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JP2013109907A - Phosphor substrate and display device - Google Patents

Phosphor substrate and display device Download PDF

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JP2013109907A
JP2013109907A JP2011252843A JP2011252843A JP2013109907A JP 2013109907 A JP2013109907 A JP 2013109907A JP 2011252843 A JP2011252843 A JP 2011252843A JP 2011252843 A JP2011252843 A JP 2011252843A JP 2013109907 A JP2013109907 A JP 2013109907A
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light
substrate
phosphor
barrier
layer
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JP2011252843A
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Japanese (ja)
Inventor
Isatake Kobayashi
勇毅 小林
Mitsuhiro Mukaidono
充浩 向殿
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phosphor substrate including a barrier having high aspect ratio and high definition.SOLUTION: A phosphor substrate 1 of the present invention includes: a substrate 2; phosphor layers 3R, 3G, 3B provided on the substrate 2 and emitting light by incident excitation light; and a barrier 4 surrounding each side face of the phosphor layers. The substrate includes a first region M1 having the phosphor layers 3R, 3G, 3B and the barrier 4, and a second region M2 located at an outside of the first region M1. In the second region M2, a structure 5 formed of the whole or a part of a member constituting the barrier 4 formed in the first region M1 is provided, and the barrier 4 and at least a part of the structure 5 form a continuous body.

Description

本発明は、蛍光体基板および表示装置に関する。   The present invention relates to a phosphor substrate and a display device.

近年、従来主流であったブラウン管を使用した表示装置から、薄型のフラットパネルディスプレイ(FPD)の表示装置へのニーズが高まりつつある。FPDには各種のものがある。例えば、非自発光型の液晶ディスプレイ(LCD)、自発光型のプラズマディスプレイパネル(PDP)、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)ディスプレイ、または有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)ディスプレイ等が知られている。   In recent years, there has been an increasing need for a display device using a thin flat panel display (FPD) from a display device using a cathode ray tube, which has been the mainstream in the past. There are various types of FPD. For example, a non-self-luminous liquid crystal display (LCD), a self-luminous plasma display panel (PDP), an inorganic electroluminescence (inorganic EL) display, an organic electroluminescence (organic EL) display, or the like is known.

中でも、有機ELディスプレイは、表示に使用する素子(有機EL素子)が薄型かつ軽量であり、かつ低電圧駆動、高輝度および自発光等の特性を有している。そのため、研究開発が盛んに行われている。最近では、電子写真複写機、またはプリンター等の光源、または発光等への有機EL素子の応用が期待されている。有機EL素子を発光に用いた場合、有機EL素子は面発光であり、高い演色性を示し、かつ調光が容易であるという利点がある。さらに、蛍光灯は水銀を含んでいるが、有機EL素子は水銀を含んでおらず、有機EL素子の発光には紫外線を含まない等、優位な点が多い。   Among them, the organic EL display has a thin and lightweight element (organic EL element) used for display, and has characteristics such as low voltage driving, high luminance, and self-light emission. For this reason, research and development is actively conducted. Recently, application of organic EL elements to light sources such as electrophotographic copying machines or printers or light emission is expected. When an organic EL element is used for light emission, the organic EL element has surface emission, has high color rendering properties, and has an advantage that light control is easy. Furthermore, fluorescent lamps contain mercury, but organic EL elements do not contain mercury, and there are many advantages such as that the organic EL elements do not contain ultraviolet rays.

有機ELディスプレイにおいては、単純マトリクス駆動により動画表示を行う技術、または、薄膜トランジスタ(TFT)を用いて、有機EL素子のアクティブマトリクス駆動により動画表示を行う技術が知られている。
また、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つの表示単位として並置し、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。
In an organic EL display, a technique for displaying a moving image by simple matrix driving or a technique for displaying a moving image by active matrix driving of an organic EL element using a thin film transistor (TFT) is known.
Further, in a conventional display, pixels that emit red, green, and blue light are juxtaposed as one display unit, and full color is achieved by creating various colors typified by white.

これを実現するためには、有機ELの場合、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により、赤色、緑色、青色の画素を形成する。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、マスクの大型化等が大きな課題となっている。特に、TVに代表される大型ディスプレイの分野では、G6からG8、G10と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マスクを必要とするため、大型基板に対応したマスクの作製、加工が必要となる。マスクは、非常に薄い金属(一般的な膜厚:50〜100nm)が用いられるため、大型化が非常に困難である。また、大型基板に対応したマスクの作製、加工が問題となる。   In order to realize this, in the case of organic EL, red, green, and blue pixels are formed by coating the organic light emitting layer by a mask vapor deposition method using a shadow mask. However, in this method, mask processing accuracy, mask alignment accuracy, mask size increase, and the like are significant issues. In particular, in the field of large displays typified by TV, the substrate size is increasing from G6 to G8, G10. Since the conventional method requires a mask that is equal to or larger than the substrate size, it is necessary to manufacture and process a mask corresponding to a large substrate. Since a very thin metal (general film thickness: 50 to 100 nm) is used for the mask, it is very difficult to increase the size. In addition, production and processing of a mask corresponding to a large substrate becomes a problem.

マスクの加工精度とマスクのアライメント精度の低下は、発光層の混じりによる混色を引き起こす。この問題を防止するには、画素間に設ける絶縁層の幅を通常よりも広く取る必要がある。ところが、画素の面積が一定の場合、絶縁層の幅を広くすると、非発光部の面積が少なくなる、すなわち、画素の開口率の低下に繋がり、輝度の低下、消費電力の上昇、寿命の低下に繋がる。   A decrease in mask processing accuracy and mask alignment accuracy causes color mixing due to mixing of the light emitting layers. In order to prevent this problem, it is necessary to make the width of the insulating layer provided between the pixels wider than usual. However, if the area of the pixel is constant and the width of the insulating layer is increased, the area of the non-light emitting portion is reduced, that is, the aperture ratio of the pixel is reduced, the luminance is reduced, the power consumption is increased, and the lifetime is decreased. It leads to.

また、従来の製造方法では、蒸着ソースを基板より下側に配置し、有機材料を下方から上方に向けて飛散させて蒸着することで有機層を成膜する。そのため、基板の大型化(マスクの大型化)に伴い、中央部でのマスクの撓みが問題となる。ここで、撓みの問題は上記の混色の原因ともなる。また、極端な場合には、有機層が形成されない部分ができてしまい、上下の電極間のリークによる欠陥となる。また、従来の方法では、マスクは、特定の使用回数でマスクの劣化が生じ、使用不可能となる。したがって、マスクの大型化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。   Moreover, in the conventional manufacturing method, a vapor deposition source is arrange | positioned below a board | substrate, and an organic material is formed into a film by scattering and vapor-depositing organic material toward the upper direction from the downward direction. Therefore, as the substrate becomes larger (the mask becomes larger), the bending of the mask at the center becomes a problem. Here, the problem of bending also causes the above color mixture. In an extreme case, a portion where the organic layer is not formed is formed, resulting in a defect due to leakage between the upper and lower electrodes. Further, in the conventional method, the mask becomes unusable because the mask deteriorates after a specific number of uses. Therefore, an increase in the size of the mask leads to an increase in display cost. In particular, the cost problem is regarded as the biggest problem in organic EL displays.

この問題を解決するため、青色〜青緑色の光を発光する発光層を有する有機ELと、有機ELからの青色〜青緑色発光を励起光として吸収して緑色光を発光する蛍光体層からなる緑色画素と、赤色光を発光する蛍光体層からなる赤色画素と、色純度を向上させる目的での青色カラーフィルターからなる青色画素と、を組み合わせることでフルカラーの表示を行う方法が提案されている(例えば下記の特許文献1参照)。この方法は、上記の塗り分け方式に比べて、有機層のパターニングを行う必要がなく、簡単に製造できる点でコスト的に優れている。   In order to solve this problem, an organic EL having a light emitting layer that emits blue to blue-green light, and a phosphor layer that emits green light by absorbing blue to blue-green light emitted from the organic EL as excitation light. There has been proposed a method for performing full-color display by combining a green pixel, a red pixel composed of a phosphor layer emitting red light, and a blue pixel composed of a blue color filter for the purpose of improving color purity. (See, for example, Patent Document 1 below). This method is superior to the above-described coating method in terms of cost because it does not require patterning of the organic layer and can be easily manufactured.

また、従来の液晶表示装置と蛍光体を組み合わせた自発光型の液晶表示装置も提案されている。これは、従来の液晶表示装置とは異なり、液晶層の外側に設けられた赤色、緑色、青色の蛍光体層が発光するため、視野角特性が非常に優れた表示装置を実現することが可能となる(例えば特許文献2、非特許文献1参照)。   A self-luminous liquid crystal display device combining a conventional liquid crystal display device and a phosphor has also been proposed. Unlike conventional liquid crystal display devices, the red, green, and blue phosphor layers provided on the outer side of the liquid crystal layer emit light, so that it is possible to realize a display device with excellent viewing angle characteristics. (For example, refer to Patent Document 2 and Non-Patent Document 1).

これら蛍光体基板には、隣り合う蛍光体層間を仕切る障壁が設けられることが多い。障壁は主として蛍光体層間の発光にじみの防止や、インクジェット等のウェットプロセスで蛍光体層を形成する場合のインクにじみの防止等の役割を果たす。ところが、障壁が高アスペクト比、高精細になると、障壁にヨレが生じたり、障壁が基板から剥がれたりする、といった課題がある。この種の課題に対しては、例えば特許文献3では障壁を特定の形状に形成する方法が提案されている。   These phosphor substrates are often provided with a barrier for partitioning adjacent phosphor layers. The barrier mainly plays a role of preventing light bleeding between the phosphor layers and preventing ink bleeding when the phosphor layer is formed by a wet process such as inkjet. However, when the barrier has a high aspect ratio and high definition, there is a problem that the barrier is twisted or the barrier is peeled off from the substrate. For this type of problem, for example, Patent Document 3 proposes a method of forming a barrier in a specific shape.

特許第2795932号公報Japanese Patent No. 2795932 特開2000−131683号公報JP 2000-131683 A 特許第3440768号公報Japanese Patent No. 3440768

IDW‘09,p.1001(2009)IDW'09, p. 1001 (2009)

しかしながら、特許文献3の方法では障壁の形状の自由度が制限されるため、例えば障壁の上面幅が下面幅よりも広い逆テーパー形状に対応するのが困難である。また、特定の形状の障壁を形成するために、材料の選定、材料組成等の条件出しが必要となり、煩雑である。さらに、例えば光反射率などの障壁の性能が高くても、特定の形状が得られないために使用できないという問題がある。その結果、半端な性能の障壁を採用せざるを得ず、例えば消費電力などのディスプレイの性能を極めて低下させてしまう、という問題がある。   However, since the degree of freedom of the shape of the barrier is limited in the method of Patent Document 3, it is difficult to cope with an inversely tapered shape in which the upper surface width of the barrier is wider than the lower surface width, for example. In addition, in order to form a barrier having a specific shape, it is necessary to select conditions for material selection and material composition, which is complicated. Furthermore, there is a problem that even if the performance of the barrier such as light reflectance is high, a specific shape cannot be obtained, so that it cannot be used. As a result, there is a problem in that an inferior performance barrier must be adopted, and the performance of the display such as power consumption is extremely reduced.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、使用する材料や形状に係わらず、高アスペクト比、高精細の障壁を備えた蛍光体基板を提供することを目的とする。また、この蛍光体基板を有機EL素子、液晶素子と組み合わせることで、視野角特性に優れ、すなわち視野角によらずに色純度、輝度がずれることがない良好な画像が得られ、かつ、低コスト化、低消費電力化が可能な表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a phosphor substrate having a high aspect ratio and a high-definition barrier regardless of the material and shape to be used. . In addition, by combining this phosphor substrate with an organic EL element or a liquid crystal element, it is possible to obtain an excellent image having excellent viewing angle characteristics, that is, color purity and luminance are not shifted regardless of the viewing angle, and low It is an object of the present invention to provide a display device capable of reducing cost and reducing power consumption.

上記の目的を達成するために、本発明の蛍光体基板は、基板と、前記基板上に設けられ、入射された励起光により発光する蛍光体層と、前記蛍光体層の側面を囲む障壁と、を備え、前記基板が、前記蛍光体と前記障壁とを有する第1の領域と、前記第1の領域の外側に位置する第2の領域と、を備え、前記第2の領域には、前記第1の領域に形成された障壁を構成する全ての部材あるいは一部の部材で形成された構造物が設けられ、前記障壁と前記構造物の少なくとも一部とが連続体をなしていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a phosphor substrate of the present invention includes a substrate, a phosphor layer that is provided on the substrate and emits light by incident excitation light, and a barrier that surrounds a side surface of the phosphor layer. And the substrate includes a first region having the phosphor and the barrier, and a second region located outside the first region, and the second region includes: A structure formed by all members or a part of members constituting the barrier formed in the first region is provided, and the barrier and at least a part of the structure form a continuous body. It is characterized by.

本発明の蛍光体基板は、前記蛍光体層が、互いに異なる色の光を発光する複数の蛍光体層を含み、前記障壁が、前記複数の蛍光体層の各々の側面に設けられたことを特徴とする。   In the phosphor substrate of the present invention, the phosphor layer includes a plurality of phosphor layers that emit light of different colors, and the barrier is provided on each side surface of the plurality of phosphor layers. Features.

本発明の蛍光体基板は、前記構造物が、前記第1の領域に形成された障壁と同一の幅で形成されていることを特徴とする。   The phosphor substrate of the present invention is characterized in that the structure is formed with the same width as the barrier formed in the first region.

本発明の蛍光体基板は、前記構造物の少なくとも一部が、前記第1の領域に形成された障壁よりも大きな幅で形成されていることを特徴とする。   The phosphor substrate according to the present invention is characterized in that at least a part of the structure is formed with a width larger than a barrier formed in the first region.

本発明の蛍光体基板は、前記構造物が、前記第2の領域の全域に隙間無く形成されていることを特徴とする。   The phosphor substrate of the present invention is characterized in that the structure is formed without gaps over the entire second region.

本発明の蛍光体基板は、前記障壁が、光散乱性と光反射性との少なくとも一方を有することを特徴とする。   The phosphor substrate of the present invention is characterized in that the barrier has at least one of light scattering and light reflecting properties.

本発明の蛍光体基板は、前記第2の領域において前記構造物で囲まれた領域に遮光層が設けられたことを特徴とする。   The phosphor substrate of the present invention is characterized in that a light shielding layer is provided in a region surrounded by the structure in the second region.

本発明の表示装置は、前記本発明の蛍光体基板と、前記蛍光体層に照射する励起光を射出する発光素子を有する光源と、を備えたことを特徴とする。   The display device of the present invention includes the phosphor substrate of the present invention, and a light source having a light emitting element that emits excitation light that irradiates the phosphor layer.

本発明の表示装置は、赤色光による表示を行う赤色画素と、緑色光による表示を行う緑色画素と、青色光による表示を行う青色画素と、を少なくとも含む複数の画素が備えられ、前記光源から前記励起光としての紫外光が射出され、前記蛍光体層として、前記赤色画素に前記紫外光を前記励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記緑色画素に前記紫外光を前記励起光として緑色光を発する緑色蛍光体層が設けられ、前記青色画素に前記紫外光を前記励起光として青色光を発する青色蛍光体層が設けられたことを特徴とする。   The display device of the present invention includes a plurality of pixels including at least a red pixel that performs display using red light, a green pixel that performs display using green light, and a blue pixel that performs display using blue light. Ultraviolet light is emitted as the excitation light, and as the phosphor layer, a red phosphor layer that emits red light using the ultraviolet light as the excitation light is provided in the red pixel, and the ultraviolet light is emitted to the green pixel. A green phosphor layer that emits green light as excitation light is provided, and a blue phosphor layer that emits blue light using the ultraviolet light as the excitation light is provided in the blue pixel.

本発明の表示装置は、赤色光による表示を行う赤色画素と、緑色光による表示を行う緑色画素と、青色光による表示を行う青色画素と、を少なくとも含む複数の画素が備えられ、前記光源から前記励起光としての青色光が射出され、前記蛍光体層として、前記赤色画素に前記青色光を前記励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記緑色画素に前記青色光を前記励起光として緑色光を発する緑色蛍光体層が設けられ、前記青色画素には前記青色光を散乱させる散乱層が設けられたことを特徴とする。   The display device of the present invention includes a plurality of pixels including at least a red pixel that performs display using red light, a green pixel that performs display using green light, and a blue pixel that performs display using blue light. Blue light is emitted as the excitation light, and as the phosphor layer, a red phosphor layer that emits red light using the blue light as the excitation light is provided in the red pixel, and the blue light is emitted to the green pixel. A green phosphor layer that emits green light as excitation light is provided, and a scattering layer that scatters the blue light is provided in the blue pixel.

本発明の表示装置は、前記光源が、前記複数の画素に対応して設けられた複数の発光素子と、前記複数の発光素子をそれぞれ駆動する複数の駆動素子と、を備えたアクティブマトリクス駆動方式の光源であることを特徴とする。   In the display device of the present invention, the light source includes a plurality of light emitting elements provided corresponding to the plurality of pixels, and a plurality of driving elements that respectively drive the plurality of light emitting elements. It is characterized by being a light source.

本発明の表示装置は、前記光源が、発光ダイオード、有機エレクトロルミネセンス素子、無機エレクトロルミネセンス素子のいずれかであることを特徴とする。   The display device of the present invention is characterized in that the light source is any one of a light emitting diode, an organic electroluminescent element, and an inorganic electroluminescent element.

本発明の表示装置は、前記光源が、光射出面から光を射出する面状光源であり、 前記面状光源と前記蛍光体基板との間に、前記画素毎に前記面状光源から射出された光の透過率を制御可能な液晶素子が設けられたことを特徴とする。   In the display device of the present invention, the light source is a planar light source that emits light from a light emitting surface, and is emitted from the planar light source for each pixel between the planar light source and the phosphor substrate. A liquid crystal element capable of controlling the light transmittance is provided.

本発明の表示装置は、前記光源が指向性を有していることを特徴とする。   The display device of the present invention is characterized in that the light source has directivity.

本発明によれば、高アスペクト比、高精細の障壁を備えた蛍光体基板を提供することができる。また、視野角特性に優れ、すなわち視野角によらずに色純度、輝度がずれることのない良好な画像が得られ、かつ、低コスト化、低消費電力化が可能な表示装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the phosphor substrate provided with the high aspect ratio and the high-definition barrier can be provided. Also, it is possible to provide a display device that is excellent in viewing angle characteristics, that is, can obtain a good image that does not shift in color purity and luminance regardless of the viewing angle, and that can be reduced in cost and power consumption. Can do.

(A)第1実施形態の蛍光体基板を示す断面図であり、(B)第1実施形態の蛍光体基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the phosphor substrate of 1st Embodiment, (B) It is a top view which shows the phosphor substrate of 1st Embodiment. (A)第2実施形態の蛍光体基板を示す断面図であり、(B)第2実施形態の蛍光体基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the phosphor substrate of 2nd Embodiment, (B) It is a top view which shows the phosphor substrate of 2nd Embodiment. (A)第3実施形態の蛍光体基板を示す断面図であり、(B)第3実施形態の蛍光体基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the phosphor substrate of 3rd Embodiment, (B) It is a top view which shows the phosphor substrate of 3rd Embodiment. (A)第4実施形態の蛍光体基板を示す断面図であり、(B)第4実施形態の蛍光体基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the phosphor substrate of 4th Embodiment, (B) It is a top view which shows the phosphor substrate of 4th Embodiment. (A)第5実施形態の蛍光体基板を示す断面図であり、(B)第5実施形態の蛍光体基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the phosphor substrate of 5th Embodiment, (B) It is a top view which shows the phosphor substrate of 5th Embodiment. (A)第6実施形態の蛍光体基板を示す断面図であり、(B)第6実施形態の蛍光体基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the phosphor substrate of 6th Embodiment, (B) It is a top view which shows the phosphor substrate of 6th Embodiment. (A)第7実施形態の蛍光体基板を示す断面図であり、(B)第7実施形態の蛍光体基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the phosphor substrate of 7th Embodiment, (B) It is a top view which shows the phosphor substrate of 7th Embodiment. (A)第8実施形態の蛍光体基板を示す断面図であり、(B)第8実施形態の蛍光体基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the phosphor substrate of 8th Embodiment, (B) It is a top view which shows the phosphor substrate of 8th Embodiment. (A)第8実施形態の蛍光体基板における構造物を示す平面図であり、(B)構造物の変形例を示す平面図であり、(C)構造物の他の変形例を示す平面図であり、(D)構造物の他の変形例を示す平面図である。(A) It is a top view which shows the structure in the fluorescent substance substrate of 8th Embodiment, (B) It is a top view which shows the modification of a structure, (C) The top view which shows the other modification of a structure (D) It is a top view which shows the other modification of a structure. 第1構成例の表示装置を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a display device of a first configuration example. 第1構成例の表示装置の全体構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing an overall configuration of a display device of a first configuration example. 第1構成例の表示装置における一つの画素の等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of one pixel in the display device of the first configuration example. 第2構成例の表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the display apparatus of the 2nd structural example. 本発明の表示装置を備えた電子機器の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the electronic device provided with the display apparatus of this invention. 本発明の表示装置を備えた電子機器の他の例を示す正面図である。It is a front view which shows the other example of the electronic device provided with the display apparatus of this invention. (A)〜(C)は、比較例1の障壁パターン基板の断面構造を示す工程図である。(A)-(C) is process drawing which shows the cross-sectional structure of the barrier pattern board | substrate of the comparative example 1. FIG. (A)〜(C)は、比較例1の障壁パターン基板の平面構造を示す工程図である。(A)-(C) are process drawings which show the planar structure of the barrier pattern board | substrate of the comparative example 1. FIG. (A)実施例1の障壁基板を示す断面図であり、(B)実施例1の障壁基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the barrier substrate of Example 1, (B) It is a top view which shows the barrier substrate of Example 1. (A)実施例3の障壁基板を示す断面図であり、(B)実施例3の障壁基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the barrier substrate of Example 3, (B) It is a top view which shows the barrier substrate of Example 3. (A)実施例4の障壁基板を示す断面図であり、(B)実施例4の障壁基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the barrier substrate of Example 4, (B) It is a top view which shows the barrier substrate of Example 4. (A)実施例6の障壁基板を示す断面図であり、(B)実施例6の障壁基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the barrier substrate of Example 6, (B) It is a top view which shows the barrier substrate of Example 6. (A)従来の蛍光体基板を示す断面図であり、(B)従来の蛍光体基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the conventional phosphor substrate, (B) It is a top view which shows the conventional phosphor substrate. (A)従来の障壁基板を示す断面図であり、(B)従来の障壁基板を示す平面図である。(A) It is sectional drawing which shows the conventional barrier substrate, (B) It is a top view which shows the conventional barrier substrate.

本発明者らは、従来の問題点について検討したところ、障壁のパターンが形成されている領域の中で、領域の端部に向かうほど障壁のヨレの程度が大きく、一方で領域の中央に向かうほど障壁のヨレの程度が小さくなることを発見した。本発明者らは、本発見に着目し、鋭意努力した結果、高いアスペクト比、高精細の障壁を備えた蛍光体基板を提供可能な方法を実現し、上記課題を解決することができることに想到し、本発明に到達した。なお、本明細書で言う「障壁のアスペクト比」は、障壁の幅に対する障壁の高さの比、のことである。   The inventors of the present invention have examined the conventional problems, and in the region where the barrier pattern is formed, the degree of twisting of the barrier increases toward the end of the region, while the region moves toward the center of the region. I discovered that the degree of barrier swaying became smaller. As a result of diligent efforts paying attention to this discovery, the present inventors have realized that a method capable of providing a phosphor substrate having a high aspect ratio and a high-definition barrier can be realized and the above-described problems can be solved. And the present invention has been reached. The “barrier aspect ratio” referred to in the present specification is the ratio of the barrier height to the barrier width.

すなわち、本発明は、基板と、前記基板上に設けられ、入射された励起光により発光する蛍光体層と、前記蛍光体層の側面を囲む障壁と、を備え、前記基板が、前記蛍光体と前記障壁とを有する第1の領域と、前記第1の領域の外側に位置する第2の領域と、を備え、前記第2の領域には、前記第1の領域に形成された障壁を構成する全ての部材あるいは一部の部材で形成された構造物が設けられ、前記障壁と前記構造物の少なくとも一部とが連続体をなしていることを特徴とする蛍光体基板である。   That is, the present invention includes a substrate, a phosphor layer that is provided on the substrate and emits light by incident excitation light, and a barrier that surrounds a side surface of the phosphor layer, and the substrate includes the phosphor. And a first region having the barrier, and a second region located outside the first region, wherein the second region includes a barrier formed in the first region. The phosphor substrate is characterized in that a structure formed of all members or a part of the members is provided, and the barrier and at least a part of the structure form a continuous body.

これにより、第1の領域に形成された障壁にかかる応力を、障壁と連続体をなしている第2の領域に形成した構造物に効果的に分散させることができる。その結果、第1の領域の障壁にかかる応力が小さくなるため、第1の領域における障壁のヨレや剥がれを防止することができる。また、第2の領域に形成された構造物の一部(特に第2の領域の外側端部)に仮にヨレが発生したとしても、第2の領域は基板の周縁部にあたり、ディスプレイの自発光成分には何ら寄与するものではない。よって、第2の領域での構造物のヨレはディスプレイの性能を貶めるものではない。また、構造物は、障壁を構成する全ての部材あるいは一部の部材で形成されているため、障壁と構造物とを同時に形成でき、効率的である。   Thereby, the stress concerning the barrier formed in the 1st field can be effectively distributed to the structure formed in the 2nd field which has constituted the barrier and a continuum. As a result, since the stress applied to the barrier in the first region is reduced, the barrier in the first region can be prevented from being twisted or peeled off. In addition, even if a twist occurs in a part of the structure formed in the second region (particularly, the outer end portion of the second region), the second region hits the peripheral edge of the substrate, and the display itself emits light. There is no contribution to the ingredients. Therefore, the twist of the structure in the second region does not give up the performance of the display. Moreover, since the structure is formed of all or part of the members constituting the barrier, the barrier and the structure can be formed at the same time, which is efficient.

本発明は、前記構造物が、前記第1の領域に形成された障壁と同様の幅で形成されていることを特徴とする。
この構成では、例えばフォトリソグラフィー手法により障壁と構造物とを形成する場合、障壁のパターンと構造物のパターンとが共通になる。そのため、障壁をパターニングする際に用いたフォトマスクを用いて構造物のパターン形成を行うことができる。よって、フォトマスクが1枚で済むという効果が生じる。
The present invention is characterized in that the structure has a width similar to that of the barrier formed in the first region.
In this configuration, for example, when the barrier and the structure are formed by a photolithography technique, the barrier pattern and the structure pattern are common. Therefore, the structure can be patterned using the photomask used for patterning the barrier. Therefore, an effect that only one photomask is required is produced.

本発明は、前記構造物の少なくとも一部が、前記第1の領域に形成された障壁よりも大きな幅で形成されていることを特徴とする。
これにより、第1の領域の障壁にかかる応力を第2の領域の構造体により多く分散させることができる。そのため、第1の領域の障壁にかかる応力をさらに小さくできる。その結果、より高いアスペクト比で高精細な障壁をヨレなく形成することが可能となる。
The present invention is characterized in that at least a part of the structure is formed with a width larger than a barrier formed in the first region.
Thereby, more stress applied to the barrier in the first region can be dispersed in the structure in the second region. Therefore, the stress applied to the barrier in the first region can be further reduced. As a result, a high-definition barrier with a higher aspect ratio can be formed without distortion.

本発明は、前記構造物が、前記第2の領域の全域に隙間無く形成されていることを特徴とする。
構造物を第2の領域の全域に隙間無く(ベタ状に)形成することで、構造物をパターニングしたときの切欠き効果が消失する。そのため、さらに高アスペクト比で高精細な障壁をヨレなく形成することが可能となる。
なお、本明細書で言う「切欠き効果」とは、構造物に応力が作用したときに構造物のパターニング縁部(切欠き部)に非常に大きな応力が生じる現象のことである。
The present invention is characterized in that the structure is formed without gaps over the entire second region.
By forming the structure in the entire second region without a gap (in a solid shape), the notch effect when the structure is patterned disappears. For this reason, it becomes possible to form a high-definition barrier with a higher aspect ratio without distortion.
The “notch effect” as used in this specification is a phenomenon in which a very large stress is generated at the patterning edge (notch) of the structure when stress acts on the structure.

本発明は、前記障壁が、光散乱性と光反射性との少なくとも一方を有することを特徴とする。
これにより、蛍光体層から側方へ向かう発光成分を障壁で散乱、反射して蛍光体層の内部へ戻し、正面への光取出し効率を向上させることが可能となる。その結果、ディスプレイの消費電力を低減できる。
The present invention is characterized in that the barrier has at least one of a light scattering property and a light reflecting property.
As a result, it is possible to improve the light extraction efficiency to the front by scattering and reflecting the light emitting component directed from the phosphor layer to the side by the barrier and returning it to the inside of the phosphor layer. As a result, the power consumption of the display can be reduced.

以下、実施形態および実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, although an embodiment and an example are given and the present invention is explained still in detail, the present invention is not limited to these embodiments and an example.

[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態の蛍光体基板について、図1(A)、(B)を参照して説明する。
図1(A)は図1(B)のA−A’線に沿う、本実施形態の蛍光体基板の断面図であり、図1(B)は本実施形態の蛍光体基板の平面図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素により寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
[First Embodiment]
Hereinafter, the phosphor substrate according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1A is a cross-sectional view of the phosphor substrate according to the present embodiment taken along line AA ′ of FIG. 1B, and FIG. 1B is a plan view of the phosphor substrate according to the present embodiment. is there.
In the following drawings, in order to make each component easy to see, the scale of dimensions may be different depending on the component.

本実施形態に係る蛍光体基板1は、基板2と、基板2上に設けられ、入射された励起光により発光する蛍光体層3R,3G,3Bと、蛍光体層3R,3G,3Bの側面を囲む障壁4と、を備えている。基板2は、蛍光体層3R,3G,3Bと障壁4とを有する第1の領域M1と、第1の領域M1の外側に位置する第2の領域M2と、を備えている。第2の領域M2には、第1の領域M1に形成された障壁4を構成する全ての部材あるいは一部の部材で形成された構造物5が設けられている。障壁4と構造物5の少なくとも一部とは連続体をなしている。   The phosphor substrate 1 according to the present embodiment includes a substrate 2, a phosphor layer 3R, 3G, 3B that is provided on the substrate 2 and emits light by incident excitation light, and side surfaces of the phosphor layers 3R, 3G, 3B. And a barrier 4 surrounding the. The substrate 2 includes a first region M1 having phosphor layers 3R, 3G, and 3B and a barrier 4, and a second region M2 located outside the first region M1. The second region M2 is provided with a structure 5 formed of all members or a part of members constituting the barrier 4 formed in the first region M1. The barrier 4 and at least a part of the structure 5 form a continuum.

図1(A)、(B)に示すように、蛍光体基板1は、蛍光体基板1の中央部にあたる第1の領域M1に複数の障壁4が所定の間隔をおいて形成されている。複数の障壁4は、所定の間隔で互いに平行に水平方向に配置された第1の障壁4Aと、所定の間隔で互いに平行に垂直方向に配置された第2の障壁4Bと、を含む。蛍光体層3R,3G,3Bは、隣り合う第1の障壁4Aと隣り合う第2の障壁4Bとによって囲まれた空間の内部に配置されている。第1の領域M1の周囲にあたる第2の領域M2に、複数の構造物5が形成されている。構造物5は、障壁4と同一の部材で構成され、障壁4と連続体をなしている。本実施形態では、構造物5は、第1の領域M1に形成された障壁4と同一の幅で形成されている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, in the phosphor substrate 1, a plurality of barriers 4 are formed at predetermined intervals in a first region M1 corresponding to the central portion of the phosphor substrate 1. The plurality of barriers 4 include a first barrier 4A disposed in a horizontal direction parallel to each other at a predetermined interval, and a second barrier 4B disposed in a vertical direction parallel to each other at a predetermined interval. The phosphor layers 3R, 3G, and 3B are disposed in a space surrounded by the adjacent first barrier 4A and the adjacent second barrier 4B. A plurality of structures 5 are formed in a second region M2 that surrounds the first region M1. The structure 5 is composed of the same member as the barrier 4 and forms a continuous body with the barrier 4. In the present embodiment, the structure 5 is formed with the same width as the barrier 4 formed in the first region M1.

本実施形態の場合、励起光として紫外光が照射されることを前提とした場合、蛍光体層として、紫外光を励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層3Rと、紫外光を励起光として緑色光を発する緑色蛍光体層3Gと、紫外光を励起光として青色光を発する青色蛍光体層3Bが設けられている。同じ色の色光を発する蛍光体層3R,3G,3Bが第2の障壁4Bの延在方向に沿って配列され、異なる色の色光を発する蛍光体層3R,3G,3Bが第1の障壁4Aの延在方向に沿って配列されている。励起光は、障壁4が形成された側から蛍光体基板1へ入射され、蛍光体層3R,3G,3Bで色変換された後、基板2から取り出される。   In the case of the present embodiment, assuming that ultraviolet light is irradiated as excitation light, the phosphor layer is a red phosphor layer 3R that emits red light using ultraviolet light as excitation light, and ultraviolet light as excitation light. A green phosphor layer 3G that emits green light and a blue phosphor layer 3B that emits blue light using ultraviolet light as excitation light are provided. The phosphor layers 3R, 3G, and 3B emitting the same color light are arranged along the extending direction of the second barrier 4B, and the phosphor layers 3R, 3G, and 3B emitting the different color light are the first barrier 4A. Are arranged along the extending direction. The excitation light is incident on the phosphor substrate 1 from the side where the barrier 4 is formed, is color-converted by the phosphor layers 3R, 3G, and 3B, and then is extracted from the substrate 2.

隣り合う第1の障壁4Aと隣り合う第2の障壁4Bとによって囲まれた空間は、蛍光体基板1と光源とを組み合わせて表示装置を構成した際の画像の最小表示単位である画素に対応する。したがって、赤色蛍光体層3Rが配置された領域は赤色光による表示が行なわれる赤色画素に対応する。同様に、緑色蛍光体層3Gが配置された領域は緑色光による表示が行なわれる緑色画素に対応する。青色蛍光体層3Bが配置された領域は青色光による表示が行なわれる青色画素に対応する。図1(B)においては、図示の都合上、水平方向と垂直方向にマトリクス状に配置された3個の赤色蛍光体層3R、3個の緑色蛍光体層3G、3個の青色蛍光体層3Bのみを示す。しかしながら、実際の蛍光体基板1ではより多数の赤色蛍光体層3R、緑色蛍光体層3G、青色蛍光体層3Bが配置されている。   A space surrounded by the adjacent first barrier 4A and the adjacent second barrier 4B corresponds to a pixel which is the minimum display unit of an image when the phosphor substrate 1 and the light source are combined to form a display device. To do. Therefore, the region where the red phosphor layer 3R is disposed corresponds to a red pixel on which display with red light is performed. Similarly, the region where the green phosphor layer 3G is disposed corresponds to a green pixel on which display with green light is performed. The region where the blue phosphor layer 3B is disposed corresponds to a blue pixel on which display with blue light is performed. In FIG. 1B, for the sake of illustration, three red phosphor layers 3R, three green phosphor layers 3G, and three blue phosphor layers arranged in a matrix in the horizontal and vertical directions. Only 3B is shown. However, in the actual phosphor substrate 1, a larger number of red phosphor layers 3R, green phosphor layers 3G, and blue phosphor layers 3B are arranged.

図22(A)、(B)に示すように、従来の蛍光体基板201では、基板202上において蛍光体層203R,203G,203Bが形成される領域にのみ障壁204が設けられるのが通常であった。ここで、障壁204のアスペクト比を高くした場合、従来の蛍光体基板201では、図23(A)、(B)に示すように、蛍光体層203R,203G,203Bの形成領域の外側には障壁204が存在しないため、障壁204にかかる応力によって障壁204のヨレや剥がれが発生していた。   As shown in FIGS. 22A and 22B, in the conventional phosphor substrate 201, the barrier 204 is usually provided only in the region where the phosphor layers 203R, 203G, and 203B are formed on the substrate 202. there were. Here, when the aspect ratio of the barrier 204 is increased, in the conventional phosphor substrate 201, as shown in FIGS. 23 (A) and (B), outside the formation region of the phosphor layers 203R, 203G, and 203B. Since the barrier 204 does not exist, the stress of the barrier 204 causes the barrier 204 to be twisted or peeled off.

これに対し、本実施形態では、図1(A)、(B)に示すように、第1の領域M1の障壁4と連続体をなす構造物5が第2の領域M2に形成されているため、第1の領域M1の障壁4にかかる応力を第2の領域の構造物に分散させることができる。その結果、第2の領域M2の構造物5にはヨレや剥がれが発生したとしても、第1の領域M1の障壁4のヨレや剥がれを効果的に防止することが可能となる。   On the other hand, in this embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, the structure 5 that forms a continuum with the barrier 4 in the first region M1 is formed in the second region M2. Therefore, the stress applied to the barrier 4 in the first region M1 can be dispersed in the structure in the second region. As a result, even if the structure 5 in the second region M2 is twisted or peeled off, it is possible to effectively prevent the barrier 4 in the first region M1 from being twisted or peeled off.

以下、本発明に係る蛍光体基板1の構成部材およびその形成方法について具体的に説明するが、本発明は後述する構成部材および形成方法に限定されるものではない。
[基板]
本実施形態で用いられる蛍光体基板1用の基板2としては、蛍光体層3R,3G,3Bからの発光を外部に取り出す必要があることから、蛍光体の発光領域で光を透過する必要がある。例えば、ガラス、石英等からなる無機材料基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリカルバゾール、ポリイミド等からなるプラスティック基板等が挙げられる。ただし、これらの基板に限定されるものではない。湾曲部、折り曲げ部をストレス無く形成できるという観点では、プラスティック基板を用いることが好ましい。さらに、ガスバリア性を向上させる観点から、プラスティック基板に無機材料をコートした基板がより好ましい。
Hereinafter, although the structural member and the formation method of the fluorescent substance substrate 1 which concern on this invention are demonstrated concretely, this invention is not limited to the structural member and formation method which are mentioned later.
[substrate]
As the substrate 2 for the phosphor substrate 1 used in this embodiment, it is necessary to extract light emitted from the phosphor layers 3R, 3G, and 3B to the outside. Therefore, it is necessary to transmit light in the light emitting region of the phosphor. is there. 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 can be given. However, it is not limited to these substrates. From the viewpoint that the curved portion and the bent portion can be formed without stress, it is preferable to use a plastic substrate. Furthermore, from the viewpoint of improving gas barrier properties, a substrate in which a plastic substrate is coated with an inorganic material is more preferable.

[蛍光体層]
本実施形態の蛍光体層3R,3G,3Bは、紫外発光有機EL素子、青色発光有機EL素子、紫外発光LED、青色LED等の励起光源からの励起光を吸収し、赤色光、緑色光、青色光を発する赤色蛍光体層3R、緑色蛍光体層3G、青色蛍光体層3B等から構成されている。ただし、励起光源として青色光を適用する場合には、青色蛍光体層3Bは設けず、青色励起光をそのまま青色画素部からの発光としてもよい。励起光源として指向性を有する青色発光を用いる場合は、青色蛍光体層3Bに代えて、当該指向性を有する励起光を散乱させ、等方発光にして外部へ取り出すことができるような光散乱層を用いてもよい。こうすることで蛍光体層からの発光の配光特性と光散乱層からの青色光の配光特性を合わせることができ、視野角特性に優れた表示を行うことが可能となる。また、蛍光体層からの発光が等方発光でない場合は、光散乱層を形成する材料を調整することで、光散乱層からの配光特性を蛍光体層からの発光の配光特性に合わせることができる。
[Phosphor layer]
The phosphor layers 3R, 3G, and 3B of the present embodiment absorb excitation light from excitation light sources such as an ultraviolet light emitting organic EL element, a blue light emitting organic EL element, an ultraviolet light emitting LED, and a blue LED, and red light, green light, It is composed of a red phosphor layer 3R that emits blue light, a green phosphor layer 3G, a blue phosphor layer 3B, and the like. However, when blue light is applied as the excitation light source, the blue phosphor layer 3B is not provided, and the blue excitation light may be emitted from the blue pixel portion as it is. When blue light emission having directivity is used as the excitation light source, a light scattering layer that can scatter excitation light having the directivity and extract it as isotropic light emission instead of the blue phosphor layer 3B. May be used. By doing so, it is possible to match the light distribution characteristics of the light emitted from the phosphor layer and the light distribution characteristics of the blue light from the light scattering layer, and display with excellent viewing angle characteristics can be performed. In addition, when the light emission from the phosphor layer is not isotropic light emission, the light distribution characteristic from the light scattering layer is adjusted to the light distribution characteristic of the light emission from the phosphor layer by adjusting the material forming the light scattering layer. be able to.

必要に応じて、シアン、イエローに発光する蛍光体を画素に加えることが好ましい。ここで、シアン、イエローに発光する画素のそれぞれの色純度を、色度図上での赤色、緑色、青色に発光する画素の色純度の点で結ばれる三角形より外側にすることで、赤色、緑色、青色の3原色光を発光する画素を用いる表示装置よりも色再現範囲を広げることが可能となる。   If necessary, it is preferable to add phosphors emitting cyan and yellow to the pixels. Here, by setting the color purity of each pixel emitting light to cyan and yellow outside the triangle connected by the color purity points of red, green, and blue light emitting pixels on the chromaticity diagram, red, The color reproduction range can be expanded as compared with a display device using pixels that emit light of three primary colors of green and blue.

蛍光体層3R,3G,3Bは、以下に例示する蛍光体材料のみから構成されていてもよい。また、蛍光体層3R,3G,3Bは、任意に添加剤等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料(結着用樹脂)または無機材料中に分散された構成であってもよい。
本実施形態の蛍光体材料としては、公知の蛍光体材料を用いることができる。このような蛍光体材料は、有機系蛍光体材料と無機系蛍光体材料に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本実施形態はこれらの材料に限定されるものではない。
The phosphor layers 3R, 3G, and 3B may be composed only of the phosphor materials exemplified below. Further, the phosphor layers 3R, 3G, and 3B may optionally contain additives and the like, and may be configured such that these materials are dispersed in a polymer material (binding resin) or an inorganic material. .
A known phosphor material can be used as the phosphor material of the present embodiment. Such phosphor materials are classified into organic phosphor materials and inorganic phosphor materials. Specific examples of these compounds are given below, but the present embodiment is not limited to these materials. .

有機系蛍光体材料としては、青色蛍光色素として、スチルベンゼン系色素:1,4−ビス(2−メチルスチリル)ベンゼン、トランス−4,4‘−ジフェニルスチルベンゼン、クマリン系色素:7−ヒドロキシ−4−メチルクマリン等が挙げられる。緑色蛍光色素として、クマリン系色素:2,3,5,6−1H、4H−テトラヒドロ−8−トリフロメチルキノリジン(9,9a、1−gh)クマリン(クマリン153)、3−(2′−ベンゾチアゾリル)―7−ジエチルアミノクマリン(クマリン6)、3−(2′−ベンゾイミダゾリル)―7−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン7)、ナフタルイミド系色素:ベーシックイエロー51、ソルベントイエロー11、ソルベントイエロー116等が挙げられる。赤色蛍光色素としては、シアニン系色素:4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチルリル)−4H−ピラン、ピリジン系色素:1−エチル−2−[4−(p−ジメチルアミノフェニル)−1,3−ブタジエニル]−ピリジニウム−パークロレート、及びローダミン系色素:ローダミンB、ローダミン6G、ローダミン3B、ローダミン101、ローダミン110、ベーシックバイオレット11、スルホローダミン101等が挙げられる。   Organic fluorescent materials include blue fluorescent dyes, stilbenzene dyes: 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene, trans-4,4′-diphenylstilbenzene, coumarin dyes: 7-hydroxy- 4-methyl coumarin etc. are mentioned. As green fluorescent dyes, coumarin dyes: 2,3,5,6-1H, 4H-tetrahydro-8-trifluoromethylquinolidine (9,9a, 1-gh) coumarin (coumarin 153), 3- (2 ′ -Benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin (coumarin 6), 3- (2'-benzimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 7), naphthalimide dyes: basic yellow 51, solvent yellow 11, solvent yellow 116 or the like. As the red fluorescent dye, cyanine dye: 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl) -4H-pyran, pyridine dye: 1-ethyl-2- [4- (p- Dimethylaminophenyl) -1,3-butadienyl] -pyridinium-perchlorate and rhodamine dyes: rhodamine B, rhodamine 6G, rhodamine 3B, rhodamine 101, rhodamine 110, basic violet 11, sulforhodamine 101 and the like.

無機系蛍光体材料としては、青色蛍光体として、Sr227:Sn4+、Sr4Al1425:Eu2+、BaMgAl1017:Eu2+、SrGa24:Ce3+、CaGa24:Ce3+、(Ba、Sr)(Mg、Mn)Al1017:Eu2+、(Sr、Ca、Ba2、0 Mg)10(PO46Cl2:Eu2+、BaAl2SiO8:Eu2+、Sr227:Eu2+、Sr5(PO43Cl:Eu2+、(Sr,Ca,Ba)5(PO43Cl:Eu2+、BaMg2Al1627:Eu2+、(Ba,Ca)5(PO43Cl:Eu2+、Ba3MgSi28:Eu2+、Sr3MgSi28:Eu2+等が挙げられる。緑色蛍光体として、(BaMg)Al1627:Eu2+,Mn2+、Sr4Al1425:Eu2+、(SrBa)Al12Si28:Eu2+、(BaMg)2SiO4:Eu2+、Y2SiO5:Ce3+,Tb3+、Sr227−Sr225:Eu2+、(BaCaMg)5(PO43Cl:Eu2+、Sr2Si38−2SrCl2:Eu2+、Zr2SiO4、MgAl1119:Ce3+,Tb3+、Ba2SiO4:Eu2+、Sr2SiO4:Eu2+、(BaSr)SiO4:Eu2+等が挙げられる。赤色蛍光体としては、Y22S:Eu3+、YAlO3:Eu3+、Ca22(SiO46:Eu3+、LiY9(SiO462:Eu3+、YVO4:Eu3+、CaS:Eu3+、Gd23:Eu3+、Gd22S:Eu3+、Y(P,V)O4:Eu3+、Mg4GeO5.5F:Mn4+、Mg4GeO6:Mn4+、K5Eu2.5(WO46.25、Na5Eu2.5(WO46.25、K5Eu2.5(MoO46.25、Na5Eu2.5(MoO46.25等が挙げられる。 Inorganic phosphor materials include blue phosphors such as Sr 2 P 2 O 7 : Sn 4+ , Sr 4 Al 14 O 25 : Eu 2+ , BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ , SrGa 2 S 4 : Ce. 3+ , CaGa 2 S 4 : Ce 3+ , (Ba, Sr) (Mg, Mn) Al 10 O 17 : Eu 2+ , (Sr, Ca, Ba 2 , 0 Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu 2+ , BaAl 2 SiO 8 : Eu 2+ , Sr 2 P 2 O 7 : Eu 2+ , Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu 2+ , (Sr, Ca, Ba) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu 2+ , BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu 2+ , (Ba, Ca) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu 2+ , Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu 2+ , Sr 3 MgSi 2 Examples include O 8 : Eu 2+ . As the green phosphor, (BaMg) Al 16 O 27 : Eu 2+ , Mn 2+ , Sr 4 Al 14 O 25 : Eu 2+ , (SrBa) Al 12 Si 2 O 8 : Eu 2+ , (BaMg) 2 SiO 4 : Eu 2+ , Y 2 SiO 5 : Ce 3+ , Tb 3+ , Sr 2 P 2 O 7 —Sr 2 B 2 O 5 : Eu 2+ , (BaCaMg) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu 2+, Sr 2 Si 3 O 8 -2SrCl 2: Eu 2+, Zr 2 SiO 4, MgAl 11 O 19: Ce 3+, Tb 3+, Ba 2 SiO 4: Eu 2+, Sr 2 SiO 4: Eu 2+ , (BaSr) SiO 4 : Eu 2+ and the like. As red phosphors, Y 2 O 2 S: Eu 3+ , YAlO 3 : Eu 3+ , Ca 2 Y 2 (SiO 4 ) 6 : Eu 3+ , LiY 9 (SiO 4 ) 6 O 2 : Eu 3+ YVO 4 : Eu 3+ , CaS: Eu 3+ , Gd 2 O 3 : Eu 3+ , Gd 2 O 2 S: Eu 3+ , Y (P, V) O 4 : Eu 3+ , Mg 4 GeO 5.5 F: Mn 4+ , Mg 4 GeO 6 : Mn 4+ , K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 , Na 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 , K 5 Eu 2.5 (MoO 4 ) 6.25 , Na 5 Eu 2.5 ( MoO 4 ) 6.25 and the like.

上記無機系蛍光体は、必要に応じて表面改質処理を施してもよい。表面改質処理の方法としては、シランカップリング剤等の化学的処理によるもの、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。励起光による劣化、発光による劣化等の安定性を考慮すると、無機材料を使用する方が好ましい。さらに、無機材料を用いる場合には、無機材料の平均粒径(d50)が0.5〜50μmであることが好ましい。無機材料の平均粒径が0.5μm以下であると、蛍光体の発光効率が急激に低下する。無機材料の平均粒径が50μm以上であると、高解像度にパターニングすることが困難になる。   The inorganic phosphor may be subjected to surface modification treatment as necessary. Examples of the surface modification treatment include chemical treatment using a silane coupling agent, physical treatment using addition of submicron-order fine particles, and combinations thereof. In consideration of stability such as deterioration due to excitation light and deterioration due to light emission, it is preferable to use an inorganic material. Furthermore, when using an inorganic material, it is preferable that the average particle diameter (d50) of an inorganic material is 0.5-50 micrometers. If the average particle size of the inorganic material is 0.5 μm or less, the luminous efficiency of the phosphor is drastically reduced. When the average particle size of the inorganic material is 50 μm or more, it becomes difficult to pattern with high resolution.

蛍光体層3R,3G,3Bは、上記の蛍光体材料と樹脂材料を溶剤に溶解、分散させた蛍光体層形成用塗液を用いて、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウェットプロセスにより形成できる。あるいは、上記の材料を用いて、抵抗加熱蒸着法、電子線(EB)蒸着法、分子線エピタキシー(MBE)法、スパッタリング法、有機気相蒸着(OVPD)法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等により形成できる。   The phosphor layers 3R, 3G, and 3B are formed by using a phosphor layer forming coating solution obtained by dissolving and dispersing the phosphor material and the resin material in a solvent, using a spin coating method, a dipping method, a doctor blade method, and a discharge coating. It can be formed by a known wet process such as a coating method such as a coating method, a spray coating method, an ink jet method, a relief printing method, an intaglio printing method, a screen printing method, a micro gravure coating method, or the like. Alternatively, a known dry process such as a resistance heating vapor deposition method, an electron beam (EB) vapor deposition method, a molecular beam epitaxy (MBE) method, a sputtering method, an organic vapor deposition (OVPD) method, or the like, or It can be formed by a laser transfer method or the like.

蛍光体層3R,3G,3Bは、上記の高分子材料として感光性樹脂を用いることで、フォトリソグラフィー法によりパターニングが可能となる。
ここで、感光性樹脂としては、アクリル酸系樹脂、メタクリル酸系樹脂、ポリ桂皮酸ビニル系樹脂、硬ゴム系樹脂等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂(光硬化型レジスト材料)の一種類または複数種類の混合物を用いることが可能である。また、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法等のウェットプロセス、シャドーマスクを用いた抵抗加熱蒸着法、電子線(EB)蒸着法、分子線エピタキシー(MBE)法、スパッタリング法、有機気相蒸着(OVPD)法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等により蛍光体材料をダイレクトにパターニングすることも可能である。
The phosphor layers 3R, 3G, and 3B can be patterned by a photolithography method using a photosensitive resin as the polymer material.
Here, as the photosensitive resin, a photosensitive resin (photocurable resist material) having a reactive vinyl group such as an acrylic acid resin, a methacrylic acid resin, a polyvinyl cinnamate resin, or a hard rubber resin is used. It is possible to use one kind or a mixture of several kinds. In addition, wet processes such as inkjet printing, letterpress printing, intaglio printing, and screen printing, resistance heating vapor deposition using a shadow mask, electron beam (EB) vapor deposition, molecular beam epitaxy (MBE), sputtering, It is also possible to directly pattern the phosphor material by a known dry process such as an organic vapor deposition (OVPD) method or a laser transfer method.

蛍光体層3R,3G,3Bの膜厚は、一般的には100nm〜100μm程度であるが、1〜100μmが好ましい。蛍光体層3R,3G,3Bの膜厚が100nm未満であると、励起光源からの光を十分吸収できず、発光効率が低下する、必要とされる色に励起光の透過光が混じることで色純度が悪化する、といった問題が生じる。さらに、励起光源からの発光の吸収を高め、色純度の悪影響を及ぼさない程度に励起光の透過光を低減するためには、蛍光体層の膜厚は1μm以上とすることが好ましい。蛍光体層の膜厚が100μmを超えると、励起光源からの光を既に十分吸収することから、効率の上昇には繋がらず、材料を消費するだけに留まり、材料コストのアップに繋がる。   The film thickness of the phosphor layers 3R, 3G, and 3B is generally about 100 nm to 100 μm, but preferably 1 to 100 μm. If the phosphor layers 3R, 3G, and 3B have a film thickness of less than 100 nm, the light from the excitation light source cannot be sufficiently absorbed, and the luminous efficiency is reduced. The transmitted light of the excitation light is mixed with the required color. There arises a problem that the color purity is deteriorated. Furthermore, in order to increase the absorption of light emitted from the excitation light source and reduce the transmitted light of the excitation light to the extent that the color purity is not adversely affected, the thickness of the phosphor layer is preferably 1 μm or more. If the thickness of the phosphor layer exceeds 100 μm, the light from the excitation light source is already sufficiently absorbed, so that the efficiency is not increased, the material is consumed only, and the material cost is increased.

励起光として青色光を用いる際に、青色蛍光体層の代わりとして光散乱層を適用する場合、光散乱粒子は、有機材料、無機材料のいずれで構成してもよいが、無機材料により構成することが好ましい。これにより、指向性を有する励起光をより等方的に効果的に拡散または散乱させることが可能となる。また、無機材料を使用することにより、光および熱に安定な光散乱層を提供することが可能となる。   When using blue light as excitation light, when a light scattering layer is applied instead of a blue phosphor layer, the light scattering particles may be composed of either an organic material or an inorganic material, but are composed of an inorganic material. It is preferable. Thereby, it becomes possible to diffuse or scatter excitation light having directivity more isotropically and effectively. Further, by using an inorganic material, it is possible to provide a light scattering layer that is stable to light and heat.

光散乱粒子としては、透明度が高いものであることが好ましい。また、光散乱層としては、低屈折率の母材中に母材よりも高屈折率の微粒子が分散されたものであることが好ましい。また、青色光が光散乱層によって効果的に散乱するためには、光散乱性粒子の粒径がミー散乱の領域にあることが必要である。そのため、光散乱性粒子の粒径は100nm〜500nm程度が好ましい。また、光散乱粒子を樹脂材料と混合して用いる場合には、樹脂材料との屈折率比が上述した数値範囲に含まれるものであることが好ましい。   It is preferable that the light scattering particles have high transparency. In addition, the light scattering layer is preferably a layer in which fine particles having a higher refractive index than the base material are dispersed in a low refractive index base material. Further, in order for blue light to be effectively scattered by the light scattering layer, it is necessary that the particle size of the light scattering particles is in the Mie scattering region. Therefore, the particle size of the light scattering particles is preferably about 100 nm to 500 nm. In addition, when the light scattering particles are used by mixing with a resin material, the refractive index ratio with the resin material is preferably included in the above-described numerical range.

光散乱粒子として、無機材料を用いる場合には、例えば、ケイ素、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、およびアンチモンからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物を主成分とした粒子(微粒子)等が挙げられる。光散乱粒子として、無機材料により構成された粒子(無機微粒子)を用いる場合には、例えば、シリカビーズ(屈折率:1.44)、アルミナビーズ(屈折率:1.63)、酸化チタンビーズ(屈折率 アナタース型:2.50、ルチル型:2.70)、酸化ジルコニアビーズ(屈折率:2.05)、酸化亜鉛ビーズ(屈折率:2.00)等が挙げられる。   When an inorganic material is used as the light scattering particle, for example, the main component is an oxide of at least one metal selected from the group consisting of silicon, titanium, zirconium, aluminum, indium, zinc, tin, and antimony. Examples thereof include particles (fine particles). When particles (inorganic fine particles) made of an inorganic material are used as the light scattering particles, for example, silica beads (refractive index: 1.44), alumina beads (refractive index: 1.63), titanium oxide beads ( Refractive index Anatase type: 2.50, rutile type: 2.70), zirconia bead (refractive index: 2.05), zinc oxide bead (refractive index: 2.00) and the like.

光散乱粒子として、有機材料により構成された粒子(有機微粒子)を用いる場合には、例えば、ポリメチルメタクリレートビーズ(屈折率:1.49)、アクリルビーズ(屈折率:1.50)、アクリル−スチレン共重合体ビーズ(屈折率:1.54)、メラミンビーズ(屈折率:1.57)、高屈折率メラミンビーズ(屈折率:1.65)、ポリカーボネートビーズ(屈折率:1.57)、スチレンビーズ(屈折率:1.60)、架橋ポリスチレンビーズ(屈折率:1.61)、ポリ塩化ビニルビーズ(屈折率:1.60)、ベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒドビーズ(屈折率:1.68)、シリコーンビーズ(屈折率:1.50)等が挙げられる。   When particles (organic fine particles) made of an organic material are used as the light scattering particles, for example, polymethyl methacrylate beads (refractive index: 1.49), acrylic beads (refractive index: 1.50), acrylic- Styrene copolymer beads (refractive index: 1.54), melamine beads (refractive index: 1.57), high refractive index melamine beads (refractive index: 1.65), polycarbonate beads (refractive index: 1.57), Styrene beads (refractive index: 1.60), crosslinked polystyrene beads (refractive index: 1.61), polyvinyl chloride beads (refractive index: 1.60), benzoguanamine-melamine formaldehyde beads (refractive index: 1.68), Examples thereof include silicone beads (refractive index: 1.50).

上述した光散乱粒子と混合して用いる樹脂材料としては、透光性の樹脂であることが好ましい。また、樹脂材料としては、例えば、メラミン樹脂(屈折率:1.57)、ナイロン(屈折率:1.53)、ポリスチレン(屈折率:1.60)、メラミンビーズ(屈折率:1.57)、ポリカーボネート(屈折率:1.57)、ポリ塩化ビニル(屈折率:1.60)、ポリ塩化ビニリデン(屈折率:1.61)、ポリ酢酸ビニル(屈折率:1.46)、ポリエチレン(屈折率:1.53)、ポリメタクリル酸メチル(屈折率:1.49)、ポリMBS(屈折率:1.54)、中密度ポリエチレン(屈折率:1.53)、高密度ポリエチレン(屈折率:1.54)、テトラフルオロエチレン(屈折率:1.35)、ポリ三フッ化塩化エチレン(屈折率:1.42)、ポリテトラフルオロエチレン(屈折率:1.35)等が挙げられる。   The resin material used by mixing with the light scattering particles described above is preferably a translucent resin. Examples of the resin material include melamine resin (refractive index: 1.57), nylon (refractive index: 1.53), polystyrene (refractive index: 1.60), and melamine beads (refractive index: 1.57). , Polycarbonate (refractive index: 1.57), polyvinyl chloride (refractive index: 1.60), polyvinylidene chloride (refractive index: 1.61), polyvinyl acetate (refractive index: 1.46), polyethylene (refractive Ratio: 1.53), polymethyl methacrylate (refractive index: 1.49), poly MBS (refractive index: 1.54), medium density polyethylene (refractive index: 1.53), high density polyethylene (refractive index: 1.54), tetrafluoroethylene (refractive index: 1.35), polytrifluoroethylene chloride (refractive index: 1.42), polytetrafluoroethylene (refractive index: 1.35), and the like.

[障壁]
障壁4は、例えば、感光性ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、メタクリル系樹脂、ノボラック系樹脂またはエポキシ樹脂などの樹脂材料をフォトリソグラフィー等の手法によりパターニングして形成することができる。光の漏れや外光によるコントラスト低下を防ぐために、障壁4は、カーボン微粒子や金属酸化物等の遮光性粒子を上述の感光性樹脂材料に含有させたものをパターニングして形成したものであっても良い。非感光性樹脂材料をスクリーン印刷等により直接パターニングして障壁を形成してもよい。
[barrier]
The barrier 4 can be formed by patterning a resin material such as photosensitive polyimide resin, acrylic resin, methacrylic resin, novolac resin, or epoxy resin by a technique such as photolithography. In order to prevent leakage of light and a decrease in contrast due to external light, the barrier 4 is formed by patterning a material containing light-shielding particles such as carbon fine particles and metal oxide in the above-described photosensitive resin material. Also good. The barrier may be formed by directly patterning the non-photosensitive resin material by screen printing or the like.

障壁4の少なくとも蛍光体層3R,3G,3Bと接する面には、反射膜を設けてもよい。反射膜を設けた場合、蛍光体層3R,3G,3Bから側方に逃げる蛍光成分の進行方向を光取り出し方向に変更することができる。このような反射膜材料としては、例えば、アルミニウム、銀、金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−ネオジウム合金、アルミニウム−シリコン合金等の反射性金属等が挙げられる。可視光全域にわたって高い反射率を有する観点では、反射膜材料はアルミニウムもしくは銀が好ましい。ここで挙げた材料は一例であり、本実施形態はこれらの材料に限定されるわけではない。ただし、反射膜材料は、CIE1976L*a*b表示系において80%以上の反射率を有することが好ましい。   A reflective film may be provided on at least the surface of the barrier 4 in contact with the phosphor layers 3R, 3G, 3B. When a reflective film is provided, the traveling direction of the fluorescent component that escapes laterally from the phosphor layers 3R, 3G, and 3B can be changed to the light extraction direction. Examples of such a reflective film material include reflective metals such as aluminum, silver, gold, aluminum-lithium alloys, aluminum-neodymium alloys, and aluminum-silicon alloys. From the viewpoint of having a high reflectance over the entire visible light region, the reflective film material is preferably aluminum or silver. The materials listed here are examples, and the present embodiment is not limited to these materials. However, it is preferable that the reflective film material has a reflectance of 80% or more in the CIE 1976 L * a * b display system.

反射ではなく、光散乱を生じる材料を適用しても良い。光散乱性の材料としては例えば上述した光散乱粒子を用いることができ、必要に応じて光散乱粒子を樹脂に分散したものを用いても良い。また、青色光が光散乱膜によって効果的に散乱するためには、光散乱性粒子の粒径がミー散乱の領域にあることが必要である。この観点から、光散乱粒子の粒径は、100nm〜500nm程度が好ましい。光散乱効果を用いる場合においても、好適にはCIE1976L*a*b表示系において80%以上の拡散反射率を有することが好ましい。   A material that causes light scattering instead of reflection may be applied. As the light-scattering material, for example, the above-described light-scattering particles can be used, and a material in which light-scattering particles are dispersed in a resin may be used as necessary. Further, in order for blue light to be effectively scattered by the light scattering film, the particle size of the light scattering particles needs to be in the Mie scattering region. From this viewpoint, the particle diameter of the light scattering particles is preferably about 100 nm to 500 nm. Even when the light scattering effect is used, it is preferable that the CIE 1976 L * a * b display system has a diffuse reflectance of 80% or more.

反射膜材料や光散乱性材料を障壁4の表面にコーティングする手法としては、例えばマスク蒸着などが挙げられる。あるいは、フォトリソグラフィー手法などの他の手法によって反射膜や光散乱膜を障壁4の表面に形成してもよい。また、障壁4の表面のみを反射膜とする以外にも、可視光を反射する材料や可視光を散乱する材料で障壁4を形成してもよい。可視光を反射する材料や可視光を散乱する材料は上述した材料を用いることができる。   As a technique for coating the surface of the barrier 4 with a reflective film material or a light-scattering material, for example, mask vapor deposition may be used. Alternatively, a reflective film or a light scattering film may be formed on the surface of the barrier 4 by another technique such as a photolithography technique. In addition to using only the surface of the barrier 4 as a reflective film, the barrier 4 may be formed of a material that reflects visible light or a material that scatters visible light. The materials described above can be used as the material that reflects visible light and the material that scatters visible light.

障壁4自体を反射性材料あるいは散乱性材料で形成する場合、好適には障壁4と基板2との間に遮光層を設けることが望ましい。遮光層を設けることで、外光が障壁4で反射あるいは散乱することによるコントラスト低下を抑止できる。障壁4の表面に反射膜あるいは光散乱膜が形成されている場合、反射膜あるいは光散乱膜と基板2が接する界面に遮光層を入れても良いし、障壁4および反射膜あるいは光散乱膜全体と基板2が接する界面に遮光層を入れても良い。さらに、一つの画素に進入するように設計された励起光が隣接画素に漏れて混色が起きるのを防止するために、隣接画素に進入しようとする光を吸収する目的で、光散乱性の障壁4の光取出し方向とは反対側に遮光層を挿入しても良い。   When the barrier 4 itself is formed of a reflective material or a scattering material, it is preferable to provide a light shielding layer between the barrier 4 and the substrate 2. By providing the light shielding layer, it is possible to suppress a decrease in contrast due to external light reflected or scattered by the barrier 4. When a reflective film or a light scattering film is formed on the surface of the barrier 4, a light shielding layer may be inserted at the interface between the reflective film or the light scattering film and the substrate 2, or the barrier 4 and the reflective film or the light scattering film as a whole. A light shielding layer may be inserted at the interface where the substrate 2 contacts. Further, in order to prevent excitation light designed to enter one pixel from leaking to adjacent pixels and causing color mixing, a light-scattering barrier is formed for the purpose of absorbing light entering the adjacent pixels. A light shielding layer may be inserted on the side opposite to the light extraction direction 4.

障壁4は、蛍光体層3R,3G,3Bよりも厚く形成されることが好ましい。これにより、蛍光体層3R,3G,3Bが励起光源側の任意の部材と接触して損傷することを防止できる。障壁4の少なくとも蛍光体層3R,3G,3Bと接する面が光反射性あるいは光散乱性を有する場合、障壁4を蛍光体層3R,3G,3Bよりも厚く形成すれば、蛍光体層3R,3G,3Bから側方へ逃げる蛍光成分を外部への光取出し方向に効率良く変更することができる。また、このような障壁4の形状としては、格子状、ストライプ状など、蛍光体層3R,3G,3Bの周囲を囲む各種の形状を採用することができる。障壁4の断面形状に関しては、励起光が本来入射すべき画素の隣接画素に入射しないように、基板2側よりも入射側で障壁4の開口部が広くなるような、テーパー形状が望ましい。   The barrier 4 is preferably formed thicker than the phosphor layers 3R, 3G, 3B. Thereby, it can prevent that fluorescent substance layer 3R, 3G, 3B contacts with the arbitrary members by the side of an excitation light source, and is damaged. When at least the surface of the barrier 4 in contact with the phosphor layers 3R, 3G, 3B has light reflectivity or light scattering properties, the phosphor layer 3R, 3R, 3B can be formed by forming the barrier 4 thicker than the phosphor layers 3R, 3G, 3B. The fluorescent component escaping from 3G and 3B to the side can be efficiently changed in the direction of light extraction to the outside. As the shape of the barrier 4, various shapes surrounding the phosphor layers 3R, 3G, and 3B, such as a lattice shape and a stripe shape, can be adopted. Regarding the cross-sectional shape of the barrier 4, a tapered shape is desirable so that the opening of the barrier 4 is wider on the incident side than on the substrate 2 side so that the excitation light does not enter the adjacent pixel of the pixel that should originally be incident.

障壁4の横幅に対する障壁4の高さの比率(アスペクト比=障壁4の高さ/障壁4の幅)については、0.5以上が好ましく、さらに好適には0.5以上2以下が好ましい。アスペクト比が0.5未満であると、障壁4にかかる応力が小さいため、第2の領域M2に構造物5を設けなくても障壁4のヨレや剥がれは発生せず、本発明の効果が出にくい。逆に、アスペクト比が2を超えると、障壁4にかかる応力が大きくなるため、第2の領域M2に構造物5を設けても十分に応力を分散することができず、障壁4のヨレや剥がれを完全には解消できない懸念がある。   The ratio of the height of the barrier 4 to the lateral width of the barrier 4 (aspect ratio = height of the barrier 4 / width of the barrier 4) is preferably 0.5 or more, and more preferably 0.5 or more and 2 or less. When the aspect ratio is less than 0.5, since the stress applied to the barrier 4 is small, the barrier 4 is not twisted or peeled off even if the structure 5 is not provided in the second region M2, and the effect of the present invention is achieved. Hard to come out. On the contrary, if the aspect ratio exceeds 2, the stress applied to the barrier 4 increases, so that even if the structure 5 is provided in the second region M2, the stress cannot be sufficiently dispersed, There is a concern that peeling cannot be completely eliminated.

蛍光体層3R,3G,3Bをディスペンサー法、インクジェット法などによってパターニングする場合、障壁4から蛍光体溶液が溢れ出て隣接画素間での混色を防止するためには、障壁4に撥液性を付与することが必須である。障壁4に撥液性を付与する方法としては例えば以下のような方法がある。
(1)フッ素プラズマ処理
例えば、特開2000−76979号公報に開示されているように、障壁を形成した基板に対して導入ガスをフッ素系とした条件下でプラズマ処理を行うことによって隔壁に撥液性を付与することができる。
(2)フッ素系表面改質剤の添加
光散乱性の障壁4の材料にフッ素系表面改質剤を添加することにより障壁4に撥液性を付与することができる。フッ素系表面改質剤としては、例えばUV硬化型表面改質剤ディフェンサ(DIC株式会社製)やメガファックなどが使用できる。
When the phosphor layers 3R, 3G, and 3B are patterned by a dispenser method, an ink-jet method, etc., in order to prevent the phosphor solution from overflowing from the barrier 4 and mixing colors between adjacent pixels, the barrier 4 is made liquid repellent. It is essential to grant. Examples of a method for imparting liquid repellency to the barrier 4 include the following methods.
(1) Fluorine plasma treatment For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-76979, the partition wall is repelled by performing plasma treatment on the substrate on which the barrier is formed under the condition that the introduced gas is fluorine-based. Liquidity can be imparted.
(2) Addition of Fluorine Surface Modifier A liquid repellency can be imparted to the barrier 4 by adding a fluorine surface modifier to the light scattering barrier 4 material. As the fluorine-based surface modifier, for example, a UV curable surface modifier Defenser (manufactured by DIC Corporation), Mega Fuck, or the like can be used.

[構造物]
本実施形態において、第2の領域M2に形成される構造物5は、第1の領域M1の障壁4にかかる応力を分散して受け取るために、障壁4とは連続体をなしている必要がある。
本実施形態における「第1の領域」とは、励起光源から入射された励起光により発光する蛍光体層3R,3G,3Bが形成されている領域を指す。すなわち、本実施形態の蛍光体基板1を用いた表示装置において、第1の領域M1は表示装置の表示に直接寄与する領域となる。
[Structure]
In the present embodiment, the structure 5 formed in the second region M2 needs to form a continuum with the barrier 4 in order to distribute and receive the stress applied to the barrier 4 in the first region M1. is there.
The “first region” in the present embodiment refers to a region where the phosphor layers 3R, 3G, and 3B that emit light by excitation light incident from the excitation light source are formed. That is, in the display device using the phosphor substrate 1 of the present embodiment, the first region M1 is a region that directly contributes to the display of the display device.

一方、本実施形態の蛍光体基板1を用いた表示装置において、第2の領域M2は表示装置の表示に寄与しない領域となる。したがって、好適には、第2の領域M2には励起光源からの励起光が照射されず、かつ蛍光体層3R,3G,3Bが設けられていないことが好ましい。この構成であれば、第2の領域M2からは励起光も蛍光も出射されないので、これらの光が本来の表示に悪影響を及ぼすことが無く、第2の領域M2は表示装置の表示に寄与しない領域となる。   On the other hand, in the display device using the phosphor substrate 1 of the present embodiment, the second region M2 is a region that does not contribute to the display of the display device. Therefore, it is preferable that the second region M2 is not irradiated with excitation light from the excitation light source and the phosphor layers 3R, 3G, and 3B are not provided. With this configuration, since neither the excitation light nor the fluorescence is emitted from the second region M2, the light does not adversely affect the original display, and the second region M2 does not contribute to the display of the display device. It becomes an area.

なお、第2の領域M2が励起光を透過させない機能、もしくは蛍光を透過させない機能を有する場合は、第2の領域M2に励起光源からの励起光が照射されてもよいし、蛍光体層3R,3G,3Bが形成されていてもよい。励起光を透過させない機能、あるいは蛍光を透過させない機能を実現するためには、例えば第2の領域M2の構造物5で囲まれた領域に遮光層が設けられていればよい。   When the second region M2 has a function of not transmitting excitation light or a function of not transmitting fluorescence, the second region M2 may be irradiated with excitation light from an excitation light source, or the phosphor layer 3R. , 3G, 3B may be formed. In order to realize a function that does not transmit excitation light or a function that does not transmit fluorescence, for example, a light shielding layer may be provided in a region surrounded by the structure 5 in the second region M2.

遮光層の機能としては可視光全域を遮光する機能を有していても良いし、カラーフィルターのように一部の波長領域のみを遮光する機能を有していても良い。遮光層は、理想的には励起光や蛍光を100%吸収することが好ましいが、現実的には不可能である。人間の目の網膜感度を考慮すると、第2の領域M2で生じる輝度が10−4cd/m以下、さらに好適には桿体細胞が働いている暗所視における絶対閾値輝度10−6cd/m以下になるような遮光機能を有していることが好ましい。この構成であれば、第2の領域M2は表示装置の表示に寄与しない領域となる。
なお、第1の領域M1と第2の領域M2の境界線に位置する障壁4については、構造物として機能させても良い。
As a function of the light shielding layer, it may have a function of shielding the entire visible light region, or may have a function of shielding only a part of the wavelength region like a color filter. Ideally, the light shielding layer preferably absorbs excitation light and fluorescence 100%, but it is impossible in practice. Considering the retina sensitivity of the human eye, the luminance generated in the second region M2 is 10 −4 cd / m 2 or less, more preferably, the absolute threshold luminance in dark place vision with rod cells working 10 −6 cd It is preferable to have a light-shielding function so as to be / m 2 or less. With this configuration, the second region M2 is a region that does not contribute to display on the display device.
The barrier 4 located at the boundary line between the first region M1 and the second region M2 may function as a structure.

効率良く応力を分散させるために、構造物5は障壁4と同程度の熱膨張率を有することが望ましい。より好適には、熱膨張率を一致させるために、構造物5は障壁4を構成する部材そのもので形成されていることが好ましい。障壁4の表面に反射膜あるいは光散乱膜が設けられている場合、構造物5の表面にも障壁4の表面に設けられた反射膜あるいは光散乱膜と同一の膜が設けられていることが望ましい。ただし、必ずしも全ての構造物5の表面に反射膜や光散乱膜を設ける必要はなく、一部の構造物5に設けるだけでも良い。その場合、第1の領域M1の近傍に位置する第2の領域M2の構造物5に設けることが好ましい。構造物5の材料や形成は障壁4と同様なため、ここでは説明を省略する。   In order to disperse stress efficiently, it is desirable that the structure 5 has a thermal expansion coefficient comparable to that of the barrier 4. More preferably, the structure 5 is preferably formed of the members constituting the barrier 4 in order to match the thermal expansion coefficients. When a reflective film or a light scattering film is provided on the surface of the barrier 4, the same film as the reflective film or the light scattering film provided on the surface of the barrier 4 may be provided on the surface of the structure 5. desirable. However, it is not always necessary to provide a reflection film or a light scattering film on the surface of all the structures 5, and only a part of the structures 5 may be provided. In that case, it is preferable to provide the structure 5 in the second region M2 located in the vicinity of the first region M1. Since the material and formation of the structure 5 are the same as those of the barrier 4, description thereof is omitted here.

構造物5は障壁4と同時に形成しても良いし、障壁4を形成した後で構造物5を形成しても良いし、構造物5を形成した後で障壁4を形成しても良い。製造プロセスでの工程数を増やさない観点では、構造物5と障壁4とを同時に形成することが望ましい。ここで、障壁4を形成した後で構造物5を形成する場合、第1の領域M1と第2の領域M2との境界に位置する構造物5が、第1の領域M1と第2の領域M2の境界に位置する障壁4の上部に少なくとも部分的に重畳していることが好ましい。構造物5を形成した後で障壁4を形成する場合、第1の領域M1と第2の領域M2の境界に位置する障壁4が、第1の領域M1と第2の領域M2の境界に位置する構造物5の上部に少なくとも部分的に重畳していることが好ましい。   The structure 5 may be formed simultaneously with the barrier 4, the structure 5 may be formed after the barrier 4 is formed, or the barrier 4 may be formed after the structure 5 is formed. From the viewpoint of not increasing the number of steps in the manufacturing process, it is desirable to form the structure 5 and the barrier 4 simultaneously. Here, when the structure 5 is formed after the barrier 4 is formed, the structure 5 located at the boundary between the first region M1 and the second region M2 is the first region M1 and the second region. It is preferable to at least partly overlap the upper part of the barrier 4 located at the boundary of M2. When the barrier 4 is formed after the structure 5 is formed, the barrier 4 positioned at the boundary between the first region M1 and the second region M2 is positioned at the boundary between the first region M1 and the second region M2. It is preferable that the structure 5 to be overlapped at least partially.

上記の構成とすることで障壁4と構造物5とが確実に接触するため、第1の領域M1の障壁4にかかる応力を第2の領域M2の構造物5により確実に分散させることができる。この効果は、障壁4と構造物5とが同一の部材であるかないかに関わらず有効である。上述したように、第2の領域M2は表示装置の自発光成分には何ら寄与しないが、構造物5の一部あるいは構造物5自体に反射機能あるいは光散乱機能が付与されている場合は、外光によるコントラスト低下を防ぐため、構造物5と基板2の間に遮光層を設けることが好ましい。   Since the barrier 4 and the structure 5 are in reliable contact with each other by the above configuration, the stress applied to the barrier 4 in the first region M1 can be reliably dispersed by the structure 5 in the second region M2. . This effect is effective regardless of whether the barrier 4 and the structure 5 are the same member. As described above, the second region M2 does not contribute at all to the self-luminous component of the display device, but when the reflection function or the light scattering function is given to a part of the structure 5 or the structure 5 itself, In order to prevent a decrease in contrast due to external light, it is preferable to provide a light shielding layer between the structure 5 and the substrate 2.

構造物5の幅やパターン形状などの仕様は、第1の領域M1に形成された障壁4と同一の仕様であることが好ましい。これにより、例えばフォトリソグラフィー法により障壁4および構造物5を形成する場合、障壁4と構造物5のパターンが全く同一であるため、障壁4をパターニングする際に用いたフォトマスクを用いて構造物5のパターニングを行うことが可能となる。そのため、フォトマスクが一枚で済むという効果が得られる。さらに、蛍光体層3R,3G,3Bをインクジェットやディスペンサーなどのウェットプロセスで形成する場合、第2の領域M2に形成された構造物5を用いて蛍光体インクの吐出量や吐出位置などの吐出条件の最適化を行うことができる。吐出条件の最適化のためには第1の領域M1に形成した障壁4と同じ撥液性を構造体5に付与する必要がある。   The specifications such as the width and pattern shape of the structure 5 are preferably the same as those of the barrier 4 formed in the first region M1. Thereby, for example, when the barrier 4 and the structure 5 are formed by a photolithography method, the pattern of the barrier 4 and the structure 5 is exactly the same. Therefore, the structure using the photomask used when patterning the barrier 4 is used. 5 patterning can be performed. Therefore, an effect that only one photomask is required can be obtained. Further, when the phosphor layers 3R, 3G, and 3B are formed by a wet process such as an ink jet or a dispenser, the discharge amount and the discharge position of the phosphor ink are discharged using the structure 5 formed in the second region M2. Conditions can be optimized. In order to optimize the discharge conditions, it is necessary to give the structure 5 the same liquid repellency as the barrier 4 formed in the first region M1.

なお、インクジェット方式で基板上に有機EL材料を吐出、塗布し、有機EL層を形成する有機EL表示装置においても同様な構造が提案されている(例えば特開2002−252083公報参照)。しかしながら、この文献は、発光に寄与する領域内での乾燥状態の不均一さによる発光ムラを解消するためだけの内容であり、障壁のヨレを防止する本発明の課題解決の糸口を何ら与えていない。加えて、有機EL素子は発光層を電界励起により発光させるため、画素内で発光層を含めた有機層に膜厚ムラが少しでも生じると、電極から注入されるキャリアのバランスが崩れ、顕著な発光ムラになる。   Note that a similar structure has been proposed for an organic EL display device that forms an organic EL layer by discharging and applying an organic EL material onto a substrate by an inkjet method (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-252083). However, this document is only for the purpose of eliminating unevenness in light emission due to non-uniformity of the dry state in the region contributing to light emission, and provides a clue for solving the problem of the present invention that prevents the twisting of the barrier. Absent. In addition, since the organic EL element causes the light emitting layer to emit light by electric field excitation, if even a slight film thickness unevenness occurs in the organic layer including the light emitting layer in the pixel, the balance of the carriers injected from the electrode is lost, which is remarkable. Uneven light emission occurs.

一方、本実施形態は電界励起ではなく、光励起によって蛍光体層3R,3G,3Bを発光させるため、蛍光体層3R,3G,3Bがある膜厚以上であれば発光強度が飽和する。したがって、蛍光体層3R,3G,3Bの膜厚ムラが、発光強度が飽和する膜厚以上であれば、発光ムラは起こらない。したがって、膜厚ムラを解消するための上記の文献から本発明の問題とする障壁ヨレを解消するには至らない。また、有機EL層をインクジェットで形成するための障壁の高さは数μmであり、障壁の幅に対して障壁の高さが非常に小さい。そのため、障壁のヨレという課題は生じえない。一方、本実施形態では、蛍光体層3R,3G,3Bの厚みとして1μm以上が好ましいことから、障壁4は数十μmあることが好ましい。したがって、障壁4の幅に対して障壁4の高さが近付くためにアスペクト比が高くなり、結果として障壁のヨレという課題が生じる。
以上のことから、上記の文献の内容と本発明の内容は全く異なり、上記の文献から本発明を容易に創出することはできない。
On the other hand, in the present embodiment, the phosphor layers 3R, 3G, and 3B emit light by light excitation instead of electric field excitation, so that the emission intensity is saturated if the phosphor layers 3R, 3G, and 3B have a certain film thickness or more. Therefore, if the film thickness unevenness of the phosphor layers 3R, 3G, 3B is not less than the film thickness at which the light emission intensity is saturated, the light emission unevenness does not occur. Therefore, the above-described literature for eliminating the film thickness unevenness does not solve the barrier deviation that is a problem of the present invention. Further, the height of the barrier for forming the organic EL layer by inkjet is several μm, and the height of the barrier is very small with respect to the width of the barrier. For this reason, the problem of barrier barriers cannot occur. On the other hand, in the present embodiment, the thickness of the phosphor layers 3R, 3G, 3B is preferably 1 μm or more, and therefore the barrier 4 is preferably several tens of μm. Therefore, since the height of the barrier 4 approaches the width of the barrier 4, the aspect ratio becomes high, and as a result, the problem of twisting of the barrier occurs.
From the above, the content of the above-mentioned document and the content of the present invention are completely different, and the present invention cannot be easily created from the above-mentioned document.

膜の基材に対する接着性を向上させるために、基材に対する膜の接着面積を大きくすることは公知である。しかしながら、本実施形態は、発光に寄与する第1の領域M1については障壁4の接着面積は大きくせず、発光に寄与しない第2の領域M2に障壁4と連続体をなす構造物5を設け、必要であれば、構造物5の接着面積を大きくすることで接着性を向上させる。すなわち、本実施形態は障壁4のヨレを第2の領域M2に設けた構造体5で解決することで密着性を確保し、かつ発光特性に何ら影響しない蛍光体基板、表示装置を提供することにある。このように、密着性が問題となっている膜あるいは領域それ自体で解決せずに、他の膜あるいは領域で解決するという考えは公知内容からは容易に想到し得ない。   In order to improve the adhesion of the membrane to the substrate, it is known to increase the adhesion area of the membrane to the substrate. However, in the present embodiment, the bonding area of the barrier 4 is not increased in the first region M1 that contributes to light emission, and the structure 5 that forms a continuum with the barrier 4 is provided in the second region M2 that does not contribute to light emission. If necessary, the adhesion is improved by increasing the adhesion area of the structure 5. That is, this embodiment provides a phosphor substrate and a display device that secures adhesion by solving the twist of the barrier 4 with the structure 5 provided in the second region M2 and does not affect the light emission characteristics at all. It is in. In this way, the idea of solving with another film or region without solving with the film or region itself in which adhesion is a problem cannot be easily conceived from the known contents.

[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態の蛍光体基板について、図2(A)、(B)を参照して説明する。
本実施形態の蛍光体基板の基本構成は第1実施形態と同様であり、第2の領域に設けた構造物の構成のみが第1実施形態と異なる。
図2(A)は図2(B)のA−A’線に沿う、本実施形態の蛍光体基板の断面図であり、図2(B)は本実施形態の蛍光体基板の平面図である。
図2(A)、(B)において、第1実施形態の図1(A)、(B)と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the phosphor substrate according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the phosphor substrate of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the configuration of the structure provided in the second region is different from that of the first embodiment.
2A is a cross-sectional view of the phosphor substrate according to the present embodiment along the line AA ′ of FIG. 2B, and FIG. 2B is a plan view of the phosphor substrate according to the present embodiment. is there.
2A and 2B, the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 1A and 1B of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

第2の領域が基板に占める占有面積は、第1の領域にある障壁にヨレが発生しない範囲に適宜設定すればよい。第2の領域の占有面積を大きくするほど、障壁にかかる応力を小さくできる。ただし、基板の大きさは有限なため、第1の領域に形成された障壁にヨレが発生しない範囲まで第2の領域の占有面積を拡張できない場合がある。このような場合、構造物の基板に対する接着面積を増やすことで応力を効果的に分散することができる。   The occupation area occupied by the second region in the substrate may be appropriately set within a range in which no twist occurs in the barrier in the first region. The stress applied to the barrier can be reduced as the area occupied by the second region is increased. However, since the size of the substrate is finite, the occupied area of the second region may not be expanded to a range where no twist occurs in the barrier formed in the first region. In such a case, the stress can be effectively dispersed by increasing the adhesion area of the structure to the substrate.

本実施形態の蛍光体基板11は、図2(A)、(B)に示すように、第2の領域M2において、複数の構造物12が水平方向および垂直方向に格子状に配置されている点は第1実施形態と同様である。しかしながら、第1実施形態では、第1の領域M1の障壁4と連続体をなす構造物5が、障壁4と同じ幅で形成されていた。これに対し、本実施形態では、第1の領域M1の障壁4と連続体をなす構造物12が、障壁4と異なる幅で形成されている。具体的には、構造物12のうち、第1の領域M1近傍(1行×1列分)における構造物12の幅は障壁4と同じ幅であり、第1の領域M1から所定距離離れた位置における構造物12の幅は障壁4の幅よりも広く形成されている。ただし、幅広の構造物12であっても、隣り合う構造物12間のピッチは障壁4のピッチと同一である。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the phosphor substrate 11 of the present embodiment has a plurality of structures 12 arranged in a grid in the horizontal direction and the vertical direction in the second region M2. The point is the same as in the first embodiment. However, in the first embodiment, the structure 5 that is a continuum with the barrier 4 in the first region M1 is formed with the same width as the barrier 4. On the other hand, in the present embodiment, the structure 12 that forms a continuum with the barrier 4 in the first region M1 is formed with a width different from that of the barrier 4. Specifically, the width of the structure 12 in the vicinity of the first region M1 (1 row × 1 column) in the structure 12 is the same as that of the barrier 4, and is separated from the first region M1 by a predetermined distance. The width of the structure 12 at the position is formed wider than the width of the barrier 4. However, even if the structure 12 is wide, the pitch between the adjacent structures 12 is the same as the pitch of the barriers 4.

本実施形態のように、構造物12のピッチを変えず、構造物12の少なくとも一部の幅だけを障壁4よりも大きくすることが応力を効果的に分散させるのに有効である。構造物12で囲われた領域の面積を変えると、蛍光体層3R,3G,3Bをインクジェットやディスペンサーなどのウェットプロセスで形成する場合、上述した吐出条件の最適化を行うことが困難となる。しかしながら、第1の領域M1近傍における構造物12の幅は障壁4と同じ幅であるため、この領域においては構造物12で囲われた領域の面積は障壁4で囲われた領域の面積と同じである。したがって、第1の領域M1近傍の部分を用いて吐出条件の最適化を行うことができる。   As in the present embodiment, it is effective to disperse the stress effectively without changing the pitch of the structure 12 and by making only the width of at least a part of the structure 12 larger than the barrier 4. If the area of the region surrounded by the structure 12 is changed, when the phosphor layers 3R, 3G, and 3B are formed by a wet process such as an ink jet or a dispenser, it becomes difficult to optimize the discharge conditions described above. However, since the width of the structure 12 in the vicinity of the first region M1 is the same as that of the barrier 4, the area of the region surrounded by the structure 12 in this region is the same as the area of the region surrounded by the barrier 4. It is. Therefore, it is possible to optimize the discharge conditions using a portion near the first region M1.

図2(B)では、第1の領域M1から所定距離離れた位置においては、全ての構造物12について幅を広くしている。ただし、必ずしも全ての構造物の幅を広くする必要はなく、一部の構造物のみ幅を広くしても良い。あるいは、図2(B)とは逆に、第1の領域M1の近傍の構造物の幅を広くしても良い。第1の領域の近傍の構造物の幅を広くすると、障壁のヨレ防止には効果的である。   In FIG. 2B, the widths of all the structures 12 are widened at a position away from the first region M1 by a predetermined distance. However, it is not always necessary to increase the width of all the structures, and only a part of the structures may be increased. Alternatively, contrary to FIG. 2B, the width of the structure in the vicinity of the first region M1 may be increased. Increasing the width of the structure in the vicinity of the first region is effective in preventing the twisting of the barrier.

[第3実施形態]
以下、本発明の第3実施形態の蛍光体基板について、図3(A)、(B)を参照して説明する。
本実施形態の蛍光体基板の基本構成は第1実施形態と同様であり、第2の領域に設けた構造物の構成のみが第1実施形態と異なる。
図3(A)は図3(B)のA−A’線に沿う、本実施形態の蛍光体基板の断面図であり、図3(B)は本実施形態の蛍光体基板の平面図である。
図3(A)、(B)において、第1実施形態の図1(A)、(B)と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the phosphor substrate according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the phosphor substrate of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the configuration of the structure provided in the second region is different from that of the first embodiment.
FIG. 3A is a cross-sectional view of the phosphor substrate according to the present embodiment taken along line AA ′ of FIG. 3B, and FIG. 3B is a plan view of the phosphor substrate according to the present embodiment. is there.
3A and 3B, the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 1A and 1B of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

構造物の幅は、構造物の延在方向(長手方向)で必ずしも一定にする必要はなく、構造物の延在方向で変えてもよい。第2実施形態で述べたように、第1の領域近傍の構造物ほど幅が大きくなるように設計するのも効果的である。しかしながら、障壁と構造物の接合部で急激に幅を変えると、応力が充分に分散されない懸念がある。   The width of the structure is not necessarily constant in the extending direction (longitudinal direction) of the structure, and may be changed in the extending direction of the structure. As described in the second embodiment, it is also effective to design such that the structure in the vicinity of the first region has a larger width. However, if the width is rapidly changed at the junction between the barrier and the structure, there is a concern that the stress is not sufficiently dispersed.

本実施形態の蛍光体基板14は、図3(A)、(B)に示すように、第1の領域M1と第2の領域M2との境界部分、すなわち障壁4と構造物15の接合部から構造物15の端部に向かうにつれて、構造物15の幅が連続的になだらかに広くなっている。このような構造にすることで、障壁4にかかる応力を構造物15の全域に円滑に分散させることができる。その結果、障壁4のヨレや剥がれを確実に防止することができる。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the phosphor substrate 14 of the present embodiment has a boundary portion between the first region M1 and the second region M2, that is, a junction between the barrier 4 and the structure 15. The width of the structure 15 gradually increases gradually from the end toward the end of the structure 15. With such a structure, the stress applied to the barrier 4 can be smoothly dispersed throughout the structure 15. As a result, it is possible to reliably prevent the barrier 4 from being twisted or peeled off.

[第4実施形態]
以下、本発明の第4実施形態の蛍光体基板について、図4(A)、(B)を参照して説明する。
本実施形態の蛍光体基板の基本構成は第1実施形態と同様であり、第2の領域に設けた構造物の構成のみが第1実施形態と異なる。
図4(A)は図4(B)のA−A’線に沿う、本実施形態の蛍光体基板の断面図であり、図4(B)は本実施形態の蛍光体基板の平面図である。
図4(A)、(B)において、第1実施形態の図1(A)、(B)と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, the phosphor substrate according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the phosphor substrate of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the configuration of the structure provided in the second region is different from that of the first embodiment.
4A is a cross-sectional view of the phosphor substrate according to the present embodiment taken along the line AA ′ of FIG. 4B, and FIG. 4B is a plan view of the phosphor substrate according to the present embodiment. is there.
4 (A) and 4 (B), the same components as those in FIGS. 1 (A) and 1 (B) of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

第2、第3実施形態のように、第2領域の構造物の幅を大きくしても、未だ障壁のヨレや剥がれが解消できない場合がある。そこで、本実施形態の蛍光体基板18は、図4(A)、(B)に示すように、構造物19が第2の領域M2の全域に隙間無く形成されている。すなわち、構造物19が第2の領域M2の全域に隙間なく形成されている。図4(A)、(B)の構造例では、第1の領域M1と第2の領域M2との境界線に位置する障壁4は、構造物19として機能している。このように、構造物19をベタ状に形成することでパターンによる切欠き効果が消失するため、さらに高アスペクト比で高精細な障壁をヨレや剥がれが生じることなく形成することができる。   As in the second and third embodiments, even if the width of the structure in the second region is increased, the twisting or peeling of the barrier may still not be resolved. Therefore, in the phosphor substrate 18 of the present embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, the structures 19 are formed without gaps over the entire second region M2. That is, the structure 19 is formed in the entire second region M2 without a gap. 4A and 4B, the barrier 4 located at the boundary line between the first region M1 and the second region M2 functions as the structure 19. Thus, since the notch effect due to the pattern disappears by forming the structure 19 in a solid shape, it is possible to form a high-definition barrier with a higher aspect ratio without causing twisting or peeling.

[第5実施形態]
以下、本発明の第5実施形態の蛍光体基板について、図5(A)、(B)を参照して説明する。
本実施形態の蛍光体基板の基本構成は第1実施形態と同様であり、第2の領域に設けた構造物の構成のみが第1実施形態と異なる。
図5(A)は図5(B)のA−A’線に沿う、本実施形態の蛍光体基板の断面図であり、図5(B)は本実施形態の蛍光体基板の平面図である。
図5(A)、(B)において、第1実施形態の図1(A)、(B)と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, the phosphor substrate according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the phosphor substrate of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the configuration of the structure provided in the second region is different from that of the first embodiment.
FIG. 5A is a cross-sectional view of the phosphor substrate according to the present embodiment taken along the line AA ′ of FIG. 5B, and FIG. 5B is a plan view of the phosphor substrate according to the present embodiment. is there.
5 (A) and 5 (B), the same components as those in FIGS. 1 (A) and 1 (B) of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

第1〜第4実施形態では、構造物が配置された第2の領域が、矩形状の第1の領域の4辺を囲むように設けられていた。しかしながら、第2の領域は、必ずしも第1の領域の4辺全部を囲む必要はない。例えば、基板の水平方向に延在する障壁の幅と基板の垂直方向に延在する障壁の幅とが異なる場合、幅の狭い障壁にはより大きな応力が加わる。   In 1st-4th embodiment, the 2nd area | region where the structure was arrange | positioned was provided so that 4 sides of a rectangular-shaped 1st area might be enclosed. However, the second region does not necessarily have to surround all four sides of the first region. For example, when the width of the barrier extending in the horizontal direction of the substrate is different from the width of the barrier extending in the vertical direction of the substrate, a larger stress is applied to the narrow barrier.

そこで、本実施形態の蛍光体基板22は、図5(A)、(B)に示すように、基板2の水平方向に延在する第1の障壁4Aの幅が、基板2の垂直方向に延在する第2の障壁4Bの幅よりも狭い。したがって、第1の障壁4Aにはより大きな応力が加わる。これに対応して、基板2の水平方向に延在する第1の障壁4Aに連続する構造体23のみが基板2上に設けられている。基板2の垂直方向に延在する第2の障壁4Bに連続する構造体は設けられていない。すなわち、基板2の水平方向における第1の領域M1の側方のみに第2の領域M2が設けられている。この構成においても、高アスペクト比で高精細な障壁をヨレや剥がれが生じることなく形成することができる。   Therefore, in the phosphor substrate 22 of the present embodiment, the width of the first barrier 4A extending in the horizontal direction of the substrate 2 is set in the vertical direction of the substrate 2 as shown in FIGS. It is narrower than the width of the extending second barrier 4B. Therefore, a larger stress is applied to the first barrier 4A. Correspondingly, only the structure 23 that is continuous with the first barrier 4 </ b> A extending in the horizontal direction of the substrate 2 is provided on the substrate 2. A structure that is continuous with the second barrier 4B extending in the vertical direction of the substrate 2 is not provided. That is, the second region M2 is provided only on the side of the first region M1 in the horizontal direction of the substrate 2. Even in this configuration, a high-definition barrier with a high aspect ratio can be formed without causing twisting or peeling.

[第6実施形態]
以下、本発明の第6実施形態の蛍光体基板について、図6(A)、(B)を参照して説明する。
本実施形態の蛍光体基板の基本構成は第1実施形態と同様であり、第2の領域に設けた構造物の構成のみが第1実施形態と異なる。
図6(A)は図6(B)のA−A’線に沿う、本実施形態の蛍光体基板の断面図であり、図6(B)は本実施形態の蛍光体基板の平面図である。
図6(A)、(B)において、第1実施形態の図1(A)、(B)と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Sixth Embodiment]
Hereinafter, the phosphor substrate according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the phosphor substrate of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the configuration of the structure provided in the second region is different from that of the first embodiment.
6A is a cross-sectional view of the phosphor substrate according to the present embodiment taken along line AA ′ of FIG. 6B, and FIG. 6B is a plan view of the phosphor substrate according to the present embodiment. is there.
6A and 6B, the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 1A and 1B of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

第5実施形態では、図5(A)、(B)に示すように、基板2の水平方向に延在する第1の障壁4Aに連続する構造体23のみが設けられていた。これに対して、本実施形態の蛍光体基板26は、図6(A)、(B)に示すように、基板2の水平方向に延在する第1の障壁4Aに連続する構造体23に加えて、第2の障壁4Bと同じ幅の構造物27が、隣り合う構造体23間にわたって垂直方向に延在して設けられている。基板2の水平方向における第1の領域M1の側方のみに第2の領域M2が設けられている点は、第5実施形態と同様である。   In the fifth embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, only the structure 23 that is continuous with the first barrier 4A extending in the horizontal direction of the substrate 2 is provided. In contrast, the phosphor substrate 26 of the present embodiment has a structure 23 that is continuous with the first barrier 4 </ b> A extending in the horizontal direction of the substrate 2, as shown in FIGS. In addition, a structure 27 having the same width as that of the second barrier 4B is provided so as to extend in the vertical direction across the adjacent structures 23. Similar to the fifth embodiment, the second region M2 is provided only on the side of the first region M1 in the horizontal direction of the substrate 2.

このように、2つの方向に延在する構造物23,27を設けることで、応力をより効果的に分散させることができる。   Thus, by providing the structures 23 and 27 extending in two directions, the stress can be more effectively dispersed.

[第7実施形態]
以下、本発明の第7実施形態の蛍光体基板について、図7(A)、(B)を参照して説明する。
本実施形態の蛍光体基板の基本構成は第1実施形態と同様であり、第2の領域に設けた構造物の構成のみが第1実施形態と異なる。
図7(A)は図7(B)のA−A’線に沿う、本実施形態の蛍光体基板の断面図であり、図7(B)は本実施形態の蛍光体基板の平面図である。
図7(A)、(B)において、第1実施形態の図1(A)、(B)と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Seventh Embodiment]
Hereinafter, the phosphor substrate according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the phosphor substrate of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the configuration of the structure provided in the second region is different from that of the first embodiment.
FIG. 7A is a cross-sectional view of the phosphor substrate according to the present embodiment taken along the line AA ′ of FIG. 7B, and FIG. 7B is a plan view of the phosphor substrate according to the present embodiment. is there.
7A and 7B, the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 1A and 1B of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

第1〜第4実施形態では、第2の領域M2の構造物が全て連続して形成され、完全な格子をなすように形成されていた。これに対して、本実施形態の蛍光体基板30は、図7(A)、(B)に示すように、第2の領域M2の構造物5の一部は連続しておらず、構造物5が所々で分断された箇所(符号Bで示す)を有している。   In the first to fourth embodiments, the structures in the second region M2 are all formed continuously to form a complete lattice. On the other hand, in the phosphor substrate 30 of this embodiment, as shown in FIGS. 7A and 7B, a part of the structure 5 in the second region M2 is not continuous, and the structure 5 has a portion (indicated by reference numeral B) divided in some places.

この構成においても、構造物5が障壁4と連続した箇所を介して障壁4の応力が充分に分散されるため、高アスペクト比で高精細な障壁をヨレが生じることなく形成することができる。   Also in this configuration, since the stress of the barrier 4 is sufficiently dispersed through the portion where the structure 5 is continuous with the barrier 4, a high-definition barrier with a high aspect ratio can be formed without twisting.

[第8実施形態]
以下、本発明の第8実施形態の蛍光体基板について、図8(A)、(B)を参照して説明する。
本実施形態の蛍光体基板の基本構成は第1実施形態と同様であり、第2の領域に設けた構造物の構成のみが第1実施形態と異なる。
図8(A)は図8(B)のA−A’線に沿う、本実施形態の蛍光体基板の断面図であり、図8(B)は本実施形態の蛍光体基板の平面図である。
図8(A)、(B)において、第1実施形態の図1(A)、(B)と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Eighth Embodiment]
Hereinafter, the phosphor substrate according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the phosphor substrate of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the configuration of the structure provided in the second region is different from that of the first embodiment.
FIG. 8A is a cross-sectional view of the phosphor substrate according to the present embodiment along the line AA ′ in FIG. 8B, and FIG. 8B is a plan view of the phosphor substrate according to the present embodiment. is there.
8A and 8B, the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 1A and 1B of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

本実施形態の蛍光体基板33は、図8(A)、(B)に示すように、第2の領域M2において格子状に配置された複数の構造物5に加えて、隣り合う構造物5によって囲まれる矩形の2本の対角線上にも構造物34が設けられている。対角線上に設けられた構造物34は、格子状に配置された複数の構造物5と連続体をなしている。   As shown in FIGS. 8A and 8B, the phosphor substrate 33 of the present embodiment includes adjacent structures 5 in addition to the plurality of structures 5 arranged in a lattice pattern in the second region M2. Structures 34 are also provided on the two diagonal lines of the rectangle surrounded by. The structures 34 provided on the diagonal line form a continuous body with the plurality of structures 5 arranged in a lattice pattern.

この構成によれば、格子状の構造物5と連続体をなす構造物34がさらに付加されたため、障壁4の応力がより分散されやすくなる。そのため、高アスペクト比で高精細な障壁4をヨレや剥がれが生じることなく形成することができる。   According to this configuration, since the structure 34 that forms a continuum with the lattice-like structure 5 is further added, the stress of the barrier 4 is more easily dispersed. Therefore, the high-aspect ratio and high-definition barrier 4 can be formed without causing twisting or peeling.

本実施形態においては、図9(A)に示すような構造物34を設けたが、この構成に代えて、図9(B)〜(D)に示すような構造物を設けてもよい。
図9(B)に示す例では、2本の対角線上に設けられた構造物35が、互いに交差する点で分断されている。
図9(C)に示す例では、2本の対角線のうち、1本の対角線上にのみ構造物36が設けられている。
図9(D)に示す例では、2本の対角線上に配置され、分断された構造物37に加えて、各辺の中点から中心に向かって延びる構造物37が設けられている。
In the present embodiment, the structure 34 as shown in FIG. 9A is provided, but instead of this structure, structures as shown in FIGS. 9B to 9D may be provided.
In the example shown in FIG. 9B, the structures 35 provided on two diagonal lines are divided at points where they intersect each other.
In the example shown in FIG. 9C, the structure 36 is provided only on one of the two diagonal lines.
In the example shown in FIG. 9D, in addition to the divided structures 37 arranged on two diagonal lines, a structure 37 extending from the midpoint of each side toward the center is provided.

[カラーフィルター]
上記実施形態の蛍光体基板1には、光取り出し側の基板2と蛍光体層3R,3G,3Bの間にカラーフィルターを設けることが好ましい。カラーフィルターとしては、従来のカラーフィルターを用いることが可能である。カラーフィルターを設けることによって、赤色、緑色、青色画素の色純度を高めることができ、表示装置の色再現範囲を拡大することができる。青色蛍光体層3B上に形成された青色カラーフィルター、緑色蛍光体層3G上に形成された緑色カラーフィルター、赤色蛍光体層3R上に形成された赤色カラーフィルターの各々は、外光中に含まれる各蛍光体を励起する励起光成分を吸収する。その結果、外光による蛍光体層3R,3G,3Bの発光を低減、防止することが可能となり、コントラストの低下を低減・防止することができる。青色カラーフィルター、緑色カラーフィルター、赤色カラーフィルターの存在により、蛍光体層3R,3G,3Bで吸収されず、蛍光体層3R,3G,3Bを透過する励起光が外部に漏れ出すことを防止できる。そのため、蛍光体層3R,3G,3Bから発する光と励起光との混色による色純度の低下を防止することができる。
[Color filter]
The phosphor substrate 1 of the above embodiment is preferably provided with a color filter between the light extraction side substrate 2 and the phosphor layers 3R, 3G, 3B. As the color filter, a conventional color filter can be used. By providing the color filter, the color purity of red, green, and blue pixels can be increased, and the color reproduction range of the display device can be expanded. Each of the blue color filter formed on the blue phosphor layer 3B, the green color filter formed on the green phosphor layer 3G, and the red color filter formed on the red phosphor layer 3R is included in the outside light. The excitation light component that excites each phosphor to be absorbed is absorbed. As a result, it is possible to reduce and prevent light emission of the phosphor layers 3R, 3G, and 3B due to external light, and it is possible to reduce and prevent a decrease in contrast. Due to the presence of the blue color filter, the green color filter, and the red color filter, it is possible to prevent the excitation light that is not absorbed by the phosphor layers 3R, 3G, and 3B and passes through the phosphor layers 3R, 3G, and 3B from leaking to the outside. . Therefore, it is possible to prevent a decrease in color purity due to a color mixture of the light emitted from the phosphor layers 3R, 3G, and 3B and the excitation light.

[光源]
次に、本実施形態に係る光源について説明する。
蛍光体を励起する光源としては、紫外光、青色光が好ましい。光源としては、例えば紫外LED、青色LED、紫外発光無機EL、青色発光無機EL、紫外発光有機EL、青色発光有機EL等が挙げられるが、これらの光源に限定されるものではない。これらの光源を直接スイッチングすることで、画像を表示するための光のON/OFFをコントロールすることが可能である。あるいは、蛍光体層と光源との間に液晶層のようなシャッター機能(光透過率調整機能)を有する層を配置し、それをコントロールすることで光のON/OFFをコントロールすることも可能である。また、液晶層のようなシャッター機能を有する層、光源の双方ともにON/OFFをコントロールすることも可能である。
[light source]
Next, the light source according to the present embodiment will be described.
As a light source for exciting the phosphor, ultraviolet light and blue light are preferable. Examples of the light source include an ultraviolet LED, a blue LED, an ultraviolet light emitting inorganic EL, a blue light emitting inorganic EL, an ultraviolet light emitting organic EL, and a blue light emitting organic EL, but are not limited to these light sources. By directly switching these light sources, it is possible to control ON / OFF of light for displaying an image. Alternatively, a layer having a shutter function (light transmittance adjustment function) such as a liquid crystal layer is arranged between the phosphor layer and the light source, and light ON / OFF can be controlled by controlling the layer. is there. In addition, it is possible to control ON / OFF of both the layer having a shutter function such as a liquid crystal layer and the light source.

次に、蛍光体基板と光源から構成される場合の表示装置の実施形態の詳細を説明する。
光源としては、公知の紫外LED、青色LED、紫外発光無機EL、青色発光無機EL、紫外発光有機EL、青色発光有機EL等が使用可能であり、特に限定されるものではない。これらの光源は、公知の材料、公知の製造方法で作製することが可能である。紫外光としては、360〜410nmの範囲に主発光ピークを有する光が好ましい。青色光としては、410〜470nmの範囲に主発光ピークを有する光が好ましい。
Next, details of an embodiment of the display device in the case where the phosphor substrate and the light source are configured will be described.
As the light source, known ultraviolet LED, blue LED, ultraviolet light emitting inorganic EL, blue light emitting inorganic EL, ultraviolet light emitting organic EL, blue light emitting organic EL, and the like can be used, and are not particularly limited. These light sources can be manufactured by using known materials and known manufacturing methods. As the ultraviolet light, light having a main emission peak in the range of 360 to 410 nm is preferable. As the blue light, light having a main emission peak in the range of 410 to 470 nm is preferable.

光源は、指向性を有していることが望ましい。指向性とは、光の強度が方向によって異なる性質をいう。指向性は、光が蛍光体層に入射する時点で有していればよい。光源は、平行光を蛍光体層に入射させることが望ましい。光源の指向性の程度としては半値幅30度以下、より好ましくは10度以下が良い。半値幅が30度よりも大きいと、光源から射出された光が所望の画素以外に入射し、所望の画素以外の蛍光体を励起することにより、色純度やコントラストが低下するからである。   It is desirable that the light source has directivity. Directivity refers to the property that the intensity of light varies depending on the direction. The directivity may be provided at the time when light enters the phosphor layer. The light source desirably makes parallel light incident on the phosphor layer. The degree of directivity of the light source is 30 degrees or less, more preferably 10 degrees or less. This is because if the half-value width is larger than 30 degrees, the light emitted from the light source enters other than the desired pixel and excites phosphors other than the desired pixel, thereby lowering the color purity and contrast.

以下、光源に好適に利用可能な発光素子について説明する。
[LED]
本実施形態で用いられるLEDは、公知のLEDを用いることが可能である。例えば、紫外発光無機LED、青色発光無機LEDを用いることが可能である。これらのLEDは、例えば基板、バッファ層、n型コンタクト層、n型クラッド層、活性層、p型クラッド層、およびp型コンタクト層より構成されるが、これらに限定されるものではない。
Hereinafter, a light-emitting element that can be suitably used as a light source will be described.
[LED]
As the LED used in the present embodiment, a known LED can be used. For example, an ultraviolet light emitting inorganic LED or a blue light emitting inorganic LED can be used. These LEDs include, for example, a substrate, a buffer layer, an n-type contact layer, an n-type cladding layer, an active layer, a p-type cladding layer, and a p-type contact layer, but are not limited thereto.

本実施形態で用いられる活性層は、電子と正孔との再結合により発光を生じる層である。活性層材料としては、LED用の公知の活性層材料を用いることができる。例えば、紫外活性層材料としては、AlGaN、InAlN、InaAlbGa1-a-bN(0≦a、0≦b、a+b≦1)、青色活性層材料としては、Inz Ga1-z N(0<z<1)等が挙げられるが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。 The active layer used in this embodiment is a layer that emits light by recombination of electrons and holes. As the active layer material, a known active layer material for LED can be used. For example, as the ultraviolet active layer material, AlGaN, InAlN, In a Al b Ga 1-ab N (0 ≦ a, 0 ≦ b, a + b ≦ 1), and as the blue active layer material, In z Ga 1-z N (0 <z <1) and the like may be mentioned, but this embodiment is not limited to these.

単一量子井戸構造または多重量子井戸構造の活性層を用いることができる。量子井戸構造の活性層は、n型、p型のいずれでもよいが、特にノンドープ(不純物無添加)の活性層を用いれば、バンド間発光により発光波長の半値幅が狭くなり、色純度のよい発光が得られるため、好ましい。活性層にドナー不純物、アクセプター不純物の少なくとも一方をドープしてもよい。不純物をドープした活性層の結晶性がノンドープと同じであれば、ドナー不純物をドープした場合、ノンドープの活性層に比べてバンド間発光強度をさらに強くすることができる。アクセプター不純物をドープすると、バンド間発光のピーク波長よりも約0.5eV低エネルギー側にピーク波長をシフトさせることができるが、半値幅は広くなる。アクセプター不純物とドナー不純物との両者をドープすると、アクセプター不純物のみをドープした活性層の発光強度に比べて発光強度をさらに大きくすることができる。特に、アクセプター不純物をドープした活性層を形成する場合、活性層の導電型はSi等のドナー不純物をもドープしてn型とすることが好ましい。   An active layer having a single quantum well structure or a multiple quantum well structure can be used. The active layer of the quantum well structure may be either n-type or p-type, but if a non-doped (impurity-free) active layer is used, the half-value width of the emission wavelength is narrowed by interband light emission, and the color purity is good. Since luminescence is obtained, it is preferable. The active layer may be doped with at least one of a donor impurity and an acceptor impurity. If the crystallinity of the active layer doped with impurities is the same as that of non-doped, when the donor impurity is doped, the interband emission intensity can be further increased compared to the non-doped active layer. When the acceptor impurity is doped, the peak wavelength can be shifted to the energy side lower by about 0.5 eV than the peak wavelength of interband light emission, but the half width becomes wider. When both the acceptor impurity and the donor impurity are doped, the emission intensity can be further increased as compared with the emission intensity of the active layer doped only with the acceptor impurity. In particular, when an active layer doped with an acceptor impurity is formed, the conductivity type of the active layer is preferably doped with a donor impurity such as Si to be n-type.

本実施形態で用いられるn型クラッド層としては、LED用の公知のn型クラッド層材料を用いることができる。n型クラッド層は、1層でも多層でも良い。活性層よりもバンドギャップエネルギーが大きいn型半導体材料でn型クラッド層を構成することで、n型クラッド層と活性層の間には正孔に対する電位障壁ができ、正孔を活性層に閉じ込めることができる。一例として、n型クラッド層をn型Inx Ga1-x N(0≦x<1)により形成することが可能であるが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。 As the n-type cladding layer used in the present embodiment, a known n-type cladding layer material for LED can be used. The n-type cladding layer may be a single layer or a multilayer. By forming the n-type cladding layer with an n-type semiconductor material having a band gap energy larger than that of the active layer, a potential barrier against holes is created between the n-type cladding layer and the active layer, and the holes are confined in the active layer. be able to. As an example, the n-type cladding layer can be formed of n-type In x Ga 1-x N (0 ≦ x <1), but the present embodiment is not limited to these.

本実施形態で用いられるp型クラッド層としては、LED用の公知のp型クラッド層材料を用いることができる。p型クラッド層は、1層でも多層でも良い。活性層よりもバンドギャップエネルギーが大きいp型半導体材料でp型クラッド層を構成することで、p型クラッド層と活性層の間には電子に対する電位障壁ができ、電子を活性層に閉じ込めることができる。一例として、p型クラッド層をAly Ga1-y N(0≦y≦1)で形成することができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。 As the p-type cladding layer used in the present embodiment, a known p-type cladding layer material for LED can be used. The p-type cladding layer may be a single layer or a multilayer. By forming the p-type cladding layer with a p-type semiconductor material having a band gap energy larger than that of the active layer, a potential barrier against electrons is formed between the p-type cladding layer and the active layer, and the electrons can be confined in the active layer. it can. As an example, the p-type cladding layer can be formed of Al y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1), but the present invention is not limited thereto.

本実施形態で用いられるコンタクト層としては、LED用の公知のコンタクト層材料を用いることができる。例えば、n型クラッド層に接して電極を形成する層として、n型GaNからなるn型コンタクト層を形成することができる。p型クラッド層に接して電極を形成する層として、p型GaNからなるp型コンタクト層を形成することができる。ただし、コンタクト層は、第2のn型クラッド層、第2のp型クラッド層がGaNで形成されていれば、特に形成する必要はなく、第2のクラッド層をコンタクト層とすることも可能である。   As the contact layer used in the present embodiment, a known contact layer material for LED can be used. For example, an n-type contact layer made of n-type GaN can be formed as a layer for forming an electrode in contact with the n-type cladding layer. A p-type contact layer made of p-type GaN can be formed as a layer for forming an electrode in contact with the p-type cladding layer. However, the contact layer need not be formed as long as the second n-type cladding layer and the second p-type cladding layer are formed of GaN, and the second cladding layer can be used as the contact layer. It is.

また、本実施形態で用いられる上記の各層は、LED用の公知の成膜プロセスを用いることが可能であるが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。例えば、MOVPE(有機金属気相成長法)、MBE(分子線気相成長法)、HDVPE(ハイドライド気相成長法)等の気相成長法を用いて、例えばサファイア(C面、A面、R面を含む)、SiC(6H−SiC、4H−SiCも含む)、スピネル(MgAl、特にその(111)面)、ZnO、Si、GaAs、あるいは他の酸化物単結晶基板(NGO等)等の基板上に形成することができる。 Moreover, although each said layer used by this embodiment can use the well-known film-forming process for LED, this invention is not specifically limited to these. For example, by using a vapor phase growth method such as MOVPE (metal organic vapor phase epitaxy), MBE (molecular beam vapor phase epitaxy), HDVPE (hydride vapor phase epitaxy), for example, sapphire (C plane, A plane, R Plane), SiC (including 6H—SiC, 4H—SiC), spinel (MgAl 2 O 4 , especially its (111) plane), ZnO, Si, GaAs, or other oxide single crystal substrates (such as NGO) ) Or the like.

[有機EL素子]
本実施形態で用いられる有機EL素子は、公知の有機ELを用いることが可能である。例えば、基板上に第1電極、第1電極のエッジ部を覆うエッジカバー、少なくとも有機発光層を含む有機層、第2電極により有機EL素子を構成することができるが、これらに限定されるものではない。
[Organic EL device]
As the organic EL element used in the present embodiment, a known organic EL can be used. For example, an organic EL element can be constituted by a first electrode on the substrate, an edge cover covering the edge portion of the first electrode, an organic layer including at least the organic light emitting layer, and the second electrode, but is not limited thereto. is not.

[基板]
本実施形態で用いられる基板としては、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、又は、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)等からなる金属基板、または、上記の基板上に酸化シリコン(SiO)、有機絶縁材料等からなる絶縁物を表面にコーティングした基板、Al等からなる金属基板の表面に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。
[substrate]
As a substrate used in the present embodiment, 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 aluminum (Al), a metal substrate made of iron (Fe) or the like, or a substrate in which an insulating material made of silicon oxide (SiO 2 ) or an organic insulating material is coated on the substrate, or a metal substrate made of Al or the like Examples thereof include a substrate whose surface is subjected to insulation treatment by a method such as anodic oxidation.

さらに、上記のプラスティック基板に無機材料をコートした基板、上記の金属基板に無機絶縁材料をコートした基板が更に好ましい。これにより、プラスティック基板を有機ELの基板として用いた場合の最大の問題となる水分の透過による有機ELの劣化を解消することが可能となる。なお、有機ELは、特に低量の水分に対しても劣化が起こることが知られている。また、金属基板を有機EL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)を解消することが可能となる。なお、有機ELの膜厚は、100〜200nm程度と非常に薄いため、突起による画素部での電流にリーク(ショート)が顕著に起こることが知られている。   Furthermore, a substrate obtained by coating the above plastic substrate with an inorganic material, and a substrate obtained by coating the above metal substrate with an inorganic insulating material are further preferable. Thereby, it becomes possible to eliminate the deterioration of the organic EL due to the permeation of water, which is the biggest problem when the plastic substrate is used as the organic EL substrate. Note that it is known that the organic EL deteriorates even with a low amount of moisture. In addition, it is possible to eliminate leakage (short circuit) due to protrusions of the metal substrate, which is the biggest problem when the metal substrate is used as an organic EL substrate. In addition, since the film thickness of organic EL is as very thin as about 100-200 nm, it is known that a leak (short circuit) will occur remarkably in the current in the pixel portion due to the protrusion.

また、有機EL素子をアクティブマトリックス方式で駆動するためのTFTを形成する場合には、500℃以下の温度で融解せず、歪みも生じない基板を用いることが好ましい。また、一般的な金属基板は、ガラスと熱膨張率が異なるため、従来の生産装置で金属基板上にTFTを形成することが困難である。しかしながら、線膨張係数が1×10−5/ ℃ 以下の鉄−ニッケル系合金である金属基板を用いて、線膨張係数をガラスに合わせ込むことで金属基板上にTFTを従来の生産装置を用いて安価に形成することが可能となる。また、プラスティック基板の場合には、耐熱温度が非常に低いため、ガラス基板上にTFTを形成した後、プラスティック基板にTFTを転写することで、プラスティック基板上にTFTを転写形成することが可能である。 Further, when forming a TFT for driving an organic EL element by an active matrix method, it is preferable to use a substrate that does not melt at a temperature of 500 ° C. or less and does not cause distortion. Further, since a general metal substrate has a coefficient of thermal expansion different from that of glass, it is difficult to form a TFT on the metal substrate with a conventional production apparatus. However, using a metal substrate that is an iron-nickel alloy having a linear expansion coefficient of 1 × 10 −5 / ° C. or less, and using a conventional production apparatus, a TFT is formed on the metal substrate by matching the linear expansion coefficient with glass. And can be formed at low cost. In the case of a plastic substrate, since the heat-resistant temperature is very low, it is possible to transfer and form the TFT on the plastic substrate by forming the TFT on the glass substrate and then transferring the TFT to the plastic substrate. is there.

さらに、有機EL層からの発光を基板と逆側から取り出す場合には、基板としての制約はない。一方、有機EL層からの発光を基板側から取り出す場合には、用いる基板として有機EL層からの発光を外部に取り出すために、透明または半透明の基板を用いる必要がある。   Further, when light emitted from the organic EL layer is taken out from the side opposite to the substrate, there is no restriction as a substrate. On the other hand, when light emitted from the organic EL layer is extracted from the substrate side, it is necessary to use a transparent or translucent substrate as a substrate to be used in order to extract light emitted from the organic EL layer to the outside.

[TFT]
TFTは、有機EL素子を形成する前に予め基板上に形成され、スイッチング用および駆動用として機能する。本実施形態で用いられるTFTとしては、公知のTFTが挙げられる。また、本実施形態では、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]
The TFT is formed on the substrate in advance before forming the organic EL element, and functions as a switching device and a driving device. As the TFT used in this embodiment, a known TFT can be cited. In this embodiment, a metal-insulator-metal (MIM) diode can be used instead of the TFT.

本実施形態のアクティブ駆動型有機EL素子に用いることが可能なTFT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の活性層の材料としては、例えば、非晶質シリコン(アモルファスシリコン)、多結晶シリコン(ポリシリコン)、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料、酸化亜鉛、酸化インジウム−酸化ガリウム−酸化亜鉛等の酸化物半導体材料、または、ポリチオフェン誘導体、チオフェンオリゴマー、ポリ(p−フェリレンビニレン)誘導体、ナフタセン、ペンタセン等の有機半導体材料が挙げられる。また、TFTの構造としては、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型が挙げられる。   A TFT that can be used in the active drive organic EL element of the present embodiment can be formed using a known material, structure, and formation method. As the material of the active layer of TFT, for example, amorphous semiconductor (amorphous silicon), polycrystalline silicon (polysilicon), microcrystalline silicon, inorganic semiconductor materials such as cadmium selenide, zinc oxide, indium oxide-gallium oxide- Examples thereof include oxide semiconductor materials such as zinc oxide, or organic semiconductor materials such as polythiophene derivatives, thiophene oligomers, poly (p-ferylene vinylene) derivatives, naphthacene, and pentacene. Examples of the TFT structure include a staggered type, an inverted staggered type, a top gate type, and a coplanar type.

TFTを構成する活性層の形成方法としては、(1)プラズマ誘起化学気相成長(PECVD)法により成膜したアモルファスシリコンに不純物をイオンドーピングする方法、(2)シラン(SiH)ガスを用いた減圧化学気相成長(LPCVD)法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法、(3)Siガスを用いたLPCVD法またはSiHガスを用いたPECVD法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピングを行う方法(低温プロセス)、(4)LPCVD法またはPECVD法によりポリシリコン層を形成し、1000℃以上で熱酸化することによりゲート絶縁膜を形成し、その上に、nポリシリコンのゲート電極を形成した後、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。 As the method for forming the active layer constituting the TFT, (1) a method of ion doping impurities into amorphous silicon formed by plasma induced chemical vapor deposition (PECVD), and (2) a silane (SiH 4 ) gas is used. Forming amorphous silicon by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), crystallizing amorphous silicon by solid phase epitaxy to obtain polysilicon, and then ion doping by ion implantation, (3) Si 2 H A method in which amorphous silicon is formed by LPCVD using 6 gases or PECVD using SiH 4 gas, annealed by a laser such as an excimer laser, and amorphous silicon is crystallized to obtain polysilicon, followed by ion doping (Low temperature process), (4) LPCVD method or The polysilicon layer is formed by ECVD method, a gate insulating film formed by thermal oxidation at 1000 ° C. or higher, thereon, after forming a gate electrode of the n + polysilicon, a method of 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 the organic semiconductor material.

本実施形態で用いられるTFT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SiOまたはポリシリコン膜を熱酸化して得られるSiO等が挙げられる。本実施形態で用いられるTFTの信号電極線、走査電極線、共通電極線、第1駆動電極および第2駆動電極は、公知の材料を用いて形成することができる。これらの材料としては、例えばタンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)等が挙げられる。本実施形態に係る有機EL素子のTFTは、上記のような構成で形成することができるが、これらの材料、構造及び形成方法に限定されるものではない。 The gate insulating film of the TFT used in this embodiment can be formed using a known material. Examples thereof include SiO 2 formed by PECVD, LPCVD, etc., or SiO 2 obtained by thermally oxidizing a polysilicon film. The signal electrode line, the scanning electrode line, the common electrode line, the first drive electrode, and the second drive electrode of the TFT used in this embodiment can be formed using a known material. Examples of these materials include tantalum (Ta), aluminum (Al), copper (Cu), and the like. The TFT of the organic EL element according to this embodiment can be formed with the above-described configuration, but is not limited to these materials, structures, and formation methods.

[層間絶縁膜]
本実施形態のアクティブ駆動型有機EL素子に用いることが可能な層間絶縁膜は、公知の材料を用いて形成することができる。材料としては、例えば、酸化シリコン(SiO)、窒化シリコン(SiNまたはSi)、酸化タンタル(TaOまたはTa)等の無機材料、または、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等が挙げられる。また、層間絶縁膜の形成方法としては、化学気相成長(CVD)法、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法等のウェ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。
[Interlayer insulation film]
An interlayer insulating film that can be used in the active drive organic EL element of the present embodiment can be formed using a known material. Examples of the material include inorganic materials such as silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN or Si 2 N 4 ), and tantalum oxide (TaO or Ta 2 O 5 ), or organic materials such as an acrylic resin and a resist material. Etc. Examples of the method for forming the interlayer insulating film include a dry process such as a chemical vapor deposition (CVD) method and a vacuum deposition method, and a wet process such as a spin coating method. Moreover, it can also pattern by the photolithographic method etc. as needed.

有機EL層からの発光を基板の逆側(第2電極側)から取り出す場合には、外光が基板上に形成されたTFT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遮光性絶縁膜を用いることが好ましい。また、上記の層間絶縁膜と遮光性絶縁膜とを組み合わせて用いることもできる。遮光性層間絶縁膜としては、フタロシアニン、キナクロドン等の顔料または染料をポリイミド等の高分子樹脂に分散したもの、カラーレジスト、ブラックマトリクス材料、NiZnFe等の無機絶縁材料等が挙げられる。しかしながら、本実施形態はこれらの材料および形成方法に限定されるものではない。 In the case of taking out light emission from the organic EL layer from the opposite side (second electrode side) of the substrate, for the purpose of preventing external light from entering the TFT formed on the substrate and changing the TFT characteristics, It is preferable to use a light-shielding insulating film having light-shielding properties. Further, the interlayer insulating film and the light-shielding insulating film can be used in combination. Examples of the light-shielding interlayer insulating film include those obtained by dispersing pigments or dyes such as phthalocyanine and quinaclonone in a polymer resin such as polyimide, color resists, black matrix materials, inorganic insulating materials such as Ni x Zn y Fe 2 O 4, and the like. Can be mentioned. However, the present embodiment is not limited to these materials and forming methods.

[平坦化膜]
本実施形態のアクティブ駆動型有機EL素子において基板上にTFT等を形成した場合には、その表面に凸凹が形成され、この凸凹によって有機EL素子の欠陥、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、耐圧の低下等が発生するおそれがある。これらの欠陥を防止するために、層間絶縁膜上に平坦化膜を設けてもよい。
[Planarization film]
When the TFT or the like is formed on the substrate in the active drive organic EL element of the present embodiment, irregularities are formed on the surface, and the irregularities cause defects in the organic EL element, for example, pixel electrode defects, organic EL layers. Loss, breakage of the counter electrode, short circuit between the pixel electrode and the counter electrode, reduction in breakdown voltage, and the like may occur. In order to prevent these defects, a planarizing film may be provided on the interlayer insulating film.

本実施形態で用いられる平坦化膜は、公知の材料を用いて形成することができる。平坦化膜の材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタル等の無機材料、ポリイミド、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等が挙げられる。平坦化膜の形成方法としては、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ェ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、平坦化膜は、単層構造でも多層構造でもよい。   The planarization film used in this embodiment can be formed using a known material. Examples of the material for the planarizing film include inorganic materials such as silicon oxide, silicon nitride, and tantalum oxide, and organic materials such as polyimide, acrylic resin, and resist material. Examples of the method for forming the planarizing film include a dry process such as a CVD method and a vacuum deposition method, and a wet process such as a spin coating method, but the present invention is not limited to these materials and forming methods. Further, the planarization film may have a single layer structure or a multilayer structure.

[第1電極および第2電極]
本実施形態で用いられる第1電極および第2電極は、有機EL素子の陽極または陰極として対で機能する。つまり、第1電極を陽極とした場合には第2電極は陰極となり、第1電極を陰極とした場合には第2電極は陽極となる。以下に、具体的な化合物および形成方法を例示するが、本実施形態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。
[First electrode and second electrode]
The first electrode and the second electrode used in this embodiment function as a pair as an anode or a cathode of the organic EL element. That is, when the first electrode is an anode, the second electrode is a cathode, and when the first electrode is a cathode, the second electrode is an anode. Specific compounds and formation methods are exemplified below, but the present embodiment is not limited to these materials and formation methods.

第1電極および第2電極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。陽極の材料としては、有機EL層への正孔の注入をより効率よく行う観点から、仕事関数が4.5eV以上の金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)等の金属、および、インジウム(In)と錫(Sn)からなる酸化物(ITO)、錫(Sn)の酸化物(SnO)インジウム(In)と亜鉛(Zn)からなる酸化物(IZO)等が透明電極材料として挙げられる。また、陰極の材料としては、有機EL層への電子の注入をより効率よく行う観点から、仕事関数が4.5eV以下のリチウム(Li)、カルシウム(Ca)、セリウム(Ce)、バリウム(Ba)、アルミニウム(Al)等の金属、または、これらの金属を含有するMg:Ag合金、Li:Al合金等の合金が挙げられる。 A known electrode material can be used as an electrode material for forming the first electrode and the second electrode. As a material of the anode, from the viewpoint of more efficiently injecting holes into the organic EL layer, a metal such as gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni) having a work function of 4.5 eV or more, and Indium (In) and tin (Sn) oxide (ITO), tin (Sn) oxide (SnO 2 ) indium (In) and zinc (Zn) oxide (IZO), etc. are transparent electrode materials As mentioned. Further, as a material for the cathode, lithium (Li), calcium (Ca), cerium (Ce), barium (Ba) having a work function of 4.5 eV or less from the viewpoint of more efficiently injecting electrons into the organic EL layer. ), Metals such as aluminum (Al), or alloys such as Mg: Ag alloy and Li: Al alloy containing these metals.

第1電極および第2電極は、上記の材料を用いてEB蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等の公知の方法により形成することができる。ただし、本実施形態はこれらの形成方法に限定されるものではない。また、必要に応じて、フォトリソグラフフィー法、レーザー剥離法等により、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パターン化した電極を直接形成することもできる。電極の膜厚は、50nm以上が好ましい。電極の膜厚が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。   A 1st electrode and a 2nd electrode can be formed by well-known methods, such as EB vapor deposition method, sputtering method, ion plating method, resistance heating vapor deposition method, using said material. However, this embodiment is not limited to these formation methods. Further, if necessary, the electrode can be patterned by a photolithographic method, a laser peeling method, or the like, or a patterned electrode can be directly formed by combining with a shadow mask. The film thickness of the electrode is preferably 50 nm or more. When the film thickness of the electrode is less than 50 nm, the wiring resistance increases, so that the drive voltage may increase.

色純度の向上、発光効率の向上、正面輝度の向上等の目的でマイクロキャビティ効果を用いる場合には、有機EL層からの発光を第1電極側(第2電極側)から取り出す場合には、第1電極(第2電極)として半透明電極を用いることが好ましい。ここで用いる材料として、金属の半透明電極単体、もしくは、金属の半透明電極と透明電極材料の組み合わせを用いることが可能である。半透明電極材料としては、反射率・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。膜厚が5nm未満の場合には、光が十分に反射せず、干渉の効果を十分得ることができない。膜厚が30nmを超える場合には、光の透過率が急激に低下し、輝度、効率が低下するおそれがある。また、第2電極(第1電極)として光を反射する反射率の高い電極を用いることが好ましい。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、透明電極と前記反射性金属電極(反射電極)を組み合わせた電極等が挙げられる。   When using the microcavity effect for the purpose of improving color purity, improving luminous efficiency, improving front luminance, etc., when taking out light emitted from the organic EL layer from the first electrode side (second electrode side), It is preferable to use a translucent electrode as the first electrode (second electrode). As a material used here, it is possible to use a metal translucent electrode alone or a combination of a metal translucent electrode and a transparent electrode material. As the translucent electrode material, silver is preferable from the viewpoint of reflectance and transmittance. The film thickness of the translucent electrode is preferably 5 to 30 nm. When the film thickness is less than 5 nm, the light is not sufficiently reflected, and a sufficient interference effect cannot be obtained. When the film thickness exceeds 30 nm, the light transmittance is drastically decreased, and the luminance and efficiency may be decreased. Moreover, it is preferable to use an electrode with high reflectivity that reflects light as the second electrode (first electrode). Examples of 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, transparent electrodes, and reflective metal electrodes (reflective electrodes). The electrode etc. which combined these are mentioned.

[有機EL層]
本実施形態で用いられる有機EL層は、有機発光層の単層構造でも、有機発光層と電荷輸送層の多層構造でも良い。具体的には、下記の構成が挙げられるが、本実施形態はこれらにより限定されるものではない。
(1)有機発光層
(2)正孔輸送層/有機発光層
(3)有機発光層/電子輸送層
(4)正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層
(5)正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層
(6)正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/電子注入層
(7)正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/正孔防止層/電子輸送層
(8)正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/正孔防止層/電子輸送層/電子注入層
(9)正孔注入層/正孔輸送層/電子防止層/有機発光層/正孔防止層/電子輸送層/電子注入層
[Organic EL layer]
The organic EL layer used in this embodiment may be a single layer structure of an organic light emitting layer or a multilayer structure of an organic light emitting layer and a charge transport layer. Specifically, the following configurations may be mentioned, but the present embodiment is not limited thereto.
(1) Organic light emitting layer (2) Hole transport layer / organic light emitting layer (3) Organic light emitting layer / electron transport layer (4) Hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer (5) Hole injection layer / Hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer (6) hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer (7) hole injection layer / hole transport layer / organic Light emitting layer / Hole prevention layer / Electron transport layer (8) Hole injection layer / Hole transport layer / Organic light emitting layer / Hole prevention layer / Electron transport layer / Electron injection layer (9) Hole injection layer / Hole Transport layer / electron prevention layer / organic light emitting layer / hole prevention layer / electron transport layer / electron injection layer

有機発光層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔防止層、電子防止層、電子輸送層および電子注入層の各層は、単層構造でも多層構造でもよい。
有機発光層は、以下に例示する有機発光材料のみから構成されていてもよく、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い。有機発光層は、任意に正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤(ドナー、アクセプター等)等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料(結着用樹脂)または無機材料中に分散された構成であってもよい。発光効率・寿命の観点からは、ホスト材料中に発光性のドーパントが分散されたものが好ましい。
Each layer of the organic light emitting layer, the hole injection layer, the hole transport layer, the hole prevention layer, the electron prevention layer, the electron transport layer, and the electron injection layer may have a single layer structure or a multilayer structure.
The organic light emitting layer may be comprised only from the organic light emitting material illustrated below, and may be comprised from the combination of a luminescent dopant and host material. The organic light emitting layer may optionally contain a hole transport material, an electron transport material, an additive (donor, acceptor, etc.), and these materials are dispersed in a polymer material (binding resin) or an inorganic material. It may be a configured. From the viewpoint of luminous efficiency and lifetime, those in which a luminescent dopant is dispersed in a host material are preferable.

有機発光材料としては、有機EL用の公知の発光材料を用いることができる。この種の発光材料は、低分子発光材料、高分子発光材料等に分類される。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。また、上記発光材料は、蛍光材料、燐光材料等に分類されるものでもよく、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ことが好ましい。   As the organic light emitting material, a known light emitting material for organic EL can be used. This type of light-emitting material is classified as a low-molecular light-emitting material, a polymer light-emitting material, or the like. Although these specific compounds are illustrated below, this invention is not limited to these materials. The light-emitting material may be classified into a fluorescent material, a phosphorescent material, and the like. From the viewpoint of reducing power consumption, it is preferable to use a phosphorescent material having high light emission efficiency.

具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。
発光層に任意に含まれる発光性のドーパントとしては、有機EL用の公知のドーパント材料を用いることができる。このようなドーパント材料としては、例えば、紫外発光材料としては、p−クォーターフェニル、3,5,3,5テトラ-t-ブチルセクシフェニル、3,5,3,5テトラ-t-ブチル-p−クィンクフェニル等の蛍光発光材料等が挙げられる。青色発光材料として、スチリル誘導体等の蛍光発光材料、ビス[(4,6−ジフルオロフェニル)−ピリジナト−N,C2‘]ピコリネート イリジウム(III)(FIrpic)、ビス(4’,6‘−ジフルオロフェニルポリジナト)テトラキス(1−ピラゾイル)ボレート イリジウム(III)(FIr)等の燐光発光有機金属錯体等が挙げられる。
Specific compounds are exemplified below, but the present invention is not limited to these materials.
As the light-emitting dopant optionally contained in the light-emitting layer, a known dopant material for organic EL can be used. Examples of such dopant materials include, for example, p-quaterphenyl, 3,5,3,5 tetra-t-butylsecphenyl, 3,5,3,5 tetra-t-butyl-p. -Fluorescent materials such as quinckphenyl. Fluorescent light-emitting materials such as styryl derivatives, bis [(4,6-difluorophenyl) -pyridinato-N, C2 ′] picolinate iridium (III) (FIrpic), bis (4 ′, 6′-difluorophenyl) And phosphorescent organometallic complexes such as polydinato) tetrakis (1-pyrazoyl) borate iridium (III) (FIr 6 ).

ドーパントを用いるときのホスト材料としては、有機EL用の公知のホスト材料を用いることができる。このようなホスト材料としては、上述した低分子発光材料、高分子発光材料、4,4‘−ビス(カルバゾール)ビフェニル、9,9−ジ(4−ジカルバゾール−ベンジル)フルオレン(CPF)、3,6−ビス(トリフェニルシリル)カルバゾール(mCP)、(PCF)等のカルバゾール誘導体、4−(ジフェニルフォスフォイル)−N,N-ジフェニルアニリン(HM−A1)等のアニリン誘導体、1,3−ビス(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)ベンゼン(mDPFB)、1,4−ビス(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)ベンゼン(pDPFB)等のフルオレン誘導体等が挙げられる。   As a host material when using a dopant, a known host material for organic EL can be used. As such a host material, the above-described low molecular light emitting material, polymer light emitting material, 4,4′-bis (carbazole) biphenyl, 9,9-di (4-dicarbazole-benzyl) fluorene (CPF), 3 , 6-bis (triphenylsilyl) carbazole (mCP), carbazole derivatives such as (PCF), aniline derivatives such as 4- (diphenylphosphoyl) -N, N-diphenylaniline (HM-A1), 1,3- And fluorene derivatives such as bis (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) benzene (mDPFB) and 1,4-bis (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) benzene (pDPFB).

電荷注入輸送層は、電荷(正孔、電子)の電極からの注入と発光層への輸送(注入)をより効率よく行う目的で、電荷注入層(正孔注入層、電子注入層)と電荷輸送層(正孔輸送層、電子輸送層)に分類される。電荷注入輸送層は、以下に例示する電荷注入輸送材料のみから構成されていてもよく、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。   The charge injection / transport layer is used to more efficiently inject charges (holes, electrons) from the electrode and transport (injection) to the light emitting layer, and the charge injection layer (hole injection layer, electron injection layer). It is classified as a transport layer (hole transport layer, electron transport layer). The charge injecting and transporting layer may be composed only of the charge injecting and transporting material exemplified below, and may optionally contain additives (donor, acceptor, etc.), and these materials are polymer materials (conjugation). Wear resin) or a structure dispersed in an inorganic material.

電荷注入輸送材料としては、有機EL用、有機光導電体用の公知の電荷輸送材料を用いることができる。このような電荷注入輸送材料は、正孔注入輸送材料及び電子注入輸送材料に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。   As the charge injecting and transporting material, known charge transporting materials for organic EL and organic photoconductors can be used. Such charge injecting and transporting materials are classified into hole injecting and transporting materials and electron injecting and transporting materials. Specific examples of these compounds are given below, but the present invention is not limited to these materials.

正孔注入・正孔輸送材料としては、例えば、酸化バナジウム(V)、酸化モリブデン(MoO)等の酸化物、無機p型半導体材料、ポルフィリン化合物、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)−ベンジジン(TPD)、N,N’−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニル−ベンジジン(NPD)等の芳香族第三級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン(PANI)、ポリアニリン−樟脳スルホン酸(PANI−CSA)、3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンサルフォネイト(PEDOT/PSS)、ポリ(トリフェニルアミン)誘導体(Poly−TPD)、ポリビニルカルバゾール(PVCz)、ポリ(p−フェニレンビニレン)(PPV)、ポリ(p−ナフタレンビニレン)(PNV)等の高分子材料等が挙げられる。 Examples of the hole injection / hole transport material include oxides such as vanadium oxide (V 2 O 5 ) and molybdenum oxide (MoO 2 ), inorganic p-type semiconductor materials, porphyrin compounds, N, N′-bis (3 -Methylphenyl) -N, N′-bis (phenyl) -benzidine (TPD), N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine (NPD), etc. Low molecular weight materials such as tertiary amine compounds, hydrazone compounds, quinacridone compounds, styrylamine compounds, polyaniline (PANI), polyaniline-camphor sulfonic acid (PANI-CSA), 3,4-polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonate ( PEDOT / PSS), poly (triphenylamine) derivative (Poly-TPD), polyvinylcarbazole (PVC) z), polymer materials such as poly (p-phenylene vinylene) (PPV), poly (p-naphthalene vinylene) (PNV), and the like.

陽極からの正孔の注入・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、正孔輸送層に使用する正孔注入輸送材料よりも最高被占分子軌道(HOMO)のエネルギー準位が低い材料を用いることが好ましい。正孔輸送層としては、正孔注入層に使用する正孔注入輸送材料よりも正孔の移動度が高い材料を用いることが好ましい。   In terms of more efficient injection and transport of holes from the anode, the material used as the hole injection layer has the highest occupied molecular orbital (HOMO) than the hole injection transport material used for the hole transport layer. It is preferable to use a material having a low energy level. As the hole transport layer, it is preferable to use a material having a higher hole mobility than the hole injection transport material used for the hole injection layer.

より正孔の注入・輸送性を向上させるため、正孔注入・輸送材料にアクセプターをドープすることが好ましい。アクセプターとしては、有機EL用の公知のアクセプター材料を用いることができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。   In order to further improve the hole injection / transport property, it is preferable to dope the hole injection / transport material with an acceptor. As the acceptor, a known acceptor material for organic EL can be used. Although these specific compounds are illustrated below, this invention is not limited to these materials.

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(V)、酸化モリブデン(MoO)等の無機材料、TCNQ(7,7,8,8,−テトラシアノキノジメタン)、TCNQF4 (テトラフルオロテトラシアノキノジメタン)、TCNE(テトラシアノエチレン)、HCNB(ヘキサシアノブタジエン)、DDQ(ジシクロジシアノベンゾキノン)等のシアノ基を有する化合物、TNF(トリニトロフルオレノン)、DNF(ジニトロフルオレノン)等のニトロ基を有する化合物、フルオラニル、クロラニル、ブロマニル等の有機材料が挙げられる。この内、TCNQ、TCNQF4 、TCNE、HCNB、DDQ等のシアノ基を有する化合物がよりキャリア濃度を効果的に増加させることができるため、より好ましい。 Acceptor materials include Au, Pt, W, Ir, POCl 3 , AsF 6 , Cl, Br, I, vanadium oxide (V 2 O 5 ), molybdenum oxide (MoO 2 ), and other inorganic materials, TCNQ (7, 7 , 8,8, -tetracyanoquinodimethane), TCNQF 4 (tetrafluorotetracyanoquinodimethane), TCNE (tetracyanoethylene), HCNB (hexacyanobutadiene), DDQ (dicyclodicyanobenzoquinone), etc. And compounds having a nitro group such as TNF (trinitrofluorenone) and DNF (dinitrofluorenone), and organic materials such as fluoranyl, chloranil and bromanyl. Among these, compounds having a cyano group such as TCNQ, TCNQF 4 , TCNE, HCNB, DDQ and the like are more preferable because they can increase the carrier concentration more effectively.

電子注入・電子輸送材料としては、例えば、n型半導体である無機材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、ベンゾジフラン誘導体等の低分子材料;ポリ(オキサジアゾール)(Poly−OXZ)、ポリスチレン誘導体(PSS)等の高分子材料が挙げられる。特に、電子注入材料としては、特にフッ化リチウム(LiF)、フッ化バリウム(BaF)等のフッ化物、酸化リチウム(LiO)等の酸化物等が挙げられる。 Examples of electron injection / electron transport materials include inorganic materials that are n-type semiconductors, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, thiopyrazine dioxide derivatives, benzoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, diphenoquinone derivatives, fluorenone derivatives, benzodifuran derivatives. And low molecular weight materials such as poly (oxadiazole) (Poly-OXZ) and polystyrene derivatives (PSS). In particular, examples of the electron injection material include fluorides such as lithium fluoride (LiF) and barium fluoride (BaF 2 ), and oxides such as lithium oxide (Li 2 O).

陰極からの電子の注入・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、電子輸送層に使用する電子注入輸送材料よりも最低空分子軌道(LUMO)のエネルギー準位が高い材料を用いることが好ましい。電子輸送層として用いる材料としては、電子注入層に使用する電子注入輸送材料よりも電子の移動度が高い材料を用いることが好ましい。   The material used as the electron injection layer is higher in the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) than the electron injection and transport material used in the electron transport layer in that the electron injection and transport from the cathode is performed more efficiently. It is preferable to use a material. As the material used for the electron transport layer, a material having higher electron mobility than the electron injection transport material used for the electron injection layer is preferably used.

電子の注入・輸送性をより向上させるため、上記の電子注入・輸送材料にドナーをドープすることが好ましい。ドナーとしては、有機EL用の公知のドナー材料を用いることができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。   In order to further improve the electron injection / transport property, it is preferable to dope the electron injection / transport material with a donor. As the donor, a known donor material for organic EL can be used. Although these specific compounds are illustrated below, this invention is not limited to these materials.

ドナー材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Al、Ag、Cu、In等の無機材料、アニリン類、フェニレンジアミン類、ベンジジン類(N,N,N’,N’−テトラフェニルベンジジン、N,N’−ビス−(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス−(フェニル)−ベンジジン、N,N’−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニル−ベンジジン等)、トリフェニルアミン類(トリフェニルアミン、4,4’4''−トリス(N,N−ジフェニル−アミノ)−トリフェニルアミン、4,4’4''−トリス(N−3−メチルフェニル−N−フェニル−アミノ)−トリフェニルアミン、4,4’4''−トリス(N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ)−トリフェニルアミン等)、トリフェニルジアミン類(N,N’−ジ−(4−メチル−フェニル)−N,N’−ジフェニル−1,4−フェニレンジアミン)等の芳香族3級アミンを骨格にもつ化合物、フェナントレン、ピレン、ペリレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等の縮合多環化合物(ただし、縮合多環化合物は置換基を有してもよい)、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。
このうち、特に、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。
Donor materials include inorganic materials such as alkali metals, alkaline earth metals, rare earth elements, Al, Ag, Cu, and In, anilines, phenylenediamines, benzidines (N, N, N ′, N′-tetraphenyl) Benzidine, N, N′-bis- (3-methylphenyl) -N, N′-bis- (phenyl) -benzidine, N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl- Benzidine, etc.), triphenylamines (triphenylamine, 4,4′4 ″ -tris (N, N-diphenyl-amino) -triphenylamine, 4,4′4 ″ -tris (N-3- Methylphenyl-N-phenyl-amino) -triphenylamine, 4,4′4 ″ -tris (N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino) -triphenylamine, etc.), triphenyldiamines ( N, N'- Compounds having an aromatic tertiary amine such as di- (4-methyl-phenyl) -N, N′-diphenyl-1,4-phenylenediamine), phenanthrene, pyrene, perylene, anthracene, tetracene, pentacene, etc. There are organic materials such as condensed polycyclic compounds (wherein the condensed polycyclic compounds may have a substituent), TTFs (tetrathiafulvalene), dibenzofuran, phenothiazine, and carbazole.
Among these, a compound having an aromatic tertiary amine in the skeleton, a condensed polycyclic compound, and an alkali metal are particularly preferable because the carrier concentration can be increased more effectively.

発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層および電子注入層等の有機EL層は、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ェットプロセスにより形成することができる。あるいは、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、または、レーザー転写法等により形成することができる。なお、ウェットプロセスにより有機EL層を形成する場合には、有機EL層形成用塗液は、レベリング剤、粘度調整剤等の塗液の物性を調整するための添加剤を含んでいてもよい。   An organic EL layer such as a light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, a hole injection layer, and an electron injection layer is spin-coated using a coating liquid for forming an organic EL layer in which the above materials are dissolved and dispersed in a solvent. Known wet methods such as coating methods, dipping methods, doctor blade methods, discharge coating methods, spray coating methods, etc., inkjet methods, letterpress printing methods, intaglio printing methods, screen printing methods, printing methods such as microgravure coating methods, etc. It can be formed by a process. Alternatively, known dry processes such as resistance heating vapor deposition, electron beam (EB) vapor deposition, molecular beam epitaxy (MBE), sputtering, organic vapor deposition (OVPD), etc., or laser transfer Or the like. In addition, when forming an organic EL layer by a wet process, the coating liquid for organic EL layer formation may contain the additive for adjusting the physical properties of coating liquid, such as a leveling agent and a viscosity modifier.

上記の各有機EL層の膜厚は、通常、1〜1000nm程度であるが、特に10〜200nmが好ましい。膜厚が10nm未満であると、本来必要とされる物性(電荷の注入特性、輸送特性、閉じ込め特性)が得られない。また、ゴミ等の異物による画素欠陥が生じるおそれがある。また、膜厚が200nmを超えると、有機EL層の抵抗成分により駆動電圧の上昇が生じ、消費電力の上昇に繋がる。   The film thickness of each organic EL layer is usually about 1 to 1000 nm, but 10 to 200 nm is particularly preferable. If the film thickness is less than 10 nm, the physical properties (charge injection characteristics, transport characteristics, confinement characteristics) that are originally required cannot be obtained. In addition, pixel defects due to foreign matters such as dust may occur. On the other hand, if the film thickness exceeds 200 nm, the drive voltage increases due to the resistance component of the organic EL layer, leading to an increase in power consumption.

[エッジカバー]
本実施形態の有機EL素子は、第1電極と第2電極との間に、基板側に形成された第1電極のエッジ部において、第1電極と第2電極との間でリークが生じるのを防止する目的で絶縁材料からなるエッジカバーが設けられている。エッジカバーは、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、公知のドライおよびウエット法のフォトリソグラフィー法によりパターニングすることができるが、本発明はこれらの形成方法に限定されるものではない。
[Edge cover]
In the organic EL element of the present embodiment, a leak occurs between the first electrode and the second electrode at the edge portion of the first electrode formed on the substrate side between the first electrode and the second electrode. In order to prevent this, an edge cover made of an insulating material is provided. The edge cover can be formed by a known method such as an EB vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a resistance heating vapor deposition method using an insulating material, and is patterned by a known dry or wet photolithography method. However, the present invention is not limited to these forming methods.

絶縁材料は、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。ただし、絶縁材料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。また、エッジカバーの膜厚としては、100〜2000nmが好ましい。膜厚が100nm以下であると、絶縁性が十分ではなく、第1電極と第2電極との間でリークが生じ、消費電力の上昇、非発光の原因となる。また、膜厚が2000nm以上であると、成膜プロセスに時間が掛かり、生産性の悪化、エッジカバーでの第2電極の断線の原因となる。   As the insulating material, a known material can be used, and it is not particularly limited in the present invention. However, the insulating material needs to transmit light, and examples thereof include SiO, SiON, SiN, SiOC, SiC, HfSiON, ZrO, HfO, and LaO. Moreover, as a film thickness of an edge cover, 100-2000 nm is preferable. When the film thickness is 100 nm or less, the insulation is not sufficient, and leakage occurs between the first electrode and the second electrode, resulting in an increase in power consumption and non-light emission. On the other hand, if the film thickness is 2000 nm or more, it takes a long time for the film forming process, resulting in deterioration of productivity and disconnection of the second electrode at the edge cover.

有機EL素子は、陽極、陰極からなる電極として用いられる反射電極と半透明電極との干渉効果による、もしくは、誘電体多層膜によるマイクロキャビティ構造(光微小共振器構造)を有することが好ましい。これにより、有機EL素子の発光を正面方向に集光する(指向性を持たせる)ことが可能となる。その結果、周囲に逃げる光のロスを低減することが可能となり、正面での発光効率を高めることができる。これにより、有機EL素子の発光層中で生じる発光エネルギーをより効率良く蛍光体層へ伝搬することが可能となり、正面輝度を高めることが可能となる。また、干渉効果により、発光スペクトルの調整も可能となり、所望の発光ピーク波長、もしくは半値幅に調整することで発光スペクトルの調整が可能となる。赤色、緑色蛍光体をより効果的に励起することが可能なスペクトルに制御すれば、青色画素の色純度を向上させることができる。   The organic EL element preferably has a microcavity structure (optical microresonator structure) due to an interference effect between a reflective electrode used as an electrode composed of an anode and a cathode and a semitransparent electrode, or a dielectric multilayer film. Thereby, it becomes possible to condense the light emission of the organic EL element in the front direction (provide directivity). As a result, it is possible to reduce the loss of light escaping to the surroundings and increase the light emission efficiency at the front. As a result, it is possible to more efficiently propagate the light emission energy generated in the light emitting layer of the organic EL element to the phosphor layer, thereby increasing the front luminance. In addition, the emission spectrum can be adjusted due to the interference effect, and the emission spectrum can be adjusted by adjusting to a desired emission peak wavelength or half width. If the spectrum is controlled so that the red and green phosphors can be excited more effectively, the color purity of the blue pixel can be improved.

本実施形態に係る有機EL素子は、駆動のために外部駆動回路(走査線電極回路、データ信号電極回路、電源回路)に電気的に接続される。有機ELを構成する基板は、ガラス基板上、より好ましくは、金属基板上、プラスティック基板上、更に好ましくは、金属基板、もしくは、プラスティック基板上に絶縁材料をコートした基板を用いている。   The organic EL element according to the present embodiment is electrically connected to an external drive circuit (scanning line electrode circuit, data signal electrode circuit, power supply circuit) for driving. As the substrate constituting the organic EL, a glass substrate, more preferably a metal substrate, a plastic substrate, still more preferably a metal substrate or a substrate obtained by coating an insulating material on a plastic substrate is used.

本実施形態に係る有機EL素子は、有機ELを外部回路に直接接続し、駆動しても良いし、TFT等のスイッチング回路を画素内に配置し、TFT等が接続される配線に有機EL素子を駆動するための外部駆動回路(走査線電極回路(ソースドライバ)、データ信号電極回路(ゲートドライバ)、電源回路)が電気的に接続されていても良い。   The organic EL element according to this embodiment may be driven by directly connecting the organic EL to an external circuit, or a switching circuit such as a TFT is disposed in the pixel, and the organic EL element is connected to a wiring to which the TFT or the like is connected. External drive circuits (scanning line electrode circuit (source driver), data signal electrode circuit (gate driver), power supply circuit)) for driving the signal may be electrically connected.

アクティブ駆動型有機EL素子を構成するアクティブ有機EL素子基板は、ガラス基板上、より好ましくは、金属基板上、プラスティック基板上、更に好ましくは、金属基板、もしくは、プラスティック基板上に絶縁材料をコートした基板上に、複数の走査信号線、データ信号線が配置され、走査信号線とデータ信号線との交差部にTFTが配置される。   The active organic EL element substrate constituting the active drive type organic EL element is formed by coating an insulating material on a glass substrate, more preferably on a metal substrate, on a plastic substrate, and more preferably on a metal substrate or a plastic substrate. A plurality of scanning signal lines and data signal lines are disposed on the substrate, and TFTs are disposed at intersections between the scanning signal lines and the data signal lines.

[表示装置の第1構成例]
以下、アクティブマトリクス駆動型有機EL素子基板を光源とした表示装置の構成例を説明する。
図10は本実施形態の表示装置を示す断面図である。図11は本実施形態の表示装置を示す平面図である。図10において、図1(A)と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
[First configuration example of display device]
Hereinafter, a configuration example of a display device using an active matrix driving type organic EL element substrate as a light source will be described.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the display device of this embodiment. FIG. 11 is a plan view showing the display device of this embodiment. In FIG. 10, the same components as those in FIG. 1A are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施形態の表示装置82は、図10に示すように、蛍光体基板1と、蛍光体基板1上に平坦化膜40を介して貼り合わされた有機EL素子基板83(光源)と、から構成されている。本実施形態の有機EL素子基板83は、赤色画素PR、緑色画素PG、青色画素PBの各々に光を照射するか否かを切り換える手段として、TFTを用いたアクティブマトリクス駆動方式が用いられている。一方、蛍光体基板1の構成は上記実施形態で説明した通りである。本実施形態の有機EL素子基板83が紫外光を発光する場合には、青色画素PBは紫外光を励起光として青色光を発光する青色蛍光体層3Bを有するものとする。もしくは、本実施形態の有機EL素子基板83が青色光を発光する場合には、青色画素PBは青色光を散乱させる光散乱層を有するものとする。   As shown in FIG. 10, the display device 82 of the present embodiment includes a phosphor substrate 1 and an organic EL element substrate 83 (light source) bonded to the phosphor substrate 1 with a planarizing film 40 interposed therebetween. Has been. The organic EL element substrate 83 of the present embodiment uses an active matrix driving system using TFTs as means for switching whether to irradiate each of the red pixel PR, the green pixel PG, and the blue pixel PB. . On the other hand, the configuration of the phosphor substrate 1 is as described in the above embodiment. When the organic EL element substrate 83 of the present embodiment emits ultraviolet light, the blue pixel PB has a blue phosphor layer 3B that emits blue light using ultraviolet light as excitation light. Alternatively, when the organic EL element substrate 83 of the present embodiment emits blue light, the blue pixel PB has a light scattering layer that scatters blue light.

(アクティブマトリクス駆動型有機EL素子基板)
以下、アクティブマトリクス駆動型の本実施形態の有機EL素子基板83について詳細に説明する。
本実施形態の有機EL素子基板83は、図10に示すように、基板84の一面にTFT85が形成されている。すなわち、ゲート電極86およびゲート線87が形成され、これらゲート電極86およびゲート線87を覆うように基板84上にゲート絶縁膜88が形成されている。ゲート絶縁膜88上には活性層(図示略)が形成され、活性層上にソース電極89、ドレイン電極90およびデータ線91が形成され、これらソース電極89、ドレイン電極90およびデータ線91を覆うように平坦化膜92が形成されている。なお、この平坦化膜92は単層構造でなくても良く、他の層間絶縁膜と平坦化膜を組み合わせた構成としても良い。また、平坦化膜もしくは層間絶縁膜を貫通してドレイン電極90に達するコンタクトホール93が形成され、平坦化膜92上にコンタクトホール93を介してドレイン電極90と電気的に接続された有機EL素子41の陽極43が形成されている。
(Active matrix drive type organic EL element substrate)
Hereinafter, the active matrix driving type organic EL element substrate 83 of the present embodiment will be described in detail.
As shown in FIG. 10, the organic EL element substrate 83 of the present embodiment has a TFT 85 formed on one surface of the substrate 84. That is, the gate electrode 86 and the gate line 87 are formed, and the gate insulating film 88 is formed on the substrate 84 so as to cover the gate electrode 86 and the gate line 87. An active layer (not shown) is formed on the gate insulating film 88. A source electrode 89, a drain electrode 90, and a data line 91 are formed on the active layer, and covers the source electrode 89, the drain electrode 90, and the data line 91. Thus, a planarizing film 92 is formed. Note that the planarizing film 92 does not have to have a single layer structure, and may be a combination of another interlayer insulating film and a planarizing film. Further, a contact hole 93 reaching the drain electrode 90 through the planarizing film or the interlayer insulating film is formed, and the organic EL element electrically connected to the drain electrode 90 via the contact hole 93 on the planarizing film 92 41 anodes 43 are formed.

有機EL素子9自体の構成は上述した通りである。すなわち、本実施形態の有機EL素子9は、下層側から上層側に向けて、陽極43、正孔注入層44、正孔輸送層45、発光層46、正孔ブロッキング層47、電子輸送層48、電子注入層49、陰極50が順次積層されている。また、陽極43の端面を覆うようにエッジカバー51が形成されている。   The configuration of the organic EL element 9 itself is as described above. That is, the organic EL element 9 of the present embodiment has an anode 43, a hole injection layer 44, a hole transport layer 45, a light emitting layer 46, a hole blocking layer 47, and an electron transport layer 48 from the lower layer side toward the upper layer side. The electron injection layer 49 and the cathode 50 are sequentially stacked. An edge cover 51 is formed so as to cover the end face of the anode 43.

本実施形態の表示装置82は、図11に示すように、有機EL素子基板83上に形成された画素部94、ゲート信号側駆動回路95、データ信号側駆動回路96、信号配線97、および電流供給線98と、有機EL素子基板83に接続されたフレキシブルプリント配線板99(FPC)および外部駆動回路111、とを備えている。   As shown in FIG. 11, the display device 82 according to the present embodiment includes a pixel portion 94 formed on an organic EL element substrate 83, a gate signal side drive circuit 95, a data signal side drive circuit 96, a signal wiring 97, and a current. A supply line 98, a flexible printed wiring board 99 (FPC) connected to the organic EL element substrate 83, and an external drive circuit 111 are provided.

本実施形態に係る有機EL素子基板83は、有機EL素子9を駆動するために走査線電極回路、データ信号電極回路、電源回路等を含む外部駆動回路111に、FPC99を介して電気的に接続されている。本実施形態の場合、TFT85等のスイッチング回路が画素部94内に配置され、TFT85等が接続されるデータ線91、ゲート線87等の配線に有機EL素子9を駆動するためのデータ信号側駆動回路96、ゲート信号側駆動回路95がそれぞれ接続され、これら駆動回路に信号配線97を介して外部駆動回路111が接続されている。画素部94内には、複数のゲート線87および複数のデータ線91が配置され、ゲート線87とデータ線91との交差部にTFT85が配置されている。   The organic EL element substrate 83 according to the present embodiment is electrically connected to an external drive circuit 111 including a scanning line electrode circuit, a data signal electrode circuit, a power supply circuit, and the like via the FPC 99 in order to drive the organic EL element 9. Has been. In the case of the present embodiment, a switching circuit such as a TFT 85 is disposed in the pixel portion 94, and a data signal side drive for driving the organic EL element 9 to a wiring such as a data line 91 and a gate line 87 to which the TFT 85 is connected. A circuit 96 and a gate signal side drive circuit 95 are connected to each other, and an external drive circuit 111 is connected to these drive circuits via a signal wiring 97. In the pixel portion 94, a plurality of gate lines 87 and a plurality of data lines 91 are arranged, and TFTs 85 are arranged at intersections of the gate lines 87 and the data lines 91.

外部駆動回路111は、画素部94の走査ライン(走査線)をゲート信号側駆動回路95により順次選択し、選択されている走査ラインに沿って配置されている各画素素子に対し、データ信号側駆動回路96により画素データを書き込む。すなわち、ゲート信号側駆動回路95が走査線を順次駆動し、データ信号側駆動回路96がデータ線に画素データを出力することで、駆動された走査線とデータが出力されたデータ線との交差する位置に配置された画素素子が駆動される。   The external driving circuit 111 sequentially selects the scanning lines (scanning lines) of the pixel unit 94 by the gate signal side driving circuit 95, and for each pixel element arranged along the selected scanning line, on the data signal side. Pixel data is written by the drive circuit 96. That is, the gate signal side driving circuit 95 sequentially drives the scanning lines, and the data signal side driving circuit 96 outputs the pixel data to the data lines, so that the driven scanning lines and the data lines from which the data is output intersect. The pixel element arranged at the position to be driven is driven.

本実施形態に係る有機EL素子では、電圧駆動デジタル階調方式により駆動が行われる。例えば、図12に示すように、画素毎にスイッチング用TFT61および駆動用TFT62の2つのTFTが配置され、駆動用TFT62と有機EL素子41に設けられた陽極43とが平坦化層92に形成されるコンタクトホール93を介して電気的に接続されている。また、1画素中には駆動用TFT62のゲート電位を定電位にするためのコンデンサー63が、駆動用TFT62のゲート部分に接続されている。   The organic EL element according to this embodiment is driven by a voltage-driven digital gradation method. For example, as shown in FIG. 12, two TFTs of a switching TFT 61 and a driving TFT 62 are arranged for each pixel, and the driving TFT 62 and the anode 43 provided in the organic EL element 41 are formed in the planarizing layer 92. The contact holes 93 are electrically connected. Further, a capacitor 63 for making the gate potential of the driving TFT 62 constant in one pixel is connected to the gate portion of the driving TFT 62.

なお、本発明の表示装置は、特にこれらに限定されるものではなく、電圧駆動デジタル階調方式に代えて、電流駆動アナログ階調方式を採用しても良い。また、TFTの数も、特に限定されるものではなく、前述した2つのTFTにより有機EL素子を駆動しても良いし、TFTの特性(移動度、閾値電圧)バラツキを防止する目的で、画素内に補償回路を内蔵した従来の2個以上のTFTを用いた有機EL素子を駆動しても良い。   Note that the display device of the present invention is not particularly limited to these, and a current-driven analog gradation method may be adopted instead of the voltage-driven digital gradation method. In addition, the number of TFTs is not particularly limited, and the organic EL element may be driven by the two TFTs described above. For the purpose of preventing variations in TFT characteristics (mobility and threshold voltage), An organic EL element using two or more conventional TFTs having a compensation circuit built therein may be driven.

[無機EL]
本実施形態において、光源として用いる無機EL素子としては、公知の無機ELを用いることが可能である。例えば、紫外発光無機EL、青色発光無機ELは、例えば、基板、第1電極、第1誘電体層、発光層、第2誘電体層、および第2電極より構成されるが、これらに限定されるものではない。
[Inorganic EL]
In the present embodiment, a known inorganic EL can be used as the inorganic EL element used as the light source. For example, the ultraviolet light emitting inorganic EL and the blue light emitting inorganic EL are composed of, for example, a substrate, a first electrode, a first dielectric layer, a light emitting layer, a second dielectric layer, and a second electrode, but are not limited thereto. It is not something.

[基板]
無機EL素子に用いられる基板としては、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、又は、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)等からなる金属基板、または、前記基板上に酸化シリコン(SiO2)、有機絶縁材料等からなる絶縁物を表面にコーティングした基板、Al等からなる金属基板の表面を陽極酸化等の方法で絶縁化処理を施した基板等が挙げられるが、本発明はこれらの基板に限定されるものではない。しかし、湾曲部、折り曲げ部をストレス無く形成できる観点から、プラスティック基板、もしくは、金属基板を用いることが好ましい。更に、プラスティック基板に無機材料をコートした基板、金属基板に無機絶縁材料をコートした基板が更に好ましい。
[substrate]
As a substrate used for the inorganic EL element, for example, an inorganic material substrate made of glass, quartz, etc., a plastic substrate made of polyethylene terephthalate, polycarbazole, polyimide, etc., an insulating substrate such as a ceramic substrate made of alumina, etc., or aluminum The surface of a metal substrate made of (Al), iron (Fe), or the like, or a substrate coated with an insulator made of silicon oxide (SiO 2), an organic insulating material or the like on the substrate, or a metal substrate made of Al, etc. Although the board | substrate etc. which performed the insulation process by methods, such as an anodic oxidation, are mentioned, This invention is not limited to these board | substrates. However, it is preferable to use a plastic substrate or a metal substrate from the viewpoint that the curved portion and the bent portion can be formed without stress. Further, a substrate in which a plastic substrate is coated with an inorganic material and a substrate in which a metal substrate is coated with an inorganic insulating material are more preferable.

[第1電極および第2電極]
無機EL素子に用いられる第1電極および第2電極としては、アルミニウム(Al)、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)等の金属、もしくはインジウム(In)と錫(Sn)からなる酸化物(ITO)、錫(Sn)の酸化物(SnO)インジウム(In)と亜鉛(Zn)からなる酸化物(IZO)等が透明電極材料として挙げられるが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。しかし、光を取り出す方向にはITO等の透明電極を用いることが好ましく、光を取り出す方向と逆側にはアルミニウム等の反射膜を用いることが好ましい。
[First electrode and second electrode]
As the first electrode and the second electrode used in the inorganic EL element, a metal such as aluminum (Al), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), or indium (In) and tin (Sn) Examples of the transparent electrode material include oxides (ITO), tin (Sn) oxides (SnO 2 ), indium (In), and zinc (Zn) oxides (IZO). It is not limited to. However, it is preferable to use a transparent electrode such as ITO in the light extraction direction, and it is preferable to use a reflective film such as aluminum on the opposite side to the light extraction direction.

第1電極および第2電極は、上記の材料を用いてEB蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等の公知の方法により形成することができるが、本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パターニングした電極を直接形成することもできる。第1電極および第2電極の膜厚は、50nm以上が好ましい。膜厚が50nm未満の場合には、配線抵抗が高くなることから、駆動電圧の上昇が生じるおそれがある。   The first electrode and the second electrode can be formed by a known method such as EB vapor deposition, sputtering, ion plating, or resistance heating vapor deposition using the above materials. The method is not limited. If necessary, the formed electrode can be patterned by a photolithographic fee method or a laser peeling method, and a patterned electrode can be directly formed by combining with a shadow mask. The film thickness of the first electrode and the second electrode is preferably 50 nm or more. When the film thickness is less than 50 nm, the wiring resistance is increased, which may increase the drive voltage.

[誘電体層]
無機EL素子に用いられる第1誘電体層および第2誘電体層としては、無機EL用の公知の誘電体材料を用いることができる。このような誘電体材料としては、例えば、五酸化タンタル(Ta25)、酸化珪素(SiO)、窒化珪素(Si)、酸化アルミニウム(Al)、チタン酸アルミニウム(AlTiO)、チタン酸バリウム(BaTiO)、およびチタン酸ストロンチウム(SrTiO)等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本実施形態の第1誘電体層および第2誘電体層は上記の誘電体材料のうちから選んだ1種類でも良いし、2種類以上の材料を積層した構成でも良い。また、第1誘電体層および第2誘電体層の膜厚は、200〜500nm程度が好ましい。
[Dielectric layer]
As the first dielectric layer and the second dielectric layer used in the inorganic EL element, a known dielectric material for inorganic EL can be used. Examples of such dielectric materials include tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum titanate ( AlTiO 3 ), barium titanate (BaTiO 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ) and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to these. In addition, the first dielectric layer and the second dielectric layer of the present embodiment may be one type selected from the above dielectric materials, or may be configured by laminating two or more types of materials. The film thickness of the first dielectric layer and the second dielectric layer is preferably about 200 to 500 nm.

[発光層]
無機EL素子に用いられる発光層としては、無機EL用の公知の発光材料を用いることができる。このような発光材料としては、例えば、紫外発光材料としては、ZnF2:Gd、青色発光材料としては、BaAl24:Eu、CaAl24:Eu、ZnAl24:Eu、Ba2SiS4:Ce、ZnS:Tm、SrS:Ce、SrS:Cu、CaS:Pb、(Ba,Mg)Al:Eu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。また、発光層の膜厚は、300〜1000nm程度が好ましい。
[Light emitting layer]
As the light emitting layer used in the inorganic EL element, a known light emitting material for inorganic EL can be used. As such a light emitting material, for example, ZnF 2 : Gd as an ultraviolet light emitting material, BaAl 2 S 4 : Eu, CaAl 2 S 4 : Eu, ZnAl 2 S 4 : Eu, Ba 2 as a blue light emitting material. Examples include SiS 4 : Ce, ZnS: Tm, SrS: Ce, SrS: Cu, CaS: Pb, (Ba, Mg) Al 2 S 4 : Eu, but the present invention is not limited thereto. The thickness of the light emitting layer is preferably about 300 to 1000 nm.

[封止膜、封止基板]
本実施形態の各種の光源には、封止膜または封止基板を設けることが好ましい。封止膜および封止基板は、公知の封止材料および封止方法により形成することができる。具体的には、上記の光源の基板と逆側の表面上にスピンコート法、ODF、ラミレート法を用いて樹脂を塗布することによって封止膜とすることができる。プラズマCVD法、イオンプレーティング法、イオンビーム法、スパッタ法等により、SiO、SiON、SiN等の無機膜を形成した後、更に、スピンコート法、ODF、ラミレート法を用いて樹脂を塗布する、または、貼り合わせることによって封止膜とすることもできる。封止膜により、外部からの発光素子内への酸素や水分の混入を防止することができ、光源の寿命が向上する。光源と蛍光体基板とを接続させるときは、従来の紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等で接着させることが可能である。また、蛍光体基板上に光源を直接形成した場合には、例えば、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスをガラス、金属等で封止する方法が挙げられる。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と、水分による有機ELの劣化をより効果的に低減できるため好ましい。ただし、本発明は、これらの部材や形成方法に限定されるものではない。また、基板と逆側から発光を取り出す場合は、封止膜、封止基板ともに光透過性の材料を使用する必要がある。
[Sealing film, sealing substrate]
It is preferable to provide a sealing film or a sealing substrate for the various light sources of this embodiment. The sealing film and the sealing substrate can be formed by a known sealing material and sealing method. Specifically, a sealing film can be formed by applying a resin on the surface opposite to the substrate of the light source using a spin coating method, an ODF, or a laminating method. After forming an inorganic film such as SiO, SiON, or SiN by plasma CVD, ion plating, ion beam, sputtering, or the like, a resin is further applied using spin coating, ODF, or lamination. Alternatively, a sealing film can be obtained by bonding. The sealing film can prevent entry of oxygen and moisture into the light emitting element from the outside, and the life of the light source is improved. When the light source and the phosphor substrate are connected, they can be bonded with a conventional ultraviolet curable resin, thermosetting resin, or the like. Further, when the light source is directly formed on the phosphor substrate, for example, a method of sealing an inert gas such as nitrogen gas or argon gas with glass, metal or the like can be mentioned. Furthermore, it is preferable to mix a hygroscopic agent such as barium oxide in the enclosed inert gas because deterioration of the organic EL due to moisture can be more effectively reduced. However, the present invention is not limited to these members and forming methods. In addition, when light emission is extracted from the side opposite to the substrate, it is necessary to use a light-transmitting material for both the sealing film and the sealing substrate.

[偏光板]
本実施形態の表示装置には、光取り出し側に偏光板を設けることが好ましい。偏光板としては、従来の直線偏光板とλ/4板とを組み合わせたものを用いることができる。偏光板を設けることによって、表示装置の電極からの外光反射、基板もしくは封止基板の表面での外光反射を防止することができる。その結果、表示装置のコントラストを向上させることができる。
[Polarizer]
In the display device of this embodiment, a polarizing plate is preferably provided on the light extraction side. As the polarizing plate, a combination of a conventional linear polarizing plate and a λ / 4 plate can be used. By providing the polarizing plate, external light reflection from the electrode of the display device and external light reflection on the surface of the substrate or the sealing substrate can be prevented. As a result, the contrast of the display device can be improved.

[表示装置の第2構成例]
以下、蛍光体層と光源との間に液晶素子を備えた表示装置の構成例を説明する。
図13は本実施形態の表示装置を示す断面図である。
図13において、図1(A)と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。
[Second Configuration Example of Display Device]
Hereinafter, a configuration example of a display device including a liquid crystal element between the phosphor layer and the light source will be described.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the display device of this embodiment.
In FIG. 13, the same components as those in FIG. 1A are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本構成例の表示装置113は、図13に示すように、蛍光体基板2と、有機EL素子基板114(光源)と、液晶素子115と、を備えている。蛍光体基板1の構成は第1実施形態と同様であり、説明は省略する。また、有機EL素子基板114の積層構造は、第1構成例の表示装置に用いたものと同様である。ところが、第1構成例では、各画素に対応する有機EL素子に個別に駆動信号が供給され、各有機EL素子が独立して発光、非発光が制御されていた。これに対し、本実施形態では、有機EL素子116は、画素毎に分割されておらず、全ての画素に共通の面状光源として機能する。   As shown in FIG. 13, the display device 113 of this configuration example includes a phosphor substrate 2, an organic EL element substrate 114 (light source), and a liquid crystal element 115. The configuration of the phosphor substrate 1 is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted. The laminated structure of the organic EL element substrate 114 is the same as that used in the display device of the first configuration example. However, in the first configuration example, driving signals are individually supplied to the organic EL elements corresponding to the respective pixels, and each organic EL element is controlled to emit light and not emit light independently. On the other hand, in the present embodiment, the organic EL element 116 is not divided for each pixel and functions as a planar light source common to all the pixels.

液晶素子115は、一対の電極を用いて液晶層に印加する電圧を画素毎に制御可能な構成とされ、有機EL素子116の全面から射出された光の透過率を画素毎に制御する。すなわち、液晶素子115は、有機EL素子基板114からの光を画素毎に選択的に透過させる光シャッターとしての機能を有する。   The liquid crystal element 115 is configured to be able to control the voltage applied to the liquid crystal layer for each pixel using a pair of electrodes, and controls the transmittance of light emitted from the entire surface of the organic EL element 116 for each pixel. In other words, the liquid crystal element 115 functions as an optical shutter that selectively transmits light from the organic EL element substrate 114 for each pixel.

本実施形態の液晶素子115は、公知の液晶素子を用いることが可能であり、例えば一対の偏光板117,118と、電極119,120と、配向膜121,122と、基板123と、を有し、配向膜121,122間に液晶124が挟持されている。さらに、液晶セルと一方の偏光板117,118との間に光学異方性層が1枚配置されるか、または、液晶セルと双方の偏光板117,118との間に光学異方性層が2枚配置されることもある。 液晶セルの種類としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばTNモード、VAモード、OCBモード、IPSモード、ECBモードなどが挙げられる。また、液晶素子115は、パッシブ駆動でも良いし、TFT等のスイッチング素子を用いたアクティブ駆動でも良い。液晶素子のスイッチングと光源のスイッチングとを組み合わせることで、消費電力をより低減できるため好ましい。   As the liquid crystal element 115 of this embodiment, a known liquid crystal element can be used. For example, the liquid crystal element 115 includes a pair of polarizing plates 117 and 118, electrodes 119 and 120, alignment films 121 and 122, and a substrate 123. The liquid crystal 124 is sandwiched between the alignment films 121 and 122. Further, one optically anisotropic layer is disposed between the liquid crystal cell and one polarizing plate 117, 118, or the optically anisotropic layer is disposed between the liquid crystal cell and both polarizing plates 117, 118. 2 may be arranged. There is no restriction | limiting in particular as a kind of liquid crystal cell, According to the objective, it can select suitably, For example, TN mode, VA mode, OCB mode, IPS mode, ECB mode etc. are mentioned. Further, the liquid crystal element 115 may be passively driven or may be actively driven using a switching element such as a TFT. A combination of switching of the liquid crystal element and switching of the light source is preferable because power consumption can be further reduced.

[表示装置の応用例]
上記実施形態に係る表示装置は、例えば図14に示す携帯電話に適用できる。
図14に示す携帯電話127は、音声入力部130、音声出力部131、アンテナ132、操作スイッチ133、表示部129、および筐体128等を備えている。そして、表示部129として上記実施形態の表示装置が好適に適用できる。本発明の一実施形態に係る表示装置を携帯電話127の表示部129に適用することによって、表示品位に優れた表示部を有する携帯電話を提供することができる。
[Application examples of display devices]
The display device according to the above embodiment can be applied to, for example, the mobile phone shown in FIG.
A cellular phone 127 illustrated in FIG. 14 includes a voice input unit 130, a voice output unit 131, an antenna 132, an operation switch 133, a display unit 129, a housing 128, and the like. And the display apparatus of the said embodiment can be applied suitably as the display part 129. FIG. By applying the display device according to an embodiment of the present invention to the display portion 129 of the mobile phone 127, a mobile phone having a display portion with excellent display quality can be provided.

上記実施形態に係る表示装置は、例えば図15に示す薄型テレビに適用できる。図15に示す薄型テレビ135は、表示部137、スピーカ138、キャビネット136、およびスタンド139等を備えている。そして、表示部137として上記実施形態の表示装置が好適に適用できる。上記実施形態に係る表示装置を薄型テレビ135の表示部137に適用することによって、表示品位に優れた表示部を有する薄型テレビを提供することができる。   The display device according to the above embodiment can be applied to, for example, a flat-screen television shown in FIG. A thin television 135 illustrated in FIG. 15 includes a display portion 137, speakers 138, a cabinet 136, a stand 139, and the like. And the display apparatus of the said embodiment can be applied suitably as the display part 137. FIG. By applying the display device according to the above embodiment to the display portion 137 of the thin television 135, a thin television having a display portion with excellent display quality can be provided.

以下、実施例により本発明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。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited at all by these examples.

(比較例1)従来技術による障壁パターン基板
図16(A)〜(C)は、比較例1の障壁パターン基板の断面構造を示す工程図である。図17(A)〜(C)は、比較例1の障壁パターン基板の平面構造を示す工程図である。
Comparative Example 1 Barrier Pattern Substrate According to Conventional Technology FIGS. 16A to 16C are process diagrams showing a cross-sectional structure of a barrier pattern substrate of Comparative Example 1. FIG. 17A to 17C are process diagrams showing a planar structure of the barrier pattern substrate of Comparative Example 1. FIG.

基板200として、厚さ0.7mmのガラスを用いた。これを水洗した後、純水超音波洗浄10分、アセトン超音波洗浄10分、イソプロピルアルコール蒸気洗浄5分を行い、100℃にて1時間乾燥させた(図16(A)、図17(A)参照)。
次に、基板200上に、エポキシ系のポジ型感光性樹脂をスピンコート法によりベタ状に形成した後、これを90℃で2分焼成し、膜厚30μmの樹脂膜201を得た(図16(B)、図17(B)参照)。
As the substrate 200, glass having a thickness of 0.7 mm was used. After washing with water, pure water ultrasonic cleaning 10 minutes, acetone ultrasonic cleaning 10 minutes, and isopropyl alcohol vapor cleaning 5 minutes were performed and dried at 100 ° C. for 1 hour (FIGS. 16A and 17A). )reference).
Next, an epoxy-type positive photosensitive resin was formed on the substrate 200 in a solid form by spin coating, and then baked at 90 ° C. for 2 minutes to obtain a resin film 201 having a thickness of 30 μm (FIG. 16 (B) and FIG. 17 (B)).

次に、幅30μm、ピッチ50μmで4行×4列個の枠状の障壁202を作製するための遮光マスクを用いて、基板を露光量300mJ/cmで露光し、その後、アルカリ現像液で1分間現像した。
現像後の基板を光学顕微鏡で観察したところ、枠状の障壁202のうち、端から1行×1列の障壁202にヨレおよび剥がれが生じてしまった(図16(C)、図17(C)参照)。
Next, the substrate is exposed at an exposure amount of 300 mJ / cm 2 using a light-shielding mask for producing 4 rows × 4 columns of frame-shaped barriers 202 with a width of 30 μm and a pitch of 50 μm, and then an alkaline developer. Developed for 1 minute.
When the substrate after development was observed with an optical microscope, twisting and peeling occurred in the barrier 202 of 1 row × 1 column from the end of the frame-shaped barrier 202 (FIGS. 16C and 17C). )reference).

(実施例1)
図18(A)は、図18(B)のA−A’線に沿う、実施例1の障壁パターン基板の断面構造を示す図である。図18(B)は、実施例1の障壁パターン基板の平面構造を示す図である。
Example 1
FIG. 18A is a diagram illustrating a cross-sectional structure of the barrier pattern substrate of Example 1 along the line AA ′ in FIG. FIG. 18B is a diagram illustrating a planar structure of the barrier pattern substrate according to the first embodiment.

比較例1と同様に、基板300上に膜厚30μmの樹脂膜をスピンコート手法により得た。
次に、比較例1と同一のマスクを用いて第1の領域M1を露光した。次に、同一のフォトマスクを用いて第2の領域M2を露光した。この際、第1の領域M1に形成される障壁301と第2の領域M2に形成される構造物302のピッチが同一になるように、基板に対してフォトマスクの相対位置をずらして露光した。第2の領域M2に形成する構造物302は4行×4列個の枠状になるように露光した。なお、第1の領域M1および第2の領域M2での露光量は、比較例1と同様に300mJ/cmにした。
Similar to Comparative Example 1, a resin film having a thickness of 30 μm was obtained on the substrate 300 by a spin coating method.
Next, the first region M1 was exposed using the same mask as in Comparative Example 1. Next, the second region M2 was exposed using the same photomask. At this time, exposure was performed by shifting the relative position of the photomask with respect to the substrate so that the pitch of the barriers 301 formed in the first region M1 and the structures 302 formed in the second region M2 were the same. . The structure 302 formed in the second region M2 was exposed so as to have a frame shape of 4 rows × 4 columns. Note that the exposure amount in the first region M1 and the second region M2 was set to 300 mJ / cm 2 as in the first comparative example.

次に、アルカリ現像液で1分間現像した。現像後の基板を光学顕微鏡で観察したところ、第2の領域M2に形成された構造物302の一部にはヨレおよび剥がれが生じていたが、第1の領域M1に形成された障壁301にはヨレも剥がれも発生していなかった。   Next, it developed for 1 minute with the alkali developing solution. When the developed substrate was observed with an optical microscope, the structure 302 formed in the second region M2 was found to be twisted and peeled off, but the barrier 301 formed in the first region M1 was observed. There was no twist or peeling.

(実施例2)
実施例1で作製した基板を用いて、膜厚20μmの緑色蛍光体層をパターン形成した。
緑色蛍光体層の形成は、まず、平均粒径4μmの緑色蛍光体Ba2SiO4:Eu2+30gとポリビニルアルコール10wt%水溶液30gを加え、分散機により攪拌した緑色蛍光体形成用塗液を作製した。
次に、基板をUV/Oで洗浄し、ついで、フッ素プラズマ処理をすることで障壁に撥液性を付与し、ガラス基板に親液性を付与した。
次に、先に作製した緑色蛍光体形成用塗液を、ディスペンサー法で、基板上に設けられた枠状の障壁の内部にパターン塗布した。引き続き、真空オーブン(200℃、10mmHgの条件)で4時間加熱乾燥して緑色蛍光体層を形成し、蛍光体基板を完成させた。
(Example 2)
Using the substrate produced in Example 1, a green phosphor layer having a thickness of 20 μm was patterned.
The green phosphor layer is formed by first adding 30 g of green phosphor Ba 2 SiO 4 : Eu 2+ having an average particle size of 4 μm and 30 g of a 10 wt% aqueous solution of polyvinyl alcohol, and stirring the green phosphor forming coating solution by a disperser. Produced.
Next, the substrate was washed with UV / O 3 and then subjected to fluorine plasma treatment to impart lyophobicity to the barrier and impart lyophilicity to the glass substrate.
Next, the previously prepared green phosphor forming coating solution was applied by patterning the inside of a frame-shaped barrier provided on the substrate by a dispenser method. Subsequently, it was dried by heating in a vacuum oven (200 ° C., 10 mmHg) for 4 hours to form a green phosphor layer, thereby completing a phosphor substrate.

(比較例2)
(障壁を光散乱性の白色障壁にし、実施例1のプロセスで作製した例)
基板として、厚さ0.7mmのガラスを用いた。これを水洗後、純水超音波洗浄10分、アセトン超音波洗浄10分、イソプロピルアルコール蒸気洗浄5分を行い、100℃にて1時間乾燥させた。
次に、基板上に酸化チタンおよび硫酸バリウムを含有した白色レジストをスピンコート手法にてベタ状に形成し、80℃で10分焼成し、膜厚30μmのレジスト膜を得た。
(Comparative Example 2)
(Example in which the barrier is a light-scattering white barrier and manufactured by the process of Example 1)
As the substrate, glass having a thickness of 0.7 mm was used. 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.
Next, a white resist containing titanium oxide and barium sulfate was formed on the substrate in a solid shape by a spin coating method and baked at 80 ° C. for 10 minutes to obtain a resist film having a thickness of 30 μm.

次に、幅30μm、ピッチ50μmで4行×4列個の枠状の障壁を作製するための遮光マスクを用いて第1の領域を露光した。
次に、同一フォトマスクを用いて第2の領域を露光した。この際、第1の領域に形成される障壁と第2の領域に形成される構造物のピッチが同一になるように、基板に対してフォトマスクの相対位置をずらして露光した。第2の領域に形成する構造物は4行×4列個の枠になるように露光した。なお、第1の領域及び第2の領域の露光量は、比較例1と同様に300mJ/cmにした。
Next, the first region was exposed using a light shielding mask for producing a 4 × 4 column-shaped barrier with a width of 30 μm and a pitch of 50 μm.
Next, the second region was exposed using the same photomask. At this time, exposure was performed by shifting the relative position of the photomask with respect to the substrate so that the pitch of the barrier formed in the first region and the structure formed in the second region were the same. The structure formed in the second region was exposed so as to form a frame of 4 rows × 4 columns. Note that the exposure amounts of the first region and the second region were set to 300 mJ / cm 2 as in Comparative Example 1.

次に、アルカリ現像液で1分間現像した。
現像後の基板を光学顕微鏡で観察したところ、第2の領域に形成された構造物だけでなく、第1の領域に形成された障壁においてもヨレおよび剥がれが生じていることが観測された。実施例1と同様のパターン仕様にも関わらず、障壁にヨレが生じた原因は、障壁に光散乱粒子を含有させた白色レジストを使うことで、障壁の自重が実施例1よりも重くなった結果、応力が実施例1よりも大きくなり、実施例1と同様のパターン仕様ではヨレが解消できなかったと考えられる。
Next, it developed for 1 minute with the alkali developing solution.
When the substrate after development was observed with an optical microscope, it was observed that not only the structure formed in the second region but also the barrier formed in the first region was twisted and peeled off. Despite the same pattern specifications as in Example 1, the reason why the barrier was twisted was that the white weight of the barrier became heavier than in Example 1 by using a white resist containing light scattering particles in the barrier. As a result, the stress becomes larger than that in Example 1, and it is considered that the twist cannot be eliminated with the same pattern specifications as in Example 1.

(実施例3)
(構造物が複数個所途切れた実施例)
図19(A)は、図19(B)のA−A’線に沿う、実施例3の障壁パターン基板の断面構造を示す図である。図19(B)は、実施例3の障壁パターン基板の平面構造を示す図である。
(Example 3)
(Example in which multiple structures were interrupted)
FIG. 19A is a diagram illustrating a cross-sectional structure of the barrier pattern substrate of Example 3 along the line AA ′ in FIG. FIG. 19B is a diagram illustrating a planar structure of the barrier pattern substrate of the third embodiment.

比較例2と同様、膜厚30μmの白色レジスト膜を基板300上にベタ状に形成した。
次に、幅30μm、ピッチ50μmで4行×4列個の枠状の障壁を作製するための遮光マスクを用いて第1の領域を露光した。
次に、同一のフォトマスクを用いて第2の領域M2を露光した。この際、第1の領域M1に形成される障壁303と第2の領域M2に形成される構造物304のピッチとが同一になるように、基板に対してフォトマスクの相対位置をずらして露光した。第2の領域M2に形成する構造物304は8行×8列個の枠状になるように露光した。なお、第1の領域M1および第2の領域M2に露光する露光量は、比較例2と同様に300mJ/cmにした。
Similar to Comparative Example 2, a white resist film having a thickness of 30 μm was formed on the substrate 300 in a solid shape.
Next, the first region was exposed using a light shielding mask for producing a 4 × 4 column-shaped barrier with a width of 30 μm and a pitch of 50 μm.
Next, the second region M2 was exposed using the same photomask. At this time, exposure is performed by shifting the relative position of the photomask with respect to the substrate so that the pitch of the barrier 303 formed in the first region M1 and the pitch of the structures 304 formed in the second region M2 are the same. did. The structure 304 formed in the second region M2 was exposed so as to have a frame shape of 8 rows × 8 columns. In addition, the exposure amount which exposes to the 1st area | region M1 and the 2nd area | region M2 was 300 mJ / cm < 2 > similarly to the comparative example 2. FIG.

次に、アルカリ現像液で1分間現像した。
現像後の基板を光学顕微鏡で観察したところ、第2の領域M2に形成された構造物304の一部にはヨレおよび剥がれが生じていたが(図19(B)の符号Bの箇所)、第1の領域M1に形成された障壁303はヨレも剥がれも発生していなかった。この理由は、第2の領域M2を4行×4列個から8行×8列個へと増やしたことで、第2の領域M2に形成された構造物304の単位面積当たりの応力を減らし、結果的に第2の領域M2に形成された構造物304に効率良く応力を分散させることができたからである。
Next, it developed for 1 minute with the alkali developing solution.
When the substrate after development was observed with an optical microscope, a part of the structure 304 formed in the second region M2 was twisted and peeled off (location B in FIG. 19B). The barrier 303 formed in the first region M1 was neither twisted nor peeled off. The reason for this is that the stress per unit area of the structure 304 formed in the second region M2 is reduced by increasing the second region M2 from 4 rows × 4 columns to 8 rows × 8 columns. As a result, stress can be efficiently dispersed in the structure 304 formed in the second region M2.

(実施例4)
(格子状の構造物の対角線上にさらに構造物を付加した実施例)
図20(A)は、図20(B)のA−A’線に沿う、実施例4の障壁パターン基板の断面構造を示す図である。図20(B)は、実施例4の障壁パターン基板の平面構造を示す図である。
Example 4
(Example in which a structure is further added on a diagonal line of a lattice-shaped structure)
FIG. 20A is a diagram illustrating a cross-sectional structure of the barrier pattern substrate of Example 4 along the line AA ′ in FIG. FIG. 20B is a diagram illustrating a planar structure of the barrier pattern substrate of the fourth embodiment.

比較例2と同様に、膜厚30μmの白色レジスト膜を基板300上にベタ状に形成した。
次に、幅30μm、ピッチ50μmで4行×4列個の枠状の障壁303および構造物304を、障壁303と同じ幅、同じピッチで4行×4列個の枠状となるように、1枚のフォトマスクを用いて同時に露光した。
ここで、枠状の構造物304の対角線上にも幅20μmで構造物305が形成されるようにフォトマスクを設計した。なお、第1の領域M1および第2の領域M2の露光量は、比較例2と同様に300mJ/cmにした。
Similar to Comparative Example 2, a white resist film having a thickness of 30 μm was formed on the substrate 300 in a solid shape.
Next, 4 rows × 4 columns frame-shaped barriers 303 and structures 304 with a width of 30 μm and a pitch of 50 μm are formed into 4 rows × 4 columns of frame shapes with the same width and the same pitch as the barriers 303. Exposure was simultaneously performed using one photomask.
Here, the photomask was designed so that the structure 305 was formed with a width of 20 μm on the diagonal line of the frame-shaped structure 304. In addition, the exposure amount of the 1st area | region M1 and the 2nd area | region M2 was 300 mJ / cm < 2 > similarly to the comparative example 2. FIG.

次に、アルカリ現像液で1分間現像した。
現像後の基板を光学顕微鏡で観察したところ、第2の領域M2に形成された構造物304,305の一部にはヨレおよび剥がれが生じていたが、第1の領域M1に形成された障壁303にはヨレも剥がれも発生していなかった。これは、第2の領域M2の枠状の構造物304内にも構造物305が存在することで単位面積当たりに占める構造物の面積が増え、結果として応力を効率良く分散できたからである。
Next, it developed for 1 minute with the alkali developing solution.
When the developed substrate was observed with an optical microscope, the structures 304 and 305 formed in the second region M2 were partially twisted and peeled, but the barrier formed in the first region M1. In 303, neither twist nor peeling occurred. This is because the area of the structure occupying per unit area increases due to the presence of the structure 305 in the frame-shaped structure 304 in the second region M2, and as a result, the stress can be efficiently dispersed.

なお、本実施例では、図9(A)に示すように、構造物の対角線上に構造物を形成したが、本発明はこれに限らない。例えば本実施例では2本の対角線上に設けているが、図9(C)に示すように、1本の対角線上に設けるだけでも十分に効果がある。また、構造物の矩形の頂点同士が枠内の構造物で連結されている必要はなく、例えば図9(B)に示すように、途中で切れていても良い。また、構造物の枠内の構造物が構造物の頂点から延長されている必要もなく、図9(D)に示すように、構造物の枠上から延長されていれば良い。また、構造物の全域に構造物内の構造物を設ける必要もなく、実施形態によって一部だけ構造物枠内の構造物を設けても良い。   In this embodiment, as shown in FIG. 9A, the structure is formed on the diagonal line of the structure, but the present invention is not limited to this. For example, in the present embodiment, it is provided on two diagonal lines, but as shown in FIG. 9C, it is sufficiently effective to provide only on one diagonal line. Moreover, the rectangular vertices of the structure do not need to be connected by the structure in the frame. For example, as shown in FIG. Further, the structure in the frame of the structure does not need to be extended from the top of the structure, and may be extended from the frame of the structure as shown in FIG. 9D. Moreover, it is not necessary to provide the structure in a structure in the whole region of a structure, and you may provide the structure in a structure frame only in part by embodiment.

(実施例5)
(構造物のピッチを狭くした実施例)
比較例2と同様に、膜厚30μmの白色レジスト膜を基板上にベタ状に形成した。
次に、幅30μm、ピッチ50μmで4行×4列個の枠状の障壁および構造物を幅30μm、ピッチ40μmで4行×4列個の枠状の構造物になるように、1枚のフォトマスクを用いて同時に露光した。なお、第1の領域および第2の領域の露光量は比較例2と同様に300mJ/cmにした。
(Example 5)
(Example in which the pitch of the structure is narrowed)
Similar to Comparative Example 2, a white resist film having a thickness of 30 μm was formed in a solid shape on the substrate.
Next, the frame-like barriers and structures of 4 rows × 4 columns with a width of 30 μm and a pitch of 50 μm are formed into a frame-like structure of 4 rows × 4 columns with a width of 30 μm and a pitch of 40 μm. Simultaneous exposure using a photomask. In addition, the exposure amount of the first region and the second region was set to 300 mJ / cm 2 as in Comparative Example 2.

次に、アルカリ現像液で1分間現像した。
現像後の基板を光学顕微鏡で観察したところ、第2の領域に形成された構造物の一部にはヨレおよび剥がれが生じていたが、第1の領域に形成された障壁はヨレも剥がれも発生していなかった。これは、構造物のピッチを狭くすることで構造物が単位面積当たりに占める割合を増やしたため、結果として応力を効率良く分散できたからである。なお、構造物のピッチや幅は第2の領域全域にわたって一様にする必要はなく、実施形態によって適宜変えても良い。
Next, it developed for 1 minute with the alkali developing solution.
When the substrate after development was observed with an optical microscope, a part of the structure formed in the second region was twisted and peeled off, but the barrier formed in the first region was twisted and peeled off. It did not occur. This is because the proportion of the structure per unit area is increased by narrowing the pitch of the structure, and as a result, the stress can be dispersed efficiently. Note that the pitch and width of the structure do not need to be uniform over the entire second region, and may be appropriately changed according to the embodiment.

(実施例6)
(比較例2で構造物の幅を大きくした実施例)
図21(A)は、図21(B)のA−A’線に沿う、実施例6の障壁パターン基板の断面構造を示す図である。図21(B)は、実施例6の障壁パターン基板の平面構造を示す図である。
(Example 6)
(Example in which the width of the structure is increased in Comparative Example 2)
FIG. 21A is a diagram illustrating a cross-sectional structure of the barrier pattern substrate of Example 6 along the line AA ′ in FIG. FIG. 21B is a diagram illustrating a planar structure of the barrier pattern substrate of the sixth embodiment.

比較例2と同様に、膜厚30μmの白色レジスト膜を基板300上にベタ状に形成した。
次に、幅30μm、ピッチ50μmで4行×4列個の枠状の障壁303を作製するための遮光マスクを用いて第1の領域M1を露光した。なお、第2の領域M2との境界に位置する障壁303の幅が60μmになるようなフォトマスクを用いた。
次に、第1の領域M1を露光したマスクとは異なるマスクを用いて第2の領域M2に形成する構造物306が4行×4列個の枠状になるように露光した。この時、構造物306の幅は60μm、ピッチ50μmになるように設計したフォトマスクを用いた。なお、第1の領域M1および第2の領域M2の露光量は実施例1と同様に300mJ/cmにした。
Similar to Comparative Example 2, a white resist film having a thickness of 30 μm was formed on the substrate 300 in a solid shape.
Next, the first region M1 was exposed using a light shielding mask for producing 4 rows × 4 columns of frame-shaped barriers 303 with a width of 30 μm and a pitch of 50 μm. Note that a photomask in which the width of the barrier 303 positioned at the boundary with the second region M2 is 60 μm was used.
Next, the structure 306 formed in the second region M2 was exposed using a mask different from the mask that exposed the first region M1 so as to form a frame shape of 4 rows × 4 columns. At this time, a photomask designed so that the width of the structure 306 was 60 μm and the pitch was 50 μm was used. In addition, the exposure amount of the 1st area | region M1 and the 2nd area | region M2 was 300 mJ / cm < 2 > like Example 1. FIG.

次に、アルカリ現像液で1分間現像した。
現像後の基板を光学顕微鏡で観察したところ、第2の領域M2に形成された構造物306の一部にはヨレおよび剥がれが生じていたが、第1の領域M1に形成された障壁303はヨレも剥がれも発生していなかった。
Next, it developed for 1 minute with the alkali developing solution.
When the substrate after development was observed with an optical microscope, a part of the structure 306 formed in the second region M2 was twisted and peeled off, but the barrier 303 formed in the first region M1 was There was no twist or peeling.

(実施例7)
実施例6で作製した基板を用いて、膜厚20μmの緑色蛍光体層をパターン形成した。
緑色蛍光体層の形成は、まず、平均粒径4μmの緑色蛍光体Ba2SiO4:Eu2+30gとポリビニルアルコール10wt%水溶液30gを加え、分散機により攪拌した緑色蛍光体形成用塗液を作製した。
次に、基板をUV/Oで洗浄し、ついで、フッ素プラズマ処理をすることで障壁に撥液性を付与し、ガラス基板に親液性を付与した。
次に、先に作製した緑色蛍光体形成用塗液を、ディスペンサー法で、基板上に設けられた枠状の障壁内にパターン塗布した。引き続き、真空オーブン(200℃、10mmHgの条件)で4時間加熱乾燥し、緑色蛍光体層を形成し、蛍光体基板を完成した。
(Example 7)
A green phosphor layer having a thickness of 20 μm was patterned using the substrate produced in Example 6.
The green phosphor layer is formed by first adding 30 g of green phosphor Ba 2 SiO 4 : Eu 2+ having an average particle size of 4 μm and 30 g of a 10 wt% aqueous solution of polyvinyl alcohol, and stirring the green phosphor forming coating solution by a disperser. Produced.
Next, the substrate was washed with UV / O 3 and then subjected to fluorine plasma treatment to impart lyophobicity to the barrier and impart lyophilicity to the glass substrate.
Next, the green phosphor-forming coating solution prepared in advance was applied by patterning into a frame-shaped barrier provided on the substrate by a dispenser method. Then, it heat-dried for 4 hours in vacuum oven (200 degreeC, 10 mmHg conditions), the green fluorescent substance layer was formed, and the fluorescent substance substrate was completed.

最後に、この蛍光体基板を市販の輝度計(BM−7:株式会社トップコンテクノハウス社製)を用いて、青色LEDを励起光源として450nmの光の25℃での輝度を測定した結果、実施例2に対して1.2倍の輝度向上が観測された。蛍光体層からの発光は等方的であるため、蛍光体層の側方に向かう蛍光成分は実施例2ではロスになる。一方、実施例7では、蛍光体層側方に向かう蛍光成分は白色の障壁によって散乱されて蛍光体層に戻り、光の進行方向を光取出し方向へ変えることで光の再利用が可能となる。したがって、実施例7のような構造を取ることで、実施例2よりもさらに輝度を向上させることができたと考えられる。   Finally, as a result of measuring the luminance at 25 ° C. of 450 nm light with a blue LED as an excitation light source using a commercially available luminance meter (BM-7: manufactured by Topcontec House Co., Ltd.), A brightness improvement of 1.2 times with respect to Example 2 was observed. Since the light emission from the phosphor layer is isotropic, the fluorescent component directed to the side of the phosphor layer is lost in the second embodiment. On the other hand, in Example 7, the fluorescent component directed to the side of the phosphor layer is scattered by the white barrier and returned to the phosphor layer, and the light can be reused by changing the light traveling direction to the light extraction direction. . Therefore, it is considered that the luminance can be further improved than that of the second embodiment by adopting the structure as in the seventh embodiment.

なお、障壁の構成材料としては、光散乱ではなく光反射を利用する銀やアルミニウムなどの金属であっても良い。また、障壁全体を光散乱や光反射性の材料で構成する必要はなく、少なくとも障壁の表面に光散乱や光反射性を有する膜が形成されていれば良い。   The material constituting the barrier may be a metal such as silver or aluminum that utilizes light reflection instead of light scattering. Further, the entire barrier need not be made of a light scattering or light reflecting material, and it is sufficient that a film having light scattering or light reflecting properties is formed at least on the surface of the barrier.

また、実施例7においては、蛍光体層から側方へ向かう蛍光成分は障壁によって散乱され、再利用が可能となるが、蛍光体層から後方へ向かう蛍光成分(蛍光体層の励起光入射側に向かう蛍光成分)は本実施例ではロスになる。したがって、光取出し効率をより向上させるためには、蛍光体層の励起光入射面側に励起光を透過し、蛍光を反射する波長選択透過反射膜を設けると良い。波長選択透過反射膜としては例えば、誘電体多層膜、金属薄膜ガラス、石英等からなる無機材料基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリカルバゾール、ポリイミド等からなるプラスティック基板等が挙げられるが、本発明はこれらの層に限定されるものではない。   Further, in Example 7, the fluorescent component directed to the side from the phosphor layer is scattered by the barrier and can be reused, but the fluorescent component directed backward from the phosphor layer (excitation light incident side of the phosphor layer) In this embodiment, the loss of the fluorescent component toward) becomes a loss. Therefore, in order to further improve the light extraction efficiency, it is preferable to provide a wavelength selective transmission / reflection film that transmits excitation light and reflects fluorescence on the excitation light incident surface side of the phosphor layer. Examples of the wavelength selective transmission / reflection film include a dielectric multilayer film, a metal thin film glass, an inorganic material substrate made of quartz, a plastic substrate made of polyethylene terephthalate, polycarbazole, polyimide, and the like. It is not limited to.

また、波長選択透過反射膜を蛍光体基板と貼り合せる前に、蛍光体基板の励起光入射面側を平坦化するような膜を形成してもよい。このような平坦化膜としては公知の材料を用いて形成することができる。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタル等の無機材料、ポリイミド、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等が挙げられる。平坦化膜の形成方法としては、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ェットプロセスが挙げられるが、本実施形態はこれらの材料及び形成方法に限定されるものではない。また、平坦化膜は、単層構造でも多層構造でもよい。   Further, a film that flattens the excitation light incident surface side of the phosphor substrate may be formed before the wavelength selective transmission / reflection film is bonded to the phosphor substrate. Such a planarizing film can be formed using a known material. 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. Examples of the method for forming the planarizing film include a dry process such as a CVD method and a vacuum deposition method, and a wet process such as a spin coating method. However, the present embodiment is not limited to these materials and the forming method. Further, the planarization film may have a single layer structure or a multilayer structure.

また、波長選択透過反射膜と蛍光体基板を貼り合せる時に用いる接着剤は、波長選択透過反射膜と蛍光体基板の間全域に充填しても良いし、あるいは蛍光体基板と波長選択透過反射膜との間に枠状に形成しても良い。接着剤を枠状に形成した場合、波長選択透過反射膜と蛍光体基板の間には不活性ガスもしくは空気あるいは屈折率を調整するためのマッチングオイルなどが介在する。   In addition, the adhesive used for bonding the wavelength selective transmission / reflection film and the phosphor substrate may be filled in the entire area between the wavelength selection transmission / reflection film and the phosphor substrate, or the phosphor substrate and the wavelength selection / transmission reflection film. You may form in frame shape between. When the adhesive is formed in a frame shape, an inert gas or air or matching oil for adjusting the refractive index is interposed between the wavelength selective transmission / reflection film and the phosphor substrate.

(実施例8)
(青色有機EL+蛍光体方式の実施例)
実施例6で作製した基板を用いて、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、青色散乱体層を膜厚20μmでパターン形成し、蛍光体基板とした。
最初に、赤色蛍光体層形成用塗液、緑色蛍光体層形成用塗液、および青色散乱体層形成塗液の調整について説明する。
赤色蛍光体層形成用塗液については、平均粒径4μmの赤色蛍光体K5Eu2.5(WO46.25 30gに、10wt%ポリビニルアルコール水溶液30gを加え、分散機により攪拌し、赤色蛍光体層形成用塗液を作製した。
(Example 8)
(Example of blue organic EL + phosphor system)
Using the substrate prepared in Example 6, a red phosphor layer, a green phosphor layer, and a blue scatterer layer were patterned with a film thickness of 20 μm to obtain a phosphor substrate.
First, adjustment of the red phosphor layer forming coating solution, the green phosphor layer forming coating solution, and the blue scatterer layer forming coating solution will be described.
Regarding the red phosphor layer forming coating solution, 30 g of 10 wt% polyvinyl alcohol aqueous solution was added to 30 g of red phosphor K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 having an average particle diameter of 4 μm, and the mixture was stirred by a disperser. A forming coating solution was prepared.

緑色蛍光体層形成用塗液については、平均粒径4μmの緑色蛍光体Ba2SiO4:Eu2+30gに、10wt%ポリビニルアルコール水溶液30gを加え、分散機により攪拌し、緑色蛍光体層形成用塗液を作製した。
青色散乱体層形成用塗液については、1.5μmのシリカ粒子(屈折率:1.65)30gに、10wt%ポリビニルアルコール水溶液30gを加え、分散機により攪拌し、青色散乱体層形成用塗液を作製した。
Regarding the green phosphor layer forming coating solution, 30 g of 10 wt% polyvinyl alcohol aqueous solution is added to 30 g of green phosphor Ba 2 SiO 4 : Eu 2+ having an average particle diameter of 4 μm, and stirred by a disperser to form a green phosphor layer A coating liquid was prepared.
For the blue scatterer layer-forming coating solution, 30 g of 10 wt% polyvinyl alcohol aqueous solution is added to 30 g of 1.5 μm silica particles (refractive index: 1.65), and the mixture is stirred by a disperser. A liquid was prepared.

次に、基板をUV/Oで洗浄し、ついで、フッ素プラズマ処理をすることで障壁に撥液性を付与し、ガラス基板に親液性を付与した。
次に、先に作製した赤色蛍光体層形成用塗液、緑色蛍光体層形成用塗液、および青色散乱体層形成用塗液をそれぞれディスペンサー法で、基板上に設けられた枠状の障壁内にパターン塗布した。
引き続き、真空オーブン(200℃、10mmHgの条件)で4時間加熱乾燥し、膜厚20μmの赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、青色散乱体層を形成した。
Next, the substrate was washed with UV / O 3 and then subjected to fluorine plasma treatment to impart lyophobicity to the barrier and impart lyophilicity to the glass substrate.
Next, the previously prepared red phosphor layer-forming coating solution, green phosphor layer-forming coating solution, and blue scatterer layer-forming coating solution are each dispensed to form a frame-shaped barrier provided on the substrate. A pattern was applied inside.
Then, it heat-dried for 4 hours in vacuum oven (200 degreeC, 10 mmHg conditions), and formed the 20-micrometer-thick red fluorescent substance layer, the green fluorescent substance layer, and the blue scatterer layer.

次に、蛍光体層および散乱体層と、障壁および構造物とによって生じる蛍光体基板の表面高さの不釣り合いを最小限に抑えるため、アクリル樹脂をスピンコート法により厚さ20μmで蛍光体基板の表面全体に塗布し、120℃、30分加熱することで平坦化層を形成した。
以上の工程により、蛍光体基板を完成させた。
Next, in order to minimize the disproportion of the surface height of the phosphor substrate caused by the phosphor layer and the scatterer layer, and the barrier and the structure, the phosphor substrate is formed with a thickness of 20 μm by spin coating with an acrylic resin. The flattened layer was formed by applying to the entire surface of the film and heating at 120 ° C. for 30 minutes.
The phosphor substrate was completed through the above steps.

次に、光源として用いる青色有機EL素子基板の作製手法について説明する。
0.7mmの厚みのガラス基板上に、銀を膜厚100nmとなるようにスパッタ法により成膜して反射膜とし、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、銀とITOとの積層膜からなる第1電極として反射電極(陽極)を形成した。従来のフォトリソグラフィー法により、第1電極は、幅が30μm、ピッチが50μmとなるようにストライプ状にパターニングした。
Next, a method for producing a blue organic EL element substrate used as a light source will be described.
On a glass substrate having a thickness of 0.7 mm, silver is formed by a sputtering method so as to have a film thickness of 100 nm to form a reflective film, and indium-tin oxide (ITO) is formed thereon so as to have a film thickness of 20 nm. A film was formed by sputtering, and a reflective electrode (anode) was formed as a first electrode made of a laminated film of silver and ITO. The first electrode was patterned in a stripe shape by a conventional photolithography method so that the width was 30 μm and the pitch was 50 μm.

次に、基板上にSiOをスパッタ法により200nm積層し、従来のフォトリソグラフィー法により、第1電極のエッジ部のみを覆うようにパターニングし、エッジカバーを形成した。ここでは、第1電極の端から2μm分だけ短辺側をSiOで覆う構造とした。これを水洗した後、純水超音波洗浄10分、アセトン超音波洗浄10分、イソプロピルアルコール蒸気洗浄5分を行い、120℃にて1時間乾燥させた。 Next, SiO 2 was laminated on the substrate by 200 nm by a sputtering method, and was patterned by a conventional photolithography method so as to cover only the edge portion of the first electrode, thereby forming an edge cover. Here, the short side is covered with SiO 2 by 2 μm from the end of the first electrode. 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 120 ° C. for 1 hour.

次に、この基板を抵抗加熱蒸着装置内の基板ホルダーに固定し、1×10−4Pa以下の真空まで減圧し、有機発光層を含む有機層を抵抗加熱蒸着法により形成した。
まず、正孔注入材料として、1,1-ビス-ジ-4−トリルアミノ-フェニル-シクロヘキサン(TAPC)を用い、抵抗加熱蒸着法により膜厚100nmの正孔注入層を形成した。
次に、正孔輸送材料として、N,N‘−di−l-ナフチル-N,N’-ジフェニル-1,1‘−ビフェニル-1,1’-ビフェニル-4,4‘-ジアミン(NPD)を用い抵抗加熱蒸着法により膜厚40nmの正孔輸送層を形成した。
Next, this substrate was fixed to a substrate holder in a resistance heating vapor deposition apparatus, the pressure was reduced to a vacuum of 1 × 10 −4 Pa or less, and an organic layer including an organic light emitting layer was formed by a resistance heating vapor deposition method.
First, as a hole injection material, 1,1-bis-di-4-tolylamino-phenyl-cyclohexane (TAPC) was used, and a hole injection layer having a thickness of 100 nm was formed by a resistance heating vapor deposition method.
Next, N, N′-di-1-naphthyl-N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (NPD) is used as a hole transport material. A hole transport layer having a thickness of 40 nm was formed by resistance heating evaporation.

次いで、正孔輸送層の上に青色有機発光層(厚さ:30nm)を形成した。この青色有機発光層は、1,4-ビス-トリフェニルシリル-ベンゼン(UGH−2)(ホスト材料)とビス[(4,6−ジフルオロフェニル)−ピリジナト−N,C2‘]ピコリネート イリジウム(III)(FIrpic)(青色燐光発光ドーパント)をそれぞれの蒸着速度を1.5Å/sec、0.2Å/ secとし、共蒸着することで作製した。   Next, a blue organic light emitting layer (thickness: 30 nm) was formed 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 Å / sec and 0.2 Å / sec.

次いで、発光層の上に2,9−ジメチルー4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)を用いて、正孔防止層(厚さ:10nm)を形成した。
次いで、正孔防止層の上にトリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(Alq3)を用いて、電子輸送層(厚さ:30nm)を形成した。
次いで、電子輸送層の上にフッ化リチウム(LiF)を用いて、電子注入層(厚さ:0.5nm)を形成した。
Next, a hole blocking layer (thickness: 10 nm) was formed on the light emitting layer using 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP).
Next, an electron transport layer (thickness: 30 nm) was formed on the hole blocking layer using tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3).
Next, an electron injection layer (thickness: 0.5 nm) was formed on the electron transport layer using lithium fluoride (LiF).

この後、第2電極として半透明電極を形成した。
まず、上記の基板を金属蒸着用チャンバーに固定した。
次に、第2電極形成用のシャドーマスク(第1電極のストライプと対向する向きに30μm幅、50μmピッチのストライプ状に第2電極を形成できるように開口部が空いているマスク)と基板をアライメントし、電子注入層の表面に真空蒸着法を用いて、マグネシウムと銀がそれぞれ0.1Å/sec0.9Å/secの蒸着速度となるように、共蒸着によるマグネシウム銀を所望のパターンで形成(厚さ:1nm)した。
Thereafter, a semitransparent electrode was formed as the second electrode.
First, the above substrate was fixed to a metal deposition chamber.
Next, a shadow mask for forming a second electrode (a mask having an opening so that the second electrode can be formed in a stripe shape with a width of 30 μm and a pitch of 50 μm in a direction facing the stripe of the first electrode) and a substrate Alignment and formation of magnesium silver by co-evaporation in a desired pattern using a vacuum deposition method on the surface of the electron injection layer so that magnesium and silver each have a deposition rate of 0.1 Å / sec 0.9 Å / sec ( (Thickness: 1 nm).

さらに、その上に干渉効果を強調する目的、および、第2電極の配線抵抗による電圧降下を防止する目的で、銀を1Å/secの蒸着速度で所望のパターンで形成(厚さ:19nm)した。これにより、第2電極が形成された。ここで、有機EL素子としては、反射電極(第1電極)と半透過電極(第2電極)との間でマイクロキャビティ効果(干渉効果)が発現し、正面輝度を高めることが可能となった。その結果、有機EL素子からの発光エネルギーをより効率良く蛍光体層に伝搬させることが可能となった。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に調整した。   Furthermore, silver was formed in a desired pattern (thickness: 19 nm) at a deposition rate of 1 cm / sec for the purpose of emphasizing the interference effect and preventing a voltage drop due to the wiring resistance of the second electrode. . Thereby, the second electrode was formed. Here, as an organic EL element, a microcavity effect (interference effect) appears between the reflective electrode (first electrode) and the semi-transmissive electrode (second electrode), and the front luminance can be increased. . As a result, it is possible to more efficiently propagate light emission energy from the organic EL element to the phosphor layer. Similarly, the emission peak was adjusted to 460 nm and the half-value width to 50 nm by the microcavity effect.

次に、プラズマCVD法により、膜厚3μmのSiOからなる無機保護層を、シャドーマスクを用いて表示部の端から上下左右2mmの封止エリアまでパターニング形成した。以上により、青色有機EL素子からなる基板を作製した。
次に、以上のようにして作製した有機EL素子基板と蛍光体基板とを、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。なお、事前に蛍光体基板には熱硬化樹脂を塗布しており、熱硬化樹脂を介して両基板を密着し、80℃、2時間加熱することで硬化を行った。なお、上記の貼り合わせ工程は、有機ELの水分による劣化を防止する目的で、ドライエアー環境下(水分量:−80℃)で行った。
最後に、周辺に形成した端子を外部電源に接続することで有機EL表示装置が完成した。
Next, an inorganic protective layer made of SiO 2 having a thickness of 3 μm was formed by patterning from the edge of the display portion to the sealing area of 2 mm in the vertical and horizontal directions by a plasma CVD method. Thus, a substrate made of a blue organic EL element was produced.
Next, the organic EL element substrate and the phosphor substrate produced as described above were aligned with an alignment marker formed outside the display unit. In addition, thermosetting resin was apply | coated to the fluorescent substance board | substrate in advance, both board | substrates were closely_contact | adhered via the thermosetting resin, and it hardened | cured by heating at 80 degreeC for 2 hours. In addition, said bonding process was performed in the dry air environment (water content: -80 degreeC) in order to prevent deterioration by the water | moisture content of organic EL.
Finally, an organic EL display device was completed by connecting terminals formed in the periphery to an external power source.

ここで、外部電源により所望の電流を所望のストライプ状電極に印加することで青色発光有機ELを任意にスイッチング可能な励起光源とし、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層において青色光をそれぞれ赤色光、緑色光に変換し、赤色、緑色の等方発光が得られた。また、青色散乱体層を介することで、等方的な青色発光を得ることができた。その結果、フルカラー表示において良好な画像、視野角特性の良い画像を得ることができた。   Here, a blue light emitting organic EL is used as an excitation light source that can be arbitrarily switched by applying a desired current to a desired striped electrode from an external power source, and blue light is emitted from each of the red phosphor layer and the green phosphor layer as red light. The green light was converted to isotropic light emission of red and green. Also, isotropic blue light emission could be obtained through the blue scatterer layer. As a result, it was possible to obtain a good image and a good viewing angle characteristic in full color display.

(実施例9)
(アクティブ駆動青色有機EL+蛍光体方式の実施例)
蛍光体基板は実施例8と同様にして作製した。
100×100mm角のガラス基板上に、PECVD法を用いて、アモルファスシリコン半導体膜を形成した。
続いて、結晶化処理を施すことにより多結晶シリコン半導体膜を形成した。
次に、フォトリソグラフィー法を用いて多結晶シリコン半導体膜を複数の島状にパターニングした。続いて、パターニングした多結晶シリコン半導体層の上にゲート絶縁膜およびゲート電極層をこの順番で形成し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングを行った。
Example 9
(Example of active drive blue organic EL + phosphor system)
The phosphor substrate was produced in the same manner as in Example 8.
An amorphous silicon semiconductor film was formed on a 100 × 100 mm square glass substrate by PECVD.
Subsequently, a polycrystalline silicon semiconductor film was formed by performing a crystallization treatment.
Next, the polycrystalline silicon semiconductor film was patterned into a plurality of islands using a photolithography method. Subsequently, a gate insulating film and a gate electrode layer were formed in this order on the patterned polycrystalline silicon semiconductor layer, and patterning was performed using a photolithography method.

その後、パターニングした多結晶シリコン半導体膜にリン等の不純物元素をドーピングすることによりソース領域およびドレイン領域を形成し、TFT素子を作製した。
その後、平坦化膜を形成した。平坦化膜としては、PECVD法で形成した窒化シリコン膜、スピンコーターで形成したアクリル系樹脂層をこの順で積層した。
Thereafter, the patterned polycrystalline silicon semiconductor film was doped with an impurity element such as phosphorus to form a source region and a drain region, thereby manufacturing a TFT element.
Thereafter, a planarizing film was formed. As the planarizing film, a silicon nitride film formed by PECVD and an acrylic resin layer formed by a spin coater were laminated in this order.

次いで、窒化シリコン膜を形成した後、窒化シリコン膜とゲート絶縁膜とを一括してエッチングすることによりソース領域、ドレイン領域に通ずるコンタクトホールを形成し、続いて、ソース配線を形成した。
その後、アクリル系樹脂層を形成し、ゲート絶縁膜及び窒化シリコン膜に穿孔したドレイン領域のコンタクトホールと同じ位置に、ドレイン領域に通ずるコンタクトホールを形成することにより、アクティブマトリクス基板が完成した。平坦化膜としての機能は、アクリル系樹脂層で実現される。なお、TFTのゲート電位を定電位にするためのコンデンサーは、スイッチング用TFTのドレインと駆動用TFTのソースとの間に層間絶縁膜等の絶縁膜を介することで形成される。
Next, after forming a silicon nitride film, the silicon nitride film and the gate insulating film were etched together to form contact holes that communicated with the source region and the drain region, and then a source wiring was formed.
Thereafter, an acrylic resin layer was formed, and a contact hole communicating with the drain region was formed at the same position as the contact hole of the drain region drilled in the gate insulating film and the silicon nitride film, thereby completing the active matrix substrate. The function as a planarizing film is realized by an acrylic resin layer. Note that the capacitor for setting the gate potential of the TFT to a constant potential is formed by interposing an insulating film such as an interlayer insulating film between the drain of the switching TFT and the source of the driving TFT.

アクティブマトリクス基板上には、平坦化層を貫通して、駆動用TFTと、赤色発光有機EL素子の第1電極、緑色発光有機EL素子の第1電極、青色発光有機EL素子の第1電極とをそれぞれ電気的に接続するコンタクトホールが設けられている。次に、各発光画素を駆動するためのTFTと接続した平坦化層を貫通して設けられたコンタクトホールに電気的に接続するように、スパッタ法により各画素の第1電極(陽極)が形成されている。第1電極は、Al(アルミニウム)を150nmとIZO(酸化インジウム−酸化亜鉛)を20nmの膜厚で積層して形成されている。次に、第1電極を各画素に対応した形状に従来のフォトリソグラフィー法でパターニングした。ここでは、第1電極の面積としては、70μm×70μmとした。また、100×100mm角の基板に対して、表示部は80×80mmであり、表示部の上下左右に2mm幅の封止エリアを設け、短辺側には更に封止エリアの外にそれぞれ2mmの端子取出し部を設けた。長辺側は折り曲げを行う方に2mmの端子取出し部を設けた。   On the active matrix substrate, the driving TFT, the first electrode of the red light emitting organic EL element, the first electrode of the green light emitting organic EL element, and the first electrode of the blue light emitting organic EL element pass through the planarization layer. Contact holes are provided to electrically connect the two. Next, the first electrode (anode) of each pixel is formed by sputtering so as to be electrically connected to the contact hole provided through the planarization layer connected to the TFT for driving each light emitting pixel. Has been. The first electrode is formed by laminating Al (aluminum) with a thickness of 150 nm and IZO (indium oxide-zinc oxide) with a thickness of 20 nm. Next, the first electrode was patterned into a shape corresponding to each pixel by a conventional photolithography method. Here, the area of the first electrode was set to 70 μm × 70 μm. Further, the display unit is 80 × 80 mm with respect to a 100 × 100 mm square substrate, 2 mm wide sealing areas are provided on the top, bottom, left and right of the display unit, and 2 mm each outside the sealing area on the short side. The terminal extraction part was provided. On the long side, a 2 mm terminal lead-out portion was provided on the side to be bent.

次に、第1電極のSiO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ニングした。ここでは、第1電極の端から2μm分だけ4辺をSiOで覆う構造とし、エッジカバーとした。
次に、上記のアクティブマトリクス基板を洗浄した。アクティブマトリクス基板の洗浄では、例えば、アセトン、IPAを用いて超音波洗浄を10分間行い、次に、UV−オゾン洗浄を30分間行った。
Next, 200 nm of SiO 2 for the first electrode was laminated by sputtering, and was patterned by a conventional photolithography method so as to cover the edge portion of the first electrode. Here, an edge cover is formed by covering four sides with 2 μm from the end of the first electrode with SiO 2 .
Next, the above active matrix substrate was cleaned. In the cleaning of the active matrix substrate, for example, ultrasonic cleaning using acetone and IPA was performed for 10 minutes, and then UV-ozone cleaning was performed for 30 minutes.

次に、この基板をインライン型抵抗加熱蒸着装置内の基板ホルダーに固定し、1×10−4Pa以下の真空まで減圧し、各有機層の成膜を行った。
まず、正孔注入材料として、1,1-ビス-ジ-4−トリルアミノ-フェニル-シクロヘキサン(TAPC)を用い、抵抗加熱蒸着法により膜厚100nmの正孔注入層を形成した。
次に、正孔輸送材料として、N,N‘−di−l-ナフチル-N,N’-ジフェニル-1,1‘−ビフェニル-1,1’-ビフェニル-4,4‘-ジアミン(NPD)を用い、抵抗加熱蒸着法により膜厚40nmの正孔輸送層を形成した。
Next, this board | substrate was fixed to the board | substrate holder in an in-line type resistance heating vapor deposition apparatus, and it pressure-reduced to the vacuum of 1 * 10 <-4> Pa or less, and formed each organic layer into a film.
First, as a hole injection material, 1,1-bis-di-4-tolylamino-phenyl-cyclohexane (TAPC) was used, and a hole injection layer having a thickness of 100 nm was formed by a resistance heating vapor deposition method.
Next, N, N′-di-1-naphthyl-N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (NPD) is used as a hole transport material. A hole transport layer having a thickness of 40 nm was formed by resistance heating vapor deposition.

次いで、正孔輸送層の上に青色有機発光層(厚さ:30nm)を形成した。この青色有機発光層は、1,4-ビス-トリフェニルシリル-ベンゼン(UGH−2)(ホスト材料)とビス[(4,6−ジフルオロフェニル)−ピリジナト−N,C2‘]ピコリネート イリジウム(III)(FIrpic)(青色燐光発光ドーパント)をそれぞれの蒸着速度が1.5Å/sec、0.2Å/ secとなるように、共蒸着することで作製した。   Next, a blue organic light emitting layer (thickness: 30 nm) was formed 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 so that the respective deposition rates were 1.5 Å / sec and 0.2 Å / sec.

次いで、発光層の上に2,9−ジメチルー4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)を用いて正孔防止層(厚さ:10nm)を形成した。
次いで、正孔防止層の上にトリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(Alq3)を用いて電子輸送層(厚さ:30nm)を形成した。
次いで、電子輸送層の上にフッ化リチウム(LiF)を用いて電子注入層(厚さ:0.5nm)を形成した。
Next, a hole blocking layer (thickness: 10 nm) was formed on the light emitting layer using 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP).
Next, an electron transport layer (thickness: 30 nm) was formed on the hole blocking layer using tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3).
Next, an electron injection layer (thickness: 0.5 nm) was formed on the electron transport layer using lithium fluoride (LiF).

この後、第2電極として半透明電極を形成した。
まず、上記基板を金属蒸着用チャンバーに固定した。
次に、第2電極形成用のシャドーマスク(第1電極のストライプと対向する向きに2mm幅のストライプ状に第2電極を形成できるように開口部が空いているマスク)と基板とをアライメントし、電子注入層の表面に真空蒸着法を用いて、マグネシウムと銀がそれぞれ0.1Å/sec、0.9Å/secの蒸着速度となるように、共蒸着によるマグネシウム銀を所望のパターンで形成(厚さ:1nm)した。
さらに、その上に、干渉効果を強調する目的、および、第2電極の配線抵抗による電圧降下を防止する目的で、銀を1Å/secの蒸着速度で所望のパターンで形成(厚さ:19nm)した。これにより、第2電極が形成された。
Thereafter, a semitransparent electrode was formed as the second electrode.
First, the substrate was fixed to a metal deposition chamber.
Next, the shadow mask for forming the second electrode (a mask having an opening so that the second electrode can be formed in a stripe shape having a width of 2 mm in a direction facing the stripe of the first electrode) and the substrate are aligned. Using a vacuum deposition method on the surface of the electron injection layer, magnesium silver by co-evaporation is formed in a desired pattern so that magnesium and silver have a deposition rate of 0.1 Å / sec and 0.9 Å / sec, respectively ( (Thickness: 1 nm).
Furthermore, in order to emphasize the interference effect and to prevent a voltage drop due to the wiring resistance of the second electrode, silver is formed in a desired pattern at a deposition rate of 1 mm / sec (thickness: 19 nm). did. Thereby, the second electrode was formed.

ここで、有機EL素子としては、反射電極(第1電極)と半透過電極(第2電極)との間でマイクロキャビティ効果(干渉効果)が発現し、正面輝度を高めることが可能となった。その結果、有機EL素子からの発光エネルギーをより効率良く、蛍光体層および配向性向上層に伝搬させることが可能となった。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に調整した。   Here, as an organic EL element, a microcavity effect (interference effect) appears between the reflective electrode (first electrode) and the semi-transmissive electrode (second electrode), and the front luminance can be increased. . As a result, it is possible to more efficiently propagate light emission energy from the organic EL element to the phosphor layer and the orientation improving layer. Similarly, the emission peak was adjusted to 460 nm and the half value width to 50 nm by the microcavity effect.

次に、プラズマCVD法により、3μmのSiOからなる無機保護層を、シャドーマスクを用いて表示部の端から上下左右2mmの封止エリアまでパターニング形成した。以上により、アクティブ駆動型有機EL素子基板を作製した。 Next, an inorganic protective layer made of SiO 2 having a thickness of 3 μm 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. Thus, an active drive type organic EL element substrate was produced.

次に、以上のようにして作製したアクティブ駆動型有機EL素子基板と蛍光体基板とを、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した。なお、事前に蛍光体基板には熱硬化樹脂を塗布し、熱硬化樹脂を介して両基板を密着させ、90℃、2時間加熱することで硬化を行った。なお、上記の貼り合わせ工程は、有機ELの水分による劣化を防止する目的で、ドライエアー環境下(水分量:−80℃)で行った。   Next, the active drive type organic EL element substrate and the phosphor substrate produced as described above were aligned with an alignment marker formed outside the display unit. In addition, the thermosetting resin was previously apply | coated to the fluorescent substance board | substrate, both board | substrates were closely_contact | adhered via the thermosetting resin, and it hardened | cured by heating at 90 degreeC for 2 hours. In addition, said bonding process was performed in the dry air environment (water content: -80 degreeC) in order to prevent deterioration by the water | moisture content of organic EL.

次に、光取り出し方向の基板に偏光板を張り合わせ、アクティブ駆動型有機ELが完成した。
最後に、短辺側に形成している端子を、ソースドライバを介して電源回路に接続し、長辺側に形成している端子を、ゲートドライバを介して外部電源に接続した。
これにより、80×80mmの表示部を持つアクティブ駆動型有機ELディスプレイが完成した。
Next, a polarizing plate was attached to the substrate in the light extraction direction to complete an active drive organic EL.
Finally, the terminal formed on the short side was connected to the power supply circuit via the source driver, and the terminal formed on the long side was connected to the external power supply via the gate driver.
Thereby, an active drive type organic EL display having a display portion of 80 × 80 mm was completed.

ここで、外部電源により所望の電流を各画素に印加することで青色発光有機ELを任意にスイッチングし、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層において青色光をそれぞれ赤色光、緑色光に変換し、赤色、緑色の等方発光が得られた。また、青色散乱体層を介することで等方的な青色発光が得られ、フルカラー表示によって良好な画像、視野角特性の良い画像を得ることができた。   Here, a blue light emitting organic EL is arbitrarily switched by applying a desired current to each pixel by an external power source, and blue light is converted into red light and green light in the red phosphor layer and the green phosphor layer, respectively. Red and green isotropic luminescence was obtained. Further, isotropic blue light emission was obtained through the blue scatterer layer, and a good image and an image with good viewing angle characteristics could be obtained by full color display.

(実施例10)
(青色LED+蛍光体方式の実施例)
蛍光体基板は実施例8と同様にして作製した。
TMG(トリメチルガリウム)とNHとを用い、反応容器にセットしたサファイア基板のC面に温度550℃で、GaNからなるバッファ層を60nmの膜厚で成長させた。
次に、温度を1050℃まで上げ、TMG、NHに加え、SiHガスを用い、Siドープn型GaNよりなるn型コンタクト層を5μmの膜厚で成長させた。
続いて、原料ガスにTMA(トリメチルアルミニウム)を加え、同じく1050℃でSiドープn型Al0.3Ga0.7N層からなる第2のクラッド層を0.2μmの膜厚で成長させた。
(Example 10)
(Example of blue LED + phosphor system)
The phosphor substrate was produced in the same manner as in Example 8.
Using TMG (trimethylgallium) and NH 3 , a buffer layer made of GaN was grown at a temperature of 550 ° C. to a thickness of 60 nm on the C surface of the sapphire substrate set in the reaction vessel.
Next, the temperature was raised to 1050 ° C., and an n-type contact layer made of Si-doped n-type GaN was grown to a thickness of 5 μm using SiH 4 gas in addition to TMG and NH 3 .
Subsequently, TMA (trimethylaluminum) was added to the source gas, and a second cladding layer made of a Si-doped n-type Al 0.3 Ga 0.7 N layer was grown at a thickness of 0.2 μm at 1050 ° C.

次に、温度を850℃に下げ、TMG、TMI(トリメチルインジウム)、NHおよびSiHを用い、Siドープn型In0.01Ga0.99Nからなる第1のn型クラッド層を60nmの膜厚で成長させた。
続いて、TMG、TMIおよびNHを用い、850℃でノンドープIn0.05Ga0.95Nからなる活性層を5nmの膜厚で成長させた。さらに、TMG、TMI、NHに加え、新たにCPMg(シクロペンタジエニルマグネシウム)を用い、温度850℃でMgドープp型In0.01Ga0.99Nからなる第1のp型クラッド層を60nmの膜厚で成長させた。
Next, the temperature is lowered to 850 ° C., and a first n-type cladding layer made of Si-doped n-type In 0.01 Ga 0.99 N is formed to a thickness of 60 nm using TMG, TMI (trimethylindium), NH 3 and SiH 4. Grown up.
Subsequently, an active layer made of non-doped In 0.05 Ga 0.95 N was grown at a thickness of 5 nm at 850 ° C. using TMG, TMI and NH 3 . Further, in addition to TMG, TMI and NH 3 , a new p-type cladding layer made of Mg-doped p-type In 0.01 Ga 0.99 N at a temperature of 850 ° C. using CPMg (cyclopentadienylmagnesium) is a 60 nm film. Grow in thickness.

次に、温度を1100℃に上げ、TMG、TMA、NH、CPMgを用い、Mgドープp型Al0.3Ga0.7Nからなる第2のp型クラッド層を150nmの膜厚で成長させた。
続いて、温度1100℃でTMG、NHおよびCPMgを用い、Mgドープp型GaNからなるp型コンタクト層を600nmの膜厚で成長させた。
以上の操作終了後、温度を室温まで下げてウェーハを反応容器から取り出し、720℃でウェーハのアニーリングを行い、p型層を低抵抗化した。
Next, the temperature was raised to 1100 ° C., and a second p-type cladding layer made of Mg-doped p-type Al 0.3 Ga 0.7 N was grown to a thickness of 150 nm using TMG, TMA, NH 3 and CPMg.
Subsequently, using TMG, NH 3 and CPMg at a temperature of 1100 ° C., a p-type contact layer made of Mg-doped p-type GaN was grown to a thickness of 600 nm.
After the above operation was completed, the temperature was lowered to room temperature, the wafer was taken out of the reaction vessel, and the wafer was annealed at 720 ° C. to reduce the resistance of the p-type layer.

次に、最上層のp型コンタクト層の表面に所定の形状のマスクを形成し、n型コンタクト層の表面が露出するまでエッチングした。エッチング後、n型コンタクト層の表面にチタン(Ti)とアルミニウム(Al)からなる負電極、p型コンタクト層の表面にニッケル(Ni)と金(Au)からなる正電極を形成した。
電極形成後、ウェーハを350μm角のLEDチップに分離した後、別に用意した外部回路に接続するための配線を形成した基板上に、作製したLEDチップをUV硬化樹脂で固定し、LEDチップと基板上の配線を電気的に接続し、青色LEDからなる光源基板を作製した。
Next, a mask having a predetermined shape was formed on the surface of the uppermost p-type contact layer, and etching was performed until the surface of the n-type contact layer was exposed. After the etching, a negative electrode made of titanium (Ti) and aluminum (Al) was formed on the surface of the n-type contact layer, and a positive electrode made of nickel (Ni) and gold (Au) was formed on the surface of the p-type contact layer.
After the electrodes are formed, the wafer is separated into 350 μm square LED chips, and the prepared LED chips are fixed with a UV curable resin on a substrate on which wiring for connecting to a separately prepared external circuit is formed. The upper wiring was electrically connected to produce a light source substrate made of a blue LED.

次に、以上のようにして作製した光源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した。なお、事前に蛍光体基板には熱硬化樹脂を塗布し、熱硬化樹脂を介して両基板を密着し、80℃、2時間加熱することで硬化を行った。なお、上記の貼り合わせ工程は、ドライエアー環境下(水分量:−80℃)で行った。
最後に、周辺に形成した端子を外部電源に接続することでLED表示装置が完成した。
Next, the light source substrate and the phosphor substrate produced as described above were aligned with an alignment marker formed outside the display unit. In addition, the thermosetting resin was apply | coated to the fluorescent substance board | substrate in advance, both board | substrates were closely_contact | adhered through the thermosetting resin, and it hardened | cured by heating at 80 degreeC for 2 hours. In addition, said bonding process was performed in dry air environment (water content: -80 degreeC).
Finally, the LED display device was completed by connecting terminals formed in the periphery to an external power source.

ここで、外部電源により所望の電流を所望のストライプ状電極に印加することで青色LEDを任意にスイッチング可能な励起光源とした。赤色蛍光体層、緑色蛍光体層において青色光をそれぞれ赤色光、緑色光に変換し、赤色、緑色の等方発光が得られた。また、青色散乱体層を介することで、等方的な青色発光を得ることができた。その結果、フルカラー表示による良好な画像、視野角特性の良い画像を得ることができた。   Here, a blue LED was used as an excitation light source that can be arbitrarily switched by applying a desired current to a desired striped electrode from an external power source. In the red phosphor layer and the green phosphor layer, blue light was converted into red light and green light, respectively, and isotropic emission of red and green was obtained. Also, isotropic blue light emission could be obtained through the blue scatterer layer. As a result, it was possible to obtain a good image by full color display and a good viewing angle characteristic.

本発明は、蛍光体基板、この蛍光体基板を用いた各種の表示装置に利用可能である。   The present invention can be used for a phosphor substrate and various display devices using the phosphor substrate.

1,11,14,18,22,26,30,33…蛍光体基板、2…基板、3R,3G,3B…蛍光体層、4,4A,4B,301,303…障壁、5,12,15,19,23,27,34,35,36,37,302,304,305,306…構造物、82,113…表示装置。   1, 11, 14, 18, 22, 26, 30, 33 ... phosphor substrate, 2 ... substrate, 3R, 3G, 3B ... phosphor layer, 4, 4A, 4B, 301, 303 ... barrier, 5, 12, 15, 19, 23, 27, 34, 35, 36, 37, 302, 304, 305, 306 ... structure, 82, 113 ... display device.

Claims (14)

基板と、
前記基板上に設けられ、入射された励起光により発光する蛍光体層と、
前記蛍光体層の側面を囲む障壁と、を備え、
前記基板が、前記蛍光体層と前記障壁とを有する第1の領域と、前記第1の領域の外側に位置する第2の領域と、を備え、
前記第2の領域には、前記第1の領域に形成された障壁を構成する全ての部材あるいは一部の部材で形成された構造物が設けられ、前記障壁と前記構造物の少なくとも一部とが連続体をなしていることを特徴とする蛍光体基板。
A substrate,
A phosphor layer provided on the substrate and emitting light by incident excitation light;
A barrier surrounding a side surface of the phosphor layer,
The substrate comprises a first region having the phosphor layer and the barrier; and a second region located outside the first region;
The second region is provided with a structure formed by all members or a part of members constituting the barrier formed in the first region, and the barrier and at least a part of the structure are provided. A phosphor substrate characterized in that is a continuum.
前記蛍光体層が、互いに異なる色の光を発光する複数の蛍光体層を含み、
前記障壁が、前記複数の蛍光体層の各々の側面に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の蛍光体基板。
The phosphor layer includes a plurality of phosphor layers that emit light of different colors,
The phosphor substrate according to claim 1, wherein the barrier is provided on each side surface of the plurality of phosphor layers.
前記構造物が、前記第1の領域に形成された障壁と同一の幅で形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光体基板。   The phosphor substrate according to claim 1, wherein the structure is formed with the same width as the barrier formed in the first region. 前記構造物の少なくとも一部が、前記第1の領域に形成された障壁よりも大きな幅で形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光体基板。   The phosphor substrate according to claim 1, wherein at least a part of the structure is formed with a width larger than a barrier formed in the first region. 前記構造物が、前記第2の領域の全域に隙間無く形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光体基板。   3. The phosphor substrate according to claim 1, wherein the structure is formed in the entire second region without a gap. 前記障壁が、光散乱性と光反射性との少なくとも一方を有することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の蛍光体基板。   The phosphor substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein the barrier has at least one of a light scattering property and a light reflecting property. 前記第2の領域において前記構造物で囲まれた領域に遮光層が設けられたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の蛍光体基板。   The phosphor substrate according to claim 1, wherein a light shielding layer is provided in a region surrounded by the structure in the second region. 請求項1ないし7のいずれか一項に記載の蛍光体基板と、
前記蛍光体層に照射する励起光を射出する発光素子を有する光源と、を備えたことを特徴とする表示装置。
The phosphor substrate according to any one of claims 1 to 7,
A display device comprising: a light source having a light emitting element that emits excitation light that irradiates the phosphor layer.
赤色光による表示を行う赤色画素と、緑色光による表示を行う緑色画素と、青色光による表示を行う青色画素と、を少なくとも含む複数の画素が備えられ、
前記光源から前記励起光としての紫外光が射出され、
前記蛍光体層として、前記赤色画素に前記紫外光を前記励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記緑色画素に前記紫外光を前記励起光として緑色光を発する緑色蛍光体層が設けられ、前記青色画素に前記紫外光を前記励起光として青色光を発する青色蛍光体層が設けられたことを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
A plurality of pixels including at least a red pixel for displaying with red light, a green pixel for displaying with green light, and a blue pixel for displaying with blue light;
Ultraviolet light as the excitation light is emitted from the light source,
As the phosphor layer, a red phosphor layer that emits red light using the ultraviolet light as the excitation light is provided on the red pixel, and a green phosphor layer that emits green light using the ultraviolet light as the excitation light on the green pixel The display device according to claim 8, wherein a blue phosphor layer that emits blue light using the ultraviolet light as the excitation light is provided in the blue pixel.
赤色光による表示を行う赤色画素と、緑色光による表示を行う緑色画素と、青色光による表示を行う青色画素と、を少なくとも含む複数の画素が備えられ、
前記光源から前記励起光としての青色光が射出され、
前記蛍光体層として、前記赤色画素に前記青色光を前記励起光として赤色光を発する赤色蛍光体層が設けられ、前記緑色画素に前記青色光を前記励起光として緑色光を発する緑色蛍光体層が設けられ、
前記青色画素には前記青色光を散乱させる散乱層が設けられたことを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
A plurality of pixels including at least a red pixel for displaying with red light, a green pixel for displaying with green light, and a blue pixel for displaying with blue light;
Blue light as the excitation light is emitted from the light source,
As the phosphor layer, a red phosphor layer that emits red light using the blue light as the excitation light is provided on the red pixel, and a green phosphor layer that emits green light using the blue light as the excitation light on the green pixel Is provided,
The display device according to claim 8, wherein the blue pixel is provided with a scattering layer that scatters the blue light.
前記光源は、前記複数の画素に対応して設けられた複数の発光素子と、前記複数の発光素子をそれぞれ駆動する複数の駆動素子と、を備えたアクティブマトリクス駆動方式の光源であることを特徴とする請求項9または10に記載の表示装置。   The light source is an active matrix drive type light source including a plurality of light emitting elements provided corresponding to the plurality of pixels, and a plurality of driving elements that respectively drive the plurality of light emitting elements. The display device according to claim 9 or 10. 前記光源が、発光ダイオード、有機エレクトロルミネセンス素子、無機エレクトロルミネセンス素子のいずれかであることを特徴とする請求項8ないし11のいずれか1項に記載の表示装置。   12. The display device according to claim 8, wherein the light source is any one of a light emitting diode, an organic electroluminescence element, and an inorganic electroluminescence element. 前記光源が、光射出面から光を射出する面状光源であり、
前記面状光源と前記蛍光体基板との間に、前記画素毎に前記面状光源から射出された光の透過率を制御可能な液晶素子が設けられたことを特徴とする請求項8ないし12のいずれか一項に記載の表示装置。
The light source is a planar light source that emits light from a light exit surface;
13. A liquid crystal element capable of controlling the transmittance of light emitted from the planar light source for each pixel is provided between the planar light source and the phosphor substrate. The display device according to any one of the above.
前記光源が、指向性を有していることを特徴とする請求項8ないし13のいずれか一項に記載の表示装置。   The display device according to claim 8, wherein the light source has directivity.
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