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WO2013137052A1 - 蛍光体基板およびこれを備えた表示装置 - Google Patents

蛍光体基板およびこれを備えた表示装置 Download PDF

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Publication number
WO2013137052A1
WO2013137052A1 PCT/JP2013/055920 JP2013055920W WO2013137052A1 WO 2013137052 A1 WO2013137052 A1 WO 2013137052A1 JP 2013055920 W JP2013055920 W JP 2013055920W WO 2013137052 A1 WO2013137052 A1 WO 2013137052A1
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WO
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pixel
layer
light
red
sub
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/055920
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English (en)
French (fr)
Inventor
俊 植木
昌洋 辻本
一義 櫻木
豪 鎌田
昇平 勝田
大祐 篠崎
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to US14/384,381 priority Critical patent/US20150042933A1/en
Publication of WO2013137052A1 publication Critical patent/WO2013137052A1/ja

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    • G02F1/133614Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light

Definitions

  • the present invention relates to a phosphor substrate and a display device including the same.
  • FPD thin flat panel display
  • LCD liquid crystal display
  • PDP self-luminous plasma display panel
  • organic electroluminescence (organic EL) display an organic electroluminescence (organic EL) display, or the like is known.
  • An organic EL display has an organic EL element having an organic light emitting layer that emits blue to blue green light, and a green pixel composed of a phosphor layer that absorbs blue to blue green light emitted from the organic EL element as excitation light and emits green light.
  • a red pixel composed of a phosphor layer that absorbs blue to blue-green light emission as excitation light and emits red light, and a phosphor layer that absorbs the blue to blue-green light emission as excitation light and emits blue light
  • a blue pixel composed of a scatterer layer that scatters blue to blue-green light emission, and capable of full-color light emission.
  • the width of the opening of each pixel is reduced, the amount of light emitted from each sub-pixel is reduced, resulting in a problem that the light emission efficiency of the display device is lowered.
  • the use of the microlens increases the number of members for configuring the display device, increasing the cost.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has a wide opening, high efficiency, a small number of constituent members, and a display device can be easily formed, and the influence of color fading is prevented to a minimum.
  • An object of the present invention is to provide a phosphor substrate that can be used and a display device including the same.
  • the phosphor substrate according to the present invention includes a substrate, pixels provided on the substrate, and partition walls that partition the pixels, and the pixels include red sub-pixels that display with red light, and blue light. Including at least a blue sub-pixel that performs display and a third-color sub-pixel that performs display using light of a third color different from these two colors, and an interval between the red sub-pixel and the blue sub-pixel is between other pixels It is characterized by being larger than the interval.
  • the phosphor substrate which prevented the phenomenon that a display color becomes thin can be provided.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of a chromaticity coordinate diagram showing a color reproduction range of a display device having three primary color spectra in Example 1 and Comparative Example 1.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of a chromaticity coordinate diagram showing a color reproduction range of a display device having three primary color spectra in Example 1 and Comparative Example 1.
  • FIG. 6 is a partially enlarged view of a chromaticity coordinate diagram showing a color reproduction range of a display device having three primary color spectra in Example 2 and Comparative Example 2.
  • FIG. FIG. 10 is a partially enlarged view of a chromaticity coordinate diagram representing a color reproduction range of a display device having three primary color spectra in Example 3.
  • Embodiments of the phosphor substrate of the present invention and a display device including the phosphor substrate will be described. Note that this embodiment is specifically described in order to better understand the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of a phosphor substrate.
  • the phosphor substrate 10 according to the present embodiment is generally configured by a substrate 11, pixels 12 provided on one surface 11 a of the substrate 11, and partition walls 13 that partition the pixels 12.
  • the pixel 12 includes a red sub-pixel 12R that performs display using red light, a blue sub-pixel 12B that performs display using blue light, and a green sub-pixel 12G that performs display using green light. Further, in one pixel 12, a red sub-pixel 12R, a blue sub-pixel 12B, and a green sub-pixel 12G are arranged in parallel.
  • the red sub-pixel 12R is provided with a red phosphor layer 14 that emits red light (fluorescence) by excitation light incident from an excitation light source (not shown), and incident on the blue sub-pixel 12B from an excitation light source (not shown).
  • a blue phosphor layer 15 that scatters the excitation light is provided, and a green phosphor layer 16 that emits green light (fluorescence) by excitation light incident from an excitation light source (not shown) is provided in the green sub-pixel 12G. .
  • a red color filter 17 is provided in the red sub-pixel 12R.
  • a blue color filter 18 is provided in the blue sub-pixel 12B between the substrate 11 and the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16.
  • a green color filter 19 is provided in the green sub-pixel 12 ⁇ / b> G between the substrate 11 and the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16.
  • a black matrix 20 is provided between the blue color filter 18 and the green color filter 19 and between the green color filter 19 and the red color filter 17.
  • the refractive index of the substrate 11 between the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 and the color filters (red color filter 17, blue color filter 18, green color filter 19),
  • a low refractive index layer 21 having a refractive index lower than that of the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 is provided.
  • the distance between the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B that is, the distance between the red phosphor layer 14 and the blue phosphor layer 15, is d 1
  • the distance between the blue sub-pixel 12B and the green sub-pixel 12G that is, the blue phosphor.
  • these distances d 1 , d 2 and d 3 satisfy the relationship d 1 > d 2 > d 3 .
  • the distance d 1 is equal to the width of the black matrix 20 provided between the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B.
  • the distance d 2 is equal to the width of the black matrix 20 provided between the blue sub-pixel 12B, the green sub-pixel 12G.
  • the distance d 3 is equal to the width of the black matrix 20 provided between the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R.
  • the structural member and the formation method of the fluorescent substance substrate 10 are demonstrated concretely, the structural member and the formation method of the fluorescent substance substrate 10 are not limited to these.
  • substrate Since the substrate 11 needs to extract light emitted from the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 to the outside, the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green phosphor are used. In the light emitting region of the layer 16, it is necessary to transmit light.
  • an inorganic material substrate made of glass, quartz, or the like
  • a plastic substrate made of polyethylene terephthalate, polycarbazole, polyimide, or the like can be cited. It is not limited to the substrate.
  • a plastic substrate is preferably used because it is possible to form a curved portion and a bent portion without stress.
  • a substrate obtained by coating a plastic substrate with an inorganic material is more preferable.
  • the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16 absorb excitation light from an excitation light source such as an ultraviolet light emitting organic EL element, a blue light emitting organic EL element, an ultraviolet light emitting LED, or a blue LED, and Emits green, blue light.
  • an excitation light source such as an ultraviolet light emitting organic EL element, a blue light emitting organic EL element, an ultraviolet light emitting LED, or a blue LED, and Emits green, blue light.
  • the directional excitation light can be scattered and isotropically emitted and extracted outside without providing the blue phosphor layer 15.
  • a scatterer layer may be applied.
  • a phosphor layer that emits cyan light and yellow light to the pixel.
  • the color reproduction range can be further expanded as compared with a display device that uses pixels that emit three primary colors of red, green, and blue.
  • the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 may be composed only of the phosphor materials exemplified below, and may optionally contain additives and the like. May be dispersed in a polymer material (binding resin) or an inorganic material.
  • a known phosphor material can be used as the phosphor material.
  • Such phosphor materials are classified into organic phosphor materials and inorganic phosphor materials. Specific examples of the organic phosphor material and the inorganic phosphor material are illustrated below, but the phosphor material is not limited to these materials.
  • Organic phosphor materials include blue fluorescent dyes, stilbenzene dyes: 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene, trans-4,4′-diphenylstilbenzene, coumarin dyes: 7-hydroxy- 4-methylcoumarin and the like can be mentioned.
  • the green fluorescent dye includes coumarin dyes: 2,3,5,6-1H, 4H-tetrahydro-8-trifluoromethylquinolidine (9,9a, 1-gh) coumarin (coumarin 153), 3- (2′-benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin (coumarin 6), 3- (2′-benzoimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 7), naphthalimide dyes: basic yellow 51, solvent yellow 11 , Solvent Yellow 116 and the like.
  • red fluorescent dyes cyanine dyes: 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl) -4H-pyran, pyridine dyes: 1-ethyl-2- [4- ( p-dimethylaminophenyl) -1,3-butadienyl] -pyridinium-perchlorate and rhodamine dyes: rhodamine B, rhodamine 6G, rhodamine 3B, rhodamine 101, rhodamine 110, basic violet 11, sulforhodamine 101 and the like It is done.
  • Inorganic phosphor materials include blue phosphors such as Sr 2 P 2 O 7 : Sn 4+ , Sr 4 Al 14 O 25 : Eu 2+ , BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ , SrGa 2 S 4 : Ce 3+ , CaGa 2 S 4 : Ce 3+ , (Ba, Sr) (Mg, Mn) Al 10 O 17 : Eu 2+ , (Sr, Ca, Ba 2 , Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu 2+ , BaAl 2 SiO 8 : Eu 2+ , Sr 2 P 2 O 7 : Eu 2+ , Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu 2+ , (Sr, Ca, Ba) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu 2+ , BaMg 2 Al 16 O 27: Eu 2+, (Ba, Ca) 5 (PO 4) 3 Cl: Eu 2+, Ba 3 MgSi 2 O 8: Eu 2+, Sr 3
  • the inorganic phosphor material may be subjected to a surface modification treatment as necessary, such as by chemical treatment such as a silane coupling agent, addition of fine particles of submicron order, etc. And the like by physical treatment by or by the combination thereof.
  • a surface modification treatment such as by chemical treatment such as a silane coupling agent, addition of fine particles of submicron order, etc. And the like by physical treatment by or by the combination thereof.
  • an inorganic phosphor material is preferable to use an inorganic phosphor material as the phosphor material.
  • the average particle diameter (d 50 ) is preferably 0.5 to 50 ⁇ m. If the average particle size of the inorganic phosphor material is less than 0.5 ⁇ m, the luminous efficiency of the inorganic phosphor material is drastically lowered. On the other hand, if the average particle size of the inorganic phosphor material exceeds 50 ⁇ m, it becomes difficult to pattern with high resolution.
  • the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 are spin-coated using a phosphor layer forming coating solution in which the above phosphor material and resin material are dissolved and dispersed in a solvent.
  • Well-known wet processes such as coating methods such as coating methods, dipping methods, doctor blade methods, discharge coating methods, spray coating methods, ink jet methods, letterpress printing methods, intaglio printing methods, screen printing methods, microgravure coating methods, etc.
  • the above-mentioned materials are known dry processes such as resistance heating vapor deposition, electron beam (EB) vapor deposition, molecular beam epitaxy (MBE), sputtering, organic vapor deposition (OVPD), or laser transfer method, etc. Can be formed.
  • the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 are formed by using a photosensitive resin (photosensitive resin) as the polymer material (binding resin), so that a photolithography method is used.
  • a photosensitive resin photosensitive resin
  • a photosensitive resin having a reactive vinyl group such as an acrylic resin, a methacrylic resin, a polyvinyl cinnamate resin, and a hard rubber resin (photo-curable resist material).
  • One type selected from the group consisting of or a mixture of two or more types can be used.
  • the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16 are formed by a wet process such as an ink jet method, a relief printing method, an intaglio printing method, a screen printing method, or a shadow mask. Fluorescence by a known dry process such as resistance heating vapor deposition method, electron beam (EB) vapor deposition method, molecular beam epitaxy (MBE) method, sputtering method, organic vapor phase vapor deposition (OVPD) method, or laser transfer method. It is also possible to form the body material by directly patterning it.
  • EB electron beam
  • MBE molecular beam epitaxy
  • sputtering method organic vapor phase vapor deposition
  • OVPD organic vapor phase vapor deposition
  • the film thicknesses of the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 are usually about 100 nm to 100 ⁇ m, but preferably 1 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer The film thickness of 16 is preferably 1 ⁇ m or more. If the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16 have a film thickness of less than 100 nm, it is impossible to sufficiently absorb the excitation light from the excitation light source.
  • the color purity is deteriorated due to mixing of the transmitted light of excitation light with the required color.
  • the film thickness of the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 exceeds 100 ⁇ m, the excitation light from the excitation light source is already sufficiently absorbed, leading to an increase in luminous efficiency. Instead, it only consumes the material, leading to an increase in material cost.
  • the light-scattering particles may be composed of an organic material or an inorganic material, but may be composed of an inorganic material. It is preferable to be configured. This makes it possible to diffuse or scatter excitation light having directivity from the outside (for example, excitation light source) more isotropically and effectively. Further, by using an inorganic material, it is possible to form a light scatterer layer that is stable to light and heat. Moreover, it is preferable to use what has high transparency as light-scattering particle
  • the light scattering particles are preferably particles in which fine particles having a higher refractive index than the base material are dispersed in a low refractive index base material.
  • the particle size of the light-scattering particles needs to be in the Mie scattering region, so the particle size of the light-scattering particles is 100 nm to 500 nm. It is preferable that it is a grade.
  • the inorganic material is, for example, at least one metal selected from the group consisting of silicon, titanium, zirconium, aluminum, indium, zinc, tin, and antimony. Examples thereof include particles (fine particles) mainly composed of an oxide.
  • examples of the inorganic fine particles include silica beads (refractive index: 1.44), alumina beads (refractive index: 1). .63), titanium oxide beads (anatase type refractive index: 2.50, rutile type refractive index: 2.70), zirconia oxide beads (refractive index: 2.05), zinc oxide beads (refractive index: 2.70). 00) and the like.
  • organic fine particles made of an organic material
  • examples of the organic fine particles include polymethyl methacrylate beads (refractive index: 1.49), acrylic beads (refractive index: 1). .50), acrylic-styrene copolymer beads (refractive index: 1.54), melamine beads (refractive index: 1.57), high refractive index melamine beads (refractive index: 1.65), polycarbonate beads (refractive index) : 1.57), styrene beads (refractive index: 1.60), crosslinked polystyrene beads (refractive index: 1.61), polyvinyl chloride beads (refractive index: 1.60), benzoguanamine-melamine formaldehyde beads (refractive index) : 1.68), silicone beads (refractive index: 1.50), and the like.
  • the resin material used by mixing with the light scattering particles described above is preferably a translucent resin.
  • the resin material include melamine resin (refractive index: 1.57), nylon (refractive index: 1.53), polystyrene (refractive index: 1.60), melamine beads (refractive index: 1.57), polycarbonate.
  • Refractive index: 1.57 polyvinyl chloride (refractive index: 1.60), polyvinylidene chloride (refractive index: 1.61), polyvinyl acetate (refractive index: 1.46), polyethylene (refractive index: 1.53), polymethyl methacrylate (refractive index: 1.49), poly MBS (refractive index: 1.54), medium density polyethylene (refractive index: 1.53), high density polyethylene (refractive index: 1. 54), tetrafluoroethylene (refractive index: 1.35), polytrifluoroethylene chloride (refractive index: 1.42), polytetrafluoroethylene (refractive index: 1.35), and the like.
  • the partition wall 13 has a tapered shape in which the width gradually decreases as the distance from the substrate 11 side increases.
  • Examples of the planar shape of the partition wall 13 include various shapes that surround the periphery of the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16, such as a lattice shape and a stripe shape.
  • the barrier 13 can be formed by patterning a resin material such as a photosensitive polyimide resin, an acrylic resin, a methacrylic resin, a novolac resin, or an epoxy resin by a technique such as a photolithography method.
  • the cross-sectional shape of the partition wall 13 is not limited to a tapered shape (forward taper shape) that gradually decreases in width as the distance from the substrate 11 side increases, but gradually increases as the distance from the substrate 11 side increases.
  • a taper shape reverse taper shape
  • Such a reverse taper shape can be formed using a negative resist from which the exposed portion is developed and peeled.
  • the barrier ribs 13 may have a light reflecting property or a light scattering property in order to reflect or scatter fluorescence generated in the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16.
  • the fluorescent component that escapes laterally from the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16 is reflected to the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16 side. be able to.
  • the surface of the partition wall 13 may be covered with a reflective material.
  • a reflective material include reflective metals such as aluminum, silver, gold, aluminum-lithium alloy, aluminum-neodymium alloy, and aluminum-silicon alloy.
  • the partition wall 13 may be formed by dispersing the light scattering particles used in the scatterer layer in the resin material.
  • Color filter As the red color filter 17, the blue color filter 18, and the green color filter 19, conventional color filters are used.
  • excitation light that is not absorbed by the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 and passes through these phosphor layers leaks out. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the color purity of the light emission due to the color mixture of the light emission from the phosphor layer and the excitation light.
  • the color purity of the red sub-pixel 12R, the blue sub-pixel 12B, and the green sub-pixel 12G can be increased, and as a result, the color reproduction range by the phosphor substrate 10 can be expanded.
  • the red color filter 17 provided in the red sub-pixel 12R, the blue color filter 18 provided in the blue sub-pixel 12B, and the green color filter 19 provided in the green sub-pixel 12G are each phosphor of the external light. Since the excitation light that excites the material is absorbed, the light emission of the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16 due to external light can be reduced and prevented, and the display contrast by the phosphor substrate 10 can be reduced. Can be reduced / prevented.
  • the red color filter 17, the blue color filter 18, and the green color filter 19 are not absorbed by the phosphor layer (red phosphor layer 14, blue phosphor layer 15 and green phosphor layer 16) and the phosphor layer (red fluorescence). Since the excitation light transmitted through the body layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16 can be prevented from leaking to the outside, the phosphor layers (the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green fluorescence) are prevented. It is possible to prevent a decrease in the color purity of the light emission due to the color mixture of the light emission from the body layer 16) and the excitation light.
  • Low refractive index layer The refractive index of the low refractive index layer 21 is lower than the refractive index of the substrate 11 or the refractive indexes of the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16. Thereby, light emission (fluorescence) from the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 is guided to the side surface of the substrate 11 through the substrate 11 on the light extraction side. The loss of light emission caused by the above can be reduced.
  • the green phosphor layer 16 is reflected by the difference in refractive index between the low refractive index layer 21 and the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16, and is formed on the opposite side of the substrate 11. Excitation light generated between the reflecting member (the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16, and the light source is transmitted, and the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15 and the green fluorescence are transmitted.
  • a reflective layer (dielectric multilayer film, bandpass filter, metal ultra-thin film, etc.) that reflects light emitted from the body layer 16, a semi-transparent electrode or a reflective electrode provided in the inorganic EL part or the organic EL part)
  • the reflected light is again directed toward the substrate 11
  • Isa it is possible to reduce the loss of light emission for guiding substrate 11, and reducing the power consumption of the display device using the fluorescent substrate 10, thereby improving the luminance.
  • the material that can be used for the low refractive index layer 21 is not particularly limited.
  • the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16 cover surfaces (hereinafter also referred to as “one surface”) 14 a, 15 a, and 16 a opposite to the substrate 11.
  • a sealing film may be provided.
  • the sealing film is formed by applying a resin to one surface 14a, 15a, 16a of the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16 by using a spin coat method, ODF, or a laminate method. It is formed.
  • a plasma CVD method, an ion plating method, an ion beam method, a sputtering method, or the like is performed so as to cover one surface 14a, 15a, 16a of the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16.
  • a resin is applied by using a spin coat method, an ODF, a laminate method or the like so as to cover the inorganic film, or the inorganic film is covered.
  • a sealing film can also be formed by bonding a resin film together.
  • a planarization film may be provided so as to cover the surface opposite to the surface in contact with the red phosphor layer 14, the blue phosphor layer 15, and the green phosphor layer 16 in the sealing film.
  • the planarization film can be formed using a known material.
  • the material for the planarizing film include inorganic materials such as silicon oxide, silicon nitride, and tantalum oxide, and organic materials such as polyimide, acrylic resin, and resist material.
  • the method for forming the planarization film include a dry process such as a CVD method and a vacuum deposition method, and a wet process such as a spin coating method.
  • the present embodiment is limited to these materials and the formation method. is not.
  • the planarization film may have either a single layer structure or a multilayer structure.
  • the distance d 1 of the red subpixel 12R and blue sub-pixel 12B, the distance d 2 of the blue sub-pixel 12B, the green sub-pixel 12G, the distance d 3 of the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R is satisfied.
  • distance d 1 of the red sub-pixel 12R, and the blue subpixel 12B is the spacing d 2 of other blue subpixel 12B and the green sub-pixel 12G, and a green sub-pixel 12G and the red sub is greater than the spacing d 3 pixels 12R, emitted from the excitation light source, the excitation light to be incident on the red sub-pixel 12R can be prevented from entering the blue subpixel 12B.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the phosphor substrate.
  • the phosphor substrate 30 of the present embodiment differs from the phosphor substrate 10 of the first embodiment described above in that the distance between the red subpixel 12R and the blue subpixel 12B, that is, the red phosphor layer 14 and the blue phosphor layer. 15 is d 1 , the distance between the blue sub-pixel 12B and the green sub-pixel 12G, that is, the distance between the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 is d 2 , and the distance between the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R.
  • the phosphor substrate is formed so that the blue subpixel 12B is closer to the green subpixel 12G side (the other pixel side that is not the red subpixel 12R). Therefore, distance d 1 between the red sub-pixel 12R adjacent to each other in one Tomo blue subpixel 12B is wider than the other.
  • distance d 1 of the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B is, other blue subpixel 12B and the green sub-pixel 12G distance d 2, and the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R because of greater than the distance d 3, emitted from the excitation light source, the excitation light to be incident on the red sub-pixel 12R can be prevented from entering the blue subpixel 12B.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view showing a third embodiment of the phosphor substrate.
  • the phosphor substrate 40 of the present embodiment differs from the phosphor substrate 10 of the first embodiment described above in that the distance between the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B, that is, the red phosphor layer 14 and the blue phosphor layer. 15 is d 1 , the distance between the blue sub-pixel 12B and the green sub-pixel 12G, that is, the distance between the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 is d 2 , and the distance between the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R.
  • the phosphor substrate is arranged so that the blue sub-pixel 12B is closer to the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R is closer to the green sub-pixel 12G (the other pixel that is not the blue sub-pixel 12B). Is formed. Therefore, distance d 1 between the blue sub-pixel 12B and the red sub-pixel 12R is wider than the other.
  • distance d 1 of the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B is, other blue subpixel 12B and the green sub-pixel 12G distance d 2, and the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R because of greater than the distance d 3, emitted from the excitation light source, the excitation light to be incident on the red sub-pixel 12R can be prevented from entering the blue subpixel 12B.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view showing a fourth embodiment of the phosphor substrate.
  • the phosphor substrate 50 of the present embodiment is different from the phosphor substrate 10 of the first embodiment described above in that the distance between the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B, that is, the red phosphor layer 14 and the blue phosphor layer.
  • the distance between the blue sub-pixel 12B and the green sub-pixel 12G that is, the distance between the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 is d 2
  • distance d 1 of the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B is, although equal spacing d 2 of the blue sub-pixel 12B, the green sub-pixel 12G, the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R is greater than the interval d 3, emitted from the excitation light source, the excitation light to be incident on the red sub-pixel 12R can be prevented from entering the blue subpixel 12B.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view showing a fifth embodiment of the phosphor substrate.
  • Fluorescent substrate 60 of this embodiment is different from the fluorescent substrate 10 in the first embodiment described above, the green sub-pixels to be displayed by the green light, split green subpixel 12G 1 and the green sub-pixel 12G 2 that is provided to be a green sub-pixel 12G 1 and the green sub-pixel 12G 2, respectively, in that interposed between the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B.
  • the phosphor substrate 60 of the present embodiment is different from the phosphor substrate 10 of the first embodiment described above in that the distance between the red subpixel 12R and the blue subpixel 12B, that is, the red phosphor layer 14 and the blue fluorescence.
  • the interval is d 31 and the interval between the green sub-pixel 12G 2 and the red sub-pixel 12R, that is, the interval between the green phosphor layer 16B and the red phosphor layer 14 is
  • distance d 1 of the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B is, other blue subpixel 12B and the green sub-pixel 12G 1 interval d 21, the blue subpixel 12B and the green sub-pixel 12G 2 distance d 22, the distance d 31 of the green subpixel 12G 1 and the red subpixel 12R and is greater than the distance d 32 of the green subpixel 12G 2 and the red sub-pixel 12R, emitted from the excitation light source, the red sub Excitation light to be incident on the pixel 12R can be prevented from entering the blue sub-pixel 12B.
  • FIG. 6 is a schematic sectional view showing a sixth embodiment of the phosphor substrate.
  • the same components as those of the phosphor substrate 10 shown in FIG. The description is omitted.
  • the phosphor substrate 70 of the present embodiment is different from the phosphor substrate 10 of the first embodiment described above in that the pixel 12 includes a red sub-pixel 12R that performs display with red light and a blue sub that performs display with blue light.
  • 12Ye is provided with a yellow color filter 72, and green sub-pixel 12G and yellow sub-pixel 12Ye are respectively interposed between red sub-pixel 12R and blue sub-pixel 12B.
  • the phosphor substrate 70 of the present embodiment is different from the phosphor substrate 10 of the first embodiment described above in that the distance between the red subpixel 12R and the blue subpixel 12B, that is, the red phosphor layer 14 and the blue fluorescence.
  • the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R An interval, that is, an interval between the green phosphor layer 16 and the red phosphor layer 14 is d 3
  • an interval between the red sub-pixel 12R and the yellow sub-pixel 12Ye ie, an interval between the red phosphor layer 14 and the yellow phosphor layer 71 is d.
  • distance d 1 of the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B is the spacing d 2 of other blue subpixel 12B and the green sub-pixel 12G
  • the red subpixel 12R and yellow subpixel 12Ye distance d 4 of is greater than the distance d 5 yellow subpixel 12Ye and blue sub-pixel 12B, emitted from the excitation light source, to be incident on the red sub-pixel 12R Excitation light can be prevented from entering the blue subpixel 12B.
  • FIGS. 7A and 7B are schematic views showing a seventh embodiment of the phosphor substrate, where FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. is there.
  • FIG. 7 the same components as those of the phosphor substrate 10 shown in FIG. The description is omitted.
  • the phosphor substrate 80 of the present embodiment is different from the phosphor substrate 10 of the first embodiment described above in that the pixel 12 includes a red sub-pixel 12R that performs display with red light and a blue sub that performs display with blue light.
  • a pixel 12B It is composed of a pixel 12B, a green sub-pixel 12G that performs display with green light, and a yellow sub-pixel 12Ye that performs display with yellow light.
  • Yellow light fluorescence is emitted by excitation light incident from an excitation light source (not shown). ) Is provided, and when the phosphor substrate 80 is viewed in a plane in one pixel 12, the red subpixel 12R, the blue subpixel 12B, the green subpixel 12G, and yellow
  • the sub-pixels 12Ye are arranged in a grid pattern.
  • the phosphor substrate 80 of the present embodiment is different from the phosphor substrate 10 of the first embodiment described above in that the distance between the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B, that is, the red phosphor layer 14 and the blue fluorescence.
  • the distance between the body layers 15 is d 1
  • the distance between the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R that is, the distance between the green phosphor layer 16 and the red phosphor layer 14 is d 3
  • the distance between the red sub-pixel 12R and the yellow sub-pixel 12Ye is the distance between the red sub-pixel 12R and the yellow sub-pixel 12Ye.
  • the distance that is, the distance between the red phosphor layer 14 and the yellow phosphor layer 71 is d 4
  • the distance between the yellow sub-pixel 12Ye and the blue sub-pixel 12B, ie, the distance between the yellow phosphor layer 71 and the blue phosphor layer 15 is d.
  • the interval of the yellow sub-pixel 12Ye a green phosphor layer 16 i.e., when the distance of the yellow phosphor layer 71 and the green phosphor layer 16 and d 6
  • distance d 1 of the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B is, other green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R distance d 3 of the red subpixel 12R and spacing of yellow subpixel 12Ye d 4, distance d 5 yellow subpixel 12Ye and blue sub-pixel 12B, is greater than the spacing d 6 yellow subpixel 12Ye a green phosphor layer 16, emitted from the excitation light source, to enter the red sub-pixel 12R Power excitation light can be prevented from entering the blue sub-pixel 12B.
  • FIGS. 8A and 8B are schematic views showing an eighth embodiment of the phosphor substrate, in which FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is a sectional view taken along line BB in FIG. is there.
  • FIG. 8 the same components as those of the phosphor substrate 10 shown in FIG. The description is omitted.
  • the phosphor substrate 90 of the present embodiment is different from the phosphor substrate 10 of the first embodiment described above in that the pixel 12 includes a red sub-pixel 12R that performs display with red light and a blue sub that performs display with blue light.
  • a pixel 12B It is composed of a pixel 12B, a green sub-pixel 12G that performs display with green light, and a yellow sub-pixel 12Ye that performs display with yellow light.
  • Yellow light fluorescence is emitted by excitation light incident from an excitation light source (not shown).
  • the sub-pixels 12Ye are arranged in a grid, and the blue sub-pixel 12B has a substantially rhombus shape when viewed in plan.
  • the phosphor substrate 80 of the present embodiment is different from the phosphor substrate 10 of the first embodiment described above in that the distance between the red subpixel 12R and the blue subpixel 12B, that is, the red phosphor layer 14 and the blue fluorescence.
  • the distance between the body layers 15 is d 1
  • the distance between the blue sub-pixel 12B and the green sub-pixel 12G that is, the distance between the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16 is d 2
  • the distance between the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R is different from the phosphor substrate 10 of the first embodiment described above in that the distance between the red subpixel 12R and the blue subpixel 12B, that is, the red phosphor layer 14 and the blue fluorescence.
  • the distance between the body layers 15 is d 1
  • the distance between the blue sub-pixel 12B and the green sub-pixel 12G that is, the distance between the blue phosphor layer 15 and the green phosphor layer 16
  • the distance that is, the distance between the green phosphor layer 16 and the red phosphor layer 14 is d 3
  • the distance between the yellow sub-pixel 12Ye and the blue sub-pixel 12B, ie, the distance between the yellow phosphor layer 71 and the blue phosphor layer 15 is d.
  • the pixel 12 is a fourth color subpixel that performs display with a fourth color light different from the red light, the blue light, and the green light in addition to the red subpixel 12R, the blue subpixel 12B, and the green subpixel 12G. And yellow sub-pixel 12Ye.
  • the fourth color light is not particularly limited as long as it is not a color that dilutes red light in the blue light direction.
  • the dominant wavelength lambda b of the blue light blue subpixel 12B displays
  • the dominant wavelength of the fourth light to fourth color sub-pixel displays a lambda 4
  • the dominant wavelength of each color sub-pixel is determined as follows. First, the white point W and the chromaticity point C emitted from the phosphor pixel are plotted on the chromaticity coordinates. Let D be the point (intersection) where the straight line connecting these two points intersects the spectrum trajectory. The wavelength of the monochromatic light stimulus at the intersection D is defined as the main wavelength. Further, r the main wavelength of the red light the red sub-pixel 12R displays lambda, the dominant wavelength of the green light green sub-pixel 12G is displayed lambda g, a dominant wavelength of fourth light to fourth color sub-pixel displays lambda When 4 , it is preferable to satisfy the relationship of ⁇ g ⁇ 4 ⁇ r .
  • distance d 1 of the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B is the spacing d 2 of other blue subpixel 12B and the green sub-pixel 12G
  • the interval of the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R d 3 is greater than the spacing d 6 yellow subpixel 12Ye a green phosphor layer 16, emitted from the excitation light source, to enter the red sub-pixel 12R Power excitation light can be prevented from entering the blue sub-pixel 12B.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a display device. 10, the same components as those of the phosphor substrate 10 shown in FIG. The description is omitted.
  • the display device 100 according to the present embodiment is provided so as to overlap the phosphor substrate 10, a directional light source 110 that emits excitation light that irradiates the pixels 12 of the phosphor substrate 10, and the phosphor substrate 10. And an excitation light amount modulation layer 120 for adjusting the amount of excitation light incident on the light source.
  • the excitation light amount modulation layer 120 is composed of, for example, a liquid crystal element, and includes a pair of polarizing plates 121 and 122, a pair of transparent electrodes (not shown), a pair of alignment films (not shown), and a substrate (not shown). And a liquid crystal layer 123 is sandwiched between a pair of alignment films.
  • the excitation light amount modulation layer 120 is configured to be able to control the voltage applied to the liquid crystal layer for each pixel using a pair of electrodes, and controls the transmittance of light emitted from the entire surface of the light source 110 for each pixel.
  • the excitation light amount modulation layer 120 has a function as an optical shutter that selectively transmits light from the light source 110 for each pixel.
  • both the excitation light amount modulation layer 120 and the light source 110 can be controlled to be turned ON / OFF.
  • the phosphor substrate 10 and the excitation light amount modulation layer 120 are laminated via the sealing substrate 131.
  • a light shielding layer (black matrix) 124 is provided on the surface 121 a of the polarizing plate 121 on the liquid crystal layer 123 side. Due to the light shielding layer 124, the pixel opening of the excitation light amount modulation layer 120 is formed so that the pixel opening of the phosphor substrate 10 is approximately centered.
  • the light source 110 a known ultraviolet LED, blue LED, ultraviolet light emitting inorganic EL element, blue light emitting inorganic EL element, ultraviolet light emitting organic EL element, blue light emitting organic EL element, or the like is used. It is not limited, The light source produced with the well-known material and the well-known manufacturing method can be used.
  • the ultraviolet light preferably emits light having a main light emission peak of 360 to 410 nm, and the blue light preferably has light emission of a main light emission peak of 410 to 470 nm.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an organic EL element substrate constituting the light source 110.
  • the organic EL element substrate 140 is roughly configured by a substrate 141 and an organic EL element 142 provided on one surface 141a of the substrate 141.
  • the organic EL element 142 is schematically configured from a first electrode 143, an organic EL layer 144, and a second electrode 145, which are sequentially provided on one surface 141a of the substrate 141. That is, the organic EL element 142 includes, on one surface 141a of the substrate 141, a pair of electrodes including the first electrode 143 and the second electrode 125 and an organic EL layer 144 sandwiched between the pair of electrodes. I have.
  • the first electrode 143 and the second electrode 145 function as a pair as an anode or a cathode of the organic EL element 142.
  • the optical distance between the first electrode 143 and the second electrode 145 is adjusted to constitute a microresonator structure (microcavity structure).
  • the organic EL layer 144 is laminated in order from the first electrode 143 side to the second electrode 145 side, the hole injection layer 146, the hole transport layer 147, the organic light emitting layer 148, the hole prevention layer 149, the electron transport.
  • the layer 150 and the electron injection layer 151 are configured.
  • the hole injection layer 146, the hole transport layer 147, the organic light emitting layer 148, the hole prevention layer 149, the electron transport layer 150, and the electron injection layer 151 may each have a single layer structure or a multilayer structure.
  • the hole injection layer 146, the hole transport layer 147, the organic light emitting layer 148, the hole prevention layer 149, the electron transport layer 150, and the electron injection layer 151 may each be an organic thin film or an inorganic thin film.
  • the hole injection layer 146 efficiently injects holes from the first electrode 143.
  • the hole transport layer 147 efficiently transports holes to the organic light emitting layer 148.
  • the electron transport layer 150 efficiently transports electrons to the organic light emitting layer 148.
  • the electron injection layer 151 efficiently injects electrons from the second electrode 145.
  • the hole injection layer 146, the hole transport layer 147, the electron transport layer 150, and the electron injection layer 151 correspond to a carrier injection transport layer.
  • the organic EL element 142 is not limited to the above configuration, and the organic EL layer 144 has a multilayer structure of an organic light emitting layer and a carrier injecting and transporting layer even if the organic EL layer 144 has a single layer structure of an organic light emitting layer. Also good.
  • Specific examples of the configuration of the organic EL element 142 include the following.
  • a structure in which an electron transport layer and an electron injection layer are laminated in this order 7) Configuration in which a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, a hole prevention layer, and an electron transport layer are laminated in this order from the first electrode 143 side toward the second electrode 145 side (8)
  • a structure in which a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, a hole prevention layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are laminated in this order from the one electrode 143 side to the second electrode 145 side (9) From the first electrode 143 side to the second electrode 145 side, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, an organic light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are laminated in this order.
  • Each of these organic light emitting layer, hole injection layer, hole transport layer, hole prevention layer, electron prevention layer, electron transport layer and electron injection layer may have either a single layer structure or a multilayer structure.
  • each of the organic light emitting layer, hole injection layer, hole transport layer, hole prevention layer, electron prevention layer, electron transport layer, and electron injection layer may be either an organic thin film or an inorganic thin film.
  • An edge cover 152 is formed so as to cover the end surface of the first electrode 143. That is, the edge cover 152 is formed on one surface 141a of the substrate 141 between the first electrode 143 and the second electrode 145 in order to prevent leakage between the first electrode 143 and the second electrode 145. It is provided so as to cover the edge portion of the formed first electrode 143.
  • each structural member which comprises the organic EL element substrate 140, and its formation method are demonstrated concretely, this embodiment is not limited to these structural members and a formation method.
  • the substrate 141 for example, an inorganic material substrate made of glass, quartz or the like, a plastic substrate made of polyethylene terephthalate, polycarbazole, polyimide, or the like, an insulating substrate such as a ceramic substrate made of alumina, or the like, or aluminum (Al), iron A metal substrate made of (Fe) or the like, or a substrate coated with an insulator made of silicon oxide (SiO 2 ), an organic insulating material or the like on the substrate, or a metal substrate made of aluminum or the like is anodized.
  • substrate etc. which performed the insulation process by this method are mentioned, this embodiment is not limited to these board
  • a substrate in which a plastic substrate is coated with an inorganic material and a substrate in which a metal substrate is coated with an inorganic insulating material are preferable.
  • a substrate coated with such an inorganic material deterioration of organic EL due to moisture permeation, which is the biggest problem when a plastic substrate is used as a substrate of an organic EL element substrate (organic EL, in particular, a small amount of It is known that deterioration also occurs with respect to moisture.).
  • leakage (short) due to protrusions on the metal substrate which is the biggest problem when a metal substrate is used as the substrate of the organic EL element substrate (the film thickness of the organic EL layer is very thin, about 100 to 200 nm. It is known that leakage (short-circuiting) occurs in the current in the pixel portion due to the above.
  • a substrate that does not melt at a temperature of 500 ° C. or lower and does not generate distortion as the substrate 141.
  • a general metal substrate has a coefficient of thermal expansion different from that of glass, it is difficult to form a TFT on a metal substrate with a conventional production apparatus, but the linear expansion coefficient is 1 ⁇ 10 ⁇ 5 / ° C. or less.
  • TF is placed on the glass substrate After forming T, by transferring the TFT on the glass substrate to the plastic substrate, the TFT can be transferred and formed on the plastic substrate.
  • the TFT formed on the substrate 141 is formed in advance on one surface 141a of the substrate 141 before the organic EL element 142 is formed, and functions as a pixel switching element and an organic EL element driving element.
  • a known TFT can be cited.
  • a metal-insulator-metal (MIM) diode can be used instead of the TFT.
  • TFTs that can be used in active drive organic EL display devices and organic EL display devices can be formed using known materials, structures, and formation methods.
  • the material of the active layer constituting the TFT include inorganic semiconductor materials such as amorphous silicon (amorphous silicon), polycrystalline silicon (polysilicon), microcrystalline silicon, cadmium selenide, zinc oxide, indium oxide-oxide Examples thereof include oxide semiconductor materials such as gallium-zinc oxide, and organic semiconductor materials such as polythiophene derivatives, thiophene oligomers, poly (p-ferylene vinylene) derivatives, naphthacene, and pentacene.
  • the TFT structure include a staggered type, an inverted staggered type, a top gate type, and a coplanar type.
  • an active layer forming method for forming a TFT (1) a method of ion doping impurities into amorphous silicon formed by plasma induced chemical vapor deposition (PECVD), and (2) a silane (SiH 4 ) gas is used.
  • PECVD plasma induced chemical vapor deposition
  • SiH 4 silane
  • amorphous silicon by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), crystallizing amorphous silicon by solid phase growth to obtain polysilicon, and then ion doping by ion implantation, (3) Si 2 H Amorphous silicon is formed by LPCVD using 6 gases or PECVD using SiH 4 gas, annealed by a laser such as an excimer laser, etc., and amorphous silicon is crystallized to obtain polysilicon, followed by ion doping (Low temperature process), (4) LPCVD method or The polysilicon layer is formed by ECVD method, a gate insulating film formed by thermal oxidation at 1000 ° C.
  • LPCVD low pressure chemical vapor deposition
  • a method of performing ion doping high temperature Process
  • a method of forming an organic semiconductor material by an inkjet method a method of obtaining a single crystal film of the organic semiconductor material.
  • the gate insulating film constituting the TFT in this embodiment can be formed using a known material.
  • As the gate insulating film for example, PECVD method, and a SiO 2 or polysilicon film formed by the LPCVD method or the like insulating film made of SiO 2 or the like obtained by thermal oxidation.
  • the signal electrode line, the scanning electrode line, the common electrode line, the first drive electrode, and the second drive electrode of the TFT in this embodiment can be formed using a known material.
  • the material of the signal electrode line, the scan electrode line, the common electrode line, the first drive electrode, and the second drive electrode include tantalum (Ta), aluminum (Al), copper (Cu), and the like.
  • the TFT of the organic EL element substrate 120 can be configured as described above, but the present embodiment is not limited to these materials, structures, and formation methods.
  • the interlayer insulating film that can be used in the active drive organic EL display device and the organic EL display device can be formed using a known material.
  • a material of the interlayer insulating film for example, inorganic materials such as silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN or Si 2 N 4 ), tantalum oxide (TaO or Ta 2 O 5 ), acrylic resin, resist material Organic materials, etc. are mentioned.
  • Examples of the method for forming the interlayer insulating film include a dry process such as a chemical vapor deposition (CVD) method and a vacuum deposition method, and a wet process such as a spin coating method. If necessary, the interlayer insulating film can be patterned by a photolithography method or the like.
  • the organic EL element 142 When light emitted from the organic EL element 142 is extracted from the side opposite to the substrate 141 (second electrode 145 side), external light is incident on the TFT formed on one surface 141a of the substrate 141, and the characteristics of the TFT. In order to prevent the change from occurring, it is preferable to form a light-shielding insulating film having light-shielding properties. Further, the interlayer insulating film and the light-shielding insulating film can be used in combination.
  • Examples of the material of the light-shielding insulating film include, for example, pigments or dyes such as phthalocyanine and quinaclonone dispersed in a polymer resin such as polyimide, color resists, black matrix materials, and inorganic insulating materials such as Ni x Zn y Fe 2 O 4 Although materials etc. are mentioned, this embodiment is not limited to these materials and a formation method.
  • the active drive type organic EL display device when a TFT or the like is formed on one surface 141a of the substrate 141, irregularities are formed on the surface, and the irregularities cause defects in the organic EL element 82 (for example, defective pixel electrodes). There is a risk that a defect of the organic EL layer, a disconnection of the second electrode, a short circuit between the first electrode and the second electrode, a decrease in breakdown voltage, or the like) may occur. In order to prevent these defects, a planarizing film may be provided on the interlayer insulating film.
  • planarization film can be formed using a known material.
  • the material for the planarizing film include inorganic materials such as silicon oxide, silicon nitride, and tantalum oxide, and organic materials such as polyimide, acrylic resin, and resist material.
  • the method for forming the planarization film include a dry process such as a CVD method and a vacuum deposition method, and a wet process such as a spin coating method.
  • the present embodiment is limited to these materials and the formation method. is not.
  • the planarization film may have either a single layer structure or a multilayer structure.
  • the first electrode 143 and the second electrode 145 function as a pair as an anode or a cathode of the organic EL element 142. That is, when the first electrode 143 is an anode, the second electrode 145 is a cathode, and when the first electrode 143 is a cathode, the second electrode 125 is an anode.
  • a known electrode material can be used as an electrode material for forming the first electrode 143 and the second electrode 145.
  • an electrode material for forming the anode gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), or the like having a work function of 4.5 eV or more from the viewpoint of more efficiently injecting holes into the organic EL layer 144.
  • Metal oxide (ITO) composed of indium (In) and tin (Sn), oxide (SnO 2 ) of tin (Sn), oxide (IZO) composed of indium (In) and zinc (Zn) Transparent electrode materials and the like.
  • lithium (Li), calcium (Ca), cerium (Ce) having a work function of 4.5 eV or less from the viewpoint of more efficiently injecting electrons into the organic EL layer 144.
  • metals such as barium (Ba) and aluminum (Al), or alloys such as Mg: Ag alloys and Li: Al alloys containing these metals.
  • the first electrode 143 and the second electrode 145 can be formed by using a known method such as an EB vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a resistance heating vapor deposition method using the above materials. Is not limited to these forming methods. Moreover, the electrode formed by the photolithographic method and the laser peeling method can also be patterned as needed, and the electrode patterned directly by combining with a shadow mask can also be formed.
  • the film thicknesses of the first electrode 143 and the second electrode 145 are preferably 50 nm or more. When the film thickness is less than 50 nm, the wiring resistance increases and the drive voltage may increase.
  • a translucent electrode as the first electrode 143 or the second electrode 145.
  • a metal semitransparent electrode alone or a combination of a metal translucent electrode and a transparent electrode material can be used.
  • silver is preferable from the viewpoint of reflectance and transmittance.
  • the film thickness of the translucent electrode is preferably 5 to 30 nm.
  • the film thickness of the translucent electrode is less than 5 nm, the light cannot be sufficiently reflected, and the interference effect cannot be obtained sufficiently.
  • the film thickness of the translucent electrode exceeds 30 nm, the light transmittance is rapidly decreased, so that the luminance and light emission efficiency of the display device may be decreased.
  • the electrode having high reflectivity include a reflective metal electrode (reflective electrode) made of, for example, aluminum, silver, gold, aluminum-lithium alloy, aluminum-neodymium alloy, aluminum-silicon alloy, and the like. The electrode etc. which combined are mentioned.
  • the charge injection transport layer is a charge injection layer (hole injection layer 146, electron injection layer 151) for the purpose of more efficiently injecting charge (holes, electrons) from the electrode and transporting (injection) to the light emitting layer.
  • a charge transport layer (a hole transport layer 147, an electron transport layer 150), and may be composed of only the charge injection / transport material exemplified below, optionally including additives (donor, acceptor, etc.).
  • a structure in which these materials are dispersed in a polymer material (binding resin) or an inorganic material may be used.
  • charge injecting and transporting material known charge injecting and transporting materials for organic EL elements and organic photoconductors can be used. Such charge injecting and transporting materials are classified into hole injecting and transporting materials and electron injecting and transporting materials. Specific examples of these compounds are given below, but this embodiment is not limited to these materials. .
  • oxides such as vanadium oxide (V 2 O 5 ) and molybdenum oxide (MoO 2 ), and inorganic p-type semiconductor materials are used.
  • a porphyrin compound N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-bis (phenyl) -benzidine (TPD), N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N ′ -Diphenyl-benzidine ( ⁇ -NPD), 4,4 ', 4 "-tris (carbazol-9-yl) triphenylamine (TCTA), N, N-dicarbazolyl-3,5-benzene (m-CP), 4,4 ′-(cyclohexane-1,1-diyl) bis (N, N-di-p-tolylaniline) (TAPC), 2,2′-bis (N, N-diphenylamine) -9,9′- Spirobifluorene (DPA S), N1, N1 ′-(biphenyl-4,4′-diyl) bis (N1-phenyl-N4, N4-di-m-tolylbenzene-1
  • the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) is higher than that of the material of the hole transport layer 147. It is preferable to use a low material. Further, as the material for the hole transport layer 147, a material having higher hole mobility than the material for the hole injection layer 146 is preferably used.
  • the hole injection layer 146 and the hole transport layer 147 may optionally contain an additive (donor, acceptor, etc.).
  • the hole injecting layer 146 and the hole transporting layer 147 preferably include an acceptor.
  • the acceptor a known acceptor material for organic EL elements can be used. Although these specific compounds are illustrated below, this embodiment is not limited to these materials.
  • the acceptor may be either an inorganic material or an organic material.
  • the inorganic material include gold (Au), platinum (Pt), tungsten (W), iridium (Ir), phosphorus oxychloride (POCl 3 ), hexafluoroarsenate ion (AsF 6 ⁇ ), chlorine (Cl), Examples include bromine (Br), iodine (I), vanadium oxide (V 2 O 5 ), molybdenum oxide (MoO 2 ), and the like.
  • organic materials include 7,7,8,8, -tetracyanoquinodimethane (TCNQ), tetrafluorotetracyanoquinodimethane (TCNQF 4 ), tetracyanoethylene (TCNE), hexacyanobutadiene (HCNB), and dicyclohexane.
  • Compounds having a cyano group such as dicyanobenzoquinone (DDQ); compounds having a nitro group such as trinitrofluorenone (TNF) and dinitrofluorenone (DNF); fluoranil; chloranil; bromanyl and the like.
  • compounds having a cyano group such as TCNQ, TCNQF 4 , TCNE, HCNB, and DDQ are preferable because the effect of increasing the hole concentration is higher.
  • the hole blocking layer 149, the electron transporting layer 150, and the electron injecting layer 151 known materials are used.
  • a low molecular material an inorganic material that is an n-type semiconductor; 1,3-bis [2- (2,2′-bipyridin-6-yl) -1,3,4-oxadiazo-5-yl] benzene (Bpy-OXD), 1,3-bis (5- (4- (tert-butyl) phenyl) Oxadiazole derivatives such as -1,3,4-oxadiazol-2-yl) benzene (OXD7); 3- (4-biphenyl) -4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4 -Triazole derivatives such as triazole (TAZ); thiopyrazine dioxide derivative; benzoquinone derivative; naphthoquinone derivative; anthraquinone derivative; diphenoquinone derivative; fluorenone derivative
  • a material of the electron injection layer 151 a material having a higher energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) than the material of the electron transport layer 150 is used from the viewpoint of more efficiently injecting and transporting electrons from the cathode. Is preferred.
  • a material for the electron transport layer 150 a material having higher electron mobility than the material for the electron injection layer 151 is preferably used.
  • the electron transport layer 150 and the electron injection layer 151 may optionally contain an additive (donor, acceptor, etc.).
  • the electron transport layer 150 and the electron injection layer 151 preferably include a donor.
  • a donor the well-known donor material for organic EL elements can be used. Although these specific compounds are illustrated below, this embodiment is not limited to these materials.
  • the donor may be either an inorganic material or an organic material.
  • the inorganic material include alkali metals such as lithium, sodium and potassium; alkaline earth metals such as magnesium and calcium; rare earth elements; aluminum (Al); silver (Ag); copper (Cu); It is done.
  • the organic material include a compound having an aromatic tertiary amine skeleton, a condensed polycyclic compound which may have a substituent such as phenanthrene, pyrene, perylene, anthracene, tetracene and pentacene, tetrathiafulvalene (TTF), Examples include dibenzofuran, phenothiazine, and carbazole.
  • Compounds having an aromatic tertiary amine skeleton include anilines; phenylenediamines; N, N, N ′, N′-tetraphenylbenzidine, N, N′-bis- (3-methylphenyl) -N, N Benzidines such as' -bis- (phenyl) -benzidine, N, N'-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-diphenyl-benzidine; triphenylamine, 4,4'4 "-tris ( N, N-diphenyl-amino) -triphenylamine, 4,4'4 "-tris (N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino) -triphenylamine, 4,4'4" -tris (N Triphenylamines such as-(1-naphthyl) -N-phenyl-amino) -triphenylamine; N, N'-di- (4-methyl-
  • the above-mentioned condensed polycyclic compound “has a substituent” means that one or more hydrogen atoms in the condensed polycyclic compound are substituted with a group (substituent) other than a hydrogen atom.
  • the number of is not particularly limited, and all hydrogen atoms may be substituted with a substituent.
  • the position of the substituent is not particularly limited. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkenyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. An aryloxy group having 6 to 15 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen atom, and the like.
  • the alkyl group may be linear, branched or cyclic.
  • Examples of the linear or branched alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, and n-pentyl group.
  • the cyclic alkyl group may be monocyclic or polycyclic, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclononyl group, cyclodecyl group, norbornyl group, isobornyl group Group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, tricyclodecyl group and the like.
  • Examples of the alkoxy group include monovalent groups in which an alkyl group is bonded to an oxygen atom.
  • Examples of the alkenyl group include an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms in which one single bond (C—C) between carbon atoms is substituted with a double bond (C ⁇ C).
  • Examples of the alkenyloxy group include a monovalent group in which the alkenyl group is bonded to an oxygen atom.
  • the aryl group may be monocyclic or polycyclic, and the number of ring members is not particularly limited, and preferred examples include a phenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, and the like.
  • the aryloxy group includes a monovalent group in which an aryl group is bonded to an oxygen atom.
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • a compound having an aromatic tertiary amine skeleton, a condensed polycyclic compound which may have a substituent, and an alkali metal are preferable because the effect of increasing the electron concentration is higher.
  • the organic light emitting layer 148 may be composed of only the organic light emitting material exemplified below, or may be composed of a combination of a light emitting dopant and a host material, and optionally, a hole transport material, an electron transport material, Additives (donor, acceptor, etc.) may be included. Moreover, the structure by which these each material was disperse
  • organic light emitting material a known light emitting material for an organic EL element can be used.
  • Such light-emitting materials are classified into low-molecular light-emitting materials, polymer light-emitting materials, and the like. Specific examples of these compounds are given below, but the present embodiment is not limited to these materials.
  • Low molecular light emitting materials (including host materials) used for the organic light emitting layer 148 include aromatic dimethylidene compounds such as 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) -biphenyl (DPVBi); 5-methyl Oxadiazole compounds such as -2- [2- [4- (5-methyl-2-benzoxazolyl) phenyl] vinyl] benzoxazole; 3- (4-biphenyl) -4-phenyl-5-t- Triazole derivatives such as butylphenyl-1,2,4-triazole (TAZ); styrylbenzene compounds such as 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene; thiopyrazine dioxide derivatives, benzoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives , Fluorescent organic materials such as diphenoquinone derivatives and fluorenone derivatives; azomethine zinc complexes, (8 Hydroxyquino
  • Polymer light emitting materials used for the organic light emitting layer 148 include poly (2-decyloxy-1,4-phenylene) (DO-PPP), poly [2,5-bis- [2- (N, N, N— triethylammonium) ethoxy] -1,4-phenyl - Alto 1,4 phenyl alkylene] dibromide (PPP-NEt 3+), poly [2- (2'-ethylhexyl oxy) -5-methoxy-1,4 Phenylenevinylene] (MEH-PPV), poly [5-methoxy- (2-propanoxysulfonide) -1,4-phenylenevinylene] (MPS-PPV), poly [2,5-bis- (hexyloxy) -1,4-phenylene- (1-cyanovinylene)] (CN-PPV) and the like; poly (9,9-dioctylfluorene) (PDAF) and the like Risupiro
  • the organic light emitting material is preferably a low molecular light emitting material, and a phosphorescent material having high light emission efficiency is preferably used from the viewpoint of reducing power consumption.
  • a well-known dopant for organic EL elements can be used.
  • the dopant in the case of an ultraviolet light emitting material, p-quaterphenyl, 3,5,3,5-tetra-tert-butylsecphenyl, 3,5,3,5-tetra-tert-butyl-p- Examples thereof include fluorescent light emitting materials such as quinckphenyl.
  • a fluorescent light emitting material such as a styryl derivative; bis [(4,6-difluorophenyl) -pyridinato-N, C2 ′] picolinate iridium (III) (FIrpic), bis (4 ′, 6 And phosphorescent organic metal complexes such as' -difluorophenylpolydinato) tetrakis (1-pyrazoyl) borate iridium (III) (FIr6).
  • the green light emitting material include phosphorescent organic metal complexes such as tris (2-phenylpyridinate) iridium (Ir (ppy) 3 ).
  • each layer which comprises the organic EL layer 144 was demonstrated, for example, a host material can be used also as a hole transport material or an electron transport material, and a hole transport material and an electron transport material can also be used as a host material.
  • each of the hole injection layer 146, the hole transport layer 147, the organic light emitting layer 148, the hole prevention layer 149, the electron transport layer 150, and the electron injection layer 151 known wet processes, dry processes, laser transfer methods Etc. are used.
  • a coating method such as a spin coating method, a dipping method, a doctor blade method, a discharge coating method, a spray coating method, or the like using a liquid in which a material constituting each layer is dissolved or dispersed in a solvent; an inkjet method; Examples thereof include a printing method such as a relief printing method, an intaglio printing method, a screen printing method, and a micro gravure coating method.
  • the liquid used in the above coating method and printing method may contain additives for adjusting the physical properties of the liquid, such as a leveling agent and a viscosity modifier.
  • a resistance heating vapor deposition method As the dry process, a resistance heating vapor deposition method, an electron beam (EB) vapor deposition method, a molecular beam epitaxy (MBE) method, a sputtering method, an organic vapor phase vapor deposition (OVPD) method, or the like, using the material constituting each of the above layers is used. It is done.
  • the thickness of each of the hole injection layer 146, the hole transport layer 147, the organic light emitting layer 148, the hole prevention layer 149, the electron transport layer 150, and the electron injection layer 151 is usually about 1 to 1000 nm, but 10 to 10 nm. 200 nm is preferred.
  • the film thickness is less than 10 nm, the properties (charge injection characteristics, transport characteristics, confinement characteristics) that are originally required cannot be obtained. In addition, pixel defects due to foreign matters such as dust may occur. On the other hand, when the film thickness exceeds 200 nm, the drive voltage increases due to the resistance component of the organic EL layer 144, resulting in an increase in power consumption.
  • the edge cover 152 can be formed using an insulating material by a known method such as an EB vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a resistance heating vapor deposition method, or the like, by a known dry method or a wet photolithography method. Patterning can be performed, but the present embodiment is not limited to these forming methods.
  • a known method such as an EB vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a resistance heating vapor deposition method, or the like, by a known dry method or a wet photolithography method. Patterning can be performed, but the present embodiment is not limited to these forming methods.
  • the insulating material constituting the edge cover 152 a known material is used, but in this embodiment, the insulating material is not particularly limited. Since the edge cover 152 needs to transmit light, examples of the insulating material constituting the edge cover 152 include SiO, SiON, SiN, SiOC, Si
  • the film thickness of the edge cover 152 is preferably 100 to 2000 nm. If the film thickness is less than 100 nm, the insulation is not sufficient, and leakage occurs between the first electrode 143 and the second electrode 145, resulting in an increase in power consumption and non-light emission. On the other hand, if the film thickness exceeds 2000 nm, the film forming process takes time, resulting in a decrease in production efficiency and the disconnection of the second electrode 145 by the edge cover 152.
  • the organic EL element 142 has a microcavity structure (optical microresonator structure) based on an interference effect between the first electrode 143 and the second electrode 145, or a microcavity structure (optical microresonator structure) based on a dielectric multilayer film. ).
  • the microresonator structure is configured by the first electrode 143 and the second electrode 145, the light emission of the organic EL layer 144 is directed in the front direction (light extraction direction) due to the interference effect between the first electrode 143 and the second electrode 145. It can be condensed.
  • the light emission of the organic EL layer 144 can be given directivity, the light emission loss escaping to the surroundings can be reduced, and the light emission efficiency can be increased. Thereby, it is possible to more efficiently propagate the light emission energy generated in the organic EL layer 144 to the phosphor layer, and the front luminance of the display device can be increased.
  • the emission spectrum of the organic EL layer 144 can also be adjusted, and the desired emission peak wavelength and half width can be adjusted. Thereby, it is possible to control the red phosphor and the green phosphor to a spectrum that can be excited more effectively, and the color purity of the blue pixel can be improved.
  • the display device of this embodiment is electrically connected to an external drive circuit (scanning line electrode circuit, data signal electrode circuit, power supply circuit).
  • an external drive circuit scanning line electrode circuit, data signal electrode circuit, power supply circuit.
  • the substrate 141 constituting the organic EL element substrate 140 a glass substrate is coated with an insulating material, more preferably a metal substrate or a plastic substrate is coated with an insulating material, more preferably a metal substrate.
  • a substrate obtained by coating an insulating material on top or a plastic substrate is used.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an LED substrate that constitutes the light source 110.
  • the LED substrate 160 includes a substrate 161, a first buffer layer 162, an n-type contact layer 163, a second n-type cladding layer 164, and a first n-type cladding that are sequentially stacked on one surface 161a of the substrate 161.
  • a layer 165, an active layer 166, a first p-type cladding layer 167, a second p-type cladding layer 168, a second buffer layer 169, a cathode 170 formed on the n-type contact layer 163, a second An anode 171 formed on the buffer layer 169 is schematically configured.
  • LED other well-known LED, for example, ultraviolet light emission inorganic LED, blue light emission inorganic LED, etc. can be used, However, A specific structure is not limited to said thing.
  • the active layer 166 is a layer that emits light by recombination of electrons and holes, and a known active layer material for LED can be used as the active layer material.
  • a known active layer material for LED can be used as the active layer material.
  • an active layer material for example, as an ultraviolet active layer material, AlGaN, InAlN, In a Al b Ga 1-ab N (0 ⁇ a, 0 ⁇ b, a + b ⁇ 1), blue active layer material Examples thereof include In z Ga 1-z N (0 ⁇ z ⁇ 1), but the present embodiment is not limited to these.
  • As the active layer 166 a single quantum well structure or a multiple quantum well structure is used.
  • the active layer of the quantum well structure may be either n-type or p-type. However, when it is a non-doped (no impurity added) active layer, the half-value width of the emission wavelength is narrowed due to interband emission, and light emission with good color purity is achieved. Since it is obtained, it is preferable.
  • the active layer 166 may be doped with at least one of a donor impurity and an acceptor impurity. If the crystallinity of the active layer doped with the impurity is the same as that of the non-doped layer, the emission intensity between bands can be further increased by doping the donor impurity as compared with the non-doped layer.
  • the acceptor impurity is doped, the peak wavelength can be shifted to the lower energy side by about 0.5 eV from the peak wavelength of interband light emission, but the full width at half maximum is widened.
  • the light emission intensity can be further increased as compared with the light emission intensity of the active layer doped only with the acceptor impurity.
  • the conductivity type of the active layer is preferably doped with a donor impurity such as Si to be n-type.
  • the second n-type cladding layer 164 and the first n-type cladding layer 165 a known n-type cladding layer material for LED can be used, and a single layer or a multilayer structure may be used.
  • the second n-type cladding layer 164 and the first n-type cladding layer 165 are formed of an n-type semiconductor having a band gap energy larger than that of the active layer 166, the second n-type cladding layer 164 and the first n-type cladding layer 165 are formed.
  • a potential barrier against holes is formed between the mold cladding layer 165 and the active layer 166, and holes can be confined in the active layer 166.
  • the second n-type cladding layer 164 and the first n-type cladding layer 165 can be formed from n-type In x Ga 1-x N (0 ⁇ x ⁇ 1). Is not limited to these.
  • the first p-type cladding layer 167 and the second p-type cladding layer 168 a known p-type cladding layer material for LED can be used, and a single layer or a multilayer structure may be used.
  • the first p-type cladding layer 167 and the second p-type cladding layer 168 are formed of a p-type semiconductor having a band gap energy larger than that of the active layer 166, the first p-type cladding layer 167 and the second p-type cladding layer 167 are formed.
  • a potential barrier against electrons is formed between the mold cladding layer 168 and the active layer 166, and the electrons can be confined in the active layer 166.
  • the first p-type cladding layer 167 and the second p-type cladding layer 168 can be formed from Al y Ga 1-y N (0 ⁇ y ⁇ 1). It is not limited to.
  • n-type contact layer 163 a known contact layer material for LED can be used.
  • a layer for forming an electrode in contact with the second n-type clad layer 164 and the first n-type clad layer 165 An n-type contact layer 163 made of n-type GaN can be formed. It is also possible to form a p-type contact layer made of p-type GaN as a layer for forming an electrode in contact with the first p-type cladding layer 167 and the second p-type cladding layer 168. However, this p-type contact layer is not particularly required to be formed if the second n-type clad layer 164 and the second p-type clad layer 168 are made of GaN.
  • the n-type cladding layer 164 and the second p-type cladding layer 168) may be used as contact layers.
  • a known film forming process for LEDs can be used, but the present embodiment is not particularly limited thereto.
  • a vapor phase growth method such as MOVPE (metal organic vapor phase epitaxy), MBE (molecular beam vapor phase epitaxy), HDVPE (hydride vapor phase epitaxy), for example, sapphire (C plane, A plane, R plane), SiC (including 6H—SiC, 4H—SiC), spinel (MgAl 2 O 4 , especially its (111) plane), ZnO, Si, GaAs, or other oxide single crystal substrates ( It is possible to form on a substrate such as NGO.
  • MOVPE metal organic vapor phase epitaxy
  • MBE molecular beam vapor phase epitaxy
  • HDVPE hydrogen vapor phase epitaxy
  • sapphire C plane, A plane, R plane
  • SiC including 6H—SiC, 4H—SiC
  • spinel MgAl 2 O 4 , especially its (111) plane
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an inorganic EL element substrate (light source) constituting a display device.
  • the inorganic EL element substrate 180 is roughly constituted by a substrate 181 and an inorganic EL element 182 provided on one surface 181a of the substrate 181.
  • the inorganic EL element 182 includes a first electrode 183, a first dielectric layer 184, a light emitting layer 185, a second dielectric layer 186, and a second electrode 187, which are sequentially stacked on one surface 181a of the substrate 181. Yes.
  • the first electrode 183 and the second electrode 187 function as a pair as an anode or a cathode of the inorganic EL element 182.
  • the inorganic EL element 182 a known inorganic EL element such as an ultraviolet light emitting inorganic EL element, a blue light emitting inorganic EL element, or the like can be used, but the specific configuration is not limited to the above. Absent.
  • each structural member which comprises the inorganic EL element substrate 180, and its formation method are demonstrated concretely, this embodiment is not limited to these structural members and a formation method.
  • the substrate 181 a substrate similar to the substrate 161 constituting the organic EL element substrate 160 is used.
  • the first electrode 183 and the second electrode 187 function as a pair as an anode or a cathode of the inorganic EL element 182. That is, when the first electrode 183 is an anode, the second electrode 187 is a cathode, and when the first electrode 183 is a cathode, the second electrode 187 is an anode.
  • the first electrode 183 and the second electrode 187 include a metal such as aluminum (Al), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), and an oxide made of indium (In) and tin (Sn).
  • a metal such as aluminum (Al), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), and an oxide made of indium (In) and tin (Sn).
  • ITO tin (Sn) oxide (SnO 2 ), oxide (IZO) made of indium (In) and zinc (Zn), and the like
  • a transparent electrode such as ITO is good for the electrode on the light extraction side, and a reflective electrode made of aluminum or the like is preferably used for the electrode on the opposite side to the light extraction direction.
  • the first electrode 183 and the second electrode 187 can be formed by using a known method such as an EB vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a resistance heating vapor deposition method using the above-described materials. Is not limited to these forming methods. Moreover, the electrode formed by the photolithographic method and the laser peeling method can also be patterned as needed, and the electrode patterned by combining with a shadow mask can also be formed.
  • the film thicknesses of the first electrode 183 and the second electrode 187 are preferably 50 nm or more. When the film thickness is less than 50 nm, the wiring resistance increases and the drive voltage may increase.
  • a known dielectric material for inorganic EL elements can be used as the first dielectric layer 184 and the second dielectric layer 186.
  • a known dielectric material for inorganic EL elements include tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum titanate ( Examples include AlTiO 3 ), barium titanate (BaTiO 3 ), and strontium titanate (SrTiO 3 ).
  • the present embodiment is not limited to these dielectric materials.
  • first dielectric layer 184 and the second dielectric layer 186 may have a single layer structure made of one kind selected from the above dielectric materials, or a multilayer structure in which two or more kinds are laminated. Also good.
  • the film thickness of the first dielectric layer 184 and the second dielectric layer 186 is preferably about 200 to 500 nm.
  • the light-emitting layer 185 a known light-emitting material for inorganic EL elements can be used.
  • a light emitting material for example, ZnF 2 : Gd as an ultraviolet light emitting material, BaAl 2 S 4 : Eu, CaAl 2 S 4 : Eu, ZnAl 2 S 4 : Eu, Ba 2 SiS 4 as a blue light emitting material.
  • the film thickness of the light emitting layer 185 is preferably about 300 to 1000 nm.
  • a sealing film or a sealing substrate for sealing a light emitting element such as an organic EL element, an LED, or an inorganic EL element is provided. It is preferable.
  • the sealing film and the sealing substrate can be formed by a known sealing material and sealing method. Specifically, the sealing film can be formed by applying a resin on the surface opposite to the substrate constituting the light source by using a spin coat method, an ODF, a laminate method, or the like. Alternatively, after forming an inorganic film such as SiO, SiON, SiN, etc. by plasma CVD, ion plating, ion beam, sputtering, etc., resin is further added using spin coating, ODF, lamination, etc.
  • a sealing film can be formed by coating, or a sealing substrate can be attached.
  • Such a sealing film or a sealing substrate can prevent entry of oxygen and moisture from the outside into the light-emitting element, thereby improving the life of the light source.
  • the influence of the color fading can be suppressed while keeping the aperture ratio of the phosphor substrate wide, so that a display device with a wide color reproduction range and high light extraction efficiency can be realized.
  • a display device with high efficiency and high color reproducibility can be realized with few members for configuring the display device.
  • the display device described above can be applied to various electronic devices.
  • electronic devices including the above display device will be described with reference to FIGS.
  • the above display device can be applied to, for example, the mobile phone shown in FIG.
  • a cellular phone 190 illustrated in FIG. 14 includes a voice input unit 191, a voice output unit 192, an antenna 193, an operation switch 194, a display unit 195, a housing 196, and the like.
  • the above display device can be preferably applied as the display unit 195. By applying the above display device to the display portion 195 of the mobile phone 190, an image can be displayed with good light emission efficiency.
  • a thin-screen television 200 illustrated in FIG. 15 includes a display portion 201, a speaker 202, a cabinet 203, a stand 204, and the like.
  • the above display device can be suitably applied as the display unit 201.
  • an image can be displayed with good light emission efficiency.
  • the above display device can be applied to, for example, a portable game machine shown in FIG.
  • a portable game machine 210 illustrated in FIG. 16 includes operation buttons 211 and 212, an external connection terminal 213, a display unit 214, a housing 215, and the like.
  • the above display device can be suitably applied as the display unit 214.
  • an image can be displayed with good light emission efficiency.
  • the above display device can be applied to, for example, a notebook computer shown in FIG.
  • a notebook personal computer 220 illustrated in FIG. 17 includes a display portion 221, a keyboard 222, a touch pad 223, a main switch 224, a camera 225, a recording medium slot 226, a housing 227, and the like.
  • the above display device can be preferably applied as the display unit 221. By applying the above display device to the display portion 221 of the notebook computer 220, an image can be displayed with good light emission efficiency.
  • a tablet terminal 230 illustrated in FIG. 18 includes a display unit (touch panel) 231, a camera 232, a housing 233, and the like.
  • the above display device can be suitably applied as the display unit 231.
  • an image can be displayed with good light emission efficiency.
  • Example 1 The effect of the phosphor substrate shown in FIG. 1 was verified.
  • a red sub-pixel 12R, a blue sub-pixel 12B, and a green sub-pixel 12G are provided in parallel, and an interval d between the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B is set.
  • the distance d 2 of the blue sub-pixel 12B, the green sub-pixel 12G, and the distance d 3 of the green sub-pixel 12G and the red sub-pixel 12R has to satisfy the relationship d 1> d 2> d 3 .
  • each color sub-pixel was formed in a size of 100 ⁇ m ⁇ 300 ⁇ m.
  • the center of the blue subpixel 12B is formed closer to the green subpixel 12G (the other pixel than the red subpixel 12R), and the center of the red subpixel 12R is also the green subpixel 12G (blue subpixel 12B). It is formed closer to the other pixel.
  • a red phosphor layer 14 constituting the red sub-pixel 12R a red phosphor having a maximum absorption wavelength R ⁇ max of 625 nm was used.
  • the phosphor substrate 10 of Example 1 and a directional light source that emits excitation light that irradiates the pixels 12 of the phosphor substrate 10 are stacked via an excitation light amount modulation layer including a liquid crystal element. A display device was produced.
  • emission spectra of the red sub-pixel 12R, the blue sub-pixel 12B, and the green sub-pixel 12G were measured.
  • the results are shown in FIG.
  • a spectrum of red light and a spectrum of green light are spectra after the emission spectrum of each sub-pixel has passed through the color filter.
  • the blue light spectrum is a spectrum after the excitation light from the light source passes through the color filter.
  • the light emission intensity from each sub-pixel is adjusted so that white of 12000K is displayed when each is added by the aperture ratio of each sub-pixel.
  • the color fading was estimated by setting the spectrum intensity of each color as 100.
  • FIG. 20 shows a partially enlarged chromaticity coordinate diagram representing the color reproduction range of a display device having the three primary color spectra as shown in FIG. “ ⁇ ” indicating the upper right coordinate in FIG. 20 is the chromaticity coordinate of the spectrum of the red light of the display device of the first embodiment. Originally, the display device of the first embodiment displays this coordinate in red. Should be.
  • the position of the red sub-pixel 12R is set to the green sub-pixel as compared with the first comparative example. by staggered 10 ⁇ m to 12G closer, the distance d 1 of the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B, distance d 2 of the other blue subpixel 12B and the green sub-pixel 12G, and a green sub-pixel 12G and the red It was larger than the distance d 3 of the sub-pixel 12R (d 1> d 2> d 3).
  • the amount of blue crosstalk mixed with the red display can be reduced, the blueness of the red display is improved, and the HDTV standard red can be displayed (FIG. 21). Further, from the chromaticity coordinate diagram shown in FIG. 21, the crosstalk amount to red was 1.5% green / 1.5% blue (total 3%) in Comparative Example 1, but in Example 1, The green color is estimated to be 2.5% / blue color 0.7% (3.2% in total).
  • Example 2 A phosphor substrate of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that a red phosphor having a maximum absorption wavelength R ⁇ max of 640 nm was used as the material of the red phosphor layer 14 constituting the red subpixel 12R. Using the phosphor substrate, a display device of Example 2 was produced in the same manner as Example 1. With respect to this display device, emission spectra of the red sub-pixel 12R, the blue sub-pixel 12B, and the green sub-pixel 12G were measured.
  • FIG. 22 shows a partially enlarged chromaticity coordinate diagram representing a color reproduction range of a display device having three primary color spectra.
  • the amount of blue crosstalk mixed with the red display can be reduced, the blueness of the red display can be improved, the standard red color can be displayed, and the spectrum locus (locus) can be displayed. It became possible to display a bright red color close to. Further, from the chromaticity coordinate diagram shown in FIG. 22, the crosstalk amount to red was 1.5% green / 1.5% blue (3% in total) in Comparative Example 2, but in Example 2, The green color is estimated to be 2.5% / blue color 0.7% (3.2% in total).
  • Example 3 As a material of the red phosphor layer 14 constituting the red sub-pixel 12R, a red phosphor having a maximum absorption wavelength R ⁇ max of 520 nm is used. Instead of increasing the interval between the red sub-pixel 12R and the blue sub-pixel 12B, the green sub-pixel is used. A phosphor substrate of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the distance between 12G and the blue subpixel 12B was increased, and the phosphor substrate was used in the same manner as in Example 1 3 display devices were produced. In this display device, in this embodiment, the influence of narrowing the distance between the blue subpixel and the green subpixel was confirmed.
  • FIG. 23 shows an enlarged view of the green region in the CIE 1976 UCS (u ′, v ′) chromaticity coordinate diagram representing the color reproduction range of a display device having three primary color spectra.
  • the color fading is smaller than in the red display.
  • the red sub-pixel is provided with a red phosphor layer that emits red light by excitation light incident from an excitation light source, and the blue sub-pixel emits blue light by the excitation light.
  • a body layer is provided, and a third color phosphor layer that emits light of the third color by the excitation light is provided in the third color sub-pixel.
  • a red phosphor layer that emits red light by excitation light incident from an excitation light source is provided on the red sub-pixel, and a scatterer layer that scatters the excitation light is disposed on the blue sub-pixel.
  • a third color phosphor layer that emits a third color light by the excitation light is provided on the third color sub-pixel.
  • the third color is green.
  • the pixel further includes a fourth color sub-pixel that performs display with a fourth color light that is the same as or different from red light, blue light, and green light, and the red sub-pixel and the blue light
  • the sub-pixels are preferably provided so that their long sides are separated from each other.
  • a fourth color phosphor layer that emits light of the fourth color by the excitation light is provided in the fourth color sub-pixel.
  • the main wavelength of red light displayed by the red sub-pixel is ⁇ r
  • the main wavelength of blue light displayed by the blue sub-pixel is ⁇ b
  • the fourth color sub-pixel displays
  • the main wavelength of the four-color light is ⁇ 4
  • the main wavelength of red light displayed by the red sub-pixel is ⁇ r
  • the main wavelength of green light displayed by the green sub-pixel is ⁇ g
  • the fourth color sub-pixel displays
  • the main wavelength of the four-color light is ⁇ 4
  • the dominant wavelength of the green light the green sub-pixel displays lambda g
  • ⁇ 4 ⁇ g It is preferable to satisfy the relationship.
  • the display device of the present invention is provided by overlapping the phosphor substrate of the present invention, a directional light source that emits excitation light that irradiates the pixels, and the phosphor substrate, and is incident on the pixels of the phosphor substrate And an excitation light amount modulation layer for adjusting the light amount of the excitation light.
  • the phosphor pixel opening of the phosphor substrate and the pixel light opening of the excitation light amount modulation layer are formed so that their positions are approximately aligned with each other.
  • the excitation light amount modulation layer includes a liquid crystal layer and two polarizing plates provided with the liquid crystal layer interposed therebetween.
  • the present invention can provide a high-quality display device that prevents crosstalk by the phosphor substrate that prevents the phenomenon that the display color is thinned.
  • Display device 110 Light source 120 Excitation light amount modulation layer 121, 122 Polarizing plate 123 Liquid crystal layer 124 Light shielding layer (black matrix) 131 Sealing substrate 190 Mobile phone 191 Audio input unit 192 Audio output unit 193 Antenna 194 Operation switch 195 Display unit 196 Case 200 Thin TV 201 Display unit 202 Speaker 203 Cabinet 204 Stand 210 Portable game machine 211, 212 Operation button 213 External Connection terminal 214 Display unit 215 Case 220 Notebook computer 221 Display unit 222 Keyboard 223 Touch pad 224 Main switch 225 Camera 226 Recording medium slot 227 Case

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Abstract

表示色が薄くなる現象が生じることを防止した蛍光体基板およびこれを備えた表示装置を提供する。 基板11と、基板11上に設けられた画素12と、画素12を区画する隔壁13と、を備え、画素12は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素12Rと、青色光による表示を行う青色サブ画素12Bと、これら2色とは異なる第三色光による表示を行う第三色サブ画素と、を少なくとも含み、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔は、他の画素間の間隔よりも大きいことを特徴とする蛍光体基板10。

Description

蛍光体基板およびこれを備えた表示装置
本発明は、蛍光体基板およびこれを備えた表示装置に関する。
近年、従来主流であったブラウン管を使用した表示装置から、薄型のフラットパネルディスプレイ(FPD)の表示装置へのニーズが高まりつつある。FPDには様々な種類のものがある。例えば、非自発光型の液晶ディスプレイ(LCD)、自発光型のプラズマディスプレイパネル(PDP)、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)ディスプレイ、または、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)ディスプレイ等が知られている。
有機ELディスプレイとしては、青色~青緑色発光する有機発光層を有する有機EL素子と、有機EL素子からの青色~青緑色発光を励起光として吸収し、緑色を発光する蛍光体層からなる緑色画素と、前記の青色~青緑色発光を励起光として吸収し、赤色に発光する蛍光体層からなる赤色画素と、前記の青色~青緑色発光を励起光として吸収し、青色に発光する蛍光体層、あるいは、前記の青色~青緑色発光を散乱させる散乱体層からなる青色画素と、を備え、フルカラー発光可能なものが知られている。
上記のような蛍光体層を備えた蛍光体基板を用いた表示装置では、異なる色の画素の光が混ざり易く、その結果、表示色が薄くなる(色薄まり)現象が生じるという問題がった。特に、赤色サブ画素に入射すべき励起光が、青色サブ画素に入射して、赤色サブ画素からの赤色発光に、青色サブ画素からの青色発光が混ざった場合の赤色表示の色薄まりが顕著であった。
このような色薄まりは、例えば、偏光板を含む液晶層から構成される光量変調層と蛍光体基板の距離が大きいために生じると考えられる。すなわち、赤色サブ画素に対応する光量変調層を通過した励起光が、隣り合う他の色のサブ画素に入射し、散乱(蛍光体を励起)してしまうことが一因であると考えられる。
このような課題を解決した表示装置としては、各画素の開口部の幅を小さくするとともに、マイクロレンズを用いて赤色サブ画素に入射するべき励起光が、隣り合う他の色のサブ画素に入射することを防止したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
日本国公開特許公報「特開2009-134275号公報」
しかしながら、各画素の開口部の幅を小さくすると、各サブ画素から発光する光量が少なくなり、表示装置の発光効率が低下するという課題があった。また、マイクロレンズを用いることで、表示装置を構成するための部材が多くなり、コストが嵩むという課題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、開口部が広くて効率が高く、構成する部材も少なくて簡便に表示装置が形成できるとともに、色薄まりの影響を最小限に防止することが可能な蛍光体基板およびこれを備えた表示装置を提供することを目的とする。
本発明の蛍光体基板は、基板と、該基板上に設けられた画素と、該画素を区画する隔壁と、を備え、前記画素は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素と、青色光による表示を行う青色サブ画素と、これら2色とは異なる第三色光による表示を行う第三色サブ画素と、を少なくとも含み、前記赤色サブ画素と前記青色サブ画素の間隔は、他の画素間の間隔よりも大きいことを特徴とする。
本発明によれば、表示色が薄くなる現象が生じることを防止した蛍光体基板を提供することができる。
蛍光体基板の第一実施形態を示す概略断面図である。 蛍光体基板の第二実施形態を示す概略断面図である。 蛍光体基板の第三実施形態を示す概略断面図である。 蛍光体基板の第四実施形態を示す概略断面図である。 蛍光体基板の第五実施形態を示す概略断面図である。 蛍光体基板の第六実施形態を示す概略断面図である。 蛍光体基板の第七実施形態を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA-A線に沿う断面図である。 蛍光体基板の第八実施形態を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のB-B線に沿う断面図である。 3原色スペクトルを有する表示装置の色再現範囲を表す色度座標図を示し、各色サブ画素の主波長を決定する方法を示す図である。 表示装置の一実施形態を示す概略断面図である。 光源を構成する有機EL素子基板の一実施形態を示す概略断面図である。 光源を構成するLED基板の一実施形態を示す概略断面図である。 光源を構成する無機EL素子基板の一実施形態を示す概略断面図である。 表示装置の一適用例である携帯電話を示す外観図である。 表示装置の一適用例である薄型テレビを示す外観図である。 表示装置の一適用例である携帯型ゲーム機を示す外観図である。 表示装置の一適用例であるノートパソコンを示す外観図である。 表示装置の一適用例であるタブレット端末を示す外観図である。 実施例1の表示装置の発光スペクトルを示すグラフである。 実施例1および比較例1における3原色スペクトルを有する表示装置の色再現範囲を表す色度座標図を一部拡大した図である。 実施例1および比較例1における3原色スペクトルを有する表示装置の色再現範囲を表す色度座標図を一部拡大した図である。 実施例2および比較例2における3原色スペクトルを有する表示装置の色再現範囲を表す色度座標図を一部拡大した図である。 実施例3における3原色スペクトルを有する表示装置の色再現範囲を表す色度座標図を一部拡大した図である。
本発明の蛍光体基板およびこれを備えた表示装置の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
[蛍光体基板]
(1)第一実施形態
図1は、蛍光体基板の第一実施形態を示す概略断面図である。
本実施形態に係る蛍光体基板10は、基板11と、基板11の一方の面11a上に設けられた画素12と、画素12を区画する隔壁13とから概略構成されている。
画素12は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素12Rと、青色光による表示を行う青色サブ画素12Bと、緑色光による表示を行う緑色サブ画素12Gとから構成されている。また、1つの画素12において、赤色サブ画素12Rと、青色サブ画素12Bと、緑色サブ画素12Gとが、並列に配置されている。
また、赤色サブ画素12Rに、励起光源(図示略)から入射した励起光により赤色光(蛍光)を発する赤色蛍光体層14が設けられ、青色サブ画素12Bに、励起光源(図示略)から入射した励起光を散乱させる青色蛍光体層15が設けられ、緑色サブ画素12Gに、励起光源(図示略)から入射した励起光により緑色光(蛍光)を発する緑色蛍光体層16が設けられている。
基板11と、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16との間において、赤色サブ画素12Rに赤色カラーフィルター17が設けられている。また、基板11と、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16との間において、青色サブ画素12Bに青色カラーフィルター18が設けられている。さらに、基板11と、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16との間において、緑色サブ画素12Gに緑色カラーフィルター19が設けられている。
また、蛍光体基板10の厚さ方向において、基板11と隔壁13との間、かつ、蛍光体基板10の厚さ方向と垂直な方向において、赤色カラーフィルター17と青色カラーフィルター18との間、青色カラーフィルター18と緑色カラーフィルター19との間、および、緑色カラーフィルター19と赤色カラーフィルター17との間に、ブラックマトリックス20が設けられている。
さらに、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16と、カラーフィルター(赤色カラーフィルター17、青色カラーフィルター18、緑色カラーフィルター19)との間に、基板11の屈折率、あるいは、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16の屈折率よりも屈折率が低い低屈折率層21が設けられている。
また、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔、すなわち、赤色蛍光体層14と青色蛍光体層15の間隔をd、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔、すなわち、青色蛍光体層15と緑色蛍光体層16の間隔をd、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔、すなわち、緑色蛍光体層16と赤色蛍光体層14の間隔をdとすると、これらの間隔d、dおよびdは、d>d>dの関係を満たしている。
なお、間隔dは、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間に設けられたブラックマトリックス20の幅に等しい。また、間隔dは、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間に設けられたブラックマトリックス20の幅に等しい。また、間隔dは、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間に設けられたブラックマトリックス20の幅に等しい。
以下、蛍光体基板10の構成部材およびその形成方法について具体的に説明するが、蛍光体基板10の構成部材およびその形成方法は、これらに限定されるものではない。
「基板」
基板11としては、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16からの発光を外部に取り出す必要があることから、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16の発光領域で、光を透過する必要があり、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等が挙げられるが、本実施形態はこれらの基板に限定されるものではない。
これらの基板の中でも、ストレスなく湾曲部、折り曲げ部を形成することが可能となることから、プラスチック基板を用いることが好ましい。さらに、ガスバリア性を向上させる観点から、プラスチック基板に無機材料をコートした基板がより好ましい。
「蛍光体層」
赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16は、紫外発光有機EL素子、青色発光有機EL素子、紫外発光LED、青色LED等の励起光源からの励起光を吸収し、赤色、緑色、青色に発光する。ただし、励起光源として指向性を有する青色発光を適用する場合、青色蛍光体層15を設けずに、当該指向性を有する励起光を散乱し、等方発光にして外部へ取り出すことができるような散乱体層を適用してもよい。
また、必要に応じて、シアン光、イエロー光に発光する蛍光体層を画素に加えることが好ましい。ここで、シアン光、イエロー光に発光する画素のそれぞれの色純度を、色度図上での赤色、緑色、青色に発光する画素の色純度の点で結ばれる三角形より外側にすることで、赤色、緑色、青色の3原色を発光する画素を使用する表示装置より色再現範囲をさらに拡げることが可能となる。
赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16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、任意に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。
蛍光体材料としては、公知の蛍光体材料を用いることができる。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。以下に、有機系蛍光体材料と無機系蛍光体材料の具体的な化合物を例示するが、蛍光体材料はこれらの材料に限定されるものではない。
有機系蛍光体材料としては、青色蛍光色素として、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-メチルクマリン等が挙げられる。
また、緑色蛍光色素としては、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)、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116等が挙げられる。
また、赤色蛍光色素としては、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、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、および、ローダミン系色素: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等が挙げられる。
無機系蛍光体材料としては、青色蛍光体として、Sr:Sn4+、SrAl1425:Eu2+、BaMgAl1017:Eu2+、SrGa:Ce3+、CaGa:Ce3+、(Ba、Sr)(Mg、Mn)Al1017:Eu2+、(Sr、Ca、Ba、Mg)10(POCl:Eu2+、BaAlSiO:Eu2+、Sr:Eu2+、Sr(POCl:Eu2+、(Sr,Ca,Ba)(POCl:Eu2+、BaMgAl1627:Eu2+、(Ba,Ca)(POCl:Eu2+、BaMgSi:Eu2+、SrMgSi:Eu2+等が挙げられる。
また、緑色蛍光体としては、(BaMg)Al1627:Eu2+、Mn2+、SrAl1425:Eu2+、(SrBa)Al12Si:Eu2+、(BaMg)SiO:Eu2+、YSiO:Ce3+、Tb3+、Sr-Sr:Eu2+、(BaCaMg)(POCl:Eu2+、SrSi-2SrCl:Eu2+、ZrSiO、MgAl1119:Ce3+、Tb3+、BaSiO:Eu2+、SrSiO:Eu2+、(BaSr)SiO:Eu2+等が挙げられる。また、赤色蛍光体としては、YS:Eu3+、YAlO:Eu3+、Ca
(SiO:Eu3+、LiY(SiO:Eu3+、YVO:Eu3+、CaS:Eu3+、Gd:Eu3+、GdS:Eu3+、Y(P,V)O:Eu3+、MgGeO5.5F:Mn4+、MgGeO:Mn4+、KEu2.5
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6.25、NaEu2.5
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6.25、KEu2.5(MoO6.25、NaEu2.5(MoO6.25等が挙げられる。
また、上記無機系蛍光体材料は、必要に応じて表面改質処理を施してもよく、その方法としては、シランカップリング剤等の化学的処理によるものや、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によるもの、あるいは、それらの併用によるもの等が挙げられる。
また、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、蛍光体材料としては、無機系蛍光体材料を用いることが好ましい。さらに、無機系蛍光体材料を用いる場合には、平均粒径(d50)が、0.5~50μmであることが好ましい。無機系蛍光体材料の平均粒径が0.5μm未満であると、無機系蛍光体材料の発光効率が急激に低下する。一方、無機系蛍光体材料の平均粒径が50μmを超えると、高解像度にパターニングすることが困難になる。
また、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16は、上記の蛍光体材料と樹脂材料を溶剤に溶解、分散させた蛍光体層形成用塗液を用いて、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。
また、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16は、前記の高分子材料(結着用樹脂)として、感光性の樹脂(感光性樹脂)を用いることによって、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可能となる。
ここで、感光性樹脂としては、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、および、硬質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)からなる群より選択される1種類、または、2種類以上の混合物を用いることが可能である。
また、感光性樹脂を用いた場合、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16は、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、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蛍光体材料を直にパターニングすることにより形成することも可能である。
赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16の膜厚は、通常100nm~100μm程度であるが、1μm~100μmであることが好ましい。また、励起光源からの励起光の吸収を高め、色純度に悪影響を及ぼさない程度に励起光の透過光を低減するためには、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16の膜厚が1μm以上であることが好ましい。
赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16の膜厚が100nm未満であると、励起光源からの励起光を十分に吸収することが不可能であるため、発光効率の低下や、必要とされる色に励起光の透過光が混じることによる色純度の悪化といった問題が生じる。一方、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16の膜厚が100μmを超えると、励起光源からの励起光を既に十分に吸収することから、発光効率の上昇には繋がらず、材料を消費するだけに留まり、材料コストのアップに繋がる。
一方、青色蛍光体層15の代わりとして、散乱体層を適用する場合、光散乱性粒子は、有機材料から構成されていてもよいし、無機材料から構成されていてもよいが、無機材料から構成されていることが好ましい。これにより、外部(例えば、励起光源)からの指向性を有する励起光を、より等方的かつ効果的に、拡散または散乱させることが可能となる。また、無機材料を用いることにより、光および熱に安定な光散乱体層を形成することが可能となる。
また、光散乱性粒子としては、透明度が高いものを用いることが好ましい。また、光散乱性粒子としては、低屈折率の母材中に、母材よりも高屈折率の微粒子を分散するものであることが好ましい。また、青色光が散乱体層によって効果的に散乱するためには、光散乱性粒子の粒径がミー散乱の領域にあることが必要であるので、光散乱性粒子の粒径は100nm~500nm程度であることが好ましい。
光散乱性粒子として、無機材料を用いる場合には、無機材料としては、例えば、ケイ素、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、およびアンチモンからなる群より選択される少なくとも1種の金属の酸化物を主成分とした粒子(微粒子)等が挙げられる。
また、光散乱性粒子として、無機材料から構成された粒子(無機微粒子)を用いる場合には、無機微粒子としては、例えば、シリカビーズ(屈折率:1.44)、アルミナビーズ(屈折率:1.63)、酸化チタンビーズ(アナタース型の屈折率:2.50、ルチル型の屈折率:2.70)、酸化ジルコニアビーズ(屈折率:2.05)、酸化亜鉛ビーズ(屈折率:2.00)等が挙げられる。
光散乱性粒子として、有機材料から構成された粒子(有機微粒子)を用いる場合には、有機微粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリレートビーズ(屈折率:1.49)、アクリルビーズ(屈折率:1.50)、アクリル-スチレン共重合体ビーズ(屈折率:1.54)、メラミンビーズ(屈折率:1.57)、高屈折率メラミンビーズ(屈折率:1.65)、ポリカーボネートビーズ(屈折率:1.57)、スチレンビーズ(屈折率:1.60)、架橋ポリスチレンビーズ(屈折率:1.61)、ポリ塩化ビニルビーズ(屈折率:1.60)、ベンゾグアナミン-メラミンホルムアルデヒドビーズ(屈折率:1.68)、シリコーンビーズ(屈折率:1.50)等が挙げられる。
上述した光散乱性粒子と混合して用いる樹脂材料としては、透光性の樹脂であることが好ましい。樹脂材料としては、例えば、メラミン樹脂(屈折率:1.57)、ナイロン(屈折率:1.53)、ポリスチレン(屈折率:1.60)、メラミンビーズ(屈折率:1.57)、ポリカーボネート(屈折率:1.57)、ポリ塩化ビニル(屈折率:1.60)、ポリ塩化ビニリデン(屈折率:1.61)、ポリ酢酸ビニル(屈折率:1.46)、ポリエチレン(屈折率:1.53)、ポリメタクリル酸メチル(屈折率:1.49)、ポリMBS(屈折率:1.54)、中密度ポリエチレン(屈折率:1.53)、高密度ポリエチレン(屈折率:1.54)、テトラフルオロエチレン(屈折率:1.35)、ポリ三フッ化塩化エチレン(屈折率:1.42)、ポリテトラフルオロエチレン(屈折率:1.35)等が挙げられる。
「隔壁」
隔壁13は、基板11側から離れるに従って次第に幅が狭くなっていくテーパー形状をなしている。
また、隔壁13の平面形状としては、格子状、ストライプ状など、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16の周囲を囲む各種の形状が挙げられる。
障壁13は、例えば、感光性ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、メタクリル系樹脂、ノボラック系樹脂またはエポキシ樹脂などの樹脂材料を、フォトリソグラフィー法等の手法によりパターニングして形成することができる。
なお、隔壁13の断面形状は、基板11側から離れるに従って次第に幅が狭くなっていくテーパー形状(順テーパー形状)に限定されるものではなく、基板11側から離れるに従って次第に幅が広くなっていくテーパー形状(逆テーパー形状)であってもよい。このような逆テーパー形状は、露光部が現像剥離されるネガレジストを用いて形成することができる。
隔壁13は、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16で生じた蛍光を反射または散乱するために、光反射性または光散乱性を有していてもよい。これにより、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16から側方に逃げる蛍光成分を、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16側に反射させることができる。
隔壁13が光反射性を有する場合、隔壁13の表面が反射材料で覆われていてもよい。
このような反射材料としては、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等が挙げられる。
隔壁13が光散乱性を有する場合、隔壁13は、上記の樹脂材料に、上記の散乱体層に用いられる光散乱性粒子を分散したものによって形成されていてもよい。
「カラーフィルター」
赤色カラーフィルター17、青色カラーフィルター18、緑色カラーフィルター19としては、従来のカラーフィルターが用いられる。ここで、カラーフィルターを設けることによって、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16によって吸収されず、これらの蛍光体層を透過してしまう励起光が外部に漏れ出すことを防止できるので、蛍光体層からの発光と励起光の混色による発光の色純度の低下を防止することができる。さらに、赤色サブ画素12R、青色サブ画素12Bおよび緑色サブ画素12Gの色純度を高めることができ、ひいては、蛍光体基板10による色再現範囲を拡大することができる。
また、赤色サブ画素12Rに設けられた赤色カラーフィルター17、青色サブ画素12Bに設けられた青色カラーフィルター18および緑色サブ画素12Gに設けられた緑色カラーフィルター19は、外光のうち、各蛍光体材料を励起する励起光を吸収するため、外光による赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16の発光を低減・防止することができ、蛍光体基板10による表示のコントラストの低下を低減・防止することができる。一方、赤色カラーフィルター17、青色カラーフィルター18および緑色カラーフィルター19によって、蛍光体層(赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16)に吸収されず蛍光体層(赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16)を透過した励起光が外部に漏れ出すことを防止できるので、蛍光体層(赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16)からの発光と励起光の混色による発光の色純度の低下を防止することができる。
「低屈折率層」
低屈折率層21は、基板11の屈折率、あるいは、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16の屈折率よりも屈折率が低くなっている。
これにより、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16からの発光(蛍光)が、光取出し側となる基板11を導波して、基板11の側面に導波することによって生じる発光の損失を低減することができる。すなわち、低屈折率層21と基板11との屈折率差を利用し、基板11から空気層(外部)へ取り出すことができない臨界角以上の光を、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16と低屈層21との屈折率差で反射させ、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16を介して、基板11と反対側に形成されている反射部材(赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16と、光源との間で生じた励起光は透過し、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16からの発光を反射させる反射層(誘電体多層膜、バンドパスフィルター、金属の超薄膜等)、無機EL部や有機EL部に設けられた半透明電極または反射電極)で反射させて、その反射光を、再度、基板11方向に出射させることにより、基板11を導波する発光の損失を低減することができ、蛍光体基板10を適用した表示装置の消費電力を低減することや、輝度を向上させることができる。
低屈折率層21に用いることができる材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、フッ素系樹脂(Poly(1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl acrylate):n=1.375、Poly(2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl methacrylate):n=1.383、Poly(2,2,3,3,3-pentafluoroproyl methacrylate):n=1.395、Poly(2,2,2-trifluoroethyl methacrylate):n=1.418、メソポーラスシリカ(n=1.2)、エアロゲル(n=1.05)等の膜で形成されていてもよく、赤色カラーフィルター16、緑色カラーフィルター17および青色カラーフィルター18と、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16との間の空間に導入されたドライエアー、窒素等の気体で形成されていてもよく、前記の空間を減圧状態にして形成されていてもよい。
「封止膜」
また、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16における基板11とは反対側の面(以下、「一方の面」と言うこともある。)14a、15a、16aを覆うように、封止膜が設けられていてもよい。
封止膜は、スピンコート法、ODF、ラミレート法を用いて、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16の一方の面14a、15a、16aに樹脂を塗布することによって形成される。あるいは、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16の一方の面14a、15a、16aを覆うように、プラズマCVD法、イオンプレーティング法、イオンビーム法、スパッタリング法等により、SiO、SiON、SiN等からなる無機膜を形成した後、さらに、その無機膜を覆うように、スピンコート法、ODF、ラミレート法等を用いて樹脂を塗布するか、または、無機膜を覆うように樹脂膜を貼り合わせることによって、封止膜を形成することもできる。
この封止膜により、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16に、外部からの酸素や水分が混入するのを防止することができ、ひいては、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16の劣化を低減することができる。さらに、蛍光体基板10を表示装置に適用したとき、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16に含まれる酸素や水分が液晶層、無機EL素子、有機EL素子等に到達し、液晶層、無機EL素子、有機EL素子等を劣化させることを防止することができる。
「平坦化膜」
さらに、封止膜における赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15および緑色蛍光体層16と接する面とは反対側の面を覆うように、平坦化膜が設けられていてもよい。
平坦化膜は、公知の材料を用いて形成することができる。平坦化膜の材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタル等の無機材料、ポリイミド、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等が挙げられる。平坦化膜の形成方法としては、例えば、CVD法、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法等のウエットプロセス等が挙げられるが、本実施形態はこれらの材料および形成方法に限定されるものではない。また、平坦化膜は、単層構造または多層構造のいずれであってもよい。
これにより、蛍光体基板10を、有機光源または液晶層と組み合わせた場合に、蛍光体基板10と、有機光源または液晶層との間に空隙が生じることを防止でき、かつ、蛍光体基板10と、有機光源または液晶層との密着性を向上することができる。
蛍光体基板10では、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔dと、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔dと、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔dとが、d>d>dの関係を満たしている。すなわち、蛍光体基板10によれば、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔dが、その他の青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔d、および、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔dよりも大きいので、励起光源から発せられた、赤色サブ画素12Rに入射すべき励起光が、青色サブ画素12Bに入射することを防止できる。ひいては、赤色サブ画素12Rからの赤色発光に、青色サブ画素12Bからの青色発光が混ざって、赤色表示の色薄まりが生じるのを防止できる。したがって、赤色サブ画素12Rから発光する光量が少なくなることを防止でき、蛍光体基板10を用いた表示装置の発光効率が低下することを防止できる。
(2)第二実施形態
図2は、蛍光体基板の第二実施形態を示す概略断面図である。
図2において、図1に示した蛍光体基板10と同一の構成要素には同一符号を付して、
その説明を省略する。
本実施形態の蛍光体基板30が、上述の第一実施形態の蛍光体基板10と異なる点は、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔、すなわち、赤色蛍光体層14と青色蛍光体層15の間隔をd、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔、すなわち、青色蛍光体層15と緑色蛍光体層16の間隔をd、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔、すなわち、緑色蛍光体層16と赤色蛍光体層14の間隔をdとすると、これらの間隔d、dおよびdは、d>d=dの関係を満たしている点である。
図2では、青色サブ画素12Bが、緑色サブ画素12G側(赤色サブ画素12Rではないもう一方の画素側)に寄るように蛍光体基板が形成されている。したがって、青色サブ画素12Bともう一方で隣接する赤色サブ画素12Rとの間隔dが他より広くなっている。
蛍光体基板30によれば、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔dが、その他の青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔d、および、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔dよりも大きいので、励起光源から発せられた、赤色サブ画素12Rに入射すべき励起光が、青色サブ画素12Bに入射することを防止できる。ひいては、赤色サブ画素12Rからの赤色発光に、青色サブ画素12Bからの青色発光が混ざって、赤色表示の色薄まりが生じるのを防止できる。したがって、赤色サブ画素12Rから発光する光量が少なくなることを防止でき、蛍光体基板30を用いた表示装置の発光効率が低下することを防止できる。
(3)第三実施形態
図3は、蛍光体基板の第三実施形態を示す概略断面図である。
図3において、図1に示した蛍光体基板10と同一の構成要素には同一符号を付して、
その説明を省略する。
本実施形態の蛍光体基板40が、上述の第一実施形態の蛍光体基板10と異なる点は、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔、すなわち、赤色蛍光体層14と青色蛍光体層15の間隔をd、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔、すなわち、青色蛍光体層15と緑色蛍光体層16の間隔をd、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔、すなわち、緑色蛍光体層16と赤色蛍光体層14の間隔をdとすると、これらの間隔d、dおよびdは、d>d=dの関係を満たしている点である。
図3では、青色サブ画素12Bが、緑色サブ画素12G側に寄るとともに、赤色サブ画素12Rも緑色サブ画素12G側(青色サブ画素12Bではないもう一方の画素側)に寄るように蛍光体基板が形成されている。したがって、青色サブ画素12Bと赤色サブ画素12Rとの間隔dが他より広くなっている。
蛍光体基板40によれば、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔dが、その他の青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔d、および、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔dよりも大きいので、励起光源から発せられた、赤色サブ画素12Rに入射すべき励起光が、青色サブ画素12Bに入射することを防止できる。ひいては、赤色サブ画素12Rからの赤色発光に、青色サブ画素12Bからの青色発光が混ざって、赤色表示の色薄まりが生じるのを防止できる。したがって、赤色サブ画素12Rから発光する光量が少なくなることを防止でき、蛍光体基板40を用いた表示装置の発光効率が低下することを防止できる。
(4)第四実施形態
図4は、蛍光体基板の第四実施形態を示す概略断面図である。
図4において、図1に示した蛍光体基板10と同一の構成要素には同一符号を付して、
その説明を省略する。
本実施形態の蛍光体基板50が、上述の第一実施形態の蛍光体基板10と異なる点は、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔、すなわち、赤色蛍光体層14と青色蛍光体層15の間隔をd、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔、すなわち、青色蛍光体層15と緑色蛍光体層16の間隔をd、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔、すなわち、緑色蛍光体層16と赤色蛍光体層14の間隔をdとすると、これらの間隔d、dおよびdは、d=d>dの関係を満たしている点である。
蛍光体基板50によれば、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔dが、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔dと等しいものの、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔dよりも大きいので、励起光源から発せられた、赤色サブ画素12Rに入射すべき励起光が、青色サブ画素12Bに入射することを防止できる。ひいては、赤色サブ画素12Rからの赤色発光に、青色サブ画素12Bからの青色発光が混ざって、赤色表示の色薄まりが生じるのを防止できる。したがって、赤色サブ画素12Rから発光する光量が少なくなることを防止でき、蛍光体基板50を用いた表示装置の発光効率が低下することを防止できる。
(5)第五実施形態
図5は、蛍光体基板の第五実施形態を示す概略断面図である。
図5において、図1に示した蛍光体基板10と同一の構成要素には同一符号を付して、
その説明を省略する。
本実施形態の蛍光体基板60が、上述の第一実施形態の蛍光体基板10と異なる点は、緑色光による表示を行う緑色サブ画素が、緑色サブ画素12Gと緑色サブ画素12Gに分割されて設けられている点、緑色サブ画素12Gと緑色サブ画素12Gがそれぞれ、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間に介在している点である。
また、本実施形態の蛍光体基板60が、上述の第一実施形態の蛍光体基板10と異なる点は、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔、すなわち、赤色蛍光体層14と青色蛍光体層15の間隔をd、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔、すなわち、青色蛍光体層15と緑色蛍光体層16Aの間隔をd21、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔、すなわち、青色蛍光体層15と緑色蛍光体層16Bの間隔をd22、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔、すなわち、緑色蛍光体層16Aと赤色蛍光体層14の間隔をd31、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔、すなわち、緑色蛍光体層16Bと赤色蛍光体層14の間隔をd32とすると、これらの間隔d、d21、d22、d31およびd32は、d>d21=d22=d31=d32の関係を満たしている点である。
蛍光体基板60によれば、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔dが、その他の青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔d21、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔d22、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔d31、および、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔d32よりも大きいので、励起光源から発せられた、赤色サブ画素12Rに入射すべき励起光が、青色サブ画素12Bに入射することを防止できる。ひいては、赤色サブ画素12Rからの赤色発光に、青色サブ画素12Bからの青色発光が混ざって、赤色表示の色薄まりが生じるのを防止できる。したがって、赤色サブ画素12Rから発光する光量が少なくなることを防止でき、蛍光体基板60を用いた表示装置の発光効率が低下することを防止できる。
(6)第六実施形態
図6は、蛍光体基板の第六実施形態を示す概略断面図である。
図6において、図1に示した蛍光体基板10と同一の構成要素には同一符号を付して、
その説明を省略する。
本実施形態の蛍光体基板70が、上述の第一実施形態の蛍光体基板10と異なる点は、画素12は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素12Rと、青色光による表示を行う青色サブ画素12Bと、緑色光による表示を行う緑色サブ画素12Gと、黄色光による表示を行う黄色サブ画素12Yeとから構成されている点、励起光源(図示略)から入射した励起光により黄色光(蛍光)を発する黄色蛍光体層71が設けられている点、基板11と、赤色蛍光体層14、青色蛍光体層15、緑色蛍光体層16および黄色蛍光体層71との間において、黄色サブ画素12Yeに黄色カラーフィルター72が設けられている点、緑色サブ画素12Gと黄色サブ画素12Yeがそれぞれ、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間に介在している点である。
また、本実施形態の蛍光体基板70が、上述の第一実施形態の蛍光体基板10と異なる点は、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔、すなわち、赤色蛍光体層14と青色蛍光体層15の間隔をd、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔、すなわち、青色蛍光体層15と緑色蛍光体層16の間隔をd、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔、すなわち、緑色蛍光体層16と赤色蛍光体層14の間隔をd、赤色サブ画素12Rと黄色サブ画素12Yeの間隔、すなわち、赤色蛍光体層14と黄色蛍光体層71の間隔をd、黄色サブ画素12Yeと青色サブ画素12Bの間隔、すなわち、黄色蛍光体層71と青色蛍光体層15の間隔をdとすると、これらの間隔d、d、d、dおよびdは、d>d=d=d=dの関係を満たしている点である。
蛍光体基板70によれば、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔dが、その他の青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔d、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔d、赤色サブ画素12Rと黄色サブ画素12Yeの間隔d、黄色サブ画素12Yeと青色サブ画素12Bの間隔dよりも大きいので、励起光源から発せられた、赤色サブ画素12Rに入射すべき励起光が、青色サブ画素12Bに入射することを防止できる。ひいては、赤色サブ画素12Rからの赤色発光に、青色サブ画素12Bからの青色発光が混ざって、赤色表示の色薄まりが生じるのを防止できる。したがって、赤色サブ画素12Rから発光する光量が少なくなることを防止でき、蛍光体基板70を用いた表示装置の発光効率が低下することを防止できる。
(7)第七実施形態
図7は、蛍光体基板の第七実施形態を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA-A線に沿う断面図である。
図7において、図1に示した蛍光体基板10と同一の構成要素には同一符号を付して、
その説明を省略する。
本実施形態の蛍光体基板80が、上述の第一実施形態の蛍光体基板10と異なる点は、画素12は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素12Rと、青色光による表示を行う青色サブ画素12Bと、緑色光による表示を行う緑色サブ画素12Gと、黄色光による表示を行う黄色サブ画素12Yeとから構成されている点、励起光源(図示略)から入射した励起光により黄色光(蛍光)を発する黄色蛍光体層71が設けられている点、1つの画素12において、蛍光体基板80を平面視した場合、赤色サブ画素12Rと、青色サブ画素12Bと、緑色サブ画素12Gと、黄色サブ画素12Yeと、が格子状に配置されている点である。
また、本実施形態の蛍光体基板80が、上述の第一実施形態の蛍光体基板10と異なる点は、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔、すなわち、赤色蛍光体層14と青色蛍光体層15の間隔をd、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔、すなわち、緑色蛍光体層16と赤色蛍光体層14の間隔をd、赤色サブ画素12Rと黄色サブ画素12Yeの間隔、すなわち、赤色蛍光体層14と黄色蛍光体層71の間隔をd、黄色サブ画素12Yeと青色サブ画素12Bの間隔、すなわち、黄色蛍光体層71と青色蛍光体層15の間隔をd、黄色サブ画素12Yeと緑色蛍光体層16の間隔、すなわち、黄色蛍光体層71と緑色蛍光体層16の間隔をdとすると、これらの間隔d、d、d、dおよびdは、d>d>d=d=dの関係を満たしている点である。
蛍光体基板80によれば、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔dが、その他の緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔d、赤色サブ画素12Rと黄色サブ画素12Yeの間隔d、黄色サブ画素12Yeと青色サブ画素12Bの間隔d、黄色サブ画素12Yeと緑色蛍光体層16の間隔dよりも大きいので、励起光源から発せられた、赤色サブ画素12Rに入射すべき励起光が、青色サブ画素12Bに入射することを防止できる。ひいては、赤色サブ画素12Rからの赤色発光に、青色サブ画素12Bからの青色発光が混ざって、赤色表示の色薄まりが生じるのを防止できる。したがって、赤色サブ画素12Rから発光する光量が少なくなることを防止でき、蛍光体基板80を用いた表示装置の発光効率が低下することを防止できる。
(8)第八実施形態
図8は、蛍光体基板の第八実施形態を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のB-B線に沿う断面図である。
図8において、図1に示した蛍光体基板10と同一の構成要素には同一符号を付して、
その説明を省略する。
本実施形態の蛍光体基板90が、上述の第一実施形態の蛍光体基板10と異なる点は、画素12は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素12Rと、青色光による表示を行う青色サブ画素12Bと、緑色光による表示を行う緑色サブ画素12Gと、黄色光による表示を行う黄色サブ画素12Yeとから構成されている点、励起光源(図示略)から入射した励起光により黄色光(蛍光)を発する黄色蛍光体層71が設けられている点、1つの画素12において、蛍光体基板80を平面視した場合、赤色サブ画素12Rと、青色サブ画素12Bと、緑色サブ画素12Gと、黄色サブ画素12Yeと、が格子状に配置されている点、平面視した場合、青色サブ画素12Bが略菱形状をなしている点である。
また、本実施形態の蛍光体基板80が、上述の第一実施形態の蛍光体基板10と異なる点は、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔、すなわち、赤色蛍光体層14と青色蛍光体層15の間隔をd、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔、すなわち、青色蛍光体層15と緑色蛍光体層16の間隔をd、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔、すなわち、緑色蛍光体層16と赤色蛍光体層14の間隔をd、黄色サブ画素12Yeと青色サブ画素12Bの間隔、すなわち、黄色蛍光体層71と青色蛍光体層15の間隔をd、黄色サブ画素12Yeと緑色蛍光体層16の間隔、すなわち、黄色蛍光体層71と緑色蛍光体層16の間隔をdとすると、これらの間隔d、d、d、dおよびdは、d>d=d>d=dの関係を満たしている点である。
本実施形態では、画素12が、赤色サブ画素12R、青色サブ画素12Bおよび緑色サブ画素12G以外に、赤色光、青色光および緑色光とは異なる第四色光による表示を行う第四色サブ画素として、黄色サブ画素12Yeを備えている。
第四色光としては、赤色光を青色光方向に薄める色でなければ、特に限定されるものではない。
赤色サブ画素12Rが表示する赤色光の主波長をλ、青色サブ画素12Bが表示する青色光の主波長をλ、第四色サブ画素が表示する第四色光の主波長をλとすると、λ<λ<λの関係を満たすことが好ましい。
各色サブ画素の主波長は、図9に示す通りに、次のように決定される。
まず、色度座標上に白色点Wと蛍光体の画素から出射される色度点Cをプロットする。
この2点を結ぶ直線がスペクトル軌跡と交わる点(交点)をDとする。この交点Dの単色光刺激の波長を主波長とする。
また、赤色サブ画素12Rが表示する赤色光の主波長をλ、緑色サブ画素12Gが表示する緑色光の主波長をλ、第四色サブ画素が表示する第四色光の主波長をλとすると、λ<λ<λの関係を満たすことが好ましい。
さらに、緑色サブ画素12Gが表示する緑色光の主波長をλ、第四色サブ画素が表示する第四色光の主波長をλとすると、λ=λの関係を満たすことが好ましい。
すなわち、このような関係を満たす第四色光は、オレンジ~黄色~黄緑~緑の色の光であることが好ましい。
蛍光体基板90によれば、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔dが、その他の青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔d、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔d、黄色サブ画素12Yeと青色サブ画素12Bの間隔d、黄色サブ画素12Yeと緑色蛍光体層16の間隔dよりも大きいので、励起光源から発せられた、赤色サブ画素12Rに入射すべき励起光が、青色サブ画素12Bに入射することを防止できる。ひいては、赤色サブ画素12Rからの赤色発光に、青色サブ画素12Bからの青色発光が混ざって、赤色表示の色薄まりが生じるのを防止できる。したがって、赤色サブ画素12Rから発光する光量が少なくなることを防止でき、蛍光体基板90を用いた表示装置の発光効率が低下することを防止できる。
[表示装置]
図10は、表示装置の一実施形態を示す概略断面図である。
図10において、図1に示した蛍光体基板10と同一の構成要素には同一符号を付して、
その説明を省略する。
本実施形態に係る表示装置100は、蛍光体基板10と、蛍光体基板10の画素12に照射する励起光を射出する指向性の光源110と、蛍光体基板10に重ねて設けられ、画素12に入射する励起光の光量を調節する励起光量変調層120とから概略構成されている。
励起光量変調層120は、例えば、液晶素子から構成されており、一対の偏光板121,122と、一対の透明電極(図示略)と、一対の配向膜(図示略)と、基板(図示略)と、を備え、一対の配向膜の間に液晶層123が挟持された構造をなしている。
励起光量変調層120は、一対の電極を用いて液晶層に印加する電圧を画素毎に制御可能な構成とされ、光源110の全面から射出された光の透過率を画素毎に制御する。すなわち、励起光量変調層120は、光源110からの光を画素毎に選択的に透過させる光シャッターとしての機能を有するようになっている。また、励起光量変調層120と光源110とを両方共ON/OFFをコントロールすることもできる。
また、蛍光体基板10と励起光量変調層120は、封止基板131を介して積層されている。
また、偏光板121の液晶層123側の面121aには、遮光層(ブラックマトリクス)124が設けられている。遮光層124により、励起光量変調層120の画素開口部は、蛍光体基板10の画素開口部とおよそ中心位置が合うように形成されている。
光源110としては、公知の紫外LED、青色LED、紫外発光無機EL素子、青色発光無機EL素子、紫外発光有機EL素子、青色発光有機EL素子等が用いられるが、本実施形態はこれらの光源に限定されるものではなく、公知の材料、公知の製造方法で作製した光源を用いることができる。
ここで、紫外光としては、主発光ピークが360~410nmの発光が好ましく、青色光としては、主発光ピークが410~470nmの発光が好ましい。
以下、光源110として好適に利用可能な発光素子について説明する。
「有機EL素子」
図11は、光源110を構成する有機EL素子基板の一実施形態を示す概略断面図である。
有機EL素子基板140は、基板141と、基板141の一方の面141a上に設けられた有機EL素子142とから概略構成されている。
有機EL素子142は、基板141の一方の面141a上に順に設けられた、第一電極143と、有機EL層144と、第二電極145とから概略構成されている。すなわち、有機EL素子142は、基板141の一方の面141a上に、第一電極143および第二電極125からなる一対の電極と、これら一対の電極間に挟持された有機EL層144と、を備えている。
第一電極143および第二電極145は、有機EL素子142の陽極または陰極として対で機能する。
第一電極143と第二電極145との間の光学距離は、微小共振器構造(マイクロキャビティ構造)を構成するように調整されている。
有機EL層144は、第一電極143側から第二電極145側に向かって順に積層された、正孔注入層146、正孔輸送層147、有機発光層148、正孔防止層149、電子輸送層150および電子注入層151から構成されている。
正孔注入層146、正孔輸送層147、有機発光層148、正孔防止層149、電子輸送層150および電子注入層151は、それぞれ単層構造または多層構造のいずれであってもよい。また、正孔注入層146、正孔輸送層147、有機発光層148、正孔防止層149、電子輸送層150および電子注入層151は、それぞれ有機薄膜または無機薄膜のいずれであってもよい。
正孔注入層146は、第一電極143からの正孔の注入を効率よく行うものである。
正孔輸送層147は、有機発光層148への正孔の輸送を効率よく行うものである。電子輸送層150は、有機発光層148への電子の輸送を効率よく行うものである。
電子注入層151は、第二電極145からの電子の注入を効率よく行うものである。
正孔注入層146、正孔輸送層147、電子輸送層150および電子注入層151は、キャリア注入輸送層に該当する。
なお、有機EL素子142は上記の構成に限定されるものではなく、有機EL層144が、有機発光層の単層構造であっても、有機発光層とキャリア注入輸送層の多層構造であってもよい。有機EL素子142の構成としては、具体的には、下記のものが挙げられる。
(1)第一電極143と第二電極145の間に、有機発光層のみが設けられた構成
(2)第一電極143側から第二電極145側に向かって、正孔輸送層および有機発光層がこの順に積層された構成
(3)第一電極143側から第二電極145側に向かって、有機発光層および電子輸送層がこの順に積層された構成
(4)第一電極143側から第二電極145側に向かって、正孔輸送層、有機発光層および電子輸送層がこの順に積層された構成
(5)第一電極143側から第二電極145側に向かって、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層および電子輸送層がこの順に積層された構成
(6)第一電極143側から第二電極145側に向かって、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層および電子注入層がこの順に積層された構成
(7)第一電極143側から第二電極145側に向かって、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、正孔防止層および電子輸送層がこの順に積層された構成
(8)第一電極143側から第二電極145側に向かって、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、正孔防止層、電子輸送層および電子注入層がこの順に積層された構成
(9)第一電極143側から第二電極145側に向かって、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、電子輸送層および電子注入層がこの順に積層された構成
これら有機発光層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔防止層、電子防止層、電子輸送層および電子注入層の各層は、単層構造または多層構造のいずれであってもよい。また、有機発光層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔防止層、電子防止層、電子輸送層および電子注入層の各層は、それぞれ有機薄膜または無機薄膜のいずれであってもよい。
また、第一電極143の端面を覆うようにエッジカバー152が形成されている。すなわち、エッジカバー152は、第一電極143と第二電極145の間でリークを起こすことを防止するために、第一電極143と第二電極145の間において、基板141の一方の面141aに形成された第一電極143のエッジ部を覆うように設けられている。
以下、有機EL素子基板140を構成する各構成部材およびその形成方法について具体的に説明するが、本実施形態はこれら構成部材および形成方法に限定されるものではない。
基板141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、これらの基板上に酸化シリコン(SiO)、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、アルミニウム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が、本実施形態はこれらの基板に限定されるものではない。これらの基板の中でも、ストレスなく湾曲部、折り曲げ部を形成することが可能となることから、プラスチック基板または金属基板を用いることが好ましい。
さらに、プラスチック基板に無機材料をコーティングした基板、金属基板に無機絶縁材料をコーティングした基板が好ましい。このような無機材料をコーティングした基板を用いることにより、プラスチック基板を有機EL素子基板の基板として用いた場合に最大の問題となる水分の透過による有機ELの劣化(有機ELは、特に、少量の水分に対しても劣化が起こることが知られている。)を解消することが可能となる。また、金属基板を有機EL素子基板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よるリーク(ショート)(有機EL層の膜厚は、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。)を解消することが可能となる。
また、TFTを形成する場合には、基板141としては、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。また、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、金属基板上にTFTを従来の生産装置を用いて安価に形成することが可能となる。
また、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TF
Tを形成した後、プラスチック基板にガラス基板上のTFTを転写することにより、プラスチック基板上にTFTを転写形成することができる。
さらに、有機EL層144からの発光を基板141とは反対側から取り出す場合には、基板としての制約はないが、有機EL層144からの発光を基板141側から取り出す場合には、有機EL層144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。
基板141に形成されるTFTは、有機EL素子142を形成する前に、予め基板141の一方の面141aに形成され、画素スイッチング用素子および有機EL素子駆動用素子として機能する。
本実施形態におけるTFTとしては、公知のTFTが挙げられる。また、TFTの代わりに、金属-絶縁体-金属(MIM)ダイオードを用いることもできる。
アクティブ駆動型有機EL表示装置、有機EL表示装置に用いることが可能な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。
TFTを構成する活性層の材料としては、例えば、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。また、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、コプレーナ型等が挙げられる。
TFTを構成する活性層の形成方法としては、(1)プラズマ誘起化学気相成長(PECVD)法により成膜したアモルファスシリコンに不純物をイオンドーピングする方法、(2)シラン(SiH)ガスを用いた減圧化学気相成長(LPCVD)法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法、(3)Siガスを用いたLPCVD法またはSiHガスを用いたPECVD法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピングを行う方法(低温プロセス)、(4)LPCVD法またはPECVD法によりポリシリコン層を形成し、1000℃以上で熱酸化することによりゲート絶縁膜を形成し、その上に、nポリシリコンのゲート電極を形成し、その後、イオンドーピングを行う方法(高温プロセス)、(5)有機半導体材料をインクジェット法等により形成する方法、(6)有機半導体材料の単結晶膜を得る方法等が挙げられる。
本実施形態におけるTFTを構成するゲート絶縁膜は、公知の材料を用いて形成することができる。ゲート絶縁膜としては、例えば、PECVD法、LPCVD法等により形成されたSiOまたはポリシリコン膜を熱酸化して得られるSiO等からなる絶縁膜が挙げられる。
また、本実施形態におけるTFTの信号電極線、走査電極線、共通電極線、第一駆動電極および第二駆動電極は、公知の材料を用いて形成することができる。これら信号電極線、走査電極線、共通電極線、第一駆動電極および第二駆動電極の材料としては、例えば、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)等が挙げられる。有機EL素子基板120のTFTは、上記のような構成とすることができるが、本実施形態は、これらの材料、構造および形成方法に限定されるものではない。
アクティブ駆動型有機EL表示装置、有機EL表示装置に用いることが可能な層間絶縁膜は、公知の材料を用いて形成することができる。層間絶縁膜の材料としては、例えば、酸化シリコン(SiO)、窒化シリコン(SiNまたはSi)、酸化タンタル(TaOまたはTa)等の無機材料、または、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等が挙げられる。
また、層間絶縁膜の形成方法としては、化学気相成長(CVD)法、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法等のウエットプロセスが挙げられる。また、必要に応じて、フォトリソグラフィー法等により、層間絶縁膜をパターニングすることもできる。
有機EL素子142からの発光を基板141とは反対側(第二電極145側)から取り出す場合には、外光が基板141の一方の面141aに形成されたTFTに入射して、TFTの特性に変化が生じることを防ぐ目的で、遮光性を兼ね備えた遮光性絶縁膜を形成することが好ましい。また、上記の層間絶縁膜と遮光性絶縁膜を組み合わせて用いることもできる。遮光性絶縁膜の材料としては、例えば、フタロシアニン、キナクロドン等の顔料または染料をポリイミド等の高分子樹脂に分散したもの、カラーレジスト、ブラックマトリクス材料、NiZnFe等の無機絶縁材料等が挙げられるが、本実施形態はこれらの材料および形成方法に限定されるものではない。
アクティブ駆動型有機EL表示装置において、基板141の一方の面141aにTFT等を形成した場合には、その表面に凸凹が形成され、この凸凹によって有機EL素子82の欠陥(例えば、画素電極の欠損、有機EL層の欠損、第二電極の断線、第一電極と第二電極の短絡、耐圧の低下等)等が発生するおそれがある。これらの欠陥を防止するために、層間絶縁膜上に平坦化膜を設けてもよい。
このような平坦化膜は、公知の材料を用いて形成することができる。平坦化膜の材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタル等の無機材料、ポリイミド、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等が挙げられる。平坦化膜の形成方法としては、例えば、CVD法、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法等のウエットプロセス等が挙げられるが、本実施形態はこれらの材料および形成方法に限定されるものではない。また、平坦化膜は、単層構造または多層構造のいずれであってもよい。
第一電極143および第二電極145は、有機EL素子142の陽極または陰極として対で機能する。つまり、第一電極143を陽極とした場合、第二電極145は陰極となり、第一電極143を陰極とした場合、第二電極125は陽極となる。
第一電極143および第二電極145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。陽極を形成する電極材料としては、有機EL層144への正孔の注入をより効率よく行う観点から、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(SnO)、インジウム(In)と亜鉛(Zn)からなる酸化物(IZO)等の透明電極材料等が挙げられる。
また、陰極を形成する電極材料としては、有機EL層144への電子の注入をより効率よく行う観点から、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。
第一電極143および第二電極145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が、本実施形態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、シャドーマスクと組み合わせることで直接パターニングした電極を形成することもできる。
第一電極143および第二電極145の膜厚は、50nm以上であることが好ましい。
膜厚が50nm未満の場合には、配線抵抗が高くなり、駆動電圧が上昇するおそれがある。
表示装置の色純度の向上、発光効率の向上、正面輝度の向上等の目的でマイクロキャビティ効果を用いる場合、有機EL層144からの発光を第一電極143または第二電極145側から取り出す場合には、第一電極143または第二電極145として半透明電極を用いることが好ましい。
半透明電極の材料としては、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を組み合わせたものを用いることができる。特に、半透明電極の材料としては、反射率と透過率の観点から、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、光の反射が十分に行えず、干渉の効果を十分に得るとこができない。また、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、表示装置の輝度および発光効率が低下するおそれがある。
また、第一電極143または第二電極145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。反射率の高い電極としては、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-シリコン合金等からなる反射性金属電極(反射電極)、この反射性金属電極と透明電極を組み合わせた電極等が挙げられる。
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(注入)をより効率よく行う目的で、電荷注入層(正孔注入層146、電子注入層151)と電荷輸送層(正孔輸送層147、電子輸送層150)に分類され、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)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。
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注入輸送材
料を用いることができる。このような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、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
正孔注入層146および正孔輸送層147の材料としては、公知のものが用いられ、例えば、酸化バナジウム(V)、酸化モリブデン(MoO)等の酸化物や無機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(α-NPD)、4,4’,4”-トリス(カルバゾール-9-イル)トリフェニルアミン(TCTA)、N,N-ジカルバゾリル-3,5-ベンゼン(m-CP)、4,4’-(シクロヘキサン-1,1-ジイル)ビス(N,N-ジ-p-トリルアニリン)(TAPC)、2,2’-ビス(N,N-ジフェニルアミン)-9,9’-スピロビフルオレン(DPAS)、N1,N1’-(ビフェニル-4,4’-ジイル)ビス(N1-フェニル-N4,N4-ジ-m-トリルベンゼン-1,4-ジアミン)(DNTPD)、N3,N3,N3”’, N3”’-テトラ-p-トリル-[1,1’:2’,1”:2”,1”’-クォーターフェニル]-3,3”’-ジアミン(BTPD)、4,4’-(ジフェニルシランジイル)ビス(N,N-ジ-p-トリルアニリン)(DTASi)、2,2-ビス(4-カルバゾール-9-イルフェニル)アダマンティン(Ad-Cz)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含窒素化合物;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)等の高分子化合物;2-メチル-9,10-ビス(ナフタレン-2-イル)アントラセン(MADN)等の芳香族炭化水素化合物等が挙げられる。
正孔注入層146の材料としては、陽極からの正孔の注入および輸送をより効率よく行う観点から、正孔輸送層147の材料よりも、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。また、正孔輸送層147の材料としては、正孔注入層146の材料よりも、正孔の移動度が高い材料を用いることが好ましい。
正孔注入層146および正孔輸送層147は、任意に添加剤(ドナー、アクセプター等)を含んでいてもよい。
そして、正孔の注入性および輸送性をより向上させるためには、正孔注入層146および正孔輸送層147は、アクセプターを含むことが好ましい。アクセプターとしては、有機EL素子向け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、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
アクセプターは、無機材料または有機材料のいずれであってもよい。
無機材料としては、金(Au)、白金(Pt)、タングステン(W)、イリジウム(Ir)、オキシ塩化リン(POCl)、六フッ化ヒ酸イオン(AsF )、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、酸化バナジウム(V)、酸化モリブデン(MoO)等が挙げられる。
有機材料としては、7,7,8,8,-テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン(TCNQF)、テトラシアノエチレン(TCNE)、ヘキサシアノブタジエン(HCNB)、ジシクロジシアノベンゾキノン(DDQ)等のシアノ基を有する化合物;トリニトロフルオレノン(TNF)、ジニトロフルオレノン(DNF)等のニトロ基を有する化合物;フルオラニル;クロラニル;ブロマニル等が挙げられる。
これらの中でも、正孔濃度を増加させる効果がより高いことから、TCNQ、TCNQF、TCNE、HCNB、DDQ等のシアノ基を有する化合物が好ましい。
正孔防止層149、電子輸送層150および電子注入層151の材料としては、公知のものが用いられ、低分子材料であれば、n型半導体である無機材料;1,3-ビス[2-(2,2’-ビピリジン-6-イル)-1,3,4-オキサジアゾ-5-イル]ベンゼン(Bpy-OXD)、1,3-ビス(5-(4-(tert-ブチル)フェニル)-1,3,4-オキサジアゾールー2-イル)ベンゼン(OXD7)等のオキサジアゾール誘導体;3-(4-ビフェニル)-4-フェニル-5-tert-ブチルフェニル-1,2,4-トリアゾール(TAZ)等の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;8-ヒドロキシキノリノラート-リチウム(Liq)等のキノリン誘導体;2,7-ビス[2-(2,2’-ビピリジン-6-イル)-1,3,4-オキサジアゾ-5-イル]-9,9-ジメチルフルオレン(Bpy-FOXD)等のフルオレン誘導体;1,3,5-トリ[(3-ピリジル)-フェン-3-イル]ベンゼン(TmPyPB)、1,3,5-トリ[(3-ピリジル)-フェン-3-イル]ベンゼン(TpPyPB)等のベンゼン誘導体;2,2’,2”-(1,3,5-ベンジントリイル)-トリス(1-フェニル-1-H-ベンゾイミダゾール)(TPBI)等のベンゾイミダゾール誘導体;3,5-ジ(ピレン-1-イル)ピリジン(PY1)等のピリジン誘導体;3,3’,5,5’-テトラ[(m-ピリジル)-フェン-3-イル]ビフェニル(BP4mPy)等のビフェニル誘導体;4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン(BPhen)、2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン(BCP)等のフェナントロリン誘導体;トリス(2,4,6-トリメチル-3-(ピリジン-3-イル)フェニル)ボラン(3TPYMB)等のトリフェニルボラン誘導体;ジフェニルビス(4-(ピリジン-3-イル)フェニル)シラン(DPPS)等のテトラフェニルシラン誘導体;ポリ(オキサジアゾール)(Poly-OXZ)、ポリスチレン誘導体(PSS)等が挙げられる。特に、電子注入層91の材料としては、フッ化リチウム(LiF)、フッ化バリウム(BaF)等のフッ化物;酸化リチウム(LiO)等の酸化物等が挙げられる。
電子注入層151の材料としては、陰極からの電子の注入および輸送をより効率よく行う観点から、電子輸送層150の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。また、電子輸送層150の材料としては、電子注入層151の材料よりも、電子の移動度が高い材料を用いることが好ましい。
電子輸送層150および電子注入層151は、任意に添加剤(ドナー、アクセプター等)を含んでいてもよい。
そして、電子の輸送性および注入性をより向上させるためには、電子輸送層150および電子注入層151は、ドナーを含むことが好ましい。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、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
ドナーは、無機材料または有機材料のいずれであってもよい。
無機材料としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属;希土類元素;アルミニウム(Al);銀(Ag);銅(Cu);インジウム(In)等が挙げられる。
有機材料としては、芳香族3級アミン骨格を有する化合物、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、ペンタセン等の置換基を有していてもよい縮合多環化合物、テトラチアフルバレン(TTF)類、ジベンゾフラン、フェノチアジン、カルバゾール等が挙げられる。
芳香族3級アミン骨格を有する化合物としては、アニリン類;フェニレンジアミン類;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-ベンジジン等のベンジジン類;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のトリフェニルアミン類;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トリフェニルジアミン類等が挙げられる。
上記の縮合多環化合物が「置換基を有する」とは、縮合多環化合物中の1つ以上の水素原子が、水素原子以外の基(置換基)で置換されていることを指し、置換基の数は特に限定されず、全ての水素原子が置換基で置換されていてもよい。そして、置換基の位置も特に限定されない。
置換基としては、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数2~10のアルケニル基、炭素数2~10のアルケニルオキシ基、炭素数6~15のアリール基、炭素数6~15のアリールオキシ基、水酸基、ハロゲン原子等が挙げられる。
アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよい。
直鎖状または分枝鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、1-メチルブチル基、n-ヘキシル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、n-ヘプチル基、2-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、2,2-ジメチルペンチル基、2,3-ジメチルペンチル基、2,4-ジメチルペンチル基、3,3-ジメチルペンチル基、3-エチルペンチル基、2,2,3-トリメチルブチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
環状のアルキル基は、単環状または多環状のいずれであってもよく、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、トリシクロデシル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、アルキル基が酸素原子に結合した一価の基が挙げられる。
アルケニル基としては、炭素数が2~10のアルキル基において、炭素原子間の1つの単結合(C-C)が二重結合(C=C)に置換されたものが挙げられる。
アルケニルオキシ基としては、アルケニル基が酸素原子に結合した一価の基が挙げられる。
アリール基は、単環状または多環状のいずれであってもよく、環員数は特に限定されず、好ましいものとしては、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等が挙げられる。
アリールオキシ基としては、アリール基が酸素原子に結合した一価の基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
これらの中でも、ドナーとしては、電子濃度を増加させる効果がより高いことから、芳香族3級アミン骨格を有する化合物、置換基を有していてもよい縮合多環化合物、アルカリ金属が好ましい。
有機発光層148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い。また、これらの各材料が高分子材料(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。発光効率および耐久性の観点からは、有機発光層148の材質は、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。
有機発光材料としては、有機EL素子向けの公知の発光材料を用いることができる。
このような発光材料は、低分子発光材料、高分子発光材料等に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
有機発光層148に用いられる低分子発光材料(ホスト材料を含む)としては、4,4’-ビス(2,2’-ジフェニルビニル)-ビフェニル(DPVBi)等の芳香族ジメチリデン化合物;5-メチル-2-[2-[4-(5-メチル-2-ベンゾオキサゾリル)フェニル]ビニル]ベンゾオキサゾール等のオキサジアゾール化合物;3-(4-ビフェニル)-4-フェニル-5-t-ブチルフェニル-1,2,4-トリアゾール(TAZ)等のトリアゾール誘導体;1,4-ビス(2-メチルスチリル)ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物;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等の蛍光性有機材料;アゾメチン亜鉛錯体、(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム錯体(Alq)等の蛍光発光有機金属錯体;BeBq(ビス(ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体);4,4’-ビス-(2,2-ジ-p-トリル-ビニル)-ビフェニル(DTVBi);トリス(1,3-ジフェニル-1,3-プロパンジオノ)(モノフェナントロリン)Eu(III)(Eu(DBM)(Phen));ジフェニルエチレン誘導体;トリス[4-(9-フェニルフルオレン-9-イル)フェニル]アミン(TFTPA)等のトリフェニルアミン誘導体;ジアミノカルバゾール誘導体;ビススチリル誘導体;芳香族ジアミン誘導体;キナクリドン系化合物;ペリレン系化合物;クマリン系化合物;ジスチリルアリーレン誘導体(DPVBi);オリゴチオフェン誘導体(BMA-3T);4,4’-ジ(トリフェニルシリル)-ビフェニル(BSB)、ジフェニル-ジ(o-トリル)シラン(UGH1)、1,4-ビストリフェニルシリルベンゼン(UGH2)、1,3-ビス(トリフェニルシリル)ベンゼン(UGH3)、トリフェニル-(4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル)シラン(TPSi-F)等のシラン誘導体;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)、4,4’-ビス(カルバゾール-9-イル)ビフェニル(CBP)、4,4’-ビス(カルバゾール-9-イル)-2,2’-ジメチルビフェニル(CDBP)、N,N-ジカルバゾリル-3,5-ベンゼン(m-CP)、3-(ジフェニルホスホリル)-9-フェニル-9H-カルバゾール(PPO1)、3,6-ジ(9-カルバゾリル)-9-(2-エチルヘキシル)カルバゾール(TCz1)、9,9’-(5-(トリフェニルシリル)-1,3-フェニレン)ビス(9H-カルバゾール)(SimCP)、ビス(3,5-ジ(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル)ジフェニルシラン(SimCP2)、3-(ジフェニルホスホリル)-9-(4-ジフェニルホスホリル)フェニル)-9H-カルバゾール(PPO21)、2,2-ビス(4-カルバゾリルフェニル)-1,1-ビフェニル(4CzPBP)、3,6-ビス(ジフェニルホスホリル)-9-フェニル-9H-カルバゾール(PPO2)、9-(4-tert-ブチルフェニル)-3,6-ビス(トリフェニルシリル)-9H-カルバゾール(CzSi)、3,6-ビス[(3,5-ジフェニル)フェニル]-9-フェニル-カルバゾール(CzTP)、9-(4-tert-ブチルフェニル)-3,6-ジトリチル-9H-カルバゾール(CzC)、9-(4-tert-ブチルフェニル)-3,6-ビス(9-(4-メトキシフェニル)-9H-フルオレン-9-イル)-9H-カルバゾール(DFC)、2,2’-ビス(4-カルバゾール-9-イル)フェニル)-ビフェニル(BCBP)、9,9’-((2,6-ジフェニルベンゾ[1,2-b:4,5-b’]ジフラン-3,7-ジイル)ビス(4,1-フェニレン))ビス(9H-カルバゾール)(CZBDF)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)、2,7-ビス(カルバゾール-9-イル)-9,9-ジメチルフルオレン(DMFL-CBP)、2-[9,9-ジ(4-メチルフェニル)-フルオレン-2-イル]-9,9-ジ(4-メチルフェニル)フルオレン(BDAF)、2-(9,9-スピロビフルオレン-2-イル)-9,9-スピロビフルオレン(BSBF)、9,9-ビス[4-(ピレニル)フェニル]-9H-フルオレン(BPPF)、2,2’-ジピレニル-9,9-スピロビフルオレン(Spiro-Pye)、2,7-ジピレニル-9,9-スピロビフルオレン(2,2’-Spiro-Pye)、2,7-ビス[9,9-ジ(4-メチルフェニル)-フルオレン-2-イル]-9,9-ジ(4-メチルフェニル)フルオレン(TDAF)、2,7-ビス(9,9-スピロビフルオレン-2-イル)-9,9-スピロビフルオレン(TSBF)、9,9-スピロビフルオレン-2-イル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド(SPPO1)等のフルオレン誘導体;1,3-ジ(ピレン-1-イル)ベンゼン(m-Bpye)等のピレン誘導体;プロパン-2,2’-ジイルビス(4,1-フェニレン)ジベンゾエート(MMA1)等のベンゾエート誘導体;4,4’-ビス(ジフェニルフォスフィンオキサイド)ビフェニル(PO1)、2,8-ビス(ジフェニルフォスフォリル)ジベンゾ[b,d]チオフェン(PPT)等のフォスフィンオキサイド誘導体;4,4”-ジ(トリフェニルシリル)-p-ターフェニル(BST)等のターフェニル誘導体;2,4-ビス(フェノキシ)-6-(3-メチルジフェニルアミノ)-1,3,5-トリアジン(BPMT)等トリアジン誘導体等が挙げられる。
有機発光層148に用いられる高分子発光材料としては、ポリ(2-デシルオキシ-1,4-フェニレン)(DO-PPP)、ポリ[2,5-ビス-[2-(N,N,N-トリエチルアンモニウム)エトキシ]-1,4-フェニル-アルト-1,4-フェニルレン]ジブロマイド(PPP-NEt3+)、ポリ[2-(2’-エチルヘキシルオキシ)-5-メトキシ-1,4-フェニレンビニレン](MEH-PPV)、ポリ[5-メトキシ-(2-プロパノキシサルフォニド)-1,4-フェニレンビニレン](MPS-PPV)、ポリ[2,5-ビス-(ヘキシルオキシ)-1,4-フェニレン-(1-シアノビニレン)](CN-PPV)等のポリフェニレンビニレン誘導体;ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン)(PDAF)等のポリスピロ誘導体;ポリ(N-ビニルカルバゾール)(PVK)等のカルバゾール誘導体等が挙げられる。
有機発光材料は、低分子発光材料が好ましく、低消費電力化の観点から、発光効率の高い燐光材料を用いることが好ましい。
有機発光層148に用いら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を用いることができる。このようドーパントとしては、紫外発光材料であれば、p-クォーターフェニル、3,5,3,5-テトラ-tert-ブチルセクシフェニル、3,5,3,5-テトラ-tert-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。また、青色発光材料であれば、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。また、緑色発光材料であれば、トリス(2-フェニルピリジナート)イリジウム(Ir(ppy))等の燐光発光有機金属錯体等が挙げられる。
なお、有機EL層144を構成する各層の材料について説明したが、例えば、ホスト材料は正孔輸送材料または電子輸送材料としても使用でき、正孔輸送材料および電子輸送材料もホスト材料として使用できる。
正孔注入層146、正孔輸送層147、有機発光層148、正孔防止層149、電子輸送層150および電子注入層151各層の形成方法としては、公知のウエットプロセス、ドライプロセス、レーザー転写法等が用いられる。
ウエットプロセスとしては、上記の各層を構成する材料を溶媒に溶解または分散させた液体を用いる、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が挙げられる。
上記の塗布法や印刷法に用いられる液体は、レベリング剤、粘度調整剤等、液体の物性を調整するための添加剤を含んでいてもよい。
ドライプロセスとしては、上記の各層を構成する材料を用いる、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)法等が用いられる。
正孔注入層146、正孔輸送層147、有機発光層148、正孔防止層149、電子輸送層150および電子注入層151の各層の膜厚は、通常1~1000nm程度であるが、10~200nm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)が得なれない。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。一方、膜厚が200nmを超えると、有機EL層144の抵抗成分によって駆動電圧が上昇し、結果として、消費電力が上昇する。
エッジカバー152は、絶縁材料を用いて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、公知のドライ法またはウエット法の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が、本実施形態はこれらの形成方法に限定されるものではない。
また、エッジカバー152を構成する絶縁材料としては、公知の材料が用いられるが、本実施形態では、絶縁材料が特に限定されるものではない。
エッジカバー152は光を透過する必要があるので、エッジカバー152を構成する絶縁材料としては、例えば、SiO、SiON、SiN、SiOC、SiC、HfSiON、ZrO、HfO、LaO等が挙げられる。
エッジカバー152の膜厚は、100~2000nmが好ましい。膜厚が100nm未満であると、絶縁性が十分ではなく、第一電極143と第二電極145の間でリークが起こり、消費電力の上昇、非発光の原因となる。一方、膜厚が2000nmを超えると、成膜プロセスに時間が掛り、生産効率の低下、エッジカバー152による第二電極145の断線の原因となる。
ここで、有機EL素子142は、第一電極143と第二電極145との干渉効果によるマイクロキャビティ構造(光微小共振器構造)、または、誘電体多層膜によるマイクロキャビティ構造(光微小共振器構造)を有することが好ましい。第一電極143と第二電極145により微小共振器構造が構成されると、第一電極143と第二電極145との干渉効果により、有機EL層144の発光を正面方向(光取り出し方向)に集光することができる。その際、有機EL層144の発光に指向性を持たせることができるため、周囲に逃げる発光損失を低減することができ、その発光効率を高めることができる。これにより、有機EL層144で生じる発光エネルギーをより効率よく、蛍光体層へ伝搬することが可能となり、表示装置の正面輝度を高めることができる。
また、第一電極143と第二電極145との干渉効果により、有機EL層144の発光スペクトルを調整することも可能となり、所望の発光ピーク波長および半値幅に調整することができる。これにより、赤色蛍光体および緑色蛍光体をより効果的に励起することが可能なスペクトルに制御することが可能となり、青色画素の色純度を向上させることができる。
また、本実施形態の表示装置は、外部駆動回路(走査線電極回路、データ信号電極回路、電源回路)に電気的に接続される。
ここで、有機EL素子基板140を構成する基板141としては、ガラス基板上に絶縁材料をコートした基板、より好ましくは金属基板上またはプラスチック基板上に絶縁材料をコートした基板、さらに好ましくは金属基板上またはプラスチック基板上に絶縁材料をコートした基板が用いられる。
「LED」
図12は、光源110を構成するLED基板の一実施形態を示す概略断面図である。
LED基板160は、基板161と、基板161の一方の面161a上に順に積層された第一のバッファ層162、n型コンタクト層163、第二のn型クラッド層164、第一のn型クラッド層165、活性層166、第一のp型クラッド層167、第二のp型クラッド層168および第二のバッファ層169と、n型コンタクト層163上に形成された陰極170と、第二のバッファ層169上に形成された陽極171とから概略構成されている。
なお、LEDとしては、他の公知のLED、例えば、紫外発光無機LED、青色発光無機LED等を用いることができるが、具体的な構成は上記のものに限定されるものではない。
以下、LED基板160の各構成要素について詳細に説明する。
活性層166は、電子と正孔の再結合により発光を行う層であり、活性層材料としては、LED用の公知の活性層材料を用いることができる。このような活性層材料としては、例えば、紫外活性層材料として、AlGaN、InAlN、InAlGa1-a-bN(0≦a、0≦b、a+b≦1)、青色活性層材料としては、InGa1-zN(0<z<1)等が挙げられるが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
また、活性層166としては、単一量子井戸構造または多重量子井戸構造のものが用いられる。量子井戸構造の活性層はn型、p型のいずれでもよいが、特にノンドープ(不純物無添加)の活性層とすると、バンド間発光により発光波長の半値幅が狭くなり、色純度のよい発光が得られるため好ましい。
また、活性層166にドナー不純物またはアクセプター不純物の少なくとも一方をドープしてもよい。不純物をドープした活性層の結晶性がノンドープのものと同じであれば、ドナー不純物をドープすることにより、ノンドープのものに比べてバンド間発光強度をさらに強くすることができる。アクセプター不純物をドープすると、バンド間発光のピーク波長よりも約0.5eVだけ低エネルギー側にピーク波長をシフトさせることができるが、半値幅は広くなる。アクセプター不純物とドナー不純物との両者をドープすると、アクセプター不純物のみをドープした活性層の発光強度に比べて、その発光強度をさらに大きくすることができる。特に、アクセプター不純物をドープした活性層を形成する場合、活性層の導電型はSi等のドナー不純物をもドープしてn型とすることが好ましい。
第二のn型クラッド層164および第一のn型クラッド層165としては、LED用の公知のn型クラッド層材料を用いることができ、単層でも多層構成でもよい。活性層166よりもバンドギャップエネルギーが大きいn型半導体で、第二のn型クラッド層164および第一のn型クラッド層165を構成した場合、第二のn型クラッド層164および第一のn型クラッド層165と、活性層166との間には、正孔に対する電位障壁ができ、正孔を活性層166に閉じ込めることが可能となる。例えば、n型InGa1-xN(0≦x<1)により、第二のn型クラッド層164および第一のn型クラッド層165を形成することが可能であるが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
第一のp型クラッド層167および第二のp型クラッド層168としては、LED用の
公知のp型クラッド層材料を用いることができ、単層でも多層構成でもよい。活性層166よりもバンドギャップエネルギーが大きいp型半導体で、第一のp型クラッド層167および第二のp型クラッド層168を構成した場合、第一のp型クラッド層167および第二のp型クラッド層168と、活性層166との間には、電子に対する電位障壁ができ、電子を活性層166に閉じ込めることが可能となる。例えば、AlGa1-yN(0≦y≦1)により、第一のp型クラッド層167および第二のp型クラッド層168を形成することが可能であるが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
n型コンタクト層163としては、LED用の公知のコンタクト層材料を用いることができ、例えば、第二のn型クラッド層164および第一のn型クラッド層165に接して電極を形成する層としてn型GaNからなるn型コンタクト層163を形成することが可能である。また、第一のp型クラッド層167および第二のp型クラッド層168に接して電極を形成する層として、p型GaNからなるp型コンタクト層を形成することも可能である。ただし、このp型コンタクト層は、第二のn型クラッド層164、第二のp型クラッド層168がGaNで形成されていれば、特に形成する必要はなく、第二のクラッド層(第二のn型クラッド層164、第二のp型クラッド層168)をコンタクト層とすることも可能である。
本実施形態で用いられる上記の各層の形成方法としては、LED用の公知の成膜プロセスを用いることが可能であるが、本実施形態は特にこれらに限定されるものではない。例えば、MOVPE(有機金属気相成長法)、MBE(分子線気相成長法)、HDVPE(ハイドライド気相成長法)等の気相成長法を用いて、例えば、サファイア(C面、A面、R面を含む)、SiC(6H-SiC、4H-SiCも含む)、スピネル(MgAl、特にその(111)面)、ZnO、Si、GaAs、あるいは、他の酸化物単結晶基板(NGO等)等の基板上に形成することが可能である。
「無機EL素子」
図13は、表示装置を構成する無機EL素子基板(光源)の一実施形態を示す概略断面図である。
無機EL素子基板180は、基板181と、基板181の一方の面181a上に設けられた無機EL素子182とから概略構成されている。
無機EL素子182は、基板181の一方の面181aに順に積層された、第一電極183、第一誘電体層184、発光層185、第二誘電体層186および第二電極187から構成されている。
第一電極183および第二電極187は、無機EL素子182の陽極または陰極として対で機能する。
なお、無機EL素子182としては、公知の無機EL素子、例えば、紫外発光無機EL素子、青色発光無機EL素子等を用いることができるが、具体的な構成は前記のものに限定されるものではない。
以下、無機EL素子基板180を構成する各構成部材およびその形成方法について具体的に説明するが、本実施形態はこれら構成部材および形成方法に限定されるものではない。
基板181としては、上記の有機EL素子基板160を構成する基板161と同様のものが用いられる。
第一電極183および第二電極187は、無機EL素子182の陽極または陰極として対で機能する。つまり、第一電極183を陽極とした場合、第二電極187は陰極となり、第一電極183を陰極とした場合、第二電極187は陽極となる。
第一電極183および第二電極187としては、アルミニウム(Al)、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(SnO)、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が、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。光を取り出す側の電極には、ITO等の透明電極がよく、光を取り出す方向と反対側の電極には、アルミニウム等からなる反射電極を用いることが好ましい。
第一電極183および第二電極187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が、本実施形態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、シャドーマスクと組み合わせることでパターニングした電極を形成することもできる。
第一電極183および第二電極187の膜厚は、50nm以上であることが好ましい。
膜厚が50nm未満の場合には、配線抵抗が高くなり、駆動電圧が上昇するおそれがある。
第一誘電体層184および第二誘電体層186としては、無機EL素子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(Ta)、酸化珪素(SiO)、窒化珪素(Si)、酸化アルミニウム(Al)、チタン酸アルミニウム(AlTiO)、チタン酸バリウム(BaTiO)およびチタン酸ストロンチウム(SrTiO)等が挙げられるが、本実施形態はこれらの誘電体材料に限定されるものではない。
また、第一誘電体層184および第二誘電体層186は、上記の誘電体材料から選択された1種類からなる単層構造であってもよく、2種類以上を積層した多層構造であってもよい。
また、第一誘電体層184および第二誘電体層186の膜厚は、200~500nm程度が好ましい。
発光層185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。このような発光材料としては、例えば、紫外発光材料として、ZnF:Gd、青色発光材料として、BaAl:Eu、CaAl:Eu、ZnAl:Eu、BaSiS:Ce、ZnS:Tm、SrS:Ce、SrS:Cu、CaS:Pb、(Ba,Mg)Al:Eu等が挙げられるが、本実施形態はこれらの発光材料に限定されるものではない。
また、発光層185の膜厚は、300~1000nm程度が好ましい。
なお、光源110として、有機EL素子基板、LED基板、無機EL素子基板等を用いた場合、有機EL素子、LED、無機EL素子等の発光素子を封止する封止膜または封止基板を設けることが好ましい。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、光源を構成する基板と反対側の表面上にスピンコート法、ODF、ラミレート法等を用いて樹脂を塗布することによって封止膜を形成することもできる。あるいは、プラズマCVD法、イオンプレーティング法、イオンビーム法、スパッタリング法等により、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、ラミレート法等を用いて樹脂を塗布することによって封止膜を形成するか、または、封止基板を貼り合わせることもできる。
このような封止膜や封止基板により、外部からの発光素子内への酸素や水分の混入を防止することができ、光源の寿命が向上する。
本実施形態の表示装置によれば、蛍光体基板の開口率を広くしたまま、色薄まりの影響を小さく抑えられるので、色再現範囲が広く、かつ光の取り出し効率の高い表示装置を実現できる。また、マイクロレンズを用いていないので、表示装置を構成するための部材が少ないまま、高効率、高色再現性の表示装置を実現することができる。
[電子機器]
上記の表示装置は、各種電子機器に適用することができる。
以下、上記の表示装置を備えた電子機器について、図14~18を用いて説明する。
上記の表示装置は、例えば、図14に示す携帯電話に適用できる。
図14に示す携帯電話190は、音声入力部191、音声出力部192、アンテナ193、操作スイッチ194、表示部195および筐体196等を備えている。
そして、表示部195として上記の表示装置を好適に適用できる。上記の表示装置を携帯電話190の表示部195に適用することによって、良好な発光効率で映像を表示することができる。
また、上記の表示装置は、例えば、図15に示す薄型テレビに適用できる。
図15に示す薄型テレビ200は、表示部201、スピーカ202、キャビネット203およびスタンド204等を備えている。
そして、表示部201として上記の表示装置を好適に適用できる。上記の表示装置を薄型テレビ200の表示部201に適用することによって、良好な発光効率で映像を表示することができる。
また、上記の表示装置は、例えば、図16に示す携帯型ゲーム機に適用できる。
図16に示す携帯型ゲーム機210は、操作ボタン211、212、外部接続端子213、表示部214および筐体215等を備えている。
そして、表示部214として上記の表示装置を好適に適用できる。上記の表示装置を携帯型ゲーム機210の表示部214に適用することによって、良好な発光効率で映像を表示することができる。
また、上記の表示装置は、例えば、図17に示すノートパソコンに適用できる。
図17に示すノートパソコン220は、表示部221、キーボード222、タッチパッド223、メインスイッチ224、カメラ225、記録媒体スロット226および筐体227等を備えている。
そして、表示部221として上記の表示装置を好適に適用できる。上記の表示装置をノートパソコン220の表示部221に適用することによって、良好な発光効率で映像を表示することができる。
さらに、上記の表示装置は、例えば、図18に示すタブレット端末に適用できる。
図18に示すタブレット端末230は、表示部(タッチパネル)231、カメラ232および筐体233等を備えている。
そして、表示部231として上記の表示装置を好適に適用できる。上記の表示装置をタブレット端末230の表示部231に適用することによって、良好な発光効率で映像を表示することができる。
以上、図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されないことは言うまでもない。上記の実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
その他、表示装置の各構成要素の形状、数、配置、材料、形成方法等に関する具体的な記載は、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
「実施例1」
図1に示す蛍光体基板の効果を検証した。
検証にあたって、図1に示すように、1つの画素12において、赤色サブ画素12Rと、青色サブ画素12Bと、緑色サブ画素12Gとを並列に設け、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔dと、青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔dと、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔dとが、d>d>dの関係を満たすようにした。
また、各色サブ画素を100μm×300μmの大きさに形成した。また、青色サブ画素12Bの中心が、緑色サブ画素12G(赤色サブ画素12Rではないもう一方の画素)寄りに形成されているとともに、赤色サブ画素12Rの中心も緑色サブ画素12G(青色サブ画素12Bではないもう一方の画素)寄りに形成されている。
なお、赤色サブ画素12Rを構成する赤色蛍光体層14の材料としては、最大吸収波長Rλmaxが625nmの赤色蛍光体を用いた。
実施例1の蛍光体基板10と、蛍光体基板10の画素12に照射する励起光を射出する指向性の光源とを、液晶素子を含む励起光量変調層を介して積層し、実施例1の表示装置を作製した。
この表示装置について、赤色サブ画素12R、青色サブ画素12Bおよび緑色サブ画素12Gの発光スペクトルを測定した。結果を図19に示す。
図19において、赤色光のスペクトルおよび緑色光のスペクトルは、各サブ画素の発光スペクトルがカラーフィルターを通過した後のスペクトルである。また、青色光のスペクトルは、光源からの励起光がカラーフィルター通過した後のスペクトルである。各サブ画素からの発光強度は、各サブ画素の開口率でそれぞれを足した時に、12000Kの白色を表示するように調整されている。以下、この各色のスペクトル強度を100として、色薄まりを試算した。
また、図19に示したような3原色スペクトルを有する表示装置の色再現範囲を表す色度座標図を一部拡大したものを図20に示す。
図20の右上の座標を示す「○」は、実施例1の表示装置の赤色光のスペクトルの色度座標であって、本来、実施例1の表示装置からは、この座標の赤色表示がされるはずである。
「比較例1」
1つの画素において、赤色サブ画素と、青色サブ画素と、緑色サブ画素とを並列に設け、赤色サブ画素と青色サブ画素の間隔dと、青色サブ画素と緑色サブ画素の間隔dと、緑色サブ画素と赤色サブ画素の間隔dとが、d=d=dの関係を満たすようにした蛍光体基板を用いた以外は実施例1と同様にして、比較例1の表示装置を作製した。
比較例1の表示装置において、赤色サブ画素に対応する励起光量変調層(液晶層)をON、青色サブ画素および緑色サブ画素に対応する励起光量変調層(液晶層)をOFFにした場合、図20に示した座標の赤色が表示されず、薄くなった赤色が表示されてしまう。
これは、赤色サブ画素に対応する励起光量変調層を通った励起光が、隣接する緑色サブ画素の緑の蛍光体および青色サブ画素の蛍光体にも入射し、赤色表示を薄くしてしまうからである。
比較例1では、赤色サブ画素と、青色サブ画素と、緑色サブ画素とが等間隔に設けられているので、赤色が、緑色方向と青色方向に同じ割合で薄くなる(図20の矢印α)。その結果、励起光の1.5%ずつ、計3%が隣接する画素にクロストーク(XT)として入射すると、HDTV規格の赤色表示ができなくなるほど赤色表示が薄くなってしまう。
これは、比較例1の赤色表示が、青色方向に薄くなる方向に許容量が少ないためであり、HDTV規格の色を確保し、鮮やかな赤色を表示するためには、赤色が青色方向に薄くなるのを極力避けなければならない(図20の矢印β)。一方、赤色が緑色方向に薄くなる量は、青色方向に薄くなる量よりも余裕がある(図20の矢印γ)。
これに対して、実施例1では、青色クロストークが赤色表示に混ざって、赤色表示が青色方向に薄くなるのを防ぐために、比較例1と比べて、赤色サブ画素12Rの位置を緑色サブ画素12G寄りに10μmずらして配置することにより、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔dを、その他の青色サブ画素12Bと緑色サブ画素12Gの間隔d、および、緑色サブ画素12Gと赤色サブ画素12Rの間隔dよりも大きくした(d>d>d)。その結果、青色クロストークが赤色表示に混ざる量を低減することができ、赤色表示の青みが改善され、HDTV規格の赤色を表示することができるようになった(図21)。
また、図21に示す色度座標図から、赤色へのクロストーク量は、比較例1では、緑色1.5%/青色1.5%(計3%)であったが、実施例1では、緑色2.5%/青色0.7%(計3.2%)程度になったものと推測される。
「実施例2」
赤色サブ画素12Rを構成する赤色蛍光体層14の材料としては、最大吸収波長Rλmaxが640nmの赤色蛍光体を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例2の蛍光体基板を作製し、その蛍光体基板を用いて、実施例1と同様にして、実施例2の表示装置を作製した。
この表示装置について、赤色サブ画素12R、青色サブ画素12Bおよび緑色サブ画素12Gの発光スペクトルを測定した。図22に、3原色スペクトルを有する表示装置の色再現範囲を表す色度座標図を一部拡大したものを示す。
「比較例2」
1つの画素において、赤色サブ画素と、青色サブ画素と、緑色サブ画素とを並列に設け、赤色サブ画素と青色サブ画素の間隔dと、青色サブ画素と緑色サブ画素の間隔dと、緑色サブ画素と赤色サブ画素の間隔dとが、d=d=dの関係を満たすようにした蛍光体基板を用いた以外は実施例2と同様にして、比較例2の表示装置を作製した。
比較例2では、赤色サブ画素と、青色サブ画素と、緑色サブ画素とが等間隔に設けられているので、赤色が、緑色方向と青色方向に同じ割合で薄くなる。その結果、励起光の1.5%ずつ、計3%が隣接する画素にクロストークとして入射すると、HDTV規格の赤色表示ができなくなるほど赤色表示が薄くなってしまう。
これに対して、実施例2では、青色クロストークが赤色表示に混ざる量を少なくでき、赤色表示の青みが改善し、規格の赤色を表示することができるようになるとともに、スペクトル軌跡(locus)に近い鮮やかな赤色を表示することが可能となった。
また、図22に示す色度座標図から、赤色へのクロストーク量は、比較例2では、緑色1.5%/青色1.5%(計3%)であったが、実施例2では、緑色2.5%/青色0.7%(計3.2%)程度になったものと推測される。
「実施例3」
赤色サブ画素12Rを構成する赤色蛍光体層14の材料としては、最大吸収波長Rλmaxが520nmの赤色蛍光体を用い、赤色サブ画素12Rと青色サブ画素12Bの間隔を大きくする代わりに、緑色サブ画素12Gと青色サブ画素12Bの間隔を大きくした以外は実施例1と同様にして、実施例3の蛍光体基板を作製し、その蛍光体基板を用いて、実施例1と同様にして、実施例3の表示装置を作製した。この表示装置で、本実施形態において、青色サブ画素と緑色サブ画素との間隔が狭くなる影響を確認した。
この表示装置について、赤色サブ画素12R、青色サブ画素12Bおよび緑色サブ画素12Gの発光スペクトルを測定した。図23に、3原色スペクトルを有する表示装置の色再現範囲を表す、CIE 1976 UCS(u´、v´)色度座標図における緑色領域を拡大したものを示す。
緑色表示において、隣接する画素のクロストークが混ざっても、赤色表示の場合と比べて色の薄まりが小さかった。励起光の1.5%ずつ、計3%が隣接する画素にクロストークとして入射した場合、蛍光体の純スペクトルにより表示される色と、表示装置の画素から発せられる色との間の色度変化Δu´v´(=(( u´-u+(v´-v0.5で定義される)は、赤色表示の場合は0.028であったのに対して、緑色表示の場合は0.003と1/10程度しか起こらなかった。本実施例3においても、目で視認できる程度に緑色の鮮やかさが失われることはなく、座標上でもHDTV規格の緑色を表示できなくなってしまうほどに色が薄くなることはなかった。
したがって、緑色表示への青クロストークの混入は、赤色表示の場合よりも許容量が大きいと言える。
本発明の蛍光体基板において、前記赤色サブ画素に、励起光源から入射した励起光により赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記青色サブ画素に、前記励起光により青色光を発する青色蛍光体層が設けられ、前記第三色サブ画素に、前記励起光により第三色の光を発する第三色蛍光体層が設けられたことが好ましい。
本発明の蛍光体基板において、前記赤色サブ画素に、励起光源から入射した励起光により赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記青色サブ画素に、前記励起光を散乱させる散乱体層が設けられ、前記第三色サブ画素に、前記励起光により第三色の光を発する第三色蛍光体層が設けられたことが好ましい。
本発明の蛍光体基板において、前記第三色は、緑色であることが好ましい。
本発明の蛍光体基板において、前記画素は、さらに、赤色光、青色光および緑色光と同じか、または異なる第四色光による表示を行う第四色サブ画素を含み、前記赤色サブ画素と前記青色サブ画素は、それぞれの長辺が離隔するように設けられたことが好ましい。
本発明の蛍光体基板において、前記第四色サブ画素に、前記励起光により第四色の光を発する第四色蛍光体層が設けられたことが好ましい。
本発明の蛍光体基板において、前記赤色サブ画素が表示する赤色光の主波長をλ、前記青色サブ画素が表示する青色光の主波長をλ、前記第四色サブ画素が表示する第四色光の主波長をλとすると、λ<λ<λの関係を満たすことが好ましい。
本発明の蛍光体基板において、前記赤色サブ画素が表示する赤色光の主波長をλ、前記緑色サブ画素が表示する緑色光の主波長をλ、前記第四色サブ画素が表示する第四色光の主波長をλとすると、λ<λ<λの関係を満たすことが好ましい。
本発明の蛍光体基板において、前記緑色サブ画素が表示する緑色光の主波長をλ、前記第四色サブ画素が表示する第四色光の主波長をλとすると、λ=λの関係を満たすことが好ましい。
本発明の表示装置は、本発明の蛍光体基板と、前記画素に照射する励起光を射出する指向性の光源と、前記蛍光体基板に重ねて設けられ、前記蛍光体基板の前記画素に入射する前記励起光の光量を調節する励起光量変調層と、を備えたことを特徴とする。
本発明の表示装置において、前記蛍光体基板の蛍光体の画素開口部と前記励起光量変調層の画素開口部とは、互いの位置がおよそ合うように形成されていることが好ましい。
本発明の表示装置において、前記励起光量変調層は、液晶層と、該液晶層を挟んで設けられた2枚の偏光板とから構成されていることが好ましい。
本発明は、表示色が薄くなる現象が生じることを防止した蛍光体基板により、クロストークを防いで、高画質な表示装置を提供することができる。
10 蛍光体基板
11 基板
12 画素
12R 赤色サブ画素
12B 青色サブ画素
12G 緑色サブ画素
12Ye 黄色サブ画素
13 隔壁
14 赤色蛍光体層
15 青色蛍光体層
16 緑色蛍光体層
17 赤色カラーフィルター
18 青色カラーフィルター
19 緑色カラーフィルター
20 ブラックマトリックス
21 低屈折率層
30,40,50,60,70 蛍光体基板
71 黄色蛍光体層
72 カラーフィルター
80,90 蛍光体基板
100 表示装置
110 光源
120 励起光量変調層
121,122 偏光板
123 液晶層
124 遮光層(ブラックマトリクス)
131 封止基板
190 携帯電話
191 音声入力部
192 音声出力部
193 アンテナ
194 操作スイッチ
195 表示部
196 筐体
200 薄型テレビ
201 表示部
202 スピーカ
203 キャビネット
204 スタンド
210 携帯型ゲーム機
211,212 操作ボタン
213 外部接続端子
214 表示部
215 筐体
220 ノートパソコン
221 表示部
222 キーボード
223 タッチパッド
224 メインスイッチ
225 カメラ
226 記録媒体スロット
227 筐体
230 タブレット端末
231 表示部(タッチパネル)
232 カメラ
233 筐体

Claims (12)

  1. 基板と、該基板上に設けられた画素と、該画素を区画する隔壁と、を備え、
    前記画素は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素と、青色光による表示を行う青色サブ画素と、これら2色とは異なる第三色光による表示を行う第三色サブ画素と、を少なくとも含み、
    前記赤色サブ画素と前記青色サブ画素の間隔は、他のサブ画素間の間隔よりも大きいことを特徴とする蛍光体基板。
  2. 前記赤色サブ画素に、励起光源から入射した励起光により赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記青色サブ画素に、前記励起光により青色光を発する青色蛍光体層が設けられ、前記第三色サブ画素に、前記励起光により第三色の光を発する第三色蛍光体層が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の蛍光体基板。
  3. 前記赤色サブ画素に、励起光源から入射した励起光により赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記青色サブ画素に、前記励起光を散乱させる散乱体層が設けられ、前記第三色サブ画素に、前記励起光により第三色の光を発する第三色蛍光体層が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の蛍光体基板。
  4. 前記第三色は、緑色であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の蛍光体基板。
  5. 前記画素は、さらに、赤色光、青色光および緑色光と同じか、または異なる第四色光による表示を行う第四色サブ画素を含み、
    前記赤色サブ画素と前記青色サブ画素は、それぞれの長辺が離隔するように設けられたことを特徴とする請求項4に記載の蛍光体基板。
  6. 前記第四色サブ画素に、前記励起光により第四色の光を発する第四色蛍光体層が設けられたことを特徴とする請求項5に記載の蛍光体基板。
  7. 前記赤色サブ画素が表示する赤色光の主波長をλ、前記青色サブ画素が表示する青色光の主波長をλ、前記第四色サブ画素が表示する第四色光の主波長をλとすると、λ<λ<λの関係を満たすことを特徴とする請求項5または6に記載の蛍光体基板。
  8. 前記赤色サブ画素が表示する赤色光の主波長をλ、前記緑色サブ画素が表示する緑色光の主波長をλ、前記第四色サブ画素が表示する第四色光の主波長をλとすると、λ<λ<λの関係を満たすことを特徴とする請求項5または6に記載の蛍光体基板。
  9. 前記緑色サブ画素が表示する緑色光の主波長をλ、前記第四色サブ画素が表示する第四色光の主波長をλとすると、λ=λの関係を満たすことを特徴とする請求項5または6に記載の蛍光体基板。
  10. 請求項1~9のいずれか1項に記載の蛍光体基板と、前記画素に照射する励起光を射出する指向性の光源と、前記蛍光体基板に重ねて設けられ、前記蛍光体基板の前記画素に入射する前記励起光の光量を調節する励起光量変調層と、を備えたことを特徴とする表示装置。
  11. 前記蛍光体基板の蛍光体の画素開口部と前記励起光量変調層の画素開口部とは、互いの位置がおよそ合うように形成されていることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
  12. 前記励起光量変調層は、液晶層と、該液晶層を挟んで設けられた2枚の偏光板とから構成されていることを特徴とする請求項10または11に記載の表示装置。
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