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WO2011145418A1 - 蛍光体表示装置および蛍光体層 - Google Patents

蛍光体表示装置および蛍光体層 Download PDF

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WO2011145418A1
WO2011145418A1 PCT/JP2011/059371 JP2011059371W WO2011145418A1 WO 2011145418 A1 WO2011145418 A1 WO 2011145418A1 JP 2011059371 W JP2011059371 W JP 2011059371W WO 2011145418 A1 WO2011145418 A1 WO 2011145418A1
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WO
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phosphor
light
layer
display device
organic
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PCT/JP2011/059371
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English (en)
French (fr)
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昌人 大江
勇毅 小林
誠 山田
克己 近藤
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
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    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/331—Nanoparticles used in non-emissive layers, e.g. in packaging layer

Definitions

  • the present invention relates to a phosphor display device and a phosphor layer. More specifically, the present invention relates to a phosphor display device and a phosphor layer that have a wide viewing angle and can realize a highly efficient multicolor light emitting element.
  • an electroluminescence (EL) element is self-luminous and thus has high visibility and is a completely solid element. Therefore, the EL element has excellent impact resistance and is easy to handle. Therefore, the EL element is attracting attention as a light emitting element in various display devices.
  • the EL element includes an inorganic EL element using an inorganic compound as a light emitting material and an organic EL element using an organic compound as a light emitting material. Among these, organic EL elements have been actively researched for practical use since the applied voltage can be significantly reduced.
  • the structure of the organic EL element is based on an anode / light emitting layer / cathode structure, and a hole injection / transport layer and an electron injection / transport layer are appropriately provided.
  • anode / hole injection / transport layer / light emitting layer / cathode and anode / hole injection / transport layer / light emitting layer / electron injection / transport layer / cathode are known.
  • the hole injecting and transporting layer has a function of transmitting holes injected from the anode to the light emitting layer.
  • the electron injecting and transporting layer has a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer. Therefore, by interposing the hole injecting and transporting layer between the light emitting layer and the anode, many holes are injected into the light emitting layer with a lower electric field. Furthermore, the hole injection transport layer does not transport electrons. For this reason, it is known that electrons injected from the cathode or the electron injecting and transporting layer into the light emitting layer are accumulated at the interface between the hole injecting and transporting layer and the light emitting layer, thereby increasing the light emission efficiency.
  • the organic EL element In order to make the organic EL element a multicolor light emitting element, for example, in a conventional display, pixels emitting red, green, and blue are arranged as one unit. Thereby, full colorization is performed by creating various colors typified by white (for example, see Non-Patent Document 1). In order to realize this, a method of forming red, green, and blue pixels by separately coating the organic light emitting layer by a mask vapor deposition method using a shadow mask is adopted. However, in this method, mask processing accuracy, mask alignment accuracy, and mask enlargement are major issues. In particular, in the field of large displays typified by television, the size of the mother glass for taking out the substrate has increased from the sixth generation (G6) to G8 and G10, and the substrate size has been increasing.
  • G6 sixth generation
  • G8 and G10 the sixth generation
  • the conventional method requires a mask having a size equal to or larger than the substrate size, it is necessary to manufacture and process a mask corresponding to a large substrate. Since this mask requires a very thin metal (general film thickness: 50 to 100 nm), it is very difficult to increase the size of the mask.
  • the problem of mask processing accuracy and alignment accuracy causes color mixing due to mixing of light emitting layers.
  • the area of the pixel is determined, the area of the non-light emitting portion is reduced and the aperture ratio of the pixel is lowered, leading to a decrease in luminance, an increase in power consumption, and a decrease in lifetime.
  • the organic material that is the vapor deposition source is disposed below the substrate, and the organic layer is formed by depositing and vaporizing constituent particles of the vapor deposition source from the bottom upward. Yes.
  • the mask is bent at the central portion, which causes color mixture of the light emitting layer as described above.
  • a portion where the organic layer is not formed is formed, which may lead to defects due to leakage of the upper and lower electrodes.
  • the problem of increasing the size of the mask leads to an increase in display cost.
  • the cost problem is regarded as the biggest problem in the organic EL display.
  • a light conversion method in which a fluorescent material that absorbs light in a light emitting region of an organic light emitting element and emits fluorescence in a visible light region is used as a filter without coating an organic light emitting layer for each color.
  • This method uses an organic EL having a light emitting layer that emits blue to blue green light. Further, this method uses a green pixel composed of a phosphor layer that absorbs blue to blue-green light emitted from the organic EL and emits green light. In addition, this method uses a red pixel composed of a phosphor layer that absorbs blue to blue-green light emitted from the organic EL and emits red light.
  • This method uses a blue pixel formed of a blue color filter for the purpose of improving color purity.
  • full colors are emitted by combining organic EL, green pixels, red pixels, and blue pixels.
  • This method is superior to the above-described coating method in that it is not necessary to pattern the organic light emitting layer and can be easily manufactured, and in terms of cost.
  • a phosphor display device that excites the phosphor layer using such blue light emission from the organic EL and realizes green and red to achieve full color is promising, and research and development are underway.
  • the present invention has been made in view of such conventional circumstances, and provides a phosphor display device and a phosphor layer that have high-efficiency fluorescence conversion (light extraction efficiency) and good viewing angle characteristics. For the purpose.
  • the present inventors have excited phosphors with light from a light source, and in phosphor display devices that display using light emitted from the phosphors. It has been found that the phosphor display device can be adapted to the purpose by changing the particle size distribution of the phosphor contained in the layer in the depth direction. That is, the present invention employs the following configuration.
  • a phosphor display device includes a light source and a phosphor layer including a phosphor that converts light from the light source into light having a different wavelength, and is included in the phosphor layer.
  • the average particle size of the phosphor is different on the side where the light from the light source is incident and on the side where the converted light is emitted.
  • the average particle diameter of the phosphor included in the phosphor layer is a side that emits converted light rather than a side on which light from the light source is incident. May be larger.
  • the phosphor display device may further include a light control unit that is provided between the light source and the phosphor layer and controls blocking and transmission of light emitted from the light source. good.
  • the light source is an organic EL element in which at least one organic layer including a light-emitting layer is held between a pair of electrodes, and light from the organic EL element is emitted.
  • the phosphor layer may be disposed on the surface to be taken out.
  • the light control unit may be a liquid crystal layer containing liquid crystal.
  • the electrode is a reflective electrode, and the optical film thickness between the reflective interfaces defined by the pair of reflective electrodes is emitted from the organic EL element. It may be set so as to enhance the intensity of light of a specific wavelength among the emitted light.
  • the light source emits light in a blue region
  • the phosphor layer can perform at least two kinds of color conversion, one of which emits light in the blue region.
  • a multicolor light emitting element including a phosphor that converts light in a green region and another phosphor that converts light in a blue region into light in a red region may be used.
  • a color filter may be provided on the side of the phosphor layer that emits the converted light.
  • the phosphor layer includes a first phosphor layer including a phosphor having an average particle diameter of 10 nm to 1 ⁇ m arranged on the light incident side of the light source; Alternatively, it may have a two-layer structure with a second phosphor layer including a phosphor having an average particle diameter of 10 ⁇ m to 50 ⁇ m arranged on the side of emitting the converted light.
  • the phosphor layer includes a phosphor that converts light from a light source into light having a different wavelength.
  • the side on which the incident light is incident is different from the side on which the converted light is emitted.
  • the average particle diameter of the phosphor may be larger on the side emitting the converted light than on the side on which the light from the light source is incident.
  • a first phosphor layer including a phosphor having an average particle diameter of 10 nm to 1 ⁇ m disposed on a side on which light from the light source is incident, and the converted light It may have a two-layer structure with a second phosphor layer containing a phosphor having an average particle diameter of 10 ⁇ m to 50 ⁇ m arranged on the emission side.
  • a phosphor display device and a phosphor layer capable of highly efficient fluorescence conversion, having a wide viewing angle, high color purity, and realizing a multicolor light emitting element.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a phosphor display device according to a first embodiment of the present invention. It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the fluorescent substance display device which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a schematic sectional drawing which shows an example of the fluorescent substance display device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is a schematic sectional drawing which shows an example of the fluorescent substance display device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the fluorescent substance display device concerning 3rd Embodiment of this invention.
  • each member is shown with a different scale so that each member has a size that can be recognized on the drawings.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the phosphor display device according to the first embodiment of the present invention.
  • a phosphor display device 20 shown in FIG. 1 is roughly configured by a substrate 1, an organic EL element (light source) 10, a sealing substrate 9, a red phosphor layer 8R, a green phosphor layer 8G, and a functional layer 28B.
  • the substrate 1 includes a TFT (Thin Film Transistor) circuit 2.
  • the organic EL 10 is provided on the substrate 1.
  • the red phosphor layer 8 ⁇ / b> R, the green phosphor layer 8 ⁇ / b> G, and the functional layer 28 ⁇ / b> B are partitioned by the black matrix 7 and arranged in parallel on one surface of the sealing substrate 9.
  • the substrate 1 and the sealing substrate 9 are arranged so that the organic EL element 10 and the phosphor layers 8R and 8G and the functional layer 28B face each other with the sealing material 6 interposed therebetween.
  • light emitted from the organic EL element 10 that is a light source is incident on the phosphor layers 8R and 8G and the functional layer 28B. This incident light is transmitted as it is in the functional layer 28B, converted in each phosphor layer 8R, 8G, and emitted to the sealing substrate 9 side (observer side) as light of three colors of red, green, and blue. Is done.
  • a TFT circuit 2 and various wirings (not shown) are formed on the substrate 1.
  • An interlayer insulating film 3 and a planarizing film 4 are sequentially stacked so as to cover the upper surface of the substrate 1 and the TFT circuit 2.
  • the substrate for example, an inorganic material substrate made of glass, quartz or the like, a plastic substrate made of polyethylene terephthalate, polycarbazole, polyimide or the like, an insulating substrate such as a ceramic substrate made of alumina or the like, aluminum (Al), iron (Fe ), Etc., a substrate coated with an insulating material made of an organic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) on the surface, or a surface of a metal substrate made of Al or the like by a method such as anodization.
  • this invention is not limited to these.
  • a plastic substrate or a metal substrate since it becomes possible to form a bending part and a bending part without stress, it is preferable to use a plastic substrate or a metal substrate. It is more preferable to use 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.
  • 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.
  • the TFT circuit 2 In order to form the TFT circuit 2 on the base material 1, 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 metal substrate When a metal substrate is used as the substrate 1, it is preferable to use a metal substrate formed of an iron-nickel alloy having a linear expansion coefficient of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 / ° C. or less. Since a general metal substrate has a thermal expansion coefficient different from that of glass, it is difficult to form the TFT circuit 2 on the metal substrate with a conventional production apparatus. However, using a metal substrate formed of an iron-nickel alloy having a linear expansion coefficient of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 / ° C.
  • the TFT circuit 2 is conventionally formed on the metal substrate by matching the linear expansion coefficient with glass. It can be formed at low cost using this production apparatus. Further, when a plastic substrate is used as the substrate 1, the heat resistant temperature is very low. Therefore, it is possible to transfer and form the TFT circuit 2 on the plastic substrate by forming the TFT circuit 2 on the glass substrate and then transferring the TFT substrate 2 to the plastic substrate.
  • the TFT circuit 2 is formed in advance on the substrate 1 before the organic EL element 10 is formed, and functions as a switching device and a driving device.
  • a conventionally known TFT circuit 2 can be used.
  • a metal-insulator-metal (MIM) diode can be used instead of TFT for switching and driving.
  • the TFT circuit 2 can be formed using a known material, structure, and formation method. Examples of the material of the active layer of the TFT circuit 2 include amorphous semiconductor materials such as amorphous silicon (amorphous silicon), polycrystalline silicon (polysilicon), microcrystalline silicon, and cadmium selenide, zinc oxide, indium oxide-oxide.
  • Examples thereof include oxide semiconductor materials such as gallium-zinc oxide, and organic semiconductor materials such as polythiophene derivatives, thiophene oligomers, poly (p-ferylene vinylene) derivatives, naphthacene, and pentacene.
  • Examples of the structure of the TFT circuit 2 include a stagger type, an inverted stagger type, a top gate type, and a coplanar type.
  • the active layer forming the TFT circuit 2 can be formed by (1) a method of ion doping impurities into amorphous silicon formed by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), and (2).
  • Amorphous silicon is formed by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) using silane (SiH 4 ) gas, and amorphous silicon is crystallized by solid phase growth to obtain polysilicon.
  • LPCVD low pressure chemical vapor deposition
  • SiH 4 silane
  • Amorphous silicon is formed by LPCVD using Si 2 H 6 gas or PECVD using SiH 4 gas, and annealed by a laser such as an excimer laser to crystallize amorphous silicon.
  • a polysilicon layer is formed by LPCVD method or PECVD method, and a gate insulating film is formed by thermal oxidation at 1000 ° C. or higher, and n + polysilicon is formed thereon.
  • Examples include a method of forming a gate electrode and then performing ion doping (high-temperature process), (5) a method of forming an organic semiconductor material by an inkjet method or the like, and (6) a method of obtaining a single crystal film of an organic semiconductor material. It is done.
  • the gate insulating film of the TFT circuit 2 used in the present invention 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 signal electrode line, the scanning electrode line, the common electrode line, the first drive electrode, and the second drive electrode of the TFT circuit 2 used in the present invention can be formed using a known material, for example, tantalum ( Ta), aluminum (Al), copper (Cu) and the like.
  • the interlayer insulating film 3 can be formed using a known material, for example, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN or Si 2 N 4 ), tantalum oxide (TaO or Ta 2 O). 5 )) or an organic material such as an acrylic resin or a resist material.
  • a known material for example, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN or Si 2 N 4 ), tantalum oxide (TaO or Ta 2 O). 5 )
  • an organic material such as an acrylic resin or a resist material.
  • Examples of the method for forming the interlayer insulating film 3 include a chemical vapor deposition (CVD) method, a dry process such as a vacuum deposition method, and a wet process such as a spin coating method. Moreover, it can also pattern by the photolithographic method etc. as needed.
  • CVD chemical vapor deposition
  • a dry process such as a vacuum deposition method
  • a wet process such as
  • the interlayer insulating film 3 (light-shielding insulating film) having light-shielding properties is used. Is preferred. In the present invention, the interlayer insulating film 3 and the light-shielding insulating film can be used in combination.
  • the light-shielding insulating film examples include a material in which a pigment or dye such as phthalocyanine or quinaclone is dispersed in a polymer resin such as polyimide, a color resist, a black matrix material, or an inorganic insulating material such as NixZnyFe 2 O 4 .
  • the planarizing film 4 is provided in order to prevent a defect or the like of the organic EL element 10 from being generated due to irregularities on the surface of the TFT circuit 2.
  • defects in the organic EL element 10 include a pixel electrode defect, an organic EL layer defect, a counter electrode disconnection, a pixel electrode-counter electrode short circuit, a breakdown voltage reduction, and the like.
  • the planarization film 4 can be omitted.
  • the planarization film 4 can be formed using a known material, and examples thereof include inorganic materials such as silicon oxide, silicon nitride, and tantalum oxide, and organic materials such as polyimide, acrylic resin, and resist material.
  • planarizing film 4 examples 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 invention is not limited to these materials and the forming method.
  • the planarizing film 4 may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • an organic EL element 10 as a light source (light emission source) is formed.
  • the organic EL element 10 includes a first electrode 12, a second electrode 16, and an organic EL layer (organic layer) 17.
  • the first electrode 12 is an anode.
  • the second electrode 16 is a cathode disposed so as to face the first electrode 12.
  • the organic EL layer (organic layer) 17 is composed of at least one layer including the light emitting layer 14 sandwiched between the first electrode 12 and the second electrode 16.
  • the first electrode 12 and the second electrode 16 function as a pair as an anode or a cathode of the organic EL element 20. That is, when the first electrode 12 is an anode, the second electrode 16 is a cathode.
  • the second electrode 16 is an anode.
  • the hole injection layer and the hole transport layer are arranged on the second electrode side 16 in a laminated structure of an organic EL layer (organic layer) 17 described later.
  • the electron injection layer and the electron transport layer may be on the first electrode 12 side.
  • an electrode material for forming the first electrode 12 and the second electrode 16 a known electrode material can be used.
  • a material for forming the first electrode 12 that is an anode from the viewpoint of efficiently injecting holes into the organic EL layer 17, gold (Au), platinum (Pt), a work function of 4.5 eV or more, Metals such as nickel (Ni) and oxides (ITO) made of indium (In) and tin (Sn), oxides made of tin (Sn) (SnO 2 ), oxides made of indium (In) and zinc (Zn) (IZO) etc. are mentioned.
  • lithium (Li), calcium (with a work function of 4.5 eV or less) from the viewpoint of more efficiently injecting electrons into the organic EL layer 17
  • metals such as Ca), cerium (Ce), barium (Ba), and aluminum (Al), or alloys such as Mg: Ag alloy and Li: Al alloy containing these metals.
  • the first electrode 12 and the second electrode 16 can be formed by a known method such as an EB (electron beam) vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a resistance heating vapor deposition method using the above materials.
  • the present invention is not limited to these forming methods.
  • the formed electrode can be patterned by a photolithographic fee method or a laser peeling method, or a patterned electrode can be directly formed by combining with a shadow mask.
  • the film thickness of the first electrode 12 and the second electrode 16 is preferably 50 nm or more. When the film thicknesses of the first electrode 12 and the second electrode 16 are less than 50 nm, the wiring resistance increases, so that the drive voltage may increase.
  • the fluorescent display device 20 of the present embodiment light emitted from the light emitting layer 14 of the organic EL element 10 that is a light source is extracted from each phosphor layer 8R, 8G and the second electrode 16 side that is the functional layer 28B side. It is preferable to use a translucent electrode as the second electrode 16.
  • a translucent electrode As a material of the semitransparent electrode, a metal semitransparent electrode alone or a combination of a metal semitransparent electrode and a transparent electrode material can be used, and silver is preferable from the viewpoint of reflectance and transmittance.
  • the film thickness of the translucent electrode is preferably 5 to 30 nm.
  • the film thickness of the semitransparent electrode is less than 5 nm, when using the microcavity effect described later, there is a possibility that the light cannot be sufficiently reflected and the interference effect cannot be obtained sufficiently. Moreover, when the film thickness of a semi-transparent electrode exceeds 30 nm, since the light transmittance falls rapidly, there exists a possibility that a brightness
  • the extraction efficiency of light emission from the light emitting layer 14 is used as the first electrode 12 located on the side opposite to the side from which light emission from the light emitting layer 14 of the organic EL element 10 as a light source is extracted.
  • an electrode that reflects light and has a high reflectance.
  • electrode materials used at this time 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). Combination electrodes and the like can be mentioned.
  • FIG. 1 shows an example in which the first electrode 12 that is a transparent electrode is formed on the planarizing film 4 via the reflective electrode 11.
  • the first electrode 12 positioned on the substrate 1 side (the side opposite to the side from which light emission from the light emitting layer 14 is extracted) is connected to each pixel (each phosphor layer 8R, 8G). , And a plurality of functional layers 28B).
  • An edge cover 19 made of an insulating material is formed so as to cover each edge portion (end portion) of the adjacent first electrode 12. The edge cover 19 is provided for the purpose of preventing leakage between the first electrode 12 and the second electrode 16.
  • the edge cover 19 can be formed using an insulating material by a known method such as an EB vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a resistance heating vapor deposition method, or the like, and a pattern can be formed by a known dry or wet photolithography method.
  • a known method such as an EB vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a resistance heating vapor deposition method, or the like
  • a pattern can be formed by a known dry or wet photolithography method.
  • the present invention is not limited to these forming methods.
  • an insulating material layer which comprises the edge cover 19 a conventionally well-known material can be used and it does not specifically limit in this invention.
  • the insulating material layer constituting the edge cover 19 needs to transmit light, and examples thereof include SiO, SiON, SiN, SiOC, SiC, HfSiON, ZrO, HfO, and LaO.
  • the film thickness of the edge cover 19 is preferably 100 to 2000 nm. By setting the film thickness of the edge cover 19 to 100 nm or more, sufficient insulation is maintained, and leakage occurs between the first electrode 12 and the second electrode 16 to prevent an increase in power consumption and non-light emission. be able to. Further, by setting the film thickness of the edge cover 19 to 2000 nm or less, it is possible to prevent the productivity of the film forming process from being lowered and the disconnection of the second electrode 16 in the edge cover 19 from occurring.
  • the organic EL layer (organic layer) 17 may have a single layer structure of the light emitting layer 14 or a multilayer structure such as a stacked structure of the hole transport layer 13, the light emitting layer 14, and the electron transport layer 15 as shown in FIG. good. Specific examples include the following, but the present invention is not limited thereto.
  • the hole injection layer and the hole transport layer 13 are arranged on the first electrode 12 side that is an anode.
  • the electron injection layer and the electron transport layer 15 are disposed on the second electrode 16 side that is a cathode.
  • each of the light emitting layer 14, the hole injection layer, the hole transport layer 13, the hole prevention layer, the electron prevention layer, the electron transport layer 15 and the electron injection layer may have a single layer structure or a multilayer structure.
  • the light emitting layer 14 may be composed only of an organic light emitting material, or may be composed of a combination of a light emitting dopant and a host material, and optionally a hole transport material, an electron transport material, an additive (donor, Etc.) may be included.
  • the light emitting layer 14 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, a material in which a luminescent dopant is dispersed in a host material is preferable.
  • the light emitting layer 14 recombines holes injected from the first electrode 12 and electrons injected from the second electrode 16 to emit (emit) light in a blue region (wavelength 350 to 500 nm).
  • organic light emitting material used for the light emitting layer 14 a conventionally known light emitting material for organic EL can be used, and a material that emits light in a blue region (wavelength 350 to 500 nm) can be used.
  • a low molecular weight organic light emitting material or a high molecular weight organic light emitting material can be used.
  • organic light emitting material either a fluorescent material or a phosphorescent material can be used. From the viewpoint of reducing power consumption, it is preferable to use a phosphorescent material having high light emission efficiency.
  • low-molecular organic light-emitting material examples include aromatic dimethylidene compounds such as 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) -biphenyl (DPVBi), 5-methyl-2- [2- [4- ( Oxadiazole compounds such as 5-methyl-2-benzoxazolyl) phenyl] vinyl] benzoxazole, 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5-t-butylphenyl-1,2,4- Examples thereof include triazole derivatives such as triazole (TAZ), styrylbenzene compounds such as 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene, and fluorescent organic materials such as fluorenone derivatives.
  • aromatic dimethylidene compounds such as 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) -biphenyl (DPVBi), 5-methyl-2- [2- [4- ( Oxadiazole compounds such as 5-methyl-2-benzoxazolyl) phen
  • polymer light emitting material examples include polyphenylene vinylene derivatives such as poly (2-decyloxy-1,4-phenylene) (DO-PPP), and polyspiro derivatives such as poly (9,9-dioctylfluorene) (PDAF). It is done.
  • polyphenylene vinylene derivatives such as poly (2-decyloxy-1,4-phenylene) (DO-PPP)
  • polyspiro derivatives such as poly (9,9-dioctylfluorene) (PDAF). It is done.
  • a conventionally well-known dopant material for organic EL can be used as a luminescent dopant.
  • dopant materials include fluorescent materials such as styryl derivatives, bis [(4,6-difluorophenyl) -pyridinato-N, C2 ′] picolinate iridium (III) (FIrpic), bis (4 ′ , 6′-difluorophenylpolydinato) tetrakis (1-pyrazoyl) borateiridium (III) (FIr6), and the like.
  • a conventionally well-known host material for organic EL can be used as a host material in the case of using a luminescent dopant.
  • host materials include the above-described low-molecular organic light-emitting materials, the above-described high-molecular organic light-emitting materials, 4,4′-bis (carbazole) biphenyl, 9,9-di (4-dicarbazole-benzyl) fluorene ( Carbazole such as CPF), 3,6-bis (triphenylsilyl) carbazole (mCP), poly (N-octyl-2,7-carbazole-O-9,9-dioctyl-2,7-fluorene) (PCF) Derivatives, aniline derivatives such as 4- (diphenylphosphoyl) -N, N-diphenylaniline (HM-A1), 1,3-bis (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) benzene (m
  • the hole injection layer and the hole transport layer 13 are used for the purpose of more efficiently injecting holes from the first electrode 12 serving as an anode and transporting (injecting) them to the light emitting layer 14.
  • the electron injection layer and the electron transport layer 15 are formed between the second electrode 16 and the light emitting layer 14 for the purpose of more efficiently injecting electrons from the second electrode 16 serving as a cathode and transporting (injecting) them to the light emitting layer 14.
  • Each of these hole injection layer, hole transport layer 13, electron injection layer, and electron transport layer 15 can use a conventionally known material, and may be composed of only the materials exemplified below.
  • An additive donor, acceptor, etc.
  • Examples of the material constituting the hole transport layer 13 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 ( Aromatics such as 3-methylphenyl) -N, N′-bis (phenyl) -benzidine (TPD), N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine (NPD)
  • Low molecular weight materials such as tertiary amine compounds, hydrazone compounds, quinacridone compounds, styrylamine compounds, polyaniline (PANI), polyaniline-camphor sulfonic acid (polyaniline-camphorsulfonic acid; PANI-CSA), 3,4-polyethylenedioxy Thiophene / polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS), poly (triphenylamine) derivative (Poly
  • the material used as the hole injection layer is the highest occupied molecular orbital than the material used for the hole transport layer 13 in that the injection and transport of holes from the first electrode 12 that is the anode is performed more efficiently.
  • a material having a low (HOMO) energy level is preferably used.
  • the hole transport layer 13 is preferably a material having a higher hole mobility than the material used for the hole injection layer. Examples of the material for forming the hole injection layer include phthalocyanine derivatives such as copper phthalocyanine, 4,4 ′, 4 ′′ -tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine, 4,4 ′, 4 ′′.
  • the hole injection layer and the hole transport layer 13 are preferably doped with an acceptor.
  • an acceptor a conventionally well-known material can be used as an acceptor material for organic EL.
  • 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), TCNQF4 (tetrafluorotetracyanoquinodimethane), TCNE (tetracyanoethylene), HCNB (hexacyanobutadiene), DDQ (dicyclodicyanobenzoquinone), etc.
  • Examples thereof include compounds, compounds having a nitro group such as TNF (trinitrofluorenone) and DNF (dinitrofluorenone), and organic materials such as fluoranyl, chloranil and bromanyl.
  • compounds having a cyano group such as TCNQ, TCNQF4, TCNE, HCNB, and DDQ are more preferable because they can increase the carrier concentration effectively.
  • the electron blocking layer the same materials as those described above as the hole transport layer 13 and the hole injection layer can be used.
  • Examples of the material constituting the electron transport layer 15 include an inorganic material that is an n-type semiconductor, an oxadiazole derivative, a triazole derivative, a thiopyrazine dioxide derivative, a benzoquinone derivative, a naphthoquinone derivative, an anthraquinone derivative, a diphenoquinone derivative, a fluorenone derivative, Low molecular materials such as benzodifuran derivatives; polymer materials such as poly (oxadiazole) (Poly-OXZ) and polystyrene derivatives (PSS).
  • the material constituting the electron injection layer examples include fluorides such as lithium fluoride (LiF) and barium fluoride (BaF 2 ), and oxides such as lithium oxide (Li 2 O).
  • fluorides such as lithium fluoride (LiF) and barium fluoride (BaF 2 )
  • oxides such as lithium oxide (Li 2 O).
  • the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) is higher than that of the material used for the electron transport layer 15 in that electrons are injected and transported more efficiently from the second electrode 16 serving as the cathode. It is preferable to use a material having a high value. Further, as the material used for the electron transport layer 15, it is preferable to use a material having higher electron mobility than the material used for the electron injection layer.
  • Donor materials include inorganic materials such as alkali metals, alkaline earth metals, rare earth elements, Al, Ag, Cu, and In, anilines, phenylenediamines, N, N, N ′, N′-tetraphenylbenzidine, N , N′-bis- (3-methylphenyl) -N, N′-bis- (phenyl) -benzidine, N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine, etc.
  • Benzidines triphenylamine, 4,4 ′, 4 ′′ -tris (N, N-diphenyl-amino) -triphenylamine, 4,4 ′, 4 ′′ -tris (N-3-methylphenyl-N Triphenylamines such as -phenyl-amino) -triphenylamine, 4,4 ', 4 "-tris (N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino) -triphenylamine, N, N' -Di- (4-methyl-phen Nyl) -N, N'-diphenyl-1,4-phenylenediamine and other aromatic tertiary amine compounds such as phenanthrene, pyrene, perylene, anthracene, tetracene, pentacene, etc.
  • organic materials such as a compound (however, the condensed polycyclic compound may have a substituent), TTF (tetrathiafulvalene), dibenzofuran, phenothiazine, carbazole and the like.
  • TTF tetrathiafulvalene
  • dibenzofuran phenothiazine
  • carbazole carbazole
  • a compound having an aromatic tertiary amine as a skeleton, a condensed polycyclic compound, and an alkali metal are more preferable because the carrier concentration can be increased more effectively.
  • the hole blocking layer the same materials as those described above as the electron transport layer 15 and the electron injection layer can be used.
  • the above materials are used as solvents.
  • a coating liquid for forming an organic EL layer dissolved and dispersed in a coating method 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 .
  • a method of forming by a known wet process such as a printing method such as a screen printing method or a micro gravure coating method, or a resistance heating vapor deposition method, an electron beam (EB) vapor deposition method, a molecular beam epitaxy (MBE) method.
  • EB electron beam
  • MBE molecular beam epitaxy
  • a method of forming by a known dry process such as sputtering, organic vapor deposition (OVPD), or a method of forming by laser transfer. Rukoto can.
  • the organic EL layer 17 is formed by a wet process, the organic EL layer forming coating solution may contain additives for adjusting the physical properties of the coating solution, such as a leveling agent and a viscosity modifier. .
  • the film thickness of each layer constituting the organic EL layer 17 is usually about 1 to 1000 nm, and more preferably 10 to 200 nm. If the thickness of each layer constituting the organic EL layer 17 is less than 10 nm, the properties (charge (electron, hole) injection characteristics, transport characteristics, confinement characteristics) that are originally required may not be obtained. . In addition, pixel defects due to foreign matters such as dust may occur. Furthermore, when the thickness of each layer constituting the organic EL layer 17 exceeds 200 nm, the drive voltage increases, which may lead to an increase in power consumption.
  • the first electrode 12 and the second electrode 16 in the organic EL element 10 are reflective electrodes having light reflectivity.
  • the optical film thickness L between the reflective interfaces defined by the pair of reflective electrodes 12 and 16 is set so as to enhance the intensity of light of a specific wavelength among the light emitted from the light emitting layer 14.
  • “light of a specific wavelength” means light in the blue region (wavelength 350 to 500 nm).
  • the optical film thickness L By setting the optical film thickness L in this way, a microcavity effect (multiple reflection interference effect) appears between the first electrode 12 (reflecting electrode) and the second electrode 16 (semi-transparent electrode) which are reflective electrodes. Further, the light extraction efficiency can be improved. More specifically, by setting the optical film thickness L of the organic EL element 10 as described above, the light emitted from the light emitting layer 14 is repeatedly reflected between the first electrode 12 and the second electrode 16 facing each other. At this time, the light in the blue wavelength region is strengthened by the multiple interference, and is emitted from the second electrode 16 toward the phosphor layers 8R and 8G and the functional layer 28B.
  • the intensity of light in the blue region incident on each of the phosphor layers 8R and 8G and the functional layer 28B increases, and the light in the red region and the green surface region that are converted and emitted in each phosphor layer 8R and 8G. Since the amount of light and the amount of light in the blue region that passes through the functional layer 28B increase, good light emission efficiency can be achieved.
  • An inorganic sealing film 5 made of SiO, SiON, SiN or the like is formed so as to cover the upper surface and side surfaces of the organic EL element 10.
  • the inorganic sealing film 5 can be formed by depositing an inorganic film such as SiO, SiON, SiN or the like by plasma CVD, ion plating, ion beam, sputtering, or the like.
  • the inorganic sealing film 5 needs to be light transmissive in order to extract light from the second electrode 16 side of the organic EL element 10.
  • the sealing substrate 9 has the phosphor layers 8 ⁇ / b> R and 8 ⁇ / b> G, the functional layer 28 ⁇ / b> B, and the organic EL element 10 facing each other.
  • a red phosphor layer 8R, a green phosphor layer 8G, and a functional layer 28B that are partitioned by the black matrix 7 and arranged in parallel are formed.
  • a sealing material 6 is sealed between the inorganic sealing film 5 and the sealing substrate 9.
  • the red phosphor layer 8 ⁇ / b> R, the green phosphor layer 8 ⁇ / b> G, and the functional layer 28 ⁇ / b> B that are disposed to face the organic EL element 10 are each surrounded by the black matrix 7 and partitioned by the sealing material 6. It is enclosed in an enclosed sealing area.
  • the sealing substrate 9 As the sealing substrate 9, the same thing as the board
  • the sealing substrate 9 is light transmissive. It is necessary to use materials.
  • a conventionally known sealing material can be used for the sealing material 6, and a conventionally known sealing method can also be used as a method for forming the sealing material 6. Specifically, for example, when an inert gas such as nitrogen gas or argon gas is used as the sealing material 6, a method of sealing the inert gas such as nitrogen gas or argon gas with a sealing substrate 9 such as glass. Is mentioned.
  • a moisture absorbent such as barium oxide in the enclosed inert gas because deterioration of the organic EL due to moisture can be effectively reduced.
  • resin curable resin
  • a curable resin (a photocurable resin or a thermosetting resin) is applied onto each of the phosphor layers 8R and 8G and the functional layer 28B using a spin coating method or a laminating method.
  • the sealing material 6 can be formed.
  • the sealing material 6 it is possible to prevent the entry of oxygen and moisture into the organic EL element 10 from the outside, and the life of the organic EL element 10 can be improved.
  • the sealing material 6 needs to have a light transmittance.
  • the red phosphor layer 8R absorbs blue region light emitted from the organic EL element 10 as a light source, converts the light into red region light, and emits red region light to the sealing substrate 9 side.
  • the green phosphor layer 8G absorbs blue region light emitted from the organic EL element 10 as a light source, converts it into green region light, and emits green region light to the sealing substrate 9 side.
  • the functional layer 28B is provided for the purpose of improving the viewing angle characteristics and extraction efficiency of light in the blue region emitted from the organic EL element 10 as a light source, and emits light in the blue region to the sealing substrate 9 side. To do.
  • the functional layer 28B can be omitted.
  • the red phosphor layer 8R and the green phosphor layer 8G (and the functional layer 28B) are provided.
  • the light emitted from the organic EL element 10 is converted, and light of three colors of red, green, and blue is emitted from the sealing substrate 9 side, thereby achieving full color.
  • the transparent particles 28B 1 is formed are dispersed in a binder resin 28B 2.
  • the film thickness of the functional layer 28B is usually 10 to 100 ⁇ m, preferably 20 to 50 ⁇ m.
  • the binder resin 28B 2 used in the functional layer 28B conventionally can be used known ones, is not particularly limited, those having optical transparency is preferable.
  • the transparent particle 28B 1 is not particularly limited as long as it can scatter and transmit light from the organic EL element 10, and for example, polystyrene particles having an average particle size of 25 ⁇ m and a standard deviation of particle size distribution of 1 ⁇ m are used. can do.
  • the content of the transparent particles 28B 1 in the functional layer 28B is can be appropriately changed, not particularly limited.
  • Functional layer 28B is conventionally can be formed by a known method, is not particularly limited, for example, dissolving a binder resin 28B 2 and the transparent particles 28B 1 in the solvent, by using a coating solution prepared by dispersing , Known by 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. It can be formed by a wet process or the like.
  • the red phosphor layer 8R absorbs and excites light in the blue region emitted from the organic EL element 10, and emits fluorescence in the red region (converts into light having a wavelength different from that of the light source). including.
  • a conventionally known material can be used as the phosphor that converts light in the blue region into light in the red region.
  • cyanine dyes such as 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl) -4H-pyran, 1-ethyl-2- [4- (p-dimethylamino) Pyridine dyes such as phenyl) -1,3-butadienyl] -pyridinium-perchlorate, and rhodamine dyes such as rhodamine B, rhodamine 6G, rhodamine 3B, rhodamine 101, rhodamine 110, basic violet 11, sulforhodamine 101, etc.
  • an inorganic red phosphor because stability such as deterioration due to excitation light and light emission becomes good.
  • the inorganic red phosphor may be subjected to a surface modification treatment if necessary.
  • the method may be a chemical treatment such as a silane coupling agent or a physical treatment by adding fine particles of submicron order. The thing by a process, the thing by those combined use etc. are mentioned.
  • the green phosphor layer 8G absorbs and excites light in the blue region emitted from the organic EL element 10, and emits fluorescence in the green region (converts into light having a wavelength different from that of the light source). including.
  • a conventionally known material can be used as the phosphor that converts light in the blue region into light in the green region.
  • 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) and other coumarin dyes, basic yellow 51, solvent yellow 11, solvent yellow 116, etc.
  • an inorganic green phosphor since stability such as deterioration due to excitation light and light emission becomes good.
  • the inorganic green phosphor may be subjected to surface modification treatment as necessary, and the method may be by chemical treatment such as a silane coupling agent or by addition of fine particles of submicron order. The thing by physical processing and the thing by those combined use etc. are mentioned.
  • the red phosphor layer 8R and the green phosphor layer 8G may be composed of only the phosphors described above, and may optionally contain additives such as polymers, silica, metal particles, and the like. May be dispersed in an inorganic material such as a binder resin or silica. Among these, those in which a phosphor is dispersed in a binder resin are preferable. A conventionally well-known thing can be used as binder resin, It does not specifically limit. It is preferable to use a photosensitive resin as the binder resin because patterning is possible by a photolithography method.
  • the photosensitive resin one of photosensitive resins having a reactive vinyl group (photo-curable resist material) such as acrylic acid resin, methacrylic acid resin, polyvinyl cinnamate resin, and hard rubber resin.
  • the seeds can be used alone or in combination of two or more.
  • the red phosphor layer 8R and the green phosphor layer 8G can be formed by a conventionally known method.
  • a phosphor layer in which the above-described phosphor and a resin material such as a binder resin are dissolved and dispersed in a solvent.
  • coating liquid spin coating method, dipping method, doctor blade method, discharge coating method, spray coating method and other coating methods, ink jet method, letterpress printing method, intaglio printing method, screen printing method, micro gravure coating method, etc. It can be formed by a wet process such as a printing method.
  • the resistance heating vapor deposition method using the above-described phosphor electron beam (EB) deposition method, molecular beam epitaxy (MBE) method, sputtering method, organic vapor deposition (OVPD: Organic vapor phase) It can also be formed by a known dry process such as a Deposition method or a laser transfer method.
  • red phosphor layer 8R and green phosphor layer 8G are used in which a phosphor is dispersed in a binder resin or an inorganic material
  • the phosphor content in each phosphor layer 8R, 8G The amount is preferably 1 to 50% by mass (or volume%), more preferably 5 to 30% by mass, based on the total amount of the body layers 8R and 8G.
  • the phosphor layer according to the embodiment of the present invention is characterized in that the average particle diameter of the phosphor contained in the phosphor layer is different on the side where the light from the light source is incident and the side where the converted light is emitted. . That is, the red phosphor layer 8R and the green phosphor layer 8G emit fluorescence when the average particle diameter of the phosphors included in the phosphor layers 8R and 8G faces the organic EL element 10 that is a light source. It differs from the sealing substrate 9 side.
  • the average particle diameter of the phosphors included in each of the phosphor layers 8R and 8G is set so that the light emitted from the light source (the side facing the organic EL element 10) emits the converted light (sealed). Setting the stop substrate 9 side (observer side) to be larger is preferable because it enables efficient light extraction.
  • the phosphor usually used is powder, and its particle size is several ⁇ m to several tens ⁇ m, although it depends on the pulverization process.
  • a phosphor layer is formed using a phosphor having such a diameter, light (excitation light) incident from the light source is scattered, so that the efficiency of exciting the phosphor is lowered.
  • the phosphor layer has a small particle size with good light absorption and excitation efficiency on the side where light (excitation light) from the light source is incident. It is possible to excite the phosphor efficiently and to improve the viewing angle characteristics by arranging the phosphor and arranging a phosphor having a large particle size that scatters light on the side from which the light emission (fluorescence) is emitted. The conclusion that it becomes the means to do.
  • an average particle diameter of 10 nm to 10 nm on the incident side of the light (excitation light) from the light source (excitation light side) It is preferable to arrange a phosphor of 1 ⁇ m and a standard deviation of the particle size distribution of 5 to 500 nm. Further, it is preferable to arrange a phosphor having an average particle size of 10 ⁇ m to 50 ⁇ m and a standard deviation of particle size distribution of 3 to 8 ⁇ m on the emission (fluorescence) emission side (fluorescence) from the phosphor.
  • the particle size of the phosphor contained in the phosphor layer is decreased on the excitation light incident side and increased on the fluorescence emission side. Thereby, the effect of the embodiment of the present invention can be produced.
  • the phosphor 18 ⁇ / b > R in the red phosphor layer 8 ⁇ / b > R has the phosphor 18 ⁇ / b > R 1 having a small average particle diameter disposed on the organic EL element 10 side, and the phosphor 18 ⁇ / b > R 2 having a large average particle diameter is the sealing substrate 9. It only has to be arranged on the side. Further, as long as the average particle diameters of the phosphors 18R 1 and 18R 2 satisfy the above-described relationship, about 5% of the phosphor 18R 2 may be included in the region where the phosphors 18R 1 are dispersed. The phosphor 18R 2 may be included phosphor 18R 1 is around 5% in regions dispersed. Similarly to the red phosphor layer 8R, the green phosphor layer 8G may be provided with a phosphor 18G 1 having a small average particle diameter and a phosphor 18G 2 having a large average particle diameter.
  • the film thickness of the red phosphor layer 8R and the green phosphor layer 8G can usually be about 100 nm to 100 ⁇ m, and preferably 1 to 100 ⁇ m.
  • the film thickness of each phosphor layer 8R, 8G is less than 100 nm, the blue light emission from the organic EL element 10 cannot be sufficiently absorbed, the light emission efficiency is lowered, or the blue light transmitted to the converted fluorescence is transmitted. There is a possibility that the color purity is deteriorated due to the mixing. Further, if the thickness of each phosphor layer 8R, 8G exceeds 100 ⁇ m, the blue light emission from the organic EL element 10 is already sufficiently absorbed, so that the efficiency is not increased and only the consumption of the material is produced.
  • each phosphor layer 8R, 8G is set to 1 ⁇ m or more. It is preferable to do.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the phosphor display device according to the present embodiment.
  • the red phosphor layer 8R is disposed on the first red phosphor layer 8R 1 including the phosphor 18R 1 having a small average particle diameter disposed on the organic EL element 10 side, and on the sealing substrate 9 side. It is preferable to have a two-layer structure including the second red phosphor layer 8R 2 including the phosphor 18R 2 having a large average particle diameter.
  • each layer can be sequentially stacked on the sealing substrate 9, so that the distribution and arrangement of the phosphors 18R 1 and 18R 2 in the red phosphor layer 8R are controlled.
  • the light extraction efficiency can be improved.
  • the phosphor 18R 1 preferably has an average particle size of 10 nm to 1 ⁇ m and a standard deviation of the particle size distribution of 3 to 300 nm.
  • the phosphor 18R 2 preferably has an average particle size of 10 ⁇ m to 50 ⁇ m and a standard deviation of particle size distribution of 3 to 8 ⁇ m.
  • Red phosphor layer 8R is, if the first red phosphor layer 8R 1 and a laminated structure of the second red phosphor layer 8R 2, the thickness of the first red phosphor layer 8R 1 shall be 1 ⁇ 70 [mu] m It is preferably 5 to 30 ⁇ m.
  • the thickness of the second red phosphor layer 8R 2 is preferably set to 50 ⁇ 100 [mu] m, and more preferably set near 50 ⁇ m is the particle size as possible phosphor.
  • the green phosphor layer 8G is disposed on the first phosphor layer including the phosphor having a small average particle diameter disposed on the organic EL element 10 side and on the sealing substrate 9 side. It is preferable to have a two-layer structure including a second phosphor layer containing a phosphor having a large average particle diameter.
  • the film thickness of the first phosphor layer and the second phosphor layer, the particle size and content of the phosphor contained in each layer, and the method for forming each layer are the same as those for the first red phosphor layer 8R 1 and the first phosphor layer described above. it can be similar to second red phosphor layer 8R 2.
  • the black matrix 7 is formed between the respective phosphor layers and functional layers adjacent to the respective phosphor layers 8R and 8G and the functional layer 28B.
  • the black matrix 7 conventionally known materials and forming methods can be used, and are not particularly limited. Among them, light that is incident on and scattered by the phosphor layers 8R and 8G and the functional layer 28B is further reflected to the phosphor layers 8R and 8G and the functional layer 28B, for example, has light reflectivity. It is preferably formed of metal or the like.
  • the surfaces of the red phosphor layer 8R, the green phosphor layer 8G, and the functional layer 28B on the side opposite to the sealing substrate 9 are flattened by a flattening film or the like (not shown). This can prevent depletion between the organic EL element 10 and each of the phosphor layers 8R and 8G and the functional layer 28B, and the organic EL element 10, the substrate 1, and each phosphor layer 8R. 8G, the functional layer 28B, the adhesion between the sealing substrate 9 and the sealing material 6 can be increased.
  • the planarizing film the same one as the planarizing film 4 described above can be used.
  • the phosphor display devices 20 and 20B of the present embodiment are provided with a polarizing plate on the light extraction side (on the sealing substrate 9).
  • a polarizing plate a combination of a conventionally known linearly polarizing plate and a ⁇ / 4 plate can be used.
  • a polarizing plate it is possible to prevent external light reflection from the first electrode 12 and the second electrode 16 and external light reflection on the surface of the substrate 1 or the sealing substrate 9.
  • the contrast of the display devices 20 and 20B can be improved.
  • the phosphor display devices 20 and 20B of the present embodiment in the phosphor layer for color-converting the light emitted from the organic EL element 10 as a light source, the fluorescence having a small average particle diameter on the side on which the excitation light from the light source is incident. And a phosphor having a large average particle diameter is arranged on the side from which fluorescence is emitted.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of the phosphor display device according to the second embodiment of the present invention.
  • the same components as those of the phosphor display devices 20 and 20B of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the phosphor display device 30 of the present embodiment includes a red phosphor layer 8R, a green phosphor layer 8G, a functional layer 28B, and a sealing substrate 9 in addition to the configuration of the phosphor display device 20B of the first embodiment. Color filters 21R, 21G, and 21B are interposed therebetween.
  • the color filters 21R, 21G, and 21B are formed on the light extraction side (sealing substrate 9 side) corresponding to the color of light emitted from the phosphor layers 8R and 8G and the functional layer 28B.
  • a red color filter 21R is provided on the fluorescence emission side of the red phosphor layer 8R
  • a green color filter 21G is provided on the fluorescence emission side of the green phosphor layer 8G
  • the organic EL of the functional layer 28B is provided.
  • a blue color filter 21B is provided on the side from which light emission (blue light) is emitted from the element 10.
  • the color filters 21R, 21G, and 21B are not particularly limited, and conventionally known color filters can be used.
  • the color filters 21R, 21G, and 21B can be formed by a conventionally known method, and the film thickness can be adjusted as appropriate.
  • the phosphor display device 30 is provided by providing the color filters 21R, 21G, and 21B between the sealing substrate 9 on the light extraction side (observer side), the phosphor layers 8R and 8G, and the functional layer 28. It is possible to increase the color purity of red, green, and blue emitted from the fluorescent light, and the color reproduction range of the phosphor display device 30 can be expanded.
  • the red color filter 21R formed on the red phosphor layer 8R and the green color filter 21G formed on the green phosphor layer 8G absorb the blue component and the ultraviolet component of external light. Therefore, it is possible to reduce and prevent light emission of the phosphor layers 8R and 8G due to external light, and it is possible to reduce and prevent a decrease in contrast.
  • FIG. 3 shows an example in which the functional layer 28B is used as a pixel that emits blue
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the blue color filter 21B is provided on the sealing substrate 9 so as to correspond to the position of the pixel that emits blue, and the blue color light emitted from the organic EL element 10 is converted into the blue color filter. You may make it radiate
  • the red phosphor layer 8R and the red color filter 21R are stacked. However, the red phosphor layer 8R and the red color filter 21R may be integrated to form a red phosphor layer. good.
  • the green phosphor layer 8 ⁇ / b> R and the green color filter 21 ⁇ / b> R may be integrated into a phosphor layer as described above.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of the phosphor display device according to the third embodiment of the present invention.
  • the same components as those of the phosphor display devices 20 and 20B of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the phosphor display device 40 shown in FIG. 4 includes a light emitting diode (hereinafter abbreviated as “blue LED”) 41 that emits blue light instead of the organic EL element 10 as a light source in the first and second embodiments. The difference is that the light guide member 41A is used.
  • liquid crystal including liquid crystal as light control means capable of controlling blocking and transmission of light emitted from the blue LED 41 as a light source between the blue LED 41 and each of the phosphor layers 8R and 8G and the functional layer 28B.
  • the difference is that the layer 42 is disposed.
  • a blue LED 41 as a light source is provided on each pixel (each phosphor layer 8R, 8G) on the side opposite to the sealing substrate 9 on the light extraction side (observer side).
  • a polarizing plate 47a, a TFT substrate 44, an electrode 45, an alignment film 43a, a liquid crystal layer 42, an alignment film 43b, a substrate 46, and a polarizing plate 47b are stacked above the light emitting portion 4a of the light guide member 41A including the blue LED 41.
  • a red phosphor layer 8R, a green phosphor layer 8G, a functional layer 28, and a sealing substrate 9 that are surrounded by the sealing material 6 are formed.
  • the light guide member 41A provided with the light guide part 4b and the light emitting part 4a is configured such that a blue LED 41 is arranged at one end of the light guide part 4b, and a plurality of adjacent light guide parts 4b and light emitting parts 4a are overlapped.
  • the polarizing plates 47a and 47b the same materials as those described in the first embodiment can be used.
  • the TFT substrate 44 a combination of the substrate 1 and the TFT circuit 2 of the first embodiment described above can be used.
  • substrate 46 the thing similar to the thing quoted by the board
  • the electrode 45 those mentioned in the first electrode 12 and the second electrode 13 of the first embodiment can be used, and there are no particular restrictions on the material as long as it is a metallic material with low electrical resistance.
  • the material for example, aluminum , Chromium, copper or the like.
  • the electrode 45 needs to be light transmissive in order to transmit light of the blue LED 41 that is a light source.
  • the liquid crystal layer 42 includes a liquid crystal, and a conventionally known one can be used.
  • the alignment films 43a and 43b are films having a function of aligning liquid crystals, and conventionally known films can be used.
  • As the alignment films 43a and 43b for example, a polymer material such as polyimide can be used.
  • the phosphor display device 40 of the present embodiment includes the red phosphor layer 8R and the green phosphor layer 8G according to the above-described embodiment of the present invention. Therefore, as in the first and second embodiments, highly efficient fluorescence conversion can be realized, the light extraction efficiency can be improved, and good viewing angle characteristics can be obtained.
  • FIG. 4 shows an example in which the functional layer 28B is used as a pixel emitting blue
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the blue color filter 21B is provided on the sealing substrate 9 so as to correspond to the position of the pixel that emits blue, and the light emitted from the blue LED is transmitted through the blue color filter 21B. You may make it radiate
  • color filters 21R, 21G, and 21B may be interposed between the sealing substrate 9 and the sealing substrate 9, respectively.
  • the fluorescent substance display apparatus 40B of such a structure By setting it as the fluorescent substance display apparatus 40B of such a structure, the color purity of the red, green, and blue light radiate
  • 4 and 5 show an example in which the light guide member 41A including the blue LED 41 is arranged corresponding to the position of each pixel (each phosphor layer 8R, 8G) and the functional layer 28.
  • the embodiment is not limited to this example.
  • the arrangement, size, and shape of the light guide member 41A are not limited as long as the light emitted from the blue LED 41 can be applied to the liquid crystal layer 42, the phosphor layers 8R, 8G, and the functional layer 28B.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the method for driving the organic EL element and the liquid crystal layer (liquid crystal element) is not particularly limited, and the active driving method or the passive driving method may be used, but the organic EL element is active. It is preferable to drive by a driving method. Employing the active drive method is preferable because the light emission time of the organic EL element can be extended compared to the passive drive method, the drive voltage for obtaining a desired luminance can be reduced, and the power consumption can be reduced.
  • Example 1 The phosphor display device 20B shown in FIG. 2 was produced by the following procedure.
  • a reflective electrode is formed on a 0.7 mm thick glass substrate by a sputtering method so that silver has a thickness of 100 nm, and indium-tin oxide (ITO) is formed thereon by a sputtering method so that the thickness becomes 20 nm.
  • a reflective electrode (anode) was formed as the first electrode.
  • the first electrode was patterned into 90 stripes having a width of 2 mm by a conventional photolithography method.
  • SiO 2 was deposited to 200 nm on the first electrode by a sputtering method, and patterned to cover the edge portion of the first electrode by a conventional photolithography method to form an edge cover.
  • a short side of 10 ⁇ m from the end of the first electrode is covered with SiO 2 . Subsequently, this was washed with water, then subjected to pure water ultrasonic cleaning for 10 minutes, acetone ultrasonic cleaning for 10 minutes, and isopropyl alcohol vapor cleaning for 5 minutes, and dried at 100 ° C. for 1 hour.
  • the dried substrate was fixed to a substrate holder in an in-line 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
  • NPD N, N′-di-1-naphthyl-N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine
  • a hole transport layer having a film thickness of 40 nm was formed on the hole injection layer by resistance heating vapor deposition.
  • a blue organic light emitting layer (thickness: 30 nm) was formed on a desired blue light emitting pixel on the hole transport layer.
  • 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 blue organic light emitting layer using 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP), and then tris.
  • An electron transport layer (thickness: 30 nm) was formed using (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 on which the electron injection layer was formed as described above was fixed in a metal deposition chamber.
  • a 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 opposite to the stripe of the first electrode manufactured in the above-described process);
  • the substrate was aligned.
  • magnesium and silver are co-deposited on the surface of the electron injection layer at a deposition rate of 0.1 ⁇ / sec and 0.9 ⁇ / sec, respectively, by a vacuum evaporation method to form magnesium silver in a desired pattern (thickness: 1 nm).
  • the second electrode was formed.
  • the produced organic EL element exhibits a microcavity effect between the reflective electrode (first electrode) and the semi-transmissive electrode (second electrode), and can increase the front luminance, and emit light from the organic EL element. Energy can be more efficiently propagated to the phosphor layer and the orientation enhancement layer.
  • the emission peak was adjusted to 460 nm and the half width to 50 nm by the microcavity effect.
  • an inorganic sealing film 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.
  • an organic EL element substrate was produced.
  • the red phosphor layer forming coating liquid includes a first red phosphor layer forming coating liquid having a normal distribution in which the phosphor particle diameter is 500 nm and the standard deviation ⁇ is 170 nm;
  • Two types of coating liquids for forming a second red phosphor layer having a diameter of 30 ⁇ m and a normal distribution with a standard deviation ⁇ of 6.5 ⁇ m were prepared.
  • the prepared second red phosphor layer forming coating solution is printed and applied at a desired position with a width of 3 mm on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm by screen printing, and then the first red phosphor layer is applied.
  • a layer forming coating solution was printed and applied.
  • a red phosphor layer in which a 50 ⁇ m thick second red phosphor layer and a 50 ⁇ m thick first red phosphor layer were sequentially laminated was formed on a glass substrate by heating and drying in a vacuum oven.
  • a coating solution was prepared.
  • the green phosphor layer forming coating solution includes a first green phosphor layer forming coating solution having a normal distribution in which the phosphor particle diameter is 500 nm and the standard deviation ⁇ is 170 nm; Two types of coating solutions for forming a second green phosphor layer having a diameter of 30 ⁇ m and a normal distribution with a standard deviation ⁇ of 6.5 ⁇ m were prepared. Next, the prepared second green phosphor layer forming coating solution is printed and applied at a desired position with a width of 3 mm on the glass substrate on which the red phosphor layer is formed by the screen printing method. A green phosphor layer forming coating solution was printed and applied.
  • a green phosphor layer in which a second green phosphor layer having a thickness of 50 ⁇ m and a first green phosphor layer having a thickness of 50 ⁇ m were sequentially laminated was formed on the glass substrate by heating and drying in a vacuum oven.
  • a functional layer was formed where the blue pixels were arranged.
  • the produced functional layer forming coating solution was applied to a desired position with a width of 3 mm on the glass substrate on which the red phosphor layer and the green phosphor layer were formed by the screen printing method. Subsequently, by heating and drying in a vacuum oven, a functional layer having a thickness of 50 ⁇ m was formed where the blue pixels were arranged. Thus, a phosphor substrate was produced.
  • the organic EL element substrate and the phosphor substrate prepared above were aligned using an alignment marker formed outside the display unit.
  • a thermosetting resin was applied to the phosphor substrate in advance, and both substrates were brought into close contact with each other through the thermosetting resin, and cured by heating at 90 ° C. for 2 hours.
  • the bonding process of both the substrates was performed in a dry air environment (water content: ⁇ 80 ° C.) for the purpose of preventing deterioration of the organic EL element due to water.
  • a phosphor display device was fabricated by connecting terminals formed in the periphery to an external power source.
  • a desired good image could be obtained by applying a desired current to the desired stripe-shaped electrode from an external power source to the manufactured phosphor display device.
  • the phosphor of Comparative Example 1 using a phosphor layer (a red phosphor layer and a green phosphor layer) composed only of a phosphor composed of a normal distribution having an average particle size of 30 ⁇ m and a standard deviation ⁇ of 6.5 ⁇ m.
  • the luminance is directed in the front direction.
  • the phosphor display device obtained in Example 1 showed a luminance distribution of Lambertian in which the luminance was uniformly distributed over all viewing angles, and showed favorable viewing angle characteristics.
  • the average luminance of the phosphor display device of Example 1 was improved by about 5 to 10% as compared with that of Comparative Example 1.
  • Example 2 The phosphor display device shown in FIG. 3 was produced.
  • the phosphor display device of Example 2 is significantly different from Example 1 in that a red phosphor layer, a green phosphor layer, and a functional layer are formed on a color filter substrate in which a color filter is formed on a glass substrate. is there.
  • the other structure is the same as that of Example 1, and the red phosphor layer and the green phosphor layer are arranged such that the first phosphor layer having a thickness of 20 ⁇ m arranged on the light incident side has an average particle diameter of 70 nm and a standard deviation ⁇ .
  • Example 2 The phosphor display device shown in FIG. 3 was produced.
  • the phosphor display device of Example 2 is significantly different from Example 1 in that a red phosphor layer, a green phosphor layer, and a functional layer are formed on a color filter substrate in which a color filter is formed on a glass substrate. is there.
  • the other structure is the same as that of Example 1, and the red phospho
  • the second phosphor layer having a thickness of 70 ⁇ m disposed on the emission side of the fluorescence was prepared so as to include a phosphor composed of a normal distribution having an average particle diameter of 50 ⁇ m and a standard deviation ⁇ of 5.0 ⁇ m.
  • a desired good image could be obtained by applying a desired current to a desired stripe-shaped electrode from an external power source to the manufactured phosphor display device.
  • the phosphor display device obtained in Example 2 showed a Lambertian luminance distribution in which the luminance was uniformly distributed over all viewing angles, and showed good viewing angle characteristics. Further, the average luminance of the phosphor display device of Example 2 was improved by about 3 to 8% as compared with that of Comparative Example 2. In addition, in the phosphor display device of Example 2, it was possible to control light emission by external light and obtain a display with good contrast.
  • Example 3 The phosphor display device shown in FIG. 4 was produced.
  • the phosphor display device of Example 3 is significantly different from Example 1 in that a blue light emitting diode (LED) is used as a light source (excitation light) instead of light emitted from the organic EL element, and the excitation light is blocked. And the transmission was performed in the liquid crystal element (liquid crystal layer).
  • the other structures are almost the same as those in Example 1.
  • the red phosphor layer and the green phosphor layer have a 10 ⁇ m-thick first phosphor layer arranged on the light incident side and an average particle diameter of 10 nm and a standard deviation.
  • the phosphor was prepared so as to include a phosphor having a normal distribution with ⁇ of 5.0 nm.
  • the second phosphor layer having a thickness of 60 ⁇ m disposed on the emission side of the fluorescence was prepared so as to include a phosphor composed of a normal distribution having an average particle diameter of 25 ⁇ m and a standard deviation ⁇ of 5.0 ⁇ m.
  • the liquid crystal element was produced by the following procedure.
  • a scan electrode made of Al was formed on an unpolished glass substrate. Further, the surface of the scan electrode was covered with an alumina film which is an anodic oxide film of Al. Next, a gate insulating (gate SiN) film and an amorphous silicon (a-Si) film were formed so as to cover the scanning electrodes.
  • An n-type a-Si film, a pixel electrode, and a signal electrode were formed on the a-Si film. Further, a common electrode is provided in the same layer as the pixel electrode and the signal electrode.
  • the pixel electrode and the signal electrode are both parallel to the stripe-shaped common electrode and intersect with the scanning electrode, and a thin film transistor and a metal electrode group are formed on one substrate.
  • an electric field is applied between the pixel electrode on one substrate and the common electrode, and the direction thereof is substantially parallel to the substrate interface, whereby an IPS (In-Plane Switching) liquid crystal element is obtained.
  • the pixel electrode, the signal electrode, and the common electrode were all formed from aluminum.
  • the number of pixels was 40 ( ⁇ 3) ⁇ 30, and the horizontal direction (that is, between the common electrodes) of the pixel pitch was 80 ⁇ m, and the vertical direction (that is, between the gate electrodes) was 240 ⁇ m.
  • the width of the common electrode was 12 ⁇ m, which was narrower than the 68 ⁇ m gap between adjacent common electrodes, and a high aperture ratio was secured. Further, on the substrate opposite to the substrate having the thin film transistor, only the polarizing plate having the polarization axis orthogonal to the polarizing plate provided on the TFT substrate was provided.
  • the major axis directions of the liquid crystal molecules in the vicinity of the upper and lower interfaces were substantially parallel to each other, and the angle formed with the applied electric field direction was 15 degrees.
  • the cell gap was 3.8 ⁇ m in the liquid crystal sealed state.
  • the panel is sandwiched between two polarizing plates (G1220DU manufactured by Nitto Denko Corporation), and the polarization transmission axis of one polarizing plate is made substantially parallel to the rubbing direction (the liquid crystal molecule major axis direction in the vicinity of the interface), and the other is orthogonal to it. did. Thereby, normally closed characteristics were obtained.
  • liquid crystal having positive dielectric anisotropy composed mainly of a compound having three fluoro groups at its ends was sealed.
  • a driving LSI was connected to the phosphor display device thus fabricated, and active matrix driving was performed.
  • a desired good image could be obtained by applying a desired voltage to a desired pixel electrode from an external power source to the manufactured phosphor display device.
  • Comparative Example 3 using a phosphor layer (a red phosphor layer, a green phosphor layer) composed only of a phosphor composed of a normal distribution having an average particle size of 25 ⁇ m and a standard deviation ⁇ of 5.0 ⁇ m.
  • the phosphor display device shows a Lambertian luminance distribution in which the luminance is uniformly distributed in all viewing angles in the phosphor display device obtained in Example 3, and has a good field of view. Angular characteristics are shown.
  • the average luminance of the phosphor display device of Example 3 was improved by approximately 15 to 20% as compared with that of Comparative Example 3.
  • Example 4 The phosphor display device shown in FIG. 5 was produced.
  • the phosphor display device of Example 4 is significantly different from Example 3 in that a red phosphor layer, a green phosphor layer, and a functional layer are formed on a color filter substrate in which a color filter is formed on a glass substrate. is there.
  • the other structure is almost the same as in Example 3.
  • the red phosphor layer and the green phosphor layer have a 10 ⁇ m-thick first phosphor layer arranged on the light incident side and an average particle diameter of 30 nm and a standard deviation.
  • the phosphor was prepared so as to include a phosphor having a normal distribution with ⁇ of 10.5 nm.
  • the second phosphor layer having a thickness of 90 ⁇ m disposed on the emission side of the fluorescence was prepared so as to include a phosphor composed of a normal distribution with an average particle size of 30 ⁇ m and a standard deviation ⁇ of 7.5 ⁇ m.
  • a desired good image could be obtained by applying a desired current to the desired stripe-shaped electrode from an external power source to the manufactured phosphor display device.
  • Comparative Example 4 using a phosphor layer (a red phosphor layer or a green phosphor layer) composed only of a phosphor composed of a normal distribution having an average particle size of 30 ⁇ m and a standard deviation ⁇ of 7.5 ⁇ m.
  • the phosphor display device shows a Lambertian luminance distribution in which the luminance is uniformly distributed over all viewing angles in the phosphor display device obtained in Example 2, and has a good field of view. Angular characteristics are shown.
  • the average luminance of the phosphor display device of Example 4 was improved by about 5 to 10% as compared with that of Comparative Example 4.
  • light emission by external light could be controlled, and a display with good contrast could be obtained.
  • the present invention can be applied to a phosphor display device, a phosphor layer, and the like having high efficiency fluorescence conversion (light extraction efficiency) and good viewing angle characteristics.

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Abstract

　光源からの光を波長の異なる光に変換する蛍光体を含む蛍光体層において、蛍光体の平均粒径が、光源からの光が入射する側と、変換した光を出射する側とで異なる。

Description

蛍光体表示装置および蛍光体層
　本発明は蛍光体表示装置および蛍光体層に関し、さらに詳しくは、視野角が広い上、高効率の多色発光素子を実現できる蛍光体表示装置および蛍光体層に関する。
　本願は、２０１０年５月１９日に、日本に出願された特願２０１０－１１５５１５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　一般に、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）素子は、自己発光性であるため視認性が高く、かつ完全固体素子である。そのため、ＥＬ素子は、耐衝撃性に優れるとともに、取扱いが容易である。よって、ＥＬ素子は、各種表示装置における発光素子としての利用が注目されている。ＥＬ素子には、発光材料に無機化合物を用いた無機ＥＬ素子と、発光材料に有機化合物を用いた有機ＥＬ素子とがある。このうち、有機ＥＬ素子は、印加電圧を大幅に低くしうるため、その実用化研究が積極的になされている。
　有機ＥＬ素子の構成は、陽極／発光層／陰極の構成を基本とし、これにホール注入輸送層や電子注入輸送層を適宜設けたものが知られている。例えば陽極／ホール注入輸送層／発光層／陰極や、陽極／ホール注入輸送層／発光層／電子注入輸送層／陰極などの構成のものが知られている。ここで、ホール注入輸送層は、陽極より注入されたホールを発光層に伝達する機能を有している。また、電子注入輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有している。
　そのため、ホール注入輸送層を発光層と陽極との間に介在させることによって、より低い電界で多くのホールが発光層に注入される。さらに、ホール注入輸送層は電子を輸送しない。そのため、陰極又は電子注入輸送層から発光層へ注入された電子は、ホール注入輸送層と発光層との界面に蓄積され発光効率が上がることが知られている。
　有機ＥＬ素子を多色発光素子とするには、例えば、従来のディスプレイでは、赤色、緑色、青色を発光する画素を１つの単位として並べて配置する。これにより、白色を代表とする様々な色を作り出すことでフルカラー化を行っている（例えば、非特許文献１参照）。この実現化には、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を塗り分けることで、赤色、緑色、青色の画素を形成する方法を取る。しかし、この方法では、マスクの加工精度、マスクのアライメント精度、マスクの大型化が大きな課題となっている。特に、テレビに代表される大型ディスプレイの分野では、基板を取り出すマザーガラスのサイズが第６世代（Ｇ６）からＧ８、Ｇ１０へと増大し、基板サイズの大型化が進んでいる。従来の方法では基板サイズと同等以上の大きさ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。このマスクは、非常に薄い金属（一般的な膜厚：５０～１００ｎｍ）が必要とされるため、大型化することが非常に困難である。
　マスクの加工精度及びアライメント精度の問題は、発光層の混じりによる混色の原因となる。この問題を防止する為には、通常画素間に設ける絶縁層の幅を広く取る必要がある。しかし、画素の面積が決まっている場合、非発光部の面積が少なくなり画素の開口率が低下してしまい、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、蒸着ソースである有機材料が基板より下側に配置されており、蒸着ソースの構成粒子を下から上方向に飛散させて蒸着することで有機層を成膜している。そのため、基板及びマスクの大型化に伴い、中央部でのマスクの撓みが起こり、前述した説明と同様、発光層の混色の原因となる。また、極端な場合には、有機層が形成されない部分が出来てしまい、上下の電極のリークによる欠陥に繋がる虞がある。さらに、従来の方法では、マスクは、特定の回数使用すると、劣化して使用不可能となるため、マスクの大型化の問題は、ディスプレイのコストアップの問題に繋がる。特にコストの問題は、有機ＥＬディスプレイでの最大の問題とされている。
　この問題を解決する方法として、有機発光層を色毎に塗り分けず、有機発光素子の発光域の光を吸収し、可視光域の蛍光を発光する蛍光材料をフィルタに用いる光変換方式が開示されている（例えば、特許文献１および２参照）。
　この方法は、青色～青緑色で発光する発光層を有する有機ＥＬを用いる。また、この方法は、この有機ＥＬからの青色～青緑色の発光を吸収し緑色を発光する蛍光体層からなる緑色画素を用いる。また、この方法は、その有機ＥＬからの青色～青緑色の発光を吸収し赤色に発光する蛍光体層からなる赤色画素を用いる。また、この方法は、色純度を向上させる目的で青色カラーフィルターからなる青色画素を用いる。この方法では、有機ＥＬ、緑色画素、赤色画素、青色画素を組み合わせる事でフルカラーを発光させる。この方法は、前述した塗り分け方式に比べて、有機発光層のパターン化を行う必要がなく簡単に製造できる点や、コスト面で優れている。このような有機ＥＬからの青色発光を用いて蛍光体層を励起し、緑色や赤色を実現してフルカラー化を行う蛍光体表示装置は有望であり、研究開発が進められている。
特開平３－１５２８９７号公報 特開平５－２５８８６０号公報
Semicond. Sci. Technol. 第６巻、３０５～３２３頁（１９９１年）
　このような蛍光体表示装置において、蛍光体層から効率よく光を取り出すことが重要であることは言うまでもない。しかしながら、従来の蛍光体層では、粉体の蛍光体をバインダーに分散させており、蛍光体の粒度分布あるいは粒子の塊の大きさが数十ミクロンから数百ミクロンと大きい。そのため、有機発光層から発光された励起光が大きく散乱されてしまい、蛍光体が効率よく励起されず、結果的に蛍光体層から効率よく光を取り出すことができないという問題があった。この問題は、有機ＥＬからの励起光を用いる場合に限らない。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）と液晶スイッチング素子とを組み合わせて蛍光体を励起する方式においても、最終的に蛍光層において励起された蛍光体からの発光により表示する限り、同じ問題が起こってしまう。
　このように、光源からの励起光で蛍光体を励起し、蛍光体からの発光を取り出す場合、蛍光体の粒子や塊が大きいと、励起光が散乱されて発光効率が低下してしまう。一方で、蛍光体の粒子や塊を小さくしてしまうと、光を散乱するような大きな粒子や塊がなくなってしまうため、蛍光体より発光された蛍光を散乱できず、十分な視野角を得ることができない。
　本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、高効率の蛍光変換（光取出し効率）を有し、視野角特性が良好な蛍光体表示装置及び蛍光体層を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、光源からの光で蛍光体を励起させて、蛍光体から発光する光を用いて表示する蛍光体表示装置において、蛍光体層に含まれる蛍光体の粒度分布を深さ方向で変えることにより、蛍光体表示装置が目的に適合しうることを見出した。すなわち、本発明は、以下の構成を採用した。
（１）本発明の一態様による蛍光体表示装置は、光源と、この光源からの光を波長の異なる光に変換する蛍光体を含む蛍光体層とを備え、前記蛍光体層に含まれる前記蛍光体の平均粒径が、前記光源からの光が入射する側と、変換した光を出射する側とで異なる。
（２）本発明の一態様による蛍光体表示装置において、前記蛍光体層に含まれる前記蛍光体の平均粒径が、前記光源からの光が入射する側よりも、変換した光を出射する側の方が大きくても良い。
（３）本発明の一態様による蛍光体表示装置において、前記光源と前記蛍光体層との間に設けられ、前記光源から放出された光の遮断および透過を制御する光制御手段を備えても良い。
（４）本発明の一態様による蛍光体表示装置において、前記光源が、発光層を含む少なくとも一層の有機層を一対の電極間に挾持させた有機ＥＬ素子であり、この有機ＥＬ素子の光を取り出す面側に、前記蛍光体層が配されても良い。
（５）本発明の一態様による蛍光体表示装置において、前記光制御手段が、液晶を含む液晶層であっても良い。
（６）本発明の一態様による蛍光体表示装置において、前記電極が反射性電極であって、この一対の反射性電極によって定められる反射性界面間の光学膜厚が、前記有機ＥＬ素子から放出された光のうち特定波長の光の強度を増強するように設定されても良い。
（７）本発明の一態様による蛍光体表示装置において、前記光源は青色領域の光を発光し、前記蛍光体層が少なくとも二種の色変換が可能であり、その一つが青色領域の光を緑色領域の光に変換する蛍光体を含み、かつ他の一つが青色領域の光を赤色領域の光に変換する蛍光体を含む多色発光素子であっても良い。
（８）本発明の一態様による蛍光体表示装置において、前記蛍光体層の変換した光を出射する側に、カラーフィルターを備えても良い。
（９）本発明の一態様による蛍光体表示装置において、前記蛍光体層が、前記光源からの光の入射側に配された平均粒径１０ｎｍ～１μｍの蛍光体を含む第１蛍光体層と、変換した光を出射する側に配された平均粒径１０μｍ～５０μｍの蛍光体を含む第２蛍光体層との２層構造であっても良い。
（１０）また、本発明の他の態様による蛍光体層は、光源からの光を波長の異なる光に変換する蛍光体を含む蛍光体層において、前記蛍光体の平均粒径が、前記光源からの光が入射する側と、変換した光を出射する側とで異なる。
（１１）本発明の他の態様による蛍光体層において、前記蛍光体の平均粒径が、前記光源からの光が入射する側よりも、変換した光を出射する側の方が大きくても良い。
（１２）本発明の他の態様による蛍光体層において、前記光源からの光が入射する側に配された平均粒径１０ｎｍ～１μｍの蛍光体を含む第１蛍光体層と、変換した光を出射する側に配された平均粒径１０μｍ～５０μｍの蛍光体を含む第２蛍光体層との２層構造であっても良い。
　本発明によれば、高効率の蛍光変換が可能であり、視野角が広い上色純度が高く、多色発光素子を実現できる蛍光体表示装置及び蛍光体層を提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る蛍光体表示装置の一例を示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係る蛍光体表示装置の他の例を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る蛍光体表示装置の一例を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る蛍光体表示装置の一例を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る蛍光体表示装置の他の例を示す概略断面図である。
　以下、本発明の各実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、図１～図５の各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて示している。
［第１実施形態］
　図１は、本発明の第１実施形態に係る蛍光体表示装置の一例を示す概略断面図である。
　図１に示す蛍光体表示装置２０は、基板１、有機ＥＬ素子（光源）１０、封止基板９、赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇ、機能層２８Ｂで概略構成されている。基板１は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）回路２を備えている。有機ＥＬ１０は、基板１上に設けられている。赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇ、機能層２８Ｂは、封止基板９の一方の面上にブラックマトリックス７に仕切られて並列配置されている。
　基板１と封止基板９とは、有機ＥＬ素子１０と各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ及び機能層２８Ｂとが封止材６を介して対向するように配置されている。本実施形態の蛍光体表示装置２０は、光源である有機ＥＬ素子１０から発光された光が、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ及び機能層２８Ｂへと入射する。この入射光が、機能層２８Ｂではそのまま透過し、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇにおいては変換されて、赤色、緑色、青色の三色の光として封止基板９側（観察者側）へと射出される。
　基板１上には、ＴＦＴ回路２及び各種配線（図示略）が形成されている。基板１の上面およびＴＦＴ回路２を覆うように、層間絶縁膜３と平坦化膜４とが順次積層形成されている。
　基板１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、アルミナ等からなるセラミックス基板等の絶縁性基板、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等からなる金属基板、基板上に酸化シリコン（ＳｉＯ２）などの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、又は、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、本発明はこれらに限定されるものではない。これらの中でも、ストレス無く湾曲部、折り曲げ部を形成することが可能となる為、プラスティック基板、若しくは、金属基板を用いる事が好ましい。また、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を用いる事が更に好ましい。これにより、プラスティック基板を有機ＥＬ素子１０の基板として用いた場合の最大の問題である、水分の透過による有機ＥＬ素子１０の劣化を解消する事が可能となる。
　また、金属基板を有機ＥＬ素子１０の基板として用いた場合の最大の問題となる金属基板の突起によるリーク（ショート）を解消する事が可能となる。
　基材１は、その上にＴＦＴ回路２を形成するため、５００℃以下の温度で融解せず、歪みも生じない基板を用いることが好ましい。基板１として金属基板を用いる場合、線膨張係数が１×１０－５／℃以下の鉄－ニッケル系合金より形成された金属基板を用いることが好ましい。一般的な金属基板は、ガラスと熱膨張率が異なるため、従来の生産装置で金属基板上にＴＦＴ回路２を形成することが困難である。しかし、線膨張係数が１×１０－５／℃以下の鉄－ニッケル系合金より形成された金属基板を用いて、線膨張係数をガラスに合わせ込む事で、金属基板上にＴＦＴ回路２を従来の生産装置を用いて安価に形成する事が可能となる。また、基材１としてプラスティック基板を用いる場合には、耐熱温度が非常に低い。そのため、ガラス基板上にＴＦＴ回路２を形成した後、プラスティック基板にＴＦＴ基板２を転写する事で、プラスティック基板上にＴＦＴ回路２を転写形成する事が可能である。
　ＴＦＴ回路２は、有機ＥＬ素子１０を形成する前に、予め基板１上に形成され、スイッチング用及び駆動用として機能する。ＴＦＴ回路２としては、従来公知のＴＦＴ回路２を用いることができる。また、本発明においては、スイッチング用及び駆動用としてＴＦＴの代わりに金属－絶縁体－金属（ＭＩＭ）ダイオードを用いることもできる。
　ＴＦＴ回路２は、公知の材料、構造及び形成方法を用いて形成することができる。ＴＦＴ回路２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又は、ポリチオフェン誘導体、チオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ－フェリレンビニレン）誘導体、ナフタセン、ペンタセン等の有機半導体材料が挙げられる。また、ＴＦＴ回路２の構造としては、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型が挙げられる。
　ＴＦＴ回路２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：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）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：Low Pressure Chemical Vapor Deposition）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法又は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法又は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。
　本発明で用いられるＴＦＴ回路２のゲート絶縁膜は、公知の材料を用いて形成することができる。例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ２又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、本発明で用いられるＴＦＴ回路２の信号電極線、走査電極線、共通電極線、第１駆動電極及び第２駆動電極は、公知の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。
　層間絶縁膜３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、又は、Ｓｉ２Ｎ４）、酸化タンタル（ＴａＯ、又は、Ｔａ２Ｏ５）等の無機材料、又は、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。
　層間絶縁膜３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。
　本実施形態の蛍光体表示装置２０においては、後述の如く、有機ＥＬ素子２０からの発光を、基板１とは逆側（各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂ側）から取り出す。そのため、外光が基板１上に形成されたＴＦＴ回路２に入射して、ＴＦＴ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層間絶縁膜３（遮光性絶縁膜）を用いることが好ましい。また、本発明においては、層間絶縁膜３と遮光性絶縁膜とを組み合わせて用いることもできる。遮光性絶縁膜としては、フタロシアニン、キナクロドン等の顔料又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。
　平坦化膜４は、ＴＦＴ回路２の表面の凸凹により有機ＥＬ素子１０の欠陥等が発生することを防止するために設けられる。有機ＥＬ素子１０の欠陥としては、例えば、画素電極の欠損、有機ＥＬ層の欠損、対向電極の断線、画素電極と対向電極の短絡、耐圧の低下等などがある。なお、平坦化膜４は省略することも可能である。
　平坦化膜４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４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、本発明はこれらの材料及び形成方法に限定されるものではない。また、平坦化膜４は、単層構造でも多層構造でもよい。
　平坦化膜４上には、光源（発光源）である有機ＥＬ素子１０が形成されている。有機ＥＬ素子１０は、第１電極１２、第２電極１６、有機ＥＬ層（有機層）１７から構成されている。第１電極１２は、陽極である。第２電極１６は、第１電極１２に対向配置された陰極である。有機ＥＬ層（有機層）１７は、第１電極１２と第２電極１６との間に狭持された発光層１４を含む少なくとも一層からなる。第１電極１２及び第２電極１６は、有機ＥＬ素子２０の陽極又は陰極として対で機能する。つまり、第１電極１２を陽極とした場合には、第２電極１６は陰極となる。また、第１電極１２を陰極とした場合には、第２電極１６は陽極となる。図１及び以下の説明においては、第１電極１２が陽極、第２電極１６が陰極である場合を例に説明する。なお、第１電極１２が陰極、第２電極１６が陽極の場合には、後述する有機ＥＬ層（有機層）１７の積層構成において、正孔注入層および正孔輸送層を第２電極側１６とし、電子注入層および電子輸送層を第１電極１２側とすればよい。
　第１電極１２及び第２電極１６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。陽極である第１電極１２を形成する材料としては、有機ＥＬ層１７への正孔の注入をより効率よく行う観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以上の金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、及び、インジウム（Ｉｎ）と錫（Ｓｎ）からなる酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ２）インジウム（Ｉｎ）と亜鉛（Ｚｎ）からなる酸化物（ＩＺＯ）等が挙げられる。また、陰極である第２電極１６を形成する電極材料としては、有機ＥＬ層１７への電子の注入を、より効率よく行う観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以下のリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、又は、これらの金属を含有するＭｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等の合金が挙げられる。
　第１電極１２及び第２電極１６は、上記の材料を用いてＥＢ（電子ビーム）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、本発明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ン化することもでき、シャドーマスクと組み合わせることで直接パターン化した電極を形成することもできる。
　第１電極１２及び第２電極１６の膜厚は、５０ｎｍ以上が好ましい。第１電極１２及び第２電極１６の膜厚が５０ｎｍ未満の場合には、配線抵抗が高くなることから、駆動電圧の上昇が生じるおそれがある。
　本実施形態の蛍光表示装置２０においては、光源である有機ＥＬ素子１０の発光層１４からの発光を、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂ側である第２電極１６側から取り出すため、第２電極１６として半透明電極を用いることが好ましい。半透明電極の材料としては、金属の半透明電極単体、もしくは、金属の半透明電極と透明電極材料の組み合わせを用いる事が可能であるが、反射率および透過率の観点から、銀が好ましい。半透明電極の膜厚は、５～３０ｎｍが好ましい。半透明電極の膜厚が５ｎｍ未満の場合には、後述のマイクロキャビティ効果を用いる場合に、光の反射が十分行えず、干渉の効果を十分得るとこができない可能性がある。また、半透明電極の膜厚が３０ｎｍを超える場合には、光の透過率が急激に低下することから輝度、効率が低下するおそれがある。なお、後述するように、マイクロキャビティ効果を得るためには、第１電極１２及び第２電極１６は、反射性電極とする必要がある。
　本実施形態の蛍光表示装置２０において、光源である有機ＥＬ素子１０の発光層１４からの発光を取り出す側とは反対側に位置する第１電極１２として、発光層１４からの発光の取り出し効率を上げるために、光を反射する反射率の高い電極（反射電極）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。なお、図１においては、平坦化膜４上に、反射電極１１を介して透明電極である第１電極１２を形成した例を示している。
　また、本実施形態の蛍光体表示装置２０において、基板１側（発光層１４からの発光を取り出す側とは反対側）に位置する第１電極１２が、各画素（各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂ）に対応して複数並列配置されている。また、隣接する第１電極１２の各エッジ部（端部）を覆うように、絶縁材料からなるエッジカバー１９が形成されている。このエッジカバー１９は、第１電極１２と第２電極１６間でリークが起こる事を防止する目的で設けられている。エッジカバー１９は、絶縁材料を用いてＥＢ蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等の公知の方法により形成することができ、公知のドライ及びウエット法のフォトリソグラフィー法によりパターン化をすることができるが、本発明はこれらの形成方法に限定されるものではない。また、エッジカバー１９を構成する絶縁材料層としては、従来公知の材料を使用することができ、本発明では特に限定されない。しかし、エッジカバー１９を構成する絶縁材料層は、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１９の膜厚としては、１００～２０００ｎｍが好ましい。エッジカバー１９の膜厚を１００ｎｍ以上とすることにより、十分な絶縁性を保ち、第１電極１２と第２電極１６との間でリークが起こり、消費電力の上昇や非発光が起こることを防ぐことができる。また、エッジカバー１９の膜厚を２０００ｎｍ以下とすることにより、成膜プロセスの生産性の低下や、エッジカバー１９における第２電極１６の断線が起こることを防ぐことができる。
　有機ＥＬ層（有機層）１７は、発光層１４の単層構造でも良いし、図１に示すような正孔輸送層１３と発光層１４と電子輸送層１５との積層構造の如く多層構造でも良い。具体的には、下記の構成が挙げられるが、本発明はこれらにより限定されるものではない。なお、下記の構成において、正孔注入層及び正孔輸送層１３は、陽極である第１電極１２側に配される。また、電子注入層及び電子輸送層１５は、陰極である第２電極１６側に配される。
（１）発光層１４
（２）正孔輸送層１３／発光層１４
（３）発光層１４／電子輸送層１５
（４）正孔輸送層１３／発光層１４／電子輸送層１５
（５）正孔注入層／正孔輸送層１３／発光層１４／電子輸送層１５
（６）正孔注入層／正孔輸送層１３／発光層１４／電子輸送層１５／電子注入層
（７）正孔注入層／正孔輸送層１３／発光層１４／正孔防止層／電子輸送層１５
（８）正孔注入層／正孔輸送層１３／発光層１４／正孔防止層／電子輸送層１５／電子注入層
（９）正孔注入層／正孔輸送層１３／電子防止層／発光層１４／正孔防止層／電子輸送層１５／電子注入層
　ここで、発光層１４、正孔注入層、正孔輸送層１３、正孔防止層、電子防止層、電子輸送層１５及び電子注入層の各層は、単層構造でも多層構造でもよい。
　発光層１４は、有機発光材料のみから構成されていてもよく、発光性のドーパントとホスト材料の組み合わせから構成されていてもよく、任意に正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよい。また、発光層１４は、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）又は無機材料中に分散された構成であってもよい。発光効率および寿命の観点からは、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。発光層１４は、第１電極１２から注入された正孔と第２電極１６から注入された電子とを再結合させて、青色領域（波長３５０～５００ｎｍ）の光を放出（発光）する。
　発光層１４に用いられる有機発光材料としては、従来公知の有機ＥＬ用の発光材料を用いることができ、青色領域（波長３５０～５００ｎｍ）の光を発光する材料を用いることができる。有機発光材料としては、低分子有機発光材料、高分子有機発光材料のどちらも用いることができる。また、有機発光材料は、蛍光材料、燐光材料のどちらも用いることができ、低消費電力化の観点で、発光効率の高い燐光材料を用いる事が好ましい。
　低分子有機発光材料としては、例えば、４，４’－ビス（２，２’－ジフェニルビニル）－ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等の芳香族ジメチリデン化合物、５－メチル－２－［２－［４－（５－メチル－２－ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾオキサゾール等のオキサジアゾール化合物、３－（４－ビフェニルイル）－４－フェニル－５－ｔ－ブチルフェニル－１，２，４－トリアゾール（ＴＡＺ）等のトリアゾール誘導体、１，４－ビス（２－メチルスチリル）ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物、フルオレノン誘導体等の蛍光性有機材料等が挙げられる。
　高分子発光材料としては、例えば、ポリ（２－デシルオキシ－１，４－フェニレン）（ＤＯ－ＰＰＰ）等のポリフェニレンビニレン誘導体、ポリ（９，９－ジオクチルフルオレン）（ＰＤＡＦ）等のポリスピロ誘導体が挙げられる。
　発光層１４が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る場合、発光性のドーパントとしては、従来公知の有機ＥＬ用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、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、発光性のドーパントを用いる場合のホスト材料としては、従来公知の有機ＥＬ用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、上述した低分子有機発光材料、上述した高分子有機発光材料、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）、ポリ（Ｎ－オクチル－２，７－カルバゾール－Ｏ－９，９－ジオクチル－２，７－フルオレン）（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。
　正孔注入層及び正孔輸送層１３は、陽極である第１電極１２からの正孔の注入と発光層１４への輸送（注入）をより効率よく行う目的で、第１電極１２と発光層１４との間に設けられる。電子注入層及び電子輸送層１５は、陰極である第２電極１６からの電子の注入と発光層１４への輸送（注入）をより効率よく行う目的で、第２電極１６と発光層１４との間に設けられる。
　これらの正孔注入層、正孔輸送層１３、電子注入層、及び電子輸送層１５は、それぞれ、従来公知の材料を用いることができ、以下に例示する材料のみから構成されていてもよく、任意に添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）又は無機材料中に分散された構成であってもよい。
　正孔輸送層１３を構成する材料としては、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（ポリアニリン－カンファースルホン酸；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、陽極である第１電極１２からの正孔の注入および輸送をより効率よく行う点で、正孔注入層として用いる材料としては、正孔輸送層１３に使用する材料より最高被占分子軌道（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１３としては、正孔注入層に使用する材料より正孔の移動度が、高い材料を用いることが好ましい。
　正孔注入層を形成する材料としては、例えば、銅フタロシアニン等のフタロシアニン誘導体、４，４’，４’’－トリス（３－メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン、４，４’，４’’－トリス（１－ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン、４，４’，４’’－トリス（２－ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン、４，４’，４’’－トリス［ビフェニル－２－イル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン、４，４’，４’’－トリス［ビフェニル－３－イル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン、４，４’，４’’－トリス［ビフェニル－４－イル（３－メチルフェニル）アミノ］トリフェニルアミン、４，４’，４’’－トリス［９，９－ジメチル－２－フルオレニル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン等のアミン化合物、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物等が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。
　また、より正孔の注入および輸送性を向上させるため、正孔注入層及び正孔輸送層１３にアクセプターをドープする事が好ましい。アクセプターとしては、有機ＥＬ用のアクセプター材料として従来公知の材料を用いることができる。
　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。これらの中でも、ＴＣＮＱ、ＴＣＮＱＦ４、ＴＣＮＥ、ＨＣＮＢ、ＤＤＱ等のシアノ基を有する化合物が、キャリア濃度を効果的に増加させることが可能であるためより好ましい。
　電子防止層としては、正孔輸送層１３及び正孔注入層として前述したものと同じものを使用することができる。
　電子輸送層１５を構成する材料としては、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。
　電子注入層を構成する材料としては、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。
　陰極である第２電極１６から電子の注入および輸送をより効率よく行う点で、電子注入層として用いる材料としては、電子輸送層１５に使用する材料より最低空分子軌道（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１５として用いる材料としては、電子注入層に使用する材料より電子の移動度が高い材料を用いることが好ましい。
　また、より電子の注入および輸送性を向上させるため、電子注入層及び電子輸送層１５にドナーをドープする事が好ましい。ドナーとしては、有機ＥＬ用のドナー材料として従来公知の材料を用いることができる。
　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、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’－ビス－（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス－（フェニル）－ベンジジン、Ｎ，Ｎ’－ジ（ナフタレン－１－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－ベンジジン等のベンジジン類、トリフェニルアミン、４，４’，４’’－トリス（Ｎ，Ｎ－ジフェニル－アミノ）－トリフェニルアミン、４，４’，４’’－トリス（Ｎ－３－メチルフェニル－Ｎ－フェニル－アミノ）－トリフェニルアミン、４，４’，４’’－トリス（Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニル－アミノ）－トリフェニルアミン等のトリフェニルアミン類、Ｎ，Ｎ’－ジ－（４－メチル－フェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－１，４－フェニレンジアミン等のトリフェニルジアミン類の芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、フェナントレン、ピレン、ペリレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等の縮合多環化合物（ただし、縮合多環化合物は置換基を有してもよい）、ＴＴＦ（テトラチアフルバレン）類、ジベンゾフラン、フェノチアジン、カルバゾール等の有機材料がある。これらの中でも、芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、縮合多環化合物、アルカリ金属がよりキャリア濃度を効果的に増加させることが可能であるためより好ましい。
　正孔防止層としては、電子輸送層１５及び電子注入層として前述したものと同じものを使用することができる。
　有機ＥＬ層１７を構成する発光層１４、正孔輸送層１３、電子輸送層１５、正孔注入層電子注入層、正孔防止層、電子防止層等の形成方法としては、上記の材料を溶剤に溶解、分散させた有機ＥＬ層形成用塗液を用いて、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により形成する方法、又は、上記の材料を抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセスにより形成する方法、或いは、レーザー転写法等により形成する方法を挙げることができる。なお、ウエットプロセスにより有機ＥＬ層１７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。
　有機ＥＬ層１７を構成する各層の膜厚は、通常１～１０００ｎｍ程度であり、１０～２００ｎｍがより好ましい。有機ＥＬ層１７を構成する各層の膜厚が１０ｎｍ未満であると、本来必要とされる物性（電荷（電子、正孔）の注入特性、輸送特性、閉じ込め特性）が得られない可能性がある。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。さらに、有機ＥＬ層１７を構成する各層の膜厚が２００ｎｍを超えると駆動電圧の上昇が生じ、消費電力の上昇に繋がる虞がある。
　本実施形態の蛍光表示装置２０において、有機ＥＬ素子１０における第１電極１２と第２電極１６とが光反射性を有する反射性電極である。この一対の反射性電極１２、１６によって定められる反射性界面間の光学膜厚Ｌが、発光層１４より放出された光のうち特定波長の光の強度を増強するように設定されていることが好ましい。ここで、「特定波長の光」とは青色領域の光（波長３５０～５００ｎｍ）を意味する。具体的には、増強したい波長をλとすると、反射性界面間の光学膜厚Ｌ＝（λ／２）×２ｍ（但し、ｍは整数である。）を満たすように、光学膜厚Ｌを設定すればよい。
　このように光学膜厚Ｌを設定することにより、反射性電極である第１電極１２（反射電極）と第２電極１６（半透明電極）間でマイクロキャビティ効果（多重反射干渉効果）が発現し、さらに光の取り出し効率を向上させることができる。詳述すると、有機ＥＬ素子１０の光学膜厚Ｌを前述の如く設定することにより、発光層１４から発せられた光が、対向する第１電極１２、第２電極１６間を繰り返し反射する。この際、多重干渉によって青色波長領域の光が強められて、第２電極１６から各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂ側へと出射される。その結果、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂに入射される青色領域の光の強度が増大し、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇにおいて変換、発光される赤色領域の光及び緑色表域の光の光量、並びに機能層２８Ｂを透過する青色領域の光の光量が増加するため、良好な発光効率とすることができる。
　有機ＥＬ素子１０の上面及び側面を覆うように、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ等からなる無機封止膜５が形成されている。無機封止膜５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等の無機膜を成膜することにより形成することができる。なお、無機封止膜５は、有機ＥＬ素子１０の第２電極１６側より光を取り出すため、光透過性である必要がある。
　さらに、無機封止膜５に上面及び側面が覆われた有機ＥＬ素子１０上には、封止基板９が、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂと有機ＥＬ素子１０とが対向するように配置されている。封止基板９は、一方の面上にブラックマトリックス７に仕切られて並列配置された赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇ、機能層２８Ｂが形成されている。無機封止膜５と封止基板９との間には、封止材６が封入されている。すなわち、有機ＥＬ素子１０に対向配置された赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇ、機能層２８Ｂは、夫々、周囲をブラックマトリックス７に囲まれて区画されて、かつ、封止材６に囲まれた封止領域に封入されている。
　封止基板９としては、前述した基板１と同様のものを使用することができる。本実施形態の蛍光体表示装置２０においては、封止基板９側より発光を取り出す（観察者は封止基板９の外側より発光による表示を観察する）ため、封止基板９は光透過性の材料を使用する必要がある。
　封止材６は、従来公知の封止材料を用いることができ、封止材６の形成方法も従来公知の封止方法を用いることができる。
　具体的には、例えば、封止材６として窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを用いる場合は、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスをガラス等の封止基板９で封止する方法が挙げられる。この場合、更に、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ことにより、水分による有機ＥＬの劣化を効果的に低減できるため好ましい。
　また、封止材６としては、樹脂（硬化性樹脂）を用いることもできる。この場合は、有機ＥＬ素子１０及び無機封止膜５が形成された基材１の無機封止膜５上、または、蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂが形成された封止基板９の各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂ上に、硬化性樹脂（光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂）をスピンコート法、ラミネート法を用いて塗布する。そして、基板１と封止基板９とを樹脂層を介して貼り合わせて、光硬化または熱硬化する。これにより封止材６を形成することができる。封止材６を設けることにより、外部から有機ＥＬ素子１０内への酸素や水分の混入を防止することができ、有機ＥＬ素子１０の寿命を向上させることができる。なお、封止材６は、光透過性を有する必要がある。
　赤色蛍光体層８Ｒは、光源である有機ＥＬ素子１０から発光された青色領域の光を吸収して、赤色領域の光に変換して封止基材９側に赤色領域の光を射出する。
　緑色蛍光体層８Ｇは、光源である有機ＥＬ素子１０から発光された青色領域の光を吸収して、緑色領域の光に変換して封止基材９側に緑色領域の光を放出する。
　機能層２８Ｂは、光源である有機ＥＬ素子１０から発光された青色領域の光の視野角特性、取り出し効率を高める目的で設けられるものであり、封止基材９側に青色領域の光を放出する。なお、機能層２８Ｂは省略することが可能である。
　このように赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇ（および機能層２８Ｂ）を設ける構成とする。これにより、有機ＥＬ素子１０から放出された光を変換して、赤色、緑色、青色の三色の光を封止基板９側から射出することにより、フルカラー化することができる。
　機能層２８Ｂは、バインダー樹脂２８Ｂ２に透明粒子２８Ｂ１が分散されて構成されている。機能層２８Ｂの膜厚は通常１０～１００μｍとされ、２０～５０μｍとすることが好ましい。
　機能層２８Ｂに使用されるバインダー樹脂２８Ｂ２としては、従来公知のものを使用することができ、特に限定されるものではないが、光透過性を有するものが好ましい。透明粒子２８Ｂ１としては、有機ＥＬ素子１０からの光を散乱、透過させることができるものであれば特に限定されず、例えば、平均粒径２５μｍ、粒度分布の標準偏差１μｍのポリスチレン粒子等を使用することができる。また、機能層２８Ｂ中の透明粒子２８Ｂ１の含有量は、適宜変更可能であり、特に限定されない。
　機能層２８Ｂは、従来公知の方法で形成することができ、特に限定されるものではないが、例えば、バインダー樹脂２８Ｂ２と透明粒子２８Ｂ１とを溶剤に溶解、分散させた塗液を用いて、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等により形成することができる。
　赤色蛍光体層８Ｒは、有機ＥＬ素子１０より発光された青色領域の光を吸収して励起し、赤色領域の蛍光を発光する（光源とは波長の異なる光に変換する）ことのできる蛍光体を含む。青色領域の光を赤色領域の光に変換する蛍光体としては、従来公知の材料を使用することができる。具体的には、例えば、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－ピラン等のシアニン系色素、１－エチル－２－［４－（ｐ－ジメチルアミノフェニル）－１，３－ブタジエニル］－ピリジニウム－パークロレート等のピリジン系色素、及びローダミン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等のローダミン系色素等の有機赤色蛍光体、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、サルファイド系、チオガレート系、ナイトライド系、オキシナイトライド系、シリケート系、アルミネート系等の無機赤色蛍光体が挙げられる。これらの中でも、励起光及び発光による劣化等の安定性が良好となるため、無機赤色蛍光体を使用することが好ましい。
また、無機赤色蛍光体は、必要に応じて表面改質処理を施してもよく、その方法としてはシランカップリング剤等の化学的処理によるものや、サブミクロンオーダーの微粒子等の添加による物理的処理によるもの、更にそれらの併用によるもの等が挙げられる。
　緑色蛍光体層８Ｇは、有機ＥＬ素子１０より発光された青色領域の光を吸収して励起し、緑色領域の蛍光を発光する（光源とは波長の異なる光に変換する）ことのできる蛍光体を含む。青色領域の光を緑色領域の光に変換する蛍光体としては、従来公知の材料を使用することができる。具体的には、例えば、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）等のクマリン系色素、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等のナフタルイミド系色素などの有機緑色蛍光体、（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＋、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、サルファイド系、チオガレート系、ナイトライド系、オキシナイトライド系、シリケート系、アルミネート系等の無機緑色蛍光体が挙げられる。これらの中でも、励起光及び発光による劣化等の安定性が良好となるため、無機緑色蛍光体を使用することが好ましい。また、上記の無機緑色蛍光体は、必要に応じて表面改質処理を施してもよく、その方法としてはシランカップリング剤等の化学的処理によるものや、サブミクロンオーダーの微粒子等の添加による物理的処理によるもの、更にそれらの併用によるもの等が挙げられる。
　赤色蛍光体層８Ｒ及び緑色蛍光体層８Ｇは、前述した蛍光体のみから構成されていてもよく、任意にポリマー、シリカ、金属粒子などの添加剤等を含んでいてもよく、また、蛍光体がバインダー樹脂やシリカなどの無機材料中に分散された構成であってもよい。これらの中でもバインダー樹脂中に蛍光体が分散されたものが好ましい。
　バインダー樹脂としては、従来公知のものを使用することができ、特に限定されるものではない。バインダー樹脂として、感光性樹脂を用いる事で、フォトリソグラフィー法により、パターン化が可能となるため好ましい。ここで、感光性樹脂としては、アクリル酸系樹脂、メタクリル酸系樹脂、ポリ桂皮酸ビニル系樹脂、硬ゴム系樹脂等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂（光硬化型レジスト材料）の１種を単独使用又は２種以上を混合して使用する事が可能である。
　赤色蛍光体層８Ｒ及び緑色蛍光体層８Ｇは、従来公知の方法により形成することができ、例えば、前述した蛍光体とバインダー樹脂等の樹脂材料を溶剤に溶解、分散させた蛍光体層形成用塗液を用いて、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等によるウエットプロセスで形成することができる。また、前述した蛍光体を用いた抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ：Electron Beam）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ：Organic Vapor Phase Deposition）法等の公知のドライプロセス、又は、レーザー転写法等により形成することもできる。
　赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇとして、バインダー樹脂や無機材料中に蛍光体が分散されたものを使用する場合、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ中における蛍光体の含有量は、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇの総量に対して１～５０質量％（又は、体積％など）とすることが好ましく、５～３０質量％とすることがより好ましい。
　本発明の実施形態による蛍光体層は、蛍光体層に含まれる蛍光体の平均粒径が、光源からの光が入射する側と、変換した光を出射する側とで異なることを特徴とする。すなわち、赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇは、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇに含まれる蛍光体の平均粒径が、光源である有機ＥＬ素子１０に対向する側と、蛍光を放出する封止基板９側とで異なっている。特に、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇに含まれる蛍光体の平均粒径を、光源からの光が入射する側（有機ＥＬ素子１０と対抗する側）よりも、変換した光を出射する側（封止基板９側；観察者側）の方が大きくなるように設定することにより、効率的な光の取出しが可能となるため好ましい。
　一般的に、粒子に光が照射された場合、照射光の波長と比較して同等以上のサイズの粒子では光の散乱が生じやすくなる。また、粒子のサイズが小さいと表面積増大効果により励起光の吸収が効率化される。
　通常使用される蛍光体は粉体であり、粉砕プロセスにもよるが、その粒径は数μｍ～数十μｍである。このような径の蛍光体を用いて蛍光体層とした場合、光源から入射された光（励起光）は散乱されてしまうため、蛍光体が励起される効率が低くなってしまう。それと同時に、蛍光体からの発光（蛍光）は散乱により等方的になるため、視野角特性は良好となる。
　一方、仮に蛍光体の粒径が数ｎｍ程度と、光源から入射される光の波長に比べて非常に小さい場合、光の散乱は非常に小さくなるので光源からの光（励起光）は効率よく蛍光体に吸収される。しかし、蛍光体からの発光（蛍光）は散乱が小さいためにより前方に向いてしまい、視野角特性は悪くなる。
　本発明者らが鋭意検討した結果、これらの問題を解決するためには、蛍光体層において、光源からの光（励起光）を入射する側には光吸収及び励起効率の良い粒径の小さい蛍光体を配し、蛍光体の発光（蛍光）が出射する側には光を散乱させる粒径の大きい蛍光体を配することが、蛍光体を効率良く励起し、かつ視野角特性を良好にする手段となるとの結論を得た。本実施形態の蛍光体表示装置２０の各蛍光体層８Ｒ、８Ｇにおいて、具体的には、光源からの光（励起光）の入射側（有機ＥＬ素子１０側）には、平均粒径１０ｎｍ～１μｍ、粒度分布の標準偏差５～５００ｎｍの蛍光体を配することが好ましい。また、蛍光体からの発光（蛍光）の出射側（封止基板９側）には、平均粒径１０μｍ～５０μｍ、粒度分布の標準偏差３～８μｍの蛍光体を配することが好ましい。本発明の実施形態においては、蛍光体層中に含まれる蛍光体の粒径を、励起光の入射側で小さくし、蛍光の出射側で大きくする。これにより、本発明の実施形態の効果を奏することができる。なお、前述した粒径に限定されるものではないが、蛍光体層中の蛍光体の平均粒径を５０μｍ以下とすることにより、表面が平坦な蛍光体層を形成する事ができるので好ましい。
　赤色蛍光体層８Ｒにおける蛍光体１８Ｒは、図１に示す如く、平均粒径の小さな蛍光体１８Ｒ１が有機ＥＬ素子１０側に配され、平均粒径の大きな蛍光体１８Ｒ２が封止基板９側に配されていれば良い。また、蛍光体１８Ｒ１、１８Ｒ２の平均粒径が前述の関係を満たしていれば、蛍光体１８Ｒ１が分散された領域に蛍光体１８Ｒ２が５％程度含まれていても良い。また、蛍光体１８Ｒ２が分散された領域に蛍光体１８Ｒ１が５％程度含まれていても良い。
　緑色蛍光体層８Ｇについても、赤色蛍光体層８Ｒと同様に、平均粒径の小さな蛍光体１８Ｇ１、平均粒径の大きな蛍光体１８Ｇ２が夫々配されていればよい。
　赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇの膜厚は、通常１００ｎｍ～１００μｍ程度とすることができ、１～１００μｍとすることが好ましい。各蛍光体層８Ｒ、８Ｇの膜厚が１００ｎｍ未満であると、有機ＥＬ素子１０からの青色発光を十分吸収することができずに発光効率が低下したり、変換された蛍光に青色の透過光が混じったりする事により色純度が悪化する可能性がある。また、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇの膜厚が１００μｍを超えると、有機ＥＬ素子１０からの青色発光を既に十分吸収する事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、生産コストのアップに繋がる可能性がある。更に、有機ＥＬ素子１０からの発光の吸収を高め、且つ、色純度に悪影響を及ぼさない程度に青色の透過光を低減する為には、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇの膜厚を１μｍ以上とする事が好ましい。
　図２は、本実施形態に係る蛍光体表示装置の他の例を示す概略断面図である。図２に示す蛍光体表示装置２０Ｂにおいて、図１に示す蛍光体表示装置２０と同様の構成要素には、同様の符号を付してある。
　赤色蛍光体層８Ｒは、図２に示す如く、有機ＥＬ素子１０側に配された平均粒径の小さな蛍光体１８Ｒ１を含む第１赤色蛍光体層８Ｒ１と、封止基板９側に配された平均粒径の大きな蛍光体１８Ｒ２を含む第２赤色蛍光体層８Ｒ２との２層構成となっていることが好ましい。このような２層構成とすることで封止基材９上に各層を順次積層形成することができるので、赤色蛍光体層８Ｒ中における蛍光体１８Ｒ１、１８Ｒ２の分布及び配置を制御して、光の取り出し効率を良好にすることができる。ここで、前述した説明と同様に、蛍光体１８Ｒ１は、平均粒径１０ｎｍ～１μｍ、粒度分布の標準偏差３～３００ｎｍであることが好ましい。また、蛍光体１８Ｒ２は、平均粒径１０μｍ～５０μｍ、粒度分布の標準偏差３～８μｍであることが好ましい。
　赤色蛍光体層８Ｒが、第１赤色蛍光体層８Ｒ１と第２赤色蛍光体層８Ｒ２との積層構成である場合、第１赤色蛍光体層８Ｒ１の厚さは、１～７０μｍとすることが好ましく、５～３０μｍとすることがより好ましい。また、第２赤色蛍光体層８Ｒ２の厚さは、５０～１００μｍとすることが好ましく、できるだけ蛍光体の粒径である５０μｍ近くに設定することがより好ましい。
　第１赤色蛍光体層８Ｒ１における蛍光体１８Ｒ１の含有率、及び、第２赤色蛍光体層８Ｒ２における蛍光体１８Ｒ２の含有率は、前述した赤色蛍光体層８Ｒにおける蛍光体１８Ｒの含有率と同様とすることができる。また、このような２層構成の赤色蛍光体層８Ｒを形成する方法としては、前述した赤色蛍光体層８Ｒの形成方法と同様の手法を用いて、封止基板９上に、蛍光体１８Ｒ２を含有させた第２赤色蛍光体層８Ｒ２と、蛍光体１８Ｒ１を含有させた第１赤色蛍光体層８Ｒ１とを順次積層形成すればよい。
　緑色蛍光体層８Ｇについても赤色蛍光体層８Ｒと同様に、有機ＥＬ素子１０側に配された平均粒径の小さな蛍光体を含む第１蛍光体層と、封止基板９側に配された平均粒径の大きな蛍光体を含む第２蛍光体層との２層構成となっていることが好ましい。その場合、第１蛍光体層及び第２蛍光体層の膜厚や、各層に含まれる蛍光体の粒径及び含有率、各層の形成方法は、前述した第１赤色蛍光体層８Ｒ１及び第２赤色蛍光体層８Ｒ２と同様とすることができる。
　各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂの隣接する各蛍光体層及び機能層間には、ブラックマトリックス７が形成されているが好ましい。ブラックマトリックス７としては、従来公知の材料及び形成方法を用いることができ、特に限定されるものではない。中でも、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂに入射して散乱した光を、さらに各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂに反射するようなもの、例えば、光反射性を有する金属等により形成されていることが好ましい。
　また、赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇ、及び機能層２８Ｂの封止基材９とは反対側の面は、平坦化膜等（図示略）により平坦化されている事が好ましい。これにより、有機ＥＬ素子１０と各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂとの間に空乏が出来る事を防止することができ、かつ、有機ＥＬ素子１０、基板１、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、機能層２８Ｂ、封止基板９と封止材６との密着性を上げる事が出来る。なお、平坦化膜としては前述した平坦化膜４と同様のものを挙げることができる。
　なお、本実施形態の蛍光体表示装置２０、２０Ｂは、光取り出し側（封止基板９の上）に偏光板を設けることが好ましい。偏光板としては、従来公知の直線偏光板とλ／４板とを組み合わせたものを用いることが可能である。ここで、偏光板を設けることによって、第１電極１２及び第２電極１６からの外光反射、基板１もしくは封止基板９の表面での外光反射を防止する事が可能であり、蛍光体表示装置２０、２０Ｂのコントラストを向上させることができる。
　本実施形態の蛍光体表示装置２０及び２０Ｂによれば、光源である有機ＥＬ素子１０からの発光を色変換する蛍光体層において、光源からの励起光が入射する側に平均粒径の小さな蛍光体を配し、蛍光を出射する側に平均粒径の大きな蛍光体を配する構成とした。これにより、高効率の蛍光変換を実現させて光の取り出し効率を向上させ、視野角特性も良好な蛍光体層８Ｒ、８Ｇ及び蛍光体表示装置２０及び２０Ｂとすることが可能となる。
［第２実施形態］
　図３は、本発明の第２実施形態に係る蛍光体表示装置の一例を示す概略断面図である。
　図３に示す蛍光体表示装置３０において、第１実施形態の蛍光体表示装置２０、２０Ｂと同様の構成要素には同様の符号を付し、説明を省略する。
　本実施形態の蛍光体表示装置３０は、第１実施形態の蛍光体表示装置２０Ｂの構成に加えて、赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇ、機能層２８Ｂと、封止基板９との間に、カラーフィルター２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが夫々介在されている。カラーフィルター２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ及び機能層２８Ｂより射出される光の色に対応して光取り出し側（封止基板９側）に形成されている。赤色蛍光体層８Ｒの蛍光の出射側には赤色カラーフィルター２１Ｒが設けられており、緑色蛍光体層８Ｇの蛍光の出射側には緑色カラーフィルター２１Ｇが設けられており、機能層２８Ｂの有機ＥＬ素子１０からの発光（青色光）を放出する側には青色カラーフィルター２１Ｂが設けられている。
　カラーフィルター２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂとしては、特に限定されず、従来公知のカラーフィルターを用いることが可能である。また、カラーフィルター２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの形成方法も従来公知の方法を用いることができ、その膜厚も適宜調整可能である。
　このように、光取り出し側（観察者側）の封止基板９と、蛍光体層８Ｒ、８Ｇ及び機能層２８との間にカラーフィルター２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを設けることによって、蛍光体表示装置３０から出射される赤色、緑色、青色の色純度を高める事が可能となり、蛍光体表示装置３０の色再現範囲を拡大する事ができる。また、赤色蛍光体層８Ｒ上に形成された赤色カラーフィルター２１Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇ上に形成された緑色カラーフィルター２１Ｇが、外光の青色成分及び紫外成分を吸収する。そのため、外光による各蛍光体層８Ｒ、８Ｇの発光を低減および防止することが可能となり、コントラストの低下を低減および防止する事が出来る。
　なお、図３においては、青色を射出する画素として機能層２８Ｂを用いる例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。機能層２８Ｂを設けずに、青色を出射する画素の位置に対応させて封止基板９に青色カラーフィルター２１Ｂのみを設けて、有機ＥＬ素子１０から発光された青色領域の光を、青色カラーフィルター２１Ｂを介してより色純度の高い青色として封止基材９側より出射させてもよい。また、本実施形態においては、赤色蛍光体層８Ｒと赤色カラーフィルター２１Ｒとを積層させた例を示したが、赤色蛍光体層８Ｒと赤色カラーフィルター２１Ｒを一体化して、赤色蛍光体層としても良い。その場合、第２赤色蛍光体層８Ｒ２と赤色カラーフィルター２１Ｒとを一体化して、平均粒径の大きな粒子を含む層を光取り出し側（封止基板９側）に配する構成とすることにより、本実施形態の効果が得られる。緑色蛍光体層８Ｒと緑色カラーフィルター２１Ｒについても、前述した説明と同様、一体化して蛍光体層とする構成としても良い。
［第３実施形態］
　図４は、本発明の第３実施形態に係る蛍光体表示装置の一例を示す概略断面図である。
　図４に示す蛍光体表示装置４０において、第１実施形態の蛍光体表示装置２０、２０Ｂと同様の構成要素には同様の符号を付し、説明を省略する。
　図４に示す蛍光体表示装置４０は、第１及び第２実施形態とは、光源として有機ＥＬ素子１０の替わりに青色発光する発光ダイオード（以下、「青色ＬＥＤ」と略称する。）４１を備えた導光部材４１Ａを使用する点で異なっている。また、青色ＬＥＤ４１と各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ及び機能層２８Ｂとの間に、光源である青色ＬＥＤ４１から放出された光の遮断および透過を制御することが可能な光制御手段として液晶を含む液晶層４２が配されている点で異なっている。
　図４に示す蛍光体表示装置４０は、光の取り出し側（観察者側）である封止基板９とは反対側に、光源である青色ＬＥＤ４１が、各画素（各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ）及び機能層２８の位置に対応する導光部材４１Ａに配されている。青色ＬＥＤ４１を備えた導光部材４１Ａの発光部４ａの上方には、偏光板４７ａ、ＴＦＴ基板４４、電極４５、配向膜４３ａ、液晶層４２、配向膜４３ｂ、基板４６、偏光板４７ｂが積層形成されている。偏光板４７ｂの上方に、封止材６に囲まれて配された赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇ、機能層２８と、封止基板９とが形成されている。
　導光部４ｂと発光部４ａを備えた導光部材４１Ａは、導光部４ｂの一端に青色ＬＥＤ４１が配され、隣接する導光部４ｂと発光部４ａとが重ねて複数一体化されて構成されている。
　偏光板４７ａ、４７ｂとしては、第１実施形態で挙げたものと同じものを用いることができる。
　ＴＦＴ基板４４としては、前述の第１実施形態の基板１とＴＦＴ回路２とを組み合わせたものを用いることができる。また、基板４６としては、第１実施形態の基板１及び封止基板９で挙げたものと同様のものを用いることができる。
　電極４５としては、第１実施形態の第１電極１２及び第２電極１３で挙げたものを用いることができ、電気抵抗の低い金属性のものであれば特に材料の制約はなく、例えば、アルミニウム、クロム、銅等により形成することができる。電極４５は、光源である青色ＬＥＤ４１の光を透過させるため、光透過性を有するものとする必要がある。
　液晶層４２は、液晶を含んでなり、従来公知のものを使用することができる。
　配向膜４３ａ、４３ｂは、液晶を配向させる機能を有する膜であり、従来公知のものを使用することができる。配向膜４３ａ、４３ｂとしては、例えば、ポリイミドのような高分子材料を用いることができる。
　本実施形態の蛍光体表示装置４０は、前述した本発明の実施形態による赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇを備える。そのため、第１及び第２実施形態と同様に、高効率の蛍光変換を実現させて光の取り出し効率を向上させ、良好な視野角特性とすることが可能となる。
　なお、図４においては、青色を射出する画素として機能層２８Ｂを用いる例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。機能層２８を設けずに、青色を出射する画素の位置に対応させて封止基板９に青色カラーフィルター２１Ｂのみを設けて、青色ＬＥＤから発光された光を、青色カラーフィルター２１Ｂを介してより色純度の高い青色として封止基材９側より出射させてもよい。
　また、図３に示す第２実施形態の蛍光体表示装置３０と同様に、図５に示す如く、赤色蛍光体層８Ｒ、緑色蛍光体層８Ｇ、機能層２８Ｂ（又は機能層２８Ｂを使用しない）と、封止基板９との間に、カラーフィルター２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが夫々介在された構成としてもよい。このような構成の蛍光体表示装置４０Ｂとすることにより、蛍光体表示装置４０Ｂから出射される赤色、緑色、青色の光の色純度を高めることができる。
　図４及び図５においては、青色ＬＥＤ４１を備えた導光部材４１Ａが、各画素（各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ）及び機能層２８の位置に対応して配される例を示したが、本実施形態はこの例に限定されない。液晶層４２、各蛍光体層８Ｒ、８Ｇ、及び機能層２８Ｂへと青色ＬＥＤ４１から発光された光を照射することができれば、導光部材４１Ａの配置、大きさ及び形状は限定されない。
　以上、本発明の実施形態による蛍光体層及び蛍光体表示装置について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、蛍光体表示装置がカラーフィルターを備える場合は、カラーフィルターの光の取り出し側に拡散板を配置してもよい。また、本発明の実施形態による蛍光体表示装置において、有機ＥＬ素子や液晶層（液晶素子）を駆動させる方式は特に限定されず、アクティブ駆動方式でもパッシブ駆動方式でも良いが、有機ＥＬ素子はアクティブ駆動方式で駆動させる方が好ましい。アクティブ駆動方式を採用することにより、パッシブ駆動方式に比べて有機ＥＬ素子の発光時間を長くすることができ、所望の輝度を得る駆動電圧を低減し、低消費電力化が可能となるため好ましい。
　以下、実施例により本発明の一例を詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
（実施例１）
　図２に示す蛍光体表示装置２０Ｂを以下の手順で作製した。
　０．７ｍｍの厚みのガラス基板上に、銀を膜厚１００ｎｍとなるようスパッタ法により反射電極を成膜し、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。次いで、従来のフォトリソグラフィー法により、第１電極を２ｍｍ幅の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電極のエッジ部を覆うようにパターン化してエッジカバーを形成した。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。
　続いて、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、この乾燥後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’－ジ－１－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、正孔注入層上に膜厚４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
　次いで、正孔輸送層の上の所望の青色発光画素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。
　続いて、青色有機発光層の上に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、上記で電子注入層まで形成した基板を金属蒸着用チャンバーに固定した。そして、第２電極形成用のシャドーマスク（前述した工程で作製した第１電極のストライプと対抗する向きに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）と基板をアライメントした。そして、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の割合の蒸着速度で共蒸着してマグネシウム銀を所望のパターンで形成（厚さ：１ｎｍ）した。更にその上に、干渉効果を強調する目的、及び、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）することにより、第２電極を形成した。ここで、作製した有機ＥＬ素子は、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が発現し、正面輝度を高める事が可能となり、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、及び配向性向上層に伝搬させることが可能となっていた。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に調整されていた。
　次にプラズマＣＶＤ法により、３μｍのＳｉＯ２からなる無機封止膜を、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素子基板を作製した。
　続いて、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層を形成した。
　赤色蛍光体層の形成は、まず、赤色蛍光体Ｋ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５を水／ジメチルスルホキシド＝１／１の混合溶液で溶解したポリビニルアルコールに加え、分散機により攪拌した赤色蛍光体層形成用塗液を作製した。この時、赤色蛍光体層形成用塗液には蛍光体の粒径が平均粒径５００ｎｍで標準偏差σが１７０ｎｍの正規分布で構成される第１赤色蛍光体層形成用塗液と、平均粒径３０μｍで標準偏差σが６．５μｍの正規分布で構成される第２赤色蛍光体層形成用塗液の２種類を用意した。次に、作製した第２赤色蛍光体層形成用塗液を、スクリーン印刷法により厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に３ｍｍ幅で所望の位置に印刷し塗布した上に、第１赤色蛍光体層形成用塗液を印刷し塗布した。
　引き続き真空オーブンで加熱乾燥することにより、ガラス基板上に、厚さ５０μｍの第２赤色蛍光体層と厚さ５０μｍの第１赤色蛍光体層が順次積層された赤色蛍光体層を形成した。
　緑色蛍光体層の形成は、まず、緑色蛍光体Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋を水／ジメチルスルホキシド＝１／１の混合溶液で溶解したポリビニルアルコールに加え、分散機により攪拌した緑色蛍光体層形成用塗液を作製した。この時、緑色蛍光体層形成用塗液には蛍光体の粒径が平均粒径５００ｎｍで標準偏差σが１７０ｎｍの正規分布で構成される第１緑色蛍光体層形成用塗液と、平均粒径３０μｍで標準偏差σが６．５μｍの正規分布で構成される第２緑色蛍光体層形成用塗液の２種類を用意した。次に、作製した第２緑色蛍光体層形成用塗液を、スクリーン印刷法で、上記で赤色蛍光体層を形成したガラス基板上に３ｍｍ幅で所望の位置に印刷し塗布した上に、第１緑色蛍光体層形成用塗液を印刷し塗布した。引き続き真空オーブンで加熱乾燥することにより、ガラス基板上に、厚さ５０μｍの第２緑色蛍光体層と厚さ５０μｍの第１緑色蛍光体層が順次積層された緑色蛍光体層を形成した。
　次に、青色の画素が配置されるところには、機能層を形成した。機能層の形成は、まず、平均粒径２５μｍで標準偏差１μｍの正規分布で構成されるポリスチレン粒子を水／ジメチルスルホキシド＝１／１の混合溶液で溶解したポリビニルアルコールに加え、機能層形成用塗液を作製した。作製した機能層形成用塗液を、スクリーン印刷法で、上記で赤色蛍光体層と緑色蛍光体層を形成したガラス基板上に３ｍｍ幅で所望の位置に塗布した。引き続き真空オーブンで加熱乾燥することにより、青色の画素が配置されるところに厚さ５０μｍの機能層を形成した。以上により、蛍光体基板を作製した。
　次に、上記で作製した有機ＥＬ素子基板と蛍光体基板とを、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。尚、この際、事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し、９０℃、２時間加熱することで硬化を行った。また、この両基板の貼り合わせ工程は、有機ＥＬ素子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蛍光体表示装置を作製した。
　作製した蛍光体表示装置に、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所望の良好な画像を得る事ができた。平均粒径３０μｍで標準偏差σが６．５μｍの正規分布で構成される蛍光体のみで構成されている蛍光体層（赤色蛍光体層、緑色蛍光体層）を用いた比較例１の蛍光体表示装置は、正面方向に輝度が指向する。これに比べ、実施例１で得られた蛍光体表示装置では全ての視野角に輝度が均一に分布するランバーシアンの輝度分布を示し良好な視野角特性を示した。さらに、実施例１の蛍光体表示装置の平均輝度は、比較例１のものと比較して、略５～１０％向上した。
（実施例２）
　図３に示す蛍光体表示装置を作製した。
　実施例２の蛍光体表示装置が実施例１と大きく異なる部分は、ガラス基板上にカラーフィルターを形成したカラーフィルター基板上に、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層及び機能層を形成した点である。その他の構造は実施例１と同じであり、赤色蛍光体層及び緑色蛍光体層は、光が入射する側に配された厚さ２０μｍの第１蛍光体層は平均粒径７０ｎｍで標準偏差σが２０ｎｍの正規分布で構成される蛍光体を含むように作製した。また、蛍光の出射側に配された厚さ７０μｍの第２蛍光体層は、平均粒径５０μｍで標準偏差σが５．０μｍの正規分布で構成される蛍光体を含むように作製した。
　作製した蛍光体表示装置に、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所望の良好な画像を得る事ができた。平均粒径５０μｍで標準偏差σが５．０μｍの正規分布で構成される蛍光体のみで構成されている蛍光体層（赤色蛍光体層、緑色蛍光体層）を用いた比較例２の蛍光体表示装置は、正面方向に輝度が指向する。これに比べ、実施例２で得られた蛍光体表示装置では全ての視野角に輝度が均一に分布するランバーシアンの輝度分布を示し良好な視野角特性を示した。さらに、実施例２の蛍光体表示装置の平均輝度は、比較例２のものと比較して、略３～８％向上した。また、実施例２の蛍光体表示装置では、外光による発光も制御でき、コントラスト良好の表示を得ることができた。
（実施例３）
　図４に示す蛍光体表示装置を作製した。
　実施例３の蛍光体表示装置が実施例１と大きく異なる部分は、光源（励起光）として有機ＥＬ素子から放出される光の替わりに、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）を用い、その励起光の遮断と透過を液晶素子（液晶層）で実施した点である。その他の構造は実施例１とほぼ同じであり、赤色蛍光体層及び緑色蛍光体層は、光が入射する側に配された厚さ１０μｍの第１蛍光体層は平均粒径１０ｎｍで標準偏差σが５．０ｎｍの正規分布で構成される蛍光体を含むように作製した。また、蛍光の出射側に配された厚さ６０μｍの第２蛍光体層は、平均粒径２５μｍで標準偏差σが５．０μｍの正規分布で構成される蛍光体を含むように作製した。
　液晶素子は、以下の手順で作製した。無研磨ガラス基板上にＡｌよりなる走査電極を形成した。さらに、この走査電極の表面をＡｌの陽極酸化膜であるアルミナ膜で被覆した。次に、走査電極を覆うようにゲート絶縁（ゲートＳｉＮ）膜とアモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）膜を形成した。このａ－Ｓｉ膜上にｎ型ａ－Ｓｉ膜、画素電極及び信号電極を形成した。さらに、この画素電極及び信号電極と同層に共通電極を付設した。画素電極及び信号電極の構造としては、いずれもストライプ状の共通電極と平行で、走査電極と交差するような構造とし、一方の基板上に薄膜トランジスタ及び金属電極群を形成した。これらによって、一方の基板上の画素電極と共通電極との間で電界がかかり、且つその方向が基板界面にほぼ平行となるようにして、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式液晶素子とした。なお、画素電極、信号電極及び共通電極は、いずれもアルミニウムから形成した。
　画素数は４０（×３）×３０で、画素ピッチの横方向（即ちコモン電極間）は８０μｍ、縦方向（即ちゲート電極間）は２４０μｍとした。コモン電極の幅は１２μｍで隣接するコモン電極の間隙の６８μｍよりも狭くし、高い開口率を確保した。また薄膜トランジスタを有する基板に相対向する基板上にはＴＦＴ基板に備えた偏光板に偏光軸が直交する偏光板のみを備えた。
　また、上下界面近傍での液晶分子長軸方向は互いにほぼ平行とし、かつ印加電界方向とのなす角度を１５度とした。セルギャップは、液晶封入状態で３.８μｍとした。２枚の偏光板〔日東電工社製Ｇ１２２０ＤＵ〕でパネルを挾み、一方の偏光板の偏光透過軸をラビング方向（界面近傍での液晶分子長軸方向）にほぼ平行とし、他方をそれに直交とした。これにより、ノーマリクローズ特性を得た。なお、液晶セルには、末端に３つのフルオロ基を有する化合物を主成分とした誘電異方性が正の液晶を封入した。
　このようにして作製した蛍光体表示装置には駆動ＬＳＩが接続し、アクティブマトリクス駆動した。
　作製した蛍光体表示装置に、外部電源により所望の電圧を所望の画素電極に印加することで所望の良好な画像を得る事ができた。
　また、平均粒径２５μｍで標準偏差σが５．０μｍの正規分布で構成される蛍光体のみで構成されている蛍光体層（赤色蛍光体層、緑色蛍光体層）を用いた比較例３の蛍光体表示装置は、正面方向に輝度が指向するのに比べ、実施例３で得られた蛍光体表示装置では全ての視野角に輝度が均一に分布するランバーシアンの輝度分布を示し良好な視野角特性を示した。さらに、実施例３の蛍光体表示装置の平均輝度は、比較例３のものと比較して、略１５～２０％向上した。
（実施例４）
　図５に示す蛍光体表示装置を作成した。
　実施例４の蛍光体表示装置が実施例３と大きく異なる部分は、ガラス基板上にカラーフィルターを形成したカラーフィルター基板上に、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層及び機能層を形成した点である。その他の構造は実施例３とほぼ同じであり、赤色蛍光体層及び緑色蛍光体層は、光が入射する側に配された厚さ１０μｍの第１蛍光体層は平均粒径３０ｎｍで標準偏差σが１０．５ｎｍの正規分布で構成される蛍光体を含むように作製した。また、蛍光の出射側に配された厚さ９０μｍの第２蛍光体層は平均粒径３０μｍで、標準偏差σが７．５μｍの正規分布で構成される蛍光体を含むように作製した。
　作製した蛍光体表示装置に、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所望の良好な画像を得る事ができた。また、平均粒径３０μｍで標準偏差σが７．５μｍの正規分布で構成される蛍光体のみで構成されている蛍光体層（赤色蛍光体層、緑色蛍光体層）を用いた比較例４の蛍光体表示装置は、正面方向に輝度が指向するのに比べ、実施例２で得られた蛍光体表示装置では全ての視野角に輝度が均一に分布するランバーシアンの輝度分布を示し良好な視野角特性を示した。さらに、実施例４の蛍光体表示装置の平均輝度は、比較例４のものと比較して、略５～１０％向上した。また、実施例４の蛍光体表示装置では、外光による発光も制御でき、コントラスト良好の表示を得ることができた。
　本発明は、高効率の蛍光変換（光取出し効率）を有し、視野角特性が良好な蛍光体表示装置及び蛍光体層などに適用できる。
１・・・基板、２・・・ＴＦＴ回路、３・・・層間絶縁膜、４・・・平坦化膜、５・・・無機封止膜、６・・・封止材、７・・・ブラックマトリックス、８Ｒ・・・赤色蛍光体層、８Ｇ・・・緑色蛍光体層、９・・・封止基板、１０・・・有機ＥＬ素子（光源）、１１・・・反射電極、１２・・・第１電極（反射性電極）、１３・・・正孔輸送層、１４・・・発光層、１５・・・電子輸送層、１６・・・第２電極（反射性電極）、１７・・・有機ＥＬ層、１８Ｒ・・・蛍光体、１９・・・エッジカバー、２８Ｂ・・・機能層、２０、２０Ｂ、３０、４０、４０Ｂ・・・蛍光体表示装置

Claims (12)

  1. 　光源と、
    　この光源からの光を波長の異なる光に変換する蛍光体を含む蛍光体層とを備え、
    　前記蛍光体層に含まれる前記蛍光体の平均粒径が、前記光源からの光が入射する側と、変換した光を出射する側とで異なる蛍光体表示装置。
  2. 　前記蛍光体層に含まれる前記蛍光体の平均粒径が、前記光源からの光が入射する側よりも、変換した光を出射する側の方が大きい請求項１記載の蛍光体表示装置。
  3. 　前記光源と前記蛍光体層との間に設けられ、前記光源から放出された光の遮断および透過を制御する光制御手段を備える請求項１記載の蛍光体表示装置。
  4. 　前記光源が、発光層を含む少なくとも一層の有機層を一対の電極間に挾持させた有機ＥＬ素子であり、この有機ＥＬ素子の光を取り出す面側に、前記蛍光体層が配されている請求項１記載の蛍光体表示装置。
  5. 　前記光制御手段が、液晶を含む液晶層である請求項３記載の蛍光体表示装置。
  6. 　前記電極が反射性電極であって、この一対の反射性電極によって定められる反射性界面間の光学膜厚が、前記有機ＥＬ素子から放出された光のうち特定波長の光の強度を増強するように設定される請求項４記載の蛍光体表示装置。
  7. 　前記光源は青色領域の光を発光し、
    　前記蛍光体層が少なくとも二種の色変換が可能であり、その一つが青色領域の光を緑色領域の光に変換する蛍光体を含み、かつ他の一つが青色領域の光を赤色領域の光に変換する蛍光体を含む多色発光素子である請求項１記載の蛍光体表示装置。
  8. 　前記蛍光体層の変換した光を出射する側に、カラーフィルターを備える請求項１記載の蛍光体表示装置。
  9. 　前記蛍光体層が、前記光源からの光の入射側に配された平均粒径１０ｎｍ～１μｍの蛍光体を含む第１蛍光体層と、変換した光を出射する側に配された平均粒径１０μｍ～５０μｍの蛍光体を含む第２蛍光体層との２層構造である請求項１記載の蛍光体表示装置。
  10. 　光源からの光を波長の異なる光に変換する蛍光体を含む蛍光体層において、前記蛍光体の平均粒径が、前記光源からの光が入射する側と、変換した光を出射する側とで異なる蛍光体層。
  11. 　前記蛍光体の平均粒径が、前記光源からの光が入射する側よりも、変換した光を出射する側の方が大きい請求項１０記載の蛍光体層。
  12. 　前記光源からの光が入射する側に配された平均粒径１０ｎｍ～１μｍの蛍光体を含む第１蛍光体層と、変換した光を出射する側に配された平均粒径１０μｍ～５０μｍの蛍光体を含む第２蛍光体層との２層構造である請求項１０記載の蛍光体層。
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