発光装置
【課題】光の取り出し効率を向上させる。
【解決手段】実施形態に係る発光装置は、基板ＳＵＢと、前記基板ＳＵＢの上方に位置し、前面電極ＣＴＤと背面電極ＡＮＤとそれらの間に介在すると共に発光層ＥＭＴを含んだ有機物層ＯＲＧとを備えた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと、前記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを間に挟んで前記基板ＳＵＢと向き合い、格子の格子点に対応して配列した複数の光透過性部を含んだ格子層ＧＬと、前記格子層ＧＬを被覆して前記複数の光透過性部間の隙間を埋め込んだ光透過性層ＬＨとを備えた回折格子ＤＧＴとを具備したことを特徴とする。
【解決手段】実施形態に係る発光装置は、基板ＳＵＢと、前記基板ＳＵＢの上方に位置し、前面電極ＣＴＤと背面電極ＡＮＤとそれらの間に介在すると共に発光層ＥＭＴを含んだ有機物層ＯＲＧとを備えた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと、前記有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを間に挟んで前記基板ＳＵＢと向き合い、格子の格子点に対応して配列した複数の光透過性部を含んだ格子層ＧＬと、前記格子層ＧＬを被覆して前記複数の光透過性部間の隙間を埋め込んだ光透過性層ＬＨとを備えた回折格子ＤＧＴとを具備したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に係り、特には有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を含んだ発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子の輝度は、これに流す電流の大きさに応じて増加する。しかしながら、電流密度を高めると、消費電力が大きくなるのに加え、有機ＥＬ素子の寿命が著しく短くなる。したがって、高輝度、低消費電力、長寿命を同時に実現するには、発光層が放出する光を装置の外部へとより効率的に取り出すこと，すなわち光の取り出し効率を向上させること，が重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６３８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、光の取り出し効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面によると、基板と、前記基板上に配置され、前面電極と背面電極とそれらの間に介在すると共に発光層を含んだ有機物層とを備えた有機ＥＬ素子と、前記基板と前記有機ＥＬ素子との間又は前記有機ＥＬ素子上に配置された回折格子とを具備したことを特徴とする発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一態様に係る発光装置を概略的に示す平面図。
【図２】図１の装置に採用可能な構造の第１例を概略的に示す断面図。
【図３】図１の装置に採用可能な構造の第２例を概略的に示す断面図。
【図４】図１の装置に採用可能な構造の第３例を概略的に示す断面図。
【図５】図１の装置に採用可能な構造の第４例を概略的に示す断面図。
【図６】図１の装置に採用可能な構造の第５例を概略的に示す断面図。
【図７】図１の装置に採用可能な構造の第６例を概略的に示す断面図。
【図８】図１の装置に採用可能な構造の第７例を概略的に示す断面図。
【図９】図１の装置に採用可能な構造の第８例を概略的に示す断面図。
【図１０】図１の装置に採用可能な構造の第９例を概略的に示す断面図。
【図１１】図１の装置に採用可能な構造の第１０例を概略的に示す断面図。
【図１２】図１の装置に採用可能な構造の第１１例を概略的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【０００９】
図１は、本発明の一態様に係る発光装置を概略的に示す平面図である。なお、図１では、一例として、発光装置を表示装置に適用している。
【００１０】
図１の表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した有機ＥＬ表示装置である。この表示装置は、表示パネルＤＰと、映像信号線ドライバＸＤＲと、走査信号線ドライバＹＤＲとを含んでいる。
【００１１】
表示パネルＤＰは、ガラス基板などの絶縁基板ＳＵＢを含んでいる。基板ＳＵＢ上では、複数の画素ＰＸがマトリクス状に配列している。
【００１２】
基板ＳＵＢ上には、走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２と、映像信号線ＤＬとが配置されている。走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２は、画素ＰＸの行に沿ったＸ方向に延びており、画素ＰＸの列に沿ったＹ方向に交互に配列している。映像信号線ＤＬは、Ｙ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２は、走査信号線ドライバＹＤＲに接続されている。映像信号線ＤＬは、映像信号線ドライバＸＤＲに接続されている。
【００１３】
基板ＳＵＢ上には、電源線ＰＳＬがさらに配置されている。電源線ＰＳＬは、例えば、走査信号線ドライバＹＤＲ又は映像信号線ドライバＸＤＲに接続する。
【００１４】
各画素ＰＸは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと、駆動トランジスタＤＲと、出力制御スイッチＳＷａと、選択用スイッチＳＷｂと、ダイオード接続スイッチＳＷｃと、キャパシタＣとを含んでいる。図１では、一例として、駆動トランジスタＤＲ及びスイッチＳＷａ乃至ＳＷｃにｐチャネル薄膜トランジスタを使用している。
【００１５】
駆動トランジスタＤＲとスイッチＳＷａと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとは、電源線ＰＳＬ上の第１電源端子ＮＤ１と第２電源端子ＮＤ２との間で、この順に直列に接続されている。スイッチＳＷａのゲートは、走査信号線ＳＬ１に接続されている。なお、図１の例では、電源端子ＮＤ１は、電源端子ＮＤ２と比較してより高い電位に設定する。
【００１６】
スイッチＳＷｂは、駆動トランジスタＤＲのドレインと映像信号線ＤＬとの間に接続されている。スイッチＳＷｃは、駆動トランジスタＤＲのドレインとゲートとの間に接続されている。スイッチＳＷｂ及びＳＷｃのゲートは、走査信号線ＳＬ２に接続されている。
【００１７】
キャパシタＣは、駆動トランジスタＤＲのゲートと定電位端子との間に接続されている。図１では、一例として、この定電位端子として電源端子ＮＤ１を利用している。
【００１８】
図２は、図１の装置に採用可能な構造の第１例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が上面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００１９】
図２では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、陽極ＡＮＤと、陰極ＣＴＤと、それらの間に介在した有機物層ＯＲＧとを含んでいる。
【００２０】
陽極ＡＮＤは、光透過性の背面電極である。陽極ＡＮＤの材料としては、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）などの透明導電性酸化物を使用することができる。陽極ＡＮＤは、図１に示すスイッチＳＷａのドレインに接続される。
【００２１】
陰極ＣＴＤは、光透過性の前面電極である。図２では、一例として、陰極ＣＴＤは第１層Ｌ１及び第２層Ｌ２を含んでいる。第１層Ｌ１の材料としては、例えば、マグネシウムと銀との合金などの金属材料を使用することができる。第２層Ｌ２の材料としては、例えば、ＩＴＯなどの透明導電性酸化物を使用することができる。陰極ＣＴＤは、図１に示す電源端子ＮＤ２に接続される
有機物層ＯＲＧは、発光層ＥＭＴを含んでいる。図２では、一例として、有機物層ＯＲＧは正孔輸送層ＨＴ及び電子輸送層ＥＴをさらに含んでいる。発光層ＥＭＴは、例えば、発光色が赤色、緑色、又は青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。正孔注入層ＨＴは、発光層ＥＭＴと陽極ＡＮＤとの間に介在している。電子輸送層ＥＴは、発光層ＥＭＴと陰極ＣＴＤとの間に介在している。
【００２２】
発光層ＥＭＴと正孔輸送層ＨＴとの間には、電子ブロッキング層を挿入してもよい。発光層ＥＭＴと電子輸送層ＥＴとの間には、正孔ブロッキング層を挿入してもよい。
【００２３】
また、正孔輸送層ＨＴと陽極ＡＮＤとの間には、正孔注入層として、例えば銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）層又はアモルファスカーボン（α−Ｃ）層を挿入してもよい。電子輸送層ＥＴと陰極ＣＴＤとの間には、電子注入層として、例えば弗化リチウム（ＬｉＦ）層又は弗化セシウム（ＣｓＦ）層と弗化リチウム層との積層体を挿入してもよい。
【００２４】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと基板ＳＵＢとの間には、反射型回折格子ＤＧＲが介在している。反射型回折格子ＤＧＲは、反射層ＲＥＦと、高屈折率格子層ＧＨと、低屈折率層ＬＬとを含んでいる。
【００２５】
反射層ＲＥＦは、基板ＳＵＢ上に形成されている。反射層ＲＥＦとしては、例えば、アルミニウム層及び銀層などの金属材料層を使用することができる。反射層ＲＥＦとして、屈折率が異なる誘電体膜を重ねてなる多層膜を使用してもよい。
【００２６】
高屈折率格子層ＧＨは、パターニングされた光透過性層である。例えば、高屈折率格子層ＧＨは、格子，例えば正方格子又は三角格子，の格子点に対応して配列した複数の光透過性部からなる。高屈折率格子層ＧＨの屈折率は、典型的には、発光層ＥＭＴの屈折率と等しいか又はそれよりも大きい。高屈折率格子層ＧＨの材料としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮx）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ＩＴＯ、ＩＺＯ（indium zinc oxide）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）などを使用することができる。
【００２７】
高屈折率格子層ＧＨは、例えば、反射層ＲＥＦ上に光透過性層を連続膜として形成し、これをパターニングすることにより得られる。このパターニングは、例えば、連続膜としての光透過性層上にマスクパターンを形成し、このマスクパターンをエッチングマスクとして利用して光透過性層をエッチングすることにより行う。マスクパターンは、例えば、フォトリソグラフィ又はナノインプリントを利用して形成することができる。
【００２８】
低屈折率層ＬＬは、反射層ＲＥＦと高屈折率格子層ＧＨとを被覆している。低屈折率層ＬＬは、連続膜としての光透過性層である。低屈折率層ＬＬは、高屈折率格子層ＧＨと比較して屈折率がより小さい。典型的には、低屈折率層ＬＬの屈折率は、発光層ＥＭＴの屈折率よりも小さい。低屈折率層ＬＬの材料としては、例えば、酸化珪素（ＳｉＯx)、アクリル樹脂、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂などを使用することができる。低屈折率層ＬＬの材料に透明無機材料を使用した場合、例えば、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）により透明無機材料からなる層を形成し、その後、この層に対してＣＭＰ（chemical mechanical polishing）などの平坦化プロセスを実施することにより、反射型回折格子ＤＧＲの上面を平坦化することができる。低屈折率層ＬＬの材料に透明樹脂を使用した場合、平坦化プロセスなしで、反射型回折格子ＤＧＲの上面を平坦化することができる。
【００２９】
図２の構造を採用すると、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、反射型回折格子ＤＧＲによって回折する。それゆえ、高屈折率格子層ＧＨを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図２の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００３０】
図３は、図１の装置に採用可能な構造の第２例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が上面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００３１】
図３の構造は、以下を除いて図２の構造と同様である。すなわち、図３では、図２の高屈折率格子層ＧＨ及び反射層ＲＥＦの代わりに、反射格子層ＧＲを使用している。
【００３２】
反射格子層ＧＲは、基板ＳＵＢ上に形成されている。反射格子層ＧＲとしては、例えば、アルミニウム層及び銀層などの金属材料層を使用することができる。
【００３３】
反射格子層ＧＲの上面には、凸パターンが形成されている。例えば、この凸パターンは、格子，例えば正方格子又は三角格子，の格子点に対応して配列した複数の凸部からなる。
【００３４】
反射格子層ＧＲの凸パターンは、例えば、金属材料層を連続膜として形成し、この表面をパターニングすることにより得られる。このパターニングは、例えば、金属材料層上にマスクパターンを形成し、このマスクパターンをエッチングマスクとして利用して金属材料層をエッチングすることにより行う。マスクパターンは、例えば、フォトリソグラフィ又はナノインプリントを利用して形成することができる。
【００３５】
図３の構造を採用した場合も、図２の構造を採用した場合と同様、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、反射型回折格子ＤＧＲによって回折する。それゆえ、反射格子層ＧＲの上面に凸パターンを形成しない場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図３の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００３６】
図４は、図１の装置に採用可能な構造の第３例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が上面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００３７】
図４の構造は、以下を除いて図２の構造と同様である。すなわち、図４では、高屈折率格子層ＧＨ及び低屈折率層ＬＬを、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと反射層ＲＥＦとの間に配置する代わりに、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ上に配置している。そして、反射層ＲＥＦと高屈折率格子層ＧＨと低屈折率層ＬＬとで反射型回折格子ＤＧＲを形成する代わりに、高屈折率格子層ＧＨと低屈折率層ＬＬとで透過型回折格子ＤＧＴを形成している。
【００３８】
なお、図４では、高屈折率格子層ＧＨの開口部が低屈折率層ＬＬに相当しており、これら開口部は空気などの気体で満たされているか又は真空である。低屈折率層ＬＬの材料として、例えば、図２を参照しながら説明した材料を使用してもよい。
【００３９】
図４の構造を採用した場合、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、透過型回折格子ＤＧＴによって回折する。それゆえ、透過型回折格子ＤＧＴを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図４の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４０】
図５は、図１の装置に採用可能な構造の第４例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が上面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００４１】
図５の構造は、以下を除いて図２の構造と同様である。すなわち、図５の構造では、高屈折率格子層ＧＨ及び低屈折率層ＬＬの代わりに、低屈折率格子層ＧＬ及び高屈折率層ＬＨをそれぞれ使用している。
【００４２】
低屈折率格子層ＧＬは、パターニングされた光透過性層である。例えば、低屈折率格子層ＧＬは、格子，例えば正方格子又は三角格子，の格子点に対応して配列した複数の光透過性部からなる。低屈折率格子層ＧＨの屈折率は、典型的には、発光層ＥＭＴの屈折率よりも小さい。低屈折率格子層ＧＨの材料としては、例えば、酸化珪素、アクリル樹脂、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂などを使用することができる。
【００４３】
低屈折率格子層ＧＬは、例えば、反射層ＲＥＦ上に光透過性層を連続膜として形成し、これをパターニングすることにより得られる。このパターニングは、例えば、連続膜としての光透過性層上にマスクパターンを形成し、このマスクパターンをエッチングマスクとして利用して光透過性層をエッチングすることにより行う。マスクパターンは、例えば、フォトリソグラフィ又はナノインプリントを利用して形成することができる。
【００４４】
高屈折率層ＬＨは、反射層ＲＥＦと低屈折率格子層ＧＬとを被覆している。高屈折率層ＬＨは、連続膜としての光透過性層である。高屈折率層ＬＨは、低屈折率格子層ＧＬと比較して屈折率がより大きい。典型的には、高屈折率層ＬＨの屈折率は、発光層ＥＭＴの屈折率と等しいか又はそれよりも大きい。
【００４５】
高屈折率層ＬＨの材料としては、例えば、窒化珪素、酸化チタン、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化ジルコニウムなどを使用することができる。高屈折率層ＬＨの材料として、高屈折率微粒子を添加した透明樹脂を使用してもよい。高屈折率微粒子としては、例えば、酸化チタン微粒子及び酸化ジルコニウム微粒子を使用することができる。透明樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂などを使用することができる。高屈折率層ＬＨの材料に透明無機材料を使用した場合、例えば、ＣＶＤにより透明無機材料からなる層を形成し、その後、この層に対してＣＭＰなどの平坦化プロセスを実施することにより、反射型回折格子ＤＧＲの上面を平坦化することができる。高屈折率層ＬＨの材料に高屈折率微粒子を添加した透明樹脂を使用した場合、平坦化プロセスなしで、反射型回折格子ＤＧＲの上面を平坦化することができる。
【００４６】
図５の構造を採用すると、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、反射型回折格子ＤＧＲによって回折する。それゆえ、低屈折率格子層ＧＬを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図５の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４７】
図６は、図１の装置に採用可能な構造の第５例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が上面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００４８】
図６の構造は、以下を除いて図５の構造と同様である。すなわち、図６の構造では、高屈折率層ＬＨを省略している。
【００４９】
低屈折率格子層ＧＬは、凸パターンを形成している。そのため、高屈折率層ＬＨを省略すると、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、凸パターンが形成された表面上に形成される。それゆえ、凸パターンの開口部は、例えば、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの一部で埋め込まれる。図６では、一例として、凸パターンの開口部は、例えば、陽極ＡＮＤと正孔輸送層ＨＴとからなる光透過層ＬＨ’で埋め込まれている。図６の構造では、この光透過層ＬＨ’が、図５の高屈折率層ＬＨと同様の役割を果たす。
【００５０】
なお、図６では、正孔輸送層ＨＴの上面には、低屈折率格子層ＧＬが形成する凸パターンに対応した凸パターンが形成されている。塗布法によって正孔輸送層ＨＴを形成する場合，例えばポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などの正孔輸送材料を含んだ塗工液を用いて正孔輸送層ＨＴを形成する場合，には、正孔輸送層ＨＴの上面に凸パターンが生じるのを防止又は抑制できる。また、蒸着法によって正孔輸送層ＨＴを形成する場合，例えばＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）又はＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）などの正孔輸送材料を蒸着して正孔輸送層ＨＴを形成する場合には、蒸着による成膜の後に、リフロー（或いはアニール）を行うと、正孔輸送層ＨＴの上面に凸パターンが生じるのを防止又は抑制できる。
【００５１】
図６の構造を採用すると、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、反射型回折格子ＤＧＲによって回折する。それゆえ、低屈折率格子層ＧＬを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図６の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００５２】
図７は、図１の装置に採用可能な構造の第６例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が上面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００５３】
図７の構造は、以下を除いて図５の構造と同様である。すなわち、図７では、低屈折率格子層ＧＬ及び高屈折率層ＬＨを、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと反射層ＲＥＦとの間に配置する代わりに、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ上に配置している。そして、反射層ＲＥＦと低屈折率格子層ＧＬと高屈折率層ＬＨとで反射型回折格子ＤＧＲを形成する代わりに、低屈折率格子層ＧＬと高屈折率層ＬＨとで透過型回折格子ＤＧＴを形成している。
【００５４】
図７の構造を採用した場合、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、透過型回折格子ＤＧＴによって回折する。それゆえ、透過型回折格子ＤＧＴを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図７の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００５５】
図８は、図１の装置に採用可能な構造の第７例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が下面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００５６】
図８の構造は、以下を除いて図２の構造と同様である。すなわち、図８では、図２の反射層ＲＥＦを省略しており、高屈折率格子層ＧＨと低屈折率層ＬＬとは透過型回折格子ＤＧＴを形成している。また、図８の構造において、陰極ＣＴＤは光反射性である。陰極ＣＴＤとしては、例えば、アルミニウム層や銀層などの金属材料層を使用することができる。なお、この表示装置は下面発光型であるので、陽極ＡＮＤは前面電極であり、陰極ＣＴＤは背面電極である。
【００５７】
図８の構造を採用した場合、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、透過型回折格子ＤＧＴによって回折する。それゆえ、透過型回折格子ＤＧＴを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図８の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００５８】
図９は、図１の装置に採用可能な構造の第８例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が下面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００５９】
図９の構造は、以下を除いて図２の構造と同様である。すなわち、図９では、反射型回折格子ＤＧＲを基板ＳＵＢと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとの間に配置する代わりに、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ上に配置している。なお、図９の構造では、図４に示す構造と同様に、低屈折率層ＬＬを省略してもよい。
【００６０】
図９の構造を採用すると、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、反射型回折格子ＤＧＲによって回折する。それゆえ、高屈折率格子層ＧＨを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図９の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００６１】
図１０は、図１の装置に採用可能な構造の第９例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が下面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００６２】
図１０の構造は、以下を除いて図５の構造と同様である。すなわち、図１０では、図５の反射層ＲＥＦを省略しており、低屈折率格子層ＧＬと高屈折率層ＬＨとは透過型回折格子ＤＧＴを形成している。また、図１０の構造において、陰極ＣＴＤは光反射性である。陰極ＣＴＤとしては、例えば、アルミニウム層や銀層などの金属材料層を使用することができる。
【００６３】
図１０の構造を採用した場合、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、透過型回折格子ＤＧＴによって回折する。それゆえ、透過型回折格子ＤＧＴを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図１０の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００６４】
図１１は、図１の装置に採用可能な構造の第１０例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が下面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００６５】
図１１の構造は、以下を除いて図６の構造と同様である。すなわち、図１１では、図６の反射層ＲＥＦを省略しており、低屈折率格子層ＧＬと光透過層ＬＨ’とは透過型回折格子ＤＧＴを形成している。また、図１１の構造において、陰極ＣＴＤは光反射性である。陰極ＣＴＤとしては、例えば、アルミニウム層や銀層などの金属材料層を使用することができる。
【００６６】
図１１の構造を採用した場合、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、透過型回折格子ＤＧＴによって回折する。それゆえ、透過型回折格子ＤＧＴを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図１０の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００６７】
図１２は、図１の装置に採用可能な構造の第１１例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が下面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００６８】
図１２の構造は、以下を除いて図７の構造と同様である。すなわち、図１２では、反射層ＲＥＦを、基板ＳＵＢと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとの間に配置する代わりに、高屈折率層ＬＨ上に配置している。
【００６９】
図１２の構造を採用すると、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、反射型回折格子ＤＧＲによって回折する。それゆえ、低屈折率格子層ＧＬを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図１２の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００７０】
以上、表示装置に図１の構造を採用したが、表示装置には他の構造を採用してもよい。例えば、図１の表示装置には、画素ＰＸに映像信号として電流信号を書き込む構造を採用しているが、画素ＰＸに映像信号として電圧信号を書き込む構造を採用してもよい。また、本態様では、発光装置を表示装置に適用したが、発光装置を照明装置などの他の装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
ＡＮＤ…陽極、Ｃ…キャパシタ、ＣＴＤ…陰極、ＤＧＲ…反射型回折格子、ＤＧＴ…透過型回折格子、ＤＬ…映像信号線、ＤＰ…表示パネル、ＤＲ…駆動トランジスタ、ＥＭＴ…発光層、ＥＴ…電子輸送層、ＧＨ…高屈折率格子層、ＧＬ…低屈折率格子層、ＨＴ…正孔輸送層、Ｌ１…第１層、Ｌ２…第２層、ＬＨ…高屈折率層、ＬＨ’…光透過層、ＬＬ…低屈折率層、ＮＤ１…電源端子、ＮＤ２…電源端子、ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子、ＯＲＧ…有機物層、ＰＳＬ…電源線、ＰＸ…画素、ＲＥＦ…反射層、ＳＬ１…走査信号線、ＳＬ２…走査信号線、ＳＵＢ…絶縁基板、ＳＷａ…出力制御スイッチ、ＳＷｂ…選択用スイッチ、ＳＷｃ…ダイオード接続スイッチ、ＸＤＲ…映像信号線ドライバ、ＹＤＲ…走査信号線ドライバ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に係り、特には有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を含んだ発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子の輝度は、これに流す電流の大きさに応じて増加する。しかしながら、電流密度を高めると、消費電力が大きくなるのに加え、有機ＥＬ素子の寿命が著しく短くなる。したがって、高輝度、低消費電力、長寿命を同時に実現するには、発光層が放出する光を装置の外部へとより効率的に取り出すこと，すなわち光の取り出し効率を向上させること，が重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６３８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、光の取り出し効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面によると、基板と、前記基板上に配置され、前面電極と背面電極とそれらの間に介在すると共に発光層を含んだ有機物層とを備えた有機ＥＬ素子と、前記基板と前記有機ＥＬ素子との間又は前記有機ＥＬ素子上に配置された回折格子とを具備したことを特徴とする発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一態様に係る発光装置を概略的に示す平面図。
【図２】図１の装置に採用可能な構造の第１例を概略的に示す断面図。
【図３】図１の装置に採用可能な構造の第２例を概略的に示す断面図。
【図４】図１の装置に採用可能な構造の第３例を概略的に示す断面図。
【図５】図１の装置に採用可能な構造の第４例を概略的に示す断面図。
【図６】図１の装置に採用可能な構造の第５例を概略的に示す断面図。
【図７】図１の装置に採用可能な構造の第６例を概略的に示す断面図。
【図８】図１の装置に採用可能な構造の第７例を概略的に示す断面図。
【図９】図１の装置に採用可能な構造の第８例を概略的に示す断面図。
【図１０】図１の装置に採用可能な構造の第９例を概略的に示す断面図。
【図１１】図１の装置に採用可能な構造の第１０例を概略的に示す断面図。
【図１２】図１の装置に採用可能な構造の第１１例を概略的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【０００９】
図１は、本発明の一態様に係る発光装置を概略的に示す平面図である。なお、図１では、一例として、発光装置を表示装置に適用している。
【００１０】
図１の表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した有機ＥＬ表示装置である。この表示装置は、表示パネルＤＰと、映像信号線ドライバＸＤＲと、走査信号線ドライバＹＤＲとを含んでいる。
【００１１】
表示パネルＤＰは、ガラス基板などの絶縁基板ＳＵＢを含んでいる。基板ＳＵＢ上では、複数の画素ＰＸがマトリクス状に配列している。
【００１２】
基板ＳＵＢ上には、走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２と、映像信号線ＤＬとが配置されている。走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２は、画素ＰＸの行に沿ったＸ方向に延びており、画素ＰＸの列に沿ったＹ方向に交互に配列している。映像信号線ＤＬは、Ｙ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２は、走査信号線ドライバＹＤＲに接続されている。映像信号線ＤＬは、映像信号線ドライバＸＤＲに接続されている。
【００１３】
基板ＳＵＢ上には、電源線ＰＳＬがさらに配置されている。電源線ＰＳＬは、例えば、走査信号線ドライバＹＤＲ又は映像信号線ドライバＸＤＲに接続する。
【００１４】
各画素ＰＸは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと、駆動トランジスタＤＲと、出力制御スイッチＳＷａと、選択用スイッチＳＷｂと、ダイオード接続スイッチＳＷｃと、キャパシタＣとを含んでいる。図１では、一例として、駆動トランジスタＤＲ及びスイッチＳＷａ乃至ＳＷｃにｐチャネル薄膜トランジスタを使用している。
【００１５】
駆動トランジスタＤＲとスイッチＳＷａと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとは、電源線ＰＳＬ上の第１電源端子ＮＤ１と第２電源端子ＮＤ２との間で、この順に直列に接続されている。スイッチＳＷａのゲートは、走査信号線ＳＬ１に接続されている。なお、図１の例では、電源端子ＮＤ１は、電源端子ＮＤ２と比較してより高い電位に設定する。
【００１６】
スイッチＳＷｂは、駆動トランジスタＤＲのドレインと映像信号線ＤＬとの間に接続されている。スイッチＳＷｃは、駆動トランジスタＤＲのドレインとゲートとの間に接続されている。スイッチＳＷｂ及びＳＷｃのゲートは、走査信号線ＳＬ２に接続されている。
【００１７】
キャパシタＣは、駆動トランジスタＤＲのゲートと定電位端子との間に接続されている。図１では、一例として、この定電位端子として電源端子ＮＤ１を利用している。
【００１８】
図２は、図１の装置に採用可能な構造の第１例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が上面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００１９】
図２では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、陽極ＡＮＤと、陰極ＣＴＤと、それらの間に介在した有機物層ＯＲＧとを含んでいる。
【００２０】
陽極ＡＮＤは、光透過性の背面電極である。陽極ＡＮＤの材料としては、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）などの透明導電性酸化物を使用することができる。陽極ＡＮＤは、図１に示すスイッチＳＷａのドレインに接続される。
【００２１】
陰極ＣＴＤは、光透過性の前面電極である。図２では、一例として、陰極ＣＴＤは第１層Ｌ１及び第２層Ｌ２を含んでいる。第１層Ｌ１の材料としては、例えば、マグネシウムと銀との合金などの金属材料を使用することができる。第２層Ｌ２の材料としては、例えば、ＩＴＯなどの透明導電性酸化物を使用することができる。陰極ＣＴＤは、図１に示す電源端子ＮＤ２に接続される
有機物層ＯＲＧは、発光層ＥＭＴを含んでいる。図２では、一例として、有機物層ＯＲＧは正孔輸送層ＨＴ及び電子輸送層ＥＴをさらに含んでいる。発光層ＥＭＴは、例えば、発光色が赤色、緑色、又は青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。正孔注入層ＨＴは、発光層ＥＭＴと陽極ＡＮＤとの間に介在している。電子輸送層ＥＴは、発光層ＥＭＴと陰極ＣＴＤとの間に介在している。
【００２２】
発光層ＥＭＴと正孔輸送層ＨＴとの間には、電子ブロッキング層を挿入してもよい。発光層ＥＭＴと電子輸送層ＥＴとの間には、正孔ブロッキング層を挿入してもよい。
【００２３】
また、正孔輸送層ＨＴと陽極ＡＮＤとの間には、正孔注入層として、例えば銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）層又はアモルファスカーボン（α−Ｃ）層を挿入してもよい。電子輸送層ＥＴと陰極ＣＴＤとの間には、電子注入層として、例えば弗化リチウム（ＬｉＦ）層又は弗化セシウム（ＣｓＦ）層と弗化リチウム層との積層体を挿入してもよい。
【００２４】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと基板ＳＵＢとの間には、反射型回折格子ＤＧＲが介在している。反射型回折格子ＤＧＲは、反射層ＲＥＦと、高屈折率格子層ＧＨと、低屈折率層ＬＬとを含んでいる。
【００２５】
反射層ＲＥＦは、基板ＳＵＢ上に形成されている。反射層ＲＥＦとしては、例えば、アルミニウム層及び銀層などの金属材料層を使用することができる。反射層ＲＥＦとして、屈折率が異なる誘電体膜を重ねてなる多層膜を使用してもよい。
【００２６】
高屈折率格子層ＧＨは、パターニングされた光透過性層である。例えば、高屈折率格子層ＧＨは、格子，例えば正方格子又は三角格子，の格子点に対応して配列した複数の光透過性部からなる。高屈折率格子層ＧＨの屈折率は、典型的には、発光層ＥＭＴの屈折率と等しいか又はそれよりも大きい。高屈折率格子層ＧＨの材料としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮx）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ＩＴＯ、ＩＺＯ（indium zinc oxide）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）などを使用することができる。
【００２７】
高屈折率格子層ＧＨは、例えば、反射層ＲＥＦ上に光透過性層を連続膜として形成し、これをパターニングすることにより得られる。このパターニングは、例えば、連続膜としての光透過性層上にマスクパターンを形成し、このマスクパターンをエッチングマスクとして利用して光透過性層をエッチングすることにより行う。マスクパターンは、例えば、フォトリソグラフィ又はナノインプリントを利用して形成することができる。
【００２８】
低屈折率層ＬＬは、反射層ＲＥＦと高屈折率格子層ＧＨとを被覆している。低屈折率層ＬＬは、連続膜としての光透過性層である。低屈折率層ＬＬは、高屈折率格子層ＧＨと比較して屈折率がより小さい。典型的には、低屈折率層ＬＬの屈折率は、発光層ＥＭＴの屈折率よりも小さい。低屈折率層ＬＬの材料としては、例えば、酸化珪素（ＳｉＯx)、アクリル樹脂、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂などを使用することができる。低屈折率層ＬＬの材料に透明無機材料を使用した場合、例えば、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）により透明無機材料からなる層を形成し、その後、この層に対してＣＭＰ（chemical mechanical polishing）などの平坦化プロセスを実施することにより、反射型回折格子ＤＧＲの上面を平坦化することができる。低屈折率層ＬＬの材料に透明樹脂を使用した場合、平坦化プロセスなしで、反射型回折格子ＤＧＲの上面を平坦化することができる。
【００２９】
図２の構造を採用すると、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、反射型回折格子ＤＧＲによって回折する。それゆえ、高屈折率格子層ＧＨを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図２の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００３０】
図３は、図１の装置に採用可能な構造の第２例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が上面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００３１】
図３の構造は、以下を除いて図２の構造と同様である。すなわち、図３では、図２の高屈折率格子層ＧＨ及び反射層ＲＥＦの代わりに、反射格子層ＧＲを使用している。
【００３２】
反射格子層ＧＲは、基板ＳＵＢ上に形成されている。反射格子層ＧＲとしては、例えば、アルミニウム層及び銀層などの金属材料層を使用することができる。
【００３３】
反射格子層ＧＲの上面には、凸パターンが形成されている。例えば、この凸パターンは、格子，例えば正方格子又は三角格子，の格子点に対応して配列した複数の凸部からなる。
【００３４】
反射格子層ＧＲの凸パターンは、例えば、金属材料層を連続膜として形成し、この表面をパターニングすることにより得られる。このパターニングは、例えば、金属材料層上にマスクパターンを形成し、このマスクパターンをエッチングマスクとして利用して金属材料層をエッチングすることにより行う。マスクパターンは、例えば、フォトリソグラフィ又はナノインプリントを利用して形成することができる。
【００３５】
図３の構造を採用した場合も、図２の構造を採用した場合と同様、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、反射型回折格子ＤＧＲによって回折する。それゆえ、反射格子層ＧＲの上面に凸パターンを形成しない場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図３の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００３６】
図４は、図１の装置に採用可能な構造の第３例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が上面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００３７】
図４の構造は、以下を除いて図２の構造と同様である。すなわち、図４では、高屈折率格子層ＧＨ及び低屈折率層ＬＬを、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと反射層ＲＥＦとの間に配置する代わりに、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ上に配置している。そして、反射層ＲＥＦと高屈折率格子層ＧＨと低屈折率層ＬＬとで反射型回折格子ＤＧＲを形成する代わりに、高屈折率格子層ＧＨと低屈折率層ＬＬとで透過型回折格子ＤＧＴを形成している。
【００３８】
なお、図４では、高屈折率格子層ＧＨの開口部が低屈折率層ＬＬに相当しており、これら開口部は空気などの気体で満たされているか又は真空である。低屈折率層ＬＬの材料として、例えば、図２を参照しながら説明した材料を使用してもよい。
【００３９】
図４の構造を採用した場合、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、透過型回折格子ＤＧＴによって回折する。それゆえ、透過型回折格子ＤＧＴを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図４の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４０】
図５は、図１の装置に採用可能な構造の第４例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が上面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００４１】
図５の構造は、以下を除いて図２の構造と同様である。すなわち、図５の構造では、高屈折率格子層ＧＨ及び低屈折率層ＬＬの代わりに、低屈折率格子層ＧＬ及び高屈折率層ＬＨをそれぞれ使用している。
【００４２】
低屈折率格子層ＧＬは、パターニングされた光透過性層である。例えば、低屈折率格子層ＧＬは、格子，例えば正方格子又は三角格子，の格子点に対応して配列した複数の光透過性部からなる。低屈折率格子層ＧＨの屈折率は、典型的には、発光層ＥＭＴの屈折率よりも小さい。低屈折率格子層ＧＨの材料としては、例えば、酸化珪素、アクリル樹脂、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂などを使用することができる。
【００４３】
低屈折率格子層ＧＬは、例えば、反射層ＲＥＦ上に光透過性層を連続膜として形成し、これをパターニングすることにより得られる。このパターニングは、例えば、連続膜としての光透過性層上にマスクパターンを形成し、このマスクパターンをエッチングマスクとして利用して光透過性層をエッチングすることにより行う。マスクパターンは、例えば、フォトリソグラフィ又はナノインプリントを利用して形成することができる。
【００４４】
高屈折率層ＬＨは、反射層ＲＥＦと低屈折率格子層ＧＬとを被覆している。高屈折率層ＬＨは、連続膜としての光透過性層である。高屈折率層ＬＨは、低屈折率格子層ＧＬと比較して屈折率がより大きい。典型的には、高屈折率層ＬＨの屈折率は、発光層ＥＭＴの屈折率と等しいか又はそれよりも大きい。
【００４５】
高屈折率層ＬＨの材料としては、例えば、窒化珪素、酸化チタン、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化ジルコニウムなどを使用することができる。高屈折率層ＬＨの材料として、高屈折率微粒子を添加した透明樹脂を使用してもよい。高屈折率微粒子としては、例えば、酸化チタン微粒子及び酸化ジルコニウム微粒子を使用することができる。透明樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂などを使用することができる。高屈折率層ＬＨの材料に透明無機材料を使用した場合、例えば、ＣＶＤにより透明無機材料からなる層を形成し、その後、この層に対してＣＭＰなどの平坦化プロセスを実施することにより、反射型回折格子ＤＧＲの上面を平坦化することができる。高屈折率層ＬＨの材料に高屈折率微粒子を添加した透明樹脂を使用した場合、平坦化プロセスなしで、反射型回折格子ＤＧＲの上面を平坦化することができる。
【００４６】
図５の構造を採用すると、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、反射型回折格子ＤＧＲによって回折する。それゆえ、低屈折率格子層ＧＬを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図５の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４７】
図６は、図１の装置に採用可能な構造の第５例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が上面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００４８】
図６の構造は、以下を除いて図５の構造と同様である。すなわち、図６の構造では、高屈折率層ＬＨを省略している。
【００４９】
低屈折率格子層ＧＬは、凸パターンを形成している。そのため、高屈折率層ＬＨを省略すると、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、凸パターンが形成された表面上に形成される。それゆえ、凸パターンの開口部は、例えば、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの一部で埋め込まれる。図６では、一例として、凸パターンの開口部は、例えば、陽極ＡＮＤと正孔輸送層ＨＴとからなる光透過層ＬＨ’で埋め込まれている。図６の構造では、この光透過層ＬＨ’が、図５の高屈折率層ＬＨと同様の役割を果たす。
【００５０】
なお、図６では、正孔輸送層ＨＴの上面には、低屈折率格子層ＧＬが形成する凸パターンに対応した凸パターンが形成されている。塗布法によって正孔輸送層ＨＴを形成する場合，例えばポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などの正孔輸送材料を含んだ塗工液を用いて正孔輸送層ＨＴを形成する場合，には、正孔輸送層ＨＴの上面に凸パターンが生じるのを防止又は抑制できる。また、蒸着法によって正孔輸送層ＨＴを形成する場合，例えばＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）又はＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）などの正孔輸送材料を蒸着して正孔輸送層ＨＴを形成する場合には、蒸着による成膜の後に、リフロー（或いはアニール）を行うと、正孔輸送層ＨＴの上面に凸パターンが生じるのを防止又は抑制できる。
【００５１】
図６の構造を採用すると、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、反射型回折格子ＤＧＲによって回折する。それゆえ、低屈折率格子層ＧＬを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図６の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００５２】
図７は、図１の装置に採用可能な構造の第６例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が上面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００５３】
図７の構造は、以下を除いて図５の構造と同様である。すなわち、図７では、低屈折率格子層ＧＬ及び高屈折率層ＬＨを、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと反射層ＲＥＦとの間に配置する代わりに、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ上に配置している。そして、反射層ＲＥＦと低屈折率格子層ＧＬと高屈折率層ＬＨとで反射型回折格子ＤＧＲを形成する代わりに、低屈折率格子層ＧＬと高屈折率層ＬＨとで透過型回折格子ＤＧＴを形成している。
【００５４】
図７の構造を採用した場合、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、透過型回折格子ＤＧＴによって回折する。それゆえ、透過型回折格子ＤＧＴを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図７の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００５５】
図８は、図１の装置に採用可能な構造の第７例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が下面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００５６】
図８の構造は、以下を除いて図２の構造と同様である。すなわち、図８では、図２の反射層ＲＥＦを省略しており、高屈折率格子層ＧＨと低屈折率層ＬＬとは透過型回折格子ＤＧＴを形成している。また、図８の構造において、陰極ＣＴＤは光反射性である。陰極ＣＴＤとしては、例えば、アルミニウム層や銀層などの金属材料層を使用することができる。なお、この表示装置は下面発光型であるので、陽極ＡＮＤは前面電極であり、陰極ＣＴＤは背面電極である。
【００５７】
図８の構造を採用した場合、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、透過型回折格子ＤＧＴによって回折する。それゆえ、透過型回折格子ＤＧＴを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図８の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００５８】
図９は、図１の装置に採用可能な構造の第８例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が下面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００５９】
図９の構造は、以下を除いて図２の構造と同様である。すなわち、図９では、反射型回折格子ＤＧＲを基板ＳＵＢと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとの間に配置する代わりに、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ上に配置している。なお、図９の構造では、図４に示す構造と同様に、低屈折率層ＬＬを省略してもよい。
【００６０】
図９の構造を採用すると、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、反射型回折格子ＤＧＲによって回折する。それゆえ、高屈折率格子層ＧＨを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図９の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００６１】
図１０は、図１の装置に採用可能な構造の第９例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が下面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００６２】
図１０の構造は、以下を除いて図５の構造と同様である。すなわち、図１０では、図５の反射層ＲＥＦを省略しており、低屈折率格子層ＧＬと高屈折率層ＬＨとは透過型回折格子ＤＧＴを形成している。また、図１０の構造において、陰極ＣＴＤは光反射性である。陰極ＣＴＤとしては、例えば、アルミニウム層や銀層などの金属材料層を使用することができる。
【００６３】
図１０の構造を採用した場合、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、透過型回折格子ＤＧＴによって回折する。それゆえ、透過型回折格子ＤＧＴを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図１０の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００６４】
図１１は、図１の装置に採用可能な構造の第１０例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が下面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００６５】
図１１の構造は、以下を除いて図６の構造と同様である。すなわち、図１１では、図６の反射層ＲＥＦを省略しており、低屈折率格子層ＧＬと光透過層ＬＨ’とは透過型回折格子ＤＧＴを形成している。また、図１１の構造において、陰極ＣＴＤは光反射性である。陰極ＣＴＤとしては、例えば、アルミニウム層や銀層などの金属材料層を使用することができる。
【００６６】
図１１の構造を採用した場合、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、透過型回折格子ＤＧＴによって回折する。それゆえ、透過型回折格子ＤＧＴを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図１０の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００６７】
図１２は、図１の装置に採用可能な構造の第１１例を概略的に示す断面図である。この構造は、図１の表示装置が下面発光型である場合に採用可能な構造である。
【００６８】
図１２の構造は、以下を除いて図７の構造と同様である。すなわち、図１２では、反射層ＲＥＦを、基板ＳＵＢと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとの間に配置する代わりに、高屈折率層ＬＨ上に配置している。
【００６９】
図１２の構造を採用すると、発光層ＥＭＴが放出する光のうち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ内で繰り返し反射干渉しながら面内方向に伝播する光成分の一部は、反射型回折格子ＤＧＲによって回折する。それゆえ、低屈折率格子層ＧＬを省略した場合と比較して、より多くの光成分を有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの前面側に放出させることができる。すなわち、図１２の構造を採用すると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００７０】
以上、表示装置に図１の構造を採用したが、表示装置には他の構造を採用してもよい。例えば、図１の表示装置には、画素ＰＸに映像信号として電流信号を書き込む構造を採用しているが、画素ＰＸに映像信号として電圧信号を書き込む構造を採用してもよい。また、本態様では、発光装置を表示装置に適用したが、発光装置を照明装置などの他の装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
ＡＮＤ…陽極、Ｃ…キャパシタ、ＣＴＤ…陰極、ＤＧＲ…反射型回折格子、ＤＧＴ…透過型回折格子、ＤＬ…映像信号線、ＤＰ…表示パネル、ＤＲ…駆動トランジスタ、ＥＭＴ…発光層、ＥＴ…電子輸送層、ＧＨ…高屈折率格子層、ＧＬ…低屈折率格子層、ＨＴ…正孔輸送層、Ｌ１…第１層、Ｌ２…第２層、ＬＨ…高屈折率層、ＬＨ’…光透過層、ＬＬ…低屈折率層、ＮＤ１…電源端子、ＮＤ２…電源端子、ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子、ＯＲＧ…有機物層、ＰＳＬ…電源線、ＰＸ…画素、ＲＥＦ…反射層、ＳＬ１…走査信号線、ＳＬ２…走査信号線、ＳＵＢ…絶縁基板、ＳＷａ…出力制御スイッチ、ＳＷｂ…選択用スイッチ、ＳＷｃ…ダイオード接続スイッチ、ＸＤＲ…映像信号線ドライバ、ＹＤＲ…走査信号線ドライバ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に位置し、前面電極と背面電極とそれらの間に介在すると共に発光層を含んだ有機物層とを備えた有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子を間に挟んで前記基板と向き合い、格子の格子点に対応して配列した複数の光透過性部を含んだ格子層と、前記格子層を被覆して前記複数の光透過性部間の隙間を埋め込んだ光透過性層とを備えた回折格子とを具備したことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記格子層は前記光透過性層と比較して屈折率がより高いことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記格子層は前記光透過性層と比較して屈折率がより低いことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記回折格子は、前記格子層及び前記光透過性層を間に挟んで前記有機ＥＬ素子と向き合った反射層を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に位置し、前面電極と背面電極とそれらの間に介在すると共に発光層を含んだ有機物層とを備えた有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子を間に挟んで前記基板と向き合い、格子の格子点に対応して配列した複数の光透過性部を含んだ格子層と、前記格子層を被覆して前記複数の光透過性部間の隙間を埋め込んだ光透過性層とを備えた回折格子とを具備したことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記格子層は前記光透過性層と比較して屈折率がより高いことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記格子層は前記光透過性層と比較して屈折率がより低いことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記回折格子は、前記格子層及び前記光透過性層を間に挟んで前記有機ＥＬ素子と向き合った反射層を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の発光装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１０９２６２（Ｐ２０１２−１０９２６２Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７０７１（Ｐ２０１２−１７０７１）
【出願日】平成２４年１月３０日（２０１２．１．３０）
【分割の表示】特願２００６−８４０７３（Ｐ２００６−８４０７３）の分割
【原出願日】平成１８年３月２４日（２００６．３．２４）
【出願人】（３０２０２０２０７）株式会社ジャパンディスプレイセントラル (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月３０日（２０１２．１．３０）
【分割の表示】特願２００６−８４０７３（Ｐ２００６−８４０７３）の分割
【原出願日】平成１８年３月２４日（２００６．３．２４）
【出願人】（３０２０２０２０７）株式会社ジャパンディスプレイセントラル (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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