JP2006269251A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の発光領域の各々に自発光素子を備えた発光装置に関するものである。さらに詳しくは、発光領域に光共振器が形成された発光装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device provided with a self light emitting element in each of a plurality of light emitting regions. More specifically, the present invention relates to a light emitting device in which an optical resonator is formed in a light emitting region.
携帯電話機、パーソナルコンピュータやPDA(Personal Digital Assistants)などの電子機器に使用される表示装置や、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして、有機エレクトロルミネッセンス(EL/Electroluminescence)装置などの発光装置が注目されている。この種の発光装置では、複数の発光領域の各々に少なくとも発光層を含む機能膜を備えた自発光素子を有している。 An organic electroluminescence (EL / Electroluminescence) device, etc. as an exposure head in a display device used in an electronic device such as a mobile phone, a personal computer or a PDA (Personal Digital Assistants), or an image forming device such as a digital copying machine or a printer The light emitting device has attracted attention. This type of light-emitting device has a self-luminous element including a functional film including at least a light-emitting layer in each of a plurality of light-emitting regions.
また、複数の発光領域の各々に対して、発光層の下層側に形成された下層側反射層と発光層の上層側に形成された上層側反射層との間に光共振器を形成し、各発光領域から出射される光の色度を高めたものが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
Further, for each of the plurality of light emitting regions, an optical resonator is formed between the lower reflective layer formed on the lower layer side of the light emitting layer and the upper reflective layer formed on the upper layer side of the light emitting layer, The thing which raised the chromaticity of the light radiate | emitted from each light emission area | region is proposed (for example, refer
また、特許文献1には、下層側反射層と上層側反射層との光学長を各色に対応する画素間で相違させることにより各色の光を出射可能にすることが開示され、特許文献2には、多重干渉する範囲で発光スペクトルの幅が最も広くなるように下層側反射層と上層側反射層との光学長を最適化することにより、広い視野角において色純度を向上させることが開示されている。
しかしながら、上記いずれの特許文献においても、発光層などの機能層の膜厚を最適化しているので、例えば、成膜条件のばらつきなどが原因で機能層の膜厚が最適条件からずれると、その効果が極端に低下するという問題点がある。 However, in any of the above patent documents, since the film thickness of the functional layer such as the light emitting layer is optimized, for example, when the film thickness of the functional layer deviates from the optimal condition due to variations in the film formation conditions, There is a problem that the effect is extremely reduced.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、発光層などの膜厚が最適条件からずれた場合でも色純度の低下を最小限に抑えることができ、かつ、視野角特性を向上可能な発光装置を提供することにある。 In view of the above problems, the object of the present invention is to minimize the decrease in color purity even when the film thickness of the light emitting layer deviates from the optimum condition, and to improve the viewing angle characteristics. The object is to provide a light emitting device.
上記課題を解決するために、本発明では、基板上の複数の発光領域の各々に少なくとも発光層を含む機能膜を備えた自発光素子を備え、当該自発光素子には、前記発光層の下層側に形成された下層側反射層と前記発光層の上層側に形成された上層側反射層との間に光共振器が形成された発光装置において、前記機能膜には、前記発光領域内の位置により膜厚が相違する層が少なくとも1層含まれていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a self-light-emitting element including a functional film including at least a light-emitting layer in each of a plurality of light-emitting regions on a substrate, and the self-light-emitting element includes a lower layer of the light-emitting layer. In the light emitting device in which an optical resonator is formed between the lower reflective layer formed on the side and the upper reflective layer formed on the upper side of the light emitting layer, the functional film includes the light emitting region in the light emitting region. It is characterized in that at least one layer having a different thickness depending on the position is included.
本発明では、下層側反射層と上層側反射層との間に形成される機能膜には、発光領域内の位置により膜厚が相違する層が少なくとも1層含まれているため、発光領域からは、各膜厚に対応する発光スペクトルが合成されて出射されている。従って、機能層を形成する際の成膜条件によって、機能層の膜厚が最適値からずれた場合でも、各膜厚の発光スペクトルが合成されて出射され、その構成比率がシフトするだけである。それ故、機能層を形成する際の成膜条件によって、機能層の膜厚が変動した場合でも、このような変動によって、出射光の波長がシフトすることを最小限に抑えることができる。また、光の出射方向が変ると、機能層の厚さが変化することになるが、本発明では、機能層の膜厚が発光領域内の位置によって当初から変化しているため、いずれの方向に出射される光においても、各膜厚の発光スペクトルが合成されている。このため、発光装置から正面に出射される光と、斜めに出射される光との間で、発光スペクトルの変化が極めて小さいので、広い視野角にわたって色純度の高い光を出射することができる。 In the present invention, the functional film formed between the lower reflective layer and the upper reflective layer includes at least one layer having a different thickness depending on the position in the light emitting region. , The emission spectrum corresponding to each film thickness is synthesized and emitted. Therefore, even if the film thickness of the functional layer deviates from the optimum value depending on the film formation conditions when forming the functional layer, the emission spectrum of each film thickness is synthesized and emitted, and the composition ratio is only shifted. . Therefore, even when the film thickness of the functional layer varies depending on the film formation conditions when forming the functional layer, it is possible to minimize the shift of the wavelength of the emitted light due to such variation. In addition, when the light emission direction changes, the thickness of the functional layer changes, but in the present invention, since the thickness of the functional layer changes from the beginning depending on the position in the light emitting region, which direction Also in the light emitted to, the emission spectrum of each film thickness is synthesized. For this reason, since the change in the emission spectrum is extremely small between the light emitted from the light emitting device to the front and the light emitted obliquely, light with high color purity can be emitted over a wide viewing angle.
本発明において、前記複数の発光領域の各々は、前記自発光素子が出射する光の色により、赤色、緑色および青色のうちのいずれかの色に対応しており、前記赤色、緑色および青色の発光領域のいずれにおいても、前記機能膜には、前記発光領域内の位置により膜厚が相違する層が少なくとも1層含まれていることが好ましい。 In the present invention, each of the plurality of light emitting regions corresponds to any one of red, green, and blue depending on the color of light emitted from the self-light emitting element, and the red, green, and blue In any of the light emitting regions, it is preferable that the functional film includes at least one layer having a different thickness depending on the position in the light emitting region.
本発明において、前記機能層より下層側に凹凸が形成され、該凹凸が当該凹凸の上層側に形成された前記機能膜の膜厚を前記発光領域内の位置により相違させている構成を採用することが好ましい。このように構成すると、機能膜の膜厚を発光領域内の位置により容易に変化させることができる。 In the present invention, a configuration is adopted in which unevenness is formed on the lower layer side of the functional layer, and the film thickness of the functional film formed on the upper layer side of the unevenness is made different depending on the position in the light emitting region. It is preferable. If comprised in this way, the film thickness of a functional film can be easily changed with the position in a light emission area | region.
本発明において、前記凹凸を構成する凸部の高さあるいは凹部の深さは、5nmから20nmの範囲であることが好ましい。機能層の膜厚の差が大きすぎると光共振器条件が大きくずれるとともに、電気光学特性も大きくずれてしまい、同一の供給電力における発光量が極端に低下してしまう。また、機能層の膜厚の差が小さすぎると、効果が小さすぎて、機能層の膜厚が±10nmばらついたときでも、輝度ばらつきを十分、抑えることができない。従って、凸部の高さあるいは凹部の深さは、5nm以上、20nm以下が好ましい。 In this invention, it is preferable that the height of the convex part which comprises the said unevenness | corrugation, or the depth of a recessed part is the range of 5 nm to 20 nm. If the difference in film thickness between the functional layers is too large, the optical resonator conditions are greatly deviated and the electro-optical characteristics are also greatly deviated, so that the light emission amount with the same supply power is extremely reduced. Further, if the difference in the thickness of the functional layer is too small, the effect is too small, and even when the thickness of the functional layer varies by ± 10 nm, the luminance variation cannot be sufficiently suppressed. Accordingly, the height of the convex portion or the depth of the concave portion is preferably 5 nm or more and 20 nm or less.
本発明において、前記機能膜の膜厚を前記発光領域内の位置により相違させるにあたって、前記凹凸を利用する場合、前記機能膜には、高分子膜が少なくとも1層、含まれていることが好ましい。高分子膜の場合、凹凸の上層側に形成するだけで膜厚を連続的に変化させることができる。 In the present invention, when the unevenness is utilized when the film thickness of the functional film is varied depending on the position in the light emitting region, the functional film preferably includes at least one polymer film. . In the case of a polymer film, the film thickness can be continuously changed by simply forming it on the upper layer side of the unevenness.
本発明においては、前記下層側反射層は半透過反射層であり、前記上層側反射層は全反射層である構成、あるいは前記下層側反射層は全反射層であり、前記下層側反射層は半透過反射層である構成を採用することができる。 In the present invention, the lower reflective layer is a semi-transmissive reflective layer, and the upper reflective layer is a total reflective layer, or the lower reflective layer is a total reflective layer, and the lower reflective layer is A configuration that is a transflective layer can be employed.
本発明において、前記自発光素子は、例えば、エレクトロルミネッセンス素子である。 In the present invention, the self-luminous element is, for example, an electroluminescence element.
本発明を適用した発光装置は、携帯電話機、パーソナルコンピュータやPDAなどの電子機器において表示装置として用いられる。また、本発明を適用した発光装置は、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして用いられる。 A light-emitting device to which the present invention is applied is used as a display device in an electronic apparatus such as a mobile phone, a personal computer, or a PDA. A light emitting device to which the present invention is applied is used as an exposure head in an image forming apparatus such as a digital copying machine or a printer.
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明に用いた各図では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を相違させてある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the scales are different for each layer and each member in order to make each layer and each member large enough to be recognized on the drawing.
[実施の形態1]
(有機EL表示装置の全体構成)
図1は、自発光素子として有機EL素子を備えた有機EL表示装置(発光装置)の電気的構成を示すブロック図である。
[Embodiment 1]
(Overall configuration of organic EL display device)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an electrical configuration of an organic EL display device (light-emitting device) including an organic EL element as a self-light-emitting element.
図1において、有機EL表示装置1は、有機半導体膜からなる機能膜に駆動電流が流れることによって発光するEL素子を薄膜トランジスタで駆動制御する発光装置であり、このタイプの発光装置を表示装置として用いた場合、発光素子が自己発光するため、バックライトを必要とせず、また、視野角依存性が少ないなどの利点がある。ここに示す有機EL表示装置1では、複数の走査線63と、この走査線63の延設方向に対して交差する方向に延設された複数のデータ線64と、これらのデータ線64に並列する複数の共通給電線65と、データ線64と走査線63との交差点に対応する画素100(発光領域)とが構成され、画素100は、画像表示領域にマトリクス状に配置されている。データ線64に対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチを備えるデータ線駆動回路51が構成されている。走査線63に対しては、シフトレジスタおよびレベルシフタを備える走査線駆動回路54が構成されている。また、画素100の各々には、走査線63を介して走査信号がゲート電極に供給される画素スイチング用の薄膜トランジスタ6と、この薄膜トランジスタ6を介してデータ線64から供給される画像信号を保持する保持容量33と、この保持容量33によって保持された画像信号がゲート電極43に供給される電流制御用の薄膜トランジスタ7と、薄膜トランジスタ7を介して共通給電線65に電気的に接続したときに共通給電線65から駆動電流が流れ込む有機EL素子10(自発光素子)とが構成されている。有機EL表示装置1でカラー表示を行う場合には、各画素100を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に対応させることになる。
In FIG. 1, an organic
(有機EL素子および光共振器の構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る有機EL表示装置に構成した有機EL素子の構成を示す断面図である。有機EL表示装置1のうち、基板側に向けて表示光を出射するボトムエミッション型の有機EL表示装置1の場合には、図2に示すように、有機EL素子10は、光透過性の基板11の上層側に、ITOなどからなる光透過性の画素電極12(陽極)、正孔注入層13(機能層)、発光層14(機能層)、アルミニウムなどといった光反射性を備えた対向電極15(陰極/全反射層)がこの順に積層された構成を有する。ここで、発光層14は、画素100が赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のいずれに対応するかによって、材料や膜厚が選択される。
(Configuration of organic EL element and optical resonator)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the organic EL element configured in the organic EL display device according to
また、本形態では、画素電極12の下層側に誘電体多層膜や薄いアルミニウムなどからなる半透過反射膜16が形成され、本形態では、半透過反射膜16からなる下層側反射層と、対向電極15からなる上層側反射層との間に光共振器20が構成されている。
Further, in this embodiment, a
このような有機EL表示装置1において、有機EL素子10では、正孔注入層13および発光層14を通じて対向電極15に電流が流れると、そのときの電流量に応じて発光層14が発光する。そして、発光層14から出射された光は、画素電極12および基板11を透過して、観測者側に出射される一方、発光層14から対向電極15に向けて出射された光は、対向電極15によって反射され、画素電極12および基板11を透過して観測者側に出射される。その際、発光層14から出射された光では、光共振器20の下層側反射層(光反射層19)と上層側反射層(対向電極18)の間で多重反射され、光共振器20の光学長が半波長の整数倍に相当する光が出射されるので、出射光の色度を向上させることができる。
In such an organic
さらに、本形態では、半透過反射膜16の下層側に、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜、あるいはアクリル樹脂などの感光性樹脂からなる光透過性の凹凸形成層17が1画素当たり複数、形成されており、このような凹凸形成層17の上層側に、半透過反射膜16、画素電極12、正孔注入層13、発光層14、および対向電極15がこの順に形成された構造になっている。
Furthermore, in this embodiment, a plurality of light-transmitting
このため、発光層14は、凹凸形成層17が形成されている領域の膜厚d1、および凹凸形成層17が形成されている領域から離れている領域のd2は比較的薄いのに対して、凹凸形成層17が形成されている領域の周囲では膜厚d3が厚い。しかも、発光層14の膜厚は、凹凸形成層17が形成されている領域、凹凸形成層17が形成されている領域の周囲、および凹凸形成層17が形成されている領域から離れた領域にかけて連続的に変化している。
For this reason, the
なお、本形態では、画素電極12および正孔注入層13も、発光層14と同様、凹凸形成層17が形成されている領域、および凹凸形成層17が形成されている領域から離れている領域では、膜厚が薄いのに対して、凹凸形成層17が形成されている領域の周囲では膜厚が厚い。しかも、画素電極12および正孔注入層13の膜厚は、発光層14と同様、凹凸形成層17が形成されている領域、凹凸形成層17が形成されている領域の周囲、および凹凸形成層17が形成されている領域から離れた領域にかけて連続的に変化している。
In this embodiment, the
このため、理由については後述するように、本形態の有機EL表示装置1では、成膜時の条件によって、画素電極12、正孔注入層13、発光層14の厚さにばらつきがあっても、各画素100から出射される光の色度が大きく低下することがなく、かつ、視野角も広いという効果を奏する。
For this reason, as will be described later, in the organic
なお、凹凸形成層17をシリコン窒化膜やシリコン酸化膜などから構成する場合には、成膜工程、およびフォトリソグラフィ技術を利用したパターニング工程により形成できる。また、凹凸形成層17を感光性樹脂によって構成する場合には、感光性樹脂を塗布した後、露光工程および現像工程を行うことにより形成できる。
In the case where the concavo-convex forming
また、正孔注入層13や発光層14については、インクジェット法(液体吐出法)などによって所定領域に液状物を吐出した後、乾燥させることにより形成できる。
Further, the
この場合、正孔注入層13は、例えば、ポリオレフィン誘導体である3,4−ポリエチレンジオシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)を正孔注入材料として用い、これを有機溶剤を主溶媒として分散させてなる分散液を所定領域に吐出した後、乾燥させることにより形成できる。また、正孔注入層13を形成するための材料としては、前記のものに限定されることなく、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、1,1−ビス−(4−N、N−ジトリルアミノフェニル)シクロヘキサン、トリス(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム等を用いることもできる。但し、正孔注入層13を凹凸形成層17の上層側に形成した際、正孔注入層13に膜厚変化を付与するという観点からすれば、上記材料のうち、高分子材料を用いることが好ましい。
In this case, the
また、発光層14を形成する材料についても、凹凸形成層17の上層側に形成した際、発光層14に膜厚変化を付与するという観点からすれば、高分子材料、例えば分子量が1000以上の高分子材料が用いることが好ましい。具体的には、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、例えばルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープしたものが用いられる。なお、このような高分子材料としては、二重結合のπ電子がポリマー鎖上で非極在化しているπ共役系高分子材料が、導電性高分子でもあることから発光性能に優れるため、好適に用いられる。特に、その分子内にフルオレン骨格を有する化合物、すなわちポリフルオレン系化合物がより好適に用いられる。また、このような材料以外にも、例えば特開平11−40358号公報に示される有機EL素子用組成物、すなわち共役系高分子有機化合物の前駆体と、発光特性を変化させるための少なくとも1種の蛍光色素とを含んでなる有機EL素子用組成物も、発光層形成材料として使用可能である。
Further, the material for forming the
(発光層の膜厚と出射光の発光スペクトル)
図3(a)、(b)、(c)には、赤色、緑色、青色の各画素100において、発光層14の膜厚を変化させたときの各画素100から出射される光の発光スペクトルを示す説明図である。図3(a)には、赤色の画素100(R)において発光層14の膜厚を80nmから100nmまで2nmずつ膜厚をかえた場合の各データを示してあり、矢印Rが示す方向に沿って、発光層14の膜厚が厚くなったときのデータを示してある。図3(b)には、緑色の画素100(G)において発光層14の膜厚を80nmから100nmまで2nmずつ膜厚をかえた場合の各データを示してあり、矢印Gが示す方向に沿って、発光層14の膜厚が厚くなったときのデータを示してある。図3(c)には、青色の画素100(B)において発光層14の膜厚を60nmから80nmまで2nmずつ膜厚をかえた場合の各データを示してあり、矢印Bが示す方向に沿って、発光層14の膜厚が厚くなったときのデータを示してある。
(Light emitting layer thickness and emission light emission spectrum)
3A, 3 </ b> B, and 3 </ b> C, the emission spectrum of light emitted from each
図3(a)、(b)、(c)に示すように、赤色、緑色、青色のいずれの画素100(R)、(G)、(B)においても、発光層14の膜厚が厚くなると発光スペクトルのピークは長波長側にシフトする一方、発光層14の膜厚が薄くなると、発光スペクトルのピークは短波長側にシフトする。また、赤色の画素100(R)の場合、発光層14の膜厚が約94nmのときに、発光スペクトルのピークが最高になる。緑色の画素100(G)の場合、発光層14の膜厚が約88nmのときに、発光スペクトルのピークが最高になる。青色の画素100(B)の場合、発光層14の膜厚が約72nmのときに、発光スペクトルのピークが最高になる。従って、従来のように、発光層14の膜厚が発光スペクトルのピークが最高になる値になっていれば、所望の波長を有する光を効率的に出射できるが、発光層14を形成する際の成膜条件によって、発光層14の膜厚が最適値からずれると、出射光の波長が完全にシフトしてしまう。しかるに本形態では、発光層14の下層側に凹凸形成層17を形成してあるので、発光層17の膜厚が画素100内で位置によって当初から連続的に変化しているため、図3(a)、(b)、(c)に示す各膜厚毎の発光スペクトルが合成されて出射されている。従って、発光層14を形成する際の成膜条件によって、発光層14の膜厚が最適値からずれた場合でも、図3(a)、(b)、(c)に示す各膜厚毎の発光スペクトルが合成されて出射され、その構成比率が変化するだけである。それ故、発光層14を形成する際の成膜条件によって、発光層14の膜厚が変動した場合でも、このような変動によって、出射光の波長がシフトすることを最小限に抑えることができる。
As shown in FIGS. 3A, 3 </ b> B, and 3 </ b> C, the
このような変動は、輝度ばらつきの原因となるので、例えば、画素電極12、正孔注入層13および発光層14の膜厚が±10nmばらついた場合において、有機EL表示装置1における各画素100での輝度ばらつきを下式
輝度ばらつき=100×3σ/平均輝度
より求めたところ、従来の有機EL素子および光共振器では、輝度ばらつきが35%であったが、本形態の有機EL素子10および光共振器20によれば、輝度ばらつきを5%にまで低減できることが確認できた。
Such a variation causes luminance variation. For example, when the
また、本形態では、発光層14の膜厚が画素100内で位置によって連続的に変化しているため、視野角特性に優れている。すなわち、画素100に対して光の出射方向がなす角度が変ると、それに伴って、光の出射方向での発光層14の厚さが相違していることになるが、本形態では、発光層14の膜厚が画素100内で位置によって当初から連続的に変化しているため、いずれの方向に出射される光においても、図3(a)、(b)、(c)に示す各膜厚毎の発光スペクトルが合成されておる。このため、有機EL表示装置1から正面に出射される光と、斜めに出射される光との間で、発光スペクトルの変化が極めて小さいので、有機EL表示装置1を正面からみたときと、斜めからみたときの画質に大きな差がない。
Further, in this embodiment, since the thickness of the
例えば、図4(a)には、本発明を適用した有機EL表示装置1において赤色の画素100(R)から出射される光の発光スペクトルを示し、図4(b)には、発光層の厚さが画素内で一定の従来の有機EL表示装置において赤色の画素から出射される光の発光スペクトルを比較して示す。なお、図4(a)、(b)には、黒円と実線L0によって法線方向(正面)に出射される発光スペクトルを示し、黒円と実線L45によって法線方向(正面)から45°傾いた方向に出射される発光スペクトルを示し、その他の方向に出射される発光スペクトルについては、5°ずつずらした場合の結果を細線のみで示してある。
For example, FIG. 4A shows an emission spectrum of light emitted from the red pixel 100 (R) in the organic
図4(a)、(b)を比較すればわかるように、本形態では、従来例と比較して、有機EL表示装置1から正面に出射される光と、斜めに出射される光との間で、発光スペクトルの変化が極めて小さいので、有機EL表示装置1を正面からみたときと、斜めからみたときの画質に大きな差がない。
As can be seen by comparing FIGS. 4A and 4B, in this embodiment, the light emitted from the organic
(凹凸形成層17の膜厚)
このような構成の有機EL表示装置1において、直径2μmの凹凸形成層17を厚さ2nm〜50nmで形成した場合において、厚さが80nmの発光層14を形成した場合における、画素内における発光層14の膜厚の差を検討したところ、以下に示す結果
凹凸形成層17の厚さ 発光層14の膜厚の差
2nm 0.9nm
5nm 2.4nm
10nm 4.2nm
20nm 9.0nm
35nm 17.4nm
50nm 30.0nm
が得られた。ここで、発光層14の膜厚の差が10nmを超えると光共振器条件が大きくずれるとともに、電気光学特性も大きくずれてしまい、同一の供給電力における発光量が極端に低下してしまう。また、発光層14の膜厚の差が2nm未満ではその効果が小さく、2nm以上であれば、画素電極12、正孔注入層13および発光層14の膜厚が±10nmばらついたときでも、有機EL表示装置1における輝度ばらつきを1/2以下にまで抑えることができる。従って、凹凸形成層17の厚さ(高さ)については、5nm以上、20nm以下が好ましい。
(Thickness of the unevenness forming layer 17)
In the organic
5nm 2.4nm
10nm 4.2nm
20nm 9.0nm
35nm 17.4nm
50nm 30.0nm
was gotten. Here, when the difference in film thickness of the
[実施の形態2]
図5は、本発明の実施の形態2に係る有機EL表示装置に構成した有機EL素子の構成を示す断面図である。なお、本形態の有機EL表示装置および有機EL素子は、基本的な構成が実施の形態1と共通しているため、共通する部分については同一の符号を付して説明する。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of an organic EL element configured in the organic EL display device according to Embodiment 2 of the present invention. Since the basic configuration of the organic EL display device and the organic EL element of this embodiment is the same as that of the first embodiment, common portions will be described with the same reference numerals.
図5において、本形態の有機EL表示装置1は、基板側とは反対側に向けて表示光を出射するトップエミッション型の有機EL表示装置であり、有機EL素子10は、基板11の上層側に、銀やアルミニウムなどといった光反射層19(全反射層)、ITOなどからなる透明な画素電極12(陽極)、正孔注入層13、発光層14、薄いアルミニウムなどといった半透過反射型の対向電極18(陰極)がこの順に積層された構成を有する。ここで、基板11は、透明あるいは光透過性のいずれの基板を用いることができる。このように構成した有機EL表示装置1でも、光反射層19からなる下層側反射層と、対向電極18からなる上層側反射層との間に光共振器20が構成されている。
In FIG. 5, the organic
このように構成した有機EL素子10では、正孔注入層13および発光層14を通じて対向電極15に電流が流れると、そのときの電流量に応じて発光層14が発光する。そして、発光層14が出射された光は対向電極18を透過して、観測者側に出射される一方、発光層14から基板20に向けて出射された光は、画素電極12の下層に形成された光反射層19によって反射され、対向電極18を透過して観測者側に出射される。その際、発光層14から出射された光では、光共振器20の下層側反射層(光反射層19)と上層側反射層(対向電極18)の間で多重反射され、光共振器20の光学長が1/4波長の整数倍に相当する光の色度を向上させることができる。
In the
さらに、本形態では、光反射層19の下層側にシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、感光性樹脂などからなる光透過性の凹凸形成層17が1画素当たり複数、形成されており、凹凸形成層17の上層側に、光反射層19、画素電極12、正孔注入層13、発光層14、および対向電極15がこの順に形成された構造になっている。
Furthermore, in this embodiment, a plurality of light-transmitting
このため、発光層14は、凹凸形成層17が形成されている領域の膜厚d1、および凹凸形成層17が形成されている領域から離れている領域のd2は比較的薄いのに対して、凹凸形成層17が形成されている領域の周囲では膜厚d3が厚い。しかも、発光層14の膜厚は、凹凸形成層17が形成されている領域、凹凸形成層17が形成されている領域の周囲、および凹凸形成層17が形成されている領域から離れた領域にかけて連続的に変化している。
For this reason, the
なお、本形態では、画素電極12および正孔注入層13も、凹凸形成層17が形成されている領域、および凹凸形成層17が形成されている領域から離れている領域では、膜厚が薄いのに対して、凹凸形成層17が形成されている領域の周囲では膜厚が厚い。しかも、画素電極12および正孔注入層13の膜厚は、凹凸形成層17が形成されている領域、凹凸形成層17が形成されている領域の周囲、および凹凸形成層17が形成されている領域から離れた領域にかけて連続的に変化している。
In this embodiment, the
このため、本形態の有機EL表示装置1では、実施の形態1において図3および図4などを参照して説明したように、成膜時の条件によって、半透過反射層16、画素電極12、正孔注入層13、発光層14の厚さにばらつきがあっても、各画素100から出射される光の色度が大きく低下することがなく、かつ、視野角も広いという効果を奏する。
Therefore, in the organic
例えば、画素電極12、正孔注入層13および発光層14の膜厚が±10nmばらついた場合において、有機EL表示装置1における各画素100での輝度ばらつきを下式
輝度ばらつき=100×3σ/平均輝度
より求めたところ、従来の有機EL素子および光共振器では、輝度ばらつきが35%であったが、本形態の有機EL素子10および光共振器20によれば、輝度ばらつきを5%にまで低減することができる。
For example, when the film thickness of the
[その他の実施の形態]
上記形態では、機能層より下層側に凹凸を形成するにあたって、凹凸形成層17をドット状に形成したが、基板の全面に形成した凹凸形成層の穴(凹部)を点在させてもよい。この場合にも、穴の深さは、5nmから20nmの範囲であることが好ましい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, when forming the unevenness on the lower layer side from the functional layer, the
また、上記形態では、正孔注入層13および発光層14などの機能層の双方を高分子材料で構成したが、少なくとも1つを高分子材料で形成すれば、機能層の膜厚を連続して変化させることができる。
In the above embodiment, both the functional layer such as the
また、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などは一例に過ぎず、適宜変更が可能である。従って、EL表示装置の他、プラズマディスプレイ装置、電子放出素子を用いた装置(Field Emission Display及びSurface‐Conduction Electron‐Emitter Display等)などの各種電気光学装置に本発明を適用してもよい。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and the specific materials and configurations described in the embodiment are included. These are merely examples, and can be changed as appropriate. Therefore, in addition to an EL display device, the present invention may be applied to various electro-optical devices such as a plasma display device and a device using an electron-emitting device (Field Emission Display, Surface-Conduction Electron-Emitter Display, etc.).
[電子機器への搭載例]
本発明を適用した電気光学装置については、携帯電話機、パーソナルコンピュータやPDAなど、様々な電子機器において表示装置として用いることができる。また、本発明を適用した発光装置は、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして用いることもできる。
[Example of mounting on electronic devices]
The electro-optical device to which the present invention is applied can be used as a display device in various electronic devices such as a mobile phone, a personal computer, and a PDA. The light emitting device to which the present invention is applied can also be used as an exposure head in an image forming apparatus such as a digital copying machine or a printer.
1・・有機EL表示装置、10・・有機EL素子、11・・基板、12・・画素電極、13・・正孔注入層(機能層)、14・・発光層(機能層)、15・・対向電極(全反射層/上層側反射層)、16・・半透過反射膜(下層側反射層)、17・・凹凸形成層、18・・光反射層(全反射層/下層側反射層)、19・・光反射層(上層側反射層)、20・・光共振器、100・・画素(発光領域)
1 ... Organic
Claims (8)
前記機能膜には、前記発光領域内の位置により膜厚が相違する層が少なくとも1層含まれていることを特徴とする発光装置。 A self-light-emitting element including a functional film including at least a light-emitting layer is provided in each of a plurality of light-emitting regions on a substrate. The self-light-emitting element includes a lower-layer-side reflective layer formed on a lower layer side of the light-emitting layer and the light-emitting element. In the light emitting device in which the optical resonator is formed between the upper layer side reflection layer formed on the upper layer side of the layer,
The light-emitting device, wherein the functional film includes at least one layer having a different thickness depending on a position in the light-emitting region.
前記赤色、緑色および青色の発光領域のいずれにおいても、前記機能膜には、前記発光領域内の位置により膜厚が相違する層が少なくとも1層含まれていることを特徴とする発光装置。 In Claim 1, each of the plurality of light emitting regions corresponds to any one of red, green, and blue depending on the color of light emitted from the self light emitting element.
In any of the red, green, and blue light emitting regions, the functional film includes at least one layer having a different thickness depending on a position in the light emitting region.
該凹凸は、当該凹凸の上層側に形成された前記機能膜の膜厚を前記発光領域内の位置により相違させていることを特徴とする発光装置。 In Claim 1 or 2, unevenness is formed on the lower layer side from the functional layer,
The light-emitting device is characterized in that the unevenness differs in the film thickness of the functional film formed on the upper layer side of the unevenness depending on the position in the light-emitting region.
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