CN116868691A - 发光元件和显示装置 - Google Patents

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Abstract

发光元件(10)具有发光单元(30)和设置在发光单元(30)上方的光路控制装置(71)。具有开口部(52)的光反射膜(51)设置在发光单元(30)与光路控制装置(71)之间。

Description

发光元件和显示装置
技术领域
本公开涉及发光元件和显示装置。
背景技术
近来已开发了有机EL元件被用作发光元件的显示装置(有机电致发光(EL)显示装置)。构成有机EL显示装置的发光元件具有发光单元。在此，发光单元通过例如堆叠针对每个像素分别形成的第一电极(下电极，例如，阳极电极)形成、至少包括发光层的有机层、以及第二电极(上电极，例如，阴极电极)。例如，发射白光或红光的有机层与红色滤色层组合的红色发光元件、发射白光或绿光的有机层与绿色滤色层组合的绿色发光元件以及发射白光或蓝光的有机层与蓝色滤色层组合的蓝色发光元件各自被设置为子像素，并且这些子像素构成一个像素。来自有机层的光经由第二电极(上电极)发射到外部。例如，从JP 2003-317931 A中众所周知一种结构，其中，设置具有锥形或金字塔形状的聚光结构以提高光提取效率。此外，已知为了提高光提取效率而设置透镜部件的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP 2003-317931 A
发明内容
本发明要解决的技术问题
在上述专利公开中公开的技术具有使光朝着发光元件的正面方向以广角扩散的效果，但是该技术几乎没有有助于提高发光元件中的正面亮度。此外，当提供透镜部件时，基于光线反向跟踪，只有当从透镜部件发出的平行光朝向有机层跟踪时到达的有机层区域有助于提高发光元件中的正面亮度。换言之，仅从一部分有机层中发射的光有助于提高正面亮度。因此，需要增加例如在第一电极和第二电极之间流动的电流以增加正面亮度，但是这导致发光元件的寿命缩短。在发光二极管(LED)的情况下是相同的。此外，当减小元件的尺寸以增加发光二极管(LED)中的效率时，效率可能由于对端面的影响(诸如工艺损坏)而降低。
本公开的目的是提供具有能够增加正面亮度的构造和结构的发光元件以及包括该发光元件的显示装置。
问题的解决方案
为了解决上述问题的根据本公开的发光元件包括：发光单元；以及设置在发光单元上方的光路控制单元，其中，包括开口的光反射膜设置在发光单元与光路控制单元之间。
为了解决上述问题，根据本公开的第一方面的显示装置包括多个发光元件，每个发光元件包括：发光单元；以及设置在发光单元上方的光路控制单元，其中，包括开口的光反射膜设置在发光单元与光路控制单元之间。
根据本公开的第二方面的用于解决上述问题的显示装置包括：第一基板和第二基板；以及多个发光元件单元，每个发光元件单元包括设置在第一基板上的第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件，其中，每个发光元件包括设置在第一基板上方的发光单元和设置在发光单元上方的光路控制单元，并且包括开口的光反射膜设置在所述发光单元和所述光路控制单元之间。
附图说明
图1是示例1的发光元件和显示装置的示意性部分截面图。
图2是示例1的发光元件被放大的示意性部分截面图。
图3A是示意性示出由子像素(发光元件)组成的一个像素中的子像素(发光元件)的布置的图。
图3B是示意性示出由子像素(发光元件)组成的一个像素中的子像素(发光元件)的布置的图。
图3C是示意性示出由子像素(发光元件)组成的一个像素中的子像素(发光元件)的布置的图。
图3D是示意性示出由子像素(发光元件)组成的一个像素中的子像素(发光元件)的布置的图。
图3E是示意性示出由子像素(发光元件)组成的一个像素中的子像素(发光元件)的布置的图。
图4是由透镜构件形成的光路控制单元的示意性立体图。
图5是示出获得从具有1μm直径的光源发射的光的正面辐射强度的模拟结果的图。
图6是示例1的发光元件和显示装置的变形例1的示意性部分截面图。
图7是示例1的发光元件和显示装置的变形例2的示意性局部截面图。
图8是示例1的发光元件和显示装置的变形例3的示意性局部截面图。
图9是示例1的发光元件和显示装置的变形例4的示意性部分截面图。
图10是示例1的发光元件和显示装置的变形例5的示意性部分截面图。
图11是示例1的发光元件和显示装置的变形例6的示意性部分截面图。
图12是示例1的发光元件和显示装置的变形例7的示意性部分截面图。
图13是示例1的发光元件和显示装置的变形例8中的发光元件的示意性部分截面图。
图14A是用于说明示例1的发光元件和显示装置的变形例8中的发光元件的变形的基底部分的示意性部分截面图。
图14B是用于说明示例1的发光元件和显示装置的变形例8中的发光元件的变形的基底部分的示意性部分截面图。
图15A是用于说明制造图13所示的变形例8的发光元件的方法的基底等的示意性部分端部视图。
图15B是用于说明图13所示的变形例8的发光元件的制造方法的基底等的示意性部分端部视图。
图15C是用于说明制造图13所示的变形例8的发光元件的方法的基底等的示意性部分端部视图。
图16A是用于说明图15C之后图13所示的变形例8的发光元件的制造方法的基底等的示意性部分端部视图。
图16B是用于说明图15C之后图13所示的变形例8的发光元件的制造方法的基底等的示意性部分端部视图。
图17A是用于说明用于制造图13所示的变形例8的发光元件的另一方法的基底等的示意性部分端部视图。
图17B是用于说明用于制造图13所示的变形例8的发光元件的另一方法的基底等的示意性部分端部视图。
图18是示例1的发光元件和显示装置的变形例9的示意性部分截面图。
图19是示例1的发光元件和显示装置的变形例10的示意性部分截面图。
图20是示例1的发光元件和显示装置的变形例11的示意性部分截面图。
图21是示例1的发光元件和显示装置的变形例12的示意性部分截面图。
图22是示例2的发光元件和显示装置的示意性部分截面图。
图23是示例2的发光元件和显示装置的变形例1的示意性部分截面图。
图24是示例2的发光元件和显示装置的变形例2的示意性部分截面图。
图25是示例2的发光元件和显示装置的变形例3的示意性部分截面图。
图26是示例2的发光元件和显示装置的变形例4的示意性部分截面图。
图27是示例2的发光元件和显示装置的变形例5的示意性部分截面图。
图28是示例3的发光元件和显示装置的示意性部分截面图。
图29是示例3的发光元件和显示装置的变形例1的示意性部分截面图。
图30A是示例3中具有谐振器结构的第一示例的发光元件的概念图。
图30B是示例3中具有谐振器结构的第二示例的发光元件的概念图。
图31A是示例3中具有谐振器结构的第三示例的发光元件的概念图。
图31B是示例3中具有谐振器结构的第四示例的发光元件的概念图。
图32A是示例3中具有谐振器结构的第五示例的发光元件的概念图。
图32B是示例3中具有谐振器结构的第六示例的发光元件的概念图。
图33A是示例3中具有谐振器结构的第七示例的发光元件的概念图。
图33B是示例3中具有谐振器结构的第八示例的发光元件的概念图。
图33C是示例3中具有谐振器结构的第八示例的发光元件的概念图。
图34是示例4的发光元件和显示装置的示意性部分截面图。
图35是用于说明示例4的显示装置中穿过发光区域的中心的法线LN0和穿过光路控制单元的中心的法线LN1之间的关系的概念图。
图36A是示出示例4的显示装置中的发光元件与参考点之间的位置关系的示意图。
图36B是示出示例4的显示装置中的发光元件与参考点之间的位置关系的示意图。
图37A是示意性示出示例4的显示装置的变形例中的发光元件与参考点之间的位置关系的图。
图37B是示意性示出示例4的显示装置的变形例中的发光元件与参考点之间的位置关系的图。
图38A是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图38B是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图38C是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图38D是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图39A是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图39B是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图39C是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图39D是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图40A是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图40B是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图40C是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图40D是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图41A是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图41B是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图41C是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图41D是示意性示出在示例4的显示装置中D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的图。
图42是示例5的发光元件和显示装置的示意性部分截面图。
图43A是用于说明示例5的显示装置中穿过发光区域的中心的法线LN0、穿过光路控制单元的中心的法线LN1和穿过波长选择单元的中心的法线LN2之间的关系的概念图。
图43B是用于说明示例5的显示装置中穿过发光区域的中心的法线LN0、穿过光路控制单元的中心的法线LN1和穿过波长选择单元的中心的法线LN2之间的关系的概念图。
图43C是用于说明示例5的显示装置中穿过发光区域的中心的法线LN0、穿过光路控制单元的中心的法线LN1和穿过波长选择单元的中心的法线LN2之间的关系的概念图。
图44是用于说明示例5的显示装置中穿过发光区域的中心的法线LN0、穿过光路控制单元的中心的法线LN1和穿过波长选择单元的中心的法线LN2之间的关系的概念图。
图45A是用于说明示例5的显示装置中穿过发光区域的中心的法线LN0、穿过光路控制单元的中心的法线LN1和穿过波长选择单元的中心的法线LN2之间的关系的概念图。
图45B是用于说明示例5的显示装置中穿过发光区域的中心的法线LN0、穿过光路控制单元的中心的法线LN1和穿过波长选择单元的中心的法线LN2之间的关系的概念图。
图46是用于说明示例5的显示装置中穿过发光区域的中心的法线LN0、穿过光路控制单元的中心的法线LN1和穿过波长选择单元的中心的法线LN2之间的关系的概念图。
图47是示例1的发光元件和显示装置的又一个变形例的示意性部分截面图。
图48A是示出本公开的显示装置应用于无反射镜可更换镜头数字静态相机的示例的数字静态相机的正视图。
图48B是示出本公开的显示装置应用于无反射镜可更换镜头数字静态相机的示例的数字静态相机的后视图。
图49是示出本公开的显示装置应用于头戴式显示器的示例的头戴式显示器的外观图。
图50是设置有光发射方向控制构件的显示装置的示意性部分截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图基于示例描述本公开。本公开不限于示例，并且示例中的各种数值和材料是示例。将按照以下顺序给出描述。
1.本公开的发光元件和根据本公开的第一方面和第二方面的显示装置的总体描述
2.示例1(本公开的发光元件和根据本公开的第一方面和第二方面的显示装置)
3.示例2(示例1的变形例)
4.示例3(示例1和示例2的变形例)
5.示例4(示例1至示例3的变形例)
6.示例5(示例1至示例4的变形例)
7.其他
[根据本公开的发光元件和本公开的第一方面和第二方面的显示装置]
在本公开的发光元件和包括在根据本公开的第一和第二方面的显示装置中的发光元件(在下文中，这些发光元件可以被统称为“本公开的发光元件”)中，原则上在远离发光单元的方向上的相对位置用“在…上”或“在…上方”表示，并且在朝向发光单元的方向上的相对位置用“在…下方”或“在…下方”表示。根据本公开的第一方面的显示装置和根据本公开的第二方面的显示装置可以统称为“本公开的显示装置”。
在本公开的发光元件中，由发光单元发射的光可以至少经由设置在光反射膜中的开口和光路控制单元发射到外部。开口不仅可以包括设置在光反射膜中的孔(空间)的形式，而且可以包括光反射率比光反射膜的光反射率低的材料、结构或配置的区域的形式。光反射膜可以轻微地透射光。
在包括上述优选形式的本公开的发光元件中，期望发光单元(发光区域)的尺寸大于开口的尺寸。即，当本文所指的正投影图像是相对于第一基板的正投影图像(orthographic projection image)时(下文同样适用)，开口的正投影图像可以包括在发光单元的正投影图像中。
在包括上述优选形式的本公开的发光元件中，
满足1≤θCA-2/θCA-1，
其中，θCA-1是当由穿过发光单元的中心(发光区域)的法线LN0与连接发光单元的中心和光路控制单元的端部的直线LL1形成的角度的最大余角，直线LL1形成了获得最大余角的角度[即，由法线LN0和直线LL1形成的角度θCA-1'的余角为θCA-1(＝90-θCA-1')]，以及θCA-2(＝90-θCA-2')是由直线LL2和穿过发光单元的中心的法线LN0形成的角θCA-2'的余角，直线LL2连接包括在包含直线LL1和法线LN0的虚拟平面中的开口的端部与发光部的中心。进一步，
优选满足
(b/2)2≤Dist·λ0
其中，b是开口的宽度，Dist是从开口到光路控制单元的距离，并且λ0是从发光单元发出的光的波长，因为当通过开口时基于夫朗禾费(Fraunhofer)衍射的光传播进入光路控制单元。可替代地，
优选满足
(b/2)≥λ0
因为当开口的宽度b的值(1/2)小于从发光单元发射的光的波长λ0的值时，从发光单元发射的光不太可能通过开口。
此外，在包括上述各种优选形式的本公开的发光元件中，期望开口的平面形状和光路控制单元的平面形状具有相似的关系或近似的关系。
此外，在包括上述各种优选形式的本公开的发光元件中，
保护层和平坦化层从发光单元侧开始在发光单元与光路控制单元之间形成，并且
光反射膜可以设置在保护层与平坦化层之间。为了方便起见，可将这种形式称为“第一形式的发光元件”。在这种情况下，发光单元发射的光可以至少经由保护层、设置在光反射膜中的所述开口、平坦化层和光路控制单元发射到外部。
在包括上述各种优选形式的第一形式的发光元件中，光反射膜可以在远离发光单元的方向上具有凸起形状。在这种情况下，可以采取其中保护层的顶表面在远离发光单元的方向上凸起的形式，但是平坦化层的顶表面是平坦的。与光反射膜在远离发光单元的方向上凸起时的基础相对应的保护层可以通过在构成保护层的材料上进行熔体流动来获得，可以通过回蚀该材料来获得该保护层，可以通过使用灰色调掩模或半色调掩模的光刻技术和蚀刻方法的组合来获得该保护层，或者可以基于纳米压印方法来获得该保护层。可替换地，所述发光单元可以在远离所述平坦化层的方向上具有凸起。即，发光单元可具有朝向第一基板凸起的截面形状。在这种情况下，保护层的顶面和光反射膜可以是平坦的，或者保护层的顶面和光反射膜可以在远离发光单元的方向上是凸起的。稍后将描述在远离平坦化层的方向上将发光单元形成为凸起形状的方法。
当光反射膜在远离发光单元的方向上凸起时，在包括光反射膜的厚度方向的虚拟平面中的截面形状的示例以及当发光单元在远离平坦化层的方向上凸起时，在包括发光单元的高度方向的虚拟平面中的截面形状的示例包括圆的一部分、抛物线的一部分、正弦曲线的一部分、椭圆的一部分以及悬链曲线的一部分。该图在某些情况下不是圆的一部分，在某些情况下不是抛物线的一部分，在某些情况下不是正弦曲线的一部分，在某些情况下不是椭圆的一部分，或在一些情况下不是悬链曲线的一部分。即，在“该图是圆的一部分、抛物线的一部分、正弦曲线的一部分、椭圆的一部分以及悬链曲线的一部分”的情况下还包括该图基本上是圆的一部分、抛物线的一部分、正弦曲线的一部分、椭圆的一部分、或悬链曲线的一部分”的情况。这些曲线的一部分可由线段替代。
此外，在包括上述各种优选形式的第一形式的发光元件中，透明薄膜可形成于保护层的定位在开口底部处的部分与平坦化层之间。该形式可以平坦化保护层和透明薄膜与平坦化层的界面。构成透明薄膜的材料可以适当地选自几乎不吸收从发光单元发出的光的材料，并且理想地
n1≥n3≥n2
或
n2≥n3≥n1
需满足，
其中，n3为构成透明薄膜的材料的折射率，n1为构成保护层的材料的折射率，n2为构成平坦化层的材料的折射率，
从防止在保护层与透明薄膜之间的界面处以及透明薄膜与平坦化层之间的界面处发生反射的观点来看。构成透明薄膜的材料的具体示例包括丙烯酸树脂、环氧树脂和硅树脂。在一些情况下，透明薄膜可形成于保护层的顶表面上或可形成于平坦化层的底表面下方。
在包括上述各种优选形式的本公开的发光元件中，第一光散射层可形成在发光单元下方。在包括上述各种优选形式的第一形式的发光元件中，第二光散射层可至少形成在保护层的定位在开口底部处的部分中。构成第一光散射层和第二光散射层的材料的示例包括细颗粒，具体地，氧化铝、氧化钛等的细颗粒。在第一光散射层形成在发光单元下方的形式中，第一电极可适当地选自构成随后描述的第一电极和第二电极的材料(半透光材料或透光材料)。
此外，在包括上述各种优选形式的本公开的发光元件中，可以采用其中光反射膜在相邻的发光元件中连续的形式，或者可以采用其中光反射膜具有边缘部分(即，光反射膜在相邻的发光元件中不连续)的形式。在后一种情况下，光吸收材料层可以形成在保护层的定位在光反射膜的边缘部分外部的区域(其中光反射膜是不连续的区域)上，或者凹槽可以形成在保护层的定位在光反射膜的边缘部分外部的区域(其中光反射膜是不连续的区域)中，并且平坦化层可以在凹槽中延伸。当平坦化层在凹槽中延伸时，可以在保护层中形成的凹槽的侧壁上进一步延伸光反射膜。可替代地，光吸收材料层可以形成在保护层的定位在光反射膜的边缘部分外部的区域(其中光反射膜是连续的区域)上。光吸收材料层可以具有与后面描述的光吸收层(黑矩阵层)的配置和结构相同的配置和结构。
在包括上述各种优选形式和配置的本公开的发光元件中，发光单元可具有第一电极、有机层和第二电极的层叠结构，并且
光反射膜可以形成在第二电极上方。在这种情况下，有机层可包括由有机电致发光层组成的发光层。然而，本公开不限于该配置，并且在包括上述各种优选形式和配置的本公开的发光元件中，发光单元可由发光二极管(LED)组成。
构成光反射膜的材料的示例包括铝、铝合金(例如，Al-Nd或Al-Cu)、Al/Ti堆叠结构、Al-Cu/Ti堆叠结构、铬(Cr)、银(Ag)、银合金(例如，Ag-Cu、Ag-Pd-Cu或Ag-Sm-Cu)、铜、铜合金、金和金合金。光反射膜可以通过例如：气相沉积法，包括电子束气相沉积法、热丝气相沉积法和真空气相沉积法；溅射方法；CVD方法；离子电镀方法；镀覆方法，如电镀方法和无电镀方法；剥离方法；激光烧蚀方法；以及溶胶-凝胶法。根据构成光反射膜的材料，可以形成由例如TiN制成的底层以控制将要形成的光反射膜的结晶状态。可替代地，构成光反射膜的材料的示例包括介电多层膜、光子晶体层、以及应用等离子的波长选择层(稍后描述)。在某些情况下，可以在第一电极之下或者在第一电极之下形成第二光反射膜。在这种情况下，构成第二光反射膜的材料可以适当地选自构成上述光反射膜的材料，并且第一电极可以适当地选自构成随后描述的第一电极和第二电极的材料(半透光材料或透光材料)。
此外，包括上述优选形式和配置的本公开的发光元件可具有发光单元和光路控制单元之间的波长选择单元。更具体地，在第一形式的发光元件中，可以在平坦化层上形成波长选择单元。然而，本公开不限于这种形式，并且波长选择单元可以设置在光路控制单元的上方(具体地，在第二基板与光路控制单元之间)。即，波长选择单元设置在第一基板上方，并且波长选择单元可以设置在第一基板侧或第二基板侧上。波长选择单元的尺寸可根据从发光元件发射的光适当地改变。
波长选择单元的示例包括滤色器层。滤色器层的示例包括不仅透射红色、绿色和蓝色，而且在一些情况下还透射诸如青色、品红色和黄色的特定波长的滤色器层。滤色器层由添加了包含期望的颜料或染料的着色剂的树脂(例如，光固化树脂)制成，并且通过选择颜料或染料，将滤色器层的透光率调整为在诸如红色、绿色和蓝色的目标波长区域中较高，并且在其他波长区域中较低。这种滤色器层可以由已知的色阻材料制成。在后面将描述的发射白光的发光元件中，可设置透明过滤层。可替代地，波长选择单元的示例包括光子晶体、应用等离子体的波长选择元件(例如，具有其中网格状孔结构设置在JP 2008-177191 A中公开的导体薄膜中的导体网格结构的波长选择单元，或基于使用衍射光栅的表面等离子体激元激发的波长选择单元)、具有能够通过堆叠电介质薄膜而在薄膜中使用多次反射来透射特定波长的电介质多层膜的波长选择单元，由无机材料如薄膜非晶硅和量子点制成的薄膜。在下文中，可以将滤色器层描述为波长选择单元的代表，但是波长选择单元不限于滤色器层。
这里，本公开可采用：
(a)光路控制单元的正投影图像与波长选择单元的正投影图像相匹配的形式，
(b)光路控制单元的正投影图像被包括在波长选择单元的正投影图像中的形式，或
(c)波长选择单元的正交投影图像被包括在光路控制单元的正交投影图像中的形式。
即，波长选择单元的平面形状可以与光路控制单元的平面形状相同、相似、近似或不同。采用其中光路控制单元的正交投影图像被包括在波长选择单元的正交投影图像中的形式，可以可靠地减少相邻发光元件之间的混色的发生。
波长选择单元的平面形状可以与稍后将描述的发光区域的平面形状相同、相似、近似或不同。波长选择单元的中心(当波长选择单元被正交地投影到第一基板上时的中心)可以穿过发光区域的中心，但是不必穿过发光区域的中心。波长选择单元的尺寸、设置在光反射膜中的开口的尺寸或者波长选择单元的尺寸和设置在光反射膜中的开口的尺寸可根据穿过发光区域的中心的法线与穿过波长选择单元的中心的法线之间的距离(偏移量)d0(稍后描述)适当地改变。这里，各个法线是相对于第一基板的垂直线。
波长选择单元的中心是指波长选择单元所占区域的面积质心点。可选地，所述波长选择单元的平面形状为圆形、椭圆形、正方形(包括圆角正方形)、矩形(包括圆角矩形)或正多边形(包括圆角正多边形)时，这些形状的中心与所述波长选择单元的中心相对应。当平面形状具有切掉这些形状的一部分的形状时，补充了切掉部分的形状的中心对应于波长选择单元的中心。当平面形状具有这些形状被连接的形状时，连接部分被移除，并且互补被移除的部分的形状的中心对应于波长选择单元的中心。光路控制单元的中心是指光路控制单元所占的区域的面积质心点。当光路控制单元的平面形状为圆形、椭圆形、正方形(包括圆角正方形)、矩形(包括圆角矩形)或正多边形(包括圆角正多边形)时，这些形状的中心与光路控制单元的中心相对应。这同样适用于设置在光反射膜中的开口的中心，并且在关于波长选择单元或光路控制单元的中心的以上描述中，“波长选择单元”或“光路控制单元”可被替换为“开口”。
在第一种形式的发光元件中，第一电极和有机层彼此接触的区域是发光区域。发光区的尺寸是第一电极和有机层彼此接触的区域的尺寸。发光区域的尺寸可以根据从发光元件发射的光的颜色而改变。发光区域的中心是指第一电极和有机层相互接触的区域的面积矩心点。发光区域的中心是发光单元的中心。
在包括上述优选形式和配置的本公开的发光元件中，光路控制单元可由透镜构件形成，诸如在远离发光单元的方向上具有凸起形状的平凸透镜。即，例如，光路控制单元(透镜构件)的发光表面可以具有凸起形状，并且光入射表面可以是平坦的。可替代地，例如，光路控制单元(透镜构件)的光入射表面可以具有凸起形状，并且发光表面可以是平坦的。
在本公开的显示装置中，光路控制单元的平面形状的大小可以根据发光元件而改变。例如，当一个发光元件单元(像素)由三个发光元件(子像素)组成时，光路控制单元的平面形状的尺寸在形成一个发光元件单元的三个发光元件中可以具有相同的值，在除了一个发光元件之外的两个发光元件中可以具有相同的值，或者在三个发光元件中可以具有不同的值。构成光路控制单元的材料的折射率可以根据发光元件而改变。例如，当一个发光元件单元(像素)由三个发光元件(子像素)组成时，构成光路控制单元的材料的折射率可以在三个发光元件中具有相同的值，在除了一个发光元件之外的两个发光元件中可以具有相同的值，或者可以在三个发光元件中具有不同的值。
在包括上述各种优选形式和配置的本公开的发光元件中，构成光路控制单元的透镜构件可以形成为半球形或球体的一部分，或者可以形成为适合在广义上用作透镜的形状。具体地，如上所述，透镜构件可由凸透镜构件形成，具体地，由平凸透镜(plano-convexlens)形成。透镜构件可以是球面透镜或非球面透镜。光路控制单元可以是折射透镜或衍射透镜，或者它可以由精细结构、光子晶体或金属表面形成。
光路控制单元可以是整体具有正方形或矩形底面的矩形棱镜(包括近似于矩形棱镜的立方体，以下同样适用)的圆形三维形状的透镜构件，其中，矩形棱镜的四个侧面和一个顶面具有凸起形状，侧面彼此相交的脊部是圆形的，并且顶面与侧面相交的脊部也是圆形的。光路控制单元还可以是具有正方形或矩形底面的矩形棱镜的三维形状的透镜构件，其中，矩形棱镜的四个侧面和一个顶面具有平面形状。在这种情况下，侧面彼此相交的脊部分在某些情况下可以是圆形的，并且顶面与侧面相交的脊部分在某些情况下也可以是圆形的。透镜构件可以由具有沿着包括其厚度方向的虚拟平面(垂直虚拟平面)切割的矩形或等腰梯形截面形状的透镜构件形成。换言之，透镜构件可由其截面形状沿着厚度方向恒定或改变的透镜构件形成。
透镜构件的高度优选为但不限于1.5μm以上且2.5μm以下。当透镜构件的高度为1.5μm或更大时，可有效地增强在发光区域的外围附近的集光效果。期望相邻透镜单元之间的间隔(相邻透镜单元之间存在的间隙)为0.4μm以上且1.2μm以下，优选0.6μm以上且1.2μm以下，更优选0.8μm以上且1.2μm以下，还更优选0.8μm以上且1.0μm以下。通过将相邻透镜单元之间的间隔设置为0.4μm以上，相邻透镜单元之间的间隔可被设置为大致等于或大于可见光的波长带的下限值。因此，可以减少相邻透镜单元之间的间隔的功能劣化，并有效地增强发光区域外周边附近的光收集效果。当相邻透镜构件之间的间隔是1.2μm或更小时，可以使透镜构件相对于发光区域的尺寸适当，并且可以有效地增强发光区域外周附近的集光效果。透镜构件的间距不受限制，但是期望其为1μm以上至10μm以下。当透镜构件的节距为10μm以下时，显著地产生光的波特性，并且因此显著地表现出使用上述透镜构件的效果。发光区和透镜构件之间的距离不受限制，但是理想的是大于0.35μm且小于或等于7μm，优选大于或等于1.3μm且小于或等于7μm，更优选大于或等于2.8μm且小于或等于7μm，还更优选大于或等于3.8μm且小于或等于7μm。当发光区域与透镜构件之间的距离超过0.35μm时，可以有效地增强发光区域的外周附近的集光效果。当发光区域和透镜构件之间的距离是7μm或更小时，可以防止视角特性的劣化。
在本公开的发光元件中，光路控制单元可由具有沿着包括厚度方向的虚拟平面(垂直虚拟平面)切割的矩形或等腰梯形截面形状的光发射方向控制构件形成。换言之，光路控制单元可由其截面形状沿着厚度方向恒定或改变的光发射方向控制构件形成。稍后将描述光发射方向控制构件。
在包括上述各种优选形式和配置的本公开的发光元件中，更具体地，在包括上述各种优选形式和配置的第一形式的发光元件中，发光单元(有机层)可以包括如上所述的有机电致发光层。即，包括上述各种优选形式和配置的本公开的发光元件可以由有机电致发光元件(有机EL元件)组成，并且本公开的显示装置可以由有机电致发光显示装置(有机EL显示装置)组成。
有机EL显示装置包括：
第一基板和第二基板；以及
多个发光元件，定位在第一基板与第二基板之间并且以二维方式排列，
其中，
设置在形成于第一基板上的基底上的每个发光元件是包括上述优选形式和配置的本公开的任何发光元件(更具体地，第一形式的发光元件)。每个发光元件包括发光单元，并且
发光单元至少包括：
第一电极；
第二电极；以及
有机层(包括由有机电致发光层组成的发光层)夹在第一电极和第二电极之间，
其中，来自有机层的光经由第二基板发射至外部。即，本公开的显示装置可以是从第二基板发射光的顶部发射型显示装置。
可替代地，换言之，本公开的显示装置包括第一基板、第二基板、以及夹在第一基板与第二基板之间的图像显示区域(显示面板单元)，并且在图像显示区域中，包括上述优选形式和配置的多个发光元件以二维矩阵排列。
在根据本公开的第二方面的显示装置中，第一发光元件可以发射红光，第二发光元件可以发射绿光，并且第三发光元件可以发射蓝光。此外，可以添加发射白光的第四发光元件或发射除了红光、绿光和蓝光之外的颜色的光的第四发光元件。
本公开的显示装置中的像素(或子像素)的阵列的示例包括delta阵列、条纹阵列、对角线阵列、矩形阵列、Pentile阵列和正方形阵列。根据像素(或子像素)的阵列，波长选择单元和光路控制单元的阵列可以是delta阵列、条纹阵列、对角线阵列、矩形阵列或Pentile阵列。
即，第一形态的发光元件至少具体包括第一电极、形成于第一电极上的有机层、形成于有机层上的第二电极、形成于第二电极上的保护层、光反射膜及平坦化层。在波长选择单元设置在发射光的光路中的情况下或者在基底设置在第二基板的内表面(面向第一基板的表面)上的情况下，来自有机层的光经由第二电极、保护层、设置在光反射膜中的开口、平坦化层、光路控制单元、键合构件和第二基板，并且还经由波长选择单元和底层发射至外部。
第一基板和第二基板通过键合构件接合。构成键合构件的材料的示例包括热固性粘合剂(诸如丙烯酸粘合剂、环氧粘合剂、聚氨酯粘合剂、硅酮粘合剂以及氰基丙烯酸酯粘合剂)以及紫外线固化粘合剂。优选的是，n1'>n0
需满足，其中n1'是构成光路控制单元的材料的折射率，并且n0是构成键合构件的材料的折射率。
为每个发光元件提供第一电极。包括由有机发光材料制成的发光层的有机层被提供用于每个发光元件或者被发光元件共享。第二电极由多个发光元件共享。即第二电极为所谓的固体电极，也为公共电极。第一基板设置于基底的下方或下方，所述第二基板设置于所述第二电极的上方。发光元件形成在第一基板侧上，并且发光单元设置在基底上。具体地，每个发光单元被设置在形成在第一基板上或上方的基底上。以这种方式，在基底上依次形成构成发光单元的第一电极、有机层(包括发光层)和第二电极。
在第一形式的发光元件中，第一电极可以与有机层的一部分接触，第一电极的一部分可以与有机层接触，或者第一电极可以与有机层接触。在这些情况下，具体地，第一电极的尺寸可以小于有机层的尺寸，第一电极的尺寸可以与有机层的尺寸相同，或者第一电极的尺寸可以大于有机层的尺寸。绝缘层可形成在第一电极与有机层之间的部分中。
在第一形式的发光元件中，有机层可以具有发射不同颜色的至少两个发光层的层叠结构，并且在层叠结构中发射的光的颜色可以是白光。即，构成红色发光元件(第一发光元件)的有机层、构成绿色发光元件(第二发光元件)的有机层和构成蓝色发光元件(第三发光元件)的有机层可被配置为发射白光。在这种情况下，发射白光的有机层可以具有发射红光的红色发光层、发射绿光的绿色发光层以及发射蓝光的蓝色发光层的层叠结构。可替代地，发射白光的有机层可以具有发射蓝光的蓝色发光层和发射黄光的黄色发光层的层叠结构，或者它可以具有发射蓝光的蓝色发光层和发射橙色光的橙色发光层的层叠结构。具体地，有机层可以具有堆叠结构，其中堆叠发射红光(波长：620nm至750nm)的红色发光层、发射绿光(波长：495nm至570nm)的绿色发光层和发射蓝光(波长：450nm至495nm)的蓝色发光层的三个层，并且有机层整体发射白光。这种发射白光的有机层(发光单元)和透射红光的波长选择单元(或用作红色滤色器层的保护层)组合以形成红色发光元件，发射白光的有机层(发光单元)和透射绿光的波长选择单元(或用作绿色滤色器层的保护层)组合以形成绿色发光元件，并且发射白光的有机层(发光单元)和透射蓝光的波长选择单元(或用作蓝色滤色器层的保护层)组合以形成蓝色发光元件。像素(发光元件单元)由子像素的组合构成，例如红色发光元件、绿色发光元件和蓝色发光元件。在一些情况下，一个像素可以由红色发光元件、绿色发光元件、蓝色发光元件以及发射白光的发光元件(或发射互补色光的发光元件)组成。在由发射不同颜色的至少两个发光层构成的形式中，存在发射不同颜色的发光层在实践中可以混合并且不能清楚地分成各个层的情况。有机层可以由多个发光元件共享或可以单独地设置以用于每个发光元件。
当保护层具有滤色器层的功能时，保护层可以由已知的色阻材料制成。在发射白光的发光元件中，可以设置透明过滤层。在保护层也用作滤色器层的情况下，有机层和保护层(滤色器层)彼此靠近，这能够有效地防止颜色混合，即使从发光元件发出的光的角度变宽，并且改善视角性能。
有机层也可以由一个发光层形成。在这种情况下，发光元件可以由例如具有包括红色发光层的有机层的红色发光元件、具有包括绿色发光层的有机层的绿色发光元件或具有包括蓝色发光层的有机层的蓝色发光元件组成。即，构成红色发光元件的有机层可以发射红光，构成绿色发光元件的有机层可以发射绿光，并且构成蓝色发光元件的有机层可以发射蓝光。一个像素由这三个发光元件(子像素)组成。在彩色显示装置的情况下，一个像素由这三个发光元件(子像素)组成。原则上，滤色器层的形成是不必要的，但是可以提供滤色器层以提高色纯度。
当发光元件单元(像素)由多个发光元件(子像素)组成时，发光元件的发光区域的大小可根据发光元件而改变。具体地，第三发光元件(蓝色发光元件)的发光区域的尺寸可以大于第一发光元件(红色发光元件)的发光区域的尺寸和第二发光元件(绿色发光元件)的发光区域的尺寸。这允许蓝色发光元件的发光量大于红色发光元件的发光量和绿色发光元件的发光量，有助于蓝色发光元件、红色发光元件和绿色发光元件具有适当的发光量，并且可以改善图像质量。可替代地，当发光元件单元(像素)由发射白光的白色发光元件以及红色发光元件组成时，假定蓝色发光元件，绿色发光元件的发光区的尺寸和白色发光元件的发光区的尺寸优选大于红色发光元件的发光区的尺寸和蓝色发光元件的发光区的尺寸，从亮度的观点来看。从发光元件的寿命的观点来看，蓝色发光元件的发光区的尺寸优选大于红色发光元件的发光区的尺寸、绿色发光元件的尺寸和白色发光元件的尺寸。然而，发光区的尺寸不限于这些构造。
光路控制单元可以由例如已知的透明树脂材料诸如丙烯酸树脂制成，并且可以通过熔融流动透明树脂材料来获得，可以通过回蚀透明材料来获得，可以通过使用灰色调掩模或半色调掩模的光刻技术和基于有机材料或无机材料的蚀刻方法的组合来获得，或者可以通过基于纳米压印法将透明树脂材料形成为透镜形状的方法来获得。如上所述，光路控制单元的外部形状的示例包括但不限于圆形、椭圆形、方形和矩形。
构成保护层和平坦化层的材料的示例包括丙烯酸树脂、环氧树脂以及各种无机材料[例如，SiO2、SiN、SiON、SiC、非晶硅(α-Si)、Al2O3和TiO2]。保护层和平坦化层可以具有单层配置或者可以由多层形成。在后者的情况下，在第一形式的发光元件中，构成保护层和平坦化层的材料的折射率的值优选地从光入射方向朝向光发射方向相同或依次减小。保护层和平坦化层可通过已知的方法形成，诸如各种CVD方法、各种涂覆方法、包括溅射方法和真空气相沉积方法的各种PVD方法、以及诸如丝网印刷方法的各种印刷方法。作为形成保护层和平坦化层的方法，还可以采用原子层沉积(ALD)法。保护层和平坦化层可以由多个发光元件共享或可以单独地设置用于每个发光元件。
第一基板或第二基板可由硅半导体基板、高应变点玻璃基板、钠玻璃(Na2O·CaO·SiO2)基板、硼硅酸盐玻璃(Na2O·B2O3·SiO2)基板形成，镁橄榄石(2MgO·SiO2)基板、铅玻璃(Na2O·PbO·SiO2)基板、具有在其表面上形成的绝缘材料层的各种玻璃基板、石英基板、具有在其表面上形成的绝缘材料层的石英基板，或由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)示例的有机聚合物(具有聚合物材料的形式，诸如柔性塑料膜、塑料片或由聚合物材料制成的塑料基板)，聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯苯酚(PVP)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。构成第一基板和第二基板的材料可以是相同或不同的。由于本公开的显示装置是顶部发射型显示装置，所以要求第二基板对来自发光单元的光是透明的。
当第一电极用作阳极电极时，构成第一电极的材料的示例包括具有高功函数的金属，诸如铂(Pt)、金(Au)，银(Ag)、铬(Cr)、钨(W)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、钼(Mo)、钛(Ti)、铝(Al)、镁(Mg)、或钽(Ta)、以及合金(例如，Ag-Pd-Cu合金，包含银作为主要成分并且包含0.3质量％至1质量％的钯(Pd)和0.3质量％至1质量％的铜(Cu)；Al-Nd合金、Al-Cu合金、或Al-Cu-Ni合金)。当使用具有小功函数值和高光反射率的导电材料(诸如铝(Al)和含有铝的合金)时，可以通过提供适当的空穴注入层等改善空穴注入特性来将第一电极用作阳极电极。例如，第一电极的厚度可以是0.1μm至1μm。当设置构成稍后描述的谐振器结构的光反射层时，当第一光散射层形成在发光单元下方时，当第二光反射膜形成在第一电极下方或下方时，等等，第一电极需要对来自发光单元的光是透明的。因此，构成第一电极的材料的示例包括各种透明导电材料，诸如包含氧化铟、氧化铟锡(ITO，包括Sn掺杂的In2O3、结晶ITO、和非晶ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、铟掺杂的氧化镓锌(IGZO、In-GaZnO4)、IFO(F掺杂的In2O3)、ITiO(Ti掺杂的In2O3)，InSn、InSnZnO、氧化锡(SnO2)、ATO(Sb掺杂的SnO2)、FTO(F掺杂的SnO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铝掺杂的氧化锌(AZO)、镓掺杂的氧化锌(GZO)、B掺杂的ZnO，AlMgZnO(氧化铝和氧化镁掺杂的氧化锌)、氧化锑、氧化钛、NiO、尖晶石型氧化物、具有YbFe2O4结构的氧化物、氧化镓、氧化钛、氧化铌、氧化镍，等等。第一电极还可具有其中具有优异空穴注入特性的透明导电材料(诸如铟和锡的氧化物(ITO)或铟和锌的氧化物(IZO))堆叠在介电多层膜或具有高光反射率的反射膜(诸如铝(Al)或其合金(例如，Al-Cu-Ni合金))上的结构。当第一电极用作阴极电极时，期望第一电极由具有小功函数值和高光反射率的导电材料制成。通过在用作阳极的具有高光反射率的导电材料中提供合适的电子注入层，从而改善电子注入性能，第一电极可用作阴极电极。
当第二电极用作阴极电极时，期望构成第二电极的材料(半透光材料或透光材料)由具有小功函数值的导电材料制成，以便透射发射的光并有效地将电子注入有机层(发光层)中。其示例包括具有小的功函数的金属，诸如铝(Al)、银(Ag)、镁(Mg)、钙(Ca)、钠(Na)或锶(Sr)，以及碱金属或碱土金属与银(Ag)的合金，诸如镁(Mg)和银(Ag)(Mg-Ag合金)、镁和钙的合金(Mg-Ca合金)、或铝(Al)和锂(Li)的合金(Al-Li合金)。其中，Mg-Ag合金是优选的，并且镁与银之间的体积比可以是例如Mg：Ag＝5：1至30：1。镁与钙之间的体积比可以是例如Mg：Ca＝2：1至10：1。第二电极的厚度可以是例如4nm至50nm、优选4nm至20nm、更优选6nm至12nm。第二电极的材料的示例还包括选自由Ag-Nd-Cu、Ag-Cu、Au和Al-Cu组成的组中的至少一种材料。第二电极还可以具有上述材料层和从有机层一侧由例如ITO或IZO制成的所谓的透明电极(例如，具有3×10-8m至1×10-6m的厚度)的叠层结构。由诸如铝、铝合金、银、银合金、铜、铜合金、金或金合金的低电阻材料制成的汇流电极(辅助电极)可被设置至第二电极以减小第二电极整体的电阻。第二电极的平均透光率优选为50％至90％，优选为60％至90％。当第二电极用作阳极电极时，第二电极理想地由透射发射光并具有大功函数值的导电材料制成。
用于形成第一电极和第二电极的方法的示例包括：气相沉积法，包括电子束气相沉积法、热丝气相沉积法和真空气相沉积法；溅射方法；化学气相沉积法(CVD法)；MOCVD方法；离子电镀法和蚀刻法的组合；各种印刷方法，诸如丝网印刷方法、喷墨印刷方法和金属掩模印刷方法；电镀法，如电镀法和化学镀法；剥离方法；激光烧蚀方法；以及溶胶-凝胶法。通过各种印刷方法和电镀方法，可以直接形成具有期望形状(图案)的第一电极和第二电极。当在形成有机层之后形成第二电极时，从防止对有机层发生损伤的观点出发，特别优选基于膜形成颗粒的能量小的膜形成方法(诸如真空气相沉积法)或者膜形成方法(诸如MOCVD法)来形成第二电极。当有机层被损坏时，由于漏电流的产生，可产生被称为“点”的非发光像素(或非发光子像素)。
如上所述，有机层包括由有机发光材料制成的发光层。具体地，有机层可以具有例如空穴传输层、发光层和电子传输层的层叠结构，空穴传输层和发光层(也用作电子传输层)的层叠结构，以及空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层的层叠结构。用于形成有机层的方法的示例包括：物理气相沉积法(PVD法)，诸如真空气相沉积法；诸如丝网印刷方法或喷墨印刷方法的印刷方法；激光转印方法，其中用激光照射形成在转印基板上的激光吸收层和有机层的层叠结构，以分离激光吸收层上的有机层并且转印有机层；以及各种涂覆方法。当基于真空气相沉积法形成有机层时，例如，可以通过使用所谓的金属掩模并沉积已经通过设置在金属掩模中的开口的材料来获得有机层。
在有机EL显示装置中，期望空穴传输层(空穴提供层)的厚度和电子传输层(电子提供层)的厚度基本上相等。或者，电子传输层(电子提供层)可以比空穴传输层(空穴提供层)厚，这使得可以在低驱动电压下向发光层充分提供高效率所需的电子。即，通过将空穴传输层设置在对应于阳极的第一电极与发光层之间，可以增加空穴的供应，空穴传输层的膜厚度小于电子传输层。结果，可以获得其中没有空穴和电子的过量或不足并且载流子供给量足够大的载流子平衡，导致高的发光效率。此外，由于不存在空穴和电子的过量或不足，载流子平衡几乎不丢失，驱动劣化被抑制，并且能够延长发光寿命。
在本公开的发光元件或显示装置中，形成基底、绝缘层、层间绝缘层和层间绝缘材料层(稍后描述)。构成它们的绝缘材料的示例包括：SiOX类材料(构成硅基氧化物膜的材料)，诸如SiO2、非掺杂硅酸盐玻璃(NSG)、硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)、PSG、BSG、AsSG、SbSG、PbSG、旋涂玻璃(SOG)、低温氧化物(LTO)、低温CVD-SiO2、低熔点玻璃和玻璃浆料；基于SiN的材料，包括基于SiON的材料；SiOC；SiOF；和SiCN。材料的示例还包括无机绝缘材料，诸如，氧化钛(TiO2)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化铬(CrOx)、氧化锆(ZrO2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化锡(SnO2)、以及氧化钒(VOx)。该材料的示例还包括诸如聚酰亚胺树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂的各种树脂，以及诸如SiOCH、有机SOG的低介电常数绝缘材料，以及氟树脂(例如，介电常数k(＝ε/ε0)等于或小于3.5的材料，并且其具体示例包括碳氟化合物、环全氟碳聚合物，苯并环丁烯、环状氟树脂、聚四氟乙烯、无定形四氟乙烯、聚芳基醚、氟化芳基醚、氟化聚酰亚胺、无定形碳、聚对二甲苯(聚对二甲苯)和氟化富勒烯)、Silk(涂层型低介电常数层间绝缘膜材料，陶氏化学公司的商标)和Flare(基于聚烯丙基醚(PAE)的材料，霍尼韦尔电子材料公司的商标)。可以单独或以适当的组合使用这些材料。绝缘层、层间绝缘层和基底可具有单层结构或叠层结构。绝缘层、层间绝缘层、层间绝缘材料层和基底可基于已知的方法形成，诸如各种CVD方法、各种涂覆方法、包括溅射法和真空气相沉积法的各种PVD方法、诸如丝网印刷法的各种印刷方法、镀覆法、电沉积法、浸渍法和溶胶-凝胶法。
可以在从其发射光的显示装置的最外表面(具体地，第二基板的外表面)上形成紫外线吸收层、污染防止层、硬涂层和抗静电层，或者可以设置保护构件(例如，覆盖玻璃)。
虽然没有限制，发光元件驱动单元(驱动电路)设置在基底的下方或下方。发光元件驱动单元包括例如形成在构成第一基板的硅半导体基板上的晶体管(具体地，例如，MOSFET)，或者设置在构成第一基板的各种基板上的薄膜晶体管(TFT)。构成发光元件驱动单元的晶体管或TFT可经由形成在基底中的接触孔(接触插塞)连接至第一电极。发光元件驱动单元可以具有已知的电路配置。第二电极可以经由例如形成在显示装置的外周边(具体地，像素阵列单元的外周边)中的基底部分中的接触孔(接触插塞)连接到发光元件驱动单元。
有机EL显示装置优选地包括谐振器结构以进一步提高光提取效率。稍后将描述谐振器结构。
此外，在包括上述优选形式和配置的本公开的发光元件中，光吸收层(黑矩阵层)可以形成在波长选择单元之间、在波长选择单元之间的空间上方、在光路控制单元之间或在光路控制单元之间的空间上方。这些形式能够可靠地减少相邻发光元件之间的混色的发生。光吸收层(黑矩阵层)由例如混合有黑色着色剂并且具有1以上的光密度的黑色树脂膜(具体地，例如，黑色聚酰亚胺树脂)组成，或者其包括使用薄膜的干涉的薄膜滤光器。例如，通过堆叠由金属、金属氮化物或者金属氧化物制成的两个以上的薄膜来形成薄膜滤波器，并且该薄膜滤波器使用薄膜的干涉来衰减光。薄膜滤波器的具体示例包括其中Cr和氧化铬(III)(Cr2O3)交替堆叠的薄膜滤波器。光吸收层(黑矩阵层)的尺寸可以根据从发光元件发出的光适当地改变。
可以在发光元件之间设置遮光单元。构成遮光单元的遮光材料的具体示例包括能够遮光的材料，诸如钛(Ti)、铬(Cr)、钨(W)、钽(Ta)、铝(Al)和MoSi2。可以通过包括电子束气相沉积法、热丝气相沉积法和真空气相沉积法的气相沉积法、溅射法、CVD法、离子电镀法等形成遮光单元。
例如，本公开的显示装置可以用作构成个人计算机的监控装置，或者可以用作包含在电视接收器、移动电话、个人数字助理(PDA)或游戏设备中的监控装置，或者包含在投影仪中的显示装置。显示装置还可被应用于电子取景器(EVF)、头戴式显示器(HMD)、眼镜、AR眼镜或EVR，或者可被应用于用于虚拟现实(VR)、混合现实(MR)或增强现实(AR)的显示装置。也可以在电子书、诸如电子报纸之类的电子纸、诸如告示板、海报、或黑板之类的公告板、作为打印机纸的替代物的可重写纸、家用电器的显示单元、忠诚卡的卡显示单元等、电子广告、或电子POP广告中配置图像显示装置。通过将本公开的显示装置用作发光装置，可构造包括用于液晶显示装置的背光装置和平面光源装置的各种照明装置。
[示例1]
示例1涉及本公开的发光元件(具体地，第一形式的发光元件)以及根据本公开的第一方面和第二方面的显示装置。图1是示例1的发光元件和显示装置的示意性部分截面图。图2是放大的发光元件的示意性局部剖视图。图3A、图3B、图3C、图3D和图3E是示意性示出由子像素(发光元件)组成的一个像素中的子像素(发光元件)的布置的图。图4是包括透镜构件的光路控制单元的示意性立体图。在图2中，为了简化附图，部分地省略了阴影线。
在示例1或者稍后描述的示例2至示例5中，显示装置是有机电致发光显示装置(有机EL显示装置)并且是有源矩阵显示装置。发光元件是电致发光元件(有机EL元件)，并且发光层包括有机电致发光层。示例1或随后描述的示例2至示例5的显示装置是从第二基板发射光的顶部发射型显示装置。
示例1的发光元件10包括：
发光单元30以及设置在发光单元30上方的光路控制单元71，
其中，包括开口52的光反射膜51设置在发光单元30与光路控制单元71之间。
根据本公开的第一方面描述的示例1的显示装置包括：
发光单元30和设置在发光单元30上方的光路控制单元71，
其中，设置有包括开口52的光反射膜51的多个发光元件10设置在发光单元30与光路控制单元71之间。
此外，根据本公开的第二方面描述的示例1的显示装置包括：
第一基板41和第二基板42；以及
多个发光元件单元，每个发光元件单元包括设置在第一基板41上的第一发光元件101、第二发光元件102和第三发光元件103，
其中，
每个发光元件10包括设置在第一基板41上方的发光单元30和设置在发光单元30上方的光路控制单元71，并且
包括开口52的光反射膜51设置在发光单元30与光路控制单元71之间。
在示例1的显示装置中，第一发光元件101发射红光，第二发光元件102发射绿光，并且第三发光元件103发射蓝光。此外，可以添加发射白光的第四发光元件或发射除了红光、绿光或蓝光之外的颜色的光的第四发光元件。
在发光元件10中，由发光单元30发射的光经由至少布置在光反射膜51中的开口52和光路控制单元71发射到外部。具体地，在发光元件10中，保护层34A和平坦化层34B自发光单元侧在发光单元30和光路控制单元71之间形成，并且光反射膜51设置在保护层34A与平坦化层34B之间。由发光单元30发射的光至少经由保护层34A、设置在光反射膜51中的开口52、平坦化层34B以及光路控制单元71发射到外部。更具体地，示例1的发光元件10包括第一电极31、形成在第一电极31上的有机层33、形成在有机层33上的第二电极32、形成在第二电极32上的保护层34A、光反射膜51、平坦化层34B、波长选择单元CF以及光路控制单元71。来自有机层33的光经由第二电极32、保护层34A、设置在光反射膜51中的开口52、平坦化层34B、波长选择单元CF、光路控制单元71、键合构件35、底层36以及第二基板42发射到外部。
发光单元30具有第一电极31、有机层33和第二电极32的堆叠结构，并且光反射膜51形成在第二电极32上方。有机层33包括由有机电致发光层组成的发光层。
在示例1或随后描述的示例2至示例5的显示装置中，一个发光元件单元(像素)由第一发光元件(红色发光元件)101、第二发光元件(绿色发光元件)102和第三发光元件(蓝色发光元件)103的三个发光元件(三个子像素)组成。构成第一发光元件101的有机层33、构成第二发光元件102的有机层33和构成第三发光元件103的有机层33整体发射白光。发射红光的第一发光元件101由发射白光的有机层33和红色滤色器层CFR的组合构成。发射绿光的第二发光元件102由发射白光的有机层33和绿色滤色器层CFG的组合构成。发射蓝光的第三发光元件103由发射白光的有机层33和蓝色滤色器层CFB的组合构成。在一些情况下，除了第一发光元件(红色发光元件)101、第二发光元件(绿色发光元件)102和第三发光元件(蓝色发光元件)103之外，发射白色(或第四颜色)的发光元件104(或发射互补色光的发光元件)可构成发光元件单元(一个像素)。第一发光元件101、第二发光元件102和第三发光元件103除了滤色器层的配置以外，以及在一些情况下，除了在有机层的厚度方向上的发光层的布置位置之外，具有基本上相同的配置和结构。像素的数量是例如1920×1080，一个发光元件(显示装置)10构成一个子像素，并且发光元件(具体地，有机EL元件)10的数量是像素的数量的三倍。
有机EL显示装置包括：
第一基板41、第二基板42，以及
多个发光元件10，定位在第一基板41与第二基板42之间并且以二维方式排列，
其中，
提供在形成于第一基板41上的基底上的每个发光元件10由示例1的发光元件10组成。每个发光元件10包括发光单元30，并且
所述发光单元30至少包括：
第一电极31；
第二电极32；以及
有机层33(包括由有机电致发光层组成的发光层)夹在第一电极31和第二电极32之间，
其中，来自有机层33的光经由第二基板42发射到外部。
可替代地，换言之，示例1的显示装置包括第一基板41、第二基板42、以及夹在第一基板41与第二基板42之间的图像显示区域(显示面板单元)，并且在图像显示区域中，示例1的多个发光元件10排列成二维矩阵。
即，在示例1或随后描述的示例2至示例5的显示装置中，发光元件10具体包括：
第一电极31；
有机层33，形成在第一电极31上；
第二电极32，形成在有机层33上；
保护层34A，形成在第二电极32上；
光反射膜51，包括形成在保护层34A上的开口52；
平坦化层34B，在定位在开口52的底部处的保护层34A和光反射膜51上形成；
滤色器层CF(CFR、CFG、CFB)，形成在平坦化层34B上；以及
光路控制单元71，形成在滤色器层CF上。发光元件10形成在第一基板侧上。滤色器层CF设置在第二电极32的上方，第二基板42以这种方式设置在滤色器层CF的上方。除了布置滤色器层CF和光路控制单元71之外，原则上以下描述可适当地应用于稍后描述的示例2至示例5。
在示例1的显示装置中，子像素的阵列可以是如图3A所示的delta阵列、如图3B所示的条纹阵列、如图3C所示的对角线阵列或矩形阵列。在一些情况下，如图3D所示，一个像素可由第一发光元件101、第二发光元件102、第三发光元件103和发出白光的第四发光元件104(或发出互补色光的第四发光元件)组成。在发射白光的第四发光元件104中，可以提供透明滤光层而不是提供滤光层。也可采用如图3E中所示的正方形阵列。图3E所示的示例满足(第一发光元件101的面积)：(第二发光元件102的面积)：(第三发光元件103的面积)＝1：1：2，但其可是1：1：1。
在示例1或稍后描述的示例2至示例5的显示装置中，第一发光元件101、第二发光元件102和第三发光元件103的阵列具体是delta阵列，但是该阵列不限于delta阵列。为了简化附图，图1和图2、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图18、图19、图20、图21、图22、图23、图24、图25、图26、图27、图28、图29、图34、图42、图47以及图50中所示的显示装置的示意性局部截面图与发光元件10以三角形阵列排列的显示装置的示意性局部截面图不同。
发光元件10包括在发光单元30和光路控制单元71之间的波长选择单元CF。具体地，波长选择单元CF包括滤色器层CFR、滤色器层CFG和滤色器层CFB，并且波长选择单元CF设置在第一基板侧上。以这种方式，滤色器层CF具有片上滤色器层结构(OCCF结构)。这可以缩短有机层33与波长选择单元CF之间的距离，并且可以减少由从有机层33发射的光进入另一颜色的相邻波长选择单元CF而引起的混色的发生。
光路控制单元71由诸如在远离发光单元30的方向上具有凸起形状的平凸透镜的透镜构件形成。即，光路控制单元(透镜构件)71的发光表面71b具有凸起形状，并且光入射表面71a例如是平坦的。光路控制单元71的外形可以是圆形或椭圆形，但是形状不限于这种形状，并且可以是如图4所示的矩形。外部形状可以基于发光区域和开口52的平面形状适当地确定。
期望发光单元(发光区域)30的尺寸大于开口52的尺寸。开口52的正投影图像被理想地包括在发光单元(发光区域)30的正投影图像中。
第一基板41和第二基板42通过键合构件(密封树脂层)35键合。具体地，底层36形成在第二基板42的内表面(面向第一基板41的表面)上，并且通过键合构件35键合底层36、波长选择单元CF的一部分和光路控制单元71。构成键合构件35的材料的示例包括热固性粘合剂(诸如丙烯酸粘合剂、环氧粘合剂、聚氨酯粘合剂、硅酮粘合剂以及氰基丙烯酸酯粘合剂)以及紫外线固化粘合剂。
如图2所示，在示例1的发光元件10中，
满足1≤θCA-2/θCA-1
其中，θCA-1是穿过发光单元(发光区域)30的中心的法线LN0与连接发光单元30的中心(在所示示例中，第二电极32的构成发光单元30的部分的中心，以下同样适用)和光路控制单元71的端部71END的直线LL1形成的角度的最大余角，直线LL1形成了获得最大余角的角度[即，由法线LN0和直线LL1形成的角度θCA-1'的余角为θCA-1(＝90-θCA-1')]，并且θCA-2(＝90-θCA-2')是由直线LL2和穿过发光单元30的中心的法线LN0形成的角度θCA-2'的余角，直线LL2连接开口52的端部52END与发光单元30的中心，该开口52包括在包含直线LL1和法线LN0的虚拟平面中。可替代地，
优选满足1≤θCA-2/θCA-1。
当θCA-1(＝90-θCA-1')是由穿过发光单元(发光区域)30的中心的法线LN0与连接发光单元30的中心和光路控制单元71的端部71END的直线LL1形成的角度θCA-1'的余角，并且θCA-2(＝90-θCA-2')是由直线LL2与穿过发光单元30的中心的法线LN0形成的角度θCA-2'的余角，该直线LL2连接包括在包含直线LL1和法线LN0的虚拟平面中的开口52的端部52END与发光单元30的中心的直线LL2。进一步，
优选满足
(b/2)2≤Dist·λ0，以及
优选满足
(b/2)≥λ0。
在示例1的发光元件10中，期望开口52的平面形状和光路控制单元71的平面形状具有类似关系或近似关系。波长选择单元CF的平面形状可以与光路控制单元71的平面形状相同、类似、近似或不同。采用其中光路控制单元71的正交投影图像被包括在波长选择单元CF的正交投影图像中的形式，可以可靠地减少相邻发光元件10之间的混色的发生。波长选择单元CF的平面形状可以与发光区域的平面形状相同、相似、近似或不同，但是波长选择单元CF优选大于发光区域。光路控制单元71的正交投影图像与波长选择单元CF的正交投影图像之间的关系如上所述。
在示例1中，波长选择单元CF的中心(当正交投射在第一基板41上时的中心)穿过发光区域的中心，并且光路控制单元71的中心(当正交投射在第一基板41上时的中心)和设置在光反射膜51中的开口52的中心(当正交投射在第一基板41上时的中心)也穿过发光区域的中心。即，设置在光反射膜51上的开口52的中心、波长选择单元CF的中心和光路控制单元71的中心定位在穿过发光区域的中心的法线LN0上。但是，如后述示例4和示例5所描述，也可以采用不穿过发光区域的中心的形式。波长选择单元CF、光路控制单元71和开口52的大小可以根据穿过发光区域的中心的法线与穿过波长选择单元CF的中心的法线之间的距离(偏移量)d0(稍后描述)适当地改变。
发光元件驱动单元(驱动电路)被设置在由基于CVD方法形成的绝缘材料制成的基底26下方。发光元件驱动单元可以具有已知的电路配置。发光元件驱动单元由形成在对应于第一基板41的硅半导体基板上的晶体管(具体地，MOSFET)组成。由MOSFET构成的晶体管20包括：栅极绝缘层22，形成在第一基板41上；栅电极21，形成在栅极绝缘层22上；源极/漏极区域24，形成在第一基板41上；沟道形成区域23，形成在源极/漏极区域24之间；以及元件隔离区域25，围绕沟道形成区域23和源极/漏极区域24。晶体管20和第一电极31经由设置在基底26中的接触插塞27电连接。在附图中，示出用于一个发光元件驱动单元的一个晶体管20。构成基底26的材料的示例包括SiO2、SiN和SiON。
发光单元30设置在基底26上。具体地，每个发光元件10的第一电极31被设置在基底26上。具有其中第一电极31在底部暴露的开口区域28'的绝缘层28形成在基底26上，并且有机层33至少形成在开口区域28'的底部暴露的第一电极31上。具体地，有机层33从在开口区域28'的底部暴露的第一电极31的顶部至绝缘层28的顶部形成，并且绝缘层28从第一电极31至基底26的顶部形成。有机层33中实际发光的部分被绝缘层28包围。即，发光区包括第一电极31和形成在第一电极31上的有机层33的区域，并且发光区设置在基底26上。换言之，由绝缘层28包围的第一电极31或有机层33的区域对应于发光区域。绝缘层28和第二电极32覆盖有由SiN制成的保护层34A。通过已知的方法在保护层34A上形成设置有开口52的光反射膜51，在暴露于开口52的底部的保护层34A和光反射膜51上形成平坦化层34B，在平坦化层34B上形成由已知材料制成的波长选择单元CF(滤色器层CFR、CFG、CFB)，并且在波长选择单元CF上形成光路控制单元71。
为每个发光元件10提供第一电极31。针对每个发光元件10提供或者由发光元件10共享包括由有机发光材料制成的发光层的有机层33。第二电极32由多个发光元件10共享。即第二电极32是所谓的固体电极，也是公共电极。第一基板41设置于基底26的下方或下方，第二基板42设置于第二电极32的上方。发光元件10形成在第一基板侧上，并且发光单元30设置在基底26上。具体地，发光单元30设置在形成于第一基板41上或上方的基底26上。以这种方式，在基底上依次形成构成发光单元30的第一电极31、有机层33(包括发光层)和第二电极32。
第一电极31用作阳极电极，并且第二电极32用作阴极电极。第一电极31由光反射材料层形成，具体地，例如，Al-Nd合金层、Al-Cu合金层或者Al-Ti合金层与ITO层的层叠结构，并且第二电极32由诸如ITO的透明导电材料制成。第一电极31基于真空气相沉积法和蚀刻法的组合在基底26上形成。第二电极32通过其中成膜颗粒的能量小的成膜方法(诸如真空气相沉积法)形成，并且电极不被图案化。有机层33也没有被图案化。即，有机层33由多个发光元件10共享。然而，本公开不限于该配置。第一基板41为硅半导体基板，第二基板42为玻璃基板。
如上所述，第二电极32是用于多个发光元件10的公共电极。即，第二电极32是所谓的固体电极。第二电极32经由接触孔(接触插塞)(未示出)连接至发光元件驱动单元，该接触孔形成在显示装置的外周(具体地，像素阵列单元的外周)处的底座26中。在显示装置的外周边中，连接至第二电极32的辅助电极可以设置在第二电极32的下方，并且辅助电极可以连接至发光元件驱动单元。
在示例1中，有机层33具有空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)的堆叠结构。所述发光层包括发出不同颜色的至少两个发光层，所述有机层33发出的光为白色。具体地，有机层具有其中堆叠发射红光的红色发光层、发射绿光的绿色发光层和发射蓝光的蓝色发光层的三层的结构。有机层可以具有其中发射蓝光的蓝色发光层和发射黄光的黄色发光层的两层堆叠(总体上发射白光)的结构，或者其中发射蓝光的蓝色发光层和发射橙光的橙色发光层的两层堆叠(总体上发射白光)的结构。如上所述，用于显示红色的第一发光元件101设置有红色滤色器层CFR，用于显示绿色的第二发光元件102设置有绿色滤色器层CFG，并且用于显示蓝色的第三发光元件103设置有蓝色滤色器层CFB。
空穴注入层是提高空穴注入效率并用作防止泄漏的缓冲层的层。空穴注入层具有例如约2nm至10nm的厚度。空穴注入层由例如由下式(A)或式(B)表示的六氮杂苯并菲衍生物制成。空穴注入层的接触第二电极的端表面是像素之间出现亮度变化的主要原因，导致显图像质量的劣化。
这里，R1至R6各自独立地是选自以下的取代基：氢、卤素、羟基、氨基、芳氨基、具有20个或更少碳原子的取代或未取代的羰基，具有20个或更少碳原子的取代或未取代的羰基酯基、具有20个或更少碳原子的取代或未取代的烷基、具有20个或更少碳原子的取代或未取代的烯基，具有20个或更少碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有30个或更少碳原子的取代或未取代的芳基、具有30个或更少碳原子的取代或未取代的杂环基，腈基、氰基、硝基或甲硅烷基，并且相邻的Rm(m＝1至6)可经由环状结构彼此键合。X1至X6各自独立地是碳原子或氮原子。
空穴传输层是提高对发光层的空穴传输效率的层。在发光层中，施加电场使电子和空穴复合并产生光。电子传输层是提高对发光层的电子传输效率的层，并且电子注入层是提高对发光层的电子注入效率的层。
空穴传输层由例如厚度为约40nm的4，4'，4”-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)或α-萘基苯基二胺(αNPD)制成。
发光层是通过混色产生白光的发光层，并且其通过例如堆叠红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层来形成，如上所述。
在红色发光层中，施加电场使得从第一电极31注入的一些空穴和从第二电极32注入的一些电子重新组合并产生红光。这样的红色发光层包含例如红色发光材料、空穴传输材料、电子传输材料和正负电荷传输材料中的至少一种材料。红色发光材料可以是荧光材料或磷光材料。例如，具有约5nm厚度的红色发光层由通过混合30质量％的2，6-双[(4'-甲氧基二苯胺)苯乙烯基]-1，5-二氰基萘(BSN)与4，4-双(2，2-二苯乙烯胺)联苯(DPVBi)形成的材料制成。
在绿色发光层中，施加电场使得从第一电极31注入的一些空穴和从第二电极32注入的一些电子重新组合并产生绿光。这种绿色发光层包含例如绿色发光材料、空穴传输材料、电子传输材料和正负电荷传输材料中的至少一种材料。绿色发光材料可以是荧光材料或磷光材料。例如，具有约10nm厚度的绿色发光层由通过将5质量％的香豆素6与DPVBi混合形成的材料制成。
在蓝色发光层中，施加电场使得从第一电极31注入的一些空穴和从第二电极32注入的一些电子重新组合并产生蓝光。这种蓝色发光层包含例如蓝色发光材料、空穴传输材料、电子传输材料和正负电荷传输材料中的至少一种材料。蓝色发光材料可以是荧光材料或磷光材料。例如，具有约30nm厚度的蓝色发光层由通过将2.5质量％的4，4'-双[2-{4-(N，N-二苯胺)苯基}乙烯基]联苯(DPAVBi)与DPVBi混合形成的材料制成。
例如，具有约20nm厚度的电子传输层由8-羟基喹啉铝(Alq3)制成。例如，具有约0.3nm厚度的电子注入层由LiF或Li2O制成。
构成各层的材料仅是示例，并且不限于这些材料。例如，发光层可由蓝色发光层和黄色发光层构成，或者可由蓝色发光层和橙色发光层构成。
在示例1或稍后描述的示例2、4和5中，发光元件10可具有其中有机层33用作谐振单元的谐振器结构。为了适当地调节从发光表面至光反射表面的距离(具体地，例如，从发光表面至第一电极31和第二电极32的距离)，有机层33的厚度优选为8×10-8m以上且5×10-7m以下，更优选为1.5×10-7m以上且3.5×10-7m以下。实际上，在具有谐振器结构的有机EL显示装置中，第一发光元件(红色发光元件)101使从发光层发射的光谐振，并且从第二电极32发射微红色光(在红色区域具有光谱峰值的光)。第二发光元件(绿色发光元件)102使从发光层发射的光谐振，并且从第二电极32发射绿色光(在绿色区域中具有光谱峰值的光)。第三发光元件(蓝色发光元件)103使从发光层发射的光谐振，并且从第二电极32发射蓝色光(在蓝色区域中具有光谱峰值的光)。将在示例3中详细描述谐振器结构。
在下文中，将描述图1所示的示例1的发光元件的制造方法的概述。
[步骤-100]
首先，在硅半导体基板(第一基板41)上形成基于已知的MOSFET的制造方法的发光元件驱动单元。
[步骤-110]
接下来，基于CVD方法在整个表面上形成基底26。
[步骤-120]
接下来，基于光刻技术和蚀刻技术，在定位在晶体管20的源极/漏极区域中的一个的上方的基底26的部分中形成连接孔。此后，基于例如溅射方法在包括连接孔的基底26上形成金属层，并且然后基于光刻技术和蚀刻技术图案化金属层。第一电极31因此可以形成在基底26的一部分上。第一电极31对于每个发光元件是分开的。电连接第一电极31和晶体管20的接触孔(接触插塞)27可同时形成在连接孔中。
[步骤-130]
然后，在基于例如CVD方法在整个表面上形成绝缘层28之后，基于光刻技术和蚀刻技术在第一电极31上的绝缘层28的一部分中形成开口区域28'。第一电极31在开口区域28'的底部暴露。
[步骤-140]
接下来，通过例如PVD法(诸如真空气相沉积法或溅射法)或涂布法(诸如旋涂法或模涂法)在第一电极31和绝缘层28上形成有机层33。接下来，基于例如真空气相沉积法在整个表面上形成第二电极32。有机层33和第二电极32可因此形成在第一电极31上。在一些情况下，有机层33可以被图案化成期望的形状。
[步骤-150]
此后，通过例如CVD方法、PVD方法或涂覆方法在整个表面上形成保护层34A，并且在保护层34A的顶表面上执行平坦化处理。基于涂覆方法形成保护层34A具有很少的工艺限制，并且具有广泛的材料选择，使用该材料可以使用高折射率材料。然后，基于已知的方法在保护层34A上形成光反射膜51，并且进一步基于已知的方法在光反射膜51中形成开口52。接下来，在包括在开口52的底部暴露的保护层34A的光反射膜51上形成平坦化层34B。
[步骤-160]
接下来，基于已知的方法在平坦化层34B上形成波长选择单元CF(滤色器层CFR、CFG、CFB)。
[步骤-170]
接下来，在滤色器层CF(CFR、CFG、CFB)上形成用于形成光路控制单元71的抗蚀剂材料层。然后，对抗蚀剂材料层进行图案形成且进一步对其进行热处理以将抗蚀剂材料层形成为透镜形状。因此可以获得光路控制单元71(透镜构件)。
[步骤-180]
在第二基板42上形成底层36。然后，利用键合构件(密封树脂层)35接合第一基板41和第二基板42，具体地，利用键合构件35接合底层36、波长选择单元CF的一部分、以及光路控制单元71。因此可获得在图1中示出的显示装置(有机EL显示装置)。
基于模拟获得从具有0.1μm的直径的光源中发射的光的正面辐射强度(单位：瓦特/球面度)。该光源是具有朗伯(Lambertian)辐射的表面光源。从光源发出的光的波长为550nm，并且强度为1瓦特。从光源至透镜构件的光入射面的距离为3μm，透镜构件是具有直径为3.2μm且高度为1.6μm的半球形的透镜构件，并且保护层、平坦化层和透镜构件的折射率为1.52。透镜构件的发光侧覆盖有具有1.38的折射率的材料。
在图5中示出模拟的结果，其中，图5中的横轴表示沿着y方向从发光区域的中心到光源的距离(单位：μm)，并且纵轴表示正面辐射强度。“全反射”和“总吸收”分别表示从光源朝向与透镜构件相对的一侧发射的所有光被反射的情况以及所有光被吸收的情况。在图5中，通过定位在距发光区域的中心高达0.8μm的光源来增加正面辐射强度。即，发现位于距发光区域的中心0.8μm内的光源有助于正面辐射强度，但是位于距发光区域的中心超过1.0μm内的光源不会有助于正面辐射强度。从以上结果可以发现，当光路控制单元简单地布置在发光区域上方时，发光区域中的仅一部分(仅靠近发光区域中的中心的一部分)有助于正面亮度的增加。换言之，从发光区域的外围发射的光对提高正面亮度的贡献较小，并且不通过简单地增加进入光路控制单元的光量来提高正面亮度。将光聚集至发光区域的中心附近可以显著提高正面亮度，并且可以增加光路控制单元的效果。在示例1中，设置光反射膜，并且此外，在发光区域中发射的光通过形成在光反射膜中的开口朝向外部发射。因此，它相当于将光聚集至发光区域的中心附近，并且可以大大提高正面亮度。同时，当发光区域减小时，可以改善正面亮度，但是从发光元件发射的光的总量减小。因此，需要增加例如在第一电极和第二电极之间流动的电流以增加正面亮度，但是这导致发光元件的寿命缩短。在示例1中，发光区域没有变窄，而是提供了光反射膜，此外，在发光区域中发射的光通过形成在光反射膜中的开口朝向外部发射。因此，不必增加第一电极和第二电极之间流动的电流，并且不缩短发光元件的寿命。
此外，在示例1的发光元件和显示装置中，由于在发光单元和光路控制单元之间提供包括开口的光反射膜，在发光区域中产生的光经由在光反射膜中提供的开口朝向光路控制单元发射，同时在光反射膜和第二电极之间或在光反射膜和第一电极之间反复反射。即，在发光区域中产生的光在受控状态下并且以高效率朝向光路控制单元发射。因此，从光路控制单元朝向外部发出的光可以近似平行光，正面亮度可以增加，并且整个显示装置的亮度可以改善。色度视角也提高。为了方便起见，其中发光区域中产生的光在光反射膜与第二电极之间或在光反射膜与第一电极之间重复反射的现象可以被称为“在光反射膜与第二电极之间光的反射等”。
在下文中，将描述示例1的发光元件和显示装置的变形。
在图6的示意性部分截面图中示出的示例1的变形例1中，光反射膜51在远离发光单元30的方向上具有凸起形状。在这种情况下，保护层34A的顶面在远离发光单元30的方向上是凸起的，但是平坦化层34B的顶面是平坦的。这样，在远离发光单元30的方向上以凸起形状形成光反射膜51，使得光在光反射膜与第二电极等之间被反复反射，并且通过设置在光反射膜51中的开口52以更高效的方式朝向光路控制单元71发射。
此外，如图7中的示例1的变形例2的示意性部分截面图所示，光反射膜51可由光子晶体层53组成，并且光反射膜51可由施加有等离子的介电多层膜或波长选择层组成。
在图8的示意性部分截面图中示出的示例1的变形例3中，在保护层34A的定位在开口52的底部处的部分与平坦化层34B之间形成透明薄膜54，利用该透明薄膜54，可以使保护层34A和透明薄膜54与平坦化层34B的界面平坦化。构成透明薄膜的材料可以适当地选自几乎不吸收从发光单元30发出的光的材料。其示例包括丙烯酸树脂、环氧树脂和硅酮树脂。
在图9的示意性部分截面图中示出的示例1的变形例4中，第一光散射层55形成在发光单元30下方。或者，分别在图10和图11的示意性截面图和部分截面图中示出的示例1的变型例5和变型例6中，第二光散射层56A和56B至少形成在保护层34A的定位在开口52的底部处的部分中。即，在示例1的变形例5中，第二光散射层56A形成在保护层34A的定位在设置在光反射膜51中的开口52的底部处的部分中(见图10)。在示例1的变形例6中，第二光散射层56B形成在保护层34A的定位在设置在光反射膜51中的开口52的底部处的部分以及保护层34A在光反射膜51下方的部分(即，在保护层34A的顶面的该部分处)中(见图11)。构成第一光散射层55和第二光散射层56A和56B的材料的示例包括细颗粒，具体地，氧化铝、氧化钛等的细颗粒。当第一光散射层55形成在发光单元30下方时，第一电极31可以适当地选自构成第二电极32的材料(半透光材料或透光材料)。第一光散射层55和第二光散射层56A和56B可被组合。提供光散射层55、56A和56B使得从开口52发射的光能够具有朗伯辐射。
如图12中的示例1的变形例7的示意性及部分截面图所示，由光子晶体层57构成的第二光反射膜可形成在第一电极31下方，由此可提供具有高反射率的反射功能，并且可发射具有高效率和增强的正面方向方向性的光。在这种情况下，通过基于反射光的金属形成光子晶体层或者通过在光子晶体层下方添加反射膜，可以减少朝向第一基板的光发射。当光子晶体层57(第二光反射膜)形成在发光单元30下方时，第一电极31可适当地选自构成第二电极32的材料(半透光材料或透光材料)。
在图13的示意图和部分截面图中示出的示例1的变形例8中，发光单元30'在远离平坦化层34B的方向上是凸起的。即，发光单元30'具有朝向第一基板41的凸起截面形状。在这种情况下，保护层34A的顶表面和光反射膜51是平坦的。可替代地，保护层34A的顶表面和光反射膜51可以在远离发光单元30'的方向上是凸的。即，可以组合变形例1和变形例8。在图13中，为了简化附图，部分地省略了阴影线。
具体而言，在示例1的变形例8中，
基底26的表面26A设有凹陷部分29，
第一电极31的至少一部分形成为遵循凹陷部分29的顶表面的形状，
有机层33的至少一部分形成在第一电极31上以遵循第一电极31的顶面的形状，
第二电极32形成在有机层33上以遵循有机层33的上表面的形状，并且
保护层34A形成在第二电极32上。
在示例1的变形例8的发光元件10中，在凹陷部分29中，遵循凹陷部分29的顶面的形状形成整个第一电极31，并且遵循第一电极31的顶面的形状在第一电极31上形成整个有机层33。
可以在第二电极32和保护层34A之间形成第二保护层(未示出)。此处，构成第二保护层的材料的折射率优选地小于构成保护层34A的材料的折射率。折射率差的值的示例包括但不限于0.1至0.6。具体地，构成保护层34A的材料包括其中将TiO2添加到由丙烯酸树脂制成的基材以调节(增强)折射率的材料或者其中将TiO2添加到由与色阻材料相同类型的材料(未添加颜料的无色透明材料)制成的基材以调节(增强)折射率的材料，并且构成第二保护层的材料包括SiN、SiON、Al2O3或TiO2。例如，
保护层34A的折射率为2.0，并且
第二保护层的折射率为1.6。形成这种第二保护层允许从有机层33中发射的光的一部分穿过第二电极32和第二保护层并且进入保护层34A，并且从有机层33中发射的光的一部分被第一电极31反射、穿过第二电极32和第二保护层并且进入保护层34A。以这种方式，由于形成具有第二保护层和保护层34A的内部透镜，从有机层33发射的光可沿着朝向开口52的方向聚集。
或者，在示例1的发光元件10中，
满足|θi|>|θr|，
其中，θi是从有机层33中发射并且通过第二电极32进入保护层34A的光的入射角，θr是入射在保护层34A上的光的折射角，并且|θr|≠0。满足这些条件允许从有机层33发射的光的一部分穿过第二电极32并且进入保护层34A，并且允许从有机层33发射的光的一部分被第一电极31反射、穿过第二电极32并且进入保护层34A。由于以这种方式形成内部透镜，从有机层33发射的光可沿着朝向发光元件10的中心部分的方向聚集。
与第一电极、有机层和第二电极具有平坦堆叠结构的情况相比，如上所述形成凹陷部分可进一步增加正面亮度。
图14A和图14B是在形成第一电极31等之前的基板26的示意性和局部剖视图。发光单元30'可具有朝向第一基板41的不平坦的截面形状。在形成图14A和图14B中所示的基底26的状态之后，可依次形成第一电极31、有机层33以及第二电极32。
为了在基底26的要形成发光元件10的部分中形成凹陷部分29，具体地，在由SiO2制成的基底26上形成由SiN制成的掩模层61，并且在掩模层61上形成抗蚀剂层62，用于形成凹陷部分的形状被赋予抗蚀剂层62(见图15A和图15B)。然后，回蚀抗蚀剂层62和掩模层61以将形成在抗蚀剂层62上的形状转移到掩模层61(见图15C)。接下来，在整个表面上形成抗蚀剂层63之后(见图16A)，回蚀该抗蚀剂层63、掩模层61和基底26，从而可以在基底26中形成凹陷部分29(见图16B)。通过适当地选择抗蚀剂层63的材料并且适当地设置用于回蚀抗蚀剂层63、掩模层61和基底26的蚀刻条件，具体地，通过选择抗蚀剂层63的蚀刻速度低于掩模层61的蚀刻速度的材料系统和蚀刻条件，可以在基底26中形成凹陷部分29。
可替换地，在基底26上形成具有开口区域65的抗蚀剂层64(见图17A)。然后，经由开口区域65在基台26上执行湿法蚀刻，从而在基台26中可形成凹陷部分29(见图17B)。
可以基于例如ALD法在整个表面上形成第二保护层。第二保护层依照第二电极32的顶面的形状形成在第二电极32上，并且在凹陷部分29中具有恒定的厚度。随后，在基于涂覆方法在整个表面上形成保护层34A之后，可在保护层34A的顶表面上执行平坦化处理。
这样，在示例1的变形例8的发光元件10中，在基底的表面上设置凹陷部分，并且基本上按照凹陷部分的顶面的形状形成第一电极、有机层和第二电极。因为如上所述形成凹陷部分，所以凹陷部分可以用作一种凹面镜。因此，可以进一步增加正面亮度，显著改善电流发光效率，并且不显著增加生产工艺。此外，因为有机层具有恒定的厚度，所以可以容易地形成谐振器结构。此外，因为第一电极具有恒定的厚度，所以可以减少诸如取决于观看显示装置的角度的第一电极的着色或亮度变化的现象的发生，该现象是由第一电极的厚度变化引起的。
因为除了凹陷部分29之外的区域也由第一电极32、有机层33和第二电极32的堆叠结构形成，所以光也从该区域发射。这可能由于来自相邻像素的光泄漏而导致光收集效率的降低和单色性的降低。在此，因为绝缘层28与第一电极31之间的边界是发光区域的端部，所以光发射的区域可以通过优化该边界来优化。
具体地，在具有小像素间距的微型显示器中，即使当有机层形成在具有减小的深度的凹陷部分中时，正面亮度可进一步增加，这适用于未来的移动应用的应用。在示例1的变型例8的发光元件中，与常规发光元件相比，进一步改善电流-发光效率，并且可以实现发光元件和显示装置的长寿命和高亮度。此外，发光元件可应用于显著扩大的眼镜、增强现实(AR)眼镜和EVR的范围。
凹陷部分的深度越大，从有机层发射并被第一电极反射的光可以沿朝向发光元件的中心部分的方向聚集得越多。然而，当凹陷部分的深度较大时，可能难以在凹陷部分的上部形成有机层。对此，通过使用第二保护层形成内部透镜，并且即使当凹陷部分的深度小时，保护层也可在朝向发光元件的中心部分的方向上收集由第一电极反射的光，并且可进一步增加正面亮度。此外，由于内部透镜相对于有机层以自对准的方式形成，在有机层与内部透镜之间没有未对准。此外，由于内部透镜和有机层之间的距离非常短，扩大了发光元件的设计和设计自由度的范围，并且适当地选择保护层和第二保护层的厚度和材料可以改变内部透镜和有机层之间的距离和内部透镜的曲率，这进一步扩大了发光元件的设计和设计自由度的范围。此外，由于不需要热处理来形成内部透镜，所以不损坏有机层。
在图13所示的示例中，当沿着包括凹陷部分29的轴线AX的虚拟平面切割凹陷部分29时，凹陷部分29的截面形状具有平滑的曲线。然而，截面形状可以是梯形的一部分或线性斜率和由平滑曲线形成的底部的组合。通过将凹陷部分29的截面形状形成为这些形状，能够增大坡度的倾斜角。因此，即使当凹陷部分29的深度小时，从有机层33中发射并且由第一电极31反射的光的提取也可以在正面方向上改善。
在上述示例1或变形例1至变形例8中，光反射膜51在相邻的发光元件10中是连续的。另一方面，在示例1的变形例9至变形例12中，光反射膜51具有边缘部。在图18的示意图和部分截面图中示出的示例1的变形例9中，光反射膜51在相邻的发光元件10中具体地不连续。这种配置(其中，在某个发光元件中在光反射膜和第二电极等之间反复反射的光从光反射膜51的不连续部分51'发射至平坦化层34B)减少了进入与光反射膜和第二电极等之间的某个发光元件相邻的发光元件的光的反射，并且可防止发生所谓的光学串扰。下面描述的示例1的变形例10、变形例11和变形例12也可减少进入光反射膜和第二电极等之间的邻近于特定发光元件的发光元件的光的反射，并且可防止发生所谓的光学串扰。
在图19的示意性部分截面图中示出的示例1的变形例10中，光吸收材料层58形成在保护层34A的定位在相邻的发光元件10中的光反射膜51的不连续部分51'处的部分上(即，在保护层34A的定位在光反射膜51的边缘部分外部的区域(光反射膜51不连续的区域))上。可替代地，光吸收材料层可以形成在保护层的定位在光反射膜的边缘部分外部的区域(光反射膜连续的区域)上。
在图20的示意性局部截面图中示出的示例1的变形例11中，凹槽59形成在保护层34A的定位在光反射膜51的边缘部分外部的区域(光反射膜51不连续的区域51')中，并且平坦化层34B在凹槽59中延伸。平坦化层34B的延伸部分由附图标记34B'表示。此外，在图21的示意性局部截面图中示出的示例1的变形例12中，光反射膜51在形成于保护层34A中的凹槽59的侧壁上延伸。光反射膜51的延伸部由参考标号51”表示。
保护层可以具有作为滤色器层的功能。即，具有这种功能的保护层可以由已知的色阻材料制成。在保护层也用作滤色器层的情况下，有机层和保护层可以布置为彼此靠近，即使在从发光元件发射的光的变宽角度的情况下，也可以有效地防止颜色混合，并且改善视角性能。
[示例2]
在示例2中，将描述示例1的变形例和示例1的变形例1至变形例12。
在图22的示意性部分截面图中示出的示例2中，滤色器层设置在第二基板侧上。具体地，滤色器层CF设置在光路控制单元71上或上方(在所示示例中，在光路控制单元71上)。更具体地，光路控制单元71设置在平坦化层34B上，底层36和滤色器层CF顺次设置在第二基板42的内表面上，并且平坦化层34B和光路控制单元71的一部分通过键合构件35接合至滤色器层CF。
图23是示例2的发光元件和显示装置的变形例1的示意性部分截面图，其中，光路控制单元72设置在第二基板侧上。滤色器层CF设置在第一基板侧上。光路控制单元72由在朝向第二电极32的方向上具有凸起形状的平凸透镜形成。即，光路控制部72的光入射面72a例如形成为凸起形状，发光面72b形成为平坦状。
图24是作为示例2的发光元件和显示装置的变形例1的变形例的变形例2的示意性及部分截面图。滤色器层CF可以设置在第二基板侧上。具体地，滤色器层CF可以设置在第二基板42与光路控制单元72之间(更具体地，在底层36与光路控制单元72之间)。
图25是示例2的发光元件和显示装置的变形例3的示意性部分截面图，其中发光元件10包括：
第一光路控制单元(具体地，第一透镜构件)71，接收从发光区发射的光并且具有正光功率；以及
第二光路控制单元(具体地，第二透镜构件)72，接收从第一光路控制单元71发射的光并且具有正光学倍率，
其中，键合构件35(密封树脂层)介于第一光路控制单元71与第二光路控制单元72之间。第一光路控制单元71和第二光路控制单元72彼此分离。
进一步，
n1'>n0
以及
n2'>n0
满足，其中n1'是构成第一光路控制单元71的材料的折射率，n2'是构成第二光路控制单元72的材料的折射率，并且n0是构成粘合部件35的材料的折射率。具体地，第一光路控制单元71和第二光路控制单元72由具有折射率n1'＝n2'＝1.55的丙烯酸粘合剂形成。粘接构件35由折射率n0＝1.35的丙烯酸粘接剂形成。构成第一光路控制单元71和第二光路控制单元72的丙烯酸粘合剂不同于构成粘合部件35的丙烯酸粘合剂。第一光路控制单元71和第二光路控制单元72通过键合构件35接合在一起。
图26是示例2的发光元件和显示装置的变形例4的示意性部分截面图。光吸收层(黑矩阵层)BM可以形成在相邻发光元件的波长选择单元CF之间。图27是示例2的发光元件和显示装置的变形例5的示意性部分截面图。光吸收层(黑矩阵层)BM可以形成在光路控制单元71与相邻发光元件的光路控制单元71之间。例如，黑矩阵层BM由与黑色着色剂混合并且具有1以上的光密度的黑色树脂膜(具体地，例如，黑色聚酰亚胺树脂)形成。这些变形例1、变形例2、变形例3、变形例4和变形例5可适当地应用于示例1和示例1的变形例1至变形例12，并且它们也可应用于其他示例。
[示例3]
示例3是示例1和示例2的变形例。有机EL显示装置优选地包括谐振器结构以进一步提高光提取效率。具体地，使从发光层发射的光在由第一电极和有机层之间的界面组成的第一界面之间共振(可替代地，在层间绝缘材料层设置在第一电极下方并且光反射层设置在层间绝缘材料层下方的结构中，由所述光反射层与所述层间绝缘材料层之间的界面组成的第一界面)和由所述第二电极与所述有机层之间的界面组成的第二界面，以及从第二电极发射部分光。可以满足以下式子(1-1)和(1-2)，其中，OL1是从发光层的最大发光位置到第一界面的光学距离，OL2是从发光层的最大发光位置到第二界面的光学距离，并且m1和m2是整数。
0.7{-Φ1/(2π)+m1}≤2×OL1/λ≤1.2{-Φ1/(2π)+m1} (1-1)
0.7{-Φ2/(2π)+m2}≤2×OL2/λ≤1.2{-Φ2/(2π)+m2} (1-2)
其中，
λ：在发光层中产生的光的光谱的最大峰值波长(或在发光层中产生的光中的期望波长)
Φ1：在第一界面处反射的光的相移量(单位：弧度)，其中，-2π＜Φ1≤0；
Φ：在第二界面处反射的光的相移量(单位：弧度)，其Φ中，-2π<Φ2≤0。
m1的值是0或更大的值，并且m2的值是0或更大的值，与m1的值无关。其示例包括(m1，m2)＝(0，0)，(m1，m2)＝(0，1)，(m1，m2)＝(1，0)和(m1，m2)＝(1，1)。
从发光层的最大发光位置到第一界面的距离SD1是指从发光层的最大发光位置到第一界面的实际距离(物理距离)。从发光层的最大发光位置到第二界面的距离SD2是指从发光层的最大发光位置到第二界面的实际距离(物理距离)。光学距离也称为光路长度，并且当光束通过具有折射率n的介质距离SD时，其通常指n×SD。这同样适用于下文。因此，OL1＝SD1×nave
OL2＝SD2×nave
需满足，其中，在nave是平均折射率。这里，通过将构成有机层(或有机层、第一电极和层间绝缘材料层)的各层的折射率和厚度的乘积相加并且将该总和除以有机层(或有机层、第一电极和层间绝缘材料层)的厚度来获得平均折射率nave。
可以基于式子(1-1)和(1-2)通过确定发光层中产生的光中的期望波长λ(具体地，例如，红色波长、绿色波长或蓝色波长)并获得发光元件中的各种参数(诸如OL1和OL2)来设计发光元件。
第一电极或光反射层和第二电极吸收部分入射光并反射其余部分。由此，在反射光中发生相移。相移量Φ1和Φ2可以通过使用例如椭偏仪测量构成第一电极或光反射层和第二电极的材料的复折射率的实数部分和虚数部分的值，并基于这些值进行计算(参见，例如，“Principles of Optic”，Max Born和Emil Wolf，1974(PERGAMON PRESS))来获得。有机层、层间绝缘材料层等的折射率、第一电极的折射率、或者在第一电极吸收部分入射光并且反射其余部分的情况下的第一电极的折射率也可通过使用椭偏仪的测量来确定。
构成光反射层的材料的示例包括示例为构成光反射膜的材料的材料，并且可基于与用于形成光反射膜的方法相同的形成方法来形成光反射层。
以这种方式，在具有谐振器结构的有机EL显示装置中，实际上，构成红色发光元件的发光单元使从有机层发射的白光谐振并且从第二电极发射微红色光(在红色区域具有光谱峰值的光)。构成绿色发光元件的发光单元使从有机层发射的白光谐振并且从第二电极发射绿色光(在绿色区域中具有光谱峰值的光)。构成蓝色发光元件的发光单元使从有机层发射的白光谐振并且从第二电极发射蓝光(在蓝色区域中具有光谱峰值的光)。即，可以通过确定在发光层中产生的光中的期望波长λ(具体地，红色波长、绿色波长或蓝色波长)并基于式子(1-1)和(1-2)获得各种参数(诸如红色发光元件、绿色发光元件和蓝色发光元件中每一个中的OL1和OL2)来设计每个发光元件。例如，JP 2012-216495 A的第段公开了具有其中有机层用作谐振单元的谐振器结构的有机EL元件，并且其描述了有机层的膜厚度优选为80nm以上且500nm以下，并且更优选150nm以上且350nm以下，因为可以适当地调节从发光点(发光表面)到反射表面的距离。通常，(SD1+SD2＝SD12)的值在红色发光元件、绿色发光元件和蓝色发光元件中是不同的。
示例1和示例2中的谐振器结构是其中用作谐振单元的有机层33夹在第一电极31和第二电极32之间的谐振器结构。即，使从发光层发射的光在由第一电极31与有机层33之间的界面形成的第一界面与由第二电极32与有机层33之间的界面形成的第二界面之间谐振，并且从第二电极发射一部分光。在从发光层的最大发光位置到第一界面的光学距离为OL1、从发光层的最大发光位置到第二界面的光学距离为OL2并且m1和m2为整数的情况下，可满足上述式子(1-1)和(1-2)。
另一方面，示例3具体具有这样的结构，其中，层间绝缘材料层38设置在第一电极31的下方，光反射层37设置在层间绝缘材料层38的下方，使从发光层发射的光在由光反射层37与层间绝缘材料层38之间的界面形成的第一界面与由第二电极32与有机层33之间的界面形成的第二界面之间谐振，一部分光线从第二电极32射出。在从发光层的最大发光位置到第一界面的光学距离为OL1、从发光层的最大发光位置到第二界面的光学距离为OL2并且m1和m2为整数的情况下，可满足上述式子(1-1)和(1-2)。
图28是示例3的显示装置的示意性部分截面图。在示例3的显示装置中，
每个发光元件10具有谐振器结构，
第一发光元件101发射红光，第二发光元件102发射绿光，第三发光元件103发射蓝光，
第一发光元件101设置有传输发射的红光的波长选择单元CFR，
第二发光元件102设置有传输发射的绿光的波长选择单元CFG，并且
第三发光元件103设置有透射发射的蓝光的波长选择单元CFB。
可替代地，示例3的显示装置包括：
第一基板41和第二基板42；以及
多个发光元件单元，每个发光元件单元包括设置在第一基板41上的第一发光元件101、第二发光元件102和第三发光元件103，
其中，
每个发光元件10包括设置在第一基板41上方的发光单元30，
每个发光元件10具有谐振器结构，
第一发光元件101发射红光，第二发光元件102发射绿光，第三发光元件103发射蓝光，
第一发光元件101设置有传输发射的红光的波长选择单元CFR，
第二发光元件102设置有传输发射的绿光的波长选择单元CFG，并且
第三发光元件103设置有透射发射的蓝光的波长选择单元CFB。
基于上述式子(1-1)和(1-2)，在第一发光元件101中可获得显示红色的最佳OL1和OL2，在第二发光元件102中可获得显示绿色的最佳OL1和OL2，并且在第三发光元件103中可获得显示蓝色的最佳OL1和OL2，在每个发光元件中可获得具有尖峰的发射光谱。第一发光元件101、第二发光元件102和第三发光元件103除了滤色器层CFR、CFG和CFB以及共振器结构(发光层的配置)之外具有相同的配置和结构。
图29是示例3的发光元件和显示装置的变形例1的示意性部分截面图。与图28中示出的示例不同，第二发光元件102和第三发光元件103未设置有波长选择单元CF。在第二发光元件102和第三发光元件103中，提供透明过滤层TF而不是滤色层。
然后，基于上述式子(1-1)和(1-2)，在第一发光元件101中可获得显示红色的最佳OL1和OL2，在第二发光元件102中可获得显示绿色的最佳OL1和OL2，在第三发光元件103中可获得显示蓝色的最佳OL1和OL2，由此可在每个发光元件中获得具有尖峰的发射光谱。第一发光元件101、第二发光元件102和第三发光元件103除了滤色器层CFR、滤色器层TF和共振器结构(发光层的配置)之外具有相同的配置和结构。
在一些情况下，除了提供在第一发光元件101中的发光层中产生的用于显示红色的光的光谱的最大峰值波长λR(红色)之外，根据m1和m2的设置，具有比λR短的波长λR'的光在谐振器结构中谐振。类似地，除了在设置在第二发光元件102中的发光层中产生的用于显示绿色的光的光谱的最大峰值波长λG(绿色)之外，在一些情况下，具有比λG更短的波长λG'的光在共振器结构中共振。除了在设置在第三发光元件103中的显示蓝色的发光层中产生的光的光谱的最大峰值波长λB(蓝色)之外，在一些情况下，具有比λB更短的波长λB'的光在谐振器结构中谐振。通常，具有波长λG'和λB'的光在可见光范围之外，并且因此显示装置的观察者没有观察到光。然而，显示装置的观察者可以观察到具有波长λR'的光为蓝色。
因此，在这种情况下，不需要在第二发光元件102或第三发光元件103中设置波长选择单元CF，但优选在第一发光元件101中设置透射所发射的红光的波长选择单元CFR。因此，可以利用第一发光元件101显示具有高色纯度的图像，并且可以实现在第二发光元件102和第三发光元件103中的高发光效率，因为在第二发光元件102或第三发光元件103中不提供波长选择单元CF。
具体地，谐振器结构可以由如上所述的高效率反射光的材料制成，作为构成第一电极31的材料。当光反射层37设置在第一电极31下方(在第一基板41侧上)时，谐振器结构可由上述作为构成第一电极31的材料的透明导电材料制成。当光反射层37设置在基底26上并且第一电极31设置在覆盖光反射层37的层间绝缘材料层38上时，第一电极31、光反射层37以及层间绝缘材料层38可由上述材料制成。光反射层37可连接至接触孔(接触插头)27(参见图28和图29)，但不必连接至未示出的接触孔(接触插头)27。
在下文中，将基于第一示例至第八示例参照图30A(第一示例)、图30B(第二示例)、图31A(第三示例)、图31B(第四示例)、图32A(第五示例)、图32B(第六示例)、图33A(第七示例)以及图33B和图33C(第八示例)描述谐振器结构。在第一至第四示例和第七示例中，第一电极在发光单元中具有相同的厚度，并且第二电极在发光单元中具有相同的厚度。在第五至第六示例中，第一电极在发光单元中具有不同的厚度，并且第二电极在发光单元中具有相同的厚度。在第八示例中，第一电极在发光单元中可以具有不同的厚度或者可以具有相同的厚度，并且第二电极在发光单元中具有相同的厚度。
在以下描述中，构成第一发光元件101、第二发光元件102和第三发光元件103的发光单元由参考标号301、302、303表示，第一电极由参考标号311、312、313表示，第二电极由参考标号321、322、323表示，有机层由参考标号331、332、333表示，光反射层由参考标号371、372、373表示，并且层间绝缘材料层由参考标号381、382、383、381'、382'、383'表示。在以下描述中，使用的材料是示例，并且它们可以适当地改变。
在示出的示例中，从式子(1-1)和(1-2)得出的第一发光元件101、第二发光元件102和第三发光元件103的谐振器长度按第一发光元件101的顺序缩短，第二发光元件102和第三发光元件103，即，SD12的值按第一发光元件101的顺序被缩短，第二发光元件102和第三发光元件103，但是共振器长度不限于该构造，并且可以通过适当地设置m1和m2的值来确定最佳共振器长度。
图30A是具有第一示例的谐振器结构的发光元件的概念图。图30B是具有第二示例的谐振器结构的发光元件的概念图。图31A是具有第三示例的谐振器结构的发光元件的概念图。图31B是具有第四示例的谐振器结构的发光元件的概念图。在第一至第六示例和第八示例的一部分中，层间绝缘材料层38、38'形成在发光单元30的第一电极31的下方，并且光反射层37形成在层间绝缘材料层38、38'的下方。在第一至第四示例中，在发光单元301、302、303中，层间绝缘材料层38、38'的厚度不同。通过适当地设定层间绝缘材料层381、382、383、381'、382'、383'的厚度，可以设定相对于发光单元30的发射波长产生最佳谐振的光学距离。
在第一示例中，第一界面(在图中由虚线表示)在发光单元301、302、303中处于相同的水平，而第二界面(在图中由单点划线表示)在发光单元301、302、303中处于不同的水平。在第二示例中，第一界面在发光单元301、302、303中处于不同水平，而第二界面在发光单元301、302、303中处于相同水平。
在第二示例中，层间绝缘材料层381'、382'、383'由其中光反射层37的表面被氧化的氧化物膜形成。取决于构成光反射层37的材料，由氧化物膜构成的层间绝缘材料层38'由例如氧化铝、氧化钽、氧化钛、氧化镁、氧化锆等制成。光反射层37的表面可通过例如以下方法氧化。即，将其上形成有光反射层37的第一基板41浸入填充在容器中的电解液中。设置阴极以面对光反射层37。然后，使用光反射层37作为阳极对光反射层37进行阳极氧化。通过阳极氧化形成的氧化膜的膜厚度与作为阳极的光反射层37和阴极之间的电位差成比例。由此，在与发光单元301、302、303对应的电压分别被施加到光反射层371、372、373的状态下执行阳极氧化。因此，由具有不同厚度的氧化膜形成的层间绝缘材料层381'、382'、383'可共同形成在光反射层37的表面上。光反射层371、372、373的厚度与层间绝缘材料层381'、382'、383'的厚度在发光单元301、302、303中是不同的。
在第三示例中，底层膜39设置在光反射层37的下方，并且在发光单元301、302、303中底层膜39具有不同的厚度。即，在图示的例子中，按照发光部301、发光部302、发光部303的顺序增加底层膜39的厚度。
在第四示例中，在膜形成时光反射层371、372、373的厚度在发光单元301、302、303中是不同的。在第三和第四示例中，第二界面在发光单元301、302、303中处于相同水平，而第一界面在发光单元301、302、303中处于不同水平。
在第五示例和第六示例中，在发光单元301、302、303中，第一电极311、312、313的厚度不同。光反射层37在发光单元30中具有相同的厚度。
在第五示例中，第一界面在发光单元301、302、303中处于相同水平，而第二界面在发光单元301、302、303中处于不同水平。
在第六示例中，底层膜39设置在光反射层37的下方，并且底层膜39在发光单元301、302、303中具有不同的厚度。即，在图示的例子中，按照发光部301、发光部302、发光部303的顺序增加底层膜39的厚度。在第六示例中，第二界面在发光单元301、302、303中处于相同水平，而第一界面在发光单元301、302、303中处于不同水平。
在第七示例中，第一电极311、312、313也用作光反射层，并且构成第一电极311、312、313的材料的光学常数(具体地，相移量)在发光单元301、302、303中不同。例如，发光单元301的第一电极311可以由铜(Cu)制成，发光单元302的第一电极312和发光单元303的第一电极313可以由铝(Al)制成。
在第八示例中，第一电极311、312还用作光反射层，并且构成第一电极311、312的材料的光学常数(具体地，相移量)在发光单元301、302中不同。例如，发光单元301的第一电极311可以由铜(Cu)制成，发光单元302的第一电极312和发光单元303的第一电极313可以由铝(Al)制成。在第八示例中，例如，第七示例应用于发光单元301、302，并且第一示例应用于发光单元303。第一电极311、312、313的厚度可以不同或相同。
[示例4]
示例4是示例1至示例3的变形例。在示例4中，对穿过发光区域的中心的法线LN0和通过光路控制单元71、72的中心的法线LN1之间的关系、发光元件位于显示面板单元的哪个区域的关系及其变型例进行说明。图34是示例4的发光元件和显示装置的示意性部分截面图。
在以下描述中，D0、D1、D2和d0如下。
D0：从参考点(参考区域)P到穿过发光区域的中心的法线LN0的距离
D1：穿过发光区域的中心的法线LN0和穿过光路控制部71、72的中心的法线LN1之间的距离(偏移量)
D2：穿过发光区域中的中心的法线LN0和穿过设置在光反射膜51中的开口52的中心的法线之间的距离(偏移量)
d0：穿过发光区域的中心的法线LN0与穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2之间的距离(偏移量)
在示例4的发光元件10中，在构成显示装置的至少一些发光元件中，距离(偏移量)D1、D2的值不是0。在显示装置中，假设参考点(参考区域)P，距离D1、D2取决于从参考点(参考区域)P到穿过发光区域的中心的法线LN0的距离D0。参考点(参考区域)可以包括一定程度的扩展。
通过这种形式，从每个发光元件发射的光可以聚焦(收集)到显示装置外部的空间的特定区域，从每个发光元件发射的光可以在显示装置外部的空间中发散，或者从每个发光元件发射的光可以是平行光。
从整个显示装置发射的光(图像)是聚焦系统还是发散系统取决于显示装置的规格，并且还取决于显示装置需要多少视角依赖性和宽视角特性。
可以在构成一个像素的子像素中改变距离D1、D2。即，可以在构成一个像素的多个发光元件中改变距离D1、D2。例如，当一个像素由三个子像素组成时，D1、D2的值在构成一个像素的三个子像素中可以是相同的值，在除了一个子像素之外的两个子像素中可以是相同的值，或者在三个子像素中可以是不同的值。
如图35中的概念图所示，在示例4的显示装置中，如上所述，在构成显示装置的至少一些发光元件10中，距离(偏移量)D1、D2的值不是0。直线LL是连接发光区域的中心和光路控制单元71、72的中心的直线。设置在光反射膜51中的开口52位于直线LL上。在图中，设置在光反射膜51中的开口52的中心由向下的黑色三角形表示。穿过发光区域中的中心的法线LN0和穿过设置在光反射膜51中的开口52的中心的法线之间的距离(偏移量)D2取决于距离(偏移量)D1的值。
显示装置可以具有其中假设参考点(参考区域)P的形式，并且距离D1、D2取决于从参考点(参考区域)P到穿过发光区域的中心的法线LN0的距离D0。参考点(参考区域)可以包括一定程度的扩展。这里，各个法线是相对于第一基板的垂直线。
包括上述优选形式的示例4的显示装置的图像显示区域(显示面板单元)可具有其中在显示面板单元中假设参考点P的配置。在该情况下，也可以构成为，参考点P不位于(不包含于)显示面板单元的中央区域，或者参考点P位于显示面板单元的中央区域。此外，在这些情况下，可以假设一个参考点P，或者可以假设多个参考点P。在这些情况下，可以采用如下配置：在一些发光元件中距离D1、D2的值是0，并且在其余发光元件中距离D1、D2的值不是0。
当在包括上述优选形式的示例4的显示装置中假设一个参考点P时，可以采用参考点P不包括在显示面板单元的中央区域中的配置，或者参考点P包括在显示面板单元的中央区域中的配置。当假设多个参考点P时，可以采用在显示面板单元的中央区域中不包括至少一个参考点P的配置。
可替代地，参考点P可被假定为在显示面板单元外部。在这种情况下，可以假设一个参考点P，或者可以假设多个参考点P。在这些情况下，可以采用其中在任何发光元件中距离D1、D2的值不是0的配置。
此外，在示例4的显示装置中，距离(偏移量)D1、D2的值可根据发光元件在显示面板单元中占据的位置而不同。具体地，可以采取以下形式：
设置参考点P，以及
多个发光元件被布置在第一方向和不同于该第一方向的第二方向(例如，正交于所述第一方向的方向，在下文中同样适用)上，
当从参考点P到经过发光区域的中心的法线LN0的距离为D0时，第一方向和第二方向上的距离D1的值分别为D0-X和D0-Y，第一方向和第二方向上的距离D0的值分别为D1-X和D1-Y，
D0-X相对于D1-X的变化线性变化，D0-Y相对于D1-Y的变化线性变化，或者
D0-X相对于D1-X的变化线性变化，D0-Y相对于D1-Y的变化非线性变化，或者
D0-X相对于D1-X的变化非线性地变化，D0-Y相对于D1-Y的变化线性变化，或者
D0-X相对于D1-X的变化非线性地变化，D0-Y相对于D1-Y的变化非线性地变化。
距离D0的值可以随着距离D1、D2的值的增加而增加。即，在示例4的显示装置中，可以采取以下形式：
设置参考点P，以及
当从参考点P到穿过发光区域中的中心的法线LN0的距离为D0时，距离D1、D2的值随着距离D0的值的增加而增加。
这里，D0-X相对于D1-X的变化线性改变，D0-Y相对于D1-Y的变化线性改变的事实意味着：
D0-XD1-XD0-X＝kX·D1-X
D0-YD1-YD0-Y＝kY·D1-Y
形成。这里，kX和kY是常数。即，D0-X和D0-Y基于线性函数而改变。另一方面，D0-X相对于D1-X的变化非线性地变化，并且D0-Y相对于D1-Y的变化线性变化的事实意味着：
D0-XD1-XD0-X＝fX(D1-X)
D0-YD1-YD0-Y＝fY(D1-Y)
形成。在此，fX、fY是不是线性函数(例如，二次函数)的函数。
D0-X相对于D1至D1-X的变化和D0-Y相对于D1至D1-Y的变化也可以是阶梯式变化。在这种情况下，当阶梯式变化被视为整体时，变化可以是线性变化，或者变化可以是非线性变化。此外，当显示面板单元被划分为M×N个区域时，D0-X相对于D1至D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1至D1-Y的变化的变化可以在一个区域中不变或者恒定。在一个区域中的发光元件的数量可以是，但不限于，10×10。
图36A、图36B、图37A和图37B是均示出示例4的显示装置中的发光元件与参考点之间的位置关系的示意图，并且图38A、图38B、图38C、图38D、图39A、图39B、图39C、图39D、图40A、图40B、图40C、图40D、图41A、图41B、图41C和图41D是均示出D0-X相对于D1-X的变化的变化和D0-Y相对于D1-Y的变化的变化的示意图。
在图36A和图36B的概念图中的示例4的显示装置中，假设显示装置中的参考点P。即，参考点P的正投影图像被包括在显示装置的图像显示区域(显示面板单元)中，但是参考点P不位于显示装置的中心区域(显示装置的图像显示区域、显示面板单元)中。在图36A、图36B、图37A和图37B中，显示面板单元的中心区域由向上的黑色三角形表示，发光元件由白色正方形表示，并且发光区域的中心由黑色正方形表示。然后，假设一个参考点P。在图36A和图36B中示意性示出发光元件10与参考点P之间的位置关系，其中，参考点P由黑色圆圈表示。在图36A中假设一个参考点P，并且在图36B中假设多个参考点P(在图36B中示出两个参考点P1、P2)。由于参考点P可以包括一定程度的扩展，在一些发光元件(具体地，在参考点P的正投影影像中包括的一个或者多个发光元件)中，距离D1、D2的值不是0，并且在其余发光元件中，距离D1、D2的值不是0。距离(偏移量)D1、D2的值根据发光元件在显示面板单元中占据的位置而变化。
在示例4的显示装置中，从每个发光元件10发射的光被聚焦(收集)到显示装置外部的空间中的特定区域。可替代地，从每个发光元件10发射的光在显示装置外部的空间中发散。可替代地，从每个发光元件10发射的光是平行光。从显示装置发射的光是聚焦光、发散光还是平行光是基于显示装置所需的规格。光路控制单元71、72的功率等可以基于这些规格进行设计。当从每个发光元件发射的光是聚焦光时，在一些情况下，形成从显示装置发射的图像的空间的位置可以在参考点P的法线上或者不在参考点P的法线上，这取决于显示装置所需的规格。从显示装置发射的图像穿过其的发光元件可以被设置为控制从显示装置发射的图像的显示尺寸、显示位置等。要布置的发光元件的类型取决于显示装置所需的规格，并且可给出透镜系统(诸如成像透镜系统)作为示例。
在示例4的显示装置中，设置参考点P，并且多个发光元件10布置在第一方向和不同于第一方向的第二方向上。当从参考点P到穿过发光区域的中心的法线LN0的距离是D0，在第一方向和第二方向上的距离D1的值分别是D0-X和D0-Y，并且在第一方向和第二方向上的距离D0的值分别是D1-X和D1-Y时，显示装置可以具有：
[A]D0-X相对于D1-X的变化线性变化，并且D0-Y相对于D1-Y的变化线性变化的设计，
[B]D0-X相对于D1-X的变化线性变化，并且D0-Y相对于D1-Y的变化非线性变化的设计，
[C]D0-X相对于D1-X的变化非线性地变化，并且D0-Y相对于D1-Y的变化线性变化的设计，或
[D]D0-X相对于D1-X的变化非线性地变化，并且D0-Y相对于D1-Y的变化非线性地变化的设计。
图38A、图38B、图38C、图38D、图39A、图39B、图39C、图39D、图40A、图40B、图40C、图40D、图41A、图41B、图41C、以及图41D示意性示出相对于D1-X的变化的D0-X的变化以及相对于D1-Y的变化的D0-Y的变化。在这些图中，空心箭头表示线性变化，黑色箭头表示非线性变化。当箭头指向显示面板单元外部时，表示通过光路控制单元71、72的光为发散光，当箭头指向显示面板单元内部时，表示通过光路控制单元71、72的光为聚焦光或平行光。
或者，当设定参考点P，且从参考点P至穿过发光区域的中心的法线LN0的距离为D0时，距离D1、D2的值也可以随着距离D0的值增加而增加。
即，可基于显示装置所需的规格来确定取决于D1-X、D1-Y的改变的D0-X、D0-Y的改变。
光路控制单元71、72的正交投影图像被包括在波长选择单元CFR、CFG、CFB的正交投影图像中。为了方便起见，发光单元30、波长选择单元CF和光路控制单元71、72的外部形状是圆形的，但是它们不限于这种形状。此外，在距离D1、D2的值不是0的发光元件10中，例如，如图42所示，穿过波长选择单元CFR、CFG、CFB的中心的法线LN2与穿过发光区域的中心的法线LN0匹配。
示例4的显示装置(其中在构成显示装置的至少一些发光元件中距离D1、D2的值不是0)能够根据发光元件在显示装置中的位置可靠和精确地控制从有机层发射并且穿过光路控制单元71、72的光的传播方向。即，可以可靠地和精确地控制在外部空间中从显示装置发射图像的位置以及处于什么状态。此外，通过设置光路控制单元71、72，不仅可以实现从显示装置发射的图像的亮度(亮度)的增加并且防止相邻像素之间的颜色混合，而且可以根据所需的视角适当地发散光，并且可以实现发光元件和显示装置的长寿命和高亮度。因此，可以实现显示装置的小型化、轻量化以及高质量。此外，发光元件可应用于显著扩大的眼镜、增强现实(AR)眼镜和EVR的范围。
可替代地，在示例4的显示装置的变形例中，假设参考点P在显示面板单元外部。图37A和图37B示意性示出发光元件10和参考点P、P1、P2之间的位置关系。可假设一个参考点P(见图37A)，或者可假设多个参考点P(在图37B中示出两个参考点P1、P2)。以显示面板单元的中心为对称点，两个参考点P1、P2设置在两倍旋转对称位置。这里，在显示面板单元的中央区域不包括至少一个参考点P。在图示的例子中，在显示面板单元的中央区域不包含两个参考点P1、P2。在一些发光元件(具体地，包括在参考点P中的一个或多个发光元件)中，距离D1、D2的值是0，并且在其余发光元件中，距离D1、D2的值不是0。关于从参考点P至穿过发光区域的中心的法线LN0的距离D0，将通过某个发光区域的中心的法线LN0到更接近的参考点P的距离定义为距离D0。或者，在任何发光元件中，距离D1、D2的值不是0。关于从参考点P至穿过发光区域的中心的法线LN0的距离D0，将通过某个发光区域的中心的法线LN0到更接近的参考点P的距离定义为距离D0。在这些情况下，从构成每个发光元件10的发光单元30发射并穿过光路控制单元71、72的光聚焦(聚集)在显示装置外部的空间的特定区域中。可替代地，从构成每个发光元件10的发光单元30发射并穿过光路控制单元71、72的光在显示装置外部的空间中发散。
[示例5]
示例5是示例1至示例4的变形例。在示例5中，对穿过发光区域的中心的法线LN0、通过光路控制部71、72的中心的法线LN1、和通过波长选择部(滤色器层)CF的中心的法线LN2的关系及其变形例进行说明。图42是示例5的发光元件和显示装置的示意性部分截面图。
在示例5中，将描述发光区域、波长选择单元CF以及光路控制单元71和72的位置关系。这里，在其中距离D1、D2的值不是0的发光元件中，
(a)穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2与穿过发光区域的中心的法线LN0匹配的形式，
(b)穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2与穿过光路控制单元71、72的中心的法线LN1匹配的形式，或
(c)穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2与穿过发光区域的中心的法线LN0不匹配，穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2与穿过光路控制单元71、72的中心的法线LN1不匹配的形态
可以采取。通过采用(b)或(c)的结构，可以可靠地减少相邻的发光元件间的混色的发生。
如图43A的概念图所示，穿过发光区域的中心的法线LN0、穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2和穿过光路控制单元71、72的中心的法线LN1可彼此匹配。即，D1＝D2＝d0＝0。如上所述，d0是穿过发光区域的中心的法线LN0和穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2之间的距离(偏移量)。设置在光反射膜51中的开口52的中心由向下的黑色三角形表示。
例如，当一个像素由三个子像素组成时，d0、D1、D2的值在构成一个像素的三个子像素中可以是相同的值，在除了一个子像素之外的两个子像素中可以是相同的值，或者在三个子像素中可以是不同的值。
如图43B的概念图所示，穿过发光区域的中心的法线LN0与穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2匹配，但是在一些情况下，穿过发光区域的中心的法线LN0和穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2与穿过光路控制单元71、72的中心的法线LN1不匹配。即，D1≠d0＝0。
此外，如图43C的概念图所示，在一些情况下，穿过发光区域中的中心的法线LN0与穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2或穿过光路控制单元71、72的中心的法线LN1不匹配，并且穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2与穿过光路控制单元71、72的中心的法线LN1匹配。即，D1＝d0>0。
此外，如图44的概念图所示，穿过发光区域中的中心的法线LN0与穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2或穿过光路控制单元71的中心的法线LN1不匹配，另外，通过光路控制部71、72的中心的法线LN1与穿过发光区域的中心的法线LN0或通过波长选择部CF的中心的法线LN2有时不一致。这里，波长选择单元CF的中心(在图44中由黑色方形表示)优选地位于连接发光区域的中心和光路控制单元71、72的中心(在图44中由黑色圆圈表示)的直线LL上。具体地，当从发光区域的中心到波长选择单元CF的中心的厚度方向上的距离为LL1，并且从波长选择单元CF的中心到光路控制单元71、72的中心的厚度方向上的距离为LL2时，
D1>d0>0
需满足并考虑到生产的变化，
d0：D1＝LL1：(LL1+LL2)
需优选满足。
可替代地，如图45A的概念图所示，在一些情况下，穿过发光区域的中心的法线LN0、穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2和穿过光路控制单元71、72的中心的法线LN1彼此匹配。即，D1＝d0＝0。
如图45B的概念图所示，穿过发光区域的中心的法线LN0与穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2或穿过光路控制单元71、72的中心的法线LN1不匹配，在一些情况下，穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2与穿过光路控制单元71、72的中心的法线LN1彼此匹配。即，D1＝d0>0。
此外，如图46的概念图所示，穿过发光区域中的中心的法线LN0与穿过波长选择单元CF的中心的法线LN2或穿过光路控制单元71的中心的法线LN1不匹配，另外，通过光路控制部71、72的中心的法线LN1与穿过发光区域的中心的法线LN0或通过波长选择部CF的中心的法线LN2有时不一致。这里，波长选择单元CF的中心优选地位于连接发光区域的中心和光路控制单元71、72的中心的直线LL上。具体地，当在厚度方向上从发光区域的中心到光路控制单元71、72的中心(由图46中的黑色圆圈表示)的距离是LL1，并且从光路控制单元71、72的中心到波长选择单元CF的中心(由图46中的黑色正方形表示)的距离是LL2时，
d0>D1>0
需满足并考虑到生产的变化，
D1：d0＝LL1：(LL1+LL2)
需优选满足。
以上基于优选示例描述了本公开。本公开不限于这些示例。在示例中描述的显示装置(有机EL显示装置)和发光元件(有机EL元件)的配置和结构是示例并且可以适当地改变，并且发光元件和显示装置的制造方法也是示例并且可以适当地改变。
在示例中，已经描述了有机EL元件作为发光元件的示例，但是发光元件不限于有机EL元件。在包括上述各种优选形式和配置的本公开的发光元件中，发光单元30可由已知的发光二极管(LED)组成。
发光二极管可以具有至少包括由第一化合物半导体层、活性层和第二化合物半导体层形成的叠置发光体结构的形式。其中堆叠第一化合物半导体层、活性层以及第二化合物半导体层的堆叠发光体结构可包括，例如，包括AlGaN混合晶体、AlInGaN混合晶体以及GaInN混合晶体的GaN化合物半导体)、AlGaInAs化合物半导体、AlGaInP化合物半导体、ZnSe化合物半导体(例如，包括ZnS、ZnSSe以及ZnMgSSe)以及ZnO化合物半导体。AlInGaN化合物半导体的更具体的示例包括GaN、AlGaN、InGaN、以及AlInGaN。此外，这些化合物半导体可以根据需要包含硼(B)原子、铊(Tl)原子、砷(As)原子、磷(P)原子或锑(Sb)原子。构成连接到层叠发光体结构的用于驱动层叠发光体结构的电极的材料的示例包括Pd、ITO、AuGe/NiAu层叠结构、Ti/Pt/Au层叠结构和Ni/Au层叠结构。
活性层优选具有量子阱结构。具体地，有源层可以具有单量子阱结构(SQW结构)或多量子阱结构(MQW结构)。具有量子阱结构的有源层具有其中堆叠有至少一个阱层和一个势垒层的结构，并且(构成阱层的化合物半导体、构成势垒层的化合物半导体)的组合的示例包括(InyGa(1-y)N，GaN)，(InyGa(1-y)N，InzGa(1-z)N)[其中y>z]，以及(InyGa(1-y)N，AlGaN)。第一化合物半导体层可以由第一导电类型(例如，n型)的化合物半导体构成，并且第二化合物半导体层可以由与第一导电类型不同的第二导电类型(例如，p型)的化合物半导体构成。第一化合物半导体层和第二化合物半导体层也被称为第一包覆层和第二包覆层。第一化合物半导体层和第二化合物半导体层中的每一个可以是单结构层、多层结构层、或超晶格结构层。此外，每个层可以是包括组分梯度层或浓度梯度层的层。
构成堆叠结构的III族原子的示例包括镓(Ga)、铟(In)和铝(Al)，并且构成堆叠结构的V族原子的示例包括砷(As)、磷(P)、锑(Sb)和氮(N)。其具体示例包括AlAs、GaAs、AlGaAs、AlP、GaP、GaInP、AlInP、AlGaInP、AlAsP、GaAsP、AlGaAsP、AlInAsP、GaInAsP、AlInAsP、AlInAs、GaInAs、AlGaInAs、AlAsSb、GaAsSb、AlGaAsSb、AlN、GaN、InN、AlGaN、GaNAs和GaInNAs。构成有源层的化合物半导体的具体示例包括GaAs、AlGaAs、GaInAs、GaInAsP、GaInP、GaSb、GaAsSb、GaN、InN、GaInN、GaInN、GaInNAs、以及GaInNAsSb。
量子阱结构的示例包括二维量子阱结构、一维量子阱结构(量子导线)以及零维量子阱结构(量子点)。构成量子阱的材料的示例包括但不限于Si；Se；CIGS(CuInGaSe)、CIS(CuInSe2)、CuInS2、CuAlS2、CuAlSe2、CuGaS2、CuGaSe2、AgAlS2、AgAlSe2、AgInS2、和AgInSe2，它们是黄铜矿化合物；钙钛矿材料；GaAs、GaP、InP、AlGaAs、InGaP、AlGaInP、InGaAsP、GaN、InAs、InGaAs、GaInNAs、GaSb、GaAsSb，它们是11I-V族化合物；CdSe、CdSeS、CdS、CdTe、In2Se3、In2S3、Bi2Se3、Bi2S3、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、HgS、PbSe、PbS和TiO2。
发光二极管可以设置有波长转换材料层(颜色转换材料层)。在这种情况下，可经由波长转换材料层(颜色转换材料层)发射白光。当从层叠的发光体结构发射蓝光时，可以采用以下形式经由波长转换材料层发射白光。
[A]通过使用将从堆叠的发光体结构发射的蓝光转换成黄光的波长转换材料层，获得混合有蓝色和黄色的白光作为从波长转换材料层发射的光。
[B]通过使用将从堆叠的发光体结构发射的蓝光转换成橙色光的波长转换材料层，获得混合有蓝色和橙色的白光作为从波长转换材料层发射的光。
[C]通过使用将从堆叠的发光体结构发射的蓝光转换成绿光的波长转换材料层以及将蓝光转换成红光的波长转换材料层，获得混合有蓝、绿和红的白光作为从波长转换材料层发射的光。
可替代地，当从层叠的发光体结构发射紫外线时，可以采用以下形式经由波长转换材料层发射白光。
[D]通过使用将从堆叠的发光体结构发射的紫外线的光转换成蓝光的波长转换材料层以及将紫外线的光转换成黄光的波长转换材料层，获得混合有蓝色和黄色的白光作为从波长转换材料层发射的光。
[E]通过使用将从堆叠的发光体结构发射的紫外线的光转换成蓝光的波长转换材料层以及将紫外线的光转换成橙色光的波长转换材料层，获得混合有蓝色和橙色的白色光作为从波长转换材料层发射的光。
[F]通过使用将从堆叠的发光体结构发射的紫外线的光转换成蓝光的波长转换材料层、将紫外线的光转换成绿光的波长转换材料层、以及将紫外线的光转换成红光的波长转换材料层，获得混合有蓝色、绿色和红色的白光作为从波长转换材料层发射的光。
这里，被蓝光激发并发射红光的波长转换材料的示例包括，具体地，红色发光磷光体颗粒，更具体地，(ME：Eu)S[“ME”是选自由Ca、Sr和Ba组成的组中的至少一个原子，以下同样适用]，(M：Sm)x(Si，Al)12(O，N)16[“M”是选自由Li、Mg和Ca组成的组中的至少一个原子，以下同样适用]、ME2Si5N8：Eu、(Ca：Eu)SiN2和(Ca：Eu)AlSiN3。被蓝光激发并发射绿光的波长转换材料的示例包括，具体地，绿色发射磷光体颗粒，更具体地，(ME：Eu)Ga2S4，(M：RE)x(Si，Al)12(O，N)16["RE"是Tb和Yb]，(M：Tb)x(Si，Al)12(O，N)16，(M：Yb)x(Si，Al)12(O，N)16，和Si6- ZAlZOZN8-Z：Eu。作为由蓝色光激发而发出黄色光的波长转换材料，具体而言，可以列举黄色系荧光体粒子，具体而言，可以列举YAG(钇铝石榴石)荧光体粒子。波长转换材料可以单独使用或以其两种或更多种的组合使用。此外，通过使用两种以上波长转换材料的混合物，可从波长转换材料混合物产品发射黄色、绿色和红色之外的颜色的发射光。具体地，例如，可以发射青色光，并且在这种情况下，可以使用绿色发光磷光体颗粒(例如，LaPO4：Ce，Tb，BaMgAl10O17：Eu，Mn，Zn2SiO4：Mn，MgAl11O19：Ce，Tb，Y2SiO5：Ce，Tb，MgAl11O19：CE，Tb，Mn)和蓝色发光磷光体颗粒(例如，BaMgAl10O17：Eu，BaMg2Al16O27：Eu，Sr2P2O7：Eu，Sr5(PO4)3Cl：Eu，(Sr，Ca，Ba，Mg)5(PO4)3Cl：Eu，CaWO4，CaWO4：Pb)的混合物。
被紫外线激发并发射红光的波长转换材料的示例包括，具体地，红色发射磷光体颗粒，更具体地，Y2O3：Eu，YVO4：Eu，Y(P，V)O4：Eu，3.5MgO·0.5MgF2·Ge2：Mn，CaSiO3：Pb，Mn，Mg6AsO11：Mn，(Sr，Mg)3(PO4)3：Sn，La2O2S：Eu，和Y2O2S：Eu。被紫外线激发并发射绿光的波长转换材料的示例包括，具体地，绿色发射磷光体颗粒，更具体地，LaPO4：Ce，Tb，BaMgAl10O17：Eu，Mn，Zn2SiO4：Mn，MgAl11O19：Ce，Tb，Y2SiO5：Ce，Tb，MgAl11O19：CE，Tb，Mn，和Si6-ZAlZOZN8-Z：Eu。被紫外线激发并发射蓝光的波长转换材料的示例包括，具体地，发蓝光的磷光体颗粒，更具体地，BaMgAl10O17：Eu，BaMg2Al16O27：Eu，Sr2P2O7：Eu，Sr5(PO4)3Cl：Eu，(Sr，Ca，Ba，Mg)5(PO4)3Cl：Eu，CaWO4，和CaWO4：Pb。作为由紫外线激发而发出黄色光的波长转换材料，具体地可列举出黄色系荧光体粒子、具体地讲YAG系荧光体粒子。波长转换材料可以单独使用或以其两种或更多种的组合使用。此外，通过使用两种以上波长转换材料的混合物，可从波长转换材料混合物产品发射黄色、绿色和红色之外的颜色的发射光。具体而言，也可以发出青色的光，在该情况下，可以使用上述绿色系发光荧光体粒子和蓝色系发光荧光体粒子的混合物。
波长转换材料(颜色转换材料)不限于磷光体颗粒。材料的示例包括其中载流子的波函数局部化的发光粒子和诸如二维量子阱结构的量子阱结构，一维量子阱结构(量子导线)或使用量子效应的零维量子阱结构(量子点)被应用在间接过渡型硅基材料中以如在直接过渡型中一样有效地将载流子转换成光，以及应用将稀土原子添加到半导体材料中的技术的发光颗粒，已知由于壳内跃迁而急剧发光。
波长转换材料(颜色转换材料)的示例包括如上所述的量子点。随着量子点的尺寸(直径)减小，带隙能量增大，并且从量子点发射的光的波长减小。即，随着量子点的尺寸更小，发射具有较短波长的光(蓝光侧的光)，并且随着尺寸更大，发射具有较长波长的光(红光侧的光)。因此，通过使用构成量子点的相同材料并且调整量子点的尺寸，可以获得发射具有期望波长的光(执行颜色转换成期望颜色)的量子点。具体地，量子点优选具有核-壳结构。构成量子点的材料的示例包括但不限于Si；Se；CIGS(CuInGaSe)，CIS(CuInSe2)，CuInS2，CuAlS2，CuAlSe2，CuGaS2，CuGaSe2，AgAlS2，AgAlSe2，AgInS2，AgInSe2，它们是黄铜矿化合物；钙钛矿材料；GaAs、GaP、InP、InAs、InGaAs、AlGaAs、InGaP、AlGaInP、InGaAsP、GaN，它们是III-V族化合物；CdSe、CdSeS、CdS、CdTe、In2Se3、In2S3、Bi2Se3、Bi2S3、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、HgS、PbSe、PbS和TiO2。
在示例中，一个像素主要由具有白色发光元件和滤色器层的组合的三个子像素组成，但是例如，一个像素可以由包括发射白光的发光元件的四个子像素组成。可替代地，发光元件可以是有机层产生红色的红色发光元件、有机层产生绿色的绿色发光元件以及有机层产生蓝色的蓝色发光元件，并且一个像素可以由这三种类型的发光元件(子像素)的组合组成。在示例中，发光元件驱动单元(驱动电路)由MOSFET组成，但它可以由TFT组成。第一电极和第二电极可以具有单层结构或多层结构。
如图47的示意性局部截面图中所示，在一些情况下，可采取保护层34A不存在于绝缘层28的围绕发光区域的区域的顶面与光反射膜51之间的形式，即，绝缘层28的围绕发光区域的区域的顶面与光反射膜51彼此接触的形式。
可以在发光元件之间设置遮光单元，以防止从构成特定发光元件的发光单元发射的光进入与特定发光元件相邻的发光元件并且引起光学串扰。即，可以在发光元件之间形成凹槽区域，并且可以通过用遮光材料嵌入凹槽区域来形成遮光单元。通过以这种方式提供的遮光单元，可以减少从构成特定发光元件的发光单元发出的光进入相邻发光元件的概率，并且可以减少发生混色并且整个像素的色度偏离期望色度的现象的发生。因为可以防止混色，所以当像素发射单色光时的色纯度增加，并且色度点加深。因此，色域变宽，并且显示装置的颜色表示的范围变宽。构成遮光单元的遮光材料的具体示例包括能够遮光的材料，诸如钛(Ti)、铬(Cr)、钨(W)、钽(Ta)、铝(Al)和MoSi2。可以通过包括电子束气相沉积法、热丝气相沉积法和真空气相沉积法的气相沉积法、溅射法、CVD法、离子电镀法等形成遮光层。此外，取决于发光元件的配置，可以减薄或省略为每个像素设置以增加颜色纯度的滤色器层，这能够提取在滤色器层中吸收的光，导致发光效率的改善。可替代地，遮光特性可以被赋予黑矩阵层BM。
本公开的显示装置可以应用于无反射镜可互换镜头数字静态相机。图48A是数字静态相机的正视图。图48B是数字静态相机的后视图。该无镜可更换镜头数字相机包括例如相机主体211的右前侧上的可更换摄像镜头单元(可更换镜头)212、以及拍摄者在左前侧上保持的抓握部213。监视器装置214大致设置在相机主体211的后表面的中心。电子取景器(目镜窗)215设置在监视器装置214的上方。拍摄者可在视觉上识别从换摄像镜头单元212引导的对象的光学图像，并且通过观察电子取景器215来确定构图。本公开的显示装置可以用作具有这种配置的无反射镜可互换镜头数字静态相机中的电子取景器215。
本公开的显示装置还可应用于头戴式显示器。如图49的外部视图所示，头戴式显示器300是包括主体301、臂部302和透镜镜筒303的透射式头戴式显示器。主体301连接至臂部302和眼镜310。具体地，主体301的沿长边方向的端部附接到臂部302。主体301的侧表面经由连接构件(未示出)连接到眼镜310。主体301可直接佩戴在人体的头部上。主体301包括用于控制头戴式显示器300的操作的控制板和显示单元。臂部302连接主体301和透镜镜筒303，以相对于主体301支撑透镜镜筒303。具体地，臂部302耦接至主体301的端部和透镜镜筒303的端部以将透镜镜筒303固定至主体301。臂部302包含用于将与从主体301提供的图像相关的数据传送到透镜镜筒303的信号线。透镜镜筒303通过眼镜310的透镜311将从主体301经由臂部302提供的图像光朝向佩戴头戴式显示器300的用户的眼睛投射。本公开的显示装置可以用作包含在具有上述配置的头戴式显示器300中的主体301中的显示单元。
光路控制单元可包括以下描述的光发射方向控制构件。即，构成光路控制单元的光发射方向控制构件可以具有平板形状。
为了提高整个显示装置的光利用效率，优选在发光元件的外边缘处有效地收集光。在半球形透镜或由球体的一部分形成的透镜中，将光聚集在靠近发光元件的中心的前方处的效果较大，但是将光聚集在靠近发光元件的外边缘处的效果可能较小。
构成光路控制单元的光发射方向控制构件的侧表面被折射率n5低于构成光发射方向控制构件的材料的折射率n4的材料或层包围。可选地，由具有折射率n4的材料制成的光路控制单元被具有折射率n5的材料包围。因此，光发射方向控制构件具有作为一种透镜的功能，并且能够有效地增强光发射方向控制构件的外边缘附近的光收集效果。在几何光学中，当光束进入光发射方向控制构件的侧表面时，入射角和反射角相等，因此难以改进在正面方向上的光的提取。但是，在波动分析(FDTD)中，光发射方向控制构件的外边缘附近的光提取效率提高。因此，可以有效地收集发光元件外边缘附近的光，结果，可以提高整个发光元件正面方向上的光提取效率。这可实现显示装置的高发光效率。即，可以实现显示装置的高亮度和低功耗。此外，可以容易地形成具有平板形状的光发射方向控制构件，并且可以简化制造过程。
具体而言，作为光射出方向控制构件的三维形状，例如可列举出圆柱状、椭圆柱状、椭圆柱状、圆柱状、棱柱状(包括四棱柱、六棱柱、八棱柱、带棱锥的棱柱)、圆锥台状、棱锥台状(包括带棱锥的棱锥)等。棱柱形状和截棱锥包括正棱柱形状和正截棱锥。光发射方向控制构件的侧表面与顶表面相交的脊部可以是圆形的。截棱锥的底部表面可以位于第一基板侧或第二电极侧上。光发射方向控制构件的平面形状的具体示例包括圆形、椭圆形、卵形和包括三角形、四边形、六边形和八边形的多边形。多边形包括正多边形(包括诸如正方形或正六边形(蜂窝形状)的正多边形)。光发射方向控制构件可由例如透明树脂材料(诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂或聚酰亚胺树脂)或透明无机材料(诸如SiO2)制成。“椭圆形”是指两个半圆的端部通过线段连接的图形。
光发射方向控制构件的侧表面在厚度方向上的截面形状可以是线性的、凸起弯曲的、或凹入弯曲的。即，棱镜或截棱锥形状的侧表面可以是平坦的、凸起弯曲的、或者凹入弯曲的。具有小于光发射方向控制构件的厚度的厚度的光发射方向控制构件延伸部分可形成在彼此相邻的光发射方向控制构件之间。
光发射方向控制构件的顶表面可以是平坦的，可以具有向上凸起的形状，或者可以具有向上凹入的形状，但是从提高显示装置的图像显示区域(显示面板单元)的正面方向上的亮度的观点来看，光发射方向控制构件的顶表面优选地是平坦的。光发射方向控制构件可以通过例如光刻技术和蚀刻方法的组合来获得，或者可以基于纳米压印方法来形成。
光发射方向控制构件的平面形状的尺寸可以根据发光元件而改变。例如，当一个像素由三个子像素组成时，光发射方向控制构件的平面形状的尺寸在构成一个像素的三个子像素中可以具有相同的值，在除了一个子像素之外的两个子像素中可以具有相同的值，或者在三个子像素中可以具有不同的值。构成光发射方向控制构件的材料的折射率也可以根据发光元件而改变。例如，当一个像素由三个子像素组成时，构成光发射方向控制构件的材料的折射率在构成一个像素的三个子像素中可以具有相同的值，在除了一个子像素之外的两个子像素中可以具有相同的值，或者在三个子像素中可以具有不同的值。
光发射方向控制构件的平面形状优选地与发光区域相似，或者发光区域优选地包括在光发射方向控制构件的正交投影图像中。
光发射方向控制构件的侧面优选是竖直的或基本上竖直的。具体地，光发射方向控制构件的侧表面的倾斜角的示例可包括80度至100度，优选81.8度以上且98.2度以下，更优选84.0度以上且96.0度以下，还更优选86.0度以上且94.0度以下，特别优选88.0度以上且92.0度以下，并且最优选90度。
光发射方向控制构件的平均高度的示例可包括1.5μm以上且2.5μm以下，由此可有效地增强光发射方向控制构件的外边缘附近的光收集效果。光发射方向控制构件的高度可根据发光元件而改变。例如，当一个像素由三个子像素组成时，光发射方向控制构件的高度可以在构成一个像素的三个子像素中具有相同的值，在除了一个子像素之外的两个子像素中可以具有相同的值，或者可以在三个子像素中具有不同的值。
相邻的光发射方向控制构件的侧面之间的最短距离可以是0.4μm以上且1.2μm以下，优选0.6μm以上且1.2μm以下，更优选0.8μm以上且1.2μm以下，还更优选0.8μm以上且1.0μm以下。通过将相邻光发射方向控制构件的侧面之间的最短距离的最小值设为0.4μm，可以将相邻光发射方向控制构件之间的最短距离设置为与可见光波段的下限值大致相同，因此，可以减少围绕光发射方向控制构件的材料或层的功能劣化，结果，可以有效地增强光发射方向控制构件的外边缘附近的光收集效果。另一方面，通过将相邻的光发射方向控制构件的侧面之间的最短距离的最大值设定为1.2μm，能够减小光发射方向控制构件的尺寸，结果，能够有效地增强光发射方向控制构件的外边缘附近的光收集效果。
相邻的光发射方向控制构件的中心之间的距离优选为1μm以上且10μm以下。通过将该距离设定为10μm以下，光的波动特性显著显现，因此，可以向光发射方向控制构件赋予高的光收集效果。
从发光区域至光发射方向控制构件的底面的最大距离(高度方向上的最大距离)优选大于0.35μm且小于或等于7μm，优选大于或等于1.3μm且小于或等于7μm，更优选大于或等于2.8μm且小于或等于7μm，还更优选大于或等于3.8μm且小于或等于7μm。通过将从发光区域至光发射方向控制构件的最大距离设置为大于0.35μm，可以有效地增强光发射方向控制构件的外边缘附近的光收集效果。另一方面，通过将从发光区域至光发射方向控制构件的最大距离设置为7μm或更小，可以减少视角特性的劣化。
一个像素的光发射方向控制构件的数量可以基本上取任何数量，并且该数量是一个或多个。例如，当一个像素由多个子像素组成时，一个光发射方向控制构件可被设置为与一个子像素对应，一个光发射方向控制构件可被设置为与多个子像素对应，或者多个光发射方向控制构件可被设置为与一个子像素对应。当对应于一个子像素设置光发射方向控制构件的p×q时，p、q的值可以是10或更小，优选地，5或更小，并且更优选地，3或更小。
如在图50中的示意性和局部截面图中示出的，作为光路控制单元的光发射方向控制构件73被设置在发光单元30、30'上方，具体地，在与光路控制单元71、72相同的位置处。当沿着包括光发射方向控制构件73的厚度方向的虚拟平面(垂直虚拟平面)切割光发射方向控制构件时，光发射方向控制构件73的截面形状为矩形。光发射方向控制构件73的三维形状例如是四棱柱。通过构成具有折射率n4的光发射方向控制构件73的材料和构成具有折射率n0(n0＝n5<n4)的粘接部件35的材料，光发射方向控制构件73具有作为透镜的种类的功能，并且由于光发射方向控制构件73在图50所示的例子中被粘接部件35包围，因此可以有效地增强光发射方向控制构件73的外边缘附近的光收集效果。此外，可以容易地形成具有平板形状的光发射方向控制构件73，并且可以简化制造过程。只要满足折射率条件(n5＜n4)，光发射方向控制构件73可以由与构成粘合部件35的材料不同的材料包围。可替代地，光发射方向控制构件73可以由例如空气层或减压层(真空层)包围。光发射方向控制构件73的光入射面73a和发光面73b是平坦的。参考标号73A表示光发射方向控制构件73的侧表面。光发射方向控制构件73可应用于其各种示例和变形例。在这种情况下，可以适当地选择围绕光发射方向控制构件73的材料的折射率。
本公开还可具有以下配置。
[A01]<<发光元件>>
一种发光元件，包括：
发光单元；和设置在发光单元上方的光路控制单元，
其中，包括开口的光反射膜设置在所述发光单元和所述光路控制单元之间。
[A02]根据[A01]所述的发光元件，其中，由所述发光单元发射的光至少经由设置在所述光反射膜中的所述开口和所述光路控制单元发射到外部。
[A03]根据[A01]或[A02]所述的发光元件，其中，发光单元(发光区域)的尺寸大于开口的尺寸。
[A04]根据[A01]至[A03]中任一项所述的发光元件，其中，
满足1≤θCA-2/θCA-1，其中，
θCA-1是穿过发光单元的中心的法线LN0与连接发光单元的中心和光路控制单元的端部的直线LL1形成的角度的最大余角，直线LL1形成了获得最大余角的角度，并且θCA-2是由直线LL2和穿过发光单元的中心的法线LN0形成的角度的余角，直线LL2连接包括在包含直线LL1和法线LN0的虚拟平面中包含的开口的端部与发光部的中心。
[A05]根据[A01]至[A04]所述的发光元件，其中，
(b/2)2≤Dist·λ0
其中，b是开口的宽度，Dist是从开口到光路控制单元的距离，并且λ0是从发光单元发出的光的波长。
[A06]根据[A01]至[A05]所述的发光元件，其中，
(b/2)≥λ0
其中，b是所述开口的宽度，并且λ0是从所述发光单元发射的光的波长。
[A07]根据[A01]至[A06]中任一项所述的发光元件，其中，所述开口的平面形状与所述光路控制单元的平面形状具有类似或近似关系。
[A08]根据[A01]至[A07]中任一项所述的发光元件，其中，
保护层和平坦化层自发光单元侧开始在发光单元和光路控制单元之间形成，以及
光反射膜设置在所述保护层和所述平坦化层之间。
[A09]根据[A08]所述的发光元件，其中，所述发光单元发出的光至少经由保护层、设置在光反射膜上的开口、平坦化层和光路控制单元而射出到外部。
[A10]根据[A08]或[A09]所述的发光元件，其中，所述光反射膜在远离所述发光单元的方向上具有凸起形状。
[A11]根据[A08]或[A09]所述的发光元件，其中，所述发光单元在远离所述平坦化层的方向上具有凸起形状。
[A12]根据[A08]至[A11]中任一项所述的发光元件，其中，透明薄膜在保护层的定位在开口的底部处的部分与平坦化层之间形成。
[A13]根据[A08]至[A12]中任一项所述的发光元件，其中，第一光散射层在发光单元的下方形成。
[A14]根据[A08]至[A13]中任一项所述的发光元件，其中，第二光散射层至少形成在保护层的定位在开口的底部处的一部分中。
[A15]根据[A01]至[A14]中任一项所述的发光元件，其中，所述光反射膜具有边缘部分。
[A16]根据[A15]所述的发光元件，其中，光吸收材料层形成在定位在光反射膜的边缘部分外部的保护层的区域上。
[A17]根据[A15]所述的发光元件，其中，
在保护层的定位在光反射膜的边缘部分外部的区域中形成凹槽，并且
在凹槽内延伸有平坦化层。
[A18]根据[A17]所述的发光元件，其中，光反射膜在所述保护层中形成的凹槽的侧壁上延伸。
[A19]根据[A01]至[A18]中任一项所述的发光元件，其中，
发光单元具有第一电极、有机层和第二电极的层叠结构，并且
光反射膜形成在所述第二电极上方。
[A20]根据[A19]所述的发光元件，其中，所述有机层包括发光层，所述发光层包括有机电致发光层。
[A21]根据[A01]至[A07]中任一项所述的发光元件，其中，所述发光单元包括发光二极管。
[B01]<<显示装置：第一方面>>
一种显示装置，包括多个发光元件，每个发光元件包括：发光单元；以及设置在所述发光单元上方的光路控制单元，其中，在所述发光单元和所述光路控制单元之间设置有包括开口的光反射膜。
[B02]
一种显示装置，包括多个根据[A01]至[A21]中任一项所述的发光元件。
[B03]<<显示装置：第二方面>>
一种显示装置，包括：
第一基板和第二基板；以及
多个发光元件单元，每个发光元件单元包括设置在所述第一基板上的第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件，
其中，每个发光元件包括设置在第一基板上方的发光单元和设置在发光单元上方的光路控制单元，并且包括开口的光反射膜设置在发光单元和光路控制单元之间。
[B04]
一种显示装置，包括：
第一基板和第二基板；以及
多个发光元件单元，每个发光元件单元包括设置在所述第一基板上的第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件，
其中，每个发光元件为根据[A01]至[A21]中任一项所述的发光元件。
参考标号列表
10、101、102、103 发光元件
20 晶体管
21 栅电极
22 栅极绝缘层
23 沟道形成区域
24 源极区/漏极区域
25 元件隔离区域
26 基底
26A 基底的表面
27 接触插塞
28 绝缘层
28' 开口区域
29 凹陷部分
29A 凹陷部分的斜面
29B 凹陷部分的底部
30，30'，301，302，303 发光单元
31，311，312，313 第一电极
32，321，322，323 第二电极
33，331，332，333 有机层
34A 保护层
34B 平坦化层
34B' 平坦化层的延伸部分
35 键合构件(密封树脂层)
36 底层
37，371，372，373 光反射层
38，38'，381，382，383，381'，382'，383' 层间绝缘材料层
39 底层膜
41 第一基板
42 第二基板
51 光反射膜
51' 光反射膜的不连续部分
51” 光反射膜的延伸部
52 开口
52END 开口的端部
53 光子晶体层
54 透明薄膜
55 第一光散射层
56A，56B 第二光散射层
57 光子晶体层
58 光吸收材料层
59 凹槽
61 掩模层
62、63、64 抗蚀剂层
65 开口区域
71、72 光路控制单元
71a、72a 光路控制单元(透镜构件)的光入射表面
71b、72b 光路控制单元(透镜构件的光发射面)
71END 光路控制单元的端部
73 光发射方向控制构件
73a 光发射方向控制构件的光接收表面
73b 光发射方向控制构件的光发射表面
211 相机主体
212 换摄像镜头单元(可更换镜头)
213 抓握部
214 监视器装置
215 电子取景器(目镜窗)
300 头戴式显示器
301 主体
302 臂部
303 透镜镜筒
310 眼镜
CF，CFR，CFG，CFB 波长选择单元(滤色器层)
TF 透明滤光层
BM 光吸收层(黑矩阵层)
LN0 穿过发光区域(发光单元)的中心的法线
LN1 第二光路控制单元的光轴
LN2 穿过波长选择单元中心的法线
LL1 连接发光单元的中心和光路控制单元的端部的直线
LL2 连接包括在包含直线LL1和法线LN0的虚拟平面中的开口的端部与发光单元的中心的直线。

Claims (20)

1.一种发光元件，包括：
发光单元；以及设置在所述发光单元上方的光路控制单元，
其中，包括开口的光反射膜设置在所述发光单元与所述光路控制单元之间。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其中，由所述发光单元发射的光至少经由设置在所述光反射膜中的所述开口和所述光路控制单元发射到外部。
3.根据权利要求1所述的发光元件，其中，
满足1≤θCA-2/θCA-1，其中，
θCA-1是穿过所述发光单元的中心的法线LN0与连接所述发光单元的中心和所述光路控制单元的端部的直线LL1形成的角度的最大余角，所述直线LL1形成了得到最大余角θCA-1的角度，并且θCA-2是直线LL2与穿过所述发光单元的中心的法线LN0形成的角度的余角，所述直线LL2连接所述开口的端部与所述发光单元的中心，所述开口包括在包含所述直线LL1和所述法线LN0的虚拟平面中。
4.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述开口的平面形状与所述光路控制单元的平面形状具有类似或近似关系。
5.根据权利要求1所述的发光元件，其中，
保护层和平坦化层自发光单元侧开始在所述发光单元与所述光路控制单元之间形成，并且
所述光反射膜设置在所述保护层与所述平坦化层之间。
6.根据权利要求5所述的发光元件，其中，所述发光单元发出的光至少经由所述保护层、设置在所述光反射膜中的开口、所述平坦化层和所述光路控制单元而发射到外部。
7.根据权利要求5所述的发光元件，其中，所述光反射膜在远离所述发光单元的方向上具有凸起形状。
8.根据权利要求5所述的发光元件，其中，所述发光单元在远离所述平坦化层的方向上具有凸起形状。
9.根据权利要求5所述的发光元件，其中，透明薄膜在所述保护层的定位在所述开口的底部处的一部分与所述平坦化层之间形成。
10.根据权利要求5所述的发光元件，其中，第一光散射层在所述发光单元的下方形成。
11.根据权利要求5所述的发光元件，其中，第二光散射层至少在所述保护层的定位在所述开口的底部处的一部分中形成。
12.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述光反射膜具有边缘部分。
13.根据权利要求12所述的发光元件，其中，光吸收材料层在保护层的定位在所述光反射膜的所述边缘部分外部的区域上形成。
14.根据权利要求12所述的发光元件，其中，
凹槽在保护层的定位在所述光反射膜的所述边缘部分外部的区域中形成，并且
平坦化层在所述凹槽内延伸。
15.根据权利要求14所述的发光元件，其中，所述光反射膜在形成在所述保护层中的所述凹槽的侧壁上延伸。
16.根据权利要求1所述的发光元件，其中，
所述发光单元具有第一电极、有机层和第二电极的层叠结构，并且
所述光反射膜形成在所述第二电极上方。
17.根据权利要求16所述的发光元件，其中，所述有机层包括发光层，所述发光层包括有机电致发光层。
18.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述发光单元包括发光二极管。
19.一种显示装置，包括多个发光元件，每个发光元件包括：发光单元；以及设置在所述发光单元上方的光路控制单元，其中，包括开口的光反射膜设置在所述发光单元与所述光路控制单元之间。
20.一种显示装置，包括：
第一基板和第二基板；以及
多个发光元件单元，每个所述发光元件单元包括设置在所述第一基板上的第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件，
其中，每个发光元件包括设置在所述第一基板上方的发光单元和设置在所述发光单元上方的光路控制单元，并且包括开口的光反射膜设置在所述发光单元与所述光路控制单元之间。
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