(57)【要約】  白色バランスがよく、耐久性に優れる色変換方式の発光装置、これに使用される色変換基板及びその製造方法を提供する。  支持基板１上に、第一の蛍光を発する第一蛍光層２ａと、第二の蛍光を発する第二蛍光層２ｂを有し、第一蛍光層２ａが有機蛍光体を含み、第二蛍光層２ｂが半導体ナノクリスタルを含む色変換基板。特に、第一蛍光層２ａが緑色蛍光層であり、第二蛍光層２ｂが赤色蛍光層であることが好ましい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に、第一の蛍光を発する第一蛍光層と、第二の蛍光を発する第二蛍光層を有し、
前記第一蛍光層が有機蛍光体を含み、前記第二蛍光層が半導体ナノクリスタルを含む色変換基板。
【請求項２】
前記第一蛍光層が緑色蛍光層であり、前記第二蛍光層が赤色蛍光層である請求項１記載の色変換基板。
【請求項３】
前記第一蛍光層と第二蛍光層が、支持基板上に平面的に分離配置されている請求項１又は２記載の色変換基板。
【請求項４】
前記支持基板上の、第一蛍光層及び第二蛍光層の間に、青色カラーフィルタ層を有する請求項３記載の色変換基板。
【請求項５】
前記支持基板上の、前記第一蛍光層と第二蛍光層の間、又は前記青色カラーフィルタ層、第一蛍光層及び第二蛍光層のそれぞれの間に、ブラックマトリクスを有する請求項３又は４に記載の色変換基板。
【請求項６】
前記第一蛍光層と第二蛍光層が、支持基板上に積層されている請求項１又は２記載の色変換基板。
【請求項７】
前記第一蛍光層の有機蛍光体が、ペリレン系色素を含む請求項１〜６のいずれかに記載の色変換基板。
【請求項８】
前記第一蛍光層が、有機蛍光体をエチレン性不飽和結合を有しない透明媒体内に分散したものである請求項１〜７のいずれかに記載の色変換基板。
【請求項９】
前記有機蛍光体がクマリン系色素である請求項８の色変換基板。
【請求項１０】
前記第一蛍光層及び／又は第二蛍光層と、カラーフィルタとを積層した請求項１〜９のいずれかに記載の色変換基板。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の色変換基板上の第一蛍光層、第二蛍光層及び／又は青色カラーフィルタ層に、それぞれ発光素子を積層してなる発光装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれかに記載の色変換基板と、
基板上に発光素子を形成した発光素子基板とを、対向して貼り合せてなる発光装置。
【請求項１３】
支持基板上に、
第一の発光素子と、第一の蛍光を発する第一蛍光層とを、この順に形成した第一画素と、
第二の発光素子と、第二の蛍光を発する第二蛍光層とを、この順に形成した第二画素と、を少なくとも有し、
前記第一蛍光層が有機蛍光体を含み、第二蛍光層が半導体ナノクリスタルを含む発光装置。
【請求項１４】
前記発光素子が、青色領域に発光ピークを有する発光素子である請求項１１〜１３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１５】
前記発光素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項１１〜１４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１６】
請求項１〜１０のいずれかに記載の色変換基板の製造方法であって、
前記第二蛍光層を形成した後に、第一蛍光層を形成する工程を含む色変換基板の製造方
法。
【請求項１７】
前記第二蛍光層をフォトリソ法で形成し、
前記第一蛍光層を印刷法、又は印刷法及び研磨法にて形成する請求項１６に記載の色変換基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色変換基板、この基板の製造方法、及び発光装置に関する。さらに詳しくは、有機蛍光体を用いた蛍光層と半導体ナノクリスタルを用いた蛍光層を併用した色変換基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光材料を用いて光源から発せられる光の波長を変換する色変換基板は、電子ディスプレイ分野をはじめとした様々な分野で応用されている。
例えば、青色発光素子の光を、蛍光体層にて、緑、赤色に変換して、青、緑、赤の光の三原色の発光させ、フルカラーディスプレイを得る技術が開示されている（例えば、特許文献１−３参照。）。【０００３】
本方式では、一色の発光素子を使用できるため、多色の発光素子のように塗り分けて成膜する必要がないことから、成膜装置は小型でよく、発光材料の使用量も少なくて済む。
また、色変換基板は、汎用のフォトリソグラフィー法、印刷法等が適用できるので、大画面、高精細なディスプレイの量産が容易である。
さらに、白色の発光素子とカラーフィルタを組み合わせてフルカラーディスプレイを得る方式（ＣＦ方式）と比べて、安定した発光素子を使うことが出来る上、蛍光を利用するので、原理的に効率が高いという利点がある。
さらに、本方式を用いて白色発光装置（液晶用バックライト、照明など）とすることが可能である。単色または二色の発光素子（例えば青色、青緑色）と蛍光体層を積層することにより、高耐久性（発光素子の色変化が小さい）かつ容易に白色発光装置が得られる（特許文献１、非特許文献１）。【０００４】
色変換基板の蛍光層を形成する蛍光材料として、有機蛍光体及び無機蛍光体が検討されている。
有機蛍光体としては、蛍光染料、蛍光顔料が検討され、無機蛍光体としては、金属酸化物、硫化物等に遷移金属イオンをドープしたもの、金属カルコゲナイドに遷移金属イオンをドープしたもの、半導体のバンドギャップを利用したもの（半導体ナノクリスタル）が検討されている。なかでも、発光素子の光を吸収して、強い緑、赤の蛍光を発するものとして、蛍光染料、蛍光顔料（有機蛍光体）及び半導体ナノクリスタルが挙げられる（無機蛍光体）。【０００５】
半導体ナノクリスタルは、半導体を超微粒子化（〜１０ｎｍ径）して、電子の閉じ込め効果（量子サイズ効果）により、特異な吸発光特性を発現するものである。半導体ナノクリスタルは無機材料であるため、以下のような特徴を有する。
（ａ）熱や光に対し安定である（高耐久性）。
（ｂ）濃度消光がない。
（ｃ）高い蛍光量子収率を有する（デバイスの高効率化）。
（ｄ）超微粒子のため光散乱しない（高コントラスト）。
（ｅ）同一材料であるが粒子サイズを変えることにより、任意の波長にシャープな蛍光を発するように調整できる（豊富な色揃え、高効率化）。【０００６】
特許文献１−３では、緑色蛍光層、赤色蛍光層を、いずれも有機蛍光体を用いた色変換基板を開示している。
一方、特許文献４には、緑色蛍光層、赤色蛍光層を、半導体ナノクリスタルを用いた色変換基板を開示している。
ここで、青色発光素子（青緑色も含む）の光を赤色に変換する場合、有機蛍光体を用いると、有機蛍光体のストークスシフト（吸収ピークと蛍光ピークの波長差、図１７（ａ）参照）が、一般に小さいため、青緑変換材料、緑赤変換材料の混合によるエネルギー移動を行って、青赤変換を行っている（例えば、特許文献５参照。）。
しかしながら、蛍光体の濃度が高くなるので、濃度消光を引き起こし、赤色への変換効率が小さく、赤色純度も悪くなる。【０００７】
一方、半導体ナノクリスタルを使用して、青色発光素子（青緑色も含む）の光を緑色に変換する場合、発光素子の光の吸収の大きい波長領域と、蛍光ピークの波長の差（図１７（ｂ）参照）が大きいため、最適な吸収領域が、青領域よりも短波長（紫外領域）となっている（図１８参照）。即ち、青領域に発光する発光素子の光を十分吸収できず、発光素子の光を透過するので、緑色への変換効率が小さく、緑色純度も悪くなる。【０００８】
このように、青色発光素子と、緑色蛍光層及び赤色蛍光層の両方に有機蛍光体を用いた色変換基板により構成した発光装置においては、相対的に赤色発光が弱く、白色バランスがくずれてしまう。即ち、青緑色気味の白色表示（青、赤及び緑の全点灯時）となり、白色を各色に対応する発光素子の輝度で調整して、連続的に表示しようとすると、赤色に対応する発光素子への負荷が大きくなって、発光装置の不均一な劣化、焼きつきを引き起こす原因となっていた。【０００９】
一方、青色発光素子と、緑色蛍光層及び赤色蛍光層の両方に半導体ナノクリスタルを用いた色変換基板により構成した発光装置においては、相対的に緑色発光が弱く、白色バランスがくずれてしまう。即ち、紫色気味の白色表示となり、白色を各色に対応する発光素子の輝度で調整して、連続的に表示しようとすると、緑色に対応する発光素子への負荷が大きくなって、発光装置の不均一な劣化、焼きつきを引き起こす原因となっていた。【００１０】
尚、発光素子を白色（青色＋橙〜赤色、又は青緑色＋橙〜赤色）とすると、発色成分中の橙〜赤成分の光も発光装置の発光に利用できる。しかしながら、白色発光素子と、緑色蛍光層及び赤色蛍光層の両方に有機蛍光体を用いた色変換基板とで構成した発光装置においては、相対的に青色発光が弱くなり、白色バランスがくずれてしまう。即ち、黄色気味の白色表示となり、白色を各色に対応する発光素子の輝度で調整して、連続的に表示しようとすると、青色に対応する発光素子への負荷が大きくなって、発光装置の不均一な劣化、焼きつきを引き起こす原因となっていた。【００１１】
また、白色発光素子と、緑色蛍光層及び赤色蛍光層の両方に半導体ナノクリスタルを用いた色変換基板とで構成した発光装置においては、相対的に赤色発光が強くなりすぎて、白色バランスがくずれてしまう。即ち、赤色気味の白色表示となり、白色を各色に対応する発光素子の輝度で調整して、連続的に表示しようとすると、青、緑色に対応する発光素子への負荷が大きくなって、発光装置の不均一な劣化、焼きつきを引き起こす原因となっていた。【００１２】
従って、従来の色変換基板では、各色変換基板に適応した発光素子の発光色の調整、例えば、青＋緑＋赤の３波長発光が必要となっているが、発光素子の発光色を調整することは、素子構成が複雑となり、素子の駆動特性（電流―電圧−輝度特性）、安定性及び高温駆動等の耐久性を改良する必要があるため容易ではない。
また、緑色蛍光層内の半導体ナノクリスタルに、より吸光係数の大きい材料を選択する試みがある。しかしながら、赤及び緑色の両方の材料に、粒径制御の厳しい半導体ナノクリスタルを使用すると、色変換基板の品質が不安定となったり、コストがアップすることが懸念される。
一方、従来の白色発光装置では、青色発光素子と有機蛍光体層（ペリレン）と無機蛍光体層（Ｙ（Ｇｄ）ＡＧ：Ｃｅ、すなわち金属酸化物、硫化物等に遷移金属イオンをドープしたもの）との積層体による白色発光装置が示されている（非特許文献１）。
この構成の発光装置では、無機蛍光体の粒径が大きいため、発光素子の光および蛍光の散乱損失が大きく、効率のよい白色発光装置を得ることができなかった。【００１３】
【特許文献１】特開平３−１５２８９７号公報
【特許文献２】特開平５−２５８８６０号公報
【特許文献３】国際公開第ＷＯ９８／３４４３７号パンフレット
【特許文献４】米国特許６，６０８，４３９号公報
【特許文献５】特開平８−２８６０３３号公報
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．８０，Ｎｏ．１９，３４７０（２００２）
【発明の開示】
【００１４】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、白色バランスがよく、耐久性に優れる色変換方式の多色発光装置、これに使用される色変換基板及びその製造方法を提供することを目的とする。さらに、効率がよく発光均一性のよい白色発光装置、これに使用される色変換基板を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究したところ、有機蛍光体を使用した蛍光層と、半導体ナノクリスタルを使用した蛍光層とを、同一の基板上に形成した色変換基板を用いた発光装置が、白色バランスがよく、耐久性に優れることを見出し、本発明を完成させた。
本発明によれば、以下の色変換基板、製造方法及び発光装置が提供される。
【００１６】
１．支持基板上に、第一の蛍光を発する第一蛍光層と、第二の蛍光を発する第二蛍光層を有し、前記第一蛍光層が有機蛍光体を含み、前記第二蛍光層が半導体ナノクリスタルを含む色変換基板。
２．前記第一蛍光層が緑色蛍光層であり、前記第二蛍光層が赤色蛍光層である１記載の色変換基板。
３．前記第一蛍光層又は第二蛍光層が、支持基板上に平面的に分離配置されている１又は２記載の色変換基板。
４．前記支持基板上の、第一蛍光層及び第二蛍光層の間に、青色カラーフィルタ層を有する３に記載の色変換基板。
５．前記支持基板上の、前記第一蛍光層と第二蛍光層の間、又は前記青色カラーフィルタ層、第一蛍光層及び第二蛍光層のそれぞれの間に、ブラックマトリクスを有する３又は４に記載の色変換基板。
６．前記第一蛍光層と第二蛍光層が、支持基板上に積層されている１又は２記載の色変換基板。
７．前記第一蛍光層の有機蛍光体が、ペリレン系色素を含む１〜６のいずれかに記載の色変換基板。
８．前記第一蛍光層が、有機蛍光体をエチレン性不飽和結合を有しない透明媒体内に分散したものである１〜７のいずれかに記載の色変換基板。
９．前記有機蛍光体がクマリン系色素である８の色変換基板。
１０．前記第一蛍光層及び／又は第二蛍光層と、カラーフィルタとを積層した１〜９のいずれかに記載の色変換基板。
１１．上記１〜１０のいずれかに記載の色変換基板上の第一蛍光層、第二蛍光層及び／又は青色カラーフィルタ層に、それぞれ発光素子を積層してなる発光装置。
１２．上記１〜１０のいずれかに記載の色変換基板と、基板上に発光素子を形成した発光素子基板とを、対向して貼り合せてなる発光装置。
１３．支持基板上に、第一の発光素子と、第一の蛍光を発する第一蛍光層とを、この順に形成した第一画素と、第二の発光素子と、第二の蛍光を発する第二蛍光層とを、この順に形成した第二画素と、を少なくとも有し、前記第一蛍光層が有機蛍光体を含み、第二蛍光層が半導体ナノクリスタルを含む発光装置。
１４．前記発光素子が、青色領域に発光ピークを有する発光素子である１１〜１３のいずれかに記載の発光装置。
１５．前記発光素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子である１１〜１４のいずれかに記載の発光装置。
１６．上記１〜１０のいずれかに記載の色変換基板の製造方法であって、前記第二蛍光層を形成した後に、第一蛍光層を形成する工程を含む色変換基板の製造方法。
１７．前記第二蛍光層をフォトリソ法で形成し、前記第一蛍光層を印刷法、又は印刷法及び研磨法にて形成する１６に記載の色変換基板の製造方法。
【００１７】
本発明の色変換基板により、白色バランスがよく、耐久性に優れた多色発光装置が得られる
。さらに、本発明の色変換基板により、効率がよく発光均一性のよい白色発光装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の色変換基板の概略断面図である。
【図２】本発明の色変換基板の実施形態１を示す概略断面図である。
【図３】本発明の色変換基板の実施形態２を示す概略断面図である。
【図４】本発明の色変換基板の実施形態３を示す概略断面図である。
【図５】本発明の色変換基板の実施形態４を示す概略断面図である。
【図６】本発明の発光装置の実施形態１を示す概略断面図である。
【図７】本発明の発光装置の実施形態２を示す概略断面図である。
【図８】本発明の発光装置の実施形態３を示す概略断面図である。
【図９】本発明の発光装置の実施形態４を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の発光装置の実施形態５を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の発光装置の他の実施形態を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の色変換基板の製造方法の１実施形態を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の色変換基板の製造方法の他の実施形態を示す概略断面図である。
【図１４】ポリシリコンＴＦＴの形成工程を示す図である。
【図１５】ポリシリコンＴＦＴを含む電気スイッチ接続構造を示す回路図である。
【図１６】ポリシリコンＴＦＴを含む電気スイッチ接続構造を示す平面透視図である。
【図１７】蛍光体の光吸収と発光スペクトルの１例を示す図であり、（ａ）は有機蛍光体、（ｂ）は半導体ナノクリスタルの例を示す図である。
【図１８】半導体ナノクリスタルの光吸収スペクトルの１例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の色変換基板を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の色変換基板の概略断面図である。
色変換基板は、支持基板１上に、第一蛍光層である緑色蛍光層２ａと、第二蛍光層である赤色蛍光層２ｂとを有する。尚、図１には緑色蛍光層２ａと赤色蛍光層２ｂがそれぞれ１つのみ図示しているが、実際にはパターン状に複数繰り返して形成されている。他の図面も同様である。
緑色蛍光層２ａは、有機蛍光体を含む層であり、発光素子の発する光を吸収し、異なる波長の蛍光（第一の蛍光）を発する。
赤色蛍光層２ｂは、半導体ナノクリスタルを含む層であり、発光素子の発する光を吸収し、異なる波長の蛍光（第二の蛍光）を発する。【００２０】
例えば、発光素子（励起光源：図中、光を矢印で示し、Ｂは青色、Ｇは緑色、Ｒは赤色であることを示す。）として青色発光素子を用いた場合、緑色蛍光層２ａは、青色領域の光を吸収して緑色の蛍光を発する。同様に、赤色蛍光層２ｂは、青色領域の光を吸収して赤色の蛍光を発する。【００２１】
本発明では、異なる蛍光材料を使用して緑色蛍光層２ａと赤色蛍光層２ｂを形成しているので、発光素子の発光色を調整することなく、白色バランスがよく、視認性及び耐久性に優れた発光装置が得られる。
これは、緑色蛍光層２ａでは、ストークスシフトが小さくてもよいため、有機蛍光体を含む層とすることで、青色領域に発光ピークを有する発光素子の発光を十分に吸収でき、色純度のよい緑色発光に効率よく変換が可能なためである。従って、発光装置の白色バランスをとるために、緑色が弱いという問題は解決できる。【００２２】
一方、赤色蛍光層２ｂは、吸収の大きい波長領域と蛍光ピーク波長の差が大きく、半導体ナノクリスタルを含む層を使用することによって、濃度消光が原理的に生じない。従って、青色領域に発光ピークを有する発光素子の発光を十分に吸収して、効率よく色純度のよい赤色発光に変換が可能となる結果、発光装置の白色バランスがとれ、発光装置の不均一な劣化、及び焼きつきの発生を抑制できる。【００２３】
尚、蛍光層２ａ、２ｂを形成していない領域からは青色光が表示光として観測され、その結果、３原色を表示できることから、フルカラー表示が可能となる。【００２４】
また、発光素子として白色発光素子（青色＋橙〜赤色、又は青緑色＋橙〜赤色）を用いた場合、緑色蛍光層２ａ及び赤色蛍光層２ｂの両方を有機蛍光体を用いた色変換基板と比較して、赤色の強すぎる発光を抑制できる。従って、発光装置の白色バランスがとれ、発光装置の不均一な劣化、及び焼きつきの発生を抑制できる。【００２５】
尚、本発明において、「第一蛍光層が有機蛍光体を含み、第二蛍光層が半導体ナノクリスタルを含む」としているが、この「含む」の意味は、第一蛍光層又は第二蛍光層の、発光素子の発光ピーク波長における吸収（吸光度）における、有機蛍光体又は半導体ナノクリスタルの吸収（吸光度）の割合が、５０％以上、好ましくは７０％以上であることを意味する。即ち、第一蛍光層では有機蛍光体が、主に発光素子の光を吸収し、蛍光を発することを意味し、第二蛍光層では半導体ナノクリスタルが、主に発光素子の光を吸収し、蛍光を発することを意味する。【００２６】
従って、必要に応じ、第一蛍光層内に半導体ナノクリスタル等の無機蛍光体が少量含まれていてもよく、また、第二蛍光層内に有機蛍光体が少量含まれていてもよい。これにより、第一蛍光層に足りない耐久性を補強したり、第二蛍光層の漏れ光を吸収させ、第二蛍光層の蛍光性を増強することができる。【００２７】
本発明においては、第一蛍光層が緑色蛍光層であり、第二蛍光層が赤色蛍光層であることが好ましい。これにより、変換効率が高く、色再現性の高いフルカラー発光装置に適した色変換基板が得られる。
また、緑色蛍光層である第一蛍光層の膜厚を小さくできるので、赤色蛍光層の膜厚と揃えることが可能になる。これにより、色変換基板の表面平坦化が容易になり、発光素子を積層したときの、発光素子の短絡、断線等による欠陥を低減できる。
さらに、発光素子と組み合わせて発光装置を形成したときに、各蛍光層と発光素子との距離が均一化するので、発光装置の視野角特性等の視認性を向上できる。
続いて、本発明の色変換基板及び発光装置の、好適な実施形態を、図面を参照して説明する。【００２８】
［色変換基板］
実施形態１
図２は、本発明の色変換基板の実施形態１を示す概略断面図である。
この色変換基板では、支持基板１上に、カラーフィルタ３ａ、カラーフィルタ３ｂを形成し、カラーフィルタ３ａ上に第一蛍光層２ａを、カラーフィルタ３ｂ上に第二蛍光層２ｂを、それぞれ形成している。
このように、カラーフィルタと各蛍光層を積層構造とすることにより、各蛍光層から発する光の色調整をすることができるので、発光装置とした際の色再現性をより改善できる。また、蛍光層の外光励起をカラーフィルタによって遮断して抑制できるので、よりコントラストのよい発光装置が得られる。【００２９】
例えば、発光素子として青色発光素子を用い、第一蛍光層２ａを緑色蛍光層、カラーフィルタ３ａを緑色光を選択的に透過するカラーフィルタとし、第二蛍光層２ｂを赤色蛍光層、カラーフィルタ３ｂを赤色光を選択的に透過するカラーフィルタとした場合、色純度が高く、コントラストのよいフルカラー発光装置を形成できる。【００３０】
カラーフィルタとしては、各蛍光層から最大の蛍光強度が得られる時の励起スペクトルの主ピーク波長において、透過率が１０％以下が好ましく、１％以下がより好ましい。また、蛍光層からの発光ピーク（発光素子の漏れ光も含む）波長における透過率が７０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。【００３１】
実施形態２
図３は、本発明の色変換基板の実施形態２を示す概略断面図である。
この色変換基板では、上述した実施形態１の基板において、第一蛍光層２ａ、カラーフィルタ３ａの側部に、さらに青色カラーフィルタ３ｃを形成している。
これにより、発光素子の発光色の調整が可能になり、より色純度のよい青色光を発する発光装置が得られる。また、発光素子内への外光入射、反射を抑制できるので、よりコントラストのよい発光装置が得られる。
尚、図３においては、青色カラーフィルタ３ｃは支持基板１上の端部側に形成されているが、実際にはパターンとして複数形成されているため、支持基板１上の第一蛍光層２ａ及び第二蛍光層２ｂの間に形成されている。【００３２】
さらに、カラーフィルタ３ｃの膜厚を、第一蛍光層２ａとカラーフィルタ３ａの積層体、及び第二蛍光層２ｂとカラーフィルタ３ｂの積層体の膜厚とほぼ同じ高さに揃えることによって、色変換基板の表面が平坦化し、発光素子の短絡、断線等による欠陥を低減でき
る。また、色変換基板上の各層と、発光素子の間の距離が均一化するので、発光装置の視野角特性等の視認性が向上する。【００３３】
実施形態３
図４は、本発明の色変換基板の実施形態３を示す概略断面図である。
この色変換基板では、上述した実施形態２の基板において、第一蛍光層２ａと第二蛍光層２ｂの間、及び第一蛍光層２ａとカラーフィルタ３ｃの間に、ブラックマトリックス４を形成している。これにより、色変換基板の表面平坦性、発光装置とした際のコントラスト、視野角特性等の視認性を一層向上させることができる。【００３４】
実施形態４
図５は、本発明の色変換基板の実施形態４を示す概略断面図である。
この色変換基板では、支持基板１上に、第一蛍光層である緑色蛍光層２ａと、第二蛍光層である赤色蛍光層２ｂを積層している。
緑色蛍光層２ａは、有機蛍光体を含む層であり、発光素子の発する光を吸収し、異なる波長の蛍光（第一の蛍光）を発する。
赤色蛍光層２ｂは、半導体ナノクリスタルを含む層であり、発光素子の発する光を吸収し、異なる波長の蛍光（第二の蛍光）を発する。
尚、各色変換基板の蛍光層は、発光素子の発する光の一部は透過する。
例えば、発光素子（励起光源：図中、光を矢印で示し、Ｂは青色、Ｇは緑色、Ｒは赤色であることを示す。）として青色発光素子を用いた場合、緑色蛍光層２ａは、青色領域の光を吸収して緑色の蛍光を発する。同様に、赤色蛍光層２ｂは、青色領域の光を吸収して赤色の蛍光を発するので、取り出された光は、青、緑、赤の光が混合された白色光となる。
本実施形態では、蛍光層に散乱性の粒子（無機蛍光体：Ｙ（Ｇｄ）ＡＧ：Ｃｅ、すなわち金属酸化物、硫化物等に遷移金属イオンをドープしたもの）が含まれず、半導体ナノクリスタルの透明性は高いので、発光素子の光や蛍光の散乱損失が小さく、効率のよい白色発光装置を得ることができる。さらに、半導体ナノクリスタルの光吸収効率が高いため、厚膜化する必要がなく、膜厚の均一性が良く、発光むらは小さくなる。【００３５】
尚、図１〜図４の色変換基板構成を用いても、白色発光装置を得ることができる。特に図１の構成が、発光素子または蛍光層から発する光をカラーフィルタによりカットすることなく光を取り出せるので、白色発光装置の発光効率が良好になる。また、白色発光装置は、白色発光スペクトルがブロードでよいので、カラーフィルタによって青、緑、赤の発光スペクトルを必ずしもシャープにする必要はない。
以上の色変換基板において、さらに、光取り出し側の最外部に、光拡散層や輝度向上フィルムを配置して、光取り出し効率を向上させたり、面内発光均一性を一層高めることができる。【００３６】
［発光装置］
実施形態１
図６は、本発明の発光装置の実施形態１を示す概略断面図である。
本実施形態は多色発光装置であり、上述した実施形態２の色変換基板上に保護層５を形成し、その上の、第一蛍光層、第二蛍光層及び青色カラーフィルタに対応する位置に発光素子６ａ、６ｂ、６ｃをそれぞれ形成し、積層した構成をしている。
この発光装置は、色変換基板上に発光素子を積層し、支持基板を通して光を装置の外部に取り出す、いわゆるボトムエミッション型発光装置である。この構成では、発光素子（６ａ、６ｂ、６ｃ）と色変換基板との位置合わせが容易となり、また、基板が１枚でよいため、発光装置を薄型、軽量化できる。【００３７】
実施形態２
図７は、本発明の発光装置の実施形態２を示す概略断面図である。
本実施形態は多色発光装置であり、上述した実施形態２の色変換基板１０と、基板７上に発光素子（６ａ、６ｂ、６ｃ）を形成した発光素子基板２０とを対向し、接着層８を介して貼り合せた構成をしている。
この発光装置は、色変換基板上に発光素子を対向させ、素子を形成した基板７を通さずに光を装置の外部に取り出す、いわゆるトップエッミション型発光装置である。本実施形態では、色変換基板と発光素子が分離しているので、ボトムエミッション型に比べて、発光素子の色変換基板による悪影響（基板の凹凸、蛍光層等から発光素子への水分の移動等）を緩和できる。【００３８】
実施形態３
図８は、本発明の発光装置の実施形態３を示す概略断面図である。
本実施形態は多色発光装置であり、支持基板１上に、第一発光素子６ａ、第二発光素子６ｂ及び第三発光素子６ｃを形成し、その上にパッシベーション層９を介して、第一発光素子６ａ、第一蛍光層２ａ及びカラーフィルタ３ａとをこの順に積層した第一画素３１と、第二発光素子６ｂ、第一蛍光層２ｂ及びカラーフィルタ３ｂとをこの順に積層した第二画素３２と、第三発光素子６ｃ及びカラーフィルタ３ｃとを積層した第三画素３３とを有する。
実施形態３では、発光素子上に直接、蛍光層を配置することで、発光素子の光を効率よく、蛍光層に取り込ませることができるので、発光装置の効率を向上できる。【００３９】
尚、上述した各実施形態では、フルカラー発光装置を例示しているため、青色カラーフィルタ層からなる第三画素を形成しているが、本発明には第三画素を形成していないものも含まれる。また、各画素の間にブラックマトリクスが配置されていてもよい。【００４０】
実施形態４
図９は、本発明の発光装置の実施形態４を示す概略断面図である。
本実施形態は白色発光装置であり、上述した実施形態４の色変換基板の蛍光層２ｂ上に発光素子６を積層した構成をしている。尚、必要に応じて、蛍光層と発光素子との間に保護層またはパッシベーション層を配置してもよい。
この発光装置の構成では、発光素子６と蛍光層とが近接するので、発光素子６の光を効率よく蛍光層２ａ，２ｂ内にとりいれることができるので、発光装置の発光効率を向上させることができる。【００４１】
実施形態５
図１０は、本発明の発光装置の実施形態５を示す概略断面図である。
本実施形態は白色発光装置であり、上述した実施形態４の色変換基板の蛍光層２ａ，２ｂとは反対側に発光素子６を積層した構成をしている。
この発光装置の構成では、発光素子６と蛍光層２ａ，２ｂとが支持基板にて分離できるので、蛍光層２ａ，２ｂから発する水、酸素、モノマーや、表面平滑性の発光素子６への影響を低減でき、かつ、構成が簡易化する。
尚、先の実施形態２又は３のように、発光素子基板と色変換基板を対向させたり、発光素子上に蛍光層を配置してもよい。
また、上記発光装置において、実施形態４又は５の色変換基板の代わりに、図１〜図４の色変換基板を使用してもよい。中でも特に図１の色変換基板が好ましい。なぜならば、発光素子または蛍光層から発する光をカラーフィルタによりカットすることなく光を取り出せるので、白色発光装置の発光効率が良好になる。【００４２】
また、白色発光装置は、白色発光スペクトルがブロードでよいので、カラーフィルタによって青、緑、赤の発光スペクトルを必ずしもシャープにする必要はない。この一例を図１１に示す。
図１１は、本発明の発光装置の他の実施形態を示す概略断面図である。
本実施形態は白色発光装置であり、上述した実施形態１の色変換基板の蛍光層２ａ，２ｂとは反対側に発光素子６を積層した構成をしている。【００４３】
以上の白色発光装置において、発光素子は、欠陥が表示全面に影響しないように、島状又は画素状に分離されていてもよい。
さらに、光取り出し側の最外部に、光拡散層や輝度向上フィルムを配置して、光取り出し効率を向上させたり、面内発光均一性を一層高めることができる。
以下、本発明の色変換基板及び発光装置を構成する各部材について説明する。【００４４】
１．支持基板
色変換基板又は発光装置を支持する基板であり、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上で、平滑な基板が好ましい。具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。
ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。
また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。
尚、発光素子を支持する基板も同様なものが使用できる。但し、素子の光を外部に取り出さない基板であるときは透明である必要はない。【００４５】
２．第一蛍光層
第一蛍光層は、有機蛍光体を含む層である。通常は、有機蛍光体を透明媒体内に分散した構成をしている。特に、有機蛍光体が分子分散されていることが好ましい。有機蛍光体が分子分散されていると、蛍光層における光の散乱が少なくなるため透明性が高くなり、コントラストがよく、色のにじみもない視認性の優れた発光装置が得られる。
「分子分散されている」とは、ＳＥＭ又はＴＥＭ観察にて有機蛍光体の最大粒径が１０ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以下であり、ほぼ、有機蛍光体が観測されないことを意味する。有機蛍光体が分子分散されていると、蛍光層内への有機蛍光体の添加量が少なくても発光素子の光の吸収効率がよいので、蛍光層を薄膜化できる。また、厚膜化しても有機蛍光体の影響が小さくなるので蛍光層の加工が容易になる。【００４６】
有機蛍光体としては、具体的には、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン（以下Ｂｉｓ−ＭＳＢ）、トランス−４，４’−ジフェニルスチルベン（以下ＤＰＳ）等のスチルベン系色素；７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン（以下クマリン４）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフロルメチルキノリジノ（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン（以下クマリン１５３）、３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（以下クマリン６）、３−（２’−ベンズイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（以下クマリン７）等のクマリン系色素；ベーシックイエロー５１等のクマリン色素系染料；ソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６等のナフタルイミド色素；ペリレン系色素を挙げることができる。【００４７】
また、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（以下ＤＣＭ）等のシアニン系色素、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（以下ピリジン１）等のピリジン系色素、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ等のローダミン系色素、オキサジン系色素も使用できる。
さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料等）も蛍光性があれば選択することが可能である。【００４８】
尚、上記の蛍光色素をポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、アルキッド樹脂、芳香族スルホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等の顔料樹脂中に、あらかじめ練りこんで顔料化したものでもよい。
また、これらの蛍光色素又は顔料は、必要に応じて、単独又は混合して用いてもよい。【００４９】
本発明では、第一蛍光層の有機蛍光体が、ペリレン系色素を含むことが好ましい。ペリレン系色素は蛍光性が高く、高光耐久性の色素であり、しかも、分子内に反応性の高い不飽和結合を有していない。このため、バインダー樹脂等の周囲から受ける影響が小さいので、色変換基板を用いた発光装置の不均一な劣化（焼き付き）を抑制できる。その結果、高変換効率で、高耐久性の蛍光層が得られる。
ペリレン系色素の具体例としては、下記式（１）〜（３）の化合物が挙げられる。【００５０】
【化１】
2006100957.tif 000002
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、各々、水素、直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、シクロアルキル基のいずれかであり、置換されていてもよい。Ｒ５〜Ｒ８は、フェニル基、ヘテロ芳香族基、直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基のいずれかであり、置換されていても良い。Ｒ９、Ｒ１０は、各々、水素、直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、シクロアルキル基のいずれかであり、置換されていてもよい。Ｒ１１〜Ｒ１４は、各々、水素、直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、シクロアルキル基のいずれかであり、置換されていてもよい。）【００５１】
透明媒体
透明媒体は、有機蛍光体を分散・保持する媒体であり、ガラスや透明樹脂等の透明材料を選ぶことができる。
具体的には、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の透明樹脂（高分子）が挙げられる。【００５２】
尚、蛍光層を平面的に分離配置するために、フォトリソグラフィー法が適用できる感光性樹脂も選ばれる。
例えば、アクリル酸系、メタクリル酸系、ポリケイ皮酸ビニル系、環ゴム系等の反応性ビニル基を有する光硬化型レジスト材料が挙げられる。また、印刷法を用いる場合には、透明な樹脂を用いた印刷インキ（メジウム）を選択する。例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂のモノマー、オリゴマー、ポリマーが挙げられる。
尚、これら樹脂は、熱硬化型であってもよい。
また、これらの樹脂は、一種類の樹脂を単独で用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。【００５３】
本発明の色変換基板では、第一蛍光層が有機蛍光体を、エチレン性不飽和結合を有しない透明媒体内に分散したものであることが好ましい。
エチレン性不飽和結合を有する透明媒体（バインダー樹脂）内に、有機蛍光体を分散した場合、有機蛍光体がエチレン性不飽和結合と反応したり、経時的に発生するラジカルにより、有機蛍光体が劣化するおそれがあるためである。
従って、エチレン性不飽和結合を有しない透明媒体（バインダー樹脂）内に、有機蛍光体を分散することにより、蛍光層の耐久性を向上でき、本色変換基板を用いた発光装置の、不均一な劣化（焼き付き）が抑制される。【００５４】
ここで、「エチレン性不飽和結合を有しない透明媒体」とは、元来エチレン性不飽和結合を有しない透明媒体、又は、硬化前にはエチレン性不飽和結合を有する場合であっても、蛍光層形成後（硬化後）には、エチレン性不飽和結合が観測されない透明媒体を意味する。しかしながら、エチレン性不飽和結合を、蛍光層形成プロセスにおいて完全になくすことは難しいので、前者が好ましい。
尚、エチレン性不飽和結合の有無は、蛍光層又は透明媒体の赤外線（ＩＲ）分析を行い、エチレン性不飽和結合固有の吸収ピークの有無で確認できる。【００５５】
また、透明媒体としてエチレン性不飽和結合を有しない樹脂を使用する場合、有機蛍光体がクマリン系色素であることが好ましい。クマリン系色素は、蛍光性の極めて高い色素であるが、分子内に反応性の高い不飽和結合を有している。このため、エチレン性不飽和結合を有する透明媒体（バインダー樹脂）内に分散すると、光照射により透明媒体と反応して、吸収蛍光特性を容易に失うという問題がある。【００５６】
従って、クマリン系色素をエチレン性不飽和結合を有しない透明媒体内に分散することにより、高効率で、高耐久性の蛍光層が得られる。この結果、本色変換基板を用いた発光装置の色による不均一な劣化（焼き付き）を抑制できる。【００５７】
尚、ペリレン系色素の場合、分子内に反応性の高いエチレン性の不飽和結合を有していないので、樹脂を選ぶ必要がない。【００５８】
第一蛍光層の作製は、有機蛍光体と透明媒体を、ミル法や超音波分散法等の公知の方法を用いて、混合・分散した分散液を使用することによって行う。
この際、前記透明媒体の良溶媒を用いることができる。この分散液を用いて、フォトリソ法又は各種印刷法により、蛍光層のパターン又はベタ膜を作製することができる。【００５９】
ここで、有機蛍光体と透明媒体の混合比（有機蛍光体／透明媒体：重量比）は、有機蛍光体の種類、発光装置の種類によって異なるが、好ましくは１／１０００００〜１／２０、より好ましくは１／１００００〜１／３０である。１／１０００００より小さくなると、有機蛍光体が十分、発光素子の光を吸収できず、変換性能が低下したり、変換後の色度が悪くなるおそれがある。尚、発光素子の光を吸収させるため、蛍光層の膜厚を厚くすると、熱による応力発生等により、発光装置の機械的な安定性が低下したり、色変換基板の平坦化が困難となるため、発光素子と色変換基板との距離に不整合が生じ、発光装置の視野角特性等の視認性に悪影響を及ぼすため好ましくない。
一方、１／２０を超えると、有機蛍光体が会合して、濃度消光を引き起こすおそれがある。
尚、本目的を害さない範囲において、蛍光層内に、紫外線吸収剤、分散剤、レベリング剤等を添加してもよい。【００６０】
３．第二蛍光層
第二蛍光層は、半導体ナノクリスタルを含む層である。通常は、半導体ナノクリスタルを透明媒体内内に分散されている。【００６１】
半導体ナノクスタルの材料としては、長周期型周期表のＩＶ族元素、ＩＩａ族元素−ＶＩｂ族元素の化合物、ＩＩＩａ族元素−Ｖｂ族元素の化合物、ＩＩＩｂ族元素−Ｖｂ族元素の化合物、カルコパイライト型化合物からなる結晶を挙げることができる。
具体的には、Ｓｉ、Ｇｅ，ＭｇＳ，ＺｎＳ，ＭｇＳｅ、ＺｎＳｅ、ＡｌＰ、ＧａＰ，ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ，ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＳｂ、ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ、ＩｎＳｂ、ＣｕＡｌＳ２、ＣｕＡｌＳｅ２、ＣｕＡｌＴｅ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＧａＴｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＴｅ２、ＡｇＡｌＳ２、ＡｇＡｌＳｅ２、ＡｇＡｌＴｅ２、ＡｇＧａＳ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＡｇＧａＴｅ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＡｇＩｎＴｅ２、ＺｎＳｉＰ２、ＺｎＳｉＡｓ２、ＺｎＧｅＰ２、ＺｎＧｅＡｓ２、ＺｎＳｎＰ２、ＺｎＳｎＡｓ２、ＺｎＳｎＳｂ２、ＣｄＳｉＰ２、ＣｄＳｉＡｓ２、ＣｄＧｅＰ２、ＣｄＧｅＡｓ２、ＣｄＳｎＰ２、ＣｄＳｎＡｓ２等の結晶、及びこれらの元素又は化合物からなる混晶結晶を挙げることができる。【００６２】
好ましくは、ＡｌＰ、ＧａＰ、Ｓｉ、ＺｎＳｅ、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＣｄＳ、ＩｎＰ、ＺｎＴｅ、ＡｌＳｂ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＧａＴｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＴｅ２を挙げることができ、なかでも、直接遷移型半導体である、ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、ＧａＡｓ、ＣｄＳ、ＩｎＰ、ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２が、発光効率が高い、又は励起光源の光吸収効率が高いという点で、特に好ましい。
ここで、赤色蛍光を得るためには、半導体ナノクスタルの種類及び粒径にて調整するが、半導体ナノクリスタルを製造する際に、吸収、蛍光を測定することで制御するのが容易である。【００６３】
半導体ナノクリスタルは、ＵＳ６５０１０９１、特開２００３−２８６２９２，特表２００４−５１０６７８，特開２００４−３１５６６１等記載の方法で、製造できる。
例えば、トリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）に、セレン化トリオクチルホスフィンとジメチルカドミウムを混合した前駆体溶液を３５０℃に加熱したトリオクチルホスフィンオキサイド（ＴＯＰＯ）に投入する方法がある。【００６４】
本発明で用いる半導体ナノクリスタルの別の例として、コア／シェル型半導体ナノクリスタルを挙げることができる。これは、例えば、ＣｄＳｅ（バンドギャップ：１．７４ｅＶ）からなるコア微粒子の表面を、ＺｎＳ（バンドギャップ：３．８ｅＶ）のような、バンドギャップの大きな半導体材料のシェルで被覆した構造を有する。これにより、コア微粒子内に発生する電子の閉じ込め効果を発現しやすくなる。
コア／シェル型半導体のナノクリスタルは、上記の公知の方法で製造できる。
例えば、ＣｄＳｅコア／ＺｎＳシェル構造の場合、ＴＯＰにジエチル亜鉛とトリメチルシリルサルファイドを混合した前駆体溶液を、ＣｄＳｅコア粒子を分散したＴＯＰＯ液を１４０℃で加熱したものに投入することで製造できる。【００６５】
上記の半導体ナノクリスタルの具体例では、ＳやＳｅ等が、後述する透明媒体中の未反応モノマーや水分等の活性成分により引き抜かれて、ナノクリスタルの結晶構造が壊れ、蛍光性が消滅するという現象がおきやすい。そこで、これを防止するために、シリカ等の金属酸化物や有機物等で表面修飾してもよい。
さらに、微粒子表面には、透明媒体への分散性向上のため、例えば、長鎖アルキル基、燐酸、樹脂等で表面を修飾あるいはコーティングしてあってもよい。
尚、上記の半導体ナノクリスタルは、一種単独で使用してもよく、また、二種以上を組み合わせて使用してもよい。【００６６】
透明媒体は、第一蛍光層と同様なものが挙げられる。【００６７】
第二蛍光層の作製は、上述した半導体ナノクリスタルと透明媒体を、ミル法や超音波分散法等の公知の方法を用いて、混合・分散した分散液を使用することによって行う。
この際、前記透明媒体の良溶媒を用いることができる。この分散液を用いて、フォトリソ法又は各種印刷法により、蛍光層のパターンを作製することができる。【００６８】
ここで、半導体ナノクリスタルと透明媒体の混合比（半導体ナノクリスタル／透明媒体：重量比）は、半導体ナノクリスタルの比重、粒径によって異なるが、好ましくは１／１０００〜４／６、より好ましくは１／１００〜３／７である。
１／１０００より小さくなると、半導体ナノクリスタルが十分、発光素子の光を吸収できず、変換性能が低下したり、変換後の色度が悪くなるおそれがある。尚、発光素子の光を吸収させるため、膜厚を大きくすると、熱による応力発生等により、発光装置の機械的な安定性が低下したり、色変換基板の平坦化が困難となり、発光素子と色変換基板との距離に不整合が生じ、発光装置の視野角特性等の視認性に悪影響を及ぼすため好ましくない。
一方、４／６を超えると粒径制御して安定に分散させることが困難になったり、屈折率が大きくなって、光取り出し効率が悪くなったり、パターン加工が困難となるおそれがある。
尚、本目的を害さない範囲において、蛍光層内に、紫外線吸収剤、分散剤、レベリング剤等を添加してもよい。【００６９】
４．カラーフィルタ
カラーフィルタ層としては、例えば、下記の色素のみ、又は色素をバインダー樹脂中に溶解或いは分散させた固体状態のものを挙げることができる。
Ａ．赤色カラーフィルタ用色素
ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料等の単品及び少なくとも二種類以上の混合物が挙げられる。
Ｂ．緑色カラーフィルタ用色素
ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料、ハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等の単品及び少なくとも二種類以上の混合物青色が挙げられる。
Ｃ．青色カラーフィルタ用色素
銅フタロシアニン系顔料、インダンスロン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等の単品及び少なくとも二種類以上の混合物が挙げられる。【００７０】
バインダー樹脂としては、上述した第一蛍光層と同様の材料を選ぶことができる。また、カラーフィルタを平面的に分離配置するために必要なバインダー樹脂も蛍光層と同様の材料を選ぶことができる。また、特にカラーフィルタが主に色素からなる場合も、色素とバインダー樹脂からなる場合も蛍光体層と同様にパターニングできる。
カラーフィルタが、色素とバインダー樹脂からなるものは、色素の濃度は、カラーフィルタが問題なくパターニングできて、かつ、発光素子の発光を十分透過できる範囲であればよい。一般的には、色素の種類にもよるが、使用するバインダー樹脂を含めたカラーフィルタに色素が５〜５０重量％含まれる。【００７１】
５．ブラックマトリクス
ブラックマトリクスは、発光装置の混色を防止し、視野角特性を向上させるために用いられる。通常、各色蛍光層又はカラーフィルタパターン間に配置される。材料としては、黒色顔料、メタル等の光を遮断する材料が選ばれる。【００７２】
６．保護膜
保護膜は、蛍光層上に配置して、色変換基板の表面を平坦化したり、外部からの傷防止に使用される。
具体的には、前記透明媒体の材料が挙げられる。【００７３】
７．パッシベーション層
発光素子、特に有機ＥＬ素子への、水分、酸素、モノマー等の低分子有機成分の侵入による、劣化を防止するために配置される。有機ＥＬ素子の封止、色変換基板と有機ＥＬ素子間に配置される。特に、無機酸化物、窒化物、酸窒化物の膜が選ばれる。【００７４】
８．接着層
色変換基板と発光素子基板を貼り合せる際に配置する層であり、具体的には、二液混合型接着剤、光又は熱硬化型接着剤が使用できる。必要に応じて、ガラスビーズや乾燥剤等を接着層に分散して、両基板の間隙を制御したり、外部からの水分を遮断する機能を付与できる。【００７５】
９．発光素子
発光素子としては、可視光を発するものが使用でき、例えば、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、半導体発光ダイオード、蛍光表示管等が使用できる。この中で、光取出し側に透明電極を用いたＥＬ素子、具体的には、光反射性電極と、発光層と、この発光層を挟むように光反射性電極と対向する透明電極とを含む有機ＥＬ素子及び無機ＥＬ素子が好ましい。特に、有機ＥＬ素子では、低電圧で、高輝度の発光素子が得られるので、高効率の発光装置が得られるため好ましい。【００７６】
本発明において、発光装置は、発光素子が、青色領域、即ち、４００ｎｍ〜５００ｎｍの領域に発光ピークを有する発光素子であることをが好ましい。
青色領域に発光ピークを有する発光素子であれば、青色色度が向上するので、色再現性や演色指数が高い発光装置となり、第二蛍光層を強く励起し、蛍光強度を高めることができる。【００７７】
本発明の色変換基板は公知の方法により製造できる。例えば、上述した支持基板上に、一方の蛍光層を成膜し、フォトリソグラフィー法等によりパターン化した後、他方の蛍光層を成膜し、先に形成した蛍光層の間に位置するようにパターン化する方法や、印刷法等により形成する方法がある。【００７８】
本発明の製造方法では、特に、第二蛍光層を形成した後に、第一蛍光層を形成する。半導体ナノクリスタルを含む第二蛍光層は、耐熱性が２００℃以上と高く、一方、有機蛍光体を含む第一蛍光層は耐熱性が低いので、第一蛍光層の熱履歴が少なくなるように色変換基板を製造することが好ましいからである。
これにより、第一蛍光層の熱による劣化が抑制できるため、効率、色純度のよい第一蛍光層が得られる。その結果、効率の高い色変換基板が形成できる。【００７９】
また、本発明の色変換基板の製造方法においては、第二蛍光層をフォトリソグラフィ法で形成し、第一蛍光層を印刷法、又は印刷法による成膜後、研磨法にて形成することが好ましい。以下、本発明の色変換基板の製造方法の一例を図面を用いて説明する。【００８０】
図１２は本発明の色変換基板の製造方法の一実施形態を示す図である。
本実施形態では、支持基板１上に、常法によりカラーフィルタ（３ａ、３ｂ、３ｃ）を形成した基板を用いている（図１２（ａ））。
まず、この基板１上に第二蛍光層となる層を成膜する（図１２（ｂ））。成膜は公知の方法、例えば、スピンコート法やバーコード等により実施できる。
次に、この層をフォトリソグラフィ法でパターニングし、第二カラーフィルタ３ｂ上に第二蛍光層２ｂを形成する（図１２（ｃ））。
次に、第一カラーフィルタ３ａ上に、第一蛍光層２ａを印刷法により形成し、色変換基板を製造する（図１２（ｄ））。【００８１】
尚、図１３に示すように、第二カラーフィルタ３ｂ上に第二蛍光層２ｂを形成した後（図
１２（ｃ）、図１３（ａ））の後、印刷位置を特定のカラーフィルタ上に指定することなく、全面に第一蛍光層となる層を印刷して形成した後（図１３（ｂ））、研磨法により不用部分を除去し、第一カラーフィルタ上に第一蛍光層を形成する方法もある（図１３（ｃ））。
このようにして製造することにより、色純度がよく、効率のよい第一蛍光層が得られる。
また、第一蛍光層と第二蛍光層の膜厚を揃えることができ、色変換基板の平坦性が向上する。その結果、発光装置の欠陥が低減し、視野角特性等の視認性を向上できる。
［実施例］【００８２】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。
製造例１
［半導体ナノクリスタル：（ＣｄＳｅ）ＺｎＳを用いた赤色蛍光材料の調製］
（１）半導体ナノクリスタル：（ＣｄＳｅ）ＺｎＳの作製
酢酸カドミウム二水和物０．５ｇ、及びテトラデシルホスホン酸（ＴＤＰＡ）１．６ｇを、５ｍｌのトリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）に加えた。窒素雰囲気の下、この溶液を２３０℃に加熱し、１時間撹拌した。６０℃まで冷却後、この溶液にセレン０．２ｇを含むＴＯＰ溶液２ｍｌを加え原料溶液とした。【００８３】
トリオクチルホスフィンオキサイド（ＴＯＰＯ）１０ｇを三口フラスコにとり、１９５℃で１時間真空乾燥した。窒素ガスにて大気圧に戻し、窒素雰囲気のまま２７０℃まで加熱し、系を撹拌しながら上記の原料溶液１．５ｍｌを加えて、半導体ナノクリスタルのコア部の成長反応を行った。反応は、反応溶液の蛍光スペクトルを随時確認しながら進行させた。波長４７０ｎｍの光を吸収させた際、半導体ナノクリスタルが６１５ｎｍに蛍光ピークを有するところで、反応溶液を６０℃まで冷却し反応の進行を停止させた。
この反応溶液にブタノール２０ｍｌを加えて、半導体ナノクリスタル（コア）を沈殿させ、遠心分離により分離して減圧乾燥した。【００８４】
ＴＯＰＯ（５ｇ）を三口フラスコにとり、１９５℃で１時間真空乾燥した。窒素ガスにて大気圧に戻し、窒素雰囲気のまま６０℃まで冷却してＴＯＰ（０．５ｍｌ）及び０．５ｍｌのヘキサンに懸濁させた上記の半導体ナノクリスタル（コア）（０．０５ｇ）を加えた。減圧下、１００℃で１時間撹拌した後、１６０℃に昇温し、窒素ガスにて大気圧に戻して溶液Ａとした。【００８５】
別途調製したジエチル亜鉛の１Ｎ濃度のｎ−ヘキサン溶液０．７ｍｌと、ビス（トリメチルシリル）スルフィド０．１３ｇを、ＴＯＰ３ｍｌに溶解した溶液（溶液Ｂ）を、３０分かけて、１６０℃に保った溶液Ａに滴下した。その後、９０℃に降温し、２時間撹拌を続けた。さらに、６０℃に降温しブタノール２０ｍｌを加えて半導体ナノクリスタルを沈殿させ、遠心分離により分離して減圧乾燥して、半導体ナノクリスタル（コア：ＣｄＳｅ／シェル：ＺｎＳ）を回収した。【００８６】
（２）赤色蛍光材料の調製
次に、得られた半導体ナノクリスタルを、バインダー樹脂として、アクリル系ネガ型フォトレジスト（Ｖ２５９ＰＡ：新日鉄化学社製）中に、半導体ナノクリスタルの対固形分濃度が２８ｗｔ％（体積比率７ｖｏｌ％）になるように分散し、半導体ナノクリスタル（ＣｄＳｅ）ＺｎＳを用いた赤色蛍光材料を調製した。
尚、このバインダー樹脂をＩＲにて測定したところ、１４１０ｃｍ−１に、不飽和結合（Ｃ＝Ｃ）に起因するの吸収が存在した。【００８７】
製造例２
［半導体ナノクリスタル：（ＣｄＳｅ）ＺｎＳを用いた緑色蛍光材料の調製］
ナノクリスタルが５３０ｎｍに蛍光ピークを有するところまでコア成長反応を行った以外は、製造例１と同様にして、半導体ナノクリスタル（コア：ＣｄＳｅ／シェル：ＺｎＳ）を得た。
次に、得られた半導体ナノクリスタルを、製造例２と同じバインダー樹脂中に、半導体ナノクリスタルの対固形分濃度が２８ｗｔ％（体積比率７ｖｏｌ％）になるように分散し、半導体ナノクリスタル：（ＣｄＳｅ）ＺｎＳを用いた緑色蛍光材料を調製した。【００８８】
製造例３
［有機蛍光体（クマリン系色素）を用いた緑色蛍光材料１の調製］
０．７ｗｔ％（対固形分）となる量のクマリン６を、バインダー樹脂として、ウレタン系熱硬化型樹脂（十条ケミカル製ＭＩＧ２５００）に溶解させ、クマリン系色素を用いた緑色蛍光材料を調製した。尚、本バインダー樹脂をＩＲにて測定したところ、１４１０ｃｍ−１に、不飽和結合（Ｃ＝Ｃ）に起因する吸収は存在しなかった。【００８９】
製造例４
［有機蛍光体（クマリン系色素）を用いた緑色蛍光材料２の調製］
０．７ｗｔ％（対固形分）となる量のクマリン６を、製造例１と同じバインダー樹脂に溶解させ、クマリン系色素を用いた緑色蛍光材料を調製した。【００９０】
製造例５
［有機蛍光体（ペリレン系色素）を用いた緑色蛍光材料の調製］
下記式（４）のペリレン系色素（式（２）のＲ９及びＲ１０が、−ＣＨ（ＣＨ３）２）０．９ｗｔ％（対固形分）を、製造例１と同じバインダー樹脂に溶解させ、ペリレン系色素を用いた緑色蛍光材料を調製した。【００９１】
【化２】
2006100957.tif 000003
【００９２】
製造例６
［有機蛍光体（クマリン系色素、ローダミン系色素）を用いた赤色蛍光材料の調製］
０．７ｗｔ％（対固形分）となる量のクマリン６と、０．３ｗｔ％（対固形分）となる量のローダミン６Ｇと、０．３ｗｔ％（対固形分）となる量のローダミンＢとを、製造例１と同じバインダー樹脂に溶解させ、クマリン系色素とローダミン系色素を用いた赤色蛍光材料を調製した。【００９３】
実施例１
（１）色変換基板の作製
１０２ｍｍ×１３３ｍｍ×１．１ｍｍの支持基板（透明基板）（ＯＡ２ガラス：日本電気硝子社製）上に、ブラックマトリックス（ＢＭ）の材料としてＶ２５９ＢＫ（新日鉄化学社製）をスピンコートし、格子状のパターンになるようなフォトマスクを介して紫外線露光し、２％炭酸ナトリウム水溶液で現像後、２００℃でベークして、ブラックマトリックス（膜厚１．５μｍ）のパターンを形成した。【００９４】
次に、緑色カラーフィルタの材料として、Ｖ２５９Ｇ（新日鉄化学社製）をスピンコートし、長方形（９０μｍライン、２４０μｍギャップ）のストライプパターンが３２０本得られるようなフォトマスクを介して、ＢＭに位置合わせして紫外線露光し、２％炭酸ナ
トリウム水溶液で現像後、２００℃でベークして、緑色カラーフィルタ（膜厚１．５μｍ）のパターンを形成した。
次に、赤色カラーフィルタの材料として、Ｖ２５９Ｒ（新日鉄化学社製）をスピンコートし、長方形（９０μｍライン、２４０μｍギャップ）のストライプパターンが３２０本得られるようなフォトマスクを介して、ＢＭに位置合わせして紫外線露光し、２％炭酸ナトリウム水溶液で現像後、２００℃でベークして、緑色カラーフィルタの隣に赤色カラーフィルタ（膜厚１．５μｍ）のパターンを形成した。
次に、青色カラーフィルタの材料として、銅フタロシアニン系顔料とジオキサジン系顔料とＶ２５９ＰＡ（新日鉄化学社製）を分散してなる材料をスピンコートし、長方形（９０μｍライン、２４０μｍギャップ）のストライプパターンが３２０本得られるようなフォトマスクを介して、ＢＭに位置合わせして紫外線露光し、２％炭酸ナトリウム水溶液で現像後、２００℃でベークして、緑色カラーフィルタと赤色カラーフィルタの間に青色カラーフィルタ（膜厚１３．５μｍ）のパターンを形成した。【００９５】
次に、赤色蛍光層の材料として、製造例１の材料を用い、先の基板上にスピンコートし、赤色カラーフィルタ上を紫外線露光し、２％炭酸ナトリウム水溶液で現像後、２００℃でベークして、赤色カラーフィルタ上に赤色蛍光層のパターン（膜厚１２μｍ）を形成した。
次に、緑色蛍光層の材料として、製造例３の材料を用い、先の基板上全面にスクリーン印刷にて成膜し、１８０℃でベークした。
さらに、基板をテープ研磨機にセットし、ＷＡ６０００（ＭＩＰＯＸ製）のテープにて、赤色蛍光層及び青色カラーフィルタ上の緑色蛍光層を研磨除去して、赤色蛍光層及び青色カラーフィルタ間に緑色蛍光層パターンを形成した。得られた色変換基板の各層（赤、緑、青）の色間段差は０．５μｍ以下であり、膜厚も１２μｍ前後であり、高い平坦性の色変換基板が得られたことを確認した。【００９６】
（２）発光素子（有機ＥＬ素子）基板の作製
（２−１）ＴＦＴ基板の作製
図１４（ａ）〜（ｉ）は、ポリシリコンＴＦＴの形成工程を示す図である。また、図１５は、ポリシリコンＴＦＴを含む電気スイッチ接続構造を示す回路図であり、図１６はポリシリコンＴＦＴを含む電気スイッチ接続構造を示す平面透視図である。
まず、１１２ｍｍ×１４３ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板１（ＯＡ２ガラス、日本電気硝子（株）製）上に、減圧ＣＶＤ（Ｌｏｗ  ＰｒｅｓｓｕｒｅＣｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，  ＬＰＣＶＤ）等の手法により、α−Ｓｉ層４０を積層した（図１４（ａ））。次に、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）レーザ等のエキシマーレーザをα−Ｓｉ層４０に照射して、アニール結晶化を行い、ポリシリコンとした（図１４（ｂ））。このポリシリコンを、フォトリソグラフィにより、アイランド状にパターン化した（図１４（ｃ））。得られたアイランド化ポリシリコン４１及び基板１の表面に、絶縁ゲート材料４２を化学蒸着（ＣＶＤ）等により積層して、ゲート酸化物絶縁層４２とした（図１４（ｄ））。次に、ゲート電極４３を、蒸着又はスパッタリングで成膜して形成し（図１４（ｅ））、ゲート電極４３をパターニングするとともに、陽極酸化を行った（図１４（ｆ）〜（ｈ））。さらに、イオンドーピング（イオン注入）により、ドーピング領域を形成し、それにより活性層を形成して、ソース４５及びドレイン４７とし、ポリシリコンＴＦＴを形成した（図１４（ｉ））。この際、ゲート電極４３（及び図１５の走査電極５０、コンデンサー５７の底部電極）をＡｌ、ＴＦＴのソース４５及びドレイン４７をｎ＋型とした。【００９７】
次に、得られた活性層上に、層間絶縁膜（ＳｉＯ２）を５００ｎｍの膜厚でＣＲＣＶＤ法にて形成した後、信号電極線５１及び共通電極線５２、コンデンサ上部電極（Ａｌ）の形成と、第２のトランジスタ（Ｔｒ２）５６のソース電極と共通電極との連結、第１のト
ランジスタ（Ｔｒ１）５５のドレインと信号電極との連結を行った（図１５、図１６）。各ＴＦＴと各電極の連結は、適宜、層間絶縁膜ＳｉＯ２を弗酸によるウエットエッチングにより開口して行った。
次に、ＡｌとＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を順次、スパッタリングにより、それぞれ２０００Å、１３００Åで成膜した。この基板上にポジ型レジスト（ＨＰＲ２０４：富士フィルムアーチ製）をスピンコートし、９０μｍ×３２０μｍのドット状のパターンになるようなフォトマスクを介して、紫外線露光し、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）の現像液で現像し、１３０℃でベークし、レジストパターンを得た。
次に、４７％臭化水素酸からなるＩＴＯエッチャントにて、露出している部分のＩＴＯをエッチングし、次に燐酸／酢酸／硝酸からなるＡｌエッチャントにて、Ａｌをエッチングした。次に、レジストをエタノールアミンを主成分とする剥離液（Ｎ３０３：長瀬産業製）で処理して、Ａｌ／ＩＴＯパターン（下部電極：陽極）を得た。
この際、Ｔｒ２  ５６と下部電極１０が開口部５９を介して接続された（図１２）。
次に、第二の層間絶縁膜として、ネガ型レジスト（Ｖ２５９ＰＡ：新日鉄化学社製）をスピンコートし、紫外線露光し、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）の現像液で現像した。次に、１８０℃でベークして、Ａｌ／ＩＴＯのエッジを被覆した（ＩＴＯの開口部が７０μｍ×２００μｍ）有機膜の層間絶縁膜を形成した（図示せず）。【００９８】
（２−２）有機ＥＬ素子の作製
このようにして得られた層間絶縁膜付き基板を純水及びイソプロピルアルコール中で超音波洗浄し、Ａｉｒブローにて乾燥後、ＵＶ洗浄した。
次に、ＴＦＴ基板を、有機蒸着装置（日本真空技術製）に移動し、基板ホルダーに基板を固定した。尚、予め、それぞれのモリブテン製の加熱ボートに、正孔注入材料として、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（ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＤ）、発光材料のホストとして、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、ドーパントとして、１，６−ビス（ジフェニルアミノ）ピレン（ＤＰＡＰ）、電子注入材料及び陰極として、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）とＬｉをそれぞれ仕込み、さらに陰極の取出し電極としてＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）ターゲットを別のスパッタリング槽に装着した。【００９９】
その後、真空槽を５×１０−７ｔｏｒｒまで減圧にしたのち、以下の順序で正孔注入層から陰極まで途中で真空を破らず一回の真空引きで順次積層した。
まず、正孔注入層としては、ＭＴＤＡＴＡを蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／秒、膜厚６０ｎｍ及び、ＮＰＤを蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／秒、膜厚２０ｎｍ、発光層としては、ＤＰＶＢｉとＤＰＡＰをそれぞれ蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／秒、蒸着速度０．０３〜０．０５ｎｍ／秒を共蒸着して膜厚５０ｎｍ、電子注入層としては、Ａｌｑを蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／秒、膜厚２０ｎｍ、さらに、陰極として、ＡｌｑとＬｉをそれぞれ蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／秒、０．００５ｎｍ／秒で共蒸着し、膜厚を２０ｎｍとした。
次に、基板をスパッタリング槽に移動し、陰極の取り出し電極としてＩＺＯを、成膜速度０．１〜０．３ｎｍ／秒で、膜厚２００ｎｍとし、有機ＥＬ素子（青緑色発光素子）を作製した。【０１００】
（２−３）パッシベーション層の作製と有機ＥＬ素子基板の作製
次に、パッシベーション層として、有機ＥＬ素子の上部電極上に透明無機膜としてＳｉＯｘＮｙ（Ｏ／Ｏ＋Ｎ＝５０％：Ａｔｏｍｉｃ  ｒａｔｉｏ）を低温ＣＶＤにより２００ｎｍの厚さで成膜した。これにより、有機ＥＬ素子基板を得た。【０１０１】
（３）発光装置の作製
（２）で作製した有機ＥＬ素子基板と（１）で作製した色変換基板を、乾燥窒素を流通させたドライボックス内に移動し、有機ＥＬ素子基板の表示部（発光部）周辺にカチオン型光硬化型接着剤（スリーボンド製３１０２）をディスペンサーにて塗布した。
次に、有機ＥＬ素子基板と前記色変換基板の位置合せ後、光照射して接着し、表示部に相当する部分には、予め脱気処理した不活性液体（フッ化炭化水素：スリーエム製ＦＣ７０）を充填して、有機ＥＬ発光装置を作製した。【０１０２】
（４）有機ＥＬ発光装置の評価
有機ＥＬ発光装置の各画素（色画素）に対応する下部電極（ＩＴＯ／Ａｌ）と上部電極（ＩＺＯ）に、電圧をそれぞれ印加（下部電極：（＋）、上部電極：（−））して、全点灯時の発光色度がＤ９３（０．２８，０．２９）になるように調整した。尚、発光の輝度、色度は、色彩色差計（ＣＳ１００，ミノルタ製）にて測定した。
この際の、青、緑、赤の画素の電流密度比（各画素に対応する発光素子の輝度比）は、１：０．９７：１．０４であり、各画素に対応する発光素子の負荷はほぼ均一であり、白色バランスのよい発光装置が得られた。【０１０３】
また、この有機ＥＬ発光装置の色再現範囲は、ＮＴＳＣ比で８６％であり、この有機ＥＬ発光装置を全面発光させた時の輝度は、１４５ｎｉｔであった。本有機ＥＬ発光装置において、色変換基板を重ねない時（有機ＥＬ素子のみの発光装置）の輝度は、３００ｎｉｔであったので、この色変換基板の変換効率（白色変換効率）は、４８％で、高い効率を維持しつつ、高い色再現性を実現した。
さらに、この有機ＥＬ発光装置を８５℃で１０００時間、全面発光させ、初期からの色変化を確認したところ、ＣＩＥ色度の色変化は、Δ０．０１以内であった。【０１０４】
実施例２
実施例１において、赤色蛍光層を形成した後に、緑色蛍光層の材料として、製造例５の材料を用い、スピンコートし、緑色カラーフィルタ上を紫外線露光し、２％炭酸ナトリウム水溶液で現像後、１８０℃でベークして、緑色カラーフィルタ上に緑色蛍光層のパターン（膜厚１２μｍ）を形成し、研磨を実施しなかったこと以外は、同様に色変換基板を作製した。
有機ＥＬ素子の作製及び発光装置の作製は、実施例１と同様に行った。【０１０５】
実施例１と同様に評価した結果、青、緑、赤の画素の電流密度比は、１：１：１．０５であり、各画素に対応する発光素子の負荷はほぼ均一であり、白色バランスのよい発光装置が得られた。
また、この有機ＥＬ発光装置の色再現範囲は、ＮＴＳＣ比で８１％であり、この有機ＥＬ発光装置を全面発光させた時の輝度は、１４５ｎｉｔであった。本有機ＥＬ発光装置において、色変換基板を重ねない時（有機ＥＬ素子のみの発光装置）の輝度は、３００ｎｉｔであったので、この色変換基板の変換効率（白色変換効率）は、４８％で、高い効率を維持しつつ、高い色再現性を実現した。
さらに、この有機ＥＬ発光装置を８５℃で１０００時間、全面発光させ、初期からの色変化を確認したところ、ＣＩＥ色度の色変化は、Δ０．０１以内であった。【０１０６】
実施例３
実施例１において、赤色蛍光層を形成した後に、緑色蛍光層の材料として、製造例４の材料を用い、スピンコートし、緑色カラーフィルタ上を紫外線露光し、２％炭酸ナトリウム水溶液で現像後、１８０℃でベークして、緑色カラーフィルタ上に緑色蛍光層のパターン（膜厚１２μｍ）を形成し、研磨を実施しなかったこと以外は、同様に色変換基板を作製した。
有機ＥＬ素子の作製及び発光装置の作製は、実施例１と同様に行った。【０１０７】
実施例１と同様に評価した結果、、青、緑、赤の画素の電流密度比は、１：０．９６：１．０４であり、各画素に対応する発光素子の負荷はほぼ均一であり、白色バランスのよい発光装置が得られた。
また、この有機ＥＬ発光装置の色再現範囲は、ＮＴＳＣ比で８４％であり、この有機ＥＬ発光装置を全面発光させた時の輝度は、１４７ｎｉｔであった。本有機ＥＬ発光装置において、色変換基板を重ねない時（有機ＥＬ素子のみの発光装置）の輝度は、３００ｎｉｔであったので、この色変換基板の変換効率（白色変換効率）は、４８％で、高い効率を維持しつつ、高い色再現性を実現した。【０１０８】
この有機ＥＬ発光装置を８５℃で全面発光させ、初期からの色変化を確認したところ、５５０時間経過後のＣＩＥ色度の色変化が、Δ０．０１であった。
実施例１に比べて、色変化が大きくなったのは、緑色蛍光層の透明媒体に、エチレン性不飽和結合を有する透明媒体を使用したため、緑色蛍光層の発光色の色変化が大きくなったためである。【０１０９】
実施例４
実施例３において、緑色蛍光層を赤色蛍光層の先に形成した。即ち、緑色蛍光層の材料として、製造例４の材料を用い、スピンコートし、緑色カラーフィルタ上を紫外線露光し、２％炭酸ナトリウム水溶液で現像後、２００℃でベークして、緑色カラーフィルタ上に緑色蛍光層のパターン（膜厚１２μｍ）を形成し、次に、実施例１と同様に赤色蛍光層を形成して、色変換基板を作製した。
有機ＥＬ素子の作製及び発光装置の作製は、実施例１と同様に行った。【０１１０】
実施例１と同様に評価した結果、青、緑、赤の画素の電流密度比は、１：１．０５：１．０９であり、各画素に対応する発光素子の負荷はほぼ均一であり、白色バランスのよい発光装置が得られた。
また、この有機ＥＬ発光装置の色再現範囲は、ＮＴＳＣ比で８０％であり、この有機ＥＬ発光装置を全面発光させた時の輝度は、１４２ｎｉｔであった。本有機ＥＬ発光装置において、色変換基板を重ねない時（有機ＥＬ素子のみの発光装置）の輝度は、３００ｎｉｔであったので、この色変換基板の変換効率（白色変換効率）は、４７％で、実施例３に比べて効率、色再現性がやや低下した。
これは、有機蛍光体を含む緑色蛍光層を、半導体ナノクリスタルを含む赤色蛍光層より先に形成したため、緑色蛍光層の効率、色度が熱履歴のため低下したためである。【０１１１】
実施例５
実施例１において、緑色蛍光層の材料として、製造例２の材料を用い、緑色カラーフィルタ上を紫外線露光し、２％炭酸ナトリウム水溶液で現像後、２００℃でベークして、緑色カラーフィルタ上に緑色蛍光層のパターン（膜厚１２μｍ）を形成した。
次に、赤色蛍光層の材料として、製造例６の材料を用いて、スピンコートし、赤色カラーフィルタ上を紫外線露光し、２％炭酸ナトリウム水溶液で現像後、１８０℃でベークして、赤色カラーフィルタ上に赤色蛍光層のパターン（膜厚１２μｍ）を形成し、研磨を実施しなかったこと以外は、同様に色変換基板を作製した。【０１１２】
また、実施例１の有機ＥＬ素子の発光層の蒸着時に、ＤＰＶＢｉとＤＰＡＰをそれぞれ蒸着後、さらに、ＤＰＶＢｉとルブレンをそれぞれ０．１〜０．３ｎｍ／秒、蒸着速度０．０３〜０．０５ｎｍ／秒を共蒸着してさらに膜厚５０ｎｍを形成したこと以外は同様に有機ＥＬ素子（白色発光素子）を作製した。
発光装置の作製は、実施例１と同様に行った。【０１１３】
有機ＥＬ発光装置の各画素（色画素）に対応する下部電極（ＩＴＯ／Ａｌ）と上部電極（ＩＺＯ）に電圧をそれぞれ印加（下部電極：（＋）、上部電極：（−））して、全点灯時の発光色度がＤ６５（０．３１，０．３３）になるように調整した。尚、発光の輝度、色度は、色彩色差計（ＣＳ１００，ミノルタ製）にて測定した。
この際の、青、緑、赤の画素の電流密度比は、１：０．９０：１．０５であり、各画素に対応する発光素子の負荷はほぼ均一であり、白色バランスのよい発光装置が得られた。【０１１４】
比較例１
実施例１において、赤色蛍光層を形成した後に、緑色蛍光層の材料として、製造例２の材料を用い、スピンコートし、緑色カラーフィルタ上を紫外線露光し、２％炭酸ナトリウム水溶液で現像後、１８０℃でベークして、緑色カラーフィルタ上に緑色蛍光層のパターン（膜厚１２μｍ）を形成し、研磨を実施しなかったこと以外は、同様に色変換基板を作製した。
有機ＥＬ素子の作製及び発光装置の作製は、実施例１と同様に行った。【０１１５】
実施例１と同様に評価した結果、青、緑、赤の画素の電流密度比は、１：２．０６：１．３６であり、各画素に対応する発光素子の負荷は緑色画素が特に大きくなり、白色バランスの悪い発光装置となった。【０１１６】
比較例２
実施例３において、赤色蛍光層の材料として製造例６の材料を用いたこと以外は、同様に色変換基板、有機ＥＬ素子、有機ＥＬ発光装置を作製した。【０１１７】
実施例１と同様に評価した結果、青、緑、赤の画素の電流密度比は、１：０．９８：２．３７であり、各画素に対応する発光素子の負荷は赤色画素が特に大きくなり、白色バランスの悪い発光装置となった。
以上の実施例、比較例で作製した発光装置の評価結果を表１に示す。【０１１８】
実施例６（白色発光装置）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）のＩＴＯ膜の反対面上に、実施例２の蛍光層を配置した色変換基板であって、カラーフィルタのない基板を得た。ここで、基板上の、蛍光層のない部分、緑色蛍光層の部分及び赤色蛍光層の部分の面積比を、３：２：７とした。
次に、この基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行った後、ＩＴＯのＵＶオゾン洗浄を３０分間行った。洗浄後の下部電極付き基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。
まずＩＴＯ電極上に正孔注入層として機能する下記化合物（ＨＩ）の膜を膜厚２５ｎｍで蒸着した。ＨＩ膜の成膜に続けて、正孔輸送層として機能する下記化合物（ＨＴ）の膜を膜厚１０ｎｍで蒸着した。ＨＴ膜の成膜に続けて、青色発光層として、下記化合物（ＢＨ）と化合物（ＢＤ）を１０：０．５の膜厚比になるように膜厚１０ｎｍで共蒸着した。
この膜上に電子輸送層として膜厚１０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム膜（以下「Ａｌｑ膜」と略記する。）を成膜した。この後ＬｉＦを電子注入層として１ｎｍ蒸着し、さらにＡｌを陰極として１５０ｎｍ蒸着し、青色発光の有機ＥＬ素子を作製した。
この青発光有機ＥＬ素子の発光スペクトルを測定したところ、青領域４５７ｎｍに発光ピークを有した。【０１１９】
【化３】
2006100957.tif 000004
【０１２０】
さらに、この有機ＥＬ素子上に、０．３ｍｍ厚のガラス基板（前出）を接着材にて貼り付けて、有機ＥＬ素子を封止して、発光装置を得た。【０１２１】
この装置のＩＴＯ電極とＡｌ電極にＤＣ７Ｖの電圧を印加（ＩＴＯ電極：（＋）、Ａｌ電極：（−））したところ、白色発光が得られた。
ここで、光源の有機ＥＬ素子の輝度に対する、白色発光装置の輝度比、すなわち、白色変換効率は、１００％であった。
得られた発光の輝度、色度は、色彩色差計（ＣＳ１００，ミノルタ製）にて測定したところ、ＣＩＥ色度座標で、Ｘ＝０．２９、Ｙ＝０．３１、色温度が８５７０Ｋであった。
さらに、光取り出し側の最外層上（蛍光層上）に、輝度向上フィルム（３Ｍ製、Ｎｏ．８１４１）を貼り付ける、白色変換効率が１４５％に向上した上、面内の発光均一性が向上した。【０１２２】
比較例３
実施例６による青発光有機ＥＬ素子のガラス基板のＩＴＯと反対側に、ＹＡＧ：Ｃｅバルク粒子（ＹＡＧ：イットリウムアルミニウムガーネット、粒径１〜１５μｍ）を、バインダー樹脂であるエポキシ樹脂（３Ｍ製アラルダイト）中に、対固形分濃度が６０ｗｔ％になるように分散して得た蛍光材料を塗布して、膜厚約２００μｍの蛍光層とした。
この蛍光層は、実施例１〜４の蛍光と比べて不透明であり、散乱体であった。
次に、この装置のＩＴＯ電極とＡｌ電極にＤＣ７Ｖの電圧を印加（ＩＴＯ電極：（＋）、Ａｌ電極：（−））したところ、有機ＥＬ素子の発光と、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光材料の蛍光が混合して、白色発光が得られた。
ここで、光源の有機ＥＬ素子の輝度に対する、白色発光装置の輝度比、すなわち、白色変換効率は、７０％であり、実施例よりも効率は低下した。これは、蛍光体粒子が大きく、蛍光層が不透明の散乱体であるので、有機ＥＬ素子の透過光の有効利用ができなかったためと推定する。
得られた発光の輝度、色度は、色彩色差計（ＣＳ１００，ミノルタ製）にて測定したところ、ＣＩＥ色度座標で、Ｘ＝０．３２、Ｙ＝０．３２、色温度が６２００°Ｋであった。【０１２３】
【表１】
2006100957.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明の色変換基板は、工業用、民生用（携帯電話、車載、屋内）のディスプレイ全般に利用できる。
【図１】
2006100957.tif 000006
【図２】
2006100957.tif 000007
【図３】
2006100957.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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