JP4986904B2 - Light emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents

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本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same.

近年、一対の電極間に有機又は無機のエレクトロルミネッセンス(EL)層を設けた発光装置が提案されている。液晶を表示素子とする装置ではバックライトが必要であるが、有機EL層又は無機EL層を利用した発光装置は自発光型であるため、例えば、発光色がR(赤)、G(緑)、B(青)に対応したEL層をそれぞれパターニングすることで薄型の表示装置とすることができる。
しかし、EL層を用いた発光装置では、一般的にEL層の屈折率が高く、また、EL層での発光を外部に取り出す側に設けられている基板によって光が反射されるなどの理由で、光を外部に取り出しにくいという問題がある。
In recent years, light-emitting devices in which an organic or inorganic electroluminescence (EL) layer is provided between a pair of electrodes have been proposed. In a device using liquid crystal as a display element, a backlight is necessary. However, since a light emitting device using an organic EL layer or an inorganic EL layer is a self-luminous type, for example, the emission color is R (red), G (green) , B (blue) can be patterned to form a thin display device.
However, in a light-emitting device using an EL layer, the refractive index of the EL layer is generally high, and light is reflected by a substrate provided on the side where light emitted from the EL layer is extracted to the outside. There is a problem that it is difficult to take out light to the outside.

光取り出し効率の向上のため、例えば、光を取り出す側の基板に多数の貫通孔を設け、貫通孔を屈折率の高い媒体で埋めることにより基板内に柱状の光導波路を設けた発光装置が開示されている(特許文献1参照)。
また、封止基板側から光を取り出す、いわゆるトップエミッション型の発光装置として、上部電極上に、EL層からの光を散乱させるための半球状のビードを多数設けた表示装置が開示されている(特許文献2参照)。
In order to improve light extraction efficiency, for example, a light-emitting device in which a large number of through holes are provided in a substrate on which light is extracted and a columnar optical waveguide is provided in the substrate by filling the through holes with a medium having a high refractive index is disclosed. (See Patent Document 1).
In addition, as a so-called top emission type light emitting device that extracts light from the sealing substrate side, a display device in which a large number of hemispherical beads for scattering light from the EL layer is provided on the upper electrode is disclosed. (See Patent Document 2).

特開2006−278115号公報JP 2006-278115 A 特開2007−128879号公報JP 2007-128879 A

特許文献1に開示されている装置では、基板に微小な貫通孔を多数設け、これらの孔を高屈折率媒体で埋めて光導波路を形成するため、製造が煩雑で製造コストが著しく上昇するおそれがある。また、光導波路を設けた封止基板を用いても、光導波路と発光素子との間の距離が大きくなって、発光素子と光導波路との間で光の導波や反射が発生し、光取り出しのロスや、隣接画素間で干渉(クロストーク)するおそれがある。
一方、特許文献2に開示されている装置では、光散乱面(ビード)と光取り出し面(封止基板)との距離が大きくなり易く、隣接画素間で干渉するおそれがある。
In the apparatus disclosed in Patent Document 1, a large number of through holes are provided in a substrate, and these holes are filled with a high refractive index medium to form an optical waveguide. Therefore, the manufacturing is complicated and the manufacturing cost may increase significantly. There is. In addition, even when a sealing substrate provided with an optical waveguide is used, the distance between the optical waveguide and the light emitting element is increased, and light is guided or reflected between the light emitting element and the optical waveguide. There is a risk of loss of extraction and interference (crosstalk) between adjacent pixels.
On the other hand, in the device disclosed in Patent Document 2, the distance between the light scattering surface (bead) and the light extraction surface (sealing substrate) tends to be large, and there is a risk of interference between adjacent pixels.

本発明は、EL層での発光が効率良く外部に取り出されるとともに、隣接画素間の干渉が抑制される発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a light emitting device that efficiently extracts light emitted from an EL layer to the outside and suppresses interference between adjacent pixels, and a manufacturing method thereof.

上記目的を達成するため、本発明では以下の発光装置及びその製造方法が提供される。
<1> 支持基板上に、下部電極と、少なくとも発光層を含むエレクトロルミネッセンス層と、上部電極と、封止基板とを順に有し、前記エレクトロルミネッセンス層から発せられる光を前記上部電極側から取り出す発光装置であって、
前記封止基板と前記支持基板との間の空間に不活性流体が充填されているとともに、前記上部電極上に前記封止基板に向けて柱状に延出し、柱状部のアスペクト比(高さ/幅)が2より大きく、真空成膜で形成したアルカリ金属ハロゲン化物の光導波路部材が配置していることを特徴とする発光装置。
> 前記光導波路部材の底面と前記発光層との間の距離が、10μm以下であることを特徴とする<1>記載の発光装置。
> 前記光導波路部材の柱状部の先端と前記封止基板との間の距離が、100μm以下であることを特徴とする<1>又は記載の発光装置。
> 前記光導波路部材の柱状部の幅が、1μm〜100μmであることを特徴とする<1>〜<>のいずれかに記載の発光装置。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following light emitting device and manufacturing method thereof.
<1> On a support substrate, a lower electrode, an electroluminescence layer including at least a light emitting layer, an upper electrode, and a sealing substrate are sequentially provided, and light emitted from the electroluminescence layer is extracted from the upper electrode side. A light emitting device,
With an inert fluid is filled in a space between the supporting substrate and the sealing substrate, and extending in a columnar shape toward the sealing substrate on the upper electrode, the aspect ratio of the columnar portion (height A light emitting device characterized in that an optical waveguide member of alkali metal halide formed by vacuum film formation is disposed.
< 2 > The light emitting device according to <1> , wherein a distance between a bottom surface of the optical waveguide member and the light emitting layer is 10 μm or less.
< 3 > The light emitting device according to <1> or < 2 > , wherein a distance between a tip of the columnar portion of the optical waveguide member and the sealing substrate is 100 μm or less.
< 4 > The light emitting device according to any one of <1> to < 3 >, wherein a width of the columnar portion of the optical waveguide member is 1 μm to 100 μm.

> 前記光導波路部材の柱状部の屈折率が、1.5〜2.5の範囲であることを特徴とする<1>〜<>のいずれかに記載の発光装置。
> 前記光導波路部材の柱状部が互いに離間して前記上部電極上に配置しており、隣接する柱状部の間に前記不活性流体が介在していることを特徴とする<1>〜<>のいずれかに記載の発光装置。
> 前記光導波路部材の柱状部が、前記下部電極と、前記エレクトロルミネッセンス層と、前記上部電極とが重なって構成される発光領域の30%以上を占める領域に設けられていることを特徴とする<1>〜<>のいずれかに記載の発光装置。
> 前記光導波路部材の柱状部の先端が凸状であることを特徴とする<1>〜<>のいずれか記載の発光装置。
> 前記上部電極と前記光導波路部材との間にバッファ層が設けられていることを特徴とする<1>〜<>のいずれかに記載の発光装置。
10> 前記光導波路部材の柱状部の先端と前記封止基板との間に接着層が設けられていることを特徴とする<1>〜<>のいずれかに記載の発光装置。
< 5 > The light emitting device according to any one of <1> to < 4 >, wherein a refractive index of the columnar portion of the optical waveguide member is in a range of 1.5 to 2.5.
< 6 > The columnar portions of the optical waveguide member are arranged on the upper electrode so as to be separated from each other, and the inert fluid is interposed between adjacent columnar portions. The light emitting device according to any one of < 5 >.
< 7 > The columnar portion of the optical waveguide member is provided in a region occupying 30% or more of a light emitting region formed by overlapping the lower electrode, the electroluminescence layer, and the upper electrode. <1> to the light emitting device according to any one of < 6 >.
< 8 > The light emitting device according to any one of <1> to < 7 >, wherein a tip of the columnar portion of the optical waveguide member is convex.
< 9 > The light emitting device according to any one of <1> to < 8 >, wherein a buffer layer is provided between the upper electrode and the optical waveguide member.
< 10 > The light-emitting device according to any one of <1> to < 9 >, wherein an adhesive layer is provided between a tip of a columnar portion of the optical waveguide member and the sealing substrate.

11> 支持基板上に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極上にエレクトロルミネッセンス層を形成する工程と、
前記エレクトロルミネッセンス層上に上部電極を形成する工程と、
前記上部電極上に柱状に延出し、柱状部のアスペクト比(高さ/幅)が2より大きく、アルカリ金属ハロゲン化物で形成された光導波路部材を真空成膜によって形成する工程と、
前記光導波路部材の上に封止基板を設けて封止するとともに、該封止基板と前記支持基板との間の空間に不活性流体を充填する工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
12> 前記下部電極と、前記エレクトロルミネッセンス層と、前記上部電極を、気相堆積で形成することを特徴とする<11>に記載の発光装置の製造方法。
< 11 > forming a lower electrode on the support substrate;
Forming an electroluminescence layer on the lower electrode;
Forming an upper electrode on the electroluminescent layer;
And extending columnar on the upper electrode, the aspect ratio of the columnar portion (height / width) is greater than 2, and forming an optical waveguide member formed of an alkali metal halide by vacuum deposition,
Providing a sealing substrate on the optical waveguide member for sealing, and filling a space between the sealing substrate and the support substrate with an inert fluid;
A method for manufacturing a light-emitting device, comprising:
< 12 > The method for manufacturing a light-emitting device according to < 11 >, wherein the lower electrode, the electroluminescence layer, and the upper electrode are formed by vapor deposition.

EL層での発光が効率良く外部に取り出されるとともに、隣接画素間の干渉が抑制される発光装置及びその製造方法が提供される。   Provided are a light emitting device and a manufacturing method thereof in which light emission from an EL layer is efficiently extracted to the outside and interference between adjacent pixels is suppressed.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る発光装置及びその製造方法について説明する。   Hereinafter, a light emitting device and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係る発光装置の構成の一例を概略的に示している。この発光装置10は、支持基板12上に、下部電極14と、少なくとも発光層を含むエレクトロルミネッセンス(EL)層16と、上部電極18とを順に有し、EL層16から発せられる光を上部電極18側から取り出す、トップエミッション型の発光装置10である。さらに、この装置10では、封止基板26と支持基板12との間の空間に不活性流体28が充填されているとともに、上部電極18上に封止基板26に向けて柱状に延出する光導波路部材22が配置している。   FIG. 1 schematically shows an example of the configuration of a light emitting device according to the present invention. The light-emitting device 10 includes a lower electrode 14, an electroluminescence (EL) layer 16 including at least a light-emitting layer, and an upper electrode 18 in this order on a support substrate 12, and emits light emitted from the EL layer 16 to the upper electrode. This is a top emission type light emitting device 10 taken out from the 18th side. Further, in this apparatus 10, the space between the sealing substrate 26 and the support substrate 12 is filled with an inert fluid 28, and the light that extends in a column shape on the upper electrode 18 toward the sealing substrate 26. A waveguide member 22 is arranged.

このような構成の発光装置10では、上部電極18上に光導波路部材22が設けられているため、光導波路部材22とEL層16との距離が近く、EL層16からの発光が光導波路部材22内に取り込まれ易い。また、光導波路部材22内に取り込まれたEL層16からの光は、それぞれ光導波路として機能する各柱状体22a内を光取り出し面となる封止基板26の付近まで伝搬する。従って、EL層16で発せられる光が効率的に外部に取り出されるとともに、隣接画素間での干渉が抑制されることになる。
以下、発光装置10の各構成部材と製造方法について、有機EL素子を例に説明する。
In the light emitting device 10 having such a configuration, since the optical waveguide member 22 is provided on the upper electrode 18, the distance between the optical waveguide member 22 and the EL layer 16 is short, and light emission from the EL layer 16 is emitted from the optical waveguide member. It is easy to be taken into 22. The light from the EL layer 16 taken into the optical waveguide member 22 propagates through the columnar bodies 22a each functioning as an optical waveguide to the vicinity of the sealing substrate 26 serving as a light extraction surface. Therefore, the light emitted from the EL layer 16 is efficiently extracted outside, and interference between adjacent pixels is suppressed.
Hereinafter, each constituent member and manufacturing method of the light-emitting device 10 will be described using an organic EL element as an example.

<支持基板>
支持基板12は、その上に形成される有機エレクトロルミネッセンス素子20と光導波路部材22を支持することができる強度を有するものであれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。例えば、ジルコニア安定化酸化イットリウム(YSZ)、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の有機材料が挙げられる。
<Support substrate>
The support substrate 12 is not particularly limited as long as it has a strength capable of supporting the organic electroluminescence element 20 and the optical waveguide member 22 formed thereon, and a known substrate can be used. For example, zirconia-stabilized yttrium oxide (YSZ), inorganic materials such as glass, polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene phthalate, polyethylene naphthalate, polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, polyimide, polycycloolefin, norbornene resin And organic materials such as poly (chlorotrifluoroethylene).

支持基板12としてガラスを用いる場合、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。   When glass is used as the support substrate 12, it is preferable to use alkali-free glass in order to reduce ions eluted from the glass. When soda lime glass is used, it is preferable to use a glass with a barrier coat such as silica.

有機材料からなる支持基板12を用いる場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。特にプラスチック製の支持基板12を用いる場合には、水分や酸素の透過を抑制するため、支持基板12の片面又は両面に透湿防止層又はガスバリア層を設けることが好ましい。透湿防止層又はガスバリア層の材料としては、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムなどの無機物、これら無機物とアクリル系樹脂などの有機物との積層体を好適に用いることができる。透湿防止層又はガスバリア層は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
また、熱可塑性の支持基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
When the support substrate 12 made of an organic material is used, it is preferable that the substrate is excellent in heat resistance, dimensional stability, solvent resistance, electrical insulation, and workability. In particular, when a plastic support substrate 12 is used, it is preferable to provide a moisture permeation preventive layer or a gas barrier layer on one or both surfaces of the support substrate 12 in order to suppress moisture and oxygen permeation. As a material for the moisture permeation preventive layer or the gas barrier layer, inorganic materials such as silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, and aluminum oxide, and laminates of these inorganic materials and organic materials such as acrylic resins can be preferably used. The moisture permeation preventing layer or the gas barrier layer can be formed by, for example, a high frequency sputtering method.
Moreover, when using a thermoplastic support substrate, you may provide a hard-coat layer, an undercoat layer, etc. further as needed.

支持基板12の形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機EL素子20の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、支持基板12の形状としては、取り扱い性、有機EL素子20の形成容易性等の観点から、板状であることが好ましい。支持基板12の構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、支持基板12は、単一部材で構成されていてもよいし、2つ以上の部材で構成されていてもよい。   There is no restriction | limiting in particular about the shape of the support substrate 12, a structure, a magnitude | size, etc., It can select suitably according to the use of the organic EL element 20, a purpose, etc. In general, the shape of the support substrate 12 is preferably a plate shape from the viewpoints of handleability, ease of formation of the organic EL element 20, and the like. The structure of the support substrate 12 may be a single layer structure or a laminated structure. Moreover, the support substrate 12 may be comprised with the single member, and may be comprised with two or more members.

なお、本発明に係る発光装置10はトップエミッションタイプであり、支持基板12側から発光を取り出す必要がないため、例えば、ステンレス、Fe、Al、Ni、Co、Cuやこれらの合金等の金属基板やシリコン基板を用いてもよい。金属製の支持基板であれば、厚みが薄くても、強度が高く、大気中の水分や酸素に対して高いガスバリア性を有するものとなる。なお、金属製の支持基板を用いる場合には、支持基板12と下部電極14との間に電気絶縁性を確保するための絶縁膜を設ければよい。   Since the light emitting device 10 according to the present invention is a top emission type and does not need to take out light emission from the support substrate 12 side, for example, a metal substrate such as stainless steel, Fe, Al, Ni, Co, Cu, and alloys thereof. Alternatively, a silicon substrate may be used. If it is a metal support substrate, even if it is thin, it has high strength and high gas barrier properties against moisture and oxygen in the atmosphere. When a metal support substrate is used, an insulating film for ensuring electrical insulation may be provided between the support substrate 12 and the lower electrode 14.

<有機EL素子>
有機EL素子20は、上下の電極18,14間に、少なくとも発光層を含む有機EL層16が配置された構成を有する。上下の電極18,14のうち一方を陽極とし、他方を陰極とするが、本発明に係る発光装置10は、EL層16から発せられる光を上部電極18側から取り出すため、少なくとも上部電極18は光透過性を有するように形成する。例えば以下のような層構成を採用することができるが、以下の層構成に限定されず、目的等に応じて適宜決めればよい。
<Organic EL device>
The organic EL element 20 has a configuration in which an organic EL layer 16 including at least a light emitting layer is disposed between upper and lower electrodes 18 and 14. One of the upper and lower electrodes 18 and 14 is an anode and the other is a cathode. Since the light emitting device 10 according to the present invention extracts light emitted from the EL layer 16 from the upper electrode 18 side, at least the upper electrode 18 It is formed so as to have optical transparency. For example, although the following layer configurations can be adopted, the present invention is not limited to the following layer configurations, and may be appropriately determined according to the purpose and the like.

・陽極/発光層/陰極
・陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
・陽極/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/陰極
・陽極/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/電子注入層/陰極
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/陰極
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/電子注入層/陰極
・陽極/正孔輸送層/ブロック層/発光層/電子輸送層/陰極
・陽極/正孔輸送層/ブロック層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/ブロック層/発光層/電子輸送層/陰極
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/ブロック層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
Anode / light-emitting layer / cathode Anode / hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer / cathode Anode / hole transport layer / light-emitting layer / block layer / electron transport layer / cathode Anode / hole transport layer / Light emitting layer / block layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode ・ Anode / hole injection layer / hole transport layer / light emission layer / block layer / electron transport layer / cathode ・ Anode / hole injection layer / hole transport Layer / light-emitting layer / block layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode • anode / hole transport layer / block layer / light-emitting layer / electron transport layer / cathode • anode / hole transport layer / block layer / light-emitting layer / Electron transport layer / electron injection layer / cathode ・ Anode / hole injection layer / hole transport layer / block layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode ・ Anode / hole injection layer / hole transport layer / block layer / light emission Layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode

−陽極−
陽極は、有機EL層16に正孔を供給する電極としての機能を有するものであれば、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機EL素子20の用途、目的等に応じて公知の電極材料から適宜選択することができる。
陽極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。具体例として、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫(ATO、FTO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとITOとの積層物などが挙げられる。
本発明の発光装置10では、EL層16から発せられる光を上部電極18側から取り出すため、上部電極18を陽極をとする場合は、光透過性が高い材料により構成することが好ましい。上記材料の中で好ましいのは導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはITOが好ましい。
-Anode-
As long as the anode has a function as an electrode for supplying holes to the organic EL layer 16, the shape, structure, size and the like are not particularly limited, and the anode depends on the use and purpose of the organic EL element 20. Thus, it can be appropriately selected from known electrode materials.
As a material which comprises an anode, a metal, an alloy, a metal oxide, an electroconductive compound, or a mixture thereof is mentioned suitably, for example. As specific examples, conductive metal oxides such as tin oxide (ATO, FTO) doped with antimony or fluorine, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), gold Metals such as silver, chromium and nickel, and mixtures or laminates of these metals and conductive metal oxides, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, and organic conductivity such as polyaniline, polythiophene and polypyrrole Examples thereof include materials and laminates of these and ITO.
In the light emitting device 10 of the present invention, in order to extract light emitted from the EL layer 16 from the upper electrode 18 side, when the upper electrode 18 is used as an anode, it is preferable that the light emitting device 10 is made of a material having high light transmittance. Among the above materials, a conductive metal oxide is preferable, and ITO is particularly preferable in terms of productivity, high conductivity, transparency, and the like.

陽極を形成する方法としては、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式が挙げられ、陽極を構成する材料との適性等を考慮して適宜選択すればよい。例えば、陽極材料としてITOを用いる場合には、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って陽極を形成することができる。
陽極を形成する位置は、有機EL素子20の用途、目的等に応じて適宜選択することができ、下部電極14とする場合は支持基板12上に、あるいは上部電極18とする場合は有機EL層16上に、全体に形成してもよいし、一部に形成してもよい。
Examples of the method for forming the anode include a wet method such as a printing method and a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method, and a chemical method such as CVD and plasma CVD method. In view of suitability with the material constituting the anode, the material may be selected as appropriate. For example, when ITO is used as the anode material, the anode can be formed according to a direct current or high frequency sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or the like.
The position where the anode is formed can be appropriately selected according to the use and purpose of the organic EL element 20. When the lower electrode 14 is used, the position is formed on the support substrate 12. When the upper electrode 18 is used, the organic EL layer is used. 16 may be formed entirely or partially.

陽極を形成する際のパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよい。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等を行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。   The patterning for forming the anode may be performed by chemical etching such as photolithography, or may be performed by physical etching using a laser or the like. Further, the mask may be overlapped, and vacuum deposition, sputtering, or the like may be performed, or may be performed by a lift-off method or a printing method.

陽極の厚みは、陽極を構成する材料等に応じて適宜選択すればよいが、通常は10nm〜50μm程度であり、50nm〜20μmが好ましい。
また、陽極の抵抗値は、有機EL層16に確実に正孔を供給するために、10Ω/□以下が好ましく、10Ω/□以下がより好ましい。
The thickness of the anode may be appropriately selected according to the material constituting the anode, but is usually about 10 nm to 50 μm, and preferably 50 nm to 20 μm.
Further, the resistance value of the anode is preferably 10 3 Ω / □ or less and more preferably 10 2 Ω / □ or less in order to reliably supply holes to the organic EL layer 16.

上部電極18の光透過率は60%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊(1999)に詳述があり、ここに記載されている事項を本発明でも適用することができる。例えば、耐熱性の低いプラスチック製の支持基板を用いる場合は、ITO又はIZOを使用し、150℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。   The light transmittance of the upper electrode 18 is preferably 60% or more, and more preferably 70% or more. The transparent anode is described in detail in Yutaka Sawada's “New Development of Transparent Electrode Film” published by CMC (1999), and the matters described here can be applied to the present invention. For example, when using a plastic support substrate with low heat resistance, a transparent anode formed using ITO or IZO at a low temperature of 150 ° C. or lower is preferable.

−陰極−
陰極は、通常、有機EL層16に電子を注入する電極としての機能を有し、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機EL素子20の用途、目的等に応じて公知の電極材料の中から適宜選択することができる。陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてアルカリ金属(たとえば、Li、Na、K、Cs等)、アルカリ土類金属(たとえばMg、Ca等)、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点から、2種以上を好適に併用することができる。
-Cathode-
The cathode usually has a function as an electrode for injecting electrons into the organic EL layer 16, and there is no particular limitation on the shape, structure, size, etc., and it is known depending on the use, purpose, etc. of the organic EL element 20. The electrode material can be selected as appropriate. Examples of the material constituting the cathode include metals, alloys, metal oxides, electrically conductive compounds, and mixtures thereof. Specific examples include alkali metals (eg, Li, Na, K, Cs, etc.), alkaline earth metals (eg, Mg, Ca, etc.), gold, silver, lead, aluminum, sodium-potassium alloy, lithium-aluminum alloy, magnesium- Examples thereof include silver alloys, rare earth metals such as indium and ytterbium. These may be used singly or in combination of two or more from the viewpoint of achieving both stability and electron injection.

これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点でアルミニウムを主体とする材料が好ましい。アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと0.01〜10質量%のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物(例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など)をいう。なお、陰極の材料については、例えば、特開平2−15595号公報及び特開平5−121172号公報に詳述されており、これらの公報に記載の材料は本発明においても適用することができる。   Among these, the material constituting the cathode is preferably an alkali metal or an alkaline earth metal from the viewpoint of electron injection, and a material mainly composed of aluminum is preferable from the viewpoint of excellent storage stability. The material mainly composed of aluminum is aluminum alone, an alloy of aluminum and 0.01 to 10% by mass of alkali metal or alkaline earth metal, or a mixture thereof (for example, lithium-aluminum alloy, magnesium-aluminum alloy, etc.) Say. The cathode material is described in detail in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2-15595 and 5-121172, and the materials described in these publications can also be applied to the present invention.

陰極の形成方法については特に制限はなく、公知の方法に従って形成することができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD法、プラズマCVD法等の化学的方式などの中から、陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として金属等を選択する場合には、その1種又は2種以上を同時に又は順次、スパッタ法等に従って陰極を形成することができる。   There is no restriction | limiting in particular about the formation method of a cathode, It can form according to a well-known method. For example, materials constituting the cathode from wet methods such as printing methods and coating methods, physical methods such as vacuum deposition methods, sputtering methods and ion plating methods, chemical methods such as CVD methods and plasma CVD methods, etc. The film can be formed according to a method appropriately selected in consideration of suitability for the above. For example, when a metal or the like is selected as the cathode material, the cathode can be formed according to a sputtering method or the like, one or more of them simultaneously or sequentially.

陰極の厚みは、陰極を構成する材料や光の取り出し方向に応じて適宜選択すればよく、通常は1nm〜5μm程度である。   What is necessary is just to select the thickness of a cathode suitably according to the material which comprises a cathode, and the taking-out direction of light, and it is about 1 nm-about 5 micrometers normally.

陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよい。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等によって行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
陰極の形成位置は特に制限はなく、下部電極14とする場合は支持基板12上に、あるいは上部電極18とする場合は有機EL層16上に、全体に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
The patterning for forming the cathode may be performed by chemical etching such as photolithography, or may be performed by physical etching using a laser or the like. Further, it may be performed by vacuum deposition, sputtering or the like with overlapping masks, or by a lift-off method or a printing method.
The formation position of the cathode is not particularly limited, and may be formed entirely on the support substrate 12 when the lower electrode 14 is used, or on the organic EL layer 16 when the upper electrode 18 is used. It may be formed.

陰極と有機EL層16との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を0.1〜5nmの厚みで形成してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と解することもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。   A dielectric layer made of an alkali metal or alkaline earth metal fluoride or oxide may be formed between the cathode and the organic EL layer 16 in a thickness of 0.1 to 5 nm. This dielectric layer can also be understood as a kind of electron injection layer. The dielectric layer can be formed by, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like.

−有機EL層−
有機EL層16は、上下の電極(陽極及び陰極)18,14の間に挟まれ、少なくとも発光層を含む構成とする。下部電極14と、有機EL層16と、上部電極18とが重なっている領域が発光することになる。従って、例えば、R、G、Bの画素が支持基板12上の縦横に配列するように、各色に対応した発光層をパターニングすることでフルカラー表示させることができる。
有機EL層16を構成する発光層以外の層としては、前述したように、正孔輸送層、電子輸送層、電荷ブロック層、正孔注入層、電子注入層等の各層が挙げられる。好ましい層構成として、例えば、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が挙げられ、さらに、例えば正孔輸送層と発光層との間、又は、発光層と電子輸送層との間に、電荷ブロック層等を有していてもよい。陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を有してもよく、陰極と電子輸送層との間には電子注入層を有してもよい。また、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。このような有機EL層16を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法等いずれによっても形成することができる。
-Organic EL layer-
The organic EL layer 16 is sandwiched between upper and lower electrodes (anode and cathode) 18 and 14 and includes at least a light emitting layer. A region where the lower electrode 14, the organic EL layer 16 and the upper electrode 18 overlap with each other emits light. Therefore, for example, full color display can be performed by patterning the light emitting layer corresponding to each color so that the R, G, B pixels are arranged vertically and horizontally on the support substrate 12.
Examples of the layers other than the light emitting layer constituting the organic EL layer 16 include layers such as a hole transport layer, an electron transport layer, a charge block layer, a hole injection layer, and an electron injection layer as described above. A preferable layer configuration includes, for example, an aspect in which a positive hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are laminated in this order from the anode side, and further, for example, between the hole transport layer and the light emitting layer, or light emission. A charge blocking layer or the like may be provided between the layer and the electron transport layer. A hole injection layer may be provided between the anode and the hole transport layer, and an electron injection layer may be provided between the cathode and the electron transport layer. Each layer may be divided into a plurality of secondary layers. Each layer constituting the organic EL layer 16 can be formed by any of a dry film forming method such as a vapor deposition method and a sputtering method, a transfer method, and a printing method.

<光導波路部材>
光導波路部材22は上部電極18上に配置しており、上部電極18から封止基板26に向けて延出する複数の柱状部22aと支持部22bとを有している。
光導波路部材22の形状は、有機EL層16で生じた光を取り込み、柱状部22a内に閉じ込めて先端まで伝搬させ、伝搬した光を先端から放出するものであればよい。強度、形成容易性、光の伝搬、画素サイズとの比率等の観点から、各柱状部22aの高さ(h)は好ましくは5μm〜500μmの範囲、より好ましくは10μm〜200μmの範囲であり、柱状部22aの幅(w)は好ましくは1μm〜100μmの範囲、より好ましくは5μm〜20μmである。また、光取り出し効率の向上及び隣接画素間での干渉防止のため、柱状部22aのアスペクト比(高さ/幅)は2より大きいことが好ましく、10より大きいことがより好ましい。
<Optical waveguide member>
The optical waveguide member 22 is disposed on the upper electrode 18 and has a plurality of columnar portions 22 a and support portions 22 b extending from the upper electrode 18 toward the sealing substrate 26.
The shape of the optical waveguide member 22 may be any shape as long as it captures light generated in the organic EL layer 16, confines it in the columnar portion 22a, propagates it to the tip, and emits the propagated light from the tip. From the viewpoint of strength, ease of formation, light propagation, ratio with pixel size, etc., the height (h) of each columnar portion 22a is preferably in the range of 5 μm to 500 μm, more preferably in the range of 10 μm to 200 μm. The width (w) of the columnar portion 22a is preferably in the range of 1 μm to 100 μm, more preferably 5 μm to 20 μm. In order to improve light extraction efficiency and prevent interference between adjacent pixels, the aspect ratio (height / width) of the columnar portion 22a is preferably greater than 2, and more preferably greater than 10.

光導波路部材22の柱状部22aの先端は、凸状であることが好ましい。例えば、図1に示されるように、柱状部22aの先端が半球状であれば、光導波路部材22の先端まで導かれた光が反射されずに、封止基板26(光取り出し面)に向けて放射され易い。従って、光取り出し効率をより確実に向上させることができる。   The tip of the columnar portion 22a of the optical waveguide member 22 is preferably convex. For example, as shown in FIG. 1, if the tip of the columnar portion 22a is hemispherical, the light guided to the tip of the optical waveguide member 22 is not reflected and directed toward the sealing substrate 26 (light extraction surface). Easily radiated. Therefore, the light extraction efficiency can be improved more reliably.

また、光導波路部材22の柱状部22aが互いに離間して上部電極18上に配置しており、隣接する柱状部22aの間に光導波路部材22よりも屈折率が低い不活性流体28が介在していることが好ましい。光導波路部材22と不活性流体28の屈折率差は、0.2以上が好ましく、0.3以上がより好ましい。光導波路部材22の柱状部22aが離間しており、その間の空間に不活性流体28、例えばアルゴン、窒素等の不活性ガス、あるいは、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類等の不活性液体が介在していれば、光導波路部材22内に取り込んだ光が、隣接する柱状部22a同士で干渉することをより確実に防ぐことができる。   Further, the columnar portions 22a of the optical waveguide member 22 are arranged on the upper electrode 18 so as to be separated from each other, and an inert fluid 28 having a refractive index lower than that of the optical waveguide member 22 is interposed between the adjacent columnar portions 22a. It is preferable. The refractive index difference between the optical waveguide member 22 and the inert fluid 28 is preferably 0.2 or more, and more preferably 0.3 or more. Columnar portions 22a of the optical waveguide member 22 are spaced apart, and an inert fluid 28, for example, an inert gas such as argon or nitrogen, or paraffins, liquid paraffins, perfluoroalkane or perfluoroamine, If an inert liquid such as a perfluorinated ether such as a perfluoroether, a chlorinated solvent, or silicone oil is present, the light taken into the optical waveguide member 22 interferes with the adjacent columnar portions 22a. This can be prevented more reliably.

なお、画素内における光導波路部材22の柱状部22aの配置の仕方は特に限定されず、例えば、図2に示すように、発光領域(画素領域)30に、複数の柱状部22aがランダムに配置していてもよいし、図3や図4に示すように規則的に配列させることで、画素30内における柱状部22aの密度をより高くして光取り出し効率を一層向上させてもよい。また、図5(A)〜(C)に示すように、横断面が六角形32a、矩形32b、三角形32c、あるいは他の多角形となる柱状部が、規則的にあるいは不規則に配置していてもよい。   In addition, the arrangement | positioning method of the columnar part 22a of the optical waveguide member 22 in a pixel is not specifically limited, For example, as shown in FIG. 2, several columnar part 22a is arrange | positioned at random in the light emission area | region (pixel area | region) 30. Alternatively, by arranging regularly as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the density of the columnar portions 22 a in the pixels 30 may be increased to further improve the light extraction efficiency. Further, as shown in FIGS. 5A to 5C, columnar portions whose cross sections are hexagons 32a, rectangles 32b, triangles 32c, or other polygons are regularly or irregularly arranged. May be.

光導波路部材22は、その柱状部22aが上部電極18上に配置するように形成すればよいが、通常は、下部電極14と、有機EL層16と、上部電極18とが重なる発光領域30に対して光導波路部材22の柱状部22aが占める領域が大きいほど光取り出し効率の向上を図ることができる。具体的には、光導波路部材22の柱状部22aが、発光領域30の30%以上を占めるように形成されていれば、有機EL層16から発せられた光のほとんどが光導波路部材22に取り込まれ、柱状部22aを通って封止基板26側へと導かれるため、光取り出し効率を確実に向上させることができる。
ただし、前記したように、隣接する柱状部22aは適度に離間して不活性流体28が介在していることで干渉を効果的に防ぐことができるため、発光領域において導波路部材の柱状部22aが占める面積は、発光領域の95%以下となることが好ましい。
The optical waveguide member 22 may be formed so that the columnar portion 22 a is disposed on the upper electrode 18, but normally, in the light emitting region 30 where the lower electrode 14, the organic EL layer 16, and the upper electrode 18 overlap. On the other hand, the larger the area occupied by the columnar portion 22a of the optical waveguide member 22, the more the light extraction efficiency can be improved. Specifically, if the columnar portion 22a of the optical waveguide member 22 is formed to occupy 30% or more of the light emitting region 30, most of the light emitted from the organic EL layer 16 is taken into the optical waveguide member 22. Thus, since the light is guided to the sealing substrate 26 side through the columnar portion 22a, the light extraction efficiency can be reliably improved.
However, as described above, since the adjacent columnar portions 22a are appropriately spaced apart and the inert fluid 28 is interposed, interference can be effectively prevented, so that the columnar portions 22a of the waveguide member in the light emitting region. The area occupied by is preferably 95% or less of the light emitting region.

有機EL層16で生じた光を光導波路部材22に取り込み易くするため、光導波路部材22の底面と発光層との間の距離は、好ましくは10μm以下であり、より好ましくは1μm以下である。光導波路部材22の底面と発光層との間の距離は、発光層と光導波路部材22との間に介在する発光層以外の有機層及び上部電極18の厚みによって調整すればよい。   The distance between the bottom surface of the optical waveguide member 22 and the light emitting layer is preferably 10 μm or less, and more preferably 1 μm or less in order to make it easy to capture light generated in the organic EL layer 16 into the optical waveguide member 22. The distance between the bottom surface of the optical waveguide member 22 and the light emitting layer may be adjusted by the organic layer other than the light emitting layer interposed between the light emitting layer and the optical waveguide member 22 and the thickness of the upper electrode 18.

一方、柱状部22aの先端から放出された光は封止基板26を経て外部に取り出されるが、柱状部22aの先端と封止基板26との距離が大きすぎると、光取り出しのロスや隣接画素間で干渉(クロストーク)が大きくなるおそれがある。そのため、光導波路部材22の柱状部22aの先端と封止基板26との間の距離は、100μm以下とすることが好ましく、より好ましくは50μm以下である。光導波路部材22の柱状部22aの先端と封止基板26との間の距離は、光導波路部材22の高さ、封止基板26を支持基板12に固定する際に用いる封止部材24の厚み、封止部材24に分散するスペーサー粒子、光導波路部材22と封止基板26の間に配置する接着層の厚さなどによって調整することができる。   On the other hand, light emitted from the tip of the columnar portion 22a is extracted to the outside through the sealing substrate 26. However, if the distance between the tip of the columnar portion 22a and the sealing substrate 26 is too large, loss of light extraction and adjacent pixels are extracted. Interference (crosstalk) may increase. Therefore, the distance between the tip of the columnar portion 22a of the optical waveguide member 22 and the sealing substrate 26 is preferably 100 μm or less, and more preferably 50 μm or less. The distance between the tip of the columnar portion 22 a of the optical waveguide member 22 and the sealing substrate 26 is the height of the optical waveguide member 22 and the thickness of the sealing member 24 used when the sealing substrate 26 is fixed to the support substrate 12. It can be adjusted by spacer particles dispersed in the sealing member 24, the thickness of the adhesive layer disposed between the optical waveguide member 22 and the sealing substrate 26, and the like.

また、光導波路部材22の屈折率は、有機EL層16からの光を取り込んで封止基板26に向けて先端まで導くことができれば限定されないが、有機EL層16からの光を光導波路部材22内に閉じ込めて先端まで伝搬できるように、有機EL層16の屈折率と同等以上とすることが好ましい。有機EL層16の材質にもよるが、有機EL層16の屈折率は、通常、1.6程度である。従って、光導波路部材22の柱状部22aの屈折率は1.5〜2.5の範囲であることが好ましい。   The refractive index of the optical waveguide member 22 is not limited as long as the light from the organic EL layer 16 can be taken to the leading end toward the sealing substrate 26. However, the light from the organic EL layer 16 is not limited. The refractive index of the organic EL layer 16 is preferably equal to or higher than that of the organic EL layer 16 so as to be confined inside and propagate to the tip. Although depending on the material of the organic EL layer 16, the refractive index of the organic EL layer 16 is usually about 1.6. Therefore, the refractive index of the columnar portion 22a of the optical waveguide member 22 is preferably in the range of 1.5 to 2.5.

光導波路部材22の材質は、有機EL層16からの光を取り込んで先端まで伝搬することができれば限定されないが、屈折率が上記範囲(1.5〜2.5)となる材料によって形成することが好ましい。好ましい材料として、アルカリ金属やアルカリ土類金属のハロゲン化物、リン酸塩、ホウ酸塩などの無機物などが挙げられ、特に、光透過性、屈折率、形成容易性等の観点から、CsI、CsBr、RbBr等のアルカリ金属ハロゲン化物が好ましい。
例えば、上部電極18上に、電子線蒸着によってアルカリ金属ハロゲン化物からなる複数の柱状体を、互いに間隙を有するように光取り出し方向に向けて略垂直に成長させる。これにより、上部電極18上に、光透過性及び屈折率が高い柱状結晶を形成することができる。このとき、真空度、蒸着速度、基板温度などの蒸着条件を適宜選択することで、柱状体の直径や先端形状を変化させることが可能である。例えば、図8及び図9に示すように、CsIを結晶成長せることで、先端が円錐状、回転楕円状、角錐状等の凸状となった柱状体を密に形成させることができる。
なお、光導波路部材22をアルカリ金属ハロゲン化物で形成すれば、吸湿性を有するため、有機EL層16の劣化を抑制する機能も有するものとなる。
The material of the optical waveguide member 22 is not limited as long as the light from the organic EL layer 16 can be taken in and propagated to the tip, but is formed of a material having a refractive index in the above range (1.5 to 2.5). Is preferred. Preferred materials include inorganic substances such as alkali metal and alkaline earth metal halides, phosphates, borates, etc. In particular, from the viewpoint of light transmittance, refractive index, ease of formation, etc., CsI, CsBr Alkali metal halides such as RbBr are preferred.
For example, a plurality of columnar bodies made of alkali metal halides are grown on the upper electrode 18 substantially vertically in the light extraction direction so as to have a gap therebetween by electron beam evaporation. Thereby, a columnar crystal having a high light transmittance and a high refractive index can be formed on the upper electrode 18. At this time, the diameter and tip shape of the columnar body can be changed by appropriately selecting the deposition conditions such as the degree of vacuum, the deposition rate, and the substrate temperature. For example, as shown in FIGS. 8 and 9, by growing CsI crystals, columnar bodies whose tips are convex, such as conical, spheroidal, and pyramidal, can be formed densely.
If the optical waveguide member 22 is formed of an alkali metal halide, it has a hygroscopic property and thus has a function of suppressing deterioration of the organic EL layer 16.

上部電極18と光導波路部材22との間にバッファ層を設けてもよい。例えば、上部電極18を金属膜で形成し、光導波路部材22を樹脂で形成する場合、十分な接着力が得られない場合がある。また、上部電極18と光導波路部材22が接触していると、それらの材質によっては、一方が他方に悪影響を及ぼして劣化を促進してしまうこともあり得る。そこで上部電極18上に、例えば窒化珪素、硫化亜鉛などのバッファ層を設け、バッファ層を介して光導波路部材22を形成すれば、接着性の向上や、劣化の防止を図ることができる。また、窒化珪素、硫化亜鉛などバッファ層であれば、屈折率が高く、光取り出し効率の向上にも寄与することになる。
バッファ層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法などの気相堆積によって10nm〜500nm程度の厚みで形成すればよい。
A buffer layer may be provided between the upper electrode 18 and the optical waveguide member 22. For example, when the upper electrode 18 is formed of a metal film and the optical waveguide member 22 is formed of resin, a sufficient adhesive force may not be obtained. In addition, when the upper electrode 18 and the optical waveguide member 22 are in contact with each other, one of them may adversely affect the other and promote deterioration. Therefore, if a buffer layer made of, for example, silicon nitride or zinc sulfide is provided on the upper electrode 18 and the optical waveguide member 22 is formed through the buffer layer, adhesion can be improved and deterioration can be prevented. In addition, a buffer layer such as silicon nitride or zinc sulfide has a high refractive index and contributes to an improvement in light extraction efficiency.
The buffer layer may be formed with a thickness of about 10 nm to 500 nm, for example, by vapor deposition such as vacuum deposition, sputtering, or CVD.

下部電極14、有機EL層16、上部電極18、光導波路部材22を、それぞれ気相堆積で形成すれば、製造段階において、大気中の水分や酸素によって有機EL層16や光導波路部材22が劣化することを効果的に抑制することができる。図6は、それぞれ専用の工程を行う複数の室51〜63を備えた有機EL素子製造システム50の構成の一例を示している。複数の蒸着室を設け、それぞれ下部電極14、有機EL層16、上部電極18、光導波路部材22のいずれかを気相堆積によって形成すれば、支持基板12の導入から封止基板26による封止までの工程を気密槽内で完結することができる。このような製造システム50を用いれば、水分や酸素などによる素子寿命に影響を与えずに発光装置10を連続的に製造することができ、製造プロセス上有利である。なお、蒸着室や封止室の他には、封止前の検査室などを設けてもよい。   If the lower electrode 14, the organic EL layer 16, the upper electrode 18, and the optical waveguide member 22 are formed by vapor deposition, the organic EL layer 16 and the optical waveguide member 22 deteriorate due to moisture and oxygen in the atmosphere at the manufacturing stage. This can be effectively suppressed. FIG. 6 shows an example of the configuration of an organic EL element manufacturing system 50 including a plurality of chambers 51 to 63 each performing a dedicated process. If a plurality of vapor deposition chambers are provided and any one of the lower electrode 14, the organic EL layer 16, the upper electrode 18, and the optical waveguide member 22 is formed by vapor deposition, sealing from the support substrate 12 to the sealing substrate 26 is performed. The process up to can be completed in an airtight tank. If such a manufacturing system 50 is used, the light emitting device 10 can be continuously manufactured without affecting the element lifetime due to moisture, oxygen, etc., which is advantageous in terms of the manufacturing process. In addition to the vapor deposition chamber and the sealing chamber, an inspection chamber before sealing may be provided.

光導波路部材22の形成方法は特に限定されず、例えば、型押し(インプリント)によっても好適に形成することができる。図7は、型押しによって光導波路部材22を形成する方法の一例を示している。まず、形成すべき光導波路部材の形状に応じた凹凸パターン38を有する型36を用意する。パターニング用の型36は、ガラス、金属、シリコン、樹脂等を用いて作製することができ、例えばフォトリソグラフィによって所望の凹凸パターン38を形成すればよい。   The method for forming the optical waveguide member 22 is not particularly limited, and can be suitably formed by, for example, embossing (imprint). FIG. 7 shows an example of a method for forming the optical waveguide member 22 by embossing. First, a mold 36 having a concavo-convex pattern 38 corresponding to the shape of the optical waveguide member to be formed is prepared. The patterning mold 36 can be manufactured using glass, metal, silicon, resin, or the like. For example, a desired uneven pattern 38 may be formed by photolithography.

型36を用意した後、上部電極18上に硬化性樹脂(UV硬化性樹脂、熱硬化性樹脂など)を塗布して未硬化の樹脂層34を形成する(図7(A))。次いで、未硬化の樹脂層34に型36のパターン面を押し付け、樹脂層34に応じてUV照射又は加熱を施して硬化させる(図7(B))。硬化後、型36を引き離すことで上部電極18上に、型36の凹凸パターン38が反映された柱状部34aを有する光導波路部材34が形成される(図7(C))。硬化性樹脂のほかに、熱可塑性樹脂を塗布して樹脂層を形成した後、加熱した型36のパターン面を押し付けてもよい。   After preparing the mold 36, a curable resin (UV curable resin, thermosetting resin, etc.) is applied on the upper electrode 18 to form an uncured resin layer 34 (FIG. 7A). Next, the pattern surface of the mold 36 is pressed against the uncured resin layer 34, and cured by applying UV irradiation or heating according to the resin layer 34 (FIG. 7B). After curing, the mold 36 is pulled away to form the optical waveguide member 34 having the columnar portion 34a reflecting the uneven pattern 38 of the mold 36 on the upper electrode 18 (FIG. 7C). In addition to the curable resin, a thermoplastic resin may be applied to form a resin layer, and then the heated pattern surface of the mold 36 may be pressed.

型押しによって形成する光導波路部材22に好ましい材料として、ポリスチレン系樹脂、ポリシラン系樹脂などの高屈折率を有する有機物、酸化チタンなどの高屈折率微粒子を樹脂中に分散したコンポジット材料などが挙げられる。   Preferred materials for the optical waveguide member 22 formed by embossing include organic materials having a high refractive index such as polystyrene resins and polysilane resins, and composite materials in which high refractive index fine particles such as titanium oxide are dispersed in the resin. .

<封止基板等>
光導波路部材22を形成した後、有機EL素子20及び光導波路部材22が大気中の水分や酸素によって劣化されることを抑制するため封止する。
封止基板26は、光透過性を有するとともに、酸素や水分に対するバリア性が高いものを使用する。好ましくは、ガラス基板又はバリア層を設けた樹脂フィルムを用いることができる。封止基板26の厚みは、光透過性、強度、軽量化などの観点から、好ましくは0.05〜2mmである。
<Sealing substrate, etc.>
After the optical waveguide member 22 is formed, the organic EL element 20 and the optical waveguide member 22 are sealed in order to prevent deterioration by moisture and oxygen in the atmosphere.
As the sealing substrate 26, a substrate having optical transparency and a high barrier property against oxygen and moisture is used. Preferably, a resin film provided with a glass substrate or a barrier layer can be used. The thickness of the sealing substrate 26 is preferably 0.05 to 2 mm from the viewpoints of light transmittance, strength, weight reduction, and the like.

樹脂フィルム製の封止基板26としては、PET、PEN、PES等、支持基板12と同様の材質を用いることができる。また、バリア層の厚みは、その材質や要求されるバリア性に応じて決めればよいが、通常は100nm〜5μm、より好ましくは1μm〜5μmである。
支持基板12上に封止基板26を固定するとともに通気を防止する封止部材24としては、接着剤が好ましく、エポキシ樹脂等の光硬化型接着剤や熱硬化型接着剤を用いることができ、例えば熱硬化性の接着シートを用いることもできる。
As the resin film-made sealing substrate 26, the same material as the support substrate 12 such as PET, PEN, PES, or the like can be used. The thickness of the barrier layer may be determined according to the material and required barrier properties, but is usually 100 nm to 5 μm, more preferably 1 μm to 5 μm.
As the sealing member 24 that fixes the sealing substrate 26 on the support substrate 12 and prevents ventilation, an adhesive is preferable, and a photo-curing adhesive such as an epoxy resin or a thermosetting adhesive can be used. For example, a thermosetting adhesive sheet can be used.

また、光導波路部材22の柱状部22aの先端と封止基板26との間に接着層を設けてもよい。例えば、光導波路部材22をアルカリ金属ハロゲン化物の結晶成長によって形成し、その柱状部22aの幅(太さ)がμmオーダーである場合、光導波路部材22は細くて脆いものとなる。そこで、例えば、光導波路部材22の柱状部22aの先端、又は封止基板26の光導波路部材22と対向する面に接着剤を塗布して貼り合わせれば、外部からの衝撃等によって光導波路部材22が破壊することを効果的に防ぐことができる。
このような接着層は、光透過性を有し、封止基板26と同等以下の屈折率を有するものが好ましく、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられる。
Further, an adhesive layer may be provided between the end of the columnar portion 22 a of the optical waveguide member 22 and the sealing substrate 26. For example, when the optical waveguide member 22 is formed by crystal growth of an alkali metal halide and the width (thickness) of the columnar portion 22a is on the order of μm, the optical waveguide member 22 is thin and brittle. Therefore, for example, if an adhesive is applied and bonded to the tip of the columnar portion 22a of the optical waveguide member 22 or the surface of the sealing substrate 26 facing the optical waveguide member 22, the optical waveguide member 22 is caused by an external impact or the like. Can be effectively prevented from being destroyed.
Such an adhesive layer is preferably light transmissive and has a refractive index equal to or lower than that of the sealing substrate 26, and examples thereof include silicone resins, fluorine resins, and acrylic resins.

封止の際、封止基板26と支持基板12との間の空間には、気体又は液体の不活性流体28を充填する。不活性ガスとして、例えばアルゴン、窒素等が挙げられる。また、不活性液体として、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。   During sealing, the space between the sealing substrate 26 and the support substrate 12 is filled with a gas or liquid inert fluid 28. Examples of the inert gas include argon and nitrogen. Examples of the inert liquid include paraffins, liquid paraffins, fluorine-based solvents such as perfluoroalkane, perfluoroamine, and perfluoroether, chlorine-based solvents, and silicone oils.

上下の電極18,14にそれぞれ外部の配線(不図示)を接続し、直流(必要に応じて交流成分を含んでもよい)電圧(通常2ボルト〜15ボルト)、又は直流電流を印加することにより、両極間に挟まれた領域の有機EL層16を発光させることができる。なお、駆動方法については、特開平2−148687号、同6−301355号、同5−29080号、同7−134558号、同8−234685号、同8−241047号の各公報、特許第2784615号、米国特許5828429号、同6023308号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。   By connecting external wirings (not shown) to the upper and lower electrodes 18 and 14, respectively, and applying a direct current (which may include an alternating current component if necessary) voltage (usually 2 to 15 volts) or a direct current The organic EL layer 16 in the region sandwiched between the two electrodes can emit light. As for the driving method, JP-A-2-148687, JP-A-6-301355, JP-A-5-290080, JP-A-7-134558, JP-A-8-234665, and JP-A-8-2441047, and Japanese Patent No. 2784615. No. 5, U.S. Pat. Nos. 5,828,429 and 6023308, and the like.

以上のような工程を経て、本発明に係るトップエミッションタイプの発光装置10が製造される。この装置10では、有機EL層16からの発光が光導波路部材22に入射して光導波路部材22内を伝搬し、封止基板26付近の先端から放射される。そのため、光取り出しのロスが抑えられて光取り出し効率が向上するとともにクロストークが効果的に抑制される。   Through the steps as described above, the top emission type light emitting device 10 according to the present invention is manufactured. In this device 10, light emitted from the organic EL layer 16 enters the optical waveguide member 22, propagates through the optical waveguide member 22, and is emitted from the tip near the sealing substrate 26. Therefore, loss of light extraction is suppressed, light extraction efficiency is improved, and crosstalk is effectively suppressed.

実施例1
1.有機EL素子の作製
支持基板(材質:ガラス、20mm角)上に、Ag陽極を15nmの厚さで2mm幅のストライプ状に形成した。陽極を形成した支持基板を、有機層を形成する領域が露出するマスク(開口部:5mm角)を介して、真空蒸着装置内の基板ホルダーに設置した後、装置内を排気して、5×10−5Paの真空度とした。陽極上に、正孔注入層として2−TNATAと2−TNATAに対してF4−TCNQを1.0質量%となるように共蒸着を行い、100nmの厚さに形成した。次いで正孔輸送層としてNPDを10nmの厚さに形成した。正孔輸送層を形成した後、CBPとCBPに対してIr(ppy)を5質量%となるように共蒸着を行い、30nm厚さに発光層を形成した。次いで、電子輸送層としてBAlqを40nmの厚さで形成した。電子輸送層上に、さらにLiF膜を1nmの厚さで積層し、次いでAlとAl上に形成したITOからなる陰極とをそれぞれ15nmと100nmの厚さで、陽極に交差するよう2mm幅のストライプ状に形成した。これによって、2mm角の有機EL素子の画素を作製した。
Example 1
1. Production of Organic EL Element An Ag anode was formed in a stripe shape with a thickness of 15 nm and a width of 2 mm on a support substrate (material: glass, 20 mm square). The support substrate on which the anode is formed is placed on a substrate holder in a vacuum deposition apparatus through a mask (opening: 5 mm square) from which an area for forming an organic layer is exposed, and then the inside of the apparatus is evacuated to 5 × The degree of vacuum was 10 −5 Pa. On the anode, as a hole injection layer, F4-TCNQ was co-deposited with respect to 2-TNATA and 2-TNATA so as to be 1.0% by mass to form a thickness of 100 nm. Next, NPD was formed to a thickness of 10 nm as a hole transport layer. After forming the hole transport layer, co-evaporation was performed so that Ir (ppy) 3 was 5 mass% with respect to CBP and CBP, and a light emitting layer was formed to a thickness of 30 nm. Next, BAlq was formed to a thickness of 40 nm as an electron transport layer. On the electron transport layer, a LiF film is further laminated with a thickness of 1 nm, and then a cathode made of ITO formed on Al and Al is formed at a thickness of 15 nm and 100 nm, respectively, and a stripe having a width of 2 mm so as to cross the anode. Formed into a shape. Thereby, a pixel of a 2 mm square organic EL element was produced.

2.光導波路部材の作製
上記で得られたITOを上部電極とする有機EL素子の上に、CsIを200μmの厚さに真空蒸着した。
(1)CsI蒸着源の作製
CsI粉末75g(純度:4N)をジルコニア製粉末成形用ダイス(内径35mm)に入れ、粉末金型プレス成型機にて50MPaの圧力で加圧し、タブレット(直径:35mm、厚み:20mm)に成形した。次いで、このタブレットに真空乾燥機にて温度200℃で2時間の真空乾燥処理を施し、含水量が0.3質量%のCsI蒸着源とした。
(2)光導波路部材の形成
前記有機EL素子を、前記有機EL素子の画素領域が露出するマスク(開口部:5mm角)を介して、蒸着装置内の基板ホルダーに設置した。上記CsI蒸着源を装置内の所定位置に配置した後、装置内を排気して1×10−3Paの真空度とした。有機EL素子の蒸着面とは反対側に位置した基板加熱ヒーターで有機EL素子を100℃に加熱した。蒸着源に電子銃で加速電圧4.0kVの電子線を照射してCsIを堆積させた。このときエミッション電流を調整して、10μm/分の速度で200μmの厚さになるまで蒸着した。蒸着終了後、装置内を大気圧に戻し、装置内からCsIを堆積させた有機EL素子を取り出した。有機EL素子の上部電極上には、CsIの柱状結晶がほぼ垂直方向に密に林立した構造の蒸着膜(厚さ:200μm)が形成されていた。蒸着膜を走査型電子顕微鏡で観察、測定したところ、柱状結晶の平均直径約5μm、平均アスペクト比30、画素面積に対する占有率75%であった。
2. Production of Optical Waveguide Member CsI was vacuum-deposited to a thickness of 200 μm on the organic EL element using the ITO obtained above as an upper electrode.
(1) Preparation of CsI vapor deposition source 75 g of CsI powder (purity: 4N) was placed in a zirconia powder molding die (inner diameter: 35 mm) and pressurized with a powder mold press molding machine at a pressure of 50 MPa, and the tablet (diameter: 35 mm) , Thickness: 20 mm). Next, this tablet was subjected to a vacuum drying treatment at a temperature of 200 ° C. for 2 hours with a vacuum dryer to obtain a CsI vapor deposition source having a water content of 0.3% by mass.
(2) Formation of optical waveguide member The organic EL element was placed on a substrate holder in a vapor deposition apparatus through a mask (opening: 5 mm square) from which a pixel region of the organic EL element was exposed. After the CsI vapor deposition source was placed at a predetermined position in the apparatus, the inside of the apparatus was evacuated to a vacuum degree of 1 × 10 −3 Pa. The organic EL element was heated to 100 ° C. with a substrate heater located on the side opposite to the vapor deposition surface of the organic EL element. CsI was deposited by irradiating the deposition source with an electron beam with an acceleration voltage of 4.0 kV with an electron gun. At this time, the emission current was adjusted, and vapor deposition was performed at a rate of 10 μm / min until a thickness of 200 μm was reached. After completion of vapor deposition, the inside of the apparatus was returned to atmospheric pressure, and the organic EL element on which CsI was deposited was taken out from the inside of the apparatus. On the upper electrode of the organic EL element, a deposited film (thickness: 200 μm) having a structure in which CsI columnar crystals were densely grown in a substantially vertical direction was formed. When the deposited film was observed and measured with a scanning electron microscope, the average diameter of the columnar crystals was about 5 μm, the average aspect ratio was 30, and the occupation ratio with respect to the pixel area was 75%.

3.封止基板の接着
上記CsIからなる光導波路部材を形成した有機EL素子を、窒素雰囲気に置換したグローブボックス内に移動し、封止基板を取り付けた。封止基板として厚さ1mmで10mm角のガラス基板を用いた。有機EL素子の支持基板上の画素の周囲にガラススペーサー(直径:300μm)を分散した感光性エポキシ樹脂を塗布した後、封止基板を押し付け、UVランプを用いてエポキシ樹脂を硬化させ、本発明の有機EL装置を得た。
3. Adhesion of Sealing Substrate The organic EL element on which the optical waveguide member made of CsI was formed was moved into a glove box substituted with a nitrogen atmosphere, and the sealing substrate was attached. As the sealing substrate, a 10 mm square glass substrate having a thickness of 1 mm was used. After applying a photosensitive epoxy resin in which a glass spacer (diameter: 300 μm) is dispersed around the pixel on the support substrate of the organic EL element, the sealing substrate is pressed and the epoxy resin is cured using a UV lamp. An organic EL device was obtained.

4.有機ELパネルの評価
作製された有機EL装置の封止基板より陽極と陰極に電源に接続し、2.5mA/cmの駆動電流で駆動させ、有機EL装置正面よりコニカミノルタ製輝度計CS−1000型にてELスペクトルのピーク強度を測定した。
4). Evaluation of the organic EL panel The anode and cathode are connected to the power source from the sealing substrate of the produced organic EL device, driven with a drive current of 2.5 mA / cm 2 , and the luminance meter CS-made by Konica Minolta from the front of the organic EL device. The peak intensity of the EL spectrum was measured with a 1000 model.

実施例2
光導波路部材の作製において、蒸着材料をCsBrに変更したこと以外は実施例1と同様にして、本発明に従う有機EL装置を作製した。
Example 2
In the production of the optical waveguide member, an organic EL device according to the present invention was produced in the same manner as in Example 1 except that the vapor deposition material was changed to CsBr.

実施例3
光導波路部材の作製において、蒸着材料をRbBrに変更したこと以外は実施例1と同様にして、本発明に従う有機EL装置を作製した。
Example 3
An organic EL device according to the present invention was produced in the same manner as in Example 1 except that the vapor deposition material was changed to RbBr in the production of the optical waveguide member.

実施例4
光導波路部材の作製において、CsIの蒸着時の真空度をArガスの導入により0.5Paに制御しながら実施したこと以外は実施例1と同様にして、本発明に従う有機EL装置を作製した。
Example 4
An organic EL device according to the present invention was produced in the same manner as in Example 1 except that the optical waveguide member was produced while controlling the degree of vacuum during vapor deposition of CsI to 0.5 Pa by introducing Ar gas.

実施例5
光導波路部材の作製において、CsIの蒸着時の蒸着速度を2μm/分に変更したこと以外は実施例1と同様にして、本発明に従う有機EL装置を作製した。
Example 5
An organic EL device according to the present invention was produced in the same manner as in Example 1 except that the vapor deposition rate at the time of vapor deposition of CsI was changed to 2 μm / min in the production of the optical waveguide member.

実施例6
封止基板の接着において、有機EL素子の画素領域に対向する封止基板上に、アクリル系接着剤(屈折率:1.4)を塗布・乾燥して20μmの接着層を形成した後、スペーサーを含まない感光性エポキシ樹脂で有機EL素子と封止基板とを接着したこと以外は実施例1と同様にして、本発明に従う有機EL装置を作製した。このとき、光導波路部材の先端は、ほとんどが接着層に接触していることを確認した。
Example 6
In bonding the sealing substrate, an acrylic adhesive (refractive index: 1.4) is applied and dried on the sealing substrate facing the pixel region of the organic EL element to form a 20 μm adhesive layer, and then a spacer. An organic EL device according to the present invention was produced in the same manner as in Example 1 except that the organic EL element and the sealing substrate were bonded with a photosensitive epoxy resin that did not contain. At this time, it was confirmed that most of the tip of the optical waveguide member was in contact with the adhesive layer.

実施例7
封止基板の接着において、接着層を形成せずに封止基板を接着したこと以外は実施例6と同様にして、本発明に従う有機EL装置を作製した。このとき、光導波路部材の先端の一部が、封止基板に接触していることを確認した。
Example 7
In the adhesion of the sealing substrate, an organic EL device according to the present invention was produced in the same manner as in Example 6 except that the sealing substrate was adhered without forming an adhesive layer. At this time, it was confirmed that a part of the tip of the optical waveguide member was in contact with the sealing substrate.

実施例8
封止基板の接着において、感光性エポキシ樹脂に分散したスペーサーの直径を400μmに変更したこと以外は実施例1と同様にして、本発明に従う有機EL装置を作製した。
Example 8
An organic EL device according to the present invention was produced in the same manner as in Example 1 except that the diameter of the spacer dispersed in the photosensitive epoxy resin was changed to 400 μm in the adhesion of the sealing substrate.

実施例9
有機EL素子の作製において、ITO陰極上にさらにZnS層(厚さ:50nm)をスパッタ法を用いて形成したこと以外は実施例1と同様にして、本発明に従う有機EL装置を作製した。
Example 9
An organic EL device according to the present invention was produced in the same manner as in Example 1 except that in the production of the organic EL element, a ZnS layer (thickness: 50 nm) was further formed on the ITO cathode by sputtering.

比較例
実施例1で作製した有機EL素子に光導波路部材を作製せずに封止基板を接着した有機EL装置を作製した。
Comparative Example An organic EL device was produced in which a sealing substrate was bonded to the organic EL element produced in Example 1 without producing an optical waveguide member.

各実施例で得られた有機EL装置の光導波路部材の形状等を表1に、有機EL装置の光学特性等を表2に、それぞれ示した。なお、表2におけるピーク強度は、比較例の有機EL装置のピーク強度を1としたときの各実施例の有機EL装置のピーク強度である。   The shape of the optical waveguide member of the organic EL device obtained in each example is shown in Table 1, and the optical characteristics of the organic EL device are shown in Table 2. In addition, the peak intensity in Table 2 is the peak intensity of the organic EL device of each example when the peak intensity of the organic EL device of the comparative example is 1.

各実施例の有機EL装置は、比較例の有機EL装置に比べて、ピーク強度が著しく向上した。ピーク強度は、光導波部材の屈折率が高い方が大きく、先端形状が凸状の方が大きい。発光層と光導波路部材の距離や光導波路部材と封止基板の距離が大きくなると発光が広がって見えやすい。
また、封止基板と光導波路部材の間に接着層を介在させることで光導波路部材の耐衝撃性が向上した。
The peak intensity of the organic EL device of each example was remarkably improved as compared with the organic EL device of the comparative example. The peak intensity is larger when the refractive index of the optical waveguide member is higher, and is larger when the tip shape is convex. When the distance between the light emitting layer and the optical waveguide member or the distance between the optical waveguide member and the sealing substrate is increased, the light emission is easily spread and visible.
Moreover, the impact resistance of the optical waveguide member was improved by interposing an adhesive layer between the sealing substrate and the optical waveguide member.

以上、本発明について説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。
例えば、本発明に係る発光装置は、画像形成装置などの光源として用いてもよいし、発光層をRGBにパターニングすることにより画素を形成して表示装置としてもよい。また、上記実施形態では、EL層として有機EL層を形成する場合について説明したが、本発明は、ZnS:Mn、BaAl:Euなどの発光層と、発光層と少なくとも一方の電極との間にTiO、Ta、BaTiOなどの誘電体層とを含む無機EL層を形成した発光装置にも適用してもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment and Example.
For example, the light-emitting device according to the present invention may be used as a light source for an image forming apparatus or the like, or a pixel may be formed by patterning a light-emitting layer to RGB to be a display device. In the above embodiment, the case where an organic EL layer is formed as an EL layer has been described. However, the present invention relates to a light emitting layer such as ZnS: Mn, BaAl 2 S 4 : Eu, a light emitting layer, and at least one electrode. The present invention may also be applied to a light emitting device in which an inorganic EL layer including a dielectric layer such as TiO 2 , Ta 2 O 5 , or BaTiO 3 is formed.

本発明に係る有機EL発光装置の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the organic electroluminescent light-emitting device concerning this invention. 発光領域における光導波路部材の配置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of arrangement | positioning of the optical waveguide member in a light emission area | region. 発光領域における光導波路部材の配置の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of arrangement | positioning of the optical waveguide member in a light emission area | region. 発光領域における光導波路部材の配置の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of arrangement | positioning of the optical waveguide member in a light emission area | region. 光導波路部材の断面形状の他の例を示す概略図である。(A)六角形 (B)四角形 (C)三角形It is the schematic which shows the other example of the cross-sectional shape of an optical waveguide member. (A) Hexagon (B) Square (C) Triangle 有機EL素子製造システムの構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of an organic EL element manufacturing system. 光導波路部材をインプリント法によって形成する方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of forming an optical waveguide member by the imprint method. CsIを結晶成長させて形成した柱状体を斜め上方から観察したSEM画像である。It is the SEM image which observed the columnar body formed by crystal-growing CsI from diagonally upward. CsIを結晶成長させて形成した柱状体を横方向から観察したSEM画像である。It is the SEM image which observed the columnar body formed by crystal-growing CsI from the horizontal direction.

符号の説明Explanation of symbols

10 発光装置
12 支持基板
14 下部電極
16 エレクトロルミネッセンス層
18 上部電極
20 有機エレクトロルミネッセンス素子
22 光導波路部材
22a 柱状部
24 封止部材
26 封止基板
28 不活性流体
36 型
38 凹凸パターン
50 有機EL素子製造システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light-emitting device 12 Support substrate 14 Lower electrode 16 Electroluminescent layer 18 Upper electrode 20 Organic electroluminescent element 22 Optical waveguide member 22a Column-shaped part 24 Sealing member 26 Sealing substrate 28 Inert fluid 36 Type 38 Uneven pattern 50 Organic EL element manufacture system

Claims (12)

支持基板上に、下部電極と、少なくとも発光層を含むエレクトロルミネッセンス層と、上部電極と、封止基板とを順に有し、前記エレクトロルミネッセンス層から発せられる光を前記上部電極側から取り出す発光装置であって、
前記封止基板と前記支持基板との間の空間に不活性流体が充填されているとともに、前記上部電極上に前記封止基板に向けて柱状に延出し、柱状部のアスペクト比(高さ/幅)が2より大きく、真空成膜で形成したアルカリ金属ハロゲン化物の光導波路部材が配置していることを特徴とする発光装置。
A light-emitting device that has a lower electrode, an electroluminescent layer including at least a light-emitting layer, an upper electrode, and a sealing substrate in order on a support substrate, and extracts light emitted from the electroluminescent layer from the upper electrode side. There,
With an inert fluid is filled in a space between the supporting substrate and the sealing substrate, and extending in a columnar shape toward the sealing substrate on the upper electrode, the aspect ratio of the columnar portion (height A light emitting device characterized in that an optical waveguide member of alkali metal halide formed by vacuum film formation is disposed.
前記光導波路部材の底面と前記発光層との間の距離が10μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein a distance between a bottom surface of the optical waveguide member and the light emitting layer is 10 μm or less. 前記光導波路部材の柱状部の先端と前記封止基板との間の距離が、100μm以下であることを特徴とする請求項1又は請求項に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1 or claim 2, wherein the distance between the tip and the encapsulation substrate of the columnar portion of the optical waveguide member is 100μm or less. 前記光導波路部材の柱状部の幅が、1μm〜100μmであることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の発光装置。 The width of the columnar portion of the optical waveguide member, the light emitting device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the 1 m to 100 m. 前記光導波路部材の柱状部の屈折率が、1.5〜2.5の範囲であることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の発光装置。 Refractive index of the columnar portion of the optical waveguide member, the light emitting device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in the range of 1.5 to 2.5. 前記光導波路部材の柱状部が互いに離間して前記上部電極上に配置しており、隣接する柱状部の間に前記不活性流体が介在していることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の発光装置。 And spaced columnar portion of the optical waveguide member is mutually disposed on the upper electrode, claim, characterized in that the between the columnar portion adjacent inert fluid is interposed 1 to claim 5 The light emitting device according to any one of the above. 前記光導波路部材の柱状部が、前記下部電極と、前記エレクトロルミネッセンス層と、前記上部電極とが重なって構成される発光領域の30%以上を占める領域に設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の発光装置。 The columnar portion of the optical waveguide member is provided in a region occupying 30% or more of a light emitting region configured by overlapping the lower electrode, the electroluminescence layer, and the upper electrode. The light emitting device according to any one of claims 1 to 6 . 前記光導波路部材の柱状部の先端が凸状であることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の発光装置。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 7 , wherein a tip of the columnar portion of the optical waveguide member is convex. 前記上部電極と前記光導波路部材との間にバッファ層が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の発光装置。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the buffer layer is provided between the optical waveguide member and the upper electrode. 前記光導波路部材の柱状部の先端と前記封止基板との間に接着層が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の発光装置。 The light emitting device according to the adhesive layer is provided on any one of claims 1 to 9, wherein between the tip and the encapsulation substrate of the columnar portion of the optical waveguide member. 支持基板上に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極上にエレクトロルミネッセンス層を形成する工程と、
前記エレクトロルミネッセンス層上に上部電極を形成する工程と、
前記上部電極上に柱状に延出し、柱状部のアスペクト比(高さ/幅)が2より大きく、アルカリ金属ハロゲン化物の光導波路部材を真空成膜によって形成する工程と、
前記光導波路部材の上に封止基板を設けて封止するとともに、該封止基板と前記支持基板との間の空間に不活性流体を充填する工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
Forming a lower electrode on the support substrate;
Forming an electroluminescence layer on the lower electrode;
Forming an upper electrode on the electroluminescent layer;
And extending columnar on the upper electrode, the aspect ratio of the columnar portion (height / width) is greater than 2, and forming by vacuum deposition of the optical waveguide member of an alkali metal halide,
Providing a sealing substrate on the optical waveguide member for sealing, and filling a space between the sealing substrate and the support substrate with an inert fluid;
A method for manufacturing a light-emitting device, comprising:
前記下部電極と、前記エレクトロルミネッセンス層と、前記上部電極を、気相堆積で形成することを特徴とする請求項11に記載の発光装置の製造方法。 The method of manufacturing a light emitting device according to claim 11 , wherein the lower electrode, the electroluminescence layer, and the upper electrode are formed by vapor deposition.
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