JP2008210819A - Light-emitting device, manufacturing method of light-emitting device, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置、発光装置の製造方法、及び電子機器に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device, a method for manufacturing the light emitting device, and an electronic apparatus.
携帯電話機、パーソナルコンピュータやPDA(Personal Digital Assistants)等の電子機器に使用される表示装置や、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして、有機エレクトロルミネッセンス装置(以下、有機EL装置と称する。)等の発光装置が注目されている。この種の発光装置としては、発光層を含む様々な屈折率の薄膜が複数積層されてなる多層構造を有したものが知られている。 Organic electroluminescence devices (hereinafter referred to as organic EL devices) as exposure heads in display devices used in electronic devices such as mobile phones, personal computers and PDAs (Personal Digital Assistants), and image forming devices such as digital copying machines and printers The light-emitting device such as “ As this type of light-emitting device, one having a multilayer structure in which a plurality of thin films having various refractive indexes including a light-emitting layer are stacked is known.
発光層の屈折率は材料によっても異なるが、概ね550nmにおいて1.55〜2.3程度であり、空気(n=1.0)やガラス(n=1.5)よりも大きいのが一般的である。したがって、高い屈折率層が発光した光は、視認者がいる空気層(n=1.0)に到達するまでに、1回以上、屈折率が高い層から低い層へ入射する界面を通過し、そこで大部分の光は界面の全反射により基板横方向に伝播する導波モードとなってしまい、表示に寄与できない場合がある。 Although the refractive index of the light emitting layer varies depending on the material, it is generally about 1.55 to 2.3 at 550 nm and is generally larger than air (n = 1.0) or glass (n = 1.5). It is. Therefore, the light emitted from the high refractive index layer passes through the interface entering the low refractive index layer from the high refractive index layer at least once before reaching the air layer (n = 1.0) where the viewer is present. Therefore, most of the light becomes a waveguide mode propagating in the lateral direction of the substrate due to total reflection at the interface, and may not contribute to display.
そこで、従来、積層された薄膜のいずれかの界面に凹凸構造や、微細な周期構造を形成して、散乱効果、回折効果、フォトニック結晶効果を発現し、発光光の全反射量を抑え、放射モードとなる光を増やす技術が知られている(特許文献1又は2参照)。
Therefore, conventionally, an uneven structure or a fine periodic structure is formed at any interface of the laminated thin films to express a scattering effect, a diffraction effect, a photonic crystal effect, and to suppress the total reflection amount of emitted light, A technique for increasing light that becomes a radiation mode is known (see
特許文献1に開示された技術では、ガラス基板上に凹凸を形成して光の閉じ込めを回避しており、光取り出し効率の向上を図っている。具体的には、犠牲酸化膜により凹凸を形成するものとしている。また、特許文献2に開示された技術では、トップエミッション構造において、下側基板の反射層が凹凸を有しており、凹凸を平坦化する層の屈折率が発光層の屈折率よりも大きいものとしている。このような従来技術では、微細構造の形成や構造物の上部を平坦化させるために煩雑な工程を必要としている。本発明は、より簡便な構成で同等の散乱効果等が得られる構成を提供することを目的としており、また、本発明は、より簡便な工程で、同等の散乱効果等が得られる方法を提供することを目的としている。
In the technique disclosed in
上記課題を解決するために、本発明の発光装置は、発光層を含む複数の薄膜が積層されてなる発光装置であって、前記薄膜のいずれかの界面に、指向性を有した散乱機能を発現するうねり構造を具備することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a light-emitting device of the present invention is a light-emitting device in which a plurality of thin films including a light-emitting layer are stacked, and has a scattering function having directivity at any interface of the thin film. It has a swell structure that develops.
このような発光装置によると、指向性散乱を有するうねり構造を発光装置のいずれかの層界面に形成することで、従来のように屈折率の高い層と低い層との界面で全反射されていた光を減らし、空気中に放射される光を増加させることが可能となる。 According to such a light emitting device, a wavy structure having directional scattering is formed at any layer interface of the light emitting device, so that the light is totally reflected at the interface between the high refractive index layer and the low layer as in the past. It is possible to reduce the amount of light and increase the light emitted into the air.
前記うねり構造が、ランダムに配設された複数の凹凸により構成され、当該凹凸が滑らかな表面(つまり角のない凹凸構造)を具備してなるものとすることができる。 The waviness structure may be composed of a plurality of irregularities arranged at random, and the irregularities may have a smooth surface (that is, an irregular structure without corners).
このようなうねり構造の採用により、指向性散乱を一層確実に実現することが可能となる。 By adopting such a swell structure, it becomes possible to realize directional scattering more reliably.
前記うねり構造が、隣接する凸部間の距離が300nm〜1200nmの範囲で構成されてなるものとすることができる。 The waviness structure may be configured such that a distance between adjacent convex portions is in a range of 300 nm to 1200 nm.
このように隣接凸部間距離を可視光の波長程度で構成することで、各色の光を好適に散乱させることが可能となる。隣接凸部間距離が300nm未満の場合は近紫外光を最も強く指向性散乱させ、可視光を指向性散乱する機能を有さない構造となり、上記効果が得られない場合があり、1200nmを超えると近赤外光を最も強く指向性散乱させ、可視光を指向性散乱する機能を有さない構造構造となり、上記効果が得られない場合がある。 In this way, by configuring the distance between adjacent convex portions to be approximately the wavelength of visible light, it is possible to suitably scatter light of each color. When the distance between adjacent convex portions is less than 300 nm, the structure does not have the function of directionally scattering near-ultraviolet light most strongly and directionally scatter visible light, and the above effect may not be obtained. The near-infrared light is most strongly directionally scattered and the visible light is directionally scattered. Thus, the above effect may not be obtained.
前記うねり構造が、隣接する凸部間の距離が前記発光層における発光色のスペクトルピーク波長の−250nm〜+250nmの範囲で構成されてなるものとすることができる。 The waviness structure may be configured such that the distance between adjacent convex portions is in the range of −250 nm to +250 nm of the spectral peak wavelength of the emission color in the light emitting layer.
このように隣接凸部間距離を発光色のスペクトルピーク波長の−250nm〜+250nmの範囲で構成すると、当該色光を好適に散乱させることが可能となる。隣接凸部間距離が発光色のスペクトルピーク波長の−250nm未満の場合は発光スペクトルのいずれの波長においても、指向性散乱が発現せず、上記効果が得られないとなる場合があり、+250nmを超えると、同じく発光スペクトルのいずれの波長においても、指向性散乱が発現せず、上記効果が得られないとなる場合がある。 As described above, when the distance between the adjacent convex portions is configured in the range of −250 nm to +250 nm of the spectrum peak wavelength of the emission color, the color light can be suitably scattered. When the distance between adjacent convex portions is less than -250 nm of the spectrum peak wavelength of the emission color, directional scattering does not appear at any wavelength of the emission spectrum, and the above effect may not be obtained. If it exceeds, directional scattering will not be exhibited at any wavelength of the emission spectrum, and the above effect may not be obtained.
前記うねり構造が、凸頂部と凹底部の間の高さが50nm〜500nmの範囲で構成されてなるものとすることができる。 The waviness structure may be configured such that the height between the convex top portion and the concave bottom portion is in the range of 50 nm to 500 nm.
このように凸頂部と凹底部の間の高さが50nm未満の場合は十分な散乱を実現できない場合があり、500nmを超えると、例えば別部材の平坦化膜等を形成する等の平坦化処理が困難となる場合がある。 As described above, when the height between the convex top and the concave bottom is less than 50 nm, sufficient scattering may not be realized. When the height exceeds 500 nm, for example, a flattening process such as forming a flattening film or the like of another member is performed. May be difficult.
前記うねり構造が、前記薄膜の界面の全面積の30%以上を占めるものとすることができる。 The waviness structure may occupy 30% or more of the total area of the thin film interface.
このようなうねり構造の採用により、指向性散乱を一層確実に実現することが可能となる。うねり構造の占有面積が、薄膜界面の全面積の30%未満の場合には光を十分に散乱させることができない場合がある。 By adopting such a swell structure, it becomes possible to realize directional scattering more reliably. If the area occupied by the wavy structure is less than 30% of the total area of the thin film interface, light may not be sufficiently scattered.
次に、上記課題を解決するために、本発明の発光装置の製造方法は、発光層を含む複数の薄膜が積層されてなり、前記薄膜のいずれかの界面に、指向性を有した散乱機能を発現するうねり構造を具備する発光装置の製造方法であって、メソポーラスシリカをスピンコート法により成膜し、前記うねり構造を形成するうねり構造形成工程を含むことを特徴とする。 Next, in order to solve the above-described problem, a method for manufacturing a light-emitting device according to the present invention includes a plurality of thin films including a light-emitting layer stacked, and a scattering function having directivity at any interface of the thin film. A method of manufacturing a light-emitting device having a swell structure that expresses a swell structure, including a swell structure forming step of forming a swell structure by forming a film of mesoporous silica by a spin coating method.
このような製造方法によると、メソポーラスシリカ膜からなるうねり構造を簡便に形成することが可能となり、ひいては指向性散乱機構を簡便に実現することが可能となる。 According to such a manufacturing method, it is possible to easily form a wavy structure made of a mesoporous silica film, and thus, it is possible to easily realize a directional scattering mechanism.
前記うねり構造形成工程において、前記メソポーラスシリカからなる膜が10nm〜300nmとなるように成膜条件を設計することができる。 In the undulating structure forming step, film forming conditions can be designed so that the film made of the mesoporous silica has a thickness of 10 nm to 300 nm.
このような膜厚となるように設計することで、形成されるうねり構造は、凸頂部と凹底部の間の高さが50nm〜500nmの範囲となり、上述した本発明の効果を好適に発現することが可能となる。 By designing so as to have such a film thickness, the formed undulation structure has a height between the convex top portion and the concave bottom portion in the range of 50 nm to 500 nm, and preferably exhibits the above-described effects of the present invention. It becomes possible.
前記うねり構造形成工程は、固形分濃度3wt%〜8wt%のシリコンアルコキシドの溶液を、1500rpm〜4000rpmの回転数でスピンコートする工程と、真空中で300℃〜400℃、0.5時間〜5時間の焼成を行う工程と、を含むことを特徴とする。 The swell structure forming step includes a step of spin coating a silicon alkoxide solution having a solid content concentration of 3 wt% to 8 wt% at a rotation speed of 1500 rpm to 4000 rpm, and 300 ° C. to 400 ° C. in a vacuum for 0.5 hours to 5 hours. And a step of performing firing for a period of time.
このような工程を採用することで、うねり構造を簡便且つ確実に形成することが可能となる。つまり、本発明ではうねり構造の形成工程において、スピンコート法で供給する溶液の濃度、成膜時の回転数、及び焼成条件を上記範囲とすることで、所望のうねり構造を確実に形成することが可能となるのである。 By adopting such a process, it is possible to easily and reliably form the undulation structure. In other words, in the present invention, in the formation process of the undulation structure, the concentration of the solution supplied by the spin coating method, the rotation speed during film formation, and the firing conditions are within the above ranges, so that the desired undulation structure is reliably formed. Is possible.
次に、上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、上記発光装置を備えることを特徴とする。このような電子機器は、視認性に優れた表示を当該発光装置により実現することが可能となる。 Next, in order to solve the above-described problem, an electronic apparatus of the present invention includes the light-emitting device. Such an electronic device can realize display with excellent visibility by the light-emitting device.
以下、本発明を詳しく説明する。 The present invention will be described in detail below.
なお、この実施の形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
(有機ELパネル)
まず、本発明の発光装置に係る有機ELパネルの実施形態を説明する。
This embodiment shows a part of the present invention and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in each figure shown below, in order to make each layer and each member the size which can be recognized on drawing, the scale is varied for each layer and each member.
(Organic EL panel)
First, an embodiment of an organic EL panel according to the light emitting device of the present invention will be described.
図1は、有機ELパネル1の配線構造を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a wiring structure of the
本実施形態の有機ELパネル1は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下TFTと称する。)を用いたアクティブマトリクス方式のもので、複数の走査線101…と、各走査線101に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線102…と、各信号線102に並列に延びる複数の電源線103…とからなる配線構成を有し、走査線101…と信号線102…との各交点付近に画素X…を形成したものである。
The
もちろん本発明の技術的思想に沿えば、TFTなどを用いるアクティブマトリクスは必須ではなく、単純マトリクス向けの基板を用いて本発明を実施し、単純マトリクス駆動しても全く同じ効果が得られる。 Of course, according to the technical idea of the present invention, an active matrix using TFT or the like is not essential, and the same effect can be obtained even if the present invention is implemented using a substrate for a simple matrix and simple matrix driving is performed.
信号線102には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路100が接続されている。また、走査線101には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路80が接続されている。
A data
更に、画素Xの各々には、走査線101を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用TFT(スイッチング素子)112と、このスイッチング用TFT112を介して信号線102から供給される画素信号を保持する保持容量113と、該保持容量113によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用TFT(スイッチング素子)123と、この駆動用TFT123を介して電源線103に電気的に接続したときに該電源線103から駆動電流が流れ込む画素電極(第1電極)23と、当該画素電極23と陰極(第2電極)50との間に挟み込まれた発光機能層110とが設けられている。
Further, each pixel X has a switching TFT (switching element) 112 to which a scanning signal is supplied to the gate electrode via the
次に、本実施形態の有機ELパネル1の具体的な態様を、図2及び図3を参照して説明する。ここで、図2は有機ELパネル1の構成を模式的に示す平面図である。図3は有機ELパネル1を構成する有機EL素子の単位画素群を模式的に示す断面図である。
Next, specific modes of the
まず、図2を参照し、有機ELパネル1の構成を説明する。
First, the configuration of the
図2は、基板20上に形成された各種配線,TFT,画素電極,各種回路によって、発光機能層110を発光させる有機ELパネル1を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the
図2に示すように、有機ELパネル1は、電気絶縁性を備える基板20と、スイッチング用TFT112に接続された画素電極23が基板20上にマトリックス状に配置されてなる画素X(図1参照)と、少なくとも画素X上に位置する平面視ほぼ矩形の画素部3(図2中一点鎖線枠内)とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 2, the
なお、本実施形態において画素部3は、中央部分の実表示領域4(図中二点鎖線枠内)と、実表示領域4の周囲に配置されたダミー領域5(一点鎖線および二点鎖線の間の領域)とに区画されている。
In the present embodiment, the
実表示領域4においては、赤色発光(R)、緑色発光(G)、及び青色発光(B)で各々発光する、赤色画素XR、緑色画素XG、及び青色画素XBが紙面左右方向に規則的に配置されている。また、各色画素XR,XG,XBの各々は、紙面縦方向において同一色で配列しており、所謂ストライプ配置を構成している。また、各色画素XR,XG,XBの各々は、先述のTFT112,123の動作に伴って、RGBの各色で発光する発光機能層110を備えた構成となっている。そして、各色画素XR,XG,XBが一つのまとまりとなって、単位画素群Px(後述)が構成されており、当該単位画素群PxはRGBの発光を混色させてフルカラー表示を行うようになっている。従って、単位画素群Pxがマトリクス状に配置されることで構成された実表示領域4においては、フルカラーの画像を表示するようになっている。
In the
また、実表示領域4の図2中両側には、走査線駆動回路80、80が配置されている。この走査線駆動回路80、80は、ダミー領域5の下層側に位置して設けられている。
Further, scanning
また、実表示領域4の図2中上方側には検査回路90が配置されており、この検査回路90はダミー領域5の下層側に配置されて設けられている。この検査回路90は、有機ELパネル1の作動状況を検査するための回路であって、例えば検査結果を外部に出力する検査情報出力手段(不図示)を備え、製造途中や出荷時における有機ELパネル1の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。
Further, an
走査線駆動回路80および検査回路90の駆動電圧は、所定の電源部から駆動電圧導通部(不図示)を介して印加されている。また、これら走査線駆動回路80及び検査回路90への駆動制御信号および駆動電圧は、有機ELパネル1の作動制御を司る所定のメインドライバなどから駆動制御信号導通部(不図示)及び駆動電圧導通部(不図示)を介して送信および印加されるようになっている。なお、この場合の駆動制御信号とは、走査線駆動回路80および検査回路90が信号を出力する際の制御に関連するメインドライバなどからの指令信号である。
The driving voltages of the scanning
(有機EL素子の第1実施形態)
次に、図3を参照し、有機ELパネル1を構成する有機EL素子の第1実施形態について、当該有機EL素子の単位画素群の構造を説明する。
(First embodiment of organic EL element)
Next, with reference to FIG. 3, the structure of the unit pixel group of the organic EL element will be described for the first embodiment of the organic EL element constituting the
なお、図3においては、有機EL素子を構成する画素電極23,発光機能層110,及び陰極50について詳述し、画素電極23には駆動用TFT123が接続されているものとする。また、画素電極23は、赤色画素XR、緑色画素XG、青色画素XBの各々に形成されているものとし、図1に示したように駆動用TFT123によって画素毎に発光させるようになっている。
In FIG. 3, the
図3に示すように、有機EL素子(有機EL装置)1Aの単位画素群Pxは、基板20上に、画素電極23及び陰極50に挟持された発光機能層110を備えている。また、基板20に対向配置されたカラーフィルタ基板40が設けられ、各電極23,50及び発光機能層110は、基板20と、カラーフィルタ基板40の間に配置されている。当該基板20とカラーフィルタ基板40の間は、シール材32に囲まれた領域に充填剤33が充填された領域とされている。
As shown in FIG. 3, the unit pixel group Px of the organic EL element (organic EL device) 1 </ b> A includes a light emitting
また、発光機能層110は、赤色画素XR、緑色画素XG、及び青色画素XBの各々について、異なる発光材料を有しており、赤色R、緑色G、青色Bの各色を発光するようになっている。また、発光機能層110から発光した光は、カラーフィルタ基板40を透過して出射するようになっている。従って、本実施形態の有機EL素子1A(有機ELパネル1)は、トップエミッション型を構成している。
In addition, the light emitting
基板20は、透明性基板であり、本実施形態ではガラス基板を用いている。ガラス基板材料は、550nmの波長を有する光に対して1.54の屈折率を有している。また、基板20上には薄膜のアルミニウム層からなる反射層21が形成され、発光機能層110から発せられた光をカラーフィルタ基板40側に反射させている。なお、反射層21上には保護層22が形成され、当該保護層22上に陽極としての画素電極23が形成されている。
The
画素電極23は、ITO(Indium-Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)、或いは、酸化スズ、酸化インジウムと酸化亜鉛との複合酸化物等の透明導電膜である。本実施形態では、ITO膜を採用している。当該ITO膜は、550nmの波長を有する光に対して1.82の屈折率を有している。
The
このような画素電極23の形成方法としては、スパッタ法によって基板20上の全面(実際には保護層22を介して全面)に透明導電膜を製膜した後に、レジストマスクを介在させたウエットエッチング処理を行うことで、赤色画素XR、緑色画素XG、及び青色画素XBの各々に対応させて画素電極23がパターニング形成される。
As a method for forming such a
発光機能層110は、画素電極23上に形成された正孔輸送層(発光機能層)70と、当該正孔輸送層70上に形成された有機EL層(発光機能層)60と、当該有機EL層60上に形成された電子輸送層(発光機能層)55とを含む積層体により構成されている。
The light emitting
正孔輸送層70は、有機EL層60に正孔を輸送/注入する機能を有する層膜である。このような正孔輸送層70の形成材料としては、高分子材料では特に3,4−ポリエチレンジオシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の分散液、即ち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に3,4−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられる。
The
なお、正孔輸送層70の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。低分子材料では、銅フタロシアニン、m−MTDATA、TPD、α−NPDなど、通常の正孔注入材料を蒸着法にて用いることができる。
In addition, as a forming material of the positive
有機EL層60を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。また、赤色画素XR、緑色画素XG、及び青色画素XBの各々に有機EL層60R,60G,60Bを設けることで、フルカラー表示が可能な有機EL素子1Aとなる。
As a material for forming the
有機EL層60(60R,60G,60B)の形成材料として具体的には、高分子材料としては(ポリ)フルオレン誘導体(PF)、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。低分子材料としては、Alq3、DPVBiなどのホスト材料、これにナイルレッド、DCM、ルブレン、ぺリレン、ローダミンなどをドープして、またはホスト単独で、蒸着法にて用いることができる。また、赤色の有機EL層60Rの形成材料としては例えばMEHPPV(ポリ(3−メトキシ6−(3−エチルヘキシル)パラフェニレンビニレン)を、緑色の有機EL層60Gの形成材料としては例えばポリジオクチルフルオレンとF8BT(ジオクチルフルオレンとベンゾチアジアゾールの交互共重合体)の混合溶液を、青色の有機EL層60Bの形成材料としては例えばポリジオクチルフルオレンを用いる場合がある。
Specifically, as a material for forming the organic EL layer 60 (60R, 60G, 60B), as a polymer material, (poly) fluorene derivative (PF), (poly) paraphenylene vinylene derivative (PPV), polyphenylene derivative (PP) , Polyparaphenylene derivatives (PPP), polyvinylcarbazole (PVK), polythiophene derivatives, polysilanes such as polymethylphenylsilane (PMPS), and the like are preferably used. In addition, these polymer materials include polymer materials such as perylene dyes, coumarin dyes, rhodamine dyes, rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, Nile red, coumarin 6, and quinacridone. It can also be used by doping a low molecular weight material such as. As a low molecular weight material, a host material such as Alq3 or DPVBi, doped with Nile Red, DCM, rubrene, perylene, rhodamine, or the like, or a host alone can be used in a vapor deposition method. Further, as a material for forming the red
電子輸送層55は、有機EL層60に電子を輸送/注入する機能を有する層膜である。このような電子輸送層55の形成材料としては、例えば、LiFやSrF2等のアルカリ土類金属やアルカリ金属の化合物が採用される。
The
陰極50は、画素電極23に対向する対向電極である。当該陰極50は、有機EL層60上に設けられた低仕事関数の金属からなる第1陰極と、該第1陰極上に設けられて該第1陰極を保護する第2陰極とからなるものである。第1陰極を形成する低仕事関数の金属としては、特に仕事関数が3.0eV以下の金属であるのが好ましく、具体的にはCa(仕事関数;2.6eV)、Sr(仕事関数;2.1eV)、Ba(仕事関数;2.5eV)が好適に用いられる。第2陰極は、第1陰極を覆って酸素や水分などからこれを保護するとともに、陰極50全体の導電性を高めるために設けられたものである。本実施形態の有機EL素子1Aは、カラーフィルタ基板40側から発光光を取り出すトップエミッション型であるから陰極50は透光性を有するものである。
The
次に、画素電極23と陰極50との間に各色の発光機能層110を含む有機EL素子1Aは、薄膜封止層51によって封止されている。また、この薄膜封止層51上には、シール材32によって囲まれた領域に充填剤33を介してカラーフィルタ基板40が形成されている。カラーフィルタ基板40は、当該有機EL装置1の視認側に配設される基板41と、該基板41上に配設された指向性散乱層35と、該指向性散乱層35上に配設されたカラーフィルタ層42と、カラーフィルタ層42を覆うオーバーコート層43とを有して構成されている。
Next, the
基板41は、透明性基板であり、本実施形態ではガラス基板を用いている。ガラス基板材料は、550nmの波長を有する光に対して1.54の屈折率を有している。また、指向性散乱層35は、メソポーラスシリカ膜からなり、表層にはうねり構造31が形成されている。うねり構造31は、指向性を有した散乱機能を発現可能とされており、図4及び図5に示すように、ランダムに配設された複数の凹凸(凸部31a、凹部31b)により構成され、当該凹凸は滑らかな表面を具備している。
The
ここで、うねり構造31において、隣接する凸部31a,31a間の距離は図4に示すように300nm〜1200nmの範囲で構成されており、また、凸部31aの頂部と凹部31bの底部の間の高さは図5に示すように50nm〜500nmの範囲で構成されている。このような範囲の凸部間距離及び高さを有したうねり構造31により、指向性を備えた散乱機能を好適に発現することが可能となっている。なお、うねり構造31は指向性散乱層35の全面積の30%以上を占めている。
Here, in the
このような指向性散乱層35を備えることで、可視光領域に指向性散乱機能が発現し、上記うねり構造31が指向性散乱層35の全面積の30%未満の場合には、可視光領域で十分な指向性散乱が発現されない場合がある。また、凸部31aの頂部と凹部31bの底部の間の高さが500nmを超えると、当該うねり構造31を平坦化する場合には、平坦化層にクラックが生じ、パネルの信頼性に不備をきらす場合がある。
By providing such a
指向性散乱層35上には、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色のカラーフィルタ層42が形成され、さらにカラーフィルタ層42を覆うオーバーコート層43が形成されている。以上の基板41、指向性散乱層35、カラーフィルタ層42、オーバーコート層43によりカラーフィルタ基板40が構成されている。
On the
なお、上記の構成を有する単位画素群Pxにおいては、赤色画素XR、緑色画素XG、及び青色画素XBの相互間にバンク(隔壁)が形成されていてもよい。この場合、高分子材料からなる発光機能層を液滴吐出法によって形成することができる。また、バンクは、無機材料からなるバンクと、有機材料からなる有機バンクによって構成されていることが好ましい。また、無機バンクの表面には親液性が付与され、有機バンクの表面には撥液性が付与されていることが好ましい。これによって、液滴吐出法によって発光機能層110を形成する際に、バンク間に液滴を留めることができる。また、上記の発光機能層110は、低分子材料から構成されていてもよい。この場合、発光機能層はマスク蒸着法を用いて形成されるので、バンクを形成する必要がない。また、低分子系の発光機能層としては、正孔輸送層や電子注入バッファ層が含まれていることが好ましい。
In the unit pixel group Px having the above-described configuration, a bank (partition wall) may be formed between the red pixel XR, the green pixel XG, and the blue pixel XB. In this case, a light emitting functional layer made of a polymer material can be formed by a droplet discharge method. Further, the bank is preferably composed of a bank made of an inorganic material and an organic bank made of an organic material. Moreover, it is preferable that lyophilicity is imparted to the surface of the inorganic bank and lyophobic property is imparted to the surface of the organic bank. Accordingly, when the light emitting
このように構成された有機EL素子1Aにおいては、画素電極23と陰極50の間に電流が流れると、有機EL層60(60B,60G,60R)は発光し、発光光は陰極50を介してカラーフィルタ基板40側から出射したり、基板20側に形成された反射層21で反射してから陰極50を介してカラーフィルタ基板40側から出射したりする。このとき、カラーフィルタ基板40には指向性散乱層35が形成されているため、発光光が好適に散乱し、視角を広げることが可能とされている。
In the organic EL element 1A configured as described above, when a current flows between the
図6は、指向性散乱層35に対して様々な角度(0°、15°、30°、60°)から光(450nm)を入射し、透過における指向性散乱光を検出した結果を示すものである。横軸は受光角度(°)を示し、縦軸は検出強度(a.u.)を示している。また、図7は、指向性散乱層35に対して様々な角度(0°、15°、30°、60°)から光(450nm)を入射し、反射における指向性散乱光を検出した結果を示すものである。横軸は受光角度(°)を示し、縦軸は検出強度(a.u.)を示している。なお、図6及び図7において、透過では入射方向の検出強度を1として規格化し、反射では正反射方向の検出強度を1として規格化した。
FIG. 6 shows the result of detecting directional scattered light in transmission by making light (450 nm) incident on the
このように本実施形態で用いた指向性散乱層35によると、青色の波長近辺において、透過及び反射のそれぞれで入射光もしくは反射光方向に対して±25°に指向性散乱による検出ピークが確認された。うねり構造31により、このような指向性散乱が実現され、規則的な周期を具備した凹凸構造を形成したときの回折効果とは異なり、入射光角度が変化しても、ほぼ同じ角度に入射光の一部が同じ指向性をもって散乱する。
Thus, according to the
なお、上記実施形態では、指向性散乱による検出ピークは、入射光もしくは反射光方向に対して±25°としたが、うねりの深さの平均値を変化させることによって、指向性散乱光の角度を制御することができる。図8は、450nmにおけるうねり構造31の深さと指向性散乱の角度との関係を示したものである。このようにうねり構造31の深さの平均値を変化させることによって、指向性散乱角度は様々なものとなり得る。
In the above embodiment, the detection peak due to directional scattering is ± 25 ° with respect to the direction of incident light or reflected light, but the angle of directional scattered light is changed by changing the average value of the undulation depth. Can be controlled. FIG. 8 shows the relationship between the depth of the
一方、図9は、指向性散乱層35に対して様々な角度(0°、15°、30°、60°)から光(550nm)を入射し、透過における指向性散乱光を検出した結果を示すものである。横軸は受光角度(°)を示し、縦軸は検出強度(a.u.)を示している。また、図10は、指向性散乱層35に対して様々な角度(0°、15°、30°、60°)から光(550nm)を入射し、反射における指向性散乱光を検出した結果を示すものである。横軸は受光角度(°)を示し、縦軸は検出強度(a.u.)を示している。なお、図9及び図10において、透過では入射方向の検出強度を1として規格化し、反射では正反射方向の検出強度を1として規格化した。
On the other hand, FIG. 9 shows the result of detecting the directional scattered light in the transmission with light (550 nm) incident on the
このように本実施形態で用いた指向性散乱層35によると、緑色の波長近辺においても、透過及び反射のそれぞれで指向性散乱による検出ピークが確認され、指向性散乱が得られた。しかしながら緑色の波長近辺と比較すると、青色の波長近辺における方が、より高い指向性散乱が得られた。
As described above, according to the
また、図11は、指向性散乱層35に対して様々な角度(0°、15°、30°、60°)から光(650nm)を入射し、透過における指向性散乱光を検出した結果を示すものである。横軸は受光角度(°)を示し、縦軸は検出強度(a.u.)を示している。また、図12は、指向性散乱層35に対して様々な角度(0°、15°、30°、60°)から光(650nm)を入射し、反射における指向性散乱光を検出した結果を示すものである。横軸は受光角度(°)を示し、縦軸は検出強度(a.u.)を示している。なお、図11及び図12において、透過では入射方向の検出強度を1として規格化し、反射では正反射方向の検出強度を1として規格化した。
Further, FIG. 11 shows the result of detecting directional scattered light in transmission by entering light (650 nm) from various angles (0 °, 15 °, 30 °, 60 °) with respect to the
このように本実施形態で用いた指向性散乱層35によると、赤色の波長近辺においても、透過及び反射のそれぞれで指向性散乱による検出ピークが確認され、指向性散乱が得られた。しかしながら赤色の波長近辺と比較すると、青色の波長近辺における方が、より高い指向性散乱が得られた。
Thus, according to the
つまり、本実施形態で用いた指向性散乱層35は、青色、緑色、赤色において、指向性散乱が得られており、赤の画素XR、緑の画素XG、青の画素XBにおいて、光取出効率の問題を軽減できる。また、上記の波長の短い青色の領域において指向性散乱の効率が大きく、特に高い指向性散乱効果が得られ、青色の光取出効率を大きく改善できるため、パネルの色温度を高く出来る。
That is, the
また、具体的な比較については後述の第4実施形態で述べているが、指向性散乱層35においては、さまざまな角度をもって出射する光の方向が変化するため、指向性散乱層35を備えない有機EL装置に比して各色での正面と斜めから見たときの色シフトが少なくなる効果も得られる。特に、指向性散乱機能は、波長が短いほど大きな効果を得ることができるので、広角から見たときに色変化が輝度変化として視認されやすい青色において色シフトを大きく低減させることができる。そのため、広角から見たときのホワイトバランスも改善できる。
In addition, specific comparison is described in the fourth embodiment to be described later, but the
(有機EL素子の第2実施形態)
次に、図13を参照し、有機ELパネル1を構成する有機EL素子の第2実施形態について、当該有機EL素子の単位画素群の構造を説明する。
(Second Embodiment of Organic EL Element)
Next, the structure of the unit pixel group of the organic EL element will be described with reference to FIG. 13 for the second embodiment of the organic EL element constituting the
なお、図13は、有機EL素子の第1実施形態を示した図3に対応する図面で、図3において示した符号と同一の符号については、特に説明のない限り、同一構成、同一部材よりなるものとする。 FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 3 showing the first embodiment of the organic EL element. The same reference numerals as those shown in FIG. 3 are the same components and the same members unless otherwise specified. Shall be.
第2実施形態の有機EL素子1Bにおいては、カラーフィルタ基板40の構成が第1実施形態の有機EL素子1Aと異なっている。具体的には、カラーフィルタ基板40は、ガラス材料等の透光性部材からなる基板41と、基板41上に形成されたカラーフィルタ層42(42B,42G,42R)と、該カラーフィルタ層42を覆う形で形成された指向性散乱層35と、該指向性散乱層35上に形成されたオーバーコート層43とを備えて構成されている。
In the
この場合も、指向性散乱層35はうねり構造31を備え、好適な指向性散乱を実現しており、光取出効率とパネルの色温度の問題を軽減できるものとされている。
Also in this case, the
(有機EL素子の第3実施形態)
次に、図14を参照し、有機ELパネル1を構成する有機EL素子の第3実施形態について、当該有機EL素子の単位画素群の構造を説明する。
(3rd Embodiment of an organic EL element)
Next, with reference to FIG. 14, the structure of the unit pixel group of the organic EL element will be described for the third embodiment of the organic EL element constituting the
なお、図14は、有機EL素子の第1実施形態を示した図3に対応する図面で、図3において示した符号と同一の符号については、特に説明のない限り、同一構成、同一部材よりなるものとする。 FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 3 showing the first embodiment of the organic EL element. The same reference numerals as those shown in FIG. 3 denote the same components and members unless otherwise specified. Shall be.
第3実施形態の有機EL素子1Cにおいては、カラーフィルタ基板40の構成が第1実施形態の有機EL素子1Aと異なっている。具体的には、カラーフィルタ基板40は、ガラス材料等の透光性部材からなる基板41と、基板41上に形成されたカラーフィルタ層42(42B,42G,42R)と、該カラーフィルタ層42を覆う形で形成されたオーバーコート層43と、該オーバーコート層43上に形成された指向性散乱層35とを備えて構成されている。
In the
この場合も、指向性散乱層35はうねり構造31を備え、好適な指向性散乱を実現しており、光取出効率、視角及びパネルの色温度の問題を軽減できるものとされている。
Also in this case, the
(有機EL素子の第4実施形態)
次に、図15を参照し、有機ELパネル1を構成する有機EL素子の第4実施形態について、当該有機EL素子の単位画素群の構造を説明する。
(4th Embodiment of an organic EL element)
Next, with reference to FIG. 15, the structure of the unit pixel group of the organic EL element will be described for the fourth embodiment of the organic EL element constituting the
なお、図15は、有機EL素子の第1実施形態を示した図3に対応する図面で、図3において示した符号と同一の符号については、特に説明のない限り、同一構成、同一部材よりなるものとする。 FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 3 showing the first embodiment of the organic EL element. The same reference numerals as those shown in FIG. 3 are the same components and the same members unless otherwise specified. Shall be.
第4実施形態の有機EL素子1Dにおいては、カラーフィルタ基板40の構成が第1実施形態の有機EL素子1Aと異なっている。具体的には、カラーフィルタ基板40は、ガラス材料等の透光性部材からなる基板41と、基板41上に形成されたカラーフィルタ層42(42B,42G,42R)と、該カラーフィルタ層42を覆う形で形成されたオーバーコート層43とを備える一方、基板41のカラーフィルタ層42とは異なる面側(他面側)に指向性散乱層35を備えて構成されている。
In the
この場合も、指向性散乱層35はうねり構造31を備え、好適な指向性散乱を実現しており、光取出効率、視角及びパネルの色温度の問題を軽減できるものとされている。
Also in this case, the
なお、第1実施形態〜第4実施形態のそれぞれにおいて、カラーフィルタ層42、オーバーコート層43は、塗布法(スピンコート法等)、若しくは真空薄膜作成法(スパッタ、蒸着法等)を利用して形成される。
In each of the first to fourth embodiments, the
従来のように指向性散乱層35を備えないか、凹凸構造を周期的に形成した散乱層を備える場合では、発光機能層から発せられた光は全反射条件によりガラス基板内を導波して光取出効率が低下する。しかしながら指向性散乱層35を備える本実施形態に係る有機EL装置1では、横方向に伝播していた光の一部が全反射以下の角度に指向性をもって散乱されるため、基板外部に放出され、取出効率が上昇し、同じ電流密度で駆動させたときの空気中に放射されるエネルギーの総量を増加させることができる。図16は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)全ての色を点灯させて白を表示したときの電流密度に対する視認者側の空気中に放射されるエネルギーのグラフである。このグラフからも分かるように、本実施形態に係る有機EL装置1(実施例)は、指向性散乱層35を具備しない比較例と比べて、同じ電流密度でエネルギーの取出効率を上昇させることができた。
In the case where the
また、さまざまな角度をもって出射する光の方向が変化するため、指向性散乱層35を備える本実施形態に係る有機EL装置1(実施例)は、指向性散乱層35を備えない比較例よりも各色での正面と斜めから見たときの色シフトが少なくなる効果も得られる。特に、指向性散乱機能は、波長が短いほど大きな効果を得ることができるので、広角から見たときに色変化が輝度変化として視認されやすい青色において、より上記のような効果を得ることができ、青の色シフトを大きく低減させることができる。そのため、広角から見たときのホワイトバランスも改善できる。
Moreover, since the direction of the light emitted with various angles changes, the organic EL device 1 (example) according to this embodiment including the
図17は、青色の画素XBのみを点灯させ、0°方向と45°方向から観察した色度を測定した結果を示す表である。指向性散乱層35を備える本実施形態に係る有機EL装置1(実施例)は、指向性散乱層35を備えない比較例よりも色シフトを大きく低減できていることが分かる。
FIG. 17 is a table showing the results of measuring the chromaticity observed from the 0 ° direction and the 45 ° direction with only the blue pixel XB turned on. It can be seen that the organic EL device 1 (example) according to the present embodiment including the
また、図18は、赤色、緑色、青色全てを点灯し、白を表示させたときの0°方向と45°方向から観察した色度を測定した結果を示す表である。指向性散乱層35を備える本実施形態に係る有機EL装置1(実施例)は、白表示の場合でも、指向性散乱層35を備えない比較例よりも色シフトを大きく低減できていることが分かる。
FIG. 18 is a table showing the results of measuring the chromaticity observed from the 0 ° direction and the 45 ° direction when all of red, green, and blue are lit and white is displayed. The organic EL device 1 (example) according to the present embodiment including the
上記各実施形態では、カラーフィルタ基板40のいずれかの層にうねり構造31を有する指向性散乱層35を形成しているが、画素電極23が形成された基板20側(つまり発光機能層110が形成された基板側)のいずれかの層において、同様のうねり構造31を備える指向性散乱層35を形成するものとしてもよい。
In each of the above embodiments, the
(有機EL素子の第5実施形態)
次に、図19を参照し、有機ELパネル1を構成する有機EL素子の第5実施形態について、当該有機EL素子の単位画素群の構造を説明する。
(Fifth Embodiment of Organic EL Element)
Next, with reference to FIG. 19, the structure of the unit pixel group of the said organic EL element is demonstrated about 5th Embodiment of the organic EL element which comprises the
なお、図19は、有機EL素子の第1実施形態を示した図3に対応する図面で、図3において示した符号と同一の符号については、特に説明のない限り、同一構成、同一部材よりなるものとする。 FIG. 19 is a view corresponding to FIG. 3 showing the first embodiment of the organic EL element, and the same reference numerals as those shown in FIG. Shall be.
第5実施形態の有機EL素子1Eは、発光機能層110で発せられた光が画素電極23を備える基板20側から出射するボトムエミッション型の有機EL素子である。
The
有機EL素子1Eは、ガラス等の透光性材料からなる基板20上に指向性散乱層35を備え、該指向性散乱層35上に保護層22を介して画素電極23が所定のパターンで画素XB,XG,XR毎に形成されている。指向性散乱層35は、上述した各実施形態と同様にうねり構造31を有し、指向性散乱機能を備えたものである。
The
画素電極23上には、正孔輸送層70、有機EL層60、電子輸送層55を含む発光機能層110、陰極50が形成され、これら画素電極23から陰極50までの積層体を覆う封止層51が保護層22上に形成されている。なお、有機EL層60は、青色有機EL層60B、緑色有機EL層60G、赤色有機EL層60Rがそれぞれ各画素XB,XG,XR毎にパターン形成されてなるものである。
On the
ここで、有機EL素子1Eはボトムエミッション型であるため、画素電極23は透光性を有する導電材料、例えばITO(インジウム錫酸化物)からなる一方、陰極50は光反射性を有する導電材料、例えばアルミニウムからなるものとされている。
Here, since the
このような本実施形態の有機EL素子1Eにおいても、指向性散乱層35はうねり構造31を備え、好適な指向性散乱を実現しており、光取出効率とパネルの色温度の問題および視角の問題を軽減できるものとされている。
Also in the
(有機EL素子の第6実施形態)
次に、図20を参照し、有機ELパネル1を構成する有機EL素子の第6実施形態について、当該有機EL素子の単位画素群の構造を説明する。
(6th Embodiment of an organic EL element)
Next, with reference to FIG. 20, the structure of the unit pixel group of the organic EL element in the sixth embodiment of the organic EL element constituting the
なお、図20は、有機EL素子の第1実施形態を示した図3に対応する図面で、図3において示した符号と同一の符号については、特に説明のない限り、同一構成、同一部材よりなるものとする。 FIG. 20 is a diagram corresponding to FIG. 3 showing the first embodiment of the organic EL element. The same reference numerals as those shown in FIG. 3 denote the same components and members unless otherwise specified. Shall be.
第6実施形態の有機EL素子1Fは、発光機能層110で発せられた光が画素電極23を備える基板20側から出射するボトムエミッション型の有機EL素子である。
The
有機EL素子1Fは、ガラス等の透光性材料からなる基板20上に保護層22を備え、該保護層22上に指向性散乱層35を備えて構成されている。そして、指向性散乱層35上に画素電極23、発光機能層110、陰極50からなる積層体、及び封止剤51が形成されている。指向性散乱層35は、上述した各実施形態と同様にうねり構造31を有し、指向性散乱機能を備えたものである。ここで、有機EL素子1Fはボトムエミッション型であるため、画素電極23は透光性を有する導電材料、例えばITO(インジウム錫酸化物)からなる一方、陰極50は光反射性を有する導電材料、例えばアルミニウムからなるものとされている。
The
このような本実施形態の有機EL素子1Fにおいても、指向性散乱層35はうねり構造31を備え、好適な指向性散乱を実現しており、光取出効率とパネルの色温度の問題および視角の問題を軽減できるものとされている。
Also in the organic EL element 1F of this embodiment as described above, the
(有機EL素子の第7実施形態)
次に、図21を参照し、有機ELパネル1を構成する有機EL素子の第7実施形態について、当該有機EL素子の単位画素群の構造を説明する。
(Seventh Embodiment of Organic EL Element)
Next, with reference to FIG. 21, the structure of the unit pixel group of the organic EL element in the seventh embodiment of the organic EL element constituting the
なお、図21は、有機EL素子の第1実施形態を示した図3に対応する図面で、図3において示した符号と同一の符号については、特に説明のない限り、同一構成、同一部材よりなるものとする。 21 is a view corresponding to FIG. 3 showing the first embodiment of the organic EL element. The same reference numerals as those shown in FIG. 3 denote the same components and members unless otherwise specified. Shall be.
第7実施形態の有機EL素子1Gは、発光機能層110で発せられた光が画素電極23を備える基板20側から出射するボトムエミッション型の有機EL素子である。
The
有機EL素子1Gは、ガラス等の透光性材料からなる基板20上に保護層22を備える一方、基板20の保護層22が形成された面とは反対側(基板20の他面側)に指向性散乱層35を備えて構成されている。そして、保護層22上に画素電極23、発光機能層110、陰極50からなる積層体、及び封止剤51が形成されている。指向性散乱層35は、上述した各実施形態と同様にうねり構造31を有し、指向性散乱機能を備えたものである。ここで、有機EL素子1Gはボトムエミッション型であるため、画素電極23は透光性を有する導電材料、例えばITO(インジウム錫酸化物)からなる一方、陰極50は光反射性を有する導電材料、例えばアルミニウムからなるものとされている。
The
このような本実施形態の有機EL素子1Gにおいても、指向性散乱層35はうねり構造31を備え、好適な指向性散乱を実現しており、光取出効率とパネルの色温度の問題および視角の問題を軽減できるものとされている。
Also in the
(指向性散乱層35の形成方法)
上記各実施形態で用いた指向性散乱層35は、以下のような方法により形成することができる。具体的には、メソポーラスシリカよりなる薄膜を10nm〜230nm(例えば150nm)の厚みに形成することでうねり構造31を得るものとしている。ここでは、固形分濃度約5%のシリコンアルコキシドの溶液を2500rpmの回転数で30秒間スピンコートし、その後、真空中で350℃、1時間の焼成プロセスを経て、メソポーラスシリカ膜を得るものとした。このような方法で形成されるメソポーラスシリカ膜は、うねり構造31を備え、指向性散乱機能を発現するものとなった。
(Method for forming directional scattering layer 35)
The
なお、うねり構造31の凸部間距離、凸頂部及び凹底部間高さを上述した範囲に設計するためには、シリコンアルコキシド溶液の固形分濃度を3wt%〜8wt%とし、スピンコートの回転数を1500rpm〜4000rpmに設計するのが好ましい。また、焼成温度は300℃〜400℃、焼成時間は0.3時間〜5時間とするのが好ましい。
In order to design the distance between the convex portions, the height between the convex top portions and the concave bottom portions of the
上記のような方法の他にも、例えば有機材料、無機材料、有機無機ハイブリッド材料により形成した塗布膜に対して所定時間(例えば数十秒)のプラズマ処理を施すことで、当該塗布膜にうねり構造を付与することもできる。 In addition to the above-described method, for example, by applying plasma treatment for a predetermined time (for example, several tens of seconds) to a coating film formed of an organic material, an inorganic material, or an organic-inorganic hybrid material, the coating film is undulated. A structure can also be added.
また、形成した塗布膜に対して、0.1μm〜10μmのスラリー剤を懸濁した溶液を用いて研磨することで、当該塗布膜にうねり構造を付与することもできる。 Moreover, a wavy structure can also be provided to the said coating film by grind | polishing with respect to the formed coating film using the solution which suspended the slurry agent of 0.1 micrometer-10 micrometers.
さらに、蒸着法若しくはスパッタ法によってうねり構造を付与することもできる。成膜レートを概ね100nm/sとした速めのレートにおいて、真空成膜方法で膜を作成すると、クラスターが発生するため、上記のようなうねり構造を発生させることが可能となる。 Furthermore, a waviness structure can be imparted by vapor deposition or sputtering. When a film is formed by a vacuum film forming method at a high rate of about 100 nm / s, a cluster is generated, so that the above-described swell structure can be generated.
その他にも、ナノスケールサイズの樹脂を埋め込む、若しくは埋め込んだ後に同等の屈折率を有するコート剤を塗布する、等の方法によりうねり構造を付与することもできる。 In addition, a waviness structure can also be imparted by a method such as embedding a nanoscale resin or applying a coating agent having the same refractive index after embedding.
なかでも、メソポーラスシリカ材料を用いた場合、スピンコートなどの塗布プロセスと、焼成プロセスのみを通し、比較的工程の負担が少ないため、特に好ましい。 In particular, the use of a mesoporous silica material is particularly preferable because only a coating process such as spin coating and a baking process are performed and the burden of the process is relatively small.
(有機EL素子の第8実施形態)
上記実施形態の有機ELパネル1は、フルカラー表示を可能とすべく、青色画素XB、緑色画素XG、赤色画素XRを含むものとしたが、例えば図22に示すように、単色ボトムエミッション方式の有機ELパネルに対しても本発明の構成を採用することが可能である。図22は、単色ボトムエミッション方式の有機EL素子1Hの断面構成を示す模式図である。なお、図22は、第1実施形態の有機EL素子を示した図3に対応する図面で、図3において示した符号と同一の符号については、特に説明のない限り、同一構成、同一部材よりなるものとする。
(Eighth Embodiment of Organic EL Element)
The
第8実施形態の有機EL素子1Hは、単一の有機EL層60を含み、単色(ここでは青色)の光を発光可能な発光機能層110で発せられた光が画素電極23を備える基板20側から出射する単色ボトムエミッション型の有機EL素子である。
The
有機EL素子1Hは、ガラス等の透光性材料からなる基板20上に指向性散乱層35を備え、該指向性散乱層35上に保護層22を介して陽極23が形成されている。指向性散乱層35は、上述した各実施形態と同様にうねり構造31を有し、指向性散乱機能を備えたものである。
The organic EL element 1H includes a
陽極23上には、正孔輸送層70、有機EL層60、電子輸送層55を含む発光機能層110、及び陰極50が形成され、これら陽極23から陰極50までの積層体を覆う封止層51が保護層22上に形成されている。なお、有機EL層60は、青色の光を発光可能な有機EL材料からなるものである。ここで、有機EL素子1Hはボトムエミッション型であるため、画素電極23は透光性を有する導電材料、例えばITO(インジウム錫酸化物)からなる一方、陰極50は光反射性を有する導電材料、例えばアルミニウムからなるものとされている。このような本実施形態の有機EL素子1Hにおいても、指向性散乱層35はうねり構造31を備え、好適な指向性散乱を実現しており、光取出効率と視角の問題を軽減できるものとされている。
On the
ここで、当該第8実施形態の有機EL素子1Hの指向性散乱層35が備えるうねり構造31は、発光色の発光波長範囲において最も強く指向性散乱を発現する構成とされている。図23は、有機EL層60の発光色のスペクトルピークを示すグラフである。本実施形態では、うねり構造31は、ランダムな凹凸構造を有し、うねりの周期の平均値が概ね発光色のスペクトルピーク波長の±250nmの範囲内とされている。すなわち、本実施形態の有機EL層60の発光ピーク波長は420nmであるため、うねりの周期の平均値は170nm〜670nmに設計されている。
Here, the
このように構成された有機EL素子1Hにおいては、画素電極23と陰極50の間に電流が流れると、有機EL層60は発光し、発光光(青色光)は陽極23を介して基板20側から出射したり、陰極50で反射してから陽極23を介して基板20側から出射したりする。このとき、基板20上には指向性散乱層35が形成されているため、発光光が好適に散乱し、視角を広げることが可能とされている。
In the organic EL element 1H configured as described above, when a current flows between the
図24(a)は、指向性散乱層35に対して様々な角度(0°、15°、30°、60°)から光(波長420nm)を入射し、透過における指向性散乱光を検出した結果を示すものである。横軸は受光角度(°)を示し、縦軸は検出強度(a.u.)を示している。また、図24(b)は、指向性散乱層35に対して様々な角度(0°、15°、30°、60°)から光(420nm)を入射し、反射における指向性散乱光を検出した結果を示すものである。横軸は受光角度(°)を示し、縦軸は検出強度(a.u.)を示している。なお、図24(a)及び(b)において、透過では入射方向の検出強度を1として規格化し、反射では正反射方向の検出強度を1として規格化した。
In FIG. 24A, light (wavelength 420 nm) is incident on the
このように本実施形態で用いた指向性散乱層35によると、青色の波長近辺において、透過及び反射のそれぞれで入射光もしくは反射光方向に対して±25°に指向性散乱による検出ピークが確認され、うねりの周期の平均が概ね波長と一致するとき、強い指向性散乱が現れた。このようなうねり構造31により指向性散乱が実現され、規則的な周期を具備した凹凸構造を形成したときの回折効果とは異なり、入射光角度が変化しても、ほぼ同じ角度に入射光の一部が同じ指向性をもって散乱する。
Thus, according to the
また、図25(a)は、入射光波長420nm、550nm、680nmのそれぞれで、うねりの周期を変化させたときの透過特性を示す図で、図25(b)は、同じく入射光波長420nm、550nm、680nmのそれぞれで、うねりの周期を変化させたときの反射特性を示す図である。図25(a)及び(b)において、横軸はうねりの周期の平均値で、縦軸は検出した指向性散乱された光の絶対強度を示している。 FIG. 25A is a diagram showing transmission characteristics when the period of undulation is changed at each of incident light wavelengths of 420 nm, 550 nm, and 680 nm. FIG. 25B is an incident light wavelength of 420 nm. It is a figure which shows the reflection characteristic when changing the period of a wave | undulation in each of 550 nm and 680 nm. In FIGS. 25A and 25B, the horizontal axis indicates the average value of the waviness period, and the vertical axis indicates the absolute intensity of the detected directional scattered light.
なお、うねりの周期の異なる形状は、メソポーラスシリカの形成膜厚を80nm〜200nmまで変化させることによって形成可能である。例えば、概ね膜厚130nmでメソポーラスシリカ層を形成すると、うねりの周期は500nm〜1050nmとなり、周期の平均を約650nmとして形成することができる。 Shapes with different waviness periods can be formed by changing the formation film thickness of mesoporous silica from 80 nm to 200 nm. For example, when a mesoporous silica layer is formed with a film thickness of approximately 130 nm, the waviness period is 500 nm to 1050 nm, and the average period can be about 650 nm.
入射光波長420nm、550nm、680nmで、指向性散乱光が検出できたうねりの周期の平均値は、各々170nm〜670nm、300nm〜800nm、430nm〜930nmであり、入射光波長に対して、−250nm〜+250nmの範囲であった。なお、上記実施形態では、指向性散乱による検出ピークは、入射光もしくは反射光方向に対して±25°としたが、うねりの深さの平均値を変化させることによって、指向性散乱光の角度を制御することができる。 The average values of the waviness periods in which directional scattered light was detected at incident light wavelengths of 420 nm, 550 nm, and 680 nm were 170 nm to 670 nm, 300 nm to 800 nm, and 430 nm to 930 nm, respectively, and −250 nm with respect to the incident light wavelength. It was in the range of ˜ + 250 nm. In the above embodiment, the detection peak due to directional scattering is ± 25 ° with respect to the incident light or reflected light direction, but the angle of the directional scattered light can be changed by changing the average value of the undulation depth. Can be controlled.
(有機EL素子の第9実施形態)
次に、図26を参照し、有機ELパネルを構成する有機EL素子の第9実施形態について、当該有機EL素子の断面構造を説明する。
(Ninth embodiment of organic EL element)
Next, with reference to FIG. 26, the cross-sectional structure of the organic EL element in the ninth embodiment of the organic EL element constituting the organic EL panel will be described.
なお、図26は、有機EL素子の第1実施形態を示した図3に対応する図面で、図3において示した符号と同一の符号については、特に説明のない限り、同一構成、同一部材よりなるものとする。 26 is a view corresponding to FIG. 3 showing the first embodiment of the organic EL element. The same reference numerals as those shown in FIG. 3 are the same as those shown in FIG. 3 unless otherwise specified. Shall be.
第9実施形態の有機EL素子1Iは、発光機能層110で発せられた光が画素電極23を備える基板20側から出射するボトムエミッション型の有機EL素子である。
The
有機EL素子1Iは、ガラス等の透光性材料からなる基板20上に保護層22を備え、該保護層22上に指向性散乱層35を備えて構成されている。そして、指向性散乱層35上に画素電極23、単色(青色)の発光機能層110、陰極50からなる積層体、及び封止剤51が形成されている。指向性散乱層35は、上述した各実施形態と同様にうねり構造31を有し、指向性散乱機能を備えたものである。ここで、有機EL素子1Iはボトムエミッション型であるため、画素電極23は透光性を有する導電材料、例えばITO(インジウム錫酸化物)からなる一方、陰極50は光反射性を有する導電材料、例えばアルミニウムからなるものとされている。
The
このような本実施形態の有機EL素子1Iにおいても、指向性散乱層35はうねり構造31を備え、好適な指向性散乱を実現しており、光取出効率と視角の問題を軽減できるものとされている。
Also in the organic EL element 1I of this embodiment as described above, the
(有機EL素子の第10実施形態)
次に、図27を参照し、有機ELパネルを構成する有機EL素子の第10実施形態について、当該有機EL素子の断面構造を説明する。
(10th Embodiment of an organic EL element)
Next, with reference to FIG. 27, the cross-sectional structure of the organic EL element in the tenth embodiment of the organic EL element constituting the organic EL panel will be described.
なお、図27は、有機EL素子の第1実施形態を示した図3に対応する図面で、図3において示した符号と同一の符号については、特に説明のない限り、同一構成、同一部材よりなるものとする。 27 is a view corresponding to FIG. 3 showing the first embodiment of the organic EL element. The same reference numerals as those shown in FIG. 3 denote the same components and members unless otherwise specified. Shall be.
第10実施形態の有機EL素子1Jは、発光機能層110で発せられた光が画素電極23を備える基板20側から出射するボトムエミッション型の有機EL素子である。
The
有機EL素子1Jは、ガラス等の透光性材料からなる基板20上に保護層22を備える一方、基板20の保護層22が形成された面とは反対側(基板20の他面側)に指向性散乱層35を備えて構成されている。そして、保護層22上に画素電極23、発光機能層110、陰極50からなる積層体、及び封止剤51が形成されている。指向性散乱層35は、上述した各実施形態と同様にうねり構造31を有し、指向性散乱機能を備えたものである。ここで、有機EL素子1Jはボトムエミッション型であるため、画素電極23は透光性を有する導電材料、例えばITO(インジウム錫酸化物)からなる一方、陰極50は光反射性を有する導電材料、例えばアルミニウムからなるものとされている。
The
このような本実施形態の有機EL素子1Jにおいても、指向性散乱層35はうねり構造31を備え、好適な指向性散乱を実現しており、特に青の画素XBにおいて光取出効率と視角の問題を軽減できるものとされている。
Also in the
なお、上記第8及び第9実施形態のように、うねり構造31上に保護層22若しくは陽極23を形成する場合、うねりの深さが非常に小さいため、クラックの発生などを起こさず、その上部に層構造を形成することが可能である。また、視認者側の表面に(つまり封止層51上に)うねり構造31を具備した指向性散乱層35を形成することもできる。なお、各第8〜第10実施形態の有機EL素子が具備する指向性散乱層35についても、上述したようなメソポーラスシリカ膜を薄膜にて成膜することにより形成することができる。
Note that when the
(有機EL素子の第11実施形態)
次に、図28を参照し、有機ELパネルを構成する有機EL素子の第11実施形態について、当該有機EL素子の単位画素群の構造を説明する。
(11th Embodiment of an organic EL element)
Next, with reference to FIG. 28, the structure of the unit pixel group of the organic EL element in the eleventh embodiment of the organic EL element constituting the organic EL panel will be described.
なお、図28は、有機EL素子の第1実施形態を示した図3に対応する図面で、図3において示した符号と同一の符号については、特に説明のない限り、同一構成、同一部材よりなるものとする。 28 is a drawing corresponding to FIG. 3 showing the first embodiment of the organic EL element. The same reference numerals as those shown in FIG. 3 denote the same components and the same members unless otherwise specified. Shall be.
第11実施形態の有機EL素子1Kは、発光機能層110で発せられた光が画素電極23を備える基板20側から出射するボトムエミッション型の有機EL素子である。また、発光機能層110は、青色有機EL層60B、緑色有機EL層60G、赤色有機EL層60Rが各画素毎にパターン形成されてなり、フルカラー表示が可能とされている。なお、青色の発光スペクトルピーク波長は440nm、緑色の発光スペクトルピーク波長は520nm、赤色の発光スペクトルピーク波長は630nmである。
The
有機EL素子1Kは、ガラス等の透光性材料からなる基板20上に指向性散乱層35を備え、該指向性散乱層35を含む基板20上に保護層22が形成されている。また、保護層22上には画素電極23、発光機能層110、陰極50からなる積層体、及び封止剤51が形成されている。なお、有機EL素子1Kはボトムエミッション型であるため、画素電極23は透光性を有する導電材料、例えばITO(インジウム錫酸化物)からなる一方、陰極50は光反射性を有する導電材料、例えばアルミニウムからなるものとされている。
The
ここで、指向性散乱層35は、各色の画素毎にそれぞれ青色指向性散乱層35B、緑色指向性散乱層35G、赤色指向性散乱層35Rとしてパターン形成され、各指向性散乱層35B,35G,35Rがそれぞれ異なるうねり構造31B,31G,31Rを具備している。具体的には、青色画素の青色指向性散乱層35Bにおいては、うねり構造31Bのうねりの周期が概ね200nm〜690nmで、うねりの周期の平均値が概ね450nmとされている。緑色画素の緑色指向性散乱層35Gにおいては、うねり構造31Gのうねりの周期が概ね270nm〜770nmで、うねりの周期の平均値が概ね510nmとされている。赤色画素の赤色指向性散乱層35Rにおいては、うねり構造31Rのうねりの周期が概ね400nm〜980nmで、うねりの周期の平均値が概ね650nmとされている。
Here, the
このような各指向性散乱層35B,35G,35Rは、例えばそれぞれメソポーラスシリカ膜が175nm、155nm、135nmの厚みとなって形成されるように、アルコキシシラン溶液を数回に分けてスピン、フレキソ印刷、若しくはインクジェット法等を利用することによって形成することができる。 Each of the directional scattering layers 35B, 35G, and 35R is formed by spin and flexographic printing by dividing the alkoxysilane solution into several times, for example, so that the mesoporous silica films are formed with thicknesses of 175 nm, 155 nm, and 135 nm, respectively. Alternatively, it can be formed by using an inkjet method or the like.
このような本実施形態の有機EL素子1Kにおいても、パターニングされてなる指向性散乱層35B,35G,35Rはうねり構造31B,31G,31Rを備え、好適な指向性散乱を実現しており、光取出効率と視角の問題を軽減できるものとされている。具体的には、指向性散乱層35を具備しない有機EL素子に比して、R,G,Bの各色を点灯させ白を表示させた際に、1.5倍のエネルギーを視認者のいる空気層に取り出すことができた。
Also in the
なお、本実施形態では、各色画素全てに色の波長に対応するうねり構造を具備した指向性散乱層を形成したが、パネルの色味を改善するために、取出効率を特に上げたい色がある場合、その画素に対応する部分にのみ、選択的に指向性散乱層35を形成するものとしてもよい。
In this embodiment, the directional scattering layer having a wave structure corresponding to the wavelength of the color is formed on all the color pixels. However, in order to improve the color of the panel, there is a color for which the extraction efficiency is particularly desired to be increased. In this case, the
また、フルカラー有機ELパネルにおいて、特に取出効率を上げたい色が一色である場合、その色に対応したうねり構造を具備する指向性散乱層35を基板全面に形成した場合にも、当該色については選択的に光取出効率を向上させることが可能である。
In addition, in a full-color organic EL panel, when a single color is desired to increase the extraction efficiency, even when a
また、各色の指向性散乱層35B,35G,35Rを形成する界面としては、図28のような基板20と保護層22の界面に限らず、例えば図29のように保護層22と陽極23の界面、図30のように基板20の外面(保護層22の形成面とは異なる面)に、各指向性散乱層35B,35G,35Rを形成するものとしてもよい。
Further, the interface for forming the directional scattering layers 35B, 35G, and 35R for each color is not limited to the interface between the
(有機EL素子の第12実施形態)
次に、図31を参照し、有機ELパネルを構成する有機EL素子の第12実施形態について、当該有機EL素子の断面構造を説明する。
(12th Embodiment of an organic EL element)
Next, with reference to FIG. 31, the cross-sectional structure of the organic EL element will be described for the twelfth embodiment of the organic EL element constituting the organic EL panel.
なお、図31は、有機EL素子の第1実施形態を示した図3に対応する図面で、図3において示した符号と同一の符号については、特に説明のない限り、同一構成、同一部材よりなるものとする。 FIG. 31 is a drawing corresponding to FIG. 3 showing the first embodiment of the organic EL element. The same reference numerals as those shown in FIG. 3 are the same as those shown in FIG. 3 unless otherwise specified. Shall be.
第12実施形態の有機EL素子1Nは、発光機能層110で発せられた光が陰極50側に形成されたカラーフィルタ基板40側から出射するトップエミッション型の有機EL素子である。特に、発光機能層110は青色の単色有機EL層60から構成されており、当該有機EL素子1Nは、単色のトップエミッション方式とされている。つまり、単一の有機EL層60を含み、単色(ここでは青色)の光を発光可能な発光機能層110で発せられた光が青色のカラーフィルタ層42Bを備える基板40側から出射する単色トップエミッション型の有機EL素子である。
The organic EL element 1N of the twelfth embodiment is a top emission type organic EL element in which light emitted from the light emitting
有機EL素子1Nは、ガラス等の透光性材料からなる基板20上に反射層21を備え、該反射層21上に保護層22を介して陽極23が形成されている。陽極23上には、正孔輸送層70、有機EL層60、電子輸送層55を含む発光機能層110、及び陰極50が形成され、これら陽極23から陰極50までの積層体を覆う封止層51が保護層22上に形成されている。封止層51上にはシール剤32で囲まれた領域に充填された充填剤33が配設され、その上方にカラーフィルタ基板40が形成されている。
The organic EL element 1N includes a
カラーフィルタ基板40は、基板41と、該基板41の内面側(充填剤33側)に配設された指向性散乱層35と、指向性散乱層35の内面側に配設された青色カラーフィルタ層42Bと、カラーフィルタ層42Bを含む指向性散乱層35の内面側に配設されたオーバーコート層43とを備えて構成されている。
The
このような本実施形態の有機EL素子1Nにおいても、指向性散乱層35はうねり構造31を備え、好適な指向性散乱を実現しており、光取出効率と視角の問題を軽減できるものとされている。本実施形態の場合、うねりの深さが非常に小さいため、クラックの発生などを起こさず、その上部に層構造を形成することが可能である。
Also in the organic EL element 1N of this embodiment, the
また、カラーフィルタ基板40のなかで指向性散乱層35を形成する界面としては、図31のような基板41とカラーフィルタ層42Bの界面に限らず、例えば図32に示す有機EL素子1Oのようにオーバーコート層43と充填剤33の界面に配設したり、図33に示す有機EL素子1Pのように基板41の外面側(充填剤33とは異なる面側)に配設したりできる。或いは図34に示す有機EL素子1Qのように、カラーフィルタ層42Bとオーバーコート層43との界面に配設してもよい。
Further, the interface on which the
以上、本発明の発光装置の実施形態を幾つか説明したが、本発明はこのような形態に限るものではない。 Although several embodiments of the light emitting device of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such a form.
例えば、上記実施形態の発光装置は、基板41とカラーフィルタ層42の界面にうねり構造31を具備する指向性散乱層35を備えるが、当該指向性散乱層35は、その他各薄膜の界面に配設することができる。具体的には、基板20、反射層21、保護層22、陽極23、正孔輸送層70、発光層60、電子輸送層55、陰極50、充填剤33、オーバーコート層43、カラーフィルタ層42、基板41のいずれかの界面に配設することができる。
For example, the light-emitting device of the above embodiment includes the
例えば有機EL層(発光層)を低分子有機ELの白色表示とし、2層以上の発光層を積層した場合にも本発明の構成を適用できる。この場合に指向性散乱層を形成する界面は、上記実施形態と同様に特に限定されない。 For example, the configuration of the present invention can also be applied to the case where the organic EL layer (light emitting layer) is white display of low molecular organic EL and two or more light emitting layers are laminated. In this case, the interface for forming the directional scattering layer is not particularly limited as in the above embodiment.
ここで、発光スペクトルピークが2以上ある場合、それぞれのピーク波長に合わせた構成を有するうねり構造(つまり、うねりの周期が各ピーク波長の±250nmのもの)を具備する指向性散乱層を2層以上重ねることで、光取出効率を高めることができ、好適に視角を広げることも可能となる。また、どちらか一方のスペクトルピーク波長のみに対応するうねり構造(つまり、うねりの周期が当該ピーク波長の±250nmのもの)を具備する指向性散乱層を設けた場合でも、約1.2倍〜1.5倍のエネルギーを視認者側の空気層に取り出すことができる。 Here, when there are two or more emission spectrum peaks, two directional scattering layers each having a wavy structure (that is, a wavy period of ± 250 nm of each peak wavelength) having a configuration matched to each peak wavelength. By superimposing the above, the light extraction efficiency can be increased, and the viewing angle can be suitably widened. Further, even when a directional scattering layer having a wavy structure corresponding to only one of the spectral peak wavelengths (that is, the wavy period is ± 250 nm of the peak wavelength) is provided, about 1.2 times to 1.5 times the energy can be taken out to the air layer on the viewer side.
また、3ピークの場合も同様で、それぞれのピーク波長に合わせた構成を有するうねり構造(つまり、うねりの周期が各ピーク波長の±250nmのもの)を備えた指向性散乱層をそれぞれ形成する、若しくは任意の2つのピーク波長に合わせた構成を有するうねり構造(つまり、うねりの周期が各ピーク波長の±250nmのもの)を備えた指向性散乱層をそれぞれ形成する、若しくは任意の1つのピーク波長に合わせた構成を有するうねり構造(つまり、うねりの周期が当該ピーク波長の±250nmのもの)を備えた指向性散乱層を形成することで、本発明に係る効果を発現することもできる。 The same applies to the case of three peaks, each of which forms a directional scattering layer having a wavy structure (that is, the waviness period is ± 250 nm of each peak wavelength) having a configuration matched to each peak wavelength. Alternatively, a directional scattering layer having a wave structure (that is, a wave period of ± 250 nm of each peak wavelength) having a configuration matched to any two peak wavelengths is formed, or any one peak wavelength By forming a directional scattering layer having a wave structure having a configuration matched to (that is, a wave period of ± 250 nm of the peak wavelength), the effect according to the present invention can be exhibited.
なお、2ピークの発光スペクトルにおいて、特に緑色の発光強度がもともと少なく、パネルの演色機能が不足する場合がある。この場合、発光強度の弱い色の波長に対応するうねり構造(つまり、うねりの周期が当該ピーク波長の±250nmのもの)を形成することで、発光強度の少ない色の発光を選択的に効率よく空気層に取り出すことができ、パネルの演色性を高めるように利用することも可能である。 In addition, in the emission spectrum of two peaks, the emission intensity of green in particular is originally low, and the color rendering function of the panel may be insufficient. In this case, it is possible to selectively and efficiently emit light of a color with low emission intensity by forming a wave structure corresponding to a wavelength of a color with low emission intensity (that is, a wave period of ± 250 nm of the peak wavelength). It can be taken out to the air layer and can be used to enhance the color rendering properties of the panel.
また、図3に示したようなトップエミッションフルカラーの有機EL素子に対して、発光スペクトルピーク波長に対応したうねり構造(つまり、うねりの周期が当該ピーク波長の±250nmのもの)を形成することもできる。マトリクス状に配置される画素において、マスク蒸着による発光材料の塗り分けで形成したり、白色発光をマイクロキャビティの使用により創出したり、発光材料を塗り分けしてマイクロキャビティを併用していても、同じように散乱効果が得られる。具体的には、青色の発光スペクトルピーク465nm、緑色のスペクトルピーク525nm、赤色のスペクトルピーク630nmの発光材料を使用し、各色画素に対応するマトリクス位置にうねり構造を形成することができる。ここで、青色部分にはうねり周期が概ね200nm〜730nmで、うねり周期の平均値が概ね450nmとなるように、また緑色部分にはうねり周期が概ね300nm〜775nmで、うねり周期の平均値が概ね550nmとなるように、また赤色部分にはうねり周期が概ね400nm〜980nmで、うねり周期の平均値が概ね650nmとなるようにうねり構造を形成することができる。この場合、赤色、緑色、青色画素のそれぞれを点灯させ、白を表示させた場合に、うねり構造を具備しない場合の1.62倍のエネルギーを視認者のいる空気層に取り出すことができる。 In addition, a wave structure corresponding to the emission spectrum peak wavelength (that is, the wave period is ± 250 nm of the peak wavelength) may be formed on the top emission full color organic EL element as shown in FIG. it can. In pixels arranged in a matrix form, it is formed by separately applying light emitting material by mask vapor deposition, creating white light emission by using a microcavity, even if using a microcavity by separately applying a light emitting material, A scattering effect is obtained in the same way. Specifically, using a light emitting material having a blue emission spectrum peak of 465 nm, a green spectrum peak of 525 nm, and a red spectrum peak of 630 nm, a wave structure can be formed at a matrix position corresponding to each color pixel. Here, in the blue portion, the swell period is approximately 200 nm to 730 nm, and the average value of the swell period is approximately 450 nm. In the green portion, the swell period is approximately 300 nm to 775 nm, and the average value of the swell period is approximately. The undulation structure can be formed so that the undulation period is approximately 400 nm to 980 nm and the average value of the undulation period is approximately 650 nm in the red portion so as to be 550 nm. In this case, when each of the red, green, and blue pixels is lit and white is displayed, 1.62 times as much energy as in the case where the undulation structure is not provided can be taken out to the air layer where the viewer is present.
なお、このような構造は、メソポーラスシリカ膜が170nm、140nm、135nmの厚みとなって形成されるように、アルコキシシラン溶液を数回に分けてスピン、もしくはフレキソ印刷、もしくはインクジェット法を採用することによって形成することができる。この場合、例として概ね40nm〜200nm程度の膜厚でメソポーラスシリカを形成することにより、可視光領域に指向性散乱を発現する構造を形成することができる。例えば、膜厚110nm〜140nmにおいて赤、膜厚140nm〜159nmにおいて緑、膜厚160nm〜230nmにおいて青の波長領域での指向性散乱を発現するうねり構造を形成することができた。 In such a structure, an alkoxysilane solution is divided into several times and spin, flexographic printing, or an ink jet method is adopted so that a mesoporous silica film is formed with a thickness of 170 nm, 140 nm, and 135 nm. Can be formed. In this case, by forming mesoporous silica with a film thickness of approximately 40 nm to 200 nm as an example, a structure that expresses directional scattering in the visible light region can be formed. For example, it was possible to form a swell structure expressing directional scattering in the wavelength region of red in the film thickness of 110 nm to 140 nm, green in the film thickness of 140 nm to 159 nm, and blue in the film thickness of 160 nm to 230 nm.
また、各色の画素全てに色の波長に対応する構造を形成するほか、パネルの色味を改善するために、取出効率を特に上げたい色がある場合、その画素に対応する部分にのみ選択的にうねり構造を形成するものとしてもよい。また、フルカラーディスプレイでも特に取出効率を上げたい色が一色である場合、その色のスペクトルピーク波長に対応するうねり周期を有するうねり構造を基板全面に形成してもよい。
(電子機器)
次に、本発明の電子機器について説明する。
In addition to forming a structure that corresponds to the wavelength of the color for all pixels of each color, and to improve the color of the panel, if there is a color that you want to improve the extraction efficiency, select only the part corresponding to that pixel. A wavy structure may be formed. In addition, in a full color display, when a single color is desired to improve the extraction efficiency, a wavy structure having a wavy period corresponding to the spectral peak wavelength of the color may be formed on the entire surface of the substrate.
(Electronics)
Next, the electronic apparatus of the present invention will be described.
電子機器は、上述した有機ELパネル1を表示部として有したものであり、具体的には図35に示すものが挙げられる。
The electronic device has the
図35(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図35(a)において、携帯電話1000は、上述した有機ELパネル1を用いた表示部1001を備える。
FIG. 35A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 35A, a
図35(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図35(b)において、時計1100は、上述した有機ELパネル1を用いた表示部1101を備える。
FIG. 35B is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic apparatus. In FIG. 35B, a
図35(c)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図35(c)において、情報処理装置1200は、キーボードなどの入力部1201、上述した有機ELパネル1を用いた表示部1202、情報処理装置本体(筐体)1203を備える。
FIG. 35C is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. 35C, the
図35(a)〜図35(c)に示すそれぞれの電子機器は、上述した有機ELパネル(有機EL装置)1を有した表示部1001,1101,1202を備えているので、表示部を構成する有機EL装置の高輝度化を実現すると共に、色シフトが抑制されたものとなる。
Each of the electronic devices shown in FIGS. 35A to 35C includes the
20…基板、21…反射層、22…保護層、23…陽極(画素電極)、31…うねり構造、33…充填剤、35…指向性散乱層、40…カラーフィルタ基板、41…基板、42…カラーフィルタ層、43…オーバーコート層、50…陰極(対向電極)、55…電子輸送層、60…発光層、70…正孔輸送層。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記薄膜のいずれかの界面に、指向性を有した散乱機能を発現するうねり構造を具備することを特徴とする発光装置。 A light emitting device in which a plurality of thin films including a light emitting layer are laminated,
A light emitting device comprising a wave structure that exhibits a scattering function having directivity at any interface of the thin film.
メソポーラスシリカをスピンコート法により成膜し、前記うねり構造を形成するうねり構造形成工程を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。 A method of manufacturing a light-emitting device comprising a plurality of thin films including a light-emitting layer, and having a waved structure that expresses a scattering function having directivity at any interface of the thin film,
A method of manufacturing a light-emitting device, comprising a wavy structure forming step of forming a wavy structure by forming a film of mesoporous silica by a spin coating method.
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