WO2005017860A1 - 光学デバイス及び有機ｅｌディスプレイ - Google Patents

光学デバイス及び有機ｅｌディスプレイ Download PDF

Info

Publication number
WO2005017860A1
WO2005017860A1 PCT/JP2004/011615 JP2004011615W WO2005017860A1 WO 2005017860 A1 WO2005017860 A1 WO 2005017860A1 JP 2004011615 W JP2004011615 W JP 2004011615W WO 2005017860 A1 WO2005017860 A1 WO 2005017860A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
organic
diffraction grating
layer
facing
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/011615
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Satoshi Okutani
Tsuyoshi Uemura
Hirofumi Kubota
Naotada Okada
Junichi Tonotani
Keiji Suzuki
Hideki Ookawa
Original Assignee
Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd.
Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd., Kabushiki Kaisha Toshiba filed Critical Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd.
Priority to EP04771590A priority Critical patent/EP1655706A1/en
Priority to CNA2004800163605A priority patent/CN1806270A/zh
Priority to KR1020057023826A priority patent/KR100753256B1/ko
Publication of WO2005017860A1 publication Critical patent/WO2005017860A1/ja
Priority to US11/270,510 priority patent/US7573193B2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/877—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/854—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/22—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/858—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/879—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

　内部で繰返し反射干渉が生じる第１導波層（４１，４２）と、第１導波層（４１，４２）と向き合った背面と光出射面としての前面とを有する第２導波層（１０）と、第２導波層（１０）の背面側に配置され、第１導波層（４１，４２）と向き合った回折格子（３０）とを含み、回折格子（３０）の格子定数は、第１導波層（４１，４２）内で多重反射しながら面内方向に伝播する光のうち最大強度の光が回折格子（３０）に入射することによって生じる１次回折光が第２導波層（１０）を出射できるように定められている光学デバイス（１）が提供される。

Description

明 細 書
光学デバイス及び有機 ELディスプレイ
技術分野
[0001] 本発明は、有機 EL (エレクト口ルミ '等の光学デバイスに関す る。
背景技術
[0002] 有機 ELディスプレイは自己発光ディスプレイであるため、視野角が広ぐ応答速度 が速い。また、バックライトが不要であるため、薄型軽量ィ匕が可能である。これらの理 由から、近年、有機 ELディスプレイは、液晶ディスプレイに代わるディスプレイとして 注目されている。
[0003] 有機 ELディスプレイの主要部である有機 EL素子は、光透過性の前面電極と、これ と対向した光反射性又は光透過性の背面電極と、それらの間に介在するとともに発 光層を含んだ有機物層とで構成されている。有機 EL素子は、有機物層に電気を流 すことにより発光する電荷注入型の発光素子である。
[0004] 有機 ELディスプレイで表示を行うためには、発光層が放出する光を前面電極から 出射させる必要がある。し力 ながら、素子内で前面側へと進行する光のうち広角側 へと進行する光は、前面電極界面で全反射される。そのため、有機物層が放出する 光の多くを有機 EL素子の外部に取り出すことができなレ、。
[0005] 有機 ELディスプレイを例に説明した通り、各画素が発光素子を含んだディスプレイ には、発光素子の光取り出し効率が不十分であるという問題がある。加えて、本発明 者らは、本発明を為すに際し、そのようなディスプレイの発光効率には、発光素子の 光取り出し効率だけでなぐ他の要因も大きく作用していることを見出している。
発明の開示
[0006] 本発明の目的は、有機 ELディスプレイ等の光学デバイスの発光効率を高めること にある。
[0007] 本発明の第 1側面によると、内部で繰返し反射干渉が生じる第 1導波層と、前記第 1導波層と向き合った背面と光出射面としての前面とを備えた第 2導波層と、前記第 2 導波層の背面側に配置され、前記第 1導波層と向き合った回折格子とを具備し、前 記回折格子の格子定数は、第 1導波層内で多重反射しながら面内方向に伝播する 光のうち最大強度の光が前記回折格子に入射することによって生じる 1次回折光が 前記第 2導波層を出射できるように定められている光学デバイスが提供される。
[0008] 本発明の第 2側面によると、前面電極と、前記前面電極と向き合った背面電極と、 前記前面及び背面電極間に介在するとともに発光層を含んだ光活性層とを備えた 発光素子と、前記前面電極と向き合った背面と光出射面としての前面とを備えた光 透過性の絶縁層と、前記絶縁層の背面側に配置され、前記発光素子と向き合った回 折格子とを具備し、前記回折格子の格子定数は、前記発光素子が放出し且つ前記 絶縁層よりも背面側で多重反射しながら面内方向に伝播する光のうち最大強度の光 が前記回折格子に入射することによって生じる 1次回折光が前記絶縁層を出射でき るように定められてレ、る光学デバイスが提供される。
[0009] 本発明の第 3側面によると、前面電極と、前記前面電極と向き合った背面電極と、 前記前面及び背面電極間に介在するとともに発光層を含んだ有機物層とを備えた 有機 EL素子と、前記前面電極と向き合った背面と光出射面としての前面とを備えた 光透過性の絶縁層と、前記絶縁層の背面側に配置され、前記有機 EL素子と向き合 つた回折格子とを具備し、前記回折格子の格子定数は、前記有機 EL素子が放出し 且つ前記絶縁層よりも背面側で多重反射しながら面内方向に伝播する光のうち最大 強度の光が前記回折格子に入射することによって生じる 1次回折光が前記絶縁層を 出射できるように定められている有機 ELディスプレイが提供される。
[0010] 本発明の第 4側面によると、光が伝播する第 1導波層と、前記第 1導波層と向き合つ た背面と光出射面としての前面とを備えた第 2導波層と、前記第 2導波層の背面側に 配置され、前記第 1導波層と向き合った回折格子とを具備し、前記回折格子の格子 定数は、前記第 1導波層を出射して前記第 2導波層に入射した光が前記第 2導波層 の前面で全反射されるのを抑制するように定められている光学デバイスが提供される 図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の第 1態様に係る有機 ELディスプレイを概略的に示す部分断面図。 [図 2]図 1の有機 ELディスプレイについて得られた回折格子の格子定数と 1次回折光 の透明基板と外界との界面への入射角との関係を示すグラフ。
[図 3]図 1の有機 ELディスプレイについて得られた回折格子の格子定数と有機物層 と前面電極との積層体の屈折率との関係を示すグラフ。
[図 4]図 1の有機 ELディスプレイについて得られた回折格子の格子定数と有機 EL素 子が放出する光の波長との関係の一例を示すグラフ。
[図 5]図 1の有機 ELディスプレイについて得られた回折格子の格子定数と有機 EL素 子が放出する光の波長との関係の他の例を示すグラフ。
[図 6]1次回折光の透明基板と外界との界面への入射角を 0° とする条件を示すダラ フ。
[図 7]図 1の有機 ELディスプレイの変形例を概略的に示す部分断面図。
[図 8]本発明の第 2態様に係る有機 ELディスプレイを概略的に示す断面図。
[図 9]図 8の有機 ELディスプレイの変形例を概略的に示す断面図。
[図 10]回折格子の作成方法の一例を概略的に示す断面図。
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、本発明の態様について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において 、同様又は類似する機能を有する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する 説明は省略する。
[0013] 図 1は、本発明の第 1態様に係る光学デバイスを概略的に示す部分断面図である。
図 1では、光学デバイスの一例として、自発光デバイス、ここでは有機 ELディスプレイ 1を描いている。また、図 1では、有機 ELディスプレイ 1を、その表示面，すなわち前 面，が下方を向き、背面が上方を向くように描いている。
[0014] この有機 ELディスプレイ 1は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した下面発光 型の有機 ELディスプレイである。この有機 ELディスプレイ 1は、光透過性絶縁層とし て、例えば、ガラス基板のような透明基板 10を含んでいる。
[0015] 透明基板 10上では、複数の画素がマトリクス状に配列している。各画素は、例えば 、一対の電源端子間で直列に接続された素子制御回路（図示せず）、出力スィッチ 2 0、及び有機 EL素子 40と、画素スィッチ（図示せず）とを含んでいる。素子制御回路 は、その制御端子が画素スィッチを介して映像信号線（図示せず）に接続されており
、映像信号線から供給される映像信号に対応した大きさの電流を出力スィッチ 20を 介して有機 EL素子 40へ出力する。また、画素スィッチの制御端子は走査信号線（図 示せず）に接続されており、走查信号線から供給される走查信号により ONZOFFが 制御される。なお、これら画素には、他の構造を採用することも可能である。
[0016] 基板 10上には、アンダーコート層 12として、例えば、 SiN層と SiO層とが順次積
X X
層されている。アンダーコート層 12上には、例えばチャネル及びソース'ドレインが形 成されたポリシリコン層である半導体層 13、例えば TE〇S (TetraEthyl OrthoSilicate) などを用いて形成され得るゲート絶縁膜 14、及び例えば MoWなどからなるゲート電 極 15が順次積層されており、それらはトップゲート型の薄膜トランジスタ（以下、 TFT という）を構成している。この例では、このような TFTは、画素スィッチ 20、出カスイツ チ、素子制御回路の TFTとして利用している。また、ゲート絶縁膜 14上には、ゲート 電極 15と同一の工程で形成可能な走査信号線（図示せず）がさらに設けられている
[0017] ゲート絶縁膜 14及びゲート電極 15上には、例えばプラズマ CVD法などにより成膜 された SiOなどからなる層間絶縁膜 17が設けられている。層間絶縁膜 17上にはソ
X
ース'ドレイン電極 21が設けられており、それらは、例えば SiNなど力 なるパッシベ
X
ーシヨン膜 18で坦め込まれている。ソース'ドレイン電極 21は、例えば、 Mo/Al/ Moの三層構造を有しており、層間絶縁膜 17に設けられたコンタクトホールを介して TFTのソース'ドレインに電気的に接続されている。また、層間絶縁膜 17上には、ソ ース'ドレイン電極 21と同一の工程で形成可能な映像信号線（図示せず）がさらに設 けられている。
[0018] パッシベーシヨン膜 18上には、回折格子 30が設けられている。ここでは、一例とし て、回折格子 30には、第 1導波層側の面，すなわち、有機 EL素子 40と接する面，に 所定パターンの凹部が設けられるとともに、第 1導波層とは光学特性が異なる材料で 構成したものを用いている。この回折格子 30には、例えば、レジストやポリイミド等の 有機絶縁材料を用いることができる。回折格子 30の表面に設けるパターンには、例 えば、ストライプ状や格子状などのように様々な設計が可能である。また、回折格子 3 0としては、絶縁層に貫通孔又は凹部を設けたものを使用してもよい。例えば、凹部 又は貫通孔が設けられた第 1部分と、それら第 1部分が形成する凹部又は貫通孔を 坦め込み且つ第 1部分とは光学特性が異なる第 2部分とで構成してもよい。これらパ ッシベーシヨン膜 18及び回折格子 30には、ドレイン電極 21に連通する貫通孔が設 けられている。
[0019] 回折格子 30上には、光透過性の前面電極 41が互いに離間して並置されている。
前面電極 41は、この例では陽極であり、例えば、 ITO (Indium Tin Oxide)のような透 明導電性酸化物などからなる。前面電極 41は、パッシベーシヨン膜 18及び回折格子 30に設けられた貫通孔を介してドレイン電極 21に電気的に接続されている。
[0020] 回折格子 30上には、さらに、隔壁絶縁層 50が設けられている。この隔壁絶縁層 50 には、前面電極 41に対応した位置に貫通孔が設けられている。隔壁絶縁層 50は、 例えば、有機絶縁層であり、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。
[0021] 隔壁絶縁層 50の貫通孔内で露出した前面電極 41上には、発光層 42aを含んだ有 機物層 42が設けられている。発光層 42aは、例えば、発光色が赤色、緑色、又は青 色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。この有機物層 42は、発光層 42 a以外の層をさらに含むことができる。例えば、有機物層 42は、前面電極 41から発光 層 42aへの正孔の注入を媒介する役割を果たすバッファ層 42bをさらに含むことがで きる。また、有機物層 42は、正孔輸送層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注 入層などもさらに含むことができる。
[0022] 隔壁絶縁層 50及び有機物層 42上には、光反射性の背面電極 43が設けられてい る。背面電極 43は、この例では、各画素共通に連続して設けられた陰極である。背 面電極 43は、パッシベーシヨン膜 18、回折格子 30及び隔壁絶縁層 50に設けられた コンタクトホール（図示せず）を介して、映像信号線と同一の層上に形成された電極 配線に電気的に接続されている。それぞれの有機 EL素子 40は、これら前面電極 41 、有機物層 42、及び背面電極 43で構成されている。
[0023] なお、図 1に示す有機 ELディスプレイ 1は、通常、背面電極 43と対向した封止基板
(図示せず）と、その背面電極 43との対向面周縁に沿って設けられたシール層（図示 せず）とをさらに備えており、それにより、背面電極 43と封止基板との間に密閉された 空間を形成している。この空間は、例えば、 Arガスなどの希ガスや N2ガスのような不 活性ガスで満たされ得る。
[0024] また、この有機 ELディスプレイ 1は、透明基板 10の外側，すなわち前面側，に、光 散乱層 60をさらに備えている。なお、透明基板 10と光散乱層 60との間には、偏光板 を配置してもよレ、。また、光散乱層 60上には、 ND (Neutra卜 Density)フィルタを配置 してもよい。
[0025] さて、本発明者らは、有機 ELディスプレイの発光効率を高めるべく鋭意研究を重ね た結果、以下の事実を見出した。
[0026] 有機 ELディスプレイの発光効率には、有機 EL素子の光取り出し効率だけでなぐ 他の要因も大きく作用している。すなわち、例え、有機 EL素子から高い効率で光を 取り出すことができたとしても、有機 EL素子に対して前面側に配置される光透過性 絶縁層から高い効率で光を取り出すことができない限り、有機 ELディスプレイの発光 効率を十分には高められない。換言すれば、有機 ELディスプレイの発光効率を十分 に高めるためには、光透過性絶縁層に入射した光が光透過性絶縁層と外界 (典型的 には空気）との界面で全反射されるのを十分に抑制することが必要である。つまり、第 1導波層（ここでは、前面電極 41と有機物層 42との積層体)から第 2導波層（ここでは 、基板 10などの光透過性絶縁層）へ入射した光が第 2導波層の光出射面で全反射 されるのを抑制することが重要である。
[0027] 本発明者らの調査によれば、光透過性絶縁層に入射した光が光透過性絶縁層と 外界との界面で全反射されるのを十分に抑制するためには、光透過性絶縁層に入 射させる光を光透過透過性絶縁層と外界との臨界角度以内であり且つ指向性が極 めて高くなければならないことが分かっている。具体的には、十分な視野角を実現す るために光散乱層の使用が必要となるほどまで光の指向性を高めなければならず、 したがって、光透過性絶縁層に入射させる光の指向性を回折格子を利用して十分に 高めるには、その格子定数を非常に狭く設定する必要がある。
[0028] なお、有機 EL素子の発光層自体は全方位に光を放出するため、本来、有機 ELデ イスプレイでは広視野角を実現するうえで光散乱層は不要である。このような背景の もと、従来の有機 ELディスプレイでは、光散乱層は使用せず、また、有機 EL素子に 対して観察者側に配置する光透過性絶縁層から指向性の高い光を出射させることも なかった。
[0029] また、本発明者らは、多重反射及び多重干渉，すなわち「繰返し反射干渉」，を考 慮する必要があることを見出した。なお、「繰返し反射干渉」は、光線の一部が反射面 ,ここでは平行平面状の反射面，間で何回も反射するために起こる干渉である。
[0030] 前面電極 41と有機物層 42との積層体のように非常に薄い層では繰返し反射干渉 を生じるため、先の積層体内を進行する光のうち、或る方向に進行する光は強め合 レ、、他の方向に進行する光は弱め合う。すなわち、この積層体の両主面間で反射を 繰り返して膜面方向へと伝播する光は、その進行方向が規制される。したがって、有 機 ELディスプレイの発光効率を高めるためには、先の積層体内を多重反射しながら 膜面方向に伝播する光のうち最大強度の光を有効利用することが特に重要である。
[0031] 図 2は、図 1の有機 ELディスプレイ 1について得られた回折格子 30の格子定数と 1 次回折光の透明基板 10と外界との界面への入射角との関係を示すグラフである。図 中、横軸は回折格子 30の格子定数を示し、縦軸は 1次回折光の透明基板 10と外界 との界面への入射角を示してレ、る。
[0032] なお、図 2に示すデータは、以下の条件のもとでシミュレーションを行うことにより得 られたものである。すなわち、ここでは、有機物層 42と前面電極 41との積層体の厚さ を 150nmとし、この積層体の屈折率を 1. 55とした。また、有機物層 42は波長 530η mの光を放出することとした。さらに、透明基板 10としてガラス基板を使用し、透明基 板 10の内部から外界（空気）へ向けて進行する光に関する臨界角は 41 · 3° とした。
[0033] また、ここでは、有機物層 42と前面電極 41との積層体における繰返し反射干渉を 考慮し、この積層体内を膜面方向へと伝播する光のうち最も高強度の光の回折格子 30による回折を計算した。具体的には、先の波長と積層体の厚さと屈折率とから、積 層体内を膜面方向へと伝播する光のうち最も高強度の光の進行方向が膜面に対し て為す角度を 63. 7° に定め、この光の回折格子 30による回折を計算した。また、 0 次回折光は進行方向を変化させず、 1次回折光よりも高次の回折光は非常に弱いの で、ここでは、 1次回折光についてのみ考慮した。
[0034] 図 2に示すように、格子定数が約 l z mよりも広い場合、 1次回折光の透明基板 10 と外界との界面に対する入射角は臨界角以上である。そのため、この場合、先の 1次 回折光は表示に利用することができない。
[0035] 格子定数が約 1 β m乃至約 0. 2 μ mの範囲内にある場合、 1次回折光の透明基板 10と外界との界面に対する入射角は臨界角よりも小さい。特に、格子定数を 0. 2 μ mより大きく且つ 0. 4 z m未満の範囲内とすると入射角を極めて小さくすることができ 、格子定数を約 0. 35 z mとした場合に入射角を 0° とすること力できる。
[0036] なお、格子定数が約 0. 2 μ m未満である場合、 1次回折光の透明基板 10と外界と の界面に対する入射角は臨界角以上である。そのため、この場合、先の 1次回折光 は表示に利用することができない。
[0037] このように、回折格子 30の格子定数を適宜設定すると、 1次回折光の透明基板 10 と外界との界面に対する入射角を極めて小さくすることができる。この場合、先の積層 体内を膜面方向へと伝播する光のうち最も高強度の光の入射角が臨界角よりも小さ くなるのは勿論、それよりも低強度の光の多くについても、その入射角を臨界角よりも 小さくすること力 Sできる。そのため、光透過性絶縁層である透明基板 10に入射した光 の多くを外界へと出射させることができる。すなわち、この有機 ELディスプレイ 1では 、高い発光効率を実現することができる。
[0038] また、この技術によれば、上記の通り、透明基板 10を出射する光の指向性は著しく 高くなる。この光の指向性は、有機 ELディスプレイ 1の用途などに応じ、光散乱層 60 によって自由に変化させることが可能である。例えば、有機 ELディスプレイ 1を携帯 電話などの携帯機器で使用する場合、有機 ELディスプレイ 1に広視野角は要求され ず、明るい表示或いは低消費電力が要求される。したがって、このような用途につい ては、光散乱能の低い光散乱層 60を使用してもよい。また、有機 ELディスプレイ 1を 固定機器のディスプレイとして利用する場合、有機 ELディスプレイ 1には広視野角が 要求される。したがって、このような用途については、光散乱能の高い光散乱層 60を 使用してもよい。
[0039] 図 2を参照して説明した回折格子 30の格子定数と 1次回折光の透明基板 10と外界 との界面への入射角との関係は、有機物層 42と前面電極 41との積層体の屈折率や 有機 EL素子 40が放出する光の波長などに応じて変化する。これについては、図 3乃 至図 6を参照しながら説明する。
[0040] 図 3は、図 1の有機 ELディスプレイ 1について得られた回折格子 30の格子定数と有 機物層 42と前面電極 41との積層体の屈折率との関係を示すグラフである。図中、横 軸は回折格子 30の格子定数を示し、縦軸は 1次回折光の透明基板 10と外界との界 面への入射角を示している。また、図中、曲線 101は有機物層 42と前面電極 41との 積層体の屈折率が 1. 55 (=ガラスの屈折率）である場合のデータを示し、曲線 102 は有機物層 42と前面電極 41との積層体の屈折率が 1. 80である場合のデータを示 し、曲線 103は有機物層 42と前面電極 41との積層体の屈折率が 2. 00 ( = IT〇の屈 折率）である場合のデータを示している。なお、図 3に示すデータは、先の積層体の 屈折率を上記のように異ならしめたこと以外は、図 2に関して説明したのと同様の条 件をもとでシミュレーションを行うことにより得られたものである。
[0041] 図 3から明ら力、なように、有機 EL素子 40が波長 530nmの光を放出する場合、回折 格子 30の格子定数を 0. 21 μ ΐη乃至 0. 54 μ mとすると、上記積層体の屈折率が 1. 55乃至 2. 00の範囲内の何れの値であろうと、 1次回折光を透明基板 10に入射させ るとともに、それに入射した光の少なくとも一部を外界へと出射させることができる。
[0042] 図 4は、図 1の有機 ELディスプレイ 1について得られた回折格子 30の格子定数と有 機 EL素子 40が放出する光の波長との関係の一例を示すグラフである。図 5は、図 1 の有機 ELディスプレイ 1につレ、て得られた回折格子 30の格子定数と有機 EL素子 4 0が放出する光の波長との関係の他の例を示すグラフである。
[0043] 図 4及び図 5において、横軸は回折格子 30の格子定数を示し、縦軸は 1次回折光 の透明基板 10と外界との界面への入射角を示している。また、図中、曲線 111は波 長を 630nmとした場合に得られたデータを示し、曲線 112は波長を53〇11111とした場 合に得られたデータを示し、曲線 113は波長を 460nmとした場合に得られたデータ を示している。
[0044] なお、図 4に示すデータは、有機物層 42と前面電極 41との積層体の屈折率を 1. 5 5とし且つ有機 EL素子 30が放出する光の波長を上記のように異ならしめるとともに、 先の積層体の両主面間で反射を繰り返して膜面方向へと伝播する光の進行方向を 波長に応じて変更したこと以外は、図 2に関して説明したのと同様の条件をもとでシミ ユレーシヨンを行うことにより得られたものである。また、図 5に示すデータは、有機物 層 42と前面電極 41との積層体の屈折率を 2. 00とし且つ有機 EL素子 30が放出す る光の波長を上記のように異ならしめるとともに、先の積層体の両主面間で反射を繰 り返して膜面方向へと伝播する光の進行方向を波長に応じて変更したこと以外は、 図 2に関して説明したのと同様の条件をもとでシミュレーションを行うことにより得られ たものである。
図 4及び図 5から明らかなように、赤色の光，例えばピーク波長が 630nm程度の光 ,を放出する有機 EL素子 40については、回折格子 30の格子定数を約 0. 乃 至約 1. 15 z mの範囲内とすると、 1次回折光を透明基板 10に入射させるとともに、 それに入射した光の少なくとも一部を外界へと出射させることができる。特に、回折格 子 30の格子定数を 0. 乃至 0. 65 μ mの範囲内とすると、有機物層 42と前面 電極 41との積層体（第 1導波層）の屈折率によらず、 1次回折光を透明基板 10を含 む第 2導波層に入射させるとともに、それに入射した光を外部へと出射させることがで きる。また、この場合、緑色の光，例えばピーク波長が 530nm程度の光，を放出する 有機 EL素子 40については、回折格子 30の格子定数を約 0. 18 /1 111乃至約0. 95 / mの範囲内とすると、 1次回折光を透明基板 10に入射させるとともに、それに入射 した光の少なくとも一部を外界へと出射させることができる。特に、回折格子 30の格 子定数を 0. 21 /i m乃至 0. 54 /i mの範囲内とすると、有機物層 42と前面電極 41と の積層体 (第 1導波層）の屈折率によらず、 1次回折光を透明基板 10を含む第 2導波 層に入射させるとともに、それに入射した光を外部へと出射させることができる。さら に、この場合、青色の光，例えばピーク波長が 460nm程度の光，を放出する有機 E L素子 40については、回折格子 30の格子定数を約 0. 16 111乃至約0. 85 z mの 範囲内とすると、 1次回折光を透明基板 10に入射させるとともに、それに入射した光 の少なくとも一部を外界へと出射させることができる。特に、回折格子 30の格子定数 を 0. 19 z m乃至 0. 47 z mの範囲内とすると、有機物層 42と前面電極 41との積層 体 (第 1導波層）の屈折率によらず、 1次回折光を透明基板 10を含む第 2導波層に入 射させるとともに、それに入射した光を外部へと出射させることができる。つまり、第 1 導波層から第 2導波層へ入射する光を、第 2導波層の第 1導波層とは逆側の光出射 面から効率よく出射させることが可能となる。
[0046] したがって、発光色が赤、緑、青色の有機 EL素子 40間で回折格子 30の格子定数 を同一とする場合、回折格子 30の格子定数を約 0. 27 /1 111乃至約0. 47 μ πιの範囲 内とすると、全ての表示色について、 1次回折光を透明基板 10を含む第 2導波層に 入射させるとともに、それに入射した光を第 2導波層の出射面を介して外界へと出射 させること力できる。
[0047] また、発光色が赤、緑、青色の有機 EL素子 40毎に回折格子 30の格子定数を異な らしめる場合、回折格子 30の赤色有機 EL素子 40と対向した部分の格子定数を 0. 2 2 111乃至1. 15 z mの範囲内とし、回折格子 30の緑色有機 EL素子 40と対向した 部分の格子定数を 0. 18 / 111乃至0. 95 M mの範囲内とし、回折格子 30の青色有機 EL素子 40と対向した部分の格子定数を 0. 16 x m乃至 0. 85 x mの範囲内とすると 、全ての表示色について、 1次回折光を透明基板 10に入射させるとともに、それに入 射した光の少なくとも一部を外界へと出射させることができる。
[0048] さらに、発光色が赤、緑、青色の有機 EL素子 40毎に回折格子 30の格子定数を異 ならしめる場合、回折格子 30の赤色有機 EL素子 40と対向した部分の格子定数を 0 . 27 /1 111乃至0. 65 μ ΐηの範囲内とし、回折格子 30の緑色有機 EL素子 40と対向し た部分の格子定数を 0. 21 μ ΐη乃至 0. 54 /i mの範囲内とし、回折格子 30の青色有 機 EL素子 40と対向した部分の格子定数を 0. 19 μ ΐη乃至 0. 47 μ ΐηの範囲内とす ると、第 1導波層の屈折率によらず、全ての表示色について、 1次回折光を透明基板 10に入射させるとともに、それに入射した光の少なくとも一部を外界へと出射させるこ とができる。
[0049] 図 6は、 1次回折光の透明基板 10と外界との界面への入射角を 0° とする条件を示 すグラフである。図中、横軸は、有機 EL素子 40が放出する光の波長を示し、縦軸は 、 1次回折光の透明基板 10と外界との界面への入射角を 0° とする回折格子 30の格 子定数を示している。また、図中、参照符号 121は有機物層 42と前面電極 41との積 層体の屈折率が 1. 55である場合に得られたデータを示し、参照符号 122は有機物 層 42と前面電極 41との積層体の屈折率が 1. 80である場合に得られたデータを示し 、参照符号 123は有機物層 42と前面電極 41との積層体の屈折率が 2. 00である場 合に得られたデータを示してレ、る。
[0050] 図 6に示すように、 1次回折光の透明基板 10と外界との界面に対する入射角を 0° とする回折格子 30の格子定数は、 0. 35に限られず、有機物層 42と前面電極 41と の積層体の屈折率や有機 EL素子 40が放出する光の波長などに応じて変化する。
[0051] 図 1に示した例では、回折格子 30として、光透過性の層に複数の凹部を設けたも のを使用した。回折格子 30には、他の構造を採用することも可能である。
[0052] 図 7は、図 1の有機 ELディスプレイの変形例を概略的に示す部分断面図である。こ の有機 ELディスプレイ 1は、回折格子 30として光透過性の層に複数の貫通孔を設け たものを使用していること以外は、図 1の有機 ELディスプレイ 1と同様の構造を有して いる。このように、回折格子 30には、様々な構造を採用することができる。
[0053] また、回折格子 30上に形成する層にも様々な構造を採用することができる。例えば 、図 7において、回折格子 30の貫通孔を坦め込んでいる部分，すなわち参照符号 4 laで示す部分，は、参照符号 41bで示す層とは、材料が異なっていてもよい。
[0054] 次に、本発明の第 2態様について説明する。
図 8は、本発明の第 2態様に係る有機 ELディスプレイを概略的に示す平面図であ る。図 8では、有機 ELディスプレイ 1を、その前面が上方を向き、背面が下方を向くよ うに描いている。
[0055] この有機 ELディスプレイ 1は、上面発光型の有機 ELディスプレイである。したがつ て、第 1態様とは異なり、基板 10は光透過性である必要はない。
[0056] 基板 10上には、第 1態様と同様、アンダーコート層 12、 TFT、層間絶縁膜 17、パッ シベーシヨン膜 18が順次形成されている。ゲート絶縁膜 14、層間絶縁膜 17、 ベーシヨン膜 18にはコンタクトホールが設けられており、ソース'ドレイン電極 21は、こ のコンタクトホールを介して TFTのソース'ドレインに電気的に接続されている。
[0057] 層間絶縁膜 17上には、反射層 70及び回折格子 30の第 1部分 31 (ここでは、パッ シベーシヨン膜と一体的に形成されている）が順次積層されている。反射層 70の材 料としては、例えば、 A1などの金属材料を使用することができる力 ここでは、ソース' ドレイン電極と同一工程で形成するよう、反射層 70は Mo/Al/Moの 3層構造で構 成している。また、第 1部分 31の材料としては、例えば、 SiNなどの絶縁材料を使用 すること力 Sできる。
[0058] 第 1部分 31の凹部は、第 1部分 31よりも屈折率が大きい光透過性絶縁材料，例え ばレジスト材料，力 なる第 2部分 32で埋め込まれている。つまり、第 1部分 31と第 2 部分 32との界面を境界として屈折率を異ならしめるとともに、この界面に規則的なパ ターンを形成している。
[0059] 回折格子 30上には、光透過性の背面電極 43が互いから離間して並置されている 。背面電極 43は、この例では陽極であり、例えば、 IT〇のような透明導電性酸化物な ど力、らなる。
[0060] 回折格子 30の第 1部分 31上には、さらに、第 1態様で説明したのと同様の隔壁絶 縁層 50が設けられている。また、この隔壁絶縁層 50の貫通孔内で露出した背面電 極 43上には、第 1態様と同様に、発光層を含んだ有機物層 42が設けられている。
[0061] 隔壁絶縁層 50及び有機物層 42上には、光透過性の前面電極 41が設けられてい る。前面電極 41は、この例では、各画素共通に連続して設けられた陰極である。また 、この例では、有機 EL素子 40が第 1導波層に相当している。
[0062] 前面電極 41上には、光透過性絶縁層である透明保護膜 80及び光散乱層 60が順 次設けられている。この例では、透明保護層 80が第 2導波層に相当している。透明 保護膜 80は、外界から有機 EL素子 40中への水分の浸入等を防止するとともに、平 ±旦ィ匕層としての役割を果たしている。透明保護膜 80の材料としては透明樹脂を使用 すること力 Sできる。また、透明保護膜 80には、単層構造を採用してもよぐ或いは、多 層構造を採用してもよい。
[0063] 透明保護層 80と光散乱層 60との間には、偏光板を配置してもよい。また、光散乱 層 60上には、 NDフィルタを配置してもよい。
[0064] 第 1態様では、有機 EL素子 40と光透過性絶縁層である透明基板 10との間，すな わち有機 EL素子 40の前面側，に回折格子 30を配置した。これに対し、第 2態様で は、有機 EL素子 40と反射層 70との間，すなわち有機 EL素子 40の背面側， に回折 格子 30を配置している。このような構造を採用した場合も、第 1態様で説明したのと ほぼ同様の効果を得ることができる。
[0065] 但し、回折格子 30を有機 EL素子 40の背面側に配置した場合、有機 EL素子 40が 放出する一部の光は回折格子 30を透過することなく光透過性絶縁層に入射する。し たがって、より多くの光を回折させるうえでは、回折格子 30を有機 EL素子 40と光透 過性絶縁層との間に配置することが有利である。
[0066] 図 8に示した例では、回折格子 30に、第 1部分 31の凹部を第 2部分 32で埋め込ん だ構造を採用した。回折格子 30を第 1部分 31と第 2部分 32とで構成する場合、他の 構造を採用することも可能である。
[0067] 図 9は、図 8の有機 ELディスプレイの変形例を概略的に示す断面図である。この有 機 ELディスプレイ 1において、第 2部分 30は、第 1部分 31の凹部を坦め込んでいる 部分 30aと、第 1部分 31の上面を被覆している部分 30bとを含んでいる。これ以外は 、図 9の有機 ELディスプレイは、図 8の有機 ELディスプレイ 1と同様の構造を有して いる。このように、回折格子 30には、様々な構造を採用することができる。
[0068] 第 1及び第 2態様において、回折格子 30としては、一次元格子を使用してもよぐ 或いは、二次元格子を使用してもよい。但し、より多くの光を回折させるうえでは、後 者のほうが有利である。
[0069] また、第 1及び第 2態様では、回折格子 30として透過型回折格子を使用したが、反 射型回折格子を使用してもよい。例えば、図 8に示す回折格子 30を省略するとともに 、反射層 70の前面に回折格子を構成する凹凸を設けてもよい。
[0070] 回折格子 30を、光透過性の第 1部分 31と、第 1部分が形成する凹部を坦め込んだ 第 2部分 32とで構成する場合、上記の通り、第 2部分 32の光学特性を第 1部分 31の 光学特性とは異ならしめる。第 1部分 31と第 2部分 32とは、屈折率、透過率、反射率 などの少なくとも 1つが異なっていればよいが、典型的には、第 2部分 32も光透過性 とするとともに第 1部分 31とは屈折率を異ならしめる。
[0071] 第 1部分 31の凹部は、底面が第 1部分 31の表面で構成してもよぐ或いは、底面が 第 1部分 31の下地層の表面で構成してもよい。また、図 1に示す有機 ELディスプレイ 1は、回折格子 30を図 8における第 1部分として、及び、電極 41の一部を図 8におけ る第 2部分 32として利用しているものとしてみることもできる力 第 2部分 32は、電極 4 1や電極 43とは異なる材料で構成してもよレ、。
[0072] 回折格子 30を構成する第 1部分 31及び第 2部分 32の少なくとも一方は、有機 EL 素子 40側に隣接する層と比較して、屈折率がより高くてもよい。こうすると、回折格子 30に対して有機 EL素子 40側に位置した層における繰返し反射干渉が促進される。
[0073] ところで、先に説明したように、第 1及び第 2態様で使用する回折格子 30の格子定 数は、極めて小さい。すなわち、第 1及び第 2態様に係る有機 ELディスプレイ 1を得 るためには、超微細パターンを形成する技術が必要である。
[0074] し力、しながら、半導体装置の製造とは異なり、有機 ELディスプレイ 1の製造では、大 面積の基板を使用することがある。そのため、フォトマスクを利用する通常のフォトダラ フィ技術では、基板の反りに起因した焦点ずれなどを生じ、フォトマスクのパターンを 高精度に転写することが難しい。このような問題は、例えば、以下の方法を利用する ことにより解消することができる。
[0075] 図 10は、回折格子 30の作成方法の一例を概略的に示す断面図である。なお、図 1 0では、簡略化のため、基板 10と回折格子 30との間に介在している構成要素を省略 している。また、ここでは、一例として、図 1に示す回折格子 30の作成方法について 説明する。
[0076] この方法では、まず、基板 10の一主面に形成したパッシベーシヨン膜 18などの下 地層上に、後で回折格子 30として利用する連続膜 30を形成し、この連続膜 30上に レジスト膜 95を形成する。
[0077] 次に、例えば、石英などからなる光透過性基板 91の一主面に遮光体パターン 92を 形成してなるフォトマスク 90を、その遮光体パターン 92がレジスト膜 95と対向するよう に、誘電体液膜 97を介して基板 10に密着させる。この状態で、フォトマスク 90を介し てレジスト膜 95を露光する。
[0078] 次いで、フォトマスク 90を基板 10から取り除き、レジスト膜 95を現像する。これにより 、レジスト膜 95をパターユングしてなるレジストパターン（図示せず）を得る。
[0079] さらに、このレジストパターンをマスクとして用いて、連続膜 30をエッチングする。以 上の方法により、連続膜 30をパターユングしてなる回折格子 30を得る。なお、図 8に 示す回折格子 30は、先と同様の方法により第 1部分 31を形成した後に、その凹部を 第 1部分 31とは光学特性が異なる材料からなる第 2部分 32で坦め込むことにより得ら れる。 [0080] この方法では、上記の通り、フォトマスク 90と基板 10とを液膜 97を介して密着させ る。そのため、例え、基板 10が橈んだとしても、遮光体パターン 92とレジスト膜 95との 間の距離を一定に保つことができる。また、このようにフォトマスク 90と基板 10とを液 膜 97を介して密着させた場合、遮光体パターン 92とレジスト膜 95との間の距離を露 光光の波長以下とすること、すなわち、近接場光を用いた露光が可能となる。さらに、 この方法では、フォトマスク 90のパターンを拡大することなくレジスト膜 95に転写する 。したがって、この方法によれば、格子定数の精度に優れた回折格子 30を容易に作 成すること力 Sできる。
[0081] なお、この方法では、上記の通り、フォトマスク 90のパターンを拡大することなくレジ スト膜 95に転写する。したがって、通常、フォトマスク 90としてマザ一ガラス基板サイ ズのものは使用した一括露光は行わず、より小さなフォトマスク 90を用いたステップ &リピート露光を行う。
[0082] また、この方法では、上記の通り、近接場光を利用する。近接場光は非伝播光であ るため、厚いレジスト膜 95の露光には適さない。したがって、厚いレジストパターンを 形成する場合には、例えば、レジスト膜 95として、より厚い下層レジスト膜とより薄い 上層レジスト膜との積層体を形成してもよい。すなわち、近接場光を利用した上記の 方法により上層レジスト膜をパターユングし、これにより得られるレジストパターンをマ スクとして用いたドライエッチング (例えば、プラズマを利用したドライエッチング)など により下層レジスト膜をパターエングしてもよい。こうすると、パターン精度に優れるとと もに連続膜 31のパターニングに利用するエツチャントに対して高い耐性を有するレジ ストパターンが得られる。
[0083] なお、上述の方法では、レジスト膜 95をパターユングしてなるレジストパターンをェ ツチングマスクとして利用している力 このレジストパターン自体をレジスト膜を回折格 子 30又はその第 1部分 31として利用してもよい。
[0084] また、その他の形成方法として、金型を用いて規則的なパターンを絶縁層に転写（ imprinting)することにより、回折格子 30を得ることも可能である。
[0085] 第 1及び第 2態様では、発光色が互いに異なる有機 EL素子 40を用いて有機 ELデ イスプレイ 1にフルカラー表示可能な構成を採用した力 S、有機 ELディスプレイ 1には 単色表示可能な構成を採用してもよい。また、有機 ELディスプレイ 1に他の構成を採 用してフルカラー表示を行うことも可能である。例えば、発光色が白色の有機 EL素 子 40とカラーフィルタとを用いてフルカラー表示可能としてもよい。或いは、発光色が 青色の有機 EL素子 40と色変換フィルタとを用いてフルカラー表示可能としてもよい 。なお、後者の場合、回折格子 30は、有機 EL素子 40と色変換フィルタとの間に配置 することが望ましい。このように単色光の状態で回折させると、回折格子 30の波長依 存性を考慮する必要がなくなる。すなわち、色変換前の波長についてのみ、回折格 子 30の格子定数を最適化すればよぐ各色毎に回折格子 30の格子定数を最適化 する必要がない。
[0086] 第 1及び第 2態様では、 自発光デバイスの一例として有機 ELディスプレイ 1を説明 したが、上述した技術は、他の光学デバイスにも適用可能である。例えば、上記の技 術は、照明装置などの自発光デバイスに適用してもよい。
[0087] さらなる利益及び変形は、当業者には容易である。それゆえ、本発明は、そのより 広い側面において、ここに記載された特定の記載や代表的な態様に限定されるべき ではない。したがって、添付の請求の範囲及びその等価物によって規定される本発 明の包括的概念の真意又は範囲から逸脱しない範囲内で、様々な変形が可能であ る。

Claims

請求の範囲
[1] 内部で繰返し反射干渉が生じる第 1導波層と、
前記第 1導波層と向き合った背面と光出射面としての前面とを備えた第 2導波層と、 前記第 2導波層の背面側に配置され、前記第 1導波層と向き合った回折格子とを 具備し、
前記回折格子の格子定数は、第 1導波層内で多重反射しながら面内方向に伝播 する光のうち最大強度の光が前記回折格子に入射することによって生じる 1次回折 光が前記第 2導波層を出射できるように定められてレ、る光学デバイス。
[2] 前記回折格子の格子定数は、 0. 16 μ ΐη乃至 1. 15 μ ΐηの範囲内にある請求項 1 に記載の光学デバイス。
[3] 前記回折格子の格子定数は、 0. 27 μ ΐη乃至 0. 47 μ ΐηの範囲内にある請求項 1 に記載の光学デバイス。
[4] 前面電極と、前記前面電極と向き合った背面電極と、前記前面及び背面電極間に 介在するとともに発光層を含んだ光活性層とを備えた発光素子と、
前記前面電極と向き合った背面と光出射面としての前面とを備えた光透過性の絶 縁層と、
前記絶縁層の背面側に配置され、前記発光素子と向き合った回折格子とを具備し 前記回折格子の格子定数は、前記発光素子が放出し且つ前記絶縁層よりも背面 側で多重反射しながら面内方向に伝播する光のうち最大強度の光が前記回折格子 に入射することによって生じる 1次回折光が前記絶縁層を出射できるように定められ ている光学デバイス。
[5] 前記回折格子の格子定数は、 0. 16 x m乃至 1. 15 x mの範囲内にある請求項 4 に記載の光学デバイス。
[6] 前記回折格子の格子定数は、 0. 27 μ ΐη乃至 0. 47 μ ΐηの範囲内にある請求項 4 に記載の光学デバイス。
[7] 前記発光素子として、発光色が赤色の赤色発光素子と、発光色が緑色の緑色発光 素子と、発光色が青色の青色発光素子とを具備し、 前記回折格子の前記赤色発光素子と対向した部分の格子定数は 0. 22 μ m乃至 1 . 15 /i mの範囲内にあり、
前記回折格子の前記緑色発光素子と対向した部分の格子定数は 0. 18 /i m乃至 0 . 95 z mの範囲内にあり、
前記回折格子の前記青色発光素子と対向した部分の格子定数は 0. 16 μ m乃至 0 . 85 z mの範囲内にある請求項 4に記載の光学デバイス。
[8] 前記発光素子として、発光色が赤色の赤色発光素子と、発光色が緑色の緑色発光 素子と、発光色が青色の青色発光素子とを具備し、
前記回折格子の前記赤色発光素子と対向した部分の格子定数は 0. 27 μ m乃至 0 . 65 z mの範囲内にあり、
前記回折格子の前記緑色発光素子と対向した部分の格子定数は 0. 21 z m乃至 0 . 54 z mの範囲内にあり、
前記回折格子の前記青色発光素子と対向した部分の格子定数は 0. 19 /1 111乃至0 . 47 / mの範囲内にある請求項 4に記載の光学デバイス。
[9] 前記回折格子の格子定数は、前記 1次回折光の前記絶縁層への入射角が 10° 以 内となるように定められている請求項 4に記載の光学デバイス。
[10] 前面電極と、前記前面電極と向き合った背面電極と、前記前面及び背面電極間に 介在するとともに発光層を含んだ有機物層とを備えた有機 EL素子と、
前記前面電極と向き合った背面と光出射面としての前面とを備えた光透過性の絶 縁層と、
前記絶縁層の背面側に配置され、前記有機 EL素子と向き合った回折格子とを具 備し、
前記回折格子の格子定数は、前記有機 EL素子が放出し且つ前記絶縁層よりも背 面側で多重反射しながら面内方向に伝播する光のうち最大強度の光が前記回折格 子に入射することによって生じる 1次回折光が前記絶縁層を出射できるように定めら れてレ、る有機 ELディスプレイ。
[11] 前記回折格子の格子定数は、 0. 16 x m乃至 1. の範囲内にある請求項 10 に記載の有機 I
[12] 前記回折格子の格子定数は、 0. 27 μ ΐη乃至 0. 47 μ mの範囲内にある請求項 10 に記載の有機 ELディスプレイ。
[13] 前記有機 EL素子として、発光色が赤色の赤色有機 EL素子と、発光色が緑色の緑 色有機 EL素子と、発光色が青色の青色有機 EL素子とを具備し、
前記回折格子の前記赤色有機 EL素子と対向した部分の格子定数は 0. 22 μ m乃 至 1. 15 z mの範囲内にあり、
前記回折格子の前記緑色有機 EL素子と対向した部分の格子定数は 0. 18 μ m乃 至 0. 95 z mの範囲内にあり、
前記回折格子の前記青色有機 EL素子と対向した部分の格子定数は 0. 16 μ m乃 至 0. 85 z mの範囲内にある請求項 10に記載の有機 ELディスプレイ。
[14] 前記有機 EL素子として、発光色が赤色の赤色有機 EL素子と、発光色が緑色の緑 色有機 EL素子と、発光色が青色の青色有機 EL素子とを具備し、
前記回折格子の前記赤色有機 EL素子と対向した部分の格子定数は 0. 27 μ m乃 至 0. 65 /i mの範囲内にあり、
前記回折格子の前記緑色有機 EL素子と対向した部分の格子定数は 0. 21 β m乃 至 0. 54 /i mの範囲内にあり、
前記回折格子の前記青色有機 EL素子と対向した部分の格子定数は 0. 19 μ m乃 至 0. 47 /i mの範囲内にある請求項 10に記載の有機 ELディスプレイ。
[15] 前記回折格子の格子定数は、前記 1次回折光の前記絶縁層への入射角が 10° 以 内となるように定められている請求項 10に記載の有機 ELディスプレイ。
[16] 前記回折格子は前記前面電極と前記絶縁層との間に配置された請求項 10に記載 の有機 ELディスプレイ。
[17] 前記背面電極の背面側に配置された反射層をさらに具備し、前記背面電極は光透 過性である請求項 10に記載の有機 ELディスプレイ。
[18] 前記背面電極の背面側に配置された反射層をさらに具備し、前記背面電極は光透 過性であり、前記回折格子は前記背面電極と前記反射層との間に配置された請求 項 10に記載の有機 ELディスプレイ。
[19] 前記絶縁層は透明基板を含んだ請求項 10に記載の有機 I
[20] 前記絶縁層は透明保護膜を含んだ請求項 10に記載の有機 I
[21] 前記有機 ELディスプレイは、アクティブマトリクス型である請求項 10に記載の有機
[22] 光が伝播する第 1導波層と、
前記第 1導波層と向き合った背面と光出射面としての前面とを備えた第 2導波層と、 前記第 2導波層の背面側に配置され、前記第 1導波層と向き合った回折格子とを 具備し、
前記回折格子の格子定数は、前記第 1導波層を出射して前記第 2導波層に入射し た光が前記第 2導波層の前面で全反射されるのを抑制するように定められている光 学デバイス。
PCT/JP2004/011615 2003-08-13 2004-08-12 光学デバイス及び有機ｅｌディスプレイ WO2005017860A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04771590A EP1655706A1 (en) 2003-08-13 2004-08-12 Optical device and organic el display
CNA2004800163605A CN1806270A (zh) 2003-08-13 2004-08-12 光学设备和有机el显示器
KR1020057023826A KR100753256B1 (ko) 2003-08-13 2004-08-12 광학 디바이스 및 유기 ｅｌ 디스플레이
US11/270,510 US7573193B2 (en) 2003-08-13 2005-11-10 Optical device and organic EL display

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003-293111 2003-08-13
JP2003293111A JP2005063838A (ja) 2003-08-13 2003-08-13 光学デバイス及び有機ｅｌ表示装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US11/270,510 Continuation US7573193B2 (en) 2003-08-13 2005-11-10 Optical device and organic EL display

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005017860A1 true WO2005017860A1 (ja) 2005-02-24

Family

ID=34190979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2004/011615 WO2005017860A1 (ja) 2003-08-13 2004-08-12 光学デバイス及び有機ｅｌディスプレイ

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7573193B2 (ja)
EP (1) EP1655706A1 (ja)
JP (1) JP2005063838A (ja)
KR (1) KR100753256B1 (ja)
CN (1) CN1806270A (ja)
TW (1) TWI238674B (ja)
WO (1) WO2005017860A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010032651A1 (en) * 2008-09-22 2010-03-25 Fujifilm Corporation Light-emitting device, production method therefor, and display containing the same
WO2010032652A1 (en) * 2008-09-22 2010-03-25 Fujifilm Corporation Light-emitting device, production method therefor, and display containing the same
WO2013035299A1 (ja) * 2011-09-07 2013-03-14 パナソニック株式会社 発光装置および光シート
JPWO2014118936A1 (ja) * 2013-01-31 2017-01-26 パイオニア株式会社 発光素子および発光素子の製造方法

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005063838A (ja) 2003-08-13 2005-03-10 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 光学デバイス及び有機ｅｌ表示装置
JP2008541368A (ja) * 2005-05-12 2008-11-20 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ エレクトロルミネッセンス光源
US7960908B2 (en) * 2005-07-15 2011-06-14 Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. Organic EL display
KR100659765B1 (ko) 2005-09-08 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 유기전계발광표시장치 및 그 제조방법
TWI308805B (en) * 2006-09-22 2009-04-11 Innolux Display Corp Active matrix oled and fabricating method incorporating the same
KR101326135B1 (ko) * 2006-11-27 2013-11-07 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
JP2008140714A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 表示装置
JP5219745B2 (ja) * 2007-11-14 2013-06-26 キヤノン株式会社 発光装置
KR20100007266A (ko) * 2008-07-11 2010-01-22 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
DE102008054217A1 (de) * 2008-10-31 2010-05-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
JP5589580B2 (ja) * 2010-06-11 2014-09-17 セイコーエプソン株式会社 発光装置、およびプロジェクター
KR101893376B1 (ko) 2011-06-28 2018-08-31 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법
KR20130108028A (ko) * 2012-03-23 2013-10-02 주식회사 엘지화학 유기발광소자
JP5998626B2 (ja) * 2012-05-15 2016-09-28 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置および電子機器
CN104770063A (zh) 2012-10-11 2015-07-08 松下知识产权经营株式会社 有机电致发光元件以及照明装置
US20150144928A1 (en) * 2013-11-26 2015-05-28 The Regents Of The University Of Michigan BURIED GRID FOR OUTCOUPLING WAVEGUIDED LIGHT IN OLEDs
KR102360089B1 (ko) * 2014-08-05 2022-02-09 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조방법
US10038167B2 (en) 2015-01-08 2018-07-31 The Regents Of The University Of Michigan Thick-ETL OLEDs with sub-ITO grids with improved outcoupling
JP6584099B2 (ja) * 2015-03-10 2019-10-02 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置およびその製造方法
TWI566918B (zh) * 2015-07-29 2017-01-21 財團法人工業技術研究院 立體列印系統
US11211582B2 (en) * 2016-01-15 2021-12-28 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting display apparatus with protection layer surrounding the pixel electrode
KR20170105699A (ko) * 2016-03-09 2017-09-20 삼성디스플레이 주식회사 헤드 마운트 표시 장치
CN107507920A (zh) * 2017-09-22 2017-12-22 京东方科技集团股份有限公司 有机电致发光二极管、显示基板及其制作方法、显示装置
KR102504436B1 (ko) * 2017-12-18 2023-03-02 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
US11387435B2 (en) 2019-05-23 2022-07-12 Boe Technology Group Co., Ltd. Display panel, manufacturing method thereof, and display apparatus
WO2020237430A1 (en) * 2019-05-24 2020-12-03 Boe Technology Group Co., Ltd. Display panel, fabricating method thereof, and display apparatus
KR20210085241A (ko) * 2019-12-30 2021-07-08 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법
CN111244146A (zh) * 2020-01-22 2020-06-05 合肥鑫晟光电科技有限公司 一种显示面板及其制备方法
CN111490081B (zh) * 2020-04-17 2023-02-07 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及显示装置
CN111697162B (zh) * 2020-06-29 2024-01-19 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其制备方法、显示装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04328294A (ja) * 1991-04-26 1992-11-17 Pioneer Electron Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2000284726A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Seiko Epson Corp 表示装置
JP2001291595A (ja) * 2000-02-03 2001-10-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置及びその作製方法
JP2003109749A (ja) * 2001-09-25 2003-04-11 Korea Advanced Inst Of Science & Technol 高発光効率の光結晶有機発光素子
JP2003115377A (ja) * 2001-10-03 2003-04-18 Nec Corp 発光素子、その製造方法およびこれを用いた表示装置
JP2003163075A (ja) * 2001-11-28 2003-06-06 Nec Corp 有機ｅｌ素子およびその製造方法
JP2003257620A (ja) * 2002-02-27 2003-09-12 Samsung Sdi Co Ltd 表示装置及びその製造方法
JP2004296429A (ja) * 2003-03-07 2004-10-21 Nitto Denko Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子とこの素子を用いた面光源および表示装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL218538A (ja) * 1956-06-28 1900-01-01
US3152904A (en) * 1959-12-21 1964-10-13 Minncsota Mining And Mfg Compa Print-out process and image reproduction sheet therefor
US4395484A (en) * 1982-06-25 1983-07-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Roomlight-stable ultraviolet-response photothermographic imaging material
JP2895099B2 (ja) * 1989-08-07 1999-05-24 キヤノン 株式会社 光検出器
DE69604881T2 (de) * 1995-08-15 2000-03-30 Fuji Photo Film Co Ltd Lichtempfindliches, wärmeentwickelbares Material
JP2991183B2 (ja) * 1998-03-27 1999-12-20 日本電気株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3893417B2 (ja) * 1998-04-08 2007-03-14 富士フイルム株式会社 熱現像画像記録材料
US6165707A (en) * 1998-06-17 2000-12-26 Fuji Photo Film Co., Ltd. Photothermographic or thermographic image-forming material
JP2000112064A (ja) * 1998-09-30 2000-04-21 Fuji Photo Film Co Ltd 熱現像画像記録材料
JP2001010065A (ja) * 1999-06-25 2001-01-16 Seiko Epson Corp インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置並びにノズルプレートの製造方法及びインクジェット式記録ヘッドの製造方法
US6458505B2 (en) * 2000-03-22 2002-10-01 Fuji Photo Film Co., Ltd. Photothermographic material
JP4581187B2 (ja) * 2000-06-13 2010-11-17 ソニー株式会社 表示装置の製造方法
JP2002158095A (ja) * 2000-09-06 2002-05-31 Sharp Corp 回折構造体を備えた自発光型表示素子
US6558820B2 (en) * 2001-05-10 2003-05-06 Eastman Kodak Company High contrast light-emitting diode devices
JP2003140212A (ja) * 2001-11-06 2003-05-14 Mitsubishi Cable Ind Ltd 信号光分離装置及び信号光分離方法
JP2003257662A (ja) * 2002-03-04 2003-09-12 Sanyo Electric Co Ltd エレクトロルミネッセンス表示装置及びその製造方法
JP2005063838A (ja) 2003-08-13 2005-03-10 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 光学デバイス及び有機ｅｌ表示装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04328294A (ja) * 1991-04-26 1992-11-17 Pioneer Electron Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2000284726A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Seiko Epson Corp 表示装置
JP2001291595A (ja) * 2000-02-03 2001-10-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置及びその作製方法
JP2003109749A (ja) * 2001-09-25 2003-04-11 Korea Advanced Inst Of Science & Technol 高発光効率の光結晶有機発光素子
JP2003115377A (ja) * 2001-10-03 2003-04-18 Nec Corp 発光素子、その製造方法およびこれを用いた表示装置
JP2003163075A (ja) * 2001-11-28 2003-06-06 Nec Corp 有機ｅｌ素子およびその製造方法
JP2003257620A (ja) * 2002-02-27 2003-09-12 Samsung Sdi Co Ltd 表示装置及びその製造方法
JP2004296429A (ja) * 2003-03-07 2004-10-21 Nitto Denko Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子とこの素子を用いた面光源および表示装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010032651A1 (en) * 2008-09-22 2010-03-25 Fujifilm Corporation Light-emitting device, production method therefor, and display containing the same
WO2010032652A1 (en) * 2008-09-22 2010-03-25 Fujifilm Corporation Light-emitting device, production method therefor, and display containing the same
JP2010073665A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Fujifilm Corp 発光素子及びその製造方法、並びに該発光素子を備えるディスプレイ
JP2010073667A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Fujifilm Corp 発光素子及びその製造方法、並びに該発光素子を備えるディスプレイ
US8492783B2 (en) 2008-09-22 2013-07-23 Udc Ireland Limited Light-emitting device, production method therefor, and display containing the same
WO2013035299A1 (ja) * 2011-09-07 2013-03-14 パナソニック株式会社 発光装置および光シート
JPWO2013035299A1 (ja) * 2011-09-07 2015-03-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置および光シート
US9194545B2 (en) 2011-09-07 2015-11-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light emitting device and light sheet
JPWO2014118936A1 (ja) * 2013-01-31 2017-01-26 パイオニア株式会社 発光素子および発光素子の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20060062270A1 (en) 2006-03-23
KR100753256B1 (ko) 2007-08-29
CN1806270A (zh) 2006-07-19
TWI238674B (en) 2005-08-21
EP1655706A1 (en) 2006-05-10
KR20060027329A (ko) 2006-03-27
TW200507690A (en) 2005-02-16
US7573193B2 (en) 2009-08-11
JP2005063838A (ja) 2005-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2005017860A1 (ja) 光学デバイス及び有機ｅｌディスプレイ
US11545649B2 (en) Display device and electronic apparatus with relative misalignment between pixel and color filter
KR100753257B1 (ko) 광학 디바이스 및 유기 ｅｌ 디스플레이
KR100753258B1 (ko) 상면 발광형 디스플레이
KR102318464B1 (ko) 표시 장치 및 전자 기기
WO2006035811A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス表示装置
WO2019041899A1 (zh) 显示面板、显示装置及显示面板制作方法
US7402939B2 (en) Organic EL display
WO2019228046A1 (zh) 一种显示面板、其制作方法及显示装置
KR100885579B1 (ko) 유기 ｅｌ 디스플레이
US20220140008A1 (en) Electro-optical device and electronic apparatus
JP2006107743A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス表示装置
CN113241420A (zh) 显示模组、显示模组的制备方法和显示装置
JP2006100187A (ja) 有機ｅｌ表示装置
CN111164780B (zh) 有机发光二极管显示器、有机发光二极管像素和显示器
JP2006085985A (ja) 有機ｅｌ表示装置
WO2023024053A1 (zh) 显示装置、显示面板及其制造方法
JP2006107745A (ja) 有機ｅｌ表示装置
JP2016170934A (ja) 有機発光装置、及び電子機器
KR20220111762A (ko) 표시 장치
CN117479736A (zh) 一种显示基板和显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004771590

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11270510

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020057023826

Country of ref document: KR

Ref document number: 20048163605

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 11270510

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020057023826

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2004771590

Country of ref document: EP