JP2005079014A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】単色光のエレクトロルミネッセンス素子を使用して、白色光を出射することを可能とし、エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し効率を向上させることができる発光装置を提供する。
【解決手段】 発光装置11は、基板12の光入射面12ａ側に、有機ＥＬ素子13と、共振波長の光を増強するマイクロキャビティ構造14とを備えている。基板12の光出射面12ｂ側には、基板12から出射される光を白色光に変換する蛍光体層15を備えている。マイクロキャビティ構造14は、基板12上に順に形成されたハーフミラー16と、バッファ層17と、ハーフミラー18とで構成されている。バッファ層17は透明な材料によって形成され、厚さ即ち光路長が、λ／（２ｎ）の整数倍もしくはλ／（４ｎ）の奇数倍に形成されている。ここでλは共振波長、ｎはバッファ層17を構成する物質の屈折率である。
【選択図】 図１
【解決手段】 発光装置11は、基板12の光入射面12ａ側に、有機ＥＬ素子13と、共振波長の光を増強するマイクロキャビティ構造14とを備えている。基板12の光出射面12ｂ側には、基板12から出射される光を白色光に変換する蛍光体層15を備えている。マイクロキャビティ構造14は、基板12上に順に形成されたハーフミラー16と、バッファ層17と、ハーフミラー18とで構成されている。バッファ層17は透明な材料によって形成され、厚さ即ち光路長が、λ／（２ｎ）の整数倍もしくはλ／（４ｎ）の奇数倍に形成されている。ここでλは共振波長、ｎはバッファ層17を構成する物質の屈折率である。
【選択図】 図１
Description
本発明は、発光装置に係り、詳しくはエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を発光源とする発光装置に関する。
従来、液晶表示装置のバックライトとしてＥＬパネルを備えたものがある。ＥＬパネルは基板上に、陽極、ＥＬ層、反射陰極が順に積層形成されたＥＬ素子を備えている。陽極は光透過性を有する材料、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）で形成されており、ＥＬ素子を発光させた状態では光が基板側から出射される。ＥＬ素子の発光を有効に利用するためには、ＥＬ素子から基板に入射された光が基板のＥＬ素子と対向する面と反対側の面（出射面）から効率良く出射される必要がある。しかし、ＥＬ素子から発せられる光はあらゆる方向に向かって放射されるため、ＥＬ素子から基板に入射する光の入射角も様々である。そのため、基板に入射された光のうち、出射面から出射されず、直接基板の側面から出射されたり、出射面で全反射した後、基板内を導波して基板の側面から出射される光も多くある。従って、従来のＥＬパネルではＥＬ層から発光された光の多くが出射面から出射されず、無駄になる。
また、フルカラー表示を行う場合、白色発光を行うＥＬ層から出射した光を光源とし、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色のカラーフィルタを使用して所望の色を表示するようにしたものがある。
従来の白色発光素子においては、発光材料として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の材料を用いるか、あるいは青／黄又は青緑／橙色の補色の関係の色の材料を用いる必要があり、そのため経時変化により色バランスが変化しやすいという問題がある。この問題を解消する発光装置として、透光性基板の上にオルトメタル化錯体を含有する色変換膜を形成し、その色変換膜の上に、透明電極、有機発光層を含む有機化合物層及び対向電極を有する有機発光素子を設置した発光装置が提案されている（特許文献１参照。）。特許文献１には、発光装置として、緑色発光装置、赤色発光装置、白色発光装置が記載されている。また、特許文献１には、微小光共振器構造（マイクロキャビティ）を有する有機発光素子を用いてもよい旨が記載されている。
特開２００１−２８４０４９号公報（明細書の段落［０００７］、［０００８］、［００１７］、［００１９］、［００３４］、［００３８］、［００４２］
マイクロキャビティを用いると、特定の波長の光を増強できるだけではなく、当該波長の光の指向性を高めることができる。そして、この指向性は、マイクロキャビティの厚さ方向となる。このような指向性を有する光は、基板との界面や基板内部で反射される割合が少なくなるため、効率的に出射面から出射される。
このようなマイクロキャビティと色変換膜とを組み合わせて白色発光素子を構成する場合、特許文献１に記載のような構造にすると、光取り出し効率を向上させることが困難となる。
すなわち、特許文献１に記載のような構造では、マイクロキャビティで増強され、かつ指向性が与えられた光が、基板を通過する前に色変換される。光が色変換される際には、同時に散乱されることが避けられないため、指向性が低下し、結果として、光の取り出し効率が、色変換しない場合に比べて低下する。
本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は単色光のエレクトロルミネッセンス素子を使用して、白色光を出射することを可能とし、エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し効率を向上させることができる発光装置を提供することにある。
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、少なくとも波長が４９０ｎｍ以下の光に対する透過性を有する基板の光入射面側に、波長のピークが４９０ｎｍ以下の光を発するエレクトロルミネッセンス素子と、前記エレクトロルミネッセンス素子から発する光のうち共振波長の光を増強する光共振器構造（マイクロキャビティ）とを備えている。そして、前記基板の光出射面側に前記基板から出射される光を白色光に変換する蛍光体層を備えている。
この発明では、エレクトロルミネッセンス素子から波長のピークが４９０ｎｍ以下の光である青色光または紫外光が発せられる。エレクトロルミネッセンス素子から発した光は、光共振構造の作用により共振波長での強度が増強されて指向性が高くなって基板に入射する。そして、基板の出射面側に設けられた蛍光体層を透過する間に白色光に変換されて出射される。従って、発光装置はボトムエミッションタイプとなり、単色光のエレクトロルミネッセンス素子を使用して、白色光を出射することができ、エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し効率を向上させることができる。
請求項２に記載の発明は、基板の一方の面に、波長のピークが４９０ｎｍ以下の光を発するエレクトロルミネッセンス素子と、前記エレクトロルミネッセンス素子から発する光のうち共振波長の光を増強する光共振器構造とを備えている。前記エレクトロルミネッセンス素子及び前記光共振器構造より外側に、前記光共振器構造によって共振波長での強度が増強された後の光を白色光に変換する蛍光体層を備えている。
この発明では、エレクトロルミネッセンス素子から波長のピークが４９０ｎｍ以下の光である青色光または紫外光が発せられる。エレクトロルミネッセンス素子から発した光は、光共振構造の作用により共振波長での強度が増強されて指向性が高くなって基板と反対側に向かって出射される。そして、エレクトロルミネッセンス素子及び光共振構造の外側に設けられた蛍光体層を透過する間に白色光に変換されて出射される。従って、発光装置はトップエミッションタイプとなり、単色光のエレクトロルミネッセンス素子を使用して、白色光を出射することができ、エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し効率を向上させることができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記エレクトロルミネッセンス素子自体が前記光共振器構造を構成している。この発明では、光共振器構造の構成要素の少なくとも一部とエレクトロルミネッセンス素子の構成要素の少なくとも一部とを共通化できる。そのため、光共振器構造をエレクトロルミネッセンス素子と独立して設ける場合に比較して、構造を簡単にしたり発光装置を薄くしたりすることも可能となる。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記エレクトロルミネッセンス素子は有機エレクトロルミネッセンス素子である。この発明では、エレクトロルミネッセンス素子として無機エレクトロルミネッセンス素子を使用する構成に比較して、発光に必要な印加電圧を低くできる。また、波長のピークが４９０ｎｍ以下の光（青色光又は紫外光）を発するエレクトロルミネッセンス材料を入手し易い。
請求項１〜請求項４に記載の発明によれば、単色光のエレクトロルミネッセンス素子を使用して、白色光を出射することを可能とするとともに、エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し効率を向上させることができる。
（第１の実施形態）
以下、本発明をエレクトロルミネッセンス素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を使用したボトムエミッションタイプの発光装置に具体化した第１の実施形態を図１（ａ），（ｂ）に従って説明する。図１（ａ）は発光装置の模式図であり、図１（ｂ）は作用を説明する模式拡大図である。
以下、本発明をエレクトロルミネッセンス素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を使用したボトムエミッションタイプの発光装置に具体化した第１の実施形態を図１（ａ），（ｂ）に従って説明する。図１（ａ）は発光装置の模式図であり、図１（ｂ）は作用を説明する模式拡大図である。
発光装置１１は、基板１２の光入射面１２ａ側に、エレクトロルミネッセンス素子としての有機ＥＬ素子１３と、共振波長の光を増強する光共振器構造としてのマイクロキャビティ構造１４とを備えている。基板１２の光出射面１２ｂ側には、基板１２から出射される光を白色光に変換する蛍光体層１５を備えている。
基板１２は、少なくとも波長が４９０ｎｍ以下の光に対する透過性を有する材質で形成され、例えばガラス製の板で形成されている。この実施形態では基板１２の光入射面１２ａ上にマイクロキャビティ構造１４が設けられ、マイクロキャビティ構造１４上に有機ＥＬ素子１３が形成されている。
マイクロキャビティ構造１４は、基板１２上に順に形成されたハーフミラー１６と、バッファ層１７と、ハーフミラー１８とで構成されている。ハーフミラー１６，１８は光透過性を有するように５ｎｍ〜３０ｎｍの厚さの金属で形成され、例えばアルミニウムで形成されている。バッファ層１７は透明な材料によって形成され、厚さ即ち光路長が、λ／（２ｎ）の整数倍に形成されている。ここでλは共振波長であり、有機ＥＬ素子１３から発せられる光のピーク波長から短波長側に所定範囲（例えば、３０ｎｍ）の値になる。また、ｎはバッファ層を構成する物質の屈折率である。
有機ＥＬ素子１３は、第１電極１９、有機ＥＬ層２０及び第２電極２１がマイクロキャビティ構造１４上に順に積層された状態に形成されている。この実施の形態では第１電極１９が陽極を構成し、第２電極２１が陰極を構成する。
第１電極１９は、公知の有機ＥＬ素子で透明電極として用いられるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）等により形成されている。第２電極２１は、金属（例えば、アルミニウム）で形成され、光反射性を備えている。光反射性を有する電極形成用の材料としては、アルミニウムに限らず、クロムや他の金属としてもよい。ただし、クロムを使用した場合はアルミニウムを使用した場合より反射率が低くなる。
有機ＥＬ層２０は、公知の有機ＥＬ素子において使用される波長のピークが４９０ｎｍ以下の青色光又は紫外光を発する材料を使用して、公知の層構成にすればよく、公知の製造方法によって製造できる。この実施形態では、有機ＥＬ層２０は、第１電極１９側から正孔（ホール）注入層、正孔輸送層及び発光層の順で３層が積層されて構成されている。発光層は、例えば、４，４−Ｂis（２，２−diphenyl−ethen −１−yl）−biphenyl（ＤＰＶＢｉ）をホストとし、４，４’−（Ｂis（９−ethyl −３−carbazovinylene ）−１，１’−biphenyl（ＢＣｚＶＢｉ）をドーパントとして膜厚３０ｎｍに形成されている。ＢＣｚＶＢｉはＤＰＶＢｉに対して５．０ｗｔ％になるように含有されている。正孔注入層は、この実施形態では、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）よりなり、膜厚１０ｎｍの層になるように形成されている。正孔輸送層は末端フェニルのメタ位にメチル基を持つトリフェニルアミンの４量体（ＴＰＴＥ）よりなり、膜厚１０ｎｍの層になるように形成されている。
有機ＥＬ素子１３は、有機ＥＬ層２０が外気と接しないように、パッシベーション膜（図示せず）で被覆されている。パッシベーション膜は、ハーフミラー１６、バッファ層１７、ハーフミラー１８、第１電極１９、有機ＥＬ層２０及び第２電極２１の各端面と、第２電極２１の有機ＥＬ層２０に対向する面と反対側の面とを覆うように形成されている。パッシベーション膜は水分の透過を防止する材質、例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素で形成されている。
蛍光体層１５は、基板１２から出射される光を白色光に変換する機能を備えている。蛍光体層１５の材質としては、例えばＹＡＧ（イットリウム、アルミニウム、ガーネット）系蛍光体が挙げられる。
次に前記のように構成された発光装置１１の作用を説明する。発光装置１１は例えば液晶表示装置のバックライトとして使用される。
発光装置１１は電源投入されると、第１電極１９と第２電極２１との間に直流電圧が印加され、有機ＥＬ層２０が青色に発光する。図１（ｂ）に示すように、有機ＥＬ層２０から発した光は、直接第１電極１９を透過してマイクロキャビティ構造１４へと進むものと、第２電極２１で反射してから第１電極１９を透過してマイクロキャビティ構造１４へと進むものとがある。
発光装置１１は電源投入されると、第１電極１９と第２電極２１との間に直流電圧が印加され、有機ＥＬ層２０が青色に発光する。図１（ｂ）に示すように、有機ＥＬ層２０から発した光は、直接第１電極１９を透過してマイクロキャビティ構造１４へと進むものと、第２電極２１で反射してから第１電極１９を透過してマイクロキャビティ構造１４へと進むものとがある。
両ハーフミラー１６，１８間の距離が、共振波長をλとしたとき、λ／（２ｎ）の整数倍に形成されているため、マイクロキャビティ構造１４へ進んだ青色光は、図１（ｂ）に示すように、両ハーフミラー１６，１８間において共振される。そして、青色光は、共振波長λでの強度が増強されて、光出射面１２ｂと直交する方向への指向性が高められた後、基板１２の光出射面１２ｂから蛍光体層１５を経て出射される。青色光は蛍光体層１５を透過する間に青色から白色に変換され、発光装置１１からは白色光が出射される。
液晶表示装置においては、発光装置１１から出射された白色光が、液晶パネルに装備された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色のカラーフィルタの作用により所望の色に変換されて表示される。
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１） 発光装置１１は、光透過性の基板１２の光入射面１２ａ側に、波長のピークが４９０ｎｍ以下の光を発するＥＬ素子と、共振波長の光を増強するマイクロキャビティ構造１４とを備え、基板１２の光出射面１２ｂ側に基板１２から出射される光を白色光に変換する蛍光体層１５を備えている。従って、ＥＬ素子からの単色光は、蛍光体層１５で散乱されることなく基板を通過するため、ＥＬ素子の光取り出し効率を向上させることができる。そして、基板を通過した光が蛍光体層１５で白色光に変換されるため、単色光から白色光を得ることができる。
（１） 発光装置１１は、光透過性の基板１２の光入射面１２ａ側に、波長のピークが４９０ｎｍ以下の光を発するＥＬ素子と、共振波長の光を増強するマイクロキャビティ構造１４とを備え、基板１２の光出射面１２ｂ側に基板１２から出射される光を白色光に変換する蛍光体層１５を備えている。従って、ＥＬ素子からの単色光は、蛍光体層１５で散乱されることなく基板を通過するため、ＥＬ素子の光取り出し効率を向上させることができる。そして、基板を通過した光が蛍光体層１５で白色光に変換されるため、単色光から白色光を得ることができる。
（２） ＥＬ素子は有機ＥＬ素子１３であるため、ＥＬ素子として無機ＥＬ素子を使用する構成に比較して、発光に必要な印加電圧を低くできる。また、波長のピークが４９０ｎｍ以下の光（青色光又は紫外光）を発するＥＬ材料を入手し易い。
（３） 基板１２の光入射面１２ａ側に設けられた有機ＥＬ素子１３及びマイクロキャビティ構造１４のうち、マイクロキャビティ構造１４が有機ＥＬ素子１３より基板１２側に配置され、有機ＥＬ素子１３は有機ＥＬ層２０から基板１２と反対側に向かって発せられた光を基板１２側に反射させる構成となっている。従って、有機ＥＬ素子１３がマイクロキャビティ構造１４と基板１２との間に配置された構成に比較して、有機ＥＬ素子１３から発せられた光を効率よく光出射面１２ｂから出射させることができる。
（４） マイクロキャビティ構造１４が有機ＥＬ素子１３と独立して設けられているため、マイクロキャビティ構造１４の光路長を所定値となるように形成するのが容易となる。
（５） マイクロキャビティ構造１４がハーフミラー１６，１８とバッファ層１７とで構成され、バッファ層１７の厚さを所定の光路長とするという簡単な構造によって形成できる。
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を図２に従って説明する。この実施形態では、有機ＥＬ素子１３の発光が基板１２と反対側から出射されるトップエミッションタイプに構成されている点が第１の実施形態と異なっている。また、有機ＥＬ素子１３とマイクロキャビティ構造１４とを独立して設ける代わりに、有機ＥＬ素子１３がマイクロキャビティ構造１４を構成している点も第１の実施形態と異なっている。
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を図２に従って説明する。この実施形態では、有機ＥＬ素子１３の発光が基板１２と反対側から出射されるトップエミッションタイプに構成されている点が第１の実施形態と異なっている。また、有機ＥＬ素子１３とマイクロキャビティ構造１４とを独立して設ける代わりに、有機ＥＬ素子１３がマイクロキャビティ構造１４を構成している点も第１の実施形態と異なっている。
発光装置１１は、基板１２の一方の面に、波長のピークが４９０ｎｍ以下の光を発する有機ＥＬ素子１３を備えている。有機ＥＬ素子１３は、基板１２上に第２電極２１、有機ＥＬ層２０、第１電極１９の順に積層形成されている。有機ＥＬ層２０及び第２電極２１は第１の実施形態と同様の材料で形成されている。第１電極１９は透明電極として用いられるＩＴＯ等でなく、光透過性を有するように５ｎｍ〜３０ｎｍの厚さの金属によりハーフミラー状に形成されている。有機ＥＬ層２０は、その厚さ即ち光路長が、λ／（２ｎ）の整数倍に形成されている。即ち、有機ＥＬ素子１３自体が共振波長の光を増強するマイクロキャビティ構造１４を構成している。
有機ＥＬ素子１３は、有機ＥＬ層２０が外気と接しないように、パッシベーション膜（図示せず）で被覆されている。そして、第１電極１９上にはパッシベーション膜を介して蛍光体層１５が積層されている。
この実施形態の発光装置１１では、電源投入されると、第１電極１９と第２電極２１との間に直流電圧が印加され、有機ＥＬ層２０が青色に発光する。有機ＥＬ層２０は、ハーフミラー状に形成された第１電極１９と、光反射性の第２電極２１とに挟まれ、厚さがλ／（２ｎ）の整数倍に等しく形成されているため、図２（ｂ）に示すように、有機ＥＬ層２０から発した光は、第１電極１９と第２電極２１との間で共振される。そして、青色光は、共振波長λでの強度が増強されて、蛍光体層１５と直交する方向への指向性が高められた後、蛍光体層１５を経て出射される。青色光は蛍光体層１５を透過する間に青色から白色に変換され、発光装置１１からは白色光が出射される。
従って、この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の（２）と同様な効果を有する他に次の効果を有する。
（６） 発光装置１１は、波長のピークが４９０ｎｍ以下の光を発するＥＬ素子と、共振波長の光を増強するマイクロキャビティ構造１４とを備え、ＥＬ素子及びマイクロキャビティ構造１４より外側に、マイクロキャビティ構造１４によって共振波長での強度が増強された後の光を白色光に変換する蛍光体層１５を備えている。従って、発光装置１１は、ＥＬ素子の基板とは反対側に光を取り出すトップエミッション構造であっても、単色光のＥＬ素子を使用して白色光を出射することができるとともに、ＥＬ素子の光取り出し効率を向上させることができる。
（６） 発光装置１１は、波長のピークが４９０ｎｍ以下の光を発するＥＬ素子と、共振波長の光を増強するマイクロキャビティ構造１４とを備え、ＥＬ素子及びマイクロキャビティ構造１４より外側に、マイクロキャビティ構造１４によって共振波長での強度が増強された後の光を白色光に変換する蛍光体層１５を備えている。従って、発光装置１１は、ＥＬ素子の基板とは反対側に光を取り出すトップエミッション構造であっても、単色光のＥＬ素子を使用して白色光を出射することができるとともに、ＥＬ素子の光取り出し効率を向上させることができる。
（７） ＥＬ素子（有機ＥＬ素子１３）自体がマイクロキャビティ構造１４を構成している。従って、光共振器構造の構成要素の少なくとも一部とエレクトロルミネッセンス素子の構成要素の少なくとも一部とを共通化できる。そのため、マイクロキャビティ構造１４を有機ＥＬ素子１３と独立して設ける場合に比較して、構造を簡単にしたり発光装置１１を薄くしたりすることも可能となる。
（８） 発光装置１１は有機ＥＬ素子１３の発光が基板１２と反対側に出射されるトップエミッションタイプのため、有機ＥＬ素子１３の発光が基板１２を透過しない。従って、光が基板１２を透過する間にその一部が吸収されて出射光量が少なくなる虞がない。
（９） 基板１２は光透過性を有する必要がない。従って、基板１２を形成する材質の選択の自由度が高くなる。
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 有機ＥＬ素子１３自体がマイクロキャビティ構造１４として機能する構成に代えて、有機ＥＬ素子１３がマイクロキャビティ構造１４の一部として機能する構成としてもよい。例えば、ボトムエミッションタイプの発光装置１１において、図３（ａ）に示すように、ハーフミラー１８を省略し、第１電極１９をハーフミラー状に形成する。この構成では、有機ＥＬ層２０から発せられた光は、ハーフミラー１６と第１電極１９との間で共振されて、共振波長λでの強度が増強されて指向性が高められた後、基板１２及び蛍光体層１５を経て出射される。この場合、第１の実施形態に比較してハーフミラー１８が省略された分、発光装置１１を薄くできる。
○ ボトムエミッションタイプの発光装置１１で、図３（ａ）に示す構成の第１電極１９をハーフミラー状に形成する代わりに透明電極で構成し、バッファ層１７、第１電極１９及び有機ＥＬ層２０の合計の厚さ即ち光路長を、λ／（２ｎ）の整数倍に形成してもよい。この場合、有機ＥＬ層２０から発せられた光は、ハーフミラー１６と、光反射性の第２電極２１との間で共振され、共振波長λでの強度が増強されて、光出射面１２ｂと直交する方向への指向性が高められた後、基板１２及び蛍光体層１５を経て出射される。
〇 ボトムエミッションタイプの発光装置１１において、第２の実施形態の場合と同様に、有機ＥＬ素子１３自体でマイクロキャビティ構造１４を構成する構造としてもよい。即ち、基板１２の光入射面１２ａ側に、有機ＥＬ素子１３が形成され、第１電極１９は透明電極として用いられるＩＴＯ等でなく、光透過性を有するように５ｎｍ〜３０ｎｍの厚さの金属によりハーフミラー状に形成されている。有機ＥＬ層２０は、その厚さ即ち光路長が、λ／（２ｎ）の整数倍に形成されている。第２電極２１は光反射製の金属で形成されている。有機ＥＬ素子１３は、有機ＥＬ層２０が外気と接しないように、パッシベーション膜（図示せず）で被覆されている。この構成では、有機ＥＬ層２０から発せられた光は、ハーフミラー状の第１電極１９と、光反射性の第２電極２１との間で共振され、共振波長λでの強度が増強されて、光出射面１２ｂと直交する方向への指向性が高められた後、基板１２及び蛍光体層１５を経て出射される。この場合、第１の実施形態に比較してハーフミラー１８の厚さ分だけでなく、ハーフミラー１６及び第１の実施形態における有機ＥＬ層２０の厚さの合計分、発光装置１１をさらに薄くできるとともに、構造がより簡単になる。
〇 マイクロキャビティ構造１４を有機ＥＬ素子１３と、第１電極１９と基板１２との間に設けられた誘電体ミラーとの組合せで構成してもよい。誘電体ミラーは、例えばＴｉＯ２層及びＳｉＯ２層を交互に積層したもので構成される。
〇 トップエミッションタイプの発光装置１１において、ボトムエミッションタイプの場合と同様に、有機ＥＬ素子１３及びマイクロキャビティ構造１４を独立して形成したり、有機ＥＬ素子１３の一部がマイクロキャビティ構造１４の一部を構成する構造としてもよい。例えば、図４に示すように、基板１２の一方の面に、波長のピークが４９０ｎｍ以下の光を発する有機ＥＬ素子１３と、共振波長の光を増強するマイクロキャビティ構造１４とを、有機ＥＬ素子１３が基板１２側となるように設ける。有機ＥＬ素子１３は光反射性の第２電極２１が基板１２側となるように設けられる。マイクロキャビティ構造１４のハーフミラー１８は省略して、マイクロキャビティ構造１４のバッファ層１７と対向する第１電極１９がハーフミラー状に形成される。この構成では、有機ＥＬ層２０から発せられた光は、ハーフミラー１６と第２電極２１との間で共振され、共振波長λでの強度が増強されて指向性が高められた後、蛍光体層１５を経て出射される。
○ また、トップエミッションタイプの発光装置１１において、図５に示すように、マイクロキャビティ構造１４のハーフミラー１８を省略するとともに第１電極１９を透明電極とし、ハーフミラー１６と第２電極２１との間で共振を行う構成としてもよい。
〇 ボトムエミッションタイプの発光装置１１において、有機ＥＬ素子１３及びマイクロキャビティ構造１４を独立して設ける場合、有機ＥＬ素子１３を基板１２とマイクロキャビティ構造１４との間に設けてもよい。しかし、第１の実施形態のように、マイクロキャビティ構造１４を基板１２と有機ＥＬ素子１３との間に設ける方が、有機ＥＬ素子１３から発せられた光を効率よく光出射面１２ｂから出射させることができる。
○ 両ハーフミラー１６，１８間の光路長は、共振波長をλとしたとき、λ／（２ｎ）の整数倍に限らず、λ／（４ｎ）の奇数倍に形成してもよい。また、有機ＥＬ素子１３自体がマイクロキャビティ構造１４を構成する場合あるいは有機ＥＬ素子１３がマイクロキャビティ構造１４の一部を構成する場合、光路長となる第１電極１９と第２電極２１との間隔（距離）、ハーフミラー１６と第１電極１９との間隔あるいはハーフミラー１６と第２電極２１との間隔をλ／（４ｎ）の奇数倍に形成してもよい。
〇 青色光を発する発光層は、例えば、ＤＰＶＢｉをホストとし、ＢＣｚＶＢｉをドーパントとしたものに限らない。例えば、アリール基がフルオレンであるアリールエチニルベンゼン誘導体、１，３，５−オキサジアゾールをベースとするオキサジアゾール配位子を有するベリリウム錯体、ペリレン等が挙げられる。また、正孔輸送性発光層としてトリ（ｏ−ターフェニル−４−イル）アミンか、トリ（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミンを使用し、電子輸送性発光層を５，５’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミンとを積層してもよい。
〇 第１電極１９を陰極とし、第２電極２１を陽極としてもよい。この場合、有機ＥＬ層２０の構成もそれに対応して変更する。例えば、第１電極１９側から電子注入層、発光層及び正孔注入層の３層あるいは電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層及び正孔注入層の５層とする。
○ 有機ＥＬ層２０は、発光層のみの単層、または正孔注入層、正孔輸送層、正孔注入輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、電子阻止層の一層以上と発光層が積層された多層のいずれであってもよい。
○ 発光装置１１はバックライト用に限らず、他の照明装置やディスプレイ装置の発光源として使用してもよい。
〇 有機ＥＬ素子１３に代えて、ＥＬ素子として無機ＥＬ素子を使用してもよい。しかし、有機ＥＬ素子１３の方が無機ＥＬ素子に比較して、ＥＬ素子を発光させる際の印加電圧が低くなるため、有機ＥＬ素子１３の方が好ましい。
〇 有機ＥＬ素子１３に代えて、ＥＬ素子として無機ＥＬ素子を使用してもよい。しかし、有機ＥＬ素子１３の方が無機ＥＬ素子に比較して、ＥＬ素子を発光させる際の印加電圧が低くなるため、有機ＥＬ素子１３の方が好ましい。
○ 基板１２としてガラス製の板に代えて樹脂製で透明な基板を使用してもよく、フレキシブルな透明樹脂基板を使用してもよい。樹脂製の場合はガラス製の基板１２より軽くなる。
以下の技術的思想（発明）は前記実施の形態から把握できる。
（１） 請求項１に記載の発明において、前記光共振器構造は前記エレクトロルミネッセンス素子と前記基板との間に配置されている。
（１） 請求項１に記載の発明において、前記光共振器構造は前記エレクトロルミネッセンス素子と前記基板との間に配置されている。
（２） 請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記エレクトロルミネッセンス素子の一部又は全部が前記光共振器構造の一部を構成している。
１１…発光装置、１２…基板、１２ａ…光入射面、１２ｂ…光出射面、１３…エレクトロルミネッセンス素子としての有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）、１４…光共振構造としてのマイクロキャビティ構造、１５…蛍光体層。
Claims (4)
- 少なくとも波長が４９０ｎｍ以下の光に対する透過性を有する基板の光入射面側に、波長のピークが４９０ｎｍ以下の光を発するエレクトロルミネッセンス素子と、前記エレクトロルミネッセンス素子から発する光のうち共振波長の光を増強する光共振器構造とを備え、前記基板の光出射面側に前記基板から出射される光を白色光に変換する蛍光体層を備えた発光装置。
- 基板の一方の面に、波長のピークが４９０ｎｍ以下の光を発するエレクトロルミネッセンス素子と、前記エレクトロルミネッセンス素子から発する光のうち共振波長の光を増強する光共振器構造とを備え、前記エレクトロルミネッセンス素子及び前記光共振器構造より外側に、前記光共振器構造によって共振波長での強度が増強された後の光を白色光に変換する蛍光体層を備えた発光装置。
- エレクトロルミネッセンス素子自体が前記光共振器構造を構成している請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
- 前記エレクトロルミネッセンス素子は有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
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