JP2004022518A - 色変換方式カラーディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【課題】低消費電力で視認性の高い色変換方式カラーディスプレイを提供すること。
【解決手段】色変換フィルタ（１０３、１０４、１０５）の上面には可視光を吸収する光吸収層１０６を、側面には透明電極１０７を設けた。この透明電極１０７と金属電極１０９との間に有機ＥＬ素子１０８を配置し、有機ＥＬ素子１０８からの光が色変換フィルタへと側面から入射する一方、色変換フィルタに外部から入射してきた光を光吸収層１０６で吸収させることで金属電極１０９からの反射を防止するように構成した。
【選択図】 図１
【解決手段】色変換フィルタ（１０３、１０４、１０５）の上面には可視光を吸収する光吸収層１０６を、側面には透明電極１０７を設けた。この透明電極１０７と金属電極１０９との間に有機ＥＬ素子１０８を配置し、有機ＥＬ素子１０８からの光が色変換フィルタへと側面から入射する一方、色変換フィルタに外部から入射してきた光を光吸収層１０６で吸収させることで金属電極１０９からの反射を防止するように構成した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は色変換方式カラーディスプレイに関し、より詳細には、低消費電力で視認性の高い色変換方式カラーディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
色変換方式カラーディスプレイには有機発光素子が備えられており、その発光部の電極には電気抵抗を低く抑えるために金属材料が使用されている。このような金属材料は一般に高い光反射率を有しているため、従来の色変換方式カラーディスプレイでは、色変換フィルタの上面に配置されている発光部の金属電極がディスプレイを通して見えてしまい視認性が低下するという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決する方法として、パネル表面に円偏向フィルタを設けたり、あるいは、発光部の電極に光反射率の低い部材を使用する方法（特開平１１−１７６５８０号公報、特開２０００−０１２２３６号公報等）などが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パネル表面に円偏光フィルタを設ける方法では、円偏向フィルタの可視光の透過率が５０％程度と低いためにパネルの消費電力を著しく増大させてしまうことに加え、画像表示に必要充分な輝度を得るためにはより高い輝度が必要とされて有機発光素子の駆動寿命が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
また、発光部の電極を光反射率の低い部材で構成する方法では、低光反射率の部材の電気抵抗率は一般に金属電極の電気抵抗率に比較して高いことからパネルの消費電力を増大させてしまう。さらに、パネル内部から外部へと取り出される光の中には、電極部で一度反射した後にパネルの外部へ取り出される光も含まれているため、電極部の光反射率が低いとこのような反射光成分が外部へ取り出され難くなってしまい、ディスプレイの外部光取出効率を低下させてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、パネル性能を低下させることなく低消費電力と高視認性を可能とする色変換方式カラーディスプレイを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板上に、金属電極と透明電極との間に電気的に接続された発光部と当該発光部からの光を波長変換するための色変換フィルタとを備える色変換方式カラーディスプレイであって、前記色変換フィルタの前記基板側の主面とは反対側の主面上に可視光を吸収する光吸収層を備え、前記発光部からの光が、前記色変換フィルタの側面から当該色変換フィルタへと導かれるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、基板上に、金属電極と透明電極との間に電気的に接続された発光部と当該発光部からの光を波長変換するための色変換フィルタとを備える色変換方式カラーディスプレイであって、前記透明電極が、少なくとも前記色変換フィルタの側面に設けられており、前記色変換フィルタの前記基板側の主面とは反対側の主面上に可視光を吸収する光吸収層を備え、前記発光部からの光が、前記色変換フィルタの側面から当該色変換フィルタへと導かれるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の色変換方式カラーディスプレイにおいて、前記透明電極が、前記光吸収層を被覆するように設けられており、当該透明電極の前記光吸収層の被覆部分に、前記透明電極に比して抵抗率の低い補助電極が当該透明電極に電気的に接続して備えられていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の色変換方式カラーディスプレイにおいて、前記透明電極が、前記光吸収層を被覆するように設けられており、当該透明電極の前記光吸収層の被覆部分と前記発光部との間に電気絶縁層を備えていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の色変換方式カラーディスプレイにおいて、前記発光部が、有機ＥＬ素子であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の色変換方式カラーディスプレイの第１の構成例を説明するための図で、この色変換方式カラーディスプレイは、ガラス等の発光部からの光に対して透明な基板１０１上に形成されたストライプ状のパターンを有するブラックマトリクス１０２の開口部に、赤色変換フィルタ１０３、緑色変換フィルタ１０４、および、青色変換フィルタ１０５が備えられている。
【００１４】
これら赤色変換フィルタ１０３、緑色変換フィルタ１０４、および、青色変換フィルタ１０５の基板１０１と反対側の各々の面には光吸収層１０６が設けられ、さらに、各々の色変換フィルタ１０３、１０４、１０５の側面には透明電極１０７が形成されている。
【００１５】
ブラックマトリクス１０２、光吸収層１０６、および、透明電極１０７の上には、発光部として、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、および、電子注入層を順次成膜して構成された有機ＥＬ層１０８が設けられており、この発光部（有機ＥＬ層１０８）の上には、ストライプ状のパターンを有する金属電極１０９が設けられている。なお、色変換フィルタの側面には、有機ＥＬ層１０８と透明電極１０７との間の短絡の原因となる色変換フィルタ側面の凹凸を平滑化する目的で、図示しない表面平滑層が設けられている。
【００１６】
すなわち、この図に示した色変換方式カラーディスプレイでは、発光部である有機ＥＬ層１０８が色変換フィルタ（１０３、１０４、１０５）の上面のみならず側面にも設けられており、有機ＥＬ層１０８で生成されて色変換フィルタへと向かう光のうち、色変換フィルタの上面側から色変換フィルタへと向かう光成分は色変換フィルタ上面に設けられた光吸収層１０６によって吸収され色変換フィルタの内部へは入射しない一方、色変換フィルタの側面側から色変換フィルタへと向かう光成分は色変換フィルタの内部へと導かれるように構成されるとともに、色変換フィルタに外部から（図１の下側から）入射してきた光（外部光）が光吸収層１０６で吸収されて金属電極１０９にまで到達することがなくなり、外部光が金属電極１０９で反射して視認性を低下させるという従来の色変換方式カラーフィルタの問題点を克服する工夫がなされている。なお、図１では透明電極１０７を色変換フィルタの側面に設ける構成として説明したが、透明電極１０７の配置はこれに限定されるものではない。
【００１７】
色変換フィルタ１０３、１０４、１０５に用いられる蛍光色変換膜に含有される有機蛍光色素としては、発光部からの近紫外領域〜可視領域の光（特に青色〜青緑色領域の光）を吸収してこれとは波長の異なる可視光を発するものであれば特に制限はないが、好ましくは、少なくとも赤色領域の蛍光を発する１種類以上の蛍光色素が用いられ、緑色領域の蛍光を発する１種類以上の蛍光色素と組み合わせることとしてもよい。
【００１８】
一般に、有機発光素子としては青色〜青緑色領域の光を発光する素子が入手しやすい。従って、青色領域の光に関しては、このような発光素子の光を単に青色フィルタに通すことで充分な強度を得ることが可能である。
【００１９】
一方、このような有機発光素子から得られる光に含まれる赤色領域の光強度は元々弱いため、素子から得られる光を単に赤色フィルタに通すことで赤色領域の光に変換しようとすると極めて暗い光となってしまう。したがって、赤色領域の光は、素子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で充分な光強度を得ることが必要となる。
【００２０】
また、有機発光素子の発光スペクトルに含まれる緑色領域の光は、緑色フィルタを透過させた後の強度が充分強い場合があり、その様な場合には素子からの光を単に緑色フィルタを通すことで緑色領域の光に変換させることとしてもよく、あるいは、素子からの光を蛍光色素によって緑色領域の光に変換させて出力させるようにしてもよい。
【００２１】
なお、これらの蛍光色素は単独で用いてもよいが、例えば、これらの蛍光色素を、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、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂またはこれらの樹脂の混合物に予め練り込んで顔料化した蛍光顔料として用いてもよい。
【００２２】
また、これらの蛍光色素や蛍光顔料（本明細書においてはこれらを総称して「有機蛍光色素」という）は単独で用いてもよく、蛍光の色相を調整するために２種以上の有機蛍光色素を組み合わせて用いることとしてもよい。
【００２３】
さらに、このような有機蛍光色素は、蛍光色変換膜の重量に対する含有量が０．０１重量％未満の場合は充分な波長変換機能を発揮することができず、一方、５重量％を越える場合は濃度消光等の効果により色変換効率の低下をもたらす。従って、蛍光色変換膜中の有機蛍光色素は、０．０１〜５重量％、より好ましくは、０．１〜２重量％で含有されるように調整される。
【００２４】
蛍光色変換膜に用いられるマトリクス樹脂は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を、光照射処理および／または熱処理することによりラジカル種やイオン種を発生させることで重合または架橋させて不溶不融化させたものである。なお、これらの光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、蛍光色変換膜のパターニングを実行する都合上、硬化前で有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが望ましい。
【００２５】
なお、本明細書において「色変換フィルタ」という用語は、いわゆるカラーフィルタ（色変換フィルタ）を意味することはもちろん、「色変換」を可能とする蛍光色素層そのものまたはカラーフィルタと蛍光色素層との積層体をも意味するものとして用いている。
【００２６】
光吸収層１０６の材料としては、発光部からの光に対する吸収係数が大きく、発光部および色変換フィルタの特性を劣化させないものであれば特に制限はないが、例えば、液晶ディスプレイのカラーフィルタに用いられているブラックマトリクス材料は、可視光の吸収性に優れており、光吸収層１０６の材料として好ましい。
【００２７】
なお、このようなブラックマトリクス材料としては、クロム膜（酸化クロム／クロム積層）中に顔料を分散させたものや、フォトレジスト中に顔料を分散させたものが実用化されている。光吸収層１０６用のブラックマトリクス材料としてはこれらのうちの何れを用いても視認性を向上させる効果が得られるが、特に、クロム膜（酸化クロム／クロム積層）中に顔料を分散させたものは、クロム膜が電気伝導性を有するために透明電極１０７の補助電極としての機能を併せもたせることが可能であるという利点がある。
【００２８】
一方、フォトレジスト中に顔料を分散させたものは、その可視光の反射率が１０％以下でありクロム膜の反射率（数１０％）に比較して低いことに加え、クロム膜はその上面にレジストパターンを形成した後にエッチング工程を経て形成する必要があるのに対しフォトリソグラフ法によるパターン形成が可能であるという利点がある。
【００２９】
表面平滑層は、発光部および色変換フィルタヘ悪影響を与えないものであればよく、例えば、無機酸化物やフォトレジストなどが挙げられる。なお、表面平滑層の構成は単層でも積層でもよい。
【００３０】
また、発光部が水分やアルカリ等に弱い場合には、この表面平滑層に水分やアルカリ等に対するバリア性を付加することにより、パネルの信頼性が向上する。このような材料としては、例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＺｎＯｘ等の無機酸化物や無機窒化物等が利用可能である。なお、表面平滑層の形成方法としては特に制約はなく、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、ディップ法等の一般的な成膜手法が用いられる。
【００３１】
以下に、図１に示した本発明の色変換方式カラーディスプレイの作成手順の例を説明する。先ず、ガラス製の基板１０１上にブラックマスク塗液（ＣＫ８４００Ｌ：富士フィルムＡＲＣＨ製）をスピンコート法で全面塗布し、８０℃で加熱乾燥させた後、フォトリソグラフ法によって、ピッチ１００μｍ、ギャップ４０μｍのストライプ状のパターンを得る。
【００３２】
このようにして形成したブラックマトリクス１０２の開口部に赤、緑、青の各色変換フィルタ１０３、１０４、１０５を形成する。具体的には、青色変換フィルタ１０５は、透明性光重合性樹脂（新日鉄化学（株）製の２５９ＰＡＰ５）の固形分１００重量部に対して青色染料として下記の構造式で表記される色素を２重量部添加し、更に、第２の色素（Ｌａｍｂｄａ Ｐｈｙｓｉｋ社製のＨＤＩＴＣＩ）を１重量部添加したものを塗液とし、これを基板１０１上にスピンコート法により塗膜して８０℃にて加熱乾燥させた後、フォトリソグラフ法により、膜厚２０μｍ、ピッチ３００μｍ、ギャップ２５０μｍのストライプ状のパターンを得る。
【００３３】
【化１】
【００３４】
次に、緑色変換フィルタ１０４は、蛍光色素としてクマリン６（０．７重量部）を溶剤のプロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解させ、光重合性樹脂の「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」（商品名：新日鉄化成工業株式会社）１００重量部を加えて溶解させて塗布液とし、この塗布溶液を青色変換フィルタ１０５形成済の基板１０１上にスピンコート法で塗布した後にフォトリソグラフ法によりパターニングを実行して、膜厚２０μｍ、ピッチ３００μｍ、ギャップ２５０μｍのストライプ状のパターンを得る。
【００３５】
さらに、赤色変換フィルタ１０３の形成は、蛍光色素としてクマリン６（０．６重量部）、ローダミン６Ｇ（０．３重量部）、ベーシックバイオレット１１（０．３重量部）を溶剤のプロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解させ、光重合性樹脂の「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」（商品名：新日鉄化成工業株式会社製）１００重量部を加えて溶解させて塗布液を得る。この塗布溶液を青色および緑色変換フィルタ１０４、１０５形成済の基板１０１上にスピンコート法で塗布し、フォトリソグラフ法によりパターニングを実行して、膜厚２０μｍ、ピッチ３００μｍ、ギャップ２５０μｍのストライプ状のパターンを得る。
【００３６】
このようにして色変換フィルタを作成した後に、光吸収層塗液（ＣＫ８４００Ｌ：富士フィルムＡＲＣＨ製）をスピンコート法にて基板１０１の全面に塗布して８０℃にて加熱乾燥後、フォトリソグラフ法により各色変換フィルタの表面上に光吸収層１０６を形成し、さらに、シリコン系のハードコート剤（ＫＰ８５４：信越化学工業製）をスピンコート法で塗布し、その後オーブン中で１３０℃のベーキングを施して０．５μｍの表面平滑層を形成する。
【００３７】
これに続いて、スパッタ法でＩＴＯを全面に成膜し、このＩＴＯ上にレジスト剤「ＯＦＰＲ−８００」（商品名：東京応化製）を塗布してフォトリソグラフ法でパターニングを行い、各色変換フィルタの側面に膜厚２００ｎｍの透明電極１０７を形成する。
【００３８】
最後に、透明電極１０７を形成した基板１０１を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、真空槽内の圧力を１×１０−４Ｐａまで減圧した状態で、正孔注入層（銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）：１００ｎｍ）、正孔輸送層（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）：２０ｎｍ）、有機発光層（４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）：３０ｎｍ）、電子注入層（アルミキレート（Ａｌｑ）：２０ｎｍ）を順次成膜して有機ＥＬ層１０８を形成し、さらに、ＩＴＯの透明電極１０７のラインと垂直な方向に、幅０．３０ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍギャップ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の重量比率）層からなる金属電極１０９を形成した。なお、これら有機ＥＬ層１０８と金属電極１０９とは、同一の抵抗加熱蒸着装置内で真空を破ることなく形成される。
【００３９】
このようにして得られた有機発光素子を、乾燥窒素雰囲気（酸素および水分濃度ともに１０ｐｐｍ以下）に置換したグローブボックス内で封止ガラス内にＵＶ硬化接着剤で封止してディスプレイとする。
【００４０】
図２は、本発明の色変換方式カラーディスプレイの第２の構成例を説明するための図で、この色変換方式カラーディスプレイは、ガラス等の基板２０１上に形成されたストライプ状のパターンを有するブラックマトリクス２０２の開口部に、赤色変換フィルタ２０３、緑色変換フィルタ２０４、および、青色変換フィルタ２０５が備えられている。
【００４１】
これら赤色変換フィルタ２０３、緑色変換フィルタ２０４、および、青色変換フィルタ２０５の基板２０１と反対側の各々の面には光吸収層２０６が設けられ、さらに、各々の色変換フィルタ２０３、２０４、２０５の側面および光吸収層２０６の表面には透明電極２０７が形成され、透明電極２０７の基板２０１とは反対側の面上には電気絶縁層２１０が設けられている。
【００４２】
ブラックマトリクス２０２および電気絶縁層２１０の上面および透明電極２０７の側面には、発光部として、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、および、電子注入層を順次成膜して構成された有機ＥＬ層２０８が設けられており、この発光部（有機ＥＬ層２０８）の上には、ストライプ状のパターンを有する金属電極２０９が設けられている。なお、色変換フィルタの側面には、有機ＥＬ層２０８と透明電極２０７との間の短絡の原因となる色変換フィルタ側面の凹凸を平滑化する目的で、図示しない表面平滑層が設けられている。
【００４３】
図２に示す構造の色変換方式カラーディスプレイおいて電気絶縁層２１０が設けられていない場合には、有機ＥＬ層２０８は、色変換フィルタ２０３、２０４、２０５の側面だけではなく光吸収層２０６の上面でも発光してしまうが、光吸収層２０６の上面での発光は色変換フィルタへは到達できないために有効に利用することができず、単にパネルの消費電力を増大させる原因となる。従って、この色変換方式カラーディスプレイでは、透明電極２０７と金属電極２０９との間に電気絶縁層２１０を設けて光吸収層２０６の上面では有機ＥＬ層２０８が発光しないようにすることで、有機ＥＬ層２０８の消費電力を低く抑える工夫がなされている。
【００４４】
このような電気絶縁層２１０の材料としては、発光部である有機ＥＬ層２０８の駆動電圧に対して充分な絶縁耐圧を有し、かつ、発光部および色変換フィルタヘ悪影響を与えないものであればよく、例えば、無機酸化膜やフォトレジスト等が適当である。特に、フォトレジストは、フォトリソグラフ法による微細な形状加工が容易なので好ましい。
【００４５】
図２に示す構成の色変換方式カラーディスプレイは、ブラックマトリクス層２０２から表面平滑層までは図１に示した第１の構成例と同様の条件で形成可能であり、さらに、スパッタ法によりＩＴＯを全面に成膜した後、レジスト剤「ＯＦＰＲ−８００」（商品名：東京応化製）を塗布してフォトリソグラフ法でパターニングを行い、各色変換フィルターの上面および側面に２００ｎｍの膜厚の透明電極２０７を形成し、透明電極２０７を形成した基板２０１上にフォトレジスト「ＪＮＰＣ−４８」（商品名：ＪＳＲ製）をスピンコート法にて全面塗布した後、フォトリソグラフ法でパターニングを行い透明電極２０７の上部に厚み１．０μｍの電気絶縁層２１０を形成する。
【００４６】
なお、有機ＥＬ層２０８および金属電極２０９は第１の構成例と同様にして形成可能である。
【００４７】
図３は、本発明の色変換方式カラーディスプレイの第３の構成例を説明するための図で、この色変換方式カラーディスプレイは、ガラス等の基板３０１上に形成されたストライプ状のパターンを有するブラックマトリクス３０２の開口部に、赤色変換フィルタ３０３、緑色変換フィルタ３０４、および、青色変換フィルタ３０５が備えられている。
【００４８】
これら赤色変換フィルタ３０３、緑色変換フィルタ３０４、および、青色変換フィルタ３０５の基板３０１と反対側の各々の面には光吸収層３０６が設けられ、この光吸収層３０６の上面には透明電極３０７に比較して電気抵抗率の低い補助電極３１１が設けられている。
【００４９】
また、各々の色変換フィルタ３０３、３０４、３０５の側面および補助電極３１１の表面には透明電極３０７が形成され、透明電極３０７の基板３０１とは反対側の面上には電気絶縁層３１０が設けられている。
【００５０】
さらに、ブラックマトリクス３０２および電気絶縁層３１０の上面および透明電極３０７の側面には、発光部として、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、および、電子注入層を順次成膜して構成された有機ＥＬ層３０８が設けられており、この発光部（有機ＥＬ層３０８）の上には、ストライプ状のパターンを有する金属電極３０９が設けられている。なお、色変換フィルタの側面には、有機ＥＬ層３０８と透明電極３０７との間の短絡の原因となる色変換フィルタ側面の凹凸を平滑化する目的で、図示しない表面平滑層が設けられている。
【００５１】
すなわち、この色変換方式カラーディスプレイでは、色変換フィルタの上面に、光透過性である透明電極３０７に比較して電気抵抗率の低い補助電極３１１を設けることにより配線抵抗を低減してパネルの消費電力を低く抑えることを可能としている。なお、補助電極３１１の材料としては、透明電極３０７に比較して電気抵抗が低く、かつ、所望の形状にパターニング可能な材料であればよく、金属全般の利用が可能である。
【００５２】
また、図３では、補助電極３１１を透明電極３０７と光吸収層３０６の間に設ける構成として説明したが、補助電極３１１は透明電極３０７に電気的に接続して配置される構成であればよく、光吸収層３０７の上を透明電極３０７が直接被覆するようにし、この透明電極３０７の光吸収層３０６被覆部分の表面上に補助電極３１１を設ける構成としてもよい。ただし、透明電極３０７上に補助電極３１１を設ける構成とする場合には、電極間に電流が、補助電極３１１と陰極である金属電極３０９との間に優先的に流れてしまうことを防止するために、補助電極３１１と陰極との間に電気絶縁層を設けることが好ましい。
【００５３】
このような補助電極３１１は、スパッタ法により基板３０１全面ヘ膜厚１００ｎｍのＭｏ膜を成膜後、フォトリソグラフ法にてパターニングを行い、光吸収層３０６上部に、ピッチ１００μｍ、ギャップ６０μｍで形成する。なお、ブラックマトリクス３０１から表面平滑層までは第１の構成例と同様にして形成が可能であり、また、透明電極３０７から金属電極３０９までは第２の構成例と同様の形成が可能である。
【００５４】
（比較例）
図４は、本発明の色変換方式カラーディスプレイの特性を評価するために用いた色変換方式カラーディスプレイの構成を説明するための図で、この色変換方式カラーディスプレイは、ガラス等の基板４０１上に形成されたストライプ状のパターンを有するブラックマトリクス４０２の開口部に、赤色変換フィルタ４０３、緑色変換フィルタ４０４、および、青色変換フィルタ４０５が備えられている。
【００５５】
これら赤色変換フィルタ４０３、緑色変換フィルタ４０４、および、青色変換フィルタ４０５の基板４０１と反対側の各々の面には透明電極４０６が形成され、ブラックマトリクス４０２および透明電極４０６の上には、発光部として、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、および、電子注入層を順次成膜して構成された有機ＥＬ層４０７が設けられ、この発光部（有機ＥＬ層４０７）の上には、ストライプ状のパターンを有する金属電極４０８が設けられている。なお、色変換フィルタの側面には、有機ＥＬ層４０７と透明電極４０６との間の短絡の原因となる色変換フィルタ側面の凹凸を平滑化する目的で、図示しない表面平滑層が設けられている。
【００５６】
この色変換方式カラーディスプレイは、透明電極４０６以外は第１の構成例と同様の形成が可能であり、透明電極４０６は、スパッタ法でＩＴＯを全面に成膜し、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、フォトリソグラフ法でパターニングを行い、各色変換フィルタの上面に、膜厚２００ｎｍ、ピッチ１００μｍ、ギャップ６０μｍで形成した。
【００５７】
表１は、第１〜３の構成例の本発明の色変換方式カラーディスプレイおよび図４に示した構成の比較用の色変換方式カラーディスプレイの特性を纏めたものである。
【００５８】
【表１】
【００５９】
先ず、パネル消費電力を比較すると、本発明の色変換方式カラーディスプレイの消費電力は、比較用の色変換方式カラーディスプレイの消費電力を１．０として、同等もしくはそれ以下の消費電力であることがわかる。
【００６０】
また、ディスプレイ面に対し蛍光灯の光（１０００ｌｘ）を斜め４５度から照射させた条件でパネルコントラストを比較した結果では、本発明の色変換方式カラーディスプレイのコントラストは、比較用の色変換方式カラーディスプレイのコントラストを１．０として３倍程度の値を示しており大幅なコントラストの向上が図られていることがわかる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の色変換方式カラーディスプレイでは、発光部からの光が、その側面から色変換フィルタへと入射する一方、色変換フィルタに外部から入射してきた光を光吸収層で吸収させることで金属電極からの反射を防止するように構成したので、低消費電力で視認性の高い色変換方式カラーディスプレイを提供することが可能となる。
【００６２】
このような色変換方式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、電子式卓上計算機、電話機、携帯端末機並びに産業用の計器類等の表示用のカラーフィルタを備える有機多色発光ディスプレイとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の色変換方式カラーディスプレイの第１の構成例を説明するための図である。
【図２】本発明の色変換方式カラーディスプレイの第２の構成例を説明するための図である。
【図３】本発明の色変換方式カラーディスプレイの第３の構成例を説明するための図である。
【図４】本発明の色変換方式カラーディスプレイの特性を評価するために用いた色変換方式カラーディスプレイの構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１、２０１、３０１、４０１ 基板
１０２、２０２、３０２、４０２ ブラックマトリクス
１０３、２０３、３０３、４０３ 赤色変換フィルタ
１０４、２０４、３０４、４０４ 緑色変換フィルタ
１０５、２０５、３０５、４０５ 青色変換フィルタ
１０６、２０６、３０６ 光吸収層
１０７、２０７、３０７、４０６ 透明電極
１０８、２０８、３０８、４０７ 有機ＥＬ層
１０９、２０９、３０９、４０８ 金属電極
２１０、３１０ 電気絶縁層
３１１ 補助電極
【発明の属する技術分野】
本発明は色変換方式カラーディスプレイに関し、より詳細には、低消費電力で視認性の高い色変換方式カラーディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
色変換方式カラーディスプレイには有機発光素子が備えられており、その発光部の電極には電気抵抗を低く抑えるために金属材料が使用されている。このような金属材料は一般に高い光反射率を有しているため、従来の色変換方式カラーディスプレイでは、色変換フィルタの上面に配置されている発光部の金属電極がディスプレイを通して見えてしまい視認性が低下するという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決する方法として、パネル表面に円偏向フィルタを設けたり、あるいは、発光部の電極に光反射率の低い部材を使用する方法（特開平１１−１７６５８０号公報、特開２０００−０１２２３６号公報等）などが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パネル表面に円偏光フィルタを設ける方法では、円偏向フィルタの可視光の透過率が５０％程度と低いためにパネルの消費電力を著しく増大させてしまうことに加え、画像表示に必要充分な輝度を得るためにはより高い輝度が必要とされて有機発光素子の駆動寿命が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
また、発光部の電極を光反射率の低い部材で構成する方法では、低光反射率の部材の電気抵抗率は一般に金属電極の電気抵抗率に比較して高いことからパネルの消費電力を増大させてしまう。さらに、パネル内部から外部へと取り出される光の中には、電極部で一度反射した後にパネルの外部へ取り出される光も含まれているため、電極部の光反射率が低いとこのような反射光成分が外部へ取り出され難くなってしまい、ディスプレイの外部光取出効率を低下させてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、パネル性能を低下させることなく低消費電力と高視認性を可能とする色変換方式カラーディスプレイを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板上に、金属電極と透明電極との間に電気的に接続された発光部と当該発光部からの光を波長変換するための色変換フィルタとを備える色変換方式カラーディスプレイであって、前記色変換フィルタの前記基板側の主面とは反対側の主面上に可視光を吸収する光吸収層を備え、前記発光部からの光が、前記色変換フィルタの側面から当該色変換フィルタへと導かれるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、基板上に、金属電極と透明電極との間に電気的に接続された発光部と当該発光部からの光を波長変換するための色変換フィルタとを備える色変換方式カラーディスプレイであって、前記透明電極が、少なくとも前記色変換フィルタの側面に設けられており、前記色変換フィルタの前記基板側の主面とは反対側の主面上に可視光を吸収する光吸収層を備え、前記発光部からの光が、前記色変換フィルタの側面から当該色変換フィルタへと導かれるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の色変換方式カラーディスプレイにおいて、前記透明電極が、前記光吸収層を被覆するように設けられており、当該透明電極の前記光吸収層の被覆部分に、前記透明電極に比して抵抗率の低い補助電極が当該透明電極に電気的に接続して備えられていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の色変換方式カラーディスプレイにおいて、前記透明電極が、前記光吸収層を被覆するように設けられており、当該透明電極の前記光吸収層の被覆部分と前記発光部との間に電気絶縁層を備えていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の色変換方式カラーディスプレイにおいて、前記発光部が、有機ＥＬ素子であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の色変換方式カラーディスプレイの第１の構成例を説明するための図で、この色変換方式カラーディスプレイは、ガラス等の発光部からの光に対して透明な基板１０１上に形成されたストライプ状のパターンを有するブラックマトリクス１０２の開口部に、赤色変換フィルタ１０３、緑色変換フィルタ１０４、および、青色変換フィルタ１０５が備えられている。
【００１４】
これら赤色変換フィルタ１０３、緑色変換フィルタ１０４、および、青色変換フィルタ１０５の基板１０１と反対側の各々の面には光吸収層１０６が設けられ、さらに、各々の色変換フィルタ１０３、１０４、１０５の側面には透明電極１０７が形成されている。
【００１５】
ブラックマトリクス１０２、光吸収層１０６、および、透明電極１０７の上には、発光部として、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、および、電子注入層を順次成膜して構成された有機ＥＬ層１０８が設けられており、この発光部（有機ＥＬ層１０８）の上には、ストライプ状のパターンを有する金属電極１０９が設けられている。なお、色変換フィルタの側面には、有機ＥＬ層１０８と透明電極１０７との間の短絡の原因となる色変換フィルタ側面の凹凸を平滑化する目的で、図示しない表面平滑層が設けられている。
【００１６】
すなわち、この図に示した色変換方式カラーディスプレイでは、発光部である有機ＥＬ層１０８が色変換フィルタ（１０３、１０４、１０５）の上面のみならず側面にも設けられており、有機ＥＬ層１０８で生成されて色変換フィルタへと向かう光のうち、色変換フィルタの上面側から色変換フィルタへと向かう光成分は色変換フィルタ上面に設けられた光吸収層１０６によって吸収され色変換フィルタの内部へは入射しない一方、色変換フィルタの側面側から色変換フィルタへと向かう光成分は色変換フィルタの内部へと導かれるように構成されるとともに、色変換フィルタに外部から（図１の下側から）入射してきた光（外部光）が光吸収層１０６で吸収されて金属電極１０９にまで到達することがなくなり、外部光が金属電極１０９で反射して視認性を低下させるという従来の色変換方式カラーフィルタの問題点を克服する工夫がなされている。なお、図１では透明電極１０７を色変換フィルタの側面に設ける構成として説明したが、透明電極１０７の配置はこれに限定されるものではない。
【００１７】
色変換フィルタ１０３、１０４、１０５に用いられる蛍光色変換膜に含有される有機蛍光色素としては、発光部からの近紫外領域〜可視領域の光（特に青色〜青緑色領域の光）を吸収してこれとは波長の異なる可視光を発するものであれば特に制限はないが、好ましくは、少なくとも赤色領域の蛍光を発する１種類以上の蛍光色素が用いられ、緑色領域の蛍光を発する１種類以上の蛍光色素と組み合わせることとしてもよい。
【００１８】
一般に、有機発光素子としては青色〜青緑色領域の光を発光する素子が入手しやすい。従って、青色領域の光に関しては、このような発光素子の光を単に青色フィルタに通すことで充分な強度を得ることが可能である。
【００１９】
一方、このような有機発光素子から得られる光に含まれる赤色領域の光強度は元々弱いため、素子から得られる光を単に赤色フィルタに通すことで赤色領域の光に変換しようとすると極めて暗い光となってしまう。したがって、赤色領域の光は、素子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で充分な光強度を得ることが必要となる。
【００２０】
また、有機発光素子の発光スペクトルに含まれる緑色領域の光は、緑色フィルタを透過させた後の強度が充分強い場合があり、その様な場合には素子からの光を単に緑色フィルタを通すことで緑色領域の光に変換させることとしてもよく、あるいは、素子からの光を蛍光色素によって緑色領域の光に変換させて出力させるようにしてもよい。
【００２１】
なお、これらの蛍光色素は単独で用いてもよいが、例えば、これらの蛍光色素を、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、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂またはこれらの樹脂の混合物に予め練り込んで顔料化した蛍光顔料として用いてもよい。
【００２２】
また、これらの蛍光色素や蛍光顔料（本明細書においてはこれらを総称して「有機蛍光色素」という）は単独で用いてもよく、蛍光の色相を調整するために２種以上の有機蛍光色素を組み合わせて用いることとしてもよい。
【００２３】
さらに、このような有機蛍光色素は、蛍光色変換膜の重量に対する含有量が０．０１重量％未満の場合は充分な波長変換機能を発揮することができず、一方、５重量％を越える場合は濃度消光等の効果により色変換効率の低下をもたらす。従って、蛍光色変換膜中の有機蛍光色素は、０．０１〜５重量％、より好ましくは、０．１〜２重量％で含有されるように調整される。
【００２４】
蛍光色変換膜に用いられるマトリクス樹脂は、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を、光照射処理および／または熱処理することによりラジカル種やイオン種を発生させることで重合または架橋させて不溶不融化させたものである。なお、これらの光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、蛍光色変換膜のパターニングを実行する都合上、硬化前で有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが望ましい。
【００２５】
なお、本明細書において「色変換フィルタ」という用語は、いわゆるカラーフィルタ（色変換フィルタ）を意味することはもちろん、「色変換」を可能とする蛍光色素層そのものまたはカラーフィルタと蛍光色素層との積層体をも意味するものとして用いている。
【００２６】
光吸収層１０６の材料としては、発光部からの光に対する吸収係数が大きく、発光部および色変換フィルタの特性を劣化させないものであれば特に制限はないが、例えば、液晶ディスプレイのカラーフィルタに用いられているブラックマトリクス材料は、可視光の吸収性に優れており、光吸収層１０６の材料として好ましい。
【００２７】
なお、このようなブラックマトリクス材料としては、クロム膜（酸化クロム／クロム積層）中に顔料を分散させたものや、フォトレジスト中に顔料を分散させたものが実用化されている。光吸収層１０６用のブラックマトリクス材料としてはこれらのうちの何れを用いても視認性を向上させる効果が得られるが、特に、クロム膜（酸化クロム／クロム積層）中に顔料を分散させたものは、クロム膜が電気伝導性を有するために透明電極１０７の補助電極としての機能を併せもたせることが可能であるという利点がある。
【００２８】
一方、フォトレジスト中に顔料を分散させたものは、その可視光の反射率が１０％以下でありクロム膜の反射率（数１０％）に比較して低いことに加え、クロム膜はその上面にレジストパターンを形成した後にエッチング工程を経て形成する必要があるのに対しフォトリソグラフ法によるパターン形成が可能であるという利点がある。
【００２９】
表面平滑層は、発光部および色変換フィルタヘ悪影響を与えないものであればよく、例えば、無機酸化物やフォトレジストなどが挙げられる。なお、表面平滑層の構成は単層でも積層でもよい。
【００３０】
また、発光部が水分やアルカリ等に弱い場合には、この表面平滑層に水分やアルカリ等に対するバリア性を付加することにより、パネルの信頼性が向上する。このような材料としては、例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＺｎＯｘ等の無機酸化物や無機窒化物等が利用可能である。なお、表面平滑層の形成方法としては特に制約はなく、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、ディップ法等の一般的な成膜手法が用いられる。
【００３１】
以下に、図１に示した本発明の色変換方式カラーディスプレイの作成手順の例を説明する。先ず、ガラス製の基板１０１上にブラックマスク塗液（ＣＫ８４００Ｌ：富士フィルムＡＲＣＨ製）をスピンコート法で全面塗布し、８０℃で加熱乾燥させた後、フォトリソグラフ法によって、ピッチ１００μｍ、ギャップ４０μｍのストライプ状のパターンを得る。
【００３２】
このようにして形成したブラックマトリクス１０２の開口部に赤、緑、青の各色変換フィルタ１０３、１０４、１０５を形成する。具体的には、青色変換フィルタ１０５は、透明性光重合性樹脂（新日鉄化学（株）製の２５９ＰＡＰ５）の固形分１００重量部に対して青色染料として下記の構造式で表記される色素を２重量部添加し、更に、第２の色素（Ｌａｍｂｄａ Ｐｈｙｓｉｋ社製のＨＤＩＴＣＩ）を１重量部添加したものを塗液とし、これを基板１０１上にスピンコート法により塗膜して８０℃にて加熱乾燥させた後、フォトリソグラフ法により、膜厚２０μｍ、ピッチ３００μｍ、ギャップ２５０μｍのストライプ状のパターンを得る。
【００３３】
【化１】
次に、緑色変換フィルタ１０４は、蛍光色素としてクマリン６（０．７重量部）を溶剤のプロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解させ、光重合性樹脂の「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」（商品名：新日鉄化成工業株式会社）１００重量部を加えて溶解させて塗布液とし、この塗布溶液を青色変換フィルタ１０５形成済の基板１０１上にスピンコート法で塗布した後にフォトリソグラフ法によりパターニングを実行して、膜厚２０μｍ、ピッチ３００μｍ、ギャップ２５０μｍのストライプ状のパターンを得る。
【００３５】
さらに、赤色変換フィルタ１０３の形成は、蛍光色素としてクマリン６（０．６重量部）、ローダミン６Ｇ（０．３重量部）、ベーシックバイオレット１１（０．３重量部）を溶剤のプロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解させ、光重合性樹脂の「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」（商品名：新日鉄化成工業株式会社製）１００重量部を加えて溶解させて塗布液を得る。この塗布溶液を青色および緑色変換フィルタ１０４、１０５形成済の基板１０１上にスピンコート法で塗布し、フォトリソグラフ法によりパターニングを実行して、膜厚２０μｍ、ピッチ３００μｍ、ギャップ２５０μｍのストライプ状のパターンを得る。
【００３６】
このようにして色変換フィルタを作成した後に、光吸収層塗液（ＣＫ８４００Ｌ：富士フィルムＡＲＣＨ製）をスピンコート法にて基板１０１の全面に塗布して８０℃にて加熱乾燥後、フォトリソグラフ法により各色変換フィルタの表面上に光吸収層１０６を形成し、さらに、シリコン系のハードコート剤（ＫＰ８５４：信越化学工業製）をスピンコート法で塗布し、その後オーブン中で１３０℃のベーキングを施して０．５μｍの表面平滑層を形成する。
【００３７】
これに続いて、スパッタ法でＩＴＯを全面に成膜し、このＩＴＯ上にレジスト剤「ＯＦＰＲ−８００」（商品名：東京応化製）を塗布してフォトリソグラフ法でパターニングを行い、各色変換フィルタの側面に膜厚２００ｎｍの透明電極１０７を形成する。
【００３８】
最後に、透明電極１０７を形成した基板１０１を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、真空槽内の圧力を１×１０−４Ｐａまで減圧した状態で、正孔注入層（銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）：１００ｎｍ）、正孔輸送層（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）：２０ｎｍ）、有機発光層（４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）：３０ｎｍ）、電子注入層（アルミキレート（Ａｌｑ）：２０ｎｍ）を順次成膜して有機ＥＬ層１０８を形成し、さらに、ＩＴＯの透明電極１０７のラインと垂直な方向に、幅０．３０ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍギャップ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の重量比率）層からなる金属電極１０９を形成した。なお、これら有機ＥＬ層１０８と金属電極１０９とは、同一の抵抗加熱蒸着装置内で真空を破ることなく形成される。
【００３９】
このようにして得られた有機発光素子を、乾燥窒素雰囲気（酸素および水分濃度ともに１０ｐｐｍ以下）に置換したグローブボックス内で封止ガラス内にＵＶ硬化接着剤で封止してディスプレイとする。
【００４０】
図２は、本発明の色変換方式カラーディスプレイの第２の構成例を説明するための図で、この色変換方式カラーディスプレイは、ガラス等の基板２０１上に形成されたストライプ状のパターンを有するブラックマトリクス２０２の開口部に、赤色変換フィルタ２０３、緑色変換フィルタ２０４、および、青色変換フィルタ２０５が備えられている。
【００４１】
これら赤色変換フィルタ２０３、緑色変換フィルタ２０４、および、青色変換フィルタ２０５の基板２０１と反対側の各々の面には光吸収層２０６が設けられ、さらに、各々の色変換フィルタ２０３、２０４、２０５の側面および光吸収層２０６の表面には透明電極２０７が形成され、透明電極２０７の基板２０１とは反対側の面上には電気絶縁層２１０が設けられている。
【００４２】
ブラックマトリクス２０２および電気絶縁層２１０の上面および透明電極２０７の側面には、発光部として、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、および、電子注入層を順次成膜して構成された有機ＥＬ層２０８が設けられており、この発光部（有機ＥＬ層２０８）の上には、ストライプ状のパターンを有する金属電極２０９が設けられている。なお、色変換フィルタの側面には、有機ＥＬ層２０８と透明電極２０７との間の短絡の原因となる色変換フィルタ側面の凹凸を平滑化する目的で、図示しない表面平滑層が設けられている。
【００４３】
図２に示す構造の色変換方式カラーディスプレイおいて電気絶縁層２１０が設けられていない場合には、有機ＥＬ層２０８は、色変換フィルタ２０３、２０４、２０５の側面だけではなく光吸収層２０６の上面でも発光してしまうが、光吸収層２０６の上面での発光は色変換フィルタへは到達できないために有効に利用することができず、単にパネルの消費電力を増大させる原因となる。従って、この色変換方式カラーディスプレイでは、透明電極２０７と金属電極２０９との間に電気絶縁層２１０を設けて光吸収層２０６の上面では有機ＥＬ層２０８が発光しないようにすることで、有機ＥＬ層２０８の消費電力を低く抑える工夫がなされている。
【００４４】
このような電気絶縁層２１０の材料としては、発光部である有機ＥＬ層２０８の駆動電圧に対して充分な絶縁耐圧を有し、かつ、発光部および色変換フィルタヘ悪影響を与えないものであればよく、例えば、無機酸化膜やフォトレジスト等が適当である。特に、フォトレジストは、フォトリソグラフ法による微細な形状加工が容易なので好ましい。
【００４５】
図２に示す構成の色変換方式カラーディスプレイは、ブラックマトリクス層２０２から表面平滑層までは図１に示した第１の構成例と同様の条件で形成可能であり、さらに、スパッタ法によりＩＴＯを全面に成膜した後、レジスト剤「ＯＦＰＲ−８００」（商品名：東京応化製）を塗布してフォトリソグラフ法でパターニングを行い、各色変換フィルターの上面および側面に２００ｎｍの膜厚の透明電極２０７を形成し、透明電極２０７を形成した基板２０１上にフォトレジスト「ＪＮＰＣ−４８」（商品名：ＪＳＲ製）をスピンコート法にて全面塗布した後、フォトリソグラフ法でパターニングを行い透明電極２０７の上部に厚み１．０μｍの電気絶縁層２１０を形成する。
【００４６】
なお、有機ＥＬ層２０８および金属電極２０９は第１の構成例と同様にして形成可能である。
【００４７】
図３は、本発明の色変換方式カラーディスプレイの第３の構成例を説明するための図で、この色変換方式カラーディスプレイは、ガラス等の基板３０１上に形成されたストライプ状のパターンを有するブラックマトリクス３０２の開口部に、赤色変換フィルタ３０３、緑色変換フィルタ３０４、および、青色変換フィルタ３０５が備えられている。
【００４８】
これら赤色変換フィルタ３０３、緑色変換フィルタ３０４、および、青色変換フィルタ３０５の基板３０１と反対側の各々の面には光吸収層３０６が設けられ、この光吸収層３０６の上面には透明電極３０７に比較して電気抵抗率の低い補助電極３１１が設けられている。
【００４９】
また、各々の色変換フィルタ３０３、３０４、３０５の側面および補助電極３１１の表面には透明電極３０７が形成され、透明電極３０７の基板３０１とは反対側の面上には電気絶縁層３１０が設けられている。
【００５０】
さらに、ブラックマトリクス３０２および電気絶縁層３１０の上面および透明電極３０７の側面には、発光部として、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、および、電子注入層を順次成膜して構成された有機ＥＬ層３０８が設けられており、この発光部（有機ＥＬ層３０８）の上には、ストライプ状のパターンを有する金属電極３０９が設けられている。なお、色変換フィルタの側面には、有機ＥＬ層３０８と透明電極３０７との間の短絡の原因となる色変換フィルタ側面の凹凸を平滑化する目的で、図示しない表面平滑層が設けられている。
【００５１】
すなわち、この色変換方式カラーディスプレイでは、色変換フィルタの上面に、光透過性である透明電極３０７に比較して電気抵抗率の低い補助電極３１１を設けることにより配線抵抗を低減してパネルの消費電力を低く抑えることを可能としている。なお、補助電極３１１の材料としては、透明電極３０７に比較して電気抵抗が低く、かつ、所望の形状にパターニング可能な材料であればよく、金属全般の利用が可能である。
【００５２】
また、図３では、補助電極３１１を透明電極３０７と光吸収層３０６の間に設ける構成として説明したが、補助電極３１１は透明電極３０７に電気的に接続して配置される構成であればよく、光吸収層３０７の上を透明電極３０７が直接被覆するようにし、この透明電極３０７の光吸収層３０６被覆部分の表面上に補助電極３１１を設ける構成としてもよい。ただし、透明電極３０７上に補助電極３１１を設ける構成とする場合には、電極間に電流が、補助電極３１１と陰極である金属電極３０９との間に優先的に流れてしまうことを防止するために、補助電極３１１と陰極との間に電気絶縁層を設けることが好ましい。
【００５３】
このような補助電極３１１は、スパッタ法により基板３０１全面ヘ膜厚１００ｎｍのＭｏ膜を成膜後、フォトリソグラフ法にてパターニングを行い、光吸収層３０６上部に、ピッチ１００μｍ、ギャップ６０μｍで形成する。なお、ブラックマトリクス３０１から表面平滑層までは第１の構成例と同様にして形成が可能であり、また、透明電極３０７から金属電極３０９までは第２の構成例と同様の形成が可能である。
【００５４】
（比較例）
図４は、本発明の色変換方式カラーディスプレイの特性を評価するために用いた色変換方式カラーディスプレイの構成を説明するための図で、この色変換方式カラーディスプレイは、ガラス等の基板４０１上に形成されたストライプ状のパターンを有するブラックマトリクス４０２の開口部に、赤色変換フィルタ４０３、緑色変換フィルタ４０４、および、青色変換フィルタ４０５が備えられている。
【００５５】
これら赤色変換フィルタ４０３、緑色変換フィルタ４０４、および、青色変換フィルタ４０５の基板４０１と反対側の各々の面には透明電極４０６が形成され、ブラックマトリクス４０２および透明電極４０６の上には、発光部として、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、および、電子注入層を順次成膜して構成された有機ＥＬ層４０７が設けられ、この発光部（有機ＥＬ層４０７）の上には、ストライプ状のパターンを有する金属電極４０８が設けられている。なお、色変換フィルタの側面には、有機ＥＬ層４０７と透明電極４０６との間の短絡の原因となる色変換フィルタ側面の凹凸を平滑化する目的で、図示しない表面平滑層が設けられている。
【００５６】
この色変換方式カラーディスプレイは、透明電極４０６以外は第１の構成例と同様の形成が可能であり、透明電極４０６は、スパッタ法でＩＴＯを全面に成膜し、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、フォトリソグラフ法でパターニングを行い、各色変換フィルタの上面に、膜厚２００ｎｍ、ピッチ１００μｍ、ギャップ６０μｍで形成した。
【００５７】
表１は、第１〜３の構成例の本発明の色変換方式カラーディスプレイおよび図４に示した構成の比較用の色変換方式カラーディスプレイの特性を纏めたものである。
【００５８】
【表１】
先ず、パネル消費電力を比較すると、本発明の色変換方式カラーディスプレイの消費電力は、比較用の色変換方式カラーディスプレイの消費電力を１．０として、同等もしくはそれ以下の消費電力であることがわかる。
【００６０】
また、ディスプレイ面に対し蛍光灯の光（１０００ｌｘ）を斜め４５度から照射させた条件でパネルコントラストを比較した結果では、本発明の色変換方式カラーディスプレイのコントラストは、比較用の色変換方式カラーディスプレイのコントラストを１．０として３倍程度の値を示しており大幅なコントラストの向上が図られていることがわかる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の色変換方式カラーディスプレイでは、発光部からの光が、その側面から色変換フィルタへと入射する一方、色変換フィルタに外部から入射してきた光を光吸収層で吸収させることで金属電極からの反射を防止するように構成したので、低消費電力で視認性の高い色変換方式カラーディスプレイを提供することが可能となる。
【００６２】
このような色変換方式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、電子式卓上計算機、電話機、携帯端末機並びに産業用の計器類等の表示用のカラーフィルタを備える有機多色発光ディスプレイとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の色変換方式カラーディスプレイの第１の構成例を説明するための図である。
【図２】本発明の色変換方式カラーディスプレイの第２の構成例を説明するための図である。
【図３】本発明の色変換方式カラーディスプレイの第３の構成例を説明するための図である。
【図４】本発明の色変換方式カラーディスプレイの特性を評価するために用いた色変換方式カラーディスプレイの構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１、２０１、３０１、４０１ 基板
１０２、２０２、３０２、４０２ ブラックマトリクス
１０３、２０３、３０３、４０３ 赤色変換フィルタ
１０４、２０４、３０４、４０４ 緑色変換フィルタ
１０５、２０５、３０５、４０５ 青色変換フィルタ
１０６、２０６、３０６ 光吸収層
１０７、２０７、３０７、４０６ 透明電極
１０８、２０８、３０８、４０７ 有機ＥＬ層
１０９、２０９、３０９、４０８ 金属電極
２１０、３１０ 電気絶縁層
３１１ 補助電極
Claims (5)
- 基板上に、金属電極と透明電極との間に電気的に接続された発光部と当該発光部からの光を波長変換するための色変換フィルタとを備える色変換方式カラーディスプレイであって、
前記色変換フィルタの前記基板側の主面とは反対側の主面上に可視光を吸収する光吸収層を備え、
前記発光部からの光が、前記色変換フィルタの側面から当該色変換フィルタへと導かれるように構成されていることを特徴とする色変換方式カラーディスプレイ。 - 基板上に、金属電極と透明電極との間に電気的に接続された発光部と当該発光部からの光を波長変換するための色変換フィルタとを備える色変換方式カラーディスプレイであって、
前記透明電極が、少なくとも前記色変換フィルタの側面に設けられており、
前記色変換フィルタの前記基板側の主面とは反対側の主面上に可視光を吸収する光吸収層を備え、
前記発光部からの光が、前記色変換フィルタの側面から当該色変換フィルタへと導かれるように構成されていることを特徴とする色変換方式カラーディスプレイ。 - 前記透明電極が、前記光吸収層を被覆するように設けられており、
当該透明電極の前記光吸収層の被覆部分に、前記透明電極に比して抵抗率の低い補助電極が当該透明電極に電気的に接続して備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載の色変換方式カラーディスプレイ。 - 前記透明電極が、前記光吸収層を被覆するように設けられており、
当該透明電極の前記光吸収層の被覆部分と前記発光部との間に電気絶縁層を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の色変換方式カラーディスプレイ。 - 前記発光部が、有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の色変換方式カラーディスプレイ。
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