説明

発光装置および電子機器

【課題】広い視角特性と製造マージンを有する発光装置、およびこの発光装置を備えた電
子機器を提供すること。
【解決手段】発光装置としての有機EL発光装置10は、光反射性を有する反射層3と、
光透過性を有する陽極5c,5d,5fと、有機発光層7を含む機能層Kと、陽極5c,
5d,5fに対向して配置される光反射性を有する陰極9とが、素子基板1に順次積層さ
れた複数の発光素子Lを有し、反射層3と陰極9との間で光共振器が構成されている。反
射層3はそれぞれ異なる材料から構成された反射層3aと反射層3bとからなり、その表
面が機能層K側に面している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光共振器を採用した有機EL(エレクトロルミネセンス)方式の発光装置お
よびこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
光共振器を採用した有機EL方式の発光装置としては、発光機能を有する有機薄膜から
なる発光層と、該発光層の両面に形成された反射鏡とで微小光共振器が構成され、該微小
光共振器の反射鏡間の光学的距離が異なる画素を少なくとも2個以上有する多色発光素子
が知られている(特許文献1)。
【0003】
具体的には、透明基板上に半透過反射層、透明導電層、有機薄膜からなる発光層、電極
が順次に形成され、半透過反射層と電極との間が微小光共振器として構成されたものであ
る。そして、透明導電層、発光層のそれぞれの膜厚と屈折率の積から得られる光学的距離
の和dを画素毎に変えることによって、本来の発光層が有する発光スペクトル成分よりも
強く、共振波長のピークが異なる多色発光を得る事を可能としたものである。
【0004】
また、このような光共振器において、有機発光層で発生した光が共振部の両端(例えば
、上記半透過反射層と上記電極)で反射する際には、位相シフトが起こり、この位相シフ
トΦラジアンと共振波長λとの関係を示す式が知られている(特許文献2)。
【0005】
具体的には、共振部の光学的距離をLとし、有機発光層で発生した光のうち取り出した
い光のスペクトルのピーク波長をλとすると、次のような関係式が成り立つとしている。
(2L)/λ+Φ/(2π)=m(mは整数)
【0006】
【特許文献1】特許第2797883号公報
【特許文献2】国際公開第01/039554号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記光共振器の構成を有する多色発光素子を用いた発光装置においては
、視角方向が変わると光学的距離Lが実質的に変化し、共振波長のピークが短波長側にシ
フトすることが分かっている。すなわち、視角方向によって色相がずれてしまい視角範囲
が狭いという課題を有していた。
【0008】
また、実際の発光装置の製造においては、透明導電層、発光層の各膜厚がバラツキを有
することから、各発光素子において発光の明るさや色相のバラツキを生じ、所望の発光状
態を得るには各膜厚を限られた範囲に制御する必要があった。すなわち製造マージンが狭
いという課題を有していた。
【0009】
本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、広い視角特性と製造マージンを有
する発光装置、およびこの発光装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の発光装置は、光反射性を有する反射層と、光透過性を有する第1の電極と、少
なくとも有機発光層を含む機能層と、第1の電極に対向して配置される光反射性を有する
第2の電極とが、基板に順次積層され、反射層と第2の電極との間で光共振器が構成され
る発光素子を備えた発光装置であって、機能層に面する側の反射層と第2の電極のうちい
ずれか一方の表面が、少なくとも2種の材料から構成されてなることを特徴とする。
【0011】
光共振器の両端となる反射層および第2の電極の表面で反射した光は、位相シフトが起
こる。位相シフトの程度は、反射面を構成する材料によって異なる。この構成によれば、
機能層に面する側の反射層と第2の電極のうちいずれか一方の表面が、少なくとも2種の
材料から構成されている。したがって、光共振器の両端となる反射層および第2の電極の
表面で反射した機能層からの光は、少なくとも2つの位相シフトが生じた状態となる。よ
って、発光素子から取り出される光は、少なくとも2つのピーク波長の光が合成され、1
つのピーク波長を有する共振後の光に比べて、発光波長範囲が広がったものとなる。ゆえ
に、視角によるピーク波長のずれを小さくできる。また、視角によるピーク波長のずれが
小さくなるので、発光素子を形成する製造工程において、構成要素である第1の電極や機
能層の膜厚バラツキが生じて光共振器の光学的距離が多少変化しても、発光の明るさや色
相が変化する影響を小さくすることができる。すなわち、視角による発光の明るさや色相
の変化が小さい広い視角特性と製造マージンを有する発光装置を提供することができる。
【0012】
また、本発明の発光装置は、異なる発光色の光を出射する複数の発光素子を備え、第1
の電極が異なる発光色の光が出射される領域に対応して異なる膜厚で形成されてなるとし
てもよい。
【0013】
この構成によれば、複数の発光素子は、異なる発光色の光が出射される領域に対応して
異なる膜厚で形成された第1の電極を有することにより、光共振器の光学的距離が異なる
ことになる。したがって、各発光素子は光共振器の光学的距離に応じたピーク波長を有し
、発光強度を向上させることができる。ゆえに、視角による発光の明るさや色相の変化が
小さい広い視角特性と製造マージンを有する多色発光が可能な発光装置を提供することが
できる。
【0014】
また、上記複数の発光素子が、赤色系発光、緑色系発光、および青色系発光を出射する
ものであって、少なくとも緑色系発光を出射する発光素子の機能層に面する側の反射層と
第2の電極のうちいずれか一方の表面が、少なくとも2種の材料から構成されてなるとし
てもよい。緑色系発光は、赤色系発光や青色系発光に比べて視感度が高いので、発光の明
るさや色相の変化が認識し易い。この構成によれば、少なくとも緑色系発光を出射する発
光素子の機能層に面する側の反射層と第2の電極のうちいずれか一方の表面が、少なくと
も2種の材料から構成されており、視角による発光の明るさや色相の変化をより小さくす
ることができる。すなわち、広い視角特性と製造マージンを有するフルカラーの発光が可
能な発光装置を提供することができる。
【0015】
また、上記反射層と第1の電極との間に透明な保護層を有することが好ましい。これに
よれば、反射層を覆う保護層の上に第1の電極を設けることになるので、反射層の上に直
接第1の電極を形成する場合に比べて、第1の電極の形成時に反射層が過度にエッチング
されてしまう等の不具合を防ぐことができる。
【0016】
また、上記第2の電極が一部の光を透過し一部の光を反射する半透過反射性を有すると
してもよい。これによれば、反射層と第2の電極との間で光共振器が構成され、機能層で
発光した光は、ピーク波長を有する強い光として第2の電極を透過して出射される。すな
わち、広い視角特性と製造マージンを有するトップエミッション型の発光装置を提供する
ことができる。
【0017】
また、本発明の発光装置は、異なる色要素が形成された透明な封止基板をさらに備え、
複数の発光素子に異なる色要素が対応するように封止基板と基板とが接着層を介して接合
されてなるとしてもよい。
【0018】
この構成によれば、複数の発光素子から発光した光は、異なる色要素を通過して封止基
板側から出射される。したがって、色要素によって出射された光の色純度が安定するので
、視角による色相の変化をより少なくすることができる。ゆえに、より広い視角特性と製
造マージンを有するトップエミッション型の発光装置を提供することができる。
【0019】
また、本発明の発光装置は、基板が透明な材料から構成され、反射層が一部の光を透過
し一部の光を反射する半透過反射性を有するとしてもよい。これによれば、反射層と第2
の電極との間で光共振器が構成され、機能層で発光した光は、ピーク波長を有する強い光
として反射層を透過して出射される。すなわち、広い視角特性と製造マージンを有するボ
トムエミッション型の発光装置を提供することができる。
【0020】
また、本発明の発光装置は、上記少なくとも2種の材料のうち、少なくとも一方が発光
素子に電流を流すための配線と同じ材料であることが好ましい。また、上記少なくとも2
種の材料のうち、少なくとも一方が発光素子に電流を流すための配線を兼ねているとして
もよい。これによれば、発光素子に電流を流すための配線を基板上に形成する工程で、少
なくとも2種の材料のうちの少なくとも一方の材料を膜形成することができる。したがっ
て、より効率的に発光素子を形成することができる。
【0021】
また、本発明の発光装置は、上記機能層に面する側の反射層の表面が少なくとも2種の
材料から構成されている場合、少なくとも2種の材料が主成分としてAl、Ag、Au、
Cr、Ta、Mo、Mg、ITO、IZOの中から選択されていることが好ましい。これ
によれば、比較的に安価な材料を用いて反射層を形成すると共に、発光素子に電流を流す
ための配線の材料としても有効に用いることができる。
【0022】
また、本発明の発光装置は、上記機能層に面する側の第2の電極の表面が少なくとも2
種の材料から構成されている場合、少なくとも2種の材料が主成分としてCa、Li、S
r、LiF、MgF2の中から選択されていることが好ましい。これによれば、仕事関数
が比較的に大きな材料を用いて発光効率を高めることができる。
【0023】
本発明の電子機器は、上記発明の発光装置が搭載されたことを特徴とする。これによれ
ば、広い視角特性と製造マージンを有する発光装置が搭載されているので、高い発光品質
とコストパフォーマンスを有する電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
本発明の実施形態は、有機発光層を含む機能層を有する発光装置としての有機EL(エ
レクトロルミネセンス)発光装置を例に説明する。尚、各実施形態毎に共通する構成につ
いては、共通の符号を用いる。また、説明に用いる図面は、構成を明確にするため適宜、
拡大または縮尺している。
【0025】
(実施形態1)
図1は、実施形態1の有機EL発光装置を示す要部概略断面図である。図1に示すよう
に、本実施形態の有機EL発光装置10は、異なる発光色に対応する複数の発光素子Lを
有する基板としての素子基板1と、異なる色要素12r,12g,12bを有する封止基
板2とを備えている。また、各発光素子Lに異なる色要素12r,12g,12bが対応
するように素子基板1と封止基板2とが接着層11を介して接合されている。色要素12
rは赤色(Red)系、色要素12gは緑色(Green)系、色要素12bは青色(B
lue)系を指す。
【0026】
各色要素12r,12g,12bに対応する発光素子Lは、光反射性を有する反射層3
と、光透過性を有する第1の電極としての陽極5c,5d,5fと、有機発光層7を含む
機能層Kと、陽極5c,5d,5fに対向して配置される光反射性を有する第2の電極と
しての陰極9とが、素子基板1に順次積層されたものである。また、反射層3と陰極9と
の間で光共振器が構成されている。このような発光素子Lを備えた有機EL発光装置10
は、発光素子Lの発光が封止基板2側から出射される所謂トップエミッション型と呼ばれ
るものである。
【0027】
封止基板2は、透明なガラス基板あるいはプラスチック等の樹脂基板を用いることがで
きる。3種の異なる色要素12r,12g,12bは、遮光部13によって区画されてお
り、例えば色要素材料としての顔料を含む感光性樹脂を塗布して露光現像することにより
形成される。遮光部13は、例えばCrなどからなるシャドウマスク上に各色要素12r
,12g,12bのいずれか2つが重なったものである。これらの色要素12r,12g
,12bと遮光部13とを覆うと共に、その表面の凹凸を緩和するために平坦化層14が
形成されている。平坦化層14は、例えばアクリル等の透明な樹脂材料を用いることがで
きる。遮光部13によって区画された領域が、異なる発光色の光が出射される領域となっ
ている。
【0028】
素子基板1は、透明なガラス基板あるいは不透明なセラミックやシリコン基板等を用い
ることができる。素子基板1には、各発光素子Lを駆動するための複数のTFT(Thin
Film Transistor)素子(図示省略)と、各発光素子Lに電流を流すための複数の配線1
5と、各発光素子Lとが、異なる発光色の光が出射される領域に対応して形成されている
。複数の配線15の一方は、陽極5c,5d,5fにそれぞれ接続され、他方は、複数の
TFT素子のゲート電極またはソース電極にそれぞれ接続されている。
【0029】
反射層3は、2つの異なる材料からなり、Alを主成分とする反射層3aとAgを主成
分とする反射層3bにより構成されている。各反射層3a,3bはそれぞれ機能層K側に
面している。尚、反射層3を構成する異なる材料の主成分は、Al、Ag、Au、Cr、
Ta、Mo、Mg、ITO、IZOの中から少なくとも2つを選択する。
【0030】
また、配線15を構成する材料の主成分は、反射層3を構成する異なる材料のうちの一
方を採用することが望ましい。この場合、配線15と反射層3aは、いずれもAlを主成
分とする材料からなり、同一の工程にて成膜し、所望の形状にパターニングすることが可
能である。さらには、配線15と反射層3aとが電気的に接続された状態、すなわち反射
層3aを配線15として兼ねることも可能である。
【0031】
色要素12rに対応する発光素子Lの陽極5fは、透明なITO(Indium Tin Oxide
)からなり、反射層3を覆う透明なシリコン酸化膜からなる保護層4の上に、膜厚が30
nmのITO膜5aと、同じく35nmのITO膜5bと、同じく30nmのITO膜5
cとが積層されたものである。これにより陽極5fの総膜厚が95nmとなっている。
【0032】
同様にして色要素12gに対応する発光素子Lの陽極5dは、ITO膜5bとITO膜
5cとが積層され、総膜厚が65nmとなっている。色要素12bに対応する発光素子L
の陽極としてのITO膜5cの膜厚は、30nmである。以降、これを陽極5cと呼ぶ。
すなわち、異なる発光色の光が出射される領域に対応して各陽極5c,5d,5fが異な
る膜厚で形成されている。これにより、各発光素子Lの光共振器における光学的距離が異
なって、封止基板2の色要素12r,12g,12bに対応した異なったピーク波長の光
が出射される。
【0033】
機能層Kは、各陽極5c,5d,5fの上に、正孔輸送層6、有機発光層7、電子輸送
層8を順次積層したものである。形成方法としては、各層を構成する材料をスピンコート
法などにより塗布する方法や真空中で蒸着する方法が挙げられる。
【0034】
正孔輸送層6、有機発光層7、電子輸送層8を形成する材料としては公知の材料を用い
ればよい。尚、この場合、有機発光層7は、単色(白色)発光が可能となるように異なる
発光色を発光する複数種の有機発光材料が積層されている。
【0035】
陰極9は、Mg・Agの薄膜を蒸着法により、機能層Kから発光した光の一部を透過し
、一部を反射するように厚みおよそ10nmとして、機能層Kを覆うように形成されてい
る。すなわち、陰極9は、半透過反射性を有したハーフミラー状態となっている。
【0036】
素子基板1と封止基板2とを接合する接着層11は、例えば熱硬化型の透明なエポキシ
樹脂接着剤を用いることができる。積層形成された発光素子Lが硬化時の収縮によって浮
き等が発生しないように常温硬化するタイプの接着剤を用いることが好ましい。
【0037】
次に有機EL発光装置10の視角特性について図2から図4を基に説明する。図2はB
lue発光領域の発光スペクトルを示すグラフ、図3はRed発光領域の発光スペクトル
を示すグラフ、図4(a)〜(c)は色度および色度のずれを表す数式を示す図である。
尚、図2および図3のグラフは、分光測定が可能な輝度計を用い、有機発光層7が本来有
する発光強度を1として、測定された光の発光強度とその波長分布を示したものである。
【0038】
図2に示すように、封止基板2の色要素12bに対応するBlue(青色系)発光領域
の発光スペクトルは、反射層3aと陰極9との間の光共振器から出射される光の場合、グ
ラフB1(実線)に示すようなピーク波長を有している。また、反射層3bと陰極9との
間の光共振器から出射される光の場合、グラフB2(破線)に示すようなピーク波長を有
している。すなわち、反射層3aと反射層3bとが異なる材料から構成されているため、
各反射層3a,3bで反射する光の位相シフトが異なるので、異なるピーク波長の光が出
射される。そして実際には、異なるピーク波長を有する光が合成されグラフB3(鎖線)
に示すような発光波長範囲が広い青色系の発光が得られる。
【0039】
また、図3に示すように、封止基板2の色要素12rに対応するRed(赤色系)発光
領域の発光スペクトルは、反射層3aと陰極9との間の光共振器から出射される光の場合
、グラフR1(実線)に示すようなピーク波長を有している。また、反射層3bと陰極9
との間の光共振器から出射される光の場合、グラフR2(破線)に示すようなピーク波長
を有している。すなわち、反射層3aと反射層3bとが異なる材料から構成されているた
め、各反射層3a,3bで反射する光の位相シフトが異なるので、異なるピーク波長の光
が出射される。そして実際には、異なるピーク波長を有する光が合成されグラフR3(鎖
線)に示すような発光波長範囲が広い赤色系の発光が得られる。尚、色要素12gに対応
するGreen(緑色系)発光領域の発光スペクトルにおいても同様である。
【0040】
図4に示すように、発光素子Lから出射する光の色度(u´,v´)は、三刺激値XY
Z(CIE1931表色系)から同図(a)と同図(b)に示した数式を用いて求めるこ
とができる。そこで、有機EL発光装置10の白色発光時の正面(封止基板2に対して法
線方向)方向から測定した色度を(u´1,v´1)とし、60度傾斜した方向から測定し
た色度を(u´θ,v´θ)とすると、この間の色度ずれΔu´v´は、同図(c)の数
式に当てはめることで得られる。本実施形態の有機EL発光装置10では、Δu´v´=
0.05であった。一方、比較例として、各R,G,Bの発光領域における反射層3をA
lを主成分とする1種の材料で構成した場合は、Δu´v´=0.12であった。
【0041】
このようにR,G,Bの各発光領域ごとに発光波長範囲が広い発光が得られる有機EL
発光装置10においては、視角による発光の明るさや色相の変化(色度ずれ)が小さくな
り、広い視角特性を得ることが可能となった。
【0042】
上記実施形態1の効果は、以下の通りである。
(1)上記実施形態1の有機EL発光装置10は、光共振器の機能層Kに面する反射層
3がAlを主成分とする反射層3aとAgを主成分とする反射層3bの2種の異なる材料
で構成されているため、反射層3aと反射層3bとで反射する光の位相シフトが異なる。
したがって、光共振器から出射される光は、発光波長範囲が広い光となり、視角による発
光の明るさや色相の変化を小さくすることができる。また、視角による発光の明るさや色
相の変化が小さいので、光共振器を構成する陽極5c,5d,5fや機能層Kの各膜厚が
多少ばらついても、その視角特性に与える影響を小さくすることができる。すなわち、広
い視角特性と製造マージンを有するトップエミッション型の有機EL発光装置10を提供
することができる。
【0043】
(2)上記実施形態1の有機EL発光装置10において、光共振器を構成する反射層3
aは、発光素子Lに電流を流すための配線15と同じAlを主成分とする材料を用いてい
る。したがって、配線15を形成する工程において、同時に反射層3aを形成することが
可能である。ゆえに、あらためて反射層3aを形成する工程を設ける必要がないので、製
造工程を単純にしてより低コスト化を図ることができる。
【0044】
(3)上記実施形態1の有機EL発光装置10において、2つの異なる材料からなる反
射層3は、透明な保護層4によって覆われている。また、保護層4の上に陽極5c,5d
,5fが形成されている。したがって、ITOからなる陽極5c,5d,5fを形成する
際に、パターニング工程を繰り返しても反射層3の膜形状に影響を及ぼさずに形成するこ
とができる。すなわち、安定した光学的距離を有する光共振器を構成することができる。
【0045】
(4)上記実施形態1の有機EL発光装置10は、複数の発光素子Lを有する素子基板
1と異なる色要素12r,12g,12bを有する封止基板2とが接着層11を介して接
合されている。したがって、各発光素子Lから出射した光は、それぞれ対応する色要素1
2r,12g,12bを通過して封止基板2側から出射される。ゆえに、出射された光の
色純度が安定し、より広い視角特性を有する有機EL発光装置10を提供することができ
る。
【0046】
(実施形態2)
図5は、実施形態2の有機EL発光装置を示す要部概略断面図である。図5に示すよう
に、本実施形態の有機EL発光装置20は、上記実施形態1の有機EL発光装置10と基
本的に同じ構造を有している。そして、各反射層3c,3dに用いる材料の主成分として
Al、Ag、Au、Cr、Ta、Mo、Mg、ITO、IZOの中から材料を選択して構
成されている。この場合、Green(緑色系)発光領域に対応する反射層3は、反射層
3cがCrを主成分とし、反射層3dがTaを主成分とする異なる2種の材料から構成さ
れている。これらの反射層3c,3dの表面が機能層K側に面して陰極9との間で光共振
器を構成している。Red(赤色系)発光領域およびBlue(青色系)発光領域におけ
る反射層3cの構成は、Crを主成分とする1種の材料となっている。
【0047】
また、配線15は、反射層3dと同じ材料のTaを主成分とするものである。よって、
配線15を形成する工程で、反射層3dの形成が可能である。
【0048】
このような有機EL発光装置20を緑色発光させて、図4に示した数式を基に法線方向
から測定した色度と60度傾斜した方向から測定した色度とのずれを求めた。視角方向に
よる色度ずれは、Δu´v´=0.06であった。一方、比較例として、各R,G,Bの
発光領域における反射層3c,3dをAlを主成分とする1種の材料で構成した場合は、
Δu´v´=0.15であった。
【0049】
このように、もっとも視感度が高いGreen発光領域において、反射層3を異なる2
種の材料により構成することでも、視角による発光の明るさや色相の変化(色度ずれ)を
小さくすることができた。すなわち、上記実施形態1の有機EL発光装置10に比べて、
より単純な構成で広い視角特性を実現することができた。
【0050】
上記実施形態2の効果は、上記実施形態1の効果(3)、(4)と同じ効果を奏すると
共に、以下の効果を奏する。
【0051】
(1)上記実施形態2の有機EL発光装置20は、Green発光領域の光共振器の機
能層K側に面する反射層3がCrを主成分とする反射層3cとTaを主成分とする反射層
3dの2種の異なる材料で構成されているため、反射層3cと反射層3dとで反射する光
の位相シフトが異なる。したがって、もっとも視感度の高いGreen発光領域の光共振
器から出射される光は、発光波長範囲が広い光となり、視角による発光の明るさや色相の
変化を小さくすることができる。また、視角による発光の明るさや色相の変化が小さいの
で、光共振器を構成する陽極5dや機能層Kの各膜厚が多少ばらついても、その視角特性
に与える影響を小さくすることができる。すなわち、製造マージンを広くすることができ
る。また、上記実施形態1の有機EL発光装置10に比べて、Green発光領域のみに
おいて、2種の異なる材料からなる反射層3を有しているので、より単純な構成で広い視
角特性と製造マージンを有する有機EL発光装置20を提供することができる。
【0052】
(2)上記実施形態2の有機EL発光装置20において、光共振器を構成する反射層3
dは、発光素子Lに電流を流すための配線15と同じTaを主成分とする材料を用いてい
る。したがって、配線15を形成する工程において、同時に反射層3dを形成することが
可能である。ゆえに、あらためて反射層3dを形成する工程を設ける必要がないので、製
造工程を単純にしてより低コスト化を図ることができる。
【0053】
(実施形態3)
図6は、実施形態3の有機EL発光装置を示す要部概略断面図である。図6に示すよう
に、本実施形態の有機EL発光装置30は、基本的に上記実施形態1の有機EL発光装置
10と同様な構造を有している。そして、各R,G,Bの発光領域に対応する発光素子L
の反射層3eは、Moを主成分とする1種の材料から構成されている。また、陰極9の機
能層Kに面する表面は、2種の異なる材料から構成されている。1つは、陰極9の主たる
材料であるMg・Agの薄膜であり、もう1つは、Caを主成分とする陰極としての薄膜
9aである。
【0054】
このような発光素子Lは、素子基板1に光反射性を有する反射層3eと、保護層4と、
陽極5c,5d,5fと、有機発光層7を含む機能層Kとを順次成膜して積層する。その
後に、各発光領域のおよそ半分に相当する機能層Kの表面にCaを厚みおよそ5nmとな
るようにマスク蒸着する。そして、Mg・Agを厚みおよそ10nmとなるように蒸着し
て陰極9を形成することによって得られる。
【0055】
反射層3eと陰極9との間の光共振器において、Caを主成分とする薄膜9aが形成さ
れた部分と形成されていない部分とでは、機能層Kから発光した光の反射による位相シフ
トが異なる。その結果、各R,G,Bの発光領域において、2つの異なる共振条件が存在
し、1つの共振条件の場合に比べて発光波長範囲が広い光が出射される。よって、視角に
よるピーク波長のずれを小さくでき、さらに陽極5c,5d,5fや機能層Kを形成する
際の製造マージンも広くすることが可能となった。
【0056】
本実施形態の有機EL発光装置30について、上記実施形態1と同様に白色発光状態で
、法線方向と60度傾斜した方向からの色度を測定して色度ずれを求めた。Δu´v´=
0.08であった。一方、比較例として、各R,G,Bの発光領域における反射層3eを
Alを主成分とする1種の材料から構成し、陰極9もMg・Agの構成とした場合は、Δ
u´v´=0.12であった。
【0057】
このようにR,G,Bの各発光領域ごとに発光波長範囲が広い発光が得られる有機EL
発光装置30においては、視角による発光の明るさや色相の変化(色度ずれ)が小さくな
り、広い視角特性を得ることが可能となった。
【0058】
尚、薄膜9aの材料としては、Ca以外にLi、Sr、LiF、MgF2などの仕事関
数が大きい金属またはその合金の中から選択して用いることができる。また、上記実施形
態2と同様にして、Green発光領域に対応する陰極9の機能層Kに面する側に薄膜9
aを設け、他のRed、Blueの発光領域では薄膜9aがない状態でも、広い視角特性
を得ることが可能である。
【0059】
上記実施形態3の効果は、上記実施形態1の効果(3)、(4)と同じ効果を奏すると
共に、以下の効果を奏する。
【0060】
(1)上記実施形態3の有機EL発光装置30は、光共振器の機能層Kに面する陰極9
の表面の一部にCaを主成分とする薄膜9aが形成されているため、陰極9と薄膜9aと
で反射する光の位相シフトが異なる。したがって、光共振器から出射される光は、発光波
長範囲が広い光となり、視角による発光の明るさや色相の変化を小さくすることができる
。また、視角による発光の明るさや色相の変化が小さいので、光共振器を構成する陽極5
c,5d,5fや機能層Kの各膜厚が多少ばらついても、その視角特性に与える影響を小
さくすることができる。すなわち、広い視角特性と製造マージンを有する有機EL発光装
置30を提供することができる。
【0061】
(実施形態4)
図7は、実施形態4の有機EL発光装置を示す要部概略断面図である。図7に示すよう
に、本実施形態の有機EL発光装置40は、透明な基板としての素子基板41と、その表
面に形成された単色(赤色系)発光が出射される複数の発光素子Lを備えている。また、
発光素子Lから出射された光が素子基板41側に出射する所謂ボトムエミッション型の発
光装置である。
【0062】
発光素子Lは、半透過反射性を有する反射層としてのハーフミラー層42と、光透過性
を有する第1の電極としての陽極44と、有機発光層47を含む機能層Kと、光反射性を
有する第2の電極としての陰極49とが、素子基板41に順次積層されたものである。
【0063】
素子基板41は、透明なガラス基板やプラスチック基板を用いることができる。素子基
板41には、各発光素子Lを駆動するための複数のTFT素子(図示省略)と、各発光素
子Lに電流を流すための複数の配線45と、各発光素子Lとが、光が出射される領域に対
応して形成されている。配線45の一方は、陽極44に接続され、他方は、TFT素子の
ゲート電極またはソース電極に接続されている。
【0064】
ハーフミラー層42は、2つの異なる材料からなり、Alを主成分とするハーフミラー
層42aとAgを主成分とするハーフミラー層42bとにより構成されている。各ハーフ
ミラー層42a,42bはそれぞれ機能層K側に面している。尚、ハーフミラー層42を
構成する異なる材料の主成分は、Al、Ag、Au、Cr、Ta、Mo、Mg、ITO、
IZOの中から少なくとも2つを選択する。
【0065】
また、配線45を構成する材料の主成分は、ハーフミラー層42を構成する異なる材料
のうちの一方を採用することが望ましい。この場合、配線45とハーフミラー層42aは
、いずれもAlを主成分とする材料からなり、同一の工程にて成膜し、所望の形状にパタ
ーニングすることが可能である。さらには、配線45とハーフミラー層42aとが電気的
に接続された状態、すなわちハーフミラー層42aを配線45として兼ねることも可能で
ある。
【0066】
各発光素子Lの陽極44は、透明なITOからなり、ハーフミラー層42を覆う透明な
シリコン酸化膜からなる保護層43の上に、膜厚がおよそ50nmとなるように成膜され
ている。
【0067】
機能層Kは、各陽極44の上に、正孔輸送層46、有機発光層47、電子輸送層48を
順次積層したものである。形成方法としては、各層を構成する材料をスピンコート法など
により塗布する方法や真空中で蒸着する方法が挙げられる。
【0068】
正孔輸送層46、有機発光層47、電子輸送層48を形成する材料としては公知の材料
を用いればよい。尚、この場合、有機発光層47は、単色(赤色)発光が可能となるよう
に形成されている。また、異なる発光色の発光が可能な有機発光材料を複数積層して白色
発光させることも可能である。
【0069】
陰極49は、Alを蒸着法により、機能層Kからの発光をほとんど反射するように厚み
およそ100nmとして、機能層Kを覆うように形成されている。すなわち、ハーフミラ
ー層42と陰極49との間で光共振器が構成されている。
【0070】
尚、このような有機EL発光装置40は、発光素子Lが水分等を吸着して劣化しないよ
うにエポキシ樹脂等からなる封止材料により発光素子Lを封止しておくことが望ましい。
【0071】
有機発光層47で発光した光は、ハーフミラー層42が異なる2種の材料で構成されて
いるため、ハーフミラー層42aとハーフミラー層42bとでは、反射した光の位相シフ
トが異なる。よってハーフミラー層42と陰極49との間の光共振器は、2つの異なる共
振条件を有することになり、異なるピーク波長を有する光が合成された発光波長範囲の広
い光が発光素子Lから出射される。ゆえに、視角によるピーク波長のずれを小さくでき、
さらに陽極44や機能層Kを形成する際の製造マージンも広くすることが可能となった。
【0072】
本実施形態の有機EL発光装置40について、赤色発光状態で、法線方向と60度傾斜
した方向からの色度を測定して色度ずれを求めた。Δu´v´=0.05であった。一方
、比較例として、ハーフミラー層42をAlを主成分とする1種の材料から構成した場合
は、Δu´v´=0.15であった。
【0073】
このように発光波長範囲が広い発光(赤色)が得られる有機EL発光装置40において
は、視角による発光の明るさや色相の変化(色度ずれ)が小さくなり、広い視角特性を得
ることが可能となった。
【0074】
上記実施形態4の効果は、以下の通りである。
(1)上記実施形態4の有機EL発光装置40は、光共振器の機能層Kに面するハーフ
ミラー層42がAlを主成分とするハーフミラー層42aとAgを主成分とするハーフミ
ラー層42bの2種の異なる材料で構成されているため、ハーフミラー層42aとハーフ
ミラー層42bとで反射する光の位相シフトが異なる。したがって、光共振器から出射さ
れる光は、発光波長範囲が広い光となり、視角による発光の明るさや色相の変化を小さく
することができる。また、視角による発光の明るさや色相の変化が小さいので、光共振器
を構成する陽極44や機能層Kの各膜厚が多少ばらついても、その視角特性に与える影響
を小さくすることができる。すなわち、広い視角特性と製造マージンを有するボトムエミ
ッション型の有機EL発光装置40を提供することができる。
【0075】
(2)上記実施形態4の有機EL発光装置40において、光共振器を構成するハーフミ
ラー層42aは、発光素子Lに電流を流すための配線45と同じAlを主成分とする材料
を用いている。したがって、配線45を形成する工程において、同時にハーフミラー層4
2aを形成することが可能である。ゆえに、あらためてハーフミラー層42aを形成する
工程を設ける必要がないので、製造工程を単純にしてより低コスト化を図ることができる

【0076】
(実施形態5)
図8は、実施形態5の有機EL発光装置を示す要部概略断面図である。図8に示すよう
に、本実施形態の有機EL発光装置50は、基本的に上記実施形態4の有機EL発光装置
40と同様な構造となっている。そして、各発光素子Lのハーフミラー層42aは、Al
を主成分とする1種の材料から構成されている。また、陰極49の機能層Kに面する表面
は、2種の異なる材料から構成されている。1つは、陰極49の主たる材料であるAlの
薄膜であり、もう1つは、LiFを主成分とする陰極としての薄膜49aである。
【0077】
このような発光素子Lは、素子基板41に半透過反射性を有するハーフミラー層42a
と、保護層43と、陽極44と、有機発光層47を含む機能層Kとを順次成膜して積層す
る。その後に、各発光領域のおよそ半分に相当する機能層Kの表面にLiFを厚みおよそ
5nmとなるようにマスク蒸着する。そして、Alを厚みおよそ100nmとなるように
蒸着して陰極49を形成することによって得られる。
【0078】
ハーフミラー層42aと陰極49との間の光共振器において、LiFを主成分とする薄
膜49aが形成された部分と形成されていない部分とでは、機能層Kから発光した光の反
射による位相シフトが異なる。その結果、各発光領域の光共振器において2つの異なる共
振条件が存在し、1つの共振条件の場合に比べて発光波長範囲が広い光が出射される。よ
って、視角によるピーク波長のずれを小さくでき、さらに陽極44や機能層Kを形成する
際の製造マージンも広くすることが可能となった。
【0079】
本実施形態の有機EL発光装置50について、赤色発光状態で、法線方向と60度傾斜
した方向からの色度を測定して色度ずれを求めた。Δu´v´=0.08であった。一方
、比較例として、ハーフミラー層42をAlを主成分とする1種の材料から構成し、陰極
49もAlの構成とした場合は、Δu´v´=0.15であった。
【0080】
このように発光波長範囲が広い発光(赤色)が得られる有機EL発光装置50において
は、視角による発光の明るさや色相の変化(色度ずれ)が小さくなり、広い視角特性を得
ることが可能となった。
【0081】
尚、薄膜49aの材料としては、LiF以外にCa、Li、Sr、MgF2などの仕事
関数が大きい金属またはその合金の中から選択して用いることができる。
【0082】
上記実施形態5の効果は、上記実施形態4の効果(2)と同じ効果を奏すると共に、以
下の効果を奏する。
【0083】
(1)上記実施形態5の有機EL発光装置50は、光共振器の機能層Kに面する陰極4
9の表面の一部にLiFを主成分とする薄膜49aが形成されているため、陰極49と薄
膜49aとで反射する光の位相シフトが異なる。したがって、光共振器から出射される光
は、発光波長範囲が広い光となり、視角による発光の明るさや色相の変化を小さくするこ
とができる。また、視角による発光の明るさや色相の変化が小さいので、光共振器を構成
する陽極44や機能層Kの各膜厚が多少ばらついても、その視角特性に与える影響を小さ
くすることができる。すなわち、広い視角特性と製造マージンを有する有機EL発光装置
50を提供することができる。
【0084】
(実施形態6)
次に本発明の発光装置としての有機EL発光装置が搭載された電子機器について、図9
および図10に基づいて説明する。図9は電子機器としての携帯電話機を示す概略斜視図
、図10は電子機器としての画像読み取り装置を示す概略断面図である。
【0085】
図9に示すように、本実施形態の電子機器としての携帯電話機100は、数字や文字、
記号等を入力可能な入力ボタン102を有する本体101と、本体101に対して折りた
たみ可能な状態に取り付けられた表示部103とを備えている。表示部103には、異な
る発光色の発光が可能な複数の発光素子Lがマトリクス状に配置された上記実施形態1〜
3の各有機EL発光装置10〜30のうちいずれかが搭載されている。よって、自発光型
のカラー表示が可能となっている。
【0086】
図10に示すように、本実施形態の電子機器としての画像読み取り装置200は、フラ
ットベット型のイメージスキャナであって、筐体201と、筐体201の上面の開口部を
閉塞するように取り付けられた透明なガラスからなる原稿台202と、原稿台202に載
置される原稿Mを抑える原稿カバー208とを備えている。筐体201の内部には、移動
手段(図示省略)によって原稿台202と平行な方向に移動可能なキャリッジ203を備
えている。キャリッジ203の内部には、光源204と、ミラー205と、集光レンズ2
06と、リニアイメージセンサ207とが設けられている。光源204から出射した光は
、原稿台202を通過して原稿Mの表面で反射し、再びミラー205で反射して集光レン
ズ206で集光されリニアイメージセンサ207に入射する。これにより、原稿Mの表面
の画像などを読み取ることが可能となっている。光源204には、白色の発光が可能な複
数の発光素子Lが直線状に配置された上記実施形態1〜5の各有機EL発光装置10〜5
0のうちいずれかが搭載されている。
【0087】
上記実施形態6の効果は、以下の通りである。
(1)上記実施形態6の携帯電話機100は、表示部103に異なる発光色の発光が可
能な複数の発光素子Lがマトリクス状に配置された上記実施形態1〜3の各有機EL発光
装置10〜30のうちいずれかが搭載されている。したがって、広い視角範囲で表示され
た画像を色度ずれが少ない状態で確認可能な高いコストパフォーマンスを有する携帯電話
機100を提供することができる。
【0088】
(2)上記実施形態6の画像読み取り装置200は、光源204に広い視角特性を有す
る白色発光が可能な有機EL発光装置10〜50のいずれかが搭載されているので、光源
204をキャリッジ203に取り付ける際に、取付角度が多少ばらついても安定した色度
の発光が原稿Mに向けて出射される。すなわち、光源204を比較的容易に取り付け可能
であると共に安定した品質で画像を読み取ることができる画像読み取り装置200を提供
することができる。
【0089】
上記実施形態以外の変形例は、以下の通りである。
(変形例1)上記実施形態1〜5の各有機EL発光装置10〜50において、異なる材
料からなる反射層あるいは陰極の配置は、これに限定されない。図11は、異なる材料の
配置を示す平面図である。例えば、有機EL発光装置10の発光素子Lにおいて、反射層
3aと反射層3bの配置を平面化すると、図11(a)に示すように発光領域を2分する
ように異なる材料A,Bが配置されている。このような異なる材料A,Bの配置は、図1
1(b)に示すように、材料Bを囲むように材料Aを配置してもよい。また、異なる材料
の種類は、2種に限定されず、図11(c)に示すように、材料B,Cをそれぞれ囲むよ
うに材料Aを配置した3種の異なる材料構成としてもよい。
【0090】
(変形例2)上記実施形態1〜5の各有機EL発光装置10〜50において、異なる材
料からなる反射層あるいは陰極の構成は、これに限定されない。例えば、反射層と陰極と
がいずれも少なくとも2種の材料から構成され、その表面が機能層K側に面するように配
設してもよい。これによれば、種々の材料を組み合わせて所望のピーク波長を得ることが
可能である。
【0091】
(変形例3)上記実施形態1〜5の各有機EL発光装置10〜50において、発光素子
Lに電流を流して発光させる駆動方法は、TFT素子を用いたアクティブ型に限定されな
い。第1の電極としての陽極と第2の電極としての陰極とが発光領域において互いに交差
するように配置されたパッシブ型でも本発明を適用することができる。
【0092】
(変形例4)上記実施形態1〜3の各有機EL発光装置10〜30において、発光素子
Lを有する素子基板1と色要素12r,12g,12bを有する封止基板2とを接着層1
1を介して接合する構造は、これに限定されない。例えば、減圧下で素子基板1と封止基
板2とを額縁状に配置された接着層11により接合して封止する構造としてもよい。これ
によれば、発光素子Lと色要素12r,12g,12bとが減圧状態の隙間を置いて対向
することになり、接着層11によって発光の一部が吸収されないので、より高輝度の有機
EL発光装置10〜30を提供することができる。
【0093】
(変形例5)上記実施形態1〜3の各有機EL発光装置10〜30において、発光素子
Lにおける機能層Kの発光は、白色発光に限定されない。例えば、各発光素子Lの間に隔
壁を設けて各機能層Kを分離し、封止基板2の色要素12r,12g,12bに対応した
発光色となるように各有機発光層7の材料を変えてもよい。
【0094】
(変形例6)上記実施形態1〜3の各有機EL発光装置10〜30において、封止基板
2の構成は、これに限定されない。例えば、3色の色要素12r,12g,12bに補色
を加えた4色の構成としてもよい。また、遮光部13や平坦化層14は、必ずしも必要で
はない。色要素12r,12g,12bを区画するための隔壁部を設け、区画された領域
に色要素材料を含む機能液を吐出して色要素12r,12g,12bを形成してもよい。
【0095】
(変形例7)上記実施形態6において、上記実施形態1〜5の各有機EL発光装置10
〜50のいずれかが搭載される電子機器は、携帯電話機100、画像読み取り装置200
に限定されない。例えば、PDA(Personal Digital Assistants)と呼ばれる携帯型
情報機器や携帯端末機器、ワープロ、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビ
デオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、
カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステー
ション、テレビ電話機、POS端末機等々の画像表示手段として好適に用いることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【0096】
【図1】実施形態1の有機EL発光装置を示す要部概略断面図。
【図2】Blue発光領域の発光スペクトルを示すグラフ。
【図3】Red発光領域の発光スペクトルを示すグラフ。
【図4】(a)〜(c)は色度および色度のずれを表す数式を示す図。
【図5】実施形態2の有機EL発光装置を示す要部概略断面図。
【図6】実施形態3の有機EL発光装置を示す要部概略断面図。
【図7】実施形態4の有機EL発光装置を示す要部概略断面図。
【図8】実施形態5の有機EL発光装置を示す要部概略断面図。
【図9】実施形態6の電子機器としての携帯電話機を示す概略斜視図。
【図10】実施形態6の電子機器としての画像読み取り装置を示す概略斜視図。
【図11】異なる材料の配置を示す平面図。
【符号の説明】
【0097】
1,41…基板としての素子基板、2…封止基板、3,3a,3b,3c,3d,3e
…反射層、4,43…保護層、5c,5d,5f、44、…第1の電極としての陽極、7
,47…有機発光層、9,49…第2の電極としての陰極、9a,49a…陰極としての
薄膜、10,20,30,40,50…発光装置としての有機EL発光装置、11…接着
層、12r,12g,12b…色要素、15,45…配線、42,42a,42b…反射
層としてのハーフミラー層、100…電子機器としての携帯電話機、200…電子機器と
しての画像読み取り装置、K…機能層、L…発光素子。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光反射性を有する反射層と、光透過性を有する第1の電極と、少なくとも有機発光層を
含む機能層と、前記第1の電極に対向して配置される光反射性を有する第2の電極とが、
基板に順次積層され、前記反射層と前記第2の電極との間で光共振器が構成される発光素
子を備えた発光装置であって、
前記機能層に面する側の前記反射層と前記第2の電極のうちいずれか一方の表面が、少
なくとも2種の材料から構成されてなることを特徴とする発光装置。
【請求項2】
請求項に記載の発光装置であって、
異なる発光色の光を出射する複数の前記発光素子を備え、
前記第1の電極が異なる発光色の光が出射される領域に対応して異なる膜厚で形成され
てなることを特徴とする発光装置。
【請求項3】
複数の前記発光素子が、赤色系発光、緑色系発光、および青色系発光を出射するもので
あって、
少なくとも前記緑色系発光を出射する前記発光素子の前記機能層に面する側の前記反射
層と前記第2の電極のうちいずれか一方の表面が、少なくとも2種の材料から構成されて
な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】
前記反射層と前記第1の電極との間に透明な保護層を有することを特徴とする請求項1
ないし3のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項5】
前記第2の電極が一部の光を透過し一部の光を反射する半透過反射性を有することを特
徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項6】
請求項5に記載の発光装置であって、
異なる色要素が形成された透明な封止基板をさらに備え、
複数の前記発光素子に前記異なる色要素が対応するように前記封止基板と前記基板とが
接着層を介して接合されてなることを特徴とする発光装置。
【請求項7】
前記基板が透明な材料から構成され、前記反射層が一部の光を透過し一部の光を反射す
る半透過反射性を有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の発光
装置。
【請求項8】
前記少なくとも2種の材料のうち、少なくとも一方が前記発光素子に電流を流すための
配線と同じ材料であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の発光装
置。
【請求項9】
前記少なくとも2種の材料のうち、少なくとも一方が前記発光素子に電流を流すための
配線を兼ねていることを特徴とする請求項8に記載の発光装置。
【請求項10】
前記機能層に面する側の前記反射層の表面が少なくとも2種の材料から構成されている
場合、前記少なくとも2種の材料が主成分としてAl、Ag、Au、Cr、Ta、Mo、
Mg、ITO、IZOの中から選択されていることを特徴とする請求項1ないし9のいず
れか一項に記載の発光装置。
【請求項11】
前記機能層に面する側の前記第2の電極の表面が少なくとも2種の材料から構成されて
いる場合、前記少なくとも2種の材料が主成分としてCa、Li、Sr、LiF、MgF
2の中から選択されていることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の発
光装置。
【請求項12】
請求項1ないし11のいずれか一項に記載の発光装置が搭載されたことを特徴とする電
子機器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2007−123067(P2007−123067A)
【公開日】平成19年5月17日(2007.5.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−313945(P2005−313945)
【出願日】平成17年10月28日(2005.10.28)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】