WO2022131254A1

WO2022131254A1 - 表示素子、及び表示装置

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Publication number: WO2022131254A1
Application number: PCT/JP2021/046058
Authority: WO
Inventors: 良太大橋; 泰吉正
Original assignee: キヤノン株式会社
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2022-06-23
Also published as: JP2022096625A; US20230327058A1

Abstract

励起光の波長を変換する波長変換層を含むサブ画素領域を備えた表示素子に関して、波長変換部と光学部材の間の領域に低屈折率層を設ける。

Description

表示素子、及び表示装置

　本発明は、表示素子、及び表示装置に関する。

　画像を表示する表示素子、及び表示装置において、広い色純度に対応した色再現性と、高い発光効率を実現する手法として、半値幅の狭い発光を示す量子ドットを用いた技術がある。励起光として紫外光や青色光を用いて、量子ドットを備えた波長変換層で色変換を行うことで、色再現性と高い発光効率を両立した表示素子を実現できる。励起光の光源としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）や、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などを用いることができる。特に、赤色と緑色で発光する量子ドットからなる波長変換層をサブピクセルにパターニングし、青色の励起光により画素単位で色変換を行う構成も提案されている。この構成では、サブピクセルのサイズは、ＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ＶｉｅｗＦｉｎｄｅｒ）等に用いられる小型表示素子の場合は数μｍピッチ、大型の高解像度テレビでは数十μｍピッチとなる。

　ここで、サブピクセルに形成される波長変換層のアスペクト比（高さ／幅の比）が大きくなると、パターン形成が難しく微細化が困難になるため、波長変換層の厚さは、数μｍから１０μｍとなる。この厚さで、波長変換層が励起光を漏れなく吸収し、緑色、あるいは赤色に色変換されることが理想であるが、実際には量子ドットの濃度と光吸収係数の兼ね合いから、青色光の漏れ光を完全に抑えることは困難である。その結果、波長変換層における変換効率が低くなるため輝度が低下してしまう。

　そこで、波長変換層による波長変換を効率的に行う方法として、波長変換層の蛍光放射側に、誘電体多層膜からなる励起光の反射層を設ける構成が開示されている（特許文献１）。励起光である青色光が反射層で反射されて波長変換層側に戻ると、再び波長変換層に吸収されて発光となるため、青色光の漏れを低減できると共に、変換効率を向上させることができる。

特開２０１９－１５２８５１号公報

　ここで、本願発明者らは、特許文献１の構成について鋭意検討した結果、課題を見出した。波長変換層から誘電体多層膜の膜面の垂直軸に対して２０度以下の角度で入射する励起光に対しては高い反射率を有する。しかし、前述の垂直軸に対して２０度以上の高い角度で入射する励起光に対しては反射率が低下し、青色光が誘電体多層膜を透過する、という課題が生じうること本発明者らは見出した。励起光の反射率が低下すると、発光効率の低下や、色純度の低下といった問題が生じる。

　本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、励起光の波長を変換する波長変換層を含むサブ画素領域を備えた表示素子に関して、サブ画素領域における励起光の漏れを低減することを目的とする。

　本発明に係る表示素子は、励起光を発する光源部と、前記励起光を、前記励起光の波長よりも長い波長の光に変換する波長変換部と、前記波長変換部を透過した前記励起光を反射する反射層と、前記波長変換部で変換された光を透過させる光学部材と、をこの順に有する表示素子であって、前記波長変換部は、前記励起光を、前記励起光の波長よりも波長の長い第一の波長変換光に変換する第一の波長変換層と、前記励起光を、前記第一の波長変換光の波長よりも波長の長い第二の波長変換光に変換する第二の波長変換層とを含み、前記表示素子は、前記第一の波長変換層を含む緑色サブ画素領域と、前記第二の波長変換層を含む赤色サブ画素領域と、前記第一の波長変換層及び前記第二の波長変換層のいずれも含まない青色サブ画素領域と、を含む画素を構成し、前記波長変換部と前記光学部材の間の領域に低屈折率層が設けられており、前記低屈折率層のうちの前記波長変換部側の面は、前記低屈折率層が、前記低屈折率層の屈折率よりも高い領域と接する界面である。

　別の本発明に係る表示素子は励起光を発する光源部と、前記励起光を、前記励起光の波長よりも長い波長の光に変換する波長変換部と、前記波長変換部で変換された光を透過させる光学部材と、をこの順に有する表示素子であって、前記波長変換部は、前記励起光を、前記励起光の波長よりも波長の長い第一の波長変換光に変換する第一の波長変換層と、前記励起光を、前記第一の波長変換光の波長よりも波長の長い第二の波長変換光に変換する第二の波長変換層とを含み、前記表示素子は、前記第一の波長変換層を含む緑色サブ画素領域と、前記第二の波長変換層を含む赤色サブ画素領域と、前記第一の波長変換層及び前記第二の波長変換層のいずれも含まない青色サブ画素領域と、を含む画素を構成し、前記光源部と前記波長変換部との間の領域に、前記波長変換部で変換された波長の光を反射する反射層、及び低屈折率層が設けられており、前記低屈折率層のうちの前記波長変換部側の面は、前記低屈折率層が、前記低屈折率層の屈折率よりも高い領域と接する界面である。

　別の本発明に係る表示素子は、励起光を発する光源部と、前記励起光を、前記励起光の波長よりも長い波長の光に変換する波長変換部と、前記波長変換部で変換された光を透過させる光学部材と、をこの順に有する表示素子であって、前記波長変換部は、前記励起光を、前記励起光の波長よりも波長の長い第一の波長変換光に変換する第一の波長変換層と、前記励起光を、前記第一の波長変換光の波長よりも波長の長い第二の波長変換光に変換する第二の波長変換層とを含み、前記表示素子は、前記第一の波長変換層を含む緑色サブ画素領域と、前記第二の波長変換層を含む赤色サブ画素領域と、前記第一の波長変換層及び前記第二の波長変換層のいずれも含まない青色サブ画素領域と、を含む画素を構成し、前記第一の波長変換層と前記第二の波長変換層との間に隔壁部が設けられ、前記隔壁部と前記第一の波長変換層、及び第二の波長変換層の少なくともいずれか一方との間の領域に、前記波長変換部で変換された波長の光を反射する反射層、及び低屈折率層が設けられており、前記低屈折率層のうちの前記波長変換部側の面は、前記低屈折率層が、前記低屈折率層の屈折率よりも高い領域と接する界面である。

　本発明に係る表示素子によれば、励起光の波長を変換する波長変換層を含むサブ画素領域を備えた表示素子に関して、サブ画素領域における励起光の漏れを低減することができる。その結果、優れた色純度と高い発光効率とを両立した表示素子、及び表示装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る表示素子を２次元状に配置した平面図である。本発明の第１の実施形態に係る表示素子を２次元状に配置した表示素子の拡大図である。図１－１ＢのＡ－Ａ’で切断した断面に関する模式図である。図１－２で示した構成の変形例を示す模式図である。本発明の第１の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第１の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第１の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第１の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第１の実施形態における反射層の構成を示す模式図である。本発明の第１の実施形態における反射層の構成を示す模式図である。本発明の実施例（第１の実施形態）における反射層Ａの反射スペクトルの入射角度依存性を示す測定結果である。本発明の実施例（第１の実施形態）における反射層Ｂの反射スペクトルの入射角度依存性を示す測定結果である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を２次元状に配置した平面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を２次元状に配置した表示素子の拡大図である。図２－１ＢのＡ－Ａ’で切断した断面に関する模式図である。図２－２で示した構成の変形例を示す模式図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の実施例（第２の実施形態）における反射層Ｃの波長４６０ｎｍでの反射スペクトルの入射角度依存性を示す測定結果である。本発明の実施例（第２の実施形態）における反射層Ｃの波長５３０ｎｍでの反射スペクトルの入射角度依存性を示す測定結果である。本発明の実施例（第２の実施形態）における反射層Ｃの波長６３０ｎｍでの反射スペクトルの入射角度依存性を示す測定結果である。本発明の第２の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第３の実施形態に係る表示素子を２次元状に配置した平面図である。本発明の第３の実施形態に係る表示素子を２次元状に配置した表示素子の拡大図である。図３－１ＢのＡ－Ａ’で切断した断面に関する模式図である。図３－２で示した構成の変形例を示す模式図である。本発明の第３の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第３の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第３の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第３の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第３の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第３の実施形態に係る表示素子を示す概略断面図である。本発明の第３の実施例（第３の実施形態）における反射層の構成を示す概略断面図である。本発明の第３の実施例（第３の実施形態）における反射層の構成を示す概略断面図である。本発明の実施例（第３の実施形態）における反射層Ｄの反射スペクトルの入射角度依存性を示す測定結果であり、４６０ｎｍの結果である。本発明の実施例（第３の実施形態）における反射層Ｄの反射スペクトルの入射角度依存性を示す測定結果であり、５３０ｎｍの結果である。本発明の実施例（第３の実施形態）における反射層Ｄの反射スペクトルの入射角度依存性を示す測定結果であり、６３０ｎｍの結果である。本発明の実施例（第３の実施形態）における反射層Ｄ（膜厚が薄い場合）の反射スペクトルの入射角度依存性を示す測定結果であり、４６０ｎｍの結果である。本発明の実施例（第３の実施形態）における反射層Ｄ（膜厚が薄い場合）の反射スペクトルの入射角度依存性を示す測定結果であり、５３０ｎｍの結果である。本発明の実施例（第３の実施形態）における反射層Ｄ（膜厚が薄い場合）の反射スペクトルの入射角度依存性を示す測定結果であり、６３０ｎｍの結果である。

　以下、本発明の実施形態に係る表示素子について詳細に説明するが本発明はそれに限定されない。

　（第１の実施形態）
　（構成）
　まず、本実施形態に係る表示素子の構成について図１－１Ａから図１－３を用いて説明する。図１－１Ａは、本実施形態に係る表示素子（画素）１－１０の複数が２次元状に配列された構成を示す平面図である。表示素子（画素）の配置は図１－１Ａのようなアレイ状以外にも用途に応じて適宜配置を変えることができる。（図１－１Ｂは、図１－１Ａのうちの１つの表示素子（画素）１０を拡大した平面図である。表示素子１０は緑色サブ画素領域１－１５、赤色サブ画素領域１－１６、青色サブ画素領域１－１５、を有する。図１－２は、図１－１ＢのＡ－Ａ’で切断した断面図である。図１－３は、図１－２と同様の断面図であるが、後述する反射層２１と低屈折率層１－２０の位置が異なっている。なお、本実施形態において、各画素領域のｘ軸方向の順番は特に限定されない。また、図１－１Ａのようにｘ軸方向に各サブ画素領域が並んだ構成以外にも、３つのサブ画素領域が三角形の各頂点に配置されるような構成でもよい。

　本実施形態に係る表示素子１－１０は、励起光（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を発する光源部１－１１と、励起光を、励起光の波長よりも長い波長の光（Ｌ１’、Ｌ２’）に変換する波長変換部１－５０と、波長変換部１－５０を透過した励起光を反射する反射層１－２１と、波長変換部１－５０で変換された光を透過させる光学部材１－２２と、をこの順に有する。ここで、波長変換部１－５０は、励起光（Ｌ１）を、当該励起光の波長よりも波長の長い第一の波長変換光（Ｌ１’）に変換する第一の波長変換層１－１２と、励起光（Ｌ２）を、第一の波長変換光（Ｌ１’’）の波長よりも波長の長い第二の波長変換光（Ｌ２’’）に変換する第二の波長変換層１－１３とを含む。

　また、第一の波長変換層１－１２を含む緑色サブ画素領域１－１５と、第二の波長変換層１－１３を含む赤色サブ画素領域１－１６と、第一の波長変換層１－１２及び第二の波長変換層１－１３のいずれも含まない青色サブ画素領域１－１７と、を含む画素を構成している。

　そして、波長変換部１－５０と光学部材１－１５の間の領域（Ｒ）に低屈折率層が設けられている。ここで、図１－２のように、反射層１－２１と波長変換部１－５０の間の領域に低屈折率層１－２０が設けられている。また、図１－３に示すように、反射層１－２１と光学部材１－１５の間に低屈折率層１－２０が設けられていてもよい。この低屈折率層１－２０のうちの波長変換部側の面は、低屈折率層１－２０が、低屈折率層１－２０の屈折率よりも高い領域と接する界面である。すなわち、図１－２の場合、低屈折率層１－２０の屈折率は第一の波長変換層１－１２、及び第二の波長変換層１－１３の屈折率よりも低い。図１－３の場合、低屈折率層１－２０の屈折率は反射層１－２１の屈折率よりも低い。なお、低屈折率層１－２０の屈折率は、光学部材１－１５、第一の波長変換層１－１２、及び第二の波長変換層１－１３のいずれの屈折率よりも低いことが好ましい。

　（作用効果）
　このように、本実施形態に係る表示素子１－１０は低屈折率層１－２０のうちの波長変換部側の面で励起光が全反射されるため、漏れを低減できる。

　また、本実施形態に係る表示素子１－１０は、第一の波長変換層１－１２、及び第二の波長変換層１－１３と、光学部材１－１５の間の、これらよりも屈折率の低い低屈折率層１－２０が設けられた構成である。そのため、第一の波長変換層１－１２と光学部材１－１５、第二の波長変換層１－１３と光学部材１－１５との間に、屈折率が高い領域から屈折率が低い領域に変わる界面が存在することになる。その結果、当該界面で、励起光が反射されるため、緑色サブ画素領域や赤色サブ画素領域からの励起光の漏れを低減できる。

　励起光が反射されるメカニズムについてより詳細に説明する。図１－２のような構成の場合、屈折率が高い領域である第一の波長変換層１－１２（又は第二の波長変換層１－１３）と、屈折率が低い領域である低屈折率層１－２０との界面が存在する。スネルの法則により、高い屈折率（ｎ_ｈ）の領域から低い屈折率（ｎ_Ｌ）の領域に光が進む際に、入射角が所定値より大きくなると全反射が生じる。したがって、第一の波長変換層１－１２（又は第二の波長変換層１－１３）と、低屈折率層１－２０との界面で全反射が生じる。

　図１－３のような構成の場合、屈折率が高い領域である第一の波長変換層１－１２（又は第二の波長変換層１－１３）、反射層１－２１、屈折率が低い領域である低屈折率層１－２０、が順に積層された構成である。ここで、反射層１－２１の屈折率が低屈折率層１－２０の屈折率よりも高い場合は、反射層１－２１と低屈折率層１－２０の界面で全反射が生じる（図１－３のＬ１’、Ｌ２’）。もし、反射層１－２１の屈折率が低屈折率層１－２０の屈折率よりも低い場合は、反射層１－２１の屈折率が第一の波長変換層１－１２（又は第二の波長変換層１－１３）よりも低いことになる。したがって、第一の波長変換層１－１２（又は第二の波長変換層１－１３）と反射層との界面で全反射が生じる。

　このように、波長変換部１－５０（第一の波長変換層１－１２と、第二の波長変換層１－１３）に戻ってきた励起光は波長変換に利用されるため、励起光の損失が低減し、発光効率が高い。さらに、緑色サブ画素領域や赤色サブ画素領域から、これらのサブ画素領域から出る光Ｌ１’、Ｌ２’よりも、波長の短い励起光の漏れが低減できるため、色純度の高い表示素子を提供できる。

　なお、励起光Ｌ３が青色光の場合、励起光Ｌ３が光学部材２２を透過して、青色サブ画素領域１－１７から青色光が出る構成となり、緑、赤、青を発光する画素が構成される（図１－２、図１－３）。励起光Ｌ３が紫外光の場合、波長変換部１－５０は、励起光Ｌ３を、励起光の波長よりも波長が長く、かつ第一の波長変換光（Ｌ１’）の波長よりも波長の短い第三の波長変換光（Ｌ３’）に変換する第三の波長変換層を含んでいてもよい（いずれも不図示）。

　なお、図１－２、図１－３は光源部１－１１、波長変換部１－５０、低屈折率層１－２０、反射層１－２１、光学部材１－２２が互に接して積層された構成を示しているが、これらの各要素の間に別の構成要素があってもよい。その場合も、上記理由により、屈折率が高い領域から屈折率が低い領域に変わる界面が存在するため、励起光を全反射して、波長変換部１－５０に戻すことができる。

　本実施形態において、青色光とは、極大波長が４４５ｎｍ以上４７５ｎｍ以下の光であり、緑色光とは極大波長が５１５ｎｍ以上５４５ｎｍ以下の光であり、赤色光とは波長６１５ｎｍ以上６４５ｎｍ以下の光である。

　［表示素子］
　以下、本発明の実施形態に係る表示素子について、詳細な構成を述べる。図１－４Ａと図１―４Ｂは、本実施形態の表示素子の一例を模式的に示す概略断面図である。本実施形態に係る表示素子では、光源部が、緑色、赤色、青色の各画素領域（１－１５、１－１６、１－１７）に対応する複数の発光素子１－１１を含み構成される。発光素子１－１１は青色光を発する。本実施形態に係る表示素子は、青色光、緑色光、赤色光の極大波長は各々、４６０ｎｍ、５３０ｎｍ、６３０ｎｍである。

　まず、図１－４Ａの構成を説明する。波長変換部１－５０には、発光素子１－１１からの青色光を、第一の波長変換光（緑色光）に変換する第一の波長変換層１－１２、第二の波長変換光（赤色光）に変換する第二の波長変換層１－１３、及び、青色光を透過する樹脂部１－１４を備える。このような構成により、緑色サブ画素領域１－１５、赤色サブ画素領域１－１６、青色サブ画素領域１－１７を含む画素を構成する。

　ここで、第一の波長変換層１－１２、及び第二の波長変換層１－１３には、励起光の利用効率向上や漏れ低減のため、光散乱性粒子を含むことが好ましい。光散乱性粒子としては、酸化チタンなどを用いることができる。また、青色サブ画素領域１－１７となる樹脂部１－１４にも、励起光である青色光を散乱させて指向性を解消し、視野角を広くするために、光散乱粒子を含有する。緑色サブ画素領域、前記赤色サブ画素領域、及び前記青色サブ画素領域の各領域間には、隣接画素への光漏れを低減するため、隔壁１－１８が設けられることで、各サブ画素領域間は分離される。また、発光素子１－１１は絶縁材１－１９（バンクともいう）によって分離されている。なお、光源部（発光素子）１－１１に電流を供給するための電極や、光源部１－１１の駆動回路などを設けることができる（不図示）。第一の波長変換層１－１２、及び第二の波長変換層１－１３のｚ軸方向の上面には、低屈折率層１－２０、反射層１－２１、光学部材１－２２が、この順に設けられている。

　図１－４Ａは、第一の波長変換層１－１２と第二の波長変換層１－１３に設けられる反射層２１は、共通とした構成（以下、反射層Ａとする）である。

　一方、図１－４Ｂは、第一の波長変換層１－１２には上記反射層Ａが、第二の波長変換層１－１３には、反射層Ａとは異なる反射特性を持つ反射層Ｂ（後述）が、それぞれ設けられており、緑色、赤色サブ画素領域のそれぞれに対応した反射層を設けた構成である。

　なお、図１－５Ａ、図１－５Ｂに示すように、第一の波長変換層１－１２、及び第二の波長変換層１－１３のｚ軸方向の上面に、低屈折率層１－２０、反射層１－２１（反射層Ａ）（反射層１－２３（反射層Ｂ））、光学部材１－２２が、この順に設けられた構成であってもよい。

　図１－５Ａは、低屈折率層１－２０が、第一の波長変換層１－１２と第二の波長変換層１－１３のｚ軸方向の上面に、緑色、及び赤色サブ画素領域に共通して形成されている場合である。一方、図１－５Ｂは、緑色、及び赤色サブ画素領域に対応して、分離して形成されている場合の模式図である。

　以下、本実施形態に係る表示素子に含まれる各構成要素について詳細に述べる。

　［反射層］
　本実施形態における反射層は特定の波長の光を選択的に反射させる層のことを指す。反射させた該特定の波長以外の波長の光を透過する波長選択性を有すると言い換えることもできる。

　上記のような波長選択性を有する反射層として、誘電体多層膜が挙げられる。誘電体多層膜を構成する誘電体は、無機材料でも有機材料でもよく、これらの組み合わせでもよい。有機材料としては、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂で構成される群から選択される少なくとも一種を用いることができる。無機材料としては、フッ化物材料や酸化物材料などの無機材料などを用いることができる。フッ化物材料としては、ＡｌＦ_２（１．３６）、ＭｇＦ_２（１．３８）、及びＣａＦ_２（１．４３）で構成される群から選択される少なくとも一種を用いることができる。酸化物材料としては、ＳｉＯ_２（１．４５）、Ａｌ_２Ｏ_３（１．６４）、ＭｇＯ（１．７２）、Ｙ_２Ｏ_３（１．８８）、ＨｆＯ_２（２．０５）、ＳｒＴｉＯ_３（２．４４）、及びＴｉＯ_２（２．４９）で構成される群から選択される少なくとも一種を用いることができる。

　ここで、上記の通り挙げたフッ化物材料や酸化物材料の括弧内の数値は屈折率の参考値である。誘電体多層膜は、これらの材料種から選択される低屈折率材料と高屈折率材料が交互に積層された多層膜により構成される。ここで、低屈折率材料は高屈折率材料に比べて相対的に屈折率が低く、高屈折率材料は低屈折率材料に比べて相対的に屈折率が高い。

　このとき誘電体多層膜を構成する各層の厚さｄは反射帯域の中心波長λ_０における各層の屈折率ｎに対し、ｄ＝λ_０／４ｎとすると、層の境界で反射した光が打ち消しあうことで透過率が減少し反射帯域が形成される。高屈折率材料の屈折率をｎ_Ｈ、低屈折率材料の屈折率をｎ_Ｌ（＜ｎ_Ｈ）、とすると、中心波長の両側に幅Ｗ＝２／π×ｓｉｎ［（ｎ_Ｈ－ｎ_Ｌ）／（ｎ_Ｈ＋ｎ_Ｌ）］×λ_０の反射帯域が形成される。

　本実施形態における反射層は、青色光（４６０ｎｍ）を反射し、波長変換部からの発光である緑色サブ画素領域からの緑色光（５３０ｎｍ）と、赤色サブ画素領域からの赤色光（６３０ｎｍ）を透過するように誘電体多層膜が設計される。ここで、緑色サブ画素領域と赤色サブ画素領域で共通の反射層を用いる場合は、４６０ｎｍ付近を反射し、５００ｎｍ以上の波長の光を透過させる。それにより、励起光（青色光）を反射して再利用しつつ、緑色光（５３０ｎｍ）と赤色光（６３０ｎｍ）の発光を、蛍光出射面から取り出すことができる。なお、ここで挙げた赤色、緑色、青色の光の波長は、各サブ画素領域における極大波長の一例であり、前述の波長帯域の範囲内の値であればよい。

　本実施形態において、緑色サブ画素領域、及び赤色サブ画素領域のそれぞれに対応した反射層が設けられていてもよいし、緑色サブ画素領域、赤色サブ画素領域において共通して用いられる反射層が設けられていてもよい。

　ここで、この緑色サブ画素領域と赤色サブ画素領域に共通する構成を反射層Ａとする。例えば、反射層Ａを形成後、通常のフォトリソグラフィ技術によって、赤色サブ画素領域と緑色サブ画素領域のみにレジストパターンを残す。そして、ドライエッチングにより、赤色サブ画素領域と緑色サブ画素領域以外の誘電体多層膜を除去することで反射層Ａを形成できる。

　以下、本実施形態に係る誘電体多層膜が、ＳｉＯ_２からなる層（低屈折率材料）と、ＴｉＯ_２からなる層（高屈折率材料）とが交互に積層した積層体を含む、場合の例を説明する。ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２を交互に積層したものを１回とし、これを１０回繰り返してできる多層膜を反射層として用いた例について述べる。ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２を１層ずつ積層したものを１ペアの反射膜と呼び、交互に１０回積層したものを１０ペアの反射膜と呼ぶこともできる。入射角度が０度の入射光に対し、反射帯域の中心波長に応じてＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚が決定される。ここで、入射角度は、入射する対象となるものの入射面の垂線に対する角度のことである。

　反射層Ａの例として、反射帯域の中心波長を４００ｎｍとした場合、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ６９ｎｍと４０ｎｍであり、反射層の全膜厚は１０９０ｎｍである。このとき、反射帯域の幅は約１３３ｎｍとなる。反射層は、スパッタ法やイオンビーム蒸着法、ＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより成膜することで作製可能である。

　ここで、緑色サブ画素領域と赤色サブ画素領域とで異なる反射層を用いることもできる。この場合、緑色サブ画素領域は反射層Ａと同じであるが、赤色サブ画素領域では、４６０ｎｍ付近の波長の光を反射し、およそ６００ｎｍ以上の波長の光を透過するような構成とすることができる。このような構成により、赤色光（６３０ｎｍ）が反射層を透過させ、かつ高い入射角度で入射する励起光（青色光）の反射率を、反射層Ａより向上させることができる。すなわち、入射角度０度の反射帯域をおよそ６００ｎｍまで長波長側に広げておくことで、高い入射角度で入射する励起光（青色光）に対して、高い反射率を維持できる。この赤色サブ画素領域に対応する構成を反射層Ｂとする。反射層Ｂの例として、反射帯域の中心波長を４７０ｎｍとした場合、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ８１ｎｍと４７ｎｍであり、全膜厚は１２８２ｎｍである。このとき、反射帯域の幅は約１５６ｎｍである。この場合の反射層の形成は、例えば、通常のフォトリソグラフィ技術によって、まず反射層Ｂを形成した後、赤色サブ画素領域のみにレジストパターンを残し、ドライエッチング技術によって、赤色サブ画素領域以外の誘電体多層膜を除去する。続けて、反射層Ａを形成した後、緑色サブ画素領域のみにレジストパターンを残し、ドライエッチング技術によって、赤色サブ画素領域以外の誘電体多層膜を除去することで形成可能である。

　［波長変換部、波長変換層］
　本実施形態における波長変換部は、青色光を異なる波長の光に変換するものであれば特に限定されない。本実施形態における波長変換部は、励起光を、励起光の波長よりも波長の長い第一の波長変換光に変換する第一の波長変換層と、励起光を、第一の波長変換光の波長よりも波長の長い第二の波長変換光に変換する第二の波長変換層とを含む。第一の波長変換光は緑色とし、第二の波長変換光は赤色光とすることができる。本実施形態における第一の波長変換層、及び第二の波長変換層は量子ドットを含むことが好ましい。本実施形態における第一の波長変換層、及び第二の波長変換層の厚さは、４μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、６μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。

　蛍光体粒子が樹脂中に分散された波長変換層を含み構成される。蛍光体粒子としては、無機材料、有機材料を問わないが、特に量子ドットを用いることが好ましい。量子ドットは、発光スペクトルの半値全幅が狭く色純度に優れた発光を示すためである。

　量子ドットに用いられる無機粒子はその大きさからナノ粒子と呼ばれることもある。量子ドットの材料としては、例えば、半導体結晶があり、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ－Ｖ族、ＩＩ－ＶＩ族の化合物半導体、ＩＩ族、ＩＩＩ族、ＩＶ族、Ｖ族、および、ＶＩ族元素の内３つ以上の組み合わせからなる化合物半導体、などのナノ粒子が挙げられる。表示素子用の波長域で発光を示す材料として、具体的には、ＣｓＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＳｅＴｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅＳｅ、ＺｎＴｅＳ、ＩｎＰ、ＣｕＩｎＳ_２、ＡｇＩｎＳ_２、Ｐｂ系ペロブスカイトなどが挙げられる。これらを量子ドットの核（コア）とし、量子ドット材料を被覆化合物で覆ったコアシェル構造であってもよい。この場合、シェル部に配位子が設けられる。

　量子ドットの平均粒径は、２ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが好ましい。量子ドットでは内在する励起子のボーア半径以下の大きさまで量子ドットの粒径を小さくすると、量子サイズ効果により量子ドットのバンドギャップが変化する現象が生じる。例えば、ＩＩＩ－Ｖ族半導体であるＩｎＰでは、ボーア半径は１０ｎｍ～１４ｎｍ程度であると言われている。すなわち、量子ドットの平均粒径が、１５ｎｍ以下であれば、量子サイズ効果によるバンドギャップの制御が可能となる。量子ドットの平均粒径を２ｎｍ以上とすることで、量子ドットの合成において、量子ドットの結晶成長を制御し易くすることができる。

　量子ドットは、表面に配位子を有している。配位子は、第一の量子ドットと第二の量子ドットとを有する場合に、両者を架橋する架橋構造を有してよい。架橋とは１分子が第一の量子ドットおよび第二の量子ドットに結合することである。有機配位子により架橋される場合、有機配位子の分子長により量子ドット間の距離を制御することができる。架橋する構造は具体的には、水酸基、チオール基、カルボキシル基であってよい。量子ドット間には、少なくとも１個以上の有機分子を有することが好ましい。有機配位子が多いと、有機分子の両端が量子ドット表面と強く結合するため、耐熱性、及び耐環境性が向上し、発光特性の安定性が増す。

　＜蛍光体粒子＞
　本実施形態の第一の波長変換層や第二に波長変換層に用いられる蛍光体粒子として、５０ｎｍ未満の半値全幅を有する量子ドットが好ましくは用いることができる。例えば、量子ドットとして、一般に利用可能な量子ドット、例えば、Ｓｉｇｍａ－ＡｌｄｒｉｃｈからＩｎＰ／ＺｎＳ量子ドット製品番号７７６７６９、７７６７５０、７７６７９３、７７６７７７、７７６７８５を用いることができる。第一の波長変換層として、製品番号７７６７５０が好ましく、第二の波長変換層として、製品番号７７６７７７が好ましい。また、ペロブスカイト量子ドットとして、製品番号９０５０６２、９００７４６、９００７４７、９００７４８を用いることができる。第一の波長変換層として、製品番号９０５０６２、あるいは９００７４６が好ましく、第二の波長変換層として、製品番号９００７４８が好ましい。

　＜樹脂部＞
　本実施形態に係る第一の波長変換層、第二の波長変換層、第三の波長変換層（後述）において、マトリックスとなる樹脂部としては、単官能モノマー、２官能モノマーを用いるここができる。例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、などを挙げられる。これらを混合することで、フォトリソグラフィやインクジェット方式による成膜（インクジェット印刷）に適した粘度や表面張力とすることができる。また、光重合開始剤を含有する。樹脂部の割合は５０～７０ｗｔ％であり、光重合開始剤の割合は２～５ｗｔ％である。さらに、波長変換層には、青色光（励起光）の利用効率向上や漏れ低減のため、光散乱性粒子を含むことが好ましい。光散乱性粒子としては、酸化チタンなどが用いることができる。光散乱粒子の割合は１０～３０ｗｔ％である。

　［低屈折率層］
　＜屈折率＞
　本実施形態における低屈折率層の屈折率は、光学部材、及び第一の波長変換層、及び第二の波長変換層のいずれの屈折率よりも低い。本実施形態における低屈折率層の屈折率は具体的には、骨格材料として二酸化ケイ素ＳｉＯ_２（屈折率＝１．４５）を用いる場合、１．４５以下とすることができ、１．１０以上１．３０以下が好ましく、１．１０以上１．１５以下であることがより好ましい。

　＜厚さ＞
　本実施形態における低屈折率層の厚さは、２００ｎｍ以上とすることができ、波長変換部の厚さの１／２以下、もしくは２μｍ以下とすることができる。ここで、厚さとは図１－２から図１－５Ａ、図１－５Ｂにおけるｚ軸方向の厚さである。

　本実施形態における低屈折率層の厚さの下限が２００ｎｍであり、上限が前記波長変換部の厚さの１／２か、２μｍのいずれか小さい値であることが好ましい。本実施形態において、全角度における反射率を十分に高めるためには、発光素子からの青色光（励起光）として用いられる波長の約１／２より大きな厚さであると好ましいことから、上記の下限値が決定される。

　また、低屈折率層が厚すぎると、クラックやヘイズの増加が多くなるため、波長変換層の厚さの１／２か、２μｍかのどちらか小さい値とすることが好ましい。また、低屈折率層の下面（波長変換部側の面）が、各サブ画素領域間に設けられた隔壁の、光学部材の頂面よりも波長変換部側に位置することが好ましい。ここで、波長変換層から出射した光は、低屈折率層との界面で全反射により波長変換層側に反射されて戻るが、低屈折率層の下面が上記隔壁の頂面よりも光学部材側に設けられている場合は、横方向に拡散しやすくなり、隣接するサブ画素領域への光漏れが生じ、解像度の低下に繋がることがあるためである。ここで、横方向とは図１－２から図１－５Ａ、図１－５Ｂにおけるｘ、ｙ軸方向のことである。

　＜組成、及び構成＞
　本実施形態に係る低屈折率層の屈折率が１．４５以下の固体物質を骨格とする場合、低屈折率化のために空隙率を適切に設定することができ、低屈折率層の強度を向上させることができる。以下、低屈折率層が固体物質を含む例について説明する。

　固体物質は、結晶質、及び非晶質のいずれでもよい。固体物質は、粒子であってもよい。粒子は、特に限定されず、球状粒子、不定形状粒子、該球状又は不定形状粒子が数珠状又は分鎖状に連結した粒子、内部に空洞を有する中空粒子、又中空粒子が数珠状又は分鎖状に連結した粒子などが挙げられる。

　屈折率、コスト、化学的安定性の観点から、固体物質は、二酸化ケイ素を含むことが好ましい。すなわち、固体物質の主成分は、二酸化ケイ素であることが好ましい。ここで、「固体物質の主成分が二酸化ケイ素である」とは、固体物質中、二酸化ケイ素が５０質量％以上であることを意味する。典型的には、固体物質中の二酸化ケイ素は、９０質量％以上である。

　二酸化ケイ素粒子の具体例として、日産化学（株）製のスノーテックスシリーズ、オルガノシリカゾル、日揮触媒化成（株）のスルーリアシリーズ、日本アエロジル（株）販売のＥＶＯＮＩＫ製アエロジルシリーズなどが挙げられる。

　一般に、屈折率ｎ_ａの物質Ａと屈折率ｎ_ｂの物質Ｂで構成される複合物質Ｃの屈折率ｎ_ｃは、近似的に以下の式１－（１）で表される。
　ｎ_ｃ＝〔ｎ_ａ×ｖ_ａ／１００〕＋〔ｎ_ｂ×ｖ_ｂ／１００〕　　１－（１）

　ここで、ｖ_ａ、ｖ_ｂはそれぞれ複合物質を構成する物質Ａ、物質Ｂの体積分率である（ｖ_ａ＋ｖ_ｂ＝１００）。

　上記式１－（１）によると、固体物質と空気の複合物質、つまり、固体物質を骨格とする多孔質膜を低屈折率層として用いることによって、元の固体物質の屈折率より低くすることができる。その際、骨格となる固体物質の屈折率が低いほど、また、低屈折率層の空隙率が高いほど、低屈折率層の屈折率は低くなる。低屈折率層の空隙率を高めるために、低屈折率層は多孔質構造を有してもよい。この観点において低屈折率層を多孔質膜と称することができる。

　なお、上記式１－（１）において、物質Ａを空気、物質Ｂを二酸化ケイ素とした場合、空気の屈折率ｎ_ａ＝１．００、二酸化ケイ素の屈折率ｎ_ｂ＝１．４６、二酸化ケイ素の体積分率ｖ_ｂ＝１００－ｖ_ａとなる。すなわち、ｖ_ａは低屈折率層の屈折率ｎ_ｃの関数となり、ｖ_ａを求めることができる。このｖ_ａは、空隙率である。

　本実施形態における低屈折率層の空隙率は、６０．０％以上９５．０％以下であることが好ましく、６５．０％以上９０．０％以下であることがより好ましい。

　例えば、式１－（１）によると、二酸化ケイ素（屈折率１．４６）を骨格とする低屈折率層の空隙率が６０．０％未満では、屈折率は１．１５を超える場合がある。

　一方、空隙率が９５．０％を超える場合、低屈折率層の屈折率が１．０５未満という、過剰に低い屈折率になると共に、低屈折率層を構成する骨格が少ないため強度が低下する可能性がある。

　＜中空粒子＞
　低屈折率層が、中空粒子を含有する場合について、さらに説明するが、これらに限定されることはない。中空粒子とは、外殻が固体物質で形成され、外殻の内側に空洞（空隙）を有する粒子である。また、中空粒子は、外殻が二酸化ケイ素である中空粒子（以下、中空シリカ粒子）を含むことが好ましい。なお、中空シリカ粒子以外にもヒュームドシリカ粒子を用いてもよいが、以下では中空シリカ粒子について説明する。

　低屈折率層は、複数の中空粒子を含むことが好ましい。複数の中空粒子を含む低屈折率層は、中空粒子の他に、中実粒子を含んでいてもよいし、バインダを含んでいてもよい。低屈折率層の単位体積に対する複数の中空粒子内の空隙の合計体積の割合を空隙率Ｘ（％）とし、低屈折率層の単位体積に対する中空粒子間の空隙の合計体積の割合を空隙率Ｙ（％）としたときに、Ｘ＜Ｙの関係を満たすことが好ましい。ここで、（Ｘ＋Ｙ）は、上記低屈折率層の空隙率を意味する。

　また、低屈折率層の屈折率ｎは以下の式１－（２）で表される。
　ｎ＝〔ｎ_ａ×（Ｘ＋Ｙ）／１００〕＋。〔ｎ_ｓ×（１００－Ｘ－Ｙ）／１００〕　１－（２）

　ここで、ｎ_ａは空気の屈折率（ｎ_ａ＝１）、ｎ_ｓは中空粒子の外殻の屈折率（ｎ_ｓ＞１）である。式１－（２）によると、Ｘ＋Ｙが大きいほど、また、ｎ_ｓが低いほど、ｎは低くなる。中空粒子が密に配置されると、中空粒子の間に存在する空隙の体積分率が減少し、空気よりも高い屈折率を有する成分である外殻の体積分率が大きくなるため、低屈折率層の屈折率が高くなる。一方、中空粒子が疎に配置されると、中空粒子間に存在する空隙の体積分率が増加し、外殻の体積分率が小さくなるため、低屈折率層の屈折率が低くなる。すなわち、低屈折率層の屈折率をより低くするためには、Ｙ／Ｘを大きくするとよい。具体的には、Ｙ／Ｘ＞１つまりＸ＜Ｙの関係を満たしていることが好ましい。

　また、Ｘ及びＹは、Ｘ＜（１００－Ｘ－Ｙ）＜Ｙの関係を満たすことが好ましい。

　低屈折率層は、固体物質で構成された粒子、及び、高強度化のため、該粒子を結合するバインダを含有してもよい。バインダを使用する場合、低屈折率層中に含まれる固体は、中空粒子の外殻とバインダであり、低屈折率層の単位体積に対する固体の体積分率は（１００－Ｘ－Ｙ）（％）で表される。

　Ｘ＜（１００－Ｘ－Ｙ）の関係を満たす場合、低屈折率層の強度がより向上する。また、（１００－Ｘ－Ｙ）＜Ｙの関係を満たす場合、低屈折率層の屈折率がより低くなる。

　ＸとＹの合計値（Ｘ＋Ｙ）は、６０．０％以上９５．０％以下であることが好ましく、６５．０％以上～９０．０％以下であることがより好ましい。（Ｘ＋Ｙ）を上記範囲にすることで、低屈折率層の強度と低屈折率層の屈折率を所望の範囲に調整することが容易となる。

　Ｘ及びＹを上記範囲とすることで、低屈折率層の強度と低屈折率層の屈折率を所望の範囲に調整することが容易となる。

　＜成膜方法＞
　固体物質として、外殻が二酸化ケイ素である中空粒子を用いる場合の例について説明するが、これに限定されるわけではない。

　中空粒子の分散液を使用することができる。中空粒子の分散液としては、中空粒子の空隙率、中空粒子の外殻の屈折率、中空粒子の一次粒子の個数平均粒径などを満足する中空粒子の分散液であれば、特に限定されない。

　例えば、中空シリカ粒子のイソプロパノール（以降、ＩＰＡともいう）分散液である、日揮触媒化成製スルーリアシリーズが好適に用いられる。スルーリアシリーズのような市販品のほか、中空シリカ粒子であれば、ヒュームドシリカ粒子の溶媒分散と同様の方法により中空粒子を溶媒に分散したものを用いてもよい。

　溶媒中の中空粒子濃度は、例えば、塗工液中の中空シリカ粒子の濃度（固形分濃度）は、１．０質量％以上３０．０質量％以下であることが好ましく、２．０質量％以上２０．０質量％以下であることがより好ましい。

　含有量（濃度）が上記範囲である場合、低屈折率層の膜厚を２００ｎｍ以上に調整することが容易となる。

　中空シリカ粒子の表面は、水酸基を有しており、親水性であるため、疎水性が強い溶媒は適していない。具体的には、オクタノール／水分配係数ｌｏｇＰ_ｏｗが２以下である、有機溶媒を用いることが好ましい。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール系溶媒、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール系溶媒、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、エチルアセテート、プロピルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのアセテート系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒が挙げられる。

　以下、低屈折率層の成膜方法について説明する。上記塗工液を用いて、膜を形成する。成膜方法としては、バーコート法、ドクターブレード法、スキージ法、スプレー法、スピンコート法、ディップコート法、スクリーンプリント法、インクジェット法、などを用いることができる。表示素子の任意の画素にパターニングして成膜する場合はインクジェット法式によって成膜することが好ましい。

　低屈折率層の強度を向上するための方法の一つとして、粒子同士を結着するバインダを用いてもよい。バインダとしては、アクリル樹脂、フッ素樹脂、スチレン樹脂、イミド樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂などの樹脂を用いることができる。

　［光源部］
　本実施形態における光源部は、励起光を発するものであれば特に限定されない。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）や、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）といった発光素子が挙げられる。本実施形態において、マイクロＬＥＤ、マイクロＯＬＥＤを用いることができる。

　また、光源部は、赤色サブ画素領域と、緑色サブ画素領域、青色サブ画素領域のそれぞれに対応した光源部がそれぞれ設けられていてもよいし、これらのサブ画素領域に共通した光源部が設けられても良い。

　［光学部材］
　本実施形態における光学部材は青色光、緑色光、赤色光の透過させるものであれば特に限定されない。本実施形態における光学部材は例えば、上記の第一の波長変換層や第二の波長変換層を外部環境から遮蔽することができる透明な樹脂である。光学部材としては、青色光、緑色光、赤色光に対しての透過率が８５％以上、より好ましくは９０％以上の透明な樹脂を用いることができる。光学部材として用いられる樹脂の屈折率を１．５以上１．９とすることができる。また、光学部材が各サブ画素領域毎にマイクロレンズとして形成されていてもよい。この場合、第一の波長変換層１２、及び第二の波長変換層１３が発する光を収束させる作用を有する。マイクロレンズは、例えばフォトリソグラフィと熱処理により作製できる。また、樹脂を塗布した後、アレイ形状に加工したパターン金型を押し当てることでも光学部材を作製できる。マイクロレンズとして用いる場合、光学部材２２の屈折率を１．７以上１．９以下とすることができる。

　（表示装置）
　本実施形態に係る表示装置は、上記本実施形態に係る表示素子と光源部を発光させる電源部とを有する。

　実施例（第１の実施形態）
　以下に本発明の実施例（第１の実施形態）に係る表示素子を詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

　［実施例１－１］
　＜反射層＞
　（反射層の作製）
　まず反射層の波長変換層による光吸収を含まない反射率のみの評価を行うため、図１－６Ａに示す構成の反射層を作製した。図１－６Ａが低屈折率層を設けた本実施例の構成であり、図１－６Ｂが低屈折率層を設けない従来の構成である。反射層は、石英基板３０上にイオンビーム蒸着法により形成した。具体的には反射帯域の中心波長が４００ｎｍとなるように、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚が、それぞれ６９ｎｍと４０ｎｍとなるように交互に積層したものを１回とし、これを１０回繰り返してできる多層膜（反射層Ａ）を反射層３１として形成した。

　低屈折率層は、中空シリカ粒子を用いて作製した。塗工液の調製には、日揮触媒化成製スルーリア４１１０（分散媒：ＩＰＡ、シリカ固形分濃度：２０．５質量％、中空粒子１個の個数平均粒径：６０ｎｍ、中空粒子１個の空隙率：４５％、中空粒子１個の屈折率：１．２５）を用いた。そして、シリカの固形分濃度が６．０質量％となるように調整したものを塗工液とした。この塗工液をスピンコート法で反射層３１上に塗布し、回転速度を１０００ｒｐｍとして１０秒間回転させて、低屈折率層３２を厚さ１．０μｍ成膜した。

　次いで、低屈折率層３２上に樹脂部３３を形成した。樹脂部は、波長変換層と同じ樹脂を用い、蛍光体粒子を除いたものを用いた。樹脂としては、ベンジルアクリレートに光重合開始剤として２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド３ｗｔ％含有したものを用いた。スピンコート法で低屈折率層３２上に塗布し、回転速度を１０００ｒｐｍとして１０秒間回転して成膜した。ＵＶランプ（ＥＸ２５０，ＨＯＹＡ）を用いて照度１５ｍＷ／ｃｍ^２のＵＶ光を３０秒間照射して硬化させ、樹脂部３３を作製した。樹脂部３３の厚さは１０μｍであった。

　低屈折率層に形成条件を変えて、反射層Ａの上に、表１－１に示すような低屈折率層の屈折率が１．１０から１．３０の範囲で異なる構成１－１～１－５と、低屈折率層を設けない構成１－６を作製した。

　同様のプロセスで、反射帯域の中心波長が４７０ｎｍとなるように、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚が、それぞれ８１ｎｍと４７ｎｍとなるように交互に積層したものを１回とし、これを１０回繰り返してできる多層膜（反射層Ｂ）を反射層３１として形成した。同じプロセスで低屈折率層に形成条件を変えて、反射層Ｂの上に、表１－１に示すような低屈折率層の屈折率が１．１０から１．３０の範囲で異なる構成１－７～１－１１と、低屈折率層を設けない構成１－１２を作製した。

　作製した構成１－２の反射層Ａに対して、樹脂部３３側から４６０ｎｍの光を、反射層に対して垂直（０°）に入射して反射率を測定したところ、青色光（４６０ｎｍ）に対して９５％以上の高い反射率を得られた。また、緑色光（５３０ｎｍ）と赤色光（６３０ｎｍ）を９０％以上透過した。図１－７に低屈折率層が無い従来の構成（構成１－６）と、屈折率が１．１５の低屈折率層を設けた本実施例の構成（構成１－２）の青色光（励起光）に相当する波長４６０ｎｍの反射率の角度依存性を示す。ここでの角度θは樹脂部３３から出射する光線の角度である。誘電体多層膜からなる反射層は、誘電体多層膜の膜面の垂直軸（入射角度０度）に入射する光線に対しては高い反射率を示すが、斜めに入射する光線に対しては、垂直軸と成す角度θとしてλ×ｃｏｓθが打ち消しあう垂直入射の波長に相当する。そのため、高角度入射では反射帯が短波長側にシフトすることになる。その結果、青色光（４６０ｎｍ付近）に対して、入射角度２０度以下では、９５％以上の高い反射率を有するが、入射角度が２０度以上になると反射率が大きく低下した。青色光（４６０ｎｍ）の反射だけを考えると、入射角度０度の反射帯を長波長側に広げておくことで、高角度入射においても高い反射率を維持することができる。しかし、ここでは、波長変換層からの発光を透過する必要があるため、およそ５００ｎｍ以上の波長は透過するような設計が必要である。このような条件下では、低屈折率層が無い従来の構成では、誘電体多層膜の反射率は２０度以上の入射角度で必然的に低下することになる。

　本実施例の構成では、低屈折率層１－３２が配置されていることで、低屈折率層１－３２に入射する際に、その界面で全反射される。これにより、波長変換層に相当する樹脂部３３から約５０°以上の高角度で出射する光は、低屈折率層との界面で全反射により樹脂部側３３側に反射されて戻されることで、反射率が向上することになる。

　作製した構成１－８の反射層Ｂに対して、同様に、樹脂部３３側から４６０ｎｍの光を、反射層に対して垂直（０°）に入射して反射率を測定したところ、青色光（４６０ｎｍ）に対して９５％以上の高い反射率を有し、赤色光（６３０ｎｍ）を９０％以上透過した。図１－８に低屈折率層が無い従来の構成（構成１－１２）と、屈折率が１．１５の低屈折率層を設けた本実施例の構成（構成１－８）の青色光（励起光）に相当する波長４６０ｎｍの反射率の角度依存性を示す。反射帯を長波長側に広げたため、４０度入射まで高い反射率を維持できているが、低屈折率層が無い従来の構成では４０度以上の入射角度では、反射率が５０％程度まで低下した。

　（透過率の評価）
　構成１－１～１－１２の反射層について、反射率の角度依存性を測定し、全角度平均透過率Ｔ_ｉｎｔを算出した。なお、以下で述べる全角度平均透過率は、青色光（４６０ｎｍ）に対する全角度平均透過率である。

　波長変換層内部での光散乱、及び、発光素子内部の多重反射全反射の影響もあり、反射層に広角入射する光の成分が多いことを考慮し、発光素子からの青色光（励起光）の透過率を評価する目安の値として本指標を用いる。全角度平均反射率Ｒ_ｉｎｔは以下の式１－（３）で算出でき、全角度平均透過率Ｔ_ｉｎｔは、Ｔ_ｉｎｔ＝１－Ｒ_ｉｎｔの関係から算出できる。式１－（３）において、Ｒ（θ）は、反射率の入射角分布を示している。

　表１－１に測定結果を示す。反射層Ａ、及び、反射層Ｂ、いずれの構成においても、低屈折率層を設けない構成（構成１－６、構成１－１２）に対し、低屈折率層を設けることで、全角度平均透過率が低下し、４６０ｎｍの青色光（励起光）を透過しにくくなった。低屈折率層の屈折率が低くなるほどその効果は高まり、反射膜Ａでは、低屈折率層の屈折率が１．３０の場合は、全角度平均透過率が３２％以下となる。低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均透過率が２０％以下となり、青色励起光を効率よく利用できるようになるためより好ましい。反射膜Ｂでは、低屈折率層の屈折率が１．３０の場合は、全角度平均透過率が１５％以下となる。低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均透過率が７％以下となり、青色励起光を効率よく利用できるようになるためより好ましい。

　以上より、低屈折率層を誘電体多層膜からなる反射層と隣接して配置することで、４６０ｎｍの青色光の反射率が向上した反射層が得られた。

　ここで、波長変換層には、青色光（励起光）の利用効率向上や漏れ低減のため、光散乱性粒子を含む。その結果、青色光（励起光）は波長変換層において光散乱を生じるため、反射層への入射角度は高角度成分を含むことになる。加えて、反射層で反射されて波長変換層側に戻った光は、再び波長変換層に吸収されて発光するか、発光素子内部で反射や散乱されて、再び反射層に入射することになる。この場合は５０度以上の高角度成分を多く含むことになる。青色光（励起光）のうち、５０度以上で反射層に入射する高角度成分の割合は、青色光（励起光）の指向性や、波長変換層のアスペクト比、光散乱粒子の濃度によっても異なるが、およそ１０％～３０％の値である。この青色光（励起光）の高角度成分は反射層を透過して、外部に漏れるため、この漏れ量が数％であったとしても色純度に悪影響を与えることになる。

　＜波長変換層＞
　樹脂部に、量子ドットと光散乱粒子を含有することで、第一の波長変換層（緑色波長変換層）と第二の波長変換層（赤色波長変換層）を作製した。ＵＶ硬化樹脂としてベンジルアクリレート５７ｗｔ％、光重合開始剤として２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド３ｗｔ％、光散乱粒子として酸化チタン２０ｗｔ％、蛍光体粒子としてＩｎＰ／ＺｎＳ量子ドット２０ｗｔ％とした。反射層の作製と同様のプロセスにより反射層Ａの上に屈折率が１．１０の屈折率層を作製し、構成１の反射層を作製した。その上に波長変換層を１０μｍ形成し、第一の波長変換層と第二の波長変換層を作製した。

　［実施例１－２］
　第一の波長変換層と第二の波長変換層の反射層を共に構成１－２とした以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　［実施例１－３］
　第一の波長変換層と第二の波長変換層の反射層を共に構成１－３とした以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　［実施例１－４］
　第一の波長変換層と第二の波長変換層の反射層を共に構成１－４とした以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　［実施例１－５］
　第一の波長変換層と第二の波長変換層の反射層を共に構成１－５とした以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　［実施例１－６］
　第一の波長変換層の反射層を構成１－１、第二の波長変換層の反射層を構成１－７とした以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　［実施例１－７］
　第一の波長変換層の反射層を構成１－２、第二の波長変換層の反射層を構成１－８とした以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　［実施例１－８］
　第一の波長変換層の反射層を構成１－３、第二の波長変換層の反射層を構成１－９とした以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　［実施例１－９］
　第一の波長変換層の反射層を構成１－４、第二の波長変換層の反射層を構成１－１０とした以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　［実施例１－１０］
　第一の波長変換層の反射層を構成１－５、第二の波長変換層の反射層を構成１－１１とした以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　［実施例１－１１］
　第一の波長変換層と第二の波長変換層の反射層を共に構成１－２とし、低屈折率層をインクジェット方式により成膜（インクジェット印刷）した以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　［比較例１－１］
　第一の波長変換層と第二の波長変換層に対して、反射層と低屈折率層を設けない構成とした以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　［比較例１－２］
　第一の波長変換層と第二の波長変換層の反射層を共に構成１－６とした以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　［比較例１－３］
　第一の波長変換層の反射層を構成１－６、第二の波長変換層の反射層を構成１－１２とした以外は実施例１－１と同様にして波長変換層を作製した。

　＜透過率と輝度の評価＞
　青色ＬＥＤ（ピーク発光波長：４６０ｎｍ）を用い、マルチチャンネル分光器Ｃ１００２７－０１（浜松ホトニクス）に積分球を接続し、青色ＬＥＤの上側に積分球を設置した。青色ＬＥＤと積分球との間に波長変換層を挿入し、青色ＬＥＤを点灯させて、作製した第一の波長変換層と第二の波長変換層の４６０ｎｍにおける透過率と、それぞれ５３０ｎｍ±３０ｎｍ、６３０ｎｍ±３０ｎｍの発光スペクトルの積分値を輝度として測定した。ここで、第一の波長変換層と第二の波長変換層の輝度値は、それぞれ比較例１－１の値を１００としたときの相対値である。

　表１－２に第一の波長変換層と第二の波長変換層の透過率と輝度の値を示す。

　本実施例の構成とすることで、低屈折率層を設けない比較例１－２、比較例１－３に対して、青色光（励起光）（４６０ｎｍ）の透過率が低下するとともに、輝度値が向上した。第一の波長変換層と第二の波長変換層の反射膜が共通である実施例１－１～１－５に対し、第二の波長変換層の反射膜の反射膜を最適な構成に変えた実施例１－６～１－１０とすることで、第二の波長変換層の青色光の透過率がさらに低減された。

　（第２の実施形態）
　＜第２の実施形態の背景技術＞
　画像を表示する表示素子、及び表示装置において、広い色純度に対応した色再現性と、高い発光効率を実現する手法として、半値幅の狭い発光を示す量子ドットを用いた技術がある。励起光として紫外光や青色光を用いて、量子ドットを備えた波長変換層で色変換を行うことで、色再現性と高い発光効率を両立した表示素子を実現できる。励起光の光源としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）や、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などを用いることができる。特に、赤色と緑色で発光する量子ドットからなる波長変換層をサブピクセルにパターニングし、青色の励起光により画素単位で色変換を行う構成も提案されている。この構成では、サブピクセルのサイズは、ＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ＶｉｅｗＦｉｎｄｅｒ）等に用いられる小型表示素子の場合は数μｍピッチ、大型の高解像度テレビでは数十μｍピッチとなる。

　ここで、サブピクセルに形成される波長変換層のアスペクト比（高さ／幅の比）が大きくなると、パターン形成が難しく微細化が困難になるため、波長変換層の厚さは、数μｍから１０μｍとなる。波長変換層で波長変換された光（以下、波長変換光と呼ぶことがある）は等方的に放射するため、波長変換光の半分程度は励起光の入射側に放射されると考えられる。

　そこで、波長変換層の励起光の入射側に、励起光（青色光）を透過し、波長変換された光（緑色光、赤色光）を反射する反射層を配置する構成が開示されている（ＷＯ１９／０５９３０８号公報）。これにより、波長変換層から放射される波長変換光のうち、励起光の入射側に放射される光を反射させて波長変換層側に取り出すことで、波長変換効率を向上させることができる。

　＜第２の実施形態の課題＞
　ここで、本願発明者らは、ＷＯ１９／０５９３０８号公報の構成について鋭意検討した結果、課題を見出した。このような反射層として広い波長帯域において反射率の高い誘電体多層膜を用いる場合、波長変換層から誘電体多層膜の膜面の垂直軸に対して低角度（５０度以下）で入射する緑色、あるいは赤色の波長変換光に対しては、高い反射特性を有する。しかし、誘電体多層膜の膜面に対して高い角度（５０度以上）で入射する波長変換光に対しては反射率が低下して、波長変換光の一部が透過し波長変換効率が低下する課題が生じることがわかった。反射率が低下すると、発光効率の低下や、色純度の低下といった問題が生じる。

　第２の実施形態は上述の課題に鑑みてなされたものであり、励起光の波長を変換する波長変換層を含むサブ画素領域を備えた表示素子に関して、サブ画素領域における波長光の漏れを低減することを目的とする。

　＜第２の実施形態における課題を解決するための手段＞
　第２の実施形態に係る表示素子は、励起光を発する光源部と、前記励起光を、前記励起光の波長よりも長い波長の光に変換する波長変換部と、前記波長変換部で変換された光を透過させる光学部材と、をこの順に有する表示素子であって、前記波長変換部は、前記励起光を、前記励起光の波長よりも波長の長い第一の波長変換光に変換する第一の波長変換層と、前記励起光を、前記第一の波長変換光の波長よりも波長の長い第二の波長変換光に変換する第二の波長変換層とを含み、前記表示素子は、前記第一の波長変換層を含む緑色サブ画素領域と、前記第二の波長変換層を含む赤色サブ画素領域と、前記第一の波長変換層及び前記第二の波長変換層のいずれも含まない青色サブ画素領域と、を含む画素を構成し、前記光源部と前記波長変換部との間の領域に、前記波長変換部で変換された波長の光を反射する反射層、及び低屈折率層が設けられており、前記低屈折率層のうちの前記波長変換部側の面は、前記低屈折率層が、前記低屈折率層の屈折率よりも高い領域と接する界面である。

　＜第２の実施形態における効果＞
　第２の実施形態に係る表示素子によれば、励起光の波長を変換する波長変換層を含むサブ画素領域を備えた表示素子に関して、サブ画素領域における波長が変換された光の漏れを低減することができる。その結果、高い輝度、高い波長変換効率を実現できる表示素子、及び表示装置を提供することができる。

　以下、本発明の第２の実施形態に係る表示素子について詳細に説明するが本発明はそれに限定されない。

　（構成）
　まず、本実施形態に係る表示素子の構成について図２－１Ａから図２－３を用いて説明する。図２－１Ａは、本実施形態に係る表示素子（画素）２－１０の複数が２次元状に配列された構成を示す平面図である。表示素子（画素）の配置は図２－１Ａのようなアレイ状以外にも用途に応じて適宜配置を変えることができる。（図２－１Ｂは、図２－１Ａのうちの１つの表示素子（画素）２－１０を拡大した平面図である。表示素子２－１０は緑色サブ画素領域２－１５、赤色サブ画素領域２－１６、青色サブ画素領域２－１５、を有する。図２－２は、図２－１ＢのＡ－Ａ’で切断した断面図である。図２－３は、図２－２と同様の断面図であるが、後述する反射層２－２１と低屈折率層２－２０の位置が異なっている。なお、本実施形態において、各画素領域のｘ軸方向の順番は特に限定されない。また、図２－１Ａのようにｘ軸方向に各サブ画素領域が並んだ構成以外にも、３つのサブ画素領域が三角形の各頂点に配置されるような構成でもよい。

　本実施形態に係る表示素子２－１０は、励起光（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を発する光源部２－１１と、励起光を、励起光の波長よりも長い波長の光（Ｌ１’、Ｌ２’）に変換する波長変換部２－５０と、波長変換部２－５０で変換された光を透過させる光学部材２－２２と、をこの順に有する。ここで、波長変換部２－５０は、励起光（Ｌ１）を、当該励起光の波長よりも波長の長い第一の波長変換光（Ｌ１’）に変換する第一の波長変換層２－１２と、励起光（Ｌ２）を、第一の波長変換光（Ｌ１’’）の波長よりも波長の長い第二の波長変換光（Ｌ２’’）に変換する第二の波長変換層２－１３とを含む。

　また、第一の波長変換層２－１２を含む緑色サブ画素領域２－１５と、第二の波長変換層２－１３を含む赤色サブ画素領域２－１６と、第一の波長変換層２－１２及び第二の波長変換層２－１３のいずれも含まない青色サブ画素領域２－１７と、を含む画素を構成している。

　そして、波長変換部２－５０と光学部材２－１５の間の領域（Ｒ）に波長変換部２－５０で変換された波長の光を反射する反射層２－２１、及び低屈折率層２－２０が設けられている。そして、光源部２－１１と波長変換部２－５０の間の領域（Ｒ）に低屈折率層２－２０が設けられている。図２－２では、光源部２－１１、反射層２－２１、低屈折率層２－２０がこの順に積層された構成を示すが、図２－３のように、光源部２－１１、低屈折率層２－２０、反射層２－２１がこの順に積層された構成でもよい。ここで、低屈折率層２－２０のうちの波長変換部側の面（Ｉ）は、低屈折率層２－２０が、低屈折率層２－２０の屈折率よりも高い領域と接する界面である。図２－２の場合、低屈折率層２－２０の屈折率は、第一の波長変換層２－１２、及び第二の波長変換層２－１３のいずれの屈折率よりも低い。図２－３の場合、低屈折率層２－２０の屈折率は、反射層２－２１の屈折率よりも低い。

　（作用効果）
　このように本実施形態に係る表示素子２－１０は、低屈折率層２－２０のうちの波長変換部側の面（Ｉ）は、低屈折率層２－２０が、低屈折率層２－２０の屈折率よりも高い領域と接する界面である。そのため、当該界面で、屈折率が高い領域から屈折率が低い領域に変わるため、第一の波長変換光Ｌ１’、及び第二の波長変換光Ｌ２’が反射されるため、緑色サブ画素領域や赤色サブ画素領域からの波長変換光の漏れを低減できる。特に、反射層２－２０のみでは反射が不十分であった、面（Ｉ）の垂直軸に対して５０度以上の高い角度で入射する波長変換光（第一の波長変換光、第二の波長変換光）が、低屈折率層との界面で全反射されるため、従来構成よりも波長変換光の漏れを低減できる。波長変換部２－５０（第一の波長変換層２－１２と、第二の波長変換層２－１３）に戻ってきた波長変換光は光学部材側に進行し、発光素子２－１０の外に射出される。その結果、高い輝度、高い波長変換効率を実現できる。

　なお、励起光Ｌ３が青色光の場合、励起光Ｌ３が光学部材２－２２を透過して、青色サブ画素領域２－１７から青色光が出る構成となり、緑、赤、青を発光する画素が構成される（図２－２、図２－３）。励起光Ｌ３が紫外光の場合、波長変換部２－５０は、励起光Ｌ３を、励起光の波長よりも波長が長く、かつ第一の波長変換光（Ｌ１’）の波長よりも波長の短い第三の波長変換光（Ｌ３’）に変換する第三の波長変換層を含んでいてもよい（いずれも不図示）。

　なお、図２－２、図２－３は光源部１１、反射層２－２１、低屈折率層２－２０、波長変換部２－５０、光学部材２－２２が互いに接して積層された構成を示しているが、これらの各要素の間に別の構成要素があってもよい。その場合も、上記理由により、低屈折率層２－２０の屈折率よりも高い領域と接する界面、すなわち屈折率が高い領域から屈折率が低い領域に変わる界面が存在するため、波長変換光を全反射して、波長変換部２－５０に戻すことができる。

　［表示素子］
　以下、本発明の実施形態に係る表示素子について、詳細な構成を述べる。図２－４Ａ～Ｄは、本実施形態の表示素子の一例を模式的に示す概略断面図である。本実施形態に係る表示素子では、光源部が、緑色、赤色、青色の各画素領域（２－１５、２－１６、２－１７）に対応する複数の発光素子２－１１を含み構成される。発光素子１１は青色光を発する。本実施形態に係る表示素子は、青色光、緑色光、赤色光の極大波長は各々、４６０ｎｍ、５３０ｎｍ、６３０ｎｍである。なお、以下で単に波長変換層という場合、第一の波長変換層２－１２及び第二の波長変換層２－１３の両方を指す。

　まず、図２－４Ａの構成を説明する。波長変換部２－５０には、発光素子２－１１からの青色光を、第一の波長変換光（緑色光）に変換する第一の波長変換層１２、第二の波長変換光（赤色光）に変換する第二の波長変換層２－１３、及び、青色光を透過する樹脂部２－１４を備える。このような構成により、緑色サブ画素領域２－１５、赤色サブ画素領域２－１６、青色サブ画素領域２－１７を含む画素を構成する。

　ここで、第一の波長変換層２－１２、及び第二の波長変換層２－１３には、励起光の利用効率向上や漏れ低減のため、光散乱性粒子を含むことが好ましい。光散乱性粒子としては、酸化チタンなどを用いることができる。また、青色サブ画素領域２－１７となる樹脂部２－１４にも、励起光である青色光を散乱させて指向性を解消し、視野角を広くするために、光散乱粒子を含有する。緑色サブ画素領域、前記赤色サブ画素領域、及び前記青色サブ画素領域の各領域間には、隣接画素への光漏れを低減するため、隔壁２－１８が設けられることで、各サブ画素領域間は分離される。また、発光素子２－１１は絶縁材２－１９（バンクともいう）によって分離されている。なお、光源部（発光素子）１１に電流を共有するための電極や、光源部２－１１の駆動回路などを設けることができる（不図示）。

　緑色サブ画素領域２－１５、赤色サブ画素領域２－１６において、発光素子２－１１、反射層２－２１、波長変換層（第一の波長変換層２－１２、第二の波長変換層２－１３）が、この順に形成され、反射層２－２１に隣接するように低屈折率層２－２０が設けられている。第一の波長変換層２－１２、及び第二の波長変換層２－１３の光源部側に設けられる反射層をここでは反射層Ｃと表す。ここで、低屈折率層２－２０は反射層２－２１の上面、下面のどちらに設けられていてもよく、図２－４Ａ～Ｄが上面に設けた場合、図２－５Ａ～Ｄが下面に設けた場合の模式図を示す。図２－４Ａは、緑色サブ画素領域２－１５と赤色サブ画素領域２－１６で、共通の低屈折率層２－２０と反射層２－２１を用いる構成を示す。一方、図２－４Ｂは反射層２－２１が共通で、低屈折率層２－２０がサブ画素領域毎に分離している構成を示す。また、図２－４Ｃは反射層２１と低屈折率層２－２０が共にサブ画素領域毎に分離している構成を示す。いずれの構成も、反射層２－２１と低屈折率層２－２０で構成される反射特性は同じであるが、隔壁２－１８で画素間が区切られている図２－４Ｃが、サブ画素領域間の光漏れが最も小さい。図２－４Ｄに青色サブ画素領域２－１７を構成する樹脂部２－１４の下面に反射層２－２１と低屈折率層２－２０を設ける構成を示す。樹脂部２－１４に光散乱粒子を含有する場合、樹脂部で散乱されて青色発光素子側に戻ってくる青色励起光は、反射膜に再入射する際は５０度以上高角度で入射する成分が多い。よって、低屈折率層を設けない従来の構成では青色光が青色発光素子まで漏れてしまうことになる。低屈折率層を設けた本実施例の構成とすることで、５０度以上の高角度の光を反射でき、反射膜に再入射する青色光を再び反射して、青色光として放出することができ、青色画素の輝度が向上する。低屈折率層２－２０と反射層２－２１の配置が図２－４Ａから図２－４Ｄとは逆の、図２－５Ａから図２－５Ｄでも同様である。

　なお、低屈折率層２－２０と反射層２－２１は、パターン形成プロセスの簡略化のため、図２－６Ａのように低屈折率層２－２０と反射層２－２１が青色サブ画素領域２－１７を含めた全面に設けられてもよい。また図２－６Ｂのように、反射層２－２１が全面に形成され、低屈折率層２－２０が緑色サブ画素領域２－１５、赤色サブ画素領域２－１６にのみ設けられてもよい。さらに図２－６Ｃのように、青色サブ画素領域２－１７を構成する樹脂部２－１４の下面に反射層２－２１と低屈折率層２－２０が設けられていてもよい。

　（別の構成例）
　波長変換部（第一の波長変換層２－１２や第二の波長変換層２－１３）と光学部材２－２２の間の領域に励起光を反射する励起光反射層（後述の反射層ＢやＣ）、及び低屈折率層２－２０が設けられた構成でもよい。本構成において、低屈折率層２－２０の屈折率は、光学部材２－２２、第一の波長変換層２－１２、及び第二の波長変換層２－１３のいずれの屈折率よりも低い。すなわち、図２－１１に示すように、第一の波長変換層２－１２や第二の波長変換層２－１３の光源部側に設けられる反射層２－２１に加え、波長変換部側に青色光を反射し、波長変換光を透過する反射層が設けられていてもよい。この場合、青色光は、波長変換層の内部に閉じ込められるため、波長変換効率がさらに向上する。図２－８では、第一の波長変換層１２の波長変換部側の面に、低屈折率層２－２０、反射層２－２３、光学部材２－２２が、この順に形成されており、第二の波長変換層２－１３の波長変換部側の面に、低屈折率層２－２０、反射層２－２４、光学部材２－２２が、この順に形成されている。

　反射層２－２３は青色光を反射し、緑色光を透過させるものであり、反射層２－２４は青色光を反射し、赤色光を透過させるものである。低屈折率層２－２０と、反射層２－２３や反射層２－２４の位置関係は逆であっても良い。また、光源部２－１１、波長変換層、低屈折率層２－２０、反射層２－２３、光学部材２－２２の間に別の構成要素があってもよい。

　ここで、樹脂部２－１４と光学部材２－２２の間の領域には励起光を反射する励起光反射層、及び低屈折率層が設けられていない。

　上記のような波長選択性を有する反射層として、誘電体多層膜が挙げられる。誘電体多層膜を構成する誘電体は、無機材料でも有機材料でもよく、これらの組み合わせでもよい。有機材料としては、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂で構成される群から選択される少なくとも一種を用いることができる。無機材料としては、フッ化物材料や酸化物材料などの無機材料などを用いることができる。フッ化物材料としては、ＡｌＦ_２（１．３６）、ＭｇＦ_２（１．３８）、及びＣａＦ_２（１．４３）で構成される群から選択される少なくとも一種を用いることができる。酸化物材料としては、ＳｉＯ_２（１．４５）、Ａｌ_２Ｏ_３（１．６４）、ＭｇＯ（１．７２）、Ｙ_２Ｏ_３（１．８８）、ＨｆＯ_２（２．０５）、ＳｒＴｉＯ_３（２．４４）、及びＴｉＯ_２（２．４９）で構成される群から選択される少なくとも一種を用いることができる。ここで、上記の通り挙げたフッ化物材料や酸化物材料の括弧内の数値は屈折率の参考値である。誘電体多層膜は、これらの材料種から選択される低屈折率材料と高屈折率材料が交互に積層された多層膜により構成される。ここで、低屈折率材料は高屈折率材料に比べて相対的に屈折率が低く、高屈折率材料は低屈折率材料に比べて相対的に屈折率が高い。

　本実施形態における反射層は、励起光である青色光（４６０ｎｍ）を透過し、緑色サブ画素領域から発せられる緑色光（５３０ｎｍ）と、赤色サブ画素領域から発せられる赤色光（６３０ｎｍ）を反射するように誘電体多層膜が設計される。なお、ここで挙げた赤色、緑色、青色の光の波長は、各サブ画素領域における極大波長の一例であり、前述の波長帯域の範囲内の値であればよい。

　ここで、励起光の青色光を発光する素子としては、マイクロＬＥＤやマイクロＯＬＥＤを用いることができる。このような発光素子は指向性を有する光源であるため、青色光を透過する角度範囲は０から３０度の範囲でよい。この角度範囲で反射膜を透過した青色光は、波長変換層に吸収されなかった成分の一部は、波長変換層の上面で反射されて青色発光素子側に戻ってくる。しかしながら、波長変換層による光散乱や素子内の多重反射により、反射層に再入射する際は３０度以上の高角度で入射する成分が多い。よって、青色光の透過する角度範囲を０から３０度とし、３０度以上の高角度を反射するように設計することで、反射膜に再入射する青色光を反射して、波長変換層側に戻すことができ、波長変換効率が向上する。波長変換光（緑色光、赤色光）は、等方的に放射するため、全ての角度範囲で反射するように設計することで、励起光入射側に放射される半分の光を放射側に反射させて取り出すことができるようになる。

　本実施形態における反射層は、この反射層に対して入射角３０度以上９０度以下の角度で入射する青色光に対する全角度平均反射率が、８９％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましい。

　以下、本実施形態に係る誘電体多層膜が、ＳｉＯ_２からなる層（低屈折率材料）と、ＴｉＯ_２からなる層（高屈折率材料）とが交互に積層した積層体を含む、場合の例を説明する。

　誘電体多層膜の反射帯域の中心波長が、それぞれ５８０ｎｍ、６７０ｎｍ、７６０ｎｍである多層膜を積層した反射層（反射層Ｃとする）を用いた。ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ１００ｎｍと５８ｎｍ、１１６ｎｍと６７ｎｍ、１３１ｎｍと７６ｎｍである。各帯域の繰り返し数は５回であり、反射層の膜厚の合計は２．７μｍである。すなわち、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２を交互に積層したものを１回とし、これを５回繰り返してできる多層膜ということになる。

　このように反射層Ｃは、青色光（４６０ｎｍ）に対しては０から３０度の入射光を透過し、３０度以上の入射光を反射する。また、緑色光（５３０ｎｍ）と赤色光（６３０ｎｍ）に対しては、全ての入射角の光を反射する。反射層は、スパッタ法やイオンビーム蒸着法、ＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより成膜することで作製可能である。

　なお、上記（別の構成例）で説明した反射層２３（反射層Ａとする）、及び反射層２４（反射層Ｂとする）について説明する。

　反射層Ａの一例は、反射帯域の中心波長を４００ｎｍとした場合、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ６９ｎｍと４０ｎｍであり、全膜厚は１．１μｍである。反射層Ｂの一例は、反射帯域の中心波長を４７０ｎｍとした場合、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ８１ｎｍと４７ｎｍであり、全膜厚は１．３μｍである。

　＜厚さ＞
　本実施形態における低屈折率層の厚さは、２００ｎｍ以上とすることができ、波長変換部の厚さの１／２以下、もしくは２μｍ以下とすることができる。ここで、厚さとは図２－２から図２－５Ａ～Ｄにおけるｚ軸方向の厚さである。

　また、低屈折率層が厚すぎると、クラックやヘイズの増加が多くなるため、波長変換層の厚さの１／２か、２μｍかのどちらか小さい値とすることが好ましい。また、低屈折率層の波長変換部側の面が、隔壁の光源部側の面よりも波長変換部側に位置することが好ましい。ここで、波長変換層から出射した光は、低屈折率層との界面で全反射により波長変換部側に反射されて戻る。このとき、低屈折率層の波長変換部側の面が、隔壁の光源部側の面よりも光源部側に設けられている場合は、横方向に拡散しやすくなり、隣接するサブ画素領域への光漏れが生じ、解像度の低下に繋がることがあるためである。ここで、横方向とは図２－２から図２－６Ａ～Ｃ、図２－８におけるｘ、ｙ軸方向のことである。

　一般に、屈折率ｎ_ａの物質Ａと屈折率ｎ_ｂの物質Ｂで構成される複合物質Ｃの屈折率ｎ_ｃは、近似的に以下の式２－（１）で表される。
　ｎ_ｃ＝〔ｎ_ａ×ｖ_ａ／１００〕＋〔ｎ_ｂ×ｖ_ｂ／１００〕　　２－（１）

　上記式２－（１）によると、固体物質と空気の複合物質、つまり、固体物質を骨格とする多孔質膜を低屈折率層として用いることによって、元の固体物質の屈折率より低くすることができる。その際、骨格となる固体物質の屈折率が低いほど、また、低屈折率層の空隙率が高いほど、低屈折率層の屈折率は低くなる。低屈折率層の空隙率を高めるために、低屈折率層は多孔質構造を有してもよい。この観点において低屈折率層を多孔質膜と称することができる。

　なお、上記式２－（１）において、物質Ａを空気、物質Ｂを二酸化ケイ素とした場合、空気の屈折率ｎ_ａ＝１．００、二酸化ケイ素の屈折率ｎ_ｂ＝１．４６、二酸化ケイ素の体積分率ｖ_ｂ＝１００－ｖ_ａとなる。すなわち、ｖ_ａは低屈折率層の屈折率ｎ_ｃの関数となり、ｖ_ａを求めることができる。このｖ_ａは、空隙率である。

　例えば、式２－（１）によると、二酸化ケイ素（屈折率１．４６）を骨格とする低屈折率層の空隙率が６０．０％未満では、屈折率は１．１５を超える場合がある。

　また、低屈折率層の屈折率ｎは以下の式２－（２）で表される。
　ｎ＝〔ｎ_ａ×（Ｘ＋Ｙ）／１００〕＋。〔ｎ_ｓ×（１００－Ｘ－Ｙ）／１００〕　２－（２）

　ここで、ｎ_ａは空気の屈折率（ｎ_ａ＝１）、ｎ_ｓは中空粒子の外殻の屈折率（ｎ_ｓ＞１）である。上記式２－（２）によると、Ｘ＋Ｙが大きいほど、また、ｎ_ｓが低いほど、ｎは低くなる。中空粒子が密に配置されると、中空粒子の間に存在する空隙の体積分率が減少し、空気よりも高い屈折率を有する成分である外殻の体積分率が大きくなるため、低屈折率層の屈折率が高くなる。一方、中空粒子が疎に配置されると、中空粒子間に存在する空隙の体積分率が増加し、外殻の体積分率が小さくなるため、低屈折率層の屈折率が低くなる。すなわち、低屈折率層の屈折率をより低くするためには、Ｙ／Ｘを大きくするとよい。具体的には、Ｙ／Ｘ＞１つまりＸ＜Ｙの関係を満たしていることが好ましい。

　Ｘ＜（１００－Ｘ－Ｙ）の関係を満たす場合、低屈折率層の強度がより向上する。また、（１００－Ｘ－Ｙ）＜Ｙの関係を満たす場合、低屈折率層の屈折率がより低くなる。ＸとＹの合計値（Ｘ＋Ｙ）は、６０．０％以上９５．０％以下であることが好ましく、６５．０％以上～９０．０％以下であることがより好ましい。（Ｘ＋Ｙ）を上記範囲にすることで、低屈折率層の強度と低屈折率層の屈折率を所望の範囲に調整することが容易となる。

　実施例（第２の実施形態）
　以下に本発明の実施例（第２の実施形態）に係る表示素子を詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

　［実施例２－１］
　＜反射層＞
　（反射層の作製）
　まず反射層の波長変換層による光吸収を含まない反射率のみの評価を行うため、図２－７Ａ、図２－７Ｂに示す構成の反射膜を作製した。図２－７Ａが低屈折率層を設けた本実施例の構成であり、図２－７Ｂが低屈折率層を設けない従来の構成である。

　反射層Ｃは、青色光（４６０ｎｍ）に対しては０から３０度の入射光を透過し、３０度以上の入射光を反射する。また、緑色光（５３０ｎｍ）と赤色光（６３０ｎｍ）に対しては、全ての入射角の光を反射する。反射層Ｃとしては、ＳｉＯ２とＴｉＯ_２からなる多層膜を用い、反射帯域の中心波長が、それぞれ５８０ｎｍ、６７０ｎｍ、７６０ｎｍである多層膜を積層した反射層を用いた。ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ１００ｎｍと５８ｎｍ、１１６ｎｍと６７ｎｍ、１３１ｎｍと７６ｎｍである。各帯域の繰り返し数は５回であり、反射層の膜厚の合計は２．７μｍである。反射層Ｃを石英基板３０上にイオンビーム蒸着法により反射層３１として形成した。

　波長変換層の下面に設けられる本実施例の反射層Ｃに加え、上面に青色光を反射し、波長変換光を透過する反射層（反射層Ａ、反射層Ｂ）が設けられていてもよい。この場合、青色光は、波長変換層の内部に閉じ込められるようになるため、波長変換効率がさらに向上する。反射層Ａは青色光を反射し、緑色光と赤色光を共に透過する反射層である。反射層Ｂは青色光を反射し、赤色光を透過する反射層である。反射層Ａとしては、反射帯域の中心波長が４００ｎｍとなるように、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚が、それぞれ６９ｎｍと４０ｎｍとなるように交互に積層したものを１回とし、これを１０回繰り返してできる多層膜を反射層３１として形成した。反射層Ｂとしては、反射帯域の中心波長が４７０ｎｍとなるように、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚が、それぞれ８１ｎｍと４７ｎｍとなるように交互に積層したものを１回とし、これを１０回繰り返してできる多層膜を反射層３１として形成した。

　以上の反射層Ｃ、反射層Ａ、反射層Ｂをそれぞれ石英基板３０上にイオンビーム蒸着法により反射層３１として形成した。

　次いで、低屈折率層３２上に樹脂部３３を形成した。樹脂部は、波長変換層と同じ樹脂を用い、蛍光体粒子を除いたものを用いた。樹脂としては、ベンジルアクリレートに光重合開始剤として２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド３ｗｔ％含有したものを用いた。スピンコート法で低屈折率層３２上に塗布し、回転速度を１０００ｒｐｍとして１０秒間回転して成膜した。ＵＶランプ（ＥＸ２５０，ＨＯＹＡ）を用いて照度１５ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を３０秒間照射して硬化させ、樹脂部３３を作製した。樹脂部３３の厚さは１０μｍであった。

　低屈折率層に形成条件を変えて、反射膜Ｃの上に、表２－１に示すような低屈折率層の屈折率が１．１０から１．３０の範囲で異なる構成２－１～２－５と、低屈折率層を設けない構成２－６を作製した。

　同じプロセスで低屈折率層の形成条件を変えて、反射層Ａ、および反射膜Ｂの上に、表２－２に示すような低屈折率層を作成した。具体的には低屈折率層の屈折率が１．１０から１．３０の範囲で異なる構成１－１～１－５と構成１－７～１－１１、及び、低屈折率層を設けない構成１－６、構成１－１２を作製した。

　（透過率の評価）
　［反射層Ｃ］
　反射層Ｃに対し、低屈折率層が無い従来の構成（構成２－６）と、屈折率が１．１５の低屈折率層を設けた本実施例の構成（構成２－２）の波長４６０ｎｍ、波長５３０ｎｍ、波長６３０ｎｍの反射率の角度依存性をそれぞれ、図２－８、図２－９、図２－１０に示す。

　まず、図２－８に示す青色光に関し、低屈折率層を設けない従来の構成では５０度以上の入射角で反射率が大きく低下した。波長変換層の上面で反射されて青色発光素子側に戻ってくる光は、波長変換層による光散乱や素子内の多重反射により、反射膜に再入射する際は５０度以上の高角度で入射する成分が多い。よって、低屈折率層を設けない従来の構成では青色光が青色発光素子まで漏れてしまうことになる。低屈折率層を設けた本実施例の構成とすることで、５０度以上の高角度の光を反射でき、反射膜に再入射する青色光を再び反射して、波長変換層側に戻すことができ、波長変換効率が向上する。

　図２－９に示す緑色光に関し、低屈折率層を設けない従来の構成では５０度以上の入射角で反射率が大きく低下しており、青色発光素子まで波長変換光が漏れて消失してしまうことから、波長変換効率が低下する。低屈折率層を設けた本実施例の構成とすることで、５０度以上の高角度の光を反射でき、波長変換効率が向上する。図２－１０に示す赤色光についても同様のことがいえる。波長変換光（緑色光、赤色光）は、等方的に放射するため、反射層Ｃに入射する光のうち高角度入射成分が多い。そこで、５０度以上の高角度で反射率を高めた本実施例の構成とすることで、励起光入射側に放射される半分の光のほぼ全てを放射側に反射させて取り出すことができるようになる。

　構成２－１～２－６の反射層について、反射率の角度依存性を測定し、全角度平均反射率Ｒ_ｉｎｔを算出した。青色光は波長変換層内部での光散乱、及び、発光素子内部の多重反射全反射の影響もあり、反射膜に広角入射する光の成分が多い。また、波長変換光については、等方的に放射するため反射膜に広角入射する光の成分が多い。以上を考慮し、各波長の反射率、透過率を評価する目安の値として本指標を用いる。また、全角度平均透過率Ｔ_ｉｎｔは、Ｔ_ｉｎｔ＝１－Ｒ_ｉｎｔの関係から算出できる。式２－（３）において、Ｒ（θ）は、反射率の入射角分布を示している。ただし、青色光については、低角度入射と高角度入射を分けて評価するため、０－３０度と、３０－９０度で分けて全角度平均反射率を求めた。反射率の評価は、積分球付属装置「ＩＳＲ－２４０Ａ」（（株）島津製作所製）を取り付けた紫外可視近赤外分光光度計「ＵＶ－３６００」（（株）島津製作所製）を用いて行った。

　表２－１に測定結果を示す。４６０ｎｍの青色光に対しては、低屈折率層を設けない構成（構成２－６）に対し、低屈折率層を設けることで、３０－９０度の全角度平均反射率が向上し、特に５０度以上の高角度の入射光の反射率が向上した（図２－８）。低屈折率層の屈折率が低くなるほど反射率は高くなり、低屈折率層の屈折率が１．３０以下の場合は、全角度平均反射率が８９％以上となり好ましい。低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均反射率が９５％以上となり、青色光（励起光）を効率よく利用できるようになるためより好ましい。

　５３０ｎｍの緑色光に対しては、低屈折率層を設けない構成（構成２－６）に対し、低屈折率層を設けることで、全角度平均反射率が向上し、特に５０度以上の高角度の入射光の反射率が向上した（図２－９）。低屈折率層の屈折率が低くなるほど反射率は高くなり、低屈折率層の屈折率が１．３０以下の場合は、全角度平均反射率が９３％以上となり好ましい。低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均反射率が９８％以上となり、緑色光を効率よく取り出すことができるようになるためより好ましい。

　６３０ｎｍの赤色光に対しては、低屈折率層を設けない構成（構成２－６）に対し、低屈折率層を設けることで、全角度平均反射率が向上し、特に５０度以上の高角度の入射光の反射率が向上した（図２－１０）。低屈折率層の屈折率が低くなるほど反射率は高くなり、低屈折率層の屈折率が１．３０以下の場合は、全角度平均反射率が９０％以上となり好ましい。低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均反射率が９７％以上となり、赤色光を効率よく取り出すことができるようになるためより好ましい。

　［反射層Ａ、反射層Ｂ］
　表２－２に全角度平均透過率の測定結果を示す。反射膜Ａ、及び、反射膜Ｂ、いずれの構成においても、低屈折率層を設けない構成（構成１－６、構成１－１２）に対し、低屈折率層を設けることで、全角度平均透過率が低下し、４６０ｎｍの青色励起光を透過しにくくなった。低屈折率層の屈折率が低くなるほどその効果は高まり、反射膜Ａでは、低屈折率層の屈折率が１．３０の場合は、全角度平均透過率が３２％以下となり、低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均透過率が２０％以下となり、青色励起光を効率よく利用できるようになるためより好ましい。反射膜Ｂでは、低屈折率層の屈折率が１．３０の場合は、全角度平均透過率が１５％以下となり、低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均透過率が７％以下となり、青色励起光を効率よく利用できるようになるためより好ましい。

　＜表示素子の作製＞
　樹脂部に、量子ドットと光散乱粒子を含有することで、第一の波長変換層（緑色波長変換層）と第二の波長変換層（赤色波長変換層）を作製した。ＵＶ硬化樹脂としてベンジルアクリレート５７ｗｔ％、光重合開始剤として２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド３ｗｔ％、光散乱粒子として酸化チタン２０ｗｔ％、蛍光体粒子としてＩｎＰ／ＺｎＳ量子ドット２０ｗｔ％とした。反射膜の作製と同様のプロセスにより反射層Ｃ上に屈折率が１．１０の屈折率層を作製し、構成２－１の反射層を作製した。その上に波長変換層を１０μｍ形成し、緑色波長変換層と赤色波長変換層を作製した。さらに、光学部材を５０μｍ形成し表示素子とした。別途、青色サブ画素領域の樹脂部として、量子ドットを含まず、光散乱粒子として酸化チタン２０ｗｔ％のみを含有した樹脂部を１０μｍ形成した。この際、樹脂部のＵＶ硬化樹脂と光重合開始剤の組成は緑色波長変換層と赤色波長変換層と同じとした。さらに、光学部材を５０μｍ形成し表示素子とした。青色サブ画素領域のみの表示素子を別途用意するのは、緑色波長変換層と赤色波長変換層からの青色励起光の漏れ光の影響を排除して、青色サブ画素領域のみの評価を行うためである。

　［実施例２－２］
　反射層Ｃを構成２－２とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－３］
　反射層Ｃを構成２－３とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－４］
　反射層Ｃを構成２－４とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－５］
　反射層Ｃを構成２－５とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－６］
　反射層Ｃを構成２－２とし、緑色波長変換層と赤色波長変換層の上面に設けられる反射層を共に構成１－１とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－７］
　反射層Ｃを構成２－２とし、緑色波長変換層と赤色波長変換層の上面に設けられる反射層を共に構成１－２とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－８］
　反射層Ｃを構成２－２とし、緑色波長変換層と赤色波長変換層の上面に設けられる反射層を共に構成１－３とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－９］
　反射層Ｃを構成２－２とし、緑色波長変換層と赤色波長変換層の上面に設けられる反射層を共に構成１－４とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－１０］
　反射層Ｃを構成２－２とし、緑色波長変換層と赤色波長変換層の上面に設けられる反射層を共に構成１－５とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－１１］
　反射層Ｃを構成２－２とし、緑色波長変換層の上面に設けられる反射層を構成１－２、赤色波長変換層の上面に設けられる反射層を構成１－７、とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－１２］
　反射層Ｃを構成２－２とし、緑色波長変換層の上面に設けられる反射層を構成１－２、赤色波長変換層の上面に設けられる反射層を構成１－８、とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－１３］
　反射層Ｃを構成２－２とし、緑色波長変換層の上面に設けられる反射層を構成１－２、赤色波長変換層の上面に設けられる反射層を構成１－９、とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－１４］
　反射層Ｃを構成２－２とし、緑色波長変換層の上面に設けられる反射層を構成１－２、赤色波長変換層の上面に設けられる反射層を構成１－１０、とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例２－１５］
　反射層Ｃを構成２－２とし、緑色波長変換層の上面に設けられる反射層を構成１－２、赤色波長変換層の上面に設けられる反射層を構成１－１１、とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［比較例２－１］
　反射層Ｃを構成２－６とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［比較例２－２］
　反射層Ｃを構成２－６とし、緑色波長変換層の上面に設けられる反射層を構成１－６、赤色波長変換層の上面に設けられる反射層を構成１－１２、とした以外は実施例２－１と同様にして表示素子を作製した。

　［比較例２－３］
　波長変換層の下面、及び上面に反射層も設けない構成とした以外は実施例２－１と同様にして波長変換層を作製した。

　＜輝度の評価＞
　青色ＬＥＤ（ピーク発光波長：４６０ｎｍ）を用い、マルチチャンネル分光器Ｃ１００２７－０１（浜松ホトニクス）に積分球を接続し、青色ＬＥＤの上側に積分球を設置した。青色ＬＥＤと積分球との間に波長変換層からなる表示素子を挿入し、青色ＬＥＤを点灯させて、作製した緑色波長変換層と赤色波長変換層の、それぞれ５３０ｎｍ±３０ｎｍ、６３０ｎｍ±３０ｎｍの発光スペクトルの積分値を輝度として測定した。また、青色ＬＥＤと積分球との間に青色サブ画素領域からなる表示素子を挿入し、青色ＬＥＤを点灯させて、４６０ｎｍ±３０ｎｍのスペクトルの積分値を輝度として測定した。ここで、緑色波長変換層と赤色波長変換層、及び青色表示素子の輝度値は、それぞれ比較例２－１の値を１００としたときの値である。表２－３に緑色、赤色、及び青色の輝度値を示す。いずれの例においても青色サブ画素領域の樹脂部の上面には反射膜は設けていない。下面にのみ反射層を設けた場合で比較すると、本実施例の構成とすることで、低屈折率層を設けない比較例２－１に対して、緑色と赤色の輝度が向上する。屈折率１．１５以下の低屈折率層を用いる場合（構成２－１、構成２－２）、緑色と赤色の輝度が共に１０％以上向上するのでより好ましい。また、青色の輝度も、低屈折率層を設けない比較例２－１に対して向上する。屈折率１．１５以下の低屈折率層を用いる場合（構成２－１、構成２－２）、青色輝度が６％以上向上するのでより好ましい。

　下面と上面に共に反射層を設けることで、青色光の利用効率が向上するため、緑色と赤色の輝度はさらに向上する。屈折率１．１５以下の低屈折率層を用いる場合、緑色の輝度が３０％以上、赤色の輝度が２０％以上向上するのでより好ましい。

　（第３の実施形態）
　＜第３の実施形態における背景技術＞
　画像を表示する表示素子、及び表示装置において、広い色純度に対応した色再現性と、高い発光効率を実現する手法として、半値幅の狭い発光を示す量子ドットを用いた技術がある。励起光として紫外光や青色光を用いて、量子ドットを備えた波長変換層で色変換を行うことで、色再現性と高い発光効率を両立した表示素子を実現できる。励起光の光源としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）や、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などを用いることができる。特に、赤色と緑色で発光する量子ドットからなる波長変換層をサブピクセルにパターニングし、青色の励起光により画素単位で色変換を行う構成も提案されている。この構成では、サブピクセルのサイズは、ＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ＶｉｅｗＦｉｎｄｅｒ）等に用いられる小型表示素子の場合は数μｍピッチ、大型の高解像度テレビでは数十μｍピッチとなる。

　ここで、波長変換層の厚さは、数μｍから１０μｍであり、アスペクト比（高さ／幅の比）は、サブ画素のサイズにもよるが、サブ画素のサイズが、数十μｍピッチである場合は１／１０程度であり、数μｍピッチである場合は２～３程度となる。波長変換層で波長変換された光は等方的に放射される。そのため、波長変換層のアスペクト比が大きくなるほど、波長変換光のうち、各サブ画素間に設けられた隔壁に入射する割合は大きくなる。隔壁は光を吸収する部材で構成されている場合が多く、隔壁に入射する光は吸収されて損失となる。

　そこで、隔壁の側面に、波長変換された光（緑色光、赤色光）を反射する反射層を配置する構成が開示されている（特開２０２０－８６４６１号公報）。これにより、隔壁に入射する波長変換光を反射させて波長変換部側に取り出すことで、波長変換効率を向上させることができる。

　＜第３の実施形態の課題＞
　ここで、本願発明者らは、特開２０２０－８６４６１号公報の構成について鋭意検討した結果、課題を見出した。

　特に、上記反射層として９８％以上の高い反射率を有する誘電体多層膜を用いた場合に生じうる課題である。すなわち、誘電体多層膜からなる反射層は、波長変換層から誘電体多層膜の膜面の垂直軸に対して低角度（５０度以下）で入射する波長変換光に対しては、高い反射特性を有する。しかし、屈折率の高い部材と接している場合、誘電体多層膜の膜面に対して高角度（５０度以上）で入射する波長変換光に対しては反射率が低下して、波長変換光の一部が透過する。その結果、波長変換効率、輝度、解像度が低下するという問題が生じうる。

　本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、励起光の波長を変換する波長変換層を含むサブ画素領域を備えた表示素子に関して、サブ画素領域における波長光の漏れを低減することを目的とする。

　＜第３の実施形態における課題を解決するための手段＞
　第３の実施形態に係る表示素子は、励起光を発する光源部と、前記励起光を、前記励起光の波長よりも長い波長の光に変換する波長変換部と、前記波長変換部で変換された光を透過させる光学部材と、をこの順に有する表示素子であって、前記波長変換部は、前記励起光を、前記励起光の波長よりも波長の長い第一の波長変換光に変換する第一の波長変換層と、前記励起光を、前記第一の波長変換光の波長よりも波長の長い第二の波長変換光に変換する第二の波長変換層とを含み、前記表示素子は、前記第一の波長変換層を含む緑色サブ画素領域と、前記第二の波長変換層を含む赤色サブ画素領域と、前記第一の波長変換層及び前記第二の波長変換層のいずれも含まない青色サブ画素領域と、を含む画素を構成し、前記第一の波長変換層と前記第二の波長変換層との間に隔壁部が設けられ、前記隔壁部と前記第一の波長変換層、及び第二の波長変換層の少なくともいずれか一方との間の領域に、前記波長変換部で変換された波長の光を反射する反射層、及び低屈折率層が設けられており、前記低屈折率層のうちの前記波長変換部側の面は、前記低屈折率層が、前記低屈折率層の屈折率よりも高い領域と接する界面である。

　＜第３の実施形態における効果＞
　第３の実施形態に係る表示素子によれば、励起光の波長を変換する波長変換層を含むサブ画素領域を備えた表示素子に関して、サブ画素領域における波長が変換された光の漏れを低減することができる。その結果、高い輝度、高い波長変換効率、高い解像度を実現できる表示素子、及び表示装置を提供することができる。

　以下、本発明の第３の実施形態に係る表示素子について詳細に説明するが本発明はそれに限定されない。

　（構成）
　まず、本実施形態に係る表示素子の構成について図３－１Ａから図３－３を用いて説明する。図３－１Ａは、本実施形態に係る表示素子（画素）３－１０の複数が２次元状に配列された構成を示す平面図である。表示素子（画素）の配置は図３－１Ａのようなアレイ状以外にも用途に応じて適宜配置を変えることができる。（図３－１Ｂは、図３－１Ａのうちの１つの表示素子（画素）３－１０を拡大した平面図である。表示素子３－１０は緑色サブ画素領域３－１５、赤色サブ画素領域３－１６、青色サブ画素領域３－１５、を有する。図３－２は、図３－１ＢのＡ－Ａ’で切断した断面図である。図３－３は、図３－２と同様の断面図であるが、後述する反射層３－２１と低屈折率層３－２０の位置が異なっている。なお、本実施形態において、各画素領域のｘ軸方向の順番は特に限定されない。また、図３－１Ａのようにｘ軸方向に各サブ画素領域が並んだ構成以外にも、３つのサブ画素領域が三角形の各頂点に配置されるような構成でもよい。

　本実施形態に係る表示素子３－１０は、励起光（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を発する光源部３－１１と、励起光を、励起光の波長よりも長い波長の光（Ｌ１’、Ｌ２’）に変換する波長変換部３－５０と、波長変換部３－５０で変換された光を透過させる光学部材３－２２と、をこの順に有する。ここで、波長変換部３－５０は、励起光（Ｌ１）を、当該励起光の波長よりも波長の長い第一の波長変換光（Ｌ１’）に変換する第一の波長変換層３－１２と、励起光（Ｌ２）を、第一の波長変換光（Ｌ１’’）の波長よりも波長の長い第二の波長変換光（Ｌ２’’）に変換する第二の波長変換層３－１３とを含む。

　また、第一の波長変換層３－１２を含む緑色サブ画素領域３－１５と、第二の波長変換層３－１３を含む赤色サブ画素領域３－１６と、第一の波長変換層３－１２及び第二の波長変換層３－１３のいずれも含まない青色サブ画素領域３－１７と、を含む画素を構成している。

　そして、第一の波長変換層３－１２と第二の波長変換層３－１３との間に隔壁部３－１８が設けられている。隔壁部３－１８は、緑色サブ画素領域３－１５と、赤色サブ画素領域３－１６とを分離することができる。なお、図３－２、図３－３に示すように、赤色サブ画素領域３－１６と青色サブ画素領域３－１７との間に隔壁部３－１８を設けてもよい。

　隔壁部３－１８と第一の波長変換層３－１２、及び第二の波長変換層３－１３の少なくともいずれか一方との間の領域に、波長変換部３－５０で変換された波長の光を反射する反射層３－２１、及び低屈折率層３－２０が設けられている。波長変換光の透過を低減する観点から、図３－２、図３－３のように、隔壁部３－１８と第一の波長変換層３－１２との間（Ｒ１）、及び隔壁部３－１８と第二の波長変換層３－１３との間（Ｒ２）の領域に、反射層３－２１、及び低屈折率層３－２０が設けられることが好ましい。

　同様に、波長変換光の透過を低減する観点から、図３－２、図３－３のように、波長変換部３－５０（図３－２，図３－３では第二の波長変換層１３）と、青色サブ画素領域３－１７との間に隔壁部３－１８が設けられていることが好ましい。さらに、当該隔壁部３－１８と青色サブ画素領域３－１７との間に、反射層３－２１と低屈折率層３－２０が設けられることが好ましい。

　なお、図３－２では、第一の波長変換層３－１２（または第二の波長変換層３－１３）、低屈折率層３－２０、反射層３－２１、隔壁部３－１８がこの順に積層された構成を示す。一方、図３－３のように、第一の波長変換層３－１２（または第二の波長変換層３－１３）、反射層３－２１、隔壁部３－１８がこの順に積層された構成でもよい。ここで、低屈折率層３－２０のうちの波長変換部側の面（Ｉ１、またはＩ２）は、低屈折率層３－２０が、低屈折率層３－２０の屈折率よりも高い領域と接する界面である。図３－２の場合、低屈折率層３－２０の屈折率は、第一の波長変換層３－１２、及び第二の波長変換層３－１３のいずれの屈折率よりも低い。図３－３の場合、低屈折率層３－２０の屈折率は、反射層３－２１の屈折率よりも低い。

　（作用効果）
　このように本実施形態に係る表示素子３－１０は、低屈折率層３－２０のうちの波長変換部側の面（Ｉ）は、低屈折率層３－２０が、低屈折率層３－２０の屈折率よりも高い領域と接する界面である。そのため、当該界面で、屈折率が高い領域から屈折率が低い領域に変わるため、第一の波長変換光Ｌ１’、及び第二の波長変換光Ｌ２’が反射されるため、緑色サブ画素領域や赤色サブ画素領域からの波長変換光の漏れを低減できる。特に、反射層３－２０のみでは反射が不十分であった、面（Ｉ）の垂直軸に対して５０度以上の高い角度で入射する波長変換光（第一の波長変換光、第二の波長変換光）が、低屈折率層との界面で全反射されるため、従来構成よりも波長変換光の漏れを低減できる。波長変換部３－５０（第一の波長変換層３－１２と、第二の波長変換層３－１３）に戻ってきた波長変換光は光学部材側に進行し、発光素子３－１０の外に射出される。その結果、高い輝度、高い波長変換効率を実現できる。

　なお、励起光Ｌ３が青色光の場合、励起光Ｌ３が光学部材３－２２を透過して、青色サブ画素領域３－１７から青色光が出る構成となり、緑、赤、青を発光する画素が構成される（図３－２、図３－３）。

　励起光Ｌ３が紫外光の場合、波長変換部３－５０は、励起光Ｌ３を、励起光の波長よりも波長が長く、かつ第一の波長変換光（Ｌ１’）の波長よりも波長の短い第三の波長変換光（Ｌ３’）に変換する第三の波長変換層を含んでいてもよい（いずれも不図示）。

　なお、図３－２、図３－３は光源部１１、反射層３－２１、低屈折率層３－２０、波長変換部３－５０、光学部材３－２２が互いに接して積層された構成を示しているが、これらの各要素の間に別の構成要素があってもよい。その場合も、上記理由により、低屈折率層３－２０の屈折率よりも高い領域と接する界面、すなわち屈折率が高い領域から屈折率が低い領域に変わる界面が存在するため、波長変換光を全反射して、波長変換部３－５０に戻すことができる。

　［表示素子］
　以下、本発明の実施形態に係る表示素子について、詳細な構成を述べる。図３－４Ａ～Ｄは、本実施形態の表示素子の一例を模式的に示す概略断面図である。本実施形態に係る表示素子では、光源部が、緑色、赤色、青色の各画素領域（３－１５、３－１６、３－１７）に対応する複数の発光素子３－１１を含み構成される。発光素子１１は青色光を発する。本実施形態に係る表示素子は、青色光、緑色光、赤色光の極大波長は各々、４６０ｎｍ、５３０ｎｍ、６３０ｎｍである。なお、以下で単に波長変換層という場合、第一の波長変換層３－１２及び第二の波長変換層３－１３の両方を指す。

　まず、図３－４Ａの構成を説明する。波長変換部３－５０には、発光素子３－１１からの青色光を、第一の波長変換光（緑色光）に変換する第一の波長変換層１２、第二の波長変換光（赤色光）に変換する第二の波長変換層３－１３、及び、青色光を透過する樹脂部３－１４を備える。このような構成により、緑色サブ画素領域３－１５、赤色サブ画素領域３－１６、青色サブ画素領域３－１７を含む画素を構成する。

　ここで、第一の波長変換層３－１２、及び第二の波長変換層３－１３には、励起光の利用効率向上や漏れ低減のため、光散乱性粒子を含むことが好ましい。光散乱性粒子としては、酸化チタンなどを用いることができる。また、青色サブ画素領域３－１７となる樹脂部３－１４にも、励起光である青色光を散乱させて指向性を解消し、視野角を広くするために、光散乱粒子を含有する。緑色サブ画素領域、前記赤色サブ画素領域、及び前記青色サブ画素領域の各領域間には、隣接画素への光漏れを低減するため、隔壁３－１８が設けられることで、各サブ画素領域間は分離される。また、発光素子３－１１は絶縁材３－１９（バンクともいう）によって分離されている。なお、光源部（発光素子）１１に電流を共有するための電極や、光源部３－１１の駆動回路などを設けることができる（不図示）。

　緑色サブ画素領域３－１５、赤色サブ画素領域３－１６において、波長変換層（第一の波長変換層３－１２、第二の波長変換層３－１３）、低屈折率層３－２０、反射層３－２１、隔壁部３－１８がこの順に設けられている。具体的には、隔壁部３－１８には反射層３－２１が形成され、反射層３－２１に隣接するように低屈折率層３－２０が設けられている。隔壁部３－１８を設けることで、各波長変換層で変換された光の取り出し効率を高めることができ、隔壁部３－１８に反射層３－２１を設けることで、光の取り出し効率をさらに高めることができる。隔壁部３－１８は、光吸収のためのブラックマトリックスによって構成されることも可能であり、こうすることで、それぞれの波長変換層の間のクロストークを防止することができる。

　なお、波長変換層が上部と下部で幅が異なっていてもよく、上部に行くほど幅が広くなる断面形状とすることで、光の取り出し効率を高めることができる。

　反射層３－２１としては、金属反射層や誘電体多層膜を用いることができる。以下、ここでは隔壁部に設けられる反射層を反射層Ｄと表す。

　低屈折率層３－２０と反射層３－２１の配置が図３－４Ａとは逆の図３－４Ｂでも同様のである。

　図３－４Ｃのように、青色サブ画素領域３－１７を構成する樹脂部３－１４にも同様の構成を設けることができる。すなわち、樹脂部１４、低屈折率層３－２０、反射層３－２１、隔壁部３－１８がこの順に設けられている。樹脂部で散乱されて隔壁に入射する青色励起光は、隔壁部３－１８を設けられた低屈折率層３－２０、反射層３－２１により反射されることで、光の取り出し効率を高めることができ、青色画素の輝度が向上する。低屈折率層２０と反射層３－２１の配置が図３－４Ｃとは逆の図３－４Ｄでも同様のである。

　（別の構成例）
　本実施形態に係る表示素子の別の構成例について図３－５Ａを用いて説明する。本構成例は、波長変換部３－５０と光学部材３－２２の間の領域に励起光を反射する励起光反射層３－２３、及び低屈折率層３－２０が設けられている。そして、低屈折率層３－２０の屈折率は、光学部材３－２２、第一の波長変換層３－１２、及び第二の波長変換層３－１３のいずれの屈折率よりも低い、以下詳細を説明する。

　図３－５Ａ、図３－５Ｂに示すように、波長変換層の側面に設けられた本実施形態の反射層３－２１に加え、波長変換層の上面に青色光を反射し、波長変換光を透過する反射層３－２３（反射層Ａ）、反射層３－２４（反射層Ｂ）が設けられていてもよい。さらに、波長変換層の下面に励起光である青色光を透過し、波長変換層からの発光である緑色サブ画素領域から発せられた緑色光と、赤色サブ画素領域から発せられた赤色光を反射する反射層３－２５（反射層Ｃ）が設けられていてもよい。波長変換層の有する面全体を覆うように、反射層Ａ～Ｄを形成することで、青色光は、波長変換層の内部に閉じ込められるようになる。その結果、波長変換効率が向上する。ここで、図３－４Ａ～Ｄ、図３－５Ａ、図３－５Ｂにおいて、低屈折率層３－２０と誘電体多層膜からなる反射層（反射層３－２１（反射層Ｄ）、反射層３－２３（反射層Ａ）、反射層３－２４（反射層Ｂ）、反射層３－２５（反射層Ｃ）、）の配置が逆であってもよく、その場合でも同様の効果を奏する。図３－５Ｂに、青色サブ画素領域３－１７を構成する樹脂部３－１４の下面に反射層３－２５と低屈折率層３－２０を設ける構成を示す。樹脂部３－１４に光散乱粒子を含有する場合、樹脂部で散乱されて青色発光素子側に戻ってくる青色励起光は、反射膜に再入射する際は５０度以上高角度で入射する成分が多い。反射層３－２５と低屈折率層３－２０を設けることで、５０度以上の高角度の光を反射でき、反射膜に再入射する青色光を再び反射して、青色光として放出することができ、青色画素の輝度がさらに向上する。

　本実施形態に係る反射膜として、金属反射層や誘電体多層膜を用いることができる。金属反射層としては、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、またはそれらの合金で構成される群から選択される少なくとも一種を含む反射層を用いることができる。

　反射層が金属反射層である場合、緑色光と赤色光に対する全角度平均反射率が、それぞれ９３％以上、９２％以上とすることが好ましく、それぞれ９４％以上、９４％以上とすることがさらに好ましい。

　なお、金属反射層を用いる場合、反射率の角度依存性は小さいが、反射率が９０～９５％と低い。より高反射率の９８％以上の高い反射率を有する誘電体多層膜を用いることもできる。

　したがって、上記のような波長選択性を有する反射層として、誘電体多層膜を用いることが好ましい。誘電体多層膜を構成する誘電体は、無機材料でも有機材料でもよく、これらの組み合わせでもよい。有機材料としては、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂で構成される群から選択される少なくとも一種を用いることができる。無機材料としては、フッ化物材料や酸化物材料などの無機材料などを用いることができる。フッ化物材料としては、ＡｌＦ_２（１．３６）、ＭｇＦ_２（１．３８）、及びＣａＦ_２（１．４３）で構成される群から選択される少なくとも一種を用いることができる。酸化物材料としては、ＳｉＯ_２（１．４５）、Ａｌ_２Ｏ_３（１．６４）、ＭｇＯ（１．７２）、Ｙ_２Ｏ_３（１．８８）、ＨｆＯ_２（２．０５）、ＳｒＴｉＯ_３（２．４４）、及びＴｉＯ_２（２．４９）で構成される群から選択される少なくとも一種を用いることができる。

　また、波長変換光（緑色光、赤色光）は、波長変換層から等方的に放射されるため、隔壁には全ての入射角で光が入射する。よって、全ての角度範囲で反射するように設計することで、隣接するサバ画素領域への波長変換光の漏れを低減し、波長変換層の方に取り出すことができるようになる。

　反射層Ｄの例として、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２からなる多層膜を用い、反射帯域の中心波長が、それぞれ４９０ｎｍ、５８０ｎｍ、６７０ｎｍ、７６０ｎｍである多層膜を積層した反射層を用いた。ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ８５ｎｍと４９ｎｍ、１００ｎｍと５８ｎｍ、１１６ｎｍと６７ｎｍ、１３１ｎｍと７６ｎｍである。各帯域の繰り返し数は５回であり、反射層の膜厚の合計は３．４μｍである。すなわち、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２を交互に積層したものを１回とし、これを５回繰り返してできる多層膜ということになる。

　このように反射層Ｄは、青色光（４６０ｎｍ）、緑色光（５３０ｎｍ）と赤色光（６３０ｎｍ）に対して、全ての入射角で高い反射率を有する。反射層は、スパッタ法やイオンビーム蒸着法、ＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより成膜することで作製可能である。

　ここで、本実施形態に係る表示素子を小型にしたい場合などは、サブ画素領域のサイズが数μｍピッチ（１μｍ以上１０μｍ以下）となり、反射層Ｄの膜厚が厚いと非表示部の占有割合が増えることから、膜厚を薄くすることが望ましい。膜厚が薄い場合の誘電体多層膜からなる反射層Ｄの例として、同様にＳｉＯ_２とＴｉＯ_２からなる多層膜を用い、反射帯域の中心波長が、それぞれ４５０ｎｍ、５８０ｎｍ、６７０ｎｍ、７６０ｎｍである多層膜を積層した反射層を用いた。ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ７８ｎｍと４５ｎｍ、１００ｎｍと５８ｎｍ、１１６ｎｍと６７ｎｍ、１３１ｎｍと７６ｎｍである。各帯域の繰り返し数は２回であり、反射層の膜厚の合計は１．３μｍである。反射率は若干低下するが、反射層Ｄの膜厚が薄い場合においても、全ての入射角で高い反射率を有する反射層を得ることができる。

　図３－５Ａ、図３－５Ｂに示す波長変換層の上面に設けられ、青色光を反射し、波長変換光を透過する反射層Ａ、反射層Ｂについて説明する。ここで、反射層Ａは青色光を反射し、緑色光を透過する反射層である。反射層Ｂは青色光を反射し、赤色光を透過する反射層である。反射層Ａの例として、反射帯域の中心波長を４００ｎｍとした場合、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ６９ｎｍと４０ｎｍであり、全膜厚は１．１μｍである。反射層Ｂの例として、反射帯域の中心波長を４７０ｎｍとした場合、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ８１ｎｍと４７ｎｍであり、全膜厚は１．３μｍである。

　さらに、波長変換層の下面に励起光である青色光を透過し、波長変換層からの発光である緑サブ画素からの緑色光と、赤サブ画素からの赤色光を反射する反射層Ｃが設けられていてもよい。反射層Ｃの例として、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２からなる多層膜を用い、反射帯域の中心波長が、それぞれ５８０ｎｍ、６７０ｎｍ、７６０ｎｍである多層膜を積層した反射層を用いた場合、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ１００ｎｍと５８ｎｍ、１１６ｎｍと６７ｎｍ、１３１ｎｍと７６ｎｍである。各帯域の繰り返し数は５回であり、反射層の膜厚の合計は２．７μｍである。

　＜厚さ＞
　本実施形態における低屈折率層の厚さは、２００ｎｍ以上とすることができ、波長変換部の厚さの１／２以下、もしくは２μｍ以下とすることができる。ここで、厚さとは図３－２から図３－５Ａ、図３－５Ｂにおけるｚ軸方向の厚さである。

　また、低屈折率層が厚すぎると、クラックやヘイズの増加が多くなるため、波長変換層の厚さの１／２か、２μｍかのどちらか小さい値とすることが好ましい。また、低屈折率層の波長変換部側の面が、隔壁の光源部側の面よりも波長変換部側に位置することが好ましい。ここで、波長変換層から出射した光は、低屈折率層との界面で全反射により波長変換部側に反射されて戻る。このとき、低屈折率層の波長変換部側の面が、隔壁の光源部側の面よりも光源部側に設けられている場合は、横方向に拡散しやすくなり、隣接するサブ画素領域への光漏れが生じ、解像度の低下に繋がることがあるためである。ここで、横方向とは図３－２から図３－６Ａ、図３－６Ｂ、図３－８Ａ～図３－８Ｃにおけるｘ、ｙ軸方向のことである。

　＜組成、及び構成＞
　本実施形態に係る低屈折率層の屈折率が１．６５以下の固体物質を骨格とする場合、低屈折率化のために空隙率を適切に設定することができ、低屈折率層の強度を向上させることができる。以下、低屈折率層が固体物質を含む例について説明する。

　一般に、屈折率ｎ_ａの物質Ａと屈折率ｎ_ｂの物質Ｂで構成される複合物質Ｃの屈折率ｎ_ｃは、近似的に以下の式３－（１）で表される。
　ｎ_ｃ＝〔ｎ_ａ×ｖ_ａ／１００〕＋〔ｎ_ｂ×ｖ_ｂ／１００〕　　３－（１）

　上記式３－（１）によると、固体物質と空気の複合物質、つまり、固体物質を骨格とする多孔質膜を低屈折率層として用いることによって、元の固体物質の屈折率より低くすることができる。その際、骨格となる固体物質の屈折率が低いほど、また、低屈折率層の空隙率が高いほど、低屈折率層の屈折率は低くなる。低屈折率層の空隙率を高めるために、低屈折率層は多孔質構造を有してもよい。この観点において低屈折率層を多孔質膜と称することができる。

　なお、上記式３－（１）において、物質Ａを空気、物質Ｂを二酸化ケイ素とした場合、空気の屈折率ｎ_ａ＝１．００、二酸化ケイ素の屈折率ｎ_ｂ＝１．４６、二酸化ケイ素の体積分率ｖ_ｂ＝１００－ｖ_ａとなる。すなわち、ｖ_ａは低屈折率層の屈折率ｎ_ｃの関数となり、ｖ_ａを求めることができる。このｖ_ａは、空隙率である。

　例えば、式３－（１）によると、二酸化ケイ素（屈折率１．４６）を骨格とする低屈折率層の空隙率が６０．０％未満では、屈折率は１．１５を超える場合がある。

　また、低屈折率層の屈折率ｎは以下の式３－（２）で表される。
　ｎ＝〔ｎ_ａ×（Ｘ＋Ｙ）／１００〕＋。〔ｎ_ｓ×（１００－Ｘ－Ｙ）／１００〕　３－（２）

　ここで、ｎ_ａは空気の屈折率（ｎ_ａ＝１）、ｎ_ｓは中空粒子の外殻の屈折率（ｎ_ｓ＞１）である。上記式３－（２）によると、Ｘ＋Ｙが大きいほど、また、ｎ_ｓが低いほど、ｎは低くなる。中空粒子が密に配置されると、中空粒子の間に存在する空隙の体積分率が減少し、空気よりも高い屈折率を有する成分である外殻の体積分率が大きくなるため、低屈折率層の屈折率が高くなる。一方、中空粒子が疎に配置されると、中空粒子間に存在する空隙の体積分率が増加し、外殻の体積分率が小さくなるため、低屈折率層の屈折率が低くなる。すなわち、低屈折率層の屈折率をより低くするためには、Ｙ／Ｘを大きくするとよい。具体的には、Ｙ／Ｘ＞１つまりＸ＜Ｙの関係を満たしていることが好ましい。

　実施例（第３の実施形態）
　以下に本発明の実施例に係る表示素子を詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

　［実施例３－１］
　＜反射層＞
　（反射層の作製）
　反射層として、誘電体多層膜からなる反射層Ｄを作製した。まず反射層の波長変換層による光吸収を含まない反射率のみの評価を行うため、図３－６Ａ、図３－６Ｂに示す構成の反射膜を作製した。図３－６Ａが低屈折率層を設けた本実施例の構成であり、図３－６Ｂが低屈折率層を設けない従来の構成である。

　反射層Ｄは、励起光である青色光（４６０ｎｍ）、波長変換層からの発光である緑サブ画素からの緑色光（５３０ｎｍ）と、赤サブ画素からの赤色光（６３０ｎｍ）、の全ての波長を全ての入射角で反射する。反射層Ｄとしては、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２からなる多層膜を用い、反射帯域の中心波長が、それぞれ４９０ｎｍ、５８０ｎｍ、６７０ｎｍ、７６０ｎｍである多層膜を積層した反射層を用いた。ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ８５ｎｍと４９ｎｍ、１００ｎｍと５８ｎｍ、１１６ｎｍと６７ｎｍ、１３１ｎｍと７６ｎｍである。各帯域の繰り返し数は５回であり、反射層の膜厚の合計は３．４μｍである。反射層Ｄを石英基板３０上にイオンビーム蒸着法により反射層３－３１として形成した。

　低屈折率層は、中空シリカ粒子を用いて作製した。塗工液の調製には、日揮触媒化成製スルーリア４１１０（分散媒：ＩＰＡ、シリカ固形分濃度：２０．５質量％、中空粒子１個の個数平均粒径：６０ｎｍ、中空粒子１個の空隙率：４５％、中空粒子１個の屈折率：１．２５）を用いた。そして、シリカの固形分濃度が６．０質量％となるように調整したものを塗工液とした。この塗工液をスピンコート法で反射層３１上に塗布し、回転速度を１０００ｒｐｍとして１０秒間回転させて、低屈折率層３－３２を厚さ１．０μｍ成膜した。

　次いで、低屈折率層３－３２上に樹脂部３３を形成した。樹脂部は、波長変換層と同じ樹脂を用い、蛍光体粒子を除いたものを用いた。樹脂としては、ベンジルアクリレートに光重合開始剤として２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド３ｗｔ％含有したものを用いた。スピンコート法で低屈折率層３－３２上に塗布し、回転速度を１０００ｒｐｍとして１０秒間回転して成膜した。ＵＶランプ（ＥＸ２５０，ＨＯＹＡ）を用いて照度１５ｍＷ／ｃｍ^２のＵＶ光を３０秒間照射して硬化させ、樹脂部３－３３を作製した。樹脂部３－３３の厚さは１０μｍであった。

　低屈折率層に形成条件を変えて、反射層Ｄの上に、表３－１に示すような低屈折率層の屈折率が１．１０から１．３０の範囲で異なる構成３－１～３－５と、低屈折率層を設けない構成３－６を作製した。

　膜厚が薄い場合の反射層Ｄとして、同様にＳｉＯ_２とＴｉＯ_２からなる多層膜を用い、反射帯域の中心波長が、それぞれ４５０ｎｍ、５８０ｎｍ、６７０ｎｍ、７６０ｎｍである多層膜を積層した反射層を用いた。ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚は、それぞれ７８ｎｍと４５ｎｍ、１００ｎｍと５８ｎｍ、１１６ｎｍと６７ｎｍ、１３１ｎｍと７６ｎｍである。各帯域の繰り返し数は２回であり、反射層の膜厚の合計は１．３μｍである。反射層Ｄを石英基板３０上にイオンビーム蒸着法により反射層３１として形成した。この膜厚が薄い反射層Ｄの上に、表３－１に示すような低屈折率層の屈折率が１．１５の構成３－７と、低屈折率層を設けない構成３－８を作製した。

　反射層としてアルミニウム（Ａｌ）を用いた場合、同じプロセスで低屈折率層に形成条件を変えて、表３－１に示すような低屈折率層の屈折率が１．１０から１．３０の範囲で異なる構成３－９～３－１３と、低屈折率層を設けない構成３－１４を作製した。Ａｌはスパッタリング法により１００ｎｍ成膜した。

　本実施例の反射層Ｄに加え、上面に青色光を反射し、波長変換光を透過する反射層（反射層Ａ、反射層Ｂ）が、下面に波長変換層の下面に青色光を透過し、波長変換光を反射する反射層Ｃが設けた。波長変換層を覆うように、反射層を形成することで、青色光は、波長変換層の内部に閉じ込められるようになるため、波長変換効率が向上する。さらに波長変換光は、側面、下面で反射されて効率よく取り出すことができるようになるため、波長変換効率がさらに向上する。反射層Ａは青色光を反射し、緑色光を透過する反射層である。反射層Ｂは青色光を反射し、赤色光を透過する反射層である。反射層Ａとして、反射帯域の中心波長が４００ｎｍであり、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚を、それぞれ６９ｎｍと４０ｎｍとした膜厚は１．１μｍの反射層を用いた。反射層Ｂとして、反射帯域の中心波長が４７０ｎｍであり、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚を、それぞれ８１ｎｍと４７ｎｍとした膜厚は１．３μｍの反射層を用いた。

　さらに、波長変換層の下面に励起光である青色光を透過し、波長変換層からの発光である緑サブ画素からの緑色光と、赤サブ画素からの赤色光を反射する反射層Ｃを設けた。反射層Ｃとして、反射帯域の中心波長がそれぞれ５８０ｎｍ、６７０ｎｍ、７６０ｎｍであり、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の膜厚を、それぞれ１００ｎｍと５８ｎｍ、１１６ｎｍと６７ｎｍ、１３１ｎｍと７６ｎｍとした膜厚は２．７μｍの反射層を用いた。

　反射層Ａ～Ｃについて、同じプロセスで低屈折率層の屈折率が１．１５の反射層を作製した。

　（透過率の評価）
　［反射層Ｄ］
　反射層Ｄに対し、低屈折率層が無い従来の構成（構成３－６）と、屈折率が１．１５の低屈折率層を設けた本実施例の構成（構成３－２）の波長４６０ｎｍ、波長５３０ｎｍ、波長６３０ｎｍの反射率の角度依存性をそれぞれ、図３－７Ａ、図３－７Ｂ、図３－７Ｃに示す。全ての波長に関して、低屈折率層を設けない従来の構成では５０度以上の入射角で反射率が大きく低下するのに対して、低屈折率層を設けた本実施例の構成では５０度以上の入射角での反射率が大きく向上した。

　青色光に関し、波長変換層に入射した青色光は、波長変換層の上面、下面、及び側面での反射、あるいは波長変換層内部での光散乱や素子内の多重反射により、その一部（１０％以下）は隔壁に５０度以上高角度で入射する成分が多い。よって、低屈折率層を設けない従来の構成では青色光が隔壁内部まで漏れて消失するか、隣接画素まで漏れて波長変換層を発光させ、クロストークを生じることになる。低屈折率層を設けた本実施例の構成とすることで、５０度以上の高角度の光を反射でき、反射膜に再入射する青色光を再び反射して、波長変換層側に戻すことができ、波長変換効率が向上する。

　緑色光、赤色光に関し、低屈折率層を設けない従来の構成では５０度以上の入射角で反射率が大きく低下しており、低屈折率層を設けない従来の構成では隔壁内部まで漏れて消失するか、隣接画素まで漏れてクロストークを生じることになる。波長変換光（緑色光、赤色光）は、等方的に放射するため、反射層Ｄに入射する光のうち高角度入射成分が多く、５０度以上の高角度で反射率を高めた本実施例の構成とする。係る構成により、隔壁に入射する光のほぼ全てを放射側に反射させて取り出すことができるようになる。

　構成３－１～３－１４の反射層について、反射率の角度依存性を測定し、全角度平均反射率Ｒｉｎｔを算出した。青色光は波長変換層内部での光散乱、及び、発光素子内部の多重反射全反射の影響もあり、反射膜に広角入射する光の成分が多い。また、波長変換光については、等方的に放射するため反射膜に広角入射する光の成分が多い。以上を考慮し、各波長の反射率、透過率を評価する目安の値として本指標を用いる。また、全角度平均透過率Ｔ_ｉｎｔは、Ｔ_ｉｎｔ＝１－Ｒ_ｉｎｔの関係から算出できる。式３－（３）において、Ｒ（θ）は、反射率の入射角分布を示している。

　反射率の評価は、積分球付属装置「ＩＳＲ－２４０Ａ」（（株）島津製作所製）を取り付けた紫外可視近赤外分光光度計「ＵＶ－３６００」（（株）島津製作所製）を用いて行った。

　表３－１に測定結果を示す。まず反射層Ｄに関して説明する。

　４６０ｎｍの青色光に対しては、低屈折率層を設けない構成（構成３－６）に対し、低屈折率層を設けることで、全角度平均反射率が向上し、特に５０度以上の高角度の入射光の反射率が向上した（図３－７Ａ）。低屈折率層の屈折率が低くなるほど反射率は高くなり、低屈折率層の屈折率が１．３０以下の場合は、全角度平均反射率が９２％以上となり好ましく、低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均反射率が９８％以上となるためより好ましい。

　５３０ｎｍの緑色光に対しては、低屈折率層を設けない構成（構成３－６）に対し、低屈折率層を設けることで、全角度平均反射率が向上し、特に５０度以上の高角度の入射光の反射率が向上した（図３－７Ｂ）。低屈折率層の屈折率が低くなるほど反射率は高くなり、低屈折率層の屈折率が１．３０以下の場合は、全角度平均反射率が９３％以上となり好ましい。低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均反射率が９９％以上となり、緑色光を効率よく取り出すことができるようになるためより好ましい。

　６３０ｎｍの赤色光に対しては、低屈折率層を設けない構成（構成３－６）に対し、低屈折率層を設けることで、全角度平均反射率が向上し、特に５０度以上の高角度の入射光の反射率が向上した（図３－７Ｃ）。低屈折率層の屈折率が低くなるほど反射率は高くなり、低屈折率層の屈折率が１．３０以下の場合は、全角度平均反射率が９０％以上となり好ましい。低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均反射率が９７％以上となり、赤色光を効率よく取り出すことができるようになるためより好ましい。

　［反射層Ｄ（膜厚が薄い構成）］
　膜厚が薄い構成の反射層Ｄに対し、低屈折率層が無い従来の構成（構成３－８）と、屈折率が１．１５の低屈折率層を設けた本実施例の構成（構成３－７）の波長４６０ｎｍ、波長５３０ｎｍ、波長６３０ｎｍの反射率の角度依存性をそれぞれ、図３－８Ａ、図３－８Ｂ、図３－８Ｃに示す。全ての波長に関して、低屈折率層を設けない従来の構成では５０度以上の入射角で反射率が大きく低下した。一方、低屈折率層を設けた本実施例の構成では、５０度以上の入射角での反射率が大きく向上し、４６０ｎｍ、５３０ｎｍ、６３０ｎｍの全角度平均反射率はそれぞれ、９１％以上、９６％以上、９４％以上となった。

　［反射層Ａ、反射層Ｂ、反射層Ｃ］
　屈折率が１．１５の低屈折率層を設けた反射層Ａ、反射層Ｂの、波長４６０ｎｍでの全角度平均透過率は、それぞれ１９．８％、６．５％であった。

　また、屈折率が１．１５の低屈折率層を設けた反射層Ｃの、波長４６０ｎｍでの、０－３０度の全角度平均反射率が５０．５％であり、３０－９０度の全角度平均反射率が９６．６％であった。そして、波長５３０ｎｍ、波長６３０ｎｍの全角度平均反射率はそれぞれ９８．７％、９７．７％であった。

　［反射層としてＡｌを用いた場合］
　表３－１に測定結果を示す（構成３－９～３－１４）。全ての波長に関して、低屈折率層を設けることで、およそ５０度以上の入射角で入射する光が全反射による損失のない反射となるため、反射率が向上する。

　４６０ｎｍの青色光に対しては、低屈折率層を設けない構成（構成３－１４）に対し、低屈折率層の屈折率が低くなるほど反射率は高くなり、低屈折率層の屈折率が１．３０以下の場合は、全角度平均反射率が９３％以上となり好ましい。低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均反射率が９５％以上となるためより好ましい。

　５３０ｎｍの緑色光に対しては、低屈折率層を設けない構成（構成３－１４）に対し、低屈折率層の屈折率が低くなるほど反射率は高くなり、低屈折率層の屈折率が１．３０以下の場合は、全角度平均反射率が９３％以上となり好ましい。低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均反射率が９４％以上となるためより好ましい。

　６３０ｎｍの赤色光に対しては、低屈折率層を設けない構成（構成３－１４）に対し、低屈折率層の屈折率が低くなるほど反射率は高くなり、低屈折率層の屈折率が１．３０以下の場合は、全角度平均反射率が９２％以上となり好ましい。低屈折率層の屈折率が１．１５の場合は、全角度平均反射率が９４％以上となるためより好ましい。

　＜表示素子の作製＞
　ガラス基板上にブラックレジストを塗布した後、プリベークし、パターン露光と現像を行い、ポストベークを行うことにより、パターン状の隔壁（ブラックマトリックス）を有する基板を形成した。サブ画素の幅は１０μｍ×１０μｍであり、隔壁の幅は５μｍ、開口の深さ１０μｍであった。反射層Ｄの作製と同様のプロセスにより隔壁に斜方蒸着により反射層Ｄを形成した。その後、スプレー法により屈折率が１．１０の低屈折率層を反射層Ｄ上に形成し、反射層とした（構成３－１）。反射層Ｃの作製と同様のプロセスにより反射層Ｃをガラス基板上作製し、その上に屈折率が１．１５の屈折率層を形成した。この上に、隔壁で区切られた開口部を有する基板を重ねて、開口部にインクジェット方式で緑色波長変換層（第一の波長変換層）と赤色波長変換層（第二の波長変換層）を１０μｍ厚形成した。ここで、波長変換層のアスペクト比（波長変換層の高さ／幅の比）は１．０である。緑色波長変換層と赤色波長変換層は、樹脂部に、量子ドットと光散乱粒子を含有し作製した。ＵＶ硬化樹脂としてベンジルアクリレート５７ｗｔ％、光重合開始剤として２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド３ｗｔ％、光散乱粒子として酸化チタン２０ｗｔ％、蛍光体粒子としてＩｎＰ／ＺｎＳ量子ドット２０ｗｔ％とした。緑色波長変換層と赤色波長変換層の上に屈折率１．１５の低屈折率層を形成し、さらに、反射層Ａと反射層Ｂを形成した。光学部材を５０μｍ形成し表示素子とした。別途、青色サブ画素領域の樹脂部として、量子ドットを含まず、光散乱粒子として酸化チタン２０ｗｔ％のみを含有した樹脂部を１０μｍ形成した。この際、樹脂部のＵＶ硬化樹脂と光重合開始剤の組成は緑色波長変換層と赤色波長変換層と同じとした。さらに、光学部材を５０μｍ形成し表示素子とした。青色サブ画素領域のみの表示素子を別途用意するのは、緑色波長変換層と赤色波長変換層からの青色励起光の漏れ光の影響を排除して、青色サブ画素領域のみの評価を行うためである。

　［実施例３－２］
　反射層Ｄを構成３－２とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例３－３］
　反射層Ｄを構成３－３とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例３－４］
　反射層Ｄを構成３－４とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例３－５］
　反射層Ｄを構成３－５とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例３－６］
　反射層Ｄを構成３－７とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例３－７］
　反射層Ｄを構成３－２とし、波長変換層のアスペクト比を０．５とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。また、波長変換層のアスペクト比は、サブ画素の開口幅を変えたパターン状の隔壁基板を作製することで変更した。

　［実施例３－８］
　反射層Ｄを構成３－２とし、波長変換層のアスペクト比を１．５とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。また、波長変換層のアスペクト比は、サブ画素の開口幅を変えたパターン状の隔壁基板を作製することで変更した。

　［実施例３－９］
　反射層Ｄを構成３－２とし、波長変換層のアスペクト比を２．０とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。また、波長変換層のアスペクト比は、サブ画素の開口幅を変えたパターン状の隔壁基板を作製することで変更した。

　［実施例３－１０］
　反射層Ｄを構成３－２とし、波長変換層のアスペクト比を３．０とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。また、波長変換層のアスペクト比は、サブ画素の開口幅を変えたパターン状の隔壁基板を作製することで変更した。

　［実施例３－１１］
　反射層Ｄを構成３－９とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例３－１２］
　反射層Ｄを構成３－１０とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例３－１３］
　反射層Ｄを構成３－１１とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例３－１４］
　反射層Ｄを構成３－１２とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例３－１５］
　反射層Ｄを構成３－１３とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［実施例３－１６］
　反射層Ｄを構成３－１０とし、波長変換層のアスペクト比を３．０とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。また、波長変換層のアスペクト比は、サブ画素の開口幅を変えたパターン状の隔壁基板を作製することで変更した。

　［比較例３－１］
　反射層Ｄを構成３－６とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［比較例３－２］
　反射層Ｄを構成３－８とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［比較例３－３］
　反射層Ｄを構成３－６とし、波長変換層のアスペクト比を０．５とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。また、波長変換層のアスペクト比は、サブ画素の開口幅を変えたパターン状の隔壁基板を作製することで変更した。

　［比較例３－４］
　反射層Ｄを構成３－６とし、波長変換層のアスペクト比を３．０とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。また、波長変換層のアスペクト比は、サブ画素の開口幅を変えたパターン状の隔壁基板を作製することで変更した。

　［比較例３－５］
　反射層Ｄを構成３－１４とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。

　［比較例３－６］
　反射層Ｄを構成３－１４とし、波長変換層のアスペクト比を３．０とした以外は実施例３－１と同様にして表示素子を作製した。また、波長変換層のアスペクト比は、サブ画素の開口幅を変えたパターン状の隔壁基板を作製することで変更した。

　＜輝度の評価＞
　青色ＬＥＤ（ピーク発光波長：４６０ｎｍ）を用い、マルチチャンネル分光器Ｃ１００２７－０１（浜松ホトニクス）に積分球を接続し、青色ＬＥＤの上側に積分球を設置した。青色ＬＥＤと積分球との間に波長変換層からなる表示素子を挿入し、青色ＬＥＤを点灯させて、作製した緑色波長変換層と赤色波長変換層の、それぞれ５３０ｎｍ±３０ｎｍ、６３０ｎｍ±３０ｎｍの発光スペクトルの積分値を輝度として測定した。また、青色ＬＥＤと積分球との間に青色サブ画素領域からなる表示素子を挿入し、青色ＬＥＤを点灯させて、４６０ｎｍ±３０ｎｍのスペクトルの積分値を輝度として測定した。ここで、緑色波長変換層と赤色波長変換層の輝度値は、波長変換層の体積で規格化した値である。表３－２に緑色、赤色、及び青色の相対輝度値を示す。いずれの例においても青色サブ画素領域の樹脂部の上面には反射膜は設けていない。

　アスペクト比１の波長変換層に対して、反射層Ｄとして誘電体多層膜を用いた場合（実施例３－１～３－５）で比較すると、本実施例の構成とすることで、低屈折率層を設けない比較例３－１に対して、緑色と赤色の輝度が向上する。屈折率１．１５以下の低屈折率層を用いる場合（実施例３－１、実施例３－２）、緑色と赤色の輝度が共に１５％以上向上するのでより好ましい。

　反射層Ｄとして薄い誘電体多層膜を用いた場合（実施例３－６）においても、低屈折率層を設けない比較例３－２に対して、緑色と赤色の輝度が１５％以上向上する。

　反射層Ｄとして誘電体多層膜を用い、アスペクト比を変えた場合で比較すると、本実施例では、アスペクト比を０．５～３．０と変えた場合（実施例３－７～３－１０）での輝度の変化は５％以内である。一方、低屈折率層を設けない場合（比較例３－３、３－４）ではアスペクト比が大きくなる程、輝度が低下した。これは、アスペクト比が大きくなると、光が取り出されるまでに隔壁での反射回数が増えるため、隔壁での反射率が低いとそれに応じて損失が増加する為である。

　アスペクト比１の波長変換層に対して、反射層ＤとしてＡｌを用いた場合（実施例３－１１～３－１５）で比較すると、本実施例の構成とすることで、低屈折率層を設けない比較例３－５に対して、緑色と赤色の輝度が向上する。屈折率１．１５以下の低屈折率層を用いる場合（実施例３－１、実施例３－２）、緑色と赤色の輝度が共に４％以上向上するのでより好ましい。

　反射層ＤとしてＡｌを用い、アスペクト比を３．０と変えた場合（実施例３－１６）での輝度の低下は１０％程度である。一方、アスペクト比を３．０として低屈折率層を設けない比較例３－６では輝度が２０％程度低下した。これは、アスペクト比が大きくなると、光が取り出されるまでに隔壁での反射回数が増えるため、隔壁での反射率が低いＡｌを用いた場合は損失がより増加する為である。

　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。

　本願は、２０２０年１２月１７日提出の日本国特許出願特願２０２０－２０９０７６と特願２０２０－２０９０７４と特願２０２０－２０９０７５を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。

Claims

　励起光を発する光源部と、
　前記励起光を、前記励起光の波長よりも長い波長の光に変換する波長変換部と、
　前記波長変換部を透過した前記励起光を反射する反射層と、
　前記波長変換部で変換された光を透過させる光学部材と、をこの順に有する表示素子であって、
　前記波長変換部は、前記励起光を、前記励起光の波長よりも波長の長い第一の波長変換光に変換する第一の波長変換層と、前記励起光を、前記第一の波長変換光の波長よりも波長の長い第二の波長変換光に変換する第二の波長変換層とを含み、
　前記表示素子は、前記第一の波長変換層を含む緑色サブ画素領域と、前記第二の波長変換層を含む赤色サブ画素領域と、前記第一の波長変換層及び前記第二の波長変換層のいずれも含まない青色サブ画素領域と、を含む画素を構成し、
　前記波長変換部と前記光学部材の間の領域に低屈折率層が設けられており、
　前記低屈折率層のうちの前記波長変換部側の面は、前記低屈折率層が、前記低屈折率層の屈折率よりも高い領域と接する界面である、表示素子。
　前記反射層が誘電体多層膜である、請求項１に記載の表示素子。
　前記誘電体多層膜が、ＴｉＯ_２からなる層とＳｉＯ_２からなる層とが交互に積層された積層体を含む、請求項２に記載の表示素子。
　前記緑色サブ画素領域、及び前記赤色サブ画素領域のそれぞれに対応した前記反射層が設けられている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記緑色サブ画素領域、及び前記赤色サブ画素領域において共通して用いられる前記反射層が設けられている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記励起光が青色光である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記青色サブ画素領域が、前記青色光を散乱させる光散乱粒子を含む樹脂部を有する、
　請求項６に記載の表示素子。
　前記反射層の、前記青色光に対する全角度平均透過率が３２％以下である、請求項６または７に記載の表示素子。
　前記反射層の、前記青色光に対する全角度平均透過率が２０％以下である、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記赤色サブ画素領域と、前記緑色サブ画素領域のそれぞれに対応した前記反射層が設けられており、前記赤色サブ画素領域に対応する前記反射層の、前記青色光に対する全角度平均透過率が１５％以下である、請求項６乃至９のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記赤色サブ画素領域と、前記緑色サブ画素領域のそれぞれに対応した前記反射層が設けられており、
　前記赤色サブ画素領域に対応する前記反射層の、前記青色光に対する全角度平均透過率が７％以下である、請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記低屈折率層の屈折率が１．４５以下である、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記低屈折率層の屈折率が１．１０以上１．３０以下である、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記低屈折率層の屈折率が１．１０以上１．１５以下である、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記低屈折率層の厚さが２００ｎｍ以上である、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記低屈折率層の厚さが前記波長変換部の厚さの１／２以下である、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記低屈折率層の厚さが２μｍ以下である、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記低屈折率層が、二酸化ケイ素を含む請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記低屈折率層が、中空粒子を含む請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記中空粒子が中空シリカ粒子である請求項１９に記載の表示素子。
　前記低屈折率層がヒュームドシリカ粒子を含む請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記低屈折率層の空隙率が、６０．０％以上９５．０％以下である請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記低屈折率層が、インクジェット方式で成膜される請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記第一の波長変換層、及び前記第二の波長変換層が量子ドットを含む請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記第一の波長変換層、及び前記第二の波長変換層の厚さが、６μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記緑色サブ画素領域、前記赤色サブ画素領域、及び前記青色サブ画素領域の各領域間には隔壁が設けられており、
　前記低屈折率層の前記波長変換部側の面が、前記隔壁の前記光学部材側の頂面よりも前記波長変換部側に位置する請求項１乃至２５のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記光源部は発光ダイオード、または有機発光ダイオードの少なくともいずれか一方を有する、請求項１乃至２６のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記赤色サブ画素領域、前記緑色サブ画素領域、及び前記青色サブ画素領域のそれぞれに対応した前記光源部が設けられている、請求項１乃至２７のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記赤色サブ画素領域、前記緑色サブ画素領域、及び前記青色サブ画素領域に共通して用いられる前記光源部が設けられている、請求項１乃至２７のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記光学部材がマイクロレンズを含む、請求項１乃至２９のいずれか１項に記載の表示素子。
　前記励起光が紫外光であり、
　前記波長変換部は、前記励起光を、前記励起光の波長よりも波長が長く、かつ前記第一の波長変換光よりも波長の短い第三の波長変換光に変換する第三の波長変換層を含み、
　前記青色サブ画素領域は、前記第三の波長変換層を含む、請求項１に記載の表示素子。
　前記表示素子の複数が２次元状に配列された請求項１乃至３１のいずれか１項に記載の表示素子。
　請求項３１に記載の表示素子と、前記光源部を発光させる電源部とを有する表示装置。
　励起光を発する光源部と、
　前記励起光を、前記励起光の波長よりも長い波長の光に変換する波長変換部と、
　前記波長変換部で変換された光を透過させる光学部材と、をこの順に有する表示素子であって、
　前記波長変換部は、前記励起光を、前記励起光の波長よりも波長の長い第一の波長変換光に変換する第一の波長変換層と、前記励起光を、前記第一の波長変換光の波長よりも波長の長い第二の波長変換光に変換する第二の波長変換層とを含み、
　前記表示素子は、前記第一の波長変換層を含む緑色サブ画素領域と、前記第二の波長変換層を含む赤色サブ画素領域と、前記第一の波長変換層及び前記第二の波長変換層のいずれも含まない青色サブ画素領域と、を含む画素を構成し、
　前記光源部と前記波長変換部との間の領域に、前記波長変換部で変換された波長の光を反射する反射層、及び低屈折率層が設けられており、
　前記低屈折率層のうちの前記波長変換部側の面は、前記低屈折率層が、前記低屈折率層の屈折率よりも高い領域と接する界面である、表示素子。
　励起光を発する光源部と、
　前記励起光を、前記励起光の波長よりも長い波長の光に変換する波長変換部と、
　前記波長変換部で変換された光を透過させる光学部材と、をこの順に有する表示素子であって、
　前記波長変換部は、前記励起光を、前記励起光の波長よりも波長の長い第一の波長変換光に変換する第一の波長変換層と、前記励起光を、前記第一の波長変換光の波長よりも波長の長い第二の波長変換光に変換する第二の波長変換層とを含み、
　前記表示素子は、前記第一の波長変換層を含む緑色サブ画素領域と、前記第二の波長変換層を含む赤色サブ画素領域と、前記第一の波長変換層及び前記第二の波長変換層のいずれも含まない青色サブ画素領域と、を含む画素を構成し、
　前記第一の波長変換層と前記第二の波長変換層との間に隔壁部が設けられ、
　前記隔壁部と前記第一の波長変換層、及び第二の波長変換層の少なくともいずれか一方との間の領域に、前記波長変換部で変換された波長の光を反射する反射層、及び低屈折率層が設けられており、
　前記低屈折率層のうちの前記波長変換部側の面は、前記低屈折率層が、前記低屈折率層の屈折率よりも高い領域と接する界面である、表示素子。