、耐久性等が良好なことから、ガラスや透明ポリマーであることが好ましい。

図１に示すように、有機ＥＬ層４４は、陽極４１と、陰極４３と、陽極４１と陰極４３の間に設けられた有機発光層４２とを有している。陽極４１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ものではないが、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を使用することが好ましい。一方、陰極４３としては、電子を注入しやすく、かつ光透過性の良好な材料が用いられており、例えば酸化リチウム、炭酸セシウム等が用いられる。有機発光層４２としては、所定の電圧を印加することにより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が、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挙げられる。

なお、陽極４１から注入された正孔を有機発光層４２に効率的に輸送するため、陽極４１と有機発光層４２との間に正孔輸送層（図示せず）が設けられていてもよい。正孔輸送層の構成材料として、例えばテトラフェニルベンジジンが挙げられる。さらに、陽極４１と正孔輸送層との間に正孔注入層（図示せず）が設けられていてもよい。また、有機発光層４２と陰極４３との間に、電子注入層（図示せず）や電子輸送層（図示せず）が設けられていてもよい。また、水分を遮蔽するバリア膜（図示せず）が有機ＥＬ層４４上に設けられていてもよい。

カラーフィルタ
次に、カラーフィルタ１０について説明する。図１に示すように、カラーフィルタ１０は、観察者側の面１１ａおよび有機ＥＬ素子側の面１１ｂを有する基材１１と、基材１１上に設けられたブラックマトリクス層１２と、ブラックマトリクス層１２間に設けられた複数色の着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６と、を備えている。ブラックマトリクス層１２、着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６は、基材１１の有機ＥＬ素子側の面１１ｂ上に設けられている。

なお図示はしないが、基材１１の観察者側の面１１ａ上に、外光の反射を抑制するための反射防止膜が設けられていてもよい。反射防止膜の具体的な形態が特に限られることはなく、所望の反射防止効果を発現することができる様々な膜が用いられ得る。このような反射防止膜を基材１１の観察者側の面１１ａ上に形成する方法が特に限られることはなく、反射防止フィルムを接着する方法や、反射防止用材料を塗布する方法などが適宜用いられる。

図２Ａおよび図２Ｂは、基材１１の法線方向に沿って見た場合のカラーフィルタ１０を示す平面図である。具体的には、図２Ａは、図１の有機ＥＬ表示装置５０のカラーフィルタ１０を矢印IIＡ−IIＡ方向から見た図であり、図２Ｂは、図１の有機ＥＬ表示装置５０の有機ＥＬ素子４０を矢印IIＢ−IIＢ方向から見た図である。図２Ｂに示すように、有機ＥＬ層４４は、各々が有機ＥＬ素子４０の単位画素に対応する複数の単位有機ＥＬ層４４ａからなっており、各単位有機ＥＬ層４４ａには駆動用配線４８が接続されている。また図２Ａに示すように、ブラックマトリクス層１２は、複数の開口部１２ａを区画するよう、マトリックス状のパターンを有している。ブラックマトリクス層１２によって画定される複数の開口部１２ａがそれぞれ、有機ＥＬ素子４０の単位画素に対応している。また、上述の着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６は、基材１１の法線方向に沿って見た場合に開口部１２ａと重なるよう設けられている。

カラーフィルタ１０のうち複数の着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６を含む領域は、有機ＥＬ素子４０から放射された光を透過させる領域である。従って、複数の着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６を含む領域には、有機ＥＬ素子４０から放射された光に基づく映像が表示されることになる。以下の説明において、カラーフィルタ１０のうち複数の着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６を含む領域のことを「表示領域Ｄ」とも称する。また、表示領域Ｄの周縁に位置する、ブラックマトリクス層１２が設けられている領域のことを、「額縁領域Ｐ」とも称する。図１に示すように、有機ＥＬ素子４０のうち、基材１１の法線方向から見た場合に額縁領域Ｐと重なる部分には、有機ＥＬ層４４が設けられていなくてもよい。

（ブラックマトリクス層）
ブラックマトリクス層１２は、光を遮蔽する層となっている。ブラックマトリクス層１２の材料としては、例えば、カーボンブラック、チタンブラック等の黒色着色材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が使用される。

（着色部）
複数色の着色部１３，１４，１５はそれぞれ、特定の波長域の光のみを選択的に透過させる層となっている。例えば複数色の着色部１３，１４，１５は、赤色の波長域の光を選択的に透過させる赤色着色部１３と、緑色の波長域の光を選択的に透過させる緑色着色部１４と、青色の波長域の光を選択的に透過させる青色着色部１５と、からなっている。赤色着色部１３、緑色着色部１４および青色着色部１５は、各色の顔料や染料等の着色材を感光性樹脂中に分散または溶解させることにより形成されている。

このうち赤色着色部１３に用いられる着色材としては、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。
緑色着色部１４に用いられる着色材としては、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。
青色着色部１５に用いられる着色材としては、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、トリアリールメタ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。
なお、複数色の着色部が上記の赤色着色部１３、緑色着色部１４および青色着色部１５に限られることは無く、その他の色の着色部、例えば黄色着色部が含まれていてもよい。

図３は、各着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６における透過スペクトルＳ_Ｒ，Ｓ_Ｇ，Ｓ_ＢおよびＳ_Ａを示す図である。図３に示すように、赤色着色部１３の透過スペクトルＳ_Ｒは、赤色の波長域にピークを有するスペクトルとなっている。同様に、緑色着色部１４および青色着色部１５の透過スペクトルＳ_Ｇ，Ｓ_Ｂはそれぞれ、緑色および青色の波長域にピークを有するスペクトルとなっている。

（透過率調整部）
一方、透過率調整部１６は、可視光域の光を広域にわたって適切に透過させる部分となっている。例えば透過率調整部１６は、透過率調整部１６の透過スペクトルＳ_Ａにおける、波長３８０〜７８０ｎｍの範囲内での平均透過率が、３０〜６０％の範囲内となるよう構成されている。透過率調整部１６の平均透過率を３０％以上とすることにより、カラーフィルタ１０全体としての透過率を向上させることができる。これによって、有機ＥＬ素子４０の発光強度を過度に高めることなく有機ＥＬ表示装置５０の輝度を増加させることができる。このことにより、有機ＥＬ素子４０の素子寿命を長くすることができる。また、透過率調整部１６の平均透過率を６０％以下とすることにより、有機ＥＬ表示装置５０のカラーフィルタ１０に到達した外光が、高い強度を保ったまま再び観察者側に戻ってしまうことを防ぐことができる。これによって、表示領域Ｄにおける外光の反射を抑制することができ、このことにより、コントラストの低下や映り込みの発生を抑制することができる。ここで「平均透過率」とは、対象となる要素の透過スペクトルを波長３８０〜７８０ｎｍの範囲内にわたって平均することにより得られる値である。例えば透過率調整部１６の平均透過率とは、図３Ａに示すような透過率調整部１６の透過スペクトルＳ_Ａを可視光域全域にわたって平均することにより得られる値である。透過率調整部１６の平均透過率を測定するための測定器としては、例えばオリンパス社製のＯＳＰ−２０００を用いることができる。

ところで上述のように、電源ＯＦＦ時の有機ＥＬ表示装置５０の美観を向上させるためには、単に表示領域Ｄにおける外光の反射を抑制することだけでなく、表示領域Ｄと額縁領域Ｐとの間の境界が目立たないようにすることも求められる。ここで上述のように、額縁領域Ｐにはブラックマトリクス層１２が設けられている。また、有機ＥＬ素子４０のうち額縁領域Ｐと重なる部分には、外光を反射させる要因となる金属製の陽極４１が設けられていないことがある。従って一般に、額縁領域Ｐにおける外光の反射率は極めて小さくなっている。すなわち、電源ＯＦＦ時の額縁領域Ｐの色味はほぼ黒色であると言える。一方、表示領域Ｄは映像を表示するための領域である。従って、電源ＯＦＦ時の表示領域Ｄの外光の反射率を、額縁領域Ｐと同等のレベルにまで低くすることは困難である。このため、表示領域Ｄと額縁領域Ｐとの間の境界が目立たないようにするためには、電源ＯＦＦ時の表示領域Ｄを透過した後に有機ＥＬ表示装置５０によって反射されて再び観察者側に戻る外光（以下、「表示領域Ｄからの反射光」とも称する）の色味を、可能な限り無くすことが重要になる。このような背景を考慮し、本件発明者らは、Ｄ６５光源からの光を表示領域Ｄに照射することにより生じる表示領域Ｄからの反射光の、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間における座標が、−２＜ａ^＊＜＋２、−５＜ｂ^＊＜＋５、かつＬ＜１０となるよう、表示領域Ｄの各着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６を構成することを提案する。なお、各着色部１３，１４，１５の光学特性は主に、電源ＯＮ時の光学特性に基づいて、すなわち有機ＥＬ表示装置５０の映像に対して求められる色味などの光学特性に基づいて決定される。従って、電源ＯＦＦ時の表示領域Ｄからの反射光の所望の光学特性を実現するために調整可能な部分は、主に透過率調整部１６である。

ところで、有機ＥＬ表示装置５０からの光の色味が観察者にどのように認識されるかは、人間の目の網膜にある、赤色、緑色および青色の三原色をそれぞれ感じる錐体の分光感度に依存する。ここで、緑色の錯体および赤色の錯体の感度は、橙色付近で大きくオーバーラップしている。このような人の目の特性を考慮すると、光の強度が同等である場合、青色の光源に比べて、緑色や赤色の光源の方が、人の目には強く検出されることになる。従って、表示領域Ｄからの反射光のａ^＊およびｂ^＊をゼロに近づけるためには、透過率調整部１６を、青色の光に比べて緑色や赤色の光を透過させにくいように構成することが有効であると考えられる。このような点を考慮し、本件発明者らは、透過率調整部１６の透過スペクトルＳ_Ａにおける、波長４００〜５００ｎｍの範囲内での透過率の最大値をＴｍａｘ（％）とし、波長６００〜７００ｎｍの範囲内での透過率の最小値をＴｍｉｎ（％）とするとき、｛Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ｝が５〜２０％の範囲内となるよう、透過率調整部１６を構成することを提案する。これによって、表示領域Ｄからの反射光の色味を可能な限り無くすことができ、このことにより、表示領域Ｄと額縁領域Ｐとの間の境界が目立たないようにすることができる。図３Ａにおいては、波長４００〜５００ｎｍの範囲が、符号Ｒ１が付された矢印によって表されており、波長６００〜７００ｎｍの範囲が、符号Ｒ２が付された矢印によって表されている。

好ましくは、Ｄ６５光源からの光を表示領域Ｄおよび額縁領域Ｐに照射することにより生じる、表示領域Ｄからの反射光と額縁領域Ｐからの反射光との間の、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間における色差ΔＥａｂが、３以下になるよう、表示領域Ｄおよび額縁領域Ｐが構成されている。これによって、表示領域Ｄと額縁領域Ｐとの間の境界をより目立たなくすることができる。

表示領域Ｄからの反射光および額縁領域Ｐからの反射光の、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間における座標を測定するための測定器としては、例えばコニカミノルタ製のＣＭ−２５００ｄを用いることができる。なお、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間における座標は、カラーフィルタ１０が有機ＥＬ素子４０と組み合わされて有機ＥＬ表示装置５０を構成している状態であって、かつ電源ＯＦＦの状態で測定されてもよい。若しくは、カラーフィルタ１０のうち有機ＥＬ素子４０が配置される側に、有機ＥＬ素子４０の代わりに適切な反射板を配置した状態で測定されてもよい。

（透過率調整用材料）
Ｔｍａｘ（％）およびＴｍｉｎ（％）に関する上述の条件が満たされる限りにおいて、透過率調整部１６を構成する透過率調整用材料１６ａが特に限られることはない。例えば、透過率調整用材料１６ａの一例として、バインダー材と、バインダー材に分散された、窒化チタンを含む着色材と、を有するものを挙げることができる。窒化チタンの透過スペクトルＳ_ＴｉＮの一例を図３Ｂに示す。図３Ａおよび３Ｂに示すように、窒化チタンの透過スペクトルＳ_ＴｉＮ、および窒化チタンを含む透過率調整部１６の透過スペクトルＳ_Ａにおいては、波長４００〜５００ｎｍの範囲内に透過率の最大値が位置している。また透過スペクトルＳ_ＴｉＮおよびＳ_Ａにおいては、波長４００〜５００ｎｍの範囲内の最大値よりも長波長側に向かうにつれて透過率が単調に減少している。

なお図３Ｂには、参考として、ブラックマトリクス層に含まれる着色材として一般に用いられているカーボンブラックの透過スペクトルＳ_{ｃａｒｂｏｎ}が点線で示されている。また図３Ｂには、青色の着色材と紫色の着色材とを６５：３５の比率で混合した材料の透過スペクトルＳ_{Ｂ：Ｖ＝６５：３５}が一点鎖線で示されている。透過スペクトルＳ_{ｃａｒｂｏｎ}およびＳ_{Ｂ：Ｖ＝６５：３５}のいずれにおいても、波長６００〜７００ｎｍの範囲内における透過率が、波長４００〜５００ｎｍの範囲内における透過率に対して比較的に大きくなっている。従って、カーボンブラックや、青色の着色材と紫色の着色材との混合物を用いて透過率調整部１６を構成した場合、電源ＯＦＦ時の表示領域Ｄの色味が、赤味を帯びたものになることが考えられる。

透過率調整用材料１６ａのバインダー材が特に限られることはなく、高い透過率を有する透明な材料が適宜用いられ得る。製造の容易さを考慮すると、バインダー材として、透光性を有する感光性樹脂が用いられることが好ましい。感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。
用いられるネガ型感光性樹脂が特に限定されることはなく、一般的に使用されるネガ型感光性樹脂を用いることができる。例えば、架橋型樹脂をベースとした化学増幅型感光性樹脂、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。また、アクリル系ネガ型感光性樹脂として、紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にアクリル基を有し、発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基（例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分）とを含有するものを用いることができる。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（ＤＰＰＡ）、テトラメチルペンタトリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン‐アクリル酸‐ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にエポキシ基を介してアクリル基を導入したポリマーや、メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体等が挙げられる。
また、用いられるポジ型感光性樹脂が特に限定されることはなく、一般的に使用されるポジ型感光性樹脂を用いることができる。具体的には、ノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。

バインダー材中の窒化チタンの含有比率は、カラーフィルタ１０における所望の透過率や透過スペクトルの形状に応じて適宜設定される。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

透過に関する作用
はじめに、有機ＥＬ素子４０からの光がカラーフィルタ１０を透過して出射される際の作用について、図４Ａを参照して説明する。

図４Ａには、有機ＥＬ層４４の有機発光層４２から白色光Ｌ_ｏｕｔが放射される様子が示されている。有機発光層４２から放射された白色光Ｌ_ｏｕｔは、各着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６に入射する。

着色部１３，１４，１５に入射した光はそれぞれ、赤色光Ｌ_ｏｕｔ（Ｒ），緑色光Ｌ_ｏｕｔ（Ｇ），青色光Ｌ_ｏｕｔ（Ｂ）となって着色部１３，１４，１５から出射される。一方、透過率調整部１６に入射した光は、輝度調整光Ｌ_ｏｕｔ（Ａ）となって透過率調整部１６から出射される。

上述のように、透過率調整部１６は、可視光域の光を広域にわたって適切に透過させる層となっている。具体的には上述のとおり、透過率調整部１６は、透過率調整部１６の透過スペクトルＳ_Ａにおける、波長３８０〜７８０ｎｍの範囲内での平均透過率が、３０〜６０％の範囲内となるよう構成されている。このため輝度調整光Ｌ_ｏｕｔ（Ａ）により、カラーフィルタ１０から出射する光の強度を可視光域のほぼ全域にわたって増加させることができ、これによって、有機ＥＬ表示装置５０の輝度を増加させることができる。

反射に関する作用
次に、カラーフィルタ１０を透過した外光が、有機ＥＬ層４４によって反射され、その後にカラーフィルタ１０を再び透過して観察者に到達する際の作用について、図４Ｂを参照して説明する。

図４Ｂに示す例において、白色光からなる外光Ｌ_ｉｎがカラーフィルタ１０に入射される様子が示されている。カラーフィルタ１０に入射した外光Ｌ_ｉｎは、はじめに各着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６に入射する。その後、各着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６の透過スペクトルに応じてフィルタされた光が、有機ＥＬ層４４へ向かって各着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６から出射する。各着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６から出射した光は、図４Ｂに示すように、有機ＥＬ層４４の陽極４１により反射されて再び各着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６に入射する。再び各着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６に入射した光は、各着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６の透過スペクトルに応じてフィルタされた後、反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ｒ），反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ｇ），反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ｂ）および反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ａ）となって着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６から出射する。

反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ｒ），反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ｇ），反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ｂ）および反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ａ）は、カラーフィルタ１０に入射した外光Ｌ_ｉｎが各着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６をそれぞれ２回透過した後の光となっている。一般に、各着色部１３，１４，１５の平均透過率は、透過率調整部１６の平均透過率に比べて低くなっている。このため、反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ｒ），反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ｇ），反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ｂ）の強度は、反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ａ）の強度に比べて無視できる程度の強度となっている。一方、透過率調整部１６の平均透過率が例えば５０％となっている場合、反射光Ｌ_ｒｅｆ（Ａ）の強度は、最大で（０．５）^２×Ｌ_ｉｎ＝０．２５Ｌ_ｉｎとなっている。このように、透過率調整部１６に入射した外光Ｌ_ｉｎは、約１／４の強度にまで減衰させられた後に透過率調整部１６から出射する。このため、外光に起因するコントラスト低下や映り込みを抑制することができる。

また上述のように、透過率調整部１６は、透過率調整部１６の透過スペクトルＳ_Ａにおける、波長４００〜５００ｎｍの範囲内での透過率の最大値Ｔｍａｘ（％）と、波長６００〜７００ｎｍの範囲内での透過率の最小値Ｔｍｉｎ（％）との差が５〜２０％の範囲内となるよう、構成されている。これによって、有機ＥＬ表示装置５０の電源ＯＦＦ時の表示領域Ｄからの反射光が色味を帯びることを抑制することができる。このことにより、電源ＯＦＦ時、表示領域Ｄと額縁領域Ｐとの間の境界をより目立たなくすることができる。

第１の比較の形態
次に、本実施の形態の効果を第１の比較の形態と比較して説明する。図５Ａおよび図５Ｂに示す第１の比較の形態によるカラーフィルタ１００は、透過率調整部１０１がカーボンブラックを含む点が異なるのみであり、他の構成は、図１乃至図４Ｂに示す本実施の形態におけるカラーフィルタ１０と略同一である。図５Ａおよび図５Ｂに示す第１の比較の形態において、図１乃至図４Ｂに示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

電源ＯＮ時、透過率調整部１０１に入射した白色光Ｌ_ｏｕｔは、輝度調整光Ｌ_ｏｕｔ’（Ａ）となって透過率調整部１０１から出射する（図５Ａ参照）。また、電源ＯＦＦ時、透過率調整部１０１に入射した外光Ｌ_ｉｎは、有機ＥＬ層４４の陽極４１によって反射された後に反射光Ｌ_ｒｅｆ’（Ａ）となって透過率調整部１０１から出射する（図５Ｂ参照）。ここで上述のように、カーボンブラックの透過スペクトルＳ_{ｃａｒｂｏｎ}においては、波長６００〜７００ｎｍの範囲内における透過率が、波長４００〜５００ｎｍの範囲内における透過率に対して比較的に大きくなっている。このため、有機ＥＬ素子４０の電源ＯＦＦ時、表示領域Ｄからの反射光が赤味を帯びることが考えられる。

これに対して本実施の形態によれば、赤味を抑制するよう透過率調整部１６を構成しているため、有機ＥＬ素子４０の電源ＯＦＦ時、表示領域Ｄからの反射光が赤味を帯びることを防ぐことができる。このことにより、電源ＯＦＦ時、表示領域Ｄと額縁領域Ｐとの間の境界をより目立たなくすることができる。

第２の比較の形態
次に、本実施の形態の効果を第２の比較の形態と比較して説明する。図６Ａおよび図６Ｂに示す第１の比較の形態によるカラーフィルタ１１０は、基材１１の観察者側の面１１ａ上に円偏光板１１１が設けられている点が異なるのみであり、他の構成は、図５Ａおよび図５Ｂに示す第１の比較の形態におけるカラーフィルタ１００と略同一である。図６Ａおよび図６Ｂに示す第２の比較の形態において、図１乃至図４Ｂに示す第１の実施の形態または図５Ａおよび図５Ｂに示す第１の比較の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

第２の比較の形態において、円偏光板１１１は、偏光フィルムと位相差フィルムとを積層させることにより形成されている。位相差フィルムは、位相差が光の波長の１／４になるよう制御されている。この場合、カラーフィルタ１１０に入射した外光Ｌ_ｉｎは、はじめに偏光フィルムによって直線偏光となり、次に、位相差フィルムによって円偏光となる。その後、有機ＥＬ層４４の陽極４１によって反射される際に円偏光状態が反転する。その後、反射された光が再び位相差フィルムを通過すると、この光は、カラーフィルタ１１０に入射した時に比べて９０度傾いた直線偏光となる。従って、この直線偏光は、再び偏光フィルムに到達する際に吸収される。

第２の比較の形態によれば、上述のような特性を有する円偏光板１１１を設けることにより、反射光Ｌ_ｒｅｆ”（Ｒ），反射光Ｌ_ｒｅｆ”（Ｇ），反射光Ｌ_ｒｅｆ”（Ｂ）および反射光Ｌ_ｒｅｆ”（Ａ）の強度を小さくすることができる（図６Ｂ参照）。しかしながら第２の比較の形態によれば、図６Ａに示すように、有機ＥＬ層４４の有機発光層４２から放射される白色光Ｌ_ｏｕｔの強度も、円偏光板１１１を通る前後で１／２に減衰されてしまう（図６ＡのＬ_ｏｕｔ”（Ｒ），Ｌ_ｏｕｔ”（Ｇ），Ｌ_ｏｕｔ”（Ｂ）およびＬ_ｏｕｔ”（Ａ）参照）。

これに対して本実施の形態によれば、カラーフィルタ１０全体としての反射率を抑制しながら、カラーフィルタ１０全体としての透過率を第２の比較の形態の場合よりも高くすることができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。

（透過率調整部の変形例）
上述の本実施の形態においては、透過率調整部１６を構成するための透過率調整用材料１６ａが、各着色部１３，１４，１５と同様に、基材１１の法線方向に沿って見た場合に開口部１２ａと重なる部分にのみ設けられている例を示した。しかしながら、カラーフィルタ１０の表示領域Ｄおよび額縁領域Ｐにおける適切な光学特性を実現することができる限りにおいて、透過率調整用材料１６ａが設けられる場所が特に限られることはない。例えば透過率調整用材料１６ａは、図７乃至図９に示すように、表示領域Ｄの全域にわたって設けられていてもよい。また透透過率調整用材料１６ａは、図７乃至図９に示すように、さらに額縁領域Ｐにも設けられていてもよい。

図７乃至図９のいずれの例においても、カラーフィルタ１０には、基材１１の法線方向に沿って見た場合に、着色部１３，１４，１５とは重ならないが透過率調整用材料１６ａとは重なる開口部１２ａを含む部分、すなわち透過率調整部１６が存在している。このため、カラーフィルタ１０から出射する光の強度を可視光域のほぼ全域にわたって増加させることができ、これによって、有機ＥＬ表示装置５０の輝度を増加させることができる。また、透過率調整用材料１６ａを適切に選択することにより、有機ＥＬ表示装置５０の電源ＯＦＦ時の表示領域Ｄからの反射光が色味を帯びることを抑制することができる。このことにより、電源ＯＦＦ時、表示領域Ｄと額縁領域Ｐとの間の境界をより目立たなくすることができる。

図７に示すカラーフィルタ１０を製造する工程においては、はじめに、基材１１の面１１ｂ上にブラックマトリクス層１２を形成し、次に、ブラックマトリクス層１２間の開口部１２ａに各着色部１３，１４，１５を形成し、その後、基材１１の面１１ｂ上、ブラックマトリクス層１２上および各着色部１３，１４，１５上に透過率調整用材料１６ａを設ける。図８に示すカラーフィルタ１０を製造する工程においては、はじめに、基材１１の面１１ｂ上に透過率調整用材料１６ａを設け、次に、透過率調整用材料１６ａ上にブラックマトリクス層１２を形成し、その後、ブラックマトリクス層１２間の開口部１２ａに各着色部１３，１４，１５を設ける。図９に示すカラーフィルタ１０を製造する工程においては、はじめに、基材１１の面１１ｂ上にブラックマトリクス層１２を形成し、次に、基材１１の面１１ｂ上およびブラックマトリクス層１２上に透過率調整用材料１６ａを設け、その後、透過率調整用材料１６ａ上に各着色部１３，１４，１５を設ける。いずれの場合も、各着色部１３，１４，１５は、基材１１の法線方向に沿って見た場合に、着色部１３，１４，１５とは重ならないが透過率調整用材料１６ａとは重なる開口部１２ａが一定の比率で存在するよう形成される。これによって、カラーフィルタ１０の表示領域Ｄの透過率を調整するための透過率調整部１６を確保することができる。

（有機ＥＬ表示装置の変形例）
また上述の本実施の形態においては、有機ＥＬ表示装置５０がトップエミッション型である例を示した。すなわち、有機ＥＬ層４４からの光が、ＴＦＴ基板を構成する有機ＥＬ素子用基板４７の上方から取り出される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図示はしないが、有機ＥＬ表示装置５０は、有機ＥＬ層４４Ａから放射される光が有機ＥＬ素子用基板４７を透過してカラーフィルタ１０に到達するよう、構成されていてもよい。すなわち有機ＥＬ表示装置５０は、いわゆるボトムエミッション型であってもよい。

（その他の変形例）
また上述の本実施の形態においては、ブラックマトリクス層１２がマトリックス状のパターンを有する例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、ブラックマトリクス層１２がその他のパターンを有していてもよい。例えばブラックマトリクス層１２がストライプ状のパターンを有していてもよい。この場合、ブラックマトリクス層１２間に設けられる着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６もストライプ状に形成される。
また着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６のパターンが上述のマトリックス状やストライプ状に限られることはなく、様々なパターンが採用され得る。例えば、カラーフィルタ１０における外光の反射を位置や光波長に応じて選択的に防止するという観点から、着色部１３，１４，１５および透過率調整部１６のパターンが決定されてもよい。

なお、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

１０カラーフィルタ
１１基材
１１ａ観察側の面
１１ｂ有機ＥＬ素子側の面
１２ブラックマトリクス層
１２ａ開口部
１３赤色着色部
１４緑色着色部
１５青色着色部
１６透過率調整部
１６ａ透過率調整用材料
４０，４０Ａ有機ＥＬ素子
４１陽極
４２有機発光層
４３陰極
４４，４４Ａ有機ＥＬ層
４４ａ単位有機ＥＬ層
４７有機ＥＬ素子用基板
４８駆動用配線
４９封止材
５０有機ＥＬ表示装置

Claims

有機ＥＬ表示装置用のカラーフィルタにおいて、
基材と、
複数の開口部を区画するよう前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、
前記基材の法線方向に沿って見た場合に前記開口部と重なるよう設けられた複数色の着色部および透過率調整部と、を備え、
前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長３８０〜７８０ｎｍの範囲内での平均透過率が、３０〜６０％の範囲内であり、前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長４００〜５００ｎｍの範囲内での透過率の最大値をＴｍａｘ（％）とし、波長６００〜７００ｎｍの範囲内での透過率の最小値をＴｍｉｎ（％）とするとき、ＴｍａｘはＴｍｉｎより大きく、かつ｛Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ｝が５〜２０％の範囲内であり、
前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長６００〜７００ｎｍの範囲内での透過率は、長波長側に向かうにつれて単調に減少している、カラーフィルタ。
有機ＥＬ表示装置用のカラーフィルタにおいて、
基材と、
複数の開口部を区画するよう前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、
前記基材の法線方向に沿って見た場合に前記開口部と重なるよう設けられた複数色の着色部および透過率調整部と、を備え、
前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長３８０〜７８０ｎｍの範囲内での平均透過率が、３０〜６０％の範囲内であり、前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長４００〜５００ｎｍの範囲内での透過率の最大値をＴｍａｘ（％）とし、波長６００〜７００ｎｍの範囲内での透過率の最小値をＴｍｉｎ（％）とするとき、ＴｍａｘはＴｍｉｎより大きく、かつ｛Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ｝が５〜２０％の範囲内であり、
前記透過率調整部を構成する透過率調整用材料は、窒化チタンを含む着色材を有する、カラーフィルタ。
前記透過率調整部を構成する透過率調整用材料は、バインダー材を有し、
窒化チタンを含む前記着色材は、前記バインダー材に分散されている、請求項２に記載のカラーフィルタ。
有機ＥＬ素子用基板と、前記有機ＥＬ素子用基板上に設けられた有機ＥＬ層とを有する有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子に対向するよう配置されたカラーフィルタと、を備え、
前記有機ＥＬ素子の前記有機ＥＬ層は、陽極と、陰極と、陽極と陰極の間に設けられた有機発光層とを有し、
前記カラーフィルタは、基材と、複数の開口部を区画するよう前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記基材の法線方向に沿って見た場合に前記開口部と重なるよう設けられた複数色の着色部および透過率調整部と、を有し、
前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長３８０〜７８０ｎｍの範囲内での平均透過率が、３０〜６０％の範囲内であり、
前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長４００〜５００ｎｍの範囲内での透過率の最大値をＴｍａｘ（％）とし、波長６００〜７００ｎｍの範囲内での透過率の最小値をＴｍｉｎ（％）とするとき、ＴｍａｘはＴｍｉｎより大きく、かつ｛Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ｝が５〜２０％の範囲内であり、
前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長６００〜７００ｎｍの範囲内での透過率は、長波長側に向かうにつれて単調に減少している、有機ＥＬ表示装置。
有機ＥＬ素子用基板と、前記有機ＥＬ素子用基板上に設けられた有機ＥＬ層とを有する有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子に対向するよう配置されたカラーフィルタと、を備え、
前記有機ＥＬ素子の前記有機ＥＬ層は、陽極と、陰極と、陽極と陰極の間に設けられた有機発光層とを有し、
前記カラーフィルタは、基材と、複数の開口部を区画するよう前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記基材の法線方向に沿って見た場合に前記開口部と重なるよう設けられた複数色の着色部および透過率調整部と、を有し、
前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長３８０〜７８０ｎｍの範囲内での平均透過率が、３０〜６０％の範囲内であり、
前記透過率調整部の透過スペクトルにおける、波長４００〜５００ｎｍの範囲内での透過率の最大値をＴｍａｘ（％）とし、波長６００〜７００ｎｍの範囲内での透過率の最小値をＴｍｉｎ（％）とするとき、ＴｍａｘはＴｍｉｎより大きく、かつ｛Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ｝が５〜２０％の範囲内であり、
前記透過率調整部を構成する透過率調整用材料は、窒化チタンを含む着色材を有する、有機ＥＬ表示装置。
前記透過率調整部を構成する透過率調整用材料は、バインダー材を有し、
窒化チタンを含む前記着色材は、前記バインダー材に分散されている、請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。