WO2022185845A1 - 発光素子及び表示装置 - Google Patents

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WO2022185845A1
WO2022185845A1 PCT/JP2022/004644 JP2022004644W WO2022185845A1 WO 2022185845 A1 WO2022185845 A1 WO 2022185845A1 JP 2022004644 W JP2022004644 W JP 2022004644W WO 2022185845 A1 WO2022185845 A1 WO 2022185845A1
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啓司 杉
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    • H10K59/8792Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light comprising light absorbing layers, e.g. black layers

Definitions

  • the present disclosure relates to light-emitting elements and display devices.
  • a light-emitting element constituting this organic EL display device has a light-emitting portion.
  • the light-emitting portion includes, for example, a first electrode (lower electrode, e.g., anode electrode) formed separately for each pixel, an organic layer including at least a light-emitting layer, and a second electrode (upper electrode, e.g., cathode electrode) are laminated in this order.
  • a red light emitting element in which an organic layer emitting white light or red light and a red color filter layer are combined, and a green light emitting element in which an organic layer emitting white light or green light and a green color filter layer are combined are provided as a sub-pixel, and one pixel is composed of these sub-pixels.
  • Light from the organic layer is emitted outside through the second electrode (upper electrode).
  • a structure in which a conical condensing structure is provided for improving the light extraction efficiency is known from, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-317931.
  • a structure is also known in which a lens member is provided to improve light extraction efficiency.
  • an object of the present disclosure is to provide a light-emitting element having a configuration and structure capable of increasing front luminance, and a display device including such a light-emitting element.
  • the light-emitting device of the present disclosure for achieving the above object is It has a light emitting part and an optical path control means provided above the light emitting part, A light reflecting film having an opening is provided between the light emitting section and the optical path control means.
  • a display device for achieving the above object includes: A light-emitting element having a light-emitting portion and an optical path control means provided above the light-emitting portion, wherein a light reflecting film having an opening is disposed between the light-emitting portion and the light-path control means, I have several.
  • a display device for achieving the above object includes: a first substrate and a second substrate, and a plurality of light-emitting element units each composed of a first light-emitting element, a second light-emitting element, and a third light-emitting element provided on the first substrate; and Each light-emitting element has a light-emitting portion provided above the first substrate and an optical path control means provided above the light-emitting portion, and an opening is provided between the light-emitting portion and the optical path control means.
  • a light reflecting film having a
  • FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a light emitting device and a display device of Example 1.
  • FIG. FIG. 2 is an enlarged schematic partial cross-sectional view of the light emitting device of Example 1.
  • FIG. 3A is a diagram schematically showing the arrangement of sub-pixels (light-emitting elements) in one pixel composed of sub-pixels (light-emitting elements).
  • FIG. 3B is a diagram schematically showing the arrangement of sub-pixels (light-emitting elements) in one pixel composed of sub-pixels (light-emitting elements).
  • FIG. 3C is a diagram schematically showing the arrangement of sub-pixels (light-emitting elements) in one pixel composed of sub-pixels (light-emitting elements).
  • FIG. 3A is a diagram schematically showing the arrangement of sub-pixels (light-emitting elements) in one pixel composed of sub-pixels (light-emitting elements).
  • FIG. 3B is a diagram schematically showing the arrangement
  • FIG. 3D is a diagram schematically showing the arrangement of sub-pixels (light-emitting elements) in one pixel composed of sub-pixels (light-emitting elements).
  • FIG. 3E is a diagram schematically showing the arrangement of sub-pixels (light-emitting elements) in one pixel composed of sub-pixels (light-emitting elements).
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of an optical path control means composed of lens members.
  • FIG. 5 is a diagram showing results obtained by simulation of the front radiation intensity of light emitted from a light source with a diameter of 1 ⁇ m.
  • FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-1 of the light-emitting element and the display device of Example 1.
  • FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-2 of the light-emitting element and the display device of Example 1.
  • FIG. FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-3 of the light-emitting device and the display device of Example 1.
  • FIG. 9 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-4 of the light-emitting device and the display device of Example 1.
  • FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-5 of the light-emitting device and the display device of Example 1.
  • FIG. FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-6 of the light-emitting element and the display device of Example 1.
  • FIG. 12 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-7 of the light-emitting device and the display device of Example 1.
  • FIG. FIG. 13 is a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element of Example 1 and the light-emitting element in Modification-8 of the display device.
  • 14A is a schematic partial cross-sectional view of a base for explaining a light-emitting element of Example 1 and a modification of the light-emitting element in Modification-8 of the display device.
  • FIG. 14B is a schematic partial cross-sectional view of a base portion for explaining a light-emitting element of Example 1 and a light-emitting element in Modification-8 of the display device.
  • FIG. 15A is a schematic partial end view of a substrate and the like for explaining the method of manufacturing the light-emitting device of Modification-8 shown in FIG. 13.
  • FIG. 15B is a schematic partial end view of a substrate and the like for explaining the method of manufacturing the light-emitting device of Modification-8 shown in FIG. 13.
  • FIG. 15C is a schematic partial end view of a substrate and the like for explaining the method of manufacturing the light-emitting device of Modification-8 shown in FIG. 13.
  • FIG. FIG. 16A is a schematic partial end view of a substrate and the like for explaining the manufacturing method of the light-emitting device of Modification-8 shown in FIG. 13, continuing from FIG. 15C.
  • FIG. 15A is a schematic partial end view of a substrate and the like for explaining the manufacturing method of the light-emitting device of Modification-8 shown in FIG. 13, continuing from FIG. 15C.
  • FIG. 16B is a schematic partial end view of a substrate and the like for explaining the manufacturing method of the light-emitting device of Modification-8 shown in FIG. 13, continuing from FIG. 15C.
  • FIG. 17A is a schematic partial end view of a substrate and the like for explaining another method of manufacturing the light emitting device of modification-8 shown in FIG. 17B is a schematic partial end view of a substrate and the like for explaining another method of manufacturing the light-emitting device of modification-8 shown in FIG. 13.
  • FIG. 18 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-9 of the light-emitting element and display device of Example 1.
  • FIG. 19 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-10 of the light-emitting element and display device of Example 1.
  • FIG. 20 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-11 of the light-emitting device and the display device of Example 1.
  • FIG. FIG. 21 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-12 of the light-emitting element and the display device of Example 1.
  • FIG. FIG. 22 is a schematic partial cross-sectional view of a light-emitting element and a display device of Example 2.
  • FIG. 23 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-1 of the light-emitting element and the display device of Example 2.
  • FIG. FIG. 24 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-2 of the light-emitting element and the display device of Example 2.
  • FIG. 25 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-3 of the light-emitting element and the display device of Example 2.
  • FIG. FIG. 26 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-4 of the light-emitting element and the display device of Example 2.
  • FIG. FIG. 27 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-5 of the light-emitting element and the display device of Example 2.
  • FIG. 28 is a schematic partial cross-sectional view of a light-emitting element and a display device of Example 3.
  • FIG. FIG. 29 is a schematic partial cross-sectional view of Modification-1 of the light-emitting element and the display device of Example 3.
  • FIG. 30A is a conceptual diagram of a light emitting device having a first example of a resonator structure in Example 3.
  • FIG. 30B is a conceptual diagram of a light-emitting device having a second example of a resonator structure in Example 3.
  • FIG. 31A is a conceptual diagram of a light emitting device having a third example of a resonator structure in Example 3.
  • FIG. 31B is a conceptual diagram of a light emitting device having a fourth example of a resonator structure in Example 3.
  • FIG. 32A is a conceptual diagram of a light-emitting device having a fifth example of a resonator structure in Example 3.
  • FIG. 32B is a conceptual diagram of a light-emitting device having a sixth example of the resonator structure in Example 3.
  • FIG. 33A is a conceptual diagram of a light emitting device having a seventh example of a resonator structure in Example 3.
  • FIG. 33B is a conceptual diagram of a light emitting device having an eighth example of a resonator structure in Example 3.
  • FIG. 33C is a conceptual diagram of a light-emitting device having an eighth example of a resonator structure in Example 3.
  • FIG. FIG. 34 is a schematic partial cross-sectional view of a light-emitting element and a display device of Example 4.
  • FIG. 35 is a conceptual diagram for explaining the relationship between the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region and the normal LN 1 passing through the center of the optical path control means in the display device of Example 4.
  • FIG. 36A is a schematic diagram showing the positional relationship between light emitting elements and reference points in the display device of Example 4.
  • FIG. 36B is a schematic diagram showing the positional relationship between the light-emitting elements and the reference points in the display device of Example 4.
  • FIG. 37A is a diagram schematically showing the positional relationship between light emitting elements and reference points in a modification of the display device of Example 4.
  • FIG. 37B is a diagram schematically showing the positional relationship between the light emitting element and the reference point in the modified example of the display device of Example 4.
  • FIG. 38A is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 38B is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 38C is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 38D is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 39A is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 39B is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 39C is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 39D is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 39B is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 39C
  • FIG. 40A is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 40B is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 40C is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 40D is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 41A is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 41B is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 41C is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 41D is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 41A is a diagram schematically showing changes in D 0-X with respect to changes in D 1- X and changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y in the display device of Example 4.
  • FIG. 41B
  • FIG. 42 is a schematic partial cross-sectional view of a light-emitting element and a display device of Example 5.
  • FIG. 43A shows the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region, the normal LN 1 passing through the center of the optical path control means, and the normal LN 2 passing through the center of the wavelength selection section in the display device of Example 5.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the relationship;
  • FIG. 43B shows the normal LN 0 passing through the center of the light-emitting region, the normal LN 1 passing through the center of the optical path control means, and the normal LN 2 passing through the center of the wavelength selection section in the display device of Example 5.
  • FIG. 43A shows the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region, the normal LN 1 passing through the center of the optical path control means, and the normal LN 2 passing through the center of the wavelength selection section in the display device of Example 5.
  • FIG. 43B shows the normal LN 0 passing through the center of the light-
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the relationship; 43C shows the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region, the normal LN 1 passing through the center of the optical path control means, and the normal LN 2 passing through the center of the wavelength selection section in the display device of Example 5.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the relationship;
  • FIG. 44 shows the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region, the normal LN 1 passing through the center of the optical path control means, and the normal LN 2 passing through the center of the wavelength selection section in the display device of Example 5.
  • FIG. 44 shows the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region, the normal LN 1 passing through the center of the optical path control means, and the normal LN 2 passing through the center of the wavelength selection section in the display device of Example 5.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the relationship; 45A shows the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region, the normal LN 1 passing through the center of the optical path control means, and the normal LN 2 passing through the center of the wavelength selection section in the display device of Example 5.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the relationship; 45B shows the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region, the normal LN 1 passing through the center of the optical path control means, and the normal LN 2 passing through the center of the wavelength selection section in the display device of Example 5.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the relationship; FIG.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the relationship; 47 is a schematic partial cross-sectional view of still another modification of the light-emitting element and the display device of Example 1.
  • FIG. 48A is a front view of a digital still camera showing an example in which the display device of the present disclosure is applied to an interchangeable lens type mirrorless type digital still camera.
  • FIG. 48B is a rear view of a digital still camera showing an example in which the display device of the present disclosure is applied to an interchangeable lens type mirrorless type digital still camera.
  • FIG. 49 is an external view of a head-mounted display showing an example in which the display device of the present disclosure is applied to the head-mounted display.
  • FIG. 50 is a schematic partial cross-sectional view of a display device provided with a light emitting direction control member.
  • Example 1 Light-Emitting Element of the Present Disclosure and Display Devices According to the First and Second Aspects of the Present Disclosure
  • Example 2 Modification of Example 1
  • Example 3 Modification of Examples 1 and 2)
  • Example 4 Modification of Examples 1 to 3
  • Example 5 Modification of Examples 1 to 4) 7. others
  • Light-emitting elements of the present disclosure and light-emitting elements provided in display devices according to the first and second aspects of the present disclosure are collectively referred to as "light-emitting elements of the present disclosure, etc.”
  • the display device according to the first aspect of the present disclosure and the display device according to the second aspect of the present disclosure may be collectively referred to as "the display device or the like of the present disclosure”.
  • the light emitted by the light-emitting portion can be emitted to the outside through at least the opening provided in the light-reflecting film and the optical path control means.
  • the opening is not only a hole (space) provided in the light reflecting film, but also an area made of a material, structure, or configuration having a light reflectance lower than that of the light reflecting film. can include morphology.
  • the light reflecting film may allow some light to pass through.
  • the size of the light-emitting portion is preferably larger than the size of the opening. That is, when the orthogonally projected image is the orthogonally projected image with respect to the first substrate (the same applies hereinafter), the orthogonally projected image of the opening can be included in the orthogonally projected image of the light emitting portion.
  • 1 ⁇ CA -2 / ⁇ CA -1 can be a form that satisfies
  • the width of the aperture is b
  • the distance from the aperture to the optical path control means is Dist
  • the wavelength of the light emitted from the light emitting part is ⁇ 0
  • the Frauhofer diffraction when passing through the aperture is Since the light spread based on the above is incident on the optical path control means spread, (b/2) 2 ⁇ Dist ⁇ 0 is preferably satisfied.
  • the value of (1/2) of the width b of the opening is less than the value of the wavelength ⁇ 0 of the light emitted from the light emitting portion, the light emitted from the light emitting portion becomes difficult to pass through the opening.
  • (b/2) ⁇ ⁇ 0 is preferably satisfied.
  • planar shape of the opening and the planar shape of the optical path control means are in a similar or approximate relationship. It is desirable to be in
  • a protective layer and a planarization layer are formed from the light emitting section side between the light emitting section and the optical path control means,
  • the light reflecting film can be arranged between the protective layer and the planarizing layer.
  • a first form light-emitting element such a form may be referred to as a "first form light-emitting element".
  • the light emitted by the light emitting part can be emitted to the outside through at least the protective layer, the opening provided in the light reflecting film, the planarizing layer, and the optical path control means. .
  • the light reflecting film may be convex in the direction away from the light-emitting part.
  • the top surface of the protective layer may be convex in the direction away from the light emitting section, while the top surface of the flattening layer may be flat.
  • a protective layer corresponding to a base in the case where the light reflecting film is convex in a direction away from the light emitting portion can be obtained by melt-flowing the material constituting the protective layer, or by etching back. It can be obtained by a combination of a photolithography technique using a gray-tone mask or a half-tone mask and an etching method, or it can be obtained based on a nanoimprint method.
  • the light-emitting portion may be convex in a direction away from the planarizing layer. That is, the light-emitting part may have a form having a convex cross-sectional shape toward the first substrate, and in this case, the top surface of the protective layer and the light reflecting film may be flat, Alternatively, the top surface of the protective layer and the light reflecting film may be convex in the direction away from the light emitting section. A method of making the light emitting part convex in the direction away from the flattening layer will be described later.
  • the cross-sectional shape on an imaginary plane including the thickness direction of the light reflecting film in the case where the shape is convex in the direction away from the light emitting part, and in the case where the shape is convex in the direction away from the flattening layer.
  • the cross-sectional shape on a virtual plane including the height direction of the part may be a part of a circle, a part of a parabola, a part of a sine curve, a part of an ellipse, or a part of a catenary curve.
  • a figure may not be strictly part of a circle, may not be strictly part of a parabola, may not be strictly part of a sine curve, or may not be strictly part of an ellipse.
  • the catenary curve may not be part of the , and may not be strictly part of the catenary curve. That is, when it is generally a part of a circle, when it is generally a part of a parabola, when it is generally a part of a sine curve, when it is generally a part of an ellipse, and when it is generally a part of a catenary curve, It is encompassed by "a figure that is part of a circle, part of a parabola, part of a sine curve, part of an ellipse, part of a generally catenary curve.” Some of these curves may be replaced with line segments.
  • a mode in which a transparent thin film is formed between the portion of the protective layer located at the bottom of the opening and the planarizing layer By this, it is possible to planarize the interface between the protective layer and the transparent thin film and the planarizing layer.
  • the material constituting the transparent thin film may be appropriately selected from materials that hardly absorb the light emitted from the light emitting part.
  • n 1 is the refractive index of the material and n 2 is the refractive index of the material forming the planarization layer
  • n1 ⁇ n3 ⁇ n2 is desirable from the viewpoint of preventing reflection at the interface between the protective layer and the transparent thin film and the interface between the transparent thin film and the flattening layer.
  • the material forming the transparent thin film include acrylic resins, epoxy resins, silicone resins, and the like.
  • a transparent thin film may be formed on the top surface of the protective layer or under the bottom surface of the planarizing layer.
  • a mode in which the first light scattering layer is formed under the light-emitting portion can be employed.
  • a second light-scattering layer may be formed at least on the portion of the protective layer located at the bottom of the opening. can.
  • the material forming the first light-scattering layer and the second light-scattering layer include fine particles, specifically, fine particles such as aluminum oxide and titanium oxide.
  • the first electrode may be replaced with a material (semi-light-transmitting material or light-transmitting material) constituting the first electrode and the second electrode described later. ) can be selected as appropriate.
  • the light-reflecting film may be continuous in adjacent light-emitting devices, or the light-reflecting film may be continuous.
  • the film may be configured with edges (ie, the light reflecting film is discontinuous in adjacent light emitting elements).
  • a light-absorbing material layer may be formed on the area of the protective layer located outside the edge of the light-reflecting film (the area where the light-reflecting film is discontinuous).
  • grooves are formed in regions of the protective layer located outside the edges of the light-reflecting film (regions where the light-reflecting film is discontinuous), and the planarizing layer extends into the grooves.
  • the light reflecting film may extend over the side walls of the groove formed in the protective layer.
  • a light-absorbing material layer may be formed on the area of the protective layer located outside the edge of the light-reflecting film (the area where the light-reflecting film is continuous).
  • the light absorbing material layer may have the same configuration and structure as the light absorbing layer (black matrix layer) described later.
  • the light-emitting portion has a laminated structure of a first electrode, an organic layer, and a second electrode, and above the second electrode A light reflecting film may be formed, and in this case, the organic layer may include a light-emitting layer composed of an organic electroluminescence layer.
  • the present invention is not limited to this, and in the light-emitting element and the like of the present disclosure including the various preferred forms and configurations described above, the light-emitting portion can also be configured from a light-emitting diode (LED).
  • LED light-emitting diode
  • Materials constituting the light reflecting film include aluminum, aluminum alloys (eg, Al--Nd and Al--Cu), Al/Ti laminated structure, Al--Cu/Ti laminated structure, chromium (Cr), silver (Ag), silver alloys (eg, Ag--Cu, Ag--Pd--Cu, Ag--Sm--Cu), copper, copper alloys, gold, and gold alloys; vapor deposition method, sputtering method, CVD method and ion plating method; plating method (electroplating method and electroless plating method); lift-off method; laser ablation method;
  • an underlying layer made of TiN may be formed in order to control the crystalline state of the light reflecting film to be deposited.
  • a dielectric multilayer film, a photonic crystal layer, and a wavelength selective layer to which plasmon is applied, which will be described later, can be used as the material constituting the light reflecting film.
  • a second light reflecting film may be formed under the first electrode or below the first electrode.
  • the first electrode may be appropriately selected from the materials constituting the first electrode and the second electrode (semi-transmissive material or light-transmissive material), which will be described later.
  • the light-emitting device and the like of the present disclosure may have a form having a wavelength selection section between the light-emitting section and the optical path control means. More specifically, in the light emitting device of the first mode, a mode may be employed in which a wavelength selection section is formed on the planarization layer.
  • the present invention is not limited to this, and a configuration in which a wavelength selection section is provided above the optical path control means (specifically, between the second substrate and the optical path control means) is also possible. That is, the wavelength selection section may be provided above the first substrate, but the wavelength selection section may be provided on the first substrate side or the second substrate side. The size of the wavelength selection portion may be changed as appropriate according to the light emitted by the light emitting element.
  • a color filter layer can be mentioned as a wavelength selection part.
  • the color filter layer include a color filter layer that transmits not only red, green, and blue, but also specific wavelengths such as cyan, magenta, and yellow.
  • the color filter layer is made of a resin (for example, a photocurable resin) to which a coloring agent made of a desired pigment or dye is added. It is adjusted so that the light transmittance is high in a wavelength range such as , and the light transmittance is low in other wavelength ranges.
  • a color filter layer may be composed of a known color resist material.
  • a light-emitting element that emits white light, which will be described later, may be provided with a transparent filter layer.
  • a photonic crystal or a wavelength selection element that applies plasmon for example, it has a conductor lattice structure in which a lattice-shaped hole structure is provided in a conductor thin film disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-177191.
  • wavelength selection section wavelength selection section based on surface plasmon excitation using a diffraction grating
  • dielectric multilayer film that can pass specific wavelengths due to multiple reflection within the thin film by stacking dielectric thin films
  • the wavelength selection part, thin film made of inorganic material such as thin film amorphous silicon, and quantum dots can be used.
  • the color filter layer may be used as a representative of the wavelength selection section, but the wavelength selection section is not limited to the color filter layer.
  • the orthographic projection image of the optical path control means may be in the form of matching the orthographic projection image of the wavelength selection section;
  • the orthographic projection image of the optical path control means may be included in the orthographic projection image of the wavelength selection section;
  • the orthographically projected image of the wavelength selector may be included in the orthographically projected image of the optical path control means.
  • the planar shape of the wavelength selector may be the same as, similar to, approximate, or different from the planar shape of the optical path control means. If the orthogonal projection image of the optical path control means is included in the orthogonal projection image of the wavelength selector, it is possible to reliably suppress the occurrence of color mixture between adjacent light emitting elements.
  • the planar shape of the wavelength selection portion may be the same as, similar to, approximate, or different from the planar shape of the light emitting region (described later). good.
  • the center of the wavelength selection portion (the center when orthogonally projected onto the first substrate) may pass through the center of the light emitting region, or may not pass through the center of the light emitting region.
  • the size of the wavelength selection part, the size of the opening provided in the light reflection film, or the size of the wavelength selection part and the size of the opening provided in the light reflection film are measured with the center of the light emitting region It may be changed as appropriate according to the distance (offset amount) d 0 (to be described later) between the normal line passing through and the normal line passing through the center of the wavelength selection section.
  • the various normals are perpendicular to the first substrate.
  • the center of the wavelength selection part refers to the center of area of the area occupied by the wavelength selection part.
  • the planar shape of the wavelength selection portion may be circular, elliptical, square (including squares with rounded corners), rectangles (including rectangles with rounded corners), regular polygons (corners includes rounded regular polygons), the center of these figures corresponds to the center of the wavelength selection part, and if some of these figures are notched figures, the notched
  • the center of the figure obtained by complementing the parts corresponds to the center of the wavelength selection part, and if these figures are connected figures, the connection part is removed, and the center of the figure obtained by complementing the removed part is the wavelength selection part. It corresponds to the center.
  • the center of the optical path control means refers to the center of area of the area occupied by the optical path control means.
  • the planar shape of the optical path control means may be a circle, an ellipse, a square (including squares with rounded corners), rectangles (including rectangles with rounded corners), regular polygons (including squares with rounded corners), includes rounded regular polygons), the center of these figures corresponds to the center of the optical path control means. The same applies to the center of the opening provided in the light reflecting film. good.
  • the region where the first electrode and the organic layer are in contact is the light-emitting region.
  • the size of the light emitting region is the size of the region where the first electrode and the organic layer are in contact.
  • the size of the light emitting region may be changed according to the color of the light emitted by the light emitting element.
  • the center of the light emitting region refers to the center of area of the region where the first electrode and the organic layer are in contact.
  • the center of the light emitting area is the center of the light emitting part.
  • the optical path control means can be configured by a lens member such as a plano-convex lens having a convex shape in the direction away from the light-emitting part. That is, the light exit surface of the optical path control means (lens member) may have a convex shape, and the light entrance surface may be, for example, flat. Alternatively, the light entrance surface of the optical path control means (lens member) may have a convex shape and the light exit surface may be flat, for example.
  • the size of the planar shape of the optical path control means may be changed depending on the light emitting element.
  • the size of the planar shape of the optical path control means is the same as that of the three light-emitting elements constituting one light-emitting element unit. They may have the same value, may have the same value in two light-emitting elements except for one light-emitting element, or may have different values in three light-emitting elements.
  • the refractive index of the material forming the optical path control means may be changed depending on the light emitting element.
  • the refractive index of the material constituting the optical path control means may be the same value in the three light-emitting elements.
  • two light emitting elements may have the same value, or three light emitting elements may have different values.
  • the lens member that constitutes the optical path control means can be hemispherical or partly spherical. Alternatively, or broadly, it may be a form composed of a shape suitable for functioning as a lens. Specifically, as described above, the lens member may comprise a convex lens member, specifically a plano-convex lens. Alternatively, the lens member can be a spherical lens or an aspheric lens. Also, the optical path control means may be a refractive lens, a diffractive lens, or may be composed of a fine structure, photonic crystal, or metal surface.
  • the optical path control means assumes a cuboid whose bottom surface is square or rectangular (including a cuboid similar to a cuboid; the same shall apply hereinafter), and the four side surfaces and one top surface of this cuboid have a convex shape. and the ridge portion where the side surface and the side surface intersect is rounded, the ridge portion where the top surface and the side surface intersect is also rounded, and the lens member has a rounded three-dimensional shape as a whole.
  • a cuboid whose base is square or rectangular, it is also possible to make a lens member whose four side surfaces and one top surface of this cuboid are planar.
  • the ridges where the top surface and the side surface intersect can also be rounded to form a three-dimensional shape.
  • the lens member may have a rectangular or isosceles trapezoidal cross-sectional shape when cut along a virtual plane including the thickness direction (vertical virtual plane).
  • the lens member may be constructed of a lens member whose cross-sectional shape is constant or varies along its thickness direction.
  • the height of the lens member is not limited, it is preferably 1.5 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less. can effectively enhance the light condensing effect.
  • the interval between adjacent lens members is not limited, but is 0.4 ⁇ m or more and 1.2 ⁇ m or less, preferably 0.6 ⁇ m or more and 1.2 ⁇ m or less. , more preferably 0.8 ⁇ m or more and 1.2 ⁇ m or less, and still more preferably 0.8 ⁇ m or more and 1.0 ⁇ m or less.
  • the distance between adjacent lens members By setting the distance between adjacent lens members to 0.4 ⁇ m or more, the distance between adjacent lens members can be made equal to or greater than the lower limit of the wavelength band of visible light, so the function of the distance between adjacent lens members The reduction can be suppressed, and the light condensing effect in the vicinity of the outer periphery of the light emitting region can be effectively enhanced.
  • the distance between adjacent lens members when the distance between adjacent lens members is 1.2 ⁇ m or less, the size of the lens members can be optimized with respect to the light emitting region, and the light condensing effect in the vicinity of the outer circumference of the light emitting region can be effectively enhanced. be able to.
  • the pitch of the lens members is not limited, it is preferably 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the distance between the light emitting region and the lens member is not limited, but is more than 0.35 ⁇ m and 7 ⁇ m or less, preferably 1.3 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, more preferably 2.8 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, Preferably, it is 3.8 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less.
  • the distance between the light emitting region and the lens member exceeds 0.35 ⁇ m, the light condensing effect in the vicinity of the outer periphery of the light emitting region can be efficiently enhanced.
  • the distance between the light-emitting region and the lens member is 7 ⁇ m or less, deterioration in viewing angle characteristics can be suppressed.
  • the optical path control means is composed of a light emission direction control member having a rectangular or isosceles trapezoidal cross-sectional shape when cut along a virtual plane (vertical virtual plane) including the thickness direction. It can also be in the form of In other words, the optical path control means can be configured by a light emission direction control member whose cross-sectional shape is constant or varies along its thickness direction. The light emission direction control member will be described later.
  • the light-emitting portion may have a form including an organic electroluminescence layer. That is, the light-emitting device and the like of the present disclosure, including the various preferred forms and configurations described above, can be configured from an organic electroluminescence device (organic EL device), and the display device and the like of the present disclosure. may be configured from an organic electroluminescence display (organic EL display).
  • the organic EL display device is a first substrate, a second substrate, and a plurality of light emitting elements positioned between the first substrate and the second substrate and arranged two-dimensionally; and Each light-emitting element provided on the base formed on the first substrate is a light-emitting element of the present disclosure including the preferred modes and configurations described above (more specifically, a light-emitting element of the first mode). consists of Each light-emitting element has a light-emitting part, The light-emitting part a first electrode; a second electrode, and an organic layer sandwiched between the first electrode and the second electrode (including a light-emitting layer consisting of an organic electroluminescent layer); has at least Light from the organic layer is emitted outside through the second substrate. That is, the display device or the like of the present disclosure can be a top emission type display device (top emission type display device) in which light is emitted from the second substrate.
  • the display device or the like of the present disclosure includes a first substrate, a second substrate, and an image display area (display panel portion) sandwiched between the first substrate and the second substrate.
  • image display area a plurality of light-emitting elements having the above-described preferred forms and configurations are arranged in a two-dimensional matrix.
  • the first light emitting element may emit red light
  • the second light emitting element may emit green light
  • the third light emitting element may emit blue light.
  • a fourth light emitting element that emits white light, or a fourth light emitting element that emits light of a color other than red, green, and blue light can be added.
  • the arrangement of pixels can be a delta arrangement, a stripe arrangement, a diagonal arrangement, a rectangular arrangement, a pentile arrangement, or a square arrangement.
  • the arrangement of the wavelength selector and the optical path control means may also be a delta arrangement, a stripe arrangement, a diagonal arrangement, a rectangular arrangement, a pentile arrangement, or a square arrangement based on the arrangement of the pixels (or sub-pixels).
  • the light-emitting element of the first mode specifically includes at least a first electrode, an organic layer formed on the first electrode, a second electrode formed on the organic layer, and a second electrode formed on the second electrode. It has a protective layer, a light reflecting film, and a planarizing layer. Then, the light from the organic layer passes through the second electrode, the protective layer, the opening provided in the light reflecting film, the planarizing layer, the optical path control means, the bonding member, and the second substrate, and the emitted light passes through these When the wavelength selection section is provided in the optical path, or when the base layer is provided on the inner surface of the second substrate (the surface facing the first substrate), the wavelength selection section and the base layer is also emitted to the outside.
  • the first substrate and the second substrate are bonded by a bonding member, and the materials constituting the bonding member include acrylic adhesives, epoxy adhesives, urethane adhesives, silicone adhesives, and cyanoacrylate adhesives. Examples include thermosetting adhesives such as adhesives and ultraviolet curing adhesives.
  • the first electrode is provided for each light emitting element.
  • An organic layer including a light-emitting layer made of an organic light-emitting material is provided for each light-emitting element, or is commonly provided for all light-emitting elements.
  • the second electrode is provided in common to the plurality of light emitting elements. That is, the second electrode is a so-called solid electrode and a common electrode.
  • a first substrate is arranged below or below the base, and a second substrate is arranged above the second electrode.
  • a light-emitting element is formed on the first substrate side, and the light-emitting portion is provided on the base.
  • the light emitting section is provided on a base formed on or above the first substrate.
  • the first electrode, the organic layer (including the light-emitting layer), and the second electrode, which constitute the light-emitting portion are sequentially formed on the substrate.
  • the first electrode may be in contact with part of the organic layer, or alternatively, the first electrode may be in contact with part of the organic layer.
  • the first electrode can be configured to be in contact with the organic layer.
  • the size of the first electrode may be smaller than that of the organic layer, or alternatively, the size of the first electrode may be the same as that of the organic layer.
  • the size of the first electrode can be larger than the organic layer.
  • the organic layer is composed of a laminated structure of at least two light-emitting layers that emit light of different colors, and the color of light emitted in the laminated structure may be white light.
  • the organic layer constituting the red light emitting element (first light emitting element), the organic layer constituting the green light emitting element (second light emitting element), and the organic layer constituting the blue light emitting element (third light emitting element) are , to emit white light.
  • the organic layer that emits white light may have a laminated structure of a red light-emitting layer that emits red light, a green light-emitting layer that emits green light, and a blue light-emitting layer that emits blue light.
  • the organic layer that emits white light can have a laminated structure of a blue light-emitting layer that emits blue light and a yellow light-emitting layer that emits yellow light. and an orange light-emitting layer that emits orange light.
  • the organic layers include a red light emitting layer emitting red light (wavelength: 620 nm to 750 nm), a green light emitting layer emitting green light (wavelength: 495 nm to 570 nm), and a blue light emitting layer (wavelength: 450 nm to 495 nm) can have a laminated structure in which three blue light-emitting layers are laminated, and white light is emitted as a whole.
  • a red light-emitting element is configured by combining such an organic layer (light-emitting portion) that emits white light and a wavelength selection portion that allows red light to pass through (or a protective layer that functions as a red color filter layer).
  • a green light-emitting element is configured by combining an organic layer (light-emitting portion) that emits white light and a wavelength selection portion that allows green light to pass through (or a protective layer that functions as a green color filter layer), and emits white light.
  • a blue light-emitting element is configured by combining an organic layer (light-emitting portion) and a wavelength selection portion (or a protective layer functioning as a blue color filter layer) that allows blue light to pass through.
  • a combination of sub-pixels such as a red light emitting element, a green light emitting element and a blue light emitting element constitutes one pixel (light emitting element unit).
  • one pixel may be composed of a red light emitting element, a green light emitting element, a blue light emitting element, and a light emitting element emitting white light (or a light emitting element emitting complementary color light).
  • a configuration composed of at least two light-emitting layers that emit light of different colors in practice, light-emitting layers that emit light of different colors may be mixed and not clearly separated into layers.
  • the organic layer may be common to a plurality of light emitting elements, or may be provided individually for each light emitting element.
  • the protective layer when the protective layer functions as a color filter layer, the protective layer may be made of a known color resist material.
  • a light-emitting element that emits white light may be provided with a transparent filter layer.
  • the organic layer may be configured with a single light-emitting layer.
  • the light emitting element is, for example, a red light emitting element having an organic layer containing a red light emitting layer, a green light emitting element having an organic layer containing a green light emitting layer, or an organic layer containing a blue light emitting layer. It can be composed of a blue light emitting element having a That is, the organic layers forming the red light emitting device emit red light, the organic layers forming the green light emitting device emit green light, and the organic layers forming the blue light emitting device emit blue light. can also be One pixel is composed of these three types of light-emitting elements (sub-pixels). In the case of a color display device, one pixel is composed of these three types of light-emitting elements (sub-pixels). In principle, the formation of a color filter layer is unnecessary, but a color filter layer may be provided to improve color purity.
  • the size of the light-emitting region of the light-emitting element may be changed depending on the light-emitting element. Specifically, the size of the light emitting region of the third light emitting element (blue light emitting element) is the size of the light emitting region of the first light emitting element (red light emitting element) and the size of the light emitting area of the second light emitting element (green light emitting element). can be made larger than the size of the light emitting region.
  • the amount of light emitted by the blue light emitting element can be made larger than the amount of light emitted by the red light emitting element and the amount of light emitted by the green light emitting element. It is possible to optimize the amount of light emitted by the light emitting element and the amount of light emitted by the green light emitting element, thereby improving the image quality.
  • the size of the light emitting region of the light emitting device or the white light emitting device is larger than the size of the light emitting region of the red light emitting device or the blue light emitting device. From the viewpoint of the life of the light emitting element, it is preferable that the size of the light emitting region of the blue light emitting device is larger than that of the red light emitting device, the green light emitting device, and the white light emitting device. However, it is not limited to these.
  • the optical path control means can be made of, for example, a known transparent resin material such as acrylic resin, and can be obtained by melt-flowing the transparent resin material, or by etching back. It can be obtained by combining photolithography technology using a gray tone mask or halftone mask based on organic or inorganic materials and an etching method, and it can be obtained by forming a transparent resin material into a lens shape based on the nanoimprint method. It can also be obtained by the method As described above, the outer shape of the optical path control means may be, for example, circular, elliptical, square, or rectangular, but is not limited to these.
  • Materials constituting the protective layer and the planarizing layer include acrylic resins, epoxy resins, various inorganic materials [eg, SiO 2 , SiN, SiON, SiC, amorphous silicon ( ⁇ -Si), Al 2 O 3 , TiO 2 ] can be exemplified.
  • the protective layer and the flattening layer may have a single-layer structure or a multi-layer structure. It is preferable that the values of the refractive indices of the materials constituting the protective layer and the planarizing layer are made the same toward each other, or are sequentially decreased.
  • various CVD methods As a method for forming the protective layer and the flattening layer, various CVD methods, various coating methods, various PVD methods including sputtering and vacuum deposition, and various printing methods such as screen printing can be used.
  • ALD (Atomic Layer Deposition) method can be adopted as a method of forming the protective layer and the planarization layer.
  • the protective layer and the planarizing layer may be common to a plurality of light emitting elements, or may be provided individually for each light emitting element.
  • the first substrate or the second substrate is a silicon semiconductor substrate, a high strain point glass substrate, a soda glass ( Na2O.CaO.SiO2 ) substrate , or a borosilicate glass ( Na2O.B2O3.SiO2 ) substrate.
  • the materials forming the first substrate and the second substrate may be the same or different. However, since it is a top emission type display device, the second substrate is required to be transparent to the light emitted from the light emitting section.
  • examples of the material constituting the first electrode include platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), chromium (Cr), tungsten (W), nickel (Ni ), high work function metals or alloys ( For example, Ag—Pd—Cu alloy containing silver as a main component and containing 0.3% by mass to 1% by mass of palladium (Pd) and 0.3% by mass to 1% by mass of copper (Cu), or Al- Nd alloy, Al--Cu alloy, Al--Cu--Ni alloy). Furthermore, when using a conductive material with a small work function value and high light reflectance, such as aluminum (Al) and an alloy containing aluminum, hole injection is performed by providing an appropriate hole injection layer.
  • a conductive material with a small work function value and high light reflectance such as aluminum (Al) and an alloy containing aluminum
  • the thickness of the first electrode can be exemplified from 0.1 ⁇ m to 1 ⁇ m.
  • the second light is placed under the first electrode or below the first electrode.
  • the first electrode is required to be transparent to the light emitted from the light emitting portion.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • ITO Indium Tin Oxide
  • IGO Indium Gallium Oxide
  • IGO Indium-doped gallium-zinc oxide
  • IFO Indium-doped In 2 O 3
  • ITiO Ti-doped In 2 O 3
  • InSn, InSnZnO tin oxide ( SnO2), ATO (Sb - doped SnO2), FTO (F - doped SnO2), zinc oxide (ZnO), aluminum oxide - doped zinc oxide (AZO), gallium-doped zinc oxide (GZO),
  • ITO indium and tin oxide
  • indium and zinc are deposited on a highly light-reflective film such as a dielectric multilayer film or aluminum (Al) or its alloy (for example, Al--Cu--Ni alloy).
  • a highly light-reflective film such as a dielectric multilayer film or aluminum (Al) or its alloy (for example, Al--Cu--Ni alloy).
  • transparent conductive materials having excellent hole injection properties, such as oxides of (IZO) are laminated.
  • the first electrode functions as a cathode electrode, it is desirable that it be made of a conductive material with a small work function value and high light reflectance. It can also be used as a cathode electrode by providing an appropriate electron injection layer to improve electron injection characteristics.
  • the material (semi-transmissive material or light-transmissive material) constituting the second electrode transmits emitted light and efficiently transfers electrons to the organic layer (light-emitting layer).
  • a conductive material with a small work function value such as aluminum (Al), silver (Ag), magnesium (Mg), calcium (Ca), sodium (Na), strontium ( Sr), alkali metal or alkaline earth metal and silver (Ag) [for example, alloy of magnesium (Mg) and silver (Ag) (Mg--Ag alloy)], alloy of magnesium-calcium (Mg--Ca alloy) , Aluminum (Al) and lithium (Li) alloys (Al-Li alloys) and other metals or alloys with a small work function can be mentioned.
  • the thickness of the second electrode may be 4 nm to 50 nm, preferably 4 nm to 20 nm, more preferably 6 nm to 12 nm.
  • at least one material selected from the group consisting of Ag--Nd--Cu, Ag--Cu, Au and Al--Cu can be mentioned.
  • the second electrode is a laminate of the above material layer and a so-called transparent electrode (for example, thickness 3 ⁇ 10 ⁇ 8 m to 1 ⁇ 10 ⁇ 6 m) made of, for example, ITO or IZO from the organic layer side.
  • a bus electrode made of a low-resistance material such as aluminum, aluminum alloy, silver, silver alloy, copper, copper alloy, gold, or gold alloy is provided for the second electrode to reduce the resistance of the second electrode as a whole. You may try to The average light transmittance of the second electrode is desirably 50% to 90%, preferably 60% to 90%. On the other hand, when the second electrode functions as an anode electrode, it is desirable that it is made of a conductive material that transmits emitted light and has a large work function.
  • the second electrode When the second electrode is formed after the organic layer is formed, it can be formed based on a film forming method such as a vacuum deposition method in which the energy of film forming particles is small, or a film forming method such as the MOCVD method. , is preferable from the viewpoint of preventing the occurrence of damage to the organic layer. If the organic layer is damaged, there is a possibility that non-light-emitting pixels (or non-light-emitting sub-pixels) called "dark spots" may occur due to leakage current.
  • a film forming method such as a vacuum deposition method in which the energy of film forming particles is small
  • a film forming method such as the MOCVD method.
  • the organic layer includes a light-emitting layer made of an organic light-emitting material. It can be composed of a laminate structure including a light-emitting layer that also serves as a layer, a laminate structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • PVD methods Physical vapor deposition methods such as vacuum deposition methods as methods for forming the organic layer; printing methods such as screen printing and inkjet printing; lamination of a laser absorption layer and an organic layer formed on a transfer substrate.
  • a laser transfer method in which an organic layer on a laser absorption layer is separated by irradiating the structure with a laser and transferring the organic layer, and various coating methods can be exemplified.
  • the organic layer is formed based on the vacuum deposition method, for example, a so-called metal mask is used, and the organic layer can be obtained by depositing the material passing through the openings provided in the metal mask.
  • the thickness of the hole transport layer (hole supply layer) and the thickness of the electron transport layer (electron supply layer) are approximately equal.
  • the electron transport layer (electron supply layer) may be thicker than the hole transport layer (hole supply layer).
  • electronic supply becomes possible.
  • the supply of holes can be increased by disposing the hole transport layer between the first electrode corresponding to the anode electrode and the light emitting layer and forming the hole transport layer with a thickness smaller than that of the electron transport layer. It becomes possible. Accordingly, a carrier balance can be obtained in which there is no excess or deficiency of holes and electrons, and a sufficiently large amount of carrier supply can be obtained, so that high luminous efficiency can be obtained.
  • the carrier balance is less likely to collapse, driving deterioration is suppressed, and the light emission life can be lengthened.
  • a substrate, an insulating layer, an interlayer insulating layer, and an interlayer insulating material layer are formed.
  • glass BPSG (boron-phosphorus-silicate glass), PSG, BSG, AsSG, SbSG, PbSG, SOG (spin-on glass), LTO (Low Temperature Oxide, low-temperature CVD-SiO 2 ), low-melting-point glass, glass paste SiN-based materials including SiON -based materials; SiOC; SiOF; and SiCN.
  • titanium oxide ( TiO2 ), tantalum oxide ( Ta2O5 ), aluminum oxide ( Al2O3 ), magnesium oxide (MgO), chromium oxide ( CrOx ) , zirconium oxide ( ZrO2), niobium oxide Inorganic insulating materials such as (Nb 2 O 5 ), tin oxide (SnO 2 ) and vanadium oxide (VO x ) can be mentioned.
  • fluorocarbon cycloperfluorocarbon polymer
  • benzocyclobutene cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene, amorphous tetrafluoroethylene, polyarylether, fluoroarylether, fluorine Polyimide, amorphous carbon, parylene (polyparaxylylene), fullerene fluoride), Silk (trademark of The Dow Chemical Co., coating type low dielectric constant interlayer insulating film material), Flare ( A trademark of Honeywell Electronic Materials Co., polyallyl ether (PAE)-based materials) can also be exemplified. And these can be used individually or in combination as appropriate.
  • PAE polyallyl ether
  • the insulating layer, the interlayer insulating layer, and the substrate may have a single-layer structure or a laminated structure.
  • Insulating layers, interlayer insulating layers, interlayer insulating material layers, and substrates are formed by various CVD methods, various coating methods, various PVD methods including sputtering and vacuum deposition, various printing methods such as screen printing, plating, electrodeposition, It can be formed based on a known method such as an immersion method or a sol-gel method.
  • an ultraviolet absorption layer On the outermost surface of the display device from which light is emitted (specifically, the outer surface of the second substrate), an ultraviolet absorption layer, an anti-contamination layer, a hard coat layer, an antistatic layer may be formed, or a protective member (for example, a cover glass) may be provided.
  • a protective member For example, a cover glass
  • a light-emitting element driving section (driving circuit) is provided under or below the substrate, although this is not a limitation.
  • the light-emitting element driving section is, for example, a transistor (specifically, for example, a MOSFET) formed on a silicon semiconductor substrate that constitutes the first substrate, or a thin film transistor (TFT) provided on various substrates that constitute the first substrate. consists of The transistor or TFT that constitutes the light emitting element driving section and the first electrode may be connected to each other through a contact hole (contact plug) formed in the substrate.
  • the light emitting element driving section can have a known circuit configuration.
  • the second electrode is, for example, connected to the light-emitting element driving section through a contact hole (contact plug) formed in the substrate at the outer periphery of the display device (specifically, the outer periphery of the pixel array section). can be
  • the organic EL display device preferably has a resonator structure in order to further improve the light extraction efficiency.
  • the resonator structure will be described later.
  • a light absorption layer (black matrix layer) is formed between the optical path control means, or above between the optical path control means and the optical path control means.
  • the light absorption layer (black matrix layer) is made of, for example, a black resin film mixed with a black colorant and having an optical density of 1 or more (specifically, for example, a black polyimide resin), or a thin film It consists of a thin film filter that utilizes the interference of A thin film filter is formed by stacking two or more layers of thin films made of, for example, metal, metal nitride, or metal oxide, and attenuates light using interference of the thin films.
  • a specific example of a thin film filter is one in which Cr and chromium (III) oxide (Cr 2 O 3 ) are alternately laminated.
  • the size of the light absorption layer (black matrix layer) may be appropriately changed according to the light emitted by the light emitting element.
  • a light shielding portion may be provided between the light emitting elements.
  • the light shielding material constituting the light shielding part specifically, titanium (Ti), chromium (Cr), tungsten (W), tantalum (Ta), aluminum (Al), MoSi 2 and the like can shield light. Materials can be mentioned.
  • the light-shielding portion can be formed by a vapor deposition method including an electron beam vapor deposition method, a hot filament vapor deposition method, a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, an ion plating method, or the like.
  • the display device of the present disclosure can be used, for example, as a monitor device that constitutes a personal computer, and can also be used as a monitor built into a television receiver, a mobile phone, a PDA (personal digital assistant), and a game device. It can be used as a display device incorporated in a device, a projector. Alternatively, it can be applied to electronic view finder (EVF), head mounted display (HMD), eyewear, AR glasses, EVR, VR (Virtual Reality), MR (Mixed Reality) or AR (Augmented Reality) display devices.
  • EMF electronic view finder
  • HMD head mounted display
  • AR glasses electronic VR
  • EVR Virtual Reality
  • MR Media Real Reality
  • AR Augmented Reality
  • a display device can be constructed.
  • various lighting devices including a backlight device for a liquid crystal display device and a planar light source device can be configured.
  • Example 1 relates to the light-emitting device of the present disclosure (specifically, the light-emitting device of the first embodiment) and the display device according to the first and second aspects of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element and the display device of Example 1
  • FIG. 2 shows an enlarged schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element.
  • 3A, 3B, 3C, 3D, and 3E schematically show the arrangement of sub-pixels (light-emitting elements) in one pixel, and a schematic perspective view of an optical path control means composed of a lens member. 4.
  • part of the hatching lines is omitted for the sake of simplification of the drawing.
  • the display device is composed of an organic electroluminescence display device (organic EL display device) and is an active matrix display device.
  • the light-emitting element is composed of an electroluminescence element (organic EL element), and the light-emitting layer includes an organic electroluminescence layer.
  • the display device of Example 1 or Examples 2 to 5 described later is a top emission type display device (top emission type display device) in which light is emitted from the second substrate.
  • the light emitting device 10 of Example 1 is It has a light emitting unit 30 and an optical path control means (optical path control unit) 71 provided above the light emitting unit 30, A light reflecting film 51 having an opening 52 is arranged between the light emitting section 30 and the optical path control means (optical path control section) 71 .
  • the display device of Example 1 has a light emitting unit 30 and an optical path control means (optical path control unit) 71 provided above the light emitting unit 30, A plurality of light emitting elements 10 each having a light reflection film 51 having an opening 52 are provided between the light emitting section 30 and the optical path control means (optical path control section) 71 .
  • Each light emitting element 10 has a light emitting section 30 provided above the first substrate 41 and an optical path control means (optical path control section) 71 provided above the light emitting section 30.
  • a light reflection film 51 having an opening 52 is arranged between the optical path control means (optical path control section) 71 .
  • the first light emitting element 10 1 emits red light
  • the second light emitting element 10 2 emits green light
  • the third light emitting element 10 3 emits blue light.
  • a fourth light emitting element that emits white light, or a fourth light emitting element that emits light of a color other than red light, green light, and blue light can be added.
  • the light emitted by the light emitting section 30 is emitted to the outside through at least the opening 52 provided in the light reflecting film 51 and the optical path control means 71 .
  • a protective layer 34A and a flattening layer 34B are formed from the light emitting section side between the light emitting section 30 and the optical path control means 71, and the light reflecting film 51 is the protective layer. 34A and the planarization layer 34B.
  • the light emitted by the light emitting section 30 is emitted to the outside through at least the protective layer 34A, the opening 52 provided in the light reflecting film 51, the planarizing layer 34B, and the optical path control means 71.
  • the light-emitting device 10 of Example 1 includes a first electrode 31, an organic layer 33 formed on the first electrode 31, a second electrode 32 formed on the organic layer 33, and the second electrode 32 It has a protective layer 34A, a light reflecting film 51, a planarization layer 34B, a wavelength selector CF and an optical path control means 71 formed thereon. Then, the light from the organic layer 33 passes through the second electrode 32, the protective layer 34A, the opening 52 provided in the light reflecting film 51, the planarizing layer 34B, the wavelength selection portion CF, the optical path control means 71, the bonding member 35, and the bottom. It is emitted to the outside through the stratum 36 and the second substrate 42 .
  • the light emitting section 30 has a laminated structure of a first electrode 31 , an organic layer 33 and a second electrode 32 , and a light reflecting film 51 is formed above the second electrode 32 .
  • the organic layer 33 includes a light-emitting layer composed of an organic electroluminescence layer.
  • one light emitting element unit includes a first light emitting element (red light emitting element) 10 1 and a second light emitting element (green light emitting element). ) 10 2 and a third light emitting element (blue light emitting element) 10 3 (three sub-pixels).
  • the organic layer 33 forming the first light emitting element 10 1 , the organic layer 33 forming the second light emitting element 10 2 , and the organic layer 33 forming the third light emitting element 10 3 collectively emit white light.
  • the first light emitting element 10 1 that emits red light is composed of a combination of the organic layer 33 that emits white light and the red color filter layer CF R .
  • the second light emitting element 10 2 that emits green light is composed of a combination of the organic layer 33 that emits white light and the green color filter layer CF G .
  • the third light emitting element 10 3 that emits blue light is composed of a combination of the organic layer 33 that emits white light and the blue color filter layer CF B .
  • a light-emitting element unit may be configured by a light-emitting element 10 4 that emits light of 4 colors) (or a light-emitting element that emits complementary color light).
  • the first light-emitting element 10 1 , the second light-emitting element 10 2 , and the third light-emitting element 10 3 are different except for the configuration of the color filter layer and, in some cases, the position of the light-emitting layer in the thickness direction of the organic layer.
  • the number of pixels is, for example, 1920 ⁇ 1080, one light-emitting element (display element) 10 constitutes one sub-pixel, and the number of light-emitting elements (specifically, organic EL elements) 10 is three times the number of pixels.
  • the organic EL display device is a first substrate 41, a second substrate 42, and a plurality of light emitting elements 10 positioned between the first substrate 41 and the second substrate 42 and arranged two-dimensionally; and Each light-emitting element 10 provided on a substrate formed on the first substrate 41 is composed of the light-emitting element 10 of the first embodiment.
  • Each light-emitting element 10 includes a light-emitting portion 30,
  • the light emitting unit 30 is a first electrode 31, a second electrode 32, and an organic layer 33 sandwiched between the first electrode 31 and the second electrode 32 (including a light-emitting layer composed of an organic electroluminescent layer); has at least Light from the organic layer 33 is emitted outside through the second substrate 42 .
  • the display device of Example 1 includes a first substrate 41, a second substrate 42, and an image display area (display panel) sandwiched between the first substrate 41 and the second substrate 42. ), and a plurality of light emitting elements 10 of Example 1 are arranged in a two-dimensional matrix in the image display area.
  • the light-emitting element 10 specifically includes: a first electrode 31, an organic layer 33 formed on the first electrode 31; a second electrode 32 formed on the organic layer 33; a protective layer 34A formed on the second electrode 32; a light reflecting film 51 having an opening 52 formed on the protective layer 34A; a planarizing layer 34B formed on the protective layer 34A located at the bottom of the opening 52 and the light reflecting film 51; a color filter layer CF (CF R , CF G , CF B ) formed on the planarization layer 34B, and optical path control means 71 formed on the color filter layer CF; consists of A light emitting element 10 is formed on the first substrate side.
  • the color filter layer CF is arranged above the second electrode 32, and the second substrate 42 is arranged above the color filter layer CF. Except for the arrangement of the color filter layer CF and the optical path control means 71, the following description can, in principle, be appropriately applied to Examples 2 to 5, which will be described later.
  • the arrangement of the sub-pixels can be the delta arrangement shown in FIG. 3A, the stripe arrangement shown in FIG. 3B, or the diagonal arrangement shown in FIG. 3C. However, it can also be a rectangular array.
  • a first light-emitting element 10 1 , a second light-emitting element 10 2 , a third light-emitting element 10 3 , and a fourth light-emitting element 10 4 that emits white light (or a third light-emitting element that emits complementary color light) may be used. 4 light emitting elements) may constitute one pixel.
  • a transparent filter layer may be provided instead of the color filter layer.
  • FIG. 3E it can be a square array as shown in FIG. 3E.
  • FIGS. 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 and 25, 26, 27, 28, 29, 34, 42, 47 and 50 are schematic partial cross-sectional views of the display devices in which the light emitting elements 10 are arranged in a delta arrangement. It is different from the schematic partial cross-sectional view of the device for the sake of simplification of the drawing.
  • the light-emitting device 10 has a wavelength selection section CF between the light-emitting section 30 and the optical path control means 71 .
  • the wavelength selector CF is composed of color filter layers CF R , CF G , and CF B , and is provided on the first substrate side.
  • the color filter layer CF has an on-chip color filter layer structure (OCCF structure).
  • the optical path control means 71 is composed of a lens member such as a plano-convex lens having a convex shape in the direction away from the light emitting section 30 . That is, the light exit surface 71b of the optical path control means (lens member) 71 has a convex shape, and the light entrance surface 71a is, for example, flat.
  • the outer shape of the optical path control means 71 can be circular or elliptical, but is not limited to such a shape, and may be rectangular as shown in FIG. may be determined as appropriate based on the planar shape of .
  • the size of the light emitting part (light emitting area) 30 is preferably larger than the size of the opening 52 .
  • the orthographic projection image of the opening 52 is preferably included in the orthographic projection image of the light emitting portion (light emitting region) 30 .
  • the first substrate 41 and the second substrate 42 are joined by a joining member (sealing resin layer) 35 .
  • a joining member laminated resin layer
  • an underlying layer 36 is formed on the inner surface of the second substrate 42 (the surface facing the first substrate 41).
  • a joining member 35 examples include thermosetting adhesives such as acrylic adhesives, epoxy adhesives, urethane adhesives, silicone adhesives, and cyanoacrylate adhesives, and ultraviolet curable adhesives. can be done.
  • the normal line LN 0 passing through the center of the light-emitting portion (light-emitting region) 30 and the center of the light-emitting portion 30 (in the illustrated example, LL 1 is the straight line that provides the maximum complementary angle of the angle formed by the straight line connecting the center of the second electrode 32 (the same applies hereinafter) and the end portion 71 END of the optical path control means 71;
  • ⁇ CA-2 the complementary angle of the angle ⁇ CA-2 ' formed between the straight line LL 2 connecting the center and the normal line LN 0 passing through the center of the light emitting unit 30
  • 1 ⁇ CA -2 / ⁇ CA -1 satisfy.
  • (b/2) 2 ⁇ Dist ⁇ 0 and preferably (b/2) ⁇ ⁇ 0 is preferably satisfied.
  • the planar shape of the opening 52 and the planar shape of the optical path control means 71 have a similarity relationship or an approximate relationship.
  • the planar shape of the wavelength selection part CF may be the same as the planar shape of the optical path control means 71, may be similar, may be approximate, or may be different.
  • the orthogonal projection image of the optical path control means 71 is included in the orthogonal projection image of the wavelength selector CF, it is possible to reliably suppress the occurrence of color mixture between the adjacent light emitting elements 10 .
  • the planar shape of the wavelength selection part CF may be the same as, similar to, approximate, or different from the planar shape of the light emitting region.
  • the wavelength selection part CF is preferably larger than the light emitting area. The relationship between the orthographic projection image of the optical path control means 71 and the orthographic projection image of the wavelength selection section CF is as described above.
  • Example 1 the center of the wavelength selector CF (the center when orthogonally projected onto the first substrate 41) passes through the center of the light emitting region, and the center of the optical path control means 71 (the center of the first substrate 41) and the center of the opening 52 provided in the light reflecting film 51 (the center when orthogonally projected onto the first substrate 41) pass through the center of the light emitting region. That is, the center of the opening 52 provided in the light reflecting film 51, the center of the wavelength selection portion CF, and the center of the optical path control means 71 are located on the normal line LN 0 passing through the center of the light emitting region.
  • the sizes of the wavelength selection part CF, the optical path control means 71, and the aperture 52 are determined by the distance (offset amount) d 0 (described later) between the normal line passing through the center of the light emitting region and the normal line passing through the center of the wavelength selection part CF. may be changed as appropriate.
  • a light-emitting element driving section (driving circuit) is provided below the substrate 26 made of an insulating material formed by the CVD method.
  • the light emitting element driving section can have a known circuit configuration.
  • the light-emitting element driving section is composed of a transistor (specifically, a MOSFET) formed on a silicon semiconductor substrate corresponding to the first substrate 41 .
  • a transistor 20 composed of a MOSFET includes a gate insulating layer 22 formed on a first substrate 41, a gate electrode 21 formed on the gate insulating layer 22, source/drain regions 24 formed on the first substrate 41, and source/drain regions 24 formed on the first substrate 41.
  • the transistor 20 and the first electrode 31 are electrically connected via a contact plug 27 provided on the substrate 26 .
  • the insulating material forming the substrate 26 include SiO 2 , SiN, and SiON.
  • the light emitting section 30 is provided on the base 26 .
  • the first electrode 31 of each light emitting element 10 is provided on the substrate 26 .
  • An insulating layer 28 having an opening region 28' at the bottom of which the first electrode 31 is exposed is formed on the substrate 26, and the organic layer 33 is at least the first electrode exposed at the bottom of the opening region 28'. 31 is formed.
  • the organic layer 33 is formed over the first electrode 31 exposed at the bottom of the opening region 28' and over the insulating layer 28, and the insulating layer 28 extends from the first electrode 31 to the substrate. 26 is formed over. The portion of the organic layer 33 that actually emits light is surrounded by the insulating layer 28 .
  • the light emitting region is composed of the first electrode 31 and the region of the organic layer 33 formed on the first electrode 31 and is provided on the substrate 26 .
  • the area of the first electrode 31 or the organic layer 33 surrounded by the insulating layer 28 corresponds to the light emitting area.
  • the insulating layer 28 and the second electrode 32 are covered with a protective layer 34A made of SiN.
  • a light-reflecting film 51 having openings 52 is formed on the protective layer 34A by a well-known method.
  • a planarization layer 34B is formed, and wavelength selection portions CF (color filter layers CF R , CF G , and CF B ) made of a known material are formed on the planarization layer 34B.
  • An optical path control means 71 is formed in the .
  • the first electrode 31 is provided for each light emitting element 10 .
  • An organic layer 33 including a light-emitting layer made of an organic light-emitting material is provided for each light-emitting element 10 , or is provided commonly to the light-emitting elements 10 .
  • the second electrode 32 is provided in common to the plurality of light emitting elements 10 . That is, the second electrode 32 is a so-called solid electrode and a common electrode.
  • a first substrate 41 is arranged below or below the base 26 , and a second substrate 42 is arranged above the second electrode 32 .
  • the light emitting element 10 is formed on the first substrate side, and the light emitting section 30 is provided on the base 26 .
  • the light emitting section 30 is provided on a base 26 formed on or above the first substrate 41 .
  • the first electrode 31, the organic layer 33 (including the light-emitting layer), and the second electrode 32, which constitute the light-emitting portion 30, are sequentially formed on the substrate.
  • the first electrode 31 functions as an anode electrode
  • the second electrode 32 functions as a cathode electrode.
  • the first electrode 31 is made of a light reflecting material layer, specifically, for example, an Al—Nd alloy layer, an Al—Cu alloy layer, or a laminated structure of an Al—Ti alloy layer and an ITO layer. is made of a transparent conductive material such as ITO.
  • the first electrode 31 is formed on the substrate 26 based on a combination of vacuum deposition and etching.
  • the second electrode 32 is formed by a film forming method such as a vacuum deposition method in which the energy of film forming particles is small, and is not patterned.
  • the organic layer 33 is also unpatterned. That is, the organic layer 33 is provided in common to the plurality of light emitting elements 10 . However, it is not limited to this.
  • the first substrate 41 is made of a silicon semiconductor substrate
  • the second substrate 42 is made of a glass substrate.
  • the second electrode 32 is used as a common electrode in the plurality of light emitting elements 10 as described above. That is, the second electrode 32 is a so-called solid electrode.
  • the second electrode 32 is connected to the light-emitting element driving section through a contact hole (contact plug) (not shown) formed in the substrate 26 in the outer periphery of the display device (specifically, the outer periphery of the pixel array section). ing.
  • an auxiliary electrode connected to the second electrode 32 may be provided below the second electrode 32 in the outer peripheral portion of the display device, and the auxiliary electrode may be connected to the light emitting element driving section.
  • the organic layer 33 includes a hole injection layer (HIL: Hole Injection Layer), a hole transport layer (HTL: Hole Transport Layer), a light emitting layer, an electron transport layer (ETL: Electron Transport Layer), and an electron injection layer. It has a laminated structure of layers (EIL: Electron Injection Layer).
  • the light-emitting layer is composed of at least two light-emitting layers that emit light of different colors, and the light emitted from the organic layer 33 is white.
  • the organic layer has a structure in which three layers of a red light-emitting layer that emits red light, a green light-emitting layer that emits green light, and a blue light-emitting layer that emits blue light are laminated.
  • the organic layer may have a structure in which two layers of a blue light-emitting layer that emits blue light and a yellow light-emitting layer that emits yellow light are stacked (to emit white light as a whole), or a blue light emitting layer that emits blue light.
  • a structure in which two layers of a light-emitting layer and an orange light-emitting layer that emits orange light are stacked (to emit white light as a whole) can also be used.
  • the first light emitting element 10 1 to display red is provided with the red color filter layer CF R
  • the second light emitting element 10 2 to display green is provided with the green color filter layer CF G .
  • a blue color filter layer CF B is provided for the third light emitting element 10 3 to display blue.
  • the hole injection layer is a layer that increases hole injection efficiency and functions as a buffer layer that prevents leakage, and has a thickness of, for example, about 2 nm to 10 nm.
  • the hole injection layer is made of, for example, a hexaazatriphenylene derivative represented by formula (A) or formula (B) below. If the end surface of the hole injection layer comes into contact with the second electrode, it is the main cause of unevenness in luminance between pixels, leading to deterioration in display image quality.
  • R 1 to R 6 are each independently hydrogen, halogen, hydroxy group, amino group, allylamino group, substituted or unsubstituted carbonyl group having 20 or less carbon atoms, substituted or unsubstituted substituted carbonyl ester group, substituted or unsubstituted alkyl group with 20 or less carbon atoms, substituted or unsubstituted alkenyl group with 20 or less carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group with 20 or less carbon atoms, 30 or less carbon atoms a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 30 or less carbon atoms, a nitrile group, a cyano group, a nitro group, or a silyl group; 1 to 6) may be attached to each other via a cyclic structure.
  • X 1 to X 6 are each independently a carbon or nitrogen atom.
  • the hole transport layer is a layer that increases the efficiency of transporting holes to the light emitting layer. In the light-emitting layer, recombination of electrons and holes occurs when an electric field is applied to generate light.
  • the electron transport layer is a layer that increases the efficiency of electron transport to the light-emitting layer
  • the electron injection layer is a layer that increases the efficiency of electron injection into the light-emitting layer.
  • the hole-transporting layer consists of, for example, 4,4′,4′′-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine (m-MTDATA) or ⁇ -naphthylphenyldiamine ( ⁇ NPD) with a thickness of about 40 nm. .
  • the light-emitting layer is a light-emitting layer that produces white light by mixing colors, and is formed, for example, by stacking a red light-emitting layer, a green light-emitting layer, and a blue light-emitting layer, as described above.
  • red light-emitting layer when an electric field is applied, some of the holes injected from the first electrode 31 and some of the electrons injected from the second electrode 32 recombine to emit red light. Occur.
  • a red light-emitting layer contains, for example, at least one of a red light-emitting material, a hole-transporting material, an electron-transporting material, and a dual charge-transporting material.
  • the red light-emitting material may be a fluorescent material or a phosphorescent material.
  • a red light-emitting layer having a thickness of about 5 nm is formed by, for example, 4,4-bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl (DPVBi), 2,6-bis[(4′-methoxydiphenylamino)styryl]- It consists of a mixture of 30% by mass of 1,5-dicyanonaphthalene (BSN).
  • DPVBi 4,4-bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl
  • BSN 1,5-dicyanonaphthalene
  • Such a green light-emitting layer includes, for example, at least one of a green light-emitting material, a hole-transporting material, an electron-transporting material, and a dual charge-transporting material.
  • the green emitting material may be a fluorescent material or a phosphorescent material.
  • the green light-emitting layer having a thickness of about 10 nm is made of, for example, DPVBi mixed with coumarin 6 in an amount of 5 mass %.
  • Such a blue light-emitting layer when an electric field is applied, some of the holes injected from the first electrode 31 and some of the electrons injected from the second electrode 32 recombine to emit blue light. Occur.
  • a blue light-emitting layer contains, for example, at least one of a blue light-emitting material, a hole-transporting material, an electron-transporting material, and a dual charge-transporting material.
  • the blue light-emitting material may be a fluorescent material or a phosphorescent material.
  • a blue light-emitting layer with a thickness of about 30 nm can be obtained, for example, by adding 2.5 masses of 4,4′-bis[2- ⁇ 4-(N,N-diphenylamino)phenyl ⁇ vinyl]biphenyl (DPAVBi) to DPVBi. % mixture.
  • the electron-transporting layer with a thickness of about 20 nm is made of, for example, 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq3).
  • the electron injection layer having a thickness of about 0.3 nm is made of, for example, LiF or Li2O .
  • the materials constituting each layer are examples, and the materials are not limited to these.
  • the light emitting layer may be composed of a blue light emitting layer and a yellow light emitting layer, or may be composed of a blue light emitting layer and an orange light emitting layer.
  • the light emitting device 10 may have a resonator structure with the organic layer 33 as a resonator.
  • the thickness of the organic layer 33 is set to 8 ⁇ 10 ⁇ 8 m or more and 5 ⁇ 10 ⁇ 7 m or less, and more preferably 1.5 ⁇ 10 ⁇ 7 m or more and 3.5 ⁇ 10 ⁇ 7 m or less.
  • the first light-emitting element (red light-emitting element) 10 1 actually resonates light emitted from the light-emitting layer to emit reddish light (red light-emitting element).
  • the second light emitting element (green light emitting element) 10 2 resonates light emitted from the light emitting layer to emit greenish light (light having a light spectrum peak in the green region) to the second electrode 32 .
  • the third light emitting element (blue light emitting element) 10 3 resonates light emitted from the light emitting layer to emit bluish light (light having a light spectrum peak in the blue region) to the second electrode. 32.
  • the resonator structure will be described in detail in the third embodiment.
  • a light-emitting element driving section is formed on a silicon semiconductor substrate (first substrate 41) based on a known MOSFET manufacturing process.
  • a substrate 26 is formed on the entire surface based on the CVD method.
  • a contact hole is formed in the portion of the substrate 26 located above one of the source/drain regions of the transistor 20 by photolithography and etching techniques.
  • a metal layer is formed on the substrate 26 including the contact holes by, for example, a sputtering method, and then the metal layer is patterned on a portion of the substrate 26 by photolithography and etching techniques.
  • 1 electrode 31 can be formed.
  • the first electrode 31 is separated for each light emitting element.
  • a contact hole (contact plug) 27 that electrically connects the first electrode 31 and the transistor 20 can be formed in the connection hole.
  • Step-130 Thereafter, after forming the insulating layer 28 on the entire surface by, for example, CVD, an opening region 28' is formed in a part of the insulating layer 28 on the first electrode 31 by photolithography and etching. The first electrode 31 is exposed at the bottom of the opening region 28'.
  • the organic layer 33 is formed on the first electrode 31 and the insulating layer 28 by, for example, a PVD method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, a coating method such as a spin coating method or a die coating method, or the like.
  • the second electrode 32 is formed on the entire surface by, for example, a vacuum deposition method. In this manner, the organic layer 33 and the second electrode 32 can be formed on the first electrode 31 . In some cases, the organic layer 33 may be patterned into a desired shape.
  • a protective layer 34A is formed on the entire surface by, for example, a CVD method, a PVD method, or a coating method, and the top surface of the protective layer 34A is planarized. If the protective layer 34A is formed based on the coating method, there are fewer restrictions on the processing process, a wider selection of materials, and the use of high refractive index materials becomes possible. Then, a light reflecting film 51 is formed on the protective layer 34A by a well-known method, and an opening 52 is formed in the light reflecting film 51 by a well-known method. Next, a flattening layer 34B is formed on the light reflecting film 51 including the protective layer 34A exposed at the bottom of the opening 52 .
  • Wavelength selection portions CF color filter layers CF R , CFG and CF B ) are formed.
  • Step-170 a resist material layer for forming the optical path control means 71 is formed on the color filter layers CF (CF R , CF G , CF B ). Then, the resist material layer is formed into a lens shape by patterning and heat treatment. Thus, the optical path control means 71 (lens member) can be obtained.
  • the underlying layer 36 is formed on the second substrate 42 .
  • the first substrate 41 and the second substrate 42 are connected through the bonding member (sealing resin layer) 35, specifically, the foundation layer 36, a part of the wavelength selector CF, and the optical path control means 71. are joined by the joining member 35 .
  • the display device (organic EL display device) shown in FIG. 1 can be obtained.
  • the front radiation intensity (unit: watt/steradian) of light emitted from a light source with a diameter of 0.1 ⁇ m was obtained based on simulation.
  • the light source is a planar light source and emits Lambertian radiation.
  • the wavelength of the light emitted from the light source was 550 nm, and the intensity was 1 watt.
  • the distance from the light source to the light incident surface of the lens member is 3 ⁇ m
  • the lens member is a lens member having a hemispherical shape with a diameter of 3.2 ⁇ m and a height of 1.6 ⁇ m
  • the protective layer, the flattening layer and The refractive index of the lens member was set to 1.52. It is assumed that the light emitting side of the lens member is covered with a material having a refractive index of 1.38.
  • the simulation results are shown in FIG. 5.
  • the horizontal axis of FIG. 5 indicates the distance (unit: ⁇ m) from the center of the light emitting region to the light source along the y direction, and the vertical axis indicates the front radiation intensity.
  • the terms "total reflection” and “total absorption” refer to cases in which all the light emitted from the light source toward the side opposite to the lens member is reflected or absorbed. From FIG. 5 it can be seen that the frontal radiation intensity is increased by light sources located up to 0.8 ⁇ m from the center of the emitting region.
  • the light sources located within 0.8 ⁇ m from the center of the light-emitting region in the light-emitting region contribute to the frontal radiation intensity, but the light sources located over 1.0 ⁇ m from the center of the light-emitting region do not contribute to the frontal radiation intensity.
  • the optical path control means is simply placed above the light emitting area, only a portion of the light emitting area (only a portion near the center of the light emitting area) contributes to an increase in front luminance.
  • the contribution of the light emitted from the periphery of the light emitting region to the improvement of the front luminance is small, and simply increasing the amount of light incident on the optical path control means does not improve the front luminance.
  • the front luminance can be significantly improved, and the effect of the optical path control means can be enhanced.
  • the light reflecting film is provided, and the light emitted in the light emitting region is emitted to the outside through the opening formed in the light reflecting film. is equivalent to a collection of , and the front luminance can be greatly improved.
  • Example 1 instead of narrowing the light emitting region, a light reflecting film is provided, and light emitted from the light emitting region is emitted to the outside through an opening formed in the light reflecting film. , there is no need to increase the current flowing between the first electrode and the second electrode, and the life of the light emitting element is not shortened.
  • the light-reflecting film having the opening is provided between the light-emitting portion and the optical path control means. While repeating reflection between the film and the second electrode or between the light reflecting film and the first electrode, the light is emitted toward the optical path control means through the opening provided in the light reflecting film. . That is, the light generated in the light emitting region is emitted toward the optical path control means in a controlled state and with high efficiency. Therefore, the light emitted from the optical path control means to the outside can be brought closer to parallel light, the front luminance can be increased, and the luminance of the display device as a whole can be improved. Also, the chromaticity viewing angle is improved.
  • the phenomenon that the light generated in the light emitting region is repeatedly reflected between the light reflecting film and the second electrode or between the light reflecting film and the first electrode is referred to as "the light reflecting film and the first electrode.” It may be called “reflection of light between two electrodes or the like”.
  • the light reflecting film 51 can be composed of a photonic crystal layer 53, and the light reflecting film 51 can be formed by It can also be composed of a dielectric multilayer film or a wavelength selective layer that applies plasmon.
  • Example-3 of Example 1 whose schematic partial cross-sectional view is shown in FIG.
  • the interface between the protective layer 34A and the transparent thin film 54 and the planarizing layer 34B can be planarized.
  • the material constituting the transparent thin film may be appropriately selected from materials that hardly absorb the light emitted from the light emitting section 30. Examples thereof include acrylic resins, epoxy resins, silicone resins, and the like. .
  • a first light scattering layer 55 is formed under the light emitting section 30 in Modified Example 4 of Example 1, the schematic partial cross-sectional view of which is shown in FIG.
  • Modifications-5 and Modifications-6 of Embodiment 1 whose schematic partial cross-sectional views are shown in FIGS.
  • Two light scattering layers 56A and 56B are formed. That is, in Modification-5 of Example 1, the second light scattering layer 56A is formed in the portion of the protective layer 34A located at the bottom of the opening 52 provided in the light reflecting film 51 (Fig. 10).
  • the portion of the protective layer 34A located at the bottom of the opening 52 provided in the light reflecting film 51 and the protective layer 34A located under the light reflecting film 51 A second light scattering layer 56B is formed on the portion 34A (that is, on the top surface of the protective layer 34A) (see FIG. 11).
  • the material forming the first light scattering layer 55 and the second light scattering layers 56A and 56B include fine particles, specifically, fine particles such as aluminum oxide and titanium oxide.
  • the first electrode 31 may be appropriately selected from materials (semi-transmissive material or light-transmissive material) that constitute the second electrode 32 .
  • the first light scattering layer 55 and the second light scattering layers 56A, 56B may be combined. By providing the light scattering layers 55, 56A, and 56B, the light emitted from the opening 52 can be Lambertian radiation.
  • a second light reflecting film composed of a photonic crystal layer 57 is formed under the first electrode 31.
  • the photonic crystal layer is formed based on a metal that reflects light, or a reflective film is added under the photonic crystal layer to suppress the emission of light toward the first substrate. can be done.
  • the photonic crystal layer 57 (second light reflecting film) is formed under the light emitting section 30, the first electrode 31 is made of the material (semi-light-transmitting material or light-transmitting material) constituting the second electrode 32. It can be selected as appropriate.
  • the light-emitting portion 30' is convex in the direction away from the planarizing layer 34B. That is, the light-emitting portion 30 ′ has a convex cross-sectional shape toward the first substrate 41 .
  • the top surface of the protective layer 34A and the light reflecting film 51 are flat.
  • the top surface of the protective layer 34A and the light reflecting film 51 may be convex in the direction away from the light emitting section 30'. That is, Modification-1 and Modification-8 can be combined.
  • part of the hatching lines is omitted for the sake of simplification of the drawing.
  • a concave portion 29 is provided on the surface 26A of the substrate 26, At least part of the first electrode 31 is formed following the shape of the top surface of the recess 29, At least a portion of the organic layer 33 is formed on the first electrode 31 so as to follow the shape of the top surface of the first electrode 31, The second electrode 32 is formed on the organic layer 33 so as to follow the shape of the top surface of the organic layer 33, A protective layer 34A is formed on the second electrode 32 .
  • the entire first electrode 31 is formed following the shape of the top surface of the recess 29, and the organic layer 33 All are formed on the first electrode 31 so as to follow the shape of the top surface of the first electrode 31 .
  • a second protective layer may be formed between the second electrode 32 and the protective layer 34A.
  • the refractive index of the material forming the second protective layer is smaller than the refractive index of the material forming the protective layer 34A.
  • the refractive index difference value include, but are not limited to, 0.1 to 0.6.
  • the material constituting the protective layer 34A is a material obtained by adding TiO 2 to a base material made of an acrylic resin to adjust (increase) the refractive index, or a material similar to the color resist material ( However, the base material is a colorless and transparent material to which no pigment is added), and TiO 2 is added to adjust ( increase) the refractive index of the base material.
  • part of the light emitted from the organic layer 33 passes through the second electrode 32 and the second protective layer, enters the protective layer 34A, and passes through the organic layer 33.
  • a portion of the light emitted from is reflected by the first electrode 31, passes through the second electrode 32 and the second protective layer, and enters the protective layer 34A.
  • the inner lens being formed by the second protective layer and the protective layer 34 ⁇ /b>A in this way, the light emitted from the organic layer 33 can be effectively condensed in the direction toward the opening 52 .
  • the incident angle of light emitted from the organic layer 33 and incident on the protective layer 34A via the second electrode 32 is ⁇ i
  • the angle of light incident on the protective layer 34A is
  • the front luminance can be further increased.
  • FIGS. 14A and 14B show schematic partial cross-sectional views of the substrate 26 before forming the first electrode 31 and the like. It can also be in the form of having. Note that the first electrode 31, the organic layer 33, and the second electrode 32 may be sequentially formed after forming the substrate 26 shown in FIGS. 14A and 14B.
  • a mask layer 61 made of SiN is formed on the substrate 26 made of SiO 2 , and the mask layer 61 is A resist layer 62 having a shape for forming recesses is formed thereon (see FIGS. 15A and 15B). Then, by etching back the resist layer 62 and the mask layer 61, the shape formed in the resist layer 62 is transferred to the mask layer 61 (see FIG. 15C). Next, after forming a resist layer 63 on the entire surface (see FIG. 16A), the resist layer 63, the mask layer 61 and the base 26 are etched back to form recesses 29 in the base 26 (see FIG.
  • the etching of the resist layer 63 can be performed.
  • the recesses 29 can be formed in the substrate 26 .
  • a resist layer 64 having an opening region 65 is formed on the substrate 26 (see FIG. 17A). Then, by wet-etching the substrate 26 through the opening region 65, the recess 29 can be formed in the substrate 26 (see FIG. 17B).
  • a second protective layer may be formed on the entire surface based on, for example, the ALD method.
  • the second protective layer is formed on the second electrode 32 so as to follow the shape of the top surface of the second electrode 32 and has the same thickness within the recess 29 .
  • the top surface of the protective layer 34A may be flattened.
  • the concave portion is provided on the surface of the substrate, and the first electrode, the organic layer, and the second electrode are substantially formed on the top surface of the concave portion. It is formed following the shape. Since the concave portion is formed in this way, the concave portion can function as a kind of concave mirror. Moreover, the manufacturing process does not increase significantly. Moreover, since the thickness of the organic layer is constant, the resonator structure can be easily formed. Furthermore, since the thickness of the first electrode is constant, due to the change in the thickness of the first electrode, phenomena such as coloring and brightness change of the first electrode depending on the viewing angle of the display device occur. can be suppressed.
  • the area other than the concave portion 29 is also composed of the laminated structure of the first electrode 32, the organic layer 33, and the second electrode 32, light is emitted from this area as well. This may result in a decrease in light collection efficiency and a decrease in monochromatic chromaticity due to light leakage from adjacent pixels.
  • the boundary between the insulating layer 28 and the first electrode 31 is the end of the light emitting area, the region from which light is emitted can be optimized by optimizing this boundary.
  • the light-emitting element of Modification-8 of Example 1 has a further improved current-luminous efficiency compared to the conventional light-emitting element, and can realize longer life and higher brightness of the light-emitting element and the display device.
  • applications for eyewear, AR (Augmented Reality) glasses, and EVR will be greatly expanded.
  • the light emitted from the organic layer and reflected by the first electrode can be collected in the direction toward the central portion of the light emitting element.
  • the depth of the recess is deep, it may be difficult to form the organic layer on the top of the recess.
  • the inner lens is formed by the second protective layer and the protective layer, the light reflected by the first electrode can be collected in the direction toward the central portion of the light emitting element even if the depth of the recess is shallow. , the front luminance can be further increased.
  • the internal lens is formed in a self-aligned manner with respect to the organic layer, there is no alignment variation between the organic layer and the internal lens.
  • the distance between the internal lens and the organic layer is very short, the width and degree of freedom in designing the light-emitting element are widened.
  • the distance between the internal lens and the organic layer and the curvature of the internal lens can be changed, and the design width and design freedom of the light-emitting device are further expanded.
  • the organic layer is not damaged.
  • the cross-sectional shape of the recessed portion 29 when the recessed portion 29 is cut along the virtual plane including the axis AX of the recessed portion 29 is a smooth curve, but the cross-sectional shape may be a part of a trapezoid. Alternatively, it can be a combination of a straight slope and a smoothly curved bottom.
  • the cross-sectional shape of the concave portion 29 such a shape, the inclination angle of the slope can be increased. It is possible to improve extraction in the front direction of the light reflected by.
  • Example 1 or Modifications-1 to Modifications-8 described above the light reflecting films 51 of the adjacent light emitting elements 10 are continuous.
  • the light reflecting film 51 has edges.
  • the schematic partial cross-sectional view of which is shown in FIG. With such a configuration, light repeatedly reflected between the light reflecting film and the second electrode or the like in a certain light emitting element is flattened from the discontinuous portion 51 ′ of the light reflecting film 51 . Since the light is emitted to the layer 34B, the light entering the adjacent light emitting element is less reflected between the light reflecting film and the second electrode or the like, thereby preventing the occurrence of so-called optical crosstalk. can be suppressed.
  • the protective layer 34A located at the discontinuous portion 51' of the light reflecting film 51 in the adjacent light emitting element 10 that is, over the area of the protective layer 34A located outside the edge of the light reflecting film 51 (the area where the light reflecting film 51 is discontinuous)
  • the light absorbing material layer 58 is formed.
  • a light-absorbing material layer may be formed on the area of the protective layer located outside the edge of the light-reflecting film (the area where the light-reflecting film is continuous).
  • the protective layer may also have a function as a color filter layer. That is, the protective layer having such functions may be made of a known color resist material. By making the protective layer also function as a color filter layer in this way, it becomes possible to arrange the organic layer and the protective layer close to each other, which effectively prevents color mixture even when the angle of light emitted from the light-emitting element is widened. can be aimed at effectively, and the viewing angle characteristics are improved.
  • Example 2 modifications of Example 1 and Modifications -1 to -12 of Example 1 will be described.
  • Example 2 whose schematic partial cross-sectional view is shown in FIG. 22, the color filter layer is provided on the second substrate side.
  • a color filter layer CF is provided on or above the optical path control means 71 (above the optical path control means 71 in the illustrated example). More specifically, the optical path control means 71 is provided on the planarizing layer 34B, the base layer 36 and the color filter layer CF are sequentially provided on the inner surface of the second substrate 42, and a part of the planarizing layer 34B is provided. And the optical path control means 71 and the color filter layer CF are bonded together by a bonding member 35 .
  • FIG. 23 shows a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element of Example 2 and Modification-1 of the display device, in which the optical path control means (optical path control section) 72 is provided on the second substrate side.
  • a color filter layer CF is provided on the first substrate side.
  • the optical path control means 72 is composed of a plano-convex lens having a convex shape in a direction approaching the second electrode 32 . That is, the light entrance surface 72a of the optical path control means 72 has a convex shape, and the light exit surface 72b is, for example, flat.
  • FIG. 24 shows a schematic partial cross-sectional view of Modification-2, which is a modification of Modification-1 of the light-emitting element and display device of Example 2, in which the color filter layer CF is provided on the second substrate side. good too. Specifically, a color filter layer CF may be provided between the second substrate 42 and the optical path control means 72 (more specifically, the underlying layer 36 and the optical path control means 72).
  • FIG. 25 shows a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element of Example 2 and Modification-3 of the display device.
  • First optical path control means (first optical path control unit, specifically, first lens member) 71 having positive optical power on which light emitted from the light emitting region is incident, and a second optical path control means (second optical path control section, specifically, a second lens member) 72 which receives the light emitted from the first optical path control means 71 and has positive optical power;
  • a joining member 35 is interposed between the first optical path control means 71 and the second optical path control means 72 .
  • the first optical path control means 71 and the second optical path control means 72 are separated.
  • the refractive index of the material forming the first optical path control means 71 is n 1 '
  • the refractive index of the material forming the second optical path control means 72 is n 2 '
  • the refractive index of the material forming the bonding member 35 is When n 0 , n1 '> n0 as well as, n2 '> n0 satisfy.
  • the acrylic adhesive that forms the first optical path control means 71 and the second optical path control means 72 is different from the acrylic adhesive that forms the joining member 35 .
  • the first optical path control means 71 and the second optical path control means 72 are bonded together by a bonding member 35 .
  • FIG. 26 shows a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element of Example 2 and Modification-4 of the display device. can be formed.
  • FIG. 27 shows a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element of Example 2 and Modification-5 of the display device.
  • a mode in which an absorption layer (black matrix layer) BM is formed can also be used.
  • the black matrix layer BM is made of, for example, a black resin film (specifically, for example, black polyimide resin) mixed with a black colorant and having an optical density of 1 or more.
  • these modifications-1, modifications-2, modifications-3, modifications-4, and modifications-5 are appropriately changed to embodiment 1, modifications-1 to modifications-12 of embodiment 1. It can be applied and can be applied to other embodiments.
  • Example 3 is a modification of Examples 1 and 2.
  • FIG. The organic EL display device preferably has a resonator structure in order to further improve the light extraction efficiency. Specifically, a first interface formed by the interface between the first electrode and the organic layer (or an interlayer insulating material layer provided below the first electrode and a light reflecting layer provided below the interlayer insulating material layer) In this structure, between the first interface formed by the interface between the light reflecting layer and the interlayer insulating material layer) and the second interface formed by the interface between the second electrode and the organic layer, Light emitted from the light emitting layer is resonated and part of it is emitted from the second electrode.
  • the maximum peak wavelength of the spectrum of the light generated by the light-emitting layer (or, alternatively, the desired wavelength within the light generated by the light-emitting layer)
  • ⁇ 1 Amount of phase shift of light reflected at the first interface (unit: radian).
  • -2 ⁇ 1 ⁇ 0 ⁇ 2 Amount of phase shift of light reflected at the second interface (unit: radian).
  • -2 ⁇ 2 ⁇ 0 is.
  • the value of m 1 is a value of 0 or more
  • the distance SD1 from the maximum light emitting position of the light emitting layer to the first interface refers to the actual distance (physical distance) from the maximum light emitting position of the light emitting layer to the first interface.
  • the distance SD2 to the interface refers to the actual distance (physical distance) from the maximum emission position of the light emitting layer to the second interface.
  • the optical distance is also called an optical path length, and generally indicates n ⁇ SD when a light ray passes through a medium having a refractive index of n by a distance SD. The same applies to the following.
  • the average refractive index n ave is the sum of the product of the refractive index and the thickness of each layer constituting the organic layer (or the organic layer, the first electrode, and the interlayer insulating material layer). layer, first electrode and interlayer insulating material layer).
  • the first electrode or light reflecting layer and the second electrode absorb part of the incident light and reflect the rest. Therefore, a phase shift occurs in the reflected light.
  • These phase shift amounts ⁇ 1 and ⁇ 2 are obtained by measuring the values of the real part and the imaginary part of the complex refractive index of the materials forming the first electrode or the light reflecting layer and the second electrode using, for example, an ellipsometer. It can be obtained by performing value-based calculations (see, for example, "Principles of Optic", Max Born and Emil Wolf, 1974 (PERGAMON PRESS)).
  • the refractive index of the organic layer, interlayer insulating material layer, etc., or the refractive index of the first electrode, or the first electrode when part of the incident light is absorbed by the first electrode and the rest is reflected. can also be obtained by measuring with an ellipsometer.
  • the materials exemplified as the materials constituting the light reflecting film can be mentioned, and can be formed based on the same forming method as the method of forming the light reflecting film.
  • an organic EL display device having a resonator structure in practice, in a light-emitting portion constituting a red light-emitting element, white light emitted in an organic layer is resonated to produce reddish light. (Light having a light spectrum peak in the red region) is emitted from the second electrode. In addition, in the light emitting portion constituting the green light emitting element, the white light emitted in the organic layer is resonated to emit greenish light (light having a light spectrum peak in the green region) to the second electrode.
  • the white light emitted by the organic layer is resonated to emit bluish light (light having a light spectrum peak in the blue region) as the second light. emitted from the electrode. That is, the desired wavelength ⁇ (specifically, the red wavelength, the green wavelength, and the blue wavelength) of the light generated in the light emitting layer is determined, and the formulas (1-1) and (1-2) are obtained. , various parameters such as OL 1 and OL 2 for each of the red light emitting device, the green light emitting device, and the blue light emitting device can be obtained, and each light emitting device can be designed. For example, paragraph number [0041] of Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • the resonator structure was such that the organic layer 33 was used as the resonator portion and sandwiched between the first electrode 31 and the second electrode 32 . That is, light is emitted from the light-emitting layer between the first interface formed by the interface between the first electrode 31 and the organic layer 33 and the second interface formed by the interface between the second electrode 32 and the organic layer 33. Light is resonated and part of it is emitted from the second electrode.
  • the optical distance from the maximum light emitting position of the light emitting layer to the first interface is OL1
  • the optical distance from the maximum light emitting position of the light emitting layer to the second interface is OL2
  • m1 and m2 are integers
  • a configuration that satisfies the above formulas (1-1) and (1-2) may be used.
  • Example 3 specifically, a structure in which an interlayer insulating material layer 38 is provided below the first electrode 31 and a light reflecting layer 37 is provided below the interlayer insulating material layer 38 is provided. and between the first interface formed by the interface between the light reflecting layer 37 and the interlayer insulating material layer 38 and the second interface formed by the interface between the second electrode 32 and the organic layer 33, in the light emitting layer The emitted light is resonated and part of it is emitted from the second electrode 32 .
  • the optical distance from the maximum light emitting position of the light emitting layer to the first interface is OL1
  • the optical distance from the maximum light emitting position of the light emitting layer to the second interface is OL2
  • m1 and m2 are integers
  • a configuration that satisfies the above formulas (1-1) and (1-2) may be used.
  • FIG. 28 shows a schematic partial cross-sectional view of the display device of Example 3.
  • Each light emitting element 10 has a resonator structure, The first light emitting element 10 1 emits red light, the second light emitting element 10 2 emits green light, the third light emitting element 10 3 emits blue light, The first light emitting element 10 1 is provided with a wavelength selection section CFR for passing the emitted red light, The second light emitting element 10 2 is provided with a wavelength selection section CF G for passing emitted green light, The third light emitting element 10 3 is provided with a wavelength selection section CF B that allows the emitted blue light to pass therethrough.
  • Each light emitting element 10 includes a light emitting section 30 provided above the first substrate 41,
  • Each light emitting element 10 has a resonator structure,
  • the first light emitting element 10 1 emits red light
  • the second light emitting element 10 2 emits green light
  • the third light emitting element 10 3 emits blue light
  • the first light emitting element 10 1 is provided with a wavelength selection section CFR for passing the emitted red light
  • the second light emitting element 10 2 is provided with a wavelength selection section CF G for passing emitted green light
  • the third light emitting element 10 3 is provided with a wavelength selection section CF B that allows the emitted blue light to pass therethrough.
  • the first light emitting element 10 1 to display red, the second light emitting element 10 2 to display green, and the third light emitting element to display blue Optimal OL 1 and OL 2 can be obtained for each of the elements 10 3 , and thereby an emission spectrum having a sharp peak can be obtained for each light emitting element.
  • the first light-emitting element 10 1 , the second light-emitting element 10 2 and the third light-emitting element 10 3 have the same configuration except for the color filter layers CF R , CFG , and CFB and the resonator structure (light-emitting layer configuration). , has the structure
  • FIG. 29 shows a schematic partial cross-sectional view of Modification-1 of the light-emitting element of Example 3 and the display device.
  • the second light emitting element 10 2 and the third light emitting element 10 3 are not provided with the wavelength selector CF. That is, in the second light emitting element 10 2 and the third light emitting element 10 3 , a transparent filter layer TF is provided instead of the color filter layer.
  • the first light emitting element 10 1 to display red, the second light emitting element 10 2 to display green, and the second light emitting element 10 2 to display blue Optimum OL 1 and OL 2 can be obtained for each of the three light emitting elements 10 3 , thereby obtaining an emission spectrum having a sharp peak for each light emitting element.
  • the first light emitting element 10 1 , the second light emitting element 10 2 and the third light emitting element 10 3 have the same configuration and structure except for the color filter layer CF R , filter layer TF, and resonator structure (light emitting layer configuration).
  • light having a wavelength ⁇ B ′ shorter than ⁇ B may resonate within the resonator structure.
  • the light with wavelengths ⁇ G ', ⁇ B ' is outside the range of visible light and is therefore not seen by the viewer of the display.
  • light having wavelength ⁇ R ′ may be viewed by a viewer of the display as blue.
  • the second light emitting element 10 2 and the third light emitting element 10 3 do not need to be provided with the wavelength selection section CF, but the first light emitting element 10 1 does not transmit the emitted red light. It is preferable to provide a wavelength selector CFR that allows As a result, an image with high color purity can be displayed by the first light emitting element 10 1 , and since the second light emitting element 10 2 and the third light emitting element 10 3 are not provided with the wavelength selection section CF, , the second light emitting element 10 2 and the third light emitting element 10 3 can achieve high luminous efficiency.
  • the resonator structure may be made of a material that reflects light with high efficiency, as described above, as the material that constitutes the first electrode 31 .
  • the first electrode 31 may be made of a transparent conductive material as described above.
  • the light reflecting layer 37 is provided on the substrate 26 and the first electrode 31 is provided on the interlayer insulating material layer 38 covering the light reflecting layer 37, the first electrode 31, the light reflecting layer 37, and the interlayer insulating material layer 38 are formed. , may be made of the materials described above.
  • the light reflecting layer 37 may be connected to the contact hole (contact plug) 27 (see FIGS. 28 and 29), or may not be connected (not shown).
  • first electrode and the second electrode have the same thickness in each light emitting portion.
  • first electrode has a different thickness in each light emitting portion
  • second electrode has the same thickness in each light emitting portion
  • the first electrode may have a different thickness in each light emitting portion or may have the same thickness
  • the second electrode may have the same thickness in each light emitting portion.
  • the light-emitting portions constituting the first light-emitting element 10 1 , the second light-emitting element 10 2 and the third light-emitting element 10 3 are denoted by reference numerals 30 1 , 30 2 and 30 3
  • the first electrodes are denoted by Reference numerals 31 1 , 31 2 and 31 3
  • the second electrodes are denoted by reference numerals 32 1 , 32 2 and 32 3
  • the organic layers are denoted by reference numerals 33 1 , 33 2 and 33 3
  • the light reflecting layer is denoted by Reference numerals 37 1 , 37 2 and 37 3 denote the interlayer insulating material layers by reference numerals 38 1 , 38 2 , 38 3 , 38 1 ', 38 2 ' and 38 3 '. Materials used in the following description are examples and can be changed as appropriate.
  • the cavity lengths of the first light emitting element 10 1 , the second light emitting element 10 2 and the third light emitting element 10 3 derived from the equations (1-1) and (1-2) are The element 10 1 , the second light emitting element 10 2 and the third light emitting element 10 3 are shortened in this order. Although the length is shortened in the order of 3 , it is not limited to this, and the optimum resonator length can be determined by appropriately setting the values of m 1 and m 2 .
  • FIG. 30A shows a conceptual diagram of a light emitting device having the first example of the resonator structure
  • FIG. 30B shows a conceptual diagram of the light emitting device having the second example of the resonator structure
  • FIG. A conceptual diagram of the device is shown in FIG. 31A
  • a conceptual diagram of the light-emitting device having the fourth example of the resonator structure is shown in FIG. 31B.
  • interlayer insulating material layers 38 and 38' are formed under the first electrode 31 of the light emitting section 30, and the interlayer insulating material layers 38 and 38' A light reflecting layer 37 is formed underneath.
  • the thicknesses of the interlayer insulating material layers 38, 38' are different in the light emitting portions 30 1 , 30 2 , 30 3 .
  • the optimum resonance for the emission wavelength of the light emitting section 30 can be obtained.
  • the resulting optical distance can be set.
  • the first interfaces are at the same level, while the second interfaces (indicated by dashed lines in the drawings) are at the same level. is different in the light-emitting portions 30 1 , 30 2 and 30 3 .
  • the levels of the first interfaces are different in the light emitting units 30 1 , 30 2 and 30 3
  • the levels of the second interfaces are the same in the light emitting units 30 1 , 30 2 and 30 3 .
  • the interlayer insulating material layers 38 1 ', 38 2 ', 38 3 ' are composed of oxide films obtained by oxidizing the surface of the light reflecting layer 37 .
  • the interlayer insulating material layer 38' made of an oxide film is made of, for example, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, or the like, depending on the material forming the light reflecting layer 37. be. Oxidation of the surface of the light reflecting layer 37 can be performed, for example, by the following method. That is, the first substrate 41 having the light reflecting layer 37 formed thereon is immersed in the electrolytic solution filled in the container. Also, a cathode is arranged so as to face the light reflecting layer 37 .
  • the light reflecting layer 37 is anodized using the light reflecting layer 37 as an anode.
  • the thickness of the oxide film formed by anodization is proportional to the potential difference between the light reflecting layer 37, which is an anode, and the cathode. Therefore, the anodic oxidation is performed while voltages corresponding to the light emitting portions 30 1 , 30 2 and 30 3 are applied to the light reflecting layers 37 1 , 37 2 and 37 3 respectively.
  • the interlayer insulating material layers 38 1 ', 38 2 ', 38 3 ' made of oxide films with different thicknesses can be collectively formed on the surface of the light reflecting layer 37 .
  • the thickness of the light reflecting layers 37 1 , 37 2 and 37 3 and the thickness of the interlayer insulating material layers 38 1 ', 38 2 ' and 38 3 ' differ depending on the light emitting portions 30 1 , 30 2 and 30 3 .
  • a base film 39 is arranged under the light reflecting layer 37, and the base film 39 has different thicknesses in the light emitting portions 30 1 , 30 2 and 30 3 . That is, in the illustrated example, the thickness of the underlying film 39 increases in the order of the light emitting portion 30 1 , the light emitting portion 30 2 , and the light emitting portion 30 3 .
  • the thicknesses of the light reflecting layers 37 1 , 37 2 and 37 3 at the time of film formation are different in the light emitting portions 30 1 , 30 2 and 30 3 .
  • the second interfaces are at the same level in the light emitting parts 30 1 , 30 2 and 30 3 , while the level of the first interface is the same in the light emitting parts 30 1 , 30 2 and 30 3 . different.
  • the thicknesses of the first electrodes 31 1 , 31 2 and 31 3 are different in the light emitting portions 30 1 , 30 2 and 30 3 .
  • the light reflecting layer 37 has the same thickness in each light emitting section 30 .
  • the level of the first interface is the same in the light emitting sections 30 1 , 30 2 and 30 3 while the level of the second interface is different in the light emitting sections 30 1 , 30 2 and 30 3 .
  • a base film 39 is arranged under the light reflecting layer 37, and the base film 39 has different thicknesses in the light emitting portions 30 1 , 30 2 and 30 3 . That is, in the illustrated example, the base film 39 is thicker in the order of the light emitting portion 30 1 , the light emitting portion 30 2 , and the light emitting portion 30 3 .
  • the second interfaces are at the same level in the light-emitting portions 30 1 , 30 2 and 30 3 , while the levels of the first interfaces are different in the light-emitting portions 30 1 , 30 2 and 30 3 .
  • the first electrodes 31 1 , 31 2 , 31 3 also serve as light reflecting layers , and the optical constants (specifically, phase shift amount) are different in the light emitting units 30 1 , 30 2 , 30 3 .
  • the first electrode 31 1 of the light emitting unit 30 1 is made of copper (Cu)
  • the first electrode 31 2 of the light emitting unit 30 2 and the first electrode 31 3 of the light emitting unit 30 3 are made of aluminum (Al)
  • the first electrodes 31 1 and 31 2 also serve as light reflecting layers, and the optical constant (specifically, phase shift amount) of the material forming the first electrodes 31 1 and 31 2 is , differ in the light-emitting portions 30 1 and 30 2 .
  • the first electrode 31 1 of the light emitting unit 30 1 is made of copper (Cu)
  • the first electrode 31 2 of the light emitting unit 30 2 and the first electrode 31 3 of the light emitting unit 30 3 are made of aluminum (Al)
  • the seventh example is applied to the light emitting units 30 1 and 30 2 and the first example is applied to the light emitting unit 30 3 .
  • the thicknesses of the first electrodes 31 1 , 31 2 , 31 3 may be different or the same.
  • Example 4 is a modification of Examples 1-3.
  • the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region and the normal LN 1 and its modification will be described.
  • FIG. 34 shows a schematic partial cross-sectional view of a light-emitting element and a display device of Example 4. In FIG.
  • D 0 , D 1 , D 2 and d 0 are defined as follows.
  • D 0 Distance from reference point (reference area) P to normal line LN 0 passing through the center of the light emitting area
  • D 1 Normal line LN 0 passing through the center of the light emitting area and normal line passing through the center of optical path control means 71 and 72
  • D 2 Distance (offset amount) between the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region and the normal passing through the center of the opening 52 provided in the light reflecting film 51
  • d 0 Distance (offset amount) between the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region and the normal LN 2 passing through the center of the wavelength selection part CF
  • the values of the distances (offset amounts) D 1 and D 2 are not zero in at least part of the light-emitting elements constituting the display device.
  • a reference point (reference area) P is assumed, and the distances D 1 and D 2 are from the reference point (reference area) P to the normal line LN 0 passing through the center of the light emitting area. depends on the distance D 0 . It should be noted that the reference point (reference area) may include some extent.
  • each light-emitting element can be converged (condensed) on a certain region of the space outside the display device.
  • the light emitted from each light-emitting element can be configured to diverge in a space outside the display device, or the light emitted from each light-emitting element can be configured to be parallel light.
  • the light (image) emitted from the entire display device is a converging system or a diverging system depends on the specifications of the display device. is required.
  • the distances D 1 and D 2 may be changed in the sub-pixels forming one pixel. That is, the distances D 1 and D 2 may be changed in a plurality of light emitting elements forming one pixel. For example, when one pixel is composed of three sub-pixels, the values of D 1 and D 2 may be the same in the three sub-pixels constituting one pixel, or Two sub-pixels may have the same value, or three sub-pixels may have different values.
  • the distances (offset amounts) D 1 and D 2 are Value is non-zero.
  • a straight line LL is a straight line connecting the center of the light emitting region and the center of the optical path control means 71 and 72 .
  • the opening 52 provided in the light reflecting film 51 is positioned on the straight line LL.
  • the center of the opening 52 provided in the light reflecting film 51 is indicated by a downward black triangle.
  • the distance (offset amount) D 2 between the normal line LN 0 passing through the center of the light emitting region and the normal line passing through the center of the opening 52 provided in the light reflecting film 51 is the value of the distance (offset amount) D 1 depends on
  • a reference point (reference area) P is assumed, and the distances D 1 and D 2 depend on the distance D 0 from the reference point (reference area) P to the normal line LN 0 passing through the center of the light emitting area. can do. It should be noted that the reference point (reference area) may include some degree of spread. Here, the various normals are perpendicular to the first substrate.
  • the reference point P can be configured as assumed in the display panel portion, and in this case, the reference point P is displayed It can be configured not to be located in (not included in) the central area of the panel section, or alternatively, the reference point P can be configured to be located in the central area of the display panel section. In these cases, one reference point P can be assumed, or a plurality of reference points P can be assumed. In these cases, the values of the distances D 1 and D 2 are 0 in some of the light emitting elements, and the values of the distances D 1 and D 2 are not 0 in the remaining light emitting elements.
  • the reference point P can be configured not to be included in the central area of the display panel section.
  • the reference point P may be included in the central area of the display panel section.
  • at least one reference point P can be configured not to be included in the central area of the display panel section.
  • the reference point P can be assumed to be outside (outside) the display panel section, in which case one reference point P can be assumed, or , a plurality of reference points P can be assumed. In these cases, the values of the distances D 1 and D 2 can be non-zero in all the light emitting elements.
  • the values of the distances (offset amounts) D 1 and D 2 may differ depending on the positions of the light emitting elements on the display panel section.
  • a reference point P is set,
  • the plurality of light emitting elements are arranged in a first direction and a second direction different from the first direction (for example, a direction orthogonal to the first direction; the same applies hereinafter),
  • D0 be the distance from the reference point P to the normal line LN0 passing through the center of the light emitting area
  • D0 -X and D0 -Y be the respective values of the distance D1 in the first direction and the second direction.
  • D 1-X and D 1-Y are the respective values of the first direction and the second direction of the distance D 0
  • D 0-X changes linearly with changes in D 1-X
  • D 0-Y changes linearly with changes in D 1-Y
  • D 0-X changes linearly with changes in D 1-X
  • D 0-Y changes non-linearly with changes in D 1-Y
  • D 0-X changes non-linearly with respect to changes in D 1-X
  • D 0-Y changes linearly with changes in D 1-Y
  • D 0-X may change non-linearly with changes in D 1-X
  • D 0-Y may change non-linearly with changes in D 1-Y .
  • the values of the distances D 1 and D 2 may increase as the value of the distance D 0 increases. That is, in the display device of Example 4, A reference point P is set, When the distance from the reference point P to the normal line LN 0 passing through the center of the light emitting region is D 0 , the values of the distances D 1 and D 2 may increase as the value of the distance D 0 increases. can.
  • D0 -X changes linearly with respect to changes in D1 -X
  • D0 -Y changes linearly with respect to changes in D1 -Y
  • D0 -X kX ⁇ D1 - X
  • D 0-X changes non-linearly with respect to changes in D 1- X
  • D 0-Y changes linearly with changes in D 1-Y .
  • D0 -X fX (D1 -X )
  • fX and fY are functions that are not linear functions (for example, quadratic functions).
  • the change in D 0-X with respect to the change in D 1-X and the change in D 0-Y with respect to the change in D 1-Y can be stepwise changes.
  • the change when the step-like change is viewed as a whole, the change can be linear or non-linear.
  • the change in D 0-X with respect to the change in D 1- X and the change in D 0-Y with respect to the change in D 1-Y may be constant or constant.
  • the number of light emitting elements in one region may include, but is not limited to, 10 ⁇ 10.
  • FIGS. 36A and 36B and FIGS. 37A and 37B show schematic diagrams showing the positional relationship between the light-emitting elements and the reference points in the display device of Example 4, showing changes in D 0-x with respect to changes in D 1-x .
  • Schematic changes in D 0-Y with respect to changes in D 1-Y are shown in FIGS. 40C and 40D, and FIGS. 41A, 41B, 41C and 41D.
  • the reference point P is assumed within the display device. That is, the orthogonal projection image of the reference point P is included in the image display area (display panel section) of the display device, but the reference point P is located in the central area of the display device (image display area of the display device, display panel section). not. 36A, 36B, 37A, and 37B, the central area of the display panel portion is indicated by an upward black triangle, the light emitting element is indicated by an outline square, and the center of the light emitting area is indicated by a black square. .
  • 36A and 36B schematically show the positional relationship between the light emitting element 10 and the reference point P.
  • the reference point P is indicated by a black circle.
  • one reference point P is assumed in FIG. 36A, and a plurality of reference points P (two reference points P 1 and P 2 are shown in FIG. 36B) are assumed in FIG. 36B.
  • the reference point P can include a certain amount of spread, some light emitting elements (specifically, one or more light emitting elements included in the orthogonal projection image of the reference point P) have distances D 1 and D 2 .
  • the value is 0, and the values of the distances D 1 and D 2 are non-zero in the remaining light emitting elements.
  • the values of the distances (offset amounts) D 1 and D 2 differ depending on the positions of the light emitting elements on the display panel section.
  • the light emitted from each light emitting element 10 is converged (collected) on a certain region of the space outside the display device.
  • the light emitted from each light emitting element 10 diverges in the space outside the display device.
  • the light emitted from each light emitting element 10 is parallel light. Whether the light emitted from the display device is converged light, divergent light, or parallel light is based on the specifications required for the display device. Then, based on this specification, the power of the optical path control means 71 and 72 may be designed.
  • the position of the space where the image emitted from the display device is formed may or may not be on the normal line of the reference point P.
  • An optical element through which the image emitted from the display device passes may be arranged in order to control the display size, display position, etc. of the image emitted from the display device.
  • the type of optical element to be arranged depends on the specifications required for the display device, but for example, a lens system such as an imaging lens system can be exemplified.
  • a reference point P is set, and the plurality of light emitting elements 10 are arranged in a first direction and a second direction different from the first direction. Then, the distance from the reference point P to the normal line LN 0 passing through the center of the light emitting area is set to D 0 , and the respective values of the distance D 1 in the first direction and the second direction are D 0-X and D 0-
  • Y be the respective values of the first direction and the second direction of the distance D 0 , D 1-X and D 1-Y
  • [A] It may be designed so that D 0-X changes linearly with respect to changes in D 1 -X, and D 0-Y changes linearly with respect to changes in D 1-Y , [B] It may be designed so that D 0-X changes linearly with respect to changes in D 1 -X and D 0-Y changes non-linearly with respect to changes in D 1-Y
  • [C] It may be designed so that D 0-X changes nonlinearly with respect to changes in
  • a reference point P is set, and when the distance from the reference point P to the normal line LN 0 passing through the center of the light emitting area is D 0 , the distance D 1 , It may be designed to increase the value of D2 .
  • changes in D 0-X and D 0-Y that depend on changes in D 1-X and D 1-Y may be determined based on the specifications required for the display device.
  • the orthogonally projected images of the optical path control means 71 and 72 are included in the orthogonally projected images of the wavelength selectors CF R , CF G and CF B .
  • the outer shapes of the light emitting portion 30, the wavelength selecting portion CF, and the optical path control means 71 and 72 are circular for convenience, they are not limited to such shapes.
  • the values of the distances D 1 and D 2 are not 0, for example, as shown in FIG . , coincide with the normal line LN 0 passing through the center of the light emitting region.
  • the values of the distances D 1 and D 2 are not 0 in at least some of the light emitting elements constituting the display device. It is possible to reliably and accurately control the traveling direction of the light emitted from the layers and passing through the optical path control means 71 and 72 . That is, it is possible to reliably and accurately control to which region in the external space the image from the display device is to be emitted and in what state. Further, by providing the optical path control means 71 and 72, it is possible not only to increase the brightness (luminance) of the image emitted from the display device and to prevent color mixture between adjacent pixels, but also to achieve a required viewing angle.
  • the light can be appropriately diffused, and the life of the light-emitting element and the display device can be extended and the luminance can be increased. Therefore, it is possible to reduce the size, weight, and quality of the display device.
  • applications to eyewear, AR (Augmented Reality) glasses, and EVR are greatly expanded.
  • the reference point P is assumed outside the display panel section.
  • 37A and 37B schematically show the positional relationship between the light emitting element 10 and the reference points P, P 1 , and P 2 , but it is possible to adopt a configuration in which one reference point P is assumed (FIG. 37A ), or multiple reference points P (two reference points P 1 and P 2 are shown in FIG. 37B).
  • Two reference points P 1 and P 2 are arranged two-fold and rotationally symmetrical with the center of the display panel portion as a symmetrical point.
  • at least one reference point P is not included in the central area of the display panel section.
  • the two reference points P 1 and P 2 are not included in the central area of the display panel section.
  • the values of the distances D 1 and D 2 are 0 in some light emitting elements (specifically, one or more light emitting elements included in the reference point P), and the distances D 1 and D 2 in the remaining light emitting elements. Value is non-zero. Regarding the distance D 0 from the reference point P to the normal line LN 0 passing through the center of the light emitting region, the distance between the normal line LN 0 passing through the center of a certain light emitting region and the closer reference point P is the distance D 0 . do. Alternatively, the values of the distances D 1 and D 2 are not zero in all light emitting elements.
  • the distance between the normal line LN 0 passing through the center of a certain light emitting region and the closer reference point P is the distance D 0 . do.
  • the light emitted from the light emitting section 30 constituting each light emitting element 10 and passed through the optical path control means 71 and 72 is converged (condensed) on a certain region of the space outside the display device. ).
  • the light emitted from the light emitting section 30 constituting each light emitting element 10 and having passed through the optical path control means 71 and 72 is diverged in the space outside the display device.
  • Example 5 is a modification of Examples 1-4.
  • the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region, the normal LN 1 passing through the centers of the optical path control means 71 and 72, and the normal LN 1 passing through the center of the wavelength selection section (color filter layer) CF The relationship with the line LN2 and its modification will be described.
  • FIG. 42 shows a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element and the display device of Example 5. In FIG.
  • Example 5 the positional relationship among the light emitting region, the wavelength selector CF, and the optical path control means 71 and 72 will be described.
  • the values of the distances D 1 and D 2 are not 0,
  • (a) The normal LN2 passing through the center of the wavelength selection part CF and the normal LN0 passing through the center of the light-emitting region match
  • the center of the opening 52 provided in the light reflecting film 51 is indicated by a downward black triangle.
  • the values of d 0 , D 1 and D 2 may be the same in the three sub-pixels constituting one pixel, or may be the same in one sub-pixel.
  • Two sub-pixels may have the same value except for a pixel, or three sub-pixels may have different values.
  • the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region and the normal LN 2 passing through the center of the wavelength selection part CF match, but the normal LN 2 passing through the center of the light emitting region
  • the normal LN 1 passing through the centers of the optical path control means 71 and 72 is not aligned with the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region and the normal LN 2 passing through the center of the wavelength selection portion CF. In some cases, they do not.
  • the center of the wavelength selector CF (indicated by a black square in FIG.
  • the distance from the center of the light emitting region in the thickness direction to the center of the wavelength selection portion CF is LL 1
  • the distance from the center of the wavelength selection portion CF in the thickness direction to the center of the optical path control means 71 and 72 is LL 1 .
  • a normal line LN 0 passing through the center of the light emitting region a normal line LN 2 passing through the center of the wavelength selection part CF, and a normal line LN 1 passing through the centers of the optical path control means 71 and 72 are arranged.
  • a normal LN 0 passing through the center of the light emitting region a normal LN 2 passing through the center of the wavelength selector CF, and a normal LN passing through the centers of the optical path control means 71 and 72 1
  • the normal LN 1 passing through the centers of the optical path control means 71 and 72 is different from the normal LN 0 passing through the center of the light emitting region and the normal LN 2 passing through the center of the wavelength selection portion CF. They may not match.
  • the center of the wavelength selector CF be positioned on the straight line LL connecting the center of the light emitting region and the center of the optical path control means 71 and 72 .
  • the distance from the center of the light emitting region in the thickness direction to the center of the optical path control means 71 and 72 is LL 1
  • the present disclosure has been described based on preferred embodiments, the present disclosure is not limited to these embodiments.
  • the configuration of the display device (organic EL display device), the light-emitting element (organic EL element), and the structural configuration described in the examples are examples, and can be changed as appropriate. It is an example and can be changed as appropriate.
  • an organic EL element was described as an example of a light-emitting element, but the light-emitting element is not limited to this. may also consist of well-known light emitting diodes (LEDs).
  • LEDs light emitting diodes
  • the light-emitting diode may have a form that includes at least a laminated light-emitting structure composed of a first compound semiconductor layer, an active layer, and a second compound semiconductor layer.
  • the laminated light emitting structure in which the first compound semiconductor layer, the active layer and the second compound semiconductor layer are laminated is, for example, a GaN-based compound semiconductor (including AlGaN mixed crystal, AlInGaN mixed crystal, and GaInN mixed crystal), an AlGaInAs-based compound semiconductor. , AlGaInP-based compound semiconductors, ZnSe-based compound semiconductors (including, for example, ZnS, ZnSSe, and ZnMgSSe), and ZnO-based compound semiconductors.
  • AlInGaN-based compound semiconductors include GaN, AlGaN, InGaN, and AlInGaN. Furthermore, these compound semiconductors may optionally contain boron (B) atoms, thallium (Tl) atoms, arsenic (As) atoms, phosphorus (P) atoms, and antimony (Sb) atoms. .
  • B boron
  • Tl thallium
  • Al arsenic
  • P phosphorus
  • Sb antimony
  • Examples of materials for forming an electrode connected to a laminated light emitter structure for driving the laminated light emitter structure include Pd, ITO, an AuGe/NiAu laminated structure, a Ti/Pt/Au laminated structure, and a Ni/Au laminated structure. can be done.
  • the active layer desirably has a quantum well structure. Specifically, it may have a single quantum well structure (SQW structure) or may have a multiple quantum well structure (MQW structure).
  • An active layer having a quantum well structure has a structure in which at least one well layer and at least one barrier layer are stacked. InyGa (1-y) N, GaN), ( InyGa (1-y) N, InzGa (1-z) N) [provided that y>z], ( InyGa (1-y ) N, AlGaN).
  • the first compound semiconductor layer is composed of a compound semiconductor of a first conductivity type (e.g., n-type), and the second compound semiconductor layer is composed of a compound semiconductor of a second conductivity type (e.g., p-type) different from the first conductivity type.
  • the first compound semiconductor layer and the second compound semiconductor layer are also called a first clad layer and a second clad layer.
  • the first compound semiconductor layer and the second compound semiconductor layer may be single-structured layers, multi-layered layers, or superlattice-structured layers. Furthermore, a layer having a composition gradient layer and a concentration gradient layer can be used.
  • Gallium (Ga), indium (In), and aluminum (Al) can be mentioned as group III atoms that constitute the laminated structure, and arsenic (As), phosphorus ( P), antimony (Sb), nitrogen (N).
  • AlAs, GaAs, AlGaAs, AlP, GaP, GaInP, AlInP, AlGaInP, AlAsP, GaAsP, AlGaAsP, AlInAsP, GaInAsP, AlInAs, GaInAs, AlGaInAs, AlAsSb, GaAsSb, AlGaAsSb, AlN, GaN, InN, AlGaN , GaNAs, and GaInNAs, and compound semiconductors constituting the active layer include GaAs, AlGaAs, GaInAs, GaInAsP, GaInP, GaSb, GaAsSb, GaN, InN, GaInN, GaInNAs, and GaInNAsSb.
  • Quantum well structures include a two-dimensional quantum well structure, a one-dimensional quantum well structure (quantum wire), and a zero-dimensional quantum well structure (quantum dot).
  • Materials constituting the quantum well include, for example, Si; Se; chalcopalite compounds such as CIGS (CuInGaSe), CIS ( CuInSe2 ), CuInS2 , CuAlS2 , CuAlSe2 , CuGaS2 , CuGaSe2 , AgAlS2 , AgAlSe2 ; , AgInS 2 , AgInSe 2 ; perovskite materials; GaAs, GaP, InP, AlGaAs, InGaP, AlGaInP, InGaAsP, GaN, InAs, InGaAs, GaInNAs, GaSb, GaAsSb; CdTe, In2Se3 , In2S3 , Bi2Se3 , Bi2S3 ,
  • a light-emitting diode may be provided with a wavelength conversion material layer (color conversion material layer).
  • white light can be emitted through the wavelength conversion material layer (color conversion material layer).
  • blue light is emitted from the laminated light emitting structure
  • white light can be emitted through the wavelength conversion material layer by adopting the following configuration.
  • [A] By using a wavelength conversion material layer that converts blue light emitted from the laminated light emitting structure into yellow light, white light in which blue and yellow are mixed is obtained as light emitted from the wavelength conversion material layer.
  • white light in which blue and orange are mixed is obtained as light emitted from the wavelength conversion material layer.
  • white light can be emitted through the wavelength conversion material layer by adopting the following configuration.
  • [D] By using a wavelength conversion material layer that converts ultraviolet light emitted from the laminated light emitting structure into blue light and a wavelength conversion material layer that converts it into yellow light, the light emitted from the wavelength conversion material layer is A white light with a mixture of blue and yellow is obtained.
  • [E] By using a wavelength conversion material layer that converts ultraviolet light emitted from the laminated light emitter structure into blue light and a wavelength conversion material layer that converts it into orange light, the light emitted from the wavelength conversion material layer is A white light with a mixture of blue and orange is obtained.
  • (ME:Eu)S As the wavelength conversion material that is excited by blue light and emits red light, specifically, red-emitting phosphor particles, more specifically, (ME:Eu)S [where "ME” is means at least one type of atom selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba, and the same shall apply hereinafter], (M:Sm) x (Si, Al) 12 (O, N) 16 [however, “M” means at least one type of atom selected from the group consisting of Li, Mg and Ca, and the same shall apply hereinafter], ME2Si5N8 :Eu, ( Ca:Eu) SiN2 , (Ca:Eu)AlSiN 3 .
  • a wavelength conversion material that is excited by blue light and emits green light specifically green light emitting phosphor particles, more specifically (ME:Eu)Ga 2 S 4 and (M:RE) x (Si, Al) 12 (O, N) 16 [wherein "RE” means Tb and Yb], (M: Tb) x (Si, Al) 12 (O, N) 16 , (M :Yb) x (Si,Al) 12 (O,N) 16 , Si6 - ZAlZOZN8 -Z : Eu.
  • wavelength conversion material that is excited by blue light and emits yellow light
  • yellow-emitting phosphor particles and more specifically, YAG (yttrium-aluminum-garnet)-based phosphor particles are mentioned. be able to.
  • the wavelength conversion material may be of one type, or two or more types may be mixed and used.
  • a mixture of two or more types of wavelength conversion materials it is also possible to adopt a configuration in which emitted light of a color other than yellow, green, and red is emitted from the wavelength conversion material mixture. Specifically, for example, it may be configured to emit cyan light .
  • red light emitting phosphor particles more specifically Y 2 O 3 :Eu, YVO 4 :Eu, Y(P, V) O4 : Eu, 3.5MgO.0.5MgF2.Ge2 : Mn, CaSiO3: Pb, Mn, Mg6 AsO11 : Mn, ( Sr, Mg) 3 ( PO4) 3 : Sn , La 2 O 2 S:Eu and Y 2 O 2 S:Eu can be mentioned.
  • a wavelength conversion material that emits green light when excited by ultraviolet rays specifically green light emitting phosphor particles, more specifically LaPO 4 :Ce,Tb, BaMgAl 10 O 17 :Eu,Mn, Zn2SiO4 :Mn, MgAl11O19 :Ce, Tb, Y2SiO5 :Ce, Tb , MgAl11O19 :CE, Tb , Mn, Si6 - ZAlZOZN8 - Z : Eu can be mentioned.
  • wavelength conversion material that emits blue light when excited by ultraviolet rays specifically, blue-emitting phosphor particles, more specifically BaMgAl 10 O 17 :Eu, BaMg 2 Al 16 O 27 :Eu , Sr2P2O7 :Eu, Sr5 (PO4) 3Cl :Eu , ( Sr,Ca,Ba,Mg) 5 ( PO4) 3Cl :Eu , CaWO4 , CaWO4 :Pb can be done.
  • yellow-emitting phosphor particles more specifically, YAG-based phosphor particles can be mentioned.
  • the wavelength conversion material may be of one type, or two or more types may be mixed and used. Furthermore, by using a mixture of two or more types of wavelength conversion materials, it is also possible to adopt a configuration in which emitted light of a color other than yellow, green, and red is emitted from the wavelength conversion material mixture. Specifically, it may be configured to emit cyan light, and in this case, a mixture of the above-mentioned green light-emitting phosphor particles and blue light-emitting phosphor particles may be used.
  • the wavelength conversion material is not limited to phosphor particles.
  • a quantum dot can be mentioned as a wavelength conversion material (color conversion material) as mentioned above.
  • the size (diameter) of the quantum dot decreases, the bandgap energy increases and the wavelength of light emitted from the quantum dot decreases. That is, the smaller the size of the quantum dot, the shorter the wavelength of light (blue light), and the larger the size of the quantum dot, the longer the wavelength of light (red light). Therefore, by using the same material for the quantum dots and adjusting the size of the quantum dots, it is possible to obtain quantum dots that emit light of a desired wavelength (convert to a desired color).
  • the quantum dots preferably have a core-shell structure.
  • Examples of materials constituting quantum dots include Si ; , AgInS 2 , AgInSe 2 ; perovskite materials; III-V group compounds GaAs, GaP, InP, InAs, InGaAs, AlGaAs, InGaP, AlGaInP, InGaAsP, GaN; CdSe, CdSeS, CdS, CdTe, In 2 Se 3 , In2S3 , Bi2Se3 , Bi2S3 , ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, HgS, PbSe , PbS, TiO2 , etc., but not limited to these.
  • one pixel is composed of three sub-pixels composed exclusively of a combination of a white light-emitting element and a color filter layer.
  • a pixel may be configured.
  • the light emitting element may be a red light emitting element in which the organic layer emits red light, a green light emitting element in which the organic layer emits green light, and a blue light emitting element in which the organic layer emits blue light.
  • a single pixel may be configured by combining elements (sub-pixels).
  • the light-emitting element driving section (driving circuit) is composed of MOSFETs, but it can also be composed of TFTs.
  • the first electrode and the second electrode may have a single-layer structure or a multi-layer structure.
  • a protective layer 34A exists between the top surface of the region of the insulating layer 28 surrounding the light emitting region and the light reflecting film 51.
  • a configuration in which the top surface of the region of the insulating layer 28 surrounding the light emitting region and the light reflecting film 51 are in contact with each other is also possible.
  • a light-shielding part in order to prevent light emitted from a light-emitting portion constituting a certain light-emitting element from entering a light-emitting element adjacent to a certain light-emitting element and causing optical crosstalk, there is a gap between the light-emitting elements.
  • You may provide a light-shielding part in. That is, a groove region may be formed between the light emitting elements, and the groove region may be filled with a light shielding material to form the light shielding portion.
  • the light shielding material constituting the light shielding part specifically, titanium (Ti), chromium (Cr), tungsten (W), tantalum (Ta), aluminum (Al), MoSi 2 and the like can shield light. Materials can be mentioned.
  • the light-shielding layer can be formed by a vapor deposition method including an electron beam vapor deposition method, a hot filament vapor deposition method, a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, an ion plating method, or the like.
  • a color filter layer is arranged for each pixel in order to increase color purity. It becomes possible to take out the light absorbed by , resulting in an improvement in luminous efficiency.
  • the black matrix layer BM may be provided with a light shielding property.
  • the display device of the present disclosure can be applied to a lens interchangeable mirrorless type digital still camera.
  • a front view of the digital still camera is shown in FIG. 48A, and a rear view thereof is shown in FIG. 48B.
  • This lens-interchangeable mirrorless type digital still camera has, for example, an interchangeable photographing lens unit (interchangeable lens) 212 on the front right side of a camera main body (camera body) 211, and is held by a photographer on the front left side. It has a grip portion 213 for
  • a monitor device 214 is provided at substantially the center of the rear surface of the camera main body 211 .
  • An electronic viewfinder (eyepiece window) 215 is provided above the monitor device 214 .
  • the display device of the present disclosure can be used as the electronic viewfinder 215 in a lens-interchangeable mirrorless type digital still camera having such a configuration.
  • the display device of the present disclosure can be applied to a head mounted display.
  • the head mounted display 300 is composed of a transmissive head mounted display having a body portion 301, an arm portion 302 and a lens barrel 303.
  • the body portion 301 is connected to the arm portion 302 and glasses 310 .
  • the end portion of the main body portion 301 in the long side direction is attached to the arm portion 302 .
  • One side of the body portion 301 is connected to the spectacles 310 via a connection member (not shown). Note that the main body 301 may be directly attached to the head of the human body.
  • the main body part 301 incorporates a control board and a display part for controlling the operation of the head mounted display 300 .
  • the arm portion 302 supports the lens barrel 303 with respect to the main body portion 301 by connecting the main body portion 301 and the lens barrel 303 .
  • the arm portion 302 fixes the lens barrel 303 to the main body portion 301 by being coupled to the end portion of the main body portion 301 and the end portion of the lens barrel 303 .
  • the arm portion 302 also incorporates a signal line for communicating data relating to an image provided from the body portion 301 to the lens barrel 303 .
  • Lens barrel 303 projects image light provided from body portion 301 via arm portion 302 through lens 311 of spectacles 310 toward the eyes of the user wearing head mounted display 300 .
  • the display device of the present disclosure can be used as the display section built into the main body section 301 .
  • the optical path control means can also be composed of the light emission direction control member described below. That is, the light emission direction control member constituting the optical path control means can be in the form of a flat plate.
  • a hemispherical lens or a lens composed of a part of a sphere has a large effect of condensing light near the center of the light emitting element toward the front, but condenses light near the outer edge of the light emitting element. may have little effect.
  • the side surface of the light emission direction control member constituting the optical path control means is surrounded by a material or layer having a refractive index n5 lower than the refractive index n4 of the material constituting the light emission direction control member.
  • the optical path control means made of material with refractive index n4 is surrounded by material with refractive index n5 . Therefore, the light emission direction control member has a function as a kind of lens, and moreover, it is possible to effectively enhance the light condensing effect in the vicinity of the outer edge of the light emission direction control member.
  • the light extraction efficiency near the outer edge of the light emitting direction control member is improved. Therefore, as a result of being able to effectively collect light near the outer edge of the light emitting element, the light extraction efficiency in the front direction of the entire light emitting element is improved. Therefore, it is possible to achieve high efficiency of light emission of the display device. That is, it is possible to realize high luminance and low power consumption of the display device.
  • the light emitting direction control member is flat, it is easy to form, and simplification of the manufacturing process can be achieved.
  • the three-dimensional shape of the light emitting direction control member includes a cylindrical shape, an elliptical cylindrical shape, an elongated cylindrical shape, a cylindrical shape, a prismatic shape (a square prism, a hexagonal prism, an octagonal prism, and a prism shape with rounded edges). ), truncated cones, and truncated pyramids (including truncated pyramids with rounded edges).
  • Prismatic and truncated pyramidal shapes include regular prisms and truncated pyramidal shapes.
  • a ridge portion where the side surface and the top surface of the light emitting direction control member intersect may be rounded.
  • the bottom surface of the truncated pyramid may be located on the first substrate side or may be located on the second electrode side.
  • the planar shape of the light emitting direction control member may specifically include circular, elliptical, oval, and polygonal shapes including triangular, quadrangular, hexagonal, and octagonal. Polygons include regular polygons (including regular polygons such as squares and regular hexagons (honeycomb shapes)).
  • the light emission direction control member can be made of, for example, a transparent resin material such as acrylic resin, epoxy resin, polycarbonate resin, polyimide resin, or a transparent inorganic material such as SiO 2 .
  • an "ellipse" refers to a figure in which the ends of two semicircles are connected by a line segment.
  • the cross-sectional shape of the side surface of the light emitting direction control member in the thickness direction may be linear, convexly curved, or concavely curved. That is, the sides of the prism or truncated pyramid may be flat, convexly curved, or concavely curved. Further, a light emission direction control member extending portion thinner than the light emission direction control member may be formed between adjacent light emission direction control members.
  • the top surface of the light emitting direction control member may be flat, may have an upwardly convex shape, or may have an upwardly concave shape. From the viewpoint of improving the luminance in the front direction of (the display panel section), it is preferable that the top surface of the light emitting direction control member is flat.
  • the light emission direction control member can be obtained, for example, by combining a photolithographic technique and an etching method, or can be formed based on a nanoimprint method.
  • the size of the planar shape of the light emitting direction control member may be changed depending on the light emitting element. For example, when one pixel is composed of three sub-pixels, the size of the planar shape of the light emitting direction control member may be the same value in the three sub-pixels constituting one pixel, or may be one Except for sub-pixels, two sub-pixels may have the same value, or three sub-pixels may have different values. Further, the refractive index of the material forming the light emitting direction control member may be changed depending on the light emitting element. For example, when one pixel is composed of three sub-pixels, the refractive index of the material constituting the light emission direction control member may be the same value in the three sub-pixels constituting one pixel. Except for one sub-pixel, two sub-pixels may have the same value, or three sub-pixels may have different values.
  • the planar shape of the light emitting direction controlling member is preferably similar to the light emitting region, or the light emitting region is preferably included in the orthogonal projection image of the light emitting direction controlling member.
  • the side surface of the light emitting direction control member is preferably vertical or substantially vertical.
  • the inclination angle of the side surface of the light emitting direction control member is 80 degrees to 100 degrees, preferably 81.8 degrees or more and 98.2 degrees or less, more preferably 84.0 degrees or more and 96.0 degrees.
  • more preferably 86.0 degrees or more and 94.0 degrees or less, particularly preferably 88.0 degrees or more and 92.0 degrees or less, and most preferably 90 degrees can be exemplified.
  • the shortest distance between the side surfaces of adjacent light emitting direction control members is 0.4 ⁇ m or more and 1.2 ⁇ m or less, preferably 0.6 ⁇ m or more and 1.2 ⁇ m or less, more preferably 0.8 ⁇ m or more and 1.2 ⁇ m or less, More preferably, it is 0.8 ⁇ m or more and 1.0 ⁇ m or less.
  • the minimum distance between the side surfaces of adjacent light emission direction control members is about the same as the lower limit of the wavelength band of visible light.
  • the maximum value of the shortest distance between the side surfaces of the adjacent light emission direction control members as 1.2 ⁇ m, the size of the light emission direction control member can be reduced. It is possible to effectively enhance the light condensing effect in the vicinity of the part.
  • the distance between the centers of adjacent light emission direction control members is preferably 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. It is possible to provide the control member with a high light condensing effect.
  • the maximum distance (maximum distance in the height direction) from the light emitting region to the bottom surface of the light emitting direction control member is more than 0.35 ⁇ m and 7 ⁇ m or less, preferably 1.3 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, more preferably 2.8 ⁇ m or more. , 7 ⁇ m or less, more preferably 3.8 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less.
  • the maximum distance from the light emitting region to the light emission direction control member exceeds 0.35 ⁇ m, the light collection effect in the vicinity of the outer edge of the light emission direction control member can be effectively enhanced.
  • the maximum distance from the light emitting region to the light emitting direction control member is 7 ⁇ m or less, it is possible to suppress deterioration of viewing angle characteristics.
  • the number of light emitting direction control members for one pixel is essentially arbitrary, and may be one or more.
  • one light emission direction control member may be provided corresponding to one sub-pixel, or one light emitting direction control member may be provided corresponding to a plurality of sub-pixels.
  • An emission direction control member may be provided, or a plurality of light emission direction control members may be provided corresponding to one sub-pixel.
  • the values of p and q can be 10 or less, preferably 5 or less, and more preferably 3 or less.
  • a light emission direction control member 73 which is an optical path control means, is arranged above the light emitting units 30 and 30', more specifically, optical path control means 71 and 72. located in the same position.
  • the cross-sectional shape of the light emission direction control member 73 is rectangular.
  • the three-dimensional shape of the light emission direction control member 73 is, for example, a quadrangular prism.
  • the example shown in FIG. Since the light emission direction control member 73 is surrounded by the bonding member 35, the light emission direction control member 73 functions as a kind of lens, and moreover, the concentration near the outer edge of the light emission direction control member 73 is reduced. It can effectively enhance the light effect. Further, since the light emitting direction control member 73 is flat, it is easy to form, and the manufacturing process can be simplified.
  • the light emission direction control member 73 may be surrounded by a material different from the material forming the bonding member 35 as long as the refractive index condition (n 5 ⁇ n 4 ) is satisfied.
  • the light emission direction control member 73 may be surrounded by, for example, an air layer or a reduced pressure layer (vacuum layer).
  • a light incident surface 73a and a light emitting surface 73b of the light emitting direction control member 73 are flat.
  • Reference number 73A indicates a side surface of the light emitting direction control member 73.
  • the light emitting direction control member 73 can be applied to various embodiments and modifications thereof. In that case, the refractive index of the material surrounding the light emitting direction control member 73 should be appropriately selected.
  • the present disclosure can also take the following configurations.
  • ⁇ Light emitting element>> It has a light emitting part and an optical path control means provided above the light emitting part, A light-emitting element having a light-reflecting film having an opening between a light-emitting portion and an optical path control means.
  • a light-emitting element having a light-reflecting film having an opening between a light-emitting portion and an optical path control means.
  • the light-emitting device according to [A01] in which the light emitted by the light-emitting portion is emitted to the outside through at least an opening provided in the light-reflecting film and the optical path control means.
  • a protective layer and a planarizing layer are formed from the light emitting part side, The light emitting device according to any one of [A01] to [A07], wherein the light reflecting film is provided between the protective layer and the planarizing layer.
  • the light-emitting device according to [A08] in which the light emitted by the light-emitting portion is emitted to the outside through at least the protective layer, the opening provided in the light-reflecting film, the planarizing layer, and the optical path control means. .
  • [A10] The light-emitting device according to [A08] or [A09], wherein the light-reflecting film is convex in a direction away from the light-emitting portion.
  • [A11] The light-emitting element according to [A08] or [A09], wherein the light-emitting portion is convex in a direction away from the planarizing layer.
  • [A12] The light-emitting device according to any one of [A08] to [A11], wherein a transparent thin film is formed between the portion of the protective layer positioned at the bottom of the opening and the flattening layer.
  • [A13] The light emitting device according to any one of [A08] to [A12], wherein a first light scattering layer is formed under the light emitting portion.
  • [A14] The light-emitting device according to any one of [A08] to [A13], wherein a second light scattering layer is formed at least on the portion of the protective layer located on the bottom of the opening.
  • [A15] The light emitting device according to any one of [A01] to [A14], wherein the light reflecting film has an edge.
  • [A16] The light-emitting device according to [A15], wherein a light-absorbing material layer is formed on the region of the protective layer located outside the edge of the light-reflecting film.
  • a groove is formed in a region of the protective layer located outside the edge of the light reflecting film, The light-emitting device according to [A15], wherein the planarization layer extends into the groove.
  • the light emitting part has a laminated structure of a first electrode, an organic layer and a second electrode, The light-emitting device according to any one of [A01] to [A18], wherein a light reflecting film is formed above the second electrode.
  • a display device comprising a plurality of light-emitting elements according to any one of [A01] to [A21].
  • ⁇ Display Device Second Embodiment>> a first substrate and a second substrate, and a plurality of light-emitting element units each composed of a first light-emitting element, a second light-emitting element, and a third light-emitting element provided on the first substrate; and
  • Each light-emitting element has a light-emitting portion provided above the first substrate and an optical path control means provided above the light-emitting portion, and an opening is provided between the light-emitting portion and the optical path control means.
  • a display device provided with a light reflecting film having [B04] a first substrate and a second substrate, and a plurality of light-emitting element units each composed of a first light-emitting element, a second light-emitting element, and a third light-emitting element provided on the first substrate; and A display device, wherein each light-emitting element comprises the light-emitting element according to any one of [A01] to [A21].
  • Reference Signs List 10 10 1 , 10 2 , 10 3 Light emitting element 20 Transistor 21 Gate electrode 22 Gate insulating layer 23 Channel formation region 24 Source /drain region 25 element isolation region 26 base 26A surface of base 27 contact plug 28 insulating layer 28' opening region 29 ... recess 29A ... slope of recess 29B ... bottom of recess 30, 30', 30 1 , 30 2 , 30 3 ...
  • First Substrate 42 Second substrate 51
  • Light reflecting film 51′ Discontinuous portion of light reflecting film 51′′ Extension of light reflecting film 52 Opening Part 52 END End of opening 53
  • Photonic crystal layer 54 Transparent thin film 55
  • Photonic crystal layer 58 Light absorption material layer 59 Groove 61
  • Mask layer 62, 63, 64 Resist layer 65 Opening region , 71, 72 .
  • Light emission direction control member 73a Light incident surface of light emission direction control member 73b
  • Surface 211 Camera body (camera body) 212
  • Monitor device 215 Electronic viewfinder (eyepiece window ), 300...
  • head mounted display 301... body portion, 302... arm portion, 303... lens barrel, 310... glasses, CF, CF R , CF G , CF B ... Wavelength selection Selection portion (color filter layer), TF: transparent filter layer, BM: light absorption layer (black matrix layer), LN0 : normal line passing through the center of the light emitting region (light emitting portion), LN1 . . . Optical axis of second optical path control means, LN 2 .. Normal line passing through center of wavelength selection portion, LL 1 . . . . A straight line connecting the edge of the opening and the center of the light-emitting part included in the virtual plane including the straight line LL 1 and the normal LN 0

Landscapes

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Abstract

発光素子(10)は、発光部(30)、及び、発光部(30)の上方に設けられた光路制御手段(71)を有しており、発光部(30)と光路制御手段(71)との間には、開口部(52)を有する光反射膜(51)が配設されている。

Description

発光素子及び表示装置
 本開示は、発光素子及び表示装置に関する。
 近年、発光素子として有機電界発光(EL:Electroluminescence)素子を用いた表示装置(有機EL表示装置)の開発が進んでいる。この有機EL表示装置を構成する発光素子は発光部を有する。ここで、発光部は、例えば、画素毎に分離して形成された第1電極(下部電極、例えば、アノード電極)、少なくとも発光層を含む有機層、及び、第2電極(上部電極、例えば、カソード電極)が、この順に積層されて成る。そして、例えば、白色光あるいは赤色光を発光する有機層と赤色カラーフィルタ層とが組み合わされた赤色光発光素子、白色光あるいは緑色光を発光する有機層と緑色カラーフィルタ層とが組み合わされた緑色光発光素子、白色光あるいは青色光を発光する有機層と青色カラーフィルタ層とが組み合わされた青色光発光素子のそれぞれが、副画素として設けられ、これらの副画素から1画素が構成される。第2電極(上部電極)を介して、有機層からの光が外部に出射される。そして、光取出し効率の向上のために錐形状の集光構造が設けられている構造が、例えば、特開2003-317931号公報から周知である。あるいは又、光取出し効率の向上のためにレンズ部材が設けられている構造も知られている。
特開2003-317931号公報
 上述した特許公開公報に開示された技術にあっては、広角に広がった光を発光素子の正面方向に寄せる効果はあるものの、発光素子における正面輝度の向上には殆ど寄与しない。また、レンズ部材が設けられている場合、光線逆方向追跡に基づきレンズ部材から出射される平行光を有機層に向かって辿っていったときに到達する有機層の領域しか、発光素子における正面輝度の向上に寄与しない。云い換えれば、有機層の一部分から出射される光しか、正面輝度の向上に寄与しない。それ故、正面輝度を増加させるためには、例えば、第1電極と第2電極との間に流す電流を増加させる必要があるが、これでは、発光素子の短寿命化を招く。発光ダイオード(LED)においても同様のことが云える。また、発光ダイオード(LED)において効率を上げようとして素子のサイズを小さくすると、プロセスダメージ等の端面への影響により効率が低下する虞がある。
 従って、本開示の目的は、正面輝度を増加させ得る構成、構造を有する発光素子、及び、係る発光素子を備えた表示装置を提供することにある。
 上記の目的を達成するための本開示の発光素子は、
 発光部、及び、発光部の上方に設けられた光路制御手段を有しており、
 発光部と光路制御手段との間には開口部を有する光反射膜が配設されている。
 上記の目的を達成するための本開示の第1の態様に係る表示装置は、
 発光部、及び、発光部の上方に設けられた光路制御手段を有しており、発光部と光路制御手段との間には開口部を有する光反射膜が配設されている発光素子を、複数、備えている。
 上記の目的を達成するための本開示の第2の態様に係る表示装置は、
 第1基板及び第2基板、並びに、
 第1基板に設けられた第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子から構成された発光素子ユニットの複数、
を備えており、
 各発光素子は、第1基板の上方に設けられた発光部、及び、発光部の上方に設けられた光路制御手段を有しており、発光部と光路制御手段との間には開口部を有する光反射膜が配設されている。
図1は、実施例1の発光素子、表示装置の模式的な一部断面図である。 図2は、実施例1の発光素子の拡大した模式的な一部断面図である。 図3Aは、副画素(発光素子)によって構成される1画素における副画素(発光素子)の配置を模式的に示す図である。 図3Bは、副画素(発光素子)によって構成される1画素における副画素(発光素子)の配置を模式的に示す図である。 図3Cは、副画素(発光素子)によって構成される1画素における副画素(発光素子)の配置を模式的に示す図である。 図3Dは、副画素(発光素子)によって構成される1画素における副画素(発光素子)の配置を模式的に示す図である。 図3Eは、副画素(発光素子)によって構成される1画素における副画素(発光素子)の配置を模式的に示す図である。 図4は、レンズ部材から構成された光路制御手段の模式的な斜視図である。 図5は、直径1μmの光源から出射された光の正面放射強度をシミュレーションにて求めた結果を示す図である。 図6は、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-1の模式的な一部断面図である。 図7は、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-2の模式的な一部断面図である。 図8は、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-3の模式的な一部断面図である。 図9は、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-4の模式的な一部断面図である。 図10は、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-5の模式的な一部断面図である。 図11は、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-6の模式的な一部断面図である。 図12は、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-7の模式的な一部断面図である。 図13は、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-8における発光素子の模式的な一部断面図である。 図14Aは、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-8における発光素子の変形例を説明するための基部の模式的な一部断面図である。 図14Bは、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-8における発光素子の変形例を説明するための基部の模式的な一部断面図である。 図15Aは、図13に示した変形例-8の発光素子の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図15Bは、図13に示した変形例-8の発光素子の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図15Cは、図13に示した変形例-8の発光素子の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図16Aは、図15Cに引き続き、図13に示した変形例-8の発光素子の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図16Bは、図15Cに引き続き、図13に示した変形例-8の発光素子の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図17Aは、図13に示した変形例-8の発光素子の別の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図17Bは、図13に示した変形例-8の発光素子の別の製造方法を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図18は、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-9の模式的な一部断面図である。 図19は、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-10の模式的な一部断面図である。 図20は、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-11の模式的な一部断面図である。 図21は、実施例1の発光素子、表示装置の変形例-12の模式的な一部断面図である。 図22は、実施例2の発光素子、表示装置の模式的な一部断面図である。 図23は、実施例2の発光素子、表示装置の変形例-1の模式的な一部断面図である。 図24は、実施例2の発光素子、表示装置の変形例-2の模式的な一部断面図である。 図25は、実施例2の発光素子、表示装置の変形例-3の模式的な一部断面図である。 図26は、実施例2の発光素子、表示装置の変形例-4の模式的な一部断面図である。 図27は、実施例2の発光素子、表示装置の変形例-5の模式的な一部断面図である。 図28は、実施例3の発光素子、表示装置の模式的な一部断面図である。 図29は、実施例3の発光素子、表示装置の変形例-1の模式的な一部断面図である。 図30Aは、実施例3において、共振器構造の第1例を有する発光素子の概念図である。 図30Bは、実施例3において、共振器構造の第2例を有する発光素子の概念図である。 図31Aは、実施例3において、共振器構造の第3例を有する発光素子の概念図である。 図31Bは、実施例3において、共振器構造の第4例を有する発光素子の概念図である。 図32Aは、実施例3において、共振器構造の第5例を有する発光素子の概念図である。 図32Bは、実施例3において、共振器構造の第6例を有する発光素子の概念図である。 図33Aは、実施例3において、共振器構造の第7例を有する発光素子の概念図である。 図33Bは、実施例3において、共振器構造の第8例を有する発光素子の概念図である。 図33Cは、実施例3において、共振器構造の第8例を有する発光素子の概念図である。 図34は、実施例4の発光素子、表示装置の模式的な一部断面図である。 図35は、実施例4の表示装置における、発光領域の中心を通る法線LN0と、光路制御手段の中心を通る法線LN1との関係を説明するための概念図である。 図36Aは、実施例4の表示装置における発光素子と基準点との位置関係を示す模式図である。 図36Bは、実施例4の表示装置における発光素子と基準点との位置関係を示す模式図である。 図37Aは、実施例4の表示装置の変形例における発光素子と基準点との位置関係を模式的に示す図である。 図37Bは、実施例4の表示装置の変形例における発光素子と基準点との位置関係を模式的に示す図である。 図38Aは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図38Bは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図38Cは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図38Dは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図39Aは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図39Bは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図39Cは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図39Dは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図40Aは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図40Bは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図40Cは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図40Dは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図41Aは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図41Bは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図41Cは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図41Dは、実施例4の表示装置において、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す図である。 図42は、実施例5の発光素子、表示装置の模式的な一部断面図である。 図43Aは、実施例5の表示装置における、発光領域の中心を通る法線LN0と、光路制御手段の中心を通る法線LN1と、波長選択部の中心を通る法線LN2との関係を説明するための概念図である。 図43Bは、実施例5の表示装置における、発光領域の中心を通る法線LN0と、光路制御手段の中心を通る法線LN1と、波長選択部の中心を通る法線LN2との関係を説明するための概念図である。 図43Cは、実施例5の表示装置における、発光領域の中心を通る法線LN0と、光路制御手段の中心を通る法線LN1と、波長選択部の中心を通る法線LN2との関係を説明するための概念図である。 図44は、実施例5の表示装置における、発光領域の中心を通る法線LN0と、光路制御手段の中心を通る法線LN1と、波長選択部の中心を通る法線LN2との関係を説明するための概念図である。 図45Aは、実施例5の表示装置における、発光領域の中心を通る法線LN0と、光路制御手段の中心を通る法線LN1と、波長選択部の中心を通る法線LN2との関係を説明するための概念図である。 図45Bは、実施例5の表示装置における、発光領域の中心を通る法線LN0と、光路制御手段の中心を通る法線LN1と、波長選択部の中心を通る法線LN2との関係を説明するための概念図である。 図46は、実施例5の表示装置における、発光領域の中心を通る法線LN0と、光路制御手段の中心を通る法線LN1と、波長選択部の中心を通る法線LN2との関係を説明するための概念図である。 図47は、実施例1の発光素子、表示装置の更に別の変形例の模式的な一部断面図である。 図48Aは、本開示の表示装置をレンズ交換式ミラーレスタイプのデジタルスチルカメラに適用した例を示す、デジタルスチルカメラの正面図である。 図48Bは、本開示の表示装置をレンズ交換式ミラーレスタイプのデジタルスチルカメラに適用した例を示す、デジタルスチルカメラの背面図である。 図49は、本開示の表示装置をヘッドマウントディスプレイに適用した例を示すヘッドマウントディスプレイの外観図である。 図50は、光出射方向制御部材を備えた表示装置の模式的な一部断面図である。
 以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
1.本開示の発光素子並びに本開示の第1の態様及び第2の態様に係る表示装置、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の発光素子並びに本開示の第1の態様及び第2の態様に係る表示装置)
3.実施例2(実施例1の変形)
4.実施例3(実施例1~実施例2の変形)
5.実施例4(実施例1~実施例3の変形)
6.実施例5(実施例1~実施例4の変形)
7.その他
[本開示の発光素子、並びに、本開示の第1の態様及び第2の態様に係る表示装置]
 本開示の発光素子、並びに、本開示の第1の態様及び第2の態様に係る表示装置に備えられた発光素子(以下、これらの発光素子を総称して、『本開示の発光素子等』と呼ぶ場合がある)において、原則として、発光部から離れる方向に相対的に位置するとき、「上あるいは「上方」」と表現し、発光部に近づく方向に相対的に位置するとき、「下」あるいは「下方」と表現する。また、本開示の第1の態様に係る表示装置及び本開示の第2の態様に係る表示装置を総称して、『本開示の表示装置等』と呼ぶ場合がある。
 本開示の発光素子等において、発光部で発光した光は、少なくとも、光反射膜に配設された開口部及び光路制御手段を介して外部に出射される形態とすることができる。尚、開口部は、光反射膜に配設された孔部(空間)である形態だけでなく、光反射膜の光反射率よりも光反射率の低い材料や構造、構成から成る領域である形態を含み得る。また、光反射膜は、若干、光を通過させる場合もあり得る。
 上記の好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、発光部(発光領域)の大きさは、開口部の大きさよりも大きいことが望ましい。即ち、正射影像を第1基板に対する正射影像とするとき(以下においても同様)、開口部の正射影像は、発光部の正射影像に含まれる形態とすることができる。
 以上に説明した好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、発光部(発光領域)の中心を通る法線LN0と、発光部の中心と光路制御手段の端部とを結ぶ直線との成す角度の余角の内、最大の余角が得られる直線をLL1、最大の余角をθCA-1とし[即ち、法線LN0と直線LL1との成す角度θCA-1’の余角をθCA-1(=90-θCA-1’)とし]、該直線LL1及び該法線LN0を含む仮想平面に含まれる開口部の端部と発光部の中心とを結ぶ直線LL2と、発光部の中心を通る法線LN0との成す角度θCA-2’の余角をθCA-2(=90-θCA-2’)としたとき、
1≦θCA-2/θCA-1
を満足する形態とすることができる。そして、更には、開口部の幅をb、開口部から光路制御手段までの距離をDist、発光部から出射される光の波長をλ0としたとき、開口部を通過したときのフラウホーファ回折に基づき拡がった光が光路制御手段拡に入射するので、
(b/2)2≦Dist・λ0
を満足することが好ましい。あるいは又、開口部の幅bの(1/2)の値が発光部から出射される光の波長λ0の値未満になると、発光部から出射される光が開口部を通過し難くなるので、
(b/2)≧λ0
を満足することが好ましい。
 更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、開口部の平面形状と光路制御手段の平面形状とは、相似形の関係にあり、あるいは又、近似形の関係にあることが望ましい。
 更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、
 発光部と光路制御手段との間には、発光部側から保護層及び平坦化層が形成されており、
 光反射膜は、保護層と平坦化層との間に配設されている形態とすることができる。尚、このような形態を、便宜上、『第1形態の発光素子』と呼ぶ場合がある。そして、この場合、発光部で発光した光は、少なくとも、保護層、光反射膜に配設された開口部、平坦化層及び光路制御手段を介して外部に出射される形態とすることができる。
 以上に説明した各種の好ましい形態を含む第1形態の発光素子において、光反射膜は、発光部から離れる方向に凸状である形態とすることができる。この場合、保護層の頂面は発光部から離れる方向に凸状であるが、平坦化層の頂面は平坦である形態とすることができる。光反射膜が発光部から離れる方向に凸状である形態である場合の下地に相当する保護層を、保護層を構成する材料をメルトフローさせることで得ることができるし、あるいは又、エッチバックすることで得ることができるし、グレートーンマスクやハーフトーンマスクを用いたフォトリソグラフィ技術とエッチング法の組合せで得ることができるし、ナノインプリント法に基づき得ることができる。あるいは又、発光部は、平坦化層から離れる方向に凸状である形態とすることができる。即ち、発光部は、第1基板に向かって凸状の断面形状を有する形態とすることができ、この場合、保護層の頂面及び光反射膜は平坦である形態とすることができるし、あるいは又、保護層の頂面及び光反射膜は発光部から離れる方向に凸状である形態とすることができる。発光部を平坦化層から離れる方向に凸状である形態とする方法については、後述する。
 発光部から離れる方向に凸状である形態である場合の光反射膜の厚さ方向を含む仮想平面における断面形状として、また、平坦化層から離れる方向に凸状である形態である場合の発光部の高さ方向を含む仮想平面における断面形状として、円の一部、放物線の一部、サイン曲線の一部、楕円の一部、カテナリー曲線の一部である構成とすることができる。図形は、厳密には円の一部ではない場合もあるし、厳密には放物線の一部ではない場合もあるし、厳密にはサイン曲線の一部ではない場合もあるし、厳密には楕円の一部ではない場合もあるし、厳密にはカテナリー曲線の一部ではない場合もある。即ち、概ね円の一部である場合、概ね放物線の一部である場合、概ねサイン曲線の一部である場合、概ね楕円の一部である場合、概ねカテナリー曲線の一部である場合も、「図形は、円の一部、放物線の一部、サイン曲線の一部、概ね楕円の一部である、概ねカテナリー曲線の一部である」ことに包含される。これらの曲線の一部が線分で置き変えられていてもよい。
 更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む第1形態の発光素子において、開口部の底部に位置する保護層の部分と平坦化層との間には透明な薄膜が形成されている形態とすることができ、これによって、保護層及び透明な薄膜と平坦化層との界面の平坦化を図ることができる。透明な薄膜を構成する材料は、発光部から出射される光を吸収し難い材料から、適宜、選択すればよいが、透明な薄膜を構成する材料の屈折率をn3、保護層を構成する材料の屈折率をn1、平坦化層を構成する材料の屈折率をn2としたとき、
1≧n3≧n2
あるいは又、
2≧n3≧n1
を満足することが、保護層と透明な薄膜との界面、透明な薄膜と平坦化層との界面における反射の発生を防止するといった観点から望ましい。透明な薄膜を構成する材料の具体例として、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等を挙げることができる。場合によっては、透明な薄膜を、保護層の頂面上に形成してもよいし、平坦化層の底面下に形成してもよい。
 更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、発光部の下には第1光散乱層が形成されている形態とすることができる。更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む第1形態の発光素子において、少なくとも開口部の底部に位置する保護層の部分には第2光散乱層が形成されている形態とすることができる。第1光散乱層や第2光散乱層を構成する材料として、例えば、微粒子、具体的には、酸化アルミニウム、酸化チタン等の微粒子を挙げることができる。尚、発光部の下に第1光散乱層が形成されている形態にあっては、第1電極を、後述する第1電極や第2電極を構成する材料(半光透過材料あるいは光透過材料)から適宜選択すればよい。
 更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の発光素子等にあっては、隣接する発光素子において光反射膜は連続している形態とすることができるし、あるいは又、光反射膜は縁部を有する(即ち、隣接する発光素子において光反射膜は不連続である)形態とすることができる。そして、後者の場合、光反射膜の縁部の外側に位置する保護層の領域(光反射膜が不連続である領域)の上には光吸収材料層が形成されている構成とすることができるし、あるいは又、光反射膜の縁部の外側に位置する保護層の領域(光反射膜が不連続である領域)には溝部が形成されており、平坦化層は溝部に延在している構成とすることができる。平坦化層が溝部に延在している場合、更には、保護層に形成された溝部の側壁上に、光反射膜が延在している構成とすることができる。あるいは又、光反射膜の縁部の外側に位置する保護層の領域(光反射膜が連続である領域)の上には光吸収材料層が形成されている構成とすることができる。光吸収材料層は、後述する光吸収層(ブラックマトリクス層)と同様の構成、構造とすればよい。
 更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、発光部は、第1電極、有機層及び第2電極の積層構造を有し、第2電極の上方に光反射膜が形成されている構成とすることができ、この場合、有機層は、有機エレクトロルミネッセンス層から成る発光層を含む構成とすることができる。但し、これに限定するものではなく、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、発光部を、発光ダイオード(LED)から構成することもできる。
 光反射膜を構成する材料として、アルミニウム、アルミニウム合金(例えば、Al-NdやAl-Cu)、Al/Ti積層構造、Al-Cu/Ti積層構造、クロム(Cr)、銀(Ag)、銀合金(例えば、Ag-Cu、Ag-Pd-Cu、Ag-Sm-Cu)、銅、銅合金、金、金合金を挙げることができ、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、CVD法やイオンプレーティング法;メッキ法(電気メッキ法や無電解メッキ法);リフトオフ法;レーザアブレーション法;ゾル・ゲル法等によって形成することができる。光反射膜を構成する材料に依っては、成膜される光反射膜の結晶状態の制御のために、例えば、TiNから成る下地層を形成してもよい。あるいは又、光反射膜を構成する材料として、誘電体多層膜やフォトニック結晶層、後述するプラズモンを応用した波長選択層を挙げることもできる。場合によっては、第1電極の下あるいは第1電極の下方に第2の光反射膜を形成してもよく、この場合、第2の光反射膜を構成する材料として、上記の光反射膜を構成する材料から適宜選択すればよいし、また、第1電極を、後述する第1電極や第2電極を構成する材料(半光透過材料あるいは光透過材料)から適宜選択すればよい。
 更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等は、発光部と光路制御手段との間に波長選択部を有する形態とすることができる。より具体的には、第1形態の発光素子において、平坦化層の上に波長選択部が形成された形態とすることができる。但し、これに限定するものではなく、光路制御手段の上方に(具体的には、第2基板と光路制御手段との間に)、波長選択部を有する形態とすることもできる。即ち、第1基板の上方に波長選択部を設ければよいが、波長選択部は、第1基板側に設けられていてもよいし、第2基板側に設けられていてもよい。発光素子が出射する光に対応して、波長選択部の大きさを、適宜、変えてもよい。
 波長選択部として、カラーフィルタ層を挙げることができる。カラーフィルタ層として、赤色、緑色、青色だけでなく、場合によっては、シアン色、マゼンダ色、黄色等の特定の波長を透過させるカラーフィルタ層を挙げることができる。カラーフィルタ層は、所望の顔料や染料から成る着色剤を添加した樹脂(例えば、光硬化型の樹脂)によって構成されており、顔料や染料を選択することにより、目的とする赤色、緑色、青色等の波長域における光透過率が高く、他の波長域における光透過率が低くなるように調整されている。このようなカラーフィルタ層は、周知のカラーレジスト材料から構成すればよい。後述する白色光を出射する発光素子にあっては、透明なフィルタ層を配設すればよい。あるいは又、波長選択部として、フォトニック結晶や、プラズモンを応用した波長選択素子(例えば、特開2008-177191号公報に開示された導体薄膜に格子状の穴構造を設けた導体格子構造を有する波長選択部や、回折格子を用いた表面プラズモン励起に基づく波長選択部)、誘電体薄膜を積層することで薄膜内での多重反射により特定の波長を通過させることが可能な誘電体多層膜を利用した波長選択部、薄膜アモルファスシリコン等の無機材料から成る薄膜、量子ドットを挙げることができる。以下、カラーフィルタ層で波長選択部を代表して説明を行う場合があるが、波長選択部はカラーフィルタ層に限定するものではない。
 ここで、
(a)光路制御手段の正射影像は、波長選択部の正射影像と一致する形態とすることができるし、
(b)光路制御手段の正射影像は、波長選択部の正射影像に含まれる形態とすることもできるし、
(c)波長選択部の正射影像は、光路制御手段の正射影像に含まれる形態とすることもできる。
 即ち、波長選択部の平面形状は、光路制御手段の平面形状と同じであってもよいし、相似形であってもよいし、近似形であってもよいし、異なっていてもよい。尚、光路制御手段の正射影像が波長選択部の正射影像に含まれる形態を採用すれば、隣接した発光素子間における混色の発生を確実に抑制することができる。
 また、波長選択部の平面形状は、発光領域(後述する)の平面形状と同じであってもよいし、相似形であってもよいし、近似形であってもよいし、異なっていてもよい。波長選択部の中心(第1基板に正射影したときの中心)は、発光領域の中心を通過する形態とすることもできるし、あるいは又、発光領域の中心を通過しない形態とすることもできる。波長選択部の大きさ、又は、光反射膜に設けられた開口部の大きさ、又は、波長選択部の大きさ及び光反射膜に設けられた開口部の大きさを、発光領域の中心を通る法線と波長選択部の中心を通る法線との間の距離(オフセット量)d0(後述する)に応じて、適宜、変えてもよい。ここで、各種の法線は、第1基板に対する垂直線である。
 波長選択部の中心とは、波長選択部が占める領域の面積重心点を指す。あるいは又、波長選択部の平面形状が、円形、楕円形、正方形(コーナー部が丸みを帯びた正方形を含む)、長方形(コーナー部が丸みを帯びた長方形を含む)、正多角形(コーナー部が丸みを帯びた正多角形を含む)の場合、これらの図形の中心が波長選択部の中心に該当するし、これらの図形の一部が切り欠かれた図形である場合、切り欠かれた部分を補完した図形の中心が波長選択部の中心に該当するし、これらの図形が連結された図形である場合、連結部分を除去し、除去した部分を補完した図形の中心が波長選択部の中心に該当する。また、光路制御手段の中心とは、光路制御手段が占める領域の面積重心点を指す。あるいは又、光路制御手段の平面形状が、円形、楕円形、正方形(コーナー部が丸みを帯びた正方形を含む)、長方形(コーナー部が丸みを帯びた長方形を含む)、正多角形(コーナー部が丸みを帯びた正多角形を含む)の場合、これらの図形の中心が光路制御手段の中心に該当する。光反射膜に設けられた開口部の中心も同様であり、上記の波長選択部あるいは光路制御手段の中心に関する説明において、「波長選択部」あるいは「光路制御手段」を『開口部』に置き換えればよい。
 第1形態の発光素子において、第1電極と有機層とが接する領域が発光領域である。発光領域の大きさとは、第1電極と有機層とが接している領域の大きさである。発光素子の出射する光の色に応じて発光領域の大きさを変えてもよい。発光領域の中心とは、第1電極と有機層とが接する領域の面積重心点を指す。発光領域の中心が発光部の中心である。
 以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、光路制御手段は、発光部から離れる方向に向かって凸状形状を有する平凸レンズといったレンズ部材から成る形態とすることができる。即ち、光路制御手段(レンズ部材)の光出射面は凸状形状を有し、光入射面は、例えば、平坦である形態とすることができる。あるいは又、光路制御手段(レンズ部材)の光入射面は凸状形状を有し、光出射面は、例えば、平坦である形態とすることもできる。
 本開示の表示装置等において、光路制御手段の平面形状の大きさを、発光素子に依って変えてもよい。例えば、1つの発光素子ユニット(画素)が3つの発光素子(副画素)から構成されている場合、光路制御手段の平面形状の大きさは、1つの発光素子ユニットを構成する3つの発光素子において同じ値であってもよいし、1つの発光素子を除き、2つの発光素子において同じ値であってもよいし、3つの発光素子において異なった値であってもよい。また、光路制御手段を構成する材料の屈折率を、発光素子に依って変えてもよい。例えば、1つの発光素子ユニット(画素)が3つの発光素子(副画素)から構成されている場合、光路制御手段を構成する材料の屈折率は、3つの発光素子において同じ値であってもよいし、1つの発光素子を除き、2つの発光素子において同じ値であってもよいし、3つの発光素子において異なった値であってもよい。
 以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、光路制御手段を構成するレンズ部材は、半球状、あるいは、球の一部から構成されている形態とすることができるし、あるいは又、広くは、レンズとして機能するのに適した形状から構成されている形態とすることができる。具体的には、上述したとおり、レンズ部材は、凸レンズ部材、具体的には、平凸レンズから構成することができる。あるいは又、レンズ部材は、球面レンズとすることもできるし、非球面レンズとすることもできる。また、光路制御手段は、屈折型レンズとすることもできるし、回折型レンズとすることもできるし、微細構造、フォトニック結晶、メタルサーフェスから構成することもできる。
 あるいは又、光路制御手段は、底面が正方形あるいは長方形の直方体(直方体に近似した立方体を含み、以下においても同様)を想定し、この直方体の4つの側面及び1つの頂面が凸状の形状を有し、且つ、側面と側面とが交わる稜の部分は丸みを帯びており、頂面と側面とが交わる稜の部分も丸みを帯びており、全体として丸みを帯びた立体形状を有するレンズ部材とすることもできる。あるいは又、底面が正方形あるいは長方形である直方体を想定し、この直方体の4つの側面及び1つの頂面が平面状であるレンズ部材とすることもでき、この場合、場合によっては、側面と側面とが交わる稜の部分は丸みを帯びており、また、場合によっては、頂面と側面とが交わる稜の部分も丸みを帯びている立体形状とすることもできる。あるいは又、レンズ部材は、厚さ方向を含む仮想平面(垂直仮想平面)で切断したときの断面形状が矩形や等脚台形であるレンズ部材から構成されている形態とすることもできる。云い換えれば、レンズ部材は、断面形状が、その厚さ方向に沿って、一定であり、又は、変化するレンズ部材から構成されている形態とすることができる。
 レンズ部材の高さは、限定するものではないが、1.5μm以上、2.5μm以下であることが好ましく、レンズ部材の高さが1.5μm以上であると、発光領域の外周付近における光の集光効果を効果的に高めることができる。また、隣接するレンズ部材の間隔(隣接するレンズ部材の間に存在する隙間)は、限定するものではないが、0.4μm以上、1.2μm以下、好ましくは0.6μm以上、1.2μm以下、より好ましくは0.8μm以上、1.2μm以下、更に好ましくは0.8μm以上、1.0μm以下であることが望ましい。隣接するレンズ部材の間隔を0.4μm以上とすることで、隣接するレンズ部材の間隔を可視光の波長帯域の下限値と同程度以上にすることができるので、隣接するレンズ部材の間隔の機能低下を抑制することができ、発光領域の外周付近における光の集光効果を効果的に高めることができる。一方、隣接するレンズ部材の間隔が1.2μm以下であると、発光領域に対するレンズ部材の大きさの適切化を図ることができ、発光領域の外周付近における光の集光効果を効果的に高めることができる。レンズ部材のピッチは、限定するものではないが、1μm以上、10μm以下であることが望ましい。レンズ部材のピッチが10μm以下であると、光の波動性が顕著に生じるため、以上に説明したレンズ部材を用いる効果が顕著に現れる。発光領域とレンズ部材との間の距離は、限定するものではないが、0.35μmを超え、7μm以下、好ましくは1.3μm以上、7μm以下、より好ましくは2.8μm以上、7μm以下、一層好ましくは3.8μm以上、7μm以下であることが望ましい。発光領域とレンズ部材との間の距離が0.35μmを超えると、発光領域の外周付近における光の集光効果を効率的に高めることができる。一方、発光領域とレンズ部材との間の距離が7μm以下であると、視野角特性の低下を抑制することができる。
 あるいは又、本開示の発光素子等において、光路制御手段は、厚さ方向を含む仮想平面(垂直仮想平面)で切断したときの断面形状が矩形や等脚台形である光出射方向制御部材から構成されている形態とすることもできる。云い換えれば、光路制御手段は、断面形状が、その厚さ方向に沿って、一定であり、又は、変化する光出射方向制御部材から構成されている形態とすることができる。光出射方向制御部材については後述する。
 以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、より具体的には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む第1形態の発光素子において、前述したとおり、発光部(有機層)は有機エレクトロルミネッセンス層を含む形態とすることができる。即ち、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等は、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)から構成されている形態とすることができるし、本開示の表示装置等は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置(有機EL表示装置)から構成されている形態とすることができる。
 有機EL表示装置は、
 第1基板、及び、第2基板、並びに、
 第1基板と第2基板との間に位置し、2次元状に配列された複数の発光素子、
を備えており、
 第1基板の上に形成された基体上に設けられた各発光素子は、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等(より具体的には、第1形態の発光素子)から構成されている。そして、各発光素子は、発光部を備えており、
 発光部は、
 第1電極、
 第2電極、及び、
 第1電極と第2電極とによって挟まれた有機層(有機エレクトロルミネッセンス層から成る発光層を含む)、
を少なくとも備えており、
 有機層からの光が、第2基板を介して外部に出射される。即ち、本開示の表示装置等を、第2基板から光を出射するトップエミッション方式(上面発光方式)の表示装置(上面発光型表示装置)とすることができる。
 あるいは又、本開示の表示装置等は、別の表現をすれば、第1基板、第2基板、及び、第1基板と第2基板とによって挟まれた画像表示領域(表示パネル部)を備えており、画像表示領域には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む発光素子が、複数、2次元マトリクス状に配列されている。
 本開示の第2の態様に係る表示装置において、第1発光素子は赤色光を出射し、第2発光素子は緑色光を出射し、第3発光素子は青色光を出射する形態とすることができるし、更には、白色光を発光する第4発光素子、あるいは又、赤色光、緑色光、青色光以外の色の光を発光する第4発光素子を加えることもできる。
 本開示の表示装置等において、画素(あるいは副画素)の配列として、デルタ配列を挙げることができるし、あるいは又、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列、ペンタイル配列、正方配列を挙げることができる。波長選択部や光路制御手段の配列も、画素(あるいは副画素)の配列に準拠して、デルタ配列、あるいは又、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列、ペンタイル配列、正方配列とすればよい。
 即ち、第1形態の発光素子は、具体的には、少なくとも、第1電極、第1電極上に形成された有機層、有機層上に形成された第2電極、第2電極上に形成された保護層、光反射膜、平坦化層を備えている。そして、有機層からの光が第2電極、保護層、光反射膜に設けられた開口部、平坦化層、光路制御手段、接合部材及び第2基板を介して、また、出射光のこれらの光路内に波長選択部が設けられている場合には、あるいは又、第2基板の内面(第1基板と対向する面)に下地層が設けられている場合には、波長選択部や下地層も経由して、外部に出射される。
 第1基板と第2基板とは接合部材によって接合されているが、接合部材を構成する材料として、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤といった熱硬化型接着剤や、紫外線硬化型接着剤を挙げることができる。光路制御手段を構成する材料の屈折率をn1’、接合部材を構成する材料の屈折率をn0としたとき、
1’>n0
を満足することが好ましい。
 第1電極は、発光素子毎に設けられている。有機発光材料から成る発光層を含む有機層は、発光素子毎に設けられており、あるいは又、発光素子に共通して設けられている。第2電極は、複数の発光素子に共通して設けられている。即ち、第2電極は、所謂ベタ電極であるし、共通電極である。基体の下方あるいは下には第1基板が配置されており、第2電極の上方に第2基板が配置されている。第1基板側に発光素子が形成されており、発光部は基体上に設けられている。具体的には、発光部は、第1基板の上あるいは上方に形成された基体の上に設けられている。以上のとおり、発光部を構成する第1電極、有機層(発光層を含む)及び第2電極が、基体の上に、順次、形成されている。
 第1形態の発光素子において、第1電極は有機層の一部と接している構成とすることができるし、あるいは又、第1電極の一部は有機層と接している構成とすることができるし、第1電極は有機層と接している構成とすることができる。これらの場合、具体的には、第1電極の大きさは有機層よりも小さい構成とすることができるし、あるいは又、第1電極の大きさは有機層と同じ大きさである構成とすることができるし、あるいは又、第1電極の大きさは有機層より大きい構成とすることもできる。また、第1電極と有機層との間の一部分に絶縁層が形成されている構成とすることもできる。
 第1形態の発光素子において、有機層は、異なる色を発光する少なくとも2層の発光層の積層構造から構成されており、積層構造において発光する光の色は白色光である形態とすることができる。即ち、赤色光発光素子(第1発光素子)を構成する有機層、緑色光発光素子(第2発光素子)を構成する有機層及び青色光発光素子(第3発光素子)を構成する有機層は、白色光を発光する構成とすることができる。そして、この場合、白色光を発光する有機層は、赤色を発光する赤色光発光層、緑色を発光する緑色光発光層及び青色を発光する青色光発光層の積層構造を有する形態とすることができる。あるいは又、白色光を発光する有機層は、青色を発光する青色光発光層及び黄色を発光する黄色光発光層の積層構造を有する形態とすることができるし、青色を発光する青色光発光層及び橙色を発光する橙色光発光層の積層構造を有する形態とすることができる。具体的には、有機層は、赤色光(波長:620nm乃至750nm)を発光する赤色光発光層、緑色光(波長:495nm乃至570nm)を発光する緑色光発光層、及び、青色光(波長:450nm乃至495nm)を発光する青色光発光層の3層が積層された積層構造とすることができ、全体として白色光を発光する。そして、このような白色光を発光する有機層(発光部)と赤色光を通過させる波長選択部(あるいは赤色カラーフィルタ層として機能する保護層)とを組み合わせることで赤色光発光素子が構成され、白色光を発光する有機層(発光部)と緑色光を通過させる波長選択部(あるいは緑色カラーフィルタ層として機能する保護層)とを組み合わせることで緑色光発光素子が構成され、白色光を発光する有機層(発光部)と青色光を通過させる波長選択部(あるいは青色カラーフィルタ層として機能する保護層)とを組み合わせることで青色光発光素子が構成される。赤色光発光素子、緑色光発光素子及び青色光発光素子といった副画素の組合せによって1画素(発光素子ユニット)が構成される。場合によっては、赤色光発光素子、緑色光発光素子、青色光発光素子及び白色光を出射する発光素子(あるいは補色光を出射する発光素子)によって1画素を構成してもよい。異なる色を発光する少なくとも2層の発光層から構成されている形態にあっては、実際には、異なる色を発光する発光層が混合し、明確に各層に分離されていない場合がある。有機層は、複数の発光素子において共通化されていてもよいし、各発光素子において個別に設けられていてもよい。
 上述したとおり、保護層がカラーフィルタ層としての機能を有する場合、保護層は、周知のカラーレジスト材料から構成すればよい。白色を出射する発光素子にあっては透明なフィルタ層を配設すればよい。このように保護層をカラーフィルタ層としても機能させることで、有機層と保護層(カラーフィルタ層)とが近接するので、発光素子から出射する光を広角化させても混色の防止を効果的に図ることができ、視野角特性が向上する。
 あるいは又、有機層は、1層の発光層から構成されている形態とすることができる。この場合、発光素子を、例えば、赤色光発光層を含む有機層を有する赤色光発光素子、緑色光発光層を含む有機層を有する緑色光発光素子、あるいは、青色光発光層を含む有機層を有する青色光発光素子から構成することができる。即ち、赤色光発光素子を構成する有機層は赤色光を発光し、緑色光発光素子を構成する有機層は緑色光を発光し、青色光発光素子を構成する有機層は青色光を発光する形態とすることもできる。そして、これらの3種類の発光素子(副画素)から1画素が構成される。カラー表示の表示装置の場合、これらの3種類の発光素子(副画素)から1画素が構成される。尚、カラーフィルタ層の形成は、原則、不要であるが、色純度向上のためにカラーフィルタ層を設けてもよい。
 発光素子ユニット(1画素)が複数の発光素子(副画素)から構成されている場合、発光素子の発光領域の大きさを、発光素子によって変えてもよい。具体的には、第3発光素子(青色光発光素子)の発光領域の大きさは、第1発光素子(赤色光発光素子)の発光領域の大きさ及び第2発光素子(緑色光発光素子)の発光領域の大きさよりも大きい形態とすることができる。そして、これによって、青色光発光素子の発光量を、赤色光発光素子の発光量、緑色光発光素子の発光量よりも多くすることができるし、あるいは又、青色光発光素子の発光量、赤色光発光素子の発光量、緑色光発光素子の発光量の適切化を図ることができ、画質の向上を図ることができる。あるいは又、赤色光発光素子、緑色光発光素子及び青色光発光素子に加えて白色光を出射する白色光発光素子から成る発光素子ユニット(1画素)を想定した場合、輝度の観点からは、緑色光発光素子や白色光発光素子の発光領域の大きさを、赤色光発光素子や青色光発光素子の発光領域の大きさよりも大きくすることが好ましい。また、発光素子の寿命の観点からは、青色光発光素子の発光領域の大きさを、赤色光発光素子や緑色光発光素子、白色光発光素子の発光領域の大きさよりも大きくすることが好ましい。但し、これらに限定するものではない。
 光路制御手段は、例えば、アクリル系樹脂等の周知の透明樹脂材料から構成することができ、透明樹脂材料を、メルトフローさせることで得ることができるし、あるいは又、エッチバックすることで得ることができるし、有機材料や無機材料に基づきグレートーンマスクやハーフトーンマスクを用いたフォトリソグラフィ技術とエッチング法の組合せで得ることができるし、ナノインプリント法に基づき透明樹脂材料をレンズ形状に形成するといった方法によって得ることもできる。光路制御手段の外形形状として、前述したとおり、例えば、円形や楕円形、正方形や長方形を挙げることができるが、これに限定するものではない。
 保護層及び平坦化層を構成する材料として、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、各種無機材料[例えば、SiO2、SiN、SiON、SiC、アモルファスシリコン(α-Si)、Al23、TiO2]を例示することができる。保護層や平坦化層は、単層構成とすることもできるし、複数層から構成することもできるが、後者の場合、第1形態の発光素子にあっては、光入射方向から光出射方向に向かって、保護層や平坦化層を構成する材料の屈折率の値を、同じとし、あるいは又、順次、小さくすることが好ましい。保護層や平坦化層の形成方法として、各種CVD法、各種塗布法、スパッタリング法や真空蒸着法を含む各種PVD法、スクリーン印刷法といった各種印刷法等の公知の方法に基づき形成することができる。また、保護層や平坦化層の形成方法として、更には、ALD(AtomicLayer Deposition)法を採用することもできる。保護層や平坦化層は、複数の発光素子
において共通化されていてもよいし、各発光素子において個別に設けられていてもよい。
 第1基板あるいは第2基板を、シリコン半導体基板、高歪点ガラス基板、ソーダガラス(Na2O・CaO・SiO2)基板、硼珪酸ガラス(Na2O・B23・SiO2)基板、フォルステライト(2MgO・SiO2)基板、鉛ガラス(Na2O・PbO・SiO2)基板、表面に絶縁材料層が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁材料層が形成された石英基板、ポリメチルメタクリレート(ポリメタクリル酸メチル,PMMA)やポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルフェノール(PVP)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)に例示される有機ポリマー(高分子材料から構成された可撓性を有するプラスチックフィルムやプラスチックシート、プラスチック基板といった高分子材料の形態を有する)から構成することができる。第1基板と第2基板を構成する材料は、同じであっても、異なっていてもよい。但し、上面発光型表示装置であるが故に、第2基板は発光部からの光に対して透明であることが要求される。
 第1電極を構成する材料として、第1電極をアノード電極として機能させる場合、例えば、白金(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、クロム(Cr)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、タンタル(Ta)といった仕事関数の高い金属あるいは合金(例えば、銀を主成分とし、0.3質量%乃至1質量%のパラジウム(Pd)と0.3質量%乃至1質量%の銅(Cu)とを含むAg-Pd-Cu合金や、Al-Nd合金、Al-Cu合金、Al-Cu-Ni合金)を挙げることができる。更には、アルミニウム(Al)及びアルミニウムを含む合金等の仕事関数の値が小さく、且つ、光反射率の高い導電材料を用いる場合には、適切な正孔注入層を設けるなどして正孔注入特性を向上させることで、アノード電極として用いることができる。第1電極の厚さとして、0.1μm乃至1μmを例示することができる。あるいは又、後述する共振器構造を構成する光反射層を設ける場合や、発光部の下に第1光散乱層が形成されている場合、第1電極の下あるいは第1電極の下方に第2の光反射膜が形成されている場合等にあっては、発光部からの光に対して透明であることが第1電極には要求されるので、第1電極を構成する材料として、酸化インジウム、インジウム-錫酸化物(ITO,Indium Tin Oxide,SnドープのIn23、結晶性ITO及びアモルファスITOを含む)、インジウム-亜鉛酸化物(IZO,Indium Zinc Oxide)、インジウム-ガリウム酸化物(IGO)、インジウム・ドープのガリウム-亜鉛酸化物(IGZO,In-GaZnO4)、IFO(FドープのIn23)、ITiO(TiドープのIn23)、InSn、InSnZnO、酸化錫(SnO2)、ATO(SbドープのSnO2)、FTO(FドープのSnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化アルミニウム・ドープの酸化亜鉛(AZO)、ガリウム・ドープの酸化亜鉛(GZO)、BドープのZnO、AlMgZnO(酸化アルミニウム及び酸化マグネシウム・ドープの酸化亜鉛)、酸化アンチモン、酸化チタン、NiO、スピネル型酸化物、YbFe24構造を有する酸化物、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物、ニッケル酸化物等を母層とする透明導電性材料といった各種透明導電材料を挙げることができる。あるいは又、誘電体多層膜やアルミニウム(Al)あるいはその合金(例えば、Al-Cu-Ni合金)といった光反射性の高い反射膜上に、インジウムとスズの酸化物(ITO)や、インジウムと亜鉛の酸化物(IZO)等の正孔注入特性に優れた透明導電材料を積層した構造とすることもできる。一方、第1電極をカソード電極として機能させる場合、仕事関数の値が小さく、且つ、光反射率の高い導電材料から構成することが望ましいが、アノード電極として用いられる光反射率の高い導電材料に適切な電子注入層を設けるなどして電子注入特性を向上させることで、カソード電極として用いることもできる。
 第2電極を構成する材料(半光透過材料あるいは光透過材料)として、第2電極をカソード電極として機能させる場合、発光光を透過し、しかも、有機層(発光層)に対して電子を効率的に注入できるように仕事関数の値の小さな導電材料から構成することが望ましく、例えば、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ナトリウム(Na)、ストロンチウム(Sr)、アルカリ金属又はアルカリ土類金属と銀(Ag)[例えば、マグネシウム(Mg)と銀(Ag)との合金(Mg-Ag合金)]、マグネシウム-カルシウムとの合金(Mg-Ca合金)、アルミニウム(Al)とリチウム(Li)の合金(Al-Li合金)等の仕事関数の小さい金属あるいは合金を挙げることができ、中でも、Mg-Ag合金が好ましく、マグネシウムと銀との体積比として、Mg:Ag=5:1~30:1を例示することができる。あるいは又、マグネシウムとカルシウムとの体積比として、Mg:Ca=2:1~10:1を例示することができる。第2電極の厚さとして、4nm乃至50nm、好ましくは、4nm乃至20nm、より好ましくは6nm乃至12nmを例示することができる。あるいは又、Ag-Nd-Cu、Ag-Cu、Au及びAl-Cuから成る群から選択された少なくとも1種類の材料を挙げることができる。あるいは又、第2電極を、有機層側から、上述した材料層と、例えばITOやIZOから成る所謂透明電極(例えば、厚さ3×10-8m乃至1×10-6m)との積層構造とすることもできる。第2電極に対して、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、銅、銅合金、金、金合金等の低抵抗材料から成るバス電極(補助電極)を設け、第2電極全体として低抵抗化を図ってもよい。第2電極の平均光透過率は50%乃至90%、好ましくは60%乃至90%であることが望ましい。一方、第2電極をアノード電極として機能させる場合、発光光を透過し、しかも、仕事関数の値の大きな導電材料から構成することが望ましい。
 第1電極や第2電極の形成方法として、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、化学的気相成長法(CVD法)やMOCVD法、イオンプレーティング法とエッチング法との組合せ;スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、メタルマスク印刷法といった各種印刷法;メッキ法(電気メッキ法や無電解メッキ法);リフトオフ法;レーザアブレーション法;ゾル・ゲル法等を挙げることができる。各種印刷法やメッキ法によれば、直接、所望の形状(パターン)を有する第1電極や第2電極を形成することが可能である。尚、有機層を形成した後、第2電極を形成する場合、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さな成膜方法、あるいは又、MOCVD法といった成膜方法に基づき形成することが、有機層のダメージ発生を防止するといった観点から好ましい。有機層にダメージが発生すると、リーク電流の発生による「滅点」と呼ばれる非発光画素(あるいは非発光副画素)が生じる虞がある。
 前述したとおり、有機層は有機発光材料から成る発光層を備えているが、具体的には、例えば、正孔輸送層と発光層と電子輸送層との積層構造、正孔輸送層と電子輸送層を兼ねた発光層との積層構造、正孔注入層と正孔輸送層と発光層と電子輸送層と電子注入層との積層構造等から構成することができる。有機層の形成方法として、真空蒸着法等の物理的気相成長法(PVD法);スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった印刷法;転写用基板上に形成されたレーザ吸収層と有機層の積層構造に対してレーザを照射することでレーザ吸収層上の有機層を分離して、有機層を転写するといったレーザ転写法、各種の塗布法を例示することができる。有機層を真空蒸着法に基づき形成する場合、例えば、所謂メタルマスクを用い、係るメタルマスクに設けられた開口を通過した材料を堆積させることで有機層を得ることができる。
 有機EL表示装置にあっては、正孔輸送層(正孔供給層)の厚さと電子輸送層(電子供給層)の厚さは、概ね等しいことが望ましい。あるいは又、正孔輸送層(正孔供給層)よりも電子輸送層(電子供給層)を厚くしてもよく、これによって、低い駆動電圧で高効率化に必要、且つ、発光層への十分な電子供給が可能となる。即ち、アノード電極に相当する第1電極と発光層との間に正孔輸送層を配置し、しかも、電子輸送層よりも薄い膜厚で形成することで、正孔の供給を増大させることが可能となる。そして、これにより、正孔と電子の過不足がなく、且つ、キャリア供給量も十分多いキャリアバランスを得ることができるため、高い発光効率を得ることができる。また、正孔と電子の過不足がないことで、キャリアバランスが崩れ難く、駆動劣化が抑制され、発光寿命を長くすることができる。
 本開示の発光素子あるいは表示装置においては、基体や絶縁層、層間絶縁層、層間絶縁材料層(後述する)が形成されるが、これらを構成する絶縁材料として、SiO2、NSG(ノンドープ・シリケート・ガラス)、BPSG(ホウ素・リン・シリケート・ガラス)、PSG、BSG、AsSG、SbSG、PbSG、SOG(スピンオングラス)、LTO(Low Temperature Oxide、低温CVD-SiO2)、低融点ガラス、ガラスペースト等のSiOX系材料(シリコン系酸化膜を構成する材料);SiON系材料を含むSiN系材料;SiOC;SiOF;SiCNを挙げることができる。あるいは又、酸化チタン(TiO2)、酸化タンタル(Ta25)、酸化アルミニウム(Al23)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化クロム(CrOx)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ニオブ(Nb25)、酸化スズ(SnO2)、酸化バナジウム(VOx)といった無機絶縁材料を挙げることができる。あるいは又、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂といった各種樹脂や、SiOCH、有機SOG、フッ素系樹脂といった低誘電率絶縁材料(例えば、誘電率k(=ε/ε0)が例えば3.5以下の材料であり、具体的には、例えば、フルオロカーボン、シクロパーフルオロカーボンポリマー、ベンゾシクロブテン、環状フッ素系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、アモルファステトラフルオロエチレン、ポリアリールエーテル、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、パリレン(ポリパラキシリレン)、フッ化フラーレン)を挙げることができるし、Silk(The Dow Chemical Co. の商標であり、塗布型低誘電率層間絶縁膜材料)、Flare(Honeywell Electronic Materials Co. の商標であり、ポリアリルエーテル(PAE)系材料)を例示することもできる。そして、これらを、単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。絶縁層や層間絶縁層、基体は、単層構造を有していてもよいし、積層構造を有していてもよい。絶縁層や層間絶縁層、層間絶縁材料層、基体は、各種CVD法、各種塗布法、スパッタリング法や真空蒸着法を含む各種PVD法、スクリーン印刷法といった各種印刷法、メッキ法、電着法、浸漬法、ゾル-ゲル法等の公知の方法に基づき形成することができる。
 表示装置の光を出射する最外面(具体的には、第2基板の外面)には、紫外線吸収層、汚染防止層、ハードコート層、帯電防止層を形成してもよいし、保護部材(例えば、カバーガラス)を配してもよい。
 基体の下あるいは下方には、限定するものではないが、発光素子駆動部(駆動回路)が設けられている。発光素子駆動部は、例えば、第1基板を構成するシリコン半導体基板に形成されたトランジスタ(具体的には、例えば、MOSFET)や、第1基板を構成する各種基板に設けられた薄膜トランジスタ(TFT)から構成されている。発光素子駆動部を構成するトランジスタやTFTと第1電極とは、基体に形成されたコンタクトホール(コンタクトプラグ)を介して接続されている形態とすることができる。発光素子駆動部は、周知の回路構成とすることができる。第2電極は、例えば、表示装置の外周部(具体的には、画素アレイ部の外周部)において、基体に形成されたコンタクトホール(コンタクトプラグ)を介して発光素子駆動部と接続される形態とすることができる。
 有機EL表示装置は、更に一層の光取出し効率の向上を図るために、共振器構造を有することが好ましい。共振器構造については後述する。
 更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、波長選択部と波長選択部との間には、あるいは又、波長選択部と波長選択部との間の上方には、あるいは又、光路制御手段と光路制御手段との間には、あるいは又、光路制御手段と光路制御手段との間の上方には、光吸収層(ブラックマトリクス層)が形成されている形態とすることができ、これによって、隣接した発光素子間における混色の発生を確実に抑制することができる。光吸収層(ブラックマトリクス層)は、例えば、黒色の着色剤を混入した光学濃度が1以上の黒色の樹脂膜(具体的には、例えば、黒色のポリイミド系樹脂)から成り、あるいは又、薄膜の干渉を利用した薄膜フィルタから構成されている。薄膜フィルタは、例えば、金属、金属窒化物あるいは金属酸化物から成る薄膜を2層以上積層して成り、薄膜の干渉を利用して光を減衰させる。薄膜フィルタとして、具体的には、Crと酸化クロム(III)(Cr23)とを交互に積層したものを挙げることができる。発光素子が出射する光に対応して、光吸収層(ブラックマトリクス層)の大きさを、適宜、変えてもよい。
 また、発光素子と発光素子との間に遮光部を設けてもよい。遮光部を構成する遮光材料として、具体的には、チタン(Ti)やクロム(Cr)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、MoSi2等の光を遮光することができる材料を挙げることができる。遮光部は、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、CVD法やイオンプレーティング法等によって形成することができる。
 本開示の表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータを構成するモニタ装置として使用することができるし、テレビジョン受像機や携帯電話、PDA(携帯情報端末,Personal Digital Assistant)、ゲーム機器に組み込まれたモニタ装置、プロジェクタに組み込まれた表示装置として使用することができる。あるいは又、電子ビューファインダ(Electronic View Finder,EVF)や頭部装着型ディスプレイ(Head Mounted Display,HMD)、アイウエア、ARグラス、EVRに適用することができるし、VR(Virtual Reality)用、MR(Mixed Reality)用、あるいは、AR(Augmented Reality)用の表示装置に適用することができる。あるいは又、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、プリンター用紙代替のリライタブルペーパー、家電製品の表示部、ポイントカード等のカード表示部、電子広告、電子POPにおける画像表示装置を構成することができる。本開示の表示装置を発光装置として使用し、液晶表示装置用のバックライト装置や面状光源装置を含む各種照明装置を構成することができる。
 実施例1は、本開示の発光素子(具体的には、第1形態の発光素子)並びに本開示の第1の態様~第2の態様に係る表示装置に関する。実施例1の発光素子、表示装置の模式的な一部断面図を図1に示し、発光素子の拡大した模式的な一部断面図を図2に示し、副画素(発光素子)によって構成される1画素における副画素(発光素子)の配置を模式的に図3A、図3B、図3C、図3D及び図3Eに示し、レンズ部材から構成された光路制御手段の模式的な斜視図を図4に示す。尚、図2においては、図面の簡素化のため、ハッチング線の一部を省略した。
 実施例1あるいは後述する実施例2~実施例5において、表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置(有機EL表示装置)から構成されており、また、アクティブマトリクス表示装置である。発光素子はエレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)から構成されており、発光層は有機エレクトロルミネッセンス層を含む。また、実施例1あるいは後述する実施例2~実施例5の表示装置は、第2基板から光を出射するトップエミッション方式(上面発光方式)の表示装置(上面発光型表示装置)である。
 実施例1の発光素子10は、
 発光部30、及び、発光部30の上方に設けられた光路制御手段(光路制御部)71を有しており、
 発光部30と光路制御手段(光路制御部)71との間には、開口部52を有する光反射膜51が配設されている。
 また、実施例1の表示装置は、本開示の第1の態様に則って説明すれば、
 発光部30、及び、発光部30の上方に設けられた光路制御手段(光路制御部)71を有しており、
 発光部30と光路制御手段(光路制御部)71との間には、開口部52を有する光反射膜51が配設されている発光素子10を、複数、備えている。
 更には、実施例1の表示装置は、本開示の第2の態様に則って説明すれば、
 第1基板41及び第2基板42、並びに、
 第1基板41に設けられた第1発光素子101、第2発光素子102及び第3発光素子103から構成された発光素子ユニットの複数、
を備えており、
 各発光素子10は、第1基板41の上方に設けられた発光部30、及び、発光部30の上方に設けられた光路制御手段(光路制御部)71を有しており、発光部30と光路制御手段(光路制御部)71との間には、開口部52を有する光反射膜51が配設されている。
 尚、実施例1の表示装置において、第1発光素子101は赤色光を出射し、第2発光素子102は緑色光を出射し、第3発光素子103は青色光を出射する。更には、白色光を発光する第4発光素子、あるいは又、赤色光、緑色光、青色光以外の色の光を発光する第4発光素子を加えることもできる。
 そして、発光素子10において、発光部30で発光した光は、少なくとも、光反射膜51に配設された開口部52及び光路制御手段71を介して外部に出射される。具体的には、発光素子10において、発光部30と光路制御手段71との間には、発光部側から保護層34A及び平坦化層34Bが形成されており、光反射膜51は、保護層34Aと平坦化層34Bとの間に配設されている。そして、発光部30で発光した光は、少なくとも、保護層34A、光反射膜51に配設された開口部52、平坦化層34B及び光路制御手段71を介して外部に出射される。より具体的には、実施例1の発光素子10は、第1電極31、第1電極31上に形成された有機層33、有機層33上に形成された第2電極32、第2電極32上に形成された保護層34A、光反射膜51、平坦化層34B、波長選択部CF及び光路制御手段71を備えている。そして、有機層33からの光が第2電極32、保護層34A、光反射膜51に設けられた開口部52、平坦化層34B、波長選択部CF、光路制御手段71、接合部材35、下地層36及び第2基板42を介して外部に出射される。
 また、発光部30は、第1電極31、有機層33及び第2電極32の積層構造を有し、第2電極32の上方に光反射膜51が形成されている。そして、有機層33は、有機エレクトロルミネッセンス層から成る発光層を含む。
 実施例1あるいは後述する実施例2~実施例5の表示装置において、1つの発光素子ユニット(画素)は、第1発光素子(赤色光発光素子)101、第2発光素子(緑色光発光素子)102及び第3発光素子(青色光発光素子)103の3つの発光素子(3つの副画素)から構成されている。第1発光素子101を構成する有機層33、第2発光素子102を構成する有機層33及び第3発光素子103を構成する有機層33は、全体として白色光を発光する。赤色光を出射する第1発光素子101は、白色光を発光する有機層33と赤色カラーフィルタ層CFRとの組合せから構成されている。緑色光を出射する第2発光素子102は、白色光を発光する有機層33と緑色カラーフィルタ層CFGとの組合せから構成されている。青色光を出射する第3発光素子103は、白色光を発光する有機層33と青色カラーフィルタ層CFBとの組合せから構成されている。場合によっては、第1発光素子(赤色光発光素子)101、第2発光素子(緑色光発光素子)102及び第3発光素子(青色光発光素子)103に加えて、白色(あるいは第4の色)を出射する発光素子(あるいは補色光を出射する発光素子)104によって、発光素子ユニット(1画素)を構成してもよい。第1発光素子101、第2発光素子102及び第3発光素子103は、カラーフィルタ層の構成を除き、また、場合によっては、有機層の厚さ方向における発光層の配置位置を除き、実質的に同じ構成、構造を有する。画素数は、例えば1920×1080であり、1つの発光素子(表示素子)10は1つの副画素を構成し、発光素子(具体的には有機EL素子)10は画素数の3倍である。
 有機EL表示装置は、
 第1基板41、及び、第2基板42、並びに、
 第1基板41と第2基板42との間に位置し、2次元状に配列された複数の発光素子10、
を備えており、
 第1基板41の上に形成された基体上に設けられた各発光素子10は、実施例1の発光素子10から構成されている。そして、各発光素子10は、発光部30を備えており、
 発光部30は、
 第1電極31、
 第2電極32、及び、
 第1電極31と第2電極32とによって挟まれた有機層33(有機エレクトロルミネッセンス層から成る発光層を含む)、
を少なくとも備えており、
 有機層33からの光が、第2基板42を介して外部に出射される。
 あるいは又、実施例1の表示装置は、別の表現をすれば、第1基板41、第2基板42、及び、第1基板41と第2基板42とによって挟まれた画像表示領域(表示パネル部)を備えており、画像表示領域には、実施例1の発光素子10が、複数、2次元マトリクス状に配列されている。
 即ち、実施例1あるいは後述する実施例2~実施例5の表示装置において、発光素子10は、具体的には、
 第1電極31、
 第1電極31上に形成された有機層33、
 有機層33上に形成された第2電極32、
 第2電極32上に形成された保護層34A、
 保護層34A上に形成された、開口部52を有する光反射膜51、
 開口部52の底部に位置する保護層34A及び光反射膜51の上に形成された平坦化層34B、
 平坦化層34B上に形成されたカラーフィルタ層CF(CFR,CFG,CFB)、及び、
 カラーフィルタ層CF上に形成された光路制御手段71、
から構成されている。第1基板側に発光素子10が形成されている。そして、このように、第2電極32の上方にカラーフィルタ層CFが配されており、カラーフィルタ層CFの上方に第2基板42が配置されている。尚、以下の説明は、カラーフィルタ層CFや光路制御手段71の配置を除き、原則として、後述する実施例2~実施例5に、適宜、適用することができる。
 実施例1の表示装置にあっては、副画素の配列として、図3Aに示すデルタ配列を挙げることができるし、図3Bに示すようなストライプ配列、図3Cに示すダイアゴナル配列とすることもできるし、レクタングル配列とすることもできる。場合によっては、図3Dに示すように、第1発光素子101、第2発光素子102、第3発光素子103及び白色を出射する第4発光素子104(あるいは補色光を出射する第4発光素子)によって1画素を構成してもよい。白色を出射する第4発光素子104にあっては、カラーフィルタ層を設ける代わりに、透明なフィルタ層を設ければよい。あるいは又、図3Eに示すような正方配列とすることもできる。尚、図3Eに示した例では、(第1発光素子101の面積):(第2発光素子102の面積):(第3発光素子103の面積)=1:1:2としたが、1:1:1としてもよい。
 実施例1あるいは後述する実施例2~実施例5の表示装置において、第1発光素子101、第2発光素子102及び第3発光素子103の配列を、具体的には、デルタ配列としたが、これに限定するものではない。尚、図1、後述する図6、図7、図8、図9、図10、図11、図12、図18、図19、図20、図21、図22、図23、図24、図25、図26、図27、図28、図29、図34、図42、図47及び図50に示した表示装置の模式的な一部断面図は、発光素子10がデルタ配列とされた表示装置の模式的な一部断面図とは、図面を簡素化するために、異なっている。
 発光素子10は、発光部30と光路制御手段71との間に波長選択部CFを有する。波長選択部CFは、具体的には、カラーフィルタ層CFR,CFG,CFBから構成されており、第1基板側に設けられている。このように、カラーフィルタ層CFは、オンチップカラーフィルタ層構造(OCCF構造)を有する。そして、これによって、有機層33と波長選択部CFとの間の距離を短くすることができ、有機層33から出射した光が隣接する他色の波長選択部CFに入射して混色が生じることを抑制することができる。
 光路制御手段71は、発光部30から離れる方向に向かって凸状形状を有する平凸レンズといったレンズ部材から成る。即ち、光路制御手段(レンズ部材)71の光出射面71bは凸状形状を有し、光入射面71aは、例えば、平坦である。光路制御手段71の外形形状は円形や楕円形とすることができるが、このような形状に限定されるものではなく、図4に示すように矩形とすることもでき、発光領域や開口部52の平面形状に基づき、適宜、決定すればよい。
 発光部(発光領域)30の大きさは、開口部52の大きさよりも大きいことが望ましい。開口部52の正射影像は、発光部(発光領域)30の正射影像に含まれることが望ましい。
 第1基板41と第2基板42とは接合部材(封止樹脂層)35によって接合されている。具体的には、第2基板42の内面(第1基板41と対向する面)には下地層36が形成されており、下地層36と、波長選択部CFの一部及び光路制御手段71とは、接合部材35によって接合されている。接合部材35を構成する材料として、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤といった熱硬化型接着剤や、紫外線硬化型接着剤を挙げることができる。
 図2に示すように、実施例1の発光素子10において、発光部(発光領域)30の中心を通る法線LN0と、発光部30の中心(図示した例では、発光部30を構成する第2電極32の部分の中心。以下においても同様)と光路制御手段71の端部71ENDとを結ぶ直線との成す角度の余角の内、最大の余角が得られる直線をLL1、最大の余角をθCA-1とし[即ち、法線LN0と直線LL1との成す角度θCA-1’の余角をθCA-1(=90-θCA-1’)とし]、この直線LL1及びこの法線LN0を含む仮想平面に含まれる開口部52の端部52ENDと発光部30の中心とを結ぶ直線LL2と、発光部30の中心を通る法線LN0との成す角度θCA-2’の余角をθCA-2(=90-θCA-2’)としたとき、
1≦θCA-2/θCA-1
を満足する。あるいは又、発光部(発光領域)30の中心を通る法線LN0と、発光部30の中心と光路制御手段71の端部71ENDとを結ぶ直線LL1との成す角度θCA-1’の余角をθCA-1(=90-θCA-1’)とし、この直線LL1及びこの法線LN0を含む仮想平面に含まれる開口部52の端部52ENDと発光部30の中心とを結ぶ直線LL2と、発光部30の中心を通る法線LN0との成す角度θCA-2’の余角をθCA-2(=90-θCA-2’)としたとき、
1≦θCA-2/θCA-1
を満足する。そして、更には、
(b/2)2≦Dist・λ0
を満足することが好ましいし、
(b/2)≧λ0
を満足することが好ましい。
 実施例1の発光素子10において、開口部52の平面形状と光路制御手段71の平面形状とは、相似形の関係にあり、あるいは又、近似形の関係にあることが望ましい。また、波長選択部CFの平面形状は、光路制御手段71の平面形状と同じであってもよいし、相似形であってもよいし、近似形であってもよいし、異なっていてもよい。尚、光路制御手段71の正射影像が波長選択部CFの正射影像に含まれる形態を採用すれば、隣接した発光素子10間における混色の発生を確実に抑制することができる。更には、波長選択部CFの平面形状は、発光領域の平面形状と同じであってもよいし、相似形であってもよいし、近似形であってもよいし、異なっていてもよいが、波長選択部CFは発光領域よりも大きいことが好ましい。光路制御手段71の正射影像と波長選択部CFの正射影像との関係は前述したとおりである。
 実施例1においては、波長選択部CFの中心(第1基板41に正射影したときの中心)は、発光領域の中心を通過する形態としており、また、光路制御手段71の中心(第1基板41に正射影したときの中心)及び光反射膜51に設けられた開口部52の中心(第1基板41に正射影したときの中心)も、発光領域の中心を通過する形態としている。即ち、光反射膜51に設けられた開口部52の中心、波長選択部CFの中心、光路制御手段71の中心は、発光領域の中心を通る法線LN0上に位置する。但し、後述する実施例4、実施例5において説明するように、発光領域の中心を通過しない形態とすることもできる。波長選択部CF、光路制御手段71、開口部52の大きさを、発光領域の中心を通る法線と波長選択部CFの中心を通る法線との間の距離(オフセット量)d0(後述する)に応じて、適宜、変えてもよい。
 CVD法に基づき形成された絶縁材料から成る基体26の下方には、発光素子駆動部(駆動回路)が設けられている。発光素子駆動部は周知の回路構成とすることができる。発光素子駆動部は、第1基板41に相当するシリコン半導体基板に形成されたトランジスタ(具体的には、MOSFET)から構成されている。MOSFETから成るトランジスタ20は、第1基板41上に形成されたゲート絶縁層22、ゲート絶縁層22上に形成されたゲート電極21、第1基板41に形成されたソース/ドレイン領域24、ソース/ドレイン領域24の間に形成されたチャネル形成領域23、並びに、チャネル形成領域23及びソース/ドレイン領域24を取り囲む素子分離領域25から構成されている。トランジスタ20と第1電極31とは、基体26に設けられたコンタクトプラグ27を介して電気的に接続されている。尚、図面においては、1つの発光素子駆動部につき、1つのトランジスタ20を図示した。基体26を構成する絶縁材料として、例えば、SiO2、SiN、SiONを例示することができる。
 また、発光部30は基体26の上に設けられている。具体的には、基体26の上には、各発光素子10の第1電極31が設けられている。そして、底部に第1電極31が露出した開口領域28’を有する絶縁層28が基体26の上に形成されており、有機層33は、少なくとも、開口領域28’の底部に露出した第1電極31の上に形成されている。具体的には、有機層33は、開口領域28’の底部に露出した第1電極31の上から絶縁層28の上に亙り形成されているし、絶縁層28は、第1電極31から基体26の上に亙り形成されている。有機層33の実際に発光する部分は、絶縁層28によって囲まれている。即ち、発光領域は、第1電極31と第1電極31上に形成された有機層33の領域とから構成されており、基体26の上に設けられている。云い換えれば、絶縁層28によって囲まれた第1電極31あるいは有機層33の領域が発光領域に相当する。絶縁層28及び第2電極32は、SiNから成る保護層34Aによって覆われている。保護層34Aの上に、周知の方法で、開口部52が設けられた光反射膜51が形成されており、開口部52の底部に露出した保護層34A及び光反射膜51の上には平坦化層34Bが形成されており、平坦化層34Bの上に周知の材料から成る波長選択部CF(カラーフィルタ層CFR,CFG,CFB)が形成されており、波長選択部CFの上に光路制御手段71が形成されている。
 第1電極31は、発光素子10毎に設けられている。有機発光材料から成る発光層を含む有機層33は、発光素子10毎に設けられており、あるいは又、発光素子10に共通して設けられている。第2電極32は、複数の発光素子10に共通して設けられている。即ち、第2電極32は、所謂ベタ電極であるし、共通電極である。基体26の下方あるいは下には第1基板41が配置されており、第2電極32の上方に第2基板42が配置されている。第1基板側に発光素子10が形成されており、発光部30は基体26上に設けられている。具体的には、発光部30は、第1基板41の上あるいは上方に形成された基体26の上に設けられている。以上のとおり、発光部30を構成する第1電極31、有機層33(発光層を含む)及び第2電極32が、基体の上に、順次、形成されている。
 第1電極31はアノード電極として機能し、第2電極32はカソード電極として機能する。第1電極31は、光反射材料層、具体的には、例えば、Al-Nd合金層、Al-Cu合金層、あるいは、Al-Ti合金層とITO層の積層構造から成り、第2電極32は、ITO等の透明導電材料から成る。第1電極31は、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき、基体26の上に形成されている。また、第2電極32は、特に真空蒸着法のような成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法によって成膜されており、パターニングされていない。有機層33もパターニングされていない。即ち、有機層33は、複数の発光素子10に共通して設けられている。但し、これに限定するものではない。第1基板41はシリコン半導体基板から成り、第2基板42はガラス基板から成る。
 第2電極32は、上述したとおり、複数の発光素子10において共通電極とされている。即ち、第2電極32は、所謂ベタ電極である。第2電極32は、表示装置の外周部(具体的には、画素アレイ部の外周部)において、基体26に形成された図示しないコンタクトホール(コンタクトプラグ)を介して発光素子駆動部と接続されている。尚、表示装置の外周部において、第2電極32の下方に第2電極32に接続された補助電極を設け、補助電極を発光素子駆動部と接続してもよい。
 実施例1において、有機層33は、正孔注入層(HIL:Hole Injection Layer)、正孔輸送層(HTL:Hole Transport Layer)、発光層、電子輸送層(ETL:Electron Transport Layer)及び電子注入層(EIL:Electron InjectionLayer)の積層構造を有する。発光層は、異なる色を発光する少なくとも2層の発光層から構成されており、有機層33から出射される光は白色である。具体的には、有機層は、赤色を発光する赤色光発光層、緑色を発光する緑色光発光層及び青色を発光する青色光発光層の3層が積層された構造を有する。有機層を、青色を発光する青色光発光層及び黄色を発光する黄色光発光層の2層が積層された構造(全体として白色光を発光)とすることもできるし、青色を発光する青色光発光層及び橙色を発光する橙色光発光層の2層が積層された構造(全体として白色光を発光)とすることもできる。前述したとおり、赤色を表示すべき第1発光素子101には赤色カラーフィルタ層CFRが備えられており、緑色を表示すべき第2発光素子102には緑色カラーフィルタ層CFGが備えられており、青色を表示すべき第3発光素子103には青色カラーフィルタ層CFBが備えられている。
 正孔注入層は、正孔注入効率を高める層であると共に、リークを防止するバッファ層として機能し、厚さは、例えば2nm乃至10nm程度である。正孔注入層は、例えば、以下の式(A)又は式(B)で表されるヘキサアザトリフェニレン誘導体から成る。尚、正孔注入層の端面が第2電極と接した状態になると、画素間の輝度バラツキ発生の主たる原因となり、表示画質の低下につながる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 ここで、R1~R6は、それぞれ、独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシ基、アミノ基、アルールアミノ基、炭素数20以下の置換あるいは無置換のカルボニル基、炭素数20以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数20以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数20以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数20以下の置換あるいは無置換のアルコキシ基、炭素数30以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数30以下の置換あるいは無置換の複素環基、ニトリル基、シアノ基、ニトロ基、又は、シリル基から選ばれる置換基であり、隣接するRm(m=1~6)は環状構造を介して互いに結合してもよい。また、X1~X6は、それぞれ、独立に、炭素又は窒素原子である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 正孔輸送層は発光層への正孔輸送効率を高める層である。発光層では、電界が加わると電子と正孔との再結合が起こり、光を発生する。電子輸送層は発光層への電子輸送効率を高める層であり、電子注入層は発光層への電子注入効率を高める層である。
 正孔輸送層は、例えば、厚さが40nm程度の4,4’,4”-トリス(3-メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(m-MTDATA)又はα-ナフチルフェニルジアミン(αNPD)から成る。
 発光層は、混色により白色光を生じる発光層であり、例えば、上述したとおり、赤色光発光層、緑色光発光層及び青色光発光層が積層されて成る。
 赤色光発光層では、電界が加わることにより、第1電極31から注入された正孔の一部と、第2電極32から注入された電子の一部とが再結合して、赤色の光が発生する。このような赤色光発光層は、例えば、赤色発光材料、正孔輸送性材料、電子輸送性材料及び両電荷輸送性材料の内、少なくとも1種類の材料を含んでいる。赤色発光材料は、蛍光性の材料であってもよいし、燐光性の材料であってもよい。厚さが5nm程度の赤色光発光層は、例えば、4,4-ビス(2,2-ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)に、2,6-ビス[(4’-メトキシジフェニルアミノ)スチリル]-1,5-ジシアノナフタレン(BSN)を30質量%混合したものから成る。
 緑色光発光層では、電界が加わることにより、第1電極31から注入された正孔の一部と、第2電極32から注入された電子の一部とが再結合して、緑色の光が発生する。このような緑色光発光層は、例えば、緑色発光材料、正孔輸送性材料、電子輸送性材料及び両電荷輸送性材料の内、少なくとも1種類の材料を含んでいる。緑色発光材料は、蛍光性の材料であってもよいし、燐光性の材料であってもよい。厚さが10nm程度の緑色光発光層は、例えば、DPVBiに、クマリン6を5質量%混合したものから成る。
 青色光発光層では、電界が加わることにより、第1電極31から注入された正孔の一部と、第2電極32から注入された電子の一部とが再結合して、青色の光が発生する。このような青色光発光層は、例えば、青色発光材料、正孔輸送性材料、電子輸送性材料及び両電荷輸送性材料の内、少なくとも1種類の材料を含んでいる。青色発光材料は、蛍光性の材料であってもよいし、燐光性の材料であってもよい。厚さが30nm程度の青色光発光層は、例えば、DPVBiに、4,4’-ビス[2-{4-(N,N-ジフェニルアミノ)フェニル}ビニル]ビフェニル(DPAVBi)を2.5質量%混合したものから成る。
 厚さが20nm程度の電子輸送層は、例えば、8-ヒドロキシキノリンアルミニウム(Alq3)から成る。厚さが0.3nm程度の電子注入層は、例えば、LiFあるいはLi2O等から成る。
 但し、各層を構成する材料は例示であり、これらの材料に限定するものではない。また、例えば、発光層は、青色光発光層と黄色光発光層から構成されていてもよいし、青色光発光層と橙色光発光層から構成されていてもよい。
 実施例1あるいは後述する実施例2、実施例4~実施例5において、発光素子10は、有機層33を共振部とした共振器構造を有していてもよい。発光面から光反射面までの距離(具体的には、例えば、発光面から第1電極31及び第2電極32までの距離)を適切に調整するために、有機層33の厚さは、8×10-8m以上、5×10-7m以下であることが好ましく、1.5×10-7m以上、3.5×10-7m以下であることがより好ましい。共振器構造を有する有機EL表示装置にあっては、実際には、第1発光素子(赤色光発光素子)101は、発光層で発光した光を共振させて、赤味がかった光(赤色の領域に光スペクトルのピークを有する光)を第2電極32から出射する。また、第2発光素子(緑色光発光素子)102は、発光層で発光した光を共振させて、緑味がかった光(緑色の領域に光スペクトルのピークを有する光)を第2電極32から出射する。更には、第3発光素子(青色光発光素子)103は、発光層で発光した光を共振させて、青味がかった光(青色の領域に光スペクトルのピークを有する光)を第2電極32から出射する。共振器構造に関しては、実施例3において詳しく説明する。
 以下、図1に示した実施例1の発光素子の製造方法の概要を説明する。
  [工程-100]
 先ず、シリコン半導体基板(第1基板41)に発光素子駆動部を公知のMOSFET製造プロセスに基づき形成する。
  [工程-110]
 次いで、CVD法に基づき全面に基体26を形成する。
  [工程-120]
 次に、トランジスタ20の一方のソース/ドレイン領域の上方に位置する基体26の部分に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき接続孔を形成する。その後、接続孔を含む基体26の上に金属層を、例えば、スパッタリング法に基づき形成し、次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき金属層をパターニングすることで、基体26の一部分の上に第1電極31を形成することができる。第1電極31は、発光素子毎に分離されている。併せて、接続孔内に第1電極31とトランジスタ20とを電気的に接続するコンタクトホール(コンタクトプラグ)27を形成することができる。
  [工程-130]
 その後、例えば、CVD法に基づき、全面に絶縁層28を形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、第1電極31上の絶縁層28の一部に開口領域28’を形成する。開口領域28’の底部に第1電極31が露出している。
  [工程-140]
 次いで、第1電極31及び絶縁層28の上に、有機層33を、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法といったPVD法、スピンコート法やダイコート法等のコーティング法等によって成膜する。次に、例えば真空蒸着法等に基づき、全面に第2電極32を形成する。このようにして、第1電極31上に、有機層33及び第2電極32を形成することができる。場合によっては、有機層33を所望の形状にパターニングしてもよい。
  [工程-150]
 その後、例えばCVD法又はPVD法によって、あるいは又、コーティング法によって、全面に保護層34Aを形成し、保護層34Aの頂面を平坦化処理する。塗布法に基づき保護層34Aを形成すれば、加工プロセスの制約が少なく、材料選択幅が広く、高屈折率材料の使用が可能となる。そして、保護層34Aの上に、周知の方法に基づき光反射膜51を成膜し、更に、周知の方法に基づき光反射膜51に開口部52を形成する。次いで、開口部52の底部に露出した保護層34A上を含む光反射膜51上に平坦化層34Bを形成する。
  [工程-160]
 次いで、平坦化層34Bの上に、周知の方法に基づき。波長選択部CF(カラーフィルタ層CFR,CFG,CFB)を形成する。
  [工程-170]
 次に、カラーフィルタ層CF(CFR,CFG,CFB)の上に、光路制御手段71を形成するためのレジスト材料層を形成する。そして、レジスト材料層をパターニングし、更に、加熱処理を施すことで、レジスト材料層をレンズ形状とする。こうして、光路制御手段71(レンズ部材)を得ることができる。
  [工程-180]
 一方、第2基板42に下地層36を形成する。そして、接合部材(封止樹脂層)35を介して、第1基板41と第2基板42とを、具体的には、下地層36と、波長選択部CFの一部及び光路制御手段71とを、接合部材35によって接合する。こうして、図1に示した表示装置(有機EL表示装置)を得ることができる。
 直径0.1μmの光源から出射された光による正面放射強度(単位:ワット/ステラジアン)をシミュレーションに基づき求めた。尚、光源は、面光源であり、ランバーシアン放射である。また、光源から出射された光の波長は550nmであり、強度を1ワットとした。更には、光源からレンズ部材の光入射面までの距離を3μmとし、レンズ部材を、直径3.2μm、高さ1.6μmの半球状の形状を有するレンズ部材とし、保護層、平坦化層及びレンズ部材の屈折率を1.52とした。レンズ部材の光出射側は、屈折率1.38の材料で覆われているとした。
 シミュレーションの結果を図5に示すが、図5の横軸は、発光領域の中心からy方向に沿った光源までの距離(単位:μm)を示し、縦軸は正面放射強度を示す。尚、「全反射」及び「全吸収」は、光源からレンズ部材とは反対側に向けて出射された光が全て反射される場合、及び、全て吸収される場合を示す。図5から、発光領域の中心から0.8μmまでに位置する光源によって、正面放射強度は増加する。即ち、発光領域における発光領域の中心から0.8μmまでに位置する光源は正面放射強度に寄与するが、発光領域の中心から1.0μmを超える領域に位置する光源は正面放射強度に寄与しないことが判る。以上の結果から、単に発光領域の上方に光路制御手段を配置しても、発光領域の一部分しか(発光領域の中央に近い部分しか)、正面輝度の増加に寄与しないことが判る。云い換えれば、発光領域の周辺から出射される光の正面輝度向上への寄与は小さく、単に光路制御手段の入射する光の光量を増加させても正面輝度は向上しない。一方、発光領域の中央付近に光を集めれば、正面輝度の大幅なる向上を図ることができ、また、光路制御手段の効果の増大を図ることができる。実施例1においては、光反射膜を設け、更には、光反射膜に形成された開口部を介して、発光領域において発光した光を外部に向けて出射するので、発光領域の中央付近に光を集めたと等価となり、正面輝度の大幅なる向上を図ることができる。ところで、発光領域を小さくすれば、正面輝度向上の向上を図ることはできるが、発光素子から出射される総光量が減少してしまう。それ故、正面輝度を増加させるためには、例えば、第1電極と第2電極との間に流す電流を増加させる必要があるが、これでは、発光素子の短寿命化を招く。実施例1においては、発光領域を狭めるのではなく、光反射膜を設け、更には、光反射膜に形成された開口部を介して、発光領域において発光した光を外部に向けて出射するので、第1電極と第2電極との間に流す電流を増加させる必要が無く、発光素子の短寿命化を招くことが無い。
 しかも、実施例1の発光素子、表示装置にあっては、開口部を有する光反射膜が、発光部と光路制御手段の間に設けられているので、発光領域において生成した光は、光反射膜と第2電極との間、あるいは又、光反射膜と第1電極との間で、反射を繰り返しながら、光反射膜に設けられた開口部を介して光路制御手段に向けて出射される。即ち、発光領域において生成した光は、制御された状態で、且つ、高い効率にて、光路制御手段に向けて出射される。従って、光路制御手段から外部に向けて出射される光を平行光に近づけることができ、正面輝度を増加させることが可能となり、表示装置全体としての輝度の向上を図ることができる。また、色度視野角も向上する。尚、発光領域において生成した光が、光反射膜と第2電極との間、あるいは又、光反射膜と第1電極との間で、反射を繰り返す現象を、便宜上、『光反射膜と第2電極等との間での光の反射』と呼ぶ場合がある。
 以下、実施例1の発光素子、表示装置の変形例を説明する。
 模式的な一部断面図を図6に示す実施例1の変形例-1において、光反射膜51は、発光部30から離れる方向に凸状である。この場合、保護層34Aの頂面は発光部30から離れる方向に凸状であるが、平坦化層34Bの頂面は平坦である。このように、光反射膜51を発光部30から離れる方向に凸状とすることで、一層効率良く、光反射膜と第2電極等との間での光の反射を繰り返しながら、光反射膜51に設けられた開口部52を介して光路制御手段71に向けて出射される。
 また、実施例1の変形例-2の模式的な一部断面図を図7に示すように、光反射膜51をフォトニック結晶層53から構成することもできるし、光反射膜51を、誘電体多層膜や、プラズモンを応用した波長選択層から構成することもできる。
 模式的な一部断面図を図8に示す実施例1の変形例-3において、開口部52の底部に位置する保護層34Aの部分と平坦化層34Bとの間には透明な薄膜54が形成されており、これによって、保護層34A及び透明な薄膜54と平坦化層34Bとの界面の平坦化を図ることができる。透明な薄膜を構成する材料は、発光部30から出射される光を吸収し難い材料から、適宜、選択すればよく、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等を挙げることができる。
 模式的な一部断面図を図9に示す実施例1の変形例-4において、発光部30の下には第1光散乱層55が形成されている。あるいは又、模式的な一部断面図を図10、図11に示す実施例1の変形例-5、変形例-6において、少なくとも開口部52の底部に位置する保護層34Aの部分には第2光散乱層56A,56Bが形成されている。即ち、実施例1の変形例-5にあっては、光反射膜51に設けられた開口部52の底部に位置する保護層34Aの部分に第2光散乱層56Aが形成されている(図10参照)。また、実施例1の変形例-6にあっては、光反射膜51に設けられた開口部52の底部に位置する保護層34Aの部分、及び、光反射膜51の下に位置する保護層34Aの部分に(即ち、保護層34Aの頂面の部分に)、第2光散乱層56Bが形成されている(図11参照)。第1光散乱層55や第2光散乱層56A,56Bを構成する材料として、例えば、微粒子、具体的には、酸化アルミニウム、酸化チタン等の微粒子を挙げることができる。発光部30の下に第1光散乱層55を形成する場合、第1電極31を第2電極32を構成する材料(半光透過材料あるいは光透過材料)から適宜選択すればよい。第1光散乱層55と第2光散乱層56A,56Bを組み合わせてもよい。光散乱層55,56A,56Bを設けることで、開口部52から出射される光をランバーシアン放射とすることができる。
 実施例1の変形例-7の模式的な一部断面図を図12に示すように、第1電極31の下にフォトニック結晶層57から構成された第2の光反射膜を形成してもよく、これによって、反射率の高い反射機能を持たせることができるし、効率を高め、正面方向への指向性を高めた光を出射させることができる。尚、この場合、光を反射する金属に基づきフォトニック結晶層を形成し、あるいは又、フォトニック結晶層の下に反射膜を追加することで、第1基板へ向けた光の出射を抑えることができる。尚、発光部30の下にフォトニック結晶層57(第2の光反射膜)を形成する場合、第1電極31を第2電極32を構成する材料(半光透過材料あるいは光透過材料)から適宜選択すればよい。
 模式的な一部断面図を図13に示す実施例1の変形例-8において、発光部30’は、平坦化層34Bから離れる方向に凸状である。即ち、発光部30’は、第1基板41に向かって凸状の断面形状を有する。この場合、保護層34Aの頂面及び光反射膜51は平坦である。あるいは又、保護層34Aの頂面及び光反射膜51は、発光部30’から離れる方向に凸状である形態とすることができる。即ち、変形例-1と変形例-8とを組み合わせることもできる。尚、図13においては、図面の簡素化のため、ハッチング線の一部を省略した。
 具体的には、実施例1の変形例-8において、
 基体26の表面26Aには凹部29が設けられており、
 第1電極31の少なくとも一部分は、凹部29の頂面の形状に倣って形成されており、
 有機層33は、第1電極31上に、少なくとも一部分が第1電極31の頂面の形状に倣って形成されており、
 第2電極32は、有機層33上に、有機層33の頂面の形状に倣って形成されており、
 保護層34Aは、第2電極32上に形成されている。
 実施例1の変形例-8の発光素子10にあっては、凹部29内において、第1電極31の全部が、凹部29の頂面の形状に倣って形成されているし、有機層33の全部が、第1電極31上に、第1電極31の頂面の形状に倣って形成されている。
 第2電極32と保護層34Aとの間に第2保護層(図示せず)を形成してもよい。ここで、保護層34Aを構成する材料の屈折率よりも、第2保護層を構成する材料の屈折率は小さいことが好ましい。屈折率差の値として、限定するものではないが、0.1乃至0.6を例示することができる。具体的には、保護層34Aを構成する材料は、アクリル系樹脂から成る母材にTiO2を添加して屈折率を調整した(高めた)材料、あるいは又、カラーレジスト材料と同種の材料(但し、顔料は添加しない無色透明材料)から成る母材にTiO2を添加して屈折率を調整した(高めた)材料から成り、第2保護層を構成する材料は、SiN、SiON、Al23、あるいは、TiO2から成る。尚、例えば、
保護層34Aの屈折率=2.0
第2保護層の屈折率 =1.6
である。このような第2保護層を形成することで、有機層33から出射された光の一部は、第2電極32及び第2保護層を通過し、保護層34Aに入射するし、有機層33から出射された光の一部は、第1電極31で反射され、第2電極32及び第2保護層を通過し、保護層34Aに入射する。このように、第2保護層及び保護層34Aによって内部レンズが形成される結果、有機層33から出射された光を開口部52に向かう方向に効果的に集光することができる。
 あるいは又、実施例1の発光素子10において、有機層33から出射され、第2電極32を介して保護層34Aに入射するときの光の入射角をθi、保護層34Aに入射した光の屈折角をθrとしたとき、|θr|≠0の場合、
|θi|>|θr
を満足する。このような条件を満足することで、有機層33から出射された光の一部は、第2電極32を通過し、保護層34Aに入射するし、有機層33から出射された光の一部は、第1電極31で反射され、第2電極32を通過し、保護層34Aに入射する。このように内部レンズが形成される結果、有機層33から出射された光を発光素子10の中央部側に向かう方向に集光することができる。
 以上のとおり、凹部を形成することで、第1電極、有機層、第2電極が平坦な積層構造を有している場合と比較して、正面輝度の更に一層の増加を図ることができる。
 図14A及び図14Bに、第1電極31等を形成する前の基体26の模式的な一部断面図を示すが、発光部30’は、第1基板41に向かって凹凸状の断面形状を有する形態とすることもできる。尚、図14A及び図14Bに示す基体26の状態を形成した後、第1電極31、有機層33、第2電極32を、順次、形成すればよい。
 発光素子10を形成すべき基体26の部分に、凹部29を形成するためには、具体的には、SiO2から成る基体26の上にSiNから成るマスク層61を形成し、マスク層61の上に、凹部を形成するための形状を付与したレジスト層62を形成する(図15A及び図15B参照)。そして、レジスト層62及びマスク層61をエッチバックすることで、レジスト層62に形成された形状をマスク層61に転写する(図15C参照)。次いで、全面にレジスト層63を形成した後(図16A参照)、レジスト層63、マスク層61及び基体26をエッチバックすることで、基体26に凹部29を形成することができる(図16B参照)。レジスト層63の材料を、適宜、選択し、しかも、レジスト層63、マスク層61及び基体26をエッチバックするときのエッチング条件を適切に設定することで、具体的には、レジスト層63のエッチング速度がマスク層61のエッチング速度よりも遅い材料系及びエッチング条件を選択することで、基体26に凹部29を形成することができる。
 あるいは又、基体26の上に開口領域65を有するレジスト層64を形成する(図17A参照)。そして、開口領域65を介して基体26をウェットエッチングすることで、基体26に凹部29を形成することができる(図17B参照)。
 また、例えばALD法に基づき、全面に第2保護層を形成すればよい。第2保護層は、第2電極32上に、第2電極32の頂面の形状に倣って形成されており、凹部29内においては同じ厚さを有する。次いで、塗布法に基づき、全面に保護層34Aを形成した後、保護層34Aの頂面を平坦化処理すればよい。
 このように、実施例1の変形例-8の発光素子10にあっては、基体の表面に凹部が設けられ、第1電極、有機層、第2電極は、実質的に凹部の頂面の形状に倣って形成されている。そして、このように凹部が形成されているので、凹部を一種の凹面鏡として機能させることができる結果、正面輝度の更に一層の増加を図ることが可能となり、電流-発光効率が格段に向上し、しかも、製造工程が大幅に増加することがない。また、有機層の厚さが一定の厚さであるので、共振器構造を容易に形成することができる。更には、第1電極の厚さが一定の厚さであるので、第1電極の厚さ変化に起因して、表示装置を眺める角度に依存した第1電極の色付きや輝度変化といった現象の発生を抑制することができる。
 尚、凹部29以外の領域も、第1電極32、有機層33及び第2電極32の積層構造から構成されているので、この領域からも光が出射される。これによって、集光効率の低下、隣接画素からの光漏れによる単色色度の低下が生じる可能性がある。ここで、絶縁層28と第1電極31との境界が発光エリア端となるので、この境界を最適化することで光が出射される領域の最適化を図ればよい。
 特に画素ピッチの小さいマイクロディスプレイにおいては、凹部の深さを浅くして有機層を凹部内に形成しても、正面輝度の更に一層の増加を図ることができるので、今後のモバイル向け用途への適用に適している。実施例1の変形例-8の発光素子は、従来の発光素子と比較して電流―発光効率が一層向上し、発光素子、表示装置の長寿命化、高輝度化が実現可能である。また、アイウエア、AR(拡張現実,Augmented Reality)グラス、EVRへの用途が格段に広がる。
 凹部の深さは深いほど、有機層から出射され、第1電極によって反射された光を発光素子の中央部側に向かう方向に集光することができる。しかしながら、凹部の深さが深い場合、凹部の上部における有機層の形成が困難となる場合がある。然るに、第2保護層及び保護層によって内部レンズを形成すれば、凹部の深さが浅くとも、第1電極によって反射された光を発光素子の中央部側に向かう方向に集光することができ、正面輝度の更に一層の増加を図ることができる。しかも、内部レンズは有機層に対して自己整合的に(セルフ・アラインで)形成されるが故に、有機層と内部レンズとの間に位置合わせバラツキが生じることがない。また、内部レンズと有機層との間の距離が非常に短いので、発光素子の設計幅、設計自由度が広がるし、保護層や第2保護層の厚さや材料を適切に選択することで、内部レンズと有機層との間の距離や内部レンズの曲率を変えることができ、発光素子の設計幅、設計自由度が一層広がる。更には、内部レンズの形成には熱処理が不要であるので、有機層にダメージが生じることもない。
 図13に示した例では、凹部29の軸線AXを含む仮想平面で凹部29を切断したときの凹部29の断面形状を滑らかな曲線としたが、断面形状を、台形の一部とすることもできるし、あるいは又、直線状の斜面と滑らかな曲線から成る底部との組み合わせとすることもできる。凹部29の断面形状をこれらの形状とすることで、斜面の傾斜角を大きくすることができる結果、凹部29の深さが浅い形状であっても、有機層33から出射され、第1電極31で反射される光の正面方向への取り出しを向上させることができる。
 以上に説明した実施例1あるいは変形例-1~変形例-8にあっては、隣接する発光素子10において光反射膜51は連続している形態とした。一方、実施例1の変形例-9~変形例12にあっては、光反射膜51は縁部を有する。模式的な一部断面図を図18に示す実施例1の変形例-9にあっては、具体的には、隣接する発光素子10において光反射膜51は不連続である。このような構成とすることで、或る発光素子において光反射膜と第2電極等との間での光の反射を繰り返した光が、光反射膜51が不連続な部分51’から平坦化層34Bへと出射するので、この或る発光素子に隣接する発光素子に侵入した光が光反射膜と第2電極等との間で反射することが減少し、所謂光学的クロストークの発生を抑制することができる。以下に説明する実施例1の変形例-10、変形例-11及び変形例-12においても、同様に、この或る発光素子に隣接する発光素子に侵入した光が光反射膜と第2電極等との間で反射することが減少し、所謂光学的クロストークの発生を抑制することができる。
 また、模式的な一部断面図を図19に示す実施例1の変形例-10にあっては、隣接する発光素子10において光反射膜51の不連続な部分51’に位置する保護層34Aの部分の上には(即ち、光反射膜51の縁部の外側に位置する保護層34Aの領域(光反射膜51が不連続である領域)の上には)、光吸収材料層58が形成されている。あるいは又、光反射膜の縁部の外側に位置する保護層の領域(光反射膜が連続である領域)の上には光吸収材料層が形成されている構成とすることもできる。
 また、模式的な一部断面図を図20に示す実施例1の変形例-11にあっては、光反射膜51の縁部の外側に位置する保護層34Aの領域(光反射膜51が不連続である領域51’)には溝部59が形成されており、平坦化層34Bは溝部59に延在している。尚、平坦化層34Bの延在部を参照番号34B’で示す。更には、模式的な一部断面図を図21に示す実施例1の変形例-12にあっては、保護層34Aに形成された溝部59の側壁上に、光反射膜51が延在している。光反射膜51の延在部を参照番号51”で示す。
 保護層がカラーフィルタ層としての機能を有する形態とすることもできる。即ち、このような機能を有する保護層を、周知のカラーレジスト材料から構成すればよい。このように保護層をカラーフィルタ層としても機能させることで、有機層と保護層とを近接して配置することが可能となり、発光素子から出射する光を広角化させても混色の防止を効果的に図ることができ、視野角特性が向上する。
 実施例2においては、実施例1及び実施例1の変形例-1~変形例-12の変形を説明する。
 模式的な一部断面図を図22に示す実施例2において、カラーフィルタ層は、第2基板側に設けられている。具体的には、光路制御手段71の上又は上方に(図示した例では、光路制御手段71の上方に)、カラーフィルタ層CFが設けられている。より具体的には、平坦化層34Bの上に光路制御手段71が設けられ、第2基板42の内面に下地層36、カラーフィルタ層CFが、順次、設けられ、平坦化層34Bの一部及び光路制御手段71とカラーフィルタ層CFとは、接合部材35によって貼り合わされている。
 実施例2の発光素子、表示装置の変形例-1の模式的な一部断面図を図23に示すが、光路制御手段(光路制御部)72は第2基板側に設けられている。一方、カラーフィルタ層CFが第1基板側に設けられている。そして、光路制御手段72は、第2電極32に近づく方向に向かって凸状形状を有する平凸レンズから成る。即ち、光路制御手段72の光入射面72aは凸状形状を有し、光出射面72bは、例えば、平坦である。
 実施例2の発光素子、表示装置の変形例-1の変形例である変形例-2の模式的な一部断面図を図24に示すが、カラーフィルタ層CFを第2基板側に設けてもよい。具体的には、第2基板42と光路制御手段72(より具体的には、下地層36と光路制御手段72)との間にカラーフィルタ層CFを設けてもよい。
 実施例2の発光素子、表示装置の変形例-3の模式的な一部断面図を図25に示すが、発光素子10は、
 発光領域から出射された光が入射し、正の光学的パワーを有する第1光路制御手段(第1光路制御部、具体的には、第1レンズ部材)71、及び、
 第1光路制御手段71から出射された光が入射し、正の光学的パワーを有する第2光路制御手段(第2光路制御部、具体的には、第2レンズ部材)72、
を備えており、第1光路制御手段71と第2光路制御手段72との間には接合部材35(封止樹脂層)が介在する。第1光路制御手段71と第2光路制御手段72とは、離間している。
 更には、第1光路制御手段71を構成する材料の屈折率をn1’、第2光路制御手段72を構成する材料の屈折率をn2’、接合部材35を構成する材料の屈折率をn0としたとき、
1’>n0
及び、
2’>n0
を満足する。具体的には、第1光路制御手段71及び第2光路制御手段72は、屈折率n1’=n2’=1.55のアクリル系接着剤から成る。また、接合部材35は、屈折率n0=1.35のアクリル系接着剤から成る。尚、第1光路制御手段71及び第2光路制御手段72を構成するアクリル系接着剤と、接合部材35を構成するアクリル系接着剤とは異なる。そして、第1光路制御手段71と第2光路制御手段72とは、接合部材35によって貼り合わされている。
 実施例2の発光素子、表示装置の変形例-4の模式的な一部断面図を図26に示すが、隣接する発光素子の波長選択部CFの間に光吸収層(ブラックマトリクス層)BMが形成されている形態とすることができる。また、実施例2の発光素子、表示装置の変形例-5の模式的な一部断面図を図27に示すが、隣接する発光素子の光路制御手段71と光路制御手段71との間に光吸収層(ブラックマトリクス層)BMが形成されている形態とすることもできる。ブラックマトリクス層BMは、例えば、黒色の着色剤を混入した光学濃度が1以上の黒色の樹脂膜(具体的には、例えば、黒色のポリイミド系樹脂)から成る。尚、これらの変形例-1、変形例-2、変形例-3、変形例-4、変形例-5を、適宜、実施例1、実施例1の変形例-1~変形例-12に適用することができるし、他の実施例にも適用することができる。
 実施例3は、実施例1~実施例2の変形である。有機EL表示装置は、更に一層の光取出し効率の向上を図るために、共振器構造を有することが好ましい。具体的には、第1電極と有機層との界面によって構成された第1界面(あるいは、第1電極の下に層間絶縁材料層が設けられ、層間絶縁材料層の下に光反射層が設けられた構造にあっては、光反射層と層間絶縁材料層との界面によって構成された第1界面)と、第2電極と有機層との界面によって構成された第2界面との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第2電極から出射させる。そして、発光層の最大発光位置から第1界面までの光学距離をOL1、発光層の最大発光位置から第2界面までの光学距離をOL2とし、m1及びm2を整数としたとき、以下の式(1-1)及び式(1-2)を満たす構成とすることができる。
0.7{-Φ1/(2π)+m1}≦2×OL1/λ≦1.2{-Φ1/(2π)+m1}   (1-1)
0.7{-Φ2/(2π)+m2}≦2×OL2/λ≦1.2{-Φ2/(2π)+m2}   (1-2)
ここで、
λ :発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長(あるいは又、発光層で発生した光の内の所望の波長)
Φ1:第1界面で反射される光の位相シフト量(単位:ラジアン)。但し、-2π<Φ1≦0
Φ2:第2界面で反射される光の位相シフト量(単位:ラジアン)。但し、-2π<Φ2≦0
である。
 ここで、m1の値は0以上の値であり、m2の値は、m1の値と独立して、0以上の値であるが、(m1,m2)=(0,0)である形態、(m1,m2)=(0,1)である形態、(m1,m2)=(1,0)である形態、(m1,m2)=(1,1)である形態を例示することができる。
 発光層の最大発光位置から第1界面までの距離SD1とは、発光層の最大発光位置から第1界面までの実際の距離(物理的距離)を指し、発光層の最大発光位置から第2界面までの距離SD2とは、発光層の最大発光位置から第2界面までの実際の距離(物理的距離)を指す。また、光学距離とは、光路長とも呼ばれ、一般に、屈折率nの媒質中を距離SDだけ光線が通過したときのn×SDを指す。以下においても、同様である。従って、平均屈折率をnaveとしたとき、
OL1=SD1×nave
OL2=SD2×nave
の関係がある。ここで、平均屈折率naveとは、有機層(あるいは、有機層、第1電極及び層間絶縁材料層)を構成する各層の屈折率と厚さの積を合計し、有機層(あるいは、有機層、第1電極及び層間絶縁材料層)の厚さで除したものである。
 発光層で発生した光の内の所望の波長λ(具体的には、例えば、赤色の波長、緑色の波長、青色の波長)を決定し、式(1-1)及び式(1-2)に基づき発光素子におけるOL1,OL2等の各種パラメータを求めて、発光素子を設計すればよい。
 第1電極又は光反射層及び第2電極は入射した光の一部を吸収し、残りを反射する。従って、反射される光に位相シフトが生じる。この位相シフト量Φ1,Φ2は、第1電極又は光反射層及び第2電極を構成する材料の複素屈折率の実数部分と虚数部分の値を、例えばエリプソメータを用いて測定し、これらの値に基づく計算を行うことで求めることができる(例えば、"Principles of Optic", Max Born and Emil Wolf, 1974 (PERGAMON PRESS)参照)。有機層や層間絶縁材料層等の屈折率も、あるいは又、第1電極の屈折率も、あ
るいは又、第1電極が入射した光の一部を吸収し、残りを反射する場合の第1電極の屈折率も、エリプソメータを用いて測定することで求めることができる。
 光反射層を構成する材料として、光反射膜を構成する材料として例示した材料を挙げることができ、光反射膜の形成方法と同様の形成方法に基づき形成することができる。
 このように、共振器構造を有する有機EL表示装置において、実際には、赤色光発光素子を構成する発光部にあっては、有機層で発光した白色光を共振させて、赤味がかった光(赤色の領域に光スペクトルのピークを有する光)を第2電極から出射する。また、緑色光発光素子を構成する発光部にあっては、有機層で発光した白色光を共振させて、緑味がかった光(緑色の領域に光スペクトルのピークを有する光)を第2電極から出射する。更には、青色光発光素子を構成する発光部にあっては、有機層で発光した白色光を共振させて、青味がかった光(青色の領域に光スペクトルのピークを有する光)を第2電極から出射する。即ち、発光層で発生した光の内の所望の波長λ(具体的には、赤色の波長、緑色の波長、青色の波長)を決定し、式(1-1)、式(1-2)に基づき、赤色光発光素子、緑色光発光素子、青色光発光素子のそれぞれにおけるOL1,OL2等の各種パラメータを求めて、各発光素子を設計すればよい。例えば、特開2012-216495号公報の段落番号[0041]には、有機層を共振部とした共振器構造を有する有機EL素子が開示されており、発光点(発光面)から反射面までの距離を適切に調整することが可能となるため、有機層の膜厚は、80nm以上、500nm以下であることが好ましく、150nm以上、350nm以下であることがより好ましいと記載されている。通常、(SD1+SD2=SD12)の値は、赤色光発光素子、緑色光発光素子及び青色光発光素子において異なる。
 共振器構造を設ける場合、実施例1~実施例2にあっては、有機層33を共振部とし、第1電極31と第2電極32とによって挟まれた共振器構造とした。即ち、第1電極31と有機層33との界面によって構成された第1界面と、第2電極32と有機層33との界面によって構成された第2界面との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第2電極から出射させる。そして、発光層の最大発光位置から第1界面までの光学距離をOL1、発光層の最大発光位置から第2界面までの光学距離をOL2とし、m1及びm2を整数としたとき、上記の式(1-1)及び式(1-2)を満たす構成とすればよい。
 一方、実施例3にあっては、具体的には、第1電極31の下に層間絶縁材料層38が設けられ、層間絶縁材料層38の下に光反射層37が設けられた構造を有し、光反射層37と層間絶縁材料層38との界面によって構成された第1界面と、第2電極32と有機層33との界面によって構成された第2界面との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第2電極32から出射させる。そして、発光層の最大発光位置から第1界面までの光学距離をOL1、発光層の最大発光位置から第2界面までの光学距離をOL2とし、m1及びm2を整数としたとき、上記の式(1-1)及び式(1-2)を満たす構成とすればよい。
 即ち、実施例3の表示装置の模式的な一部断面図を図28に示すが、実施例3の表示装置において、
 各発光素子10は、共振器構造を有しており、
 第1発光素子101は赤色光を出射し、第2発光素子102は緑色光を出射し、第3発光素子103は青色光を出射し、
 第1発光素子101には、出射された赤色光を通過させる波長選択部CFRが設けられており、
 第2発光素子102には、出射された緑色光を通過させる波長選択部CFGが設けられており、
 第3発光素子103には、出射された青色光を通過させる波長選択部CFBが設けられている。
 あるいは又、
 第1基板41及び第2基板42、並びに、
 第1基板41に設けられた第1発光素子101、第2発光素子102及び第3発光素子103から構成された発光素子ユニットの複数、
を備えており、
 各発光素子10は、第1基板41の上方に設けられた発光部30を備えており、
 各発光素子10は、共振器構造を有しており、
 第1発光素子101は赤色光を出射し、第2発光素子102は緑色光を出射し、第3発光素子103は青色光を出射し、
 第1発光素子101には、出射された赤色光を通過させる波長選択部CFRが設けられており、
 第2発光素子102には、出射された緑色光を通過させる波長選択部CFGが設けられており、
 第3発光素子103には、出射された青色光を通過させる波長選択部CFBが設けられている。
 前述した式(1-1)、式(1-2)に基づき、赤色を表示すべき第1発光素子101、緑色を表示すべき第2発光素子102、青色を表示すべき第3発光素子103のそれぞれにおいて、最適なOL1,OL2を求めればよく、これによって、それぞれの発光素子において鋭いピークを有する発光スペクトルを得ることができる。第1発光素子101、第2発光素子102及び第3発光素子103は、カラーフィルタ層CFR,CFG,CFB、及び、共振器構造(発光層の構成)を除き、同じ構成、構造を有する。
 実施例3の発光素子、表示装置の変形例-1の模式的な一部断面図を図29に示す。図28に示した例とは異なり、第2発光素子102及び第3発光素子103には、波長選択部CFが設けられていない。即ち、第2発光素子102及び第3発光素子103においては、カラーフィルタ層の代わりに、透明なフィルタ層TFが設けられている。
 そして、前述した式(1-1)、式(1-2)に基づき、赤色を表示すべき第1発光素子101、緑色を表示すべき第2発光素子102、青色を表示すべき第3発光素子103のそれぞれにおいて、最適なOL1,OL2を求めればよく、これによって、それぞれの発光素子において鋭いピークを有する発光スペクトルを得ることができる。第1発光素子101、第2発光素子102及び第3発光素子103は、カラーフィルタ層CFR、フィルタ層TF、及び、共振器構造(発光層の構成)を除き、同じ構成、構造を有する。
 ところで、m1,m2の設定に依存して、赤色を表示すべき第1発光素子101に備えられた発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長λR(赤色)以外にも、λRよりも短い波長λR’を有する光が共振器構造内で共振する場合がある。同様に、緑色を表示すべき第2発光素子102に備えられた発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長λG(緑色)以外にも、λGよりも短い波長λG’を有する光が共振器構造内で共振する場合がある。また、青色を表示すべき第3発光素子103に備えられた発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長λB(青色)以外にも、λBよりも短い波長λB’を有する光が共振器構造内で共振する場合がある。通常、波長λG’,λB’を有する光は、可視光の範囲から外れるので、表示装置の観察者によって観察されない。しかしながら、波長λR’を有する光は、青色として表示装置の観察者によって観察される場合がある。
 従って、このような場合、第2発光素子102及び第3発光素子103には、波長選択部CFを設ける必要が無いが、第1発光素子101には、出射された赤色光を通過させる波長選択部CFRを設けることが好ましい。そして、これによって、第1発光素子101によって色純度の高い画像を表示することができるし、第2発光素子102、第3発光素子103には波長選択部CFが設けられていないので、第2発光素子102、第3発光素子103では高い発光効率を達成することができる。
 共振器構造は、具体的には、第1電極31を構成する材料として、前述したように、高効率で光を反射する材料から構成すればよい。また、第1電極31よりも下方に(第1基板41側に)光反射層37を設ける場合、第1電極31を構成する材料として、前述したとおり、透明導電材料から構成すればよい。基体26の上に光反射層37を設け、光反射層37を覆う層間絶縁材料層38の上に第1電極31を設ける場合、第1電極31、光反射層37、層間絶縁材料層38を、前述した材料から構成すればよい。光反射層37は、コンタクトホール(コンタクトプラグ)27に接続されていてもよいし(図28、図29参照)、図示しないが、接続されていなくともよい。
 以下、図30A(第1例)、図30B(第2例)、図31A(第3例)、図31B(第4例)、図32A(第5例)、図32B(第6例)、図33A(第7例)、並びに、図33B及び図33C(第8例)を参照して、第1例~第8例に基づき共振器構造について説明する。ここで、第1例~第4例、第7例において、第1電極及び第2電極は、各発光部において同じ厚さを有する。一方、第5例~第6例において、第1電極は、各発光部において異なる厚さを有し、第2電極は、各発光部において同じ厚さを有する。また、第8例において、第1電極は、各発光部において異なる厚さを有する場合もあるし、同じ厚さを有する場合もあり、第2電極は、各発光部において同じ厚さを有する。
 尚、以下の説明において、第1発光素子101、第2発光素子102及び第3発光素子103を構成する発光部を参照番号301,302,303で表し、第1電極を参照番号311,312,313で表し、第2電極を参照番号321,322,323で表し、有機層を参照番号331,332,333で表し、光反射層を参照番号371、372、373で表し、層間絶縁材料層を参照番号381,382,383,381’,382’,383’で表す。以下の説明において、使用する材料は例示であり、適宜、変更することができる。
 図示した例では、式(1-1)及び式(1-2)から導かれる第1発光素子101、第2発光素子102及び第3発光素子103の共振器長を、第1発光素子101、第2発光素子102、第3発光素子103の順に短くしたが、即ち、SD12の値を、第1発光素子101、第2発光素子102、第3発光素子103の順で短くしたが、これに限定するものではなく、m1,m2の値を、適宜、設定することで最適な共振器長を決定すればよい。
 共振器構造の第1例を有する発光素子の概念図を図30Aに示し、共振器構造の第2例を有する発光素子の概念図を図30Bに示し、共振器構造の第3例を有する発光素子の概念図を図31Aに示し、共振器構造の第4例を有する発光素子の概念図を図31Bに示す。第1例~第6例、第8例の一部において、発光部30の第1電極31の下に層間絶縁材料層38,38’が形成されており、層間絶縁材料層38,38’の下に光反射層37が形成されている。第1例~第4例において、層間絶縁材料層38,38’の厚さは、発光部301,302,303において異なる。そして、層間絶縁材料層381,382,383,381’,382’,383’の厚さを適切に設定することで、発光部30の発光波長に対して最適な共振を生ずる光学的距離を設定することができる。
 第1例では、発光部301,302,303において、第1界面(図面においては、点線で示す)は同じレベルとされる一方、第2界面(図面においては、一点鎖線で示す)のレベルは、発光部301,302,303において異なる。また、第2例では、発光部301,302,303において、第1界面は異なるレベルとされる一方、第2界面のレベルは、発光部301,302,303において同じである。
 第2例において、層間絶縁材料層381’,382’,383’は、光反射層37の表面が酸化された酸化膜から構成されている。酸化膜から成る層間絶縁材料層38’は、光反射層37を構成する材料に依存して、例えば、アルミニウム酸化物、タンタル酸化物、チタン酸化物、マグネシウム酸化物、ジルコニウム酸化物等から構成される。光反射層37の表面の酸化は、例えば、以下の方法で行うことができる。即ち、容器の中に充填された電解液中に、光反射層37が形成された第1基板41を浸漬する。また、光反射層37と対向するように陰極を配置する。そして、光反射層37を陽極として、光反射層37を陽極酸化する。陽極酸化による酸化膜の膜厚は、陽極である光反射層37と陰極との電位差に比例する。それ故、光反射層371,372,373のそれぞれに発光部301,302,303に応じた電圧を印加した状態で陽極酸化を行う。これによって、厚さの異なる酸化膜から成る層間絶縁材料層381’,382’,383’を、一括して、光反射層37の表面に形成することができる。光反射層371、372、373の厚さ、層間絶縁材料層381’,382’,383’の厚さは、発光部301,302,303によって異なる。
 第3例にあっては、光反射層37の下に下地膜39が配設されており、下地膜39は、発光部301,302,303において、異なる厚さを有する。即ち、図示した例では、発光部301、発光部302、発光部303の順に、下地膜39の厚さは厚い。
 第4例にあっては、成膜時の光反射層371,372,373の厚さが、発光部301,302,303において異なる。第3例~第4例では、発光部301,302,303において、第2界面は同じレベルとされる一方、第1界面のレベルは、発光部301,302,303において異なる。
 第5例~第6例においては、第1電極311,312,313の厚さが、発光部301,302,303において異なる。光反射層37は各発光部30において同じ厚さを有する。
 第5例において、第1界面のレベルは、発光部301,302,303において同じである一方、第2界面のレベルは、発光部301,302,303において異なる。
 第6例においては、光反射層37の下に下地膜39が配設されており、下地膜39は、発光部301,302,303において、異なる厚さを有する。即ち、図示した例では、発光部301、発光部302、発光部303の順に、下地膜39の厚さは厚い。第6例では、発光部301,302,303において、第2界面は同じレベルとされる一方、第1界面のレベルは、発光部301,302,303において異なる。
 第7例において、第1電極311,312,313は光反射層を兼ねており、第1電極311,312,313を構成する材料の光学定数(具体的には、位相シフト量)が、発光部301,302,303において異なる。例えば、発光部301の第1電極311を銅(Cu)から構成し、発光部302の第1電極312と発光部303の第1電極313をアルミニウム(Al)から構成すればよい。
 また、第8例において、第1電極311,312は光反射層を兼ねており、第1電極311,312を構成する材料の光学定数(具体的には、位相シフト量)が、発光部301,302において異なる。例えば、発光部301の第1電極311を銅(Cu)から構成し、発光部302の第1電極312と発光部303の第1電極313をアルミニウム(Al)から構成すればよい。第8例では、例えば、発光部301,302に第7例を適用し、発光部303に第1例を適用している。第1電極311,312,313の厚さは、異なっていてもよいし、同じであってもよい。
 実施例4は、実施例1~実施例3の変形である。実施例4にあっては、表示パネル部のどの領域に発光素子が位置するかに依存した、発光領域の中心を通る法線LN0と、光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1との関係、及び、その変形例を説明する。実施例4の発光素子、表示装置の模式的な一部断面図を図34に示す。
 以下の説明において、D0、D1、D2及びd0及びを以下のとおりとする。
0:基準点(基準領域)Pから発光領域の中心を通る法線LN0までの距離
1:発光領域の中心を通る法線LN0と光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1との間の距離(オフセット量)
2:発光領域の中心を通る法線LN0と光反射膜51に設けられた開口部52の中心を
通る法線との間の距離(オフセット量)
0:発光領域の中心を通る法線LN0と波長選択部CFの中心を通る法線LN2との間の距離(オフセット量)
 実施例4の発光素子10にあっては、表示装置を構成する発光素子の少なくとも一部において、距離(オフセット量)D1,D2の値は0でない。また、表示装置にあっては、基準点(基準領域)Pが想定されており、距離D1,D2は、基準点(基準領域)Pから発光領域の中心を通る法線LN0までの距離D0に依存する。尚、基準点(基準領域)は或る程度の広がりを含み得る。
 そして、このような形態とすることで、各発光素子から出射された光は、表示装置の外部の空間の或る領域に集束(集光)する(集光される)構成とすることができるし、あるいは又、各発光素子から出射された光は、表示装置の外部の空間において発散する構成とすることができるし、あるいは又、各発光素子から出射された光は、平行光である構成とすることができる。
 表示装置の全体から出射される光(画像)を、集束系とするか、発散系とするかは、表示装置の仕様に依るし、表示装置にどの程度の視野角依存性、広視野角特性が要求されるかにも依存する。
 1画素を構成する副画素において、距離D1,D2を変えてもよい。即ち、1画素を構成する複数の発光素子において、距離D1,D2を変えてもよい。例えば、1画素が3つの副画素から構成されている場合、D1,D2の値は、1画素を構成する3つの副画素において同じ値であってもよいし、1つの副画素を除き2つの副画素において同じ値であってもよいし、3つの副画素において異なった値であってもよい。
 図35に概念図を示すように、実施例4の表示装置にあっては、上述したとおり、表示装置を構成する発光素子10の少なくとも一部において、距離(オフセット量)D1,D2の値は0でない。直線LLは、発光領域の中心と光路制御手段71,72の中心とを結ぶ直線である。また、直線LL上に光反射膜51に設けられた開口部52が位置する。尚、図面において、光反射膜51に設けられた開口部52の中心を下向きの黒三角印で示す。発光領域の中心を通る法線LN0と光反射膜51に設けられた開口部52の中心を通る法線との間の距離(オフセット量)D2は、距離(オフセット量)D1の値に依存する。
 そして、基準点(基準領域)Pが想定されており、距離D1,D2は基準点(基準領域)Pから発光領域の中心を通る法線LN0までの距離D0に依存する形態とすることができる。尚、基準点(基準領域)は或る程度の広がりを含み得る。ここで、各種の法線は、第1基板に対する垂直線である。
 上記の好ましい形態を含む実施例4の表示装置の画像表示領域(表示パネル部)において、基準点Pは表示パネル部内に想定されている構成とすることができ、この場合、基準点Pは表示パネル部の中心領域に位置していない(含まれない)構成とすることができるし、あるいは又、基準点Pは表示パネル部の中心領域に位置している構成とすることができるし、更には、これらの場合、1つの基準点Pが想定されている構成とすることができるし、あるいは又、複数の基準点Pが想定されている構成とすることができる。そして、これらの場合、一部の発光素子において距離D1,D2の値は0であり、残りの発光素子において距離D1,D2の値は0でない構成とすることができる。
 あるいは又、上記の好ましい形態を含む実施例4の表示装置において、基準点Pが1つ想定されている場合、基準点Pは表示パネル部の中心領域には含まれない構成とすることができるし、あるいは又、基準点Pは表示パネル部の中心領域に含まれる構成とすることができる。また、基準点Pが複数想定されている場合、少なくとも1つの基準点Pは表示パネル部の中心領域には含まれない構成とすることができる。
 あるいは又、基準点Pは表示パネル部の外側(外部)に想定されている構成とすることができ、この場合、1つの基準点Pが想定されている構成とすることができるし、あるいは又、複数の基準点Pが想定されている構成とすることができる。そして、これらの場合、全ての発光素子において距離D1,D2の値は0でない構成とすることができる。
 更には、実施例4の表示装置にあっては、発光素子が表示パネル部を占める位置に応じて距離(オフセット量)D1,D2の値が異なる形態とすることができる。具体的には、
 基準点Pが設定されており、
 複数の発光素子は、第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向(例えば、第1の方向と直交する方向。以下においても同様)に配列されており、
 基準点Pから発光領域の中心を通る法線LN0までの距離をD0とし、距離D1の第1の方向及び第2の方向のそれぞれの値をD0-X,D0-Yとし、距離D0の第1の方向及び第2の方向のそれぞれの値をD1-X,D1-Yとしたとき、
 D1-Xの変化に対してD0-Xは線形に変化し、D1-Yの変化に対してD0-Yは線形に変化し、又は、
 D1-Xの変化に対してD0-Xは線形に変化し、D1-Yの変化に対してD0-Yは非線形に変化し、又は、
 D1-Xの変化に対してD0-Xは非線形に変化し、D1-Yの変化に対してD0-Yは線形に変化し、又は、
 D1-Xの変化に対してD0-Xは非線形に変化し、D1-Yの変化に対してD0-Yは非線形に変化する形態とすることができる。
 あるいは又、距離D0の値が増加するに従い、距離D1,D2の値が増加する形態とすることができる。即ち、実施例4の表示装置において、
 基準点Pが設定されており、
 基準点Pから発光領域の中心を通る法線LN0までの距離をD0としたとき、距離D0の値が増加するに従い、距離D1,D2の値が増加する形態とすることができる。
 ここで、D1-Xの変化に対してD0-Xは線形に変化し、D1-Yの変化に対してD0-Yは線形に変化するとは、
0-X=kX・D1-X
0-Y=kY・D1-Y
が成立することを意味する。但し、kX,kYは定数である。即ち、D0-X,D0-Yは、1次関数に基づき変化する。一方、D1-Xの変化に対してD0-Xは非線形に変化し、D1-Yの変化に対してD0-Yは線形に変化するとは、
0-X=fX(D1-X
0-Y=fY(D1-Y
が成立することを意味する。ここで、fX,fYは、1次関数ではない関数(例えば、2次関数)である。
 あるいは又、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を、階段状の変化とすることもできる。そして、この場合、階段状の変化を全体として眺めたとき、変化が線形に変化する形態とすることもできるし、変化が非線形に変化する形態とすることもできる。更には、表示パネル部をM×Nの領域に区分したとき、1つの領域内では、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を、不変としてもよいし、一定の変化としてもよい。1つの領域内の発光素子の数として、限定するものではないが、10×10を挙げることができる。
 実施例4の表示装置における発光素子と基準点との位置関係を示す模式図を図36A及び図36B、並びに、図37A及び図37Bに示し、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に、図38A、図38B、図38C及び図38D、図39A、図39B、図39C及び図39D、図40A、図40B、図40C及び図40D、並びに、図41A、図41B、図41C及び図41Dに示す。
 図36A、図36Bに概念図を示す実施例4の表示装置において、基準点Pは表示装置内に想定されている。即ち、基準点Pの正射影像は、表示装置の画像表示領域(表示パネル部)に含まれるが、基準点Pは表示装置(表示装置の画像表示領域、表示パネル部)の中心領域に位置していない。図36A、図36B、図37A、図37Bにおいては、表示パネル部の中心領域を上向きの黒三角印で示し、発光素子を白抜きの四角印で示し、発光領域の中心を黒四角印で示す。そして、1つの基準点Pが想定されている。発光素子10と基準点Pとの位置関係を模式的に図36A、図36Bに示すが、基準点Pを黒丸で示す。尚、図36Aにおいては、1つの基準点Pが想定されており、図36Bにおいては、複数の基準点P(図36Bには2つの基準点P1,P2を示す)が想定されている。基準点Pは或る程度の広がりを含み得るので、一部の発光素子(具体的には、基準点Pの正射影像に含まれる1又は複数の発光素子)において距離D1,D2の値は0であり、残りの発光素子において距離D1,D2の値は0でない。発光素子が表示パネル部に占める位置に応じて距離(オフセット量)D1,D2の値は異なる。
 実施例4の表示装置において、各発光素子10から出射された光は、表示装置の外部の空間の或る領域に集束(集光)される。あるいは又、各発光素子10から出射された光は、表示装置の外部の空間において発散する。あるいは又、各発光素子10から出射された光は、平行光である。表示装置から出射される光を、集束光とするか、発散光とするか、平行光とするかは、表示装置に要求される仕様に基づく。そして、この仕様に基づき、光路制御手段71,72のパワー等を設計すればよい。発光素子から出射された光が集束光である場合、表示装置から出射された画像が形成される空間の位置は、基準点Pの法線上にある場合もあるし、無い場合もあり、表示装置に要求される仕様に依存する。表示装置から出射された画像の表示寸法、表示位置等を制御するために表示装置から出射された画像が通過する光学素子を配置してもよい。如何なる光学素子を配置するかも表示装置に要求される仕様に依存するが、例えば、結像レンズ系といったレンズ系を例示することができる。
 また、実施例4の表示装置において、基準点Pが設定されており、複数の発光素子10は、第1の方向及び第1の方向とは異なる第2の方向に配列されている。そして、基準点Pから発光領域の中心を通る法線LN0までの距離をD0とし、距離D1の第1の方向及び第2の方向のそれぞれの値をD0-X,D0-Yとし、距離D0の第1の方向及び第2の方向のそれぞれの値をD1-X,D1-Yとしたとき、
[A]D1-Xの変化に対してD0-Xは線形に変化し、D1-Yの変化に対してD0-Yは線形に変化するように設計してもよいし、
[B]D1-Xの変化に対してD0-Xは線形に変化し、D1-Yの変化に対してD0-Yは非線形に変化するように設計してもよいし、
[C]D1-Xの変化に対してD0-Xは非線形に変化し、D1-Yの変化に対してD0-Yは線形に変化するように設計してもよいし、
[D]D1-Xの変化に対してD0-Xは非線形に変化し、D1-Yの変化に対してD0-Yは非線形に変化するように設計してもよい。
 図38A、図38B、図38C、図38D、図39A、図39B、図39C、図39D、図40A、図40B、図40C、図40D、図41A、図41B、図41C及び図41Dに、D1-Xの変化に対するD0-Xの変化、D1-Yの変化に対するD0-Yの変化を模式的に示す。これらの図において、白抜きの矢印は線形の変化を示し、黒矢印は非線形の変化を示す。また、矢印が表示パネル部の外側に向かっている場合、光路制御手段71,72を通過した光が発散光であることを示し、矢印が表示パネル部の内部に向かっている場合、光路制御手段71,72を通過した光が集束光あるいは平行光であることを示す。
 あるいは又、基準点Pが設定されており、基準点Pから発光領域の中心を通る法線LN0までの距離をD0としたとき、距離D0の値が増加するに従い、距離D1,D2の値が増加するように設計してもよい。
 即ち、D1-X,D1-Yの変化に依存したD0-X,D0-Yの変化は、表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよい。
 また、光路制御手段71,72の正射影像は、波長選択部CFR,CFG,CFBの正射影像に含まれる。発光部30、波長選択部CF及び光路制御手段71,72の外形形状を、便宜的に円形としたが、このような形状に限定されるものではない。更には、距離D1,D2の値が0でない発光素子10において、例えば、後述する図42に示すように、波長選択部CFR,CFG,CFBの中心を通る法線LN2と、発光領域の中心を通る法線LN0とは一致している。
 実施例4の表示装置にあっては、表示装置を構成する発光素子の少なくとも一部において、距離D1,D2の値は0でないので、表示装置における発光素子の位置に依存して、有機層から出射され、光路制御手段71,72を経由した光の進む方向を、確実に、且つ、的確に制御することができる。即ち、外部の空間のどの領域に向けて表示装置からの画像をどのような状態で出射するかを、確実に、且つ、的確に制御することができる。また、光路制御手段71,72を設けることで、表示装置から出射される画像の明るさ(輝度)の増加、隣接画素間の混色防止を図ることができるだけでなく、必要とされる視野角に応じて光を、適宜、発散させることができるし、発光素子及び表示装置の長寿命化、高輝度化が実現可能である。従って、表示装置の小型、軽量化、高品位化を図ることが可能である。また、アイウエア、AR(拡張現実,Augmented Reality)グラス、EVRへの用途が格段に広がる。
 あるいは又、実施例4の表示装置の変形例において、基準点Pは表示パネル部の外側に想定されている。発光素子10と基準点P,P1,P2との位置関係を模式的に図37A及び図37Bに示すが、1つの基準点Pが想定されている構成とすることができるし(図37A参照)、あるいは又、複数の基準点P(図37Bには2つの基準点P1,P2を示す)が想定されている構成とすることもできる。表示パネル部の中心を対称点として、2つの基準点P1,P2は2回・回転対称に配置されている。ここで、少なくとも1つの基準点Pは表示パネル部の中心領域には含まれない。図示した例では、2つの基準点P1,P2は、表示パネル部の中心領域には含まれない。一部の発光素子(具体的には、基準点Pに含まれる1又は複数の発光素子)において距離D1,D2の値は0であり、残りの発光素子において距離D1,D2の値は0でない。基準点Pから発光領域の中心を通る法線LN0までの距離D0に関しては、或る発光領域の中心を通る法線LN0からより近い基準点Pとの間の距離を距離D0とする。あるいは又、全ての発光素子において距離D1,D2の値は0でない。基準点Pから発光領域の中心を通る法線LN0までの距離D0に関しては、或る発光領域の中心を通る法線LN0からより近い基準点Pとの間の距離を距離D0とする。そして、これらの場合、各発光素子10を構成する発光部30から出射され、光路制御手段71,72を通過した光は、表示装置の外部の空間の或る領域に集束する(集光される)。あるいは又、各発光素子10を構成する発光部30から出射され、光路制御手段71,72を通過した光は、表示装置の外部の空間において発散する。
 実施例5は、実施例1~実施例4の変形である。実施例5にあっては、発光領域の中心を通る法線LN0と、光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1と、波長選択部(カラーフィルタ層)CFの中心を通る法線LN2との関係、及び、その変形例を説明する。実施例5の発光素子、表示装置の模式的な一部断面図を図42に示す。
 実施例5においては、発光領域、波長選択部CF及び光路制御手段71,72の配置関係について説明する。ここで、距離D1,D2の値が0でない発光素子において、
(a)波長選択部CFの中心を通る法線LN2と、発光領域の中心を通る法線LN0とは一致している形態
(b)波長選択部CFの中心を通る法線LN2と、光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1とは一致している形態
(c)波長選択部CFの中心を通る法線LN2と、発光領域の中心を通る法線LN0とは一致しておらず、波長選択部CFの中心を通る法線LN2と、光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1とは一致していない形態
とすることができる。(b)あるいは(c)後者の構成を採用することで、隣接した発光素子間における混色の発生を確実に抑制することができる。
 概念図を図43Aに示すように、発光領域の中心を通る法線LN0と波長選択部CFの中心を通る法線LN2と光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1とは一致している場合がある。即ち、D1=D2=d0=0である。尚、d0は、前述したとおり、発光領域の中心を通る法線LN0と波長選択部CFの中心を通る法線LN2との間の距離(オフセット量)である。尚、光反射膜51に設けられた開口部52の中心を下向きの黒三角印で示す。
 例えば、1画素が3つの副画素から構成されている場合、d0、D1,D2の値は、1画素を構成する3つの副画素において同じ値であってもよいし、1つの副画素を除き2つの副画素において同じ値であってもよいし、3つの副画素において異なった値であってもよい。
 また、概念図を図43Bに示すように、発光領域の中心を通る法線LN0と波長選択部CFの中心を通る法線LN2とは一致しているが、発光領域の中心を通る法線LN0及び波長選択部CFの中心を通る法線LN2と光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1とは一致していない場合もある。即ち、D1≠d0=0である。
 更には、概念図を図43Cに示すように、発光領域の中心を通る法線LN0と波長選択部CFの中心を通る法線LN2及び光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1とは一致しておらず、波長選択部CFの中心を通る法線LN2と光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1とは一致している場合もある。即ち、D1=d0>0である。
 また、概念図を図44に示すように、発光領域の中心を通る法線LN0と波長選択部CFの中心を通る法線LN2及び光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1とは一致しておらず、光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1は、発光領域の中心を通る法線LN0及び波長選択部CFの中心を通る法線LN2とは一致していない場合もある。ここで、発光領域の中心と光路制御手段71,72の中心(図44において黒丸で示す)とを結ぶ直線LL上に、波長選択部CFの中心(図44において黒四角印で示す)が位置することが好ましい。具体的には、厚さ方向の発光領域の中心から波長選択部CFの中心までの距離をLL1、厚さ方向の波長選択部CFの中心から光路制御手段71,72の中心までの距離をLL2としたとき、
1>d0>0
であり、製造上のバラツキを考慮した上で、
0:D1=LL1:(LL1+LL2
を満足することが好ましい。
 あるいは又、概念図を図45Aに示すように、発光領域の中心を通る法線LN0と波長選択部CFの中心を通る法線LN2と光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1とは一致している場合もある。即ち、D1=d0=0である。
 また、概念図を図45Bに示すように、発光領域の中心を通る法線LN0と波長選択部CFの中心を通る法線LN2及び光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1とは一致しておらず、波長選択部CFの中心を通る法線LN2と光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1とは一致している場合もある。即ち、D1=d0>0である。
 更には、概念図を図46に示すように、発光領域の中心を通る法線LN0と波長選択部CFの中心を通る法線LN2及び光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1とは一致しておらず、光路制御手段71,72の中心を通る法線LN1は、発光領域の中心を通る法線LN0及び波長選択部CFの中心を通る法線LN2とは一致していない場合もある。ここで、発光領域の中心と光路制御手段71,72の中心とを結ぶ直線LL上に、波長選択部CFの中心が位置することが好ましい。具体的には、厚さ方向の発光領域の中心から光路制御手段71,72の中心(図46において黒丸で示す)までの距離をLL1、光路制御手段71,72の中心から波長選択部CFの中心(図46において黒四角印で示す)までの距離をLL2としたとき、
0>D1>0
であり、製造上のバラツキを考慮した上で、
1:d0=LL1:(LL1+LL2
を満足することが好ましい。
 以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した表示装置(有機EL表示装置)、発光素子(有機EL素子)の構成、構造の構成は例示であり、適宜、変更することができるし、発光素子や表示装置の製造方法も例示であり、適宜、変更することができる。
 実施例においては、発光素子として有機EL素子を例にとり説明を行ったが、これに限定するものではなく、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子において、発光部30を、周知の発光ダイオード(LED)から構成することもできる。
 発光ダイオードは、第1化合物半導体層、活性層、第2化合物半導体層から成る積層発光体構造を少なくとも備えている形態とすることができる。第1化合物半導体層、活性層及び第2化合物半導体層が積層された積層発光体構造は、例えば、GaN系化合物半導体(AlGaN混晶あるいはAlInGaN混晶、GaInN混晶を含む)、AlGaInAs系化合物半導体、AlGaInP系化合物半導体、ZnSe系化合物半導体(例えば、ZnS、ZnSSe、ZnMgSSeを含む)、ZnO系化合物半導体から構成することができる。AlInGaN系化合物半導体として、より具体的には、GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaNを挙げることができる。更には、これらの化合物半導体に、所望に応じて、ホウ素(B)原子やタリウム(Tl)原子、ヒ素(As)原子、リン(P)原子、アンチモン(Sb)原子が含まれていてもよい。積層発光体構造を駆動するために積層発光体構造に接続された電極を構成する材料として、Pd、ITO、AuGe/NiAu積層構造、Ti/Pt/Au積層構造、Ni/Au積層構造を挙げることができる。
 活性層は、量子井戸構造を有することが望ましい。具体的には、単一量子井戸構造(SQW構造)を有していてもよいし、多重量子井戸構造(MQW構造)を有していてもよい。量子井戸構造を有する活性層は、井戸層及び障壁層が、少なくとも1層、積層された構造を有するが、(井戸層を構成する化合物半導体,障壁層を構成する化合物半導体)の組合せとして、(InyGa(1-y)N,GaN)、(InyGa(1-y)N,InzGa(1-z)N)[但し、y>z]、(InyGa(1-y)N,AlGaN)を例示することができる。第1化合物半導体層を第1導電型(例えば、n型)の化合物半導体から構成し、第2化合物半導体層を第1導電型とは異なる第2導電型(例えば、p型)の化合物半導体から構成することができる。第1化合物半導体層、第2化合物半導体層は、第1クラッド層、第2クラッド層とも呼ばれる。第1化合物半導体層、第2化合物半導体層は、単一構造の層であってもよいし、多層構造の層であってもよいし、超格子構造の層であってもよい。更には、組成傾斜層、濃度傾斜層を備えた層とすることもできる。
 積層構造体を構成するIII族原子として、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、アルミニウム(Al)を挙げることができるし、積層構造体を構成するV族原子として、ヒ素(As)、リン(P)、アンチモン(Sb)、窒素(N)を挙げることができる。具体的には、AlAs、GaAs、AlGaAs、AlP、GaP、GaInP、AlInP、AlGaInP、AlAsP、GaAsP、AlGaAsP、AlInAsP、GaInAsP、AlInAs、GaInAs、AlGaInAs、AlAsSb、GaAsSb、AlGaAsSb、AlN、GaN、InN、AlGaN、GaNAs、GaInNAsを挙げることができるし、活性層を構成する化合物半導体として、GaAs、AlGaAs、GaInAs、GaInAsP、GaInP、GaSb、GaAsSb、GaN、InN、GaInN、GaInNAs、GaInNAsSbを挙げることができる。
 量子井戸構造として、2次元量子井戸構造、1次元量子井戸構造(量子細線)、0次元量子井戸構造(量子ドット)を挙げることができる。量子井戸を構成する材料として、例えば、Si;Se;カルコパライト系化合物であるCIGS(CuInGaSe)、CIS(CuInSe2)、CuInS2、CuAlS2、CuAlSe2、CuGaS2、CuGaSe2、AgAlS2、AgAlSe2、AgInS2、AgInSe2;ペロブスカイト系材料;III-V族化合物であるGaAs、GaP、InP、AlGaAs、InGaP、AlGaInP、InGaAsP、GaN、InAs、InGaAs、GaInNAs、GaSb、GaAsSb;CdSe、CdSeS、CdS、CdTe、In2Se3、In23、Bi2Se3、Bi23、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、HgS、PbSe、PbS、TiO2等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。
 発光ダイオードには波長変換材料層(色変換材料層)が設けられている形態とすることができる。そして、この場合、波長変換材料層(色変換材料層)を介して白色光を出射する形態とすることができる。積層発光体構造から青色光が出射される場合、以下の形態を採用することで、波長変換材料層を介して白色光を出射する形態とすることができる。
[A]積層発光体構造から出射された青色光を黄色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色及び黄色が混ざった白色光を得る。
[B]積層発光体構造から出射された青色光を橙色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色及び橙色が混ざった白色光を得る。
[C]積層発光体構造から出射された青色光を緑色光に変換する波長変換材料層及び赤色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色、緑色及び赤色が混ざった白色光を得る。
 あるいは又、積層発光体構造から紫外線が出射される場合、以下の形態を採用することで、波長変換材料層を介して白色光を出射する形態とすることができる。
[D]積層発光体構造から出射された紫外線の光を青色光に変換する波長変換材料層及び黄色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色及び黄色が混ざった白色光を得る。
[E]積層発光体構造から出射された紫外線の光を青色光に変換する波長変換材料層及び橙色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色及び橙色が混ざった白色光を得る。
[F]積層発光体構造から出射された紫外線の光を青色光に変換する波長変換材料層、緑色光に変換する波長変換材料層及び赤色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色、緑色及び赤色が混ざった白色光を得る。
 ここで、青色光によって励起され、赤色光を出射する波長変換材料として、具体的には、赤色発光蛍光体粒子、より具体的には、(ME:Eu)S[但し、「ME」は、Ca、Sr及びBaから成る群から選択された少なくとも1種類の原子を意味し、以下においても同様である]、(M:Sm)x(Si,Al)12(O,N)16[但し、「M」は、Li、Mg及びCaから成る群から選択された少なくとも1種類の原子を意味し、以下においても同様である]、ME2Si58:Eu、(Ca:Eu)SiN2、(Ca:Eu)AlSiN3を挙げることができる。また、青色光によって励起され、緑色光を出射する波長変換材料として、具体的には、緑色発光蛍光体粒子、より具体的には、(ME:Eu)Ga24、(M:RE)x(Si,Al)12(O,N)16[但し、「RE」は、Tb及びYbを意味する]、(M:Tb)x(Si,Al)12(O,N)16、(M:Yb)x(Si,Al)12(O,N)16、Si6-ZAlZZ8-Z:Euを挙げることができる。更には、青色光によって励起され、黄色光を出射する波長変換材料として、具体的には、黄色発光蛍光体粒子、より具体的には、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体粒子を挙げることができる。尚、波長変換材料は、1種類であってもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。更には、波長変換材料を2種類以上を混合して用いることで、黄色、緑色、赤色以外の色の出射光が波長変換材料混合品から出射される構成とすることもできる。具体的には、例えば、シアン色を発光する構成としてもよく、この場合には、緑色発光蛍光体粒子(例えば、LaPO4:Ce,Tb、BaMgAl1017:Eu,Mn、Zn2SiO4:Mn、MgAl1119:Ce,Tb、Y2SiO5:Ce,Tb、MgAl1119:CE,Tb,Mn)と青色発光蛍光体粒子(例えば、BaMgAl1017:Eu、BaMg2Al1627:Eu、Sr227:Eu、Sr5(PO43Cl:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)5(PO43Cl:Eu、CaWO4、CaWO4:Pb)とを混合したものを用いればよい。
 また、紫外線によって励起され、赤色光を出射する波長変換材料として、具体的には、赤色発光蛍光体粒子、より具体的には、Y23:Eu、YVO4:Eu、Y(P,V)O4:Eu、3.5MgO・0.5MgF2・Ge2:Mn、CaSiO3:Pb,Mn、Mg6AsO11:Mn、(Sr,Mg)3(PO43:Sn、La22S:Eu、Y22S:Euを挙げることができる。また、紫外線によって励起され、緑色光を出射する波長変換材料として、具体的には、緑色発光蛍光体粒子、より具体的には、LaPO4:Ce,Tb、BaMgAl1017:Eu,Mn、Zn2SiO4:Mn、MgAl1119:Ce,Tb、Y2SiO5:Ce,Tb、MgAl1119:CE,Tb,Mn、Si6-ZAlZZ8-Z:Euを挙げることができる。更には、紫外線によって励起され、青色光を出射する波長変換材料として、具体的には、青色発光蛍光体粒子、より具体的には、BaMgAl1017:Eu、BaMg2Al1627:Eu、Sr227:Eu、Sr5(PO43Cl:Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)5(PO43Cl:Eu、CaWO4、CaWO4:Pbを挙げることができる。更には、紫外線によって励起され、黄色光を出射する波長変換材料として、具体的には、黄色発光蛍光体粒子、より具体的には、YAG系蛍光体粒子を挙げることができる。尚、波長変換材料は、1種類であってもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。更には、波長変換材料を2種類以上を混合して用いることで、黄色、緑色、赤色以外の色の出射光が波長変換材料混合品から出射される構成とすることもできる。具体的には、シアン色を発光する構成としてもよく、この場合には、上記の緑色発光蛍光体粒子と青色発光蛍光体粒子を混合したものを用いればよい。
 但し、波長変換材料(色変換材料)は、蛍光体粒子に限定されず、例えば、間接遷移型のシリコン系材料において、直接遷移型のように、キャリアを効率良く光へ変換させるために、キャリアの波動関数を局所化し、量子効果を用いた、2次元量子井戸構造、1次元量子井戸構造(量子細線)、0次元量子井戸構造(量子ドット)等の量子井戸構造を適用した発光粒子を挙げることもできるし、半導体材料に添加された希土類原子は殻内遷移により鋭く発光することが知られており、このような技術を適用した発光粒子を挙げることもできる。
 波長変換材料(色変換材料)として、上記のとおり、量子ドットを挙げることができる。量子ドットの大きさ(直径)が小さくなるに従い、バンドギャップエネルギーが大きくなり、量子ドットから出射される光の波長は短くなる。即ち、量子ドットの大きさが小さいほど短い波長を有する光(青色光側の光)を発光し、大きさが大きいほど長い波長を有する光(赤色光側の光)を発光する。それ故、量子ドットを構成する材料を同じとし、量子ドットの大きさを調整することで、所望の波長を有する光を出射する(所望の色に色変換する)量子ドットを得ることができる。具体的には、量子ドットは、コア-シェル構造を有することが好ましい。量子ドットを構成する材料として、例えば、Si;Se;カルコパライト系化合物であるCIGS(CuInGaSe)、CIS(CuInSe2)、CuInS2、CuAlS2、CuAlSe2、CuGaS2、CuGaSe2、AgAlS2、AgAlSe2、AgInS2、AgInSe2;ペロブスカイト系材料;III-V族化合物であるGaAs、GaP、InP、InAs、InGaAs、AlGaAs、InGaP、AlGaInP、InGaAsP、GaN;CdSe、CdSeS、CdS、CdTe、In2Se3、In23、Bi2Se3、Bi23、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、HgS、PbSe、PbS、TiO2等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。
 実施例においては、専ら、白色光発光素子とカラーフィルタ層の組合せから3つの副画素から1つの画素を構成したが、例えば、白色光を出射する発光素子を加えた4つの副画素から1つの画素を構成してもよい。あるいは又、発光素子は、有機層が赤色を生じさせる赤色光発光素子、有機層が緑色を生じさせる緑色光発光素子、有機層が青色を生じさせる青色光発光素子とし、これらの3種類の発光素子(副画素)を組み合わせることで、1つの画素を構成してもよい。実施例においては、発光素子駆動部(駆動回路)をMOSFETから構成したが、TFTから構成することもできる。第1電極や第2電極を、単層構造としてもよいし、多層構造としてもよい。
 模式的な一部断面図を図47に示すように、場合によっては、発光領域を囲んでいる絶縁層28の領域の頂面と光反射膜51との間には保護層34Aが存在していない形態、即ち、発光領域を囲んでいる絶縁層28の領域の頂面と光反射膜51とは接している形態とすることもできる。
 或る発光素子に隣接した発光素子に、或る発光素子を構成する発光部から出射した光が侵入し、光学的クロストークが発生することを防止するために、発光素子と発光素子との間に遮光部を設けてもよい。即ち、発光素子と発光素子との間に溝領域を形成し、この溝領域を遮光材料で埋め込んで遮光部を形成してもよい。このように遮光部を設ければ、或る発光素子を構成する発光部から出射した光が隣接発光素子に侵入する割合を低減させることができ、混色が発生し、画素全体の色度が所望の色度からずれてしまうといった現象の発生を抑制することができる。そして、混色を防止することができるので、画素を単色発光させたときの色純度が増加し、色度点が深くなる。それ故、色域が広くなり、表示装置の色表現の幅が広がる。遮光部を構成する遮光材料として、具体的には、チタン(Ti)やクロム(Cr)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、MoSi2等の光を遮光することができる材料を挙げることができる。遮光層は、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、CVD法やイオンプレーティング法等によって形成することができる。また、色純度を上げるため各画素に対してカラーフィルタ層を配置しているが、発光素子の構成に依っては、カラーフィルタ層の薄膜化若しくはカラーフィルタ層の省略が可能となり、カラーフィルタ層で吸収されていた光を取り出すことが可能となり、結果として発光効率の向上につながる。あるいは又、ブラックマトリクス層BMに遮光性を付与してもよい。
 本開示の表示装置をレンズ交換式ミラーレスタイプのデジタルスチルカメラに適用することができる。デジタルスチルカメラの正面図を図48Aに示し、背面図を図48Bに示す。このレンズ交換式ミラーレスタイプのデジタルスチルカメラは、例えば、カメラ本体部(カメラボディ)211の正面右側に交換式の撮影レンズユニット(交換レンズ)212を有し、正面左側に撮影者が把持するためのグリップ部213を有している。そして、カメラ本体部211の背面略中央にはモニタ装置214が設けられている。モニタ装置214の上部には、電子ビューファインダ(接眼窓)215が設けられている。撮影者は、電子ビューファインダ215を覗くことによって、撮影レンズユニット212から導かれた被写体の光像を視認して構図決定を行うことが可能である。このような構成のレンズ交換式ミラーレスタイプのデジタルスチルカメラにおいて、電子ビューファインダ215として本開示の表示装置を用いることができる。
 あるいは又、本開示の表示装置を、ヘッドマウントディスプレイに適用することができる。図49に外観図を示すように、ヘッドマウントディスプレイ300は、本体部301、アーム部302及び鏡筒303を有する透過式ヘッドマウントディスプレイから構成されている。本体部301は、アーム部302及び眼鏡310と接続されている。具体的には、本体部301の長辺方向の端部はアーム部302に取り付けられている。また、本体部301の側面の一方の側は、接続部材(図示せず)を介して眼鏡310に連結されている。尚、本体部301は、直接的に人体の頭部に装着されてもよい。本体部301は、ヘッドマウントディスプレイ300の動作を制御するための制御基板や表示部を内蔵している。アーム部302は、本体部301と鏡筒303とを連結させることで、本体部301に対して鏡筒303を支える。具体的には、アーム部302は、本体部301の端部及び鏡筒303の端部と結合されることで、本体部301に対して鏡筒303を固定する。また、アーム部302は、本体部301から鏡筒303に提供される画像に係るデータを通信するための信号線を内蔵している。鏡筒303は、本体部301からアーム部302を経由して提供される画像光を、眼鏡310のレンズ311を透して、ヘッドマウントディスプレイ300を装着するユーザの目に向かって投射する。上記の構成のヘッドマウントディスプレイ300において、本体部301に内蔵される表示部として、本開示の表示装置を用いることができる。
 光路制御手段を、以下に説明する光出射方向制御部材から構成することもできる。即ち、光路制御手段を構成する光出射方向制御部材は平板状である形態とすることができる。
 ところで、表示装置全体として光利用効率を上げるためには、発光素子の外縁部の光を効果的に集光することが好ましい。しかしながら、半球状のレンズ、あるいは、球の一部から構成されているレンズでは、発光素子の中央付近の光を正面へ集光する効果は大きいが、発光素子の外縁部付近の光を集光する効果が小さい場合がある。
 光路制御手段を構成する光出射方向制御部材の側面は、光出射方向制御部材を構成する材料の屈折率n4よりも低い屈折率n5を有する材料あるいは層で囲まれている。あるいは又、屈折率n4を有する材料から構成された光路制御手段は、屈折率n5を有する材料で囲まれている。それ故、光出射方向制御部材は一種のレンズとしての機能を有し、しかも、光出射方向制御部材の外縁部近傍における集光効果を効果的に高めることができる。幾何光学で考えた場合、光線が光出射方向制御部材の側面に入射した場合、入射角と反射角が等しくなるため、正面方向の取り出しは向上し難い。しかしながら、波動解析(FDTD)で考えると、光出射方向制御部材の外縁部近傍の光取出し効率が向上する。それ故、発光素子の外縁部付近の光を効果的に集光することができる結果、発光素子全体の正面方向の光取出し効率が向上する。従って、表示装置の発光の高効率化を達成することができる。即ち、表示装置の高輝度化及び低消費電力化を実現することができる。また、光出射方向制御部材は平板状であるが故に、形成も容易であり、作製プロセスの簡素化を図ることができる。
 具体的には、光出射方向制御部材の立体形状として、円柱形、楕円柱形、長円柱形、シリンドリカル形状、角柱形(四角柱や六角柱、八角柱、稜が丸みを帯びた角柱形を含む)、切頭円錐形、切頭角錐形(稜が丸みを帯びた切頭角錐形を含む)を例示することができる。角柱や切頭角錐形には、正角柱や正切頭角錐形が含まれる。光出射方向制御部材の側面と頂面とが交わる稜の部分は、丸みを帯びていてもよい。切頭角錐形の底面は、第1基板側に位置していてもよいし、第2電極側に位置していてもよい。あるいは又、光出射方向制御部材の平面形状は、具体的には、円形、楕円形及び長円形、並びに、三角形、四角形、六角形及び八角形を含む多角形を挙げることができる。多角形には正多角形(正方形や正六角形(ハニカム状)等の正多角形を含む)が含まれる。光出射方向制御部材は、例えば、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド系樹脂等の透明樹脂材料、SiO2等の透明無機材料から構成することができる。尚、「長円」とは、2つの半円の端部が線分で結ばれた図形を指す。
 厚さ方向の光出射方向制御部材の側面の断面形状は、直線状であってもよいし、凸状に湾曲していてもよいし、凹状に湾曲していてもよい。即ち、上記の角柱や切頭角錐形の側面は、平坦であってもよいし、凸状に湾曲していてもよいし、凹状に湾曲していてもよい。また、隣接する光出射方向制御部材と光出射方向制御部材との間に、光出射方向制御部材よりも厚さが薄い光出射方向制御部材延在部が形成されていてもよい。
 光出射方向制御部材の頂面は、平坦であってもよいし、上に凸の形状を有していてもよいし、凹の形状を有していてもよいが、表示装置の画像表示領域(表示パネル部)の正面方向の輝度向上といった観点からは、光出射方向制御部材の頂面は平坦であることが好ましい。光出射方向制御部材は、例えば、フォトリソグラフィ技術とエッチング法の組合せで得ることができるし、ナノインプリント法に基づき形成することもできる。
 光出射方向制御部材の平面形状の大きさを、発光素子に依って変えてもよい。例えば、1画素が3つの副画素から構成されている場合、光出射方向制御部材の平面形状の大きさは、1画素を構成する3つの副画素において同じ値であってもよいし、1つの副画素を除き2つの副画素において同じ値であってもよいし、3つの副画素において異なった値であってもよい。また、光出射方向制御部材を構成する材料の屈折率を、発光素子に依って変えてもよい。例えば、1画素が3つの副画素から構成されている場合、光出射方向制御部材を構成する材料の屈折率は、1画素を構成する3つの副画素において同じ値であってもよいし、1つの副画素を除き2つの副画素において同じ値であってもよいし、3つの副画素において異なった値であってもよい。
 光出射方向制御部材の平面形状は、発光領域と相似形であることが好ましく、あるいは又、発光領域は光出射方向制御部材の正射影像に含まれることが好ましい。
 光出射方向制御部材の側面は、垂直、あるいは、概ね垂直であることが好ましい。具体的には、光出射方向制御部材の側面の傾斜角度として、80度乃至100度、好ましくは81.8度以上、98.2度以下、より好ましくは84.0度以上、96.0度以下、一層好ましくは86.0度以上、94.0度以下、特に好ましくは88.0度以上、92.0度以下、最も好ましくは90度を例示することができる。
 また、光出射方向制御部材の平均高さとして1.5μm以上、2.5μm以下を例示することができ、これによって、光出射方向制御部材の外縁部近傍における集光効果を効果的に高めることができる。発光素子に依って、光出射方向制御部材の高さを変えてもよい。例えば、1画素が3つの副画素から構成されている場合、光出射方向制御部材の高さは、1画素を構成する3つの副画素において同じ値であってもよいし、1つの副画素を除き2つの副画素において同じ値であってもよいし、3つの副画素において異なった値であってもよい。
 隣接する光出射方向制御部材の側面間の最短距離として、0.4μm以上、1.2μm以下、好ましくは0.6μm以上、1.2μm以下、より好ましくは0.8μm以上、1.2μm以下、一層好ましくは0.8μm以上、1.0μm以下を挙げることができる。隣接する光出射方向制御部材の側面間の最短距離の最低値を0.4μmと規定することで、隣接する光出射方向制御部材の間の最短距離を可視光の波長帯域の下限値と同程度とすることができるので、光出射方向制御部材を囲む材料あるいは層の機能低下を抑制することができる結果、光出射方向制御部材の外縁部近傍における集光効果を効果的に高めることができる。一方、隣接する光出射方向制御部材の側面間の最短距離の最大値を1.2μmと規定することで、光出射方向制御部材のサイズを小さくすることができる結果、光出射方向制御部材の外縁部近傍における集光効果を効果的に高めることができる。
 隣接する光出射方向制御部材の中心と中心との間の距離は、1μm以上、10μm以下であることが好ましく、10μm以下に設定することによって、光の波動性が顕著に表れるため、光出射方向制御部材に高い集光効果を付与することができる。
 発光領域から光出射方向制御部材の底面までの最大距離(高さ方向の最大距離)は、0.35μmを超え、7μm以下、好ましくは1.3μm以上、7μm以下、より好ましくは2.8μm以上、7μm以下、一層好ましくは3.8μm以上、7μm以下であることが望ましい。発光領域から光出射方向制御部材までの最大距離が0.35μmを超えると規定することで、光出射方向制御部材の外縁部近傍における集光効果を効果的に高めることができる。一方、発光領域から光出射方向制御部材までの最大距離が7μm以下であると規定することで、視野角特性の低下を抑制することができる。
 1つの画素に対する光出射方向制御部材の数は、本質的に任意であり、1以上であればよい。例えば、1つの画素が複数の副画素から構成されている場合、1つの副画素に対応して1つの光出射方向制御部材を設けてもよいし、複数の副画素に対応して1つの光出射方向制御部材を設けてもよいし、1つの副画素に対応して複数の光出射方向制御部材を設けてもよい。1つの副画素に対応してp×q個の光出射方向制御部材を設ける場合、p,qの値として、10以下、好ましくは、5以下、より好ましくは3以下を挙げることができる。
 模式的な一部断面図を図50に示すように、光路制御手段である光出射方向制御部材73は、発光部30,30’の上方に、具体的には、光路制御手段71,72と同様の位置に設けられている。この光出射方向制御部材73の厚さ方向を含む仮想平面(垂直仮想平面)で光出射方向制御部材を切断したときの光出射方向制御部材73の断面形状は、矩形である。光出射方向制御部材73の立体形状は、例えば、四角柱である。光出射方向制御部材73を構成する材料の屈折率をn4、接合部材35を構成する材料の屈折率をn0(n0=n5<n4)とすれば、図50に示した例では、光出射方向制御部材73は接合部材35によって囲まれているので、光出射方向制御部材73は一種のレンズとしての機能を有し、しかも、光出射方向制御部材73の外縁部近傍における集光効果を効果的に高めることができる。また、光出射方向制御部材73は平板状であるが故に、形成も容易であり、作製プロセスの簡素化を図ることができる。光出射方向制御部材73は、屈折率の条件(n5<n4)を満足すれば、接合部材35を構成する材料とは異なる材料によって囲まれていてもよい。あるいは又、光出射方向制御部材73は、例えば、空気層や減圧層(真空層)によって囲まれていてもよい。光出射方向制御部材73の光入射面73a及び光出射面73bは、平坦である。尚、参照番号73Aは、光出射方向制御部材73の側面を指す。光出射方向制御部材73は、各種実施例及びその変形例に適用することができる。そして、その場合には、光出射方向制御部材73を囲む材料の屈折率を適切に選択すればよい。
 尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
[A01]《発光素子》
 発光部、及び、発光部の上方に設けられた光路制御手段を有しており、
 発光部と光路制御手段との間には開口部を有する光反射膜が配設されている発光素子。
[A02]発光部で発光した光は、少なくとも、光反射膜に配設された開口部及び光路制御手段を介して外部に出射される[A01]に記載の発光素子。
[A03]発光部(発光領域)の大きさは、開口部の大きさよりも大きい[A01]又は[A02]に記載の発光素子。
[A04]発光部の中心を通る法線LN0と、発光部の中心と光路制御手段の端部とを結ぶ直線との成す角度の余角の内、最大の余角が得られる直線をLL1、最大の余角をθCA-1とし、該直線LL1及び該法線LN0を含む仮想平面に含まれる開口部の端部と発光部の中心とを結ぶ直線LL2と、発光部の中心を通る法線LN0との成す角度の余角をθCA-2としたとき、
1≦θCA-2/θCA-1
を満足する[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の発光素子。
[A05]開口部の幅をb、開口部から光路制御手段までの距離をDist、発光部から出射される光の波長をλ0としたとき、
(b/2)2≦Dist・λ0
を満足する[A01]乃至[A04]に記載の発光素子。
[A06]開口部の幅をb、発光部から出射される光の波長をλ0としたとき、
(b/2)≧λ0
を満足する[A01]乃至[A05]に記載の発光素子。
[A07]開口部の平面形状と光路制御手段の平面形状とは、相似形の関係にあり、あるいは又、近似形の関係にある[A01]乃至[A06]のいずれか1項に記載の発光素子。
[A08]発光部と光路制御手段との間には、発光部側から保護層及び平坦化層が形成されており、
 光反射膜は、保護層と平坦化層との間に配設されている[A01]乃至[A07]のいずれか1項に記載の発光素子。
[A09]発光部で発光した光は、少なくとも、保護層、光反射膜に配設された開口部、平坦化層及び光路制御手段を介して外部に出射される[A08]に記載の発光素子。
[A10]光反射膜は、発光部から離れる方向に凸状である[A08]又は[A09]に記載の発光素子。
[A11]発光部は、平坦化層から離れる方向に凸状である[A08]又は[A09]に記載の発光素子。
[A12]開口部の底部に位置する保護層の部分と平坦化層との間には透明な薄膜が形成されている[A08]乃至[A11]のいずれか1項に記載の発光素子。
[A13]発光部の下には第1光散乱層が形成されている[A08]乃至[A12]のいずれか1項に記載の発光素子。
[A14]少なくとも開口部の底部に位置する保護層の部分には第2光散乱層が形成されている[A08]乃至[A13]のいずれか1項に記載の発光素子。
[A15]光反射膜は縁部を有する[A01]乃至[A14]のいずれか1項に記載の発光素子。
[A16]光反射膜の縁部の外側に位置する保護層の領域の上には光吸収材料層が形成されている[A15]に記載の発光素子。
[A17]光反射膜の縁部の外側に位置する保護層の領域には溝部が形成されており、
 平坦化層は溝部に延在している[A15]に記載の発光素子。
[A18]保護層に形成された溝部の側壁上に、光反射膜が延在している[A17]に記載の発光素子。
[A19]発光部は、第1電極、有機層及び第2電極の積層構造を有し、
 第2電極の上方に光反射膜が形成されている[A01]乃至[A18]のいずれか1項に記載の発光素子。
[A20]有機層は、有機エレクトロルミネッセンス層から成る発光層を含む[A19]に記載の発光素子。
[A21]発光部は発光ダイオードから成る[A01]乃至[A07]のいずれか1項に記載の発光素子。
[B01]《表示装置:第1の態様》
 発光部、及び、発光部の上方に設けられた光路制御手段を有しており、発光部と光路制御手段との間には開口部を有する光反射膜が配設されている発光素子を、複数、備えている表示装置。
[B02]
 [A01]乃至[A21]のいずれか1項に記載の発光素子を、複数、備えている表示装置。
[B03]《表示装置:第2の態様》
 第1基板及び第2基板、並びに、
 第1基板に設けられた第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子から構成された発光素子ユニットの複数、
を備えており、
 各発光素子は、第1基板の上方に設けられた発光部、及び、発光部の上方に設けられた光路制御手段を有しており、発光部と光路制御手段との間には開口部を有する光反射膜が配設されている表示装置。
[B04]
 第1基板及び第2基板、並びに、
 第1基板に設けられた第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子から構成された発光素子ユニットの複数、
を備えており、
 各発光素子は、[A01]乃至[A21]のいずれか1項に記載の発光素子から成る表示装置。
10,101,102,103・・・発光素子、20・・・トランジスタ、21・・・ゲート電極、22・・・ゲート絶縁層、23・・・チャネル形成領域、24・・・ソース/ドレイン領域、25・・・素子分離領域、26・・・基体、26A・・・基体の表面、27・・・コンタクトプラグ、28・・・絶縁層、28’・・・開口領域、29・・・凹部、29A・・・凹部の斜面、29B・・・凹部の底部、30,30’,301,302,303・・・発光部、31,311,312,313・・・第1電極、32,321,322,323・・・第2電極、33,331,332,333・・・有機層、34A・・・保護層、34B・・・平坦化層、34B’・・・平坦化層の延在部、35・・・接合部材(封止樹脂層)、36・・・下地層、37,371,372,373・・・光反射層、38,38’,381,382,383,381’,382’,383’・・・層間絶縁材料層、39・・・下地膜、41・・・第1基板、42・・・第2基板、51・・・光反射膜、51’・・・光反射膜の不連続な部分、51”・・・光反射膜の延在部、52・・・開口部、52END・・・開口部の端部、53・・・フォトニック結晶層、54・・・透明な薄膜、55・・・第1光散乱層、56A,56B・・・第2光散乱層、57・・・フォトニック結晶層、58・・・光吸収材料層、59・・・溝部、61・・・マスク層、62,63,64・・・レジスト層、65・・・開口領域、71,72・・・光路制御手段(光路制御部)、71a,72a・・・光路制御手段(レンズ部材)の光入射面、71b,72b・・・光路制御手段(レンズ部材)の光出射面、71END・・・光路制御手段の端部、73・・・光出射方向制御部材、73a・・・光出射方向制御部材の光入射面、73b・・・光出射方向制御部材の光出射面、211・・・カメラ本体部(カメラボディ)、212・・・撮影レンズユニット(交換レンズ)、213・・・グリップ部、214・・・モニタ装置、215・・・電子ビューファインダ(接眼窓)、300・・・ヘッドマウントディスプレイ、301・・・本体部、302・・・アーム部、303・・・鏡筒、310・・・眼鏡、CF,CFR,CFG,CFB・・・波長選択部(カラーフィルタ層)、TF・・・透明なフィルタ層、BM・・・光吸収層(ブラックマトリクス層)、LN0・・・発光領域(発光部)の中心を通る法線、LN1・・・第2光路制御手段の光軸、LN2・・・波長選択部の中心を通る法線、LL1・・・発光部の中心と光路制御手段の端部とを結ぶ直線、LL2・・・直線LL1及び法線LN0を含む仮想平面に含まれる開口部の端部と発光部の中心とを結ぶ直線

Claims (20)

  1.  発光部、及び、発光部の上方に設けられた光路制御手段を有しており、
     発光部と光路制御手段との間には開口部を有する光反射膜が配設されている発光素子。
  2.  発光部で発光した光は、少なくとも、光反射膜に配設された開口部及び光路制御手段を介して外部に出射される請求項1に記載の発光素子。
  3.  発光部の中心を通る法線LN0と、発光部の中心と光路制御手段の端部とを結ぶ直線との成す角度の余角の内、最大の余角が得られる直線をLL1、最大の余角をθCA-1とし、該直線LL1及び該法線LN0を含む仮想平面に含まれる開口部の端部と発光部の中心とを結ぶ直線LL2と、発光部の中心を通る法線LN0との成す角度の余角をθCA-2としたとき、
    1≦θCA-2/θCA-1
    を満足する請求項1に記載の発光素子。
  4.  開口部の平面形状と光路制御手段の平面形状とは、相似形の関係にあり、あるいは又、近似形の関係にある請求項1に記載の発光素子。
  5.  発光部と光路制御手段との間には、発光部側から保護層及び平坦化層が形成されており、
     光反射膜は、保護層と平坦化層との間に配設されている請求項1に記載の発光素子。
  6.  発光部で発光した光は、少なくとも、保護層、光反射膜に配設された開口部、平坦化層及び光路制御手段を介して外部に出射される請求項5に記載の発光素子。
  7.  光反射膜は、発光部から離れる方向に凸状である請求項5に記載の発光素子。
  8.  発光部は、平坦化層から離れる方向に凸状である請求項5に記載の発光素子。
  9.  開口部の底部に位置する保護層の部分と平坦化層との間には透明な薄膜が形成されている請求項5に記載の発光素子。
  10.  発光部の下には第1光散乱層が形成されている請求項5に記載の発光素子。
  11.  少なくとも開口部の底部に位置する保護層の部分には第2光散乱層が形成されている請求項5に記載の発光素子。
  12.  光反射膜は縁部を有する請求項1に記載の発光素子。
  13.  光反射膜の縁部の外側に位置する保護層の領域の上には光吸収材料層が形成されている請求項12に記載の発光素子。
  14.  光反射膜の縁部の外側に位置する保護層の領域には溝部が形成されており、
     平坦化層は溝部に延在している請求項12に記載の発光素子。
  15.  保護層に形成された溝部の側壁上に、光反射膜が延在している請求項14に記載の発光素子。
  16.  発光部は、第1電極、有機層及び第2電極の積層構造を有し、
     第2電極の上方に光反射膜が形成されている請求項1に記載の発光素子。
  17.  有機層は、有機エレクトロルミネッセンス層から成る発光層を含む請求項16に記載の発光素子。
  18.  発光部は発光ダイオードから成る請求項1に記載の発光素子。
  19.  発光部、及び、発光部の上方に設けられた光路制御手段を有しており、発光部と光路制御手段との間には開口部を有する光反射膜が配設されている発光素子を、複数、備えている表示装置。
  20.  第1基板及び第2基板、並びに、
     第1基板に設けられた第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子から構成された発光素子ユニットの複数、
    を備えており、
     各発光素子は、第1基板の上方に設けられた発光部、及び、発光部の上方に設けられた光路制御手段を有しており、発光部と光路制御手段との間には開口部を有する光反射膜が配設されている表示装置。
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