WO2007097079A1 - 自発光材料、カラーフィルター用材料、カラーフィルターの製造方法及び表示装置 - Google Patents

Abstract

　カラーフィルター内の発光材料が発光することでバックライト等の外部光源を用いず、外部光源を用いないことで消費電力を大幅に削減できる表示装置に用いられる自発光材料を提供する。本発明に係る自発光材料は、カラーフィルターの顔料層あるいは染料層の内部に添加して自発光させる無機材料であることを特徴とする。すなわち、この自発光材料は、カラーフィルターの顔料層あるいは染料層の内部に自発光させる無機材料を添加し、その添加量や添加材料の大きさに応じて発光光度をコントロールすることが出来るものである。

Description

明 細 書

自発光材料、カラーフィルター用材料、カラーフィルターの製造方法及び 表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、自発光材料、カラーフィルター用材料、カラーフィルターの製造方法に 関する。また、本発明は、前記カラーフィルター用材料を用いて形成されたカラーフィ ルターを備えた表示装置に関する。

背景技術

[0002] 従来の液晶表示装置は、バックライトと呼ばれる外部光源の発光によって画像を表 示させている。この外部光源としては LEDや冷陰極管が標準的に採用されている。

[0003] しかし、このような外部光源は液晶表示装置の大型化に伴い、液晶表示素子を駆 動させる電圧よりも消費電力が高くなり、外部光源の効率ィ匕やそれに伴う技術的課題 の解決が期待されている。また、外部光源は価格も高価である為、液晶表示装置を 低価格で実現することが困難になっている。

[0004] これに対して、高分子や低分子の自発光素材を用いて自発光で表示するディスプ レイとして有機 ELディスプレイが注目されて ヽるが、色を作る高分子や低分子材料 の寿命が短 、ことや価格が高 、ことなどの問題があり、普及が促進される状況にはな つていない。こうした技術的課題が残り、液晶表示装置に代替される技術として汎用 的な具現化は為されて 、な 、のが現状である。

[0005] また、インクジェット方式によるカラーフィルターの製造技術は既に一部で実用化が 進んでいるものの、新規で採用する為には新たな設備の導入やインクに用いる薬品 の管理等のインフラ投資を必要とすることに対して、期待以上のコスト削減が望まれ な 、為に汎用性に乏 、と ヽぅ現状もある。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、カラーフィルター内の発光材料が 発光することでバックライト等の外部光源を用いず、外部光源を用いないことで消費 電力を大幅に削減できる表示装置を提供することを目的としている。また、前記表示 装置に用いられる自発光材料、カラーフィルター用材料及びカラーフィルターの製造 方法を提供することを目的として!ヽる。

課題を解決するための手段

[0007] 上記課題を解決するため、本発明に係る自発光材料は、カラーフィルターの顔料 層あるいは染料層の内部に添加して自発光させる無機材料であることを特徴とする。 すなわち、この自発光材料は、カラーフィルターの顔料層あるいは染料層の内部に 自発光させる無機材料を添加し、その添加量や添加材料の大きさに応じて発光光度 をコントローノレすることが出来るものである。

[0008] 本発明に係るカラーフィルター用材料は、自発光する無機材料が添加されたことを 特徴とする。

[0009] 本発明に係るカラーフィルター用材料は、単数あるいは複数の有機バインダー材と 、蛍光体、顔料及び染料の少なくとも一つとにより構成されるカラーフィルターに対し 、自発光する無機材料を添加することを特徴とする。この場合の無機材料としては、 カラーフィルターを構成する色素材として、 R (赤）， G (緑)， B (青）の 3色が存在する 力 その色素材と同じ色に自発光する材料、あるいは自発光する材料と前述 3色の補 色となる蛍光体材料との組み合わせ、あるいは白色発光材料のいずれかである。こ のような無機材料を添加したカラーフィルター用材料を用いることにより、高輝度で高 コントラストなカラーフィルターを作製することができる。

[0010] 本発明に係るカラーフィルター用材料は、有機高分子バインダー材又は無機バイ ンダー材と、蛍光体、顔料及び染料の少なくとも一つとにより構成される液状材料に 、自発光する無機材料が添加されたことを特徴とする。

[0011] 本発明に係る表示装置は、自発光する無機材料が添加されたカラーフィルターを 具備することを特徴とする。

上記表示装置によれば、自発光する無機材料を添加してなるカラーフィルターを用 Vヽることで、外部光源を用いな ヽで発光および発色する為に外部光源で必要とされ ていた電力消費量を削減することができる。

[0012] 前記無機材料は、 Al O、 CuO、 Fe O、 NiO、 In O、 TiO、 Ta O、 Nb O、 SiO、 Y O、 ZnO、 ZrO、 ZnS、 MoS、 SrSの内の少なくとも一つを有する材料、あ

2 2 3 2

るいは、前記少なくとも一つに Al、 Ag、 Au、 Br、 Cu、 Ca、 Cl、 Ga、 Sr、 Mn、 Tb、 E u、 Ce、 Ba、 Zn、 InYBN、 Gd、 MgSの内の少なくとも一つをさらに含有する材料で あることが好ましい。

[0013] 前記カラーフィルター用材料の微粒子の粒径が 1 μ m以下であることが可能である 。このように 1 μ m以下の微細な粒子力もなるカラーフィルター用材料を用いることに よりインクジェット方式にて噴射することが容易になる。換言すれば、 Ι πι以下の微 粒子力もなるカラーフィルター用材料を用いればインクジェット方式によりカラーフィ ルターを製造することが可能となる。

[0014] 本発明に係るカラーフィルターの製造方法は、前記カラーフィルター用材料を用い てインクジェット方式によりカラーフィルターを形成することを特徴とする。

発明の効果

[0015] 以上説明したように本発明によれば、カラーフィルター内の発光材料が発光するこ とでバックライト等の外部光源を用いず、外部光源を用いないことで消費電力を大幅 に削減することを実現した表示装置を提供することができる。また、前記表示素子に 用いられる自発光材料、カラーフィルター用材料及びカラーフィルターの製造方法を 提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下、本発明の実施の形態について説明する。

本発明の実施の形態による表示装置は、自発光する成分をカラーフィルターの色 素層に混在させ、そのカラーフィルタ一中の当該成分を液晶表示装置の駆動電圧を 用いて発光させて表示する装置である。

[0017] 本発明者が鋭意研究した結果、自発光する材料としては、カラーフィルターの顔料 層あるいは染料層の内部に添加して自発光させる無機材料であり、具体的には、 A1

2

O、 CuO、 Fe O、 NiO、 In O、 TiO、 Ta O、 Nb O、 SiO、 Y O、 ZnO、 Zr

3 2 3 2 3 2 2 5 2 5 2 2 3

O、 ZnS、 MoS、 SrSの内の少なくとも一つを有する材料、あるいは、前記少なくとも

2

一つに Al、 Agゝ Auゝ Br、 Cuゝ Caゝ Cl、 Gaゝ Sr、 Mn、 Tbゝ Euゝ Ceゝ Baゝ Zn、 InYB N、 Gd、 MgSの内の少なくとも一つをさらに含有する複合材料が挙げられる。 [0018] 次に、上記の自発光材料を添加して作製されるカラーフィルター用材料及びそれ を用いて作製されるカラーフィルタ一につ 、て説明する。

まず、原材料となる顔料、染料のいずれか、あるいは両方の混合材料に色素材と同 色発光、あるいは白色発光させる材料粉末として前記の無機材料又は複合材料を均 一に混合させる。これにより、カラーフィルター用材料を作製する。このカラーフィルタ 一用材料に、単数あるいは複数の有機バインダー材、有機高分子バインダー材又は 無機バインダー材を用いても良い。また、カラーフィルター用材料には蛍光体が添カロ されていても良い。

[0019] 混合させる方法としては、原材料となる顔料、染料の 、ずれか、あるいは両方の混 合材料に前記の無機材料又は複合材料を適量、添加する。この場合の適量とは、発 光した際の輝度、コントラスト、色再現性を鑑みて、任意で規定する。

[0020] 混合されたカラーフィルター用材料を、下部電極が形成された基板上に塗布する。

前記カラーフィルター用材料に有機バインダー材を用いた場合においては、カラー フィルター用材料を塗布した後に、加熱反応または UV照射処理を行う必要がある。 その後に、上部電極の形成を行う。上部電極、下部電極の薄膜ィ匕には、印刷法、ス ピンコーティング法、スパッタリング法、蒸着法を用いる事が可能である。尚、カラーフ ィルター用材料の塗布方法の一例としてはインクジェット方式を用いることが可能であ る。また、カラーフィルター用材料の微粒子の粒径は 1 μ m以下であることが好ましい

[0021] 尚、自発光材料の種類、バインダー含有比率を振ることで、上部電極と下部電極に 挟まれたカラーフィルターの発光強度と色度を容易に振れることが確認されて 、る。

[0022] 上記実施の形態によれば、冷陰極管や LED等の光源を用いたバックライトのような 外部光源を用いないで、消費電力が著しく低ぐ動作電圧が低ぐ面内の色差が少 なくコントラストや色再現性等が良好であって、輝度が高ぐ高品位のフルカラー液晶 表示装置が実現できる自発光材料、カラーフィルター用材料、表示装置を提供する ことが可能となる。

実施例

[0023] 以下、本発明の実施例について説明する。本実施例は、液晶表示装置などの表示 装置に用いられるカラーフィルターの製造方法である。

[0024] まず、基板上に透明電極を形成する。次 、で、カラーフィルタ一として赤色の顔料、 青色の顔料、緑色の顔料に、それぞれの顔料と同色となる自発光材料をバインダー 材と共に混ぜ合わせ、前記透明電極上にそれぞれ塗布する。つまり、それぞれ混ぜ 合わせた赤色フィルター用材料、青色フィルター用材料、緑色フィルター用材料を、 前記透明電極上の所定の位置に塗布する。これにより、透明電極上にカラーフィルタ 一を形成する。次に、カラーフィルター上に上部電極を形成する。

[0025] 下部電極、カラーフィルター素子及び上部電極力 なる素子の発光評価方法とし ては、上部電極と下部電極に電圧を印加し、発光強度、色度を輝度計、色度計によ り測定することにより、素子の発光評価を行う方法がある。

[0026] 尚、本発明は上記実施の形態及び上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸 脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。

Claims

請求の範囲

[1] カラーフィルターの顔料層あるいは染料層の内部に添加して自発光させる無機材 料であることを特徴とする自発光材料。

[2] 前記無機材料は、 Al O、 CuO、 Fe O、 NiO、 In O、 TiO、 Ta O、 Nb O、

2 3 2 3 2 3 2 2 5 2 5

SiO、 Y O、 ZnO、 ZrO、 ZnS、 MoS、 SrSの内の少なくとも一つを有する材料、あ

2 2 3 2

るいは、前記少なくとも一つに Al、 Ag、 Au、 Br、 Cu、 Ca、 Cl、 Ga、 Sr、 Mn、 Tb、 E u、 Ce、 Ba、 Zn、 InYBN、 Gd、 MgSの内の少なくとも一つをさらに含有する材料で あることを特徴とする請求項 1に記載の自発光材料。

[3] 自発光する無機材料が添加されたことを特徴とするカラーフィルター用材料。

[4] 単数あるいは複数の有機バインダー材と、蛍光体、顔料及び染料の少なくとも一つ とにより構成されるカラーフィルターに対し、 自発光する無機材料を添加することを特 徴とするカラーフィルター用材料。

[5] 有機高分子バインダー材又は無機バインダー材と、蛍光体、顔料及び染料の少な くとも一つとにより構成される液状材料に、自発光する無機材料が添加されたことを 特徴とするカラーフィルター用材料。

[6] 請求項 3乃至 5の 、ずれか一項に記載のカラーフィルター用材料の微粒子の粒径 力 m以下であることを特徴とするカラーフィルター用材料。

[7] 請求項 6に記載のカラーフィルター用材料を用いてインクジェット方式によりカラー フィルターを形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。

[8] 自発光する無機材料が添加されたカラーフィルターを具備することを特徴とする表 示装置。