JP6843727B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
第1反射面と第1発光層の発光中心との光学距離をL11、第1反射面と第2発光層の発光中心との光学距離をL21、第2反射面と第1発光層の発光中心との光学距離をL12、第2反射面と第2発光層の発光中心との光学距離をL22、第1発光層の発光スペクトルの中心波長をλ1、第2発光層の発光スペクトルの中心波長をλ2としたとき、L11、L21、L12およびL22は以下の式(1)〜(8)を満たす。
第3反射面と第1発光層の発光中心との光学距離をL13、第3反射面と第2発光層の発光中心との光学距離をL23としたとき、L13およびL23は以下の式(13)〜(16)を満たす。
2L11/λ11+a1/(2π)=m1(ただし、m1≧0)・・・・・(1)
λ1−150<λ11<λ1+80・・・・・(2)
2L21/λ21+c1/(2π)=n1(ただし、n1≧0)・・・・・(3)
λ2−150<λ21<λ2+80・・・・・(4)
2L12/λ12+a2/(2π)=m2・・・・・(5)
λ1−80<λ12<λ1+80・・・・・(6)
2L22/λ22+c2/(2π)=n2・・・・・(7)
λ2−80<λ22<λ2+80・・・・・(8)
2L13/λ13+a3/(2π)=m3・・・・・(13)
λ1−150<λ13<λ1+150・・・・・(14)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3・・・・・(15)
λ2−150<λ23<λ2+150・・・・・(16)
ただし、m1、n1、m2、n2、m3、n3:整数
λ1、λ2、λ11、λ12、λ13、λ21、λ22およびλ23の単位:nm
a1:第1発光層から出射された各波長の光が第1反射面で反射する際の位相変化
c1:第2発光層から出射された各波長の光が第1反射面で反射する際の位相変化
a2:第1発光層から出射された各波長の光が第2反射面で反射する際の位相変化
c2:第2発光層から出射された各波長の光が第2反射面で反射する際の位相変化
a3:第1発光層から出射された各波長の光が第3反射面で反射する際の位相変化
c3:第2発光層から出射された各波長の光が第3反射面で反射する際の位相変化
1.第1の実施の形態(第2反射面近傍に第3反射面を有する発光装置)
2.変形例1(第3反射面で光を強め合うように反射する例)
3.変形例2(下面発光型の発光装置の例)
4.第2の実施の形態(第3反射面に加えて第4反射面および第5反射面を有する発光装置)
5.変形例3(第6反射面を有する発光装置の例)
6.適用例1(表示装置および電子機器の例)
7.適用例2(照明装置の例)
[構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る発光装置(発光装置1)の要部の断面構成を表している。この発光装置1は基板11上に、赤色有機EL素子10R、緑色有機EL素子10Gおよび青色有機EL素子10Bを有している。赤色有機EL素子10R、緑色有機EL素子10Gおよび青色有機EL素子10Bは、基板11の互いに異なる領域(平面視で重ならない領域)に配置されている。
λ1−150<λ11<λ1+80・・・・・(2)
2L21/λ21+c1/(2π)=n1(ただし、n1≧0)・・・・・(3)
λ2−150<λ21<λ2+80・・・・・(4)
2L31/λ31+b1/(2π)=p1(ただし、p1≧0)・・・・・(25)
λ3−150<λ31<λ3+80・・・・・(26)
ただし、m1、n1、p1:整数
λ1、λ2、λ3、λ11、λ21およびλ31の単位:nm
a1:赤色発光層131Rから出射された各波長の光が第1反射面S1Rで反射する際の位相変化
c1:青色発光層131Bから出射された各波長の光が第1反射面S1Bで反射する際の位相変化
b1:緑色発光層131Gから出射された各波長の光が第1反射面S1Gで反射する際の位相変化
λ1−150=450<λ11=600<λ1+80=680・・・・・(28)
λ1−80<λ12<λ1+80・・・・・(6)
2L22/λ22+c2/(2π)=n2・・・・・(7)
λ2−80<λ22<λ2+80・・・・・(8)
2L32/λ32+b2/(2π)=p2・・・・・(29)
λ3−80<λ32<λ3+80・・・・・(30)
ただし、m2、n2、p2:整数
λ1、λ2、λ3、λ12、λ22、およびλ32の単位:nm
a2:赤色発光層131Rから出射された各波長の光が第2反射面S2Rで反射する際の位相変化
c2:青色発光層131Bから出射された各波長の光が第2反射面S2Bで反射する際の位相変化
b2:緑色発光層131Gから出射された各波長の光が第2反射面S2Gで反射する際の位相変化
|L22−L23|≦(λ2)/4・・・・・(32)
|L32−L33|≦(λ3)/4・・・・・(33)
λ1、λ2およびλ3の単位:nm
λ1−150<λ13<λ1+150・・・・・(10)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3+1/2・・・・・(11)
λ2−150<λ23<λ2+150・・・・・(12)
2L33/λ33+b3/(2π)=p3+1/2・・・・・(34)
λ3−150<λ33<λ3+150・・・・・(35)
ただし、m3、n3、p3:整数
λ1、λ2、λ3、λ13、λ23およびλ33の単位:nm
a3:赤色発光層131Rから出射された各波長の光が第3反射面S3Rで反射する際の位相変化
c3:青色発光層131Bから出射された各波長の光が第3反射面S3Bで反射する際の位相変化
b3:緑色発光層131Gから出射された各波長の光が第3反射面S3Gで反射する際の位相変化
上記のような発光装置1では、赤色有機EL素子10R,緑色有機EL素子10G,青色有機EL素子10Bの各発光層(赤色発光層131R,緑色発光層131G,青色発光層131B)に第1電極12と第2電極15R,15G,15Bを通じて駆動電流が注入されると、各発光層において正孔と電子とが再結合して励起子を生じ、発光が起こる。
発光装置1では、第3反射面S3R,S3B,S3Gで赤色有機EL素子10R、青色有機EL素子10Bおよび緑色有機EL素子10Gの共振効果を一様に強めるようにしてもよい。
λ1−150<λ13<λ1+150・・・・・(14)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3・・・・・(15)
λ2−150<λ23<λ2+150・・・・・(16)
2L33/λ33+b3/(2π)=p3・・・・・(36)
λ3−150<λ33<λ3+150・・・・・(37)
ただし、m3、n3、p3:整数
λ1、λ2、λ3、λ13、λ23およびλ33の単位:nm
a3:赤色発光層131Rから出射された各波長の光が第3反射面S3Rで反射する際の位相変化
c3:青色発光層131Bから出射された各波長の光が第3反射面S3Bで反射する際の位相変化
b3:緑色発光層131Gから出射された各波長の光が第3反射面S3Gで反射する際の位相変化
図9は、上記第1の実施の形態の変形例2に係る発光装置(発光装置1A)の断面構成を模式的に表したものである。この発光装置1Aに設けられた赤色有機EL素子(赤色有機EL素子10RA)は、基板11上に、第2透明層16R、第2電極15R、第1透明層14R、赤色有機層13Rおよび第1電極12をこの順に有している。換言すれば、赤色有機EL素子10RAには、基板11側から、第2反射面S2R、第3反射面S3Rおよび第1反射面S1Rがこの順に設けられている。発光装置1Aの緑色有機EL素子および青色有機EL素子も、赤色有機EL素子10RAと同様の構成を有している。即ち、発光装置1Aは、下面発光型の発光装置であり、基板11側から光を取り出すように構成されている。
図10は、第2の実施の形態に係る発光装置(発光装置5)の断面構成を模式的に表したものである。この発光装置5は、赤色有機EL素子(赤色有機EL素子50R)、緑色有機EL素子(緑色有機EL素子50G)および青色有機EL素子(青色有機EL素子50B)を有している。この赤色有機EL素子50R、緑色有機EL素子50Gおよび青色有機EL素子50Bは、第2透明層16R,16G,16B上に、第3透明層(第3透明層17R,17G,17B)および第4透明層(第4透明層18R,18G,18B)をこの順に有している。発光装置5では、第4透明層18R,18G,18B側から各色の光(赤色光LR,緑色光LG,青色光LB)が取り出される。この点を除き、発光装置5は上記第1の実施の形態の発光装置1と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
2L15/λ15+a5/(2π)=m5+1/2・・・・・(18)
λ1−150<λ14<λ1+150・・・・・(19)
λ1−150<λ15<λ1+150・・・・・(20)
2L24/λ24+c4/(2π)=n4・・・・・(21)
2L25/λ25+c5/(2π)=n5・・・・・(22)
λ2−150<λ24<λ2+150・・・・・(23)
λ2−150<λ25<λ2+150・・・・・(24)
2L34/λ34+b4/(2π)=p4・・・・・(38)
2L35/λ35+b5/(2π)=p5・・・・・(39)
λ3−150<λ34<λ3+150・・・・・(40)
λ3−150<λ35<λ3+150・・・・・(41)
ただし、m4、m5、n4、n5、p4、p5:整数
λ1、λ2、λ3、λ14、λ15、λ24、λ25、λ34およびλ35の単位:nm
a4:赤色発光層131Rから出射された各波長の光が第4反射面S4Rで反射する際の位相変化
a5:赤色発光層131Rから出射された各波長の光が第5反射面S5Rで反射する際の位相変化
c4:青色発光層131Bから出射された各波長の光が第4反射面S4Bで反射する際の位相変化
c5:青色発光層131Bから出射された各波長の光が第5反射面S5Bで反射する際の位相変化
b4:緑色発光層131Gから出射された各波長の光が第4反射面S4Gで反射する際の位相変化
b5:緑色発光層131Gから出射された各波長の光が第5反射面S5Gで反射する際の位相変化
図15は、上記第2の実施の形態の変形例(変形例3)に係る赤色有機EL素子50Rの断面構成を模式的に表したものである。この赤色有機EL素子50Rは、第1反射面S1R〜第5反射面S5Rに加えて、第6反射面(第6反射面S6R)を有している。赤色有機EL素子50Rは、例えば、第2電極15Rと第2透明層16Rとの間に、第5透明層(第5透明層19R)を有している。
上記実施の形態等において説明した発光装置1,1A,5は、例えば表示装置(後述の図16の表示装置2)に適用することができる。視野角特性の高い発光装置1,1A,5を表示装置に適用することにより、輝度および色相の角度依存性が小さくなり、高画質を実現可能となる。
表示装置2は、様々なタイプの電子機器に用いることができる。図19に、電子機器3の機能ブロック構成を示す。電子機器3としては、例えばテレビジョン装置、パーソナルコンピュータ(PC)、スマートフォン、タブレット型PC、携帯電話機、デジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラ等が挙げられる。
上記実施の形態等において説明した発光装置1,1A,5は、例えば照明装置(後述の図20の照明部410)に適用することができる。発光装置1,1A,5は、卓上用もしくは床置き用の照明装置、または、室内用の照明装置など、あらゆる分野の照明装置の光源に適用することが可能である。
(1)
第1反射面と、
前記第1反射面に対向する第2反射面と、
前記第1反射面と前記第2反射面との間に設けられ、波長λの光を出射する発光層と、
前記第2反射面に対向するとともに、前記第2反射面との距離がλ/4以内の位置に配置された第3反射面と
を備えた発光装置。
(2)
更に、異なる屈折率を有するとともに、互いに積層された低屈折率層および高屈折率層を有し、
前記第3反射面は、前記低屈折率層および前記高屈折率層の界面である
前記(1)に記載の発光装置。
(3)
前記発光層は、
第1発光層と、
前記第1発光層と異なる領域に設けられた第2発光層とを含み、
前記第1反射面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL11、前記第1反射面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL21、前記第2反射面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL12、前記第2反射面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL22、前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長をλ1、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長をλ2としたとき、L11、L21、L12およびL22は以下の式(1)〜(8)を満たす
前記(1)または(2)に記載の発光装置。
2L11/λ11+a1/(2π)=m1(ただし、m1≧0)・・・・・(1)
λ1−150<λ11<λ1+80・・・・・(2)
2L21/λ21+c1/(2π)=n1(ただし、n1≧0)・・・・・(3)
λ2−150<λ21<λ2+80・・・・・(4)
2L12/λ12+a2/(2π)=m2・・・・・(5)
λ1−80<λ12<λ1+80・・・・・(6)
2L22/λ22+c2/(2π)=n2・・・・・(7)
λ2−80<λ22<λ2+80・・・・・(8)
ただし、m1、n1、m2、n2:整数
λ1、λ2、λ11、λ21、λ12およびλ22の単位:nm
a1:第1発光層から出射された各波長の光が第1反射面で反射する際の位相変化
c1:第2発光層から出射された各波長の光が第1反射面で反射する際の位相変化
a2:第1発光層から出射された各波長の光が第2反射面で反射する際の位相変化
c2:第2発光層から出射された各波長の光が第2反射面で反射する際の位相変化
(4)
前記第3反射面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL13、前記第3反射面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL23としたとき、L13およびL23は以下の式(9)〜(12)を満たす
前記(3)に記載の発光装置。
2L13/λ13+a3/(2π)=m3+1/2・・・・・(9)
λ1−150<λ13<λ1+150・・・・・(10)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3+1/2・・・・・(11)
λ2−150<λ23<λ2+150・・・・・(12)
ただし、m3、n3:整数
λ1、λ2、λ13およびλ23の単位:nm
a3:第1発光層から出射された各波長の光が第3反射面で反射する際の位相変化
c3:第2発光層から出射された各波長の光が第3反射面で反射する際の位相変化
(5)
前記第3反射面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL13、前記第3反射面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL23としたとき、L13およびL23は以下の式(13)〜(16)を満たす
前記(3)に記載の発光装置。
2L13/λ13+a3/(2π)=m3・・・・・(13)
λ1−150<λ13<λ1+150・・・・・(14)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3・・・・・(15)
λ2−150<λ23<λ2+150・・・・・(16)
ただし、m3、n3:整数
λ1、λ2、λ13およびλ23の単位:nm
a3:第1発光層から出射された各波長の光が第3反射面で反射する際の位相変化
c3:第2発光層から出射された各波長の光が第3反射面で反射する際の位相変化
(6)
更に、前記第1反射面と前記発光層との間に設けられた第1電極と、
前記発光層を間にして前記第1電極に対向する第2電極とを有する
前記(1)ないし(5)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(7)
更に、基板を含み、
前記基板に近い位置から順に、前記第1電極と、前記発光層と、前記第2電極とが設けられている
前記(6)に記載の発光装置。
(8)
更に、基板を含み、
前記基板に近い位置から順に、前記第2電極と、前記発光層と、前記第1電極とが設けられている
前記(6)に記載の発光装置。
(9)
更に、前記発光層を含む有機層を有する
前記(1)ないし(8)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(10)
前記発光層は印刷層である
前記(9)に記載の発光装置。
(11)
更に、前記有機層と前記第2反射面との間に設けられ、金属酸化物を含む高抵抗層を有し、
前記第3反射面は、前記有機層と前記高抵抗層との界面である
前記(9)または(10)に記載の発光装置。
(12)
更に、前記第2反射面を間にして前記発光層に対向する第4反射面と、
前記第4反射面を間にして前記第2反射面に対向する第5反射面とを有する
前記(3)ないし(5)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(13)
前記第4反射面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL14、前記第5反射面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL15としたとき、L14およびL15は以下の式(17)〜(20)を満たす
前記(12)に記載の発光装置。
2L14/λ14+a4/(2π)=m4+1/2・・・・・(17)
2L15/λ15+a5/(2π)=m5+1/2・・・・・(18)
λ1−150<λ14<λ1+150・・・・・(19)
λ1−150<λ15<λ1+150・・・・・(20)
ただし、m4、m5:整数
λ1、λ14およびλ15の単位:nm
a4:第1発光層から出射された各波長の光が第4反射面で反射する際の位相変化
a5:第1発光層から出射された各波長の光が第5反射面で反射する際の位相変化
(14)
前記第4反射面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL24、前記第5反射面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL25としたとき、L24およびL25は以下の式(21)〜(24)を満たす
前記(12)または(13)に記載の発光装置。
2L24/λ24+c4/(2π)=n4・・・・・(21)
2L25/λ25+c5/(2π)=n5・・・・・(22)
λ2−150<λ24<λ2+150・・・・・(23)
λ2−150<λ25<λ2+150・・・・・(24)
ただし、n4、n5:整数
λ2、λ24およびλ25の単位:nm
c4:第2発光層から出射された各波長の光が第4反射面で反射する際の位相変化
c5:第2発光層から出射された各波長の光が第5反射面で反射する際の位相変化
(15)
更に、前記第2反射面と前記第4反射面との間、前記第4反射面と前記第5反射面との間および、前記第5反射面を間にして前記第4反射面に対向する位置の少なくともいずれか1つに第6反射面を有する
前記(12)ないし(14)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
Claims (10)
- 第1反射面と、
前記第1反射面に対向する第2反射面と、
前記第1反射面と前記第2反射面との間に設けられ、波長λの光を出射する発光層と、
前記第2反射面に対向するとともに、前記第2反射面との距離がλ/4以内の位置に配置された第3反射面と
を備え、
前記発光層は、
第1発光層と、
前記第1発光層と異なる領域に設けられた第2発光層とを含み、
前記第1反射面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL11、前記第1反射面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL21、前記第2反射面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL12、前記第2反射面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL22、前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長をλ1、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長をλ2としたとき、L11、L21、L12およびL22は以下の式(1)〜(8)を満たし、
前記第3反射面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL13、前記第3反射面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL23としたとき、L13およびL23は以下の式(13)〜(16)を満たす
発光装置。
2L11/λ11+a1/(2π)=m1(ただし、m1≧0)・・・・・(1)
λ1−150<λ11<λ1+80・・・・・(2)
2L21/λ21+c1/(2π)=n1(ただし、n1≧0)・・・・・(3)
λ2−150<λ21<λ2+80・・・・・(4)
2L12/λ12+a2/(2π)=m2・・・・・(5)
λ1−80<λ12<λ1+80・・・・・(6)
2L22/λ22+c2/(2π)=n2・・・・・(7)
λ2−80<λ22<λ2+80・・・・・(8)
2L13/λ13+a3/(2π)=m3・・・・・(13)
λ1−150<λ13<λ1+150・・・・・(14)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3・・・・・(15)
λ2−150<λ23<λ2+150・・・・・(16)
ただし、m1、n1、m2、n2、m3、n3:整数
λ1、λ2、λ11、λ12、λ13、λ21、λ22およびλ23の単位:nm
a1:第1発光層から出射された各波長の光が第1反射面で反射する際の位相変化
c1:第2発光層から出射された各波長の光が第1反射面で反射する際の位相変化
a2:第1発光層から出射された各波長の光が第2反射面で反射する際の位相変化
c2:第2発光層から出射された各波長の光が第2反射面で反射する際の位相変化
a3:第1発光層から出射された各波長の光が第3反射面で反射する際の位相変化
c3:第2発光層から出射された各波長の光が第3反射面で反射する際の位相変化 - 更に、異なる屈折率を有するとともに、互いに積層された低屈折率層および高屈折率層を有し、
前記第3反射面は、前記低屈折率層および前記高屈折率層の界面である
請求項1に記載の発光装置。 - 更に、基板を含み、
前記基板に近い位置から順に、第1電極と、前記発光層と、第2電極とが設けられている
請求項1または請求項2に記載の発光装置。 - 更に、前記発光層を含む有機層を有する
請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の発光装置。 - 前記発光層は印刷層である
請求項4に記載の発光装置。 - 更に、前記有機層と前記第2反射面との間に設けられ、金属酸化物を含む高抵抗層を有し、
前記第3反射面は、前記有機層と前記高抵抗層との界面である
請求項4または請求項5に記載の発光装置。 - 更に、前記第2反射面を間にして前記発光層に対向する第4反射面と、
前記第4反射面を間にして前記第2反射面に対向する第5反射面とを有する
請求項1に記載の発光装置。 - 前記第4反射面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL14、前記第5反射面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL15としたとき、L14およびL15は以下の式(17)〜(20)を満たす
請求項7に記載の発光装置。
2L14/λ14+a4/(2π)=m4+1/2・・・・・(17)
2L15/λ15+a5/(2π)=m5+1/2・・・・・(18)
λ1−150<λ14<λ1+150・・・・・(19)
λ1−150<λ15<λ1+150・・・・・(20)
ただし、m4、m5:整数
λ1、λ14およびλ15の単位:nm
a4:第1発光層から出射された各波長の光が第4反射面で反射する際の位相変化
a5:第1発光層から出射された各波長の光が第5反射面で反射する際の位相変化 - 前記第4反射面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL24、前記第5反射面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL25としたとき、L24およびL25は以下の式(21)〜(24)を満たす
請求項7または請求項8に記載の発光装置。
2L24/λ24+c4/(2π)=n4・・・・・(21)
2L25/λ25+c5/(2π)=n5・・・・・(22)
λ2−150<λ24<λ2+150・・・・・(23)
λ2−150<λ25<λ2+150・・・・・(24)
ただし、n4、n5:整数
λ2、λ24およびλ25の単位:nm
c4:第2発光層から出射された各波長の光が第4反射面で反射する際の位相変化
c5:第2発光層から出射された各波長の光が第5反射面で反射する際の位相変化 - 更に、前記第2反射面と前記第4反射面との間、前記第4反射面と前記第5反射面との間および、前記第5反射面を間にして前記第4反射面に対向する位置の少なくともいずれか1つに第6反射面を有する
請求項7ないし請求項9のいずれか一項に記載の発光装置。
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