JP5538519B2 - 発光素子、ディスプレイ及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス（以下、「有機ＥＬ」ともいう。）素子等の発光素子、ディスプレイ及び表示装置に関する。

一般に、エレクトロルミネッセンス素子は自己発光性であるため視認性が高く、かつ完全固体素子であるため、耐衝撃性に優れるとともに、取扱いが容易であることから、各種表示装置における発光素子としての利用が注目されている。エレクトロルミネッセンス素子には、発光材料に無機化合物を用いた無機ＥＬ素子と有機化合物を用いた有機ＥＬ素子とがあり、このうち、有機ＥＬ素子は、印加電圧を大幅に低減できるため、その実用化研究が積極的になされている。

有機ＥＬ素子の構成については、陽極／発光体層／陰極の構成を基本とし、これに正孔注入輸送層、電子注入輸送層を適宜設けたもの、例えば陽極／正孔注入輸送層／発光体層／陰極、陽極／正孔注入輸送層／発光体層／電子注入輸送層／陰極等の構成のものが知られている。正孔注入輸送層は、陽極より注入された正孔を発光体層に伝達する機能を有し、また、電子注入輸送層は陰極より注入された電子を発光体層に伝達する機能を有している。そして、該正孔注入輸送層を発光体層と陽極との間に介在させることによって、より低い電界で多くの正孔が発光体層に注入され、さらに、発光体層に陰極又は電子注入輸送層より注入された電子は、正孔注入輸送層が電子を輸送しないので、ホール注入輸送層と発光体層との界面に蓄積され発光効率が上がることが知られている。このような有機ＥＬ素子を多色発光素子とするには、例えば（１）青色発光を蛍光変換により緑色又は赤色に変換し、多色発光とする色変換法（例えば、特許文献１、２参照）、（２）白色発光をカラーフィルターにより、赤、緑、青色に変換して多色発光とする白色カラーフィルター法（例えば、非特許文献１参照）、（３）微小共振器により、白色又は様々な色を含む発光から、赤、緑、青色を実現させて多色発光とする微小共振器法等が知られている。

一方、特許文献３には、電極と発光層との間に金属微粒子を分散させた光散乱層を設ける構成が記載されている。このような構成により、発光層からの光を金属微粒子により散乱させて外部へ取り出すことが可能となり、発光効率が向上すると記載されている。また、金属微粒子によりプラズモン現象が誘起される場合には、発光層又はその周囲の各層に閉じ込められた光を利用することができ、さらに光の利用効率が向上するとある。また、特許文献４には平板状金属粒子をアイランド状に配置し、蛍光分子を担持する構成を示している。

日本国公開特許公報「特開平３−１５２８９７号公報（１９９１年０６月２８日公開）」 日本国公開特許公報「特開平５−２５５８６０号公報（１９９３年１０月６日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００７−１６５２８４号公報（２００７年６月２８日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００７−１３９５４０号公報（２００７年６月７日公開）」

Ｓｅｍｉｃｏｎｄ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．第６巻，第３０５〜３２３ページ，１９９１年

しかし、従来の技術において、出射強度が十分でなく、また、視野角が狭いという問題点があり、より高画質なディスプレイを実現するためには、より高輝度で、かつ視野角の広い出射光を得ることが望ましい。

そこで、本発明はこのような事情に鑑みて、より高輝度で、かつ視野角の広い出射光を得ることができる発光素子及びそれを備えたディスプレイ、表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る発光素子は、上記の課題を解決するために、
発光層と、
上記発光層から発光される光の少なくとも一部を透過する透過電極層と、
上記透過電極層を挟んで、上記発光層とは反対側に設けられた、当該光の色を変換する変換層とを備え、
上記変換層は、表面プラズモン現象を発現する粒子を含有することを特徴とする。

上記の構成によれば、発光層から見て電極の外側に粒子があることにより当該粒子は電界の作用を直接受けず、上記変換層において、プラズモン現象が発現することにより、出射強度は大きくなる。また、粒子により光が散乱することで視野角は広くなる。よって、より高輝度で、視野角の広い出射光を得ることができる。

また、本発明に係るディスプレイは本発明に係る発光素子を備えていることを特徴とする。また、本発明に係る表示装置は、本発明に係るディスプレイを備えていることを特徴とする。

上記構成によれば、より高輝度で、かつ視野角の広い、高画質のディスプレイ、表示装置を実現することができる。

本発明に係る発光素子は、発光層と、上記発光層から発光される光の少なくとも一部を透過する透過電極層と、上記透過電極層を挟んで、上記発光層とは反対側に設けられた、当該光の色を変換する変換層とを備え、上記変換層は、表面プラズモン現象を発現する粒子を含有することにより、より高輝度で、かつ視野角の広い出射光を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略断面図である。 本発明の実施例１に係る有機ＥＬ素子の概略断面図である。 本発明の実施例２に係る有機ＥＬ素子の概略断面図である。 本発明の実施例３に係る有機ＥＬ素子の概略断面図である。 本発明の実施例４に係る有機ＥＬ素子の概略断面図である。 本発明の実施例５に係る液晶表示素子の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を模式的に示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図１を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子１００（発光素子）の概略断面図である。

有機ＥＬ素子１００は、基板１０１、ＴＦＴ回路１０２、絶縁膜１０３、第一電極層１０４、エッジカバー１０５、発光層１０９、第二電極層１１０、封止膜１１１、封止層１１２、透過層１１５、色変換層１１９、封止基板１２０を備えている。

次に、本実施形態に係る有機ＥＬ素子１００の構成要素について、それぞれ説明する。

＜基板１０１＞
基板１０１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、ポリイミド等を含むプラスティック基板、アルミナ等を含むセラミックス基板等の絶縁性基板、若しくは、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等を含む金属基板、又は、基板上に酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、有機絶縁材料等を含む絶縁物を表面にコーティングした基板、Ａｌ等を含む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を挙げることができる。しかし、本発明の使用できる基板はこれらに限定されるものではない。

ここで、ストレス無く湾曲部、折り曲げ部を形成するには、プラスティック基板、又は金属基板が好ましい。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さらに好ましい。これにより、プラスティック基板を有機ＥＬ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素子の劣化（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。）を解消することが可能となる。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）（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。）を解消することが可能となる。

また、ＴＦＴ回路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が好ましい。また、一般的な金属基板は、ガラスと熱膨張率が異なるため、従来の生産装置で金属基板上にＴＦＴを形成することが困難であるが、線膨張係数が１×１０^−５／℃以下の鉄−ニッケル系合金である金属基板を用いて、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事が可能となる。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回路を形成した後、プラスティック基板にＴＦＴ回路を転写することで、プラスティック基板上にＴＦＴ回路を転写形成することが可能である。

また、基板１０１の材料としてはガラスであってもよい。基板１０１の材料をガラスとすることで高温プロセスによっても変形が起こらず、水分を透過させないため、有機ＥＬ素子の劣化を防ぐことが可能である。

さらに、発光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が、発光層から発光した光を基板側から取り出す場合には、透明又は半透明の基板を使用する必要がある。しかしながら、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。

＜ＴＦＴ回路１０２＞
ＴＦＴ回路１０２は、基板１０１上に備えられている。

ＴＦＴ回路１０２は、有機ＥＬ素子を形成する前に、予め基板１０１上に形成され、スイッチング用及び駆動用として機能する。本発明に係る有機ＥＬ素子がＴＦＴ回路を備える場合、ＴＦＴ回路の構成としては、公知のＴＦＴ回路が挙げられる。また、本発明では、ＴＦＴ回路の代わりに金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ）ダイオードとすることもできる。

本発明の有機ＥＬ素子を採用したアクティブ駆動型有機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬ表示装置に搭載可能なＴＦＴ回路は、公知の材料、構造及び形成方法を用いて形成することができる。ＴＦＴ回路の活性層の材料としては、例えば、非晶質シリコン（アモルファスシリコン）、多結晶シリコン（ポリシリコン）、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料、酸化亜鉛、酸化インジウム−酸化ガリウム−酸化亜鉛等の酸化物半導体材料又は、ポリチオフェン誘導体、チオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）誘導体、ナフタセン、ペンタセン等の有機半導体材料が挙げられる。また、ＴＦＴ回路の構造としては、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型が挙げられる。

ＴＦＴ回路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_４）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_２Ｈ_６ガスを用いたＬＰＣＶＤ法又はＳｉＨ_４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なう方法（低温プロセス）、（４）ＬＰＣＶＤ法又はＰＥＣＶＤ法によりポリシリコン層を形成し、１０００℃以上で熱酸化することによりゲート絶縁膜を形成し、その上に、ｎ＋ポリシリコンのゲート電極を形成し、その後、イオンドーピングを行なう方法（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。

ＴＦＴ回路のゲート絶縁膜は、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_２又はポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ_２等が挙げられる。また、本発明で用いられるＴＦＴ回路の信号電極線、走査電極線、共通電極線、第一駆動電極及び第二駆動電極は、公知の材料によって形成することができ、例えば、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等が挙げられる。本発明に係る有機ＥＬパネルのＴＦＴ回路は、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。

＜絶縁膜１０３＞
絶縁膜１０３は、ＴＦＴ回路１０２と第一電極層１０４との間に配置されている。

絶縁膜１０３は、公知の材料によって形成することができ、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、窒化シリコン（ＳｉＮ、又は、Ｓｉ_２Ｎ_４）、酸化タンタル（ＴａＯ、又は、Ｔａ_２Ｏ_５）等の無機材料、又は、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等が挙げられる。また、その形成方法としては、化学気相成長（ＣＶＤ）法、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法等のウエットプロセスが挙げられる。また、必要に応じてフォトリソグラフィー法等によりパターニングすることもできる。

本実施形態では、発光層１０９から発光した光を基板の逆側（第二電極層１１０側）から取り出すので、外光が基板上に形成されたＴＦＴ回路に入射して、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とすることが好ましい。また、絶縁膜１０３と遮光性絶縁膜とを組み合わせてもよい。遮光性絶縁膜としては、フタロシアニン、キナクロドン等の顔料又は染料をポリイミド等の高分子樹脂に分散したもの、カラーレジスト、ブラックマトリクス材料、Ｎｉ_ｘＺｎ_ｙＦｅ_２Ｏ_４等の無機絶縁材料等が挙げられる。しかしながら、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、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、発光層の欠損、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）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、絶縁膜上に平坦化膜を設けてもよい。

平坦化膜は、公知の材料を用いて形成することができ、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタル等の無機材料、ポリイミド、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等が挙げられる。平坦化膜の形成方法としては、ＣＶＤ法、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法等のウエットプロセスが挙げられるが、本発明はこれらの材料及び形成方法に限定されるものではない。また、平坦化膜は、単層構造でも多層構造でもよい。

＜発光層１０９＞
発光層１０９は、第一電極層１０４と第二電極層１１０との間に位置する。

発光層１０９は、正孔輸送層１０６、発光体層１０７、電子輸送層１０８が順次積層して構成されている。発光体層１０７は、青色の光を発光している。

本発明に係る有機ＥＬ素子が備える発光層は、本実施形態の構成に限定されず、発光体層の単層構造でも、発光体層と正孔輸送層、電子輸送層の多層構造でもよく、例えば、下記の構成が挙げられるが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
（１）発光体層
（２）正孔輸送層／発光体層
（３）発光体層／電子輸送層
（４）正孔輸送層／発光体層／電子輸送層
（５）正孔注入層／正孔輸送層／発光体層／電子輸送層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／発光体層／電子輸送層／電子注入層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／発光体層／正孔防止層／電子輸送層
（８）正孔注入層／正孔輸送層／発光体層／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／発光体層／正孔防止層／電子輸送層／電子注入層
ここで、発光体層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔防止層、電子防止層、電子輸送層及び電子注入層の各層は、単層構造でも多層構造でもよい。

発光層１０９は、マイクロキャビティ効果を発現する構造であることが好ましい。マイクロキャビティ効果を発現する構造としては、例えば、その厚さを増強したい光の波長に合致するように、設定することにより形成することがより望ましい。有機ＥＬ画素において、一対の電極層で、発光層は挟持されている。そのうち一つの電極層を鏡面の全反射素材とし、もう一つの電極層を誘電体ミラーの半透過素材とし、さらに発光層の厚みを、ＲＧＢ各光で増強したい光の波長に合わせそれぞれ異なる厚みに形成する。これにより、発光層で発光した光のうち、波長のずれた光成分は二つの電極層間で多重反射を繰り返し、共振することで、所望の波長に増強されて出力する。これにより、発光層の発光を正面方向に集光する（指向性を持たせる）ことが可能となり、周囲に逃げる発光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可能となる。これにより、より効率良く発光を色変換層へ輸送することが可能となり、また、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が可能となる。また、所望の発光ピーク波長、半値幅に調整することにより発光スペクトルの調整が可能となる。また、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ることが可能となると共に、青色画素の色純度を向上させることが可能となる。

発光体層１０７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及びホスト材料の組み合わせから構成されていてもよく、任意に正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよく、また、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）又は無機材料中に分散された構成であってもよい。発光効率・寿命の観点からは、ホスト材料中に発光性のドーパントが分散されたものが好ましい。

有機発光材料としては、有機ＥＬ用の公知の発光材料を挙げることができる。このような発光材料は、低分子発光材料、高分子発光材料等に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。また、有機発光材料としては、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であることが好ましい。

ここで、具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの化合物に限定されるものではない。

低分子有機発光材料としては、例えば、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等の芳香族ジメチリデン化合物、５−メチル−２−［２−［４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾオキサゾール等のオキサジアゾール化合物、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）等のトリアゾール誘導体、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物、フルオレノン誘導体等の蛍光性有機材料等が挙げられる。

高分子発光材料としては、例えば、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）、等のポリフェニレンビニレン誘導体、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＤＡＦ）等のポリスピロ誘導体が挙げられる。

発光層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挙げるができる。このようなドーパント材料としては、例えば、スチリル誘導体等の蛍光発光材料、ビス［（４，６−ジフルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２‘］ピコリネートイリジウム（ＩＩＩ）（ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（４’，６‘−ジフルオロフェニルポリジナト）テトラキス（１−ピラゾイル）ボレートイリジウム（ＩＩＩ）（ＦＩｒ_６）等の燐光発光有機金属錯体等が挙げられる。

なお、本発明において、発光層１０９は、青色光を発光することが望ましい。

また、ドーパントを使用する時のホスト材料としては、有機ＥＬ用の公知のホスト材料を挙げるができる。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。

電荷は、正孔と電子とを含む。正孔、電子の電極からの注入と発光体層への輸送（注入）とをより効率よく行なう目的で、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層が用いられる。これらの層は、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。

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ものを使用することができる。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。

正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、例えば、酸化バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）等の酸化物、無機ｐ型半導体材料、ポルフィリン化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＤ）等の芳香族第三級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアニリン−樟脳スルホン酸（ＰＡＮＩ−ＣＳＡ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリ（トリフェニルアミン）誘導体（Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）（ＰＮＶ）等の高分子材料等が挙げられる。

また、陽極からの正孔の注入及び輸送をより効率よく行なうという観点から、正孔注入層の材料としては、正孔輸送層の材料より、最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が低い材料であることが好ましく、正孔輸送層の材料としては、正孔注入層の材料より正孔の移動度が、高い材料であることが好ましい。

また、より正孔の注入・輸送性を向上させるため、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使用することができる。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。

アクセプター材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ，Ｉｒ、ＰＯＣ_ｌ３、ＡｓＦ_６、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、酸化バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）等の無機材料、ＴＣＮＱ（７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＱＦ_４（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、ＴＣＮＱＦ_４、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可能であるためより好ましい。

電子注入層及び電子輸送層の材料としては、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）等の高分子材料等が使用される。特に、電子注入層には、特にフッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ_２）等のフッ化物、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）等の酸化物等が挙げられる。

電子の陰極からの注入・輸送をより効率よく行なうという観点から、電子注入層の材料としては、電子輸送層の材料より、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が高い材料が好ましく、電子輸送層の材料としては、電子注入層の材料より電子移動度が高い材料が好ましい。

また、より電子の注入効率及び電子の輸送性を向上させるため、電子注入層及び電子輸送層の材料に、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使用することができる。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。

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、芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、縮合多環化合物、アルカリ金属がよりキャリア濃度を効果的に増加させることが可能であるためより好ましい。

正孔注入層、正孔輸送層、発光体層、電子輸送層、電子注入層等の発光層は、上述したこられの層の材料を溶剤に溶解、分散させた発光層形成用塗液を用いて、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウエットプロセス、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、又は、レーザー転写法等により形成することができる。なお、ウエットプロセスにより発光層を形成する場合には、発光層形成用塗液は、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。

上記各層の膜厚は、例えば１〜１０００ｎｍ程度であるが、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）が得なれない。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を超えると発光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。

＜第一電極層１０４及び第二電極層１１０（一対の電極層）＞
第一電極層１０４は、ＴＦＴ回路１０２上に、絶縁膜１０３を介して形成されている。

第二電極層１１０は、発光層１０９上に形成されている。

第一電極層１０４と第二電極層１１０とは、上記発光層１０９を挟持している。

第一電極層１０４及び第二電極層１１０のうち、発光を取り出す側の電極層（一方の電極層）は、発光層１０９から発光される光の少なくとも一部を透過させるもの（透過電極層）でなければならない。本実施形態では、第二電極層１１０から、発光層１０９により発光した光を取り出すものとする。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、第一電極層１０４から光を取り出し、第二電極層１１０は光を反射させるものであってもよい。

第一電極層１０４及び第二電極層１１０は、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極として対で機能する。つまり、第一電極層１０４を陽極とした場合には、第二電極層１１０は陰極となり、第一電極層１０４を陰極とした場合には、第二電極層１１０は陽極となる。以下に、具体的な化合物及び形成方法を例示するが、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。

第一電極層１０４及び第二電極層１１０を形成する電極材料としては公知の電極材料を使用することができる。陽極である場合には、発光層への正孔の注入をより効率よく行なう観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以上の金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、及び、インジウム（Ｉｎ）及び錫（Ｓｎ）を含む酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ_２）、インジウム（Ｉｎ）及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＺＯ）等が透明電極材料として挙げられる。また、陰極を形成する電極材料としては、発光層への電子の注入をより効率よく行なう観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以下のリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、又は、これらの金属を含有するＭｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等の合金が挙げられる。

第一電極層１０４及び第二電極層１１０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直接パターン化した電極を形成することもできる。その膜厚は、５０ｎｍ以上が好ましい。膜厚が５０ｎｍ未満の場合には、配線抵抗が高くなることから、駆動電圧の上昇が生じるおそれがある。

色純度の向上、発光効率の向上、正面輝度の向上等の目的でマイクロキャビティ効果を発現する構成を採用する場合には、第二電極層１１０を半透明電極とすることが好ましい。当該半透明電極の材料として、金属の半透明電極単体、又は、金属の半透明電極及び透明電極材料の組み合わせとすることが可能であり、中でも、反射率・透過率の観点から、銀が好ましい。半透明電極層の膜厚は、５〜３０ｎｍが好ましい。膜厚が５ｎｍ未満の場合には、光の反射が十分行なえず、干渉の効果を十分得ることができない。また、膜厚が３０ｎｍを超える場合には、光の透過率が急激に低下することから輝度、効率が低下するおそれがある。また、第一電極層１０４としては、光を反射する反射率の高い電極を使用することが好ましい。この際に使用する電極材料としては、例えば、アルミニウム、銀、金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−ネオジウム合金、アルミニウム−シリコン合金等の反射性金属電極、透明電極と反射性金属電極（反射電極）とを組み合わせた電極等が挙げられる。

＜エッジカバー１０５＞
エッジカバー１０５は、また、第一電極層１０４の端部を封止している。

有機ＥＬ素子１００において、基板１０１側に形成された第一電極層１０４のエッジ部で、第一電極層１０４と第二電極層１１０との間でリークを起こすことを防止する目的でエッジカバーを有することが好ましい。ここで、エッジカバー１０５は、絶縁材料を用いてＥＢ蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等の公知の方法により形成することができ、公知のドライ及びウエット法のフォトリソグラフィー法によりパターン化をすることができる。なお、本発明に係る有機ＥＬ素子がエッジカバーを備える場合、その形成方法はこれらの形成方法に限定されるものではない。また、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が、光を透過する必要があり、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣ、ＨｆＳｉＯＮ、ＺｒＯ、ＨｆＯ、ＬａＯ等が挙げられる。また、膜厚としては、１００〜２０００ｎｍが好ましい。１００ｎｍ未満であると、絶縁性が十分ではなく、第一電極層１０４と第二電極層１１０との間でリークが起こり、消費電力の上昇、非発光の原因となる。また、２０００ｎｍを超えるであると、成膜プロセスに時間がかかり生産性の悪化、エッジカバーでの第二電極層の断線の原因となる。

＜封止膜１１１、封止層１１２、封止基板１２０＞
封止膜１１１は、第二電極層１１０の上部に積層している。封止層１１２は封止膜１１１上にある。後述のように色変換層１１９が封止層１１２上に形成されており、色変換層１１９の上部に封止基板１２０が設けられている。

このように、本発明に係るディスプレイ、表示装置、及び、本発明に係る有機ＥＬ素子を採用した有機ＥＬ照明には、封止膜又は封止基板を設けることが好ましい。封止膜及び封止基板は、公知の封止材料及び封止方法により形成することができる。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。さらに、封入した不活性ガス中に酸化バリウム等の吸湿剤等を混入する方がより水分による有機ＥＬの劣化を効果的に低減できるため好ましい。さらに、第二電極層１１０上に樹脂をスピンコート法、ＯＤＦ、ラミレート法を用いて塗布する、又は、貼り合わせることによって封止膜とすることもできる。さらに、第二電極層１１０上に、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法、イオンビーム法、スパッタ法等により、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ等の無機膜を形成した後、さらに、樹脂をスピンコート法、ＯＤＦ、ラミレート法を用いて塗布する、又は、貼り合わせることによって封止膜とすることもできる。この封止膜により、外部からの素子内への酸素又は水分の混入を防止することができ、有機ＥＬ素子の寿命が向上する。また、本発明は、これらの部材又は形成方法に限定されるものではない。また、基板１０１と逆側（第二電極層１１０側）から光を取り出す場合は、封止膜１１１、封止基板１２０共に光透過性の材料を使用すればよい。

＜色変換層１１９、透過層１１５＞
色変換層１１９は、発光層１０９から発光される光を透過させる第二電極層１１０を挟んで、発光層１０９とは反対側に設けられている。

色変換層１１９は、封止膜１１１の上部に、封止樹脂１１２を介して形成されている。

色変換層１１９は、赤色蛍光体層１１３、緑色蛍光体層１１４の二つの蛍光体層から構成されている。また、透過層１１５は、青色光を透過させ配向を調整する透過層である。赤色蛍光体層１１３、緑色蛍光体層１１４、透過層１１５の中には、表面プラズモン現象を発現することができる微粒子（粒子）１１６、微粒子（粒子）１１７、微粒子（粒子）１１８がそれぞれ配置されている。

有機ＥＬ素子１００において、発光層１０９の放出する青色光は、色変換層１１９に輸送され、赤色蛍光体層１１３に入射する青色光は、赤色に変換され、緑色蛍光体層１１４に入射する青色光は、緑色に変換された上で出射する。透過層１１５に入射する青色光は、配向を調整され、青色のまま出射する。赤色蛍光体層１１３、緑色蛍光体層１１４、透過層１１５の中に、微粒子１１６、微粒子１１７、微粒子１１８を配置させることにより、表面プラズモン現象が発現し、出射光の強度が増強され、より高輝度の出射光を得ることができる。

赤色蛍光体層１１３及び緑色蛍光体層１１４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く、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）又は無機材料中に分散された構成であってもよい。

また、蛍光体層間には、ブラックマトリックスを形成することが好ましい。

本発明に蛍光体材料としては、公知の蛍光体材料を使用することができる。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、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。

有機系蛍光体材料としては、青色の励起光を、緑色発光に変換する蛍光色素としては、クマリン系色素：２，３，５，６−１Ｈ、４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフロメチルキノリジン（９，９ａ、１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）、３−（２′−ベンゾチアゾリル）―７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２′−ベンゾイミダゾリル）―７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、ナフタルイミド系色素：ベーシックイエロー５１、ソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６等が挙げられる。また、青色の励起光を、赤色の発光に変換する蛍光色素としては、シアニン系色素：４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチルリル）−４Ｈ−ピラン、ピリジン系色素：１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジニウム−パークロレート、及びローダミン系色素：ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、ベーシックバイオレット１１、スルホローダミン１０１等が挙げられる。

また、無機系蛍光体材料としては、青色の励起光を、緑色の発光に変換する蛍光体としては、（ＢａＭｇ）Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺、（ＳｒＢａ）Ａｌ₁₂Ｓｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ²⁺、（ＢａＭｇ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇−Ｓｒ₂Ｂ₂Ｏ₅：Ｅｕ²⁺、（ＢａＣａＭｇ）₅（ＰＯ₄）３Ｃｌ：Ｅｕ²⁺、Ｓｒ₂Ｓｉ₃Ｏ₈−２ＳｒＣｌ₂：Ｅｕ²⁺、Ｚｒ₂ＳｉＯ₄、ＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、Ｂａ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、Ｓｒ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、（ＢａＳｒ）ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺等が挙げられる。また、青色の励起光を、赤色の発光に変換する蛍光体としては、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺、ＹＡ_lＯ₃：Ｅｕ³⁺、Ｃａ₂Ｙ₂（ＳｉＯ₄）６：Ｅｕ³⁺、ＬｉＹ₉（ＳｉＯ₄）₆Ｏ₂：Ｅｕ³⁺、ＹＶＯ₄：Ｅｕ³⁺、ＣａＳ：Ｅｕ³⁺、Ｇｄ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ₄：Ｅｕ³⁺、Ｍｇ₄ＧｅＯ₅．₅Ｆ：Ｍｎ⁴⁺、Ｍｇ₄ＧｅＯ₆：Ｍｎ⁴⁺、Ｋ₅Ｅｕ_2.5（ＷＯ₄）_6.25、Ｎａ₅Ｅｕ_2.5（ＷＯ₄）_6.25、Ｋ₅Ｅｕ_2.5（ＭｏＯ₄）_6.25、Ｎａ₅Ｅｕ_2.5（ＭｏＯ₄）_6.25等が挙げられる。また、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く、その方法としてはシランカップリング剤等の化学的処理によるもの、サブミクロンオーダーの微粒子等の添加による物理的処理によるもの、さらに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、無機材料が好ましい。さらに無機材料を使用する場合には、平均粒径（ｄ５０）が、１〜５０μｍであることが好ましい。平均粒径が１μｍ未満であると、蛍光体の発光効率が急激に低下する。また、５０μｍを超えるであると、平坦な膜を形成することが非常に困難となり、蛍光体層と、有機ＥＬ素子との間に空乏が出来てしまい（有機ＥＬ素子（屈折率：約１．７）と無機蛍光体層（屈折率：約２．３）の間に空乏（屈折率：１．０））有機ＥＬ素子からの光が効率よく無機蛍光層に届かず、蛍光体層の発光効率の低下が起こるという問題が生じる。

また、高分子樹脂として、感光性の樹脂を使用することで、フォトリソグラフィー法により、パターン化が可能となる。

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）の一種類又は複数種類の混合物を使用することが可能である。

また、蛍光体層は、上記の蛍光体材料と樹脂材料とを溶剤に溶解、分散させた蛍光体層形成用塗液を用いて、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウエットプロセス、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、又は、レーザー転写法等により形成することができる。

蛍光体層の膜厚は、例えば、１００ｎｍ〜１００μｍ程度であるが、１〜１００μｍが好ましい。膜厚が１００ｎｍ以上とすることで、有機ＥＬからの青色発光を十分吸収することができ、発光効率の向上、必要とされる色に青色の透過光が混じることを抑制することによる色純度の向上といった効果を得ることができる。さらにこの有機ＥＬからの発光の吸収を高め、色純度の悪影響を及ぼさない程度に青色の透過光を低減する為には、膜厚として、１μｍ以上とすることが好ましい。また、膜厚が１００μｍであれば、有機ＥＬ素子からの青色発光を十分吸収することから、これ以上の厚さとする場合に比べて、十分な効率を維持しつつ、材料の消費を抑え、材料コストを低下させることができる。

また、蛍光体層上は、平坦化膜等で、平坦化することが好ましい。これにより、有機ＥＬ素子と蛍光体層との間に空乏ができることを防止でき、かつ、有機ＥＬ素子基板と蛍光体層基板との密着性を上げることができる。

赤色蛍光体層１１３及び緑色蛍光体層１１４は、発光層より放出される光の色を変えるために、第二電極層１１０の外部に設けられるものであって、蛍光粒子を含んでいる。この蛍光体層に用いられる材料としては無機蛍光体及び有機蛍光体があり、特に有機蛍光物質をポリマー中に分散したものが好適である。この有機蛍光物質としては、例えばクマリン類、ローダミン類、フルオレセイン類、シアニン類、ポリフィリン類、ナフタルイミド類、ペリレン類、キナクリドン類等が、蛍光量子収率が高いので好ましい。特に好ましいものは、ポリマーバインダー中に分散された状態で蛍光量子収率が０．３以上のものである。この有機蛍光物質は一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、ポリマーバインダーとしては、透明性樹脂、例えばポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリオレフィン、ポリスチレン等を好ましく採用することができる。

赤色蛍光体層１１３、緑色蛍光体層１１４は、発光層より放出される中心波長λの光を吸収し、その方向性を消去して等方化する機能を有している。このような蛍光変換膜の作製方法については特に制限はなく、様々な方法を使用することができる。例えばポリマーバインダー中に有機蛍光物質を分散させたのち、これをキャスティング法、スピンコート法、印刷法、バーコート法、押出し成形法、ロール成形法、プレス法、スプレー法、ロールコート法等の方法を用いて、例えば、５００〜５００００ｎｍ、好ましくは１０００〜５０００ｎｍの膜厚になるように製膜することにより、蛍光変換膜が得られる。これらの製膜方法において有機溶媒を使用する場合には、該有機溶媒としては、例えばジクロロメタン；１，２−ジクロロエタン；クロロホルム；アセトン；シクロヘキサノン；トルエン；ベンゼン；キシレン；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド；ジメチルスルホキシド；１，２−ジメトキシエタン；ジエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。これらの溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。

有機ＥＬ素子１００は少なくとも赤色、緑色、青色を発光する画素から構成され、それらの輝度を適時制御することで、フルカラー映像を得ることが可能である。また、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原色を発光する画素を使用するディスプレイ、表示装置より色再現範囲をさらに広げることが可能となる。

また、各蛍光体層間、蛍光体層と配光特性調整層間には、ブラックマトリックスを形成することが好ましい。

＜微粒子（粒子）１１６、１１７、１１８＞
微粒子１１６、１１７、１１８は、以下に示すものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。微粒子１１６、１１７、１１８は、表面プラズモン現象を誘起できるものであればよい。「表面プラズモン現象」とは、光の電界に金属粒子等の微粒子の電子が共鳴する状態をいう。表面プラズモン現象は、屈折率の大きい物質から屈折率の小さい物質へ光が臨界角以下で入射して全反射し、屈折率の小さい物質へ浸み出す場合、又は光の波長より径が小さい開口部に光が入射したときにその開口部から浸み出す場合の近接場光（エバネッセント光）に金属粒子等の電子が共鳴することによっても励起される。

微粒子１１６、１１７、１１８は、金属であってもよい。金属としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎａ等、及びこれらの金属の中から適宜二種以上選び形成された合金、例えば、Ｍｇ：Ａｇ，Ａｌ：Ｌｉ，Ａｌ：Ｃａ，Ｍｇ：Ｌｉを挙げることができる。

微粒子１１６、１１７、１１８が金属の場合、粒子径を、例えば、１０００ｎｍ、好ましくは６００ｎｍ以下にすると近接場光と相互作用して十分に表面プラズモンを誘起させる。より好ましくは青色の励起光で誘起される赤、緑色の蛍光に表面プラズモン励起される金属粒子であれば好適である。青色の励起光において直接励起される金属微粒子でも励起光が増強され蛍光の増強に効果的である。

発光層１０９で発生した光が、例えば屈折率の大きい発光層から屈折率の小さい光散乱層へ臨界角以下で光が入射して全反射すると、屈折率の小さい光散乱層の界面近傍の数百ｎｍ以下の領域に近接場光が発生する。この近接場光と光散乱層に分散する金属微粒子の自由電子とが相互作用し、共鳴振動する自由電子により光が放射され、その放射光が光散乱層の外へ散乱される。放射光の強度ピークは金属微粒子の粒子径又は粒子の長軸と短軸の比の大きさによって異なる。

そこで、粒子径が、例えば１０００ｎｍ、好ましくは６００ｎｍ以下に分布する金属微粒子を蛍光変換層に分散させることにより、発光層１０９から放射される光が異なる波長が混在していても、所望の波長の散乱光を外部へ取り出すことができる。あるいは、粒子の長径に対する粒子の短径の比が異なる数種類の形の金属微粒子を光散乱層に分散させた場合にも同様の効果を得ることができる。よって、微粒子１１６、１１７、１１８は、球状であっても、球状以外の形状であってもよい。微粒子１１６、１１７、１１８の相直交する少なくとも二つの断面が異なる形状、例えば、円柱状、平板状、針状、円錐状、三角柱、三角錐状、四角柱、四角錐状であることができるが、これらに限定されるものではない。微粒子１１６、１１７、１１８が球状であれば局所的に生じるプラズモンは等方的である。微粒子１１６、１１７、１１８が相直交する少なくとも二つの断面が異なる形状であれば局所的プラズモンは異方的であるが、粒子の分散が均一であれば、結局蛍光体層から生じる光は等方的となる。

また、微粒子１１６、１１７、１１８は、金属と誘電体とで構成されていてもよい。例えば、誘電体から成る略球状のコア部と、コア部の表面に成膜された金属薄膜とで構成させてもよい。誘電体とは、導体でも半導体でもなく、直流に対して電気を通さない絶縁体である。ポリスチレンなどのポリマー及びシリカなどが該当する。ただし、これらに限定されるものではない。このとき、コア部と金属薄膜のサイズが異なる複数種の金属微粒子が光散乱層に混在するように構成すると、発光層から放射される光が異なる波長が混在していても、所望の波長の散乱光を外部へ取り出すことができる。

また、金属微粒子を、微粒子が複数個凝集していてもよい。つまり、微粒子が複数個凝集することにより形成されたクラスターでもよい。微粒子が複数個凝集していることによって、プラズモンが増強される場合もある。

また、本実施形態では、微粒子１１６、１１７は、赤色蛍光体層１１３、緑色蛍光体層１１４の蛍光体層内において、蛍光粒子と混在している。微粒子１１６、１１７及び蛍光粒子が存在すると、蛍光変換を増強することができる。微粒子１１６、１１７による蛍光変換の増強作用の原因には二種類の因子がある。第一の因子は、入射光により金属ナノ粒子中に表面プラズモンが励起されたときに生ずる粒子近傍の電場の増強である。近傍の分子はこの増強電場の下でより効率的に励起されるため、実効的に入射光の吸収率（分子の励起効率）が増加し、これに比例して発光強度も強くなる。この増強電場の強さ及び増強電場が及ぶ範囲（距離）は金属ナノ粒子のサイズ及び形状に大きく依存する。

第二の因子は、発光の量子収率そのものを増加させる作用であり、その定性的な解釈は次のとおりである。すなわち、励起分子の発光双極子が隣接する金属の表面プラズモン的な自由電子の振動モードを励起し（これにより励起分子のエネルギーが金属に移動したことになる）、金属粒子中に発光性の誘起双極子を与える。系の正味の発光確率は全双極子モーメントの二乗に比例するため、誘起双極子の大きさが元の励起分子の双極子よりも大きくなれば発光効率（量子収率）の増加が期待できる。

微粒子１１６、１１７、１１８と蛍光粒子とは互いに近傍にあることが好ましく、例えば、微粒子１１６、１１７、１１８と蛍光粒子との距離が数ナノメートル以下であることが好ましい。

なお、本実施形態では、微粒子１１６、１１７及び蛍光粒子が混在しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、発光層の発光が白色光の場合、色変換層として白色光を所望の色に変換するカラーフィルターを使い、このカラーフィルターに表面プラズモン現象を発現する粒子を含ませてもよい。

また、赤色蛍光体層１１３に含まれる微粒子１１６の大きさと、緑色蛍光体層１１４に含まれる微粒子１１７の大きさと、透過層１１５に含まれる微粒子１１８の大きさとが、異なっていてもよい。例えば、赤色蛍光体層１１３、緑色蛍光体層１１４、透過層１１５それぞれに含まれる粒子の大きさを最適化することにより、より効果的に所定の波長を有する光の輝度を上げることができる。

本実施形態では微粒子１１６、１１７、１１８が赤色蛍光体層１１３、緑色蛍光体層１１４、透過層１１５の中に分散している構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明に係る有機ＥＬ素子では、表面プラズモン現象を発現する粒子は、蛍光体層及び透過層の発光層に近い側の表面に配置されていてもよい。また、表面プラズモン現象を発現する粒子の膜を蛍光体層及び透過層の発光層に近い側の表面に形成してもよい。このように構成することで金属微粒子を蛍光体層に分散する必要がなく、より容易に表示素子を製作することができる。

＜その他の構成要素＞
以上の構成要素の他に、光取り出し側の基板と蛍光体層との間にカラーフィルターを設けることができる。カラーフィルターとしては、従来のカラーフィルターを使用することが可能である。ここで、カラーフィルターを設けることによって、赤色画素、緑色画素、青色画素の色純度を高めることが可能となり、有機ＥＬディスプレイ及び有機ＥＬ表示装置の色再現範囲を拡大することができる。また、赤色蛍光体層上に配置された赤色カラーフィルター、緑色蛍光体層上に配置された緑色カラーフィルターが、外光の青色成分、紫外成分を吸収するため、外光による蛍光体層の発光を低減又は防止することが可能となり、コントラストの低下を低減又は防止することができる。

また、光取り出し側に偏光板を設けることができる。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使用することが可能である。ここで、偏光板を設けることによって、有機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬ表示装置の電極からの外光反射、基板又は封止基板の表面での外光反射を防止することが可能であり、有機ＥＬディスプレイ及び有機ＥＬ表示装置のコントラストを向上させることができる。

なお、本実施形態においては、発光層１０９が有機エレクトロルミネッセンス発光層の場合について説明しているが、これに限られない。例えば、発光層として青色発光ダイオード等の発光ダイオード（ＬＥＤ）を採用してもよい。また、ＬＥＤを採用する場合、液晶によって発光した光の遮断と透過とを制御してもよい。

＜ディスプレイ、表示装置＞
また、本発明に係る発光素子を備えるディスプレイ（例えば有機ＥＬディスプレイ等）、表示装置（例えば有機表示装置等）も、本発明の範疇にある。これによって、より高輝度で、視野角の広い、高画質なディスプレイ、表示装置を実現することができる。

ここで図７を用いて、本発明に係る表示装置の一例について説明する。図７は本発明に係る表示装置の一実施形態である有機ＥＬ表示装置７００の構造を模式的に示す図である。

有機ＥＬ表示装置７００は、有機ＥＬパネル７０１、映像信号駆動回廊７０２、走査回路７０３、ＣＰＵ７０４、コントローラ７０５、有機ＥＬ電源回路７０６を備えている。

ＣＰＵ７０４は、図示しないチューナ等から画像信号を受け取る。当該画像信号に基づいて映像信号駆動回路７０２及び走査回路７０３の駆動方法を示す信号を作成し、当該信号をコントローラ７０５に送る。コントローラ７０５は当該信号に基づいて映像信号駆動回路７０２及び走査回路７０３を駆動させる。具体的には、走査回路７０３は走査信号を有機ＥＬパネル７０１中の走査線に送り込み、また、映像信号駆動回路７０２は有機ＥＬパネル中のデータ線に映像信号を送り込む。このとき、有機ＥＬ電源回路７０６は適切な電圧を映像信号駆動回路７０２及び走査回路７０３に供給する。

なお、本発明に係る表示装置は有機ＥＬ表示装置に限定されず、例えば液晶表示装置でもよい。本発明に係る表示装置が液晶表示装置である場合、部材番号７０１は液晶パネルとなり、部材番号７０６は液晶電源回路となる。

なお、本発明に係る発光素子において、上記発光層は、青色光を発光するものであり、上記変換層は当該青色光を蛍光変換する蛍光体層であってもよい。

また、上記蛍光体層は、上記発光層より放出される青色光を赤色に変換する赤色蛍光体層及び、上記発光層より放出される青色光を緑色に変換する緑色蛍光体層から構成されてもよい。

上記の構成によれば、発光層で青色光を放出し、その青色光を赤色蛍光体層と緑色蛍光体層とによりそれぞれ赤色光、緑色光に変換する色変換法において、蛍光物質の近傍にプラズモン現象が発現する粒子を配置させることにより、励起効率と量子収率との向上により、蛍光の変換効率が向上して、出射強度がさらに大きくなり、より高輝度な出射光を得ることができる。

また、本発明に係る発光素子において、上記発光層を挟持する一対の電極層を備え、上記一対の電極層のうち一方が、上記透過電極層であり、上記一対の電極層及び上記発光層は、マイクロキャビティ効果を発現する構造であることが望ましい。

上記構成によれば、マイクロキャビティ効果の発現により、出力する光の輝度と色純度は大きく向上する。

また、本発明に係る発光素子において、上記青色光の色を変換せずに透過する透過層をさらに備え、上記透過層は上記粒子を含む構成とすることもできる。

上記構成によれば、透過層を通過する青色光の輝度を向上させることができる。

また、本発明に係る発光素子において、上記赤色蛍光体層に含まれる上記粒子の大きさと上記緑色蛍光体層に含まれる上記粒子の大きさとが異なってもよい。

また、上記青色光の色を変換せずに透過する透過層をさらに備え、上記蛍光体層は、上記発光層より放出される青色光を赤色に変換する赤色蛍光体層及び、上記発光層より放出される青色光を緑色に変換する緑色蛍光体層であり、上記赤色蛍光体層に含まれる上記粒子の大きさと上記緑色蛍光体層に含まれる上記粒子の大きさと上記透過層に含まれる上記粒子の大きさとが異なってもよい。

上記構成によれば、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、透過層それぞれに含まれる粒子の大きさを最適化することにより、より効果的に所定の波長を有する光の輝度を上げることができる。

また、本発明に係る発光素子において、上記粒子は、上記蛍光体層内又は上記透過層において、蛍光粒子と混在していても、又は上記発光層に近い側の表面に配置されていてもよい。また、上記蛍光体層内又は上記透過層の上記発光層に近い側の表面に、上記粒子の膜を形成していてもよい。

上記いずれの構成によっても、高輝度な出射光を得ることができる。

また、本発明に係る発光素子において、上記粒子は、金属である構成とすることができる。

上記粒子は、球状であっても、又は相直交する少なくとも２つの断面が異なる形状であってもよい。

また、上記粒子は、粒子が複数個凝集することにより形成されていても、金属と誘電体とで構成されていてもよい。

上記いずれの構成によっても、高輝度な出射光を得ることができる。

また、本発明に係る発光素子において、上記発光層は、有機エレクトロルミネッセンス発光層であってもよい。

上記構成によれば、より高輝度で、かつ視野角の広い、有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。

＜実施例１＞
以下に、本実施例の有機ＥＬ素子２００について説明する。本実施例の有機ＥＬ素子２００は、以下のように製作した。

〔有機ＥＬ素子２００の製作〕
１．有機ＥＬ部１の製作
まず、有機ＥＬ部１を作製した。

（１．基板１１の選定）
ＴＦＴ回路の基板１１として厚み０．７ｍｍのガラス基板を使用した。

（２．陽極１２の形成）
基板１１の上に、第一電極層としての陽極１２を形成する。スパッタ法により銀を膜厚１００ｎｍとなるように成膜した後、その上にスパッタ法によりＩＴＯ（インジウムースズ）を膜厚２０ｎｍとなるように成膜した。フォトリソグラフィー法により、９０本の２ｍｍ幅のストライプにパターンニングを行なった。次に、スパッタ法によりＳｉＯ_２を２００ｎｍ積層した後、陽極１２のエッジ部１０μｍのみ、短辺をＳｉＯ_２で覆うように、パターンニングを行った。パターニング完了後純水中で１０分間超音波洗浄、アセトン中で１０分間超音波洗浄、イソプロピルアルコールを用いて蒸気洗浄を５分間行なった後、１００℃条件下において１時間乾燥させた。

（３．有機層１３の形成）
上記（２．陽極１２の形成）の操作を行なった基板１１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て、１×１０^−４Ｐａ以下の真空に減圧して、有機層１３を形成した。本実施例において、有機層１３は、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／電子注入層を含む多層構造とした。

まず、抵抗加熱蒸着法により１，１−ビス−ジ−４−トリルアミノ−フェニル−シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）を膜厚１００ｎｍとなるように成膜し、正孔注入層を形成した。

次に、抵抗加熱蒸着法により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）を膜厚４０ｎｍとなるように成膜し、正孔輸送層を形成した。

続いて、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、それぞれ蒸着速度を１．５Å／ｓｅｃ、０．２Å／ｓｅｃ条件下で共蒸着して膜厚３０ｎｍとなるように成膜し、有機発光層を形成した。本有機発光層は、青色発光層とした。

その次に、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）を用いて膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、正孔防止層を形成した。

さらに、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）を用いて膜厚３０ｎｍとなるように成膜し、電子輸送層を形成した。

最後に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を用いて膜厚０．５ｎｍとなるように成膜し、電子注入層を形成した。

（４．陰極１４の形成）
有機層１３の上に、第二電極層としての陰極１４を形成した。

まず、上記陽極１２と有機層１３の形成された基板１１を金属蒸着用チャンバーに固定した。

次に、上記陽極１２のストライプと垂直な方向に２ｍｍ幅のストライプ状陰極１４を形成できるように開口部が設けられている陰極形成用シャドーマスクを有機層１３表面にかぶせ、真空蒸着法により、マグネシウム、銀をそれぞれ０．１Å／ｓｅｃ、０．９Å／ｓｅｃ条件下、共蒸着して膜厚１ｎｍとなるように所望のパターンに成膜し、陰極１４を形成した。

続いて、銀を１Å／ｓｅｃ条件下で蒸着し、膜厚１９ｎｍとなるように所望のパターンを形成した。この銀の層を設けることにより、マイクロキャビティ効果が強調され、陰極１４での配線抵抗による電圧降下を防止できる。

本実施例において、有機ＥＬ素子は、陽極１２に反射性電極、陰極１４に半透過電極としたことで、陽極１２と陰極１４の間でマイクロキャビティ効果が発現し、発光はピーク４６０ｎｍ、半値幅５０ｎｍに調整される上、正面輝度が高まり、発光層１３からの発光エネルギーをより効率良く蛍光体層に輸送することが可能である。

次にプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＯ_２を膜厚３μｍとなるように成膜し、無機保護層を形成した。シャドーマスクを用いて、無機保護層を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を行なった。

以上の（１．基板１１の選定）、（２．陽極１２の形成）、（３．有機層１３の形成）、（４．陰極１４の形成）に従ったステップにより、有機ＥＬ部１を作製した。

２．蛍光体部２の製作
（１．基板１５の選定）
基板１５として厚み０．７ｍｍのガラス基板を使用した。基板１５上に３ｍｍ幅の赤色蛍光体層１６、緑色蛍光体層１７、透過層１８をそれぞれ形成した。

（２．蛍光体層１６、１７、透過層１８の形成）
Ａ．赤色蛍光体層１６の形成
まず、平均粒径５ｎｍのコロイド状二酸化ケイ素０．１６ｇにエタノール１５ｇ、及びγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン０．２２ｇを加え、開放系において室温条件下１時間攪拌した。

次に、得られた混合物を乳鉢に移し、赤色蛍光体Ｋ_５Ｅｕ_２．５（ＷＯ_４）６_．２５を２０ｇ加え、よくすり混ぜた後、７０℃のオーブンで２時間、さらに１２０℃のオーブンで２時間加熱し、表面改質したＫ_５Ｅｕ_２．５（ＷＯ_４）_６．２５を得た。

さらに、得られた表面改質したＫ_５Ｅｕ_２．５（ＷＯ_４）_６．２５ １０ｇに、水／ジメチルスルホキシド＝１／１の混合溶液（３００ｇ）で溶解されたポリビニルアルコール３０ｇを加え、分散機により攪拌し、赤色蛍光体形成用塗液を作製した。

なお、赤色蛍光体形成用塗液中に、主に５０ｎｍサイズのＡｕ粒子１９を１ｍｇ加え、均一に分散させた。

得られた赤色蛍光体形成用塗液を、スクリーン印刷法で、上記ガラス上に３ｍｍ幅で所望の位置に塗布した。塗布後真空オーブン（２００℃、１０ｍｍＨｇ）で４時間加熱乾燥し、粒子１９を含む赤色蛍光体層１６を形成した。

Ｂ．緑色蛍光体層１７の形成
まず、平均粒径５ｎｍのコロイド状二酸化ケイ素０．１６ｇにエタノール１５ｇ、及びγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン０．２２ｇを加え、開放系において室温条件下１時間攪拌した。

次に、得られた混合物を乳鉢に移し、緑色蛍光体Ｂａ_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋を２０ｇ加え、よくすり混ぜた後、７０℃のオーブンで２時間、さらに１２０℃のオーブンで２時間加熱し、表面改質したＢａ_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋を得た。

さらに、得られた表面改質したＢａ_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋ １０ｇに、水／ジメチルスルホキシド＝１／１の混合溶液（３００ｇ）で溶解されたポリビニルアルコール３０ｇを加え、分散機により攪拌し、緑色蛍光体形成用塗液を作製した。

なお、緑色蛍光体形成用塗液中に、主に２０ｎｍサイズのＡｕ粒子２０を１ｍｇ加え、均一に分散させた。

得られた緑色蛍光体形成用塗液を、スクリーン印刷法で、上記ガラス上に３ｍｍ幅で所望の位置に塗布した。塗布後真空オーブン（２００℃、１０ｍｍＨｇ）で４時間加熱乾燥し、粒子２０を含む緑色蛍光体層１７を形成した。

Ｃ．青色透過層１８の形成
まず、水／ジメチルスルホキシド＝１／１の混合溶液（３００ｇ）で溶解されたポリビニルアルコール３０ｇを加え、主に２ｎｍサイズのＡｇ粒子２１を１ｍｇ混ぜ、分散機により攪拌して、調整層形成用塗液を作製した。

得られた調整層形成用塗液を、スクリーン印刷法で、上記ガラス上に３ｍｍ幅で所望の位置に塗布した。塗布後真空オーブン（２００℃、１０ｍｍＨｇ）で４時間加熱乾燥し、蛍光体を含まない、粒子２１を含む透過層１８を形成した。

以上の（１．基板１５の選定）、（２．蛍光体層１６、１７、透過層１８の形成）に従ったステップにより、蛍光体部２を作製した。

３．有機ＥＬ素子２００の組み立て
上記のように作製した有機ＥＬ部１と蛍光体部２とを、表示部の外に設置されている位置合わせマーカーにより、位置合わせを行なった。なお、蛍光体基板には、事前に熱硬化樹脂が塗布されており、熱硬化樹脂を介して両基板を密着し、９０℃条件下で２時間加熱することにより硬化を行なった。なお、この位置合わせは、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℃）で行なった。

最後に、有機ＥＬ素子基板１１の周辺に形成している端子を外部電源に接続することで、有機ＥＬ表示装置を完成した。

〔有機ＥＬ素子２００の構成〕
次に、図２を用いて本実施例における有機ＥＬ素子２００の構成について説明する。図２は、本実施例の有機ＥＬ素子の断面構成を部分的に示す模式図である。

有機ＥＬ素子２００を、有機ＥＬ部１と、蛍光体部２とを張り合わせることにより構成した。有機ＥＬ部１は、ＴＦＴ基板１１上に、陽極層１２、有機層１３、陰極層１４が逐次積層することにより構成した。ＴＦＴ基板１１として、厚さ０．７ｍｍのガラス基板を用いた。陽極層１２として、銀及びＩＴＯを含む鏡面の全反射性電極を使用した。有機層１３としては、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／電子注入層を含む多層構造とした。有機発光層としては、青色発光をする有機分子から形成した。陰極層１４としては、マグネシウム−銀半透過反射電極を使用した。蛍光体部２としては、基板１５上に、３ｍｍ幅の赤色蛍光体層１６、緑色蛍光体層１７、透過層１８をそれぞれ形成した。蛍光体部２上部には、封止基板２２を設けた。基板１５としては、厚さ０．７ｍｍのガラス基板を用いた。赤色蛍光体層１６には、赤色蛍光性粒子の他に、５０ｎｍサイズの球状Ａｕ粒子１９が均一に混入させた。緑色蛍光体層１７には、緑色蛍光性粒子の他に、２０ｎｍサイズの球状Ａｕ粒子２０が均一に混入させた。透過層１８には、蛍光性粒子を含ませず、２ｎｍサイズの球状Ａｕ粒子２１が均一に混入させた。

陽極層１２と陰極層１４とに、電圧を印加することにより、有機層１３は青色光を発光した。青色光はマイクロキャビティ効果により、高輝度・高色純度を有する光となり、蛍光体部２に輸送される。蛍光体層中に混在している蛍光分子により、青色光は赤色と緑色に変換される。金属粒子１９、２０、２１により、表面プラズモン効果が発現し、高輝度な出射光が得られた。

〔有機ＥＬ素子２００の特徴〕
蛍光体層に金属粒子が含まれていない従来の有機ＥＬ表示装置に比べ、有機ＥＬ素子２００において、輝度は略５〜１０％向上し、外部電源により所望の電圧を所望のストライプ状電極に印加することにより所望の良好な画像を得ることができた。

＜実施例２＞
以下に、本実施例の有機ＥＬ素子３００について説明する。本実施例の有機ＥＬ素子３００は、実施例１における有機ＥＬ素子２００と同じように製作されたものであるため、製作過程については、説明を省略する。

〔有機ＥＬ素子３００の構成〕
次に、図３を用いて本実施例における有機ＥＬ素子３００の構成について説明する。図３は、本実施例の有機ＥＬ素子の断面構成を部分的に示す模式図である。

有機ＥＬ素子３００を、有機ＥＬ部１と、蛍光体部２とを張り合わせることにより構成した。有機ＥＬ部１は、ＴＦＴ基板１１上に、陽極層１２、有機層１３、陰極層１４が逐次積層することにより構成した。蛍光体部２としては、基板１５上に、３ｍｍ幅の赤色蛍光体層１６、緑色蛍光体層１７、透過層１８をそれぞれ形成した。蛍光体部２上部には、封止基板２２を設けた。各部材の構成は有機ＥＬ素子２００と同じであるため、詳細な説明を省略し、有機ＥＬ素子２００と異なるところについてのみ、説明する。

赤色蛍光体層１６には、赤色蛍光性粒子の他に、主に直径３０ｎｍで高さ５０ｎｍサイズの円柱状Ａｕ粒子２３を、隣接するＡｕ粒子が略３０ｎｍになるように均一に混入させた。緑色蛍光体層１７には、緑色蛍光性粒子の他に、直径１５ｎｍで高さ３０ｎｍサイズの円柱状Ａｇ粒子２４を、隣接するＡｇ粒子が略２０ｎｍになるように均一に混入させた。透過層１８には、蛍光性粒子は含まれず、主に直径１０ｎｍで高さ５ｎｍサイズのＡｌ粒子２５を、隣接するＡｌ粒子が略１０ｎｍになるように均一に混入させた。

〔有機ＥＬ素子３００の特徴〕
蛍光体層に金属粒子が含まれていない従来の有機ＥＬ表示装置に比べ、有機ＥＬ素子３００において、輝度は略５〜１０％向上し、外部電源により所望の電圧を所望のストライプ状電極に印加することにより所望の良好な画像を得ることができた。

＜実施例３＞
以下に、本実施例の有機ＥＬ素子４００について説明する。本実施例の有機ＥＬ素子４００は、実施例１における有機ＥＬ素子２００と同じように製作されたものであるため、製作過程については、説明を省略する。

〔有機ＥＬ素子４００の構成〕
次に、図４を用いて本実施例における有機ＥＬ素子４００の構成について説明する。図４は、本実施例の有機ＥＬ素子の断面構成を部分的に示す模式図である。

有機ＥＬ素子４００を、有機ＥＬ部１と、蛍光体部２とを張り合わせることにより構成した。有機ＥＬ部１は、ＴＦＴ基板１１上に、陽極層１２、有機層１３、陰極層１４が逐次積層することにより構成した。蛍光体部２としては、基板１５上に、３ｍｍ幅の赤色蛍光体層１６、緑色蛍光体層１７、透過層１８をそれぞれ形成した。蛍光体部２上部には、封止基板２２を設けた。各部材の構成は有機ＥＬ素子２００と同じであるため、詳細な説明を省略し、有機ＥＬ素子２００と異なるところについてのみ、説明する。

赤色蛍光体層１６の、有機層からの励起光が入射する側の表面に、主に５０ｎｍサイズの円柱状Ａｕ粒子２６を、隣接するＡｕ粒子が略３０ｎｍになるように均一に配列させた。緑色蛍光体層１７には、有機層からの励起光が入射する側の表面に、緑色蛍光性粒子の他に、主に２０ｎｍサイズの円柱状Ａｇ粒子２７を、隣接するＡｇ粒子が略１０ｎｍになるように均一に配列させた。透過層１８には、蛍光性粒子は含まれず、主に２ｎｍサイズのＡｌ粒子２８を、隣接するＡｌ粒子が略２ｎｍになるように均一に配列させた。

〔有機ＥＬ素子４００の特徴〕
蛍光体層に金属粒子が含まれていない従来の有機ＥＬ表示装置に比べ、有機ＥＬ素子４００において、輝度は略５〜１０％向上し、外部電源により所望の電圧を所望のストライプ状電極に印加することにより所望の良好な画像を得ることができた。

＜実施例４＞
以下に、本実施例の有機ＥＬ素子５００について説明する。本実施例の有機ＥＬ素子５００は、実施例１における有機ＥＬ素子２００と同じように製作されたものであるため、製作過程については、説明を省略する。

〔有機ＥＬ素子５００の構成〕
次に、図５を用いて本実施例における有機ＥＬ素子５００の構成について説明する。図５は、本実施例の有機ＥＬ素子の断面構成を部分的に示す模式図である。

有機ＥＬ素子５００を、有機ＥＬ部１と、蛍光体部２とを張り合わせることにより構成した。有機ＥＬ部１は、ＴＦＴ基板１１上に、陽極層１２、有機層１３、陰極層１４が逐次積層することにより構成した。蛍光体部２としては、基板１５上に、３ｍｍ幅の赤色蛍光体層１６、緑色蛍光体層１７、透過層１８をそれぞれ形成した。蛍光体部２上部には、封止基板２２を設けた。各部材の構成は有機ＥＬ素子２００と同じであるため、詳細な説明を省略し、有機ＥＬ素子２００と異なるところについてのみ、説明する。

赤色蛍光体層１６の、有機層からの励起光が入射する側の表面に、厚さ約３０ｎｍのＡｕ薄膜２９を配置させた。緑色蛍光体層１７には、有機層からの励起光が入射する側の表面に、厚さ約１０ｎｍのＡｇ薄膜３０を配置させた。透過層１８には、有機層からの励起光が入射する側の表面に、厚さ約２ｎｍのＡｌ薄膜３１を配置させた。

〔有機ＥＬ素子５００の特徴〕
蛍光体層に金属粒子が含まれていない従来の有機ＥＬ表示装置に比べ、有機ＥＬ素子５００において、輝度は略５〜１０％向上し、外部電源により所望の電圧を所望のストライプ状電極に印加することにより所望の良好な画像を得ることができた。

＜実施例５＞
〔液晶表示素子６００の構成〕
以下に、図６を用いて本実施例における液晶表示素子６００について説明する。まず、液晶表示素子６００の構成について説明する。図６は、本実施例の液晶表示素子の断面構成を部分的に示す模式図である。

液晶表示素子６００は、バックライト部６０、液晶部６１、蛍光体部６２によって構成した。

バックライト部６０は、図６に示すように、青色発光ダイオード素子６０１を平面上に配列させることによって構成した。青色発光ダイオード素子６０１は、発光部６０２と、導光部６０３とを含む。

液晶部６１は、偏光板６０４、ＴＦＴ基板６０５、電極層６０６、配向膜６０７、液晶層６０８、配向膜６０９が逐次積層することによって構成した。

蛍光体部６２としては、基板６１０上に、赤色蛍光体層１６、緑色蛍光体層１７、透過層１８をそれぞれ形成した。蛍光体部６２の上部には、封止基板２２を設けた。赤色蛍光体層１６、緑色蛍光体層１７、透過層１８には、金属粒子１９、２０、２１がそれぞれ混入されている。蛍光体部６２において、各部材の構成は有機ＥＬ素子２００における蛍光体部２と同じであるため、詳細な説明を省略する。

〔液晶表示素子６００の製作〕
液体表示素子６００の製作について、有機ＥＬ素子２００の製作と異なる液晶部６１について説明する。液晶部６１を次のように作製した。

ＴＦＴ基板６０５として、無研磨ガラス基板を選定した。当該無研磨ガラス基板上に、Ａｌを使用して走査電極を形成し、前記走査電極の表面をＡｌの陽極酸化膜であるアルミナ膜で被覆した。次に、走査電極を覆うように、ゲート絶縁（ゲートＳｉＮ）膜とアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜とを形成した。さらに、上記ａ−Ｓｉ膜上にｎ型ａ−Ｓｉ膜、画素電極及び信号電極を形成した。続いて、上記画素電極及び上記信号電極と同層に共通電極を付設した。上記画素電極及び上記信号電極は、いずれもストライプ状の上記共通電極と平行で、かつ上記走査電極と交差するような構造とし、一方の基板上に薄膜トランジスタ及び金属電極群を形成した。これらによって、基板上の上記画素電極、上記共通電極の間で電界がかかり、かつその方向が基板界面にほぼ平行になる構成とし、いわゆるＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｇ）方式液晶素子を形成した。

基板上の電極はいずれもＡｌを使用して形成したが、これに限られず、例えばクロム、銅等、電気抵抗の低い金属性のものであればよい。

本実施例において、画素数は４０（×３）×３０で、画素ピッチの横方向（即ちコモン電極間）は８０μｍ、縦方向(即ちゲート電極間)は２４０μｍとした。コモン電極の幅は１２μｍで隣接するコモン電極の間隙の６８μｍよりも狭くすることによって、高い開口率を確保した。

また薄膜トランジスタを有するＴＦＴ基板６０５には、偏光板６０４が設けられ、ＴＦＴ基板６０５と相対向する基板６１０上には、偏光板６１１が設けられた。偏光板６０４の偏光軸と、偏光板６１１の偏光軸とは、お互いに直交するようにした。

液晶層６０８には、上下界面近傍での液晶分子の長軸方向が互いにほぼ平行に、かつ印加電界方向とのなす角度を１５度となるように、液晶分子を配列させた。液晶セルには、末端に３つのフルオロ基を有する化合物を主成分とした誘電異方性が正の液晶を封入した。液晶封入状態でセルギャップが３.８μｍになるように作製した。偏光板６０４、偏光板６１１には、日東電工社製Ｇ１２２０ＤＵを使用し、二枚の偏光板によって液晶層を挟む構造とした。偏光板６０４、偏光板６１１のうち、一方の偏光透過軸はラビング方向にほぼ平行とし、もう一方はラビング方向と直交するように配置した。ラビング方向とは、界面近傍での液晶分子長軸方向である。これにより、ノーマリクローズ特性を得た。

このように得られたパネルに駆動ＬＳＩを接続し、アクティブマトリクス駆動素子を作製した。

〔液晶表示素子６００の特徴〕
蛍光体層に金属粒子が含まれていない従来の液晶表示装置に比べ、液晶表示素子６００において、輝度は略５〜１０％向上し、外部電源により所望の電圧を所望の画素電極に印加することにより所望の良好な画像を得ることができた。

本発明は、表示装置、特に有機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬ表示装置に好適に利用することができる。

１ 有機ＥＬ部
２ 蛍光体部
１１ 基板
１２ 陽極（電極層）
１３ 有機層（発光層）
１４ 陰極（電極層）
１５ 基板
１６ 赤色蛍光体層（変換層）
１７ 緑色蛍光体層（変換層）
１８ 青色透過層（透過層）
１９〜２８ 金属粒子（粒子）
２９〜３１ 金属薄膜（粒子の膜）
１０４ 第一電極層（電極層）
１０９ 発光層
１１０ 第二電極層（電極層）
１１３ 赤色蛍光体層（変換層）
１１４ 緑色蛍光体層（変換層）
１１５ 透過層
１１６ 微粒子（粒子）
１１７ 微粒子（粒子）
１１８ 微粒子（粒子）

Claims (15)

1. 発光層と、
   上記発光層から発光される光の少なくとも一部を透過する透過電極層と、
   上記透過電極層を挟んで、上記発光層とは反対側に設けられた、当該光の色を変換する変換層とを備え、
   上記変換層は、表面プラズモン現象を発現する金属の粒子を含有し、
   上記発光層は、青色光を発光するものであり、上記変換層は当該青色光を蛍光変換する蛍光体層であり、
   上記蛍光体層は、
   上記発光層より放出される青色光を赤色に変換する赤色蛍光体材料を含む赤色蛍光体層及び
   上記発光層より放出される青色光を緑色に変換する緑色蛍光体材料を含む緑色蛍光体層であり、
   上記赤色蛍光体層に含まれる上記粒子の大きさと上記緑色蛍光体層に含まれる上記粒子の大きさとが異なることを特徴とする発光素子。
2. 上記青色光の色を変換せずに透過する透過層をさらに備え、上記透過層は上記粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
3. 上記発光層を挟持する一対の電極層を備え、
   上記一対の電極層のうち一方が、上記透過電極層であり、
   上記一対の電極層及び上記発光層は、マイクロキャビティ効果を発現する構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子。
4. 上記赤色蛍光体層に含まれる上記粒子の大きさと上記緑色蛍光体層に含まれる上記粒子の大きさと上記透過層に含まれる上記粒子の大きさとが異なることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
5. 上記粒子は、上記蛍光体層内において、蛍光粒子と混在していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光素子。
6. 上記粒子は、上記蛍光体層の上記発光層に近い側の表面に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光素子。
7. 上記粒子は、上記透過層の上記発光層に近い側の表面に配置されていることを特徴とする請求項２又は４に記載の発光素子。
8. 上記粒子の膜が、上記蛍光体層の上記発光層に近い側の表面に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光素子。
9. 上記粒子の膜が、上記透過層の上記発光層に近い側の表面に形成されていることを特徴とする請求項２、４及び７のいずれか１項に記載の発光素子。
10. 上記粒子は、球状であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光素子。
11. 上記粒子は、相直交する少なくとも２つの断面が異なる形状であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光素子。
12. 上記粒子は、粒子が複数個凝集していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発光素子。
13. 上記発光層が、有機エレクトロルミネッセンス発光層であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発光素子。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の発光素子を備えることを特徴とするディスプレイ。
15. 請求項１４に記載のディスプレイを備えることを特徴とする表示装置。

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