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1. (WO2019064541) 発光装置および表示装置
Document

明 細 書

発明の名称 発光装置および表示装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004  

課題を解決するための手段

0005  

発明の効果

0006  

図面の簡単な説明

0007  

発明を実施するための形態

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111  

符号の説明

0112  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

図面

1   2   3   4   5   6   7  

明 細 書

発明の名称 : 発光装置および表示装置

技術分野

[0001]
 本発明の一態様は、量子ドット(Quantum Dot,QD)蛍光体粒子を含む発光装置に関する。

背景技術

[0002]
 近年、例えば表示装置の光源として、QD蛍光体粒子(半導体ナノ粒子蛍光体とも称される)を含む発光装置が用いられている。特許文献1には、そのような表示装置の一例が開示されている。特許文献1の表示装置は、光の利用効率の向上を目的としている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 日本国公開特許公報「特開2016-142894号」

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 但し、以下に述べるように、表示装置の色再現性を向上させるための発光装置の構成については、改善の余地がある。本発明の一態様は、色再現性に優れた表示装置を実現できる発光装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0005]
 上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発光装置は、第1電極と第2電極との間に第1発光層が設けられた発光装置であって、上記第1発光層は、エレクトロルミネッセンスによって第1光を発する量子ドット蛍光体粒子を含んでおり、上記第1光を受けて、当該第1光よりもピーク波長が長い青色光である第2光を発する波長変換部材をさらに備えている。

発明の効果

[0006]
 本発明の一態様に係る発光装置によれば、色再現性に優れた表示装置を実現できる発光装置を提供することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0007]
[図1] 実施形態1に係る発光装置の概略的な構成を示す図である。
[図2] 比較例に係る発光装置の概略的な構成を示す図である。
[図3] 実施形態2に係る発光装置の概略的な構成を示す図である。
[図4] 実施形態3に係る発光装置の概略的な構成を示す図である。
[図5] 実施形態4に係る発光装置の概略的な構成の一例を示す図である。
[図6] 実施形態4に係る発光装置の概略的な構成の別の例を示す図である。
[図7] 実施形態4に係る発光装置の概略的な構成のさらに別の例を示す図である。

発明を実施するための形態

[0008]
 〔実施形態1〕
 図1は、実施形態1の発光装置1の概略的な構成を示す。発光装置1は、表示装置100の光源として用いられる。つまり、表示装置100は、発光装置1を光源として備えている。発光装置1が備える各部材のうち、実施形態1とは関係しない部材については説明を省略する。これらの説明を省略する部材は、公知のものと同様であると理解されてよい。また、各図面は、各部材の形状、構造、および位置関係を概略的に説明するものであり、必ずしもスケール通りに描かれていないことに留意されたい。
[0009]
 (発光装置1の構成)
 発光装置1は、表示装置100の各画素を点灯させる光源である。実施形態1では、表示装置100は、RGB(Red,Green,Blue)の複数の画素によって画像を表現する。以下、赤色画素(R画素)をPr、緑色画素(G画素)をPg、青色画素(B画素)をPbと称する。
[0010]
 発光装置1において、赤色画素Pr、緑色画素Pg、および青色画素Pbのそれぞれは、遮光部材99(例:ブラックマトリクス)によって区切られている。遮光部材99によって各画素を区切ることにより、各画素の輪郭が強調される。それゆえ、表示装置100の表示面(不図示)に表示される画像のコントラストが向上する。
[0011]
 発光装置1は、陽極16(アノード,第2電極)から供給された正孔(ホール)と陰極11(カソード,第1電極)から供給された電子(自由電子)との結合に伴って光を発するQD蛍光体粒子を含んでいる。より具体的には、QD蛍光体粒子は、陽極16と陰極11との間に設けられた発光層13(QD蛍光体層)に含まれている。以下、陽極16から陰極11に向かう方向を上方向と称する。また、上方向とは反対の方向を下方向と称する。
[0012]
 発光装置1は、上方向から下方向に向かって、陰極11、電子輸送層(Electron Transportation Layer,ETL)12、発光層13、正孔輸送層(Hole Transportation Layer,HTL)14、正孔注入層(Hole Injection Layer,HIL)15、陽極16、および基板17を、この順に備えている。
[0013]
 本明細書では、第1電極とは、発光層13を挟む2つの電極のうち、上側の電極を意味する。これに対して、第2電極とは、発光層13を挟む2つの電極のうち、下側の電極を意味する。実施形態1では、陰極11が第1電極であり、陽極16が第2電極である。
[0014]
 陰極11~陽極16は、陽極16の下方に設けられた基板17によって支持されている。一例として、発光装置1を製造する場合には、基板17上に、陽極16、正孔注入層15、正孔輸送層14、発光層13、電子輸送層12、および陰極11が、この順で形成(成膜)される。発光装置1では、後述する青色蛍光体層19bの形成は、陰極11が形成された後に行われる。
[0015]
 基板17は、透光性の高い基板(例:ガラス基板)であってもよいし、透光性の低い基板(例:フレキシブル基板)であってもよい。発光装置1は、陰極11~陽極16および青色蛍光体層19b(後述)を封止(保護)する封止ガラス170をさらに備える。封止ガラス170は、封止樹脂171(例:接着剤)によって、基板17に固定されている。
[0016]
 陰極11~陽極16はそれぞれ、赤色画素Pr、緑色画素Pg、および青色画素Pbのそれぞれに、個別に設けられてよい。例えば、陰極11は、赤色画素Prに設けられた陰極11r、緑色画素Pgに設けられた陰極11g、および青色画素Pbに設けられた陰極11bを含む。
[0017]
 このように、図1では、添字「r、g、b」を付して、赤色画素Pr、緑色画素Pg、および青色画素Pbのそれぞれに対応する部材を必要に応じて区別している。このことは、電子輸送層12(12r・12g・12b)、発光層13(13r・13g・13b)、正孔輸送層14(14r・14g・14b)、正孔注入層15(15r・15g・15b)、および陽極16(16r・16g・16b)についても同様である。
[0018]
 特に、発光層13は、赤色画素Prに設けられた赤色発光層13r、緑色画素Pgに設けられた緑色発光層13g、および青色画素Pbに設けられた青色発光層13b(第1発光層)を含む。赤色発光層13rは、赤色光Lrを発する赤色QD蛍光体粒子130r(赤色量子ドット蛍光体粒子)を含む。緑色発光層13gは、緑色光Lgを発する緑色QD蛍光体粒子130g(緑色量子ドット蛍光体粒子)を含む。
[0019]
 青色発光層13bは、第1青色光Lb(第1光)を発する青色QD蛍光体粒子130b(青色量子ドット蛍光体粒子,量子ドット蛍光体粒子)を含む。青色発光層13bは、第1発光層の一例である。第1青色光Lbは、第1発光層から発せられる光(第1光)の一例である。
[0020]
 実施形態1では、第1電極である陰極11(カソード)は、例えばITO(Indium Tin Oxide,インジウムスズ酸化物)によって構成されている。つまり、陰極11は、発光層13から発せられた光(赤色光Lr、緑色光Lg、および第1青色光Lb)を透過する透光性電極(光取り出し電極)である。このように、発光装置1は、発光層13から発せられた光を上方向に出射できる。すなわち、発光装置1は、トップエミッション型の発光装置として構成されている。
[0021]
 これに対して、第2電極である陽極16(アノード)は、例えばAl(アルミニウム)によって構成されている。つまり、陽極16は、発光層13から発せられた光を反射する反射性電極である。当該配置によれば、発光層13から発せられた光のうち、下方向に向かう光(図1では不図示)を、陽極16によって反射できる。その結果、陽極16によって反射された光を、陰極11(上方向)へと向かわせることができる。従って、発光層13から発せられた光の利用効率を向上させることができる。
[0022]
 電子輸送層12は、電子輸送性に優れた材料を含む。電子輸送層12によれば、陰極11から発光層13への電子の供給を促進できる。電子輸送層12は、電子注入層(Electron Injection Layer,EIL)の役割を併有してもよい。正孔注入層15は、陽極16から発光層13への電子の注入を促進する層である。正孔注入層15は、正孔注入性に優れた材料を含む。また、正孔輸送層14は、正孔輸送性に優れた材料を含む。正孔注入層15および正孔輸送層14によれば、陽極16から発光層13への正孔の供給を促進できる。
[0023]
 陽極16と陰極11との間に順方向の電圧を印加する(陽極16を陰極11よりも高電位にする)ことにより、(i)陰極11から発光層13へと電子を供給するとともに、(ii)陽極16から発光層13へと正孔を供給できる。その結果、発光層13において、正孔と電子との結合に伴って光を発生させることができる。上記電圧の印加は、不図示のTFT(Thin Film Transistor,薄膜トランジスタ)によって制御されてよい。
[0024]
 発光層13内のQD蛍光体粒子の材料は、価電子帯準位と伝導帯準位とを有する発光材料(例:無機発光材料)である。QD蛍光体粒子(発光材料)では、正孔と電子との結合に伴って励起子(Exciton,エキシトン)が発生する。QD蛍光体粒子は、励起子の失活に伴って発光する。より具体的には、QD蛍光体粒子は、価電子帯準位から伝導帯準位へと励起された励起子が、価電子帯準位へと遷移する場合に発光する。
[0025]
 このように、発光層13は、エレクトロルミネッセンス(Electro-Luminescence,EL)(より具体的には、注入型EL)によって発光する。発光層13は、自己発光型の発光素子として機能する。発光層13によれば、表示装置100の光源(例:バックライト)として従来のLED(Light Emitting Diode,発光ダイオード)を用いる必要がない。このため、より小型の表示装置100を実現できる。
[0026]
 発光層13(赤色発光層13r、緑色発光層13g、および青色発光層13bのそれぞれ)は、正孔と電子との結合に伴って発光する発光材料の粒子を、QD蛍光体粒子(赤色QD蛍光体粒子130r、緑色QD蛍光体粒子130g、および青色QD蛍光体粒子130bのそれぞれ)として含む。
[0027]
 一例として、QD蛍光体粒子の材料は、「InP、InN、InAs、InSb、InBi、ZnS、ZnSe、ZnO、In 、Ga 、ZrO 、In 、Ga 、In Se 、Ga Se 、In Te 、Ga Te 、CdSe、CdTe、およびCdS」からなる群から選択された少なくとも1種類の材料(半導体材料)であってよい。より具体的には、上記半導体材料のナノサイズの結晶(半導体結晶)が、QD蛍光体粒子の材料として用いられる。
[0028]
 例えば、赤色QD蛍光体粒子130r、緑色QD蛍光体粒子130g、および青色QD蛍光体粒子130bはそれぞれ、CdSe/ZnS系のコア/シェル型のQD蛍光体粒子であってよい。
[0029]
 あるいは、赤色QD蛍光体粒子130rおよび緑色QD蛍光体粒子130gはそれぞれ、InP/ZnS系のQD蛍光体粒子であってもよい。この場合、青色QD蛍光体粒子130bは、ZnSe/ZnS系のQD蛍光体粒子であってよい。
[0030]
 図1では、球状のQD蛍光体粒子が例示されている。但し、QD蛍光体粒子の形状は球状に限定されない。例えば、QD蛍光体粒子の形状は、ロッド状であってもよいし、ワイヤ状であってもよい。QD蛍光体粒子の形状には、公知の任意の形状が適用されてよい。この点については、以下に述べる青色蛍光体粒子190bについても同様である。
[0031]
 QD蛍光体粒子は、高い発光効率を有しているため、発光装置1(表示装置100)の発光効率を向上させるために好適である。また、QD蛍光体粒子のサイズ(例:粒径)を調整することで、QD蛍光体粒子のエネルギーバンドギャップを設定できる。つまり、QD蛍光体粒子の粒径を調整することで、当該QD蛍光体粒子から発せられる光の波長(より具体的には、波長スペクトル)を制御できる。
[0032]
 具体的には、QD蛍光体粒子のサイズを小さくするにつれて、当該QD蛍光体粒子から発せられる光のピーク波長(波長スペクトルにおける強度ピークが得られる波長)をより短くできる。このため、図1に示されるように、発光層13において、青色QD蛍光体粒子130bのサイズは、赤色QD蛍光体粒子130rおよび緑色QD蛍光体粒子130gのサイズよりも小さくなる傾向にある。
[0033]
 発光装置1は、青色蛍光体層19b(波長変換部材)をさらに備えている。青色蛍光体層19bは、第1青色光Lb(第1光,励起光)によって励起されて第2青色光Lb2(第2光,蛍光)を発する青色蛍光体粒子190bを含む。第2青色光Lb2は、第1青色光Lbよりもピーク波長が長い青色光である。
[0034]
 一例として、第1青色光Lbは、波長440nm付近にピーク波長を有している。これに対して、第2青色光Lb2は、波長460nm付近にピーク波長を有している。第2青色光Lb2のピーク波長は、青色の演色性が高いものを選択することが好ましい。460nmというピーク波長は、青色の演色性が高いピーク波長の一例である。
[0035]
 このように、青色蛍光体層19bは、第1青色光Lb(短波長の青色光)を受けて、当該第1青色光Lbを第2青色光Lb2(長波長の青色光)に変換する。このことから、青色蛍光体層19bは、波長変換部材とも称される。このように、青色蛍光体層19bは、フォトルミネッセンス(Photo-Luminescence,PL)によって発光する。青色蛍光体層19bは、受光型の発光素子として機能する。
[0036]
 青色蛍光体層19bは、上方向(透光性電極の法線方向)から見た場合に、青色発光層13bを覆うように(青色発光層13bと最大限に重なりあうように)配置されていればよい。図1の例では、青色蛍光体層19bは、陰極11b(青色蛍光体層19bに対応する透光性電極)の上面に配置されている。当該配置によれば、青色蛍光体層19bに、第1青色光Lb(励起光)を効果的に受光(吸収)させることができる。それゆえ、当該青色蛍光体層19bにおいて十分な量の第2青色光Lb2(蛍光)を発生させることができる。
[0037]
 また、図1の例では、青色蛍光体層19bは、上方向から見た場合に、青色蛍光体層19bの周端が青色発光層13bの周端と一致する(揃う)ように配置されている。当該配置によれば、青色蛍光体層19bの幅方向のサイズを低減できるので、当該青色蛍光体層19bの製造コストを低減できる。
[0038]
 加えて、図1の例では、陰極11r・11g(赤色蛍光体層19r・緑色蛍光体層19gに対応する透光性電極)の上面には、青色蛍光体層19bは配置されていない。つまり、青色蛍光体層19bは、透光性電極の法線方向から見た場合に、赤色蛍光体層19r・緑色蛍光体層19gを覆わないように配置されている。当該配置によれば、赤色光Lrおよび緑色光Lgの利用効率を向上させることができる。
[0039]
 青色蛍光体粒子190bの材料は、PLによって第2青色光Lb2を発することができるものであれば、任意の材料が選択されてよい。一例として、青色蛍光体粒子190bの材料は、AlON(酸窒化アルミニウム)またはBAM(BaMgAl 1017:Eu 2+)であってよい。青色蛍光体粒子190bは、非QD蛍光体粒子であれば、任意の青色蛍光体粒子が用いられてよい。
[0040]
 発光装置1の構成によれば、(i)赤色発光層13rから発せられた赤色光Lr、(ii)緑色発光層13gから発せられた緑色光Lg、および、(iii)青色蛍光体層19bから発せられた第2青色光Lb2(青色発光層13bから発せられた第1青色光Lbが変換された青色光)を、照明光として上方向に出射できる。
[0041]
 つまり、発光装置1は、第1青色光Lb(ELによって発生した青色光)に替えて、第2青色光Lb2(PLによって発生した青色光)を、照明光の青色成分として出射できる。当該構成の利点については、後述する。
[0042]
 (比較例)
 図2は、比較例としての発光装置1xの概略的な構成を示す。発光装置1xは、発光装置1から青色蛍光体層19bを取り除いた構成である。発光装置1xを備えた表示装置を、表示装置100xと称する。発光装置1xでは、第1青色光Lbが、照明光の青色成分として出射される。
[0043]
 上述のように、赤色QD蛍光体粒子130rおよび緑色QD蛍光体粒子130gはそれぞれ、赤色光Lrおよび緑色光Lg(第1青色光Lbよりもピーク波長が長い光)を発する。このため、赤色QD蛍光体粒子130rおよび緑色QD蛍光体粒子130gはそれぞれ、青色QD蛍光体粒子130bに比べて大きいサイズに形成される。
[0044]
 それゆえ、赤色QD蛍光体粒子130rは、複数の赤色QD蛍光体粒子130r間のサイズが均一となるように形成しやすい。同様に、緑色QD蛍光体粒子130gも、複数の緑色QD蛍光体粒子130g間のサイズが均一となるように形成しやすい。このため、(i)複数の赤色QD蛍光体粒子130rのそれぞれから発せられる赤色光Lr、および、(ii)複数の緑色QD蛍光体粒子130gのそれぞれから発せられる緑色光Lgについては、波長スペクトルのばらつきを小さくしやすい。
[0045]
 これに対して、青色QD蛍光体粒子130bは、第1青色光Lb(赤色光Lrおよび緑色光Lgよりもピーク波長が短い光)を発する。このため、青色QD蛍光体粒子130bは、赤色QD蛍光体粒子130rおよび緑色QD蛍光体粒子130gに比べて小さいサイズに形成される必要がある。
[0046]
 以上の点を踏まえ、本願の発明者ら(以下、発明者ら)は、「青色QD蛍光体粒子130bは、赤色QD蛍光体粒子130rおよび緑色QD蛍光体粒子130gとは異なり、複数の青色QD蛍光体粒子130b間のサイズが均一となるように形成することが困難である。」という課題(問題点)を新たに見出した。
[0047]
 また、以下に述べるように、ELによって発光するQD蛍光体粒子は、PLによって発光するQD蛍光体粒子に比べて、材料の選択の自由度が小さい。この点から、発明者らは、「PLによって発光する複数の青色QD蛍光体粒子130b間のサイズの均一性を担保することは、特に困難である。」という課題を新たに見出した。
[0048]
 さらに、発明者らは、「青色QD蛍光体粒子130bの材料については、当該青色QD蛍光体粒子130bのサイズの違いが、第1青色光Lbの波長スペクトルに大きく影響を及ぼす材料を選択せざるを得ない。このため、複数の青色QD蛍光体粒子130bのそれぞれから発せられる第1青色光Lbについては、当該青色QD蛍光体粒子130bのそれぞれのサイズの違いが微小であったとしても、波長スペクトルのばらつきが大きくなってしまう。その結果、青色画素Pbでは、発光色である青色の不均一性(色ずれ)が生じてしまう。」という課題を新たに見出した。
[0049]
 この点を踏まえ、発明者らは、「表示装置100xの表示面において色ずれが生じる」という課題をさらに新たに見出した。また、発明者らは、「複数の表示装置100xを製造した場合には、当該複数の表示装置100x間において、青色の表示性能が異なりうる。つまり、当該複数の表示装置100x間(ロット間)において、表示性能のばらつきが生じやすくなる。」という課題をさらに新たに見出した。
[0050]
 以上の点を踏まえ、発明者らは、「発光装置1xの照明光の青色成分として、第1青色光Lb(ELによって発生した青色光)を用いた場合には、表示装置100xの色再現性が低下しうる。」という課題をさらに新たに見出した。
[0051]
 (発光装置1の効果)
 発明者らは、発光装置1xにおいて生じる課題(問題点)を解決するための具体的な構成として、発光装置1を想到した。発光装置1によれば、青色発光層13b(第1層)から発せられた第1青色光Lb(第1光)を、青色蛍光体層19b(波長変換部材)によって第2青色光Lb2(第2光)へと変換できる。
[0052]
 第2青色光Lb2は、PLによって発生した青色光であるため、第1青色光Lb(ELによって発生した青色光)よりも波長スペクトルのばらつきを小さくできる。その理由は、以下の通りである。
[0053]
 青色蛍光体粒子190bは非QD蛍光体粒子であるので、QD蛍光体粒子(青色QD蛍光体粒子130b)に比べて材料の選択度が高い。従って、青色蛍光体粒子190bのサイズのばらつきが、第2青色光Lb2の波長スペクトルに与える影響が小さい材料を選択できる。
[0054]
 加えて、青色蛍光体粒子190bはPLによって発光するため、QD蛍光体粒子とは異なり、粒子サイズに依存する量子効果によって蛍光(第2青色光Lb2)の波長が決定されるわけではない。従って、青色蛍光体粒子190bのサイズのばらつきが生じていたとしても、波長スペクトルのばらつきが小さい第2青色光Lb2を容易に得ることができる。
[0055]
 このように、発光装置1によれば、発光装置1xとは異なり、照明光の青色成分として、第2青色光Lb2(第1青色光Lbよりも波長スペクトルのばらつきが小さい青色光)を用いることができる。その結果、青色画素Pbにおける青色の色ずれを、発光装置1xの場合よりも低減できる。すなわち、表示装置100xよりも色再現性に優れた表示装置100を提供することが可能となる。
[0056]
 また、発光装置1では、(i)波長スペクトルのばらつきが小さい赤色光Lrを発する赤色発光層13rと、(ii)波長スペクトルのばらつきが小さい緑色光Lgを発する緑色発光層13gとが、さらに設けられている。このため、照明光の演色性を向上できる。その結果、表示装置100において、色再現性に優れたRGB画像を表現できる。
[0057]
 以上のように、発明者らは、「第1光(例:第1青色光Lb,ELによって発生した波長スペクトルのばらつきが大きい青色光)を、第2光(例:第2青色光Lb2,PLによって発生した波長スペクトルのばらつきが小さい青色光)を発生させるための励起光として用いる」という技術的思想を新たに想到した。
[0058]
 なお、第1青色光Lbのピーク波長は、約380nm~440nmの範囲にあることが好ましい。また、第2青色光Lb2のピーク波長は、約450nm~480nmの範囲にあることが好ましい。
[0059]
 青色QD蛍光体粒子130bのサイズは特に限定されないが、当該青色QD蛍光体粒子130bの直径は、約2nm~10nmであることが一般的である。また、青色蛍光体粒子190bのサイズも特に限定されないが、当該青色蛍光体粒子190bの直径は、μmオーダ(ミクロンオーダ)のサイズであることが一般的である。このように、青色蛍光体粒子190bは、青色QD蛍光体粒子130bに比べて十分にサイズが大きい。
[0060]
 青色発光層13bの厚さ(膜厚)は特に限定されないが、当該青色発光層13bの厚さは、約数10nm(1層分または2層分の青色蛍光体粒子190bの厚さ)であることが一般的である。
[0061]
 また、青色蛍光体層19bの厚さも特に限定されないが、当該青色蛍光体層19bの厚さは、μmオーダ(例:約数μm~100μm)のサイズであることが一般的である。青色蛍光体層19bは、波長変換に十分な厚さを有しているためである。このように、青色蛍光体層19bは、青色発光層13bに比べて十分に厚い。
[0062]
 〔変形例〕
 第1光(青色発光層13bから発せられる光)は、必ずしも可視光(第2青色光Lb2よりもピーク波長が短い青色光)に限定されなくともよい。第1光は、青色蛍光体粒子190bを励起する励起光として好適に機能すれば、不可視光であってもよい。
[0063]
 例えば、第1光は、近紫外光であってもよい。つまり、第1発光層に含まれるQD蛍光体粒子は、第1光として近紫外光を発するものであってもよい。一例として、第1光Lbは、例えば波長405nm付近にピーク波長を有していてよい。
[0064]
 第1光が近紫外光(不可視光)である場合、照明光の青色成分は、第2青色光Lb2に由来する成分がより支配的になる。それゆえ、青色画素Pbにおける青色の色ずれをより効果的に低減できる。
[0065]
 〔実施形態2〕
 図3は、実施形態2の発光装置2の概略的な構成を示す。発光装置2は、ボトムエミッション型の発光装置として構成されている。つまり、発光装置2は、発光層13から発せられた光(赤色光Lr、緑色光Lg、および第1青色光Lb)を下方向に出射するように構成されている。
[0066]
 具体的には、第1電極である陰極11(カソード)として反射性電極を、第2電極である陽極16(アノード)として透光性電極をそれぞれ用いることにより、ボトムエミッション型の発光装置2を実現できる。発光装置2において、基板17は、光透過性の基板(例:ガラス基板)である。
[0067]
 発光装置2において、青色蛍光体層19bは、陽極16b(青色蛍光体層19bに対応する透光性電極)の下面に配置されてよい。この場合においても、青色蛍光体層19bは、上方向から見た場合に、青色発光層13bを覆うように(青色発光層13bと最大限に重なりあうように)配置されてよい。図3の例では、青色蛍光体層19bは、当該青色蛍光体層19bの周端が青色発光層13bの周端と一致するように配置されている。
[0068]
 また、陽極16r・16g(赤色蛍光体層19r・緑色蛍光体層19gに対応する透光性電極)の下面には、青色蛍光体層19bは配置されていない。陽極16r・16gの下面には、透明樹脂が設けられている。
[0069]
 当該配置によれば、青色蛍光体層19bに、第1青色光Lbを効果的に吸収させることができる。それゆえ、下方向に向かう第2青色光Lb2を青色蛍光体層19bから発することができる。
[0070]
 一例として、発光装置2を製造する場合には、青色蛍光体層19bが基板17上にはじめに形成される。陽極16の形成は、青色蛍光体層19bが形成された後に行われる。以降、実施形態1と同様の順序で、各部材が形成される。
[0071]
 なお、青色蛍光体層19bは、必ずしも陰極11bの上面(トップエミッション型の発光装置1の場合)または陽極16bの下面(ボトムエミッション型の発光装置2の場合)に配置される必要はない。つまり、青色蛍光体層19bは、必ずしも透光性電極と直接的に接触するように設けられる必要はない。
[0072]
 例えば、青色蛍光体層19bと透光性電極との間に、透光性の部材(例:透明な接着層)が設けられてもよい。この場合、青色蛍光体層19bは、当該接着層を介して、透光性電極と間接的に接触する。青色蛍光体層19bは、陰極11bの上方(発光装置1の場合)または陽極16bの下方(発光装置2の場合)に配置されていればよい。つまり、青色蛍光体層19bは、透光性電極の側に配置されていればよい。
[0073]
 〔実施形態3〕
 図4は、実施形態3の発光装置3の概略的な構成を示す。発光装置3は、インバーテッドトップエミッション型の発光装置として構成されている。すなわち、発光装置3では、基板17上に、陰極11、電子輸送層12、発光層13、正孔輸送層14、正孔注入層15、および陽極16が、この順で形成されている。
[0074]
 実施形態3では、陽極16(アノード)が第1電極であり、陰極11(カソード)が第2電極である。陽極16は透光性電極であり、陰極11は反射性電極である。発光装置3を製造する場合には、青色蛍光体層19bの形成は、陽極16が形成された後に行われる。
[0075]
 図4の例では、青色蛍光体層19bは、陽極16b(青色蛍光体層19bに対応する透光性電極)の上面に配置されている。また、陽極16r・16g(赤色蛍光体層19r・緑色蛍光体層19gに対応する透光性電極)の上面には、青色蛍光体層19bは配置されていない。
[0076]
 〔実施形態4〕
 上述の各実施形態の発光装置には、青色蛍光体層19bを通過した第1青色光Lb(波長変換部材に吸収されなかった励起光)の少なくとも一部を遮断するカラーフィルタ195がさらに設けられてよい。カラーフィルタ195は、透光性電極の側に設けられていればよい。より具体的には、カラーフィルタ195は、青色発光層13bから見て、青色蛍光体層19bよりも遠くに設けられていればよい。カラーフィルタ195によれば、照明光から第1青色光Lbの成分を排除(フィルタリング)できるので、青色画素Pbにおける青色の色ずれをより効果的に低減できる。
[0077]
 図5~図7はそれぞれ、実施形態4の発光装置の概略的な構成を示す。以下、図5~図6の発光装置を、発光装置4~6とそれぞれ称する。
[0078]
 図5に示されるように、発光装置4は、発光装置1(トップエミッション型の発光装置)に、カラーフィルタ195を付加した構成である。発光装置4では、カラーフィルタ195は、封止ガラス170の下面に設けられている。
[0079]
 カラーフィルタ195は、上方向から見た場合に、青色蛍光体層19bを覆うように(青色蛍光体層19bと最大限に重なりあうように)配置されてよい。当該配置によれば、青色蛍光体層19bを通過した第1青色光Lbをより効果的にフィルタリングできる。
[0080]
 また、図5の例では、カラーフィルタ195は、当該カラーフィルタ195の周端が青色蛍光体層19bの周端と一致するように配置されている。当該配置によれば、カラーフィルタ195の幅方向のサイズを低減できるので、当該カラーフィルタ195の製造コストを低減できる。
[0081]
 加えて、カラーフィルタ195は、上方向から見た場合に、赤色蛍光体層19r・緑色蛍光体層19gを覆わないように配置されている。当該配置によれば、赤色光Lrおよび緑色光Lgの利用効率を向上させることができる。
[0082]
 図6に示されるように、発光装置5は、発光装置2(ボトムエミッション型の発光装置)に、カラーフィルタ195を付加した構成である。発光装置5では、カラーフィルタ195は、青色蛍光体層19bの下面を覆うように設けられている。発光装置5を製造する場合には、カラーフィルタ195が基板17上にはじめに形成される。青色蛍光体層19bの形成は、カラーフィルタ195が形成された後に行われる。
[0083]
 図7に示されるように、発光装置6は、発光装置3(インバーテッドトップエミッション型の発光装置)に、カラーフィルタ195を付加した構成である。発光装置6におけるカラーフィルタ195の配置は、図5の発光装置4と同様である。
[0084]
 〔実施形態5〕
 表示装置100(上述の発光装置1~6のいずれかを光源として備えた表示装置)によれば、複数の青色画素Pbのそれぞれにおける青色の色ずれを低減できる。この点に着目すれば、表示装置100の構成は、以下のようにも表現できる。
[0085]
 第1青色光Lbは、赤色光Lrおよび緑色光Lgと比べ、波長スペクトルのばらつきが大きい。つまり、表示装置100の表示領域では、赤色光Lr、緑色光Lg、第1青色光Lb(第1光)のそれぞれの波長スペクトルにおけるピーク波長の平均値のばらつきは、第1青色光Lbが最も大きい。
[0086]
 第1青色光Lbが青色蛍光体層19b(波長変換部材)に照射されることによって、第2青色光Lb2(第2光)が発生する。第2青色光Lb2は、第1青色光に比べて、波長スペクトルのばらつきが小さい青色光である。
[0087]
 従って、第2青色光Lb2の波長スペクトルにおけるピーク波長の平均値の標準偏差は、第1青色光Lbの波長スペクトルにおけるピーク波長の平均値の標準偏差よりも小さい。
[0088]
 〔まとめ〕
 本発明の態様1に係る発光装置(1)は、第1電極(例:陽極16)と第2電極(例:陰極11)との間に第1発光層(例:青色発光層13b)が設けられた発光装置であって、上記第1発光層は、エレクトロルミネッセンスによって第1光(例:第1青色光Lb)を発する量子ドット蛍光体粒子を含んでおり、上記第1光を受けて、当該第1光よりもピーク波長が長い青色光である第2光(第2青色光Lb2)を発する波長変換部材(青色蛍光体層19b)をさらに備えている。
[0089]
 上記の構成によれば、第1光(ELによって発生した、波長スペクトルのばらつきが大きい光)を、第2光(PLによって発生した、波長スペクトルのばらつきが小さい青色光)を発生させるための励起光として用いることができる。つまり、第1発光層から発せられた第1光(例:短波長の青色光)に替えて、波長変換部材から発せられた第2光(例:長波長の青色光)を、照明装置の照明光の青色成分として用いることができる。
[0090]
 その結果、上記発光装置を表示装置の光源に用いた場合に、当該表示装置における青色の色ずれを従来よりも低減できる。それゆえ、従来よりも色再現性に優れた表示装置を提供することが可能となる。
[0091]
 本発明の態様2に係る発光装置では、上記態様1において、上記第1電極および上記第2電極の一方は、透光性電極であり、上記波長変換部材は、上記透光性電極の側に配置されており、上記透光性電極の法線方向から見た場合に、上記波長変換部材は、上記第1発光層を覆うように配置されていることが好ましい。
[0092]
 上記の構成によれば、波長変換部材に、第1光を効果的に受光させることができる。それゆえ、波長変換部材において十分な量の第2光を発生させることができる。
[0093]
 本発明の態様3に係る発光装置では、上記態様2において、上記透光性電極の法線方向から見た場合に、上記波長変換部材の周端が上記第1発光層の周端と一致していることが好ましい。
[0094]
 上記の構成によれば、波長変換部材の製造コストを低減できる。
[0095]
 本発明の態様4に係る発光装置では、上記態様1から3のいずれか1つにおいて、上記第1光は、上記第2光よりもピーク波長が短い青色光または近紫外光であることが好ましい。
[0096]
 上記の構成によれば、第1光を励起光として好適に用いることができる。特に、第1光が近紫外光(不可視光)である場合、上記色ずれをさらに低減できる。
[0097]
 本発明の態様5に係る発光装置は、上記態様1から4のいずれか1つにおいて、上記第1電極と上記第2電極との間に設けられた緑色発光層(13g)と、上記第1電極と上記第2電極との間に設けられた赤色発光層(13r)と、をさらに備えており、上記緑色発光層は、エレクトロルミネッセンスによって緑色光(Lg)を発する緑色量子ドット蛍光体粒子(緑色QD蛍光体粒子130g)を含んでおり、上記赤色発光層は、エレクトロルミネッセンスによって赤色光(Lr)を発する赤色量子ドット蛍光体粒子(赤色QD蛍光体粒子130r)を含んでいることが好ましい。
[0098]
 上記の構成によれば、照明光に赤色成分および緑色成分を付加できるので、照明光の演色性を向上できる。また、赤色光および緑色光は、第1光(例:短波長の青色光)よりも波長が長いため、波長スペクトルのばらつきが当該第1光よりも小さくなる。その結果、表示装置において、色再現性に優れたRGB画像を表現できる。
[0099]
 本発明の態様6に係る発光装置では、上記態様5のいずれか1つにおいて、上記第1電極および上記第2電極の一方は、透光性電極であり、上記波長変換部材は、上記透光性電極の側に配置されており、上記透光性電極の法線方向から見た場合に、上記波長変換部材は、上記緑色発光層および上記赤色発光層を覆わないように配置されていることが好ましい。
[0100]
 上記の構成によれば、赤色光および緑色光の利用効率を向上させることができる。
[0101]
 本発明の態様7に係る発光装置は、上記態様1から6のいずれか1つにおいて、上記波長変換部材を通過した上記第1光の少なくとも一部を遮断するカラーフィルタ(195)をさらに備えていることが好ましい。
[0102]
 上記の構成によれば、照明光から第1光の成分を排除(フィルタリング)できるので、上記色ずれをより効果的に低減できる。
[0103]
 本発明の態様8に係る発光装置では、上記態様7において、上記第1電極および上記第2電極の一方は、透光性電極であり、上記カラーフィルタは、上記透光性電極の側に配置されており、上記透光性電極の法線方向から見た場合に、上記カラーフィルタは、上記波長変換部材を覆うように配置されている。
[0104]
 上記の構成によれば、第1光をより効果的にフィルタリングできる。
[0105]
 本発明の態様8に係る発光装置では、上記態様7において、上記カラーフィルタの周端が上記波長変換部材の周端と一致していることが好ましい。
[0106]
 上記の構成によれば、カラーフィルタの製造コストを低減できる。
[0107]
 本発明の態様10に係る発光装置は、上記態様8または9において、上記第1電極と上記第2電極との間に設けられた緑色発光層と、上記第1電極と上記第2電極との間に設けられた赤色発光層と、をさらに備えており、上記緑色発光層は、エレクトロルミネッセンスによって緑色光を発する緑色量子ドット蛍光体粒子を含んでおり、上記赤色発光層は、エレクトロルミネッセンスによって赤色光を発する赤色量子ドット蛍光体粒子を含んでおり、上記透光性電極の法線方向から見た場合に、上記カラーフィルタは、上記緑色発光層および上記赤色発光層を覆わないように配置されていることが好ましい。
[0108]
 上記の構成によれば、赤色光および緑色光の利用効率を向上させることができる。
[0109]
 本発明の態様11に係る表示装置(100)は、上記態様1から10のいずれか1つに係る発光装置を備えていることが好ましい。
[0110]
 本発明の態様12に係る表示装置では、上記態様11において、上記第2光の波長スペクトルにおけるピーク波長の平均値の標準偏差は、上記第1光の波長スペクトルにおけるピーク波長の平均値の標準偏差よりも小さい。
[0111]
 〔付記事項〕
 本発明の一態様は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の一態様の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成できる。

符号の説明

[0112]
 1,2,3,4,5,6 発光装置
 11,11b 陰極(第1電極,第2電極,透光性電極)
 13b 青色発光層(第1発光層)
 13g 緑色発光層
 13r 赤色発光層
 16,16b 陽極(第2電極,第1電極,透光性電極)
 19b 青色蛍光体層(波長変換部材)
 100 表示装置
 130b 青色QD蛍光体粒子(量子ドット蛍光体粒子)
 130g 緑色QD蛍光体粒子(緑色量子ドット蛍光体粒子)
 130r 赤色QD蛍光体粒子(赤色量子ドット蛍光体粒子)
 190b 青色蛍光体粒子
 195 カラーフィルタ
 Lb 第1青色光(第1光,励起光)
 Lb2 第2青色光(第2光,蛍光)
 Lg 緑色光
 Lr 赤色光

請求の範囲

[請求項1]
 第1電極と第2電極との間に第1発光層が設けられた発光装置であって、
 上記第1発光層は、エレクトロルミネッセンスによって第1光を発する量子ドット蛍光体粒子を含んでおり、
 上記第1光を受けて、当該第1光よりもピーク波長が長い青色光である第2光を発する波長変換部材をさらに備えていることを特徴とする発光装置。
[請求項2]
 上記第1電極および上記第2電極の一方は、透光性電極であり、
 上記波長変換部材は、上記透光性電極の側に配置されており、
 上記透光性電極の法線方向から見た場合に、
 上記波長変換部材は、上記第1発光層を覆うように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
[請求項3]
 上記透光性電極の法線方向から見た場合に、
 上記波長変換部材の周端が上記第1発光層の周端と一致していることを特徴とする請求項2に記載の発光装置。
[請求項4]
 上記第1光は、上記第2光よりもピーク波長が短い青色光または近紫外光であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項5]
 上記第1電極と上記第2電極との間に設けられた緑色発光層と、
 上記第1電極と上記第2電極との間に設けられた赤色発光層と、をさらに備えており、
 上記緑色発光層は、エレクトロルミネッセンスによって緑色光を発する緑色量子ドット蛍光体粒子を含んでおり、
 上記赤色発光層は、エレクトロルミネッセンスによって赤色光を発する赤色量子ドット蛍光体粒子を含んでいることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項6]
 上記第1電極および上記第2電極の一方は、透光性電極であり、
 上記波長変換部材は、上記透光性電極の側に配置されており、
 上記透光性電極の法線方向から見た場合に、
 上記波長変換部材は、上記緑色発光層および上記赤色発光層を覆わないように配置されていることを特徴とする請求項5のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項7]
 上記波長変換部材を通過した上記第1光の少なくとも一部を遮断するカラーフィルタをさらに備えていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項8]
 上記第1電極および上記第2電極の一方は、透光性電極であり、
 上記カラーフィルタは、上記透光性電極の側に配置されており、
 上記透光性電極の法線方向から見た場合に、
 上記カラーフィルタは、上記波長変換部材を覆うように配置されていることを特徴とする請求項7に記載の発光装置。
[請求項9]
 上記透光性電極の法線方向から見た場合に、
 上記カラーフィルタの周端が上記波長変換部材の周端と一致していることを特徴とする請求項8に記載の発光装置。
[請求項10]
 上記第1電極と上記第2電極との間に設けられた緑色発光層と、
 上記第1電極と上記第2電極との間に設けられた赤色発光層と、をさらに備えており、
 上記緑色発光層は、エレクトロルミネッセンスによって緑色光を発する緑色量子ドット蛍光体粒子を含んでおり、
 上記赤色発光層は、エレクトロルミネッセンスによって赤色光を発する赤色量子ドット蛍光体粒子を含んでおり、
 上記透光性電極の法線方向から見た場合に、
 上記カラーフィルタは、上記緑色発光層および上記赤色発光層を覆わないように配置されていることを特徴とする請求項8または9に記載の発光装置。
[請求項11]
 請求項1から10のいずれか1項に記載の発光装置を備えていることを特徴とする表示装置。
[請求項12]
 上記第2光の波長スペクトルにおけるピーク波長の平均値の標準偏差は、上記第1光の波長スペクトルにおけるピーク波長の平均値の標準偏差よりも小さいことを特徴とする請求項11に記載の表示装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]