JP2000277266A - 有機電界発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機ＥＬ素子の指向性向上。 【解決手段】 基板１０の第１面側に、透明電極１２、
発光層を含む有機層１４及び金属電極１６を有し、基板
の第２面側に有機層１４の発光光を素子前方へ集光して
射出する集光層２０を設ける。基板１０と透明電極１２
との間に誘電体ミラーを備える微小光共振型有機ＥＬ素
子においても適用可能である。集光層２０により、素子
前方への指向性を高めると共に、発光強度を向上でき
る。微小光共振型有機ＥＬ素子の場合には、特に、集光
層２０にかえて、有機層の発光光（共振波長）より短波
長側の波長光を除去して前記素子前方へ射出する色フィ
ルタ層を設けても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、有機電界発光素
子（以下有機ＥＬ素子という）、特に指向性の高い有機
ＥＬ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄くて平面状の高輝度、高指向性の発光
体を開発できれば、様々なディスプレイ関連の用途が広
がるため、そのような発光体についての研究が行われて
いる。平面上の自発光体としては、例えば、高電界によ
ってドーパントを励起する無機ＥＬ素子と、発光層に有
機蛍光体を用いた有機ＥＬ素子がある（ディスプレイア
ンドイメージング Vol.7,1997）。この内無機ＥＬ素子
は、素子特性が安定していて長寿命であるため既に実用
化されている。これに対し、有機ＥＬ素子は、発光輝度
に関しては無機ＥＬ素子よりも高く、無機ＥＬ素子では
最大で３０００ｃｄ／ｍ²程度であるのに対し、１万ｃ
ｄ／ｍ²以上の輝度が得られたとの報告もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように有機ＥＬ
素子では、高い輝度が実現できることは可能であるが、
現在開発されている有機材料を用いた有機層は、その安
定性が不十分であるため、より安定な材料の開発や、構
造・駆動方法等の改良などによる耐久性向上が望まれて
いる。特に、平面光源などの用途、つまり高輝度で長時
間発光が必要な用途では、要求される性能を十分に満た
しているとは言えない。この様な背景や、装置の省電力
化の要求があるため、低電界かつ低電流駆動で高効率に
発光する有機ＥＬ素子が望まれている。

【０００４】光源、特に平面光源の用途では、高効率光
源とするには高輝度であることだけでなく、射出光の指
向性が高いことが重要である。光源の照射対象方向に指
向しない光は無効光であり、リフレクタなどの特別な部
材を用いない限り、それらの光を光源光として利用でき
ないためである。さらにディスプレイとした場合、単に
高輝度であることだけでなく、十分なコントラスト比を
取れることが高い表示品質を提供する上で重要となる。
しかし、素子から射出される光の指向性が低いと、近接
画素間で表示イメージに滲みが生じ、高コントラストは
実現できない。従って、ディスプレイとして利用する場
合にも、指向性の向上は重要である。

【０００５】しかしながら、現在知られている有機ＥＬ
素子においては、材料、構成等が最適化されておらず、
十分な指向性は得られていない。

【０００６】上記課題を解決するために、この発明は、
指向性の高い有機ＥＬ素子を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、基板上に、透明電極と、発光層を含む有
機層と金属ミラー電極とを備え、該有機層での発光光を
素子外に射出する有機電界発光素子であり、素子発光放
射面側に、前記有機層の発光光を前記素子前方へ集光し
て射出する集光層、又は前記有機層の発光光から目的波
長域外の所定波長を除去して前記素子前方へ射出する色
フィルタ層を備えることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の他の特徴は、基板上に、透
明電極と、発光層を含む有機層と、金属ミラー電極と、
前記有機層及び前記透明電極を挟んで前記金属ミラー電
極と対向するように形成された多層構造の誘電体ミラー
層と、を備え、共振によって前記有機層の発光光の所定
波長領域を増幅して素子発光放射面側から射出する微小
光共振型の有機電界発光素子であって、前記素子の発光
放射面側に、前記誘電体ミラーを透過して射出される光
を前記素子前方へ集光して射出する集光層、又は前記増
幅された所定波長領域外の所定波長を除去して前記素子
前方へ射出する色フィルタ層を備えることである。

【０００９】この様に集光層を素子発光放射面側に設け
れば、素子前方（目的とする方向）以外に放射されてい
た光を素子前方に集めて射出できるため、全く同じ構成
・駆動条件下においても指向性を向上させつつ、素子前
方での発光輝度を向上させることが可能である。共振型
の有機ＥＬ素子にこの集光層を設ければ共振によって向
上する指向性を更に高めることができ、また指向性を示
す方向における発光輝度向上を達成することができる。

【００１０】また、共振型の有機ＥＬ素子において、色
フィルタ層を設け、これにより共振器構造によって増幅
された所定波長領域外の所定波長を除去して素子前方へ
射出することにより指向性をより向上させることができ
る。

【００１１】例えば、本発明において、上記色フィルタ
層が、増強された前記特定波長より所定短波長側の光を
除去すれば、共振型において増強特定波長の短波長側に
指向性を低下させる光成分が存在することが多いため、
その光成分を除去でき指向性を確実に向上させることが
できる。

【００１２】また、本発明において、透明な前記基板の
第１面側に透明電極、有機層及び金属ミラー電極を形成
し、素子の発光放射面側である透明な基板の第２面側に
上記集光層を設ける場合に、この集光層は、基板の屈折
率と等しい屈折率とすることが好ましく、また、集光層
を両方の屈折率の間の屈折率を有する接着材料を用いて
透明な基板の第２面に接着する構成を採用することが好
適である。ガラス基板の場合、屈折率が約１．５である
ため接着層と集光層もこれに近い屈折率が望ましい。こ
の様な条件で接着材料により集光層を接着すれば、誘電
体ミラーから基板を経て射出される光を損失なく集光層
に伝えることができる。また、透明基板に直接エッチン
グ等で集光層を形成してもよい。

【００１３】さらに、本発明において、透明な前記基板
の第１面側に前記透明電極、前記有機層及び前記金属ミ
ラー電極が形成され、前記素子の発光放射面側である前
記透明な基板の第２面側に、前記色フィルタ層が設けら
れている場合に、該色フィルタ層の表面側に偏光層を備
える構成を採用しても良い。

【００１４】この有機ＥＬ素子を、平面光源例えば液晶
表示装置のバックライトなどとして用いる場合、光源か
らの光が所望の偏光になっていれば、別途偏光手段を表
示装置に設ける必要がなくなり、表示装置自体での光損
失や、不要光の吸収による発熱などを防止できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の好
適な実施の形態（以下実施形態という）について説明す
る。

【００１６】［実施形態１］図１は、この発明の実施形
態に有機ＥＬ素子の概略断面構造を示している。本実施
形態の有機ＥＬ素子は、ガラス等の透明基板１０の第１
面側に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明電極材
料を用いた透明電極１２、発光層を含む多層の有機層１
４及びＭｇＡｇ等の金属材料を用いた金属電極１６がこ
の順に形成されている。この様な構成において、有機層
１４に透明電極１２から正孔を注入し、金属電極１６か
ら電子を注入することで有機層１４内で注入された正孔
と電子が再結合し、有機分子が励起されて発光が起こ
る。この発光光は指向性を持たないため、透明電極１２
及び透明基板１０を通過して素子外に射出される光は、
素子平面の法線に対して広い範囲に等方的に広がる。し
かし、平面光源として用いる場合、等方的に広がった光
は無効光となり、高効率な光源を実現することができな
い。

【００１７】そこで、本実施形態では、図１において素
子の発光放射面側である基板１０の第２面側に、射出光
の素子前方への指向性を高める指向性増強部材として、
集光層２０を備える。この集光層２０は、例えば、図２
に示すような、微小プリズムがストライプ状に、ピッチ
５０μｍ程度の微小間隔に並べられた形状を備えて構成
されている。各微小プリズムでは入射光に対して屈折と
反射の両作用が働き、集光層２０は、有機層１４から透
明電極１２及び透明基板１０を通って到達する光を素子
平面の法線方向（素子前方）に対して一定角度範囲内
（例えば法線を中心に７０°）となるように集めて射出
する。その他集光層２０としては、微小集光レンズから
なるいわゆるマイクロレンズアレイを用いてもよい。

【００１８】集光層２０は、例えば、住友スリーエム社
の輝度増強フィルム（商品名ＢＰＦ:Brightness Ehance
ment Film II）を利用可能であり、このフィルムのよう
に、基板１０の第１面側の素子構成とは別体として提供
される集光層２０を用いる場合、該集光層２０を所望の
接着剤を用いて透明基板１０の第２面側に接着する。こ
の際、有機層１４から透明基板１０を介して集光層２０
に低損失で光を入射させるには、接着剤としてその屈折
率が透明基板１０の屈折率又は集光層２０の屈折率と等
しいか、又はこれらの屈折率の中間であるような樹脂を
用いることが好適である。

【００１９】以上のような集光層２０を素子の光射出面
側に設ければ、図３に示すように、素子前方以外の方向
に進む光は減衰され、その分だけ素子前方に進む光を増
強して射出することが可能となり、有機ＥＬ素子を同一
構成でかつ同一条件で駆動した場合に、より素子前方で
の輝度が向上することとなる。従って、このような素子
を平面光源として用いれば、高輝度の光源を簡単に得る
ことができ、例えば液晶プロジェクタ用、ヘッドアップ
ディスプレイ用の高輝度の要求される投写型ディスプレ
イの光源としての用途が広がる。

【００２０】また、本実施形態１の有機ＥＬ素子は、光
源としての用途に限らず、直視型の自発光性ディスプレ
イとして用いた場合にも効果が高い。上述のように本実
施形態１の素子を用いることで高輝度かつ指向性の高い
ディスプレイが実現できる。このため、ディスプレイの
コントラスト及びカラーディスプレイとした場合の色純
度を向上することが可能となる。これは、高い指向性に
より近隣表示画素の発光光が混ざらないためであり、ま
た集光層２０により金属電極１６での反射光がそのまま
射出されることが防止されるためである。なお、指向性
が高いとディスプレイの視野角が狭くなることを意味す
る。しかし全てのディスプレイにおいて視野角が広いこ
とは要求されていない。例えば、特定方向から観察され
るディスプレイや表示内容の漏洩を防ぐ必要があるディ
スプレイなどでは、視野角が広いことではなく観察され
る特定方向での輝度が高いことが求められる。従って、
例えばそのような用途において、指向性が高くかつ高輝
度を実現できる本実施形態１の有機ＥＬ素子は効果が高
い。

【００２１】（実施例１）実施例１として、上記実施形
態１の有機ＥＬ素子の具体的な構成例について説明す
る。なお、素子構成については、図１と同じである。ま
ず、透明電極１２としてＩＴＯが第１面側に予め形成さ
れたガラス基板１０の第２面側に、ストライプ状微小プ
リズムの集合体より構成された集光層２０を形成した。
集光層２０を構成する、ストライプ状の微小プリズム等
のパターンは、集光層を構成する材料層を成膜した後、
この材料層をフォトリソグラフィーにより異方性エッチ
ングすれば形成することができる。次に、ＩＴＯ透明電
極１２の上に、真空蒸着などによって有機層１４を形成
した。有機層１４は、ここでは正孔輸送層と発光層との
２層構造を採用し、正孔輸送層として下記化学式（１）
で示すトリフェニルアミン四量体（ＴＰＴＥ）、発光層
として下記化学式（２）で示すキノリノールアルミ錯体
（Ａｌｑ）を用い、それぞれ６００Åこの順に成膜し
た。有機層１４上にはＭｇＡｇを用いて金属電極１６を
２０００Åの厚さに形成した。

【００２２】

【化１】

【化２】 このようにして得られた素子に対し透明電極１２と金属
電極１６との間に８Ｖの電圧を印加したところ、素子の
前方へ指向した発光光が確認された。

【００２３】［実施形態２］次に、実施形態２に係る有
機ＥＬ素子について説明する。図４は微小光共振構造の
有機ＥＬ素子の概略構成を示している。本実施形態の有
機ＥＬ素子では、透明基板１０の第１面側に透明電極１
２、有機層１４及び金属電極（金属ミラー電極）１６が
形成され、第２面側に集光層２０が設けられる点で、上
記図１と代わりはないが、基板１０と透明電極１２との
間に互いに屈折率の異なる層が交互に積層されて構成さ
れた誘電体ミラー３０が形成されている。光共振器は、
この誘電体ミラー３０と、金属電極１６とで構成され、
誘電体ミラー３０と金属電極１６と間の距離（実際に
は、光学長Ｌ）で規定される所定波長の光が増強され、
透明電極２０及び透明基板１０を経て集光層２０に至
る。

【００２４】このように、微小光共振器構造を採用する
ことで、光学長Ｌで決まる有機層での発光光の特定波長
が増幅されて素子の前方への指向性が強められる。さら
に集光層２０が、誘電体ミラー３０及び透明基板１０を
透過して入射される光を、素子前方へ集光して射出する
ので、素子前方への指向性は、さらに向上させることが
できる。

【００２５】（実施例２）実施例２として、本実施形態
２に係る有機ＥＬ素子を実際に形成した。誘電体ミラー
３０は、ガラス基板１０の第１面側にＳｉＯ₂層とＴｉ
Ｏ₂層とを交互に積層した構成とした。この誘電体ミラ
ー３０上に透明電極１２としてＩＴＯ電極を形成し、さ
らに有機層１４として正孔輸送層と、電子輸送層を兼用
する発光層とを形成した。正孔輸送層は、例えば上式
（１）のＴＰＴＥを６００Åの厚さに形成し。

【００２６】次に、発光層としては、下式（３）のキナ
クリドン（Ｑｄ）

【化３】 をドープした上式（２）のＡｌｑを２００Å、さらにＡ
ｌｑを４００Åの厚さに形成して得た。最後に、金属電
極１６としてＭｇＡｇ電極を形成した。また、基板１０
の第２面側には接着剤により、集光層２０として住友ス
リーエム社製のフィルム（商品名ＢＥＦII）を接着し
た。

【００２７】図５（ａ）は、同一の構成で集光層を設け
ない場合の光共振型有機ＥＬ素子の指向性を示す。図３
の集光層なしの特性と比較すると明らかなように、微小
光共振器構造を採用していることにより、集光層なしの
状態でも素子前方に対して指向性が与えられている。

【００２８】しかし、図５（ｂ）に示すように、微小光
共振器構造にさらに集光層２０を設けることで、素子法
線方向（θ＝０゜）以外の方向に向かっていた光が集め
られて素子前方へ向けて射出されるため、指向性はさら
に高くなる。射出光は、基板平面の法線方向を中心に６
０゜（±３０゜）以内に集中している。さらに、図５の
比較から推測できるように集光層２０を設けた場合素子
前方における輝度は、集光層なしの場合より向上してい
る。具体的には、集光層２０を設けることで平面光源の
前方において最高輝度５万ｃｄ／ｍ²が達成でき、集光
層２０なしのものと比較して５０％以上の輝度向上が達
成できることがわかった。

【００２９】以上のように、本実施形態２によれば、共
振器構造に加えさらに集光層を備えるため、有機ＥＬ素
子の前方への指向性が一段と改善され、かつ輝度も向上
し、平面光源としての用途において非常に有利となる。
また、本実施形態２の有機ＥＬ素子は、直視型の自発光
性ディスプレイとして用いた場合、高輝度であると共
に、非常に指向性が高いために高コントラストのディス
プレイを実現することができる。またカラーディスプレ
イとした場合、高指向性により色純度も向上する。

【００３０】［実施形態３］本実施形態３では、誘電体
ミラーを有する微小光共振型有機ＥＬ素子において、指
向性増強部材として特定波長領域の光を除去する色フィ
ルタを備える。

【００３１】図６は、本実施形態３に係る微小光共振型
有機ＥＬ素子の一構成例の概略断面を示している。この
素子は、ガラス等の透明基板１０の第１面側に屈折率の
異なる層が複数積層された誘電体ミラー３０が形成さ
れ、該誘電体ミラー３０上に、透明電極１２、有機層１
４及び金属電極（金属ミラー電極）１６がこの順に形成
されている。透明基板１０の第２面側には、指向性増強
部材として、所定波長の光をカットする色フィルタ層２
２を設けている。本実施形態３では、上記実施形態２と
同様に光学長Ｌで規定される特定共振波長の光が増幅さ
れ、これが誘電体ミラー３０及び透明基板１０を透過し
て色フィルタ層２２に到達し、ここで所定波長が除去さ
れる。

【００３２】光共振器構造の有機ＥＬ素子では、図７
（ａ）に示すように共振波長を発光材料の発光スペクト
ルのピーク波長よりも短波長側に設定して、素子前方
（θ＝０゜）への指向性を高めている。このような構成
において特定波長を選択的に共振させ、素子前方への指
向性を高めるためには、発光スペクトルの半値幅（ピー
ク値からピークの半分の値になる間での幅）が狭く、特
にピーク波長よりも短波長側のスペクトルの立ち上がり
の鋭い発光材料を用いることが好ましい。しかし、その
ような発光スペクトルを有しかつ高い発光効率を備え耐
久性のある有機化合物は非常に少ない。最も高効率で信
頼性の高い発光材料でも１００ｎｍ程度の幅広い発光ス
ペクトルである。その一方で、微小光共振器構造の有機
ＥＬ素子に対する観察角度が大きくなると、素子から射
出される光の波長（共振波長）が短波長側へシフト（θ
＝３０゜、６０゜等）することが知られている。その場
合、元の発光スペクトルの短波長側が図７（ａ）のよう
になだらかであると、例えば素子平面の法線から６０゜
の角度から観察した場合にも光が視認されてしまう。従
って、現在提案されている共振器構造の有機ＥＬ素子か
ら放射される光には、指向性は認められるが、それほど
高い指向性は得られない。

【００３３】この様な微小光共振器構造において、本実
施形態３の色フィルタ層２２のカットオフ波長を図７
（ｂ）に示すように有機層１４の発光材料の元の発光ス
ペクトルのピーク値よりも低く設定し、そのカットオフ
波長以下の光を除去する。ここで、色フィルタ層２２の
カットオフ波長は、色フィルタ層２２が、ある波長に対
しその入射光の５０％程度をカット可能な波長と定義す
る。

【００３４】具体的には以下のような条件を満たすよう
に設定される。まず、共振器型有機ＥＬ素子の共振波長
λrは、元の発光スペクトルのピーク値から短波長側３
０ｎｍ程度までの範囲内に設定される。この範囲を超え
ると、十分な指向性や発光強度が得られなくなるためで
ある。そして、カットオフ波長は素子の共振波長λrに
対して短波長側に１０ｎｍ程度〜３０ｎｍ程度の波長と
し、それ以下の波長の光を５０％以上除去する。

【００３５】この様なカットオフ波長を備える色フィル
タ層２２を設けることにより、本実施形態３では、図７
（ｂ）に示すように、例えば、素子平面法線方向から３
０゜、６０゜の位置（θ＝３０゜、６０゜）で観察され
得る光は、色フィルタ層２２で除去される。従って、素
子から射出される光は素子前方（法線方向）に対して非
常に高い指向性を示すこととなる。

【００３６】（実施例３）実施例３として実施形態３に
係る素子を平面光源（青色）として形成した。構成は図
６と同じである。基板１０にはガラスを用い、有機洗浄
したガラス基板１０上にＲＦマグネトロンスパッタ法で
誘電体ミラー（ＳｉＯ₂／ＴｉＯ₂）３０を形成した。こ
の誘電体ミラー３０のストップバンドの中心波長は青色
４８０ｎｍとした。また誘電体ミラー３０の反射率は８
０％であった。

【００３７】誘電体ミラー３０上には、透明電極１２と
してＩＴＯ電極を７０ｎｍの厚さに形成した。次に、有
機層１４を形成した。ここで、有機層１４は正孔輸送層
と発光層及び電子輸送層の３層構造とし、まず、正孔輸
送層として上記式（１）に示すトリフェニルアミン四量
体（ＴＰＴＥ）を形成し、次に、発光層として下式
（４）

【化４】 に示すＤＰＶＢｉ（1,4-bis(2,2-diphenyl-vinyl)biphe
nyl）を形成し、最後に電子輸送層として、上記化学式
（２）に示すキアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ3）を
形成した。最後に金属電極１６としてＭｇＡｇを２００
０Åの厚さに形成した。ここで有機層１４の厚さは、共
振器の光学長Ｌが共振波長λrの２倍となるように調整
した。なお、共振波長λr（発光波長）は４７０ｎｍに
設定した。最後に、カットオフ波長が４５０ｎｍ以下で
ある高分子フィルム状の色フィルタ層２２を基板１０の
第２面側に貼り付け、実施例３に係る素子を得た。

【００３８】図８は、比較例として同一構造で色フィル
タ層２２のみ備えない素子と、本実施例３の素子の指向
性を調べた結果を示す。色フィルタ層２２のない比較例
の素子では、図８（ａ）に示すように、指向性は認めら
れるもののそれほど高い指向性は得られていない。これ
に対し、色フィルタ層２２を有する実施例３の素子で
は、図８（ｂ）に示すように、素子平面法線方向から３
０゜、６０゜の位置（θ＝３０゜、６０゜）で観察され
得る光が色フィルタ層２２で除去され、素子から射出さ
れる光は素子前方（法線方向）に対して非常に高い指向
性を示している。

【００３９】以上のことから、発光材料の発光スペクト
ルの所定波長以下の短波長側、具体的には、光共振器構
造の共振波長λr未満の短波長側、例えば共振波長λrよ
り短波長側に１０ｎｍ〜３０ｎｍの波長以下を除去する
色フィルタ層を設けることにより、有機ＥＬ素子の指向
性を各段に向上させることが可能となる。

【００４０】以上説明した実施形態３の共振器構造の有
機ＥＬ素子は、一枚のガラス基板上に発光素子としてマ
トリクス状に形成し、図９に示すようなディスプレイと
することも可能である。図９において、ガラス基板１０
の第１面側に誘電体ミラー３０が形成されその上にスト
ライプ状の透明電極１２が形成されている。この透明電
極１２を全体的に覆うように有機層１４が形成され、さ
らにその上には透明電極１２と直交するような方向にス
トライプ状の金属電極１６が形成されている。また、ガ
ラス基板１０の第２面側には、色フィルタ層２２が形成
されている。この構成では、金属電極１６と透明電極１
２とが交差した領域が各表示画素となる。カラーディス
プレイとする場合には、例えば、画素毎に担当する三原
色（青、緑、赤）のいずれかを発光させるために対応有
機ＥＬ素子に用いる有機材料を変更する。この際、色フ
ィルタ層２２は対応する表示画素の担当する発光波長
（共振波長）より短波長側の光をカットするように画素
毎に適切な材料を選択して形成する。

【００４１】本実施形態３の素子は、図９のような単純
マトリクス型ディスプレイに適用した場合、ディスプレ
イの発光輝度を高めることはできないが、色フィルタ層
２２の存在により、射出光の指向性を向上でき、コント
ラストの向上を図ることができる。またカラーのディス
プレイではコントラスト向上に加え色純度の向上を図る
ことが可能となる。これは、高い指向性のため、近隣の
他の表示画素からの発光光が混ざってイメージの滲みが
起きにくいためである。また色フィルタ層２２の存在に
より金属電極１６での反射光がそのまま観察側に射出さ
れることを防止することも可能となり、コントラスト向
上に寄与する。

【００４２】なお、上述の実施形態２の有機ＥＬ素子も
図９と同様な構成のディスプレイに適用可能である。実
施形態２の場合には、図９の色フィルタ層２２に代えて
集光層を用いる。さらに、実施形態１の有機ＥＬ素子も
同様にして図９のようなディスプレイに適用できる。実
施形態１の場合には、誘電体ミラー３０は存在せず、色
フィルタ層２２を集光層に代えればよい。

【００４３】図１０は、本実施形態３の変形例を示して
いる。図６に示す構成と異なる点は、色フィルタ層２２
のさらに上に偏光層２４が形成されていることである。
本実施形態３の光共振型有機ＥＬ素子は、平面光源とし
て用いることが可能であり、例えばこの平面光源は液晶
表示装置の高輝度で薄型のバックライトとして用いるこ
とができる。液晶表示装置では、多くのタイプにおいて
入射光が所定方向の偏光（例えば直線偏光）である必要
があり、現在そのような液晶表示装置では入射側に偏光
板を設けて、光源光から所定偏光を取り出している。従
って、平面光源自体が所定の偏光を発生することができ
れば、液晶表示装置には偏光板が不要となり、光源光に
対する光利用率を向上させることが可能となる。

【００４４】［その他］以上説明した実施形態又は実施
例では、発光層を含む有機層として比較的低分子の有機
化合物を蒸着によって形成した場合を想定しているが、
材料及び形成方法はこれに限られない。例えば、低分子
系有機化合物に限らず、その他ポリパラフェニレンビニ
レンやポリフルオレン系の高分子系有機材料の液体を基
板上に塗布して形成してもよい。

【００４５】また、本発明に係る有機ＥＬ素子は、他の
有機材料または無機化合物からなる保護膜で覆った状態
で使用したり、不活性ガス雰囲気中に素子を封入するこ
とにより素子の信頼性をさらに高めることが可能であ
る。封止は、金属電極側から封止キャップを素子に被せ
て接着することで行われるが、封止空間中に封止される
のは不活性ガスだけでなくシリコン系の液体やフッ素系
の液体であってもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、集光層又は色フィルタを有機ＥＬ素子の発光放射面
側に設けることで、平面方向に対する指向性を高めるこ
とが可能である。このため、指向性が要求される平面光
源などの用途に非常に有利となる。また、ディスプレイ
として用いた場合には、高コントラスト、高色純度な自
発光フラットディスプレイを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１に係る有機ＥＬ素子の概
略断面構成を示す図である。

【図２】 本発明の実施形態１に係る有機ＥＬ素子の集
光層の構造の一例を示す図である。

【図３】 図２に示す集光層によって達成される有機Ｅ
Ｌ素子の指向性を示す図である。

【図４】 本発明の実施形態２に係る微小光共振型有機
ＥＬ素子の概略断面構成を示す図である。

【図５】 本発明の実施形態２に係る素子と比較例に係
る素子との指向性の違いを示す図である。

【図６】 本発明の実施形態３に係る微小光共振型有機
ＥＬ素子の断面構成を示す図である。

【図７】 本発明の実施形態３に係る微小光共振型有機
ＥＬ素子のフィルタの効果を示す図である。

【図８】 実施例３の素子とその比較例の素子において
得られた指向性の違いを示す図である。

【図９】 本発明の実施形態３に係る素子を用いた単純
マトリクス型ディスプレイの概略構成を示す図である。

【図１０】 本発明の実施形態３に係る素子の変形例を
示す図である。

【符号の説明】

１０ 透明基板、１２ 透明電極（陽極）、１４ 有機
層、１６ 金属電極（陰極）、２０ 集光層（指向性増
強部材）、２２ 色フィルタ層（指向性増強部材）、２
４ 偏光層、３０ 誘電体ミラー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 篤志 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 多賀 康訓 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 3K007 AB00 AB02 AB04 AB17 BB00 BB06 CA01 CB01 CC00 DA00 DB03 EB00 FA01 FA02 FA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、透明電極と、発光層を含む有
   機層と、金属ミラー電極とを備え、該有機層での発光光
   を素子外に射出する有機電界発光素子であり、 素子発光放射面側に、前記有機層の発光光を前記素子前
   方へ集光して射出する集光層、又は前記有機層の発光光
   から目的波長域外の所定波長を除去して前記素子前方へ
   射出する色フィルタ層を備えることを特徴とする有機電
   界発光素子。
2. 【請求項２】 基板上に、透明電極と、発光層を含む有
   機層と、金属ミラー電極と、前記有機層及び前記透明電
   極を挟んで前記金属ミラー電極と対向するように形成さ
   れた多層構造の誘電体ミラー層と、を備え、共振によっ
   て前記有機層での発光光の所定波長領域を増幅して素子
   発光放射面側から射出する微小光共振型の有機電界発光
   素子であって、 前記素子の発光放射面側に、前記誘電体ミラーを透過し
   て射出される光を前記素子前方へ集光して射出する集光
   層、又は前記増幅された所定波長領域外の所定波長を除
   去して前記素子前方へ射出する色フィルタ層を備えるこ
   とを特徴とする有機電界発光素子。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の有機電界
   発光素子において、 透明な前記基板の第１面側に前記透明電極、前記有機層
   及び前記金属ミラー電極が形成され、前記素子の発光放
   射面側である前記透明な基板の第２面側に前記集光層が
   設けられ、 該集光層は、前記透明な基板の屈折率と前記集光層の屈
   折率のいずれかと等しい屈折率か、又は両方の屈折率の
   間の屈折率を有する接着材料を用いて前記透明な基板の
   第２面に接着されていることを特徴とする有機電界発光
   素子。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の有機電界発光素子にお
   いて、 前記色フィルタ層は、増強された前記特定波長より所定
   短波長側の光を除去することを特徴とする有機電界発光
   素子。