專利名稱：發(fā)光元件、發(fā)光型顯示裝置和照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光元件、把該發(fā)光元件配置成矩陣狀并控制發(fā)光動(dòng)作來(lái)進(jìn)行顯示的發(fā)光型顯示裝置和照明裝置。
背景技術(shù)：
有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode)元件是通過(guò)向由有機(jī)膜構(gòu)成的發(fā)光層注入正負(fù)電荷來(lái)把電能變換為光能進(jìn)行發(fā)光的元件。作為發(fā)光元件具備有機(jī)發(fā)光二極管元件的發(fā)光型顯示裝置(以下稱為“OLED顯示器”)與液晶顯示裝置代表的非發(fā)光型顯示裝置不同，因?yàn)槭亲园l(fā)光型，所以不需要后照光等輔助光源，從而成為薄型且重量輕。而且OLED顯示器具有視野角寬廣、顯示的響應(yīng)速度快這樣的特征。
OLED的結(jié)構(gòu)是在襯板上依次疊層由空穴輸送層、發(fā)光層、電子輸送層、光反射性的金屬構(gòu)成的反射電極。如果在透明電極與反射電極之間施加直流電壓，則從發(fā)光層產(chǎn)生規(guī)定波長(zhǎng)的光。從發(fā)光層射出的光的一部分通過(guò)透明電極被觀察者觀察到。但是，此時(shí)射出到與疊層面大致平行方向的光，和在各層的界面上光的入射角度比臨界角大的光被波導(dǎo)到和疊層面平行的方向上，因?yàn)槲瓷涑龅接^察者一側(cè)，所以存在著作為顯示光不能有效利用這樣的問(wèn)題。
一般來(lái)說(shuō)，光取出效率(相對(duì)于從發(fā)光層射出的發(fā)光量而從元件取出到觀看者一側(cè)的光量的比率)如果按照古典光學(xué)來(lái)估算，據(jù)說(shuō)是20％左右，從發(fā)光層射出的大部分光在與疊層面平行的方向上進(jìn)行波導(dǎo)，從而造成損失。因此，為了實(shí)現(xiàn)在低消耗電力下明亮的OLED顯示器，重要的是降低波導(dǎo)損失，提高光取出效率。
對(duì)于該問(wèn)題，在專利文獻(xiàn)1中公開了這樣的有源矩陣型發(fā)光元件，即，在具有被設(shè)置成矩陣狀的發(fā)光層、向發(fā)光層提供電子或者空穴的透明導(dǎo)電層、形成有控制發(fā)光層的發(fā)光的矩陣控制電路的TFT襯板的有源矩陣型發(fā)光元件中，其特征在于在和透明導(dǎo)電層的發(fā)光層相反一側(cè)的面上設(shè)置折射率在1.01～1.3范圍的低折射率層。
另外，在專利文獻(xiàn)2、3中公開了一種有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光元件，在具有在陽(yáng)極和陰極間包含發(fā)光層的一層以上的有機(jī)層的有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光元件中，其特征在于在抑制元件界面上的全反射的位置上形成衍射光柵或者波帶片。
專利文獻(xiàn)1-特開2002-278477號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2-特公2991183號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3-特開2003-163075號(hào)公報(bào)但是，低折射率層的折射率是在一般的物質(zhì)中不能實(shí)現(xiàn)的低折射率，在專利文獻(xiàn)1中通過(guò)使用硅石氣凝膠這種特殊材料實(shí)現(xiàn)。在該硅石氣凝膠的制作中，需要特殊的制作方法，存在制作困難的問(wèn)題。
另外，當(dāng)使用以往的衍射光柵的情況下，在未設(shè)置衍射光柵的情況下，因?yàn)橥高^(guò)元件界面的光也被衍射光柵衍射，所以根據(jù)波長(zhǎng)、視角引起光量變化。另外，存在著由于外光也被衍射而在衍射光柵上衍射的光的偏振光狀態(tài)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致對(duì)比度下降這樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題的存在，本發(fā)明的目的在于使用簡(jiǎn)單的制作方法來(lái)提高用于把從發(fā)光層射出的光高效率地取出到外部的光取出效率。
另外，本發(fā)明的目的在于提供一種抑制對(duì)比度下降并且提高光取出效率的發(fā)光型顯示裝置及照明裝置。
本發(fā)明的構(gòu)成是，在具有第1電極、第2電極、配置在它們之間的發(fā)光層，把來(lái)自發(fā)光層的發(fā)光的一部分作為發(fā)射光取出的發(fā)光元件中，在取出發(fā)射光的方向上依次配置第1電極、取出發(fā)射光的光取出層、發(fā)光層和是比光取出層的平均折射率還低的折射率的低折射率層。
另外，其構(gòu)成是在取出發(fā)射光的方向上依次配置第1電極、具有比發(fā)光層的平均折射率低的折射率的光取出層，光取出層具有親水性。
另外，其構(gòu)成是在取出發(fā)射光的方向上依次配置第1電極、取出發(fā)射光的光取出層、作為比發(fā)光層的平均折射率低的折射率的低折射率層，光取出層具有周期性構(gòu)造。
另外，其構(gòu)成是在取出發(fā)射光的方向上依次配置第1電極、具有比第1電極的平均折射率高的折射率的高折射率層、取出發(fā)射光的光取出層，光取出層的平均折射率比發(fā)光層的平均折射率低。
另外，其構(gòu)成是在取出發(fā)射光的方向上依次配置第1電極、取出發(fā)射光的光取出層、以及具有比發(fā)光層的平均折射率低的折射率的低折射率層，光取出層包含金屬層。
另外，其構(gòu)成是在取出從發(fā)光層發(fā)射的光的方向上依次配置第1電極、具有比發(fā)光層的平均折射率低的平均折射率的光取出層，光取出層是光散射層。
另外，其構(gòu)成是在取出從發(fā)光層發(fā)射的光的方向上依次配置第1電極、取出發(fā)射光的光取出層，光取出層的平均折射率在1.1以上1.5以下。
另外，其構(gòu)成是在取出從發(fā)光層發(fā)射的光的方向上依次配置第1電極、具有空孔的第1光取出層、具有空孔，和第1光取出層折射率不同的第2光取出層，第1光取出層的空孔的平均直徑第2光取出層的空孔的平均直徑小。
另外，其構(gòu)成是在第1光取出層中的空孔占有的比例比在第2光取出層中的空孔的占有比例小。
另外，其構(gòu)成是在具有多個(gè)，各自具備具有配置在第1電極與第2電極之間的發(fā)光層的發(fā)光元件，多個(gè)發(fā)光元件被配置成矩陣狀，相對(duì)發(fā)光層在取出從發(fā)光層發(fā)射的光的一側(cè)具有圓偏振光板，控制發(fā)光元件的發(fā)光動(dòng)作進(jìn)行顯示的發(fā)光型顯示裝置中，在取出發(fā)射的光的方向上依次配置第1電極、取出發(fā)射光的光取出層、作為比發(fā)光層和光取出層的平均折射率低的折射率層的低折射率層，光取出層在可見光下大致透明，在光取出層的可見波長(zhǎng)中的光散射比在紫外波長(zhǎng)下的光散射還小。
另外，其構(gòu)成是在取出發(fā)射的光的方向上依次配置第1電極、取出發(fā)射光的光取出層、作為比發(fā)光層和光取出層的平均折射率低的折射率的低折射率層，第2電極對(duì)可見波長(zhǎng)是低反射率。
另外，其構(gòu)成是至少具備一個(gè)發(fā)光元件，在使用來(lái)自發(fā)光元件的發(fā)光照明的照明裝置中，該發(fā)光元件具有第1電極、第2電極、配置在上述第1電極和上述第2電極之間的發(fā)光層，在取出發(fā)射光的方向上依次配置第1電極、取出發(fā)射光的光取出層、作為比發(fā)光層和光取出層的平均折射率低的折射率的低折射率層。
本發(fā)明可以用簡(jiǎn)易的制作方法制作，并且可以提高用于把從發(fā)光層射出的光高效率地取出到外部的光取出效率。
另外，提供一種可以抑制對(duì)比度下降，并且可以提高光取出效率的發(fā)光型顯示裝置以及照明裝置。


圖1是表示本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方法的剖面圖。
圖2是說(shuō)明入射到實(shí)施例1的發(fā)光元件上的外光的圖。
圖3是表示使用了實(shí)施例1的發(fā)光元件的發(fā)光型顯示裝置的實(shí)施方法的剖面圖。
圖4是表示使用了實(shí)施例1的發(fā)光元件的發(fā)光型顯示裝置的實(shí)施方法的剖面圖。
圖5是表示使用了實(shí)施例1的發(fā)光元件的發(fā)光型顯示裝置的實(shí)施方法的剖面圖。
圖6是表示使用了實(shí)施例1的發(fā)光元件的發(fā)光型顯示裝置整體的圖。
圖7使用了實(shí)施例1的發(fā)光元件的發(fā)光型顯示裝置的有源矩陣的等價(jià)電路圖。
圖8是表示本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方法的剖面圖。
圖9是表示本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方法的剖面圖。
圖10是表示本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方法的剖面圖。
圖11是表示本發(fā)明的發(fā)光型顯示裝置的實(shí)施方法的剖面圖。
圖12是表示本發(fā)明的發(fā)光型顯示裝置的實(shí)施方法的剖面圖。
圖13是表示本發(fā)明的發(fā)光型顯示裝置的實(shí)施方法的剖面圖。
圖14是表示本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方法的剖面圖。
圖15是表示本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方法的剖面圖。
圖16是表示本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方法的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的發(fā)光元件、顯示裝置以及照明裝置為了提高光取出效率，而設(shè)置把從光發(fā)射層射出并在與疊層面大致平行的方向上進(jìn)行波導(dǎo)的波導(dǎo)模式變換為發(fā)射模式的光取出裝置。
另外，本發(fā)明的發(fā)光元件、顯示裝置以及照明裝置通過(guò)設(shè)置波長(zhǎng)以下的微細(xì)的隨機(jī)構(gòu)造或者具有周期構(gòu)造的光取出構(gòu)造，可以采用變換為不波導(dǎo)而從發(fā)光元件直接取出的透過(guò)模式以及降低對(duì)可見波長(zhǎng)外光的影響，并且把波導(dǎo)模式變換為發(fā)射模式。
圖1是本發(fā)明的發(fā)光元件一實(shí)施例的剖面圖。
本實(shí)施例的發(fā)光元件是從和襯板6相反方向取出光的，所謂頂發(fā)射型的有機(jī)發(fā)光二極管(以下，稱為OLED)元件。在被形成在襯板6上，還具有反射膜功能的發(fā)射電極300上，形成構(gòu)成OLED元件的有機(jī)層100。在有機(jī)層100上形成透明電極200，在透明電極200和反射電極300上施加直流電壓，如果流過(guò)電流，則從有機(jī)層100發(fā)出與規(guī)定顏色對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的光。透明電極200和反射電極300一方作為陽(yáng)極功能，另一方作為陰極功能。在該說(shuō)明透明電極200作為陽(yáng)極功能，反射電極300作為陰極功能的情況。在有機(jī)層100上在陽(yáng)極和陰極之間從陰極一側(cè)開始順序疊層配置電子輸送層101、發(fā)光層102、空穴輸送層103這三層。有機(jī)層100的構(gòu)成不限于3層，也可以是在陽(yáng)極和空穴輸送層之間進(jìn)一步設(shè)置空穴注入層的4層構(gòu)造，和用1層間作發(fā)光層和電子輸送層的2層構(gòu)造。以下把包含被形成在構(gòu)成OLED元件的陰極和陽(yáng)極之間的發(fā)光層的薄膜層只稱為有機(jī)層100。
在透明電極200上形成作為光取出層功能的納米構(gòu)造層400，設(shè)置間隙81，使用透明密封板90密封有機(jī)層100。在透明密封板90上，當(dāng)把本發(fā)光元件用于發(fā)光型顯示裝置的情況下，為了抑制發(fā)光型顯示裝置的對(duì)比度下降，配置疊層有1/4波長(zhǎng)板700、偏振光板600的圓偏振光板710。通過(guò)設(shè)置圓偏振光板710，抑制在發(fā)射電極300上反射的外光908向外部射出，抑制對(duì)比度下降。
在本實(shí)施例中，作為納米構(gòu)造層400使用這樣的膜，它具有使在來(lái)自有機(jī)層100的發(fā)光中是發(fā)射模式的透過(guò)光900幾乎沒有影像地透過(guò)，對(duì)于被封閉在透明電極200或者有機(jī)層100中波導(dǎo)的波導(dǎo)模式的波導(dǎo)光904具有作為散射層功能的波長(zhǎng)以下的構(gòu)造。作為納米構(gòu)造層400，希望在母材料中分散波長(zhǎng)以下的微細(xì)空孔或者微粒子，希望使用對(duì)于可見光的平均折射率比透明電極200或者有機(jī)層100還小的層。
在此，說(shuō)明與納米構(gòu)造層400的光取出有關(guān)的功能。在有機(jī)層100上發(fā)光，入射到透明電極200和納米構(gòu)造層400的界面以及以比納米構(gòu)造層400和間隙81的界面上的臨界角還小的入射角度入射的光，順序透過(guò)透明電極200、納米構(gòu)造層400，作為透過(guò)光900由發(fā)光元件發(fā)射。剩余的光因?yàn)橥该麟姌O200以及有機(jī)層100的折射率高，所以被封閉在這些層中波導(dǎo)。在以往的OLED顯示器上，該波導(dǎo)光904的比例多，成為光取出效率低的主要原因。因此，在本實(shí)施例中，用納米構(gòu)造層400使該波導(dǎo)光904散射，提高了光取出效率。因?yàn)榧{米構(gòu)造層400的折射率低，所以波導(dǎo)光904在透明電極200或者有機(jī)層100內(nèi)進(jìn)行波導(dǎo)，而進(jìn)行波導(dǎo)時(shí)波導(dǎo)光904的一部分作為迅衰(エバネツセント)光滲透到構(gòu)造層400內(nèi)。該迅衰(エバネツセント)波的波長(zhǎng)λe，如果把高折射率介質(zhì)的折射率設(shè)置為n1，把低折射率介質(zhì)的折射率設(shè)置為n2，則表示為[式1]。
λe=n2n1sinθ1λ2=λ0n1sinθ1---(1)]]>在本實(shí)施例中，n1表示透明電極200的折射率，n2表示納米構(gòu)造層400的折射率。另外，λ0表示真空中的波長(zhǎng)，如果把高折射率介質(zhì)中的波長(zhǎng)設(shè)置為λ1，把低折射率介質(zhì)中的波長(zhǎng)設(shè)置λ2，則可以表示為[式2]。

λ0＝n1λ1＝n2λ2…(2)迅衰波因?yàn)楸硎緮?shù)學(xué)上與界面垂直方向的波數(shù)是虛數(shù)，所以如(1)所示那樣波長(zhǎng)λe比在真空中的波長(zhǎng)λ0還短。波長(zhǎng)以下的構(gòu)造引起的散射用瑞利散射表示，瑞利散射引起的散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的4次方成反比。因此，滲透到納米構(gòu)造層400的迅衰波因納米構(gòu)造層400的微細(xì)構(gòu)造而受到強(qiáng)烈光散射，作為散射光902被變換為發(fā)射模式，被取出到外面。此時(shí)，如以下說(shuō)明的那樣在顯示裝置中為了不使對(duì)比度下降，希望透過(guò)光900幾乎不受到散射。在本實(shí)施方式中，控制納米構(gòu)造層400的散射體的尺寸，使得對(duì)于透過(guò)光900幾乎沒有影像，可以更強(qiáng)地散射波導(dǎo)光902的迅衰波取出。
在納米構(gòu)造層400內(nèi)，透過(guò)光900和被漸近于零化的(evanescent)的波導(dǎo)光904的散射剖面積的比因?yàn)榇笾率?n2/n1)4，所以迅衰波散射大，為了減小透過(guò)光900的散射，希望增大n1，減小n2。而且，如果n2大則因?yàn)樵诩{米層400中散射的散射光再次因全反射而被封閉在納米構(gòu)造層400內(nèi)，所以為了抑制該封閉，希望n2小。因此，作為納米構(gòu)造層400特別希望的形態(tài)是通過(guò)分散微小的空孔減小平均折射率的構(gòu)造。
以下，表示迅衰波的強(qiáng)度是1/e2的厚度的迅衰波的侵入深度zd表示為[公式3]。
zd=λ12π[sin2θ1-(n2n1)2]1/2=λ22π[(λ2λe)-1]1/2---(3)]]>在納米構(gòu)造層400中，從透明電極200用大致在該侵入深度內(nèi)的散射體散射迅衰波并取出。這樣，如果入射角度增大則侵入深度減小，而因?yàn)楸妊杆ゲǖ牟ㄩL(zhǎng)還短，散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的4次方成反比地增大，所以特別是入射角度大的光線受到強(qiáng)烈的光散射。另外，入射角度大的光線和散射層相互作用的時(shí)間也長(zhǎng)。由此，表示在界面附近上的散射體的分布特別重要。因此，散射體不需要在納米構(gòu)造層400全體中均勻存在，只要在該侵入深度的范圍中有光散射體即可。特別是因?yàn)橥ㄟ^(guò)在θ2＝90°時(shí)的侵入深度z90處的光散射體作用光而受到強(qiáng)烈的光散射，[公式4]z90=λ02π[n12-n22]1/2---(4)]]>所以希望在與透明電極200連接的該侵入深度的范圍中有許多光散射體。
為了提高采用納米構(gòu)造層400的光取出效率，希望納米構(gòu)造層400的散射強(qiáng)度強(qiáng)，而另一方面，希望對(duì)透過(guò)光900散射小。為了減小對(duì)透過(guò)光900的散射，希望納米構(gòu)造層400的膜厚度薄。為了散射在納米構(gòu)造層400中產(chǎn)生的迅衰波，納米構(gòu)造層400的膜厚度只要是由(4)式求得的侵入深度的數(shù)倍即可，希望是5倍左右，更希望是3倍左右。另外，也可以是在由(4)式求得的侵入深度以下，如上所述因?yàn)樵诮缑嫔系纳⑸浯?，所以只要在侵入深度?/2以上就有效果。
納米構(gòu)造層400對(duì)于作為波導(dǎo)光904波導(dǎo)的全光能量，漸近于零(evanescent)化的比例越大，散射波導(dǎo)光904的效果越大。因此，希望波導(dǎo)層薄，進(jìn)一步希望折射率高。因此，透明電極200希望折射率比有機(jī)層100還高，并希望具有需要的電阻，薄至光干涉引起的顏色變化不成問(wèn)題?；蛘咴谕该麟姌O200和納米構(gòu)造層400之間，也可以形成薄的比透明電極200折射率高的膜。
而且，希望納米構(gòu)造層400在光取出一側(cè)光散射強(qiáng)烈，例如，希望包含空孔的母材料部分形成網(wǎng)格使得可以波導(dǎo)。
納米構(gòu)造層400因?yàn)槭蔷哂胁ㄩL(zhǎng)以下的構(gòu)造的介質(zhì)，所以在可見波長(zhǎng)中看作具有光學(xué)性平均折射率的一樣的介質(zhì)。當(dāng)可以測(cè)定納米構(gòu)造層400的折射率情況下，只要使用作為n2測(cè)定的值即可。平均折射率的測(cè)定只要使用偏振光分析測(cè)定法、棱鏡耦合器等的折射率測(cè)定裝置即可?；蛘撸褂梅止夤舛扔?jì)測(cè)定透過(guò)率·反射率，也可以從它們中帶入計(jì)算式求。另外，也可以從反射光譜或者透過(guò)光譜的干涉圖案中求得。當(dāng)不能測(cè)定的情況下，也可以使用平均介質(zhì)近似[式5]計(jì)算出的值。
vAϵA-ϵmϵA+2ϵm+vBϵB-ϵmϵB+2ϵm=O---(5)]]>VA、VB分別表示介質(zhì)A以及介質(zhì)B的體積分率，εA、εB分別表示介質(zhì)A以及介質(zhì)B的介電常數(shù)。各個(gè)介電常數(shù)ε只要根據(jù)折射率n，從[式6]求即可。
n=ϵ---(6)]]>當(dāng)是納米構(gòu)造層400的情況下，只要把母材和空孔分別設(shè)置為介質(zhì)A以及介質(zhì)B即可。但是，納米構(gòu)造層400不需要納米構(gòu)造層400全體是光學(xué)性均勻，可以在和透明電極200的界面上的光散射性強(qiáng)，另外也具有折射率各向異性。當(dāng)具有折射率各向異性的情況下，希望與界面平行的方向的折射率比垂直方向還小。即使在有這些折射率分布的情況下，只要納米構(gòu)造層400的平均折射率設(shè)置為全體的平均折射率即可。
另外，可以設(shè)置成發(fā)光層102的折射率，也可以設(shè)置成發(fā)光層102單體的折射率，另外也可以使用有機(jī)層100的平均折射率。構(gòu)成有機(jī)層100的膜，膜厚度薄，在單層中的折射率的評(píng)價(jià)困難，另外，這是因?yàn)殡娮虞斔蛯?01、發(fā)光層102、空穴輸送層103的折射率的差不太大的緣故。
一般來(lái)說(shuō)，有機(jī)層100的折射率是1.7～1.8左右，透明電極200的折射率是1.8～2.1左右。另外，如上所述作為納米構(gòu)造層400，折射率小的一方對(duì)光取出效率提高的效果大。因此，在可見波長(zhǎng)中，從式(4)求得的侵入深度z90因?yàn)樵?0nm以下，所以納米構(gòu)造層400的厚度在400nm以下，特別希望在240nm以下。另外，如果是40nm以上，希望是80nm以上，則具有作為充分的光取出層功能。
這樣，當(dāng)設(shè)置有薄的納米層400的情況下，如果不設(shè)置間隙81而把透明密封板90直接粘貼在納米構(gòu)造層400上，則迅衰波與透明密封板90隧道耦合，引起在透明密封板90上透過(guò)。該透過(guò)光在透明密封板90內(nèi)成為波導(dǎo)光，無(wú)助于取出光。因此，當(dāng)未設(shè)置間隙81的情況下，需要把納米構(gòu)造層400設(shè)置成與迅衰波的侵入深度相比充分厚，為了對(duì)透過(guò)光900減小光散射，需要減小納米構(gòu)造層400的光散射性。因此，迅衰波的光散射弱，光取出效率提高的效果弱。這在低發(fā)射構(gòu)造中也一樣，本實(shí)施例在頂發(fā)射構(gòu)造中當(dāng)設(shè)置間隙81等的低折射率層的情況下效果特別大。
即，間隙81是具有作為低折射率層功能的間隙，如果把間隙81的折射率設(shè)置為n3，把有機(jī)層100或者發(fā)光層102的折射率設(shè)置為ne，則希望以下關(guān)系，n1＞n2＞n3而且希望設(shè)置成以下關(guān)系。
ne＞n2把本實(shí)施例的發(fā)光元件配置成矩陣狀構(gòu)成象素，通過(guò)切換顯示每個(gè)象素顯示圖像，可以構(gòu)成發(fā)光型顯示裝置。而且，本實(shí)施例的發(fā)光元件還可以作為照明裝置使用，當(dāng)作為照明裝置使用的情況下只要整個(gè)一并點(diǎn)亮即可?；蛘撸词乖谡彰餮b置中也分割為小區(qū)域，也可以對(duì)每個(gè)區(qū)域開關(guān)或者進(jìn)行光量的調(diào)整。另外，當(dāng)作為照明裝置使用的情況下，也可以使用圓偏振光板710。
以下，說(shuō)明把本實(shí)施例的發(fā)光元件用于發(fā)光型顯示裝置的情況。
首先，說(shuō)明本實(shí)施例的發(fā)光型顯示裝置的象素構(gòu)造。
圖3是1象素附近的模式剖面圖。圖4是用于說(shuō)明上述發(fā)光型顯示裝置1中的象素平面構(gòu)造的一部分的模式平面圖，圖3是表示沿著圖4上的A-A’線的剖面構(gòu)造的1象素附近的模式平面圖。圖5也是表示本發(fā)明的發(fā)光型顯示裝置的局部剖面的模式剖面圖，表示分開涂抹在發(fā)射紅色光的有機(jī)層100R、發(fā)射綠色光的有機(jī)層100G、發(fā)射藍(lán)色光的有機(jī)層100B上的狀態(tài)。用并列配置表示的由紅色發(fā)光象素60R、綠色發(fā)光象素60G、藍(lán)色發(fā)光象素60B構(gòu)成的3個(gè)象素構(gòu)成1個(gè)彩色1象素，通過(guò)加法混色這些3個(gè)象素發(fā)光的各顏色光，顯示規(guī)定的顏色。而且，這些象素60R、60G、60B都稱為單位象素，或者副象素，當(dāng)是單色顯示裝置的情況下，單位象素為單色1象素。
本實(shí)施例的發(fā)光型顯示裝置是具有由薄膜晶體管構(gòu)成的開關(guān)元件以及發(fā)光二極管元件的有源矩陣驅(qū)動(dòng)型的OLED顯示裝置，是和形成有機(jī)發(fā)光二極管元件70的襯板6從相反方向取出光的，所謂頂發(fā)射型的OLED顯示裝置。
參照?qǐng)D3以及圖4說(shuō)明發(fā)光型顯示裝置1的1象素附近的構(gòu)造。該發(fā)光型顯示裝置在由玻璃等的絕緣性材料構(gòu)成的表面平坦的襯板6上具備由薄膜晶體管構(gòu)成的開關(guān)元件。構(gòu)成象素電路的驅(qū)動(dòng)晶體管10和開關(guān)晶體管30等的開關(guān)元件由聚硅薄膜晶體管構(gòu)成。聚硅薄膜晶體管在源漏區(qū)域13、17和包含通道聚硅層14等的聚硅層上具有柵極絕緣膜16、柵極電極層15、第1層間絕緣膜18、源·漏電極層19、第2層間絕緣膜20。
另外，在聚硅薄膜晶體管和襯板6之間為了從襯板6向聚硅層14以及柵極絕緣膜16摻雜Na和K等的離子具有由SiNx膜構(gòu)成的第1基底膜11，而且，在第1基底膜11和聚硅層之間具有由SiOx膜構(gòu)成的第2基底膜12。
形成開關(guān)晶體管30、驅(qū)動(dòng)晶體管10、數(shù)據(jù)線7、柵極線8、共用電位配線9等的非發(fā)光區(qū)域、第3層間絕緣膜21。在還作為光發(fā)射面功能的反射電極300上形成有機(jī)層100。有機(jī)層100被形成為在反射電極300上覆蓋象素，但在發(fā)光區(qū)域61以外的區(qū)域中用第3層間絕緣膜21和透明電極200隔離。
圖6是模式化表示發(fā)光型顯示裝置1的全體布局的方框圖，圖7是構(gòu)成在該顯示單元2上的有源矩陣等效電路圖。
如圖6(a)所示，發(fā)光型顯示裝置1在由玻璃等的透明的絕緣性材料構(gòu)成的襯板6的大致中央部分上設(shè)置顯示單元2。在顯示單元2的上側(cè)上設(shè)置對(duì)數(shù)據(jù)線7輸出圖像信號(hào)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路3，在左側(cè)上設(shè)置對(duì)柵極線8輸出掃描信號(hào)的掃描驅(qū)動(dòng)電路4。這些驅(qū)動(dòng)電路3、4由以采用N通道型和P通道型的薄膜晶體管(TFT)的互補(bǔ)型電路構(gòu)成的移位寄存器電路，電平移位器電路、模擬開關(guān)電路等構(gòu)成。而且，發(fā)光型顯示裝置1如圖6(b)所示用腳5支撐，可以作為電視影像、計(jì)算機(jī)圖像等的監(jiān)視裝置使用，另外，也可以內(nèi)置電視高頻頭，單獨(dú)作為電視機(jī)使用。
發(fā)光型顯示裝置1和有源矩陣驅(qū)動(dòng)型的液晶顯示裝置一樣，在襯板6上設(shè)置多條柵極線、在相對(duì)該柵極線的延長(zhǎng)方向交叉的方向上延伸的多條數(shù)據(jù)線，如圖7所示在m條柵極線G1、G2、...、Gm和n條數(shù)據(jù)線D1、D2、...Dn的交叉位置上把象素60配置成矩陣狀。
各象素由有機(jī)發(fā)光二極管元件70；儲(chǔ)存容量40；由柵極電極與柵極線連接，源漏電極的一方與數(shù)據(jù)線連接，另一方與儲(chǔ)存容量40連接的P通道型的TFT構(gòu)成的開關(guān)晶體管30；由柵極電極與該儲(chǔ)存容量40連接，源極電極與在和上述數(shù)據(jù)線相同方向上延伸的共用電位配線9連接，漏極電極與有機(jī)發(fā)光二極管元件70的一電極連接的N通道型的TFT構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)晶體管10構(gòu)成。另外，有機(jī)發(fā)光二極管元件70的另一電極與全部象素共用的電流供給線連接被保持在一定的電位Va。
以下參照?qǐng)D7說(shuō)明各象素的驅(qū)動(dòng)。象素的驅(qū)動(dòng)從第1行的柵極線G1開始順序提供導(dǎo)通電壓，在1幀期間內(nèi)對(duì)m行的柵極線順序提供該電壓(掃描信號(hào))。如果通過(guò)該掃描信號(hào)開關(guān)晶體管30變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，則從數(shù)據(jù)線經(jīng)由開關(guān)晶體管30把圖像信號(hào)寫入儲(chǔ)存容量40。即，在該驅(qū)動(dòng)方案中向某一柵極線提供導(dǎo)通電壓期間，與該數(shù)據(jù)線連接的開關(guān)晶體管30全部處于導(dǎo)通狀態(tài)，與其同步向n列的數(shù)據(jù)線提供數(shù)據(jù)電壓。
數(shù)據(jù)電壓在把導(dǎo)通電壓提供給數(shù)據(jù)線期間被儲(chǔ)存在儲(chǔ)存容量40中，驅(qū)動(dòng)晶體管10的柵極電極即使在開關(guān)晶體管30處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，也由儲(chǔ)存容量40在1幀期間大致保持在與圖像信號(hào)相當(dāng)?shù)碾娢簧?。?chǔ)存容量40的電壓值規(guī)定驅(qū)動(dòng)晶體管10的柵極電壓，由此流過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管10的電流值被控制，控制有機(jī)發(fā)光二極管元件70的發(fā)光。發(fā)光停止通過(guò)把驅(qū)動(dòng)晶體管10設(shè)置為截止?fàn)顟B(tài)實(shí)現(xiàn)。
即，與在對(duì)應(yīng)于要控制發(fā)光量的象素的柵極線上施加導(dǎo)通電壓同步，通過(guò)經(jīng)由數(shù)據(jù)線施加與圖像信息對(duì)應(yīng)的電壓，可以控制象素的發(fā)光量。因此，通過(guò)根據(jù)圖像信息控制構(gòu)成顯示單元2的多個(gè)象素的發(fā)光量可以顯示所希望的圖像。而且，從在有機(jī)發(fā)光二極管元件上流過(guò)電流后到開始發(fā)光的響應(yīng)時(shí)間因?yàn)橥ǔＴ?μs以下，所以可以使運(yùn)動(dòng)快速的圖像沒有延遲地顯示。
作為具有陰極功能的透明電極200只要使用功函數(shù)高的透明的電極材料即可，例如ITO(Indium tin oxide)適宜。另外，還可以使用InZnO。
在作為具有陰極功能的反射電極300中可以使用功函數(shù)低的Al、Mg、Mg-Ag合金和Al-Li合金等。當(dāng)把反射電極300設(shè)置成Al單體的情況下因?yàn)轵?qū)動(dòng)電壓高，壽命短，所以在和有機(jī)層100的界面上插入極薄的Li化合物(氧化鋰Li2O，氟化鋰LiF等)也可以得到與Al-Li匹敵的特性。另外，通過(guò)用鋰和鍶等的反映性高的金屬摻雜與陰極連接的部分的有機(jī)層100，也可以降低驅(qū)動(dòng)電壓。而且，用光反射率高的材料構(gòu)成反射電極300是希望把從有機(jī)等100發(fā)射出的光高效率地取出到顯示裝置外部的緣故。而且，反射電極300是把入射的圓偏振光作為旋轉(zhuǎn)方向相反的圓偏振光反射的鏡面狀的光反射面這一點(diǎn)，是希望降低外光反射，以及提高把從有機(jī)層100發(fā)射的光取出到顯示裝置外部的光的利用效率，即把從有機(jī)層100發(fā)射出的光取出到觀測(cè)者10000一側(cè)的光利用效率。
在本實(shí)施例中，反射電極300除了作為電極功能外，還具有作為設(shè)置在有機(jī)層100的背面上的光反射面的功能，還兼具有反射層和電極層的功能。但是，其構(gòu)成也可以是不間作反射層和電極層，而在設(shè)置反射電極300的位置上配置由適宜地控制功函數(shù)的透明的導(dǎo)電材料構(gòu)成的透明電極，而且在其背面上設(shè)置和透明電極不同作為另一光反射面功能的光反射性的金屬膜或者衍生物多層膜。
作為構(gòu)成有機(jī)發(fā)光二極管元件70的有機(jī)層100可以使用在陽(yáng)極和陰極之間從陰極一側(cè)開始順序疊層配置電子輸送層101、發(fā)光層102、空穴輸送層103的結(jié)構(gòu)?；蛘呖梢栽O(shè)置成在陽(yáng)極和空穴輸送層之間進(jìn)一步設(shè)置空穴注入層的4層構(gòu)造，和用1層兼作發(fā)光層和電子輸送層的2層構(gòu)造。
有機(jī)層100是在透明電極200和反射電極300上施加直流電壓，如果流過(guò)電流則從透明電極200注入的空穴經(jīng)由空穴輸送層103，另外從反射電極300注入的電子經(jīng)由電子輸送層101，分別到達(dá)發(fā)光層102，產(chǎn)生電子-空穴的再結(jié)合，在此產(chǎn)生與規(guī)定顏色對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的光。在本實(shí)施例中為了實(shí)現(xiàn)多彩色顯示的發(fā)光型顯示裝置，作為構(gòu)成配置成矩陣狀的象素的發(fā)光薄膜層，把發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色之一的光層按照規(guī)定的順序分開涂抹。即，把包含使發(fā)光薄膜層的發(fā)光顏色在每一象素上以規(guī)定的排列與紅色、綠色、藍(lán)色的3原色對(duì)應(yīng)的發(fā)光層的有機(jī)層100(圖5中是100R，100G，100B)在規(guī)定的配置上分開涂抹。
作為紅色發(fā)光的發(fā)光薄膜層的材料，例如，空穴輸送層可以使用α-NPD(N，N’-基(α-萘基)-N，N’-聯(lián)苯1，1’-聯(lián)二苯-4，4’-二胺)，磷酸二胺衍生物TPD(N，N’-雙(3-甲基苯基)1，1’-聯(lián)二苯-4，4’-二胺)，電子輸送性發(fā)光層(兼用電子輸送曾和發(fā)光層)可以使用在Alq3(三(8-喹啉并)鋁)中分散DCM-1(4-(二氰甲撐)-2-甲基-6-(p-二甲胺基苯乙烯基)-4H-吡喃)的結(jié)構(gòu)。
作為綠色發(fā)光的發(fā)光薄膜層的材料，例如空穴輸送層可以使用α-NPD和磷酸二胺衍生物TPD，電子輸送性發(fā)光層(兼用電子輸送層和發(fā)光層)可以使用Alq3、Bebq、用喹吖酮摻雜的Alq3。
作為藍(lán)色發(fā)光的發(fā)光薄膜的材料，例如，可以使用空穴輸送層可以使用α-NPD、磷酸二胺衍生物TPD，發(fā)光層可以使用DPBVi(4，4’-雙(2，2聯(lián)二苯乙烯)聯(lián)苯)，它和BCzVBi(4，4’-雙(2-咔唑乙烯撐)聯(lián)苯)構(gòu)成的材料，或者以聯(lián)苯丙炔衍生物為主、以聯(lián)苯胺衍生物為賓(輔)摻雜的材料，作為電子輸送層可以使用Alq3。另外作為電子輸送性發(fā)光層(兼作電子輸送層和發(fā)光層)可以使用Zn(oxz)2(2-(o-羥基苯基)-苯惡唑的鋅洛合體)。
而且，除了上述低分子系列的材料外可以使用聚合物系列材料。作為聚合物系列材料，可以把PEDT/PSS(Polyethylene dioxythiophene和Polystylene sulphonate的混合層)和PPV(poly(p-phenylene vinylen))的疊層膜作為空穴輸送層、發(fā)光層使用。另外，綠色發(fā)光可以通過(guò)在PPV中混合有綠墨水實(shí)現(xiàn)，紅色發(fā)光可以通過(guò)在綠色墨水中作為紅色發(fā)光摻雜劑添加混合堿性蕊香紅實(shí)現(xiàn)，作為藍(lán)色發(fā)光層可以使用F8(Poly(dioctylfluorene))。而且，F(xiàn)8還具有電子輸送層功能。另外，作為聚合物系列材料除此以外可以使用PVK(聚乙烯咔唑)那樣的含有色素的聚合物。
有機(jī)層100R、100G、100B的分開涂抹當(dāng)是低分子系列的情況下，可以使用公知的蔭罩的真空蒸鍍有機(jī)膜的圖案成膜技術(shù)。在該工序時(shí)，第3層間絕緣膜21可以作為蔭罩的撞塊零件使用。
另外，當(dāng)用聚合物系列材料構(gòu)成發(fā)光層102的情況下，可以使用公知的噴墨圖案形成技術(shù)。在該工序時(shí)，第3層間絕緣膜21可以作為分離象素區(qū)域的堤的功能。
另外，作為發(fā)光層102還可以使用磷光型發(fā)光材料或者被稱為三重線發(fā)光材料的發(fā)光效率高的發(fā)光材料。在激子形成中，三重線激勵(lì)狀態(tài)因?yàn)樵诮y(tǒng)計(jì)學(xué)上生成概率高，所以磷光型發(fā)光材料發(fā)光效率高。磷光型發(fā)光材料例如通過(guò)使用以Ir和Pt為中心金屬的重金屬落合物實(shí)現(xiàn)，在現(xiàn)時(shí)中，有在綠色和紅色中得到高發(fā)光效率的材料，對(duì)于藍(lán)色是沒有可以得到與綠色和紅色同等效率的發(fā)光材料的狀態(tài)。因此，例如，如果假設(shè)在構(gòu)成紅色、綠色、藍(lán)色各象素的發(fā)光薄膜層上適宜磷光型發(fā)光材料白色顯示時(shí)，因?yàn)樾枰t色和綠色的光強(qiáng)度與效率低的藍(lán)色一致減小，所以即使紅色和綠色的發(fā)光效率提高也不能實(shí)現(xiàn)明亮的白色顯示。
與此相反，如本實(shí)施方式所示，當(dāng)使用納米構(gòu)造層400提高光取出效率的情況下，特別是對(duì)于波長(zhǎng)短的光光取出效率提高的效果大，通過(guò)本實(shí)施例特別提高藍(lán)色光取出效率，即使在紅色以及綠色中適用磷光型發(fā)光材料，也可以實(shí)現(xiàn)激活磷光型發(fā)光材料的高的發(fā)光效率的可以顯示明亮的白色顯示的發(fā)光型顯示裝置。另外，從顯示裝置向觀測(cè)者一側(cè)取出的紅色、綠色、藍(lán)色的平衡好，可以實(shí)現(xiàn)激活發(fā)光效率高的磷光型發(fā)光材料的性能的更明亮的白色顯示。
無(wú)論哪種情況，構(gòu)成有機(jī)層100的各層都薄至數(shù)十nm左右，大致維持通過(guò)它的光的偏振光狀態(tài)。
在有機(jī)層100上在整個(gè)面上形成透明電極200，和未圖示的電流供給線連接。
本實(shí)施例的納米構(gòu)造層400通過(guò)涂抹親水涂料，加熱涂層膜熱硬化形成。
親水涂料一方面因加熱在涂料膜的表面附近快速硬化，另一方面其后在涂料內(nèi)部的涂料的溶劑揮發(fā)時(shí)，不能透過(guò)表面附近已硬化的涂料膜，在內(nèi)部形成微細(xì)的空孔。該微細(xì)的空孔有助于波導(dǎo)模式的光散射。
說(shuō)明該納米構(gòu)造層400的制造方法。
在涂料的涂抹之前，首先通過(guò)在上部形成納米構(gòu)造層400的襯板上進(jìn)行紫外線照射，或者氧氣等離子照射、放置在氧氣等離子氛圍氣體中、放置在臭氧氛圍氣體等中，提高基礎(chǔ)材料表面的濕潤(rùn)性。在本實(shí)施例中，因?yàn)樵谕该麟姌O200上形成納米構(gòu)造層400，所以透明電極200相當(dāng)于基礎(chǔ)材料?；蛘咭烟岣吆图{米構(gòu)造層400的密實(shí)性為目的，也可以形成非常薄的樹脂層。作為樹脂層可以使用聚碳酸酯、PMMA、還有聚乙烯、聚丙烯等的碳?xì)浠衔锵盗袠渲?。紫外線照射可以是高壓水銀燈和超高壓水銀燈，而如DeepUV燈、低壓水銀燈等那樣，照射254nm和185nm這種容易生成臭氧的紫外線光的燈有效。該處理是用于降低基礎(chǔ)材料和水的接觸角的處理，希望設(shè)置在70°以下或者50°以下。在紫外線光照射時(shí)也可以加熱基礎(chǔ)材料。當(dāng)在基礎(chǔ)材料中使用樹脂的情況下，可以把加熱溫度設(shè)定在樹脂熱變形溫度的附近(具體地說(shuō)是熱變形溫度±20℃)。在是樹脂基礎(chǔ)材料的情況下，通過(guò)進(jìn)行加熱，可以提高納米構(gòu)造層400的硬度。以下涂抹親水涂料。作為涂抹方法可以使用浸漬涂抹、旋轉(zhuǎn)涂抹、噴吐、用雙涂抹器的涂抹等通常的涂抹方法。
親水涂料由親水材料、用于保持親水材料的保持體材料，有機(jī)溶劑構(gòu)成。
(1)親水材料作為親水材料可以列舉聚乙烯乙二醇和聚乙烯醇等的有機(jī)高分子材料和親水性氧化鋁粒子或者二氧化鈦這些無(wú)機(jī)材料。其中從即使長(zhǎng)時(shí)間浸泡也不溶出的長(zhǎng)期保持親水性的方面看，親水性氧化鋁粒子和親水性二氧化硅粒子這些無(wú)機(jī)材料優(yōu)異(這些無(wú)機(jī)材料是無(wú)機(jī)氧化物)。另外這些無(wú)機(jī)微粒子多分散在水中，這種情況下作為涂料因?yàn)樗暮新试黾?，所以在涂抹于基礎(chǔ)材料表面上后干燥時(shí)水的含有率增加，其結(jié)果在基礎(chǔ)材料表面上有可能出現(xiàn)彈性。這是因?yàn)樗谋砻鎻埩κ?2mN/m和通用的有機(jī)溶劑相比大的緣故。因此分散的溶劑與水相比還是使用乙醇、丁酮等的表面張力是20～30mN/m這些小張力一方制膜性優(yōu)異。作為在本發(fā)明中使用的親水材料在分散于乙醇丁酮等的有機(jī)溶劑中這一點(diǎn)上親水二氧化鈦粒子特別優(yōu)異。
(2)保持體材料作為保持體材料可以列舉聚乙烯乙二醇和聚乙烯醇等的有機(jī)高分子材料和如丙稀酰胺那樣通過(guò)加熱聚合成為保持體的有機(jī)材料、如硅溶膠那樣通過(guò)加熱成為無(wú)機(jī)保持體的材料等。其中在即使長(zhǎng)期浸漬于水中也不溶出長(zhǎng)期保持親水性這一點(diǎn)上，丙稀酰胺、硅溶膠、二氧化鈦溶膠等材料優(yōu)異。另外還具有在保持上述親水材料時(shí)的基音巧合，在無(wú)機(jī)親水材料中硅溶膠特別適宜。
硅溶膠是通過(guò)在希鹽酸、希硝酸，或者希磷酸的呈酸性的水中，或者在水-乙醇混合液中加熱烷氧基硅烷自身聚合成為分子量數(shù)千的物質(zhì)。作為烷氧基硅烷可以列舉甲基三甲氧基硅烷、乙基三氧基硅烷、丁基三氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等。而且如果液性和溶劑合適則代替烷氧基硅烷也可以使用烷氧基鈦。作為烷氧基鈦可以列舉四-i-丙基鈦酸酯、四n-丁基鈦酸酯、四硬酯?；佀狨ァ⑷掖及封佀狨?、鈦乙?；鵄、鈦乙基乙酰醋酸酯、鈦乳酸酯等。另外這些化合物也可以使用多分子聚合物。
但是，代替硅溶膠使用具有氨基的烷氧基硅烷也可以發(fā)揮和上述硅溶膠同樣的保持性能。而且通過(guò)在酸性氣體氛圍中曬，氨基變化為氨鹽構(gòu)造，其結(jié)果還可以進(jìn)一步提高膜的親水性。作為這樣的材料可以列舉N-(2-胺乙酯)-3-氨丙基甲基硅烷、3-氨丙基三氧基硅烷等。
(3)溶劑溶劑是親水材料和保持體材料的基音巧合(分散性，兼容性)好的溶劑，在熱硬化時(shí)，希望容易揮發(fā)。特別希望為了在親水膜中形成孔隙溶劑的沸點(diǎn)比熱硬化溫度還低。在上述親水材料中，在作為耐久性理想的材料的親水性氧化鋁粒子和親水性硅粒子容易分散這一點(diǎn)上乙醇系列的溶劑適宜。作為保持材料在和適宜的硅溶膠的兼容性高這一點(diǎn)上也是希望乙醇系列的溶劑，例如甲醇、乙醇、n丙醇、異丙醇。
在基礎(chǔ)材料上涂抹上述親水涂料后加熱。由此在親水膜中形成空隙。另外，在硬化時(shí)快速地在硬化溫度下加熱涂膜表面。由此容易在親水膜中形成空隙。
而且，也可以在本親水膜上形成防水膜。例如，可以通過(guò)形成由含氟化合物的單分子層制造。因?yàn)樵诜浪ど洗嬖跐?rùn)滑性所以可以提高耐擦性。
通過(guò)調(diào)查制成的親水膜的剖面，可以確認(rèn)大小是10～200nm的空隙。另外，空隙可以形成為親水膜的體積的80％以上。因此，當(dāng)使用了硅粒子的情況下，可以從1.1到1.5之間改變平均折射率。另外，當(dāng)使用二氧化鈦粒子的情況下，可以從1.24到2.2之間改變。
在本實(shí)施例中使用的納米構(gòu)造層400在內(nèi)部含有微細(xì)的空孔，折射率比親水材料和保持體材料還低。通過(guò)控制空孔的尺寸，在可見波長(zhǎng)中大致透明，在紫外波長(zhǎng)中具有光散射性。
另外，本實(shí)施例的納米構(gòu)造層400因?yàn)榭梢栽诘蜏叵滦纬?，所以在形成有機(jī)層100后不會(huì)對(duì)有機(jī)層100有損傷，可以在透明電極200上制作，可以適合頂發(fā)射構(gòu)造的OLED。
通過(guò)本實(shí)施例的納米構(gòu)造層400，光取出效率在1.5倍以上，根據(jù)條件可以提高到2倍以上。即，當(dāng)形成了納米構(gòu)造層400的情況下，在透明電極200以及有機(jī)層100中的的傳輸損失在1象素的長(zhǎng)度中是0.6dB以上，在良好的情況下是1.3dB以上。而且，作為象素的長(zhǎng)度，只要設(shè)置成長(zhǎng)的一方的邊長(zhǎng)即可。例如，在100ppi中因?yàn)橄笏卮笮∈羌s250μm，所以在透明電極200上設(shè)置有納米構(gòu)造層400的發(fā)光層102的傳輸損失在24dB/cm以上，理想的是只要選擇52dB/cm的納米構(gòu)造層400即可。
而且，納米構(gòu)造層400因?yàn)榫哂型该麟姌O200或者有機(jī)層100和間隙81中間的中間折射率，所以還具有相對(duì)來(lái)自有機(jī)層100的發(fā)光以及外光908的反射防止效果。因此，來(lái)自有機(jī)層100對(duì)透過(guò)光900的透過(guò)率提高，還有助于光取出效率的提高。
在折射率n1的介質(zhì)1和折射率n3的介質(zhì)3中，當(dāng)設(shè)置折射率n2的介質(zhì)2的層降低反射率的情況下，如以下式子所示， n2=n1n3---(7)]]>對(duì)于波長(zhǎng)λ當(dāng)把介質(zhì)2的膜厚度t設(shè)置為式[式8]的情況下，[公式8]t=λ4n2---(8)]]>反射率最低。為了在可見波長(zhǎng)全部中降低反射率，作為波長(zhǎng)λ只要使用可見波長(zhǎng)的中間附近的波長(zhǎng)即可，也可以使用510nm至580nm。在本實(shí)施例中，當(dāng)減小在透明電極200的表面上的反射的情況下，透明電極200相當(dāng)于介質(zhì)1，間隙81相當(dāng)于介質(zhì)3，納米構(gòu)造層400相當(dāng)于介質(zhì)2。因此，當(dāng)需要反射防止效果的情況下，作為納米構(gòu)造層400的折射率n2，希望是從1.3到1.41，厚度希望是從90nm到110nm。因此，為了得到上述光取出提高的效果和反射率降低的效果，在本實(shí)施例的納米構(gòu)造層400中可以實(shí)現(xiàn)的希望的折射率的范圍是1.1至1.41，或者1.1至1.3，希望在這些折射率范圍中把納米構(gòu)造層400的膜厚度設(shè)置成從90nm到140nm。
作為納米構(gòu)造層400，母材料和微粒子或者空孔的折射率差大的一方希望光散射大，希望平均折射率小。因此，為了提高光取出效率，希望在母材料中使用高折射率，希望使用TiO2等的折射率是2以上的高折射率的無(wú)機(jī)材料。或者，當(dāng)折射率是2以下的母材料的情況下，也可以混入TiO2等高折射率的納米粒子增大折射率。
本實(shí)施例的納米構(gòu)造層400具有在是親水性的同時(shí)，表面折射率在1×1011Ω以上的特征。因此，具有表面難以帶電，在制作時(shí)防止灰塵等附著的效果，可以提高可靠性·成品率。
在有機(jī)發(fā)光二極管元件70的光取出面一側(cè)疊層配置1/4波長(zhǎng)板700，偏振光板600。偏振光板600和1/4波長(zhǎng)板700是構(gòu)成所謂圓偏振光板710的板，至少配置成覆蓋顯示單元2的整個(gè)面。偏振光板600是在通過(guò)它的光中在特定的1個(gè)方向上具有偏振光面的直線偏振光透過(guò)，其和偏振光軸正交的直線偏振光吸收的偏振光板。另外，1/4波長(zhǎng)板700使用具有使通過(guò)偏振光板600的直線偏振光的相位偏離π/2，變換為圓偏振光的功能。
偏振光板600可以使用在通過(guò)使聚乙烯醇系列的高分子膜吸附碘或者二色性染料，并伸付與偏振光功能的膜的單面或者雙面上粘接三乙酰纖維素膜等的透明的保護(hù)膜的板。
作為1/4波長(zhǎng)板700可以使用通過(guò)用適宜的方法使透明的高分子膜延伸形成的相位差膜。作為高分子膜只要使用通過(guò)延伸付與光學(xué)各向異性的膜即可，例如可以使用聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚磺、聚苯乙烯、原菠烷等。
而且，因?yàn)橐话阍谙辔徊钅ぶ芯哂姓凵渎实牟ㄩL(zhǎng)依賴性，所以對(duì)于太陽(yáng)光和照明光等的外光，和如白光那樣波長(zhǎng)區(qū)域?qū)挼墓庥?張相位差膜給予1/4波長(zhǎng)的相位差是困難的。因此可以用如其滯相軸正交那樣疊層折射率的波長(zhǎng)依賴性(波長(zhǎng)分散)不同的2種相位差膜的方法，或者把具有1/4波長(zhǎng)的相位差值的相位差膜，和具有1/2波長(zhǎng)的相位差值的相位差膜的至少一層疊層為它們的滯相軸正交的方法，構(gòu)成在寬波長(zhǎng)范圍中給予1/4波長(zhǎng)的相位差的1/4波長(zhǎng)板。在后者方法的情況下，如果使用由相位差膜的折射率的波長(zhǎng)依賴性小的膜，例如非晶體烯聚合物構(gòu)成的膜，則可以實(shí)現(xiàn)接近理想的1/4波長(zhǎng)板。
而且對(duì)于寬視野角范圍，作為1/4波長(zhǎng)板功能，為了實(shí)現(xiàn)在寬視野角范圍中得到高的反射效果的圓偏振光板可以使用2軸性相位差膜的疊層體。
另外，作為1/4波長(zhǎng)板也可以使用由液晶性化合物構(gòu)成的多折射層，和該多折射層與相位差膜的疊層體。作為液晶性化合物使用棒狀液晶化合物，在均勻定向它的狀態(tài)下通過(guò)聚合反映固定形成多折射層。這種情況下，因?yàn)橛梢壕曰衔飿?gòu)成的多折射層可以薄至數(shù)μm，所以可以實(shí)現(xiàn)比相位差膜的疊層體還薄的1/4波長(zhǎng)板。
在此，用圖2說(shuō)明相對(duì)外光908的圓偏振光板710的效果和納米構(gòu)造層400的特性。入射到顯示單元2的外光908如果在各層的表面、界面上反射返回則引起對(duì)比度下降。特別是因?yàn)榉瓷潆姌O300的反射率高所以在在此的反射引起的對(duì)比度下降大。而且，在頂發(fā)射構(gòu)造中因?yàn)橥该麟姌O200的折射率高，和間隙81的折射率大，所以在該表面上的反射的影像也大。在本實(shí)施例中，設(shè)置圓偏振光板710，抑制由這些反射引起的對(duì)比度下降。外光的約一半被圓偏振光板710吸收，剩下的一半成為圓偏振光透過(guò)圓偏振光板710。在表面、界面、反射電極300上反射的光因?yàn)槌蔀楹腿肷涞膱A偏振光相反的圓偏振光，所以在圓偏振光板710上吸收，不射出到外邊。另一方面，在有機(jī)層100上發(fā)出的光因?yàn)槭菬o(wú)偏振光，所以約一半被圓偏振光板710吸收，而剩下的約一半成為圓偏振光透過(guò)圓偏振光板710，有助于顯示。
這樣，為了抑制因外光反射引起的對(duì)比度下降，即使在納米構(gòu)造層400中也需要不使偏振光崩潰使外光908反射以及透過(guò)。因此，納米構(gòu)造層400對(duì)于可見波長(zhǎng)的外光908，需要圓偏振光狀態(tài)不崩潰那樣散射弱。
如上所述，本實(shí)施例的納米構(gòu)造層400是對(duì)于作為來(lái)自有機(jī)層100的可見波長(zhǎng)的發(fā)光的透過(guò)光900散射弱，同時(shí)對(duì)于可見波長(zhǎng)的外光908也是散射小。另一方面，對(duì)于在波導(dǎo)光904中的迅衰波散射大，這表示對(duì)紫外波長(zhǎng)的外光908散射大。因此，作為納米構(gòu)造層400理想的特性是相對(duì)對(duì)于可見波長(zhǎng)的外光908散射小大致透明，對(duì)紫外波長(zhǎng)散射大。
可見波長(zhǎng)一半設(shè)置在約380～約780nm的范圍，作為紫外波長(zhǎng)只要設(shè)置在約380nm以下即可。
在納米構(gòu)造層400中的可見波長(zhǎng)和紫外波長(zhǎng)的散射性，可以在相對(duì)偏振入射的外光708的偏振光變化中評(píng)價(jià)。即，希望對(duì)于可見波長(zhǎng)如對(duì)比度下降不成為問(wèn)題那樣偏振度的消除程度小，另一方面在紫外波長(zhǎng)中不需要維持偏振度散射性大。在可見光中的光散射在可見度高的波長(zhǎng)555nm中的對(duì)比度低下特別成問(wèn)題。在該波長(zhǎng)中，透過(guò)一次納米構(gòu)造層400時(shí)的光散射(即，貝斯值(ヘイズ值))大于或等于0％且小于或等于1％，特別希望設(shè)置在0.2％以下。通過(guò)這樣減小光散射，因?yàn)榭梢允箤?duì)比度的下降限于一半以下所以是所希望的。
另一方面，因?yàn)镮TO的折射率是2左右，所以根據(jù)(1)式滲透在納米構(gòu)造層400上的迅衰波的波長(zhǎng)是真空中的波長(zhǎng)的約一半。因此，迅衰波的波長(zhǎng)相對(duì)上述可見波長(zhǎng)短至約190nm～390nm。因此，希望對(duì)于紫外線，在大致成為紫外波長(zhǎng)和可見波長(zhǎng)的邊界的380nm或者紫外一半波長(zhǎng)的190nm之間，希望產(chǎn)生一次透過(guò)納米構(gòu)造層400時(shí)的1％以上，特別希望產(chǎn)生5％以上的光散射。
通常，有機(jī)層100由于大氣中的水分等容易劣化。因此希望用和外部大氣不接觸那樣用透明密封板90密封。
作為透明密封板90可以使用玻璃板、實(shí)施了隔氣處理的高分子膜、疊層了薄的玻璃板和樹脂膜的板等。作為高分子膜可以使用通過(guò)鑄造法成膜的聚碳酸酯膜，和三乙酰纖維素膜等的聚合物膜，或者通過(guò)注射成形形成的脂環(huán)式丙稀樹脂等的光學(xué)上各向同性的塑料板和塑料膜等。而且，當(dāng)使用高分子膜和樹脂板的情況下，需要實(shí)施形成隔氣層等的隔氣處理，或者粘貼厚度數(shù)十μm左右的玻璃使其具有隔氣性。但是，希望透明密封板90是光學(xué)上各向同性。
在本實(shí)施方式中，把第3層間絕緣膜21作為隔板，在顯示裝置的顯示部分的周期用涂抹成框狀的具有粘性的密封劑固定相對(duì)可見光透明的具有隔氣性的透明密封板90和襯板6?；蛘?，透明密封板90和襯板6也可以用混入有玻璃珠和棒等的間隔材料的具有粘接性的密封劑涂抹在顯示裝置的顯示部分周圍部分上涂抹成框狀密封。
在透明密封板90和光散射材料之間如上所述希望設(shè)置和空氣同等程度的折射率的間隙81。在間隙81中最好封入氮?dú)獾鹊亩栊詺怏w，只要在固定透明密封板90和襯板6時(shí)封入氮?dú)?，通過(guò)密封粘接實(shí)現(xiàn)即可。而且，最好在透明密封材料90和襯板6之間根據(jù)需要在不影像顯示單元2的位置上設(shè)置干燥劑。而且，在本實(shí)施例中使用的納米構(gòu)造層400因?yàn)槭怯H水性多孔質(zhì)膜，所以還具有作為吸濕材料的效果。
在透明密封板90上配置1/4波長(zhǎng)板700以及偏振光板600。1/4波長(zhǎng)板700以及偏振光板600分別用丙稀系列的透明粘接劑粘接。1/4波長(zhǎng)板700以及偏振光板600的全體，或者其中一個(gè)如果實(shí)施可以得到充分的隔氣性能那樣的處理，則不使用透明密封板90也可以。
或者，在透明電極200上也可以通過(guò)疊層比透明電極200折射率還高，隔氣性能高的膜也可以構(gòu)成密封材料。這樣，當(dāng)不使用密封部件不產(chǎn)生間隙81的情況下，只要把光取出一側(cè)的空氣看作低折射率層即可。
另外，也可以如不向密封板90注入氣體那樣密封整個(gè)面，但此時(shí)間隔81可以用比納米構(gòu)造層400折射率還小的透明體充滿。為了使折射率比納米構(gòu)造層400還小，希望使用與納米構(gòu)造層400相比改變了空孔率或者空孔尺寸的納米構(gòu)造層。通過(guò)填充間隙81，可以提高發(fā)光型顯示裝置的強(qiáng)度。
如上所述，本發(fā)明的顯示裝置可以把以往因波導(dǎo)損失的光作為取出光高效率地使用。因此，如果使同樣的消耗電力，則可以實(shí)現(xiàn)亮度高，明亮顯示的顯示裝置。或者，如果是同樣亮度因?yàn)榭梢詼p小流過(guò)發(fā)光元件的電流所以消耗電力小，可以實(shí)現(xiàn)壽命長(zhǎng)的顯示裝置。
在本實(shí)施例中，在顯示單元全體中使用同樣的納米構(gòu)造層400，但如果與各象素的發(fā)光波長(zhǎng)一致地改變納米構(gòu)造的尺寸，則可以進(jìn)一步提高光取出效率。
作為本實(shí)施例的顯示裝置，說(shuō)明了有源矩陣驅(qū)動(dòng)的發(fā)光型顯示裝置，但本發(fā)明并不限于此。即，也可以適用于不設(shè)置薄膜晶體管等的開關(guān)元件而把本發(fā)明的發(fā)光元件的電極分別與垂直掃描線、水平掃描線直接連接驅(qū)動(dòng)的單純矩陣驅(qū)動(dòng)的發(fā)光型顯示裝置上。
另外而且，本發(fā)明作為有機(jī)發(fā)光二極管元件，例如，除了J.Kido外，還可以如“High Efficiensy Organic EL Devices having ChargeGeneration Layers”，2003 SID Interational Symposium DIGESTp964-965(2003)所述，還適用在疊層多層有機(jī)發(fā)光二極管單元的所謂的多光子元件中。在多光子元件中，只要在最上部的透明電極上設(shè)置光取出層即可。
圖8是本發(fā)明發(fā)光元件一實(shí)施例的剖面圖。
本實(shí)施例的發(fā)光元件在反射電極300上形成構(gòu)成有機(jī)發(fā)光二極管元件的有機(jī)層100，在其上形成透明電極200。而且，在透明電極200上形成高折射率層502、作為具有光取出層功能的納米構(gòu)造層400。有機(jī)層100使用透明密封板90，在透明密封板90和納米構(gòu)造層400之間設(shè)置間隙81密封。在透明密封板90上，設(shè)置圓偏振光板710，抑制在反射電極300和界面上反射的外光908向外部射出，抑制在把本實(shí)施例的發(fā)光元件使用在發(fā)光型顯示裝置上時(shí)的對(duì)比度下降。
本實(shí)施例的納米構(gòu)造層400是和實(shí)施例1一樣的結(jié)構(gòu)，而通過(guò)在納米構(gòu)造層400和透明電極200之間設(shè)置高折射率層502，提高光取出效率。在高折射率層502中使用了比透明電極200折射率還高的材料。在有機(jī)層100中發(fā)光的光中的一部分透過(guò)透明電極200，作為透過(guò)光900從發(fā)光元件中作為取出光1000被射出。剩下的光被封閉在透明電極200、有機(jī)層100以及高折射率層502中波導(dǎo)。此時(shí)，因?yàn)楦哒凵渎蕦?02的折射率比透明電極200還高，所以波導(dǎo)的光的電場(chǎng)強(qiáng)度在高折射率層502中強(qiáng)。通過(guò)形成薄的高折射率層502，可以使?jié)B透到納米構(gòu)造層400中的迅衰光的電場(chǎng)強(qiáng)度比不使用高折射率層502的情況強(qiáng)。因此。用納米構(gòu)造層400散射的光強(qiáng)度增加，可以提高被取出的光的比例。即，在本實(shí)施例中，因?yàn)橥高^(guò)光900和被漸近于零化(evanescent)的波導(dǎo)光902的散射剖面面積的比大致為(n2/n1)4，所以通過(guò)在增大n1的同時(shí)，增強(qiáng)波導(dǎo)高折射率層502的電場(chǎng)強(qiáng)度，可以進(jìn)一步提高取出效率。
而且，波導(dǎo)光904因?yàn)楸粡?qiáng)制密閉在高折射率層502中，所以有機(jī)層100和反射電極300中的電場(chǎng)強(qiáng)度弱，還具有降低有機(jī)層100和反射電極300的光吸收的效果。即使在此光吸收的降低中，也可以提高光取出效率。
因此，在把有機(jī)層100、透明電極200、高折射率層502、納米構(gòu)造層400的折射率分別設(shè)置為ne，n1，n2，n3時(shí)，希望設(shè)置成以下關(guān)系。
n1＜n2ne＞n3高折射率層502可以是均勻的膜，或者，也可以是附加有光散射性的膜。當(dāng)具有光散射性的情況下，對(duì)于透過(guò)高折射率層502的光線，希望在偏振光沒有變化的程度下散射小大致透明。另一方面，對(duì)于波導(dǎo)光希望在有助于光取出效率的程度下光散射性強(qiáng)。
在本實(shí)施例中，因?yàn)樵诟哒凵渎蕦?02中使用了TiO2膜，所以設(shè)置成折射率2.2～2.5。作為高折射率層502，另外希望使用ZnS、ZnO、SiN等膜，在這些膜中可以分散SiO2等的微粒子付與光散射性?；蛘?，在折射率高的樹脂中可以使用分散TiO2等的微粒子提高平均折射率的膜。這種情況下，因?yàn)橥ㄟ^(guò)作為樹脂使用折射率1.7以上的材料，并通過(guò)混合TiO2等微粒子，可以使平均折射率在2.0以上所以是理想的。
另外，高折射率層502希望比透明電極200和有機(jī)層100合在一起的厚度還薄，而且希望比透明電極200還薄。因此，高折射率層502希望膜厚度在0.1～10μm，特別希望在0.1～0.5μm。
或者，改變高折射率層502，設(shè)置具有光透過(guò)性程度的薄的金屬層也有效。這是因?yàn)樵诮饘倌ど袭a(chǎn)生的表面等離子體振子，電場(chǎng)強(qiáng)地與金屬膜結(jié)合的緣故。這種情況下，作為金屬膜，希望如具有光透過(guò)性那樣把膜厚度設(shè)置成5～50nm，希望如容易生成表面等離子振子那樣使用金或者銀等的薄膜。
在本實(shí)施例中，因?yàn)樵O(shè)置有高折射率層502，所以可以減小用(4)式表示的侵入深度。因此，即使使納米構(gòu)造層400薄也不必須設(shè)置間隙81。因此，可以用比納米構(gòu)造層400折射率還高的材料填充間隙81部分，或者把透明密封材料90直接固定在納米構(gòu)造層400上。另外，本實(shí)施例并不限于頂發(fā)射構(gòu)造，也可以適用于底發(fā)射構(gòu)造。在底發(fā)射構(gòu)造中，只要從襯板6一側(cè)按照納米構(gòu)造層400、高折射率層502、透明電極200、有機(jī)層100、反射電極300的依次配置即可。而且，并不限制在這些層之間插入具有其它功能的層。
在以下的實(shí)施例中也一樣，和實(shí)施例1一樣把本實(shí)施例的發(fā)光元件配置成矩陣狀構(gòu)成象素，通過(guò)對(duì)每個(gè)象素切換顯示進(jìn)行顯示圖像，可以構(gòu)成發(fā)光型顯示裝置。而且，本實(shí)施例的發(fā)光元件也可以作為照明裝置使用，在作為照明裝置使用的情況下只要整個(gè)面全部點(diǎn)亮即可。當(dāng)作為照明裝置使用的情況下，可以不使用開關(guān)元件、圓偏振光板710。
圖9表示本發(fā)明發(fā)光元件一實(shí)施例的剖面圖。
本實(shí)施例的發(fā)光元件在反射電極300上形成構(gòu)成有機(jī)發(fā)光二極管的有機(jī)層100，在其上形成透明電極200。而且，在透明電極200上形成作為光取出層功能的柱狀納米構(gòu)造層402。有機(jī)層100使用透明密封板90在透明密封板90和柱狀納米構(gòu)造層402之間設(shè)置間隙81密封。在透明密封板90上設(shè)置圓偏振光板710，抑制在反射電極300和在界面上反射的外光908向外部射出，抑制把本實(shí)施例的發(fā)光元件用于發(fā)光型顯示裝置時(shí)的對(duì)比度下降。
本實(shí)施例的柱狀納米構(gòu)造層402是使用納米尺寸的柱狀構(gòu)造的結(jié)構(gòu)，通過(guò)隨機(jī)地配置柱狀構(gòu)造相對(duì)波導(dǎo)光904具有光散射層功能。在有機(jī)層100中發(fā)光的光中的一部分透過(guò)透明電極200，作為透過(guò)光900從發(fā)光元件射出。剩余的光被封閉在透明電極200以及有機(jī)層100中波導(dǎo)。在該波導(dǎo)光中，滲透到柱狀納米構(gòu)造層402上的迅衰光被散射，作為取出光1000被取出。
為了增大采用柱狀納米構(gòu)造層402的光散射強(qiáng)度，希望柱狀構(gòu)造的折射率高。因此，可以使用TiO2等高折射率的無(wú)機(jī)膜。為了提高柱狀納米構(gòu)造層402的折射率，可以在折射率高的介質(zhì)中進(jìn)一步混入折射率高的微粒子。通過(guò)混入微粒子，在提高平均折射率的同時(shí)，微粒子還可以具有迅衰波的散射體的功能。特別是通過(guò)在折射率1.7以上的樹脂中混入TiO2等的微粒子，如果使用比透明電極200或者有機(jī)層100的折射率還高的樹脂材料則柱狀納米構(gòu)造層402的制造變得容易是所希望的。另外，柱狀納米構(gòu)造層402的柱狀構(gòu)造因?yàn)檫€具有作為波導(dǎo)被散射的光線的波導(dǎo)構(gòu)造，所以起到了把散射光傳遞到正面一側(cè)的效果。因此，如果把柱狀構(gòu)造設(shè)置成至前端變細(xì)，或者變粗，可以提高散射光帶來(lái)的照明的亮度。
在此柱狀納米構(gòu)造層402中，和實(shí)施例1一樣，希望在可見波長(zhǎng)中散射性小透明，并希望在紫外波長(zhǎng)中散射性強(qiáng)。因此，柱狀構(gòu)造的直徑希望在100nm以下，特別理想的是在50nm以下的構(gòu)造。另外理想的是柱狀納米構(gòu)造層402的平均折射率小，通過(guò)還控制柱狀構(gòu)造密度可以決定平均折射率。在柱狀納米構(gòu)造層402中，為了降低反射率，因?yàn)榘哑骄凵渎试O(shè)置為從1.1到1.3，或者從1.1到1.41，或者從1.1到1.5，所以把柱狀構(gòu)造的密度設(shè)置在10％以上，41％以下，理想的是設(shè)置在30％以下。
在本實(shí)施例的柱狀構(gòu)造的制作中，使用把形成有微細(xì)圖案的金屬模按壓在樹脂層上形成的所謂的納米刻印。柱狀納米構(gòu)造層402因?yàn)槭羌{米尺寸的柱狀構(gòu)造，所以在剝離金屬模時(shí)柱狀構(gòu)造延伸。因此，可以使柱狀構(gòu)造比金屬模尺寸還微細(xì)?；蛘撸?dāng)使用無(wú)機(jī)材料等的情況下，使用光刻法，用蝕刻加工成柱狀。
在本實(shí)施例中，因?yàn)榭梢杂弥鶢顦?gòu)造的形狀、折射率、密度控制光散射強(qiáng)度和平均折射率，所以在容易設(shè)計(jì)達(dá)到所希望的特性的同時(shí)，可以穩(wěn)定地得到納米構(gòu)造層的特性。
另外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了柱狀構(gòu)造，但形狀并不限于柱狀，也可以設(shè)置成錐形形狀等，或者，在膜中形成孔，可以實(shí)現(xiàn)光散射性和低折射率。
圖10是本發(fā)明發(fā)光元件一實(shí)施例的剖面圖。
本實(shí)施例的發(fā)光元件在反射電極300上形成構(gòu)成有機(jī)發(fā)光二極管元件的有機(jī)層100，在其上形成透明電極200。而且，在透明電極200上形成具有作為光取出層功能的周期構(gòu)造層410。有機(jī)層100使用透明密封板90，在透明密封板90和周期構(gòu)造層410之間設(shè)置間隙81密封。在透明密封板90上設(shè)置圓偏振光板710，抑制在反射電極300和界面上反射的外光908向外部射出，抑制在把本實(shí)施例的發(fā)光元件使用在發(fā)光型顯示裝置上時(shí)的對(duì)比度下降。
在本實(shí)施方式中，如果在作為周期構(gòu)造層的衍射光柵410上反射的外光被衍射，因?yàn)槭蛊窆獗罎⒊蔀閷?duì)比度下降的主要原因，所以把衍射光柵410設(shè)置成具有來(lái)自發(fā)光層的發(fā)光波長(zhǎng)以下的周期構(gòu)造的層，相對(duì)可見波長(zhǎng)的外光不產(chǎn)生反射衍射。而且，對(duì)于被封閉在透明電極200、有機(jī)層100之間波導(dǎo)的波導(dǎo)光904，通過(guò)用衍射光柵410衍射可以透過(guò)或者反射取出。
以下，表示可見波長(zhǎng)的外光不反射衍射，用于對(duì)于波導(dǎo)光904衍射取出的衍射光柵410的條件。當(dāng)把第1介質(zhì)的折射率設(shè)置為n1，把第2介質(zhì)的折射率設(shè)置為n2的情況下，從介質(zhì)j中以入射角度i入射到周期d的周期構(gòu)造中的波長(zhǎng)λ的光線在介質(zhì)k上衍射時(shí)的衍射角度θ如下。
njsini+nksinθ=mλc---(9)]]>m表示衍射次數(shù)。在本實(shí)施例中，透明電極200相當(dāng)于第1介質(zhì)(折射率n1)，間隙81相當(dāng)于第2介質(zhì)(折射率n2)。
根據(jù)這些式子，波長(zhǎng)λ的外光不由周期構(gòu)造反射衍射的條件如下。
d＜λ/2n2…(10)在此條件下，在有機(jī)層100中的發(fā)光中在沒有周期構(gòu)造的情況下，透過(guò)透明電極200的光因?yàn)椴皇苎苌涔鈻?10的影像可以透過(guò)，所以可以取得和沒有衍射光柵410的情況下同等以上的光量。以下，傳送于第1介質(zhì)內(nèi)部的光在衍射光柵410上衍射，在第2介質(zhì)側(cè)產(chǎn)生透過(guò)衍射光的條件需要滿足下式，[式11]λn2d-n2n1sini<1---(11)]]>而且，在第1介質(zhì)內(nèi)部傳送的光在衍射光柵410中向第1介質(zhì)一側(cè)反射衍射，傳播角度變化的條件需要滿足下式。
λn1d-sini<1---(12)]]>在衍射光柵410中向第1介質(zhì)一側(cè)反射衍射的光線因?yàn)閭鞑ソ嵌茸兓匝苌浜笾饕诜瓷潆姌O300上反射，可以從透明電極200取出。
在本實(shí)施例中，因?yàn)閚1＞n2，所以如果考慮以下的條件，則如下式那樣，[式13]λ2n1<d<λ2n2---(13)]]>選擇衍射光柵410的周期d，波長(zhǎng)λ的外光不會(huì)在周期構(gòu)造上引起反射衍射，反射光的偏振光不會(huì)崩潰。而且，當(dāng)在有機(jī)層100中的發(fā)光中不設(shè)置衍射光柵410的情況下，對(duì)于透過(guò)透明電極200的光，周期構(gòu)造也不影響，和沒有周期構(gòu)造的情況一樣透過(guò)。另一方面，對(duì)于波導(dǎo)光，因衍射光柵410而引起衍射，引起透過(guò)或者反射可以從透明電極200中取出，可以提高光取出效率。
特別是如果設(shè)置以下關(guān)系，[式14]λn1+n2<d<λ2n2---(14)]]>則對(duì)于波導(dǎo)光，因?yàn)橥高^(guò)衍射和反射衍射都產(chǎn)生，所以衍射產(chǎn)生的光取出效率提高的效果大理想。而且，即使在以下關(guān)系的情況下，[式15]λ2n1<d<λn1+n2---(15)]]>對(duì)于波導(dǎo)光也可以提高反射衍射的光取出效率。
特別是因?yàn)樵诒緦?shí)施例中設(shè)置有間隙81，所以在上述式子中設(shè)置成n2＝1即可。作為n1如果使用ITO的折射率1.8～2.1，則通過(guò)把周期d設(shè)置為從175nm到200nm，可以是波長(zhǎng)350到700nm，或者400nm到800nm，可以大致覆蓋可見波長(zhǎng)。因此，當(dāng)設(shè)置全面相同周期的衍射光柵410的情況下，理想的是把周期d設(shè)置為從175nm到200nm。如果這樣確定光柵周期，則對(duì)于紫外線的外光，周期構(gòu)造層作為衍射光柵410工作，產(chǎn)生反射衍射。即，本實(shí)施例的周期構(gòu)造層對(duì)于大致可見波長(zhǎng)的外光反射作為具有平均折射率的介質(zhì)作用，有關(guān)近紫外波長(zhǎng)對(duì)于外光反射具有作為衍射光柵功能。
另外，也可以與象素顏色一致地改變周期d。這種情況下，因?yàn)榭梢钥闯杉t色的波長(zhǎng)是570nm到780nm，對(duì)于綠色是500nm到570nm，對(duì)于藍(lán)色是380nm到500nm，所以對(duì)于各顏色象素理想的是周期d設(shè)置在R象素195nm以上390nm以下，G象素設(shè)置在142nm以上250nm以下，B象素125nm以上190nm以下。或者也可以把B象素和G象素設(shè)置為相同周期，而只改變R象素周期。這種情況下，理想的是把B象素和G象素的周期設(shè)置成從142nm到190nm，把R象素周期設(shè)置成從195nm到210nm。通過(guò)這樣選擇R象素周期，用R象素的衍射光柵410衍射的可見光在420nm以下，因?yàn)槭强梢姸刃〉牟ㄩL(zhǎng)所以理想。
通過(guò)這樣設(shè)置間隙81，n2減小。根據(jù)(15)式可以使用大的周期d的衍射光柵410。因?yàn)橹芷诖?，所以衍射光?10的制作容易。
本實(shí)施例的周期構(gòu)造是使用把曝光用的激光光分成2束，把這些光束付與角度照射在感光性材料上的，所謂的2光束激光干涉法在感光性材料上形成圖案。作為感光性材料，可以使用根據(jù)曝光量溶解性變化的抗蝕劑，也可以使用根據(jù)曝光量表面形狀變化的偶氮色素聚合物等。當(dāng)與RGB對(duì)應(yīng)改變周期的情況下，只要改變2束光的照射角度，或者激光的波長(zhǎng)即可。
代替2光束激光干涉法也可以用光掩膜曝光?；蛘?，使用制作金屬模，通過(guò)在樹脂等上按下金屬模轉(zhuǎn)印的所謂的納米刻印也可以制成周期構(gòu)造。如果使用這些方法，則可以把衍射光柵410形成為在2方向上具有周期構(gòu)造的2維的周期構(gòu)造。這種情況下，只要2個(gè)周期方向都滿足上述光柵周期即可。
另外，本實(shí)施例的衍射光柵410因?yàn)椴谎苌淇梢姴ㄩL(zhǎng)的外光，所以對(duì)可以波長(zhǎng)的外光還具有反射防止效果。特別是為了增大反射防止效果，理想的是從透明電極200到間隙81之間逐漸增加周期性構(gòu)造的寬度，平均折射率逐漸變化。即，這種情況下，為了反射防止效果，理想的是形成周期構(gòu)造層的材料使用接近透明電極200的折射率的材料。而且，周期構(gòu)造的縱橫比理想的是2以上。
另外，也可以不設(shè)置間隙81，而用低折射率材料填充，在低折射率材料上粘貼透明密封板90。如果把有機(jī)層100的折射率設(shè)置為ne，把低折射率材料的折射率設(shè)置為n2，則理想的是設(shè)置成以下關(guān)系。
ne＞n2低折射率材料理想的是如上所述折射率小，在實(shí)施例1中使用的低折射率的親水膜適宜。另外，當(dāng)使用低折射率材料填充的情況下，并不限定于本實(shí)施例的頂發(fā)射構(gòu)造，也可以適用于底發(fā)射構(gòu)造。
另外而且，還可以在周期構(gòu)造層上設(shè)置薄的金屬層，利用表面等離子振子的傳送提高衍射效率。這種情況下，如表面等離子振子容易產(chǎn)生那樣，理想的是使用5～50nm的金，或者銀等的薄膜。
圖11是本發(fā)明裝置一實(shí)施例的剖面圖。
本實(shí)施例的發(fā)光型顯示裝置在實(shí)施例1中說(shuō)明的發(fā)光型顯示裝置中，把分開涂抹有紅色發(fā)光象素、綠色發(fā)光象素、藍(lán)色發(fā)光象素的有機(jī)層全部作為藍(lán)色發(fā)光的有機(jī)層，分別設(shè)置在相當(dāng)于顯示紅色以及綠色的象素的位置的波導(dǎo)層中接收藍(lán)色光發(fā)出紅色熒光的顏色變換層，以及接收藍(lán)色光發(fā)出綠色熒光的顏色變換層。在此，對(duì)于OLED顯示裝置的多彩色化已經(jīng)提出并證實(shí)了幾種方式，在其中的一種中有組合了藍(lán)色發(fā)光元件和熒光性的顏色變換層(CCMcolor changing mediuns)的方式(以下稱為CCM法)。CCM法是用在藍(lán)色發(fā)光層上發(fā)出的光激勵(lì)熒光性的顏色變換用熒光色素層，從藍(lán)色向綠色、紅色變化得到3原色發(fā)光的方法(參照信息映象介質(zhì)學(xué)會(huì)志Vol.54，No8，pp1115～1120)。
本實(shí)施例就是在本發(fā)明的顯示裝置中適用CCM法的例子，對(duì)于藍(lán)色發(fā)光象素和實(shí)施例1一樣在透明電極200上設(shè)置納米構(gòu)造層400，對(duì)于紅色以及綠色的發(fā)光象素如圖11所示，是在由突出部分550圍成的洼地狀區(qū)域上按照第1納米構(gòu)造層400a、顏色變換層602、第2納米構(gòu)造層400b的順序疊層形成。
在有機(jī)層100上發(fā)光，波導(dǎo)透明電極200以及有機(jī)層100的波導(dǎo)光在第1納米構(gòu)造層400a中發(fā)生迅衰波，被第1納米構(gòu)造層400a散射取出到顏色變換層602。在顏色變換層602中把在有機(jī)層100中發(fā)出的藍(lán)色的光顏色變換為所希望的顏色。在顏色變換層602中的發(fā)光因?yàn)橄螂S機(jī)的方向射出，所以一部分在顏色變化層602中波導(dǎo)。把該波導(dǎo)光用第1納米構(gòu)造層400a以及第2納米構(gòu)造層400b散射取出。
在本實(shí)施例中，突出部分550在分別涂抹顏色變換層602時(shí)起到分離每一象素的作用。另外，還具有抑制因分離象素從顏色變換層602放出的光漏入到其它的象素，由此由于向觀察者1000一側(cè)射出產(chǎn)生的光學(xué)性交調(diào)失真和在顯示洇這一畫質(zhì)劣化的效果。而且，反射膜510具有作為反射膜的功能，可以反射來(lái)自有機(jī)層100的發(fā)光在正面方向上取出。
采用納米構(gòu)造層400的迅衰波的散射波長(zhǎng)越短越大，因此對(duì)于藍(lán)色效果大。即，如本實(shí)施例中所示，通過(guò)把有機(jī)層全部設(shè)置成藍(lán)色發(fā)光的有機(jī)層，可以提高藍(lán)色光取出效率。因?yàn)槭褂么斯馊〕鲂侍岣叩乃{(lán)色光，激勵(lì)綠色和紅色的顏色變換層602，所以作為顯示裝置整體可以提高亮度。第1納米構(gòu)造層400a只要在全部象素中形成一樣即可，只要通過(guò)涂抹等形成在顯示單元全部上即可。
另外，和在第2納米構(gòu)造層400b上設(shè)置間隙81一樣，也可以在第1納米構(gòu)造層400a和變色層602之間設(shè)置比第1納米構(gòu)造層400a以及變色層602折射率還低的低折射率層。此低折射率層可以增大納米構(gòu)造層400的空孔率，或者也可以把納米構(gòu)造層400的空孔率設(shè)置為到上部大。
另外，當(dāng)透明電極200和顏色變換層602之間的光耦合充分大的情況下，可以不使用顏色變換層602和透明電極200之間的納米構(gòu)造層400a[實(shí)施例6]圖12是本發(fā)明裝置一實(shí)施例的剖面圖。
該發(fā)光型顯示裝置在有機(jī)層100W的內(nèi)部發(fā)光顏色是白色，和具有彩色濾光器530R、530G、530B等方面不同。
如圖12所示，把有機(jī)層100全部設(shè)置為白色發(fā)光的有機(jī)層100W，在透明密封板90上分開涂抹透過(guò)相當(dāng)于紅色、綠色、藍(lán)色的光的彩色濾光器530R、530G、530B。在透明電極200上形成納米構(gòu)造層400，提高從有機(jī)層100W發(fā)出的光的光取出效率。作為實(shí)現(xiàn)白色發(fā)光的發(fā)光薄膜層的方法，有疊層發(fā)光顏色不同的多個(gè)發(fā)光層的方法，和在一個(gè)發(fā)光層中摻雜發(fā)光顏色不同的象素的方法。作為前者例如是TPD，和組合局部用堆紅(nile red)摻雜的Alq3，和1，2，4-雜唑衍生物(TAZ的材料)。另外，作為后者是在PVK中摻雜3種色素，例如，1、1、4、4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)，香豆素6，DCM1。無(wú)論哪種，都可以使用作為白色發(fā)光的有機(jī)層可以得到發(fā)光效率高，壽命長(zhǎng)的白色發(fā)光的零件。
彩色濾光器通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)，即，在透明密封板90上在圖案形成由金屬鉻、氧化鉻，或者分散有光吸收性的顏色的感光性樹脂構(gòu)成的黑色矩陣520后，用染色法、顏料分散法，或者印刷法等公知的技術(shù)分開涂抹相當(dāng)于紅色、綠色、藍(lán)色的光分別透過(guò)，此外的光吸收的部分。
形成有彩色濾光器530R、530G、530B的透明密封板90在使構(gòu)成象素的有機(jī)層100W的位置、分開涂抹的彩色濾光器的位置大體一致那樣定位后，和襯板6固定。
而且，在本實(shí)施例中，假設(shè)有機(jī)層100是全部發(fā)射白色光的有機(jī)層100W，但本發(fā)明并不限于此。即，可以在紅色象素上形成發(fā)射紅色光的有機(jī)層100，配置紅色透過(guò)的彩色濾光器530R，在綠色象素上形成發(fā)射綠色光的有機(jī)層100，配置綠色透過(guò)的彩色濾光器530G，在藍(lán)色象素上形成發(fā)射藍(lán)色光的有機(jī)層100，配置藍(lán)色光透過(guò)的彩色濾光器530B。這種情況下，以往從有機(jī)層100發(fā)射在彩色濾光器上吸收的光減少，所以可以實(shí)現(xiàn)光利用效率高的發(fā)光型顯示裝置。
通過(guò)使用白色發(fā)光的有機(jī)層100W，可以使用發(fā)光效率高，壽命長(zhǎng)的發(fā)光材料。而且，在本實(shí)施例中為了提高光取出效率，可以減小流過(guò)有機(jī)發(fā)光二極管元件的電流密度，而且，可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)壽命化。
另外，當(dāng)在本實(shí)施例中未設(shè)置彩色濾光器的情況下，作為照明裝置也很適宜。
圖13是本發(fā)明裝置一實(shí)施例的剖面圖。
該發(fā)光型顯示裝置在反射電極300上形成構(gòu)成有機(jī)發(fā)光二極管元件的有機(jī)層100，在其上形成涂抹電極200。而且，在透明電極200上形成波導(dǎo)層500，在波導(dǎo)層500上形成具有作為光取出層功能的納米構(gòu)造層400。有機(jī)層100使用透明密封板90，在透明密封板90和納米構(gòu)造層400之間設(shè)置間隙81密封。在透明密封板90上設(shè)置圓偏振光板710，抑制在反射電極300和界面上反射的外光908向外出射出，抑制把本實(shí)施例的發(fā)光元件使用在發(fā)光型顯示裝置上時(shí)的對(duì)比度下降。
波導(dǎo)層500理想的是使用和透明電極200同等程度或者比透明電極200折射率高的材料。這種情況下，在有機(jī)層100上發(fā)光的光透過(guò)透明電極入射到波導(dǎo)層500。在波導(dǎo)層500的表面上以比臨界角度小的角度入射的光透過(guò)波導(dǎo)層500，以比臨界角大的角度入射的光在波導(dǎo)層500的表面上全反射，主要在波導(dǎo)層500內(nèi)波導(dǎo)。從波導(dǎo)層500滲透到納米構(gòu)造層400的迅衰波被散射取出。而且，在波導(dǎo)層500中波導(dǎo)的光，至被形成為斜面的反射膜510，在反射膜510上被照明反射成為圖像光。
在波導(dǎo)層500中可以使用在TiO2膜和高折射率的樹脂材料中分散TiO2等微粒子設(shè)置成高折射率的材料。當(dāng)摻雜微粒子的情況下，微粒子還具有把波導(dǎo)層500作為波導(dǎo)光的散射體的功能，提高光取出效率。這種情況下，對(duì)于透過(guò)波導(dǎo)層500的透過(guò)光，通過(guò)波導(dǎo)層500的距離短，散射的比例小，而相對(duì)波導(dǎo)波導(dǎo)層500的光，因?yàn)榕c波導(dǎo)層500的厚度相比波導(dǎo)長(zhǎng)距離，所以受到更多的散射，有助于光取出。波導(dǎo)了波導(dǎo)層500的光線在本實(shí)施例中因?yàn)橹敝练瓷淠?10前把波導(dǎo)光變換微散射光，所以在有機(jī)層100和反射電極300上吸收的比例少，與不設(shè)置納米構(gòu)造層400的情況下相比，可以提高取出效率。
當(dāng)在波導(dǎo)層500中使用樹脂的情況下，在反射膜510的面上進(jìn)行防水處理后，使用旋轉(zhuǎn)涂抹法、涂覆金屬涂抹法等的成膜法形成由粘合劑樹脂成分和溶劑構(gòu)成的構(gòu)成物的膜后，可以通過(guò)干燥固化形成?；蛘?，用噴墨法等的印刷技術(shù)在被反射面510的面包圍的區(qū)域上有選擇地形成由粘合劑樹脂成分和溶劑構(gòu)成的構(gòu)成物的膜，通過(guò)干燥固化形成。
而且，本發(fā)明的顯示裝置因?yàn)榘巡▽?dǎo)層500在由第3層間絕緣膜形成的突起部分550上分離為每個(gè)象素，所以不會(huì)有這種畫質(zhì)劣化，即從某一象素射出的光波導(dǎo)到其它象素區(qū)域，由于從那里射出而產(chǎn)生的光學(xué)性交調(diào)失真和顯示洇這種圖像劣化，可以實(shí)現(xiàn)清楚的高品質(zhì)的顯示。
另外，因波導(dǎo)板500在形成有驅(qū)動(dòng)元件和配線等的襯板上，還包含存在驅(qū)動(dòng)元件和配線等的高差的部分，也可以平坦化該顯示部分。這種情況下，通過(guò)用旋轉(zhuǎn)涂抹法等形成有機(jī)材料膜，其表面可以比較容易平坦化。通過(guò)平坦化顯示單元2，可以用旋轉(zhuǎn)涂抹法等把納米構(gòu)造層400均勻地形成在顯示單元2全體上。用印刷、納米刻印法等，也可以容易在顯示單元2全體上均勻形成光取出層，例如納米構(gòu)造層400、柱狀納米構(gòu)造層、周期構(gòu)造層。該平坦化特別在作為照明裝置使用的情況下有效。
另外而且，通過(guò)把該平坦化后的波導(dǎo)層500作為隔氣性高的透明致密的波導(dǎo)層，也可以去掉透明密封板90?；蛘撸诓▽?dǎo)層500和納米構(gòu)造層400之間設(shè)置透明致密的膜，也可以設(shè)置成隔氣層。作為隔氣性波導(dǎo)層只要使用氮化硅、氧化鈦等的無(wú)機(jī)膜即可，在用CVD法等形成這樣的無(wú)機(jī)膜時(shí)，最佳化所提供的氣體流量等的條件，盡可能形成致密的膜。而且，隔氣性波導(dǎo)層不僅是單層，也可以用多層構(gòu)成。
在把本實(shí)施例用于照明裝置的情況下，不需要設(shè)置圓偏振光板710，當(dāng)使波導(dǎo)層500還具有隔氣層功能的情況下，不設(shè)置透明密封板90也可以。
另外，當(dāng)把本實(shí)施例使用在顯示裝置中的情況下，圓偏振光板710也可以在納米構(gòu)造層400和間隙81之間設(shè)置比納米構(gòu)造層400折射率還小的材料，或者，也可以直接粘貼在納米構(gòu)造層400上。當(dāng)粘貼在納米構(gòu)造層400上的情況下，理想的是比迅衰波侵入深度充分厚。
另外，為了進(jìn)一步根據(jù)需要顯示沒有光學(xué)性交調(diào)失真的清楚的圖像，理想的是通過(guò)適用光刻技術(shù)等把波導(dǎo)層500設(shè)置成在每個(gè)象素上光學(xué)分離的狀態(tài)。由于沒有透明密封板90，因此具有可以實(shí)現(xiàn)更薄、更輕的顯示裝置的效果。
突出部分550通過(guò)用光刻法等圖案形成絕緣性的材料形成。作為突起部分550只要使用硅氧化物和硅氮化物等的無(wú)機(jī)物，或者丙稀、聚酰亞胺等衍生物材料即可。而且，突出部分550因?yàn)橛纱舜_定反射膜510的高度，以及波導(dǎo)層500的厚度，所以為了實(shí)現(xiàn)高的光取出效率理想的是有數(shù)μm以上的高度，為了在比較短時(shí)間形成這樣高度的突起，使用有機(jī)材料是現(xiàn)時(shí)的并且理想。突出部分550設(shè)置成隨著遠(yuǎn)離襯板6寬度變窄的剖面形狀，其側(cè)面是相對(duì)襯板面傾斜的傾斜面。而且，突起部分550因?yàn)榭梢孕纬伤Ｍ膬A斜面，所以可以用幾乎任何形成方法形成，例如也可以是網(wǎng)板印刷法，和噴墨印刷直接描繪的方法。
圖14是本發(fā)明發(fā)光元件一實(shí)施例的剖面圖。
本實(shí)施例的發(fā)光元件在黑化電極310上，形成構(gòu)成有機(jī)發(fā)光二極管的有機(jī)層100，在其上形成透明電極200。而且，在透明電極200上形成具有作為光取出層功能的納米構(gòu)造層400。有機(jī)層100使用透明密封板90，在透明密封板90和納米構(gòu)造層400之間設(shè)置間隙81密封。在透明密封板90上形成反射防止膜92a有機(jī)92b，當(dāng)把本實(shí)施例的發(fā)光元件用于光型顯示裝置的情況下，抑制在透明密封板90上的外光反射引起的對(duì)比度下降。
黑化電極310用具有光透過(guò)性的薄的金屬膜、透明導(dǎo)電膜、金屬膜的三層構(gòu)成。通過(guò)控制這3層多折射率和膜厚度，可以把可見波長(zhǎng)的正面反射率抑制在1％以下。這樣，因?yàn)橛煤诨姌O310可以抑制從正面入射的外光的反射率，所以可以抑制因來(lái)自黑化電極310的外光反射引起的對(duì)比度下降。因此，在本實(shí)施例中，不需要使用圓偏振光板。在有機(jī)層100中的發(fā)光中在黑化電極310一側(cè)發(fā)出的光因?yàn)樵诤诨姌O310上被吸收，所以在有機(jī)層100上的發(fā)光中約一半在黑化電極310上被吸收。但是，因?yàn)槭褂脠A偏振光板，所以透過(guò)光900的光量得到和使用了圓偏振光板的情況相同的程度。而且，在本實(shí)施例中，因?yàn)榘凑胀该麟姌O200、納米構(gòu)造層400、間隙81的順序折射率減小，所以納米構(gòu)造層400具有透明電極200的反射防止膜的功能。為了增大反射防止膜的效果，理想的是如(7)式和(8)式所示那樣選擇納米構(gòu)造層400的折射率n2和膜厚度t。在本實(shí)施例中n1是1.8～2.1左右，因?yàn)閚2≈1，所以n3從1.34到1.41理想，作為1.1～1.41還可以得到反射防止效果。在顯示裝置中當(dāng)對(duì)每個(gè)象素改變納米構(gòu)造層400的厚度的情況下，作為(8)式的λ只要設(shè)置成各象素的峰值波長(zhǎng)即可，當(dāng)在顯示全體中把納米構(gòu)造層400的厚度設(shè)置成相同的情況下，只要與綠色波長(zhǎng)一致即可。因此，這種情況下，作為納米構(gòu)造層400的膜厚度，理想的是從90nm到125nm。
在本實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置納米構(gòu)造層400，可以把來(lái)自透明電極200的發(fā)射率設(shè)置在1％以下。
對(duì)于黑化電極310并不限定于本實(shí)施例，也可以使用Cr、Mo、Nb、W、Ta等低反射率的金屬膜，或者通過(guò)在這些金屬上設(shè)置透明導(dǎo)電膜可以降低反射率。
黑化電極310的反射率為了抑制對(duì)比度下降需要比透明電極200的反射率小，需要在15％以下，理想的是在10％以下。
在本實(shí)施例中，通過(guò)使用黑化電極310可以抑制對(duì)比度降低，因?yàn)椴皇褂脠A偏振光板也可以所以構(gòu)成簡(jiǎn)單。
圖15是本發(fā)明的發(fā)光元件一實(shí)施例的剖面圖。
如此前所述那樣，當(dāng)在顯示裝置中使用本發(fā)明的發(fā)光元件的情況下，需要考慮從周圍環(huán)境入射到顯示裝置的外光。即，配備在本發(fā)明的發(fā)光元件中的光取出層需要抑制外光反射，重要的是可見波長(zhǎng)區(qū)域的光幾乎不散射或者衍射，大致維持入射到其中的光的偏振光狀態(tài)。但是，當(dāng)把發(fā)光元件作為液晶顯示裝置的后照光等的照明裝置的光源使用的情況下，因?yàn)椴恍枰貏e考慮外光的影像，所以光取出層并不限定在上述納米構(gòu)造。即，如果關(guān)注作為光取出層的功能，則光取出層作為低折射率的光散射層的特性重要，當(dāng)在照明裝置中使用的情況下可以是還散射可見波長(zhǎng)區(qū)域光的膜。
圖15是表示在后照光等照明裝置的光源中可以使用的本發(fā)明的發(fā)光元件的概略構(gòu)造的一部分剖面圖。此發(fā)光元件是從和形成有有機(jī)發(fā)光二極管元件70的襯板6相反方向取出光的，所謂頂發(fā)射型元件。在此，以下和上述一樣，雖然說(shuō)明了在有機(jī)發(fā)光二極管元件70上附加了光取出層450的發(fā)光元件，其中的有機(jī)發(fā)光二極管元件由在反射電極300、透明電極200、這些電極間順序疊層空穴輸送層、發(fā)光層、電子輸送層等的有機(jī)層100構(gòu)成，但本發(fā)明并不限于此。即，本發(fā)明即使在適用于在發(fā)光層上使用無(wú)機(jī)材料的場(chǎng)致發(fā)光元件和發(fā)光二極管元件中也有用。
在作為后照光等的照明裝置的光源希望以白色發(fā)光。作為實(shí)現(xiàn)白色發(fā)光的有機(jī)層100，有疊層發(fā)光顏色不同的多個(gè)發(fā)光層的構(gòu)成，和在一個(gè)發(fā)光層中摻雜發(fā)光顏色不同的色素的構(gòu)成。
作為前者的構(gòu)成例如是TPD、通過(guò)局部用堆紅(nile red)摻雜Alq3的Alq3，而且，組合1，2，4-雜唑衍生物(TAZ)的情況。另外，作為后者是在PVK中摻雜3種色素，例如，1、1、4、4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)，香豆素6，DCM1。無(wú)論哪個(gè)，都可以使用作為白色發(fā)光的有機(jī)層可以得到發(fā)光效率高，壽命長(zhǎng)的白色發(fā)光的零件。
光取出層450是設(shè)置在取出從發(fā)光層射出的光一側(cè)的層，在透明電極200的光取出一側(cè)直接形成，或者經(jīng)由根據(jù)需要形成的未圖示的透明膜形成。另外，光取出層450為了增加對(duì)外部的光取出，使折射率比包含發(fā)光層的有機(jī)層100低。在此，光取出層450是通過(guò)混合折射率不同的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)低折射率的層，把其折射率稱為平均折射率。
設(shè)置在發(fā)光層102和光取出層450之間的層的折射率為了實(shí)現(xiàn)增加對(duì)外部的光取出的更明亮的發(fā)光元件，重要的是比光取出層的平均折射率還高。換句話說(shuō)，重要的是光取出層450的平均折射率比設(shè)置在發(fā)光層102以及發(fā)光層102和光取出層450之間的層的折射率還低。
這是因?yàn)?，如果在發(fā)光層102和光取出層450之間有折射率低的層，則在該層的界面上產(chǎn)生全反射，向襯板6的面內(nèi)方向傳播的光增加，被取出到外部的光量受到顯示的緣故。
因此，希望光取出層450形成在盡可能靠近有機(jī)發(fā)光二極管元件70的位置上，理想的是在光取出層450和有機(jī)發(fā)光二極管元件70之間不介入玻璃襯板等折射率比發(fā)光層還低的層。為了實(shí)現(xiàn)它如本實(shí)施例所示，理想的是在頂發(fā)射型元件的光取出一側(cè)的電極，即在本實(shí)施例中在透明電極200上形成光取出層450。
而且，如上所述，光取出層450由于其平均折射率低因此被取出到外部的光量增加。因此，如果對(duì)于以往的發(fā)光元件可以得到實(shí)用的效果，即，如果考慮可以抵消因附加光取出層450產(chǎn)生的成本上升的效果，則光取出層450的平均折射率需要設(shè)置在1.1以上1.5以下，特別希望設(shè)置在1.45以下。
作為光取出層450，使用在由至少對(duì)可見光透明的樹脂等構(gòu)成的透明介質(zhì)451中，分散由和透明介質(zhì)451折射率不同的至少對(duì)可見光透明的微粒子或者氣泡構(gòu)成的微小透明體452的層。
作為透明介質(zhì)451可以使用光硬化性的透明樹脂、熱可塑性透明樹脂、熱硬化性的透明樹脂，或者其自身附加有作為粘接劑功能的透明樹脂，但在成膜工序中需要留意不對(duì)有機(jī)膜產(chǎn)生損傷。
而且，為了防止或者緩和在形成光取出層450的膜時(shí)對(duì)有機(jī)發(fā)光二極管元件70的損傷，可以在透明電極200和光取出層450之間形成未圖示的透明層。作為這樣的透明層可以使用氧化硅、氮化硅，或者氧化鈦等。為了使被取出到外部的光進(jìn)一步增加理想的是透明層的折射率和發(fā)光層相同，或者理想的是比其還高，為了實(shí)現(xiàn)它理想的是使用硅或者氧化鈦。
微小透明體452由和透明介質(zhì)451折射率不同的透明的微粒子或者氣泡等的空隙構(gòu)成。作為透明微粒子可以使用玻璃微粒子、三聚氰氨系列微粒子、苯乙烯系列微粒子、苯并二氨基三嗪系列微粒子、4氟化乙烯微粒子等。作為其粒子的形狀可以使用球、大粒砂子、長(zhǎng)方體等任何形狀，但使用可以使光各向同性散射的球狀微粒子理想。
微小透明體452的大小為了高效率地散射可見波長(zhǎng)的光，理想的是在1μm以上10μm以下的大小，但從提高向外部的光取出量這一觀點(diǎn)出發(fā)也可以包含散射近紫外波長(zhǎng)區(qū)域的數(shù)十nm以上1μm以下大小的透明體。即約10nm以上10μm以下的大小適宜。
作為光取出層450的具體例子，作為透明介質(zhì)451使用折射率1.47的丙稀系列的透明粘接材料，作為微小透明體452使用平均粒子直徑2μm，折射率1.57的(真比重1.4)的苯并二氨基三嗪系列的微粒子，在透明介質(zhì)451中配合30部微小透明體452(相對(duì)粘接劑固形部分的重量部數(shù))，可以使用分散的膜厚度20μm的膜。這種情況下，光取出層450的平均折射率為約1.496，比發(fā)光層102的折射率(約1.7)還低。因此，與未設(shè)置光取出層450的情況相比被取出到外部的光量也增加，如果使用同樣的消耗電力則可以實(shí)現(xiàn)更明亮的發(fā)光元件。
或者，作為光取出層450可以在折射率1.47的丙稀系列的透明粘接材料中，使用以體積比分散25％的膜厚度2μm，折射率1.35的4氟化乙烯樹脂的微粒子的膜厚度20μm的層。這種情況下，光取出層450的平均折射率為1.44比發(fā)光層的折射率(約1.7)還低。因此，與未設(shè)置光取出層450的情況相比被取出到外部的光量也增加，如果使用同樣的消耗電力則可以實(shí)現(xiàn)更明亮的發(fā)光元件。
實(shí)現(xiàn)微小透明體452的微粒子的折射率如上所述，可以比透明介質(zhì)451高也可以低，但為了使光取出層450的平均折射率更低作為微粒子使用折射率比透明介質(zhì)451還低的介質(zhì)有利。而且作為微小透明體452不只是透明微粒子，如果使用由氣泡構(gòu)成的空隙則在實(shí)現(xiàn)平均折射率更低的光取出層450上有利。在透明介質(zhì)451中含有由氣泡構(gòu)成的微小透明體452的光取出層450可以通過(guò)在透明樹脂中添加發(fā)泡劑，用由發(fā)泡劑的加熱分解產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生氣泡實(shí)現(xiàn)。
而且通常，有機(jī)層100因大氣中的水分等容易劣化，因此如在光取出層450的光取出一側(cè)不和外部大氣接觸那樣如圖15示例所示，使用透明密封板90密封理想。作為透明密封板90可以使用玻璃板，實(shí)施了隔氣處理的樹脂膜、疊層了薄的玻璃板和樹脂膜的板等。透明密封板90和襯板6可以在周圍用涂抹成框狀的粘接劑的某一粘接劑密封粘接。
而且，光取出層450和透明密封板90可以密封，也可以如圖15示例所示，在透明密封板90和光取出層450之間設(shè)置間隙81，在此間隙81中可以設(shè)置透明密封板90，或者充滿和光取出層450的折射率差小的折射率1.4～1.6的透明體。這種情況下，在光取出層450和間隙81的界面，或者間隙81和透明密封板90的界面上的反射小，被取出到外部的光增加。
或者，也可以在間隙81中封入氮?dú)獾鹊亩栊詺怏w。這種情況下，通過(guò)把光取出層450的表面設(shè)置成凹凸形狀和微小的透鏡陣列形狀，也可以使被取出到外部的光量增加。另外，這種情況下也可以根據(jù)需要把吸收劑設(shè)置在透明密封板90和襯板6之間不妨礙從發(fā)光層發(fā)射的光的位置上，或者把透明的吸濕膜涂抹在透明密封板90的光取出層450一側(cè)。
但是，在有機(jī)發(fā)光二極管元件等的發(fā)光元件中是厚度從數(shù)十至數(shù)百nm和在光波長(zhǎng)左右，或者其以下疊層折射率不同的薄膜的構(gòu)造。而且因?yàn)榉瓷潆姌O300多是鏡面狀，所以從發(fā)光層102發(fā)射的光容易受干涉的影像。因此，在通常的有機(jī)發(fā)光二極管元件中因?yàn)榇烁缮娴男Ч?，?shí)際被取出到外部的光1000因其射出方向不同發(fā)光光譜變化，存在顏色變化的問(wèn)題。和此同樣的問(wèn)題還在無(wú)機(jī)場(chǎng)致發(fā)光元件中產(chǎn)生。
在此，本發(fā)明的發(fā)光元件其特征在于當(dāng)作為照明裝置等的光源使用的情況下，作為光取出層450使用可見波長(zhǎng)區(qū)域的光也散射的低折射率散射層。這種情況下，因?yàn)閺脑l(fā)出的光被散射，各個(gè)行進(jìn)方向以及相位差的光被混合，所以可以得到相對(duì)因干涉原因產(chǎn)生的光的射出方向不同的顏色變化大幅度降低的效果。而且，在本發(fā)明的發(fā)光元件中因?yàn)樘貏e是作為光取出層450使用低折射率散射層，所以在可以抑制干涉效果的顏色變化的同時(shí)，具有可以增加被取出到外部的光量的效果。
即，如果是同樣的消費(fèi)電力則更明亮，可以得到光的射出方向不同的顏色變化小的發(fā)光元件。換句話說(shuō)，如果是同樣亮度則可以得到在低電力下的因光射出方向不同引起的顏色變化小的發(fā)光元件。
圖16是本發(fā)明發(fā)光元件一實(shí)施例的剖面圖。
本實(shí)施例的發(fā)光元件在反射電極300上形成構(gòu)成有機(jī)發(fā)光二極管元件的有機(jī)層100，在其上形成透明電極200。而且，在透明電極200上形成作為光取出層功能的納米構(gòu)造層400、成為低折射率的納米構(gòu)造層401。有機(jī)層100使用透明密封板90，在密封板90和納米構(gòu)造層400之間設(shè)置納米構(gòu)造層401密封。
本實(shí)施例的納米構(gòu)造層400和實(shí)施例1一樣，但進(jìn)一步通過(guò)設(shè)置納米構(gòu)造層401，提高發(fā)光元件的強(qiáng)度。在有機(jī)層100中發(fā)光的光中的一部分透過(guò)透明電極200，作為透過(guò)光900從發(fā)光元件作為取出光1000射出。而且，被封閉在透明電極200以及有機(jī)層100中波導(dǎo)的光由納米構(gòu)造層400散射被取出。
納米構(gòu)造層401由于把設(shè)置在內(nèi)部的空孔546的空孔率或者空孔的尺寸改變?yōu)榧{米構(gòu)造層400，因此使平均折射率不同。納米構(gòu)造層401可以在實(shí)施例1中的間隙81上改變使用，這種情況下，納米構(gòu)造層401的平均折射率比納米構(gòu)造層400還小。減小納米構(gòu)造層401的平均折射率是通過(guò)增大空孔546的空孔率實(shí)現(xiàn)。這種情況下，理想的是把納米構(gòu)造層400設(shè)置成紫外線的散射性大的薄層，把納米構(gòu)造層401設(shè)置成散射性小的透明性高的膜。即理想的是把納米構(gòu)造層400(第1光取出層)的空孔的平均直徑設(shè)置成比納米構(gòu)造層401(第2光取出層)的空孔的平均直徑小，另外，理想的是在納米構(gòu)造層400(第1光取出層)中的空孔所占比例比納米構(gòu)造層401(第2光取出層)中的空孔占有的比例小。
另外，納米構(gòu)造層401可以具有光學(xué)的功能，例如通過(guò)控制納米構(gòu)造層401的膜厚度、平均折射率，還可以改善因視角引起的顏色變化等的特性。這種情況下，納米構(gòu)造層401還可以設(shè)置成納米構(gòu)造層400和透明密封板90之間的折射率。通過(guò)使用具有剛性的納米構(gòu)造層401，與設(shè)置有間隙的情況相比可以使光學(xué)特性穩(wěn)定。另外或者和實(shí)施例9一樣，還可以使納米構(gòu)造層401具有光散射性，可以降低射出方向不同引起的顏色變化。
使用納米構(gòu)造層401因?yàn)椴皇褂瞄g隙而設(shè)置透明密封板90，所以在發(fā)光元件牢固的同時(shí)，不需要設(shè)置吸濕材料。這種情況下，如果把納米構(gòu)造層400，或者納米構(gòu)造層401設(shè)置為親水性，則還可以具有吸濕效果，還可以得到發(fā)光元件的長(zhǎng)壽命化的效果。
納米構(gòu)造層401也可以形成在納米構(gòu)造層400上，或者也可以在形成在透明密封板90上后粘貼。
通過(guò)設(shè)置光取出層，可以高效率地把從發(fā)光層射出的光取出到外部，可以提供進(jìn)行明亮的顯示或者照明的顯示裝置有機(jī)照明裝置。
光取出效率提高的效果對(duì)于發(fā)光元件單體也一樣。本發(fā)明以PLED元件為基礎(chǔ)說(shuō)明，但也可以適用在無(wú)機(jī)場(chǎng)致發(fā)光元件，和發(fā)光二極管中，可以實(shí)現(xiàn)光取出效率高并且明亮的這些元件。
發(fā)光型顯示裝置可以適用于監(jiān)視器、電視機(jī)等的顯示器，因?yàn)楣馊〕鲂侍岣咚钥梢缘拖碾娏?，還可以有效地適用于手機(jī)等的便攜機(jī)器的顯示器。
另外，照明裝置除了后照光以外，還可以適用于室內(nèi)照明。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件，具有第1電極、第2電極、以及配置在上述第1電極與上述第2電極之間的發(fā)光層，并把來(lái)自上述發(fā)光層的發(fā)光的一部分作為發(fā)射光取出，其特征在于在取出上述發(fā)射光的方向上依次配置有上述第1電極、取出上述發(fā)射光的光取出層、折射率比上述發(fā)光層和上述光取出層的平均折射率低的低折射率層。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于上述低折射率層是氣體層。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的發(fā)光元件，其特征在于上述光取出層在可見波長(zhǎng)是大致透明的，上述光取出層的紫外波長(zhǎng)的光散射比可見波長(zhǎng)的光散射還大。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件，其特征在于上述發(fā)光元件形成在襯板上，相對(duì)上述發(fā)光層從與配置有上述襯板的一側(cè)相反一側(cè)取出光。
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件，其特征在于上述發(fā)光元件是有機(jī)發(fā)光二極管元件。
6.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件，其特征在于上述光取出層的厚度是40nm～400nm。
7.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件，其特征在于上述光取出層具有空孔。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光元件，其特征在于上述光取出層具有親水性。
9.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件，其特征在于上述光取出層的波長(zhǎng)555nm的貝斯值大于或等于0％且小于或等于1％，380nm的貝斯值大于或等于0％且小于或等于1％。
10.一種發(fā)光元件，具有第1電極、第2電極、以及配置在上述第1電極與上述第2電極之間的發(fā)光層，并把來(lái)自上述發(fā)光層的發(fā)光的一部分作為發(fā)射光取出，其特征在于在取出上述發(fā)射光的方向上依次配置有上述第1電極、具有比上述發(fā)光層的平均折射率低的折射率的光取出層，上述光取出層具有親水性。
11.一種發(fā)光元件，具有第1電極、第2電極、以及配置在上述第1電極與上述第2電極之間的發(fā)光層，并把來(lái)自上述發(fā)光層的發(fā)光的一部分作為發(fā)射光取出，其特征在于在取出上述發(fā)射光的方向上依次配置有上述第1電極、取出上述發(fā)射光的光取出層、折射率比上述發(fā)光層的平均折射率低的低折射率層，上述光取出層具有周期構(gòu)造。
12.如權(quán)利要求11所述的發(fā)光元件，其特征在于在設(shè)置上述周期構(gòu)造d、入射的外光的波長(zhǎng)λ、上述低折射率層的折射率n的情況下，滿足d＜λ/2·n。
13.如權(quán)利要求11所述的發(fā)光元件，其特征在于上述周期構(gòu)造的周期是從175nm至200nm。
14.一種發(fā)光元件，具有第1電極、第2電極、以及配置在上述第1電極與上述第2電極之間的發(fā)光層，并把來(lái)自上述發(fā)光層的發(fā)光的一部分作為發(fā)射光取出，其特征在于在取出上述發(fā)射光的方向上依次配置上述第1電極、具有比上述第1電極的平均折射率高的折射率的高折射率層、取出上述發(fā)射光的光取出層，上述光取出層的平均折射率比上述發(fā)光層的平均折射率低。
15.如權(quán)利要求14所述的發(fā)光元件，其特征在于上述發(fā)光元件形成在襯板上，相對(duì)上述發(fā)光層從與配置有上述襯板的一側(cè)相反一側(cè)取出光。
16.如權(quán)利要求14所述的發(fā)光元件，其特征在于上述發(fā)光元件形成在襯板上，相對(duì)上述發(fā)光層從與配置有上述襯板的一側(cè)取出光。
17.一種發(fā)光元件，具有第1電極、第2電極、以及配置在上述第1電極與上述第2電極之間的發(fā)光層，并把來(lái)自上述發(fā)光層的發(fā)光的一部分作為發(fā)射光取出，其特征在于在取出上述發(fā)射光的方向上依次配置有上述第1電極、取出上述發(fā)射光的光取出層、具有比上述發(fā)光層的平均折射率低的折射率的低折射率層，上述光取出層包含金屬層。
18.一種發(fā)光元件，具有第1電極、第2電極、配置在上述第1電極與上述第2電極之間的發(fā)光層，其特征在于在取出從上述發(fā)光層射出的光的方向上依次配置有上述第1電極、具有比上述發(fā)光層的平均折射率低的平均折射率的光取出層，上述光取出層是光散射層。
19.一種發(fā)光元件，具有第1電極、第2電極、配置在上述第1電極與上述第2電極之間的發(fā)光層，其特征在于在取出從上述發(fā)光層射出的光的方向上依次配置有上述第1電極、取出上述發(fā)射的光的光取出層，上述光取出層的平均折射率大于或等于1.1且小于或等于1.5。
20.如權(quán)利要求18所述的發(fā)光元件，其特征在于設(shè)置在上述發(fā)光層與上述光取出層之間的層的平均折射率比上述光取出層的平均折射率高。
21.如權(quán)利要求18所述的發(fā)光元件，其特征在于上述光取出層是在透明介質(zhì)中分散有其折射率與上述透明介質(zhì)的折射率不同的微小透明體的層。
22.如權(quán)利要求21所述的發(fā)光元件，其特征在于上述微小透明體的平均折射率比上述透明介質(zhì)的平均折射率低。
23.如權(quán)利要求20所述的發(fā)光元件，其特征在于上述微小透明體的平均直徑約為大于或等于10nm且小于或等于10μm。
24.一種發(fā)光型顯示裝置，包括多個(gè)各自具有配置在第1電極與第2電極之間的發(fā)光層的發(fā)光元件，多個(gè)上述發(fā)光元件配置成矩陣狀，相對(duì)上述發(fā)光層在取出從上述發(fā)光層發(fā)射的光的一側(cè)具有圓偏振光板；控制上述發(fā)光元件的發(fā)光動(dòng)作來(lái)進(jìn)行顯示；其特征在于在取出上述發(fā)射光的方向上依次配置有上述第1電極、取出上述發(fā)射光的光取出層、折射率比上述發(fā)光層和上述光取出層的平均折射率低的低折射率層，上述光取出層在可見波長(zhǎng)大致透明，上述光取出層的可見波長(zhǎng)的光散射比紫外波長(zhǎng)的光散射還小。
25.一種發(fā)光型顯示裝置，包括多個(gè)各自具有配置在第1電極與第2電極之間的發(fā)光層的發(fā)光元件，多個(gè)上述發(fā)光元件配置成矩陣狀，控制上述發(fā)光元件的發(fā)光動(dòng)作來(lái)進(jìn)行顯示，其特征在于在取出上述發(fā)射光的方向上依次配置有上述第1電極、取出上述發(fā)射光的光取出層、折射率比上述發(fā)光層和上述光取出層的平均折射率低的低折射率層，上述第2電極對(duì)可見波長(zhǎng)是低反射率。
26.如權(quán)利要求23或24所述的發(fā)光型顯示裝置，其特征在于在上述第1電極與上述光取出層之間，或者在上述光取出層與上述低折射率層之間，具有把藍(lán)色變換為綠色，或者把藍(lán)色變換為紅色的具有熒光色素的顏色變換層。
27.如權(quán)利要求24或25所述的發(fā)光型顯示裝置，其特征在于上述發(fā)光層發(fā)出白色光，具有使來(lái)自上述發(fā)光層的一部分白色的波長(zhǎng)透過(guò)的彩色濾光器。
28.一種發(fā)光型顯示裝置，包括多個(gè)各自具有配置在第1電極與第2電極之間的發(fā)光層的發(fā)光元件，多個(gè)上述發(fā)光元件配置成矩陣狀，控制上述發(fā)光元件的發(fā)光動(dòng)作來(lái)進(jìn)行顯示，其特征在于在取出上述發(fā)射光的方向上依次配置有上述第1電極、具有比上述第1電極的平均折射率高的折射率的高折射率層、取出上述發(fā)射光的光取出層，上述光取出層的平均折射率比上述發(fā)光層的平均折射率低。
29.一種發(fā)光元件，具有第1電極、第2電極、配置在上述第1電極與上述第2電極之間的發(fā)光層，其特征在于在取出從上述發(fā)光層射出的光的方向上依次配置有上述第1電極、具有空孔的第1光取出層、具有空孔且折射率與第1光取出層的折射率不同的第2光取出層，上述第1光取出層的空孔的平均直徑比上述第2光取出層的空孔的平均直徑小。
30.一種發(fā)光元件，具有第1電極、第2電極、配置在上述第1電極與上述第2電極之間的發(fā)光層，其特征在于在取出從上述發(fā)光層射出的光的方向上依次配置上述第1電極、具有空孔的第1光取出層、具有空孔且折射率與第1光取出層的折射率不同的第2光取出層，上述第1光取出層的空孔的占有比例比上述第2光取出層的空孔的占有比例小。
31.一種發(fā)光型顯示裝置，具備配置成矩陣狀的多個(gè)發(fā)光元件，控制來(lái)自上述發(fā)光元件的發(fā)光動(dòng)作來(lái)進(jìn)行顯示，其特征在于上述發(fā)光元件是權(quán)利要求1～17、29、30中任意1項(xiàng)所述的發(fā)光元件。
32.一種照明裝置，具備至少一個(gè)發(fā)光元件，使用來(lái)自上述發(fā)光元件的發(fā)光來(lái)進(jìn)行照明，其特征在于上述發(fā)光元件是權(quán)利要求1～23中任意1項(xiàng)所述的發(fā)光元件。
全文摘要
一種發(fā)光元件，具有第1電極(200)、第2電極(300)、配置在它們之間的發(fā)光層(102)，把來(lái)自發(fā)光層(102)的一部分發(fā)光作為發(fā)射光而取出，按照取出發(fā)射光的方向依次配置有第1電極(200)、取出發(fā)射光的納米構(gòu)造層(400)、折射率比發(fā)光層(102)以及納米構(gòu)造層(400)的平均折射率低的間隙(81)。能使用簡(jiǎn)易的制作方法進(jìn)行制作，能高效率地把從發(fā)光層射出的光取出到外部，提高光的取出效率。
文檔編號(hào)H01L51/00GK1665361SQ20041008180
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月3日
發(fā)明者杉田辰哉, 足立昌哉, 佐佐木洋 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器