JP2002071931A - Color filter device - Google Patents
Color filter deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フルカラーの表示
装置等の分野に用いられ、カラーフィルタに光散乱機能
を付加することにより、光の取り出し効率を改善するこ
とが可能なカラーフィルタ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter device which is used in the field of a full-color display device or the like and which can improve light extraction efficiency by adding a light scattering function to a color filter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】（第１の従来例）図４は、無機薄膜エレ
クトロルミネッセンス（ＥＬ）素子の二重絶縁構造を示
す第１の従来例である。2. Description of the Related Art (First Conventional Example) FIG. 4 is a first conventional example showing a double insulating structure of an inorganic thin film electroluminescence (EL) element.
【０００３】１は、アルミニウム金属からなる上部電極
である。３は、マンガン添加硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ）
をはじめとする無機蛍光体からなる発光層である。２は
上部絶縁層、４は下部絶縁層であり、これらの各層は二
酸化硅素、窒化硅素などからなる。５は、インジウム・
すず酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電性材料からなる下
部電極である。６は、透明ガラスからなる基板である。[0003] Reference numeral 1 denotes an upper electrode made of aluminum metal. 3 is manganese-added zinc sulfide (ZnS: Mn)
And a light-emitting layer composed of an inorganic phosphor. 2 is an upper insulating layer, 4 is a lower insulating layer, and each of these layers is made of silicon dioxide, silicon nitride or the like. 5 is indium
The lower electrode is made of a transparent conductive material such as tin oxide (ITO). Reference numeral 6 denotes a substrate made of transparent glass.
【０００４】そして、上下電極１，５間に交流電圧を印
加することにより、発光層３において発光がなされる。
この発光層３から発光された発光光７は、透明な下部電
極５側を介して、透明ガラスの基板６側から取り出され
る。Then, by applying an AC voltage between the upper and lower electrodes 1 and 5, the light emitting layer 3 emits light.
The emitted light 7 emitted from the light emitting layer 3 is extracted from the transparent glass substrate 6 side through the transparent lower electrode 5 side.
【０００５】（第２の従来例）図５は、反転構造型の無
機ＥＬ素子の構造例を示す第２の従来例である。(Second Conventional Example) FIG. 5 is a second conventional example showing an example of the structure of an inverted-structure inorganic EL element.
【０００６】１は、ＩＴＯなどの透明導電性材料からな
る透明な上部電極である。この透明な上部電極１上に
は、カラーフィルタ８が積層されている。５は、金属材
料からなる下部電極である。６は、セラミック、又はガ
ラスからなる基板である。９は、外部の空気層である。
その他の図番２〜４は、第１の従来例と同じである。Reference numeral 1 denotes a transparent upper electrode made of a transparent conductive material such as ITO. On this transparent upper electrode 1, a color filter 8 is laminated. Reference numeral 5 denotes a lower electrode made of a metal material. Reference numeral 6 denotes a substrate made of ceramic or glass. 9 is an external air layer.
The other drawing numbers 2 to 4 are the same as the first conventional example.
【０００７】そして、発光層３から発光された発光光７
は、基板６を介せずに、透明な上部電極１側から取り出
される。[0007] The emitted light 7 emitted from the light emitting layer 3
Is extracted from the transparent upper electrode 1 side without passing through the substrate 6.
【０００８】この反転構造型のＥＬ素子は、カラーフィ
ルタ８を直接透明な上部電極１と積層させることができ
るため、視差が低減され、色ずれを抑制することができ
る。In this inversion structure type EL element, the color filter 8 can be directly laminated on the transparent upper electrode 1, so that parallax is reduced and color shift can be suppressed.
【０００９】例えば、フルカラー無機ＥＬ表示装置を実
現するため、文献“Ｆｕｌｌ Ｃｏｌｏｕｒ Ｓｏｌｉ
ｄ Ｓｔａｔｅ ＥＬ Ｄｉｓｐｌａｙ”Ｄ．Ｓｅａｌ
ｅａｎｄ Ｘ．Ｗｕ，ＩＤＷ９９ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎ
ｇｓ，ｐ．８６１（１９９９）では、赤色フィルタと、
黄橙色発光ＺｎＭｇＳ：Ｍｎとの組み合わせによる赤色
発光、緑色フィルタと黄橙色発光ＺｎＭｇＳ：Ｍｎとの
組み合わせによる緑色発光、青色フィルタと青緑色発光
ＳｒＳ：Ｃｅとによる青色発光を、３原色として採用し
ている。For example, in order to realize a full-color inorganic EL display device, reference is made to “Full Color Soli”.
d State EL Display "D.Seal
end X. Wu, IDW99 Proceedin
gs, p. 861 (1999), a red filter,
Red light emission in combination with yellow-orange light emission ZnMgS: Mn, green light emission in combination with green filter and yellow-orange light emission ZnMgS: Mn, and blue light emission in combination with blue filter and blue-green light emission SrS: Ce are adopted as three primary colors. I have.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかし、カラーフィル
タ８と外部の空気層９との境界面では、屈折率の違いに
よって、素子内部から発光された光の一部が反射されて
取り出せず、輝度・発光効率の低下を招いている。However, at the interface between the color filter 8 and the outer air layer 9, a part of the light emitted from the inside of the device is reflected and cannot be taken out due to the difference in the refractive index, and the luminance is low. -Luminous efficiency is reduced.
【００１１】図６は、光散乱機能を有しないカラーフィ
ルタの構成例を示す。なお、図番は、前述した従来例と
同一である。FIG. 6 shows a configuration example of a color filter having no light scattering function. The figure numbers are the same as in the above-described conventional example.
【００１２】通常、カラーフィルタ８は、バインダーに
顔料を混合して形成される。例えば、赤のカラーフィル
タ８では、赤色光を吸収しないキナクリドン系の顔料を
用いる。このとき、図６に示すように、カラーフィルタ
８の両面は鏡面となっており、特に、空気層９と接する
表面では、屈折率の違いによって内部で発生した光のう
ち、透過光１１以外の一部の光は反射されて反射光１０
となり、外部の空気層９には取り出すことができない。Usually, the color filter 8 is formed by mixing a pigment with a binder. For example, for the red color filter 8, a quinacridone pigment that does not absorb red light is used. At this time, as shown in FIG. 6, both surfaces of the color filter 8 are mirror surfaces. In particular, on the surface in contact with the air layer 9, of the light generated inside due to the difference in the refractive index, other than the transmitted light 11. Some light is reflected and reflected light 10
And cannot be taken out to the external air layer 9.
【００１３】上述した図５、図６の例に示したように、
透明な上部電極１上にカラーフィルタ８を密着させて形
成し、フルカラー表示を実現しようとする反転構造型の
無機ＥＬ素子において、カラーフィルタ８と空気層９と
の境界面で屈折率の違いによって素子内部から発光した
光の一部が反射されて取り出すことができず、その結
果、輝度・発光効率が低下して、カラー表示装置の性能
の低下を招くことになる。As shown in the examples of FIGS. 5 and 6 described above,
A color filter 8 is formed on the transparent upper electrode 1 in close contact with each other, and in a reversal structure type inorganic EL element for realizing a full color display, a difference in refractive index at a boundary surface between the color filter 8 and the air layer 9 is caused. Part of the light emitted from the inside of the element is reflected and cannot be taken out. As a result, the luminance and the luminous efficiency are reduced, and the performance of the color display device is reduced.
【００１４】このような光の取り出し効率に関する問題
を解決するために、特開平９−１７１８９２号公報、特
開平９−１９０８８３号公報、特開平８−８３６８８号
公報等に開示されたものがある。[0014] In order to solve such a problem concerning the light extraction efficiency, there are those disclosed in JP-A-9-171892, JP-A-9-190883, JP-A-8-83688 and the like.
【００１５】まず、特開平９−１７１８９２号公報の例
では、マイクロレンズを応用したレンズ構造を用いるこ
とによって光の取り出し効率を向上させている。しか
し、高精細な画素ピッチに対応したマイクロレンズでは
高価になり、さらに、マイクロレンズの指向性のために
視野角が制限される。First, in the example of JP-A-9-171892, the light extraction efficiency is improved by using a lens structure to which a microlens is applied. However, a microlens corresponding to a high-definition pixel pitch is expensive, and the viewing angle is limited due to the directivity of the microlens.
【００１６】また、特開平９−１９０８８３号公報の例
では、基板に凹部を作製しなければならず、反転構造型
の無機ＥＬ素子においては、凹凸のエッジ部で電界集中
が発生して素子が破壊されるなど信頼性が確保できな
い。In the example of Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-190883, a concave portion must be formed in the substrate. In the case of an inverted-structure inorganic EL device, electric field concentration occurs at the edge portion of the concave and convex portions, and the device cannot be used. Reliability cannot be ensured due to damage.
【００１７】さらに、特開平８−８３６８８号公報の例
では、カラーフィルタ上に新たに光散乱層を積層しなけ
ればならず、カラーフィルタに損傷を与え、製造工程数
も増加し、高価になる。Further, in the example of JP-A-8-83688, a light scattering layer must be newly laminated on the color filter, which damages the color filter, increases the number of manufacturing steps, and increases the cost. .
【００１８】そこで、本発明の目的は、カラーフィルタ
領域内部に光散乱を発生させる機能を付加して外部への
光の取り出し効率を改善することが可能なカラーフィル
タ装置を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a color filter device capable of improving the efficiency of extracting light to the outside by adding a function of generating light scattering inside the color filter region.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明は、発光部から出
力された光をカラーフィルタ部に導き、該カラーフィル
タ部を通過した光を外部表面の空気層に放出するカラー
フィルタ装置であって、前記カラーフィルタ部内に、母
材に対して所定の配合率を有し、かつ、多重散乱光を発
生させる透明な光散乱部材を設け、前記光散乱部材の配
合率を、前記発生される多重散乱光の前記空気層との境
界面での光取り出し効率が最大となるように設定したこ
とによって、カラーフィルタ装置を構成する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a color filter device which guides light output from a light emitting section to a color filter section and emits light passing through the color filter section to an air layer on an external surface. A transparent light scattering member having a predetermined blending ratio with respect to the base material and generating multiple scattered light is provided in the color filter portion; The color filter device is configured by setting the light extraction efficiency of the scattered light at the boundary surface with the air layer to be the maximum.
【００２０】ここで、前記光散乱部材は、前記母材に含
まれる顔料よりも粒径が大きく、かつ、可視光に対して
透明な光散乱体により構成し、前記光散乱体によって多
重散乱光を発生させ、該多重散乱光を前記空気層との境
界面に導くことによって、該境界面で反射する光の量を
低減させてもよい。Here, the light scattering member is formed of a light scatterer having a particle size larger than that of the pigment contained in the base material and transparent to visible light. And reducing the amount of light reflected at the interface by guiding the multiple scattered light to the interface with the air layer.
【００２１】前記カラーフィルタ部は、反転構造型の無
機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子により構成し
てもよい。[0021] The color filter section may be constituted by an inorganic electroluminescence (EL) element of an inverted structure type.
【００２２】前記カラーフィルタ部に混合された前記光
散乱体は、１ミクロンないし１０ミクロンの粒径として
もよい。The light scatterer mixed in the color filter portion may have a particle size of 1 to 10 microns.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００２４】［第１の例］本発明の第１の実施の形態
を、図１〜図２に基づいて説明する。[First Example] A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００２５】（カラーフィルタ構造）図１は、本発明に
係る光散乱機能をもつカラーフィルタ装置の構造例を示
す。(Color Filter Structure) FIG. 1 shows a structural example of a color filter device having a light scattering function according to the present invention.
【００２６】本例では、カラーフィルタ装置として、反
転構造型の無機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子
を例に挙げる。In this embodiment, an inorganic electroluminescence (EL) element of an inverted structure type will be described as an example of a color filter device.
【００２７】１は、インジウム・すず酸化物（ＩＴＯ）
などの透明導電性材料からなる透明な上部電極である。1 is indium tin oxide (ITO)
A transparent upper electrode made of a transparent conductive material such as
【００２８】２は、二酸化硅素、窒化硅素などからなる
上部絶縁層である。Reference numeral 2 denotes an upper insulating layer made of silicon dioxide, silicon nitride, or the like.
【００２９】３は、マンガン添加硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍ
ｎ）をはじめとする無機蛍光体からなる、発光層であ
る。3 is manganese-added zinc sulfide (ZnS: M
A light emitting layer made of an inorganic phosphor such as n).
【００３０】４は、二酸化硅素、窒化硅素などからな
る、下部絶縁層である。Reference numeral 4 denotes a lower insulating layer made of silicon dioxide, silicon nitride, or the like.
【００３１】５は、金属材料からなる下部電極である。Reference numeral 5 denotes a lower electrode made of a metal material.
【００３２】６は、セラミック、又は、ガラスからなる
基板である。Reference numeral 6 denotes a substrate made of ceramic or glass.
【００３３】（光散乱体）透明な上部電極１上には、透
明なカラーフィルタ８が積層されている。このカラーフ
ィルタ８は、母材として構成されるバインダー（顔料を
含む場合もある）の他に、光散乱部材としての光散乱機
能をもつ透明な光散乱体２０が混合されて構成されてい
る。(Light Scattering Body) On the transparent upper electrode 1, a transparent color filter 8 is laminated. The color filter 8 is configured by mixing a transparent light scatterer 20 having a light scattering function as a light scattering member in addition to a binder (which may include a pigment) configured as a base material.
【００３４】本例では、このカラーフィルタ８は、バイ
ンダーのみからなる領域１５と、顔料よりも粒径が大き
くかつ可視光に対して透明な光散乱体２０とが混合して
構成されているものとする。In this embodiment, the color filter 8 is formed by mixing an area 15 consisting of only a binder and a light scatterer 20 having a larger particle diameter than the pigment and transparent to visible light. And
【００３５】この場合、光散乱体２０は、母材に対して
所定の配合率を有し、かつ、多重散乱光３０を発生させ
る。この場合、光散乱体２０の配合率は、発生される多
重散乱光３０の空気層９との境界面での光取り出し効率
が最大となるように設定されている。この光散乱体２０
の粒径としては、大き過ぎると表示装置の輝度むらを発
生し、一方、発光波長と同じ程度に細かくなり過ぎると
光散乱機能が消失してしまうため、１μｍから１０μｍ
程度の大きさが適当である。粒子の形状は、球状以外の
形状であってもよい。In this case, the light scatterer 20 has a predetermined blending ratio with respect to the base material and generates multiple scattered light 30. In this case, the mixing ratio of the light scatterers 20 is set so that the light extraction efficiency of the generated multiple scattered light 30 at the interface with the air layer 9 is maximized. This light scatterer 20
When the particle size is too large, brightness unevenness of the display device is generated. On the other hand, when the particle size is too small as much as the emission wavelength, the light scattering function is lost.
A suitable size is appropriate. The shape of the particles may be other than spherical.
【００３６】この光散乱体２０に使用する材料として
は、カラー表示に必要な３原色を得る赤、青、緑のカラ
ーフィルタのいずれにも適用するため、可視光に対して
透明な材料であることが望ましく、また、無機材料およ
び有機材料のいずれでもよい。The material used for the light scatterer 20 is a material that is transparent to visible light because it can be applied to any of red, blue and green color filters for obtaining the three primary colors required for color display. It is preferable that the material be either an inorganic material or an organic material.
【００３７】そして、上部電極１と下部電極５との間に
交流電圧Ｅを印加することにより、発光層３において発
光がなされる。この発光層３から発光された発光光７
は、下方の基板６を介せずに、上方の透明電極１を通過
して、カラーフィルタ８内へ進入する。Then, by applying an AC voltage E between the upper electrode 1 and the lower electrode 5, light is emitted in the light emitting layer 3. Emission light 7 emitted from the light emitting layer 3
Pass through the upper transparent electrode 1 without passing through the lower substrate 6 and enter the color filter 8.
【００３８】カラーフィルタ８内部では、下方から到達
してきた発光光７は、光散乱体２０によって多重散乱光
３０として多重散乱される。この多重散乱光３０が、透
明な上部電極１から空気層９側へ取り出されることにな
る。In the color filter 8, the emitted light 7 arriving from below is multiple-scattered by the light scatterer 20 as multiple scattered light 30. The multiple scattered light 30 is extracted from the transparent upper electrode 1 to the air layer 9 side.
【００３９】このように、カラーフィルタ８は、顔料よ
りも粒径の大きな形状を有しかつ可視光に対して透明な
光散乱体２０を混合しているため、空気層９と接するカ
ラーフィルタ８の表面は凹凸を生じ、鏡面とはならな
い。この凹凸のあるカラーフィルタ８の表面と空気層９
との境界面では反射が低減されることになる。As described above, since the color filter 8 is mixed with the light scatterer 20 having a shape larger in particle size than the pigment and transparent to visible light, the color filter 8 in contact with the air layer 9 is formed. The surface has irregularities and does not have a mirror surface. The surface of the uneven color filter 8 and the air layer 9
The reflection is reduced at the boundary surface with.
【００４０】上述したように、カラーフィルタ８内部に
バインダーに対して所定の配合率で設けられた光散乱体
２０によって多重散乱光３０を発生させ、空気層９との
境界面に導くことによって、境界面で反射する光の量を
大幅に低減させることが可能となり、これにより、光の
取り出し効率を大幅に改善することができる。As described above, the multiple scattered light 30 is generated by the light scatterer 20 provided in the color filter 8 at a predetermined mixing ratio with respect to the binder, and is guided to the boundary surface with the air layer 9. It is possible to greatly reduce the amount of light reflected on the boundary surface, thereby greatly improving the light extraction efficiency.
【００４１】（作製例）次に、カラーフィルタ装置の作
製例について説明する。(Production Example) Next, a production example of the color filter device will be described.
【００４２】ここでは、反転構造型の薄膜ＥＬ素子を例
に挙げる。発光層３として、真空蒸着法によるマンガン
添加硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ）を形成する。上部絶縁層
２，下部絶縁層４として、スパッタ法によるＳｉＯ2と
Ｔａ2Ｏ5との積層膜を形成する。下部電極５として、真
空蒸着法によるＡｌ（アルミニウム）を形成する。透明
な上部電極１として、イオンプレーティング法によるイ
ンジウム・すず酸化物（ＩＴＯ）を形成する。Here, an inverted structure type thin film EL device will be described as an example. As the light emitting layer 3, manganese-added zinc sulfide (ZnS: Mn) is formed by a vacuum evaporation method. As the upper insulating layer 2 and the lower insulating layer 4, a laminated film of SiO 2 and Ta 2 O 5 is formed by a sputtering method. As the lower electrode 5, Al (aluminum) is formed by a vacuum deposition method. As the transparent upper electrode 1, indium-tin oxide (ITO) is formed by an ion plating method.
【００４３】カラーフィルタ８としては、バインダーと
して透明なセルロースを用い、これに光散乱体２０とし
て粒径が１μｍ〜１０μｍの透明な硫化亜鉛粉末を混合
し、透明電極１上にスクリーン印刷によって、膜厚が１
０μｍ〜１５μｍ程度となるように塗布した。As the color filter 8, transparent cellulose was used as a binder, and a transparent zinc sulfide powder having a particle size of 1 μm to 10 μm was mixed with the cellulose as a light scatterer 20. Thickness 1
It was applied so as to have a thickness of about 0 μm to 15 μm.
【００４４】そして、このようにして作製した反転構造
型のＺｎＳ：Ｍｎ薄膜ＥＬ素子を用いて、光散乱による
輝度の増加割合を確認した。Using the inverted structure type ZnS: Mn thin film EL element thus manufactured, the rate of increase in luminance due to light scattering was confirmed.
【００４５】図２は、硫化亜鉛の混合比を変化させたと
きの光散乱による輝度の改善率を示す。FIG. 2 shows the improvement rate of luminance by light scattering when the mixing ratio of zinc sulfide is changed.
【００４６】ここでは、カラーフィルタ８のセルロース
に混合する光散乱体２０としての硫化亜鉛（ＺｎＳ）粉
末の重量比を変えた場合における光の取り出し効率の改
善効果を示したものである。Here, the effect of improving the light extraction efficiency when the weight ratio of the zinc sulfide (ZnS) powder as the light scatterer 20 mixed with the cellulose of the color filter 8 is changed is shown.
【００４７】この重量比は、（光散乱体）／（母材）＝
（硫化亜鉛）／（セルロース）として表される。ただ
し、母材としては、バインダとしてのセルロースのみに
よって構成され、本例では顔料は含まないものとする。The weight ratio is (light scattering body) / (base material) =
Expressed as (zinc sulfide) / (cellulose). However, it is assumed that the matrix is composed of only cellulose as a binder and does not include a pigment in this example.
【００４８】硫化亜鉛（ＺｎＳ）粉末の混合の重量比が
０．８のとき、従来のＥＬ素子と比べて、輝度が４０％
増大しており、光の取り出し効率が改善されていること
がわかる。When the weight ratio of the mixture of zinc sulfide (ZnS) powder is 0.8, the luminance is 40% higher than that of the conventional EL device.
It can be seen that the light extraction efficiency has been improved.
【００４９】なお、ここでいう従来のＥＬ素子の輝度と
は、図１中のカラーフィルタ部８を有しない、上部電極
１〜基板６によって構成した場合の輝度をいう。Here, the luminance of the conventional EL element refers to the luminance in the case where it is constituted by the upper electrode 1 to the substrate 6 without the color filter section 8 in FIG.
【００５０】［第２の例］次に、本発明の第２の実施の
形態を、図３に基づいて説明する。なお、前述した第１
の例と同一部分についてはその説明を省略し、同一符号
を付す。[Second Example] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the first
The description of the same parts as in the example is omitted, and the same reference numerals are given.
【００５１】前述した第１の例では、透明なカラーフィ
ルタ８を形成した。本例では、カラーフィルタ８とし
て、セルロースに適量のべんがらの顔料を加えたバイン
ダーと、光散乱体２０として粒径が１μｍ〜１０μｍの
硫化亜鉛粉末とを同時混合した赤色カラーフィルタを用
いた。なお、比較用のカラーフィルタとして、顔料だけ
を混合したカラーフィルタを用いた。In the first example described above, a transparent color filter 8 was formed. In this example, a red color filter obtained by simultaneously mixing a binder obtained by adding an appropriate amount of black pigment to cellulose and a zinc sulfide powder having a particle diameter of 1 μm to 10 μm as the light scatterer 20 was used as the color filter 8. Note that a color filter in which only a pigment was mixed was used as a color filter for comparison.
【００５２】このように構成したカラーフィルタ８を、
反転構造型のＺｎＳ：ＭｎＥＬ素子のＩＴＯ電極上にス
クリーン印刷によって形成した。The color filter 8 thus configured is
It was formed by screen printing on the ITO electrode of the inverted structure type ZnS: MnEL element.
【００５３】図３は、各種カラーフィルタの発光スペク
トルの例を示す。FIG. 3 shows examples of emission spectra of various color filters.
【００５４】５０は、本例の光散乱体２０を有するカラ
ーフィルタ８を使用した反転構造型の無機ＺｎＳ：Ｍｎ
ＥＬ素子の発光スペクトルを示す。Reference numeral 50 denotes an inverted structure type inorganic ZnS: Mn using the color filter 8 having the light scatterer 20 of this embodiment.
4 shows an emission spectrum of an EL element.
【００５５】６０は、従来の顔料だけを混合したカラー
フィルタ８を使用した反転構造型の無機ＺｎＳ：ＭｎＥ
Ｌ素子の発光スペクトルを示す。Reference numeral 60 denotes an inverted structure type inorganic ZnS: MnE using a conventional color filter 8 mixed only with a pigment.
4 shows an emission spectrum of the L element.
【００５６】７０は、元の発光スペクトルである。Reference numeral 70 denotes the original emission spectrum.
【００５７】本例の発光スペクトル５０を従来の発光ス
ペクトル６０と比較すると、光散乱機能をもつカラーフ
ィルタにおいて、６１０ｎｍのピーク波長の発光強度が
約３０％程度増加していることがわかる。When the emission spectrum 50 of this example is compared with the conventional emission spectrum 60, it can be seen that the emission intensity at the peak wavelength of 610 nm is increased by about 30% in the color filter having the light scattering function.
【００５８】[0058]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カラーフィルタ部内に、母材に対して所定の配合率を有
し、かつ、多重散乱光を発生させる光散乱部材を設け、
該光散乱部材の配合率を、該発生される多重散乱光の前
記空気層との境界面での光取り出し効率が最大となるよ
うに設定したので、ＥＬ素子からの発光光の光取り出し
効率を従来に比べて大幅に改善することができるもので
ある。As described above, according to the present invention,
In the color filter portion, having a predetermined mixing ratio with respect to the base material, and provided with a light scattering member that generates multiple scattered light,
The compounding ratio of the light scattering member is set so that the light extraction efficiency of the generated multiple scattered light at the interface with the air layer is maximized, so that the light extraction efficiency of the emitted light from the EL element is reduced. This can be greatly improved as compared with the related art.
【００５９】また、本発明によれば、前記光散乱部材
を、前記母材に含まれる顔料よりも粒径が大きく、か
つ、可視光に対して透明な光散乱体により構成し、前記
光散乱体によって多重散乱光を発生させ、該多重散乱光
を前記空気層との境界面に導くことによって、該境界面
で反射する光の量を低減させたので、上記同様に、ＥＬ
素子からの発光の取り出し効率を大幅に改善することが
できる。Further, according to the present invention, the light scattering member is constituted by a light scatterer having a larger particle diameter than the pigment contained in the base material and transparent to visible light. By generating multiple scattered light by the body and guiding the multiple scattered light to the interface with the air layer, the amount of light reflected at the interface was reduced.
The efficiency of extracting light from the element can be greatly improved.
【００６０】さらに、本発明によれば、カラーフィルタ
部として、反転構造型の無機エレクトロルミネッセンス
（ＥＬ）素子を用いて構成したので、輝度等の光利用効
率が改善されたフルカラー表示が可能なディスプレイ用
のカラーフィルタを作製することができる。Further, according to the present invention, since the color filter section is constituted by using an inorganic electroluminescence (EL) element of an inverted structure type, a display capable of full-color display with improved light use efficiency such as luminance is provided. Color filters can be manufactured.
【図１】本発明の第１の実施の形態である、反転構造型
の無機ＥＬ素子構造を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an inverted structure type inorganic EL element structure according to a first embodiment of the present invention.
【図２】硫化亜鉛（ＺｎＳ）の混合比を変化させたとき
の反転構造型の無機ＥＬ素子の輝度の改善率を示す特性
図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing an improvement rate of luminance of an inverted-structure inorganic EL element when a mixing ratio of zinc sulfide (ZnS) is changed.
【図３】本発明の第２の実施の形態である、カラーフィ
ルタを使用した反転構造型の無機ＺｎＳ：ＭｎＥＬ素子
の発光スペルトルを、通常のカラーフィルタを使用した
発光スペルトルと比較して示す特性図である。FIG. 3 is a diagram illustrating characteristics of a light emitting spectrum of an inorganic ZnS: MnEL device of an inverted structure type using a color filter according to a second embodiment of the present invention, in comparison with a light emitting spectrum using a normal color filter. FIG.
【図４】従来の無機ＥＬ素子構造を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional inorganic EL element structure.
【図５】従来の反転構造型の無機ＥＬ素子構造を示す断
面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional inverted structure type inorganic EL element structure.
【図６】光散乱機能を有しないカラーフィルタ部の構造
を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a color filter unit having no light scattering function.
１ 上部電極 ２ 上部絶縁層 ３ 発光層 ４ 下部絶縁層 ５ 下部電極 ６ 基板 ７ 発光光 ８ カラーフィルタ ９ 空気層 １０ 反射光 １１ 透過光 １５ バインダ ２０ 光散乱体 ３０ 多重散乱光 REFERENCE SIGNS LIST 1 upper electrode 2 upper insulating layer 3 light emitting layer 4 lower insulating layer 5 lower electrode 6 substrate 7 emitted light 8 color filter 9 air layer 10 reflected light 11 transmitted light 15 binder 20 light scatterer 30 multiple scattered light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 功 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 井上 陽司 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 田中 克 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H042 BA02 BA15 BA16 2H048 BA02 BA55 BA57 BB02 BB13 BB41 3K007 AB04 BB06 CA01 CA02 CB01 DA02 DB02 DC02 EC03 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Isao Tanaka 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Japan Broadcasting Corporation Research Institute (72) Inventor Yoji Inoue 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo No. Japan Broadcasting Corporation Broadcasting Research Laboratory (72) Inventor Katsushi Tanaka 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Japan Broadcasting Corporation Broadcasting Research Laboratory F-term (reference) 2H042 BA02 BA15 BA16 2H048 BA02 BA55 BA57 BB02 BB13 BB41 3K007 AB04 BB06 CA01 CA02 CB01 DA02 DB02 DC02 EC03
Claims (4)
タ部に導き、該カラーフィルタ部を通過した光を外部表
面の空気層に放出するカラーフィルタ装置であって、 前記カラーフィルタ部内に、母材に対して所定の配合率
を有し、かつ、多重散乱光を発生させる透明な光散乱部
材を設け、 前記光散乱部材の配合率を、前記発生される多重散乱光
の前記空気層との境界面での光取り出し効率が最大とな
るように設定したことを特徴とするカラーフィルタ装
置。1. A color filter device that guides light output from a light emitting unit to a color filter unit and emits light passing through the color filter unit to an air layer on an external surface, wherein the color filter unit includes a motherboard. A transparent light scattering member having a predetermined blending ratio with respect to the material and generating multiple scattered light is provided. A color filter device characterized in that light extraction efficiency at a boundary surface is set to be maximum.
顔料よりも粒径が大きく、かつ、可視光に対して透明な
光散乱体により構成し、 前記光散乱体によって多重散乱光を発生させ、該多重散
乱光を前記空気層との境界面に導くことによって、該境
界面で反射する光の量を低減させたことを特徴とする請
求項１記載のカラーフィルタ装置。2. The light-scattering member comprises a light-scattering body having a larger particle diameter than a pigment contained in the base material and transparent to visible light. The color filter device according to claim 1, wherein the amount of light reflected at the boundary surface is reduced by generating and guiding the multiple scattered light to the boundary surface with the air layer.
無機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子からなるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載のカラーフィルタ装
置。3. The color filter device according to claim 1, wherein the color filter section is formed of an inorganic electroluminescence (EL) element of an inverted structure type.
光散乱体は、１ミクロンないし１０ミクロンの粒径を有
することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
載のカラーフィルタ装置。4. The color filter device according to claim 1, wherein the light scatterers mixed in the color filter portion have a particle diameter of 1 to 10 microns.
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