JP2004103519A - Color conversion color filter substrate and organic color display using this - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精細で高視認性であり、耐環境性および生産性に優れ、且つ、多色表示が可能な色変換カラーフィルタ基板、並びに、該色変換カラーフィルタ基板を具備する有機カラーディスプレイに関する。より詳細には、本発明は、イメージセンサ、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、テレビ、ファクシミリ、オーディオ、ビデオ、カーナビゲーション、電気卓上計算機、電話機、携帯端末機、産業用の計器類などの表示用のカラーフィルタおよび該フィルタを具備する有機カラーディスプレイ、特に色変換方式を用いた有機カラーディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光型のカラーディスプレイには、一般的に、赤、青、緑の発光部分がそれぞれ設けられている。そして、各々の発光強度を変化させることによって様々な色や明るさが表現される。色や明るさを表現する他の方法として、時間的に赤、青、緑の発光を変化させてそれぞれの色の強度を制御するものがあり、この方法によりフルカラーを呈色させるようなディスプレイも存在する。しかし、発光色を時間によって変化させることは容易ではないので、先のように、赤、青、緑の発光部部分を空間的に分離して設けることによってフルカラーを表現することが一般的である。
【０００３】
また、上記のようなディスプレイでは、周囲環境の明るさ、すなわちディスプレイのパネル表面に入射する光によってその表示品質が低下する。ここで、ディスプレイの品質を表す尺度としてコントラストがある。このコントラストは、一定のパネル面照度のとき、最も明るい白表示と、最も暗い黒表示をしたときのパネル面の輝度の比率をいう。コントラストの数値が大きいほど視認性が高い。
【０００４】
上記のパネル表面に入射する光によるディスプレイの品質の低下に対する対策として、例えば、円偏光板を使用して入射してくる外部の光の反射を防ぐことが行われている（例えば特許文献１参照）。円偏光板を用いるのは、これをパネル表面に使用すると外部から入射した光の鏡面反射をほとんど完全に防ぐことが可能になるためである。すなわち、円偏光板を通して入射した光は、ディスプレイ内部でそのまま反射されて円偏光板へ戻るが、反射により円偏光の向きが逆になり、再び円偏光板を通過するときに円偏光板により反射光が遮られることになる。このように、ディスプレイ内部からの反射光をディスプレイの外に出さないことにより外部からの光の反射を防ぎ、コントラストを改善している。このように円偏光板を使用すると、外部の光の反射は抑えられるが、円偏光板は偏光フィルタの一種であるため、これを光が透過する際には、光の強さが円偏光板のない場合と比較して半分以下となる。したがって、ディスプレイ内部からの発光を考えた場合、目標とするパネル輝度を得るためには、円偏光板を用いない場合に比べ、２倍以上の強度で点灯を行わなければならない。これは非常なエネルギーの損失であり、ディスプレイの劣化を加速することにも繋がる。
【０００５】
また、色変換方式のカラーディスプレイに円偏光板を用いる場合、外部からの光を防ぐことに関して次のようなことが起こる。色変換方式のカラーディスプレイは、パネル内に光励起による色変換層を設けることが特徴である。この色変換層は、蛍光材料を含有し、蛍光変換の原理により波長の変換を行うものである。例えば、外部から光が入射したときに、この入射した光により、蛍光材料が励起され、入射光とは波長の異なる蛍光を発する。このように、色変換層では、一旦蛍光材料に光を吸収させた後に、再び蛍光として入射光とは波長の異なる光を取り出す。この蛍光変換では、蛍光材料の励起状態を経由するが、この励起状態を経由すると、円偏光板で偏光された光の偏光が保持できない。すなわち、外部からの入射光は円偏光板を通過し偏光となるが、この偏光を吸収して励起状態を経て蛍光材料から発せられる光はほとんど偏光を保持していない（すなわち、偏光ではなくなる。）。したがって、外部からの偏光を吸収し、蛍光材料からは発せられる、ディスプレイ内部から外へ向かう光は、先に述べたような円偏光板の遮光の機構が働かなくなるため、その一部が円偏光板を通過してしまう。このように、色変換層を用いると、円偏光板の本来の機能が発揮されず、高価な円偏光板を使用しても単なる減光フィルタとしての機能しか与えないこととなる。したがって、色変換方式のカラーディスプレイのコントラストを向上させる手段として円偏光板を使用することは必ずしも好ましいとはいえないのである。
【０００６】
コントラストを向上させる別の手段としては、電極を低反射率の部材で構成する方法が提案されている（例えば、特許文献２または特許文献３を参照）。これは、電極を低反射率の部材で構成することにより外から入射した光の反射を防ぎ、コントラストを向上させようとするものである。しかし、低反射率の部材は、金属電極に比べて抵抗率が高いため、ディスプレイの消費電力を増大させる結果となる。また、ディスプレイ内部から出て行く光には、反射光以外に、ディスプレイ内部で発光される光もある。この光には、一度電極で反射されてから外部へ放出されるものもあるため、低反射率の部材を使用するとこの成分が取り出されなくなり、パネルの、光の外部取り出し効率が低下することになる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１２７８８５号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１１−１７６５８０号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２０００−１２２３６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光の取り出し効率などのカラーディスプレイの性能に影響を与えることなく、カラーディスプレイのコントラストを向上させ、視認性を改良できる色変換方式のカラーフィルタ基板を提供することを目的とする。
【００１１】
さらに、本発明は、光の取り出し効率などのカラーディスプレイの性能に影響を与えることなく、カラーディスプレイのコントラストを向上させ、視認性を改良した色変換方式のカラーディスプレイを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、上記の色変換方式のカラーフィルタ基板およびカラーディスプレイの製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下に示す本発明により達成される。
【００１４】
すなわち、本発明の第一は、コントラストを改善することができる色変換フィルタ基板に関する。本発明の第一の態様は、透明な支持基板と、該支持基板上の赤、緑および青の色変換フィルタ層と、該支持基板上に設けられ前記色変換フィルタ層の領域に相当する開口部を有するブラックマトリックスとを少なくとも有する色変換フィルタ基板であって、前記ブラックマトリックスに設けられた開口部の開口率が５％以上２０％以下である色変換フィルタ基板である。また、本発明の第二の態様は、第一の態様のブラックマトリックスと色変換フィルタ層を被覆し、表面が平滑化された透明な平滑化層をさらに具備する色変換フィルタ基板である。第一の発明では、ブラックマトリックスの光反射率が１０％以下であることを特徴とする。また、開口率が５％以上２０％以下であるブラックマトリックスの開口部の開口率と、それ以外の色変換フィルタ層の開口部の開口率の比が０．７以下であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第二は、有機カラーディスプレイに関する。特に、本発明は、上記第一の発明の色変換フィルタ基板を有する有機カラーディスプレイに関する。本発明の第一の態様は、パッシブ駆動型の有機カラーディスプレイである。具体的には、透明な支持基板と、該支持基板上の赤、緑および青の色変換フィルタ層と、該支持基板上に設けられ前記色変換フィルタ層の領域に相当する開口部を有するブラックマトリックスとを少なくとも有する色変換フィルタ基板、並びに、該色変換フィルタ基板上に少なくとも第一電極と、有機ＥＬ層と、第二電極とを、順次積層した有機カラーディスプレイであって、前記ブラックマトリックスの少なくとも１つの開口部の開口率が５％以上２０％以下であることを特徴とする有機カラーディスプレイである。
【００１６】
第二の態様は、ＴＦＴ型の有機カラーディスプレイに関する。具体的には、基板上にソースおよびドレインからなる薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタの上部にソースまたはドレインに接続された導電性薄膜材料からなる第一電極、有機ＥＬ層、および第二電極を積層した発光部を少なくとも備えた有機ＥＬ発光素子基板と、透明な支持基板と、該支持基板上の赤、緑および青の色変換フィルタ層と、該支持基板上に設けられ前記色変換フィルタ層の領域に相当する開口部を有するブラックマトリックスとを少なくとも有する色変換フィルタ基板とを具備する有機カラーディスプレイであって、前記ブラックマトリックスの少なくとも１つの開口部の開口率が５％以上２０％以下であることを特徴とする有機カラーディスプレイである。
【００１７】
第二の発明にかかる有機カラーディスプレイでは、ブラックマトリックスの光反射率が１０％以下であることを特徴とする。また、開口率が５％以上２０％以下である、開口部の開口率と、それ以外の色変換フィルタ層の開口部の開口率の比が０．７以下であることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第三は、上記色変換フィルタ基板の製造方法に関する。
【００１９】
本発明の第四は、上記有機カラーディスプレイの製造方法に関する。
【００２０】
本発明の態様および本発明の特徴は、以下の本発明の説明、図面等からより明らかになるであろう。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を説明する。以下の説明では、適宜図面を参照して本発明を説明するが、これらの説明はあくまで例示であり、本発明はこれらに限定されない。
【００２２】
本発明の第一は、色変換フィルタ基板に関する。
【００２３】
本発明の色変換フィルタ基板の第一の態様は、透明な支持基板と、該支持基板上の赤、緑および青の色変換フィルタ層と、該支持基板上に設けられ前記色変換フィルタ層の領域に相当する開口部を有するブラックマトリックスとを少なくとも有する色変換フィルタ基板であって、前記ブラックマトリックスに設けられた開口部の開口率が５％以上２０％以下である色変換フィルタ基板である。また、本発明の第二の態様は、第一の態様のブラックマトリックスと色変換フィルタ層を被覆し、表面が平滑化された透明な平滑化層をさらに具備する色変換フィルタ基板である。
【００２４】
本発明の色変換フィルタ基板を図１（本発明）および図２（従来の色変換フィルタ基板）を参照して説明する。図１および図２は、本発明の色変換基板の赤、青および緑を表示するマルチカラーまたはフルカラーを表示するための複数の画素を有する色変換フィルタ基板の１つの画素に相当する部分を示している。
【００２５】
図１（ａ）は、第一の態様の色変換フィルタ基板１０の概略断面図である。色変換フィルタ基板１０は、透明な支持基板１１上に、ブラックマトリックス１２、および、赤、緑、青の染料または顔料からなる色変換フィルタ層（赤色変換フィルタ層１３、緑色変換フィルタ層１４、青色変換フィルタ層１５）を有する。
【００２６】
図１（ｂ）は、第二の態様の色変換フィルタ基板１０の概略断面図である。この第二の態様の色変換フィルタ基板１０は、上記第一の態様の色変換フィルタ基板のブラックマトリックスおよび各色変換フィルタ層を覆う平滑化層１６を有する。
【００２７】
図１（ｃ）は、上記第一の態様および第二の態様の色変換フィルタ基板のブラックマトリックス部分を基板側から見た場合の概略平面図である。
【００２８】
また、図２（ａ）は、従来の色変換フィルタ基板２０を示し、透明な支持基板２１上に、ブラックマトリックス２２、赤、緑、青の染料または顔料からなる色変換フィルタ層（赤色変換フィルタ層２３、緑色変換フィルタ層２４、青色変換フィルタ層２５）、および任意要素の平滑化層２６を有する。図２（ｂ）は、この従来の色変換フィルタ基板のブラックマトリックス部分を基板側から見た場合の概略平面図である。
【００２９】
本発明では、図１（ａ）から図１（ｃ）に示されるように、ブラックマトリックス１２は、各色変換フィルタ層（１３、１４、１５）の設けられている領域以外の領域に設けられる。すなわち、ブラックマトリックスは、開口部（図１（ｃ）の１７、１８、１９）を有する。このブラックマトリックスの３つの開口部のうちの少なくとも１つは、開口率が５％以上２０％以下となるように設けられる。また、本発明の色変換フィルタでは、開口率が５％以上２０％以下の開口部と、残りの開口部の開口率との比が０．７以下であることが好ましい。
【００３０】
ここで、本明細書において「開口部」とは、赤、青および緑の各色変換フィルタ層の領域に対応して該ブラックマトリックスに設けられる、光を取り出すための開口部分をいう。具体的には、例えば図１（ｃ）の１７、１８、１９のような開口部分をいう。
【００３１】
また、本明細書において、「開口率」とは、色変換フィルタ基板の１画素に相当する領域（すなわち、赤、青および緑の各色変換フィルタ層の領域とブラックマトリックスで構成される基板表面上の領域）に対する各開口部の領域の割合をいう。具体的には、例えば図１（ｃ）のブラックマトリックス全域（ブラックマトリックスの領域１２と各開口部を合わせた領域）に対する各開口部（１７、１８、１９）の割合をいう。
【００３２】
したがって、例えば、図２に示されるような各開口部（２７、２８、２９）が同じ開口率を有する場合、各開口部の開口率は、３３．３％の理論最大値を有する。一般には、各開口部の間（サブピクセル間）を十分に分離し、プロセスマージンを持たせるため、この開口率は、３色の部分とも前記の値よりも小さい３０％から２５％（以下、これを開口率の標準値とも称する。）である。
【００３３】
本発明では、従来では三色とも同じであったこの開口率を、少なくとも１つの開口部について、他の開口部よりも小さくする。すなわち、本発明の色変換フィルタ基板（図１参照）は、従来の色変換フィルタ基板（図２参照）のようにブラックマトリックスに設けられる開口部が同じ開口率を有するのではなく、開口部の少なくとも１つが他の開口部よりも小さくなるように設計される。
【００３４】
本発明では、上述のようにブラックマトリックスの３つの開口部のうちの少なくとも１つは、開口率が５％以上２０％以下となるように設けられるが、開口率が５％以上であることが必要なのは以下の理由による。即ち、開口率は低くすればそれにしたがってコントラストを高めることが出来るが、一方、発光部分の占める割合が低下するので、輝度を維持するためには素子の動作条件を変更する必要があり、発光素子にとってより負荷の高い動作を要求することになる。高負荷での動作は、素子の急速な劣化や破壊の原因となる可能性がある。素子の現実的な動作範囲から開口率の下限が規定される。また、開口率が２０％以下であることが必要な理由は、以下の通りである。開口率の標準値を使用したパネルと比較して、コントラストの向上が実験的に認められる限界として上限が規定される。なお、図１では緑色変換フィルタ層１４の領域に相当する開口部１８（図１（ｃ））を縮小した例を示した。しかし、本発明は、この例のみでなく、例えば２つの開口部を上述の割合に縮小する場合等を包含する。また、開口部の開口率は、いずれの開口部から低くしてもよいが、コントラスト効率の悪い色変換フィルタ層（例えば緑色の色変換フィルタ層）に相当する開口部から、低くすることが好ましい。
【００３５】
本発明では、例えば、赤、青および緑の三色のうち一色または二色の色変換フィルタ層の領域に相当する、ブラックマトリックスの開口部の開口率を開口率の標準値よりも低下させ、残りの二色または一色の色変換フィルタ層の領域に相当する、ブラックマトリックスの開口部の開口率を開口率の標準値とすればよい。また、この他に、赤、青および緑の三色のうち一色または二色の色変換フィルタ層の領域に相当する、ブラックマトリックスの開口部の開口率を開口率の標準値よりも低下させ、残りの二色または一色の色変換フィルタ層の領域に相当する、ブラックマトリックスの開口部の開口率を、開口率の標準値よりも上げるようにしてもよい。
【００３６】
本発明の色変換フィルタでは、本発明の色変換フィルタ基板をディスプレイに用いた場合のディスプレイの負荷を高めないために、開口率が５％以上２０％以下の開口部と、残りの開口部の開口率との比が０．７以下とすることが好ましい。
【００３７】
色変換方式のフィルタ基板では、色変換部は本質的に光に対する感受性を有しており、外部から光が入射した場合には色変換部が発光し、コントラストを低下させる。発光する部分の面積が大きいほど色変換部の発光が多くなるのでコントラストの低下は激しくなる。したがって、コントラストを低下させない方法の１つとして発光部分の比率、すなわち開口率を小さくし、それ以外の部分を光の反射の少ないブラックマトリックスで覆えば、コントラストは改善することができる。しかし、単純に発光部分の面積を小さくすると、色変換フィルタ基板に占める、各色発光部分の割合が低下するので、このような色変換フィルタ基板を発光素子に用いた場合には、輝度を下げてしまう可能性がある。輝度を維持するためには、素子の動作条件を変更する必要があり、発光素子にとっては負荷の高い動作を要求することになる。したがって、不必要なデザインの変更はディスプレイの消費電力の増加や、寿命を短くすることに繋がる。したがって、本発明のようにコントラストに最も影響のおき部位から優先して発光部分の面積を縮小することが有効である。
【００３８】
以下に本発明の色変換フィルタ基板の各要素について説明する。
１．色変換フィルタ層
本明細書において、色変換フィルタ層は、カラーフィルタ層、蛍光変換層、およびカラーフィルタ層と蛍光変換層との積層体の総称である。本発明の説明に用いる図面では、一層でこれらを表した。蛍光変換層は、発光部で発光される近紫外領域ないし可視領域の光、特に青色ないし青緑色領域の光を吸収して異なる波長の可視光を蛍光として発光するものである。フルカラー表示を可能にするためには、少なくとも青色（Ｂ）領域、緑色（Ｇ）領域および赤色（Ｒ）領域の光を放出する独立した色変換フィルタ層が設けられる。ＲＧＢそれぞれの蛍光変換層は、少なくとも有機蛍光色素とマトリクス樹脂とを含む。
【００３９】
１）有機蛍光色素
本発明において、有機蛍光色素は、有機ＥＬ層のような発光体から発せられる近紫外領域ないし可視領域の光、特には青色ないし青緑色領域の光を吸収して、該発光体とは異なる波長の可視光を発するものであれば特に限定されない。本発明では、少なくとも赤色領域の蛍光を発する蛍光色素の一種類以上が用いられ、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素の一種以上と組み合わせることが好ましい。これは以下の理由による。発光体は、例えば有機ＥＬ層の場合、青色ないし青緑色領域の光を発光するものが得やすいが、これを単なる赤色フィルタに通して赤色領域の光に変更しようとすると、元々赤色領域の波長の光が少ないため、極めて暗い出力光になってしまう。したがって、十分な強度の出力を持った赤色領域の光を得るためには、発光体としての有機ＥＬ層からの光を蛍光色素によって一旦吸収させ、赤色領域の光に変換させることが必要となる。このように、赤色領域の光は、発光体からの光を蛍光色素によって赤色領域の光に変換させることにより、十分な強度の出力が可能となる。
【００４０】
一方、緑色領域の光は、赤色領域の光と同様に、発光体からの光を別の蛍光色素によって緑色領域の光に変換させて出力させてもよいし、または、発光体の発光が緑色領域の光を十分に含むならば、この発光体からの光を単に緑色フィルタを通して出力してもよい。
【００４１】
また、青色領域の光に関しては、発光体からの光（例えば有機ＥＬ層からの光）を単なる青色フィルタに通して出力させることが可能である。
【００４２】
発光体が、有機ＥＬ層である場合、これから発せられる青色から青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素には、例えば以下のような有機蛍光色素がある。すなわち、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、べ一シックバイオレット１１、べーシックレッド２などのローダミン系色素、シアニン系色素、１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１３−ブタジエニル］−ピリジウム−パークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素などである。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も所望の蛍光を発することができれば使用することができる。
【００４３】
発光体（例えば有機ＥＬ層）から発せられる青色ないし青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素には、例えば以下のような有機蛍光色素がある。すなわち、３−（２−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２’−ベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、３−（２’−Ｎ−メチルベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン３０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジン（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）などのクマリン系色素、または、クマリン色素系染料であるべーシックイエロー５１、さらにはソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６などのナフタルイミド系色素などである。さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など）も所望の蛍光を発することができれば使用することができる。
【００４４】
なお、本発明に用いることができる有機蛍光色素を、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、アルキッド樹脂、芳香族スルホンアミド樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂およびこれらの樹脂混合物などに予め練り込んで顔料化して、有機蛍光顔料としてもよい。また、これらの有機蛍光色素や有機蛍光顔料（本明細書中で、前記２つを合わせて有機蛍光色素と総称する）は単独で用いてもよく、蛍光の色相を調整するために二種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明に用いる有機蛍光色素は、色変換フィルタ層に対して、この変換フィルタ層の重量を基準として０．０１〜５重量％、より好ましくは０．１〜２重量％の量で含有される。有機蛍光色素の含有量が０．０１重量％未満の場合には、十分な波長変換を行うことができず、その含有量が５％を越える場合には、濃度消光等の効果により色変換効率の低下が起こる。
【００４５】
本発明では、色変換フィルタ層の線幅、ピッチなどは、各開口部の所望の開口率を満たすようにすればよく、特に制限されない。例えば、以下の実施例に示される線幅、ピッチを挙げることができる。また、色変換層の膜厚は、例えば１０μｍｍとすることができる。
【００４６】
２）マトリックス樹脂
次に、本発明の色変換フィルタ層に用いられるマトリックス樹脂について説明する。マトリックス樹脂は、光硬化性樹脂または光熱併用型の硬化性樹脂からなる。これを、光および／または熱処理して、ラジカル種やイオン種を発生させて重合または架橋させ、樹脂を不溶不融化させて、色変換フィルタ層を形成する。
【００４７】
光硬化性または光熱併用型の硬化性樹脂には、（１）アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびオリゴマー、（２）ポリビニル桂皮酸エステル、（３）鎖状または環状オレフィン、（４）エポキシ基を有するモノマーなどが含まれる。また、光硬化性樹脂または光熱併用型の硬化性樹脂は、色変換フィルタ層として硬化されない状態では、有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶であることが好ましい。
【００４８】
これらの硬化性樹脂は、例えば以下のような組成物として使用され、基板上に塗布された後、パターンニングされる。例えば、（１）の硬化性樹脂は、光または熱重合開始剤と混合され、この組成物を塗布した後、光または熱処理して、光ラジカルや熱ラジカルを発生させて重合させる。また、（２）の硬化性樹脂は、増感剤と混合され、この組成物を塗布した後、光または熱処理により二量化させて架橋する。（３）の硬化性樹脂は、ビスアジドと混合され、この組成物を塗布した後、光または熱処理によりナイトレンを発生させ、オレフィンと架橋させる。（４）の硬化剤は、光酸発生剤と混合され、この組成物を塗布した後、光または熱処理により、酸（カチオン）を発生させて重合させる。本発明では、特に（１）の光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂からなる組成物が高精細でパターンニングが可能であり、耐溶剤性、耐熱性等の信頼性の面でも好ましい。
【００４９】
３）ブラックマトリックス
ブラックマトリックスは、可視光をよく吸収し、発光部及び色変換フィルタ層へ悪影響を与えないものであれば特に限定されない。本発明では、黒色の無機層、黒色顔料または黒色染料を樹脂に分散した層等によりブラックマトリックスを形成することが好ましい。例えば、黒色の無機層としては、クロム膜（酸化クロム／クロム積層膜）などを挙げることができる。また、黒色顔料または黒色染料を樹脂に分散した層としては、例えば、カーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドン等の顔料または染料をポリイミドなどの樹脂に分散したもの、カラーレジストなどが挙げられる。これらのブラックマトリックスは、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着等のドライプロセス、スピンコート法のようなウエットプロセスにより形成することができ、フォトリソグラフィー法等によりパターンニングすることができる。
【００５０】
本発明では、ブラックマトリックスの光反射率は、４０以下、好ましくは３０％以下、より好ましくは１０％以下である。これ以上の反射率であると、外部からの入射光を反射し、コントラストを低下させる原因となる。本発明では、上記クロム膜（数十％）、及び顔料分散樹脂層（１０％以下）が好ましい光反射率を有するが、クロム膜よりも顔料分散樹脂層の方が低い反射率を有するため好ましい。但し、無機層は、材料により電気伝導性を持たせることが可能であり、透明電極の補助電極としての機能を持たせることができる場合があるので、ブラックマトリックスの材料は、色変換フィルタ基板の用途に応じて適宜選択すればよい。
【００５１】
ブラックマトリックス１２は、好ましくは０．５〜２．０μｍの厚さを有する。
【００５２】
４）平滑化層
本発明に用いることができる平坦性を有した平滑化層は、色変換フィルタ側面の凹凸（これは、色変換フィルタ基板をディスプレイのような表示素子に用いる場合、発光部の電極間の短絡の原因となる。）を平滑化し、且つ、色変換フィルタ層へ悪影響を与えないものであれば特に限定されない。また、本発明の色変換フィルタ基板をディスプレイのような発光素子に用いる場合、平滑化層は発光部へ悪影響を与えないことも必要である。
【００５３】
本発明の色変換フィルタ基板では、平滑化層は任意要素である。しかし、パッシブ型のディスプレイのような表示素子に本発明の色変換フィルタ基板を用いる場合には、前記の電極間の短絡を防止するためにも平滑化層を設けることが好ましい。
【００５４】
また、平滑化層は、色変換フィルタ基板の各要素を密閉し、外部の有害なガスや水分などから、色変換フィルタ層、ブラックマトリックスなどを保護する機能も有する。
【００５５】
本発明の平滑化層は、例えば、可視域における透明性が高く（４００〜８００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）、Ｔｇが１００℃以上であり、表面硬度が鉛筆硬度で２Ｈ以上である層である。本発明の平滑化層に使用できる材料は、基板上に表面が平坦となるように塗膜を形成でき、色変換フィルタ層の機能を低下させない材料であればよい。例えば、イミド変性シリコーン樹脂（特開平５−１３４１１２号公報、特開平７−２１８７１７号公報、特開平７−３０６３１１号公報等）、無機金属化合物（ＴｉＯ、ＡＬ２Ｏ３、ＳｉＯ２等）をアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等の中に分散したもの（特開平５−１１９３０６号公報、特開平７−１０４１１４号公報等）、紫外線硬化型樹脂としてのエポキシ変性アクリレート樹脂（特開平７−４８４２４号公報）、アクリレートモノマー／オリゴマー／ポリマーの反応性ビニル基を有する樹脂、レジスト樹脂（特開平６−３００９１０号公報、特開平７−１２８５１９号公報、特開平８−２７９３９４号公報、特開平９−３３０７９３号公報等）、無機化合物のゾル−ゲル法を用いることができる材料（月刊ディスプレイ１９９７年、３巻、７号に記載、特開平８−２７９３４号公報等）、フッ素系樹脂（特開平５−３６４７５号公報、特開平９−３３０７９３号公報等）等の光硬化型樹脂および／または熱硬化型樹脂がある。
【００５６】
また、本発明の色変換フィルタ基板をディスプレイのような発光素子に用いる場合、発光部が水分やアルカリ等に弱い場合、平滑化層には、電気絶縁性を有し、ガス、水分、アルカリ、有機溶剤等に対するバリア性を有し、可視域における透明性が高く（４００〜８００ｎｍの範囲で透過率５０％以上）、電極の成膜に耐えうる硬度として、好ましくは２Ｈ以上の膜硬度を有する材料を用いることができる。例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＺｎＯｘ等の無機酸化物、無機窒化物等が使用できる。これらの材料は、本発明の平滑化層の表面の平坦性を損なうことなく、層を形成することができる。
【００５７】
上述の平滑化層は単層であっても、または、複数の層が積層された積層体でもよい。また、複数層からなる場合、各層は同じ材料でも異なる材料でもよいが、バリアー性を向上させるためには、異なる材料を用いることが好ましい。
【００５８】
この平滑化層を色変換方式の有機カラーディスプレイに適用する際には、考慮しなければならない重要な要素が有る。すなわち、その要素とは、平滑化層の膜厚が表示性能、特に視野角特性に及ぼす影響である。本発明の色変換方式の有機カラーディスプレイにおいて、特に重要な視野角特性とは、素子に対して見る角度を変えた際に生じる色の変化である。
【００５９】
平滑化層を厚くしすぎると、有機ＥＬ層で発生した光が、平滑化層を介して色変換フィルタ層に届くまでの光路長が長くなる。その結果、有機カラーディスプレイを用いて構築されたディスプレイを斜め方向から見ると、隣接する別の色の画素への光の漏れ（光学的クロストーク）が発生する。ディスプレイの表示性能として考えると、この光学的クロストークによる隣接色の発光量の比率が、本来の色の発光量に対して、十分小さいことが要求される。
【００６０】
この要求は、平滑化層の厚さと、画素の最小幅との関係を制限することに置き換えられる。公開技報２００１−６０８３によれば平滑化層の膜厚ｔｐＬは、０＜ｔｐＬ＜０．１Ｗ（Ｗは画素の最小幅）で示される範囲が好適とされている。本発明においては、平滑化層の厚さは、３から２０μｍ、好ましくは５から１５μｍである。
【００６１】
５）基板
本発明で使用しうる基板は、ガラスやプラスチックなどからなる絶縁性基板、または、半導電性や導電性基板に絶縁性の薄膜を形成した基板を用いることができる。これらの膜厚などのパラメータは、従来の値と同じである。
【００６２】
次に第二の発明について説明する。
【００６３】
本発明の第二は、上記第一の発明の色変換フィルタ基板を用いた有機カラーディスプレイに関する。
【００６４】
本発明の一態様は、透明な支持基板と、該支持基板上の赤、緑および青の色変換フィルタ層と、該支持基板上に設けられ前記色変換フィルタ層の領域に相当する開口部を有するブラックマトリックスとを少なくとも有する色変換フィルタ基板、並びに、該色変換フィルタ基板上に少なくとも第一電極と、有機ＥＬ層と、第二電極とを、順次積層した有機カラーディスプレイであって、前記ブラックマトリックスの少なくとも１つの開口部の開口率が５％以上２０％以下であることを特徴とする有機カラーディスプレイである。
【００６５】
本発明この有機カラーディスプレイの一例を図３に示す。図３は、マルチカラーまたはフルカラー素子として使用するための複数の画素を有する有機カラーディスプレイの１つの画素に相当する有機カラーディスプレイ３０を示している。図３（ａ）は、色変換方式の有機カラーディスプレイの概略断面図である。図３（ｂ）は、ブラックマトリックス部分１２を基板１１側から見た場合の概略平面図である。この例に示される有機カラーディスプレイは、第一の発明の色変換フィルタ基板と、その上に形成された、陽極となる透明電極（第一電極）３０７、有機ＥＬ層３０８および陰極である第二電極３０９を積層した発光部、封止用基板３１１、外周封止層３１０及び充填剤層３１２から構成される。
【００６６】
なお、封止用基板３１１、外周封止層３１０及び充填剤層３１２は、一体に形成されてもよい。
【００６７】
本発明の有機カラーディスプレイは、上記第一の発明の色変換フィルタ基板を有する。従って、図３（ｂ）に示されるように、ブラックマトリックスの開口部（３２３、３２４、３２５）の少なくとも１つ（開口部３２４）が他の開口部よりも小さくなるように設計される。なお、図３（ｂ）では、緑色の色変換フィルタ層に相当する領域の開口部３２４が縮小されている場合例にとった。例えば、図３に示される有機カラーディスプレイは、図４に示される従来の有機カラーディスプレイ４０と以下の点で異なる。すなわち、本発明の有機カラーディスプレイは、図４（ａ）に示される従来の有機カラーディスプレイ４０のようにブラックマトリックスに設けられる開口部（図４（ｂ）の４２３、４２４、４２５）が、全て同じ開口率を有するのではなく、開口部の少なくとも１つ（図３（ｂ）の３２４）が他の開口部よりも縮小して設けられる。なお、図４の従来の有機カラーディスプレイ４０は、基板２１、該基板上の赤、緑および青の色変換フィルタ層（２３、２４、２５）と、該基板上に設けられ前記色変換フィルタ層の領域に相当する、同じ開口率の開口部（４２３、４２４、４２５）を有するブラックマトリックス２２とを少なくとも有する色変換フィルタ基板、並びに、該色変換フィルタ基板上に少なくとも第一電極（４０７）と、有機ＥＬ層（４０８）と、第二電極（４０９）とを有する。
【００６８】
本発明では、上記第一の発明で説明したように、種々の形態の色変換フィルタ基板を用いることができる。特に本発明の有機カラーディスプレイは、前記ブラックマトリックスの少なくとも１つの開口部の開口率が５％以上２０％以下であることが好ましい。また、本発明の有機カラーディスプレイは、開口率が５％以上２０％以下であるブラックマトリックスの開口部の開口率と、それ以外の開口部の開口率との比が０．７以下であることが好ましい。また、ブラックマトリックスの光透過率は１０％以下であることが好ましい。これらの範囲が好ましいのは、先に第一の発明で説明した理由と同じである。
【００６９】
以下に各項性要素を説明する。
（ｉ）発光部
発光部は、好ましくは、一対の電極の間に少なくとも有機発光層を挟持し、必要に応じ、正孔注入層や電子注入層などを導入した構造を有する。即ち、発光部は、第一電極と、正孔注入層、有機発光層、電子注入層などを含む有機ＥＬ層と第二電極とを少なくとも含む。具体的には、発光部は下記のような層構造を有する。
（１）陽極／有機発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／有機発光層／陰極
（３）陽極／有機発光層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／有機発光層／電子注入層／陰極
（５）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極
【００７０】
上記の層構造において、陽極および陰極の少なくとも一方、特に陽極は、有機ＥＬ層の発する光の波長域において透明であることが望ましい。この透明な電極を通して前記色変換フィルタ層に光が入射する。
【００７１】
なお、本明細書において、発光部のうち、第一電極および第二電極を除いた部分を有機ＥＬ層と称する（例えば図３（ａ）の３０８）。
【００７２】
本発明の有機カラーディスプレイでは、有機ＥＬ層３０８は、上記平滑化層１６上にパターン形成されたインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明電極である陽極３０７と、Ｍｇ／Ａｇ、ＩＴＯのような電極からなる陰極３０９（第二電極）とに挟持される（この他、例えば、後述するＴＦＴ型の電極の中で説明する材料を用いることもできる。）。なお、ＩＴＯのような透明導電膜は、抵抗率が１０−４Ω・ｃｍ台であり、金属と比較して一桁以上高い。そこで透明電極に比して抵抗率の低い補助電極を配設し、ディスプレイの配線抵抗を低減する方法が効果的である。補助電極の材料としては、透明電極に対して抵抗が低く、希望の形状にパターン形成できる材料であれば特に限定されない。補助電極として利用可能な公知の材料を用いればよい（例えば、後述するＴＦＴ型の電極の中で説明する材料を用いることができる。）。
【００７３】
また、これら陽極および陰極の電極間には、絶縁層（図示せず）を配設することが好ましい。絶縁層を配設することによって有機カラーディスプレイの発光部位を制御し、消費電力を抑えることができる。例えば、絶縁層を配設しない有機カラーディスプレイを駆動した場合、色変換フィルタ層の面だけでなく、ブラックマトリックスをもうけた部分の発光部も発光してしまう。ブラックマトリックスの部分での発光は色変換層へ到達できないため、有効活用できず、有機カラーディスプレイの消費電力を増大させる原因となる。
【００７４】
絶縁層の材料としては、発光部の駆動電圧に対し、十分な絶縁耐性を有し、且つ、発光部および色変換フィルタ層へ悪影響を及ぼさないものであればよい。例えば、無機酸化膜（例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮなど）、フォトレジスト等を好適に使用することができる。特にフォトレジストは、フォトリソグラフィーにより容易に微細な形状加工ができるので好ましい。
【００７５】
上記発光部の有機ＥＬ層の各層の材料は、公知のものが使用できる。青色から青緑色の発光を得るためには、有機発光層中に、例えばベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物などが好ましく使用される。また、電子注入層としては、キノリン誘導体（たとえば、８−キノリノールを配位子とする有機金属錯体）、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体などを用いることができる。さらに、電子注入層として、アルカリ金属、アルカリドル金属、およびその酸化物、フッ化物、窒化物、ホウ化物、例えばＬｉＦなどを用いることができる。電子輸送層としては、金属錯体系（Ａｌｑ３）とオキサジアゾール、トリアゾール系化合物等を用いることができる。また、正孔注入層としては、芳香族アミン化合物、スターバースト型アミンや、ベンジジン型アミンの多量体および銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などを用いることができる。正孔輸送層としては、スターバースト型アミン、芳香族ジアミンなどを用いることができる。
【００７６】
また、これらの層の厚さは、従来通りである。
【００７７】
次に、外周封止層３１０、封止用基板３１１、および充填剤層３１２およびについて説明する。
【００７８】
イ）外周封止層３１０
外周封止層３１０は、封止用基板３１１と発光部を設けた色変換フィルタ基板を接着するとともに、内部の各構成要素を外部環境の酸素、水分などから保護する機能を有する。外周封止層３１０は、例えば紫外線硬化型樹脂から形成ることができる。
【００７９】
封止用基板３１１と発光部を設けた色変換フィルタ基板とのアライメントが完了したならば、紫外線を照射して、紫外線硬化型樹脂を硬化させればよい。
【００８０】
また、外周封止層３１０に用いる前記紫外線硬化型樹脂は、直径５〜５０μｍ、好ましくは直径５〜２０μｍのガラスビーズ、シリカビーズなどを含んでいることが好ましい。これらのビーズ類が、封止用基板３１１と色変換フィルタとの貼り合わせにおいて、基板間距離（基板１１と封止用基板３１１との間の距離）を規定するとともに、接着のために印加される圧力を負担するからである。
【００８１】
なお、内部空間に充填剤を封入する場合には、外周封止層３１０の一部に孔を設けて外周封止層３１０を硬化させ、この孔から充填剤を注入した後、この孔を塞げばよい。
【００８２】
ロ）封止用基板３１１
封止用基板は、本発明の有機カラーディスプレイを封止し、外部の水分や有害なガスなどを透過させないものであれば特に限定されない。例えば、本発明の色変換フィルタ基板１１と同じ材料や、従来の封止用の基板をそのまま使用することができる。
【００８３】
ハ）充填剤層３１２
充填剤層３１２は、外周封止層３１０、封止用基板３１１および発光部を備えた色変換フィルタ基板により形成される内部空間を充填して、有機カラーディスプレイの密閉性を高めるためものである。
【００８４】
充填剤層３１２を形成するための充填剤は、発光部、色変換フィルタ層などの特性に悪影響を及ぼさない不活性液体または不活性なゲルであればよい。また、充填剤は、内部空間に注入した後にゲル化する液体であってもよい。本発明で使用しうるこのタイプの充填剤の例は、シリコーン樹脂、フッ素系不活性液体、またはフッ素系オイルなどを含む。充填剤の所要量は、当業者によって容易に決定されうるものである。
【００８５】
本発明では、封止用基板３１１、外周封止層３１０及び充填剤層３１２は、例えば紫外線硬化樹脂または熱光併用型硬化樹脂などの樹脂を、発光部を設けた色変換フィルタ基板上に均一に塗布し、これを硬化することで一体に形成してもよい。
【００８６】
次に、第二の発明の第二の形態を説明する。第二の形態は、ＴＦＴ駆動型の有機カラーディスプレイである。具体的には、基板上にソースおよびドレインからなる薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタの上部にソースまたはドレインに接続された導電性薄膜材料からなる第一電極、有機ＥＬ層、および第二電極を積層した発光部を備えた有機ＥＬ発光素子基板と、透明な支持基板と、該支持基板上の赤、緑および青の色変換フィルタ層と、該支持基板上に設けられ前記色変換フィルタ層の領域に相当する開口部を有するブラックマトリックスとを少なくとも有する色変換フィルタ基板とを具備する有機カラーディスプレイであって、前記ブラックマトリックスの少なくとも１つの開口部の開口率が５％以上２０％以下であることを特徴とする有機カラーディスプレイである。
【００８７】
図５に本発明の第二の形態の一例を示す。図５は、トップエミッション方式のＴＦＴ型有機カラーディスプレイ５０の概略断面図である。このＴＦＴ型有機カラーディスプレイは、第一の発明の色変換フィルタ基板と単色の有機ＥＬ発光素子基板を貼り合わせたトップエミッション方式の有機カラーディスプレイである。
【００８８】
本発明では、トップエミッション方式のみならず、通常のＴＦＴ側から光を取り出す方式の有機カラーディスプレイも可能である。
【００８９】
本発明の有機カラーディスプレイは、上記第一の発明の色変換フィルタ基板を有する。従って、図５（ｂ）に示されるように、ブラックマトリックスの開口部（５４３、５４４、５４５）の少なくとも１つ（開口部５４４）が他の開口部よりも小さくなるように設計される。なお、図５（ｂ）では、緑色の色変換フィルタ層に相当する領域の開口部５４４が縮小されている場合を例にとった。
【００９０】
本発明では、上記第一の発明で説明したように、種々の形態の色変換フィルタ基板を用いることができる。特に本発明の有機カラーディスプレイは、前記ブラックマトリックスの少なくとも１つの開口部の開口率が５％以上２０％以下であることが好ましい。また、本発明の有機カラーディスプレイは、開口率が５％以上２０％以下であるブラックマトリックスの開口部の開口率と、それ以外の開口部の開口率との比が０．７以下であることが好ましい。また、ブラックマトリックスの光透過率は１０％以下であることが好ましい。これらの範囲が好ましいのは、先に第一の発明で説明した理由と同じである。
【００９１】
以下に、本発明の有機カラーディスプレイの構成要素および有機カラーディスプレイの構成を説明する。なお、本発明では、上記第一の発明の色変換フィルタ基板をその構成要素とする。したがって、色変換フィルタ基板の構成要素および構成は、先に説明したとおりである。なお、図５に示した第二の態様の有機カラーディスプレイでは、色変換フィルタ基板に平滑化層を含んでいないが、本発明は平滑化層を構成要素として含む有機カラーディスプレイも包含する。平滑化層は、色変換フィルタ基板の各要素を密閉し、外部の有害なガスや水分などから、色変換フィルタ層、ブラックマトリックスなどを保護する機能も有するため、平滑化層を設けることは有益である。
【００９２】
本発明の第二の態様の有機カラーディスプレイは、上記第一の発明の色変換フィルタ基板と、ＴＦＴ、発光部などを備える有機ＥＬ発光素子基板を含む。すなわち、第二の実施形態の有機カラーディスプレイは、発光部から発せられる近紫外から可視領域の光、好ましくは青色から青緑色領域の光を、上記色変換フィルタ基板の色変換フィルタ層に入射し、この色変換フィルタ層から、入射光とは異なる波長の可視光を出力させるようにした有機カラーディスプレイである。
【００９３】
以下に、図５を参照して、第二の態様の有機カラーディスプレイの一例を詳細に説明する。図５は、第二の態様の有機カラーディスプレイの全体構造を示す概略断面図である。図５は、マルチカラーまたはフルカラー素子として使用するための複数の画素を有する有機カラーディスプレイの１つの画素に相当する有機カラーディスプレイを示している。図５（ａ）に示されるように、第二の態様の有機カラーディスプレイは、有機ＥＬ発光素子基板を有する。この素子基板は、基板５１２にボトムゲート型のＴＦＴ５１４を形成し、その上に平坦化絶縁膜５１６を形成し、その上に第一電極５１８が形成されている。この第一の電極５１８にＴＦＴのソースが接続されている。また、この第一電極５１８の上に、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層のような各層が形成されている（図５（ａ）では有機ＥＬ層５２０として一層で示した。）。なお、本発明では、発光部の第一電極上に形成される前記各層は、後述する種々の構成をとることができる。この上に、さらに透明な第二電極５２２が形成されている。
【００９４】
この第二の態様の有機カラーディスプレイは、上記色変換フィルタ基板と、有機ＥＬ発光素子基板とを、色変換フィルタ層と第二電極を対向するように張り合わせた構造を有する。この張り合わせは、ＵＶ硬化性樹脂のような樹脂からなる外周封止層５３０を介して行われる。また、上記色変換フィルタ基板と有機ＥＬ発光素子基板とを張り合わせたときに形成される空間５２６には、充填剤が充填され、充填剤層５３２が形成される。
【００９５】
以下に、各構成要素を説明する。
【００９６】
（ｉ）基板５１２
基板５１２としては、上述のようにガラスやプラスチックなどからなる絶縁性基板、または、半導電性や導電性基板に絶縁性の薄膜を形成した基板を用いることができる。
【００９７】
（ｉｉ）ＴＦＴ５１４
ＴＦＴ５１４は、基板５１２上にマトリックス状に配置され、各画素に対応した陽極５１８にソース電極が接続される。ＴＦＴ５１４の電極に対する配線部、並びにＴＦＴ自身の構造は、所望される耐圧性、オフ電流特性、オン電流特性を達成するように、当該技術において知られている方法により作成することができる。また、本発明の方法で形成されるような、トップエミッション方式を用いる本発明の有機カラーディスプレイは、ＴＦＴ部を光が通過しないので、開口率を増加させるためにＴＦＴを小さくする必要がない。従って、本発明の方法はＴＦＴ設計の自由度を高くすることができ、有利である。
【００９８】
（ｉｉｉ）電極（５１８、５２２）
本発明では、以下に示す第一電極および第二電極を用いることができる。
【００９９】
イ）第一電極（５１８）
第一電極は、ＴＦＴそれぞれに対応して、平坦化絶縁膜５１６上に形成され、ＴＦＴのソース電極またはドレイン電極と接続される。ソース電極と接続される場合は陽極として機能し、ドレイン電極と接続される場合は陰極として機能する。なお、平坦化絶縁膜は、従来の材料を用い、従来の方法により形成することができる。例えば、ＳｉＯ２などを用いることができる。また形成方法は、スパッタ法、膜を塗布形成した後転化する方法などを挙げることができる。
【０１００】
ＴＦＴと第一電極５１８とは、平坦化絶縁膜内に設けられたコンタクトホールに充填された導電性プラグによって接続される。導電性プラグは、第一電極と一体に形成されてもよいし、あるいは金、銀、銅、アルミニウム、モリブデン、タングステンなどの低抵抗の金属類を用いて形成されてもよい。
【０１０１】
第一電極を陽極として用いる場合、正孔の注入を効率よく行うために、仕事関数が大きい材料が用いられる。特に通常の有機カラーディスプレイでは、陽極を通して光が放出されるために陽極が透明であることが要求され、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物が用いられる。トップエミッション方式では透明であることは必要ではないが、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの導電性金属酸化物を用いて第一電極５１８を形成することができる。さらに、ＩＴＯなどの導電性金属酸化物を用いる場合、その下に反射率の高いメタル電極（Ａｌ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗなど）を用いることが好ましい。このメタル電極は、導電性金属酸化物より抵抗率が低いので補助電極として機能すると同時に、有機ＥＬ層にて発光される光を色変換フィルタ側に反射して光の有効利用を図ることが可能となる。
【０１０２】
第一電極を陰極として用いる場合、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、またはこれらのフッ化物等からなる電子注入性の金属、その他の金属との合金や化合物を用いられる。前述と同様に、その下に反射率の高いメタル電極（Ａｌ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗなど）を用いてもよく、その場合には低抵抗化および反射による有機発光層の発光の有効利用を図ることができる。
【０１０３】
ロ）第二電極（５２２）
第二電極５２２は、有機発光層に対して効率よく電子または正孔を注入することとともに、有機発光層の発光波長域において透明であることが求められる。第二電極５２２は、波長４００〜８００ｎｍの光に対して５０％以上の透過率を有することが好ましい。
【０１０４】
第二電極５２２を陰極として用いる場合、その材料は、電子を効率よく注入するために仕事関数が小さいことが求められる。さらに、有機発光層の発する光の波長域において透明であることが必要とされる。これら２つの特性を両立するために、本発明において第二電極を複数層からなる積層構造としてもよい。一般に、仕事関数の小さい材料は、透明性が低いので、このようにすることは有効である。例えば、有機発光層と接触する部位に、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、またはこれらのフッ化物等からなる電子注入性の金属、その他の金属との合金や化合物の極薄膜（１０ｍｍ以下）を用いることができる。これらの仕事関数の小さい材料を用いることにより効率のよい電子注入を可能とし、さらに極薄膜とすることによりこれら材料による透明性低下を最低限とすることが可能となる。この極薄膜の上には、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明導電膜を形成する。
【０１０５】
上記の極薄膜は補助電極として機能し、第二電極全体の抵抗値を減少させ有機発光層に対して充分な電流を供給することを可能にする。
【０１０６】
第二電極５２２を陽極として用いる場合、正孔注入効率を高めるために仕事関数の大きな材料を用いる必要がある。また、有機発光層からの発光が第二電極を通過するために透明性の高い材料を用いる必要がある。したがって、この場合にはＩＴＯまたはＩＺＯのような透明導電性材料を用いることが好ましい。
【０１０７】
本発明の第二の実施形態のトップエミッション型の有機カラーディスプレイは、上記の色変換フィルタ層の平滑化層側と、上記の発光部の第二の電極側とを、外周を外周封止層により封止して形成される。
【０１０８】
（ｉｖ）発光部
発光部は、第一電極、有機ＥＬ層および第二電極から構成される。有機ＥＬ層は、好ましくは、少なくとも有機発光層を有し、必要に応じ、正孔注入層や電子注入層などを導入した構造を有する。具体的には、発光部は下記のような層構造を用いることができる。
（１）陽極／有機発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／有機発光層／陰極
（３）陽極／有機発光層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／有機発光層／電子注入層／陰極
（５）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極
【０１０９】
上記の層構造において、陽極および陰極の少なくとも一方は、発光部の発する光の波長域において透明であることが望ましい。この透明な電極を通して前記色変換フィルタ層に光が入射する。
【０１１０】
上記各層の材料としては、公知のものが使用される。例えば、先に第一の態様で説明したものを用いることができる。
【０１１１】
（ｖ）外周封止層５３０および充填剤層５３２
これらの層は、上記第一の態様で説明した外周封止層３１０、および充填剤層３１２と同じである。
【０１１２】
本発明は、上記のようなトップエミッション方式のみならず、ＴＦＴが形成されている側に光を取り出す方式であってもよい。
【０１１３】
次に第三の発明について説明する。
【０１１４】
本発明の第三は、色変換フィルタの製造方法に関する。
【０１１５】
本発明の第一の形態の製造方法は、透明な支持基板と、赤、緑および青の色変換フィルタ層と、ブラックマトリックスとを少なくとも有する色変換フィルタ基板の製造方法である。該製造方法は、該支持基板上に赤、緑および青の色変換フィルタ層の領域に相当する開口部を備えるブラックマトリックスを形成する工程と、該開口部に赤、緑および青の色変換フィルタ層を順次形成する工程とを具備し、前記ブラックマトリックスを形成する工程が、前記ブラックマトリックスの開口部の少なくとも１つの開口率が５％以上２０％以下となるように形成される工程を含むことを特徴とする。
【０１１６】
本発明の第二の形態の製造方法は、上記第一の形態の製造方法に、さらに平滑化層の形成工程を含むものである。
【０１１７】
本発明の製造方法を以下に説明する。以下では、適宜図６を参照する。
Ａ）支持基板上に赤、緑および青の色変換フィルタ層の領域に相当する開口部を備えるブラックマトリックスを形成する工程（図６（ａ））
本発明では、透明な支持基板上に第一の発明で説明したブラックマトリックスの材料を、スピンコート法、噴霧法、ディップ法のような塗布手段により支持基板全面に塗布し、加熱乾燥した後、フォトリソグラフ法によりパターン形成する。すなわち、支持基板上に全面塗布し、乾燥されたブラックマトリックス上に、レジストをスピンコート法、噴霧法、ディップ法のような塗布手段で塗布し、赤、緑および青の色変換フィルタ層の領域に相当する開口部が形成されるようなマスクを通して露光（ＵＶ照射など）し、パターンニングを行う。次いで、各色の開口部に相当する部分のブラックマトリックス及びレジストを現像により除去し、所望のパターンを有するブラックマトリックスを形成する（図６（ａ）参照）。
【０１１８】
本発明では、図６（ｄ）に示すように、ブラックマトリックスの少なくとも１つの開口部（例えば図６の開口部１８）の開口率が５％以上２０％以下であるようにパターンニングを行う。また、本発明の色変換フィルタ基板では、開口率が５％以上２０％以下であるブラックマトリックスの開口部（例えば図６の開口部１８）の開口率と、それ以外の開口部（例えば図６の開口部１７、１９）の開口率との比が０．７以下となるようにパターンニングを行う。なお、ブラックマトリックスとしては、光透過率が１０％以下であるものを用いることが好ましい。これらの範囲が好ましいのは、先に第一の発明で説明した理由と同じである。
【０１１９】
Ｂ）ブラックマトリックスの開口部に赤、緑および青の色変換フィルタ層を順次形成する工程（図６（ｂ））
本発明では、染料または顔料を含有したマトリックス樹脂を、例えばコーニング社製のガラス（ノンアルカリガラスである、コーニング１７３７ガラス）のような透明基板上に、スピンコート法などを用いて塗布し、フォトリソグラフィー法などによりパターンニングを行うことにより色変換フィルタ層を形成する。例えば青色の蛍光を発する蛍光色素を含有するマトリックス樹脂を、スピンコート法などによりブラックマトリックスを形成した基板上に全面塗布し、加熱乾燥した後、フォトリソグラフ法によりパターン形成する。これを他の色変換フィルタ層に対しても行うことにより色変換フィルタ層を形成する（図６（ｂ））。
【０１２０】
以下に各色フィルタ層の形成方法を具体的に説明する。
【０１２１】
［青色フィルタ層１５の作製］
青色フィルタ層の材料を透明な支持基板上に、スピンコート法などを用いて塗布し、フォトリソグラフィー法などによりパターンニングを実施すことにより、青色フィルタ層のラインパターンを得ることができる。すなわち、青色フィルタ層の材料を塗布、乾燥した後、この上に、レジストをスピンコート法、噴霧法、ディップ法のような塗布手段で塗布し、青色フィルタ層の領域が形成されるようなマスクを通して露光（ＵＶ照射など）し、パターンニングを行う。次いで、この開口部に相当する部分のマトリックス樹脂及びレジストを現像により除去し、所望のパターンを有する青色フィルタ層１５を形成する。
【０１２２】
［緑色変換フィルタ層１４の作製］
緑色変換用の蛍光色素を溶剤へ溶解させ、これに光重合性樹脂を加えて、硬化性樹脂組成物の溶液を得る。この溶液を、青色フィルタのラインパターンをすでに形成した、透明な支持基板上に、スピンコート法などを用いて塗布し、フォトリソグラフィー法などによりパターンニングを実施すことにより、緑色変換フィルタ層のラインパターンを得ることができる。すなわち、緑色変換フィルタ層の材料を塗布、乾燥した後、この上に、レジストをスピンコート法、噴霧法、ディップ法のような塗布手段で塗布し、緑色の色変換フィルタ層の領域が形成されるようなマスクを通して露光（ＵＶ照射など）し、パターンニングを行う。次いで、この開口部に相当する部分のマトリックス樹脂及びレジストを現像により除去し、所望のパターンを有する緑色変換フィルタ層１４を形成する。
【０１２３】
［赤色変換フィルタ層１３の作製］
赤色変換用の蛍光色素を溶剤へ溶解させ、これに光重合性樹脂を加えて、硬化性樹脂組成物の溶液を得る。この溶液を、青色フィルタ層および緑色変換フィルタ層のラインパターンを形成した透明な支持基板上に、スピンコート法などを用いて塗布し、フォトリソグラフィー法などによりパターンニングを実施すことにより、赤色変換フィルタ層を得る。すなわち、赤色変換フィルタ層の材料を塗布、乾燥した後、この上に、レジストをスピンコート法、噴霧法、ディップ法のような塗布手段で塗布し、赤色変換フィルタ層の領域が形成されるようなマスクを通して露光（ＵＶ照射など）し、パターンニングを行う。次いで、この開口部に相当する部分のマトリックス樹脂及びレジストを現像により除去し、所望のパターンを有する赤色変換フィルタ層１３を形成する。
【０１２４】
なお、上記各フィルタ層の形成において、乾燥は、６０℃から１００℃、好ましくは８０℃で行われる。そのほかの条件は、従来より知られた条件を用いることができ、あるいは、そのような条件から当業者により容易に導くことができる。例えば、青色フィルタでは、スピンコート後のプリベイク温度８０℃１５分、露光・現像後の乾燥温度は、例えば２００℃３０分である。また、緑色変換フィルタでは、例えばスピンコート後のプリベイク温度８０℃１５分、露光・現像後の乾燥温度１８０℃３０分である。緑色変換フィルタでは、例えばスピンコート後のプリベイク温度８０℃１０分、露光・現像後の乾燥温度は１８０℃３０分である。
【０１２５】
本発明では、各色変換フィルタ層は、ブラックマトリックスの開口部と同じ領域を有していることが好ましいが、ブラックマトリックスの開口部より大きい領域であってもよい。
【０１２６】
さらに本発明では、色変換層に、カラーフィルタ層をさらに設けてもよい。すなわち、上記の緑色または赤色の変換フィルタ層のみでは十分な色純度が得られない場合は、カラーフィルタ層を設けることができる。カラーフィルタ層の厚さは１〜１．５μｍが好ましい。また、このカラーフィルタ層は、上記青色フィルタ層と同様の方法で形成することができる。
【０１２７】
以上のようにして、本発明の色変換フィルタ層が得られる。
【０１２８】
本発明の第一の形態の色変換フィルタ基板１０（図６（ｂ）参照）は、以上に示した工程により製造することができる。
【０１２９】
本発明は、さらに、任意に平滑化層１６の形成工程を有する。
Ｃ）平滑化層の形成工程
本発明の平滑化層の形成工程は、上記の色変換フィルタ基板上に、平滑化層１６を形成するための材料を、スピンコート法等で塗布し、オーブンのような加熱手段でベーキング（例えば１００℃から１８０℃、好ましくは１３０℃）することにより形成することができる（図６（ｃ））。本発明では、１８０℃で３０分の温度条件が好適である。
【０１３０】
なお、平滑化層の形成に使用される材料は、上述の通りである。
【０１３１】
以上のように平滑化層をさらに形成することにより第二の態様の色変換フィルタ基板１０を製造することができる。
【０１３２】
次に第四の発明について説明する。
【０１３３】
本発明の第四は、有機カラーディスプレイの製造方法に関する。
【０１３４】
この製造方法の第一の実施形態は、透明な支持基板と、ブラックマトリックスと、赤、緑および青の色変換フィルタ層とを少なくとも有する色変換フィルタ基板、並びに、該色変換フィルタ基板上に少なくとも透明電極と、有機発光層と、第二電極とを、順次積層した有機カラーディスプレイの製造方法である。この製造方法は、色変換フィルタ基板を形成する工程と、該色変換フィルタ基板上に、第一電極、有機発光層、および第二電極を順次積層する工程とを具備し、前記色変換フィルタ基板を形成する工程がブラックマトリックスを形成する工程を含み、このブラックマトリックスの形成工程においてブラックマトリックスの開口部の少なくとも１つの開口率が５％以上２０％以下となるようにブラックマトリックスを形成することを特徴とする。
【０１３５】
さらに、本発明の第二の実施形態は、（１）基板上にソースおよびドレインからなる薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタの上部にソースまたはドレインに接続された導電性薄膜材料からなる第一電極、有機ＥＬ層、および第二電極を積層した発光部を備えた有機ＥＬ発光素子基板と、（２）透明な支持基板と、ブラックマトリックスと、赤、緑および青の色変換フィルタ層を少なくとも有する色変換フィルタ基板とを、前記（１）の有機ＥＬ発光素子基板の発光部の第二電極と前記（２）の色変換フィルタ基板の色変換フィルタ層を対向して貼り合わせた有機カラーディスプレイの製造方法である。この製造方法は、有機ＥＬ発光素子基板を形成する工程と、前記色変換フィルタ基板を形成する工程と、該色変換フィルタ基板の色変換フィルタ層と有機ＥＬ発光素子基板の発光部の第二電極を対向して貼り合わせる工程とを少なくとも具備し、前記色変換フィルタ基板を形成する工程が前記ブラックマトリックスを形成する工程を含み、このブラックマトリックスの形成工程においてブラックマトリックスの開口部の少なくとも１つの開口率が５％以上２０％以下となるようにブラックマトリックスを形成することを特徴とする。
【０１３６】
以下に、図７および図８を参照して、各有機カラーディスプレイの製造方法を具体的に説明する。以下の説明では、複数の画素を有する各有機カラーディスプレイの形成方法を例に取り説明するが、本発明は、これに限定されず、一画素の有機カラーディスプレイの製造方法も含む。
【０１３７】
ここで、第一の態様および第二の態様では、上記の色変換フィルタ基板を用いるので、色変換フィルタ基板に関係する製造方法の説明、すなわち、色変換フィルタ層および平滑化層を形成する工程などは、上記第三の発明と同様である。特に、本発明では、ブラックマトリックスの形成工程は、図６を参照して説明したとおりであり、ブラックマトリックスの開口部の少なくとも１つの開口率が５％以上２０％以下となるようにブラックマトリックスを形成する。
【０１３８】
［発光部または有機ＥＬ発光素子基板の形成工程］
１．第一の実施形態の製造方法
上記第三の発明に従って製造した色変換フィルタ基板を準備する（図７（ａ）参照）。この色変換フィルタ基板の最外層をなす平滑化層１６の上面にスパッタ法などにより透明電極を全面成膜する。この透明電極上にレジスト剤を塗布した後、フォトリソグラフィー法などによりパターンニングを行い、それぞれの色の発光部に位置するストライプパターンからなる透明電極（陽極）３０７を得る（図７（ｂ）参照）。
【０１３９】
次いで、陽極を形成した基板上に有機ＥＬ層３０８を形成する。有機ＥＬ層は、抵抗加熱蒸着装置などを用いて、例えば正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずに順次成膜すればよい（図７（ｃ）参照）。なお、有機ＥＬ層３０８はこの構成に限らず、上記第二の発明で説明したような種々の形態をとりうる。それぞれの形態においても、各層は抵抗加熱蒸着装置などを用いて成膜すればよい。
【０１４０】
この後、陽極のラインと垂直なストライプパターンが得られるマスクを用いて第二電極（陰極）３０９を真空を破らずに形成する（図７（ｃ）参照）。
【０１４１】
こうして得られた有機発光素子をグローブボックス内で、乾燥窒素雰囲気下において、封止ガラス３１１とＵＶ硬化接着剤などからなる外周封止層３１０を用いて封止する。必要に応じて、充填剤を注入し、充填剤層３１２を形成する。充填剤を封入する場合には、外周封止層３１０の一部に孔を設けて外周封止層３１０を硬化させ、この孔から充填剤３１２を注入した後、この孔を塞げばよい。
【０１４２】
また、本発明では、封止用基板３１１、外周封止層３１０及び充填剤層３１２は、例えば紫外線硬化樹脂または熱光併用型硬化樹脂などの樹脂を、発光部を設けた色変換フィルタ基板上に均一に塗布し、これを硬化することで一体に形成してもよい。
【０１４３】
以上のようにして、有機カラーディスプレイ３０を製造することができる。
【０１４４】
２．第二の実施形態の製造方法
図８を参照して第二の実施形態の製造方法を説明する。なお、図８は、トップエミッション方式のＴＦＴ有機カラーディスプレイの製造工程を示す概略図である。すなわち、図８は、本発明のＴＦＴ型の有機カラーディスプレイの一例であるが、マルチカラーまたはフルカラーディスプレイとして使用するための複数の画素を有するＴＦＴ型の有機カラーディスプレイの１つの画素に相当する部分の概略断面図である。図８に示されるＴＦＴ有機カラーディスプレイは、上記の色変換フィルタ基板と単色の有機ＥＬ発光素子基板を貼り合わせたトップエミッション方式の有機カラーディスプレイである。本発明では、トップエミッション方式のみならず、ＴＦＴ側から光を取り出す通常の方式の有機カラーディスプレイも可能である。
【０１４５】
第二の形態の製造方法では、有機ＥＬ発光素子基板８２を製造する。そして上記の第三の発明に従って、色変換フィルタ基板８０を製造する。次いでこれらを貼り合わせる。
【０１４６】
上述のように、色変換フィルタ基板の製造方法は先に説明したとおりであるので、ここでは説明を省略する。なお、図８（ａ）に示される色変換フィルタ基板８０は、平滑化層を含まないものを示したが、本発明では、平滑化層を設けてもよい。
【０１４７】
まず、図８（ａ）に示されるように、基板５１２にボトムゲート型のＴＦＴ５１４を形成する。第一電極（例えばこの図の場合陽極）５１８は、ＴＦＴそれぞれに対応して、平坦化絶縁膜５１６上に形成され、この第一電極にＴＦＴのソースを接続する。なお、平坦化絶縁膜は、従来の材料を用い、従来の方法により形成することができる。例えば、ＳｉＯ２などを用いることができる。また形成方法は、スパッタ法、膜を塗布形成した後転化する方法などを挙げることができる。
【０１４８】
次に、第一電極５１８の上に、有機ＥＬ層５２０を抵抗加熱蒸着装置などを用いて、真空を破らずに成膜する。有機ＥＬ層は、例えば正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層とすることができるが、上記第二の発明で説明した種々の構成とすることができる。この後、メタルマスクを用いて、透明な第二電極（図８の場合陰極）５２２を、真空を破らずに形成する。
【０１４９】
透明な第二電極５２２は、陰極である場合、電子注入に必要な仕事関数の小さな金属（例えばＭｇ／Ａｇ）を共蒸着法などにより成膜し、その上にＩＺＯ膜をスパッタリング法などで成膜することにより作成することができる。
【０１５０】
なお、第一電極を陽極として用いる場合、陽極５１８には、ＴＦＴ上の絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介してソースに接続されているＡｌを下部に形成し、その上部表面にＩＺＯ（ＩｎＺｎＯ）を形成してもよい。ここで、Ａｌは、発光部からの発光を反射してトップから効率よく光を放出すること、および、電気抵抗を低減するために設ける。上部のＩＺＯは、仕事関数が高く、効率よくホールを注入するために設ける。
【０１５１】
本発明では、基板上に、アクリル樹脂のような樹脂をスピンコート法などにより塗布し、フォトリソグラフィー法などにより、支柱（図示せず）を隣接する陽極の間に形成してもよい。この支柱により、有機ＥＬ発光素子基板と色変換フィルタ基板との接触が回避される。
【０１５２】
［貼り合わせ工程］
第一の発明で得られた色変換フィルタ基板８０と、上記のようにして得られた有機ＥＬ発光素子基板８２をグローブボックス内で、乾燥窒素雰囲気下においてＵＶ硬化性の封止樹脂５３０を用いて封止する。具体的には、色変換フィルタ基板の平滑化層側と、有機ＥＬ発光素子基板の第二電極側とを、外周を外周封止層５３０により封止する。封止には、従来の方法（例えば、接着剤による接着など）を用いることができる。
【０１５３】
以上のようにして第二の形態の有機カラーディスプレイ５０を製造することができる。
【０１５４】
上述のように、本発明によれば、複数の画素を有する有機カラーディスプレイを製造することができるが、例えば、色変換フィルタ層の形成、有機ＥＬ発光素子基板の形成などにおいて、パターンニングを１画素のパターンで形成することにより、１画素からなる有機カラーディスプレイを製造することが可能である。
【０１５５】
本発明の有機カラーディスプレイは、イメージセンサ、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、テレビ、ファクシミリ、オーディオ、ビデオ、カーナビゲーション、電機卓上計算機、電話機、携帯端末機並びに産業用の計器類のような各種機器のディスプレイに適用することができる。
【０１５６】
【実施例】
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。以下の実施例は、本発明の例示であり、本発明を制限することを意図しない。また、以下の実施例では、適宜図面を参照して説明する。
【０１５７】
（実施例１）
１）色変換フィルタ層の製造
図１（ａ）に示されるような色変換フィルタ基板を作成した。すなわち、色変換フィルタ層１４が他の色変換フィルタ層よりも開口率が低い色変換フィルタ基板を作成した。なお、本実施例では、開口率の低い色変換フィルタ層は緑色の色変換フィルタ層である。
【０１５８】
［ブラックマトリックス１２の作製］
ガラス基板１１上に、ブラックマトリックス塗布液（ＣＫ８４００Ｌ、富士フイルムＡＲＣＨ製）をスピンコート法により基板全面に塗布し、８０℃で加熱乾燥した後、フォトリソグラフィ法を用いて、図１（ｂ）に示すようなパターンを形成した。図１（ｂ）において、サブピクセルの部分は、ブラックマトリックの開口部（図中の１７、１８、１９）であるが、本実施例ではサブピクセル１８を他のサブピクセル（１７、１９）よりも小さく形成した。各サブピクセルは３３０μｍピッチで形成し、サブピクセル（１７、１９）は８０μｍ×３００μｍで形成した。サブピクセル１８は、５５μｍ×２１０μｍで形成した。なお、サブピクセル１７および１９はそれぞれ赤と青の発光をさせる部分であり、サブピクセル１８は緑の発光をさせる部分である。
【０１５９】
［青色変換フィルタ層１５の作製］
透明な光重合製樹脂（新日鉄化学（株）製、２５９ＰＡＰ５）の固形分１００重量部に、青色染料として下記構造式（１）を有する色素を２重量部添加し、さらに第二の色素（Ｌａｍｂｄａ Ｐｈｙｓｉｋ社製、ＨＤＩＴＣＩ）を１重量部添加した。これを青色カラーフィルタ塗布液とした。
【０１６０】
【化１】
ガラス基板１１上に、前記青色カラーフィルタ塗布液をスピンコート法により塗布し、８０℃で加熱乾燥した後、フォトリソグラフィ法を用いて、図１（ａ）に示される青色変換フィルタ層１５を形成した。青色変換フィルタ層１５の形状は、ブラックマトリックスの開口部１９と同じパターンを有する。すなわち、青色変換フィルタ層１５の領域は８０μｍ×３００μｍである。
【０１６２】
［緑色変換フィルタ層１４の作製］
蛍光色素としてクマリン６（０．７重量部）を溶剤であるプロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解した。これに、光重合性樹脂の「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５］（商品名、新日鐵化成工業株式会社）１００重量部を加えて溶解し、緑色変換フィルタ塗布液を得た。この塗布液を、すでに青色変換フィルタを形成した透明基板１１上にスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフィ法により図１（ａ）に示される緑色変換フィルタ層１４を形成した。緑色変換フィルタ層１４の形状は、ブラックマトリックスの開口部１８と同じパターンを有する。すなわち、緑色変換フィルタ層１４の領域は５５μｍ×２１０μｍである。
【０１６３】
［赤色変換フィルタ層１３の作製］
蛍光色素としてクマリン６（０．７重量部）、ローダミン６Ｇ（０．３重量部）、およびベーシックバイオレット１１（０．３重量部）を溶剤であるプロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解した。これに、光重合性樹脂の「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５］（商品名、新日鐵化成工業株式会社）１００重量部を加えて溶解し、赤色変換フィルタ塗布液を得た。この塗布液を、すでに青色変換フィルタおよび緑色変換フィルタを形成した透明基板１１上にスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフィ法により図１（ａ）に示される赤色変換フィルタ層１３を形成した。緑色変換フィルタ層１３の形状は、ブラックマトリックスの開口部１７と同じパターンを有する。すなわち、緑色変換フィルタ層１３の領域は８０μｍ×３００μｍである。
【０１６４】
［表面平滑層の作製］
シリコン系のハードコート剤（ＫＰ８５４、信越化学工業製）をスピンコート法により、青、緑および赤の各色変換フィルタ層を形成した基板上に塗布し、この後、１３０℃のオーブン中でベーキングすることにより０．５μｍの表面平滑層１６を得た。
【０１６５】
以上のようにして本発明の色変換フィルタ層を形成できる。
【０１６６】
２）有機カラーディスプレイの製造
次に、図３に示されるような本発明のパッシブ駆動型の有機カラーディスプレイを製造した。
【０１６７】
［透明電極３０７の作製］
スパッタ法により透明電極（ＩＴＯ）を色変換フィルタ基板の平滑化層の上に全面成膜した。このＩＴＯ上にレジスト剤「ＯＦＰＲ−８００」（商品名、東京応化製）を塗布した後、フォトリソグラフィ法によりパターンニングを行い、各色変換フィルタ層上部に透明電極３０７を形成した。
【０１６８】
［有機ＥＬ層３０８および金属電極３０９の作製」
上述のように透明電極を形成した基板１１を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層からなる有機ＥＬ層３０８を真空を破らずに順次成膜した。成膜に際して、真空槽内の圧力は、１×１０−４Ｐａとした。正孔注入層は、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を１００ｎｍ積層した。正孔輸送層は、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を２０ｎｍ積層した。有機発光層は４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を３０ｎｍ積層した。電子注入層はアルミニウムキレート（Ａｌｑ）を２０ｎｍ積層した。
【０１６９】
この後、透明電極（ＩＴＯ）のラインと垂直に幅３０μｍ、３３０μｍピッチのストライプパターンが得られるマスクを用いて、厚さ２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（１０：１の重量比）層から成る電極３０９を、真空を破らずに形成した。
【０１７０】
［封止］
上記のようにして得られた有機カラーディスプレイをグローブボックス内において、乾燥窒素雰囲気下（酸素および水分濃度共に１０ｐｐｍ以下）で封止ガラス３１１とＵＶ硬化接着剤３１０、３１２を用いて封止した。
【０１７１】
以上のようにして製造された有機カラーディスプレイの開口率は、赤および青で０．２２、緑が０．１０である。
【０１７２】
（実施例２）
ブラックマトリックスを形成する際に使用したフォトマスクのパターンのみを変更した以外、有機カラーディスプレイの各要素の形成方法および材料は実施例１と同様である。これにより、緑色変換フィルタ層の部分のブラックマトリックスの開口部、すなわち緑色変換フィルタ層の部分の開口が４０μｍ×２００μｍに変更された。また、赤色変換フィルタ層の部分の開口が９０μｍ×３１０μｍに、青色変換フィルタ層の部分の開口が９０μｍ×３１０μｍに変更された。
【０１７３】
以上のようにして製造された有機カラーディスプレイの開口率は、赤および青で０．２６、緑が０．０７である。
【０１７４】
（実施例３）
この実施例は、赤色変換フィルタ層の部分の開口率を縮小した例である。
【０１７５】
デバイスの形成方法および材料は実施例１と同様である。
【０１７６】
使用したフォトマスクのパターンのみが実施例１と異なっており、赤色変換フィルターの開口を４０μｍ×２００μｍに変更し、緑色変換フィルターの開口を９０μｍ×３１０μｍに、青色変換フィルターの開口を９０μｍ×３１０μｍに、それぞれ変更した。
【０１７７】
作成したカラーディスプレイの開口率は、緑および青で０．２６、赤が０．０７である。
【０１７８】
（実施例４）
この実施例は、青色フィルタ層の部分の開口率を縮小した例である。
【０１７９】
デバイスの形成方法および材料は実施例１と同様である。
【０１８０】
使用したフォトマスクのパターンのみが実施例１と異なっており、青色変換フィルターの開口を４０μｍ×２００μｍに変更し、緑色変換フィルターの開口を９０μｍ×３１０μｍに、赤色変換フィルターの開口を９０μｍ×３１０μｍに、それぞれ変更した。
【０１８１】
作成したカラーディスプレイの開口率は、緑および赤で０．２６、青が０．０７である。
【０１８２】
（実施例５）
この実施例は、赤および緑色変換フィルタ層の部分の開口率を縮小した例である。
【０１８３】
デバイスの形成方法および材料は実施例１と同様である。
【０１８４】
使用したフォトマスクのパターンのみが実施例１と異なっており、赤色変換フィルターの開口を４０μｍ×２００μｍに変更し、緑色変換フィルターの開口を４０μｍ×２００μｍに、青色変換フィルターの開口を９０μｍ×３１０μｍに、それぞれ変更した。
【０１８５】
作成したカラーディスプレイの開口率は、青が０．２６、赤および緑が０．０７である。
【０１８６】
（比較例）
ブラックマトリックスを形成する際に使用したフォトマスクのパターンのみを変更した以外、有機カラーディスプレイの各要素の形成方法および材料は実施例１と同様である。これにより、緑色変換フィルタ層の部分のブラックマトリックスの開口部、すなわち緑色変換フィルタ層の部分の開口が８０μｍ×３００μｍに変更された。また、赤色変換フィルタ層の部分および青色変換フィルタ層の部分の開口はそれぞれ８０μｍ×３００μｍのままであった。
【０１８７】
以上のようにして製造された有機カラーディスプレイの開口率は、赤、緑および青で０．２２である。
【０１８８】
（評価）
＜有機カラーディスプレイのコントラストの比較＞
上記実施例および比較例により作製した有機カラーディスプレイについて、ディスプレイ面に対し、蛍光灯の光（１０００ｌｘ）を斜め４５°から照射した際のコントラストを比較した。結果を表１に示す。なお、表に記載した値は、比較例のコントラストを１．０とした場合の相対値である。値が１．０よりも大きい場合、比較例に比べてコントラストが高いことを意味する。
【０１８９】
＜有機カラーディスプレイの消費電力の比較＞
上記実施例および比較例により作製した有機カラーディスプレイを、同輝度で点灯させた際の消費電力を比較した。結果を表１に示した。なお、表に記載した値は、比較例の消費電力を１．０とした場合の相対値である。値が１．０以下の場合、比較例に比べて消費電力が少ないことを意味する。
【０１９０】
【表１】
表から明らかなように、本発明の色変換フィルタ基板を有する有機カラーディスプレイは、大幅な消費電力の増加を伴うことなくコントラストが大幅に向上する。本発明では、開口率が、２２％である比較例に比べ、開口率２０％以下である本発明で、実施の効果が有効に現れる。
【０１９２】
【発明の効果】
本発明の色変換フィルタ基板、およびこれを用いたディスプレイのような素子は、コントラストを大幅に向上させることができる。また、本発明の色変換フィルタ基板、有機カラーディスプレイの製造方法により、コントラストの改善された色変換フィルタ基板および有機カラーディスプレイが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の色変換フィルタ基板の概略図である。（ａ）および（ｂ）は色変換フィルタ基板の概略断面図であり、（ｃ）は色変換フィルタ基板の表示面から見た場合の開口部の概略図である。
【図２】従来の色変換フィルタ基板の概略図である。（ａ）は色変換フィルタ基板の概略断面図であり、（ｂ）は色変換フィルタ基板の表示面から見た場合の開口部の概略図である。
【図３】本発明の有機カラーディスプレイの概略図である。（ａ）は有機カラーディスプレイの概略断面図であり、（ｂ）は有機カラーディスプレイの表示面から見た場合の開口部の概略図である。
【図４】従来の有機カラーディスプレイの概略図である。（ａ）は有機カラーディスプレイの概略断面図であり、（ｂ）は有機カラーディスプレイの表示面から見た場合の開口部の概略図である。
【図５】本発明の有機カラーディスプレイの概略図である。（ａ）は有機カラーディスプレイの概略断面図であり、（ｂ）は有機カラーディスプレイの表示面から見た場合の開口部の概略図である。
【図６】本発明の色変換フィルタ基板の製造方法の概略図である。（ａ）から（ｃ）は色変換フィルタ基板の製造工程を表す概略断面図であり、（ｄ）は本発明の方法でのブラックマトリックスの形状を表す概略図である。
【図７】本発明の色変換フィルタ基板の製造方法の製造工程を示す概略図である。
【図８】本発明の色変換フィルタ基板の製造方法の製造工程を示す概略図である。
【符号の説明】
１０、２０ 色変換フィルタ基板
１１、２１ 支持基板
１２、２２ ブラックマトリックス
１３、２３ 赤色変換フィルタ層
１４、２４ 緑色変換フィルタ層
１５、２５ 青色変換フィルタ層
１６、２６ 平滑化層
１７、１８、１９ 開口部
２７、２８、２９ 開口部
３０、４０、５０ 有機カラーディスプレイ
３０７、５１８ 第一電極
３０８、５２０ 有機ＥＬ層
３０９、５２２ 第二電極
３１１ 封止用基板
３１０、５３０ 外周封止層
３１２、５３２ 充填剤層
３２３、３２４、３２５ 開口部
４２３、４２４、４２５ 開口部
５４３、５４４、５４５ 開口部
５１２ 基板
５１６ 平坦化絶縁膜
５２６ 空間[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a color conversion color filter substrate having high definition, high visibility, excellent environmental resistance and productivity, and capable of multicolor display, and an organic color display including the color conversion color filter substrate. About. More specifically, the present invention relates to a color filter for display of an image sensor, a personal computer, a word processor, a television, a facsimile, an audio, a video, a car navigation, an electric desk calculator, a telephone, a portable terminal, an industrial instrument, and the like. The present invention also relates to an organic color display having the filter, and more particularly to an organic color display using a color conversion method.
[0002]
[Prior art]
In general, a light-emitting color display is provided with red, blue, and green light-emitting portions, respectively. Then, various colors and brightness are expressed by changing the respective light emission intensities. As another method of expressing color and brightness, there is a method that controls the intensity of each color by changing the emission of red, blue, and green over time, and displays that display full color by this method are also available. Exists. However, since it is not easy to change the emission color with time, it is general to express full color by providing the red, blue, and green light emitting portions spatially separated as described above. .
[0003]
In the display as described above, the display quality is degraded by the brightness of the surrounding environment, that is, light incident on the panel surface of the display. Here, there is contrast as a measure of display quality. This contrast refers to the ratio of the brightness of the panel surface when the brightest white display and the darkest black display are performed at a constant panel surface illuminance. The higher the numerical value of the contrast, the higher the visibility.
[0004]
As a countermeasure against the deterioration of display quality due to the light incident on the panel surface, for example, a method of preventing reflection of incident external light by using a circularly polarizing plate is performed (for example, see Patent Document 1). ). The reason for using a circularly polarizing plate is that when it is used on the panel surface, it is possible to almost completely prevent the specular reflection of light incident from the outside. In other words, the light incident through the circularly polarizing plate is reflected as it is inside the display and returns to the circularly polarizing plate, but the direction of the circularly polarized light is reversed by the reflection, and is reflected by the circularly polarizing plate again when passing through the circularly polarizing plate. Light will be blocked. As described above, the reflected light from the inside of the display is not emitted to the outside of the display, thereby preventing reflection of light from the outside and improving contrast. When a circularly polarizing plate is used as described above, reflection of external light can be suppressed. However, since the circularly polarizing plate is a kind of polarizing filter, when light is transmitted through the circularly polarizing plate, the intensity of the light is reduced. It is less than half compared to the case without. Therefore, when light emission from the inside of the display is considered, in order to obtain a target panel luminance, lighting must be performed at twice or more the intensity as compared with the case where a circularly polarizing plate is not used. This is a significant energy loss, which also leads to accelerated display degradation.
[0005]
When a circularly polarizing plate is used in a color conversion type color display, the following occurs with respect to preventing external light. A color display of a color conversion system is characterized in that a color conversion layer by light excitation is provided in a panel. This color conversion layer contains a fluorescent material and converts the wavelength according to the principle of fluorescent conversion. For example, when light is incident from the outside, the fluorescent material is excited by the incident light, and emits fluorescence having a wavelength different from that of the incident light. As described above, in the color conversion layer, after light is once absorbed by the fluorescent material, light having a wavelength different from that of the incident light is extracted again as fluorescence. In this fluorescence conversion, the light passes through the excited state of the fluorescent material. When the light passes through the excited state, the polarization of the light polarized by the circularly polarizing plate cannot be maintained. That is, the incident light from the outside passes through the circularly polarizing plate and becomes polarized light, but the light emitted from the fluorescent material through the excited state by absorbing this polarized light hardly retains the polarized light (that is, is not polarized light). ). Therefore, the light emitted from the fluorescent material, which absorbs the polarized light from the outside and goes from the inside of the display to the outside, is partially polarized because the light shielding mechanism of the circularly polarizing plate described above does not work. It passes through the board. As described above, when the color conversion layer is used, the original function of the circularly polarizing plate is not exhibited, and even if an expensive circularly polarizing plate is used, only the function as a simple neutral density filter is provided. Therefore, it is not always preferable to use a circularly polarizing plate as a means for improving the contrast of a color conversion type color display.
[0006]
As another means for improving the contrast, a method has been proposed in which an electrode is formed of a member having a low reflectance (for example, see
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-9-127885
[0008]
[Patent Document 2]
JP-A-11-176580
[0009]
[Patent Document 3]
JP-A-2000-12236
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a color conversion type color filter substrate that can improve the contrast of a color display and improve visibility without affecting the performance of the color display such as light extraction efficiency.
[0011]
Still another object of the present invention is to provide a color display of a color conversion system in which the contrast of the color display is improved and the visibility is improved without affecting the performance of the color display such as light extraction efficiency. .
[0012]
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the above color conversion type color filter substrate and color display.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below.
[0014]
That is, the first aspect of the present invention relates to a color conversion filter substrate capable of improving contrast. According to a first aspect of the present invention, a transparent support substrate, red, green, and blue color conversion filter layers on the support substrate, and an opening provided on the support substrate and corresponding to a region of the color conversion filter layer are provided. A color conversion filter substrate having at least a black matrix having a portion, wherein the aperture ratio of an opening provided in the black matrix is 5% or more and 20% or less. According to a second aspect of the present invention, there is provided a color conversion filter substrate further comprising a transparent smoothing layer having a smooth surface and covering the black matrix and the color conversion filter layer of the first aspect. The first invention is characterized in that the light reflectance of the black matrix is 10% or less. The ratio of the opening ratio of the opening of the black matrix having an opening ratio of 5% to 20% and the opening ratio of the opening of the other color conversion filter layers is 0.7 or less. .
[0015]
The second aspect of the present invention relates to an organic color display. In particular, the present invention relates to an organic color display having the color conversion filter substrate of the first invention. A first aspect of the present invention is an organic color display of a passive drive type. Specifically, a transparent support substrate, a red, green, and blue color conversion filter layer on the support substrate, and a black color filter provided on the support substrate and having an opening corresponding to a region of the color conversion filter layer. A color conversion filter substrate having at least a matrix, and an organic color display in which at least a first electrode, an organic EL layer, and a second electrode are sequentially laminated on the color conversion filter substrate, wherein the black matrix An organic color display, wherein an aperture ratio of at least one opening is 5% or more and 20% or less.
[0016]
The second aspect relates to a TFT type organic color display. Specifically, light emission is obtained by stacking a thin film transistor including a source and a drain on a substrate, and a first electrode, an organic EL layer, and a second electrode formed of a conductive thin film material connected to the source or the drain on the thin film transistor. An organic EL light emitting element substrate having at least a portion, a transparent support substrate, a red, green, and blue color conversion filter layer on the support substrate, and a region of the color conversion filter layer provided on the support substrate. A color conversion filter substrate having at least a black matrix having a corresponding opening, and a color conversion filter substrate having at least one opening of the black matrix, wherein an aperture ratio of at least one opening of the black matrix is 5% or more and 20% or less. It is an organic color display which is a feature.
[0017]
The organic color display according to the second invention is characterized in that the black matrix has a light reflectance of 10% or less. Further, the ratio of the opening ratio of the opening portion having an opening ratio of 5% or more and 20% or less and the opening ratio of the opening portions of the other color conversion filter layers is 0.7 or less.
[0018]
The third aspect of the present invention relates to a method for manufacturing the color conversion filter substrate.
[0019]
A fourth aspect of the present invention relates to a method for manufacturing the above-mentioned organic color display.
[0020]
Embodiments of the present invention and features of the present invention will become more apparent from the following description of the present invention, drawings, and the like.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described. In the following description, the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, these descriptions are merely examples, and the present invention is not limited thereto.
[0022]
The first aspect of the present invention relates to a color conversion filter substrate.
[0023]
A first aspect of the color conversion filter substrate of the present invention is a transparent support substrate, a red, green, and blue color conversion filter layer on the support substrate, and a color conversion filter layer provided on the support substrate. A color conversion filter substrate having at least a black matrix having an opening corresponding to a region, wherein the aperture ratio of the opening provided in the black matrix is 5% or more and 20% or less. According to a second aspect of the present invention, there is provided a color conversion filter substrate further comprising a transparent smoothing layer having a smooth surface and covering the black matrix and the color conversion filter layer of the first aspect.
[0024]
The color conversion filter substrate of the present invention will be described with reference to FIG. 1 (the present invention) and FIG. 2 (conventional color conversion filter substrate). FIGS. 1 and 2 show a portion of a color conversion substrate according to the present invention, which corresponds to one pixel of a color conversion filter substrate having a plurality of pixels for displaying multi-color or full-color for displaying red, blue and green. ing.
[0025]
FIG. 1A is a schematic sectional view of a color
[0026]
FIG. 1B is a schematic sectional view of a color
[0027]
FIG. 1C is a schematic plan view when the black matrix portion of the color conversion filter substrate according to the first embodiment and the second embodiment is viewed from the substrate side.
[0028]
FIG. 2A shows a conventional color
[0029]
In the present invention, as shown in FIGS. 1A to 1C, the
[0030]
Here, in this specification, the “opening” refers to an opening for extracting light, which is provided in the black matrix corresponding to the regions of the red, blue, and green color conversion filter layers. Specifically, it refers to an opening portion such as 17, 18, 19 in FIG.
[0031]
In this specification, the “aperture ratio” refers to a region corresponding to one pixel of a color conversion filter substrate (that is, a region of each of the red, blue, and green color conversion filter layers and a black matrix). Area) of each opening. Specifically, for example, the ratio of each of the openings (17, 18, 19) to the entire area of the black matrix (the area where the
[0032]
Thus, for example, if each opening (27, 28, 29) as shown in FIG. 2 has the same opening ratio, the opening ratio of each opening has a theoretical maximum of 33.3%. Generally, in order to sufficiently separate the openings (between sub-pixels) and to provide a process margin, the aperture ratio is 30% to 25% (hereinafter, referred to as “all”) for all three color portions. This is also referred to as a standard value of the aperture ratio.)
[0033]
In the present invention, the opening ratio, which is conventionally the same for all three colors, is made smaller for at least one opening than for the other openings. That is, the color conversion filter substrate of the present invention (see FIG. 1) is different from the conventional color conversion filter substrate (see FIG. 2) in that the openings provided in the black matrix do not have the same aperture ratio. At least one is designed to be smaller than the other openings.
[0034]
In the present invention, as described above, at least one of the three openings of the black matrix is provided so that the opening ratio is 5% or more and 20% or less, but the opening ratio may be 5% or more. It is necessary for the following reasons. That is, if the aperture ratio is reduced, the contrast can be increased accordingly. On the other hand, since the ratio of the light emitting portion decreases, it is necessary to change the operating conditions of the element in order to maintain the luminance. Requires a higher load operation. Operation at high loads can cause rapid degradation and destruction of the device. The lower limit of the aperture ratio is determined from the realistic operating range of the device. The reason why the aperture ratio needs to be 20% or less is as follows. An upper limit is defined as a limit at which improvement in contrast is experimentally recognized as compared with a panel using a standard value of the aperture ratio. FIG. 1 shows an example in which the opening 18 (FIG. 1C) corresponding to the area of the green color
[0035]
In the present invention, for example, among the three colors of red, blue and green, corresponding to the area of the color conversion filter layer of one or two colors, the opening ratio of the opening of the black matrix is lower than the standard value of the opening ratio, The aperture ratio of the opening portion of the black matrix corresponding to the region of the remaining two-color or one-color color conversion filter layer may be set as the standard value of the aperture ratio. Further, in addition to this, the aperture ratio of the opening portion of the black matrix, which corresponds to the area of the color conversion filter layer of one or two colors of the three colors of red, blue, and green, is lower than the standard value of the aperture ratio, The aperture ratio of the opening of the black matrix, which corresponds to the region of the remaining two-color or one-color color conversion filter layer, may be made higher than the standard value of the aperture ratio.
[0036]
In the color conversion filter of the present invention, in order not to increase the load on the display when the color conversion filter substrate of the present invention is used for a display, an opening having an aperture ratio of 5% or more and 20% or less and a remaining opening having an aperture ratio of 5% or less are used. It is preferable that the ratio to the aperture ratio is 0.7 or less.
[0037]
In a color conversion type filter substrate, the color conversion unit has an inherent sensitivity to light, and when light enters from the outside, the color conversion unit emits light to lower the contrast. The larger the area of the light emitting portion is, the more light is emitted from the color conversion portion, so that the contrast is greatly reduced. Therefore, the contrast can be improved by reducing the ratio of the light-emitting portions, that is, the aperture ratio, and covering the other portions with a black matrix with less light reflection as one of the methods for not lowering the contrast. However, if the area of the light emitting portion is simply reduced, the ratio of each color light emitting portion to the color conversion filter substrate is reduced. Therefore, when such a color conversion filter substrate is used for a light emitting element, the luminance is reduced. May be lost. In order to maintain the luminance, it is necessary to change the operation conditions of the element, and the light-emitting element requires a high-load operation. Thus, unnecessary design changes lead to an increase in power consumption of the display and a shortened life. Therefore, as in the present invention, it is effective to reduce the area of the light-emitting portion by giving priority to the portion most influencing the contrast.
[0038]
Hereinafter, each element of the color conversion filter substrate of the present invention will be described.
1. Color conversion filter layer
In this specification, the color conversion filter layer is a general term for a color filter layer, a fluorescence conversion layer, and a laminate of a color filter layer and a fluorescence conversion layer. In the drawings used for describing the present invention, these are represented by one layer. The fluorescence conversion layer absorbs light in the near-ultraviolet region or the visible region, particularly light in the blue or blue-green region, emitted by the light-emitting portion, and emits visible light of a different wavelength as fluorescence. In order to enable full-color display, independent color conversion filter layers that emit light in at least the blue (B), green (G), and red (R) regions are provided. Each of the RGB fluorescence conversion layers contains at least an organic fluorescent dye and a matrix resin.
[0039]
1) Organic fluorescent dye
In the present invention, the organic fluorescent dye absorbs light in the near ultraviolet region or visible region, particularly light in the blue or blue-green region, emitted from a light emitter such as an organic EL layer, and has a wavelength different from that of the light emitter. Are not particularly limited as long as they emit visible light. In the present invention, at least one kind of fluorescent dye that emits fluorescence in the red region is used, and it is preferable to combine with at least one kind of fluorescent dye that emits fluorescence in the green region. This is for the following reason. For example, in the case of an organic EL layer, a luminous body that emits light in the blue or blue-green region is easily obtained. , The output light becomes extremely dark. Therefore, in order to obtain light in the red region having an output of a sufficient intensity, it is necessary to temporarily absorb light from the organic EL layer as a light emitter with a fluorescent dye and convert the light into light in the red region. . As described above, the light in the red region can be output with sufficient intensity by converting the light from the light emitter into the light in the red region by the fluorescent dye.
[0040]
On the other hand, the light in the green region may be converted from the light from the luminous body into light in the green region by another fluorescent dye and output like the light in the red region, or the luminous body may emit green light. The light from this illuminant may simply be output through a green filter, provided that the region contains sufficient light.
[0041]
As for light in the blue region, light from a light emitter (for example, light from an organic EL layer) can be output through a simple blue filter.
[0042]
When the luminous body is an organic EL layer, examples of fluorescent dyes that absorb light in the blue to blue-green region and emit fluorescence in the red region include the following organic fluorescent dyes. That is, rhodamine B, rhodamine 6G, rhodamine 3B, rhodamine 101, rhodamine 110, sulforhodamine,
[0043]
Fluorescent dyes that emit light in the green region by absorbing light in the blue to blue-green region emitted from a light emitter (for example, an organic EL layer) include the following organic fluorescent dyes. That is, 3- (2-benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin (coumarin 6), 3- (2′-benzimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 7), 3- (2′-N-methyl) Benzimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 30), 2,3,5,6-1H, 4H-tetrahydro-8-trifluoromethylquinolidine (9,9a, 1-gh) coumarin (coumarin 153) ) Or naphthalimide-based dyes such as Solvent Yellow 11 and Solvent Yellow 116, such as Basic Yellow 51 which is a coumarin dye-based dye. Further, various dyes (direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.) can also be used as long as they can emit desired fluorescence.
[0044]
Incidentally, the organic fluorescent dye that can be used in the present invention, polymethacrylate, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin and An organic fluorescent pigment may be obtained by kneading the resin mixture or the like in advance and forming a pigment. In addition, these organic fluorescent dyes and organic fluorescent pigments (the two are collectively referred to as an organic fluorescent dye in the present specification) may be used alone, and two or more kinds thereof may be used to adjust the hue of fluorescence. May be used in combination. The organic fluorescent dye used in the present invention is contained in an amount of 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 2% by weight, based on the weight of the color conversion filter layer, based on the color conversion filter layer. . When the content of the organic fluorescent dye is less than 0.01% by weight, sufficient wavelength conversion cannot be performed, and when the content exceeds 5%, the color conversion efficiency due to the effect of concentration quenching and the like. Decrease.
[0045]
In the present invention, the line width, pitch, and the like of the color conversion filter layer are not particularly limited as long as they satisfy the desired aperture ratio of each opening. For example, the line width and pitch shown in the following examples can be given. The thickness of the color conversion layer can be set to, for example, 10 μmm.
[0046]
2) Matrix resin
Next, the matrix resin used in the color conversion filter layer of the present invention will be described. The matrix resin is made of a photo-curable resin or a curable resin of a combined use of light and heat. This is subjected to light and / or heat treatment to generate radical species or ionic species to polymerize or crosslink, and make the resin insoluble and infusible to form a color conversion filter layer.
[0047]
Photocurable or photothermal curable resins include (1) acrylic polyfunctional monomers and oligomers having a plurality of acroyl groups and methacryloyl groups, (2) polyvinyl cinnamate, (3) linear or cyclic olefins, (4) A monomer having an epoxy group is included. It is preferable that the photo-curable resin or the photo-curable resin is soluble in an organic solvent or an alkaline solution when not cured as a color conversion filter layer.
[0048]
These curable resins are used, for example, as the following composition, and are applied to a substrate and then patterned. For example, the curable resin (1) is mixed with a photo- or thermal-polymerization initiator, and after applying this composition, it is subjected to photo- or heat-treatment to generate photo-radicals or thermal radicals and polymerize. Further, the curable resin (2) is mixed with a sensitizer, and after applying this composition, it is dimerized by light or heat treatment and crosslinked. The curable resin of (3) is mixed with bisazide, and after applying this composition, nitrene is generated by light or heat treatment to crosslink with olefin. The curing agent (4) is mixed with a photoacid generator, and after applying this composition, an acid (cation) is generated and polymerized by light or heat treatment. In the present invention, in particular, the composition comprising the photocurable or photo-heat-curable resin of (1) is highly precise and can be patterned, and is preferable in terms of reliability such as solvent resistance and heat resistance.
[0049]
3) Black matrix
The black matrix is not particularly limited as long as it absorbs visible light well and does not adversely affect the light emitting portion and the color conversion filter layer. In the present invention, it is preferable to form a black matrix by a black inorganic layer, a layer in which a black pigment or a black dye is dispersed in a resin, or the like. For example, as the black inorganic layer, a chromium film (chromium oxide / chromium laminated film) or the like can be given. Examples of the layer in which a black pigment or a black dye is dispersed in a resin include a material in which a pigment or dye such as carbon black, phthalocyanine, and quinacridone is dispersed in a resin such as polyimide, and a color resist. These black matrices can be formed by a dry process such as a sputtering method, a CVD method or a vacuum deposition, or a wet process such as a spin coating method, and can be patterned by a photolithography method or the like.
[0050]
In the present invention, the light reflectance of the black matrix is 40 or less, preferably 30% or less, and more preferably 10% or less. If the reflectance is higher than this, incident light from the outside is reflected, which causes a reduction in contrast. In the present invention, the chromium film (several tens%) and the pigment-dispersed resin layer (10% or less) have a preferable light reflectance, but the pigment-dispersed resin layer is preferable since the chromium film has a lower reflectance. . However, since the inorganic layer can have electrical conductivity depending on the material and can sometimes have a function as an auxiliary electrode of the transparent electrode, the material of the black matrix is used for the color conversion filter substrate. What is necessary is just to select suitably according to a use.
[0051]
The
[0052]
4) Smoothing layer
The smoothing layer having flatness that can be used in the present invention is provided with unevenness on the side surface of the color conversion filter (this is because when the color conversion filter substrate is used for a display element such as a display, a short circuit between the electrodes of the light emitting portion is prevented). Is not particularly limited, as long as it smoothes the color conversion filter layer and does not adversely affect the color conversion filter layer. Further, when the color conversion filter substrate of the present invention is used for a light emitting device such as a display, the smoothing layer needs to have no adverse effect on the light emitting portion.
[0053]
In the color conversion filter substrate of the present invention, the smoothing layer is an optional element. However, when the color conversion filter substrate of the present invention is used for a display element such as a passive type display, it is preferable to provide a smoothing layer in order to prevent the short circuit between the electrodes.
[0054]
The smoothing layer also has a function of sealing each element of the color conversion filter substrate and protecting the color conversion filter layer, the black matrix, and the like from external harmful gases and moisture.
[0055]
The smoothing layer of the present invention is, for example, a layer having high transparency in the visible region (transmittance of 50% or more in a range of 400 to 800 nm), Tg of 100 ° C. or more, and surface hardness of 2H or more in pencil hardness. It is. The material that can be used for the smoothing layer of the present invention may be any material that can form a coating film on the substrate so that the surface becomes flat and does not deteriorate the function of the color conversion filter layer. For example, imide-modified silicone resins (JP-A-5-134112, JP-A-7-218717, JP-A-7-306311, etc.), inorganic metal compounds (TiO, AL) 2 O 3 , SiO 2 ) Dispersed in an acrylic resin, a polyimide resin, a silicone resin or the like (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-119306 and 7-104114), and an epoxy-modified acrylate resin as an ultraviolet-curable resin (Japanese Patent Application Laid-Open No. JP-A-7-48424), a resin having a reactive vinyl group of an acrylate monomer / oligomer / polymer, a resist resin (JP-A-6-300910, JP-A-7-128519, JP-A-8-279394, Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-330793), materials that can use the sol-gel method of inorganic compounds (described in Monthly Display 1997, Vol. 3, No. 7, JP-A-8-27934, etc.), fluorine-based resins ( JP-A-5-36475, JP-A-9-330793, etc.) and / or thermosetting resins There is a type of resin.
[0056]
When the color conversion filter substrate of the present invention is used for a light-emitting element such as a display, when the light-emitting portion is weak to moisture, alkali, or the like, the smoothing layer has electrical insulating properties, and includes gas, moisture, alkali, It has a barrier property against organic solvents and the like, has high transparency in the visible region (transmittance of 50% or more in a range of 400 to 800 nm), and preferably has a film hardness of 2H or more as a hardness that can withstand electrode formation. Materials can be used. For example, SiO x , SiN x , SiN x O y , AlO x , TiO x , TaO x , ZnO x Inorganic oxides, inorganic nitrides and the like can be used. These materials can form a layer without impairing the flatness of the surface of the smoothing layer of the present invention.
[0057]
The above-mentioned smoothing layer may be a single layer or a laminate in which a plurality of layers are stacked. When a plurality of layers are used, each layer may be made of the same material or a different material. However, in order to improve barrier properties, it is preferable to use different materials.
[0058]
There are important factors to consider when applying this smoothing layer to a color conversion type organic color display. That is, the factor is the effect of the thickness of the smoothing layer on the display performance, particularly the viewing angle characteristics. In the color conversion type organic color display of the present invention, a particularly important viewing angle characteristic is a color change that occurs when the viewing angle with respect to the element is changed.
[0059]
If the smoothing layer is too thick, the optical path length of light generated in the organic EL layer to reach the color conversion filter layer via the smoothing layer becomes long. As a result, when a display constructed using an organic color display is viewed from an oblique direction, light leakage (optical crosstalk) to adjacent pixels of another color occurs. Considering the display performance of the display, it is required that the ratio of the light emission amount of the adjacent colors due to the optical crosstalk is sufficiently smaller than the light emission amount of the original color.
[0060]
This requirement translates into limiting the relationship between the thickness of the smoothing layer and the minimum width of the pixel. According to Published Technical Report 2001-6083, the thickness t of the smoothing layer pL Is 0 <t pL A range indicated by <0.1 W (W is the minimum width of a pixel) is considered to be preferable. In the present invention, the thickness of the smoothing layer is 3 to 20 μm, preferably 5 to 15 μm.
[0061]
5) Substrate
As the substrate that can be used in the present invention, an insulating substrate made of glass, plastic, or the like, or a substrate obtained by forming an insulating thin film on a semiconductive or conductive substrate can be used. The parameters such as the film thickness are the same as the conventional values.
[0062]
Next, the second invention will be described.
[0063]
A second aspect of the present invention relates to an organic color display using the color conversion filter substrate of the first aspect.
[0064]
One embodiment of the present invention includes a transparent support substrate, a red, green, and blue color conversion filter layer on the support substrate, and an opening provided on the support substrate and corresponding to a region of the color conversion filter layer. A color conversion filter substrate having at least a black matrix, and an organic color display in which at least a first electrode, an organic EL layer, and a second electrode are sequentially laminated on the color conversion filter substrate. An organic color display, wherein an aperture ratio of at least one opening of the matrix is 5% or more and 20% or less.
[0065]
FIG. 3 shows an example of the organic color display of the present invention. FIG. 3 shows an
[0066]
Note that the sealing
[0067]
The organic color display of the present invention has the color conversion filter substrate of the first invention. Therefore, as shown in FIG. 3B, the black matrix is designed such that at least one (opening 324) of the openings (323, 324, 325) is smaller than the other openings. FIG. 3B shows an example in which the
[0068]
In the present invention, as described in the first aspect, various types of color conversion filter substrates can be used. In particular, in the organic color display of the present invention, it is preferable that the aperture ratio of at least one opening of the black matrix is 5% or more and 20% or less. Further, in the organic color display of the present invention, the ratio between the opening ratio of the opening of the black matrix having an opening ratio of 5% or more and 20% or less and the opening ratio of the other openings is 0.7 or less. Is preferred. The light transmittance of the black matrix is preferably 10% or less. These ranges are preferable for the same reason as described in the first invention.
[0069]
The following describes each item element.
(I) Light emitting unit
The light emitting section preferably has a structure in which at least an organic light emitting layer is sandwiched between a pair of electrodes, and a hole injection layer, an electron injection layer, and the like are introduced as necessary. That is, the light emitting unit includes at least a first electrode, an organic EL layer including a hole injection layer, an organic light emitting layer, an electron injection layer, and the like, and a second electrode. Specifically, the light emitting section has the following layer structure.
(1) anode / organic light emitting layer / cathode
(2) anode / hole injection layer / organic light emitting layer / cathode
(3) anode / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode
(4) anode / hole injection layer / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode
(5) anode / hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode
[0070]
In the above layer structure, at least one of the anode and the cathode, particularly the anode, is desirably transparent in a wavelength range of light emitted from the organic EL layer. Light enters the color conversion filter layer through the transparent electrode.
[0071]
Note that, in this specification, a portion of the light emitting portion excluding the first electrode and the second electrode is referred to as an organic EL layer (for example, 308 in FIG. 3A).
[0072]
In the organic color display of the present invention, the
[0073]
It is preferable to provide an insulating layer (not shown) between the anode and the cathode. By arranging the insulating layer, the light emitting portion of the organic color display can be controlled and power consumption can be suppressed. For example, when an organic color display without an insulating layer is driven, not only the surface of the color conversion filter layer but also the light emitting portion of the portion provided with the black matrix emits light. Light emitted from the black matrix cannot reach the color conversion layer, so that it cannot be effectively used, which causes an increase in power consumption of the organic color display.
[0074]
The material of the insulating layer may be any material that has sufficient insulation resistance to the driving voltage of the light emitting unit and does not adversely affect the light emitting unit and the color conversion filter layer. For example, an inorganic oxide film (for example,
[0075]
Known materials can be used for the material of each layer of the organic EL layer of the light emitting section. In order to obtain blue to blue-green light emission, in the organic light-emitting layer, for example, a benzothiazole-based, benzimidazole-based, benzoxazole-based fluorescent whitening agent, metal chelated oxonium compound, styrylbenzene-based compound, Aromatic dimethylidin compounds are preferably used. Examples of the electron injection layer include a quinoline derivative (for example, an organometallic complex having 8-quinolinol as a ligand), an oxadiazole derivative, a perylene derivative, a pyridine derivative, a pyrimidine derivative, a quinoxaline derivative, a diphenylquinone derivative, and nitro substitution. A fluorene derivative or the like can be used. Further, as the electron injection layer, an alkali metal, an alkali metal, and its oxide, fluoride, nitride, boride, for example, LiF can be used. As the electron transport layer, a metal complex (Alq3), an oxadiazole, a triazole compound, or the like can be used. Further, as the hole injection layer, an aromatic amine compound, a star burst type amine, a polymer of benzidine type amine, copper phthalocyanine (CuPc), or the like can be used. As the hole transport layer, a star burst type amine, an aromatic diamine, or the like can be used.
[0076]
Also, the thicknesses of these layers are conventional.
[0077]
Next, the outer
[0078]
B) Outer
The outer
[0079]
When the alignment between the sealing
[0080]
Further, the ultraviolet curing resin used for the outer
[0081]
When the filler is sealed in the internal space, a hole is provided in a part of the outer
[0082]
B)
The sealing substrate is not particularly limited as long as it seals the organic color display of the present invention and does not allow external moisture or harmful gas to pass therethrough. For example, the same material as the color
[0083]
C)
The
[0084]
The filler for forming the
[0085]
In the present invention, the sealing
[0086]
Next, a second embodiment of the second invention will be described. A second mode is a TFT-driven organic color display. Specifically, light emission is obtained by stacking a thin film transistor including a source and a drain on a substrate, and a first electrode, an organic EL layer, and a second electrode formed of a conductive thin film material connected to the source or the drain on the thin film transistor. An organic EL light emitting element substrate having a portion, a transparent support substrate, red, green, and blue color conversion filter layers on the support substrate, and a region corresponding to the color conversion filter layer provided on the support substrate. And a color conversion filter substrate having at least a black matrix having openings to be formed, wherein the aperture ratio of at least one opening of the black matrix is 5% or more and 20% or less. Organic color display.
[0087]
FIG. 5 shows an example of the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic sectional view of a top emission type TFT
[0088]
In the present invention, not only the top emission method but also an organic color display of a method of extracting light from a normal TFT side is possible.
[0089]
The organic color display of the present invention has the color conversion filter substrate of the first invention. Therefore, as shown in FIG. 5B, at least one of the openings (543, 544, 545) of the black matrix (opening 544) is designed to be smaller than the other openings. Note that FIG. 5B shows an example in which the
[0090]
In the present invention, as described in the first aspect, various types of color conversion filter substrates can be used. In particular, in the organic color display of the present invention, it is preferable that the aperture ratio of at least one opening of the black matrix is 5% or more and 20% or less. Further, in the organic color display of the present invention, the ratio between the opening ratio of the opening of the black matrix having an opening ratio of 5% or more and 20% or less and the opening ratio of the other openings is 0.7 or less. Is preferred. The light transmittance of the black matrix is preferably 10% or less. These ranges are preferable for the same reason as described in the first invention.
[0091]
Hereinafter, the components of the organic color display of the present invention and the configuration of the organic color display will be described. In the present invention, the color conversion filter substrate of the first invention is a constituent element. Therefore, the components and configuration of the color conversion filter substrate are as described above. Although the color conversion filter substrate does not include a smoothing layer in the organic color display of the second embodiment shown in FIG. 5, the present invention also includes an organic color display including a smoothing layer as a component. Since the smoothing layer has a function of sealing each element of the color conversion filter substrate and protecting the color conversion filter layer, the black matrix, and the like from external harmful gas and moisture, it is beneficial to provide the smoothing layer. It is.
[0092]
An organic color display according to a second aspect of the present invention includes the color conversion filter substrate according to the first aspect, and an organic EL light emitting element substrate including a TFT, a light emitting unit, and the like. That is, the organic color display of the second embodiment emits light in the near-ultraviolet to visible region, preferably light in the blue to blue-green region, emitted from the light emitting unit, into the color conversion filter layer of the color conversion filter substrate. An organic color display configured to output visible light having a wavelength different from the incident light from the color conversion filter layer.
[0093]
Hereinafter, an example of the organic color display of the second embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic sectional view showing the entire structure of the organic color display of the second embodiment. FIG. 5 shows an organic color display corresponding to one pixel of an organic color display having a plurality of pixels for use as a multi-color or full-color element. As shown in FIG. 5A, the organic color display of the second embodiment has an organic EL light emitting element substrate. In this element substrate, a bottom
[0094]
The organic color display according to the second embodiment has a structure in which the color conversion filter substrate and the organic EL light emitting element substrate are bonded so that the color conversion filter layer and the second electrode are opposed to each other. This bonding is performed via an outer
[0095]
Hereinafter, each component will be described.
[0096]
(I)
As the
[0097]
(Ii) TFT514
The
[0098]
(Iii) Electrodes (518, 522)
In the present invention, the following first electrode and second electrode can be used.
[0099]
B) First electrode (518)
The first electrode is formed on the
[0100]
The TFT and the
[0101]
When the first electrode is used as an anode, a material having a large work function is used to efficiently inject holes. In particular, in an ordinary organic color display, the anode is required to be transparent because light is emitted through the anode, and a conductive metal oxide such as ITO is used. Although the top emission method does not need to be transparent, the
[0102]
When the first electrode is used as a cathode, the material having a small work function is lithium, an alkali metal such as sodium, potassium, calcium, magnesium, an alkaline earth metal such as strontium, or an electron injecting property including a fluoride thereof. Metals and alloys and compounds with other metals are used. As described above, a metal electrode having a high reflectance (Al, Ag, Mo, W, etc.) may be used thereunder. In this case, the resistance of the organic light emitting layer is effectively utilized by lowering the reflection and reflecting. be able to.
[0103]
B) Second electrode (522)
The
[0104]
When the
[0105]
The ultra-thin film functions as an auxiliary electrode, reduces the resistance of the entire second electrode, and enables a sufficient current to be supplied to the organic light emitting layer.
[0106]
When the
[0107]
The top emission type organic color display according to the second embodiment of the present invention is configured such that the smoothing layer side of the color conversion filter layer and the second electrode side of the light emitting section have an outer peripheral sealing layer. It is formed by sealing.
[0108]
(Iv) Light emitting unit
The light emitting section includes a first electrode, an organic EL layer, and a second electrode. The organic EL layer preferably has at least an organic light emitting layer, and has a structure in which a hole injection layer, an electron injection layer, and the like are introduced as necessary. Specifically, the light emitting section can use the following layer structure.
(1) anode / organic light emitting layer / cathode
(2) anode / hole injection layer / organic light emitting layer / cathode
(3) anode / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode
(4) anode / hole injection layer / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode
(5) anode / hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode
[0109]
In the above layer structure, at least one of the anode and the cathode is desirably transparent in a wavelength range of light emitted from the light emitting section. Light enters the color conversion filter layer through the transparent electrode.
[0110]
Known materials are used as the materials of the respective layers. For example, those described in the first embodiment can be used.
[0111]
(V)
These layers are the same as the outer
[0112]
The present invention is not limited to the above-described top emission method, but may be a method of extracting light to the side where the TFT is formed.
[0113]
Next, the third invention will be described.
[0114]
The third aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a color conversion filter.
[0115]
A manufacturing method according to a first embodiment of the present invention is a method for manufacturing a color conversion filter substrate including at least a transparent support substrate, red, green, and blue color conversion filter layers, and a black matrix. The manufacturing method includes a step of forming a black matrix having an opening corresponding to a region of a red, green, and blue color conversion filter layer on the support substrate; and a step of forming a red, green, and blue color conversion filter in the opening. Sequentially forming layers, wherein the step of forming the black matrix includes the step of forming at least one opening ratio of the openings of the black matrix to be 5% or more and 20% or less. It is characterized by.
[0116]
The manufacturing method according to the second embodiment of the present invention further includes a step of forming a smoothing layer in the manufacturing method according to the first embodiment.
[0117]
The manufacturing method of the present invention will be described below. Hereinafter, FIG. 6 will be referred to as appropriate.
A) Step of forming a black matrix having openings corresponding to regions of the red, green, and blue color conversion filter layers on the support substrate (FIG. 6A)
In the present invention, the material of the black matrix described in the first invention on a transparent support substrate, spin coating method, spraying method, after coating the entire surface of the support substrate by a coating method such as a dipping method, after heating and drying, A pattern is formed by a photolithographic method. That is, a resist is applied by a coating method such as spin coating, spraying, or dipping on a black matrix that has been coated over the entire surface of the support substrate and dried, and the red, green, and blue color conversion filter layer regions Exposure (UV irradiation or the like) is performed through a mask that forms an opening corresponding to, and patterning is performed. Next, the black matrix and the resist corresponding to the openings of each color are removed by development to form a black matrix having a desired pattern (see FIG. 6A).
[0118]
In the present invention, as shown in FIG. 6D, patterning is performed so that the aperture ratio of at least one opening (for example, the
[0119]
B) Step of sequentially forming red, green, and blue color conversion filter layers in the openings of the black matrix (FIG. 6B)
In the present invention, a matrix resin containing a dye or a pigment is applied onto a transparent substrate such as glass (Corning 1737 glass, which is a non-alkali glass) manufactured by Corning, using a spin coating method or the like. A color conversion filter layer is formed by performing patterning by a lithography method or the like. For example, a matrix resin containing a fluorescent dye that emits blue fluorescence is applied to the entire surface of a substrate on which a black matrix is formed by spin coating or the like, dried by heating, and then patterned by photolithography. This is also performed on other color conversion filter layers to form a color conversion filter layer (FIG. 6B).
[0120]
Hereinafter, a method for forming each color filter layer will be specifically described.
[0121]
[Production of Blue Filter Layer 15]
A line pattern of the blue filter layer can be obtained by applying the material of the blue filter layer on a transparent support substrate by using a spin coating method or the like and performing patterning by using a photolithography method or the like. That is, after coating and drying the material of the blue filter layer, a resist is applied thereon by a coating method such as spin coating, spraying, or dipping to form a mask in which the region of the blue filter layer is formed. (UV irradiation, etc.) to perform patterning. Next, the matrix resin and the resist corresponding to the openings are removed by development to form a
[0122]
[Production of Green Conversion Filter Layer 14]
A fluorescent dye for green conversion is dissolved in a solvent, and a photopolymerizable resin is added thereto to obtain a solution of a curable resin composition. This solution is applied on a transparent support substrate on which a blue filter line pattern has already been formed, using a spin coating method or the like, and is patterned by a photolithography method or the like, so that the green conversion filter layer line is formed. You can get a pattern. That is, after coating and drying the material for the green color conversion filter layer, a resist is applied thereon by a coating method such as spin coating, spraying, or dipping, thereby forming a green color conversion filter layer region. Exposure (UV irradiation, etc.) through a mask such as that described above, and patterning is performed. Next, the matrix resin and the resist corresponding to the openings are removed by development to form a green color
[0123]
[Production of Red Conversion Filter Layer 13]
A fluorescent dye for red conversion is dissolved in a solvent, and a photopolymerizable resin is added thereto to obtain a solution of a curable resin composition. This solution is applied on a transparent support substrate on which a line pattern of a blue filter layer and a green conversion filter layer is formed by using a spin coating method or the like, and is subjected to patterning by a photolithography method or the like, whereby a red conversion is performed. Obtain a filter layer. That is, after applying and drying the material of the red conversion filter layer, a resist is applied thereon by a coating method such as a spin coating method, a spraying method, or a dipping method, so that a region of the red conversion filter layer is formed. Exposure (UV irradiation, etc.) through a suitable mask to perform patterning. Next, the matrix resin and the resist at the portion corresponding to the opening are removed by development to form a red
[0124]
In the formation of each filter layer, drying is performed at 60 ° C to 100 ° C, preferably at 80 ° C. As other conditions, conventionally known conditions can be used, or those conditions can be easily derived by those skilled in the art. For example, in the case of a blue filter, the pre-bake temperature after spin coating is 80 ° C. for 15 minutes, and the drying temperature after exposure and development is, for example, 200 ° C. for 30 minutes. For the green color conversion filter, for example, the pre-bake temperature after spin coating is 80 ° C. for 15 minutes, and the drying temperature after exposure and development is 180 ° C. for 30 minutes. For the green color conversion filter, for example, the pre-bake temperature after spin coating is 80 ° C. for 10 minutes, and the drying temperature after exposure and development is 180 ° C. for 30 minutes.
[0125]
In the present invention, each color conversion filter layer preferably has the same region as the opening of the black matrix, but may have a region larger than the opening of the black matrix.
[0126]
Further, in the present invention, a color filter layer may be further provided on the color conversion layer. That is, when sufficient color purity cannot be obtained with only the green or red conversion filter layer, a color filter layer can be provided. The thickness of the color filter layer is preferably from 1 to 1.5 μm. Further, this color filter layer can be formed by the same method as the above-mentioned blue filter layer.
[0127]
As described above, the color conversion filter layer of the present invention is obtained.
[0128]
The color
[0129]
The present invention further includes an optional step of forming a
C) Step of forming smoothing layer
In the step of forming the smoothing layer of the present invention, a material for forming the
[0130]
The materials used for forming the smoothing layer are as described above.
[0131]
By further forming a smoothing layer as described above, the color
[0132]
Next, a fourth invention will be described.
[0133]
The fourth aspect of the present invention relates to a method for manufacturing an organic color display.
[0134]
The first embodiment of the manufacturing method is a color conversion filter substrate having at least a transparent support substrate, a black matrix, a red, green and blue color conversion filter layer, and at least on the color conversion filter substrate This is a method for manufacturing an organic color display in which a transparent electrode, an organic light emitting layer, and a second electrode are sequentially laminated. This manufacturing method includes a step of forming a color conversion filter substrate, and a step of sequentially laminating a first electrode, an organic light emitting layer, and a second electrode on the color conversion filter substrate, wherein the color conversion filter substrate Includes forming a black matrix, and forming the black matrix such that at least one opening ratio of the openings of the black matrix is 5% or more and 20% or less in the black matrix forming step. Features.
[0135]
Furthermore, the second embodiment of the present invention is characterized in that (1) a thin film transistor comprising a source and a drain on a substrate, a first electrode comprising a conductive thin film material connected to the source or the drain above the thin film transistor, and an organic EL. An organic EL light emitting element substrate having a light emitting portion in which a layer and a second electrode are stacked; (2) a transparent support substrate; a black matrix; and a color conversion filter having at least a red, green and blue color conversion filter layer. A method of manufacturing an organic color display, in which a substrate and a second electrode of a light emitting portion of the organic EL light emitting element substrate of (1) and a color conversion filter layer of the color conversion filter substrate of (2) are bonded to face each other. is there. This manufacturing method includes a step of forming an organic EL light emitting element substrate, a step of forming the color conversion filter substrate, a color conversion filter layer of the color conversion filter substrate, and a second electrode of a light emitting portion of the organic EL light emitting element substrate. At least one of the openings of the black matrix in the step of forming the black matrix, the step of forming the color conversion filter substrate includes the step of forming the black matrix. The black matrix is formed so that the ratio becomes 5% or more and 20% or less.
[0136]
Hereinafter, a method for manufacturing each organic color display will be specifically described with reference to FIGS. In the following description, a method for forming each organic color display having a plurality of pixels will be described as an example, but the present invention is not limited to this, and includes a method for manufacturing an organic color display having one pixel.
[0137]
Here, in the first embodiment and the second embodiment, since the above-described color conversion filter substrate is used, description of a manufacturing method related to the color conversion filter substrate, that is, a step of forming a color conversion filter layer and a smoothing layer Are the same as in the third invention. In particular, in the present invention, the step of forming the black matrix is as described with reference to FIG. 6, and the black matrix is formed so that the aperture ratio of at least one of the openings of the black matrix is 5% or more and 20% or less. Form.
[0138]
[Step of Forming Light Emitting Portion or Organic EL Light Emitting Element Substrate]
1. Manufacturing method of the first embodiment
A color conversion filter substrate manufactured according to the third invention is prepared (see FIG. 7A). A transparent electrode is formed on the entire surface of the
[0139]
Next, the
[0140]
Thereafter, a second electrode (cathode) 309 is formed using a mask capable of obtaining a stripe pattern perpendicular to the anode line without breaking vacuum (see FIG. 7C).
[0141]
The organic light-emitting device thus obtained is sealed in a glove box under a dry nitrogen atmosphere by using a sealing
[0142]
In the present invention, the sealing
[0143]
As described above, the
[0144]
2. Manufacturing method of the second embodiment
The manufacturing method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic view showing a process of manufacturing a top emission type TFT organic color display. That is, FIG. 8 is an example of a TFT type organic color display of the present invention, but a portion corresponding to one pixel of a TFT type organic color display having a plurality of pixels for use as a multi-color or full-color display. It is a schematic sectional drawing of. The TFT organic color display shown in FIG. 8 is a top emission type organic color display in which the above-described color conversion filter substrate and a single-color organic EL light emitting element substrate are bonded. In the present invention, not only the top emission type, but also an ordinary type organic color display that extracts light from the TFT side is possible.
[0145]
In the manufacturing method according to the second embodiment, the organic EL element substrate 82 is manufactured. Then, according to the third aspect, the color
[0146]
As described above, the method of manufacturing the color conversion filter substrate is the same as described above, and a description thereof will not be repeated. Although the color
[0147]
First, as shown in FIG. 8A, a bottom
[0148]
Next, an
[0149]
When the transparent
[0150]
When the first electrode is used as an anode, Al connected to the source via a contact hole formed in an insulating film on the TFT is formed in the lower portion of the
[0151]
In the present invention, a resin such as an acrylic resin may be applied on a substrate by a spin coating method or the like, and columns (not shown) may be formed between adjacent anodes by a photolithography method or the like. With this support, contact between the organic EL light emitting element substrate and the color conversion filter substrate is avoided.
[0152]
[Lamination process]
The color
[0153]
As described above, the
[0154]
As described above, according to the present invention, an organic color display having a plurality of pixels can be manufactured. For example, in forming a color conversion filter layer, forming an organic EL light emitting element substrate, etc. By forming a pixel pattern, an organic color display including one pixel can be manufactured.
[0155]
The organic color display of the present invention can be used for displays of various devices such as image sensors, personal computers, word processors, televisions, facsimiles, audio, video, car navigation, electric desk calculators, telephones, portable terminals, and industrial instruments. Can be applied.
[0156]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. The following examples are illustrative of the present invention and are not intended to limit the present invention. Further, the following embodiments will be described with reference to the drawings as appropriate.
[0157]
(Example 1)
1) Manufacture of color conversion filter layer
A color conversion filter substrate as shown in FIG. That is, a color conversion filter substrate in which the color
[0158]
[Preparation of Black Matrix 12]
On a
[0159]
[Production of Blue Conversion Filter Layer 15]
2 parts by weight of a dye having the following structural formula (1) as a blue dye was added to 100 parts by weight of a solid content of a transparent resin made of photopolymerization (259PAP5, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), and a second dye (Lambda) was further added. Physik, HDITCI) was added in an amount of 1 part by weight. This was used as a blue color filter coating liquid.
[0160]
Embedded image
The blue color filter coating solution is applied on the
[0162]
[Production of Green Conversion Filter Layer 14]
Coumarin 6 (0.7 parts by weight) as a fluorescent dye was dissolved in 120 parts by weight of propylene glycol monoethyl acetate (PGMEA) as a solvent. To this, 100 parts by weight of a photopolymerizable resin “V259PA / P5” (trade name, Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) was added and dissolved to obtain a green conversion filter coating liquid. 1A was formed by spin coating on the
[0163]
[Production of Red Conversion Filter Layer 13]
Coumarin 6 (0.7 parts by weight), Rhodamine 6G (0.3 parts by weight), and Basic Violet 11 (0.3 parts by weight) as fluorescent dyes were added to propylene glycol monoethyl acetate (PGMEA) 120 parts by weight as a solvent. Dissolved. 100 parts by weight of a photopolymerizable resin “V259PA / P5” (trade name, Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) was added and dissolved to obtain a red conversion filter coating solution. 1A was formed by spin coating on the
[0164]
[Production of surface smooth layer]
A silicon-based hard coat agent (KP854, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is applied by spin coating onto the substrate on which the blue, green, and red color conversion filter layers are formed, and then baked in an oven at 130 ° C. In this way, a 0.5 μm
[0165]
As described above, the color conversion filter layer of the present invention can be formed.
[0166]
2) Manufacture of organic color displays
Next, a passive drive type organic color display of the present invention as shown in FIG. 3 was manufactured.
[0167]
[Production of transparent electrode 307]
A transparent electrode (ITO) was entirely formed on the smoothing layer of the color conversion filter substrate by a sputtering method. After applying a resist agent “OFPR-800” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka) on this ITO, patterning was performed by photolithography to form a
[0168]
[Production of
The
[0169]
Thereafter, an
[0170]
[Sealing]
The organic color display obtained as described above was sealed in a glove box under a dry nitrogen atmosphere (both oxygen and moisture concentrations were 10 ppm or less) using the sealing
[0171]
The aperture ratio of the organic color display manufactured as described above is 0.22 for red and blue, and 0.10 for green.
[0172]
(Example 2)
Except for changing only the pattern of the photomask used when forming the black matrix, the forming method and materials of each element of the organic color display are the same as in Example 1. Thereby, the opening of the black matrix in the portion of the green conversion filter layer, that is, the opening of the portion of the green conversion filter layer was changed to 40 μm × 200 μm. The opening of the red conversion filter layer was changed to 90 μm × 310 μm, and the opening of the blue conversion filter layer was changed to 90 μm × 310 μm.
[0173]
The aperture ratio of the organic color display manufactured as described above is 0.26 for red and blue, and 0.07 for green.
[0174]
(Example 3)
This embodiment is an example in which the aperture ratio of the red conversion filter layer is reduced.
[0175]
The device forming method and material are the same as those in the first embodiment.
[0176]
Only the pattern of the photomask used was different from that of Example 1, the opening of the red conversion filter was changed to 40 μm × 200 μm, the opening of the green conversion filter was set to 90 μm × 310 μm, and the opening of the blue conversion filter was set to 90 μm × 310 μm. , Each changed.
[0177]
The aperture ratio of the prepared color display is 0.26 for green and blue, and 0.07 for red.
[0178]
(Example 4)
This embodiment is an example in which the aperture ratio of the blue filter layer is reduced.
[0179]
The device forming method and material are the same as those in the first embodiment.
[0180]
Only the pattern of the photomask used is different from that of Example 1, the opening of the blue conversion filter is changed to 40 μm × 200 μm, the opening of the green conversion filter is set to 90 μm × 310 μm, and the opening of the red conversion filter is set to 90 μm × 310 μm. , Each changed.
[0181]
The aperture ratio of the prepared color display is 0.26 for green and red, and 0.07 for blue.
[0182]
(Example 5)
This embodiment is an example in which the aperture ratio of the red and green conversion filter layers is reduced.
[0183]
The device forming method and material are the same as those in the first embodiment.
[0184]
Only the pattern of the photomask used is different from that of Example 1, the opening of the red conversion filter was changed to 40 μm × 200 μm, the opening of the green conversion filter was changed to 40 μm × 200 μm, and the opening of the blue conversion filter was changed to 90 μm × 310 μm. , Each changed.
[0185]
The aperture ratio of the prepared color display is 0.26 for blue and 0.07 for red and green.
[0186]
(Comparative example)
Except for changing only the pattern of the photomask used when forming the black matrix, the forming method and materials of each element of the organic color display are the same as in Example 1. Thereby, the opening of the black matrix in the portion of the green conversion filter layer, that is, the opening of the portion of the green conversion filter layer was changed to 80 μm × 300 μm. Further, the openings of the red conversion filter layer portion and the blue conversion filter layer portion remained 80 μm × 300 μm, respectively.
[0187]
The aperture ratio of the organic color display manufactured as described above is 0.22 for red, green and blue.
[0188]
(Evaluation)
<Comparison of contrast of organic color display>
With respect to the organic color displays prepared in the above Examples and Comparative Examples, the contrast when the display surface was irradiated with fluorescent light (1000 lx) from an oblique angle of 45 ° was compared. Table 1 shows the results. The values described in the table are relative values when the contrast of the comparative example is set to 1.0. When the value is larger than 1.0, it means that the contrast is higher than that of the comparative example.
[0189]
<Comparison of power consumption of organic color displays>
The power consumption when the organic color displays produced by the above-mentioned Examples and Comparative Examples were lit at the same luminance was compared. The results are shown in Table 1. The values described in the table are relative values when the power consumption of the comparative example is set to 1.0. When the value is 1.0 or less, it means that the power consumption is smaller than in the comparative example.
[0190]
[Table 1]
As is clear from the table, the organic color display having the color conversion filter substrate of the present invention has a significantly improved contrast without a significant increase in power consumption. In the present invention, the effect of the embodiment is effectively exhibited in the present invention in which the aperture ratio is 20% or less as compared with the comparative example in which the aperture ratio is 22%.
[0192]
【The invention's effect】
The device such as the color conversion filter substrate of the present invention and the display using the same can greatly improve the contrast. Further, the method for manufacturing a color conversion filter substrate and an organic color display of the present invention can provide a color conversion filter substrate and an organic color display with improved contrast.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a color conversion filter substrate of the present invention. (A) and (b) are schematic sectional views of a color conversion filter substrate, and (c) is a schematic diagram of an opening when viewed from a display surface of the color conversion filter substrate.
FIG. 2 is a schematic view of a conventional color conversion filter substrate. (A) is a schematic sectional view of a color conversion filter substrate, and (b) is a schematic view of an opening when viewed from a display surface of the color conversion filter substrate.
FIG. 3 is a schematic view of an organic color display of the present invention. (A) is a schematic sectional view of an organic color display, and (b) is a schematic view of an opening when viewed from a display surface of the organic color display.
FIG. 4 is a schematic view of a conventional organic color display. (A) is a schematic sectional view of an organic color display, and (b) is a schematic view of an opening when viewed from a display surface of the organic color display.
FIG. 5 is a schematic view of an organic color display of the present invention. (A) is a schematic sectional view of an organic color display, and (b) is a schematic view of an opening when viewed from a display surface of the organic color display.
FIG. 6 is a schematic view of a method for manufacturing a color conversion filter substrate of the present invention. (A) to (c) are schematic cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a color conversion filter substrate, and (d) is a schematic view illustrating a shape of a black matrix in the method of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view showing a manufacturing process of a method for manufacturing a color conversion filter substrate of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view showing a manufacturing process of a method for manufacturing a color conversion filter substrate of the present invention.
[Explanation of symbols]
10, 20 color conversion filter board
11, 21 Support substrate
12,22 black matrix
13,23 red conversion filter layer
14, 24 green conversion filter layer
15, 25 Blue conversion filter layer
16, 26 Smoothing layer
17, 18, 19 Opening
27, 28, 29 Opening
30, 40, 50 Organic color display
307, 518 First electrode
308, 520 Organic EL layer
309, 522 Second electrode
311 Sealing substrate
310, 530 Outer peripheral sealing layer
312, 532 Filler layer
323, 324, 325 opening
423, 424, 425 opening
543, 544, 545 opening
512 substrate
516 Flattening insulating film
526 space
Claims (15)
透明な支持基板と、該支持基板上の赤、緑および青の色変換フィルタ層と、該支持基板上に設けられ前記色変換フィルタ層の領域に相当する開口部を有するブラックマトリックスとを少なくとも有する色変換フィルタ基板とを具備する有機カラーディスプレイであって、前記ブラックマトリックスの少なくとも１つの開口部の開口率が５％以上２０％以下であることを特徴とする有機カラーディスプレイ。A thin film transistor including a source and a drain on a substrate, and at least a light emitting portion in which a first electrode, an organic EL layer, and a second electrode made of a conductive thin film material connected to the source or the drain are stacked on the thin film transistor An organic EL light emitting element substrate,
At least a transparent support substrate, a red, green, and blue color conversion filter layer on the support substrate, and a black matrix provided on the support substrate and having an opening corresponding to a region of the color conversion filter layer An organic color display comprising a color conversion filter substrate, wherein an aperture ratio of at least one opening of the black matrix is 5% or more and 20% or less.
透明な支持基板と、ブラックマトリックスと、赤、緑および青の色変換フィルタ層を少なくとも有する色変換フィルタ基板とを、
前記色変換フィルタ層と前記発光部の第二電極を対向して貼り合わせた有機カラーディスプレイの製造方法において、
該製造方法が、該有機ＥＬ発光素子基板を形成する工程と、前記色変換フィルタ基板を形成する工程と、該色変換フィルタ基板の色変換フィルタ層と該発光部の第二電極を対向して貼り合わせる工程とを少なくとも具備し、前記色変換フィルタ基板を形成する工程が前記ブラックマトリックスを形成する工程を含み、このブラックマトリックスの形成工程においてブラックマトリックスの開口部の少なくとも１つの開口率が５％以上２０％以下となるようにブラックマトリックスを形成することを特徴とする有機カラーディスプレイの製造方法。An organic light emitting unit including at least a thin film transistor including a source and a drain on a substrate, and a light emitting unit in which a first electrode made of a conductive thin film material connected to the source or the drain, an organic EL layer, and a second electrode are stacked on the thin film transistor An EL light emitting element substrate,
A transparent support substrate, a black matrix, a color conversion filter substrate having at least a red, green and blue color conversion filter layer,
In a method of manufacturing an organic color display in which the color conversion filter layer and the second electrode of the light emitting unit are bonded to face each other,
The method includes forming the organic EL light emitting element substrate, forming the color conversion filter substrate, and facing the color conversion filter layer of the color conversion filter substrate and the second electrode of the light emitting unit. And a step of forming the color conversion filter substrate includes a step of forming the black matrix. In the step of forming the black matrix, at least one aperture ratio of an opening of the black matrix is 5%. A method for producing an organic color display, comprising forming a black matrix so as to be at least 20%.
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060210 |