JP5971060B2

JP5971060B2 - カラーフィルタ基板

Info

Publication number: JP5971060B2
Application number: JP2012215783A
Authority: JP
Inventors: 裕樹坂田; 陽介和田; 田中　佳子; 佳子田中; 俵屋　誠治; 誠治俵屋
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: JP2014071187A

Description

本発明は、フラットディスプレイ、例えば、エレクトロルミネッセンス表示装置に用いられるカラーフィルタ基板に関する。

現在、フラットディスプレイの中で中心的な存在は、液晶ディスプレイと言えるが、液晶ディスプレイとは異なる表示原理に基づくフラットディスプレイとして、有機あるいは無機のエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと略す場合がある）表示装置、プラズマディスプレイパネル、ライトエミッティングダイオード表示装置、蛍光表示管表示装置、および、フィールドエミッションディスプレイ等の開発も活発に行われている。
これらの新しいフラットディスプレイはいずれも自発光型と呼ばれるもので、液晶ディスプレイに比較して、電力消費が少ない、コントラストに優れる、視野角依存性がほとんどない、応答時間が高速であり動画残像の問題が生じない等の優れた特徴を有している。近時、これらの中でもＥＬ表示装置は、主として車載ナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ等、モバイル製品で実用化されている。モバイル製品はその携帯性から様々な環境下で使用されており、特に屋外での使用頻度が高い。しかし、屋外での使用時には太陽光のような外光の影響によってコントラストの低下、混色の発生等が生じ表示品位が低下するとういう問題があった。
このような外光の影響を抑制するために、ＥＬ表示装置の前面板に円偏光板を配設すること（特許文献１）、円偏光板の代わりに着色層を設けること（特許文献２）、光散乱層を設けること（特許文献３）が提案されている。

特開２００４−２０５８４９号公報特開２００５−３１７２７１号公報特開２００７−２８７６９７号公報

しかしながら、円偏光板を使用した場合、ＥＬ素子からの光の利用効率が悪く、ＥＬ表示装置の輝度が不十分であるという問題があった。
円偏光板の代わりに着色層を使用した場合、ＥＬ素子からの光の利用効率は高いものの、ＥＬ表示装置の色味等に影響が生じ表示品位が低下するという問題があった。
また、光散乱層により外光を適度に散乱させて反射光を抑制する場合、ＥＬ素子からの光の利用効率は良好であるものの、光散乱層により後方散乱光が発生し、表示が白くにごったり、黄色などの色味を帯びる色シフトによる表示品位の低下とういう問題があった。
本発明は、このような実情に鑑みてされたものであり、外光による白にごり、色シフトなどの影響を抑制し、高コントラスト、高輝度の表示を可能とするカラーフィルタ基板を提供することを目的とする。

このような課題を解決するために、本発明は、透明基板と、該透明基板上に着色層を備えるカラーフィルタ基板であって、前記着色層は、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および白色着色層を有し、少なくとも白色着色層が位置する領域には、透過率が４５〜９５％の範囲である光吸収層とヘーズ値が１０〜７０の範囲である光散乱機能層とが、前記透明基板側から光吸収層、光散乱機能層の順となるように存在し、前記光散乱機能層は樹脂中に微粒子を含有するような構成とした。

また、本発明は、透明基板と、該透明基板上に着色層を備えるカラーフィルタ基板であって、前記着色層は、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および白色着色層を有し、前記白色着色層は光吸収層、光散乱機能層からなり、前記透明基板側から光吸収層、光散乱機能層の順となるように存在し、前記光吸収層は透過率が４５〜９５％の範囲であり、前記光散乱機能層は樹脂中に微粒子を含有し、ヘーズ値が１０〜７０の範囲であるような構成とした。

本発明の他の態様として、前記光吸収層および前記光散乱機能層は、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層が位置する領域にも存在するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記光吸収層は樹脂中に色材を含有してなるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記色材は少なくともカーボンブラックを含むような構成とした。
本発明の他の態様として、前記光散乱機能層が含有する前記微粒子の平均粒子径は０．８〜７μｍの範囲であるような構成とした。
また、本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置は、カラーフィルタ基板とエレクトロルミネッセンス素子側基板とを備え、前記カラーフィルタ基板は上述のいずれかのカラーフィルタ基板であるような構成とした。

本発明のカラーフィルタ基板では、透明基板側から入射した外光が光散乱機能層により適度に散乱されるので外光正反射光が抑制され、また、光散乱機能層により後方散乱光が生じても光吸収層により吸収され、これにより、外光に起因する白にごり、色シフトの発生が抑制され、また、光吸収層の透過率と光散乱機能層のヘーズ値が適正な範囲に設定されているので、発光体からの光の利用効率が良好であり、高コントラスト、高輝度の表示を可能とすることができる。

図１は、本発明のカラーフィルタ基板の一実施形態を示す断面図である。図２は、本発明のカラーフィルタ基板の他の実施形態を示す断面図である。図３は、本発明のカラーフィルタ基板の他の実施形態を示す断面図である。図４は、本発明のカラーフィルタ基板の他の実施形態を示す断面図である。図５は、本発明のＥＬ表示装置の一実施形態を示す概略構成図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。尚、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。

図１は、本発明のカラーフィルタ基板の一実施形態を示す断面図である。図１において、カラーフィルタ基板１は、透明基板２と、該透明基板２上に配設された着色層３、該着色層３を被覆するように積層された光吸収層５、光散乱機能層６とを備えている。着色層３は、赤色着色層３Ｒ、緑色着色層３Ｇ、青色着色層３Ｂ、および、白色着色層３Ｗを有しており、各色の着色層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ，３Ｗの境界部位には遮光層４が位置している。
また、図２は、本発明のカラーフィルタ基板の他の実施形態を示す断面図である。図２において、カラーフィルタ基板１′は、透明基板２と、該透明基板２上に位置する光吸収層５と、該光吸収層５上に配設された着色層３、該着色層３を被覆するように位置する光散乱機能層６とを備えている。このカラーフィルタ基板１′は、層構成における着色層３の位置が光吸収層５と光散乱機能層６の間にある点で上述のカラーフィルタ基板１と相違するものであり、カラーフィルタ基板１を構成する部材と同じものについては、同じ部材番号を付して示している。

さらに、図３は、本発明のカラーフィルタ基板の他の実施形態を示す断面図である。図３において、カラーフィルタ基板１″は、透明基板２と、該透明基板２上に積層された光吸収層５、光散乱機能層６と、当該光散乱機能層６上に配設された着色層３とを備えている。このカラーフィルタ基板１″は、層構成における着色層３の位置が光散乱機能層６上である点で上述のカラーフィルタ基板１と相違するものであり、カラーフィルタ基板１を構成する部材と同じものについては、同じ部材番号を付して示している。
本発明では、カラーフィルタ基板１，１′，１″を構成する光吸収層５の透過率が４５〜９５％、好ましくは５０〜７５％の範囲であること、および、カラーフィルタ基板１，１′，１″を構成する光散乱機能層６のヘーズ値が１０〜７０、好ましくは２０〜６０の範囲である。

また、図示例では、着色層３を構成する着色層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ，３Ｗが位置する領域に光吸収層５と光散乱機能層６が配設されているが、本発明のカラーフィルタ基板は、少なくとも白色着色層３Ｗが位置する領域に光吸収層５と光散乱機能層６が配設されていることが必要である。これは、着色層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに比べて、白色着色層３Ｗにおける外光反射に起因する表示性能の低下が顕著なためである。したがって、白色着色層３Ｗが位置する領域のみに光吸収層５と光散乱機能層６が配設されたものであってもよい。また、図４に示すように、白色着色層３Ｗが光吸収層５と光散乱機能層６からなるようなカラーフィルタ基板１Ａであってもよい。この場合、着色層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが位置する領域にも光吸収層５と光散乱機能層６が配設されていてもよく、着色層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが位置する領域では、例えば、図１に示されるように、光吸収層５と光散乱機能層６が共に着色層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ上に位置する態様、あるいは、図２に示されるように、光吸収層５は着色層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの下側、光散乱機能層６は着色層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの上側に位置する態様であってもよい。

次に、本発明のカラーフィルタ基板の各構成について説明する。
＜透明基板＞
透明基板２は、可視光に対して透明な基板であれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板と同様なものを用いることができる。具体的には、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英などのリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。
尚、本発明において透明とは、サンプルにおける全光線透過率が９９％以上であることを意味する。

＜着色層＞
着色層３は、上述のように、赤色着色層３Ｒ、緑色着色層３Ｇ、青色着色層３Ｂ、および、白色着色層３Ｗを有し、画素領域に位置している。このような着色層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ，３Ｗはパターン配列されている。このパターン配列は特に図示のものに限定されるものではなく、例えば、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができ、各着色層の面積（画素開口比率）は任意に設定することができる。

このような着色層３は、一般的なカラーフィルタにおける着色層の形成方法、例えば、フォトリソグラフィー法、インクジェット法、印刷法、電着法等を用いて形成することができる。また、着色層３のバインダー樹脂、着色剤などの形成材料は、一般的にカラーフィルタに用いられる材料を使用することができる。例えば、赤色着色層３Ｒに用いられる着色剤としては、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられ、これらの顔料を単独で、あるいは、２種以上の混合で用いてもよい。また、緑色着色層３Ｇに用いられる着色剤としては、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられ、これらの顔料もしくは染料を単独で、あるいは、２種以上の混合で用いてもよい。さらに、青色着色層３Ｂに用いられる着色剤としては、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられ、これらの顔料を単独で、あるいは、２種以上の混合で用いてもよい。さらに、白色着色層３Ｗは、赤色着色層３Ｒ、緑色着色層３Ｇ、青色着色層３Ｂに使用するバインダー樹脂からなるものであってよく、また、白色の色度を調整する目的で、バインダー樹脂中に、色材、例えば、紫色色材、青色色材等を含有するものであってもよい。

＜遮光層＞
遮光層４は、非画素領域に位置しており、例えば、相互に平行なストライプ形状、格子形状等であり、バインダー樹脂中に黒色顔料を含有したもの、クロム等の金属薄膜からなるもの等であってよい。

＜光吸収層＞
光吸収層５は、透明基板２側からカラーフィルタ基板１に入射した光が光散乱機能層６で散乱される際に生じる後方散乱光を吸収し、外光に起因する白にごりの発生を抑制するための層であり、上述のように、透過率が４５〜９５％、好ましくは５０〜７５％の範囲である。光吸収層５の透過率が４５％未満であると、カラーフィルタ基板を表示装置に使用したときの発光体素子からの光の利用効率が低く、輝度が不十分となり、一方、透過率が９５％を超えると、光吸収層５の本来の機能である光吸収機能が不十分となり好ましくない。ここで、透過率とは積分球を用いて測定した全光線透過率であり、（株）村上色彩技術研究所製のヘーズメーター（ＨＭ−１５０型）を用いて測定することができる。

このような光吸収層５は、樹脂中に所望の色材を含有したものであってよい。光吸収層５を構成する樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレートの共重合体、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等を単独で、あるいは、２種以上の組み合わせで使用することができ、カラーフィルタ基板の層構成中で光吸収層５と隣接する部材との密着性、屈折率差等を考慮して適宜選択することができる。また、色材は黒色色材、着色色材を適宜使用することができる。黒色色材は、光吸収層５の透過率を調整するために使用することができ、例えば、カーボンブラック、窒化チタン、窒化酸化チタン、炭化チタン等を挙げることができる。また、着色色材として、例えば、光散乱機能層６において外光の後方散乱光が発生し、黄色味を帯びるような色シフトが生じた場合、青色色材を使用することにより黄色の色シフトを抑制することができる。したがって、光吸収層５に所望の着色色材を含有させることにより、外光に起因する色シフトの調整機能を光吸収層５にもたせることができる。このような着色色材としては、青色色材の他に、黄色色材、緑色色材、赤色色材や紫色色材等を挙げることができ、また、これらの着色色材を組み合わせて使用することができる。

＜光散乱機能層＞
光散乱機能層６は、透明基板２側からカラーフィルタ基板１に入射した光を適度に散乱させて透明基板２側への外光正反射光を抑制するための層であり、上述のように、ヘーズ値が１０〜７０、好ましくは２０〜６０の範囲である。光散乱機能層６のヘーズ値が１０未満であると、光散乱機能層６による光散乱機能が不十分であり、また、７０を超えると、カラーフィルタ基板を表示装置に使用したときの発光体からの光の利用効率が低く、輝度が不十分となり好ましくない。ここで、ヘーズ値とは、（拡散光線透過率／全光線透過率）×１００で求められ、（株）村上色彩技術研究所製のヘーズメーター（ＨＭ−１５０型）を用いて測定することができる。
このような光散乱機能層６は、透明樹脂中に微粒子を含有したものであってよい。透明樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂の共重合体等を単独で、あるいは、２種以上の組み合わせで使用することができ、カラーフィルタ基板の層構成中で光散乱機能層６と隣接する部材との密着性、屈折率差等を考慮して適宜選択することができる。

また、微粒子は、平均粒子径が０．８〜７μｍ、好ましくは１．３〜５μｍの範囲であることが好ましい。微粒子の平均粒子径が０．８μｍ未満であると、光散乱機能層６のヘーズ値が上記の範囲（７０）を超えたり、光散乱機能層６における外光の後方散乱が大きくなり好ましくない。また、微粒子の平均粒子径が７μｍを超えると、光散乱機能層６中における微粒子の均一分散が乱れて、三原色の散乱強度分布に歪みが生じることがあり好ましくない。尚、微粒子の平均粒子径は、レーザー法による粒子径測定機（リーズ＆ノースラップ社製粒度分析計マイクロトラックUPA Model-9230）を使用して測定することができる。
このような微粒子の材質は、光散乱作用をなすものであれば特に制限はなく、例えば、酸化珪素、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の無機物、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル−スチレン共重合体系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の有機物等であってよく、このような材質の微粒子を１種、あるいは、２種以上の混合として使用することができる。これらの中で、カラーフィルタ基板の全光線透過率を向上させる観点から透明性を有する微粒子を好適に使用することができ、例えば、アクリル系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、メラミン系樹脂等の材質の微粒子をあげることができる。

また、微粒子の屈折率は、光散乱機能層６を構成する透明樹脂の屈折率と異なるものでれば光散乱作用が得られるが、屈折率差を大きく設定できること、色シフトを抑制することを考慮すると、微粒子の屈折率が透明樹脂の屈折率より大きくなるように設定することが好ましい。また、微粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状であってよい。ここで、屈折率は、分光エリプソメーター（ジョバン・イーボン社製ＵＶＩＳＥＬ）を用い、微粒子と同じ原料を平板状に成型した基板を測定することで得られる。
このような微粒子の光散乱機能層６中の含有量は、光散乱機能層６のヘーズ値が１０〜７０の範囲となるように適宜設定することができ、例えば、０．５〜７０重量％程度の範囲で設定することができる。

このような本発明のカラーフィルタ基板１では、透明基板２側から入射した外光が光散乱機能層６により適度に散乱されるので、外光正反射光が抑制される。また、光散乱機能層６により後方散乱光が生じても、この後方散乱光は光吸収層５により吸収される。これにより、本発明のカラーフィルタ基板１を表示装置に使用したときに、外光に起因する白にごり、色シフトの発生が抑制され、また、光吸収層５の透過率と光散乱機能層６のヘーズ値が適正な範囲に設定されているので、発光体からの光の利用効率が良好であり、高コントラスト、高輝度の表示を可能とすることができる。

上述のカラーフィルタ基板の実施形態は例示であり、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明のカラーフィルタ基板は、遮光層を備えないものであってもよい。また、カラーフィルタ基板１，１′における光散乱機能層６上、カラーフィルタ基板１″，１Ａにおける着色層３上に、平坦化層、ガスバリア層、透明電極層等のいずれか、あるいは、２種以上の層を備えるものであってもよい。ガスバリア層は、本発明のカラーフィルタ基板１をＥＬ表示装置に使用する場合に、カラーフィルタ基板の構成層から発生したガスにより発光層が劣化するのを防止するものであり、例えば、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素等の材料からなるものでよい。

上述の本発明のカラーフィルタ基板は、ＥＬ表示装置、プラズマディスプレイパネル、ライトエミッティングダイオード表示装置、蛍光表示管表示装置、および、フィールドエミッションディスプレイ等の自発光型表示装置、および、液晶ディスプレイに使用することができる。

以下、本発明のカラーフィルタ基板を使用した本発明のＥＬ表示装置について説明する。
図５は、本発明のＥＬ表示装置の一実施形態を示す概略構成図である。図５において、ＥＬ表示装置１１は、上述の本発明のカラーフィルタ基板１とエレクトロルミネッセンス素子側基板２１とを接合して一体化したものである。
ＥＬ表示装置１１を構成するＥＬ素子側基板２１は、基板２２と、当該基板２２上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２３が、画素ごとに配置形成されている。薄膜トランジスタ２３は、画素を構成するＥＬ素子３１に流れる電流を制御してアクティブ駆動方式によりＥＬ素子３１を駆動するものであり、通常、各薄膜トランジスタの回路には、図示していないゲート線、信号線、電源線が接続されている。このような薄膜トランジスタ２３の形成手法は、公知の方法に従うことができる。薄膜トランジスタ２３上には絶縁層２４が設けられており、この絶縁層２４上にＥＬ素子３１が配設されている。このＥＬ素子３１は、発光層３３を下面電極層３２と上面電極層３４で挟持したものであり、下面電極層３２は対応する薄膜トランジスタ２３に接続され各画素に対応しており、下面電極層３２上に位置する発光層３３の周囲には絶縁層（隔壁部）２５が配設され、下面電極層３２と上面電極層３４との短絡を防止している。さらに、上面透明電極層３４の上には、主として発光層３３を保護するためのガスバリア層２７が、素子全体を覆うように形成されている。このようなＥＬ素子側基板２１を構成する各部材の形成材料は、公知のＥＬ素子側基板に適用されている材料を使用することができる。

上記のＥＬ素子側基板２１とカラーフィルタ基板１とを対向配置して位置合わせした後、両者の間隙に接着剤を充填して形成した接着剤層２９により、ＥＬ素子側基板２１とカラーフィルタ基板１とが接合、一体化され、ＥＬ表示装置１１が構成されている。
上記のＥＬ表示装置の実施形態は例示であり、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。例えば、ＥＬ表示装置１１はトップエミッションであるが、上記のＥＬ素子側基板２１の封止層２７と基板２２を逆にしたような構成のＥＬ素子側基板を用いて、封止層２７側を上記のように接着剤層２９によりカラーフィルタ基板１と接合して一体化したボトムエミッションのＥＬ表示装置としてもよい。また、使用するカラーフィルタ基板は上述のカラーフィルタ基板１′，１″，１Ａを含めて、本発明のいずれのカラーフィルタ基板であってもよい。さらに、ＥＬ素子は、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子のいずれであってもよい。また、本発明のカラーフィルタ基板に平坦化層を形成し、この平坦化層上に、上述のＥＬ素子側基板の構成層を順次形成してＥＬ表示装置としてもよい。

次に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
＜カラーフィルタ基板の作製＞
基板として、平面の大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍであり、厚さが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。

次に、遮光部を以下のように形成した。
まず、硬化性樹脂組成物Ａを調製した。すなわち、重合槽中にメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）を６３重量部、アクリル酸（ＡＡ）を１２重量部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を６重量部、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＤＧ）を８８重量部仕込み、撹拌し溶解させた後、２，２′−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）を７重量部添加し、均一に溶解させた。その後、窒素気流下、８５℃で２時間撹拌し、更に１００℃で１時間反応させた。得られた溶液に、メタクリル酸グリシジル（ＧＭＡ）を７重量部、トリエチルアミンを０．４重量部、および、ハイドロキノンを０．２重量部添加し、１００℃で５時間撹拌し、共重合樹脂溶液（固形分５０％）を得た。次に、下記の組成で各材料を室温で撹拌、混合して硬化性樹脂組成物Ａとした。
（硬化性樹脂組成物Ａ）
・上記の共重合樹脂組成物（固形分５０％） … １６重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート … ２４重量部
（サートマー社製ＳＲ３９９）
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂 … ４重量部
（油化シェルエポキシ社製エピコート１８０Ｓ７０）
・２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−
１−オン … ４重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル … ５２重量部

次いで、下記の組成で各材料を混合し、ビーズミルにて十分に分散して、黒色顔料分散液Ａを調製した。
（黒色顔料分散液Ａ）
・樹脂被覆カーボンブラック … ２０重量部
（三菱化学（株）製ＭＳ１８Ｅ、平均粒子径２５ｎｍ）
・高分子分散剤 … ５重量部
（ビックケミー・ジャパン（株）製Ｄｉａｐｅｒｂｙｋ１６３）
・溶剤（ジエチレングリコールジメチルエーテル） … ７５重量部

次に、下記の組成で各材料を十分混合して、遮光部用の組成物を調製した。
（遮光部用の組成物）
・黒色顔料分散液Ａ … ４３重量部
・硬化性樹脂組成物Ａ … １９重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル … ３８重量部

このように調製した遮光層用の組成物を、上記のガラス基板上にスピンコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥させ、遮光性の樹脂層を形成した。この遮光性の樹脂層から１００μｍの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより、２．０ｋＷの超高圧水銀ランプでプロキシミティ露光した後、０．０５重量％水酸化カリウム水溶液で現像し、その後、ガラス基板を２３０℃の雰囲気下に３０分間放置することにより加熱処理を施して、遮光部（厚み１．３μｍ）を形成した。この遮光部は、３９μｍ×３９μｍの開口部が縦横方向共に４５μｍピッチでマトリクス状に配列した形状であった。

次いで、下記に示される赤色着色層用、緑色着色層用、青色着色層用、および、白色着色層用の各ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
（赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物）
・赤顔料 … ２．０重量部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製クロモフタルレッドＡ２Ｂ）
・赤顔料 … １．０重量部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製クロモフタルレッドＢＰ）
・分散剤（ビックケミー社製ディスパービック１６１） … １．５重量部
・モノマー（サートマー社製ＳＲ３９９） … ４．０重量部
・ポリマーＩ … ５．０重量部
・開始剤 … １．４重量部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製イルガキュア９０７）
・開始剤 … ０．６重量部
（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−
テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール）
・溶剤 … ８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

（緑色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物）
・緑顔料（大日精化社製シアニングリーン５３７０） … １．２重量部
・緑顔料（大日精化社製シアニングリーン２ＧＮ） … １．６重量部
・黄顔料 … １．２重量部
（ランクセス社製Ｂｙｐｌａｓｔイエロー５ＧＮ０１）
・分散剤（ビックケミー社製ディスパービック１６１） … ２．０重量部
・モノマー（サートマー社製ＳＲ３９９） … ４．０重量部
・ポリマーＩ … ５．０重量部
・開始剤 … １．４重量部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製イルガキュア９０７）
・開始剤 … ０．６重量部
（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−
テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール）
・溶剤 … ８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

（青色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物）
・紫顔料 … ０．６重量部
（Clariant社製 Novotex Violet BL-PC VP2429）
・青顔料（ＢＡＳＦ社製ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ）… １．４重量部
・顔料誘導体（アビシア社製ソルスパース５０００） … ０．２重量部
・分散剤（ビックケミー社製ディスパービック１６１） … ０．８重量部
・モノマー（サートマー社製ＳＲ３９９） … ４．０重量部
・ポリマーＩ … ５．０重量部
・開始剤 … １．４重量部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製イルガキュア９０７）
・開始剤 … ０．６重量部
（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−
テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール）
・溶剤 … ８０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

（白色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物）
・紫顔料 … ０．３重量部
（Clariant社製 Novotex Violet BL-PC VP2429）
・青顔料（ＢＡＳＦ社製ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ）… ０．３重量部
・顔料誘導体（アビシア社製ソルスパース５０００ … ０．０４重量部
・分散剤（ビックケミー社製ディスパービック１６１） … ０．２重量部
・モノマー（サートマー社製ＳＲ３９９） … ４．０重量部
・ポリマーＩ … ５．０重量部
・開始剤 … １．４重量部
（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製イルガキュア９０７）
・開始剤 … ０．６重量部
（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−
テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール）
・溶剤 … ５０．０重量部
（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

尚、上記のポリマーＩは、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００である。
次いで、遮光部を覆うようにガラス基板上に赤色着色層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布しプリベイクを行い、その後、赤色着色層用のフォトマスクを介して、露光、現像を行って、遮光部の所定の開口部を覆うように４５μｍ×４５μｍのアイランド形状の赤色着色層（厚み２．０μｍ）を形成した。次いで、上記の赤色着色層の形成と同様の操作により、緑色着色層、青色着色層および白色着色層を形成した。
次に、下記組成の光吸収層用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
（光吸収層用のネガ型感光性樹脂組成物）
・黒色顔料分散液Ａ … ２０重量部
・硬化性樹脂組成物Ａ … ４２重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル … ３８重量部

上記のように形成した赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および白色着色層からなる着色層を被覆するように、光吸収層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、プリベイクを行い、その後、所定のフォトマスクを介して露光し、現像、ポストベイクを行って、白色着色層上にのみ光吸収層（厚み１．０μｍ）を形成した（試料１）。
尚、この光吸収層の形成操作と同様にして、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）上に直接光吸収層を形成し、この光吸収層の透過率（積分球を用いて測定する全光線透過率）を（株）村上色彩技術研究所製のヘーズメーター（ＨＭ−１５０型）を用いて測定し、結果を下記の表１に示した。
また、上記の光吸収層用のネガ型感光性樹脂組成物におけるカーボンブラックの含有量を調整することにより、下記の表１に示す透過率を有する光吸収層を着色層の白色着色層上にのみ形成した（試料２〜試料１３）。

次いで、下記組成の光散乱機能層用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
（光散乱機能層用のネガ型感光性樹脂組成物）
・硬化性樹脂組成物Ａ（固形分５０％） … ９０重量部
・メラミン系樹脂ビーズ（平均粒子径１．２μｍ） … ５重量部
・メラミン系樹脂ビーズ（平均粒子径０．９μｍ） … ５重量部

上記のように形成した光吸収層と露出している着色層（赤色着色層、緑色着色層、青色着色層）を被覆するように、光散乱機能層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、プリベイクを行い、その後、所定のフォトマスクを介して露光し、現像、ポストベイクを行って、光吸収層上にのみ光散乱機能層（厚み２．０μｍ）を形成した（試料１〜試料５、試料１０、試料１１）。
尚、この光散乱機能層の形成操作と同様にして、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）上に直接光散乱機能層を形成し、この光散乱機能層のヘーズ値を（株）村上色彩技術研究所製のヘーズメーター（ＨＭ−１５０型）を用いて測定し、結果を下記の表１に示した。
また、上記の光散乱機能層用のネガ型感光性樹脂組成物における微粒子の含有量、含有させる微粒子の平均粒子径を調整した他は、上記の試料１〜試料５、試料１０、試料１１と同様にして、下記の表１に示すヘーズ値を有する光散乱機能層を光吸収層上に形成した（試料６〜試料９、試料１２、試料１３）。尚、使用した微粒子の平均粒子径φ（単位：μｍ）は、表１のヘーズ値の記載欄の括弧内に記載した。

次いで、上記のように形成した光吸収層と光散乱機能層との積層、および、露出している着色層（赤色着色層、緑色着色層、青色着色層）を被覆するように、下記組成の平坦化層用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、プリベイクを行い、その後、フォトマスクを介して露光し、現像を行って平坦化層を形成した。
（平坦化層用のネガ型感光性樹脂組成物）
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体 … ３２重量部
・エピコート１８０Ｓ７０ … １８重量部
（ジャパンエポキシレジン（株）製）
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート … ４２重量部
・開始剤 … ８重量部
（チバスペシャリティケミカルズ社製イルガキュア９０７）
・３−メトキシブチルアセテート … ３００重量部

上記の操作により、カラーフィルタ基板（試料１〜試料１３）を作製した。
また、光吸収層を形成しない他は、上記の試料１，６，８と同様にして、カラーフィルタ基板（試料１４〜試料１６）を作製した。
また、光吸収層および光散乱機能層を形成しない他は、上記の試料１と同様にして、カラーフィルタ基板（試料１７）を作製した。
さらに、上記の試料１７を構成するガラス基板の表面に円偏光板（（株）サンリッツ製ＢＰＣＴ−ＨＣ５６−２４３ＨＣＳＣ）を配設して、カラーフィルタ基板（試料１８）を作製した。

＜有機ＥＬ表示装置の作製＞
上記のカラーフィルタ基板と対向配置して有機ＥＬ表示装置を作製するためのＥＬ素子側基板として、白色発光光源を備える有機ＥＬ素子側基板を以下の要領で作製した。
まず、基板として、大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板に対して、定法にしたがって薄膜トランジスタ回路を作製した。
この上に、カラーフィルタ基板の各色の着色層に対応するようにアルミニウムからなる下面電極層を形成し、これらの下面電極層の間隙にポリイミドからなる絶縁層（隔壁部）を形成した。次に、絶縁層（隔壁部）の間隙に白色発光の有機ＥＬ素子（正孔注入層、白色発光層、電子注入層の積層構成）を形成し、これらの上に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる上面透明電極層を形成した。この上面透明電極層の上に、酸化珪素からなるガスバリア層を形成し、有機ＥＬ素子側基板を作製した。
このように作製した有機ＥＬ素子側基板と、上述の各カラーフィルタ基板（試料１〜試料１８）とを、図５に示されるように、接着剤（日東電工（株）製ＮＴ−０１ＵＶ）を介して貼り合わせ、有機ＥＬ表示装置（試料１〜試料１８）を作製した。

＜評価＞
（透過効率）
上記の各試料のカラーフィルタ基板全体で透過率を測定し、下記の基準で透過効率を評価して、結果を下記の表１に示した。測定では、透過率（積分球を用いて測定する全光線透過率）を（株）村上色彩技術研究所製のヘーズメーター（ＨＭ−１５０型）を用いて測定し、光吸収層と光散乱機能層を有さないカラーフィルタ基板（試料１７）の透過率を１００として算出した。
（評価基準）
◎ ：透過率が８５〜１００の範囲であり、透過効率が極めて良好
○ ：透過率が４１〜８５未満の範囲であり、実用に供し得る
× ：透過率が４１未満であり、実用に供し得ない

（外光正反射光の防止性）
上記の各有機ＥＬ表示装置のカラーフィルタ基板に対して、入射角４５°で光源（キセノンランプ）から光照射を行い、変角光度計（（株）村上色彩技術研究所製ＧＣＭＳ−１１）を用いて変角反射分光測定（変角０度）を行い、光吸収層と光散乱機能層を有さないカラーフィルタ基板（試料１７）の反射強度を１００として算出し、下記の基準で外光正反射光の防止性を評価して、結果を下記の表１に示した。
（評価基準）
◎ ：反射強度が３３以下であり、極めて良好
○ ：反射強度が３３より大きく７０以下の範囲であり、実用に供し得る
× ：反射強度が７０より大きく、実用に供し得ない

（明室下での視認性）
上記の各有機ＥＬ表示装置を消灯した状態で、標準光源（６５００ｋの蛍光灯）下における黒の閉まり具合を目視にて評価した。本評価は、後方散乱の防止性を判断するものであり、下記基準で評価して、結果を下記の表１に示した。
（評価基準）
○ ：黒く沈んでみえる場合
× ：白くにごって見え、黒く沈んでみえない場合

（色シフトの防止性）
上記の各有機ＥＬ表示装置において、上面透明電極層と下面電極層に直流８．５Ｖの電圧を１０ｍＡ／ｃｍ²の一定電流密度で印加して連続駆動させることにより、上面透明電極層と下面電極層とが交差する所望の部位の白色発光層を発光させた。有機ＥＬ表示装置の任意の領域に関して分光放射輝度計（（株）トプコン製ＳＲ−２）にて基板正面と４５°傾斜させた場合の色ずれ（ＣＩＥ色度座標でのΔｘｙ）について評価を行った。Δｘｙは、全色点灯時の基板正面でのWhite座標（ｘ１，ｙ１）に対し、基板正面に対して４５°傾斜させた場合のWhite座標（ｘ２，ｙ２）から、下記式により算出される。
Δｘｙ＝［(ｘ１−ｘ２)²＋(ｙ１−ｙ２)²］／２
ここでは、透過光の分光特性の測定結果から計算により得られたＪＩＳＺ８７０１のＸＹＺ表色系での色座標（ｘ、ｙ）を測定し、下記の基準で色シフトの防止性を評価して、結果を下記の表１に示した。
（評価基準）
○ ： Δｘｙの値が０．０２５以下である場合
× ： Δｘｙの値が０．０２５より大きい場合

表１で＊印を付した試料は比較例を示す。

［実施例２］
＜カラーフィルタ基板の作製＞
実施例１と同様にして、ガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）上に遮光部、着色層を形成した。
次に、実施例１の試料１と同様の光吸収層用のネガ型感光性樹脂組成物を使用し、着色層を被覆するようにスピンコート法により塗布し、プリベイクを行い、その後、所定のフォトマスクを介して露光し、現像、ポストベイクを行って、着色層全体を被覆するように光吸収層（厚み１．０μｍ）を形成した。
また、実施例１の試料１と同様の光散乱機能層用のネガ型感光性樹脂組成物を使用し、光吸収層を被覆するようにスピンコート法により塗布し、プリベイクを行い、その後、所定のフォトマスクを介して露光し、現像を行って、光吸収層上に光散乱機能層（厚み２．０μｍ）を形成した。

次いで、実施例１と同様にして、光吸収層と光散乱機能層とを覆うように平坦化層を形成した。
上記の操作により、カラーフィルタ基板（試料Ａ）を作製した。
また、光吸収層を形成しない他は、上記と同様にして、カラーフィルタ基板（試料Ｂ）を作製した。
＜有機ＥＬ表示装置の作製＞
上記のカラーフィルタ基板を使用して、実施例１と同様に、有機ＥＬ表示装置を作製した。
＜評価＞
上記の各有機ＥＬ表示装置（試料Ａ、試料Ｂ）について、実施例１と同様に、透過効率、外光正反射光の防止性、明室下での視認性、色シフトの防止性を評価した。その結果、試料Ａは、実施例１における試料１と同様の結果であった。しかし、試料Ｂは、実施例１における試料１４と同様の結果であり、実用に供し得ないものであった。

［実施例３］
＜カラーフィルタ基板の作製＞
実施例１と同様にして、ガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）上に遮光部、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層を形成し、白色着色層を形成する領域は未形成のままとした。
次に、実施例１の試料１と同様の光吸収層用のネガ型感光性樹脂組成物を使用し、着色層を被覆するようにスピンコート法により塗布し、プリベイクを行い、その後、所定のフォトマスクを介して露光し、現像、ポストベイクを行って、白色着色層を形成する領域にのみ光吸収層（厚み１．０μｍ）を形成した。
次いで、実施例１の試料１と同様の光散乱機能層用のネガ型感光性樹脂組成物を使用し、着色層を被覆するようにスピンコート法により塗布し、プリベイクを行い、その後、所定のフォトマスクを介して露光し、現像、ポストベイクを行って、白色着色層を形成する領域に位置する光吸収層上にのみ光散乱機能層（厚み２．０μｍ）を形成した。これにより、光吸収層と光散乱機能層からなる白色着色層を形成とした（図４参照）。

次いで、実施例１と同様にして、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層、および、光吸収層と光散乱機能層からなる白色着色層を有する着色層を覆うように平坦化層を形成した。
上記の操作により、カラーフィルタ基板を作製した。
＜有機ＥＬ表示装置の作製＞
上記のカラーフィルタ基板を使用して、実施例１と同様に、有機ＥＬ表示装置を作製した。
＜評価＞
上記の有機ＥＬ表示装置について、実施例１と同様に、透過効率、外光正反射光の防止性、明室下での視認性、色シフトの防止性を評価した。その結果、実施例１における試料１と同様の結果であった。

種々のフラットディスプレイを含む電子産業で幅広く利用可能である。

１，１′，１″，１Ａ…カラーフィルタ基板
２…透明基板
３…着色層
３Ｒ…赤色着色層
３Ｇ…緑色着色層
３Ｂ…青色着色層
３Ｗ…白色着色層
４…遮光層
５…光吸収層
６…光散乱機能層
１１…エレクトロルミネッセンス表示装置
２１…エレクトロルミネッセンス素子側基板

Claims

透明基板と、該透明基板上に着色層を備えるカラーフィルタ基板において、
前記着色層は、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および白色着色層を有し、
少なくとも白色着色層が位置する領域には、透過率が４５〜９５％の範囲である光吸収層とヘーズ値が１０〜７０の範囲である光散乱機能層とが、前記透明基板側から光吸収層、光散乱機能層の順となるように存在し、前記光散乱機能層は樹脂中に微粒子を含有することを特徴とするカラーフィルタ基板。
透明基板と、該透明基板上に着色層を備えるカラーフィルタ基板において、
前記着色層は、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層および白色着色層を有し、
前記白色着色層は光吸収層、光散乱機能層からなり、前記透明基板側から光吸収層、光散乱機能層の順となるように存在し、前記光吸収層は透過率が４５〜９５％の範囲であり、前記光散乱機能層は樹脂中に微粒子を含有し、ヘーズ値が１０〜７０の範囲であることを特徴とするカラーフィルタ基板。
前記光吸収層および前記光散乱機能層は、赤色着色層、緑色着色層、青色着色層が位置する領域にも存在することを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタ基板。
前記光吸収層は樹脂中に色材を含有してなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
前記色材は少なくともカーボンブラックを含むことを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタ基板。
前記光散乱機能層が含有する前記微粒子の平均粒子径は０．８〜７μｍの範囲であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のカラーフィルタ基板。
カラーフィルタ基板とエレクトロルミネッセンス素子側基板とを備え、前記カラーフィルタ基板は請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のカラーフィルタ基板であることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。