表示装置
【課題】発光素子と色変換層とを組み合わせて用いた表示装置において、各色変換層を介しての各変換光の取り出し効率を高めることが可能な新たな構成を提供する。
【解決手段】発光層１３-3を有する薄膜の積層体からなる複数の発光素子３を基板２上に配列してなる表示装置１において、発光素子３のうちの少なくとも一部は、反射電極層１１，１５によって上下方向が狭持され、発光層１３-3で生じた発光光ｈｂを基板２と平行な方向に放出する構成である。また、これらの発光素子３のそれぞれに隣接して、反射電極層１５からなる光反射層と、発光層１３-3から放出された発光光ｈｂを異なる波長の変換光Ｈｒ，Ｈｇに変換する色変換層２１ｒ，２１ｇとを、基板２上に積層してなる色変換素子５が設けられている。
【解決手段】発光層１３-3を有する薄膜の積層体からなる複数の発光素子３を基板２上に配列してなる表示装置１において、発光素子３のうちの少なくとも一部は、反射電極層１１，１５によって上下方向が狭持され、発光層１３-3で生じた発光光ｈｂを基板２と平行な方向に放出する構成である。また、これらの発光素子３のそれぞれに隣接して、反射電極層１５からなる光反射層と、発光層１３-3から放出された発光光ｈｂを異なる波長の変換光Ｈｒ，Ｈｇに変換する色変換層２１ｒ，２１ｇとを、基板２上に積層してなる色変換素子５が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し特には色変換層を備えたカラー表示を行う表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンス(electroluminescence）を利用した有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に、正孔輸送層や発光層等の有機層を積層させた発光ユニットを設けてなり、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。
【０００３】
このような有機電界発光素子を用いたフルカラーの表示装置の１つに、有機電界発光素子と、色変換層とを組み合わせた構成がある。色変換層を用いることにより、有機電界発光素子の作製において発光層を含む有機層を作り分けることなく、すなわちメタルマスクを用いた高精細な塗り分けを行わずにフルカラーの表示装置を作製することが可能である。
【０００４】
上記色変換層を用いた表示装置においては、有機電界発光素子として青色発光素子が用いられ、各色発光の全ての画素には青色発光素子が設けられる。そして、赤色発光の画素および緑色発光の画素には、青色発光素子の光取り出し側に、吸収した青色の発光光を、蛍光または燐光、または両者の混合によって赤色または緑色に再発光させる色変換層がそれぞれ設けられる。一方、青色発光の画素には色変換層を設けず、青色発光素子での青色発光をそのまま取り出す構成となっている。
【０００５】
このような構成の表示装置において色再現性の向上を図るべく、各画素における色純度を確保するためには、各発光素子から発せられた光を色変換層において効率よく他の波長の光に変換する必要がある。しかしながら、変換効率を高めることを目的として色変換層中における蛍光体や燐光体の濃度を高めた場合、濃度消光が発生するために高い変換効率を得ることができなかった。
【０００６】
そこで、色変換層に対して、光源となる発光素子から発せられる光のピーク波長に対する吸光度が１．６以上で、かつ蛍光量子収率が５０％以上との規定を設けることで、色純度の良い発光素子とする構成が提案されている(以上、下記特許文献１参照）。
【０００７】
またこの他にも、有機電界発光素子で発生させた発光光の取り出し効率のロスを低減することを目的として、有機電界発光素子を第１発光部とし、この第１発光部に隣接するように色変換層（蛍光膜）を設けた構成が提案されている（以上、下記特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−５６７６７号公報
【特許文献２】特開２００５−７１９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように、発光素子と色変換層とを組み合わせて用いた表示装置においては、各色変換層を介しての各色光の取り出し効率を高める構成が提案されているが、本発明はこのような組み合わせの表示装置において、さらに取り出し効率を高めることが可能な構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するための本発明の表示装置は、発光層を有する薄膜の積層体からなる複数の発光素子を基板上に配列してなる表示装置において、発光素子のうちの少なくとも一部は、光反射層によって上下方向が狭持され、発光層で生じた発光光を当該電極層および前記基板と平行な方向に放出する構成である。また、このような構成の発光素子のそれぞれに隣接して、光反射層と当該発光素子の発光層から放出された発光光を異なる波長の変換光に変換する色変換層とを、基板上に積層してなる色変換素子が設けられている。
【００１１】
このような構成の表示装置では、光反射層によって上下方向が狭持された発光素子において、その発光層で生じた発光光の殆どを、基板と平行な方向に効率的に放出させることができる。そして、発光素子から効率的に放出させた発光光は、色変換層において各色の変換光に変換され、色変換層に積層された光反射層で反射して基板と垂直方向に放出される。この際、色変換層への発光光の入射光路は、基板と平行な色変換層の面内方向であり、発光光の入射方向に対する色変換層の長さを充分に大きくすることで、発光光を充分に吸収することができる。一方、色変換層からの変換光の出射光路は、基板と垂直な色変換層の膜厚方向であり、色変換層の膜厚を充分に薄くすることで、当該色変換層での変換光の自己吸収を抑えて効率良く変換光を取り出すことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明の表示装置によれば、高効率で色変換層に入射させた発光光を、色変換層において充分に吸収させて変換光に変換することができ、しかも変換光が当該色変換層で自己吸収されることを充分に抑えて取り出すことができるため、変換光の取り出し効率の向上を図ることが可能になる。これにより、高精細なカラー表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の表示装置の構成を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本実施形態の表示装置を示す断面構成図である。
【００１４】
先ず、図１に示される本実施形態の表示装置１は、基板２上に、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ、および青色画素Ｂが設定されたものである。この基板２上には、各画素Ｒ，Ｇ，Ｂに対応させて発光素子３が配列されている。このうち、赤色画素Ｒおよび緑色画素Ｇには、発光素子３に隣接して色変換素子５が設けられた構成となっている。一方、青色画素Ｂには、発光素子３に隣接して光散乱素子７が設けられた構成となっている。
【００１５】
ここで基板２は、ガラス基板のような透明基板からなり、例えば画素駆動用の薄膜トランジスタ(thin film transistor：ＴＦＴ）やこれを駆動する駆動回路を備えた、いわゆるＴＦＴ基板として構成されていることとする。
【００１６】
各発光素子３は、各画素Ｒ，Ｇ，Ｂに共通の構成の薄膜発光素子であって、発光層を有する薄膜の積層体からなり、ここでは一例として有機電界発光素子であることとする。これらの発光素子３は、図中右下の拡大図に示すように、基板２側から順に、光反射層を兼ねた反射電極層１１、低屈折率層１２、発光層１３-3を含む機能層１３、低屈折率層１４，光反射層を兼ねた反射電極層１５を積層した構成となっている。これにより、この発光素子３を配列してなる表示装置１は、各発光素子３での発光光ｈｂを、反射電極層１５間で反射させた基板２と平行な方向に取り出す構成となっている。
【００１７】
次に、発光素子３の詳細な構成を、基板２側から順に説明する。
【００１８】
先ず反射電極層１１は、発光素子３において陽極（または陰極）として用いられるもので、画素電極としてパターニングされている。またこの反射電極層１１は、銀(Ａｇ）のような光反射特性の良好な材料からなる層と、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）のような透明電極材料からなる層との積層構造であっても良い。このような反射電極層１１は、その周縁部がここでの図示を省略した絶縁性パターンで覆われ、絶縁性パターンから反射電極層１１が露出している部分が発光素子３として機能する。そして、以下に説明する低屈折率層１２および機能層１３が、反射電極層１１の露出面を完全に覆う構成となっている。
【００１９】
低屈折率層１２は、反射電極層１１においての発光光ｈｂの吸収ロスを抑えるための層である。この低屈折率層１２は、この上部に設けられた発光層１３-3の屈折率よりも充分に低い屈折率を備えていることとする。そして次に説明する機能層１３の反射電極層１１側の界面層（１３-1）が、このように充分に低い屈折率を有する材料からなる場合には、図示したように界面層（１３-1）を低屈折率層１２として用いてもよい。
【００２０】
機能層１３は、陽極（ここでは例えば反射電極層１１）側から順に、例えば正孔注入層(つまり上記界面層）１３-1、正孔輸送層１３-2、発光層１３-3、電子輸送層１３-4、および電子注入層１３-5等をこの順に積層させてなる。ただし、少なくとも青色の発光光ｈｂを発生させる発光層１３-3を備えていれば良く、この発光層１３-3において高輝度の発光が得られるように他の層が必要に応じて設けられていることとする。
【００２１】
尚、各層１３-1〜１３-5は、それぞれが単層で構成されても良いし積層構造であっても良い。また、１つの層が複数の機能を備えてもよく、例えば発光層１３-3が電子輸送層としての機能を有していても良い。
【００２２】
低屈折率層１４は、次に説明する反射電極層１５においての発光光ｈｂの吸収ロスを抑えるための層である。この低屈折率層１４は、発光層１３-3の屈折率よりも充分に低い屈折率を備えていることとする。そして、上述した機能層１３の反射電極層１５側の界面層(例えば上記電子注入層１３-5）が、充分に低屈折率な材料からなる場合には、図示したようにこの界面層（１３-5）を低屈折率層１４として用いても良よい。またこの低屈折率層１４は、各発光素子３に共通層として設けられ、基板２上にベタ膜形成されていて良い。
【００２３】
反射電極層１５は、反射電極層１１が陽極として用いられる場合には陰極として用いられ、その逆である場合は陽極として用いられる。このような光透過性電極１３は、各発光素子３に共通層として設けられ、基板２上にベタ膜形成されていて良い。またこの反射電極層１５は、光反射特性の良好な材料からなる層と、透明電極材料からなる層との積層構造であっても良い。尚、図面においては、説明のため低屈折率層１４および反射電極層１５が画素毎にパターニングされている状態を示している。
【００２４】
以上説明した発光素子３の各層の一構成例を次に示す。
反射電極層１１ ：Ａｇ（５００ｎｍ）／ＩＴＯ（１１００ｎｍ）、
正孔注入層１３-1：ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（１２０ｎｍ）、
正孔輸送層１３-2：αＮＰＤ（１1ｎｍ）、
発光層１３-3 ：ＤＰＶＢｉ＋５％ＢＣｚＶＢｉ（３０ｎｍ）、
電子輸送層１３-4：Ａｌｑ３（１０ｎｍ）
電子注入層１３-5：ＬｉＦ（０．３ｎｍ）、
反射電極層１５ ：ＭｇＡｇ（１ｎｍ）／ＩＴＯ（１００ｎｍ）／Ａｇ（１００ｎｍ）。
【００２５】
また、これらの各層のうちＩＴＯ膜の成膜は、ＤＣマグネトロンスパッタ方式によって行われ、例えば成膜雰囲気内圧力０．３Ｐａ、１％Ｏ２／Ａｒガス流量５ｓｃｃｍ、１５０Ｗの条件で行われる。これ以外の各層（膜）の成膜は、真空蒸着法によって行われ、例えば成膜雰囲気内圧力を１×１０-4Ｐａに保った抵抗加熱法が適用される。
【００２６】
以上のように構成された発光素子３は、発光層１３-3で生じた発光光ｈｂが、反射電極層１１，１５間で反射し、基板２と水平方向に放出される構成となっている。
【００２７】
以上の構成例においては、正孔注入層１３-1が低屈折率層１２を兼ねており、電子注入層１３-5が低屈折率層１４を兼ねている。また、２枚の反射電極層１１，１５が、光反射層を兼ねた構成となっている。しかしながら、２枚の電極間に有機層１３を狭持した発光素子３をさらに低屈折率層で狭持し、この外側にさらに光反射層を設けた構成であっても良い。この場合、発光素子３を構成する２枚の電極は、透明電極材料で構成されることとする。
【００２８】
次に、赤色画素Ｒと緑色画素Ｇの発光素子３に隣接して設けられた色変換素子５の構成を説明する。色変換素子５は、基板２側から順に、色変換層２１ｒ，２１ｇ、低屈折率層１４、および光反射層１５を積層した構成となっている。
【００２９】
このうち赤色画素Ｒの色変換層２１ｒは、発光素子３で発生した青色の発光光ｈｂを吸収し、赤色の変換光ｈｒに変換して再発光させる蛍光体または燐光体の少なくとも一方を含有している。また緑色画素Ｇの色変換層２１ｇは、発光素子３で発生した青色の発光光ｈｂを吸収し、緑色の変換光ｈｇに変換して再発光させる蛍光体または燐光体の少なくとも一方を含有している。
【００３０】
このような色変換層２１ｒ，２１ｇは、蛍光体または燐光体の少なくとも一方と、これを分散または溶解させる樹脂とで構成されており、有機蛍光色素溶解含有層、有機蛍光顔料分散層、無機蛍光体結晶分散層、量子ドット蛍光体分散層などを適用することができる。またこれらの色変換層２１ｒ、２１ｇは、光透過性の基板２よりも高い屈折率を備えていることとする。
【００３１】
そして特に、これらの色変換層２１ｒ，２１ｇのそれぞれにおいては、以降に説明するように、発光素子３からの発光光ｈｂの入射方向の長さＬｒ，Ｌｇが、基板２と垂直方向の膜厚ｔｒ，ｔｇよりも充分に大きいことが重要である。
【００３２】
すなわちここでは、図２に示すように、色変換層２１（２１ｒ，２１ｇ）のパターン形状が、基板２と平行方向の長さＬ（Ｌｒ，Ｌｇ）、および膜厚ｔ（ｔｒ，ｔｇ）であって、この色変換層２１に対して基板(図示省略）と平行な方向から発光光ｈ（ｈｂ）が入射する構成を考える。尚ここでは、色変換層２１内に入射した発光光ｈは、外部に発散することなく色変換層２１内ですべて吸収されるものと仮定する。また、色変換層２１は、下記式（１）に示す光吸収特性（吸収比γ）を備えているとする。
【００３３】
【数１】
【００３４】
また、色変換層２１に含まれる蛍光体のモル濃度をｎ、モル吸光度で表したモル吸収係数をＫとすると、ｋ＝Ｋ×ｎとなり、発光光の吸収係数ｋ０＝Ｋ０×ｎとなる。
【００３５】
以上の吸収比γ、発光光のモル吸光係数Ｋ０、および色変換層２１の長さＬ，および膜厚ｔから、各色変換層２１における全変換光強度Ｉは、下記式（２）のように表される。
【数２】
【００３６】
ここで図３のグラフに示すように、式（２）を構成する関数Ｉ２＝［１−Exp(-２Ｌ×γ×ｎ)]／(Ｌ×γ×ｎ)は、(Ｌ×γ×ｎ)が小さいときは２に収束し、大きくなるにしたがって単調に減少する。したがって、吸収比γが有限であるときに全変換光強度Ｉを大きくするには、(Ｌ×γ×ｎ)を小さくして関数Ｉ２が大きくなるようにすれば良い。
【００３７】
また全変換光強度Ｉを大きくするには、同時に式（２）を構成する関数Ｉ１＝[１−Exp(-Ｋ０×ｎ×t)]を大きくする必要がある。
【００３８】
以上から、具体的には、(Ｌ×γ×ｎ)＜０．２、（Ｋ０×ｎ×t）＞２となるようにすれば良い。
【００３９】
ここで、発光光ｈにおけるピーク波長λの吸収係数ｋ０、および吸収係数γは、色変換層２１を構成する材料によって決まるパラメーターである。そして、調整可能な値は、色変換層２１に含まれる蛍光体のモル濃度ｎ、色変換層２１の長さＬ，色変換層２１の膜厚ｔである。このため、対象とする構造を考慮しつつ、上記条件(Ｌ×γ×ｎ)＜０．２、（Ｋ０×ｎ×t）＞２となるように、これらの値を調整することにより、変換光Ｈが、色変換層２１において自己吸収される量を極めて少なく抑えることができる。これにより、蛍光材料の量子収率に近い値の変換光Ｈを色変換層２１から取り出すことが可能になる。
【００４０】
このような色変換層２１（２１ｒ，２１ｇ）上に積層された低屈折率層１４は、この上部に設けられる光反射層１５においての発光光ｈｂの吸収ロスを抑えるための層である。このような低屈折率層１４は、当該色変換層２１（２１ｒ，２１ｇ）よりも屈折率が低い材料で構成されることとし、また発光素子３の低屈折率層１４と共通層として設けられたものであっても良い。
【００４１】
そして光反射層１５は、発光素子の反射電極層１５と共通層として設けられたものであって良い。特に、色変換素子５を構成する光反射層１５は、反射電極層１５における光反射性材料からなる層のみを延設した構成であっても良い。
【００４２】
このように、色変換層２１上に、低屈折率層１４を介して反射電極層（光反射層)１５を設け、また上述したように色変換層２１（２１ｇ、２１ｒ）の屈折率を光透過性の基板２よりも高くしたことにより、色変換層２１内に入射した発光光ｈは、外部に発散することなく色変換層２１内ですべて吸収される構成となる。
【００４３】
以上説明した色変換素子５の形成は、次のように行う。先ず、発光素子３で発生する青色の発光光ｈｂによって励起可能な蛍光量子収率を持つ蛍光材料を、エポキシ樹脂中（屈折率1.9）に所望の濃度で分散させ、スクリーン印刷法にてガラス（屈折率1.5）基板上にパターン形成する。その後、約１００℃で硬化させ、色変換層２１ｒ，２１ｇを形成る。尚、色変換層２１ｒ，２１ｇのパターン形状（長さＬｒ，Ｌｇおよび膜厚Ｔｒ，Ｔｇ）は、上述のようにして設定された値とする。
【００４４】
その後、発光素子３の形成と同一工程で、低屈折率層１４および反射電極層１５を順次形成する。
【００４５】
以上のように構成された色変換素子５では、図４の拡大図に示すように、発光素子３から基板２と平行方向に放出された発光光ｈｂが、色変換層２１（２１ｒ，２１ｇ）に入射すると、これらの色変換層２１において吸収されて各色の変換光Ｈ（Ｈｒ，Ｈｇ）に変換される。これらの変換光Ｈは、反射電極層（光反射層）１５で反射され、光透過性材料からなる基板（図示省略)側から表示光として放出されることになる。
【００４６】
次に、青色画素Ｂの発光素子３に隣接して設けられた光散乱素子７の構成を説明する。光散乱素子７は、基板２側から順に、光散乱層２３、低屈折率層１４、および光反射層１５を積層した構成となっている。
【００４７】
このうち光散乱層２３は、発光素子３で発生した青色の発光光ｈｂを吸収することなく散乱させて等方的に放射させる。これにより、青色画素Ｂからは、青色の発光光ｈｂがそのまま放出される構成となっている。またこの光散乱層２３は、光透過性の基板２よりも高い屈折率を備えていることとする。
【００４８】
このような光散乱層２３は、例えば前出のエポキシ樹脂中に白色顔料であるＴｉＯ2微粒子などを分散させた層によって構成されている。このような光散乱層２３の形成は、上述した色変換層２１ｒ，２１ｇの形成と同様のスクリーン印刷法によって行われる。
【００４９】
この光散乱層２３上に積層された低屈折率層１４は、この上部に設けられる光反射層１５においての発光光ｈｂの吸収ロスを抑えるための層である。このような低屈折率層１４は、当該色変換層よりも屈折率が低い材料で構成されることとし、また発光素子３の低屈折率層１４と共通層として設けられたものであっても良い。
【００５０】
そして光反射層１５は、発光素子の反射電極層１５と共通層として設けられたものであって良い。特に、光散乱素子７を構成する光反射層１５は、反射電極層１５における光反射性材料からなる層のみを延設した構成であっても良い。
【００５１】
以上のように構成された光散乱素子７では、図５の拡大図に示すように、発光素子３から基板２と平行方向に放出された発光光ｈｂが、光散乱層２３に入射すると、この光散乱層２３において等方的に散乱する。そして散乱した発光光ｈｂの一部は、そのまま光透過性材料からなる基板（図示省略)側から表示光として放出されることになる。また、その他の発光光ｈｂは、反射電極層（光反射層）１５で反射され、光透過性材料からなる基板（図示省略)側から表示光として放出されることになる。
【００５２】
尚、以上のように基板２上に配列形成せれた発光素子３，色変換素子５，および光散乱素子７は、ここでの図示を省略した窒化シリコン膜のような保護膜によって覆われ、さらに必要に応じて接着剤を介して対向基板が貼り合せられることにより、２枚の基板間に封止される。
【００５３】
以上説明した構成の表示装置１においては、反射電極層１１，１４によって上下方向を狭持した構成の発光素子３を各画素Ｒ，Ｇ，Ｂに設けた。このような発光素子３では、その発光層１３-3で生じた発光光ｈｂの殆どを、基板２と平行な方向に効率的に放出させることができる。そして、図２の拡大図に示すように、効率的に放出させた発光光ｈｂは、色変換層２１ｒ，２１ｂで各色の変換光Ｈｒ，Ｈｇに変換され、色変換層２１ｒ，２１ｂに積層された反射電極層１５で反射して基板２と垂直方向に放出される。
【００５４】
この際、色変換層２１ｒ，２１ｂへの発光光ｈｂの入射光路は、基板２と平行な色変換層２１ｒ，２１ｂの面内方向である。そして、発光光ｈｂの入射方向に対する色変換層２１ｒ，２１ｂの長さＬｒ，Ｌｇを充分に大きくすることで、発光光ｈｂを充分に吸収することができる。一方、色変換層２１ｒ，２１ｂからの変換光Ｈｒ，Ｈｇの出射光路は、基板２と垂直な色変換層２１ｒ，２１ｂの膜厚ｔｒ，ｔｇ方向であり、色変換層２１ｒ，２１ｂの膜厚ｔｒ，ｔｇを充分に薄くすることで、色変換層２１ｒ，２１ｂでの変換光Ｈｒ，Ｈｇの自己吸収を抑えて効率良く変換光Ｈｒ，Ｈｇを取り出すことができる。
【００５５】
したがって、高効率で色変換層２１ｒ，２１ｇに入射させた発光光ｈｂを、これらの色変換層２１ｒ，２１ｇにおいて充分に吸収させて変換光Ｈｒ，Ｈｇに変換することができ、しかも変換光Ｈｒ，Ｈｇが色変換層２１ｒ，２１ｇで自己吸収されることを充分に抑えて取り出すことができる。この結果、変換光Ｈｒ，Ｈｇの取り出し効率の向上を図ることが可能になる。これにより、高精細なカラー表示を行うことができる。
【００５６】
尚、上述した実施形態においては、全ての画素Ｒ，Ｇ，Ｂにおいて、同一構成の発光素子３を設けた構成を説明した。しかしながら、図６に示すように、発光光ｈｂを色変換せずにそのまま表示光として放出する青色画素Ｂの発光素子３’は、光取り出し側となる電極層を光透過性電極層１１’として構成しても良い。この場合、青色画素Ｂには光散乱素子を設けず、発光層での発光光ｈｂを光透過性電極層１１’側から直接取り出す構成とする。
【００５７】
また、上述した実施形態においては、表示素子３で発生させた青色の発光光ｈｂを、赤色の変換光Ｈｒや緑色の変換光Ｈｇに色変換して放出する表示装置１．１’の構成を説明した。しかしながら、発光素子３においての発光光の色、および変換光の色は、このような組み合わせに限定されることはない。例えば、シアン系の発光光を、これよりも長波長のマゼンダやイエローのような変換光に変換して放出する構成であっても良い。
【００５８】
さらに、表示素子３，３’は、発光層を有する薄膜の積層体からなる発光素子であれば、有機電界発光素子に限定されることはない。このような発光素子の他の例として、無機電界発光素子や、無機ＬＥＤを適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態の表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】実施形態の表示装置における光変換素子の拡大図である。
【図３】式（２）中の関数Ｉ２と(Ｌ×γ×ｎ)との関係を示すグラフである。
【図４】実施形態の表示装置における光変換素子からの表示光の放出を説明する図である。
【図５】実施形態の表示装置における光散乱素子からの表示光の放出を説明する図である。
【図６】本発明の表示装置の他の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，１’…表示装置、２…基板、３，３’…発光素子、５…色変換素子、７…光散乱素子、１１，１５…反射電極層（光反射層）、１１’…光透過性電極層、１２，１４…低屈折率層、１３-3…発光層、ｈｂ…発光光、Ｈｒ，Ｈｇ…変換光、２１ｒ，２１ｇ…色変換層、２３…光散乱層、Ｌｒ，Ｌｇ…入射方向の長さ、ｔｒ，ｔｇ…膜厚
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し特には色変換層を備えたカラー表示を行う表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンス(electroluminescence）を利用した有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に、正孔輸送層や発光層等の有機層を積層させた発光ユニットを設けてなり、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。
【０００３】
このような有機電界発光素子を用いたフルカラーの表示装置の１つに、有機電界発光素子と、色変換層とを組み合わせた構成がある。色変換層を用いることにより、有機電界発光素子の作製において発光層を含む有機層を作り分けることなく、すなわちメタルマスクを用いた高精細な塗り分けを行わずにフルカラーの表示装置を作製することが可能である。
【０００４】
上記色変換層を用いた表示装置においては、有機電界発光素子として青色発光素子が用いられ、各色発光の全ての画素には青色発光素子が設けられる。そして、赤色発光の画素および緑色発光の画素には、青色発光素子の光取り出し側に、吸収した青色の発光光を、蛍光または燐光、または両者の混合によって赤色または緑色に再発光させる色変換層がそれぞれ設けられる。一方、青色発光の画素には色変換層を設けず、青色発光素子での青色発光をそのまま取り出す構成となっている。
【０００５】
このような構成の表示装置において色再現性の向上を図るべく、各画素における色純度を確保するためには、各発光素子から発せられた光を色変換層において効率よく他の波長の光に変換する必要がある。しかしながら、変換効率を高めることを目的として色変換層中における蛍光体や燐光体の濃度を高めた場合、濃度消光が発生するために高い変換効率を得ることができなかった。
【０００６】
そこで、色変換層に対して、光源となる発光素子から発せられる光のピーク波長に対する吸光度が１．６以上で、かつ蛍光量子収率が５０％以上との規定を設けることで、色純度の良い発光素子とする構成が提案されている(以上、下記特許文献１参照）。
【０００７】
またこの他にも、有機電界発光素子で発生させた発光光の取り出し効率のロスを低減することを目的として、有機電界発光素子を第１発光部とし、この第１発光部に隣接するように色変換層（蛍光膜）を設けた構成が提案されている（以上、下記特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−５６７６７号公報
【特許文献２】特開２００５−７１９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように、発光素子と色変換層とを組み合わせて用いた表示装置においては、各色変換層を介しての各色光の取り出し効率を高める構成が提案されているが、本発明はこのような組み合わせの表示装置において、さらに取り出し効率を高めることが可能な構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するための本発明の表示装置は、発光層を有する薄膜の積層体からなる複数の発光素子を基板上に配列してなる表示装置において、発光素子のうちの少なくとも一部は、光反射層によって上下方向が狭持され、発光層で生じた発光光を当該電極層および前記基板と平行な方向に放出する構成である。また、このような構成の発光素子のそれぞれに隣接して、光反射層と当該発光素子の発光層から放出された発光光を異なる波長の変換光に変換する色変換層とを、基板上に積層してなる色変換素子が設けられている。
【００１１】
このような構成の表示装置では、光反射層によって上下方向が狭持された発光素子において、その発光層で生じた発光光の殆どを、基板と平行な方向に効率的に放出させることができる。そして、発光素子から効率的に放出させた発光光は、色変換層において各色の変換光に変換され、色変換層に積層された光反射層で反射して基板と垂直方向に放出される。この際、色変換層への発光光の入射光路は、基板と平行な色変換層の面内方向であり、発光光の入射方向に対する色変換層の長さを充分に大きくすることで、発光光を充分に吸収することができる。一方、色変換層からの変換光の出射光路は、基板と垂直な色変換層の膜厚方向であり、色変換層の膜厚を充分に薄くすることで、当該色変換層での変換光の自己吸収を抑えて効率良く変換光を取り出すことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明の表示装置によれば、高効率で色変換層に入射させた発光光を、色変換層において充分に吸収させて変換光に変換することができ、しかも変換光が当該色変換層で自己吸収されることを充分に抑えて取り出すことができるため、変換光の取り出し効率の向上を図ることが可能になる。これにより、高精細なカラー表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の表示装置の構成を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本実施形態の表示装置を示す断面構成図である。
【００１４】
先ず、図１に示される本実施形態の表示装置１は、基板２上に、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇ、および青色画素Ｂが設定されたものである。この基板２上には、各画素Ｒ，Ｇ，Ｂに対応させて発光素子３が配列されている。このうち、赤色画素Ｒおよび緑色画素Ｇには、発光素子３に隣接して色変換素子５が設けられた構成となっている。一方、青色画素Ｂには、発光素子３に隣接して光散乱素子７が設けられた構成となっている。
【００１５】
ここで基板２は、ガラス基板のような透明基板からなり、例えば画素駆動用の薄膜トランジスタ(thin film transistor：ＴＦＴ）やこれを駆動する駆動回路を備えた、いわゆるＴＦＴ基板として構成されていることとする。
【００１６】
各発光素子３は、各画素Ｒ，Ｇ，Ｂに共通の構成の薄膜発光素子であって、発光層を有する薄膜の積層体からなり、ここでは一例として有機電界発光素子であることとする。これらの発光素子３は、図中右下の拡大図に示すように、基板２側から順に、光反射層を兼ねた反射電極層１１、低屈折率層１２、発光層１３-3を含む機能層１３、低屈折率層１４，光反射層を兼ねた反射電極層１５を積層した構成となっている。これにより、この発光素子３を配列してなる表示装置１は、各発光素子３での発光光ｈｂを、反射電極層１５間で反射させた基板２と平行な方向に取り出す構成となっている。
【００１７】
次に、発光素子３の詳細な構成を、基板２側から順に説明する。
【００１８】
先ず反射電極層１１は、発光素子３において陽極（または陰極）として用いられるもので、画素電極としてパターニングされている。またこの反射電極層１１は、銀(Ａｇ）のような光反射特性の良好な材料からなる層と、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）のような透明電極材料からなる層との積層構造であっても良い。このような反射電極層１１は、その周縁部がここでの図示を省略した絶縁性パターンで覆われ、絶縁性パターンから反射電極層１１が露出している部分が発光素子３として機能する。そして、以下に説明する低屈折率層１２および機能層１３が、反射電極層１１の露出面を完全に覆う構成となっている。
【００１９】
低屈折率層１２は、反射電極層１１においての発光光ｈｂの吸収ロスを抑えるための層である。この低屈折率層１２は、この上部に設けられた発光層１３-3の屈折率よりも充分に低い屈折率を備えていることとする。そして次に説明する機能層１３の反射電極層１１側の界面層（１３-1）が、このように充分に低い屈折率を有する材料からなる場合には、図示したように界面層（１３-1）を低屈折率層１２として用いてもよい。
【００２０】
機能層１３は、陽極（ここでは例えば反射電極層１１）側から順に、例えば正孔注入層(つまり上記界面層）１３-1、正孔輸送層１３-2、発光層１３-3、電子輸送層１３-4、および電子注入層１３-5等をこの順に積層させてなる。ただし、少なくとも青色の発光光ｈｂを発生させる発光層１３-3を備えていれば良く、この発光層１３-3において高輝度の発光が得られるように他の層が必要に応じて設けられていることとする。
【００２１】
尚、各層１３-1〜１３-5は、それぞれが単層で構成されても良いし積層構造であっても良い。また、１つの層が複数の機能を備えてもよく、例えば発光層１３-3が電子輸送層としての機能を有していても良い。
【００２２】
低屈折率層１４は、次に説明する反射電極層１５においての発光光ｈｂの吸収ロスを抑えるための層である。この低屈折率層１４は、発光層１３-3の屈折率よりも充分に低い屈折率を備えていることとする。そして、上述した機能層１３の反射電極層１５側の界面層(例えば上記電子注入層１３-5）が、充分に低屈折率な材料からなる場合には、図示したようにこの界面層（１３-5）を低屈折率層１４として用いても良よい。またこの低屈折率層１４は、各発光素子３に共通層として設けられ、基板２上にベタ膜形成されていて良い。
【００２３】
反射電極層１５は、反射電極層１１が陽極として用いられる場合には陰極として用いられ、その逆である場合は陽極として用いられる。このような光透過性電極１３は、各発光素子３に共通層として設けられ、基板２上にベタ膜形成されていて良い。またこの反射電極層１５は、光反射特性の良好な材料からなる層と、透明電極材料からなる層との積層構造であっても良い。尚、図面においては、説明のため低屈折率層１４および反射電極層１５が画素毎にパターニングされている状態を示している。
【００２４】
以上説明した発光素子３の各層の一構成例を次に示す。
反射電極層１１ ：Ａｇ（５００ｎｍ）／ＩＴＯ（１１００ｎｍ）、
正孔注入層１３-1：ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（１２０ｎｍ）、
正孔輸送層１３-2：αＮＰＤ（１1ｎｍ）、
発光層１３-3 ：ＤＰＶＢｉ＋５％ＢＣｚＶＢｉ（３０ｎｍ）、
電子輸送層１３-4：Ａｌｑ３（１０ｎｍ）
電子注入層１３-5：ＬｉＦ（０．３ｎｍ）、
反射電極層１５ ：ＭｇＡｇ（１ｎｍ）／ＩＴＯ（１００ｎｍ）／Ａｇ（１００ｎｍ）。
【００２５】
また、これらの各層のうちＩＴＯ膜の成膜は、ＤＣマグネトロンスパッタ方式によって行われ、例えば成膜雰囲気内圧力０．３Ｐａ、１％Ｏ２／Ａｒガス流量５ｓｃｃｍ、１５０Ｗの条件で行われる。これ以外の各層（膜）の成膜は、真空蒸着法によって行われ、例えば成膜雰囲気内圧力を１×１０-4Ｐａに保った抵抗加熱法が適用される。
【００２６】
以上のように構成された発光素子３は、発光層１３-3で生じた発光光ｈｂが、反射電極層１１，１５間で反射し、基板２と水平方向に放出される構成となっている。
【００２７】
以上の構成例においては、正孔注入層１３-1が低屈折率層１２を兼ねており、電子注入層１３-5が低屈折率層１４を兼ねている。また、２枚の反射電極層１１，１５が、光反射層を兼ねた構成となっている。しかしながら、２枚の電極間に有機層１３を狭持した発光素子３をさらに低屈折率層で狭持し、この外側にさらに光反射層を設けた構成であっても良い。この場合、発光素子３を構成する２枚の電極は、透明電極材料で構成されることとする。
【００２８】
次に、赤色画素Ｒと緑色画素Ｇの発光素子３に隣接して設けられた色変換素子５の構成を説明する。色変換素子５は、基板２側から順に、色変換層２１ｒ，２１ｇ、低屈折率層１４、および光反射層１５を積層した構成となっている。
【００２９】
このうち赤色画素Ｒの色変換層２１ｒは、発光素子３で発生した青色の発光光ｈｂを吸収し、赤色の変換光ｈｒに変換して再発光させる蛍光体または燐光体の少なくとも一方を含有している。また緑色画素Ｇの色変換層２１ｇは、発光素子３で発生した青色の発光光ｈｂを吸収し、緑色の変換光ｈｇに変換して再発光させる蛍光体または燐光体の少なくとも一方を含有している。
【００３０】
このような色変換層２１ｒ，２１ｇは、蛍光体または燐光体の少なくとも一方と、これを分散または溶解させる樹脂とで構成されており、有機蛍光色素溶解含有層、有機蛍光顔料分散層、無機蛍光体結晶分散層、量子ドット蛍光体分散層などを適用することができる。またこれらの色変換層２１ｒ、２１ｇは、光透過性の基板２よりも高い屈折率を備えていることとする。
【００３１】
そして特に、これらの色変換層２１ｒ，２１ｇのそれぞれにおいては、以降に説明するように、発光素子３からの発光光ｈｂの入射方向の長さＬｒ，Ｌｇが、基板２と垂直方向の膜厚ｔｒ，ｔｇよりも充分に大きいことが重要である。
【００３２】
すなわちここでは、図２に示すように、色変換層２１（２１ｒ，２１ｇ）のパターン形状が、基板２と平行方向の長さＬ（Ｌｒ，Ｌｇ）、および膜厚ｔ（ｔｒ，ｔｇ）であって、この色変換層２１に対して基板(図示省略）と平行な方向から発光光ｈ（ｈｂ）が入射する構成を考える。尚ここでは、色変換層２１内に入射した発光光ｈは、外部に発散することなく色変換層２１内ですべて吸収されるものと仮定する。また、色変換層２１は、下記式（１）に示す光吸収特性（吸収比γ）を備えているとする。
【００３３】
【数１】
【００３４】
また、色変換層２１に含まれる蛍光体のモル濃度をｎ、モル吸光度で表したモル吸収係数をＫとすると、ｋ＝Ｋ×ｎとなり、発光光の吸収係数ｋ０＝Ｋ０×ｎとなる。
【００３５】
以上の吸収比γ、発光光のモル吸光係数Ｋ０、および色変換層２１の長さＬ，および膜厚ｔから、各色変換層２１における全変換光強度Ｉは、下記式（２）のように表される。
【数２】
【００３６】
ここで図３のグラフに示すように、式（２）を構成する関数Ｉ２＝［１−Exp(-２Ｌ×γ×ｎ)]／(Ｌ×γ×ｎ)は、(Ｌ×γ×ｎ)が小さいときは２に収束し、大きくなるにしたがって単調に減少する。したがって、吸収比γが有限であるときに全変換光強度Ｉを大きくするには、(Ｌ×γ×ｎ)を小さくして関数Ｉ２が大きくなるようにすれば良い。
【００３７】
また全変換光強度Ｉを大きくするには、同時に式（２）を構成する関数Ｉ１＝[１−Exp(-Ｋ０×ｎ×t)]を大きくする必要がある。
【００３８】
以上から、具体的には、(Ｌ×γ×ｎ)＜０．２、（Ｋ０×ｎ×t）＞２となるようにすれば良い。
【００３９】
ここで、発光光ｈにおけるピーク波長λの吸収係数ｋ０、および吸収係数γは、色変換層２１を構成する材料によって決まるパラメーターである。そして、調整可能な値は、色変換層２１に含まれる蛍光体のモル濃度ｎ、色変換層２１の長さＬ，色変換層２１の膜厚ｔである。このため、対象とする構造を考慮しつつ、上記条件(Ｌ×γ×ｎ)＜０．２、（Ｋ０×ｎ×t）＞２となるように、これらの値を調整することにより、変換光Ｈが、色変換層２１において自己吸収される量を極めて少なく抑えることができる。これにより、蛍光材料の量子収率に近い値の変換光Ｈを色変換層２１から取り出すことが可能になる。
【００４０】
このような色変換層２１（２１ｒ，２１ｇ）上に積層された低屈折率層１４は、この上部に設けられる光反射層１５においての発光光ｈｂの吸収ロスを抑えるための層である。このような低屈折率層１４は、当該色変換層２１（２１ｒ，２１ｇ）よりも屈折率が低い材料で構成されることとし、また発光素子３の低屈折率層１４と共通層として設けられたものであっても良い。
【００４１】
そして光反射層１５は、発光素子の反射電極層１５と共通層として設けられたものであって良い。特に、色変換素子５を構成する光反射層１５は、反射電極層１５における光反射性材料からなる層のみを延設した構成であっても良い。
【００４２】
このように、色変換層２１上に、低屈折率層１４を介して反射電極層（光反射層)１５を設け、また上述したように色変換層２１（２１ｇ、２１ｒ）の屈折率を光透過性の基板２よりも高くしたことにより、色変換層２１内に入射した発光光ｈは、外部に発散することなく色変換層２１内ですべて吸収される構成となる。
【００４３】
以上説明した色変換素子５の形成は、次のように行う。先ず、発光素子３で発生する青色の発光光ｈｂによって励起可能な蛍光量子収率を持つ蛍光材料を、エポキシ樹脂中（屈折率1.9）に所望の濃度で分散させ、スクリーン印刷法にてガラス（屈折率1.5）基板上にパターン形成する。その後、約１００℃で硬化させ、色変換層２１ｒ，２１ｇを形成る。尚、色変換層２１ｒ，２１ｇのパターン形状（長さＬｒ，Ｌｇおよび膜厚Ｔｒ，Ｔｇ）は、上述のようにして設定された値とする。
【００４４】
その後、発光素子３の形成と同一工程で、低屈折率層１４および反射電極層１５を順次形成する。
【００４５】
以上のように構成された色変換素子５では、図４の拡大図に示すように、発光素子３から基板２と平行方向に放出された発光光ｈｂが、色変換層２１（２１ｒ，２１ｇ）に入射すると、これらの色変換層２１において吸収されて各色の変換光Ｈ（Ｈｒ，Ｈｇ）に変換される。これらの変換光Ｈは、反射電極層（光反射層）１５で反射され、光透過性材料からなる基板（図示省略)側から表示光として放出されることになる。
【００４６】
次に、青色画素Ｂの発光素子３に隣接して設けられた光散乱素子７の構成を説明する。光散乱素子７は、基板２側から順に、光散乱層２３、低屈折率層１４、および光反射層１５を積層した構成となっている。
【００４７】
このうち光散乱層２３は、発光素子３で発生した青色の発光光ｈｂを吸収することなく散乱させて等方的に放射させる。これにより、青色画素Ｂからは、青色の発光光ｈｂがそのまま放出される構成となっている。またこの光散乱層２３は、光透過性の基板２よりも高い屈折率を備えていることとする。
【００４８】
このような光散乱層２３は、例えば前出のエポキシ樹脂中に白色顔料であるＴｉＯ2微粒子などを分散させた層によって構成されている。このような光散乱層２３の形成は、上述した色変換層２１ｒ，２１ｇの形成と同様のスクリーン印刷法によって行われる。
【００４９】
この光散乱層２３上に積層された低屈折率層１４は、この上部に設けられる光反射層１５においての発光光ｈｂの吸収ロスを抑えるための層である。このような低屈折率層１４は、当該色変換層よりも屈折率が低い材料で構成されることとし、また発光素子３の低屈折率層１４と共通層として設けられたものであっても良い。
【００５０】
そして光反射層１５は、発光素子の反射電極層１５と共通層として設けられたものであって良い。特に、光散乱素子７を構成する光反射層１５は、反射電極層１５における光反射性材料からなる層のみを延設した構成であっても良い。
【００５１】
以上のように構成された光散乱素子７では、図５の拡大図に示すように、発光素子３から基板２と平行方向に放出された発光光ｈｂが、光散乱層２３に入射すると、この光散乱層２３において等方的に散乱する。そして散乱した発光光ｈｂの一部は、そのまま光透過性材料からなる基板（図示省略)側から表示光として放出されることになる。また、その他の発光光ｈｂは、反射電極層（光反射層）１５で反射され、光透過性材料からなる基板（図示省略)側から表示光として放出されることになる。
【００５２】
尚、以上のように基板２上に配列形成せれた発光素子３，色変換素子５，および光散乱素子７は、ここでの図示を省略した窒化シリコン膜のような保護膜によって覆われ、さらに必要に応じて接着剤を介して対向基板が貼り合せられることにより、２枚の基板間に封止される。
【００５３】
以上説明した構成の表示装置１においては、反射電極層１１，１４によって上下方向を狭持した構成の発光素子３を各画素Ｒ，Ｇ，Ｂに設けた。このような発光素子３では、その発光層１３-3で生じた発光光ｈｂの殆どを、基板２と平行な方向に効率的に放出させることができる。そして、図２の拡大図に示すように、効率的に放出させた発光光ｈｂは、色変換層２１ｒ，２１ｂで各色の変換光Ｈｒ，Ｈｇに変換され、色変換層２１ｒ，２１ｂに積層された反射電極層１５で反射して基板２と垂直方向に放出される。
【００５４】
この際、色変換層２１ｒ，２１ｂへの発光光ｈｂの入射光路は、基板２と平行な色変換層２１ｒ，２１ｂの面内方向である。そして、発光光ｈｂの入射方向に対する色変換層２１ｒ，２１ｂの長さＬｒ，Ｌｇを充分に大きくすることで、発光光ｈｂを充分に吸収することができる。一方、色変換層２１ｒ，２１ｂからの変換光Ｈｒ，Ｈｇの出射光路は、基板２と垂直な色変換層２１ｒ，２１ｂの膜厚ｔｒ，ｔｇ方向であり、色変換層２１ｒ，２１ｂの膜厚ｔｒ，ｔｇを充分に薄くすることで、色変換層２１ｒ，２１ｂでの変換光Ｈｒ，Ｈｇの自己吸収を抑えて効率良く変換光Ｈｒ，Ｈｇを取り出すことができる。
【００５５】
したがって、高効率で色変換層２１ｒ，２１ｇに入射させた発光光ｈｂを、これらの色変換層２１ｒ，２１ｇにおいて充分に吸収させて変換光Ｈｒ，Ｈｇに変換することができ、しかも変換光Ｈｒ，Ｈｇが色変換層２１ｒ，２１ｇで自己吸収されることを充分に抑えて取り出すことができる。この結果、変換光Ｈｒ，Ｈｇの取り出し効率の向上を図ることが可能になる。これにより、高精細なカラー表示を行うことができる。
【００５６】
尚、上述した実施形態においては、全ての画素Ｒ，Ｇ，Ｂにおいて、同一構成の発光素子３を設けた構成を説明した。しかしながら、図６に示すように、発光光ｈｂを色変換せずにそのまま表示光として放出する青色画素Ｂの発光素子３’は、光取り出し側となる電極層を光透過性電極層１１’として構成しても良い。この場合、青色画素Ｂには光散乱素子を設けず、発光層での発光光ｈｂを光透過性電極層１１’側から直接取り出す構成とする。
【００５７】
また、上述した実施形態においては、表示素子３で発生させた青色の発光光ｈｂを、赤色の変換光Ｈｒや緑色の変換光Ｈｇに色変換して放出する表示装置１．１’の構成を説明した。しかしながら、発光素子３においての発光光の色、および変換光の色は、このような組み合わせに限定されることはない。例えば、シアン系の発光光を、これよりも長波長のマゼンダやイエローのような変換光に変換して放出する構成であっても良い。
【００５８】
さらに、表示素子３，３’は、発光層を有する薄膜の積層体からなる発光素子であれば、有機電界発光素子に限定されることはない。このような発光素子の他の例として、無機電界発光素子や、無機ＬＥＤを適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態の表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】実施形態の表示装置における光変換素子の拡大図である。
【図３】式（２）中の関数Ｉ２と(Ｌ×γ×ｎ)との関係を示すグラフである。
【図４】実施形態の表示装置における光変換素子からの表示光の放出を説明する図である。
【図５】実施形態の表示装置における光散乱素子からの表示光の放出を説明する図である。
【図６】本発明の表示装置の他の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，１’…表示装置、２…基板、３，３’…発光素子、５…色変換素子、７…光散乱素子、１１，１５…反射電極層（光反射層）、１１’…光透過性電極層、１２，１４…低屈折率層、１３-3…発光層、ｈｂ…発光光、Ｈｒ，Ｈｇ…変換光、２１ｒ，２１ｇ…色変換層、２３…光散乱層、Ｌｒ，Ｌｇ…入射方向の長さ、ｔｒ，ｔｇ…膜厚
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を有する薄膜の積層体からなる複数の発光素子を基板上に配列してなる表示装置において、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一部は、光反射層によって上下方向が狭持され、前記発光層で生じた発光光を前記基板と平行な方向に放出する構成であると共に、
前記一部の発光素子のそれぞれに隣接して、光反射層と前記発光層から放出された発光光を異なる波長の変換光に変換する色変換層とを、前記基板上に積層してなる色変換素子が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項1記載の表示装置において、
前記色変換層は、前記発光光の入射方向の長さが、前記基板と垂直方向の膜厚よりも大きい
ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項1記載の表示装置において、
前記色変換層と前記光反射層との間に、当該色変換層よりも屈折率が低い材料からなる低屈折率層が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１記載の表示装置において、
前記発光素子と前記光反射層との間に、前記発光素子よりも屈折率が低い材料からなる低屈折率層が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１記載の表示装置において、
前記発光素子を構成する電極層が、当該発光素子を狭持する前記光反射層を兼ねている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項1記載の表示装置において、
前記発光素子を狭持する２枚の光反射層のうちの一方と前記色変換素子を構成する光反射層とが共通層として設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項1記載の表示装置において、
前記複数の発光素子は、同一の発光層を用いて構成されている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７記載の表示装置において、
前記発光層は青色の発光光を発生するものであり、
前記色変換層のうちの一部は、前記発光光を赤色の波長の変換光に変換し、
前記色変換層のうちの残りの一部は、前記発光光を緑色の波長の変換光に変換する
ことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項1記載の表示装置において、
前記複数の発光素子のうちの残りの一部は、光反射層によって上下方向が狭持され、前記発光層で生じた発光光を前記基板と平行な方向に放出する構成であると共に、当該発光素子のそれぞれに隣接して、光反射層と当該発光素子の発光層から放出された発光光を散乱させる光散乱層とを、前記基板上に積層してなる光散乱素子が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項９記載の表示装置において、
前記光散乱層と前記光反射層との間に、当該光散乱層よりも屈折率が低い材料からなる低屈折率層が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１記載の表示装置において、
前記複数の発光素子のうちの残りの一部は、
前記２枚の電極層のうちの一方が光反射性材料で構成され、他方が光透過性材料で構成され、前記発光層で生じた発光光を当該光透過性材料で構成された電極層側から放出する
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１】
発光層を有する薄膜の積層体からなる複数の発光素子を基板上に配列してなる表示装置において、
前記複数の発光素子のうちの少なくとも一部は、光反射層によって上下方向が狭持され、前記発光層で生じた発光光を前記基板と平行な方向に放出する構成であると共に、
前記一部の発光素子のそれぞれに隣接して、光反射層と前記発光層から放出された発光光を異なる波長の変換光に変換する色変換層とを、前記基板上に積層してなる色変換素子が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項1記載の表示装置において、
前記色変換層は、前記発光光の入射方向の長さが、前記基板と垂直方向の膜厚よりも大きい
ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項1記載の表示装置において、
前記色変換層と前記光反射層との間に、当該色変換層よりも屈折率が低い材料からなる低屈折率層が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１記載の表示装置において、
前記発光素子と前記光反射層との間に、前記発光素子よりも屈折率が低い材料からなる低屈折率層が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１記載の表示装置において、
前記発光素子を構成する電極層が、当該発光素子を狭持する前記光反射層を兼ねている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項1記載の表示装置において、
前記発光素子を狭持する２枚の光反射層のうちの一方と前記色変換素子を構成する光反射層とが共通層として設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項1記載の表示装置において、
前記複数の発光素子は、同一の発光層を用いて構成されている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７記載の表示装置において、
前記発光層は青色の発光光を発生するものであり、
前記色変換層のうちの一部は、前記発光光を赤色の波長の変換光に変換し、
前記色変換層のうちの残りの一部は、前記発光光を緑色の波長の変換光に変換する
ことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項1記載の表示装置において、
前記複数の発光素子のうちの残りの一部は、光反射層によって上下方向が狭持され、前記発光層で生じた発光光を前記基板と平行な方向に放出する構成であると共に、当該発光素子のそれぞれに隣接して、光反射層と当該発光素子の発光層から放出された発光光を散乱させる光散乱層とを、前記基板上に積層してなる光散乱素子が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項９記載の表示装置において、
前記光散乱層と前記光反射層との間に、当該光散乱層よりも屈折率が低い材料からなる低屈折率層が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１記載の表示装置において、
前記複数の発光素子のうちの残りの一部は、
前記２枚の電極層のうちの一方が光反射性材料で構成され、他方が光透過性材料で構成され、前記発光層で生じた発光光を当該光透過性材料で構成された電極層側から放出する
ことを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−５２９５０（Ｐ２００８−５２９５０Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２６００２（Ｐ２００６−２２６００２）
【出願日】平成１８年８月２３日（２００６．８．２３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２３日（２００６．８．２３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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