WO2012108384A1 - 蛍光体基板、およびこれを用いた表示装置、照明装置 - Google Patents

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WO2012108384A1
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light
layer
substrate
phosphor
blue
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別所　久徳
悦昌 藤田
勇毅 小林
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シャープ株式会社
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    • H05B33/145—Arrangements of the electroluminescent material
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    • G02—OPTICS
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a phosphor substrate, a display device using the phosphor substrate, and an illumination device.
  • This application claims priority on February 10, 2011 based on Japanese Patent Application No. 2011-027215 for which it applied to Japan, and uses the content here.
  • Flat panel displays include non-self-luminous liquid crystal display (LCD), self-luminous plasma display (PDP), inorganic electroluminescence (inorganic EL) display, organic electroluminescence (hereinafter referred to as “organic EL” or “ A display or the like is also known.
  • organic EL organic electroluminescence
  • the organic EL display has attracted particular attention because it can emit light by itself.
  • a technique for displaying a moving picture by simple matrix driving or a technique for displaying a moving picture by active matrix driving using a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) is known.
  • TFT thin film transistor
  • a conventional organic EL display pixels emitting red light, green light, and blue light are juxtaposed as one unit, and various colors including white are generated to perform full color display.
  • the base material of the mask is composed of a very thin metal (general film thickness: 50 nm to 100 nm), it is difficult to increase the size of the mask.
  • a very thin metal generally film thickness: 50 nm to 100 nm
  • different light emitting layer materials are mixed and the pixels are mixed.
  • color mixing In order to prevent these phenomena, it is necessary to increase the width of the insulating layer provided between the pixels. However, when the area of the pixels is determined, the area of the light emitting portion is reduced.
  • the deposition source is disposed below the substrate, and the organic material is deposited from below to above to form an organic layer. Deflection of the mask occurs. This bending of the mask also causes the above color mixture. In an extreme case, a portion where the organic layer is not formed is formed, and leakage of the upper and lower electrodes occurs. In the conventional method, the mask becomes unusable due to deterioration of the mask after a predetermined number of times of use. Therefore, an increase in the size of the mask leads to an increase in the manufacturing cost of the display.
  • an organic EL material part that emits light in the blue to blue-green region an organic EL material part that emits light in the ultraviolet region, and red light using blue to blue-green light from the organic EL material part as excitation light.
  • EL elements have been proposed (see Patent Document 1 below). This EL element can be easily manufactured as compared with the organic EL element of the above-described separate coating method, and is excellent in terms of cost.
  • an organic EL element that includes an EL light emitting element portion and a fluorescent layer and has a reflective film provided on the side surface of the fluorescent layer to enable efficient extraction of light toward the side surface to the front side has been proposed ( See Patent Document 2 below).
  • Patent Document 3 a color display device has been proposed in which a light source that emits light having an emission peak wavelength of 400 nm to 500 nm, a liquid crystal display element, and a wavelength conversion unit made of a phosphor are combined (Patent Document 3 below, Non-Patent Document 3).
  • Patent Document 3 describes that in this device, light is emitted from the phosphor layers of R, G, and B provided outside the liquid crystal layer, so that a light display efficiency is high and a bright color display device can be realized. Has been.
  • the light emitted from the phosphor layer is isotropic, as in Patent Document 1 and Patent Document 2, so that the light from the phosphor layer is taken out to the outside.
  • the loss of light is large and the luminous efficiency obtained is low.
  • fluorescence emitted from the phosphor layer in the substrate side can be efficiently extracted without being reflected at the interface with the substrate, whereby light extraction efficiency from the phosphor layer is improved.
  • An object of the present invention is to provide a phosphor substrate capable of improving the conversion efficiency and the conversion efficiency.
  • Another object of the present invention is to provide a display device that is excellent in viewing angle characteristics and can reduce power consumption by combining the phosphor substrate with an organic EL element, a liquid crystal element, or the like.
  • Another object of the present invention is to provide a lighting device that is bright and capable of reducing power consumption.
  • the phosphor substrate in one aspect of the present invention includes a substrate, a first phosphor layer configured to generate fluorescence by incident excitation light, and to emit the generated light from a light extraction surface, and the first phosphor layer And a first intermediate layer having a refractive index gradient from the vicinity of the first phosphor layer to the vicinity of the substrate.
  • the first intermediate layer has a refractive index that is different from that of the phosphor layer.
  • the first intermediate layer is formed of one or more microstructures, and a cross-sectional area of the microstructure is directed from the vicinity of the phosphor layer to the vicinity of the substrate. It may have a shape that becomes smaller.
  • the microstructure may have a substantially conical shape, and a vertex angle formed by a vertex portion of the generally conical shape may be 45 ° or less.
  • the phosphor substrate in one embodiment of the present invention may be provided on the outer surface of the substrate, and may be provided with a protective layer having the refractive index gradient in a direction away from the outer surface of the substrate.
  • the protective layer has a refractive index in a direction away from the outer surface of the substrate. You may have the gradient which changes in the range from n3 to n4 in the thickness direction orthogonal to the light extraction surface.
  • the protective layer is formed of one or more microstructures, and the sectional area of the microstructures decreases from the vicinity of the substrate toward the vicinity of the outer layer. You may have a shape.
  • the microstructure may have a substantially conical shape, and a vertex angle formed by a vertex portion of the generally conical shape may be 45 ° or less.
  • a reflective layer may be provided on one or more side surfaces of the phosphor layer.
  • the phosphor substrate according to an aspect of the present invention transmits at least light corresponding to the peak wavelength of the excitation light on the surface on which the excitation light is incident on the first phosphor layer, and emits light from the first phosphor layer.
  • a wavelength selective transmission / reflection layer configured to reflect at least light corresponding to the peak wavelength may be provided.
  • the phosphor substrate according to an aspect of the present invention includes a plurality of second phosphor layers in which the first phosphor layer is divided into a plurality of predetermined regions, and the first intermediate layer includes the plurality of second phosphor layers. It may be formed between the phosphor layer and the substrate.
  • the plurality of second phosphor layers have different refractive indexes
  • the first intermediate layer includes a plurality of second intermediate layers divided into predetermined regions.
  • the plurality of second intermediate layers are provided between the plurality of second phosphor layers and the substrate, respectively, and the plurality of second intermediate layers have different refractive index gradients. Also good.
  • a display device includes the phosphor substrate according to one aspect of the present invention, and a light source including a first light emitting element that emits excitation light that irradiates the first phosphor layer. Yes.
  • the display device further includes a plurality of pixels including at least a red pixel that performs display using red light, a green pixel that performs display using green light, and a blue pixel that performs display using blue light.
  • ultraviolet light as the excitation light is emitted from the light source, and a red phosphor layer that emits red light with the ultraviolet light as the excitation light is provided on the red pixel as the second phosphor layer,
  • the green pixel may be provided with a green phosphor layer that emits green light using the ultraviolet light as the excitation light
  • the blue pixel may be provided with a blue phosphor layer that emits blue light using the ultraviolet light as the excitation light.
  • the display device may further include a plurality of pixels including at least a red pixel that performs display using red light, a green pixel that performs display using green light, and a blue pixel that performs display using blue light.
  • a scattering layer that is provided in a blue pixel and scatters the blue light, and the blue light as the excitation light is emitted from the light source, and the blue light is emitted to the red pixel as the second phosphor layer.
  • a red phosphor layer that emits red light as the excitation light may be provided.
  • the light source includes a plurality of second light emitting elements provided corresponding to each of at least the red pixel, the green pixel, and the blue pixel, and the plurality of second light sources.
  • An active matrix drive type light source including a plurality of drive elements that respectively drive the light emitting elements may be used.
  • a display device is disposed between any one of the red phosphor layer, the green phosphor layer, and the blue phosphor layer and the substrate on which the plurality of driving elements are formed,
  • Each of the red phosphor layer, the green phosphor layer, and the blue phosphor layer may emit light in a direction opposite to the plurality of driving elements.
  • the light source may include any of a light emitting diode, an organic electroluminescence element, and an inorganic electroluminescence element.
  • the display device further controls a transmittance of light emitted from the light source for each of the red pixel, the green pixel, and the blue pixel between the light source and the phosphor substrate.
  • a liquid crystal element configured to do so may be provided, and the light source may be a planar light source that emits light from a light exit surface.
  • An illumination device includes the phosphor substrate according to one aspect of the present invention and a light source having a light emitting element that emits excitation light that irradiates the phosphor layer.
  • the aspect of the present invention it is possible to realize a fluorescent substrate that can efficiently extract the light emitted from the phosphor layer in the direction of the substrate without reflecting it at the interface between the phosphor layer and the substrate. . Further, it is possible to realize a phosphor substrate that can efficiently extract light incident on the substrate to the outer layer side without reflecting it at the interface between the substrate and the outer layer. Furthermore, it is possible to realize a phosphor substrate capable of improving the light extraction efficiency from the phosphor and improving the conversion efficiency. In addition, by combining the phosphor substrate with an organic EL element, a liquid crystal element, or the like, a display device having excellent viewing angle characteristics, high display quality, and low power consumption can be realized. In addition, a bright lighting device capable of reducing power consumption can be realized.
  • FIG. 4 is a side cross-sectional view for explaining the structure of a microstructure.
  • a schematic view for explaining a manufacturing process of a phosphor substrate (A schematic view for explaining a manufacturing process of a phosphor substrate. (A schematic view for explaining a manufacturing process of a phosphor substrate. (A schematic view for explaining a manufacturing process of a phosphor substrate. (A schematic view for explaining a manufacturing process of a phosphor substrate. (A schematic view for explaining a manufacturing process of a phosphor substrate. (A schematic view for explaining a manufacturing process of a phosphor substrate. It is a schematic cross section which shows the display apparatus of the 1st modification of 1st Embodiment. It is a schematic cross section which shows the whole display apparatus of the 2nd modification of 1st Embodiment.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing a schematic configuration of a first embodiment of a display device according to the present invention.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view showing the entire display device of the present embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view showing the main part of the organic EL element substrate.
  • the scale of the size may be varied depending on the component.
  • reference numeral 1 denotes a display device.
  • the display device 1 includes a phosphor substrate 2 and an organic EL element substrate 4 (light source) bonded to the phosphor substrate 2 via a planarizing film 3. It is configured.
  • one pixel which is the minimum unit that constitutes an image, is configured by three dots that respectively display red, green, and blue.
  • a dot that performs red display is referred to as a red pixel PR
  • a dot that performs green display is referred to as a green pixel PG
  • a dot that performs blue display is referred to as a blue pixel PB.
  • ultraviolet light is emitted from the organic EL element substrate 4 as a light source, and the ultraviolet light is incident on the phosphor substrate 2 as excitation light.
  • red fluorescence is generated in the red pixel PR
  • green fluorescence is generated in the green pixel PG
  • blue fluorescence is generated in the blue pixel PB, and full color display is performed by these color lights.
  • the phosphor substrate of this embodiment will be described in detail.
  • the light absorption layer 6 and the phosphor layers 7R, 7G, and 7B are formed on the inner surface side (first surface) of the substrate 5 via the intermediate layer 10.
  • a planarizing film 3 is formed so as to cover the light absorption layer 6 and the phosphor layers 7R, 7G, and 7B.
  • a protective layer 11 is formed on the outer surface side (second surface) of the substrate 5 between the substrate 5 and the outside air side serving as an outer layer thereof. That is, the protective layer 11 is formed on the second surface of the substrate 5.
  • a plurality of phosphor layers 7R, 7G, and 7B are provided for each pixel.
  • the plurality of phosphor layers 7R, 7G, and 7B are made of different phosphor materials so as to emit different colors depending on the pixels. Note that the phosphor materials constituting the plurality of phosphor layers 7R, 7G, and 7B may have different refractive indexes.
  • the light absorption layer 6 is made of a light-absorbing material and is formed corresponding to a region between adjacent pixels. The light absorption layer 6 can improve display contrast.
  • the phosphor layers 7R, 7G, and 7B are planarized by the planarization film 3, it is possible to prevent depletion between the organic EL element 12 and the phosphor layers 7R, 7G, and 7B, which will be described later, In addition, the adhesion between the organic EL element substrate 4 and the phosphor substrate 2 can be enhanced.
  • the phosphor layers 7R, 7G, and 7B are made of, for example, a thin film having a rectangular shape in plan view, and the reflection layer 8 is formed on the side surfaces of all of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B.
  • the reflection layer 8 is not formed on all the side surfaces of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B, and the reflection effect described later can be obtained even if it is formed on at least one side surface.
  • a wavelength selective transmission / reflection layer 9 is formed on the phosphor layers 7R, 7G, and 7B, that is, on an incident surface (external surface side) on which excitation light from the organic EL element substrate 4 (light source) is incident as described later. Is formed.
  • substrate As the substrate 5 for the phosphor substrate 2 used in the present embodiment, it is necessary to extract light from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B to the outside, and thus it is necessary to transmit light in the emission wavelength region of the phosphor. is there. Accordingly, examples of the material of the substrate 5 include an inorganic material substrate made of glass, quartz, and the like, a plastic substrate made of polyethylene terephthalate, polycarbazole, polyimide, and the like. However, as described above, the present embodiment is not limited to these substrates.
  • a plastic substrate from the viewpoint that it can be bent or bent without causing stress. Further, from the viewpoint of improving gas barrier properties, it is more preferable to use a substrate in which a plastic substrate is coated with an inorganic material. Thereby, it is possible to eliminate the deterioration of the organic EL element due to the permeation of moisture which may occur when the plastic substrate is used as the organic EL substrate.
  • the phosphor layers 7R, 7G, and 7B of the present embodiment absorb the excitation light emitted from the organic EL element 12 that emits ultraviolet light, and emit red light, green light, and blue light, respectively. It consists of a green phosphor layer 7G and a blue phosphor layer 7B. If necessary, a phosphor layer that emits cyan light and yellow light may be added to the pixels. In that case, the color purity of the pixels emitting cyan light and yellow light is outside the triangle connected by the points indicating the color purity of the pixels emitting red light, green light and blue light on the chromaticity diagram. By setting the color reproducibility, it is possible to expand the color reproducibility as compared with a display device using pixels that emit light of three primary colors of red, green, and blue.
  • the phosphor layers 7R, 7G, and 7B may be composed only of the phosphor materials exemplified below.
  • the phosphor layers 7R, 7G, and 7B may optionally contain additives and the like in the phosphor materials exemplified below.
  • the phosphor layers 7R, 7G, and 7B may have a configuration in which these phosphor materials are dispersed in a polymer material (binding resin) or an inorganic material.
  • a known phosphor material can be used as the phosphor material of the present embodiment. This type of phosphor material is classified into an organic phosphor material and an inorganic phosphor material. Although these specific compounds are illustrated below, this embodiment is not limited to these materials.
  • Organic phosphor materials include stilbenzene dyes: 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene, trans-4,4′-diphenylstilbenzene as fluorescent dyes that convert ultraviolet excitation light into blue light And coumarin dyes: 7-hydroxy-4-methylcoumarin and the like.
  • 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'-benzimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 7), na Phthalimide dyes: basic yellow 51, solvent yellow 11, solvent yellow 116 and the like.
  • cyanine dyes 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl) -4H-pyran
  • pyridine dyes 1-ethyl-2- [4- (p-dimethylaminophenyl) -1,3-butadienyl] -
  • Y 2 O 2 S Eu 3+ , YAlO 3 : Eu 3+ , Ca 2 Y 2 (SiO 4 ) 6 : Eu 3+ , LiY 9 ( SiO 4 ) 6 O 2 : Eu 3+ , YVO 4 : Eu 3+ , CaS: Eu 3+ , Gd 2 O 3 : Eu 3+ , Gd 2 O 2 S: Eu 3+ , Y (P, V) O 4 : Eu 3+ , Mg 4 GeO 5.5 F: Mn 4+ , Mg 4 GeO 6 : Mn 4+ , K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 , Na 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 , K 5 Eu 2.5 (MoO 4 ) 6.25 , Na 5 Eu 2.5 (MoO 4 ) 6.25, and the like.
  • the inorganic phosphor may be subjected to surface modification treatment as necessary.
  • the surface modification method include a chemical treatment such as a silane coupling agent, a physical treatment by adding submicron order fine particles, and a combination of these.
  • a chemical treatment such as a silane coupling agent
  • a physical treatment by adding submicron order fine particles such as a silane coupling agent
  • a combination of these such as deterioration due to excitation light and deterioration due to light emission
  • the average particle diameter (d 50 ) is preferably 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m. When the average particle size is 1 ⁇ m or less, the luminous efficiency of the phosphor is rapidly reduced.
  • the phosphor layers 7R, 7G, and 7B are formed by using a phosphor layer forming coating solution obtained by dissolving and dispersing the phosphor material and the resin material in a solvent, using a spin coating method, a dipping method, or a doctor blade method.
  • a known wet process such as a coating method such as a discharge coating method, a spray coating method, an ink jet method, a relief printing method, an intaglio printing method, a screen printing method, a micro gravure coating method, or the like.
  • It can be formed by a known dry process such as a 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 a laser transfer method.
  • EB electron beam
  • MBE molecular beam epitaxy
  • OVPD organic vapor phase vapor deposition
  • the phosphor layers 7R, 7G, and 7B can be patterned by a photolithography method.
  • a photosensitive resin one or more types of photosensitive resin (photo-curable resist material) having a reactive vinyl group such as acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl cinnamate resin, and hard rubber resin.
  • Various types of mixtures can be used.
  • wet processes such as the ink jet method, relief printing method, intaglio printing method, screen printing method, resistance heating vapor deposition method using shadow mask, electron beam (EB) vapor deposition method, molecular beam epitaxy (MBE) method, sputtering It is also possible to directly pattern the phosphor material by a known dry process such as an organic vapor deposition (OVPD) method or a laser transfer method.
  • OVPD organic vapor deposition
  • the film thickness of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B is preferably about 100 nm to 100 ⁇ m, and more preferably about 1 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the film thickness is less than 100 nm, particularly when the organic EL emits blue light as in the modification described later, the light from the organic EL cannot be sufficiently absorbed, so that the light emission efficiency is lowered or the desired color light is obtained. Color purity due to mixing of blue transmitted light may decrease. Therefore, in order to increase absorption of light emitted from the organic EL element 12 and reduce blue transmitted light to such an extent that the color purity is not adversely affected, the film thickness is preferably 1 ⁇ m or more. On the other hand, when the film thickness exceeds 100 ⁇ m, the blue light emission from the organic EL element 12 is already sufficiently absorbed, so that the efficiency is not increased, but only the material is consumed, and the material cost is increased.
  • Light absorption layer In the phosphor substrate 2 of this embodiment, it is preferable that a light absorption layer 6 is formed between the phosphor layers 7R, 7G, and 7B. Thereby, contrast can be improved.
  • the light absorption layer 6 can be formed of, for example, a metal material such as chromium or a black resin.
  • the film thickness of the light absorption layer 6 is preferably about 100 nm to 100 ⁇ m, and more preferably about 100 nm to 10 ⁇ m.
  • the thickness of the light absorption layer 6 is thinner than the thickness of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B Is preferred.
  • the reflective layer 8 of this embodiment is provided on the side surfaces of the phosphor layers 7R, 7G, 7B other than the light incident side surface and the light emission side surface.
  • the reflection layer 8 has a function of extracting light emitted toward the side surface in the phosphor layers 7R, 7G, and 7B in the front direction (light extraction direction).
  • a reflective metal powder such as Al, Ag, Au, Cr or an alloy thereof, or a structure in which a reflective resin film made of a resin containing these metal particles is formed.
  • the present embodiment is not limited to these layers.
  • the wavelength selective transmission / reflection layer 9 of the present embodiment is provided on the phosphor layers 7R, 7G, 7B. That is, the wavelength selective transmission / reflection layer 9 is on the outer surface side of the incident surface of the phosphor layers 7R, 7G, 7B ( Provided on the organic EL element substrate 4 side).
  • the wavelength selective transmission / reflection layer 9 has a property of transmitting excitation light and reflecting light emitted from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B.
  • transmitting the excitation light means transmitting at least the light corresponding to the peak wavelength of the excitation light in the present embodiment.
  • reflecting the light emitted from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B means reflecting at least the light corresponding to the respective emission peak wavelengths from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B.
  • a wavelength selective transmission / reflection layer include a dielectric multilayer film, a metal thin film glass, an inorganic material substrate made of quartz, a plastic substrate made of polyethylene terephthalate, polycarbazole, polyimide, and the like. Is not limited to these layers.
  • the phosphor layers 7R, 7G, and 7B are planarized by the planarization film 3 as described above. Thereby, it is possible to prevent depletion between the organic EL element 12 and the phosphor layers 7R, 7G, and 7B, and to improve the adhesion between the organic EL element substrate 4 and the phosphor substrate 2.
  • a spin coating method is preferably employed in order to function as a planarizing film.
  • the intermediate layer 10 of the present embodiment is provided between the phosphor layers 7R, 7G, and 7B and the substrate 5 as described above.
  • the intermediate layer 10 has a refractive index gradient between the phosphor layers 7R, 7G, and 7B and the substrate 5 side. That is, in the intermediate layer 10, the refractive index in the vicinity of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B is different from the refractive index in the vicinity of the substrate 5, and the intermediate layer 10 extends from the vicinity of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B to the vicinity of the substrate 5. It has a refractive index gradient.
  • the refractive index gradient is such that when the refractive index of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B is n1, and the refractive index of the substrate 5 is n2, the phosphor layer 7R faces the substrate 5 from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B. , 7G, and 7B, it is preferable that the gradient gradually change in a range from n1 to n2 in the thickness direction orthogonal to the light extraction surface (surface on the substrate 5 side).
  • the refractive index of the intermediate layer 10 preferably has a gradient that changes stepwise or continuously.
  • the refractive index n1 of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B is, for example, about 2.0 to 2.3.
  • the refractive index n2 of the substrate 5 is about 1.5 in the case of a glass substrate, for example.
  • the refractive index gradient of the intermediate layer 10 is stepwise or continuously from about 2.0 to 2.3 to about 1.5 in the direction from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B toward the substrate 5. It is preferable to be small.
  • the intermediate layer 10 has a fluorescent component having a large angle with respect to the normal direction of the light extraction surface of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B as in the prior art. The loss of light caused by total reflection at the interface where there is a difference in refractive index from 5 can be minimized.
  • the intermediate layer 10 having such a refractive index gradient can be formed by, for example, (1) laminating a plurality of layers (materials) having different refractive indexes stepwise or continuously. Further, (2) by forming one or more microstructures having a minute inclination in the thickness direction, and continuously changing the proportion of the structure in the thickness direction, the intermediate layer 10 having a refractive index gradient is obtained. Can be formed.
  • a structure in which a TiO 2 layer and a SiO 2 layer are laminated is mentioned.
  • a stacked structure including a combination of an MgO layer and an SiO 2 layer, a ZrO 2 layer and an SiO 2 layer, a PMMA layer and a silicon oil layer, and the like can be given.
  • this embodiment is not limited to the combination of these materials.
  • examples of the material for forming the microstructure include transparent resins such as polyethylene, polypropylene, polycarbonate, and epoxy, and transparent inorganic materials such as SiO 2 and Si 3 N 4 .
  • a compound having a high refractive index for example, a metal oxide such as TiO 2 , Cu 2 O, Fe 2 O 3 or the like to these materials.
  • this embodiment is not limited to these materials.
  • the microstructure is preferably formed so that the cross-sectional area of the microstructure becomes smaller from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B toward the substrate 5.
  • the micro structure 10a has a conical shape.
  • the microstructure 10a may have a substantially conical shape.
  • the intermediate layer 10 formed with a large number of such conical microstructures 10a is arranged so that the apex is on the substrate 5 side as shown in FIG. 1A, whereby the refractive index thereof is changed to the phosphor layers 7R and 7G. , 7B and high near the substrate 5.
  • the cross-sectional area of the conical microstructure 10a (the cross-sectional area in a plane parallel to the light extraction surface of the phosphors 7R, 7G, and 7B) is changed from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B to the substrate.
  • the refractive index of the intermediate layer 10 also decreases continuously from the vicinity of the phosphor layers 7R, 7G, 7B toward the vicinity of the substrate 5.
  • the apex angle ⁇ formed by the apex portion that is, the apex angle ⁇ of the triangle in the longitudinal section obtained by cutting the cone along the central axis
  • the angle is greater than 0 ° and not greater than 45 °.
  • the apex angle ⁇ is formed to be 45 ° or less in this way, the cross-sectional area of the microstructure 10a is continuously and gradually decreased from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B toward the substrate 5, so that the intermediate layer 10 The refractive index of the light source decreases continuously and gradually from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B toward the substrate 5.
  • the light transmitted through the intermediate layer 10 has almost no loss due to total reflection or the like due to the refractive index difference in the intermediate layer 10 and is efficiently emitted to the substrate 5 side.
  • the microstructure of the present embodiment is not limited to these conical shapes, and for example, the cross-sectional inclination of the microstructure may be a curve.
  • a material having a refractive index substantially equal to the refractive index of the substrate 5 for example, a colorless and transparent optical oil silicone compound for optical bonding, etc. It is preferable to perform using.
  • the protective layer 11 of this embodiment is provided between the substrate 5 and an external layer (for example, outside air).
  • the refractive index n4 of the outer layer is about 1.0 in the case of an air layer, for example. Therefore, it is preferable that the refractive index gradient of the protective layer 11 is gradually reduced from about 1.5 to about 1.0 from the substrate 5 toward the outer layer in a stepwise or continuous manner.
  • the protective layer 11 is a fluorescent component having a large angle with respect to the normal direction of the light extraction surface of the substrate 5 as in the past, among the fluorescence emitted from the substrate 5 to the outer layer side, that is, in the light extraction direction.
  • the loss of light caused by total reflection at the interface where there is a difference in refractive index between the substrate 5 and the outer layer can be minimized.
  • the protective layer 11 having such a refractive index gradient for example, as in the case of the intermediate layer 10, for example, (1) a plurality of layers (materials) having different refractive indexes are laminated stepwise or continuously. It can be formed by stacking. Further, (2) by forming one or more microstructures having a minute inclination in the thickness direction and continuously changing the proportion of the structure in the thickness direction, the protective layer 11 having a refractive index gradient is obtained. Can be formed.
  • a structure in which a TiO 2 layer and a SiO 2 layer are laminated is mentioned.
  • a stacked structure including a combination of an MgO layer and an SiO 2 layer, a ZrO 2 layer and an SiO 2 layer, a PMMA layer and a silicon oil layer, and the like can be given.
  • this embodiment is not limited to the combination of these materials.
  • examples of the material for forming the microstructure include transparent resins such as polyethylene, polypropylene, polycarbonate, and epoxy, and transparent inorganic materials such as SiO 2 and Si 3 N 4 .
  • a compound having a high refractive index for example, a metal oxide such as TiO 2 , Cu 2 O, Fe 2 O 3 or the like to these materials.
  • this embodiment is not limited to these materials.
  • the cross-sectional area of the microstructure may be formed in a shape that decreases from the vicinity of the substrate 5 to the vicinity of the outer layer.
  • the microstructure 10a shown in FIG. 2A it is preferably made of a cone-shaped microstructure.
  • the microstructure may have a substantially conical shape.
  • the cross-sectional area of the conical microstructure (the cross-sectional area in a plane parallel to the outer surface of the substrate 5) continuously decreases from the substrate 5 toward the outer layer, so that the protective layer 11 Also decreases continuously from the substrate 5 toward the outer layer.
  • the vertex angle ⁇ formed by the apex portion is formed to be larger than 0 ° and not more than 45 °, similarly to the microstructure 10a of the intermediate layer 10. It is preferable.
  • the apex angle ⁇ is formed to be 45 ° or less in this way, the cross-sectional area of the microstructure is continuously and gently reduced from the substrate 5 toward the outer layer, so that the refractive index of the protective layer 11 is also from the substrate 5. Smaller continuously and slowly toward the outer layer. Therefore, the light transmitted through the protective layer 11 is almost free from loss due to total reflection or the like due to the refractive index difference in the protective layer 11, and is efficiently emitted to the outer layer side.
  • the bonding between the protective layer 11 and the substrate 5 is also performed using a material having a refractive index substantially equal to the refractive index of the substrate 5, such as a colorless and transparent silicone oil compound for optical bonding. preferable.
  • FIGS. 3A to 3I schematically showing manufacturing steps.
  • the example described here is a method in which the intermediate layer 10 and the protective layer 11 are each formed of a conical microstructure.
  • an injection molding machine including an aluminum mold 30 having a concave shape of the conical microstructure (for example, apex angle is 30 °) is used.
  • a thin plate-shaped intermediate layer forming material 31 that is used as a precursor of the intermediate layer 10 is formed.
  • FIG. 3B an intermediate layer 10 having a refractive index gradient having a large number of minute conical shapes is formed.
  • the formed intermediate layer 10 is bonded onto the substrate 5 using, for example, a colorless and transparent optical bonding material having a refractive index substantially equal to the refractive index of the formed substrate 5.
  • phosphor layers 7R, 7G, and 7B are formed on the intermediate layer 10 using a dispenser.
  • a reflective layer 8a is formed on the phosphor layers 7R, 7G, and 7B by vacuum deposition.
  • a photoresist layer 32 is formed on the reflective layer 8a by spin coating.
  • the photoresist layer 32 is UV-exposed using a photomask 33, and then developed with a developer to form a resist pattern 34 as shown in FIG. 3G.
  • wet etching is performed using the resist pattern 34 to remove the reflective layer 8a on the opposite side of the phosphor layer 7R, 7G, 7B from the substrate 5 as shown in FIG. 3H. That is, the sales company layer 8a formed near the tops of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B is removed. Thereby, the reflective layer 8a is made the reflective layer 8 that covers the side surfaces of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B as shown in FIG. 1A.
  • the wavelength selective transmission / reflection layer 9 is formed on the phosphor layers 7R, 7G, 7B and the reflection layer 8 by spin coating.
  • the protective layer 11 produced in the same manner as the intermediate layer 10 is attached to the surface (second surface) opposite to the surface on which the phosphor layers 7R, 7G, and 7B are formed. Thereby, the phosphor substrate 2 is obtained.
  • the organic EL element substrate 4 that functions as a light source in the display device 1 of the present embodiment will be described.
  • the organic EL element substrate 4 of the present embodiment has an anode 13, a hole injection layer 14, a hole transport layer 15, a light emitting layer 16, a hole blocking layer 17, an electron transport on one surface of the substrate 22.
  • a plurality of organic EL elements 12 having a configuration in which a layer 18, an electron injection layer 19, and a cathode 20 are sequentially stacked are provided.
  • the said organic EL element 12 comprises the excitation light source 4 shown to FIG. 1A.
  • An edge cover 21 is formed so as to cover the end face of the anode 13.
  • the organic EL element 12 in the organic EL element substrate 4 of the present embodiment emits ultraviolet light, and the emission peak of ultraviolet light is preferably 360 nm to 410 nm.
  • the organic EL element 12 a known element can be used.
  • the organic EL element 12 only needs to include at least an organic EL layer made of an organic light emitting material between the anode 13 and the cathode 20, and the specific configuration is not limited to the above.
  • layers from the hole injection layer 14 to the electron injection layer 19 may be referred to as an organic EL layer.
  • the plurality of organic EL elements 12 are provided in a matrix corresponding to each of the red pixel PR, the green pixel PG, and the blue pixel PB, and are turned on and off individually.
  • the driving method of the plurality of organic EL elements 12 may be active matrix driving or passive matrix driving. A configuration example using an active matrix organic EL element substrate will be described in detail in a second embodiment later.
  • the substrate 22 substantially the same material as the substrate 5 of the phosphor substrate 2 can be used. That is, as a material of the substrate 22, for example, an inorganic material substrate made of glass, quartz, etc., an insulating substrate such as a plastic substrate made of polyethylene terephthalate, polycarbazole, polyimide, etc., a ceramic substrate made of alumina, or the like, or aluminum (Al)
  • a metal substrate made of iron (Fe) or the like, or a substrate coated with an insulator made of silicon oxide (SiO 2 ) or an organic insulating material on another substrate, or a metal substrate made of Al or the like is an anode.
  • substrate etc. which performed the insulation process by methods, such as oxidation, are mentioned, This embodiment is not limited to these board
  • a plastic substrate or a metal substrate from the viewpoint that it can be bent or bent without causing stress. Furthermore, 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 more preferable. Accordingly, it is possible to eliminate the deterioration of the organic EL due to the permeation of moisture that may occur when a plastic substrate is used as the organic EL substrate. Further, it is possible to eliminate leakage (short circuit) due to protrusions of the metal substrate that may occur when a metal substrate is used as the organic EL substrate.
  • the film thickness of the organic EL layer is as very thin as about 100 nm to 200 nm, it is known that a leakage current or a short circuit occurs in the pixel portion due to the protrusion. Since the light from the organic EL layer is emitted from the opposite side of the substrate, the substrate 22 may or may not be transparent.
  • an electrode material for forming the anode 13 and the cathode 20 a known electrode material can be used.
  • a metal such as gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni) having a work function of 4.5 eV or more
  • an oxide (IZO) composed of indium (In) and zinc (Zn) are transparent electrodes.
  • a material As a material.
  • metals such as Ba) and aluminum (Al)
  • alloys such as Mg: Ag alloy and Li: Al alloy containing these metals.
  • the anode 13 and the cathode 20 can be formed by 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. It is not limited to. Further, if necessary, the formed electrode can be patterned by a photolithography method or a laser peeling method, and a directly patterned electrode can also be formed by combining with a shadow mask.
  • the film thickness of the anode 13 and the cathode 20 is preferably 50 nm or more. When the film thickness is less than 50 nm, the wiring resistance is increased, which may increase the drive voltage.
  • the anode 13 (cathode) It is preferable to use a semitransparent electrode as 20).
  • a material used here a metal translucent electrode alone or a combination of a metal translucent electrode and a transparent electrode material can be used.
  • the translucent electrode material silver is preferable from the viewpoints of reflectance and transmittance.
  • the film thickness of the translucent electrode is preferably 5 nm to 30 nm. When the film thickness is less than 5 nm, the light is not sufficiently reflected, and a sufficient interference effect cannot be obtained.
  • an electrode with a high light reflectivity for the electrode opposite to the light extraction side.
  • electrode materials used in this case include reflective metal electrodes such as aluminum, silver, gold, aluminum-lithium alloys, aluminum-neodymium alloys, and aluminum-silicon alloys, and transparent and reflective metal electrodes (reflective electrodes). A combined electrode or the like can be given.
  • the organic EL layer used in the present embodiment may have a single layer structure of an organic light emitting layer, or a multilayer structure of an organic light emitting layer, a charge transport layer, and a charge injection layer.
  • the present embodiment is not limited to these.
  • each of the light emitting layer, the hole injection layer, the hole transport layer, the hole blocking layer, the electron blocking layer, the electron transport layer, and the electron injection layer may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • the organic light emitting layer may be comprised only from the organic light emitting material illustrated below.
  • the organic light emitting layer may be composed of a combination of a light emitting dopant and a host material.
  • the organic light emitting layer may optionally contain a hole transport material, an electron transport material, an additive (donor, acceptor, etc.) and the like.
  • the organic light emitting layer may have a configuration in which these materials are dispersed in a polymer material (binding resin) or an inorganic material. From the viewpoint of luminous efficiency and lifetime, those in which a luminescent dopant is dispersed in a host material are preferable.
  • the organic light emitting material a known light emitting material for organic EL 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.
  • the light emitting material may be classified into a fluorescent material, a phosphorescent material, and the like. In that case, it is preferable to use a phosphorescent material with high emission efficiency from the viewpoint of low power consumption.
  • a known dopant material for organic EL can be used as the light-emitting dopant optionally contained in the light-emitting layer.
  • dopant materials include, for example, p-quaterphenyl, 3,5,3,5 tetra-t-butylsecphenyl, 3,5,3,5 tetra-t-butyl-p.
  • -Fluorescent materials such as quinckphenyl.
  • Fluorescent light-emitting materials such as styryl derivatives, bis [(4,6-difluorophenyl) -pyridinato-N, C2 ′] picolinate iridium (III) (FIrpic), bis (4 ′, 6′-difluorophenyl) And phosphorescent organometallic complexes such as polydinato) tetrakis (1-pyrazolyl) borate iridium (III) (FIr 6 ).
  • a known host material for organic EL can be used as a host material when using a dopant.
  • host materials include the low-molecular light-emitting materials, polymer light-emitting materials, 4,4′-bis (carbazole) biphenyl, 9,9-di (4-dicarbazole-benzyl) fluorene (CPF), 3 , 6-bis (triphenylsilyl) carbazole (mCP), carbazole derivatives such as (PCF), aniline derivatives such as 4- (diphenylphosphoyl) -N, N-diphenylaniline (HM-A1), 1,3- And fluorene derivatives such as bis (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) benzene (mDPFB) and 1,4-bis (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) benzene (pDPFB).
  • the charge injection and transport layer is used to efficiently inject charges (holes and electrons) from the electrode and transport (injection) to the light-emitting layer with the charge injection layer (hole injection layer and electron injection layer) and the charge. It is classified as a transport layer (hole transport layer, electron transport layer).
  • the charge injecting and transporting layer may be composed only of the charge injecting and transporting material exemplified below.
  • the charge injection / transport layer may optionally contain an additive (donor, acceptor, etc.) and the like in the charge injection / transport material exemplified below.
  • the charge injecting and transporting layer may have a configuration in which these materials are dispersed in a polymer material (binding resin) or an inorganic material.
  • charge injecting and transporting material known charge transporting materials for organic EL 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. .
  • hole injection hole transport materials include oxides such as vanadium oxide (V 2 O 5 ) and molybdenum oxide (MoO 2 ), inorganic p-type semiconductor materials, porphyrin compounds, N, N′-bis (3- Aromatic third compounds such as methylphenyl) -N, N′-bis (phenyl) -benzidine (TPD), N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine (NPD)
  • TPD methylphenyl
  • TPD N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine
  • Low molecular weight materials such as quaternary amine compounds, hydrazone compounds, quinacridone compounds, styrylamine compounds, polyaniline (PANI), polyaniline-camphor sulfonic acid (PANI-CSA), 3,4-polyethylenedioxythiophene / polystyren
  • the material used for the hole injection layer is the highest occupied molecular orbital (HOMO) than the hole injection transport material used for the hole transport layer. It is preferable to use a material having a low energy level. Further, as the hole transport layer, it is preferable to use a material having a higher hole mobility than the hole injection transport material used for the hole injection layer.
  • HOMO occupied molecular orbital
  • the hole injection / transport material In order to further improve the hole injection and transport properties, it is preferable to dope the hole injection / transport material with an acceptor.
  • an acceptor a known acceptor material for organic EL can be used. Although these specific compounds are illustrated below, this embodiment is not limited to these materials.
  • Acceptor materials include Au, Pt, W, Ir, POCl 3 , AsF 6 , Cl, Br, I, vanadium oxide (V 2 O 5 ), molybdenum oxide (MoO 2 ), and other inorganic materials, TCNQ (7, 7 , 8,8, -tetracyanoquinodimethane), TCNQF 4 (tetrafluorotetracyanoquinodimethane), TCNE (tetracyanoethylene), HCNB (hexacyanobutadiene), DDQ (dicyclodicyanobenzoquinone), etc.
  • TNF trinitrofluorenone
  • DNF dinitrofluorenone
  • organic materials such as fluoranyl, chloranil and bromanyl.
  • compounds having a cyano group such as TCNQ, TCNQF 4 , TCNE, HCNB, DDQ and the like are more preferable because the carrier concentration can be increased more effectively.
  • Examples of electron injection electron transport materials include inorganic materials that are n-type semiconductors, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, thiopyrazine dioxide derivatives, benzoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, diphenoquinone derivatives, fluorenone derivatives, benzodifuran derivatives, etc. And low molecular weight materials; polymer materials such as poly (oxadiazole) (Poly-OXZ) and polystyrene derivatives (PSS).
  • examples of the electron injection material include fluorides such as lithium fluoride (LiF) and barium fluoride (BaF 2 ), and oxides such as lithium oxide (Li 2 O).
  • the material used for the electron injection layer has a higher energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) than the electron injection transport material used for the electron transport layer. It is preferable to use a material.
  • LUMO lowest unoccupied molecular orbital
  • a material used for the electron transport layer it is preferable to use a material having higher electron mobility than the electron injection transport material used for the electron injection layer.
  • a known donor material for organic EL can be used. Although these specific compounds are illustrated below, this embodiment is not limited to these materials.
  • Donor materials include inorganic materials such as alkali metals, alkaline earth metals, rare earth elements, Al, Ag, Cu, In, anilines, phenylenediamines, benzidines (N, N, N ′, N′-tetraphenyl) Benzidine, N, N'-bis- (3-methylphenyl) -N, N'-bis- (phenyl) -benzidine, N, N'-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-diphenyl- Benzidine, etc.), triphenylamines (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- (1-naphthyl) -N
  • organic materials such as condensed polycyclic compounds (wherein the condensed polycyclic compounds may have a substituent), TTF (tetrathiafulvalene) s, dibenzofuran, phenothiazine, and carbazole.
  • TTF tetrathiafulvalene
  • dibenzofuran phenothiazine
  • carbazole a compound having an aromatic tertiary amine as a skeleton, a condensed polycyclic compound, and an alkali metal are particularly preferable because the carrier concentration can be increased more effectively.
  • An organic EL layer including a light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, a hole injection layer, an electron injection layer, and the like is prepared using a coating liquid for forming an organic EL layer in which the above materials are dissolved and dispersed in a solvent.
  • coating methods such as spin coating method, dipping method, doctor blade method, discharge coating method, spray coating method, ink jet method, letterpress printing method, intaglio printing method, screen printing method, microgravure coating method, etc.
  • a known dry process such as a wet process, a resistance heating vapor deposition method using the above materials, an electron beam (EB) vapor deposition method, a molecular beam epitaxy (MBE) method, a sputtering method, an organic vapor deposition (OVPD) method, or the like It can be formed by a laser transfer method or the like.
  • the coating liquid for organic EL layer formation may contain the additive for adjusting the physical properties of coating liquid, such as a leveling agent and a viscosity modifier.
  • the film thickness of each layer of the organic EL layer is preferably about 1 nm to 1000 nm, more preferably 10 nm to 200 nm. If the film thickness is less than 10 nm, the physical properties (charge injection characteristics, transport characteristics, confinement characteristics, etc.) that are originally required cannot be obtained. In addition, pixel defects due to foreign matters such as dust may occur. On the other hand, if the film thickness exceeds 200 nm, the drive voltage increases due to the resistance component of the organic EL layer, leading to an increase in power consumption.
  • an edge cover 21 is formed for the purpose of preventing leakage current between the anode 13 and the cathode 20 at the end of the anode 13.
  • the edge cover 21 can be formed by a known method such as an EB vapor deposition method using an insulating material, 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 material constituting the edge cover 21 can be a known insulating material, and is not particularly limited in the present embodiment, but it is necessary to transmit light.
  • the film thickness of the edge cover 21 is preferably 100 nm to 2000 nm.
  • the thickness is 100 nm or less, the insulating property is not sufficient, and leakage occurs between the anode 13 and the cathode 20, causing an increase in power consumption and non-light emission.
  • the thickness is 2000 nm or more, the film forming process takes time, which causes a decrease in productivity and disconnection of the electrode at the edge cover 21.
  • the organic EL element 12 preferably has a microcavity structure (optical microresonator structure) due to an interference effect between a reflective electrode and a translucent electrode used as the anode 13 and the cathode 20 or a dielectric multilayer film.
  • a microcavity structure optical microresonator structure
  • light escaping to the surroundings can be reduced, and the light emission efficiency at the front can be increased.
  • the emission spectrum can be adjusted due to the interference effect, and the emission spectrum can be adjusted by adjusting to a desired emission peak wavelength and half width. Thereby, the spectrum which can excite the fluorescent substance which light-emits each color light more effectively can be controlled.
  • the present inventors have examined a conventional display device using a phosphor. As a result, the fluorescent light emitted from the phosphor layer in the substrate side, that is, in the light extraction direction, is efficiently extracted without being reflected at the interface with the substrate. As a result of paying close attention to the above and making intensive efforts, we came up with the following composition. That is, according to the phosphor substrate 2 of the present embodiment and the display device 1 using the same, the intermediate layer 10 having a refractive index gradient is provided between the phosphor layers 7R, 7G, and 7B and the substrate 5.
  • the refractive index gradient of the intermediate layer 10 is configured to change gently within the range from n1 to n2 in the thickness direction from the phosphor layers 7R, 7G, 7B toward the substrate 5.
  • the fluorescent component having a large angle with respect to the normal direction of the light extraction surfaces of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B as in the prior art is reflected by the refractive index between the phosphor layers 7R, 7G, and 7B and the substrate 5.
  • Light loss caused by total reflection at the interface where there is a difference can be minimized. Therefore, the light extraction efficiency from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B can be improved, and the conversion efficiency can be improved.
  • by combining the phosphor substrate 2 with an organic EL element it is possible to provide an excellent display device that is excellent in viewing angle characteristics and capable of reducing power consumption.
  • the component C1 shown by a solid line in FIG. 13A
  • the component C2 indicated by a two-dot chain line in FIG. 13A
  • the component C2 that emits light in the side direction and on the side opposite to the light extraction side (light source side) cannot be extracted outside, resulting in a loss of light emission.
  • the fluorescence component C3 having a large angle with respect to the normal direction is also reflected at the interface between the phosphor layer 7 and the substrate 5 having different refractive indices (FIG. 13A). It is reflected at the interface between the substrate 5 and the outer layer (indicated by a broken line in FIG. 13A). Then, it is impossible to extract these fluorescent components to the outside, resulting in a loss of light emission. Considering these losses, the light emission that can actually be extracted to the light extraction side is about 20% of the total light emission.
  • FIG. 13B As shown in a schematic diagram of another example of the conventional display device in FIG. 13B, when the side surface of the phosphor 7 is covered with a reflective layer 8 such as metal, a component that emits light in the side surface direction (solid line in FIG. 13B). A portion C1 of (shown in FIG. 1) is efficiently guided to the outside by being reflected by the reflective layer 8 and taken out. However, the component C2 that emits light on the side opposite to the light extraction side (light source side) cannot be extracted in the front direction. Similarly to the structure of FIG.
  • the fluorescence component C3 having a large angle with respect to the normal direction includes the phosphor layer 7 and the substrate 5 having different refractive indexes. Or is reflected at the interface between the substrate 5 and the outer layer (shown by a broken line in FIG. 13A), resulting in a loss of light emission. Therefore, in the conventional structure shown in FIGS. 13A and 13B, the loss of light when the light from the phosphor layer 7 is extracted to the outside is large, and the light emission efficiency obtained is low.
  • the phosphor layers 7R, 7G, and 7B are configured by a plurality of types of phosphor layers having different refractive indexes that are divided for each predetermined region on the substrate 5.
  • the intermediate layer 10 is preferably provided between the individual phosphor layers 7R, 7G, and 7B and the substrate 5.
  • the intermediate layer 10 is formed of one or more microstructures, and the cross-sectional area of the microstructures is directed from the phosphor layers toward the substrate. It is preferable to have a smaller shape. Accordingly, it is possible to provide a gentle refractive index gradient between the phosphor layers 7R, 7G, and 7B and the substrate 5. Therefore, light loss caused by total reflection at the interface where the refractive index difference between the phosphor layers 7R, 7G, and 7B and the substrate 5 exists is minimized, and the light extraction efficiency is remarkably increased. Can be improved.
  • the microstructure has a conical shape, and the apex angle formed by the apex portion of the conical shape is formed at 45 ° or less. Accordingly, it is possible to provide a gentle refractive index gradient between the phosphor layers 7R, 7G, and 7B and the substrate 5. Therefore, light loss caused by total reflection at the interface where the refractive index difference between the phosphor layers 7R, 7G, and 7B and the substrate 5 exists is minimized, and the light extraction efficiency is further improved. Can be improved.
  • Layer 11 is provided.
  • the protective layer 11 has a refractive index from the substrate 5 toward the outer layer.
  • the protective layer 11 has a refractive index from the substrate 5 toward the outer layer.
  • the protective layer 11 is formed of one or more microstructures, and the sectional area of the microstructures decreases from the substrate 5 toward the external layer. It preferably has a shape. This makes it possible to provide a gentle refractive index gradient between the substrate 5 and the outer layer. Therefore, among the fluorescent light emitted from the substrate 5 in the outer layer side, that is, in the light extraction direction, the fluorescent component having a large angle with respect to the normal direction is entirely present at the interface where the refractive index difference exists between the substrate 5 and the outer layer. The loss of reflected light can be minimized, and fluorescence can be efficiently extracted outside.
  • the microstructure has a conical shape, and the apex angle formed by the apex portion of the conical shape is formed at 45 ° or less.
  • the apex angle formed by the apex portion of the conical shape is formed at 45 ° or less.
  • the reflection layer 8 is provided on the side surfaces of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B, isotropic in all directions from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B.
  • the fluorescent light that emits light the fluorescent light directed toward the side surface can be efficiently guided in the front direction by the reflective layer 8. Therefore, it is possible to improve the light emission efficiency (improve the luminance in the front direction).
  • the light extracted in the front direction is about 20% of the total, and thus extracting the leaked light emitted on the side surface side is effective for improving the light emission efficiency. .
  • the phosphor substrate 2 of the present embodiment at least the light corresponding to the peak wavelength of the excitation light is transmitted to the outer surface side of the incident surface on which the excitation light is incident in the phosphor layers 7R, 7G, and 7B.
  • a wavelength selective transmission / reflection layer 9 having a property of reflecting at least light corresponding to the emission peak wavelength of the body layers 7R, 7G, 7B is provided. Therefore, the fluorescent light that is isotropically emitted in all directions from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B toward the back side (excitation light side) is efficiently guided in the front direction by the wavelength selective transmission / reflection layer 9. be able to. Therefore, it is possible to improve the light emission efficiency (improve the luminance in the front direction).
  • the amount of light that can be extracted in the front direction is about 20% of the total, so that extracting leakage light emitted on the back side to the front side is effective for improving the light emission efficiency. is there.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a display device of this modification.
  • the same components as those in FIG. 1A used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the display device 25 of the present modification includes a phosphor substrate 26 and an organic EL element substrate 27 (light source) bonded to the phosphor substrate 26 via the planarizing film 3.
  • blue light is emitted from the organic EL element substrate 27 as a light source.
  • the main emission peak of blue light is preferably 410 nm to 470 nm, for example.
  • the red pixel PR is provided with a red phosphor layer 7R that emits red light using blue light as excitation light
  • the green pixel PG emits green light using blue light as excitation light.
  • a green phosphor layer 7G is provided.
  • the blue pixel PB is provided with a light scattering layer 28 for scattering incident blue light and emitting it to the outside.
  • the light scattering layer 28 has a configuration in which, for example, particles having a refractive index different from these materials are dispersed in a light-transmitting inorganic or organic material, and the light incident on the light scattering layer 28 is a layer. It is scattered isotropically inside.
  • the reflection layer 8 is formed on the side surface of each phosphor layer 7R, 7G, and the wavelength selective transmission / reflection layer 9 is formed on the back surface (surface facing the light source). Is formed.
  • the blue pixel PB also has a reflective layer 8 formed on the side surface and a wavelength selective transmission / reflection layer 9 formed on the back surface (the surface facing the light source).
  • Other configurations of the display device 25 are the same as those in the first embodiment.
  • blue light from the organic EL element substrate 27 is incident on the phosphor substrate 26 as excitation light, and red fluorescence is generated by the red phosphor layer 7R in the red pixel PR, and the green pixel PG. Then, green fluorescence is generated by the green phosphor layer 7G.
  • the incident blue light is scattered by the light scattering layer 28 and emitted as it is, and full color display is performed by each of these color lights.
  • the display principle of the blue pixel PB is different from that of the first embodiment, also in this modification, the light extraction efficiency is improved to improve the conversion efficiency, the viewing angle characteristics are excellent, and the consumption is low. It is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment that an excellent display device that can be powered can be realized.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing an overall configuration of a display device according to this modification.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing an LED substrate as a light source.
  • symbol is attached
  • the configuration of the phosphor substrate 2 is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the light source is different.
  • the LED substrate 52 (light source) has an LED (light emitting diode) 64 as shown in FIG. 5B.
  • the LED 64 includes a first buffer layer 54, an n-type contact layer 55, a second n-type clad layer 56, a first n-type clad layer 57, an active layer 58, and a first p-type clad layer on one surface of the substrate 53.
  • a cathode 62 is formed on the n-type contact layer 55
  • an anode 63 is formed on the second buffer layer 61.
  • LED for example, ultraviolet light emission inorganic LED, blue light emission inorganic LED, etc. can be used as LED, A specific structure is not restricted to the above-mentioned thing.
  • the active layer 58 used in this modification is a layer that emits light by recombination of electrons and holes.
  • a known active layer material for LED can be used.
  • the active layer material for example, as ultraviolet active layer material, AlGaN, InAlN, In a Al b Ga 1-a-b N (0 ⁇ a, 0 ⁇ b, a + b ⁇ 1), as a blue active layer material includes In z Ga 1-z N (0 ⁇ z ⁇ 1) and the like, but this embodiment is not limited thereto.
  • As the active layer 58 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 58 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.
  • n-type cladding layers 56 and 57 used in this modification a known n-type cladding layer material for LED can be used, and a single layer or a multilayer structure may be used.
  • the n-type cladding layers 56 and 57 are formed of an n-type semiconductor having a band gap energy larger than that of the active layer 58, a potential barrier against holes is formed between the n-type cladding layers 56 and 57 and the active layer 58. Holes can be confined in the active layer 58.
  • the n - type cladding layers 56 and 57 can be formed of n - type In x Ga 1-x N (0 ⁇ x ⁇ 1), but the present embodiment is not limited to these.
  • the p-type cladding layers 59 and 60 used in this modification a known p-type cladding layer material for LED can be used, and may be a single layer or a multilayer structure.
  • the p-type cladding layers 59 and 60 are made of a p-type semiconductor having a band gap energy larger than that of the active layer 58, a potential barrier against electrons is formed between the p-type cladding layers 59 and 60 and the active layer 58, and the electron Can be confined in the active layer 58.
  • the p-type cladding layers 59 and 60 can be formed from Al y Ga 1-y N (0 ⁇ y ⁇ 1), but the present embodiment is not limited to these.
  • n-type contact layer 55 used in this modification a known contact layer material for LED can be used.
  • an n-type contact layer 55 made of n-type GaN can be formed as a layer for forming an electrode in contact with the n-type cladding layers 56 and 57.
  • a p-type contact layer made of p-type GaN is also possible.
  • this contact layer is not particularly required if the second n-type cladding layer 56 and the second p-type cladding layer 60 are formed of GaN, and the second cladding layer is used as a contact layer. It is also possible.
  • 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 ), SiC (including 6H—SiC, 4H—SiC), spinel (MgAl 2 O 4 , especially its (111) plane), ZnO, Si, GaAs, or other oxide single crystal substrates (such as NGO) ) Or the like.
  • the light extraction efficiency is improved to improve the conversion efficiency, the same as in the first embodiment in which an excellent display device having excellent viewing angle characteristics and low power consumption can be realized. The effect of can be obtained.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of a display device according to this modification.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view showing an inorganic EL substrate as a light source side substrate.
  • symbol is attached
  • the inorganic EL element substrate 68 (light source) has an inorganic EL element 75 as shown in FIG. 6B.
  • the inorganic EL element 75 has a configuration in which a first electrode 70, a first dielectric layer 71, a light emitting layer 72, a second dielectric layer 73, and a second electrode 74 are sequentially stacked on one surface of a substrate 69.
  • a known inorganic EL for example, an ultraviolet light emitting inorganic EL, a blue light emitting inorganic EL, or the like can be used, and the specific configuration is not limited to the above.
  • the substrate 69 the same one as the organic EL element substrate 4 described above can be used.
  • metals such as aluminum (Al), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), and indium (In) and tin (Sn) are used.
  • a transparent electrode such as ITO is preferable for the electrode on the side from which light is extracted, and a reflective film such as aluminum is preferably used for the electrode on the side opposite to the direction from which light is extracted.
  • the first electrode 70 and the second electrode 74 can be formed by 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. It is not limited to these formation methods. If necessary, the formed electrode can be patterned by a photolithography method or a laser peeling method, or a patterned electrode can be directly formed by combining with a shadow mask.
  • the film thicknesses of the first electrode 70 and the second electrode 74 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 can be used as the first dielectric layer 71 and the second dielectric layer 73 used in this modification.
  • a known dielectric material for inorganic EL examples 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.
  • first dielectric layer 71 and the second dielectric layer 73 of the present embodiment may be configured by one type selected from the dielectric materials described above, or may be configured by stacking two or more types of materials. Good.
  • the thickness of each dielectric layer 71, 73 is preferably about 200 nm to 500 nm.
  • the light emitting layer 72 used in this modification a known light emitting material for inorganic EL can be used.
  • a light emitting material for example, as an ultraviolet light emitting material, ZnF 2 : Gd, and as a blue light emitting material, BaAl 2 S 4 : Eu, CaAl 2 S 4 : Eu, ZnAl 2 S 4 : Eu, Ba 2 SiS. 4 : Ce, ZnS: Tm, SrS: Ce, SrS: Cu, CaS: Pb, (Ba, Mg) Al 2 S 4 : Eu, and the like are exemplified, but the present embodiment is not limited thereto.
  • the film thickness of the light emitting layer 72 is preferably about 300 nm to 1000 nm.
  • the light extraction efficiency is improved to improve the conversion efficiency, the same as in the first embodiment in which an excellent display device with excellent viewing angle characteristics and low power consumption can be realized. The effect of can be obtained.
  • the organic EL element is exemplified in the above embodiment
  • the LED is exemplified in the second modification
  • the inorganic EL element is exemplified in the third modification.
  • 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.
  • the sealing film and the sealing substrate can be formed by a known sealing material and sealing method.
  • the sealing film can be formed by applying a resin on the surface opposite to the substrate main body constituting the light source by using a spin coat method, an ODF, or a laminate method.
  • resin is further applied using spin coating, ODF, or lamination.
  • the sealing film can be formed by bonding.
  • Such a sealing film or a sealing substrate can prevent entry of oxygen and moisture into the light emitting element from the outside, thereby improving the life of the light source.
  • the light source and the phosphor substrate when they are bonded, they can be bonded with a general ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like.
  • a method of sealing an inert gas such as nitrogen gas or argon gas with a glass plate, a metal plate or the like can be mentioned.
  • a hygroscopic agent such as barium oxide in the enclosed inert gas because deterioration of the organic EL due to moisture can be more effectively reduced.
  • this embodiment is not limited to these members and forming methods.
  • the light emitted from the phosphor layers 7R, 7G, and 7B is directly emitted to the substrate 5.
  • a color filter may be disposed between the layer 10 and the purity of each color may be increased. Specifically, a red color filter is provided for the red pixel PR, a green color filter is provided for the green pixel PG, and a blue color filter is provided for the blue pixel PB. Conventional color filters can be used as the color filter.
  • the refractive index of the red color filter is substantially the same as the refractive index of the red phosphor layer 7R.
  • the refractive index of the green color filter is preferably substantially the same as the refractive index of the green phosphor layer 7G.
  • the refractive index of the blue color filter is preferably substantially the same as the refractive index of the blue phosphor layer 7B.
  • a color filter may be disposed between the intermediate layer 10 and the substrate 5. When a color filter is disposed between the intermediate layer 10 and the substrate 5, it is preferable that the red color filter, the green color filter, and the blue color filter have substantially the same refractive index as that of the substrate 5.
  • the color purity of each of the red pixel PR, the green pixel PG, and the blue pixel PB can be increased, and the color reproduction range of the display device can be expanded.
  • the red color filter formed under the red phosphor layer 7R, the green color filter formed under the green phosphor layer 7G, and the blue color filter formed under the blue phosphor layer 7B are external light. Absorbs the excitation light component contained therein. Therefore, it is possible to reduce or prevent light emission of the phosphor layers 7R, 7G, and 7B due to external light, and it is possible to reduce or prevent a decrease in contrast.
  • the red color filter, the green color filter, and the blue color filter are not absorbed by the phosphor layers 7R, 7G, and 7B, it is possible to prevent the excitation light to be transmitted from leaking outside. It is possible to prevent the color purity of the display from being lowered due to the color mixture of the light emitted from 7G and 7B and the excitation light.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the display device of this embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view showing the display device of this embodiment.
  • the same components as those in FIG. 1A used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the display device 82 of the present embodiment includes a phosphor substrate 2 and an organic EL element substrate 83 (light source) bonded on the phosphor substrate 2.
  • the organic EL element substrate 83 of the present embodiment uses an active matrix driving system using TFTs as means for switching whether to irradiate each of the red pixel PR, the green pixel PG, and the blue pixel PB. .
  • the configuration of the phosphor substrate 2 is the same as that of the first embodiment.
  • the organic EL element substrate 83 of the present embodiment emits ultraviolet light
  • the blue pixel PB has a blue phosphor layer that emits blue light using ultraviolet light as excitation light.
  • the organic EL element substrate 83 of the present embodiment emits blue light
  • the blue pixel PB has a light scattering layer that scatters blue light.
  • the organic EL element substrate 83 of the present embodiment has a TFT 85 formed on one surface of a main body 84. That is, the gate electrode 86 and the gate line 87 are formed, and the gate insulating film 88 is formed on the substrate 84 so as to cover the gate electrode 86 and the gate line 87.
  • An active layer (not shown) is formed on the gate insulating film 88.
  • a source electrode 89, a drain electrode 90, and a data line 91 are formed on the active layer, and covers the source electrode 89, the drain electrode 90, and the data line 91.
  • a planarizing film 92 is formed.
  • planarizing film 92 does not have to have a single layer structure, and may be configured by combining another interlayer insulating film and the planarizing film. Further, a contact hole 93 reaching the drain electrode 90 through the planarizing film or the interlayer insulating film is formed, and the organic EL element electrically connected to the drain electrode 90 via the contact hole 93 on the planarizing film 92 Twelve anodes 13 are formed.
  • the configuration of the organic EL element 12 itself is the same as that of the first embodiment.
  • the substrate 84 used for the active matrix driving type it is preferable to use a substrate that does not melt at a temperature of 500 ° C. or less and does not cause distortion.
  • a general metal substrate has a coefficient of thermal expansion different from that of glass, it is difficult to form a TFT on the metal substrate with a conventional production apparatus, but the linear expansion coefficient is 1 ⁇ 10 ⁇ 5 / ° C. or less.
  • the TFT can be transferred and formed on the plastic substrate by forming the TFT on the glass substrate and then transferring the TFT to the plastic substrate. Since the light emission from the organic EL layer is emitted from the side opposite to the substrate, the substrate may be transparent or not transparent.
  • the TFT 85 is formed on the substrate 84 before the organic EL element 12 is formed, and functions as a pixel switching element and an organic EL element driving element.
  • Examples of the TFT 85 used in this embodiment include known TFTs, which can be formed using known materials, structures, and formation methods.
  • a metal-insulator-metal (MIM) diode can be used instead of the TFT 85.
  • amorphous silicon amorphous silicon
  • polycrystalline silicon polysilicon
  • microcrystalline silicon inorganic semiconductor materials such as cadmium selenide, zinc oxide, indium oxide-gallium oxide- Examples thereof include oxide semiconductor materials such as zinc oxide, or organic semiconductor materials such as polythiophene derivatives, thiophene oligomers, poly (p-ferylene vinylene) derivatives, naphthacene, and pentacene.
  • oxide semiconductor materials such as zinc oxide
  • organic semiconductor materials such as polythiophene derivatives, thiophene oligomers, poly (p-ferylene vinylene) derivatives, naphthacene, and pentacene.
  • the structure of the TFT 85 include a staggered type, an inverted staggered type, a top gate type, and a coplanar type.
  • the method for forming the active layer constituting the TFT 85 (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 epitaxy to obtain polysilicon, and then ion doping by ion implantation, (3) Si 2 H A method in which amorphous silicon is formed by LPCVD using 6 gases or PECVD using SiH 4 gas, annealed by a laser such as an excimer laser, and amorphous silicon is crystallized to obtain polysilicon, followed by ion doping (Low temperature process), (4) LPCVD How is a polysilicon layer is formed by a PECVD method, a gate insulating film formed by thermal oxidation at 1000 ° C.
  • LPCVD low pressure chemical vapor deposition
  • the gate insulating film 88 of the TFT 85 used in this embodiment can be formed using a known material. Examples thereof include SiO 2 formed by PECVD, LPCVD, etc., or SiO 2 obtained by thermally oxidizing a polysilicon film. Further, the data line 91, the gate line 87, the source electrode 89, and the drain electrode 90 of the TFT 85 used in this embodiment can be formed using a known conductive material, for example, tantalum (Ta), aluminum (Al ), Copper (Cu), and the like.
  • the TFT 85 according to the present embodiment can be configured as described above, but is not limited to these materials, structures, and formation methods.
  • the interlayer insulating film 92 used in the present embodiment can be formed using a known material.
  • the formation method include dry processes such as chemical vapor deposition (CVD) and vacuum deposition, and wet processes such as spin coating. Moreover, it can also pattern by the photolithographic method etc. as needed.
  • the interlayer insulating film 92 and the light-shielding insulating film can be used in combination.
  • Examples of the light-shielding interlayer insulating film include those obtained by dispersing pigments or dyes such as phthalocyanine and quinaclonone in a polymer resin such as polyimide, color resists, black matrix materials, inorganic insulating materials such as Ni x Zn y Fe 2 O 4, and the like. Can be mentioned. However, the present embodiment is not limited to these materials and forming methods.
  • the TFT 85 formed on the substrate 84, various wirings, and electrodes form irregularities on the surface, and this irregularity causes the organic EL element 12 to have, for example, defects or disconnections in the anode 13 or the cathode 20, organic There is a possibility that a phenomenon such as a defect in the EL layer, a short circuit between the anode 13 and the cathode 20, a decrease in breakdown voltage, or the like may occur. Therefore, it is desirable to provide the planarizing film 92 on the interlayer insulating film for the purpose of preventing these phenomena.
  • the planarization film 92 used in the present embodiment can be formed using a known material, for example, an inorganic material such as silicon oxide, silicon nitride, or tantalum oxide, or an organic material such as polyimide, acrylic resin, or resist material. Etc.
  • Examples of the formation method of the planarizing film 92 include a dry process such as a CVD method and a vacuum deposition method, and a wet process such as a spin coating method, but the present embodiment is not limited to these materials and the formation method.
  • the planarization film 92 may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • the display device 82 includes a pixel portion 94, a gate signal driving circuit 95, a data signal driving circuit 96, a signal wiring 97, and a current supply line formed on the organic EL element substrate 83. 98, a flexible printed wiring board 99 (FPC) connected to the organic EL element substrate 83, and an external drive circuit 111.
  • FPC flexible printed wiring board
  • the organic EL element substrate 83 is electrically connected to an external driving circuit 111 including a scanning line electrode circuit, a data signal electrode circuit, a power supply circuit, and the like via the FPC 99 in order to drive the organic EL element 12.
  • a switching circuit such as a TFT 85 is disposed in the pixel portion 94.
  • the TFT 85 and the like are connected to wiring such as a data line 91 and a gate line 87.
  • a data signal driving circuit 96 and a gate signal driving circuit 95 for driving the organic EL element 12 are connected to the data line 91 and the gate line 87, respectively.
  • the data signal driving circuit 96 and the gate signal driving circuit 95 are connected to the external driving circuit 111 through a signal wiring 97.
  • a plurality of gate lines 87 and a plurality of data lines 91 are disposed, and a TFT 85 is disposed in the vicinity of the intersection between the gate lines 87 and the data lines 91.
  • the organic EL element 12 is driven by a voltage-driven digital gradation method.
  • Two TFTs, a switching TFT and a driving TFT, are arranged for each pixel (each organic EL element 12).
  • the driving TFT and the anode 13 of the organic EL element 12 are electrically connected through a contact hole 93 formed in the planarizing film 92.
  • a capacitor (not shown) for making the gate potential of the driving TFT constant is disposed in one pixel so as to be connected to the gate electrode of the driving TFT.
  • the present embodiment is not particularly limited to these, and the driving method may be the voltage-driven digital gradation method described above or the current-driven analog gradation method.
  • the number of TFTs is not particularly limited, and the organic EL element 9 may be driven by the two TFTs described above. Further, for the purpose of preventing variations in the characteristics (mobility, threshold voltage) of the TFT 85, the organic EL element 9 may be driven using two or more TFTs having a compensation circuit built in the pixel.
  • the light extraction efficiency is improved, the conversion efficiency is improved, the viewing angle characteristic is excellent, and an excellent display device capable of reducing power consumption can be realized.
  • the effect of can be obtained.
  • the active matrix driving type light source substrate 83 since the active matrix driving type light source substrate 83 is employed, a display device having excellent display quality can be realized.
  • the light emission time of the organic EL element 12 can be extended as compared with passive driving, and the driving current for obtaining desired luminance can be reduced, so that the power consumption can be reduced.
  • the light emitting region can be widened regardless of the formation region of the TFT, various wirings, etc., and the aperture ratio of the pixel can be increased. it can.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the display device of this embodiment.
  • the same components as those in FIG. 1A used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the display device 113 of this embodiment includes a phosphor substrate 2, an organic EL element substrate 114 (light source), and a liquid crystal element 115.
  • the configuration of the phosphor substrate 2 is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the laminated structure of the organic EL element substrate 114 is the same as that shown in FIG. 1B in the first embodiment.
  • driving signals are individually supplied to the organic EL elements corresponding to the respective pixels, and each organic EL element is independently controlled to emit or not emit light.
  • the organic EL element 116 is not divided for each pixel, and functions as a planar light source common to all the pixels.
  • the liquid crystal element 115 is configured to be able to control the voltage applied to the liquid crystal layer for each pixel by using a pair of electrodes, and to control the transmittance of light emitted from the entire surface of the organic EL element 116 for each pixel. . That is, the liquid crystal element 115 has a function as an optical shutter that selectively transmits light from the organic EL element substrate 114 for each pixel.
  • the liquid crystal element 115 of this embodiment a known liquid crystal element can be used.
  • the liquid crystal element 115 includes a pair of polarizing plates 117 and 118, electrodes 119 and 120, alignment films 121 and 122, and a substrate 123.
  • the liquid crystal 124 is sandwiched between the alignment films 121 and 122.
  • one optically anisotropic layer is disposed between the liquid crystal cell and one polarizing plate 117, 118, or the optically anisotropic layer is disposed between the liquid crystal cell and both polarizing plates 117, 118. 2 may be arranged.
  • the type of liquid crystal cell is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include TN mode, VA mode, OCB mode, IPS mode, and ECB mode.
  • the liquid crystal element 115 may be passively driven or may be actively driven using a switching element such as a TFT.
  • the light extraction efficiency is improved, the conversion efficiency is improved, the viewing angle characteristic is excellent, and an excellent display device capable of reducing power consumption can be realized.
  • the effect of can be obtained.
  • the power consumption can be further reduced by combining the pixel switching by the liquid crystal element 115 and the organic EL element substrate 114 functioning as a planar light source.
  • the divided phosphor layers 155R, 155G, and 155B have different refractive indexes.
  • Intermediate layers 153R, 153G, and 153B having different refractive index gradients are individually provided between the individual phosphor layers 155R, 155G, and 155B and the substrate 151.
  • intermediate layers 153R, 153G, and 153B having different refractive index gradients are formed on the inner surface side (first surface) of the substrate 152.
  • a light absorption layer 154 is formed between the intermediate layers 153R, 153G, and 153B.
  • Phosphor layers 155R, 155G, and 155B are formed on the intermediate layers 153R, 153G, and 153B, respectively.
  • a protective layer 156 is formed between the substrate 152 and the outside air side serving as an outer layer of the substrate 152. That is, the protective layer 156 is formed on the second surface of the substrate 152.
  • a plurality of phosphor layers 155R, 155G, and 155B are provided for each pixel.
  • the plurality of phosphor layers 155R, 155G, and 155B are made of different phosphor materials and refractive indexes so as to emit light of different colors depending on the pixels.
  • the light absorption layer 154 is made of a light absorptive material and is formed corresponding to a region between adjacent pixels. The light absorption layer 154 can improve display contrast.
  • the phosphor layers 155R, 155G, and 155B are made of, for example, a thin film having a rectangular shape in plan view.
  • Reflective layers 157 are formed on all side surfaces of the phosphor layers 155R, 155G, and 155B.
  • the reflection layer 157 may not be formed on all the side surfaces of the phosphor layers 155R, 155G, and 155B.
  • the reflective layer 157 may be formed on at least one side surface of the phosphor layers 155R, 155G, and 155B.
  • a wavelength selective transmission / reflection film 158 is formed on the phosphor layers 155R, 155G, and 155B, that is, on the incident surface (outer surface side) on which the excitation light is incident.
  • the basic components of the phosphor substrate 151 according to the present embodiment are the same as those of the phosphor substrate according to the first embodiment, but the refractive index gradient is different for each of the phosphor layers 155R, 155G, and 155B having different refractive indexes.
  • the difference from the first embodiment is that the intermediate layers 155R, 155G, and 155B are individually formed.
  • the intermediate layers 153R, 153G, and 153B of the present embodiment are provided between the phosphor layers 155R, 155G, and 155B and the substrate 152 as described above. From the phosphor layers 155R, 155G, and 155B to the substrate 152, the intermediate layers 153R, 153G, and 153B have different refractive index gradients. As the refractive index gradient, when the refractive index of the phosphor layer 155R is n1 (R) and the refractive index of the substrate 152 is n2, the light extraction surface of the phosphor layer 155R is directed from the phosphor layer 155R toward the substrate 152.
  • the thickness direction orthogonal to the (surface on the substrate 152 side) it is preferable to have a gradually changing gradient within a range from n1 (R) to n2. Specifically, it is preferable to have a gradient that changes stepwise or continuously. Further, when the refractive index of the phosphor layer 155G is n1 (G) and the refractive index of the substrate 152 is n2, the light extraction surface (on the substrate 152 side) of the phosphor layer 155G faces the substrate 152 from the phosphor layer 155G. In the thickness direction orthogonal to the plane, it is preferable to have a gently changing gradient in the range from n1 (R) to n2.
  • the refractive index of the phosphor layer 155B is n1 (B) and the refractive index of the substrate 152 is n2, the light extraction surface (on the substrate 152 side) of the phosphor layer 155B is directed from the phosphor layer 155B to the substrate 152.
  • the thickness direction orthogonal to the plane it is preferable to have a gently changing gradient in the range from n1 (R) to n2.
  • the refractive index n1 of the phosphor layers 155R, 155G, and 155B is, for example, about 2.0 to 2.3.
  • the refractive index n2 of the substrate 152 is about 1.5 in the case of a glass substrate, for example. Therefore, for example, when the refractive index n1 (R) of the phosphor layer 155R is 2.1, the refractive index gradient of the intermediate layer 153R is about 2.1 to 1 in the direction from the phosphor layer 155R to the substrate 152. It is preferable that it is reduced stepwise or continuously to about .5.
  • the refractive index gradient of the intermediate layer 153G is about 2.2 to 1 in the direction from the phosphor layer 155G to the substrate 152. It is preferable that it is reduced stepwise or continuously to about .5. Further, for example, when the refractive index n1 (R) of the phosphor layer 155B is 2.3, the refractive index gradient of the intermediate layer 153B is about 2.3 to 1 in the direction from the phosphor layer 155B to the substrate 152. It is preferable that it is reduced stepwise or continuously to about .5.
  • the intermediate layers 153R, 153G, and 153B have conventionally had fluorescent components having a large angle with respect to the normal direction of the light extraction surface of the phosphor layers 155R, 155G, and 155B.
  • Light loss caused by total reflection at the interface where there is a difference in refractive index between 155B and the substrate 152 can be minimized.
  • the intermediate layers 153R, 153G, and 153B having such a refractive index gradient are formed by, for example, (1) laminating a plurality of layers (materials) having different refractive indexes stepwise or continuously. be able to.
  • an intermediate layer having a refractive index gradient is formed.
  • the refractive index of the material to be laminated and in (2), the refractive index suitable for each layer of the intermediate layers 153R, 153G, and 153B is changed by changing the refractive index and the gradient of the microstructure material.
  • a rate gradient can be selected.
  • the example described here is a method in which the intermediate layers 153R, 153G, and 153B and the protective layer 156 are each formed of a structure having a conical microstructure.
  • a film in which a UV effect resin is mixed with an intermediate layer forming material serving as a precursor of the intermediate layer 153R is formed.
  • an injection molding machine having an aluminum mold having a concave shape of a cone-shaped microstructure (for example, the vertex nucleus is 30 °)
  • an intermediate layer 153R having a refractive index gradient having a number of micro-conical shapes. Is transferred to the substrate 152.
  • the intermediate layer 153R formed on the entire surface of the substrate is subjected to UV exposure and development by removing the light-shielding mask, thereby patterning the intermediate layer 153R on the substrate 152.
  • the intermediate layers 153G and 153B are formed by patterning.
  • phosphor layers 155R, 155G, and 155B are sequentially formed on the intermediate layers 153R, 153G, and 153B using a dispenser.
  • the reflective layer 157, the wavelength selective transmission / reflection layer 158, and the protective layer 156 are formed in this order to obtain the phosphor substrate 151.
  • Examples of the electronic device including the display device of the embodiment include a mobile phone shown in FIG. 10A and a television receiver shown in FIG. 10B.
  • a cellular phone 127 shown in FIG. 10A includes a main body 128, a display unit 129, an audio input unit 130, an audio output unit 131, an antenna 132, an operation switch 133, and the like. It has been.
  • a television receiver 135 illustrated in FIG. 10B includes a main body cabinet 136, a display unit 137, a speaker 138, a stand 139, and the like, and the display device of the above embodiment is used for the display unit 137.
  • the display device of the above-described embodiment is used, an electronic device with low power consumption and excellent display quality can be realized.
  • the illumination device 141 includes an optical film 142, a phosphor substrate 143, an organic EL element 147 including an anode 144, an organic EL layer 145, and a cathode 146, a thermal diffusion sheet 148, a sealing A substrate 149, a sealing resin 150, a heat dissipation material 151, a driving circuit 152, a wiring 153, and a hooking ceiling 154 are provided.
  • the phosphor substrate of the above-described embodiment is used as the phosphor substrate 143, a bright and low-power illuminating device can be realized.
  • the display device described in the embodiment preferably includes a polarizing plate on the light extraction side.
  • a polarizing plate a combination of a conventional linear polarizing plate and a ⁇ / 4 plate can be used.
  • the polarizing plate By providing such a polarizing plate, external light reflection from the electrode of the display device or external light reflection on the surface of the substrate or the sealing substrate can be prevented, and the contrast of the display device can be improved.
  • specific descriptions regarding the shape, number, arrangement, material, formation method, and the like of each component of the phosphor substrate and the display device are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed.
  • the substrate As the substrate, 0.7 mm glass was used. After washing with water, pure water ultrasonic cleaning 10 minutes, acetone ultrasonic cleaning 10 minutes, and isopropyl alcohol vapor cleaning 5 minutes were performed, followed by drying at 100 ° C. for 1 hour.
  • a green phosphor layer having a thickness of 100 ⁇ m was formed on the substrate.
  • the green phosphor layer was formed by the following method. First, 15 g of ethanol and 0.22 g of ⁇ -glycidoxypropyltriethoxysilane were added to 0.16 g of aerosil having an average particle diameter of 5 nm, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. 20 g of this mixture and green phosphor Ca 0.97 Mg 0.03 : ZrO 3 : Ho were transferred to a mortar, mixed well, and then heated in an oven at 70 ° C. for 2 hours and further in an oven at 120 ° C. for 2 hours. The surface modified Ba 2 SiO 4 : Eu 2+ was obtained.
  • a green phosphor-forming coating solution was prepared by stirring with a machine.
  • the green phosphor-forming coating solution prepared above was applied to a desired position with a width of 3 mm on the glass by a screen printing method. Subsequently, it was dried by heating in a vacuum oven (200 ° C., 10 mmHg) for 4 hours to form a green phosphor layer, thereby completing a phosphor substrate.
  • Example 1 On the same glass substrate as that in the comparative example, an intermediate layer 10 composed of a plurality of micro-conical shapes having a refractive index gradient as shown in FIGS. 3A and 3B was formed.
  • the intermediate layer forming material 31 a transparent resin (polyethylene) added with a metal compound (TiO 2 ) was used.
  • a transparent resin polyethylene
  • TiO 2 metal compound
  • FIG. 3A an intermediate layer forming material 31 composed of these mixed materials is molded using an injection molding machine equipped with an aluminum mold 30, and as shown in FIG.
  • the intermediate layer 10 is bonded onto the glass substrate 5 as shown in FIG. 3B. It was.
  • a green phosphor layer was formed on the intermediate layer 10 by the same method as in the comparative example.
  • the luminance conversion efficiency at 25 ° C. of fluorescence extracted from the front surface was measured.
  • the luminance of the blue LED was 1000 cd / m 2 , but after passing through the phosphor, it emitted green light having a light emission peak at 547 nm, the luminance was 1105 cd / m 2 , the luminance The conversion efficiency was 110%, which was 1.1 times higher than that of the comparative example.
  • Example 2 An aluminum total reflection film was uniformly formed with a film thickness of 50 nm on the side surface of the phosphor substrate of Example 1 on the phosphor layer by sputtering. Thereafter, in the same manner as in the comparative example, when a blue LED was used as excitation light and 450 nm light was incident from the back surface of the phosphor substrate, the luminance conversion efficiency at 25 ° C. of fluorescence extracted from the front surface was measured.
  • the brightness of the blue LED was 1000 cd / m 2 , but after passing through the phosphor, it emitted green light having a light emission peak at 547 nm, the brightness was 2721 cd / m 2 , the brightness The conversion efficiency was 270%, which was 2.7 times higher than that of the comparative example.
  • the luminance conversion efficiency at 25 ° C. of fluorescence extracted from the front surface was measured.
  • the luminance of the blue LED was 1000 cd / m 2 , but after passing through the phosphor, it emitted green light having a light emission peak at 547 nm and the luminance was 3512 cd / m 2 .
  • the conversion efficiency was 350%, which was 3.5 times higher than the comparative example.
  • Example 4 On the glass substrate of the phosphor substrate produced in Example 3, as shown in FIG. 3I, the protective layer 11 composed of a plurality of microconical shapes having a refractive index gradient was formed.
  • a transparent resin polyethylene
  • This material was molded using an injection molding machine equipped with an aluminum mold having a plurality of concave microconical shapes as shown in FIG. 3A, and a large number of microconical shapes ( A protective layer 11 having a refractive index gradient having a vertex angle of 30 ° was formed.
  • the protective layer 11 was affixed on the glass substrate using the commercially available colorless and transparent silicone oil compound for optical joining which has a refractive index substantially equal to the refractive index of a glass substrate.
  • the luminance conversion efficiency at 25 ° C. of fluorescence extracted from the front surface was measured.
  • the brightness of the blue LED was 1000 cd / m 2 , but after passing through the phosphor, it emitted green light having a light emission peak at 547 nm, and the brightness was 3832 cd / m 2 .
  • the conversion efficiency was 380%, and an improvement in luminance of 3.8 times that of the comparative example was observed.
  • Example 5 On the same glass substrate as in the comparative example, magnesium fluoride (refractive index: 1.38) and titanium oxide (refractive index: 2.30) were simultaneously changed by changing the deposition rate little by little by the electron beam evaporation method. Vapor deposition at 200 ° C. The deposition rate was changed by changing the deposition rate ratio between magnesium fluoride and titanium oxide from 10: 0 to 0:10 at 1 minute intervals.
  • an intermediate layer having a gradual refractive index gradient in which the concentration of magnesium fluoride is high and the concentration of titanium oxide gradually increases as the distance from the glass substrate in the thickness direction is increased.
  • a green phosphor layer was formed on the intermediate layer by the same method as in the comparative example.
  • Example 2 an aluminum total reflection film was uniformly formed with a film thickness of 50 nm on the side surface of the phosphor substrate on the phosphor layer by sputtering.
  • the luminance conversion efficiency at 25 ° C. of fluorescence extracted from the front surface was measured.
  • the luminance of the blue LED was 1000 cd / m 2 , but after passing through the phosphor, it emitted green light having a light emission peak at 547 nm, the luminance was 3443 cd / m 2 , the luminance The conversion efficiency was 340%, which was 3.4 times higher than the comparative example.
  • Example 6 An intermediate layer composed of a plurality of microconical shapes having a refractive index gradient was formed on a 0.7 mm glass substrate.
  • a transparent resin polyethylene
  • a metal compound TiO 2
  • These mixed materials are molded using an injection molding machine having an aluminum mold having a plurality of concave microconical shapes shown in FIG. 3A, and a large number of microconical shapes (vertex angle: 30 °) are formed.
  • An intermediate layer having a refractive index gradient was formed.
  • the glass substrate and the intermediate layer were bonded together using a commercially available colorless and transparent silicone oil compound for optical bonding having a refractive index substantially equal to the refractive index of the glass substrate.
  • a red phosphor layer, a green phosphor layer, and a blue scatterer layer were formed on the intermediate layer to obtain a phosphor substrate.
  • a trapezoidal low-reflection layer (light absorption layer) made of chromium was formed on the substrate with a width of 20 ⁇ m, a film thickness of 500 nm, and a pitch of 200 ⁇ m.
  • red phosphor layer In the formation of the red phosphor layer, first, 15 g of ethanol and 0.22 g of ⁇ -glycidoxypropyltriethoxysilane were added to 0.16 g of aerosil having an average particle diameter of 5 nm, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. This mixture and red phosphor K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 20 g were transferred to a mortar, thoroughly mixed, and then heated in an oven at 70 ° C. for 2 hours and further in an oven at 120 ° C. for 2 hours, Surface-modified K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 was obtained.
  • the green phosphor layer was formed by adding 15 g of ethanol and 0.22 g of ⁇ -glycidoxypropyltriethoxysilane to 0.16 g of aerosil having an average particle diameter of 5 nm and stirring for 1 hour at an open system room temperature.
  • This mixture and the green phosphor Ba 2 SiO 4 : Eu 2+ 20 g were transferred to a mortar, thoroughly mixed, and then heated in an oven at 70 ° C. for 2 hours and further in an oven at 120 ° C. for 2 hours, and surface-modified Ba 2.
  • SiO 4 : Eu 2+ was obtained.
  • the blue scattering layer-forming coating solution prepared above was applied to a region where the low reflection layer on the glass was not formed by screen printing. Then, it heat-dried for 4 hours in the vacuum oven (200 degreeC, 10 mmHg conditions), and formed the blue scattering layer.
  • an aluminum total reflection film was uniformly formed with a film thickness of 50 nm on the side surface of the phosphor layer by sputtering.
  • a dielectric multilayer film prepared by alternately forming six layers 47) by EB vapor deposition was formed to a thickness of 100 nm by sputtering.
  • a reflective electrode is formed on a 0.7 mm thick glass substrate by sputtering so that the film thickness is 100 nm, and an indium-tin oxide (ITO) film is formed thereon.
  • ITO indium-tin oxide
  • a film was formed by sputtering to a thickness of 20 nm, and a reflective electrode (anode) was formed as the first electrode.
  • the first electrode width was 160 ⁇ m
  • the pitch was 200 ⁇ m
  • 90 stripes were patterned by a conventional photolithography method.
  • SiO 2 was laminated on the first electrode by sputtering, and patterned to cover only the edge portion of the first electrode by conventional photolithography.
  • a short side of 10 ⁇ m from the end of the first electrode is covered with SiO 2 .
  • this substrate was fixed to a substrate holder in a resistance heating vapor deposition apparatus, and the pressure was reduced to a vacuum of 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less to form each organic layer.
  • TAPC 1,1-bis-di-4-tolylamino-phenyl-cyclohexane
  • N, N′-di-l-naphthyl-N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine NPD
  • a hole transport layer having a thickness of 40 nm was formed by resistance heating vapor deposition.
  • This blue organic light-emitting layer comprises 1,4-bis-triphenylsilyl-benzene (UGH-2) (host material) and bis [(4,6-difluorophenyl) -pyridinato-N, C2 ′] picolinate iridium (III ) (FIrpic) (blue phosphorescent light emitting dopant) was prepared by co-evaporation at a deposition rate of 1.5 ⁇ / sec and 0.2 ⁇ / sec.
  • a hole blocking layer (thickness: 10 nm) was formed on the light emitting layer using 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP).
  • BCP 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • an electron transport layer (thickness: 30 nm) was formed on the hole blocking layer using tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq 3 ).
  • an electron injection layer (thickness: 0.5 nm) was formed on the electron transport layer using lithium fluoride (LiF).
  • a semitransparent electrode was formed as the second electrode.
  • the substrate was fixed to a metal deposition chamber.
  • a shadow mask for forming a second electrode (a mask having an opening so that the second electrode can be formed in a stripe shape having a width of 500 ⁇ m and a pitch of 600 ⁇ m in a direction opposite to the stripe of the first electrode) and the above-mentioned
  • the substrate is aligned, and magnesium and silver are co-deposited on the surface of the electron injection layer by a vacuum deposition method at a deposition rate of 0.1 ⁇ / sec and 0.9 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ / sec in a desired pattern (thickness) 1 nm).
  • silver was formed in a desired pattern (thickness: 19 nm) at a deposition rate of 1 cm / sec for the purpose of emphasizing the interference effect and preventing voltage drop due to wiring resistance at the second electrode. .
  • the second electrode was formed.
  • a microcavity effect (interference effect) appears between the reflective electrode (first electrode) and the semi-transmissive electrode (second electrode), and the front luminance can be increased.
  • Light emission energy from the EL element can be more efficiently propagated to the phosphor layer.
  • the emission peak is adjusted to 460 nm and the half-value width is adjusted to 50 nm by the microcavity effect.
  • an inorganic protective layer made of SiO 2 having a thickness of 3 ⁇ m was formed by patterning from the edge of the display portion to a sealing area of 2 mm in the vertical and horizontal directions by a plasma CVD method.
  • the light source substrate which consists of an organic EL element was produced by the above.
  • the organic EL element substrate and the phosphor substrate manufactured as described above are aligned by an alignment marker formed outside the display unit.
  • a thermosetting resin was applied to the phosphor substrate.
  • the two substrates were brought into close contact with each other through the thermosetting resin, and the thermosetting resin was cured by heating at 80 ° C. for 2 hours.
  • the above-mentioned bonding step was performed in a dry air environment (water content: ⁇ 80 ° C.) for the purpose of preventing deterioration of the organic EL due to water.
  • an organic EL display device was completed by connecting terminals formed in the periphery to an external power source.
  • a blue light emitting organic EL is used as an excitation light source that can be arbitrarily switched by applying a desired current to a desired striped electrode from an external power source, and light is emitted from blue light in each of the red phosphor layer and the green phosphor layer.
  • red and green isotropic light emission of red and green was obtained, and isotropic blue light emission could be obtained through the blue scattering layer. In this way, full color display was possible, and a good image and an image with good viewing angle characteristics could be obtained.
  • Example 7 [Active Driven Blue Organic EL + Phosphor Method]
  • the phosphor substrate was produced in the same manner as in Example 6.
  • An amorphous silicon semiconductor film was formed on a 100 ⁇ 100 mm square glass substrate by PECVD.
  • a polycrystalline silicon semiconductor film was formed by performing a crystallization treatment.
  • the polycrystalline silicon semiconductor film was patterned into a plurality of islands by using a photolithography method.
  • a gate insulating film and a gate electrode layer were formed in this order on the patterned polycrystalline silicon semiconductor layer, and patterning was performed using a photolithography method.
  • the patterned polycrystalline silicon semiconductor film was doped with an impurity element such as phosphorus to form source and drain regions, and a TFT element was produced. Thereafter, a planarizing film was formed.
  • the planarizing film was formed by laminating a silicon nitride film formed by PECVD and an acrylic resin layer in this order using a spin coater. First, after a silicon nitride film was formed, the silicon nitride film and the gate insulating film were collectively etched to form a contact hole leading to the source and / or drain region, and then a source wiring was formed.
  • the capacitor for setting the gate potential of the TFT to a constant potential is formed by interposing an insulating film such as an interlayer insulating film between the drain of the switching TFT and the source of the driving TFT.
  • a driving TFT, a first electrode of a red light emitting organic EL element, a first electrode of a green light emitting organic EL element, and a first electrode of a blue light emitting organic EL element are provided on the active matrix substrate through the planarization layer. Contact holes were formed for electrical connection.
  • a first electrode (anode) of each pixel is formed by sputtering so as to be electrically connected to a contact hole provided through a planarization layer connected to a TFT for driving each light emitting pixel. did.
  • the first electrode was formed by laminating Al (aluminum) with a thickness of 150 nm and IZO (indium oxide-zinc oxide) with a thickness of 20 nm.
  • the first electrode was patterned into a shape corresponding to each pixel by a conventional photolithography method.
  • the area of the first electrode was set to 300 ⁇ m ⁇ 160 ⁇ m. Further, it was formed on a 100 mm ⁇ 100 mm square substrate.
  • the display unit was 80 mm ⁇ 80 mm, a 2 mm wide sealing area was provided on the top, bottom, left, and right of the display unit, and a 2 mm terminal lead-out unit was provided on the short side outside the sealing area. On the long side, a 2 mm wide terminal lead-out portion was provided on the side to be bent.
  • the active substrate was cleaned.
  • acetone and IPA were used for ultrasonic cleaning for 10 minutes, and then UV-ozone cleaning was performed for 30 minutes.
  • this substrate was fixed to a substrate holder in an in-line type resistance heating vapor deposition apparatus, and the pressure was reduced to a vacuum of 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • Each organic layer was formed.
  • TAPC 1,1-bis-di-4-tolylamino-phenyl-cyclohexane
  • N, N′-di-l-naphthyl-N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine NPD
  • a hole transport layer having a thickness of 40 nm was formed by resistance heating evaporation.
  • This blue organic light-emitting layer comprises 1,4-bis-triphenylsilyl-benzene (UGH-2) (host material) and bis [(4,6-difluorophenyl) -pyridinato-N, C2 ′] picolinate iridium (III ) (FIrpic) (blue phosphorescent light emitting dopant) was prepared by co-evaporation at a deposition rate of 1.5 ⁇ / sec and 0.2 ⁇ / sec.
  • UH-2 1,4-bis-triphenylsilyl-benzene
  • FIrpic picolinate iridium
  • a hole blocking layer (thickness: 10 nm) was formed on the light emitting layer using 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP).
  • BCP 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • an electron transport layer (thickness: 30 nm) was formed on the hole blocking layer using tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq 3 ).
  • an electron injection layer (thickness: 0.5 nm) was formed on the electron transport layer using lithium fluoride (LiF).
  • a translucent electrode was formed as the second electrode.
  • the substrate was fixed to a metal deposition chamber.
  • the shadow mask for forming the second electrode (a mask having an opening so that the second electrode can be formed in a stripe shape having a width of 2 mm in a direction facing the stripe of the first electrode) and the substrate are aligned.
  • magnesium and silver are formed into a desired pattern by co-evaporation at a rate of 0.1% / sec and 0.9% / sec on the surface of the electron injection layer by vacuum deposition, respectively (thickness: 1 nm) )did.
  • silver is formed in a desired pattern at a deposition rate of 1 ⁇ / sec (thickness: 19 nm). )did. Thereby, the second electrode was formed.
  • a microcavity effect (interference effect) appears between the reflective electrode (first electrode) and the semi-transmissive electrode (second electrode), and the front luminance can be increased. It becomes possible to propagate the luminescence energy from the phosphor layer more efficiently.
  • the emission peak is adjusted to 460 nm and the half-value width is adjusted to 50 nm by the microcavity effect.
  • an inorganic protective layer made of 3 ⁇ m of SiO 2 was patterned by plasma CVD from the edge of the display portion to a sealing area of 2 mm in the vertical and horizontal directions using a shadow mask.
  • an active drive type organic EL element substrate was produced.
  • the active drive type organic EL element substrate and the phosphor substrate produced as described above were aligned with an alignment marker formed outside the display unit.
  • a thermosetting resin was applied to the phosphor substrate, and both substrates were brought into close contact with each other through the thermosetting resin, and the thermosetting resin was cured by heating at 90 ° C. for 2 hours.
  • the above-mentioned bonding step was performed in a dry air environment (water content: ⁇ 80 ° C.) for the purpose of preventing deterioration of the organic EL due to water.
  • a blue light emitting organic EL is used as an excitation light source that can be arbitrarily switched by applying a desired current to each pixel from an external power source, and red light and green light are emitted from blue light in a red phosphor layer and a green phosphor layer, respectively. And isotropic light emission of red and green was obtained, and isotropic blue light emission could be obtained through the blue scattering layer. In this way, full color display was possible, and a good image and an image with good viewing angle characteristics could be obtained.
  • Example 8 [Blue LED + phosphor method]
  • the phosphor substrate was produced in the same manner as in Example 6.
  • TMG trimethylgallium
  • NH 3 a buffer layer made of GaN was grown to a thickness of 60 nm on the C surface of the sapphire substrate set in the reaction vessel at 550 ° C.
  • the temperature was raised to 1050 ° C., and an n-type contact layer made of Si-doped n-type GaN was grown to a thickness of 5 ⁇ m using SiH 4 gas in addition to TMG and NH 3 .
  • TMA trimethylaluminum
  • the temperature is lowered to 850 ° C., and the first n-type cladding layer made of Si-doped n-type In 0.01 Ga 0.99 N is made 60 nm using TMG, TMI (trimethylindium), NH 3 and SiH 4. It was made to grow with the film thickness. Subsequently, an active layer made of non-doped In 0.05 Ga 0.95 N was grown at a thickness of 5 nm at 850 ° C. using TMG, TMI, and NH 3 .
  • CPM cyclopentadienyl magnesium
  • TMG cyclopentadienyl magnesium
  • TMI cyclopentadienyl magnesium
  • a first p-type cladding layer made of Mg-doped p-type In 0.01 Ga 0.99 N at 850 ° C. has a thickness of 60 nm. It was made to grow with the film thickness.
  • the temperature is raised to 1100 ° C., and a second p-type cladding layer made of Mg-doped p-type Al 0.3 Ga 0.7 N is grown to a thickness of 150 nm using TMG, TMA, NH 3 , and CPMg. I let you.
  • a p-type contact layer made of Mg-doped p-type GaN is grown to a thickness of 600 nm.
  • the temperature is lowered to room temperature, the wafer is taken out of the reaction vessel, and the wafer is annealed at 720 ° C. to reduce the resistance of the p-type layer.
  • a mask having a predetermined shape was formed on the surface of the uppermost p-type contact layer, and etching was performed until the surface of the n-type contact layer was exposed.
  • a negative electrode made of titanium (Ti) and aluminum (Al) was formed on the surface of the n-type contact layer, and a positive electrode made of nickel (Ni) and gold (Au) was formed on the surface of the p-type contact layer.
  • the wafer is separated into 350 ⁇ m square chips, and the LED chip thus prepared is fixed with a UV curable resin on a substrate on which wiring for connecting to a separately prepared external circuit is formed, The chip and the wiring on the substrate were electrically connected to produce a light source substrate composed of a blue LED.
  • the light source substrate and the phosphor substrate produced as described above were aligned using an alignment marker formed outside the display unit.
  • a thermosetting resin was applied to the phosphor substrate.
  • the two substrates were brought into close contact with each other through the thermosetting resin, and the thermosetting resin was cured by heating at 80 ° C. for 2 hours.
  • the above-mentioned bonding step was performed in a dry air environment (water content: ⁇ 80 ° C.) for the purpose of preventing deterioration of the organic EL due to water.
  • the LED display device was completed by connecting terminals formed in the periphery to an external power source.
  • a blue light emitting organic EL is used as an excitation light source that can be arbitrarily switched by applying a desired current to a desired striped electrode from an external power source, and light is emitted from blue light in each of the red phosphor layer and the green phosphor layer.
  • red and green isotropic light emission of red and green was obtained, and isotropic blue light emission could be obtained through the blue scattering layer. In this way, full color display was possible, and a good image and an image with good viewing angle characteristics could be obtained.
  • Example 9 [Blue Organic EL + Liquid Crystal + Phosphor Method] An intermediate layer composed of a plurality of microconical shapes having a refractive index gradient was formed on a 0.7 mm glass substrate.
  • a transparent resin polyethylene
  • a metal compound TiO 2
  • These mixed materials are molded using an injection molding machine provided with an aluminum mold having a plurality of concave microconical shapes shown in FIG.
  • An intermediate layer having a refractive index gradient was formed.
  • the glass substrate and the intermediate layer were bonded together using a commercially available colorless and transparent silicone oil compound for optical bonding having a refractive index substantially equal to the refractive index of the glass substrate.
  • a red phosphor layer, a green phosphor layer, and a blue scatterer layer were formed on the intermediate layer to obtain a phosphor substrate.
  • a trapezoidal low-reflection layer (light absorption layer) made of chromium was formed on the substrate with a width of 20 ⁇ m, a film thickness of 500 nm, and a pitch of 200 ⁇ m.
  • the water repellent treatment of the surface of the low reflection layer was performed by CF 4 plasma treatment.
  • the red phosphor layer is formed by first [2- [2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl] -6-methyl-4H-pyran-4-ylidene] -propanedinitrile (DCM) (0. 02 mol / kg (solid content ratio)) was mixed with the epoxy thermosetting resin and stirred with a stirrer to prepare a red phosphor-forming coating solution.
  • the red phosphor-forming coating solution prepared above was applied to an area where the low reflection layer on the glass was not formed by an ink jet method. Subsequently, it was cured in a vacuum oven (150 ° C.) for 1 hour to form a red phosphor layer having a thickness of 2 ⁇ m.
  • the cross-sectional shape of the red phosphor layer was a bowl shape due to the effect of the water repellent treatment of the low reflection layer.
  • the green phosphor layer is formed by forming 2,3,6,7-tetrahydro-11-oxo-1H, 5H, 11H- [1] benzopyrano [6,7,8-ij] quinolidine-10-carboxylic acid ( Coumarin 519) (0.02 mol / kg (solid content ratio)) was mixed with an epoxy thermosetting resin and stirred with a stirrer to prepare a green phosphor-forming coating solution.
  • the green phosphor-forming coating liquid prepared as described above was applied to an area where the low reflection layer on the glass was not formed by an ink jet method.
  • the cross-sectional shape of the green phosphor layer was a bowl-like shape due to the effect of the water repellent treatment of the low reflection layer.
  • the blue phosphor layer is formed by first mixing 7-hydroxy-4-methylcoumarin (coumarin 4) (0.02 mol / kg (solid content ratio)) with an epoxy thermosetting resin and stirring with a stirrer. A forming coating solution was prepared. The blue phosphor-forming coating solution prepared as described above was applied to an area where the low reflection layer on the glass was not formed by an inkjet method. Then, it hardened
  • the cross-sectional shape of the blue phosphor layer was a bowl shape due to the effect of the water repellent treatment of the low reflection layer.
  • an aluminum total reflection film having a thickness of 50 nm was uniformly formed on the side surface of the phosphor layer by sputtering.
  • a dielectric multilayer film produced by alternately depositing six layers by EB vapor deposition was formed to a thickness of 100 nm by sputtering.
  • a planarizing film is formed on the dielectric multilayer film using an acrylic resin by spin coating, and a polarizing film, a transparent electrode, and a light distribution film are formed on the planarizing film by a conventional method.
  • a phosphor substrate was prepared.
  • a switching element made of TFT was formed on a glass substrate by a conventional method.
  • an ITO transparent electrode having a thickness of 100 nm was formed so as to be in electrical contact with the TFT through a contact hole.
  • the transparent electrode was patterned by a normal photolithography method so as to have the same pitch as that of the pixels of the organic EL portion produced previously.
  • an alignment film was formed by a printing method.
  • the substrate on which the TFT was formed and the phosphor substrate were bonded via a 10 ⁇ m spacer, and a TN mode liquid crystal material was injected between both substrates to complete the liquid crystal / phosphor portion.
  • a reflective electrode is formed on a 0.7 mm thick glass substrate by sputtering so that the film thickness is 100 nm, and indium-tin oxide (ITO) is formed thereon.
  • ITO indium-tin oxide
  • a film was formed by sputtering to a thickness of 20 nm, and a reflective electrode (anode) was formed as the first electrode.
  • the first electrode was patterned to a desired size by a conventional photolithography method.
  • SiO 2 was laminated on the first electrode by sputtering, and patterned to cover only the edge portion of the first electrode by conventional photolithography.
  • a short side of 10 ⁇ m from the end of the first electrode is covered with SiO 2 .
  • this substrate was fixed to a substrate holder in a resistance heating vapor deposition apparatus, and the pressure was reduced to a vacuum of 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less to form each organic layer.
  • TAPC 1,1-bis-di-4-tolylamino-phenyl-cyclohexane
  • CBP carbazole biphenyl
  • a 10 nm-thick hole transport layer was formed by resistance heating vapor deposition.
  • a near ultraviolet organic light emitting layer was formed on the hole transport layer.
  • This near-ultraviolet organic light-emitting layer is formed by depositing 3,5-bis (4-t-butyl-phenyl) -4-phenyl- [1,2,4] triazole (TAZ) (near-ultraviolet phosphorescent light-emitting material) with each deposition rate was made to be 1.5 liters / sec. Next, an electron transport layer (thickness: 20 nm) was formed on the light emitting layer using 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP).
  • TTZ 3,5-bis (4-t-butyl-phenyl) -4-phenyl- [1,2,4] triazole
  • BCP 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • an electron injection layer (thickness: 0.5 nm) is formed on the electron transport layer using lithium fluoride (LiF).
  • a translucent electrode was formed as the second electrode.
  • the substrate was fixed to a metal deposition chamber.
  • a shadow mask for forming a second electrode (a mask having an opening so that the second electrode can be formed in a stripe shape having a width of 500 ⁇ m and a pitch of 600 ⁇ m in a direction facing the stripe of the first electrode)
  • the substrate are aligned, and magnesium and silver are co-deposited on the surface of the electron injection layer by a vacuum deposition method at a deposition rate of 0.1 ⁇ / sec and 0.9 sec / sec in a desired pattern. (Thickness: 1 nm).
  • silver was formed in a desired pattern (thickness: 19 nm) at a deposition rate of 1 cm / sec for the purpose of emphasizing the interference effect and preventing a voltage drop due to wiring resistance at the second electrode. .
  • the second electrode was formed.
  • a microcavity effect (interference effect) appears between the reflective electrode (first electrode) and the semi-transmissive electrode (second electrode), and the front luminance can be increased. It becomes possible to propagate the luminescence energy from the phosphor layer more efficiently.
  • the emission peak is adjusted to 370 nm and the half-value width is adjusted to 30 nm by the microcavity effect.
  • an inorganic protective layer made of SiO 2 having a thickness of 3 ⁇ m was formed by patterning from the edge of the display portion to a sealing area of 2 mm in the vertical and horizontal directions by a plasma CVD method.
  • the light source substrate which consists of an organic EL element was produced by the above.
  • the organic EL part and the liquid crystal / phosphor part were aligned and cured with a thermosetting resin to complete the display device.
  • a desired good image and an image with good viewing angle characteristics could be obtained by applying a desired voltage to the electrode for driving the liquid crystal. .
  • the aspect of the present invention can be used for a phosphor substrate, various display devices using the phosphor substrate, and a lighting device.

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Abstract

　蛍光体基板は、基板と、第一蛍光体層と、第一中間層とを備える。第一蛍光体層は、入射した励起光により蛍光を生じ、生じた光を光取出し面から射出する。第一中間層は、第一蛍光体層と基板との間に設けられ、第一蛍光体層近傍から基板近傍にかけて屈折率勾配を有する。

Description

蛍光体基板、およびこれを用いた表示装置、照明装置
　本発明は、蛍光体基板、およびこれを用いた表示装置、照明装置に関する。
　本願は、２０１１年２月１０日に、日本に出願された特願２０１１－０２７２１５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、社会の高度情報化に伴い、フラットパネルディスプレイのニーズが高まっている。フラットパネルディスプレイとしては、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（ＰＤＰ）、無機エレクトロルミネセンス（無機ＥＬ）ディスプレイ、有機エレクトロルミネセンス（以下、「有機ＥＬ」または「有機ＬＥＤ」とも言う）ディスプレイ等が知られている。これらのフラットパネルディスプレイの中でも、有機ＥＬディスプレイは自発光が可能である点で特に注目されている。有機ＥＬディスプレイにおいては、単純マトリクス駆動により動画表示を行う技術、もしくは薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，以下、ＴＦＴと略記する）を用いたアクティブマトリクス駆動により動画表示を行う技術が知られている。従来の有機ＥＬディスプレイでは、赤色光、緑色光、青色光を発する画素を１つの単位として並置し、白色をはじめとする様々な色を作り出してフルカラー表示を行っている。
　この種の有機ＥＬディスプレイを実現するためには、一般的にシャドーマスクを用いたマスク蒸着法により有機発光層材料を塗り分けることで、赤色、緑色、青色の各画素を形成する方法が採られる。ところが、この方法では、マスクの加工精度の向上、マスクと基板とのアライメント精度の向上、マスクの大型化が課題となっている。特にテレビジョンに代表される大型ディスプレイの分野では、基板サイズが、いわゆるＧ６世代（１８００ｍｍ×１５００ｍｍ）からＧ８世代（２４６０ｍｍ×２１６０ｍｍ）、Ｇ１０世代（３０５０ｍｍ×２８５０ｍｍ）と大型化が進んでいる。従来の製造方法では、基板サイズと同等以上のマスクを必要とするため、大型基板に対応したマスクの作製、加工が必要となる。
　マスクの基材は、非常に薄い金属（一般的な膜厚：５０ｎｍ～１００ｎｍ）で構成されるため、マスクの大型化は困難である。また、大型基板に対応したマスクの作製、加工が困難であるため、マスクの加工精度の低下、マスクと基板とのアライメント精度の低下が発生した場合、異なる発光層材料が混ざることにより画素間の混色を引き起こす。これらの現象を防止するためには、画素間に設ける絶縁層の幅を広く取る必要があるが、画素の面積が決まっている場合、発光部の面積が少なくなる。すなわち、これらの現象は画素の開口率の低下に繋がり、有機ＥＬ素子の輝度の低下、消費電力の上昇、寿命の低下に繋がる。また、従来の製造方法では、蒸着ソースが基板より下側に配置され、有機材料を下方から上方に向けて蒸着して有機層を成膜するため、基板およびマスクの大型化に伴い、中央部でのマスクの撓みが生じる。このマスクの撓みは、上記の混色の原因ともなる。極端な場合には、有機層が形成されない部分ができてしまい、上下の電極のリークが生じる。また、従来の方法では、マスクは、所定の使用回数を経ると、マスクが劣化して使用できなくなるため、マスクの大型化はディスプレイの製造コストの高騰に繋がる。
　そこで、青色域から青緑色域の光を発する有機ＥＬ材料部と、紫外域の光を発する有機ＥＬ材料部と、有機ＥＬ材料部からの青色域から青緑色域の光を励起光として赤色光を発光する蛍光材料部と、青色域から青緑色域の光を励起光として緑色光を発光する蛍光材料部と、紫外域の光を励起光として青色光を発光する蛍光材料部と、を備えたＥＬ素子が提案されている（下記の特許文献１参照）。このＥＬ素子は、上記の塗り分け方式の有機ＥＬ素子に比べて簡単に製造でき、コスト面で優れている。同様に、ＥＬ発光素子部と蛍光層とを備え、蛍光層の側面上に反射膜を設けることにより側面に向かう光を効率良く正面に取り出すことを可能とした有機ＥＬ素子が提案されている（下記の特許文献２参照）。
　また、発光ピーク波長が４００ｎｍ～５００ｎｍの光を出射する光源と、液晶表示素子と、蛍光体からなる波長変換部と、を組み合わせたカラー表示装置が提案されている（下記の特許文献３、非特許文献１参照）。例えば、特許文献３には、この装置では液晶層の外側に設けられたＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体層で発光が生じるため、光利用効率が高く、明るいカラー表示装置を実現できる、と記載されている。
特許第２７９５９３２号公報 特開平１１－３２９７２６号公報 特開２０００－１３１６８３号公報
ＩＤＷ‘０９，ｐ．１００１（２００９）
　しかしながら、上記従来の技術では、以下のような現象が生じる。
　特許文献１に記載のＥＬ素子においては、蛍光材料層から発せられる光は等方的に拡がる。そのため、蛍光材料層と屈折率の異なる基板材料部に入射した光の一部がその界面で反射され、外部に取り出されず損失となり、得られる発光効率が低下する。
　そのため、所定の発光効率を得るためには投入電力を増大させなければならず、消費電力が上昇する要因となっていた。
　特許文献２に記載の有機ＥＬ素子においても、光源側に向けて発光する光を効率良く取り出すことができず、発光効率を十分に向上させることが困難である。
　特許文献３に記載のカラー表示装置においても、上記特許文献１、特許文献２と同様、蛍光体層から発せられる光は等方的であるため、蛍光体層からの光を外部に取り出す際の光の損失が大きく、得られる発光効率が低い。
　本発明の一態様は、蛍光体層から基板側、すなわち光取出し方向に発光した蛍光を基板との界面で反射させることなく効率よく取り出すことができ、これによって蛍光体層からの光の取り出し効率を向上させ、変換効率を向上させることが可能な蛍光体基板を提供することを目的とする。また、本発明の他の態様は、上記の蛍光体基板を有機ＥＬ素子、液晶素子等と組み合わせることで視野角特性に優れ、かつ、低消費電力化が可能な表示装置を提供することを目的とする。また、本発明の他の態様は、明るく、低消費電力化が可能な照明装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様における蛍光体基板は、基板と、入射した励起光により蛍光を生じ、生じた光を光取出し面から射出するよう構成された第一蛍光体層と、前記第一蛍光体層と前記基板との間に設けられ、前記第一蛍光体層近傍から前記基板近傍にかけて屈折率勾配を有する第一中間層と、を備える。
　本発明の一態様における蛍光体基板は、前記第一蛍光体層の屈折率をｎ１、前記基板の屈折率をｎ２とした場合、前記第一中間層はその屈折率が、前記蛍光体層から前記基板に向かい、前記光取出し面と直交する厚さ方向にｎ１からｎ２までの範囲内で変化する勾配を有していてもよい。
　本発明の一態様における蛍光体基板は、前記第一中間層が１つ以上の微小構造体で形成され、かつ、前記微小構造体の断面積が、前記蛍光体層近傍から前記基板近傍に向けて小さくなる形状を有していてもよい。
　本発明の一態様における蛍光体基板は、前記微小構造体が概円錐形状であり、前記概円錐形状の頂点部の成す頂点角が、４５°以下に形成されていてもよい。
　本発明の一態様における蛍光体基板は、前記基板の外面に設けられ、前記基板の外面から離間する方向において前記屈折率勾配を有する保護層が設けられていてもよい。
　本発明の一態様における蛍光体基板は、前記基板の屈折率をｎ３、空気の屈折率をｎ４とした場合、前記保護層はその屈折率が、前記基板の外面から離間する方向であり、前記光取出し面と直交する厚さ方向に、ｎ３からｎ４までの範囲内で変化する勾配を有していてもよい。
　本発明の一態様における蛍光体基板は、前記保護層が１つ以上の微小構造体で形成され、かつ、前記微小構造体の断面積が、前記基板近傍から前記外部層近傍に向けて小さくなる形状を有していてもよい。
　本発明の一態様における蛍光体基板は、前記微小構造体が概円錐形状であり、前記概円錐形状の頂点部の成す頂点角が、４５°以下に形成されていてもよい。
　本発明の一態様における蛍光体基板は、前記蛍光体層の１つ以上の側面に反射層が設けられていてもよい。
　本発明の一態様における蛍光体基板は、前記第一蛍光体層における、前記励起光が入射する面上に、前記励起光のピーク波長にあたる光を少なくとも透過し、前記第一蛍光体層の発光ピーク波長にあたる光を少なくとも反射させるよう構成される波長選択透過反射層が備えられていてもよい。
　本発明の一態様における蛍光体基板は、前記第一蛍光体層が所定の領域毎に複数に分割された複数の第二蛍光体層を有し、前記第一中間層は前記複数の第二蛍光体層と前記基板との間に形成されていてもよい。
　本発明の一態様における蛍光体基板は、前記複数の第二蛍光体層が、互いに異なる屈折率を有し、前記第一中間層は、所定の領域ごとに分割された複数の第二中間層を有し、前記複数の第二中間層は、それぞれ前記複数の第二蛍光体層と前記基板との間に設けられ、前記複数の第二中間層は、互いに異なる屈折率勾配を有してもよい。
　本発明の他の態様における表示装置は、前記本発明の一態様における蛍光体基板と、前記第一蛍光体層に照射する励起光を射出する第一発光素子を有する光源と、が備えられている。
　本発明の他の態様における表示装置は、さらに、赤色光による表示を行う赤色画素と、緑色光による表示を行う緑色画素と、青色光による表示を行う青色画素と、を少なくとも含む複数の画素を有し、前記光源から前記励起光としての紫外光が射出され、前記第二蛍光体層として、前記赤色画素に前記紫外光を前記励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記緑色画素に前記紫外光を前記励起光として緑色光を発する緑色蛍光体層が設けられ、前記青色画素に前記紫外光を前記励起光として青色光を発する青色蛍光体層が設けられていてもよい。
　本発明の他の態様における表示装置は、さらに、赤色光による表示を行う赤色画素と、緑色光による表示を行う緑色画素と、青色光による表示を行う青色画素と、を少なくとも含む複数の画素前記青色画素に設けられ、前記青色光を散乱させる散乱層と、を有し、前記光源から前記励起光としての青色光が射出され、前記第二蛍光体層として、前記赤色画素に前記青色光を前記励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられてもよい。
　本発明の他の態様における表示装置は、前記光源が、少なくとも前記赤色画素、前記緑色画素、および前記青色画素のそれぞれに対応して設けられた複数の第二発光素子と、前記複数の第二発光素子をそれぞれ駆動する複数の駆動素子と、を備えたアクティブマトリクス駆動方式の光源であってもよい。
　本発明の他の態様における表示装置は、前記赤色蛍光体層、前記緑色蛍光体層、および前記青色蛍光体層のいずれか一と前記複数の駆動素子形成された基板との間に配置され、前記赤色蛍光体層、前記緑色蛍光体層、および前記青色蛍光体層のそれぞれは、前記複数の駆動素子とは逆方向に光を射出してもよい。
　本発明の他の態様における表示装置は、前記光源が発光ダイオード、有機エレクトロルミネセンス素子、無機エレクトロルミネセンス素子のいずれかを有してもよい。
　本発明の他の態様における表示装置は、さらに、前記光源と前記蛍光体基板との間に、前記赤色画素、緑色画素、及び青色画素毎に、前記光源から射出された光の透過率を制御するよう構成される液晶素子が設けられ、前記光源が、光射出面から光を射出する面状光源であってもよい。
　本発明のさらに他の態様における照明装置は、前記本発明一態様における蛍光体基板と、前記蛍光体層に照射する励起光を射出する発光素子を有する光源と、が備えられている。
　本発明の態様によれば、蛍光体層から発せられる蛍光のうち基板方向に射出する光を、蛍光体層と基板との界面で反射させることなく、効率よく取り出すことができる蛍光基板を実現できる。また、基板内に入射した光を基板と外部層との界面で反射させることなく、効率よく外部層側に取り出すことができる蛍光体基板を実現できる。さらに、蛍光体からの光の取り出し効率を向上させ、変換効率を向上させることが可能な蛍光体基板を実現できる。また、前記の蛍光体基板を有機ＥＬ素子、液晶素子等と組み合わせることで、視野角特性に優れ、表示品位が高く、かつ、低消費電力化が可能な表示装置を実現できる。また、明るく、低消費電力化が可能な照明装置が実現できる。
本発明に係る表示装置の第１の実施形態の概略構成を示し、表示装置の全体を示す模式断面図である。 本発明に係る表示装置の第１の実施形態の概略構成を示し、光源の要部を示す断面図である。 微小構造体の概略構成を示す斜視図である。 は微小構造体の構造を説明するための側断面図である。 （蛍光体基板の製造工程を説明するための模式図である。 （蛍光体基板の製造工程を説明するための模式図である。 （蛍光体基板の製造工程を説明するための模式図である。 （蛍光体基板の製造工程を説明するための模式図である。 （蛍光体基板の製造工程を説明するための模式図である。 （蛍光体基板の製造工程を説明するための模式図である。 （蛍光体基板の製造工程を説明するための模式図である。 （蛍光体基板の製造工程を説明するための模式図である。 （蛍光体基板の製造工程を説明するための模式図である。 第１の実施形態の第１の変形例の表示装置を示す模式断面図である。 第１の実施形態の第２の変形例の表示装置の全体を示す模式断面図である。 第１の実施形態の第２の変形例の表示装置の光源の要部を示す断面図である。 第１の実施形態の第３の変形例の表示装置の全体を示す模式断面図である。 第１の実施形態の第３の変形例の表示装置の光源の要部を示す断面図である。 本発明に係る表示装置の第２の実施形態の概略構成を示す模式断面図である。 第２の実施形態の表示装置を示す平面図である。 本発明に係る表示装置の第３の実施形態の概略構成を示す模式断面図である。 本発明に係る表示装置を備えた電子機器の例を示す模式図である。 本発明に係る表示装置を備えた電子機器の例を示す模式図である。 本発明に係る表示装置を備えた照明装置の一例を示す断面図である。 本発明に係る表示装置の第４の実施形態の概略構成を示す模式断面図である。 従来の蛍光体基板を備えた表示装置を説明するための模式側面図である。 従来の蛍光体基板を備えた表示装置を説明するための模式側面図である。
　以下、実施形態及び実施例を挙げ、本発明の態様を更に詳細に説明するが、本発明の態様はこれらの実施形態及び実施例に限定されるものではない。
［第１の実施形態］
　図１Ａ及び１Ｂは、本発明に係る表示装置の第１の実施形態の概略構成を示す図である。図１Ａは、本実施形態の表示装置の全体を示す断面図である。図１Ｂは、有機ＥＬ素子基板の要部を示す断面図である。なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
　図１Ａ中符号１は表示装置であり、この表示装置１は、蛍光体基板２と、蛍光体基板２上に平坦化膜３を介して貼り合わされた有機ＥＬ素子基板４（光源）と、から構成されている。本実施形態の表示装置１は、赤色、緑色、青色の表示をそれぞれ行う３つのドットにより画像を構成する最小単位である１つの画素が構成されている。ただし、以下の説明では、赤色の表示を行うドットを赤色画素ＰＲ、緑色の表示を行うドットを緑色画素ＰＧ、青色の表示を行うドットを青色画素ＰＢ、と称する。本実施形態の表示装置１においては、光源としての有機ＥＬ素子基板４から紫外光が射出され、蛍光体基板２にこの紫外光が励起光として入射する。この励起光により、赤色画素ＰＲでは赤色の蛍光、緑色画素ＰＧでは緑色の蛍光、青色画素ＰＢでは青色の蛍光が生じ、これら各色光によってフルカラー表示が行われる。
（蛍光体基板）
　以下、本実施形態の蛍光体基板について詳細に説明する。
　本実施形態の蛍光体基板２においては、基板５の内面側（第１の面）に中間層１０を介して光吸収層６と蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂとが形成される。これら光吸収層６と蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂとを覆うように平坦化膜３が形成されている。また、基板５の外面側（第２の面）には、前記基板５とこれの外部層となる外気側との間に、保護層１１が形成されている。つまり、基板５の第２の面の上には、保護層１１が形成されている。
　蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、画素毎に複数設けられている。複数の蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは画素によって異なる色を発光するよう、異なる蛍光体材料で構成されている。なお、これら複数の蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを構成する蛍光体材料は、互いにその屈折率が異なっていてもよい。
　光吸収層６は、光吸収性を有する材料から構成され、隣接する画素間の領域に対応して形成されている。この光吸収層６により、表示のコントラストを向上させることができる。また、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ上が平坦化膜３で平坦化されたことにより、後述する有機ＥＬ素子１２と蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂとの間に空乏ができることを防止でき、かつ、有機ＥＬ素子基板４と蛍光体基板２との密着性を高めることができる。
　蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、例えば平面視矩形状の薄膜からなり、その側面には、前記蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの全ての側面上に反射層８が形成されている。なお、反射層８は、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの全ての側面に形成されることなく、少なくとも一つの側面に形成されているだけでも、後述する反射効果が得られる。
　また、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ上、すなわち後述するように有機ＥＬ素子基板４（光源）からの励起光が入射する入射面（外面側）の上には、波長選択透過反射層９が形成されている。
　以下、本実施形態に係る蛍光体基板２の構成部材について具体的に説明する。
　「基板」
　本実施形態で用いられる蛍光体基板２用の基板５としては、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂからの光を外部に取り出す必要があるため、蛍光体の発光波長領域で光を透過する必要がある。したがって、基板５の材料としては、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ティック基板等が挙げられる。ただし、本実施形態はこれらの基板に限定されないのは前述した通りである。ここで、ストレスが生じることなく湾曲させたり、折り曲げたりできるという観点では、プラスティック基板を用いることが好ましい。また、ガスバリア性を向上させる観点では、プラスティック基板に無機材料をコートした基板を用いることがさらに好ましい。これにより、プラスティック基板を有機ＥＬの基板として用いた場合に生じ得る水分の透過による有機ＥＬ素子の劣化を解消することができる。
　「蛍光体層」
　本実施形態の蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、紫外光を発光する有機ＥＬ素子１２から発せられる励起光を吸収し、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する赤色蛍光体層７Ｒ、緑色蛍光体層７Ｇ、青色蛍光体層７Ｂから構成されている。また、必要に応じて、シアン光、イエロー光を発光する蛍光体層を画素に加えてもよい。その場合、シアン光、イエロー光を発光する画素のそれぞれの色純度を、色度図上での赤色光、緑色光、青色光を発光する画素の色純度を示す点で結ばれる三角形より外側に設定することで、赤色、緑色、青色の３原色光を発光する画素を使用する表示装置よりも色再現性を広げることが可能となる。
　蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ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い。蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、以下に例示する蛍光体材料に任意に添加剤等を含んでいてもよい。蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、これらの蛍光体材料が高分子材料（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。本実施形態の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。この種の蛍光体材料は、有機系蛍光体材料と無機系蛍光体材料に分類される。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
　有機系蛍光体材料としては、紫外の励起光を青色光に変換する蛍光色素として、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、紫外、青色の励起光を緑色光に変換する蛍光色素としては、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、紫外、青色の励起光を赤色光に変換する蛍光色素としては、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、及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。
　また、無機系蛍光体材料としては、紫外の励起光を青色光に変換する蛍光体として、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ４＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋、（Ｂａ、Ｓｒ）（Ｍｇ、Ｍｎ）Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ２、０Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、ＢａＡｌ２ＳｉＯ８：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋、（Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、Ｓｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋等が挙げられる。また、紫外、青色の励起光を緑色光に変換する蛍光体として、（ＢａＭｇ）Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋、（ＳｒＢａ）Ａl１２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、（ＢａＭｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７－Ｓｒ２Ｂ２Ｏ５：Ｅｕ２＋、（ＢａＣａＭｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８－２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋、Ｚｒ２ＳｉＯ４、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、（ＢａＳｒ）ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋等が挙げられる。また、紫外、青色の励起光を赤色光に変換する蛍光体としては、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、ＹＡｌＯ３：Ｅｕ３＋、Ｃａ２Ｙ２（ＳｉＯ４）６：Ｅｕ３＋、ＬｉＹ９（ＳｉＯ４）６Ｏ２：Ｅｕ３＋、ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋、ＣａＳ：Ｅｕ３＋、Ｇｄ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ３＋、Ｍｇ４ＧｅＯ５．５Ｆ：Ｍｎ４＋、Ｍｇ４ＧｅＯ６：Ｍｎ４＋、Ｋ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５、Ｎａ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５、Ｋ５Ｅｕ２．５（ＭｏＯ４）６．２５、Ｎａ５Ｅｕ２．５（ＭｏＯ４）６．２５等が挙げられる。
また、前記無機系蛍光体は、必要に応じて表面改質処理を施してもよい。表面改質方法としては、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、さらにこれらを併用するもの等が挙げられる。励起光による劣化、発光による劣化等の安定性を考慮すると、無機材料を使用する方が好ましい。さらに、無機材料を用いる場合には、平均粒径（ｄ５０）が、０．５μｍ～５０μｍであることが好ましい。平均粒径が１μｍ以下であると、蛍光体の発光効率が急激に低下する。また、５０μｍ以上であると、平坦な膜を形成することが非常に困難となり、蛍光体層と有機ＥＬ素子との間に空乏が形成されてしまう。すると、例えば屈折率が約２．３の無機蛍光体層と屈折率が約１．７の有機ＥＬ素子１２との間に、屈折率が１．０の空乏（空気層）ができた場合、有機ＥＬ素子１２からの光が効率良く無機蛍光体層（蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ）に届かず、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの発光効率が低下する。また、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの平坦化が難しいため、後述するように液晶素子と組み合わせる構成においては、液晶層を挟む電極間の距離がばらつき、均一に電界が掛からないため、液晶層が均一に動作しない等の現象が生じる。
　また、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、前記の蛍光体材料と樹脂材料とを溶剤に溶解、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、前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。
　前記樹脂材料として感光性樹脂を用いることで、フォトリソグラフィー法により蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂをパターンニングすることができる。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、硬ゴム系樹脂等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂（光硬化型レジスト材料）の一種類または複数種類の混合物を用いることができる。また、前記のインクジェット法、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、蛍光体材料をダイレクトにパターニングすることも可能である。
　前記の蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの膜厚は、１００ｎｍ～１００μｍ程度であるのが好ましく、１μｍ～１００μｍ程度であるのがさらに好ましい。膜厚が１００ｎｍ未満であると、特に後述する変形例のように有機ＥＬが青色発光をなす場合に、前記有機ＥＬからの光を十分吸収できないため、発光効率が低下したり、所望の色光に青色の透過光が混じることによる色純度が低下したりする。したがって、有機ＥＬ素子１２からの発光の吸収を高め、色純度の悪影響を及ぼさない程度に青色の透過光を低減するためには、膜厚を１μｍ以上とすることが好ましい。また、膜厚が１００μｍを超えると、有機ＥＬ素子１２からの青色発光を既に十分吸収することから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。
　「光吸収層」
　本実施形態の蛍光体基板２には、各蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ間に、光吸収層６が形成されているのが好ましい。これにより、コントラストを向上させることができる。光吸収層６は、例えばクロム等の金属材料や黒色の樹脂等で形成することができる。光吸収層６の膜厚は、１００ｎｍ～１００μｍ程度が好ましく、１００ｎｍ～１０μｍ程度がさらに好ましい。また、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの側面に向かう光を反射層８によって効率良く外部に取り出すために、光吸収層６の膜厚は蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの膜厚より薄い方が好ましい。
　「反射層」
　本実施形態の反射層８は、各蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの光入射側の面と光射出側の面とを除く側面に設けられる。反射層８は、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ内で前記側面側に発光した光を正面方向（光取出し方向）に取り出す機能を備えている。具体的には、反射層８として、例えばＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒやその合金などの反射性の金属粉、あるいはこれらの金属粒子を含有した樹脂からなる反射性の樹脂膜を形成した構造などが挙げられるが、本実施形態はこれらの層に限定されるものではない。
　「波長選択透過反射層」
　本実施形態の波長選択透過反射層９は、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ上に設けられる、すなわち波長選択透過反射層９は、前記蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの入射面の外面側（有機ＥＬ素子基板４側）に設けられる。波長選択透過反射層９は、励起光を透過し、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂからの発光を反射する性質を有する。ここで、励起光を透過するとは、本実施形態では励起光のピーク波長にあたる光を少なくとも透過することを意味する。また、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂからの発光を反射するとは、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂからのそれぞれの発光ピーク波長にあたる光を少なくとも反射することを意味している。
　このような波長選択透過反射層としては、例えば誘電体多層膜、金属薄膜ガラス、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ティック基板等が挙げられるが、本実施形態はこれらの層に限定されるものではない。
　また、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ上、すなわち波長選択透過反射層９上は、前述したように平坦化膜３で平坦化されている。これにより、有機ＥＬ素子１２と蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの間に空乏ができることが防止され、かつ、有機ＥＬ素子基板４と蛍光体基板２との密着性を上げることができる。このような平坦化膜３の形成法としては、平坦化膜として機能するうえで、スピンコート法が好適に採用される。
　「中間層」
　本実施形態の中間層１０は、前述したように蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと基板５との間に設けられている。中間層１０は、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ側と基板５側との間にて屈折率勾配を有したものである。つまり、中間層１０において、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ近傍における屈折率と、基板５近傍における屈折率とが異なり、中間層１０は、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ近傍から基板５近傍にかけて屈折率勾配を有する。この屈折率勾配は、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの屈折率をｎ１、基板５の屈折率をｎ２とした場合、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから基板５に向かい、前記蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの光取出し面（基板５側の面）と直交する厚さ方向に、ｎ１からｎ２までの範囲内で緩やかに変化する勾配であるのが好ましい。具体的には、中間層１０の屈折率は、段階的にあるいは連続的に変化する勾配を有しているのが好ましい。
　ここで、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの屈折率ｎ１は例えば２．０～２．３程度である。基板５の屈折率ｎ２は、例えばガラス基板の場合に１．５程度である。したがって、中間層１０の屈折率勾配としては、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから基板５に向かう方向において、２．０～２．３程度から１．５程度に、段階的にあるいは連続的に小さくなっているのが好ましい。
　このような構成によって中間層１０は、従来のように蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの光取出し面の法線方向に対して角度の大きい蛍光成分が、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと基板５との間の屈折率差が存在する界面にて全反射することによって生じていた光のロスを、最小限に抑えることができる。
　このような屈折率勾配を有する中間層１０としては、例えば、（１）屈折率の異なる複数の層（材料）を段階的に積層し、あるいは連続的に積層することにより、形成することができる。また、（２）厚み方向に微小傾斜を有する１つ以上の微小構造体を形成し、該構造体の占める比率を厚み方向に連続的に変化させることにより、屈折率勾配を有する中間層１０を形成することができる。
　（１）の場合に関しては、例えばＴｉＯ２層とＳｉＯ２層とを積層した構造が挙げられる。また、ＭｇＯ層とＳｉＯ２層、ＺｒＯ２層とＳｉＯ２層、ＰＭＭＡ層とシリコンオイル層、等の組み合わせによる積層構造も挙げられる。ただし、本実施形態はこれらの材料の組み合わせに限定されるものではない。
　（２）の場合に関しては、前記微小構造体の形成材料として、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネード、エポキシ等の透明樹脂や、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の透明無機物が挙げられる。さらに、これらの材料に屈折率の高い化合物、例えばＴｉＯ２、Ｃｕ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３等のような金属酸化物を添加するのが好ましい。ただし、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
　また、前記微小構造体として具体的には、微小構造体の断面積を、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから基板５に向かって小さくなる形状に形成するのが好ましい。例えば図２Ａの斜視図に示すように、円錐形状の微小構造体１０ａからなるのが好ましい。微小構造体１０ａは、概円錐形状でもよい。このような円錐形状の微小構造体１０ａを多数形成した中間層１０を、図１Ａに示すように頂点が基板５側となるように配置することにより、その屈折率を、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ近傍で高く、基板５近傍で低くすることができる。また、この構造によれば、円錐形状の微小構造体１０ａの断面積（蛍光体７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの光取出し面と平行な面での断面積）が蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから基板５に向けて連続的に小さくなるので、中間層１０の屈折率も蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ近傍から基板５近傍に向けて連続的に小さくなる。
　ここで、微小構造体１０ａが成す円錐形状としては、図２Ｂに示すようにその頂点部の成す頂点角θ、すなわち円錐をその中心軸に沿って切断した縦断面における三角形の頂角θが、０°より大きく、４５°以下に形成されているのが好ましい。このように頂点角θを４５°以下に形成すれば、微小構造体１０ａの断面積が蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから基板５に向けて連続的にかつ緩やかに小さくなるので、中間層１０の屈折率も蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから基板５に向けて連続的にかつ緩やかに小さくなる。したがって、中間層１０内を透過する光は、中間層１０内での屈折率差に起因する全反射等によるロスがほとんど無くなり、効率良く基板５側に出射するようになる。ただし、本実施形態の微小構造体は、これらの円錐形状に限定されるものではなく、例えば、微小構造体の断面傾斜は曲線であってもよい。

　また、このような微小構造体１０ａからなる中間層１０と基板５との間の接合については、基板５の屈折率とほぼ等しい屈折率を有する材料、例えば無色透明の光学接合用シリコーンオイルコンパウンド等を用いて行うのが好ましい。
　「保護層」
　本実施形態の保護層１１は、前述したように基板５と外部層（例えば外気）との間に設けられたている。保護層１１は、基板５近傍から外部層近傍に向けて屈折率勾配を有している。この屈折率勾配は、基板５の屈折率をｎ３（＝ｎ２）、外部層の屈折率をｎ４とした場合、基板５から外部層に向かい、前記蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの光取出し面（基板５側の面）と直交する厚さ方向に、ｎ３からｎ４までの範囲内で緩やかに変化しているのが好ましい。つまり、保護層１１は、基板の外面から離間する方向において屈折率勾配を有してもよい。具体的には、保護層１１の屈折率は、段階的にあるいは連続的に変化する勾配を有しているのが好ましい。
　ここで、基板５の屈折率ｎ３（＝ｎ２）は例えばガラス基板の場合に１．５程度である。外部層の屈折率ｎ４は例えば空気層の場合に１．０程度である。したがって、保護層１１の屈折率勾配としては、基板５から外部層に向けて、１．５程度から１．０程度に、段階的にあるいは連続的に小さくなっているのが好ましい。
　このような構成によって保護層１１は、基板５から外部層側、すなわち光取り出し方向に発光した蛍光のうち、従来のように基板５の光取出し面の法線方向に対して角度の大きい蛍光成分が、基板５と外部層との間の屈折率差が存在する界面で全反射することによって生じていた光のロスを、最小限に抑えることができる。
　このような屈折率勾配を有する保護層１１としては、前記中間層１０の場合と同様に、例えば、（１）屈折率の異なる複数の層（材料）を段階的に積層し、あるいは連続的に積層することにより、形成することができる。また、（２）厚み方向に微小傾斜を有する１つ以上の微小構造体を形成し、前記構造体の占める比率を厚み方向に連続的に変化させることにより、屈折率勾配を有する保護層１１を形成することができる。
　（１）の場合に関しては、例えばＴｉＯ２層とＳｉＯ２層とを積層した構造が挙げられる。また、ＭｇＯ層とＳｉＯ２層、ＺｒＯ２層とＳｉＯ２層、ＰＭＭＡ層とシリコンオイル層、等の組み合わせによる積層構造も挙げられる。ただし、本実施形態はこれらの材料の組み合わせに限定されるものではない。
　（２）の場合に関しては、前記微小構造体の形成材料として、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネード、エポキシ等の透明樹脂や、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の透明無機物が挙げられる。さらに、これらの材料に屈折率の高い化合物、例えばＴｉＯ２、Ｃｕ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３等のような金属酸化物を添加するのが好ましい。ただし、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
　また、前記微小構造体として具体的には、前記中間層１０の微小構造体と同様に、微小構造体の断面積を、基板５近傍から外部層近傍に向けて小さくなる形状に形成するのが好ましい。例えば図２Ａに示した微小構造体１０ａと同様に、円錐形状の微小構造体からなるのが好ましい。前記微小構造体は、概円錐形状であってもよい。このような円錐形状の微小構造体を多数形成した保護層１１を、図１Ａに示すように頂点側が外部層側となるように配置することにより、その屈折率を、基板５側で高く、外部層側で低くすることができる。また、この構造によれば、円錐形状の微小構造体の断面積（基板５の外面と平行な面での断面積）が基板５から外部層に向けて連続的に小さくなるので、保護層１１の屈折率も基板５から外部層に向けて連続的に小さくなる。
　ここで、この保護層１１の微小構造体が成す円錐形状についても、中間層１０の微小構造体１０ａと同様に、その頂点部の成す頂点角θが、０°より大きく、４５°以下に形成されているのが好ましい。このように頂点角θを４５°以下に形成すれば、微小構造体の断面積が基板５から外部層に向けて連続的にかつ緩やかに小さくなるので、保護層１１の屈折率も基板５から外部層に向けて連続的にかつ緩やかに小さくなる。したがって、保護層１１内を透過する光は、保護層１１内での屈折率差に起因する全反射等によるロスがほとんど無くなり、効率良く外部層側に出射するようになる。
　なお、このような保護層１１と基板５との間の接合についても、基板５の屈折率とほぼ等しい屈折率を有する材料、例えば無色透明の光学接合用シリコーンオイルコンパウンド等を用いて行うのが好ましい。
　次に、前記構成の蛍光体基板２の製造方法の一例について、製造工程を模式的に示す図３Ａ～３Ｉを用いて説明する。なお、ここで説明する例は、中間層１０、保護層１１として、いずれも円錐形状の微小構造体からなる構造のものを形成する方法とする。
　蛍光体基板２を形成するには、まず、図３Ａに示すように、前記円錐形状の微小構造体（例えば頂点角が３０°）の凹形状を有するアルミニウム金型３０を備えた射出成形機を使用し、中間層１０の前駆体となる薄板状の中間層形成材料３１を成形する。これにより、図３Ｂに示すように多数の微小円錐形状を有した屈折率勾配を有する中間層１０を形成する。
　次に、形成した中間層１０を、例えば形成した基板５の屈折率にほぼ等しい屈折率を有する無色透明の光学接合用材料を用いて、基板５上に貼り合わせる。
　次に、図３Ｃに示すように中間層１０上に、ディスペンサーを用いて蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを形成する。
　次いで、図３Ｄに示すように蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ上に、真空蒸着法によって反射層８ａを形成する。続いて、図３Ｅに示すように反射層８ａ上に、スピンコート法によってフォトレジスト層３２を形成する。そして、図３Ｆに示すようにフォトマスク３３を用いてフォトレジスト層３２をＵＶ露光し、その後現像液にて現像して図３Ｇに示すようにレジストパターン３４を形成する。
　次いで、前記レジストパターン３４を用いてウェットエッチングを行い、図３Ｈに示すように蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの基板５と反対の側の反射層８ａを除去する。すなわち、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの頂部近傍に形成された販社層８ａを除去する。これにより、反射層８ａを、図１Ａに示したような蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの側面を覆う反射層８とする。
　次いで、図３Ｉに示すように蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂおよび反射層８上に、スピンコート法によって波長選択透過反射層９を形成する。
　その後、基板５の蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂが形成されている面と反対の面（第２の面）に、中間層１０と同様にして作製した保護層１１を貼り付ける。
　これにより、蛍光体基板２が得られる。
（有機ＥＬ素子基板）
　次に、本実施形態の表示装置１において、光源として機能する有機ＥＬ素子基板４について説明する。
　本実施形態の有機ＥＬ素子基板４は、図１Ｂに示すように、基板２２の一面に陽極１３、正孔注入層１４、正孔輸送層１５、発光層１６、正孔ブロッキング層１７、電子輸送層１８、電子注入層１９、陰極２０が順次積層された構成の複数の有機ＥＬ素子１２を有している。そして、前記有機ＥＬ素子１２が、図１Ａに示した励起光源４を構成している。なお、陽極１３の端面を覆うようにエッジカバー２１が形成されている。
　本実施形態の有機ＥＬ素子基板４における有機ＥＬ素子１２は紫外光を発光するものであり、紫外光の発光ピークは３６０ｎｍ～４１０ｎｍとすることが望ましい。ただし、有機ＥＬ素子１２としては公知のものを用いることができる。有機ＥＬ素子１２は、陽極１３と陰極２０との間に少なくとも有機発光材料からなる有機ＥＬ層を含んでいればよく、具体的な構成は前記のものに限ることはない。なお、以下の説明では、正孔注入層１４から電子注入層１９までの層を有機ＥＬ層と称することもある。
　また、複数の有機ＥＬ素子１２は、赤色画素ＰＲ、緑色画素ＰＧ、青色画素ＰＢの各々に対応してマトリクス状に設けられ、個別にオン及びオフが制御されるようになっている。
　複数の有機ＥＬ素子１２の駆動方法は、アクティブマトリクス駆動でもよいし、パッシブマトリクス駆動でもよい。アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ素子基板を用いた構成例は、後の第２の実施形態で詳述する。
　以下、有機ＥＬ素子基板の各構成要素について詳細に説明する。
　基板２２としては、蛍光体基板２の基板５と略同じ材料を用いることができる。すなわち、基板２２の材料として、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ティック基板、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、他の基板上に酸化シリコン（ＳｉＯ２）、有機絶縁材料等からなる絶縁物を表面にコーティングした基板、Ａｌ等からなる金属基板の表面を陽極酸化等の方法で絶縁化処理を施した基板等が挙げられるが、本実施形態はこれらの基板に限定されるものではない。
　ただし、ストレスを生じること無く、湾曲させたり、折り曲げたりできるという観点では、プラスティック基板、もしくは金属基板を用いることが好ましい。さらに、プラスティック基板に無機材料をコートした基板、金属基板に無機絶縁材料をコートした基板がより好ましい。これにより、有機ＥＬの基板としてプラスティック基板を用いた場合に生じ得る水分の透過による有機ＥＬの劣化を解消することができる。また、有機ＥＬの基板として金属基板を用いた場合に生じ得る金属基板の突起によるリーク（ショート）を解消することができる。なお、一般的に有機ＥＬ層の膜厚は１００ｎｍ～２００ｎｍ程度と非常に薄いため、突起によって画素部でのリーク電流もしくは短絡が生じることが知られている。
　有機ＥＬ層からの光を基板と逆側から射出する構成であるため、基板２２は透明であっても、透明でなくてもよい。
　次に、陽極１３および陰極２０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１３の場合には、発光層１６への正孔の注入をより効率良く行う観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以上の金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、および、インジウム（Ｉｎ）と錫（Ｓｎ）からなる酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ２）インジウム（Ｉｎ）と亜鉛（Ｚｎ）からなる酸化物（ＩＺＯ）等が透明電極材料として挙げられる。また、陰極２０の場合には、発光層１６への電子の注入をより効率良く行う観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以下のリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、または、これらの金属を含有するＭｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等の合金が挙げられる。
　陽極１３および陰極２０は、前記の材料を用いて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。陽極１３および陰極２０の膜厚は５０ｎｍ以上が好ましい。膜厚が５０ｎｍ未満の場合には、配線抵抗が高くなることから、駆動電圧の上昇が生じるおそれがある。
　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、発光層１６からの光を陽極１３側（陰極２０側）から取り出す場合には、陽極１３（陰極２０）として半透明電極を用いることが好ましい。ここで用いる材料として、金属の半透明電極単体、もしくは、金属の半透明電極と透明電極材料の組み合わせを用いることができる。半透明電極材料としては、反射率および透過率の観点から銀が好ましい。半透明電極の膜厚は５ｎｍ～３０ｎｍが好ましい。膜厚が５ｎｍ未満の場合には、光が十分に反射せず、干渉の効果を十分得ることができない。また、膜厚が３０ｎｍを超える場合には、光の透過率が急激に低下することから、輝度や効率が低下するおそれがある。また、光を取り出す側と反対側の電極には、光反射率が高い電極を用いることが好ましい。
　この際に用いる電極材料としては、例えば、アルミニウム、銀、金、アルミニウム－リチウム合金、アルミニウム－ネオジウム合金、アルミニウム－シリコン合金等の反射性金属電極、透明電極と反射性金属電極（反射電極）を組み合わせた電極等が挙げられる。
　本実施形態で用いられる有機ＥＬ層は、有機発光層の単層構造でもよいし、有機発光層と電荷輸送層、電荷注入層の多層構造でもよく、具体的には下記の構成が挙げられるが、本実施形態はこれらにより限定されるものではない。
（１）有機発光層
（２）正孔輸送層／有機発光層
（３）有機発光層／電子輸送層
（４）正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層
（５）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／正孔ブロッキング層／電子輸送層
（８）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／正孔ブロッキング層／電子輸送層／電子注入層
（９）正孔注入層／正孔輸送層／電子ブロッキング層／有機発光層／正孔ブロッキング層／電子輸送層／電子注入層
　なお、本実施形態では、図1Ｂに示すように、前記の（８）を採用している。
　前記の構成例において、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロッキング層、電子ブロッキング層、電子輸送層および電子注入層の各層は、単層構造でもよいし、多層構造でもよい。有機発光層は、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い。有機発光層は、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い。また、有機発光層は、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）等を含んでいても良い。有機発光層は、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良い。発光効率、寿命の観点からは、ホスト材料中に発光性のドーパントが分散されたものが好ましい。
　有機発光材料としては、有機ＥＬ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。また、前記の発光材料は、蛍光材料、燐光材料等に分類されるものでも良い。その場合、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。
　発光層に任意に含まれる発光性のドーパントとしては、有機ＥＬ用の公知のドーパント材料を用いることができる。このようなドーパント材料としては、例えば、紫外発光材料としては、ｐ－クォーターフェニル、３，５，３，５テトラ－ｔ－ブチルセクシフェニル、３，５，３，５テトラ－ｔ－ブチル－ｐ－クィンクフェニル等の蛍光発光材料等が挙げられる。青色発光材料として、スチリル誘導体等の蛍光発光材料、ビス［（４，６－ジフルオロフェニル）－ピリジナト－Ｎ，Ｃ２‘］ピコリネート　イリジウム（III）（ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（４’，６‘－ジフルオロフェニルポリジナト）テトラキス（１－ピラゾイル）ボレート　イリジウム（III）（ＦＩｒ６）等の燐光発光有機金属錯体等が挙げられる。
　また、ドーパントを用いる時のホスト材料としては、有機ＥＬ用の公知のホスト材料を用いることができる。このようなホスト材料としては、前述した低分子発光材料、高分子発光材料、４，４‘－ビス（カルバゾール）ビフェニル、９，９－ジ（４－ジカルバゾール－ベンジル）フルオレン（ＣＰＦ）、３，６－ビス（トリフェニルシリル）カルバゾール（ｍＣＰ）、（ＰＣＦ）等のカルバゾール誘導体、４－（ジフェニルフォスフォイル）－Ｎ，Ｎ－ジフェニルアニリン（ＨＭ－Ａ１）等のアニリン誘導体、１，３－ビス（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）ベンゼン（ｍＤＰＦＢ）、１，４－ビス（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）ベンゼン（ｐＤＰＦＢ）等のフルオレン誘導体等が挙げられる。
　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）をより効率良く行う目的で、電荷注入層（正孔注入層、電子注入層）と電荷輸送層（正孔輸送層、電子輸送層）に分類される。電荷注入輸送層は、以下に例示する電荷注入輸送材料のみから構成されていても良い。電荷注入輸送層は、以下に例示する電荷注入輸送材料に任意に添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよい。電荷注入輸送層は、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用、有機光導電体用の公知の電荷輸送材料を用いることができる。この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。
　正孔注入正孔輸送材料としては、例えば、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物、無機ｐ型半導体材料、ポルフィリン化合物、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス（フェニル）－ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’－ジ（ナフタレン－１－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－ベンジジン（ＮＰＤ）等の芳香族第三級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアニリン－樟脳スルホン酸（ＰＡＮＩ－ＣＳＡ）、３，４－ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリ（トリフェニルアミン）誘導体（Ｐｏｌｙ－ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）、ポリ（ｐ－フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（ｐ－ナフタレンビニレン）（ＰＮＶ）等の高分子材料等が挙げられる。
　また、陽極からの正孔の注入及び輸送をより効率良く行う目的で、正孔注入層として用いる材料としては、正孔輸送層に使用する正孔注入輸送材料よりも最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が低い材料を用いることが好ましい。また、正孔輸送層としては、正孔注入層に使用する正孔注入輸送材料よりも正孔の移動度が高い材料を用いることが好ましい。
　また、正孔の注入及び輸送性をより向上させるため、前記の正孔注入輸送材料にアクセプターをドープすることが好ましい。アクセプターとしては、有機ＥＬ用の公知のアクセプター材料を用いることができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
　アクセプター材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ，Ｉｒ、ＰＯＣｌ3 、ＡｓＦ6 、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の無機材料、ＴＣＮＱ（７，７，８，８，－テトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＱＦ4 （テトラフルオロテトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＥ（テトラシアノエチレン）、ＨＣＮＢ（ヘキサシアノブタジエン）、ＤＤＱ（ジシクロジシアノベンゾキノン）等のシアノ基を有する化合物、ＴＮＦ（トリニトロフルオレノン）、ＤＮＦ（ジニトロフルオレノン）等のニトロ基を有する化合物、フルオラニル、クロラニル、ブロマニル等の有機材料が挙げられる。このうち、ＴＣＮＱ、ＴＣＮＱＦ4 、ＴＣＮＥ、ＨＣＮＢ、ＤＤＱ等のシアノ基を有する化合物がキャリア濃度をより効果的に増加させられるため、より好ましい。
　電子注入電子輸送材料としては、例えば、ｎ型半導体である無機材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、ベンゾジフラン誘導体等の低分子材料；ポリ（オキサジアゾール）（Ｐｏｌｙ－ＯＸＺ）、ポリスチレン誘導体（ＰＳＳ）等の高分子材料が挙げられる。特に、電子注入材料としては、特にフッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）等のフッ化物、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）等の酸化物等が挙げられる。
　陰極からの電子の注入及び輸送をより効率良く行う目的で、電子注入層として用いる材料としては、電子輸送層に使用する電子注入輸送材料よりも最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が高い材料を用いることが好ましい。また、電子輸送層として用いる材料としては、電子注入層に使用する電子注入輸送材料よりも電子の移動度が高い材料を用いることが好ましい。
　また、電子の注入及び輸送性をより向上させるため、前記の電子注入輸送材料にドナーをドープすることが好ましい。ドナーとしては、有機ＥＬ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。
　ドナー材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ等の無機材料、アニリン類、フェニレンジアミン類、ベンジジン類（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’－ビス－（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス－（フェニル）－ベンジジン、Ｎ，Ｎ’－ジ（ナフタレン－１－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－ベンジジン等）、トリフェニルアミン類（トリフェニルアミン、４，４’４''－トリス（Ｎ，Ｎ－ジフェニル－アミノ）－トリフェニルアミン、４，４’４''－トリス（Ｎ－３－メチルフェニル－Ｎ－フェニル－アミノ）－トリフェニルアミン、４，４’４''－トリス（Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ）－トリフェニルアミン等）、トリフェニルジアミン類（Ｎ，Ｎ’－ジ－（４－メチル－フェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－１，４－フェニレンジアミン）等の芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、フェナントレン、ピレン、ペリレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等の縮合多環化合物（ただし、縮合多環化合物は置換基を有しても良い）、ＴＴＦ（テトラチアフルバレン）類、ジベンゾフラン、フェノチアジン、カルバゾール等の有機材料がある。
　これらのうち、特に、芳香族３級アミンを骨格に持つ化合物、縮合多環化合物、アルカリ金属がキャリア濃度をより効果的に増加させられるため、より好ましい。
　発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、および電子注入層等を含む有機ＥＬ層は、前記の材料を溶剤に溶解、分散させた有機ＥＬ層形成用塗液を用いて、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、前記の材料を用いた抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等により形成することができる。なお、ウエットプロセスにより有機ＥＬ層を形成する場合には、有機ＥＬ層形成用塗液は、レベリング剤、粘度調整剤等の塗液の物性を調整するための添加剤を含んでいてもよい。
　前記の有機ＥＬ層の各層の膜厚は、１ｎｍ～１０００ｎｍ程度が好ましいが、１０ｎｍ～２００ｎｍがより好ましい。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、閉じ込め特性など）が得られない。また、ゴミ等の異物による画素欠陥が生じるおそれがある。また、膜厚が２００ｎｍを超えると、有機ＥＬ層の抵抗成分により駆動電圧の上昇が生じ、消費電力の上昇に繋がる。
　本実施形態の場合、陽極１３の端部において陽極１３と陰極２０との間でリーク電流が生じることを防止する目的で、エッジカバー２１が形成されている。エッジカバー２１は、絶縁材料を用いた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、公知のドライ法および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。エッジカバー２１を構成する材料は、公知の絶縁材料を使用することができ、本実施形態では特に限定されないが、光を透過する必要があり、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２１の膜厚としては、１００ｎｍ～２０００ｎｍが好ましい。１００ｎｍ以下であると、絶縁性が十分ではなく、陽極１３と陰極２０との間でリークが生じ、消費電力の上昇、非発光の原因となる。また、２０００ｎｍ以上であると、成膜プロセスに時間が掛かり、生産性の低下、エッジカバー２１での電極の断線の原因となる。
　有機ＥＬ素子１２は、陽極１３、陰極２０として用いられる反射電極と半透明電極との干渉効果による、もしくは、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。これにより、有機ＥＬ素子１２からの光を正面方向に集光する（指向性を持たせる）ことが可能となる。その結果、周囲に逃げる光を低減することができ、正面での発光効率を高めることができる。これにより、有機ＥＬ素子１２の発光層１６中で生じる発光エネルギーをより効率良く蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂへ伝搬することが可能となり、正面輝度を高めることが可能となる。また、干渉効果により、発光スペクトルの調整も可能となり、所望の発光ピーク波長、半値幅に調整することで発光スペクトルの調整が可能となる。これにより、各色光を発光する蛍光体をより効果的に励起し得るスペクトルに制御することができる。
（本実施形態の効果）
　本発明者らは、蛍光体を用いた従来の表示装置について検討したところ、蛍光体層から基板側、すなわち光取り出し方向に発光した蛍光を基板との界面で反射させることなく、いかに効率よく取り出すかに着目し、鋭意努力した結果、以下の構成に想到した。
　すなわち、本実施形態の蛍光体基板２およびこれを用いた表示装置１によれば、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと基板５との間に屈折率勾配を有する中間層１０を設けた。
　これにより、例えばこの中間層１０の屈折率勾配を、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから基板５に向けてその厚さ方向にｎ１からｎ２までの範囲内で緩やかに変化するように構成する。これにより、従来のように蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの光取出し面の法線方向に対して角度の大きい蛍光成分が、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと基板５との間の屈折率差が存在する界面にて全反射することによって生じていた光のロスを、最小限に抑えることができる。よって、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂからの光の取り出し効率を向上させ、変換効率を向上させることができる。また、蛍光体基板２を有機ＥＬ素子と組み合わせたことにより、視野角特性に優れ、かつ、低消費電力化が可能な優れた表示装置を提供することができる。
　ここで、図１３Ａの従来の表示装置の一例の模式図に示すように、一般的に蛍光体層７に外部（例えば有機ＥＬ素子１２）から励起光を入射した場合、蛍光体層７からの発光は、各蛍光体から等方的に発光する。そのため、正面方向の光取出し側（基板５側）に発光する成分Ｃ１（図１３Ａ中実線で示す）は、有効な発光として外部に取り出すことができる。しかし、側面方向および光取出し側と反対側（光源側）に発光する成分Ｃ２（図１３Ａ中二点鎖線で示す）は、外部に取り出すことが不可能であり、発光のロスとなる。また、蛍光体層７から正面方向に発光した蛍光のうち、法線方向に対して角度の大きい蛍光成分Ｃ３も、屈折率の異なる蛍光体層７と基板５との界面で反射され（図１３Ａ中一点鎖線で示す）、あるいは、基板５と外部層との界面で反射される（図１３Ａ中破線で示す）。すると、これらの蛍光成分も外部に取り出すことが不可能であり、発光のロスとなる。これらのロスを考慮すると、実際に光取り出し側に取り出すことが可能な発光は、全体の発光の２０％程度である。
　これに対し、図１３Ｂの従来の表示装置の他の例の模式図に示すように、蛍光体７の側面を金属等の反射層８で覆うと、側面方向に発光する成分（図１３Ｂ中実線で示す）の一部Ｃ１は、反射層８で反射することで効率良く外部に導かれ、取り出される。しかし、光取り出し側と反対側（光源側）に発光する成分Ｃ２は、正面方向に取り出すことができない。また、図１３Ａの構造と同様に、蛍光体層７から正面方向に発光した蛍光のうち、法線方向に対して角度の大きい蛍光成分Ｃ３は、屈折率の異なる蛍光体層７と基板５との界面で反射され（図１３Ａ中一点鎖線で示す）、あるいは、基板５と外部層との界面で反射され（図１３Ａ中破線で示す）、発光のロスとなる。
　したがって、図１３Ａ及び１３Ｂに示した従来の構造では、蛍光体層７からの光を外部に取り出す際の光の損失が大きく、得られる発光効率が低い。
　また、本実施形態の蛍光体基板２にあっては、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂが、基板５上の所定の領域毎に分割された屈折率の異なる複数種の蛍光体層で構成され、これら個々の蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと基板５との間に、中間層１０が設けられているのが好ましい。これにより、屈折率の異なる蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂごとに、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの光取出し面の法線方向に対して角度の大きい蛍光成分が、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと基板５との間の屈折率差が存在する界面にて全反射することによって生じていた光のロスを、最小限に抑え、光の取り出し効率を向上させることができる。
　また、本実施形態の蛍光体基板２にあっては、中間層１０が１つ以上の微小構造体で形成され、かつ、微小構造体の断面積が、前記蛍光体層から前記基板に向けて小さくなる形状を有することが好ましい。これにより、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと基板５との間に緩やかな屈折率勾配を設けることが可能となる。したがって、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと基板５との間の屈折率差が存在する界面にて全反射することによって生じていた光のロスを最小限に抑え、光の取り出し効率を格段に向上させることができる。
　また、本実施形態の蛍光体基板２にあっては、前記微小構造体が円錐形状であり、該円錐形状の頂点部の成す頂点角が、４５°以下に形成されていることが好ましい。これにより、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと基板５との間に緩やかな屈折率勾配を設けることが可能となる。したがって、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと基板５との間の屈折率差が存在する界面にて全反射することによって生じていた光のロスを最小限に抑え、光の取り出し効率をより格段に向上させることができる。
　また、本実施形態の蛍光体基板２にあっては、基板５の外面と前記外面側に位置する外部層との間に、基板５側と外部層側との間で屈折率勾配を有する保護層１１が設けられている。これにより、基板５から外部層側、すなわち光取り出し方向に発光した蛍光のうち、法線方向に対して角度の大きい蛍光成分が基板５と外部層との間の屈折率差が存在する界面にて全反射することによって生じていた光のロスを最小限に抑え、蛍光を外部に効率良く取り出すことができる。
　また、本実施形態の蛍光体基板２にあっては、基板５の屈折率をｎ３、外部層の屈折率をｎ４とした場合、保護層１１はその屈折率が、基板５から外部層に向けて、光取出し面と直交する厚さ方向にｎ３からｎ４までの範囲内で緩やかに変化する勾配を有していることが好ましい。これにより、基板５から外部層側、すなわち光取り出し方向に発光した蛍光のうち、法線方向に対して角度の大きい蛍光成分が基板５と外部層との間の屈折率差が存在する界面にて全反射する光のロスを最小限に抑え、効率良く蛍光を外部に取り出すことができる。
　また、本実施形態の蛍光体基板２にあっては、保護層１１が１つ以上の微小構造体で形成され、かつ、微小構造体の断面積が、基板５から外部層に向けて小さくなる形状を有することが好ましい。これにより、基板５と外部層の間に、緩やかな屈折率勾配を設けることが可能となる。したがって、基板５から外部層側、すなわち光取り出し方向に発光した蛍光のうち、法線方向に対して角度の大きい蛍光成分が基板５と外部層との間の屈折率差が存在する界面で全反射する光のロスを最小限に抑え、効率良く蛍光を外部に取り出すことができる。
　また、本実施形態の蛍光体基板２にあっては、微小構造体が円錐形状であり、該円錐形状の頂点部の成す頂点角が、４５°以下に形成されていることが好ましい。これにより、基板５と外部層との間に緩やかな屈折率勾配を設けることが可能となる。したがって、基板５から外部層側、すなわち光取り出し方向に発光した蛍光のうち、法線方向に対して角度の大きい蛍光成分が基板５と外部層との間の屈折率差が存在する界面にて全反射する光のロスを最小限に抑え、極めて効率良く蛍光を外部に取り出すことができる。
　また、本実施形態の蛍光体基板２にあっては、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの側面に反射層８が設けられているので、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから全方向に等方的に発光する蛍光のうちの側面側に向かう蛍光を、反射層８によって正面方向に効率的に導くことができる。したがって、発光効率を向上（正面方向への輝度を向上）させることができる。蛍光体のような発光体の場合、正面方向に取り出される光は全体の２０％程度であることから、側面側に発光する漏れ光を正面側に取り出すことは、発光効率向上に効果的である。
　また、本実施形態の蛍光体基板２にあっては、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂにおける、励起光を入射させる入射面の外面側に、励起光のピーク波長にあたる光を少なくとも透過し、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの発光ピーク波長にあたる光を少なくとも反射させる特性を有する波長選択透過反射層９が備えられている。よって、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから全方向に等方的に発光する蛍光のうちの背面側（励起光側）に向かう蛍光を、波長選択透過反射層９によって正面方向に効率的に導くことができる。したがって、発光効率を向上（正面方向への輝度を向上）させることができる。蛍光体層のような発光体層の場合、正面方向に取り出せる光が全体の２０％程度であることから、背面側に発光する漏れ光を正面側に取り出すことは、発光効率向上に効果的である。
［第１の実施形態の第１の変形例］
　以下、前記実施形態の第１の変形例について、図４を用いて説明する。
　本変形例の表示装置の基本構成は第１の実施形態と同様であり、青色光を発光する有機ＥＬ素子基板を光源とした点が、第１の実施形態と異なっている。
　図４は、本変形例の表示装置を示す断面図である。図４において、第１の実施形態で用いた図１Ａと共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
　本変形例の表示装置２５は、図４に示すように、蛍光体基板２６と、蛍光体基板２６上に平坦化膜３を介して貼り合わされた有機ＥＬ素子基板２７（光源）と、から構成されている。本変形例の表示装置２５においては、光源としての有機ＥＬ素子基板２７から青色光が射出される。青色光の主発光ピークは、例えば４１０ｎｍ～４７０ｎｍであることが望ましい。
　また、蛍光体基板２６においては、赤色画素ＰＲには青色光を励起光として赤色光を発光する赤色蛍光体層７Ｒが設けられ、緑色画素ＰＧには青色光を励起光として緑色光を発光する緑色蛍光体層７Ｇが設けられている。これに対して、青色画素ＰＢには入射した青色光を散乱させて外部に射出させるための光散乱層２８が設けられている。光散乱層２８は、例えば光透過性を有する無機材料もしくは有機材料中にこれら材料とは屈折率が異なる粒子等が分散された構成を有しており、光散乱層２８に入射した光は層内で等方的に散乱するようになっている。赤色画素ＰＲと緑色画素ＰＧについては、第１の実施形態と同様、各蛍光体層７Ｒ，７Ｇの側面に反射層８が形成され、背面（光源と対向する面）に波長選択透過反射層９が形成されている。また、青色画素ＰＢについても、その側面に反射層８が形成、背面（光源と対向する面）に波長選択透過反射層９が形成されている。表示装置２５のその他の構成については、第１の実施形態と同様である。
　本変形例の表示装置２５においては、蛍光体基板２６に有機ＥＬ素子基板２７からの青色光が励起光として入射され、赤色画素ＰＲでは赤色蛍光体層７Ｒにより赤色の蛍光が生じ、緑色画素ＰＧでは緑色蛍光体層７Ｇにより緑色の蛍光が生じる。青色画素ＰＢでは入射した青色光を光散乱層２８で散乱させてそのまま射出させ、これら各色光によってフルカラー表示が行われる。このように、青色画素ＰＢの表示原理が第１の実施形態と異なるものの、本変形例においても、光の取り出し効率を向上させて変換効率を向上させ、視野角特性に優れ、かつ、低消費電力化が可能な優れた表示装置を実現できるといった第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
［第１の実施形態の第２の変形例］
　以下、前記実施形態の第２の変形例について、図５Ａおよび５Ｂを用いて説明する。
　本変形例の表示装置の基本構成は第１の実施形態と同様であり、光源としてＬＥＤ基板を用いている点が第１の実施形態と異なっている。
　図５Ａは、本変形例の表示装置の全体構成を示す断面図である。図５Ｂは、光源としてのＬＥＤ基板を示す断面図である。図５Ａ及び５Ｂにおいて、第１の実施形態で用いた図１Ａ及び１Ｂと共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
　本変形例の表示装置５１において、蛍光体基板２の構成は第１の実施形態と同一であり、光源の構成が異なっている。ＬＥＤ基板５２（光源）は、図５Ｂに示すように、ＬＥＤ（発光ダイオード）６４を有している。ＬＥＤ６４は、基板５３の一面に第１のバッファ層５４、ｎ型コンタクト層５５、第２のｎ型クラッド層５６、第１のｎ型クラッド層５７、活性層５８、第１のｐ型クラッド層５９、第２のｐ型クラッド層６０、第２のバッファ層６１が順次積層され、ｎ型コンタクト層５５上に陰極６２が形成され、第２のバッファ層６１上に陽極６３が形成された構成を有している。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、具体的な構成は前記のものに限ることはない。
　以下、ＬＥＤ基板５２の各構成要素について詳細に説明する。
　本変形例で用いられる活性層５８は、電子と正孔の再結合より発光を行う層である。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、ＩｎａＡｌｂＧａ１－ａ－ｂＮ（０≦ａ、０≦ｂ、ａ＋ｂ≦１）、青色活性層材料としては、ＩｎｚＧａ１－ｚ N（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５８として、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５８にドナー不純物、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。
　本変形例で用いられるｎ型クラッド層５６、５７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５８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ｎ型クラッド層５６、５７を構成した場合、ｎ型クラッド層５６、５７と活性層５８との間には正孔に対する電位障壁ができ、正孔を活性層５８に閉じ込めることが可能となる。例えば、ｎ型ＩｎｘＧａ１－ｘＮ（０≦ｘ＜１）によりｎ型クラッド層５６、５７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。
　本変形例で用いられるｐ型クラッド層５９、６０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５８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ｐ型クラッド層５９、６０を構成した場合、ｐ型クラッド層５９、６０と活性層５８との間には電子に対する電位障壁ができ、電子を活性層５８に閉じ込めることが可能となる。例えば、ＡｌｙＧａ１－ｙＮ（０≦ｙ≦１）によりｐ型クラッド層５９、６０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。
　本変形例で用いられるｎ型コンタクト層５５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る。例えば、ｎ型クラッド層５６、５７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５５を形成することが可能である。また、ｐ型クラッド層５９、６０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、このコンタクト層は、第２のｎ型クラッド層５６、第２のｐ型クラッド層６０がＧａＮで形成されていれば、特に形成する必要はなく、第２のクラッド層をコンタクト層とすることも可能である。
　本変形例で用いられる前記の各層は、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（ＭｇＡｌ２Ｏ４、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。
　本変形例においても、光の取り出し効率を向上させて変換効率を向上させ、視野角特性に優れ、かつ、低消費電力化が可能な優れた表示装置を実現できるといった第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
［第１の実施形態の第３の変形例］
　以下、前記実施形態の第３の変形例について、図６Ａ及び６Ｂを用いて説明する。
　本変形例の表示装置の基本構成は第１の実施形態と同様であり、光源として無機ＥＬ基板を用いている点が第１の実施形態と異なっている。
　図６Ａは、本変形例の表示装置の全体構成を示す断面図である。図６Ｂは、光源側基板としての無機ＥＬ基板を示す断面図である。図６Ａ及び６Ｂにおいて、第１の実施形態で用いた図１Ａ及び１Ｂと共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
　本変形例の表示装置６７において、無機ＥＬ素子基板６８（光源）は、図６Ｂに示すように、無機ＥＬ素子７５を有している。無機ＥＬ素子７５は、基板６９の一面に第１電極７０、第１誘電体層７１、発光層７２、第２誘電体層７３、第２電極７４が順次積層された構成を有している。なお、無機ＥＬ素子７５としては公知の無機ＥＬ、例えば紫外発光無機ＥＬ、青色発光無機ＥＬ等を用いることができ、具体的な構成は前記のものに限ることはない。
　以下、無機ＥＬ素子基板６８の各構成要素について詳細に説明する。
　基板６９としては、前述の有機ＥＬ素子基板４と同様のものを用いることができる。
　本変形例で用いられる第１電極７０および第２電極７４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（ＳｎＯ２）インジウム（Ｉｎ）と亜鉛（Ｚｎ）からなる酸化物（ＩＺＯ）等が透明電極材料として挙げられるが、本変形例はこれらの材料に限定されるものではない。しかし、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逆側の電極には、アルミニウム等の反射膜を用いることが好ましい。
　第１電極７０および第２電極７４は、前記の材料を用いて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、本変形例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直接形成することもできる。第１電極７０および第２電極７４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。
　本変形例で用いられる第１誘電体層７１および第２誘電体層７３としては、無機ＥＬ用の公知の誘電体材料を用いることができる。このような誘電体材料としては、例えば、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、チタン酸アルミニウム（ＡｌＴｉＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、およびチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）等が挙げられるが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。また、本実施形態の第１誘電体層７１および第２誘電体層７３は前記の誘電体材料のうちから選んだ１種類で構成してもよいし、２種類以上の材料を積層した構成でもよい。また、各誘電体層７１、７３の膜厚は、２００ｎｍ～５００ｎｍ程度が好ましい。
　本変形例で用いられる発光層７２としては、無機ＥＬ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は、ＺｎＦ２：Ｇｄ、青色発光材料としては、ＢａＡｌ２Ｓ４：Ｅｕ、ＣａＡｌ２Ｓ４：Ｅｕ、ＺｎＡｌ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｂａ２ＳｉＳ４：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ｔｍ、ＳｒＳ：Ｃｅ、ＳｒＳ：Ｃｕ、ＣａＳ：Ｐｂ、（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ２Ｓ４：Ｅｕ等が挙げられるが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。また、発光層７２の膜厚は、３００ｎｍ～１０００ｎｍ程度が好ましい。
　本変形例においても、光の取り出し効率を向上させて変換効率を向上させ、視野角特性に優れ、かつ、低消費電力化が可能な優れた表示装置を実現できるといった第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
　なお、光源の構成として、前記実施形態では有機ＥＬ素子、第２の変形例ではＬＥＤ、第３の変形例では無機ＥＬ素子を例示した。これらの構成例において、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本体と逆側の表面上にスピンコート法、ＯＤＦ、ラミレート法を用いて樹脂を塗布することによって封止膜とすることもできる。もしくは、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法、イオンビーム法、スパッタ法等により、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ等の無機膜を形成した後、さらに、スピンコート法、ＯＤＦ、ラミレート法を用いて樹脂を塗布する、または、貼り合わせることによって封止膜とすることもできる。
　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。また、光源と蛍光体基板とを接合するときは、一般の紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等で接着させることが可能である。また、蛍光体基板上に光源を直接形成した場合には、例えば窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスをガラス板、金属板等で封止する方法が挙げられる。さらに、封入した不活性ガス中に酸化バリウム等の吸湿剤等を混入すると、水分による有機ＥＬの劣化をより効果的に低減できるため、好ましい。ただし、本実施形態は、これらの部材や形成方法に限定されるものではない。また、基板と逆側から光を取り出すため、封止膜、封止基板ともに光透過性の材料を使用する必要がある。
　また、前記第１の実施形態とその変形例では、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから射出した光を直接基板５に出射するようにしたが、例えばこれら蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと中間層１０との間にカラーフィルターを配置し、各色の純度を高めるようにしてもよい。具体的には、赤色画素ＰＲには赤色カラーフィルターを設け、緑色画素ＰＧには緑色カラーフィルターを設け、青色画素ＰＢには青色カラーフィルターを設ける。カラーフィルターとしては、従来一般のカラーフィルターを用いることが可能である。蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと中間層１０との間にカラーフィルターを配置する場合、赤色カラーフィルターの屈折率は、赤色蛍光体層７Rの屈折率と概略同じであることが好ましい。緑色カラーフィルターの屈折率は、緑色蛍光体層７Gの屈折率と概略同じであることが好ましい。青色カラーフィルターの屈折率は、青色蛍光体層７Bの屈折率と概略同じであることが好ましい。
　また、中間層１０と基板５の間にカラーフィルターを配置してもよい。中間層１０と基板５の間にカラーフィルターを配置する場合、赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター、及び青色カラーフィルターの屈折率は、基板５の屈折率と概略同じであることが好ましい。
　このように各画素に対応してカラーフィルターを設けることにより、赤色画素ＰＲ、緑色画素ＰＧ、青色画素ＰＢの各々の色純度を高めることができ、表示装置の色再現範囲を拡大することができる。また、赤色蛍光体層７Ｒの下層に形成された赤色カラーフィルター、緑色蛍光体層７Ｇの下層に形成された緑色カラーフィルター、青色蛍光体層７Ｂの下層に形成された青色カラーフィルターは、外光中に含まれる励起光成分を吸収する。そのため、外光による蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの発光を低減もしくは防止することが可能となり、コントラストの低下を低減もしくは防止することができる。さらに、赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター、青色カラーフィルターによって、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂで吸収されず、透過しようとする励起光が外部に漏れ出すのを防止できるため、蛍光体層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂからの発光と励起光による混色によって表示の色純度が低下するのを防止することができる。
［第２の実施形態］
　以下、本発明の第２の実施形態について、図７、図８を用いて説明する。
　本実施形態の表示装置は、アクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ素子基板を光源とした構成例である。
　図７は本実施形態の表示装置を示す断面図である。図８は本実施形態の表示装置を示す平面図である。図７において、第１の実施形態で用いた図１Ａと共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
　図７に示すように本実施形態の表示装置８２は、蛍光体基板２と、蛍光体基板２上に貼り合わされた有機ＥＬ素子基板８３（光源）と、から構成されている。本実施形態の有機ＥＬ素子基板８３は、赤色画素ＰＲ、緑色画素ＰＧ、青色画素ＰＢの各々に光を照射するか否かを切り換える手段として、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス駆動方式が用いられている。一方、蛍光体基板２の構成は第１の実施形態と同様である。本実施形態の有機ＥＬ素子基板８３が紫外光を発光する場合には、青色画素ＰＢは紫外光を励起光として青色光を発光する青色蛍光体層を有するものとする。もしくは、本実施形態の有機ＥＬ素子基板８３が青色光を発光する場合には、青色画素ＰＢは青色光を散乱させる光散乱層を有するものとする。
（アクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ素子基板）
　以下、アクティブマトリクス駆動型の本実施形態の有機ＥＬ素子基板８３について詳細に説明する。
　本実施形態の有機ＥＬ素子基板８３は、図７に示すように、本体８４の一面にＴＦＴ８５が形成されている。すなわち、ゲート電極８６およびゲート線８７が形成され、これらゲート電極８６およびゲート線８７を覆うように基板８４上にゲート絶縁膜８８が形成されている。ゲート絶縁膜８８上には活性層（図示略）が形成され、活性層上にソース電極８９、ドレイン電極９０およびデータ線９１が形成され、これらソース電極８９、ドレイン電極９０およびデータ線９１を覆うように平坦化膜９２が形成されている。
　なお、この平坦化膜９２は単層構造でなくてもよく、他の層間絶縁膜と平坦化膜を組み合わせた構成としてもよい。また、平坦化膜もしくは層間絶縁膜を貫通してドレイン電極９０に達するコンタクトホール９３が形成され、平坦化膜９２上にコンタクトホール９３を介してドレイン電極９０と電気的に接続された有機ＥＬ素子１２の陽極１３が形成されている。有機ＥＬ素子１２自体の構成は第１の実施形態と同様である。
　アクティブマトリクス駆動型に用いる基板８４としては、５００℃以下の温度で溶融することなく、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を形成することが困難であるが、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、線膨張係数をガラスに合わせることで、従来の生産装置を用いて金属基板上にＴＦＴを安価に形成することができる。また、プラスティック基板の場合には、耐熱温度が低いため、ガラス基板上にＴＦＴを形成した後、プラスティック基板にＴＦＴを転写することで、プラスティック基板上にＴＦＴを転写形成することができる。有機ＥＬ層からの発光を基板と逆側から射出構成であるため、基板は透明であっても透明でなくてもよい。
　ＴＦＴ８５は、有機ＥＬ素子１２を形成する前に基板８４上に形成され、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。本実施形態で用いられるＴＦＴ８５としては、公知のＴＦＴが挙げられ、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。また、本実施形態では、ＴＦＴ８５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。
　ＴＦＴ８５の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などが挙げられる。また、ＴＦＴ８５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、コプレーナ型などが挙げられる。
　ＴＦＴ８５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（ＳｉＨ４）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）Ｓｉ２Ｈ６ガスを用いたＬＰＣＶＤ法またはＳｉＨ４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。
　本実施形態で用いられるＴＦＴ８５のゲート絶縁膜８８は、公知の材料を用いて形成することができる。例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ２またはポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ２等が挙げられる。また、本実施形態で用いられるＴＦＴ８５のデータ線９１、ゲート線８７、ソース電極８９およびドレイン電極９０は、公知の導電性材料を用いて形成することができ、例えばタンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等が挙げられる。本実施形態に係るＴＦＴ８５は、前記のような構成とすることができるが、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。
　本実施形態に用いられる層間絶縁膜９２は、公知の材料を用いて形成することができ、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ、または、Ｓｉ３Ｎ４）、酸化タンタル（ＴａＯ、または、Ｔａ２Ｏ５）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、そ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パターニングすることもできる。
　その他、有機ＥＬ素子１２からの光を基板８４の逆側から取り出すため、基板本体８４上に形成されたＴＦＴ８５に外光が入射し、ＴＦＴ８５の電気的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用いることが好ましい。また、前記の層間絶縁膜９２と遮光性絶縁膜を組み合わせて用いることもできる。遮光性層間絶縁膜としては、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、ＮｉｘＺｎｙＦｅ２Ｏ４等の無機絶縁材料等が挙げられる。しかしながら、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。
　本実施形態においては、基板８４上に形成したＴＦＴ８５や各種配線、電極により、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１２において、例えば、陽極１３や陰極２０の欠損や断線、有機ＥＬ層の欠損、陽極１３と陰極２０との短絡、耐圧の低下等の現象が発生するおそれがある。よって、これらの現象を防止する目的で層間絶縁膜上に平坦化膜９２を設けることが望ましい。本実施形態で用いられる平坦化膜９２は、公知の材料を用いて形成することができ、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９２の形成方法としては、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９２は、単層構造でも多層構造でもよい。
　本実施形態の表示装置８２は、図８に示すように、有機ＥＬ素子基板８３上に形成された画素部９４、ゲート信号駆動回路９５、データ信号駆動回路９６、信号配線９７、および電流供給線９８と、有機ＥＬ素子基板８３に接続されたフレキシブルプリント配線板９９（ＦＰＣ）および外部駆動回路１１１とを備えている。
　本実施形態に係る有機ＥＬ素子基板８３は、有機ＥＬ素子１２を駆動するために走査線電極回路、データ信号電極回路、電源回路等を含む外部駆動回路１１１に、ＦＰＣ９９を介して電気的に接続されている。本実施形態の場合、ＴＦＴ８５等のスイッチング回路が画素部９４内に配置されている。ＴＦＴ８５等は、データ線９１、ゲート線８７等の配線に接続されている。データ線９１、ゲート線８７には、有機ＥＬ素子１２を駆動するためのデータ信号駆動回路９６、ゲート信号駆動回路９５がそれぞれ接続されている。データ信号駆動回路９６、ゲート信号駆動回路９５は、信号配線９７を介して外部駆動回路１１１が接続されている。画素部９４内には、複数のゲート線８７および複数のデータ線９１が配置され、ゲート線８７とデータ線９１との交差部近傍にＴＦＴ８５が配置されている。
　本実施形態に係る有機ＥＬ素子１２は、電圧駆動デジタル階調方式によって駆動が行われる。画素毎（有機ＥＬ素子１２毎）にスイッチング用ＴＦＴおよび駆動用ＴＦＴの２つのＴＦＴが配置されている。駆動用ＴＦＴと有機ＥＬ素子１２の陽極１３は、平坦化膜９２に形成されるコンタクトホール９３を介して電気的に接続されている。また、一つの画素内には駆動用ＴＦＴのゲート電位を定電位にするためのコンデンサー（図示略）が、駆動用ＴＦＴのゲート電極に接続されるように配置されている。しかし、本実施形態では、特にこれらに限定されるものではなく、駆動方式は、前述した電圧駆動デジタル階調方式でも良く、電流駆動アナログ階調方式でもよい。また、ＴＦＴの数も特に限定されるものではなく、前述した２つのＴＦＴにより有機ＥＬ素子９を駆動しても良い。また、ＴＦＴ８５の特性（移動度、閾値電圧）バラツキを防止する目的で、画素内に補償回路を内蔵した２個以上のＴＦＴを用いて有機ＥＬ素子９を駆動してもよい。
　本実施形態においても、光の取り出し効率を向上させて変換効率を向上させ、視野角特性に優れ、かつ、低消費電力化が可能な優れた表示装置を実現できるといった第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
　また、特に本実施形態では、アクティブマトリクス駆動型の光源基板８３を採用しているため、表示品位に優れた表示装置を実現することができる。また、パッシブ駆動に比べて有機ＥＬ素子１２の発光時間を長くすることができ、所望の輝度を得るための駆動電流を低減することができるため、低消費電力化が図れる。さらに、光源基板８３の逆側（蛍光体基板側）から光を取り出す構成であるから、ＴＦＴや各種配線等の形成領域に関係なく発光領域を広げることができ、画素の開口率を高めることができる。
［第３の実施形態］
　以下、本発明の第３の実施形態について、図９を用いて説明する。
　本実施形態の表示装置は、蛍光体基板と光源との間に液晶素子を装入した構成例である。
　図９は本実施形態の表示装置を示す断面図である。図９において、第１の実施形態で用いた図１Ａと共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
　本実施形態の表示装置１１３は、図９に示すように、蛍光体基板２と、有機ＥＬ素子基板１１４（光源）と、液晶素子１１５と、を備えている。蛍光体基板２の構成は第１の実施形態と同様であり、説明は省略する。また、有機ＥＬ素子基板１１４の積層構造は、第１の実施形態において図１Ｂに示したものと同様である。しかし、第１の実施形態では、各画素に対応する有機ＥＬ素子に個別に駆動信号が供給され、各有機ＥＬ素子が独立して発光、非発光が制御されていたのに対し、本実施形態では、有機ＥＬ素子１１６は、画素毎に分割されておらず、全ての画素に共通の面状光源として機能する。また、液晶素子１１５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、有機ＥＬ素子１１６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、液晶素子１１５は、有機ＥＬ素子基板１１４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。
　本実施形態の液晶素子１１５は、公知の液晶素子を用いることが可能であり、例えば一対の偏光板１１７、１１８と、電極１１９、１２０と、配向膜１２１、１２２と、基板１２３と、を有し、配向膜１２１、１２２間に液晶１２４が挟持されている。さらに、液晶セルと一方の偏光板１１７、１１８との間に光学異方性層が１枚配置されるか、または、液晶セルと双方の偏光板１１７、１１８との間に光学異方性層が２枚配置されることもある。 液晶セルの種類としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばＴＮモード、ＶＡモード、ＯＣＢモード、ＩＰＳモード、ＥＣＢモードなどが挙げられる。また、液晶素子１１５は、パッシブ駆動でも良いし、ＴＦＴ等のスイッチング素子を用いたアクティブ駆動でもよい。
　本実施形態においても、光の取り出し効率を向上させて変換効率を向上させ、視野角特性に優れ、かつ、低消費電力化が可能な優れた表示装置を実現できるといった第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
　また、本実施形態の場合、液晶素子１１５による画素のスイッチングと面状光源として機能する有機ＥＬ素子基板１１４とを組み合わせることで、消費電力をより低減することができる。
［第４の実施形態］
　以下、本発明の第４の実施形態について、図１２を用いて説明する。
　本実施形態の蛍光体基板１５１では、分割された蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂがそれぞれ異なる屈折率を有する。これらの個々の蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂと基板１５１との間には、屈折率勾配の異なる中間層１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂが個々に設けられている。
　本実施形態の蛍光体基板１５１は、図１２に示すように、基板１５２の内面側（第１の面）に、屈折率勾配の異なる中間層１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂが形成されている。各中間層１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂの間には、光吸収層１５４が形成されている。中間層１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂ上にはそれぞれ、蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂが形成されている。基板１５２の外面側（第２の面）には、前記基板１５２と前記基板１５２の外部層となる外気側との間に、保護層１５６が形成されている。つまり、基板１５２の第２の面の上には、保護層１５６が形成されている。
　蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂは、画素毎に複数設けられている。複数の蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂは、画素によって異なる色の光を発するよう、それぞれ異なる蛍光体材料および屈折率で構成されている。光吸収層１５４は、光吸収性を有する材料から構成され、隣接する画素間の領域に対応して形成されている。この光吸収層１５４により、表示のコントラストを向上させることができる。
　蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂは、例えば平面視矩形状の薄膜からなる。蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂの全ての側面には、反射層１５７が形成されている。なお、反射層１５７は、蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂの全ての側面に形成されなくてもよい。反射層１５７は、蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂの少なくとも一つの側面に形成されていてもよい。
　また、蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂ上、すなわち励起光が入射する入射面（外面側）上には、波長選択透過反射膜１５８が形成されている。
本実施形態に係る蛍光体基板１５１の基本構成部材は、第１の実施形態の蛍光体基板と同様であるが、屈折率の異なる蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂごとに、屈折率勾配の異なる中間層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂを個々に形成した点が第１の実施形態と異なる。
　本実施形態の中間層１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂはそれぞれ、前述したように蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂと基板１５２との間に設けられている。蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂからと基板１５２にかけて、中間層１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂの各層は、異なる屈折率勾配を有する。この屈折率勾配としては、蛍光体層１５５Ｒの屈折率をｎ１（Ｒ）、基板１５２の屈折率をｎ２とした場合、蛍光体層１５５Ｒから基板１５２に向かい、前記蛍光体層１５５Ｒの光取り出し面（基板１５２側の面）と直交する厚さ方向に、ｎ１（Ｒ）からｎ２までの範囲内で、緩やかに変化する勾配を有しているのが好ましい。具体的には、段階的にあるいは連続的に変化する勾配を有しているのが好ましい。また、蛍光体層１５５Ｇの屈折率をｎ１（Ｇ）、基板１５２の屈折率をｎ２とした場合、蛍光体層１５５Ｇから基板１５２に向かい、前記蛍光体層１５５Ｇの光取り出し面（基板１５２側の面）と直交する厚さ方向に、ｎ１（Ｒ）からｎ２までの範囲内で、緩やかに変化する勾配を有しているのが好ましい。具体的には、段階的にあるいは連続的に変化する勾配を有しているのが好ましい。また、蛍光体層１５５Ｂの屈折率をｎ１（Ｂ）、基板１５２の屈折率をｎ２とした場合、蛍光体層１５５Ｂから基板１５２に向かい、前記蛍光体層１５５Ｂの光取り出し面（基板１５２側の面）と直交する厚さ方向に、ｎ１（Ｒ）からｎ２までの範囲内で、緩やかに変化する勾配を有しているのが好ましい。具体的には、段階的にあるいは連続的に変化する勾配を有しているのが好ましい。
　ここで、蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂの屈折率ｎ１は、例えば２．０～２．３程度である。基板１５２の屈折率ｎ２は、例えばガラス基板の場合では、１．５程度である。従って、例えば、蛍光体層１５５Ｒの屈折率ｎ１（Ｒ）が２．１の場合、中間層１５３Ｒの屈折率勾配としては、蛍光体層１５５Ｒから基板１５２に向かう方向において、２．１程度から１．５程度に、段階的にあるいは連続的に小さくなっているのが好ましい。また、例えば、蛍光体層１５５Ｇの屈折率ｎ１（Ｒ）が２．２の場合、中間層１５３Ｇの屈折率勾配としては、蛍光体層１５５Ｇから基板１５２に向かう方向において、２．２程度から１．５程度に、段階的にあるいは連続的に小さくなっているのが好ましい。また、例えば、蛍光体層１５５Ｂの屈折率ｎ１（Ｒ）が２．３の場合、中間層１５３Ｂの屈折率勾配としては、蛍光体層１５５Ｂから基板１５２に向かう方向において、２．３程度から１．５程度に、段階的にあるいは連続的に小さくなっているのが好ましい。このような構成によって、中間層１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂは、従来において蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂの光取出し面の法線方向に対して角度の大きい蛍光成分が、蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂと基板１５２との間の屈折率差が存在する界面にて全反射することによって生じていた光のロスを、最小限に抑えることができる。
　このような屈折率勾配を有する中間層１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂとしては、例えば、（１）屈折率の異なる複数の層（材料）を段階的に積層し、あるいは連続的に積層することにより形成することができる。また、（２）厚み方向に微小傾斜を有する１つ以上の微小構造体を形成し、前記微小構造体の占める比率を厚み方向の連続的に変化させることにより、屈折率勾配を有する中間層を形成することができる。なお、（１）においては、積層する材料の屈折率、（２）においては、微小構造体の材料の屈折率と傾斜勾配を変えることによって、中間層１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂの各層に適した屈折率勾配を選択することができる。
　次に、本実施形態の蛍光体基板１５１の製造方法の一例について説明する。なお、ここで説明する例は、中間層１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂ、保護層１５６として、いずれも円錐形状の微小構造体からなる構造のものを形成する方法とする。
　蛍光体基板１５１を形成するには、まず、中間層１５３Ｒの前駆体となる中間層形成材料にＵＶ効果樹脂を混ぜた膜を形成する。次に円錐形状の微小構造体（例えば頂点核が３０°）の凹形状を有するアルミニウム金型を備えた射出成形機を使用し、多数の微小円錐形状を有した屈折率勾配を有する中間層１５３Ｒを形成し、これを基板１５２に転写する。
　次に、基板上一面に形成した中間層１５３Ｒに、遮光性マスクを解してＵＶ露光および現像を行うことで、基板１５２上に中間層１５３Ｒをパターニング形成する。次に、これと同様にして、中間層１５３Ｇおよび１５３Ｂをパターニング形成する。
　次に、中間層１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂ上に、ディスペンサーを用いて蛍光体層１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂを順に形成する。
　以降、第１の実施形態の蛍光体基板と同様に、反射層１５７、波長選択透過反射層１５８、保護層１５６を順に形成し、蛍光体基板１５１を得る。　
［電子機器の例］
　前記実施形態の表示装置を備えた電子機器の例として、図１０Ａに示す携帯電話機、図１０Ｂに示すテレビ受信装置などが挙げられる。
　図１０Ａに示す携帯電話機１２７は、本体１２８、表示部１２９、音声入力部１３０、音声出力部１３１、アンテナ１３２、操作スイッチ１３３等を備えており、表示部１２９に前記実施形態の表示装置が用いられている。
　図１０Ｂに示すテレビ受信装置１３５は、本体キャビネット１３６、表示部１３７、スピーカー１３８、スタンド１３９等を備えており、表示部１３７に前記実施形態の表示装置が用いられている。
　このような電子機器においては、前記実施形態の表示装置が用いられているため、表示品位に優れた低消費電力の電子機器を実現することができる。
［照明装置］
　以下、本発明の態様における蛍光体基板を備えた照明装置について、図１１を用いて説明する。
　本実施形態の照明装置１４１は、図１１に示すように、光学フィルム１４２、蛍光体基板１４３、陽極１４４と有機ＥＬ層１４５と陰極１４６とを含む有機ＥＬ素子１４７、熱拡散シート１４８、封止基板１４９、封止樹脂１５０、放熱材１５１、駆動用回路１５２、配線１５３、引掛けシーリング１５４、を備えている。
　このような照明装置においては、蛍光体基板１４３として前記実施形態の蛍光体基板が用いられているため、明るく、低消費電力の照明装置を実現することができる。
　なお、本発明の態様における技術範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の態様における趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、前記実施形態で説明した表示装置には、光取り出し側に偏光板を設けることが好ましい。偏光板としては、従来の直線偏光板とλ／４板とを組み合わせたものを用いることができる。このような偏光板を設けることによって、表示装置の電極からの外光反射、もしくは基板や封止基板の表面での外光反射を防止することができ、表示装置のコントラストを向上させることができる。その他、蛍光体基板、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、前記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。
　以下、実施例および比較例によって本発明の態様をさらに詳細に説明するが、本発明の態様はこれらの例に限定されるものではない。
（比較例）
　基板として、０．７ｍｍのガラスを用いた。これを水洗後、純水超音波洗浄１０分、アセトン超音波洗浄１０分、イソプロピルアルコール蒸気洗浄５分を行い、１００℃にて１時間乾燥させた。
　次に、基板上に膜厚１００μｍの緑色蛍光体層を形成した。
　ここで、緑色蛍光体層は以下の方法で形成された。まず、平均粒径５ｎｍのエアロジル０．１６ｇにエタノール１５ｇおよびγ－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン０．２２ｇを加えて開放系室温下１時間攪拌した。この混合物と緑色蛍光体Ｃａ０．９７Ｍｇ０．０３：ＺｒＯ３：Ｈｏを２０ｇとを乳鉢に移し、よくすり混ぜた後、７０℃のオーブンで２時間、さらに１２０℃のオーブンで２時間加熱し、表面改質したＢａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋を得た。
　次に、表面改質を施したＣａ０．９７Ｍｇ０．０３：ＺｒＯ３：Ｈｏ　１０ｇに、水／ジメチルスルホキシド＝１／１の混合溶液（３００ｇ）で溶解されたポリビニルアルコール３０ｇを加え、分散機により攪拌して緑色蛍光体形成用塗液を作製した。以上作製した緑色蛍光体形成用塗液を、スクリーン印刷法で、前記ガラス上に３ｍｍ幅で所望の位置に塗布した。引き続き真空オーブン（２００℃、１０ｍｍＨｇの条件）で４時間加熱乾燥し、緑色蛍光体層を形成し、蛍光体基板を完成した。
　最後に、この蛍光体基板を市販の輝度計（ＢＭ－７：株式会社トップコンテクノハウス社製）を用いて、青色ＬＥＤを励起光として４５０ｎｍの光を蛍光体基板の背面から入射させた際、正面から取出される蛍光の２５℃での輝度変換効率を測定した。励起光としての、青色ＬＥＤの輝度が１０００ｃｄ／ｍ２であったのに対して、蛍光体を通した後は、５４７ｎｍに発光のピークを持つ緑色の発光で、輝度は１０２３ｃｄ／ｍ２と輝度変換効率１００％であった。
（実施例１）
　比較例と同様なガラス基板上に、図３Ａ及び３Ｂに示したように屈折率勾配を有する複数の微小円錐形状から構成される中間層１０を形成した。中間層形成材料３１には、透明樹脂（ポリエチレン）に金属化合物（ＴｉＯ２）を添加したものを使用した。そして、図３Ａに示したようにこれらの混合材料からなる中間層形成材料３１を、アルミ金型３０を備えた射出成形機を使用して成形し、図３Ｂに示したように多数の微小円錐形状（頂点角：３０°）を有した屈折率勾配を有する中間層１０を形成した。
　次に、前記ガラス基板の屈折率にほぼ等しい屈折率を有する市販の無色透明の光学接合用シリコーンオイルコンパウンドを使用して、図３Ｂに示すように該ガラス基板５上に中間層１０を貼り合わせた。
　次いで、比較例と同様の方法によって中間層１０上に緑色蛍光体層を形成した。
　その後、比較例と同様にして、青色ＬＥＤを励起光として４５０ｎｍの光を蛍光体基板の背面から入射させた際、正面から取出される蛍光の２５℃での輝度変換効率を測定した。励起光としての、青色ＬＥＤの輝度が１０００ｃｄ／ｍ２であったのに対して、蛍光体を通した後は、５４７ｎｍに発光のピークを持つ緑色の発光で、輝度は１１０５ｃｄ／ｍ２、輝度変換効率は１１０％と、比較例に対して１．１倍の輝度の向上が観測された。
（実施例２）
　実施例１で作製した蛍光体基板の蛍光体層上の側面に、アルミニウムの全反射膜をスパッタ法により、５０ｎｍの膜厚で均一に形成した。
　その後、比較例と同様にして、青色ＬＥＤを励起光として４５０ｎｍの光を蛍光体基板の背面から入射させた際、正面から取出される蛍光の２５℃での輝度変換効率を測定した。励起光としての、青色ＬＥＤの輝度が１０００ｃｄ／ｍ２であったのに対して、蛍光体を通した後は、５４７ｎｍに発光のピークを持つ緑色の発光で、輝度は２７２１ｃｄ／ｍ２、輝度変換効率は２７０％と、比較例に対して２．７倍の輝度の向上が観測された。
（実施例３）
　実施例２で作製した蛍光体基板の蛍光体層上の、励起光を入射させる側の面に、波長選択透過反射膜として酸化チタン（ＴｉＯ２：屈折率＝２．３０）と酸化シリコン（ＳｉＯ２：屈折率＝１．４７）とをＥＢ蒸着法で交互に６層成膜して作製した誘電体多層膜を、スパッタ法によって１００ｎｍの膜厚で形成した。
　その後、比較例と同様にして、青色ＬＥＤを励起光として４５０ｎｍの光を蛍光体基板の背面から入射させた際、正面から取出される蛍光の２５℃での輝度変換効率を測定した。励起光としての、青色ＬＥＤの輝度が１０００ｃｄ／ｍ２であったのに対して、蛍光体を通した後は、５４７ｎｍに発光のピークを持つ緑色の発光で、輝度は３５１２ｃｄ／ｍ２、輝度変換効率は３５０％と、比較例に対して３．５倍の輝度の向上が観測された。
（実施例４）
　実施例３で作製した蛍光体基板のガラス基板上に、図３Ｉに示したように、屈折率勾配を有する複数の微小円錐形状から構成される保護層１１を形成した。保護層形成材料には、透明樹脂（ポリエチレン）を使用した。この材料を、図３Ａに示したような複数の凹形状の微小円錐形状を有するアルミ金型を備えた射出成形機を使用して成形し、図３Ｉに示したように多数の微小円錐形状（頂点角：３０°）を有した屈折率勾配を有する保護層１１を形成した。
　次に、ガラス基板の屈折率にほぼ等しい屈折率を有する市販の無色透明の光学接合用シリコーンオイルコンパウンドを使用して、ガラス基板上に保護層１１を貼り付けた。
　その後、比較例と同様にして、青色ＬＥＤを励起光として４５０ｎｍの光を蛍光体基板の背面から入射させた際、正面から取出される蛍光の２５℃での輝度変換効率を測定した。励起光としての、青色ＬＥＤの輝度が１０００ｃｄ／ｍ２であったのに対して、蛍光体を通した後は、５４７ｎｍに発光のピークを持つ緑色の発光で、輝度は３８３２ｃｄ／ｍ２、輝度変換効率は３８０％と、比較例に対して３．８倍の輝度の向上が観測された。
（実施例５）
　比較例と同様なガラス基板上に、電子ビーム蒸着法により、フッ化マグネシウム（屈折率：１．３８）と酸化チタン（屈折率：２．３０）とを、蒸着速度を少しずつ変化させながら同時に、２００℃で蒸着した。蒸着速度は、フッ化マグネシウムと酸化チタンの蒸着速度比を、１０：０から１分間隔で、０：１０まで変化させて成膜した。この方法により、ガラス基板側では、フッ化マグネシウムの濃度が高く、ガラス基板から厚み方向に離れるに従って酸化チタンの濃度が緩やかに高くなる、緩やかな屈折率勾配を有する中間層を形成した。
　次に、比較例と同様な方法で、中間層上に緑色蛍光体層を形成した。
　次に、実施例２と同様な方法で、蛍光体基板の蛍光体層上の側面に、アルミ全反射膜をスパッタ法によって５０ｎｍの膜厚で均一に形成した。
　次に、実施例３と同様な方法で、蛍光体基板の蛍光体層上の励起光を入射させる側の面に、波長選択透過反射膜として酸化チタン（ＴｉＯ２：屈折率＝２．３０）と酸化シリコン（ＳｉＯ２：屈折率＝１．４７）をＥＢ蒸着法で交互に６層成膜して作製した誘電体多層膜を、スパッタ法によって１００ｎｍの膜厚で形成した。
　その後、比較例と同様にして、青色ＬＥＤを励起光として４５０ｎｍの光を蛍光体基板の背面から入射させた際、正面から取出される蛍光の２５℃での輝度変換効率を測定した。励起光としての、青色ＬＥＤの輝度が１０００ｃｄ／ｍ２であったのに対して、蛍光体を通した後は、５４７ｎｍに発光のピークを持つ緑色の発光で、輝度は３４４３ｃｄ／ｍ２、輝度変換効率は３４０％と、比較例に対して、３．４倍の輝度の向上が観測された。
　以上の結果を下記［表１］にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（実施例６）［青色有機ＥＬ+蛍光体方式］
　０．７ｍｍのガラス基板上に、屈折率勾配を有する複数の微小円錐形状から構成される中間層を形成した。中間層形成材料には、透明樹脂（ポリエチレン）に、金属化合物（ＴｉＯ２）を添加したものを使用した。これらの混合材料を、図３Ａに示した複数の凹形状の微小円錐形状を有するアルミ金型を備えた射出成形機を使用して成形し、多数の微小円錐形状（頂点角：３０°）を有した屈折率勾配を有する中間層を形成した。
　次に、ガラス基板の屈折率にほぼ等しい屈折率を有する市販の無色透明の光学接合用シリコーンオイルコンパウンドを使用して、ガラス基板と中間層を貼り合わせた。
　次いで、中間層上に、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、青色散乱体層を形成し、蛍光体基板とした。
　基板上に、クロムからなる台形上の低反射層（光吸収層）を幅２０μｍ、膜厚５００ｎｍで、２００μｍピッチで形成した。
　赤色蛍光体層の形成は、まず、平均粒径５ｎｍのエアロジル０．１６ｇにエタノール１５ｇおよびγ－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン０．２２ｇを加えて開放系室温下１時間攪拌した。この混合物と赤色蛍光体Ｋ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５　２０ｇとを乳鉢に移し、よくすり混ぜた後、７０℃のオーブンで２時間、さらに１２０℃のオーブンで２時間加熱し、表面改質したＫ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５を得た。
　次に、表面改質を施したＫ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５　１０ｇに、水／ジメチルスルホキシド＝１／１の混合溶液（３００ｇ）で溶解されたポリビニルアルコール３０ｇを加え、分散機により攪拌して赤色蛍光体形成用塗液を作製した。以上作製した赤色蛍光体形成用塗液を、スクリーン印刷法で、前記ガラス上の低反射層を形成していない領域に塗布した。引き続き、真空オーブン（２００℃、１０ｍｍＨｇの条件）で４時間加熱乾燥し、膜厚５０μｍの赤色蛍光体層を形成した。
　次に、緑色蛍光体層の形成は、まず、平均粒径５ｎｍのエアロジル０．１６ｇにエタノール１５ｇおよびγ－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン０．２２ｇを加えて開放系室温下１時間攪拌した。この混合物と緑色蛍光体Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋　２０ｇとを乳鉢に移し、よくすり混ぜた後、７０℃のオーブンで２時間、さらに１２０℃のオーブンで２時間加熱し、表面改質したＢａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋を得た。　
　次に、表面改質を施したＢａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋　１０ｇに、水／ジメチルスルホキシド＝１／１の混合溶液（３００ｇ）で溶解されたポリビニルアルコール３０ｇを加え、分散機により攪拌して緑色蛍光体形成用塗液を作製した。以上作製した緑色蛍光体形成用塗液を、スクリーン印刷法で、前記ガラス上の低反射層を形成していない領域に塗布した。引き続き、真空オーブン（２００℃、１０ｍｍＨｇの条件）で４時間加熱乾燥し、膜厚５０μｍの緑色蛍光体層を形成した。
　次に、青色散乱層の形成は、１．５μｍのシリカ粒子（屈折率：１．６５）を２０ｇ、水／ジメチルスルホキシド＝１／１の混合溶液（３００ｇ）で溶解されたポリビニルアルコール３０ｇを加え、分散機により攪拌して青色散乱層形成用塗液を作製した。
　以上作製した青色散乱層形成用塗液を、スクリーン印刷法で、前記ガラス上の低反射層を形成していない領域に塗布した。引き続き、真空オーブン（２００℃、１０ｍｍＨｇの条件）で４時間加熱乾燥し、青色散乱層を形成した。
　次に、蛍光体層の側面に、アルミ全反射膜をスパッタ法によって５０ｎｍの膜厚で均一に形成した。
　次に、作製した蛍光体層の励起光を入射させる側の面に、波長選択透過反射膜として酸化チタン（ＴｉＯ２：屈折率＝２．３０）と酸化シリコン（ＳｉＯ２：屈折率＝１．４７）をＥＢ蒸着法で交互に６層成膜して作製した誘電体多層膜を、スパッタ法によって１００ｎｍの膜厚で形成した。
　次に、０．７ｍｍの厚みのガラス基板上に、銀をスパッタ法により膜厚１００ｎｍとなるように成膜して反射電極を形成し、その上にインジウム－スズ酸化物（ＩＴＯ）を、膜厚２０ｎｍとなるようスパッタ法により成膜し、第１電極として反射電極（陽極）を形成した。続いて、従来のフォトリソグラフィー法により、第１電極幅の幅が１６０μｍ、ピッチが２００μｍで９０本のストライプにパターニングした。
　次に、第１電極上にＳｉＯ２をスパッタ法により２００ｎｍ積層し、従来のフォトリソグラフィー法により、第１電極のエッジ部のみを覆うようにパターン化した。ここでは、第１電極の端から１０μｍ分だけ短辺をＳｉＯ２で覆う構造とした。これを水洗した後、純水超音波洗浄１０分、アセトン超音波洗浄１０分、イソプロピルアルコール蒸気洗浄５分を行い、１２０℃にて１時間乾燥させた。
　次に、この基板を抵抗加熱蒸着装置内の基板ホルダーに固定し、１×１０－４Ｐａ以下の真空まで減圧し、各有機層の成膜を行った。
　まず、正孔注入材料として、１，１-ビス-ジ-４－トリルアミノ-フェニル-シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）を用い抵抗加熱蒸着法により膜厚１００ｎｍの正孔注入層を形成した。
　次に、正孔輸送材料として、Ｎ，Ｎ‘－ｄｉ－ｌ-ナフチル-Ｎ，Ｎ’-ジフェニル-１，１‘－ビフェニル-１，１’-ビフェニル-４，４‘-ジアミン（ＮＰＤ）を用い、抵抗加熱蒸着法により膜厚４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
　次いで、正孔輸送層の上に青色有機発光層（厚さ：３０ｎｍ）を形成する。この青色有機発光層は、１，４-ビス-トリフェニルシリル-ベンゼン（ＵＧＨ－２）（ホスト材料）とビス［（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）（青色燐光発光ドーパント）をそれぞれの蒸着速度を１．５Å／ｓｅｃ、０．２Å／　ｓｅｃとし、共蒸着することで作製した。
　次いで、発光層の上に２，９－ジメチル－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（ＢＣＰ）を用いて正孔防止層（厚さ：１０ｎｍ）を形成した。
　次いで、正孔ブロッキング層の上にトリス(８－ヒドロキシキノリン)アルミニウム（Ａｌｑ３）を用いて電子輸送層（厚さ：３０ｎｍ）を形成した。
　次いで、電子輸送層の上にフッ化リチウム（ＬｉＦ）を用いて電子注入層（厚さ：０．５ｎｍ）を形成した。
　この後、第２電極として半透明電極を形成した。まず、上記基板を金属蒸着用チャンバーに固定した。次に、第２電極形成用のシャドーマスク（前記第１電極のストライプと対抗する向きに５００μｍ幅、６００μｍピッチのストライプ状に第２電極を形成できるように開口部が空いているマスク）と前記基板をアライメントし、電子注入層の表面に真空蒸着法によりマグネシウムと銀をそれぞれ０．１Å／ｓｅｃ、０．９Å／ｓｅｃの割合の蒸着速度によって共蒸着でマグネシウム銀を所望のパターンで形成（厚さ：１ｎｍ）した。さらにその上に、干渉効果を強調する目的、および第２電極での配線抵抗による電圧降下を防止する目的で、銀を１Å／ｓｅｃの蒸着速度で所望のパターンに形成（厚さ：１９ｎｍ）した。
　これにより、第２電極を形成した。ここで、有機ＥＬ素子としては、反射電極（第１電極）と半透過電極（第２電極）との間でマイクロキャビティ効果（干渉効果）が発現し、正面輝度を高めることが可能となり、有機ＥＬ素子からの発光エネルギーをより効率良く、蛍光体層に伝搬させることが可能となる。また、同様にマイクロキャビティ効果により発光ピークを４６０ｎｍ、半値幅を５０ｎｍに調整している。
　次に、プラズマＣＶＤ法により、３μｍのＳｉＯ２からなる無機保護層を、シャドーマスクを用いて表示部の端から上下左右２ｍｍの封止エリアまでパターニング形成した。以上により、有機ＥＬ素子からなる光源基板を作製した。
　次に、以上のようにして作製した有機ＥＬ素子基板と蛍光体基板を、表示部の外に形成されている位置合わせマーカーにより位置合わせする。なお、この前に蛍光体基板には熱硬化樹脂が塗布されており、熱硬化樹脂を介して両基板を密着させ、８０℃、２時間加熱することで熱硬化樹脂の硬化を行った。なお、上記貼り合わせ工程は、有機ＥＬの水分による劣化を防止する目的で、ドライエアー環境下（水分量：－８０℃）で行った。
　最後に、周辺に形成している端子を外部電源に接続することで有機ＥＬ表示装置を完成した。
　ここで、外部電源により所望の電流を所望のストライプ状電極に印加することで青色発光有機ＥＬを任意にスイッチング可能な励起光源とし、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層で青色光から発光をそれぞれ赤色、緑色に変換し、赤色、緑色の等方発光が得られ、かつ、青色散乱層を介することで、等方的な青色発光を得ることができた。このようにして、フルカラー表示が可能で、良好な画像、視野角特性の良い画像を得ることができた。
（実施例７）［アクティブ駆動青色有機ＥＬ+蛍光体方式］　
　蛍光体基板は実施例６と同様にして作製した。
　１００×１００ｍｍ角のガラス基板上に、ＰＥＣＶＤ法を用いて、アモルファスシリコン半導体膜を形成した。続いて、結晶化処理を施すことにより多結晶シリコン半導体膜を形成した。次に、フォトリソグラフィー法を用いて多結晶シリコン半導体膜を複数の島状にパターンニングした。続いて、パターニングした多結晶シリコン半導体層の上にゲート絶縁膜及びゲート電極層をこの順番で形成し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングを行った。
　その後、パターニングした多結晶シリコン半導体膜にリン等の不純物元素をドーピングすることによりソースおよびドレイン領域を形成し、ＴＦＴ素子を作製した。その後、平坦化膜を形成した。平坦化膜としては、ＰＥＣＶＤ法で形成した窒化シリコン膜、スピンコーターでアクリル系樹脂層をこの順で積層して形成した。まず、窒化シリコン膜を形成した後、窒化シリコン膜とゲート絶縁膜とを一括してエッチングすることによりソースおよび／またはドレイン領域に通ずるコンタクトホールを形成し、続いて、ソース配線を形成した。その後、アクリル系樹脂層を形成し、ゲート絶縁膜および窒化シリコン膜に穿孔したドレイン領域のコンタクトホールと同じ位置に、ドレイン領域に通ずるコンタクトホールを形成することにより、アクティブマトリクス基板を完成させた。平坦化膜としての機能は、アクリル系樹脂層で実現される。なお、ＴＦＴのゲート電位を定電位にするためのコンデンサーは、スイッチング用ＴＦＴのドレインと駆動用ＴＦＴのソースとの間に層間絶縁膜等の絶縁膜を介することで形成される。
　アクティブマトリクス基板上には、平坦化層を貫通して駆動用ＴＦＴと、赤色発光有機ＥＬ素子の第１電極、緑色発光有機ＥＬ素子の第１電極、青色発光有機ＥＬ素子の第１電極とをそれぞれ電気的に接続するコンタクトホールを形成した。
　次に、各発光画素を駆動するためのＴＦＴと接続した平坦化層を貫通して設けられたコンタクトホールに電気的に接続するように、スパッタ法によって各画素の第１電極（陽極）を形成した。第１電極は、Ａｌ（アルミニウム）を１５０ｎｍとＩＺＯ（酸化インジウム－酸化亜鉛）を２０ｎｍの膜厚で積層して形成した。
　次に、第１電極を各画素に対応した形状に従来のフォトリソグラフィー法でパターン化した。ここでは、第１電極の面積として、３００μｍ×１６０μｍとした。また、１００ｍｍ×１００ｍｍ角の基板に形成した。表示部は、８０ｍｍ×８０ｍｍで、表示部の上下左右に２ｍｍ幅の封止エリアが設け、短辺側にはさらに封止エリアの外にそれぞれ２ｍｍの端子取出し部が設けた。長辺側は、折り曲げを行う方に、２ｍｍ幅の端子取出し部を設けた。
　次に、第１電極上にＳｉＯ２をスパッタ法によって２００ｎｍ積層し、従来のフォトリソグラフィー法により、第１電極のエッジ部を覆うようにパターン化した。ここでは、第１電極の端から１０μｍ分だけ４辺をＳｉＯ２で覆う構造とし、エッジカバーとした。
　次に、前記アクティブ基板を洗浄した。アクティブ基板の洗浄としては、例えば、アセトン、ＩＰＡを用いて、超音波洗浄を１０分間行い、次に、ＵＶ－オゾン洗浄を３０分間行った。
　　次に、この基板をインライン型抵抗加熱蒸着装置内の基板ホルダーに固定し、１×１０－４Ｐａ以下の真空まで減圧した。各有機層の成膜を行った。
　まず、正孔注入材料として、１，１-ビス-ジ-４－トリルアミノ-フェニル-シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）を用い抵抗加熱蒸着法により膜厚１００ｎｍの正孔注入層を形成した。
　次に、正孔輸送材料として、Ｎ，Ｎ‘－ｄｉ－ｌ-ナフチル-Ｎ，Ｎ’-ジフェニル-１，１‘－ビフェニル-１，１’-ビフェニル-４，４‘-ジアミン（ＮＰＤ）を用い抵抗加熱蒸着法により膜厚４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
　次いで、正孔輸送層の上に青色有機発光層（厚さ：３０ｎｍ）を形成した。この青色有機発光層は、１，４-ビス-トリフェニルシリル-ベンゼン（ＵＧＨ－２）（ホスト材料）とビス［（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）（青色燐光発光ドーパント）をそれぞれの蒸着速度を１．５Å／ｓｅｃ、０．２Å／　ｓｅｃとし、共蒸着することで作製した。
　次いで、発光層の上に２，９－ジメチルー４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（ＢＣＰ）を用いて正孔防止層（厚さ：１０ｎｍ）を形成した。
　次いで、正孔ブロッキング層の上にトリス(８－ヒドロキシキノリン)アルミニウム（Ａｌｑ３）を用いて電子輸送層（厚さ：３０ｎｍ）を形成した。
　次いで、電子輸送層の上にフッ化リチウム（ＬｉＦ）を用いて、電子注入層（厚さ：０．５ｎｍ）を形成した。
　この後、第２電極として半透明電極を形成した。まず、上記基板を金属蒸着用チャンバーに固定した。次に、第２電極形成用のシャドーマスク（前記第１電極のストライプと対向する向きに２ｍｍ幅のストライプ状に第２電極を形成できるように開口部が空いているマスク）と前記基板をアライメントし、電子注入層の表面に真空蒸着法によりマグネシウムと銀をそれぞれ０．１Å／ｓｅｃ、０．９Å／ｓｅｃの割合の蒸着速度によって共蒸着でマグネシウム銀を所望のパターンに形成（厚さ：１ｎｍ）した。さらにその上に、干渉効果を強調する目的、および第２電極での配線抵抗による電圧降下を防止する目的で、銀を１Å／ｓｅｃの蒸着速度で銀を所望のパターンで形成（厚さ：１９ｎｍ）した。これにより、第２電極を形成した。ここで、有機ＥＬ素子としては、反射電極（第１電極）と半透過電極（第２電極）間でマイクロキャビティ効果（干渉効果）が発現し、正面輝度を高めることが可能となり、有機ＥＬ素子からの発光エネルギーをより効率良く、蛍光体層に伝搬させることが可能となる。また、同様にマイクロキャビティ効果により発光ピークを４６０ｎｍ、半値幅を５０ｎｍに調整している。
　次にプラズマＣＶＤ法により、３μｍのＳｉＯ２からなる無機保護層を、シャドーマスクを用いて表示部の端から上下左右２ｍｍの封止エリアまでパターニング形成した。以上により、アクティブ駆動型有機ＥＬ素子基板を作製した。
　次に、以上のようにして作製したアクティブ駆動型有機ＥＬ素子基板と蛍光体基板を、表示部の外に形成されている位置合わせマーカーにより位置合わせを行った。なお、この前に蛍光体基板には熱硬化樹脂が塗布されており、熱硬化樹脂を介して両基板を密着させ、９０℃、２時間加熱することで熱硬化樹脂の硬化を行った。なお、上記貼り合わせ工程は、有機ＥＬの水分による劣化を防止する目的で、ドライエアー環境下（水分量：－８０℃）で行った。
　次に、光取り出し方向の基板に、偏光板を張り合わせ、アクティブ駆動型有機ＥＬを完成させた。
　最後に、短辺側に形成している端子を、ソースドライバを介して電源回路に、長辺側に形成している端子を、ゲートドライバを介して外部電源に接続することで、８０ｍｍ×８０ｍｍの表示部を持つアクティブ駆動型有機ＥＬディスプレイを完成させた。
　ここで、外部電源により所望の電流を各画素に印加することで青色発光有機ＥＬを任意にスイッチング可能な励起光源とし、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層で青色光から発光をそれぞれ赤色、緑色に変換し、赤色、緑色の等方発光が得られ、かつ、青色散乱層を介することで、等方的な青色発光を得ることができた。このようにして、フルカラー表示が可能で、良好な画像、視野角特性の良い画像を得ることができた。
（実施例８）［青色ＬＥＤ+蛍光体方式］
　蛍光体基板は実施例６と同様にして作製した。
　ＴＭＧ（トリメチルガリウム）とＮＨ３とを用い、反応容器にセットしたサファイア基板のＣ面に５５０℃でＧａＮからなるバッファ層を６０ｎｍの膜厚で成長させた。次に、温度を１０５０℃まで上げ、ＴＭＧ、ＮＨ３に加えＳｉＨ４ガスを用い、Ｓｉドープｎ型ＧａＮからなるｎ型コンタクト層を５μｍの膜厚で成長させた。続いて、原料ガスにＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を加え、同じく１０５０℃でＳｉドープｎ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層よりなる第２のクラッド層を０．２μｍの膜厚で成長させた。
　次に、温度を８５０℃に下げ、ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、ＮＨ３およびＳｉＨ４を用い、Ｓｉドープｎ型Ｉｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎよりなる第１のｎ型クラッド層を６０ｎｍの膜厚で成長させた。
　続いて、ＴＭＧ、ＴＭＩおよびＮＨ３を用い、８５０℃でノンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる活性層を５ｎｍの膜厚で成長させた。さらに、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＮＨ３に加え新たにＣＰＭｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、８５０℃でＭｇドープｐ型Ｉｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎよりなる第１のｐ型クラッド層を６０ｎｍの膜厚で成長させた。
　次に、温度を１１００℃に上げ、ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＮＨ３、ＣＰＭｇを用い、Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎよりなる第２のｐ型クラッド層を１５０ｎｍの膜厚で成長させた。
　続いて、１１００℃でＴＭＧ、ＮＨ３およびＣＰＭｇを用い、Ｍｇドープｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層を６００ｎｍの膜厚で成長させる。以上の操作終了後、温度を室温まで下げてウェーハを反応容器から取り出し、７２０℃でウェーハのアニーリングを行い、ｐ型層を低抵抗化する。次に、最上層のｐ型コンタクト層の表面に所定の形状のマスクを形成し、ｎ型コンタクト層の表面が露出するまでエッチングした。エッチング後、ｎ型コンタクト層の表面にチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）よりなる負電極、ｐ型コンタクト層の表面にニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）よりなる正電極を形成した。電極形成後、ウェーハを３５０μｍ角のチップに分離した後、別に用意してある外部回路に接続するための配線を形成してある基板上に前記作製したＬＥＤチップをＵＶ硬化樹脂で固定し、ＬＥＤチップと基板上の配線とを電気的に接続し、青色ＬＥＤからなる光源基板を作製した。
　次に、以上のようにして作製した光源基板と蛍光体基板を、表示部の外に形成されている位置合わせマーカーにより位置合わせを行った。なお、この前に蛍光体基板には熱硬化樹脂が塗布されており、熱硬化樹脂を介して両基板を密着させ、８０℃、２時間加熱することで熱硬化樹脂の硬化を行った。なお、上記貼り合わせ工程は、有機ＥＬの水分による劣化を防止する目的で、ドライエアー環境下（水分量：－８０℃）で行った。
　最後に、周辺に形成している端子を外部電源に接続することでＬＥＤ表示装置を完成させた。
　ここで、外部電源により所望の電流を所望のストライプ状電極に印加することで青色発光有機ＥＬを任意にスイッチング可能な励起光源とし、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層で青色光から発光をそれぞれ赤色、緑色に変換し、赤色、緑色の等方発光が得られ、かつ、青色散乱層を介することで、等方的な青色発光を得ることができた。このようにして、フルカラー表示が可能で、良好な画像、視野角特性の良い画像を得ることができた。
（実施例９）［青色有機ＥＬ+液晶+蛍光体方式］
　０．７ｍｍのガラス基板上に、屈折率勾配を有する複数の微小円錐形状から構成される中間層を形成した。中間層形成材料には、透明樹脂（ポリエチレン）に、金属化合物（ＴｉＯ２）を添加したものを使用した。これらの混合材料を、図３（Ａ）に示した複数の凹形状の微小円錐形状を有するアルミ金型を備えた射出成形機を使用して成形し、多数の微小円錐形状（頂点角：３０°）を有した屈折率勾配を有する中間層を形成した。
　次に、ガラス基板の屈折率にほぼ等しい屈折率を有する市販の無色透明の光学接合用シリコーンオイルコンパウンドを使用して、ガラス基板と中間層を貼り合わせた。
　次に、中間層上に、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、青色散乱体層を形成し、蛍光体基板とした。
　基板上に、クロムからなる台形上の低反射層（光吸収層）を幅２０μｍ、膜厚５００ｎｍで、２００μｍピッチで形成した。次に、ＣＦ４プラズマ処理により低反射層表面の撥水処理を行った。
　赤色蛍光体層の形成は、まず、［２－［２－［４－（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル］－６－メチル－４Ｈ－ピラン－４－イリデン］－プロパンジニトリル（ＤＣＭ）（０．０２ｍｏｌ／ｋｇ（固形分比））をエポキシ系熱硬化樹脂に混ぜ、攪拌機により攪拌して赤色蛍光体形成用塗液を作製した。以上作製した赤色蛍光体形成用塗液を、インクジョット法で、前記ガラス上の低反射層を形成していない領域に塗布した。引き続き、真空オーブン（１５０℃の条件）で１時間硬化し、膜厚２μｍの赤色蛍光体層を形成した。ここで、赤色蛍光体層の断面形状は、低反射層の撥水処理による効果により、蒲鉾状の形状であった。
　緑色蛍光体層の形成は、まず、２，３，６，７－テトラヒドロ－１１－オクソ－１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ－［１］ベンゾピラノ［６，７，８－ｉｊ］キノリジン―１０―カルボン酸（クマリン５１９）（０．０２ｍｏｌ／ｋｇ（固形分比））をエポキシ系熱硬化樹脂に混ぜ、攪拌機により攪拌して緑色蛍光体形成用塗液を作製した。以上作製した緑色蛍光体形成用塗液を、インクジョット法で、前記ガラス上の低反射層を形成していない領域に塗布した。引き続き真空オーブン（１５０℃の条件）で１時間硬化し、膜厚２μｍの緑色蛍光体層を形成した。ここで、緑色蛍光体層の断面形状は、低反射層の撥水処理による効果により、蒲鉾状の形状であった。
　青色蛍光体層の形成は、まず、７－ヒドロキシ－４－メチルクマリン（クマリン４）（０．０２ｍｏｌ／ｋｇ（固形分比））をエポキシ系熱硬化樹脂に混ぜ攪拌機により攪拌して青色蛍光体形成用塗液を作製した。以上作製した青色蛍光体形成用塗液を、インクジェット法で、前記ガラス上の低反射層を形成していない領域に塗布した。引き続き、真空オーブン（１５０℃の条件）で１時間硬化し、膜厚２μｍの青色蛍光体層を形成した。ここで、青色蛍光体層の断面形状は、低反射層の撥水処理による効果により、蒲鉾状の形状であった。
　次に、蛍光体層の側面に、アルミニウムの全反射膜をスパッタ法によって５０ｎｍの膜厚で均一に形成した。
　次に、作製した蛍光体層の励起光を入射させる側の面に、波長選択透過反射膜として酸化チタン（ＴｉＯ２：屈折率＝２．３０）と酸化シリコン（ＳｉＯ２：屈折率＝１．４７）をＥＢ蒸着法で交互に６層成膜して作製した誘電体多層膜を、スパッタ法によって１００ｎｍの膜厚で形成した。
　次に、誘電体多層膜上に、スピンコート法によってアクリル系樹脂を用いて平坦化膜を形成し、さらに平坦化膜上に、従来の方法によって偏光フィルム、透明電極、配光膜を形成し、蛍光体基板を作製した。
　次に、ガラス基板上に、従来の方法によりＴＦＴからなるスイッチング素子を形成した。次いで、前記ＴＦＴとコンタクトホールを介して電気的に接触するように、１００ｎｍのＩＴＯ透明電極を形成した。次に、先に作製している有機ＥＬ部の画素と同一のピッチになるように、通常のフォトリソ法によって透明電極をパターニングした。次に、配向膜を印刷法によって形成した。
　次に、ＴＦＴを形成している基板と蛍光体基板とを、１０μｍのスペーサーを介して、接着し、両基板間にＴＮモードの液晶材料を注入し、液晶・蛍光体部を完成させた。
　次に、０．７ｍｍの厚みのガラス基板上に、銀をスパッタ法により膜厚１００ｎｍとなるように成膜して反射電極を形成し、その上にインジウム－スズ酸化物（ＩＴＯ）を、膜厚２０ｎｍとなるようスパッタ法により成膜し、第１電極として反射電極（陽極）を形成した。そして、従来のフォトリソグラフィー法により、所望大きさに第１電極をパターニングした。
　次に、第１電極上にＳｉＯ２をスパッタ法により２００ｎｍ積層し、従来のフォトリソグラフィー法により、第１電極のエッジ部のみを覆うようにパターン化した。ここでは、第１電極の端から１０μｍ分だけ短辺をＳｉＯ２で覆う構造とした。これを水洗した後、純水超音波洗浄１０分、アセトン超音波洗浄１０分、イソプロピルアルコール蒸気洗浄５分を行い、１２０℃にて１時間乾燥させた。
　次に、この基板を抵抗加熱蒸着装置内の基板ホルダーに固定し、１×１０－４Ｐａ以下の真空まで減圧し、各有機層の成膜を行った。
　まず、正孔注入材料として、１，１-ビス-ジ-４－トリルアミノ-フェニル-シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）を用い抵抗加熱蒸着法により膜厚１００ｎｍの正孔注入層を形成した。
　次に正孔輸送材料として、カルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）を用い抵抗加熱蒸着法により膜厚１０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
　次いで、正孔輸送層の上に近紫外有機発光層（厚さ：３０ｎｍ）を形成した。この近紫外有機発光層は、３，５－ビス（４－ｔ－ブチル－フェニル）－４－フェニル－［１，２，４］トリアゾール（ＴＡＺ）（近紫外燐光発光材料）をそれぞれの蒸着速度を１．５Å／ｓｅｃとし、蒸着することで作製した。
　次いで、発光層の上に２，９－ジメチルー４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（ＢＣＰ）を用いて電子輸送層（厚さ：２０ｎｍ）を形成した。
　次いで、電子輸送層の上にフッ化リチウム（ＬｉＦ）を用いて電子注入層（厚さ：０．５ｎｍ）を形成する。
　この後、第２電極として半透明電極を形成した。まず、上記基板を金属蒸着用チャンバーに固定した。次に、第２電極形成用のシャドーマスク（前記第１電極のストライプと対向する向きに幅が５００μｍ、ピッチが６００μｍのストライプ状に第２電極を形成できるように開口部が空いているマスク）と前記基板をアライメントし、電子注入層の表面に真空蒸着法によりマグネシウムと銀をそれぞれ０．１Å／ｓｅｃ、０．９Å／ｓｅｃの割合の蒸着速度によって共蒸着でマグネシウム銀を所望のパターンで形成（厚さ：１ｎｍ）した。さらにその上に、干渉効果を強調する目的、および第２電極での配線抵抗による電圧降下を防止する目的で、銀を１Å／secの蒸着速度で所望のパターンで形成（厚さ：１９ｎｍ）した。これにより、第２電極を形成した。ここで、有機ＥＬ素子としては、反射電極（第１電極）と半透過電極（第２電極）間でマイクロキャビティ効果（干渉効果）が発現し、正面輝度を高めることが可能となり、有機ＥＬ素子からの発光エネルギーをより効率良く、蛍光体層に伝搬させることが可能となる。また、同様にマイクロキャビティ効果により発光ピークを３７０ｎｍ、半値幅を３０ｎｍに調整している。
　次に、プラズマＣＶＤ法により、３μｍのＳｉＯ２からなる無機保護層を、シャドーマスクを用いて表示部の端から上下左右２ｍｍの封止エリアまでパターニング形成した。以上により、有機ＥＬ素子からなる光源基板を作製した。
　最後に、有機ＥＬ部と液晶・蛍光体部とを熱硬化樹脂による位置合わせ、硬化を行い、表示装置を完成させた。
　ここで、外部電源により所望の有機ＥＬ部を発光するために、液晶駆動用の電極に所望の電圧を印加することで、所望の良好な画像、視野角特性の良い画像を得ることができた。
　本発明の態様は、蛍光体基板、この蛍光体基板を用いた各種の表示装置、および照明装置に利用可能である。
１、２５、５１、６７、８２、１１３…表示装置、２、２６…蛍光体基板、４、２７、８３、１１４…有機ＥＬ素子基板（光源）、５２…ＬＥＤ基板（光源）、６８…無機ＥＬ素子基板（光源）、７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…蛍光体層、８…反射層、９…波長選択透過反射層、１０…中間層、１０ａ…微小構造体、１１…保護層、１２、１１６…有機ＥＬ素子、６４…ＬＥＤ（発光ダイオード）、７５…無機ＥＬ素子、１１５…液晶素子

Claims (23)

  1. 　基板と、
    　入射した励起光により蛍光を生じ、生じた光を光取出し面から射出するよう構成された第一蛍光体層と、
    　前記第一蛍光体層と前記基板との間に設けられ、前記第一蛍光体層近傍から前記基板近傍にかけて屈折率勾配を有する第一中間層と、を備える蛍光体基板。
  2. 　前記第一蛍光体層の屈折率をｎ１、前記基板の屈折率をｎ２とした場合、前記第一中間層の屈折率は、前記第一蛍光体層から前記基板に向かい、前記光取出し面と直交する厚さ方向にｎ１からｎ２までの範囲内で変化する勾配を有している請求項１に記載の蛍光体基板。
  3. 　前記第一中間層が１つ以上の微小構造体を有し、かつ、前記微小構造体の断面積が、前記第一蛍光体層から前記基板に向けて小さくなる形状を有する請求項１に記載の蛍光体基板。
  4. 　前記微小構造体が概円錐形状であり、前記概円錐形状の頂点部の成す頂点角が、４５°以下に形成されている請求項３に記載の蛍光体基板。
  5. 　前記基板の外面に設けられ、前記基板の外面から離間する方向において屈折率勾配を有する保護層が設けられている請求項１に記載の蛍光体基板。
  6. 　前記基板の屈折率をｎ３、空気の屈折率をｎ４とした場合、前記保護層はその屈折率が、前記基板の外面から離間する方向であり、前記光取出し面と直交する厚さ方向に、ｎ３からｎ４までの範囲内で変化する勾配を有している請求項５に記載の蛍光体基板。
  7. 　前記保護層が１つ以上の微小構造体で形成され、かつ、前記微小構造体の断面積が、前記基板近傍から前記外部層近傍に向けて小さくなる形状を有する請求項５に記載の蛍光体基板。
  8. 　前記微小構造体が概円錐形状であり、前記概円錐形状の頂点部の成す頂点角が、４５°以下に形成されている請求項７に記載の蛍光体基板。
  9. 　前記第一蛍光体層の１つ以上の側面に反射層が設けられている請求項１に記載の蛍光体基板。
  10. 　さらに、前記第一蛍光体層における、前記励起光が入射する面上に、前記励起光のピーク波長にあたる光を少なくとも透過し、前記第一蛍光体層の発光ピーク波長にあたる光を少なくとも反射させるよう構成される波長選択透過反射層が備えられている請求項１に記載の蛍光体基板。
  11. 　前記第一蛍光体層は、所定の領域毎に分割された複数の第二蛍光体層を有し、前記第一中間層は、前記複数の第二蛍光体層と前記基板との間に形成されている請求項１に記載の蛍光体基板。
  12. 　前記複数の第二蛍光体層は、互いに異なる屈折率を有し、
    　前記第一中間層は、所定の領域ごとに分割された複数の第二中間層を有し、
    　前記複数の第二中間層は、それぞれ前記複数の第二蛍光体層と前記基板の間に設けられ、
    　前記複数の第二中間層は、互いに異なる屈折率勾配を有する請求項１１に記載の蛍光体基板。
  13. 　請求項１に記載の蛍光体基板と、
    　前記第一蛍光体層に照射する励起光を射出する第一発光素子を有する光源と、を備える表示装置。
  14. 　さらに、赤色光による表示を行う赤色画素と、緑色光による表示を行う緑色画素と、青色光による表示を行う青色画素と、を少なくとも含む複数の画素を有し、
    　前記光源から前記励起光としての紫外光が射出され、
    　前記第二蛍光体層として、前記赤色画素に前記紫外光を前記励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記緑色画素に前記紫外光を前記励起光として緑色光を発する緑色蛍光体層が設けられ、前記青色画素に前記紫外光を前記励起光として青色光を発する青色蛍光体層が設けられる請求項１４に記載の表示装置。
  15. 　さらに、赤色光による表示を行う赤色画素と、緑色光による表示を行う緑色画素と、青色光による表示を行う青色画素と、を少なくとも含む複数の画素と、
    　前記青色画素に設けられ、前記青色光を散乱させる散乱層と、を有し、
    　前記光源から前記励起光としての青色光が射出され、
    　前記第二蛍光体層として、前記赤色画素に前記青色光を前記励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記緑色画素に前記青色光を前記励起光として緑色光を発する緑色蛍光体層が設けられる請求項１４に記載の表示装置。
  16. 　前記光源は、少なくとも前記赤色画素、前記緑色画素、および前記青色画素のそれぞれに対応して設けられた複数の第二発光素子と、前記複数の第二発光素子をそれぞれ駆動する複数の駆動素子と、を備えたアクティブマトリクス駆動方式の光源である請求項１４に記載の表示装置。
  17. 　前記複数の駆動素子は、前記赤色蛍光体層、前記緑色蛍光体層、および前記青色蛍光体層のいずれか一と前記複数の駆動素子が形成された基板との間に配置され、
    　前記赤色蛍光体層、前記緑色蛍光体層、および前記青色蛍光体層のそれぞれは、前記複数の駆動素子とは逆方向に光を射出する請求項１６に記載の表示装置。
  18. 　前記光源は、少なくとも前記赤色画素、前記緑色画素、および前記青色画素のそれぞれに対応して設けられた複数の第二発光素子と、前記複数の第二発光素子をそれぞれ駆動する複数の駆動素子と、を備えたアクティブマトリクス駆動方式の光源である請求項１５に記載の表示装置。
  19. 　前記複数の駆動素子は、前記赤色蛍光体層、前記緑色蛍光体層、および前記散乱層のいずれか一と前記複数の駆動素子が形成された基板との間に配置され、
    　前記赤色蛍光体層、前記緑色蛍光体層、および前記散乱層のそれぞれは、前記複数の駆動素子とは逆方向に光を射出する請求項１６に記載の表示装置。
  20. 　前記光源が発光ダイオード、有機エレクトロルミネセンス素子、無機エレクトロルミネセンス素子のいずれかを有する請求項１３のいずれか一項に記載の表示装置。
  21. 　さらに、前記光源と前記蛍光体基板との間に、前記赤色画素、緑色画素、及び青色画素毎に、前記光源から射出された光の透過率を制御するよう構成される液晶素子が設けられ、
    　前記光源は、光射出面から光を射出する面状光源である請求項１３に記載の表示装置。
  22. 　さらに、前記光源と前記蛍光体基板との間に、前記赤色画素、緑色画素、及び青色画素毎に、前記光源から射出された光の透過率を制御するよう構成される液晶素子が設けられ、
    　前記光源は、光射出面から光を射出する面状光源である請求項１４に記載の表示装置。
  23. 　請求項１に記載の蛍光体基板と、前記蛍光体層に照射する励起光を射出する発光素子を有する光源と、が備えられる照明装置。
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