KR20210125480A - 발광 소자 및 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
발광 소자는 발광부, 발광부를 덮는 중간층(34), 중간층(34) 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단(50) 및 적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고, 발광부로부터 출사된 광은 중간층(34)을 통과하고, 광로 제어 수단(50)에 입사하고, 광로 제어 수단(50)으로부터 출사하고, 피복층은 제1 피복층(35) 및 제2 피복층(36)으로 구성되어 있고, 제1 피복층(35)은 광로 제어 수단(50)의 외면(51)의 중간층측의 일부를 덮고 있고, 제2 피복층(36)은 제1 피복층(35) 및 광로 제어 수단(50)의 외면(51)의 잔부를 덮고 있고, 광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르다.
Description
본 개시는 발광 소자 및 이러한 발광 소자를 복수 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
근래, 발광 소자로서 유기 전계 발광(EL: Electroluminescence) 소자를 이용한 표시 장치(유기 EL 표시 장치)의 개발이 진행되고 있다. 이 유기 EL 표시 장치는, 예를 들면, 화소마다 분리하여 형성된 제1 전극(하부 전극, 예를 들면, 애노드 전극) 위에, 적어도 발광층을 포함하는 유기층 및 제2 전극(상부 전극, 예를 들면, 캐소드 전극)이 형성된 발광 소자를 복수 가진다. 그리고, 예를 들면, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자의 각각이 부화소로서 마련되고, 이러한 부화소로부터 1화소가 구성되고, 제2 전극(상부 전극)을 통하여 발광층으로부터의 광이 외부에 출사된다.
이와 같은 표시 장치에서, 광 취출 효율을 향상시키고, 또한, 정면 휘도를 증가시키기 위해, 각 발광 소자의 광출사측에 렌즈 부재가 마련되어 있다. 예를 들면, 일본 특개2013-058447호 공보에는, 유기 EL 소자의 광 취출측에, 색 변환 부재와, 저굴절률층과, 마이크로 렌즈를 이 순서로 마련하고, 저굴절률층의 굴절률이 색 변환 부재 및 마이크로 렌즈의 굴절률보다도 작은 유기 EL 발광 장치가 개시되어 있다.
렌즈 부재의 광학적 파워의 증가를 위해서는, 렌즈 부재의 렌즈면과, 렌즈면과 접하는 부재 사이의 굴절률 차가 중요하다. 그렇지만, 상기의 특허 공개 공보에는, 렌즈면과 접하는 부재에 관해서는 전혀 언급되어 있지 않다. 요철의 가공 처리를 시행한 광학 필름 및 광학 필름의 요철면에 점접착제층을 갖는 광학 적층 시트로서, 점접착제층이 요철의 가공 처리된 광학 필름의 볼록부의 일부에 형성되어 있고, 볼록부의 높이의 5%∼90%가 점접착제층으로 채워지고 있는 광학 적층 시트가 특개2012-007046호 공보에 개시되어 있다. 여기서, 광학 필름에 의해 마이크로 렌즈가 구성되고, 볼록부와 볼록부 사이에는 공기층이 존재한다. 볼록부와 볼록부 사이에 굴절률 1인 공기층이 존재하기 때문에, 렌즈 부재의 광학적 파워의 증가를 도모할 수 있다. 그렇지만, 굴절률 차가 지나치게 커지고, 유기 EL 표시 장치에 적용한 경우, 광 취출 효율, 정면 휘도의 증가를 도모할 수 없게 된다는 문제가 있다.
따라서, 본 개시의 목적은 광 취출 효율, 정면 휘도의 증가를 도모할 수 있는 구성, 구조를 갖는 발광 소자, 이러한 발광 소자를 구비한 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 개시의 제1 양태∼제3 양태에 관한 발광 소자는,
발광부,
발광부를 덮는 중간층,
중간층의 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단 및
적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
발광부로부터 출사된 광은, 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하고,
피복층은, 제1 피복층 및 제2 피복층으로 구성되어 있다.
그리고, 본 개시의 제1 양태에 관한 발광 소자에서,
제1 피복층은, 광로 제어 수단의 외면의 중간층측의 일부를 덮고 있고,
제2 피복층은, 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 외면의 잔부를 덮고 있고,
광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르다.
또한, 본 개시의 제2 양태에 관한 발광 소자에서,
제1 피복층은, 광로 제어 수단의 외면의 중간층측의 일부를 덮고 있고,
제2 피복층은, 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 외면의 잔부를 덮고 있고,
제1 피복층은, 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있다.
나아가서는, 본 개시의 제3 양태에 관한 발광 소자에서,
제1 피복층은, 광로 제어 수단의 외면 중, 광로 제어 수단의 외연부측과 접하여 있고,
제2 피복층은, 광로 제어 수단의 외면 중, 광로 제어 수단의 중앙부측과 접하여 있고,
광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르고, 또는,
제1 피복층은, 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 개시의 제1 양태∼제2 양태에 관한 표시 장치는,
제1 기판 및 제2 기판 및
제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 복수의 발광 소자를 구비한 표시 장치로서,
각 발광 소자는,
발광부,
발광부를 덮는 중간층,
중간층의 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단 및
적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
각 발광 소자에서, 발광부로부터 출사된 광은, 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하고,
피복층은, 제1 피복층 및 제2 피복층으로 구성되어 있다.
그리고, 본 개시의 제1 양태에 관한 표시 장치에서는,
각 발광 소자에서,
제1 피복층은, 광로 제어 수단의 외면의 중간층측의 일부를 덮고 있고,
제2 피복층은, 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 외면의 잔부를 덮고 있고,
광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르고, 또는,
제1 피복층은, 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있다.
또한, 본 개시의 제2 양태에 관한 표시 장치에서는,
각 발광 소자에서,
제1 피복층은, 광로 제어 수단의 외면 중, 광로 제어 수단의 외연부측과 접하여 있고,
제2 피복층은, 광로 제어 수단의 외면 중, 광로 제어 수단의 중앙부측과 접하여 있고,
광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르고, 또는,
제1 피복층은, 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있다.
도 1은 실시례 1의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 2는 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 실시례 1의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 3은 실시례 2의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 4는 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 실시례 2의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 5는 실시례 3의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 6은 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 실시례 3의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 7은 실시례 4의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 8은 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 실시례 4의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 9는 실시례 5의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 10은 실시례 1의 표시 장치의 변형례-1의 모식적인 일부 단면도.
도 11은 실시례 1의 표시 장치의 변형례-2의 모식적인 일부 단면도.
도 12는 실시례 1의 표시 장치의 변형례-3의 모식적인 일부 단면도.
도 13은 실시례 1의 표시 장치의 변형례-4의 모식적인 일부 단면도.
도 14는 실시례 1의 표시 장치의 변형례-5의 모식적인 일부 단면도.
도 15는 실시례 1의 표시 장치의 변형례-6의 모식적인 일부 단면도.
도 16은 광로 제어 수단을 광 반사 부재로 구성한 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 17A, 도 17B, 도 17C 및 도 17D는 실시례 1의 표시 장치에서의 발광 소자의 배열을 모식적으로 도시하는 도면.
도 18A, 도 18B 및 도 18C는 도 1에 도시한 실시례 1의 발광 소자에서의 렌즈 부재의 제조 방법을 설명하기 위한 기체 등의 모식적인 일부 단면도.
도 19A 및 도 19B는 본 개시의 표시 장치를 렌즈 교환식 미러리스 타입의 디지털 스틸 카메라에 적용한 예를 도시하고, 디지털 스틸 카메라의 정면도를 도 19A에, 배면도를 도 19B에 도시한다.
도 20A 및 도 20B는 실시례 5의 표시 장치에서의 발광 소자와 기준점의 위치 관계를 도시하는 모식도.
도 21A 및 도 21B는 실시례 5의 표시 장치의 변형례에서의 발광 소자와 기준점의 위치 관계를 모식적으로 도시하는 도면.
도 22A, 도 22B, 도 22C 및 도 22D는 D1-X의 변화에 대한 D0-X의 변화, D1-Y의 변화에 대한 D0-Y의 변화를 모식적으로 도시하는 도면.
도 23A, 도 23B, 도 23C 및 도 23D는 D1-X의 변화에 대한 D0-X의 변화, D1-Y의 변화에 대한 D0-Y의 변화를 모식적으로 도시하는 도면.
도 24A, 도 24B, 도 24C 및 도 24D는 D1-X의 변화에 대한 D0-X의 변화, D1-Y의 변화에 대한 D0-Y의 변화를 모식적으로 도시하는 도면.
도 25A, 도 25B, 도 25C 및 도 25D는 D1-X의 변화에 대한 D0-X의 변화, D1-Y의 변화에 대한 D0-Y의 변화를 모식적으로 도시하는 도면.
도 26A, 도 26B 및 도 26C는 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선(LN')과, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")의 관계를 설명하기 위한 개념도.
도 27은 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선(LN')과, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")의 관계를 설명하기 위한 개념도.
도 28A 및 도 28B는 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선(LN')과, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")의 관계를 설명하기 위한 개념도.
도 29는 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선(LN')과, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")의 관계를 설명하기 위한 개념도.
도 30A 및 도 30B는 공진기 구조를 갖는 제1 예 및 제2 예의 발광 소자의 개념도.
도 31A 및 도 31B는 공진기 구조를 갖는 제3 예 및 제4 예의 발광 소자의 개념도.
도 32A 및 도 32B는 공진기 구조를 갖는 제5 예 및 제6 예의 발광 소자의 개념도.
도 33A는 공진기 구조를 갖는 제7 예의 발광 소자의 개념도이고, 도 33B 및 도 33C는 공진기 구조를 갖는 제8 예의 발광 소자의 개념도.
도 2는 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 실시례 1의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 3은 실시례 2의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 4는 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 실시례 2의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 5는 실시례 3의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 6은 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 실시례 3의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 7은 실시례 4의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 8은 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 실시례 4의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 9는 실시례 5의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 10은 실시례 1의 표시 장치의 변형례-1의 모식적인 일부 단면도.
도 11은 실시례 1의 표시 장치의 변형례-2의 모식적인 일부 단면도.
도 12는 실시례 1의 표시 장치의 변형례-3의 모식적인 일부 단면도.
도 13은 실시례 1의 표시 장치의 변형례-4의 모식적인 일부 단면도.
도 14는 실시례 1의 표시 장치의 변형례-5의 모식적인 일부 단면도.
도 15는 실시례 1의 표시 장치의 변형례-6의 모식적인 일부 단면도.
도 16은 광로 제어 수단을 광 반사 부재로 구성한 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 17A, 도 17B, 도 17C 및 도 17D는 실시례 1의 표시 장치에서의 발광 소자의 배열을 모식적으로 도시하는 도면.
도 18A, 도 18B 및 도 18C는 도 1에 도시한 실시례 1의 발광 소자에서의 렌즈 부재의 제조 방법을 설명하기 위한 기체 등의 모식적인 일부 단면도.
도 19A 및 도 19B는 본 개시의 표시 장치를 렌즈 교환식 미러리스 타입의 디지털 스틸 카메라에 적용한 예를 도시하고, 디지털 스틸 카메라의 정면도를 도 19A에, 배면도를 도 19B에 도시한다.
도 20A 및 도 20B는 실시례 5의 표시 장치에서의 발광 소자와 기준점의 위치 관계를 도시하는 모식도.
도 21A 및 도 21B는 실시례 5의 표시 장치의 변형례에서의 발광 소자와 기준점의 위치 관계를 모식적으로 도시하는 도면.
도 22A, 도 22B, 도 22C 및 도 22D는 D1-X의 변화에 대한 D0-X의 변화, D1-Y의 변화에 대한 D0-Y의 변화를 모식적으로 도시하는 도면.
도 23A, 도 23B, 도 23C 및 도 23D는 D1-X의 변화에 대한 D0-X의 변화, D1-Y의 변화에 대한 D0-Y의 변화를 모식적으로 도시하는 도면.
도 24A, 도 24B, 도 24C 및 도 24D는 D1-X의 변화에 대한 D0-X의 변화, D1-Y의 변화에 대한 D0-Y의 변화를 모식적으로 도시하는 도면.
도 25A, 도 25B, 도 25C 및 도 25D는 D1-X의 변화에 대한 D0-X의 변화, D1-Y의 변화에 대한 D0-Y의 변화를 모식적으로 도시하는 도면.
도 26A, 도 26B 및 도 26C는 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선(LN')과, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")의 관계를 설명하기 위한 개념도.
도 27은 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선(LN')과, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")의 관계를 설명하기 위한 개념도.
도 28A 및 도 28B는 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선(LN')과, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")의 관계를 설명하기 위한 개념도.
도 29는 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선(LN')과, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")의 관계를 설명하기 위한 개념도.
도 30A 및 도 30B는 공진기 구조를 갖는 제1 예 및 제2 예의 발광 소자의 개념도.
도 31A 및 도 31B는 공진기 구조를 갖는 제3 예 및 제4 예의 발광 소자의 개념도.
도 32A 및 도 32B는 공진기 구조를 갖는 제5 예 및 제6 예의 발광 소자의 개념도.
도 33A는 공진기 구조를 갖는 제7 예의 발광 소자의 개념도이고, 도 33B 및 도 33C는 공진기 구조를 갖는 제8 예의 발광 소자의 개념도.
이하, 도면을 참조하여, 실시례에 의거하여 본 개시를 설명하지만, 본 개시는 실시례로 한정되는 것은 아니고, 실시례에서의 여러 가지 수치나 재료는 예시이다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 본 개시의 제1 양태∼제3 양태에 관한 발광 소자 및 본 개시의 제1 양태∼제2 양태에 관한 표시 장치, 전반에 관한 설명
2. 실시례 1(본 개시의 제1 양태∼제3 양태에 관한 발광 소자 및 본 개시의 제1 양태∼제2 양태에 관한 표시 장치)
3. 실시례 2(실시례 1의 변형)
4. 실시례 3(실시례 1의 다른 변형)
5. 실시례 4(실시례 1의 또 다른 변형)
6. 실시례 5(실시례 1∼실시례 4의 변형)
7. 기타
<본 개시의 제1 양태∼제3 양태에 관한 발광 소자 및 본 개시의 제1 양태∼제2 양태에 관한 표시 장치>
본 개시의 제1 양태∼제3 양태에 관한 발광 소자 및 본 개시의 제1 양태∼제2 양태에 관한 표시 장치를 구성하는 발광 소자(이하, 이러한 발광 소자를 총칭하여, 편의상, 『본 개시의 발광 소자 등』이라고 부르는 경우가 있다)에서, 광로 제어 수단의 광출사면은 중간층의 정상면(頂面)을 기준으로 하여 볼록형상인 구성으로 할 수 있다. 또한, 이와 같은 구성을, 편의상, 『제1 구성의 발광 소자』라고 부른다.
제1 구성의 발광 소자에서, 광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면과 접하여 있는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이와 같은 바람직한 구성을 포함하는 제1 구성의 발광 소자에서,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 광출사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광출사면의 잔부를 덮는 구성으로 할 수 있고, 나아가서는, 이 경우, 제1 피복층은, 또한, 중간층을 덮는 구성으로 할 수 있다. 나아가서는, 이러한 바람직한 구성을 포함하는 제1 구성의 발광 소자에서, 광로 제어 수단은 정(正)의 광학적 파워를 갖는 구성, 또한, 광로 제어 수단은 볼록 렌즈 부재로 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 제1 피복층은 중간층상에 형성되어 있다. 제2 피복층은 제1 피복층보다도 광출사측에 위치하고 있고, 후술하는 제2 구성의 발광 소자, 제3 구성의 발광 소자 및 제4 구성의 발광 소자에서도 마찬가지이다.
또한, 상기 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면을 향하여 볼록형상인 구성으로 할 수 있다. 또한, 이와 같은 구성을 편의상 『제2 구성의 발광 소자』라고 부른다.
제2 구성의 발광 소자에서, 광로 제어 수단의 광출사면은 평탄한 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이와 같은 바람직한 구성을 포함하는 제2 구성의 발광 소자에서,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 광입사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광입사면의 잔부를 덮는 구성으로 할 수 있고, 나아가서는, 이러한 바람직한 구성을 포함하는 제2 구성의 발광 소자에서, 광로 제어 수단은 정(正)의 광학적 파워를 갖는 구성, 또한, 광로 제어 수단은 볼록 렌즈 부재로 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 제1 피복층은 중간층상에 형성되어 있고, 광로 제어 수단은 제1 피복층상에 형성되어 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 각종의 바람직한 구성을 포함하는 제1 구성의 발광 소자에서, 공기의 굴절률을 nair로 했을 때,
nair<n1<n2<n0
를 만족하는 형태로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 한정하는 것은 아니지만,
0.25≤n0-n1≤0.50
0.15≤n0-n2≤0.30
0.10≤n2-n1≤0.30
를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 이상에 설명한 각종의 바람직한 구성을 포함하는 제2 구성의 발광 소자에서, 공기의 굴절률을 nair로 했을 때,
nair<n2<n1<n0
를 만족하는 형태로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 한정하는 것은 아니지만,
0.25≤n0-n2≤0.50
0.15≤n0-n1≤0.30
0.10≤n1-n2≤0.30
를 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 광로 제어 수단의 광출사면은, 중간층의 정상면을 기준으로 하여 오목형상인 구성으로 할 수 있다. 또한, 이와 같은 구성을, 편의상, 『제3 구성의 발광 소자』라고 부른다.
제3 구성의 발광 소자에서, 광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면과 접하여 있는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이와 같은 바람직한 구성을 포함하는 제3 구성의 발광 소자에서,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 광출사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광출사면의 잔부를 덮는 구성으로 할 수 있고, 나아가서는, 이러한 바람직한 구성을 포함하는 제3 구성의 발광 소자에서, 광로 제어 수단은 부(負)의 광학적 파워를 갖는 구성, 또한, 광로 제어 수단은 오목 렌즈 부재로 이루어지는 구성으로 할 수 있다.
또한, 상기 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면을 향하여 오목형상인 구성으로 할 수 있다. 또한, 이와 같은 구성을 편의상 『제4 구성의 발광 소자』라고 부른다.
제4 구성의 발광 소자에서, 광로 제어 수단의 광출사면은 평탄한 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이와 같은 바람직한 구성을 포함하는 제4 구성의 발광 소자에서,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 광입사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광입사면의 잔부를 덮는 구성으로 할 수 있고, 나아가서는, 이러한 바람직한 구성을 포함하는 제4 구성의 발광 소자에서, 광로 제어 수단은 부(負)의 광학적 파워를 갖는 구성, 또한, 광로 제어 수단은 오목 렌즈 부재로 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 제1 피복층은 중간층상에 형성되어 있고, 광로 제어 수단의 일부도 중간층상에 형성되어 있다. 또한, 제1 피복층은 중간층상에 형성되어 있고, 광로 제어 수단은 제1 피복층상에 형성되어 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 각종의 바람직한 구성을 포함하는 제3 구성의 발광 소자에서, 공기의 굴절률을 nair로 했을 때,
nair<n0<n1<n2
를 만족하는 형태로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 한정하는 것은 아니지만,
0.15≤n1-n0≤0.30
0.25≤n2-n0≤0.50
0.10≤n2-n1≤0.30
를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 이상에 설명한 각종의 바람직한 구성을 포함하는 제4 구성의 발광 소자에서, 공기의 굴절률을 nair로 했을 때,
nair<n0<n2<n1
를 만족하는 형태로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 한정하는 것은 아니지만,
0.15≤n2-n0≤0.30
0.25≤n1-n0≤0.50
0.10≤n1-n2≤0.30
를 만족하는 것이 바람직하다.
이상에 설명한 각종의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 광로 제어 수단을 구성하는 볼록 렌즈 부재의 광축에 따른 두께, 또는, 오목 렌즈 부재의 광축에 따른 두께(오목 렌즈 부재의 대향하는 2개의 렌즈면의 광축에 따른 거리)를, 편의상, 『광로 제어 수단의 높이』라고 부를 때, 광로 제어 수단의 높이(H0)와, 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단 사이의 최소 거리(L0)는,
0≤L0/H0≤0.5
를 만족하는 형태로 할 수 있다. 또한, 발광 소자의 크기(화소 또는 부화소의 1변의 길이)를 1.00으로 했을 때, L0은 0.1 이하인 것이 바람직하다.
또한, 이상에 설명한 각종의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단과 광로 제어 수단은 접해 있는 형태로 할 수 있고, 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단과 광로 제어 수단 사이에는 간극이 존재하는 형태로 할 수 있다. 전자인 경우, 광로 제어 수단의 평면 형상을 정육각형으로 하는 허니컴 구조를 채용하면 좋다. 또한, 전자인 경우, 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단과 광로 제어 수단이 겹쳐지도록 접해 있어도 좋다.
나아가서는, 이상에 설명한 각종의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 광로 제어 수단의 높이(H0)와, 광로 제어 수단의 외면의 중간층측의 일부를 덮는 제1 피복층의 두께(H1)는,
0.10≤H1/H0≤0.90
바람직하게는,
0.30≤H1/H0≤0.70
를 만족하는 형태로 할 수 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 각종의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 중간층에는 파장 선택부가 포함되는 형태로 할 수 있고, 또한, 광로 제어 수단 및 피복층보다도 광출사측에 파장 선택부가 형성되어 있는 형태로 할 수 있다. 발광부에 대한 광로 제어 수단의 정사영상(正射影像)은, 발광부에 대한 파장 선택부의 정사영상과 일치하는 형태로 할 수 있고, 또한, 발광부에 대한 파장 선택부의 정사영상에 포함되는 형태로 할 수 있다. 후자의 구성을 채용함으로써, 인접한 발광 소자 사이에서의 혼색의 발생을 확실하게 억제할 수 있다. 나아가서는, 이러한 경우, 거리(D0)(후술한다)의 값이 0이 아닌 발광 소자에서, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선과, 발광부의 중심을 통과하는 법선은 일치하고 있는 형태로 할 수 있고, 또한, 거리(D0)의 값이 0이 아닌 발광 소자에서, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선은 일치하고 있는 형태로 할 수 있다. 후자의 구성을 채용함으로써, 인접한 발광 소자 사이에서의 혼색의 발생을 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 인접하는 발광 소자의 파장 선택부 사이에는 광 흡수층(블랙 매트릭스층)이 형성되어 있는 형태로 할 수 있다. 파장 선택부의 중심이란, 파장 선택부가 차지하는 영역의 면적 중심점(重心点)을 가리킨다. 또한, 파장 선택부의 평면 형상이 원형, 타원형, 정방형, 장방형, 정다각형인 경우, 이러한 도형의 중심이 파장 선택부의 중심에 해당하고, 이러한 도형의 일부가 노치된 도형인 경우, 노치된 부분을 보완한 도형의 중심이 파장 선택부의 중심에 해당하고, 이러한 도형이 연결된 도형인 경우, 연결 부분을 제거하고, 제거한 부분을 보완한 도형의 중심이 파장 선택부의 중심에 해당한다. 인접하는 발광 소자의 파장 선택부 사이에 광 흡수층(블랙 매트릭스층)을 형성하는 것으로도, 인접한 발광 소자 사이에서의 혼색의 발생을 확실하게 억제할 수 있다. 파장 선택부는, 예를 들면, 컬러 필터층으로 구성할 수 있고, 컬러 필터층은 소망하는 안료나 염료로 이루어지는 착색제를 첨가한 수지에 의해 구성되어 있고, 안료나 염료를 선택함에 의해, 목적으로 하는 적색, 녹색, 청색 등의 파장역에서의 광투과율이 높고, 다른 파장역에서의 광투과율이 낮아지도록 조정되어 있다. 또한, 파장 선택부는 포토닉 결정이나, 플라즈몬을 응용한 파장 선택 소자(도체 박막에 격자형상의 구멍 구조를 마련한 도체 격자 구조를 갖는 컬러 필터층. 예를 들면, 일본 특개2008-177191호 공보 참조), 어모퍼스 실리콘 등의 무기 재료로 이루어지는 박막, 양자 도트로 구성할 수도 있다. 이하, 컬러 필터층에서 파장 선택부를 대표하여 설명을 행하지만, 파장 선택부는 컬러 필터층으로 한정하는 것은 아니다. 또한, 발광 소자가 출사하는 광에 대응하여, 파장 선택부(예를 들면, 컬러 필터층)의 크기를 적절히 바꾸어도 좋고, 인접하는 발광 소자의 파장 선택부(예를 들면, 컬러 필터층)의 사이에 광 흡수층(블랙 매트릭스층)이 마련되어 있는 경우, 발광 소자가 출사하는 광에 대응하여, 광 흡수층(블랙 매트릭스층)의 크기를 적절히 바꾸어도 좋다. 또한, 파장 선택부(예를 들면, 컬러 필터층)의 크기를, 발광부의 중심을 통과하는 법선과 컬러 필터층의 중심을 통과하는 법선 사이의 거리(오프셋량)(d0)에 응하여, 적절히 바꾸어도 좋다. 파장 선택부(예를 들면, 컬러 필터층)의 평면 형상은 광로 제어 수단의 평면 형상과 같아도 좋고, 서로 닮아도 좋고, 달라도 좋다.
나아가서는, 이상에 설명한 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 표시 장치에서, 인접하는 발광 소자의 광로 제어 수단 사이에는 광 흡수층(블랙 매트릭스층)이 형성되어 있는 형태로 할 수 있다. 인접하는 발광 소자의 광로 제어 수단 사이에 광 흡수층(블랙 매트릭스층)을 형성하는 것으로도, 인접한 발광 소자 사이에서의 혼색의 발생을 확실하게 억제할 수 있다.
이러한 광 흡수층(블랙 매트릭스층)은, 예를 들면, 흑색의 착색제를 혼입한 광학 농도가 1 이상인 흑색의 수지막(구체적으로는, 예를 들면, 흑색의 폴리이미드계 수지)으로 이루어지고, 또한, 박막의 간섭을 이용한 박막 필터로 구성되어 있다. 박막 필터는, 예를 들면, 금속, 금속 질화물 또는 금속 산화물로 이루어지는 박막을 2층 이상 적층하여 이루어지고, 박막의 간섭을 이용하여 광을 감쇠시킨다. 박막 필터로서, 구체적으로는, Cr와 산화크롬(Ⅲ)(Cr2O3)을 교대로 적층한 것을 들 수 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 각종의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 제1 피복층의 정상면은 평탄한 형태로 할 수 있고, 또한, 중간층을 향하여 움푹 패여 있는 형태로 할 수 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 각종의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 발광부는 유기 일렉트로루미네선스층을 포함하는 형태로 할 수 있다. 즉, 이상에 설명한 각종의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 표시 장치는 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치(유기 EL 표시 장치)로 이루어지는 형태로 할 수 있고, 발광 소자는 유기 일렉트로루미네선스 소자(유기 EL 소자)로 이루어지는 형태로 할 수 있다. 여기서, 본 개시의 표시 장치는 제2 기판으로부터 광을 출사하는 톱 이미션 방식(상면 발광 방식)의 표시 장치(상면 발광형 표시 장치)이다.
이상에 설명한 각종의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 광로 제어 수단은, 상술한 바와 같이, 볼록 렌즈 부재(온 칩 마이크로 볼록 렌즈)로 이루어지고, 또한, 오목 렌즈 부재(온 칩 마이크로 오목 렌즈)로 이루어지고 있을 뿐만 아니라, 광 반사 부재로 구성할 수도 있다. 이하의 설명에서, 볼록 렌즈 부재 및 오목 렌즈 부재를 통합하여 『렌즈 부재』라고 부르는 경우가 있다. 렌즈 부재는 구면 렌즈로 할 수도 있고, 비구면 렌즈로 할 수도 있다. 또한, 볼록 렌즈 부재는 평 볼록 렌즈로 구성할 수 있고, 오목 렌즈 부재는 평 오목 렌즈로 구성할 수 있다. 나아가서는, 렌즈 부재는 굴절형 렌즈로 할 수도 있고, 회절형 렌즈로 할 수도 있다.
그리고, 각 발광 소자에서, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선(LN') 사이의 거리(오프셋량)를 D0로 했을 때, 표시 장치를 구성하는 발광 소자의 적어도 일부에서, 거리(오프셋량)(D0)의 값은 0이 아닌 형태로 할 수 있다. 또한, 표시 장치에서는, 기준점(기준 영역)이 상정되어 있고, 거리(D0)는 기준점(기준 영역)으로부터 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)까지의 거리(D1)에 의존하는 형태로 할 수 있다. 또한, 기준점(기준 영역)은 어느 정도의 확산을 포함할 수 있다. 여기서, 각종의 법선은 표시 장치의 광출사면에 대한 수직선이다. 발광부의 중심이란, 제1 전극과 유기층(후술한다)이 접하는 영역의 면적 중심점을 가리킨다. 제1 전극이 유기층의 일부와 접하여 있는 구성으로 할 수 있고, 유기층이 제1 전극의 일부와 접하여 있는 구성으로 할 수 있다. 구체적으로는, 제1 전극의 크기는 유기층보다도 작은 구성으로 할 수 있고, 또한, 제1 전극의 크기는 유기층과 같은 크기이지만, 제1 전극과 유기층 사이의 일부분에 절연층이 형성되어 있는 구성으로 할 수도 있고, 또한, 제1 전극의 크기는 유기층보다 큰 구성으로 할 수도 있다.
표시 장치의 전체로부터 출사되는 광(화상)을 집속계(集束系)로 할 것인지, 발산계(發散系)로 할 것인지는, 표시 장치의 사양에 의하고, 표시 장치에 어느 정도의 시야각 의존성, 광 시야각 특성이 요구되는지에도 의존한다.
이상에 설명한 각종의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 광로 제어 수단을 볼록 렌즈 부재(온 칩 마이크로 볼록 렌즈)로 구성하는 경우, 즉, 제1 구성의 발광 소자 또는 제2 구성의 발광 소자에서, 광로 제어 수단, 제1 피복층 및 제2 피복층을 구성하는 재료로서, 이하의 재료를 들 수 있다.
[제1 구성의 발광 소자]
광로 제어 수단
아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)
에폭시계 투명 수지(굴절률: 1.55)
TiO2 분산 아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.72)
SiN(굴절률: 1.74)
제1 피복층
중공(中空) 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.25)
불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.38)
아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)
에폭시계 투명 수지(굴절률: 1.55)
제2 피복층
불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.38)
아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)
에폭시계 투명 수지(굴절률: 1.55)
Al2O3 분산 아크릴계 투명 수지(굴절률 1.64)
[제2 구성의 발광 소자]
광로 제어 수단
아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)
에폭시계 투명 수지(굴절률: 1.55)
TiO2 분산 아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.72)
SiN(굴절률: 1.74)
제1 피복층
불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.38)
아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)
에폭시계 투명 수지(굴절률: 1.55)
Al2O3 분산 아크릴계 투명 수지(굴절률 1.64)
제2 피복층
중공 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.25)
불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.38)
아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)
에폭시계 투명 수지(굴절률: 1.55)
한편, 광로 제어 수단을 오목 렌즈 부재(온 칩 마이크로 오목 렌즈)로 구성하는 경우, 즉, 제3 구성의 발광 소자 또는 제4 구성의 발광 소자에서, 광로 제어 수단, 제1 피복층 및 제2 피복층을 구성하는 재료로서, 이하의 재료를 들 수 있다.
[제3 구성의 발광 소자]
광로 제어 수단
중공 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.25)
불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.38)
SiO2(굴절률: 1.52)
아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)
제1 피복층
불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.38)
아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)
에폭시계 투명 수지(굴절률: 1.55)
Al2O3 분산 아크릴계 투명 수지(굴절률 1.64)
제2 피복층
아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)
에폭시계 투명 수지(굴절률: 1.55)
TiO2 분산 아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.72)
SiN(굴절률: 1.74)
[제4 구성의 발광 소자]
광로 제어 수단
중공 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.25)
불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.38)
SiO2(굴절률: 1.52)
아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)
제1 피복층
아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)
에폭시계 투명 수지(굴절률: 1.55)
TiO2 분산 아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.72)
SiN(굴절률: 1.74)
제2 피복층
불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.38)
아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)
에폭시계 투명 수지(굴절률: 1.55)
Al2O3 분산 아크릴계 투명 수지(굴절률 1.64)
렌즈 부재는, 렌즈 부재를 구성하는 투명 수지 재료를, 멜트 플로우시킴으로써 얻을 수 있고, 또한, 에치 백 함으로써 얻을 수 있고, 그레이 톤 마스크를 이용한 포토 리소그래피 기술과 에칭법의 조합으로 얻을 수도 있고, 나노임프린트법에 의거하여 투명 수지 재료를 렌즈 형상으로 형성한다는 방법에 의해 얻을 수도 있다. 렌즈 부재(마이크로 렌즈)를 구성하는 재료로서, 고굴절 수지 재료(볼록 렌즈용), 고굴절 무기막(볼록 렌즈용), 저굴절 수지 재료(오목 렌즈용), 저굴절 무기막(오목 렌즈용)을 들 수 있다.
제1 피복층의 형성 방법으로서, 스핀 코트법, 스프레이 코트법, 커튼 코트법, 각종 롤 코트법을 들 수 있고, 제2 피복층의 형성 방법으로서, 스핀 코트법, 스프레이 코트법, 커튼 코트법, 각종 롤 코트법, 딥 코트법을 들 수 있다. 제1 피복층을 도포법에 의거하여 형성하는 경우, 점도가 낮고, 적심성이 좋은 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 피복층은 일정한 강도를 갖는 것이 표시 장치에 강도를 부여한다는 관점에서 바람직하다. 제2 피복층은 높은 봉지성(封止性)을 갖는 것이 표시 장치에 높은 신뢰성을 부여한다는 관점에서 바람직하다. 또한, 제2 피복층은 봉지(封止) 수지층을 겸할 수도 있고, 이 경우, 형성 방법으로서, 진공 주입법이나 액정 적하법을 들 수 있다.
나아가서는, 제1 구성의 발광 소자에서, [광로 제어 수단을 구성하는 재료, 제1 피복층을 구성하는 재료, 제2 피복층을 구성하는 재료]의 조합으로서, 한정하는 것은 아니지만,
[아크릴계 투명 수지, 중공 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지, 불소계 저굴절률 투명 수지]
[에폭시계 투명 수지, 중공 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지, 불소계 저굴절률 투명 수지]
[TiO2 분산 아크릴계 투명 수지, 불소계 저굴절률 투명 수지, 아크릴계 투명 수지]
[SiN 무기막, 불소계 저굴절률 투명 수지, 아크릴계 투명 수지]
를 들 수 있고, 제2 구성의 발광 소자에서, [광로 제어 수단을 구성하는 재료, 제1 피복층을 구성하는 재료, 제2 피복층을 구성하는 재료]의 조합으로서, 한정하는 것은 아니지만,
[아크릴계 투명 수지, 불소계 저굴절률 투명 수지, 중공 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지]
[에폭시계 투명 수지, 불소계 저굴절률 투명 수지, 중공 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지]
[TiO2 분산 아크릴계 투명 수지, 아크릴계 투명 수지, 불소계 저굴절률 투명 수지]
[SiN 무기막, 아크릴계 투명 수지, 불소계 저굴절률 투명 수지]
를 들 수 있고, 제3 구성의 발광 소자에서, [광로 제어 수단을 구성하는 재료, 제1 피복층을 구성하는 재료, 제2 피복층을 구성하는 재료]의 조합으로서,
[불소계 저굴절률 투명 수지, 아크릴계 투명 수지, SiN 무기막]
[아크릴계 투명 수지, Al2O3 분산 아크릴계 투명 수지, TiO2 분산 아크릴계 투명 수지]
[SiO2 무기막, Al2O3 분산 아크릴계 투명 수지, SiN 무기막]
[중공 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지, 불소계 저굴절률 투명 수지, 아크릴계 투명 수지]
를 들 수 있고, 제4 구성의 발광 소자에서, [광로 제어 수단을 구성하는 재료, 제1 피복층을 구성하는 재료, 제2 피복층을 구성하는 재료]의 조합으로서, 한정하는 것은 아니지만,
[불소계 저굴절률 투명 수지, SiN 무기막, 아크릴계 투명 수지]
[아크릴계 투명 수지, TiO2 분산 아크릴계 투명 수지, Al2O3 분산 아크릴계 투명 수지]
[SiO2 무기막, SiN 무기막, Al2O3 분산 아크릴계 투명 수지]
[중공 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지, 아크릴계 투명 수지, 불소계 저굴절률 투명 수지]
를 들 수 있다.
본 개시의 제2 양태에 관한 발광 소자, 본 개시의 제2 양태에 관한 표시 장치를 구성하는 발광 소자에서, 광로 제어 수단을 구성하는 광 반사 부재로서, 알루미늄(Al)이나 은(Ag) 등의 금속의 단체 또는 합금, 유전체 다층막을 들 수 있고, 본 개시의 발광 소자 등에서, 광 반사 부재로서, 발광부로부터의 광이 중간층, 피복층을 통과하고, 광 반사 부재와 충돌했을 때, 광 반사 부재에 의해 전반사되는 굴절률을 갖는 재료를 들 수 있다. 구체적으로는, 광로 제어 수단은, 예를 들면, 피복층과 피복층 사이를 충전하는 광 반사 부재로 구성되어 있는 구성으로 할 수 있다. 광 반사 부재는 순 테이퍼형상(광입사면측으로부터 광 출사면측을 향하여 넓어지고 있는 형상)으로 하는 것이 바람직하다. 광 반사 부재의 축선을 포함하는 가상 평면에서 광 반사 부재를 절단했을 때의 순 테이퍼형상의 사면의 단면(斷面)은 곡선으로 구성되어 있어도 좋고, 선분으로 구성되어 있어도 좋다.
본 개시의 표시 장치에서, 화소(또는 부화소)의 배열로서, 델타 배열을 들 수 있고, 또한, 스트라이프 배열, 다이아고날 배열, 렉탱글 배열, 펜타일 배열을 들 수 있다. 파장 선택부의 배열도, 화소(또는 부화소)의 배열에 준거하여, 델타 배열, 또한, 스트라이프 배열, 다이아고날 배열, 렉탱글 배열, 펜타일 배열로 하면 좋다.
이하, 발광부에 주목하여, 발광 소자를 구성하는 발광부가 유기 일렉트로루미네선스층을 포함하는 형태에 관해, 즉, 본 개시의 표시 장치가 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치(유기 EL 표시 장치)로 이루어지는 형태에 관해, 설명을 행한다.
유기 EL 표시 장치는,
제1 기판 및 제2 기판 및
제1 기판과 제2 기판 사이에 위치하고, 2차원형상으로 배열된 복수의 발광 소자를 구비하고 있고,
제1 기판 위에 형성된 기체(基體)상에 마련된 각 발광 소자는,
제1 전극,
제2 전극 및
제1 전극과 제2 전극에 의해 끼여진 유기층(유기 일렉트로루미네선스층으로 이루어지는 발광층을 포함한다)을 적어도 구비하고 있고,
유기층으로부터의 광이 제2 기판을 통하여 외부에 출사된다.
제2 전극 위에는 중간층이 형성되어 있고, 중간층상에는 광로 제어 수단이 마련되어 있고, 피복층이 적어도 광로 제어 수단을 덮고 있다. 제1 전극은 각 발광 소자마다 마련되어 있다. 유기층은 각 발광 소자마다 마련되어 있고, 또한, 발광 소자에 공통으로 마련되어 있다. 제2 전극은 복수의 발광 소자에서 공통 전극으로 되어 있어도 좋다. 즉, 제2 전극은 이른바 베타 전극으로 되어 있어도 좋다. 기체의 하방 또는 아래에는 제1 기판이 배치되어 있고, 제2 전극의 상방에 제2 기판이 배치되어 있다. 제1 기판측에 발광 소자가 형성되어 있고, 발광부는 기체상에 마련되어 있다.
그리고, 유기층은 백색광을 출사하는 형태로 할 수 있고, 이 경우, 유기층은 다른 색을 발광하는 적어도 2층인 발광층으로 구성되어 있는 형태로 할 수 있다. 구체적으로는, 유기층은 적색(파장: 620㎚ 내지 750㎚)을 발광하는 적색 발광층, 녹색(파장: 495㎚ 내지 570㎚)을 발광하는 녹색 발광층 및 청색(파장: 450㎚ 내지 495㎚)을 발광하는 청색 발광층의 3층이 적층된 적층 구조를 갖는 형태로 할 수 있고, 전체로서 백색을 발광한다. 또한, 유기층은 청색을 발광하는 청색 발광층 및 황색을 발광하는 황색 발광층의 2층이 적층된 구조로 할 수 있고, 전체로서 백색을 발광한다. 또한, 유기층은 청색을 발광하는 청색 발광층 및 오렌지색을 발광하는 오렌지색 발광층의 2층이 적층된 구조로 할 수 있고, 전체로서 백색을 발광한다. 유기층은 복수의 발광 소자에서 공통화되어 있어도 좋고, 각 발광 소자에서 개별적으로 마련되어 있어도 좋다. 이와 같은 백색을 발광하는 유기층(발광부)과 적색 컬러 필터층(또는 적색 컬러 필터층으로서 기능하는 중간층)을 조합시킴으로써 적색 발광 소자가 구성되고, 백색을 발광하는 유기층(발광부)과 녹색 컬러 필터층(또는 녹색 컬러 필터층으로서 기능하는 중간층)을 조합시킴으로써 녹색 발광 소자가 구성되고, 백색을 발광하는 유기층(발광부)과 청색 컬러 필터층(또는 청색 컬러 필터층으로서 기능하는 중간층)을 조합시킴으로써 청색 발광 소자가 구성된다. 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자라는 부화소의 조합에 의해 1화소가 구성된다. 경우에 따라서는, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자 및 백색(또는 제4 색)을 출사하는 발광 소자(또는 보색광을 출사하는 발광 소자)에 의해 1화소를 구성해도 좋다. 다른 색을 발광하는 적어도 2층의 발광층으로 구성되어 있는 형태에서는, 실제로는, 다른 색을 발광하는 발광층이 혼합하고, 명확하게 각 층에 분리되어 있지 않은 경우가 있다.
또한, 유기층은 1층의 발광층으로 구성되어 있는 형태로 할 수 있다. 이 경우, 발광 소자를, 예를 들면, 적색 발광층을 포함하는 유기층을 갖는 적색 발광 소자, 녹색 발광층을 포함하는 유기층을 갖는 녹색 발광 소자, 또는, 청색 발광층을 포함하는 유기층을 갖는 청색 발광 소자로 구성할 수 있다. 컬러 표시의 표시 장치인 경우, 이러한 3종류의 발광 소자(부화소)로부터 1화소가 구성된다. 또한, 적색 발광층을 포함하는 유기층을 갖는 적색 발광 소자, 녹색 발광층을 포함하는 유기층을 갖는 녹색 발광 소자 및 청색 발광층을 포함하는 유기층을 갖는 청색 발광 소자의 적층 구조로 구성할 수도 있다. 또한, 컬러 필터층의 형성은, 원칙적으로, 불필요하다지만, 색 순도 향상을 위해 컬러 필터층을 마련해도 좋다.
기체는 제1 기판 위 또는 상방에 형성되어 있다. 기체를 구성하는 재료로서, 절연 재료, 예를 들면, SiO2, SiN, SiON을 예시할 수 있다. 기체는 기체를 구성하는 재료에 적합한 형성 방법, 구체적으로는, 예를 들면, 각종 CVD법, 각종 도포법, 스퍼터링법이나 진공 증착법을 포함하는 각종 PVD법, 스크린 인쇄법이라는 각종 인쇄법, 도금법, 전착법, 침지법, 졸-겔법 등의 공지의 방법에 의거하여 형성할 수 있다.
기체의 아래 또는 하방에는, 한정하는 것은 아니지만, 발광 소자 구동부가 마련되어 있다. 발광 소자 구동부는, 예를 들면, 제1 기판을 구성하는 실리콘 반도체 기판에 형성된 트랜지스터(구체적으로는, 예를 들면, MOSFET)나, 제1 기판을 구성하는 각종 기판에 마련된 박막 트랜지스터(TFT)로 구성되어 있다. 발광 소자 구동부를 구성하는 트랜지스터나 TFT와 제1 전극은 기체 등에 형성된 콘택트 홀(콘택트 플러그)을 통하여 접속되어 있는 형태로 할 수 있다. 발광 소자 구동부는 주지의 회로 구성으로 할 수 있다. 제2 전극은, 표시 장치의 외주부에서, 기체 등에 형성된 콘택트 홀(콘택트 플러그)을 통하여 발광 소자 구동부와 접속된다. 제1 기판측에 발광 소자가 형성되어 있다. 제2 전극은 복수의 발광 소자에서 공통 전극으로 되어 있어도 좋다. 즉, 제2 전극은 이른바 베타 전극으로 되어 있어도 좋다.
제1 기판 또는 제2 기판을 실리콘 반도체 기판, 고왜점 글라스 기판, 소다 글라스(Na2O·CaO·SiO2) 기판, 붕규산 글라스(Na2O·B2O3·SiO2) 기판, 포르스테라이트(2MgO·SiO2) 기판, 납 글라스(Na2O·PbO·SiO2) 기판, 표면에 절연 재료층이 형성된 각종 글라스 기판, 석영 기판, 표면에 절연 재료층이 형성된 석영 기판, 폴리메틸메타크릴레이트(폴리메타크릴산메틸, PMMA)나 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐페놀(PVP), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)로 예시되는 유기 폴리머(고분자 재료로 구성된 가요성(可撓性)을 갖는 플라스틱 필름이나 플라스틱 시트, 플라스틱 기판이라는 고분자 재료의 형태를 가진다)로 구성할 수 있다. 제1 기판과 제2 기판을 구성하는 재료는 같아도, 달라도 좋다. 단, 상면 발광형 표시 장치이기 때문에, 제2 기판은 발광 소자로부터의 광에 대해 투명한 것이 요구된다.
제1 전극을 구성하는 재료로서, 제1 전극을 애노드 전극으로서 기능시키는 경우, 예를 들면, 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 코발트(Co), 탄탈(Ta)이라는 일 함수가 높은 금속 또는 합금(예를 들면, 은을 주성분으로 하고, 0.3질량% 내지 1질량%의 팔라듐(Pd)과 0.3질량% 내지 1질량%의 구리(Cu)를 포함하는 Ag-Pd-Cu 합금이나, Al-Nd 합금, Al-Cu 합금, Al-Cu-Ni 합금)을 들 수 있다. 나아가서는, 알루미늄(Al) 및 알루미늄을 포함하는 합금 등의 일 함수의 값이 작고, 또한, 광반사율이 높은 도전 재료를 이용하는 경우에는, 적절한 정공 주입층을 마련하는 등으로 정공 주입 특성을 향상시킴으로써, 애노드 전극으로서 이용할 수 있다. 제1 전극의 두께로서, 0.1㎛ 내지 1㎛를 예시할 수 있다. 또한, 후술하는 광반사층을 마련하는 경우, 제1 전극을 구성하는 재료로서, 산화인듐, 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide, Sn 도프의 In2O3, 결정성 ITO 및 어모퍼스 ITO를 포함한다), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide), 인듐-갈륨 산화물(IGO), 인듐·도프의 갈륨-아연 산화물(IGZO, In-GaZnO4), IFO(F 도프의In2O3), ITiO(Ti 도프의 In2O3), InSn, InSnZnO, 산화주석(SnO2), ATO(Sb 도프의 SnO2), FTO(F 도프의 SnO2), 산화아연(ZnO), 산화알루미늄·도프의 산화아연(AZO), 갈륨·도프의 산화아연(GZO), B 도프의 ZnO, AlMgZnO(산화알루미늄 및 산화마그네슘·도프의 산화아연), 산화안티몬, 산화티탄, NiO, 스피넬형 산화물, YbFe2O4 구조를 갖는 산화물, 갈륨 산화물, 티탄 산화물, 니오브 산화물, 니켈 산화물 등을 모층으로 하는 투명 도전성 재료라는 각종 투명 도전 재료를 들 수 있다. 또한, 유전체 다층막이나 알루미늄(Al) 또는 그 합금(예를 들면, Al-Cu-Ni 합금)이라는 광반사성이 높은 반사막상에, 인듐과 주석의 산화물(ITO)이나, 인듐과 아연의 산화물(IZO) 등의 정공 주입 특성에 우수한 투명 도전 재료를 적층한 구조로 할 수도 있다. 한편, 제1 전극을 캐소드 전극으로서 기능시키는 경우, 일 함수의 값이 작고, 또한, 광반사율이 높은 도전 재료로 구성하는 것이 바람직하지만, 애노드 전극으로서 이용되는 광반사율이 높은 도전 재료에 적절한 전자 주입층을 마련하는 등으로 전자 주입 특성을 향상시킴으로써, 캐소드 전극으로서 이용할 수도 있다.
제2 전극을 구성하는 재료(반 광투과 재료 또는 광투과 재료)로서, 제2 전극을 캐소드 전극으로서 기능시키는 경우, 발광광을 투과하고, 게다가, 유기층(발광층)에 대해 전자를 효율적으로 주입할 수 있도록 일 함수의 값이 작은 도전 재료로 구성하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 스트론튬(Sr), 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속과 은(Ag)[예를 들면, 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금(Mg-Ag 합금)], 마그네슘-칼슘의 합금(Mg-Ca 합금), 알루미늄(Al)과 리튬(Li)의 합금(Al-Li 합금) 등의 일 함수가 작은 금속 또는 합금을 들 수 있고, 그 중에서도, Mg-Ag 합금이 바람직하고, 마그네슘과 은의 체적비로서, Mg:Ag=5:1∼30:1을 예시할 수 있다. 또한, 마그네슘과 칼슘과의 체적비로서, Mg:Ca=2:1∼10:1을 예시할 수 있다. 제2 전극의 두께로서, 4㎚ 내지 50㎚, 바람직하게는, 4㎚ 내지 20㎚, 보다 바람직하게는 6㎚ 내지 12㎚를 예시할 수 있다. 또한, Ag-Nd-Cu, Ag-Cu, Au 및 Al-Cu로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종류의 재료를 들 수 있다. 또한, 제2 전극을, 유기층 측으로부터, 상술한 재료층과, 예를 들어 ITO나 IZO로 이루어지는 이른바 투명 전극(예를 들면, 두께 3×10-8m 내지 1×10-6m)과의 적층 구조로 할 수도 있다. 제2 전극에 대해, 알루미늄, 알루미늄 합금, 은, 은 합금, 구리, 구리 합금, 금, 금 합금 등의 저저항 재료로 이루어지는 버스 전극(보조 전극)을 마련하고, 제2 전극 전체로서 저저항화를 도모해도 좋다. 제2 전극의 평균 광투과율은 50% 내지 90%, 바람직하게는 60% 내지 90%인 것이 바람직하다. 한편, 제2 전극을 애노드 전극으로서 기능시키는 경우, 발광광을 투과하고, 게다가, 일 함수의 값이 큰 도전 재료로 구성하는 것이 바람직하다.
제1 전극이나 제2 전극의 형성 방법으로서, 예를 들면, 전자빔 증착법이나 열 필라멘트 증착법, 진공 증착법을 포함하는 증착법, 스퍼터링법, 화학적 기상 성장법(CVD법)이나 MOCVD법, 이온 플레이팅법과 에칭법의 조합; 스크린 인쇄법이나 잉크젯 인쇄법, 메탈 마스크 인쇄법이라는 각종 인쇄법; 도금법(전기 도금법이나 무전해 도금법); 리프트 오프법; 레이저 어브레이전법; 졸·겔법 등을 들 수 있다. 각종 인쇄법이나 도금법에 의하면, 직접, 소망하는 형상(패턴)을 갖는 제1 전극이나 제2 전극을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 유기층을 형성한 후, 제2 전극을 형성하는 경우, 특히 진공 증착법과 같은 성막 입자의 에너지가 작은 성막 방법, 또한, MOCVD법이라는 성막 방법에 의거하여 형성하는 것이, 유기층의 데미지 발생을 방지한다는 관점에서 바람직하다. 유기층에 데미지가 발생하면, 리크 전류의 발생에 의한 「멸점」(滅点)이라고 불리는 비 발광 화소(또는 비 발광 부화소)가 생길 우려가 있다.
유기층은 유기 발광 재료를 포함하는 발광층을 구비하고 있는데, 구체적으로는, 예를 들면, 정공 수송층과 발광층과 전자 수송층의 적층 구조, 정공 수송층과 전자 수송층을 겸한 발광층의 적층 구조, 정공 주입층과 정공 수송층과 발광층과 전자 수송층과 전자 주입층의 적층 구조 등으로 구성할 수 있다. 유기층의 형성 방법으로서, 진공 증착법 등의 물리적 기상 성장법(PVD법); 스크린 인쇄법이나 잉크젯 인쇄법이라는 인쇄법; 전사용 기판상에 형성된 레이저 흡수층과 유기층의 적층 구조에 대해 레이저를 조사함으로써 레이저 흡수층상의 유기층을 분리하여, 유기층을 전사한다는 레이저 전사법, 각종의 도포법을 예시할 수 있다. 유기층을 진공 증착법에 의거하여 형성하는 경우, 예를 들면, 이른바 메탈 마스크를 이용하고, 이러한 메탈 마스크에 마련된 개구를 통과한 재료를 퇴적시킴으로써 유기층을 얻을 수 있다.
발광 소자와 발광 소자 사이에 차광부를 마련해도 좋다. 차광부를 구성하는 차광 재료로서, 구체적으로는, 티탄(Ti)이나 크롬(Cr), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 알루미늄(Al), MoSi2 등의 광을 차광할 수 있는 재료를 들 수 있다. 차광부는 전자빔 증착법이나 열 필라멘트 증착법, 진공 증착법을 포함하는 증착법, 스퍼터링법, CVD법이나 이온 플레이팅법 등에 의해 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제2 전극과 제2 기판 사이에는 중간층(보호층이라고도 불린다)이 형성되어 있다. 경우에 따라서는, 전술한 바와 같이, 중간층은 컬러 필터층으로서의 기능을 갖는 형태로 할 수도 있다. 이와 같은 중간층은, 주지의 컬러 레지스트 재료로 구성하면 좋다. 백색을 출사하는 발광 소자에서는 투명한 필터층을 배설하면 좋다. 이와 같이 중간층을 컬러 필터층으로서도 기능시킴으로써, 유기층과 중간층은 근접하여 있기 때문에, 발광 소자로부터 출사하는 광을 광각화시켜도 혼색의 방지를 효과적으로 도모할 수 있고, 시야각 특성이 향상한다. 단, 컬러 필터층을 중간층과는 별개로, 독립하여, 중간층상 또는 상방에 마련해도 좋다.
중간층(보호층)을 구성하는 재료로서, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 각종 무기 재료(예를 들면, SiN, SiON, SiO, Al2O3, TiO2)를 예시할 수 있다. 중간층의 형성 방법으로서, 각종 CVD법, 각종 도포법, 스퍼터링법이나 진공 증착법을 포함하는 각종 PVD법, 스크린 인쇄법이라는 각종 인쇄법 등의 공지의 방법에 의거하여 형성할 수 있다. 중간층은 복수의 발광 소자에서 공통화되어 있어도 좋고, 각 발광 소자에서 개별적으로 마련되어 있어도 좋다.
표시 장치의 광을 출사하는 최외면(구체적으로는, 예를 들면, 제2 기판의 외면)에는, 자외선 흡수층, 오염 방지층, 하드 코트층, 대전 방지층을 형성해도 좋고, 보호 부재(예를 들면, 커버 글라스)를 배치해도 좋다.
표시 장치에서는, 절연층이나 층간 절연층이 형성되는데, 이들을 구성하는 절연 재료로서, SiO2, NSG(논 도프·실리케이트·글라스), BPSG(붕소·인·실리케이트·글라스), PSG, BSG, AsSG, SbSG, PbSG, SOG(스핀 온 글라스), LTO(Low Temperature Oxide, 저온 CVD-SiO2), 저융점 글라스, 글라스 페이스트 등의 SiOX계 재료(실리콘계 산화막을 구성하는 재료); SiON계 재료를 포함하는 SiN계 재료; SiOC; SiOF; SiCN을 들 수 있다. 또한, 산화티탄(TiO2), 산화탄탈(Ta2O5), 산화알루미늄(Al2O3), 산화마그네슘(MgO), 산화크롬(CrOx), 산화지르코늄(ZrO2), 산화니오브(Nb2O5), 산화주석(SnO2), 산화바나듐(VOx)이라는 무기 절연 재료를 들 수 있다. 또한, 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지라는 각종 수지나, SiOCH, 유기 SOG, 불소계 수지라는 저유전율 절연 재료(예를 들면, 유전율(k)(=ε/ε0)가 예를 들어 3.5 이하의 재료이고, 구체적으로는, 예를 들면, 플루오로카본, 시클로퍼플루오로카본 폴리머, 벤조시클로부텐, 환상 불소계 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 어모퍼스 테트라플루오로에틸렌, 폴리아릴에테르, 불화아릴에테르, 불화폴리이미드, 어모퍼스 카본, 파릴렌(폴리파라크실렌), 불화풀러렌)을 들 수 있고, Silk(The Dow Chemical Co.의 상표이고, 도포형 저유전율 층간 절연막 재료), Flare(Honeywell Electronic Materials Co.의 상표이고, 폴리아릴에테르(PAE)계 재료)를 예시할 수도 있다. 그리고, 이들을 단독 또는 적절히 조합시켜서 사용할 수 있다. 경우에 따라서는, 기체를 이상에 설명한 재료로 구성해도 좋다. 절연층이나 층간 절연층, 기체는 각종 CVD법, 각종 도포법, 스퍼터링법이나 진공 증착법을 포함하는 각종 PVD법, 스크린 인쇄법이라는 각종 인쇄법, 도금법, 전착법, 침지법, 졸-겔법 등의 공지의 방법에 의거하여 형성할 수 있다.
유기 EL 표시 장치는 더한층의 광 취출 효율의 향상을 도모하기 위해, 공진기 구조를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제1 전극과 유기층의 계면(또는, 제1 전극 아래에 층간 절연층이 마련되고, 층간 절연층 아래에 광반사층이 마련된 구조에서는, 광반사층과 층간 절연층의 계면에 의해 구성된 계면)에 의해 구성된 제1 계면과, 제2 전극과 유기층의 계면에 의해 구성된 제2 계면 사이에서, 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2 전극으로부터 출사시킨다. 그리고, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제1 계면까지의 거리를 L1, 광학 거리를 OL1, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2 계면까지의 거리를 L2, 광학 거리를 OL2로 하고, m1 및 m2를 정수로 했을 때, 이하의 식(1-1) 및 식(1-2)을 충족시키는 구성으로 할 수 있다.
0.7{-Φ1/(2π)+m1}≤2×OL1/λ≤1.2{-Φ1/(2π)+m1} (1-1)
0.7{-Φ2/(2π)+m2}≤2×OL2/λ≤1.2{-Φ2/(2π)+m2} (1-2)
여기서,
λ: 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또한, 발광층에서 발생한 광 중의 소망하는 파장)
Φ1: 제1 계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위: 라디안). 단, -2π<Φ1≤0
Φ2: 제2 계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위: 라디안). 단, -2π<Φ2≤0
이다.
여기서, m1의 값은 0 이상의 값이고, m2의 값은, m1의 값과 독립하여, 0 이상의 값인데, (m1, m2)=(0, 0)인 형태, (m1, m2)=(0, 1)인 형태, (m1, m2)=(1, 0)인 형태, (m1, m2)=(1, 1)인 형태를 예시할 수 있다.
발광층의 최대 발광 위치로부터 제1 계면까지의 거리(L1)란, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제1 계면까지의 실제의 거리(물리적 거리)를 가리키고, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2 계면까지의 거리(L2)란, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2 계면까지의 실제의 거리(물리적 거리)를 가리킨다. 또한, 광학 거리란, 광로 길이라고도 불리고, 일반적으로, 굴절률(n)의 매질 중을 거리(L)만큼 광선이 통과했을 때의 n×L을 가리킨다. 이하에서도, 마찬가지이다. 따라서, 평균 굴절률을 nave로 했을 때,
OL1=L1×nave
OL2=L2 ×nave
의 관계가 있다. 여기서, 평균 굴절률(nave)이란, 유기층(또는, 유기층, 제1 전극 및 층간 절연층)을 구성하는 각 층의 굴절률과 두께의 곱을 합계하고, 유기층(또는, 유기층, 제1 전극 및 층간 절연층)의 두께로 나눈 것이다.
발광층에서 발생한 광 중의 소망하는 파장(λ)(구체적으로는, 예를 들면, 적색의 파장, 녹색의 파장, 청색의 파장)을 결정하고, 식(1-1) 및 식(1-2)에 의거하여 발광 소자에서의 OL1, OL2 등의 각종 패러미터를 구하여, 발광 소자를 설계하면 좋다.
제1 전극 또는 광반사층 및 제2 전극은 입사한 광의 일부를 흡수하고, 나머지를 반사한다. 따라서, 반사되는 광에 위상 시프트가 생긴다. 이 위상 시프트량(Φ1, Φ2)은 제1 전극 또는 광반사층 및 제2 전극을 구성하는 재료의 복소 굴절률의 실수(實數) 부분과 허수(虛數) 부분의 값을 예를 들어 엘립소미터를 이용하여 측정하고, 이러한 값에 의거하는 계산을 행함으로써 구할 수 있다(예를 들면, "Principles of Optic", Max Born and Emil Wolf, 1974(PERGAMON PRESS) 참조). 유기층이나 층간 절연층 등의 굴절률도, 또한, 제1 전극이 입사한 광의 일부를 흡수하고, 나머지를 반사하는 경우, 엘립소미터를 이용하여 측정함으로써 구할 수 있다.
광반사층을 구성하는 재료로서, 알루미늄, 알루미늄 합금(예를 들면, Al-Nd나 Al-Cu), Al/Ti 적층 구조, Al-Cu/Ti 적층 구조, 크롬(Cr), 은(Ag), 은 합금(예를 들면, Ag-Cu, Ag-Pd-Cu, Ag-Sm-Cu)을 들 수 있다. 그리고, 예를 들면, 전자빔 증착법이나 열 필라멘트 증착법, 진공 증착법을 포함하는 증착법, 스퍼터링법, CVD법이나 이온 플레이팅법; 도금법(전기 도금법이나 무전해 도금법); 리프트 오프법; 레이저 어브레이전법; 졸·겔법 등에 의해 형성할 수 있다. 광반사층을 구성하는 재료에 따라서는, 성막되는 광반사층의 결정상태의 제어를 위해, 예를 들면, TiN으로 이루어지는 하지층을 형성해 두는 것이 바람직하다.
이와 같이, 공진기 구조를 갖는 유기 EL 표시 장치에서는, 실제로는, 백색광을 발광하는 유기층으로 구성된 적색 발광 소자[경우에 따라서는, 백색광을 발광하는 유기층과 적색 컬러 필터층(또는 적색 컬러 필터층으로서 기능하는 중간층)을 조합시킴으로써 구성된 적색 발광 소자]는, 발광층에서 발광한 적색광을 공진시켜서, 붉은 색을 띤 광(적색의 영역에 광 스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극으로부터 출사한다. 또한, 백색광을 발광하는 유기층으로 구성된 녹색 발광 소자[경우에 따라서는, 백색광을 발광하는 유기층과 녹색 컬러 필터층(또는 녹색 컬러 필터층으로서 기능하는 중간층)을 조합시킴으로써 구성된 녹색 발광 소자]는, 발광층에서 발광한 녹색광을 공진시켜서, 녹색을 띤 광(녹색의 영역에 광 스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극으로부터 출사한다. 나아가서는, 백색광을 발광하는 유기층으로 구성된 청색 발광 소자[경우에 따라서는, 백색광을 발광하는 유기층과 청색 컬러 필터층(또는 청색 컬러 필터층으로서 기능하는 중간층)을 조합시킴으로써 구성된 청색 발광 소자]는, 발광층에서 발광한 청색광을 공진시켜서, 청색을 띤 광(청색의 영역에 광 스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극으로부터 출사한다. 즉, 발광층에서 발생한 광 중의 소망하는 파장(λ)(구체적으로는, 적색의 파장, 녹색의 파장, 청색의 파장)을 결정하고, 식(1-1) 및 식(1-2)에 의거하여, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자의 각각에서의 OL1, OL2 등의 각종 패러미터를 구하여, 각 발광 소자를 설계하면 좋다. 예를 들면, 일본 특개2012-216495호 공보의 단락 번호 [0041]에는, 유기층을 공진부로 한 공진기 구조를 갖는 유기 EL 소자가 개시되어 있고, 발광점(발광면)으로부터 반사면까지의 거리를 적절하게 조정하는 것이 가능해지기 때문에, 유기층의 막두께는 80㎚ 이상, 500㎚ 이하인 것이 바람직하고, 150㎚ 이상, 350㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다고 기재되어 있다. 통상, (L1+L2=L0)의 값은 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자에서 다르다.
유기 EL 표시 장치에서는, 정공 수송층(정공 공급층)의 두께와 전자 수송층(전자 공급층)의 두께는 대략 동등한 것이 바람직하다. 또한, 정공 수송층(정공 공급층)보다도 전자 수송층(전자 공급층)을 두껍게 해도 좋으며, 이에 의해, 낮은 구동 전압으로 고효율화에 필요하고, 또한, 발광층에의 충분한 전자 공급이 가능해진다. 즉, 애노드 전극에 상당하는 제1 전극과 발광층 사이에 정공 수송층을 배치하고, 게다가, 전자 수송층보다도 얇은 막두께로 형성함으로써, 정공의 공급을 증대시키는 것이 가능해진다. 그래서, 이에 의해, 정공과 전자의 과부족이 없고, 또한, 캐리어 공급량도 충분히 많은 캐리어 밸런스를 얻을 수 있기 때문에, 높은 발광 효율을 얻을 수 있다. 또한, 정공과 전자의 과부족이 없음으로써, 캐리어 밸런스가 깨지기 어렵고, 구동 열화가 억제되고, 발광 수명을 길게 할 수 있다.
표시 장치는, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터를 구성하는 모니터 장치로서 사용할 수 있고, 텔레비전 수상기나 휴대 전화, PDA(휴대 정보 단말, Personal Digital Assistant), 게임기기에 조립된 모니터 장치, 프로젝터에 조립된 표시 장치로서 사용할 수 있다. 또한, 전자 뷰파인더(Electronic View Finder, EVF)나 두부 장착형 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)에 적용할 수 있고, VR(Virtual Reality)용, MR(Mixed Reality)용, 또는, AR(Augmented Reality)용의 표시 장치에 적용할 수 있다. 또한, 전자 북, 전자 신문 등의 전자 페이퍼, 간판, 포스터, 칠판 등의 게시판, 프린터 용지 대체 리라이터블 페이퍼, 가전 제품의 표시부, 포인트 카드 등의 카드 표시부, 전자 광고, 전자 POP에서의 화상 표시 장치를 구성할 수 있다. 본 개시의 표시 장치를 발광 장치로서 사용하고, 액정 표시 장치용의 백라이트 장치나 면형상(面狀) 광원 장치를 포함하는 각종 조명 장치를 구성할 수 있다.
실시례 1
실시례 1은, 본 개시의 제1 양태∼제3 양태에 관한 발광 소자 및 본 개시의 제1 양태∼제2 양태에 관한 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 제1 구성의 발광 소자에 관한 것이다. 실시례 1의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도를 도 1에 도시하고, 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 실시례 1의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 도 2에 도시한다. 또한, 도 2 또는 후술하는 도 4, 도 6 및 도 8에서, 해칭선은 생략하였다.
실시례 1 또는 후술하는 실시례 2∼실시례 5의 발광 소자(10(10R, 10G, 10B))는, 본 개시의 제1 양태∼제2 양태에 관한 발광 소자에 의거하여 설명하면,
발광부(30),
발광부(30)를 덮는 중간층(34),
중간층(34) 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단(50) 및
적어도 광로 제어 수단(50)을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
발광부(30)로부터 출사된 광은 중간층(34)을 통과하고, 광로 제어 수단(50)에 입사하고, 광로 제어 수단(50)으로부터 출사하고,
피복층은 제1 피복층(35) 및 제2 피복층(36)으로 구성되어 있고,
제1 피복층(35)은 광로 제어 수단(50)의 외면의 중간층(34)측의 일부를 덮고 있고,
제2 피복층(36)은 제1 피복층(35) 및 광로 제어 수단(50)의 외면의 잔부를 덮고 있다.
그리고, 광로 제어 수단(50)을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층(35)을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층(36)을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르고, 또는, 제1 피복층(35)은 제2 피복층(36)을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있다.
또한, 실시례 1 또는 후술하는 실시례 2∼실시례 5의 발광 소자(10(10R, 10G, 10B))는, 본 개시의 제3 양태에 관한 발광 소자에 의거하여 설명하면,
발광부(30),
발광부(30)를 덮는 중간층(34),
중간층(34) 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단(50) 및
적어도 광로 제어 수단(50)을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
발광부(30)로부터 출사된 광은 중간층(34)을 통과하고, 광로 제어 수단(50)에 입사하고, 광로 제어 수단(50)으로부터 출사하고,
피복층은 제1 피복층(35) 및 제2 피복층(36)으로 구성되어 있고,
제1 피복층(35)은 광로 제어 수단(50)의 외면 중, 광로 제어 수단(50)의 외연부측과 접하여 있고,
제2 피복층(36)은 광로 제어 수단(50)의 외면 중 광로 제어 수단(50)의 중앙부측과 접하여 있다. 그리고, 광로 제어 수단(50)을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층(35)을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층(36)을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르고, 또는, 제1 피복층(35)은 제2 피복층(36)을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어있다.
실시례 1 또는 후술하는 실시례 2∼실시례 5의 발광 소자(10(10R, 10G, 10B))에서, 유기층 전체로서 굴절률 1.8을 갖는 발광부(30)는, 유기 일렉트로루미네선스층(발광층)(33)을 포함한다. 즉, 표시 장치는 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치(유기 EL 표시 장치)로 이루어지고, 발광 소자는 유기 일렉트로루미네선스 소자(유기 EL 소자)로 이루어진다. 또한, 표시 장치는 굴절률 1.45를 갖는 제2 기판(12)으로부터 광을 출사하는 톱 이미션 방식(상면 발광 방식)의 표시 장치(상면 발광형 표시 장치)이다. 발광부(30)는, 또한, 제1 전극(31) 및 제2 전극(32)을 포함하고 있다.
즉, 실시례 1 또는 후술하는 실시례 2∼실시례 5의 표시 장치는,
제1 기판(11) 및 제2 기판(12) 및
제1 기판(11)과 제2 기판(12) 사이에 형성된 복수의 발광 소자(구체적으로는, 2차원형상으로 배열된 복수의 발광 소자)를 구비한 표시 장치로서,
각 발광 소자는 실시례 1 또는 후술하는 실시례 2∼실시례 5의 발광 소자(10(10R, 10G, 10B))로 이루어진다.
그리고, 제1 기판(11) 위에 형성된 기체(26)상에 마련된 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)는,
제1 전극(31),
제2 전극(32) 및
제1 전극(31)과 제2 전극(32)에 의해 끼여진 유기층(유기 일렉트로루미네선스층으로 이루어지는 발광층을 포함한다)(33)을 적어도 구비하고 있고,
실시례 1에서는, 유기층(33)으로부터의 광이 제2 기판(12)을 통하여 외부에 출사된다. 발광부(30)는, 상술한 바와 같이, 제1 전극(31), 유기층(33) 및 제2 전극(32)을 포함하고 있다.
실시례 1에서, 광로 제어 수단(50)은 중간층(34) 위에 마련되어 있다.
실시례 1의 발광 소자(10(10R, 10G, 10B))에서, 공기의 굴절률을 nair로 했을 때,
nair<n1<n2<n0
를 만족한다. 여기서, 구체적으로는,
0.25≤n0-n1≤0.50
0.15≤n0-n2≤0.30
0.10≤n2-n1≤0.30
를 만족한다. 구체적으로는, 실시례 1의 발광 소자(10(10R, 10G, 10B))에서, 광로 제어 수단(50)은 아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)로 이루어지고, 제1 피복층(35)은 중공 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.25)로 이루어지고, 제2 피복층(36)은 불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.38)로 이루어진다.
실시례 1의 발광 소자(10a)에서, 광로 제어 수단(50)의 광출사면(외면)(51)은 중간층(34)의 정상면을 기준으로 하여 볼록형상이다. 광로 제어 수단(50)의 광입사면(52)은 중간층(34)의 정상면과 접하여 있다. 제1 피복층(35)은 광로 제어 수단(50)의 광출사면(외면)(51)의 중간층측의 일부를 덮고 있고, 제2 피복층(36)은 제1 피복층(35) 및 광로 제어 수단(50)의 광출사면(외면)(51)의 잔부를 덮고 있다. 또한, 제1 피복층(35)은 광로 제어 수단(50)의 외면 중 광로 제어 수단(50)의 외연부측과 접하여 있고, 제2 피복층(36)은 광로 제어 수단(50)의 외면 중 광로 제어 수단(50)의 중앙부측과 접하여 있다. 제2 피복층(36)은 제1 피복층(35)보다도 광출사측에 위치한다. 제1 피복층(35)은, 또한, 중간층(34)을 덮고 있다. 또한, 광로 제어 수단(50)은 정의 광학적 파워를 가지고, 또한, 광로 제어 수단(50)은 볼록 렌즈 부재(온 칩 마이크로 볼록 렌즈), 구체적으로는, 평 볼록 렌즈로 이루어진다. 광출사면(외면)(51)은 렌즈면을 구성한다. 제1 피복층(35)은 중간층(34) 위에 형성되어 있다.
실시례 1의 발광 소자(10a)에서, 제2 전극(32) 위에 형성된 중간층(34)에는, 주지의 재료로 이루어지는 컬러 필터층(CF)(적색 컬러 필터층(CFR), 녹색 컬러 필터층(CFG), 청색 컬러 필터층(CFB))이 포함된다. 즉, 중간층(34)은 컬러 필터층(CF)으로 이루어지는 상층 중간층 및 컬러 필터층(CF) 아래에 마련된 하층 중간층(34')으로 구성되어 있다. 하층 중간층(34')은 아크릴계 수지로 이루어진다. 상층 중간층을 구성하는 컬러 필터층(CFR, CFG, CFB) 위에는, 광로 제어 수단(렌즈 부재, 온 칩 마이크로 볼록 렌즈)(50)이 마련되어 있다. 실시례 2의 발광 소자(10b), 실시례 3의 발광 소자(10c) 및 실시례 4의 발광 소자(10d)에서도 마찬가지로 할 수 있다.
굴절률
제2 기판(12) 1.45
광로 제어 수단(50) 1.54(=n0)
제1 피복층(35) 1.25(=n1)
제2 피복층(36) 1.38(=n2)
컬러 필터층(CF) 1.7
하층 중간층(34) 1.8
유기층 1.8
제2 피복층(36)은 제2 기판(12)에 봉지 수지층(38)을 통하여 첩합되어 있다. 봉지 수지층(38)을 구성하는 재료로서, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제, 실리콘계 접착제, 시아노아크릴레이트계 접착제라는 열 경화형 접착제나, 자외선 경화형 접착제를 들 수 있다. 컬러 필터층(CFR, CFG, CFB)은 제1 기판측에 형성된 OCCF(온 칩 컬러 필터층)이다. 그리고, 이에 의해, 유기층(33)과 컬러 필터층(CF) 사이의 거리를 짧게 할 수 있고, 유기층(33)으로부터 출사한 광이 인접하는 타색의 컬러 필터층(CF)에 입사하여 혼색이 생기는 것을 억제할 수 있고, 광로 제어 수단(50)의 폭넓은 렌즈 설계가 가능해진다.
유기 EL 소자로 이루어지는 실시례 1의 발광 소자(10)에서, 유기층(33)은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층의 적층 구조를 가진다. 1개의 화소는 적색 발광 소자(10R), 녹색 발광 소자(10G) 및 청색 발광 소자(10B)의 3개의 발광 소자로 구성되어 있다. 발광 소자(10)를 구성하는 유기층(33)은 백색광을 발광하고, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)는 백색광을 발광하는 유기층(33)과 컬러 필터층(CFR, CFG, CFB)의 조합으로 성되어 있다. 적색을 표시해야 할 적색 발광 소자(10R)에는 적색 컬러 필터층(CFR)이 구비되어 있고, 녹색을 표시해야 할 녹색 발광 소자(10G)에는 녹색 컬러 필터층(CFG)이 구비되어 있고, 청색을 표시해야 할 청색 발광 소자(10B)에는 청색 컬러 필터층(CFB)이 구비되어 있다. 적색 발광 소자(10R), 녹색 발광 소자(10G) 및 청색 발광 소자(10B)는, 컬러 필터층, 발광층의 위치를 제외하고, 같은 구성, 구조를 가진다. 화소수는 예를 들어 1920×1080이고, 1개의 발광 소자(표시 소자)는 1개의 부화소를 구성하고, 발광 소자(구체적으로는 유기 EL 소자)는 화소수의 3배이다. 실시례 1의 표시 장치에서는, 부화소의 배열로서, 도 17A에 도시하는 델타 배열을 들 수 있다. 단, 도 17B, 도 17C에 도시하는 바와 같은 스트라이프 배열 등으로 할 수도 있다. 경우에 따라서는, 도 17D에 도시하는 바와 같이, 적색 발광 소자(10R), 녹색 발광 소자(10G), 청색 발광 소자(10B) 및 백색을 출사하는 발광 소자(10W)(또는 보색광을 출사하는 발광 소자)에 의해 1화소를 구성해도 좋다. 백색을 출사하는 발광 소자(10W)에서는, 컬러 필터층을 마련하는 대신에, 투명한 필터층을 마련하면 좋다.
CVD법에 의거하여 형성된 SiO2로 이루어지는 기체(층간 절연층)(26)의 하방에는, 발광 소자 구동부가 마련되어 있다. 발광 소자 구동부는 주지의 회로 구성으로 할 수 있다. 발광 소자 구동부는 제1 기판(11)에 상당하는 실리콘 반도체 기판에 형성된 트랜지스터(구체적으로는, MOSFET)로 구성되어 있다. MOSFET으로 이루어지는 트랜지스터(20)는 제1 기판(11)상에 형성된 게이트 절연층(22), 게이트 절연층(22)상에 형성된 게이트 전극(21), 제1 기판(11)에 형성된 소스/드레인 영역(24), 소스/드레인 영역(24) 사이에 형성된 채널 형성 영역(23) 및 채널 형성 영역(23) 및 소스/드레인 영역(24)을 둘러싸는 소자 분리 영역(25)으로 구성되어 있다. 트랜지스터(20)와 제1 전극(31)은 기체(26)에 마련된 콘택트 플러그(27)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도면에서는, 1개의 발광 소자 구동부에 대해, 1개의 트랜지스터(20)를 도시하였다.
제2 전극(32)은, 표시 장치의 외주부에서, 기체(층간 절연층)(26)에 형성된 도시하지 않은 콘택트 홀(콘택트 플러그)을 통하여 발광 소자 구동부와 접속되어 있다. 표시 장치의 외주부에서, 제2 전극(32)의 하방에 제2 전극(32)에 접속된 보조 전극을 마련하고, 보조 전극을 발광 소자 구동부와 접속해도 좋다.
제1 전극(31)은 애노드 전극으로서 기능하고, 제2 전극(32)은 캐소드 전극으로서 기능한다. 제1 전극(31)은 광반사 재료층, 구체적으로는, 예를 들면, Al-Nd 합금층, Al-Cu 합금층, Al-Ti 합금층과 ITO층의 적층 구조로 이루어지고, 제2 전극(32)은 ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어진다. 제1 전극(31)은, 진공 증착법과 에칭법의 조합에 의거하여, 기체(층간 절연층)(26) 위에 형성되어 있다. 또한, 제2 전극(32)은 특히 진공 증착법과 같은 성막 입자의 에너지가 작은 성막 방법에 의해 성막되어 있고, 패터닝되어 있지 않다. 유기층(33)도 패터닝되어 있지 않다. 단, 이것으로 한정하는 것은 아니고, 유기층(33)을 패터닝해도 좋다. 즉, 유기층(33)을 부화소마다 분류 도색하고, 적색 발광 소자의 유기층(33)을 적색을 발광하는 유기층으로 구성하고, 녹색 발광 소자의 유기층(33)을 녹색을 발광하는 유기층으로 구성하고, 청색 발광 소자의 유기층(33)을 청색을 발광하는 유기층으로 구성해도 좋다.
실시례 1에서, 유기층(33)은 정공 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층, 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및 전자 주입층(EIL: Electron InjectionLayer)의 적층 구조를 가진다. 발광층은 다른 색을 발광하는 적어도 2층인 발광층으로 구성되어 있고, 전술한 바와 같이, 유기층(33)으로부터 출사되는 광은 백색이다. 구체적으로는, 유기층은 적색을 발광하는 적색 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 발광층 및 청색을 발광하는 청색 발광층의 3층이 적층된 구조를 가진다. 유기층을 청색을 발광하는 청색 발광층 및 황색을 발광하는 황색 발광층의 2층이 적층된 구조로 할 수도 있고, 청색을 발광하는 청색 발광층 및 오렌지색을 발광하는 오렌지색 발광층의 2층이 적층된 구조로 할 수 있다.
정공 주입층은 정공 주입 효율을 높이는 층임과 함께, 리크를 방지하는 버퍼층으로서 기능하고, 두께는 예를 들어 2㎚ 내지 10㎚ 정도이다. 정공 주입층은, 예를 들면, 이하의 식 (A) 또는 식 (B)로 표시되는 헥사아자트리페닐렌 유도체로 이루어진다. 또한, 정공 주입층의 단면(端面)이 제2 전극과 접한 상태가 되면, 화소 사이의 휘도 편차 발생의 주된 원인이 되고, 표시 화질의 저하에 이어진다.
여기서, R1∼R6은 각각 독립적으로, 수소, 할로겐, 히드록시기, 아미노기, 아릴아미노기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 카르보닐기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 카르보닐에스테르기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 알킬기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 알케닐기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 알콕시기, 탄소수 30 이하의 치환 또는 무치환의 아릴기, 탄소수 30 이하의 치환 또는 무치환의 복소환기, 니트릴기, 시아노기, 니트로기, 또는, 실릴기로부터 선택되는 치환기이고, 인접하는 Rm(m=1∼6)은 환상 구조를 통하여 서로 결합해도 좋다. 또한, X1 ∼X6은, 각각, 독립적으로, 탄소 또는 질소 원자이다.
정공 수송층은 발광층에의 정공 수송 효율을 높이는 층이다. 발광층에서는, 전계가 가해지면 전자와 정공의 재결합이 일어나고, 광을 발생한다. 전자 수송층은 발광층에의 전자 수송 효율을 높이는 층이고, 전자 주입층은 발광층에의 전자 주입 효율을 높이는 층이다.
정공 수송층은, 예를 들면, 두께가 40㎚ 정도의 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA) 또는 α-나프틸페닐디아민(αNPD)으로 이루어진다.
발광층은 혼색에 의해 백색광이 생기는 발광층이고, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층되어 이루어진다.
적색 발광층에서는, 전계가 가해짐에 의해, 제1 전극(31)으로부터 주입된 정공의 일부와, 제2 전극(32)으로부터 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 적색의 광이 발생한다. 이와 같은 적색 발광층은, 예를 들면, 적색 발광 재료, 정공 수송성 재료, 전자 수송성 재료 및 양 전하 수송성 재료 중, 적어도 1종류의 재료를 포함하고 있다. 적색 발광 재료는, 형광성의 재료라도 좋고, 인광성의 재료라도 좋다. 두께가 5㎚ 정도의 적색 발광층은, 예를 들면, 4,4-비스(2,2-디페닐비닌)비페닐(DPVBi)에, 2,6-비스[(4'-메톡시디페닐아미노)스티릴]-1,5-디시아노나프탈렌(BSN)을 30질량% 혼합한 것으로 이루어진다.
녹색 발광층에서는, 전계가 가해짐에 의해, 제1 전극(31)으로부터 주입된 정공의 일부와, 제2 전극(32)으로부터 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 녹색의 광이 발생한다. 이와 같은 녹색 발광층은, 예를 들면, 녹색 발광 재료, 정공 수송성 재료, 전자 수송성 재료 및 양 전하 수송성 재료 중, 적어도 1종류의 재료를 포함하고 있다. 녹색 발광 재료는 형광성의 재료라도 좋고, 인광성의 재료라도 좋다. 두께가 10㎚ 정도의 녹색 발광층은, 예를 들면, DPVBi에, 쿠마린6을 5질량% 혼합한 것으로 이루어진다.
청색 발광층에서는, 전계가 가해짐에 의해, 제1 전극(31)으로부터 주입된 정공의 일부와, 제2 전극(32)으로부터 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 청색의 광이 발생한다. 이와 같은 청색 발광층은, 예를 들면, 청색 발광 재료, 정공 수송성 재료, 전자 수송성 재료 및 양 전하 수송성 재료 중, 적어도 1종류의 재료를 포함하고 있다. 청색 발광 재료는 형광성의 재료라도 좋고, 인광성의 재료라도 좋다. 두께가 30㎚ 정도의 청색 발광층은, 예를 들면, DPVBi에, 4,4'-비스[2-{4-(N,N-디페닐아미노)페닐}비닐]비페닐(DPAVBi)을 2.5질량% 혼합한 것으로 이루어진다.
두께가 20㎚ 정도의 전자 수송층은, 예를 들면, 8-히드록시퀴놀린알루미늄(Alq3)으로 이루어진다. 두께가 0.3㎚ 정도의 전자 주입층은, 예를 들면, LiF 또는 Li2O 등으로 이루어진다.
단, 각 층을 구성하는 재료는 예시이고, 이러한 재료로 한정하는 것은 아니다. 또한, 예를 들면, 발광층은 청색 발광층과 황색 발광층으로 구성되어 있어도 좋고, 청색 발광층과 오렌지색 발광층으로 구성되어 있어도 좋다.
발광 소자(10)는 유기층(33)을 공진부로 한 공진기 구조를 가지고 있다. 발광면으로부터 반사면까지의 거리(구체적으로는, 발광면으로부터 제1 전극(31) 및 제2 전극(32)까지의 거리)를 적절하게 조정하기 위해, 유기층(33)의 두께는 8×10-8m 이상, 5×10-7m 이하인 것이 바람직하고, 1.5×10-7m 이상, 3. 5×10-7m 이하인 것이 보다 바람직하다. 공진기 구조를 갖는 유기 EL 표시 장치에서는, 실제로는, 적색 발광 소자(10R)는, 발광층에서 발광한 적색광을 공진시켜서, 붉은 색을 띤 광(적색의 영역에 광 스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극(32)으로부터 출사한다. 또한, 녹색 발광 소자(10G)는, 발광층에서 발광한 녹색광을 공진시켜서, 녹색을 띤 광(녹색의 영역에 광 스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극(32)으로부터 출사한다. 나아가서는, 청색 발광 소자(10B)는, 발광층에서 발광한 청색광을 공진시켜서, 청색을 띤 광(청색의 영역에 광 스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극(32)으로부터 출사한다.
이하, 도 1에 도시한 실시례 1의 발광 소자(10)의 제조 방법의 개요를 설명한다.
[공정-100]
우선, 실리콘 반도체 기판(제1 기판(11))에 발광 소자 구동부를 공지의 MOSFET 제조 프로세스에 의거하여 형성한다.
[공정-110]
이어서, CVD법에 의거하여 전면에 기체(층간 절연층)(26)를 형성한다.
[공정-120]
그리고, 트랜지스터(20)의 일방의 소스/드레인 영역의 상방에 위치하는 기체(26)의 부분에, 포토 리소그래피 기술 및 에칭 기술에 의거하여 접속 구멍을 형성한다. 이어서, 접속 구멍을 포함하는 기체(26) 위에 금속층을, 예를 들면, 스퍼터링법에 의거하여 형성한 후, 포토 리소그래피 기술 및 에칭 기술에 의거하여 금속층을 패터닝함으로써, 기체(26)의 일부분 위에 제1 전극(31)을 형성할 수 있다. 제1 전극(31)은 각 발광 소자마다 분리되어 있다. 아울러, 접속 구멍 내에 제1 전극(31)과 트랜지스터(20)를 전기적으로 접속하는 콘택트 홀(콘택트 플러그)(27)을 형성할 수 있다.
[공정-130]
다음으로, 예를 들면, CVD법에 의거하여, 전면에 절연층(28)을 형성한 후, 포토 리소그래피 기술 및 에칭 기술에 의거하여, 제1 전극(31)과 제1 전극(31) 사이의 기체(26) 위에 절연층(28)을 남겨 둔다.
[공정-140]
그 후, 제1 전극(31) 및 절연층(28) 위에, 유기층(33)을, 예를 들면, 진공 증착법이나 스퍼터링법이라는 PVD법, 스핀 코트법이나 다이 코트법 등의 코팅법 등에 의해 성막한다. 경우에 따라서는, 유기층(33)을 소망하는 형상으로 패터닝해도 좋다.
[공정-150]
이어서, 예를 들어 진공 증착법 등에 의거하여, 전면에 제2 전극(32)을 형성한다. 경우에 따라서는, 제2 전극(32)을 소망하는 형상으로 패터닝해도 좋다. 이와 같이 하여, 제1 전극(31)상에, 유기층(33) 및 제2 전극(32)을 형성할 수 있다.
[공정-160]
그 후, 도포법에 의거하여 전면에 하층 중간층(34')을 형성한 후, 하층 중간층(34')의 정상면을 평탄화 처리한다. 도포법에 의거하여 하층 중간층(34')을 형성할 수 있기 때문에, 가공 프로세스의 제약이 적고, 재료 선택폭이 넓고, 고굴절률 재료의 사용이 가능해진다. 그 후, 주지의 방법으로, 하층 중간층(34')상에, 상층 중간층을 구성하는 컬러 필터층(CFR, CFG, CFB)을 형성하고, 또한, 컬러 필터층(CF)(CFR, CFG, CFB) 위에 광로 제어 수단(50)을 형성한다. 구체적으로는, 도 18A에 도시하는 바와 같이, 컬러 필터층(CF) 위에, 광로 제어 수단(50)을 형성하기 위한 렌즈 부재 형성층(60)을 형성하고, 그 위에 레지스트 재료층(61)을 형성한다. 그리고, 레지스트 재료층(61)을 패터닝하고, 또한, 가열 처리를 시행함으로써, 레지스트 재료층(61)을 렌즈 부재 형상으로 한다(도 18B 참조). 이어서, 레지스트 재료층(61) 및 렌즈 부재 형성층(60)을 에치백함으로써, 레지스트 재료층(61)에 형성된 형상을 렌즈 부재 형성층(60)에 전사한다(도 18C 참조). 이리하여, 광로 제어 수단(50)을 얻을 수 있다.
[공정-170]
그리고, 컬러 필터층(CFR, CFG, CFB) 및 광로 제어 수단(50) 위에, 제1 피복층(35), 제2 피복층(36)을 순차적으로, 형성하고, 제2 피복층(36)에 평탄화 처리를 시행한다. 제1 피복층(35)을 스핀 코트법에 의거하여 형성하고, 제2 피복층(36)을 스핀 코트법에 의거하여 형성한다. 제1 피복층(35)의 정상면(제1 피복층(35)과 제2 피복층(36)의 계면(37))은 평탄하다. 이어서, 제2 피복층(36)과 제2 기판(12)을 아크릴계 접착제로 이루어지는 봉지 수지층(38)에 의해 첩합시킨다. 이리하여, 도 1에 도시한 발광 소자(유기 EL 소자)(10a), 실시례 1의 표시 장치를 얻을 수 있다. 이와 같이, 제2 기판측에 컬러 필터층(CF)을 마련하는 것이 아니라, 제1 기판측에 컬러 필터층(CF)을 마련하는, 이른바 OCCF형으로 함으로써, 유기층(33)과 컬러 필터층(CF) 사이의 거리를 짧게 할 수 있고, 광로 제어 수단(50)의 설계 폭, 설계 자유도가 넓어지고, 이른바 OCCF형으로 하기 때문에, 유기층(33)과의 사이의 위치 맞춤에 문제가 생길 가능성이 적다.
실시례 1의 발광 소자(10a)에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50)의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray1)(점선으로 나타낸다)은, 광로 제어 수단(50)과 제1 피복층(35)의 계면(광로 제어 수단(50)의 광출사면(외면)(51))에서, n0>n1이기 때문에, 광로 제어 수단(50)의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 광로 제어 수단(50)의 형상에도 의존하지만, 광로 제어 수단(50)의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray1)은 광로 제어 수단(50)과 제1 피복층(35)의 계면(광로 제어 수단(50)의 광출사면(외면)(51))에 대해 입사각이 커지지만, n0-n1의 굴절률 차가 크기 때문에, 광로 제어 수단(50)의 중심을 향하는 방향으로 크게 구부러진다. 이상의 결과로서, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50)의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray1)은 한층 광로 제어 수단(50)의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다.
한편, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50)의 주연부 근방보다도 광로 제어 수단(50)의 중심측을 향하는 광선(Ray2)(점선으로 나타낸다)은, 광로 제어 수단(50)과 제2 피복층(36)의 계면(광로 제어 수단(50)의 광출사면(외면)(51))에서, n0>n2이기 때문에, 광로 제어 수단(50)의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 광로 제어 수단(50)의 형상에도 의존하지만, 광로 제어 수단(50)의 중심측을 향하는 광선(Ray2)은, 광로 제어 수단(50)과 제2 피복층(36)의 계면(광로 제어 수단(50)의 광출사면(외면)(51))에 대해 입사각이 그다지 크지 않기 때문에, n0-n2의 굴절률 차가 크지 않더라도, 충분히 광로 제어 수단(50)의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 이상의 결과로서, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50)의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray2)은 한층 광로 제어 수단(50)의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다.
화소의 크기를 6.8㎛×6.8㎛로 하고, 도 17D에 도시하는 바와 같이, 1화소를 4개의 부화소(적색 발광의 부화소(10R), 녹색 발광의 부화소(10G), 청색 발광의 부화소(10B) 및 백색 발광의 부화소(10W))로 구성하고, 1개의 부화소의 크기를 3.4㎛×3.4㎛로 하고, 인접하는 부화소에서의 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단(50)과 광로 제어 수단(50) 사이에 간극(Lspace)이 존재한다고 하여, 1화소의 정면 휘도를 시뮬레이션에 의거하여 구하였다. 전술한 바와 같이, n0=1.54, n1=1.25, n2=1.38로 하였다. 간극(Lspace)=0.00㎛란, 간극이 없는 것을 의미한다. 또한, 광로 제어 수단(50)을 구성하는 볼록 렌즈 부재의 광축에 따른 두께(광로 제어 수단(50)의 높이)(H0)를 1.7㎛로 하고, 제1 피복층(35)의 두께(H1)를 0.7㎛로 하고, 광로 제어 수단(50)의 저면의 평면 형상을 타원(단축/장축=0.78)으로 하였다. 정면 휘도는 피복층을 굴절률 1.38의 1층으로 구성한 비교례 1의 경우의 정면 휘도의 값을 1.00으로 했을 때의 규격화된 값이다. 구해진 정면 휘도의 값을 표 1에 표시한다. 또한, n0=1.54, n1=1.00(공기층을 상정), n2=1.38로 한 비교례 2의 발광 소자에서의 규격화된 정면 휘도도 표 1에 표시한다. 렌즈면(광출사면(외면)(51))의 형상은 하기 식의 a를 a=2.5로 하고, 렌즈 저면의 단축(X)을 3.40㎛(-1.70㎛≤X≤1.70㎛), 렌즈 저면의 장축(X)을 4.36㎛(-2.18㎛≤X≤2.18㎛), 렌즈의 최대 높이(Ymax)를 1.70㎛로서 결정하였다. 렌즈의 높이(Y)는 0.00㎛≤Y≤1.70㎛이다.
t=(1/2)[1+[{1-exp(-a(2x-1))}/{1+exp(-a(2x-1))}]×[{1+exp(-a)}/{1-exp(-a)}]]
단, 0≤x≤1이고,
y=-2t3+3t2
X=x-1
Y=y-0.5
단, 0≤X≤0.5의 범위와 -0.5X≤0의 범위는 Y축에 대칭이다.
<표 1>
Lspace
실시례 1
비교례 2
0.68㎛
1.03
0.97
0.34㎛
1.05
1.03
0.00㎛
1.06
1.04
표 1로부터, n0, n1 및 n2의 값을 적절하게 선택함으로써, 정면 휘도의 증가를 도모할 수 있는 것을 알 수 있고, 간극(Lspace)의 값이 작을수록, 정면 휘도의 증가를 도모할 수 있는 것을 알 수 있다. 그렇지만, n1의 값이 너무 낮으면, 정면 휘도의 증가를 도모할 수 없는 것도 알 수 있다.
즉, 광로 제어 수단(50)의 높이를 H0, 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단(50) 사이의 최소 거리를 L0(간극(Lspace)에 상당한다)으로 했을 때,
0≤L0/H0≤0.5
를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 피복층(35)의 두께(H1)를 여러 가지로 바꾼 시뮬레이션을 행한 결과
0.10≤H1/H0≤0.90
바람직하게는,
0.30≤H1/H0≤0.70
를 만족하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.
이상과 같이, 실시례 1의 발광 소자 또는 실시례 1의 표시 장치를 구성하는 발광 소자에서는, 광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르다. 따라서, 발광부에서 발광한 광은 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하는데, 광로 제어 수단, 제1 피복층 및 제2 피복층의 굴절률(n1, n2, n3)의 값을 적절하게 선택함으로써, 구체적으로는, n0>n2>n1>nair로 함으로써, 제1 피복층 및 제2 피복층을 통과하는 광의 광로 및 제2 피복층을 통과하는 광의 광로의 적절화를 도모할 수 있는 결과, 발광 소자 또는 표시 장치의 광 취출 효율, 정면 휘도의 증가를 도모할 수 있고, 혼색의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 실시례 1의 발광 소자 또는 실시례 1의 표시 장치를 구성하는 발광 소자에서, 제1 피복층은 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있다. 따라서, 발광부에서 발광한 광은 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하는데, 제1 피복층 및 제2 피복층을 구성하는 재료를 적절하게 선택함으로써, 광로 제어 수단으로부터 출사되고, 제1 피복층 및 제2 피복층을 통과하는 광의 광로 및 제2 피복층을 통과하는 광의 광로의 적절화를 도모할 수 있는 결과, 발광 소자 또는 표시 장치의 광 취출 효율, 정면 휘도의 증가를 도모할 수 있고, 혼색의 발생을 억제할 수 있다.
실시례 2
실시례 2는 실시례 1의 변형인데, 제2 구성의 발광 소자에 관한 것이다. 실시례 2의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도를 도 3에 도시하고, 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 실시례 2의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 도 4에 도시한다.
실시례 2의 발광 소자에서, 광로 제어 수단(50)의 광입사면(외면)(53)은 중간층(34)의 정상면을 향하여 볼록형상이다. 실시례 2의 발광 소자에서, 광로 제어 수단(50)의 광출사면(54)은 평탄하다. 제1 피복층(35)은 광로 제어 수단(50)의 광입사면(외면)(53)의 중간층측의 일부를 덮고 있고, 제2 피복층(36)은 제1 피복층(35) 및 광로 제어 수단(50)의 광입사면(외면)(53)의 잔부를 덮고 있다. 제1 피복층(35)은 중간층(34) 위에 형성되어 있고, 광로 제어 수단(50)은 제1 피복층(35) 위에 형성되어있다. 나아가서는, 광로 제어 수단(50)은 정의 광학적 파워를 가지고, 또한, 광로 제어 수단(50)은 볼록 렌즈 부재로 이루어진다. 광입사면(외면)(53)은 렌즈면을 구성한다.
실시례 2의 발광 소자(10(10R, 10G, 10B))에서는,
nair<n2<n1<n0
를 만족한다. 여기서, 구체적으로는,
0.25≤n0-n2≤0.50
0.15≤n0-n1≤0.30
0.10≤n1-n2≤0.30
를 만족한다. 구체적으로는, 실시례 2의 발광 소자(10(10R, 10G, 10B))에서, 광로 제어 수단(50)은 아크릴계 투명 수지(굴절률: 1.54)로 이루어지고, 제1 피복층(35)은 불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.38)로 이루어지고, 제2 피복층(36)은 중공 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.25)로 이루어진다.
실시례 2의 발광 소자(10b)에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50)의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray1)(점선으로 나타낸다)은, 광로 제어 수단(50)과 제2 피복층(36)의 계면(광로 제어 수단(50)의 광입사면(외면)(53))에서, n0>n2이기 때문에, 광로 제어 수단(50)의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 광로 제어 수단(50)의 형상에도 의존하지만, 광로 제어 수단(50)의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray1)은 광로 제어 수단(50)과 제2 피복층(36)의 계면(광로 제어 수단(50)의 광입사면(외면)(53))에 대해 입사각이 커지지만, n0-n2의 굴절률 차가 크기 때문에, 광로 제어 수단(50)의 중심을 향하는 방향으로 크게 구부러진다. 이상의 결과로서, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50)의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray1)은 한층 광로 제어 수단(50)의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다.
한편, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50)의 주연부 근방보다도 광로 제어 수단(50)의 중심측을 향하는 광선(Ray2)(점선으로 나타낸다)은, 광로 제어 수단(50)과 제1 피복층(35)의 계면(광로 제어 수단(50)의 광입사면(외면)(53))에서, n0>n1이기 때문에, 광로 제어 수단(50)의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 광로 제어 수단(50)의 형상에도 의존하지만, 광로 제어 수단(50)의 중심측을 향하는 광선(Ray2)은, 광로 제어 수단(50)과 제1 피복층(35)의 계면(광로 제어 수단(50)의 광입사면(외면)(53))에 대해 입사각이 그다지 크지 않기 때문에, n0-n1의 굴절률 차가 크지 않더라도, 충분히 광로 제어 수단(50)의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 이상의 결과로서, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50)의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray2)은 한층 광로 제어 수단(50)의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다.
실시례 3
실시례 3도 실시례 1의 변형인데, 제3 구성의 발광 소자에 관한 것이다. 실시례 3의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도를 도 5에 도시하고, 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 실시례 3의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 도 6에 도시한다.
실시례 3의 발광 소자(10(10R, 10G, 10B))에서, 공기의 굴절률을 nair로 했을 때,
nair<n0<n1<n2
를 만족한다. 여기서, 구체적으로는,
0.15≤n1-n0≤0.30
0.25≤n2-n0≤0.50
0.10≤n2-n1≤0.30
를 만족한다. 실시례 3의 발광 소자(10(10R, 10G, 10B))에서, 광로 제어 수단(50')은 불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.38)로 이루어지고, 제1 피복층(35)은 아크릴계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.54)로 이루어지고, 제2 피복층(36)은 SiN(굴절률: 1.74)으로 이루어진다.
실시례 3의 발광 소자에서, 광로 제어 수단(50')의 광출사면(외면)(55)은 중간층(34)의 정상면을 기준으로 하여 오목형상이다. 광로 제어 수단(50')의 광입사면(56)은 중간층(34)의 정상면과 접하여 있다. 제1 피복층(35)은 광로 제어 수단(50')의 광출사면(외면)(55)의 중간층측의 일부를 덮고 있고, 제2 피복층(36)은 제1 피복층(35) 및 광로 제어 수단(50')의 광출사면(외면)(55)의 잔부를 덮고 있다. 나아가서는, 광로 제어 수단(50')은 부의 광학적 파워를 가지고, 또한, 광로 제어 수단(50')은 오목 렌즈 부재로 이루어진다. 광출사면(외면)(55)은 렌즈면을 구성한다.
실시례 3의 발광 소자(10c)에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50')의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray1)(점선으로 나타낸다)은, 광로 제어 수단(50')과 제2 피복층(36)의 계면(광로 제어 수단(50')의 광출사면(외면)(55))에서, n2>n0이기 때문에, 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 광로 제어 수단(50')의 형상에도 의존하지만, 광로 제어 수단(50')의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray1)은 광로 제어 수단(50')과 제2 피복층(36)의 계면(광로 제어 수단(50')의 광출사면(외면)(55))에 대해 입사각이 커지지만, n2-n0의 굴절률 차가 크기 때문에, 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 크게 구부러진다. 이상의 결과로서, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50')의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray1)은 한층 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다.
한편, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50')의 주연부 근방보다도 광로 제어 수단(50')의 중심측을 향하는 광선(Ray2)(점선으로 나타낸다)은, 광로 제어 수단(50')과 제1 피복층(35)의 계면(광로 제어 수단(50')의 광출사면(외면)(55))에서, n1>n0이기 때문에, 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 광로 제어 수단(50')의 형상에도 의존하지만, 광로 제어 수단(50')의 중심측을 향하는 광선(Ray2)은, 광로 제어 수단(50')과 제1 피복층(35)의 계면(광로 제어 수단(50')의 광출사면(외면)(55))에 대해 입사각이 그다지 크지 않기 때문에, n0-n0의 굴절률 차가 크지 않더라도, 충분히 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 이상의 결과로서, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50')의 중심측을 향하는 광선(Ray2)은 한층 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다.
실시례 4
실시례 4도 실시례 1의 변형인데, 제4 구성의 발광 소자에 관한 것이다. 실시례 4의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도를 도 7에 도시하고, 발광부로부터 출사된 광선의 거동을 설명하기 위한, 실시례 4의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 도 8에 도시한다.
실시례 4의 발광 소자(10(10R, 10G, 10B))에서, 공기의 굴절률을 nair로 했을 때,
nair<n0<n2<n1
를 만족한다. 여기서, 구체적으로는,
0.15≤n2-n0≤0.30
0.25≤n1-n0≤0.50
0.10≤n1-n2≤0.30
를 만족한다. 실시례 4의 발광 소자(10(10R, 10G, 10B))에서, 광로 제어 수단(50')은 불소계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.38)로 이루어지고, 제1 피복층(35)은 SiN(굴절률: 1.74)으로 이루어지고, 제2 피복층(36)은 아크릴계 저굴절률 투명 수지(굴절률: 1.54)로 이루어진다.
실시례 4의 발광 소자에서, 광로 제어 수단(50')의 광입사면(외면(57))은 중간층(34)의 정상면을 향하여 오목형상이다. 광로 제어 수단(50')의 광출사면(58)은 평탄하다. 나아가서는, 제1 피복층(35)은 광로 제어 수단(50')의 광입사면(외면(57))의 중간층측의 일부를 덮고 있고, 제2 피복층(36)은 제1 피복층(35) 및 광로 제어 수단(50')의 광입사면(외면(57))의 잔부를 덮고 있다. 제1 피복층(35)은 중간층(34) 위에 형성되어 있고, 광로 제어 수단(50)의 일부도 중간층(34) 위에 형성되어 있다. 경우에 따라서는, 제1 피복층(35)은 중간층(34) 위에 형성되어 있고, 광로 제어 수단(50)은 제1 피복층(35) 위에 형성되어 있어도 좋다. 나아가서는, 광로 제어 수단(50')은 부의 광학적 파워를 가지고, 또한, 광로 제어 수단(50')은 오목 렌즈 부재로 이루어진다. 광입사면(외면(57))은 렌즈면을 구성한다.
실시례 4의 발광 소자(10d)에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50')의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray1)(점선으로 나타낸다)은, 제1 피복층(35)과 광로 제어 수단(50')의 계면(광로 제어 수단(50')의 광입사면(외면(57)))에서, n1>n0이기 때문에, 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 광로 제어 수단(50')의 형상에도 의존하지만, 광로 제어 수단(50')의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray1)은 광로 제어 수단(50')과 제1 피복층(35)의 계면(광로 제어 수단(50')의 광입사면(외면(57)))에 대해 입사각이 커지지만, n1-n0의 굴절률 차가 크기 때문에, 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 크게 구부러진다. 이상의 결과로서, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50')의 주연부 근방을 향하는 광선(Ray1)은 한층 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다.
한편, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50')의 주연부 근방보다도 광로 제어 수단(50')의 중심측을 향하는 광선(Ray2)(점선으로 나타낸다)은, 제1 피복층(35)과 제2 피복층(36)의 계면(37)에서, n1>n2이기 때문에, 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 그리고, 또한, 광로 제어 수단(50')과 제2 피복층(36)의 계면(광로 제어 수단(50')의 광입사면(외면(57)))에서, n2>n0이기 때문에, 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 광로 제어 수단(50')의 형상에도 의존하지만, 광로 제어 수단(50')의 중심측을 향하는 광선(Ray2)은, 광로 제어 수단(50')과 제2 피복층(36)의 계면(광로 제어 수단(50')의 광입사면(외면(57)))에 대해 입사각이 그다지 크지 않기 때문에, n2-n0의 굴절률 차가 크지 않더라도, 충분히 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다. 이상의 결과로서, 발광부(30)의 중심으로부터 출사하고, 광로 제어 수단(50')의 중심측을 향하는 광선(Ray2)은 한층 광로 제어 수단(50')의 중심을 향하는 방향으로 구부러진다.
실시례 5
실시례 5는 실시례 1∼실시례 4의 변형이다. 실시례 5에서는, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선(LN')과, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")의 관계 및 그 변형례를 설명한다.
실시례 5의 표시 장치를 구성하는 표시 패널에서는, 기준점(기준 영역)(P)이 상정되어 있고, 거리(D0)는 기준점(기준 영역)(P)으로부터 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)까지의 거리(D1)에 의존한다.
그리고, 기준점(P)은 표시 장치를 구성하는 표시 패널 내에 상정되어 있는 구성으로 할 수 있고, 이 경우, 기준점(P)은 표시 패널의 중심 영역에 위치하지 않는 구성으로 할 수 있고, 또한, 기준점(P)은 표시 패널의 중심 영역에 위치하고 있는 구성으로 할 수 있고, 나아가서는, 이러한 경우, 1개의 기준점(P)이 상정되어 있는 구성으로 할 수 있고, 또한, 복수의 기준점(P)이 상정되어 있는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이러한 경우, 일부의 발광 소자에서 거리(D0)의 값은 0이고, 나머지 발광 소자에서 거리(D0)의 값은 0이 아닌 구성으로 할 수 있다.
또한, 기준점(P)이 1개 상정되어 있는 경우, 기준점(P)은 표시 패널의 중심 영역에는 포함되지 않는 구성으로 할 수 있고, 또한, 기준점(P)은 표시 패널의 중심 영역에 포함되는 구성으로 할 수 있다. 또한, 기준점(P)이 복수 상정되어 있는 경우, 적어도 하나의 기준점(P)은 표시 패널의 중심 영역에는 포함되지 않는 구성으로 할 수 있다.
또한, 기준점(P)은 표시 패널의 외측(외부)에 상정되어 있는 구성으로 할 수 있고, 이 경우, 1개의 기준점(P)이 상정되어 있는 구성으로 할 수 있고, 또한, 복수의 기준점(P)이 상정되어 있는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이러한 경우, 모든 발광 소자에서 거리(D0)의 값은 0이 아닌 구성으로 할 수 있다.
나아가서는, 각 발광 소자로부터 출사되고, 광로 제어 수단을 통과한 광은 표시 장치의 외부의 공간의 어떤 영역에 수속하는(집광되는) 형태로 할 수 있고, 또한, 각 발광 소자로부터 출사되고, 광로 제어 수단을 통과한 광은 표시 장치의 외부의 공간에서 발산하는 형태로 할 수 있고, 또한, 각 발광 소자로부터 출사되고, 광로 제어 수단을 통과한 광은 평행광인 형태로 할 수 있다.
나아가서는, 실시례 5의 표시 장치에서는, 발광 소자가 표시 패널을 차지하는 위치에 응하여 거리(오프셋량)(D0)의 값이 다른 형태로 할 수 있다. 구체적으로는,
기준점(P)이 설정되어 있고,
복수의 발광 소자는 제1의 방향 및 제1의 방향과는 다른 제2의 방향으로 배열되어 있고,
기준점(P)으로부터 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)까지의 거리를 D1로 하고, 거리(D0)의 제1의 방향 및 제2의 방향의 각각의 값을 D0-X, D0-Y로 하고, 거리(D1)의 제1의 방향 및 제2의 방향의 각각의 값을 D1-X, D1-Y로 했을 때,
D1-X의 변화에 대해 D0-X은 선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y은 선형으로 변화하고, 또는,
D1-X의 변화에 대해 D0-X은 선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y은 비선형으로 변화하고, 또는,
D1-X의 변화에 대해 D0-X은 비선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y은 선형으로 변화하고, 또는,
D1-X의 변화에 대해 D0-X은 비선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y은 비선형으로 변화하는 형태로 할 수 있다.
또한, 실시례 5의 표시 장치에서,
기준점(P)이 설정되어 있고,
기준점(P)으로부터 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)까지의 거리를 D1로 했을 때, 거리(D1)의 값이 증가함에 따라, 거리(D0)의 값이 증가하는 형태로 할 수 있다.
여기서, D1-X의 변화에 대해 D0-X는 선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y는 선형으로 변화한다는 것은,
D0-X=kX·D1-X
D0-Y=kY·D1-Y
가 성립하는 것을 의미한다. 단, kX, kY는 정수이다. 즉, D0-X, D0-Y는 1차 함수에 의거하여 변화한다. 한편, D1-X의 변화에 대해 D0-X는 비선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y는 선형으로 변화한다는 것은,
D0-X=fX(D1-X)
D0-Y=fY(D1-Y)
가 성립하는 것을 의미한다. 여기서, fX, fY은 1차 함수가 아닌 함수(예를 들면, 2차 함수)이다.
또한, D1-X의 변화에 대한 D0-X의 변화, D1-Y의 변화에 대한 D0-Y의 변화를 계단형상의 변화로 할 수도 있다. 그리고, 이 경우, 계단형상의 변화를 전체로서 바라보았을 때, 변화가 선형으로 변화하는 형태로 할 수도 있고, 변화가 비선형으로 변화하는 형태로 할 수도 있다. 나아가서는, 표시 패널을 M×N의 영역으로 구분했을 때, 1개의 영역 내에서는, D1-X의 변화에 대한 D0-X의 변화, D1-Y의 변화에 대한 D0-Y의 변화를 불변으로 해도 좋고, 일정한 변화로 해도 좋다. 1개의 영역 내의 발광 소자의 수로서, 한정하는 것은 아니지만, 10×10을 들 수 있다.
나아가서는, 실시례 5의 표시 장치에서, 광로 제어 수단의 정사영상(正射影像)은 파장 선택부의 정사영상과 일치하고, 또는, 파장 선택부의 정사영상에 포함되는 형태로 할 수 있다. 후자의 구성을 채용함으로써, 인접한 발광 소자 사이에서의 혼색의 발생을 확실하게 억제할 수 있다. 나아가서는, 이러한 경우, 거리(D0)의 값이 0이 아닌 발광 소자에서,
(a) 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")과, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)은 일치하고 있는 형태
(b) 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선(LN')은 일치하고 있는 형태
(c) 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")과, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)은 일치하고 있지 않고, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선(LN')은 일치하고 있지 않은 형태로
할 수 있다. (b) 또는 (c) 후자의 구성을 채용함으로써, 인접한 발광 소자 사이에서의 혼색의 발생을 확실하게 억제할 수 있다.
실시례 5의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도를 도 9에 도시한다.
실시례 5에서는, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과 광로 제어 수단(50)의 중심을 통과하는 법선(LN') 사이의 거리(오프셋량)를 D0으로 했을 때, 표시 장치를 구성하는 표시 패널에 구비된 발광 소자(10e)의 적어도 일부에서, 거리(오프셋량)(D0)의 값은 0이 아니다. 표시 장치에서는, 기준점(기준 영역)이 상정되어 있고, 거리(D0)는 기준점(기준 영역)으로부터 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)까지의 거리(D1)에 의존한다.
실시례 5의 표시 장치에서, 기준점(P)은 표시 패널 내에 상정되어 있다. 단, 기준점(P)은 표시 패널의 중심 영역에 위치하고 있지 않다(포함되지 않는다). 도 20A, 도 20B, 도 21A, 도 21B에서는, 표시 패널의 중심 영역을 흑색 삼각표로 나타내고, 발광 소자(10e)를 사각표시로 나타내고, 발광부(30)의 중심을 흑색 사각표시로 나타내고, 기준점(P)을 흑색 동그라미로 나타낸다. 그리고, 발광 소자(10e)와 기준점(P)의 위치 관계를 모식적으로 도 20A에 도시하는데, 1개의 기준점(P)이 상정되어 있다. 기준점(P)은 어느 정도의 넓어짐을 포함할 수 있기 때문에, 일부의 발광 소자(10e)(구체적으로는, 기준점(P)에 포함되는 1 또는 복수의 발광 소자(10e))에서 거리(D0)의 값은 0이고, 나머지 발광 소자(10e)에서 거리(D0)의 값은 0이 아니다. 발광 소자가 표시 패널에 차지하는 위치에 응하여 거리(오프셋량)(D0)의 값은 다르다.
실시례의 표시 장치에서, 각 발광 소자(10e)로부터 출사되고, 광로 제어 수단(50)을 통과한 광은 표시 장치의 외부의 공간의 어떤 영역에 수속한다(집광된다). 또한, 각 발광 소자(10e)로부터 출사되고, 광로 제어 수단(50)을 통과한 광은 표시 장치의 외부의 공간에서 발산한다. 또한, 각 발광 소자(10e)로부터 출사되고, 광로 제어 수단(50)을 통과한 광은 평행광이다. 광로 제어 수단(50)을 통과한 광을 수속광으로 할지, 발산광으로 할지, 평행광으로 할지는 표시 장치에 요구되는 사양에 의거한다. 그리고, 이 사양에 의거하여, 광로 제어 수단(50)의 파워 등을 설계하면 좋다. 광로 제어 수단(50)을 통과한 광이 수속광인 경우, 표시 장치로부터 출사된 화상이 형성되는 공간의 위치는, 기준점(P)의 법선상에 있는 경우도 있고, 없는 경우도 있고, 표시 장치에 요구되는 사양에 의존한다. 표시 장치로부터 출사된 화상의 표시 치수, 표시 위치 등을 제어하기 위해 표시 장치로부터 출사된 화상이 통과하는 광학계를 배치해도 좋다. 어떤 광학계를 배치하는지도 표시 장치에 요구되는 사양에 의존하지만, 예를 들면, 결상(結像) 렌즈계를 예시할 수 있다.
또한, 실시례 5의 표시 장치에서, 기준점(P)이 설정되어 있고, 복수의 발광 소자(10e)는 제1의 방향(구체적으로는, X 방향) 및 제1의 방향과는 다른 제2의 방향(구체적으로는, Y 방향)으로 배열되어 있다. 그리고, 기준점(P)으로부터 발광부(30)의 중심을 통과하는 법선(LN)까지의 거리를 D1로 하고, 거리(D0)의 제1의 방향(X 방향) 및 제2의 방향의 각각 (Y 방향)의 값을 D0-X, D0-Y로 하고, 거리(D1)의 제1의 방향(X 방향) 및 제2의 방향의 각각(Y 방향)의 값을 D1-X, D1-Y로 했을 때,
[A] D1-X의 변화에 대해 D0-X는 선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y는 선형으로 변화하도록 설계해도 좋고,
[B] D1-X의 변화에 대해 D0-X는 선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y는 비선형으로 변화하도록 설계해도 좋고,
[C] D1-X의 변화에 대해 D0-X는 비선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y는 선형으로 변화하도록 설계해도 좋고,
[D] D1-X의 변화에 대해 D0-X는 비선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y는 비선형으로 변화하도록 설계해도 좋다.
도 22A, 도 22B, 도 22C, 도 22D, 도 23A, 도 23B, 도 23C, 도 23D, 도 24A, 도 24B, 도 24C, 도 24D, 도 25A, 도 25B, 도 25C 및 도 25D에, D1-X의 변화에 대한 D0-X의 변화, D1-Y의 변화에 대한 D0-Y의 변화를 모식적으로 도시한다. 이러한 도면에서, 속이 횐 화살표는 선형의 변화를 나타내고, 흑색 화살표는 비선형의 변화를 나타낸다. 또한, 화살표가 표시 패널의 외측을 향하고 있는 경우, 광로 제어 수단(50)을 통과한 광이 발산광인 것을 나타내고, 화살표가 표시 패널의 내부를 향하고 있는 경우, 광로 제어 수단(50)을 통과한 광이 수속광 또는 평행광인 것을 나타낸다.
또한, 기준점(P)이 설정되어 있고, 기준점(P)으로부터 발광부(30)의 중심을 통과하는 법선(LN)까지의 거리를 D1으로 했을 때, 거리(D1)의 값이 증가함에 따라, 거리(D0)의 값이 증가하도록 설계해도 좋다.
즉, D1-X, D1-Y의 변화에 의존한 D0-X, D0-Y의 변화는 표시 장치에 요구되는 사양에 의거하여 결정하면 좋다.
실시례 5의 표시 장치에서, 복수의 기준점(P)이 상정되어 있는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 복수의 기준점(P)은 표시 패널의 표시 영역 내에 배치되어 있다. 발광 소자(10e)와 기준점(P1, P2)의 위치 관계를 모식적으로 도 20B에 도시하는데, 도시한 예에서는, 2개의 기준점(P1, P2)이 상정되어 있다. 구체적으로는, 표시 패널의 중심을 대칭점으로 하여, 2개의 기준점(P1, P2)은 2회·회전 대칭으로 배치되어 있다. 여기서, 적어도 1개의 기준점(P)은 표시 패널의 중심 영역에는 포함되지 않는다. 도시한 예에서는, 2개의 기준점(P1, P2)은 표시 패널의 중심 영역에는 포함되지 않는다. 일부의 발광 소자(구체적으로는, 기준점(P)에 포함되는 1 또는 복수의 발광 소자)에서 거리(D0)의 값은 0이고, 나머지 발광 소자에서 거리(D0)의 값은 0이 아니다. 기준점(P)으로부터 발광부(30)의 중심을 통과하는 법선(LN)까지의 거리(D1)에 관해서는, 어떤 발광부(30)의 중심을 통과하는 법선(LN)으로부터 보다 가까운 기준점(P)과의 사이의 거리를 거리(D1)로 한다.
실시례 5의 변형례의 표시 장치에서, 기준점(P)은 표시 패널의 외측에 상정되어 있다. 발광 소자(10e)와 기준점(P, P1, P2)의 위치 관계를 모식적으로 도 21A 및 도 21B에 도시하는데, 1개의 기준점(P)이 상정되어 있는 구성으로 할 수 있고(도 21A 참조), 또한, 복수의 기준점(P)(도 21B에는 2개의 기준점(P1, P2)을 나타낸다)이 상정되어 있는 구성으로 할 수도 있다. 표시 패널의 중심을 대칭점으로 하여, 2개의 기준점(P1, P2)은 2회·회전 대칭으로 배치되어 있다. 모든 발광 소자에서 거리(D0)의 값은 0이 아니다. 기준점(P)으로부터 발광부(30)의 중심을 통과하는 법선(LN)까지의 거리(D1)에 관해서는, 어떤 발광부(30)의 중심을 통과하는 법선(LN)으로부터 보다 가까운 기준점(P)과의 사이의 거리를 거리(D1)로 한다. 그리고, 이러한 경우, 각 발광 소자(10e)로부터 출사되고, 광로 제어 수단(50)을 통과한 광은 표시 장치의 외부의 공간의 어떤 영역에 수속한다(집광된다). 또한, 각 발광 소자(10e)로부터 출사되고, 광로 제어 수단(50)을 통과한 광은 표시 장치의 외부의 공간에서 발산한다.
개념도를 도 26A에 도시하는 바와 같이, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")과 광로 제어 수단(50)의 중심을 통과하는 법선(LN')은 일치하고 있는 경우가 있다. 즉, D0=d0=0이다. 또한, d0은, 전술한 바와 같이, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN") 사이의 거리(오프셋량)이다.
또한, 도 9에 도시한 예에서는, 개념도를 도 26B에 도시하는 바와 같이, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")은 일치하고 있는데, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN) 및 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")과 광로 제어 수단(50)의 중심을 통과하는 법선(LN')은 일치하고 있지 않다. 즉, D0≠d0=0이다.
나아가서는, 개념도를 도 26C에 도시하는 바와 같이, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN") 및 광로 제어 수단(50)의 중심을 통과하는 법선(LN')은 일치하고 있지 않고, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")과 광로 제어 수단(50)의 중심을 통과하는 법선(LN')은 일치하고 있는 경우도 있다. 즉, D0=d0>0이다.
또한, 개념도를 도 27에 도시하는 바와 같이, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN") 및 광로 제어 수단(50)의 중심을 통과하는 법선(LN')은 일치하고 있지 않고, 광로 제어 수단(50)의 중심을 통과하는 법선(LN')은 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN) 및 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")은 일치하고 있지 않은 경우도 있다. 여기서, 발광부의 중심과 광로 제어 수단(50)의 중심(도 27에서 흑색 동그라미로 나타낸다)을 연결하는 직선(LL)상에, 파장 선택부의 중심(도 27에서 흑색 사각으로 나타낸다)이 위치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 두께 방향의 발광부의 중심으로부터 파장 선택부의 중심까지의 거리를 LL1, 두께 방향의 파장 선택부의 중심으로부터 광로 제어 수단(50)의 중심까지의 거리를 LL2로 했을 때,
D0>d0>0
이고, 제조상의 편차를 고려한 다음,
d0:D0=LL1:(LL1+LL2)
를 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 개념도를 도 28A에 도시하는 바와 같이, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")과 광로 제어 수단(50)의 중심을 통과하는 법선(LN')은 일치하고 있는 경우도 있다. 즉, D0=d0=0이다.
또한, 개념도를 도 28B에 도시하는 바와 같이, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN") 및 광로 제어 수단(50)의 중심을 통과하는 법선(LN')은 일치하고 있지 않고, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")과 광로 제어 수단(50)의 중심을 통과하는 법선(LN')은 일치하고 있는 경우도 있다. 즉, D0=d0>0이다.
나아가서는, 개념도를 도 29에 도시하는 바와 같이, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN)과 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN") 및 광로 제어 수단(50)의 중심을 통과하는 법선(LN')은 일치하고 있지 않고, 광로 제어 수단(50)의 중심을 통과하는 법선(LN')은, 발광부의 중심을 통과하는 법선(LN) 및 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선(LN")은 일치하고 있지 않은 경우도 있다. 여기서, 발광부의 중심과 광로 제어 수단(50)의 중심을 연결하는 직선(LL)상에, 파장 선택부의 중심이 위치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 두께 방향의 발광부의 중심으로부터 파장 선택부의 중심(도 29에서 흑색 사각으로 나타낸다)까지의 거리를 LL1, 두께 방향의 파장 선택부의 중심으로부터 광로 제어 수단(50)의 중심(도 29에서 흑색 동그라미로 나타낸다)까지의 거리를 LL2로 했을 때,
d0>D0>0
이고, 제조상의 편차를 고려한 다음,
D0:d0=LL2:(LL1+LL2)
를 만족하는 것이 바람직하다.
공진기 구조를 마련하는 경우, 전술한 바와 같이, 유기층(33)을 공진부로 하고, 제1 전극(31)과 제2 전극(32)에 의해 끼여진 공진기 구조로 해도 좋고, 제1 전극(31)보다도 하방에(제1 기판(11)측에) 광반사층(40)을 형성하고, 유기층(33)을 공진부로 하고, 광반사층(40)과 제2 전극(32)에 의해 끼여진 공진기 구조로 해도 좋다. 즉, 기체(26) 위에 광반사층(40)을 마련하고, 광반사층(40) 위에 층간 절연층(41)을 마련하고, 층간 절연층(41) 위에 제1 전극(31)을 마련하는 경우, 제1 전극(31), 광반사층(40), 층간 절연층(41)을 전술한 재료로 구성하면 좋다. 광반사층(40)은 콘택트 홀(콘택트 플러그)(27)에 접속되어 있어도 좋고, 접속되어 있지 않아도 좋다.
이하, 도 30A(제1 예), 도 30B(제2 예), 도 31A(제3 예), 도 31B(제4 예), 도 32A(제5 예), 도 32B(제6 예), 도 33A(제7 예) 및 도 33B 및 도 33C(제8 예)를 참조하여, 제1 예∼제8 예에 의거하여 공진기 구조에 관해 설명한다. 여기서, 제1 예∼제4 예, 제7 예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 각 발광부에서 같은 두께를 가진다. 한편, 제5 예∼제6 예에서, 제1 전극은 각 발광부에서 다른 두께를 가지고, 제2 전극은 각 발광부에서 같은 두께를 가진다. 또한, 제8 예에서, 제1 전극은 각 발광부에서 다른 두께를 갖는 경우도 있고, 같은 두께를 갖는 경우도 있고, 제2 전극은 각 발광부에서 같은 두께를 가진다.
또한, 이하의 설명에서, 제1 발광 소자(10e1), 제2 발광 소자(10e2) 및 제3 발광 소자(10e3)를 구성하는 발광부를 참조 번호 301, 302, 303으로 나타내고, 제1 전극을 참조 번호 311, 312, 313으로 나타내고, 제2 전극을 참조 번호 321, 322, 323으로 나타내고, 유기층을 참조 번호 331, 332, 333으로 나타내고, 광반사층을 참조 번호 401, 402, 403으로 나타내고, 층간 절연층을 참조 번호 411, 412, 413, 411', 412', 413'로 나타낸다. 이하의 설명에서, 사용하는 재료는 예시이고, 적절히, 변경할 수 있다.
도시한 예에서는, 식 (1-1) 및 식 (1-2)로부터 유도되는 제1 발광 소자(10e1), 제2 발광 소자(10e2) 및 제3 발광 소자(10e3)의 공진기 길이를 제1 발광 소자(10e1), 제2 발광 소자(10e2), 제3 발광 소자(10e3)의 순서로 짧게 했지만, 즉, L0의 값을 제1 발광 소자(10e1), 제2 발광 소자(10e2), 제3 발광 소자(10e3)의 순서로 짧게 했지만, 이것으로 한정하는 것은 아니고, m1, m2의 값을 적절히 설정함으로써 최적의 공진기 길이를 결정하면 좋다.
공진기 구조의 제1 예를 갖는 발광 소자의 개념도를 도 30A에 도시하고, 공진기 구조의 제2 예를 갖는 발광 소자의 개념도를 도 30B에 도시하고, 공진기 구조의 제3 예를 갖는 발광 소자의 개념도를 도 31A에 도시하고, 공진기 구조의 제4 예를 갖는 발광 소자의 개념도를 도 31B에 도시한다. 제1 예∼제6 예, 제8 예의 일부에서, 발광부(30)의 제1 전극(31) 아래에 층간 절연층(41, 41')이 형성되어 있고, 층간 절연층(41, 41') 아래에 광반사층(40)이 형성되어 있다. 제1 예∼제4 예에서, 층간 절연층(41, 41')의 두께는 발광부(301, 302, 303)에서 다르다. 그리고, 층간 절연층(411, 412, 413, 411', 412', 413')의 두께를 적절하게 설정함으로써, 발광부(30)의 발광 파장에 대해 최적의 공진이 생기는 광학적 거리를 설정할 수 있다.
제1 예에서는, 발광부(301, 302, 303)에서, 제1 계면(도면에서는, 점선으로 나타낸다)은 같은 레벨이 되는 한편, 제2 계면(도면에서는, 1점 쇄선으로 나타낸다)의 레벨은 발광부(301, 302, 303)에서 다르다. 또한, 제2 예에서는, 발광부(301, 302, 303)에서, 제1 계면은 다른 레벨이 되는 한편, 제2 계면의 레벨은 발광부(301, 302, 303)에서 같다.
제2 예에서, 층간 절연층(411', 412', 413')은 광반사층(40)의 표면이 산화된 산화막으로 구성되어 있다. 산화막으로 이루어지는 층간 절연층(41')은, 광반사층(40)을 구성하는 재료에 의존하여, 예를 들면, 알루미늄 산화물, 탄탈 산화물, 티탄 산화물, 마그네슘 산화물, 지르코늄 산화물 등으로 구성된다. 광반사층(40)의 표면의 산화는, 예를 들면, 이하의 방법으로 행할 수 있다. 즉, 용기 속에 충전된 전해액 중에, 광반사층(40)이 형성된 제1 기판(11)을 침지한다. 또한, 광반사층(40)과 대향하도록 음극을 배치한다. 그리고, 광반사층(40)을 양극으로 하여, 광반사층(40)을 양극 산화한다. 양극 산화에 의한 산화막의 막두께는 양극인 광반사층(40)과 음극의 전위차에 비례한다. 그러므로, 광반사층(401, 402, 403)의 각각에 발광부(301, 302, 303)에 응한 전압을 인가한 상태에서 양극 산화를 행한다. 이에 의해, 두께가 다른 산화막으로 이루어지는 층간 절연층(411', 412', 413')을 일괄하여 광반사층(40)의 표면에 형성할 수 있다. 광반사층(401, 402, 403)의 두께, 층간 절연층(411', 412', 413')의 두께는 발광부(301, 302, 303)에서 다르다.
제3 예에서는, 광반사층(40) 아래에 하지막(42)이 배설되어 있고, 하지막(42)은 발광부(301, 302, 303)에서 다른 두께를 가진다. 즉, 도시한 예에서는, 발광부(301), 발광부(302), 발광부(303)의 순서로 하지막(42)의 두께는 두껍다.
제4 예에서는, 성막시의 광반사층(401, 402, 403)의 두께가 발광부(301, 302, 303)에서 다르다. 제3 예∼제4 예에서는, 발광부(301, 302, 303)에서, 제2 계면은 같은 레벨이 되는 한편, 제1 계면의 레벨은 발광부(301, 302, 303)에서 다르다.
제5 예∼제6 예에서는, 제1 전극(311, 312, 313)의 두께가 발광부(301, 302, 303)에서 다르다. 광반사층(40)은 각 발광부(30)에서 같은 두께를 가진다.
제5 예에서, 제1 계면의 레벨은, 발광부(301, 302, 303)에서 같은 한편, 제2 계면의 레벨은 발광부(301, 302, 303)에서 다르다.
제6 예에서는, 광반사층(40) 아래에 하지막(42)이 배설되어 있고, 하지막(42)은 발광부(301, 302, 303)에서 다른 두께를 가진다. 즉, 도시한 예에서는, 발광부(301), 발광부(302), 발광부(303)의 순서로, 하지막(42)의 두께는 두껍다. 제6 예에서는, 발광부(301, 302, 303)에서, 제2 계면은 같은 레벨이 되는 한편, 제1 계면의 레벨은 발광부(301, 302, 303)에서 다르다.
제7 예에서, 제1 전극(311, 312, 313)은 광반사층을 겸하고 있고, 제1 전극(311, 312, 313)을 구성하는 재료의 광학 정수(구체적으로는, 위상 시프트량)가 발광부(301, 302, 303)에서 다르다. 예를 들면, 발광부(301)의 제1 전극(311)을 구리(Cu)로 구성하고, 발광부(302)의 제1 전극(312)과 발광부(303)의 제1 전극(313)을 알루미늄(Al)으로 구성하면 좋다.
또한, 제8 예에서, 제1 전극(311, 312)은 광반사층을 겸하고 있고, 제1 전극(311, 312)을 구성하는 재료의 광학 정수(구체적으로는, 위상 시프트량)가 발광부(301, 302)에서 다르다. 예를 들면, 발광부(301)의 제1 전극(311)을 구리(Cu)로 구성하고, 발광부(302)의 제1 전극(312)과 발광부(303)의 제1 전극(313)을 알루미늄(Al)으로 구성하면 좋다. 제8 예에서는, 예를 들면, 발광부(301, 302)에 제7 예를 적용하고, 발광부(303)에 제1 예를 적용하고 있다. 제1 전극(311, 312, 313)의 두께는 달라도 좋고, 같아도 좋다.
이상, 본 개시를 바람직한 실시례에 의거하여 설명했지만, 본 개시는 이러한 실시례로 한정하는 것은 아니다. 실시례에서 설명한 표시 장치(유기 EL 표시 장치), 발광 소자(유기 EL 소자)의 구성, 구조의 구성은 예시이고, 적절히 변경할 수 있고, 표시 장치의 제조 방법도 예시이고, 적절히 변경할 수 있다. 경우에 따라서는, 제2 구성의 발광 소자 또는 제4 구성의 발광 소자에서, 제2 기판측에 광로 제어 수단을 마련하고, 제1 기판과 제2 기판을 첩합시켜도 좋다. 실시례에서는, 발광 소자 구동부를 MOSFET으로 구성했지만, TFT로 구성할 수도 있다. 제1 전극이나 제2 전극을 단층 구조로 해도 좋고, 다층 구조로 해도 좋다.
실시례 1의 변형례-1로서, 모식적인 일부 단면도를 도 10에 도시하는 바와 같이, 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단과 광로 제어 수단은 접해 있는 형태로 할 수 있다. 경우에 따라서는, 실시례 1의 변형례-2로서, 모식적인 일부 단면도를 도 11에 도시하는 바와 같이, 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단과 광로 제어 수단은 맞겹쳐져 있는 형태로 할 수 있다.
실시례에서는, 제1 피복층(35)의 정상면(제1 피복층(35)과 제2 피복층(36)의 계면(37))은 평탄한 형태를 설명했지만, 제1 피복층(35)을 구성하는 재료 또는 제1 피복층(35)의 형성 방법에 따라서는, 실시례 1의 변형례-3의 모식적인 일부 단면도를 도 12에 도시하는 바와 같이, 제1 피복층(35)의 정상면(계면(37))은 중간층(34)을 향하여 움푹 패여 있는 형태로 할 수 있다. 이 경우, 레벨링제의 첨가량을 조정한 중공 실리카 함유 불소계 저굴절률 투명 수지로 이루어지는 제1 피복층(35)을 스핀 코트법에 의거하여 형성하고, 불소계 저굴절률 투명 수지로 이루어지는 제2 피복층(36)을 스핀 코트법에 의거하여 형성함으로써, 제1 피복층(35)의 정상면(계면(37))이 중간층(34)을 향하여 움푹 패여 있는 상태를 얻을 수 있다.
실시례 1의 변형례-4의 모식적인 일부 단면도를 도 13에 도시하는 바와 같이, 광로 제어 수단(50) 및 피복층(35, 36)보다도 광출사측에 컬러 필터층(CF)이 형성되어 있는 형태로 할 수 있다. 광로 제어 수단(50) 및 제1 피복층(35)은 중간층(34) 위에 형성되어 있다.
실시례 1의 표시 장치의 변형례-5를 구성하는 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 도 14에 도시하는 바와 같이, 인접하는 발광 소자의 컬러 필터층(CF) 사이에는 광 흡수층(블랙 매트릭스층)(BM)이 형성되어 있는 형태로 할 수 있다. 블랙 매트릭스층(BM)은, 예를 들면, 흑색의 착색제를 혼입한 광학 농도가 1 이상인 흑색의 수지막(구체적으로는, 예를 들면, 흑색의 폴리이미드계 수지)으로 이루어진다. 또한, 실시례 1의 표시 장치의 변형례-6을 구성하는 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 도 15에 도시하는 바와 같이, 인접하는 발광 소자의 광로 제어 수단(50) 사이에는 광 흡수층(블랙 매트릭스층)(BM')이 형성되어 있는 형태로 할 수도 있다. 또한, 이러한 변형례-5 및 변형례-6을 조합시킬 수도 있다.
이상에 설명한 변형례는 실시례 2∼실시례 4에 대해서도 적용할 수 있다.
모식적인 일부 단면도를 도 16에 도시하는 바와 같이, 광로 제어 수단을 광 반사 부재(50")로 구성할 수도 있다. 광 반사 부재(50")로서, 알루미늄(Al)이나 은(Ag) 등의 금속의 단체 또는 합금, 유전체 다층막을 들 수 있다. 또한, 광 반사 부재(50")로서, 발광부(30)로부터의 광이 중간층(34), 제1 피복층(35) 또는 제1 피복층(35) 및 제2 피복층(36)을 통과하고, 광 반사 부재(50")와 충돌했을 때, 광 반사 부재(50")에 의해 전반사되는 굴절률(n3)을 갖는 재료(예를 들면, n3=1.52의 SiO2)를 들 수 있다. 구체적으로는, 광로 제어 수단을 구성하는 광 반사 부재(50")는 피복층(35, 36)과 피복층(35, 36) 사이를 충전하고 있다. 광 반사 부재(50")는 순 테이퍼형상(광입사면측으로부터 광 출사면측을 향하여 넓어지고 있는 형상)이다. 광 반사 부재(50")의 축선을 포함하는 가상 평면에서 광 반사 부재(50")를 절단했을 때의 순 테이퍼형상의 사면의 단면은 곡선으로 구성되어 있어도 좋고, 도 16에 도시하는 바와 같이 선분으로 구성되어 있어도 좋다.
실시례에서는, 1개의 발광부에 대해 1개의 광로 제어 수단을 마련했지만, 경우에 따라서는, 복수의 발광 소자에서 1개의 광로 제어 수단을 공유해도 좋다. 예를 들면, 정삼각형인 정점의 각각에 발광 소자를 배치하고(합계 3개의 발광 소자를 배치하고), 이러한 3개의 발광 소자에서 1개의 광로 제어 수단을 공유해도 좋고, 사각형인 정점의 각각에 발광 소자를 배치하고(합계 4개의 발광 소자를 배치하고), 이러한 4개의 발광 소자에서 1개의 광로 제어 수단을 공유해도 좋다. 또한, 1개의 발광부에 대해 복수의 광로 제어 수단을 마련해도 좋다.
어떤 발광 소자에 인접한 발광 소자에, 어떤 발광 소자로부터 출사한 광이 침입하고, 광학적 크로스토크가 발생하는 것을 방지하기 위해, 발광 소자와 발광 소자 사이에 차광부를 마련해도 좋다. 즉, 발광 소자와 발광 소자 사이에 홈부를 형성하고, 이 홈부를 차광 재료로 매입하여 차광부를 형성해도 좋다. 이와 같이 차광부를 마련하면, 어떤 발광 소자로부터 출사한 광이 인접 발광 소자에 침입하는 비율을 절감시킬 수 있고, 혼색이 발생하고, 화소 전체의 색도가 소망하는 색도로부터 어긋나 버린다는 현상의 발생을 억제할 수 있다. 그리고, 혼색을 방지할 수 있기 때문에, 화소를 단색 발광시켰을 때의 색 순도가 증가하고, 색도점이 깊어진다. 그러므로, 색역이 넓어지고, 표시 장치의 색 표현의 폭이 넓어진다. 또한, 색 순도를 향상시키기 위해 각 화소에 대해 컬러 필터층을 배치하고 있는데, 발광 소자의 구성에 따라서는, 컬러 필터층의 박막화 또는 컬러 필터층의 생략이 가능해지고, 컬러 필터층에서 흡수되어 있던 광을 취출하는 것이 가능해지고, 결과로서 발광 효율의 향상에 이어진다. 또한, 광 흡수층(블랙 매트릭스층)에 차광성을 부여해도 좋다.
본 개시의 표시 장치를 렌즈 교환식 미러리스 타입의 디지털 스틸 카메라에 적용할 수 있다. 디지털 스틸 카메라의 정면도를 도 19A에 도시하고, 배면도를 도 19B에 도시한다. 이 렌즈 교환식 미러리스 타입의 디지털 스틸 카메라는, 예를 들면, 카메라 본체부(카메라 바디)(211)의 정면 우측에 교환식의 촬영 렌즈 유닛(교환 렌즈)(212)을 가지고, 정면 좌측에 촬영자가 파지하기 위한 그립부(213)를 가지고 있다. 그리고, 카메라 본체부(211)의 배면 개략 중앙에는 모니터 장치(214)가 마련되어 있다. 모니터 장치(214)의 상부에는, 전자 뷰파인더(접안창)(215)가 마련되어 있다. 촬영자는, 전자 뷰파인더(215)를 들여다 봄에 의해, 촬영 렌즈 유닛(212)으로부터 유도된 피사체의 광상을 시인하여 구도 결정을 행하는 것이 가능하다. 이와 같은 구성의 렌즈 교환식 미러리스 타입의 디지털 스틸 카메라에서, 전자 뷰파인더(215)로서 본 개시의 표시 장치를 이용할 수 있다.
또한, 본 개시는 이하와 같은 구성을 취할 수도 있다.
[A01]≪발광 소자: 제1 양태≫
발광부,
발광부를 덮는 중간층,
중간층의 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단 및
적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
발광부로부터 출사된 광은, 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하고,
피복층은 제1 피복층 및 제2 피복층으로 구성되어 있고,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 외면의 중간층측의 일부를 덮고 있고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 외면의 잔부를 덮고 있고,
광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다른 발광 소자.
[A02]≪제1 구성의 발광 소자≫
광로 제어 수단의 광출사면은 중간층의 정상면을 기준으로 하여 볼록형상인 [A01]에 기재된 발광 소자.
[A03] 광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면과 접하여 있는 [A02]에 기재된 발광 소자.
[A04] 제1 피복층은 광로 제어 수단의 광출사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광출사면의 잔부를 덮는 [A02] 또는 [A03]에 기재된 발광 소자.
[A05] 제1 피복층은 또한, 중간층을 덮는 [A04]에 기재된 발광 소자.
[A06] 광로 제어 수단은 정의 광학적 파워를 갖는 [A02] 내지 [A05]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A07] 광로 제어 수단은 볼록 렌즈 부재로 이루어지고, 또는, 볼록 렌즈형상인 [A02] 내지 [A05]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A08]≪제2 구성의 발광 소자≫
광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면을 향하여 볼록형상인 [A01]에 기재된 발광 소자.
[A09] 광로 제어 수단의 광출사면은 평탄한 [A08]에 기재된 발광 소자.
[A10] 제1 피복층은 광로 제어 수단의 광입사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광입사면의 잔부를 덮는 [A08] 또는 [A09]에 기재된 발광 소자.
[A11] 광로 제어 수단은 정의 광학적 파워를 갖는 [A08] 내지 [A10]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A12] 광로 제어 수단은 볼록 렌즈 부재로 이루어지고, 또는, 볼록 렌즈형상인 [A08] 내지 [A10]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A13] 공기의 굴절률을 nair로 했을 때, 광로 제어 수단의 광출사면이 중간층의 정상면을 기준으로 하여 볼록형상인 경우,
nair<n1<n2<n0
를 만족하고,
광로 제어 수단의 광입사면이 중간층의 정상면을 향하여 볼록형상인 경우,
nair<n2<n1<n0
를 만족하는 [A02] 내지 [A12]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A14] 광로 제어 수단의 광출사면이 중간층의 정상면을 기준으로 하여 볼록형상인 경우,
0.25≤n0-n1≤0.50
0.15≤n0-n2≤0.30
0.10≤n2-n1≤0.30
를 만족하고, 광로 제어 수단의 광입사면이 중간층의 정상면을 향하여 볼록형상인 경우,
0.25≤n0-n2≤0.50
0.15≤n0-n1≤0.30
0.10≤n1-n2≤0.30
를 만족하는 [A13]에 기재된 발광 소자.
[A15]≪제3 구성의 발광 소자≫
광로 제어 수단의 광출사면은 중간층의 정상면을 기준으로 하여 오목형상인 [A01]에 기재된 발광 소자.
[A16] 광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면과 접하여 있는 [A15]에 기재된 발광 소자.
[A17] 제1 피복층은 광로 제어 수단의 광출사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광출사면의 잔부를 덮는 [A15] 또는 [A16]에 기재된 발광 소자.
[A18] 광로 제어 수단은 부의 광학적 파워를 갖는 [A15] 내지 [A17]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A19] 광로 제어 수단은 오목 렌즈 부재로 이루어지고, 또는, 오목 렌즈형상인 [A15] 내지 [A17]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A20]≪제4 구성의 발광 소자≫
광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면을 향하여 오목형상인 [A01]에 기재된 발광 소자.
[A21] 광로 제어 수단의 광출사면은 평탄한 [A20]에 기재된 발광 소자.
[A22] 제1 피복층은 광로 제어 수단의 광입사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광입사면의 잔부를 덮는 [A20] 또는 [21]에 기재된 발광 소자.
[A23] 광로 제어 수단은 부의 광학적 파워를 갖는 [A20] 내지 [A22]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A24] 광로 제어 수단은 오목 렌즈 부재로 이루어지고, 또는, 오목 렌즈형상인 [A20] 내지 [A22]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A25] 공기의 굴절률을 nair로 했을 때, 광로 제어 수단의 광출사면이 중간층의 정상면을 기준으로 하여 오목형상인 경우,
nair<n0<n1<n2
를 만족하고, 광로 제어 수단의 광입사면이 중간층의 정상면을 향하여 오목형상인 경우,
nair<n0<n2<n1
를 만족하는 [A15] 내지 [A24]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A26] 광로 제어 수단의 광출사면이 중간층의 정상면을 기준으로 하여 오목형상인 경우,
0.15≤n1-n0≤0.30
0.25≤n2-n0≤0.50
0.10≤n2-n1≤0.30
를 만족하고, 광로 제어 수단의 광입사면이 중간층의 정상면을 향하여 오목형상인 경우,
0.15≤n2-n0≤0.30
0.25≤n1-n0≤0.50
0.10≤n1-n2≤0.30
를 만족하는 [A25]에 기재된 발광 소자.
[A27] 광로 제어 수단의 높이를 H0, 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단 사이의 최소 거리를 L0로 했을 때,
0≤L0/H0≤0.5
를 만족하는 [A01] 내지 [A26]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A28] 발광 소자의 크기를 1.00으로 했을 때, 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단 사이의 최소 거리(L0)는 0.1 이하인 [A01] 내지 [A27]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A29] 광로 제어 수단의 높이를 H0, 광로 제어 수단의 외면의 중간층측의 일부를 덮는 제1 피복층의 두께를 H1로 했을 때,
0.10≤H1/H0≤0.90
바람직하게는,
0.30≤H1/H0≤0.70
를 만족하는 [A01] 내지 [A28]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A30] 발광부는 유기 일렉트로루미네선스층을 포함하는 [A01] 내지 [A29]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A31] 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단과 광로 제어 수단은 접하여 있는 [A01] 내지 [A30]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A32] 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단과 광로 제어 수단은 이간되어 있는 [A01] 내지 [A30]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A33] 중간층에는 컬러 필터층이 포함되는 [A01] 내지 [A32]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A34] 광로 제어 수단 및 피복층보다도 광출사측에는 컬러 필터층이 형성되어 있는 [A01] 내지 [A32]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A35] 제1 피복층의 정상면은 평탄하고, 또는, 중간층을 향하여 움푹 패여 있는 [A01] 내지 [A34]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[B01]≪발광 소자: 제2 양태≫
발광부,
발광부를 덮는 중간층,
중간층의 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단 및
적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
발광부로부터 출사된 광은 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하고,
피복층은 제1 피복층 및 제2 피복층으로 구성되어 있고,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 외면의 중간층측의 일부를 덮고 있고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 외면의 잔부를 덮고 있고,
제1 피복층은 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있는 발광 소자.
[B02]≪발광 소자: 제3 양태≫
발광부,
발광부를 덮는 중간층,
중간층의 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단 및
적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
발광부로부터 출사된 광은 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하고,
피복층은 제1 피복층 및 제2 피복층으로 구성되어 있고,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 외면 중, 광로 제어 수단의 외연부측과 접하여 있고,
제2 피복층은 광로 제어 수단의 외면 중, 광로 제어 수단의 중앙부측과 접하여 있고,
광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르고, 또는,
제1 피복층은 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있는 발광 소자.
[C01]≪제1 구성의 발광 소자≫
광로 제어 수단의 광출사면은 중간층의 정상면을 기준으로 하여 볼록형상인 [B01] 또는 [B02]에 기재된 발광 소자.
[C02] 광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면과 접하여 있는 [C01]에 기재된 발광 소자.
[C03] 제1 피복층은 광로 제어 수단의 광출사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광출사면의 잔부를 덮는 [C01] 또는 [C02]에 기재된 발광 소자.
[C04] 제1 피복층은, 또한, 중간층을 덮는 [C03]에 기재된 발광 소자.
[C05] 광로 제어 수단은 정의 광학적 파워를 갖는 [C01] 내지 [C04]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C06] 광로 제어 수단은 볼록 렌즈 부재로 이루어지고, 또는, 볼록 렌즈형상인 [C01] 내지 [C04]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C07]≪제2 구성의 발광 소자≫
광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면을 향하여 볼록형상인 [B01] 또는 [B02]에 기재된 발광 소자.
[C08] 광로 제어 수단의 광출사면은 평탄한 [C07]에 기재된 발광 소자.
[C09] 제1 피복층은 광로 제어 수단의 광입사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광입사면의 잔부를 덮는 [C07] 또는 [C08]에 기재된 발광 소자.
[C10] 광로 제어 수단은 정의 광학적 파워를 갖는 [C07] 내지 [C09]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C11] 광로 제어 수단은 볼록 렌즈 부재로 이루어지고, 또는, 볼록 렌즈형상인 [C07] 내지 [C09]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C12] 공기의 굴절률을 nair로 했을 때, 광로 제어 수단의 광출사면이 중간층의 정상면을 기준으로 하여 볼록형상인 경우,
nair<n1<n2<n0
를 만족하고, 광로 제어 수단의 광입사면이 중간층의 정상면을 향하여 볼록형상인 경우,
nair<n2<n1<n0
를 만족하는 [C01] 내지 [C11]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C13] 광로 제어 수단의 광출사면이 중간층의 정상면을 기준으로 하여 볼록형상인 경우,
0.25≤n0-n1≤0.50
0.15≤n0-n2≤0.30
0.10≤n2-n1≤0.30
를 만족하고, 광로 제어 수단의 광입사면이 중간층의 정상면을 향하여 볼록형상인 경우,
0.25≤n0-n2≤0.50
0.15≤n0-n1≤0.30
0.10≤n1-n2≤0.30
를 만족하는 [C12]에 기재된 발광 소자.
[C14]≪제3 구성의 발광 소자≫
광로 제어 수단의 광출사면은 중간층의 정상면을 기준으로 하여 오목형상인 [B01] 또는 [B02]에 기재된 발광 소자.
[C15] 광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면과 접하여 있는 [C14]에 기재된 발광 소자.
[C16] 제1 피복층은 광로 제어 수단의 광출사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광출사면의 잔부를 덮는 [C14] 또는 [C15]에 기재된 발광 소자.
[C17] 광로 제어 수단은 부의 광학적 파워를 갖는 [C14] 내지 [C16]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C18] 광로 제어 수단은 오목 렌즈 부재로 이루어지고, 또는, 오목 렌즈형상인 [C14] 내지 [C16]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C19]≪제4 구성의 발광 소자≫
광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면을 향하여 오목형상인 [B01] 또는 [B02]에 기재된 발광 소자.
[C20] 광로 제어 수단의 광출사면은 평탄한 [C19]에 기재된 발광 소자.
[C21] 제1 피복층은 광로 제어 수단의 광입사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광입사면의 잔부를 덮는 [C19] 또는 [C20]에 기재된 발광 소자.
[C22] 광로 제어 수단은 부의 광학적 파워를 갖는 [C19] 내지 [C21]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C23] 광로 제어 수단은 오목 렌즈 부재로 이루어지고, 또는, 오목 렌즈형상인 [C19] 내지 [C21]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C24] 공기의 굴절률을 nair로 했을 때, 광로 제어 수단의 광출사면이 중간층의 정상면을 기준으로 하여 오목형상인 경우,
nair<n0<n1<n2
를 만족하고, 광로 제어 수단의 광입사면이 중간층의 정상면을 향하여 오목형상인 경우,
nair<n0<n2<n1
를 만족하는 [C14] 내지 [C23]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C25] 광로 제어 수단의 광출사면이 중간층의 정상면을 기준으로 하여 오목형상인 경우,
0.15≤n1-n0≤0.30
0.25≤n2-n0≤0.50
0.10≤n2-n1≤0.30
를 만족하고, 광로 제어 수단의 광입사면이 중간층의 정상면을 향하여 오목형상인 경우,
0.15≤n2-n0≤0.30
0.25≤n1-n0≤0.50
0.10≤n1-n2≤0.30
를 만족하는 [C24]에 기재된 발광 소자.
[C26] 광로 제어 수단의 높이를 H0, 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단 사이의 최소 거리를 L0으로 했을 때,
0≤L0/H0≤0.5
를 만족하는 [B01] 내지 [C25]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C27] 발광 소자의 크기를 1.00으로 했을 때, 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단 사이의 최소 거리(L0)는 0.1 이하인 [B01] 내지 [C26]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C28] 광로 제어 수단의 높이를 H0, 광로 제어 수단의 외면의 중간층측의 일부를 덮는 제1 피복층의 두께를 H1로 했을 때,
0.10≤H1/H0≤0.90
바람직하게는,
0.30≤H1/H0≤0.70
를 만족하는 [B01] 내지 [C27]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C29] 발광부는 유기 일렉트로루미네선스층을 포함하는 [B01] 내지 [C28]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C30] 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단과 광로 제어 수단은 접하여 있는 [B01] 내지 [C29]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C31] 인접하는 발광 소자를 구성하는 광로 제어 수단과 광로 제어 수단은 이간되어 있는 [B01] 내지 [C29의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C32] 중간층에는 컬러 필터층이 포함되는 [B01] 내지 [C31]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C33] 광로 제어 수단 및 피복층보다도 광출사측에는 컬러 필터층이 형성되어 있는 [B01] 내지 [C31]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[C34]
제1 피복층의 정상면은 평탄하고, 또는, 중간층을 향하여 움푹 패여 있는 [B01] 내지 [C33]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[D01]≪표시 장치: 제1 양태≫
제1 기판 및 제2 기판 및
제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 복수의 발광 소자를 구비한 표시 장치로서,
각 발광 소자는,
발광부,
발광부를 덮는 중간층,
중간층의 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단 및
적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
각 발광 소자에서, 발광부로부터 출사된 광은 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하고,
피복층은 제1 피복층 및 제2 피복층으로 구성되어 있고,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 외면의 중간층측의 일부를 덮고 있고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 외면의 잔부를 덮고 있고,
광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르고, 또는,
제1 피복층은 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있는 표시 장치.
[D02]≪표시 장치: 제2 양태≫
제1 기판 및 제2 기판 및
제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 복수의 발광 소자를 구비한 표시 장치로서,
각 발광 소자는,
발광부,
발광부를 덮는 중간층,
중간층의 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단 및
적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
각 발광 소자에서, 발광부로부터 출사된 광은 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하고,
피복층은 제1 피복층 및 제2 피복층으로 구성되어 있고,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 외면 중 광로 제어 수단의 외연부측과 접하여 있고,
제2 피복층은 광로 제어 수단의 외면 중 광로 제어 수단의 중앙부측과 접하여 있고,
광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르고, 또는,
제1 피복층은 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있는 표시 장치.
[D03]≪표시 장치: 제3 양태≫
제1 기판 및 제2 기판 및
제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 복수의 발광 소자를 구비한 표시 장치로서,
각 발광 소자는 [A01] 내지 [C34]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자로 이루어지는 표시 장치.
[E01] 발광부의 중심을 통과하는 법선과 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선 사이의 거리를 D0으로 했을 때, 표시 패널에 구비된 발광 소자의 적어도 일부에서, 거리(D0)의 값은 0이 아닌 [D03]에 기재된 표시 장치.
[E02] 기준점(P)이 상정되어 있고, 거리(D0)는 기준점(P)으로부터 발광부의 중심을 통과하는 법선까지의 거리(D1)에 의존하는 [E01]에 기재된 표시 장치.
[E03] 기준점(P)은 표시 패널 내에 상정되어 있는 [E01] 또는 [E02]에 기재된 표시 장치.
[E04] 기준점(P)은 표시 패널의 중심 영역에 위치하지 않는 [E03]에 기재된 표시 장치.
[E05] 복수의 기준점(P)이 상정되어 있는 [E03] 또는 [E04]에 기재된 표시 장치.
[E06] 기준점(P)이 1개 상정되어 있는 경우, 기준점(P)은 표시 패널의 중심 영역에는 포함되지 않고, 기준점(P)이 복수 상정되어 있는 경우, 적어도 1개의 기준점(P)은 표시 패널의 중심 영역에는 포함되지 않는 [E03]에 기재된 표시 장치.
[E07] 기준점(P)은 표시 패널의 외측에 상정되어 있는 [E01] 또는 [E02]에 기재된 표시 장치.
[E08] 복수의 기준점(P)이 상정되어 있는 [E07]에 기재된 표시 장치.
[E09] 각 발광 소자로부터 출사되고, 광로 제어 수단을 통과한 광은 표시 장치의 외부의 공간의 어떤 영역에 수속하는 [E01] 내지 [E08]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[E10] 각 발광 소자로부터 출사되고, 광로 제어 수단을 통과한 광은 표시 장치의 외부의 공간에서 발산하는 [E01] 내지 [E08]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[E11] 각 발광 소자로부터 출사되고, 광로 제어 수단을 통과한 광은 평행광인 [E01] 내지 [E06]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[E12] 기준점(P)이 설정되어 있고,
복수의 발광 소자는 제1의 방향 및 제1의 방향과는 다른 제2의 방향으로 배열되어 있고,
기준점(P)으로부터 발광부의 중심을 통과하는 법선까지의 거리를 D1로 하고, 거리(D0)의 제1의 방향 및 제2의 방향의 각각의 값을 D0-X, D0-Y로 하고, 거리(D1)의 제1의 방향 및 제2의 방향의 각각의 값을 D1-X, D1-Y로 했을 때,
D1-X의 변화에 대해 D0-X는 선형으로에 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y는 선형으로 변화하고, 또는,
D1-X의 변화에 대해 D0-X는 선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y는 비선형으로 변화하고, 또는,
D1-X의 변화에 대해 D0-X는 비선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y는 선형으로 변화하고, 또는,
D1-X의 변화에 대해 D0-X는 비선형으로 변화하고, D1-Y의 변화에 대해 D0-Y는 비선형으로 변화하는 [E01] 내지 [E11]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[E13] 기준점(P)이 설정되어 있고,
기준점(P)으로부터 발광부의 중심을 통과하는 법선까지의 거리를 D1로 했을 때, 거리(D1)의 값이 증가함에 따라, 거리(D0)의 값이 증가하는 [E01] 내지 [E12]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[E14] 광로 제어 수단의 광 입사측 또는 광출사측에는, 파장 선택부가 마련되어 있는 [E01] 내지 [E13]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[E15] 광로 제어 수단의 정사영상은 파장 선택부의 정사영상과 일치하고, 또는, 파장 선택부의 정사영상에 포함되는 [E14]에 기재된 표시 장치.
[E16] 거리(D0)의 값이 0이 아닌 발광 소자에서, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선과, 발광부의 중심을 통과하는 법선은 일치하고 있는 [E14] 또는 [E15]에 기재된 표시 장치.
[E17] 거리(D0)의 값이 0이 아닌 발광 소자에서, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선은 일치하고 있는 [E14] 또는 [E15]에 기재된 표시 장치.
[E18] 광로 제어 수단의 정사영상은 파장 선택부의 정사영상에 포함되고,
거리(D0)의 값이 0이 아닌 발광 소자에서, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선과, 발광부의 중심을 통과하는 법선은 일치하고 있는 [E14]에 기재된 표시 장치.
[E19] 광로 제어 수단의 정사영상은, 파장 선택부의 정사영상에 포함되고,
거리(D0)의 값이 0이 아닌 발광 소자에서, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선은 일치하고 있는 [E14]에 기재된 표시 장치.
[E20] 광로 제어 수단의 정사영상은 파장 선택부의 정사영상과 일치하고,
거리(D0)의 값이 0이 아닌 발광 소자에서, 파장 선택부의 중심을 통과하는 법선과, 광로 제어 수단의 중심을 통과하는 법선은 일치하고 있는 [E14]에 기재된 표시 장치.
[E21] 인접하는 발광 소자의 파장 선택부 사이에는 광 흡수층이 형성되어 있는 [E14] 내지 [E17]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[E22] 인접하는 광로 제어 수단 사이에는 광 흡수층이 형성되어 있는 [E01] 내지 [E21]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
10, 10R, 10G, 10B, 10W, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e: 발광 소자
11: 제1 기판
12: 제2 기판
20: 트랜지스터
21: 게이트 전극
22: 게이트 절연층
23: 채널 형성 영역
24: 소스/드레인 영역
25: 소자 분리 영역
26: 기체(층간 절연층)
27: 콘택트 플러그
28: 절연층
30: 발광부
31: 제1 전극
32: 제2 전극
33: 유기 일렉트로루미네선스층(발광층)
34: 중간층
35: 제1 피복층
36: 제2 피복층
37: 제1 피복층과 제2 피복층의 계면
38: 봉지 수지층
40: 광반사층
41: 층간 절연층
42: 하지막
50, 50': 광로 제어 수단
50": 광로 제어 수단(광 반사 부재)
51: 실시례 1의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광출사면(외면)
52: 실시례 1의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광입사면
53: 실시례 2의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광입사면(외면)
54: 실시례 2의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광출사면
55: 실시례 3의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광출사면(외면)
56: 실시례 3의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광입사면
57: 실시례 4의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광입사면(외면)
58: 실시례 4의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광출사면
60: 렌즈 부재 형성층
61: 레지스트 재료층
CF, CFR, CFG, CFB: 컬러 필터층
11: 제1 기판
12: 제2 기판
20: 트랜지스터
21: 게이트 전극
22: 게이트 절연층
23: 채널 형성 영역
24: 소스/드레인 영역
25: 소자 분리 영역
26: 기체(층간 절연층)
27: 콘택트 플러그
28: 절연층
30: 발광부
31: 제1 전극
32: 제2 전극
33: 유기 일렉트로루미네선스층(발광층)
34: 중간층
35: 제1 피복층
36: 제2 피복층
37: 제1 피복층과 제2 피복층의 계면
38: 봉지 수지층
40: 광반사층
41: 층간 절연층
42: 하지막
50, 50': 광로 제어 수단
50": 광로 제어 수단(광 반사 부재)
51: 실시례 1의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광출사면(외면)
52: 실시례 1의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광입사면
53: 실시례 2의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광입사면(외면)
54: 실시례 2의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광출사면
55: 실시례 3의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광출사면(외면)
56: 실시례 3의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광입사면
57: 실시례 4의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광입사면(외면)
58: 실시례 4의 발광 소자에서의 광로 제어 수단의 광출사면
60: 렌즈 부재 형성층
61: 레지스트 재료층
CF, CFR, CFG, CFB: 컬러 필터층
Claims (20)
- 발광부,
발광부를 덮는 중간층,
중간층의 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단 및
적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
발광부로부터 출사된 광은 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하고,
피복층은 제1 피복층 및 제2 피복층으로 구성되어 있고,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 외면의 중간층측의 일부를 덮고 있고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 외면의 잔부를 덮고 있고,
광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다른 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
광로 제어 수단의 광출사면은 중간층의 정상면을 기준으로 하여 볼록형상인 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제2항에 있어서,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 광출사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광출사면의 잔부를 덮는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제2항에 있어서,
광로 제어 수단은 정의 광학적 파워를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면을 향하여 볼록형상인 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제5항에 있어서,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 광입사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광입사면의 잔부를 덮는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제5항에 있어서,
광로 제어 수단은 정의 광학적 파워를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제2항 또는 제5항에 있어서,
공기의 굴절률을 nair로 했을 때, 광로 제어 수단의 광출사면이 중간층의 정상면을 기준으로 하여 볼록형상인 경우,
nair<n1<n2<n0
를 만족하고, 광로 제어 수단의 광입사면이 중간층의 정상면을 향하여 볼록형상인 경우,
nair<n2<n1<n0
를 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
광로 제어 수단의 광출사면은 중간층의 정상면을 기준으로 하여 오목형상인 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제9항에 있어서,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 광출사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광출사면의 잔부를 덮는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제9항에 있어서,
광로 제어 수단은 부의 광학적 파워를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
광로 제어 수단의 광입사면은 중간층의 정상면을 향하여 오목형상인 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제12항에 있어서,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 광입사면의 중간층측의 일부를 덮고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 광입사면의 잔부를 덮는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제12항에 있어서,
광로 제어 수단은 부의 광학적 파워를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제9항 또는 제12항에 있어서,
공기의 굴절률을 nair로 했을 때, 광로 제어 수단의 광출사면이 중간층의 정상면을 기준으로 하여 오목형상인 경우,
nair<n0<n1<n2
를 만족하고, 광로 제어 수단의 광입사면이 중간층의 정상면을 향하여 오목형상인 경우,
nair<n0<n2<n1
를 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
발광부는 유기 일렉트로루미네선스층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 발광부,
발광부를 덮는 중간층,
중간층의 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단 및
적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
발광부로부터 출사된 광은 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하고,
피복층은 제1 피복층 및 제2 피복층으로 구성되어 있고,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 외면의 중간층측의 일부를 덮고 있고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 외면의 잔부를 덮고 있고,
제1 피복층은 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 발광부,
발광부를 덮는 중간층,
중간층의 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단 및
적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
발광부로부터 출사된 광은 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하고,
피복층은 제1 피복층 및 제2 피복층으로 구성되어 있고,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 외면 중 광로 제어 수단의 외연부측과 접하여 있고,
제2 피복층은 광로 제어 수단의 외면 중 광로 제어 수단의 중앙부측과 접하여 있고,
광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르고, 또는,
제1 피복층은 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1 기판 및 제2 기판 및
제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 복수의 발광 소자를 구비한 표시 장치로서,
각 발광 소자는,
발광부,
발광부를 덮는 중간층,
중간층의 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단 및
적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
각 발광 소자에서, 발광부로부터 출사된 광은 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하고,
피복층은 제1 피복층 및 제2 피복층으로 구성되어 있고,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 외면의 중간층측의 일부를 덮고 있고,
제2 피복층은 제1 피복층 및 광로 제어 수단의 외면의 잔부를 덮고 있고,
광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르고, 또는,
제1 피복층은 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제1 기판 및 제2 기판 및
제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 복수의 발광 소자를 구비한 표시 장치로서,
각 발광 소자는,
발광부,
발광부를 덮는 중간층,
중간층의 위 또는 상방에 마련된 광로 제어 수단 및
적어도 광로 제어 수단을 덮는 피복층으로 구성되어 있고,
각 발광 소자에서, 발광부로부터 출사된 광은 중간층을 통과하고, 광로 제어 수단에 입사하고, 광로 제어 수단으로부터 출사하고,
피복층은 제1 피복층 및 제2 피복층으로 구성되어 있고,
제1 피복층은 광로 제어 수단의 외면 중 광로 제어 수단의 외연부측과 접하여 있고,
제2 피복층은 광로 제어 수단의 외면 중 광로 제어 수단의 중앙부측과 접하여 있고,
광로 제어 수단을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n0)과, 제1 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n1)과, 제2 피복층을 구성하는 재료의 굴절률의 값(n2)은 다르고, 또는,
제1 피복층은 제2 피복층을 구성하는 재료와는 다른 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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