JP2002124373A - 有機発光素子 - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
- H10K59/876—Arrangements for extracting light from the devices comprising a resonant cavity structure, e.g. Bragg reflector pair
-
- H—ELECTRICITY
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K59/879—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光の取り出し効率を向上させ、斜め方向か
ら観察しても発光色に違和感の少ない有機発光素子を提
供する。 【解決手段】 透明基板１１の発光部となる部位に凸レ
ンズ形状を有し、この基板１１上に半透明反射層１２、
及び透明電極層１３と金属電極層１７の間に挟持した発
光機能を有する有機薄膜層１４，１５，１６を形成し、
有機薄膜層１４，１５，１６が半透明反射層１２と金属
電極層１７の間に配されて微小共振器として機能する。
ら観察しても発光色に違和感の少ない有機発光素子を提
供する。 【解決手段】 透明基板１１の発光部となる部位に凸レ
ンズ形状を有し、この基板１１上に半透明反射層１２、
及び透明電極層１３と金属電極層１７の間に挟持した発
光機能を有する有機薄膜層１４，１５，１６を形成し、
有機薄膜層１４，１５，１６が半透明反射層１２と金属
電極層１７の間に配されて微小共振器として機能する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子、通信用
発光素子、光を利用した情報の書き込み／読み出し装
置、印刷装置などに利用される多色発光の有機発光素子
に関する。
発光素子、光を利用した情報の書き込み／読み出し装
置、印刷装置などに利用される多色発光の有機発光素子
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の有機蛍光体発光素子（以下、「有
機ＥＬ発光素子」という。）は、それぞれの蛍光体の種
類に応じた１種類の発光スペクトルしか得られなかった
が、特開平６−２７５３８１号公報において、透明基板
上に新たに半透明反射層を設けた構成、すなわち透明基
板上に、半透明反射層、透明電極層、有機薄膜からなる
発光層、及び電極層が順次形成された構成の多色発光の
有機発光素子が提案された。
機ＥＬ発光素子」という。）は、それぞれの蛍光体の種
類に応じた１種類の発光スペクトルしか得られなかった
が、特開平６−２７５３８１号公報において、透明基板
上に新たに半透明反射層を設けた構成、すなわち透明基
板上に、半透明反射層、透明電極層、有機薄膜からなる
発光層、及び電極層が順次形成された構成の多色発光の
有機発光素子が提案された。
【０００３】この発光素子は、半透明反射層と電極層の
間が微小共振器として作用する。このとき、上下反射鏡
間の光学的距離を変えることにより、それぞれの距離に
応じた異なる発光スペクトルの光を同一基体上の素子か
ら効率良く取り出すことができる。
間が微小共振器として作用する。このとき、上下反射鏡
間の光学的距離を変えることにより、それぞれの距離に
応じた異なる発光スペクトルの光を同一基体上の素子か
ら効率良く取り出すことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、同公報におい
て示唆されているように、素子の発光を斜め方向から観
察すると、正面に比べて短い波長の光が見え、カラー表
示装置として使用するには問題があった。また光源とし
て利用する場合、斜め方向へ発散する発光は有効に利用
するのが困難であった。
て示唆されているように、素子の発光を斜め方向から観
察すると、正面に比べて短い波長の光が見え、カラー表
示装置として使用するには問題があった。また光源とし
て利用する場合、斜め方向へ発散する発光は有効に利用
するのが困難であった。
【０００５】本発明の目的は、上記課題に鑑みて、上述
の微小共振器を有する有機ＥＬ発光素子を改良し、さら
に発光の取り出し効率を向上させ、斜め方向から観察し
ても発光色に違和感の少ない有機発光素子を提供するこ
とにある。
の微小共振器を有する有機ＥＬ発光素子を改良し、さら
に発光の取り出し効率を向上させ、斜め方向から観察し
ても発光色に違和感の少ない有機発光素子を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべ
く、本発明の有機発光素子は、透明基板の発光部となる
部位に凸レンズ形状を有し、該基板上に半透明反射層、
及び透明電極層と金属電極層の間に挟持した発光機能を
有する有機薄膜層を形成し、該有機薄膜層が半透明反射
層と金属電極層の間に配されて微小共振器として機能す
るものである。
く、本発明の有機発光素子は、透明基板の発光部となる
部位に凸レンズ形状を有し、該基板上に半透明反射層、
及び透明電極層と金属電極層の間に挟持した発光機能を
有する有機薄膜層を形成し、該有機薄膜層が半透明反射
層と金属電極層の間に配されて微小共振器として機能す
るものである。
【０００７】上記有機発光素子において、上記透明基板
の凸レンズ形状が、有機薄膜層側に突設した半凸レンズ
形状であることが好ましい。
の凸レンズ形状が、有機薄膜層側に突設した半凸レンズ
形状であることが好ましい。
【０００８】或いは、上記透明基板の凸レンズ形状が、
有機薄膜層側及び発光取り出し側に突設した両凸レンズ
形状であることが好ましい。
有機薄膜層側及び発光取り出し側に突設した両凸レンズ
形状であることが好ましい。
【０００９】上記半透明反射層は、透明基板の有機薄膜
層側の面に形成されていても、また透明基板の発光取り
出し側の面に形成されていてもよい。
層側の面に形成されていても、また透明基板の発光取り
出し側の面に形成されていてもよい。
【００１０】また、上記半透明反射層の反射率が５０％
以上であることが好ましい。
以上であることが好ましい。
【００１１】さらに、上記金属電極層は、有機薄膜層に
対して凹面鏡形状に形成されていることが好ましい。
対して凹面鏡形状に形成されていることが好ましい。
【００１２】そして、上記有機薄膜層が、正孔注入層、
発光層、及び電子注入層から形成されていることが好ま
しい。
発光層、及び電子注入層から形成されていることが好ま
しい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて説明するが、本発明は本実施の形
態に限られない。
を添付図面に基づいて説明するが、本発明は本実施の形
態に限られない。
【００１４】図１は、本発明の有機発光素子の一実施形
態を示す構成図である。本実施形態の有機発光素子は、
透明基板１１の発光部となる部位に凸レンズ形状を形成
し、該基板１１上に半透明反射層１２、及び透明電極層
１３と金属電極層１７の間に挟持した発光機能を有する
有機薄膜層１４，１５，１６を形成した有機ＥＬ発光素
子である。
態を示す構成図である。本実施形態の有機発光素子は、
透明基板１１の発光部となる部位に凸レンズ形状を形成
し、該基板１１上に半透明反射層１２、及び透明電極層
１３と金属電極層１７の間に挟持した発光機能を有する
有機薄膜層１４，１５，１６を形成した有機ＥＬ発光素
子である。
【００１５】具体的には、図１に示すように、発光部と
なる部位に凸レンズ形状を有する透明基板１１上に半透
明反射層１２が形成され、この上に透明電極層１３が配
置され、さらに有機正孔注入層１４、有機発光層１５、
有機電子注入層１６が順に設けられたもので、その上に
金属電極層１７が形成された有機ＥＬ発光素子である。
なる部位に凸レンズ形状を有する透明基板１１上に半透
明反射層１２が形成され、この上に透明電極層１３が配
置され、さらに有機正孔注入層１４、有機発光層１５、
有機電子注入層１６が順に設けられたもので、その上に
金属電極層１７が形成された有機ＥＬ発光素子である。
【００１６】半透明反射層１２は発光層１５での発光の
一部を透明基板側に透過するとともに、発光の一部を発
光層側に反射する反射機能を有する。
一部を透明基板側に透過するとともに、発光の一部を発
光層側に反射する反射機能を有する。
【００１７】また、発光層１５に対して凹面鏡形状に設
けられた金属電極層１７は、発光層１５からの発光を透
明基板側へ反射し、同時に凹面鏡形状の曲率に応じた焦
点距離に相当する位置で、発光を集める機能を有する。
発光素子をどのように利用するかで、この曲率は変える
必要がある。
けられた金属電極層１７は、発光層１５からの発光を透
明基板側へ反射し、同時に凹面鏡形状の曲率に応じた焦
点距離に相当する位置で、発光を集める機能を有する。
発光素子をどのように利用するかで、この曲率は変える
必要がある。
【００１８】すなわち、表示素子として用いる場合は、
透明基板１１の発光面側付近で集光するように、曲率を
透明基板１１の厚さ程度にすることが好ましい。
透明基板１１の発光面側付近で集光するように、曲率を
透明基板１１の厚さ程度にすることが好ましい。
【００１９】また、原稿読み取りのコンタクトセンサー
の光源、あるいは感光体へ書き込みを行う光書き込みヘ
ッドヘ応用する場合は、原稿面あるいは感光体面（多く
の場合は発光素子の透明基板１１の発光面側から１〜１
０ｍｍ程離れている。）付近で集光するように、曲率を
透明基板１１の厚さ程度から、さらに１〜１０ｍｍプラ
スした大きさにすることが好ましい。
の光源、あるいは感光体へ書き込みを行う光書き込みヘ
ッドヘ応用する場合は、原稿面あるいは感光体面（多く
の場合は発光素子の透明基板１１の発光面側から１〜１
０ｍｍ程離れている。）付近で集光するように、曲率を
透明基板１１の厚さ程度から、さらに１〜１０ｍｍプラ
スした大きさにすることが好ましい。
【００２０】さらに、セルフォックレンズのような導光
体を使って発光素子とセンサー、感光体を結合する場合
は、結合面に集光するように、透明基板１１の厚さと透
明基板１１と導光体の結合面までの距離を加えた大きさ
の曲率とすることが好ましい。
体を使って発光素子とセンサー、感光体を結合する場合
は、結合面に集光するように、透明基板１１の厚さと透
明基板１１と導光体の結合面までの距離を加えた大きさ
の曲率とすることが好ましい。
【００２１】前記半透明反射層１２は、透明ガラス基板
に半透明反射層１２を設けて半透明反射層１２側から測
定した反射率が５０％以上の特性であることが好まし
い。
に半透明反射層１２を設けて半透明反射層１２側から測
定した反射率が５０％以上の特性であることが好まし
い。
【００２２】発光層１５からの発光は、この半透明反射
層１２と金属電極層１７の間で繰り返し反射され微小光
共振器を形成する。この効果によって、半透明電極層１
２を透過する発光は金属電極層１７に対して垂直方向に
強く放射される。
層１２と金属電極層１７の間で繰り返し反射され微小光
共振器を形成する。この効果によって、半透明電極層１
２を透過する発光は金属電極層１７に対して垂直方向に
強く放射される。
【００２３】反射率が上記５０％より小さくなると、半
透明反射層１２を通して取り出される発光スペクトルが
シャープにならなくなる。
透明反射層１２を通して取り出される発光スペクトルが
シャープにならなくなる。
【００２４】また取り出される発光色は、光路長（半透
明反射層１２と金属電極層１７の間の層の厚さと材料の
屈折率の積の総和）の１／２の値の整数倍の波長の色に
なる。
明反射層１２と金属電極層１７の間の層の厚さと材料の
屈折率の積の総和）の１／２の値の整数倍の波長の色に
なる。
【００２５】透明基板１１の発光部となる部位の両面に
凸レンズ形状（両凸レンズ形状）の加工をした場合、光
の取り出し側から見て発光素子の上に凸レンズを置いた
構成になる。このとき、半透明反射層１２のない通常の
有機ＥＬ発光素子の場合、発光面での指向性が無いため
凸レンズで集光する効果は期待できない。しかし、半透
明反射層１２を設けた本発明の構成では、凸レンズに入
射する発光は指向性を有するので凸レンズによる集光が
可能になる。
凸レンズ形状（両凸レンズ形状）の加工をした場合、光
の取り出し側から見て発光素子の上に凸レンズを置いた
構成になる。このとき、半透明反射層１２のない通常の
有機ＥＬ発光素子の場合、発光面での指向性が無いため
凸レンズで集光する効果は期待できない。しかし、半透
明反射層１２を設けた本発明の構成では、凸レンズに入
射する発光は指向性を有するので凸レンズによる集光が
可能になる。
【００２６】また半透明反射層１２は、透明基板１１の
素子を設ける面と反対側である発光取り出し側の面（凸
レンズの反対面）に付ける場合も、発光は凸レンズの両
面で繰り返し反射され、指向性が向上して、集光効果は
大きくなる。
素子を設ける面と反対側である発光取り出し側の面（凸
レンズの反対面）に付ける場合も、発光は凸レンズの両
面で繰り返し反射され、指向性が向上して、集光効果は
大きくなる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を詳細に説明す
るが、本発明は本実施例に限られない。
るが、本発明は本実施例に限られない。
【００２８】〔実施例１〕 表示素子への応用 図１において、４ｍｍの厚さのＰＭＭＡ基板（透明基
板）１１は、曲率５ｍｍ円形の凸レンズ形状部を発光画
素部分に対応させて基板成形時に予め設けてある。
板）１１は、曲率５ｍｍ円形の凸レンズ形状部を発光画
素部分に対応させて基板成形時に予め設けてある。
【００２９】次に、半透明反射層１２を設ける。具体的
には、スパッタ成膜法によりＳｉＯ 2膜はとＴｉＯ2膜を
順次交互に積層する。層厚は、発光波長の１／４の光路
長になるようにする。例えば、５５０ｎｍの波長を取り
出す場合は、ＳｉＯ2膜は５５０ｎｍ×（１／４）÷
１．４５（ＳｉＯ2の屈折率）＝９５ｎｍとし、ＴｉＯ2
膜は５５０ｎｍ×（１／４）÷２．３５（ＴｉＯ２の屈
折率）＝５９ｎｍとする。
には、スパッタ成膜法によりＳｉＯ 2膜はとＴｉＯ2膜を
順次交互に積層する。層厚は、発光波長の１／４の光路
長になるようにする。例えば、５５０ｎｍの波長を取り
出す場合は、ＳｉＯ2膜は５５０ｎｍ×（１／４）÷
１．４５（ＳｉＯ2の屈折率）＝９５ｎｍとし、ＴｉＯ2
膜は５５０ｎｍ×（１／４）÷２．３５（ＴｉＯ２の屈
折率）＝５９ｎｍとする。
【００３０】ここでは半透明反射層１２は、ＳｉＯ2／
ＴｉＯ2／ＳｉＯ2／ＴｉＯ2の４層の積層膜とする。
ＴｉＯ2／ＳｉＯ2／ＴｉＯ2の４層の積層膜とする。
【００３１】このＰＭＭＡ基板／半透明反射層を半透明
反射層側から反射率を測定すると、５５０ｎｍ波長付近
で約６０％の反射率が得られた。
反射層側から反射率を測定すると、５５０ｎｍ波長付近
で約６０％の反射率が得られた。
【００３２】この上に、透明電極層１３としてＩｎ2Ｏ3
−ＺｎＯ膜を１５０ｎｍの厚さで成膜した。Ｉｎ2Ｏ3：
８５ｗｔ％−ＺｎＯ：１５ｗｔ％の焼結ターゲットをＡ
ｒ：９７％−Ｏ2：３％の割合で、ガス圧力が０．６Ｐ
ａの条件でスパッタ法により成膜した。
−ＺｎＯ膜を１５０ｎｍの厚さで成膜した。Ｉｎ2Ｏ3：
８５ｗｔ％−ＺｎＯ：１５ｗｔ％の焼結ターゲットをＡ
ｒ：９７％−Ｏ2：３％の割合で、ガス圧力が０．６Ｐ
ａの条件でスパッタ法により成膜した。
【００３３】基板加熱せずに付けられた膜は密着性も良
好で、シート抵抗値は２０Ω／□であった。透明電極層
１３はマスク成膜フォトリソ法などによって、各発光部
分を分離して繋げるように、ライン形状にパターン加工
される。
好で、シート抵抗値は２０Ω／□であった。透明電極層
１３はマスク成膜フォトリソ法などによって、各発光部
分を分離して繋げるように、ライン形状にパターン加工
される。
【００３４】この上に正孔注入層１４としてジアミン誘
導体（ＴＡＤ）を７０ｎｍ、電子注入層兼発光層１５と
してアルミニュームキレート（Ａｌｑ3）を７０ｎｍの
厚さに、真空蒸着法によって成膜した。蒸着チャンバー
は２×１０のマイナス３乗Ｐａ以下の高真空に排気さ
れ、成膜速度は１０Å／秒以下になるよう蒸発源への投
入電力を調整した。
導体（ＴＡＤ）を７０ｎｍ、電子注入層兼発光層１５と
してアルミニュームキレート（Ａｌｑ3）を７０ｎｍの
厚さに、真空蒸着法によって成膜した。蒸着チャンバー
は２×１０のマイナス３乗Ｐａ以下の高真空に排気さ
れ、成膜速度は１０Å／秒以下になるよう蒸発源への投
入電力を調整した。
【００３５】ここで半透明反射層１２と金属電極１７に
挟まれる共振部の光路長を計算すると、透明電極層１３
は屈折率２．０、層厚１５０ｎｍで光路長は２．０×１
５０＝３００ｎｍで、有機層１４，１５は屈折率１．
８、層厚合計１４０ｎｍで光路長は１．８×１４０＝２
５２ｎｍであり、光路長さ合計は５５２ｎｍとなり、発
光層Ａｌｑ3の発光波長５５０ｎｍの取り出しに適す
る。
挟まれる共振部の光路長を計算すると、透明電極層１３
は屈折率２．０、層厚１５０ｎｍで光路長は２．０×１
５０＝３００ｎｍで、有機層１４，１５は屈折率１．
８、層厚合計１４０ｎｍで光路長は１．８×１４０＝２
５２ｎｍであり、光路長さ合計は５５２ｎｍとなり、発
光層Ａｌｑ3の発光波長５５０ｎｍの取り出しに適す
る。
【００３６】次にＡｌ：９９ｗｔ％−Ｌｉ：１ｗｔ％合
金電極層１７を１５０ｎｍの厚さに設けた。
金電極層１７を１５０ｎｍの厚さに設けた。
【００３７】合金電極層１７はマスク成膜法などによっ
て、各発光部分を透明電極層１３にそれぞれ交差、分離
して繋げるように、ライン形状にパターン加工される。
透明電極層１３と金属電極層１７をこのようにパターン
加工すると、選択した発光部分（画素）だけに電圧を加
え表示（単純マトリックス駆動）が可能になる。ここで
それぞれのライン幅は２ｍｍであった。
て、各発光部分を透明電極層１３にそれぞれ交差、分離
して繋げるように、ライン形状にパターン加工される。
透明電極層１３と金属電極層１７をこのようにパターン
加工すると、選択した発光部分（画素）だけに電圧を加
え表示（単純マトリックス駆動）が可能になる。ここで
それぞれのライン幅は２ｍｍであった。
【００３８】透明電極層１３をプラス、金属電極層１７
をマイナスとして、１０〜１５Ｖの電圧を加えると図２
に示すようなシャープな発光スペクトルを示す。また視
野角依存性も少なく、図２に示すように表示素子を垂直
方向より３０度斜め方向から観察されるスペクトルも大
きな変化は無かった。
をマイナスとして、１０〜１５Ｖの電圧を加えると図２
に示すようなシャープな発光スペクトルを示す。また視
野角依存性も少なく、図２に示すように表示素子を垂直
方向より３０度斜め方向から観察されるスペクトルも大
きな変化は無かった。
【００３９】〔比較例１、２〕 表示素子への応用 上記実施例１に対して次のように構成を変化させた素子
を２種作製し、発光スペクトルを観察した。
を２種作製し、発光スペクトルを観察した。
【００４０】比較例１：用いるＰＭＭＡ基板１１が発光
部分も平滑であること以外は実施例１と同様にして素子
を作製した。
部分も平滑であること以外は実施例１と同様にして素子
を作製した。
【００４１】比較例２：半透明反射層１２を設けない以
外は実施例１と同様にして素子を作製した。
外は実施例１と同様にして素子を作製した。
【００４２】図３に示すように、比較例１の発光スペク
トルは実施例１と同様にシャープなものが得られるが、
表示素子を垂直方向より３０度斜め方向から観察される
スペクトルは、発光ピークが短波長側へ移動し、やや青
味がかった緑色に見えた。
トルは実施例１と同様にシャープなものが得られるが、
表示素子を垂直方向より３０度斜め方向から観察される
スペクトルは、発光ピークが短波長側へ移動し、やや青
味がかった緑色に見えた。
【００４３】図４に示すように比較例２の発光スペクト
ルは、垂直方向、３０度斜め方向とも大きな変化は見ら
れないが、４５０ｎｍから６２０ｎｍぐらいまでのブロ
ードな発光になった。全体にやや白っぽい緑色でカラー
表示の緑色としては色純度が不足する。発光画素を観察
すると、透明基板１１の発光部を凸レンズ形状にした実
施例１と比較例２は面輝度が比較例１よりも１０から２
０％ほど大きくなっていることが認められた。
ルは、垂直方向、３０度斜め方向とも大きな変化は見ら
れないが、４５０ｎｍから６２０ｎｍぐらいまでのブロ
ードな発光になった。全体にやや白っぽい緑色でカラー
表示の緑色としては色純度が不足する。発光画素を観察
すると、透明基板１１の発光部を凸レンズ形状にした実
施例１と比較例２は面輝度が比較例１よりも１０から２
０％ほど大きくなっていることが認められた。
【００４４】〔実施例２〕 光源としての応用 図５において、４ｍｍ厚さのＰＭＡ基板（透明基板）５
１の両面には、曲率１５ｍｍのかまぼこ形（半円柱状）
の凸レンズ形状部を発光画素部分に対応させて基板成形
時にあらかじめ設けてある。次に、半透明反射層５２を
設ける。
１の両面には、曲率１５ｍｍのかまぼこ形（半円柱状）
の凸レンズ形状部を発光画素部分に対応させて基板成形
時にあらかじめ設けてある。次に、半透明反射層５２を
設ける。
【００４５】具体的には、スパッタ成膜法によりＳｉＯ
2膜とＴｉＯ2膜を順次交互に積層する。層厚は、発光波
長の１／４の光路長になるようにする。例えば、５８０
ｎｍの波長を取り出す場合は、ＳｉＯ2膜は５８０ｎｍ
×（１／４）÷１．４５（ＳｉＯ2の屈折率）＝１００
ｎｍとし、ＴｉＯ2膜は５８０ｎｍ×（１／４）÷２．
３５（ＴｉＯ２の屈折率）＝６２ｎｍとする。
2膜とＴｉＯ2膜を順次交互に積層する。層厚は、発光波
長の１／４の光路長になるようにする。例えば、５８０
ｎｍの波長を取り出す場合は、ＳｉＯ2膜は５８０ｎｍ
×（１／４）÷１．４５（ＳｉＯ2の屈折率）＝１００
ｎｍとし、ＴｉＯ2膜は５８０ｎｍ×（１／４）÷２．
３５（ＴｉＯ２の屈折率）＝６２ｎｍとする。
【００４６】ここでは半透明反射層１２は、ＳｉＯ2／
ＴｉＯ2／ＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ 2／ＴｉＯ2の６層
の積層膜とする。
ＴｉＯ2／ＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ 2／ＴｉＯ2の６層
の積層膜とする。
【００４７】このＰＭＭＡ基板／半透明反層を半透明反
射層側から反射率を測定すると、５８０ｎｍ波長付近で
約８５％の反射率が得られた。
射層側から反射率を測定すると、５８０ｎｍ波長付近で
約８５％の反射率が得られた。
【００４８】この上に、透明電極層５３としてＩｎ2Ｏ3
−ＺｎＯ膜を１５０ｎｍの厚さで、成膜した。Ｉｎ
2Ｏ3：９０ｗｔ％−ＳｎＯ2：１０ｗｔ％の焼結ターゲ
ットをＡｒ：９７％−Ｏ2：２％の害恰で、ガス圧力が
０．５Ｐａの条件でスパッタ法により成膜した。基板加
熱せずに付けられた膜は密着性も良好で、シート抵抗値
は３０Ω／□であった。
−ＺｎＯ膜を１５０ｎｍの厚さで、成膜した。Ｉｎ
2Ｏ3：９０ｗｔ％−ＳｎＯ2：１０ｗｔ％の焼結ターゲ
ットをＡｒ：９７％−Ｏ2：２％の害恰で、ガス圧力が
０．５Ｐａの条件でスパッタ法により成膜した。基板加
熱せずに付けられた膜は密着性も良好で、シート抵抗値
は３０Ω／□であった。
【００４９】透明電極層５３はマスク成膜するか、成膜
後にフォトリソ法によって、各発光部分を分離して繋げ
るように、ライン形状にパターン加工される。
後にフォトリソ法によって、各発光部分を分離して繋げ
るように、ライン形状にパターン加工される。
【００５０】この上に正孔注入層５４としてテトラアリ
ールジアミン誘導体（ＴＰＤ）を７０ｎｍ、発光層５５
としてクマリン６色素１ｗｔ％添加したアルミニューム
キレート（Ａｌｑ3）を３５ｎｍ、電子注入層５６とし
てアルミニュームキレート（Ａｌｑ3）を５０ｎｍの厚
さに、真空蒸着法によって成膜した。蒸着チャンバーは
２×１０のマイナス３乗Ｐａ以下の高真空に排気され、
成膜速度は１０Å／秒以下になるよう蒸発源への投入電
力を調整した。
ールジアミン誘導体（ＴＰＤ）を７０ｎｍ、発光層５５
としてクマリン６色素１ｗｔ％添加したアルミニューム
キレート（Ａｌｑ3）を３５ｎｍ、電子注入層５６とし
てアルミニュームキレート（Ａｌｑ3）を５０ｎｍの厚
さに、真空蒸着法によって成膜した。蒸着チャンバーは
２×１０のマイナス３乗Ｐａ以下の高真空に排気され、
成膜速度は１０Å／秒以下になるよう蒸発源への投入電
力を調整した。
【００５１】ここで半透明反射層５２と金属電極５７に
挟まれる共振部の光路長を計算すると、透明電極層５３
は屈折率２．０、層厚１５０ｎｍで光路長は２．０×１
５０＝３００ｎｍ、有機層５４、５５、５６は屈折率
１．８、層厚合計１５５ｎｍで光路長は１．８×１５５
＝２７９ｎｍ、光路長さ合計は５７９ｎｍとなり、発光
層Ａｌｑ3の発光波長５８０ｎｍの取り出しに適する。
挟まれる共振部の光路長を計算すると、透明電極層５３
は屈折率２．０、層厚１５０ｎｍで光路長は２．０×１
５０＝３００ｎｍ、有機層５４、５５、５６は屈折率
１．８、層厚合計１５５ｎｍで光路長は１．８×１５５
＝２７９ｎｍ、光路長さ合計は５７９ｎｍとなり、発光
層Ａｌｑ3の発光波長５８０ｎｍの取り出しに適する。
【００５２】次に、Ｍｇ：９０ｗｔ％−Ａｇ：１０ｗｔ
％合金電極層５７を１５０ｎｍの厚さに設けた。合金電
極層５７はマスク成膜法などによって、各発光部分を透
明電極層５３にそれぞれ交差、分離して繋げるように、
ライン形状にパターン加工される。透明電極層５３と金
属電極層５７をこのようにパターン加工すると、選択し
た発光部分だけに電圧を加えて発光させることが可能に
なる。ここでそれぞれのライン幅は１０ｍｍ、発光部分
の長さは１００ｍｍであった。
％合金電極層５７を１５０ｎｍの厚さに設けた。合金電
極層５７はマスク成膜法などによって、各発光部分を透
明電極層５３にそれぞれ交差、分離して繋げるように、
ライン形状にパターン加工される。透明電極層５３と金
属電極層５７をこのようにパターン加工すると、選択し
た発光部分だけに電圧を加えて発光させることが可能に
なる。ここでそれぞれのライン幅は１０ｍｍ、発光部分
の長さは１００ｍｍであった。
【００５３】例えばカラー原稿読み取り用コンタクトセ
ンサーの光源素子として使用する場合は、赤色と青色の
発光ラインを併設すれば良い。赤色に発光させるには、
発光層に例えば、ナイルレッド色素を１ｗｔ％程添加し
たアルミニュームキレート（Ａｌｑ3）を用いれば良
い。
ンサーの光源素子として使用する場合は、赤色と青色の
発光ラインを併設すれば良い。赤色に発光させるには、
発光層に例えば、ナイルレッド色素を１ｗｔ％程添加し
たアルミニュームキレート（Ａｌｑ3）を用いれば良
い。
【００５４】青色に発光させるには、発光層に例えばペ
リレン色素を１ｗｔ％程添加したアルミニュームキレー
ト（Ａｌｑ3）を用いれば良い。
リレン色素を１ｗｔ％程添加したアルミニュームキレー
ト（Ａｌｑ3）を用いれば良い。
【００５５】透明電極層５３をプラス、金属電極層５７
をマイナスとして、１０〜１５Ｖの電圧を加えると、図
６に示すようなシャープな発光スペクトルを示す。
をマイナスとして、１０〜１５Ｖの電圧を加えると、図
６に示すようなシャープな発光スペクトルを示す。
【００５６】図７に発光強度の指向性を示す。図７にお
いて、０度は基板に垂直方向、９０度は基板に平行方向
を示す。基板に対向して光センサーを設置、発光素子を
回転ステージに固定して、ステージを回転させて発光強
度の方向依存性を測定した。基板に垂直方向に強度が大
きく、強度が１／２に減少する角度は約３０度であった
（図７参照）。
いて、０度は基板に垂直方向、９０度は基板に平行方向
を示す。基板に対向して光センサーを設置、発光素子を
回転ステージに固定して、ステージを回転させて発光強
度の方向依存性を測定した。基板に垂直方向に強度が大
きく、強度が１／２に減少する角度は約３０度であった
（図７参照）。
【００５７】〔比較例３〕 光源としての応用 半透明反射層５２を設けない以外は、実施例２と同様に
して比較例３の発光素子を作製した。図４に示すよう
に、４５０ｎｍから６２０ｎｍぐらいまでのブロードな
発光になった。全体にやや白っぽい緑色でカラーセンサ
ー光源の緑色としては色純度が不足する。同様に発光強
度の方向依存性を測定した。基板に垂直方向に強度が大
きく、強度が１／２に減少する角度は約３５度であった
（図７参照）。
して比較例３の発光素子を作製した。図４に示すよう
に、４５０ｎｍから６２０ｎｍぐらいまでのブロードな
発光になった。全体にやや白っぽい緑色でカラーセンサ
ー光源の緑色としては色純度が不足する。同様に発光強
度の方向依存性を測定した。基板に垂直方向に強度が大
きく、強度が１／２に減少する角度は約３５度であった
（図７参照）。
【００５８】〔実施例３〕 光源としての応用 半透明反射層５２だけを他の素子構成材料層と反対側、
すなわち透明基板１１の発光取り出し側の面（凸レンズ
形状部の反対面）に設けた以外は、実施例２と同様にし
て実施例３の発光素子を作製した。図４と同様のブロー
ドな発光になり共振器構成ではなくなっている（光路長
が光波長にくらべて大きくなりすぎたためである。）。
すなわち透明基板１１の発光取り出し側の面（凸レンズ
形状部の反対面）に設けた以外は、実施例２と同様にし
て実施例３の発光素子を作製した。図４と同様のブロー
ドな発光になり共振器構成ではなくなっている（光路長
が光波長にくらべて大きくなりすぎたためである。）。
【００５９】しかし、基板に垂直方向に発光強度が大き
く、強度が１／２に減少する角度は約２０度でさらに指
向性が向上していた。これは、基板１１の両方の凹面で
反射を繰り返し、取り出される光の多くが、集光される
ためと考えられる（図７参照）。
く、強度が１／２に減少する角度は約２０度でさらに指
向性が向上していた。これは、基板１１の両方の凹面で
反射を繰り返し、取り出される光の多くが、集光される
ためと考えられる（図７参照）。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の有機蛍光
体発光素子によれば、次のような優れた効果を奏する。
体発光素子によれば、次のような優れた効果を奏する。
【００６１】すなわち、半透明反射層と金属膜を有する
共振構成有機ＥＬ発光素子と、凸面形状を有する透明基
板を組み合わせることにより、発光スペクトルがシャー
プで、発光指向性の高い素子力が得られる。
共振構成有機ＥＬ発光素子と、凸面形状を有する透明基
板を組み合わせることにより、発光スペクトルがシャー
プで、発光指向性の高い素子力が得られる。
【００６２】また、両面に凸面形状を有する透明基板の
一方の面に半透明反射層、他方の面に金属膜を有する有
機ＥＬ発光素子を形成することで、発光指向性（集光機
能）の高い素子が得られる。
一方の面に半透明反射層、他方の面に金属膜を有する有
機ＥＬ発光素子を形成することで、発光指向性（集光機
能）の高い素子が得られる。
【００６３】よって、簡単な構造で、高効率で視野角依
存性の小さい有機発光素子を提供することができるもの
である。
存性の小さい有機発光素子を提供することができるもの
である。
【図１】実施例１の有機発光素子を示す構成図である。
【図２】実施例１の有機発光素子における発光スペクト
ルを示す説明図である。
ルを示す説明図である。
【図３】比較例１の有機発光素子の発光スペクトルを示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】比較例２の有機発光素子の発光スペクトルを示
す説明図である。
す説明図である。
【図５】実施例２の有機発光素子を示す構成図である
【図６】実施例２の有機発光素子における発光スペクト
ルを示す説明図である。
ルを示す説明図である。
【図７】有機発光素子の発光指向性の例を示す説明図で
ある。
ある。
１１、５１ 透明基板 １２、５２ 半透明反射層 １３、５３ 透明電極層 １４、５４ 正孔注入層 １５、５５ 発光層 １６、５６ 電子注入層 １７、５７ 金属電極層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 妹尾 章弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 浦川 伸一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 真下 精二 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB00 AB03 AB04 CA00 CA05 CB01 DA00 DB03 EA04 EB00 FA01
Claims (8)
- 【請求項１】 透明基板の発光部となる部位に凸レンズ
形状を有し、該基板上に半透明反射層、及び透明電極層
と金属電極層の間に挟持した発光機能を有する有機薄膜
層を形成し、該有機薄膜層が半透明反射層と金属電極層
の間に配されて微小共振器として機能することを特徴と
する有機発光素子。 - 【請求項２】 前記透明基板の凸レンズ形状が、有機薄
膜層側に突設した半凸レンズ形状であることを特徴とす
る請求項１に記載の有機発光素子。 - 【請求項３】 前記透明基板の凸レンズ形状が、有機薄
膜層側及び発光取り出し側に突設した両凸レンズ形状で
あることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。 - 【請求項４】 前記半透明反射層が、透明基板の有機薄
膜層側の面に形成されていることを特徴とする請求項１
から３のいずれかに記載の有機発光素子。 - 【請求項５】 前記半透明反射層が、透明基板の発光取
り出し側の面に形成されていることを特徴とする請求項
１から３のいずれかに記載の有機発光素子。 - 【請求項６】 前記半透明反射層の反射率が５０％以上
であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記
載の有機発光素子。 - 【請求項７】 前記金属電極層は、有機薄膜層に対して
凹面鏡形状に形成されていることを特徴とする請求項１
から６のいずれかに記載の有機発光素子。 - 【請求項８】 前記有機薄膜層が、正孔注入層、発光
層、及び電子注入層から形成されていることを特徴とす
る請求項１から７のいずれかに記載の有機発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000316099A JP2002124373A (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 有機発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000316099A JP2002124373A (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 有機発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002124373A true JP2002124373A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18795093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000316099A Withdrawn JP2002124373A (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 有機発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002124373A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101819983A (zh) * | 2009-02-26 | 2010-09-01 | 统宝光电股份有限公司 | 发光装置及其制造方法与应用该发光装置的图像显示系统 |
| US9029897B2 (en) | 2012-10-12 | 2015-05-12 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting diode and organic light emitting diode display |
| CN110148685A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-20 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 显示面板及其制作方法 |
| CN111668390A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-15 | 合肥视涯技术有限公司 | 一种有机发光显示面板 |
| WO2021171857A1 (ja) | 2020-02-26 | 2021-09-02 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 発光素子及び表示装置、並びに、表示装置の製造方法 |
-
2000
- 2000-10-17 JP JP2000316099A patent/JP2002124373A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101819983A (zh) * | 2009-02-26 | 2010-09-01 | 统宝光电股份有限公司 | 发光装置及其制造方法与应用该发光装置的图像显示系统 |
| US9029897B2 (en) | 2012-10-12 | 2015-05-12 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting diode and organic light emitting diode display |
| CN110148685A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-20 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 显示面板及其制作方法 |
| CN110148685B (zh) * | 2019-05-07 | 2021-01-15 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 显示面板及其制作方法 |
| WO2021171857A1 (ja) | 2020-02-26 | 2021-09-02 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 発光素子及び表示装置、並びに、表示装置の製造方法 |
| KR20220146436A (ko) | 2020-02-26 | 2022-11-01 | 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 | 발광 소자 및 표시 장치, 및, 표시 장치의 제조 방법 |
| CN111668390A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-15 | 合肥视涯技术有限公司 | 一种有机发光显示面板 |
| US11502277B2 (en) | 2020-07-01 | 2022-11-15 | Seeya Optronics Co., Ltd. | Organic light-emitting diode display panel |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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