JP6270943B2

JP6270943B2 - 表示装置

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Publication number: JP6270943B2
Application number: JP2016171373A
Authority: JP
Inventors: 英樹松倉
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2016-09-02
Publication date: 2018-01-31
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Description

技術分野は、光装置（例えば、表示装置、照明装置等）に関する。

ここで、本明細書において光装置とは光素子を有する装置を意味する。

そして、光素子とは、例えば、電流又は電圧を印加することにより発光する発光素子、
電気光学効果を利用した電気光学素子、電気泳動現象を利用した電気泳動素子等である。

つまり、本明細書において、光素子とは、電流、電圧、又は電場等の影響を受けて光学
的な変化を生じる素子を意味する。

また、表示装置は表示素子を有する装置であり、例えば、ＥＬ素子を有するＥＬ表示装
置、電気光学素子を有する電気光学装置、電気泳動素子を有する電気泳動表示装置等があ
る。

また、発光装置は電流又は電圧を印加することにより発光する発光素子を有する装置で
あり、例えば、ＥＬ表示装置、照明装置等がある。

つまり、ＥＬ表示装置は表示装置及び発光装置の双方に含まれる。

また、ＥＬ表示装置はＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）を有する表示装置で
あり、例えば、有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ表示装置、無機ＥＬ素子を有する無機ＥＬ
表示装置等がある。

また、照明装置は発光素子を有する装置の一つであり、例えば、有機ＥＬ素子を有する
有機ＥＬ照明装置、無機ＥＬ素子を有する無機ＥＬ照明装置、ＬＥＤ素子を有するＬＥＤ
照明装置等がある。

また、電気光学装置は電気光学効果を利用した電気光学素子を有する装置であり、例え
ば、液晶素子を有する液晶表示装置、エレクトロクロミック素子を有するエレクトロクロ
ミック表示装置等がある。

また、電気泳動表示装置は電気泳動現象を利用した電気泳動素子を有する装置であり、
例えば、マイクロカプセル型電気泳動素子を用いたマイクロカプセル型電気泳動表示装置
等がある。

なお、表示装置としては、例えば、ディスプレイ、プロジェクタ等がある。

特許文献１にはカラーフィルタを用いたＥＬ表示装置が開示されている。

特開２００１−２１７０７２号公報

カラーフィルタを用いると光の色変換を容易にできるが、カラーフィルタを通過すると
外部に取り出す光の輝度が下がってしまうという問題がある。

そこで、カラーフィルタを用いる場合において、外部に取り出す光の輝度を向上させる
構成を以下に開示することを第１の目的とする。

また、新規な照明装置を開示することを第２の目的とする。

なお、以下に開示する発明は少なくとも第１の目的又は第２の目的の一方を達成できれ
ば良い。

第１の目的を達成するための発明の一例は、光素子と、光素子から射出される光（光素
子から発光される光又は光素子を通過する光）が入射される色変換材と、を有する光装置
において、色変換材はカラーフィルタ層が配置されたカラーフィルタ領域と、カラーフィ
ルタ領域よりも単位面積当たりの透過率が高い透過領域と、を有するものである。

つまり、透過領域を通過した光はカラーフィルタ領域を通過した光よりも輝度が高いた
め、透過領域を通過した光によりカラーフィルタ領域を通過した光の輝度を補償すること
ができるので、外部に取り出す光の輝度を向上させることができる。

第２の目的を達成するための発明の一例は、カラーフィルタを設けた照明装置である。

カラーフィルタを設けることにより、発光輝度が高い材料又は劣化しにくい信頼性の高
い材料を用いて所望の色を実現した照明装置が提供できる。

光素子と、色変換材と、を有し、前記光素子から射出される光が入射される位置に前記
色変換材が配置され、前記色変換材は、カラーフィルタ領域と、透過領域と、を有するこ
とを特徴とする光装置を提供することができる。

上記光装置において、前記色変換材は、カラーフィルタと、前記カラーフィルタを覆う
絶縁膜と、を有することを特徴とする光装置を提供することができる。

上記光装置において、前記色変換材は、前記透過領域に配置された絶縁膜と、前記絶縁
膜を覆うカラーフィルタと、を有し、前記カラーフィルタは、有機材料を用いて形成され
ており、前記カラーフィルタは、前記透過領域及び前記カラーフィルタ領域の双方に配置
されていることを特徴とする光装置を提供することができる。

上記光装置において、前記カラーフィルタに、光散乱性を有する第１の複数の粒子が含
有されていることを特徴とする光装置を提供することができる。

上記光装置において、前記絶縁膜に、光散乱性を有する第２の複数の粒子が含有されて
いることを特徴とする光装置を提供することができる。

上記光装置において、前記カラーフィルタ領域は、少なくとも第１の環状の領域を有し
、前記第１の環状の領域は、前記光素子の端部と重なる位置に配置されていることを特徴
とする光装置を提供することができる。

上記光装置において、前記透過領域は、第２の環状の領域を有し、前記第２の環状の領
域は、前記第１の環状の領域の内側に隣接して配置されていることを特徴とする光装置を
提供することができる。

第１の表示素子と、第２の表示素子と、第１の色変換材と、第２の色変換材と、を有し
、前記第１の表示素子から射出される光が入射される位置に前記第１の色変換材が配置さ
れ、前記第２の表示素子から射出される光が入射される位置に前記第２の色変換材が配置
され、前記第１の色変換材は、第１のカラーフィルタ領域と、第１の透過領域と、を有し
、前記第２の色変換材は、第２のカラーフィルタ領域と、第２の透過領域と、を有し、第
１のカラーフィルタ領域の単位面積当たりの透過率は、第２のカラーフィルタ領域の単位
面積当たりの透過率よりも低く、前記第１の透過領域の面積は、前記第２の透過領域の面
積よりも大きいことを特徴とする表示装置を提供することができる。

上記表示装置において、前記第１及び第２の色変換材はそれぞれ、カラーフィルタと、
前記カラーフィルタを覆う絶縁膜と、を有することを特徴とする表示装置を提供すること
ができる。

上記表示装置において、前記第１及び第２の色変換材はそれぞれ、前記透過領域に配置
された絶縁膜と、前記絶縁膜を覆うカラーフィルタと、を有し、前記カラーフィルタは、
有機材料を用いて形成されており、前記カラーフィルタは、前記透過領域及び前記カラー
フィルタ領域の双方に配置されていることを特徴とする表示装置を提供することができる
。

上記表示装置において、前記カラーフィルタに、光散乱性を有する第１の複数の粒子が
含有されていることを特徴とする表示装置を提供することができる。

上記表示装置において、前記絶縁膜に、光散乱性を有する第２の複数の粒子が含有され
ていることを特徴とする表示装置を提供することができる。

上記表示装置において、前記カラーフィルタ領域は、少なくとも第１の環状の領域を有
し、前記第１の環状の領域は、前記表示素子の端部と重なる位置に配置されていることを
特徴とする表示装置を提供することができる。

上記表示装置において、前記透過領域は、第２の環状の領域を有し、前記第２の環状の
領域は、前記第１の環状の領域の内側に隣接して配置されていることを特徴とする表示装
置を提供することができる。

第１の表示素子と、第２の表示素子と、第３の表示素子と、第１の色変換材と、第２の
色変換材と、第３の色変換材と、を有し、前記第１の表示素子から射出される光が入射さ
れる位置に前記第１の色変換材が配置され、前記第２の表示素子から射出される光が入射
される位置に前記第２の色変換材が配置され、前記第３の表示素子から射出される光が入
射される位置に前記第３の色変換材が配置され、前記第１の色変換材は、第１のカラーフ
ィルタ領域と、第１の透過領域と、を有し、前記第２の色変換材は、第２のカラーフィル
タ領域と、第２の透過領域と、を有し、前記第３の色変換材は、第３のカラーフィルタ領
域と、第３の透過領域と、を有し、第１のカラーフィルタ領域の単位面積当たりの透過率
は、第２のカラーフィルタ領域の単位面積当たりの透過率よりも低く、第２のカラーフィ
ルタ領域の単位面積当たりの透過率は、第３のカラーフィルタ領域の単位面積当たりの透
過率よりも低く、前記第１の透過領域の面積は、前記第２の透過領域の面積よりも大きく
、前記第２の透過領域の面積は、前記第３の透過領域の面積よりも大きいことを特徴とす
る表示装置を提供することができる。

上記表示装置において、前記第１乃至第３の色変換材はそれぞれ、カラーフィルタと、
前記カラーフィルタを覆う絶縁膜と、を有することを特徴とする表示装置を提供すること
ができる。

上記表示装置において、前記第１乃至第３の色変換材はそれぞれ、前記透過領域に配置
された絶縁膜と、前記絶縁膜を覆うカラーフィルタと、を有し、前記カラーフィルタは、
有機材料を用いて形成されており、前記カラーフィルタは、前記透過領域及び前記カラー
フィルタ領域の双方に配置されていることを特徴とする表示装置を提供することができる
。

上記表示装置において、前記第１のカラーフィルタ領域には緑色のカラーフィルタが配
置されていることを特徴とする表示装置を提供することができる。

発光素子と、色変換材と、を有し、前記発光素子から射出される光が入射される位置に
前記色変換材が配置されていることを特徴とする照明装置を提供することができる。

上記照明装置において、前記発光素子の発光色と前記色変換材の色とが同系色であるこ
とを特徴とする照明装置を提供することができる。

上記照明装置において、前記発光素子の発光色と前記色変換材の色とが異系色であるこ
とを特徴とする照明装置を提供することができる。

上記照明装置において、前記発光素子の発光色と前記色変換材の色とが補色の関係にあ
ることを特徴とする照明装置を提供することができる。

上記照明装置において、前記色変換材は、カラーフィルタ領域と、透過領域と、を有す
ることを特徴とする照明装置を提供することができる。

上記照明装置において、前記色変換材は、カラーフィルタと、前記カラーフィルタを覆
う絶縁膜と、を有することを特徴とする照明装置を提供することができる。

上記照明装置において、前記色変換材は、前記透過領域に配置された絶縁膜と、前記絶
縁膜を覆うカラーフィルタと、を有し、前記カラーフィルタは、有機材料を用いて形成さ
れており、前記カラーフィルタは、前記透過領域及び前記カラーフィルタ領域の双方に配
置されていることを特徴とする照明装置を提供することができる。

上記照明装置において、前記カラーフィルタに、光散乱性を有する第１の複数の粒子が
含有されていることを特徴とする照明装置を提供することができる。

上記照明装置において、前記絶縁膜に、光散乱性を有する第２の複数の粒子が含有され
ていることを特徴とする照明装置を提供することができる。

上記照明装置において、前記カラーフィルタ領域は、少なくとも第１の環状の領域を有
し、前記第１の環状の領域は、前記光素子の端部と重なる位置に配置されていることを特
徴とする照明装置を提供することができる。

上記照明装置において、前記透過領域は、第２の環状の領域を有し、前記第２の環状の
領域は、前記第１の環状の領域の内側に隣接して配置されていることを特徴とする照明装
置を提供することができる。

色変換材にカラーフィルタ領域と透過領域とを設けることによって、外部に取り出す光
の輝度を向上させることができる。

つまり、透過領域を通過した光によりカラーフィルタを通過した光の輝度を補償して外
部に取り出す光の輝度を向上させるのである。

光装置の一例。光素子と色変換材との位置関係を示す平面図の一例。光素子と色変換材との位置関係を示す平面図の一例。光素子と色変換材との位置関係を示す平面図の一例。光素子と色変換材との位置関係を示す平面図の一例。色変換材の作製方法の一例。色変換材の作製方法の一例。色変換材の作製方法の一例。色変換材の一例。色変換材の一例。色変換材の一例。ＥＬ表示装置の一例。ＥＬ表示装置の一例。ＥＬ表示装置の一例。ＥＬ表示装置の一例。ＥＬ表示装置の一例。ＥＬ表示装置の一例。ＥＬ表示装置の一例。ＥＬ表示装置の一例。液晶表示装置の一例。液晶表示装置の一例。液晶表示装置の一例。液晶表示装置の一例。液晶表示装置の一例。液晶表示装置の一例。液晶表示装置の一例。液晶表示装置の一例。照明装置の一例。照明装置の一例。照明装置の一例。照明装置の一例。

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

但し、発明の趣旨から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、
当業者であれば容易に理解される。

従って、発明の範囲は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものでは
ない。

なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の
符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。

また、以下の実施の形態は、いくつかを適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態１）
図１（Ａ）〜（Ｃ）の光装置は、光素子１０００と、光素子１０００から射出した光（
発光した光又は光素子１０００を通過した光）が入射される色変換材１１００と、を有す
る。

そして、図１（Ａ）〜（Ｃ）の光装置において、色変換材１１００はカラーフィルタ層
が配置されたカラーフィルタ領域１１１０と、カラーフィルタ領域１１１０よりも単位面
積当たりの透過率が高い透過領域１１２０と、を有する。

ここで、透過領域１１２０の構成としては、例えば、カラーフィルタ層を除去した構成
、カラーフィルタ層を局所的に薄くした構成、カラーフィルタ領域１１１０のカラーフィ
ルタ層に含まれる色素材料（例えば、顔料等）の量より少ない色素材料（例えば、顔料等
）の量を含有した光透過用カラーフィルタ層を設けた構成等がある。

なお、カラーフィルタ層を局所的に薄くした構成、カラーフィルタ領域１１１０のカラ
ーフィルタ層に含まれる色素材料（例えば、顔料等）の量より少ない色素材料（例えば、
顔料等）の量を含有した光透過用カラーフィルタ層を設けた構成等を採用すると、透過領
域を通過した光も所定の色に変換されるので外部に取り出す光の色純度を向上させること
ができるので好ましい。

一方、色純度の向上よりも輝度の向上を重要視するのであれば、カラーフィルタ層を除
去した構成の方が好ましい。

つまり、各構成にそれぞれのメリットがあるので目的に応じて使い分ければ良い。

また、透過領域１１２０の構成として、カラーフィルタ領域１１１０のカラーフィルタ
層に含まれる色素材料（例えば、顔料等）の量より少ない色素材料（例えば、顔料等）の
量を含有した光透過用カラーフィルタ層を設ける構成を第１の構成とする。

さらに、光透過用カラーフィルタ層をカラーフィルタ領域１１１０のカラーフィルタ層
よりも薄くする構成を第２の構成とする。

そして、第１の構成及び第２の構成の双方を有していると好ましい。

第１の構成又は第２の構成の一方だけを採用するよりも、第１の構成及び第２の構成の
双方を採用した方が単位面積当たりの透過率を精密に制御できるようになるからである。

例えば、プロセス上の制約からカラーフィルタ層を一定の膜厚より薄く成膜することが
できない場合がある。

そこで、一定の膜厚より薄く成膜することができない場合に、光透過用カラーフィルタ
層の単位面積当たりの透過率を上げるのであれば、光透過用カラーフィルタ層の色素材料
（例えば、顔料等）の量を減らせば良い。

また、カラーフィルタ領域１１１０と透過領域１１２０との配置は様々な場合が適用で
きる。

例えば、図１（Ａ）は透過領域１１２０の内側にカラーフィルタ領域１１１０を設けた
例である。

また、図１（Ｂ）はカラーフィルタ領域１１１０の内側に透過領域１１２０を設けた例
である。

また、図１（Ｃ）は一のカラーフィルタ領域１１１０と一の透過領域１１２０とを隣接
して設けた例である。

なお、図１（Ａ）〜（Ｃ）はカラーフィルタ領域１１１０と透過領域１１２０との配置
の一例であり、カラーフィルタ領域１１１０と透過領域１１２０との配置は図１（Ａ）〜
（Ｃ）の場合に限定されない。

本実施の形態は、他の全ての実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である
。

（実施の形態２）
図２は、光素子１０００と色変換材（カラーフィルタ領域１１１０、透過領域１１２０
）との位置関係を示す平面図の一例である。

なお、図２において破線で示してある箇所が光素子１０００の端部である。

また、図２では一つのユニット（例えば、表示装置であれば一画素）を示している。

また、図２では、光素子１０００、カラーフィルタ領域１１１０、及び透過領域１１２
０の形状が正方形となっているが、光素子１０００、カラーフィルタ領域１１１０、及び
透過領域１１２０の形状は図２で示した形状に限定されずどのような形状でも良い。

図２（Ａ）、（Ｂ）において、カラーフィルタ領域１１１０の面積が光素子１０００の
面積よりも小さくなっている。

具体的には、図２（Ａ）において、カラーフィルタ領域１１１０が光素子１０００より
も一回り小さな島状の形状となっている。

また、図２（Ｂ）において、カラーフィルタ領域１１１０が複数の島状の形状となって
いる。

そして、図２（Ａ）、（Ｂ）において、カラーフィルタ領域１１１０が光素子１０００
の端部の内側に配置されている。

また、図２（Ａ）、（Ｂ）において、透過領域１１２０は環状の形状となっており、環
状の形状の内側にカラーフィルタ領域１１１０が配置されている。

図２（Ｃ）、（Ｄ）では、透過領域１１２０の面積が光素子１０００の面積よりも小さ
くなっている。

具体的には、図２（Ｃ）において、透過領域１１２０が光素子１０００よりも一回り小
さな島状の形状となっている。

また、図２（Ｄ）において、透過領域１１２０が複数の島状の形状となっている。

そして、図２（Ｃ）、（Ｄ）において、透過領域１１２０が光素子１０００端部の内側
に配置されている。

また、図２（Ｃ）、（Ｄ）において、カラーフィルタ領域１１１０は環状の形状を有し
ており、環状の形状の内側に透過領域１１２０が配置されている。

ここで、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）と、図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）とを比較すると、図
２（Ａ）及び図２（Ｂ）はカラーフィルタ領域１１１０が中央部に重なり且つ中央部に密
集して配置されている。

よって、正面から視認したときの色純度は図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）よりも、図２（Ａ
）及び図２（Ｂ）の方が優れている。

照明装置の場合は、正面方向を照らす光の色純度が優れている。

また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）ではユニットの周辺部に環状の透過領域１１２０が形
成されるので、斜め方向から視認したとき全方向で輝度が高くなる。

照明装置の場合は、斜め方向を照らす光の輝度が高くなる。

なお、中央部に密集させるために、光素子１０００と重なる位置において、カラーフィ
ルタ領域１１１０の面積を透過領域１１２０の面積よりも大きくすることが好ましい。

但し、領域が複数ある場合の面積は、複数の領域の面積の総和とする。

また、図２（Ａ）と図２（Ｂ）のカラーフィルタ領域１１１０の面積を同じにした場合
、図２（Ａ）の方が図２（Ｂ）よりも中央部付近の密集度が高いといえるため、図２（Ａ
）の方が図２（Ｂ）よりも正面から視認したときの色純度を高める点で好ましい。

ここで、中央部付近はユニットの中央部の周辺部であってユニットの面積の半分を占め
る領域（好ましくはユニットの面積の３／４を占める領域）である。

そして、中央部付近において、ユニットの面積の１／３以上を占める領域（好ましくは
半分以上を占める領域、より好ましく２／３以上を占める領域）をカラーフィルタ領域１
１１０とした状態が中央部付近においてカラーフィルタ領域１１１０の密集度が高い状態
である。

一方、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）と、図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）とを比較すると図２（
Ｃ）及び図２（Ｄ）はカラーフィルタ領域１１１０が光素子１０００の端部と重なり、且
つ、光素子１０００の端部の外側にはみ出た形状となっている。

よって、斜め方向から視認した時の色純度は図２（Ａ）及び図２（Ｂ）よりも、図２（
Ｃ）及び図２（Ｄ）の方が優れている。

また、色純度を向上させるためにはカラーフィルタ領域１１１０の面積を透過領域１１
２０の面積よりも大きくすることが好ましい。

一方、輝度を向上させるためにはカラーフィルタ領域１１１０の面積を透過領域１１２
０の面積よりも小さくすることが好ましい。

なお、輝度を向上させるための透過領域１１２０は補助光源であるので、色純度を向上
させるために、カラーフィルタ領域１１１０の面積を透過領域１１２０の面積よりも大き
くする構成の方がどちらかといえば好ましい。

（実施の形態３）
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）のメリット（１）として、中央部付近においてカラーフィル
タ領域１１１０の密集度が高いため、正面から視認した場合に色純度を向上できるメリッ
トがある。

また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）のメリット（２）として、ユニットの周辺部に環状の
透過領域１１２０が形成されているので斜め方向に放出される光の輝度を向上できるメリ
ットがある。

また、図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）のメリット（３）として、カラーフィルタ領域１１１
０が光素子１０００の端部と重なり、且つ、光素子１０００の端部の外側にはみ出た形状
となっているため、斜め方向に放出される光の色純度を向上できるメリットがある。

本実施の形態では、メリット（１）〜（３）の全てを得られる構成を図３（Ａ）、（Ｂ
）に開示し、少なくともメリット（２）〜（３）を得られる構成を図３（Ｃ）、（Ｄ）に
開示する。

ここで、図３は、光素子１０００と色変換材（カラーフィルタ領域１１１０、透過領域
１１２０）との位置関係を示す平面図の一例である。

なお、図３において破線で示してある箇所が光素子１０００の端部である。

また、図３では一つのユニット（例えば、表示装置であれば一画素）を示している。

また、図３では、光素子１０００、カラーフィルタ領域１１１０、及び透過領域１１２
０の形状が正方形となっているが、光素子１０００、カラーフィルタ領域１１１０、及び
透過領域１１２０の形状は図３で示した形状に限定されずどのような形状でも良い。

図３（Ａ）〜（Ｄ）はいずれもカラーフィルタ領域１１１０が光素子１０００の端部と
重なり、且つ、光素子１０００の端部の外側にはみ出た形状を有しているのでメリット（
３）を得ることができる。

また、図３（Ａ）〜（Ｄ）はいずれもユニットの周辺部に環状の透過領域１１２０が形
成されているのでメリット（２）を得ることができる。

具体的には環状のカラーフィルタ領域の内側に隣接する環状の形状を有する透過領域が
配置されている。

また、図３（Ａ）、（Ｂ）では中央部付近においてカラーフィルタ領域１１１０の密集
度が高いため、メリット（１）を得ることができる。

なお、図３（Ｃ）、（Ｄ）においても、中央部付近におけるカラーフィルタ領域１１１
０の密集度を高くすればメリット（１）を得ることができる。

ここで、図３（Ａ）は複数のカラーフィルタ領域１１１０を有し、環状のカラーフィル
タ領域の内側に一つの島状のカラーフィルタ領域が配置されている。

また、図３（Ａ）において、環状のカラーフィルタ領域と島状のカラーフィルタ領域と
の間に環状の透過領域１１２０が配置されている。

また、図３（Ｂ）は複数のカラーフィルタ領域１１１０を有し、環状のカラーフィルタ
領域の内側に複数の島状のカラーフィルタ領域が配置されている。

また、図３（Ｂ）において、環状のカラーフィルタ領域と島状のカラーフィルタ領域と
の間に環状の領域を有する透過領域１１２０が配置されている。

また、図３（Ｃ）は複数のカラーフィルタ領域１１１０を有し、第１の環状のカラーフ
ィルタ領域の内側に第２の環状のカラーフィルタ領域が配置され、第２の環状のカラーフ
ィルタ領域の内側に一つの島状のカラーフィルタ領域が配置されている。

また、図３（Ｃ）は複数の環状の透過領域１１２０を有し、第１の環状のカラーフィル
タ領域と第２の環状のカラーフィルタ領域との間に第１の環状の透過領域が配置されてお
り、第２の環状のカラーフィルタ領域と島状のカラーフィルタ領域との間に第２の環状の
透過領域が配置されている。

また、図３（Ｄ）は複数のカラーフィルタ領域１１１０を有し、環状のカラーフィルタ
領域の内側に環状の透過領域が配置され、環状の透過領域の内側に複数の開口部を有する
一つの島状のカラーフィルタ領域が配置されている。

また、図３（Ｄ）は複数の透過領域１１２０を有し、環状のカラーフィルタ領域と複数
の開口部を有する一つの島状のカラーフィルタ領域との間に環状の透過領域が配置されて
おり、複数の開口部の位置に複数の島状の透過領域が配置されている。

なお、図３（Ａ）〜（Ｄ）のうち、図３（Ａ）の構成は中央部付近に透過領域が存在し
ないため中央部付近の密集度が高く、メリット（１）を最大限に発揮しつつ、メリット（
２）及びメリット（３）を得られる構成であるといえる。

（実施の形態４）
図４、図５は、光素子１００１、光素子１００２、光素子１００３、赤色の色変換材（
カラーフィルタ領域１１１１、透過領域１１２１）、緑色の色変換材（カラーフィルタ領
域１１１２、透過領域１１２２）、青色の色変換材（カラーフィルタ領域１１１３、透過
領域１１２３）との位置関係を示す平面図の一例である。

なお、図４、図５において破線で示してある箇所が光素子１００１〜１００３の端部で
ある。

また、図４、図５では１つのユニット（例えば、表示装置であれば一画素）内に３色（
赤、緑、青）の色変換材を設けた一例を示している。

赤、緑、青の３色を用いることによりフルカラー化を実現することができる。

なお、フルカラー化のためには、例えば、シアン、マゼンダ、イエローの３色を用いる
方式、赤、緑、青、黄色の４色を用いる方式、赤、緑、青、白色の４色を用いる方式、赤
、緑、青、黄色、白色の５色を用いる方式等の様々な方式があるがこれらに限定されない
。

また、２色カラー方式としても良い。

２色カラー方式としては、例えば、赤と青の２色、赤と緑の２色、緑と青の２色、赤と
黄色の２色等があるがこれらに限定されない。

また、白色はカラーフィルタを設けない構成として白色光を透過させれば良い。

なお、図４、図５は一例であり、色変換材の形状は図４、図５に示した形状に限定され
ない。

複数種類の色変換材を用いる場合、色毎に色変換材の単位面積当たりの透過率を意図的
に変えると好ましい。

単位面積当たりの透過率を低くする方法として、例えば、色素材料（例えば、顔料等）
の濃度を高くする方法、膜厚を大きくする方法等がある。

単位面積当たりの透過率を高くする方法として、例えば、色素材料（例えば、顔料等）
の濃度を低くする方法、膜厚を小さくする方法等がある。

例えば、赤、緑、青の３色を用いる場合、他の色と比較して緑色のカラーフィルタは緑
色以外の波長域の光を透過してしまうという問題がある。

そこで、緑色のカラーフィルタの単位面積当たりの透過率を意図的に低くすることによ
り、緑色以外の波長域の光をカットすることができるので好ましい。

例えば、緑色のカラーフィルタの色素材料の濃度を、赤色のカラーフィルタの色素材料
の濃度及び青色のカラーフィルタの色素材料の濃度よりも高くすれば良い。

また、例えば、緑色のカラーフィルタ膜厚を、赤色のカラーフィルタの膜厚及び青色の
カラーフィルタの膜厚よりも大きくすれば良い。

また、例えば、緑色のカラーフィルタの色素材料の濃度を、赤色のカラーフィルタの色
素材料の濃度及び青色のカラーフィルタの色素材料の濃度よりも高くし、且つ、緑色のカ
ラーフィルタ膜厚を、赤色のカラーフィルタの膜厚及び青色のカラーフィルタの膜厚より
も大きくすれば良い。

ところが、緑色のカラーフィルタの単位面積当たりの透過率を意図的に低くすると当然
緑色のカラーフィルタを透過する光の輝度が低くなってしまう。

そこで、図４（Ａ）のように、緑色の色変換材の透過領域１１２２の面積を、赤色の色
変換材の透過領域１１２１の面積及び青色の色変換材の透過領域１１２３の面積よりも大
きくすることによって、カラーフィルタの単位面積当たりの透過率を意図的に低くした緑
色の色変換材の輝度を高くすることができるので好ましい。

また、図４（Ｂ）のように、緑色の色変換材にのみ透過領域１１２２を設け、且つ、他
の色には透過領域を設けない構成とすることによって、カラーフィルタの単位面積当たり
の透過率を意図的に低くした緑色の色変換材の輝度を高くすることができるので好ましい
。
好ましい。

さらに、青色のカラーフィルタの単位面積当たりの透過率が赤色のカラーフィルタの単
位面積当たりの透過率よりも低い場合、図４（Ｃ）のように青色の色変換材に透過領域１
１２３を設けると好ましい。

なお、図４（Ｃ）において緑色のカラーフィルタの単位面積当たりの透過率が青色のカ
ラーフィルタの単位面積当たりの透過率よりも低くしたため、透過領域１１２３の面積は
透過領域１１２２の面積よりも小さくしてある。

また、図４（Ｄ）のように、赤色の色変換材に透過領域１１２３よりも面積の小さい透
過領域１１２１を設けても良い。

なお、全ての色変換材に開口を設けた方が全体の輝度が向上できるため好ましいといえ
る。

なお、透過領域の面積が一番小さい構成は、図４（Ｂ）、（Ｃ）のように透過領域を設
けない構成（透過領域の面積がゼロの構成）になる。

図４は図１（Ｃ）に対応する例を示したが、透過領域の形状は図１（Ｃ）に対応する例
に限定されなく、どのような形状でも良い。

例えば、図５に図１（Ａ）に対応する例を示す。

そこで、図５（Ａ）のように、緑色の色変換材の透過領域１１２２の面積を、赤色の色
変換材の透過領域１１２１の面積及び青色の色変換材の透過領域１１２３の面積よりも大
きくすることによって、カラーフィルタの単位面積当たりの透過率を意図的に低くした緑
色の色変換材の輝度を高くすることができるので好ましい。

また、図５（Ｂ）のように、緑色の色変換材にのみ透過領域１１２２を設け、且つ、他
の色には透過領域を設けない構成とすることによって、カラーフィルタの単位面積当たり
の透過率を意図的に低くした緑色の色変換材の輝度を高くすることができるので好ましい
。
好ましい。

さらに、青色のカラーフィルタの単位面積当たりの透過率が赤色のカラーフィルタの単
位面積当たりの透過率よりも低い場合、図５（Ｃ）のように青色の色変換材に透過領域１
１２３を設けると好ましい。

なお、図５（Ｃ）において緑色のカラーフィルタの単位面積当たりの透過率が青色のカ
ラーフィルタの単位面積当たりの透過率よりも低くしたため、透過領域１１２３の面積は
透過領域１１２２の面積よりも小さくしてある。

また、図５（Ｄ）のように、赤色の色変換材に透過領域１１２３よりも面積の小さい透
過領域１１２１を設けても良い。

また、本実施の形態では緑色のカラーフィルタの透過率を最も低くする例を示したが、
色素材料（例えば、顔料等）の材料特性に応じて、透過率を低くする色は適宜選択可能で
ある。

したがって、最も透過率の低い色の透過領域の面積を最も大きくし、透過率が高くなる
につれ透過領域の面積を順次小さくしていくと好ましい。

なお、言い換えると、最も透過率の高い色のカラーフィルタ領域の面積を最も大きくし
、透過率が低くなるにつれカラーフィルタ領域の面積を順次小さくしていくと好ましいと
もいえる。

（実施の形態５）
色変換材の作製方法の一例を示す。

図６（Ａ）のように、絶縁表面９０００上にカラーフィルタ９１００を形成する。

絶縁表面９０００は絶縁物であり、例えば、絶縁膜、絶縁性基板等を用いることができ
るが限定されない。

また、カラーフィルタ９１００は色素材料（例えば、顔料等）を含有する絶縁膜であれ
ばどのようなものでも良い。

なお、カラーフィルタとして、ポリイミド、アクリル、有機シロキサン等の有機材料を
用いた絶縁膜に色素材料を含有させたものを用いることが好ましい。

次に、図６（Ｂ）又は図６（Ｃ）のように、透過領域１１２０となる箇所を除去した後
、絶縁膜９２００を形成する。

絶縁膜９２００は透光性を有する絶縁膜であればどのようなものでも用いることができ
る。

なお、絶縁膜９２００は必須の構成ではないが、絶縁膜９２００としてポリイミド、ア
クリル、シロキサン等の有機材料を用いた絶縁膜を用いることが好ましい。

特に、液晶表示装置の対向基板に用いる色変換材を形成する場合、絶縁膜９２００とし
て有機材料を用いた絶縁膜を用いることにより、色変換材の表面が平坦性を有することに
なるので、色変換材の表面の段差に起因するディスクリネーションの問題を解消すること
ができる。

また、光装置の素子基板側に色変換材を形成する場合（カラーフィルタオンアレイと呼
ぶ）、絶縁膜９２００として有機材料を用いた絶縁膜を用いることにより、色変換材の表
面が平坦性を有することになるので、色変換材の上面に形成する光素子、配線等の断線を
防止することができる。

図６の場合、透過領域１１２０はカラーフィルタが除去された領域である。

別の例を図７に示す。

図７（Ａ）のようにカラーフィルタ領域１１１０となる位置に開口部又は溝が形成され
た絶縁膜９３００を形成する。

なお、開口部はカラーフィルタを分断しないように形成された除去領域を意味する（例
えば、図２（Ｃ）、（Ｄ）の透過領域１１２０のような形状、図３（Ｄ）の複数の透過領
域１１２０のような形状）。

また、溝はカラーフィルタを分断するように形成された除去領域を意味する（例えば、
図２（Ｂ）、図３（Ａ）〜（Ｃ）の透過領域１１２０のような形状、図３（Ｄ）の環状の
透過領域１１２０のような形状）。

絶縁膜９３００は透光性を有する絶縁膜であればどのようなものでも用いることができ
る。

次に、図７（Ｂ）のように、カラーフィルタ領域１１１０及び透過領域１１２０にカラ
ーフィルタ９１００を形成する。

ここで、カラーフィルタ９１００として有機材料を用いた絶縁膜を用い、且つ、カラー
フィルタ領域１１１０のカラーフィルタ９１００が、絶縁膜９３００よりも厚くなるよう
に形成すると好ましい。

カラーフィルタ９１００として有機材料を用いた絶縁膜を用いることで開口部又は溝に
カラーフィルタ９１００が充填され、且つ、透過領域１１２０ではカラーフィルタ領域１
１１０よりも薄い膜厚となるようにカラーフィルタ９１００が形成されるからである。

また、カラーフィルタ９１００として有機材料を用いた絶縁膜を用いることで、カラー
フィルタ９１００表面が平坦性を有するようになる。

つまり、色変換材の表面が平坦性を有するようになる。

特に、液晶表示装置の対向基板に用いる色変換材を形成する場合、カラーフィルタ９１
００として有機材料を用いた絶縁膜を用いることにより、色変換材の表面が平坦性を有す
ることになるので、色変換材の表面の段差に起因するディスクリネーションの問題を解消
することができる。

また、光装置の素子基板側に色変換材を形成する場合（カラーフィルタオンアレイと呼
ぶ）、カラーフィルタ９１００として有機材料を用いた絶縁膜を用いることにより、色変
換材の表面が平坦性を有することになるので、色変換材の上面に形成する光素子、配線等
の断線を防止することができる。

また、カラーフィルタ９１００中の色素材料の拡散を防止するための保護膜として、カ
ラーフィルタ９１００表面に絶縁膜９４００を設けると好ましい。

絶縁膜９４００は透光性を有する絶縁膜であればどのようなものでも用いることができ
る。

なお、保護膜としての機能を向上させるために絶縁膜９４００が無機材料を用いた絶縁
膜（例えば、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜等）で
あると好ましい。

無機材料を用いた絶縁膜には色変換材の表面を平坦にさせる効果はないが、下層のカラ
ーフィルタ９１００の表面が平坦性を有するので、無機材料を用いた絶縁膜を用いても色
変換材の表面に平坦性を持たせることが可能である。

なお、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように開口部又は溝を有する絶縁膜９３００の代わり
に、島状の絶縁膜９３００を用いても良い。

図７、図８の作製方法を適用することにより、透過領域１１２０のカラーフィルタ９１
００をカラーフィルタ領域１１１０のカラーフィルタよりも薄くすることが可能である。

透過領域１１２０のカラーフィルタ９１００をカラーフィルタ領域１１１０のカラーフ
ィルタよりも薄くする単純な方法として、フォトレジストマスクを用いてカラーフィルタ
を局所的にエッチングする方法があるが、フォトレジストマスクとカラーフィルタが同種
の材料であるため、フォトレジストマスクとカラーフィルタとのエッチング選択比を大き
くすることが難しい。

エッチング選択比を大きくすることが難しいということは、透過領域１１２０における
カラーフィルタの膜厚制御が難しいということである。

これに対して、図７、図８の構造を作製しようとすれば、カラーフィルタ領域１１１０
におけるカラーフィルタ９１００の膜厚と、透過領域１１２０における絶縁膜９３００の
膜厚と、の差が透過領域におけるカラーフィルタ９１００の膜厚になるため、膜厚保制御
が容易になる。

つまり、図７、図８の構造は作製工程を考慮した極めて特異な構造であるといえる。

なお、図６〜図８の色変換材の表面（上面）側に光素子が配置されるようにすると好ま
しい。

（実施の形態６）
図９はカラーフィルタ領域１１１０と透過領域１１２０とを有する色変換材に光素子か
ら射出された白色光を透過させた場合の一例である。

なお、図９では図６（Ｂ）の色変換材を用いた例を示している。

図９（Ａ）に示すように、光素子から射出された白色光は垂直方向と斜め方向に拡散す
るので、透過領域１１２０において白色光とカラーフィルタを通過した有色光とが混合す
るので、透過領域１１２０においても有色光を視認することができる。

なお、本明細書において有色とは特に有彩色と灰色とを意図している。

ここで、図９（Ｂ）のように垂直方向の光のみを考えた場合、透過領域１１２０におい
て垂直方向の有色光は到達しない。

そこで、垂直方向の光の一部を透過領域に拡散させる方法を図１０に示す。

具体的には、図１０（Ａ）に示すように光散乱性を有する複数の粒子３１００をカラー
フィルタ９１００内に含有させることが好ましい。

光散乱性を有する複数の粒子３１００をカラーフィルタ９１００内に含有させることに
より、図１０（Ｂ）に示すように、垂直方向の光の一部が拡散されて透過領域１１２０に
到達させることができる。

つまり、カラーフィルタ領域１１１０に到達された垂直方向の光の一部（有色光）を透
過領域１１２０に到達させることができるので、透過領域１１２０の色純度を向上させる
ことができる。

また、図１１（Ａ）に示すように絶縁膜９２００に光散乱性を有する複数の粒子３２０
０を含有させると、透過領域１１２０に到達された垂直方向の光の一部（白色光）をカラ
ーフィルタ領域１１１０に到達させることができるので、カラーフィルタ領域１１１０の
輝度を向上させることができる。

さらに、図１１（Ｂ）に示すように、カラーフィルタ９１００及び絶縁膜９２００の双
方に光散乱性を有する複数の粒子を含有させるとより効果的である。

また、図１１（Ｃ）に示すように絶縁膜９３００に光散乱性を有する複数の粒子３３０
０を含有させても良い。

さらに、図１１（Ｃ）において、カラーフィルタ９１００に光散乱性を有する複数の粒
子を含有させるとより効果的である。

また、図７（Ｃ）及び図８（Ｃ）の絶縁膜９４００のような絶縁物全体（カラーフィル
タ領域及び透過領域）に光散乱性を有する複数の粒子を含有させるとカラーフィルタ９１
００及び絶縁膜９２００の双方に光散乱性を有する複数の粒子を含有させた場合と同様の
効果を得られる。

なお、絶縁膜９４００のような絶縁物においてカラーフィルタ領域又は透過領域の一方
に複数の粒子を含有させても良い。

カラーフィルタ９１００の下方であって絶縁表面９０００の上方に光散乱性を有する複
数の粒子を含有させた絶縁物を透過領域１１２０及びカラーフィルタ領域１１１０の双方
に配置してもカラーフィルタ９１００及び絶縁膜９２００の双方に光散乱性を有する複数
の粒子を含有させた場合と同様の効果を得られる。

以上のように、光散乱性を有する複数の粒子を用いることにより、広範囲にわたって有
色光と白色光を混合させることができるため、視認される光の色純度を向上させることが
できる。

なお、光散乱性を有する複数の粒子としては、反射性を有する粒子、カラーフィルタ又
は絶縁膜と屈折率の異なる粒子等を用いることができる。

反射性を有する粒子としては、例えば金属粒子等がある。

カラーフィルタ又は絶縁膜と屈折率の異なる粒子としては、ガラス粒子、プラスチック
粒子、セラミック粒子、カーボン粒子等がある。

なお、粒子の形状は、球状、多面体状、柱状、針状、錐状等がある。

また、粒子の形状を、球状、多面体状、柱状、針状、錐状等の表面に複数の凹凸が形成
された形状とすると、拡散効果が向上するので好ましい。

なお、表面に複数の凹凸が形成された形状は、日本国の伝統的な菓子である金平糖に似
ていることから金平糖状と呼ぶことにする。

（実施の形態７）
ＥＬ表示装置の一例について説明する。

図１２（Ａ）において、第１の基板１００上にスイッチング素子２０１、スイッチング
素子２０２、及びスイッチング素子２０３が形成されている。

また、図１２（Ａ）において、スイッチング素子２０１上、スイッチング素子２０２上
、及びスイッチング素子２０３上に複数のコンタクトホールが設けられた絶縁膜３１０が
形成されている。

また、図１２（Ａ）において、絶縁膜３１０上に、コンタクトホールを介してスイッチ
ング素子２０１と電気的に接続される下部電極４０１と、コンタクトホールを介してスイ
ッチング素子２０２と電気的に接続される下部電極４０２と、コンタクトホールを介して
スイッチング素子２０３と電気的に接続される下部電極４０３と、が形成されている。

また、図１２（Ａ）において、下部電極４０１、下部電極４０２、及び下部電極４０３
の端部を覆い且つ複数の開口部を有する絶縁膜３２０が形成されている。

また、図１２（Ａ）において、下部電極４０１上、下部電極４０２上、下部電極４０３
上、及び絶縁膜３２０上にエレクトロルミネッセンス層５００が形成されている。

また、図１２（Ａ）において、エレクトロルミネッセンス層５００に上部電極６００が
形成されている。

さらに、図１２（Ａ）において、上部電極６００の上方に対向するように色変換材が形
成された第２の基板８００が空間７１０を介して配置されている。

なお、第２の基板８００上には色変換材が形成されており、色変換材の表面（上面）側
に第１の基板１００が配置されている。

図１２（Ａ）の色変換材は、第２の基板８００上に形成されたブラックマトリクス９０
０、赤色のカラーフィルタ９１０１、緑色のカラーフィルタ９１０２、及び青色のカラー
フィルタ９１０３を有している。

なお、図１２（Ａ）において、ブラックマトリクス９００は隣接するカラーフィルタの
間に配置されている。

また、赤色のカラーフィルタ９１０１、緑色のカラーフィルタ９１０２、及び青色のカ
ラーフィルタ９１０３にはそれぞれ、開口部又は溝が形成されている。

また、図１２（Ａ）において、ブラックマトリクス９００上、赤色のカラーフィルタ９
１０１上、緑色のカラーフィルタ９１０２上、及び青色のカラーフィルタ９１０３上と、
に絶縁膜９２００が形成されている。

ここで、第１の基板及び第２の基板は、透光性を有する基板、遮光性を有する基板等を
用いることができる。

透光性を有する基板は、ガラス基板、石英基板、透光性を有するプラスチック基板等が
ある。

遮光性を有する基板は、遮光性を有するプラスチック基板、金属基板（ステンレス、ア
ルミニウム等）、半導体基板（シリコンウェハ等）、紙基板等がある。

なお、光を取り出す必要があるため、少なくとも第１の基板又は第２の基板の一方は透
光性を有する。

例えば、図１２（Ａ）では第２の基板側から光を取り出すので第２の基板を透光性を有
する基板とする。また、後述する図１６、図１７等では第１の基板の基板側から光を取り
出すので、第１の基板を透光性を有する基板とする。要するに、光を取り出す方向に配置
された基板を透光性とすれば良い。

もちろん、第１の基板及び第２の基板の双方が透光性を有していても良い。

また、第１の基板と、第１の基板側に形成された部材全てと、の集合体を素子基板と呼
ぶことにする。

また、第２の基板と、第２の基板側に形成された部材全てと、の集合体を対向基板と呼
ぶことにする。

スイッチング素子はどのようなものを用いても良い。

スイッチング素子として、例えば、絶縁表面を有する基板上に形成された薄膜トランジ
スタ、半導体基板に形成されたトランジスタ等があるがこれらに限定されない。

なお、図１２（Ａ）ではスイッチング素子をボトムゲート型のトランジスタとしている
が、トップゲート型のトランジスタとしても良い。

絶縁膜の材料は、有機材料又は無機材料を用いることができる。

有機材料としては、アクリル、ポリイミド、有機シロキサン等を用いることができるが
これらに限定されない。

無機材料としては、ダイヤモンドライクカーボン、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化
珪素、酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム等を
用いることができるがこれらに限定されない。

絶縁膜は単層構造であっても積層構造であってもよい。

また、図１２（Ａ）においては、スイッチング素子と下部電極との間に絶縁膜３１０し
か設けていないが、絶縁膜と配線とを追加して多層配線構造としても良い。

下部電極及び上部電極の材料は、金属、酸化物導電物等を用いることができるがこれら
に限定されない。

例えば、下部電極及び上部電極として、金属窒化物、金属酸化物、金属合金であって、
導電性を有するものを用いても良い。

下部電極及び上部電極は、単層構造であっても積層構造であってもよい。

金属としては、タングステン、チタン、アルミニウム、チタン、モリブデン、金、銀、
銅、白金、パラジウム、イリジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属等があるがこれら
に限定されない。

酸化物導電物としては、インジウム錫酸化物、酸化亜鉛、インジウムを含む酸化亜鉛、
インジウム及びガリウムを含む酸化亜鉛等があるがこれらに限定されない。

なお、仕事関数の低いもの（アルカリ金属、アルカリ土類金属、マグネシウム銀合金、
アルミリチウム合金、マグネシウムリチウム合金等）を陰極に適用すると好適である。

また、仕事関数の高いもの（酸化物導電物等）を陽極に適用すると好適である。

なお、光源は光を取り出す必要があるため、少なくとも第１の電極又は第２の電極の一
方は透光性を有する。光を取り出す方向に配置された電極を透光性とすれば良い。

なお、酸化物導電物は透光性を有する。

また、金属、金属窒化物、金属酸化物、金属合金であっても、膜厚が薄ければ透光性と
することができる（膜厚は５０ｎｍ以下が好ましい）。

また、上部電極、エレクトロルミネッセンス層、下部電極とからＥＬ素子（発光素子）
が構成されている。

エレクトロルミネッセンス層は、少なくとも有機化合物又は無機化合物を含む発光層を
有する発光ユニットを有している。

有機化合物を含む発光層を用いる場合、発光ユニットは、発光層の他に電子注入層、電
子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層等を有していても良い。なお、有機化合物を含む発光
層を用いたＥＬ素子は有機ＥＬ素子である。

無機化合物を含む発光層を用いる場合、発光ユニットは、発光層の他に誘電体層等を有
していても良い。なお、無機化合物を含む発光層を用いたＥＬ素子は無機ＥＬ素子である
。

また、複数の発光ユニットと、複数の発光ユニットを仕切る電荷発生層と、を有するエ
レクトロルミネッセンス層とすることによって、エレクトロルミネッセンス層の輝度を向
上させることができる。

電荷発生層としては、金属、酸化物導電物、金属酸化物と有機化合物との積層構造、金
属酸化物と有機化合物との混合物等を用いることができる。

電荷発生層として、金属酸化物と有機化合物との積層構造、金属酸化物と有機化合物と
の混合物等を用いると、電圧印加時において、陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電
子を注入することができるので好適である。

電荷発生層に用いると好適な金属酸化物は、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタ
ル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウム等の
遷移金属酸化物である。

そして、電荷発生層に用いる有機化合物として、アミン系化合物（特に、アリールアミ
ン化合物）、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、Ａｌｑ等を用いると遷移金属酸化物
と電荷移動錯体を形成するので好ましい。

また、空間７１０には不活性気体（窒素、希ガス等）又はシール材が充填されていると
好ましい。

ブラックマトリクスは遮光性を有する材料であればどのような材料でも良い。

また、ブラックマトリクスは必須の構成ではないので設けなくても良い。

ブラックマトリクスの材料としては、金属膜、黒色色素材料を含む有機材料を用いた絶
縁膜等を用いることができるがこれらに限定されない。

また、異なる色のカラーフィルタを重ね合わせてブラックマトリクスを形成しても良い
。

なお、カラーフィルタ９１０１、カラーフィルタ９１０２、カラーフィルタ９１０３、
絶縁膜９２００については実施の形態５（色変換材の作製方法）を参照すれば良い。

そして、図１２（Ａ）においては、エレクトロルミネッセンス層５００を白色発光を生
じる例を示している。

そして、赤、緑、青のカラーフィルタを用いることでフルカラー化を実現している。

なお、フルカラー化のためには赤、緑、青の色の組み合わせに限定されなく、例えば、
シアン、マゼンダ、イエローの組み合わせ、赤、青、緑、白の組み合わせ等の他の組み合
わせを用いても良い。

また、白を用いる箇所はカラーフィルタを配置しない構成とすれば良い。

また、図１２（Ａ）においては、エレクトロルミネッセンス層５００を白色発光を生じ
るものとしている。色変換材のカラーフィルタに隙間（開口部又は溝）を設けているので
、隙間（開口部又は溝）を通過する白色光により各画素の輝度を補償している。

なお、隙間が透過領域となっており、カラーフィルタが形成された箇所がカラーフィル
タ領域となっている。

（実施の形態８）
図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）、図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、図１２（Ａ）において色変換
材の構造に変更を加えた例である。

図１２（Ｂ）は、カラーフィルタの形状を図２（Ａ）に対応する形状にすべく、各画素
において発光素子の発光領域の面積より一回りカラーフィルタの面積を小さくしたもので
ある。

図１２（Ｂ）では、発光素子の発光領域の面積より一回りカラーフィルタの面積を小さ
くすることで、発光素子の発光領域の周辺において隙間ができるので、隙間を通過する白
色光により各画素の輝度を補償している。

また、図１２（Ｂ）では、複数の発光領域に対応する位置に複数の開口部を有するブラ
ックマトリクス９００が設けられており、ブラックマトリクス９００との間に隙間ができ
るようにカラーフィルタが配置されているともいえる。

図１２（Ｃ）ではカラーフィルタを局所的にエッチングすることにより、局所的にカラ
ーフィルタが薄くなった部分（透過領域）を形成したものである。

図１２（Ｃ）では透過領域を発光領域の中央部付近に配置している。

図１２（Ｂ）では、透過領域を通過する光により各画素の輝度を補償している。

また、図１２（Ａ）、（Ｂ）では透過領域である隙間を通過した光は白色光であるが、
図１２（Ｃ）では透過領域である局所的にカラーフィルタが薄くなった部分を通過した光
が有色光となるので、図１２（Ａ）、（Ｂ）と比較して各画素の色純度を向上させること
ができる。

図１３（Ａ）ではカラーフィルタを局所的にエッチングすることにより、局所的にカラ
ーフィルタが薄くなった部分（透過領域）を形成したものである。

図１３（Ａ）では透過領域を発光領域の周辺付近に配置している。

図１３（Ａ）では図１２（Ｃ）と同様の効果を得られる。

図１３（Ｂ）は図７（Ｃ）の色変換材を採用した場合を示している。

図１３（Ｃ）は図８（Ｃ）の色変換材を採用した場合を示している。

（実施の形態９）
図１４（Ａ）〜（Ｃ）は図１２（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

図１５（Ａ）〜（Ｃ）は図１３（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

図１２、図１３では白色発光の発光素子を用いているが、図１４、図１５ではカラーフ
ィルタと同系色で発光する発光素子を用いている点で相違する。

なお、同系色とは色の三属性（色相、彩度、明度）のうち色相が同じことを意味する。

一方、異系色とは色の三属性（色相、彩度、明度）のうち色相が異なることを意味する
。

また、補色の関係にあるとは、色相環で反対に位置する関係の色の組み合わせを意味す
る。

具体的には、赤色のカラーフィルタ９１０１に対応する位置には赤色発光のエレクトロ
ルミネッセンス層５０１を配置している。

また、緑色のカラーフィルタ９１０２に対応する位置には緑色発光のエレクトロルミネ
ッセンス層５０２を配置している。

また、青色のカラーフィルタ９１０３に対応する位置には青色発光のエレクトロルミネ
ッセンス層５０３を配置している。

図１２、図１３では透過領域を通過する光が白色光であるが、図１４、図１５では透過
領域を通過する光がカラーフィルタと同系色であるので、透過領域を通過する光の色純度
を高めることができる。

そして、透過領域を通過する光の色純度を高めることができるため、各画素の色純度を
高めることができる。

（実施の形態１０）
図１２〜図１５では対向基板側に色変換材を設けていたが、図１６〜図１９に示すよう
に素子基板側に色変換材を設けても良い。

なお、図１６（Ａ）〜（Ｃ）は図１２（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

また、図１７（Ａ）〜（Ｃ）は図１３（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

また、図１８（Ａ）〜（Ｃ）は図１４（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

また、図１９（Ａ）〜（Ｃ）は図１５（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

（実施の形態１１）
図１２〜図１３、図１６〜図１７に対応する液晶表示装置の一例を図２０〜図２７に示
す。

なお、図２０（Ａ）〜（Ｃ）は図１２（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

また、図２１（Ａ）〜（Ｃ）は図１３（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

また、図２２（Ａ）〜（Ｃ）は図１６（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

また、図２３（Ａ）〜（Ｃ）は図１７（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

図２０〜図２３は、図１２〜図１３、図１６〜図１７において、絶縁膜３２０及びエレ
クトロルミネッセンス層５００に変えて液晶層７２０を適用したものである。

また、上部電極６００は対向基板側に形成してある。

なお、下部電極表面及び上部電極表面にそれぞれ配向膜を形成すると好ましい。

また、図２４（Ａ）〜（Ｃ）は図１２（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

また、図２５（Ａ）〜（Ｃ）は図１３（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

また、図２６（Ａ）〜（Ｃ）は図１６（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

また、図２７（Ａ）〜（Ｃ）は図１７（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

図２４〜図２７は、図１２〜図１３、図１６〜図１７において、絶縁膜３２０及びエレ
クトロルミネッセンス層５００に変えて液晶層７２０を適用したものである。

また、図２４〜図２７では、下部電極上に絶縁膜３３０を形成し、絶縁膜３３０上に上
部電極６００を形成している。

また、上部電極には下部電極と重なる位置の一部に複数のスリットが設けられている。

なお、図２４〜図２７の方式はいわゆるＦＦＳ（ＦｒｉｎｇｓＦｉｅｌｄＳｗｉ
ｔｃｈｉｎｇ）方式と呼ばれるものであり、複数のスリットを設けることにより上部電極
と下部電極との間に横電界が生じることで液晶層中の液晶分子が配向される方式である。

なお、上部電極表面に配向膜を形成すると好ましい。

また、上部電極と下部電極の位置関係を逆転させた構成としても良い。

また、上部電極と下部電極とを同一絶縁表面上に配置することにより、ＩＰＳ（Ｉｎ
ＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置を作製しても良い。

ここで、色変換材の表面を平坦にすることにより、色変換材の表面段差に起因するディ
スクリネーションの問題を解消できるので好ましい。

表面が平坦性を有する色変換材としては、例えば、図６〜図８に示した色変換材を用い
ると好ましい。

なお、図２０〜図２７においては下部電極、液晶層、上部電極から液晶素子が構成され
ている。

（実施の形態１２）

図１２〜図１３、図１６〜図１７のエレクトロルミネッセンス層５００をエレクトロク
ロミック層等に置換することによって、下部電極、エレクトロクロミック層、及び上部電
極から構成されたエレクトロクロミック素子を有するエレクトロクロミック表示装置を形
成することができる。

（実施の形態１３）
図２０〜図２３の液晶層７２０を電気泳動方式のマイクロカプセル等に置換することに
よって、下部電極、マイクロカプセル、及び上部電極を有する電気泳動素子を有する電気
泳動表示装置を形成することができる。

（実施の形態１４）
図１２〜図２７では色変換材を用いたアクティブマトリクス型表示装置について例示し
たが、パッシブマトリクス型表示装置に色変換材を用いても良い。

例えば、図１２〜図２７においてスイッチング素子を設けない構成とし、且つ、下部電
極と上部電極とをそれぞれストライプ状にし、下部電極と上部電極とを交差するように配
置すればパッシブマトリクス型表示装置を作製することができる。

（実施の形態１５）
本実施の形態は特に新規な照明装置を開示するという第２の目的を達成するための構成
について説明する。

図２８（Ａ）は照明装置の一例である。

図２８（Ａ）の照明装置は、第１の基板１００上に下部電極４００、エレクトロルミネ
ッセンス層５００、上部電極６００が順次積層された素子基板を有する。

また、図２８（Ａ）の照明装置は、第２の基板上にカラーフィルタ９１００を有する色
変換材が形成された対向基板を有する。

そして、図２８（Ａ）の照明装置は、素子基板の表面（上面）と対向基板の表面（上面
）とが空間７１０を介して向かい合うように配置されている。

なお、図２８（Ａ）の照明装置の材料は、図１２（Ａ）で用いたものと同様の材料を用
いることができる。

図２８（Ａ）においてカラーフィルタ９１００には透過領域が設けられていない。

ここで、従来の照明装置では、発光色に着目して発光素子の材料を選択することにより
、所望の色で発光する照明装置を作製していた。

しかしながら、発光色に着目して発光素子の材料を選択すると、選択する色によっては
、輝度が低い材料しかない場合、寿命が短い材料しかない場合等があるという問題があっ
た。

そこで、発光色に着目せずに、輝度が高い材料、寿命が長い材料等を選択し、カラーフ
ィルタを用いることによって、所望の色を放出させることにより上記問題を解決すること
ができる。

具体的には、図２８（Ａ）のようにカラーフィルタを設けた照明装置とすると好ましい
。

そして、発光素子の発光色とカラーフィルタの色とを異系色とすると好ましい。

なお、発光素子の発光色とカラーフィルタの色とを補色の関係としても良い。

ここで、フルカラーの表示装置を実現する場合を想定して、赤、緑、青のエレクトロル
ミネッセンス材料の開発が行われていたが、特に青の寿命が短いという問題があった。

また、赤、緑、青のエレクトロルミネッセンス材料の開発を進めていく上で、黄色〜オ
レンジ色のエレクトロルミネッセンス材料も副次的に開発されていた。

そして、黄色〜オレンジ色のエレクトロルミネッセンス材料は表示装置には使いにくい
が、他の材料と比較して輝度が高い材料、他の材料と比較して寿命が長い材料がいくつか
存在していた。

よって、例えば、エレクトロルミネッセンス層に黄色〜オレンジ色の発光材料を用いて
、発光材料の発光色と異なる色のカラーフィルタを用いて黄色〜オレンジ色以外の色を表
現しても良い。

また、白色発光の発光素子の輝度が高い、寿命が長い等のときは、所望の色のカラーフ
ィルタを用いることにより、色の調整が容易になる。

さらに、赤色発光を行いたい場合に、赤色発光の発光素子の輝度が高い場合、寿命が長
い場合等のときは、赤色のカラーフィルタを用いることにより色純度を高くすることがで
きる。

つまり、発光素子の発光色とカラーフィルタの色とを同系色にしても良い。

図２８（Ａ）の構成とすることにより第２の目的を達成することができるのである。

また、図２８（Ｂ）は、図２８（Ａ）のカラーフィルタを図６（Ｂ）の色変換材料に置
換した場合の一例である。

また、図２８（Ｃ）は、図２８（Ａ）のカラーフィルタを図６（Ｃ）の色変換材料に置
換した場合の一例である。

また、図２９（Ａ）は、図２８（Ａ）のカラーフィルタを図７（Ｂ）の色変換材料に置
換した場合の一例である。

また、図２９（Ｂ）は、図２８（Ａ）のカラーフィルタを図８（Ｂ）の色変換材料に置
換した場合の一例である。

そして、図２８（Ｂ）、図２８（Ｃ）、図２９（Ａ）、図２９（Ｂ）等のように色変換
材に透過領域を設けることにより、外部に取り出す光の輝度を向上させるという第１の目
的も達成することができるので好ましい。

また、図２８〜図２９では対向基板側に色変換材を設けていたが、図３０〜図３１のよ
うに素子基板側に色変換材を設けても良い。

図３０（Ａ）は図２８（Ａ）に対応する例である。

図３０（Ｂ）は図２８（Ｂ）に対応する例である。

図３０（Ｃ）は図２８（Ｃ）に対応する例である。

図３１（Ａ）は図２９（Ａ）に対応する例である。

図３１（Ｂ）は図２９（Ｂ）に対応する例である。

なお、本実施の形態では発光素子が一つだけの場合を示したが、複数の発光素子を配置
しても良い。

なお、複数の発光素子を配置することにより、複数の発光素子を直列接続した構成、複
数の発光素子を並列接続した構成、複数の発光素子を直列接続且つ並列接続した構成等が
実現できる。

また、複数の発光素子を配置する場合において、各発光素子の点灯を独立に制御しても
良い。

例えば、図１２〜図１９の表示装置と同様の構成とすれば複数の発光素子を配置する場
合において、各発光素子の点灯を独立に制御することができる。

つまり、表示装置に適用できる構成は照明装置にも適用できる。

なお、図１２〜図１９の構成を照明装置に適用する場合において、表示装置と異なる点
は素子の大きさである。

表示素子は例えば数十μｍ〜数百μｍ角程度の大きさであるが、照明装置は例えば数ｍ
ｍ〜数十ｃｍ角程度の大きさである。

また、表示装置では各発光素子を制御するための駆動回路の構成が複雑であるが、照明
装置では各発光素子を制御するための駆動回路の構成が表示装置と比較して単純である。

複数の発光素子を同時に制御する場合は、複数の発光素子全体が一つのユニットとみな
せるので、色変換材は複数の発光素子に共通して設ければ良い（一つのユニットに色変換
材を一つ設ける）。

但し、各発光素子毎に色変換材を設けても問題はない。

また、複数の発光素子を独立に制御する場合は各発光素子毎に色変換材を設けると好ま
しい。

（実施の形態１６）
色変換材とは色の三属性（色相、彩度、明度）のうち、少なくとも一の属性を変換する
ものである。

例えば、白色光を赤色のカラーフィルタに入射して赤色光に変換する場合は少なくとも
色相を変換しているといえる。

また、赤色光を赤色のカラーフィルタに入射して色純度を向上させる場合は少なくとも
彩度を変換しているといえる。

また、光の輝度が下がるような場合は少なくとも明度を変換しているといえる。

１００第１の基板
２０１スイッチング素子
２０２スイッチング素子
２０３スイッチング素子
３１０絶縁膜
３２０絶縁膜
３３０絶縁膜
４００下部電極
４０１下部電極
４０２下部電極
４０３下部電極
５００エレクトロルミネッセンス層
５０１エレクトロルミネッセンス層
５０２エレクトロルミネッセンス層
５０３エレクトロルミネッセンス層
６００上部電極
７１０空間
７２０液晶層
８００第２の基板
９００ブラックマトリクス
１０００光素子
１００１光素子
１００２光素子
１００３光素子
１１００色変換材
１１１０カラーフィルタ領域
１１１１カラーフィルタ領域
１１１２カラーフィルタ領域
１１１３カラーフィルタ領域
１１２０透過領域
１１２１透過領域
１１２２透過領域
１１２３透過領域
３１００複数の粒子
３２００複数の粒子
３３００複数の粒子
９０００絶縁表面
９１００カラーフィルタ
９１０１カラーフィルタ
９１０２カラーフィルタ
９１０３カラーフィルタ
９２００絶縁膜
９３００絶縁膜
９４００絶縁膜

Claims

第１の基板と、
前記第１の基板上方の表示素子と、
前記表示素子上方の、カラーフィルタと、
前記カラーフィルタ上方の、透光性を有する絶縁膜と、
前記絶縁膜上方の第２の基板と、を有し、
前記カラーフィルタは、前記第２の基板と接する第１の領域と、前記絶縁膜と接する第２の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記第２の領域を囲むように設けられ、
前記表示素子の画素電極は、前記第１の領域と重なる第３の領域と、前記第２の領域と重なる第４の領域と、を有し、
前記第２の領域は、前記第１の領域よりも薄く、前記画素電極の中央付近と重なることを特徴とする表示装置。
第１の基板と、
前記第１の基板上方の表示素子と、
前記表示素子上方の、有機材料を有する絶縁膜と、
前記有機材料を有する絶縁膜上方の、透光性を有する絶縁膜と、
前記透光性を有する絶縁膜上方の第２の基板と、を有し、
前記有機材料を有する絶縁膜は、前記第２の基板と接する第１の領域と、前記透光性を有する絶縁膜と接する第２の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記第２の領域を囲むように設けられ、
前記表示素子の画素電極は、前記第１の領域と重なる第３の領域と、前記第２の領域と重なる第４の領域と、を有し、
前記第２の領域は、前記第１の領域よりも薄く、前記画素電極の中央付近と重なることを特徴とする表示装置。