CN109698217B - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
本公开的一种发光装置具备:第一反射面;第二反射面,与第一反射面对置;发光层,设置在第一反射面与第二反射面之间,并且射出波长为λ的光;以及第三反射面,与第二反射面对置,并且配置在与第二反射面之间的距离小于等于λ/4的位置。
Description
技术领域
本公开涉及一种使用通过有机电致发光(EL:Electro Luminescence)现象而发光的有机电致发光元件等的发光装置。
背景技术
近些年,对于使用有机EL元件的发光装置的构造,有许多提案(例如专利文献1~4)。通过隔着发光层对置的2个电极之间的光的多重反射,产生光的谐振。在使用有机EL元件的发光装置中,该谐振器构造被利用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开WO01/039554号小册子
专利文献2:日本特开2008-91323号公报
专利文献3:日本特开2011-159431号公报
专利文献4:日本特开2011-159433号公报
发明内容
在具有这样的谐振器构造的发光装置中,期望控制广范围的波长的光的谐振状态。
因此,期望提供一种可以控制广范围的波长的光的谐振状态的发光装置。
本公开的一种实施方式的发光装置具备:第一反射面;第二反射面,与第一反射面对置;发光层,设置在第一反射面与第二反射面之间,并且射出波长为λ的光;以及第三反射面,与第二反射面对置,并且配置在与第二反射面之间的距离小于等于λ/4的位置。
在本公开的一种实施方式的发光装置中,因为第三反射面设置在其与第二反射面之间的距离小于等于λ/4、即第二反射面附近的位置,所以在第三反射面上的光反射在广范围的波长λ上显示同样的倾向。例如,红色光、绿色光和蓝色光的光同样地在第三反射面上以相互减弱的方式反射,或者,在第三反射面上以相互增强的方式反射。
根据本公开的一种实施方式的发光装置,因为在第二反射面附近设置了第三反射面,所以能够在广范围的波长λ上同样地控制在第三反射面上的光反射。因此,可以控制广范围的波长λ的光的谐振状态。再有,不一定限定于这里所记载的效果,也可以是本公开中记载的任何一个效果。
附图说明
图1是表示本公开的第一实施方式的发光装置的概略结构的截面模式图。
图2A是表示图1所示的红色有机EL元件的谐振构造的截面模式图。
图2B是表示图1所示的蓝色有机EL元件的谐振构造的截面模式图。
图2C是表示图1所示的绿色有机EL元件的谐振构造的截面模式图。
图3是表示图2A所示的第三反射面的其他例子(1)的截面模式图。
图4是表示图2A所示的第三反射面的其他例子(2)的截面模式图。
图5是用于说明图1所示的发光装置的动作的截面模式图。
图6是表示比较例1的发光装置的结构的截面模式图。
图7A是表示从图1、6所示的发光装置取出的各种颜色的光的透射率的图。
图7B是表示将图7A所示的纵轴的透射率规格化后的图。
图8是表示分别从变形例1的发光装置和图6所示的发光装置取出的各种颜色的光的透射率的图。
图9是表示变形例2的发光装置(红色有机EL元件)的概略结构的截面模式图。
图10是表示本公开的第二实施方式的发光装置的概略结构的截面模式图。
图11A是表示图10所示的红色有机EL元件的谐振构造的截面模式图。
图11B是表示图10所示的蓝色有机EL元件的谐振构造的截面模式图。
图11C是表示图10所示的绿色有机EL元件的谐振构造的截面模式图。
图12是用于说明图10所示的发光装置的动作的截面模式图。
图13是表示图10所示的发光装置的视角特性的图。
图14是表示比较例2的发光装置的结构的截面模式图。
图15是表示变形例3的发光装置(红色有机EL元件)的结构的截面模式图。
图16是适用有图1等所示的发光装置的显示装置的结构的示意截面图。
图17是表示图16所示的显示装置的其他例子的截面图。
图18是表示图16所示的显示装置的结构的方框图。
图19是表示适用有图18所示的显示装置的电子设备的结构的方框图。
图20是表示适用有图1等所示的发光装置的照明装置的外观的一个例子的立体图。
符号的说明
1、1A、5...发光装置;2...显示装置;3...电子设备;10R、10RA、50R...红色有机EL元件;10G、50G...绿色有机EL元件;10B、50B...蓝色有机EL元件;11...基板;12...第一电极;13R...红色有机层;13G...绿色有机层;13B...蓝色有机层;131R...红色发光层;131G...绿色发光层;131B...蓝色发光层;14R、14G、14B...第一透明层;15R、15G、15B...第二电极;16R、16G、16B...第二透明层;17R、17G、17B...第三透明层;18R、18G、18B...第四透明层;19R...第五透明层;21...定时控制部;22...信号处理部;23...驱动部;24...显示像素部;30...接口部;71...驱动基板;72...密封基板;73...密封剂;74...彩色滤光片层;S1R、S1B、S1G...第一反射面;S2R、S2B、S2G...第二反射面;S3R、S3B、S3G...第三反射面;S4R、S4B、S4G...第四反射面;S5R、S5B、S5G...第五反射面;S6R...第六反射面。
具体实施方式
以下,参照附图对用于实施本发明的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式全都表示本发明所优选的一个具体例子。因此,在以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态等,仅仅是一个例子,并不旨在限定本发明。因此,对以下的实施方式的构成要素中的、在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素,作为任意的构成要素进行说明。再有,各个附图仅是示意图,图示并不一定严密。另外,在各个附图中,对实质上同一的结构附加同一的符号,并且省略或简化重复的说明。再有,说明按以下的顺序进行。
1.第一实施方式(在第二反射面附近具有第三反射面的发光装置)
2.变形例1(在第三反射面上以使光相互增强的方式反射的例子)
3.变形例2(底部发光型的发光装置的例子)
4.第二实施方式(除了第三反射面之外,还具有第四反射面和第五反射面的发光装置)
5.变形例3(具有第六反射面的发光装置的例子)
6.应用例1(显示装置和电子设备的例子)
7.应用例2(照明装置的例子)
<第一实施方式>
[结构]
图1表示本公开的第一实施方式的发光装置(发光装置1)的主要部分的截面构成。该发光装置1在基板11上具有红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G和蓝色有机EL元件10B。红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G和蓝色有机EL元件10B配置在基板11的互相不同的区域(在俯视时不重叠的区域)。
红色有机EL元件10R在基板11上依次具有:第一电极12、包括红色发光层131R(第一发光层)的红色有机层13R、第一透明层14R、第二电极15R和第二透明层16R。绿色有机EL元件10G在基板11上依次具有:第一电极12、包括绿色发光层131G的绿色有机层13G、第一透明层14G、第二电极15G和第二透明层16G。蓝色有机EL元件10B在基板11上依次具有:第一电极12、包括蓝色发光层131B(第二发光层)的蓝色有机层13B、第一透明层14B、第二电极15B和第二透明层16B。
红色有机EL元件10R从第二透明层16R侧射出在红色发光层131R发生的红色波长范围的光(红色光LR)。绿色有机EL元件10G从第二透明层16G侧射出在绿色发光层131G发生的绿色波长范围的光(绿色光LG)。蓝色有机EL元件10B从第二透明层16B侧射出在蓝色发光层131B发生的蓝色波长范围的光(蓝色光LB)。发光装置1以下列方式构成:使从红色发光层131R、绿色发光层131G和蓝色发光层131B射出的光分别在第一电极12与第二透明层16R、16G、16B之间多重反射,并且提取光。也就是说,发光装置1是具有谐振器构造的顶部发光型的发光装置。
基板11是用于支撑红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G和蓝色有机EL元件10B的板状部件,例如由透明玻璃基板或半导体基板等构成。也可以由弹性基板(柔性基板)构成基板11。
第一电极12是阳极电极,并且具有作为反射层的功能。第一电极12例如在红色发光元件区域11R、绿色发光元件区域11G和蓝色发光元件区域11B以共用的方式设置。第一电极12能够使用例如铝(Al)及其合金、铂(Pt)、金(Au)、铬(Cr)或钨(W)等光反射材料。第一电极12也可以以透明导电材料与光反射材料层叠的方式构成。第一电极12的厚度优选100nm~300nm的范围。
红色有机层13R例如从接近第一电极12的位置依次具有:空穴注入层、空穴传输层、红色发光层131R、电子传输层和电子注入层。绿色有机层13G例如从接近第一电极12的位置依次具有:空穴注入层、空穴传输层、绿色发光层131G、电子传输层和电子注入层。蓝色有机层13B例如从接近第一电极12的位置依次具有:空穴注入层、空穴传输层、蓝色发光层131B、电子传输层和电子注入层。
空穴注入层是用于防止泄漏的层,由例如六氮杂苯并菲(HAT)等构成。空穴注入层的厚度例如是1nm~20nm。空穴传输层由例如α-NPD〔N,N’-di(1-naphthyl)-N,N’-diphenyl-〔1,1’-biphenyl〕-4,4’-diamine〕构成。空穴传输层的厚度例如是15nm~100nm。
红色发光层131R、绿色发光层131G和蓝色发光层131B以通过空穴与电子的结合而发出所定颜色的光的方式构成,例如具有5nm~50nm的厚度。红色发光层131R发出红色波长范围的光,例如由掺杂有吡咯亚甲基(Pyrromethene)硼络合物的红荧烯构成。这时,红荧烯作为主体材料使用。绿色发光层131G发出绿色波长范围的光,例如由Alq3(三羟基喹啉(Trisquinolinol)铝络合物)构成。蓝色发光层131B发出蓝色波长范围的光,例如由掺杂有二氨基草屈(Diamino chrysene)衍生物的ADN(9,10-二(2-萘基)蒽)构成。这时,ADN作为主体材料,在空穴传输层上例如沉积厚20nm;二氨基草屈衍生物作为掺杂剂材料,以5%的薄厚比掺杂。
电子传输层由BCP(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉)构成。电子传输层的厚度例如是15nm~200nm。电子注入层例如由氟化锂(LiF)构成。电子注入层的厚度例如是15nm~270nm。
第一透明层14R、14G、14B例如分别设置在红色有机层13R与第二电极15R之间、绿色有机层13G与第二电极15G之间、蓝色有机层13B与第二电极15B之间。第一透明层14R、14G、14B例如由ITO(Indium TinOxide)和铟锌氧化物(IZO)等透光性导电材料构成。该第一透明层14R、14G、14B也可以与第二电极15R、15G、15B一起发挥作为电极的功能。
第一透明层14R、14G、14B例如也可以由氧化锌(ZnO)和氧化钛(TiO)等金属氧化物构成。通过设置由氧化锌(ZnO)和氧化钛(TiO)等高电阻材料构成的第一透明层14R、14G、14B(高电阻层),能够抑制例如起因于异物的第一电极12与第二电极15R、15G、15B的短路的发生。也就是说,能够抑制暗点的发生。第一透明层14R、14G、14B也可以具有叠层结构(例如后述的图3的第一透明层14RA、14RB)。第一透明层14R、14G、14B的光学膜厚例如是30nm~450nm。
分别隔着红色有机层13R、绿色有机层13G和蓝色有机层13B与第一电极12对置的第二电极15R、15G、15B由透光性导电材料构成。第二电极15R、15G、15B例如由镁(Mg)、银(Ag)或它们的合金构成,其厚度优选大于等于5nm。通过设置具有这样的高反射率的第二电极15R、15G、15B,谐振器构造的效果变高,从而能够提高光提取效率。由此,能够抑制电力消耗,还能够延长红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G和蓝色有机EL元件10B的寿命。并且,通过设置具有充分的厚度的第二电极15R、15G、15B,能够抑制起因于薄的第二电极15R、15G、15B的画质不良的发生(后述)。
第二透明层16R、16G、16B设置在比第二电极15R、15G、15B更靠近光提取侧的位置,并且隔着第二电极15R、15G、15B分别与红色有机层13R、绿色有机层13G和蓝色有机层13B对置。该第二透明层16R、16G、16B能够使用例如透光性导电材料或透光性介电材料。作为透光性导电材料,例如可以列举ITO(Indium Tin Oxide)和铟锌氧化物(IZO)等。作为透光性介电材料,例如可以列举氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)或氮化硅(SiN)等。第二透明层16R、16G、16B也可以与第二电极15R、15G、15B一起发挥作为电极的功能,或者,也可以发挥作为钝化膜的功能。第二透明层16R、16G、16B也可以使用MgF或NaF等低折射率材料。
在第二透明层16R、16G、16B的上层,优选地设置有厚度大于等于1μm的层。该大于等于1μm的层由例如透明导电材料、透明绝缘材料、树脂材料或玻璃等构成。也可以由空气层构成。通过设置这样的层,能够防止从外部对在第一电极12与第二透明层16R、16G、16B之间构成的谐振器构造的干涉。
图2A、图2B、图2C分别表示红色有机EL元件10R、蓝色有机EL元件10B、绿色有机EL元件10G的谐振器构造。
红色有机EL元件10R从基板11侧依次具有:第一反射面S1R、第三反射面S3R和第二反射面S2R(图2A)。在红色有机EL元件10R中,从第二反射面S2R侧取出光(红色光LR)。在第一反射面S1R与第三反射面S3R之间,设置有红色发光层131R的发光中心OR。例如第一电极12隔着第一反射面S1R与红色发光层131R对置。第一透明层14R例如设置在红色发光层131R(发光中心OR)与第二反射面S2R之间。
蓝色有机EL元件10B从基板11侧依次具有:第一反射面S1B、第三反射面S3B和第二反射面S2B(图2B)。在蓝色有机EL元件10B中,从第二反射面S2B侧取出光(蓝色光LB)。在第一反射面S1B与第三反射面S3B之间,设置有蓝色发光层131B的发光中心OB。例如第一电极12隔着第一反射面S1B与蓝色发光层131B对置。第一透明层14B例如设置在蓝色发光层131B(发光中心OB)与第二反射面S2B之间。
绿色有机EL元件10G从基板11侧依次具有:第一反射面S1G、第三反射面S3G和第二反射面S2G(图2C)。在绿色有机EL元件10G中,从第二反射面S2G侧取出光(绿色光LG)。在第一反射面S1G与第三反射面S3G之间,设置有绿色发光层131G的发光中心OG。例如第一电极12隔着第一反射面S1G与绿色发光层131G对置。第一透明层14G例如设置在绿色发光层131G(发光中心OG)与第二反射面S2G之间。
第一反射面S1R例如是第一电极12与红色有机层13R的界面。第一反射面S1B例如是第一电极12与蓝色有机层13B的界面。第一反射面S1G例如是第一电极12与绿色有机层13G的界面。第一反射面S1R、S1B、S1G由于第一电极12的构成材料与红色有机层13R、蓝色有机层13B、绿色有机层13G的构成材料的折射率差而形成。例如构成第一电极12的铝(Al)的折射率为0.73,消光系数为5.91,红色有机层13R、蓝色有机层13B的折射率为1.75。第一反射面S1R配置在离发光中心OR的光学距离为L11的位置。第一反射面S1B配置在离发光中心OB的光学距离为L21的位置。第一反射面S1G配置在离发光中心OG的光学距离为L31的位置。
光学距离L11、L21、L31被设定为:通过第一反射面S1R、S1B、S1G分别与发光中心OR、OB、OG之间的干涉,使红色发光层131R的发射光谱的中心波长λ1的光相互增强、使蓝色发光层131B的发射光谱的中心波长λ2的光相互增强,并且使绿色发光层131G的发射光谱的中心波长λ3的光相互增强。
具体地说,光学距离L11、L21、L31以满足下列式(1)~(4)、(25)、(26)的方式构成。光学距离L11例如是125nm,光学距离L21例如是88nm,光学距离L31例如是101nm。
2L11/λ11+a1/(2π)=m1(其中,m1≥0)……(1)
λ1-150<λ11<λ1+80……(2)
2L21/λ21+c1/(2π)=n1(其中,n1≥0)……(3)
λ2-150<λ21<λ2+80……(4)
2L31/λ31+b1/(2π)=p1(其中,p1≥0)……(25)
λ3-150<λ31<λ3+80……(26)
其中,m1、n1、p1:整数
λ1、λ2、λ3、λ11、λ21和λ31的单位:nm
a1:从红色发光层131R射出的各个波长的光在第一反射面S1R反射时的相位变化
c1:从蓝色发光层131B射出的各个波长的光在第一反射面S1B反射时的相位变化
b1:从绿色发光层131G射出的各个波长的光在第一反射面S1G反射时的相位变化
能够使用第一电极12的构成材料的复折射率N=n0-jk(n0:折射率、k:消光系数)的n0、k,和红色有机层13R、蓝色有机层13B、绿色有机层13G的折射率来计算上述a1、c1、b1(例如参照Principles of Optics、Max Born and Emil Wolf、1974(PERGAMON PRESS)等)。能够使用椭圆偏振光谱(Spectroscopic ellipsometry)测定装置来测定各种构成材料的折射率。
因为如果m1、n1、p1的值大,那么就得不到所谓的微腔(微小谐振器)效果;所以优选地,m1=0,n1=0,p1=0。例如,光学距离L11同时满足下列式(27)、(28)。
2L11/λ11+a1/(2π)=0……(27)
λ1-150=450<λ11=600<λ1+80=680……(28)
满足式(27)的第一反射面S1R因为设置在0次干涉的位置,所以在宽波段显示高透射率。因此,如式(28)所示,也可以使λ11从中心波长λ1大幅偏移。对于光学距离L21、L31也同样。
第二反射面S2R隔着发光中心OR(红色发光层131R)与第一反射面S1R对置。该第二反射面S2R由例如具有反射性的第二电极15R形成。第二反射面S2B隔着发光中心OB(蓝色发光层131B)与第一反射面S1B对置。该第二反射面S2B由例如具有反射性的第二电极15B形成。第二反射面S2G隔着发光中心OG(绿色发光层131G)与第一反射面S1G对置。该第二反射面S2G由例如具有反射性的第二电极15G形成。第二反射面S2R、S2B、S2G也可以由第一透明层14R、14B、14G与第二电极15R、15B、15G的界面构成。第二反射面S2R配置在离发光中心OR的光学距离为L12的位置。第二反射面S2B配置在离发光中心OB的光学距离为L22的位置。第二反射面S2G配置在离发光中心OG的光学距离为L32的位置。
光学距离L12、L22、L32被设定为:通过第二反射面S2R、S2B、S2G与发光中心OR、OB、OG之间的干涉,使红色发光层131R的发射光谱的中心波长λ1的光相互增强,使蓝色发光层131B的发射光谱的中心波长λ2的光相互增强,并且使绿色发光层131G的发射光谱的中心波长λ3的光相互增强。
具体地说,光学距离L12、L22、L32以满足下列式(5)~(8)、(29)、(30)的方式构成。光学距离L12例如是390nm,光学距离L22例如是243nm,光学距离L32例如是320nm。
2L12/λ12+a2/(2π)=m2……(5)
λ1-80<λ12<λ1+80……(6)
2L22/λ22+c2/(2π)=n2……(7)
λ2-80<λ22<λ2+80……(8)
2L32/λ32+b2/(2π)=p2……(29)
λ3-80<λ32<λ3+80……(30)
其中,m2、n2、p2:整数
λ1、λ2、λ3、λ12、λ22和λ32的单位:nm
a2:从红色发光层131R射出的各个波长的光在第二反射面S2R反射时的相位变化
c2:从蓝色发光层131B射出的各个波长的光在第二反射面S2B反射时的相位变化
b2:从绿色发光层131G射出的各个波长的光在第二反射面S2G反射时的相位变化
上述a2、c2、b2能够用与a1、c1、b1同样的方法求得。
因为如果m2、n2、p2的值大,那么就得不到所谓的微腔(微小谐振器)效果;所以优选地,m2=1,n2=1,p2=1。
与第二反射面S2R对置的第三反射面S3R例如设置在红色有机层13R与第二反射面S2R之间(比第二反射面S2R更靠近发光中心OR的位置)。与第二反射面S2B对置的第三反射面S3B例如设置在蓝色有机层13B与第二反射面S2B之间(比第二反射面S2B更靠近发光中心OB的位置)。与第二反射面S2G对置的第三反射面S3G例如设置在绿色有机层13G与第二反射面S2G之间(比第二反射面S2G更靠近发光中心OG的位置)。
这样的第三反射面S3R、S3B、S3G是折射率互相不同的高折射率层与低折射率层的界面,例如是红色有机层13R、蓝色有机层13B、绿色有机层13G(低折射率层)分别与第一透明层14R、14B、14G(高折射率层)的界面。例如红色有机层13R、蓝色有机层13B和绿色有机层13G的折射率是1.8,由透明导电材料构成的第一透明层14R、14B、14G的折射率是2.0。第三反射面S3R配置在离发光中心OR的光学距离为L13的位置。第三反射面S3B配置在离发光中心OB的光学距离为L23的位置。第三反射面S3G配置在离发光中心OG的光学距离为L33的位置。
在本实施方式中,这些第三反射面S3R、S3B、S3G分别配置在离第二反射面S2R、S2B、S2G的距离小于等于(λ1)/4、(λ2)/4、(λ3)/4的位置。也就是说,第三反射面S3R、S3B、S3G满足下列式(31)~(33)。式(31)~(33)的(λ1)/4、(λ2)/4、(λ3)/4例如是50nm~60nm。(λ1)/4、(λ2)/4、(λ3)/4优选小于90nm。
|L12-L13|≤(λ1)/4……(31)
|L22-L23|≤(λ2)/4……(32)
|L32-L33|≤(λ3)/4……(33)
λ1、λ2和λ3的单位:nm
由此,从红色发光层131R射出的光(发射光谱的中心波长λ1的光)、从蓝色发光层131B射出的光(发射光谱的中心波长λ2的光)、从绿色发光层131G射出的光(发射光谱的中心波长λ3的光)分别在第三反射面S3R、S3B、S3G的反射显示同样的倾向。这是因为通过分别将第三反射面S3R、S3B、S3G配置在第二反射面S2R、S2B、S2G的附近,由距离产生的相位偏差的影响变小。第三反射面S3R、S3B、S3G更优选地分别配置在离第二反射面S2R、S2B、S2G的距离小于等于(λ1)/8、(λ2)/8、(λ3)/8的位置。
光学距离L13、L23、L33例如被设定为:通过第三反射面S3R、S3B、S3G与发光中心OR、OB、OG之间的干涉,使红色发光层131R的发射光谱的中心波长λ1的光相互减弱,使蓝色发光层131B的发射光谱的中心波长λ2的光相互减弱,并且使绿色发光层131G的发射光谱的中心波长λ3的光相互减弱。
具体地说,光学距离L13、L23、L33以满足下列式(9)~(12)、(34)、(35)的方式构成。光学距离L13例如是343nm,光学距离L23例如是196nm,光学距离L33例如是273nm。
2L13/λ13+a3/(2π)=m3+1/2……(9)
λ1-150<λ13<λ1+150……(10)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3+1/2……(11)
λ2-150<λ23<λ2+150……(12)
2L33/λ33+b3/(2π)=p3+1/2……(34)
λ3-150<λ33<λ3+150……(35)
其中,m3、n3、p3:整数
λ1、λ2、λ3、λ13、λ23和λ33的单位:nm
a3:从红色发光层131R射出的各个波长的光在第三反射面S3R反射时的相位变化
c3:从蓝色发光层131B射出的各个波长的光在第三反射面S3B反射时的相位变化
b3:从绿色发光层131G射出的各个波长的光在第三反射面S3G反射时的相位变化
上述a3、c3、b3能够用与a1、c1、b1同样的方法求得。
在这样的发光装置1中,因为通过第三反射面S3R、S3B、S3G,使分别从红色发光层131R、绿色发光层131G、蓝色发光层131B射出的光的谐振同样地减弱;所以可以提高视角特性。对此在后面详细叙述。
图3表示具有叠层结构(第一透明层14RA、14RB)的第一透明层14R的红色有机EL元件10R的结构。例如从红色有机层13R侧依次配置第一透明层14RA和第一透明层14RB,并且第一透明层14RA的折射率与第一透明层14RB的折射率不同。在这样的红色有机EL元件10R中,第三反射面S3R也可以是第一透明层14RA与第一透明层14RB的界面。虽然省略了图示,但是同样地,蓝色有机EL元件10B和绿色有机EL元件10G的第三反射面S3B、S3G也可以分别是具有叠层结构的第一透明层14B、14G的界面。
图4表示在第二电极15R与第二透明层16R之间具有第一透明层14R的红色有机EL元件10R的结构。第三反射面S3R例如是第一透明层14R与第二透明层16R的界面。像这样,第三反射面S3R可以隔着第二反射面S2R配置在与红色有机层13R相向的位置(比第二反射面S2R更远离发光中心OR的位置)。虽然省略了图示,但是同样地,蓝色有机EL元件10B和绿色有机EL元件10G的第三反射面S3B、S3G也可以分别隔着第二反射面S2B、S2G分别配置在与蓝色有机层13B、绿色有机层13G相向的位置(比第二反射面S2B、S2G更远离发光中心OB、OG的位置)。
这样的发光装置1,能够通过在基板11上依次形成第一电极12、有机层(红色有机层13R、绿色有机层13G、蓝色有机层13B)、第一透明层(14R、14G、14B)、第二电极(15R、15G、15B)和第二透明层(16R、16G、16B),进行制造。红色有机层13R、绿色有机层13G和蓝色有机层13B可以通过蒸镀法形成,也可以通过印刷形成。换句话说,红色有机层13R、绿色有机层13G和蓝色有机层13B也可以是印刷层。第一透明层14R、14G、14B和第二透明层16R、16G、16B可以分别是共用层,在红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G和蓝色有机EL元件10B中,分别以同一构成材料和同一厚度形成。第二电极15R、15G、15B也可以在红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G和蓝色有机EL元件10B中以共用的方式设置。
[作用、效果]
在如上所述的发光装置1中,如果通过第一电极12与第二电极15R、15G、15B向红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B的各个发光层(红色发光层131R、绿色发光层131G、蓝色发光层131B)注入驱动电流,那么在各个发光层中,空穴与电子再结合而产生激发子,从而发光。
如图5所示,在红色有机EL元件10R中,从红色发光层131R射出的光在第一反射面S1R与第二反射面S2R之间多重反射,并且被从第二透明层16R侧取出。在红色有机EL元件10R中,取出红色光LR。同样,在绿色有机EL元件10G中,取出绿色光LG;在蓝色有机EL元件10B中,取出蓝色光LB。通过这些红色光LR、绿色光LG和蓝色光LB的加色混合,能够显示各种各样的颜色。
在本实施方式的发光装置1中,因为在第二反射面S2R、S2B、S2G的附近设置了第三反射面S3R、S3B、S3G,所以能够同样地,控制从红色发光层131R、蓝色发光层131B、绿色发光层131G射出的光分别在第三反射面S3R、S3B、S3G的反射。以下,使用比较例对此进行说明。
图6表示设置在比较例1的发光装置(发光装置100)中的红色有机EL元件(红色有机EL元件100R)的结构。在该红色有机EL元件100R中,设置有第一反射面S1R和第二反射面S2R。红色有机EL元件100R不具有第三反射面(图2A的第三反射面S3R)。发光装置100的绿色有机EL元件和蓝色有机EL元件与红色有机EL元件100R同样不具有第三反射面。
在具有这样的红色有机EL元件100R等的发光装置中,例如可以考虑:设定第一反射面S1R与第二反射面S2R之间的膜厚,以使所望的波长的光产生共振,由此提高发光效率(例如参照专利文献1)。另外,可以考虑:通过控制有机层(红色有机层13R等)的膜厚,来控制3原色(红色、绿色、蓝色)的衰减的平衡,提高白色色度点的视角特性(例如参照专利文献2)。
但是,因为这样的红色有机EL元件100R的谐振器构造对提取光的光谱,发挥作为半峰全宽的狭窄干涉滤光片的功能;所以在从斜方向看光提取面的情况下,光波长有大的移动。因此,由视角产生发光强度降低和色度偏差等,导致视角依赖性变高。
特别是,如果提高第二反射面S2R的反射率,那么视角依赖性变得更高,画质大大降低。例如如果增大第二电极15R的厚度,那么第二反射面S2R的反射率上升。另一方面,第二电极15R具有作为第二反射面S2R的光学功能,并且具有作为阴极的电气功能。因此,如果减小第二电极15R的厚度,那么有可能不能充分发挥电气功能。例如第二电极15R在从设置有红色有机EL元件100R的区域(元件区域)到其周围的宽广区域延伸,并且在周围的区域连接于接地电位GND。在这样的第二电极15R中,在元件区域与周围区域之间电阻容易变化。起因于该第二电极15R的电阻差,发生例如串扰等,画质容易降低。
作为弥补第二电极15R的电气功能的方法,例如可以考虑:在第二电极15R上重叠透明导电膜的方法(背衬),和在元件区域内设置与接地电位GND的接触部分的方法等。在第二电极15R上重叠透明导电膜的方法,需要例如1μm左右的厚度的透明导电膜。如果用真空成膜装置形成该大的厚度的透明导电膜,那么有可能生产率降低。另外,在该方法中,起因于透明导电膜的大的厚度,光提取效率降低。也就是说,红色有机EL元件100R的电力消耗增大,红色有机EL元件100R的寿命缩短。在元件区域内设置与接地电位GND的接触部分的方法,如果考虑制造工序很难实现。另外,因为由于接触部分,发光区域变窄;所以红色有机EL元件100R的寿命容易变短。
对此,在发光装置1中,因为在第二反射面S2R、S2B、S2G的附近设置了第三反射面S3R、S3B、S3G;所以在第三反射面S3R、S3B、S3G上,分别从红色发光层131R、蓝色发光层131B和绿色发光层131G射出的光互相以同样的倾向反射。具体地说,通过第三反射面S3R、S3B、S3G与发光中心OR、OB、OG之间的干涉,使从红色发光层131R射出的光、蓝色发光层131B射出的光和绿色发光层131G射出的光减弱。
图7A是将发光装置1的光谱透射率与发光装置100的光谱透射率一起表示的图。图7B表示将图7A所示的各种颜色的光的峰值的透射率作为1而规格化的透射率。在图7A、图7B中,发光装置1的光谱透射率用虚线表示,发光装置100的光谱透射率用实线表示。通过设置第三反射面S3R、S3B、S3G,在发光装置1中,可知与发光装置100相比,红色有机EL元件10R、蓝色有机EL元件10B和绿色有机EL元件10G的谐振效果同样地变弱(图7A)。另外,在发光装置1中,与发光装置100相比,红色光LR、蓝色光LB和绿色光LG的光谱的半峰全宽变大(图7B)。因此,能够抑制起因于视角的亮度变化和色度偏差的发生。
因此,在发光装置1中,即使增大第二电极15R、15B、15G的厚度,与发光装置100相比,也能够抑制视角特性的大大降低。总之,因为能够充分维持第二电极15R、15B、15G的电气功能,所以可以维持高画质。另外,可以抑制电力消耗的增大,维持寿命期间。
像这样,在发光装置1中,因为在第二反射面S2R、S2B、S2G的附近设置了第三反射面S3R、S3B、S3G,所以能够在广范围的波长(例如波长λ1~λ3)上同样地控制在第三反射面S3R、S3B、S3G上的光(红色光LR、蓝色光LB和绿色光LG)的反射。通过例如在第三反射面S3R、S3B、S3G上,同样地使红色有机EL元件10R、蓝色有机EL元件10B和绿色有机EL元件10G的谐振效果减弱;能够充分地维持第二电极15R、15B、15G的厚度,并且抑制视角特性的降低。
如上所述,在本实施方式的发光装置1中,因为在第二反射面S2R、S2B、S2G的附近设置了第三反射面S3R、S3B、S3G,所以可以控制广范围的波长(例如波长λ1~λ3)的光(红色光LR、蓝色光LB和绿色光LG)的谐振状态。例如能够在第三反射面S3R、S3B、S3G上,同样地使红色有机EL元件10R、蓝色有机EL元件10B和绿色有机EL元件10G的谐振效果减弱。由此,在发光装置1中,可以充分地维持第二电极15R、15B、15G的厚度,并且抑制视角特性的降低。
以下,对本实施方式的变形例和其他实施方式进行说明,并且在以后的说明中,对与上述实施方式相同的构成部分附加相同的符号,并适当省略其说明。
<变形例1>
在发光装置1中,也可以在第三反射面S3R、S3B、S3G上,同样地使红色有机EL元件10R、蓝色有机EL元件10B和绿色有机EL元件10G的谐振效果增强。
第三反射面S3R、S3B、S3G与在上述第一实施方式中说明的同样,是折射率互相不同的高折射率层与低折射率层的界面,例如是有机层13R、13B、13G(高折射率层)与第一透明层14R、14B、14G(低折射率层)的界面(参照图2A~图2C)。有机层13R、13B、13G的折射率例如是2.0,第一透明层14R、14B、14G的折射率例如是1.8。在第二反射面S2R、S2B、S2G的附近配置有第三反射面S3R、S3B、S3G时,例如通过改变低折射率层与高折射率层的层叠顺序,能够改变在第三反射面S3R、S3B、S3G上的谐振效果。
这时,光学距离L13、L23、L33(图2A~图2C)被设定为:通过第三反射面S3R、S3B、S3G与发光中心OR、OB、OG之间的干涉,使红色发光层131R的发射光谱的中心波长λ1的光相互增强,使蓝色发光层131B的发射光谱的中心波长λ2的光相互增强,并且使绿色发光层131G的发射光谱的中心波长λ3的光相互增强。
具体地说,光学距离L13、L23、L33以满足下列式(13)~(16)、(36)、(37)的方式构成。
2L13/λ13+a3/(2π)=m3……(13)
λ1-150<λ13<λ1+150……(14)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3……(15)
λ2-150<λ23<λ2+150……(16)
2L33/λ33+b3/(2π)=p3……(36)
λ3-150<λ33<λ3+150……(37)
其中,m3、n3、p3:整数
λ1、λ2、λ3、λ13、λ23和λ33的单位:nm
a3:从红色发光层131R射出的各个波长的光在第三反射面S3R反射时的相位变化
c3:从蓝色发光层131B射出的各个波长的光在第三反射面S3B反射时的相位变化
b3:从绿色发光层131G射出的各个波长的光在第三反射面S3G反射时的相位变化
上述a3、c3、b3能够用与a1、c1、b1同样的方法求得。
图8是将变形例1的发光装置1的光谱透射率与发光装置100的光谱透射率一起表示的图。在图8中,发光装置1的光谱透射率用虚线表示,发光装置100的光谱透射率用实线表示。通过设置第三反射面S3R、S3B、S3G,在发光装置1中,可知与发光装置100相比,红色有机EL元件10R、蓝色有机EL元件10B和绿色有机EL元件10G的谐振效果同样地变强。
在这样的变形例1的发光装置1中,因为通过第三反射面S3R、S3B、S3G,使分别从红色发光层131R、绿色发光层131G、蓝色发光层131B射出的光的谐振同样地增强;所以光提取效率得到提高。因此,可以抑制电力消耗,延长寿命期间。
<变形例2>
图9示意性地表示上述第一实施方式的变形例2的发光装置(发光装置1A)的截面构成。设置在该发光装置1A中的红色有机EL元件(红色有机EL元件10RA),在基板11上依次具有:第二透明层16R、第二电极15R、第一透明层14R、红色有机层13R和第一电极12。换句话说,在红色有机EL元件10RA中,从基板11侧,依次设置有:第二反射面S2R、第三反射面S3R和第一反射面S1R。发光装置1A的绿色有机EL元件和蓝色有机EL元件也具有与红色有机EL元件10RA同样的结构。也就是说,发光装置1A是底部发光型的发光装置,以从基板11侧提取光的方式构成。
<第二实施方式>
图10示意性地表示第二实施方式的发光装置(发光装置5)的截面构成。该发光装置5具有红色有机EL元件(红色有机EL元件50R)、绿色有机EL元件(绿色有机EL元件50G)和蓝色有机EL元件(蓝色有机EL元件50B)。该红色有机EL元件50R、绿色有机EL元件50G和蓝色有机EL元件50B分别在第二透明层16R、16G、16B上依次具有:第三透明层(第三透明层17R、17G、17B)和第四透明层(第四透明层18R、18G、18B)。在发光装置5中,从第四透明层18R、18G、18B侧取出各种颜色的光(红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB)。除了这点之外,发光装置5具有与上述第一实施方式的发光装置1同样的结构,其作用和效果也相同。
图11A、图11B、图11C分别表示红色有机EL元件50R、蓝色有机EL元件50B、绿色有机EL元件50G的谐振器构造。
红色有机EL元件50R从基板11侧依次具有:第一反射面S1R、第三反射面S3R、第二反射面S2R、第四反射面S4R和第五反射面S5R(图11A)。第三透明层17R和第四透明层18R隔着第二反射面S2R与红色有机层13R对置。第三透明层17R和第四透明层18R配置在比第二反射面S2R更远离发光中心OR的位置。
蓝色有机EL元件50B从基板11侧依次具有:第一反射面S1B、第三反射面S3B、第二反射面S2B、第四反射面S4B和第五反射面S5B(图11B)。第三透明层17B和第四透明层18B隔着第二反射面S2B与蓝色有机层13B对置。第三透明层17B和第四透明层18B配置在比第二反射面S2B更远离发光中心OB的位置。
绿色有机EL元件50G从基板11侧依次具有:第一反射面S1G、第三反射面S3G、第二反射面S2G、第四反射面S4G和第五反射面S5G(图11C)。第三透明层17G和第四透明层18G隔着第二反射面S2G与绿色有机层13G对置。第三透明层17G和第四透明层18G配置在比第二反射面S2G更远离发光中心OG的位置。
红色有机EL元件50R、蓝色有机EL元件50B和绿色有机EL元件50G,除了在上述第一实施方式中说明的第一反射面S1R、S1B、S1G~第三反射面S3R、S3B、S3G之外,还具有第四反射面S4R、S4B、S4G和第五反射面S5R、S5B、S5G。
第四反射面S4R设置在第二反射面S2R与第五反射面S5R之间,例如是第二透明层16R与第三透明层17R的界面。第四反射面S4B设置在第二反射面S2B与第五反射面S5B之间,例如是第二透明层16B与第三透明层17B的界面。第四反射面S4G设置在第二反射面S2G与第五反射面S5G之间,例如是第二透明层16G与第三透明层17G的界面。第四反射面S4R、S4B、S4G分别由于第二透明层16R、16B、16G的构成材料与第三透明层17R、17B、17G的构成材料的折射率差而形成。例如构成第二透明层16R、16B、16G的氮化硅(SiN)的折射率为1.95,构成第三透明层17R、17B、17G的氮氧化硅(SiON)的折射率为1.65。第二透明层16R、16B、16G也可以由折射率为2.0的IZO构成。
第四反射面S4R配置在离发光中心OR的光学距离为L14的位置。第四反射面S4B配置在离发光中心OB的光学距离为L24的位置。第四反射面S4G配置在离发光中心OG的光学距离为L34的位置。第四反射面S4R、S4B、S4G优选地分别配置在离第二反射面S2R、S2B、S2G的光学距离小于等于450nm的位置。这是因为如果第二反射面S2R、S2B、S2G与第四反射面S4R、S4B、S4G的距离大,那么就不能得到谐振器构造的效果。
第五反射面S5R隔着第四反射面S4R与第二反射面S2R对置。该第五反射面S5R例如是第三透明层17R与第四透明层18R的界面。第五反射面S5B隔着第四反射面S4B与第二反射面S2B对置。该第五反射面S5B例如是第三透明层17B与第四透明层18B的界面。第五反射面S5G隔着第四反射面S4G与第二反射面S2G对置。该第五反射面S5G例如是第三透明层17G与第四透明层18G的界面。第五反射面S5R、S5B、S5G分别由于第三透明层17R、17B、17G的构成材料与第四透明层18R、18B、18G的构成材料的折射率差而形成。例如构成第三透明层17R、17B、17G的氮氧化硅(SiON)的折射率为1.65,构成第四透明层18R、18B、18G的氮化硅(SiN)的折射率为1.95。
第五反射面S5R配置在离发光中心OR的光学距离为L15的位置。第五反射面S5B配置在离发光中心OB的光学距离为L25的位置。第五反射面S5G配置在离发光中心OG的光学距离为L35的位置。第五反射面S5R、S5B、S5G优选地分别配置在离第二反射面S2R、S2B、S2G的光学距离小于等于380nm的位置。这是因为如果第二反射面S2R、S2B、S2G与第五反射面S5R、S5B、S5G的距离大,那么就不能得到谐振器构造的效果。
第四反射面S4R、S4B、S4G和第五反射面S5R、S5B、S5G也可以层叠例如厚度大于等于5nm的金属薄膜来形成。
在本实施方式的发光装置5中,光学距离L14被设定为:通过第四反射面S4R与发光中心OR之间的干涉,使红色发光层131R的发射光谱的中心波长λ1的光相互减弱。并且,光学距离L24、L34被设定为:通过第四反射面S4B、S4G与发光中心OB、OG之间的干涉,使蓝色发光层131B的发射光谱的中心波长λ2的光相互增强,且使绿色发光层131G的发射光谱的中心波长λ3的光相互增强。
另外,光学距离L15被设定为:通过第五反射面S5R与发光中心OR之间的干涉,使红色发光层131R的发射光谱的中心波长λ1的光相互减弱。并且,光学距离L25、L35被设定为:通过第五反射面S5B、S5G与发光中心OB、OG之间的干涉,使蓝色发光层131B的发射光谱的中心波长λ2的光相互增强,且使绿色发光层131G的发射光谱的中心波长λ3的光相互增强。
具体地说,光学距离L14、L24、L34、L15、L25、L35以满足下列式(17)~(24)、(38)~(41)的方式构成。
2L14/λ14+a4/(2π)=m4+1/2……(17)
2L15/λ15+a5/(2π)=m5+1/2……(18)
λ1-150<λ14<λ1+150……(19)
λ1-150<λ15<λ1+150……(20)
2L24/λ24+c4/(2π)=n4……(21)
2L25/λ25+c5/(2π)=n5……(22)
λ2-150<λ24<λ2+150……(23)
λ2-150<λ25<λ2+150……(24)
2L34/λ34+b4/(2π)=p4……(38)
2L35/λ35+b5/(2π)=p5……(39)
λ3-150<λ34<λ3+150……(40)
λ3-150<λ35<λ3+150……(41)
其中,m4、m5、n4、n5、p4、p5:整数
λ1、λ2、λ3、λ14、λ15、λ24、λ25、λ34和λ35的单位:nm
a4:从红色发光层131R射出的各个波长的光在第四反射面S4R反射时的相位变化
a5:从红色发光层131R射出的各个波长的光在第五反射面S5R反射时的相位变化
c4:从蓝色发光层131B射出的各个波长的光在第四反射面S4B反射时的相位变化
c5:从蓝色发光层131B射出的各个波长的光在第五反射面S5B反射时的相位变化
b4:从绿色发光层131G射出的各个波长的光在第四反射面S4G反射时的相位变化
b5:从绿色发光层131G射出的各个波长的光在第五反射面S5G反射时的相位变化
上述a4、c4、b4、a5、c5、b5能够用与a1、c1、b1同样的方法求得。
在这样的发光装置5中,因为能够使红色有机EL元件50R与蓝色有机EL元件50B、绿色有机EL元件50G在第四反射面S4R、S4B、S4G和第五反射面S5R、S5B、S5G上的反射条件不同,所以能够调整每个发光元件(红色有机EL元件50R、蓝色有机EL元件50B、绿色有机EL元件50G)的发光状态。由此,能够提高视角特性,对此在后面详细叙述。
如图12所示,在红色有机EL元件50R中,从红色发光层131R射出的光在第一反射面S1R与第五反射面S5R之间多重反射,并且红色光LR被从第四透明层18R侧取出。在蓝色有机EL元件50B和绿色有机EL元件50G中,通过同样的多重反射,蓝色光LB、绿色光LG被取出。
如上所述,在具有谐振器构造的发光装置中,角度依赖性容易变大。特别是,在由各个发光层射出的光谱产生折射率的波长色散的情况下,难以改善角度依赖性。在折射率的波长色散中,因为构成材料的折射率对于各个波长不同,所以在红色有机EL元件、绿色有机EL元件、蓝色有机EL元件之间,谐振器构造的效果产生差异。例如在红色有机EL元件中,取出的红色光的峰值变得太陡峭;在蓝色有机EL元件中,取出的蓝色光的峰值变得太平缓。像这样,如果每个元件的谐振器构造的效果有很大不同,那么亮度和色调的角度依赖性变大。
另外,如果第二电极的厚度变大,那么元件间的谐振器构造的效果的差容易变得更大。这是因为第二电极的构成材料的折射率和消光系数对第二电极的光学特性产生大的影响,而折射率和消光系数存在波长依赖性。
在本实施方式的发光装置5中,第四反射面S4R和第五反射面S5R对红色发光层131R发出的光产生的影响,与第四反射面S4B、S4G和第五反射面S5B、S5G对蓝色发光层131B、绿色发光层131G发出的光产生的影响互相不同。具体地说,红色发光层131R发出的光和蓝色发光层131B、绿色发光层131G发出的光如下所述。
红色发光层131R发出的光通过红色发光层131R的发光中心OR与第四反射面S4R和第五反射面S5R之间的干涉而相互减弱。另一方面,蓝色发光层131B、绿色发光层131G发出的光分别通过蓝色发光层131B、绿色发光层131G的发光中心OB、OG与第四反射面S4B、S4G和第五反射面S5B、S5G之间的干涉而相互增强。
由此,在红色有机EL元件50R中,被取出具有峰值附近平缓的光谱的红色光LR;在蓝色有机EL元件50B、绿色有机EL元件50G中,被取出具有陡峭的峰值的光谱的蓝色光LB、绿色光LG。因此,红色有机EL元件50R的谐振器构造的效果,与蓝色有机EL元件50B、绿色有机EL元件50G的谐振器构造的效果的差异变小,亮度和色调的角度依赖性变小。
图13表示比较例1、2的发光装置100、500的视角特性和发光装置5的视角特性。
图14表示比较例2的发光装置500的示意截面构成。在图14中,虽然表示红色有机EL元件的截面构成,但是蓝色有机EL元件和绿色有机EL元件也具有与此相同的结构。发光装置500依次具有:第一电极12、有机层(红色有机层13R)、第二电极(第二电极15R)、第三透明层(第三透明层17R)和第四透明层(第四透明层18R)。在发光装置500中,依次设置有:第一反射面(第一反射面S1R)、第二反射面(第二反射面S2R)、第四反射面(第四反射面S4R)和第五反射面(第五反射面S5R)。也就是说,在发光装置500中,没有设置第三反射面(图11A的第三反射面S3R等)。
在图13中,相比发光装置100的视角特性,可知发光装置5、500的视角特性得到很大改善。在发光装置500中,第二电极(第二电极15R)由例如厚度为11nm的银(Ag)膜构成。如果该第二电极的厚度为例如13nm,那么视角特性恶化,当视角为60°时,Δu’V’接近0.010(未图示)。另一方面,在发光装置5中,即使在第二电极15R、15B、15G由厚度为13nm的银(Ag)膜构成的情况下,Δu’V’也小于0.005(图13)。也就是说,即使在具有更厚(厚度为13nm)的第二电极15R、15B、15G的发光装置5中,也可以确保与具有厚度为11nm的第二电极的发光装置500大致相同的视角特性。
另外,在发光装置5中,有机层(红色有机层13R、蓝色有机层13B、绿色有机层13G)优选印刷层。有机层通过经由干燥工序等,每个元件容易产生厚度大小的不同。也就是说,有机层容易产生膜厚分布。在发光装置5中,能够调整起因于该膜厚分布的每个元件区域的谐振器构造的效果的差异。
如上所述,在本实施方式的发光装置5中,红色有机EL元件50R的第四反射面S4R和第五反射面S5R被设定为使红色发光层131R发出的光相互减弱。对此,蓝色有机EL元件50B、绿色有机EL元件50G的第四反射面S4B、S4G和第五反射面S5B、S5G被分别设定为:使蓝色发光层131B发出的光相互增强,绿色发光层131G发出的光相互增强。由此,因为能够调整每个元件的谐振器构造的效果,所以可以更加提高视角特性。另外,即使增大第二电极15R、15B、15G的厚度,也可以抑制视角特性的降低。
<变形例3>
图15示意性地表示上述第二实施方式的变形例(变形例3)的红色有机EL元件50R的截面构成。该红色有机EL元件50R除了第一反射面S1R~第五反射面S5R之外,还具有第六反射面(第六反射面S6R)。红色有机EL元件50R例如在第二电极15R与第二透明层16R之间,具有第五透明层(第五透明层19R)。
第六反射面S6R例如设置在第二反射面S2R与第四反射面S4R之间。该第六反射面S6R例如是第二电极15R与第五透明层19R的界面,由于第二电极15R的构成材料与第五透明层19R的构成材料的折射率差而形成。
第六反射面S6R也可以设置在第四反射面S4R与第五反射面S5R之间(未图示)。或者,第六反射面S6R也可以设置在隔着第五反射面S5R与第四反射面S4R相向的位置。这时,第六反射面S6R优选地配置在离第二反射面S2R的光学距离小于等于1200nm的位置。也可以设置有多个第六反射面S6R。
在第六反射面S6R上的反射,可以对红色发光层131R的发射光谱的中心波长λ1以相互减弱的方式构成,或者,以相互增强的方式构成。在具有多个第六反射面S6R时,可以是在全部的第六反射面S6R上的反射对红色发光层131R的发射光谱的中心波长λ1以相互减弱的方式构成,或者,以相互增强的方式构成。在具有多个第六反射面S6R时,也可以是在一部分第六反射面S6R上的反射对红色发光层131R的发射光谱的中心波长λ1以相互减弱的方式构成,在其他第六反射面S6R上的反射对红色发光层131R的发射光谱的中心波长λ1以相互增强的方式构成。
也可以在绿色有机EL元件50G和蓝色有机EL元件50B上设置有第六反射面。
通过设置第六反射面S6R,可以更加精细地调整谐振器构造的效果。
<应用例1>
在上述实施方式等中说明的发光装置1、1A、5,能够适用于例如显示装置(后述图16的显示装置2)。通过将视角特性高的发光装置1、1A、5适用于显示装置,亮度和色调的角度依赖性变小,从而可以实现高图像质量。
图16示意性地表示适用有发光装置1、1A、5的显示装置(显示装置2)的截面构成。显示装置2是有源矩阵型显示装置,具有驱动基板71。显示装置2具有与该驱动基板71对置的密封基板72,并且在驱动基板71与密封基板72之间具有红色有机EL元件10R(或红色有机EL元件50R)、绿色有机EL元件10G(或绿色有机EL元件50G)和蓝色有机EL元件10B(或蓝色有机EL元件50B)。驱动基板71和密封基板72的外周部被密封剂73密封。在显示装置2中,例如在密封基板72侧显示图像。显示装置2可以是黑白显示,也可以是彩色显示。
驱动基板71对每个像素具有作为驱动元件的薄膜晶体管。驱动基板71除了具有薄膜晶体管之外,还具有用于驱动各个薄膜晶体管的扫描线、供电线和数据线。对各个像素的薄膜晶体管供给对应于每个显示像素的显示信号,并且根据该显示信号驱动像素,从而显示图像。
在显示装置2中,如图17所示,也可以设置彩色滤光片层74。彩色滤光片层74例如设置在密封基板72的一方的面(与驱动基板71相向的面)上。在彩色滤光片层74上,例如对每个像素设置有对应于红色、绿色、蓝色的各种颜色的彩色滤光片。
图18表示显示装置2的功能块构成。
显示装置2以映像的形式显示从外部输入的图像信号或在内部生成的图像信号,并且除了上述有机EL显示器之外,也适用于例如液晶显示器等。显示装置2例如具备定时控制部21、信号处理部22、驱动部23和显示像素部24。
定时控制部21具有生成各种定时信号(控制信号)的定时发生器,并且根据这些各种定时信号,进行信号处理部22等的驱动控制。信号处理部22例如对从外部输入的数字图像信号进行所定的补正,并且将由此获得的图像信号向驱动部23输出。驱动部23以包括例如扫描线驱动电路和信号线驱动电路等的方式构成,并且通过各种控制线驱动显示像素部24的各个像素。显示像素部24以包括有机EL元件(红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G和蓝色有机EL元件10B)和像素电路的方式构成,该像素电路用于以分别驱动每个像素的方式来驱动有机EL元件。其中,例如驱动部23由驱动基板71构成。
(电子设备的例子)
显示装置2能够适用于各种类型的电子设备。图19表示电子设备3的功能块构成。作为电子设备3,可以列举:例如电视机、个人电脑(PC)、智能手机、平板电脑、手机、数码相机和数码摄像机等。
电子设备3例如具有上述显示装置2和接口部30。接口部30是输入来自外部的各种信号和电源等的输入部。该接口部30另外也可以包括例如触控面板、键盘或操纵按钮等用户接口。
<应用例2>
在上述实施方式等中说明的发光装置1、1A、5,能够适用于例如照明装置(后述图20的照明部410)。发光装置1、1A、5可以适用于台式、落地式的照明装置或室内用照明装置等所有领域的照明装置的光源。
图20表示适用有发光装置1、1A、5的室内用照明装置的外观。该照明装置具有例如以包括有机EL元件(红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G和蓝色有机EL元件10B等)的方式构成的照明部410。照明部410以适宜的个数和间隔配置在建筑物的天花板420上。再有,照明部410根据用途,不限定于设置在天花板420上,也可以设置在壁430或地板(未图示)等任意的地方。
在这些照明装置中,由来自视角特性高的发光装置1、1A、5的光进行照明。因此,能够提供显色性优异的照明。
虽然上面列举实施方式和应用例进行了说明,但是本公开不限于上述实施方式等,可以做出各种变化。例如在上述实施方式等中说明的数值、构造、形状、材料和制作方法等仅是一个例子,也可以采用其他的数值、构造、形状、材料和制作方法等。
另外,在上述第二实施方式中,虽然说明了绿色有机EL元件50G具有与蓝色有机EL元件50B同样的谐振器构造的情况,但是绿色有机EL元件50G也可以具有与红色有机EL元件50R同样的谐振器构造。
再有,本说明书所记载的效果只是例示,并不限于此,另外也可以具有其他效果。
另外,本公开也能够采用以下结构。
(1)
一种发光装置,具备:
第一反射面;
第二反射面,与所述第一反射面对置;
发光层,设置在所述第一反射面与所述第二反射面之间,并且射出波长为λ的光;以及
第三反射面,与所述第二反射面对置,并且配置在与所述第二反射面之间的距离小于等于λ/4的位置。
所述(1)所述的发光装置,其中,
进一步具备低折射率层和高折射率层,所述低折射率层与高折射率层具有不同的折射率且互相层叠,
所述第三反射面是所述低折射率层与所述高折射率层的界面。
(3)
所述(1)或所述(2)所述的发光装置,其中,
所述发光层包括:
第一发光层;以及
第二发光层,设置在与所述第一发光层不同的区域,
在将所述第一反射面与所述第一发光层的发光中心的光学距离作为L11,所述第一反射面与所述第二发光层的发光中心的光学距离作为L21,所述第二反射面与所述第一发光层的发光中心的光学距离作为L12,所述第二反射面与所述第二发光层的发光中心的光学距离作为L22,所述第一发光层的发射光谱的中心波长作为λ1,所述第二发光层的发射光谱的中心波长作为λ2时,L11、L21、L12和L22满足下列式(1)~(8)。
2L11/λ11+a1/(2π)=m1(其中,m1≥0)……(1)
λ1-150<λ11<λ1+80……(2)
2L21/λ21+c1/(2π)=n1(其中,n1≥0)……(3)
λ2-150<λ21<λ2+80……(4)
2L12/λ12+a2/(2π)=m2……(5)
λ1-80<λ12<λ1+80……(6)
2L22/λ22+c2/(2π)=n2……(7)
λ2-80<λ22<λ2+80……(8)
其中,m1、n1、m2、n2:整数
λ1、λ2、λ11、λ21、λ12和λ22的单位:nm
a1:从第一发光层射出的各个波长的光在第一反射面反射时的相位变化
c1:从第二发光层射出的各个波长的光在第一反射面反射时的相位变化
a2:从第一发光层射出的各个波长的光在第二反射面反射时的相位变化
c2:从第二发光层射出的各个波长的光在第二反射面反射时的相位变化
(4)
所述(3)所述的发光装置,其中,
在将所述第三反射面与所述第一发光层的发光中心的光学距离作为L13,所述第三反射面与所述第二发光层的发光中心的光学距离作为L23时,L13和L23满足下列式(9)~(12)。
2L13/λ13+a3/(2π)=m3+1/2……(9)
λ1-150<λ13<λ1+150……(10)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3+1/2……(11)
λ2-150<λ23<λ2+150……(12)
其中,m3、n3:整数
λ1、λ2、λ13和λ23的单位:nm
a3:从第一发光层射出的各个波长的光在第三反射面反射时的相位变化
c3:从第二发光层射出的各个波长的光在第三反射面反射时的相位变化
(5)
所述(3)所述的发光装置,其中,
在将所述第三反射面与所述第一发光层的发光中心的光学距离作为L13,所述第三反射面与所述第二发光层的发光中心的光学距离作为L23时,L13和L23满足下列式(13)~(16)。
2L13/λ13+a3/(2π)=m3……(13)
λ1-150<λ13<λ1+150……(14)
2L23/λ23+c3/(2π)=n3……(15)
λ2-150<λ23<λ2+150……(16)
其中,m3、n3:整数
λ1、λ2、λ13和λ23的单位:nm
a3:从第一发光层射出的各个波长的光在第三反射面反射时的相位变化
c3:从第二发光层射出的各个波长的光在第三反射面反射时的相位变化
(6)
所述(1)至所述(5)中的任一项所述的发光装置,其中,
进一步具备:
第一电极,设置在所述第一反射面与所述发光层之间;以及
第二电极,隔着所述发光层与所述第一电极对置。
(7)
所述(6)所述的发光装置,其中,
进一步具备基板,
从接近所述基板的位置依次设置有:所述第一电极、所述发光层和所述第二电极。
(8)
所述(6)所述的发光装置,其中,
进一步具备基板,
从接近所述基板的位置依次设置有:所述第二电极、所述发光层和所述第一电极。
(9)
所述(1)至所述(8)中的任一项所述的发光装置,其中,
进一步具备有机层,所述有机层包括所述发光层。
所述(9)所述的发光装置,其中,
所述发光层是印刷层。
(11)
所述(9)或所述(10)所述的发光装置,其中,
进一步具备高电阻层,所述高电阻层设置在所述有机层与所述第二反射面之间且含有金属氧化物,
所述第三反射面是所述有机层与所述高电阻层的界面。
(12)
所述(3)至所述(5)中的任一项所述的发光装置,其中,
进一步具备:
第四反射面,隔着所述第二反射面与所述发光层对置;以及
第五反射面,隔着所述第四反射面与所述第二反射面对置。
(13)
所述(12)所述的发光装置,其中,
在将所述第四反射面与所述第一发光层的发光中心的光学距离作为L14,所述第五反射面与所述第一发光层的发光中心的光学距离作为L15时,L14和L15满足下列式(17)~(20)。
2L14/λ14+a4/(2π)=m4+1/2……(17)
2L15/λ15+a5/(2π)=m5+1/2……(18)
λ1-150<λ14<λ1+150……(19)
λ1-150<λ15<λ1+150……(20)
其中,m4、m5:整数
λ1、λ14和λ15的单位:nm
a4:从第一发光层射出的各个波长的光在第四反射面反射时的相位变化
a5:从第一发光层射出的各个波长的光在第五反射面反射时的相位变化
(14)
所述(12)或所述(13)所述的发光装置,其中,
在将所述第四反射面与所述第二发光层的发光中心的光学距离作为L24,所述第五反射面与所述第二发光层的发光中心的光学距离作为L25时,L24和L25满足下列式(21)~(24)。
2L24/λ24+c4/(2π)=n4……(21)
2L25/λ25+c5/(2π)=n5……(22)
λ2-150<λ24<λ2+150……(23)
λ2-150<λ25<λ2+150……(24)
其中,n4、n5:整数
λ2、λ24和λ25的单位:nm
c4:从第二发光层射出的各个波长的光在第四反射面反射时的相位变化
c5:从第二发光层射出的各个波长的光在第五反射面反射时的相位变化
(15)
所述(12)至所述(14)中的任一项所述的发光装置,其中,
进一步至少在所述第二反射面与所述第四反射面之间,所述第四反射面与所述第五反射面之间,和隔着所述第五反射面与所述第四反射面相向的位置的任意1个具备第六反射面。
本公开含有涉及在2017年10月20日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2017-203784中公开的主旨,其全部内容包括在此,以供参考。
本领域的技术人员应该理解,虽然根据设计要求和其他因素可能出现各种修改、组合、子组合和可替换项,但是它们均包含在附加的权利要求或它的等同物的范围内。
Claims (11)
1.一种发光装置,具备:
第一反射面;
第二反射面,与所述第一反射面对置;
发光层,设置在所述第一反射面与所述第二反射面之间,并且射出波长为λ的光;以及
第三反射面,与所述第二反射面对置,并且配置在与所述第二反射面之间的距离小于等于λ/4的位置,
所述发光层包括:
第一发光层;以及
第二发光层,设置在与所述第一发光层不同的区域,
在将所述第一反射面与所述第一发光层的发光中心的光学距离作为L11,所述第一反射面与所述第二发光层的发光中心的光学距离作为L21,所述第二反射面与所述第一发光层的发光中心的光学距离作为L12,所述第二反射面与所述第二发光层的发光中心的光学距离作为L22,所述第一发光层的发射光谱的中心波长作为λ1,所述第二发光层的发射光谱的中心波长作为λ2时,L11、L21、L12和L22满足下列式(1)~(8),
2L11/λ11+a1/(2π)=m1……(1),
λ1-150<λ11<λ1+80……(2),
2L21/λ21+c1/(2π)=n1……(3),
λ2-150<λ21<λ2+80……(4),
2L12/λ12+a2/(2π)=m2……(5),
λ1-80<λ12<λ1+80……(6),
2L22/λ22+c2/(2π)=n2……(7),
λ2-80<λ22<λ2+80……(8),
在将所述第三反射面与所述第一发光层的发光中心的光学距离作为L13,所述第三反射面与所述第二发光层的发光中心的光学距离作为L23时,L13和L23满足下列式(13)~(16),
2L13/λ13+a3/(2π)=m3……(13),
λ1-150<λ13<λ1+150……(14),
2L23/λ23+c3/(2π)=n3……(15),
λ2-150<λ23<λ2+150……(16),
其中,m1、n1、m2、n2、m3、n3:整数,其中,m1≥0,n1≥0,λ1、λ2、λ11、λ21、λ12、λ22、λ13和λ23的单位:nm,
a1:从第一发光层射出的各个波长的光在第一反射面反射时的相位变化,
c1:从第二发光层射出的各个波长的光在第一反射面反射时的相位变化,
a2:从第一发光层射出的各个波长的光在第二反射面反射时的相位变化,
c2:从第二发光层射出的各个波长的光在第二反射面反射时的相位变化,
a3:从第一发光层射出的各个波长的光在第三反射面反射时的相位变化,
c3:从第二发光层射出的各个波长的光在第三反射面反射时的相位变化。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中,
进一步具备低折射率层和高折射率层,所述低折射率层与高折射率层具有不同的折射率且互相层叠,
所述第三反射面是所述低折射率层与所述高折射率层的界面。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置,其中,
进一步具备基板,
从接近所述基板的位置依次设置有:第一电极、所述发光层和第二电极。
4.根据权利要求1或2所述的发光装置,其中,
进一步具备基板,
从接近所述基板的位置依次设置有:第二电极、所述发光层和第一电极。
5.根据权利要求1或2所述的发光装置,其中,
进一步具备有机层,所述有机层包括所述发光层。
6.根据权利要求5所述的发光装置,其中,
所述发光层是印刷层。
7.根据权利要求5所述的发光装置,其中,
进一步具备高电阻层,所述高电阻层设置在所述有机层与所述第二反射面之间且含有金属氧化物,
所述第三反射面是所述有机层与所述高电阻层的界面。
8.根据权利要求1所述的发光装置,其中,
进一步具备:
第四反射面,隔着所述第二反射面与所述发光层对置;以及
第五反射面,隔着所述第四反射面与所述第二反射面对置。
9.根据权利要求8所述的发光装置,其中,
在将所述第四反射面与所述第一发光层的发光中心的光学距离作为L14,所述第五反射面与所述第一发光层的发光中心的光学距离作为L15时,L14和L15满足下列式(17)~(20),
2L14/λ14+a4/(2π)=m4+1/2……(17)
2L15/λ15+a5/(2π)=m5+1/2……(18)
λ1-150<λ14<λ1+150……(19)
λ1-150<λ15<λ1+150……(20)
其中,m4、m5:整数,
λ1、λ14和λ15的单位:nm,
a4:从第一发光层射出的各个波长的光在第四反射面反射时的相位变化,
a5:从第一发光层射出的各个波长的光在第五反射面反射时的相位变化。
10.根据权利要求8所述的发光装置,其中,
在将所述第四反射面与所述第二发光层的发光中心的光学距离作为L24,所述第五反射面与所述第二发光层的发光中心的光学距离作为L25时,L24和L25满足下列式(21)~(24),
2L24/λ24+c4/(2π)=n4……(21)
2L25/λ25+c5/(2π)=n5……(22)
λ2-150<λ24<λ2+150……(23)
λ2-150<λ25<λ2+150……(24)
其中,n4、n5:整数,
λ2、λ24和λ25的单位:nm,
c4:从第二发光层射出的各个波长的光在第四反射面反射时的相位变化,
c5:从第二发光层射出的各个波长的光在第五反射面反射时的相位变化。
11.根据权利要求8所述的发光装置,其中,
进一步至少在所述第二反射面与所述第四反射面之间,所述第四反射面与所述第五反射面之间,和隔着所述第五反射面与所述第四反射面相向的位置的任意1个具备第六反射面。
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