JP6868311B2 - 発光装置、表示装置および照明装置 - Google Patents
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Description
1.実施の形態(第1〜第4反射界面を有する、上面発光型の発光装置の例)
2.変形例1(金属層を用いる例)
3.変形例2(第5反射界面を有する例)
4.変形例3(下面発光型の発光装置の例)
5.適用例1(表示装置および電子機器の例)
6.適用例2(照明装置の例)
[構成]
図1は、本開示の一実施の形態に係る発光装置(発光装置1)の要部の断面構成を表している。この発光装置1は基板11を有しており、基板11には赤色発光素子領域11R(第1発光素子領域)、緑色発光素子領域11Gおよび青色発光素子領域11B(第2発光素子領域)が設けられている。発光装置1は、赤色発光素子領域11Rに赤色有機EL素子10R、緑色発光素子領域11Gに緑色有機EL素子10G、青色発光素子領域11Bに青色有機EL素子10Bをそれぞれ有している。
λ1−150<λ11<λ1+80・・・・・(5)
2L21/λ21+c1/(2π)=n1(ただし、n1≧0)・・・・・(9)
λ2−150<λ21<λ2+80・・・・・(13)
ただし、m1、n1:整数
λ1、λ11、λ2およびλ21の単位:nm
a1:赤色発光層131Rから出射された各波長の光が第1反射界面S1Rで反射する際の位相変化
c1:青色発光層131Bから出射された各波長の光が第1反射界面S1Bで反射する際の位相変化
λ1−150=450<λ11=600<λ1+80=680・・・・・(18)
λ1−80<λ12<λ1+80・・・・・(6)
2L22/λ22+c2/(2π)=n2・・・・・(10)
λ2−80<λ22<λ2+80・・・・・(14)
ただし、m2、n2:整数
λ1、λ12、λ2およびλ22の単位:nm
a2:赤色発光層131Rから出射された各波長の光が第2反射界面S2Rで反射する際の位相変化
c2:青色発光層131Bから出射された各波長の光が第2反射界面S2Bで反射する際の位相変化
2L14/λ14+a4/(2π)=m4+1/2・・・・・(4)
λ1−150<λ13<λ1+150・・・・・(7)
λ1−150<λ14<λ1+150・・・・・(8)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3・・・・・(11)
2L24/λ24+c4/(2π)=n4・・・・・(12)
λ2−150<λ23<λ2+150・・・・・(15)
λ2−150<λ24<λ2+150・・・・・(16)
ただし、m3、m4、n3、n4:整数
λ1、λ13、λ14、λ2、λ23およびλ24の単位:nm
a3:赤色発光層131Rから出射された各波長の光が第3反射界面S3Rで反射する際の位相変化
a4:赤色発光層131Rから出射された各波長の光が第4反射界面S4Rで反射する際の位相変化
c3:青色発光層131Bから出射された各波長の光が第3反射界面S3Bで反射する際の位相変化
c4:青色発光層131Bから出射された各波長の光が第4反射界面S4Bで反射する際の位相変化
上記のような発光装置1では、赤色有機EL素子10R,緑色有機EL素子10G,青色有機EL素子10Bの各発光層(赤色発光層131R,緑色発光層131G,青色発光層131B)に第1電極12と第1透明層15R,15G,15Bを通じて駆動電流が注入されると、各発光層において正孔と電子とが再結合して励起子を生じ、発光が起こる。
図13は、上記実施の形態の変形例1に係る赤色有機EL素子(赤色有機EL素子50R)の断面構成を模式的に表したものである。この赤色有機EL素子50Rでは、第2反射界面S2Rが、赤色有機層13Rと金属層51との界面により構成されている。この点を除き、赤色有機EL素子50Rは上記実施の形態の赤色有機EL素子10Rと同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
図15は、上記実施の形態の変形例2に係る赤色有機EL素子(赤色有機EL素子60R)の断面構成を模式的に表したものである。この赤色有機EL素子60Rでは、第1反射界面S1R〜第4反射界面S4Rに加えて、第5反射界面(第5反射界面S5R)を有している。この点を除き、赤色有機EL素子60Rは上記実施の形態の赤色有機EL素子10Rと同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
図19は、上記実施の形態の変形例3に係る発光装置(発光装置1A)の断面構成を模式的に表したものである。この発光装置1Aは、下面発光型の発光装置であり、基板11上に、第3透明層17R,17B、第2透明層16R,16B、第1透明層15R,15B、有機層(赤色有機層13R,青色有機層13B)および第1電極12をこの順に有している。換言すれば、基板11側から、光取出面SDR、第4反射界面S4R、第3反射界面S3R、第2反射界面S2Rおよび第1反射界面S1Rがこの順に設けられている。この点を除き、発光装置1Aは上記実施の形態の発光装置1と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
上記実施の形態等において説明した発光装置1,1Aは、例えば表示装置(後述の図20の表示装置2)に適用することができる。配光特性の高い発光装置1,1Aを表示装置に適用することにより、輝度および色相の角度依存性が小さくなり、高画質を実現可能となる。
表示装置2は、様々なタイプの電子機器に用いることができる。図23に、電子機器3の機能ブロック構成を示す。電子機器3としては、例えばテレビジョン装置、パーソナルコンピュータ(PC)、スマートフォン、タブレット型PC、携帯電話機、デジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラ等が挙げられる。
上記実施の形態等において説明した発光装置1,1Aは、例えば照明装置(後述の図24の照明部410)に適用することができる。発光装置1,1Aは、卓上用もしくは床置き用の照明装置、または、室内用の照明装置など、あらゆる分野の照明装置の光源に適用することが可能である。
(1)
第1発光素子領域および第2発光素子領域と、
前記第1発光素子領域および前記第2発光素子領域に設けられた第1反射界面と、
前記第1反射界面に対向する光取出面と、
前記第1発光素子領域の前記第1反射界面と前記光取出面との間に設けられた第1発光層と、
前記第2発光素子領域の前記第1反射界面と前記光取出面との間に設けられた第2発光層と、
前記第1発光層および前記第2発光層各々と、前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層および前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第2反射界面と、
前記第2反射界面と前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長に対して弱め合うとともに、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第3反射界面と、
前記第3反射界面と前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長に対して弱め合うとともに、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第4反射界面と
を備えた発光装置。
(2)
前記第1反射界面は、前記第1発光層および前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成されている
前記(1)記載の発光装置。
(3)
前記第1反射界面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL11、前記第2反射界面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL12、前記第3反射界面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL13、前記第4反射界面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL14、前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長をλ1としたとき、L11、L12、L13およびL14は以下の式(1)〜(8)を全て満たす
前記(2)記載の発光装置。
2L11/λ11+a1/(2π)=m1(ただし、m1≧0)・・・・・(1)
2L12/λ12+a2/(2π)=m2・・・・・(2)
2L13/λ13+a3/(2π)=m3+1/2・・・・・(3)
2L14/λ14+a4/2π=m4+1/2・・・・・(4)
λ1−150<λ11<λ1+80・・・・・(5)
λ1−80<λ12<λ1+80・・・・・(6)
λ1−150<λ13<λ1+150・・・・・(7)
λ1−150<λ14<λ1+150・・・・・(8)
ただし、m1、m2、m3、m4:整数
λ1、λ11、λ12、λ13およびλ14の単位:nm
a1:第1発光層から出射された各波長の光が第1反射界面で反射する際の位相変化
a2:第1発光層から出射された各波長の光が第2反射界面で反射する際の位相変化
a3:第1発光層から出射された各波長の光が第3反射界面で反射する際の位相変化
a4:第1発光層から出射された各波長の光が第4反射界面で反射する際の位相変化
(4)
m1=0、m2=1である
前記(3)記載の発光装置。
(5)
前記第1反射界面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL21、前記第2反射界面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL22、前記第3反射界面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL23、前記第4反射界面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL24、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長をλ2としたとき、L21、L22、L23およびL24は以下の式(9)〜(16)を全て満たす
前記(2)乃至(4)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
2L21/λ21+c1/(2π)=n1(ただし、n1≧0)・・・・・(9)
2L22/λ22+c2/(2π)=n2・・・・・(10)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3・・・・・(11)
2L24/λ24+c4/(2π)=n4・・・・・(12)
λ2−150<λ21<λ2+80・・・・・(13)
λ2−80<λ22<λ2+80・・・・・(14)
λ2−150<λ23<λ2+150・・・・・(15)
λ2−150<λ24<λ2+150・・・・・(16)
ただし、n1、n2、n3、n4:整数
λ2、λ21、λ22、λ23およびλ24の単位:nm
c1:第2発光層から出射された各波長の光が第1反射界面で反射する際の位相変化
c2:第2発光層から出射された各波長の光が第2反射界面で反射する際の位相変化
c3:第2発光層から出射された各波長の光が第3反射界面で反射する際の位相変化
c4:第2発光層から出射された各波長の光が第4反射界面で反射する際の位相変化
(6)
n1=0、n2=1である
前記(5)記載の発光装置。
(7)
更に、前記第2反射界面と前記第3反射界面との間、前記第3反射界面と前記第4反射界面との間および、前記第4反射界面と前記光取出面との間の少なくともいずれか1つに第5反射界面を有する
前記(1)乃至(6)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(8)
更に、前記第1発光素子領域および前記第2発光素子領域に設けられ、前記第1発光層および前記第2発光層を間にして互いに対向する第1電極および第2電極を有し、
前記第1電極は、前記第1反射界面を間にして前記第1発光層および前記第2発光層と対向し、
前記第2電極は、前記第1発光層および前記第2発光層と光取出面との間に設けられている
前記(1)乃至(7)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(9)
更に、基板を含み、
前記基板に近い位置から順に、前記第1電極と、前記第1発光層および前記第2発光層と、前記第2電極とが設けられている
前記(8)記載の発光装置。
(10)
更に、基板を含み、
前記基板に近い位置から順に、前記第2電極と、前記第1発光層および前記第2発光層と、前記第1電極とが設けられている
前記(8)記載の発光装置。
(11)
更に、前記第1発光層を含む第1有機層と、
前記第2発光層を含む第2有機層とを有する
前記(1)乃至(10)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(12)
前記第1発光層および前記第2発光層は印刷層である
前記(11)記載の発光装置。
(13)
更に、前記第1発光素子領域および前記第2発光素子領域に設けられた半透明反射層または透明反射層を有し、
前記第2反射界面は、前記半透明反射層または前記透明反射層により形成されている
前記(1)乃至(12)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(14)
更に、前記第1発光素子領域および前記第2発光素子領域に設けられた金属層およびカラーフィルタを有し、
前記第2反射界面は、前記第1有機層および前記第2有機層各々と、前記金属層との界面である
前記(11)または(12)記載の発光装置。
(15)
前記金属層の厚みは5nm以上である
前記(14)記載の発光装置。
(16)
発光装置および前記発光装置を画素毎に駆動する駆動素子を備え、
前記発光装置は、
第1発光素子領域および第2発光素子領域と、
前記第1発光素子領域および前記第2発光素子領域に設けられた第1反射界面と、
前記第1反射界面に対向する光取出面と、
前記第1発光素子領域の前記第1反射界面と前記光取出面との間に設けられた第1発光層と、
前記第2発光素子領域の前記第1反射界面と前記光取出面との間に設けられた第2発光層と、
前記第1発光層および前記第2発光層各々と、前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層および前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第2反射界面と、
前記第2反射界面と前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長に対して弱め合うとともに、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第3反射界面と、
前記第3反射界面と前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長に対して弱め合うとともに、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第4反射界面とを備えた
表示装置。
(17)
発光装置を備え、
前記発光装置は、
第1発光素子領域および第2発光素子領域と、
前記第1発光素子領域および前記第2発光素子領域に設けられた第1反射界面と、
前記第1反射界面に対向する光取出面と、
前記第1発光素子領域の前記第1反射界面と前記光取出面との間に設けられた第1発光層と、
前記第2発光素子領域の前記第1反射界面と前記光取出面との間に設けられた第2発光層と、
前記第1発光層および前記第2発光層各々と、前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層および前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第2反射界面と、
前記第2反射界面と前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長に対して弱め合うとともに、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第3反射界面と、
前記第3反射界面と前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長に対して弱め合うとともに、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第4反射界面とを備えた
照明装置。
Claims (16)
- 第1発光素子領域および第2発光素子領域と、
前記第1発光素子領域および前記第2発光素子領域に設けられた第1反射界面と、
前記第1反射界面に対向する光取出面と、
前記第1発光素子領域の前記第1反射界面と前記光取出面との間に設けられた第1発光層と、
前記第2発光素子領域の前記第1反射界面と前記光取出面との間に設けられた第2発光層と、
前記第1発光層および前記第2発光層各々と、前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層および前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第2反射界面と、
前記第2反射界面と前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長に対して弱め合うとともに、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第3反射界面と
を備えた発光装置。 - 前記第1反射界面は、前記第1発光層および前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成されている
請求項1記載の発光装置。 - 前記第1反射界面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL11、前記第2反射界面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL12、前記第3反射界面と前記第1発光層の発光中心との光学距離をL13、前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長をλ1としたとき、L11、L12およびL13は以下の式(1)〜(6)を全て満たす
請求項2記載の発光装置。
2L11/λ11+a1/(2π)=m1(ただし、m1≧0)・・・・・(1)
2L12/λ12+a2/(2π)=m2・・・・・(2)
2L13/λ13+a3/(2π)=m3+1/2・・・・・(3)
λ1−150<λ11<λ1+80・・・・・(4)
λ1−80<λ12<λ1+80・・・・・(5)
λ1−150<λ13<λ1+150・・・・・(6)
ただし、m1、m2、m3:整数
λ1、λ11、λ12およびλ13の単位:nm
a1:第1発光層から出射された各波長の光が第1反射界面で反射する際の位相変化
a2:第1発光層から出射された各波長の光が第2反射界面で反射する際の位相変化
a3:第1発光層から出射された各波長の光が第3反射界面で反射する際の位相変化 - m1=0、m2=1である
請求項3記載の発光装置。 - 前記第1反射界面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL21、前記第2反射界面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL22、前記第3反射界面と前記第2発光層の発光中心との光学距離をL23、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長をλ2としたとき、L21、L22およびL23は以下の式(7)〜(12)を全て満たす
請求項2記載の発光装置。
2L21/λ21+c1/(2π)=n1(ただし、n1≧0)・・・・・(7)
2L22/λ22+c2/(2π)=n2・・・・・(8)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3・・・・・(9)
λ2−150<λ21<λ2+80・・・・・(10)
λ2−80<λ22<λ2+80・・・・・(11)
λ2−150<λ23<λ2+150・・・・・(12)
ただし、n1、n2、n3:整数
λ2、λ21、λ22およびλ23の単位:nm
c1:第2発光層から出射された各波長の光が第1反射界面で反射する際の位相変化
c2:第2発光層から出射された各波長の光が第2反射界面で反射する際の位相変化
c3:第2発光層から出射された各波長の光が第3反射界面で反射する際の位相変化 - n1=0、n2=1である
請求項5記載の発光装置。 - 更に、前記第1発光素子領域および前記第2発光素子領域に設けられ、前記第1発光層および前記第2発光層を間にして互いに対向する第1電極および第2電極を有し、
前記第1電極は、前記第1反射界面を間にして前記第1発光層および前記第2発光層と対向し、
前記第2電極は、前記第1発光層および前記第2発光層と光取出面との間に設けられている
請求項1記載の発光装置。 - 更に、基板を含み、
前記基板に近い位置から順に、前記第1電極と、前記第1発光層および前記第2発光層と、前記第2電極とが設けられている
請求項7記載の発光装置。 - 更に、基板を含み、
前記基板に近い位置から順に、前記第2電極と、前記第1発光層および前記第2発光層と、前記第1電極とが設けられている
請求項7記載の発光装置。 - 更に、前記第1発光層を含む第1有機層と、
前記第2発光層を含む第2有機層とを有する
請求項1記載の発光装置。 - 前記第1発光層および前記第2発光層は印刷層である
請求項10記載の発光装置。 - 更に、前記第1発光素子領域および前記第2発光素子領域に設けられた半透明反射層または透明反射層を有し、
前記第2反射界面は、前記半透明反射層または前記透明反射層により形成されている
請求項1記載の発光装置。 - 更に、前記第1発光素子領域および前記第2発光素子領域に設けられた金属層およびカラーフィルタを有し、
前記第2反射界面は、前記第1有機層および前記第2有機層各々と、前記金属層との界面である
請求項10記載の発光装置。 - 前記金属層の厚みは5nm以上である
請求項13記載の発光装置。 - 発光装置および前記発光装置を画素毎に駆動する駆動素子を備え、
前記発光装置は、
第1発光素子領域および第2発光素子領域と、
前記第1発光素子領域および前記第2発光素子領域に設けられた第1反射界面と、
前記第1反射界面に対向する光取出面と、
前記第1発光素子領域の前記第1反射界面と前記光取出面との間に設けられた第1発光層と、
前記第2発光素子領域の前記第1反射界面と前記光取出面との間に設けられた第2発光層と、
前記第1発光層および前記第2発光層各々と、前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層および前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第2反射界面と、
前記第2反射界面と前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長に対して弱め合うとともに、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第3反射界面と
を備えた
表示装置。 - 発光装置を備え、
前記発光装置は、
第1発光素子領域および第2発光素子領域と、
前記第1発光素子領域および前記第2発光素子領域に設けられた第1反射界面と、
前記第1反射界面に対向する光取出面と、
前記第1発光素子領域の前記第1反射界面と前記光取出面との間に設けられた第1発光層と、
前記第2発光素子領域の前記第1反射界面と前記光取出面との間に設けられた第2発光層と、
前記第1発光層および前記第2発光層各々と、前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層および前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第2反射界面と、
前記第2反射界面と前記光取出面との間に設けられ、その反射が前記第1発光層の発光スペクトルの中心波長に対して弱め合うとともに、前記第2発光層の発光スペクトルの中心波長に対して強め合うように構成された第3反射界面と
を備えた
照明装置。
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