(57)【要約】【課題】高い色変換効率を有する色変換基板を提供する。【解決手段】本発明の色変換基板２１は、第１波長域の光の一部を透過し、第１波長域の光の他の一部を反射する第１半透過性反射層４と、第１半透過性反射層４の一面側に設けられ、第１半透過性反射層４を介して入射する第１波長域の光の少なくとも一部を第２波長域の光に変換する波長変換層６と、波長変換層６を挟んで第１半透過性反射層４と反対側に設けられ、第１波長域の光を反射し、第２波長域の光の少なくとも一部を透過する第２半透過性反射層７と、第２半透過性反射層７が設けられた基板２５と、を備え、波長変換層６は、第１波長域の光を吸収して第２波長域の光を放出する色素を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長域の光の一部を透過し、前記第１波長域の光の他の一部を反射する第１半透過性反射層と、
前記第１半透過性反射層の一面側に設けられ、前記第１半透過性反射層を介して入射する前記第１波長域の光の少なくとも一部を前記第１波長域とは異なる第２波長域の光に変換する波長変換層と、
前記波長変換層を挟んで前記第１半透過性反射層と反対側に設けられ、前記第１波長域の光を反射し、前記第２波長域の光の少なくとも一部を透過する第２半透過性反射層と、
前記第２半透過性反射層が設けられた基板と、
を備え、
前記波長変換層は、前記第１波長域の光を吸収して前記第２波長域の光を放出する色素を含む、色変換基板。
【請求項２】
前記第１半透過性反射層と前記第２半透過性反射層との間の光学距離は、前記第１半透過性反射層と前記波長変換層と前記第２半透過性反射層とが前記第１波長域の光を共振させる微小共振器を構成する光学距離に設定されている、請求項１に記載の色変換基板。
【請求項３】
前記第１半透過性反射層は、前記第２波長域の光の少なくとも一部を反射する、請求項２に記載の色変換基板。
【請求項４】
前記第２半透過性反射層は、前記第２波長域の光の少なくとも一部を反射し、
前記第１半透過性反射層と前記第２半透過性反射層との間の光学距離は、前記第１半透過性反射層と前記波長変換層と前記第２半透過性反射層とが前記第２波長域の光を共振させる微小共振器を構成する光学距離に設定されている、請求項３に記載の色変換基板。
【請求項５】
前記第１半透過性反射層と前記第２半透過性反射層との間に、光透過性を有する光学距離調整層が設けられた、請求項４に記載の色変換基板。
【請求項６】
前記波長変換層は、外部から入射する前記第１波長域の光を吸収して前記第２波長域の光を放出する色素を少なくとも２種類含み、
前記第１半透過性反射層と前記第２半透過性反射層との間の光学距離は、前記２種類の色素のうち、より長波長側の光を放出する色素からの光を共振させる微小共振器を構成する光学距離に設定され、
前記少なくとも２種類の色素のうち、前記第１波長域の光を吸収してより長波長側の光を放出する色素は、より短波長側の光を放出する色素から射出された光を吸収して光を放出する、請求項１に記載の色変換基板。
【請求項７】
前記波長変換層は、前記少なくとも２種類の色素のうちの異なる色素をそれぞれ含む複数の波長変換層が積層された構成を有する、請求項６に記載の色変換基板。
【請求項８】
前記波長変換層は、前記少なくとも２種類の色素のうちの異なる色素が混在する１層の波長変換層で構成される、請求項６に記載の色変換基板。
【請求項９】
前記第２半透過性反射層の光射出側にカラーフィルターが設けられた、請求項１に記載の色変換基板。
【請求項１０】
請求項１に記載の色変換基板と、
前記色変換基板に入射する前記第１波長域の光を射出する光源部と、を備えた、表示装置。
【請求項１１】
第１波長域の光の一部を透過し、前記第１波長域の光の他の一部を反射する第１半透過性反射層と、
前記第１半透過性反射層の一面側に設けられ、前記第１半透過性反射層を介して入射する前記第１波長域の光の少なくとも一部を前記第１波長域とは異なる第２波長域の光に変換する波長変換層と、
前記波長変換層を挟んで前記第１半透過性反射層と反対側に設けられ、前記第１波長域の光を反射し、前記第２波長域の光の少なくとも一部を透過する第２半透過性反射層と、を備えた色変換部と、
前記色変換部に入射させる前記第１波長域の光を射出する光源部と、
前記色変換部と前記光源部とが設けられた基板と、を備え、
前記波長変換層は、前記第１波長域の光を吸収して前記第２波長域の光を放出する色素を含む、表示装置。
【請求項１２】
前記光源部は、指向性を有する光を射出可能である、請求項１０または請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
赤色光による表示を行う赤色サブ画素と、緑色光による表示を行う緑色サブ画素と、青色光による表示を行う青色サブ画素と、を少なくとも含む複数の画素を備え、
前記色変換基板の前記波長変換層として、前記第１波長域の光を吸収して赤色光を放出する赤色変換層が前記赤色サブ画素に対応して設けられ、前記第１波長域の光を吸収して緑色光を放出する緑色変換層が前記緑色サブ画素に対応して設けられた、請求項１０または請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第１波長域の光は、紫外光、青色光、青緑色光のうちのいずれか一つである、請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記色変換基板と前記光源部、もしくは前記色変換部と前記光源部は、接合材を介して貼り合わされた、請求項１０または請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記接合材の屈折率は、前記第２半透過性反射層の屈折率よりも低い、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記色変換基板もしくは前記色変換部の光射出側に、光散乱層をさらに備えた、請求項１０または請求項１１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色変換基板および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイの製造方法として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のそれぞれに対応したＥＬ素子に対して発光材料を塗り分ける塗り分け方式、白色発光素子上にＲ，Ｇ，Ｂの３原色のカラーフィルターを組み合わせる白色光＋カラーフィルター方式などが知られている。その他、青色を発光する光源と、発光色素を用いた波長変換層と、を備え、波長変換層によって光源からの青色光の一部を赤色光と緑色光とに変換する色変換方式のＥＬディスプレイが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方式によれば、前述の塗り分け方式、カラーフィルター方式に比べて製造コストを削減でき、消費電力を低減できる。
【０００３】
色変換方式における波長変換層は、光源の光を吸収し、光源の光の波長とは異なる波長の光に変換して射出させる色変換色素を含む。したがって、波長変換層の色変換色素は、光源からの光の波長域において光を十分に吸収する必要がある。色変換色素が光を十分に吸収しない場合、色変換色素に吸収されなかった光は、色変換を受けずに波長変換層を透過するため、使われない光となる。
【０００４】
ＥＬディスプレイに色変換方式を適用する場合、波長変換層の厚さは画素のサイズに対してあまり大きくすることができない。その理由は、厚い波長変換層を形成すると、視野角特性が低下するとともに、製造プロセスの負荷が大きくなるからである。したがって、波長変換層を厚くすることなく、光の吸収率を高めようとすると、波長変換層に含まれる色変換色素の濃度を高くする必要がある。ところが、色変換色素の濃度を高くすると、濃度消光により色変換効率が低下する、励起状態における化学反応の増大により色変換色素が早く劣化する、等の問題が生じる。
【０００５】
ＥＬ素子の分野では、発光効率を向上させるための多くの研究がなされている。発光効率を向上させる手段の一つとして、光学的微小共振器構造（マイクロキャビティ構造）が提案されている（例えば、特許文献２〜４参照）。微小共振器構造を適用したＥＬ素子では、発光層から射出された光が反射電極と半透過性反射電極との間で反射を繰り返した後、特定波長の光が共振して半透過性反射電極側から射出される。このようにして、特定波長の光の強度を増強させることができる。特許文献２〜４では、微小共振器構造を有するＥＬ素子と、色変換層と、を組み合わせた技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２２７８１１号公報
【特許文献２】特開２００９−２０５９２８号公報
【特許文献３】国際公開第２０１１／１０２０２４号
【特許文献４】国際公開第２０１１／１４５３５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２〜４において、色変換層から放出された変換光は、微小共振器構造によって増強されている。そのために、微小共振器構造を構成する一対の反射層間の距離は、例えば赤色域もしくは緑色域の特定の波長の光を増強するような光学距離に設定されている。さらに特許文献４では、ＥＬ発光層に加えて、色変換層を一対の反射性電極で挟んだ構造が採用されている。ところが、いずれの特許文献においても、色変換色素の励起に必要な光源からの光の吸収率については考慮されていない。したがって、色変換色素に吸収されなかった励起光はロスとなるため、高い色変換効率が得られない、という問題は解決できない。
【０００８】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、高い色変換効率を有する色変換基板を提供することを目的の一つとする。また、この色変換基板を備え、高い効率を有する表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の色変換基板は、第１波長域の光の一部を透過し、前記第１波長域の光の他の一部を反射する第１半透過性反射層と、前記第１半透過性反射層の一面側に設けられ、前記第１半透過性反射層を介して入射する前記第１波長域の光の少なくとも一部を前記第１波長域とは異なる第２波長域の光に変換する波長変換層と、前記波長変換層を挟んで前記第１半透過性反射層と反対側に設けられ、前記第１波長域の光を反射し、前記第２波長域の光の少なくとも一部を透過する第２半透過性反射層と、前記第２半透過性反射層が設けられた基板と、を備え、前記波長変換層は、前記第１波長域の光を吸収して前記第２波長域の光を放出する色素を含む。
【００１０】
本発明の一つの態様の色変換基板において、前記第１半透過性反射層と前記第２半透過性反射層との間の光学距離は、前記第１半透過性反射層と前記波長変換層と前記第２半透過性反射層とが前記第１波長域の光を共振させる微小共振器を構成する光学距離に設定されていてもよい。
【００１１】
本発明の一つの態様の色変換基板において、前記第１半透過性反射層は、前記第２波長域の光の少なくとも一部を反射してもよい。
【００１２】
本発明の一つの態様の色変換基板において、前記第２半透過性反射層は、前記第２波長域の光の少なくとも一部を反射し、前記第１半透過性反射層と前記第２半透過性反射層との間の光学距離は、前記第１半透過性反射層と前記波長変換層と前記第２半透過性反射層とが前記第２波長域の光を共振させる微小共振器を構成する光学距離に設定されていてもよい。
【００１３】
本発明の一つの態様の色変換基板において、前記第１半透過性反射層と前記第２半透過性反射層との間に、光透過性を有する光学距離調整層が設けられていてもよい。
【００１４】
本発明の一つの態様の色変換基板において、前記波長変換層は、外部から入射する前記第１波長域の光を吸収して前記第２波長域の光を放出する色素を少なくとも２種類含み、前記第１半透過性反射層と前記第２半透過性反射層との間の光学距離は、前記２種類の色素のうち、より長波長側の光を放出する色素からの光を共振させる微小共振器を構成する光学距離に設定され、前記少なくとも２種類の色素のうち、前記第１波長域の光を吸収してより長波長側の光を放出する色素は、より短波長側の光を放出する色素から射出された光を吸収して光を放出する構成であってもよい。
【００１５】
本発明の一つの態様の色変換基板において、前記波長変換層は、前記少なくとも２種類の色素のうちの異なる色素をそれぞれ含む複数の波長変換層が積層された構成を有していてもよい。
【００１６】
本発明の一つの態様の色変換基板において、前記波長変換層は、前記少なくとも２種類の色素のうちの異なる色素が混在する１層の波長変換層で構成されていてもよい。
【００１７】
本発明の一つの態様の色変換基板において、前記第２半透過性反射層の光射出側にカラーフィルターが設けられていてもよい。
【００１８】
本発明の一つの態様の表示装置は、本発明の一つの態様の色変換基板と、前記色変換基板に入射する前記第１波長域の光を射出する光源部と、を備える。
【００１９】
本発明の一つの態様の表示装置は、第１波長域の光の一部を透過し、前記第１波長域の光の他の一部を反射する第１半透過性反射層と、前記第１半透過性反射層の一面側に設けられ、前記第１半透過性反射層を介して入射する前記第１波長域の光の少なくとも一部を前記第１波長域とは異なる第２波長域の光に変換する波長変換層と、前記波長変換層を挟んで前記第１半透過性反射層と反対側に設けられ、前記第１波長域の光を反射し、前記第２波長域の光の少なくとも一部を透過する第２半透過性反射層と、を備えた色変換部と、前記色変換部に入射させる前記第１波長域の光を射出する光源部と、前記色変換部と前記光源部とが設けられた基板と、を備え、前記波長変換層は、前記第１波長域の光を吸収して前記第２波長域の光を放出する色素を含む。
【００２０】
本発明の一つの態様の表示装置において、前記光源部は、指向性を有する光を射出可能であってもよい。
【００２１】
本発明の一つの態様の表示装置は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素と、緑色光による表示を行う緑色サブ画素と、青色光による表示を行う青色サブ画素と、を少なくとも含む複数の画素を備え、前記色変換基板の前記波長変換層として、前記第１波長域の光を吸収して赤色光を放出する赤色変換層が前記赤色サブ画素に対応して設けられ、前記第１波長域の光を吸収して緑色光を放出する緑色変換層が前記緑色サブ画素に対応して設けられていてもよい。
【００２２】
本発明の一つの態様の表示装置において、前記第１波長域の光は、紫外光、青色光、青緑色光のうちのいずれか一つであってもよい。
【００２３】
本発明の一つの態様の表示装置において、前記色変換基板と前記光源部、もしくは前記色変換部と前記光源部は、接合材を介して貼り合わされていてもよい。
【００２４】
本発明の一つの態様の表示装置において、前記接合材の屈折率は、前記第２半透過性反射層の屈折率よりも低くてもよい。
【００２５】
本発明の一つの態様の表示装置は、前記色変換基板もしくは前記色変換部の光射出側に、光散乱層をさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一つの態様によれば、高い色変換効率を有する色変換基板を提供することができる。また、本発明の一つの態様によれば、高い効率を有する表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態の表示装置の一つの画素を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３】光源部の断面図である。
【図４】第２実施形態の表示装置の断面図である。
【図５】第３実施形態の表示装置の断面図である。
【図６】第４実施形態の表示装置の断面図である。
【図７】第５実施形態の表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
図１は、第１実施形態の表示装置の一つの画素を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図３は、光源部の断面図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００２９】
第１実施形態の表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素を有する。図１に示すように、画素ＰＸは、赤色の表示を行う赤色サブ画素ＰＲと、緑色の表示を行う緑色サブ画素ＰＧと、青色の表示を行う青色サブ画素ＰＢと、から構成されている。図３では、複数の画素ＰＸのうち、赤色サブ画素ＰＲと緑色サブ画素ＰＧと青色サブ画素ＰＢとからなる一つの画素ＰＸのみを代表して図示している。
【００３０】
［全体構成］
図２に示すように、表示装置２０は、色変換基板２１と、光源部２２と、を備える。光源部２２は、第１基板２３と、発光部２４と、を備えた有機ＥＬ素子から構成されている。以下の説明では、光源部２２を構成する基板と色変換基板２１を構成する基板とを区別するため、光源部２２を構成する基板を第１基板２３と称し、色変換基板２１を構成する基板を第２基板２５と称する。図２においては、発光部２４を一つの層として示しているが、発光部２４の詳細な構成は後で説明する。
【００３１】
色変換基板２１と光源部２２とは、色変換基板２１の波長変換層等が形成された面と光源部２２の発光部が形成された面とが対向するように配置されている。光源部２２においては、隣り合うサブ画素間を区画する第１バンク２６が設けられている。色変換基板２１においては、隣り合うサブ画素間を区画する第２バンク２７が設けられている。第１バンク２６の頂部と第２バンク２７の頂部とは、互いに接触している。
【００３２】
色変換基板２１と光源部２２との間には、例えば熱硬化性樹脂等の透明材料が充填されている。これにより、色変換基板２１と光源部２２とは、充填層２８を介して貼り合わされている。充填層２８の材料は、発光部２４の材料よりも低い屈折率を有することが望ましい。これにより、発光部２４から光の取り出し効率が向上し、色変換基板２１に入射する光の強度を高めることができる。
【００３３】
［色変換基板］
図２に示すように、色変換基板２１のうち、赤色サブ画素ＰＲには、赤色蛍光体粒子８Ｒを含有する波長変換層６Ｒが設けられている。緑色サブ画素ＰＧには、緑色蛍光体粒子８Ｇを含有する波長変換層６Ｇが設けられている。青色サブ画素ＰＢには、波長変換層は設けられておらず、赤色サブ画素ＰＲや緑色サブ画素ＰＧの波長変換層が設けられた空間には、充填層２８が設けられている。
【００３４】
第１実施形態の色変換基板１は、第２基板２５と、第２半透過性反射層７と、光学距離調整層５と、波長変換層６と、第１半透過性反射層４と、を備える。波長変換層６として、赤色サブ画素ＰＲに赤色波長変換層６Ｒが設けられ、緑色サブ画素ＰＧには緑色波長変換層６Ｇが設けられている。第２半透過性反射層７、光学距離調整層５、波長変換層６、および第１半透過性反射層４は、第２基板２５の第１面２５ａに、第２基板２５側からこの順に積層されている。
【００３５】
第１半透過性反射層４は、第１波長域の光である青色光の一部を透過し、青色光の他の一部を反射する特性を有する。光学距離調整層５は、光透過性を有する材料から構成されている。光学距離調整層５は、第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間の光学距離を調整するための層である。赤色波長変換層６Ｒは、第１半透過性反射層４を介して入射する青色光の少なくとも一部を第１波長域とは異なる第２波長域の光である赤色光に変換する。赤色波長変換層６Ｒは、青色光を吸収して赤色光を放出する蛍光体粒子８Ｒを含んでいる。緑色波長変換層６Ｇは、第１半透過性反射層４を介して入射する青色光の少なくとも一部を第１波長域とは異なる第２波長域の光である緑色光に変換する。緑色波長変換層６Ｇは、青色光を吸収して緑色光を放出する蛍光体粒子８Ｇを含んでいる。第２半透過性反射層７は、青色光を反射し、赤色光の一部を透過し、赤色光の他の一部を反射し、緑色光の一部を透過し、緑色光の他の一部を反射する特性を有する。
【００３６】
第２基板２５としては、例えばガラス、石英等からなる無機材料基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリカルバゾール、ポリイミド等を含むプラスチック基板等の光透過率が高い材料からなる基板が好適に用いられる。ただし、本実施形態で用いられる第２基板２５は、これらの基板に限定されるものではない。
【００３７】
第１半透過性反射層４は、波長変換層６上に設けられている。第２半透過性反射層７は、波長変換層６を挟んで第１半透過性反射層４と反対側に設けられている。第１半透過性反射層４および第２半透過性反射層７は、波長変換層６を挟持して設けられている。第１半透過性反射層４および第２半透過性反射層７は、波長変換層６から放出される光を共振させて増強する光学的微小共振器を構成し得る反射率を有する。第１半透過性反射層４および第２半透過性反射層７の反射率は、２５％以上であることが望ましい。第１半透過性反射層４および第２半透過性反射層７の好適な材料として、以下の（１）〜（４）が挙げられる。
【００３８】
（１）金属薄膜
第１半透過性反射層４および第２半透過性反射層７の材料として、光反射性を有する金属、例えばＡｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｙｂ，Ｅｕ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｎａなどの金属単体、もしくはこれらの金属の中から２種以上の金属を選んで形成された合金、具体的には、Ｍｇ：Ａｇ，Ａｌ：Ｌｉ，Ａｌ：Ｃａ、およびＭｇ：Ｌｉなどを挙げることができる。
【００３９】
（２）金属膜／透明膜／金属膜からなる積層光反射性膜
反射率が低い透明膜は、金属膜と積層することで反射率を高めることができる。透明膜としては、導電性酸化膜が好ましく、特にＺｎＯ：Ａｌ，ＩＴＯ，ＳｎＯ２：Ｓｂ、またはＩｎＺｎＯなどが好ましい。一方、金属膜としては、上記（１）で挙げた金属、または合金からなる膜を用いることができる。
【００４０】
（３）透明膜と誘電体膜とを含む積層光反射性膜
反射率が低い透明膜は、高屈折率誘電体膜または低屈折率誘電体膜を積層することで反射率を高めることができる。２つの層の積層順はいずれであってもよい。
ここで、高屈折率誘電体膜としては、屈折率１．９以上の透明性酸化物膜、透明性窒化物膜などが好ましく、硫化物膜またはセレン化化合物も、透明性のものであれば好ましい。このような高屈折率誘電体膜の例としては、ＺｎＯ，ＺｒＯ２，ＨｆＯ２，ＴｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４，ＢＮ，ＧａＮ，ＧａＩｎＮ，ＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，またはＺｎＳＳｅなどからなる膜が好ましい。また、これらを粉体にしてポリマー中に分散させて形成した膜を用いてもよい。
【００４１】
一方、低屈折率誘電体膜としては、屈折率１．５以下の透明性の酸化物、フッ化物等からなる膜、酸化物もしくはフッ化物を粉体にしてポリマー中に分散させて形成した膜、またはフッ素化ポリマー膜などが好ましい。具体的には、ＭｇＦ２，ＣａＦ２，ＢａＦ２，ＮａＡｌＦ，もしくはＳｉＯＦなどからなる膜、これらの化合物を粉体にしてポリマー中に分散させて形成した膜、または、フッ素化ポリオレフィン、フッ素化ポリメタクリレート、もしくはフッ素化ポリイミドからなる膜が好ましい。
【００４２】
（４）誘電体多層膜／透明膜／誘電体多層膜からなる積層光反射性膜
積層光反射性膜における誘電体多層膜は、上記（３）で説明した高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜とを、光学膜厚がλ／４（λ：放出する光の波長）になるように、交互に多数回積層して形成されたものが好ましい。これにより、５０％以上の反射率を実現することができる。透明膜としては、（２）で挙げたものを用いることができる。
【００４３】
光学距離調整層５は、第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間の光学距離を調整するために用いられる。色変換基板１の外部から第１半透過性反射層４を通して入射した光は、第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間で多重反射する。そのため、光学距離調整層５には、光透過率が高く、膜厚が自由に調整しやすい材料が好適に用いられる。光学距離調整層５としては、例えば屈折率１．９以上の透明性酸化物膜、透明性窒化物膜等が好ましい。硫化物膜またはセレン化化合物も、透明性のものであれば好ましい。このような高屈折率誘電体膜の例としては、ＺｎＯ，ＺｒＯ２，ＨｆＯ２，ＴｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４，ＢＮ，ＧａＮ，ＧａＩｎＮ，ＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，またはＺｎＳＳｅなどからなる膜が好ましい。これらを粉体にしてポリマー中に分散させて形成した膜を用いてもよい。この際に使用するポリマーの例としては、ＰＭＭＡ、ポリイミド等が挙げられる。
【００４４】
光学距離調整層５として有機化合物を用いてもよく、例えば被膜形成性ポリマーが好ましく用いられる。被膜形成性ポリマーとしては、ポリカーボネート、ポリアクリレート、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール等が挙げられる。光学距離調整層５として、透明導電性材料を用いてもよい。例えば、インジウム（Ｉｎ）および錫（Ｓｎ）を含む酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ２）、インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＺＯ）等が透明導電性材料として挙げられる。
【００４５】
赤色波長変換層６Ｒおよび緑色波長変換層６Ｇは、以下に例示する蛍光体材料のみから構成されていてもよく、添加剤等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された構成であってもよい。赤色波長変換層６Ｒは、例えば透明樹脂中に複数の蛍光体粒子８Ｒが分散された構成を有する。同様に、緑色波長変換層６Ｇは、例えば透明樹脂中に複数の蛍光体粒子８Ｇが分散された構成を有する。透明樹脂には、例えばＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の材料が用いられる。
【００４６】
本実施形態の蛍光体粒子８Ｇ，８Ｒには、公知の蛍光体材料を使用することができる。このような蛍光体材料は、有機系蛍光体材料と無機系蛍光体材料に分類される。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。これら複数の蛍光体材料を組み合わせて使用してもよいし、有機蛍光体と無機蛍光体のハイブリッド型蛍光体を用いてもよい。効率向上の観点から、励起光の波長域の吸収率が高く、内部量子効率が高い材料が特に好ましい。
【００４７】
有機系蛍光体材料の場合、青色光を赤色光に変換する赤色波長変換層６Ｒの蛍光色素としては、シアニン系色素：４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチルリル）−４Ｈ−ピラン（DCM）、DCM-2、DCJTB、ピリジン系色素：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）、及びキサンテン系色素：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、ベーシックバイオレット１１、スルホローダミン１０１、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２、ペリレン系色素：ルモゲンオレンジ、ルモゲンピンク、ルモゲンレッド、ソルベントオレンジ５５、オキサジン系色素、クリセン系色素、チオフラビン系色素、ピレン系色素、アントラセン系色素、アクリドン系色素、アクリジン系色素、フルオレン系色素、ターフェニル系色素、エテン系色素、ブタジエン系色素、ヘキサトリエン系色素、オキサゾール系色素、クマリン系色素、スチルベン系色素、ジ−およびトリフェニルメタン系色素、チアゾール系色素、チアジン系色素、ナフタルイミド系色素、アントラキノン系色素等が挙げられる。
【００４８】
無機系蛍光体材料の場合、青色光を赤色光に変換する赤色波長変換層６Ｒの蛍光材料としては、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、ＹＡｌＯ３：Ｅｕ３＋、Ｃａ２Ｙ２（ＳｉＯ４）６：Ｅｕ３＋、ＬｉＹ９（ＳｉＯ４）６Ｏ２：Ｅｕ３＋、ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋、ＣａＳ：Ｅｕ３＋、Ｇｄ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ３＋、Ｍｇ４ＧｅＯ５．５Ｆ：Ｍｎ４＋、Ｍｇ４ＧｅＯ６：Ｍｎ４＋、Ｋ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５、Ｎａ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５、Ｋ５Ｅｕ２．５（ＭｏＯ４）６．２５、Ｎａ５Ｅｕ２．５（ＭｏＯ４）６．２５等が挙げられる。
【００４９】
有機系蛍光体材料の場合、青色光を緑色光に変換する緑色波長変換層６Ｇの蛍光色素として、クマリン系色素：２，３，５，６−１Ｈ、４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフロメチルキノリジン（９，９ａ、１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）、３−（２’−ベンゾチアゾリル）―７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２’−ベンゾイミダゾリル）―７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、１０‐（ベンゾチアゾール‐２‐イル）‐２，３，６，７‐テトラヒドロ‐１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ‐［１］ベンゾピラノ［６，７，８‐ｉｊ］キノリジン‐１１‐オン（クマリン５４５）、クマリン５４５Ｔ、クマリン５４５Ｐ、ナフタルイミド系色素：ベーシックイエロー５１、ソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー９８、ソルベントイエロー１１６、ソルベントイエロー４３、ソルベントイエロー４４、ペリレン系色素：ルモゲンイエロー、ルモゲングリーン、ソルベントグリーン５、フルオレセイン系色素、アゾ系色素、フタロシアニン系色素、アントラキノン系色素、キナクリドン系色素、イソインドリノン系色素、チオインジゴ系色素、ジオキサジン系色素等が挙げられる。
【００５０】
無機系蛍光体材料の場合、青色光を緑色光に変換する緑色波長変換層６Ｇの蛍光材料として、（ＢａＭｇ）Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋、（ＳｒＢａ）Ａｌ１２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、（ＢａＭｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７−Ｓｒ２Ｂ２Ｏ５：Ｅｕ２＋、（ＢａＣａＭｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８−２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋、Ｚｒ２ＳｉＯ４、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、（ＢａＳｒ）ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋等が挙げられる。
【００５１】
無機系蛍光体を用いる場合は、必要に応じて表面改質処理を施してもよい。表面改質処理の方法としては、シランカップリング剤等の化学的処理、サブミクロンオーダーの微粒子等の添加による物理的処理、これら化学的処理と物理的処理の併用等が挙げられる。励起光による劣化、発光による劣化等の安定性を考慮すると、有機系蛍光体材料よりも無機系蛍光体材料を用いる方が好ましい。
【００５２】
赤色波長変換層６Ｒおよび緑色波長変換層６Ｇの製造方法については、特に制限はなく、様々な方法を用いることができる。
例えばポリマーバインダー中に有機蛍光物質を分散させた後、この材料を、光学膜厚（ｎｄ）が後述する（１）式を満たす膜厚になるように成膜することにより、波長変換層が得られる。成膜方法としては、キャスティング法、スピンコート法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法、バーコート法、押出し成形法、ロール成形法、プレス法、スプレー法、もしくはロールコート法などのウエットプロセス、抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、もしくは有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等を用いることができる。これらの成膜方法において有機溶媒を用いる場合、有機溶媒として、例えばジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、アセトン、シクロヘキサノン、トルエン、ベンゼン、キシレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、１，２−ジメトキシエタン、またはジエチレングリコールジメチルエーテルなどを用いることができる。これらの溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００５３】
波長変換層６Ｒ，６Ｇの成膜に際し、高分子樹脂として感光性樹脂を用いれば、フォトリソグラフィー法によりパターニングすることができる。ここで、感光性樹脂として、アクリル酸系樹脂、メタクリル酸系樹脂、ポリ桂皮酸ビニル系樹脂、もしくは硬ゴム系樹脂等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂（光硬化型レジスト材料）の１種類または複数種類の混合物を用いることができる。波長変換層６Ｒ，６Ｇのパターニングについては、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、もしくはスクリーン印刷法等のウエットプロセス、シャドーマスクを用いた抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、もしくは有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等によって蛍光体材料を直接パターニングすることもできる。
【００５４】
本実施形態の場合、赤色サブ画素ＰＲにおける第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間の光学距離ＬＲは、青色光と赤色光との双方に対して共振条件を満たすように設定されている。緑色サブ画素ＰＧにおける第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間の光学距離ＬＧは、青色光と緑色光との双方に対して共振条件を満たすように設定されている。そのため、赤色サブ画素ＰＲにおける第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間の光学距離ＬＲと、緑色サブ画素ＰＧにおける第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間の光学距離ＬＧと、は異なる。具体的には、赤色サブ画素ＰＲにおける第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間の光学距離ＬＲは、緑色サブ画素ＰＧにおける第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間の光学距離ＬＧよりも長い。
【００５５】
［光源部］
図３に示すように、本実施形態の光源部２２には、公知の有機ＥＬ素子を用いることができる。光源部２２は、例えば、第１基板２３の一面に陽極３２、正孔注入層３３、正孔輸送層３４、発光層３５、正孔防止層３６、電子輸送層３７、電子注入層３８、陰極３９が順次積層された構成を有する。光源部２２としては、陽極３２と陰極３９との間に少なくとも有機発光材料からなる発光層３５を含んでいればよく、具体的な構成はこの例に限ることはない。なお、以下の説明では、正孔注入層３３から電子注入層３８までの層を有機ＥＬ層４０と称することがある。
【００５６】
有機ＥＬ素子は、図１に示した赤色サブ画素ＰＲ、緑色サブ画素ＰＧ、青色サブ画素ＰＢの各々に対応してマトリクス状に設けられている。有機ＥＬ素子は、サブ画素毎にオン／オフが制御されるようになっている。複数の有機ＥＬ素子の駆動方法は、アクティブマトリクス駆動でもよいし、パッシブマトリクス駆動でもよい。アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ素子を用いた構成例は、後の説明で詳細に説明する。
【００５７】
以下、有機ＥＬ素子の各構成要素について詳細に説明する。
第１基板２３としては、例えば、ガラス、石英等からなる無機材料基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリカルバゾール、ポリイミド等からなるプラスチック基板、アルミナ等からなるセラミックス基板等の絶縁性基板、または、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等からなる金属基板、または、前述の基板上に酸化シリコン（ＳｉＯ２）、有機絶縁材料等からなる絶縁物を表面にコーティングした基板、Ａｌ等からなる金属基板の表面を陽極酸化等の方法で絶縁化処理を施した基板等が挙げられる。さらに、前述のプラスチック基板に無機材料をコートした基板、前述の金属基板に無機絶縁材料をコートした基板が更に好ましい。これにより、プラスチック基板を有機ＥＬ素子の基板として用いた場合の最大の問題となる水分の透過による有機ＥＬ素子の劣化を解消することができる。有機ＥＬ素子は、特に低量の水分に対しても劣化が起こることが知られている。また、金属基板を有機ＥＬ素子の基板として用いた場合の最大の問題となる金属基板の突起に起因するリーク（ショート）を解消することができる。有機ＥＬ素子の膜厚は、１００〜２００ｎｍ程度と非常に薄いため、突起による画素部での電流にリーク（ショート）が、顕著に起こることが知られている。
【００５８】
有機ＥＬ素子をアクティブマトリクス駆動するためのＴＦＴを形成する場合には、５００℃以下の温度で融解せず、歪みも生じない基板を用いることが好ましい。一般的な金属基板はガラスと熱膨張率が異なるため、従来の生産装置で金属基板上にＴＦＴを形成することは困難である。ところが、線膨張係数が１×１０−５／ ℃ 以下の鉄−ニッケル系合金である金属基板を用いて、線膨張係数をガラスに合わせ込むことにより、従来の生産装置を用いて金属基板上にＴＦＴを安価に形成することができる。プラスチック基板の場合には、耐熱温度が非常に低いため、ガラス基板上にＴＦＴを形成した後、プラスチック基板にＴＦＴを転写することにより、プラスチック基板上にＴＦＴを形成することができる。
【００５９】
さらに、有機ＥＬ層４０からの発光を第１基板２３と反対側から取り出す場合には、第１基板２３としての制約はない。しかしながら、有機ＥＬ層４０からの発光を第１基板２３側から取り出す場合には、用いる基板として有機ＥＬ層４０からの発光を外部に取り出すために、透明または半透明の基板を用いる必要がある。
【００６０】
陽極３２および陰極３９は、有機ＥＬ層４０に電流を供給する第１電極および第２電極として機能する。図３では、第１電極である陽極３２は、有機ＥＬ層４０を挟んで第１基板２３側に配置されている。第２電極である陰極３９は、有機ＥＬ層４０を挟んで第１基板２３とは反対側に配置されている。ただし、この位置関係は逆であってもよい。つまり、第１電極である陽極３２が有機ＥＬ層４０を挟んで第１基板２３とは反対側に配置され、第２電極である陰極３９が有機ＥＬ層４０を挟んで第１基板２３側に配置されていてもよい。
【００６１】
陽極３２および陰極３９を形成する電極材料としては、公知の電極材料を用いることができる。陽極３２を形成する電極材料としては、有機ＥＬ層４０への正孔の注入を効率良く行う観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以上の金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、および、インジウム（Ｉｎ）と錫（Ｓｎ）からなる酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ２）インジウム（Ｉｎ）と亜鉛（Ｚｎ）からなる酸化物（ＩＺＯ）等が透明電極材料として挙げられる。
【００６２】
陰極３９を形成する電極材料としては、有機ＥＬ層４０への電子の注入を効率良く行う観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以下のリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、または、これらの金属を含有するＭｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等の合金が挙げられる。
【００６３】
陽極３２および陰極３９は、上記の材料を用いてＥＢ蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等の公知の方法により形成することができる。ただし、陽極３２および陰極３９の形成方法は、これらの形成方法に限定されるものではない。また、必要に応じて、フォトリソグラフィー法、レーザー剥離法により、形成した電極をパターニングすることもできる。もしくは、シャドーマスクと組み合わせることにより、パターニングされた電極を直接形成することもできる。陽極３２および陰極３９の膜厚は、５０ｎｍ以上が好ましい。陽極３２および陰極３９の膜厚が５０ｎｍ未満の場合には、配線抵抗が高くなることから、駆動電圧が上昇するおそれがある。
【００６４】
本実施形態のように、有機ＥＬ層４０からの発光を陰極３９側から取り出す場合、陰極３９として、半透明電極を用いることが好ましい。ここで用いる材料として、金属の半透明電極単体、もしくは、金属の半透明電極と透明電極材料の組み合わせを用いることができる。半透明電極材料としては、反射率および透過率の観点から、銀が好ましい。半透明電極の膜厚は、５〜３０ｎｍが好ましい。半透明電極の膜厚が５ｎｍ未満の場合には、光の反射が十分行えず、干渉の効果を十分得るとこができない。半透明電極の膜厚が３０ｎｍを超える場合には、光の透過率が急激に低下することから輝度および効率が低下するおそれがある。
【００６５】
陽極３２としては、光を反射する反射率の高い電極を用いることが好ましい。この際に用いる電極材料としては、例えば、アルミニウム、銀、金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−ネオジウム合金、アルミニウム−シリコン合金等の反射性金属電極、透明電極と反射性金属電極（反射電極）とを組み合わせた電極等が挙げられる。有機ＥＬ層４０からの発光を陽極３２側から取り出す場合には、上記とは逆に、陰極３９を反射率の高い電極で形成し、陽極３２を半透明電極とすればよい。
【００６６】
有機ＥＬ層４０は、有機の発光層３５の単層構造であってもよく、有機発光層と電荷輸送層の多層構造であってもよい。具体的には、下記の構成が挙げられるが、有機ＥＬ層４０の構成はこれらにより限定されるものではない。図３の例では、下記（８）の構成が用いられている。なお、以下の説明では、正孔および電子を電荷と称し、陽極３２もしくは陰極３９から発光層３５に向けて電荷を注入する層（正孔注入層もしくは電子注入層）を電荷注入層と称し、電荷注入層により陽極３２もしくは陰極３９から注入された電荷を発光層３５に向けて輸送する層（正孔輸送層および電子輸送層）を電荷輸送層と称し、電荷注入層と電荷輸送層を総称して電荷注入輸送層と称することがある。
【００６７】
（１）有機発光層
（２）正孔輸送層／有機発光層
（３）有機発光層／電子輸送層
（４）正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層
（５）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層
（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
（７）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／正孔防止層／電子輸送層
（８）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／正孔防止層／電子輸送層／電子注入層
（９）正孔注入層／正孔輸送層／電子防止層／有機発光層／正孔防止層／電子輸送層／電子注入層
【００６８】
発光層３５、正孔注入層３３、正孔輸送層３４、正孔防止層３６、電子防止層、電子輸送層３７および電子注入層３８の各層は、単層構造でも多層構造でもよい。
【００６９】
発光層３５は、以下に例示する有機発光材料のみから構成されていてもよく、発光性のドーパントとホスト材料の組み合わせから構成されていてもよく、任意に正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された構成であってもよい。発光効率・寿命の観点からは、ホスト材料中に発光性のドーパントが分散されたものが好ましい。
【００７０】
有機発光材料として、有機ＥＬ素子用の公知の発光材料を用いることができる。この種の発光材料は、低分子発光材料、高分子発光材料等に分類される。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、有機発光材料はこれらの材料に限定されるものではない。また、上記の発光材料は、蛍光材料、燐光材料等に分類されるものでもよい。低消費電力化の観点では、発光効率の高い燐光材料を用いることが好ましい。
【００７１】
ここで、具体的な化合物を以下に例示するが、有機発光材料はこれらの材料に限定されるものではない。
発光層に任意に含まれる発光性のドーパントとしては、有機ＥＬ素子用の公知のドーパント材料を用いることができる。この種のドーパント材料としては、例えば、紫外発光材料としては、ｐ−クォーターフェニル、３，５，３，５テトラ-ｔ-ブチルセクシフェニル、３，５，３，５テトラ-ｔ-ブチル-ｐ−クィンクフェニル等の蛍光発光材料等が挙げられる。青色発光材料として、スチリル誘導体等の蛍光発光材料、ビス［（４，６−ジフルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］（ピコリネート）イリジウム（ＩＩＩ）（ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（４’，６’−ジフルオロフェニルポリジナト）テトラキス（１−ピラゾイル）（ボレート）イリジウム（ＩＩＩ）（ＦＩｒ６）等の燐光発光有機金属錯体等が挙げられる。
【００７２】
ドーパントを用いる時のホスト材料としては、有機ＥＬ素子用の公知のホスト材料を用いることができる。この種のホスト材料としては、上述した低分子発光材料、高分子発光材料、４，４’−ビス（カルバゾール）ビフェニル、９，９−ジ（４−ジカルバゾール−ベンジル）フルオレン（ＣＰＦ）、３，６−ビス（トリフェニルシリル）カルバゾール（ｍＣＰ）、（ＰＣＦ）等のカルバゾール誘導体、４−（ジフェニルフォスフォイル）−Ｎ，Ｎ-ジフェニルアニリン（ＨＭ−Ａ１）等のアニリン誘導体、１，３−ビス（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ベンゼン（ｍＤＰＦＢ）、１，４−ビス（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ベンゼン（ｐＤＰＦＢ）等のフルオレン誘導体等が挙げられる。
【００７３】
電荷注入輸送層は、電荷（正孔、電子）の電極からの注入と発光層への輸送および注入を効率良く行う目的で、電荷注入層（正孔注入層、電子注入層）と電荷輸送層（正孔輸送層、電子輸送層）に分類される。電荷注入輸送層は、以下に例示する電荷注入輸送材料のみから構成されていてもよく、任意に添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された構成であってもよい。
【００７４】
電荷注入輸送材料としては、有機ＥＬ素子用、有機光導電体用の公知の電荷輸送材料を用いることができる。この種の電荷注入輸送材料は、正孔注入輸送材料および電子注入輸送材料に分類される。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、電荷注入輸送材料はこれらの材料に限定されるものではない。
【００７５】
正孔注入・正孔輸送材料としては、例えば、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物、無機ｐ型半導体材料、ポルフィリン化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＤ）等の芳香族第三級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアニリン−樟脳スルホン酸（ＰＡＮＩ−ＣＳＡ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリ（トリフェニルアミン）誘導体（Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）（ＰＮＶ）等の高分子材料等が挙げられる。
【００７６】
陽極７１からの正孔の注入・輸送を効率良く行う観点から、正孔注入層７２として用いる材料としては、正孔輸送層７３に使用する正孔注入輸送材料よりも最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が低い材料を用いることが好ましい。正孔輸送層７３としては、正孔注入層７２に使用する正孔注入輸送材料よりも正孔の移動度が高い材料を用いることが好ましい。
【００７７】
正孔の注入・輸送性をさらに向上させるため、前述の正孔注入・輸送材料にアクセプターをドープすることが好ましい。アクセプターとしては、有機ＥＬ用の公知のアクセプター材料を用いることができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、アクセプター材料はこれらの材料に限定されるものではない。
【００７８】
アクセプター材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ，Ｉｒ、ＰＯＣｌ３ 、ＡｓＦ６ 、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の無機材料、ＴＣＮＱ（７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＱＦ4 （テトラフルオロテトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＥ（テトラシアノエチレン）、ＨＣＮＢ（ヘキサシアノブタジエン）、ＤＤＱ（ジシクロジシアノベンゾキノン）等のシアノ基を有する化合物、ＴＮＦ（トリニトロフルオレノン）、ＤＮＦ（ジニトロフルオレノン）等のニトロ基を有する化合物、フルオラニル、クロラニル、ブロマニル等の有機材料が挙げられる。このうち、ＴＣＮＱ、ＴＣＮＱＦ４ 、ＴＣＮＥ、ＨＣＮＢ、ＤＤＱ等のシアノ基を有する化合物は、キャリア濃度をより効果的に増加させることができるため、より好ましい。
【００７９】
電子注入・電子輸送材料としては、例えば、ｎ型半導体である無機材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、ベンゾジフラン誘導体等の低分子材料；ポリ（オキサジアゾール）（Ｐｏｌｙ−ＯＸＺ）、ポリスチレン誘導体（ＰＳＳ）等の高分子材料が挙げられる。特に、電子注入材料としては、特にフッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）等のフッ化物、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）等の酸化物等が挙げられる。
【００８０】
陰極７８からの電子の注入・輸送を効率良く行う観点から、電子注入層７７として用いる材料としては、電子輸送層７６に使用する電子注入輸送材料よりも最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が高い材料を用いることが好ましい。電子輸送層７６として用いる材料としては、電子注入層７７に使用する電子注入輸送材料よりも電子の移動度が高い材料を用いることが好ましい。
【００８１】
電子の注入・輸送性をさらに向上させるため、前述の電子注入・輸送材料にドナーをドープすることが好ましい。ドナーとしては、有機ＥＬ素子用の公知のドナー材料を用いることができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、ドナー材料はこれらの材料に限定されるものではない。
【００８２】
ドナー材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ等の無機材料、アニリン類、フェニレンジアミン類、ベンジジン類（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン等）、トリフェニルアミン類（トリフェニルアミン、４，４’４”−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、４，４’４”−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、４，４’４”−トリス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン等）、トリフェニルジアミン類（Ｎ，Ｎ’−ジ−（４−メチル−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，４−フェニレンジアミン）等の芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、フェナントレン、ピレン、ペリレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等の縮合多環化合物（ただし、縮合多環化合物は置換基を有してもよい）、ＴＴＦ（テトラチアフルバレン）類、ジベンゾフラン、フェノチアジン、カルバゾール等の有機材料がある。このうち、特に、芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、縮合多環化合物、アルカリ金属は、キャリア濃度をより効果的に増加させることができるため、より好ましい。
【００８３】
発光層３５、正孔輸送層３４、電子輸送層３７、正孔注入層３３および電子注入層３８等の有機ＥＬ層４０は、上記の材料を溶剤に溶解、分散させた有機ＥＬ層形成用塗液を用いた、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウエットプロセス、上記の材料を用いた、抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等により形成することができる。ウエットプロセスにより有機ＥＬ層４０を形成する場合には、有機ＥＬ層形成用塗液は、レベリング剤、粘度調整剤等の塗液の物性を調整するための添加剤を含んでいてもよい。
【００８４】
上記の有機ＥＬ層４０の膜厚は、通常１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であるが、特に１０ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満であると、本来必要とされる物性（電荷の注入特性、輸送特性、閉じ込め特性）が得られない。また、ゴミ等の異物による画素欠陥が生じるおそれがある。また、膜厚が２００ｎｍを超えると、有機ＥＬ層４０の抵抗成分により駆動電圧が上昇し、消費電力が上昇するおそれがある。
【００８５】
図２に示すように、光源部２２の最表面、すなわち、発光部２４の第１基板２３とは反対側の最表面には、無機材料からなる封止層３０が設けられている。
【００８６】
本実施形態に係る表示装置２０は、アクティブ駆動型の表示装置として実現される。このため、有機ＥＬ素子を直接外部回路に接続して駆動してもよい。あるいは、ＴＦＴ等のスイッチング回路（アクティブ素子）を各サブ画素内に配置し、ＴＦＴ等が接続される配線に、駆動のための外部駆動回路（走査線電極回路（ソースドライバ）、データ信号電極回路（ゲートドライバ）、電源回路）を電気的に接続してもよい。
【００８７】
ＴＦＴは、公知の材料、構造、および形成方法を用いて形成することができる。例えば、ＴＦＴの活性層の材料としては、非晶質シリコン（アモルファスシリコン）、多結晶シリコン（ポリシリコン）、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料、酸化亜鉛、酸化インジウム−酸化ガリウム−酸化亜鉛等の酸化物半導体材料、または、ポリチオフェン誘導体、チオフェンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）誘導体、ナフタセン、ペンタセン等の有機半導体材料が挙げられる。ＴＦＴの構造としては、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型が挙げられる。絶縁材料がコートされた基板上において、複数の走査信号線、複数のデータ信号線、および走査信号線とデータ信号線との交差部にＴＦＴが形成される。なお、ＴＦＴに代えて、金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ）ダイオードを用いることもできる。
【００８８】
本実施形態に係る表示装置２０では、有機ＥＬ素子は、電圧駆動デジタル階調方式により駆動されてもよい。この場合、サブ画素毎にスイッチング用ＴＦＴおよび駆動用ＴＦＴが配置され、駆動用ＴＦＴと有機ＥＬ素子の第１電極とが平坦化層に形成されるコンタクトホールを介して電気的に接続される。また、各サブ画素に、駆動用ＴＦＴのゲート電位を定電位にするためのコンデンサーが、駆動用ＴＦＴのゲート部分に接続されるように設けられる。
【００８９】
表示装置２０における有機ＥＬ素子の駆動方式は、上述の電圧駆動デジタル階調方式に限定されず、例えば電流駆動アナログ階調方式であってもよい。また、ＴＦＴの数は、特に限定されるものではなく、ＴＦＴの特性（移動度、閾値電圧）バラツキを防止する目的で、各サブ画素内に補償回路を内蔵し、２個以上のＴＦＴを用いて有機ＥＬ素子を駆動してもよい。
【００９０】
ところで、従来の色変換基板においては、波長変換後の光（本実施形態では赤色光）を微小共振器構造によって共振させ、光強度を増幅することが行われていた。以下、本明細書では、波長変換後の光を変換光と称する。ところが、励起光（本実施形態では青色光）の色素への吸収率を高めることは考慮されていなかった。したがって、励起光が波長変換に寄与しないまま外部に射出され、励起光のロスが生じる。その結果、色変換効率を高めることができなかった。
【００９１】
これに対して、本実施形態の色変換基板２１においては、第１半透過性反射層４、第２半透過性反射層７、およびこれら一対の半透過性反射層４，７間に挟持された複数の層により青色光に対する微小共振器構造が構成されている。この場合、第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間の光学距離Ｌは、外部から入射する青色光に対して共振条件を満たす光学距離に略一致するように設定されている。
【００９２】
具体的には、一対の半透過性反射層４，７間の光学距離（第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間の光学距離）をＬとし、色変換基板２１から出力される変換光を視認する角度をθとし、共振波長をλとし、干渉の次数をｍ（ｍ＝１，２，３，…）とし、各半透過性反射層４，７で光が反射する際の位相シフトの和をΦ（rad）とする。一対の半透過性反射層４，７間の光学距離Ｌは、一対の半透過性反射層４，７間に存在する層全体の光学膜厚である。言い換えると、一対の半透過性反射層４，７間の光学距離Ｌは、一対の半透過性反射層４，７間に存在する複数の層の屈折率と膜厚との積の総和である。
【００９３】
例えば一対の半透過性反射層４，７間に存在する層が３層であり、第１層の屈折率がｎ１、第１層の膜厚がｄ１、第２層の屈折率がｎ２、第２層の膜厚がｄ２、第３層の屈折率がｎ３、第３層の膜厚がｄ３であったとする。このとき、光学距離Ｌは、Ｌ＝ｎ１×ｄ１＋ｎ２×ｄ２＋ｎ３×ｄ３、と表される。角度θについては、色変換基板１の正面方向（法線方向）を角度θ＝０°とする。また、共振波長λは、青色光の発光スペクトルのピーク波長とする。
このとき、下記の（１）式で示される共振条件が満たされれば、共振波長λの青色光が共振し、増幅される。
【００９４】
【数１】
2017037121.tif 000003
【００９５】
以上の構成により、青色光は、第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間で多重反射し、共振する。その結果、青色光は、第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間に閉じ込められ、波長変換層６中の色素への再吸収確率が上昇する。これにより、本実施形態の色変換基板２１の色変換効率を高めることができる。
【００９６】
このように、本実施形態の表示装置２０において、光源部２２から発せられた青色光は、充填層２８を介して色変換基板２１に入射する。色変換基板２１に入射した青色光は、第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間で多重反射し、共振する。その結果、青色光は、第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間に閉じ込められ、波長変換層６Ｒ，６Ｇ中の蛍光体粒子８Ｒ，８Ｇへの再吸収確率を高めることができる。これにより、色変換基板２１における色変換効率を高めることができ、高効率の表示装置２０を実現することができる。
【００９７】
本実施形態の場合、赤色サブ画素ＰＲにおいて、第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間の光学距離Ｌは、青色光に対して共振条件を満たすことに加えて、波長変換後の赤色光に対して共振条件を満たす光学距離に略一致するように設定されている。その場合、青色光の発光ピーク波長λ１および赤色光の発光ピーク波長λ２の双方に対して共振条件を満たすためには、波長λ１、波長λ２のいずれを代入しても、上記の（１）式が成立するように、一対の半透過性反射層４，７間の光学距離Ｌを設定すればよい。
【００９８】
上記の構成により、波長変換により生じた赤色光は第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間で共振し、増幅される。これにより、赤色光を共振させない場合に比べて、色変換基板２１から射出される赤色光の強度を高めることができる。そのため、青色光の波長変換層６中の色素への再吸収確率が上昇する作用と、色素から発せられた後の赤色光の強度が高まる作用と、が相俟って、色変換効率をより高めることができる。また、波長変換後の赤色光を共振、増幅させるため、波長変換層中の色素の濃度を高くする、波長変換層の膜厚を厚くする、等の手段を用いることなく、赤色光の取り出し効率を簡便に向上させることができる。
【００９９】
さらに、緑色サブ画素ＰＧにおいて、第１半透過性反射層４と第２半透過性反射層７との間の光学距離ＬＧは、青色光に対して共振条件を満たすことに加えて、波長変換後の緑色光に対して共振条件を満たす光学距離に略一致するように設定されている。これにより、上述の赤色光の場合と同様の作用、効果を得ることができ、緑色光の取り出し効率を簡便に向上させることができる。
【０１００】
この構成によれば、赤色サブ画素ＰＲ、緑色サブ画素ＰＧの各々において、青色光の蛍光体粒子８Ｒ，８Ｇへの再吸収確率を高めるとともに、変換光である赤色光および緑色光を増幅することができる。その結果、本実施形態の表示装置２０によれば、消費電力が同じであれば、従来よりも明るい表示を得ることができる。明るさが同じであれば、従来よりも消費電力を低減することができる。
【０１０１】
なお、光源部２２は、有機ＥＬ素子に代えて、無機ＥＬ素子を備えていてもよい。無機ＥＬ素子を構成する第１電極および第２電極として、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、及び、インジウム（Ｉｎ）と錫（Ｓｎ）からなる酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ２）インジウム（Ｉｎ）と亜鉛（Ｚｎ）からなる酸化物（ＩＺＯ）等が挙げられるが、電極材料はこれらの材料に限定されるものではない。ただし、光を取り出す方向の電極は、ＩＴＯ等の透明電極を用いることが好ましく、光を取り出す方向と反対側の電極は、アルミニウム等の反射膜を用いることが好ましい。
【０１０２】
第１誘電体層および第２誘電体層としては、無機ＥＬ用の公知の誘電体材料を用いることができる。このような誘電体材料としては、例えば、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、チタン酸アルミニウム（ＡｌＴｉＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）およびチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）等が挙げられるが、誘電体材料はこれらに限定されるものではない。第１誘電体層および第２誘電体層は上記の誘電体材料のうちから選んだ１種類でもよいし、２種類以上の材料を積層した構成でもよい。第１誘電体層および第２誘電体層の膜厚は、２００ｎｍ〜５００ｎｍ程度が好ましい。
【０１０３】
発光層としては、無機ＥＬ素子用の公知の発光材料を用いることができる。この種の発光材料としては、例えば、紫外発光材料として、ＺｎＦ２：Ｇｄ、青色発光材料として、ＢａＡｌ２Ｓ４：Ｅｕ、ＣａＡｌ２Ｓ４：Ｅｕ、ＺｎＡｌ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｂａ２ＳｉＳ４：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ｔｍ、ＳｒＳ：Ｃｅ、ＳｒＳ：Ｃｕ、ＣａＳ：Ｐｂ、（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ２Ｓ４：Ｅｕ等が挙げられるが、発光材料はこれらに限定されるものではない。発光層の膜厚は、３００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度が好ましい。
【０１０４】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図４を用いて説明する。
第２実施形態の表示装置の基本構成は第１実施形態の表示装置と同様であり、第２基板側の構成が第１実施形態と異なる。
図４は、第２実施形態の表示装置の断面図である。
図４において、第１実施形態で用いた図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１０５】
図４に示すように、第２実施形態の表示装置６０においては、光源部６１と色変換部６２とが一体化されている。光源部６１と色変換部６２とが設けられた第１基板２３と第２基板２５とは、充填層２８を介して貼り合わされている。色変換部６２について、第１半透過性反射層４から第２半透過性反射層７までの各層は、光源部６１の発光部２４の上面に、封止層３０を介して積層されている。
【０１０６】
赤色サブ画素ＰＲおよび緑色サブ画素ＰＧにおいては、第１基板２３の第２基板２５に対向する面に、陰極、有機ＥＬ層および陽極を含む発光部２４、封止層３０、第１半透過性反射層４、波長変換層６Ｒ，６Ｇ、光学距離調整層５、第２半透過性反射層７が、第１基板２３側からこの順に積層されている。本実施形態の場合、第２基板２５の第１基板２３に対向する面には何も設けられていない。
【０１０７】
本実施形態においても、色変換基板における色変換効率を高めることができ、高効率の表示装置を実現することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０８】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。
第３実施形態の表示装置の基本構成は第２実施形態の表示装置と同様であり、赤色サブ画素に積層構造の波長変換層を用いた点とカラーフィルターを備えた点とが第２実施形態と異なる。
図５は、第３実施形態の表示装置の断面図である。
図５において、第２実施形態で用いた図４と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１０９】
図５に示すように、第３実施形態の表示装置８０において、赤色サブ画素ＰＲの波長変換層６は、変換波長域が互いに異なる緑色波長変換層６Ｇと赤色波長変換層６Ｒとが積層された構造を有する。図５においては、第１基板２３に近い側に緑色波長変換層６Ｇが設けられ、第１基板２３から遠い側に赤色波長変換層６Ｒが設けられているが、２層の波長変換層６Ｇ，６Ｒの積層順は図５と逆であってもよい。緑色サブ画素ＰＧの波長変換層は、緑色波長変換層６Ｇの単層である。
【０１１０】
第２基板２５の第１基板２３に対向する面には、赤色サブ画素ＰＲに対応して赤色カラーフィルター３Ｒが設けられ、緑色サブ画素ＰＧに対応して緑色カラーフィルター３Ｇが設けられている。赤色カラーフィルター３Ｒは、赤色以外の波長域の光を吸収するフィルターであり、周知のカラーフィルターを用いることができる。緑色カラーフィルター３Ｇは、緑色以外の波長域の光を吸収するフィルターであり、周知のカラーフィルターを用いることができる。なお、図５の例では青色カラーフィルターが設けられていないが、青色サブ画素ＰＢに対応して青色カラーフィルターが設けられていてもよい。
【０１１１】
本実施形態においても、色変換基板における色変換効率を高めることができ、高効率の表示装置を実現することができる、といった第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１２】
一般に、青色光を赤色光に変換する色素は、他の色の光に変換する色素に比べて青色光の吸収量が小さいという特性を有している。そのため、励起光が青色光である場合、青色光から赤色光への変換効率を高めることが難しいという課題がある。この課題に対して、本実施形態では、赤色サブ画素ＰＲにおいて、赤色波長変換層６Ｒと緑色波長変換層６Ｇとが積層された波長変換層６が用いられている。そのため、励起光である青色光を緑色波長変換層６Ｇの蛍光体粒子８Ｇに吸収させて緑色光を発光させ、その緑色光を赤色波長変換層６Ｒの蛍光体粒子８Ｒに吸収させて赤色光を発光させることができる。このように、波長変換層６が複数種の色変換色素を含むことで、波長変換層６の変換効率を高めることができる。
【０１１３】
さらに本実施形態では、第２基板２５の側にカラーフィルター３Ｒ，３Ｇが備えられているため、波長変換層６から射出された赤色光および緑色光の色純度を高めることができる。これにより、表示装置の色再現範囲を拡大することができる。
【０１１４】
ただし、色純度を高める必要がない場合には、カラーフィルター３Ｒ，３Ｇは設けられていなくてもよい。この例では、カラーフィルター３Ｒ，３Ｇは、第２基板２５と充填層２８との間に設けられているが、必ずしもこの位置でなくてもよく、波長変換層６の光射出側に設けられていればよい。また、カラーフィルター３Ｒ，３Ｇは、外光中に含まれる青色光や紫外光を吸収するため、外光に起因する波長変換層６の発光が抑えられ、表示のコントラストを維持することができる。
【０１１５】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図６を用いて説明する。
第４実施形態の表示装置の基本構成は第３実施形態の表示装置と同様であり、波長変換層の構成が第３実施形態と異なる。
図６は、第４実施形態の表示装置の断面図である。
図６において、第３実施形態で用いた図５と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１１６】
第３実施形態において、赤色サブ画素の波長変換層は、赤色波長変換層と緑色波長変換層とが積層された構成を有していた。これに対して、図６に示すように、第４実施形態の表示装置５０は、赤色蛍光体粒子８Ｒと緑色蛍光体粒子８Ｇとが一つの透明樹脂中に混在した波長変換層１２を赤色サブ画素に備えている。この場合、波長変換層１２に入射した青色光を緑色蛍光体粒子８Ｇに吸収させて緑色光を発光させ、その緑色光を赤色蛍光体粒子８Ｒに吸収させて赤色光を発光させることができる。その他の構成は、第３実施形態と同様である。
【０１１７】
本実施形態においても、色変換基板における色変換効率を高めることができ、高効率の表示装置を実現することができる、といった第１〜第３実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１８】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図７を用いて説明する。
第５実施形態の表示装置の基本構成は第３実施形態の表示装置と同様であり、第２基板側の構成が第３実施形態と異なる。
図７は、第５実施形態の表示装置の断面図である。
図７において、第３実施形態で用いた図５と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１１９】
図７に示すように、第５実施形態の表示装置７０においては、第２基板２５の第１基板２３に対向する側と反対側の面に、光散乱層７１が設けられている。光散乱層７１は、波長変換層６Ｒ，６Ｇから放出された指向性の高い光を等方散乱させるための層である。光散乱層７１は、視認側の基板である第２基板２５の一方の面に設けられることが好ましい。ただし、光散乱層７１は、光源部５１の発光面と略平行に、波長変換層６Ｒ，６Ｇの変換光の取り出し面側よりも外側に形成されていればよく、例えば、第２基板２５から離れた状態で配置されてもよい。
【０１２０】
光散乱層７１の具体例としては、下記（１）〜（８）のものが挙げられる。
（１）レンズシートからなるもの
レンズシートは、同心円状、互いに平行な複数本の線状、または格子状等に設けられた複数のレンズ、プリズム、またはＶ字溝等により、直進する光の方向を変化させる薄型、板状の透明物質である。レンズシートの具体例としては、レンティキュラーレンズシート、フレネルレンズシート、ハエの目レンズシート、猫の目レンズシート、二重ハエの目レンズシート、二重レンティキュラーレンズシート、放射状レンティキュラーレンズシート、プリズムレンズフィルム、およびマイクロプリズムレンズフィルム、これらのレンズシートの凸面を凹面に変えたレンズシート、ならびに透明球または半透明球を面状に並べたもの等が挙げられる。光透過性部材にＶ字溝等の溝を彫ることによって、光の方向を変化させたものでもよい。レンズシートの材質はガラスであってもよいし、樹脂であってもよい。上記樹脂の具体例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、およびポリスチレン等が挙げられる。
【０１２１】
（２）片面が艶消し処理されたガラス板またはポリマー板
この種のガラス板またはポリマー板を用いる場合、光散乱層７１は、第２基板２５の一方の面に設けられてもよいが、光散乱層７１が第２基板２５を兼ねてもよい。光散乱層７１を第２基板として兼用する場合、光散乱層７１の厚さは、０．０５〜５ｍｍ程度であることが好ましい。
【０１２２】
このような光散乱層７１を第２基板２５の一方の面に設ける際には、例えばエポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性接着剤（ビニル樹脂系接着剤等）、またはイソシアン酸エステル系樹脂等のバインダーを用いて、光散乱層７１となるガラス板またはポリマー板を第２基板２５の所望の面に固着させる。
【０１２３】
（３）透明基板の内部に当該透明基板と屈折率が異なる透明物質または不透明粒子を分散させてなるもの
この場合、光散乱層７１が第２基板２５を兼ねることが好ましい。透明基板の材質はガラスであってもよいし、ポリマーであってもよい。透明物質の具体例としては、気泡、ガラスファイバー、ＳｉＯ２粒子、ガラスビーズ、および透明プラスチック粒子等が挙げられる。不透明粒子の具体例として、カーボン、酸化スズ、硫酸バリウム、炭化チタン、窒化チタン、酸化チタン、または不透明プラスチック等からなる粒子、帯電防止材料として使用される粉末（酸化亜鉛や硫化亜鉛を酸化スズで被覆した粉末等）が挙げられる。これらの透明物質および不透明粒子の粒径は、ガラスファイバーを除いて、０．１μｍ〜数１０μｍであることが好ましい。ガラスファイバーは、繊維径が０．１〜１０００μｍ程度、繊維長が０．１〜１０ｍｍ程度のものであることが好ましい。これらの透明物質および不透明粒子は、それぞれ単独で使用されていてもよいし、併用されていてもよい。
【０１２４】
さらに、上記透明基板の内部に分散させる物質として、ジオキサジン系、アントラキノン系、またはフタロシアニン系等の色素粉末や、スチルベン系、ベンゾイミダゾール系、またはベンジジン系等の蛍光色素粉末を単独で用いるか、または前記の透明物質および／または不透明粒子と併用して用いてもよい。
【０１２５】
（４）一平面上に分散または凝集した状態で配置された透明物質または不透明粒子からなるもの
ここで用いる透明物質および不透明粒子の具体例としては、気泡を除いて、上記（３）で例示したものと同じものが挙げられる。なお、透明物質を用いる場合、当該透明物質としては、第２基板２５の屈折率と異なる屈折率を有するものを選択することが好ましい。この種の光散乱層７１を第２基板２５の一方の面に設ける際には、例えば前記（２）で例示したバインダーを用いて、透明物質の所望量または不透明粒子の所望量を第２基板２５の所望の面上に固着させる。
【０１２６】
（５）一平面上に班点状に付着した金属からなるもの
この場合、光散乱層７１としての金属は、第２基板２５のいずれか一方の面に付着させてもよい。班点状の金属の形成には、所定の金属を蒸発源として使用した真空蒸着法、もしくは所定の金属をターゲットとして用いたスパッタリング法、または印刷法、塗布法、もしくは散布法等を用いることができる。
【０１２７】
班点状の金属の膜厚は、概ね０．０１〜５００μｍであることが好ましい。斑点状に付着した金属の１つの大きさ（平面視上の面積）は、１〜１００００μｍ２であることが好ましいが、１ｍｍ２以上のものが含まれていてもよい。光散乱層７１が設けられる面に対する班点状の金属の被覆率は、５〜９０％であることが好ましい。上記金属の具体例として、金、白金、ニッケル、クロムおよびアルミニウムが挙げられる。
【０１２８】
（６）非金属性繊維製の織物、編み物もしくは不織布または当該非金属性繊維の配列物からなるもの
上記非金属性繊維の具体例として、絹、麻、および木綿等の天然繊維、ならびに人絹、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維およびガラスファイバー等の化学繊維が挙げられる。非金属性繊維の太さは、０．１μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。非金属性繊維からなる配列物は、前記の非金属性繊維を放射状、縞状、ジグザグ状、葛折状、格子状、網の目状、螺旋状、同心円状、幾何学模様状、または不定形に配置したものである。使用されている繊維の本数は、１本でも複数本でもよい。
【０１２９】
（７）一平面上に非金属製の細線によって描画されるか、または細溝によって描画された模様からなるもの
この場合、光散乱層７１としての上記模様は、第２基板２５の平面上に描画されたもので構成されていてもよい。上記非金属製の細線の具体例として、印刷インキ、複写インキ、カーボンインキ、絵具、油脂、および透明合成樹脂等、ならびに、これらのものに白、黒、赤、青、または緑等の色素（蛍光色素を含む）または顔料を添加したもの等からなる、線幅１０〜２０００μｍの細線が挙げられる。細線の色は特に限定されるものではなく、透明、無彩色（半透明を含む）、または有彩色（半透明を含む）等、所望の色を適宜選択することができる。この細線によって描画された模様の具体例としては、放射状、縞状、ジグザグ状、葛折状、格子状、網の目状、螺旋状、同心円状、幾何学模様状、および不定形が挙げられる。光散乱層として非金属製の透明な細線によって描画された模様を用いる場合、当該透明な細線の屈折率は、第２基板１０の屈折率と異なっていることが好ましい。
【０１３０】
上記の細溝の具体例としては、垂直断面がＶ字状またはＵ字状等を呈し、深さが０．１〜１００μｍ程度、幅（深さ方向で最も幅広の部分での値）が０．１〜５００μｍ程度の細溝が挙げられる。
【０１３１】
（８）半透明物質層または半透明フィルムからなるもの
半透明物質層は、可視光の透過率が１０〜９９％である固体、液体、または固溶体からなる層である。半透明物質層の具体例としては、パラフィン（蝋）、デンプン糊、グリース、シリコーングリース、染料溶液、顔料分散液、金コロイド溶液、およびセッケン水等が挙げられる。半透明物質層の厚さは、材料によって異なるが、概ね５〜１０００μｍである。
【０１３２】
上記の半透明フィルムは、可視光の透過率が１０〜９０％の層である。半透明フィルムの具体例として、パラフィン紙、パラフィルム（パラフィンフィルム）、エンボス加工を施した透明ポリマーフィルムを複数枚重ねたもの（透明ポリマーフィルムの材質はポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリレート等）、結晶性ポリマー（結晶性ポリプロピレン、ナイロン、ポリスチレン、セルロース、ポリビニルアルコール等）のフィルム、和紙、洋紙、セロファン、およびゴム膜等が挙げられる。
【０１３３】
本実施形態の表示装置７０は、以上のいずれかの構成の光散乱層７１を備えたことにより、波長変換層６Ｒ，６Ｇから放射される指向性の強い光を等方向に放射することができる。これにより、色調の視野角依存性が小さい表示装置を実現することができる。その理由は、微小共振器構造の作用によって色変換基板５２から射出される変換光には強い指向性が付与されるため、視野角によって色調が変化するおそれがあるからである。
【０１３４】
本実施形態においても、色変換基板における色変換効率を高めることができ、高効率の表示装置を実現することができる、といった第１〜第４実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、波長変換層に入射させる励起光が青色光である例を示したが、励起光は必ずしも青色光でなくてもよく、例えば青緑色光であってもよいし、紫外光であってもよい。励起光として紫外光を用いる場合、変換光は赤色光、緑色光に限らず、青色光であってもよい。すなわち、紫外光を青色光に変換する色変換基板であってもよい。
【０１３６】
紫外光を青色光に変換する蛍光体材料として、有機系蛍光体材料では、例えばスチルベンゼン系色素：１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、トランス−４，４’−ジフェニルスチルベンゼン、クマリン系色素：７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン、２，３，６，７-テトラヒドロ-１１−オキソ−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−[1]ベンゾピラノ[６，７，８−ｉｊ]キノリジン-10-カルボン酸エチル（クマリン３１４）、１０−アセチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−[１]ベンゾピラノ[６，７，８−ｉｊ]キノリジン−１１−オン（クマリン３３４）、アントラセン系色素：９，１０ビス（フェニルエチニル）アントラセン、ペリレン等が挙げられる。
【０１３７】
紫外光を青色光に変換する蛍光体材料として、無機系蛍光体材料では、例えばＳｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｓｎ4+、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｃｅ3+、ＣａＧａ2Ｓ4：Ｃｅ3+、（Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ2、0 Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+、ＢａＡｌ2ＳｉＯ8：Ｅｕ2+、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ2+、Ｓｒ5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+、（Ｂａ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ2+、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、Ｓｒ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+等が挙げられる。
【０１３８】
また、光源部として有機ＥＬ素子の例を示したが、有機ＥＬ素子の他、無機ＥＬ素子、発光ダイオードなどを用いてもよい。また、上記実施形態では、波長変換層と波長変換層を挟む一対の半透過性反射層が微小共振器構造を構成する例を示したが、波長変換層の側に加えて、有機ＥＬ素子からなる光源部の側も微小共振器構造を備えていてもよい。
【０１３９】
上記実施形態では、有機ＥＬ素子からなる光源部と色変換基板とを備え、サブ画素毎に有機ＥＬ素子からの発光量を調整する表示装置の例を示した。この構成に代えて、発光量が一定の面状光源と、色変換基板と、面状光源と色変換基板との間に設けられ、光の透過率をサブ画素毎に制御可能な液晶素子等の光変調素子を備えた表示装置であってもよい。
【０１４０】
また、光源部と色変換基板との間にマイクロレンズ等の集光素子が設けられていてもよい。これにより、光源部から色変換基板に入射する光の強度を高めることができる。上記第３実施形態では、光源部と色変換基板との間に充填層が設けられていたが、この構成に代えて、光源部と色変換基板との間に、光源部から射出された励起光の波長域の光を取り出せる光ファイバーが設けられていてもよい。
【０１４１】
光源部は、発光部を封止する封止膜もしくは封止基板を備えることが好ましい。封止膜および封止基板は、公知の封止材料および封止方法により形成することができる。具体的には、光源を構成する第１基板と逆側の表面上にスピンコート法、ＯＤＦ、ラミネート法等を用いて樹脂を塗布し、封止膜とすることができる。もしくは、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法、イオンビーム法、スパッタ法等により、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ等の無機膜を形成した後、さらに、スピンコート法、ＯＤＦ、ラミネート法を用いて樹脂を塗布する、または、貼り合わせることによって封止膜とすることができる。
【０１４２】
このような封止膜や封止基板により、外部からの光源部内への酸素や水分の浸入を防止することができ、光源部の寿命が向上する。光源部と色変換基板とを接合するときは、一般の紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等の接着剤層で接着することができる。また、色変換基板上に光源部を直接形成した場合には、例えば窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスをガラス板、金属板等で封止する方法が挙げられる。さらに、封入した不活性ガス中に酸化バリウム等の吸湿剤等を混入すると、水分による有機ＥＬ素子の劣化をより効果的に低減できるため、好ましい。ただし、上記実施形態は、これらの部材や形成方法に限定されるものではない。また、第１基板と反対側から光を取り出す場合は、封止膜、封止基板ともに光透過性の材料を使用する必要がある。
【０１４３】
表示装置の光射出側に偏光板が設けられていてもよい。偏光板としては、従来の直線偏光板とλ／４板とを組み合わせたものを用いることができる。偏光板が設けられることにより、外光が表示装置の各層の表面で反射し、視認側に再度射出されることが抑制され、表示装置のコントラストを高めることができる。
【０１４４】
その他、色変換基板および表示装置を構成する各種構成要素の構成材料、形状、寸法、配置、個数等に関しては、上記実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。
また、上記実施形態では、色変換基板を表示装置に用いた例を示したが、例えば本発明の色変換基板を照明装置に用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等の各種表示装置、もしくは照明装置等への利用が可能である。
【符号の説明】
【０１４６】
１，２１，５２，６２…色変換基板、２…基板、３，３Ｒ，３Ｇ…カラーフィルター、４…第１半透過性反射層、５…光学距離調整層、６…波長変換層、６Ｒ…赤色波長変換層、６Ｇ…緑色波長変換層、７…第２半透過性反射層、８Ｇ，８Ｒ…蛍光体粒子（色素）、２０，５０，６０，７０，８０…表示装置、２２，５１，６１…光源部、２３…第１基板、２５…第２基板、７１…光散乱層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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