JP2012252933A - Light emitting device and electronic equipment - Google Patents

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Yukiya Shiratori
幸也 白鳥
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration in light extraction efficiency and color purity to increase the color purity without a color filter having thicker film thickness by obtaining peak wavelength suitable for light emitting dopant for each color in a top emission type light emitting device having resonance structure and using a white light emitting element of a tandem structure.SOLUTION: In a red light emitting element U1 and a blue light emitting element U2, optical distances between reflective layers 11, 12 and counter electrodes 30 are respectively set to be equal for one another, and the reflective layer 11 of the red light emitting element U1 is formed of a material different from that for forming the reflective layer 12 of the light emitting device of the other color.

Description

本発明は、各種の発光素子を利用した発光装置およびこの発光装置を備えた電子機器に関する。   The present invention relates to a light emitting device using various light emitting elements and an electronic apparatus including the light emitting device.

近年、基板上に有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子を発光素子として形成し、発光素子の発光光を基板と反対側に取り出すトップエミッション方式の発光装置が電子機器の表示装置などとして多用されている。トップエミッション方式は、発光素子を挟み、基板側に形成された一方の第1電極(例えば陽極)と基板との間に反射層を形成し、発光素子を挟む他方の第2電極(例えば陰極)側から光を取り出す方式であって、光の利用効率が高い方式である。   In recent years, a top emission type light-emitting device in which an organic EL (electroluminescence) element is formed as a light-emitting element on a substrate and light emitted from the light-emitting element is extracted on the side opposite to the substrate has been widely used as a display device for electronic devices. In the top emission method, a reflective layer is formed between one of the first electrodes (for example, an anode) formed on the substrate side and the substrate, with the light emitting element interposed therebetween, and the other second electrode (for example, a cathode) that sandwiches the light emitting element. This is a method of taking out light from the side, and is a method with high light utilization efficiency.

トップエミッション方式の発光装置において、白色の有機EL素子を用い、前記第2電極と反射層との間で所定の波長の光を共振させて、光の取り出し効率を高める技術が開示されている(例えば非特許文献1)。この技術では、共振構造におけるピーク波長をλ、反射層から前記第2電極の光学的距離をD、前記反射層での反射における位相シフトをφ、前記第2電極での反射における位相シフトをφ、整数をmとしたとき、下記の式を満たす光学構造が提案されている。
D={(2πm+φ+φ)/4π}λ・・・(1)
In a top emission type light emitting device, a technology is disclosed in which a white organic EL element is used to resonate light having a predetermined wavelength between the second electrode and the reflective layer, thereby increasing light extraction efficiency ( For example, Non-Patent Document 1). In this technique, the peak wavelength in the resonance structure is λ, the optical distance from the reflective layer to the second electrode is D, the phase shift in reflection at the reflective layer is φ L , and the phase shift in reflection at the second electrode is An optical structure that satisfies the following formula is proposed, where φ U is an integer m.
D = {(2πm + φ L + φ U ) / 4π} λ (1)

また、前記共振構造を有すると共に、赤色の有機EL素子、緑色の有機EL素子および青色の有機EL素子を中間層を介して積層することによりタンデム構造の白色発光素子とし、カラーフィルターを用いてフルカラーを実現する発光装置が提案されている。   In addition to having the above-mentioned resonance structure, a red organic EL element, a green organic EL element, and a blue organic EL element are stacked via an intermediate layer to form a white light emitting element having a tandem structure, and a full color using a color filter. A light emitting device that realizes the above has been proposed.

さらに、このようなタンデム構造の白色発光素子を有する発光装置であって、赤色の有機EL素子、緑色の有機EL素子および青色の有機EL素子のうち、2色の有機EL素子の光路長を同一にし、製造プロセスを簡略化した発光装置が提案されている(特許文献1)。   Furthermore, the light-emitting device has such a tandem white light-emitting element, and the optical path lengths of the two organic EL elements are the same among the red organic EL element, the green organic EL element, and the blue organic EL element. In addition, a light emitting device with a simplified manufacturing process has been proposed (Patent Document 1).

この発光装置は、同一の光学距離で複数のピークが現れるように、前記(1)式においてmの値が2以上となる共振構造を有している。前記タンデム構造を採用する場合には、発光素子の膜厚を薄くすると特性が低下するため、200〜300nm程度の膜厚を確保した方が好ましい。また、光学距離を変えて各色ごとにピークが現れるようにすると、製造工程が増えてしまう。したがって、前記タンデム構造を採用する場合において、特性の低下を防ぎ、製造工程を簡略化するためには、上述のように、前記(1)式においてmの値が2以上となる共振構造を有することが好ましいと言える。   This light emitting device has a resonance structure in which the value of m is 2 or more in the equation (1) so that a plurality of peaks appear at the same optical distance. In the case of adopting the tandem structure, it is preferable to secure a film thickness of about 200 to 300 nm because characteristics are deteriorated when the film thickness of the light emitting element is reduced. In addition, if the optical distance is changed so that a peak appears for each color, the number of manufacturing steps increases. Therefore, in the case of adopting the tandem structure, in order to prevent the deterioration of the characteristics and simplify the manufacturing process, as described above, the resonance structure in which the value of m is 2 or more in the equation (1) is provided. It can be said that it is preferable.

特開2006−30250号公報JP 2006-30250 A

しかしながら、特許文献1に記載の発光装置では、必ずしも青色用の発光ドーパント、赤色用の発光ドーパントの両者に適したピーク波長を得られるようには設計できない場合がある。その結果、光取り出し効率が低下し、色純度が低下するという問題があった。   However, the light emitting device described in Patent Document 1 may not always be designed to obtain a peak wavelength suitable for both the blue light emitting dopant and the red light emitting dopant. As a result, there is a problem that light extraction efficiency is lowered and color purity is lowered.

また、特許文献1に記載の発光装置では、一つの発光素子で複数のピークが現れるため、濃いカラーフィルター、つまり、膜厚の厚いカラーフィルターを用いないと色純度を高くすることができないという問題があった。   Further, in the light emitting device described in Patent Document 1, since a plurality of peaks appear in one light emitting element, the color purity cannot be increased unless a dark color filter, that is, a thick color filter is used. was there.

このような事情を背景として、本発明は、前記(1)式においてmの値が2以上となる共振構造を有し、タンデム構造の白色発光素子を用いたトップエミッション方式の発光装置において、各色用の発光ドーパントに適したピーク波長を得ることにより、光取り出し効率と色純度の低下を防止し、膜厚の厚いカラーフィルターを用いることなく色純度を高めるという課題の解決を目的としている。   Against this backdrop, the present invention has a resonance structure in which the value of m is 2 or more in the formula (1), and each light emitting device using a tandem white light emitting element uses each color. The objective is to solve the problem of increasing the color purity without using a thick color filter by preventing a decrease in light extraction efficiency and color purity by obtaining a peak wavelength suitable for a light-emitting dopant.

以上の課題を解決するために、本発明に係る発光装置は、複数の画素が形成されたものであって、前記複数の画素の各々は、反射層と、画素電極と、光透過半反射層と、 前記反射層と前記光透過半反射層との間に形成された複数の発光部と、前記複数の発光部の間に形成された少なくとも一つの電荷分離層と、対向電極とを備え、前記反射層と前記光透過半反射層との間の光学的距離は、少なくとも二つの画素について同一であり、前記反射層と前記光透過半反射層との間の光学的距離が同一の二つの画素のうち、一つの画素の前記反射層は、もう一方の画素の反射層とは異なる材質で形成されることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a light emitting device according to the present invention includes a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels includes a reflection layer, a pixel electrode, and a light transmission semi-reflection layer. A plurality of light emitting portions formed between the reflective layer and the light transmissive semi-reflective layer, at least one charge separation layer formed between the plurality of light emitting portions, and a counter electrode, The optical distance between the reflective layer and the light transmissive semi-reflective layer is the same for at least two pixels, and the optical distance between the reflective layer and the light transmissive semi-reflective layer is the same. Among the pixels, the reflective layer of one pixel is formed of a material different from that of the reflective layer of the other pixel.

本発明においては、前記反射層と光透過半反射層との間の光学的距離が、少なくとも二つの画素について同一に設定されているため、所定の共振構造とすることにより、二つの画素のそれぞれについてピーク波長が得られる。そして、これらの画素において、一つの画素の反射層は、もう一方の画素の反射層とは異なる材質で形成されているので、この一つの画素の発光強度が変化し、いずれかの画素の発光波長側にシフトする。その結果、各色用の発光部に適したピーク波長を得ることができ、光取り出し効率と色純度の低下を防止し、膜厚の厚いカラーフィルターを用いることなく色純度を高める。   In the present invention, since the optical distance between the reflective layer and the light transmissive semi-reflective layer is set to be the same for at least two pixels, each of the two pixels has a predetermined resonance structure. A peak wavelength is obtained for. In these pixels, since the reflective layer of one pixel is formed of a material different from that of the reflective layer of the other pixel, the light emission intensity of this one pixel changes, and the light emission of any pixel Shift to the wavelength side. As a result, a peak wavelength suitable for the light emitting portion for each color can be obtained, the light extraction efficiency and the color purity are prevented from being lowered, and the color purity is increased without using a thick color filter.

本発明に係る発光装置として、前記複数の発光部は、前記画素電極と前記電荷分離層との間に形成された第一の発光部と、前記電荷分離層と前記対向電極との間に形成された第二の発光部とからなることが好ましい。本発明によれば、各画素に共通の構造を用いることができるので、製造プロセスが簡略化される。   As the light emitting device according to the present invention, the plurality of light emitting portions are formed between the first light emitting portion formed between the pixel electrode and the charge separation layer, and between the charge separation layer and the counter electrode. It is preferable that the second light emitting portion is formed. According to the present invention, since a common structure can be used for each pixel, the manufacturing process is simplified.

本発明に係る発光装置として、前記反射層と前記光透過半反射層との間の光学的距離が同一の少なくとも二つの画素の反射層のうち、発光波長が長い画素の反射層のほうが反射率が高い材質で形成してもよい。本発明によれば、短波長側の領域の発光強度が低下すると共に、長波長側の発光強度が向上し、発光スペクトルが長波長側にシフトする。その結果、光取り出し効率が向上し、かつ、色純度が高くなる。   As a light-emitting device according to the present invention, of the reflective layers of at least two pixels having the same optical distance between the reflective layer and the light-transmitting semi-reflective layer, the reflective layer of the pixel having a longer emission wavelength is more reflective. May be formed of a high material. According to the present invention, the emission intensity in the short wavelength region decreases, the emission intensity on the long wavelength side improves, and the emission spectrum shifts to the long wavelength side. As a result, the light extraction efficiency is improved and the color purity is increased.

本発明に係る発光装置として、前記対向電極と前記反射層との間には透明層が形成され、前記反射層と前記光透過半反射層との間の光学的距離が同一の複数の画素において、前記反射層で反射される光の位相シフト量をφ、前記電荷分離層側に設けられ前記反射層と接する層の屈折率をn、前記反射層の屈折率をn、前記反射層の消衰係数をkとしたとき、φ=tan−1{2n/(n −n −k )}・・・(2)を満たし、前記反射層と前記光透過半反射層との間の光学的距離が同一の複数の画素の反射層は、発光波長が長い画素ほど前記位相シフト量が小さい材質で形成することが好ましい。
本発明によれば、短波長側の領域の発光強度が低下すると共に、長波長側の発光強度が向上し、発光スペクトルが長波長側にシフトする。その結果、光取り出し効率が向上し、かつ、色純度が高くなる。なお、「電荷分離層側に設けられ前記反射層と接する層」は対向電極と反射層との間に形成された透明層、あるいは対向電極であってもよい。
As a light emitting device according to the present invention, a transparent layer is formed between the counter electrode and the reflective layer, and a plurality of pixels having the same optical distance between the reflective layer and the light transmitting semi-reflective layer , The phase shift amount of light reflected by the reflective layer is φ, the refractive index of the layer provided on the charge separation layer side and in contact with the reflective layer is n 1 , the refractive index of the reflective layer is n 2 , and the reflective layer When the extinction coefficient is k 2 , φ = tan −1 {2n 1 k 2 / (n 1 2 −n 2 2 −k 2 2 )} (2) is satisfied, and the reflective layer and the above The reflective layers of a plurality of pixels having the same optical distance from the light transmissive semi-reflective layer are preferably formed of a material having a smaller phase shift as the light emission wavelength is longer.
According to the present invention, the emission intensity in the short wavelength region decreases, the emission intensity on the long wavelength side improves, and the emission spectrum shifts to the long wavelength side. As a result, the light extraction efficiency is improved and the color purity is increased. The “layer provided on the charge separation layer side and in contact with the reflective layer” may be a transparent layer formed between the counter electrode and the reflective layer, or a counter electrode.

本発明に係る発光装置として、前記複数の画素は、緑色で発光する緑色画素と、青色で発光する青色画素と、赤色で発光する赤色画素とからなり、前記緑色画素と前記青色画素との反射層、または、前記赤色画素と前記緑色画素との反射層が共通の金属材料で形成することが好ましい。この発明によれば、緑色画素と青色画素の反射層、または、赤色画素と緑色画素の反射層を、共通の金属材料で形成するので、消費電力に影響与える発光色の光取り出し効率を改善でき、消費電力を低減させることができる。   As the light emitting device according to the present invention, the plurality of pixels include a green pixel that emits green light, a blue pixel that emits blue light, and a red pixel that emits red light, and the reflection of the green pixel and the blue pixel. Preferably, the reflective layer of the red pixel and the green pixel is formed of a common metal material. According to the present invention, since the reflective layer of the green pixel and the blue pixel or the reflective layer of the red pixel and the green pixel is formed of a common metal material, the light extraction efficiency of the emission color that affects the power consumption can be improved. , Power consumption can be reduced.

本発明に係る発光装置として、前記複数の画素は、緑色で発光する緑色画素と、青色で発光する青色画素と、赤色で発光する赤色画素とからなり、前記赤色画素または前記緑色画素の反射層は、Cu、Au、Agまたはこれらを主成分とする金属材料から形成することが好ましい。この発明によれば、全ての色の画素における反射層をAlで形成する場合に比べて、長波長側の光の取り出し効率を改善でき、消費電力を低減させることができる。   As the light emitting device according to the present invention, the plurality of pixels include a green pixel that emits green light, a blue pixel that emits blue light, and a red pixel that emits red light, and the red pixel or the reflective layer of the green pixel. Is preferably formed from Cu, Au, Ag, or a metal material containing these as a main component. According to the present invention, the light extraction efficiency on the long wavelength side can be improved and the power consumption can be reduced as compared with the case where the reflective layer in all color pixels is made of Al.

本発明に係る発光装置として、前記対向電極の光が射出する側にカラーフィルターを形成することが好ましい。この発明によれば、対向電極にカラーフィルターを設けた簡単な構造を実現にしつつ、光の取り出し効率を改善でき、消費電力を低減させることができる。   In the light emitting device according to the present invention, it is preferable to form a color filter on the side of the counter electrode from which light is emitted. According to the present invention, the light extraction efficiency can be improved and the power consumption can be reduced while realizing a simple structure in which the counter electrode is provided with the color filter.

本発明に係る電子機器は、上述した発光装置を備えていることを特徴とする。本発明に係る電子機器においては、上述した発光装置を備えているので、消費電力を低減することができる。   An electronic apparatus according to the present invention includes the light-emitting device described above. Since the electronic device according to the present invention includes the light emitting device described above, power consumption can be reduced.

本発明の一実施形態に係る発光装置の概要を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the outline | summary of the light-emitting device which concerns on one Embodiment of this invention. 図1における正孔輸送層、蛍光Bユニット、電子輸送層、LG101、電荷分離層、赤色用有機EL素子、緑色用有機EL素子、リン光RGユニット、およびホールブロックに用いられた材料を示す図である。The figure which shows the material used for the hole transport layer, the fluorescence B unit, the electron transport layer, LG101, the charge separation layer, the organic EL element for red, the organic EL element for green, the phosphorescent RG unit, and the hole block in FIG. It is. 反射層と対向電極との間の光学的距離をD、反射層での反射における位相シフトをφ、対向電極での反射における位相シフトをφ、定在波のピーク波長をλ、整数をmとすると、光学構造をD={(2πm+φ+φ)/4π}λで表したとき、各色のピーク波長に対する、整数mと、反射層から対向電極までの膜厚との関係を示す図である。The optical distance between the reflective layer and the counter electrode is D, the phase shift in reflection at the reflective layer is φ L , the phase shift in reflection at the counter electrode is φ U , the peak wavelength of the standing wave is λ, and an integer is when m, when showing the optical structure D = {(2πm + φ L + φ U) / 4π} in lambda, to the peak wavelength of each color, it indicates an integer m, the relationship between the film thickness to the opposite electrode from the reflective layer Figure It is. 赤色発光素子と青色発光素子の反射層を双方ともにAlで形成し、対向電極を双方ともにMgAgで形成した上で、赤色発光素子では上記整数m=2の場合の光学構造を有し、青色発光素子では上記整数m=3の場合の光学構造を有するように構成した場合の発光スペクトルを示す図である。Both the red light emitting element and the blue light emitting element are made of Al and the counter electrode is made of both MgAg. The red light emitting element has an optical structure in the case of the integer m = 2, and emits blue light. It is a figure which shows the emission spectrum at the time of comprising so that an element may have an optical structure in the case of the said integer m = 3. Al、Cu、Au、Agの各波長に対する位相シフトの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the phase shift with respect to each wavelength of Al, Cu, Au, and Ag. Al、Cu、Au、Agの各波長に対する屈折率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the refractive index with respect to each wavelength of Al, Cu, Au, and Ag. Al、Cu、Au、Agの各波長に対する消衰係数の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the extinction coefficient with respect to each wavelength of Al, Cu, Au, and Ag. Al、Cu、Au、Agの各波長に対する反射率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the reflectance with respect to each wavelength of Al, Cu, Au, and Ag. 赤色発光素子の反射層をCuに変更した場合の発光スペクトルの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the emission spectrum at the time of changing the reflection layer of a red light emitting element into Cu. 本実施形態のパネルシミュレーションに用いたカラーフィルターの透過率を示す図である。It is a figure which shows the transmittance | permeability of the color filter used for the panel simulation of this embodiment. 本発明の実施例1および実施例2の各層の材料と膜厚を示した図である。It is the figure which showed the material and film thickness of each layer of Example 1 and Example 2 of this invention. 比較例1と比較例2の各層の材料と膜厚を示した図である。It is the figure which showed the material and film thickness of each layer of the comparative example 1 and the comparative example 2. FIG. 比較例1、比較例2、実施例1および実施例2のカラーフィルターと各画素の反射層の材料を示した図である。It is the figure which showed the material of the color filter of Comparative Example 1, Comparative Example 2, Example 1, and Example 2, and the reflection layer of each pixel. 比較例1、比較例2、実施例1および実施例2の消費電力を示した図である。It is the figure which showed the power consumption of the comparative example 1, the comparative example 2, Example 1, and Example 2. FIG. 比較例1、比較例2、実施例1および実施例2のNTSC面積比を示した図である。It is the figure which showed the NTSC area ratio of the comparative example 1, the comparative example 2, Example 1, and Example 2. FIG. 比較例1、比較例2、実施例1および実施例2のCIE色度を示した図である。It is the figure which showed the CIE chromaticity of the comparative example 1, the comparative example 2, Example 1, and Example 2. FIG. 図1の実施形態に係る発光装置を表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the mobile personal computer which employ | adopted the light-emitting device which concerns on embodiment of FIG. 1 as a display apparatus. 図1の実施形態に係る発光装置を表示装置として採用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the mobile telephone which employ | adopted the light-emitting device which concerns on embodiment of FIG. 1 as a display apparatus. 図1の実施形態に係る発光装置を表示装置として採用した携帯情報端末の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the portable information terminal which employ | adopted the light-emitting device which concerns on embodiment of FIG. 1 as a display apparatus.

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。図面においては、各部の寸法の比率は実際のものとは適宜に異ならせてある。
<A:発光装置の構造>
図1は、本発明の一実施形態に係る発光装置E1の概要を示す模式的な断面図である。発光装置E1は、複数の赤色発光素子U1、青色発光素子U2および緑色発光素子U3が第1基板の面上に配列された構成であるが、図1においては、説明の便宜上、各色の発光素子が一つずつ例示されている。本実施形態の発光装置E1は、トップエミッション型であり、赤色発光素子U1、青色発光素子U2および緑色発光素子U3にて発生した光は第1基板10とは反対側、つまり、図1の下から上に向かって進行する。第1基板10には、ガラスなどの光透過性を有する板材のほか、セラミックスや金属のシートなど不透明な板材を採用することができる。
また、第1基板10には、赤色発光素子U1、青色発光素子U2および緑色発光素子U3に給電して発光させるための配線が配置されているが、配線の図示は省略する。また、第1基板には、赤色発光素子U1、青色発光素子U2および緑色発光素子U3に給電するための回路が配置されているが、回路の図示は省略する。
Hereinafter, various embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the ratio of dimensions of each part is appropriately changed from the actual one.
<A: Structure of light emitting device>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an outline of a light emitting device E1 according to an embodiment of the present invention. The light-emitting device E1 has a configuration in which a plurality of red light-emitting elements U1, blue light-emitting elements U2, and green light-emitting elements U3 are arranged on the surface of the first substrate. In FIG. Are illustrated one by one. The light emitting device E1 of the present embodiment is a top emission type, and the light generated by the red light emitting element U1, the blue light emitting element U2, and the green light emitting element U3 is opposite to the first substrate 10, that is, the bottom of FIG. Proceed from top to bottom. For the first substrate 10, in addition to a light-transmitting plate material such as glass, an opaque plate material such as a ceramic or metal sheet can be employed.
In addition, although wiring for supplying power to the red light emitting element U1, the blue light emitting element U2, and the green light emitting element U3 to emit light is arranged on the first substrate 10, illustration of the wiring is omitted. Further, although a circuit for supplying power to the red light emitting element U1, the blue light emitting element U2, and the green light emitting element U3 is arranged on the first substrate, the circuit is not shown.

赤色発光素子U1、青色発光素子U2および緑色発光素子U3は、第1基板の上に形成された反射層11または反射層12と、画素電極14(陽極)と、光取り出し側半透明反射層としての対向電極30(陰極)と、OLED層の蛍光Bユニット16およびリン光RG23とを備える。以下、詳細に説明する。   The red light emitting element U1, the blue light emitting element U2, and the green light emitting element U3 are a reflective layer 11 or a reflective layer 12 formed on the first substrate, a pixel electrode 14 (anode), and a light extraction side translucent reflective layer. Counter electrode 30 (cathode), OLED layer fluorescent B unit 16 and phosphorescence RG23. Details will be described below.

図1に示すように、第1基板上には反射層11および反射層12が形成される。反射層は、光反射性を有する材料によって形成される。この種の材料としては、例えばAl(アルミニウム)、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)などの単体金属、またはAu、CuまたはAgを主成分とする合金などが好適に採用される。本実施形態では、赤色発光素子U1の反射層11はCuで形成され、青色発光素子U2および緑色発光素子U3の反射層12はAlで形成される。このように、本実施形態においては、赤色発光素子U1の反射層11が他の色の発光素子の反射層12とは異なる金属材料で形成されている。詳しくは後述する。   As shown in FIG. 1, a reflective layer 11 and a reflective layer 12 are formed on the first substrate. The reflective layer is formed of a material having light reflectivity. As this type of material, for example, a single metal such as Al (aluminum), Ag (silver), Au (gold), Cu (copper), or an alloy mainly composed of Au, Cu, or Ag is preferably used. The In the present embodiment, the reflective layer 11 of the red light emitting element U1 is formed of Cu, and the reflective layers 12 of the blue light emitting element U2 and the green light emitting element U3 are formed of Al. Thus, in this embodiment, the reflective layer 11 of the red light emitting element U1 is formed of a metal material different from the reflective layer 12 of the light emitting elements of other colors. Details will be described later.

反射層11および反射層12上には、透明層13が形成される。透明層13はSiOまたはSiNで形成され、本実施形態では、赤色発光素子U1、緑色発光素子U2および青色発光素子U3の透明層13は、SiNで形成されている。 A transparent layer 13 is formed on the reflective layer 11 and the reflective layer 12. The transparent layer 13 is formed of SiO 2 or SiN. In the present embodiment, the transparent layers 13 of the red light emitting element U1, the green light emitting element U2, and the blue light emitting element U3 are formed of SiN.

透明層13上には、画素電極(陽極)14が形成される。本実施形態では、画素電極14はITOの透明導電膜から形成される。また、本実施形態では、反射層11および反射層12と対向電極30との距離は画素電極14の膜厚で調節している。本実施形態においては、赤色発光素子U1と青色発光素子U2における画素電極14の膜厚が同一で、緑色発光素子U3における画素電極14の膜厚は、他の色の発光素子における画素電極14の膜厚よりも薄く設定されている。詳しくは後述する。   A pixel electrode (anode) 14 is formed on the transparent layer 13. In the present embodiment, the pixel electrode 14 is formed from an ITO transparent conductive film. In the present embodiment, the distance between the reflective layer 11 and the reflective layer 12 and the counter electrode 30 is adjusted by the film thickness of the pixel electrode 14. In this embodiment, the film thickness of the pixel electrode 14 in the red light emitting element U1 and the blue light emitting element U2 is the same, and the film thickness of the pixel electrode 14 in the green light emitting element U3 is the same as that of the pixel electrode 14 in the light emitting elements of other colors. It is set thinner than the film thickness. Details will be described later.

画素電極14上には、正孔輸送層(HTL:Hole transport layer、他にも正孔輸送層があるので、正孔輸送層15を正孔輸送層(HTL1)15と示す)15が形成される。正孔輸送層(HTL1)15には、図2に示すようにα−NPD((N−(1−ナフチル)−N−フェニル)ベンジジン)が用いられる。   On the pixel electrode 14, a hole transport layer (HTL: Hole transport layer; in addition, since there is another hole transport layer, the hole transport layer 15 is indicated as a hole transport layer (HTL 1) 15) 15 is formed. The As shown in FIG. 2, α-NPD ((N- (1-naphthyl) -N-phenyl) benzidine) is used for the hole transport layer (HTL1) 15.

正孔輸送層(HTL1)15上には、蛍光Bユニット16が形成される。蛍光Bユニット16は、正孔と電子が結合して発光する有機EL物質から形成されている。本実施形態では、有機EL物質は低分子材料であって、青色のホスト材料(B−Host)には、図2に示すように、10,10’−ジ(ビフェニル−2−イル)−9,9’−ビアントラセンが用いられる。また、青色のドーパント材料(B−Dopant)には、図2に示すように、4,4’−ビス[2−{4−(N,N−ジフェニルアミノ)フェニル}ビニル]ビフェニルが用いられる。   On the hole transport layer (HTL1) 15, the fluorescent B unit 16 is formed. The fluorescent B unit 16 is formed of an organic EL material that emits light by combining holes and electrons. In this embodiment, the organic EL material is a low molecular material, and the blue host material (B-Host) is 10,10′-di (biphenyl-2-yl) -9 as shown in FIG. 9'-bianthracene is used. As the blue dopant material (B-Dopant), 4,4′-bis [2- {4- (N, N-diphenylamino) phenyl} vinyl] biphenyl is used as shown in FIG.

蛍光Bユニット16上には、電荷分離層(CGL:Carrier Generation Layer)20が形成される。電荷分離層20は、電子輸送層(ETL:Electron Transport Layer、他にも電子輸送層があるので、電子輸送層17を電子輸送層(ETL1)17と示す)17、LG101(ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルポニトリル、図2参照。)18が形成される。電子輸送層(ETL1)17には、図2に示すように、Alq3(トリス(8−キノリノラト)アルミニウム)が用いられる。正孔輸送層(HTL:Hole transport layer、正孔輸送層19を正孔輸送層(HTL2)19と示す)19が形成される。
電子輸送層(ETL1)17には、図2に示すように、Alq3(トリス(8−キノリノラト)アルミニウム)が用いられる。正孔輸送層(HTL2)19には、図2に示すようにα−NPD((N−(1−ナフチル)−N−フェニル)ベンジジン)が用いられる。
A charge separation layer (CGL: Carrier Generation Layer) 20 is formed on the fluorescent B unit 16. The charge separation layer 20 has an electron transport layer (ETL: Electron Transport Layer; there are other electron transport layers, so the electron transport layer 17 is indicated as an electron transport layer (ETL1) 17) 17, LG101 (hexaazatriphenylenehexacarbon). Nitrile, see FIG. 2) 18 is formed. As shown in FIG. 2, Alq3 (tris (8-quinolinolato) aluminum) is used for the electron transport layer (ETL1) 17. A hole transport layer (HTL: Hole transport layer, in which the hole transport layer 19 is indicated as a hole transport layer (HTL2) 19) 19 is formed.
As shown in FIG. 2, Alq3 (tris (8-quinolinolato) aluminum) is used for the electron transport layer (ETL1) 17. As shown in FIG. 2, α-NPD ((N- (1-naphthyl) -N-phenyl) benzidine) is used for the hole transport layer (HTL2) 19.

電荷分離層20上には、リン光RGユニット23が形成される。リン光RGユニット23は、正孔と電子が結合して発光する有機EL物質から形成されている。本実施形態では、有機EL物質は低分子材料であって、赤色用の有機EL素子21と、緑色用の有機EL素子22とから成る。赤色用の有機EL素子21は、図2に示すように、赤色ホスト材料(TCTA:1,4,7−トリアザシクロノナン−N,N’,N”−トリアセテート)と、赤色ドーパント(Ir(MDQ)(acac):ビス(2−メチル−ジベンゾ[f.h]キノキサリン)(アセチルアセトネート)イリジウム(III))から成る。
また、緑色用の有機EL素子22は、図2に示すように、緑色ホスト材料(TPBi:1,3,5−トリス(N−フェニルベンズイミダゾール−2−イル)ベンゼン)と、緑色ドーパント材料(Ir(ppy):トリス(2−フェニルピリジナート)イリジウム(III))から成る。
On the charge separation layer 20, a phosphorescent RG unit 23 is formed. The phosphorescent RG unit 23 is formed of an organic EL material that emits light by combining holes and electrons. In the present embodiment, the organic EL material is a low molecular material, and includes a red organic EL element 21 and a green organic EL element 22. As shown in FIG. 2, the red organic EL element 21 includes a red host material (TCTA: 1,4,7-triazacyclononane-N, N ′, N ″ -triacetate) and a red dopant (Ir ( MDQ) 2 (acac): consists of bis (2-methyl-dibenzo [f.h] quinoxaline) (acetylacetonate) iridium (III)).
As shown in FIG. 2, the green organic EL element 22 includes a green host material (TPBi: 1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene) and a green dopant material ( Ir (ppy) 3 : Tris (2-phenylpyridinate) iridium (III)).

リン光RGユニット23上には、ホールブロック層(HBL:Hole Block Layer)24が形成される。ホールブロック層24には、TPBi(1,3,5−トリス(N−フェニルベンズイミダゾール−2−イル)ベンゼン)が用いられる。   A hole block layer (HBL: Hole Block Layer) 24 is formed on the phosphorescent RG unit 23. For the hole blocking layer 24, TPBi (1,3,5-tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene) is used.

ホールブロック層24上には、電子輸送層(ETL2)25が形成される。電子輸送層(ETL2)25には、図2に示すように、Alq3(トリス(8−キノリノラト)アルミニウム)が用いられる。   An electron transport layer (ETL2) 25 is formed on the hole block layer 24. As shown in FIG. 2, Alq3 (tris (8-quinolinolato) aluminum) is used for the electron transport layer (ETL2) 25.

電子輸送層(ETL2)25上には、光取り出し側半透明反射層としての対向電極(陰極)30が形成される。本実施形態では、対向電極30は、MgAg(マグネシウム銀合金)で形成される。   On the electron transport layer (ETL2) 25, a counter electrode (cathode) 30 is formed as a light extraction side translucent reflective layer. In the present embodiment, the counter electrode 30 is made of MgAg (magnesium silver alloy).

対向電極30上には、封止層31が形成される。封止層31には、透明の樹脂材料、例えば、SiOまたはSiNが用いられる。本実施形態では、封止層31はSiNで形成される。また、封止層31上には、第2基板32が配置される。第2基板32はガラスなどの光透過性を有する材料で形成される。第2基板32のうち第1基板との対向面には、図示しないカラーフィルターおよび遮光膜が形成される。遮光膜は、各発光素子U1、U2、U3に対向して開口が形成された遮光体の膜体である。開口内にはカラーフィルターが形成される。カラーフィルターおよび遮光膜が形成された第2基板32は、封止層31を介して第1基板と貼り合わされる。 A sealing layer 31 is formed on the counter electrode 30. For the sealing layer 31, a transparent resin material, for example, SiO 2 or SiN is used. In the present embodiment, the sealing layer 31 is made of SiN. A second substrate 32 is disposed on the sealing layer 31. The second substrate 32 is formed of a light transmissive material such as glass. A color filter and a light shielding film (not shown) are formed on the surface of the second substrate 32 facing the first substrate. The light shielding film is a film body of a light shielding body in which an opening is formed to face each light emitting element U1, U2, U3. A color filter is formed in the opening. The second substrate 32 on which the color filter and the light shielding film are formed is bonded to the first substrate via the sealing layer 31.

本実施形態では、赤色発光素子U1に対応する開口内には赤色光を選択的に透過させる赤色用カラーフィルターが形成され、青色発光素子U2に対応する開口内には青色光を選択的に透過させる青色用カラーフィルターが形成され、緑色発光素子U3に対応する開口内には緑色光を選択的に透過させる緑色用カラーフィルターが形成される。以上が本実施形態の発光装置の構造である。   In the present embodiment, a red color filter that selectively transmits red light is formed in the opening corresponding to the red light emitting element U1, and the blue light is selectively transmitted in the opening corresponding to the blue light emitting element U2. A blue color filter is formed, and a green color filter that selectively transmits green light is formed in the opening corresponding to the green light emitting element U3. The above is the structure of the light-emitting device of this embodiment.

<B:光学構造>
次に、本実施形態の発光装置E1における光学構造について説明する。本実施形態における発光装置E1は、反射層11および反射層12から光取り出し側半透明反射層としての対向電極30までの光学的距離を所定値に設定することにより、反射層12から対向電極30に定在波を発生させる共振構造を採用している。
<B: Optical structure>
Next, the optical structure in the light emitting device E1 of the present embodiment will be described. In the light emitting device E1 in the present embodiment, the optical distance from the reflective layer 11 and the reflective layer 12 to the counter electrode 30 as the light extraction side translucent reflective layer is set to a predetermined value, whereby the reflective layer 12 and the counter electrode 30 are set. A resonant structure that generates a standing wave is adopted.

具体的には、反射層11および反射層12から対向電極30間の光学的距離をD、反射層11および反射層12での反射における位相シフトをφ、対向電極30での反射における位相シフトをφ、定在波のピーク波長をλ、整数をmとすると、下記の式を満たす構造となっている。
D={(2πm+φ+φ)/4π}λ・・・(3)
Specifically, the optical distance between the reflective layer 11 and the reflective layer 12 and the counter electrode 30 is D, the phase shift in reflection at the reflective layer 11 and the reflective layer 12 is φ L , and the phase shift in reflection at the counter electrode 30 Is φ U , the peak wavelength of the standing wave is λ, and the integer is m, the structure satisfies the following formula.
D = {(2πm + φ L + φ U ) / 4π} λ (3)

上記(3)式で、Alの反射層12とMgAgの対向電極30の間の層の屈折率nを1.8として、反射層12から対向電極30間の光学的距離Dと、整数m、および、赤色、緑色、青色の各色を想定してピーク波長をプロットした図が図3である。   In the above equation (3), assuming that the refractive index n of the layer between the reflective layer 12 of Al and the counter electrode 30 of MgAg is 1.8, the optical distance D between the reflective layer 12 and the counter electrode 30 is an integer m, FIG. 3 is a diagram in which peak wavelengths are plotted assuming red, green, and blue colors.

図3に楕円で囲った領域に示すように、上記(3)式でm=2の場合の赤色のピーク波長と、上記(3)式でm=3の場合の青色のピーク波長は、同じAl〜MgAg間距離でピークが得られることがわかる。   As shown in the region surrounded by an ellipse in FIG. 3, the red peak wavelength when m = 2 in the above equation (3) is the same as the blue peak wavelength when m = 3 in the above equation (3). It can be seen that a peak is obtained at a distance between Al and MgAg.

従って、図1に示すようなタンデム構造の発光装置において、赤色発光素子U1と青色発光素子U2の反射層を双方ともにAlで形成し、対向電極30を双方ともにMgAgで形成した上で、赤色発光素子U1では上記(3)式でm=2の場合の光学構造を有し、青色発光素子U2では上記(3)式でm=3の場合の光学構造を有するように構成した場合の発光スペクトルを図4に示す。図4に示すように、図1に示すようなタンデム構造の発光装置において、赤色発光素子U1と青色発光素子U2の反射層と対向電極を同じ材料で形成し、反射層から対向電極までの光学的距離を同じに設定した場合でも、青色領域と赤色領域の発光を取り出せることがわかる。   Therefore, in the light emitting device having the tandem structure as shown in FIG. 1, the red light emitting element U1 and the blue light emitting element U2 are both made of Al and the counter electrode 30 is made of both MgAg, and then red light is emitted. The element U1 has an optical structure when m = 2 in the above equation (3), and the blue light emitting element U2 has an emission spectrum when configured to have an optical structure when m = 3 in the above equation (3). Is shown in FIG. As shown in FIG. 4, in the light emitting device having the tandem structure as shown in FIG. 1, the reflective layer and the counter electrode of the red light emitting element U1 and the blue light emitting element U2 are formed of the same material, and the optical from the reflective layer to the counter electrode is formed. It can be seen that even when the target distance is set to be the same, light emission in the blue region and the red region can be extracted.

但し、この場合には、反射層から対向電極の距離を青色領域の発光ピークに合わせると、赤色発光ドーパントに対して適正なピーク波長よりも短波長側に寄ってしまうことがある。その結果、光取り出し効率が低下し、色純度が悪くなる場合がある。また、赤色発光素子、青色発光素子の色分離は、カラーフィルターのみで行うため、カットオフ特性の高いカラーフィルターが必要になる。   However, in this case, when the distance from the reflective layer to the counter electrode is matched with the emission peak in the blue region, the wavelength may be closer to the shorter wavelength than the peak wavelength appropriate for the red emission dopant. As a result, light extraction efficiency may decrease and color purity may deteriorate. In addition, since the color separation of the red light emitting element and the blue light emitting element is performed only by the color filter, a color filter having high cut-off characteristics is required.

そこで、本実施形態では、赤色発光素子U1における反射層11の材料を、青色発光素子U2における反射層12とは異なる材料で形成した。具体的には、赤色発光素子U1における反射層11は、青色領域の波長における反射率が低く、かつ、赤色領域の位相シフト量が小さい材料を用いた。このような材料を用いると、赤色発光素子U1において、ピーク波長を長波長側へシフトさせることができる。   Therefore, in the present embodiment, the material of the reflective layer 11 in the red light emitting element U1 is formed of a material different from that of the reflective layer 12 in the blue light emitting element U2. Specifically, the reflective layer 11 in the red light emitting element U1 is made of a material having a low reflectance at a wavelength in the blue region and a small phase shift amount in the red region. When such a material is used, the peak wavelength can be shifted to the long wavelength side in the red light emitting element U1.

位相シフトとピーク波長の関係は、以下のような式で表される。まず、上記(3)式を変形すると、
λ=4Dπ/(2πm+φ+φ) ・・・(4)
となる。つまり、同一膜厚であっても、反射界面での位相シフトが小さい場合、定在波のピーク波長は長波長側へシフトすることがわかる。
The relationship between the phase shift and the peak wavelength is expressed by the following equation. First, when the above equation (3) is transformed,
λ = 4Dπ / (2πm + φ L + φ U ) (4)
It becomes. That is, it can be seen that the peak wavelength of the standing wave shifts to the longer wavelength side when the phase shift at the reflection interface is small even with the same film thickness.

位相シフトは、位相シフト量をφ[rad]、反射層と対向電極の間の層の屈折率をn、反射膜の屈折率をn、反射膜の消衰係数をkとすると、下記の式で表すことができる。
φ=tan−1{2n/(n −n −k )} ・・・(5)
透明層などの反射層と対向電極の間の層の屈折率をnを1.8として、代表的な金属材料であるAl、Cu、Au、Agで位相シフト量を計算した結果を図5に示す。なお、各金属材料であるAl、Cu、Au、Agの各波長に対する屈折率nの変化を図6に、また、消衰係数kの変化を図7に示す。
図5から明らかなように、金属材料としてAlを使用した場合に比べて、Cu、Au、Agを使用した方が、位相シフト量が小さいことがわかる。
The phase shift is represented by φ [rad] as the phase shift amount, n 1 as the refractive index of the layer between the reflective layer and the counter electrode, n 2 as the refractive index of the reflective film, and k 2 as the extinction coefficient of the reflective film. It can be expressed by the following formula.
φ = tan −1 {2n 1 k 2 / (n 1 2 −n 2 2 −k 2 2 )} (5)
FIG. 5 shows the result of calculating the amount of phase shift with Al, Cu, Au, and Ag, which are typical metal materials, where n 1 is 1.8 as the refractive index of the layer between the reflective layer such as a transparent layer and the counter electrode. Shown in FIG. 6 shows the change in the refractive index n with respect to each wavelength of each of the metal materials Al, Cu, Au, and Ag, and FIG. 7 shows the change in the extinction coefficient k.
As can be seen from FIG. 5, the phase shift amount is smaller when Cu, Au, or Ag is used than when Al is used as the metal material.

また、屈折率が1.8の媒質と各種金属反射膜の界面における反射率を図8に示す。光取り出し効率を上げるためには、反射率が高い方が良い。図8に示すように、Cu、Au、Agは、赤色の領域(600nm以上)の波長で高い反射率を有しているのがわかる。   FIG. 8 shows the reflectance at the interface between the medium having a refractive index of 1.8 and various metal reflective films. In order to increase the light extraction efficiency, a higher reflectance is better. As shown in FIG. 8, it can be seen that Cu, Au, and Ag have a high reflectance at a wavelength in the red region (600 nm or more).

このように、上述したような共振構造を有し、かつ、タンデム構造の発光素子の場合に、赤色発光素子U1において、ピーク波長を長波長側へシフトさせるには、赤色発光素子U1の反射層11の金属材料として、Cu、Au、Agが適している。   As described above, in the case of the light emitting element having the resonance structure as described above and having the tandem structure, in order to shift the peak wavelength to the long wavelength side in the red light emitting element U1, the reflective layer of the red light emitting element U1. As the 11 metal materials, Cu, Au, and Ag are suitable.

一例として、赤色発光素子U1の反射層11をCuに変更した場合の発光スペクトルを図9に示す。図9に示すように、赤色発光素子U1の反射層11をCuに変更した場合、青色領域(450〜470nmの領域)の発光強度が低下していることがわかる。また、赤色領域(600nm付近の領域)の発光スペクトル強度が向上し、かつ、長波長側にシフトしていることがわかる。従って、赤色発光素子U1の反射層11をCuに変更した場合には、赤色発光素子U1にとって、光取り出し効率が向上し、かつ、色純度が高くなることがわかる。   As an example, FIG. 9 shows an emission spectrum when the reflective layer 11 of the red light emitting element U1 is changed to Cu. As shown in FIG. 9, it can be seen that when the reflective layer 11 of the red light emitting element U1 is changed to Cu, the emission intensity in the blue region (region of 450 to 470 nm) is lowered. It can also be seen that the emission spectrum intensity in the red region (region around 600 nm) is improved and is shifted to the longer wavelength side. Therefore, it can be seen that when the reflective layer 11 of the red light emitting element U1 is changed to Cu, the light extraction efficiency is improved and the color purity is increased for the red light emitting element U1.

そこで、本実施形態においては、赤色発光素子U1に用いる反射層11には、位相シフトが小さいCu、Au、または、Agを採用することにより、450〜470nmの青色領域の発光強度を低下させると共に、600nm以上の長波長側である赤色領域の光の取出し効率を改善するように構成した。520〜560nmの波長である緑色を発光する緑色発光素子U3、および、450〜470nmの波長である青色を発光する青色発光素子U2に用いる反射層12については、いずれもAlを採用した。   Therefore, in the present embodiment, the reflective layer 11 used for the red light emitting element U1 employs Cu, Au, or Ag having a small phase shift to reduce the emission intensity in the blue region of 450 to 470 nm. The light extraction efficiency in the red region, which is longer than 600 nm, is improved. Al was adopted for the reflective layer 12 used for the green light emitting element U3 that emits green having a wavelength of 520 to 560 nm and the blue light emitting element U2 that emits blue having a wavelength of 450 to 470 nm.

<C:パネルシミュレーション>
次に、赤色発光素子U1の反射層11に、位相シフトが小さいCuを用いた際の消費電力の低減と色域の拡大を確認するために行ったパネルシミュレーションについて説明する。
このシミュレーションにおいては、図1に示した発光装置E1と同様の構成の実施例1および実施例2と、図1に示した発光装置E1とほぼ同様の構成を有し、いずれの色の発光素子にも反射層としてAlを採用した比較例1および比較例2とを比較した。
また、このシミュレーションにおいては、図10に示すように、薄いカラーフィルターであるCF1と、厚いカラーフィルターであるCF2の2種類のカラーフィルターを用いた。薄いカラーフィルターであるCF1は、図10に示すように、赤色のカラーフィルターCF1−Rとして、600nm以上の光に対する透過率が95%のカラーフィルターを用いた。緑色のカラーフィルターCF1−Gとしては、520〜560nmの光に対する透過率が85〜90%のカラーフィルターを用いた。青色のカラーフィルターCF1−Bとしては、430〜470nmの光に対する透過率が80〜85%のカラーフィルターを用いた。
厚いカラーフィルターCF2は、赤色のカラーフィルターCF2−Rとして、600nm以上の光に対する透過率が90%のカラーフィルターを用いた。緑色のカラーフィルターCF2−Gとしては、520〜560nmの光に対する透過率が65〜70%のカラーフィルターを用いた。青色のカラーフィルターCF2−Bとしては、430〜470nmの光に対する透過率が60〜65%のカラーフィルターを用いた。
<C: Panel simulation>
Next, a panel simulation performed for confirming reduction of power consumption and expansion of color gamut when Cu having a small phase shift is used for the reflective layer 11 of the red light emitting element U1 will be described.
In this simulation, Example 1 and Example 2 having the same configuration as the light emitting device E1 shown in FIG. 1 and almost the same configuration as the light emitting device E1 shown in FIG. In addition, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which Al was used as the reflective layer were compared.
Further, in this simulation, as shown in FIG. 10, two types of color filters, CF1 which is a thin color filter and CF2 which is a thick color filter, were used. As CF1, which is a thin color filter, as shown in FIG. 10, a color filter having a transmittance of 95% for light of 600 nm or more is used as the red color filter CF1-R. As the green color filter CF1-G, a color filter having a transmittance of 85 to 90% for light of 520 to 560 nm was used. As the blue color filter CF1-B, a color filter having a transmittance of 80 to 85% for light of 430 to 470 nm was used.
As the thick color filter CF2, a color filter having a transmittance of 90% for light of 600 nm or more is used as the red color filter CF2-R. As the green color filter CF2-G, a color filter having a transmittance of 65 to 70% for light of 520 to 560 nm was used. As the blue color filter CF2-B, a color filter having a transmittance of 60 to 65% for light of 430 to 470 nm was used.

<C−1:実施例1の構造>
実施例1の発光装置は、図1に示した発光装置E1と同じ構造で、各層の厚さは図11に示すように設定した。特に、赤色発光素子U1の反射層11にはCuを用い、膜厚は100nmとした。また、青色発光素子U2および緑色発光素子U3の反射層12にはAlを用い膜厚は100nmとした。赤色発光素子U1および青色発光素子U2の画素電極14は、ITOで形成し、膜厚は140nmとした。緑色発光素子U3の画素電極14は、ITOで形成し、膜厚は70nmとした。カラーフィルターには、薄いカラーフィルターCF1−R、CF1−G、CF1−Bを用いた。
<C−2:実施例2の構造>
実施例2の発光装置は、各層の厚さは実施例1の発光装置と同じであり、カラーフィルターとして厚いカラーフィルターCF2−R、CF2−G、CF2−Bを用いたところが実施例1と異なっている。
<C−3:比較例1の構造>
比較例1の発光装置は、実施例1の発光装置とほぼ同じ構造であるが、全ての発光装置の反射層にAlを用いたところが実施例1の発光装置と異なっている。比較例1の各層の厚さは図12に示すように設定した。カラーフィルターには、薄いカラーフィルターCF1−R、CF1−G、CF1−Bを用いた。
<C−4:比較例2の構造>
比較例2の発光装置は、各層の厚さは比較例1の発光装置と同じであり、カラーフィルターとして厚いカラーフィルターCF2−R、CF2−G、CF2−Bを用いたところが比較例1と異なっている。
各例のカラーフィルターおよび各画素の材料を図13に示す。
<C-1: Structure of Example 1>
The light emitting device of Example 1 has the same structure as the light emitting device E1 shown in FIG. 1, and the thickness of each layer was set as shown in FIG. In particular, Cu was used for the reflective layer 11 of the red light emitting element U1, and the film thickness was 100 nm. Moreover, Al was used for the reflective layer 12 of the blue light emitting element U2 and the green light emitting element U3, and the film thickness was 100 nm. The pixel electrodes 14 of the red light emitting element U1 and the blue light emitting element U2 are made of ITO and have a film thickness of 140 nm. The pixel electrode 14 of the green light emitting element U3 is made of ITO and has a thickness of 70 nm. Thin color filters CF1-R, CF1-G, and CF1-B were used as the color filters.
<C-2: Structure of Example 2>
In the light emitting device of Example 2, the thickness of each layer is the same as that of Example 1, and the thick color filters CF2-R, CF2-G, and CF2-B are used as color filters, which is different from Example 1. ing.
<C-3: Structure of Comparative Example 1>
The light emitting device of Comparative Example 1 has almost the same structure as the light emitting device of Example 1, but differs from the light emitting device of Example 1 in that Al is used for the reflective layer of all the light emitting devices. The thickness of each layer in Comparative Example 1 was set as shown in FIG. Thin color filters CF1-R, CF1-G, and CF1-B were used as the color filters.
<C-4: Structure of Comparative Example 2>
The light emitting device of Comparative Example 2 has the same thickness as each of the light emitting devices of Comparative Example 1, and differs from Comparative Example 1 in that thick color filters CF2-R, CF2-G, and CF2-B are used as color filters. ing.
The color filter of each example and the material of each pixel are shown in FIG.

<C−5:パネルシミュレーションの結果>
図14に示すように、比較例1の消費電力を1.00として規格化すると、比較例2の消費電力は1.62、実施例1の消費電力は1、実施例2の消費電力は1.58であった。このように、消費電力については使用するカラーフィルターへの依存度が大きく、実施例の方が若干ではあるが消費電力が低減されていることがわかる。
<C-5: Results of panel simulation>
As shown in FIG. 14, when the power consumption of Comparative Example 1 is normalized to 1.00, the power consumption of Comparative Example 2 is 1.62, the power consumption of Example 1 is 1, and the power consumption of Example 2 is 1. .58. As described above, the power consumption greatly depends on the color filter to be used, and it can be seen that the power consumption is reduced although the embodiment is slightly more.

また、図15に示すように、色域(NTSC面積比)は、比較例1が92、比較例2が104、実施例1が99、実施例2が108であった。このように、色域については、赤色発光素子の色純度が高くなった影響で、比較例よりも実施例の方が色域が広くなっていることがわかる。   Further, as shown in FIG. 15, the color gamut (NTSC area ratio) was 92 in Comparative Example 1, 104 in Comparative Example 2, 99 in Example 1, and 108 in Example 2. Thus, regarding the color gamut, it can be seen that the color gamut of the example is wider than that of the comparative example due to the effect of the increased color purity of the red light emitting element.

さらに、図16に赤色発光素子のCIE色度を示す。図16に示すように、実施例の方が比較例よりもNTSC座標の頂点に近いことがわかる。   Further, FIG. 16 shows CIE chromaticity of the red light emitting element. As shown in FIG. 16, it can be seen that the example is closer to the vertex of the NTSC coordinates than the comparative example.

以上のように、前記(3)式においてmの値が2以上となる共振構造を有し、タンデム構造の白色発光素子を用いたトップエミッション方式の発光装置において、赤色発光素子の反射層についてはCuを用い、他の色の発光素子の反射層についてはAlを用いたことにより、各色用の発光ドーパントに適したピーク波長を得ることができ、光取り出し効率を高め、膜厚の厚いカラーフィルターを用いることなく色純度を高めることができた。   As described above, in the top emission type light emitting device having the resonance structure in which the value of m is 2 or more in the formula (3) and using the tandem white light emitting element, the reflective layer of the red light emitting element is By using Cu and using Al for the reflective layers of light emitting elements of other colors, it is possible to obtain peak wavelengths suitable for light emitting dopants for each color, increase light extraction efficiency, and thick color filters The color purity could be increased without using.

<D:応用例>
次に、本発明に係る発光装置を利用した電子機器について説明する。図17は、上述の実施形態に係る発光装置E1を表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ2000は、表示装置としての発光装置E1と本体部2010とを備える。本体部2010には、電源スイッチ2001およびキーボード2002が設けられている。この発光装置E1は有機EL素子を使用しているので、視野角が広く見易い画面を表示できる。
<D: Application example>
Next, an electronic apparatus using the light emitting device according to the present invention will be described. FIG. 17 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile personal computer that employs the light emitting device E1 according to the above-described embodiment as a display device. The personal computer 2000 includes a light emitting device E1 as a display device and a main body 2010. The main body 2010 is provided with a power switch 2001 and a keyboard 2002. Since the light emitting device E1 uses an organic EL element, it is possible to display an easy-to-see screen with a wide viewing angle.

図18に、上述の実施形態に係る発光装置E1を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002、ならびに表示装置としての発光装置E1を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、発光装置E1に表示される画面がスクロールされる。   FIG. 18 shows a configuration of a mobile phone to which the light emitting device E1 according to the above-described embodiment is applied. The cellular phone 3000 includes a plurality of operation buttons 3001, scroll buttons 3002, and a light emitting device E1 as a display device. By operating the scroll button 3002, the screen displayed on the light emitting device E1 is scrolled.

図19に、上述の実施形態に係る発光装置E1を適用した携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistant)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001および電源スイッチ4002、ならびに表示装置としての発光装置E1を備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が発光装置E1に表示される。   FIG. 19 shows a configuration of a portable information terminal (PDA: Personal Digital Assistant) to which the light emitting device E1 according to the above-described embodiment is applied. The information portable terminal 4000 includes a plurality of operation buttons 4001, a power switch 4002, and a light emitting device E1 as a display device. When the power switch 4002 is operated, various kinds of information such as an address book and a schedule book are displayed on the light emitting device E1.

なお、本発明に係る発光装置が適用される電子機器としては、図17から図19に示したもののほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。   Electronic devices to which the light-emitting device according to the present invention is applied include those shown in FIGS. 17 to 19, digital still cameras, televisions, video cameras, car navigation devices, pagers, electronic notebooks, electronic papers, and calculators. , Word processors, workstations, videophones, POS terminals, printers, scanners, copiers, video players, devices equipped with touch panels, and the like.

なお、上述した実施形態においては、前記(3)式において、整数mが2となる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、整数mが3以上となる場合にも適用可能である。   In the above-described embodiment, the case where the integer m is 2 in the formula (3) has been described. However, the present invention is not limited to this, and the case where the integer m is 3 or more is also described. Applicable.

さらに、上述した実施形態においては、赤色発光素子の反射層として、Cuを用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、赤色発光素子の反射層として、AuまたはAg、あるいは、Cu、Au、Agのうち少なくとも一つを主成分とする合金であればいい。   Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which Cu is used as the reflective layer of the red light emitting element has been described. However, the present invention is not limited to this, and Au or Ag is used as the reflective layer of the red light emitting element. Alternatively, an alloy having at least one of Cu, Au, and Ag as a main component may be used.

また、上述した実施形態においては、緑色発光素子と青色発光素子の反射層を同じ材料で形成し、赤色発光素子の反射層を異なる材料で形成する例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、赤色発光素子と緑色発光素子の反射層を同じ材料で形成し、青色発光素子の反射層を異なる材料で形成するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the reflective layer of the green light emitting element and the blue light emitting element are formed of the same material and the reflective layer of the red light emitting element is formed of different materials has been described. The configuration is not limited. For example, the reflective layer of the red light emitting element and the green light emitting element may be formed of the same material, and the reflective layer of the blue light emitting element may be formed of different materials.

10……第1基板、11……反射層、12……反射層、13……透明層、14……画素電極、15……正孔輸送層、16……蛍光Bユニット、17……電子輸送層、18……LG101、19……正孔輸送層、20……電荷分離層、21…赤色用有機EL素子、22…緑色用有機EL素子、23…リン光RGユニット、24…ホールブロック層、25…電子輸送層、30…対向電極、31……封止層、32……第2基板、E1……発光装置、U1…赤色発光素子、U2…青色発光素子、U3…緑色発光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st board | substrate, 11 ... Reflective layer, 12 ... Reflective layer, 13 ... Transparent layer, 14 ... Pixel electrode, 15 ... Hole transport layer, 16 ... Fluorescence B unit, 17 ... Electron Transport layer, 18 ... LG101, 19 ... Hole transport layer, 20 ... Charge separation layer, 21 ... Red organic EL device, 22 ... Green organic EL device, 23 ... Phosphorescent RG unit, 24 ... Hole block Layer, 25 ... electron transport layer, 30 ... counter electrode, 31 ... sealing layer, 32 ... second substrate, E1 ... light emitting device, U1 ... red light emitting element, U2 ... blue light emitting element, U3 ... green light emitting element

Claims (8)

複数の画素が形成された発光装置であって、
前記複数の画素の各々は、
反射層と、
画素電極と、
光透過半反射層と、
前記反射層と前記光透過半反射層との間に形成された複数の発光部と、
前記複数の発光部の間に形成された少なくとも一つの電荷分離層と、
対向電極と、を備え、
前記反射層と前記光透過半反射層との間の光学的距離は、少なくとも二つの画素について同一であり、
前記反射層と前記光透過半反射層との間の光学的距離が同一の二つの画素のうち、一つの画素の前記反射層は、もう一方の画素の反射層とは異なる材質で形成される、
ことを特徴とする発光装置。
A light emitting device in which a plurality of pixels are formed,
Each of the plurality of pixels is
A reflective layer;
A pixel electrode;
A light transmissive semi-reflective layer;
A plurality of light emitting portions formed between the reflective layer and the light transmissive semi-reflective layer;
At least one charge separation layer formed between the plurality of light emitting units;
A counter electrode,
The optical distance between the reflective layer and the light transmissive semi-reflective layer is the same for at least two pixels;
Of the two pixels having the same optical distance between the reflective layer and the light transmissive semi-reflective layer, the reflective layer of one pixel is formed of a material different from the reflective layer of the other pixel. ,
A light emitting device characterized by that.
前記複数の発光部は、前記画素電極と前記電荷分離層との間に形成された第一の発光部と、前記電荷分離層と前記対向電極との間に形成された第二の発光部とからなることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。   The plurality of light emitting portions include a first light emitting portion formed between the pixel electrode and the charge separation layer, and a second light emitting portion formed between the charge separation layer and the counter electrode. The light emitting device according to claim 1, comprising: 前記反射層と前記光透過半反射層との間の光学的距離が同一の少なくとも二つの画素の反射層のうち、発光波長が長い画素の反射層のほうが反射率が高い材質で形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発光装置。   Of the reflective layers of at least two pixels having the same optical distance between the reflective layer and the light transmitting semi-reflective layer, the reflective layer of the pixel having a longer emission wavelength is formed of a material having a higher reflectance. The light-emitting device according to claim 1 or 2. 前記対向電極と前記反射層との間には透明層が形成され、
前記反射層と前記光透過半反射層との間の光学的距離が同一の複数の画素において、前記反射層で反射される光の位相シフト量をφ、前記電荷分離層側に設けられ前記反射層と接する層の屈折率をn、前記反射層の屈折率をn、前記反射層の消衰係数をkとしたとき、
φ=tan−1{2n/(n −n −k )}
を満たし、
前記反射層と前記光透過半反射層との間の光学的距離が同一の複数の画素の反射層は、発光波長が長い画素ほど前記位相シフト量が小さい材質で形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一記載の発光装置。
A transparent layer is formed between the counter electrode and the reflective layer,
In a plurality of pixels having the same optical distance between the reflective layer and the light transmissive semi-reflective layer, the phase shift amount of light reflected by the reflective layer is φ, and the reflection is provided on the charge separation layer side. When the refractive index of the layer in contact with the layer is n 1 , the refractive index of the reflective layer is n 2 , and the extinction coefficient of the reflective layer is k 2 ,
φ = tan −1 {2n 1 k 2 / (n 1 2 −n 2 2 −k 2 2 )}
The filling,
The reflective layers of a plurality of pixels having the same optical distance between the reflective layer and the light-transmitting semi-reflective layer are formed of a material having a smaller phase shift as the emission wavelength is longer. The light emitting device according to any one of claims 1 to 3.
前記複数の画素は、緑色で発光する緑色画素と、青色で発光する青色画素と、赤色で発光する赤色画素とからなり、
前記緑色画素と前記青色画素との反射層、または、前記赤色画素と前記緑色画素との反射層が共通の金属材料で形成されることを特徴する請求項1ないし請求項4のいずれか一記載の発光装置。
The plurality of pixels include a green pixel that emits green light, a blue pixel that emits blue light, and a red pixel that emits red light.
5. The reflective layer of the green pixel and the blue pixel or the reflective layer of the red pixel and the green pixel is formed of a common metal material. 6. Light-emitting device.
前記複数の画素は、緑色で発光する緑色画素と、青色で発光する青色画素と、赤色で発光する赤色画素とからなり、
前記赤色画素または前記緑色画素の反射層は、Cu、Au、Agまたはこれらを主成分とする金属材料から形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一記載の発光装置。
The plurality of pixels include a green pixel that emits green light, a blue pixel that emits blue light, and a red pixel that emits red light.
6. The light emitting device according to claim 1, wherein the reflective layer of the red pixel or the green pixel is formed of Cu, Au, Ag, or a metal material containing these as a main component. apparatus.
前記対向電極の光が射出する側にカラーフィルターを形成したことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一記載の発光装置。   The light-emitting device according to claim 1, wherein a color filter is formed on a side of the counter electrode from which light is emitted. 請求項1ないし請求項7のいずれか一記載の発光装置を備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the light emitting device according to claim 1.
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