発光装置
【課題】簡単な構造及び工程で光取り出し効率を向上させ、輝度を向上させるだけではなく、この共振が視野角及び発光スペクトルに及ぼす影響を小さくする発光装置を提供する。
【解決手段】基板１と、基板１上に備わった発光素子４と、発光素子４の外側に位置し、発光素子４から放出される光を共振させる光共振層２と、光共振層２と発光素子４との間に介在される中間層３とを備える発光装置である。
【解決手段】基板１と、基板１上に備わった発光素子４と、発光素子４の外側に位置し、発光素子４から放出される光を共振させる光共振層２と、光共振層２と発光素子４との間に介在される中間層３とを備える発光装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に係り、さらに詳細には発光層から放出される光の光取り出し効率の改善された発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光装置、その中で、特に液晶表示装置（ＬＣＤ）や電界発光表示装置のような平板表示装置の光効率は、内部効率（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）と外部効率（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）とに分けられる。このうち、内部効率は、有機発光物質の光電変換効率に依存する。そして、光取り出し効率と呼ばれる外部効率は、有機電界発光素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ ）を構成する各層の屈折率に左右される。このうち、外部効率の光取り出し効率の場合には、ＯＬＥＤが陰極線管やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）のような他の表示装置に比べて低い方であり、これによって輝度、寿命のような表示装置の特性面で改善の余地が多い。
【０００３】
このように、従来のＯＬＥＤの光取り出し効率が他表示装置に比べて低いという最も大きい原因は、前記有機膜により放出される光が臨界角以上に出射されるとき、ＩＴＯ電極層のように屈折率の高い層と、基板のように屈折率の低い層との界面で、全反射を起こすようになり、外部に取り出されることが妨害されるためである。従って、かかる界面での全反射問題により、ＯＬＥＤにおいて実際に有機発光層から発生する光は、１／４ほどだけ外部に取り出されうる。
【０００４】
かような光取り出し率の低下を防止するための従来ＯＬＥＤの一例が特許文献１に開示されている。開示されたＯＬＥＤは、突出レンズなどの集光性を有する基板を備える。しかし、かかる集光のための突出レンズは、有機膜の発光にかかわる画素が非常に小さいので、基板に形成し難い。
【０００５】
特許文献２には、透明電極層と発光層との間に第１誘電体層を介在さると共に、透明電極側に前記第１誘電体層と透明電極の中間ほどの屈折率を有する第２の誘電体層を介在させたＯＬＥＤが開示されている。
【０００６】
そして、特許文献３には、基板上に下部電極、絶縁層、発光層及び上部電極を形成し、前記発光層のサイド面に光を反射させるミラーが形成されたＯＬＥＤが開示されている。
【０００７】
かかるＯＬＥＤは、発光層の厚さが非常に薄いために、側面に反射のためのミラーを設置することが非常に困難で、結果的に生産コスト上昇の原因になる。
【０００８】
かかる問題点を解決するために、特許文献４には、正極と負極との間に一層または多層の有機層を有する有機電界発光表示装置において、構成要素として回折格子またはゾーンプレートを備えた構成が開示されている。これは、屈折率の差が出る境界付近に回折格子を形成させ、光の散乱効果により有機層の光を取り出すものである。しかし、かかる回折格子層は、実際の製造工程上で複雑、かつその表面屈曲によって薄膜の上部層のパターン形成が困難であり、表面屈曲を埋め込むためには、別途の平坦化工程が追加されねばならないという問題がある。
【０００９】
また、かかるＯＬＥＤの問題点を改善するために、特許文献５、特許文献６、特許文献７には、光学的微細空洞概念を利用したＯＬＥＤが開示されている。開示されたＯＬＥＤでは、ガラス基板とＩＴＯ電極との間に、多層構造の半透過鏡を形成し、この半透過鏡が反射板としての機能を兼ねた金属負極と共に、光共振器としての機能を果たす。このとき、前記半透過鏡は、高屈折率を有するＴｉＯ２層と低屈折率を有するＳｉＯ２層とが交互に積層されて多重層を形成し、この多重層の層の数でもって反射率を調節して光共振機能を設計する。しかし、かかる光共振器は、半透過鏡をなす層の数が多いほど反射特性が向上するので、層の数を増加させなければならないが、特定波長に対する反射率を調節するためには、積層される層の数と厚さとを正確に設計しなければならないので、ＯＬＥＤの工程が複雑になるという短所を有する。また、これは、輝度が上昇して色純度が向上するという長所を有するが、視野角が狭くなり、スペクトルも狭くなるという問題を有する。
【００１０】
また、フルカラーディスプレイにおいて、赤、緑、青色別に膜厚や共振の起こる厚さなどを異ならせることも工程的、コスト的な負担になる。
【特許文献１】特開昭６３−１７２６９１号公報
【特許文献２】特開昭６２−１７２６９１号公報
【特許文献３】特開平０１−２２０３９４号公報
【特許文献４】特開平１１−２８３７５１号公報
【特許文献５】特開平０８−２５０７８６号公報
【特許文献６】特開平０８−２１３１７４号公報
【特許文献７】特開平１０−１７７８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前述のような問題点を解決するためのものであり、簡単な構造及び工程で光取り出し効率を向上させ、輝度を向上させるだけではなく、この共振が視野角及び発光スペクトルに及ぼす影響を小さくできる発光装置を提供するところに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記のような課題を解決するために、本発明は、基板と、前記基板上に備わった発光素子と、前記発光素子の外側に位置し、前記発光素子から放出される光を共振させる光共振層と、前記光共振層と前記発光素子との間に介在される中間層とを備える発光装置を提供する。
【００１３】
本発明は、また前述の課題を解決するために、基板と、前記基板上に備わった発光素子と、前記発光素子と前記基板との間に介在され、前記発光素子から放出される光を共振させる光共振層と、前記光共振層と前記発光素子との間に介在された中間層を備える発光装置とを提供する。
【００１４】
本発明はまた、基板と、前記基板上に備わった発光素子と、前記発光素子上に位置し、前記発光素子から放出される光を共振させる光共振層と、前記光共振層と前記発光素子との間に介在された中間層とを備える発光装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
前記のようになされた本発明の発光装置によれば、次のような効果を得ることができる。
【００１６】
第一に、簡単な構造の光共振層を構成し、発光される光を増幅させることができ、それにより光取り出し効率を向上させられる。
【００１７】
第二に、共振構造をさらに簡単に形成でき、全体の製造工程が簡単になりうる。
【００１８】
第三に、光共振効果による輝度向上と同時に、視野角の損失を小さくできる。
【００１９】
第四に、効率向上を期することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施例を詳細に説明すれば、次の通りである。
【００２１】
図１は、本発明の望ましい一実施例によるＯＬＥＤを概略的に表した断面図である。
【００２２】
図１で分かるように、本発明の望ましい一実施例によるＯＬＥＤは、透明な素材からなる基板１の上面に光共振層２が形成され、この光共振層２上に中間層３が形成され、中間層３上に発光素子４が形成されている。
【００２３】
前記発光素子４の上部には、前記発光素子４を外部から密封させるガラス、フィルム、メタルキャップのような密封部材（図示せず）がさらに備わりうる。以下、説明される本発明の実施例では、説明の便宜のために、前記密封部材を省略した概略的構造を中心に説明する。
【００２４】
前記基板１は、ＳｉＯ２を主成分とする透明なガラス材の基板が使われうる。前記透明基板１の上面には、基板の平滑性の確保と不純元素浸透の遮断とのために、バッファ層（図示せず）がさらに備えられる。前記バッファ層は、ＳｉＯ２及び／またはＳｉＮｘなどで形成できる。基板１は、必ずしもこれに限定されるものではなく、透明なプラスチック材で形成されもするということはいうまでもない。
【００２５】
前記基板１の上部に位置する発光素子４は、互いに対向した第１及び第２電極層４１，４３を備え、この間に介在された発光層４２を備える。
【００２６】
前記第１電極層４１は、透明素材の伝導性物質から形成されうるが、ＩＴＯ、ＩＺＯ、Ｉｎ２Ｏ３、及びＺｎＯなどから形成され、フォトリソグラフィ法により所定のパターンになるように形成できる。
【００２７】
前記第１電極層４１のパターンは、受動駆動型（ＰＭ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘｔｙｐｅ）の場合には、互いに所定間隔離れたストライプ状のラインから形成され、能動駆動型（ＡＭ：Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘｔｙｐｅ）の場合には、画素に対応する形態により形成されうる。ＡＭの場合には、また、この第１電極層４１下部の基板１に、少なくとも１つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を備えたＴＦＴ層がさらに備わり、前記第１電極層４１は、このＴＦＴ層に電気的に連結される。かかるＰＭ及びＡＭについて、具体的な実施例については後述する。
【００２８】
このように透明電極で備わった第１電極層４１は、外部の第１電極端子（図示せず）に連結され、アノード電極として作用しうる。
【００２９】
前記第１電極層４１の上部には、第２電極層４３が位置し、この第２電極層４３は、反射型電極になり、アルミニウム、銀、及び／またはカルシウムなどで形成され、外部の第２電極端子（図示せず）に連結され、カソード電極として作用しうる。
【００３０】
前記第２電極層４３は、ＰＭの場合には、第１電極層４１のパターンに直交するストライプ状のラインから形成され、ＡＭの場合には、画素に対応する形態から形成されうる。ＡＭの場合には、画像が具現されるアクティブ領域全体にかけて形成されうる。これについての詳細な実施例は後述する。
【００３１】
前記のような第１及び第２電極層４１，４３は、その極性が互いに反対になっても差し支えない。
【００３２】
前記第１及び第２電極層４１，４３の間に介在された発光層４２は、第１及び第２電極層４１，４３の電気的駆動により発光する。この発光層４２の種類によって、電界発光素子がＯＬＥＤまたは無機電界発光素子に区分されうる。
【００３３】
ＯＬＥＤの場合には、低分子有機物または高分子有機物を使用できる。
【００３４】
前記発光層４２が、低分子有機物から形成された低分子有機層である場合には、有機発光層（ＥＭＬ）を中心に、第１電極層４１の方向に、ホール輸送層及びホール注入層などが積層され、第２電極層４３の方向に、電子輸送層及び電子注入層などが積層される。もちろん、それらホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層以外にも多様な層が必要によって積層されて形成されうる。
【００３５】
また、使用可能な有機材料も、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）などを始めとして多様に適用可能である。
【００３６】
一方、高分子有機物から形成された高分子有機層の場合には、有機発光層を中心に、第１電極層４１の方向にホール輸送層（ＨＴＬ）だけ備わりうる。前記高分子ホール輸送層は、ポリエチレンジヒドロキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）や、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）などを使用し、インクジェットプリンティング法やスピンコーティング法により前記第１電極層４１の上部に形成され、前記高分子有機発光層は、ポリフェニルビニレン（ＰＰＶ）、可溶性ＰＰＶ、シアノ基付きＰＰＶ、ポリフルオレンなどを使用でき、インクジェットプリンティング法や、スピンコーティング法、またはレーザを利用した熱転写法などの一般的な方法でカラーパターンを形成できる。
【００３７】
無機電界発光素子の場合、発光層４２は、ＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳ、ＣａＣａ２Ｓ４、ＳｒＣａ２Ｓ４、ＢａＡｌ２Ｓ４のようなアルカリ土類カルシウム硫化物、及びＭｎ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｅｒ、Ｐｒ、Ｐｂなどを含む遷移金属、またはアルカリ稀土類金属のような発光中心原子から形成され、この発光層４２を中心に、第１電極層４１との間及び第２電極層４３との間に絶縁層が形成される。
【００３８】
本発明の一実施例において、前記発光素子４の発光層４２から放出される光は、図１で分かるように、基板１の方向に放出される（図示矢印方向）。
【００３９】
図１で分かるような本発明の一実施例によれば、前記基板１と発光素子４との間に、発光素子４から放出される光を共振させる光共振層２が介在され、この光共振層２と発光素子４との間には、中間層３が介在される。
【００４０】
本発明の一実施例において、前記光共振層２は、前記発光素子４から遠ざかる方向に順次積層された第１層２１及び第２層２２を有する。
【００４１】
前記第２層２２は、前記第１層２１より高い屈折率を有させる。このとき、前記第１層２１と前記第２層２２との屈折率差は、０．２以上にすることが望ましい。
【００４２】
前記第１層２１は、屈折率が１〜１．６であるものを使用でき、その具体的な例としては、ナノ多孔性シリカ（ＮＰＳ：Ｎａｎｏ Ｐｏｒｏｓ Ｓｉｌｉｃａ）、シロキサン、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などを使用できる。
【００４３】
前記ＮＰＳは、複数個の気孔を備え、水分や酸素を吸収する性質を有するが、このとき、水分や酸素を吸収しても、その透明性が保持される特性を有することをいう。また、吸収された水分が有機電界発光の寿命に影響を与えることがあるので、前記ＮＰＳ層は、疏水性を帯びるものを使用することが好ましい。
【００４４】
かかるＮＰＳ層は、多様な方法により製造可能である、その一方法は次の通りである。
【００４５】
まず、界面活性剤０．３ｇと溶媒０．６ｇとを混合した第１混合物を準備する。ここで、界面活性剤としては、高分子物質を使用し、溶媒は、プロパノールとブタノールとを１対２の割合で混合して形成する。また、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：Ｔｅｔｒａ−Ｅｔｈｙｌ−Ｏｒｔｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ）５ｇと溶媒１０．６５ｇ、ＨＣＬ １．８５ｇを混合した第２混合物を準備する。
【００４６】
前記第２混合物を約１時間ほどかき混ぜ、第２混合物２．１ｇを第１混合物と混合して第３混合物を形成する。この第３混合物を基板に塗布する。塗布は、スピンコーティング、スプレイコーティング、ロールコーティングなどを利用でき、スピンコーティングを利用する場合には、２，０００ｒｐｍで３０秒ほど回してコーティングする。この後、常温で２４時間ほど、または４０ないし５０℃で５時間ほど熟成させる。吸収孔を形成するために、４００℃ほどのオーブンで２時間ほど焼成することにより、高分子を焼く。かかる条件で形成したＮＰＳの厚さは、１００ｎｍ〜４００ｎｍほどである。前記のような過程を反復することによって、所望の２枚の薄膜を形成する。上記の説明で利用される物質の量は、その比率を提示する意味で使われ、その絶対量に意味があるのものではない。
【００４７】
また、他の方法として、Ｈ２Ｏ３０ｇにアンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）を付加して塩基性を示させた後、ここにＴＥＯＳ１０ｇを入れた後、加熱しつつ３時間以上撹拌し、加水分解及び重縮合反応を進める。このように得られた溶液に有機酸や無機酸のような酸を添加する。
【００４８】
このように得られた混合物に、安定性のために３０重量％の水溶性アクリル樹脂溶液１３．２ｇを添加した後で撹拌し、均一な溶液を得る。
【００４９】
前記溶液を基板上に塗布し、これを１８０ｒｐｍで１２０秒間回転コーティングした後、微蒸発溶媒の除去のために、乾燥オーブンで２分間ほど乾燥させる。膜厚をさらに厚くするためには、かかる過程を反復実施する。
【００５０】
前記結果物は、高分子及び有機物質を除去し、シリカを硬化させるために、５００℃で３０分間熱処理できる。以上で使われた物質の量は、その比率を提示する意味で使われ、その絶対量に意味があるのではない。
【００５１】
前記のような過程を介して製造されたＮＰＳは、その構造内に気孔を含有する。かかる気孔の大きさは、普通１〜５０ｎｍほどであり、この大きさは、前記第１混合物に使われる高分子の大きさを調節することによって調節可能である。気孔の密度は、８０％ほどになるように製造可能である。かかるＮＰＳ層は、前述したようにスピンコーティング、スプレイコーティング、ロールコーティングなどを利用して製造され、機械的、熱的安定性にすぐれ、比較的制御が容易な工程により製造可能である。
【００５２】
前記第２層２２は、屈折率が１．６〜２．３であるものを使用できるが、その具体的な例として、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ニオビウム（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、合成ポリマー、またはベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などを使用できる。
【００５３】
一方、前記中間層３は、前記第１層２１と第２層２２の中間値に対応する物質で備わりうるが、屈折率は、１．３〜２．３である物質を使用できる。かかる物質として、無機−有機ハイブリッド・ポリマー（ＯＲＭＯＣＥＲ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ＢＣＢ、または窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を使用できる。
【００５４】
本発明による光共振層２により、発光層４２から放出された光は、光学的共振を起こす。この共振は、図１で分かるように、第２電極層４３の下面と、低屈折率物質から形成された第１層２１と高屈折率物質から形成された第２層２２との界面との間から発生し、また他の共振が第２電極層４３の下面と、第２層２２と基板１との界面との間から発生する。
【００５５】
かかる光学的共振により、発光素子４の発光層４２から発生する光を表示装置の外部に容易に抽出でき、光効率を向上させる。また、かかる共振が発光素子４の外側に形成され、共振面の反射率調節によって、視野角特性も調節される。
【００５６】
かかる共振厚は、図１で分かるように、ｔ１，ｔ２と示せるが、ｔ１は、第２電極層４３の下面から前記第１層２１と第２層２２との界面までの厚さになり、ｔ２は、第２電極層４３の下面から前記第２層２２と基板１との界面までの厚さとなる。該ｔ１，ｔ２は、次の式により決定されうる。
【００５７】
ｔ１＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数）
ｔ２＝（２ｎ＋１）λ／４ （ただしｎは自然数）
このとき、前記ｔ１は、前記第１層２１及び中間層３のうち少なくとも一層の厚さを調節することによって得られ、前記ｔ２は、前記第２層２２の厚さを調節することによって得られる。
【００５８】
一方、本発明において、前記中間層３は、光共振層２と発光素子４との間に介在され、酸素及び水分が基板１の方向から発光素子４の方向に浸透することを防止するパッシベーションの機能を果たすか、または光共振層２の表面を平坦化させる役割を果たす。もちろん、この中間層３の機能は、これ以外にも多様にありうる。例えば、中間層３と、低屈折率層である第１層２１との間で全反射による光学的共振が起こりうることもいうまでもない。
【００５９】
一方、前記光共振層２は、図２で分かるように、本発明の望ましい他の一実施例によれば、第１層２１だけで備わりうる。この第１層２１を形成する物質は、前述した通りである。
【００６０】
この場合には、図２で分かるように、反射界面の第２電極層４３の下面と、第１層２１と基板１との界面とで光学的共振が起こる。
【００６１】
このとき、光学的共振を起こす厚さｔ３は、ｔ３＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数）のような式により決定され、かかる厚さｔ３は、中間層３や低屈折層２１の厚さを調節することによって得ることができる。
【００６２】
以上で説明した図１及び図２による実施例は、光が基板１の方向に放出される背面発光型の場合を示しているが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではなく、図３及び図４で分かるように、前面発光型の場合にも同一に適用可能である。
【００６３】
図３は、本発明の望ましいさらに他の一実施例を図示した図面であり、図１のように、光共振層２を第１層２１及び第２層２２で備えたものである。
【００６４】
ただし、この場合には、基板１上に発光素子４を形成した後、発光素子４上に中間層３を形成し、中間層３上に第１層２１及び第２層２２を順に積層する。
【００６５】
このとき、前記発光素子４の第１電極４１は、第１反射電極４１１と第１透明電極４１２とで備わる。第１反射電極４１１は、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、及びそれらの化合物で形成され、第１透明電極４１２は、仕事関数の大きいＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３などで形成されうる。
【００６６】
そして、第２電極４２も、透過型電極で備わることが望ましいが、半透過型、かつ仕事関数の小さな第２金属電極４３１と、その上に備わった第２透明電極４３２とで備わりうる。第２金属電極４３１は、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ｍｇ、及びそれらの化合物が使われ、第２透明電極４３２としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３などが使われうる。
【００６７】
従って、この場合には、第１電極層４１の第１反射電極４１１の上面と、第１層２１及び第２層２２の界面との間で共振が発生し、さらに他の共振が、第１電極層４３の第１反射電極４１１の上面と、第２層２２の上面との間で発生する。
【００６８】
共振厚は、図３で分かるように、ｔ４、ｔ５で示されうるが、ｔ４は、第１電極層４１の第１反射電極４１１の上面から前記第１層２１と第２層２２との界面までの厚さになり、ｔ５は、第１電極層４１の第１反射電極４１１の上面から前記第２層２２の上面までの厚さとなる。それらｔ４、ｔ５は、次の式により決定されうる。
【００６９】
ｔ４＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数）
ｔ５＝（２ｎ＋１）λ／４ （ただしｎは自然数）
このとき、前記ｔ４は、前述したｔ１のように、前記第１層２１及び中間層３のうち少なくとも一層の厚さを調節することによって得られ、前記ｔ５も、前述したｔ２のように、前記第２層２２の厚さを調節することによって得られる。
【００７０】
図４は、本発明の望ましいさらに他の一実施例を図示した図面であり、図２のように、光共振層２を第１層２１で備えたものである。この場合、光共振層２を除外した残りの構成要素は、図３と同一なので、詳細な説明は省略する。
【００７１】
図４での光学的共振は、第１電極層４３の第１反射電極４１１の上面と、第１層２１の上面との間で発生する。
【００７２】
図４で、光学的共振を起こす厚さｔ６は、ｔ６＝（ｎλ）／２（ただしｎは自然数）のような式により決定され、かかる厚さｔ６は、中間層３や第１層２１の厚さを調節することによって得ることができる。
【００７３】
図５は、本発明のさらに他の一実施例を図示した図面であり、図１のような構造において、発光層４２が赤色発光層４２１、緑色発光層４２２、及び青色発光層４２３で備わり、赤色画素（Ｒ）、緑色画素（Ｇ）、及び青色画素（Ｂ）が具現された例を概略的に図示したものである。
【００７４】
この場合には、Ｒ、Ｇ及びＢでの発光領域で、各色別に異なる発光スペクトル及び発光波長であるために、効率が極大化される共振厚が異なる。従って、発光装置のＲ、Ｇ及びＢの効率をいずれも極大化するためには、各画素別に最高の光効率を発現する共振厚を形成するように、第１層２１及び第２層２２の厚さを異なって成膜せねばならない。
【００７５】
かかる課題を解決するために、本実施例では、基板１上に第２層２２として、Ｓｉ３Ｎ４をＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの方法で成膜した後、それを、フォトレジストをエッチングマスクとして利用する一般的なドライエッチング技法により、図５のように段差をつけるように形成する。このとき、Ｒ、Ｂ、Ｇに対応する領域の第２層２２の厚さを異ならせる。
【００７６】
その後、低屈折率層である第１層２１をスピンコーティングして平坦化することによって、図５のような構造を形成する。
【００７７】
図６は、本発明の望ましいさらに他の一実施例を図示した図面であり、図２のような構造において、発光層４２が赤色発光層４２１、緑色発光層４２２、及び青色発光層４２３で備わり、Ｒ、Ｇ及びＢが具現された例を概略的に図示したものである。
【００７８】
この場合にも、やはり、Ｒ、Ｇ及びＢでの発光領域で、各色別に異なる発光スペクトル及び発光波長であるために、効率が極大化される共振厚が異なる。すなわち、各画素の効率をいずれも極大化させるためには、各画素別に最高の光効率を発現する共振厚さを形成するように、第１層２１の厚さを異ならせて成膜する。
【００７９】
このために、基板１上に第１層２１を、図６のように、Ｒ、Ｇ、Ｂ別に異なる厚さになるように形成した後、中間層３で平坦化する。このとき、Ｒ、Ｂ、Ｇに対応する領域の第１層２１の厚さを異ならせる。
【００８０】
前述のように、各画素別に第１層２１及び／または第２層２２の厚さを異なって形成することは、図面では示されていないが、図３や図４のような前面発光型の実施例にも、同一に適用可能であることはいうまでもない。
【００８１】
図７は、本発明のさらに具体的な実施例を図示した図面であり、ＰＭ有機電界発光表示装置を図示したものである。
【００８２】
この実施例の場合は、図１で分かるように、光共振層２として第１層２１及び第２層２２を備え、光が基板１の方向に発光されるものである。従って、光共振層２は、基板１と発光素子４との間に介在される。そして、光共振層２と発光素子４との間には、中間層３が介在している。
【００８３】
前記中間層３上には、第１電極層４１が所定のストライプパターンにより形成されており、この第１電極層４１上に、これを格子型で区画するように内部絶縁膜４４が形成されている。そして、内部絶縁膜４４上には、発光層４２及び第２電極層４３のパターニングのために、第１電極層４１に直交するようにセパレータ４５が形成されている。このセパレータ４５により、発光層４２及び第２電極層４３は、第１電極層４１に交差するようにパターニングされる。
【００８４】
図７による実施例の場合、光共振層２が赤、緑、青色画素別に他の厚さを有するように形成されていないが、図８の場合には前述した図５の実施例の通り、光共振層２の厚さを違うように形成できる。
【００８５】
図９ないし図１１は、本発明の望ましいさらに他の実施例を図示した図面であり、ＡＭ有機電界発光表示装置を図示した図面である。
【００８６】
まず、図９は、基板１の方向に発光がなされる背面発光型の有機電界発光表示装置を図示したものであるが、基板１が各画素別に少なくとも１つのＴＦＴを備える。
【００８７】
具体的に、図９で分かるように、基板１上にバッファ層１１が形成されており、この上にＴＦＴと、キャパシタＣｓｔが形成される。
【００８８】
前記基板１のバッファ層１１上に所定パターンの半導体活性層１２が備わる。前記活性層１２の上部には、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘなどで形成されるゲート絶縁膜１３が備わり、ゲート絶縁膜１３上部の所定領域には、ゲート電極１４が形成される。前記ゲート電極１４は、ＴＦＴオン／オフ信号を印加するゲートライン（図示せず）と連結されている。前記ゲート電極１４の上部では、層間絶縁膜１５が形成され、コンタクトホールを介してソース／ドレーン電極１６がそれぞれ活性層１２のソース／ドレーン領域に接するように形成される。
【００８９】
一方、ゲート電極１４と同時に、キャパシタＣｓｔの一電極１７ａが形成され、ソース／ドレーン電極１６と共に、他の一電極１７ｂが形成される。かかるＴＦＴ及びキャパシタＣｓｔの構造は、これ以外にも多様に変形可能であることはいうまでもない。
【００９０】
上記の通りに形成されたＴＦＴ及びキャパシタＣｓｔは、パッシベーション層で覆われて保護されるが、図９による実施例の場合、このパッシベーション層として、光共振層２の第２層２２が形成される。具体的には、高屈折のＳｉ３Ｎ４をＰＥＣＶＤ法で形成可能である。
【００９１】
第２層２２の上部には、前述の低屈折率材料のうち、光透過率の高い材料で第１層２１を形成した後、この第１層２１を覆うように中間層３を形成する。
【００９２】
中間層３の上部には、アノード電極になる第１電極層４１が形成され、これを覆うように有機物で画素定義膜４６が形成される。この画素定義膜４６に所定の開口を形成した後、この開口で限定された領域内に発光層４２を形成する。そして、全体画素をいずれも覆うように第２電極層４３が形成される。
【００９３】
前記のようなＡＭ構造においても、ＴＦＴの上部に光共振層２及び中間層３が備わり、前述した効果を得ることができる。
【００９４】
かかるＡＭ構造は、多様に変形可能であるが、図１０は、その一例として、図９でパッシベーション層として第２層２２を使用する代わりに、低屈折率のメチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）を使用した場合である。この場合には、パッシベーション層１８を覆うようにさらに第２層２２が形成された後、その上に第１層２１及び中間層３が順に形成されうる。その他の構成要素は前述したところと同じである。
【００９５】
図１１は、発光層４２からの光が基板１の反対側に発光される前面発光型の場合を図示した図面であり、ＴＦＴ及びキャパシタＣｓｔが形成された構造は、前述のところと同じである。
【００９６】
このようにＴＦＴ及びキャパシタＣｓｔが形成された上をパッシベーション層１８が覆って平坦化する。このとき、パッシベーション層１８は、無機物及び／または有機物の単一及び複合層の構造から形成されうる。
【００９７】
パッシベーション層１８の上部には、反射型第１電極層４１が所定パターンにより形成され、そのエッジを覆うように画素定義膜４６が形成される。
【００９８】
そして、画素定義膜４６の開口部を介して発光層４２が形成され、この発光層４２及び画素定義膜４６を覆うように第２電極層４３が形成される。第２電極層４３は、前述したように、透過型により形成されうるが、仕事関数の小さい第２金属電極４３１と、これを覆う第２透明電極４３２とで備わりうる。
【００９９】
第２電極層４３の上には、中間層３、及び光共振層２が順に積層されている。
【０１００】
前記のような構造では、中間層３及び光共振層２が発光素子４のパッシベーションの役割まで行う。
【０１０１】
一方、前述の図７ないし図１１のＰＭ及びＡＭ構造は、光共振層２として、第１層２１及び第２層２２いずれも備えた場合であるが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではなく、光共振層２として、第１層２１のみを有する構造も同一に適用可能であることはいうまでもない。
【０１０２】
そして、図９ないし図１１の実施例では、いずれも単一画素だけを表したものであったが、各画素別に色相の異なるフルカラーディスプレイ装置の場合、図５のように、光共振層２及び中間層３のうち、少なくとも一層の厚さを各画素別に異ならせる構造も同一に適用できることはいうまでもない。
【０１０３】
次に、前述のような本発明のさらに具体的な実施例を説明する。
【０１０４】
＜実施例１＞
２ｍｍ×３ｍｍサイズの発光領域を４つ備えたテストセルを製作して評価した。まず、ガラス基板を洗浄した後、スピンコーティング法により、１０ｎｍ以下の気孔を有するＮＰＳをガラス基板に塗布した後、熱処理オーブンで４００℃、１時間熱処理して第１層２１を形成した。このようにして得られた第１層２１の屈折率は１．２であった。第１層２１の厚さは０、１００、２３０、３００ｎｍと変化させてそれぞれ製作した。
【０１０５】
次に、前記第１層２１上にスパッタリング法を利用し、ＳｉＯ２を２０ｎｍの厚さに蒸着して中間層３を成膜した。スパッタリングを介して成膜された中間層３の屈折率は、１．４５であった。
【０１０６】
一般的に、多孔性素材を第１層２１として使用する場合、大気中の水分を吸着するようになるが、吸着された水分は、ＯＬＥＤの寿命を悪化させる作用をする。従って、ＳｉＯ２をスパッタリングするとき、蒸着チャンバ内で基板を１５０℃で１０分ベーキングし、第１層２１内に吸着された水分を完全に除去した後で蒸着を行い、かかる過程を経て蒸着されたＳｉＯ２は、多孔性素材への水分浸透を防止するパッシベーションの役割を果たす。
【０１０７】
中間層３を成膜した後には、第１電極層４１として、ＩＴＯをスパッタリングで８０ｎｍの厚さに成膜した。その後、一般的な画素パターニング工程とポリイミドとを利用して発光領域を形成し、蒸着器を利用してＯＬＥＤを構成する有機物（緑色蛍光発光有機物）を形成し、第２電極層４３として金属負極を成膜した。その後、ガラス基板で密封をすることにより、テストセル素子製作を完成した。このように形成されたセルは、図２のような構造を有する。
【０１０８】
図１２は、このように形成されたセルの結果を表したものであり、図１２の実線は、図２で提示された共振厚ｔ３を求める計算式を反映したシミュレーションの結果であり、原点表示は、前記で製作されたセルを介して測定した値である。
【０１０９】
図１２で、第１層２１の厚さが０である場合は、第１層２１、中間層３なしに製作された正規構造に該当し、比較例（Ｉ）に該当する。一方、図１２の実線は、中間層３の厚さは変化を与えずに、第１層２１の厚さだけに変化を与えた場合のシミュレーション結果であり、第１層２１の厚さが０である場合にも、中間層３が２０ｎｍに存在するために、計算された効率向上率は、１２０％を超えるように示されるが、前述した比較例（Ｉ）は、第１層２１と中間層３とがないケースに該当する。
【０１１０】
素子の評価は、同一電流密度で行い、電流の駆動時（電流密度範囲３０ｍＡ／ｃｍ２）の正面輝度値を測定して光効率を比較した。結果的に、本発明による構造（ＩＩ）（ＩＩＩ）（ＩＶ）がＯＬＥＤ素子の効率向上に寄与し、本実験の条件で最大１．７５倍向上することが分かる。
【０１１１】
＜実施例２＞
次には、光共振層２として、第１層２１と第２層２２とがいずれも導入された実施例を示したものであり、その基本的な構造は図１と同じである。
【０１１２】
この構造では、中間層３と第１層２１とを成膜する過程及びテストセル素子を製作する工程は実施例１と同じであり、ただ第１層２１を成膜する前に、第２層２２をＰＥＣＶＤを利用してＳｉ３Ｎ４で成膜したという点で違いがある。成膜されＳｉ３Ｎ４の屈折率は、２．０であった。
【０１１３】
図１３は、第１電極層４１が１４０ｎｍ、中間層３が２０ｎｍ、第１層２１が３４０ｎｍに固定され、第２層２２の厚さが１００〜４００ｎｍの厚さで変化するときの光効率向上率をシミュレーションした結果を表す。
【０１１４】
＜実施例３＞
前述した実施例２と同じ構造であり、第１電極層４１を１６０ｎｍ、中間層３を２０ｎｍ、第１層２１を３００ｎｍに固定し、第２層２２の厚さを１００〜４００ｎｍで変化させ、その結果は図１４に表した。
【０１１５】
図１３に図示されたように、実施例２の場合には、緑色画素の場合を除いては、いずれも前述した実施例１のように、効率向上が大きく現れることが分かり、図１４のような実施例３の場合には、特定厚さではＲ、Ｇ、Ｂいずれも効率向上が現れることが分かる。
【０１１６】
一方、下表１は、上の図１３のような実施例２で、第２層２２の厚さを２６０ｎｍとした場合の色座標を評価したものであり、前述した図１２の比較例（Ｉ）と比較したものである。
【０１１７】
【表１】
【０１１８】
上の表１でも分かるように、色座標にも大きい変化のないことが分かる。
【０１１９】
以上で説明したように本発明は、有機電界発光表示装置や、無機電界発光表示装置に限定されるものではなく、発光素子として、ＬＣＤや、電子放出装置などを使用するその他の平板表示装置にもいずれも適用可能である。
【０１２０】
本発明は、図面に図示された一実施例を参考として説明されたが、それは例示的なものに過ぎず、当分野で当業者ならば、それから多様な変形及び実施例の変形が可能であるという点を理解できるであろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の思想によって決まるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、有機電界発光表示装置や、無機電界発光表示装置に限定されずに、発光素子として、ＬＣＤや電子放出装置などを使用するその他の平板表示装置などいずれも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の望ましい一実施例による背面発光型ＯＬＥＤを概略的に図示した断面図である。
【図２】本発明の背面発光型ＯＬＥＤの他の一実施例を概略的に図示した断面図である。
【図３】本発明の望ましい他の一実施例による前面発光型ＯＬＥＤを概略的に図示した断面図である。
【図４】本発明の前面発光型ＯＬＥＤの他の一実施例を概略的に図示した断面図である。
【図５】図１の構造において、画素別に光共振層の厚さが異なった場合を図示した断面図である。
【図６】図２の構造において、画素別に光共振層の厚さが異なった場合を図示した断面図である。
【図７】本発明の望ましいさらに他の一実施例による背面発光型のＰＭ有機電界発光表示装置を図示した断面図である。
【図８】本発明の望ましいさらに他の一実施例による背面発光型のＰＭ有機電界発光表示装置を図示した断面図である。
【図９】本発明の望ましいさらに他の一実施例による背面発光型のＡＭ有機電界発光表示装置を図示した断面図である。
【図１０】本発明の望ましいさらに他の一実施例による背面発光型のＡＭ有機電界発光表示装置を図示した断面図である。
【図１１】本発明の望ましいさらに他の一実施例による前面発光型のＡＭ有機電界発光表示装置を図示した断面図である。
【図１２】本発明の第１実施例において、第１層の厚さと効率向上率との関係を図示したグラフである。
【図１３】本発明の第２実施例において、第２層の厚さと効率向上率との関係を図示したグラフである。
【図１４】本発明の第１実施例において、第２層の厚さと効率向上率との関係を図示したグラフである。
【符号の説明】
【０１２３】
１…基板、
２…光共振層、
３…中間層、
４…発光素子、
２１…第１層、
２２…第２層、
４１…第１電極層、
４２…発光層、
４３…第２電極層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に係り、さらに詳細には発光層から放出される光の光取り出し効率の改善された発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光装置、その中で、特に液晶表示装置（ＬＣＤ）や電界発光表示装置のような平板表示装置の光効率は、内部効率（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）と外部効率（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）とに分けられる。このうち、内部効率は、有機発光物質の光電変換効率に依存する。そして、光取り出し効率と呼ばれる外部効率は、有機電界発光素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ ）を構成する各層の屈折率に左右される。このうち、外部効率の光取り出し効率の場合には、ＯＬＥＤが陰極線管やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）のような他の表示装置に比べて低い方であり、これによって輝度、寿命のような表示装置の特性面で改善の余地が多い。
【０００３】
このように、従来のＯＬＥＤの光取り出し効率が他表示装置に比べて低いという最も大きい原因は、前記有機膜により放出される光が臨界角以上に出射されるとき、ＩＴＯ電極層のように屈折率の高い層と、基板のように屈折率の低い層との界面で、全反射を起こすようになり、外部に取り出されることが妨害されるためである。従って、かかる界面での全反射問題により、ＯＬＥＤにおいて実際に有機発光層から発生する光は、１／４ほどだけ外部に取り出されうる。
【０００４】
かような光取り出し率の低下を防止するための従来ＯＬＥＤの一例が特許文献１に開示されている。開示されたＯＬＥＤは、突出レンズなどの集光性を有する基板を備える。しかし、かかる集光のための突出レンズは、有機膜の発光にかかわる画素が非常に小さいので、基板に形成し難い。
【０００５】
特許文献２には、透明電極層と発光層との間に第１誘電体層を介在さると共に、透明電極側に前記第１誘電体層と透明電極の中間ほどの屈折率を有する第２の誘電体層を介在させたＯＬＥＤが開示されている。
【０００６】
そして、特許文献３には、基板上に下部電極、絶縁層、発光層及び上部電極を形成し、前記発光層のサイド面に光を反射させるミラーが形成されたＯＬＥＤが開示されている。
【０００７】
かかるＯＬＥＤは、発光層の厚さが非常に薄いために、側面に反射のためのミラーを設置することが非常に困難で、結果的に生産コスト上昇の原因になる。
【０００８】
かかる問題点を解決するために、特許文献４には、正極と負極との間に一層または多層の有機層を有する有機電界発光表示装置において、構成要素として回折格子またはゾーンプレートを備えた構成が開示されている。これは、屈折率の差が出る境界付近に回折格子を形成させ、光の散乱効果により有機層の光を取り出すものである。しかし、かかる回折格子層は、実際の製造工程上で複雑、かつその表面屈曲によって薄膜の上部層のパターン形成が困難であり、表面屈曲を埋め込むためには、別途の平坦化工程が追加されねばならないという問題がある。
【０００９】
また、かかるＯＬＥＤの問題点を改善するために、特許文献５、特許文献６、特許文献７には、光学的微細空洞概念を利用したＯＬＥＤが開示されている。開示されたＯＬＥＤでは、ガラス基板とＩＴＯ電極との間に、多層構造の半透過鏡を形成し、この半透過鏡が反射板としての機能を兼ねた金属負極と共に、光共振器としての機能を果たす。このとき、前記半透過鏡は、高屈折率を有するＴｉＯ２層と低屈折率を有するＳｉＯ２層とが交互に積層されて多重層を形成し、この多重層の層の数でもって反射率を調節して光共振機能を設計する。しかし、かかる光共振器は、半透過鏡をなす層の数が多いほど反射特性が向上するので、層の数を増加させなければならないが、特定波長に対する反射率を調節するためには、積層される層の数と厚さとを正確に設計しなければならないので、ＯＬＥＤの工程が複雑になるという短所を有する。また、これは、輝度が上昇して色純度が向上するという長所を有するが、視野角が狭くなり、スペクトルも狭くなるという問題を有する。
【００１０】
また、フルカラーディスプレイにおいて、赤、緑、青色別に膜厚や共振の起こる厚さなどを異ならせることも工程的、コスト的な負担になる。
【特許文献１】特開昭６３−１７２６９１号公報
【特許文献２】特開昭６２−１７２６９１号公報
【特許文献３】特開平０１−２２０３９４号公報
【特許文献４】特開平１１−２８３７５１号公報
【特許文献５】特開平０８−２５０７８６号公報
【特許文献６】特開平０８−２１３１７４号公報
【特許文献７】特開平１０−１７７８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前述のような問題点を解決するためのものであり、簡単な構造及び工程で光取り出し効率を向上させ、輝度を向上させるだけではなく、この共振が視野角及び発光スペクトルに及ぼす影響を小さくできる発光装置を提供するところに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記のような課題を解決するために、本発明は、基板と、前記基板上に備わった発光素子と、前記発光素子の外側に位置し、前記発光素子から放出される光を共振させる光共振層と、前記光共振層と前記発光素子との間に介在される中間層とを備える発光装置を提供する。
【００１３】
本発明は、また前述の課題を解決するために、基板と、前記基板上に備わった発光素子と、前記発光素子と前記基板との間に介在され、前記発光素子から放出される光を共振させる光共振層と、前記光共振層と前記発光素子との間に介在された中間層を備える発光装置とを提供する。
【００１４】
本発明はまた、基板と、前記基板上に備わった発光素子と、前記発光素子上に位置し、前記発光素子から放出される光を共振させる光共振層と、前記光共振層と前記発光素子との間に介在された中間層とを備える発光装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
前記のようになされた本発明の発光装置によれば、次のような効果を得ることができる。
【００１６】
第一に、簡単な構造の光共振層を構成し、発光される光を増幅させることができ、それにより光取り出し効率を向上させられる。
【００１７】
第二に、共振構造をさらに簡単に形成でき、全体の製造工程が簡単になりうる。
【００１８】
第三に、光共振効果による輝度向上と同時に、視野角の損失を小さくできる。
【００１９】
第四に、効率向上を期することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施例を詳細に説明すれば、次の通りである。
【００２１】
図１は、本発明の望ましい一実施例によるＯＬＥＤを概略的に表した断面図である。
【００２２】
図１で分かるように、本発明の望ましい一実施例によるＯＬＥＤは、透明な素材からなる基板１の上面に光共振層２が形成され、この光共振層２上に中間層３が形成され、中間層３上に発光素子４が形成されている。
【００２３】
前記発光素子４の上部には、前記発光素子４を外部から密封させるガラス、フィルム、メタルキャップのような密封部材（図示せず）がさらに備わりうる。以下、説明される本発明の実施例では、説明の便宜のために、前記密封部材を省略した概略的構造を中心に説明する。
【００２４】
前記基板１は、ＳｉＯ２を主成分とする透明なガラス材の基板が使われうる。前記透明基板１の上面には、基板の平滑性の確保と不純元素浸透の遮断とのために、バッファ層（図示せず）がさらに備えられる。前記バッファ層は、ＳｉＯ２及び／またはＳｉＮｘなどで形成できる。基板１は、必ずしもこれに限定されるものではなく、透明なプラスチック材で形成されもするということはいうまでもない。
【００２５】
前記基板１の上部に位置する発光素子４は、互いに対向した第１及び第２電極層４１，４３を備え、この間に介在された発光層４２を備える。
【００２６】
前記第１電極層４１は、透明素材の伝導性物質から形成されうるが、ＩＴＯ、ＩＺＯ、Ｉｎ２Ｏ３、及びＺｎＯなどから形成され、フォトリソグラフィ法により所定のパターンになるように形成できる。
【００２７】
前記第１電極層４１のパターンは、受動駆動型（ＰＭ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘｔｙｐｅ）の場合には、互いに所定間隔離れたストライプ状のラインから形成され、能動駆動型（ＡＭ：Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘｔｙｐｅ）の場合には、画素に対応する形態により形成されうる。ＡＭの場合には、また、この第１電極層４１下部の基板１に、少なくとも１つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を備えたＴＦＴ層がさらに備わり、前記第１電極層４１は、このＴＦＴ層に電気的に連結される。かかるＰＭ及びＡＭについて、具体的な実施例については後述する。
【００２８】
このように透明電極で備わった第１電極層４１は、外部の第１電極端子（図示せず）に連結され、アノード電極として作用しうる。
【００２９】
前記第１電極層４１の上部には、第２電極層４３が位置し、この第２電極層４３は、反射型電極になり、アルミニウム、銀、及び／またはカルシウムなどで形成され、外部の第２電極端子（図示せず）に連結され、カソード電極として作用しうる。
【００３０】
前記第２電極層４３は、ＰＭの場合には、第１電極層４１のパターンに直交するストライプ状のラインから形成され、ＡＭの場合には、画素に対応する形態から形成されうる。ＡＭの場合には、画像が具現されるアクティブ領域全体にかけて形成されうる。これについての詳細な実施例は後述する。
【００３１】
前記のような第１及び第２電極層４１，４３は、その極性が互いに反対になっても差し支えない。
【００３２】
前記第１及び第２電極層４１，４３の間に介在された発光層４２は、第１及び第２電極層４１，４３の電気的駆動により発光する。この発光層４２の種類によって、電界発光素子がＯＬＥＤまたは無機電界発光素子に区分されうる。
【００３３】
ＯＬＥＤの場合には、低分子有機物または高分子有機物を使用できる。
【００３４】
前記発光層４２が、低分子有機物から形成された低分子有機層である場合には、有機発光層（ＥＭＬ）を中心に、第１電極層４１の方向に、ホール輸送層及びホール注入層などが積層され、第２電極層４３の方向に、電子輸送層及び電子注入層などが積層される。もちろん、それらホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層以外にも多様な層が必要によって積層されて形成されうる。
【００３５】
また、使用可能な有機材料も、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）などを始めとして多様に適用可能である。
【００３６】
一方、高分子有機物から形成された高分子有機層の場合には、有機発光層を中心に、第１電極層４１の方向にホール輸送層（ＨＴＬ）だけ備わりうる。前記高分子ホール輸送層は、ポリエチレンジヒドロキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）や、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）などを使用し、インクジェットプリンティング法やスピンコーティング法により前記第１電極層４１の上部に形成され、前記高分子有機発光層は、ポリフェニルビニレン（ＰＰＶ）、可溶性ＰＰＶ、シアノ基付きＰＰＶ、ポリフルオレンなどを使用でき、インクジェットプリンティング法や、スピンコーティング法、またはレーザを利用した熱転写法などの一般的な方法でカラーパターンを形成できる。
【００３７】
無機電界発光素子の場合、発光層４２は、ＺｎＳ、ＳｒＳ、ＣａＳ、ＣａＣａ２Ｓ４、ＳｒＣａ２Ｓ４、ＢａＡｌ２Ｓ４のようなアルカリ土類カルシウム硫化物、及びＭｎ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｅｒ、Ｐｒ、Ｐｂなどを含む遷移金属、またはアルカリ稀土類金属のような発光中心原子から形成され、この発光層４２を中心に、第１電極層４１との間及び第２電極層４３との間に絶縁層が形成される。
【００３８】
本発明の一実施例において、前記発光素子４の発光層４２から放出される光は、図１で分かるように、基板１の方向に放出される（図示矢印方向）。
【００３９】
図１で分かるような本発明の一実施例によれば、前記基板１と発光素子４との間に、発光素子４から放出される光を共振させる光共振層２が介在され、この光共振層２と発光素子４との間には、中間層３が介在される。
【００４０】
本発明の一実施例において、前記光共振層２は、前記発光素子４から遠ざかる方向に順次積層された第１層２１及び第２層２２を有する。
【００４１】
前記第２層２２は、前記第１層２１より高い屈折率を有させる。このとき、前記第１層２１と前記第２層２２との屈折率差は、０．２以上にすることが望ましい。
【００４２】
前記第１層２１は、屈折率が１〜１．６であるものを使用でき、その具体的な例としては、ナノ多孔性シリカ（ＮＰＳ：Ｎａｎｏ Ｐｏｒｏｓ Ｓｉｌｉｃａ）、シロキサン、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などを使用できる。
【００４３】
前記ＮＰＳは、複数個の気孔を備え、水分や酸素を吸収する性質を有するが、このとき、水分や酸素を吸収しても、その透明性が保持される特性を有することをいう。また、吸収された水分が有機電界発光の寿命に影響を与えることがあるので、前記ＮＰＳ層は、疏水性を帯びるものを使用することが好ましい。
【００４４】
かかるＮＰＳ層は、多様な方法により製造可能である、その一方法は次の通りである。
【００４５】
まず、界面活性剤０．３ｇと溶媒０．６ｇとを混合した第１混合物を準備する。ここで、界面活性剤としては、高分子物質を使用し、溶媒は、プロパノールとブタノールとを１対２の割合で混合して形成する。また、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：Ｔｅｔｒａ−Ｅｔｈｙｌ−Ｏｒｔｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ）５ｇと溶媒１０．６５ｇ、ＨＣＬ １．８５ｇを混合した第２混合物を準備する。
【００４６】
前記第２混合物を約１時間ほどかき混ぜ、第２混合物２．１ｇを第１混合物と混合して第３混合物を形成する。この第３混合物を基板に塗布する。塗布は、スピンコーティング、スプレイコーティング、ロールコーティングなどを利用でき、スピンコーティングを利用する場合には、２，０００ｒｐｍで３０秒ほど回してコーティングする。この後、常温で２４時間ほど、または４０ないし５０℃で５時間ほど熟成させる。吸収孔を形成するために、４００℃ほどのオーブンで２時間ほど焼成することにより、高分子を焼く。かかる条件で形成したＮＰＳの厚さは、１００ｎｍ〜４００ｎｍほどである。前記のような過程を反復することによって、所望の２枚の薄膜を形成する。上記の説明で利用される物質の量は、その比率を提示する意味で使われ、その絶対量に意味があるのものではない。
【００４７】
また、他の方法として、Ｈ２Ｏ３０ｇにアンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）を付加して塩基性を示させた後、ここにＴＥＯＳ１０ｇを入れた後、加熱しつつ３時間以上撹拌し、加水分解及び重縮合反応を進める。このように得られた溶液に有機酸や無機酸のような酸を添加する。
【００４８】
このように得られた混合物に、安定性のために３０重量％の水溶性アクリル樹脂溶液１３．２ｇを添加した後で撹拌し、均一な溶液を得る。
【００４９】
前記溶液を基板上に塗布し、これを１８０ｒｐｍで１２０秒間回転コーティングした後、微蒸発溶媒の除去のために、乾燥オーブンで２分間ほど乾燥させる。膜厚をさらに厚くするためには、かかる過程を反復実施する。
【００５０】
前記結果物は、高分子及び有機物質を除去し、シリカを硬化させるために、５００℃で３０分間熱処理できる。以上で使われた物質の量は、その比率を提示する意味で使われ、その絶対量に意味があるのではない。
【００５１】
前記のような過程を介して製造されたＮＰＳは、その構造内に気孔を含有する。かかる気孔の大きさは、普通１〜５０ｎｍほどであり、この大きさは、前記第１混合物に使われる高分子の大きさを調節することによって調節可能である。気孔の密度は、８０％ほどになるように製造可能である。かかるＮＰＳ層は、前述したようにスピンコーティング、スプレイコーティング、ロールコーティングなどを利用して製造され、機械的、熱的安定性にすぐれ、比較的制御が容易な工程により製造可能である。
【００５２】
前記第２層２２は、屈折率が１．６〜２．３であるものを使用できるが、その具体的な例として、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ニオビウム（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、合成ポリマー、またはベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などを使用できる。
【００５３】
一方、前記中間層３は、前記第１層２１と第２層２２の中間値に対応する物質で備わりうるが、屈折率は、１．３〜２．３である物質を使用できる。かかる物質として、無機−有機ハイブリッド・ポリマー（ＯＲＭＯＣＥＲ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ＢＣＢ、または窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を使用できる。
【００５４】
本発明による光共振層２により、発光層４２から放出された光は、光学的共振を起こす。この共振は、図１で分かるように、第２電極層４３の下面と、低屈折率物質から形成された第１層２１と高屈折率物質から形成された第２層２２との界面との間から発生し、また他の共振が第２電極層４３の下面と、第２層２２と基板１との界面との間から発生する。
【００５５】
かかる光学的共振により、発光素子４の発光層４２から発生する光を表示装置の外部に容易に抽出でき、光効率を向上させる。また、かかる共振が発光素子４の外側に形成され、共振面の反射率調節によって、視野角特性も調節される。
【００５６】
かかる共振厚は、図１で分かるように、ｔ１，ｔ２と示せるが、ｔ１は、第２電極層４３の下面から前記第１層２１と第２層２２との界面までの厚さになり、ｔ２は、第２電極層４３の下面から前記第２層２２と基板１との界面までの厚さとなる。該ｔ１，ｔ２は、次の式により決定されうる。
【００５７】
ｔ１＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数）
ｔ２＝（２ｎ＋１）λ／４ （ただしｎは自然数）
このとき、前記ｔ１は、前記第１層２１及び中間層３のうち少なくとも一層の厚さを調節することによって得られ、前記ｔ２は、前記第２層２２の厚さを調節することによって得られる。
【００５８】
一方、本発明において、前記中間層３は、光共振層２と発光素子４との間に介在され、酸素及び水分が基板１の方向から発光素子４の方向に浸透することを防止するパッシベーションの機能を果たすか、または光共振層２の表面を平坦化させる役割を果たす。もちろん、この中間層３の機能は、これ以外にも多様にありうる。例えば、中間層３と、低屈折率層である第１層２１との間で全反射による光学的共振が起こりうることもいうまでもない。
【００５９】
一方、前記光共振層２は、図２で分かるように、本発明の望ましい他の一実施例によれば、第１層２１だけで備わりうる。この第１層２１を形成する物質は、前述した通りである。
【００６０】
この場合には、図２で分かるように、反射界面の第２電極層４３の下面と、第１層２１と基板１との界面とで光学的共振が起こる。
【００６１】
このとき、光学的共振を起こす厚さｔ３は、ｔ３＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数）のような式により決定され、かかる厚さｔ３は、中間層３や低屈折層２１の厚さを調節することによって得ることができる。
【００６２】
以上で説明した図１及び図２による実施例は、光が基板１の方向に放出される背面発光型の場合を示しているが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではなく、図３及び図４で分かるように、前面発光型の場合にも同一に適用可能である。
【００６３】
図３は、本発明の望ましいさらに他の一実施例を図示した図面であり、図１のように、光共振層２を第１層２１及び第２層２２で備えたものである。
【００６４】
ただし、この場合には、基板１上に発光素子４を形成した後、発光素子４上に中間層３を形成し、中間層３上に第１層２１及び第２層２２を順に積層する。
【００６５】
このとき、前記発光素子４の第１電極４１は、第１反射電極４１１と第１透明電極４１２とで備わる。第１反射電極４１１は、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、及びそれらの化合物で形成され、第１透明電極４１２は、仕事関数の大きいＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３などで形成されうる。
【００６６】
そして、第２電極４２も、透過型電極で備わることが望ましいが、半透過型、かつ仕事関数の小さな第２金属電極４３１と、その上に備わった第２透明電極４３２とで備わりうる。第２金属電極４３１は、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ｍｇ、及びそれらの化合物が使われ、第２透明電極４３２としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３などが使われうる。
【００６７】
従って、この場合には、第１電極層４１の第１反射電極４１１の上面と、第１層２１及び第２層２２の界面との間で共振が発生し、さらに他の共振が、第１電極層４３の第１反射電極４１１の上面と、第２層２２の上面との間で発生する。
【００６８】
共振厚は、図３で分かるように、ｔ４、ｔ５で示されうるが、ｔ４は、第１電極層４１の第１反射電極４１１の上面から前記第１層２１と第２層２２との界面までの厚さになり、ｔ５は、第１電極層４１の第１反射電極４１１の上面から前記第２層２２の上面までの厚さとなる。それらｔ４、ｔ５は、次の式により決定されうる。
【００６９】
ｔ４＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数）
ｔ５＝（２ｎ＋１）λ／４ （ただしｎは自然数）
このとき、前記ｔ４は、前述したｔ１のように、前記第１層２１及び中間層３のうち少なくとも一層の厚さを調節することによって得られ、前記ｔ５も、前述したｔ２のように、前記第２層２２の厚さを調節することによって得られる。
【００７０】
図４は、本発明の望ましいさらに他の一実施例を図示した図面であり、図２のように、光共振層２を第１層２１で備えたものである。この場合、光共振層２を除外した残りの構成要素は、図３と同一なので、詳細な説明は省略する。
【００７１】
図４での光学的共振は、第１電極層４３の第１反射電極４１１の上面と、第１層２１の上面との間で発生する。
【００７２】
図４で、光学的共振を起こす厚さｔ６は、ｔ６＝（ｎλ）／２（ただしｎは自然数）のような式により決定され、かかる厚さｔ６は、中間層３や第１層２１の厚さを調節することによって得ることができる。
【００７３】
図５は、本発明のさらに他の一実施例を図示した図面であり、図１のような構造において、発光層４２が赤色発光層４２１、緑色発光層４２２、及び青色発光層４２３で備わり、赤色画素（Ｒ）、緑色画素（Ｇ）、及び青色画素（Ｂ）が具現された例を概略的に図示したものである。
【００７４】
この場合には、Ｒ、Ｇ及びＢでの発光領域で、各色別に異なる発光スペクトル及び発光波長であるために、効率が極大化される共振厚が異なる。従って、発光装置のＲ、Ｇ及びＢの効率をいずれも極大化するためには、各画素別に最高の光効率を発現する共振厚を形成するように、第１層２１及び第２層２２の厚さを異なって成膜せねばならない。
【００７５】
かかる課題を解決するために、本実施例では、基板１上に第２層２２として、Ｓｉ３Ｎ４をＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの方法で成膜した後、それを、フォトレジストをエッチングマスクとして利用する一般的なドライエッチング技法により、図５のように段差をつけるように形成する。このとき、Ｒ、Ｂ、Ｇに対応する領域の第２層２２の厚さを異ならせる。
【００７６】
その後、低屈折率層である第１層２１をスピンコーティングして平坦化することによって、図５のような構造を形成する。
【００７７】
図６は、本発明の望ましいさらに他の一実施例を図示した図面であり、図２のような構造において、発光層４２が赤色発光層４２１、緑色発光層４２２、及び青色発光層４２３で備わり、Ｒ、Ｇ及びＢが具現された例を概略的に図示したものである。
【００７８】
この場合にも、やはり、Ｒ、Ｇ及びＢでの発光領域で、各色別に異なる発光スペクトル及び発光波長であるために、効率が極大化される共振厚が異なる。すなわち、各画素の効率をいずれも極大化させるためには、各画素別に最高の光効率を発現する共振厚さを形成するように、第１層２１の厚さを異ならせて成膜する。
【００７９】
このために、基板１上に第１層２１を、図６のように、Ｒ、Ｇ、Ｂ別に異なる厚さになるように形成した後、中間層３で平坦化する。このとき、Ｒ、Ｂ、Ｇに対応する領域の第１層２１の厚さを異ならせる。
【００８０】
前述のように、各画素別に第１層２１及び／または第２層２２の厚さを異なって形成することは、図面では示されていないが、図３や図４のような前面発光型の実施例にも、同一に適用可能であることはいうまでもない。
【００８１】
図７は、本発明のさらに具体的な実施例を図示した図面であり、ＰＭ有機電界発光表示装置を図示したものである。
【００８２】
この実施例の場合は、図１で分かるように、光共振層２として第１層２１及び第２層２２を備え、光が基板１の方向に発光されるものである。従って、光共振層２は、基板１と発光素子４との間に介在される。そして、光共振層２と発光素子４との間には、中間層３が介在している。
【００８３】
前記中間層３上には、第１電極層４１が所定のストライプパターンにより形成されており、この第１電極層４１上に、これを格子型で区画するように内部絶縁膜４４が形成されている。そして、内部絶縁膜４４上には、発光層４２及び第２電極層４３のパターニングのために、第１電極層４１に直交するようにセパレータ４５が形成されている。このセパレータ４５により、発光層４２及び第２電極層４３は、第１電極層４１に交差するようにパターニングされる。
【００８４】
図７による実施例の場合、光共振層２が赤、緑、青色画素別に他の厚さを有するように形成されていないが、図８の場合には前述した図５の実施例の通り、光共振層２の厚さを違うように形成できる。
【００８５】
図９ないし図１１は、本発明の望ましいさらに他の実施例を図示した図面であり、ＡＭ有機電界発光表示装置を図示した図面である。
【００８６】
まず、図９は、基板１の方向に発光がなされる背面発光型の有機電界発光表示装置を図示したものであるが、基板１が各画素別に少なくとも１つのＴＦＴを備える。
【００８７】
具体的に、図９で分かるように、基板１上にバッファ層１１が形成されており、この上にＴＦＴと、キャパシタＣｓｔが形成される。
【００８８】
前記基板１のバッファ層１１上に所定パターンの半導体活性層１２が備わる。前記活性層１２の上部には、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘなどで形成されるゲート絶縁膜１３が備わり、ゲート絶縁膜１３上部の所定領域には、ゲート電極１４が形成される。前記ゲート電極１４は、ＴＦＴオン／オフ信号を印加するゲートライン（図示せず）と連結されている。前記ゲート電極１４の上部では、層間絶縁膜１５が形成され、コンタクトホールを介してソース／ドレーン電極１６がそれぞれ活性層１２のソース／ドレーン領域に接するように形成される。
【００８９】
一方、ゲート電極１４と同時に、キャパシタＣｓｔの一電極１７ａが形成され、ソース／ドレーン電極１６と共に、他の一電極１７ｂが形成される。かかるＴＦＴ及びキャパシタＣｓｔの構造は、これ以外にも多様に変形可能であることはいうまでもない。
【００９０】
上記の通りに形成されたＴＦＴ及びキャパシタＣｓｔは、パッシベーション層で覆われて保護されるが、図９による実施例の場合、このパッシベーション層として、光共振層２の第２層２２が形成される。具体的には、高屈折のＳｉ３Ｎ４をＰＥＣＶＤ法で形成可能である。
【００９１】
第２層２２の上部には、前述の低屈折率材料のうち、光透過率の高い材料で第１層２１を形成した後、この第１層２１を覆うように中間層３を形成する。
【００９２】
中間層３の上部には、アノード電極になる第１電極層４１が形成され、これを覆うように有機物で画素定義膜４６が形成される。この画素定義膜４６に所定の開口を形成した後、この開口で限定された領域内に発光層４２を形成する。そして、全体画素をいずれも覆うように第２電極層４３が形成される。
【００９３】
前記のようなＡＭ構造においても、ＴＦＴの上部に光共振層２及び中間層３が備わり、前述した効果を得ることができる。
【００９４】
かかるＡＭ構造は、多様に変形可能であるが、図１０は、その一例として、図９でパッシベーション層として第２層２２を使用する代わりに、低屈折率のメチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）を使用した場合である。この場合には、パッシベーション層１８を覆うようにさらに第２層２２が形成された後、その上に第１層２１及び中間層３が順に形成されうる。その他の構成要素は前述したところと同じである。
【００９５】
図１１は、発光層４２からの光が基板１の反対側に発光される前面発光型の場合を図示した図面であり、ＴＦＴ及びキャパシタＣｓｔが形成された構造は、前述のところと同じである。
【００９６】
このようにＴＦＴ及びキャパシタＣｓｔが形成された上をパッシベーション層１８が覆って平坦化する。このとき、パッシベーション層１８は、無機物及び／または有機物の単一及び複合層の構造から形成されうる。
【００９７】
パッシベーション層１８の上部には、反射型第１電極層４１が所定パターンにより形成され、そのエッジを覆うように画素定義膜４６が形成される。
【００９８】
そして、画素定義膜４６の開口部を介して発光層４２が形成され、この発光層４２及び画素定義膜４６を覆うように第２電極層４３が形成される。第２電極層４３は、前述したように、透過型により形成されうるが、仕事関数の小さい第２金属電極４３１と、これを覆う第２透明電極４３２とで備わりうる。
【００９９】
第２電極層４３の上には、中間層３、及び光共振層２が順に積層されている。
【０１００】
前記のような構造では、中間層３及び光共振層２が発光素子４のパッシベーションの役割まで行う。
【０１０１】
一方、前述の図７ないし図１１のＰＭ及びＡＭ構造は、光共振層２として、第１層２１及び第２層２２いずれも備えた場合であるが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではなく、光共振層２として、第１層２１のみを有する構造も同一に適用可能であることはいうまでもない。
【０１０２】
そして、図９ないし図１１の実施例では、いずれも単一画素だけを表したものであったが、各画素別に色相の異なるフルカラーディスプレイ装置の場合、図５のように、光共振層２及び中間層３のうち、少なくとも一層の厚さを各画素別に異ならせる構造も同一に適用できることはいうまでもない。
【０１０３】
次に、前述のような本発明のさらに具体的な実施例を説明する。
【０１０４】
＜実施例１＞
２ｍｍ×３ｍｍサイズの発光領域を４つ備えたテストセルを製作して評価した。まず、ガラス基板を洗浄した後、スピンコーティング法により、１０ｎｍ以下の気孔を有するＮＰＳをガラス基板に塗布した後、熱処理オーブンで４００℃、１時間熱処理して第１層２１を形成した。このようにして得られた第１層２１の屈折率は１．２であった。第１層２１の厚さは０、１００、２３０、３００ｎｍと変化させてそれぞれ製作した。
【０１０５】
次に、前記第１層２１上にスパッタリング法を利用し、ＳｉＯ２を２０ｎｍの厚さに蒸着して中間層３を成膜した。スパッタリングを介して成膜された中間層３の屈折率は、１．４５であった。
【０１０６】
一般的に、多孔性素材を第１層２１として使用する場合、大気中の水分を吸着するようになるが、吸着された水分は、ＯＬＥＤの寿命を悪化させる作用をする。従って、ＳｉＯ２をスパッタリングするとき、蒸着チャンバ内で基板を１５０℃で１０分ベーキングし、第１層２１内に吸着された水分を完全に除去した後で蒸着を行い、かかる過程を経て蒸着されたＳｉＯ２は、多孔性素材への水分浸透を防止するパッシベーションの役割を果たす。
【０１０７】
中間層３を成膜した後には、第１電極層４１として、ＩＴＯをスパッタリングで８０ｎｍの厚さに成膜した。その後、一般的な画素パターニング工程とポリイミドとを利用して発光領域を形成し、蒸着器を利用してＯＬＥＤを構成する有機物（緑色蛍光発光有機物）を形成し、第２電極層４３として金属負極を成膜した。その後、ガラス基板で密封をすることにより、テストセル素子製作を完成した。このように形成されたセルは、図２のような構造を有する。
【０１０８】
図１２は、このように形成されたセルの結果を表したものであり、図１２の実線は、図２で提示された共振厚ｔ３を求める計算式を反映したシミュレーションの結果であり、原点表示は、前記で製作されたセルを介して測定した値である。
【０１０９】
図１２で、第１層２１の厚さが０である場合は、第１層２１、中間層３なしに製作された正規構造に該当し、比較例（Ｉ）に該当する。一方、図１２の実線は、中間層３の厚さは変化を与えずに、第１層２１の厚さだけに変化を与えた場合のシミュレーション結果であり、第１層２１の厚さが０である場合にも、中間層３が２０ｎｍに存在するために、計算された効率向上率は、１２０％を超えるように示されるが、前述した比較例（Ｉ）は、第１層２１と中間層３とがないケースに該当する。
【０１１０】
素子の評価は、同一電流密度で行い、電流の駆動時（電流密度範囲３０ｍＡ／ｃｍ２）の正面輝度値を測定して光効率を比較した。結果的に、本発明による構造（ＩＩ）（ＩＩＩ）（ＩＶ）がＯＬＥＤ素子の効率向上に寄与し、本実験の条件で最大１．７５倍向上することが分かる。
【０１１１】
＜実施例２＞
次には、光共振層２として、第１層２１と第２層２２とがいずれも導入された実施例を示したものであり、その基本的な構造は図１と同じである。
【０１１２】
この構造では、中間層３と第１層２１とを成膜する過程及びテストセル素子を製作する工程は実施例１と同じであり、ただ第１層２１を成膜する前に、第２層２２をＰＥＣＶＤを利用してＳｉ３Ｎ４で成膜したという点で違いがある。成膜されＳｉ３Ｎ４の屈折率は、２．０であった。
【０１１３】
図１３は、第１電極層４１が１４０ｎｍ、中間層３が２０ｎｍ、第１層２１が３４０ｎｍに固定され、第２層２２の厚さが１００〜４００ｎｍの厚さで変化するときの光効率向上率をシミュレーションした結果を表す。
【０１１４】
＜実施例３＞
前述した実施例２と同じ構造であり、第１電極層４１を１６０ｎｍ、中間層３を２０ｎｍ、第１層２１を３００ｎｍに固定し、第２層２２の厚さを１００〜４００ｎｍで変化させ、その結果は図１４に表した。
【０１１５】
図１３に図示されたように、実施例２の場合には、緑色画素の場合を除いては、いずれも前述した実施例１のように、効率向上が大きく現れることが分かり、図１４のような実施例３の場合には、特定厚さではＲ、Ｇ、Ｂいずれも効率向上が現れることが分かる。
【０１１６】
一方、下表１は、上の図１３のような実施例２で、第２層２２の厚さを２６０ｎｍとした場合の色座標を評価したものであり、前述した図１２の比較例（Ｉ）と比較したものである。
【０１１７】
【表１】
【０１１８】
上の表１でも分かるように、色座標にも大きい変化のないことが分かる。
【０１１９】
以上で説明したように本発明は、有機電界発光表示装置や、無機電界発光表示装置に限定されるものではなく、発光素子として、ＬＣＤや、電子放出装置などを使用するその他の平板表示装置にもいずれも適用可能である。
【０１２０】
本発明は、図面に図示された一実施例を参考として説明されたが、それは例示的なものに過ぎず、当分野で当業者ならば、それから多様な変形及び実施例の変形が可能であるという点を理解できるであろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の思想によって決まるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、有機電界発光表示装置や、無機電界発光表示装置に限定されずに、発光素子として、ＬＣＤや電子放出装置などを使用するその他の平板表示装置などいずれも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の望ましい一実施例による背面発光型ＯＬＥＤを概略的に図示した断面図である。
【図２】本発明の背面発光型ＯＬＥＤの他の一実施例を概略的に図示した断面図である。
【図３】本発明の望ましい他の一実施例による前面発光型ＯＬＥＤを概略的に図示した断面図である。
【図４】本発明の前面発光型ＯＬＥＤの他の一実施例を概略的に図示した断面図である。
【図５】図１の構造において、画素別に光共振層の厚さが異なった場合を図示した断面図である。
【図６】図２の構造において、画素別に光共振層の厚さが異なった場合を図示した断面図である。
【図７】本発明の望ましいさらに他の一実施例による背面発光型のＰＭ有機電界発光表示装置を図示した断面図である。
【図８】本発明の望ましいさらに他の一実施例による背面発光型のＰＭ有機電界発光表示装置を図示した断面図である。
【図９】本発明の望ましいさらに他の一実施例による背面発光型のＡＭ有機電界発光表示装置を図示した断面図である。
【図１０】本発明の望ましいさらに他の一実施例による背面発光型のＡＭ有機電界発光表示装置を図示した断面図である。
【図１１】本発明の望ましいさらに他の一実施例による前面発光型のＡＭ有機電界発光表示装置を図示した断面図である。
【図１２】本発明の第１実施例において、第１層の厚さと効率向上率との関係を図示したグラフである。
【図１３】本発明の第２実施例において、第２層の厚さと効率向上率との関係を図示したグラフである。
【図１４】本発明の第１実施例において、第２層の厚さと効率向上率との関係を図示したグラフである。
【符号の説明】
【０１２３】
１…基板、
２…光共振層、
３…中間層、
４…発光素子、
２１…第１層、
２２…第２層、
４１…第１電極層、
４２…発光層、
４３…第２電極層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に備わった発光素子と、
前記発光素子の外側に位置し、前記発光素子から放出される光を共振させる光共振層と、
前記光共振層と前記発光素子との間に介在される中間層と、を備える発光装置。
【請求項２】
前記光共振層は、前記発光素子から遠ざかる方向に順に積層された第１層及び第２層を有し、前記第２層は前記第１層より高い屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１層と前記第２層との屈折率差は、０．２以上であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１層の屈折率が１〜１．６であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１層は、ナノ多孔性シリカ、シロキサン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ素樹脂、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第２層の屈折率が１．６〜２．３であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第２層は、窒化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化ニオビウム、酸化タンタル、酸化アンチモン、合成ポリマー、またはベンゾシクロブテンを含むことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項８】
前記中間層は、前記第１層より緻密な物質で備わったことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項９】
前記中間層は、屈折率が１．３〜２．３であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記中間層は、無機−有機ハイブリッド・ポリマー、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン、または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記発光素子は、互いに対向した一対の電極と、前記電極間に介在された発光層とを備え、
前記発光素子の電極のうちいずれか一つは、前記発光層から放出された光を反射する反射膜を備え、
前記光共振層は、前記発光層を中心に前記反射膜に対向するように位置することを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記反射膜の反射界面から前記第１層と第２層との界面までの厚さをｔ１とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ１が下記（１）式を満足させることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
ｔ１＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数） …（１）
【請求項１３】
前記ｔ１は、前記第１層及び中間層のうち少なくとも一層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記反射膜の反射界面から前記第２層の外側面までの厚さをｔ２とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ２が下記（２）式を満足させることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
ｔ２＝（２ｎ＋１）λ／４ （ただしｎは自然数） …（２）
【請求項１５】
前記ｔ２は、前記第２層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記光共振層は、屈折率が１〜１．６である第１層を備え、
前記中間層は、屈折率が１．３〜２．３であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記第１層は、ナノ多孔性シリカ、シロキサン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ素樹脂、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素を含むことを特徴とする請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記中間層は、無機−有機ハイブリッド・ポリマー、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン、または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記発光素子は、互いに対向した一対の電極と、前記電極間に介在された発光層とを備え、
前記発光素子の電極のうちいずれか一つは、前記発光層から放出された光を反射する反射膜を備え、
前記光共振層は、前記発光層を中心に前記反射膜に対向するように位置することを特徴とする請求項１６に記載の発光装置。
【請求項２０】
前記反射膜の反射界面から前記第１層の外側面までの厚さをｔ３とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ３が下記（３）式を満足させることを特徴とする請求項１９に記載の発光装置。
ｔ３＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数） …（３）
【請求項２１】
前記ｔ３は、前記第１層及び中間層のうち少なくとも一層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項２０に記載の発光装置。
【請求項２２】
前記基板は、前記発光素子に電気的に連結された少なくとも１つの薄膜トランジスタを備えることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項２３】
前記発光素子は、前記発光層が赤色、緑色、及び青色発光層で備わった赤色、緑色及び青色画素を備え、
前記光共振層は、前記赤色、緑色、及び青色画素別にその厚さが異なるように備わったことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項２４】
前記発光素子は、有機電界発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項２５】
前記発光素子は、無機電界発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項２６】
基板と、
前記基板上に備わった発光素子と、
前記発光素子と前記基板との間に介在され、前記発光素子から放出される光を共振させる光共振層と、
前記光共振層と前記発光素子との間に介在された中間層と、を備える発光装置。
【請求項２７】
前記光共振層は、前記発光素子から遠ざかる方向に順に積層された第１層及び第２層を有し、前記第２層は、前記第１層より高い屈折率を有することを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
【請求項２８】
前記第１層と前記第２層との屈折率差は、０．２以上であることを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項２９】
前記第１層の屈折率が１〜１．６であることを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３０】
前記第１層は、ナノ多孔性シリカ、シロキサン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ素樹脂、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素を含むことを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３１】
前記第２層の屈折率が１．６〜２．３であることを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３２】
前記第２層は、窒化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化ニオビウム、酸化タンタル、酸化アンチモン、合成ポリマー、またはベンゾシクロブテンを含むことを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３３】
前記中間層は、前記第１層より稠密な物質で備わったことを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３４】
前記中間層は、屈折率が１．３〜２．３であることを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３５】
前記中間層は、無機−有機ハイブリッド・ポリマー、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン、または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３６】
前記発光素子は、互いに対向した一対の電極と、前記電極間に介在された発光層とを備え、
前記発光素子の電極のうちいずれか一つは、前記発光層から放出された光を反射する反射膜を備え、
前記光共振層は、前記発光層を中心に前記反射膜に対向するように位置することを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３７】
前記反射膜の反射界面から前記第１層と第２層との界面までの厚さをｔ４とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ４が下記（４）式を満足させることを特徴とする請求項３６に記載の発光装置。
ｔ４＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数） …（４）
【請求項３８】
前記ｔ４は、前記第１層及び中間層のうち少なくとも一層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項３７に記載の発光装置。
【請求項３９】
前記反射膜の反射界面から前記第２層の外側面までの厚さをｔ５とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ５が下記（５）式を満足させることを特徴とする請求項３６に記載の発光装置。
ｔ５＝（２ｎ＋１）λ／４ （ただしｎは自然数） …（５）
【請求項４０】
前記ｔ５は、前記第２層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項３９に記載の発光装置。
【請求項４１】
前記光共振層は、屈折率が１〜１．６の第１層を備え、
前記中間層は、屈折率が１．３〜２．３であることを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
【請求項４２】
前記第１層は、ナノ多孔性シリカ、シロキサン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ素樹脂、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素を含むことを特徴とする請求項４１に記載の発光装置。
【請求項４３】
前記中間層は、無機−有機ハイブリッド・ポリマー、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン、または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項４１に記載の発光装置。
【請求項４４】
前記発光素子は、互いに対向した一対の電極と、前記電極間に介在された発光層とを備え、
前記発光素子の電極のうちいずれか一つは、前記発光層から放出された光を反射する反射膜を備え、
前記光共振層は、前記発光層を中心に前記反射膜に対向するように位置することを特徴とする請求項４１に記載の発光装置。
【請求項４５】
前記反射膜の反射界面から前記第１層の外側面までの厚さをｔ６とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ６が下記（６）式を満足させることを特徴とする請求項４４に記載の発光装置
ｔ６＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数） …（６）。
【請求項４６】
前記ｔ６は、前記第１層及び中間層のうち少なくとも一層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項４７】
前記基板は、前記発光素子に電気的に連結された少なくとも１つの薄膜トランジスタを備えることを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
【請求項４８】
前記発光素子は、前記発光層が赤色、緑色、及び青色発光層で備わった赤色、緑色及び青色画素を備え、
前記光共振層は、前記赤色、緑色、及び青色画素別にその厚さが異なるように備わったことを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
【請求項４９】
前記発光素子は、有機電界発光素子であることを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
【請求項５０】
前記発光素子は、無機電界発光素子であることを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
【請求項５１】
基板と、
前記基板上に備わった発光素子と、
前記発光素子上に位置し、前記発光素子から放出される光を共振させる光共振層と、
前記光共振層と前記発光素子との間に介在された中間層と、を備える発光装置。
【請求項５２】
前記光共振層は、前記発光素子から遠ざかる方向に順に積層された第１層及び第２層を有し、前記第２層は、前記第１層より高い屈折率を有することを特徴とする請求項５１に記載の発光装置。
【請求項５３】
前記第１層と前記第２層との屈折率差は、０．２以上であることを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５４】
前記第１層の屈折率が１〜１．６であることを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５５】
前記第１層は、ナノ多孔性シリカ、シロキサン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ素樹脂、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素を含むことを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５６】
前記第２層の屈折率が１．６〜２．３であることを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５７】
前記第２層は、窒化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化ニオビウム、酸化タンタル、酸化アンチモン、合成ポリマー、またはベンゾシクロブテンを含むことを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５８】
前記中間層は、前記第１層より稠密な物質で備わったことを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５９】
前記中間層は、屈折率が１．３〜２．３であることを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項６０】
前記中間層は、無機−有機ハイブリッド・ポリマー、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン、または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項６１】
前記発光素子は、互いに対向した一対の電極と、前記電極間に介在された発光層とを備え、
前記発光素子の電極のうちいずれか一つは、前記発光層から放出された光を反射する反射膜を備え、
前記光共振層は、前記発光層を中心に前記反射膜に対向するように位置することを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項６２】
前記反射膜の反射界面から前記第１層と第２層との界面までの厚さをｔ７と、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ７が下記（７）式を満足させることを特徴とする請求項に記載６１の発光装置。
ｔ７＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数） …（７）
【請求項６３】
前記ｔ７は、前記第１層及び中間層のうち少なくとも一層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項６２に記載の発光装置。
【請求項６４】
前記反射膜の反射界面から前記第２層の外側面までの厚さをｔ８と、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ８が下記（８）式を満足させることを特徴とする請求項６１に記載の発光装置。
ｔ８＝（２ｎ＋１）λ／４ （ただしｎは自然数） …（８）。
【請求項６５】
前記ｔ８は、前記第２層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項６４に記載の発光装置。
【請求項６６】
前記光共振層は、屈折率が１〜１．６の第１層を備え、
前記中間層は、屈折率が１．３〜２．３であることを特徴とする請求項６１に記載の発光装置。
【請求項６７】
前記第１層は、ナノ多孔性シリカ、シロキサン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ素樹脂、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素を含むことを特徴とする請求項６６に記載の発光装置。
【請求項６８】
前記中間層は、無機−有機ハイブリッド・ポリマー、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン、または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項６６に記載の発光装置。
【請求項６９】
前記発光素子は、互いに対向した一対の電極と、前記電極間に介在された発光層とを備え、
前記発光素子の電極のうちいずれか一つは、前記発光層から放出された光を反射する反射膜を備え、
前記光共振層は、前記発光層を中心に前記反射膜に対向するように位置することを特徴とする請求項６６に記載の発光装置。
【請求項７０】
前記反射膜の反射界面から前記第１層の外側面までの厚さをｔ９とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ９が下記（９）を満足させることを特徴とする請求項６９に記載の発光装置。
ｔ９＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数） …（９）
【請求項７１】
前記ｔ９は、前記第１層及び中間層のうち少なくとも一層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項７０に記載の発光装置。
【請求項７２】
前記基板は、前記発光素子に電気的に連結された少なくとも１つの薄膜トランジスタを備えることを特徴とする請求項５１に記載の発光装置。
【請求項７３】
前記発光素子は、前記発光層が赤色、緑色、及び青色発光層で備わった赤色、緑色及び青色画素を備え、
前記光共振層は、前記赤色、緑色、及び青色画素別にその厚さが異なるように備わったことを特徴とする請求項５１に記載の発光装置。
【請求項７４】
前記発光素子は、有機電界発光素子であることを特徴とする請求項５１に記載の発光装置。
【請求項７５】
前記発光素子は、無機電界発光素子であることを特徴とする請求項５１に記載の発光装置。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に備わった発光素子と、
前記発光素子の外側に位置し、前記発光素子から放出される光を共振させる光共振層と、
前記光共振層と前記発光素子との間に介在される中間層と、を備える発光装置。
【請求項２】
前記光共振層は、前記発光素子から遠ざかる方向に順に積層された第１層及び第２層を有し、前記第２層は前記第１層より高い屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１層と前記第２層との屈折率差は、０．２以上であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１層の屈折率が１〜１．６であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１層は、ナノ多孔性シリカ、シロキサン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ素樹脂、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第２層の屈折率が１．６〜２．３であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第２層は、窒化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化ニオビウム、酸化タンタル、酸化アンチモン、合成ポリマー、またはベンゾシクロブテンを含むことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項８】
前記中間層は、前記第１層より緻密な物質で備わったことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項９】
前記中間層は、屈折率が１．３〜２．３であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記中間層は、無機−有機ハイブリッド・ポリマー、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン、または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記発光素子は、互いに対向した一対の電極と、前記電極間に介在された発光層とを備え、
前記発光素子の電極のうちいずれか一つは、前記発光層から放出された光を反射する反射膜を備え、
前記光共振層は、前記発光層を中心に前記反射膜に対向するように位置することを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記反射膜の反射界面から前記第１層と第２層との界面までの厚さをｔ１とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ１が下記（１）式を満足させることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
ｔ１＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数） …（１）
【請求項１３】
前記ｔ１は、前記第１層及び中間層のうち少なくとも一層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記反射膜の反射界面から前記第２層の外側面までの厚さをｔ２とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ２が下記（２）式を満足させることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
ｔ２＝（２ｎ＋１）λ／４ （ただしｎは自然数） …（２）
【請求項１５】
前記ｔ２は、前記第２層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記光共振層は、屈折率が１〜１．６である第１層を備え、
前記中間層は、屈折率が１．３〜２．３であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記第１層は、ナノ多孔性シリカ、シロキサン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ素樹脂、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素を含むことを特徴とする請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記中間層は、無機−有機ハイブリッド・ポリマー、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン、または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記発光素子は、互いに対向した一対の電極と、前記電極間に介在された発光層とを備え、
前記発光素子の電極のうちいずれか一つは、前記発光層から放出された光を反射する反射膜を備え、
前記光共振層は、前記発光層を中心に前記反射膜に対向するように位置することを特徴とする請求項１６に記載の発光装置。
【請求項２０】
前記反射膜の反射界面から前記第１層の外側面までの厚さをｔ３とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ３が下記（３）式を満足させることを特徴とする請求項１９に記載の発光装置。
ｔ３＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数） …（３）
【請求項２１】
前記ｔ３は、前記第１層及び中間層のうち少なくとも一層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項２０に記載の発光装置。
【請求項２２】
前記基板は、前記発光素子に電気的に連結された少なくとも１つの薄膜トランジスタを備えることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項２３】
前記発光素子は、前記発光層が赤色、緑色、及び青色発光層で備わった赤色、緑色及び青色画素を備え、
前記光共振層は、前記赤色、緑色、及び青色画素別にその厚さが異なるように備わったことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項２４】
前記発光素子は、有機電界発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項２５】
前記発光素子は、無機電界発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項２６】
基板と、
前記基板上に備わった発光素子と、
前記発光素子と前記基板との間に介在され、前記発光素子から放出される光を共振させる光共振層と、
前記光共振層と前記発光素子との間に介在された中間層と、を備える発光装置。
【請求項２７】
前記光共振層は、前記発光素子から遠ざかる方向に順に積層された第１層及び第２層を有し、前記第２層は、前記第１層より高い屈折率を有することを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
【請求項２８】
前記第１層と前記第２層との屈折率差は、０．２以上であることを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項２９】
前記第１層の屈折率が１〜１．６であることを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３０】
前記第１層は、ナノ多孔性シリカ、シロキサン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ素樹脂、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素を含むことを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３１】
前記第２層の屈折率が１．６〜２．３であることを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３２】
前記第２層は、窒化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化ニオビウム、酸化タンタル、酸化アンチモン、合成ポリマー、またはベンゾシクロブテンを含むことを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３３】
前記中間層は、前記第１層より稠密な物質で備わったことを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３４】
前記中間層は、屈折率が１．３〜２．３であることを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３５】
前記中間層は、無機−有機ハイブリッド・ポリマー、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン、または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３６】
前記発光素子は、互いに対向した一対の電極と、前記電極間に介在された発光層とを備え、
前記発光素子の電極のうちいずれか一つは、前記発光層から放出された光を反射する反射膜を備え、
前記光共振層は、前記発光層を中心に前記反射膜に対向するように位置することを特徴とする請求項２７に記載の発光装置。
【請求項３７】
前記反射膜の反射界面から前記第１層と第２層との界面までの厚さをｔ４とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ４が下記（４）式を満足させることを特徴とする請求項３６に記載の発光装置。
ｔ４＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数） …（４）
【請求項３８】
前記ｔ４は、前記第１層及び中間層のうち少なくとも一層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項３７に記載の発光装置。
【請求項３９】
前記反射膜の反射界面から前記第２層の外側面までの厚さをｔ５とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ５が下記（５）式を満足させることを特徴とする請求項３６に記載の発光装置。
ｔ５＝（２ｎ＋１）λ／４ （ただしｎは自然数） …（５）
【請求項４０】
前記ｔ５は、前記第２層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項３９に記載の発光装置。
【請求項４１】
前記光共振層は、屈折率が１〜１．６の第１層を備え、
前記中間層は、屈折率が１．３〜２．３であることを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
【請求項４２】
前記第１層は、ナノ多孔性シリカ、シロキサン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ素樹脂、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素を含むことを特徴とする請求項４１に記載の発光装置。
【請求項４３】
前記中間層は、無機−有機ハイブリッド・ポリマー、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン、または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項４１に記載の発光装置。
【請求項４４】
前記発光素子は、互いに対向した一対の電極と、前記電極間に介在された発光層とを備え、
前記発光素子の電極のうちいずれか一つは、前記発光層から放出された光を反射する反射膜を備え、
前記光共振層は、前記発光層を中心に前記反射膜に対向するように位置することを特徴とする請求項４１に記載の発光装置。
【請求項４５】
前記反射膜の反射界面から前記第１層の外側面までの厚さをｔ６とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ６が下記（６）式を満足させることを特徴とする請求項４４に記載の発光装置
ｔ６＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数） …（６）。
【請求項４６】
前記ｔ６は、前記第１層及び中間層のうち少なくとも一層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項４５に記載の発光装置。
【請求項４７】
前記基板は、前記発光素子に電気的に連結された少なくとも１つの薄膜トランジスタを備えることを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
【請求項４８】
前記発光素子は、前記発光層が赤色、緑色、及び青色発光層で備わった赤色、緑色及び青色画素を備え、
前記光共振層は、前記赤色、緑色、及び青色画素別にその厚さが異なるように備わったことを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
【請求項４９】
前記発光素子は、有機電界発光素子であることを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
【請求項５０】
前記発光素子は、無機電界発光素子であることを特徴とする請求項２６に記載の発光装置。
【請求項５１】
基板と、
前記基板上に備わった発光素子と、
前記発光素子上に位置し、前記発光素子から放出される光を共振させる光共振層と、
前記光共振層と前記発光素子との間に介在された中間層と、を備える発光装置。
【請求項５２】
前記光共振層は、前記発光素子から遠ざかる方向に順に積層された第１層及び第２層を有し、前記第２層は、前記第１層より高い屈折率を有することを特徴とする請求項５１に記載の発光装置。
【請求項５３】
前記第１層と前記第２層との屈折率差は、０．２以上であることを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５４】
前記第１層の屈折率が１〜１．６であることを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５５】
前記第１層は、ナノ多孔性シリカ、シロキサン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ素樹脂、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素を含むことを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５６】
前記第２層の屈折率が１．６〜２．３であることを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５７】
前記第２層は、窒化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化ニオビウム、酸化タンタル、酸化アンチモン、合成ポリマー、またはベンゾシクロブテンを含むことを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５８】
前記中間層は、前記第１層より稠密な物質で備わったことを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項５９】
前記中間層は、屈折率が１．３〜２．３であることを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項６０】
前記中間層は、無機−有機ハイブリッド・ポリマー、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン、または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項６１】
前記発光素子は、互いに対向した一対の電極と、前記電極間に介在された発光層とを備え、
前記発光素子の電極のうちいずれか一つは、前記発光層から放出された光を反射する反射膜を備え、
前記光共振層は、前記発光層を中心に前記反射膜に対向するように位置することを特徴とする請求項５２に記載の発光装置。
【請求項６２】
前記反射膜の反射界面から前記第１層と第２層との界面までの厚さをｔ７と、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ７が下記（７）式を満足させることを特徴とする請求項に記載６１の発光装置。
ｔ７＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数） …（７）
【請求項６３】
前記ｔ７は、前記第１層及び中間層のうち少なくとも一層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項６２に記載の発光装置。
【請求項６４】
前記反射膜の反射界面から前記第２層の外側面までの厚さをｔ８と、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ８が下記（８）式を満足させることを特徴とする請求項６１に記載の発光装置。
ｔ８＝（２ｎ＋１）λ／４ （ただしｎは自然数） …（８）。
【請求項６５】
前記ｔ８は、前記第２層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項６４に記載の発光装置。
【請求項６６】
前記光共振層は、屈折率が１〜１．６の第１層を備え、
前記中間層は、屈折率が１．３〜２．３であることを特徴とする請求項６１に記載の発光装置。
【請求項６７】
前記第１層は、ナノ多孔性シリカ、シロキサン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ素樹脂、シリカエアロゲル、または酸化ケイ素を含むことを特徴とする請求項６６に記載の発光装置。
【請求項６８】
前記中間層は、無機−有機ハイブリッド・ポリマー、酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン、または窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項６６に記載の発光装置。
【請求項６９】
前記発光素子は、互いに対向した一対の電極と、前記電極間に介在された発光層とを備え、
前記発光素子の電極のうちいずれか一つは、前記発光層から放出された光を反射する反射膜を備え、
前記光共振層は、前記発光層を中心に前記反射膜に対向するように位置することを特徴とする請求項６６に記載の発光装置。
【請求項７０】
前記反射膜の反射界面から前記第１層の外側面までの厚さをｔ９とし、前記発光層から放出される光の波長をλとするとき、前記ｔ９が下記（９）を満足させることを特徴とする請求項６９に記載の発光装置。
ｔ９＝（ｎλ）／２ （ただしｎは自然数） …（９）
【請求項７１】
前記ｔ９は、前記第１層及び中間層のうち少なくとも一層の厚さにより調節されることを特徴とする請求項７０に記載の発光装置。
【請求項７２】
前記基板は、前記発光素子に電気的に連結された少なくとも１つの薄膜トランジスタを備えることを特徴とする請求項５１に記載の発光装置。
【請求項７３】
前記発光素子は、前記発光層が赤色、緑色、及び青色発光層で備わった赤色、緑色及び青色画素を備え、
前記光共振層は、前記赤色、緑色、及び青色画素別にその厚さが異なるように備わったことを特徴とする請求項５１に記載の発光装置。
【請求項７４】
前記発光素子は、有機電界発光素子であることを特徴とする請求項５１に記載の発光装置。
【請求項７５】
前記発光素子は、無機電界発光素子であることを特徴とする請求項５１に記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−１４０１３０（Ｐ２００６−１４０１３０Ａ）
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９２２５３（Ｐ２００５−１９２２５３）
【出願日】平成１７年６月３０日（２００５．６．３０）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月３０日（２００５．６．３０）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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