(57)【要約】【課題】発光輝度および色コントラストを向上したカラーフィルターを提供する。【解決手段】透明基板３１の一部上表面に遮光部材からなるブラックマトリクス３３が設けられ、遮光部材の形成されていない透光部を画素３８として形成し、それぞれの画素３８内には少なくとも一つの３原色のカラーレジスト３５および透光性の隙間部３６を設ける。カラーフィルターを経由するため輝度の低下した光線と隙間部を透過し光源からの高輝度の光源との合成光とすることにより、輝度を向上すると共に色コントラストを高めることができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板、ブラックマトリクス、少なくとも一つのカラーレジストおよび保護層を備え、
前記ブラックマトリクスは、前記透明基板の一部表面に形成されると共に、前記ブラックマトリクスが形成されていない透明基板上に複数の画素が形成され、
前記カラーレジストは、前記画素内の一部表面に形成され、前記画素内の前記カラーレジストが設けられていない一部区域には少なくとも一つのカラーレジストの形成されない隙間部が形成され、
前記保護層は、前記ブラックマトリクスおよび前記カラーレジストの上表面を被覆することを特徴とする発光輝度および色コントラストに優れたカラーフィルター。
【請求項２】
前記画素内の隙間部上には、透光部が設置され、前記透光部は透光材料からなり、第１の隙間部および第２の隙間部の面積の総和は前記画素の表面積の二分の一よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の発光輝度および色コントラストに優れたカラーフィルター。
【請求項３】
前記画素内の隙間部の表面積は、前記カラーレジストの表面積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の発光輝度および色コントラストに優れたカラーフィルター。
【請求項４】
前記カラーフィルターは、液晶ディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置またはプラズマディスプレイ装置に使用されることを特徴とする請求項１記載の発光輝度および色コントラストに優れたカラーフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルターに関し、特に、隙間部の設置により、透過する光源からの光の輝度は影響を受けず、透過する光源からの光の色コントラストを高めることができる発光輝度および色コントラストに優れたカラーフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電子産業の発展は人々に更なる利便性をもたらした。しかし、より高画質でより低コストの平面ディスプレイをいかに製造するかが常に各メーカーの努力目標となっており、また、いかにフルカラーを表示するかがディスプレイ製造の成功の鍵となっている。有機ＥＬディスプレイ装置において、フルカラーを達成するために採用されている方法は下記の二種である。
【０００３】
１  赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を生成できる有機発光ダイオードをそれぞれの画素内に設置して発光させ、直接フルカラー効果を得る方法。
２  白色有機発光ダイオードにすでに成熟した技術であるカラーフィルターを組み合わせ、カラーフィルターによって白色光源をフィルタリングし、フルカラー効果を得る方法。
【０００４】
図１、２は、従来技術におけるカラーフィルターによって光色のフィルタリングを行う構造を示す。図に示すように、透明基板１１の一部表面上にブラックマトリクス（遮光部材）１３が設置され、ブラックマトリクス１３が設置されていない透明基板１１の表面には複数のカラーレジスト１５が設けられ、光色の変換が行われる。また、ブラックマトリクス１３およびカラーレジスト１５上方には順番に保護層１７およびバリヤー層１９が積層され、カラーレジスト１５およびブラックマトリクス１３が保護され、後続の製造工程に便利になっている。
【０００５】
カラーフィルター１０を利用して有機発光ダイオード２０から生成される白色光Ｓの光色のフィルタリングを行うとき、バリヤー層１９の上表面に設置された有機発光ダイオード２０の下部電極２１および対向電極２５の電流導通によって、有機発光ダイオード２３は白色光Ｓを生成する。白色光Ｓは第１のカラーレジスト１５１、第２のカラーレジスト１５３および第３のカラーレジスト１５５を透過した後、それぞれ第１の色光Ｌ１、第２の色光Ｌ２および第３の色光Ｌ３となる。
【０００６】
また、白色光Ｓがカラーレジスト１５を透過するとき、カラーレジスト１５の厚さＨによって、各色光（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の輝度および色コントラストは影響を受ける。例えば、第１のカラーレジスト１５１の厚さＨが増加すると、白色光Ｓが第１のカラーレジスト１５１を透過した後に生成された第１の色光Ｌ１は好適な色コントラストを有する。しかし、第１のカラーレジスト１５１の厚さＨの増加に伴い、第１の色光Ｌ１の輝度は低下し、有機ＥＬ装置１００の輝度は影響を受ける。反対に、第１のカラーレジスト１５１の厚さＨが減少した場合、第１の色光Ｌ１の輝度は高まるが、有機ＥＬ装置１００の色コントラストは影響を受ける。従って、カラーフィルター１０を使用して光色のフィルタリングを行うとき、フィルタリングによって生成される各色光（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は、輝度または色コントラストのどちらかが犠牲となっていた。
【０００７】
本発明の発明者は、上述の従来技術の欠点に鑑み、各色光の輝度は影響を受けず、各色光の色コントラストを高めることができるカラーフィルターを案出した。
【特許文献１】特開２００５−３３１７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の第１の目的は、単一画素内部にカラーレジストを設置すると同時に少なくとも一つの隙間部を設け、隙間部の設置により、各色光の輝度を高めることができるカラーフィルターを提供することにある。
本発明の第２の目的は、単一画素内部にカラーレジストを設置すると共に少なくとも一つの隙間部を設け、隙間部の設置により、カラーレジストの厚さは影響を与えず、それによって各色光の色コントラストが保持されるカラーフィルターを提供することにある。
本発明の第３の目的は、単一画素内部に少なくとも一つの隙間部および少なくとも一つのカラーレジストを設置し、隙間部は交互に交差するように設置され、それによって単一画素内の各色光の均一度を高めることができるカラーフィルターを提供することにある。
本発明の第４の目的は、カラーレジストを設置する前に、透明基板の一部の上表面に少なくとも一つの透光部が形成され、カラーレジストの定位および形成に便利になっているカラーフィルターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、透明基板、ブラックマトリクス、少なくとも一つのカラーレジストおよび保護層を備え、ブラックマトリクスは、透明基板の一部表面に設置され、ブラックマトリクスが設けられていない透明基板上に複数の画素が形成され、カラーレジストは、画素内の透明基板の一部表面に固定され、画素内のカラーレジストが設けられていない一部区域には少なくとも一つの隙間部が形成され、保護層は、ブラックマトリクスおよびカラーレジストの上表面を被覆していることを特徴とする発光輝度および色コントラストに優れたカラーフィルターである。
【００１０】
請求項２の発明は、画素内の隙間部上には、透光部が設置され、透光部は透光材料からなり、第１の隙間部および第２の隙間部の面積の総和は画素の表面積の二分の一よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の発光輝度および色コントラストに優れたカラーフィルターである。
【００１１】
請求項３の発明は、画素内の隙間部の表面積は、カラーレジストの表面積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の発光輝度および色コントラストに優れたカラーフィルターである。
【００１２】
請求項４の発明は、カラーフィルターは、液晶ディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置またはプラズマディスプレイ装置に使用されることを特徴とする請求項１記載の発光輝度および色コントラストに優れたカラーフィルターである。
【発明の効果】
【００１３】
隙間部の設置により、透過する光源からの光の輝度は影響を受けず、透過する光源からの光の色コントラストを高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の特徴、構造および達成される効果を説明する実施例を図に沿って下記に示す。
【００１５】
図３は、本発明の一実施例によるカラーフィルターを示す平面図である。図４は本発明の一実施例によるカラーフィルターを有機ＥＬ装置に使用した状態を示す横断面図である。図５は図４の縦断面図である。図に示すように、本実施例の発光輝度および色コントラストに優れたカラーフィルター３０は、透明基板３１の一部表面に少なくとも一つのブラックマトリクス３３が設けられる。ブラックマトリクス３３が設けられていない透光基板３１上に複数の画素３８が形成され、画素３８内の一部区域には少なくとも一つのカラーレジスト３５が設けられ、画素３８内のカラーレジスト３５が設けられていない他の区域には少なくとも一つの隙間部３６が形成される。また、ブラックマトリクス３３およびカラーレジスト３５上方には保護層３７および／またはバリヤー層３９が被覆され、保護層３７および／またはバリヤー層３９によって、カラーレジスト３５、ブラックマトリクス３３および隙間部３６が保護される。保護層３７の形成に際して保護層３７材料を隙間部３６内部にも配置することができる。
【００１６】
カラーフィルター３０は、有機ＥＬ装置３００において、光色のフィルタリングを行う。カラーフィルター３０のバリヤー層３９の一部表面に複数の有機発光ダイオード４０（ＯＬＥＤ）が配置され、有機発光ダイオード４０の下部電極４１とバリヤー層３９とが接続される。下部電極４１の上表面には順番に有機発光層４３および対向電極４５が積層され、下部電極４１と対向電極４５との間に動作電流が供給されると、有機発光層４３は白色光Ｓを発して有機発光ダイオード４０の発光がなされる。
【００１７】
有機発光ダイオード４０が投射する白色光Ｓはカラーフィルター３０を透過するが、先ず、カラーレジスト３５および隙間部３６を透過する。カラーレジスト３５を透過した白色光Ｓはカラーレジスト３５の色に応じた色光となり、カラーレジスト３５を透過しない白色光Ｓは直接隙間部３６から透明基板３１を透過してカラーフィルター３０外部に放出される。例えば、有機発光ダイオード４０から生成された白色光Ｓが第１のカラーレジスト３５１、第２のカラーレジスト３５３および第３のカラーレジスト３５５を透過した後、それぞれ第１の色光Ｌ１（赤色光）、第２の色光Ｌ２（緑色光）および第３の色光Ｌ３（青色光）となる。また、一部の白色光Ｓは、直接隙間部３６から透明基板３１を透過する。第１の画素３８１内は第１の色光Ｌ１および白色光Ｌを有し、第２の画素３８３内には第２の色光Ｌ２および白色光Ｌを有し、第３の画素３８５内には第３の色光Ｌ３および白色光Ｌを有する。
【００１８】
白色光Ｓがカラーレジスト３５を透過した後に生成される各色光（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の色コントラストは、カラーレジスト３５の厚さＨと正比例する関係となる。つまり、カラーレジスト３５の厚さＨが増加すると同時に各色光（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の色コントラストも同時に高まり、色コントラストの上昇は有機ＥＬ装置３００の表示品質の向上に有益である。しかし、カラーレジスト３５の厚さＨが増加することは、カラーレジスト３５が大部分の白色光Ｓをフィルタリングすることを意味し、カラーレジスト３５がフィルタリングして生成された各色光（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の強度および輝度は低減する。しかし、隙間部３６が形成されているので、一部の白色光Ｓは隙間部３６から直接透明基板３１を透過し、カラーフィルター３０外部に放出され、その光は各色光（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）と混合されて各色光の発光輝度が高められる。
【００１９】
第１の画素３８１を例とすると、隙間部３６の表面積Ａ１はカラーレジスト３５１の表面積Ａ２よりも小さいことが好ましい。つまり、隙間部３６の表面積Ａ１は第１の画素３８１の表面積Ａの半分よりも小さい。例えば、従来技術の構造において、有機発光ダイオード１０から放出される白色光Ｓの輝度（Luminance）は１００nitsであり、第１のカラーレジスト１５１の白色光Ｓの透過率は１０％であり、その他の装置が白色光Ｓに対して光の強度を低下させることを考慮しない場合、白色光Ｓは隙間部３６が設けられていない第１の画素１８１の第１のカラーレジスト１５１を透過して生成される第１の色光Ｌ１は白色光Ｓの十分の一しかなく、つまり第１の色光Ｌ１の輝度は１０nitsしかない。
【００２０】
本実施例のカラーフィルター３０の場合、有機発光ダイオード４０から放出された白色光Ｓの輝度が１００nitsの場合、第１のカラーレジスト３５１の白色光Ｓの透過率は同様に１０％であるが、第１のカラーレジスト３５１は第１の画素３８１の表面積の四分の三しか占有していないので、その他の装置が白色光Ｓに対して光の強度を低下させることを考慮しない場合、白色光Ｓが第１のカラーレジスト３５１および隙間部３６を透過した後の輝度は、
（１００×０．１）×０．７５＋（１００×１）×０．２５＝３２．５nits
となる。
【００２１】
上記の計算式から分かるように、同一の厚さＨを有する第１のカラーレジスト１５１および第１のカラーレジスト３５１に関して、隙間部３６が占有する表面積Ａ１は第１の画素３８１の表面積Ａの四分の一であり、隙間部３６が設けられた第１の画素３８１が呈する輝度は隙間部３６が設けられていない第１の画素１８１の３．２５倍である。
【００２２】
このことから分かるように、隙間部３６の設置により、各色光の輝度を効果的に高めることができる。また、隙間部３６の設けてもカラーレジスト３５の厚さＨを変更することなく、肉眼による感覚において、白色光Ｓが隙間部３６が設けられたカラーレジスト３５を透過した後の色光と、隙間部３６が設けられていないカラーレジスト１５を透過した後の色光は同様の色コントラストを有し、隙間部３６の設置により、各色光の発光輝度および色コントラストを同時に高めることができる。
【００２３】
図６は、本発明の第２の実施例によるカラーフィルターを示す平面図である。図に示すように、本実施例のカラーフィルター５０は、ブラックマトリクス３３が形成されていない透光基板３１上に複数の画素３８が形成され、画素３８内の一部区域には少なくとも一つのカラーレジスト３５が設けられ、画素３８内のカラーレジスト３５が設けられていない他の区域には複数の隙間部５６が形成される。例えば、第３の画素３８５の一部区域には第３のカラーレジスト３５５が設置され、第３のカラーレジスト３５５が設置されていない区域上には第１の隙間部５６１および第２の隙間部５６３が形成される。
【００２４】
第１の隙間部５６１および第２の隙間部５６３は、離れた区域に設置されているので、各色光（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）および白色光Ｌはより均一に混合される。また、画素３８内の第１の隙間部５６１および第２の隙間部５６３の面積の総和は同様にカラーレジスト３５の表面積を超えないことを原則とする。
【００２５】
図７は、本発明の第３の実施例によるカラーフィルターを示す平面図である。図８は、本発明の上述の実施例によるカラーフィルターを有機ＥＬ装置に使用した状態を示す縦断面図である。図に示すように、本実施例の発光輝度および色コントラストに優れたカラーフィルター６０は、ブラックマトリクス３３が形成されていない透光基板３１上に複数の画素３８が形成され、画素３８内の一部区域には複数のカラーレジスト３５が設けられ、画素３８内のカラーレジスト３５が設けられていない他の区域には少なくとも一つの隙間部６６が形成される。各隙間部６６は交互に交差して配列する方式で各画素３８の各位置に設置され、同様に各色光の均一度を高めることができる。
【００２６】
また、各画素３８内の隙間部６６上には透光部６６５を増設でき、カラーレジスト３５の位置決めおよび配置に便利になっている。透光部６６５はカラーレジスト３５を形成する前に透明基板３１の一部上表面に設置できる。
【００２７】
本発明の各実施例において、全て有機ＥＬ装置に適用した実施例としたが、本発明のカラーフィルターの適用対象は有機ＥＬ装置に限定されず、液晶ディスプレイ装置またはプラズマディスプレイ装置などの各種のディスプレイ装置または発光装置に使用でき、カラーフィルターの表面には有機ＥＬ装置、液晶ディスプレイ装置またはプラズマディスプレイ装置が設置される。
【００２８】
上述の詳細な説明から分かるように、本発明はカラーフィルターに関し、特に、隙間部の設置により、透過する光源からの光の輝度は影響を受けず、透過する光源からの光の色コントラストを高めることができる発光輝度および色コントラストに優れたカラーフィルターに関し、新規性および進歩性を有し、産業上の利用できる発明であり、特許要件を備える発明である。
【００２９】
以上の詳細な説明は、本発明の好適な実施例を示すものであり、本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明の形状、構造、特徴および主旨に基づく同等効果の変更や修飾などは全て本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来技術によるカラーフィルターを示す平面図である。
【図２】従来技術によるカラーフィルターを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例によるカラーフィルターを示す平面図である。
【図４】本発明の一実施例によるカラーフィルターを有機ＥＬ装置に使用した            状態を示す横断面図である。
【図５】図４の縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施例によるカラーフィルターを示す平面図である。
【図７】本発明の第３の実施例によるカラーフィルターを示す平面図である。
【図８】本発明の上述の実施例によるカラーフィルターを有機ＥＬ装置に使用            した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０    カラーフィルター
１００  有機ＥＬ装置
１１    透明基板
１３    ブラックマトリクス
１５    カラーレジスト
１５１  第１のカラーレジスト
１５３  第２のカラーレジスト
１５５  第３のカラーレジスト
１７    保護層
１８１  第１の画素
１９    バリヤー層
２０    有機発光ダイオード
２１    下部電極
２３    有機発光層
２５    対向電極
３０    カラーフィルター
３００  有機ＥＬ装置
３１    透明基板
３３    ブラックマトリクス
３５    カラーレジスト
３５１  第１のカラーレジスト
３５３  第２のカラーレジスト
３５５  第３のカラーレジスト
３６    隙間部
３７    保護層
３８    画素
３８１  第１の画素
３８３  第２の画素
３８５  第３の画素
３９    バリヤー層
４０    有機発光ダイオード
４１    下部電極
４３    有機発光層
４５    対向電極
５０    カラーフィルター
５６    隙間部
５６１  第１の隙間部
５６３  第２の隙間部
６０    カラーフィルター
６６    隙間部
６６５  透光部
【図１】
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【図２】
2007133343.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007133343.tif 000007
【図６】
2007133343.tif 000008
【図７】
2007133343.tif 000009
【図８】
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