JP2021136208A - 発光装置、表示装置、露光システム、及び表示撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光利用効率が向上した発光装置を提供する。【解決手段】一様態は、基板の主面の上に配された第１発光素子と、前記基板に固定され、前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第１発光素子の第１発光領域の中心と重なる第１レンズと、を有し、前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第１発光領域の中心と前記第１レンズの中心は、前記主面と平行な方向において第１の距離で離れている発光装置に関する。【選択図】図４

Description

本発明は、発光装置、表示装置、露光システム、及び表示撮像装置、光電変換装置、電子機器、照明装置、及び移動体に関する。

有機ＥＬ素子は、一対の電極とその間に配置されている発光層を含む有機化合物層とを有する発光素子である。有機ＥＬ素子を用いた発光装置は、面発光特性、軽量性といった優れた特徴を有する。この特徴を活かしヘッドマウントディスプレイなどの表示撮像装置や電子写真方式プリンタ用の露光システムの露光装置等に用いられる発光装置として注目されている。

発光装置を表示装置や露光装置として用いる場合、発光装置からの発光は種々の光学系を通して利用される。光学系は発光装置からの発光の一部の光のみを利用する。このため、光学系での光利用効率を高めることで、発光装置の消費電力を低減することができると考えられる。

特許文献１では、正面方向の発光強度を高める目的で有機ＥＬ素子上にマイクロレンズを設ける構成が開示されている。

特開２０１２―２４８４５３号公報

特許文献１に記載されている発光装置では、光学系と組み合わせた際の光利用効率が十分でない場合がある。

一様態は、基板の主面の上に配された第１発光素子と、前記基板に固定され、前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第１発光素子の第１発光領域の中心と重なる第１レンズと、を有し、前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第１発光領域の中心と前記第１レンズの中心は、前記主面と平行な方向において第１の距離で離れている発光装置に関する。

また、別の一様態は、基板の主面の上に配された第１発光素子、第２発光素子、及び第３発光素子と、前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第１発光素子の第１発光領域の中心と重なる第１レンズと、前記第２発光素子の第２発光領域の中心と重なる第２レンズと、前記第３発光素子の第３発光領域の中心と重なる入射する第３レンズと、を有し、前記第１発光素子を有する第１画素、前記第２発光素子を有する第２画素、及び前記第３発光素子を有する第３画素は、第１の色の光を出射し、前記第１の色の光を出射する画素において、前記第２発光素子は、前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第１発光素子と前記第３発光素子の間に隣り合って配され、前記平面視において、前記第２発光領域の中心と前記第２レンズの頂点との距離は、前記第１レンズの頂点と前記第２レンズの頂点との距離と、前記第２レンズの頂点と前記第３レンズの頂点との距離との差分より大きい発光装置に関する。

光利用効率が向上した発光装置を提供できる。

（ａ）は、露光システムの一部の構成の一例を説明する断面模式図、（ｂ）は平面模式図である。 拡大光学系における発光装置の光線を示す概略図である。 （ａ）は発光装置を用いた露光システムの一部の一例を表す断面図であり、（ｂ）は平面視した際の模式図である。 発光領域とマイクロレンズの配置と光線の関係を説明する断面模式図である。 発光領域とマイクロレンズの配置と光線の関係を説明する断面模式図である。 発光装置の変形例を説明する断面模式図である。 発光装置とマイクロレンズの配置の例を示す平面模式図である。 非球面レンズの例を示す断面模式図である。 （ａ）は発光装置を用いた表示装置の一部の一例を示す断面模式図、（ｂ）は発光素子とマイクロレンズの配置を説明するための模式図、（ｃ）は、発光装置を用いた表示装置の一部の一例を示す平面模式図である。 カラーフィルタを有さない露光システムの構成例を示す断面模式図である。 発光装置に非球面レンズを用いた場合の一例について説明するための断面模式図である。 発光装置の適用例を表す模式図である。 表示撮像装置の一例の概略断面図である。 表示装置の一例の概略断面図である。 （ａ）表示光電変換装置の一例を表す模式図であり、（ｂ）電子機器の一例を表す模式図である。 （ａ）表示装置の一例を表す模式図であり、（ｂ）折り曲げ可能な表示装置の一例を表す模式図である。 （ａ）照明装置の一例を示す模式図であり、（ｂ）車両用灯具を有する自動車の一例を示す模式図である。

図１（ａ）及び（ｂ）に、発光素子として有機ＥＬ素子を用いた発光装置からの発光が結像用レンズアレイを通して感光体上へ結像される露光システムの構成例を示す。図１（ｂ）は平面模式図であり、図１（ａ）は図１（ｂ）中のＡ−Ａ’断面の断面図である。

図１（ｂ）に示すように、複数の発光素子１００を有するチップが千鳥状配された発光装置２の場合、発光素子を有する画素は結像用レンズアレイ３の直下に配置されない。また、感光体上の同一の点を複数回露光する目的で、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、画素が副走査方向に複数配置される場合には、外側の画素からの光ほど結像用レンズアレイに向かう角度が大きくなる。このような場合は画素から結像用レンズアレイに向かう方向の発光強度を高めることで光利用効率を向上させることができると考えられる。

図２に有機ＥＬ素子を有する発光装置を拡大光学系を用いた表示装置において使用する場合の光線についての概略を示す。図で示すように発光装置２に対し拡大光学系６を用いる場合、機能領域（表示領域）の中心部では、表示面に対して正面方向に向かう光線を利用する。一方で、機能領域の外周部では表示面に対して斜め方向に向かう光を利用する。よって、機能表示領域の外周部では斜め方向への発光強度を高めることで光利用効率を向上させることができると考えられる。

本発明者らは本着想に至り、発光素子の発光領域から、発光強度を高めたい方向に中心をずらしてマイクロレンズを設けるという解決手段に至った。以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。尚、本明細書で特に図示又は記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。また、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

また、以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成、材料、方法、効果等については適宜説明を省略する。

（実施形態１）
以下で、本実施形態の発光装置の構成例について説明する。本実施形態では発光装置からの発光を、結像用レンズアレイを通して感光体上に照射して結像する露光システムの例について説明する。

本実施形態の発光装置は、基板の主面の上に配された発光素子と、該基板に固定され、該発光素子の発光領域からの光が入射するマイクロレンズと、を有する。該基板の主面に垂直な方向からの平面視において、該発光領域の中心と該マイクロレンズの中心は、該主面と平行な方向において距離をおいて離れている。

発光領域及びマイクロレンズは複数配され、該主面に垂直な方向からの平面視において、例えば、第２発光領域の中心と第２マイクロレンズの中心は、該平行な方向において第１の発光領域の中心と第１マイクロレンズの中心との距離よりも小さくてもよい。

また、該平行な方向において、該第１マイクロレンズの中心から該第２マイクロレンズの中心までの距離と、該第１発光領域の中心から該第２発光領域の中心までの距離が異なっていてもよい。

更に、例えば、本実施形態の発光装置は、該基板の主面の上に配された第１乃至第３発光素子と、第１乃至第３発光素子の発光領域からの光がそれぞれ入射する第１乃至第３マイクロレンズと、を有する。また、第１乃至第３発光素子をそれぞれ有する第１乃至第３画素は、同じ色に属する光を出射し、第１乃至第３画素のみでみると、第２発光素子は、該主面に垂直な方向からの平面視において、第１発光素子と第３発光素子の間に隣り合って配されている。

このような構成において、該主面に垂直な方向からの平面視において、第１マイクロレンズの頂点と第２マイクロレンズの頂点との距離と、前記第２マイクロレンズの頂点と前記第３マイクロレンズの頂点との距離と、の差分をピッチ差Ｄとする。

この時、本実施形態の発光装置では、該平面視における、第２発光領域の中心と第２マイクロレンズの頂点との距離は、ピッチ差Ｄより大きい。

該主面に垂直な方向からの平面視において、第２発光領域の中心と第２マイクロレンズの頂点との距離は、第１発光領域の中心と第１マイクロレンズの頂点との距離よりも小さくてもよい。この時の距離とは、第１マイクロレンズの頂点と第２マイクロレンズの頂点を通る方向における距離（最短距離）を指す。

また、該平行な方向において、マイクロレンズのピッチと発光領域のピッチは異なっていてもよい。例えば、第１マイクロレンズの頂点から第２マイクロレンズの頂点までの距離と、第１発光領域の中心から前記第２発光領域の中心までの距離が異なっていてもよい。

より具体的な構成例について、図面を用いて説明する。図３（ａ）は本実施形態の発光装置を用いた露光システムの一部の一例を表す断面図であり、図３（ｂ）は平面視した際の模式図である。平面視とは、基板の主面に対して垂直な方向（主面の法線方向）から発光装置を視た際の配置である。ここでは、基板の主面に対して垂直な方向からの平面視を示す。

発光装置は、発光素子１００を有し、基板８上の発光素子１００は、基板８の主面の上に配される第１電極１１、発光層を含む有機層１２、有機層１２を挟んで第１電極１１の上に配される第２電極１３を有する。また、発光装置は、第１電極１１の端部を覆い第１電極１１上に開口を有し、バンクとして機能する絶縁層１６、第２電極１３の上に配される保護層１４、及びマイクロレンズ１５を有する。マイクロレンズ１５には、発光素子から出射された光が入射する。

本実施形態では、マイクロレンズ１５は発光素子１００の発光領域１７に対して、平面視した際に結像用レンズアレイ３に向かう方向Ｂにずれて配されている。本構成とすることで、マイクロレンズを形成しない場合やマイクロレンズと発光領域を平面視で重なるように形成した場合に比べて結像用レンズアレイ３に向かう方向の発光強度が高まり、発光層で発光した光の利用効率が向上する。効果の詳細については後述する。なお、発光素子の発光領域とは、該平面視において、絶縁層１６の開口で第１電極１１、発光層、及び第２電極１３が積層されている部分を指す。

各発光素子においてマイクロレンズと発光領域がずれているとは、平面視においてマイクロレンズの中心と発光領域の中心が重ならず、ある距離をおいて離れていることを指す。なお、マイクロレンズの中心とは、平面視において端部を結ぶ線で構成された形状（外形）の重心である。マイクロレンズの端部とは、マイクロレンズの断面図においてＺ方向の高さが最も低い位置である。図３（ａ）では、マイクロレンズ１５の断面が球面形状（一部欠けている球面、半球も球面形状に含む）であり、この場合、マイクロレンズ１５の中心はマイクロレンズ１５の頂点と一致する。

本実施形態では、マイクロレンズ１５は発光領域に対してずれるように配されている。すなわち、基板８の発光素子１００が配される面に対する平面視において、マイクロレンズ１５の中心と発光領域の中心はある距離で離れている（一致しない）。また、ここではマイクロレンズ１５の断面形状が球面であるため、マイクロレンズ１５の頂点と発光領域の中心もある距離で離れている。

本実施形態において、マイクロレンズ１５のピッチ（基板８の発光素子１００が配される面に対する平面視における、隣り合うマイクロレンズの中心間の距離）は一定である。また、発光素子のピッチ（該平面視において隣り合う発光素子１０の発光領域の中心間の距離）も一定である。よって、マイクロレンズ１５と発光領域１０は、一定の距離（ズレ量）でずれて配される。

また、発光素子のピッチとマイクロレンズ１５のピッチが実質的に等しい。すなわち、本実施形態では平面視におけるマイクロレンズの中心と発光領域の中心との距離（マイクロレンズずらし量）が各発光素子において一定である例を示している。

マイクロレンズ１５のピッチは、発光素子のピッチの０．１倍以上、２０倍以下とすることができる。具体的には、発光素子のピッチは、例えば、０．１μｍ以上４０μｍ以下、マイクロレンズ１５のピッチは、０．０１μｍ以上８００μｍ以下とすることができる。また、本実施形態において、発光素子の第２電極１３からマイクロレンズ１５までの距離は、０．１μｍ以上１ｍｍ以下とすることができる。

基板８は第１電極１１、有機層１２、第２電極１３を支持できる材料であればよい。例えば、ガラス、プラスチック、シリコン等を用いることができる。基板８にはトランジスタ等のスイッチング素子や配線や層間絶縁膜（不図示）などが配されていてもよい。

第１電極１１は、透明であっても、不透明であってもよい。不透明である場合には、発光波長での反射率が７０％以上の金属材料が望ましい。ＡｌやＡｇなどの金属やそれらにＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｄなどを添加した合金、また、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＩＧＺＯを使用できる。なお、ここでの発光波長とは、有機層１２から発光されるスペクトル範囲のことを指す。第１電極１１は、所望の反射率よりも高ければ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｕ、の金属やその合金などのバリア電極との積層電極としてもよく、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明酸化膜電極との積層電極としてもよい。

一方、第１電極１１が透明電極である場合には、第１電極１１の下部に更に反射層を設ける構成としてもよい。透明電極としては、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＩＧＺＯなどを使用できる。後述する光学距離を最適化する目的で、反射層と透明導電膜の間に更に絶縁膜を設ける構成としてもよい。

第２電極１３は、有機層１２上に配置されていて、透光性を有している。第２電極１３はその表面に到達した光の一部を透過するとともに他の一部を反射する性質（すなわち半透過反射性）を持った半透過材料であってもよい。

第２電極１３の材料としては、例えば、透明導電酸化物のような透明材料を用いることができる。また、アルミニウムや銀や金などの単体金属、リチウムやセシウムなどのアルカリ金属、マグネシウムやカルシウムやバリウムなどのアルカリ土類金属、これらの金属材料を含んだ合金材料からなる半透過材料を用いることができる。半透過材料としては、特にマグネシウムや銀を主成分とする合金が好ましい。また第２電極１３は、好ましい透過率を有するならば、上記材料を有する層の積層構成であってもよい。また、第２電極１３は、複数の発光素子１００によって共有されていてもよい。

第１電極１１または第２電極１３のいずれかが陽極であり、他方が陰極として機能する。すなわち、第１電極１１が陽極であり、第２電極１３が陰極であってもよく、その逆であってもよい。

有機層１２は、第１電極１１上に配置されていて、蒸着法やスピンコート法など公知の技術により形成することができる。

有機層１２は、複数の層から構成されていてもよい。有機層が有機化合物層である場合には、複数の層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層のいずれか１又はその組み合わせが挙げられる。

発光層は、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子が有機化合物層において再結合することで、光を出射する。発光層の構成は単層でも複数層でもよい。各発光層のいずれかに赤色発光材料、緑色発光材料、赤色発光材料を有することができ、各発光色を混合することで、白色光を得ることも可能である。また、各発光層のいずれかに、青色発光材料と黄色発光材料などの補色同士の関係の発光材料を有していてもよい。

また、発光画素ごとに発光層に含まれる材料や構成を変更することで異なる色を発光してもよい。また、発光素子の１つ１つに発光層を設けてもよい。その場合、発光素子１００ごとに、発光層をパターニングしてもよい。

本実施形態に係る発光装置は、第一反射面と第二反射面と前記第一反射面と前記第二反射面との間に配置されている発光層とを有する素子を有してよい。上述の発光素子はこの構成を有してよい。第一反射面は、第１電極１１であっても、第１電極１１と絶縁層との間に配置されている反射層であってもよい。

第一反射面と、発光層を含む有機層１２の発光位置の光学距離を最適化するために、第一反射面の上面から有機層１２の発光位置までの光路長Ｌｒ、反射層での位相シフトをΦｒとすると、
Ｌｒ＝（２ｍ−（Φｒ／π））×（λ／４）・・・（１）
ｍは０以上の整数である。上記式（１）をおおよそ満たすように、第１電極１１または第一反射面、有機層１２の膜厚を最適にしてもよい。

また、発光位置から第二反射面までの間の光学距離Ｌｓは、反射面での波長λの光が反射する際の位相シフトをΦｓとすると、以下の式（２）をおおよそ満たす。本実施形態においてはｍ’＝０である。

Ｌｓ＝（２ｍ’−（Φｓ／π））×（λ／４）＝−（Φｓ／π）ｘ（λ／４）・・・（２）
よって、全層干渉Ｌは下記条件をおおよそ満たす。

Ｌ＝Ｌｒ＋Ｌ＝（２ｍ−Φ／π）×（λ／４）・・・（３）
ここでΦは波長λの光が第１電極１１もしくは反射層と第２電極１３で反射する際の位相シフトの和Φｒ＋Φｓである。

ここで上述のおおよそ満たすとは、式（１）乃至式（３）において、許容範囲が、λ／８程度、または２０ｎｍ程度であることを指す。

なお、発光層の発光位置は、特定が困難な場合があるので、上記の構成では、発光位置を機能層の第一反射面側の界面または第二反射面側の界面で代用した。上述の許容範囲を考慮すれば、このように代用した場合であっても、光を強める効果を奏することができる。

保護層１４は、絶縁層であり、透光性を有し、外部からの酸素や水分の透過性が低い無機材料を含むことが好ましい。例えば、保護層１４は、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）、シリコン酸化物（ＳｉＯ_ｘ）、アルミニウム酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３）、チタン酸化物（ＴｉＯ_２）などの無機材料を用いて作成することができる。特に保護性能の面において、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ，Ａｌ_２Ｏ_３の無機材料が好ましい。保護層１４の形成には化学気相堆積法（ＣＶＤ法）、原子層堆積法（ＡＬＤ法）、スパッタリング法を用いることが好ましい。

保護層１４は十分な水分遮断性能があれば、単層構造であっても、上記材料や形成手法を組み合わせた積層構造であってもよい。例えば、窒化シリコンの層、原子堆積法による密度が高い層との積層であってよい。さらに、保護層１４は、水分の遮断性能を保持していれば、有機層を有してもよい。有機層は例えば、ポリアクリレート、ポリイミド、ポリエステル、エポキシ等があげられる。

さらに、複数の発光素子１００にまたがって保護層１４が配置されていてもよい。

マイクロレンズ１５は露光及び現像プロセスで形成することができる。具体的には、マイクロレンズを形成するための材料による膜（フォトレジスト膜）を形成し、連続的な階調変化を有するマスクを用いて、フォトレジスト膜を露光および現像を行う。このようなマスクとしては、グレーマスク、或いは、露光装置の解像度以下の遮光膜からなるドットの密度分布を変化させることで結像面に連続した階調を有する光照射を可能とする面積階調マスクを用いることが可能である。

また、露光および現像プロセスで形成したマイクロレンズに対して、エッチバックを行うことにより、レンズ形状を調整することが可能である。マイクロレンズの形状は、放射光を屈折させることができる形状であればよく、球面であっても、断面形状が非対称であってもよい。

本実施形態の効果について説明する。図４（ａ）に示すように、マイクロレンズと発光領域を平面視において重なるように配置した場合、発光領域から放出された光はマイクロレンズによって正面方向に集光される。よって、マイクロレンズを設けない場合と比較して正面方向の発光強度が向上する。一方、マイクロレンズを図４（ｂ）に示すように発光領域からずらして配置すると、マイクロレンズを透過する際に光が屈折することで特定方向への発光強度が向上する。

露光システムでは、上述のように、発光素子を有するチップが千鳥状配された場合、発光素子を有する画素は結像用レンズアレイの直下に配置されない。また、画素が副走査方向に複数配置される場合には、外側の画素からの光ほど結像用レンズアレイに向かう角度が大きくなる。よって、本実施形態のように特定方向への発光強度が向上した発光装置を用いることで、画素から結像用レンズアレイに向かう方向の発光強度を高めることができる。よって、光利用効率を向上した露光システムを提供することができる。

例えば、露光システムに用いられる発光装置は、発光領域と該発光領域からの光が入射するマイクロレンズのセットを複数有する。このとき、該複数のセットにおいて、基板８の発光素子１００が配される面に対して平行な方向での発光領域の中心からマイクロレンズの中心に向かう方向が一方向であり、具体的には結像用レンズアレイ３に向かう方向である。これにより、該複数のセットが配される機能領域（発光領域）に配されるマイクロレンズを透過する光の、結像用レンズアレイに向かう方向の発光強度を高めることができる。よって、光利用効率が向上する。

図５は、発光領域とマイクロレンズの関係を表した断面図である。図５には高さｈ、半径ｒ、屈折率ｎのマイクロレンズが配されている。

発光領域から角度θ１で光が出射され、マイクロレンズのＡ点によってθ２の角度に光が曲げられている。このときの点Ａにおけるマイクロレンズ表面の接線に対する法線の傾きを角度αとする。α＋θ１をβとおくと、スネルの法則により、以下の式（１）が成り立つ。

１×ｓｉｎ（θ２＋α）＝＝ｎ×ｓｉｎ（θ１＋α）・・・（１）
式（１）をθ１について解くと、θ１は式（２）となる。

θ１＝ｓｉｎ^−１｛ｓｉｎ（θ２＋α）／ｎ｝―α・・・（２）
図５に示したように、発光領域からの光を広角側へ出射したい場合（θ２＞θ１としたい場合）、αが正の領域、すなわち図５におけるマイクロレンズ頂点より右側の領域に入射する光が主に利用されることとなる。

マイクロレンズの端部まで有効に利用するため、出射強度を強めたい所望の出射角θ２に対してマイクロレンズの全領域においてα＜θ２であることが望ましい。

ここで、マイクロレンズの頂点と発光領域の中心からのずれ量をＸｓｈｉｆｔとする。所望の出射角θ２の出射強度を強めるためには、マイクロレンズ上の各点におけるαに対して上記式（２）を満たすθ１およびβが計算され、いずれかのβの方向に発光領域Ｘが存在するようＸｓｈｉｆｔが設定されればよい。

実際にはマイクロレンズと発光領域の間にも保護層等があり、上記の式により決まるわけではない。しかし、上記の効果に基づいて、マイクロレンズを発光領域からずらして設ける構成とすることで、特定方向への発光強度が向上すると考えられ、光学系での光利用効率を向上させることができると考えられる。

図３（ａ）では、マイクロレンズ１５は保護層１４の直上に一体で（連続して）形成されている例を示している。また、保護層１４の凹凸を平坦化する目的で、保護層１４とマイクロレンズ１５の間に平坦化層を形成してもよい。また、マイクロレンズ１５と保護層１４の間、またはマイクロレンズ１５と平坦化層の間にカラーフィルタが配されていてもよい。更に、マイクロレンズ１５の上にカラーフィルタが配されていてもよい。

図３（ａ）に示した発光装置において、カラーフィルタ１８が配される例を図６（ａ）に示す。ここでは、マイクロレンズ１５と保護層１４の間にカラーフィルタが配される例を示す。また、ここでは、赤色、緑色、青色のカラーフィルタをそれぞれ有する画素が隣り合って配されている発光装置において、同じ色（例えば緑色）を発光する画素のみについて切り出しだした例を示す。

同じ色の光を出射する画素について、基板８の発光素子１００が配されている面に対する平面視において隣り合って配される３つの画素について、本実施形態の発光装置は以下の関係を満たす。該平面視において、発光領域の中心とマイクロレンズの頂点との距離Ｘは、マイクロレンズ１５ａの頂点と第２マイクロレンズの頂点１５ｂとの距離と、マイクロレンズ１５ｂの頂点とマイクロレンズの頂点１５ｃとの距離との差分より大きい。ここで、図６（ａ）ではマイクロレンズ１５のピッチは一定のため、発光領域の中心とマイクロレンズの頂点（ここでは頂点）がずれて配されることとなる。

よって、特定方向への発光強度を向上させることができ、光学系（結像用レンズアレイ３や買う第光学系６）での光利用効率を向上させることができる。

また、図６（ｂ）に示すように、マイクロレンズ１５を別の基板に形成し、発光素子１００に対向するように張り合わせてもよい。例えば、マイクロレンズ１５は、接着剤により基板８に固定される。この時、接着剤は、保護層１４とマイクロレンズ１５の間でも、平坦化層とマイクロレンズ１５の間でもよい。また、マイクロレンズ１５と保護層１４（または平坦化層、カラーフィルタ）との間に空間が配され、マイクロレンズ１５が発光装置の端部において、基板８に接着剤により固定されていてもよい。

この場合でも、図６（ｃ）に示すように、発光領域からずらして配置することで、マイクロレンズを透過する際に光が屈折し、特定方向への発光強度が向上する。よって、光学系での光利用効率を向上させることができる。

マイクロレンズ１５と保護層１４とを一体で形成する場合、別の基板に形成して張り合わせる場合よりもマイクロレンズ１５と発光素子１００との距離を短くできる。よって、発光層からマイクロレンズへ入射する光の立体角が広がるため、光取り出し効率が向上する。

一方、マイクロレンズ１５と発光素子１００が配される基板８を別で作成して張り合わせることで、マイクロレンズ１５の製造方法の選択肢が増やせるため、マイクロレンズ１５の設計の自由度が向上する。

次に、マイクロレンズ１５と発光領域の配置例を示す。図３（ａ）及び（ｂ）では、発光素子１つに対してマイクロレンズ１つを設ける例を示しているが、図７（ａ）に示すように発光素子１つに対して複数のマイクロレンズを設けてもよい。また、図７（ｂ）に示すように複数の発光素子に対して１つのマイクロレンズを共有するように設けてもよい。１つの発光素子１００に対して複数のマイクロレンズ１５を設ける場合、図７（ａ）に示すように各マイクロレンズ１５の中心Ｃ１およびＣ２の中点Ｃ３と発光領域の中心がある距離を置いて離れていれば（ずれていれば）よい。

１つの発光素子に対して３つ以上のマイクロレンズ１５を設ける場合で、各マイクロレンズ１５の中心が直線上に無い場合は、各マイクロレンズの中心を結んでできる図形の重心と発光領域の中心がずれていればよい。

複数の発光素子に対して１つのマイクロレンズを共有するように設ける場合、図７（ｂ）に示すように各発光領域の中心Ｃ４およびＣ５の中点Ｃ６の中心とマイクロレンズの中心がずれていればよい。１つのマイクロレンズ１５を３つ以上の発光素子が共有するように設ける場合で、各発光領域の中心が直線上に無い場合は、各発光領域の中心を結んでできる図形の重心とマイクロレンズ１５の中心がずれていればよい。この時、マイクロレンズは、シリンドリカル形状であってもよい。

また、本実施形態では、マイクロレンズ１５が、基板８の主面に垂直な方向での断面において球面である場合を示したが、マイクロレンズ１５の形状は、これに限定されない。例えば、図８に示すように、該断面において、マイクロレンズ１５の頂点がマイクロレンズ１５の中心からずれている、非球面レンズであってもよい。この場合でも、本実施形態の構成とし、発光領域とマイクロレンズ１５をずらして配することで、光学系の光利用効率を向上することができる。

本実施形態では、発光装置を露光システムに適用した場合について説明したが、発光装置はこれに限定されない。例えば、発光装置は表示装置であってもよい。

例えば、図２のように発光装置を拡大光学系において使用する、表示装置や表示撮像装置等の場合、機能領域（表示領域）の中心部では、表示面に対して正面方向に向かう光線を利用する。一方で、機能領域の周辺部では表示面に対して斜め方向に向かう光を利用する。

本実施形態の構成のように、マイクロレンズを図４（ｂ）に示すように発光領域からずらして配置すると、マイクロレンズを透過する際に光が屈折することで特定方向への発光強度が向上する。よって、機能領域の周辺部において、本実施形態の構成を用いることで、表示面に対して斜め方向に向かう光の発光強度を高めることができる。したがって、光利用効率を向上した表示装置、及び表示撮像装置を提供することができる。

（実施形態２）
本実施形態の発光装置について、図面を用いて説明する。本実施形態では、発光装置を表示装置として適用した場合の例について説明する。具体的には、発光装置からの発光を、拡大光学系を通して視認する表示装置の例について説明する。なお、本実施形態の発光装置の構成については、マイクロレンズずらし量が異なること以外は第１実施形態と同様の構成を用いることができる。よって、重複部分についての説明は省略する。

図９（ａ）は本実施形態の発光装置を用いた表示装置の一部の一実施形態を表す断面図であり、図９（ｂ）は発光素子１００とマイクロレンズ１５の配置を説明するための図である。また、図９（ｃ）は、本実施形態の発光装置を用いた表示装置の一部の平面模式図である。

本実施形態では、表示領域（機能領域）の中心部では、マイクロレンズ１５は発光領域１７に対してずれが無く配されている。すなわち、表示領域の中心部では、基板８の発光素子１０が配される面に対する平面視において、マイクロレンズ１５の中心と発光領域の中心の距離は実質的に０である（製造上の誤差を含む）。また、ここではマイクロレンズ１５の断面形状が球面であるため、マイクロレンズ１５の頂点と発光領域の中心の距離も実質的０である（一致する）。

一方、表示領域の周辺部では、マイクロレンズ１５は発光領域１７に対して外側にずれるように配されている。すなわち、表示領域の周辺部では、基板８の発光素子１００が配される面に対する平面視において、マイクロレンズ１５の中心と発光領域の中心はある距離で離れている（一致しない）。また、ここではマイクロレンズ１５の断面形状が球面であるため、マイクロレンズ１５の頂点と発光領域の中心もある距離で離れている。

本実施形態において、マイクロレンズ１５のピッチ（基板８の発光素子１００が配される面に対する平面視における、隣り合うマイクロレンズの中心間の距離）は一定である。また、発光素子のピッチ（該平面視において隣り合う発光素子１００の発光領域の中心間の距離）も一定である。一方、マイクロレンズ１５のピッチと発光素子１００のピッチは異なる。よって、中心部でマイクロレンズ１５と発光素子１００がずれが無く配されていても、周辺部では、マイクロレンズ１５と発光素子１００がずれて配されることとなる。

ここで、表示領域（機能領域）とは、基板８において発光素子１００が配された領域を指し、機能領域の周辺に駆動回路やパッド等が配されていてもよい。

本実施形態に係る発光装置のより具体的な構成について、説明する。表示領域の左側の周辺部では、マイクロレンズ１５が発光領域に対して図９（ａ）の左方向（Ｃ方向）にずれて配され、表示領域の右側の周辺部の発光素子では右方向（Ｄ方向）にずれて配される。図９（ｂ）に示すように、表示領域の中心部Ｅ’の位置ではマイクロレンズ１５と発光領域１７の中心はずれていない。

一方、表示領域の周辺部Ｅに向かう方向の隣の画素では、マイクロレンズ１５は発光領域１７の中心と距離３００ａだけずれて配置されている。また、表示領域の周辺部Ａに向かう方向の隣の画素では、マイクロレンズ１５の中心は発光領域１７の中心と距離３００ｂだけずれて配置されている。すなわち、機能領域において、発光領域の中心とマイクロレンズの中心の距離（ずれ）が小さい発光素子が、より中心側に配されている。

発光装置を拡大光学系において使用する、表示装置や表示撮像装置等の場合、機能領域（表示領域）の中心部では、表示面に対して正面方向に向かう光線を利用する。一方で、機能領域の周辺部では表示面に対して斜め方向に向かう光を利用する。

したがって、本実施形態の構成とすることで、機能領域の周辺部において、マイクロレンズ１５を透過する光の特定方向への発光強度が向上する。よって、機能領域の周辺部において、表示面に対して斜め方向に向かう光の発光強度を高めることができる。したがって、光利用効率を向上した表示装置、及び表示撮像装置を提供することができる。

例えば、本実施形態の表示装置は、発光領域と該発光領域からの光が入射するマイクロレンズのセットを複数有する。この場合、該複数のセットにおいて、基板８の発光素子１００が配される面に対して平行な方向での、発光領域の中心からマイクロレンズの頂点に向かう方向が、該複数のセットが配される機能領域の中心部から周辺部に向かう方向である。これにより、機能領域の周辺部において、マイクロレンズ１５を透過する光の周辺方向、すなわち、表示面に対して斜め方向に向かう光の発光強度を高めることができる。したがって、光利用効率を向上した表示装置、及び表示撮像装置を提供することができる。

本実施形態では発光素子ごとに異なる色が射出される構成とすることで、フルカラー表示を可能としてもよい。フルカラー表示を実現する方法として、上記のように白色有機ＥＬ素子とカラーフィルタを使った方式を用いてもよいし、各発光素子で発光層をパターニングして異なる色を発する構成としてもよい。

また、先に述べた第一反射面と第二反射面との距離を発光素子ごとに異ならせることでフルカラー表示を可能としてもよい。第一反射面と第二反射面との距離を異ならせる構成とすることで、各発光素子で発光層を共有しながら異なる色の発光が射出され、発光層をパターニングする方法よりも発光層の製造プロセスが容易となる。

発光素子１００を複数配置する場合の平面配列は、ストライプ配列、スクエア配列、デルタ配列、ペンタイル配列、ベイヤー配列のいずれの方式でもよい。図９（ａ）〜（ｃ）ではデルタ配列の場合の配列例を示している。マイクロレンズ１５のサイズや形状は配列方式に応じて適宜設定されてよい。例えばストライプ配列とする場合は、図７（ａ）に示したように長尺状のマイクロレンズを複数画素にまたがって配置してもよいし、図７（ｂ）に示したように半球状のマイクロレンズを１画素内に複数配置してもよい。

本実施形態において、カラーフィルタ１８は、保護層１４の上に配置されていてもよい。カラーフィルタ１８ａ、１８ｂ、１８ｃはそれぞれ異なる色を透過するカラーフィルタであってよく、例えば、それぞれ赤色、緑色、青色の光を透過するカラーフィルタであってもよい。図９（ａ）において、カラーフィルタ１８は、保護層１４とマイクロレンズ１５の間に配されている。

ここで、実施形態１同様、同じ色（例えば緑色）の光を出射する画素について、基板８の発光素子１００が配されている面に対する平面視において隣り合って配される３つの画素について、本実施形態の発光装置は以下の関係を満たす。該平面視において、発光領域の中心とマイクロレンズの頂点との距離Ｘは、マイクロレンズ１５ａの頂点と第２マイクロレンズの頂点１５ｂとの距離と、マイクロレンズ１５ｂの頂点とマイクロレンズの頂点１５ｃとの距離との差分より大きい。ここで、図９（ａ）ではマイクロレンズ１５のピッチは一定のため、発光領域の中心とマイクロレンズの頂点（ここでは頂点）がずれて配されることとなる。

よって、特定方向への発光強度を向上させることができ、光学系での光利用効率を向上させることができる。

なお、１つの画素に対応するマイクロレンズ１５が、平面視において該画素の発光領域の中心と重なる画素のみ示しているが、発光装置はこれに限定されない。機能領域（表示領域）全域で図９（ａ）に示すような上記画素が配されていてもよい。また、機能領域の周辺部では、１つの画素に対応するマイクロレンズ１５が、平面視において該画素の発光領域の中心と重ならない画素が配されていてもよい。このような構成を有することで、機能領域の中心側から周辺部に向かう角度の大きな光（斜め光）を周辺部で利用したい場合に、該斜め光の利用効率を向上することができる。

本実施形態では３色の光を透過するカラーフィルタを用いてフルカラー表示可能な例を示したが、これに限らず、カラーフィルタ１８は一部または全部を省略してもよい。図１０（ａ）に、カラーフィルタを省略した場合を示す。この場合、発光装置は、発光素子１００を白色発光として、白色発光の発光装置であってもよい。また、発光素子１００における発光層を作り分け、発光素子からの出射光の色を異ならせることで、カラー表示を行ってもよい。

カラーフィルタとマイクロレンズの積層順は適宜選択されてよい。図９では、カラーフィルタよりも光取り出し側にマイクロレンズを設ける例を示している。この順で積層されることでマイクロレンズに入射する光はカラーフィルタを通過した光のみとなるため、隣接する画素の意図しない発光色の素子外への出射が抑制され、表示品位が向上するため好ましい。

平面視における各画素のカラーフィルタ１８の中心と発光領域の中心との距離（カラーフィルタずらし量）は適宜設定できる。発光領域からの光がカラーフィルタ１８を通過してマイクロレンズへと至る光路を考えると、図９（ａ）に示すように、カラーフィルタずらし量を０以上、マイクロレンズずらし量以下の範囲で設定することが、光の透過を妨げにくいと考えられ好ましい。

カラーフィルタは図９（ａ）に示したように、保護層１４上に一体で形成し、更にマイクロレンズも一体で形成してもよいし、別基板に形成して対向するように張り合わせてもよい。カラーフィルタ１８と保護層１４を一体として形成することで、フォトリソグラフィプロセスを用いて、カラーフィルタを発光領域に対して位置精度良く形成できる。また、カラーフィルタ１８、マイクロレンズ１５、及びと保護層１４を一体で形成することで、発光領域、カラーフィルタ１８、及びとマイクロレンズ１５の位置関係を精度よく形成できる。

本実施の形態では、マイクロレンズ１５が球面マイクロレンズである例について説明したが、本実施形態の発光装置はこれに限定されない。例えば、図１１に示すように、レンズの中心と頂点がずれている非球面レンズを用いてもよい。図１１では、表示装置の機能領域において、中心部の画素のマイクロレンズ１５が球面レンズであり、その周囲（周辺部）の画素のマイクロレンズ１５が非球面レンズである例を示す。この場合にも、本実施形態の発光装置を用いることで、周辺部において、画素から斜めに出射さえる光の発光強度を向上することができる。よって、光学系における光利用効率を向上することができる。

また、図１０（ｂ）に示すように、マイクロレンズ１５を別基板に形成し、貼り合わせる構成としてもよい。マイクロレンズ１５を、発光素子１００を有する基板８とは別の基板を用いて作成することで、マイクロレンズ１５の作製時の加工方法（温度等）の自由度が高くなり、マイクロレンズ１５の設計の自由度が上がる。また、図１０（ｃ）に示すように、マイクロレンズ１５とカラーフィルタ１８を別基板に作成し、発光素子１００を有する基板８に貼り合わせて発光装置を作製してもよい。このように構成することで、カラーフィルタ１８及びマイクロレンズ１５の作成時、設計の自由度を上げることができる。

この場合、実施形態１と同様に、マイクロレンズ１５やカラーフィルタ１５は、基板８に接着剤により固定される。詳細については、実施形態１と同様のため説明は省略する。

以上、表示装置の例について説明したが、本実施形態の発光装置の適用例は、これに限定されない。例えば、発光装置を露光システムに適用してもよい。本実施形態の露光システムの発光装置の一部の断面図は図１０（ａ）のＢ−Ｂ‘と同様である。これに、図３（ａ）に示すように、結像用レンズアレイ３が配される。また、図１０（ａ）発光装置の機能領域の一部を平面視した場合の模式図は、図１０（ｃ）と同様となる。

本実施形態では結像用レンズアレイの直下から離れて配置される発光素子ほどマイクロレンズずらし量が大きくなる構成としている。各発光素子におけるマイクロレンズずらし量は各発光素子から結像用レンズアレイに向かう角度に応じて設定することができる。よって、本実施形態の本構成とすることで、実施形態１と同様に、光利用効率を向上させることができる。

（実施形態３）
［有機発光素子の構成］
有機発光素子は、基板の上に、陽極、有機化合物層、陰極を形成して設けられる。陰極の上には、保護層、カラーフィルタ等を設けてよい。カラーフィルタを設ける場合は、保護層との間に平坦化層を設けてよい。平坦化層はアクリル樹脂等で構成することができる。

［基板］
基板は、石英、ガラス、シリコンウエハ、樹脂、金属等が挙げられる。また、基板上には、トランジスタなどのスイッチング素子や配線を備え、その上に絶縁層を備えてもよい。絶縁層としては、陽極２と配線の導通を確保するために、コンタクトホールを形成可能で、かつ接続しない配線との絶縁を確保できれば、材料は問わない。例えば、ポリイミド等の樹脂、酸化シリコン、窒化シリコンなどを用いることができる。

［電極］
電極は、一対の電極を用いることができる。一対の電極は、陽極と陰極であってよい。有機発光素子が発光する方向に電界を印加する場合に、電位が高い電極が陽極であり、他方が陰極である。また、発光層にホールを供給する電極が陽極であり、電子を供給する電極が陰極であるということもできる。

陽極の構成材料としては仕事関数がなるべく大きいものが良い。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン、等の金属単体やこれらを含む混合物、あるいはこれらを組み合わせた合金が使用できる。また、例えば、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。更に、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーも使用できる。

これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極は一層で構成されていてもよく、複数の層で構成されていてもよい。

反射電極として用いる場合には、例えばクロム、アルミニウム、銀、チタン、タングステン、モリブデン、又はこれらの合金、積層したものなどを用いることができる。また、透明電極として用いる場合には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛などの酸化物透明導電層などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。電極の形成には、フォトリソグラフィ技術を用いることができる。

一方、陰極の構成材料としては仕事関数の小さなものがよい。例えばリチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体またはこれらを含む混合物が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。例えばマグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム、銀−銅、亜鉛−銀等が使用できる。酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の金属酸化物の利用も可能である。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。中でも銀を用いることが好ましく、銀の凝集を抑制するため、銀合金とすることがさらに好ましい。銀の凝集が抑制できれば、合金の比率は問わない。例えば、１：１であってよい。

陰極は、ＩＴＯなどの酸化物導電層を使用してトップエミッション素子としてもよいし、アルミニウム（Ａｌ）などの反射電極を使用してボトムエミッション素子としてもよいし、特に限定されない。陰極の形成方法としては、特に限定されないが、直流及び交流スパッタリング法などを用いると、膜のカバレッジがよく、抵抗を下げやすいためより好ましい。

［保護層］
陰極の上に、保護層を設けてもよい。例えば、陰極上に吸湿剤を設けたガラスを接着することで、有機化合物層に対する水等の浸入を抑え、表示不良の発生を抑えることができる。また、別の実施形態としては、陰極上に窒化ケイ素等のパッシベーション膜を設け、有機ＥＬ層に対する水等の浸入を抑えてもよい。例えば、陰極形成後に真空を破らずに別のチャンバーに搬送し、ＣＶＤ法で厚さ２μｍの窒化ケイ素膜を形成することで、保護層としてもよい。ＣＶＤ法の成膜の後で原子堆積法（ＡＬＤ法）を用いた保護層を設けてもよい。

［カラーフィルタ］
保護層の上にカラーフィルタを設けてもよい。例えば、有機発光素子のサイズを考慮したカラーフィルタを別の基板上に設け、それと有機発光素子を設けた基板と貼り合わせてもよいし、上記で示した保護層上にフォトリソグラフィ技術を用いて、カラーフィルタをパターニングしてもよい。カラーフィルタは、高分子で構成されてよい。

［平坦化層］
カラーフィルタと保護層との間に平坦化層を有してもよい。平坦化層は有機化合物で構成されてよく、低分子であっても、高分子であってもよいが、高分子であることが好ましい。

平坦化層は、カラーフィルタの上下に設けられてもよく、その構成材料は同じであっても異なってもよい。具体的には、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等があげられる。

［対向基板］
平坦化層の上には、対向基板を有してよい。対向基板は、前述の基板と対応する位置に設けられるため、対向基板と呼ばれる。対向基板の構成材料は、前述の基板と同じであってよい。

［有機層］
一実施の形態に係る有機発光素子を構成する有機化合物層（正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等）は、以下に示す方法により形成される。

一実施の形態に係る有機発光素子を構成する有機化合物層は、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマ等のドライプロセスを用いることができる。またドライプロセスに代えて、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により層を形成するウェットプロセスを用いることもできる。

ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。

上記バインダー樹脂としては、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。上記は例であり、バインダー樹脂は、これらに限定されるものではない。

また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。

［発光装置の用途］
第１実施形態または第２実施の形態に係る発光装置は各種電子機器の表示部として用いることができる。たとえば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、ゲーム機、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、電子書籍、テレビ受像機等が挙げられる。以下に図面を用いて具体例を説明する。

図１２は、半導体装置の表示装置としての適用例の一例である。第１実施形態または第２実施の形態に係る発光装置を用いた表示装置は、カメラのビューファインダ、ヘッドマウントディスプレイ、スマートグラスのような情報表示装置に適用できる。

図１２（ａ）は、カメラ等の撮像装置のビューファインダとして用いた一例の概略構成図である。表示装置２１２からは表示光２１７と赤外光２１８が出射され、表示光と赤外光とが同一の光学部材２２２を通って、ユーザーの眼球２１６に達する。ユーザーの眼球２１６で反射した赤外光は撮像素子を有する撮像装置２２３で電気情報に変換され、その情報に基づいて視線の検出がなされる。撮像装置を設ける代わりに、表示装置１の絶縁層上に撮像素子を設けて、表示撮像装置として用いてもよい。

図１２（ｂ）は、カメラ等の撮像装置の一例である。撮像装置２２４は、ビューファインダ２２５、ディスプレイ２２６、操作部２２７、筐体２２８を有する。図１２（ａ）の表示装置は、ビューファインダ２２５に設けられている。

図１２（ａ）では、表示光２１７と赤外光２１８が同一の光学部材２２２を通る例を示したが、表示光と赤外光で別の光学部材を設けてもよい。また、撮像装置を設ける代わりに、表示装置２１２の基板上に撮像素子を設けて、表示撮像装置として用いてもよい。検出した視線情報は、カメラのピント制御、表示画像の解像度制御、ボタン操作の代替など、表示装置や表示装置と接続される種々の機器の制御に用いることができる。

本実施の形態に係る、発光装置を有する表示装置は、受光素子を有する撮像装置を有し、撮像装置からのユーザーの視線情報に基づいて表示装置の表示画像を制御してよい。

具体的には、表示装置は、視線情報に基づいて、ユーザーが注視する第一の視界領域と、第一の視界領域以外の第二の視界領域とを決定される。第一の視界領域、第二の視界領域は、表示装置の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを受信してもよい。表示装置の表示領域において、第一の視界領域の表示解像度を第二の視界領域の表示解像度よりも高く制御してよい。つまり、第二の視界領域の解像度を第一の視界領域よりも低くしてよい。

また、表示領域は、第一の表示領域、第一の表示領域とは異なる第二の表示領域とを有し、視線情報に基づいて、第一の表示領域および第二の表示領域から優先度が高い領域を決定される。第一の視界領域、第二の視界領域は、表示装置の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを受信してもよい。優先度の高い領域の解像度を、優先度が高い領域以外の領域の解像度よりも高く制御してよい。つまり優先度が相対的に低い領域の解像度を低くしてよい。

なお、第一の視界領域や優先度が高い領域の決定には、ＡＩを用いてもよい。ＡＩは、眼球の画像と当該画像の眼球が実際に視ていた方向とを教師データとして、眼球の画像から視線の角度、視線の先の目的物までの距離を推定するよう構成されたモデルであってよい。ＡＩプログラムは、表示装置が有しても、撮像装置が有しても、外部装置が有してもよい。外部装置が有する場合は、通信を介して、表示装置に伝えられる。

視認検知に基づいて表示制御する場合、外部を撮像する撮像装置を更に有するスマートグラスに好ましく適用できる。スマートグラスは、撮像した外部情報をリアルタイムで表示することができる。

他にも、赤外光を受光する受光素子を有する第一の撮像装置と、第一の撮像装置と異なる受光素子を備え、外部を撮像するための第二の撮像装置とを有し、第一の撮像装置のユーザーの視線情報に基づいて、第二の撮像装置の撮像解像度を制御してよい。撮像の解像度を優先された領域に比べて、他の領域を低下させることで、情報量を低減できる。このため、消費電力の低減、表示遅延の低減が図れる。優先される領域を第一の撮像領域、第一の撮像領域よりも優先度が低い領域を第二の撮像領域としてよい。

図１２（ｃ）は、スマートグラスの一例を示す模式図である。スマートグラスに代表される撮像表示装置２２９は、制御部２３０と透明表示部２３１と不図示の外部撮像部とを有している。スマートグラスに適用した場合、検出された視線情報に基づいて、表示装置と外部撮像装置の両方を制御することができ、消費電力や表示遅延の低減が図れる。例えば、表示領域の内、ユーザーが注視している領域以外の領域の表示と撮像の解像度を低下させることで、撮像と表示の双方の情報量を削減でき、消費電力や表示遅延が低減できる。

また、第１実施形態または第２実施の形態に係る発光装置を有する表示装置は、下記表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルタを有する発光装置等の用途がある。

表示装置は、エリアＣＣＤ、リニアＣＣＤ、メモリーカード等からの画像情報を入力する画像入力部を有し、入力された情報を処理する情報処理部を有し、入力された画像を表示部に表示する画像情報処理装置でもよい。

また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示部は、タッチパネル機能を有していてもよい。このタッチパネル機能の駆動方式は、赤外線方式でも、静電容量方式でも、抵抗膜方式であっても、電磁誘導方式であってもよく、特に限定されない。また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。

次に、図面を参照しながら本実施の形態に係る表示装置につい説明する。図１３は、有機発光素子とこの有機発光素子に接続されるＴＦＴ素子とを有する表示装置の例を示す断面模式図である。ＴＦＴ素子は、能動素子の一例である。

図１３の表示装置３００は、ガラス等の基板３０１とその上部にＴＦＴ素子又は有機化合物層を保護するための防湿膜３０２が設けられている。また符号３０３は金属のゲート電極３０３である。符号３０４はゲート絶縁膜３０４であり、３０５は半導体層である。

ＴＦＴ素子３０８は、半導体層３０５とドレイン電極３０６とソース電極３０７とを有している。ＴＦＴ素子３０８の上部には絶縁膜３０９が設けられている。コンタクトホール３１０を介して有機発光素子を構成する陽極３１１とソース電極３０７とが接続されている。

尚、有機発光素子に含まれる電極（陽極、陰極）とＴＦＴに含まれる電極（ソース電極、ドレイン電極）との電気接続の方式は、図１３に示される態様に限られるものではない。つまり陽極又は陰極のうちいずれか一方とＴＦＴ素子ソース電極またはドレイン電極のいずれか一方とが電気接続されていればよい。

図１３の表示装置３００では有機化合物層を１つの層の如く図示をしているが、有機化合物層３１２は、複数層であってもよい。陰極３１３の上には有機発光素子の劣化を抑制するための第一の保護層３１４や第二の保護層３１５が設けられている。

図１３の表示装置３００ではスイッチング素子としてトランジスタを使用しているが、これに代えてＭＩＭ素子をスイッチング素子として用いてもよい。

また図１３の表示装置３００に使用されるトランジスタは、単結晶シリコンウエハを用いたトランジスタに限らず、基板の絶縁性表面上に活性層を有する薄膜トランジスタでもよい。活性層として、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコンなどの非単結晶シリコン、インジウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物等の非単結晶酸化物半導体が挙げられる。尚、薄膜トランジスタはＴＦＴ素子とも呼ばれる。

図１３の表示装置３００に含まれるトランジスタは、Ｓｉ基板等の基板内に形成されていてもよい。ここで基板内に形成されるとは、Ｓｉ基板等の基板自体を加工してトランジスタを作製することを意味する。つまり、基板内にトランジスタを有することは、基板とトランジスタとが一体に形成されていると見ることもできる。

本実施形態に係る有機発光素子はスイッチング素子の一例であるＴＦＴにより発光輝度が制御され、有機発光素子を複数面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。尚、本実施形態に係るスイッチング素子は、ＴＦＴに限られず、低温ポリシリコンで形成されているトランジスタ、Ｓｉ基板等の基板上に形成されたアクティブマトリクスドライバーであってもよい。基板上とは、その基板内ということもできる。基板内にトランジスタを設けるか、ＴＦＴを用いるかは、表示部の大きさによって選択され、例えば０．５インチ程度の大きさであれば、Ｓｉ基板上に有機発光素子を設けることが好ましい。

図１４は、本実施の形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。表示装置１０００は、上部カバー１００１と、下部カバー１００９と、の間に、タッチパネル１００３、表示パネル１００５、フレーム１００６、回路基板１００７、バッテリー１００８、を有してよい。タッチパネル１００３および表示パネル１００５は、フレキシブルプリント回路ＦＰＣ１００２、１００４が接続されている。回路基板１００７には、トランジスタがプリントされている。バッテリー１００８は、表示装置が携帯機器でなければ、設けなくてもよいし、携帯機器であっても、別の位置に設けてもよい。

本実施の形態に係る表示装置１０００は、複数のレンズを有する光学部と、当該光学部を通過した光を受光する撮像素子とを有する光電変換装置の表示部に用いられてよい。光電変換装置は、撮像素子が取得した情報を表示する表示部を有してよい。また、撮像素子が取得した情報を用いて情報を取得し、表示部は、それとは別の情報を表示するものであってもよい。表示部は、光電変換装置の外部に露出した表示部であっても、ファインダ内に配置された表示部であってもよい。光電変換装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラであってよい。

図１５（ａ）は、本実施の形態に係る光電変換装置の一例を表す模式図である。光電変換装置１１００は、ビューファインダ１１０１、背面ディスプレイ１１０２、操作部１１０３、筐体１１０４を有してよい。ビューファインダ１１０１は、第１実施形態または第２実施の形態に係る発光装置を表示装置として有してよい。その場合、表示装置は、撮像する画像のみならず、環境情報、撮像指示等を表示してよい。環境情報には、外光の強度、外光の向き、被写体の動く速度、被写体が遮蔽物に遮蔽される可能性等であってよい。

撮像に好適なタイミングはわずかな時間なので、少しでも早く情報を表示した方がよい。したがって、本発明の有機発光素子を用いた表示装置を用いるのが好ましい。有機発光素子は応答速度が速いからである。有機発光素子を用いた表示装置は、表示速度が求められる、これらの装置、液晶表示装置よりも好適に用いることができる。

光電変換装置１１００は、不図示の光学部を有する。光学部は複数のレンズを有し、筐体１１０４内に収容されている撮像素子に結像する。複数のレンズは、その相対位置を調整することで、焦点を調整することができる。この操作を自動で行うこともできる。

本実施の形態に係る表示装置は、赤色、緑色、青色を有するカラーフィルタを有してよい。カラーフィルタは、当該赤色、緑色、青色がデルタ配列で配置されてよい。

本実施の形態に係る表示装置は、携帯端末の表示部に用いられてもよい。その際には、表示機能と操作機能との双方を有してもよい。携帯端末としては、スマートフォン等の携帯電話、タブレットの他、先に説明したヘッドマウントディスプレイ等が挙げられる。

図１５（ｂ）は、本実施の形態に係る電子機器の一例を表す模式図である。電子機器１２００は、表示部１２０１と、操作部１２０２と、筐体１２０３を有する。筐体１２０３には、回路、当該回路を有するプリント基板、バッテリー、通信部、を有してよい。操作部１２０２は、ボタンであってもよいし、タッチパネル方式の反応部であってもよい。操作部は、指紋を認識してロックの解除等を行う、生体認識部であってもよい。通信部を有する電子機器は通信機器ということもできる。表示部は、第１実施形態または第２実施の形態に係る発光装置を有することができる。

図１６は、本実施形態に係る、発光装置を有する表示装置の一例を表す模式図である。図１６（ａ）は、テレビモニタやＰＣモニタ等の表示装置である。表示装置１３００は、額縁１３０１を有し表示部１３０２を有する。表示部１３０２には、第１実施形態または第２実施の形態に係る発光装置が用いられてよい。

額縁１３０１と、表示部１３０２を支える土台１３０３を有している。土台１３０３は、図１６（ａ）の形態に限られない。額縁１３０１の下辺が土台を兼ねてもよい。

また、額縁１３０１および表示部１３０２は、曲がっていてもよい。その曲率半径は、５０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下であってよい。

図１６（ｂ）は本実施の形態に係る、発光装置を有する表示装置の他の例を表す模式図である。図１６（ｂ）の表示装置１３１０は、折り曲げ可能に構成されており、いわゆるフォルダブルな表示装置である。表示装置１３１０は、第一表示部１３１１、第二表示部１３１２、筐体１３１３、屈曲点１３１４を有する。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、実施の形態に係る半導体装置を有してよい。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、つなぎ目のない１枚の表示装置であってよい。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、屈曲点１３１４で分けることができる。第一表示部１３１１、第二表示部１３１２は、それぞれ異なる画像を表示してもよいし、第一および第二表示部とで一つの画像を表示してもよい。

図１７（ａ）は、本実施の形態に係る照明装置の一例を表す模式図である。照明装置１４００は、筐体１４０１と、光源１４０２と、回路基板１４０３と、光学フィルム１４０４と、光拡散部１４０５と、を有してよい。光源は、第１実施形態または第２実施の形態に係る発光装置を有してよい。この場合、各画素に入力される画像データは、表示された際に像を形成するものではなく、同一の輝度に対応した信号であってもよい。

光学フィルム１４０４は光源の演色性を向上させるフィルタであってよい。光拡散部１４０５は、ライトアップ等、光源の光を効果的に拡散し、広い範囲に光を届けることができる。光学フィルタ、光拡散部は、透過性を有し、照明の光出射側に設けられてよい。必要に応じて、最外部にカバーを設けてもよい。

照明装置１４００は例えば室内を照明する装置である。照明装置は白色、昼白色、その他青から赤のいずれの色を発光するものであってよい。それらを調光する調光回路を有してよい。照明装置１４００は第１実施形態または第２実施の形態に係る発光装置を有していてよく、例えば、有機発光素子とそれに接続される電源回路を有してよい。電源回路は、交流電圧を直流電圧に変換する回路である。また、白とは色温度が４２００Ｋで昼白色とは色温度が５０００Ｋである。照明装置はカラーフィルタを有してもよい。

また、本実施形態に係る照明装置１４００は、放熱部を有していてもよい。放熱部は装置内の熱を装置外へ放出するものであり、比熱の高い金属、液体シリコン等が挙げられる。

図１７（ｂ）は、本実施の形態に係る移動体の一例である自動車の模式図である。当該自動車は灯具の一例であるテールランプを有する。自動車１５００は、テールランプ１５０１を有し、ブレーキ操作等を行った際に、テールランプを点灯する形態であってよい。

テールランプ１５０１は、第１実施形態または第２実施の形態に係る発光装置を照明装置として有してよい。テールランプは、有機ＥＬ素子を保護する保護部材を有してよい。保護部材はある程度高い強度を有し、透明であれば材料は問わないが、ポリカーボネート等で構成されることが好ましい。ポリカーボネートにフランジカルボン酸誘導体、アクリロニトリル誘導体等を混ぜてよい。

自動車１５００は、車体１５０３、それに取り付けられている窓１５０２を有してよい。窓は、自動車の前後を確認するための窓でなければ、透明なディスプレイであってもよい。当該透明なディスプレイは、第１実施形態または第２実施の形態に係る発光装置を有してよい。この場合、有機発光素子が有する電極等の構成材料は透明な部材で構成される。

本実施の形態に係る移動体は、船舶、航空機、ドローン等であってよい。移動体は、機体と当該機体に設けられた灯具を有してよい。灯具は、機体の位置を知らせるための発光をしてよい。灯具は第１実施形態または第２実施の形態に係る発光装置を照明装置として有する。

以上説明した通り、第１実施形態または第２実施の形態に係る発光装置を用いることにより、広視野角を有し、また、光利用効率が向上した装置を提供することができる。

２ 発光装置
８ 基板
１５ レンズ
１７ 発光領域
１００ 発光素子

Claims (27)

1. 基板の主面の上に配された第１発光素子と、
   前記基板に固定され、前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第１発光素子の第１発光領域の中心と重なる第１レンズと、
   を有し、
   前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第１発光領域の中心と前記第１レンズの中心は、前記主面と平行な方向において第１の距離で離れている発光装置。
2. 前記第１レンズの中心は、前記平面視において、前記第１レンズの外形の重心である請求項１に記載の発光装置。
3. 前記主面の上に配された第２発光素子と、
   前記基板に固定され、前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第２発光素子の第２発光領域の中心と重なる第２レンズと、
   を有し、
   前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第２発光領域の中心と前記第２レンズの中心は、前記平行な方向において前記第１の距離よりも小さい請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記平行な方向において、前記第１レンズの中心から前記第２レンズの中心までの距離と、前記第１発光領域の中心から前記第２発光領域の中心までの距離が異なる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 前記第１発光領域と前記第１レンズのセット、及び前記第２発光領域と前記第２レンズのセットを含む、発光領域と前記発光領域からの光が入射するレンズのセットを複数有し、
   前記複数のセットそれぞれにおける前記主面に対して平行な方向での前記発光領域の中心から前記レンズの中心に向かう方向が、前記複数のセットが配される領域の中心部から周辺部に向かう方向である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記第１発光領域と前記第１レンズのセット、及び前記第２発光領域と前記第２レンズのセットを含む、発光領域と前記発光領域からの光が入射するレンズのセットを複数有し、
   前記複数のセットにおいて、前記平面に対して平行な方向での前記発光領域の中心から前記レンズの中心に向かう方向が一方向である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光装置。
7. 基板の主面の上に配された第１発光素子、第２発光素子、及び第３発光素子と、
   前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第１発光素子の第１発光領域の中心と重なる第１レンズと、
   前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第２発光素子の第２発光領域の中心と重なる第２レンズと、
   前記主面に垂直な方向からの平面視において、前記第３発光素子の第３発光領域の中心と重なる第３レンズと、
   を有し、
   前記第１発光素子を有する第１画素、前記第２発光素子を有する第２画素、及び前記第３発光素子を有する第３画素は、第１の色の光を出射し、
   前記第１の色の光を出射する画素において、前記第２発光素子は、前記平面視において、前記第１発光素子と前記第３発光素子の間に配され、第１発光素子と隣り合い、かつ第３発光素子と隣り合い、
   前記平面視において、前記第２発光領域の中心と前記第２レンズの頂点との距離は、前記第１レンズの頂点と前記第２レンズの頂点との距離と、前記第２レンズの頂点と前記第３レンズの頂点との距離との差分より大きい発光装置。
8. 前記平面視において、前記第１レンズの頂点と前記第２レンズの頂点を通る方向における、前記第２発光領域の中心と前記第２レンズの頂点との距離は、前記第１発光領域の中心と前記第１レンズの頂点との距離よりも小さい請求項７に記載の発光装置。
9. 前記平行な方向において、前記第１レンズの頂点から前記第２レンズの頂点までの距離と前記第１発光領域の中心から前記第２発光領域の中心までの距離が異なる請求項７または８に記載の発光装置。
10. 前記第１発光領域と前記第１レンズのセット、及び前記第２発光領域と前記第２レンズのセットを含む、発光領域と前記発光領域からの光が入射するレンズのセットを複数有し、
    前記複数のセットそれぞれにおける前記主面に対して平行な方向での前記発光領域の中心から前記レンズの頂点に向かう方向が、前記複数のセットが配される領域の中心部から周辺部に向かう方向である請求項７乃至９のいずれか１項に記載の発光装置。
11. 前記第１発光領域と前記第１レンズのセット、及び前記第２発光領域と前記第２レンズのセットを含む、発光領域と前記発光領域からの光が入射するレンズのセットを複数有し、
    前記複数のセットにおいて、前記平面に対して平行な方向での前記発光領域の中心から前記レンズの頂点に向かう方向が一方向である請求項７乃至９のいずれか１項に記載の発光装置。
12. 前記第１発光素子は、前記主面の上に配される第１電極と、
    前記第１電極の上に配され、発光層を含む有機層と、
    前記有機層を挟んで前記第１電極の上に配される第２電極と、
    を有し、
    前記第１電極の端を覆い、前記第１電極の上に開口を有する絶縁層が配され、
    前記第１発光領域は、前記平面視において、前記絶縁層の開口で前記第１電極、前記発光層、及び前記第２電極が積層されている部分である請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の発光装置。
13. 前記第１発光素子及び前記第２発光素子を含む複数の発光素子が配される機能領域を有し、
    前記機能領域において、前記第２発光素子は前記第１発光素子よりも中心側に位置する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の発光装置。
14. 前記第１発光素子の上に絶縁層が配され、
    前記第１レンズは、前記絶縁層に接して配されている請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の発光装置。
15. 前記第１レンズは、前記基板に接着剤により固定されている請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の発光装置。
16. 前記第１発光素子の上に絶縁層が配され、
    前記第１レンズと前記絶縁層の間に空間がある請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の発光装置。
17. 前記第１発光素子と前記第１レンズの間にカラーフィルタが配されている請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の発光装置。
18. 前記第１レンズの上にカラーフィルタが配されている請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の発光装置。
19. 前記平面に垂直な方向における、前記第１発光素子と前記第１レンズの距離は０．１μｍ以上１ｍｍ以下である請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の発光装置。
20. 前記第１発光素子の電極に接続されたトランジスタを有し、表示装置として機能する請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の発光装置。
21. 請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の発光装置と、感光体と、を有し、
    前記発光装置からの発光が前記感光体に照射されるように構成されている露光システム。
22. 前記発光装置は、前記第１発光素子を含む複数の発光素子を有し、
    前記複数の発光素子は、前記感光体の回転方向に並んで配されている請求項２１に記載の露光システム。
23. 撮像装置と、
    表示部として請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の発光装置と、を備え、
    前記撮像装置からのユーザーの視線情報に基づいて前記表示部の表示画像が制御される表示撮像装置。
24. 複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を有し、
    前記表示部は請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の発光装置を有する光電変換装置。
25. 請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の発光装置を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有する電子機器。
26. 請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の発光装置を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと、を有する照明装置。
27. 請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の発光装置を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体と、を有する移動体。
    
    

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