説明

発光装置及び電子機器

【課題】視野角の違いによって発生する色ずれを抑制することができる発光装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】本発明の発光装置は、基板20A上に光透過性を有する第1電極10と半透過反射性を有する第2電極11との間に挟持された発光層40と、第1電極10を挟んで発光層40の反対側に配置された光反射層15と、を有する複数の発光素子21を備え、光反射層15と第2電極11との間で、発光層40から射出された光を共振させる光共振器構造が構成された発光装置において、複数の発光素子21には、光共振器構造における共振波長の異なる複数の発光素子21が含まれ、該複数の発光素子21から射出される異なる色の光のうち、少なくとも青色光を発光する発光素子21の基板20Aの法線方向における光反射層15と第2電極11との間の光学的距離Lが、最適な共振波長の条件よりも短くなるように設定されていることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された発光装置のニーズが高まっている。この様な発光装置の一つとして、有機エレクトロルミネッセンス装置(以下、「有機EL装置」という)が知られている。このような有機EL装置は、陽極(第1電極)と陰極(第2電極)との間に発光層を有する発光素子を備えたものが一般的である。さらに、正孔注入性や電子注入性を向上させるために、陽極と発光層との間に正孔注入・輸送層を配置した構成や、発光層と陰極との間に電子注入層やホールブロック層を配置した構成が提案されている。
【0003】
ところで、上述した有機EL装置は、発光層から取り出される光のスペクトルのピーク幅が広く、発光輝度も小さいため、表示装置に適用した場合に、十分な色再現性が得られないという問題があった。そこで、基板と陽極との間に形成された光反射層と、発光層の射出側に形成された半透過反射性を有する陰極と、を備え、光反射層と陰極との間で、発光層から射出された光を共振させる光共振構造を設ける構造が提案されている。
この構成によれば、発光層から射出された光は、光反射層と陰極との間で往復し、その光学的距離に対応した共振波長の光だけが増幅されて取り出される。このため、輝度特性が高く、スペクトル幅が狭いシャープな光を取り出すことができるとされている。
【0004】
しかしながら、上述した光共振器構造を採用した有機EL装置では、スペクトル幅が狭くなると、表示面を斜めから見た場合、つまり視野角が大きくなるにつれ光の波長が低波長側にシフトしたり、発光輝度が低下したりする等、発光特性の視野角依存性が高いという問題がある。
そこで、例えば特許文献1に示すように、発光層から射出された光の光学的距離を最適化することで、ある程度のスペクトル幅を有するように共振させる構成が開示されている。
【特許文献1】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】
【0005】
近年、有機EL装置の高品質化に伴い、視野角特性の更なる向上が要求されている。
図8は、従来における発光輝度の視野角特性を示すグラフである。なお、図8において、上半部における縦軸の0°が視聴者の視覚方向の正面(表示面の法線方向)、つまり視野角0°を示している。また、発光輝度は視野角0°の位置での発光輝度を100%とした場合における割合で示しており、中心Oを0%、最外周を100%として同心円上に示している。
図8に示すように、上記従来技術では、赤色光、緑色光、青色光の各色ともに視野角0°の位置で発光輝度が最大となるように光学的距離が最適化されており、視野角0°において、最適な白色光Wが射出されるようになっている。そして、視野角が大きくなるにつれ、各色R,G,Bともに発光輝度が減衰している。つまり、視野角が大きくなるにつれ、光学的距離が最適条件からずれて長くなり、取り出したい光が最適な共振波長の条件で射出されなくなる。これにより、取り出される光のスペクトルのピーク波長が低波長側にシフトする。
【0006】
図9は、従来における色度の視野角特性を示す色度図であり、図中実線は、視野角が0°〜80°まで変化した場合におけるスペクトルのピーク波長の変化を示している。
図9に示すように、上記従来技術では、赤色光、緑色光、青色光の各色ともに視野角0°の位置(図9中符号R1’,G1’,B1’)において、最適な色度で射出されるように設定され、白色光(図9中符号W1’)が表示されるようになっている。
しかしながら、上述したように視野角が大きくなるにつれ、各色のピーク波長が最適条件からずれて低波長側にシフトすると(図9中符号R2’,G2’,B2’)、全体的な色ずれが生じるという問題がある。つまり、視野角0°の位置では白色光が表示されるのに対して、視野角が大きくなるにつれて青色側(低波長側)にシフトし、表示が青く見えてしまう(図9中符号W2’)。
【0007】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、視野角の違いによって発生する色ずれを抑制することができる発光装置及び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】
【0008】
上記の課題を解決するため、本発明の発光装置は、基板上に光透過性を有する第1電極と半透過反射性を有する第2電極との間に挟持された発光層と、前記第1電極を挟んで前記発光層の反対側に配置された光反射層と、を有する複数の発光素子を備え、前記光反射層と前記第2電極との間で、前記発光層から射出された光を共振させる光共振器構造が構成された発光装置において、前記複数の発光素子には、前記光共振器構造における共振波長の異なる複数の発光素子が含まれ、該複数の発光素子から射出される異なる色の光のうち、少なくとも青色光を発光する発光素子の前記基板の法線方向における前記光反射層と前記第2電極との間の光学的距離が、前記発光層から射出された光が前記第1電極または前記第2電極で反射する際に生じる位相シフトをΦ、前記発光層から射出される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、整数をmとすると、λ(m−Φ/2π)/2の値よりも短くなるように設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、光共振器構造における共振波長の異なる複数の発光素子が含まれているため、例えば、赤(R),緑(G),青(B)の各色に対応する共振波長を有する発光素子を形成することで、フルカラー表示が可能な発光装置を提供することができる。
そして、本願発明者は、青色光の発光素子の基板の法線方向における光反射層と第2電極との間の光学的距離を、最適な共振波長の条件よりも短く設定してシミュレーションを行い、青色光が視野角0°から視野角が大きくなるにつれて赤色光や緑色光よりも発光輝度の減衰の変化量が大きくなることを見出した。この青色光の発光輝度の減衰の変化量により、視野角が大きくなるにつれて白色光が青色側にシフトするのを抑えることになる。したがって、視野角の違いにより発生する色ずれを抑制することができる。
【0009】
本発明においては、緑色光を発光する前記発光素子の前記基板の法線方向における前記光反射層と前記第2電極との間の光学的距離が、前記値よりも短くなるように設定されていることが望ましい。
本願発明者は、緑色光の発光素子の基板の法線方向における光反射層と第2電極との間の光学的距離を、最適な共振波長の条件よりも短く設定してシミュレーションを行い、緑色光が視野角0°から視野角が大きくなるにつれて赤色光よりも発光輝度の減衰の変化量が大きくなることを見出した。この緑色光の発光輝度の減衰の変化量により、視野角が大きくなるにつれて白色光が青色側にシフトするのを抑えることになる。したがって、青色光に加えて緑色光の光学的距離を最適な共振波長の条件よりも短く設定することで、視野角の違いにより発生する色ずれを格段に抑制することができる。
【0010】
本発明においては、赤色光を発光する前記発光素子の前記基板の法線方向における前記光反射層と前記第2電極との間の光学的距離が、前記値と同じになるように設定されていることが望ましい。
この構成によれば、発光層から射出された光は、光反射層と陰極との間で往復し、その光学的距離に対応した共振波長の光だけが増幅されて取り出される。このため、輝度特性が高く、スペクトル幅が狭いシャープな光を取り出すことができる。
【0011】
本発明においては、前記共振波長は、前記第1電極の膜厚によって調整されていることが望ましい。
この構成によれば、第1電極の膜厚を薄くすることで、少なくとも1つの色の光学的距離を容易に短く設定することができる。
【0012】
本発明においては、前記共振波長は、前記発光層の膜厚によって調整されていることが望ましい。
この構成によれば、発光層の膜厚を薄くすることで、少なくとも1つの色の光学的距離を容易に短く設定することができる。
【0013】
本発明においては、前記第2電極を挟んで前記発光層の反対側に、前記共振波長に対応した波長の光を透過する着色層が配置されていることが望ましい。
この構成によれば、光共振構造から出力された光のうちカラーフィルタを透過した光のみが取り出されるため、より色再現性のよい発光装置を提供することができる。
【0014】
本発明の電子機器は、前述した本発明の発光装置を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、上述した発光装置を備えているため、視野角の違いによって発生する色ずれを抑制した高性能な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】
【0015】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【0016】
(第1実施形態)
図1は本発明の発光装置の一例として挙げる有機EL装置の概略構成を示した断面図である。本実施形態における有機EL装置1は、トップエミッション構造の有機EL装置である。この有機EL装置1は、素子基板20A上の陽極(第1電極)10と陰極(第2電極)11の間に挟持された有機機能層12と金属反射板(光反射層)15とを有する複数の発光素子21を備えている。また、有機EL装置1は、発光素子21を画素領域XR,XG,XB毎に区切る画素隔壁13と、素子基板20Aに対向配置された封止基板31と、を備えている。この有機EL装置1は、素子基板20Aの対向側である封止基板31側から発光光を取り出す構成であるため、素子基板20Aの材料としては、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。
【0017】
素子基板20A上には、窒化珪素等からなる無機絶縁層14が形成されている。無機絶縁層14上にはアルミ合金等からなる金属反射板15が内装された平坦化層16が形成されている。この平坦化層16は、アクリル系やポリイミド系等の、耐熱性絶縁性樹脂などによって形成されたもので、薄膜トランジスタ(TFT)123や配線等による表面の凹凸をなくすために形成されている。
【0018】
平坦化層16上には、陽極10が形成されている。この陽極10は、酸化物系透明導電材料によって形成され、具体的にはITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)が好適に用いられている。陽極10は、各発光素子21に対応して形成されており、その一端側が無機絶縁層14に形成されたコンタクトホール17を介してTFT123に接続されている。
【0019】
陽極10上には、画素隔壁13が形成されている。この画素隔壁13は、陽極10上に開口部を有し、複数の発光素子21を独立させて区分するものである。つまり、画素隔壁13に囲まれた領域が発光素子21の画素領域Xとなっており、これらは赤色光、青色光、緑色光のそれぞれの光が封止基板31側から取り出される画素領域XR,XG,XBとして割り当てられている。なお、画素隔壁13の形成材料としては、例えばポリイミド、アクリル等の絶縁性を有する有機物を用いることができる。なお、画素隔壁13の形成材料としては、無機物と有機物とを組み合わせたものであってもよい。
【0020】
有機機能層12は、正孔注入・輸送層30と発光層40とを備えている。正孔注入・輸送層30は、陽極10の正孔を発光層40に注入・輸送するためのものである。正孔注入・輸送層30は、素子基板20A上の陽極10上に各画素隔壁13を跨いで形成されている。正孔注入・輸送層30の形成材料としては、特に3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の水分散液が好適に用いられる。なお、正孔注入・輸送層30の形成材料としては、上述のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。
【0021】
発光層40は、陰極11から注入される電子と正孔注入・輸送層30から注入される正孔とが結合して所定の波長の光が射出される部分である。発光層40は、正孔注入・輸送層30上の全域に亘って形成されている。発光層40は、赤色、緑色、青色を発光する発光材料が積層されて白色に発光する白色発光層を採用している。このような発光層40の構成材料として、例えばポリフルオレン誘導体(PF)やポリパラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)などのポリシラン系などの高分子有機材料を用いることができる。また、上記高分子有機材料に、例えばペリレン系色素や、クマリン系色素、ローダミン系色素、ルブレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、キナクリドンなどの低分子有機材料をドープしたものを用いてもよい。なお、発光層40の上層に、電子輸送層やホールブロック層を形成することが好ましい。
【0022】
陰極11は、発光層40から発光した光の一部を透過し、残りの光の一部又は全部を金属反射板15側に反射する半透過反射性を有している(図2中矢印参照)。陰極11は、素子基板20A上の画素隔壁13及び発光層40を覆うように形成されている。一般に、上述したITO等の透光性導電膜は、大気層との界面で10%程度の反射率を有しており、特段の工夫を施さなければ、このような透光性導電膜を用いた陰極11は、上記のような半透過反射性を有するものとなっている。
【0023】
陰極11上には、有機緩衝層18が形成されている。有機緩衝層18は、画素隔壁13の形状の影響により、凹凸状に形成された陰極11の凹凸部分を埋めるように形成されている。そして、有機緩衝層18の上面は略平坦になるように形成されている。有機緩衝層18は、素子基板20Aの反りや体積膨張により発生する応力を緩和し、不安定な形状の画素隔壁13からの陰極11の剥離を防止する機能を有する。
【0024】
有機緩衝層18上には、有機緩衝層18を覆うようにガスバリア層19が形成されている。ガスバリア層19は、酸素や水分が内部に浸入するのを防止するためのもので、これにより酸素や水分による発光素子21の劣化等を抑えることができる。ガスバリア層19の材質は、透明性、ガスバリア性、耐水性を考慮して、好ましくは窒素を含む珪素化合物、すなわち珪素窒化物や珪素酸窒化物などによって形成される。また、上述した有機緩衝層18の上面が略平坦化されるので、有機緩衝層18上に形成される硬い被膜からなるガスバリア層19も平坦化される。したがって、応力が集中する部位がなくなり、これにより、ガスバリア層19でのクラックの発生を防止することができる。
【0025】
ガスバリア層19上には、ガスバリア層19を覆うようにシール層22が形成されている。シール層22は、ガスバリア層19上に封止基板31を固定させ、かつ外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有し、発光層40やガスバリア層19の保護をするものである。シール層22は、例えばウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ポリオレフィン系などの樹脂で、封止基板31より柔軟でガラス転移点の低い材料からなる接着剤によって形成されている。
【0026】
封止基板31は、上述した素子基板20Aに対向配置されている。封止基板31は、その上面が発光光を取り出す表示面として機能するため、ガラスまたは透明プラスチック(ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネ―ト、ポリオレフィン等)などの光透過性を有する材料で構成されている。
【0027】
封止基板31の下面には、赤色着色層37R、緑色着色層37G、青色着色層37Bがマトリクス状に配列形成されたカラーフィルタ37が構成されている。各着色層37R,37G,37Bは、透明バインダー層に顔料または染料が混合して構成された層で、顔料を選択することにより目的とする赤(R)、緑(G)あるいは青(B)に調整されている。なお、着色層37R,37G,37Bは、各色のカラーレジストをパターニングして形成してもよい。また、着色層37R,37G,37Bの色は目的に応じてライトブルーやライトシアン、白などを加えてもよい。
【0028】
着色層37R,37G,37Bの各々は、発光素子21の陽極10に対向して配置されている。これにより、発光層40から射出された光のうち、各色の波長に対応した光(例えば、赤色光は波長610nm、緑色光は波長530nm、青色光は波長470nm)のみが着色層37の各々を透過し、各色光として観察者側に射出されるようになっている。このように着色層37R,37G,37Bを透過した光のみが取り出されるため、より色再現性のよい有機EL装置1を提供することができる。
【0029】
着色層37R,37G,37Bの領域の間には、ブラックマトリクス層32が形成されている。このブラックマトリクス層32は、着色層37を区分して非発光部分として構成しており、隣接する画素領域XR,XG,XB間の光漏れを防止するものである。ブラックマトリクス層32の構成材料としては、カーボンブラック等の顔料が混入された樹脂からなる遮光層である。なお、このブラックマトリクス層32には、フッ素樹脂等の撥液性を有する樹脂を混合させてもよい。
【0030】
図2は、図1のA部拡大図である。なお、図2においては、説明を分かり易くするため陰極11より上層を省略する。図1,2に示すように、上述した発光層40は、上述した半透過反射機能を有する陰極11と金属反射板15との間に挟持されており、これら陰極11と金属反射板15との間で、発光層40から射出された光を共振させる光共振構造が形成されている。この構成によれば、発光層40から射出された光は、金属反射板15と陰極11との間で往復し、その光学的距離に対応した共振波長の光だけが増幅されて取り出される(図2中矢印参照)。このため、発光輝度が高く、スペクトルもシャープな光を取り出すことができる。
【0031】
ここで、各発光素子21の共振波長は、金属反射板15と陰極11との間の光学的距離、つまり金属反射板15と陰極11との間に形成された各層(例えば、有機機能層12、陽極10)の膜厚と屈折率とのそれぞれの積の総和によって求められる。本実施形態では、各画素領域XR,XG,XBの金属反射板15と陰極11との間の光共振器構造における光学的距離を調整することで、各画素領域XR,XG,XBの共振波長を異ならせている。つまり、光共振器構造における共振波長の異なる複数の発光素子21が含まれているため、白色光を発光する発光層40からそれぞれ異なった色(赤色光、緑色光、青色光)が取り出されるようになっている。
【0032】
これらの共振波長は、本実施形態の場合、発光素子21の陽極10の膜厚によって調節されている。具体的には、各画素領域XR,XG,XBにおける陽極10の膜厚は、共振波長が最も大きくなる画素領域XRの陽極10Rが最大となり、その次に、画素領域XGの陽極10G、画素領域XBの陽極10Bの順で膜厚が薄くなっている。また、光学的距離は通常、表示面(封止基板31の表面)を正面から見た場合、つまり視野角0°の時に各色を発光する発光素子21が最適な共振波長の条件となるように設定されている。具体的には、光学的距離をL’、発光層40で発光した光が陽極10または陰極11で反射する際に生じる位相シフトをΦ(例えば、3/2π(rad))、発光層40から射出される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、2L’=λ(m−Φ/2π)(mは整数)となる。なお、上述した視野角とは、視覚方向と封止基板31の表示面の法線とのなす角度とする。
【0033】
本実施形態では、発光層40から射出される光のうち、青色着色層37Bを透過する光、つまり画素領域XBの素子基板20Aの法線方向における金属反射板15と陰極11との間の光学的距離L(図2参照)が、上述した最適な共振波長の条件よりも短くなるように設定されている(L<λ(m−Φ/2π)/2)。具体的には、画素領域XBの視野角0°における光学的距離Lの共振波長の条件として、最適な共振波長が550nm程度の場合は光学的距離Lが400nm程度に短く設定されていることが好ましい。
【0034】
光学的距離Lの設定方法として、画素領域XBの発光素子21の膜厚を、最適な共振波長の条件が得られる膜厚に比べ薄く形成する。膜厚の調整は、画素領域XBの発光素子21のうち陽極10Bの膜厚によって調整することが好ましい。陽極10は各画素領域XR,XG,XB毎に形成されているため、陽極10の膜厚を調整して光学的距離を短くすることで、画素領域XBの発光素子21に対応する陽極10Bのみを容易に調整することができ、製造効率を維持することができる。
【0035】
本願発明者は、青色光の光学的距離Lを最適な共振波長の条件よりも、150nm程度短く設定して、発光輝度の視野角特性のシミュレーションを行った。以下、本願発明者が行った発光輝度の視野角特性のシミュレーションの結果を説明する。
【0036】
図3(a)及び図3(b)は、本実施形態における発光輝度の視野角特性を示すグラフである。図3(a)は、横軸に視野角、縦軸に輝度を示したグラフである。図3(b)は、上半部における縦軸の0°を視野角0°とし、発光輝度が視野角0°の位置で100%となるような割合とし、中心Oを0%、最外周を100%として同心円上に示したグラフである。つまり、図3(a)及び図3(b)は、いずれも発光輝度の視野角特性を示すグラフであり、その表示形態が異なっている。
【0037】
図3(a)に示すように、赤色光、緑色光、青色光は、視野角0°の位置で取り出したい光のピーク波長の発光輝度が最大となるように光学的距離が最適化されている。視野角が大きくなるにつれて、赤色光、緑色光、青色光は、発光輝度が減衰している。赤色光、緑色光は、視野角0°から視野角10°まで発光輝度が最大となっており、視野角10°から視野角が大きくなるにつれ、ゆるやかに発光輝度が減衰するようになっている。これに対して、青色光は、視野角0°で発光輝度が最大となっているものの、視野角0°から視野角が大きくなるにつれ、赤色光や緑色光よりも著しく発光輝度が減衰するようになっている。
【0038】
図3(b)においても同様に、赤色光、緑色光は、視野角0°から視野角10°まで発光輝度が最大となっており、視野角10°から視野角が大きくなるにつれ、ゆるやかに発光輝度が減衰するようになっている。これに対して、青色光は、視野角0°で発光輝度が最大となっているものの、視野角0°から視野角が大きくなるにつれ、赤色光や緑色光よりも著しく発光輝度が減衰するようになっている。つまり、青色光は、赤色光、緑色光に比べて発光輝度の減衰の変化量が大きくなっている。
【0039】
上述したように、本願発明者は、青色光の光学的距離Lを短くすることにより、青色光は、視野角が大きくなるにつれ、赤色光、緑色光に比べて発光輝度の減衰の変化量が大きくなることを見出した。これにより、白色光が視野角が大きくなるにつれて青色側(低波長側)にシフトし、表示が青く見えてしまうことを抑制することができる。
【0040】
一方、本願発明者は、青色光の光学的距離Lを最適な共振波長の条件よりも、150nm程度短く設定して、色度の視野角特性のシミュレーションを行った。以下、本願発明者が行った色度の視野角特性のシミュレーションの結果を説明する。
【0041】
図4は、本実施形態における色度の視野角特性を示す色度図である。図4中の実線は、視野角が0°〜80°まで変化した場合におけるスペクトルのピーク波長の変化を示している。
【0042】
図4に示すように、視野角0°における各色の色度は赤色光がR1、緑色光がG1、青色光がB1となっており、視野角が大きくなるにつれ赤色光がR2、緑色光がG2、青色光がB2に向かって低波長側へシフトしている。この時、赤色光を発光する発光素子21は、緑色光の発光素子21及び青色光の発光素子21に比べ、取り出したい光の最適な共振波長の条件から低波長側へのシフト量が小さい(図4中R1→R2)。図4と図9(従来における色度の視野角特性)とを比較すると、図4のほうが、白色光の青色側(低波長側)へのシフト量が小さくなっている。したがって、色度図からも、視野角の違いによって生じる全体的な色ずれを抑制できることが確認される。
【0043】
本実施形態の有機EL装置1によれば、画素領域XBの素子基板20Aの法線方向における金属反射板15と陰極11との間の光学的距離Lを、最適な共振波長の条件よりも短くなるように設定することで、青色光が視野角0°から視野角が大きくなるにつれて赤色光や緑色光よりも発光輝度の減衰の変化量が大きくなる。この青色光の発光輝度の減衰の変化量により、視野角が大きくなるにつれて白色光が青色側にシフトするのを抑えることになる。したがって、視野角の違いにより発生する色ずれを抑制することができる。
【0044】
また、この構成によれば、共振波長が、陽極10の膜厚によって調整されているので、陽極10の膜厚を薄くすることで、少なくとも1つの色の光学的距離Lを容易に短く設定することができる。
【0045】
また、この構成によれば、陰極11を挟んで発光層40の反対側に、共振波長に対応した波長の光を透過する着色層37R,37G,37Bが配置されているので、光共振構造から出力された光のうちカラーフィルタ37を透過した光のみが取り出される。その結果、より色再現性のよい有機EL装置1を提供することができる。
【0046】
(第2実施形態)
本実施形態の有機EL装置の構造は、上述した第1実施形態の有機EL装置の構造と同じ構造になっている。ただし、本実施形態の有機EL装置は、緑色光の光学的距離を第1実施形態の光学的距離よりも短く設定している点で第1実施形態とは異なる。
【0047】
次に、本発明の有機EL装置1において、本願発明者が行った他のシミュレーション結果を示す。図5(a)及び図5(b)は、本願発明者が青色光に加えて緑色光の光学的距離Lを最適な共振波長の条件よりも、5nmから20nm程度短く設定して、発光輝度の視野角特性のシミュレーションを行った結果を示している。本図は、図3(a)及び図3(b)に対応した、発光輝度の視野角特性を示したグラフとなっている。図3(a)及び図3(b)と同様の要素には同一の記号を付し、詳細な説明を省略する。
【0048】
本実施形態の有機EL装置1は、第1実施形態の有機EL装置1と異なり、緑色光の光学的距離Lを最適な共振波長の条件よりも5nmから20nm程度短く設定している。すなわち、本実施形態の有機EL装置1は、青色光に加えて緑色光の光学的距離Lを最適な共振波長の条件よりも短く設定している。
【0049】
図5(a)に示すように、赤色光は、視野角0°から視野角10°まで発光輝度が最大となっており、視野角10°から視野角が大きくなるにつれ、ゆるやかに発光輝度が減衰するようになっている。これに対して、緑色光、青色光は、視野角0°で発光輝度が最大となっているものの、視野角0°から視野角が大きくなるにつれ、赤色光よりも著しく発光輝度が減衰するようになっている。また、緑色光よりも青色光のほうが、視野角が大きくなるにつれ、発光輝度が著しく減衰するようになっている。
【0050】
図5(b)においても同様に、赤色光は、視野角0°から視野角10°まで発光輝度が最大となっており、視野角10°から視野角が大きくなるにつれ、ゆるやかに発光輝度が減衰するようになっている。これに対して、緑色光、青色光は、視野角0°で発光輝度が最大となっているものの、視野角0°から視野角が大きくなるにつれ、赤色光よりも著しく発光輝度が減衰するようになっている。また、緑色光よりも青色光のほうが、視野角が大きくなるにつれ、発光輝度が著しく減衰するようになっている。つまり、緑色光、青色光は、赤色光に比べて発光輝度の減衰の変化量が大きくなっている。
【0051】
上述したように、本願発明者は、青色光に加えて緑色光の光学的距離Lを短くすることにより、緑色光、青色光は、視野角が大きくなるにつれ、赤色光に比べて発光輝度の減衰の変化量が大きくなることを見出した。
【0052】
一方、本願発明者は、青色光に加えて緑色光の光学的距離Lを最適な共振波長の条件よりも、5nmから20nm程度短く設定して、色度の視野角特性のシミュレーションを行った。以下、本願発明者が行った色度の視野角特性のシミュレーションの結果を説明する。図6は図4に対応した、本実施形態における色度の視野角特性を示す色度図となっている。図4と同様の要素には同一の記号を付し、詳細な説明を省略する。
【0053】
図6に示すように、視野角0°における各色の色度は赤色光がR1a、緑色光がG1a、青色光がB1aとなっており、視野角が大きくなるにつれ赤色光がR2a、緑色光がG2a、青色光がB2aに向かって低波長側へシフトしている。この時、赤色光を発光する発光素子21は、緑色光の発光素子21及び青色光の発光素子21に比べ、取り出したい光の最適な共振波長の条件から低波長側へのシフト量が小さい(図6中R1a→R2a)。図6と図4とを比較すると、図6のほうが、白色光の青色側(低波長側)へのシフト量が小さくなっている。したがって、色度図からも、視野角の違いによって生じる全体的な色ずれを抑制できることが確認される。
【0054】
この構成によれば、緑色光の光学的距離Lを最適な共振波長の条件よりも短く設定することで、緑色光が視野角0°から視野角が大きくなるにつれて赤色光よりも発光輝度の減衰の変化量が大きくなる。この緑色光の発光輝度の減衰の変化量により、視野角が大きくなるにつれて白色光が青色側にシフトするのを抑えることになる。したがって、青色光に加えて緑色光の光学的距離Lを最適な共振波長の条件よりも短く設定することで、視野角の違いにより発生する色ずれを格段に抑制することができる。
【0055】
なお、本実施形態において、赤色光の光学的距離Lを最適な共振波長の条件と同じになるように設定してもよい。
【0056】
この構成によれば、発光層40から射出された光は、金属反射板15と陰極11との間で往復し、その光学的距離Lに対応した共振波長の光だけが増幅されて取り出される。このため、輝度特性が高く、スペクトル幅が狭いシャープな光を取り出すことができる。
【0057】
なお、本実施形態において、光学的距離Lの設定方法として、青色光の陽極10の膜厚を薄く形成する場合について説明したが、発光層40の膜厚を薄く形成してもよい。
【0058】
また、本実施形態において、光学的距離Lの設定方法として、有機機能層12の膜厚を薄く形成してもよい。
【0059】
また、有機機能層12や陽極10の構成材料を変化させて屈折率を調整することで、光学的距離Lを調整することも可能である。
【0060】
また、本実施形態においては、白色発光層から射出される白色光を、着色層を透過させることで、赤色光、緑色光、青色光を射出させる場合について説明したが、各画素隔壁間(画素領域)に赤色発光層、緑色発光層、青色発光層をそれぞれ形成する構成も可能である。
【0061】
また、光共振器構造を採用した有機EL装置1は、赤色光,緑色光,青色光の各色に対応する共振波長を有する発光素子を形成することで、フルカラー表示が可能なため、上述したカラーフィルタ37を設けない構成としてもよい。
【0062】
また、上述した正孔注入・輸送層30あるいは発光層40のインク組成物は、低分子、高分子、デンドリマー等の分子形態に関係なく、また発光層40の形成材料は、例えば蛍光、燐光材料ともに有効である。
【0063】
(電子機器)
次に、本発明の電子機器について説明する。
電子機器は、上述した有機EL装置1を表示部として有したものであり、具体的には図7に示すものが挙げられる。
図7(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図7(a)において、携帯電話1000は、上述した有機EL装置1を用いた表示部1001を備える。
図7(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図7(b)において、時計(電子機器)1100は、上述した有機EL装置1を用いた表示部1101を備える。
図7(c)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図7(c)において、情報処理装置1200は、キーボードなどの入力部1202、上述した有機EL装置1を用いた表示部1206、情報処理装置本体(筐体)1204を備える。
図7(d)は、薄型大画面テレビの一例を示した斜視図である。図7(d)において、薄型大画面テレビ1300は、薄型大画面テレビ本体(筐体)1302、スピーカーなどの音声出力部1304、上述した有機EL装置1を用いた表示部1306を備える。
【0064】
図7(a)〜(d)に示すそれぞれの電子機器は、上述した有機EL装置1を有した表示部1001,1101,1206,1306を備えているので、表示部における視野角の違いによって発生する色ずれを抑制することが図られたものとなる。
【0065】
また、有機EL装置1を表示部として備える場合に限らず、発光部として備える電子機器であってもよい。例えば、有機EL装置1を露光ヘッド(ラインヘッド)として備えるページプリンタ(画像形成装置)であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0066】
【図1】本発明の有機EL装置の概略構成断面図である。
【図2】図2のA部拡大図である。
【図3】第1実施形態に係る発光輝度の視野角特性を示すグラフである。
【図4】第1実施形態に係る色度の視野角特性を示す色度図である。
【図5】第2実施形態に係る発光輝度の視野角特性を示すグラフである。
【図6】第2実施形態に係る色度の視野角特性を示す色度図である。
【図7】本発明の実施形態に係る電子機器を示す図である。
【図8】従来における発光輝度の視野角特性を示すグラフである。
【図9】従来における色度の視野角特性を示す色度図である。
【符号の説明】
【0067】
1…有機EL装置(発光装置)、10…陽極(第1電極)、11…陰極(第2電極)、15…金属反射板(光反射層)、20A…素子基板(基板)、21…発光素子、37R…赤色着色層(着色層)、37G…緑色着色層(着色層)、37B…青色着色層(着色層)、40…発光層、1000…携帯電話(電子機器)、1100…時計(電子機器)、1200…情報処理装置(電子機器)、1300…薄型大型テレビ(電子機器)、1001,1101,1206,1306…表示部(発光装置)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に光透過性を有する第1電極と半透過反射性を有する第2電極との間に挟持された発光層と、前記第1電極を挟んで前記発光層の反対側に配置された光反射層と、を有する複数の発光素子を備え、前記光反射層と前記第2電極との間で、前記発光層から射出された光を共振させる光共振器構造が構成された発光装置において、
前記複数の発光素子には、前記光共振器構造における共振波長の異なる複数の発光素子が含まれ、該複数の発光素子から射出される異なる色の光のうち、少なくとも青色光を発光する発光素子の前記基板の法線方向における前記光反射層と前記第2電極との間の光学的距離が、前記発光層から射出された光が前記第1電極または前記第2電極で反射する際に生じる位相シフトをΦ、前記発光層から射出される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、整数をmとすると、λ(m−Φ/2π)/2の値よりも短くなるように設定されていることを特徴とする発光装置。
【請求項2】
緑色光を発光する前記発光素子の前記基板の法線方向における前記光反射層と前記第2電極との間の光学的距離が、前記値よりも短くなるように設定されてい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】
赤色光を発光する前記発光素子の前記基板の法線方向における前記光反射層と前記第2電極との間の光学的距離が、前記値と同じになるように設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。
【請求項4】
前記共振波長は、前記第1電極の膜厚によって調整されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項5】
前記共振波長は、前記発光層の膜厚によって調整されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項6】
前記第2電極を挟んで前記発光層の反対側に、前記共振波長に対応した波長の光を透過する着色層が配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光装置を備えている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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【公開番号】特開2010−113824(P2010−113824A)
【公開日】平成22年5月20日(2010.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−283118(P2008−283118)
【出願日】平成20年11月4日(2008.11.4)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】