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JP2004319471A - Method for manufacturing color conversion filter and color filter with color conversion function - Google Patents

Method for manufacturing color conversion filter and color filter with color conversion function Download PDF

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JP2004319471A JP2004109402A JP2004109402A JP2004319471A JP 2004319471 A JP2004319471 A JP 2004319471A JP 2004109402 A JP2004109402 A JP 2004109402A JP 2004109402 A JP2004109402 A JP 2004109402A JP 2004319471 A JP2004319471 A JP 2004319471A
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Toshio Hama
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Abstract

【課題】 製造工程を簡略化すると同時に、高精細のパターニングを可能とする色変換フィルタの製造方法、ならびに色変換機能付カラーフィルタの提供。
【解決手段】 透明基板上にカラーフィルタ層を形成する工程と、カラーフィルタ層上に色変換色素を含む色素層を形成する工程と、色素分解光を用いて、透明基板およびカラーフィルタ層を通して色素層を露光して、カラーフィルタ層に相当する位置に色変換層を形成する工程とを含むことを特徴とする色変換フィルタの製造方法。透明基板/カラーフィルタ層/色素層の積層体の、色変換機能付カラーフィルタとしての使用。
【選択図】 図1

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a color conversion filter capable of simplifying a manufacturing process and at the same time enabling high-definition patterning, and a color filter having a color conversion function.
SOLUTION: A step of forming a color filter layer on a transparent substrate, a step of forming a dye layer containing a color conversion dye on the color filter layer, and a step of forming a dye through the transparent substrate and the color filter layer using dye decomposition light Exposing the layer to form a color conversion layer at a position corresponding to the color filter layer. Use of a laminate of a transparent substrate / color filter layer / dye layer as a color filter with a color conversion function.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、多色表示を可能とする色変換フィルタの製造方法に関する。該色変換フィルタは、イメージセンサー、パーソナルコンピューター、ワードプロセッサー、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、携帯端末機ならびに産業用計測器等の表示などに使用することが可能である。   The present invention relates to a method for manufacturing a color conversion filter that enables multicolor display. The color conversion filter can be used 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 measuring instrument, and the like. is there.

近年、ディスプレイのマルチカラー化またはフルカラー化の方法の1例として、近紫外光、青色光、青緑色光または白色光を吸収し、波長分布変換を行って可視光域の光を発光する色変換色素をフィルタに用いる色変換方式が検討されてきている(特許文献1および2参照)。色変換方式を用いる場合、光源の発光色が白色に限定されないため、光源の選択の自由度を高めることが可能となる。たとえば、青色発光の有機EL発光素子を用い、波長分布変換により緑色および赤色光を得ることができる。したがって、より効率の高い光源を用いることができ、かつ近紫外光ないし可視光のような弱いエネルギー線を用いても、フルカラーの発光型ディスプレイを構築できる可能性が検討されてきている(特許文献3参照)。   In recent years, as an example of a method for making a display multi-color or full-color, color conversion that absorbs near-ultraviolet light, blue light, blue-green light, or white light, performs wavelength distribution conversion, and emits light in the visible light range. A color conversion method using a dye for a filter has been studied (see Patent Documents 1 and 2). When the color conversion method is used, the emission color of the light source is not limited to white, so that the degree of freedom in selecting the light source can be increased. For example, green and red light can be obtained by wavelength distribution conversion using an organic EL light emitting element that emits blue light. Therefore, the possibility that a more efficient light source can be used and that a full-color light-emitting display can be constructed even by using a weak energy ray such as near ultraviolet light or visible light has been examined (Patent Documents). 3).

カラーディスプレイとしての実用上の重要課題は、精細なカラー表示機能、色再現性を含めた長期的な安定性を有することに加えて、高い色変換効率を有する色変換フィルタを提供することである。しかしながら、色変換効率を高めるために、色変換色素の濃度を上昇させると、いわゆる濃度消光による効率の低下、ならびに経時による色変換色素の分解などが発生するため、色変換色素を含む色変換層の厚さを厚くすることによって所望の色変換効率を得ているのが現状である。色変換色素の濃度消光および分解の防止について、かさ高い置換基を色素母核に導入することが検討されてきている(特許文献4〜6参照)。また、色変換色素の分解防止について、クエンチャーを混合することも検討されている(特許文献7参照)。   An important problem in practical use as a color display is to provide a color conversion filter having high color conversion efficiency in addition to having long-term stability including fine color display function and color reproducibility. . However, when the concentration of the color conversion dye is increased to increase the color conversion efficiency, the efficiency decreases due to so-called density quenching, and the decomposition of the color conversion dye over time occurs. At present, a desired color conversion efficiency is obtained by increasing the thickness of the color filter. For the concentration quenching and prevention of decomposition of the color conversion dye, introduction of a bulky substituent into the dye nucleus has been studied (see Patent Documents 4 to 6). In addition, mixing of a quencher has been studied to prevent the decomposition of the color conversion dye (see Patent Document 7).

特開平8−279394号公報JP-A-8-279394 特開平8−286033号公報JP-A-8-286033 特開平9−80434号公報JP-A-9-80434 特開平11−279426号公報JP-A-11-279426 特開2000−44824号公報JP 2000-44824 A 特開2001−164245号公報JP 2001-164245 A 特開2002−231450号公報JP-A-2002-231450 特開平5−134112号公報JP-A-5-134112 特開平7−218717号公報JP-A-7-218717 特開平7−306311号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-306311 特開平5−119306号公報JP-A-5-119306 特開平7−104114号公報JP-A-7-104114 特開平7−48424号公報JP-A-7-48424 特開平6−300910号公報JP-A-6-300910 特開平7−128519号公報JP-A-7-128519 特開平9−330793号公報JP-A-9-330793 特開平8−27934号公報JP-A-8-27934 特開平5−36475号公報JP-A-5-36475 月刊ディスプレイ、1997年、第3巻、第7号Monthly Display, 1997, Volume 3, Issue 7

色変換方式によるマルチカラーまたはフルカラーのディスプレイを高精細化する場合、色変換層を高精細にパターニングする必要がある。しかしながら、たとえば、1つのパターンの幅が膜厚より小さくなるようなパターニングを行う場合、パターンの形状再現性または引き続く工程におけるパターンの変形などが問題となってくる。加えて、通常のフォトリソグラフィーによるパターニングを行う場合、塗布工程、マスクの位置合わせを伴う露光工程、現像工程が、各色の色変換層について必要となる。たとえば、フルカラーディスプレイを得る場合には、少なくとも赤色、緑色および青色の色変換層が必要となるので、その製造工程は多くの工程を必要とし、また煩雑なものとなってしまう。   In the case of increasing the definition of a multi-color or full-color display using a color conversion method, it is necessary to pattern the color conversion layer with high definition. However, for example, in the case of performing patterning such that the width of one pattern is smaller than the film thickness, the shape reproducibility of the pattern or the deformation of the pattern in a subsequent process becomes a problem. In addition, when patterning is performed by ordinary photolithography, a coating step, an exposure step involving mask alignment, and a development step are required for each color conversion layer. For example, in order to obtain a full-color display, at least a red, green and blue color conversion layer is required, so that the manufacturing process requires many steps and is complicated.

したがって、本発明においては、製造工程を簡略化すると同時に、高精細のパターニングを可能とする色変換フィルタの製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a color conversion filter that enables high-definition patterning while simplifying the manufacturing process.

本発明の第1の実施形態の色変換フィルタの製造方法は、透明基板上にカラーフィルタ層を形成する工程と、前記カラーフィルタ層上に色変換色素を含む色素層を形成する工程と、色素分解光を用いて、前記透明基板および前記カラーフィルタ層を通して前記色素層を露光して、前記カラーフィルタ層に相当する位置に色変換層を形成する工程とを含み、ここで、前記色変換色素は、前記カラーフィルタ層が透過する波長域以外の光によって分解され、前記色素分解光は、前記色変換色素を分解する波長成分を含み、前記色変換層は、波長分布変換により前記カラーフィルタ層が透過する光を放射することを特徴とする。   The method of manufacturing a color conversion filter according to the first embodiment of the present invention includes a step of forming a color filter layer on a transparent substrate, a step of forming a dye layer containing a color conversion dye on the color filter layer, Exposing the dye layer through the transparent substrate and the color filter layer using decomposed light to form a color conversion layer at a position corresponding to the color filter layer, wherein the color conversion dye Is decomposed by light outside the wavelength range transmitted by the color filter layer, the dye-decomposed light contains a wavelength component that decomposes the color conversion dye, and the color conversion layer is formed by wavelength distribution conversion. Emits light to be transmitted.

本発明の第2の実施形態の色変換フィルタの製造方法は、透明基板上にn種のカラーフィルタ層を形成する工程と、前記n種のカラーフィルタ層上に(n−1)種の色変換色素を含む色素層を形成する工程と、色素分解光を用いて、前記透明基板および前記カラーフィルタ層を通して前記色素層を露光して、第m種のカラーフィルタ層に相当する位置に第m種の色変換層を形成する工程とを含み、ここで、nは、2〜6の整数であり、mは、1〜n−1の整数のそれぞれを表し、前記n種のカラーフィルタ層のそれぞれは、異なる波長域の光を透過させ、第m種の色変換色素は、第m種のカラーフィルタ層が透過させない光によって分解され、第m種の色変換層は、波長分布変換により第m種のカラーフィルタ層が透過する光を放射することを特徴とする。本実施形態において、前記色素層は、第n種の色変換色素をさらに含み;前記露光により第n種のカラーフィルタ層に相当する位置に第n種の色変換層が形成され;第n種の色変換色素は、第n種のカラーフィルタ層が透過させない光によって分解され;第n種の色変換色素は、波長分布変換により第n種のカラーフィルタ層が透過する光を放射してもよい。   The method of manufacturing a color conversion filter according to the second embodiment of the present invention includes the steps of forming n types of color filter layers on a transparent substrate, and forming (n-1) types of colors on the n types of color filter layers. Forming a dye layer containing a conversion dye, and exposing the dye layer through the transparent substrate and the color filter layer using dye decomposition light to form an m-th color filter layer at a position corresponding to the m-th color filter layer. Forming n kinds of color conversion layers, wherein n is an integer of 2 to 6, m is an integer of 1 to n-1, and Each of them transmits light of a different wavelength range, the m-th color conversion dye is decomposed by light that is not transmitted by the m-th color filter layer, and the m-th color conversion layer is converted by the wavelength distribution conversion. To emit light transmitted by m kinds of color filter layers And it features. In this embodiment, the dye layer further includes an n-th color conversion dye; the exposure forms an n-th color conversion layer at a position corresponding to the n-th color filter layer; Is decomposed by light that does not pass through the n-th color filter layer; the n-th color conversion dye emits light that passes through the n-th color filter layer due to wavelength distribution conversion. Good.

本発明の第3の実施形態の色変換機能付カラーフィルタは、透明基板と、透明基板上に形成されたn種(nは2〜6の整数である)のカラーフィルタ層と、少なくとも1つの色変換色素を含み、前記n種のカラーフィルタ層を覆って一体に形成される色素層とを具え、前記少なくとも1つの色変換色素は、入射光の一部の波長域を吸収し、吸収した波長域と異なる波長域の光を放射することを特徴とする。   The color filter with a color conversion function according to the third embodiment of the present invention includes a transparent substrate, n kinds (n is an integer of 2 to 6) of color filter layers formed on the transparent substrate, and at least one color filter layer. A color layer comprising a color conversion dye, and integrally formed over the n-type color filter layer, wherein the at least one color conversion dye absorbs and absorbs a part of a wavelength range of incident light. It emits light in a wavelength range different from the wavelength range.

以上のように、本発明の第1および第2の実施形態の製造方法によってカラーフィルタ層をマスクとして用い、セルフアライメントによって高精細の色変換層を形成することが可能となる。本発明によれば、フォトリソグラフィー法によって色変換層のパターニングを行う必要性が排除され、工程の短縮が可能となる。さらに、より大きな厚さを有する色変換層が平坦化層と一体として形成されるので、膜厚に比較して幅が狭い色変換層を形成したとしても、色変換層の変形などを抑制することができる。したがって、本発明の方法によって、マイクロディスプレイ(ビデオカメラのビューファインダーなど)用途に用いられる色変換フィルタを製造することが可能となる。   As described above, according to the manufacturing methods of the first and second embodiments of the present invention, it is possible to form a high-definition color conversion layer by self-alignment using the color filter layer as a mask. According to the present invention, the necessity of patterning the color conversion layer by the photolithography method is eliminated, and the number of steps can be reduced. Further, since the color conversion layer having a larger thickness is formed integrally with the flattening layer, even if a color conversion layer having a width smaller than the film thickness is formed, deformation of the color conversion layer is suppressed. be able to. Therefore, according to the method of the present invention, it is possible to manufacture a color conversion filter used for a microdisplay (such as a viewfinder of a video camera).

また、本発明の第3の実施形態の色変換機能付カラーフィルタは、ディスプレイ用カラーフィルタとして特有の利点を有する。この形態においては、マトリクス状に設けられる副画素に対応する位置の独立制御可能な光源を発した光は、色素層で色相を変化させられて白色光となり、副画素のカラーフィルタ層に入射する。したがって、それぞれの副画素の色に対応する色変換層を設けた場合とは異なり、各色のカラーフィルタ層のそれぞれに同一の光が入射するので、光源を駆動する際にそれぞれの色の色変換層の色変換の効率を考慮する必要をなくし、光源の駆動回路の単純化による低コスト化が可能となる。さらに、マトリクス状に配置される光源のそれぞれを同一条件で駆動することができるので、長時間の駆動時に特定の色に対応する光源のみが劣化することを抑制して、長期にわたって表示色相を維持することが可能となる。   The color filter with a color conversion function according to the third embodiment of the present invention has a specific advantage as a display color filter. In this embodiment, light emitted from an independently controllable light source at a position corresponding to a sub-pixel provided in a matrix is changed in hue by a dye layer to be white light, and is incident on a color filter layer of the sub-pixel. . Therefore, unlike the case where a color conversion layer corresponding to the color of each sub-pixel is provided, the same light is incident on each color filter layer of each color. It is not necessary to consider the efficiency of the color conversion of the layers, and the cost can be reduced by simplifying the driving circuit of the light source. Furthermore, since each of the light sources arranged in a matrix can be driven under the same conditions, it is possible to suppress deterioration of only the light source corresponding to a specific color during long-time driving and maintain the display hue for a long time. It is possible to do.

本発明の色変換フィルタの製造方法の第1の実施形態を図1に示す。図1(a)は、透明基板1の上に、カラーフィルタ層2と、色変換色素(CCM)を含む色素層3が設けられた積層体である。   FIG. 1 shows a first embodiment of a method for manufacturing a color conversion filter of the present invention. FIG. 1A shows a laminate in which a color filter layer 2 and a dye layer 3 containing a color conversion dye (CCM) are provided on a transparent substrate 1.

透明基板1は、可視光(波長400〜700nm)、好ましくは色変換層4によって変換された光に対して透明であることが必要である。また、透明基板1は、色変換層4および他の必要に応じて設けられる層(後述)の形成に用いられる条件(溶媒、温度等)に耐えるものであるべきであり、さらに寸法安定性に優れていることが好ましい。透明基板1の材料として好ましいものは、ガラス、ならびにポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート等の樹脂を含む。ホウケイ酸ガラスまたは青板ガラス等が特に好ましいものである。   The transparent substrate 1 needs to be transparent to visible light (wavelength 400 to 700 nm), preferably light converted by the color conversion layer 4. The transparent substrate 1 should withstand the conditions (solvent, temperature, and the like) used for forming the color conversion layer 4 and other optional layers (described later), and furthermore, have dimensional stability. Preferably, it is excellent. Preferred materials for the transparent substrate 1 include glass and resins such as polyethylene terephthalate and polymethyl methacrylate. Borosilicate glass or soda lime glass is particularly preferred.

カラーフィルタ層2は、所望される波長域の光のみを透過させる層である。カラーフィルタ層2は、完成した色変換フィルタにおいては、色変換層4にて波長分布変換されなかった光源からの光を遮断し、また色変換層4にて波長分布変換された光の色純度を向上させることに有効である。加えて、本実施形態のカラーフィルタ層2は、以下の工程(b)において、色素層3をパターニングして色変換層4を形成する際のマスクとして機能する。カラーフィルタ層2は、色素と感光性樹脂とを含む。色素としては、高い耐光性を有する顔料を用いることが好ましい。感光性樹脂は、(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と、光重合開始剤とからなる組成物、(2)ボリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物、および(3)鎖状または環状オレフィンとビスアジドとからなる組成物(ナイトレンが発生して、オレフィンを架橋させる)、(4)エポキシ基を有するモノマーと光酸発生剤とからなる組成物などを含む。たとえば、市販の液晶用カラーフィルタ材料(富士フイルムアーチ製カラーモザイクなど)を用いてカラーフィルタ層2を形成してもよい。   The color filter layer 2 is a layer that transmits only light in a desired wavelength range. In the completed color conversion filter, the color filter layer 2 blocks light from a light source whose wavelength distribution has not been converted by the color conversion layer 4 and has a color purity of the light whose wavelength distribution has been converted by the color conversion layer 4. It is effective to improve. In addition, the color filter layer 2 of the present embodiment functions as a mask when forming the color conversion layer 4 by patterning the dye layer 3 in the following step (b). The color filter layer 2 contains a dye and a photosensitive resin. It is preferable to use a pigment having high light resistance as the pigment. The photosensitive resin is (1) a composition comprising an acrylic polyfunctional monomer or oligomer having a plurality of acroyl groups or methacryloyl groups and a photopolymerization initiator, and (2) a composition comprising a poly (vinylcinnamate) and a sensitizer. And (3) a composition comprising a chain or cyclic olefin and a bis azide (nitrene is generated to crosslink the olefin), (4) a composition comprising a monomer having an epoxy group and a photoacid generator, and the like. including. For example, the color filter layer 2 may be formed using a commercially available color filter material for liquid crystal (such as a color mosaic manufactured by Fuji Film Arch).

カラーフィルタ層2は、色素含有量に依存するが、1〜2.5μm、好ましくは1〜1.5μmの厚さを有する。この範囲の膜厚とすることで、高精細なパターニングが可能となり、工程(b)におけるマスクとしても完成時のフィルタとしても充分に機能する透過スペクトルを有することが可能となる。   The color filter layer 2 has a thickness of 1 to 2.5 μm, preferably 1 to 1.5 μm, depending on the pigment content. By setting the film thickness in this range, high-definition patterning becomes possible, and it becomes possible to have a transmission spectrum that sufficiently functions as both a mask in the step (b) and a filter at the time of completion.

色素層3は、色変換色素とマトリクス樹脂からなる層である。色変換色素は、入射光の波長分布変換を行って、カラーフィルタ層2が透過させる波長域の光を放射する色素であり、好ましくは近紫外光または青色〜青緑色の光の波長分布変換を行って、カラーフィルタ層2が透過させる波長域の光(たとえば、青色、緑色または赤色)を放射する色素である。所望される場合には、色変換色素は、カラーフィルタ層2が透過させる波長域の範囲内で波長分布変換を行ってもよい。また、色変換色素は、透明基板1を透過した光によって分解されるが、カラーフィルタ層2を透過した光によっては分解されない色素から選択される。ここで、透明基板1を透過した光によって分解される際に、着色分解物を生成しないことが重要である。特に、波長分布変換によって得られる波長域に吸収がないことが強く求められる。なぜなら、該波長域の光を吸収してしまうと、光変換効率の低下を招くからである。そして、該波長域の光を吸収しないとしても、着色分解物は得られる色変換フィルタに不要な着色をもたらすために好ましくない。   The dye layer 3 is a layer composed of a color conversion dye and a matrix resin. The color conversion dye is a dye that performs wavelength distribution conversion of incident light and emits light in a wavelength range transmitted by the color filter layer 2, and preferably performs wavelength distribution conversion of near-ultraviolet light or blue to blue-green light. This is a pigment that emits light (for example, blue, green, or red) in a wavelength range that the color filter layer 2 transmits. If desired, the color conversion dye may perform wavelength distribution conversion within the wavelength range that the color filter layer 2 transmits. The color conversion dye is selected from dyes that are decomposed by light transmitted through the transparent substrate 1 but are not decomposed by light transmitted through the color filter layer 2. Here, when decomposed by light transmitted through the transparent substrate 1, it is important not to generate colored decomposed products. In particular, it is strongly required that there is no absorption in a wavelength region obtained by wavelength distribution conversion. This is because absorption of the light in the wavelength range causes a decrease in light conversion efficiency. And even if it does not absorb the light in the wavelength range, the colored decomposition product is not preferable because it causes unnecessary coloration to the obtained color conversion filter.

青色〜青緑色領域の光を吸収して、赤色光を発する色変換色素は、例えばローダミン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、ベーシックバイオレット11、ベーシックレッド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)−1,3−ブタジエニル]−ピリジニ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を含む。   Examples of color conversion dyes that absorb light in the blue to blue-green region and emit red light include rhodamines such as rhodamine B, rhodamine 6G, rhodamine 3B, rhodamine 101, rhodamine 110, sulforhodamine, basic violet 11, and basic red 2. Dyes, cyanine dyes, pyridine dyes such as 1-ethyl-2- [4- (p-dimethylaminophenyl) -1,3-butadienyl] -pyridinium perchlorate (pyridine 1), or oxazine dyes .

青色〜青緑色領域の光を吸収して、緑色光を発する色変換色素としては、例えば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−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−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、あるいはクマリン色素系染料であるベーシックイエロー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を含む。   Examples of color conversion dyes that absorb light in the blue to blue-green region and emit green light include 3- (2′-benzothiazolyl) -7-diethylamino-coumarin (coumarin 6) and 3- (2′-benzimidazolyl). -7-diethylamino-coumarin (coumarin 7), 3- (2'-N-methylbenzimidazolyl) -7-diethylamino-coumarin (coumarin 30), 2,3,5,6-1H, 4H-tetrahydro-8-tri Coumarin dyes such as fluoromethylquinolidine (9, 9a, 1-gh) coumarin (coumarin 153), or naphthalimide dyes such as Basic Yellow 51 which is a coumarin dye dye, and Solvent Yellow 11 and Solvent Yellow 116 Including.

近紫外ないし可視領域の光を吸収して、青色光を発する蛍光色素としては、例えばクマリン466、クマリン47、クマリン2、およびクマリン102などのクマリン系色素が挙げられる。   Examples of the fluorescent dye that absorbs light in the near ultraviolet to visible region and emits blue light include coumarin-based dyes such as coumarin 466, coumarin 47, coumarin 2, and coumarin 102.

前述の色素以外のものであっても、(1)所望の波長分布変換を行うことができ、(2)透明基板1を透過した光で分解されるが、カラーフィルタ層2を透過した光では分解されず、(3)光分解された時に着色分解物を生成しないことを条件として、各種染料(直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など)を使用することができる。   Other than the dyes described above, (1) the desired wavelength distribution conversion can be performed, and (2) the light is decomposed by the light transmitted through the transparent substrate 1, but the light transmitted through the color filter layer 2 is decomposed. Various dyes (direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.) can be used provided that they are not decomposed and (3) do not produce colored decomposed products upon photolysis.

色素層3に用いることが出来るマトリクス樹脂は、前述のカラーフィルタ層用感光性樹脂を硬化させたものに加えて、ポリカーボネート、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレートなど)、ポリエーテルスルホン、ポリビニルブチラール、ポリフェニレンエーテル、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ノルボルネン系樹脂、メタクリル系樹脂、イソブチレン−無水マレイン酸共重合樹脂、環状オレフィン系樹脂、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などの熱可塑性樹脂;エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、イミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ウレア樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂;あるいはポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネートなどと、3官能性または4官能性のアルコキシシランとを含むポリマーハイブリッド等を含む。これらの樹脂の混合物をマトリクス樹脂として用いてもよい。   Matrix resins that can be used for the dye layer 3 include, in addition to those obtained by curing the above-described photosensitive resin for a color filter layer, polycarbonate, polyester (such as polyethylene terephthalate), polyether sulfone, polyvinyl butyral, polyphenylene ether, and polyamide. , Polyetherimide, norbornene resin, methacrylic resin, isobutylene-maleic anhydride copolymer resin, cyclic olefin resin, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, etc. Thermoplastic resin; thermosetting resin such as epoxy resin, phenol resin, urethane resin, acrylic resin, vinyl ester resin, imide resin, urethane resin, urea resin, melamine resin; or polystyrene, polyacrylic Including nitrile, such as polycarbonate, the polymer hybrid or the like containing a trifunctional or tetrafunctional alkoxysilane. A mixture of these resins may be used as the matrix resin.

本発明において、用いられるマトリクス樹脂1g当たり0.2マイクロモル以上、好ましくは1〜20マイクロモル、より好ましくは3〜15マイクロモルの色変換色素を用いることが好ましい。また、色変換層4(すなわち、色素層3および平坦化層5)は、5μm以上、好ましくは7〜15μmの膜厚を有する。このような色素含有量および膜厚を有することにより、所望の強度の色変換された出力光を得ることが可能となる。さらに、所望されるならば、色変換層は複数種の色素を含んでもよい。   In the present invention, it is preferable to use 0.2 micromol or more, preferably 1 to 20 micromol, more preferably 3 to 15 micromol of the color conversion dye per 1 g of the matrix resin used. The color conversion layer 4 (that is, the dye layer 3 and the flattening layer 5) has a thickness of 5 μm or more, preferably 7 to 15 μm. By having such a pigment content and a film thickness, it is possible to obtain color-converted output light having a desired intensity. Further, if desired, the color conversion layer may include more than one dye.

図1(b)の露光工程において、光がカラーフィルタ層2を通して色素層3に到達するように、露光は透明基板側から行われる。露光に用いられる光は、色素層中に含まれる色素を分解するが、カラーフィルタ層2によって吸収される波長成分を含む。たとえば、赤色の色変換層を作製する場合には、カラーフィルタ層2は赤色であり、露光は600nm以下の波長成分を含む光を用いる。同様に、緑色の色変換層を作製する場合には、カラーフィルタ層2は緑色であり、露光は500nm以下の波長成分を含む光を用いる。さらに、青色の色変換層を作製する場合には、カラーフィルタ層2は青色であり、露光は400nm以下の波長成分を含む光ないし近紫外線を用いる。それぞれの場合において、前述の波長成分を含む白色光を用いて露光を実施してもよい。   In the exposure step of FIG. 1B, the exposure is performed from the transparent substrate side so that the light reaches the dye layer 3 through the color filter layer 2. The light used for exposure decomposes the dye contained in the dye layer, but contains a wavelength component absorbed by the color filter layer 2. For example, when producing a red color conversion layer, the color filter layer 2 is red, and the exposure uses light containing a wavelength component of 600 nm or less. Similarly, when a green color conversion layer is formed, the color filter layer 2 is green, and light containing a wavelength component of 500 nm or less is used for exposure. Further, when a blue color conversion layer is formed, the color filter layer 2 is blue, and light or near ultraviolet light containing a wavelength component of 400 nm or less is used for exposure. In each case, the exposure may be performed using white light containing the aforementioned wavelength components.

露光に用いられる光は、形成する色変換フィルタによって波長分布変換を行うことを予定する光の強度よりも著しく高い強度を有するべきであり、用いられる色変換色素などに依存するが、入射する透明基板表面において0.05W/cm以上、好ましくは1W/cm以上の強度を有することが望ましい。露光時間は、色変換色素の所望される分解の程度に依存し、当業者が適宜決定できる事項である。このように高い強度を有する光を用いることによって、所望される区域の色変換色素の分解を行うことが可能となる。 The light used for exposure should have a significantly higher intensity than the intensity of the light whose wavelength distribution is to be converted by the color conversion filter to be formed, and depends on the color conversion dye used, etc. It is desirable that the substrate surface has a strength of 0.05 W / cm 2 or more, preferably 1 W / cm 2 or more. The exposure time depends on the desired degree of decomposition of the color conversion dye, and is a matter that can be appropriately determined by those skilled in the art. By using light having such a high intensity, it becomes possible to decompose the color conversion dye in a desired area.

光源としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、白熱ランプ、放電灯、水銀灯、レーザーなど当該技術において知られている任意のものを用いてもよいが、ただし、前述の波長に関する条件を満たすものを選択すべきである。   As the light source, any one known in the art such as a halogen lamp, a metal halide lamp, an incandescent lamp, a discharge lamp, a mercury lamp, and a laser may be used, provided that a light source that satisfies the above-described wavelength conditions is selected. Should.

前述の露光を行ったときに、カラーフィルタ層2の上の区域では色変換色素の分解は起こらないのに対して、カラーフィルタ層2が設けられていない区域においては色変換色素の分解が起こる。その結果、図1(c)に示すように、カラーフィルタ層2の上に色変換層4が形成され、カラーフィルタ層2が設けられていない区域には、色変換色素を含まない無色の平坦化層5が形成される。なお、本実施形態においては、色変換層4は最初に形成される色素層3と同一の組成を有する層である。   When the above-described exposure is performed, the color conversion dye is not decomposed in the area above the color filter layer 2, whereas the color conversion dye is decomposed in the area where the color filter layer 2 is not provided. . As a result, as shown in FIG. 1C, a color conversion layer 4 is formed on the color filter layer 2, and a colorless flat surface containing no color conversion dye is formed in an area where the color filter layer 2 is not provided. The oxide layer 5 is formed. In the present embodiment, the color conversion layer 4 is a layer having the same composition as the dye layer 3 formed first.

本発明の色変換フィルタの製造方法の第2の実施形態の色変換フィルタの製造方法は、透明基板上にn種のカラーフィルタ層を形成する工程と、前記n種のカラーフィルタ層上に(n−1)種の色変換色素を含む色素層を形成する工程と、色素分解光を用いて、前記透明基板および前記カラーフィルタ層を通して前記色素層を露光して、第m種のカラーフィルタ層に相当する位置に第m種の色変換層を形成する工程とを含み、ここで、nは、2〜6の整数であり、mは、1〜n−1の整数のそれぞれを表し、前記n種のカラーフィルタ層のそれぞれは、異なる波長域の光を透過させ、第m種の色変換色素は、第m種のカラーフィルタ層が透過させない光によって分解され、第m種の色変換層は、波長分布変換により第m種のカラーフィルタ層が透過する光を放射することを特徴とする。n=3の場合を図2に示す。   The method for manufacturing a color conversion filter according to the second embodiment of the method for manufacturing a color conversion filter according to the present invention includes the steps of forming n types of color filter layers on a transparent substrate, and forming ( forming a dye layer containing n-1) kinds of color conversion dyes, and exposing the dye layer through the transparent substrate and the color filter layer using dye decomposition light to form an m-th color filter layer Forming a m-th type color conversion layer at a position corresponding to the above, wherein n is an integer of 2 to 6, m represents an integer of 1 to n-1, Each of the n types of color filter layers transmits light in a different wavelength range, and the m-th color conversion dye is decomposed by light that the m-th color filter layer does not transmit, and the m-th color conversion layer Is the m-th type color filter layer by wavelength distribution conversion The transmitted light, characterized in that radiation. FIG. 2 shows the case where n = 3.

図2(a)は、透明基板1の上に、第1(赤色)のカラーフィルタ層2R、第2(緑色)のカラーフィルタ層2Gと、第3(青色)のカラーフィルタ層2Bと、第1の色変換色素R1および第2の色変換色素Y1を含む色素層3が設けられた積層体を示す。   FIG. 2A shows a first (red) color filter layer 2R, a second (green) color filter layer 2G, a third (blue) color filter layer 2B, 1 shows a laminate provided with a dye layer 3 including one color conversion dye R1 and a second color conversion dye Y1.

第1の色変換色素R1は、波長分布変換により赤色光を放射する色素であり、好ましくは、近紫外光または青色〜青緑色の光の波長分布変換を行って、赤色光(600〜700nmの波長範囲内)を放射する色素である。また、第1の色変換色素R1は、600nm以下の波長成分を含む光によって分解される。第2の色変換色素Y1は、波長分布変換により緑色光(500〜600nmの波長範囲内)を放射する色素であり、好ましくは、近紫外光または青色〜青緑色の光の波長分布変換を行って、緑色光を放射する色素である。また、第2の色変換色素Y1は、500nm以下の波長成分を含む光によって分解される。色変換色素を含めて、本実施形態の積層体の各構成要素は、第1の実施の形態において説明した材料を用いて形成することができる。   The first color conversion dye R1 is a dye that emits red light by wavelength distribution conversion. Preferably, the first color conversion dye R1 converts the wavelength distribution of near-ultraviolet light or blue to blue-green light to red light (600 to 700 nm). (Within the wavelength range). In addition, the first color conversion dye R1 is decomposed by light containing a wavelength component of 600 nm or less. The second color conversion dye Y1 is a dye that emits green light (within a wavelength range of 500 to 600 nm) by wavelength distribution conversion, and preferably performs near-ultraviolet light or wavelength distribution conversion of blue to blue-green light. And a dye that emits green light. Further, the second color conversion dye Y1 is decomposed by light including a wavelength component of 500 nm or less. Each component of the laminate of the present embodiment, including the color conversion dye, can be formed using the materials described in the first embodiment.

図2(b)は、透明基板1および複数種のカラーフィルタ層2を通した露光工程を示す。露光に用いられる光は、少なくとも赤色変換色素R1と緑色変換色素Y1とを分解する成分を含み、具体的には、500〜600nmの波長成分と、500nm以下の波長成分とを含む。これらの波長成分を含む白色光を用いて、露光を実施してもよい。   FIG. 2B shows an exposure step through a transparent substrate 1 and a plurality of types of color filter layers 2. The light used for exposure includes at least a component that decomposes the red conversion dye R1 and the green conversion dye Y1, and specifically includes a wavelength component of 500 to 600 nm and a wavelength component of 500 nm or less. Exposure may be performed using white light containing these wavelength components.

露光の際、赤色カラーフィルタ層2Rは600nm以下の波長成分を透過させないので、赤色カラーフィルタ層2R上方に位置する色素層3においては、赤色変換色素R1も、緑色変換色素Y1も分解されない。したがって、赤色カラーフィルタ層2R上方に、R1およびY1を含む赤色変換層4Rが形成される。本実施形態における赤色変換層4Rにおいては、赤色変換色素R1のみによって赤色光への波長分布変換を行ってもよい。あるいはまた、緑色変換色素Y1から放射される緑色光を、赤色変換色素R1よって赤色光に波長分布変換してもよい。   At the time of exposure, the red color filter layer 2R does not transmit a wavelength component of 600 nm or less, so that neither the red conversion dye R1 nor the green conversion dye Y1 is decomposed in the dye layer 3 located above the red color filter layer 2R. Therefore, a red conversion layer 4R including R1 and Y1 is formed above the red color filter layer 2R. In the red conversion layer 4R in the present embodiment, the wavelength distribution conversion into red light may be performed only by the red conversion dye R1. Alternatively, green light emitted from the green conversion dye Y1 may be subjected to wavelength distribution conversion into red light by the red conversion dye R1.

また、緑色カラーフィルタ層2Gは500〜600nmの波長成分を透過させるが、500nm以下の波長成分を透過させない。したがって、緑色カラーフィルタ層2G上方に位置する色素層3においては、500〜600nmの波長成分によって赤色変換色素R1が分解されるが、緑色変換色素Y1は分解されない。したがって、緑色カラーフィルタ層2G上方に、Y1を含む緑色変換層4Gが形成される。本実施形態における緑色変換層4Gにおいては、緑色変換色素Y1のみによって緑色光への波長変換が行われる。   The green color filter layer 2G transmits a wavelength component of 500 to 600 nm, but does not transmit a wavelength component of 500 nm or less. Therefore, in the dye layer 3 located above the green color filter layer 2G, the red conversion dye R1 is decomposed by the wavelength component of 500 to 600 nm, but the green conversion dye Y1 is not decomposed. Therefore, a green color conversion layer 4G containing Y1 is formed above the green color filter layer 2G. In the green color conversion layer 4G in the present embodiment, wavelength conversion to green light is performed only by the green color conversion dye Y1.

さらに、青色カラーフィルタ層2Bは400nm〜500nm以下の波長成分を透過させる。したがって、青色カラーフィルタ層2B上方に位置する色素層3においては、400〜500nmの波長成分によって赤色変換色素R1および緑色変換色素Y1が分解される。したがって、図2に示した例において青色カラーフィルタ層2G上方に形成される層4Bは、色変換色素を含まない。   Further, the blue color filter layer 2B transmits a wavelength component of 400 nm to 500 nm or less. Therefore, in the dye layer 3 located above the blue color filter layer 2B, the red conversion dye R1 and the green conversion dye Y1 are decomposed by the wavelength component of 400 to 500 nm. Therefore, the layer 4B formed above the blue color filter layer 2G in the example shown in FIG. 2 does not contain a color conversion dye.

上述の露光工程により得られる色変換フィルタを図2(c)に示した。カラーフィルタ層2が設けられていない部分は、400nm〜500nmの波長成分によって赤色変換色素R1および緑色変換色素Y1が分解され、色変換色素を含まない平坦化層5となる。この色変換フィルタに対して、色変換層4の側から青色ないし青緑色光を照射すると、赤色変換層4Rの波長分布変換による赤色光が赤色カラーフィルタ層2Rを通して放射され、緑色変換層4Gの波長分布変換による緑色光が緑色カラーフィルタ層2Gを通して放射される。また、青色カラーフィルタ層2Bを通して青色光が放射される。   FIG. 2C shows a color conversion filter obtained by the above-described exposure process. In the portion where the color filter layer 2 is not provided, the red conversion dye R1 and the green conversion dye Y1 are decomposed by the wavelength component of 400 nm to 500 nm, and becomes the flattening layer 5 containing no color conversion dye. When this color conversion filter is irradiated with blue or blue-green light from the color conversion layer 4 side, red light due to the wavelength distribution conversion of the red conversion layer 4R is emitted through the red color filter layer 2R, and the green conversion layer 4G Green light by wavelength distribution conversion is emitted through the green color filter layer 2G. Further, blue light is emitted through the blue color filter layer 2B.

本実施形態における色変換層4中の色変換色素の含有量、色変換層4の膜厚は、第1の実施形態のものと同様である。また、本実施形態においても、それぞれの色変換層が複数種の色素を含んでもよい。   The content of the color conversion dye in the color conversion layer 4 and the thickness of the color conversion layer 4 in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. Further, also in the present embodiment, each color conversion layer may include a plurality of types of dyes.

本実施形態において、色素層3が、紫外線または可視光の波長分布変換によって青色光を放射する青色変換色素B1をさらに含んでもよい。青色変換色素B1としては、400nm以下の波長成分を含む光ないし近紫外線によって分解される色素を用いることが望ましい。   In the present embodiment, the dye layer 3 may further include a blue conversion dye B1 that emits blue light by converting the wavelength distribution of ultraviolet light or visible light. As the blue conversion dye B1, it is preferable to use a dye that is decomposed by light having a wavelength component of 400 nm or less or near ultraviolet light.

図2(b)の露光工程において、青色変換色素B1は、各カラーフィルタ層2R、2Gおよび2Bが設けられている部分では分解されない。したがって、青色変換層4Bは青色変換色素B1を含む層となる。また、色変換層4Rおよび4Gも、青色変換色素B1をさらに含む層となる。このとき、赤色変換色素R1および/または緑色変換色素G1は、青色変換色素B1の放射する青色光をさらに波長分布変換してもよい。さらに、露光に用いられる光源が400nm以下の波長成分を含む場合、カラーフィルタ層2が設けられていない部分において青色変換色素B1が分解されて、平坦化層5は色変換色素を含まない層となる。光源が400nm以下の波長成分を含まない場合、平坦化層5は青色変換色素4Bを含む層となる。   In the exposure step of FIG. 2B, the blue conversion dye B1 is not decomposed in the portion where each of the color filter layers 2R, 2G and 2B is provided. Therefore, the blue conversion layer 4B is a layer containing the blue conversion dye B1. In addition, the color conversion layers 4R and 4G are layers further including the blue conversion dye B1. At this time, the red conversion dye R1 and / or the green conversion dye G1 may further convert the blue light emitted from the blue conversion dye B1 into a wavelength distribution. Furthermore, when the light source used for exposure includes a wavelength component of 400 nm or less, the blue conversion dye B1 is decomposed in a portion where the color filter layer 2 is not provided, and the flattening layer 5 is separated from a layer containing no color conversion dye. Become. When the light source does not contain a wavelength component of 400 nm or less, the flattening layer 5 becomes a layer containing the blue conversion dye 4B.

本実施形態の変形例を図3に示す。図3の例においては、2回の露光工程を用いて色変換フィルタを形成する。図3(a)に示した積層体は、図2(a)に示したものと同一である。図2(b)に示す第1露光工程では、500〜600nmの波長成分を含む光を用いる。該波長成分は、緑色カラーフィルタ層4Gを透過し、色素層3中の赤色変換色素R1を分解する。一方、赤色カラーフィルタ層2Rおよび青色カラーフィルタ層2Bはこの波長成分を透過させないので、2Rおよび2Bの上方に位置する色素層3において、赤色変換色素R1は分解されない。   FIG. 3 shows a modification of the present embodiment. In the example of FIG. 3, a color conversion filter is formed using two exposure steps. The laminate shown in FIG. 3A is the same as that shown in FIG. In the first exposure step shown in FIG. 2B, light including a wavelength component of 500 to 600 nm is used. The wavelength component passes through the green color filter layer 4G and decomposes the red conversion dye R1 in the dye layer 3. On the other hand, since the red color filter layer 2R and the blue color filter layer 2B do not transmit this wavelength component, the red conversion dye R1 is not decomposed in the dye layer 3 located above 2R and 2B.

次に、図2(c)に示す第2露光工程では、400〜500nmの波長成分を含む光を用いる。該波長成分は、青色カラーフィルタ層4Bを透過し、色素層3中の赤色変換色素R1および緑色変換色素Y1を分解する。一方、赤色カラーフィルタ層2Rおよび緑色カラーフィルタ層2Gはこの波長成分を透過させないので、2Rおよび2Gの上方に位置する色素層3において、赤色変換色素R1および緑色変換色素Y1は分解されない。   Next, in the second exposure step shown in FIG. 2C, light containing a wavelength component of 400 to 500 nm is used. The wavelength component passes through the blue color filter layer 4B and decomposes the red conversion dye R1 and the green conversion dye Y1 in the dye layer 3. On the other hand, since the red color filter layer 2R and the green color filter layer 2G do not transmit this wavelength component, the red conversion dye R1 and the green conversion dye Y1 are not decomposed in the dye layer 3 located above 2R and 2G.

上記の2回の露光工程によって得られる図3(d)の色変換フィルタは、図2(c)のものと同一の構造を有する。本変形例においては、露光工程の回数が多くなるが、それぞれの露光工程において、より狭い発光波長域およびより高い強度を有する光源を使用することが可能となる。したがって、各露光工程の時間を短くすることが可能となる。なお、本変形例において、各露光工程の順番は固定されるものでなく、より短波長の波長成分による露光を先に実施してもよい。   The color conversion filter of FIG. 3D obtained by the above two exposure steps has the same structure as that of FIG. 2C. In this modified example, the number of exposure steps increases, but in each exposure step, a light source having a narrower emission wavelength range and higher intensity can be used. Therefore, it is possible to shorten the time of each exposure step. In this modification, the order of each exposure step is not fixed, and exposure with a shorter wavelength component may be performed first.

また、本変形例においても、色素層3は、紫外線または可視光の波長分布変換によって青色光を放射する青色変換色素B1をさらに含んでもよい。その場合には、青色変換層4Bが青色変換色素B1を含む層となる。   Also in this modification, the dye layer 3 may further include a blue conversion dye B1 that emits blue light by converting the wavelength distribution of ultraviolet light or visible light. In that case, the blue conversion layer 4B becomes a layer containing the blue conversion dye B1.

以上のように、本実施形態の方法によって、フルカラー表示に必要なRGB三色を与える色変換フィルタが得られる。したがって、色変換層の位置に対応させて、独立的に制御可能な光源を複数配置することによって多色表示ディスプレイを形成することが可能となる。また、本実施形態においては、膜厚が薄く、かつ高精細に形成することが可能なカラーフィルタ層2をマスクとして用いるセルフアライメントによって、より短い工程で、所望の位置に色変換層4を形成することが可能となる。さらに、色変換層4および平坦化層5のマトリクス樹脂は、色素層3として形成された際のまま一体であるので、膜厚に比較して幅が狭い色変換層4を形成したとしても、色変換層4の変形などを抑制することができる。   As described above, according to the method of the present embodiment, a color conversion filter that provides three colors of RGB necessary for full-color display can be obtained. Therefore, a multicolor display can be formed by arranging a plurality of independently controllable light sources in accordance with the position of the color conversion layer. Further, in the present embodiment, the color conversion layer 4 is formed at a desired position in a shorter process by self-alignment using the color filter layer 2 having a small thickness and high definition as a mask. It is possible to do. Further, since the matrix resin of the color conversion layer 4 and the matrix resin of the flattening layer 5 are integrated as they are when formed as the dye layer 3, even if the color conversion layer 4 having a smaller width than the film thickness is formed, Deformation of the color conversion layer 4 can be suppressed.

本実施形態を、RGB三色の色変換層を形成する場合について説明したが、他の色を用いてもよいことは理解されるべきである。また、所望される場合には、2種または4種以上、好ましくは2〜6種の色変換層を形成してもよい。6種の色変換層を形成する場合、波長が長い順に第1〜第6の波長域の光を透過させる第1〜第6のカラーフィルタ層とし、波長分布変換により放射する光の波長が長い順に第1〜第5の色変換色素としたときに、第1の色変換色素が第2の波長域の光によって分解され、以下同様に、第5の色変換色素が第6の波長域の光によって分解されるようにすることが望ましい。第6の色変換色素をさらに含む場合、第6の色変換色素は第1〜第6の波長域の光によっては分解されないようにすることが望ましい。2〜5種の色変換層を形成する場合も同様である。   Although the present embodiment has been described with respect to the case where the RGB color conversion layers are formed, it should be understood that other colors may be used. If desired, two or four or more, preferably two to six, color conversion layers may be formed. When six types of color conversion layers are formed, the first to sixth color filter layers that transmit light in the first to sixth wavelength ranges in order of wavelength are used, and the wavelength of light emitted by wavelength distribution conversion is long. When the first to fifth color conversion dyes are used in this order, the first color conversion dye is decomposed by light in the second wavelength range, and similarly, the fifth color conversion dye is converted to light in the sixth wavelength range. It is desirable to be decomposed by light. When the sixth color conversion dye is further included, it is desirable that the sixth color conversion dye is not decomposed by light in the first to sixth wavelength ranges. The same applies when two to five types of color conversion layers are formed.

複数種の色変換層4を形成する場合には、ある区域のみにそれ以外の区域とは別の色変換層を設けて、いわゆるエリアカラー表示用色変換フィルタを行ってもよい。あるいはまた、たとえば矩形または円形形状を有するRGBの色変換層4を1組としてマトリクス状に配設することにより、あるいは平行するストライプ形状を有する色変換層4を1組として透明基板上に反復して配設することによって、ディスプレイ用の色変換フィルタを形成してもよい。ここで、特定の色変換層を、他の色の色変換層よりも多く(数的および面積的に)配置することもできる。あるいはまた、模様、サイン、文字、マークなどに従って複数種の色変換層を配設して、それらを表示するようにしてもよい。あるいはまた、微小の区域に分割された適当な面積比で配設される2種の色変換層4を用いて、単独の色変換層4では達成できない単一色を示すようにしてもよい。   When a plurality of types of color conversion layers 4 are formed, a color conversion layer for a so-called area color display may be provided by providing a color conversion layer different from the other areas only in a certain area. Alternatively, for example, a set of RGB color conversion layers 4 having a rectangular or circular shape is arranged in a matrix, or a set of color conversion layers 4 having a parallel stripe shape is repeatedly formed on a transparent substrate. By disposing them, a color conversion filter for a display may be formed. Here, more specific color conversion layers (numerically and in terms of area) can be arranged than color conversion layers of other colors. Alternatively, a plurality of types of color conversion layers may be provided according to patterns, signs, characters, marks, and the like, and displayed. Alternatively, a single color that cannot be achieved by a single color conversion layer 4 may be displayed by using two types of color conversion layers 4 arranged at an appropriate area ratio divided into minute areas.

さらに、本実施形態の方法において、色素層3を覆うガスバリア層を設けてもよい。ガスバリア層を形成するのに用いることが出来る材料は、可視域における高い透明性(400〜700nmの範囲において透過率50%以上)、100℃以上のTg、鉛筆硬度2H以上の表面硬度を示す材料であって、その下にある色素層3ないし色変換層4の機能を低下させることのない材料から選択することができる。ガスバリア層を形成するのに好ましい材料は、SiO、SiN、SiN、AlO、TiO、TaO、ZnOなどの無機酸化物または無機窒化物を含む。 Further, in the method of the present embodiment, a gas barrier layer covering the dye layer 3 may be provided. Materials that can be used to form the gas barrier layer include materials that exhibit high transparency in the visible region (transmittance of 50% or more in the range of 400 to 700 nm), Tg of 100 ° C. or more, and surface hardness of 2H or more in pencil hardness. However, it is possible to select a material which does not deteriorate the function of the dye layer 3 or the color conversion layer 4 thereunder. Preferred materials for forming the gas barrier layer comprises SiO x, SiN x, SiN x O y, AlO x, TiO x, TaO x, an inorganic oxide or an inorganic nitride such as ZnO x.

さらに、本発明の方法においてガスバリア層を設ける場合には、ガスバリア層は、単層であってもよいし、複数の別個の材料を用いて複数層の積層構造を採ってもよい。ガスバリア層が複数層の積層構造をとる場合には、前述の無機酸化物または無機窒化物を複数層積層してもよい。あるいはまた、ガスバリア層表面の平坦性をより向上させることを目的として、前述の無機酸化物または無機窒化物の層と有機材料の層とを積層してもよい。用いることができる有機材料は、たとえば、イミド変性シリコーン樹脂(たとえば特許文献8〜10参照)、アクリル、ポリイミドまたはシリコーン樹脂中に分散された無機金属化合物(TiO、Al、SiOなど、特許文献11,12参照)、エポキシ変性アクリレート樹脂、反応性ビニル基を含むアクリレートモノマー/オリゴマー/ポリマーのような紫外線硬化型樹脂(特許文献13参照)、レジスト樹脂(特許文献1、14〜16参照)、無機化合物(ゾル−ゲル法により形成されてもよい、非特許文献1、特許文献17参照)、フッ素系樹脂などの光硬化型および/または熱硬化型樹脂(特許文献16、18参照)を含む。 Further, when a gas barrier layer is provided in the method of the present invention, the gas barrier layer may be a single layer, or may have a multi-layered structure using a plurality of separate materials. When the gas barrier layer has a multilayer structure including a plurality of layers, the above-described inorganic oxide or inorganic nitride may be stacked in a plurality of layers. Alternatively, for the purpose of further improving the flatness of the gas barrier layer surface, the above-described inorganic oxide or inorganic nitride layer and an organic material layer may be stacked. Organic materials that can be used include, for example, imide-modified silicone resins (see, for example, Patent Documents 8 to 10), inorganic metal compounds (TiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 ) dispersed in acrylic, polyimide, or silicone resin UV-curable resins such as epoxy-modified acrylate resins, acrylate monomers / oligomers / polymers containing a reactive vinyl group (see Patent Document 13), and resist resins (see Patent Documents 1, 14 to 16). ), Inorganic compounds (which may be formed by a sol-gel method, see Non-Patent Document 1 and Patent Document 17), and photocurable and / or thermosetting resins such as fluorine-based resins (see Patent Documents 16 and 18). )including.

上記のような材料からガスバリア層を形成する際には、たとえば、乾式法(スパッタ法、蒸着法、CVD法など)、および湿式法(スピンコート法、ロールコート法、キャスト法、ディップコート法など)などの、当該技術において知られている任意の方法を用いてもよい。また、ガスバリア層を設ける場合には、視野角依存性(観察角度の変化による色相変化)を最小限にするために、ガス(酸素、水蒸気、有機溶剤蒸気など)に対する充分なバリア性を達成できる限りにおいて、ガスバリア層の膜厚が小さいことが好ましい。   When forming the gas barrier layer from the above materials, for example, a dry method (sputtering method, vapor deposition method, CVD method, etc.) and a wet method (spin coating method, roll coating method, casting method, dip coating method, etc.) ), Any method known in the art may be used. When a gas barrier layer is provided, a sufficient barrier property against gas (oxygen, water vapor, organic solvent vapor, etc.) can be achieved in order to minimize viewing angle dependency (change in hue due to change in observation angle). As far as possible, the thickness of the gas barrier layer is preferably small.

本発明の第1の実施形態の方法により形成される色変換フィルタと、発光部(光源)とを組み合わせて色変換発光デバイスを形成することができる。発光部としては、近紫外から可視域、好ましくは青色から青緑色の光を発する任意の光源を用いることができる。そのような光源の例は、EL発光素子、プラズマ発光素子、冷陰極管、放電灯(高圧ないし超高圧水銀灯)、発光ダイオード(LED)などを含む。発光部は、色変換層4の側に配置される。あるいはまた、本発明の方法により形成される色変換フィルタの上に、発光部を直接積層してもよい。発光部を直接積層する場合、本発明の方法により形成される色変換フィルタの上面が平坦であることは、特に有利である。   A color conversion light emitting device can be formed by combining a color conversion filter formed by the method of the first embodiment of the present invention with a light emitting section (light source). As the light emitting unit, any light source that emits light in the near-ultraviolet to visible range, preferably blue to blue-green can be used. Examples of such a light source include an EL light emitting device, a plasma light emitting device, a cold cathode tube, a discharge lamp (high-pressure to ultra-high pressure mercury lamp), a light emitting diode (LED), and the like. The light emitting section is arranged on the color conversion layer 4 side. Alternatively, the light emitting section may be directly laminated on the color conversion filter formed by the method of the present invention. When the light emitting portions are directly laminated, it is particularly advantageous that the upper surface of the color conversion filter formed by the method of the present invention is flat.

本発明の色変換発光デバイスの一例として、色変換フィルタの貼り合わせによって形成されるトップエミッション方式の有機ELディスプレイを図4に示す。スイッチング素子としてTFT11があらかじめ形成されている基板10の上に、平坦化膜12、下部電極13、有機EL層14、上部電極15およびパッシベーション層16からなる有機EL素子が形成される。下部電極13は複数の部分に分割され、それぞれの部分がTFT11と1対1で接続される反射性電極であり、上部電極15は全面に均一に形成される透明電極である。有機EL素子を形成する各層は、当該技術において知られている材料および方法を用いて形成することができる。   As an example of the color conversion light emitting device of the present invention, a top emission type organic EL display formed by bonding color conversion filters is shown in FIG. An organic EL element including a planarizing film 12, a lower electrode 13, an organic EL layer 14, an upper electrode 15, and a passivation layer 16 is formed on a substrate 10 on which a TFT 11 is formed in advance as a switching element. The lower electrode 13 is divided into a plurality of portions, each of which is a reflective electrode connected to the TFT 11 on a one-to-one basis, and the upper electrode 15 is a transparent electrode formed uniformly over the entire surface. Each layer forming the organic EL element can be formed using materials and methods known in the art.

一方、透明基板1の上に、青色、緑色および赤色のカラーフィルタ層2B、2Gおよび2Rと、青色、緑色および赤色変換層4B、4G、4Rとが形成されている。また、各カラーフィルタ層の間および周囲には、コントラスト向上を目的とするブラックマスク6が形成されている。このため、図4に示す例において、ブラックマスク6に相当する位置には、いずれの色素も分解されていない形成されたままの色素層3が存在し、平坦化層として機能する。   On the other hand, on the transparent substrate 1, blue, green and red color filter layers 2B, 2G and 2R and blue, green and red conversion layers 4B, 4G and 4R are formed. Further, a black mask 6 for improving contrast is formed between and around each color filter layer. For this reason, in the example shown in FIG. 4, the dye layer 3 in which none of the dyes has been decomposed remains as it exists at the position corresponding to the black mask 6, and functions as a flattening layer.

次に有機EL素子と色変換フィルタとを、それらの間に充填剤層22(任意選択的に設けてもよい層である)を形成しながら位置合わせをして貼り合わせ、最後に周辺部分を外周封止層(接着剤)21を用いて封止して、有機ELディスプレイが得られる。図4にはアクティブマトリクス駆動型のディスプレイを示したが、パッシブマトリクス駆動型の有機EL素子を用いてもよいことはもちろんである。   Next, the organic EL element and the color conversion filter are aligned and adhered while forming a filler layer 22 (a layer that may be optionally provided) therebetween, and finally, the peripheral portion is adhered. Sealing is performed using the outer peripheral sealing layer (adhesive) 21 to obtain an organic EL display. FIG. 4 shows an active matrix drive type display, but it goes without saying that a passive matrix drive type organic EL element may be used.

前述の有機EL層14は、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発する。その発光が色変換フィルタ層に入射して、所望される色を有する可視光へと波長分布変換される。有機EL層14は、少なくとも有機発光層を含み、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および/または電子注入層を介在させた構造を有する。具体的には、下記のような層構成からなるものが採用される。   The aforementioned organic EL layer 14 emits light in the near-ultraviolet to visible region, preferably light in the blue to blue-green region. The emitted light enters the color conversion filter layer, and is subjected to wavelength distribution conversion into visible light having a desired color. The organic EL layer 14 includes at least an organic light emitting layer, and has a structure in which a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and / or an electron injection layer are interposed as necessary. Specifically, those having the following layer configurations are employed.

(1)有機発光層
(2)正孔注入層/有機発光層
(3)有機発光層/電子注入層
(4)正孔注入層/有機発光層/電子注入層
(5)正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層
(6)正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/電子注入層
(上記において、陽極は有機発光層または正孔注入層に接続され、陰極は有機発光層または電子注入層に接続される)
(1) organic light emitting layer (2) hole injection layer / organic light emitting layer (3) organic light emitting layer / electron injection layer (4) hole injection layer / organic light emitting layer / electron injection layer (5) hole injection layer / Hole transport layer / organic light emitting layer / electron injection layer (6) hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer (In the above, the anode is an organic light emitting layer or a hole injection layer. And the cathode is connected to the organic light emitting layer or the electron injection layer)

上記各層の材料としては、公知のものが使用される。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、正孔注入層としては、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物またはm−MTDATAのようなトリフェニルアミン誘導体などを用いることができ、正孔輸送層としては、TPD、α−NPDのようなビフェニルアミン誘導体などを用いることができる。一方、電子輸送層としては、PBDのようなオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体などを用いることができ、電子注入層としてはアルミニウムのキノリノール錯体などを用いることができる。さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはそれらを含む合金、アルカリ金属フッ化物などを、電子注入層として用いてもよい。   Known materials are used as the materials of the respective layers. 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. As the hole injection layer, a phthalocyanine compound such as copper phthalocyanine or a triphenylamine derivative such as m-MTDATA can be used. As the hole transport layer, a biphenylamine such as TPD or α-NPD can be used. Derivatives and the like can be used. On the other hand, an oxadiazole derivative such as PBD, a triazole derivative, a triazine derivative, or the like can be used for the electron transport layer, and a quinolinol complex of aluminum or the like can be used for the electron injection layer. Further, an alkali metal, an alkaline earth metal or an alloy containing them, an alkali metal fluoride, or the like may be used as the electron injection layer.

本発明の第3の実施形態の色変換機能付カラーフィルタは、第1の実施形態の方法の中間体としても有用な透明基板1/カラーフィルタ層2/色素層3の積層体に相当する構造を有するものである。該構造において、色素層3は、光源からの入射光の色相を変化させる層として機能する。具体的には、色素層3中の色変換色素が入射光の一部の波長域の光を吸収して、吸収波長域と異なる波長域の光を放射し、色変換色素が吸収しなかった波長域の光および色変換色素が放射した光を組み合わせて、異なる色相の光を放出する。より具体的には、色素層3が入射光の一部の波長域の光を吸収して、該波長域と補色の関係にある光を放射するような構成を採れば、色素層3を出射する光を白色光とすることが出来る。たとえば、青緑色の光を入射光として用い、その青色の波長域の光の一部を色変換色素によって赤色光に変換することによって、白色光の出射が可能となる。   The color filter with a color conversion function according to the third embodiment of the present invention has a structure corresponding to a laminate of a transparent substrate 1 / color filter layer 2 / dye layer 3 which is also useful as an intermediate of the method of the first embodiment. It has. In this structure, the dye layer 3 functions as a layer that changes the hue of incident light from a light source. Specifically, the color conversion dye in the dye layer 3 absorbed light in a part of the wavelength range of the incident light, emitted light in a wavelength range different from the absorption wavelength range, and was not absorbed by the color conversion dye. The light in the wavelength range and the light emitted by the color conversion dye are combined to emit light of different hues. More specifically, if the dye layer 3 is configured to absorb light in a part of the wavelength range of the incident light and emit light having a complementary color relationship with the wavelength range, the dye layer 3 is emitted. The light to be emitted can be white light. For example, white light can be emitted by using blue-green light as incident light and converting a part of the light in the blue wavelength range to red light with a color conversion dye.

透明基板1およびカラーフィルタ層2は、第1の実施形態の記載と同様のものを用いることができる。色素層3についても、第1の実施形態と同様のものを用いることができる。   As the transparent substrate 1 and the color filter layer 2, the same ones as described in the first embodiment can be used. As the dye layer 3, the same as in the first embodiment can be used.

本実施形態において色素層3を出射する光を白色光とする場合には、使用する光源の発する光の波長分布を考慮して、用いる色変換色素の種類、吸収スペクトル、変換光の発光スペクトルおよび含有量、色素層3の膜厚を適宜選択するべきである。色変換色素としては、第1の実施形態において前述した赤色変換色素を用いることが望ましい。また、光源の発する光の波長分布にも依存するが、色素層3中に緑色変換色素を導入して、光源光の青色成分を減少させると同時に、緑色変換色素が発する緑色光を赤色変換色素によってさらに変換して赤色光への変換効率を高めて出射光中の赤色成分を増大させ、望ましい波長分布の白色光を得ることもできる。用いることのできる緑色変換色素は、第1の実施形態に記載のようなものである。   When the light emitted from the dye layer 3 is white light in the present embodiment, the type of the color conversion dye to be used, the absorption spectrum, the emission spectrum of the converted light, and the wavelength distribution of the light emitted from the light source used are taken into consideration. The content and the thickness of the dye layer 3 should be appropriately selected. As the color conversion dye, it is desirable to use the red conversion dye described in the first embodiment. Although it depends on the wavelength distribution of the light emitted from the light source, a green color conversion dye is introduced into the dye layer 3 to reduce the blue component of the light from the light source and simultaneously convert the green light emitted by the green color conversion dye into a red color conversion dye. , The conversion efficiency into red light is increased, the red component in the emitted light is increased, and white light having a desired wavelength distribution can be obtained. Green conversion dyes that can be used are as described in the first embodiment.

色素層3を出射する光を白色光とする場合には、色素層3中の色変換色素の含有量および色素層3の膜厚を調節して、光源光中の青色成分の減少量および出射光中の赤色成分の増加量を調節して、青色、緑色および赤色の各成分の強度を均等にして白色光を得ることができる。第1の実施形態の色素層3と比較した場合、本実施形態の色素層3は、一般的に、より薄い膜厚を有するか、より少ない色変換色素含有量を有するか、あるいはその両者を併用してもよい。   When the light emitted from the dye layer 3 is white light, the content of the color conversion dye in the dye layer 3 and the thickness of the dye layer 3 are adjusted to reduce and reduce the amount of blue component in the light from the light source. By adjusting the amount of increase in the red component in the emitted light, it is possible to obtain white light by equalizing the intensities of the blue, green, and red components. Compared to the dye layer 3 of the first embodiment, the dye layer 3 of the present embodiment generally has a smaller film thickness, a lower color conversion dye content, or both. You may use together.

さらに、本実施形態の色素層3は、その下に存在する複数種のカラーフィルタ層2を覆うように形成されるので、周囲環境(湿度、酸素など)の影響からカラーフィルタ層2を保護する保護層としての機能も併せ持つものである。そして、色素層のパターニングが不要であるので、本実施形態の色変換機能付カラーフィルタは、製造工程の簡略化という点で有利であり、また第1の実施形態におけるのと同様の理由により、高精細化に有利である。   Further, since the dye layer 3 of the present embodiment is formed so as to cover a plurality of types of color filter layers 2 existing thereunder, the color filter layer 2 is protected from the influence of the surrounding environment (humidity, oxygen, etc.). It also has a function as a protective layer. Since the patterning of the dye layer is unnecessary, the color filter with a color conversion function of the present embodiment is advantageous in that the manufacturing process is simplified, and for the same reason as in the first embodiment, This is advantageous for high definition.

本実施形態の色変換機能付カラーフィルタにおいて、色素層3を覆うようにガスバリア層を設けてもよい。ガスバリア層として用いることのできる材料、構造および形成方法は、第1の実施形態に記載のものと同様である。   In the color filter with a color conversion function of the present embodiment, a gas barrier layer may be provided so as to cover the dye layer 3. Materials, structures, and forming methods that can be used as the gas barrier layer are the same as those described in the first embodiment.

本実施形態の色変換機能付きカラーフィルタは、独立して制御可能で、かつ高い精細度でマトリクス状に配列することが可能な光源との組合せにおいて特に有用である。光源は、色素層3の側に配置される。たとえば、液晶シャッター付ライトバルブ、EL発光素子、プラズマ発光素子、発光ダイオード(LED)などと組み合わせることができ、好ましくはEL発光素子、特に好ましくは有機EL発光素子と組み合わせることができる。色素層3によって白色光を得る場合には、青色から青緑色の光を発する光源を用いることが好ましい。第1の実施形態の方法で形成される色変換フィルタの場合と同様に、本実施形態の色変換機能付カラーフィルタと、別の基板上に形成した有機EL発光素子とを貼り合わせて、トップエミッション方式の有機ELディスプレイを作製することが可能である。   The color filter with a color conversion function of the present embodiment is particularly useful in combination with a light source that can be independently controlled and can be arranged in a matrix with high definition. The light source is arranged on the side of the dye layer 3. For example, it can be combined with a light valve with a liquid crystal shutter, an EL light emitting element, a plasma light emitting element, a light emitting diode (LED), or the like, preferably with an EL light emitting element, particularly preferably with an organic EL light emitting element. When white light is obtained by the dye layer 3, it is preferable to use a light source that emits blue to blue-green light. As in the case of the color conversion filter formed by the method of the first embodiment, the color filter with the color conversion function of the present embodiment and the organic EL light emitting element formed on another substrate are bonded together. An emission type organic EL display can be manufactured.

さらに、本実施形態の色変換機能付カラーフィルタは、透明基板1上に複数種(2〜6種、好ましくは3種、特に青色、緑色および赤色の3種)のカラーフィルタ層2を用いてマトリクス状の画素(各色に対応する複数の副画素から構成される)を設けるディスプレイ用カラーフィルタとして特有の利点を有するものである。この形態においては、マトリクス状に設けられる副画素に対応する位置の独立制御可能な光源を発した光は、色素層3で色相を変化させられて白色光となり、副画素のカラーフィルタ層2に入射する。したがって、それぞれの副画素の色に対応する色変換層を設けた場合とは異なり、各色のカラーフィルタ層のそれぞれに同一の光が入射するので、光源を駆動する際にそれぞれの色の色変換層の色変換の効率を考慮する必要をなくし、光源の駆動回路の単純化による低コスト化が可能となる。さらに、マトリクス状に配置される光源のそれぞれを同一条件で駆動することができるので、長時間の駆動時に特定の色に対応する光源のみが劣化することを抑制して、長期にわたって表示色相を維持することが可能となる。   Further, the color filter with a color conversion function of the present embodiment uses a plurality of (two to six, preferably three, particularly three types of blue, green and red) color filter layers 2 on the transparent substrate 1. This has a particular advantage as a display color filter provided with matrix-shaped pixels (composed of a plurality of sub-pixels corresponding to each color). In this embodiment, the light emitted from the independently controllable light source at the position corresponding to the sub-pixels provided in a matrix is changed in hue by the dye layer 3 to be white light, and is transmitted to the color filter layer 2 of the sub-pixel. Incident. Therefore, unlike the case where a color conversion layer corresponding to the color of each sub-pixel is provided, the same light is incident on each color filter layer of each color. It is not necessary to consider the efficiency of the color conversion of the layers, and the cost can be reduced by simplifying the driving circuit of the light source. Furthermore, since each of the light sources arranged in a matrix can be driven under the same conditions, it is possible to suppress deterioration of only the light source corresponding to a specific color during long-time driving and maintain the display hue for a long time. It is possible to do.

(実施例1)
透明ガラス基板1上に、青色フィルタ材料(富士フイルムアーチ製:カラーモザイクCB−7001)をスピンコート法にて塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、線幅0.1mm、線間隔0.33mm、膜厚2μmの、縦方向に延びるラインパターン状の青色カラーフィルタ層2Bを形成した。
(Example 1)
After applying a blue filter material (manufactured by FUJIFILM Arch: Color Mosaic CB-7001) on the transparent glass substrate 1 by spin coating, patterning is performed by photolithography, and the line width is 0.1 mm and the line spacing is 0.1 mm. A blue color filter layer 2B having a line pattern of 33 mm and a thickness of 2 μm and extending in the vertical direction was formed.

青色カラーフィルタ32Bを形成した支持基板1上に、緑色フィルタ材料(富士フイルムアーチ製:カラーモザイクCG−7001)をスピンコート法にて塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、線幅0.1mm、線間隔0.33mm、膜厚2μmの、縦方向に延びるラインパターン状の緑色カラーフィルタ層2Gを形成した。   A green filter material (manufactured by FUJIFILM ARCH: Color Mosaic CG-7001) is applied on the support substrate 1 on which the blue color filter 32B is formed by spin coating, followed by patterning by photolithography to achieve a line width of 0.1 mm. A green color filter layer 2G having a line pattern of 1 mm, a line interval of 0.33 mm, and a film thickness of 2 μm and extending in the vertical direction was formed.

次に、赤色フィルタ材料(富士フイルムアーチ製:カラーモザイクCR−7001)をスピンコート法にて塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、線幅0.1mm、線間隔0.33mm、膜厚2μmの、縦方向に延びるラインパターン状の赤色カラーフィルタ層2Rを形成した。   Next, after applying a red filter material (manufactured by Fuji Film Arch: Color Mosaic CR-7001) by spin coating, patterning is performed by photolithography, and the line width is 0.1 mm, the line interval is 0.33 mm, and the film thickness is A red color filter layer 2R having a line pattern of 2 μm and extending in the vertical direction was formed.

次に、クマリン6(0.1質量部)、ローダミン6G(0.3質量部)およびベーシックバイオレット11(0.3質量部)を、プロピレングリコールモノエチルアセテート溶剤(120質量部)に溶解させた蛍光変換色素溶液を調製した。該溶液に対して、100質量部の光重合性樹脂「V259PA/P5」(商品名、新日鐵化成工業株式会社)を添加して溶解させ、塗布液を得た。この塗布液をスピンコート法にて塗布し、加熱乾燥して膜厚7μmの色素層3を形成した。ここで、クマリン6が緑色変換色素であり、ローダミン6Gおよびベーシックバイオレット11が赤色変換色素である。   Next, coumarin 6 (0.1 parts by mass), rhodamine 6G (0.3 parts by mass) and basic violet 11 (0.3 parts by mass) were dissolved in a propylene glycol monoethyl acetate solvent (120 parts by mass). A fluorescence conversion dye solution was prepared. To this solution, 100 parts by mass of a photopolymerizable resin “V259PA / P5” (trade name, Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) was added and dissolved to obtain a coating solution. The coating solution was applied by a spin coating method and dried by heating to form a dye layer 3 having a thickness of 7 μm. Here, coumarin 6 is a green color conversion dye, and rhodamine 6G and basic violet 11 are red color conversion dyes.

次に、透明基板1の側に配置したカーボンアーク灯(白色光源)を用いて、露光を行った。透明基板表面における光強度は、1W/cmであった。ここで、カラーフィルタ層および色素層をガラス基板上に積層したサンプルを別途形成し、該サンプルの色変換色素の光分解挙動を検討し、該色素の吸収強度が初期の1/10になるまでの時間を、本実施例における露光時間として用いた。露光の結果、赤色カラーフィルタ層2R上に、ローダミン6Gおよびベーシックバイオレット11を含む赤色変換層4Rが形成され、緑色カラーフィルタ層2G上に、クマリン6を含む緑色変換層4Gが形成された。青色カラーフィルタ層2B上、およびカラーフィルタ層が設けられていない領域では、色素層3中の各色素が分解された。 Next, exposure was performed using a carbon arc lamp (white light source) arranged on the side of the transparent substrate 1. The light intensity on the transparent substrate surface was 1 W / cm 2 . Here, a sample in which a color filter layer and a dye layer are laminated on a glass substrate is separately formed, and the photodecomposition behavior of the color conversion dye of the sample is examined. Until the absorption intensity of the dye becomes 1/10 of the initial value. Is used as the exposure time in this example. As a result of the exposure, a red conversion layer 4R including rhodamine 6G and basic violet 11 was formed on the red color filter layer 2R, and a green conversion layer 4G including coumarin 6 was formed on the green color filter layer 2G. Each dye in the dye layer 3 was decomposed on the blue color filter layer 2B and in a region where the color filter layer was not provided.

得られた色変換フィルタにおいて、色変換層4Rおよび4Gは、対応するカラーフィルタ層2Rおよび2Gの位置に設けられており、色変換層の変形などは認められなかった。   In the obtained color conversion filters, the color conversion layers 4R and 4G were provided at the positions of the corresponding color filter layers 2R and 2G, and no deformation of the color conversion layers was observed.

(実施例2)
透明基板10上に、ブラックマスク材料(富士フイルムアーチ製:カラーモザイクCK−7000)をスピンコート法にて塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、縦方向0.33mm×横方向0.09mmの複数の開口部を有する、膜厚1.5μmのブラックマスク4を得た。開口部間の間隔は、縦横ともに0.03mmとした。
(Example 2)
After applying a black mask material (manufactured by FUJIFILM Arch: Color Mosaic CK-7000) on the transparent substrate 10 by spin coating, patterning is performed by photolithography to obtain a vertical 0.33 mm × horizontal 0.09 mm. A black mask 4 having a thickness of 1.5 μm and having a plurality of openings was obtained. The distance between the openings was 0.03 mm both vertically and horizontally.

次に、青色フィルタ材料(富士フイルムアーチ製:カラーモザイクCB−7001)をスピンコート法にて塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、線幅0.1mm、線間隔0.33mm、膜厚2μmの、縦方向に延びるラインパターン状の青色カラーフィルタ層32Bを形成した。   Next, after applying a blue filter material (manufactured by Fuji Film Arch: Color Mosaic CB-7001) by spin coating, patterning is performed by photolithography, and the line width is 0.1 mm, the line interval is 0.33 mm, and the film thickness is A blue color filter layer 32B having a line pattern of 2 μm and extending in the vertical direction was formed.

青色カラーフィルタ32Bを形成した支持基板1上に、緑色フィルタ材料(富士フイルムアーチ製:カラーモザイクCG−7001)をスピンコート法にて塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、線幅0.1mm、線間隔0.33mm、膜厚2μmの、縦方向に延びるラインパターン状の緑色カラーフィルタ層32Gを形成した。   A green filter material (manufactured by FUJIFILM ARCH: Color Mosaic CG-7001) is applied on the support substrate 1 on which the blue color filter 32B is formed by spin coating, followed by patterning by photolithography to achieve a line width of 0.1 mm. A green color filter layer 32G having a line pattern of 1 mm, a line interval of 0.33 mm, and a film thickness of 2 μm and extending in the vertical direction was formed.

次に、赤色フィルタ材料(富士フイルムアーチ製:カラーモザイクCR−7001)をスピンコート法にて塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、線幅0.1mm、線間隔0.33mm、膜厚2μmの、縦方向に延びるラインパターン状の赤色カラーフィルタ32Rを形成した。   Next, after applying a red filter material (manufactured by Fuji Film Arch: Color Mosaic CR-7001) by spin coating, patterning is performed by photolithography, and the line width is 0.1 mm, the line interval is 0.33 mm, and the film thickness is A red color filter 32R having a line pattern of 2 μm and extending in the vertical direction was formed.

次に、クマリン6(0.1質量部)、ローダミン6G(0.3質量部)およびベーシックバイオレット11(0.3質量部)を、プロピレングリコールモノエチルアセテート溶剤(120質量部)に溶解させた蛍光変換色素溶液を調製した。該溶液に対して、100質量部の光重合性樹脂「V259PA/P5」(商品名、新日鐵化成工業株式会社)を添加して溶解させ、塗布液を得た。この塗布液をスピンコート法にて塗布し、加熱乾燥して膜厚7μmの色素層3を形成した。ここで、クマリン6が緑色変換色素であり、ローダミン6Gおよびベーシックバイオレット11が赤色変換色素である。   Next, coumarin 6 (0.1 parts by mass), rhodamine 6G (0.3 parts by mass) and basic violet 11 (0.3 parts by mass) were dissolved in a propylene glycol monoethyl acetate solvent (120 parts by mass). A fluorescence conversion dye solution was prepared. To this solution, 100 parts by mass of a photopolymerizable resin “V259PA / P5” (trade name, Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) was added and dissolved to obtain a coating solution. The coating solution was applied by a spin coating method and dried by heating to form a dye layer 3 having a thickness of 7 μm. Here, coumarin 6 is a green color conversion dye, and rhodamine 6G and basic violet 11 are red color conversion dyes.

次に、透明基板1の側に配置したカーボンアーク灯(白色光源)を用いて、露光を行った。透明基板表面における光強度は、1W/cmであった。ここで、カラーフィルタ層および色素層をガラス基板上に積層したサンプルを別途形成し、該サンプルの色変換色素の光分解挙動を検討し、該色素の吸収強度が初期の1/10になるまでの時間を、本実施例における露光時間として用いた。露光の結果、赤色カラーフィルタ層2R上に、ローダミン6Gおよびベーシックバイオレット11を含む赤色変換層4Rが形成され、緑色カラーフィルタ層2G上に、クマリン6を含む緑色変換層4Gが形成された。青色カラーフィルタ層2B上の層4Bでは、いずれの色素も分解された。 Next, exposure was performed using a carbon arc lamp (white light source) arranged on the side of the transparent substrate 1. The light intensity on the transparent substrate surface was 1 W / cm 2 . Here, a sample in which a color filter layer and a dye layer are laminated on a glass substrate is separately formed, and the photodecomposition behavior of the color conversion dye of the sample is examined. Until the absorption intensity of the dye becomes 1/10 of the initial value. Is used as the exposure time in this example. As a result of the exposure, a red conversion layer 4R including rhodamine 6G and basic violet 11 was formed on the red color filter layer 2R, and a green conversion layer 4G including coumarin 6 was formed on the green color filter layer 2G. In the layer 4B on the blue color filter layer 2B, all the dyes were decomposed.

得られた色変換フィルタにおいては、ブラックマスクを含めて0.36mm×0.36mmの寸法を有するピクセルがマトリクス状に配列されており、各ピクセルは、縦方向0.33mm×横方向0.09mmのRGBのサブピクセルから構成された。   In the obtained color conversion filter, pixels having a size of 0.36 mm × 0.36 mm including the black mask are arranged in a matrix, and each pixel is 0.33 mm in the vertical direction × 0.09 mm in the horizontal direction. RGB sub-pixels.

TFT11、および該TFTのソース電極部分を開口した絶縁性の平坦化膜12をあらかじめ設けたガラス基板10上に、マスクを用いるスパッタ法にて厚さ500nmのAlおよび厚さ100nmのIZOを積層して、TFT11のそれぞれと1対1に対応する複数の部分に分割された第1電極13を形成した。第1電極13のそれぞれの部分は縦方向0.33mm×横方向0.09mmの寸法を有し、縦横ともに0.03mmの間隔をおいてマトリクス状に配列された。   A 500-nm-thick Al film and a 100-nm-thick IZO film are formed by sputtering using a mask on a glass substrate 10 on which a TFT 11 and an insulating planarization film 12 having an opening at a source electrode portion of the TFT are provided in advance. Thus, the first electrode 13 divided into a plurality of portions each corresponding to one of the TFTs 11 was formed. Each portion of the first electrode 13 has a size of 0.33 mm in the vertical direction × 0.09 mm in the horizontal direction, and is arranged in a matrix at an interval of 0.03 mm both vertically and horizontally.

続いて、第1電極13を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着して、有機EL層14を形成した。有機EL層14は、正孔注入層/正孔輸送層/有機EL発光層/電子注入層の4層構成とした。真空槽内圧を1×10−4Paまで減圧し、厚さ100nmの銅フタロシアニン(CuPc、正孔注入層)、厚さ20nmの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、正孔輸送層)、厚さ30nmの4,4’−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi、有機EL発光層)、および厚さ20nmのアルミニウムトリス(8−キノリノラート)(Alq、電子注入層)を、真空を破ることなく積層して、有機EL層80を得た。さらに真空を破ることなしに、厚さ10nmのMg/Ag(質量比10:1)および厚さ10nmのIZOを積層して、第2電極15を形成した。 Subsequently, the substrate on which the first electrode 13 was formed was mounted in a resistance heating evaporation apparatus to form the organic EL layer 14. The organic EL layer 14 had a four-layer structure of a hole injection layer / a hole transport layer / an organic EL light emitting layer / an electron injection layer. The internal pressure of the vacuum chamber was reduced to 1 × 10 −4 Pa, copper phthalocyanine (CuPc, hole injection layer) having a thickness of 100 nm, and 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-) having a thickness of 20 nm. Phenylamino] biphenyl (α-NPD, hole transport layer), 30 nm thick 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi, organic EL light emitting layer), and 20 nm thick aluminum Tris (8-quinolinolate) (Alq, electron injection layer) was laminated without breaking vacuum to obtain an organic EL layer 80. Further, the second electrode 15 was formed by laminating 10 nm thick Mg / Ag (mass ratio 10: 1) and 10 nm thick IZO without breaking vacuum.

最後に第2電極以下の構造を覆うように、膜厚500nmのSiOからなるパッシベーション層を形成して、有機EL発光素子を得た。 Finally, a passivation layer made of SiO 2 having a thickness of 500 nm was formed so as to cover the structure below the second electrode, thereby obtaining an organic EL light emitting device.

次に、色変換フィルタを、水分濃度1ppm、酸素濃度1ppmに管理されたグローブボックス内に搬入した。そして、色変換フィルタの透明基板1の外周部に、ディスペンサーロボットを用いて、直径20μmのビーズを分散させた紫外線硬化型接着剤(スリーボンド社製、商品名30Y−437)を、外周封止層21として塗布した。アライメントを行いながら、色変換フィルタおよび有機EL発光素子を接着して集成体を形成した。続いて、UVランプを用いて、100mW/cmの紫外線を30秒間にわたって照射して、外周封止層11を硬化させて有機ELディスプレイを得た。 Next, the color conversion filter was carried into a glove box controlled to a water concentration of 1 ppm and an oxygen concentration of 1 ppm. Then, using a dispenser robot, an ultraviolet curable adhesive (trade name: 30Y-437, manufactured by Three Bond Co., Ltd.) in which beads having a diameter of 20 μm are dispersed is applied to the outer peripheral portion of the transparent substrate 1 of the color conversion filter using an outer peripheral sealing layer. No. 21 was applied. While performing the alignment, the color conversion filter and the organic EL element were bonded to form an assembly. Subsequently, using a UV lamp, ultraviolet rays of 100 mW / cm 2 were irradiated for 30 seconds to cure the outer peripheral sealing layer 11 to obtain an organic EL display.

(実施例3)
本実施例は、本発明の第3の実施形態において用いられる色素層2の効果を例示するためのものである。
(Example 3)
This example is for illustrating the effect of the dye layer 2 used in the third embodiment of the present invention.

フォトレジストV259PAP5(新日鐵化成工業株式会社製)25gに対して、0.05gのクマリン6および0.04gのローダミンBを添加し、塗布液を得た。これを、透明基板(コーニング製1737ガラス基板)上面に塗布して、膜厚2μmの色素層を得た。   To 25 g of photoresist V259PAP5 (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), 0.05 g of coumarin 6 and 0.04 g of rhodamine B were added to obtain a coating solution. This was applied to the upper surface of a transparent substrate (1737 glass substrate made by Corning) to obtain a dye layer having a thickness of 2 μm.

次に、スパッタ法を用いて、色素層を覆うように膜厚0.5μmのSiO膜からなるガスバリア層を形成して、色素層基板を得た。スパッタ装置としてRF−プレーナマグネトロン型装置、ターゲットとしてSiO、スパッタガスとしてArを用いた。SiO膜形成時の基板温度を80℃に設定した。 Next, a gas barrier layer composed of a 0.5 μm-thick SiO 2 film was formed so as to cover the dye layer by using a sputtering method, thereby obtaining a dye layer substrate. An RF-planar magnetron type apparatus was used as a sputtering apparatus, SiO 2 was used as a target, and Ar was used as a sputtering gas. The substrate temperature during the formation of the SiO 2 film was set to 80 ° C.

別個の基板上に、陽極(膜厚500nmのAlと膜厚100nmのITOとの積層体)、有機EL層、陰極(膜厚10nmのMg/Ag(質量比10/1)と膜厚10nmのITOとの積層体)を形成して、有機EL素子を得た。有機EL層は、陽極側から、膜厚100nmのCuPc、膜厚20nmのα−NPD、膜厚30nmのDPVBi、および膜厚20nmのAlqの積層構造とした。得られた有機EL素子は、CIEのXYZ座標系において、青緑色光を発した。   On a separate substrate, an anode (a laminate of 500 nm thick Al and 100 nm thick ITO), an organic EL layer, and a cathode (10 nm thick Mg / Ag (mass ratio 10/1) and 10 nm thick (A laminate with ITO) was formed to obtain an organic EL device. The organic EL layer had a stacked structure of 100 nm thick CuPc, 20 nm thick α-NPD, 30 nm thick DPVBi, and 20 nm thick Alq from the anode side. The obtained organic EL element emitted blue-green light in the CIE XYZ coordinate system.

上記のように得られた色素層基板と有機EL素子とを、ガスバリア層と透明陽極とが対向するように配置して、有機EL素子を発光させた。色素層を透過して出射した光は、(x、y)=(0.30、0.33)の色度値を有し、可視域に広い波長分布を有した。   The dye layer substrate and the organic EL element obtained as described above were arranged such that the gas barrier layer and the transparent anode faced each other, and the organic EL element emitted light. The light emitted through the dye layer had a chromaticity value of (x, y) = (0.30, 0.33), and had a wide wavelength distribution in the visible region.

(実施例4)
透明基板(コーニング製1737ガラス基板)上に、ブラックマスク材料(富士フイルムアーチ製:カラーモザイクCK−7000)、青色フィルタ材料(富士フイルムアーチ製:カラーモザイクCB−7001)、緑色フィルタ材料、および赤色フィルタ材料(富士フイルムアーチ製:カラーモザイクCR−7001)を用い、フォトリソグラフ法にてカラーフィルタ層およびブラックマスクを作製した。
(Example 4)
On a transparent substrate (Corning 1737 glass substrate), a black mask material (Fuji Film Arch: Color Mosaic CK-7000), a blue filter material (Fuji Film Arch: Color Mosaic CB-7001), a green filter material, and a red color Using a filter material (manufactured by Fuji Film Arch: Color Mosaic CR-7001), a color filter layer and a black mask were produced by photolithography.

ここで、各副画素の寸法を300μm×100μmとし;隣接する副画素間のギャップ(すなわち、ブラックマスクが形成される領域)を縦方向30μm、横方向10μmとし;青色、緑色および赤色の副画素の組が1つの画素を形成するように配列した。また、縦方向に50画素、横方向に50画素を配列し、合計2500画素とした。各カラーフィルタ層の膜厚は、青色および赤色について1μm、緑色については2ミクロンとした。   Here, the size of each sub-pixel is 300 μm × 100 μm; the gap between adjacent sub-pixels (that is, the area where the black mask is formed) is 30 μm in the vertical direction and 10 μm in the horizontal direction; blue, green, and red sub-pixels Are arranged so as to form one pixel. In addition, 50 pixels are arranged in the vertical direction and 50 pixels in the horizontal direction, and the total is 2500 pixels. The thickness of each color filter layer was 1 μm for blue and red, and 2 μm for green.

次に、フォトレジストV259PAP5(新日鐵化成工業株式会社製)25gに対して、0.05gのクマリン6および0.04gのローダミンBを添加し、塗布液を得た。これを、カラーフィルタ層およびブラックマスクの上面に塗布して、膜厚2μmの色素層を得た。   Next, 0.05 g of coumarin 6 and 0.04 g of rhodamine B were added to 25 g of photoresist V259PAP5 (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) to obtain a coating solution. This was applied on the color filter layer and the upper surface of the black mask to obtain a dye layer having a thickness of 2 μm.

次に、スパッタ法を用いて、色素層を覆うように膜厚0.5μmのSiO膜からなるガスバリア層を形成して、色変換機能付カラーフィルタを得た。スパッタ装置としてRF−プレーナマグネトロン型装置、ターゲットとしてSiO、スパッタガスとしてArを用いた。SiO膜形成時の基板温度を80℃に設定した。 Next, a gas barrier layer made of a 0.5 μm-thick SiO 2 film was formed so as to cover the dye layer using a sputtering method, and a color filter with a color conversion function was obtained. An RF-planar magnetron type apparatus was used as a sputtering apparatus, SiO 2 was used as a target, and Ar was used as a sputtering gas. The substrate temperature during the formation of the SiO 2 film was set to 80 ° C.

別個のガラス基板上に、スパッタ法およびフォトリソグラフ法を用いて、膜厚500nmのAlおよび膜厚100nmのITOからなる第1電極(反射性の陽極)を形成した。第1電極は、縦方向に延びるストライプパターンを有し、各ストライプの幅を105μmとし、ピッチが110μm(隣接するストライプ間の間隔が5μm)となるように配列した。   A first electrode (reflective anode) made of Al having a thickness of 500 nm and ITO having a thickness of 100 nm was formed on a separate glass substrate by using a sputtering method and a photolithographic method. The first electrodes had a stripe pattern extending in the vertical direction, and were arranged so that the width of each stripe was 105 μm and the pitch was 110 μm (the interval between adjacent stripes was 5 μm).

次に、第1電極を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に配置し、10−4Paの真空槽内圧において、正孔注入層として膜厚100nmのCuPc、正孔輸送層として膜厚20nmのα−NPD、発光層として膜厚30nmのDPVBi、および電子注入層として膜厚20nmのAlqを積層して、有機EL層を形成した。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was placed in a resistance heating evaporation apparatus, and under a vacuum chamber pressure of 10 −4 Pa, a 100-nm-thick CuPc film as a hole-injection layer and a 20-nm-thick film as a hole-transport layer An organic EL layer was formed by stacking α-NPD, DPVBi having a thickness of 30 nm as a light emitting layer, and Alq having a thickness of 20 nm as an electron injection layer.

そして、マスクを用いて、有機EL層の上に膜厚10nmのMg/Ag(質量比10/1)および膜厚10nmのITOからなる第2電極を積層した。第2電極は、横方向に延びるストライプパターンを有し、各ストライプの幅を300μmとし、ピッチが330μm(隣接するストライプ間の間隔が30μm)となるように配列した。   Then, using a mask, a second electrode made of Mg / Ag (mass ratio: 10/1) having a thickness of 10 nm and ITO having a thickness of 10 nm was stacked on the organic EL layer. The second electrode had a stripe pattern extending in the horizontal direction, and the width of each stripe was 300 μm, and the second electrodes were arranged so that the pitch was 330 μm (the interval between adjacent stripes was 30 μm).

最後に第2電極以下の構造を覆うように、膜厚500nmのSiOからなるパッシベーション層を形成して、有機EL発光素子を得た。 Finally, a passivation layer made of SiO 2 having a thickness of 500 nm was formed so as to cover the structure below the second electrode, thereby obtaining an organic EL light emitting device.

次に、色変換機能付カラーフィルタおよび有機EL発光素子を、水分濃度1ppm、酸素濃度1ppmに管理されたグローブボックス内に搬入した。そして、色変換機能付カラーフィルタの透明基板の外周部に、ディスペンサーロボットを用いて、直径20μmのビーズを分散させた紫外線硬化型接着剤(スリーボンド社製、商品名30Y−437)を、外周封止層として塗布した。アライメントを行いながら、色変換機能付カラーフィルおよび有機EL発光素子を接着して集成体を形成した。続いて、100mW/cmの紫外線を30秒間にわたって照射して、外周封止層を硬化させて有機ELディスプレイを得た。 Next, the color filter with a color conversion function and the organic EL light emitting element were carried into a glove box controlled to a moisture concentration of 1 ppm and an oxygen concentration of 1 ppm. Then, using a dispenser robot, an ultraviolet curable adhesive (trade name: 30Y-437, manufactured by Three Bond Co., Ltd.) in which beads having a diameter of 20 μm are dispersed is sealed around the outer periphery of the transparent substrate of the color filter with a color conversion function. It was applied as a stop layer. While performing the alignment, the color fill with the color conversion function and the organic EL light emitting element were bonded to form an assembly. Subsequently, ultraviolet rays of 100 mW / cm 2 were irradiated for 30 seconds to cure the outer peripheral sealing layer to obtain an organic EL display.

以上のように作製した有機ELディスプレイの発光特性を測定した。具体的には、全画素を点灯させた場合(W)の色度値、および各色に対応する副画素のみを点灯させた場合(R,G,B)の色度値および輝度比(全画素を点灯させた場合を100とする相対値)を測定した。結果を第1表に示す。   The emission characteristics of the organic EL display manufactured as described above were measured. Specifically, the chromaticity value when all the pixels are turned on (W), and the chromaticity value and luminance ratio when all the sub-pixels corresponding to each color are turned on (R, G, B) (all pixels) (The relative value when 100 is lit) is measured. The results are shown in Table 1.

Figure 2004319471
Figure 2004319471

本発明の第1の実施形態の色変換フィルタの製造方法を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view illustrating a method for manufacturing the color conversion filter according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態の色変換フィルタの製造方法を示す概略図である。It is a schematic diagram showing a manufacturing method of a color conversion filter of a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態の色変換フィルタの製造方法の変形例を示す概略図である。It is the schematic which shows the modification of the manufacturing method of the color conversion filter of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の方法により製造される色変換フィルタを用いて形成される色変換発光デバイスの一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a color conversion light emitting device formed using a color conversion filter manufactured by the method of the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

1 透明基板
2(R,G,B) カラーフィルタ層(赤色、緑色、青色)
3 色素層
4(R,G,B) 色変換層(赤色、緑色、青色)
5 平坦化層
6 ブラックマスク
10 基板
11 TFT
12 平坦化膜
13 第1電極
14 有機EL層
15 第2電極
16 パッシベーション層
21 外周封止層
22 充填剤層
1 Transparent substrate 2 (R, G, B) Color filter layer (red, green, blue)
3 dye layer 4 (R, G, B) color conversion layer (red, green, blue)
5 Flattening layer 6 Black mask 10 Substrate 11 TFT
Reference Signs List 12 flattening film 13 first electrode 14 organic EL layer 15 second electrode 16 passivation layer 21 outer peripheral sealing layer 22 filler layer

Claims (20)

透明基板上にカラーフィルタ層を形成する工程と、
前記カラーフィルタ層上に色変換色素を含む色素層を形成する工程と、
色素分解光を用いて、前記透明基板および前記カラーフィルタ層を通して前記色素層を露光して、前記カラーフィルタ層に相当する位置に色変換層を形成する工程と
を含み、ここで、
前記色変換色素は、前記カラーフィルタ層が透過する波長域以外の光によって分解され、
前記色素分解光は、前記色変換色素を分解する波長成分を含み、
前記色変換層は、波長分布変換により前記カラーフィルタ層が透過する光を放射する
ことを特徴とする色変換フィルタの製造方法。
Forming a color filter layer on a transparent substrate,
Forming a dye layer containing a color conversion dye on the color filter layer,
Exposing the dye layer through the transparent substrate and the color filter layer using dye-decomposed light to form a color conversion layer at a position corresponding to the color filter layer,
The color conversion dye is decomposed by light outside the wavelength band transmitted by the color filter layer,
The dye decomposition light includes a wavelength component that decomposes the color conversion dye,
The method for manufacturing a color conversion filter, wherein the color conversion layer emits light transmitted through the color filter layer by wavelength distribution conversion.
前記色素分解光は、白色光であることを特徴とする請求項1に記載の色変換フィルタの製造方法。   The method according to claim 1, wherein the dye-separated light is white light. 透明基板上にn種のカラーフィルタ層を形成する工程と、
前記n種のカラーフィルタ層上に(n−1)種の色変換色素を含む色素層を形成する工程と、
色素分解光を用いて、前記透明基板および前記カラーフィルタ層を通して前記色素層を露光して、第m種のカラーフィルタ層に相当する位置に第m種の色変換層を形成する工程と
を含み、ここで、
nは、2〜6の整数であり、
mは、1〜n−1の整数のそれぞれを表し、
前記n種のカラーフィルタ層のそれぞれは、異なる波長域の光を透過させ、
第m種の色変換色素は、第m種のカラーフィルタ層が透過させない光によって分解され、
第m種の色変換層は、波長分布変換により第m種のカラーフィルタ層が透過する光を放射する
ことを特徴とする色変換フィルタの製造方法。
Forming n kinds of color filter layers on a transparent substrate;
Forming a dye layer containing (n-1) kinds of color conversion dyes on the n kinds of color filter layers;
Exposing the dye layer through the transparent substrate and the color filter layer using dye-decomposed light to form an m-th color conversion layer at a position corresponding to the m-th color filter layer. ,here,
n is an integer of 2 to 6,
m represents an integer of 1 to n-1,
Each of the n types of color filter layers transmits light in a different wavelength range,
The m-th color conversion dye is decomposed by light that is not transmitted by the m-th color filter layer,
A method for manufacturing a color conversion filter, wherein the m-th color conversion layer emits light transmitted by the m-th color filter layer by wavelength distribution conversion.
第(m+1)種のカラーフィルタ層は、第m種のカラーフィルタ層よりも短波長の光を透過させ、第m種の色変換色素は、第m種のカラーフィルタ層が透過する光よりも短波長の光によって分解されることを特徴とする請求項3に記載の色変換フィルタの製造方法。   The (m + 1) -th color filter layer transmits light having a shorter wavelength than the m-th color filter layer, and the m-th color conversion dye is more transparent than the light transmitted by the m-th color filter layer. The method according to claim 3, wherein the color conversion filter is decomposed by light having a short wavelength. 前記色素分解光は、前記(n−1)種の色変換色素を分解する波長成分の全てを有することを特徴とする請求項3または4に記載の色変換フィルタの製造方法。   5. The method according to claim 3, wherein the dye-separated light has all wavelength components that decompose the (n−1) kinds of color conversion dyes. 6. 前記色素分解光は、白色光であることを特徴とする請求項5に記載の色変換フィルタの製造方法。   The method according to claim 5, wherein the dye-separated light is white light. 前記露光は複数回にわたって実施され、第m種の色変換色素を分解する波長成分が、前記複数回の露光に用いられる色素分解光のいずれかに含まれていることを特徴とする請求項3または4に記載の色変換フィルタの製造方法。   4. The method according to claim 3, wherein the exposure is performed a plurality of times, and a wavelength component for decomposing the m-th color conversion dye is included in any of the dye-separated lights used in the plurality of exposures. Or a method for manufacturing a color conversion filter according to 4. 前記露光は(n−1)回にわたって実施され、第m回目の露光は、第m種の色変換色素を分解する波長成分を含む光を用いて実施されることを特徴とする請求項6に記載の色変換フィルタの製造方法。   7. The method according to claim 6, wherein the exposure is performed (n-1) times, and the m-th exposure is performed using light including a wavelength component that decomposes the m-th color conversion dye. A method for manufacturing the color conversion filter according to the above. 前記色素層は、第n種の色変換色素をさらに含み;前記露光により第n種のカラーフィルタ層に相当する位置に第n種の色変換層が形成され;第n種の色変換色素は、第n種のカラーフィルタ層が透過させない光によって分解され;第n種の色変換色素は、波長分布変換により第n種のカラーフィルタ層が透過する光を放射する
ことを特徴とする請求項3に記載の色変換フィルタの製造方法。
The dye layer further includes an n-th color conversion dye; the exposure forms an n-th color conversion layer at a position corresponding to the n-th color filter layer; The n-th color conversion layer is decomposed by light not transmitted by the n-th color filter layer; and the n-th color conversion dye emits light transmitted by the n-th color filter layer by wavelength distribution conversion. 4. The method for manufacturing a color conversion filter according to item 3.
第(m+1)種のカラーフィルタ層は、第m種のカラーフィルタ層よりも短波長の光を透過させ、第m種の色変換色素は、第m種のカラーフィルタ層が透過する光よりも短波長の光によって分解され、第n種の色変換色素は、第n種のカラーフィルタ層が透過する光よりも短波長の光によって分解されることを特徴とする請求項9に記載の色変換フィルタの製造方法。   The (m + 1) -th color filter layer transmits light having a shorter wavelength than the m-th color filter layer, and the m-th color conversion dye is more transparent than the light transmitted by the m-th color filter layer. The color according to claim 9, wherein the n-th color conversion dye is decomposed by light having a short wavelength, and the n-th color conversion dye is decomposed by light having a shorter wavelength than light transmitted through the n-th color filter layer. Manufacturing method of conversion filter. 前記色素分解光は、前記(n−1)種の色変換色素を分解する波長成分の全てを有することを特徴とする請求項10に記載の色変換フィルタの製造方法。   The method according to claim 10, wherein the dye-separated light has all wavelength components that decompose the (n-1) kinds of color conversion dyes. 前記色素分解光は、近紫外成分を含む白色光であることを特徴とする請求項11に記載の色変換フィルタの製造方法。   The method according to claim 11, wherein the dye-separated light is white light containing a near-ultraviolet component. 前記露光は複数回にわたって実施され、第k種(kは、1〜nの整数のそれぞれを表す)の色変換色素を分解する波長成分が、前記複数回の露光に用いられる色素分解光のいずれかに含まれていることを特徴とする請求項9または10に記載の色変換フィルタの製造方法。   The exposure is performed a plurality of times, and a wavelength component that decomposes a color conversion dye of a k-th type (k represents an integer of 1 to n) is any of the dye-decomposed light used in the plurality of exposures. The method for producing a color conversion filter according to claim 9, wherein the color conversion filter is included. 前記露光はn回にわたって実施され、第k回目の露光は、第k種の色変換色素を分解する波長成分を含む光を用いて実施されることを特徴とする請求項13に記載の色変換フィルタの製造方法。   The color conversion according to claim 13, wherein the exposure is performed n times, and the k-th exposure is performed using light including a wavelength component that decomposes the k-th color conversion dye. Manufacturing method of filter. 透明基板と、
透明基板上に形成されたn種(nは2〜6の整数である)のカラーフィルタ層と、
少なくとも1つの色変換色素を含み、前記n種のカラーフィルタ層を覆って一体に形成される色素層と
を具え、前記少なくとも1つの色変換色素は、入射光の一部の波長域を吸収し、吸収した波長域と異なる波長域の光を放射することを特徴とする色変換機能付カラーフィルタ。
A transparent substrate,
N types (n is an integer of 2 to 6) of color filter layers formed on a transparent substrate;
A dye layer that includes at least one color conversion dye and is integrally formed over the n types of color filter layers, wherein the at least one color conversion dye absorbs a part of a wavelength range of incident light. A color filter with a color conversion function, which emits light in a wavelength range different from the absorbed wavelength range.
前記色素層は、前記少なくとも1つのカラーフィルタの保護層としても機能することを特徴とする請求項15に記載の色変換機能付カラーフィルタ。   The color filter with a color conversion function according to claim 15, wherein the dye layer also functions as a protective layer of the at least one color filter. 前記色素層への入射光が青色ないし青緑色光であり、前記少なくとも1つの色変換色素が赤色光を放射することを特徴とする請求項15に記載の色変換機能付カラーフィルタ。   The color filter with a color conversion function according to claim 15, wherein the light incident on the dye layer is blue to blue-green light, and the at least one color conversion dye emits red light. 前記色素層を出射する光が白色光であることを特徴とする請求項15に記載の色変換機能付カラーフィルタ。   The color filter with a color conversion function according to claim 15, wherein the light emitted from the dye layer is white light. 前記色素層において、前記少なくとも1つの色変換色素は樹脂中に分散されていることを特徴とする請求項15に記載の色変換機能付カラーフィルタ。   The color filter with a color conversion function according to claim 15, wherein in the dye layer, the at least one color conversion dye is dispersed in a resin. 前記色素層を覆うガスバリア層をさらに具えたことを特徴とする請求項15に記載の色変換機能付カラーフィルタ。
The color filter with a color conversion function according to claim 15, further comprising a gas barrier layer covering the dye layer.
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