カラーフィルタおよび有機ＥＬ表示装置
【課題】外光の反射を抑制することができるカラーフィルタを提供する。
【解決手段】カラーフィルタ１０は、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層１３，１４，１５および透過率調整部１６と、を備えている。透過率調整部１６は、透明材、着色材およびバインダー材を含んでいる。このため、透過率調整部１６における着色材の比率を調整することにより、透過率調整部１６の透過率および反射率を適切に設定することができる。
【解決手段】カラーフィルタ１０は、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層１３，１４，１５および透過率調整部１６と、を備えている。透過率調整部１６は、透明材、着色材およびバインダー材を含んでいる。このため、透過率調整部１６における着色材の比率を調整することにより、透過率調整部１６の透過率および反射率を適切に設定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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、青色の着色層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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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）。
【０００７】
また特許文献１０においては、陰極および陽極が、有機発光層で発光した光を共振させる共振器構造の共振部となるよう構成された有機ＥＬ素子を備えたディスプレイが提案されている（いわゆるマイクロキャビティ構造）。これによって、放射される光の色純度を向上させることができ、また、外光の反射を抑制することも可能となる。
【０００８】
また特許文献１１においては、赤色、緑色、青色のうちから選択された特定の色の光を吸収する着色層が、他の選択しなかった色の画素の光出力側あるいは外光入射側に配置されるとともに、各色画素領域に対応して光共振器が設けられ、光共振器が当該色の反射率が最小となるように構成されているディスプレイが提案されている。特許文献１１においては、ディスプレイを上記のように構成することにより、輝度を低下させることなく、外光による特定の色の反射を抑制し、これによって全体としてのコントラストを向上させることが意図されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６７７１０２８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／０１８６２１４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／０１１３８７５号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００４／０２０１５５８号明細書
【特許文献５】特表２００７−５１６５６４号公報
【特許文献６】特開２０１０−０４３９８０号公報
【特許文献７】特開２００４−２２６８４２号公報
【特許文献８】特開２０１０−２４３７６９号公報
【特許文献９】特開２００５−２０９６５１号公報
【特許文献１０】特許第４１７４９８９号公報
【特許文献１１】特許第３５５５７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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。
【００１１】
また、ペンタイル方式によるディスプレイにおいては、白色光を発光する画素が形成されることになる。このため、上述の特許文献１０および１１により提案される技術により、ペンタイル方式によるディスプレイにおける外光の反射を低減することはできない。
【００１２】
本発明は、このような課題を効果的に解決し得るカラーフィルタおよび有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による有機ＥＬ表示装置用の第１のカラーフィルタは、基材と、前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を備え、前記透過率調整部は、少なくとも１色の着色材が分散された感光性樹脂からなることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１４】
本発明による第１のカラーフィルタによれば、透過率調整部は、少なくとも１色の着色材が分散された感光性樹脂からなっている。このため、透過率調整部における着色材の比率を調整することにより、透過率調整部の透過率および反射率を適切に設定することができる。これによって、所望の透過率および反射率を有するカラーフィルタを提供することができる。
【００１５】
本発明による第１のカラーフィルタにおいて、前記複数色の着色層は、特定の波長域の光のみを選択的に透過させるものとなっており、前記透過率調整部は、可視光域の光を波長域に依らず略均一に透過させるものとなっていてもよい。
【００１６】
本発明による第１のカラーフィルタにおいて、前記透過率調整部は、黒色着色材が分散された感光性樹脂からなっていてもよい。
【００１７】
本発明による第１のカラーフィルタにおいて、前記透過率調整部は、複数色の着色材が分散された感光性樹脂からなっていてもよい。
【００１８】
本発明による第１のカラーフィルタにおいて、前記複数色の着色層は、赤色着色層、緑色着色層および青色着色層を含んでいてもよい。
【００１９】
本発明による第１のカラーフィルタにおいて、前記透過率調整部は、外光の反射を位置に応じて選択的に防止するようパターニングされていてもよい。
【００２０】
本発明による第１の有機ＥＬ表示装置は、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、前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を有し、前記透過率調整部は、少なくとも１色の着色材が分散された感光性樹脂からなることを特徴とする有機ＥＬ表示装置である。
【００２１】
本発明による第１の有機ＥＬ表示装置によれば、カラーフィルタの透過率調整部は、少なくとも１色の着色材が分散された感光性樹脂からなっている。このため、透過率調整部における着色材の比率を調整することにより、透過率調整部の透過率および反射率を適切に設定することができる。このことにより、所望の輝度を有し、かつ外光の反射が抑制された有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
【００２２】
本発明による有機ＥＬ表示装置用の第２のカラーフィルタは、基材と、前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を備え、前記透過率調整部は、前記ブラックマトリクス層と同一の材料から形成されており、前記透過率調整部の厚みは、前記ブラックマトリクス層の厚みよりも小さくなっていることを特徴とするカラーフィルタである。
【００２３】
本発明による第２のカラーフィルタによれば、透過率調整部は、前記ブラックマトリクス層と同一の材料から形成されており、前記透過率調整部の厚みは、前記ブラックマトリクス層の厚みよりも小さくなっている。このため、透過率調整部の厚みを調整することにより、透過率調整部の透過率および反射率を適切に設定することができる。これによって、所望の透過率および反射率を有するカラーフィルタを提供することができる。
【００２４】
本発明による第２の有機ＥＬ表示装置は、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、前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を有し、前記透過率調整部は、前記ブラックマトリクス層と同一の材料から形成されており、前記透過率調整部の厚みは、前記ブラックマトリクス層の厚みよりも小さくなっていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置である。
【００２５】
本発明による第２の有機ＥＬ表示装置によれば、カラーフィルタの透過率調整部は、前記ブラックマトリクス層と同一の材料から形成されており、前記透過率調整部の厚みは、前記ブラックマトリクス層の厚みよりも小さくなっている。このため、透過率調整部の厚みを調整することにより、透過率調整部の透過率および反射率を適切に設定することができる。このことにより、所望の輝度を有し、かつ外光の反射が抑制された有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における有機ＥＬ表示装置を示す図。
【図２Ａ】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】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３】図３は、各着色層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４Ａ】図４Ａは、本発明の第１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】図４Ｂは、本発明の第１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】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】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】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】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】図７は、透過率調整部における透過スペクトルのその他の例を示す図。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態における有機ＥＬ表示装置を示す図。
【図９】図９は、図８の有機ＥＬ表示装置のカラーフィルタを矢印IX−IX方向から見た図。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施の形態における有機ＥＬ表示装置を示す図。
【図１１】図１１は、透過光の測定系を示す図。
【図１２】図１２は、反射光の測定系を示す図。
【図１３】図１３は、透過率調整部における黒色着色材の含有比率と、透過率調整部のＹ値との関係を示す図。
【図１４】図１４は、実施例１において、透過率調整部の透過率および反射率を示す図。
【図１５】図１５は、実施例２において、透過率調整部の透過率および反射率を示す図。
【図１６】図１６は、実施例３において、透過率調整部の透過率および反射率を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
第１の実施の形態
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。
【００２９】
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、すなわち観察者側に配置されている。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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層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、着色層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。
【００３６】
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。
【００３７】
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はマトリックス状のパターンを有しており、ブラックマトリクス層１２によって画定される複数の区画がそれぞれ、有機ＥＬ素子４０の単位画素に対応している。また、ブラックマトリクス層１２によって画定される複数の区画には、着色層１３，１４，１５または透過率調整部１６のいずれかが配置されている。
【００３８】
（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。
【００３９】
（着色層）
複数色の着色層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層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層１３と、緑色の波長域の光を選択的に透過させる緑色着色層１４と、青色の波長域の光を選択的に透過させる青色着色層１５と、からなっている。赤色着色層１３、緑色着色層１４および青色着色層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。
【００４０】
このうち赤色着色層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。
緑色着色層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。
青色着色層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、複数色の着色層が上記の赤色着色層１３、緑色着色層１４および青色着色層１５に限られることは無く、その他の色の着色層、例えば黄色着色層が含まれていてもよい。
【００４１】
図３は、各着色層１３，１４，１５および透過率調整部における透過スペクトルＳＲ，ＳＧ，ＳＢおよびＳＡを示す図である。図３に示すように、赤色着色層１３の透過スペクトルＳＲ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、緑色着色層１４および青色着色層１５の透過スペクトルＳＧ，ＳＢ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。
【００４２】
（透過率調整部）
一方、透過率調整部１６は、可視光域の光を波長域に依らず略均一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に入射した白色光が４５００〜１２０００Ｋの色温度を有する光として出射されるよう構成されている。このような特性を有する透過率調整部１６をブラックマトリクス層１２間に設けることにより、カラーフィルタ１０に着色層１３，１４，１５のみが設けられている場合に比べて、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。
【００４３】
次に、透過率調整部１６の構成要素について説明する。本実施の形態において、透過率調整部１６は、透光性を有する感光性樹脂中に黒色着色材を分散させることにより構成される着色材含有層１７からなっている。
【００４４】
透光性を有する感光性樹脂のタイプが特に限られることはなく、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。
【００４５】
一方、黒色着色材は、着色材含有層１７の透過率を調整するために感光性樹脂中に分散される材料である。このような黒色着色材としては、ブラックマトリクス層１２の場合と同様にカーボンブラックやチタンブラック等が用いられる。
【００４６】
感光性樹脂中の黒色着色材の含有比率は、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
図４Ａには、有機ＥＬ層４４の有機発光層４２から白色光Ｌｏｕｔ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Ｌｏｕｔは、各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７に入射する。
【００５０】
着色層１３，１４，１５に入射した光はそれぞれ、赤色光Ｌｏｕｔ（Ｒ），緑色光Ｌｏｕｔ（Ｇ），青色光Ｌｏｕｔ（Ｂ）となって着色層１３，１４，１５から出射される。一方、着色材含有層１７に入射した光は、輝度調整光Ｌｏｕｔ（Ａ）となって着色材含有層１７から出射される。
【００５１】
上述のように、着色材含有層１７は、可視光域の光を波長域に依らず略均一に透過させる層となっている。このため輝度調整光Ｌｏｕｔ（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。なお着色材含有層１７の平均透過率は、好ましくは５０〜７０％の範囲内となっており、例えば６０％となっている。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。例えば着色材含有層１７の平均透過率とは、図３に示すような着色材含有層１７の透過スペクトルＳＡ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。実施例において後述する平均反射率についても同様である。
【００５２】
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。
【００５３】
図４Ｂに示す例において、白色光からなる外光Ｌｉｎ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Ｌｉｎは、はじめに各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７に入射する。その後、各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７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へ向かって各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７から出射する。各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７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層１３，１４，１５および着色材含有層１７に入射する。再び各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７に入射した光は、各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７の透過スペクトルに応じてフィルタされた後、反射光Ｌｒｅｆ（Ｒ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｇ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｂ）および反射光Ｌｒｅｆ（Ａ）となって着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７から出射する。
【００５４】
反射光Ｌｒｅｆ（Ｒ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｇ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｂ）および反射光Ｌｒｅｆ（Ａ）は、カラーフィルタ１０に入射した外光Ｌｉｎが各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７をそれぞれ２回透過した後の光となっている。一般に、各着色層１３，１４，１５の平均透過率は、着色材含有層１７の平均透過率に比べて低くなっている。このため、反射光Ｌｒｅｆ（Ｒ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｇ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｂ）の強度は、反射光Ｌｒｅｆ（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、着色材含有層１７の平均透過率が例えば６０％となっている場合、反射光Ｌｒｅｆ（Ａ）の強度は、（０．６）２×Ｌｉｎ＝０．３６Ｌｉｎとなっている。このように、着色材含有層１７に入射した外光Ｌｉｎは、約１／３の強度にまで減衰させられた後に着色材含有層１７から出射する。
なお以下の記載において、上述の外光Ｌｉｎのように着色材含有層１７を２回透過した光の強度と、当該光が着色材含有層１７を透過する前に有していた強度との比を、着色材含有層１７の「反射率」と表現する。従って、上記の外光Ｌｉｎの例においては、着色材含有層１７の反射率が３６％になっているといえる。好ましくは、本実施の形態において、着色材含有層１７の反射率が２５〜５０％の範囲内に設定されている。
【００５５】
本実施の形態によれば、カラーフィルタ１０は、ブラックマトリクス層１２間に設けられた複数色の着色層１３，１４，１５および透過率調整部１６を備えている。この透過率調整部１６は、透光性を有する感光性樹脂中に黒色着色材を分散させることにより構成される着色材含有層１７からなっている。本実施の形態によれば、このような透過率調整部１６を設けることにより、カラーフィルタ１０全体としての透過率を向上させながら、カラーフィルタ１０に入射した外光が高い強度を有するままカラーフィルタ１０から再び出射するのを抑制することができる。このことにより、有機ＥＬ表示装置５０において、有機ＥＬ素子４０の発光強度を過度に高めることなく所望の輝度を得ることができ、かつ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。
【００５６】
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に着色材が含まれていない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。
【００５７】
第１の比較の形態において、カラーフィルタ１００の透過率調整部１０１は、透光性を有する感光性樹脂のみからなるクリア層となっている。このような透過率調整部の平均透過率は例えば９９％となっている。
【００５８】
第１の比較の形態において、透過率調整部１０１に入射した白色光Ｌｏｕｔは、輝度調整光Ｌｏｕｔ’（Ａ）となって透過率調整部１０１から出射する（図５Ａ参照）。また、透過率調整部１０１に入射した外光Ｌｉｎは、有機ＥＬ層４４の陽極４１によって反射された後に反射光Ｌｒｅｆ’（Ａ）となって透過率調整部１０１から出射する（図５Ａ参照）。ここで、透過率調整部の平均透過率が９９％となっている場合、反射光Ｌｒｅｆ’（Ａ）の強度は、（０．９９）２×Ｌｉｎ＝０．９８Ｌｉｎとなっている。
【００５９】
第１の比較の形態によれば、透過率調整部１０１が着色材を含まないことにより、本実施の形態の場合に比べてカラーフィルタ１００全体としての透過率を高くすることができる。しかしながら第１の比較の形態によれば、透過率調整部１０１に入射した外光が高い強度を有するまま透過率調整部１０１から再び出射することになる。このため、外光に起因するコントラスト低下や映り込みの問題が生じることが考えられる。
【００６０】
これに対して本実施の形態によれば、カラーフィルタ１０全体としての透過率を向上させながら、透過率調整部１６を通る外光の反射率を、第１の比較の形態の場合の約１／３に低減させることができる。従って、仮に反射光Ｌｒｅｆ（Ｒ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｇ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｂ）の強度が反射光Ｌｒｅｆ（Ａ）の強度に比べて無視できる程度の大きさとなっている場合、本実施の形態におけるカラーフィルタ１０全体としての外光の反射率を、第１の比較の形態によるカラーフィルタ１００全体としての外光の反射率の約１／３に低減させることができる。
【００６１】
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。
【００６２】
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Ｌｉｎ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。
【００６３】
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Ｌｒｅｆ”（Ｒ），反射光Ｌｒｅｆ”（Ｇ），反射光Ｌｒｅｆ”（Ｂ）および反射光Ｌｒｅｆ”（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Ｌｏｕｔ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Ｌｏｕｔ”（Ｒ），Ｌｏｕｔ”（Ｇ），Ｌｏｕｔ”（Ｂ）およびＬｏｕｔ”（Ａ）参照）。
【００６４】
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の約２倍に向上させることができる。
【００６５】
なお本実施の形態において、透過率調整部１６の特性が、透過率調整部１６を透過した後の白色光の色温度により画定される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、透過率調整部１６の特性がその透過スペクトルＳＡによって画定されてもよい。例えば図３に示すように、可視光域における透過率調整部１６の透過率の最大値をＴｍａｘ、最小値をＴｍｉｎとする場合、Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎの値が１．０〜１．６の範囲内となっていてもよい。すなわち本実施の形態において、透過率調整部１６の「可視光域の光を波長域に依らず略均一に透過させる」という特性は、出射される光の色温度により画定されてもよく、若しくは、可視光域における透過率の最大値と最小値の比率により画定されてもよい。
【００６６】
また本実施の形態において、透過率調整部１６を構成する着色材含有層１７が、透光性を有する感光性樹脂中に黒色着色材を分散させることにより構成される例を示した。しかしながら、着色材含有層１７の透過率を調整するために含有される着色材が黒色着色材に限られることはなく、その他の着色材を用いてもよい。例えば着色材含有層１７に含有される着色材として、赤色着色層１３に用いられる着色材、緑色着色層１４に用いられる着色材、または青色着色層１５に用いられる着色材が採用されてもよく、またはこれらの着色材が適宜組み合わされて採用されてもよい。図７に、透光性を有する感光性樹脂中に赤，緑および青色用着色材を分散させることにより構成される着色材含有層１７の透過スペクトルＳＡの例を示す。また、その他の色の着色層、例えば黄色着色層に用いられる着色材が採用されてもよい。さらに、これらの黒色以外の着色材に加えて、黒色着色材がさらに包含されていてもよい。いずれの場合においても、透過率調整部１６が可視光域の光を波長域に依らず略均一に透過させるとともに所望の平均透過率を有するよう、各着色材の含有比率が適宜調整される。
【００６７】
第２の実施の形態
次に図８および図９を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図７および図８に示す第２の実施の形態は、カラーフィルタの透過率調整部がブラックマトリクス層と同一の材料から形成されている点が異なるのみであり、他の構成は、図１乃至図４Ｂおよび図７に示す第１の実施の形態と略同一である。図８および図９に示す第２の実施の形態において、図１乃至図４Ｂおよび図７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。
【００６８】
図８は、本発明の第２の実施の形態における有機ＥＬ表示装置５０を示す図であり、図９は、図８の有機ＥＬ表示装置５０のカラーフィルタ１０を矢印IX−IX方向から見た図である。図８および図９に示すように、カラーフィルタ１０の透過率調整部１６は薄膜ＢＫ層１８からなっている。
【００６９】
薄膜ＢＫ層１８は、ブラックマトリクス層１２と同一の材料から形成される層であり、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から形成される層である。この薄膜ＢＫ層１８の厚みは、ブラックマトリクス層１２の厚みよりも小さくなっている。
【００７０】
一般にカラーフィルタ１０のブラックマトリクス層１２は、光の遮蔽率がほぼ１００％となるのに必要十分な厚みを有するよう構成されている。このため、ブラックマトリクス層１２と同一の材料から形成される薄膜ＢＫ層１８においては、その厚みをブラックマトリクス層１２の厚みよりも小さくするにつれて、薄膜ＢＫ層１８が光を透過させるようになる。すなわち本実施の形態によれば、ブラックマトリクス層１２と同一の材料から形成されながら、ある程度の光を透過させる性質を有する薄膜ＢＫ層１８を構成することができる。
【００７１】
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。
【００７２】
カラーフィルタの製造方法
はじめに、本実施の形態によるカラーフィルタ１０の製造方法について説明する。まず基材１１を準備する。次に、基材１１の有機ＥＬ素子側の面１１ｂ上に、ブラックマトリクス層１２および薄膜ＢＫ層１８の材料となる樹脂組成物層を設ける。その後、基材１１のうちブラックマトリクス層１２および薄膜ＢＫ層１８が形成されるべき部分に上記樹脂組成物層が残るよう、樹脂組成物層をパターニングする。次に、ブラックマトリクス層１２間に複数色の着色層１３，１４，１５を形成する。このようにしてカラーフィルタ１０が得られる。
【００７３】
樹脂組成物層のパターニング方法としては、好ましくは、ハーフトーンマスクを用いたフォトリソグラフィー法が用いられる。例えば上記樹脂組成物層としてネガ型感光性樹脂組成物層が用いられる場合、ブラックマトリクス層１２に対応する部分における透過率が薄膜ＢＫ層１８に対応する部分における透過率よりも大きくなっているハーフトーンマスクが用いられる。若しくは、上記樹脂組成物層としてポジ型感光性樹脂組成物層が用いられる場合、ブラックマトリクス層１２に対応する部分における透過率が薄膜ＢＫ層１８に対応する部分における透過率よりも小さくなっているハーフトーンマスクが用いられる。このようにして、薄膜ＢＫ層１８に対応する部分に残る上記樹脂組成物層の厚みが、ブラックマトリクス層１２に対応する部分に残る上記樹脂組成物層の厚みよりも小さくなるよう、上記樹脂組成物層のパターニングが実施される。
【００７４】
このように本実施の形態によれば、カラーフィルタ１０の透過率調整部１６は薄膜ＢＫ層１８からなっており、また薄膜ＢＫ層１８は、ブラックマトリクス層１２と同一の材料から形成される層となっている。このため、ブラックマトリクス層１２と同時に薄膜ＢＫ層１８を形成することができる。このことにより、透過率調整部１６を備えたカラーフィルタ１０を製造するために必要となる工数を少なくすることができる。
【００７５】
透過および反射に関する作用
このようにして得られた透過率調整部１６は、薄膜ＢＫ層１８の厚みに応じて適宜調整される透過率を有している。これによって、上述の第１の実施の形態の場合と同様に、所望の透過率および反射率を有するカラーフィルタ１０を提供することができる。
【００７６】
第３の実施の形態
次に図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。ここで図１０は、本発明の第３の実施の形態における有機ＥＬ表示装置を示す図である。
【００７７】
図１０に示す第３の実施の形態は、有機ＥＬ素子がボトムエミッション型である点が異なるのみであり、他の構成は、図１乃至図４Ｂおよび図７に示す第１の実施の形態と略同一である。図１０に示す第３の実施の形態において、図１乃至図４Ｂおよび図７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。
【００７８】
有機ＥＬ素子
図１０に示すように、本実施の形態において、有機ＥＬ素子４０Ａの有機ＥＬ層４４Ａは、有機ＥＬ素子用基板４７の面のうち観察者側とは反対側の面に配置されている。そして、有機ＥＬ層４４Ａから放射される光は、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。すなわち本実施の形態における有機ＥＬ表示装置５０は、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置となっている。
【００７９】
有機ＥＬ層４４Ａは、陰極４５と、陽極４６と、陰極４５と陽極４６の間に設けられた有機発光層４２とを有している。陽極４６としては、酸化インジウムスズ化合物（ＩＴＯ）などの透明電極が用いられる。一方、陰極４５としては、電子を注入しやすく、かつ安定性に優れた材料が用いられており、例えばマグネシウム、銀、アルミニウム、銀とリチウムとの合金、マグネシウムと銀との合金、アルミニウムとリチウムとの合金等が用いられる。
【００８０】
本実施の形態においても、カラーフィルタ１０を透過した外光が、有機ＥＬ層４４Ａの陰極４５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。従って、カラーフィルタ１０の透過率調整部１６を設けることにより、カラーフィルタ１０全体としての透過率を向上させながら、カラーフィルタ１０に入射した外光が高い強度を有するままカラーフィルタ１０から再び出射するのを抑制することが重要となる。
【００８１】
なお図１０において、カラーフィルタ１０の透過率調整部１６が着色材含有層１７からなる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図８乃至図１１に示す第２の実施の形態の場合と同様に、透過率調整部１６が薄膜ＢＫ層１８またはＢＫ部分１９からなっていてもよい。
【００８２】
また上記各実施の形態において、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層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。
また着色層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、着色層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。このように上記各実施の形態によれば、着色材を含む透過率調整部１６を採用することにより、円偏光板によって有機ＥＬ表示装置の全面にわたって一律に反射が抑制されるような形態の場合と異なり、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ことが可能となる。
【００８３】
また上記各実施の形態において、有機ＥＬ層４４の有機発光層４２から白色光が放射される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、各単位有機ＥＬ層４４ａに対向して設けられたカラーフィルタ１０の各着色層１３，１４，１５および透過率調整部１６に対応する色の光が、各単位有機ＥＬ層４４ａから放射されてもよい。すなわち、各単位有機ＥＬ層４４ａから放射される光の色が場所に応じて異なっていてもよい。この場合、透過率調整部１６に入射される光は白色光となるよう、各単位有機ＥＬ層４４ａが構成される。
【実施例】
【００８４】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００８５】
（予備評価）
はじめに基材１１を準備し、次に基材１１上に、透光性を有する感光性樹脂中に黒色着色材を分散させることにより構成される層を形成した。この層の材料としては、適切な溶媒と、黒色着色材を含む固形分とからなる感光性樹脂を用いた。この際、固形分に対する黒色着色材の含有比率が０．０，０．４，０．９，１．３，１．７または２．２％となっている層をそれぞれ形成した。なお、層全体に対する固形分の重量％は２０重量％となっていた。
【００８６】
次に、形成した各層における透過率および反射率を測定した。透過率を特定するための構成を図１１に示し、反射率を測定するための構成を図１２に示す。
【００８７】
はじめに、透過率を測定するための構成について説明する。まず図１１に示すように、観察者側ガラス基板５１と、表示部側ガラス基板５２と、観察者側ガラス基板５１および表示部側ガラス基板５２の間に設けられ、透過率を測定する対象となる被測定層５３と、からなるサンプルを準備する。なお図１１に示すように、干渉が生じるのを防ぐための干渉防止層５４が適宜設けられていてもよい。この干渉防止層５４は、例えばマッチングオイルによって形成される。
次に、観察者側ガラス基板５１側からサンプルへ向けて光を照射し、そして、サンプルを透過して表示部側ガラス基板５２側から取り出された光の輝度を測定した。そして、観察者側ガラス基板５１側からサンプルへ向けて照射した光の輝度に対する、表示部側ガラス基板５２側から取り出された光の輝度の比率に基づいて、被測定層５３の透過率（％）を算出した。なお観察者側ガラス基板５１側からサンプルへ向けて光を照射するための光源としては、有機ＥＬ素子からなる白色光源を用いた。
【００８８】
次に、反射率を測定するための構成について説明する。まず図１２に示すように、観察者側ガラス基板５１と、反射板５５と、観察者側ガラス基板５１および反射板５５の間に設けられ、反射率を測定する対象となる被測定層５３と、からなるサンプルを準備する。反射板５５としては、クロムなどの高い反射率を有する材料を含む板が用いられており、反射板５５の反射率はほぼ１００％となっている。なお図１２に示すように、干渉が生じるのを防ぐための干渉防止層５４が適宜設けられていてもよい。この干渉防止層５４は、例えばマッチングオイルによって形成される。
次に、観察者側ガラス基板５１側からサンプルへ向けて光を照射し、そして、反射板５５により反射されて観察者側ガラス基板５１側に戻ってきた光の輝度を測定した。そして、観察者側ガラス基板５１側からサンプルへ向けて照射した光の輝度に対する、観察者側ガラス基板５１側に戻ってきた光の輝度の比率に基づいて、被測定層５３の反射率（％）を算出した。なお観察者側ガラス基板５１側からサンプルへ向けて光を照射するための光源としては、外光を想定して準備されたＣ光源を用いた。
【００８９】
透過率および反射率を測定した結果を図１３に示す。なお測定器としては、オリンパス株式会社製のＯＳＰ−ＳＰ２００を用いた。
【００９０】
（実施例１）
被測定層５３として、透光性を有する感光性樹脂中に着色材を分散させることにより構成される着色材含有層１７からなる透過率調整部１６を準備した。着色材含有層１７の材料としては、適切な溶媒と、着色材を含む固形分とからなる感光性樹脂を用いた。着色材含有層１７全体に対する固形分の重量％は２０．１％となっており、また固形分に対する着色材の比率は１．７％となっていた。着色材としては、黒色着色材（Ｃａｒｂｏｎ ＢＫ）を用いた。
【００９１】
上述の予備評価の場合と同様にして、可視光域における透過率調整部１６の透過スペクトルおよび反射スペクトルを測定した。結果を図１４に示す。併せて、透過光の輝度および色温度と、反射光の輝度とを測定した。
【００９２】
（実施例２）
被測定層５３として、透光性を有する感光性樹脂中に複数色の着色材を分散させることにより構成される着色材含有層１７からなる透過率調整部１６を準備した。着色材含有層１７の材料としては、適切な溶媒と、複数色の着色材を含む固形分とからなる感光性樹脂を用いた。着色材含有層１７全体に対する固形分の重量％は２０．１％となっており、また固形分に対する複数色の着色材の比率は２．５％となっていた。複数色の着色材における、各色の着色材の内訳は、Ｒ１７７（３５％）、Ｇ３６（２３％）、Ｂ１５：６（２０％）、Ｙ１３９（１４％）、Ｙ１５０（５％）、Ｖ２３（４％）となっていた。なお本実施例においては、透過率調整部１６の透過光の色温度が約６５００Ｋとなることを目標として、複数色の着色材における各色の着色材の比率を選択した。
【００９３】
可視光域における透過率調整部１６の透過スペクトルおよび反射スペクトルを測定した。結果を図１５に示す。併せて、透過光の輝度および色温度と、反射光の輝度とを測定した。
【００９４】
（実施例３）
被測定層５３として、透光性を有する感光性樹脂中に複数色の着色材を分散させることにより構成される着色材含有層１７からなる透過率調整部１６を準備した。着色材含有層１７の材料としては、適切な溶媒と、複数色の着色材を含む固形分とからなる感光性樹脂を用いた。着色材含有層１７全体に対する固形分の重量％は２０．２％となっており、また固形分に対する複数色の着色材の比率は２．５２％となっていた。複数色の着色材における、各色の着色材の内訳は、黒色着色材（Ｃａｒｂｏｎ ＢＫ）（６７％）、Ｂ１５：６（２５％）、Ｙ１５０（８％）となっていた。なお本実施例においても、上述の実施例２の場合と同様に、透過率調整部１６の透過光の色温度が約６５００Ｋとなることを目標として、複数色の着色材における各色の着色材の比率を選択した。
【００９５】
可視光域における透過率調整部１６の透過スペクトルおよび反射スペクトルを測定した。結果を図１６に示す。併せて、透過光の輝度および色温度と、反射光の輝度とを測定した。
【００９６】
（比較例１）
被測定層５３として、感光性樹脂のみを含むクリア層からなる透過率調整部を準備した。
【００９７】
可視光域における透過率調整部の透過スペクトルおよび反射スペクトルを測定した。結果を、上述の実施例１および実施例２の結果と併せて図１４および図１５に示す。併せて、透過光の輝度および色温度と、反射光の輝度とを測定した。
【００９８】
（比較例２）
被測定層５３として、比較例１の場合と同様にして、感光性樹脂のみを含むクリア層からなる透過率調整部を準備した。また、観察者側ガラス基板５１上に円偏光板を設けた。
【００９９】
透過光の輝度および色温度と、反射光の輝度とを測定した。
【０１００】
実施例１および実施例２における透過率調整部１６は、上述のように着色材を含んでいる。このため図１４および図１５に示すように、比較例１の場合に比べて反射率を低減させることができた。
【０１０１】
実施例１乃至３および比較例１および２における透過光および反射光の輝度成分（ＬＹ値）の測定結果を表１に示す。また、実施例１乃至３および比較例１および２における透過光の色温度の測定結果も表１に示す。表１に示すように、実施例１乃至３の透過率調整部１６によれば、透過光の輝度成分が低下するのを抑制しながら、反射光の輝度成分を低減させることができた。すなわち、実施例１乃至３の透過率調整部１６によれば、パネルコントラストが低下するのを防ぐことができるといえる。また表１に示すように、実施例２および３の透過率調整部１６によれば、透過光の色温度をほぼ目標通りとすることができた。このように実施例２および３によれば、複数色の着色材を用いることにより、透過光の色温度を所望の値に調整することができた。
【表１】
【０１０２】
測定した透過スペクトルから、可視光域における透過率の最大値Ｔｍａｘ、最小値Ｔｍｉｎを抽出して表２に示す。また、測定した透過スペクトルから、可視光域における透過率の平均値Ｔａｖｅを算出した結果を併せて表２に示す。さらに、可視光域における透過率の最大値Ｔｍａｘ、最小値Ｔｍｉｎの差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）および比ＲＴ（ＲＴ＝Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ）も併せて表２に示す。表２に示すように、実施例１乃至３の透過率調整部１６によれば、Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎの値を１．０〜１．６の範囲内とすることができた。すなわち実施例１乃至３の透過率調整部１６によれば、可視光域の光を波長域に依らず略均一に透過させることができた。
【表２】
【０１０３】
表２に示す透過率の場合と同様に、反射率についても、可視光域における反射率の最大値Ｒｍａｘ、最小値Ｒｍｉｎ、反射率の平均値Ｒａｖｅおよび反射率の最大値Ｒｍａｘ、最小値Ｒｍｉｎの差ΔＲ（ΔＲ＝Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）を抽出および算出した。結果を表３に示す。
【表３】
【０１０４】
実施例１乃至３または比較例１および２による透過率調整部を用いて、基材と、基材上に設けられたブラックマトリクス層と、ブラックマトリクス層間に設けられた赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および透過率調整部とを備えたカラーフィルタをそれぞれ構成した。なお比較例２の場合は、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層に対応する部分にも円偏光板を配置した。
次に、各カラーフィルタについて、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および透過率調整部を透過した光を全て合わせての輝度（ＬＹ値）を測定した。結果、実施例１乃至３による透過率調整部を用いた場合の輝度はいずれも３０％となっていた。一方、比較例１および２による透過率調整部を用いた場合の輝度は３２％および２４％となっていた。比較例２の場合は、円偏光板により透過率調整部だけでなく赤色着色層、緑色着色層、青色着色層に関しても透過光が減衰されており、このため、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および透過率調整部を透過した光を全て合わせての輝度が低くなったと考えられる。これに対して実施例１乃至３によれば、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の透過光を減衰させることなく透過率調整部での反射光の輝度を低減させることができる。このため実施例１乃至３によれば、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および透過率調整部を透過した光を全て合わせての輝度を所望のレベルで確保することができた。
【符号の説明】
【０１０５】
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
１３ 赤色着色層
１４ 緑色着色層
１５ 青色着色層
１６ 透過率調整部
１７ 着色材含有層
１８ 薄膜ＢＫ層
１９ ＢＫ部分
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
４５ 陰極
４６ 陽極
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
５１ 観察者側ガラス基板
５２ 表示部側ガラス基板
５３ 被測定層
５４ 干渉防止層
５５ 反射板
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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、青色の着色層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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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）。
【０００７】
また特許文献１０においては、陰極および陽極が、有機発光層で発光した光を共振させる共振器構造の共振部となるよう構成された有機ＥＬ素子を備えたディスプレイが提案されている（いわゆるマイクロキャビティ構造）。これによって、放射される光の色純度を向上させることができ、また、外光の反射を抑制することも可能となる。
【０００８】
また特許文献１１においては、赤色、緑色、青色のうちから選択された特定の色の光を吸収する着色層が、他の選択しなかった色の画素の光出力側あるいは外光入射側に配置されるとともに、各色画素領域に対応して光共振器が設けられ、光共振器が当該色の反射率が最小となるように構成されているディスプレイが提案されている。特許文献１１においては、ディスプレイを上記のように構成することにより、輝度を低下させることなく、外光による特定の色の反射を抑制し、これによって全体としてのコントラストを向上させることが意図されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６７７１０２８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／０１８６２１４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／０１１３８７５号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００４／０２０１５５８号明細書
【特許文献５】特表２００７−５１６５６４号公報
【特許文献６】特開２０１０−０４３９８０号公報
【特許文献７】特開２００４−２２６８４２号公報
【特許文献８】特開２０１０−２４３７６９号公報
【特許文献９】特開２００５−２０９６５１号公報
【特許文献１０】特許第４１７４９８９号公報
【特許文献１１】特許第３５５５７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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。
【００１１】
また、ペンタイル方式によるディスプレイにおいては、白色光を発光する画素が形成されることになる。このため、上述の特許文献１０および１１により提案される技術により、ペンタイル方式によるディスプレイにおける外光の反射を低減することはできない。
【００１２】
本発明は、このような課題を効果的に解決し得るカラーフィルタおよび有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による有機ＥＬ表示装置用の第１のカラーフィルタは、基材と、前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を備え、前記透過率調整部は、少なくとも１色の着色材が分散された感光性樹脂からなることを特徴とするカラーフィルタである。
【００１４】
本発明による第１のカラーフィルタによれば、透過率調整部は、少なくとも１色の着色材が分散された感光性樹脂からなっている。このため、透過率調整部における着色材の比率を調整することにより、透過率調整部の透過率および反射率を適切に設定することができる。これによって、所望の透過率および反射率を有するカラーフィルタを提供することができる。
【００１５】
本発明による第１のカラーフィルタにおいて、前記複数色の着色層は、特定の波長域の光のみを選択的に透過させるものとなっており、前記透過率調整部は、可視光域の光を波長域に依らず略均一に透過させるものとなっていてもよい。
【００１６】
本発明による第１のカラーフィルタにおいて、前記透過率調整部は、黒色着色材が分散された感光性樹脂からなっていてもよい。
【００１７】
本発明による第１のカラーフィルタにおいて、前記透過率調整部は、複数色の着色材が分散された感光性樹脂からなっていてもよい。
【００１８】
本発明による第１のカラーフィルタにおいて、前記複数色の着色層は、赤色着色層、緑色着色層および青色着色層を含んでいてもよい。
【００１９】
本発明による第１のカラーフィルタにおいて、前記透過率調整部は、外光の反射を位置に応じて選択的に防止するようパターニングされていてもよい。
【００２０】
本発明による第１の有機ＥＬ表示装置は、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、前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を有し、前記透過率調整部は、少なくとも１色の着色材が分散された感光性樹脂からなることを特徴とする有機ＥＬ表示装置である。
【００２１】
本発明による第１の有機ＥＬ表示装置によれば、カラーフィルタの透過率調整部は、少なくとも１色の着色材が分散された感光性樹脂からなっている。このため、透過率調整部における着色材の比率を調整することにより、透過率調整部の透過率および反射率を適切に設定することができる。このことにより、所望の輝度を有し、かつ外光の反射が抑制された有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
【００２２】
本発明による有機ＥＬ表示装置用の第２のカラーフィルタは、基材と、前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を備え、前記透過率調整部は、前記ブラックマトリクス層と同一の材料から形成されており、前記透過率調整部の厚みは、前記ブラックマトリクス層の厚みよりも小さくなっていることを特徴とするカラーフィルタである。
【００２３】
本発明による第２のカラーフィルタによれば、透過率調整部は、前記ブラックマトリクス層と同一の材料から形成されており、前記透過率調整部の厚みは、前記ブラックマトリクス層の厚みよりも小さくなっている。このため、透過率調整部の厚みを調整することにより、透過率調整部の透過率および反射率を適切に設定することができる。これによって、所望の透過率および反射率を有するカラーフィルタを提供することができる。
【００２４】
本発明による第２の有機ＥＬ表示装置は、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、前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を有し、前記透過率調整部は、前記ブラックマトリクス層と同一の材料から形成されており、前記透過率調整部の厚みは、前記ブラックマトリクス層の厚みよりも小さくなっていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置である。
【００２５】
本発明による第２の有機ＥＬ表示装置によれば、カラーフィルタの透過率調整部は、前記ブラックマトリクス層と同一の材料から形成されており、前記透過率調整部の厚みは、前記ブラックマトリクス層の厚みよりも小さくなっている。このため、透過率調整部の厚みを調整することにより、透過率調整部の透過率および反射率を適切に設定することができる。このことにより、所望の輝度を有し、かつ外光の反射が抑制された有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における有機ＥＬ表示装置を示す図。
【図２Ａ】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】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３】図３は、各着色層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４Ａ】図４Ａは、本発明の第１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】図４Ｂは、本発明の第１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】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】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】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】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】図７は、透過率調整部における透過スペクトルのその他の例を示す図。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態における有機ＥＬ表示装置を示す図。
【図９】図９は、図８の有機ＥＬ表示装置のカラーフィルタを矢印IX−IX方向から見た図。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施の形態における有機ＥＬ表示装置を示す図。
【図１１】図１１は、透過光の測定系を示す図。
【図１２】図１２は、反射光の測定系を示す図。
【図１３】図１３は、透過率調整部における黒色着色材の含有比率と、透過率調整部のＹ値との関係を示す図。
【図１４】図１４は、実施例１において、透過率調整部の透過率および反射率を示す図。
【図１５】図１５は、実施例２において、透過率調整部の透過率および反射率を示す図。
【図１６】図１６は、実施例３において、透過率調整部の透過率および反射率を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
第１の実施の形態
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。
【００２９】
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、すなわち観察者側に配置されている。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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層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、着色層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。
【００３６】
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。
【００３７】
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はマトリックス状のパターンを有しており、ブラックマトリクス層１２によって画定される複数の区画がそれぞれ、有機ＥＬ素子４０の単位画素に対応している。また、ブラックマトリクス層１２によって画定される複数の区画には、着色層１３，１４，１５または透過率調整部１６のいずれかが配置されている。
【００３８】
（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。
【００３９】
（着色層）
複数色の着色層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層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層１３と、緑色の波長域の光を選択的に透過させる緑色着色層１４と、青色の波長域の光を選択的に透過させる青色着色層１５と、からなっている。赤色着色層１３、緑色着色層１４および青色着色層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。
【００４０】
このうち赤色着色層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。
緑色着色層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。
青色着色層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、複数色の着色層が上記の赤色着色層１３、緑色着色層１４および青色着色層１５に限られることは無く、その他の色の着色層、例えば黄色着色層が含まれていてもよい。
【００４１】
図３は、各着色層１３，１４，１５および透過率調整部における透過スペクトルＳＲ，ＳＧ，ＳＢおよびＳＡを示す図である。図３に示すように、赤色着色層１３の透過スペクトルＳＲ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、緑色着色層１４および青色着色層１５の透過スペクトルＳＧ，ＳＢ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。
【００４２】
（透過率調整部）
一方、透過率調整部１６は、可視光域の光を波長域に依らず略均一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に入射した白色光が４５００〜１２０００Ｋの色温度を有する光として出射されるよう構成されている。このような特性を有する透過率調整部１６をブラックマトリクス層１２間に設けることにより、カラーフィルタ１０に着色層１３，１４，１５のみが設けられている場合に比べて、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。
【００４３】
次に、透過率調整部１６の構成要素について説明する。本実施の形態において、透過率調整部１６は、透光性を有する感光性樹脂中に黒色着色材を分散させることにより構成される着色材含有層１７からなっている。
【００４４】
透光性を有する感光性樹脂のタイプが特に限られることはなく、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。
【００４５】
一方、黒色着色材は、着色材含有層１７の透過率を調整するために感光性樹脂中に分散される材料である。このような黒色着色材としては、ブラックマトリクス層１２の場合と同様にカーボンブラックやチタンブラック等が用いられる。
【００４６】
感光性樹脂中の黒色着色材の含有比率は、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
図４Ａには、有機ＥＬ層４４の有機発光層４２から白色光Ｌｏｕｔ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Ｌｏｕｔは、各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７に入射する。
【００５０】
着色層１３，１４，１５に入射した光はそれぞれ、赤色光Ｌｏｕｔ（Ｒ），緑色光Ｌｏｕｔ（Ｇ），青色光Ｌｏｕｔ（Ｂ）となって着色層１３，１４，１５から出射される。一方、着色材含有層１７に入射した光は、輝度調整光Ｌｏｕｔ（Ａ）となって着色材含有層１７から出射される。
【００５１】
上述のように、着色材含有層１７は、可視光域の光を波長域に依らず略均一に透過させる層となっている。このため輝度調整光Ｌｏｕｔ（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。なお着色材含有層１７の平均透過率は、好ましくは５０〜７０％の範囲内となっており、例えば６０％となっている。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。例えば着色材含有層１７の平均透過率とは、図３に示すような着色材含有層１７の透過スペクトルＳＡ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。実施例において後述する平均反射率についても同様である。
【００５２】
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。
【００５３】
図４Ｂに示す例において、白色光からなる外光Ｌｉｎ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Ｌｉｎは、はじめに各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７に入射する。その後、各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７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へ向かって各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７から出射する。各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７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層１３，１４，１５および着色材含有層１７に入射する。再び各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７に入射した光は、各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７の透過スペクトルに応じてフィルタされた後、反射光Ｌｒｅｆ（Ｒ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｇ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｂ）および反射光Ｌｒｅｆ（Ａ）となって着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７から出射する。
【００５４】
反射光Ｌｒｅｆ（Ｒ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｇ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｂ）および反射光Ｌｒｅｆ（Ａ）は、カラーフィルタ１０に入射した外光Ｌｉｎが各着色層１３，１４，１５および着色材含有層１７をそれぞれ２回透過した後の光となっている。一般に、各着色層１３，１４，１５の平均透過率は、着色材含有層１７の平均透過率に比べて低くなっている。このため、反射光Ｌｒｅｆ（Ｒ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｇ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｂ）の強度は、反射光Ｌｒｅｆ（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、着色材含有層１７の平均透過率が例えば６０％となっている場合、反射光Ｌｒｅｆ（Ａ）の強度は、（０．６）２×Ｌｉｎ＝０．３６Ｌｉｎとなっている。このように、着色材含有層１７に入射した外光Ｌｉｎは、約１／３の強度にまで減衰させられた後に着色材含有層１７から出射する。
なお以下の記載において、上述の外光Ｌｉｎのように着色材含有層１７を２回透過した光の強度と、当該光が着色材含有層１７を透過する前に有していた強度との比を、着色材含有層１７の「反射率」と表現する。従って、上記の外光Ｌｉｎの例においては、着色材含有層１７の反射率が３６％になっているといえる。好ましくは、本実施の形態において、着色材含有層１７の反射率が２５〜５０％の範囲内に設定されている。
【００５５】
本実施の形態によれば、カラーフィルタ１０は、ブラックマトリクス層１２間に設けられた複数色の着色層１３，１４，１５および透過率調整部１６を備えている。この透過率調整部１６は、透光性を有する感光性樹脂中に黒色着色材を分散させることにより構成される着色材含有層１７からなっている。本実施の形態によれば、このような透過率調整部１６を設けることにより、カラーフィルタ１０全体としての透過率を向上させながら、カラーフィルタ１０に入射した外光が高い強度を有するままカラーフィルタ１０から再び出射するのを抑制することができる。このことにより、有機ＥＬ表示装置５０において、有機ＥＬ素子４０の発光強度を過度に高めることなく所望の輝度を得ることができ、かつ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。
【００５６】
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に着色材が含まれていない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。
【００５７】
第１の比較の形態において、カラーフィルタ１００の透過率調整部１０１は、透光性を有する感光性樹脂のみからなるクリア層となっている。このような透過率調整部の平均透過率は例えば９９％となっている。
【００５８】
第１の比較の形態において、透過率調整部１０１に入射した白色光Ｌｏｕｔは、輝度調整光Ｌｏｕｔ’（Ａ）となって透過率調整部１０１から出射する（図５Ａ参照）。また、透過率調整部１０１に入射した外光Ｌｉｎは、有機ＥＬ層４４の陽極４１によって反射された後に反射光Ｌｒｅｆ’（Ａ）となって透過率調整部１０１から出射する（図５Ａ参照）。ここで、透過率調整部の平均透過率が９９％となっている場合、反射光Ｌｒｅｆ’（Ａ）の強度は、（０．９９）２×Ｌｉｎ＝０．９８Ｌｉｎとなっている。
【００５９】
第１の比較の形態によれば、透過率調整部１０１が着色材を含まないことにより、本実施の形態の場合に比べてカラーフィルタ１００全体としての透過率を高くすることができる。しかしながら第１の比較の形態によれば、透過率調整部１０１に入射した外光が高い強度を有するまま透過率調整部１０１から再び出射することになる。このため、外光に起因するコントラスト低下や映り込みの問題が生じることが考えられる。
【００６０】
これに対して本実施の形態によれば、カラーフィルタ１０全体としての透過率を向上させながら、透過率調整部１６を通る外光の反射率を、第１の比較の形態の場合の約１／３に低減させることができる。従って、仮に反射光Ｌｒｅｆ（Ｒ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｇ），反射光Ｌｒｅｆ（Ｂ）の強度が反射光Ｌｒｅｆ（Ａ）の強度に比べて無視できる程度の大きさとなっている場合、本実施の形態におけるカラーフィルタ１０全体としての外光の反射率を、第１の比較の形態によるカラーフィルタ１００全体としての外光の反射率の約１／３に低減させることができる。
【００６１】
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。
【００６２】
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Ｌｉｎ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。
【００６３】
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Ｌｒｅｆ”（Ｒ），反射光Ｌｒｅｆ”（Ｇ），反射光Ｌｒｅｆ”（Ｂ）および反射光Ｌｒｅｆ”（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Ｌｏｕｔ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Ｌｏｕｔ”（Ｒ），Ｌｏｕｔ”（Ｇ），Ｌｏｕｔ”（Ｂ）およびＬｏｕｔ”（Ａ）参照）。
【００６４】
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の約２倍に向上させることができる。
【００６５】
なお本実施の形態において、透過率調整部１６の特性が、透過率調整部１６を透過した後の白色光の色温度により画定される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、透過率調整部１６の特性がその透過スペクトルＳＡによって画定されてもよい。例えば図３に示すように、可視光域における透過率調整部１６の透過率の最大値をＴｍａｘ、最小値をＴｍｉｎとする場合、Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎの値が１．０〜１．６の範囲内となっていてもよい。すなわち本実施の形態において、透過率調整部１６の「可視光域の光を波長域に依らず略均一に透過させる」という特性は、出射される光の色温度により画定されてもよく、若しくは、可視光域における透過率の最大値と最小値の比率により画定されてもよい。
【００６６】
また本実施の形態において、透過率調整部１６を構成する着色材含有層１７が、透光性を有する感光性樹脂中に黒色着色材を分散させることにより構成される例を示した。しかしながら、着色材含有層１７の透過率を調整するために含有される着色材が黒色着色材に限られることはなく、その他の着色材を用いてもよい。例えば着色材含有層１７に含有される着色材として、赤色着色層１３に用いられる着色材、緑色着色層１４に用いられる着色材、または青色着色層１５に用いられる着色材が採用されてもよく、またはこれらの着色材が適宜組み合わされて採用されてもよい。図７に、透光性を有する感光性樹脂中に赤，緑および青色用着色材を分散させることにより構成される着色材含有層１７の透過スペクトルＳＡの例を示す。また、その他の色の着色層、例えば黄色着色層に用いられる着色材が採用されてもよい。さらに、これらの黒色以外の着色材に加えて、黒色着色材がさらに包含されていてもよい。いずれの場合においても、透過率調整部１６が可視光域の光を波長域に依らず略均一に透過させるとともに所望の平均透過率を有するよう、各着色材の含有比率が適宜調整される。
【００６７】
第２の実施の形態
次に図８および図９を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図７および図８に示す第２の実施の形態は、カラーフィルタの透過率調整部がブラックマトリクス層と同一の材料から形成されている点が異なるのみであり、他の構成は、図１乃至図４Ｂおよび図７に示す第１の実施の形態と略同一である。図８および図９に示す第２の実施の形態において、図１乃至図４Ｂおよび図７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。
【００６８】
図８は、本発明の第２の実施の形態における有機ＥＬ表示装置５０を示す図であり、図９は、図８の有機ＥＬ表示装置５０のカラーフィルタ１０を矢印IX−IX方向から見た図である。図８および図９に示すように、カラーフィルタ１０の透過率調整部１６は薄膜ＢＫ層１８からなっている。
【００６９】
薄膜ＢＫ層１８は、ブラックマトリクス層１２と同一の材料から形成される層であり、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から形成される層である。この薄膜ＢＫ層１８の厚みは、ブラックマトリクス層１２の厚みよりも小さくなっている。
【００７０】
一般にカラーフィルタ１０のブラックマトリクス層１２は、光の遮蔽率がほぼ１００％となるのに必要十分な厚みを有するよう構成されている。このため、ブラックマトリクス層１２と同一の材料から形成される薄膜ＢＫ層１８においては、その厚みをブラックマトリクス層１２の厚みよりも小さくするにつれて、薄膜ＢＫ層１８が光を透過させるようになる。すなわち本実施の形態によれば、ブラックマトリクス層１２と同一の材料から形成されながら、ある程度の光を透過させる性質を有する薄膜ＢＫ層１８を構成することができる。
【００７１】
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。
【００７２】
カラーフィルタの製造方法
はじめに、本実施の形態によるカラーフィルタ１０の製造方法について説明する。まず基材１１を準備する。次に、基材１１の有機ＥＬ素子側の面１１ｂ上に、ブラックマトリクス層１２および薄膜ＢＫ層１８の材料となる樹脂組成物層を設ける。その後、基材１１のうちブラックマトリクス層１２および薄膜ＢＫ層１８が形成されるべき部分に上記樹脂組成物層が残るよう、樹脂組成物層をパターニングする。次に、ブラックマトリクス層１２間に複数色の着色層１３，１４，１５を形成する。このようにしてカラーフィルタ１０が得られる。
【００７３】
樹脂組成物層のパターニング方法としては、好ましくは、ハーフトーンマスクを用いたフォトリソグラフィー法が用いられる。例えば上記樹脂組成物層としてネガ型感光性樹脂組成物層が用いられる場合、ブラックマトリクス層１２に対応する部分における透過率が薄膜ＢＫ層１８に対応する部分における透過率よりも大きくなっているハーフトーンマスクが用いられる。若しくは、上記樹脂組成物層としてポジ型感光性樹脂組成物層が用いられる場合、ブラックマトリクス層１２に対応する部分における透過率が薄膜ＢＫ層１８に対応する部分における透過率よりも小さくなっているハーフトーンマスクが用いられる。このようにして、薄膜ＢＫ層１８に対応する部分に残る上記樹脂組成物層の厚みが、ブラックマトリクス層１２に対応する部分に残る上記樹脂組成物層の厚みよりも小さくなるよう、上記樹脂組成物層のパターニングが実施される。
【００７４】
このように本実施の形態によれば、カラーフィルタ１０の透過率調整部１６は薄膜ＢＫ層１８からなっており、また薄膜ＢＫ層１８は、ブラックマトリクス層１２と同一の材料から形成される層となっている。このため、ブラックマトリクス層１２と同時に薄膜ＢＫ層１８を形成することができる。このことにより、透過率調整部１６を備えたカラーフィルタ１０を製造するために必要となる工数を少なくすることができる。
【００７５】
透過および反射に関する作用
このようにして得られた透過率調整部１６は、薄膜ＢＫ層１８の厚みに応じて適宜調整される透過率を有している。これによって、上述の第１の実施の形態の場合と同様に、所望の透過率および反射率を有するカラーフィルタ１０を提供することができる。
【００７６】
第３の実施の形態
次に図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。ここで図１０は、本発明の第３の実施の形態における有機ＥＬ表示装置を示す図である。
【００７７】
図１０に示す第３の実施の形態は、有機ＥＬ素子がボトムエミッション型である点が異なるのみであり、他の構成は、図１乃至図４Ｂおよび図７に示す第１の実施の形態と略同一である。図１０に示す第３の実施の形態において、図１乃至図４Ｂおよび図７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。
【００７８】
有機ＥＬ素子
図１０に示すように、本実施の形態において、有機ＥＬ素子４０Ａの有機ＥＬ層４４Ａは、有機ＥＬ素子用基板４７の面のうち観察者側とは反対側の面に配置されている。そして、有機ＥＬ層４４Ａから放射される光は、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。すなわち本実施の形態における有機ＥＬ表示装置５０は、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置となっている。
【００７９】
有機ＥＬ層４４Ａは、陰極４５と、陽極４６と、陰極４５と陽極４６の間に設けられた有機発光層４２とを有している。陽極４６としては、酸化インジウムスズ化合物（ＩＴＯ）などの透明電極が用いられる。一方、陰極４５としては、電子を注入しやすく、かつ安定性に優れた材料が用いられており、例えばマグネシウム、銀、アルミニウム、銀とリチウムとの合金、マグネシウムと銀との合金、アルミニウムとリチウムとの合金等が用いられる。
【００８０】
本実施の形態においても、カラーフィルタ１０を透過した外光が、有機ＥＬ層４４Ａの陰極４５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。従って、カラーフィルタ１０の透過率調整部１６を設けることにより、カラーフィルタ１０全体としての透過率を向上させながら、カラーフィルタ１０に入射した外光が高い強度を有するままカラーフィルタ１０から再び出射するのを抑制することが重要となる。
【００８１】
なお図１０において、カラーフィルタ１０の透過率調整部１６が着色材含有層１７からなる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図８乃至図１１に示す第２の実施の形態の場合と同様に、透過率調整部１６が薄膜ＢＫ層１８またはＢＫ部分１９からなっていてもよい。
【００８２】
また上記各実施の形態において、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層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。
また着色層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、着色層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。このように上記各実施の形態によれば、着色材を含む透過率調整部１６を採用することにより、円偏光板によって有機ＥＬ表示装置の全面にわたって一律に反射が抑制されるような形態の場合と異なり、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ことが可能となる。
【００８３】
また上記各実施の形態において、有機ＥＬ層４４の有機発光層４２から白色光が放射される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、各単位有機ＥＬ層４４ａに対向して設けられたカラーフィルタ１０の各着色層１３，１４，１５および透過率調整部１６に対応する色の光が、各単位有機ＥＬ層４４ａから放射されてもよい。すなわち、各単位有機ＥＬ層４４ａから放射される光の色が場所に応じて異なっていてもよい。この場合、透過率調整部１６に入射される光は白色光となるよう、各単位有機ＥＬ層４４ａが構成される。
【実施例】
【００８４】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００８５】
（予備評価）
はじめに基材１１を準備し、次に基材１１上に、透光性を有する感光性樹脂中に黒色着色材を分散させることにより構成される層を形成した。この層の材料としては、適切な溶媒と、黒色着色材を含む固形分とからなる感光性樹脂を用いた。この際、固形分に対する黒色着色材の含有比率が０．０，０．４，０．９，１．３，１．７または２．２％となっている層をそれぞれ形成した。なお、層全体に対する固形分の重量％は２０重量％となっていた。
【００８６】
次に、形成した各層における透過率および反射率を測定した。透過率を特定するための構成を図１１に示し、反射率を測定するための構成を図１２に示す。
【００８７】
はじめに、透過率を測定するための構成について説明する。まず図１１に示すように、観察者側ガラス基板５１と、表示部側ガラス基板５２と、観察者側ガラス基板５１および表示部側ガラス基板５２の間に設けられ、透過率を測定する対象となる被測定層５３と、からなるサンプルを準備する。なお図１１に示すように、干渉が生じるのを防ぐための干渉防止層５４が適宜設けられていてもよい。この干渉防止層５４は、例えばマッチングオイルによって形成される。
次に、観察者側ガラス基板５１側からサンプルへ向けて光を照射し、そして、サンプルを透過して表示部側ガラス基板５２側から取り出された光の輝度を測定した。そして、観察者側ガラス基板５１側からサンプルへ向けて照射した光の輝度に対する、表示部側ガラス基板５２側から取り出された光の輝度の比率に基づいて、被測定層５３の透過率（％）を算出した。なお観察者側ガラス基板５１側からサンプルへ向けて光を照射するための光源としては、有機ＥＬ素子からなる白色光源を用いた。
【００８８】
次に、反射率を測定するための構成について説明する。まず図１２に示すように、観察者側ガラス基板５１と、反射板５５と、観察者側ガラス基板５１および反射板５５の間に設けられ、反射率を測定する対象となる被測定層５３と、からなるサンプルを準備する。反射板５５としては、クロムなどの高い反射率を有する材料を含む板が用いられており、反射板５５の反射率はほぼ１００％となっている。なお図１２に示すように、干渉が生じるのを防ぐための干渉防止層５４が適宜設けられていてもよい。この干渉防止層５４は、例えばマッチングオイルによって形成される。
次に、観察者側ガラス基板５１側からサンプルへ向けて光を照射し、そして、反射板５５により反射されて観察者側ガラス基板５１側に戻ってきた光の輝度を測定した。そして、観察者側ガラス基板５１側からサンプルへ向けて照射した光の輝度に対する、観察者側ガラス基板５１側に戻ってきた光の輝度の比率に基づいて、被測定層５３の反射率（％）を算出した。なお観察者側ガラス基板５１側からサンプルへ向けて光を照射するための光源としては、外光を想定して準備されたＣ光源を用いた。
【００８９】
透過率および反射率を測定した結果を図１３に示す。なお測定器としては、オリンパス株式会社製のＯＳＰ−ＳＰ２００を用いた。
【００９０】
（実施例１）
被測定層５３として、透光性を有する感光性樹脂中に着色材を分散させることにより構成される着色材含有層１７からなる透過率調整部１６を準備した。着色材含有層１７の材料としては、適切な溶媒と、着色材を含む固形分とからなる感光性樹脂を用いた。着色材含有層１７全体に対する固形分の重量％は２０．１％となっており、また固形分に対する着色材の比率は１．７％となっていた。着色材としては、黒色着色材（Ｃａｒｂｏｎ ＢＫ）を用いた。
【００９１】
上述の予備評価の場合と同様にして、可視光域における透過率調整部１６の透過スペクトルおよび反射スペクトルを測定した。結果を図１４に示す。併せて、透過光の輝度および色温度と、反射光の輝度とを測定した。
【００９２】
（実施例２）
被測定層５３として、透光性を有する感光性樹脂中に複数色の着色材を分散させることにより構成される着色材含有層１７からなる透過率調整部１６を準備した。着色材含有層１７の材料としては、適切な溶媒と、複数色の着色材を含む固形分とからなる感光性樹脂を用いた。着色材含有層１７全体に対する固形分の重量％は２０．１％となっており、また固形分に対する複数色の着色材の比率は２．５％となっていた。複数色の着色材における、各色の着色材の内訳は、Ｒ１７７（３５％）、Ｇ３６（２３％）、Ｂ１５：６（２０％）、Ｙ１３９（１４％）、Ｙ１５０（５％）、Ｖ２３（４％）となっていた。なお本実施例においては、透過率調整部１６の透過光の色温度が約６５００Ｋとなることを目標として、複数色の着色材における各色の着色材の比率を選択した。
【００９３】
可視光域における透過率調整部１６の透過スペクトルおよび反射スペクトルを測定した。結果を図１５に示す。併せて、透過光の輝度および色温度と、反射光の輝度とを測定した。
【００９４】
（実施例３）
被測定層５３として、透光性を有する感光性樹脂中に複数色の着色材を分散させることにより構成される着色材含有層１７からなる透過率調整部１６を準備した。着色材含有層１７の材料としては、適切な溶媒と、複数色の着色材を含む固形分とからなる感光性樹脂を用いた。着色材含有層１７全体に対する固形分の重量％は２０．２％となっており、また固形分に対する複数色の着色材の比率は２．５２％となっていた。複数色の着色材における、各色の着色材の内訳は、黒色着色材（Ｃａｒｂｏｎ ＢＫ）（６７％）、Ｂ１５：６（２５％）、Ｙ１５０（８％）となっていた。なお本実施例においても、上述の実施例２の場合と同様に、透過率調整部１６の透過光の色温度が約６５００Ｋとなることを目標として、複数色の着色材における各色の着色材の比率を選択した。
【００９５】
可視光域における透過率調整部１６の透過スペクトルおよび反射スペクトルを測定した。結果を図１６に示す。併せて、透過光の輝度および色温度と、反射光の輝度とを測定した。
【００９６】
（比較例１）
被測定層５３として、感光性樹脂のみを含むクリア層からなる透過率調整部を準備した。
【００９７】
可視光域における透過率調整部の透過スペクトルおよび反射スペクトルを測定した。結果を、上述の実施例１および実施例２の結果と併せて図１４および図１５に示す。併せて、透過光の輝度および色温度と、反射光の輝度とを測定した。
【００９８】
（比較例２）
被測定層５３として、比較例１の場合と同様にして、感光性樹脂のみを含むクリア層からなる透過率調整部を準備した。また、観察者側ガラス基板５１上に円偏光板を設けた。
【００９９】
透過光の輝度および色温度と、反射光の輝度とを測定した。
【０１００】
実施例１および実施例２における透過率調整部１６は、上述のように着色材を含んでいる。このため図１４および図１５に示すように、比較例１の場合に比べて反射率を低減させることができた。
【０１０１】
実施例１乃至３および比較例１および２における透過光および反射光の輝度成分（ＬＹ値）の測定結果を表１に示す。また、実施例１乃至３および比較例１および２における透過光の色温度の測定結果も表１に示す。表１に示すように、実施例１乃至３の透過率調整部１６によれば、透過光の輝度成分が低下するのを抑制しながら、反射光の輝度成分を低減させることができた。すなわち、実施例１乃至３の透過率調整部１６によれば、パネルコントラストが低下するのを防ぐことができるといえる。また表１に示すように、実施例２および３の透過率調整部１６によれば、透過光の色温度をほぼ目標通りとすることができた。このように実施例２および３によれば、複数色の着色材を用いることにより、透過光の色温度を所望の値に調整することができた。
【表１】
【０１０２】
測定した透過スペクトルから、可視光域における透過率の最大値Ｔｍａｘ、最小値Ｔｍｉｎを抽出して表２に示す。また、測定した透過スペクトルから、可視光域における透過率の平均値Ｔａｖｅを算出した結果を併せて表２に示す。さらに、可視光域における透過率の最大値Ｔｍａｘ、最小値Ｔｍｉｎの差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）および比ＲＴ（ＲＴ＝Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ）も併せて表２に示す。表２に示すように、実施例１乃至３の透過率調整部１６によれば、Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎの値を１．０〜１．６の範囲内とすることができた。すなわち実施例１乃至３の透過率調整部１６によれば、可視光域の光を波長域に依らず略均一に透過させることができた。
【表２】
【０１０３】
表２に示す透過率の場合と同様に、反射率についても、可視光域における反射率の最大値Ｒｍａｘ、最小値Ｒｍｉｎ、反射率の平均値Ｒａｖｅおよび反射率の最大値Ｒｍａｘ、最小値Ｒｍｉｎの差ΔＲ（ΔＲ＝Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）を抽出および算出した。結果を表３に示す。
【表３】
【０１０４】
実施例１乃至３または比較例１および２による透過率調整部を用いて、基材と、基材上に設けられたブラックマトリクス層と、ブラックマトリクス層間に設けられた赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および透過率調整部とを備えたカラーフィルタをそれぞれ構成した。なお比較例２の場合は、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層に対応する部分にも円偏光板を配置した。
次に、各カラーフィルタについて、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および透過率調整部を透過した光を全て合わせての輝度（ＬＹ値）を測定した。結果、実施例１乃至３による透過率調整部を用いた場合の輝度はいずれも３０％となっていた。一方、比較例１および２による透過率調整部を用いた場合の輝度は３２％および２４％となっていた。比較例２の場合は、円偏光板により透過率調整部だけでなく赤色着色層、緑色着色層、青色着色層に関しても透過光が減衰されており、このため、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および透過率調整部を透過した光を全て合わせての輝度が低くなったと考えられる。これに対して実施例１乃至３によれば、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の透過光を減衰させることなく透過率調整部での反射光の輝度を低減させることができる。このため実施例１乃至３によれば、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および透過率調整部を透過した光を全て合わせての輝度を所望のレベルで確保することができた。
【符号の説明】
【０１０５】
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
１３ 赤色着色層
１４ 緑色着色層
１５ 青色着色層
１６ 透過率調整部
１７ 着色材含有層
１８ 薄膜ＢＫ層
１９ ＢＫ部分
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
４５ 陰極
４６ 陽極
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
５１ 観察者側ガラス基板
５２ 表示部側ガラス基板
５３ 被測定層
５４ 干渉防止層
５５ 反射板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ表示装置用のカラーフィルタにおいて、
基材と、
前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、
前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を備え、
前記透過率調整部は、少なくとも１色の着色材が分散された感光性樹脂からなることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記複数色の着色層は、特定の波長域の光のみを選択的に透過させ、
前記透過率調整部は、可視光域の光を波長域に依らず略均一に透過させる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３】
前記透過率調整部は、黒色着色材が分散された感光性樹脂からなることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記透過率調整部は、複数色の着色材が分散された感光性樹脂からなることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記複数色の着色層は、赤色着色層、緑色着色層および青色着色層を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記透過率調整部は、外光の反射を位置に応じて選択的に防止するようパターニングされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
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、前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を有し、
前記透過率調整部は、少なくとも１色の着色材が分散された感光性樹脂からなることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
有機ＥＬ表示装置用のカラーフィルタにおいて、
基材と、
前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、
前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を備え、
前記透過率調整部は、前記ブラックマトリクス層と同一の材料から形成されており、
前記透過率調整部の厚みは、前記ブラックマトリクス層の厚みよりも小さくなっていることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項９】
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、前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を有し、
前記透過率調整部は、前記ブラックマトリクス層と同一の材料から形成されており、
前記透過率調整部の厚みは、前記ブラックマトリクス層の厚みよりも小さくなっていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項１】
有機ＥＬ表示装置用のカラーフィルタにおいて、
基材と、
前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、
前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を備え、
前記透過率調整部は、少なくとも１色の着色材が分散された感光性樹脂からなることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記複数色の着色層は、特定の波長域の光のみを選択的に透過させ、
前記透過率調整部は、可視光域の光を波長域に依らず略均一に透過させる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３】
前記透過率調整部は、黒色着色材が分散された感光性樹脂からなることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記透過率調整部は、複数色の着色材が分散された感光性樹脂からなることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記複数色の着色層は、赤色着色層、緑色着色層および青色着色層を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記透過率調整部は、外光の反射を位置に応じて選択的に防止するようパターニングされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
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、前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を有し、
前記透過率調整部は、少なくとも１色の着色材が分散された感光性樹脂からなることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
有機ＥＬ表示装置用のカラーフィルタにおいて、
基材と、
前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、
前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を備え、
前記透過率調整部は、前記ブラックマトリクス層と同一の材料から形成されており、
前記透過率調整部の厚みは、前記ブラックマトリクス層の厚みよりも小さくなっていることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項９】
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、前記基材上に設けられたブラックマトリクス層と、前記ブラックマトリクス層間に設けられた複数色の着色層および透過率調整部と、を有し、
前記透過率調整部は、前記ブラックマトリクス層と同一の材料から形成されており、
前記透過率調整部の厚みは、前記ブラックマトリクス層の厚みよりも小さくなっていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１８５９９２（Ｐ２０１２−１８５９９２Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４７９２４（Ｐ２０１１−４７９２４）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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