発光装置
【課題】 周期構造による、発光素子の外部に取り出される光の特性のバラツキを抑制する。
【解決手段】 発光素子を有する発光装置で、発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃの外側の非発光領域１０１があり、発光素子を構成する有機化合物層４３内の発光層で発生し、基板１０の面内方向に導波する光を発光素子の外部に取り出すための周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃが、薄膜トランジスタ２０と発光素子の第１電極４１とを電気的に接続するためのコンタクトホール部６０以外の非発光領域１０１に配置されている。
【解決手段】 発光素子を有する発光装置で、発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃの外側の非発光領域１０１があり、発光素子を構成する有機化合物層４３内の発光層で発生し、基板１０の面内方向に導波する光を発光素子の外部に取り出すための周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃが、薄膜トランジスタ２０と発光素子の第１電極４１とを電気的に接続するためのコンタクトホール部６０以外の非発光領域１０１に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄膜で自発光を特徴とした有機発光素子で構成される発光装置は、新方式のフラットパネルディスプレイとして応用されている。有機発光素子は、陽極と、陰極と、陽極と陰極の間に形成される有機化合物層とで構成されている。有機発光素子の発光は、陰極から電子を、陽極から正孔を、有機化合物層に注入し、有機化合物層中の発光層で励起子を生成させ、この励起子よって発光層内の分子が励起状態にされ、分子が励起状態から基底状態にもどる際に光が放出される原理を利用している。発光層は、蛍光性有機化合物若しくは燐光性有機化合物、量子ドットなどの発光性材料からなる。
【０００３】
アクティブマトリクス型の発光装置では、各有機発光素子を駆動させるための薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称す場合がある）が基板上に形成され、そのＴＦＴの上には平坦化層が形成される。この上に有機発光素子を構成する第１電極（陽極）、有機化合物層、第２電極（陰極）が、この順で形成される。また、一般的に、隣り合う有機発光素子の間には隔壁が設けられ、この隔壁の下には、平坦化層を貫いて、第１電極とＴＦＴとを電気的に接続するためのコンタクトホール部が形成されている。第１電極とＴＦＴが電気的に接続する構成は、導電性部材がコンタクトホール部に配置され、導電性部材が第１電極とＴＦＴに接する構成や、第１電極の一部がコンタクトホール部に配置され、第１電極の一部とＴＦＴが直接接する構成が挙げられる。よって、導電性部材あるいは第１電極の一部をコンタクトホール部に設ける際に、導電性部材あるいは第１電極の一部が断切れして第１電極とＴＦＴの電極とが電気的に非接続とならないように、コンタクトホール部には傾斜面が設けられている。
【０００４】
一方、発光装置の開発課題の一つとして、発光効率の向上が挙げられる。有機発光素子の構成は、陽極、発光層を含む有機化合物層、および陰極が、１次元的に積層された構成となっている。このとき、空気の屈折率（約１．０）よりも有機化合物層の各層の屈折率（約１．７〜１．９程度）の方が大きい。このため、発光層の内部から放出された光の大部分は、高屈折率から低屈折率へ変化する積層膜の界面で全反射されて、基板に水平な方向に伝播する導波光となり、素子内部に閉じ込められることになる。発光層の内部で発生した光のうち外部に取り出して利用できる光の割合（光取り出し効率）は、通常、約２０％程度でしかない。
【０００５】
よって、発光装置の発光効率を改善するためには、この光取り出し効率を向上することが重要である。特許文献１では、全反射を低減し、素子内部への光閉じ込めを抑制することを目的として、有機化合物層の上部や下部（光取り出し側やその反対側）に周期構造（例えば回折格子）を配置する方法が提案されている。
【０００６】
この周期構造の周期や高さなどを設定することによって、特定の取り出したい波長の光を選択的に素子から取り出すことができたり、取り出される光の方向を制御することができる。
【０００７】
さらに、有機化合物層の上部や下部に限らず、隣り合う素子の間にある隔壁の下に周期構造を配置して、隔壁内にまで伝播する光を素子の外部に取り出し、光取り出し効率を向上させる方法が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２８３７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、隔壁の下に周期構造を配置する場合、隔壁の下のコンタクトホール部の傾斜面に周期構造が配置されると、コンタクトホール部の傾斜面における周期構造の加工精度が低下して、その周期が乱されたり、その高さが均一でなくなってしまう。このため、コンタクトホール部に配置した周期構造によって、素子の外部に取り出される光の出射方向や波長は、取り出したい方向や波長からずれてしまう。つまり、コンタクトホール部に配置した周期構造によって取り出される光の特性は、取り出したい光の特性や他の領域に設けた周期構造によって素子の外部に取り出される光の特性とは異なってしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み、光取り出し効率を向上させ、周期構造によって素子の外部に取り出される光の特性のバラツキを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための手段として、本発明に係る発光装置は、基板上に配置される薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタ上を平坦化する平坦化層と、平坦化層上に配置される発光素子と、を有し、発光素子が、基板側から順に第１電極、発光層、第２電極を有している発光装置であって、記第１電極と第２電極の間に電圧を印加することによって発光層が発光する発光領域と、発光領域の外側に位置する非発光領域と、を有し、発光層で発生し、基板の面内方向に導波する光を発光素子の外部に取り出すための周期構造と、平坦化層を貫き、薄膜トランジスタと第１電極を電気的に接続するためのコンタクトホール部と、が前記非発光領域に配置され、周期構造は、コンタクトホール部に配置されていないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、周期構造によって、発光装置の光取り出し効率が向上し、かつ、その周期構造がコンタクトホール部に配置されているので、素子の外部に取り出される光の特性のバラツキを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の原理を構成例に基づいて説明する。なお、本発明の発光装置を構成する発光素子は、有機発光素子を例示して説明するが、無機発光素子やＱＤ−ＬＥＤ発光素子などで構成してもよい。
【００１３】
本発明では、有機発光素子の光取り出し効率を向上させるために、周期構造が構成される。ここで言う周期構造は、発光領域内の発光層で発生した光のうち、有機発光素子の面内方向に導波する光を有機発光素子の外部に取り出すための構造である。なお、発光領域とは、基板に垂直な方向において、有機層を挟む２つの電極のうち、一方の電極を他方の電極に投影させたときに重なる領域であって、この２つの電極の間に隔壁が形成されていない領域を指す。一方、非発光領域は、基板に垂直な方向において、有機層を挟む２つの電極のうち、一方の電極を他方の電極に投影させたときに重ならない領域、または、この２つの電極の間に隔壁が形成されている領域である。
【００１４】
本発明の発光装置を模式的に表した鳥瞰概略図を図１に、図１中のＡ−Ａ´断面概略図を図２に、図１中のＢ−Ｂ´断面外略図を図３に示す。また、図４は、図２に記した一点破線で囲った部分の拡大概略図である。図２、図３において、１０は基板であり、基板１０上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０が配置され、ＴＦＴ２０の上を平坦化する平坦化層３０が配置されている。さらに、平坦化層３０の上には反射層４１があり、反射層４１の上に、基板側から順に配置される、第１電極４２と、発光層を有する有機化合物層４３と、第２電極４４とからなる有機発光素子（以下、素子と称す場合がある）が設けられている。この有機発光素子の、第１電極（陽極）４２と第２電極（陰極）４４との間に電圧を印加すると、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子が、有機化合物層４３内に注入される。この正孔と電子が有機化合物層４３内の発光層で再結合し、励起子を生成し、この励起子よって発光層内の分子が励起状態にされ、この分子が励起状態から基底状態にもどる際に発光層から光が放出される原理により、有機発光素子は発光することができる。
【００１５】
また、図２、図３において、発光領域１００ｂの外側には、隔壁５０が設けられ、この隔壁５０が形成されている領域が非発光領域１０１となる。また、図２で示すように、この隔壁５０の下側、つまり非発光領域１０１に、素子の第１電極４２とＴＦＴ２０とを電気的に接続するためのコンタクトホール部６０が平坦化層３０を貫くように設けられている。さらに本発明の発光装置においては、図１、図３で示すように、発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃそれぞれの外側の非発光領域１０１には、反射層４１と一体で形成される周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃが配置されている。なお、図１では見やすくするために隔壁５０等が省略されている。
【００１６】
また、図２に示すように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０は、ソース・ドレイン絶縁層２１、層間絶縁層２２、ゲート絶縁層２３、ソース電極（またはドレイン電極）２４、ゲート電極２５、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ２６で構成されている。
【００１７】
そして、ＴＦＴ２０と第１電極４２は、平坦化層３０を貫いて形成されているコンタクトホール部６０を介して、電気的に接続されている。より詳しくは、ＴＦＴ２０のソース電極（またはドレイン電極）２４と反射層４１の一部がコンタクトホール部６０で接して形成される構成を採ることで、反射層４１と接して形成される第１電極４２とＴＦＴ２０が電気的に接続されている。なお、反射層４１を介さず、第１電極４２とＴＦＴ２０のソース電極（またはドレイン電極）２４と直接接する構成を採ってもよい。
【００１８】
図３で示す周期構造は、凸部が面内に周期的に形成された構造を指しているが、凹部、あるいは、凹部と凸部の両方が面内に周期的に形成された構造であってもよい。また、周期構造の凹部、凸部は、図３に示すように直角の頂点を有するテーパ構造である必要はなく、順テーパ構造、逆テーパ構造等様々な構造にすることができる。また、周期構造は、完全に周期的である必要はなく、略周期的であればよく、準結晶構造やフラクタル構造、連続的に周期が変化する構造、若しくはこれらを組み合わせたものでもよい。
【００１９】
また、周期構造は、反射層４１と同じ材料で反射層４１と一体で形成しているが、反射層４１と異なる材料で一体に形成しない構成でもよく、金属や誘電体もしくはこれらの組み合わせでもよい。周期構造の材料としては、金属であれば、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ、誘電体ならば、酸化珪素等を用いることができる。さらに、周期構造の表面は、絶縁層、光透過性電極や他の層などにより、平坦化されてもよいし、されなくてもよい。さらに、周期構造は、１次元方向に周期をもった１次元周期構造であってもよいし、２次元方向に周期をもった２次元周期構造でもよいし、さらに、２次元周期構造を積層し３次元周期構造としてもよい。
【００２０】
基板１０としては、特に限定するものではないが、金属、セラミックス、ガラス、石英等が用いられる。また、プラスティックシート等のフレキシブルシートを用いたフレキシブルな発光装置とすることも可能である。
【００２１】
反射層４１としては、第１電極４２との界面における反射率が少なくとも５０％以上、好ましくは、８０％以上となる材料からなる層が望ましい。その条件を満たす材料としては、例えば、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ等の金属や、それらの合金が挙げられる。また、反射層４１が金属のような導電性部材で構成される必要はなく、誘電体多層膜ミラーのような絶縁性部材を反射層として用いることもできる。
【００２２】
第１電極４２としては、酸化物導電膜、具体的には、酸化インジウムと酸化錫の化合物膜（ＩＴＯ）や、酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物膜（ＩＺＯ）等を用いることができる。また、第１電極４２は反射層４１と同じ材料を用いることができ、この場合には、反射層４１を設けずに、第１電極４２を反射層を兼ねる電極とすることができる。
【００２３】
有機化合物層４３を構成する有機化合物としては、低分子材料で構成されても、高分子材料で構成されても、両者を用いて構成されてもよく、特に限定されるものではない。必要に応じてこれまで知られている材料を使用できる。
【００２４】
また、有機化合物層４３は、単層型（発光層）、２層型（正孔輸送層／発光層）、３層型（正孔輸送層／発光層／電子輸送層）、４層型（正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層）、５層型（正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層）のいずれの構成でもよい。この有機化合物層の層数や積層順は、電極の構成によって適宜決定される。
【００２５】
有機化合物層４３を構成する層は、一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマ、あるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、インクジェット法等）により形成される。
【００２６】
第２電極４４は、発光層で発光した光を素子から取り出すために光透過性を有している必要がある。なお、光透過性を有するとは、可視光に対して５０％以上の透過率を有していることである。このような第２電極４４としては、第１電極４２と同様の酸化物導電膜を用いることができる他、銀などの金属薄膜を用いることができる。さらに、第２電極４４は、酸化物導電膜と金属薄膜の２層構成であっても良い。第２電極４４の膜厚としては、光透過性を有していれば特に限定されないが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲で設定されると、電極のシート抵抗と透過率の観点から望ましい。
【００２７】
平坦化層３０としては、フッ素樹脂やアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機材料、または、ＳｉＯ２や酸化窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）等の無機材料を用いることができ、スピンコーティング法などの公知の方法で形成することができる。
【００２８】
また、平坦化層３０の膜厚は、０．５μｍ（５００ｎｍ）以上であることが好ましい。これは、平坦化層３０の下に配置されているＴＦＴや配線による影響により、平坦化層３０と反射層４１との界面に図４に示すような傾斜部分８０が表れ、この傾斜部分８０の傾斜角度θ（図４参照）が１０°以下となるようにするためである。この傾斜角度θが１０°以下であれば、この傾斜部分８０の上に形成される有機発光素子の発光にほとんど影響せず、さらに、周期構造が傾斜部分８０の上に形成されても、周期構造の周期や高さが略均一となる。また、平坦化層３０の膜厚は、薄型の発光装置を得る上で１０μｍ以下であることが望ましく、より好ましくは５μｍ以下がよい。
【００２９】
また、傾斜部分８０を除く平坦化層３０と反射層４１との面は、その中心線平均粗さＲａが１０ｎｍ以下であることが好ましく、この場合には、平坦化層３０と反射層４１との面の粗さが、周期構造の周期や高さに影響を与えることがほとんどない。
【００３０】
隔壁５０としては、絶縁性部材であれば特に限定されないが、平坦化層３０と同じ材料を用いることができる。また、隔壁５０の膜厚は、第１電極４２と第２電極４４とが電気的に接続されなければ特に限定されないが、１μｍ以上であることが好ましい。一方、隔壁５０の膜厚は１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下であれば、薄型の発光装置を得られるのでよい。この隔壁５０は、フォトリソグラフィーなどの公知の方法で形成される。
【００３１】
上述したように、発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃからの発光光の多くは、基板に水平な面内方向に伝播する導波光となる。この導波光の一部を周期構造で回折や屈折によって、素子の外部に取り出す光とすることで光取り出し効率を向上させる。また、周期構造の周期や高さを調整することで、素子の外部に取り出される光は正面方向に対して均一に出射されること、または、正面方向により強く指向性を持たせることで正面における輝度を向上させることができる。このとき、素子の外部に取り出される光の出射方向が不均一になると、正面における輝度や色にムラが生じたり、輝度や色の視野角特性に影響を与えたりする。このため、周期構造は略均一の周期で、略均一の高さに形成されることが望ましい。
【００３２】
図３のように、周期構造７０ｂはＴＦＴ２０や配線（不図示）の凹凸を平坦化する平坦化層３０上に形成されている。また、図２、図４のように、ソース電極（またはドレイン電極）２４と反射層４１はコンタクトホール部６０で段切れすることなく電気的に接続されるように、コンタクトホール部６０は傾斜面を有している。このコンタクトホール部６０の傾斜面の傾斜角度φは、３０°以上５０°以下となることが一般的である。一般的に、この傾斜角度φが３０°より小さくなると、コンタクトホール部６０が大きくなり、それを覆う隔壁５０の形成される領域、つまり、非発光領域１０１が大きくなり、発光領域が小さくなってしまう。また、傾斜角度φが５０°より大きくなると、反射層４１がコンタクトホール部６０で断切れする可能性が高くなり、第１電極４２とＴＦＴ２０とが電気的に接続されなくなる恐れがある。
【００３３】
このコンタクトホール部６０の傾斜面に周期構造を配した場合、周期構造の加工精度が低下するので、周期構造の周期が乱れたり、高さが均一でなくなる。そのため、周期構造によって素子の外部に取り出される光の出射方向、出射強度、波長依存性等が、発光領域から取り出される光、または、コンタクトホール部６０に配置されていない周期構造によって取り出される光のものとは異なってしまう。そこで、図１のように、本発明の周期構造７０ｂは、コンタクトホール部６０に配置せずに、発光領域１００ｂの長辺２辺の外側の非発光領域１０１に配置することで、周期構造によって素子の外部に取り出される光の特性がばらつくことを抑制している。
【００３４】
なお、取り出される光の特性とは、取り出される光の発光強度や波長依存性、出射方向、視野角依存性などである。
【００３５】
また、周期構造７０ａ，７０ｃもそれぞれ、発光領域１００ａ，１００ｂの長辺２辺の外側の非発光領域１０１に配置されている。
【００３６】
発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、全て同じ色を発光してもいいし、互いに異なる色を発光してもよい。つまり、各発光領域を構成する有機発光素子の発光層が全て同じ色を発光する材料で構成されていても良いし、それぞれ異なる色を発光する材料で構成されても良い。また各発光領域が互いに異なる色を発光する場合、それぞれの発光領域外に配置される周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃの周期、高さ等の形状は、それぞれが対応する発光領域からの色の波長に合わせて、それぞれ異なる形状としても良い。また、周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃは発光効率向上の効果を最も期待する色に適した形状で、均一に形成されも良い。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の発光装置の構成および製造方法を実施例として説明するが、本発明は本実施例によって何ら限定されるものではない。
【００３８】
＜実施例１＞
図１、図２、図３に示す構成の発光装置を以下に示す方法で作製する。つまり、本実施例の発光装置は、複数の画素を有し、各画素が赤を発光する発光素子（以下Ｒ素子と称す）、緑を発光する発光素子（以下Ｇ素子と称す）、青を発光する発光素子（以下Ｂ素子と称す）、つまり赤、緑、青の３色の副画素からなる発光装置である。本実施例では、図１の３つの副画素（発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃ）は左から、Ｒ素子、Ｇ素子、Ｂ素子で構成されているが、画素内の３色の素子の配置位置はどのようであってもよい。また、特に本実施例の発光装置は、フルカラーの表示装置として好ましく適用することができる。
【００３９】
まず、基板１０としてのガラス基板上に、低温Ｐｏｌｙ−ＳｉからなるＴＦＴ２０が形成され、その上にアクリル樹脂からなる平坦化層３０が１．５μｍの膜厚で形成される。
【００４０】
次に、ＴＦＴ２０の電極が露出するように、平坦化層３０をエッチングすることによって、コンタクトホール部６０が形成される。
【００４１】
また、この平坦化層３０上に、反射層４１として、スパッタリングによりＡｇ合金が約１５０ｎｍの膜厚で形成される。Ａｇ合金からなる反射層４１は、可視光の波長域（λ＝３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で分光反射率７５％以上の高反射率を有している。このとき、反射層４１は、コンタクトホール部６０内の露出しているＴＦＴ２０の電極と接するようにコンタクトホール部６０内まで形成される。
【００４２】
この反射層４１上に、まず、ポジ型のレジストをスピンコートしプリベークを行う。その後、正方格子の周期構造のパターンを露光し、現像、ポストベークを行い、レジストパターンを形成する。この際、周期構造は、コンタクトホール部６０内の反射層４１上には形成されない。
【００４３】
次に、ＩＺＯのリフトオフ加工により、各周期構造の凹状に窪んだエッチング部分を平坦化する。まず、レジストパターンを残した状態で、スパッタリングにより透明導電性材料のＩＺＯが４０ｎｍの膜厚で形成される。エッチング部分ではＡｇ合金上にＩＺＯが、エッチング部分以外ではレジスト上にＩＺＯが形成される。その後、レジストをレジスト上のＩＺＯごと取り除いて平坦化する。この上に、スパッタリングによりＩＺＯを２０ｎｍの膜厚で形成して、第１電極４２のパターニングをし、フォトニック結晶（周期構造）付きの陽極を形成する。
【００４４】
エッチング加工により、反射層４１の表面に周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃが形成される。本実施例では、Ｒ素子の発光領域１００ａの外側に配置される周期構造７０ａは、周期３４５ｎｍ、凸部の最上面の一辺の長さ２００ｎｍ、エッチング深さ（周期構造の凸部の高さ）４０ｎｍで形成される。Ｇ素子の周期構造７０ｂは周期２５０ｎｍ、凸部の最上面の一辺の長さ１４０ｎｍ、エッチング深さ４０ｎｍで形成される。Ｂ素子の周期構造７０ｃは周期２００ｎｍ、凸部の最上面の一辺の長さ１４５ｎｍ、エッチング深さ４０ｎｍで形成される。各素子の周期構造の周期等は、各素子から取り出される光の特性が、取り出したい光の特性となるように設定されている。
【００４５】
さらに、酸化窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）を３２０ｎｍの膜厚で形成した後、各副画素に発光領域となる開口部をエッチングする。これにより、開口部（発光領域）外の周期構造の上に隔壁５０が配置された構成となる。
【００４６】
これをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄し、次いで、煮沸洗浄後乾燥する。その後、ＵＶ／オゾン洗浄してからＲ素子、Ｇ素子、Ｂ素子それぞれの有機化合物層４３を真空蒸着により形成する。各素子の有機化合物層４３の各層は、発光層のみ異なる材料で形成されるが、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層は同じ材料で形成される。
【００４７】
有機化合物層４３を形成した基板１０を、真空を破ること無しにスパッタ装置に移動し、第２電極４４として、スパッタリングによりＡｇ合金を２４ｎｍの膜厚で形成する。
【００４８】
さらに、誘電体層（不図示）として、スパッタリングにより酸化珪素が２９０ｎｍの膜厚で形成される。
【００４９】
さらに、発光装置の周辺部に吸湿剤（不図示）を配置し、エッチングされたキャップガラス（不図示）で封止することにより、発光装置を得る。
【００５０】
本実施例の周期構造は、発光領域には配置されず、非発光領域で、かつ、コンタクトホール部６０以外に配置されている。この構成により、光取り出し効率を向上させ、さらに、周期構造によって素子の外部に取り出される光の特性のバラツキを低減することができる。また、発光領域には周期構造を配置していないので、周期構造の凹凸による有機発光素子の発光への影響を軽減することができる。
【００５１】
＜実施例２＞
図５は、本実施例の発光装置の画素を示す鳥瞰概略図である。基本的な断面構成および製法は実施例１と同様である為、実施例１との相違点のみを説明する。実施例１では、各発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃの周囲２辺に周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃが配置されているが、本実施例では、各発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃの周囲４辺に周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃが配置されている。この場合、周期構造が発光領域を囲むように発光領域の周囲４辺に配置されるので、光取り出し効率が大きくなるとともに、指向性がつきにくくなる。
【００５２】
＜実施例３＞
図６は、本実施例の発光装置の画素を示す鳥瞰概略図である。実施例１、２では、各発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃの外側の非発光領域のみに周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃを配置したが、本実施例では、周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃが発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃにも配置されている。
【００５３】
また、この構成において、周期構造は、発光領域内の全域に形成されるようにしてもよいし、発光領域内の一部に形成されてもよく、発光領域内のどこに設けてもよい。
【００５４】
このように発光領域内にも周期構造を設ける場合には、周期構造によって素子の外部に取り出される光の強度が強くなり、光取り出し効率が向上する。さらに、周期構造の高さをそれぞれ１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下に設定するとすると、光取り出し効率が５％以上向上し、周期構造の凹凸による、発光領域から取り出される光の特性への影響が低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明における実施例１の発光装置を示す鳥瞰概略図である。
【図２】図１に示すＡ―Ａ´断面を示す断面概略図である。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ´断面を示す断面概略図である。
【図４】図２に示す一点破線で囲われた領域の拡大概略図である。
【図５】本発明における実施例２の発光装置を示す鳥瞰概略図である。
【図６】本発明における実施例３の発光装置を示す鳥瞰概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 基板
２０ 薄膜トランジスタ
３０ 平坦化層
４１ 反射層
４２ 第１電極
４３ 有機化合物層
４４ 第２電極
５０ 隔壁
６０ コンタクトホール部
７０ａ，７０ｂ，７０ｃ 周期構造
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 発光領域
１０１ 非発光領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄膜で自発光を特徴とした有機発光素子で構成される発光装置は、新方式のフラットパネルディスプレイとして応用されている。有機発光素子は、陽極と、陰極と、陽極と陰極の間に形成される有機化合物層とで構成されている。有機発光素子の発光は、陰極から電子を、陽極から正孔を、有機化合物層に注入し、有機化合物層中の発光層で励起子を生成させ、この励起子よって発光層内の分子が励起状態にされ、分子が励起状態から基底状態にもどる際に光が放出される原理を利用している。発光層は、蛍光性有機化合物若しくは燐光性有機化合物、量子ドットなどの発光性材料からなる。
【０００３】
アクティブマトリクス型の発光装置では、各有機発光素子を駆動させるための薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称す場合がある）が基板上に形成され、そのＴＦＴの上には平坦化層が形成される。この上に有機発光素子を構成する第１電極（陽極）、有機化合物層、第２電極（陰極）が、この順で形成される。また、一般的に、隣り合う有機発光素子の間には隔壁が設けられ、この隔壁の下には、平坦化層を貫いて、第１電極とＴＦＴとを電気的に接続するためのコンタクトホール部が形成されている。第１電極とＴＦＴが電気的に接続する構成は、導電性部材がコンタクトホール部に配置され、導電性部材が第１電極とＴＦＴに接する構成や、第１電極の一部がコンタクトホール部に配置され、第１電極の一部とＴＦＴが直接接する構成が挙げられる。よって、導電性部材あるいは第１電極の一部をコンタクトホール部に設ける際に、導電性部材あるいは第１電極の一部が断切れして第１電極とＴＦＴの電極とが電気的に非接続とならないように、コンタクトホール部には傾斜面が設けられている。
【０００４】
一方、発光装置の開発課題の一つとして、発光効率の向上が挙げられる。有機発光素子の構成は、陽極、発光層を含む有機化合物層、および陰極が、１次元的に積層された構成となっている。このとき、空気の屈折率（約１．０）よりも有機化合物層の各層の屈折率（約１．７〜１．９程度）の方が大きい。このため、発光層の内部から放出された光の大部分は、高屈折率から低屈折率へ変化する積層膜の界面で全反射されて、基板に水平な方向に伝播する導波光となり、素子内部に閉じ込められることになる。発光層の内部で発生した光のうち外部に取り出して利用できる光の割合（光取り出し効率）は、通常、約２０％程度でしかない。
【０００５】
よって、発光装置の発光効率を改善するためには、この光取り出し効率を向上することが重要である。特許文献１では、全反射を低減し、素子内部への光閉じ込めを抑制することを目的として、有機化合物層の上部や下部（光取り出し側やその反対側）に周期構造（例えば回折格子）を配置する方法が提案されている。
【０００６】
この周期構造の周期や高さなどを設定することによって、特定の取り出したい波長の光を選択的に素子から取り出すことができたり、取り出される光の方向を制御することができる。
【０００７】
さらに、有機化合物層の上部や下部に限らず、隣り合う素子の間にある隔壁の下に周期構造を配置して、隔壁内にまで伝播する光を素子の外部に取り出し、光取り出し効率を向上させる方法が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２８３７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、隔壁の下に周期構造を配置する場合、隔壁の下のコンタクトホール部の傾斜面に周期構造が配置されると、コンタクトホール部の傾斜面における周期構造の加工精度が低下して、その周期が乱されたり、その高さが均一でなくなってしまう。このため、コンタクトホール部に配置した周期構造によって、素子の外部に取り出される光の出射方向や波長は、取り出したい方向や波長からずれてしまう。つまり、コンタクトホール部に配置した周期構造によって取り出される光の特性は、取り出したい光の特性や他の領域に設けた周期構造によって素子の外部に取り出される光の特性とは異なってしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み、光取り出し効率を向上させ、周期構造によって素子の外部に取り出される光の特性のバラツキを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための手段として、本発明に係る発光装置は、基板上に配置される薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタ上を平坦化する平坦化層と、平坦化層上に配置される発光素子と、を有し、発光素子が、基板側から順に第１電極、発光層、第２電極を有している発光装置であって、記第１電極と第２電極の間に電圧を印加することによって発光層が発光する発光領域と、発光領域の外側に位置する非発光領域と、を有し、発光層で発生し、基板の面内方向に導波する光を発光素子の外部に取り出すための周期構造と、平坦化層を貫き、薄膜トランジスタと第１電極を電気的に接続するためのコンタクトホール部と、が前記非発光領域に配置され、周期構造は、コンタクトホール部に配置されていないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、周期構造によって、発光装置の光取り出し効率が向上し、かつ、その周期構造がコンタクトホール部に配置されているので、素子の外部に取り出される光の特性のバラツキを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の原理を構成例に基づいて説明する。なお、本発明の発光装置を構成する発光素子は、有機発光素子を例示して説明するが、無機発光素子やＱＤ−ＬＥＤ発光素子などで構成してもよい。
【００１３】
本発明では、有機発光素子の光取り出し効率を向上させるために、周期構造が構成される。ここで言う周期構造は、発光領域内の発光層で発生した光のうち、有機発光素子の面内方向に導波する光を有機発光素子の外部に取り出すための構造である。なお、発光領域とは、基板に垂直な方向において、有機層を挟む２つの電極のうち、一方の電極を他方の電極に投影させたときに重なる領域であって、この２つの電極の間に隔壁が形成されていない領域を指す。一方、非発光領域は、基板に垂直な方向において、有機層を挟む２つの電極のうち、一方の電極を他方の電極に投影させたときに重ならない領域、または、この２つの電極の間に隔壁が形成されている領域である。
【００１４】
本発明の発光装置を模式的に表した鳥瞰概略図を図１に、図１中のＡ−Ａ´断面概略図を図２に、図１中のＢ−Ｂ´断面外略図を図３に示す。また、図４は、図２に記した一点破線で囲った部分の拡大概略図である。図２、図３において、１０は基板であり、基板１０上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０が配置され、ＴＦＴ２０の上を平坦化する平坦化層３０が配置されている。さらに、平坦化層３０の上には反射層４１があり、反射層４１の上に、基板側から順に配置される、第１電極４２と、発光層を有する有機化合物層４３と、第２電極４４とからなる有機発光素子（以下、素子と称す場合がある）が設けられている。この有機発光素子の、第１電極（陽極）４２と第２電極（陰極）４４との間に電圧を印加すると、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子が、有機化合物層４３内に注入される。この正孔と電子が有機化合物層４３内の発光層で再結合し、励起子を生成し、この励起子よって発光層内の分子が励起状態にされ、この分子が励起状態から基底状態にもどる際に発光層から光が放出される原理により、有機発光素子は発光することができる。
【００１５】
また、図２、図３において、発光領域１００ｂの外側には、隔壁５０が設けられ、この隔壁５０が形成されている領域が非発光領域１０１となる。また、図２で示すように、この隔壁５０の下側、つまり非発光領域１０１に、素子の第１電極４２とＴＦＴ２０とを電気的に接続するためのコンタクトホール部６０が平坦化層３０を貫くように設けられている。さらに本発明の発光装置においては、図１、図３で示すように、発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃそれぞれの外側の非発光領域１０１には、反射層４１と一体で形成される周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃが配置されている。なお、図１では見やすくするために隔壁５０等が省略されている。
【００１６】
また、図２に示すように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０は、ソース・ドレイン絶縁層２１、層間絶縁層２２、ゲート絶縁層２３、ソース電極（またはドレイン電極）２４、ゲート電極２５、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ２６で構成されている。
【００１７】
そして、ＴＦＴ２０と第１電極４２は、平坦化層３０を貫いて形成されているコンタクトホール部６０を介して、電気的に接続されている。より詳しくは、ＴＦＴ２０のソース電極（またはドレイン電極）２４と反射層４１の一部がコンタクトホール部６０で接して形成される構成を採ることで、反射層４１と接して形成される第１電極４２とＴＦＴ２０が電気的に接続されている。なお、反射層４１を介さず、第１電極４２とＴＦＴ２０のソース電極（またはドレイン電極）２４と直接接する構成を採ってもよい。
【００１８】
図３で示す周期構造は、凸部が面内に周期的に形成された構造を指しているが、凹部、あるいは、凹部と凸部の両方が面内に周期的に形成された構造であってもよい。また、周期構造の凹部、凸部は、図３に示すように直角の頂点を有するテーパ構造である必要はなく、順テーパ構造、逆テーパ構造等様々な構造にすることができる。また、周期構造は、完全に周期的である必要はなく、略周期的であればよく、準結晶構造やフラクタル構造、連続的に周期が変化する構造、若しくはこれらを組み合わせたものでもよい。
【００１９】
また、周期構造は、反射層４１と同じ材料で反射層４１と一体で形成しているが、反射層４１と異なる材料で一体に形成しない構成でもよく、金属や誘電体もしくはこれらの組み合わせでもよい。周期構造の材料としては、金属であれば、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ、誘電体ならば、酸化珪素等を用いることができる。さらに、周期構造の表面は、絶縁層、光透過性電極や他の層などにより、平坦化されてもよいし、されなくてもよい。さらに、周期構造は、１次元方向に周期をもった１次元周期構造であってもよいし、２次元方向に周期をもった２次元周期構造でもよいし、さらに、２次元周期構造を積層し３次元周期構造としてもよい。
【００２０】
基板１０としては、特に限定するものではないが、金属、セラミックス、ガラス、石英等が用いられる。また、プラスティックシート等のフレキシブルシートを用いたフレキシブルな発光装置とすることも可能である。
【００２１】
反射層４１としては、第１電極４２との界面における反射率が少なくとも５０％以上、好ましくは、８０％以上となる材料からなる層が望ましい。その条件を満たす材料としては、例えば、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ等の金属や、それらの合金が挙げられる。また、反射層４１が金属のような導電性部材で構成される必要はなく、誘電体多層膜ミラーのような絶縁性部材を反射層として用いることもできる。
【００２２】
第１電極４２としては、酸化物導電膜、具体的には、酸化インジウムと酸化錫の化合物膜（ＩＴＯ）や、酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物膜（ＩＺＯ）等を用いることができる。また、第１電極４２は反射層４１と同じ材料を用いることができ、この場合には、反射層４１を設けずに、第１電極４２を反射層を兼ねる電極とすることができる。
【００２３】
有機化合物層４３を構成する有機化合物としては、低分子材料で構成されても、高分子材料で構成されても、両者を用いて構成されてもよく、特に限定されるものではない。必要に応じてこれまで知られている材料を使用できる。
【００２４】
また、有機化合物層４３は、単層型（発光層）、２層型（正孔輸送層／発光層）、３層型（正孔輸送層／発光層／電子輸送層）、４層型（正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層）、５層型（正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層）のいずれの構成でもよい。この有機化合物層の層数や積層順は、電極の構成によって適宜決定される。
【００２５】
有機化合物層４３を構成する層は、一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマ、あるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、インクジェット法等）により形成される。
【００２６】
第２電極４４は、発光層で発光した光を素子から取り出すために光透過性を有している必要がある。なお、光透過性を有するとは、可視光に対して５０％以上の透過率を有していることである。このような第２電極４４としては、第１電極４２と同様の酸化物導電膜を用いることができる他、銀などの金属薄膜を用いることができる。さらに、第２電極４４は、酸化物導電膜と金属薄膜の２層構成であっても良い。第２電極４４の膜厚としては、光透過性を有していれば特に限定されないが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲で設定されると、電極のシート抵抗と透過率の観点から望ましい。
【００２７】
平坦化層３０としては、フッ素樹脂やアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機材料、または、ＳｉＯ２や酸化窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）等の無機材料を用いることができ、スピンコーティング法などの公知の方法で形成することができる。
【００２８】
また、平坦化層３０の膜厚は、０．５μｍ（５００ｎｍ）以上であることが好ましい。これは、平坦化層３０の下に配置されているＴＦＴや配線による影響により、平坦化層３０と反射層４１との界面に図４に示すような傾斜部分８０が表れ、この傾斜部分８０の傾斜角度θ（図４参照）が１０°以下となるようにするためである。この傾斜角度θが１０°以下であれば、この傾斜部分８０の上に形成される有機発光素子の発光にほとんど影響せず、さらに、周期構造が傾斜部分８０の上に形成されても、周期構造の周期や高さが略均一となる。また、平坦化層３０の膜厚は、薄型の発光装置を得る上で１０μｍ以下であることが望ましく、より好ましくは５μｍ以下がよい。
【００２９】
また、傾斜部分８０を除く平坦化層３０と反射層４１との面は、その中心線平均粗さＲａが１０ｎｍ以下であることが好ましく、この場合には、平坦化層３０と反射層４１との面の粗さが、周期構造の周期や高さに影響を与えることがほとんどない。
【００３０】
隔壁５０としては、絶縁性部材であれば特に限定されないが、平坦化層３０と同じ材料を用いることができる。また、隔壁５０の膜厚は、第１電極４２と第２電極４４とが電気的に接続されなければ特に限定されないが、１μｍ以上であることが好ましい。一方、隔壁５０の膜厚は１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下であれば、薄型の発光装置を得られるのでよい。この隔壁５０は、フォトリソグラフィーなどの公知の方法で形成される。
【００３１】
上述したように、発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃからの発光光の多くは、基板に水平な面内方向に伝播する導波光となる。この導波光の一部を周期構造で回折や屈折によって、素子の外部に取り出す光とすることで光取り出し効率を向上させる。また、周期構造の周期や高さを調整することで、素子の外部に取り出される光は正面方向に対して均一に出射されること、または、正面方向により強く指向性を持たせることで正面における輝度を向上させることができる。このとき、素子の外部に取り出される光の出射方向が不均一になると、正面における輝度や色にムラが生じたり、輝度や色の視野角特性に影響を与えたりする。このため、周期構造は略均一の周期で、略均一の高さに形成されることが望ましい。
【００３２】
図３のように、周期構造７０ｂはＴＦＴ２０や配線（不図示）の凹凸を平坦化する平坦化層３０上に形成されている。また、図２、図４のように、ソース電極（またはドレイン電極）２４と反射層４１はコンタクトホール部６０で段切れすることなく電気的に接続されるように、コンタクトホール部６０は傾斜面を有している。このコンタクトホール部６０の傾斜面の傾斜角度φは、３０°以上５０°以下となることが一般的である。一般的に、この傾斜角度φが３０°より小さくなると、コンタクトホール部６０が大きくなり、それを覆う隔壁５０の形成される領域、つまり、非発光領域１０１が大きくなり、発光領域が小さくなってしまう。また、傾斜角度φが５０°より大きくなると、反射層４１がコンタクトホール部６０で断切れする可能性が高くなり、第１電極４２とＴＦＴ２０とが電気的に接続されなくなる恐れがある。
【００３３】
このコンタクトホール部６０の傾斜面に周期構造を配した場合、周期構造の加工精度が低下するので、周期構造の周期が乱れたり、高さが均一でなくなる。そのため、周期構造によって素子の外部に取り出される光の出射方向、出射強度、波長依存性等が、発光領域から取り出される光、または、コンタクトホール部６０に配置されていない周期構造によって取り出される光のものとは異なってしまう。そこで、図１のように、本発明の周期構造７０ｂは、コンタクトホール部６０に配置せずに、発光領域１００ｂの長辺２辺の外側の非発光領域１０１に配置することで、周期構造によって素子の外部に取り出される光の特性がばらつくことを抑制している。
【００３４】
なお、取り出される光の特性とは、取り出される光の発光強度や波長依存性、出射方向、視野角依存性などである。
【００３５】
また、周期構造７０ａ，７０ｃもそれぞれ、発光領域１００ａ，１００ｂの長辺２辺の外側の非発光領域１０１に配置されている。
【００３６】
発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、全て同じ色を発光してもいいし、互いに異なる色を発光してもよい。つまり、各発光領域を構成する有機発光素子の発光層が全て同じ色を発光する材料で構成されていても良いし、それぞれ異なる色を発光する材料で構成されても良い。また各発光領域が互いに異なる色を発光する場合、それぞれの発光領域外に配置される周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃの周期、高さ等の形状は、それぞれが対応する発光領域からの色の波長に合わせて、それぞれ異なる形状としても良い。また、周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃは発光効率向上の効果を最も期待する色に適した形状で、均一に形成されも良い。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の発光装置の構成および製造方法を実施例として説明するが、本発明は本実施例によって何ら限定されるものではない。
【００３８】
＜実施例１＞
図１、図２、図３に示す構成の発光装置を以下に示す方法で作製する。つまり、本実施例の発光装置は、複数の画素を有し、各画素が赤を発光する発光素子（以下Ｒ素子と称す）、緑を発光する発光素子（以下Ｇ素子と称す）、青を発光する発光素子（以下Ｂ素子と称す）、つまり赤、緑、青の３色の副画素からなる発光装置である。本実施例では、図１の３つの副画素（発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃ）は左から、Ｒ素子、Ｇ素子、Ｂ素子で構成されているが、画素内の３色の素子の配置位置はどのようであってもよい。また、特に本実施例の発光装置は、フルカラーの表示装置として好ましく適用することができる。
【００３９】
まず、基板１０としてのガラス基板上に、低温Ｐｏｌｙ−ＳｉからなるＴＦＴ２０が形成され、その上にアクリル樹脂からなる平坦化層３０が１．５μｍの膜厚で形成される。
【００４０】
次に、ＴＦＴ２０の電極が露出するように、平坦化層３０をエッチングすることによって、コンタクトホール部６０が形成される。
【００４１】
また、この平坦化層３０上に、反射層４１として、スパッタリングによりＡｇ合金が約１５０ｎｍの膜厚で形成される。Ａｇ合金からなる反射層４１は、可視光の波長域（λ＝３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で分光反射率７５％以上の高反射率を有している。このとき、反射層４１は、コンタクトホール部６０内の露出しているＴＦＴ２０の電極と接するようにコンタクトホール部６０内まで形成される。
【００４２】
この反射層４１上に、まず、ポジ型のレジストをスピンコートしプリベークを行う。その後、正方格子の周期構造のパターンを露光し、現像、ポストベークを行い、レジストパターンを形成する。この際、周期構造は、コンタクトホール部６０内の反射層４１上には形成されない。
【００４３】
次に、ＩＺＯのリフトオフ加工により、各周期構造の凹状に窪んだエッチング部分を平坦化する。まず、レジストパターンを残した状態で、スパッタリングにより透明導電性材料のＩＺＯが４０ｎｍの膜厚で形成される。エッチング部分ではＡｇ合金上にＩＺＯが、エッチング部分以外ではレジスト上にＩＺＯが形成される。その後、レジストをレジスト上のＩＺＯごと取り除いて平坦化する。この上に、スパッタリングによりＩＺＯを２０ｎｍの膜厚で形成して、第１電極４２のパターニングをし、フォトニック結晶（周期構造）付きの陽極を形成する。
【００４４】
エッチング加工により、反射層４１の表面に周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃが形成される。本実施例では、Ｒ素子の発光領域１００ａの外側に配置される周期構造７０ａは、周期３４５ｎｍ、凸部の最上面の一辺の長さ２００ｎｍ、エッチング深さ（周期構造の凸部の高さ）４０ｎｍで形成される。Ｇ素子の周期構造７０ｂは周期２５０ｎｍ、凸部の最上面の一辺の長さ１４０ｎｍ、エッチング深さ４０ｎｍで形成される。Ｂ素子の周期構造７０ｃは周期２００ｎｍ、凸部の最上面の一辺の長さ１４５ｎｍ、エッチング深さ４０ｎｍで形成される。各素子の周期構造の周期等は、各素子から取り出される光の特性が、取り出したい光の特性となるように設定されている。
【００４５】
さらに、酸化窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）を３２０ｎｍの膜厚で形成した後、各副画素に発光領域となる開口部をエッチングする。これにより、開口部（発光領域）外の周期構造の上に隔壁５０が配置された構成となる。
【００４６】
これをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄し、次いで、煮沸洗浄後乾燥する。その後、ＵＶ／オゾン洗浄してからＲ素子、Ｇ素子、Ｂ素子それぞれの有機化合物層４３を真空蒸着により形成する。各素子の有機化合物層４３の各層は、発光層のみ異なる材料で形成されるが、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層は同じ材料で形成される。
【００４７】
有機化合物層４３を形成した基板１０を、真空を破ること無しにスパッタ装置に移動し、第２電極４４として、スパッタリングによりＡｇ合金を２４ｎｍの膜厚で形成する。
【００４８】
さらに、誘電体層（不図示）として、スパッタリングにより酸化珪素が２９０ｎｍの膜厚で形成される。
【００４９】
さらに、発光装置の周辺部に吸湿剤（不図示）を配置し、エッチングされたキャップガラス（不図示）で封止することにより、発光装置を得る。
【００５０】
本実施例の周期構造は、発光領域には配置されず、非発光領域で、かつ、コンタクトホール部６０以外に配置されている。この構成により、光取り出し効率を向上させ、さらに、周期構造によって素子の外部に取り出される光の特性のバラツキを低減することができる。また、発光領域には周期構造を配置していないので、周期構造の凹凸による有機発光素子の発光への影響を軽減することができる。
【００５１】
＜実施例２＞
図５は、本実施例の発光装置の画素を示す鳥瞰概略図である。基本的な断面構成および製法は実施例１と同様である為、実施例１との相違点のみを説明する。実施例１では、各発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃの周囲２辺に周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃが配置されているが、本実施例では、各発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃの周囲４辺に周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃが配置されている。この場合、周期構造が発光領域を囲むように発光領域の周囲４辺に配置されるので、光取り出し効率が大きくなるとともに、指向性がつきにくくなる。
【００５２】
＜実施例３＞
図６は、本実施例の発光装置の画素を示す鳥瞰概略図である。実施例１、２では、各発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃの外側の非発光領域のみに周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃを配置したが、本実施例では、周期構造７０ａ，７０ｂ，７０ｃが発光領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃにも配置されている。
【００５３】
また、この構成において、周期構造は、発光領域内の全域に形成されるようにしてもよいし、発光領域内の一部に形成されてもよく、発光領域内のどこに設けてもよい。
【００５４】
このように発光領域内にも周期構造を設ける場合には、周期構造によって素子の外部に取り出される光の強度が強くなり、光取り出し効率が向上する。さらに、周期構造の高さをそれぞれ１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下に設定するとすると、光取り出し効率が５％以上向上し、周期構造の凹凸による、発光領域から取り出される光の特性への影響が低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明における実施例１の発光装置を示す鳥瞰概略図である。
【図２】図１に示すＡ―Ａ´断面を示す断面概略図である。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ´断面を示す断面概略図である。
【図４】図２に示す一点破線で囲われた領域の拡大概略図である。
【図５】本発明における実施例２の発光装置を示す鳥瞰概略図である。
【図６】本発明における実施例３の発光装置を示す鳥瞰概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 基板
２０ 薄膜トランジスタ
３０ 平坦化層
４１ 反射層
４２ 第１電極
４３ 有機化合物層
４４ 第２電極
５０ 隔壁
６０ コンタクトホール部
７０ａ，７０ｂ，７０ｃ 周期構造
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 発光領域
１０１ 非発光領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの上を平坦化する平坦化層と、前記平坦化層の上に配置される発光素子と、を有し、
前記発光素子が、前記基板側から順に第１電極、発光層、第２電極を有している発光装置であって、
前記第１電極と前記第２電極の間に電圧を印加することによって発光層が発光する発光領域と、前記発光領域の外側に位置する非発光領域と、を有し、
前記発光層で発生し、前記基板の面内方向に導波する光を前記発光素子の外部に取り出すための周期構造と、前記平坦化層を貫き、前記薄膜トランジスタと前記第１電極とを電気的に接続するためのコンタクトホール部とが前記非発光領域に配置され、
前記周期構造は、前記コンタクトホール部に配置されていないことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記周期構造が前記発光領域にも配置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】
前記周期構造の高さが１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下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】
前記周期構造が前記非発光領域にのみ配置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５】
前記周期構造が前記発光領域を囲むように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項１】
基板上に配置される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの上を平坦化する平坦化層と、前記平坦化層の上に配置される発光素子と、を有し、
前記発光素子が、前記基板側から順に第１電極、発光層、第２電極を有している発光装置であって、
前記第１電極と前記第２電極の間に電圧を印加することによって発光層が発光する発光領域と、前記発光領域の外側に位置する非発光領域と、を有し、
前記発光層で発生し、前記基板の面内方向に導波する光を前記発光素子の外部に取り出すための周期構造と、前記平坦化層を貫き、前記薄膜トランジスタと前記第１電極とを電気的に接続するためのコンタクトホール部とが前記非発光領域に配置され、
前記周期構造は、前記コンタクトホール部に配置されていないことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記周期構造が前記発光領域にも配置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】
前記周期構造の高さが１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下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】
前記周期構造が前記非発光領域にのみ配置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５】
前記周期構造が前記発光領域を囲むように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１４６９１９（Ｐ２０１０−１４６９１９Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２４４８２（Ｐ２００８−３２４４８２）
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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