WO2023166930A1 - 発光素子、表示装置及び電子機器 - Google Patents

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WO2023166930A1
WO2023166930A1 PCT/JP2023/004162 JP2023004162W WO2023166930A1 WO 2023166930 A1 WO2023166930 A1 WO 2023166930A1 JP 2023004162 W JP2023004162 W JP 2023004162W WO 2023166930 A1 WO2023166930 A1 WO 2023166930A1
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WO
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lens
light emitting
light
emitting element
layer
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PCT/JP2023/004162
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English (en)
French (fr)
Inventor
晋太郎 祐本
陽介 元山
康二 松崎
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/85Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/858Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays

Definitions

  • the present disclosure relates to light-emitting elements, display devices, and electronic devices.
  • a light-emitting element having a current-driven light-emitting portion and a display device including the light-emitting element have been developed.
  • a light-emitting element using an organic electroluminescence element (organic EL element) as a light-emitting portion is attracting attention as a light-emitting element capable of high-luminance light emission by low-voltage direct-current driving.
  • organic EL element organic electroluminescence element
  • a single lens structure in which a hemispherical OCL (on-chip microlens) is mounted in one layer, or a double lens structure in which a hemispherical OCL is mounted in two layers has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the light that has passed through the color filter is collected by refraction. ) decreases. Therefore, a double lens structure is used to extract light in the front direction, but in the double lens structure, the same hemispherical OCL is mounted in two layers, so total reflection occurs at the edge of the second layer OCL. However, the light extraction efficiency may decrease.
  • the present disclosure proposes a light-emitting element, a display device, and an electronic device capable of improving light extraction efficiency.
  • a light-emitting element includes a light-emitting portion that emits light from a light-emitting region, a hemispherical or frustum-shaped first lens provided above the light-emitting region of the light-emitting portion, and the first and a second frustum-shaped lens provided above the lens.
  • a display device includes a plurality of light-emitting elements, and the plurality of light-emitting elements includes a light-emitting portion that emits light from a light-emitting region and a hemisphere provided above the light-emitting region of the light-emitting portion. It has a shape or frustum-shaped first lens and a frustum-shaped second lens provided above the first lens.
  • An electronic device includes a display device having a plurality of light-emitting elements, wherein the plurality of light-emitting elements include a light-emitting portion that emits light from a light-emitting region and a light-emitting portion above the light-emitting region of the light-emitting portion.
  • a hemispherical or frustum-shaped first lens is provided, and a frustum-shaped second lens is provided above the first lens.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a first example of a resonator structure
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a second example of the resonator structure
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining a third example of the resonator structure
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining a fourth example of the resonator structure
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining a fifth example of the resonator structure;
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining a sixth example of the resonator structure;
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining a seventh example of the resonator structure;
  • FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a first example of a shift structure;
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a second example of the shift structure;
  • FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining a third example of the shift structure;
  • FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining a fourth example of shift structure;
  • FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining a fifth example of the shift structure;
  • FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining a sixth example of shift structure
  • FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining a seventh example of shift structure
  • It is a figure which shows an example of the external appearance of a smart phone.
  • 1 is a diagram showing an example of the appearance of a digital still camera
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the appearance of a digital still camera
  • FIG. It is a figure which shows an example of the external appearance of a head mounted display.
  • It which shows an example of the external appearance of a see-through head mounted display.
  • It which shows an example of the external appearance of a television apparatus.
  • It is a figure which shows the structure inside a vehicle.
  • It is a figure which shows the structure inside a vehicle.
  • Embodiment 1-1 Configuration example of display device 1-2.
  • Configuration example of light-emitting element 1-3 Comparative example of light-emitting device 1-4.
  • Modification of Light Emitting Element 1-5 Action and effect 2.
  • Other embodiments 3.
  • Example of resonator structure 4 Example of shift structure 5 .
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a display device 1 according to an embodiment.
  • the display device 1 includes a plurality of light emitting elements PX arranged in a matrix, and a horizontal driving circuit 11 and a vertical driving circuit 12 for driving the light emitting elements PX.
  • the scanning lines SCL are lines for scanning the light emitting elements PX
  • the signal lines DTL are lines for supplying various voltages to the light emitting elements PX.
  • the display device 1 also includes power supply lines (not shown) and the like for supplying driving voltage and the like to the light emitting elements PX.
  • the horizontal driving circuit 11 and the vertical driving circuit 12 are arranged on one end side of the display device 1, but their arrangement is not particularly limited.
  • M light emitting elements PX in the horizontal direction (the X direction in FIG. 1) and N elements in the vertical direction (the Y direction in FIG. 1), for a total of M ⁇ N elements, are arranged in a matrix. These light emitting elements PX function as pixels of the display device 1 .
  • the light emitting elements PX corresponding to red display (R: wavelength of 620 nm to 750 nm), green display (G: wavelength of 495 nm to 570 nm), and blue display (B: wavelength of 450 nm to 495 nm) are denoted by symbols R , G, B are labeled. That is, the display device 1 is a display device capable of color display.
  • FIG. 2 and 3 are diagrams each showing an example of a schematic configuration of the light emitting element PX according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining total reflection of the second lens 91 according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the base angle and height of the second lens 91 according to the embodiment.
  • 2 is a circuit diagram showing an example of the schematic configuration of the light emitting element PX.
  • one light emitting element PX more specifically, the m-th row n
  • the connection relationship for the light emitting elements PX in the row is shown.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of the light emitting element PX.
  • the light-emitting element PX includes a current-driven light-emitting portion EL and a drive circuit A1 for controlling light emission of the light-emitting portion EL.
  • the drive circuit A1 includes at least a write transistor TRW for writing a video signal and a drive transistor TRD for causing a current to flow through the light emitting portion EL. These are composed of, for example, p-channel transistors.
  • the drive circuit A1 further includes a capacitance section CS .
  • the capacitance section CS is used to hold the voltage of the gate electrode (so-called gate-source voltage) with respect to the source region of the drive transistor TRD .
  • gate-source voltage the voltage of the gate electrode
  • one source/drain region of the driving transistor TRD (the side connected to the feed line PS1 in FIG. 2) functions as a source region, and the other source/drain region functions as a drain region. .
  • One electrode and the other electrode forming the capacitance section CS are connected to one source/drain region and the gate electrode of the drive transistor TRD , respectively.
  • the other source/drain region of the drive transistor TRD is connected to the anode electrode of the light emitting part EL.
  • the light-emitting element PX includes a light-emitting portion EL composed of an organic electroluminescence element (organic EL element).
  • the light-emitting unit EL is a current-driven light-emitting unit whose light emission luminance changes according to the value of the flowing current.
  • the light emitting part EL has a well-known configuration and structure including an anode electrode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, a cathode electrode, and the like.
  • the other end (specifically, the cathode electrode) of the light emitting part EL is connected to the common feed line PS2.
  • a predetermined voltage V CATH (for example, ground potential) is supplied to the common feed line PS2.
  • C EL the capacitance of the light-emitting portion EL. If the capacitance CEL of the light-emitting portion EL is small and causes a problem in driving, an auxiliary capacitor connected in parallel to the light-emitting portion EL may be provided as necessary.
  • the write transistor TRW has a gate electrode connected to the scanning line SCL, one source/drain region connected to the signal line (data line) DTL, and the other source connected to the gate electrode of the drive transistor TRD . /drain region. As a result, the signal voltage from the signal line DTL is written to the capacitance section CS via the write transistor TRW .
  • the capacitance section CS is connected between one source/drain region of the drive transistor TRD and the gate electrode.
  • a power supply voltage VCC is applied to one of the source/drain regions of the drive transistor TRD from a power supply unit (not shown) through a power supply line PS1m .
  • the capacitance section C S applies a voltage of (V CC ⁇ V Sig ) to the gate of the drive transistor TR D. Hold as source-to-source voltage.
  • a drain current Ids represented by the following equation (1) flows through the drive transistor TRD , and the light emitting unit EL emits light with a luminance corresponding to the current value.
  • I ds k ⁇ ((V CC ⁇ V Sig ) ⁇
  • effective mobility
  • L channel length
  • W channel width
  • V th threshold voltage
  • C ox (relative permittivity of gate insulating layer) ⁇ (vacuum permittivity) / (gate insulation layer thickness) and k ⁇ (1/2) ⁇ (W/L) ⁇ C ox .
  • the display device 1 has a plurality of light emitting elements PX.
  • These light emitting elements PX include a substrate 10, an anode layer 20, an organic layer 30, a cathode layer 40, a color filter layer (CF layer) 50, a first lens layer 60, a filling layer 70, and a planarization layer . It comprises a layer 80, a second lens layer 90, a sealing layer 100 and a transparent substrate 110 respectively.
  • An anode layer 20, an organic layer 30, a cathode layer 40, a color filter layer 50, a first lens layer 60, a filling layer 70, a planarizing layer 80, a second lens layer 90, a sealing layer 100 and a transparent substrate are formed on the substrate 10. 110 are sequentially stacked to form each light emitting element PX.
  • the substrate 10 is a support that supports a plurality of light emitting elements PX arranged on one surface.
  • the substrate 10 has, for example, a control circuit (for example, a drive circuit A1) for controlling driving of each light emitting element PX, and a power supply circuit for supplying power to each light emitting element PX, and a multi-layer structure including various wirings. It may have a wiring layer and the like.
  • the anode layer 20 is laminated on the substrate 10 .
  • This anode layer 20 has a plurality of anode electrodes 21 , an insulating layer 22 and a plurality of contact plugs 23 .
  • Each anode electrode 21 is provided on one surface (upper surface in FIG. 3) of the insulating layer 22 for each light emitting element PX.
  • the anode electrode 21 is made of a metal material and may reflect light.
  • the anode electrode 21 corresponds to the first electrode.
  • the insulating layer 22 is laminated on the substrate 10 .
  • This insulating layer 22 may have, for example, a reflective layer.
  • Each contact plug 23 electrically connects, for example, each anode electrode 21 and a drive circuit A1 for each light emitting unit EL.
  • the drive circuit A1 controls the light emitting state of the light emitting section EL according to a signal from the outside.
  • the organic layer 30 is laminated on the anode layer 20 .
  • the organic layer 30 includes at least a light-emitting layer and is formed to emit white light, for example. Although the organic layer 30 is shown as a single layer in the example of FIG. 3, it is composed of a plurality of layers including a light-emitting layer.
  • the cathode layer 40 is laminated on the organic layer 30 .
  • the cathode layer 40 is made of, for example, a highly light-transmissive and conductive material (eg, a transparent conductive material).
  • the cathode layer 40 functions as a cathode electrode and corresponds to a second electrode.
  • each light emitting unit EL is configured by sequentially stacking an organic layer 30 and a cathode layer 40 on an anode electrode 21 provided for each light emitting element PX.
  • Light emitted from the organic layer 30 is emitted from the surface of the organic layer 30 on the cathode layer 40 side.
  • the upper surface of the cathode layer 40 (or the organic layer 30) facing the anode electrode 21 is the upper surface of the light emitting unit EL, and the upper surface of the light emitting unit EL emits light. It becomes a light emitting surface (light emitting area).
  • the planar shape of the light emitting surface of the light emitting element PX generally follows the planar shape of the anode electrode 21 .
  • the color filter layer 50 is laminated on the cathode layer 40.
  • the color filter layer 50 includes a red display color filter 50R, a green display color filter 50G, and a blue display color filter 50B. Therefore, the display device 1 includes the light emitting element PX for displaying red, the light emitting element PX for displaying green, and the light emitting element PX for displaying blue.
  • the first lens layer 60 is laminated on the color filter layer 50 .
  • the first lens layer 60 has a plurality of first lenses 61 . These first lenses 61 have the same structure.
  • the shape of the first lens 61 is hemispherical, and as the first lens 61, for example, a microlens (on-chip microlens) is used.
  • the refractive index of the first lens 61 is less than or equal to the refractive index of the color filter layer 50 .
  • the first lens 61 is formed by, for example, a reflow process (reflow method).
  • the filling layer 70 is laminated on the first lens layer 60 .
  • This filling layer 70 is provided between the first lens layer 60 and the second lens layer 90 .
  • the refractive index of the filling layer 70 is lower than that of the first lens 61 .
  • the filling layer 70 is made of, for example, a material with high light transmittance (for example, a transparent resin material).
  • the planarization layer 80 is laminated on the filling layer 70 .
  • This planarization layer 80 planarizes the top of the filling layer 70 .
  • the planarizing layer 80 is made of, for example, a material with high light transmittance (for example, a transparent resin material such as acrylic resin).
  • the refractive index of the planarizing layer 80 is less than or equal to the refractive index of the filling layer 70 .
  • the second lens layer 90 is laminated on the planarization layer 80 .
  • the second lens layer 90 has a plurality of second lenses 91 . These second lenses 91 have the same structure.
  • the shape of the second lens 91 is a frustum shape, and as the second lens 91, for example, a microlens (on-chip microlens) is used.
  • the refractive index of the second lens 91 is less than or equal to the refractive index of the planarization layer 80 .
  • the second lens 91 is formed by, for example, an etching process (eg, dry etching).
  • the frustum is a truncated cone.
  • the truncated cone includes, for example, a truncated pyramid and a truncated cone.
  • a truncated pyramid with an even number of angles such as a square truncated pyramid, a hexagonal truncated pyramid, and an octagonal truncated pyramid is used.
  • a frustum with an odd number of angles such as a triangular frustum or a pentagonal frustum, may be used.
  • truncated cone for example, a true truncated cone or an elliptical truncated cone may be used.
  • a specially shaped truncated cone may be used.
  • the sealing layer 100 is laminated on the second lens layer 90 .
  • This sealing layer 100 is a layer for bonding the transparent substrate 110 to the second lens layer 90 .
  • the refractive index of the sealing layer 100 is lower than that of the second lens 91 .
  • the sealing layer 100 is made of, for example, a material with high light transmittance (for example, a transparent adhesive material).
  • a transparent adhesive material for example, thermosetting adhesives such as acrylic adhesives, epoxy adhesives, urethane adhesives, silicone adhesives, cyanoacrylate adhesives, ultraviolet curing adhesives, and the like are used.
  • the transparent substrate 110 is laminated on the sealing layer 100 .
  • the transparent substrate 110 protects the interior of the display device 1 from the external environment, and prevents moisture, oxygen, and the like from entering the organic layer 30, for example.
  • the transparent substrate 110 is made of, for example, a material with high light transmittance and high gas barrier properties. For example, glass or the like is used as this material.
  • the refractive index n2 of the sealing layer 100 is equal to the refractive index n1 of the second lens 91. lower (n2 ⁇ n1).
  • the base angle of the second lens 91 is set according to the height of the first lens 61 (length in the vertical direction in FIG. 3).
  • the base angle of the second lens 91 is set to decrease as the height of the first lens 61 increases, and to increase as the height of the first lens 61 decreases.
  • the degree of inclination of the oblique side of the second lens 91 can be adjusted.
  • the base angle of the second lens 91 when the base angle of the second lens 91 is ⁇ 1 and the height of the second lens 91 is H1, and when the base angle of the second lens 91 is ⁇ 2 ( ⁇ 2> ⁇ 1), A case where the height of the second lens 91 is H2 (H2 ⁇ H1) is compared.
  • the second lens 91 of ⁇ 1 and H1 has a small base angle and a high height (for example, the base angle is smaller than a predetermined base angle and the height is a predetermined height or more), and the height of the first lens 61 is It is effective when it is high (for example, when the height is equal to or greater than the predetermined height of 2.1 ⁇ m).
  • the second lens 91 of ⁇ 2 and H2 has a large base angle and a low height (for example, the base angle is equal to or greater than a predetermined base angle and the height is lower than a predetermined height), and the height of the first lens 61 is low. Effective at times (eg, when the height is less than the predetermined height of 2.1 ⁇ m).
  • the light in the range of 10° to 20° focused by the first lens 61 of the first stage is focused on the front without being totally reflected by the second lens 91 of the second stage. Since it becomes possible to emit light, the light extraction efficiency (luminous efficiency) can be improved. That is, by forming the second lens 91 in the second stage into a truncated cone shape, it is possible to suppress total reflection and improve the light extraction efficiency in the front direction.
  • the second lens 91 by forming the second lens 91 into a truncated cone shape, it is possible to adjust the base angle of the truncated cone shape, that is, the degree of inclination of the oblique side, depending on the amount of processing (for example, the amount of etching) when forming the second lens 91 . Since it becomes possible, total reflection can be controlled according to the height of the first lens 61 . Also, the bottom area of the second lens 91 may be larger than the bottom area of the first lens 61 . As a result, it is possible to reliably improve the light extraction efficiency.
  • the distance between the first lens 61 of the first light emitting element PX and the first lens 61 of the second light emitting element PX is , 0.25 ⁇ m or less. Furthermore, the distance between the second lens 91 of the first light emitting element PX and the second lens 91 of the second light emitting element PX may be 0.1 ⁇ m or less. By shortening the distance between the lenses in this way, it is also possible to improve the light extraction efficiency.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a comparative example of the light emitting element PX according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining total reflection (critical angle) of a comparative example of the second lens 91 according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining comparison results (light extraction simulation results) according to the embodiment.
  • the shape of the first lens 61 and the shape of the second lens 91 are the same and have the same hemispherical shape.
  • Other structures are basically the same as those of the light emitting device PX according to the embodiment.
  • total reflection occurs according to the hemispherical shape of the second lens 91, which is a spherical lens.
  • total reflection occurs near both ends of the hemispherical second lens 91 (see the elliptical dotted line in FIG. 6).
  • n1 is the refractive index of the second lens 91 and n2 is the refractive index of the sealing layer 100
  • the refractive index n2 of the sealing layer 100 is the same as that of the second lens. lower than the refractive index n1 of 91 (n2 ⁇ n1).
  • n1 reffractive index of incident source
  • n2 reffractive index of incident destination
  • the present embodiment by adopting the double lens structure of the hemispherical first lens 61 and the frustum-shaped second lens 91, light loss at the second lens 91 in the second stage is suppressed. , it is possible to extract light more in the front direction, so that the light extraction efficiency (luminous efficiency) in the front direction can be improved. As a result, high luminance and low power consumption can be achieved. For example, effects can be expected in applications such as AR (augmented reality)/VR (virtual reality) glasses where front luminance is more important than luminance viewing angle.
  • AR augmented reality
  • VR virtual reality
  • FIG. 9 to 11 are diagrams for explaining modifications (modifications 1 to 3) of the light emitting element PX according to the embodiment, respectively.
  • X2 the normal line (central axis) passing through the center of the first lens 61 is shifted rightward in FIG. 9 by a distance X2 from the normal line passing through the center of the corresponding light emitting unit EL. This is the same for other first lenses 61 as well.
  • X3 the normal line (central axis) passing through the center of the second lens 91 is shifted rightward in FIG. 9 by a distance X3 from the normal line passing through the center of the corresponding light emitting unit EL. This is the same for other second lenses 91 as well.
  • Modification 1 by shifting the color filter layer 50, the first lens layer 60, the second lens layer 90, etc. of the light emitting element PX, it is possible to control the principal ray direction of the light emitting element PX. Therefore, the light distribution characteristics can be adjusted. For example, it is possible to control the principal rays of the light emitting elements PX in the region on the outer peripheral side of the panel of the display device 1 so as to spread from the outer peripheral side of the panel, or to gather them at the central side of the panel.
  • the second lens layer 90 is shifted rightward in FIG. 10 by a distance X2.
  • the normal line passing through the center of the second lens 91 is shifted rightward in FIG. 10 by a distance X2 from the normal line passing through the center of the corresponding light emitting unit EL. This is the same for other second lenses 91 as well.
  • the second lens 91 is formed in a frustum shape in which the two base angles of the longitudinal section of the second lens 91 (for example, the left and right tapered shapes of the longitudinal section) are different.
  • a longitudinal section is a section parallel to the height direction of the second lens 91 .
  • the two base angles of the longitudinal section of the second lens 91 are adjusted according to the distance between the light emitting element PX including the second lens 91 and the center of the display device 1 (the center of the display panel). This makes it possible to adjust the degree of inclination of the oblique side of the second lens 91, so that the light distribution characteristics can be controlled without shifting the second lens layer 90 in the second stage as in the first modification. be able to.
  • two base angles of the vertical cross section of the second lens 91 having a frustum shape are adjusted according to the distance between the light emitting element PX and the center of the display device 1, but the present invention is limited to this.
  • the display device 1 (display panel) may be divided into a plurality of regions, and the two base angles of the longitudinal section of the frustum-shaped second lens 91 may be adjusted for each region.
  • the display device 1 can be divided into a plurality of regions aligned in the longitudinal direction or the lateral direction of the display device 1, or a plurality of regions aligned in both the longitudinal direction and the lateral direction of the display device 1. 1 may be partitioned.
  • the shape of the first lens 61 and the shape of the second lens 91 are the same and have the same frustum shape.
  • the shape of the first lens 61 and the shape of the second lens 91 are the same truncated pyramid shape.
  • the shape of the first lens 61 and the shape of the second lens 91 are the same frustum shape, but they are not limited to this, and may be different frustum shapes.
  • the shape of the first lens 61 may be a truncated cone shape
  • the shape of the second lens 91 may be a truncated pyramid shape.
  • the shape of the first lens 61 may be a truncated quadrangular pyramid
  • the shape of the second lens 91 may be a truncated octagonal pyramid.
  • the number of corners of the truncated cone of the second lens 91 may be the same as the number of corners of the truncated cone of the first lens 61, or may be larger than the number of corners of the truncated cone of the first lens 61 in some cases. Less is fine. Also, the height or base angle of the second lens 91 may be the same as the height or base angle of the first lens 61, or may be larger or smaller than the height or base angle of the first lens 61 depending on the case. may
  • first lens 61 and the second lens 91 are laminated in two stages, i.e., two layers, but may be laminated in three stages, i.e., three layers or more.
  • the individual shapes of the three or more lenses may be the same or different, but at least one lens has a frustoconical shape.
  • planar shape of the second lens 91 (upper surface shape or lower surface shape in plan view) may be formed in the same shape as the planar shape (outer shape) of the anode electrode 21 . Since the planar shape of the light-emitting surface of the light-emitting portion EL generally follows the planar shape of the anode electrode 21 , the planar shape of the second lens 91 may match the planar shape of the anode electrode 21 .
  • the light-emitting element PX includes the light-emitting portion EL that emits light from the light-emitting region, and the hemispherical or frustum-shaped first lens 61 provided above the light-emitting region of the light-emitting portion EL. and a frustum-shaped second lens 91 provided above the first lens 61 .
  • the light-emitting element PX includes the light-emitting portion EL that emits light from the light-emitting region, and the hemispherical or frustum-shaped first lens 61 provided above the light-emitting region of the light-emitting portion EL. and a frustum-shaped second lens 91 provided above the first lens 61 .
  • the shape of the second lens 91 may be a truncated pyramid. This makes it possible to reliably improve the light extraction efficiency.
  • the shape of the second lens 91 may be a truncated cone. This makes it possible to reliably improve the light extraction efficiency.
  • the shape of the first lens 61 may be hemispherical and different from the shape of the second lens 91 . Even in this case, an improvement in light extraction efficiency can be achieved.
  • the shape of the first lens 61 may be a truncated cone shape that is the same as the shape of the second lens 91 . This makes it possible to reliably improve the light extraction efficiency.
  • the shape of the first lens 61 may be a truncated cone shape that is different from the shape of the second lens 91 . This makes it possible to reliably improve the light extraction efficiency.
  • the light emitting element PX may further include a filling layer 70 provided between the first lens 61 and the second lens 91 .
  • a filling layer 70 provided between the first lens 61 and the second lens 91 .
  • the refractive index of the filling layer 70 may be lower than the refractive index of the first lens 61 . Thereby, the difference between the refractive index of the filling layer 70 and the refractive index of the first lens 61 can be increased, and the light extraction efficiency in the front direction can be improved.
  • the light emitting element PX may further include a planarization layer 80 (for example, acrylic resin or the like) provided on the first lens 61 side of the second lens 91 .
  • a planarization layer 80 for example, acrylic resin or the like
  • the base angle of the second lens 91 may be set according to the height of the first lens 61 . As a result, it becomes possible to control the total reflection of the second lens 91, so that it is possible to reliably improve the light extraction efficiency.
  • the base angle of the second lens 91 may be set so as to decrease as the height of the first lens 61 increases. As a result, it is possible to reliably improve the light extraction efficiency according to the height of the first lens 61 .
  • the base angle of the second lens 91 may be set so as to increase as the height of the first lens 61 decreases. As a result, it is possible to reliably improve the light extraction efficiency according to the height of the first lens 61 .
  • the bottom area of the second lens 91 may be larger than the bottom area of the first lens 61 . This makes it possible to reliably improve the light extraction efficiency.
  • the central axis which is the normal line passing through the center of the second lens 91, may be shifted with respect to the central axis, which is the normal line passing through the center of the light emitting part EL. This makes it possible to control the principal ray direction of the light emitting element PX, thereby improving the light extraction efficiency in a desired direction.
  • the two base angles of the longitudinal section of the second lens 91 may be different. This makes it possible to adjust the degree of inclination of the two oblique sides of the longitudinal section of the second lens 91 and control the principal ray direction of the light emitting element PX, thereby improving the light extraction efficiency in a desired direction. can.
  • the distance between the first lens 61 of the first light emitting element PX and the first lens 61 of the second light emitting element PX adjacent to the first light emitting element PX is 0.25 ⁇ m or less. may This makes it possible to reliably improve the light extraction efficiency.
  • the distance between the second lens 91 of the first light emitting element PX and the second lens 91 of the second light emitting element PX adjacent to the first light emitting element PX is 0.1 ⁇ m or less. may This makes it possible to reliably improve the light extraction efficiency.
  • the color filter may be configured to contain fine particles that constitute a coloring material and/or quantum dots.
  • the color filter may be formed using a known resist material to which a desired colorant or the like is added.
  • Well-known pigments and dyes can be used as the coloring material.
  • the fine particles that constitute the quantum dots are not particularly limited, and for example, luminescent semiconductor nanoparticles may be used.
  • a color filter containing a coloring material performs color display by transmitting light in a target wavelength range out of the light from the light emitting element PX.
  • a color filter containing fine particles forming quantum dots performs color display by converting the wavelength of light from the light emitting element PX.
  • color filter array for example, various patterns such as Bayer array (eg, RGBG, GRGB, RGGB, etc.), RGB array, RGB stripe array, and RGB mosaic array can be used.
  • RGB primary color filters it is also possible to use various complementary color filters.
  • the lamination position of each color filter is not particularly limited as long as it is on the optical path of the light emitted from the light emitting unit EL.
  • a material suitable for use is appropriately selected from transparent organic materials and inorganic materials.
  • the light emitting element PX is obtained, for example, by forming a resist on the transparent material layer and etching it.
  • an LED element As the light emitting part EL, an LED element, a semiconductor laser element, or the like can be used in addition to the organic electroluminescence element. These are constructed using well-known materials and methods. From the viewpoint of constructing a flat-panel display device, it is particularly preferable to employ a structure including an organic electroluminescence element as the light-emitting portion EL.
  • the light emitting element PX may be configured to have a resonator structure that resonates light. Since the light-emitting element PX has a resonator structure, the color of light emitted from the light-emitting element PX can be set to a predetermined display color, and thus a color filter is basically unnecessary.
  • the display device 1 may be configured to further include a color filter corresponding to the light emitting element PX for red display.
  • the display device 1 further includes color filters corresponding to the light emitting element PX for red display, the light emitting element PX for green display, and the light emitting element PX for blue display in order to improve the color purity of the display colors in general. may be configured.
  • the constituent material of the substrate 10 a semiconductor material, a glass material, a plastic material, or the like can be used.
  • the drive circuit A1 is configured by transistors formed on a semiconductor substrate, for example, a well region may be provided in the semiconductor substrate made of silicon, and the transistors may be formed in the well.
  • the driving circuit A1 is composed of thin film transistors or the like, the driving circuit A1 can be formed by forming a semiconductor thin film on a substrate made of glass material or plastic material.
  • Various wirings can be of well-known configurations and structures.
  • the configuration of the drive circuit A1 for controlling the light emission of the light emitting element PX is not particularly limited.
  • the configuration of the transistor forming the drive circuit A1 is not particularly limited, and may be, for example, a p-channel field effect transistor or an n-channel field effect transistor.
  • the light emitting element PX is configured to be a so-called top emission type.
  • the light emitting element PX which is an organic electroluminescence element, is configured by sandwiching an organic layer including a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, etc. between a first electrode and a second electrode.
  • the first electrode is the anode electrode and the second electrode is the cathode electrode.
  • a first electrode is provided on the substrate 10 for each light emitting element PX.
  • the first electrode is, for example, platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), chromium (Cr), tungsten (W), nickel (Ni), copper (Cu), iron (Fe), cobalt (Co ), or a single substance or alloy of a metal having a high work function such as tantalum (Ta).
  • the first electrode is a laminated electrode in which a transparent conductive material such as indium zinc oxide (IZO) or indium tin oxide (ITO) is laminated on a dielectric multilayer film or a highly light-reflective thin film such as aluminum. may be formed.
  • IZO indium zinc oxide
  • ITO indium tin oxide
  • the second electrode is, for example, aluminum (Al), silver (Ag), magnesium (Mg), calcium (Ca), sodium (Na), strontium (Sr), an alloy of alkali metal and silver, alkaline earth metal and It may be made of a metal or alloy with a low work function, such as an alloy of silver, an alloy of magnesium and calcium, or an alloy of aluminum and lithium.
  • the second electrode may be formed of a transparent conductive material such as indium zinc oxide (IZO) or indium tin oxide (ITO). IZO) or indium tin oxide (ITO), or a laminated electrode with a layer of a transparent conductive material such as ITO.
  • the organic layer 30 is formed by laminating a plurality of material layers, and is provided as a common continuous film over the entire surface including the first electrode.
  • the organic layer 30 emits light when a voltage is applied between the first electrode and the second electrode.
  • the organic layer 30 has a structure in which, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer and an electron injection layer are stacked in this order from the first electrode side.
  • the hole-transporting material, hole-transporting material, electron-transporting material, and organic light-emitting material that constitute the organic layer 30 are not limited, and well-known materials can be used.
  • the organic layer 30 may include a structure in which a plurality of light-emitting layers are laminated.
  • a light-emitting element PX that emits white light can be formed by stacking red, blue, and green light-emitting layers, or by stacking blue and yellow light-emitting layers. Further, it is also possible to employ a configuration in which the light-emitting layer is separately painted for each light-emitting element PX according to the color to be displayed.
  • a pixel may be composed of one light emitting element PX, or may be composed of a plurality of light emitting elements PX.
  • a pixel may be composed of a plurality of sub-pixels (light-emitting elements PX).
  • one pixel can be configured with three types of sub-pixels: a red display sub-pixel, a green display sub-pixel, and a blue display sub-pixel.
  • one pixel is a set of these three types of sub-pixels plus one or more types of sub-pixels (for example, a set of sub-pixels that emit white light to improve luminance, A set of sub-pixels that emit complementary colors to expand the color gamut, a set of sub-pixels that emit yellow to expand the color gamut, yellow and yellow to expand the color gamut. (one set plus sub-pixels emitting cyan) can be used.
  • partition wall portion that partitions the adjacent light emitting elements PX
  • this partition wall portion may be formed using a material appropriately selected from known inorganic materials and organic materials.
  • the partition wall may be formed by a well-known film formation method such as a physical vapor deposition method (PVD method) exemplified by a vacuum deposition method or a sputtering method, various chemical vapor deposition methods (CVD method), and an etching method. It may be formed by a combination with a known patterning method such as a lift-off method.
  • PVD method physical vapor deposition method
  • CVD method chemical vapor deposition methods
  • etching method an etching method
  • the pixel values of the display device 1 are VGA (640, 480), S-VGA (800, 600), XGA (1024, 768), APRC (1152, 900), S-XGA (1280), , 1024), U-XGA (1600, 1200), HD-TV (1920, 1080), Q-XGA (2048, 1536), (1920, 1035), (720, 480), (1280, 960) , etc., but not limited to these values.
  • a pixel which is the light-emitting element PX used in the display device 1 according to the present disclosure described above, can be configured to have a resonator structure that resonates light generated in the light-emitting portion.
  • a resonator structure applied to each embodiment will be described with reference to the drawings. It should be noted that any one of RGB may be attached to the code for distinction as needed (the same applies to the drawings).
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining a first example of the resonator structure.
  • the first electrode 501 is formed with a common film thickness in each light emitting element 500 .
  • the light emitting element 500 corresponds to the light emitting element PX described above
  • the first electrode 501 corresponds to the anode electrode 21 described above
  • the second electrode 502 corresponds to the cathode layer 40 functioning as the cathode electrode described above. .
  • a reflector 504 is arranged under the first electrode 501 of the light emitting element 500 with an optical adjustment layer 503 interposed therebetween.
  • a resonator structure that resonates light generated by the organic layer 505 is formed between the reflector 504 and the second electrode 502 .
  • organic layer 505 corresponds to organic layer 30 described above.
  • the reflector 504 is formed with a common film thickness for each light emitting element 500 .
  • the film thickness of the optical adjustment layer 503 differs according to the color to be displayed by the pixel. Since the optical adjustment layers 503R, 503G, and 503B have different film thicknesses, it is possible to set an optical distance that produces optimum resonance for the wavelength of light corresponding to the color to be displayed.
  • the upper surfaces of the reflectors 504 of the light emitting elements 500R, 500G, and 500B are aligned.
  • the film thickness of the optical adjustment layer 503 differs depending on the color to be displayed by the pixel. , 500B).
  • the reflector 504 can be formed using metals such as aluminum (Al), silver (Ag) and copper (Cu), or alloys containing these as main components.
  • the optical adjustment layer 503 is made of an inorganic insulating material such as silicon nitride (SiNx), silicon oxide (SiOx), or silicon oxynitride (SiOxNy), or an organic resin material such as acrylic resin or polyimide resin. Can be configured.
  • the optical adjustment layer 503 may be a single layer, or may be a laminated film of these materials. Also, the number of stacked layers may differ depending on the type of each light emitting element 500 .
  • the first electrode 501 can be formed using transparent conductive materials such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and zinc oxide (ZnO).
  • transparent conductive materials such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and zinc oxide (ZnO).
  • the second electrode 502 must function as a transflective film.
  • the second electrode 502 is formed using magnesium (Mg), silver (Ag), a magnesium-silver alloy (MgAg) containing these as main components, an alloy containing an alkali metal or an alkaline earth metal, or the like. be able to.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for explaining a second example of the resonator structure.
  • the first electrode 501 and the second electrode 502 are formed with a common film thickness in each light emitting element 500 .
  • the reflector 504 is arranged under the first electrode 501 of the light emitting element 500 with the optical adjustment layer 503 interposed therebetween.
  • a resonator structure that resonates light generated by the organic layer 505 is formed between the reflector 504 and the second electrode 502 .
  • the reflector 504 is formed with a common film thickness for each light emitting element 500, and the film thickness of the optical adjustment layer 503 differs according to the color to be displayed by the pixel.
  • the upper surfaces of the reflectors 504 of the light emitting elements 500R, 500G, and 500B are aligned, and the position of the upper surface of the second electrode 502 differs depending on the type of the light emitting element 500. Was.
  • the upper surfaces of the second electrodes 502 are arranged so as to be aligned in each of the light emitting elements 500R, 500G, and 500B.
  • the top surfaces of the reflectors 504 of the light emitting elements 500R, 500G, and 500B are arranged differently according to the type of the light emitting elements 500.
  • the lower surface of the reflector 504 (in other words, the upper surface of the underlayer 506 shown in FIG. 13) has a stepped shape according to the type of the light emitting element 500 .
  • the materials and the like that constitute the reflector 504, the optical adjustment layer 503, the first electrode 501, and the second electrode 502 are the same as those described in the first example, so description thereof will be omitted.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining a third example of the resonator structure.
  • the first electrode 501 and the second electrode 502 are formed with a common film thickness in each light emitting element 500 .
  • the reflector 504 is arranged under the first electrode 501 of the light emitting element 500 with the optical adjustment layer 503 interposed therebetween.
  • a resonator structure that resonates light generated by the organic layer 505 is formed between the reflector 504 and the second electrode 502 .
  • the film thickness of the optical adjustment layer 503 differs according to the colors to be displayed by the pixels.
  • the positions of the upper surfaces of the second electrodes 502 are aligned in the respective light emitting elements 500R, 500G, and 500B.
  • the lower surface of the reflector 504 has a stepped shape corresponding to the type of the light emitting element 500 in order to align the upper surfaces of the second electrodes 502 .
  • the film thickness of the reflector 504 is set differently according to the type of the light emitting element 500. More specifically, the film thickness is set so that the lower surfaces of the reflectors 504R, 504G, and 504B are aligned.
  • the materials and the like that constitute the reflector 504, the optical adjustment layer 503, the first electrode 501, and the second electrode 502 are the same as those described in the first example, so description thereof will be omitted.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view for explaining a fourth example of the resonator structure.
  • the first electrode 501 and the second electrode 502 of each light emitting element 500 are formed with a common film thickness.
  • a reflector 504 is arranged under the first electrode 501 of the light emitting element 500 with an optical adjustment layer 503 interposed therebetween.
  • the optical adjustment layer 503 is omitted, and the film thickness of the first electrode 501 is set differently according to the type of the light emitting element 500 .
  • the reflector 504 is formed with a common film thickness for each light emitting element 500 .
  • the film thickness of the first electrode 501 differs according to the color to be displayed by the pixel. Since each of the first electrodes 501R, 501G, and 501B has a different film thickness, it is possible to set an optical distance that produces optimum resonance for the wavelength of light corresponding to the color to be displayed.
  • the materials and the like that constitute the reflector 504, the optical adjustment layer 503, the first electrode 501, and the second electrode 502 are the same as those described in the first example, so description thereof will be omitted.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining a fifth example of the resonator structure.
  • the first electrode 501 and the second electrode 502 are formed with a common film thickness in each light emitting element 500 .
  • a reflector 504 is arranged under the first electrode 501 of the light emitting element 500 with an optical adjustment layer 503 interposed therebetween.
  • the optical adjustment layer 503 was omitted, and an oxide film 507 was formed on the surface of the reflector 504 instead.
  • the film thickness of the oxide film 507 was set differently depending on the type of the light emitting element 500 .
  • the film thickness of the oxide film 507 differs according to the color to be displayed by the pixel. Since the oxide films 507R, 507G, and 507B have different film thicknesses, it is possible to set the optical distance that produces the optimum resonance for the wavelength of light corresponding to the color to be displayed.
  • the oxide film 507 is a film obtained by oxidizing the surface of the reflector 504, and is made of, for example, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, or the like.
  • the oxide film 507 functions as an insulating film for adjusting the optical path length (optical distance) between the reflector 504 and the second electrode 502 .
  • the oxide film 507 having different film thicknesses depending on the type of the light emitting element 500 can be formed, for example, as follows.
  • the container is filled with the electrolytic solution, and the substrate on which the reflector 504 is formed is immersed in the electrolytic solution. Also, an electrode is arranged so as to face the reflector 504 .
  • the thickness of the oxide film formed by anodization is proportional to the voltage value applied to the electrode. Therefore, anodic oxidation is performed while a voltage corresponding to the type of the light emitting element 500 is applied to each of the reflectors 504R, 504G, and 504B. As a result, the oxide films 507 having different thicknesses can be collectively formed.
  • the materials and the like that constitute the reflector 504, the first electrode 501, and the second electrode 502 are the same as those described in the first example, so description thereof will be omitted.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view for explaining a sixth example of the resonator structure.
  • the light emitting element 500 is configured by laminating a first electrode 501, an organic layer 505, and a second electrode 502.
  • the first electrode 501 is formed so as to function both as an electrode and as a reflector.
  • the first electrode (also serving as a reflector) 501 is made of a material having an optical constant selected according to the type of light emitting element 500 . By varying the phase shift by the first electrode (also serving as a reflector) 501, it is possible to set an optical distance that produces optimum resonance for the wavelength of light corresponding to the color to be displayed.
  • the first electrode (also serving as a reflector) 501 can be composed of a single metal such as aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), or an alloy containing these as main components.
  • the first electrode (cum-reflector) 501R of the light-emitting element 500R is made of copper (Cu)
  • the first electrode (cum-reflector) 501G of the light-emitting element 500G and the first electrode (cum-reflector) of the light-emitting element 500B are formed.
  • 501B can be made of aluminum.
  • the materials and the like that constitute the second electrode 502 are the same as those explained in the first example, so the explanation is omitted.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view for explaining a seventh example of the resonator structure.
  • the seventh example basically has a configuration in which the sixth example is applied to each of the light emitting elements 500R and 500G, and the first example is applied to the light emitting element 500B. Also in this configuration, it is possible to set the optical distance that produces the optimum resonance for the wavelength of light corresponding to the color to be displayed.
  • the first electrodes (also serving as reflectors) 501R and 501G used for the light emitting elements 500R and 500G are made of a single metal such as aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), or the like. It can be composed of an alloy as a component.
  • the materials and the like that constitute the reflector 504B, the optical adjustment layer 503B, and the first electrode 501B used in the light-emitting element 500B are the same as those described in the first example, so description thereof will be omitted.
  • Pixels which are light-emitting elements PX used in the display device 1 according to the present disclosure, include a light-emitting portion (e.g., light-emitting portion EL), a lens member (e.g., first lens 61, second lens 91), and a wavelength selection portion ( For example, it can be configured to have a shift structure that shifts one of the color filter layers 50).
  • a light-emitting portion e.g., light-emitting portion EL
  • lens member e.g., first lens 61, second lens 91
  • a wavelength selection portion For example, it can be configured to have a shift structure that shifts one of the color filter layers 50.
  • the relationship between the normal LN passing through the center of the light emitting section, the normal LN' passing through the center of the lens member, and the normal LN'' passing through the center of the wavelength selecting section will be described below with reference to FIGS. 19 to 25.
  • 19 to 25 are conceptual diagrams for explaining first to seventh examples of the
  • the size of the wavelength selection portion may be changed as appropriate according to the light emitted from the light emitting element, and a light absorption layer (black matrix layer) is provided between the wavelength selection portions of adjacent light emitting elements.
  • the size of the light absorption layer may be appropriately changed according to the light emitted by the light emitting element.
  • the size of the wavelength selection portion may be appropriately changed according to the distance (offset amount) d0 between the normal line passing through the center of the light emitting portion and the normal line passing through the center of the color filter layer CF.
  • the planar shape of the wavelength selector may be the same as, similar to, or different from the planar shape of the lens member.
  • the normal LN passing through the center of the light-emitting portion, the normal LN′′ passing through the center of the wavelength selecting portion, and the normal LN′ passing through the center of the lens member do not match.
  • the normal LN passing through the center of the light emitting section, the normal LN'' passing through the center of the wavelength selecting section, and the normal LN' passing through the center of the lens member do not match.
  • the normal LN′ passing through the center of the member may not coincide with the normal LN passing through the center of the light emitting section and the normal LN′′ passing through the center of the wavelength selecting section.
  • the center of the wavelength selection section (indicated by a black square in FIG. 22) be positioned on a straight line LL connecting the center of the light emitting section and the center of the lens member (indicated by a black circle in FIG. 22).
  • the normal LN passing through the center of the light emitting section, the normal LN'' passing through the center of the wavelength selecting section, and the normal LN' passing through the center of the lens member do not match.
  • the normal LN′ passing through the center of the member may not coincide with the normal LN passing through the center of the light emitting section and the normal LN′′ passing through the center of the wavelength selecting section.
  • the center of the wavelength selection portion is positioned on the straight line LL connecting the center of the light emitting portion and the center of the lens member. Specifically, the distance from the center of the light emitting portion in the thickness direction to the center of the wavelength selection portion (indicated by a black square in FIG.
  • the display device 1 displays a video signal input to the electronic device or a video signal generated in the electronic device as an image or video, and is used as a display unit of electronic devices in all fields. be able to.
  • mobile terminal devices such as smartphones and mobile phones, digital still cameras, head-mounted displays (head-mounted displays), see-through head-mounted displays, television devices, notebook personal computers, video cameras, electronic books, game devices, etc.
  • the display device 1 according to the embodiment can be used as the display unit of the .
  • the display device may include a module-shaped one with a sealed configuration.
  • the display module may be provided with a circuit section, a flexible printed circuit (FPC), or the like for inputting/outputting a signal or the like from the outside to the light emitting area.
  • FPC flexible printed circuit
  • Smartphones digital still cameras, head-mounted displays, see-through head-mounted displays, television devices, and vehicles are given below as specific examples (application examples) of electronic devices using the display device according to the embodiment.
  • application examples application examples of electronic devices using the display device according to the embodiment.
  • the specific example illustrated here is only an example, and is not limited to this.
  • FIG. 26 is a diagram showing an example of the appearance of smartphone 400.
  • the smartphone 400 includes a display unit 401 that displays various types of information, and an operation unit 403 that includes buttons and the like for receiving operation input by the user.
  • the display unit 401 is configured by the display device 1 according to this embodiment.
  • FIGS. 27 and 28 are diagrams each showing an example of the appearance of the digital still camera 410.
  • FIG. 27 shows a front view of the digital still camera 410
  • FIG. 28 shows a rear view of the digital still camera 410.
  • the digital still camera 410 is, for example, an interchangeable single-lens reflex type camera, and an interchangeable photographing lens unit ( It has an interchangeable lens 413, and a grip part 415 for a photographer to hold on the front left side.
  • a monitor 417 is provided at a position shifted to the left from the center of the back surface of the camera body 411 .
  • An electronic viewfinder (eyepiece window) 419 is provided above the monitor 417 . By looking through the electronic viewfinder 419, the photographer can view the optical image of the subject guided from the photographing lens unit 413 and determine the composition. Both or one of the monitor 417 and the electronic viewfinder 419 are configured by the display device 1 according to the embodiment.
  • FIG. 29 is a diagram showing an example of the appearance of the head mounted display 420.
  • the head-mounted display 420 has, for example, ear hooks 423 on both sides of an eyeglass-shaped display 421 to be worn on the head of the user.
  • the display unit 421 is configured by the display device 1 according to the embodiment.
  • FIG. 30 is a diagram showing an example of the appearance of the see-through head-mounted display 430.
  • the see-through head mounted display 430 is composed of a main body 431, an arm 433 and a lens barrel 435.
  • Body portion 431 is connected to arm 433 and glasses 437 .
  • the long side end of the body portion 431 is coupled to the arm 433, and one side of the body portion 431 is coupled to the spectacles 437 via a connection member (not shown).
  • the main body part 431 may be directly attached to the head of the human body.
  • the main body part 431 incorporates a control board and a display part for controlling the operation of the see-through head-mounted display 430 .
  • the arm 433 connects the body portion 431 and the lens barrel 435 and supports the lens barrel 435 . Specifically, the arm 433 is coupled to an end portion of the main body portion 431 and an end portion of the lens barrel 435 to fix the lens barrel 435 .
  • the arm 433 also incorporates a signal line for communicating data relating to an image provided from the body portion 431 to the lens barrel 435 .
  • the lens barrel 435 projects image light provided from the main body 431 via the arm 433 toward the eyes of the user wearing the see-through head-mounted display 430 through the lenses of the glasses 437 .
  • the display section of the main body section 431 is configured by the display device 1 according to the embodiment.
  • FIG. 31 is a diagram showing an example of the appearance of the television device 440.
  • the television device 440 has a video display screen section 441 .
  • the image display screen portion 441 includes, for example, a front panel 443 and filter glass 445 .
  • the image display screen unit 441 is configured by the display device 1 according to the embodiment.
  • 32 and 33 are diagrams showing the internal configuration of the vehicle 600, respectively. 32 shows the interior of the vehicle 600 from the rear to the front of the vehicle 600, and FIG. 33 shows the interior of the vehicle 600 from the oblique rear to the oblique front of the vehicle 600. FIG.
  • the vehicle 600 has a center display 701, a console display 702, a head-up display 703, a digital rear mirror 704, a steering wheel display 705, and a rear entertainment display 706. Any one or all of these displays 701 to 706 are configured by the display device 1 according to the embodiment.
  • the center display 701 is arranged on the dashboard 605 at a location facing the driver's seat 601 and the passenger's seat 602 .
  • 32 and 33 show an example of a horizontally long center display 701 extending from the driver's seat 601 side to the front passenger's seat 602 side, but the screen size and location of the center display 701 are arbitrary.
  • Information detected by various sensors can be displayed on the center display 701 .
  • the center display 701 displays an image captured by an image sensor, an image of the distance to obstacles in front of and to the side of the vehicle measured by a ToF sensor, and a passenger's body temperature detected by an infrared sensor. Displayable.
  • Center display 701 can be used to display at least one of safety-related information, operation-related information, lifelogs, health-related information, authentication/identification-related information, and entertainment-related information, for example.
  • the safety-related information includes information such as the detection of falling asleep, the detection of looking away, the detection of mischief by a child in the passenger seat, whether or not the seat belt is worn, and the detection of the occupant being left behind. It is information detected by The operation-related information uses a sensor to detect a gesture related to the operation of the passenger. Detected gestures may include manipulation of various equipment within vehicle 600 . For example, it detects the operation of an air conditioner, a navigation device, an AV device, a lighting device, or the like.
  • the lifelog includes lifelogs of all crew members. For example, the lifelog includes a record of each occupant's behavior during the ride. By acquiring and saving lifelogs, it is possible to check the condition of the occupants at the time of the accident.
  • the health-related information detects the body temperature of the occupant using a temperature sensor, and infers the health condition of the occupant based on the detected body temperature.
  • an image sensor may be used to capture an image of the occupant's face, and the occupant's health condition may be estimated from the captured facial expression.
  • an automated voice conversation may be conducted with the passenger, and the health condition of the passenger may be estimated based on the content of the passenger's answers.
  • Authentication/identification-related information includes a keyless entry function that performs face authentication using a sensor, and a function that automatically adjusts seat height and position by face recognition.
  • the entertainment-related information includes a function of detecting operation information of the AV device by the passenger using a sensor, a function of recognizing the face of the passenger with the sensor, and providing content suitable for the passenger with the AV device.
  • the console display 702 can be used, for example, to display lifelog information.
  • Console display 702 is located near shift lever 608 on center console 607 between driver's seat 601 and passenger's seat 602 .
  • Information sensed by various sensors can also be displayed on the console display 702 .
  • the console display 702 may display an image of the surroundings of the vehicle captured by an image sensor, or may display an image of the distance to obstacles around the vehicle.
  • the head-up display 703 is virtually displayed behind the windshield 604 in front of the driver's seat 601 .
  • Heads-up display 703 can be used to display at least one of safety-related information, operation-related information, lifelogs, health-related information, authentication/identification-related information, and entertainment-related information, for example. Since the heads-up display 703 is often placed virtually in front of the driver's seat 601, it is used to display information directly related to the operation of the vehicle 600, such as vehicle 600 speed and fuel (battery) level. Are suitable.
  • the digital rear mirror 704 can display not only the rear of the vehicle 600 but also the state of the passengers in the rear seats. be able to.
  • a steering wheel display 705 is located near the center of the steering wheel 606 of the vehicle 600 .
  • Steering wheel display 705 can be used, for example, to display at least one of safety-related information, operation-related information, lifelogs, health-related information, authentication/identification-related information, and entertainment-related information.
  • the steering wheel display 705 since the steering wheel display 705 is located near the driver's hands, it is used to display life log information such as the driver's body temperature, and to display information regarding the operation of AV equipment, air conditioning equipment, and the like. Are suitable.
  • the rear entertainment display 706 is attached to the rear side of the driver's seat 601 and passenger's seat 602, and is intended for viewing by passengers in the rear seats.
  • Rear entertainment display 706 can be used to display at least one of safety-related information, operation-related information, lifelogs, health-related information, authentication/identification-related information, and entertainment-related information, for example.
  • information relevant to the rear seat occupants is displayed. For example, information about the operation of an AV device or an air conditioner may be displayed, or the results obtained by measuring the body temperature of passengers in the rear seats with a temperature sensor may be displayed.
  • Optical distance measurement methods are broadly classified into passive and active methods.
  • the passive type measures distance by receiving light from an object without projecting light from the sensor to the object.
  • Passive types include lens focusing, stereo, and monocular vision.
  • the active type measures distance by projecting light onto an object and receiving reflected light from the object with a sensor.
  • Active types include an optical radar method, an active stereo method, a photometric stereo method, a moire topography method, an interferometric method, and the like.
  • the display device 1 according to the embodiment can be applied to any of these methods of distance measurement. By using a sensor that is superimposed on the back side of the display device 1 according to the embodiment, the above-described passive or active distance measurement can be performed.
  • the display device 1 according to each embodiment can be applied to display units of electronic devices in all fields that perform display based on an image signal input from the outside or an image signal generated inside. That is, the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the display device 1 according to each embodiment can be, like the vehicle 600 described above, an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility vehicle, an airplane, a drone, a ship, a robot, a construction machine, an agricultural machine. (Tractor) or any other type of moving object display unit.
  • the display device 1 according to each embodiment may be applied to a display unit included in an endoscopic surgery system, a microsurgery system, or the like.
  • the present technology can also take the following configuration.
  • a light-emitting portion that emits light from the light-emitting region; a hemispherical or frustum-shaped first lens provided above the light emitting region of the light emitting unit; a frustum-shaped second lens provided above the first lens; A light-emitting element.
  • the shape of the second lens is a truncated pyramid, The light-emitting device according to (1) above.
  • (3) The shape of the second lens is a truncated cone, The light-emitting device according to (1) above.
  • the shape of the first lens is a hemispherical shape and is different from the shape of the second lens, The light-emitting device according to any one of (1) to (3) above.
  • the shape of the first lens is a frustum shape and is the same as the shape of the second lens, The light-emitting device according to any one of (1) to (3) above.
  • the shape of the first lens is a frustum shape and is different from the shape of the second lens, The light-emitting device according to any one of (1) to (3) above.
  • the refractive index of the filling layer is lower than the refractive index of the first lens, The light-emitting device according to (7) above. (9) Further comprising a planarization layer provided on the first lens side of the second lens, The light-emitting device according to any one of (1) to (8) above. (10) The base angle of the second lens is set according to the height of the first lens, The light-emitting device according to any one of (1) to (9) above. (11) The base angle of the second lens is set to decrease as the height of the first lens increases. The light-emitting device according to (10) above. (12) The base angle of the second lens is set to increase as the height of the first lens decreases. The light-emitting device according to (10) above.
  • the base area of the second lens is larger than the base area of the first lens, The light-emitting device according to any one of (1) to (12) above.
  • a central axis that is a normal line passing through the center of the second lens is shifted with respect to a central axis that is a normal line passing through the center of the light emitting unit, The light-emitting device according to any one of (1) to (13) above.
  • a central axis that is a normal line passing through the center of the first lens is shifted in the same direction as the central axis of the second lens with respect to a central axis that is a normal line passing through the center of the light emitting unit, The light-emitting device as described in (14) above.
  • the light-emitting device according to any one of (1) to (15) above.
  • the plurality of light emitting elements are a light-emitting portion that emits light from the light-emitting region; a hemispherical or frustum-shaped first lens provided above the light emitting region of the light emitting unit; a frustum-shaped second lens provided above the first lens; each having display device.
  • the distance between the first lens of the first light emitting element and the first lens of the second light emitting element adjacent to the first light emitting element is 0.25 ⁇ m or less.
  • the distance between the second lens of the first light emitting element and the second lens of the second light emitting element adjacent to the first light emitting element is 0.1 ⁇ m or less.
  • a display device having a plurality of light emitting elements The plurality of light emitting elements are a light-emitting portion that emits light from the light-emitting region; a hemispherical or frustum-shaped first lens provided above the light emitting region of the light emitting unit; a frustum-shaped second lens provided above the first lens; each having Electronics.
  • a display device comprising a plurality of light-emitting elements according to any one of (1) to (16) above.
  • An electronic device comprising the display device according to (21) above or the display device according to any one of (17) to (19) above.

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Abstract

本開示の一形態に係る発光素子(PX)は、発光領域から光を出射する発光部(EL)と、前記発光部(EL)の前記発光領域の上方に設けられた半球形状又は錐台形状の第1レンズ(61)と、前記第1レンズ(61)の上方に設けられた錐台形状の第2レンズ(91)と、を備える。

Description

発光素子、表示装置及び電子機器
 本開示は、発光素子、表示装置及び電子機器に関する。
 近年、電流駆動型の発光部を有する発光素子、また、その発光素子を備える表示装置が開発されている。例えば、発光部として有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を用いる発光素子は、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。この発光素子からの光を集光するため、例えば、半球形状のOCL(オンチップマイクロレンズ)が一層で搭載されたシングルレンズ構造、また、半球形状のOCLが二層で搭載されたダブルレンズ構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
国際公開第2020/080022号
 しかしながら、シングルレンズ構造では、カラーフィルタを透過した光を屈折の利用により集光するが、OCLと上層間の屈折率差が小さいため、正面方向へ屈折できない光があり、光取り出し効率(発光効率)が低下する。そこで、正面方向へ光を取り出すため、ダブルレンズ構造が用いられるが、ダブルレンズ構造では、二層で同じ半球形状のOCLが搭載されるため、二層目のOCLのエッジ部で全反射が発生し、光取り出し効率が低下する場合がある。
 そこで、本開示では、光取り出し効率の向上を実現することが可能な発光素子、表示装置及び電子機器を提案する。
 本開示の一形態に係る発光素子は、発光領域から光を出射する発光部と、前記発光部の前記発光領域の上方に設けられた半球形状又は錐台形状の第1レンズと、前記第1レンズの上方に設けられた錐台形状の第2レンズと、を備える。
 本開示の一形態に係る表示装置は、複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子は、発光領域から光を出射する発光部と、前記発光部の前記発光領域の上方に設けられた半球形状又は錐台形状の第1レンズと、前記第1レンズの上方に設けられた錐台形状の第2レンズと、をそれぞれ有する。
 本開示の一形態に係る電子機器は、複数の発光素子を有する表示装置を備え、前記複数の発光素子は、発光領域から光を出射する発光部と、前記発光部の前記発光領域の上方に設けられた半球形状又は錐台形状の第1レンズと、前記第1レンズの上方に設けられた錐台形状の第2レンズと、をそれぞれ有する。
実施形態に係る表示装置の概略構成の一例を示す図である。 実施形態に係る発光素子の概略構成の一例を示す図である。 実施形態に係る発光素子の概略構成の一例を示す図である。 実施形態に係る第2レンズの全反射を説明するための図である。 実施形態に係る第2レンズの底角及び高さを説明するための図である。 実施形態に係る発光素子の比較例の概略構成を示す図である。 実施形態に係る発光素子の比較例の全反射を説明するための図である。 実施形態に係る比較結果を説明するための図である。 実施形態に係る発光素子の変形例1を説明するための図である。 実施形態に係る発光素子の変形例2を説明するための図である。 実施形態に係る発光素子の変形例3を説明するための図である。 共振器構造の第1例を説明するための模式的な断面図である。 共振器構造の第2例を説明するための模式的な断面図である。 共振器構造の第3例を説明するための模式的な断面図である。 共振器構造の第4例を説明するための模式的な断面図である。 共振器構造の第5例を説明するための模式的な断面図である。 共振器構造の第6例を説明するための模式的な断面図である。 共振器構造の第7例を説明するための模式的な断面図である。 シフト構造の第1例を説明するための概念図である。 シフト構造の第2例を説明するための概念図である。 シフト構造の第3例を説明するための概念図である。 シフト構造の第4例を説明するための概念図である。 シフト構造の第5例を説明するための概念図である。 シフト構造の第6例を説明するための概念図である。 シフト構造の第7例を説明するための概念図である。 スマートフォンの外観の一例を示す図である。 デジタルスチルカメラの外観の一例を示す図である。 デジタルスチルカメラの外観の一例を示す図である。 ヘッドマウントディスプレイの外観の一例を示す図である。 シースルーヘッドマウントディスプレイの外観の一例を示す図である。 テレビジョン装置の外観の一例を示す図である。 乗物の内部の構成を示す図である。 乗物の内部の構成を示す図である。
 以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示に係る発光素子、表示装置及び電子機器などが限定されるものではない。また、以下の各実施形態において、基本的に同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
 以下に説明される1又は複数の実施形態(実施例、変形例を含む)は、各々が独立に実施されることが可能である。一方で、以下に説明される複数の実施形態は少なくとも一部が他の実施形態の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施されてもよい。これら複数の実施形態は、互いに異なる新規な特徴を含み得る。したがって、これら複数の実施形態は、互いに異なる目的又は課題を解決することに寄与し得、互いに異なる効果を奏し得る。
 以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
 1.実施形態
 1-1.表示装置の構成例
 1-2.発光素子の構成例
 1-3.発光素子の比較例
 1-4.発光素子の変形例
 1-5.作用・効果
 2.他の実施形態
 3.共振器構造の例
 4.シフト構造の例
 5.適用例
 6.付記
 <1.実施形態>
 <1-1.表示装置の構成例>
 実施形態に係る表示装置1の構成例について図1を参照して説明する。図1は、実施形態に係る表示装置1の概略構成の一例を示す図である。
 図1に示すように、表示装置1は、マトリクス状に配置された複数の発光素子PXと、発光素子PXを駆動するための水平駆動回路11及び垂直駆動回路12とを備える。図1の例では、走査線SCLは発光素子PXを走査するための線であり、信号線DTLは発光素子PXに各種の電圧を供給するための線である。また、表示装置1は、発光素子PXに駆動電圧などを供給する給電線(不図示)等も備える。なお、図1の例では、水平駆動回路11及び垂直駆動回路12はそれぞれ表示装置1の一端側に配置されているが、それらの配置は特に限定されるものではない。
 発光素子PXは、例えば、水平方向(図1中のX方向)にM個、垂直方向(図1中のY方向)にN個、合計M×N個が、マトリクス状に配置されている。これらの発光素子PXは、表示装置1の各画素として機能する。図1の例では、赤色表示(R:波長620nm~750nm)、緑色表示(G:波長495nm~570nm)、青色表示(B:波長450nm~495nm)に対応する発光素子PXは、それぞれに符号R、G、Bが付されて示されている。つまり、表示装置1は、カラー表示が可能な表示装置である。
 <1-2.発光素子の構成例>
 実施形態に係る発光素子PXの構成例について図2から図5を参照して説明する。図2及び図3は、それぞれ実施形態に係る発光素子PXの概略構成の一例を示す図である。図4は、実施形態に係る第2レンズ91の全反射を説明するための図である。図5は、実施形態に係る第2レンズ91の底角及び高さを説明するための図である。なお、図2に関して詳しくは、図2は発光素子PXの概略構成の一例を示す回路図であり、この図2の例では、1つの発光素子PX、より具体的には、第m行第n列目の発光素子PXについての結線関係を示す。また、図3は、発光素子PXの概略構成の一例を示す断面図である。
 (回路図)
 図2に示すように、発光素子PXは、電流駆動型の発光部ELと、発光部ELの発光を制御する駆動回路A1とを備える。この駆動回路A1は、映像信号を書き込むための書込みトランジスタTRと、発光部ELに電流を流す駆動トランジスタTRとを少なくとも含む。これらは、例えば、pチャネル型トランジスタにより構成されている。
 駆動回路A1は、さらに容量部Cを備える。容量部Cは、駆動トランジスタTRのソース領域に対するゲート電極の電圧(所謂ゲート・ソース間電圧)を保持するために用いられる。発光素子PXの発光時において、駆動トランジスタTRの一方のソース/ドレイン領域(図2において給電線PS1に接続されている側)はソース領域として働き、他方のソース/ドレイン領域はドレイン領域として働く。
 容量部Cを構成する一方の電極と他方の電極は、それぞれ、駆動トランジスタTRの一方のソース/ドレイン領域とゲート電極に接続されている。駆動トランジスタTRの他方のソース/ドレイン領域は、発光部ELのアノード電極に接続されている。
 発光素子PXは、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)から成る発光部ELを含む。発光部ELは、流れる電流値に応じて発光輝度が変化する電流駆動型の発光部である。例えば、発光部ELは、アノード電極や正孔輸送層、発光層、電子輸送層、カソード電極などから成る周知の構成や構造を有する。
 発光部ELの他端(具体的には、カソード電極)は、共通給電線PS2に接続されている。共通給電線PS2には所定の電圧VCATH(例えば、接地電位)が供給される。なお、発光部ELの容量を符号CELで表す。発光部ELの容量CELが小さいため駆動する上で支障を生ずるなどといった場合には、必要に応じて、発光部ELに対して並列に接続される補助容量を設ければよい。
 書込みトランジスタTRは、走査線SCLに接続されるゲート電極と、信号線(データ線)DTLに接続される一方のソース/ドレイン領域と、駆動トランジスタTRのゲート電極に接続される他方のソース/ドレイン領域とを有する。結果として、信号線DTLからの信号電圧は、書込みトランジスタTRを介して容量部Cに書き込まれる。
 上述したように、容量部Cは、駆動トランジスタTRの一方のソース/ドレイン領域とゲート電極との間に接続されている。駆動トランジスタTRの一方のソース/ドレイン領域には、図示せぬ電源部から給電線PS1を介して電源電圧VCCが印加される。信号線DTLからの映像信号電圧VSigが書込みトランジスタTRを介して容量部Cに書き込まれると、容量部Cは(VCC-VSig)といった電圧を、駆動トランジスタTRのゲート・ソース間電圧として保持する。駆動トランジスタTRには、以下の式(1)で表すドレイン電流Idsが流れ、発光部ELは電流値に応じた輝度で発光する。
 Ids=k・μ・((VCC-VSig)-|Vth|)   (1)
 ここで、μ:実効的な移動度、L:チャネル長、W:チャネル幅、Vth:閾値電圧、Cox:(ゲート絶縁層の比誘電率)×(真空の誘電率)/(ゲート絶縁層の厚さ)、k≡(1/2)・(W/L)・Coxとする。
 (断面図)
 図3に示すように、表示装置1は、複数の発光素子PXを有する。これらの発光素子PXは、基板10と、アノード層20と、有機層30と、カソード層40と、カラーフィルタ層(CF層)50と、第1レンズ層60と、充填層70と、平坦化層80と、第2レンズ層90と、封止層100と、透明基板110とをそれぞれ備える。基板10上に、アノード層20、有機層30、カソード層40、カラーフィルタ層50、第1レンズ層60、充填層70、平坦化層80、第2レンズ層90、封止層100及び透明基板110が順次積層され、各発光素子PXは構成されている。
 基板10は、一面上に配列された複数の発光素子PXを支持する支持体である。この基板10は、例えば、各発光素子PXの各々の駆動を制御する制御回路(例えば、駆動回路A1)を有するが、各発光素子PXに電力を供給する電源回路、また、各種配線を含む多層配線層などを有してもよい。
 アノード層20は、基板10上に積層されている。このアノード層20は、複数のアノード電極21と、絶縁層22と、複数のコンタクトプラグ23とを有する。各アノード電極21は、発光素子PX毎に絶縁層22の一面(図3中の上面)に設けられている。例えば、アノード電極21は、金属材料により形成されており、光を反射してもよい。アノード電極21は、第1電極に相当する。絶縁層22は、基板10上に積層されている。この絶縁層22は、例えば、反射層などを有してもよい。各コンタクトプラグ23は、例えば、各アノード電極21と発光部EL毎の駆動回路A1とを電気的に接続する。なお、駆動回路A1は、外部からの信号に応じて発光部ELの発光状態を制御する。
 有機層30は、アノード層20上に積層されている。この有機層30は、少なくとも発光層を含み、例えば、白色を発光するように形成されている。なお、図3の例では、有機層30は、一層で示されているが、発光層を含む複数層により構成されている。
 カソード層40は、有機層30上に積層されている。このカソード層40は、例えば、光透過性が高く、かつ、導電性を有する材料(一例として、透明導電材料)により形成されている。カソード層40は、カソード電極として機能し、第2電極に相当する。
 ここで、各発光部ELは、発光素子PX毎に設けられたアノード電極21上に有機層30及びカソード層40が順次積層されて構成されている。有機層30で発光した光は、有機層30のカソード層40側の面から出射する。図3の例では、カソード層40(又は有機層30)の上面においてアノード電極21に対応する対向面が発光部ELの上面となり、その発光部ELの上面が、発光部ELが光を出射する発光面(発光領域)となる。発光素子PXの発光面の平面形状は、概ね、アノード電極21の平面形状に倣った形状である。
 カラーフィルタ層50は、カソード層40上に積層されている。具体的には、カラーフィルタ層50は、赤色表示用のカラーフィルタ50Rと、緑色表示用のカラーフィルタ50Gと、青色表示用のカラーフィルタ50Bとを含む。したがって、表示装置1は、赤色表示用の発光素子PX、緑色表示用の発光素子PX及び青色表示用の発光素子PXを含む。
 第1レンズ層60は、カラーフィルタ層50上に積層されている。第1レンズ層60は、複数の第1レンズ61を有する。これらの第1レンズ61はそれぞれ同じ構造である。第1レンズ61の形状は半球形状であり、この第1レンズ61としては、例えば、マイクロレンズ(オンチップマイクロレンズ)が用いられる。第1レンズ61の屈折率は、カラーフィルタ層50の屈折率以下である。第1レンズ61は、例えば、リフロープロセス(リフロー法)により形成される。
 充填層70は、第1レンズ層60上に積層されている。この充填層70は、第1レンズ層60と第2レンズ層90との間に設けられている。充填層70の屈折率は、第1レンズ61の屈折率よりも低い。充填層70は、例えば、光透過性が高い材料(一例として、透明樹脂材料)などにより形成されている。
 平坦化層80は、充填層70上に積層されている。この平坦化層80は、充填層70上を平坦化する。平坦化層80は、例えば、光透過性が高い材料(一例として、アクリル樹脂などの透明樹脂材料)などにより形成されている。平坦化層80の屈折率は、充填層70の屈折率以下である。
 第2レンズ層90は、平坦化層80上に積層されている。第2レンズ層90は、複数の第2レンズ91を有する。これらの第2レンズ91はそれぞれ同じ構造である。第2レンズ91の形状は錐台形状であり、この第2レンズ91としては、例えば、マイクロレンズ(オンチップマイクロレンズ)が用いられる。第2レンズ91の屈折率は、平坦化層80の屈折率以下である。第2レンズ91は、例えば、エッチングプロセス(例えば、ドライエッチング)により形成される。
 ここで、錐台は、切頭錐体である。錐台としては、例えば、角錐台や円錐台がある。角錐台としては、例えば、四角錐台や六角錐台、八角錐台などの偶数角の錐台が用いられる。また、所望する光取り出し方向によっては、三角錐台や五角錐台などの奇数角の錐台が用いられてもよい。円錐台としては、例えば、真円錐台や楕円錐台が用いられてもよい。また、角錐台や円錐台以外にも、特殊形状の錐台が用いられてもよい。
 封止層100は、第2レンズ層90上に積層されている。この封止層100は、第2レンズ層90に透明基板110を貼り合わせるための層である。封止層100の屈折率は、第2レンズ91の屈折率よりも低い。封止層100は、例えば、光透過性が高い材料(一例として、透明接着材料)などにより形成されている。この材料としては、例えば、アクリル系接着剤やエポキシ系接着剤、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、紫外線硬化型接着剤などが用いられる。
 透明基板110は、封止層100上に積層されている。この透明基板110は、表示装置1の内部を外部環境から保護し、例えば、有機層30への水分や酸素などの侵入を防止する。透明基板110は、例えば、光透過性が高く、かつ、ガスバリア性が高い材料により形成されている。この材料としては、例えば、ガラスなどが用いられる。
 ここで、図4に示すように、第2レンズ91の屈折率をn1とし、封止層100の屈折率をn2とすると、封止層100の屈折率n2は第2レンズ91の屈折率n1より低い(n2<n1)。臨界角θaは、θa=arcsin(n2/n1)の関係式から求められる。この臨界角θaは、全反射するときの最小入射角である。例えば、n1(入射元の屈折率)を1.56とし、n2(入射先の屈折率)を1.36とすると、θa=54degとなる(n1=1.56、n2=1.36)。
 また、第2レンズ91の底角は、第1レンズ61の高さ(図3中の上下方向の長さ)に応じて設定されている。第2レンズ91の底角は、第1レンズ61の高さが高くなるほど低くなり、また、第1レンズ61の高さが低くなるほど高くなるように設定されている。なお、第2レンズ91の底角を変えることで、第2レンズ91の斜辺の傾斜度合いを調整することが可能になる。このような第2レンズ91の形状のアレンジにより、光取り出し方向を最適化することができる。
 例えば、図5に示すように、第2レンズ91の底角をθ1とし、第2レンズ91の高さをH1とした場合と、第2レンズ91の底角をθ2(θ2>θ1)とし、第2レンズ91の高さをH2(H2<H1)とした場合とを比較する。θ1及びH1の第2レンズ91は、その底角が小さくて高さが高く(例えば、底角が所定底角より小さくて高さが所定高さ以上で)、第1レンズ61の高さが高いときに(例えば、高さが所定高さの2.1μm以上であるときに)有効である。一方、θ2及びH2の第2レンズ91は、その底角が大きく高さが低く(例えば、底角が所定底角以上で高さが所定高さより低く)、第1レンズ61の高さが低いときに(例えば、高さが所定高さの2.1μmより低いときに)有効である。
 このような構成の発光素子PXによれば、一段目の第1レンズ61で集光した10°~20°の範囲の光を二段目の第2レンズ91で全反射することなく正面に集光することが可能になるので、光取り出し効率(発光効率)を向上させることができる。つまり、二段目の第2レンズ91を錐台形状にすることで、全反射を抑制し、正面方向への光取り出し効率を向上させることができる。また、第2レンズ91を錐台形状にすることで、第2レンズ91を形成するときの加工量(例えば、エッチング量)により錐台形状の底角、すなわち斜辺の傾斜度合いを調整することが可能になるので、第1レンズ61の高さに応じて全反射を制御することができる。また、第2レンズ91の底面積は、第1レンズ61の底面積より大きくてもよい。これにより、光取り出し効率の向上を確実に実現することができる。
 なお、隣接する二つの発光素子PX(第1発光素子PX及び第2発光素子PX)において、第1発光素子PXの第1レンズ61と第2発光素子PXの第1レンズ61との離間距離は、0.25μm以下であってもよい。さらに、第1発光素子PXの第2レンズ91と第2発光素子PXの第2レンズ91との離間距離は、0.1μm以下であってもよい。このようにレンズ間の離間距離を短くすることでも、光取り出し効率の向上を実現することができる。
 <1-3.発光素子の比較例>
 実施形態に係る発光素子PXの比較例について図6から図8を参照して説明する。図6は、実施形態に係る発光素子PXの比較例の概略構成を示す図である。図7は、実施形態に係る第2レンズ91の比較例の全反射(臨界角)を説明するための図である。図8は、実施形態に係る比較結果(光取り出しのシミュレーション結果)を説明するための図である。
 図6に示すように、比較例の発光素子PX1では、第1レンズ61の形状及び第2レンズ91の形状は同じであり、互いに同じ半球形状である。その他の構造は、基本的に実施形態に係る発光素子PXと同様である。このような構成では、球面レンズとなる第2レンズ91の半球形状に応じて全反射が発生する。例えば、半球形状の第2レンズ91の両端付近(図6中の楕円形状の点線参照)で全反射が発生する。また、半球形状の第2レンズ91の正面付近(図6中の円形状の点線参照)で過集光となる可能性がある。なお、レンズ形状の調整により全反射の制御を行うことが可能であるが、その全反射の制御を半球形状の第2レンズ91形成時のリフロープロセスで行うことは難しい。
 ここで、図7に示すように、図4と同様、第2レンズ91の屈折率をn1とし、封止層100の屈折率をn2とすると、封止層100の屈折率n2は第2レンズ91の屈折率n1より低い(n2<n1)。臨界角θbは、θb=arcsin(n2/n1)の関係式から求められる。例えば、n1(入射元の屈折率)を1.56とし、n2(入射先の屈折率)を1.36とするが、第2レンズ91の形状が半球形状であるため、θb=63degとなる。このθbの数値は、第2レンズ91の形状が錐台形状である場合のθa=54deg(図4参照)より大きい。つまり、第2レンズ91の形状が半球形状である場合には、第2レンズ91の形状が錐台形状である場合に比べ、第2レンズ91により全反射される光が多いことがわかる。
 例えば、半球形状の第1レンズ61が一つだけであるシングルレンズ構造では、正面方向への光取り出しが足りない。このため、比較例のように、図8に示すように、半球形状の第1レンズ61及び半球形状の第2レンズ91のダブルレンズ構造(図6参照)が採用されると、光取り出しが正面方向へ変化するが、レンズ端(両端)で全反射が発生する。そこで、図8に示すように、半球形状の第1レンズ61及び錐台形状の第2レンズ91のダブルレンズ構造(図3参照)が採用されると、レンズ端の全反射成分を抑制することが可能になるので、正面方向への光取り出し効率を向上させることができる。
 このように本実施形態によれば、半球形状の第1レンズ61及び錐台形状の第2レンズ91のダブルレンズ構造を採用することによって、二段目の第2レンズ91での光ロスを抑え、より正面方向に光を取り出すことが可能になるので、正面方向への光取り出し効率(発光効率)を向上させることができる。その結果、高輝度化・低消費電力化を実現することができる。例えば、輝度視野角よりも正面輝度を重視するAR(拡張現実)/VR(仮想現実)グラスなどへの用途において効果を期待できる。
 <1-4.発光素子の変形例>
 実施形態に係る発光素子の変形例1から変形例3について図9から図11を参照して説明する。図9から図11は、それぞれ実施形態に係る発光素子PXの変形例(変形例1から変形例3)を説明するための図である。
 図9に示すように、変形例1において、カラーフィルタ層50は、図9中の右方向に距離X1(X1=Z1×tanθ)だけシフトされている。例えば、カラーフィルタ50Gの中心を通る法線(中心軸)は、対応する発光部ELの中心(例えば、アノード電極21の中心)を通る法線(中心軸)に対し、図9中の右方向に距離X1だけずれている。これは、他のカラーフィルタ50Rやカラーフィルタ50Bでも同様である。
 第1レンズ層60は、図9中の右方向に距離X2(X2=Z2×tanθ)だけシフトされている。例えば、第1レンズ61の中心を通る法線(中心軸)は、対応する発光部ELの中心を通る法線に対し、図9中の右方向に距離X2だけずれている。これは、他の第1レンズ61でも同様である。
 第2レンズ層90は、図9中の右方向に距離X3(X3=Z3×tanθ)だけシフトされている。例えば、第2レンズ91の中心を通る法線(中心軸)は、対応する発光部ELの中心を通る法線に対し、図9中の右方向に距離X3だけずれている。これは、他の第2レンズ91でも同様である。
 このような変形例1によれば、発光素子PXのカラーフィルタ層50や第1レンズ層60、第2レンズ層90などをシフトすることで、発光素子PXの主光線方向を制御することが可能になるので、配光特性を調整することができる。例えば、表示装置1のパネル外周側の領域内の各発光素子PXの主光線をパネル外周側から広がるように制御したり、あるいは、パネル中央側に集めるように制御したりすることができる。
 図10に示すように、変形例2において、カラーフィルタ層50は、変形例1(図9参照)と同様、図10中の右方向に距離X1(X1=Z1×tanθ)だけシフトされている。また、第1レンズ層60も、変形例1(図9参照)と同様、図10中の右方向に距離X2(X2=Z2×tanθ)だけシフトされている。
 第2レンズ層90は、第1レンズ層60と同様に、図10中の右方向に距離X2だけシフトされている。例えば、第2レンズ91の中心を通る法線は、対応する発光部ELの中心を通る法線に対し、図10中の右方向に距離X2だけずれている。これは、他の第2レンズ91でも同様である。
 第2レンズ91は、その第2レンズ91の縦断面の二つの底角(例えば、縦断面の左右のテーパ形状)が異なる錐台形状に形成されている。縦断面とは、第2レンズ91の高さ方向に平行な断面である。第2レンズ91の縦断面の二つの底角は、その第2レンズ91を含む発光素子PXと表示装置1の中心(表示パネルの中心)との離間距離に応じて調整される。これにより、第2レンズ91の斜辺の傾斜度合いを調整することが可能になるので、変形例1のように二段目の第2レンズ層90をシフトしなくても、配光特性を制御することができる。
 なお、変形例2では、発光素子PXと表示装置1の中心との離間距離に応じて錐台形状の第2レンズ91の縦断面の二つの底角が調整されるが、これに限定されるものではなく、例えば、表示装置1(表示パネル)が複数の領域に区分され、領域ごとに錐台形状の第2レンズ91の縦断面の二つの底角が調整されてもよい。表示装置1の領域区分としては、例えば、表示装置1の長手方向又は短手方向に並ぶ複数の領域に、また、表示装置1の長手方向及び短手方向の両方に並ぶ複数の領域に表示装置1を区分してもよい。
 図11に示すように、変形例3において、第1レンズ61の形状及び第2レンズ91の形状は同じであり、互いに同じ錐台形状である。例えば、第1レンズ61の形状及び第2レンズ91の形状は、同じ四角錐台形状である。
 なお、変形例3では、第1レンズ61の形状及び第2レンズ91の形状は同じ錐台形状であるが、これに限定されるものではなく、異なる錐台形状であってもよい。例えば、第1レンズ61の形状が円錐台形状であり、第2レンズ91の形状が角錐台形状であってもよい。また、第1レンズ61の形状が四角錐台形状であり、第2レンズ91の形状が八角錐台形状であってもよい。第2レンズ91の錐台形状の角数は、第1レンズ61の錐台形状の角数と同じであってもよく、場合によっては第1レンズ61の錐台形状の角数より多くても少なくてもよい。また、第2レンズ91の高さ又は底角は、第1レンズ61の高さ又は底角と同じであってもよく、場合によっては第1レンズ61の高さ又は底角より大きくても小さくてもよい。
 また、第1レンズ61及び第2レンズ91は二層である二段階で積層されているが、三層である三段階以上で積層されていてもよい。三段階以上のレンズの個々の形状は同じであっても、あるいは、異なっていてもよいが、少なくとも一つのレンズの形状は錐台形状である。
 また、第2レンズ91の平面形状(平面視の上面形状又は下面形状)は、アノード電極21の平面形状(外形)と同じ形状に形成されてもよい。発光部ELの発光面の平面形状は、概ね、アノード電極21の平面形状に倣った形状となることから、そのアノード電極21の平面外形に第2レンズ91の平面外形を合わせてもよい。
 <1-5.作用・効果>
 以上説明したように、実施形態に係る発光素子PXは、発光領域から光を出射する発光部ELと、発光部ELの発光領域の上方に設けられた半球形状又は錐台形状の第1レンズ61と、第1レンズ61の上方に設けられた錐台形状の第2レンズ91とを備える。これにより、第2レンズ91での全反射を抑制することが可能になるので、正面方向への光取り出し効率(発光効率)の向上、すなわち、光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、第2レンズ91の形状は、角錐台であってもよい。これにより、確実に光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、第2レンズ91の形状は、円錐台であってもよい。これにより、確実に光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、第1レンズ61の形状は、半球形状であって第2レンズ91の形状と異なってもよい。この場合でも、光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、第1レンズ61の形状は、錐台形状であって第2レンズ91の形状と同じであってもよい。これにより、確実に光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、第1レンズ61の形状は、錐台形状であって第2レンズ91の形状と異なっていてもよい。これにより、確実に光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、発光素子PXは、第1レンズ61と第2レンズ91との間に設けられた充填層70をさらに備えてもよい。これにより、第1レンズ61と第2レンズ91との適切な積層構造を実現することが可能になるので、確実に光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、充填層70の屈折率は、第1レンズ61の屈折率より低くてもよい。これにより、充填層70の屈折率と第1レンズ61の屈折率との差を大きくし、正面方向への光取り出し効率を向上させることができる。
 また、発光素子PXは、第2レンズ91の第1レンズ61側に設けられた平坦化層80(例えば、アクリル樹脂など)をさらに備えてもよい。これにより、第2レンズ91の剥がれを抑えることが可能になるので、確実に光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、第2レンズ91の底角は、第1レンズ61の高さに応じて設定されてもよい。これにより、第2レンズ91の全反射を制御することが可能になるので、確実に光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、第2レンズ91の底角は、第1レンズ61の高さが高くなるほど低くなるように設定されてもよい。これにより、第1レンズ61の高さに応じて、確実に光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、第2レンズ91の底角は、第1レンズ61の高さが低くなるほど高くなるように設定されてもよい。これにより、第1レンズ61の高さに応じて、確実に光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、第2レンズ91の底面積は、第1レンズ61の底面積より大きくてもよい。これにより、確実に光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、第2レンズ91の中心を通る法線である中心軸は、発光部ELの中心を通る法線である中心軸に対してずらされていてもよい。これにより、発光素子PXの主光線方向を制御することが可能になるので、所望方向への光取り出し効率を向上させることができる。
 また、第1レンズ61の中心を通る法線である中心軸は、発光部ELの中心を通る法線である中心軸に対して第2レンズ91の中心軸と同じ方向にずらされていてもよい。これにより、確実に所望方向への光取り出し効率を向上させることができる。
 また、第2レンズ91の縦断面の二つの底角は、異なっていてもよい。これにより、第2レンズ91の縦断面の二つの斜辺の傾斜度合いを調整し、発光素子PXの主光線方向を制御することが可能になるので、所望方向への光取り出し効率を向上させることができる。
 また、複数の発光素子PXにおいて第1発光素子PXの第1レンズ61と、第1発光素子PXに隣接する第2発光素子PXの第1レンズ61との離間距離は、0.25μm以下であってもよい。これにより、確実に光取り出し効率の向上を実現することができる。
 また、複数の発光素子PXにおいて第1発光素子PXの第2レンズ91と、第1発光素子PXに隣接する第2発光素子PXの第2レンズ91との離間距離は、0.1μm以下であってもよい。これにより、確実に光取り出し効率の向上を実現することができる。
 <2.他の実施形態>
 上述した実施形態(又は変形例)に係る処理は、上記実施形態以外にも種々の異なる形態(変形例)にて実施されてよい。例えば、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。また、上述した実施形態(又は変形例)は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。なお、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定されるものではない。
 例えば、カラーフィルタは、色材および/または量子ドットを構成する微粒子を含む構成にされてもよい。また、カラーフィルタは、所望の色材等を添加した周知のレジスト材料を用いて構成されればよい。色材として、周知の顔料や染料を用いることができる。また、量子ドットを構成する微粒子は、特に限定されるものではなく、例えば、発光性の半導体ナノ粒子が用いられてもよい。色材を含むカラーフィルタは、発光素子PXからの光のうち目的の波長範囲の光を透過させることでカラー表示を行う。また、量子ドットを構成する微粒子を含むカラーフィルタは、発光素子PXからの光の波長変換を行うことによってカラー表示を行う。
 また、カラーフィルタ配列(色パターン)としては、例えば、ベイヤー配列(例えば、RGBG、GRGB、RGGBなど)、RGB配列、RGBのストライプ配列、RGBのモザイク配列などの各種のパターンを用いることが可能であり、また、RGBの原色のカラーフィルタ以外にも、各種の補色のカラーフィルタを用いることが可能である。また、各カラーフィルタ(例えば、カラーフィルタ層50)の積層位置は、発光部ELから出射された光の光路上であれば、特に限定されるものではない。
 また、発光素子PXを構成する材料としては、透明な有機材料や無機材料から適宜好適なものが選択されて用いられる。発光素子PXは、例えば、透明材料層の上にレジストを形成し、エッチングを施すことによって得られる。
 また、発光部ELとしては、有機エレクトロルミネッセンス素子以外にも、LED素子や半導体レーザ素子などを用いることができる。これらは、周知の材料や方法を用いて構成される。平面型の表示装置を構成する観点からは、中でも、発光部ELとして有機エレクトロルミネッセンス素子を含む構成とすることが好ましい。
 また、発光素子PXは、光を共振させる共振器構造を備える構成とされてもよい。発光素子PXが共振器構造を備えることによって、発光素子PXの発光色を所定の表示色に設定することができるので、カラーフィルタは基本的には不要となる。ただし、波長が長い光の色純度を更に向上させるために、表示装置1は、赤色表示用の発光素子PXに対応したカラーフィルタを更に備えている構成とされてもよい。あるいは、表示色全般の色純度の向上のために、表示装置1は、赤色表示用の発光素子PX、緑色表示用の発光素子PXおよび青色表示用の発光素子PXに対応したカラーフィルタをさらに備える構成とされてもよい。
 また、基板10の構成材料としては、半導体材料やガラス材料、プラスチック材料などを用いることができる。半導体基板に形成されたトランジスタによって駆動回路A1を構成する場合には、例えば、シリコンから成る半導体基板にウェル領域を設け、ウェル内にトランジスタを形成する構成とすることができる。一方、薄膜トランジスタなどによって駆動回路A1を構成する場合には、ガラス材料やプラスチック材料から成る基板を用いてその上に半導体薄膜を形成し駆動回路A1を形成することができる。各種の配線は、周知の構成や構造とすることが可能である。
 また、表示装置1において、発光素子PXの発光を制御する駆動回路A1などの構成は特に限定されるものではない。駆動回路A1を構成するトランジスタの構成は、特に限定されるものではなく、例えば、pチャネル型の電界効果トランジスタであってもよいし、nチャネル型の電界効果トランジスタであってもよい。
 また、表示装置1において、発光素子PXは、いわゆる上面発光型である構成とされる。例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子から成る発光素子PXは、正孔輸送層、発光層、電子輸送層などを備えた有機層を、第1電極と第2電極で挟まれることによって構成される。カソードを共通化する場合、第1電極がアノード電極であり、第2電極がカソード電極である。第1電極は、基板10上に発光素子PXごとに設けられる。
 第1電極は、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)、もしくは、タンタル(Ta)などの仕事関数が高い金属の単体または合金などで形成されてもよい。また、第1電極は、誘電体多層膜またはアルミニウムなどの光反射性の高い薄膜の上に、酸化インジウム亜鉛(IZO)または酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電性材料を積層した積層電極として形成されてもよい。
 第2電極は、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)、アルカリ金属と銀との合金、アルカリ土類金属と銀との合金、マグネシウムとカルシウムとの合金、またはアルミニウムとリチウムとの合金などの仕事関数が低い金属または合金などで形成されてもよい。また、第2電極は、酸化インジウム亜鉛(IZO)または酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電性材料にて形成されてもよく、上述した仕事関数が低い材料からなる層と、酸化インジウム亜鉛(IZO)または酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電性材料からなる層との積層電極として形成されてもよい。
 また、有機層30は、複数の材料層が積層されて成り、共通の連続膜として、第1電極上を含む全面に設けられる。有機層30は、第1電極と第2電極との間に電圧が印加されることによって発光する。有機層30は、例えば、第1電極側から、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を順に積層した構造で構成される。有機層30を構成する正孔輸送材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、有機発光材料は、限定されるものではなく、周知の材料を用いることができる。
 また、有機層30は、複数の発光層が積層された構造を含んでいてもよい。例えば、赤色発光、青色発光及び緑色発光の発光層を積層することによって、あるいは、青色発光及び黄色発光の発光層を積層することによって、白色で発光する発光素子PXを構成することができる。また、表示すべき色に応じて、発光素子PXごとに発光層を塗分ける構成とすることもできる。
 また、画素は、一つの発光素子PXにより構成されてもよく、複数の発光素子PXにより構成されてもよい。例えば、画素は、複数の副画素(発光素子PX)により構成されてもよい。具体的には、一つの画素は、赤色表示副画素、緑色表示副画素、及び、青色表示副画素の3種の副画素から成る構成を用いることができる。また、一つの画素は、それらの3種の副画素に更に1種類あるいは複数種類の副画素を加えた1組(例えば、輝度向上のために白色光を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するために補色を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエローを発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエロー及びシアンを発光する副画素を加えた1組)を用いることができる。
 また、隣接する発光素子PXを区画する隔壁部が存在してもよく、この隔壁部は公知の無機材料や有機材料から適宜選択した材料を用いて形成されてもよい。例えば、隔壁部は、真空蒸着法やスパッタリング法に例示される物理的気相成長法(PVD法)、各種の化学的気相成長法(CVD法)などの周知の成膜方法と、エッチング法やリフトオフ法などの周知のパターニング法との組み合わせによって形成されてもよい。
 また、表示装置1の画素(ピクセル)の値としては、VGA(640,480)、S-VGA(800,600)、XGA(1024,768)、APRC(1152,900)、S-XGA(1280,1024)、U-XGA(1600,1200)、HD-TV(1920,1080)、Q-XGA(2048,1536)の他、(1920,1035)、(720,480)、(1280,960)等、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。
 <3.共振器構造の例>
 上述した本開示に係る表示装置1に用いられる発光素子PXである画素は、発光部で発生した光を共振させる共振器構造を備えている構成とすることができる。以下、図を参照して、各実施形態に適用される共振器構造について説明する。なお、必要に応じて符号にRGBのいずれかを付して区別することがある(図面でも同様である)。
 (共振器構造:第1例)
 図12は、共振器構造の第1例を説明するための模式的な断面図である。
 第1例において、第1電極501は各発光素子500において共通の膜厚で形成されている。第2電極502においても同様である。例えば、発光素子500は、上述した発光素子PXに相当し、第1電極501は、上述したアノード電極21に相当し、第2電極502は、上述したカソード電極として機能するカソード層40に相当する。
 発光素子500の第1電極501の下に、光学調整層503を挟んだ状態で、反射板504が配されている。反射板504と第2電極502との間に、有機層505が発生する光を共振させる共振器構造が形成される。例えば、有機層505は、上述した有機層30に相当する。
 反射板504は、各発光素子500において共通の膜厚で形成されている。光学調整層503の膜厚は、画素が表示すべき色に応じて異なっている。各光学調整層503R、503G、503Bがそれぞれ異なる膜厚を有することにより、表示すべき色に応じた光の波長に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。
 図12に示す例では、各発光素子500R、500G、500Bにおける反射板504の上面は揃うように配置されている。上述したように、光学調整層503の膜厚は、画素が表示すべき色に応じて異なっているので、第2電極502の上面の位置は、発光素子500の種類(各発光素子500R、500G、500B)に応じて相違する。
 反射板504は、例えば、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)等の金属、あるいは、これらを主成分とする合金を用いて形成することができる。
 光学調整層503は、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiOx)、シリコン酸窒化物(SiOxNy)などの無機絶縁材料や、アクリル系樹脂やポリイミド系樹脂などといった有機樹脂材料を用いてから構成することができる。光学調整層503は単層でも良いし、これら複数の材料の積層膜であってもよい。また、各発光素子500の種類に応じて積層数が異なっても良い。
 第1電極501は、インジウムスズ酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)、亜鉛酸化物(ZnO)などの透明導電材料を用いて形成することができる。
 第2電極502は、半透過反射膜として機能する必要がある。第2電極502は、マグネシウム(Mg)や銀(Ag)、またはこれらを主成分とするマグネシウム銀合金(MgAg)、さらには、アルカリ金属やアルカリ土類金属を含んだ合金などを用いて形成することができる。
 (共振器構造:第2例)
 図13は、共振器構造の第2例を説明するための模式的な断面図である。
 第2例においても、第1電極501や第2電極502は各発光素子500において共通の膜厚で形成されている。
 そして、第2例においても、発光素子500の第1電極501の下に、光学調整層503を挟んだ状態で、反射板504が配される。反射板504と第2電極502との間に、有機層505が発生する光を共振させる共振器構造が形成される。第1例と同様に、反射板504は各発光素子500において共通の膜厚で形成されており、光学調整層503の膜厚は、画素が表示すべき色に応じて異なっている。
 図12に示す第1例においては、各発光素子500R、500G、500Bにおける反射板504の上面は揃うように配置され、第2電極502の上面の位置は、発光素子500の種類に応じて相違していた。
 これに対し、図13に示す第2例において、第2電極502の上面は、各発光素子500R、500G、500Bで揃うように配置されている。第2電極502の上面を揃えるために、各発光素子500R、500G、500Bにおいて反射板504の上面は、発光素子500の種類に応じて異なるように配置されている。このため、反射板504の下面(換言すれば、図13に示す下地506の上面)は、発光素子500の種類に応じた階段形状となる。
 反射板504、光学調整層503、第1電極501および第2電極502を構成する材料などについては、第1例において説明した内容と同様であるので、説明を省略する。
 (共振器構造:第3例)
 図14は、共振器構造の第3例を説明するための模式的な断面図である。
 第3例においても、第1電極501や第2電極502は各発光素子500において共通の膜厚で形成されている。
 そして、第3例においても、発光素子500の第1電極501の下に、光学調整層503を挟んだ状態で、反射板504が配される。反射板504と第2電極502との間に、有機層505が発生する光を共振させる共振器構造が形成される。第1例や第2例と同様に、光学調整層503の膜厚は、画素が表示すべき色に応じて異なっている。そして、第2例と同様に、第2電極502の上面の位置は、各発光素子500R、500G、500Bにおいて揃うように配置されている。
 図13に示す第2例にあっては、第2電極502の上面を揃えるために、反射板504の下面は、発光素子500の種類に応じた階段形状であった。
 これに対し、図14に示す第3例において、反射板504の膜厚は、発光素子500の種類に応じて異なるように設定されている。より具体的には、反射板504R、504G、504Bの下面が揃うように膜厚が設定されている。
 反射板504、光学調整層503、第1電極501および第2電極502を構成する材料などについては、第1例において説明した内容と同様であるので、説明を省略する。
 (共振器構造:第4例)
 図15は、共振器構造の第4例を説明するための模式的な断面図である。
 図12に示す第1例において、各発光素子500の第1電極501や第2電極502は、共通の膜厚で形成されている。そして、発光素子500の第1電極501の下に、光学調整層503を挟んだ状態で、反射板504が配されている。
 これに対し、図15に示す第4例では、光学調整層503を省略し、第1電極501の膜厚を、発光素子500の種類に応じて異なるように設定した。
 反射板504は各発光素子500において共通の膜厚で形成されている。第1電極501の膜厚は、画素が表示すべき色に応じて異なっている。各第1電極501R、501G、501Bがそれぞれ異なる膜厚を有することにより、表示すべき色に応じた光の波長に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。
 反射板504、光学調整層503、第1電極501および第2電極502を構成する材料などについては、第1例において説明した内容と同様であるので、説明を省略する。
 (共振器構造:第5例)
 図16は、共振器構造の第5例を説明するための模式的な断面図である。
 図12に示す第1例において、第1電極501や第2電極502は各発光素子500において共通の膜厚で形成されている。そして、発光素子500の第1電極501の下に、光学調整層503を挟んだ状態で、反射板504が配されている。
 これに対し、図16に示す第5例にあっては、光学調整層503を省略し、代わりに、反射板504の表面に酸化膜507を形成した。酸化膜507の膜厚は、発光素子500の種類に応じて異なるように設定した。
 酸化膜507の膜厚は、画素が表示すべき色に応じて異なっている。各酸化膜507R、507G、507Bがそれぞれ異なる膜厚を有することにより、表示すべき色に応じた光の波長に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。
 酸化膜507は、反射板504の表面を酸化した膜であって、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などから構成される。酸化膜507は、反射板504と第2電極502との間の光路長(光学的距離)を調整するための絶縁膜として機能する。
 発光素子500の種類に応じて膜厚が異なる酸化膜507は、例えば、以下のようにして形成することができる。
 先ず、容器の中に電解液を充填し、反射板504が形成された基板を電解液の中に浸漬する。また、反射板504と対向するように電極を配置する。
 そして、電極を基準として正電圧を反射板504に印加して、反射板504を陽極酸化する。陽極酸化による酸化膜の膜厚は、電極に対する電圧値に比例する。そこで、各反射板504R、504G、504Bのそれぞれに発光素子500の種類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、膜厚の異なる酸化膜507を一括して形成することができる。
 反射板504、第1電極501および第2電極502を構成する材料などについては、第1例において説明した内容と同様であるので、説明を省略する。
 (共振器構造:第6例)
 図17は、共振器構造の第6例を説明するための模式的な断面図である。
 第6例において、発光素子500は、第1電極501と有機層505と第2電極502とが積層されて構成されている。但し、第6例において、第1電極501は、電極と反射板の機能を兼ねるように形成されている。第1電極(兼反射板)501は、発光素子500の種類に応じて選択された光学定数を有する材料によって形成されている。第1電極(兼反射板)501による位相シフトが異なることによって、表示すべき色に応じた光の波長に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電極(兼反射板)501は、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)などの単体金属や、これらを主成分とする合金から構成することができる。例えば、発光素子500Rの第1電極(兼反射板)501Rを銅(Cu)で形成し、発光素子500Gの第1電極(兼反射板)501Gと発光素子500Bの第1電極(兼反射板)501Bとをアルミニウムで形成するといった構成とすることができる。
 第2電極502を構成する材料などについては、第1例において説明した内容と同様であるので、説明を省略する。
 (共振器構造:第7例)
 図18は、共振器構造の第7例を説明するための模式的な断面図である。
 第7例は、基本的には、各発光素子500R、500Gについては第6例を適用し、発光素子500Bについては第1例を適用したといった構成である。この構成においても、表示すべき色に応じた光の波長に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。
 各発光素子500R、500Gに用いられる第1電極(兼反射板)501R、501Gは、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)などの単体金属や、これらを主成分とする合金から構成することができる。
 発光素子500Bに用いられる、反射板504B、光学調整層503Bおよび第1電極501Bを構成する材料などについては、第1例において説明した内容と同様であるので、説明を省略する。
 <4.シフト構造の例>
 上述した本開示に係る表示装置1に用いられる発光素子PXである画素は、発光部(例えば、発光部EL)、レンズ部材(例えば、第1レンズ61、第2レンズ91)及び波長選択部(例えば、カラーフィルタ層50)のいずれかをシフトさせるシフト構造を備えている構成とすることができる。以下、発光部の中心を通る法線LNと、レンズ部材の中心を通る法線LN’と、波長選択部の中心を通る法線LN”との関係について図19から図25を参照して説明する。図19から図25は、それぞれシフト構造の第1例から第7例を説明するための概念図である。
 なお、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、変えてもよいし、隣接する発光素子の波長選択部の間に光吸収層(ブラックマトリクス層)が設けられている場合、発光素子が出射する光に対応して、光吸収層の大きさを、適宜、変えてもよい。また、波長選択部の大きさを、発光部の中心を通る法線とカラーフィルタ層CFの中心を通る法線との間の距離(オフセット量)dに応じて、適宜、変えてもよい。波長選択部の平面形状は、レンズ部材の平面形状と同じであってもよいし、相似であってもよいし、異なっていてもよい。
 (シフト構造:第1例)
 図19に示すように、発光部の中心を通る法線LNと、波長選択部の中心を通る法線LN”と、レンズ部材の中心を通る法線LN’とは、一致している。すなわち、D=d=0である。
 (シフト構造:第2例)
 図20に示すように、発光部の中心を通る法線LNと、波長選択部の中心を通る法線LN”とは、一致しているが、発光部の中心を通る法線LN及び波長選択部の中心を通る法線LN”と、レンズ部材の中心を通る法線LN’とは、一致していない。すなわち、D≠d=0である。
 (シフト構造:第3例)
 図21に示すように、発光部の中心を通る法線LNと、波長選択部の中心を通る法線LN”及びレンズ部材の中心を通る法線LN’とは、一致しておらず、波長選択部の中心を通る法線LN”と、レンズ部材の中心を通る法線LN’とは、一致している。すなわち、D=d>0である。
 (シフト構造:第4例)
 図22に示すように、発光部の中心を通る法線LNと、波長選択部の中心を通る法線LN”及びレンズ部材の中心を通る法線LN’とは、一致しておらず、レンズ部材の中心を通る法線LN’は、発光部の中心を通る法線LN及び波長選択部の中心を通る法線LN”とは一致していない形態とすることもできる。ここで、発光部の中心とレンズ部材の中心(図22において黒丸で示す)とを結ぶ直線LL上に、波長選択部の中心(図22において黒四角で示す)が位置することが好ましい。具体的には、厚さ方向の発光部の中心から波長選択部の中心までの距離をLL、厚さ方向の波長選択部の中心からレンズ部材の中心までの距離をLLとしたとき、
 D>d>0
であり、製造上のバラツキを考慮した上で、
 d:D=LL:(LL+LL
を満足することが好ましい。
 (シフト構造:第5例)
 図23に示すように、発光部の中心を通る法線LNと、波長選択部の中心を通る法線LN”と、レンズ部材の中心を通る法線LN’とは、一致している。すなわち、D=d=0である。
 (シフト構造:第6例)
 図24に示すように、発光部の中心を通る法線LNと、波長選択部の中心を通る法線LN”及びレンズ部材の中心を通る法線LN’とは、一致しておらず、波長選択部の中心を通る法線LN”と、レンズ部材の中心を通る法線LN’とは、一致している。すなわち、D=d>0である。
 (シフト構造:第7例)
 図25に示すように、発光部の中心を通る法線LNと、波長選択部の中心を通る法線LN”及びレンズ部材の中心を通る法線LN’とは、一致しておらず、レンズ部材の中心を通る法線LN’は、発光部の中心を通る法線LN及び波長選択部の中心を通る法線LN”とは一致していない形態とすることもできる。ここで、発光部の中心とレンズ部材の中心とを結ぶ直線LL上に、波長選択部の中心が位置することが好ましい。具体的には、厚さ方向の発光部の中心から波長選択部の中心(図25において黒四角で示す)までの距離をLL、厚さ方向の波長選択部の中心からレンズ部材の中心(図25において黒丸で示す)までの距離をLLとしたとき、
 d>D>0
であり、製造上のバラツキを考慮した上で、
 D:d=LL:(LL+LL
を満足することが好ましい。
 <5.適用例>
 以上説明した実施形態に係る表示装置1は、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示する、あらゆる分野の電子機器の表示部として用いることができる。例えば、スマートフォンや携帯電話機等の携帯端末装置、デジタルスチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(頭部装着型ディスプレイ)、シースルーヘッドマウントディスプレイ、テレビジョン装置、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、電子ブック、ゲーム機器等の表示部として、実施形態に係る表示装置1を用いることができる。
 なお、実施形態に係る表示装置は、封止された構成のモジュール形状のものを含んでもよい。表示モジュールには、外部から発光領域への信号等を入出力するための回路部やフレキシブルプリントサーキット(FPC)などが設けられていてもよい。
 以下に、実施形態に係る表示装置を用いる電子機器の具体例(適用例)として、スマートフォン、デジタルスチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、シースルーヘッドマウントディスプレイ、テレビジョン装置、乗物を例示する。ただし、ここで例示する具体例は一例に過ぎず、これに限られるものではない。
 (具体例1)
 図26は、スマートフォン400の外観の一例を示す図である。図26に示すように、スマートフォン400は、各種情報を表示する表示部401と、ユーザによる操作入力を受け付けるボタン等から構成される操作部403とを備える。表示部401は、本実施形態に係る表示装置1により構成される。
 (具体例2)
 図27及び図28は、それぞれデジタルスチルカメラ410の外観の一例を示す図である。図27はデジタルスチルカメラ410の正面図を示し、図28はデジタルスチルカメラ410の背面図を示す。図27及び図28に示すように、デジタルスチルカメラ410は、例えば、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのものであり、カメラ本体部(カメラボディ)411の正面略中央に交換式の撮影レンズユニット(交換レンズ)413を有し、正面左側に撮影者が把持するためのグリップ部415を有している。
 カメラ本体部411の背面中央から左側にずれた位置には、モニタ417が設けられている。モニタ417の上部には、電子ビューファインダ(接眼窓)419が設けられている。撮影者は、電子ビューファインダ419を覗くことによって、撮影レンズユニット413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。モニタ417及び電子ビューファインダ419の両方又は一方は、実施形態に係る表示装置1により構成される。
 (具体例3)
 図29は、ヘッドマウントディスプレイ420の外観の一例を示す図である。図29に示すように、ヘッドマウントディスプレイ420は、例えば、眼鏡形の表示部421の両側に、使用者の頭部に装着するための耳掛け部423を有している。表示部421は、実施形態に係る表示装置1により構成される。
 (具体例4)
 図30は、シースルーヘッドマウントディスプレイ430の外観の一例を示す図である。図30に示すように、シースルーヘッドマウントディスプレイ430は、本体部431、アーム433および鏡筒435で構成される。本体部431は、アーム433および眼鏡437と接続される。具体的には、本体部431の長辺方向の端部はアーム433と結合され、本体部431の側面の一側は接続部材(図示せず)を介して眼鏡437と連結される。なお、本体部431は、直接的に人体の頭部に装着されてもよい。
 本体部431は、シースルーヘッドマウントディスプレイ430の動作を制御するための制御基板や表示部を内蔵する。アーム433は、本体部431と鏡筒435とを接続し、鏡筒435を支える。具体的には、アーム433は、本体部431の端部および鏡筒435の端部とそれぞれ結合され、鏡筒435を固定する。また、アーム433は、本体部431から鏡筒435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する。
 鏡筒435は、本体部431からアーム433を経由して提供される画像光を、眼鏡437のレンズを通じて、シースルーヘッドマウントディスプレイ430を装着するユーザの目に向かって投射する。このシースルーヘッドマウントディスプレイ430において、本体部431の表示部は、実施形態に係る表示装置1により構成される。
 (具体例5)
 図31は、テレビジョン装置440の外観の一例を示す図である。図31に示すように、テレビジョン装置440は、映像表示画面部441を有している。映像表示画面部441は、例えば、フロントパネル443およびフィルターガラス445を含む。映像表示画面部441は、実施形態に係る表示装置1により構成される。
 (具体例6)
 図32及び図33は、それぞれ乗物600の内部の構成を示す図である。図32は乗物600の後方から前方にかけての乗物600の内部の様子を示し、図33は乗物600の斜め後方から斜め前方にかけての乗物600の内部の様子を示す。
 図32及び図33に示すように、乗物600は、センターディスプレイ701と、コンソールディスプレイ702と、ヘッドアップディスプレイ703と、デジタルリアミラー704と、ステアリングホイールディスプレイ705と、リアエンタテイメントディスプレイ706とを有する。これらのディスプレイ701~706のいずれか又は全ては、実施形態に係る表示装置1により構成される。
 センターディスプレイ701は、ダッシュボード605において運転席601及び助手席602に対向する場所に配置されている。図32及び図33では、運転席601側から助手席602側まで延びる横長形状のセンターディスプレイ701の例を示すが、センターディスプレイ701の画面サイズや配置場所は任意である。センターディスプレイ701には、種々のセンサで検知された情報を表示可能である。具体的な一例として、センターディスプレイ701には、イメージセンサで撮影した撮影画像、ToFセンサで計測された乗物前方や側方の障害物までの距離画像、赤外線センサで検出された乗客の体温などを表示可能である。センターディスプレイ701は、例えば、安全関連情報、操作関連情報、ライフログ、健康関連情報、認証/識別関連情報、及びエンタテイメント関連情報の少なくとも一つを表示するために用いることができる。
 安全関連情報は、居眠り検知、よそ見検知、同乗している子供のいたずら検知、シートベルト装着有無、乗員の置き去り検知などの情報であり、例えばセンターディスプレイ701の裏面側に重ねて配置されたセンサにて検知される情報である。操作関連情報は、センサを用いて乗員の操作に関するジェスチャを検知する。検知されるジェスチャは、乗物600内の種々の設備の操作を含んでいてもよい。例えば、空調設備、ナビゲーション装置、AV装置、照明装置等の操作を検知する。ライフログは、乗員全員のライフログを含む。例えば、ライフログは、乗車中の各乗員の行動記録を含む。ライフログを取得及び保存することで、事故時に乗員がどのような状態であったかを確認できる。健康関連情報は、温度センサを用いて乗員の体温を検知し、検知した体温に基づいて乗員の健康状態を推測する。あるいは、イメージセンサを用いて乗員の顔を撮像し、撮像した顔の表情から乗員の健康状態を推測してもよい。さらに、乗員に対して自動音声で会話を行って、乗員の回答内容に基づいて乗員の健康状態を推測してもよい。認証/識別関連情報は、センサを用いて顔認証を行うキーレスエントリ機能や、顔識別でシート高さや位置の自動調整機能などを含む。エンタテイメント関連情報は、センサを用いて乗員によるAV装置の操作情報を検出する機能や、センサで乗員の顔を認識して、乗員に適したコンテンツをAV装置にて提供する機能などを含む。
 コンソールディスプレイ702は、例えばライフログ情報の表示に用いることができる。コンソールディスプレイ702は、運転席601と助手席602の間のセンターコンソール607のシフトレバー608の近くに配置されている。コンソールディスプレイ702にも、種々のセンサで検知された情報を表示可能である。また、コンソールディスプレイ702には、イメージセンサで撮像された車両周辺の画像を表示してもよいし、車両周辺の障害物までの距離画像を表示してもよい。
 ヘッドアップディスプレイ703は、運転席601の前方のフロントガラス604の奥に仮想的に表示される。ヘッドアップディスプレイ703は、例えば、安全関連情報、操作関連情報、ライフログ、健康関連情報、認証/識別関連情報、及びエンタテイメント関連情報の少なくとも一つを表示するために用いることができる。ヘッドアップディスプレイ703は、運転席601の正面に仮想的に配置されることが多いため、乗物600の速度や燃料(バッテリ)残量などの乗物600の操作に直接関連する情報を表示するのに適している。
 デジタルリアミラー704は、乗物600の後方を表示できるだけでなく、後部座席の乗員の様子も表示できるため、デジタルリアミラー704の裏面側に重ねてセンサを配置することで、例えばライフログ情報の表示に用いることができる。
 ステアリングホイールディスプレイ705は、乗物600のハンドル606の中央付近に配置されている。ステアリングホイールディスプレイ705は、例えば、安全関連情報、操作関連情報、ライフログ、健康関連情報、認証/識別関連情報、及びエンタテイメント関連情報の少なくとも一つを表示するために用いることができる。特に、ステアリングホイールディスプレイ705は、運転者の手の近くにあるため、運転者の体温等のライフログ情報を表示したり、AV装置や空調設備等の操作に関する情報などを表示したりするのに適している。
 リアエンタテイメントディスプレイ706は、運転席601や助手席602の背面側に取り付けられており、後部座席の乗員が視聴するためのものである。リアエンタテイメントディスプレイ706は、例えば、安全関連情報、操作関連情報、ライフログ、健康関連情報、認証/識別関連情報、及びエンタテイメント関連情報の少なくとも一つを表示するために用いることができる。特に、リアエンタテイメントディスプレイ706は、後部座席の乗員の目の前にあるため、後部座席の乗員に関連する情報が表示される。例えば、AV装置や空調設備の操作に関する情報を表示したり、後部座席の乗員の体温等を温度センサで計測した結果を表示したりしてもよい。
 上述したように、ディスプレイの裏面側に重ねてセンサを配置することで、周囲に存在する物体までの距離を計測することができる。光学的な距離計測の手法には、大きく分けて、受動型と能動型がある。受動型は、センサから物体に光を投光せずに、物体からの光を受光して距離計測を行うものである。受動型には、レンズ焦点法、ステレオ法、及び単眼視法などがある。能動型は、物体に光を投光して、物体からの反射光をセンサで受光して距離計測を行うものである。能動型には、光レーダ方式、アクティブステレオ方式、照度差ステレオ法、モアレトポグラフィ法、干渉法などがある。実施形態に係る表示装置1は、これらのどの方式の距離計測にも適用可能である。実施形態に係る表示装置1の裏面側に重ねて配置されるセンサを用いることで、上述した受動型又は能動型の距離計測を行うことができる。
 なお、各実施形態に係る表示装置1が適用され得る電子機器は、上記例示に限定されない。各実施形態に係る表示装置1は、外部から入力された画像信号、または内部で生成された画像信号に基づいて表示を行うあらゆる分野の電子機器の表示部に適用することが可能である。つまり、本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、各実施形態に係る表示装置1は、上述した乗物600のように、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械(トラクター)などのいずれかの種類の移動体の表示部として実現されてもよい。また、例えば、各実施形態に係る表示装置1は、内視鏡手術システムや顕微鏡手術システム等に含まれる表示部に適用されてもよい。
 以上、添付図面を参照しながら本開示の各実施形態、各変形例、各適用例などについて詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
 <6.付記>
 なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
 発光領域から光を出射する発光部と、
 前記発光部の前記発光領域の上方に設けられた半球形状又は錐台形状の第1レンズと、
 前記第1レンズの上方に設けられた錐台形状の第2レンズと、
を備える発光素子。
(2)
 前記第2レンズの形状は、角錐台である、
 上記(1)に記載の発光素子。
(3)
 前記第2レンズの形状は、円錐台である、
 上記(1)に記載の発光素子。
(4)
 前記第1レンズの形状は、半球形状であって前記第2レンズの形状と異なる、
 上記(1)から(3)のいずれか一つに記載の発光素子。
(5)
 前記第1レンズの形状は、錐台形状であって前記第2レンズの形状と同じである、
 上記(1)から(3)のいずれか一つに記載の発光素子。
(6)
 前記第1レンズの形状は、錐台形状であって前記第2レンズの形状と異なる、
 上記(1)から(3)のいずれか一つに記載の発光素子。
(7)
 前記第1レンズと前記第2レンズとの間に設けられた充填層をさらに備える、
 上記(1)から(6)のいずれか一つに記載の発光素子。
(8)
 前記充填層の屈折率は、前記第1レンズの屈折率より低い、
 上記(7)に記載の発光素子。
(9)
 前記第2レンズの前記第1レンズ側に設けられた平坦化層をさらに備える、
 上記(1)から(8)のいずれか一つに記載の発光素子。
(10)
 前記第2レンズの底角は、前記第1レンズの高さに応じて設定される、
 上記(1)から(9)のいずれか一つに記載の発光素子。
(11)
 前記第2レンズの底角は、前記第1レンズの高さが高くなるほど低くなるように設定される、
 上記(10)に記載の発光素子。
(12)
 前記第2レンズの底角は、前記第1レンズの高さが低くなるほど高くなるように設定される、
 上記(10)に記載の発光素子。
(13)
 前記第2レンズの底面積は、前記第1レンズの底面積より大きい、
 上記(1)から(12)のいずれか一つに記載の発光素子。
(14)
 前記第2レンズの中心を通る法線である中心軸は、前記発光部の中心を通る法線である中心軸に対してずらされている、
 上記(1)から(13)のいずれか一つに記載の発光素子。
(15)
 前記第1レンズの中心を通る法線である中心軸は、前記発光部の中心を通る法線である中心軸に対して前記第2レンズの前記中心軸と同じ方向にずらされている、
 上記(14)に記載の発光素子。
(16)
 前記第2レンズの縦断面の二つの底角は、異なっている、
 上記(1)から(15)のいずれか一つに記載の発光素子。
(17)
 複数の発光素子を備え、
 前記複数の発光素子は、
 発光領域から光を出射する発光部と、
 前記発光部の前記発光領域の上方に設けられた半球形状又は錐台形状の第1レンズと、
 前記第1レンズの上方に設けられた錐台形状の第2レンズと、
をそれぞれ有する、
 表示装置。
(18)
 前記複数の発光素子において第1発光素子の前記第1レンズと、前記第1発光素子に隣接する第2発光素子の前記第1レンズとの離間距離は、0.25μm以下である、
 上記(17)に記載の表示装置。
(19)
 前記複数の発光素子において第1発光素子の前記第2レンズと、前記第1発光素子に隣接する第2発光素子の前記第2レンズとの離間距離は、0.1μm以下である、
 上記(17)又は(18)に記載の表示装置。
(20)
 複数の発光素子を有する表示装置を備え、
 前記複数の発光素子は、
 発光領域から光を出射する発光部と、
 前記発光部の前記発光領域の上方に設けられた半球形状又は錐台形状の第1レンズと、
 前記第1レンズの上方に設けられた錐台形状の第2レンズと、
をそれぞれ有する、
 電子機器。
(21)
 上記(1)から(16)のいずれか一つに記載の複数の発光素子を備える表示装置。
(22)
 上記(21)に記載の表示装置又は上記(17)から(19)のいずれか一つに記載の表示装置を備える電子機器。
 1   表示装置
 10  基板
 11  水平駆動回路
 12  垂直駆動回路
 20  アノード層
 21  アノード電極
 22  絶縁層
 23  コンタクトプラグ
 30  有機層
 40  カソード層
 50  カラーフィルタ層
 50B カラーフィルタ
 50G カラーフィルタ
 50R カラーフィルタ
 60  第1レンズ層
 61  第1レンズ
 70  充填層
 80  平坦化層
 90  第2レンズ層
 91  第2レンズ
 100 封止層
 110 透明基板
 A1  駆動回路
 DTL 信号線
 EL  発光部
 PS1 給電線
 PS2 共通給電線
 PX  発光素子
 PX1 発光素子
 SCL 走査線
 TR 駆動トランジスタ
 TR 書込みトランジスタ

Claims (20)

  1.  発光領域から光を出射する発光部と、
     前記発光部の前記発光領域の上方に設けられた半球形状又は錐台形状の第1レンズと、
     前記第1レンズの上方に設けられた錐台形状の第2レンズと、
    を備える発光素子。
  2.  前記第2レンズの形状は、角錐台である、
     請求項1に記載の発光素子。
  3.  前記第2レンズの形状は、円錐台である、
     請求項1に記載の発光素子。
  4.  前記第1レンズの形状は、半球形状であって前記第2レンズの形状と異なる、
     請求項1に記載の発光素子。
  5.  前記第1レンズの形状は、錐台形状であって前記第2レンズの形状と同じである、
     請求項1に記載の発光素子。
  6.  前記第1レンズの形状は、錐台形状であって前記第2レンズの形状と異なる、
     請求項1に記載の発光素子。
  7.  前記第1レンズと前記第2レンズとの間に設けられた充填層をさらに備える、
     請求項1に記載の発光素子。
  8.  前記充填層の屈折率は、前記第1レンズの屈折率より低い、
     請求項7に記載の発光素子。
  9.  前記第2レンズの前記第1レンズ側に設けられた平坦化層をさらに備える、
     請求項1に記載の発光素子。
  10.  前記第2レンズの底角は、前記第1レンズの高さに応じて設定される、
     請求項1に記載の発光素子。
  11.  前記第2レンズの底角は、前記第1レンズの高さが高くなるほど低くなるように設定される、
     請求項10に記載の発光素子。
  12.  前記第2レンズの底角は、前記第1レンズの高さが低くなるほど高くなるように設定される、
     請求項10に記載の発光素子。
  13.  前記第2レンズの底面積は、前記第1レンズの底面積より大きい、
     請求項1に記載の発光素子。
  14.  前記第2レンズの中心を通る法線である中心軸は、前記発光部の中心を通る法線である中心軸に対してずらされている、
     請求項1に記載の発光素子。
  15.  前記第1レンズの中心を通る法線である中心軸は、前記発光部の中心を通る法線である中心軸に対して前記第2レンズの前記中心軸と同じ方向にずらされている、
     請求項14に記載の発光素子。
  16.  前記第2レンズの縦断面の二つの底角は、異なっている、
     請求項1に記載の発光素子。
  17.  複数の発光素子を備え、
     前記複数の発光素子は、
     発光領域から光を出射する発光部と、
     前記発光部の前記発光領域の上方に設けられた半球形状又は錐台形状の第1レンズと、
     前記第1レンズの上方に設けられた錐台形状の第2レンズと、
    をそれぞれ有する、
     表示装置。
  18.  前記複数の発光素子において第1発光素子の前記第1レンズと、前記第1発光素子に隣接する第2発光素子の前記第1レンズとの離間距離は、0.25μm以下である、
     請求項17に記載の表示装置。
  19.  前記複数の発光素子において第1発光素子の前記第2レンズと、前記第1発光素子に隣接する第2発光素子の前記第2レンズとの離間距離は、0.1μm以下である、
     請求項17に記載の表示装置。
  20.  複数の発光素子を有する表示装置を備え、
     前記複数の発光素子は、
     発光領域から光を出射する発光部と、
     前記発光部の前記発光領域の上方に設けられた半球形状又は錐台形状の第1レンズと、
     前記第1レンズの上方に設けられた錐台形状の第2レンズと、
    をそれぞれ有する、
     電子機器。
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