WO2024090374A1 - 発光装置、表示装置、撮像装置および電子機器 - Google Patents

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翔馬 日當
博晃 佐野
幸司 石津谷
典史 梶本
希之 伊藤
陽次郎 松田
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キヤノン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a light-emitting device, a display device, an imaging device, and an electronic device.
  • Organic light-emitting elements also known as organic electroluminescence elements (organic EL elements) are electronic elements that have a pair of electrodes and an organic compound layer disposed between these electrodes. By injecting electrons and holes from the pair of electrodes into the organic compound layer, excitons of the light-emitting organic compound in the organic compound layer are generated, and light is emitted when the excitons return to the ground state. Recent progress in organic light-emitting elements has been remarkable, with progress being made in lower driving voltages, a variety of emission wavelengths, high-speed responsiveness, and thinner, lighter light-emitting devices.
  • an organic light-emitting element As a method for manufacturing an organic light-emitting element, a method of forming an organic layer for each color using a fine mask, photolithography, etc. (hereinafter referred to as a paint-by-color method) is known.
  • a tandem-type organic light-emitting element having a structure in which a charge generation layer is provided between multiple light-emitting layers to improve the power consumption of the organic light-emitting element is known.
  • an electric field is applied between the lower electrode and the upper electrode, carriers are generated in the charge generation layer, and the carriers are supplied to the first light-emitting unit and the second light-emitting unit.
  • U.S. Patent Application Publication No. 2015/0188087 discloses a configuration in which a paint-by-color method is applied to a tandem-type organic light-emitting element to improve the power consumption and driving life of an organic display device.
  • the area of the light-emitting layer corresponding to one subpixel may be restricted due to process accuracy and the effect of damage to the organic layer by lithography. This may reduce the ratio of the area of the light-emitting region to the area of the subpixel, so-called aperture ratio.
  • the paint-by-color process may occur more than once, which is likely to further limit the aperture ratio. When the aperture ratio is reduced, there is a problem that the power consumption and driving life are insufficient.
  • the proportion of non-light-emitting regions in the pixel increases, which causes the non-light-emitting regions to be viewed in a lattice pattern in the displayed image, which is called a screen door effect, and there may be a problem that the display quality is reduced.
  • Such a decrease in display quality is particularly noticeable when used in display devices that are used close to the eyes, such as head-mounted displays and electronic viewfinders.
  • One aspect of the present invention provides technology that is advantageous for reducing power consumption, improving drive life, and improving display quality.
  • One aspect of the present invention relates to a light-emitting device having a plurality of light-emitting sections on a surface of a substrate, each of the plurality of light-emitting sections having, in that order, a first electrode on the surface, a first light-emitting layer, a charge generating layer, a second light-emitting layer that generates light of the same color as the color of light generated by the first light-emitting layer, and a second electrode, the plurality of light-emitting sections including a light-emitting section that generates light of a first wavelength and a light-emitting section that generates light of a second wavelength different from the first wavelength, and a lens having positive power is provided above each of the plurality of light-emitting sections.
  • 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a light emitting device according to a first embodiment.
  • 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a light emitting device according to a first embodiment.
  • 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a light emitting device according to a first embodiment.
  • 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a light emitting device according to a first embodiment.
  • 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a light emitting device according to a first embodiment.
  • 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a light emitting device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an arrangement of a plurality of light-emitting portions (sub-pixels) in the light-emitting device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an arrangement of a plurality of light-emitting portions (sub-pixels) in the light-emitting device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an arrangement of a plurality of light-emitting portions (sub-pixels) in the light-emitting device according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a light emitting device according to a first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a light emitting device according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a light emitting device according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a display device according to a third embodiment.
  • 13A and 13B are schematic diagrams showing an imaging device and an electronic device according to a third embodiment.
  • 13A and 13B are schematic diagrams showing an imaging device and an electronic device according to a third embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a display device according to a third embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a display device according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an illumination device and a moving object according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an illumination device and a moving object according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a wearable device according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a wearable device according to a third embodiment.
  • the light-emitting device has a plurality of light-emitting sections on the surface of the substrate.
  • Each of the plurality of light-emitting sections may have, in this order, a first electrode, a first light-emitting layer, a charge generating layer, a second light-emitting layer that generates light of the same color as the color of light generated by the first light-emitting layer, and a second electrode on the surface of the substrate.
  • the plurality of light-emitting sections may include a light-emitting section that generates light of a first wavelength, and a light-emitting section that generates light of a second wavelength different from the first wavelength.
  • a lens having a positive power may be provided on each of the plurality of light-emitting sections.
  • the lens may be understood as a microlens.
  • the direction perpendicular to the surface (principal surface) of the substrate is described as the "vertical direction”
  • the direction parallel to the surface of the substrate is described as the “horizontal direction”.
  • the apex (end) of the curved portion in the vertical direction is simply described as the "apex of the curved portion”.
  • various members may be provided on the substrate.
  • the same color means that the difference in the emission wavelength peaks may be within 30 nm, may be within 15 nm, or may be the same wavelength.
  • the light-emitting device 100 of FIG. 1 may include a substrate 1, a first light-emitting portion SP1, and a second light-emitting portion SP2.
  • a microlens 16 may be arranged on each of the first light-emitting portion SP1 and the second light-emitting portion SP2.
  • the first light-emitting portion SP1 has a first light-emitting layer 5, a charge generation layer 8, and a second light-emitting layer 10 in this order on the surface of the substrate 1, and the second light-emitting portion SP2 has a third light-emitting layer 6, a charge generation layer 8, and a fourth light-emitting layer 11 in this order on the surface of the substrate 1.
  • the first light-emitting layer 5 and the second light-emitting layer 10 generate light of a first color
  • the third light-emitting layer 6 and the fourth light-emitting layer 11 generate light of a second color different from the first color.
  • the first light-emitting layer 5 and the third light-emitting layer 6 may be formed by a coating method using, for example, a fine mask, photolithography, or the like.
  • the second light-emitting layer 10 and the fourth light-emitting layer 11 can be formed by, for example, a coating method using a fine mask, photolithography, etc.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an enlarged view of the first light-emitting unit SP1 and the corresponding microlens 16 in FIG. 1.
  • the configuration of the first light-emitting unit SP1 will be described as a representative example, but other light-emitting units may have a similar configuration.
  • FIG. 1 and FIG. 2 are schematic diagrams showing a cross section of the light-emitting device 100 cut along a plane that is parallel to the normal to the surface of the substrate 1 and passes through the apex of the curved portion of the microlens 16.
  • the refractive index n 1 of the microlens 16 is greater than 1, and the curved portion of the microlens 16 is formed of a part of a spherical surface, and is a curved portion that is convex (i.e., convex upward) in a direction away from the surface of the substrate 1.
  • the light-emitting device 100 does not include a layer between the light-emitting unit 13 and the microlens 16 that has a refractive index smaller than the refractive index n 1 of the microlens 16. As shown in FIG.
  • the curved portion of the microlens 16 has the effect of directing the light emitted from the light-emitting portion in an oblique direction in the front direction in air (in a direction parallel to the normal to the surface of the substrate 1), that is, it has a positive power with respect to the light from the light-emitting portion.
  • the microlens 16 has the effect of collimating the light emitted from the light-emitting portion in an oblique direction in the normal direction to the surface of the substrate 1.
  • the shape of the bottom portion of the microlens 16 (the shape connecting the ends of the curved portion of the microlens) when observed from the normal direction of the surface of the substrate 1 can be a circle with a radius r. If the opening OP of the light-emitting portion SP1 is a circle with a radius a, when the microlens 16 is not provided, the area of the light-emitting portion SP1 is ⁇ a 2. On the other hand, when the microlens 16 is provided as in this embodiment, due to the positive power of the curved portion of the microlens 16, the area (apparent light-emitting area) that is emitted when observed from the front direction is expanded to a maximum of ⁇ r 2 .
  • This magnification effect increases the amount of light extracted to the front, improving power consumption and driving life. Furthermore, the apparent light-emitting area in the pixel increases and the area of the non-light-emitting area decreases, suppressing the degradation of display quality caused by the screen door effect caused by the non-light-emitting area being visible. Therefore, such a configuration is advantageous for application to display devices that are placed close to the eyes, such as display devices applied to smart glasses and electronic viewfinders.
  • the curved portion of the microlens 16 is a part of a spherical surface.
  • the position (second position) at which the inclination angle ⁇ (angle with respect to a plane parallel to the surface of the substrate 1) of the curved portion of the microlens 16 is maximum is the end of the curved portion of the microlens 16.
  • the vertical (first direction) distance (microlens height) from the apex (first position) of the curved portion to the end (second position) of the curved portion is h
  • the horizontal (second direction) distance from the apex of the curved portion to the end of the curved portion is r.
  • the curved portion of the microlens is part of a sphere, and the point where the inclination angle ⁇ is the largest is the end of the curved portion.
  • the curved portion may be aspheric, and the second position where the inclination angle ⁇ is the largest may not be the end of the curved portion, and the microlens 16 may have a thickness at the second position.
  • the shape of the opening is not limited to a circle, and may be, for example, a square, a rectangle other than a square, or a polygon. In this case, the distance from the center to the end of the opening in a cross section perpendicular to the surface of the substrate may be a.
  • the refractive index of the medium from the light-emitting section to the microlens is considered to be equal to the refractive index n 1 of the microlens.
  • a layer having a refractive index different from that of the microlens may be disposed between the light-emitting section and the microlens, or multiple layers having different refractive indices may be disposed.
  • a protective layer having a refractive index n 2 may be disposed between the light-emitting section and the microlens, and n 1 ⁇ n 2.
  • FIG. 3 A more preferable condition when there is a layer between the light-emitting section and the microlens, the refractive index of which is different from that of the microlens, will be described with reference to Fig. 3.
  • the vertical distance from the first position to the second position of the microlens 16 with a refractive index of n1 is h
  • the horizontal distance is r
  • the opening of the light-emitting section is a circle with a radius of a.
  • the thickness of the microlens 16 at the second position is H1 .
  • the light ray angle ⁇ 1 at which the light ray refracted at the second position and extracted to the front is incident on the microlens 16 at the second position is given by the following equation, as in the previous example, using the inclination angle ⁇ at the second position.
  • the light ray angle ⁇ 2 in the protective layer 15 is given by the following formula, taking into consideration the refraction at the interface between the microlens 16 and the protective layer 15.
  • the medium between the light-emitting section and the microlens is not limited to a protective layer, and may be one or more other functional layers such as a color filter layer and/or a planarization layer.
  • the refractive index of the thickest layer may be n 2 , or the average value of the refractive indexes weighted by the thickness of each layer may be used.
  • the condition under which the light refracted at the second position and extracted to the front is emitted from the light-emitting section may be considered by calculating the light ray angle taking into account the refraction at the interface of each layer.
  • the light ray angle in the i-th layer is given by the following formula as in the above example.
  • Figures 4 and 5 are cross-sectional views that show an example of a configuration in which layers with different refractive indexes are provided between the light-emitting section and the microlens 16.
  • two adjacent light-emitting sections are shown.
  • Two layers L3 and L2 are arranged between the light-emitting section and the microlens 16 with a refractive index of n1 , and the refractive indexes are n2 and n3 , respectively.
  • the layer L3 may be, for example, a protective layer
  • the layer L2 may be, for example, a color filter or a planarization layer.
  • the magnitude relationship of the refractive index is n2 ⁇ n1 ⁇ n3 .
  • the magnitude relationship of the angles a, b, and c is a ⁇ c ⁇ b according to the magnitude relationship of the refractive index.
  • the light ray is bent in the front direction at the interface between the layer L3 and the microlens 16, as shown in the figure, the light from the light-emitting section may be emitted in a direction close to the front from the microlens of the adjacent light-emitting element.
  • the radiation angle from the light-emitting unit is large, and light with poor color purity is easily visible, so there is a possibility that the color purity will decrease.
  • a ⁇ b ⁇ c is satisfied, so that the light emitted in an oblique direction from the light-emitting unit is refracted to a wider angle side at the interface between the layer L3 and the microlens 16, and is therefore less likely to be emitted in the front direction, and the decrease in color purity can be suppressed.
  • the decrease in color purity can be suppressed by using a configuration that does not include a layer with a refractive index smaller than the refractive index of the microlens between the microlens and the light-emitting unit.
  • the effect of improving the light extraction efficiency of the microlens 16 is provided by the expansion of the apparent light-emitting area by providing the microlens. Therefore, this effect can be considered to be roughly proportional to the ratio of the apparent light-emitting area to the area of the opening of the light-emitting section.
  • the greater the ratio r/a of the horizontal distance r from the first position to the second position of the microlens to the width a of the opening the greater the effect of improving the light extraction efficiency and the greater the effect of reducing power consumption.
  • the larger the h/r the greater the lens aberration, which may result in some light rays that cannot be effectively used, and thus a decrease in light extraction efficiency. Therefore, the smaller the h/r, the better, and it is preferable that h/r ⁇ 0.95, and even more preferable that h/r ⁇ 0.8.
  • the light-emitting device 100 may include a substrate 1, a plurality of first electrodes 2, an insulating layer (bank) 3, an organic film 13, a second electrode 14, a protective layer 15, and a microlens 16.
  • the plurality of first electrodes 2 are provided on the surface of the substrate 1.
  • the organic film 13 may include a first functional layer 4, a first light-emitting layer 5 and a third light-emitting layer 6, a second functional layer 7, a charge generating layer 8, a third functional layer 9, a second light-emitting layer 10 and a fourth light-emitting layer 11, and a fourth functional layer 12.
  • the first light-emitting layer 5 and the third light-emitting layer 6 are disposed between the first functional layer 4 and the second functional layer 7, and the second light-emitting layer 10 and the fourth light-emitting layer 11 are disposed between the third functional layer 9 and the fourth functional layer 12.
  • the second electrode 12 is disposed on the organic layer 13.
  • the organic layer 13 constitutes a light-emitting portion, and emits light due to a potential difference applied between the first electrode 2 and the second electrode 14.
  • the insulating layer 3 is arranged to form a bank and insulate the first electrodes 2 from one another.
  • the insulating layer 3 has an opening OP that exposes the first electrodes 2 to the organic layer 13.
  • the insulating layer 3 may include a plurality of insulating portions provided for each of the first electrodes 2, or may be configured as one insulating layer having a plurality of openings OP corresponding to the first electrodes 2.
  • the first electrodes 2 and the organic layer 13 are in contact with each other at the openings OP, and the portions of the organic layer 13 corresponding to the openings OP of the insulating layer 3 function as light-emitting regions.
  • the light-emitting device 100 may be understood as a device having a plurality of light-emitting portions SP1, SP2, ... corresponding to the first electrodes 2, respectively.
  • the plurality of light-emitting portions may be understood as a plurality of pixels or a plurality of subpixels. In the example of FIG.
  • the first light-emitting portion SP1 has, in this order, a first electrode 2, a first light-emitting layer 5 that generates light of a first color, a charge generation layer 8, a second light-emitting layer 10 that generates light of a first color, and a second electrode 14 on the substrate 1.
  • the second light-emitting section SP2 has, in this order, a first electrode 2, a third light-emitting layer 6 that generates light of a second color different from the first color, a charge generating layer 8, a fourth light-emitting layer 11 that generates light of the second color, and a second electrode 14 on the substrate 1.
  • the charge generating layer 8 may be provided in common to the multiple light-emitting sections SP1, SP2, ...
  • the first electrode 2 may be provided individually for the multiple light-emitting sections SP1, SP2, ..., and the second electrode 12 may be provided in common to the multiple light-emitting sections SP1, SP2, ....
  • a protective layer 15 may be disposed on the second electrode 14.
  • a plurality of microlenses 16 may be disposed on the protective layer 15 so as to correspond to the plurality of light-emitting portions.
  • the material of the substrate 1 is not particularly limited as long as it is a material that can support the first electrode 2, the organic layer 13, and the second electrode 14.
  • glass, plastic, silicon, etc. may be used as the material of the substrate 1.
  • Switching elements such as transistors, wiring, interlayer insulating films, etc. may also be provided on the substrate 1.
  • the first electrode 2 may be transparent or opaque.
  • the material of the first electrode 2 is preferably a metal material having a reflectance of 70% or more at the emission wavelength.
  • the material of the first electrode 2 may be a metal such as Al or Ag, or an alloy of these metals with Si, Cu, Ni, Nd, or the like added thereto.
  • the material of the first electrode 2 may also be ITO, IZO, AZO, IGZO, or the like.
  • the emission wavelength here means the spectral range of the light emitted from the organic layer 13.
  • the first electrode 2 may be a laminated electrode with a barrier electrode such as a metal such as Ti, W, Mo, or Au or an alloy thereof, or may be a laminated electrode with a transparent oxide film electrode such as ITO or IZO.
  • a barrier electrode such as a metal such as Ti, W, Mo, or Au or an alloy thereof
  • a transparent oxide film electrode such as ITO or IZO.
  • the first electrode 2 is transparent, a reflective layer may be provided under the first electrode 2 (on the substrate 1 side).
  • a reflective layer may be provided under the first electrode 2 (on the substrate 1 side).
  • materials that can be used for the transparent first electrode 2 include ITO, IZO, AZO, and IGZO.
  • the first electrode 2 may be configured with an insulating film provided between the reflective layer and the transparent conductive film. A configuration may be adopted in which the film thickness of the transparent conductive film or insulating film is changed for each light-emitting section (light-emitting element) depending on the color emitted by each light-emitting section.
  • the second electrode 14 has light transmissivity.
  • the material of the second electrode 14 may be a semi-transparent material that transmits part of the light that reaches the surface of the second electrode 14 and reflects the other part (i.e., semi-transparent reflectivity).
  • a transparent material such as a transparent conductive oxide can be used as the material of the second electrode 14.
  • a semi-transparent material made of an elemental metal (aluminum, silver, gold, etc.), an alkali metal (lithium, cesium, etc.), an alkaline earth metal (magnesium, calcium, barium, etc.), an alloy material containing these metal materials, etc. can be used as the material of the second electrode 14.
  • the second electrode 14 When a semi-transparent material is used as the material of the second electrode 14, it is preferable to use an alloy mainly composed of magnesium or silver as the semi-transparent material. If the second electrode 14 has a preferable transmittance, the second electrode 14 may have a laminated structure of multiple layers made of the above materials. In FIG. 1, one second electrode 14 is provided in common between multiple light-emitting sections, but multiple second electrodes 14 corresponding to each of the multiple light-emitting sections may be provided.
  • One of the first electrode 2 and the second electrode 14 functions as an anode, and the other functions as a cathode.
  • the first electrode 2 functions as an anode
  • the second electrode 14 functions as a cathode.
  • the first electrode 2 may function as a cathode
  • the second electrode 14 may function as an anode.
  • the first to fourth functional layers may be formed by known techniques such as vapor deposition and spin coating, and may be composed of multiple layers. They may include at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • the first to fourth functional layers may be formed so as to collectively cover multiple first electrodes, or may be formed in isolation using fine masks, photolithography, etc. so that the functional layers correspond one-to-one to each first electrode.
  • the film thickness of each functional layer stacked on each first electrode may be different.
  • the first to fourth light-emitting layers emit light by recombining holes injected from the anode and electrons injected from the cathode in the organic compound layer.
  • the light-emitting layer may be a single layer or multiple layers.
  • the first light-emitting layer 5 and the third light-emitting layer 6 are formed by patterning each light-emitting portion using a fine mask, photolithography, or the like.
  • the first light-emitting layer 5 and the third light-emitting layer 6 are formed isolated from each other without overlapping in a plan view from the vertical direction, but they may be formed to overlap outside the opening of the first electrode 2.
  • the first light-emitting layer 5 and the third light-emitting layer 6 contain different light-emitting materials and emit different colors.
  • the first light-emitting layer 5 may be a red light-emitting layer containing a red light-emitting material
  • the third light-emitting layer 6 may be a green light-emitting layer containing a green light-emitting material.
  • the first light-emitting layer 5 and the second light-emitting layer 10 are light-emitting layers of the same color
  • the third light-emitting layer 6 and the fourth light-emitting layer 11 are light-emitting layers of the same color. Color purity and operating life can be improved by stacking light-emitting layers that emit the same color in a tandem configuration, but this is not limited to this and light-emitting layers of different colors can also be combined.
  • the charge generation layer 8 is a layer that generates holes and electrons when a voltage is applied between the first electrode 2 and the second electrode 14.
  • the charge generation layer 8 contains a compound that easily accepts electrons from other organic compounds.
  • it may be a combination of an alkali metal and a compound whose lowest unoccupied molecular orbital level energy is -5.0 eV or less, and can function as a charge generation layer.
  • the lowest unoccupied molecular orbital level energy of the charge generation layer may be lower than the highest occupied molecular orbital level energy of the first or second light-emitting layer.
  • the lowest unoccupied molecular orbital level energy of the charge generation layer may also be lower than the highest occupied molecular orbital level energy of the hole transport layer.
  • the hole transport layer may be an organic layer disposed between the charge generation layer and the second light-emitting layer.
  • the alkali metal may be Li, and Li may be present as a single metal, as a part of a compound, or as a part of an organometallic complex.
  • the compound having a lowest unoccupied molecular orbital level energy of -5.0 eV or less may be, but is not limited to, a hexaazatriphenylene compound, a radialene compound, hexafluoroquinodimethane, etc.
  • the lowest unoccupied molecular orbital level energy is low enough to extract electrons from the highest occupied molecular orbital of the alkali metal, so that charge generation can be performed.
  • positive and negative charges are generated in the charge generation layer 8, so that positive or negative charges can be supplied to layers above and below the charge generation layer 8.
  • the HOMO and LUMO can be calculated using molecular orbital calculations.
  • the molecular orbital calculations may be performed using density functional theory (DFT) or the like, with the functional being B3LYP and the basis function being 6-31G * or the like.
  • the molecular orbital calculation is performed using, for example, Gaussian 09 (Gaussian 09, Revision C.01, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P.
  • Gaussian 09 Gaussian 09, Revision C.01, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V.
  • the HOMO and LUMO in this specification can be calculated using the ionization potential and band gap.
  • the HOMO can be estimated by measuring the ionization potential.
  • the ionization potential can be measured by dissolving the compound to be measured in a solvent such as toluene and using a measuring device such as an AC-3.
  • the band gap can be measured by dissolving the compound to be measured in a solvent such as toluene and applying excitation light.
  • the band gap can be measured by measuring the absorption edge of the excitation light.
  • the compound to be measured can be deposited on a substrate such as glass and the deposited film can be exposed to excitation light.
  • the band gap can be measured by measuring the absorption edge of the absorption spectrum where the deposited film absorbs the excitation light.
  • LUMO can be calculated using the band gap and ionization potential values. LUMO can be estimated by subtracting the ionization potential value from the band gap.
  • the LUMO can also be estimated from the reduction potential.
  • the one-electron reduction potential is estimated using CV (cyclic volmetry) measurement.
  • the CV measurement can be performed, for example, in a DMF solution of 0.1 M tetrabutylammonium perchlorate, using an Ag/Ag + reference electrode, a Pt counter electrode, and a glassy carbon working electrode.
  • the LUMO can be estimated by adding the difference between the reduction potential of the obtained compound and the reduction potential of ferrocene, which is -4.8 eV.
  • the adjacent pixel may unintentionally emit light, which may result in a degradation of the display quality.
  • the charge generation layer 8 may be formed in isolation using fine masks, photolithography, etc., so that the charge generation layer 8 corresponds one-to-one with each first electrode.
  • a recess or protrusion may be formed between the light-emitting portions (pixels) on the substrate, so that the thickness of the charge generation layer 8 evaporated between the light-emitting portions (pixels) is reduced.
  • the light-emitting device 100 may be configured as a light-emitting device having a first reflective surface, a second reflective surface, and an organic film 3 disposed between the first reflective surface and the second reflective surface.
  • the first reflective surface may be the first electrode 2, a reflective layer disposed between the substrate 1 and the first electrode 2, or a reflective layer disposed between the first electrode 2 and the insulating layer 3.
  • the second reflective surface may be the second electrode 14, or a semi-transmissive reflective layer disposed between the second electrode 14 and the microlens.
  • Lr is the optical path length (optical distance) from the first reflecting surface to the light-emitting position of the organic layer 13
  • ⁇ r is the phase shift when light of wavelength ⁇ is reflected by the first reflecting surface
  • m is an integer equal to or greater than 0.
  • the optical distance Ls from the light emission position to the second reflecting surface satisfies the following formula (5), where ⁇ s is the phase shift that occurs when light of wavelength ⁇ is reflected by the second reflecting surface.
  • the allowable range is about ⁇ /8, or about 20 nm. Therefore, it is preferable to satisfy the expression (7).
  • the light-emitting position is substituted with the interface on the first reflecting surface side or the interface on the second reflecting surface side of the first light-emitting layer 5. Considering the above-mentioned allowable range, even when substituted in this way, the effect of strengthening the light in the front direction can be obtained.
  • the light refracted at the second position of the microlens and extracted in the front direction is the light with a ray angle of ⁇ 1 in the microlens.
  • ⁇ eml may be arbitrarily set so as to optimize color purity and viewing angle characteristics within a range that satisfies 0 ⁇ sin ⁇ eml ⁇ n 1 ⁇ sin ⁇ 1 /n eml .
  • the resonance peak wavelength ⁇ on of the interference spectrum that strengthens the light emitted in the front direction is set to the long wavelength side with respect to the peak wavelength ⁇ PL of the PL spectrum of the light emitting material contained in the light emitting layer.
  • the peak wavelength ⁇ PL of the PL spectrum of the light emitting material and the resonance peak wavelength ⁇ on in the front direction are approximately equal, the emission spectrum intensity in the front direction is maximized, and the emission spectrum intensity in the front direction decreases as the value of
  • the amount of light extracted from the front can be improved by satisfying the relationship
  • the light emitted through the microlens is the sum of the light whose ray angle in the microlens is 0 or more and ⁇ 1 or less. Therefore, ⁇ EL has a shorter wavelength than ⁇ on . Therefore, the amount of light extracted from the front can be improved by satisfying the relationship
  • the protective layer 15 is an insulating layer, and is preferably made of an inorganic material that is transparent and has low permeability to oxygen and moisture from the outside.
  • the protective layer 15 can be made of inorganic materials such as silicon nitride (SiN), silicon oxynitride (SiON), silicon oxide ( SiOx ), aluminum oxide ( Al2O3 ), and titanium oxide ( TiO2 ).
  • inorganic materials such as SiN, SiON, and Al2O3 are preferable in terms of protective performance.
  • the protective layer 15 is preferably formed by chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), sputtering , or the like.
  • Protective layer 15 may have a single layer structure or a laminated structure combining the above materials and formation methods, so long as it has sufficient moisture blocking properties.
  • protective layer 15 may have a laminated structure of a silicon nitride layer and another layer with high density formed by atomic deposition.
  • protective layer 15 may have an organic layer, so long as it has moisture blocking properties.
  • the organic layer may be made of, for example, polyacrylate, polyimide, polyester, epoxy, etc.
  • one protective layer 15 common to multiple light-emitting sections is provided in FIG. 1, multiple protective layers 15 corresponding to each of the multiple light-emitting sections may be provided.
  • the microlens 16 can be formed by an exposure and development process. Specifically, a film (photoresist film) made of the material of the microlens 16 is formed, and the photoresist film is exposed and developed using a mask with a continuous gradation change. A gray mask can be used as such a mask. An area gradation mask can be used that enables light irradiation with a continuous gradation change on the imaging surface by changing the density distribution of dots made of a light-shielding film that is equal to or lower than the resolution of the exposure device. In addition, the lens shape can be adjusted by performing an etch-back on the microlens 16 formed by the exposure and development process.
  • the microlens 16 only needs to have a curved surface that exerts positive power on the light from the light-emitting unit, and the curved surface may or may not be a part of a sphere.
  • the curved surface of the microlens protrudes toward the light extraction side, and when light is extracted to a layer with a lower refractive index than the microlens, such as air, the curved surface should be upwardly convex.
  • the curved surface satisfy any of the relationships of formulas (1) to (3), the effect of improving power consumption and driving life, and the effect of suppressing deterioration of display quality are increased.
  • the layer in contact with the microlens 16 on the light extraction side is air, but it is sufficient if the refractive index n0 of the layer is smaller than the refractive index n1 of the microlens, and for example, a transparent resin may be disposed on the microlens.
  • a light-emitting element is formed by combining light-emitting parts and the curved surface portion of the microlens 16.
  • the planar arrangement of the plurality of light-emitting elements may be any of an arrangement such as a stripe arrangement, a square arrangement, a delta arrangement, a pentile arrangement, a Bayer arrangement, etc.
  • a configuration may be adopted in which the plurality of curved surface portions of the microlens 16 emit light of different colors. In this way, full color display is possible.
  • Figures 6A to 6C are plan views of the light-emitting device as viewed from the microlens 16 side, and show an example of a planar arrangement of a plurality of light-emitting elements.
  • Figure 6A shows an example of a delta arrangement
  • Figure 6B shows an example of a stripe arrangement
  • Figure 6C shows an example of a Bayer arrangement.
  • main pixel is composed of a plurality of sub-pixels (for example, a sub-pixel that displays red, a sub-pixel that displays green, and a sub-pixel that displays blue) whose corresponding color components are different from each other.
  • a plurality of light-emitting elements may be provided in one sub-pixel.
  • the size and shape of the curved surface of the microlens 16 may be set appropriately according to the planar arrangement of the multiple light-emitting elements.
  • the area occupied by the curved surface of the microlens 16 can be set to be large relative to the subpixel, thereby improving the light extraction efficiency.
  • the planar shape of the light-emitting part (the shape when viewed from a vertical direction) is circular, but the planar shape of the light-emitting part is not particularly limited and may be a polygon such as a rectangle or a hexagon. However, if the planar shape of the light-emitting part is circular, the relationship of the inclination angle in the direction from the end of the light-emitting part to the end of the microlens 16 (curved portion) will be equal in all cross sections obtained by the vertical plane passing through the vertex of the curved portion, making the design easier.
  • the microlens 16 may be formed so that the edge of the curved portion of the microlens 16 has thickness (so that a part of the microlens 16 overlaps between adjacent light-emitting portions).
  • the microlens 16 has a curved portion that has the effect of collecting light from the light-emitting portions, it is possible to obtain the effect of improving power consumption and driving life, and the effect of suppressing degradation of display quality.
  • the effect of improving power consumption and driving life, and the effect of suppressing degradation of display quality will be greater.
  • the microlens 16 is provided directly on the protective layer 15.
  • a color filter or a light absorbing layer may be provided to improve color purity and viewing angle characteristics, or a planarization layer may be provided between the protective layer 15 and the microlens 16 to planarize the unevenness of the protective layer 15.
  • a color filter or a light absorbing layer may be provided between the protective layer 15 and the microlens 16, or a color filter or a light absorbing layer may be provided on the microlens 16.
  • the color filter and the protective layer 15 may be integrated, the microlens 16 and the color filter may be integrated, or the color filter may be formed on another substrate and bonded to face it.
  • the curved portion of the microlens 16 can be accurately aligned with the light emitting portion.
  • the vertical distance between the microlens and the light emitting portion can be reduced, and as described above, the viewing angle characteristics can be improved.
  • the light-emitting device 100 has three types of light-emitting elements (light-emitting sections): a red light-emitting element having a red light-emitting layer, a green light-emitting element having a green light-emitting layer, and a blue light-emitting element having a blue light-emitting layer.
  • a red light-emitting element having a red light-emitting layer a green light-emitting element having a green light-emitting layer
  • a blue light-emitting element having a blue light-emitting layer.
  • the substrate 1 aluminum was formed on the substrate 1, and multiple first electrodes 2 were formed by patterning it.
  • multiple insulating layers were formed so as to cover the multiple first electrodes 2, respectively.
  • the material of the insulating layer was silicon oxide, and the thickness of the insulating layer was 65 nm.
  • an opening OP was formed in each insulating layer to expose the corresponding first electrode 2 (the covering first electrode 2), and multiple insulating layers 3 were obtained.
  • the shape of the opening OP was a circle with a radius of 0.9 ⁇ m. As described above, the opening OP in the insulating layer 3 ultimately exposes the corresponding first electrode 2 to the organic layer 13 corresponding to the first electrode 2.
  • the size and shape of the opening OP match the size and shape of the light-emitting portion.
  • an organic film 13 (organic compound layer) was formed on the first electrode 2 (and the insulating layer 3). Specifically, first, a hole injection layer, a hole transport layer, and an electron blocking layer were formed in this order. At that time, the hole injection layer and the hole transport layer were evaporated so as to cover all the first electrodes 2 corresponding to the light-emitting elements, and the electron blocking layer was evaporated three times using a fine mask so as to be formed in isolation for each first electrode 2 corresponding to the light-emitting element corresponding to each light-emitting color. In order to optimize the optical distance described above, the film thickness of the electron blocking layer was adjusted for each light-emitting color.
  • the first red light-emitting layer, the first green light-emitting layer, and the first blue light-emitting layer were evaporated three times using a fine mask so as to be isolated from each other.
  • a hole blocking layer and an electron transport layer were formed in this order.
  • the hole blocking layer was formed by adjusting the film thickness of the hole blocking layer for each light-emitting color, similar to the electron blocking layer.
  • an organic material and lithium were co-evaporated to form a charge generating layer 8.
  • a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a second red light-emitting layer, a second green light-emitting layer, a second blue light-emitting layer, a hole blocking layer, and an electron transport layer were formed in that order.
  • the second red light-emitting layer, the second green light-emitting layer, and the second blue light-emitting layer were formed in isolation from each other by depositing them three times using a fine mask.
  • lithium fluoride was formed as an electron injection layer.
  • an MgAg alloy was formed on the organic layer 13 to a thickness of 10 nm as the second electrode 14.
  • the ratio of Mg to Ag was 1:1.
  • a SiN film with a refractive index of 1.97 was formed on the second electrode 14 to a thickness of 2.1 ⁇ m by CVD as the protective layer 15.
  • a microlens 16 with a refractive index of 1.53 was formed on the protective layer 15 using an exposure and development process.
  • the curved portion of the microlens 16 was made to be part of a sphere, and the vertical distance h from the apex of the curved portion (first position) to the end of the curved portion (second position) was 1.4 ⁇ m, and the horizontal distance r was 1.9 ⁇ m.
  • the area above the microlens was air with a refractive index of 1.
  • the light-emitting device produced in this way has a microlens with a curved surface that exerts positive power on the light from the light-emitting section, which reduces power consumption, improves operating life, and suppresses degradation of display quality due to the screen door effect.
  • H1 ⁇ tan ⁇ 1 + H2 ⁇ tan ⁇ 2 1.02
  • r-a ⁇ H1 ⁇ tan ⁇ 1 + H2 ⁇ tan ⁇ 2 ⁇ r+a which satisfies the relationship of formula (2).
  • Figure 8 is a schematic diagram illustrating the cross-sectional structure of the light-emitting device 100 of the second embodiment.
  • Figure 9 is a schematic diagram showing an enlarged view of the first light-emitting portion SP1 and the portion related to the corresponding microlens in Figure 8.
  • Figures 8 and 9 show schematic cross sections of the light-emitting device 100 cut along a plane that is parallel to the normal to the surface of the substrate 1 and passes through the apex of the curved portion of the microlens 16.
  • the microlens 16 is formed on the second substrate 17 and is arranged to face the light emitting sections SP1, SP2, etc.
  • the second substrate 17 only needs to be transparent, and the material of the second substrate 17 may be the same as that of the substrate 1 described above. Since the microlens 16 is formed on the second substrate 17, there are few constraints on the process of forming the microlens, and the formation of the microlens is relatively easy.
  • a low refractive index layer 18 with a refractive index n2 is disposed directly below the microlens 16 with a refractive index n1 .
  • the low refractive index layer 18 may be a layer having a refractive index n2 smaller than the refractive index n1 of the microlens 16, and may be a gas such as air or nitrogen, or a transparent resin.
  • the curved portion of the microlens 16 is a part of a spherical surface, and is a curved portion that is convex (i.e., convex downward) in the direction approaching the surface of the substrate 1.
  • a positive power acts on the light from the light emitting section due to refraction at the interface between the low refractive index layer 18 and the curved portion of the microlens 16. Therefore, similarly to the first embodiment, power consumption and driving life are improved, and degradation of display quality due to the screen door effect is suppressed.
  • the thickness of the low refractive index layer 18 at the second position is H2 and the thickness of the protective layer 15 in the vertical direction is H3 , it is preferable to satisfy the following formula (9).
  • the light ray angle ⁇ 3 in the protective layer 15 is an angle that satisfies the following formula:
  • the amount of extracted light in the front direction can be improved by setting the optical distance between the first and second reflecting surfaces to satisfy equations (5) to (8) for ⁇ eml that satisfies the relationship 0 ⁇ ⁇ eml ⁇ sin -1 (n 2 ⁇ sin ⁇ 2 /n eml ).
  • the curved portion of the microlens 16 is part of a spherical surface, and the point with the largest inclination angle ⁇ is the end of the curved portion.
  • the curved portion may be aspheric, and the second position with the largest inclination angle ⁇ may not be the end of the curved portion, and the microlens layer at the second position may have a thickness.
  • the protective layer 15 is between the light-emitting section and the low refractive index layer 18 has been shown, but the low refractive index layer 18 and the protective layer 15 may be made of the same material, and one layer may serve both functions.
  • other functional layers such as a color filter layer and/or a planarization layer may be arranged between the light-emitting section and the low refractive index layer 18, or multiple layers may be arranged.
  • the refractive index of the thickest layer may be n 3 , or the average value of the refractive indexes weighted by the thickness of each layer may be used.
  • the condition in which the light ray refracted at the second position and extracted to the front is emitted from inside the light-emitting section may be considered.
  • the microlens layer is the first layer and the refractive index of the i-th layer in the stacking order from there is n i , the light ray angle in the i-th layer can be obtained by the following formula as in the above example.
  • the preferred range of the inclination angle ⁇ at the second position of the microlens 16 in this embodiment will be described.
  • n 1 ⁇ sin ⁇ /n 2 the effect of improving power consumption and driving life, and the effect of suppressing the deterioration of the display quality are increased.
  • the change in the light ray angle when the lens shape changes may be large, and the robustness against the lens shape may be reduced.
  • n 1 ⁇ sin ⁇ /n 2 is the more preferable, and it is preferable that n 1 ⁇ sin ⁇ /n 2 ⁇ 0.98, and it is more preferable that n 1 ⁇ sin ⁇ /n 2 ⁇ 0.95.
  • the layers from the first electrode 2 to the protective layer 15 were formed on the substrate 1 in the same manner as in the specific example of the first embodiment.
  • a microlens 16 with a refractive index of 1.53 was formed on the second substrate 17 using an exposure and development process.
  • the curved portion of the microlens 16 was a part of a sphere, and the vertical distance h from the apex (first position) of the curved portion to the end (second position) of the curved portion was 0.65 ⁇ m, and the horizontal distance r was 1.9 ⁇ m.
  • the substrate 1 and the second substrate 17 were bonded together so that the center of the opening OP of the first electrode and the center of the microlens 16 overlapped in a planar view.
  • the substrate 1 and the second substrate 17 were bonded outside the display area, and the low refractive index layer between the protective layer 15 and the microlens was air with a refractive index of 1.
  • the vertical distance between the protective layer 15 and the second substrate 17 was 1 ⁇ m. In other words, the vertical distance between the protective layer 15 and the second position of the microlens is 1 ⁇ m.
  • the convex curved portion below the microlens 16 formed on the second substrate 17 functions to exert positive power on the light from the light-emitting section. This reduces power consumption and improves the operating life, and also suppresses degradation of display quality due to the screen door effect.
  • the radius a of the opening is 0.9 ⁇ m
  • r is 1.9 ⁇ m
  • r/a 2.11.
  • the light emitting device 100 is suitable for applications in which the viewing angle is limited. Examples of such applications include applications in which it is desirable to prevent peeping (e.g., mobile devices such as smartphones), personal viewing displays, passenger seat displays in automobiles, smart glasses, electronic viewfinders, etc.
  • the display device 1000 is a schematic diagram showing a display device 1000, which is an example of a display device according to this embodiment.
  • the display device 1000 may have a touch panel 1003, a display panel 1005, a frame 1006, a circuit board 1007, and a battery 1008 between an upper cover 1001 and a lower cover 1009.
  • the display panel 1005 is a display unit having the light-emitting device 100 according to the first and second embodiments, and displays using light emitted from the light-emitting device 100.
  • Flexible printed circuits FPCs 1002 and 1004 are connected to the touch panel 1003 and the display panel 1005.
  • a control circuit including a transistor is printed on the circuit board 1007, and performs various controls such as control of the display panel 1005.
  • the battery 1008 may not be provided if the display device is not a portable device, and may be provided in a different position even if the display device is a portable device.
  • the display device 1000 may have three types of color filters corresponding to red, green, and blue, respectively. A plurality of color filters may be arranged in a delta arrangement.
  • the display device 1000 may be used as a display unit of a mobile terminal.
  • the display device 1000 may have both a display function and an operation function.
  • Examples of the mobile terminal include mobile phones such as smartphones, tablets, and head-mounted displays.
  • the display device 1000 may be used as a display unit of an imaging device having an optical unit with multiple lenses and an imaging element that receives light that passes through the optical unit.
  • the imaging device may have a display unit that displays information acquired by the imaging element (such as an image captured by the imaging element).
  • the display unit may be a display unit exposed to the outside of the imaging device, or a display unit located within the viewfinder.
  • the imaging device may be a digital camera, a digital video camera, etc.
  • FIG. 11A is a schematic diagram showing an imaging device 1100, which is an example of an imaging device according to this embodiment.
  • the imaging device 1100 may have an electronic viewfinder 1101, a rear display 1102, an operation unit 1103, and a housing 1104.
  • the electronic viewfinder 1101 has a display device including the light-emitting device 100 according to the first and second embodiments, and displays using light emitted from the light-emitting device 100.
  • the display device may display not only the image to be captured, but also environmental information, imaging instructions, etc.
  • the environmental information may be the intensity of external light, the direction of external light, the speed at which the subject moves, the possibility that the subject will be blocked by an obstruction, etc.
  • a display device that uses organic light-emitting elements, which have a fast response speed.
  • Display devices that use organic light-emitting elements can be used more preferably than liquid crystal display devices, etc., in devices that require high display speed.
  • the imaging device 1100 has an optical section (not shown).
  • the optical section has multiple lenses, and focuses light on an imaging element housed in a housing 1104.
  • the focus of the multiple lenses can be adjusted by adjusting their relative positions. This operation can also be performed automatically.
  • the imaging device 1100 may be called a photoelectric conversion device. Rather than capturing images sequentially, photoelectric conversion devices can include imaging methods such as a method of detecting the difference from the previous image and a method of cutting out a part of a recorded image.
  • the 11B is a schematic diagram showing an electronic device 1200, which is an example of an electronic device according to this embodiment.
  • the electronic device 1200 has a display unit 1201, an operation unit 1202, and a housing 1203.
  • the display unit 1201 has a display device including the light-emitting device 100 according to the first and second embodiments, and displays using light emitted from the light-emitting device 100.
  • the electronic device 1200 may have a housing 1203 that includes a circuit, a printed circuit board having the circuit, a battery, and a communication unit that communicates with the outside.
  • the operation unit 1202 may be a button or a touch panel type reaction unit.
  • the operation unit may be a biometric recognition unit that recognizes a fingerprint and releases a lock, etc.
  • An electronic device that has a communication unit can also be called a communication device.
  • the electronic device may further have a camera function by being provided with a lens and an image sensor. An image captured by the camera function is displayed on the display unit. Examples of the electronic device include a smartphone and a laptop computer.
  • the display device 1300 is a display device such as a television monitor or a PC monitor.
  • the display device 1300 has a frame 1301, a display unit 1302, and a base 1303 that supports the frame 1301 and the display unit 1302.
  • the display unit 1302 has a display device including the light-emitting device 100 according to the first and second embodiments, and performs display using light emitted from the light-emitting device 100.
  • the form of the base 1303 is not limited to the form shown in FIG. 12A.
  • the bottom side of the frame 1301 may also serve as the base 1303.
  • the frame 1301 and the display unit 1302 may be curved.
  • the radius of curvature may be 5000 mm or more and 6000 mm or less.
  • the 12B is a schematic diagram showing a display device 1310, which is an example of another display device according to this embodiment.
  • the display device 1310 is a so-called foldable display device that is configured to be bendable.
  • the display device 1310 has a first display unit 1311, a second display unit 1312, a housing 1313, and a bending point 1314.
  • Each of the first display unit 1311 and the second display unit 1312 has a display device including the light-emitting device 100 according to the first and second embodiments, and displays using light emitted from the light-emitting device 100.
  • the first display unit 1311 and the second display unit 1312 may be a single display device with no joints.
  • the first display unit 1311 and the second display unit 1312 can be separated by a bending point.
  • the first display unit 1311 and the second display unit 1312 may display different images, or the first display unit 1311 and the second display unit 1312 may display a single image.
  • FIG. 13A is a schematic diagram showing a lighting device 1400, which is an example of a lighting device according to this embodiment.
  • the lighting device 1400 may have a housing 1401, a light source 1402, a circuit board 1403, an optical film 1404, and a light diffusion section 1405.
  • the light source 1402 includes the light-emitting device 100 according to the first and second embodiments.
  • the optical film 1404 may be a filter (optical filter) that improves the color rendering of the light source 1402.
  • the light diffusion section 1405 can effectively diffuse the light of the light source 1402, such as for lighting up, and deliver the light over a wide range.
  • the optical film 1404 and the light diffusion section 1405 may be provided on the light emission side of the lighting device 1400. If necessary, a cover may be provided on the outermost part.
  • the lighting device 1400 is, for example, a device that illuminates a room.
  • the lighting device 1400 may emit white light, natural white light, or another color (any color from blue to red).
  • White light is a color with a color temperature of 4200K
  • natural white light is a color with a color temperature of 5000K.
  • the lighting device 1400 may have a dimming circuit that adjusts the color of the light emitted by the lighting device 1400.
  • the lighting device 1400 may have a power supply circuit connected to the light source 1402.
  • the power supply circuit is a circuit that converts AC voltage to DC voltage.
  • the lighting device 1400 may also have a color filter.
  • the lighting device 1400 may also have a heat dissipation unit.
  • the heat dissipation unit dissipates heat inside the device to the outside of the device, and examples of the heat dissipation unit include metals with high specific heat and liquid silicon.
  • FIG. 13B is a schematic diagram showing an automobile 1500, which is an example of a moving body according to this embodiment.
  • the automobile 1500 may have tail lamps 1501, which are an example of a lamp.
  • the tail lamps 1501 are turned on in response to braking, etc.
  • the tail lamp 1501 includes the light emitting device 100 according to the first and second embodiments.
  • the tail lamp 1501 may have a protective member for protecting the light emitting device.
  • the protective member may be made of any material as long as it has a relatively high strength and is transparent, but it is preferable that the protective member is made of polycarbonate or the like. Polycarbonate may be mixed with a furandicarboxylic acid derivative, an acrylonitrile derivative, or the like.
  • the automobile 1500 may have a body 1503 and a window 1502 attached to the body 1503.
  • the window 1502 may be a transparent display, provided that it is not a window for checking the front and rear of the automobile 1500.
  • the transparent display has a display device including the light-emitting device 100 according to the first and second embodiments, and displays using light emitted from the light-emitting device 100.
  • the constituent materials of the electrodes and the like of the light-emitting device are made of transparent materials.
  • the moving body may be a ship, an aircraft, a drone, or the like.
  • the moving body may have a body and a lamp provided on the body.
  • the lamp may emit light to indicate the position of the body.
  • the lamp includes the light-emitting device 100 according to the first and second embodiments.
  • the display device has a display device including the light-emitting device 100 according to the first and second embodiments, and can be applied to wearable devices such as smart glasses, HMDs, and smart contacts.
  • the display device according to this embodiment can also be applied to a system having a wearable device or the like.
  • An imaging and display device used as a wearable device or the like has an imaging device capable of photoelectric conversion of visible light, and a display device capable of emitting visible light.
  • FIG. 14A is a schematic diagram showing glasses 1600 (smart glasses) which are an example of a wearable device according to this embodiment.
  • An imaging device 1602 such as a CMOS sensor or SPAD is provided on the front side of a lens 1601 of the glasses 1600.
  • a display device including the light emitting device 100 according to the first and second embodiments is provided on the back side of the lens 1601, and display is performed using light emitted from the light emitting device 100.
  • the glasses 1600 further include a control device 1603.
  • the control device 1603 functions as a power source that supplies power to the image capture device 1602 and the display device.
  • the control device 1603 also controls the operation of the image capture device 1602 and the display device.
  • the lens 1601 is formed with an optical system for focusing light on the image capture device 1602.
  • FIG. 14B is a schematic diagram showing glasses 1610 (smart glasses) which are an example of a wearable device according to this embodiment.
  • Glasses 1610 have a control device 1612, which is equipped with an imaging device equivalent to imaging device 1602 and a display device according to this embodiment.
  • Lens 1611 is formed with an imaging device in control device 1612 and an optical system for projecting light emitted from the display device, and an image is projected onto lens 1611.
  • Control device 1612 functions as a power source that supplies power to the imaging device and the display device, and controls the operation of the imaging device and the display device.
  • the control device may have a gaze detection unit that detects the gaze of the wearer of the glasses 1610. Infrared light may be used to detect the gaze.
  • the infrared light emitting unit emits infrared light to the eyeball of the user who is gazing at the display image.
  • the image capturing unit having a light receiving element detects the reflected light of the emitted infrared light from the eyeball, thereby obtaining an image of the eyeball.
  • the gaze of the user with respect to the display image is detected from the image of the eyeball obtained by capturing infrared light.
  • Any known method can be applied to gaze detection using the image of the eyeball.
  • a gaze detection method based on a Purkinje image caused by reflection of irradiated light on the cornea can be used.
  • gaze detection processing based on the pupil-corneal reflex method is performed.
  • a gaze vector representing the direction (rotation angle) of the eyeball is calculated based on the image of the pupil and the Purkinje image included in the image of the eyeball, thereby detecting the gaze of the user.
  • the light-emitting device 100 When display control is performed based on visual detection (gaze detection), the light-emitting device 100 according to the first and second embodiments can be preferably applied to smart glasses having an imaging device that captures images of the outside world.
  • the smart glasses can display captured external information in real time.
  • the display device as described above may have an imaging device having a light receiving element, and control the display image based on the user's line of sight information from the imaging device. Specifically, a first field of view area on which the user gazes and a second field of view area other than the first field of view area are determined based on the line of sight information.
  • the first field of view area and the second field of view area may be determined by a control device of the display device, or may be determined by an external control device and received by the display device.
  • the display resolution of the first field of view area may be controlled to be higher than the display resolution of the second field of view area. In other words, the resolution of the second field of view area may be lower than that of the second field of view area.
  • the display area may have a first display area and a second display area different from the first display area, and an area having a high priority may be determined from the first display area and the second display area based on gaze information.
  • the first display area and the second display area may be determined by a control device of the display device, or may be determined by an external control device and received by the display device.
  • the resolution of the high priority area may be controlled to be higher than the resolution of areas other than the high priority area. In other words, the resolution of an area having a relatively low priority may be lowered.
  • AI may be used to determine the first field of view area, high priority areas, etc.
  • the AI may be a model configured to estimate the angle of gaze and the distance to an object in the line of sight from the image of the eyeball, using as training data an image of the eyeball and the direction in which the eyeball in the image was actually looking.
  • the AI program may be possessed by the display device, the imaging device, or an external device. If possessed by an external device, it is transmitted to the display device via communication.
  • the light emitting devices according to the first and second embodiments in various devices, it is possible to display images with good image quality and emit good light.

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Abstract

基板の表面の上に複数の発光部を有する発光装置において、前記複数の発光部のそれぞれは、前記表面の上に第１電極、第１発光層、電荷発生層、前記第１発光層が発生する光の色と同じ色の光を発生する第２発光層、および、第２電極をこの順に有し、前記複数の発光部は、第１波長の光を発生する発光部、および、前記第１波長とは異なる第２波長の光を発生する発光部を含み、前記複数の発光部のそれぞれの上に正のパワーを有するレンズが設けられている。

Description

発光装置、表示装置、撮像装置および電子機器
　本発明は、発光装置、表示装置、撮像装置および電子機器に関する。
　有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などとも呼ばれる有機発光素子は、一対の電極とこれらの電極間に配置される有機化合物層とを有する電子素子である。一対の電極から有機化合物層に電子及び正孔を注入することにより、有機化合物層中の発光性有機化合物の励起子が生成され、当該励起子が基底状態に戻る際に光を放出する。有機発光素子の最近の進歩は著しく、低駆動電圧、多様な発光波長、高速応答性、発光デバイスの薄型化、軽量化が進められている。
　有機発光素子の製造方法として、微細マスク、フォトリソグラフィなどを用いて色ごとに有機層を成膜する方式（以下、塗分け方式と呼ぶ）が知られている。また、有機発光素子の消費電力の改善のために、複数の発光層間に電荷発生層を設けた構造を有する、タンデム型の有機発光素子が知られている。下部電極と上部電極との間に電界が印加されることで、電荷発生層においてキャリアが発生し、第１発光ユニットと、第２発光ユニットにキャリアが供給される。このため、第１発光ユニットに含まれる発光層及び第２発光ユニットに含まれる発光層の双方を効率よく発光させることができる。米国特許出願公開第２０１５／０１８８０８７号明細書では、有機表示装置の消費電力及び駆動寿命を改善するために、タンデム型の有機発光素子に塗分け方式を適用した構成が開示されている。
　塗分け方式では、異なる色を発する発光層を分けて形成する必要があるため、工程上の精度や、リソグラフィによる有機層へのダメージの影響などにより、一つの副画素に対応する発光層の面積が制約されうる。これによって、副画素面積に対する発光領域の面積の比率、いわゆる開口率が小さくなりうる。加えてタンデム型の場合、発光層が２層あるために、塗分け工程が２回以上発生する場合があり、開口率がさらに制限されやすい。開口率が小さくなった場合、消費電力及び駆動寿命が不十分となるという課題があった。また、開口率が小さくなることにより、画素内の非発光領域の割合が増えることで、表示画像において非発光領域が格子状に視認される、いわゆるスクリーンドア効果が生じ、表示品位が低下するという課題が発生する場合があった。このような表示品位の低下は、例えば、ヘッドマウントディスプレイや電子ビューファインダのように、目と近接して使用される表示装置に用いる場合において特に顕著であった。
　本発明の１つの側面は、消費電力の低減、駆動寿命の向上、および、表示品位の向上に有利な技術を提供する。
　本発明の１つの側面は、基板の表面の上に複数の発光部を有する発光装置に係り、前記複数の発光部のそれぞれは、前記表面の上に第１電極、第１発光層、電荷発生層、前記第１発光層が発生する光の色と同じ色の光を発生する第２発光層、および、第２電極をこの順に有し、前記複数の発光部は、第１波長の光を発生する発光部、および、前記第１波長とは異なる第２波長の光を発生する発光部を含み、前記複数の発光部のそれぞれの上に正のパワーを有するレンズが設けられている。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
第１実施形態に係る発光装置の断面構造を示す模式図。 第１実施形態に係る発光装置の断面構造を示す模式図。 第１実施形態に係る発光装置の断面構造を示す模式図。 第１実施形態に係る発光装置の断面構造を示す模式図。 第１実施形態に係る発光装置の断面構造を示す模式図。 実施形態１に係る発光装置における複数の発光部（副画素）の配列例を示す模式図。 実施形態１に係る発光装置における複数の発光部（副画素）の配列例を示す模式図。 実施形態１に係る発光装置における複数の発光部（副画素）の配列例を示す模式図。 第１実施形態に係る発光装置の断面構造を示す模式図。 第２実施形態に係る発光装置の断面構造を示す模式図。 第２実施形態に係る発光装置の断面構造を示す模式図。 第３実施形態に係る表示装置を示す模式図。 第３実施形態に係る撮像装置および電子機器を示す模式図。 第３実施形態に係る撮像装置および電子機器を示す模式図。 第３実施形態に係る表示装置を示す模式図。 第３実施形態に係る表示装置を示す模式図。 第３実施形態に係る照明装置および移動体を示す模式図。 第３実施形態に係る照明装置および移動体を示す模式図。 第３実施形態に係るウェアラブルデバイスを示す模式図。 第３実施形態に係るウェアラブルデバイスを示す模式図。
　以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
　以下、本開示の第１実施形態を説明する。第１実施形態に係る発光装置は、基板の表面の上に複数の発光部を有する。該複数の発光部のそれぞれは、該基板の表面の上に第１電極、第１発光層、電荷発生層、該第１発光層が発生する光の色と同じ色の光を発生する第２発光層、および、第２電極をこの順に有しうる。該複数の発光部は、第１波長の光を発生する発光部、および、該第１波長とは異なる第２波長の光を発生する発光部を含みうる。該複数の発光部のそれぞれの上に正のパワーを有するレンズが設けられうる。レンズは、マイクロレンズとして理解されてもよい。この明細書では、基板の表面（主面）に垂直な方向を「垂直方向」と記載し、基板の表面に平行な方向を「水平方向」と記載する。そして、垂直方向における曲面部分の頂点（端）を単に「曲面部分の頂点」と記載する。なお、基板上にはレンズと発光素子以外にも、様々な部材が設けられてよい。ここで、同じ色とは、発光波長のピークの差が、３０ｎｍ以内であってよく、１５ｎｍ以内であってよく、同じ波長であってもよい。
　図１は、第１実施形態の発光装置１００の断面構造を例示する模式図である。図１の発光装置１００は、基板１と、第１発光部ＳＰ１と、第２発光部ＳＰ２とを含みうる。第１発光部ＳＰ１及び第２発光部ＳＰ２のそれぞれの上にマイクロレンズ１６が配置されうる。第１発光部ＳＰ１は、第１発光層５、電荷発生層８、第２発光層１０を基板１の表面の上にこの順に有し、第２発光部ＳＰ２は、第３発光層６、電荷発生層８、第４発光層１１を基板１の表面の上にこの順に有する。第１発光層５および第２発光層１０は、第１色の光を発生し、第３発光層６および第４発光層１１は、第１色はと異なる第２色の光を発生する。第１発光層５および第３発光層６は、例えば、微細マスク、フォトリソグラフィなどを用いた塗分け方式で成膜されうる。同様に、第２発光層１０および第４発光層１１は、例えば、微細マスク、フォトリソグラフィなどを用いた塗分け方式で成膜されうる。
　図２は、図１における第１発光部ＳＰ１及びそれに対応するマイクロレンズ１６に関わる部分を拡大した模式図である。ここでは、代表的に第１発光部ＳＰ１の構成を説明するが、他の発光部も同様の構成を有しうる。図１及び図２は、基板１の表面の法線に平行でマイクロレンズ１６の曲面部分の頂点を通る平面で発光装置１００を切断した断面を模式的に示す。本実施形態では、マイクロレンズ１６の屈折率ｎ１は１より大きく、マイクロレンズ１６の曲面部分は球面の一部で構成され、基板１の表面から遠ざかる方向に凸（即ち上に凸）の曲面部分である。また、発光装置１００は、マイクロレンズ１６の屈折率ｎ１より小さい屈折率を有する層を発光部１３とマイクロレンズ１６との間に含まない。図２に示す通り、マイクロレンズ１６と空気との界面での屈折により、マイクロレンズ１６の曲面部分は、発光部から斜め方向に出射した光を空気中の正面方向（基板１の表面の法線に平行な方向）に出射させる効果、すなわち、発光部からの光に対して正のパワーを有する。他の観点において、マイクロレンズ１６は、発光部から斜め方向に出射した光を基板１の表面の法線方向に集光させるコリメータとしての効果を奏する。基板１の表面の法線方向から観察した時のマイクロレンズ１６の底面部分の形状（マイクロレンズの曲面部分の端をつないだ形状）は、半径ｒの円形でありうる。発光部ＳＰ１の開口ＯＰを半径ａの円形とすると、マイクロレンズ１６を設けない場合には、発光部ＳＰ１の面積はπａ２である。一方で、本実施形態のようにマイクロレンズ１６を設ける場合、マイクロレンズ１６の曲面部分の正のパワーにより、正面方向から観察した場合に発光している面積（見かけの発光面積）は、最大でπｒ２に拡大される。この拡大効果によって正面に取り出される光量が増えるため、消費電力及び駆動寿命が向上する。更に、画素内における見かけの発光面積が増え、非発光領域の面積が減るため、非発光領域が視認されることに起因するスクリーンドア効果による表示品位の低下が抑制される。したがって、このような構成は、スマートグラスや電子ビューファインダに適用される表示装置のように目と近接して配置される表示装置への応用に有利である。
　以下では、本実施形態における好ましい構成について説明する。図２の例では、上述した通り、マイクロレンズ１６の曲面部分は球面の一部である。マイクロレンズ１６の曲面部分の傾斜角θ（基板１の表面に平行な平面に対する角度）が最大となる位置（第２位置）は、マイクロレンズ１６の曲面部分の端である。曲面部分の頂点（第１位置）から曲面部分の端（第２位置）までの垂直方向（第１方向）の距離（マイクロレンズ高さ）をｈ、曲面部分の頂点から曲面部分の端までの水平方向（第２方向）の距離をｒとする。θは、ｈとｒを用いて、ｓｉｎθ＝２ｒｈ／（ｒ２＋ｈ２）で与えられる。
　ここで、発光部ＳＰ１で発生した光がマイクロレンズ１６の曲面部分の端（第２位置）、つまり、傾斜角θの位置で屈折して、屈折率ｎ０の空気（媒質）に対して、発光装置１００の正面方向に取り出される光線を考える。空気中の正面方向に取り出される光線は、マイクロレンズ１６の曲面部分に入射角α（曲面部分の法線に対する角度）で入射する。スネルの法則よりｎ１・ｓｉｎα＝ｎ０・ｓｉｎθが成り立つ。また、この光線と正面方向とがなす角度（光線角度）β１は、θ－αである。
　発光部の開口ＯＰ内からマイクロレンズ１６の曲面部分の端（第２位置）に角度β１で向かう光線が存在する条件は、式（１）で与えられる。ここで、Ｈ１は、発光部からマイクロレンズまでの層の垂直方向の距離であり、図２の例において、当該層の屈折率はマイクロレンズ１６と同じｎ１である。
　ｒ－ａ＜Ｈ１・ｔａｎβ１＜ｒ＋ａ・・・式（１）
　つまり、式（１）を満たすことで、発光部で発生した光がマイクロレンズの曲面部分の端（第２位置）で屈折して正面に取り出されることになり、見かけの発光面積はπｒ２に拡大される。式（１）を満たす場合、発光部の発光領域のある点から射出した光線は、マイクロレンズ１６の曲面部分のうち基板１の表面に平行な面に対する傾斜角θが最も大きい位置において、基板１の表面の法線に平行な方向に屈折する。一方で、式（１）を満たさない場合、発光部からマイクロレンズの曲面部分の端で屈折して正面に取り出される光線は存在しないことになるため、見かけの発光面積はπｒ２よりも小さくなる。以上の理由から、式（１）を満たすことで、式（１）を満たさない場合と比較して、見かけの発光面積の拡大効果が大きくなる。これにより、消費電力及び駆動寿命が向上し、表示品位も向上する。
　以上の説明では、マイクロレンズの曲面部分が球面の一部であって、最も傾斜角θが大きい点が曲面部分の端である場合を考えた。しかし、曲面部分が非球面でもよく、また、最も傾斜角θが大きい第２位置が曲面部分の端でなく、第２位置においてマイクロレンズ１６が厚さを持っていてもよい。また、開口の形状は円形に限定されず、例えば、正方形、正方形以外の長方形、または、多角形等であってよい。この場合、基板の表面に垂直な断面における開口の中心から端までの距離をａとしてよい。
　また、上記の説明では、発光部からマイクロレンズまでの媒体の屈折率がマイクロレンズの屈折率ｎ１と等しい場合を考えた。しかし、発光部とマイクロレンズとの間にマイクロレンズの屈折率と異なる屈折率を有する層が配置されてもよいし、互いに異なる屈折率を有する複数の層が配置されてもよい。例えば、発光部とマイクロレンズとの間に屈折率ｎ２の保護層が配置され、ｎ１＜ｎ２であってもよい。マイクロレンズと保護層との界面での屈折を考えると、ｒ－ａ＜Ｈ１・ｔａｎβ１の関係を満たすことは、見かけの発光面積がπｒ２に拡大されるための必要条件である。
　発光部とマイクロレンズとの間に屈折率がマイクロレンズと異なる層を有する場合において、更に好ましい条件について、図３を参照しながら説明する。図２の例と同様、屈折率ｎ１のマイクロレンズ１６の第１位置から第２位置までの垂直方向の距離をｈ、水平方向の距離をｒとし、発光部の開口部を半径ａの円形とする。また、第２位置でのマイクロレンズ１６の厚さをＨ１とする。更に、発光部とマイクロレンズ１６との間に屈折率ｎ２で厚さがＨ１である保護層１５を有する。
　第２位置で屈折して正面に取り出される光線がマイクロレンズ１６の第２位置に入射する光線角度β１は、第２位置での傾斜角θを用いて、前述の例と同様に以下の式で与えられる。
　ｎ１・ｓｉｎα＝ｎ０・ｓｉｎθ
　β１＝θ－α
　また、保護層１５中での光線角度β２は、マイクロレンズ１６と保護層１５の界面での屈折を考慮すると、以下の式で与えられる。
　ｎ２・ｓｉｎβ２＝ｎ１・ｓｉｎβ１
　この時、第２位置で屈折して正面に取り出される光線が発光部の開口内から出射される条件は、以下の式（２）を満たすことである。
　ｒ－ａ＜Ｈ１・ｔａｎβ１＋Ｈ２・ｔａｎβ２＜ｒ＋ａ・・・式（２）
　つまり、式（２）を満たすことで、発光部で発生した光がマイクロレンズ１６の第２位置で屈折して正面に取り出されることになり、見かけの発光面積はπｒ２に拡大される。すなわち、発光部とマイクロレンズとの間に屈折率がマイクロレンズと異なる層を有する場合において、式（２）を満たすことで、式（２）を満たさない場合と比較して、見かけの発光面積の拡大効果が大きくなる。これにより、消費電力及び駆動寿命が向上し、表示品位も向上する。
　発光部とマイクロレンズとの間の媒質は、保護層に限られず、例えば、カラーフィルタ層および／または平坦化層などの他の１又は複数の機能層が配置されてもよい。屈折率が異なる複数の層を有する場合は、最も厚い層の屈折率をｎ２としてもよいし、各層の厚さで重みづけした屈折率の平均値を用いてもよい。また、各層の界面での屈折を考慮して光線角度を計算することで、第２位置で屈折して正面に取り出される光線が発光部内から出射される条件を考えてもよい。具体的には、マイクロレンズを含めてｎ個の層を有する場合、マイクロレンズを１番目の層として、そこから積層順にｉ番目の層の屈折率をｎｉとすると、ｉ番目の層中の光線角度は、上述の例と同様、以下の式で与えられる。
　ｎｉ・ｓｉｎβｉ＝ｎ１・ｓｉｎβ１
　これより、ｉ番目の層の厚さをＨｉとすると、第２位置で屈折して正面に取り出される光線が発光部の開口内から出射される条件は、Ｈｉ・ｔａｎβｉをｎ番目まで足しあわせた値がｒ－ａより大きく、かつｒ＋ａより小さいことである。すなわち、以下の式（３）を満たすことが好ましい。
　ｒ－ａ＜Ｈ１・ｔａｎβ１＋Ｈ２・ｔａｎβ２＋・・・＋Ｈｎ・ｔａｎβｎ＜ｒ＋ａ
　　・・・式（３）
　以上のように、式（１）～式（３）のいずれかを満たすことで、正面方向への光取り出し効率が向上する。一方で、マイクロレンズと発光部との垂直方向の距離を小さくすることで、マイクロレンズに入射する光量は増加する。すなわち、式（１）～式（３）を満たした上で、マイクロレンズと発光部との垂直方向の距離を小さくすることで、広角側に取り出される光が増えることになり、視野角特性が向上する。視野角特性向上の観点から、カラーフィルタ層を設けないことで、発光部との垂直方向の距離を小さくすることができる。
　マイクロレンズと発光部との間に設ける層の屈折率の好ましい関係について説明する。図４及び図５は、発光部からマイクロレンズ１６までの間に屈折率が異なる層を設けた構成の一例を模式的に示す断面図である。図４及び図５では、隣接する２つの発光部が示されている。発光部から屈折率ｎ１のマイクロレンズ１６までの間に２つの層Ｌ３、層Ｌ２が配置され、屈折率はそれぞれｎ２及びｎ３である。層Ｌ３は、例えば保護層であってよく、層Ｌ２は、例えばカラーフィルタまたは平坦化層であってよい。図４の例において、屈折率の大小関係はｎ２＜ｎ１＜ｎ３である。発光部から斜め方向に出射された光線の屈折を考えると、屈折率の大小関係に従って、角ａ、ｂ及びｃの大小関係はａ＜ｃ＜ｂとなる。特にｃ＜ｂであることによって、層Ｌ３とマイクロレンズ１６の界面で光線が正面方向に曲げられることになるため、図示したように、発光部からの光が隣接する発光素子のマイクロレンズから正面に近い方向に出射される場合がある。つまり、発光部からの放射角度が大きく、色純度が悪い光が視認されやすくなるため、色純度が低下する可能性がある。一方、屈折率の大小関係をｎ１＜ｎ２＜ｎ３とした図５の例では、ａ＜ｂ＜ｃとなるため、発光部から斜め方向に出射された光は層Ｌ３とマイクロレンズ１６との界面でより広角側に屈折するため、正面方向に出射されにくく、色純度の低下を抑制できる。以上の理由から、マイクロレンズと発光部との間にマイクロレンズの屈折率より小さい屈折率の層を含まない構成とすることで色純度の低下を抑制できる。
　次に、発光部の開口の幅ａの好ましい範囲について説明する。前述のとおり、マイクロレンズ１６の光取り出し効率の向上の効果は、マイクロレンズを設けることによる見かけの発光面積の拡大によって提供される。したがって、この効果は、見かけの発光面積と発光部の開口の面積との比に凡そ比例すると考えることができる。すなわち、マイクロレンズの第１位置から第２位置までの水平方向の距離ｒと、開口の幅ａとの比ｒ／ａが大きいほど光取り出し効率の向上の効果が大きく、消費電力の低減効果が大きくなる。消費電力の低減効果を発揮するために、ｒ／ａ＞１であることが好ましく、ｒ／ａ＞１．５であることがより好ましく、ｒ／ａ＞２であることがさらに好ましい。
　一方で、開口における外側の点から出射された光は、レンズで屈折してより広角側に取り出される。すなわち、開口の幅ａが大きいほど、広角側に取り出される光が増える。よって、開口の幅ａが大きいほど視野角特性が向上する。視野角特性を向上させる観点で、ｒ／ａ＜５であることが好ましく、ｒ／ａ＜４であることがより好ましい。
　次に、マイクロレンズの第１位置から第２位置までの垂直方向の距離ｈと水平方向の距離ｒの好ましい値の範囲について説明する。ｈ＝ｒすなわちｈ／ｒ＝１の場合、マイクロレンズの曲面部分を球面とすると第２位置での傾斜角θは９０度である。θが９０度の第２位置を通って正面方向に出射される光線は、臨界角で入射する光である。この光線について式（１）～式（３）のいずれかを満たすような構成とした場合、開口における外側から出射して第２位置に到達する光は、第２位置で全反射され、マイクロレンズから取り出されない。よって、ｈ／ｒ＜１とすることが、取り出し効率が向上するため、好ましい。
　また、ｈ／ｒが大きいほど、レンズ収差が大きくなることで、有効に利用できない光線が発生し、光取り出し効率が低下する場合がある。よってｈ／ｒが小さいほど好ましく、ｈ／ｒ＜０．９５であることが好ましく、ｈ／ｒ＜０．８であることがより好ましい。
　以下、図１を参照しながら発光装置１００の具体的な構成を例示的に説明する。発光装置１００は、基板１、複数の第１電極２、絶縁層（バンク）３、有機膜１３、第２電極１４、保護層１５、及び、マイクロレンズ１６を含みうる。複数の第１電極２は、基板１の表面上に設けられている。有機膜１３は、第１機能層４、第１発光層５及び第３発光層６、第２機能層７、電荷発生層８、第３機能層９、第２発光層１０及び第４発光層１１、第４機能層１２を含みうる。第１発光層５及び第３発光層６は、第１機能層４と第２機能層７の間に配置され、第２発光層１０及び第４発光層１１は、第３機能層９と第４機能層１２の間に配置される。第２電極１２は、有機層１３上に配置される。有機層１３は、発光部を構成し、第１電極２と第２電極１４との間に印加される電位差によって発光する。絶縁層３は、バンクを構成し、複数の第１電極２を相互に絶縁するように配置される。絶縁層３は、第１電極２を有機層１３に対して露出させる開口ＯＰを有する。絶縁層３は、複数の第１電極２のそれぞれに対して設けられた複数の絶縁部を含んでもよいし、複数の第１電極２にそれぞれ対応する複数の開口ＯＰを有する１つの絶縁層として構成されてもよい。開口ＯＰにおいて第１電極２と有機層１３が接し、有機層１３のうち絶縁層３の開口ＯＰに対応する部分が発光領域として機能する。発光装置１００は、複数の第１電極２にそれぞれ対応する複数の発光部ＳＰ１、ＳＰ２・・・を備える装置として理解されうる。複数の発光部は、複数の画素、または、複数の副画素として理解されてもよい。図１の例では、第１発光部ＳＰ１は、基板１上に第１電極２、第１色の光を発生する第１発光層５、電荷発生層８、第１色の光を発生する第２発光層１０、および、第２電極１４をこの順に有する。また、第２発光部ＳＰ２は、基板１上に第１電極２、第１色と異なる第２色の光を発生する第３発光層６、電荷発生層８、第２色の光を発生する第４発光層１１、および、第２電極１４をこの順に有する。電荷発生層８は、複数の発光部ＳＰ１、ＳＰ２・・・に対して共通に設けられてもよいし、それらに対して個別に設けられてもよい。第１電極２は、複数の発光部ＳＰ１、ＳＰ２・・・に対して個別に設けられ、第２電極１２は、複数の発光部ＳＰ１、ＳＰ２・・・に対して共通に設けられうる。
　第２電極１４の上には、保護層１５が配置されうる。保護層１５の上には、複数の発光部にそれぞれ対応するように複数のマイクロレンズ１６が配置されうる。基板１の材料は、第１電極２、有機層１３、及び、第２電極１４を支持できる材料であれば特に限定されない。例えば、基板１の材料として、ガラス、プラスチック、シリコンなどを用いることができる。トランジスタなどのスイッチング素子や、配線、層間絶縁膜などが基板１に設けられていてもよい。
　第１電極２は、透明であっても、不透明であってもよい。第１電極２が不透明である場合には、第１電極２の材料は、発光波長での反射率が７０％以上の金属材料であることが好ましい。例えば、第１電極２の材料として、Ａｌ又はＡｇなどの金属や、それらにＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｄなどを添加した合金を用いることができる。また、第１電極２の材料として、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＩＧＺＯなども用いることができる。なお、ここでの発光波長は、有機層１３から発せられる光のスペクトル範囲を意味する。第１電極２の反射率が所定（所望）の反射率よりも高ければ、第１電極２は、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｕなどの金属やその合金などのバリア電極との積層電極であってもよく、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明酸化膜電極との積層電極であってもよい。
　一方、第１電極２が透明である場合には、第１電極２の下（基板１の側）に反射層を設けてもよい。透明な第１電極２の材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＩＧＺＯなどを用いることができる。後述する光学距離の最適化のために、第１電極２の構成として、反射層と透明導電膜の間に絶縁膜を設けた構成を採用してもよい。各発光部（発光素子）が放射する色に応じて、発光部毎に透明導電膜もしくは絶縁膜の膜厚を変える構成を採用してもよい。
　第２電極１４は透光性を有する。第２電極１４の材料は、第２電極１４の表面に到達した光の一部を透過するとともに他の一部を反射する性質（すなわち半透過反射性）を持った半透過材料であってもよい。第２電極１４の材料として、例えば、透明導電酸化物のような透明材料を使用できる。また、第２電極１４の材料として、単体金属（アルミニウム、銀、金など）、アルカリ金属（リチウムやセシウムなど）、アルカリ土類金属（マグネシウム、カルシウム、バリウムなど）、これらの金属材料を含んだ合金材料などからなる半透過材料を使用できる。第２電極１４の材料として半透過材料を使用する場合には、半透過材料としてマグネシウムや銀を主成分とする合金を使用することが好ましい。第２電極１４が好ましい透過率を有するならば、第２電極１４は、上記材料で構成された複数の層の積層構成を有してもよい。図１では、複数の発光部の間で共通の１つの第２電極１４が設けられているが、複数の発光部にそれぞれ対応する複数の第２電極１４が設けられてもよい。
　第１電極２と第２電極１４の一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。例えば、第１電極２が陽極として機能し、第２電極１４が陰極として機能する。第１電極２が陰極として機能し、第２電極１４が陽極として機能してもよい。
　第１乃至第４機能層は、蒸着法やスピンコート法など公知の技術により形成することができ、複数の層から構成されていてもよい。正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層正孔ブロック層、電子輸送層、及び、電子注入層の少なくともいずれかを含んで構成される。第１乃至第４機能層は複数の第１電極をまとめて覆うように形成されてもよいし、微細マスク、フォトリソグラフィなどを用いて各第１電極に対して機能層が１対１で対応するように孤立して形成されてもよい。また、後述する光学距離の最適化のために、第１電極毎にその上に積層される各機能層の膜厚を異ならせてもよい。
　第１乃至第４発光層は、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子が有機化合物層において再結合することで光を出射する。発光層は単層でも複数層でもよい。本実施形態において、第１発光層５と第３発光層６は微細マスク、フォトリソグラフィなどを用いて、発光部ごとにパターニングされて形成される。図１に示した例では、第１発光層５と第３発光層６は垂直な方向からの平面視で重ならず、孤立して形成されているが、第１電極２の開口の外側で重なるように形成してもよい。第１発光層５と第３発光層６は異なる発光材料を含み、異なる色を発する。例えば第１発光層５が赤色発光材料を含む赤色発光層であり、第３発光層６が緑色発光材料を含む緑色発光層であってよい。本実施形態の例では、第１発光層５と第２発光層１０は同一の色の発光層であり、第３発光層６と第４発光層１１は同一の色の発光層である。同じ色を発する発光層を積層したタンデム構成とすることで色純度と駆動寿命を向上することができるが、これに限定されず、異なる色の発光層の組み合わせであってよい。
　電荷発生層８は、第１電極２と第２電極１４の間に電圧が印加されることで、正孔と電子とを生成する層である。電荷発生層８は、他の有機化合物から電子を受容しやすい化合物を含んでいる。例えばアルカリ金属と、最低空軌道準位エネルギーが－５．０ｅＶ以下の化合物との組み合わせであってよく、電荷発生層として機能することができる。電荷発生層の最低空軌道準位エネルギーは、第１または第２発光層の最高被占有軌道エネルギーよりも低いエネルギーであってよい。また、電荷発生層の最低空軌道準位エネルギーは、正孔輸送層の最高被占有軌道準位エネルギーよりも低いエネルギーであってよい。正孔輸送層は、電荷発生層と、第２発光層との間に配されている有機層でありうる。
　当該アルカリ金属は、Ｌｉであってよく、Ｌｉは金属単体であっても、化合物の一部としてであっても、有機金属錯体の一部として有していてもよい。最低空軌道準位エネルギーが－５．０ｅＶ以下の化合物は、ヘキサアザトリフェニレン化合物、ラジアレン化合物、ヘキサフルオロキノジメタン等であってよいが、これらに限定されない。最低空軌道準位エネルギーが、当該アルカリ金属の最高被占有分子軌道から電子を引き抜くほど低いことで、電荷発生を行うことができる。これによって、電荷発生層８には正と負の電荷が発生するため、電荷発生層８よりも上方と下方の層に、正又は負の電荷を供給することができる。つまり、第１電極２と第２電極１４との間に電界が印加されることで、電荷発生層８においてキャリアが発生し、第１発光層５及び第３発光層１０と、第２発光層６及び第４発光層１１の双方にキャリアが供給され、双方を効率よく発光させることができる。ここで、最高被占有軌道エネルギー（ＨＯＭＯ）、最低空軌道準位エネルギー（ＬＵＭＯ）は、真空準位に近いほど、「高い」と記載される。電荷発生層のＬＵＭＯが正孔輸送層のＨＯＭＯよりも低いとは、電荷発生層のＬＵＭＯが正孔輸送層のＨＯＭＯよりも真空準位に近いことを示す。
　本明細書における、ＨＯＭＯ、ＬＵＭＯは、分子軌道計算を用いて算出することができる。分子軌道計算は、密度汎関数法（Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　Ｔｈｅｏｒｙ，ＤＦＴ）等で行われ、汎関数はＢ３ＬＹＰ、基底関数は６－３１Ｇ＊等を用いて行われてよい。なお、分子軌道計算は、例えば、Ｇａｕｓｓｉａｎ０９（Ｇａｕｓｓｉａｎ０９，ＲｅｖｉｓｉｏｎＣ．０１，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，Ｇ．Ｗ．Ｔｒｕｃｋｓ，Ｈ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｇｅｌ，Ｇ．Ｅ．Ｓｃｕｓｅｒｉａ，Ｍ．Ａ．Ｒｏｂｂ，Ｊ．Ｒ．Ｃｈｅｅｓｅｍａｎ，Ｇ．Ｓｃａｌｍａｎｉ，Ｖ．Ｂａｒｏｎｅ，Ｂ．Ｍｅｎｎｕｃｃｉ，Ｇ．Ａ．Ｐｅｔｅｒｓｓｏｎ，Ｈ．Ｎａｋａｔｓｕｊｉ，Ｍ．Ｃａｒｉｃａｔｏ，Ｘ．Ｌｉ，Ｈ．Ｐ．Ｈｒａｔｃｈｉａｎ，Ａ．Ｆ．Ｉｚｍａｙｌｏｖ，Ｊ．Ｂｌｏｉｎｏ，Ｇ．Ｚｈｅｎｇ，Ｊ．Ｌ．Ｓｏｎｎｅｎｂｅｒｇ，Ｍ．Ｈａｄａ，Ｍ．Ｅｈａｒａ，Ｋ．Ｔｏｙｏｔａ，Ｒ．Ｆｕｋｕｄａ，Ｊ．Ｈａｓｅｇａｗａ，Ｍ．Ｉｓｈｉｄａ，Ｔ．Ｎａｋａｊｉｍａ，Ｙ．Ｈｏｎｄａ，Ｏ．Ｋｉｔａｏ，Ｈ．Ｎａｋａｉ，Ｔ．Ｖｒｅｖｅｎ，Ｊ．Ａ．Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ，Ｊｒ．，Ｊ．Ｅ．Ｐｅｒａｌｔａ，Ｆ．Ｏｇｌｉａｒｏ，Ｍ．Ｂｅａｒｐａｒｋ，Ｊ．Ｊ．Ｈｅｙｄ，Ｅ．Ｂｒｏｔｈｅｒｓ，Ｋ．Ｎ．Ｋｕｄｉｎ，Ｖ．Ｎ．Ｓｔａｒｏｖｅｒｏｖ，Ｔ．Ｋｅｉｔｈ，Ｒ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ｊ．Ｎｏｒｍａｎｄ，Ｋ．Ｒａｇｈａｖａｃｈａｒｉ，Ａ．Ｒｅｎｄｅｌｌ，Ｊ．Ｃ．Ｂｕｒａｎｔ，Ｓ．Ｓ．Ｉｙｅｎｇａｒ，Ｊ．Ｔｏｍａｓｉ，Ｍ．Ｃｏｓｓｉ，Ｎ．Ｒｅｇａ，Ｊ．Ｍ．Ｍｉｌｌａｍ，Ｍ．Ｋｌｅｎｅ，Ｊ．Ｅ．Ｋｎｏｘ，Ｊ．Ｂ．Ｃｒｏｓｓ，Ｖ．Ｂａｋｋｅｎ，Ｃ．Ａｄａｍｏ，Ｊ．Ｊａｒａｍｉｌｌｏ，Ｒ．Ｇｏｍｐｅｒｔｓ，Ｒ．Ｅ．Ｓｔｒａｔｍａｎｎ，Ｏ．Ｙａｚｙｅｖ，Ａ．Ｊ．Ａｕｓｔｉｎ，Ｒ．Ｃａｍｍｉ，Ｃ．Ｐｏｍｅｌｌｉ，Ｊ．Ｗ．Ｏｃｈｔｅｒｓｋｉ，Ｒ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｋ．Ｍｏｒｏｋｕｍａ，Ｖ．Ｇ．Ｚａｋｒｚｅｗｓｋｉ，Ｇ．Ａ．Ｖｏｔｈ，Ｐ．Ｓａｌｖａｄｏｒ，Ｊ．Ｊ．Ｄａｎｎｅｎｂｅｒｇ，Ｓ．Ｄａｐｐｒｉｃｈ，Ａ．Ｄ．Ｄａｎｉｅｌｓ，Ｏ．Ｆａｒｋａｓ，Ｊ．Ｂ．Ｆｏｒｅｓｍａｎ，Ｊ．Ｖ．Ｏｒｔｉｚ，Ｊ．Ｃｉｏｓｌｏｗｓｋｉ，ａｎｄ　Ｄ．Ｊ．Ｆｏｘ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ　ＣＴ，２０１０．）を用いて行うことができる。
　本明細書におけるＨＯＭＯ、ＬＵＭＯは、イオン化ポテンシャル、バンドギャップを用いて算出することができる。ＨＯＭＯは、イオン化ポテンシャルを測定することで見積もることができる。イオン化ポテンシャルは、測定対象の化合物をトルエン等の溶媒に溶解させて、ＡＣ－３等の測定装置で測定することができる。バンドギャップは、測定対象の化合物をトルエン等の溶媒に溶解させて、励起光をあてる測定で測定できる。励起光の吸収端を測定することでバンドギャップを測定できる。または、測定対象の化合物をガラスなどの基板に蒸着し、蒸着膜に励起光をあてることで測定できる。測定は、励起光を当該蒸着膜が吸収する吸収スペクトルの吸収端を測定することでバンドギャップを測定できる。
　ＬＵＭＯは、バンドギャップとイオン化ポテンシャルの値を用いて算出することができる。バンドギャップからイオン化ポテンシャルの値を引くと、ＬＵＭＯを見積もることができる。
　ＬＵＭＯは、還元電位から見積もることもできる。例えば、ＣＶ（サイクリックボルメトリー）測定を用いて１電子還元電位を見積もる。ＣＶの測定は、例えば、０．１Ｍテトラブチルアンモニウム過塩素酸塩のＤＭＦ溶液中で行い、参照電極はＡｇ／Ａｇ＋、対極はＰｔ、作用電極はグラッシーカーボンを用いて測定することができる。得られた化合物の還元電位に対して、フェロセンの還元電位との差分を－４．８ｅＶに加えることでＬＵＭＯを見積もることができる。
　電荷発生層８を介して隣接画素に電荷が漏れ出すと、意図せず隣接画素が発光して、これにより表示品が低下しうる。これを抑制するために、微細マスク、フォトリソグラフィなどを用いて各第１電極に対して電荷発生層８が１対１で対応するように電荷発生層が孤立して形成されてもよい。また、同様の目的のため、基板上の発光部（画素）間に凹部もしくは凸部を形成して、発光部（画素）間に蒸着される電荷発生層８の膜厚が薄くなるような構成にしてもよい。
　本実施形態に係る発光装置１００は、第１反射面と、第２反射面と、第１反射面と第２反射面との間に配置されている有機膜３を有する発光装置として構成されてもよい。第１反射面は、第１電極２であってもよいし、基板１と第１電極２との間に配置されている反射層であってもよいし、第１電極２と絶縁層３との間に配置されている反射層であってもよい。第２反射面は第２電極１４であってもよいし、第２電極１４とマイクロレンズの間に配置されている半透過反射層であってもよい。
　第１反射面と、発光層を含む有機膜１３の発光部（発光位置）との間の光学距離を、有機膜１３における所望の角度θｅｍｌに対して最適化するためには、以下の式（４）を満たせばよい。式（４）において、Ｌｒは第１反射面から有機層１３の発光位置までの光路長（光学距離）であり、Φｒは第１反射面で波長λの光が反射する際の位相シフトであり、ｍは０以上の整数である。式（４）を満たすように、第１反射面の位置や、有機層１３の膜厚などを最適にすればよい。
　Ｌｒ＝（２×ｍ－（Φｒ／π））×（λ／４）×１／ｃｏｓ（θｅｍｌ）
　　・・・（４）
　また、発光位置から第２反射面までの光学距離Ｌｓは、第２反射面で波長λの光が反射する際の位相シフトをΦｓとすると、以下の式（５）を満たす。
　Ｌｓ＝（２×ｍ’－（Φｓ／π））×（λ／４）×１／ｃｏｓ（θｅｍｌ）
　　　＝－（Φｓ／π）×（λ／４）
　　　　・・・（５）
　よって、第１反射面と第２反射面との間の光路長Ｌは、以下の式（６）を満たす。式（６）において、Φは位相シフトΦｒと位相シフトΦｓの和である。
　Ｌ＝Ｌｒ＋Ｌｓ＝（２×ｍ－Φ／π）×（λ／４）×１／ｃｏｓ（θｅｍｌ）
　　　・・・（６）
　ここで、上述の式（４）～（６）において、許容範囲はλ／８程度、または２０ｎｍ程度である。よって、式（７）を満たすことが好ましい。
　（２×ｍ－Φ／π）×（λ／４）×１／ｃｏｓ（θｅｍｌ）－λ／８＜Ｌ＜（２×ｍ－Φ／π）×（λ／４）×１／ｃｏｓ（θｅｍｌ）＋λ／８
　　　・・・（７）
　なお、有機膜１３の発光位置を特定するのが困難な場合があるので、上記の例では、発光位置を第１発光層５の第１反射面側の界面または第２反射面側の界面で代用した。上述の許容範囲を考慮すれば、このように代用した場合であっても、正面方向の光を強める効果を得ることができる。マイクロレンズを設けない場合、有機膜１３の光学距離を正面方向、すなわちθｅｍｌ＝０として上記式（４）～（６）を満たすように膜厚を最適化することで、正面方向の光量を向上させることができる。他方、マイクロレンズを設ける場合、前述した通り、マイクロレンズの第２位置で屈折して正面方向に取り出される光は、マイクロレンズ中での光線角度がβ１の光である。マイクロレンズの曲面部分の傾斜角は第２位置で最大であり、そのほかの点ではより小さい角度であることを考慮すると、マイクロレンズで屈折して正面方向に放射される光は、マイクロレンズ中での光線角度が０以上β１以下の光が足しあわされた光になる。よって、有機膜１３の屈折率をｎｅｍｌとすると、θｅｍｌ＝０に対して膜厚を最適化するよりも、
　０＜θｅｍｌ＜ｓｉｎ－１（ｎ１・ｓｉｎβ１／ｎｅｍｌ）
である角度θｅｍｌに対して膜厚を最適化した方が正面方向の取り出し光量を向上させることができると考えられる。
　すなわち、上記のマイクロレンズを設ける場合、０＜ｓｉｎθｅｍｌ＜ｎ１・ｓｉｎβ１／ｎｅｍｌを満たす角度θｅｍｌに対して、Ｌが、
　Ｌ＝（２×ｍ－Φ／π）×（λ／４）×１／ｃｏｓ（θｅｍｌ）
を満たすように有機膜１３の光学距離を設定することが正面取り出し光量を向上させるために好ましい。あるいは、（８）式を満たすことが好ましい。
　（２ｍπ－Φ）×（λ／４π）＜Ｌ＜（２×ｍ－Φ／π）×（λ／４）×１／ｃｏｓ（θｅｍｌ）＋λ／８
　　　・・・（８）
　この時、θｅｍｌは０＜ｓｉｎθｅｍｌ＜ｎ１・ｓｉｎβ１／ｎｅｍｌを満たす範囲で色純度や視野角特性を最適化するように任意に設定されてよい。
　別の側面として、発光層に含まれる発光材料のＰＬスペクトルのピーク波長λＰＬに対して、正面方向へ発光する光を強める干渉スペクトルの共振ピーク波長λｏｎを長波長側にずらして設定することが好ましいと捉えることもできる。発光材料のＰＬスペクトルのピーク波長λＰＬと正面方向の共振ピーク波長λｏｎを略一致させたときに、正面への出射スペクトル強度が最大になり、｜λｏｎ－λＰＬ｜の値が大きくなると正面への出射スペクトル強度が小さくなる。ここで、式（４）～（６）で明らかなように、θｅｍｌ＝０度である正面方向の共振ピーク波長λｏｎよりもθｅｍｌ＞０である斜め方向への共振ピーク波長λｏｆｆの方が短波長である。したがって、λｏｎ＞λＰＬとして、かつ、｜λｏｆｆ－λＰＬ｜＜｜λｏｎ－λＰＬ｜の関係を満たすように光学距離を設定することが正面取り出し光量を向上させることができるために好ましい。
　更に別の側面として、マイクロレンズを介して放射されるＥＬ発光のピーク波長λＥＬを考えると、｜λＥＬ－λＰＬ｜＜｜λｏｎ－λＰＬ｜の関係を満たすことで正面取り出し光量を向上させることができる。前述した通り、マイクロレンズを介して放射される光は、マイクロレンズ中での光線角度が０以上β１以下の光が足しあわされた光になる。そのため、λＥＬはλｏｎよりも短波長となる。したがって、｜λＥＬ－λＰＬ｜＜｜λｏｎ－λＰＬ｜の関係を満たすことで正面取り出し光量を向上させることができる。
　保護層１５は、絶縁層であり、透光性を有し、外部からの酸素や水分の透過性が低い無機材料を含むことが好ましい。例えば、保護層１５は、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）、シリコン酸化物（ＳｉＯＸ）、アルミニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３）、チタン酸化物（ＴｉＯ２）などの無機材料を用いて作製することができる。特に保護性能の面において、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３などの無機材料が好ましい。保護層１５の形成には化学気相堆積法（ＣＶＤ法）、原子層堆積法（ＡＬＤ法）、スパッタリング法などを用いることが好ましい。
　保護層１５は十分な水分遮断性能を有していれば、単層構造を有していても、上記材料や形成手法を組み合わせた積層構造を有していてもよい。例えば、保護層１５は、窒化シリコンの層と、原子堆積法による密度が高い他の層との積層構造を有していてもよい。さらに、保護層１５は、水分遮断性能を有していれば、有機層を有してもよい。有機層は、例えば、ポリアクリレート、ポリイミド、ポリエステル、エポキシなどからなる。さらに、図１では、複数の発光部の間で共通の１つの保護層１５が設けられているが、複数の発光部にそれぞれ対応する複数の保護層１５が設けられてもよい。
　マイクロレンズ１６は露光及び現像プロセスにより形成することができる。具体的には、マイクロレンズ１６の材料からなる膜（フォトレジスト膜）を形成し、連続的な階調変化を有するマスクを用いて、フォトレジスト膜の露光および現像を行う。このようなマスクとしてグレーマスクを用いることができる。露光装置の解像度以下の遮光膜からなるドットの密度分布を変化させることで結像面に連続した階調変化を有する光照射を可能とする面積階調マスクを用いることもできる。また、露光および現像プロセスで形成したマイクロレンズ１６に対して、エッチバックを行うことにより、レンズ形状を調整することが可能である。前述の通り、マイクロレンズ１６は発光部からの光に正のパワーを作用させる曲面部分を有していればよく、曲面部分は球面の一部であってもよいし、そうでなくてもよい。具体的には、本実施形態のようにマイクロレンズの曲面部分が光取り出し側に突出しており、空気など、マイクロレンズよりも屈折率の低い層に光を取り出す場合は上に凸の曲面であればよい。また、式（１）～式（３）のいずれかの関係を満たす曲面とすることで消費電力及び駆動寿命の向上効果、及び表示品位低下の抑制効果が大きくなる。
　図１に示した例では、マイクロレンズ１６と光取り出し側で接する層が空気であるが、層の屈折率ｎ０がマイクロレンズの屈折率ｎ１よりも小さければよく、例えばマイクロレンズ上に透明樹脂が配されていてもよい。
　発光部やマイクロレンズ１６の曲面部分などを組み合わせて発光素子が構成される。発光素子を複数設ける場合に、複数の発光素子の平面配列（垂直方向から見た場合の配列）は、ストライプ配列、スクエア配列、デルタ配列、ペンタイル配列、ベイヤー配列などのいずれの配列であってもよい。また、マイクロレンズ１６の複数の曲面部分が互いに異なる色の光を発するような構成を採用してもよい。そのようにすれば、フルカラー表示が可能となる。図６Ａ～６Ｃは、発光装置をマイクロレンズ１６の側から見た平面図であり、複数の発光素子の平面配列の一例を示す。図６Ａはデルタ配列の一例を示し、図６Ｂはストライプ配列の一例を示し、図６Ｃはベイヤー配列の一例を示す。ここで、発光装置を表示パネルとして用い、１画素（主画素）が、対応する色成分が互いに異なる複数の副画素（例えば、赤色の表示を行う副画素、緑色の表示を行う副画素、及び、青色の表示を行う副画素）から構成される場合を考える。この場合には、図６Ｂに示すように、発光素子が、１つの副画素に複数設けられてもよい。マイクロレンズ１６の曲面部分のサイズや形状などは、複数の発光素子の平面配列の方式に応じて適宜設定されてもよい。デルタ配列を採用すれば、副画素に対してマイクロレンズ１６の曲面部分が占める面積を大きく設定でき、光取り出し効率を高めることができる。
　図６Ａ～６Ｃの例では発光部の平面形状（垂直方向から見た場合の形状）は円形であるが、発光部の平面形状は特に限定されず、例えば四角形や六角形などの多角形であってもよい。但し、発光部の平面形状が円形であれば、発光部の端からマイクロレンズ１６（曲面部分）の端までの方向の傾斜角の関係が、曲面部分の頂点を通る垂直方向の面によって得られる全ての断面において等しくなるため、設計が容易になる。
　図７に示すように、マイクロレンズ１６の曲面部分の端が厚さを持つように（隣接した発光部の間でマイクロレンズ１６の一部がオーバーラップするように）マイクロレンズ１６が形成されてもよい。この場合にも発光部からの光を集光する効果を奏する曲面部分を有していれば、消費電力及び駆動寿命の向上効果、及び表示品位低下の抑制効果が得られる。また、式（１）～式（３）のいずれかの関係を満たせば消費電力及び駆動寿命の向上効果、及び表示品位低下の抑制効果が大きくなる。
　本実施形態では保護層１５上にマイクロレンズ１６が直接設けられている。しかし、色純度や視野角特性を向上する目的でカラーフィルタや光吸収層が設けられていてもよいし、保護層１５の凹凸を平坦化する目的で保護層１５とマイクロレンズ１６の間に平坦化層が設けられてもよい。保護層１５とマイクロレンズ１６との間にカラーフィルタや光吸収層が設けられてもよいし、マイクロレンズ１６の上にカラーフィルタや光吸収層が設けられてもよい。カラーフィルタと保護層１５が一体となっていてもよいし、マイクロレンズ１６とカラーフィルタとが一体となっていてもよいし、カラーフィルタを別の基板に形成して対向するように張り合わせてもよい。本実施形態の例のように保護層とマイクロレンズとを一体で形成することで、マイクロレンズ１６の曲面部分を発光部に対して精度良く位置合わせして形成できる。また、マイクロレンズと発光部との垂直方向の距離を小さくすることができ、前述の通り、視野角特性を向上することができる。
　以下、発光装置１００の作製方法の具体例を説明する。本具体例において、発光装置１００は、赤色発光層を有する赤色発光素子、緑色発光層を有する緑色発光素子、青色発光層を有する青色発光素子の３種類の発光素子（発光部）を有する。
　まず、基板１上にアルミニウムを形成し、これをパターニングすることによって複数の第１電極２を形成した。次に、複数の第１電極２をそれぞれ覆うように複数の絶縁層を形成した。絶縁層の材料は酸化シリコンとして、絶縁層の層厚は６５ｎｍとした。そして、各絶縁層に、それに対応する第１電極２（覆っている第１電極２）を露出させる開口ＯＰを形成し、複数の絶縁層３を得た。開口ＯＰの形状は、半径０．９μｍの円形とした。上述したように、最終的には、絶縁層３の開口ＯＰは、対応する第１電極２を当該第１電極２に対応する有機層１３に対して露出する。垂直方向から見た場合に、開口ＯＰのサイズと形状は、発光部のサイズと形状と一致する。
　次に、第１電極２（および絶縁層３）上に有機膜１３（有機化合物層）を形成した。具体的には、まず、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層を順に形成した。その際、正孔注入層、正孔輸送層はすべての発光素子に対応する第１電極２をまとめて覆うように蒸着し、電子ブロック層は各発光色に対応する発光素子に対応する第１電極２ごとに孤立して形成されるように、微細マスクを用いて３回に分けて蒸着した。前述した光学距離を最適化する目的で、発光色毎に電子ブロック層の膜厚を調整した。次に、第１の赤色発光層、第１の緑色発光層、第１の青色発光層を、微細マスクを用いて３回に分けて蒸着することで、それぞれ孤立するように形成した。次に、正孔ブロック層、電子輸送層を順に形成した。正孔ブロック層は電子ブロック層と同様に、発光色毎に正孔ブロック層の膜厚を調整して形成した。次に、有機材料とリチウムを共蒸着して電荷発生層８を形成した。続いて、同様に、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、第２の赤色発光層、第２の緑色発光層、第２の青色発光層、正孔ブロック層、電子輸送層を順に形成した。第２の赤色発光層、第２の緑色発光層、第２の青色発光層は、微細マスクを用いて３回に分けて蒸着することで、それぞれ孤立するように形成した。続いて、電子注入層としてフッ化リチウムを形成した。
　有機層１３の合計の厚さは、赤色発光素子で３１０ｎｍ、緑色発光素子で２６５ｎｍ、青色発光素子で２１２ｎｍとした。これは、各発光素子において、おおよそθｅｍｌ＝１５度方向の光を強めるように設定した。
　次に、有機層１３上に第２電極１４としてＭｇＡｇ合金を１０ｎｍの厚さで形成した。ＭｇとＡｇとの比率は１：１とした。その後、第２電極１４上に保護層１５としてＣＶＤ法にて屈折率１．９７のＳｉＮ膜を２．１μｍの厚さで形成した。
　次に、保護層１５上に屈折率１．５３のマイクロレンズ１６を露光及び現像プロセスを用いて形成した。マイクロレンズ１６の曲面部分は球面の一部とし、曲面部分の頂点（第１位置）から曲面部分の端（第２位置）までの垂直方向の距離ｈを１．４μｍ、水平方向の距離ｒを１．９μｍとした。マイクロレンズより上方は屈折率１の空気である。
　以上より作製された発光装置では、発光部からの光に対して正のパワーを作用させる曲面部分を有するマイクロレンズを有しているため、消費電力の低減及び駆動寿命が向上し、また、スクリーンドア効果による表示品位低下が抑制される。
　また、第２位置での傾斜角θはｓｉｎθ＝２ｒｈ／（ｒ２＋ｈ２）から計算され、θ＝７２．８度である。また、レンズ面への入射角αとレンズ中での光線角度βはｎ１・ｓｉｎα＝ｎ０・ｓｉｎθ及びβ１＝θ－αより計算され、それぞれα＝３８．６度、β１＝３４．１度である。保護層１５中での光線角度β２はｎ２・ｓｉｎβ２＝ｎ１・ｓｉｎβ１よりβ２＝２５．８度である。発光部からマイクロレンズ１６の端部までの垂直方向の距離Ｈは２．１μｍであるから、Ｈ・ｔａｎβ１＝１．４２μｍであり、ｒ－ａ＝１μｍ、ｒ＋ａ＝２．８μｍであるので、ｒ－ａ＜Ｈ・ｔａｎβ１＜ｒ＋ａとなり、式（１）の関係を満たす。また、Ｈ１＝０μｍ、Ｈ２＝２．１μｍとして、Ｈ１・ｔａｎβ１＋Ｈ２・ｔａｎβ２＝１．０２でありｒ－ａ＜Ｈ１・ｔａｎβ１＋Ｈ２・ｔａｎβ２＜ｒ＋ａとなり、式（２）の関係も満たす。さらに開口の半径ａが０．９μｍであるのに対し、ｒを１．９μｍであり、ｒ／ａ＝２．１１である。式（１）及び式（２）の関係を満たすことで見掛けの開口がおおよそ半径ｒ＝１．９μｍの円形に拡大されることになるので、消費電力の低減及び駆動寿命の向上効果が大きく、またスクリーンドア効果による表示品位低下の抑制効果が大きい。
　以下、本開示の第２実施形態を説明する。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。図８は、第２実施形態の発光装置１００の断面構造を例示する模式図である。図９は、図８における第１発光部ＳＰ１及びそれに対応するマイクロレンズに関わる部分を拡大した模式図である。図８及び図９は、基板１の表面の法線に平行でマイクロレンズ１６の曲面部分の頂点を通る平面で発光装置１００を切断した断面を模式的に示す。
　以下では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。第２実施形態では、マイクロレンズ１６を第２基板１７に形成し、発光部ＳＰ１、ＳＰ２・・・と対向するように配置する。第２基板１７は透明性を有していればよく、第２基板１７の構成材料は前述の基板１と同様であってよい。マイクロレンズ１６を第２基板１７に形成するため、マイクロレンズの形成プロセスに対する制約が小さく、マイクロレンズの形成が比較的容易となる。第２実施形態では、屈折率ｎ１のマイクロレンズ１６の直下に屈折率ｎ２の低屈折率層１８が配される。低屈折率層１８はマイクロレンズ１６の屈折率ｎ１よりも小さい屈折率ｎ２を持つ層であればよく、空気や窒素などの気体であってもよいし、透明樹脂などであってもよい。第２実施形態では、マイクロレンズ１６の曲面部分は球面の一部となっており、基板１の表面に近づく方向に凸（即ち下に凸）の曲面部分である。図９に示す通り、低屈折率層１８とマイクロレンズ１６の曲面部分との界面での屈折により、発光部からの光に対して正のパワーが作用する。よって、第１実施形態と同様に、消費電力及び駆動寿命が向上し、スクリーンドア効果による表示品位の低下が抑制される。
　以下で、第２実施形態における好ましい構成について説明する。図８および図９の例では、上述した通り、マイクロレンズ１６の曲面部分は球面の一部となっており、マイクロレンズの曲面部分の傾斜角θが最大となる位置（第２位置）はマイクロレンズ１６の曲面部分の端である。曲面部分の頂点（第１位置）から曲面部分の端までの垂直方向の距離（マイクロレンズ高さ）をｈ、曲面部分の頂点から曲面部分の端までの水平方向の距離をｒとすると、θは、ｈとｒを用いて、ｓｉｎθ＝２ｒｈ／（ｒ２＋ｈ２）で与えられる。
　ここで、発光部で発生した光がマイクロレンズ１６の曲面部分の端（第２位置）、つまり、傾斜角θの位置で屈折して空気中に取り出される光線を考える。空気中で正面方向に取り出される光線は、マイクロレンズ１６の曲面部分に入射角α２（曲面部分の法線に対する角度）で入射する。スネルの法則よりｎ２・ｓｉｎα２＝ｎ１・ｓｉｎθが成り立つ。また、この光線の低屈折率層１８中での光線角度β２はα２－θである。
　第１実施形態と同様に、発光部の開口内からマイクロレンズ１６の曲面部分の端（第２位置）を通過して正面に取り出される光線が存在する条件を考える。第２位置での低屈折率層１８の厚さをＨ２とし、保護層１５の垂直方向の厚さをＨ３とすると、以下の式（９）を満たすことが好ましい。
　ｒ－ａ＜Ｈ２・ｔａｎβ２＋Ｈ３・ｔａｎβ３＜ｒ＋ａ・・・式（９）
　式（９）において、保護層１５中の光線角度β３は次の式を満たす角度である。
　ｎ３・ｓｉｎβ３＝ｎ２・ｓｉｎβ２
　つまり、式（９）を満たすことで、発光部からの発光がマイクロレンズの曲面部分の端（第２位置）で屈折して正面に取り出されることになり、見かけの発光面積はπｒ２に拡大される。式（９）を満たさない場合と比較して、見かけの発光面積の拡大効果が大きくなる。これにより、消費電力及び駆動寿命の向上効果、及び表示品位低下の抑制効果が大きくなる。
　更に、有機膜１３の屈折率をｎｅｍｌとすると、０＜θｅｍｌ＜ｓｉｎ－１（ｎ２・ｓｉｎβ２／ｎｅｍｌ）の関係を満たすθｅｍｌに対して式（５）～（８）を満たすように第１反射面及び第２反射面の間の光学距離を設定することで、正面方向の取り出し光量を向上させることができる。
　以上ではマイクロレンズ１６の曲面部分が球面の一部であって、最も傾斜角θが大きい点が曲面部分の端である場合を考えた。しかし、曲面部分が非球面でもよく、また、最も傾斜角θの大きい第２位置が曲面部分の端でなく、第２位置におけるマイクロレンズ層が厚さを持っていてもよい。
　また、発光部と低屈折率層１８との間に保護層１５がある場合の例を示したが、低屈折率層１８と保護層１５とが同一の構成材料で、一つの層で両方の機能を兼ねてもよい。また、発光部と低屈折率層１８との間には、例えば、カラーフィルタ層および／または平坦化層などの他の機能層が配置されてもよいし、複数の層が配置されてもよい。屈折率が異なる複数の層を有する場合は、最も厚い層の屈折率をｎ３としてもよいし、各層の厚さで重みづけした屈折率の平均値を用いてもよい。また、各層の界面での屈折を考慮して光線角度を計算することで、第２位置で屈折して正面に取り出される光線が発光部内から出射される条件を考えてもよい。具体的には、マイクロレンズ層を含んでｎ個の層を有する場合、マイクロレンズ層を１番目の層として、そこから積層順にｉ番目の層の屈折率をｎｉとすると、ｉ番目の層中の光線角度は、上述の例と同様、以下の式で求められる。
　ｎｉ・ｓｉｎβｉ＝ｎ２・ｓｉｎβ２
　これより、ｉ番目の層の厚さをＨｉとすると、第２位置で屈折して正面に取り出される光線が発光部の開口部内から出射される条件は、Ｈｉ・ｔａｎβｉをｎ番目まで足しあわせた値がｒ－ａより大きく、かつｒ＋ａより小さいことである。すなわち、以下の式（１０）を満たすことが好ましい。
　ｒ－ａ＜Ｈ２・ｔａｎβ２＋Ｈ３・ｔａｎβ３＋・・・＋Ｈｎ・ｔａｎβｎ＜ｒ＋ａ
　　　・・・式（１０）
　次に、本実施形態におけるマイクロレンズ１６の第２位置での傾斜角θの好ましい値の範囲について説明する。前述した通り、角度α２とマイクロレンズの傾斜角θはｎ２・ｓｉｎα２＝ｎ１・ｓｉｎθの関係を満たす。すなわち、ｎ１・ｓｉｎθ／ｎ２が１以上の時、マイクロレンズの第２位置で屈折して正面に取り出される光は存在しない。そのため、ｎ１・ｓｉｎθ／ｎ２を１より小さくすることで、消費電力及び駆動寿命の向上効果、及びス表示品位の低下抑制効果が大きくなる。また、ｎ１・ｓｉｎθ／ｎ２が１に近いほど、レンズ収差が大きくなることで、有効に利用できない光線が発生し、光取り出し効率が低下する場合がある。また、レンズ形状が変化した場合の光線角度の変化が大きく、レンズ形状に対するロバスト性が低くなる場合がある。よって、ｎ１・ｓｉｎθ／ｎ２が小さいほど好ましく、ｎ１・ｓｉｎθ／ｎ２＜０．９８であることが好ましく、ｎ１・ｓｉｎθ／ｎ２＜０．９５であることがより好ましい。
　以下、図８を参照して第２実施形態の発光装置１００の作製方法の具体例を説明する。基板１上に第１電極２から保護層１５までの層を第１実施形態の具体例と同様の方法で形成した。次に、第２基板１７に屈折率１．５３のマイクロレンズ１６を露光及び現像プロセスを用いて形成した。マイクロレンズ１６の曲面部分は球面の一部とし、曲面部分の頂点（第１位置）から曲面部分の端（第２位置）までの垂直方向の距離ｈを０．６５μｍ、水平方向の距離ｒを１．９μｍとした。次に、第１電極の開口ＯＰの中心とマイクロレンズ１６の中心が平面視で重なるように、基板１と第２基板１７とを貼り合わせた。その際、基板１と第２基板１７は、表示領域の外側で接着し、保護層１５とマイクロレンズとの間の低屈折率層を屈折率１の空気とした。保護層１５と第２基板１７との垂直方向の距離は１μｍとした。つまり、保護層１５とマイクロレンズの第２位置までの垂直方向の距離は１μｍである。
　以上より作製された発光装置１００では、第２基板１７に形成されたマイクロレンズ１６の下に凸の曲面部分が発光部からの光に正のパワーを作用させるように機能する。これにより、消費電力の低減及び駆動寿命が向上し、また、スクリーンドア効果による表示品位低下が抑制される。
　また、第２位置での傾斜角θはｓｉｎθ＝２ｒｈ／（ｒ２＋ｈ２）で計算され、θ＝３７．８度である。また、レンズ面への入射角α２と低屈折率層１８中での光線角度β２はｎ２・ｓｉｎα２＝ｎ１・ｓｉｎθ、β２＝α２－θで計算され、それぞれα＝６９．６度、β２＝３１．８度である。保護層１５中での光線角度β３はｎ３・ｓｉｎβ３＝ｎ２・ｓｉｎβ２よりβ３＝１５．５度である。保護層１５とマイクロレンズ１６の第２位置までの垂直方向の距離Ｈ２は１μｍ、保護層１５の厚さＨ３は２．１μｍであるので、Ｈ２・ｔａｎβ２＋Ｈ３・ｔａｎβ３＝１．２μｍである。一方で、ｒ－ａ＝１μｍ、ｒ＋ａ＝２．８μｍであるので、式（９）の関係を満たす。さらに開口部の半径ａが０．９μｍであるのに対し、ｒを１．９μｍであり、ｒ／ａ＝２．１１である。式（９）の関係を満たすことで見掛けの開口がおおよそ半径ｒ＝１．９μｍの円に拡大されることになるので、消費電力の低減及び駆動寿命の向上効果が大きく、またスクリーンドア効果による表示品位低下の抑制効果が大きい。
　以下、第３実施形態として第１及び第２実施形態に代表される発光装置１００が組み込まれた各種装置について例示的に説明する。なお、発光装置１００は、視野角が制限される用途に好適である。そのような用途は、例えば、覗き見の防止が望まれる用途（例えば、スマートフォン等の携帯機器）、個人視聴用ディスプレイ、自動車の助手席用ディスプレイ、スマートグラス、電子ビューファインダ等を挙げることができる。
　図１０は、本実施形態に係る表示装置の一例である表示装置１０００を表す模式図である。表示装置１０００は、上部カバー１００１と下部カバー１００９との間に、タッチパネル１００３、表示パネル１００５、フレーム１００６、回路基板１００７、バッテリー１００８を有してよい。表示パネル１００５は、第１及び第２実施形態に係る発光装置１００を有する表示部であり、発光装置１００から発せられた光を用いて表示を行う。タッチパネル１００３および表示パネル１００５には、フレキシブルプリント回路ＦＰＣ１００２，１００４が接続されている。回路基板１００７には、トランジスタを含む制御回路がプリントされており、表示パネル１００５の制御などの各種制御を行う。バッテリー１００８は、表示装置が携帯機器でなければ、設けなくてもよいし、携帯機器であっても、別の位置に設けてもよい。表示装置１０００は、赤色、緑色、青色にそれぞれ対応する３種類のカラーフィルタを有してよい。複数のカラーフィルタがデルタ配列で配置されてよい。
　表示装置１０００は、携帯端末の表示部に用いられてもよい。その際には、表示装置１０００は、表示機能と操作機能との双方を有してもよい。携帯端末としては、スマートフォン等の携帯電話、タブレット、ヘッドマウントディスプレイ等が挙げられる。
　表示装置１０００は、複数のレンズを有する光学部と、当該光学部を通過した光を受光する撮像素子とを有する撮像装置の表示部に用いられてよい。撮像装置は、撮像素子が取得した情報（撮像素子が撮像した画像など）を表示する表示部を有してよい。また、表示部は、撮像装置の外部に露出した表示部であっても、ファインダ内に配置された表示部であってもよい。撮像装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどであってよい。
　図１１Ａは、本実施形態に係る撮像装置の一例である撮像装置１１００を表す模式図である。撮像装置１１００は、電子ビューファインダ１１０１、背面ディスプレイ１１０２、操作部１１０３、筐体１１０４を有してよい。電子ビューファインダ１１０１は、第１および第２実施形態に係る発光装置１００を含む表示装置を有し、発光装置１００から発せられた光を用いて表示を行う。その場合、表示装置は、撮像する画像のみならず、環境情報、撮像指示等を表示してよい。環境情報は、外光の強度、外光の向き、被写体の動く速度、被写体が遮蔽物に遮蔽される可能性等であってよい。
　撮像に好適なタイミングはわずかな時間であるため、少しでも早く情報を表示した方がよい。したがって、応答速度が速い有機発光素子を用いた表示装置を用いるのが好ましい。有機発光素子を用いた表示装置は、表示速度が要求される装置において、液晶表示装置などよりも好適に用いることができる。
　撮像装置１１００は、不図示の光学部を有する。光学部は複数のレンズを有し、筐体１１０４内に収容されている撮像素子に光を結像する。複数のレンズは、それらの相対位置を調整することで、焦点を調整することができる。この操作を自動で行うこともできる。撮像装置１１００は光電変換装置と呼ばれてもよい。光電変換装置は逐次撮像するのではなく、前画像からの差分を検出する方法、記録されている画像の一部を切り出す方法等を撮像の方法として含むことができる。
　図１１Ｂは、本実施形態に係る電子機器の一例である電子機器１２００を表す模式図である。電子機器１２００は、表示部１２０１と、操作部１２０２と、筐体１２０３とを有する。表示部１２０１は、第１及び第２実施形態に係る発光装置１００を含む表示装置を有し、発光装置１００から発せられた光を用いて表示を行う。電子機器１２００は、筐体１２０３には、回路、当該回路を有するプリント基板、バッテリー、外部と通信する通信部、を有してよい。操作部１２０２は、ボタンであってもよいし、タッチパネル方式の反応部であってもよい。操作部は、指紋を認識してロックの解除等を行う、生体認識部であってもよい。通信部を有する電子機器は通信機器ということもできる。電子機器は、レンズと撮像素子とを備えることでカメラ機能をさらに有してよい。カメラ機能により撮像された画像が表示部に映される。電子機器としては、スマートフォン、ノートパソコン等があげられる。
　図１２Ａは、本実施形態に係る表示装置の一例である表示装置１３００を表す模式図である。表示装置１３００は、テレビモニタやＰＣモニタ等の表示装置である。表示装置１３００は、額縁１３０１と、表示部１３０２と、額縁１３０１および表示部１３０２を支える土台１３０３とを有する。表示部１３０２は、第１および第２実施形態に係る発光装置１００を含む表示装置を有し、発光装置１００から発せられた光を用いて表示を行う。土台１３０３の形態は、図１２Ａの形態に限られない。額縁１３０１の下辺が土台１３０３を兼ねてもよい。また、額縁１３０１および表示部１３０２は、曲がっていてもよい。その曲率半径は、５０００ｍｍ以上且つ６０００ｍｍ以下であってよい。
　図１２Ｂは、本実施形態に係る別の表示装置の一例である表示装置１３１０を表す模式図である。表示装置１３１０は、折り曲げ可能に構成された、いわゆるフォルダブルな表示装置である。表示装置１３１０は、第１表示部１３１１、第２表示部１３１２、筐体１３１３、屈曲点１３１４を有する。第１表示部１３１１と第２表示部１３１２とのそれぞれは、第１及び第２実施形態に係る発光装置１００を含む表示装置を有し、発光装置１００から発せられた光を用いて表示を行う。第１表示部１３１１と第２表示部１３１２とは、つなぎ目のない１枚の表示装置であってよい。第１表示部１３１１と第２表示部１３１２とは、屈曲点で分けることができる。第１表示部１３１１と第２表示部１３１２とは、それぞれ異なる画像を表示してもよいし、第１表示部１３１１と第２表示部１３１２とで１つの画像を表示してもよい。
　図１３Ａは、本実施形態に係る照明装置の一例である照明装置１４００を表す模式図である。照明装置１４００は、筐体１４０１と、光源１４０２と、回路基板１４０３と、光学フィルム１４０４と、光拡散部１４０５と、を有してよい。光源１４０２は、第１および第２実施形態に係る発光装置１００を含む。光学フィルム１４０４は光源１４０２の演色性を向上させるフィルタ（光学フィルタ）であってよい。光拡散部１４０５は、ライトアップ等、光源１４０２の光を効果的に拡散し、広い範囲に光を届けることができる。光学フィルム１４０４と光拡散部１４０５は、照明装置１４００の光出射側に設けられてよい。必要に応じて、最外部にカバーを設けてもよい。
　照明装置１４００は、例えば室内を照明する装置である。照明装置１４００は白色、昼白色、その他の色（青色から赤色までのいずれの色）を発光するものであってよい。白色とは色温度が４２００Ｋの色であり、昼白色とは色温度が５０００Ｋの色である。照明装置１４００は、照明装置１４００の発光色を調光する調光回路を有してよい。照明装置１４００は、光源１４０２に接続される電源回路を有してよい。電源回路は、交流電圧を直流電圧に変換する回路である。また、照明装置１４００はカラーフィルタを有してもよい。また、照明装置１４００は、放熱部を有していてもよい。放熱部は装置内の熱を装置外へ放出するものであり、比熱の高い金属、液体シリコン等が挙げられる。
　図１３Ｂは、本実施形態に係る移動体の一例である自動車１５００を表す模式図である。自動車１５００は灯具の一例であるテールランプ１５０１を有してよい。テールランプ１５０１は、ブレーキ操作等に応じて点灯する。
　テールランプ１５０１は、第１及び第２実施形態に係る発光装置１００を含む。テールランプ１５０１は、発光装置を保護する保護部材を有してよい。保護部材はある程度高い強度を有し、透明であれば材料は問わないが、ポリカーボネート等で構成されることが好ましい。ポリカーボネートにフランジカルボン酸誘導体、アクリロニトリル誘導体等を混ぜてよい。
　自動車１５００は、車体１５０３と、車体１５０３に取り付けられている窓１５０２とを有してよい。窓１５０２は、自動車１５００の前後を確認するための窓でなければ、透明なディスプレイであってもよい。透明なディスプレイは、第１および第２実施形態に係る発光装置１００を含む表示装置を有し、発光装置１００から発せられた光を用いて表示を行う。この場合に、発光装置が有する電極等の構成材料は透明な部材で構成される。
　本実施形態に係る移動体は、船舶、航空機、ドローン等であってよい。移動体は、機体と当該機体に設けられた灯具を有してよい。灯具は、機体の位置を知らせるための発光をしてよい。灯具は第１および第２実施形態に係る発光装置１００を含む。
　本実施形態に係る表示装置は、第１および第２実施形態に係る発光装置１００を含む表示装置を有し、例えば、スマートグラス、ＨＭＤ、スマートコンタクトのようなウェアラブルデバイスにも適用できる。本実施形態に係る表示装置は、ウェアラブルデバイスなどを有するシステムにも適用できる。ウェアラブルデバイスなどとして使用される撮像表示装置は、可視光を光電変換可能な撮像装置と、可視光を発光可能な表示装置とを有する。
　図１４Ａは、本実施形態に係るウェアラブルデバイスの一例である眼鏡１６００（スマートグラス）を表す模式図である。眼鏡１６００のレンズ１６０１の表面側に、ＣＭＯＳセンサやＳＰＡＤのような撮像装置１６０２が設けられている。また、レンズ１６０１の裏面側には、第１及び第２実施形態に係る発光装置１００を含む表示装置を有し、発光装置１００から発せられた光を用いて表示を行う。
　眼鏡１６００は、制御装置１６０３をさらに備える。制御装置１６０３は、撮像装置１６０２と上記表示装置に電力を供給する電源として機能する。また、制御装置１６０３は、撮像装置１６０２と表示装置の動作を制御する。レンズ１６０１には、撮像装置１６０２に光を集光するための光学系が形成されている。
　図１４Ｂは、本実施形態に係るウェアラブルデバイスの一例である眼鏡１６１０（スマートグラス）を表す模式図である。眼鏡１６１０は、制御装置１６１２を有しており、制御装置１６１２に、撮像装置１６０２に相当する撮像装置と、本実施形態に係る表示装置とが搭載される。レンズ１６１１には、制御装置１６１２内の撮像装置と、表示装置からの発光を投影するための光学系が形成されており、レンズ１６１１に画像が投影される。制御装置１６１２は、撮像装置および表示装置に電力を供給する電源として機能するとともに、撮像装置および表示装置の動作を制御する。
　制御装置は、眼鏡１６１０の装着者の視線を検知する視線検知部を有してもよい。視線の検知は赤外線を用いてよい。赤外発光部は、表示画像を注視しているユーザーの眼球に対して、赤外光を発する。発せられた赤外光の眼球からの反射光を、受光素子を有する撮像部が検出することで眼球の撮像画像が得られる。平面視における赤外発光部から表示部への光を低減する低減部を有することで、表示装置からレンズ１６１１に投影された画像の品位低下が低減される。赤外光の撮像により得られた眼球の撮像画像から表示画像に対するユーザーの視線を検出する。眼球の撮像画像を用いた視線検出には任意の公知の手法が適用できる。一例として、角膜での照射光の反射によるプルキニエ像に基づく視線検出方法を用いることができる。より具体的には、瞳孔角膜反射法に基づく視線検出処理が行われる。瞳孔角膜反射法を用いて、眼球の撮像画像に含まれる瞳孔の像とプルキニエ像とに基づいて、眼球の向き（回転角度）を表す視線ベクトルが算出されることにより、ユーザーの視線が検出される。
　なお、視認検知（視線検知）に基づいて表示制御を行う場合には、第１及び第２実施形態に係る発光装置１００は、外部を撮像する撮像装置を有するスマートグラスに好ましく適用できる。スマートグラスは、撮像した外部情報をリアルタイムで表示することができる。
　上記のような表示装置は、受光素子を有する撮像装置を有し、撮像装置からのユーザーの視線情報に基づいて表示画像を制御してよい。具体的には、視線情報に基づいて、ユーザーが注視する第１の視界領域と、第１の視界領域以外の第２の視界領域とが決定される。第１の視界領域と第２の視界領域は、表示装置の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを表示装置が受信してもよい。表示装置の表示領域において、第１の視界領域の表示解像度を第２の視界領域の表示解像度よりも高く制御してよい。つまり、第２の視界領域の解像度を第２の視界領域よりも低くしてよい。
　また、表示領域は、第１の表示領域、第１の表示領域とは異なる第２の表示領域とを有し、視線情報に基づいて、第１の表示領域および第２の表示領域から優先度が高い領域を決定してもよい。第１の表示領域、第２の表示領域は、表示装置の制御装置が決定してもよいし、外部の制御装置が決定したものを表示装置が受信してもよい。優先度の高い領域の解像度を、優先度が高い領域以外の領域の解像度よりも高く制御してよい。つまり優先度が相対的に低い領域の解像度を低くしてよい。
　なお、第１の視界領域や優先度が高い領域などの決定には、ＡＩを用いてもよい。ＡＩは、眼球の画像と当該画像の眼球が実際に視ていた方向とを教師データとして、眼球の画像から視線の角度、視線の先の目的物までの距離を推定するよう構成されたモデルであってよい。ＡＩプログラムは、表示装置が有しても、撮像装置が有しても、外部装置が有してもよい。外部装置が有する場合は、通信を介して、表示装置に伝えられる。
　以上説明した通り、実施形態１～２に係る発光装置を各種装置に用いることにより、良好な画質で表示を行ったり、良好な発光を行ったりすることができる。
　発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
　本願は、２０２２年１０月２８日提出の日本国特許出願特願２０２２－１７３６５７を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。
１００：発光装置、１：基板、２：第１電極、３：絶縁層、４：第１機能層、５：第１発光層、６：第３発光層、７：第２機能層、８：電荷発生層、９：第３機能層、１０：第２発光層、１１：第４発光層、１２：第２電極、１３：有機膜、１４：第２電極、１５：保護層、１６：マイクロレンズ、ＯＰ：開口、ＳＰ１：第１発光部、ＳＰ２：第２発光部

Claims (17)

  1. 　基板の表面の上に複数の発光部を有する発光装置であって、
    　前記複数の発光部のそれぞれは、前記表面の上に第１電極、第１発光層、電荷発生層、前記第１発光層が発生する光の色と同じ色の光を発生する第２発光層、および、第２電極をこの順に有し、
    　前記複数の発光部は、第１波長の光を発生する発光部、および、前記第１波長とは異なる第２波長の光を発生する発光部を含み、
    　前記複数の発光部のそれぞれの上に正のパワーを有するレンズが設けられている、
    　ことを特徴とする発光装置。
  2. 　前記発光部の発光領域のある点から射出した光線が、前記レンズの曲面部分のうち前記表面に平行な面に対する傾斜角が最も大きい位置において、前記表面の法線に平行な方向に屈折する、
    　ことを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 　前記レンズは、前記表面から遠ざかる方向に凸の曲面部分を有し、
    　前記表面の法線に平行な第１方向における前記曲面部分の頂点を第１位置とし、前記法線に平行で前記第１位置を通る断面において、前記曲面部分のうち前記表面に平行な面に対する傾斜角が最も大きい位置を第２位置とし、
    　前記断面において、
    　前記第１方向における前記第１位置から前記第２位置までの距離をｈとし、
    　前記表面に平行な第２方向における前記第１位置から前記第２位置までの距離をｒとし、
    　前記第１方向における前記発光部から前記第２位置までの距離をＨ１とし、
    　前記第２方向における前記発光部の中心から前記発光部の端までの距離をａとし、
    　前記レンズの屈折率をｎ１、前記レンズの前記曲面部分に光取り出し側で接する媒質の屈折率をｎ０、前記第２位置における前記曲面部分の傾斜角をθとした場合に、
    　ｎ１・ｓｉｎα＝ｎ０・ｓｉｎθ、
    　β１＝θ－α
    　によって与えられる角度β１が、
    　ｒ－ａ＜Ｈ１・ｔａｎβ１＜ｒ＋ａ、
    　の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
  4. 　前記発光部と前記レンズとの間に屈折率がｎ２の層が配置され、
    　前記レンズは、前記表面から遠ざかる方向に凸の曲面部分を有し、
    　前記表面の法線に平行な第１方向における前記曲面部分の頂点を第１位置とし、前記法線に平行で前記第１位置を通る断面において、前記曲面部分のうち前記表面に平行な面に対する傾斜角が最も大きい位置を第２位置とし、
    　前記断面において、
    　前記第１方向における前記第１位置から前記第２位置までの距離をｈとし、
    　前記表面に平行な第２方向における前記第１位置から前記第２位置までの距離をｒとし、
    　前記第１方向における前記第２位置での前記レンズの厚さをＨ１とし、
    　前記第２方向における前記発光部の中心から前記発光部の端までの距離をａとし、
    　前記第１方向における前記層の厚さをＨ２とし、
    　前記レンズの屈折率をｎ１、前記レンズの前記曲面部分に光取り出し側で接する媒質の屈折率をｎ０、前記第２位置における前記曲面部分の傾斜角をθとした場合に、
    　ｎ１・ｓｉｎα＝ｎ０・ｓｉｎθ
    　β１＝θ－α
    　ｎ２・ｓｉｎβ２＝ｎ１・ｓｉｎβ１
    　によって与えられる角度β１及びβ２が、
    ｒ－ａ＜Ｈ１・ｔａｎβ１＋Ｈ２・ｔａｎβ２＜ｒ＋ａ
    　の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
  5. 　前記発光部と前記レンズとの間に屈折率がｎ３の第１層が配置され、
    　前記レンズと前記第１層との間に屈折率がｎ２の第２層が前記レンズと接して配置され、
    　前記レンズは、前記表面に近づく方向に凸の曲面部分を有し、
    　前記表面の法線に平行な第１方向における前記曲面部分の頂点を第１位置とし、前記法線に平行で前記第１位置を通る断面において、前記曲面部分のうち前記表面に平行な面に対する傾斜角が最も大きい位置を第２位置とし、
    　前記断面において、
    　前記第１方向における前記第１位置から前記第２位置までの距離をｈとし、
    　前記表面に平行な第２方向における前記第１位置から前記第２位置までの距離をｒとし、
    　前記第１方向における前記第２位置での前記レンズの厚さをＨ１とし、
    　前記第２方向における前記発光部の中心から前記発光部の端までの距離をａとし、
    　前記第１方向における前記第１層の厚さをＨ３とし、
    　前記第１方向における前記第２層の厚さをＨ２とし、
    　前記レンズの屈折率をｎ１、前記第２位置における前記曲面部分の傾斜角をθとした場合に、
    　ｎ２・ｓｉｎα２＝ｎ１・ｓｉｎθ
    　β２＝α２－θ
    　ｎ３・ｓｉｎβ３＝ｎ２・ｓｉｎβ２
    　により与えられる角度β２及びβ３が、
    　ｒ－ａ＜Ｈ２・ｔａｎβ２＋Ｈ３・ｔａｎβ３＜ｒ＋ａ
    　の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
  6. 　前記発光部と前記レンズとの間に屈折率がｎ３の第１層が配置され、
    　前記レンズと前記第１層との間に屈折率がｎ２の第２層が前記レンズと接して配置され、
    　前記レンズは、前記表面に近づく方向に凸の曲面部分を有し、
    　前記表面の法線に平行な第１方向における前記曲面部分の頂点を第１位置とし、前記法線に平行で前記第１位置を通る断面において、前記曲面部分のうち前記表面に平行な面に対する傾斜角が最も大きい位置を第２位置とし、
    　前記断面において、
    　前記レンズの屈折率をｎ１、前記第２位置における前記曲面部分の傾斜角をθとした場合に、
    　ｎ１・ｓｉｎθ／ｎ２＞１
    　の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
  7. 　前記表面の法線に平行な第１方向における前記レンズの曲面部分の頂点を第１位置とし、前記法線に平行で前記第１位置を通る断面において、前記曲面部分のうち前記表面に平行な面に対する傾斜角が最も大きい位置を第２位置とし、
    　前記断面において、
    　前記表面に平行な第２方向における前記第１位置から前記第２位置までの距離をｒとし、
    　前記第２方向における前記発光部の中心から前記発光部の端までの距離をａとした場合に、
    　ｒ／ａ＞１
    を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発光装置。
  8. 　前記表面の法線に平行な第１方向における前記レンズの曲面部分の頂点を第１位置とし、前記法線に平行で前記第１位置を通る断面において、前記曲面部分のうち前記表面に平行な面に対する傾斜角が最も大きい位置を第２位置とし、
    　前記断面において、
    　前記表面に平行な第２方向における前記第１位置から前記第２位置までの距離をｒとし、
    　前記第２方向における前記発光部の中心から前記発光部の端までの距離をａとした場合に、
    　ｒ／ａ＜５
    　の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発光装置。
  9. 　前記表面の法線に平行な第１方向における前記レンズの曲面部分の頂点を第１位置とし、前記法線に平行で前記第１位置を通る断面において、前記曲面部分のうち前記表面に平行な面に対する傾斜角が最も大きい位置を第２位置とし、
    　前記断面において、
    　前記第１方向における前記第１位置から前記第２位置までの距離をｈとし、
    　前記表面に平行な第２方向における前記第１位置から前記第２位置までの距離をｒとした場合に、
    　ｈ／ｒ＜０．９５
    　の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の発光装置。
  10. 　前記発光部は、２つの反射面を含み、
    　前記表面の法線に平行な第１方向における前記曲面部分の頂点を第１位置とし、前記法線に平行で前記第１位置を通る断面において、前記曲面部分のうち前記表面に平行な面に対する傾斜角が最も大きい位置を第２位置とし、
    　前記レンズの屈折率をｎ１、前記レンズの前記曲面部分に光取り出し側で接する媒質の屈折率をｎ０、前記第２位置における前記曲面部分の傾斜角をθとした場合に、
    　（２×ｍ－Φ／π）×（λ／４）×１／ｃｏｓ（θｅｍｌ）－λ／８＜Ｌ＜（２×ｍ－Φ／π）×（λ／４）×１／ｃｏｓ（θｅｍｌ）＋λ／８
    　を満たし、
    　ここで、Ｌは前記２つの反射面の間の光路長、λは前記発光部に含まれる発光材料のＰＬスペクトルのピーク波長、ｍは０以上の整数、Φはλにおける前記２つの反射面での反射位相の和、θｅｍｌは前記第１発光層および前記第２発光層を含む有機膜の屈折率をｎｅｍｌとした時に、
    　ｎ１・ｓｉｎα＝ｎ０・ｓｉｎθ、
    　β１＝θ－α
    　によって与えられる角度β１を用いて、
    ０＜ｓｉｎθｅｍｌ＜ｎ１・ｓｉｎβ１／ｎｅｍｌを満たす任意の角であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  11. 　前記発光部は、２つの反射面を含み、
    　前記表面の法線に平行な第１方向における前記曲面部分の頂点を第１位置とし、前記法線に平行で前記第１位置を通る断面において、前記曲面部分のうち前記表面に平行な面に対する傾斜角が最も大きい位置を第２位置とし、
    前記レンズの屈折率をｎ１、前記レンズの前記曲面部分に光取り出し側で接する媒質の屈折率をｎ０、前記第２位置における前記曲面部分の傾斜角をθとした場合に、
    　（２ｍπ－Φ）×（λ／４π）＜Ｌ＜（２×ｍ－Φ／π）×（λ／４）×１／ｃｏｓ（θｅｍｌ）＋λ／８
    　を満たし、
    　ここで、Ｌは前記２つの反射面の間の光路長、λは前記発光部に含まれる発光材料のＰＬスペクトルのピーク波長、ｍは０以上の整数、Φはλにおける前記２つの反射面での反射位相の和、θｅｍｌは前記第１発光層および前記第２発光層を含む有機膜の屈折率をｎｅｍｌとした時に、
    　ｎ１・ｓｉｎα＝ｎ０・ｓｉｎθ、
    　β１＝θ－α
    　によって与えられる角度β１を用いて、
    ０＜ｓｉｎθｅｍｌ＜ｎ１・ｓｉｎβ１／ｎｅｍｌを満たす任意の角であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  12. 　前記第１発光層に含まれる第１発光物質のＰＬスペクトルは、可視光領域内に波長がλＰＬである第１ピークを有し、
    　前記表面に垂直な方向に発光する光を強める干渉スペクトルの共振ピーク波長λｏｎと、前記発光部から放射される光のピーク波長λＥＬと、前記λＰＬとが
    　｜λＥＬ－λＰＬ｜＜｜λｏｎ－λＰＬ｜
    　の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の発光装置。
  13. 　前記第１発光層に含まれる第１発光物質のＰＬスペクトルは、可視光領域内に波長がλＰＬである第１ピークを有し、
    　前記表面の法線に平行な第１方向における前記曲面部分の頂点を第１位置とし、前記法線に平行で前記第１位置を通る断面において、前記曲面部分のうち前記表面に平行な面に対する傾斜角が最も大きい位置を第２位置とし、
    前記レンズの屈折率をｎ１、前記レンズの前記曲面部分に光取り出し側で接する媒質の屈折率をｎ０、前記第２位置における前記曲面部分の傾斜角をθとした場合に、
    　前記表面に垂直な方向に発光する光を強める干渉スペクトルの共振ピーク波長λｏｎと、０＜ｓｉｎθｅｍｌ＜ｎ１・ｓｉｎβ１／ｎｅｍｌを満たすθｅｍｌ方向に出射される光を強める干渉スペクトルの共振ピーク波長λｏｆｆと、前記λＰＬとが、
    　｜λｏｆｆ－λＰＬ｜＜｜λｏｎ－λＰＬ｜
    　の関係を満たし、
    　ここで、角度β１は、
    　ｎ１・ｓｉｎα＝ｎ０・ｓｉｎθ、
    　β１＝θ－αによって与えられる
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  14. 　前記発光部と前記レンズの間に前記レンズの屈折率より小さい屈折率を有する層を含まないことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の発光装置。
  15. 　請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の発光装置を有する表示部と、
    　前記表示部を制御する制御回路と、
    　を備えることを特徴とする表示装置。
  16. 　光学部と、
    　前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、
    　前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を備え、
    　前記表示部は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の発光装置を含むことを特徴とする撮像装置。
  17. 　請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の発光装置を有する表示部と、
    　前記表示部が設けられた筐体と、
    　前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、
    　を備えることを特徴とする電子機器。
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