JP2003317931A - El element and display using thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、EL(エレクトロ
ルミネッセンス:Electro Luminesce
nce)素子、およびその素子を用いた表示装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an EL (Electro Luminescence).
element) and a display device using the element.
【0002】[0002]
【従来の技術】有機EL素子は、電極から電子とホール
(正孔)を有機蛍光体へ注入し、それらの再結合エネル
ギーによって発光中心を励起することによって動作する
発光素子である。2. Description of the Related Art An organic EL device is a light emitting device that operates by injecting electrons and holes from an electrode into an organic phosphor and exciting a luminescent center by the recombination energy of the electrons and holes.
【0003】有機EL素子の構造は発光層を電極ではさ
んだサンドイッチ構造であるが、電極の少なくとも一方
の電極を透明にすることによって、面状発光素子を得る
ことが可能である。The structure of the organic EL element is a sandwich structure in which a light emitting layer is sandwiched by electrodes, but a planar light emitting element can be obtained by making at least one of the electrodes transparent.
【0004】図12に、非常に簡単な有機EL素子の構
成について説明する模式図を示す。この模式図において
は、背面電極、有機発光層、透明電極、ガラス基板のみ
記載されているが、実際の素子では、電子輸送層やホー
ル輸送層などのさまざまな薄膜層がいくつも積層されて
構成されている。背面電極と透明電極との間に電圧を印
可することによって有機発光層内で発光が起こり、その
光を透明電極側から素子外部へ取り出す構成となってい
る。FIG. 12 is a schematic view for explaining the structure of a very simple organic EL element. In this schematic diagram, only the back electrode, the organic light emitting layer, the transparent electrode, and the glass substrate are shown, but in the actual device, various thin film layers such as an electron transport layer and a hole transport layer are laminated. Has been done. By applying a voltage between the back electrode and the transparent electrode, light emission occurs in the organic light emitting layer, and the light is extracted from the transparent electrode side to the outside of the element.
【0005】有機発光層で発光した光は、透明電極やガ
ラス基板を通って素子外部(たとえば空気中)へ射出さ
れるが、一般に有機発光材料、透明電極、ガラス基板に
用いられる材料の屈折率は異なる。よって、異なる屈折
率を有する第1の材料(屈折率:n1)と第2の材料
(屈折率:n2)が接する界面においてフレネル反射に
よる光取り出しロスが生じる。フレネル反射は材料の屈
折率を用いて表現することができ、たとえば、垂直入射
の場合には以下の式で表現される。The light emitted from the organic light emitting layer is emitted to the outside of the device (for example, in the air) through the transparent electrode and the glass substrate. Generally, the refractive index of the material used for the organic light emitting material, the transparent electrode and the glass substrate. Is different. Therefore, a light extraction loss due to Fresnel reflection occurs at the interface where the first material (refractive index: n1) having a different refractive index and the second material (refractive index: n2) are in contact with each other. The Fresnel reflection can be expressed by using the refractive index of the material. For example, in the case of normal incidence, it is expressed by the following formula.
【0006】
R={(n1−n2)/(n1+n2)}2
R:フレネル反射率
n1:材料1の屈折率
n2:材料2の屈折率
さらに、入射側材料(屈折率:ni)に対して射出側材
料(屈折率:ns)の屈折率が低い場合、つまり、ni
>nsの場合には全反射角度以上で入射した光に関して
全反射が起こる(図13)。全反射が起こる臨界角θc
は以下の式で表現される。R = {(n1-n2) / (n1 + n2)} 2 R: Fresnel reflectance n1: Refractive index of material 1 n2: Refractive index of material 2 Further, for the incident side material (refractive index: ni) When the exit side material (refractive index: ns) has a low refractive index, that is, ni
When> ns, total reflection occurs with respect to light incident at an angle of total reflection or more (FIG. 13). Critical angle θc at which total internal reflection occurs
Is expressed by the following formula.
【0007】θc=arcsin(ns/ni)
θc:全反射臨界角
ni:入射側材料の屈折率
ns:射出側材料の屈折率
臨界角θcよりも大きな角度で入射した光に関しては全
反射が起こり、材料の吸収を無視すると100%反射が
起こる。よって、素子外部へ光を取り出すときに大きな
ロスとなる。実際、ガラス平板を基板に用いたときに外
部に取り出される光取り出し効率は、約2割程度以下と
なる。Θc = arcsin (ns / ni) θc: Critical angle of total reflection ni: Refractive index of material on incident side ns: Refractive index of material on exit side Total reflection occurs for light incident at an angle larger than θc. Ignoring the absorption of the material, 100% reflection occurs. Therefore, a large loss occurs when the light is extracted to the outside of the device. In fact, when a glass flat plate is used as a substrate, the light extraction efficiency that is extracted to the outside is about 20% or less.
【0008】素子外部への光取り出し効率を改善する手
法についてはいくつか報告例がある。There are some reported examples of methods for improving the light extraction efficiency to the outside of the device.
【0009】たとえば、素子基板上にマイクロレンズを
設けて素子外部への光取り出し効率を改善する提案がさ
れている(たとえば、特許第2773720号)(図1
4)。空気との界面で生じる全反射を効果的に抑制する
ためには、発光面積に対して十分大きなレンズ径を有す
ることが必要である。しかしながら、従来の構成におい
ては、素子内の発光面積に対して十分に大きな径のレン
ズを設けることが困難であるため、十分な全反射抑制効
果を得ることができなかった。特にディスプレイ用途な
どの高精細な画素サイズの実現をねらった素子用途で
は、画素面積に対して十分大きなレンズを具備すること
は画素間でのマイクロレンズ同士の物理的な干渉や画素
の高密度化等の点からみて不利である。For example, it has been proposed to provide a microlens on the element substrate to improve the light extraction efficiency to the outside of the element (for example, Japanese Patent No. 2773720) (FIG. 1).
4). In order to effectively suppress total reflection that occurs at the interface with air, it is necessary to have a lens diameter that is sufficiently large with respect to the light emitting area. However, in the conventional configuration, it is difficult to provide a lens having a sufficiently large diameter with respect to the light emitting area in the element, and thus it is not possible to obtain a sufficient total reflection suppressing effect. In particular, for device applications aiming to realize high-definition pixel size such as for display applications, it is necessary to provide a lens that is sufficiently large for the pixel area because physical interference between microlenses between pixels and pixel density increase. It is disadvantageous from the point of view.
【0010】特開2000−260559においては、
基板を透過する有機EL素子の発光を高効率で外部へ取
り出すことが可能な素子の提供を目的として、光ファイ
バーの集合体を基板とした構造の提案がされているが、
光ファイバーを光の導波を目的とした部材として使用し
ているため、開口面積が小さくなり光量ロスが生じると
いう問題点があった。In Japanese Patent Laid-Open No. 2000-260559,
A structure using an aggregate of optical fibers as a substrate has been proposed for the purpose of providing an element capable of extracting light emitted from an organic EL element passing through the substrate with high efficiency.
Since the optical fiber is used as a member for the purpose of guiding light, there is a problem that the aperture area becomes small and a light amount loss occurs.
【0011】また、特開2000−284726におい
ては、特定の方向における光の強度を大きくし、光を効
率よくかつ広い視野角で利用することができる表示装置
を提供する目的で、x方向およびy方向に周期的な屈折
率分布を有する、多層薄膜構造をもちいた共振器構造の
ような指向性部材と、マイクロレンズアレイのような散
乱部材を持つ構造の提案がされている。実施例では共振
器構造などの指向性を強めるための構造として具備さ
れ、マイクロレンズなどの散乱部材を備えることで視野
角改善をねらっているが、発光面積に対して十分に大き
なマイクロレンズを備えることが困難で取り出し効率を
十分に高めることができなかった。Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-284726, for the purpose of providing a display device in which the intensity of light in a specific direction is increased and the light can be used efficiently and in a wide viewing angle, A structure having a directional member such as a resonator structure having a multilayer thin film structure, which has a periodic refractive index distribution in a direction, and a scattering member such as a microlens array has been proposed. In the embodiment, the structure is provided as a structure for strengthening directivity such as a resonator structure, and a scattering member such as a microlens is provided in order to improve the viewing angle, but a microlens sufficiently large for the light emitting area is provided. It was difficult to improve the extraction efficiency.
【0012】特開平7−37688においては、視角依
存性を小さくし表示を高精彩で高輝度とする目的で、柱
状の高屈折率部を有する基板を用いた提案があるが、こ
の高屈折率部は実質的な発光面積を小さくするために具
備されているものではなく、なおかつ、全反射を抑制す
る構造も具備していない。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 7-37688 proposes the use of a substrate having a columnar high refractive index portion for the purpose of reducing the viewing angle dependency and making the display highly vivid and bright. The section is not provided to reduce the substantial light emitting area, and is not provided with a structure for suppressing total reflection.
【0013】特開平11−265791においては、外
光の反射を抑えて良好なコントラストを有するEL表示
装置を実現するために、内光を反射し外光を吸収する光
透過穴を有する構造またはアイランド構造が提案されて
いるが、基板と空気との界面で生じる全反射を抑制する
ための工夫がないため効率的に光を取り出すには不十分
であった。In Japanese Patent Laid-Open No. 11-265791, a structure or island having a light transmitting hole that reflects internal light and absorbs external light in order to realize an EL display device which suppresses reflection of external light and has a good contrast. Although a structure has been proposed, it has been insufficient to efficiently extract light because there is no device for suppressing the total reflection that occurs at the interface between the substrate and air.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】本発明者は上記問題点
を鑑みて、素子と空気との界面で生じる全反射を抑制す
ることに注目した。また有機発光層の屈折率と、有機発
光層から発光素子外部へ有機発光層が発光した光が出て
行く際に通過する媒体との屈折率に注目した。In view of the above problems, the present inventor has focused on suppressing the total reflection that occurs at the interface between the element and air. Further, attention was paid to the refractive index of the organic light emitting layer and the refractive index of the medium through which the light emitted from the organic light emitting layer passes when the light emitted from the organic light emitting layer goes out of the light emitting device.
【0015】本発明は、素子外部へ効果的に光を取り出
すこと、そして表示装置としての高視認性を実現するこ
とを課題とする。An object of the present invention is to effectively extract light to the outside of the device and to realize high visibility as a display device.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】よって本発明は、光取出
し面側に設けた透明電極と、前記透明電極に対向して設
けた背面電極とを有し、前記透明電極と前記背面電極と
の間に発光層を備えるEL素子であって、前記光取り出
し面側には全反射抑制構造が設けられており、かつ、前
記発光層と前記全反射抑制構造の間には発光面積を実質
的に絞る集光構造が設けられており、前記全反射抑制構
造と前記集光構造を構成する材料のうち少なくとも前記
集光構造の屈折率が、発光層を構成する材料の屈折率以
上であることを特徴とするEL素子を提供する。Therefore, the present invention has a transparent electrode provided on the light extraction surface side and a back electrode provided so as to face the transparent electrode, and comprises the transparent electrode and the back electrode. An EL device having a light emitting layer therebetween, wherein a total reflection suppressing structure is provided on the light extraction surface side, and a light emitting area is substantially provided between the light emitting layer and the total reflection suppressing structure. A condensing structure for squeezing is provided, and at least the refractive index of the condensing structure among the materials forming the total reflection suppressing structure and the condensing structure is equal to or higher than the refractive index of the material forming the light emitting layer. Provided is a characteristic EL device.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】本発明はEL素子(エレクトロル
ミネッセンス素子::Electro Lumines
cence素子)に関する。本実施形態では後述の如く
一例として有機EL素子を挙げて説明するが、本発明は
無機EL素子でも良い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to an EL device (electroluminescence device :: Electro Lumines).
cence element). In the present embodiment, an organic EL element will be described as an example as described later, but the present invention may be an inorganic EL element.
【0018】以下に図1を用いて説明する。A description will be given below with reference to FIG.
【0019】図1は本実施形態に係る有機EL素子の模
式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of the organic EL device according to this embodiment.
【0020】図1において、1は背面電極、2は有機発
光層、3は透明電極、4は光反射材料、5は集光構造、
6は全反射抑制構造、そして7は集光構造をその外側か
ら支持する支持部材で本実施形態では光吸収材料であ
る。なお、図1においては、基本的な構成を示すもので
あってこの構成に制限するものではない。有機発光層2
の一部として、あるいは有機発光層2の隣に後述する電
子輸送層、ホール輸送層等の層が存在していてもなんら
問題はない。In FIG. 1, 1 is a back electrode, 2 is an organic light emitting layer, 3 is a transparent electrode, 4 is a light reflecting material, 5 is a light converging structure,
Reference numeral 6 denotes a total reflection suppressing structure, and 7 denotes a support member for supporting the light collecting structure from the outside thereof, which is a light absorbing material in this embodiment. Note that FIG. 1 shows a basic configuration, and the present invention is not limited to this configuration. Organic light emitting layer 2
There is no problem even if a layer such as an electron transporting layer or a hole transporting layer described later is present as a part of or adjacent to the organic light emitting layer 2.
【0021】有機発光層については、固体状態で高い量
子収率が得られること、成膜性がよいこと、キャリア輸
送性が高いことが求められる。作製手法としては、たと
えば、低分子材料の場合には真空加熱蒸着、ポリマー材
料(高分子材料)の場合にはディップコーティングやス
ピンコーティングなどの塗布法等が挙げられる。(ポリ
マー材料の一例は、電子情報ディスプレイハンドブック
(培風館)p.407−p.408を参照。)また、代
表的な有機低分子発光材料の一例として、トリス(8−
キノリノラト)アルミニウム錯体(Alq3)、ビス
(ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体(BeBq)、
Eu錯体であるEu(DBM)2(Phen)、ジスチ
リル誘導体であるDPVBiを示す(電子情報ディスプ
レイハンドブック(培風館)p.405を参照)が、も
ちろん、これ以外の材料を有機発光材料として利用して
も何ら問題はない。また、蛍光量子収率が高い材料がド
ーパントとして使用され、発光色の変調、混色、発光効
率の向上のために用いられる。代表的なドーパント材料
の一例として、クマリン6、ルブレン、キナクリドン、
DCM−1を示す(電子情報ディスプレイハンドブック
(培風館)p.406を参照)が、当然のことながら、
これ以外の材料の利用を制限するものではない。The organic light emitting layer is required to obtain a high quantum yield in a solid state, have a good film-forming property, and have a high carrier transporting property. Examples of the manufacturing method include vacuum heating vapor deposition in the case of a low molecular material, and coating methods such as dip coating and spin coating in the case of a polymer material (polymer material). (For an example of the polymer material, see Electronic Information Display Handbook (Baifukan) p. 407-p. 408.) Also, as an example of a typical organic small molecule light emitting material, tris (8-
Quinolinolato) aluminum complex (Alq3), bis (benzoquinolinolato) beryllium complex (BeBq),
Eu (DBM) 2 (Phen), which is an Eu complex, and DPVBi, which is a distyryl derivative, are shown (see Handbook of Electronic Information Display (Baifukan) p.405), but other materials can be used as an organic light emitting material. There is no problem. Further, a material having a high fluorescence quantum yield is used as a dopant, and is used for modulation of emission color, color mixing, and improvement of emission efficiency. As an example of a typical dopant material, coumarin 6, rubrene, quinacridone,
DCM-1 is shown (see Electronic Information Display Handbook (Baifukan) p.406), but of course,
It does not limit the use of other materials.
【0022】図1において基板は不図示であるが、基板
は図1の有機EL素子を支持する基材のことである。基
板上の陽極電極(本実施形態の透明電極3に相当)とし
て用いられるものの代表例としてインジウム−スズ酸化
物(ITO)があり透明電極として使用でき、真空蒸着
やスパッタによって作製することができる。Although the substrate is not shown in FIG. 1, the substrate is a base material that supports the organic EL device of FIG. Indium-tin oxide (ITO) is a typical example of what is used as the anode electrode (corresponding to the transparent electrode 3 of the present embodiment) on the substrate, and it can be used as a transparent electrode and can be produced by vacuum deposition or sputtering.
【0023】陰極(本実施形態の背面電極1に相当)に
は仕事関数の小さいマグネシウム、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウ
ム、インジウム、銀、鉛、すず、クロムなどを金属単体
あるいは複数の合金として使用できる。また、陰極は、
一層構成であっても多層構成であってもよい。For the cathode (corresponding to the back electrode 1 of this embodiment), magnesium, lithium, sodium, potassium, calcium, magnesium, aluminum, indium, silver, lead, tin, chromium or the like having a small work function are used as a single metal or a plurality of metals. Can be used as an alloy. Also, the cathode is
It may have a single-layer structure or a multi-layer structure.
【0024】また、不図示であるが、電子とホール(正
孔)とをバランスよく注入する役割を担う電子輸送材料
やホール輸送材料が用いられる。その場合、電子輸送材
料やホール輸送材料は有機発光層2に含まれていたり、
あるいは有機発光層2の隣に配置された別の層であって
も良い。電子輸送材料としては、一般にアリールアミン
誘導体が用いられ、代表的な電子輸送材料として、PB
D、TPhen、OXD、TAZを示した(電子情報デ
ィスプレイハンドブック(培風館)p.407を参
照)。また、ホール輸送材料としては一般に、1,2,
4−オキサジアゾール誘導体、1,3,4−トリアゾー
ル誘導体、フェナントロリン誘導体が用いられており、
代表的なホール輸送材料として、TPD、α−NPD、
TPT、Spiro−TPDを示した(電子情報ディス
プレイハンドブック(培風館)p.406を参照)。こ
こでは、一例として陽極側から光を取り出す構成につい
て説明したが、もちろん、光取り出し側を陰極とした構
成であってもよい。Although not shown, an electron transport material or a hole transport material which plays a role of injecting electrons and holes in a balanced manner is used. In that case, an electron transport material or a hole transport material is contained in the organic light emitting layer 2,
Alternatively, it may be another layer arranged next to the organic light emitting layer 2. An arylamine derivative is generally used as the electron transport material, and PB is used as a typical electron transport material.
D, TPhen, OXD, TAZ are shown (see Electronic Information Display Handbook (Baifukan) p.407). In addition, as hole transport materials, 1, 2,
4-oxadiazole derivative, 1,3,4-triazole derivative, phenanthroline derivative are used,
Typical hole transport materials include TPD, α-NPD,
TPT and Spiro-TPD were shown (see Electronic Information Display Handbook (Baifukan) p.406). Here, the configuration in which light is extracted from the anode side has been described as an example, but, of course, the configuration in which the light extraction side is the cathode may be used.
【0025】集光構造5は、実質的な発光面積を小さく
する構造(形状)を有する。ここでは、テーパー構造を
一例としてあげた。つまりこのテーパー構造は有機発光
層から光取り出し方向へ向かって、開口の断面積が小さ
くなるような構造を有している。たとえば、円錐形状、
四角錐形状、多角錐形状、あるいはこれらの錐台形状が
実質的な発光面積を小さくする構造に当てはまるが、も
ちろんこれらの形状に限定するものではない。また、テ
ーパー構造において光が透過する側の材料の側面は反射
面で構成されていることが好ましい。なお、この反射面
が先の光反射材料4のことであり、反射面は集光構造5
表面に形成されたものでもよく、支持部材である光吸収
材料7表面に形成されたものでも良く、あるいは集光構
造5と光吸収材料7との間に設けられた別部材からなる
面であっても良い。The light converging structure 5 has a structure (shape) for reducing the substantial light emitting area. Here, the taper structure is taken as an example. That is, this tapered structure has a structure in which the cross-sectional area of the opening becomes smaller from the organic light emitting layer toward the light extraction direction. For example, a cone shape,
The shape of a quadrangular pyramid, the shape of a polygonal pyramid, or the shape of a truncated cone thereof applies to a structure that substantially reduces the light emitting area, but is not limited to these shapes. In addition, it is preferable that the side surface of the material on the light transmitting side in the tapered structure is formed of a reflecting surface. The reflecting surface is the light reflecting material 4 described above, and the reflecting surface is the light collecting structure 5.
It may be formed on the surface, may be formed on the surface of the light absorbing material 7 which is a supporting member, or may be a surface provided as a separate member provided between the light collecting structure 5 and the light absorbing material 7. May be.
【0026】また集光構造5の材料の屈折率は有機発光
層3の屈折率以上である。また全反射構造6の材料の屈
折率は有機発光層3の屈折率以上である。The refractive index of the material of the light collecting structure 5 is equal to or higher than the refractive index of the organic light emitting layer 3. The refractive index of the material of the total reflection structure 6 is equal to or higher than the refractive index of the organic light emitting layer 3.
【0027】また図1で示した素子のような構成、即
ち、有機発光層3の隣がすぐ集光構造5である構成の場
合は有機発光層3の屈折率と集光構造5の材料の屈折率
とを注目するが(あるいは有機発光層3の屈折率と全反
射抑制構造6の屈折率とを注目する)が、たとえば、有
機発光層3と集光構造5との間に別の電荷輸送層が設け
られている場合は、集光構造5と全反射抑制構造6の少
なくとも何れか一方の屈折率と有機発光層3の屈折率と
に注目して有機EL素子を設計すればよい。なお本発明
のEL素子を構成する発光層とはこの別の電荷輸送層が
存在する構成の素子とこの別の電荷輸送層が存在しない
構成の素子も想定して発光層を定義している。Further, in the case of the structure like the element shown in FIG. 1, that is, in the structure in which the organic light emitting layer 3 is immediately adjacent to the light collecting structure 5, the refractive index of the organic light emitting layer 3 and the material of the light collecting structure 5 are Although attention is paid to the refractive index (or the refractive index of the organic light emitting layer 3 and the refractive index of the total internal reflection suppressing structure 6), for example, another charge is provided between the organic light emitting layer 3 and the light condensing structure 5. When the transport layer is provided, the organic EL element may be designed by paying attention to the refractive index of at least one of the light collecting structure 5 and the total reflection suppressing structure 6 and the refractive index of the organic light emitting layer 3. The light-emitting layer that constitutes the EL device of the present invention is defined by assuming a device having a structure in which the other charge transport layer exists and a device having a structure in which the other charge transport layer does not exist.
【0028】全反射抑制構造6は、少なくとも符号1、
2、3、4、5、6、そして7から構成される素子の外
部にある媒質(たとえば空気)との界面で生じる全反射
を抑制するため、素子外部媒質への入射角度を小さくす
る構造を有する。たとえば、凸レンズ形状や錘状形状を
有する構造が一例として挙げられる。本実施形態では図
1において凸レンズ構造を挙げたが錘状構造については
後述する。The total reflection suppressing structure 6 has at least the reference numeral 1,
In order to suppress the total internal reflection that occurs at the interface with the medium (for example, air) outside the element composed of 2, 3, 4, 5, 6, and 7, the structure in which the incident angle to the element external medium is made small. Have. For example, a structure having a convex lens shape or a cone shape can be given as an example. In this embodiment, the convex lens structure is shown in FIG. 1, but the cone-shaped structure will be described later.
【0029】図2は本実施形態の有機EL素子が複数配
置された状態を表す模式図であり、図2(A)は全反射
抑制構造6を具備した有機EL素子の鳥瞰図、そして図
2(B)はそれを全反射抑制構造6側からみた模式図で
ある。図2(B)に示すように全反射抑制構造6(この
場合凸レンズ)は複数が行列ごとに整列して配置されて
いる。また全反射抑制構造6は光吸収材料7の上に配置
されている。図2(B)に図示される実線の丸は、図2
(B)で図示される光吸収材料7の面内の開口部であ
り、開口部即ち集光構造5の光射出側の面でもある。ま
た図2(B)で図示される点線の丸は、全反射抑制構造
6が光吸収材料7の面と接する面の輪郭を図示したもの
である。点線の丸で図示するように、全反射抑制構造6
が光反射材料7の面と接する面は集光構造5の光射出側
の面より大きく、集光構造の光射出側の面をおおう程の
大きさである。その大きさの関係は図1からも明らかで
ある。FIG. 2 is a schematic view showing a state in which a plurality of organic EL elements of this embodiment are arranged, and FIG. 2A is a bird's eye view of an organic EL element having a total reflection suppressing structure 6, and FIG. B) is a schematic view of the same as seen from the total reflection suppressing structure 6 side. As shown in FIG. 2 (B), a plurality of total reflection suppressing structures 6 (convex lenses in this case) are arranged in a matrix. The total internal reflection suppressing structure 6 is arranged on the light absorbing material 7. The solid line circles shown in FIG.
It is an opening in the surface of the light absorbing material 7 shown in FIG. 6B, and is also the opening, that is, the surface on the light emission side of the light converging structure 5. In addition, the dotted line circle shown in FIG. 2B illustrates the contour of the surface where the total internal reflection suppressing structure 6 contacts the surface of the light absorbing material 7. As shown by a dotted circle, a total reflection suppressing structure 6
The surface in contact with the surface of the light-reflecting material 7 is larger than the surface of the light-collecting structure 5 on the light-exiting side, and is large enough to cover the surface of the light-collecting structure on the light-exiting side. The relationship of the sizes is clear from FIG.
【0030】なお、本実施の形態では全反射抑制構造6
が光吸収材料7の面と接する面が集光構造5の光射出側
の面より大きくても同じ大きさでも良い。大きい場合
は、全反射角度より小さな角度分布を持つ開口部から射
出光の割合が増え、その結果、全反射防止構造と空気と
の界面で生じる全反射を効果的に抑制することができ
る、という効果があり、一方同じ大きさの場合は、開口
部周辺に設けた支持部材である光吸収材料による反射光
を抑制する効果によるコントラスト向上という効果があ
る。In this embodiment, the total internal reflection suppressing structure 6 is used.
The surface in contact with the surface of the light absorbing material 7 may be larger than or the same as the surface of the light converging structure 5 on the light emitting side. If it is larger, the proportion of the emitted light increases from the opening having an angle distribution smaller than the total reflection angle, and as a result, it is possible to effectively suppress the total reflection occurring at the interface between the anti-reflection structure and the air. On the other hand, when the sizes are the same, there is an effect of improving the contrast due to the effect of suppressing the reflected light by the light absorbing material which is the supporting member provided around the opening.
【0031】また例えば全反射抑制構造6が凸レンズ構
造(形状)で且つ全反射抑制構造6が光反射材料7の面
と接する面が集光構造5の光射出側の面より大きい場合
は開口部(集光構造5の光射出面)から射出した光は、
全反射抑制構造と空気界面において、全反射角よりも小
さな角度となるものが多くなり、効果的に素子外部へ光
を取り出すことができるという効果があり、一方全反射
抑制構造6が錘状構造(形状)であり且つ全反射抑制構
造6が光反射材料7の面と接する面が集光構造5の光射
出側の面と同じ大きさである場合は、錘状構造により全
反射角以下の角度分布を持つ射出光の割合が増え、素子
外部に効果的に光が取り出せるようになるとともに、開
口部周辺に設けた光吸収材料による反射光を抑制する効
果によりコントラストが向上するという効果がある。For example, when the total internal reflection suppressing structure 6 is a convex lens structure (shape) and the surface of the total internal reflection suppressing structure 6 in contact with the surface of the light reflecting material 7 is larger than the surface of the light converging structure 5 on the light emitting side, the opening is formed. The light emitted from (the light emission surface of the light converging structure 5) is
At the interface between the total internal reflection and the air, there are many angles that are smaller than the total internal reflection angle, and there is an effect that light can be effectively extracted to the outside of the element. (Shape) and the surface of the total reflection suppressing structure 6 in contact with the surface of the light reflecting material 7 has the same size as the surface of the light converging structure 5 on the light emitting side, the total reflection angle is equal to or less than the total reflection angle due to the conical structure. The ratio of the emitted light having an angular distribution is increased, so that the light can be effectively extracted to the outside of the element, and the contrast is improved by the effect of suppressing the reflected light by the light absorbing material provided around the opening. .
【0032】仮に、テーパー形状の集光構造を設けない
場合には、放射角度分布を制御することが困難となり全
反射構造抑制構造による全反射抑制効果が十分に得るこ
とができず、その結果、正面強度と全取り出し効率を両
立する設計が困難となる。また、集光構造および全反射
防止構造を構成する材料の屈折率が有機発光層よりも低
い場合には、テーパー部分での放射角度分布が大きな角
度に偏った放射角度分布(素子を斜めから見たほうが明
るく見えるような放射分布)となる。If the tapered light converging structure is not provided, it becomes difficult to control the radiation angle distribution, and the total reflection suppressing effect cannot be sufficiently obtained by the total reflection structure suppressing structure. As a result, It will be difficult to design both front strength and total extraction efficiency. Further, when the refractive index of the material forming the condensing structure and the anti-reflection structure is lower than that of the organic light emitting layer, the radiation angle distribution in the tapered portion is biased to a large angle (when the element is viewed obliquely). It has a radiation distribution that makes it look brighter.
【0033】このことは、表示装置として利用した場合
正面から観測した場合に比べ斜め方向から観測した場合
のほうが明るく見えることを意味している。表示装置と
してはどの方向から観測した場合でも明るさが変化しな
いことが好ましい。以上の理由から、テーパー形状の集
光構造と集光構造および全反射防止構造が有機発光層を
構成する材料の屈折率よりも高い屈折率部材であること
が必要である。This means that when used as a display device, it looks brighter when observed from an oblique direction than when observed from the front. As a display device, it is preferable that the brightness does not change when observed from any direction. For the above reasons, it is necessary that the tapered light-collecting structure, the light-collecting structure, and the total internal reflection preventing structure are members having a refractive index higher than that of the material forming the organic light-emitting layer.
【0034】また本実施形態では、集光構造5を支持す
る部材を光吸収部材として説明したが、集光構造それ自
体が必ずしも光吸収部材である必要はなく、例えば集光
構造5を支持する支持部材(本実施形態の光吸収材料
7)の面のうち、少なくとも全反射集光構造6を支える
側の面に光吸収機能を持たせるべく別部材(光吸収部
材)を設けたり、あるいはこの面自体を光吸収機能を持
たせるべく表面処理しても良い。そのような光吸収の工
夫をすることで1つの素子内で発光点が光吸収部材で囲
まれた構成となる。In the present embodiment, the member for supporting the light collecting structure 5 has been described as a light absorbing member, but the light collecting structure itself does not necessarily have to be a light absorbing member, and it supports the light collecting structure 5, for example. Of the surface of the support member (the light absorbing material 7 of the present embodiment), at least the surface on the side supporting the total reflection condensing structure 6 is provided with another member (light absorbing member) so as to have a light absorbing function, or The surface itself may be surface-treated so as to have a light absorbing function. By devising such light absorption, the light emitting point is surrounded by the light absorbing member in one element.
【0035】光吸収部材は一般に暗いので1つの素子内
でコントラストが向上したり、あるいは外光によるぎら
つきを防ぐことができる為にコントラストが向上する。
そして複数の素子を配列させた場合も互いの素子からの
発光に対して高いコントラストを維持できたり、あるい
は外光によるぎらつきを防ぐことができるためにコント
ラストが向上する。Since the light absorbing member is generally dark, the contrast is improved within one element, or the contrast is improved because glare due to external light can be prevented.
Even when a plurality of elements are arranged, a high contrast can be maintained for light emitted from each element, or glare due to external light can be prevented, so that the contrast is improved.
【0036】また本実施形態では、光集光構造5と全反
射抑制構造6とが別体で配置されていても良く、あるい
は一体で配置されていても良い。また光集光構造5と全
反射抑制構造6のそれぞれの屈折率は同じ値でも良くあ
るいは若干異なっていても良い。Further, in this embodiment, the light converging structure 5 and the total reflection suppressing structure 6 may be arranged separately or integrally. The refractive indices of the light converging structure 5 and the total reflection suppressing structure 6 may be the same value or may be slightly different.
【0037】(第1の実施例)第1の実施例に係る有機
EL素子の概略図を図3に示す。本実施例は先の発明の
実施の形態に係る有機EL素子と同様、集光構造と全反
射抑制構造を具備している。本実施例の有機EL素子を
以下に記するように設計した。素子サイズは80μm角
とし、金属を用いた背面電極1上に有機分子から構成さ
れている有機発光層およびその他の有機化合物層(屈折
率:n(org)=1.71)2を、更にその上にIT
Oなどの透明導電性材料(屈折率:n(ITO)=2.
0)3を積層した。更に、透明導電性材料の上に、テー
パー形状の集光構造5を設け、更に、集光構造5の上に
全反射抑制構造6を設けた。有機化合物層およびその他
の有機化合物層との合計膜厚は100nm、ITOの膜
厚は100nmとした。(First Embodiment) A schematic view of an organic EL device according to the first embodiment is shown in FIG. This example has a light condensing structure and a total reflection suppressing structure, like the organic EL device according to the above-described embodiment of the invention. The organic EL device of this example was designed as described below. The element size was 80 μm square, and an organic light emitting layer composed of organic molecules and another organic compound layer (refractive index: n (org) = 1.71) 2 were further formed on the back electrode 1 using metal. IT on
Transparent conductive material such as O (refractive index: n (ITO) = 2.
0) 3 was laminated. Further, the tapered light-collecting structure 5 was provided on the transparent conductive material, and the total reflection suppressing structure 6 was provided on the light-collecting structure 5. The total film thickness of the organic compound layer and other organic compound layers was 100 nm, and the film thickness of ITO was 100 nm.
【0038】テーパー構造を有する集光構造5の材料は
TiO2(屈折率:n(TiO2)=2.3)である。
テーパー構造の周りは光吸収材料7が設けられている。
また、光吸収材料とテーパー構造との境界面には光反射
材料4が設けられている。光吸収材料7としては、たと
えば黒色のプラスチック材料等を用いることができる。
また、光反射材料としては、金、銀、アルミニウムなど
の金属材料である。そしてこの金属材料である光反射材
料を蒸着、スパッタ、ディッピング、などの手法で作製
された薄膜材料として用いてもよいし、あるいはまた光
反射材料を高屈折率材料と低屈折率材料(たとえば、T
iO2とSiO2など)を交互に積層して作製した誘電
体薄膜ミラー構造をとる構成としてもよい。また本実施
例ではテーパー構造を円錐台形状とし、テーパー角度α
をα=25°、構造物の高さhをh=30μmとした。The material of the light converging structure 5 having the tapered structure is TiO 2 (refractive index: n (TiO 2) = 2.3).
A light absorbing material 7 is provided around the tapered structure.
A light reflecting material 4 is provided on the boundary surface between the light absorbing material and the tapered structure. As the light absorbing material 7, for example, a black plastic material or the like can be used.
The light reflecting material is a metal material such as gold, silver or aluminum. Then, the light reflecting material which is the metal material may be used as a thin film material prepared by a method such as vapor deposition, sputtering, dipping, or the like, or the light reflecting material may be a high refractive index material and a low refractive index material (for example, T
Alternatively, a dielectric thin film mirror structure manufactured by alternately stacking (iO 2 and SiO 2 ) may be used. Further, in this embodiment, the taper structure has a truncated cone shape, and the taper angle α
Was set to α = 25 °, and the height h of the structure was set to h = 30 μm.
【0039】また、全反射抑制構造の形状は凸型の半球
レンズとし曲率半径rをr=40μmとした。構成する
材料はTiO2(屈折率:n(TiO2)=2.3)と
し集光構造の射出開口部の中心と光軸を一致させた密着
した配置をとった。Further, the shape of the total reflection suppressing structure is a convex hemispherical lens, and the radius of curvature r is r = 40 μm. The constituent material was TiO 2 (refractive index: n (TiO 2 ) = 2.3), and the arrangement was such that the center of the exit opening of the condensing structure was aligned with the optical axis.
【0040】以上のような構造を持つ素子における正面
強度と全取り出し強度について、従来のガラス基板を用
いた構成を持つ素子と比較検討した。正面強度とは発光
している有機EL素子を観測者が正面から見たときにど
のくらい明るく見えるかの指標となるもので、ここで
は、有機発光層の面に対する法線方向に射出された光の
放射強度であり、全取り出し強度とは有機発光層から素
子外部(空気中)へ射出された全ての光強度であり、全
放射角度における放射強度の積分値である。The frontal strength and the total extraction strength of the device having the above structure were compared and examined with the device having a conventional structure using a glass substrate. The front intensity is an index of how bright an observer looks at a luminescent organic EL element from the front, and here, the intensity of light emitted in a direction normal to the surface of the organic luminescent layer is used. Radiation intensity, and the total extraction intensity is the total intensity of light emitted from the organic light emitting layer to the outside of the element (in air), and is the integrated value of the emission intensity at all emission angles.
【0041】正面強度については、有機発光層の面に対
する法線方向の延長にある点を観測点とし、有機EL素
子から十分遠く離れた観測点(遠方界)における放射強
度について評価した。また全取り出し強度については、
全放射角度に対する遠方界における観測点での放射強度
の積分値によって評価した。それらの結果をグラフに示
し図4および図5で示す。Regarding the frontal intensity, the point at the extension in the direction of the normal to the surface of the organic light emitting layer was used as the observation point, and the radiation intensity at the observation point (far field) sufficiently far from the organic EL element was evaluated. For the total take-out strength,
It was evaluated by the integrated value of the radiation intensity at the observation point in the far field for all radiation angles. The results are shown graphically and shown in FIGS. 4 and 5.
【0042】図4は、ガラス基板上に有機EL素子を構
成した従来型有機EL素子(「ガラス基板」と記した)
と本発明にかかる実施例1における正面強度の比較グラ
フであり、図5は、従来型有機EL素子と本発明にかか
る実施例1における全取り出し強度の比較グラフであ
る。ガラス基板上に有機EL素子を構成した従来型有機
EL素子とは、図12に示すようなガラス基板上に透明
電極、有機発光層、金属電極を設けた構造をもつ有機E
L素子のことである。また縦軸は任意の強度である。グ
ラフからわかるように、正面強度に関しては、従来構成
即ちガラス基板上に有機EL素子を構成したものと比較
して約1.3倍、全取り出し強度に関しては、従来構成
と比較して約2.1倍の強度が得られた。このときの角
度分布を図6に示す。角度分布とは各放射角度における
放射強度の分布のことであり、である。azimuth
方向に放射強度(W/sr)、radial方向に放射
角度を示している。この結果、正面強度および全取り出
し光強度を従来と比べて改善し、そのうえ図6におい
て、正面(図6における180°に相当)から±45°
程度の範囲(図6において135°〜225°程度の範
囲)で放射強度に大きな偏りが見られないことからわか
るように、強い指向性もなく広い視野角特性をもつ有機
EL素子を実現することができる。FIG. 4 shows a conventional organic EL device having an organic EL device formed on a glass substrate (referred to as "glass substrate").
And FIG. 5 is a comparative graph of frontal strength in Example 1 according to the present invention, and FIG. 5 is a comparative graph of total extraction strength in a conventional organic EL element and Example 1 according to the present invention. A conventional organic EL element having an organic EL element formed on a glass substrate is an organic EL element having a structure in which a transparent electrode, an organic light emitting layer, and a metal electrode are provided on the glass substrate as shown in FIG.
It is an L element. The vertical axis is the arbitrary intensity. As can be seen from the graph, the front strength is about 1.3 times that of the conventional structure, that is, the organic EL element is formed on the glass substrate, and the total extraction strength is about 2. One time strength was obtained. The angular distribution at this time is shown in FIG. The angular distribution is the distribution of radiation intensity at each radiation angle. azimuth
The radiation intensity (W / sr) is shown in the direction, and the radiation angle is shown in the radial direction. As a result, the front intensity and the total extracted light intensity are improved as compared with the conventional one, and in addition, in FIG. 6, ± 45 ° from the front (corresponding to 180 ° in FIG. 6).
As can be seen from the fact that there is no large deviation in the radiant intensity in a range of about 135 ° to 225 ° in FIG. 6, an organic EL element having a wide viewing angle characteristic without strong directivity is realized. You can
【0043】(第2の実施例)第2の実施例に係る有機
EL素子の概略図を図7に示す。また、鳥瞰図と正面図
の概略図を図8に示す。本実施例は実施例1の有機EL
素子と全反射抑制構造6が凸レンズ構造(形状)と異な
り錘状構造(形状)であるという点で構成が異なる。(Second Embodiment) FIG. 7 shows a schematic view of an organic EL device according to the second embodiment. Further, a schematic view of a bird's-eye view and a front view is shown in FIG. This example is the organic EL of Example 1.
Unlike the convex lens structure (shape), the element and the total internal reflection suppressing structure 6 have a conical structure (shape), which is different in structure.
【0044】なお本実施例で錘状構造(形状)は、集光
構造5の開口部側面と同じ大きさでその真上に設けられ
ている。本実施例の有機EL素子を以下に記するように
設計した。素子サイズは80μm角とし、金属を用いた
背面電極1上に有機分子から構成されている有機発光層
およびその他の有機化合物層2(屈折率:n(org)
=1.71)を、更にその上にITOなどの透明導電性
材料3(屈折率:n(ITO)=2.0)を積層した。In this embodiment, the conical structure (shape) has the same size as the side surface of the opening of the light converging structure 5 and is provided right above it. The organic EL device of this example was designed as described below. The element size is 80 μm square, and the organic light emitting layer composed of organic molecules and the other organic compound layer 2 (refractive index: n (org)) on the back electrode 1 using metal.
= 1.71), and a transparent conductive material 3 such as ITO (refractive index: n (ITO) = 2.0) was further laminated thereon.
【0045】更に、透明導電性材料の上に、テーパー型
の集光構造5を設け、更に、集光構造5の上に全反射抑
制構造6を設けた。有機化合物層およびその他の有機化
合物層との合計の膜厚は100nm、ITOの膜厚は1
00nmとした。テーパー構造を構成する材料はTiO
2(屈折率:n(TiO2)=2.3)とし、テーパー
構造の周りを光吸収材料で構成した。また、光吸収材料
とテーパー構造との境界面には光反射材料で構成した。
テーパー構造のテーパー角度αをα=25°、構造物の
高さhをh=30μmとした。Further, a tapered light-collecting structure 5 was provided on the transparent conductive material, and a total reflection suppressing structure 6 was provided on the light-collecting structure 5. The total thickness of the organic compound layer and other organic compound layers is 100 nm, and the thickness of ITO is 1
It was set to 00 nm. The material forming the taper structure is TiO
2 (refractive index: n (TiO 2 ) = 2.3), and the periphery of the tapered structure was made of a light absorbing material. Further, the boundary surface between the light absorbing material and the tapered structure is made of a light reflecting material.
The taper angle α of the tapered structure was α = 25 °, and the height h of the structure was h = 30 μm.
【0046】また、全反射抑制構造の形状は凸型の円錐
形状とし底面円半径rをr=26μmとし、円錐のテー
パー角度βをβ=50°とした。構成する材料はTiO
2(屈折率:n(TiO2)=2.3)とし集光構造の
射出開口部の中心と光軸を一致させた密着した配置をと
った。この凸型の円錐形状の底面円半径に対して、この
底面部における集光構造の開口部側半径は26μmであ
る。The total reflection suppressing structure has a convex conical shape with a bottom surface radius r of r = 26 μm and a cone taper angle β of β = 50 °. The material is TiO
2 (refractive index: n (TiO 2 ) = 2.3), and the arrangement was such that the center of the exit opening of the condensing structure was aligned with the optical axis. The radius of the convex conical bottom surface is 26 μm on the opening side of the condensing structure on the bottom surface.
【0047】以上のような構造を持つ素子における正面
強度と全取り出し強度について、従来のガラス基板を用
いた構成を持つ素子と比較検討した。図9に正面強度の
比較グラフを、図10に全取り出し強度の比較グラフを
示す。その結果、正面光強度および全取り出し光強度に
関してほぼ同等であり遜色ない取り出し効率を実現でき
ることを確認した。一方、実施例2における有機EL素
子では、開口面積が従来構成の素子のおよそ23%とな
っており、これは、発光面積が従来構成に比べ23%に
なったとしても全光取り出し効率が変化していないこと
を示している。加えて、開口部以外の部分の支持部材は
光吸収材料で構成されているため、背面電極からの反射
光成分が大幅に低減する。その結果、視認性やコントラ
ストの改善が実現できる。The frontal strength and the total extraction strength of the element having the above structure were compared and examined with the element having the conventional structure using the glass substrate. FIG. 9 shows a comparison graph of frontal strength, and FIG. 10 shows a comparison graph of total extraction strength. As a result, it was confirmed that the front light intensity and the total extraction light intensity were almost the same and the extraction efficiency was comparable. On the other hand, in the organic EL element of Example 2, the opening area is about 23% of that of the element having the conventional configuration, which means that the total light extraction efficiency changes even if the light emitting area is 23% as compared with the conventional configuration. It indicates that they have not. In addition, since the supporting member other than the opening is made of the light absorbing material, the reflected light component from the back electrode is significantly reduced. As a result, visibility and contrast can be improved.
【0048】(第3の実施例)第3の実施例として、フ
ルカラー有機ELディスプレイについて述べる。断面形
状の概略図と正面概略図を図11に示した。基板30、
各画素を駆動するTFT31。TFT上に作製された画
素ごとの背面電極、赤色発光材料層33、緑色発光材料
層34、青色発光材料層35、透明電極36、集光構造
5、全反射抑制構造6が設けられている。(Third Embodiment) As a third embodiment, a full-color organic EL display will be described. A schematic view of the cross-sectional shape and a schematic front view are shown in FIG. Substrate 30,
A TFT 31 that drives each pixel. A rear electrode, a red light emitting material layer 33, a green light emitting material layer 34, a blue light emitting material layer 35, a transparent electrode 36, a light condensing structure 5, and a total reflection suppressing structure 6 for each pixel, which are formed on the TFT, are provided.
【0049】従来の構造では、素子外部への光取り出し
効率が低かったため、明るいディスプレイを実現するた
めには、より多くの電流を有機発光層に流す必要性があ
り、そのため消費電力や材料の寿命の点において不利で
あった。同時に、高精細なディスプレイを実現するため
には集積度を上げる必要性がある。集積度が上がるとそ
れに伴って素子サイズが小さくなり発光面積が小さくな
り輝度が低下してしまう。よって、有機発光層から出た
光が効率よく素子外部に取り出すことが望まれていた。In the conventional structure, since the light extraction efficiency to the outside of the device is low, it is necessary to flow more current to the organic light emitting layer in order to realize a bright display, which results in power consumption and material life. Was disadvantageous in that. At the same time, it is necessary to increase the degree of integration in order to realize a high-definition display. As the degree of integration increases, the element size decreases, the light emitting area decreases, and the brightness decreases. Therefore, it has been desired that the light emitted from the organic light emitting layer be efficiently extracted to the outside of the device.
【0050】本発明の有機ELディスプレイにおいて
は、全反射抑制構造と集光構造を具備することによって
従来構成のものに比べ効率よく光を取り出すことができ
る。また、全反射抑制構造および集光構造は、有機EL
素子を構成した後に具備することができるため、有機E
L素子構造によらず設けることができる。その結果、高
輝度、低消費電力、高視認性、高い色純度を実現するフ
ルカラー有機ELディスプレイを実現できる。In the organic EL display of the present invention, since the structure for suppressing total reflection and the condensing structure are provided, light can be extracted more efficiently than that of the conventional structure. In addition, the total reflection suppressing structure and the light collecting structure are organic EL.
Since it can be provided after the device is formed, it is
It can be provided regardless of the L element structure. As a result, it is possible to realize a full-color organic EL display that achieves high brightness, low power consumption, high visibility, and high color purity.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
素子外部へ効率よく光を取り出すことができるEL素子
を提供できる、また高輝度化、低消費電力化を改良した
ELディスプレイを提供できる。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide an EL element that can efficiently extract light to the outside of the element, and to provide an EL display that has improved brightness and reduced power consumption.
【図1】本発明に係る有機EL素子の断面形状の概略図FIG. 1 is a schematic view of a cross-sectional shape of an organic EL element according to the present invention.
【図2】本発明に係る有機EL素子の鳥瞰図(A)およ
び平面図(B)の概略図FIG. 2 is a schematic view of a bird's-eye view (A) and a plan view (B) of an organic EL element according to the present invention.
【図3】実施例1における有機EL素子の断面形状の概
略図FIG. 3 is a schematic view of a cross-sectional shape of the organic EL element in Example 1.
【図4】実施例1におけて正面強度を比較したグラフFIG. 4 is a graph comparing front strengths in Example 1.
【図5】実施例1において全取り出し強度を比較したグ
ラフFIG. 5 is a graph comparing the total take-out strengths in Example 1.
【図6】実施例1における遠方界における角度分布のグ
ラフFIG. 6 is a graph of angular distribution in the far field according to the first embodiment.
【図7】実施例2における有機EL素子の断面形状の概
略図FIG. 7 is a schematic view of a cross-sectional shape of the organic EL element in Example 2.
【図8】実施例2における有機EL素子の鳥瞰図(A)
および平面図(B)の概略図FIG. 8 is a bird's-eye view (A) of the organic EL element in Example 2.
And schematic view of plan view (B)
【図9】実施例2におけて正面強度を比較したグラフ9 is a graph comparing front strengths in Example 2. FIG.
【図10】実施例2において全取り出し強度を比較した
グラフFIG. 10 is a graph comparing the total take-out strengths in Example 2.
【図11】実施例3における有機EL素子の断面形状図
(A)および平面図(B)の概略図FIG. 11 is a schematic view of a cross-sectional shape view (A) and a plan view (B) of an organic EL element in Example 3.
【図12】従来の有機EL素子の概略図FIG. 12 is a schematic view of a conventional organic EL device.
【図13】従来の有機EL素子で生じる全反射の説明図FIG. 13 is an explanatory diagram of total reflection that occurs in a conventional organic EL element.
【図14】従来のマイクロレンズを具備した有機EL素
子の概略図FIG. 14 is a schematic view of an organic EL element having a conventional microlens.
1 背面電極 2 有機発光層 3 透明電極 4 光反射材料 5 集光構造 6 全反射抑制構造 7 支持部材(光吸収材料) 30 基板 31 TFT 32 背面電極 33 赤色発光画素の有機発光材料層 34 緑色発光画素の有機発光材料層 35 青色発光画素の有機発光材料層 36 透明電極 91 背面電極 92 有機発光層 93 透明電極 94 基板 95 空気 96 マイクロレンズ 1 Back electrode 2 Organic light emitting layer 3 transparent electrodes 4 Light reflecting material 5 Light collecting structure 6 Total reflection suppression structure 7 Support member (light absorbing material) 30 substrates 31 TFT 32 back electrode 33 Organic light emitting material layer of red light emitting pixel 34 Organic light emitting material layer of green light emitting pixel 35 Organic light emitting material layer of blue light emitting pixel 36 Transparent electrode 91 Back electrode 92 Organic light emitting layer 93 Transparent electrode 94 substrates 95 air 96 micro lens
Claims (8)
透明電極と前記背面電極との間に発光層を備えるEL素
子であって、前記光取り出し面側には全反射抑制構造が
設けられており、かつ、前記発光層と前記全反射抑制構
造の間には発光面積を実質的に絞る集光構造が設けられ
ており、前記全反射抑制構造と前記集光構造を構成する
材料のうち少なくとも前記集光構造の屈折率が、発光層
を構成する材料の屈折率以上であることを特徴とするE
L素子。1. An EL device having a transparent electrode provided on the light extraction surface side and a back electrode provided so as to face the transparent electrode, and comprising a light emitting layer between the transparent electrode and the back electrode. Then, a total reflection suppressing structure is provided on the light extraction surface side, and a light condensing structure for substantially narrowing a light emitting area is provided between the light emitting layer and the total reflection suppressing structure. Of the materials forming the total reflection suppressing structure and the light collecting structure, at least the light collecting structure has a refractive index higher than that of a material forming the light emitting layer.
L element.
射面を有することを特徴とする請求項1に記載のEL素
子。2. The EL device according to claim 1, wherein the light-collecting structure has a reflecting surface in the in-plane direction of the device.
光層側の面の面積に比べ光射出側の面の面積が小さいテ
ーパー構造であることを特徴とする請求項1に記載のE
L素子。3. The taper structure according to claim 1, wherein the light-collecting structure has a taper structure in which an area of a surface on the light emitting side is smaller than an area of a surface of the light-collecting structure on the light emitting layer side. E
L element.
は錘状構造であることを特徴とする請求項1に記載のE
L素子。4. The E according to claim 1, wherein the total internal reflection suppressing structure is a convex lens structure or a conical structure.
L element.
光吸収部材が設けられていることを特徴とする請求項1
に記載のEL素子。5. A light absorbing member is provided around the surface on the light emitting side of the light converging structure.
The EL device according to 1.
造を構成する材料が配置されており、前記複数の集光構
造の夫々の前記光射出側の面間には前記光吸収部材が配
置されていることを特徴とする請求項5に記載のEL素
子。6. A material constituting a plurality of the light-collecting structures is arranged in the light-absorbing member, and the light-absorbing member is provided between surfaces of the plurality of light-collecting structures on the light emission side. The EL element according to claim 5, wherein the EL element is arranged.
記集光構造を構成する材料とはともに同じ材料で屈折率
も同じであることを特徴とする請求項1に記載のEL素
子。7. The EL device according to claim 1, wherein the material forming the total reflection suppressing structure and the material forming the light collecting structure are both the same material and have the same refractive index.
ることを特徴とする表示装置。8. A display device comprising the EL element according to claim 1.
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