エレクトロルミネッセンス素子
【課題】光共振構造を備えたエレクトロルミネッセンス素子において、高視野角における低視野角での色度に対する変化を抑制する。
【解決手段】エレクトロルミネッセンス素子において、発光領域１５から発光された光を共振させるように、複数の層の積層面に平行に配置された２つの対向する反射鏡１１、１７からなる共振器１９を有し、反射鏡１１、１７に垂直な光軸Ａに対して３０°超の傾きを有する高角度領域での共振器波長に対して散乱および／または吸収のピークを有する微粒子を共振器１９の内部に備える。
【解決手段】エレクトロルミネッセンス素子において、発光領域１５から発光された光を共振させるように、複数の層の積層面に平行に配置された２つの対向する反射鏡１１、１７からなる共振器１９を有し、反射鏡１１、１７に垂直な光軸Ａに対して３０°超の傾きを有する高角度領域での共振器波長に対して散乱および／または吸収のピークを有する微粒子を共振器１９の内部に備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界の印加により発光を生じる電界発光素子（エレクトロルミネッセンス素子）に関し、特に、発光の高効率化を図ったエレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子やＬＥＤ（発光ダイオード）、半導体レーザなどのエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）は、基板上に電極層や発光層等が積層された構成をしており、一般に、発光層において発光した光を、透明電極を介して取り出している。その際、各層の屈折率の影響により、光取り出し側の層界面において臨界角以上で入射された光は、全反射して素子内に閉じ込められてしまい、外部に取り出すことができない。そのため、発光した光を高効率に取り出すことが難しく、ＩＴＯ等の現在よく用いられている透明電極の屈折率の場合、その取り出し効率は２０％程度であると言われている。
【０００３】
有機ＥＬ素子において、発光効率の向上を図るために、マイクロキャビティ効果を利用する方法が知られている。非特許文献１には、有機ＥＬ素子において、マイクロキャビティ構造を適用することにより、指向性、利用効率（取り出し効率）を向上することができる旨の記載がある。
エレクトロルミネッセンス素子においてマイクロキャビティ効果を利用すると、素子表面に垂直な視野角０°（素子の正面）における輝度および色度を、向上させることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】"Sharply directed emission in organic electroluminescent diodes with an optical-microcavity structure" Applied Physics Letters,65(15), 1994年10月10日 p.1868-1870
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、マイクロキャビティ効果を利用すると、視野角が０°から大きくずれた広角側から観測した場合のスペクトルが、視野角０°から観測した場合のスペクトルと大きく変化し、色度が変化してしまうという問題がある。
ＥＬ素子をディスプレイ装置に適用するにあたっては、高視野角における色度のズレは好ましくなく、高視野角における色度のズレを抑えることが望まれる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、マイクロキャビティによる正面輝度、色度の向上効果を維持しつつ、高視野角における色度のズレを抑制したＥＬ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエレクトロルミネッセンス素子は、電極間に積層された複数の層の間に、前記電極間への電界の印加により発光する発光領域を備えてなるエレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光領域から発光された光を共振させるように、前記複数の層の積層面に平行に配置された２つの対向する反射鏡からなる共振器を有し、
前記反射鏡に垂直な光軸に対して３０°超の傾きを有する高角度領域での共振器波長に対して散乱および／または吸収のピークを有する微粒子を前記共振器の内部に備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、エレクトロルミネッセンス素子は、電界印加により発光する素子の総称であり、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）および半導体レーザ（ＬＤ）を含むものとする。
【０００８】
ここで、散乱および／または吸収のピークとは、散乱のみを生じる微粒子の場合には、散乱スペクトルのピーク、吸収のみを生じる微粒子の場合には吸収スペクトルのピーク、散乱および吸収を生じる微粒子の場合には、散乱スペクトルと吸収スペクトルの和で示される消失スペクトルのピークを意味する。
【０００９】
有機ＥＬ素子である場合には、前記複数の層は、それぞれ有機層から形成された、少なくとも電子輸送層、発光層、正孔輸送層からなることが望ましい。ＬＥＤあるいはＬＤである場合には、前記複数の層は、それぞれ半導体層からなる、少なくともｐ型クラッド層、活性層、ｎ型クラッド層からなることが望ましい。
【００１０】
本発明のＥＬ素子においては、前記２つの対向する反射鏡の少なくとも一方が、前記電極の一方を兼ねるものであることが望ましい。しかしながら、２つの対向する反射鏡と、電極とはそれぞれ個別に設けられていてもよい。
【００１１】
前記微粒子は、金属微粒子または誘電体微粒子などから構成することができる。
前記金属微粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕ、および、これらの金属を主成分とする合金からなる群から選ばれた少なくとも１つからなるものであることが好ましい。また、誘電体微粒子である場合には、比較的高屈折率のものが好ましく、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２およびＺｎＳｅからなる群から選ばれた少なくとも１つからなるものであることが好ましい。
【００１２】
前記微粒子は、色素または量子ドットなどから構成することができる。色素または量子ドットは、所定の波長を吸収する吸収体であり、色素や量子ドットをバインダーに分散させることにより、可視光のうち特定の波長域を通過させ特定の波長域を阻止するカラーフィルタを構成することができる。すなわち、共振器を構成する層間あるいは層中にカラーフィルタを備える構成とすることができる。バインダーは、電子輸送層、発光層、正孔輸送層等を構成する有機層材料であってもよいし、他の有機物、樹脂、ガラス等からなるものであってもよい。
【００１３】
前記２つの対向する反射鏡のそれぞれは、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａおよびこれらの金属を主成分とする合金からなる群から選ばれた少なくとも１つからなるものであることが好ましい。
【００１４】
なお本明細書において、「主成分」は、含量８０質量％以上の成分と定義する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のエレクトロルミネッセンス素子は、素子内に共振器を形成しているので、発光の指向性を向上させることができ、発光増強を図ることができる。一方、共振器内部に、反射鏡に垂直な光軸に対して３０°超の傾きを有する高角度領域での共振器波長に対して散乱および／または吸収のピークを有する微粒子を備えているので、３０°より高視野角における正面色度からの色度の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるＥＬ素子の構造を示す模式図
【図２】カラーフィルタの特性の一例を示す図
【図３】本発明の第２実施形態にかかるＥＬ素子の構造を示す模式図
【図４】微粒子の消失スペクトルの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、各図においては視認しやすくするため、構成要素の縮尺は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００１８】
＜第１の実施形態のＥＬ素子＞
図１は、本発明の第１の実施形態のエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）１の構造を模式的に示す図である。本実施形態のＥＬ素子１は、各層が有機層から構成されてなる有機ＥＬ素子である。
【００１９】
本実施形態の有機ＥＬ素子１は、ガラス等からなる透明基板１０上に、第１の反射鏡１１、カラーフィルタ１２、透明材料からなる陰極１３、電子輸送層１４、発光層１５、正孔輸送層１６、半透過金属からなる陽極１７がこの順に積層されてなるものである。
すなわち、２つの電極１３および１７間に少なくとも発光層を含む複数の層１４〜１６を備えた一般的な有機ＥＬ素子構成を備え、さらに、共振器を構成するための反射鏡１１、およびカラーフィルタ１２を備えている。
【００２０】
発光層１５は、陰極１３、陽極１７から注入された電子、正孔が再結合することにより発光を生じる発光領域であり、有機ＥＬ素子の発光層として適用可能なものであれば特に制限なく、所望の発光波長により材料を選択すればよい。
【００２１】
陽極１７は半透過金属から構成されて第２の反射鏡を兼ねるものであり、対向して配置されている第１の反射鏡１１と共に共振器１９を構成する。
電極１３、１７間に電界が印加されることにより、発光層１５から生じる発光光は、２つの反射鏡１１、１７間で共振して、半透過電極である陽極（第２の反射鏡）１７側から射出される。
【００２２】
第２の反射鏡である半透過金属からなる陽極１７の発光光に対する反射率は共振器１９内に定在波が形成されるに十分なものであればよい。例えば、反射率は２０〜６０％程度とし、一方の第１の反射鏡の反射率は９０％程度以上の高反射率とする。
第１および第２の反射鏡は、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａ等の金属およびそれらを主成分とする合金、あるいは誘電体多層膜などにより構成することができる。金属により反射鏡を作製する場合には、その厚みにより反射率を制御することができる。
【００２３】
共振器１９において、マイクロキャビティ効果を奏するための共鳴条件（ファブリペローの共振条件）は下記式（１）で与えられる。
【数１】
（ここで、λは共鳴波長、θは反射鏡に垂直な光軸に対する傾き、ｎiは共振器内の層iの屈折率、ｄiは共振器内の層iの厚み、φ１およびφ２はそれぞれ第１および第２の反射鏡の反射による位相差、ｍはキャビティ次数である。）
【００２４】
マイクロキャビティの共振波長は上記式（１）に示されるように、共振器の反射鏡（反射面）に垂直な光軸Ａからの傾きによって変化し、その共振波長は、傾きθが大きくなるほど短波長側にずれる。ここでは、素子正面、すなわち視野角０（θ＝０）において所望の波長λ０が得られるように、各層は上記式を満たす屈折率および厚みを有するように設計されている。なお、共振器内に生じる定在波の腹の部分が発光層と一致するように設計されることが、発光効率向上の観点から好ましい。
【００２５】
カラーフィルタ１２は、反射鏡１１、１７に垂直な光軸Ａに対して３０°超の傾きを有する高視野角領域での共振器波長に吸収ピークを有するものであり、高視野角領域の共振器波長を、光軸Ａからの傾きが３０°以下の低視野角領域での共振波長よりも相対的に大きく吸収するものである。カラーフィルタ１２は、バインダー内に所定の波長を吸収する微粒子１２ａが分散されてなるものである。微粒子１２ａはとしては、各種色素、量子ドットなどを用いることができる。バインダーとしては、有機物、樹脂、ガラス等を用いることができる。
【００２６】
上述の式（１）から明らかなように、共振波長は光軸Ａからの傾き（すなわち視野角）に依存して変化する。すなわち、素子正面では波長λ０を中心波長としたスペクトルが観察されるが、高視野角側ではこの波長λ０より中心波長が短波長であるスペクトルが観察され、一般には、高視野角側の色度は、正面における色度とは大きく異なるものとなる。
一方、マイクロキャビティの共振の強さは、フィネスと呼ばれる値によって定量化され、フィネスが大きいほど共振の効果が大きい。フィネスは、反射鏡の反射率が大きくなるほど、また、共振器内部での吸収および散乱損失が小さいほど大きくなる。
【００２７】
本実施形態においては、カラーフィルタ１２を備え、３０°より高視野角における共振波長を大きく吸収させることができるので、正面での共振のフィネスの変化は抑えられ、正面における輝度・色度を保持したまま、高視野角におけるフィネスが低下して共振条件が弱まり、発光スペクトルの変化（色度の変化）を軽減することができる。
【００２８】
図２に、カラーフィルタ１２の理想的な屈折率の例を示す。図２において、左軸が屈折率の実部ｎ、右軸が屈折率の虚部κを示している。図中破線で示す屈折率の虚部の項がカラーフィルタの吸収を表すパラメータである。すなわち、図２に示す例は、５１０ｎｍ以下の波長を吸収し、５１０ｎｍ超の波長のみを透過するフィルタである。現実のカラーフィルタは、この図２に示すほどの理想的な特性を示すものを作製するのは困難である。現実的には、高視野角３０°〜８０°での中心波長に対する吸収率が、視野角３０°未満での中心波長に対する吸収率よりも高いものであればよい。より具体的には、視野角３０°での中心波長に対する吸収率α2の、視野角０°での中心波長に対する吸収率α1に対する比が１より大きければよいが、好ましくは、５以上である。
【００２９】
例えば、正面での共振波長＝５２５ｎｍ、視野角３０°での共振波長＝５１０ｎｍ、視野角６０°での共振波長＝４９５ｎｍである共振器を備えた素子に、図２に示すような５１０ｎｍ以下の波長を吸収することができるカラーフィルタが好適である。そのようなカラーフィルタは、適切な大きさ（例えば、３ｎｍ以下の粒径）のＣｄＳｅ（セレン化カドミウム）微粒子をバインダー中に分散させることで作製することができる。
【００３０】
上記実施形態のＥＬ素子１は、基板１０上に、第１の反射鏡１１を蒸着形成し、反射鏡１１上にカラーフィルタ１２を形成し、ＩＴＯ等の透明材料からなる陰極１３、電子輸送層１４、発光層１５、正孔輸送層１６、陽極１７を順次蒸着形成することにより形成することができる。
上記実施形態において、陰極１３、電子輸送層１４、発光層１５、正孔輸送層１６、陽極１７などの各層は、それぞれの機能を有する層として周知の種々の材料のなかから、適宜選択可能である。さらに、電子注入層、正孔注入層、正孔ブロック層、電子ブロック層、保護層などの層が備えられていてもよい。
【００３１】
＜第２の実施形態のＥＬ素子＞
図３は、本発明の第２の実施形態のエレクトロルミネセンス素子２の構造を模式的に示す図である。本実施形態のＥＬ素子２も、各層が有機層から構成されてなる有機ＥＬ素子である。
【００３２】
本実施形態の有機ＥＬ素子２は、ガラス等からなる透明基板２０上に、半透過金属からなる陽極２１、微粒子２２を内包した正孔注入層２３、正孔輸送層２４、発光層２５、電子輸送層２６、電子注入層２７および陰極２８がこの順に積層されてなるものである。
本実施形態においては、陽極２１および陰極２８が、２つの対向する反射鏡を兼ねて共振器２９を構成しており、両電極２１、２８間に電界が印加されることにより、発光層２５から生じる発光光は、両電極（反射鏡）２１、２８間で共振して、半透過電極である陽極２１側から射出される。
【００３３】
各反射鏡の反射率、共振器の共振条件に基づく各層の屈折率、層厚等については、第１の実施形態と同様である。一方、カラーフィルタに代えて、正孔注入層２３中に微粒子２２を備える点で、第１の実施形態と異なる。
【００３４】
微粒子２２は、反射鏡２１、２８に垂直な光軸Ａに対して３０°超の傾きを有する高角度領域での共振器波長に散乱および／または吸収のピークを有するものである。微粒子２２が、可視光において、散乱のみを生じる場合には、散乱スペクトルのピークが高視野角領域での共振器波長にあればよく、吸収のみを生じる場合には、吸収スペクトルのピークが高視野角領域での共振器波長にあればよく、散乱および吸収を生じる場合には、散乱スペクトルと吸収スペクトルの和で示される消失スペクトルのピークが高視野角領域での共振器波長にあればよい。
微粒子２２は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕおよびそれらを主成分とする合金などからなる金属微粒子、もしくは、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｎＳｅなどの高屈折率誘電体からなる誘電体微粒子である。ここで、高屈折とは、その微粒子が分散されているバインダーの屈折率と比較して高い屈折率であることを意味するものである。
なお、微粒子２２が金属微粒子である場合に、発光光により微粒子表面に生じるプラズモン共鳴による発光の増強が生じる程度に微粒子が発光層に近接して配置される構成（特願２００９−０８２７９０号；本出願時において未公開）は本発明においては除外するものとする。ここで近接とは、微粒子と発光層との最短距離が概ね３０ｎｍ以内であることをいう。
【００３５】
例えば、金属微粒子は、一般に可視光域の波長に対し散乱および吸収を示し、３０°から８０°の高視野角領域での共振器波長の共振を抑制する作用を持たせることが可能である。散乱および吸収を示す微粒子については、散乱スペクトルと吸収スペクトルの和で示される消失（Extinction)スペクトルを用いて検討する必要があり、既述の通り、消失スペクトルのピークが光軸Ａに対して３０°超の傾きを有する高角度領域での共振器波長にあればよい。
【００３６】
図４は、正孔注入層として用いられる２−ＴＮＡＴＡ−Ｆ４−ＴＣＮＱ中おける粒径（直径）３０ｎｍのＡｇ微粒子の消失スペクトルを、シミュレーションした結果である。
例えば、正面共振波長λ０＝５２５ｎｍ、視野角３０°での共振波長λ30＝５１０ｎｍであるような素子構造を有するＥＬ素子において、図４に示す消失スペクトルを有する微粒子を備えることにより、視野角３０°より高視野角における共振を抑制することができ、第１の実施形態のカラーフィルタを備えた場合と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
なお、微粒子２２の材料および微粒子の粒径（ここでは、粒子の最大長で定義する。）、微粒子形状等を調整することにより、散乱ピーク波長、吸収ピーク波長、消失ピーク波長等を調整することができる。金属微粒子の場合には、粒子径を大きくすることにより、散乱ピーク波長を長波長側にシフトさせることができる。また、ロッド状の金属微粒子を用いた場合には、短径と平行方向に振動する電場に対しては短波長側、長径と平行方向に振動する電場に対しては長波長側に、プラズモン共鳴波長をシフトさせることが出来る。誘電体微粒子の場合にも、金属微粒子と同様に散乱の共鳴波長の調整を行うことが可能である。
【００３８】
なお、微粒子が散乱体である場合には、散乱による光取り出し効果により正面輝度を更に高めることができる。散乱は３０°以上の角度での共振波長に対してのみ起こり、正面に放射された光は変化を受けない。そのため、３０°以上の角度で放射されていた光の一部が散乱されて正面に再放射されることから、正面輝度を高めることになる。
【００３９】
本実施形態のＥＬ素子２の製造方法の例を簡単に説明する。
基板２０上に蒸着により陰極２１を形成し、正孔注入層２３を一部蒸着し、金属微粒子２２を構成する金属を極薄く（例えば、５ｎｍ程度）蒸着する。金属は非常に薄く蒸着させることにより、微粒子を形成することが知られている。その後、さらに正孔注入層２３を蒸着形成し、正孔輸送層２４、発光層２５、電子輸送層２６、電子注入層２７、陰極２８を順次蒸着形成する。
なお、高屈折率誘電体粒子を用いる場合、基板２０上に蒸着により陰極２１を形成し、正孔注入層２３中に誘電体微粒子を分散させたものを有機溶媒に溶解させ、スピンコートを行い、その後、有機溶媒を揮発させればよい。
【００４０】
上記実施形態において、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極などの各層は、それぞれの機能を有する層として周知の種々の材料のなかから、適宜選択可能である。さらに、正孔ブロック層、電子ブロック層、保護層などの層が備えられていてもよい。
【００４１】
また、上記各実施形態では、発光層を含む複数の層が有機化合物層からなる有機ＥＬ素子について説明したが、本発明のＥＬ素子は、発光層を含む複数の層が無機化合物層である無機ＥＬ素子のほか、複数の半導体層からなる発光ダイオードおよび半導体レーザにも好適に適用することができる。
【実施例】
【００４２】
＜シミュレーション＞
共振器内部にカラーフィルタを備えた第１の実施形態のＥＬ素子１の構成の実施例１および比較例１について、特性マトリックス法によるシミュレーションを行い、色度の予測を行った。
【００４３】
（実施例１）
実施例１として、図１に示したＥＬ素子１の構成において、各層１１〜１７を以下の材料および厚みとした素子を想定した。
第１の反射鏡１１は１００ｎｍ厚みのＡｌ、カラーフィルタ１２は図２に示す特性を有する１００ｎｍ厚みのカラーフィルタ、陰極１３は７０ｎｍ厚みのＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、電子輸送層１４は３０ｎｍ厚みの有機層、発光層１５は３０ｎｍ厚みのＣＢＰ−10％Ｉｒ（ｐｐｙ）3、正孔輸送層１６は３５ｎｍ厚みの有機層、陽極１７は２０ｎｍ厚みのＡｇからなるものとした。いずれの有機層の屈折率も１．６７程度と想定した。この構成では光軸Ａ方向における共振波長λ０＝５２５ｎｍである。
【００４４】
（比較例１）
比較例１としては、上記実施例１の構成においてカラーフィルタ１２の屈折率虚部を０として、フィルタ効果を備えない素子を備えない素子を想定した。
【００４５】
上述の実施例１および比較例１について、特性マトリックス法によるシミュレーションを行い、異なる視野角から観測した際に得られるスペクトルをＣＩＥ色度座標に変換した結果を表１に示す。
【表１】
表１に示すように、実施例１は比較例１に比べて高視野角（３０°、６０°）から観測した際の、視野角０°（正面）から観測した色度に対する変化が小さいことが確認できた。
【００４６】
＜実験例＞
共振器内部に微粒子を備えた第２の実施形態のＥＬ素子２の構成の実施例２および比較例２を作製し、以下の実験を行った。
（実施例２）
透明基板２０としてガラス基板を用い、ガラス基板上に、以下の順で蒸着を行い、実施例１の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、ガラス基板上に陽極２１としてＡｇを２０ｎｍ蒸着した。その後、Ａｇ上に２−ＴＮＡＴＡ(4,4,4,-トリス（2-ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン)と、Ｆ４−ＴＣＮＱを、Ｆ４−ＴＣＮＱが０.３％となるように１００ｎｍ蒸着し、次に、Ａｇを５ｎｍ蒸着し、さらに２−ＴＮＡＴＡ−Ｆ４−ＴＣＮＱを、Ｆ４−ＴＣＮＱが０．３％となるように８０ｎｍ蒸着した。これにより、Ａｇからなる金属微粒子２２を内包する２−ＴＮＡＴＡ−Ｆ４−ＴＣＮＱからなる正孔注入層２３を形成することができた。さらに、正孔輸送層２４として、ＮＰＤ（N，N’−ジナフチル−N，N’−ジフェニル−〔1，1’−ビフェニル〕を１０ｎｍ蒸着し、さらに、発光層２５として、ＣＢＰ−１０％Ｉｒ（ｐｐｙ）３を３０ｎｍ、電子輸送層２６として、Ｂａｌｑを４０ｎｍ、電子注入層２７として、ＬｉＦを１ｎｍ、陰極２８として、Ａｌを１００ｎｍ順次蒸着した。最後にUV接着剤を用いて封止を行い、実施例２の有機ＥＬ素子を完成した。
【００４７】
なお、２−ＴＮＡＴＡ−Ｆ４−ＴＣＮＱの間に挿入した５ｎｍ蒸着したＡｇ層をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観測したところ、直径３０ｎｍ程度の微粒子を形成していることを確認した。このような２−ＴＮＡＴＡ−Ｆ４−ＴＣＮＱ中における３０ｎｍのＡｇ微粒子の消失スペクトルをシュミレーションした結果は、図４に示した通りである。
【００４８】
（比較例２）
比較例２として、上記実施例１の構成において、正孔注入層２３中にＡｇ粒子を備えていない有機ＥＬ素子を作製した。上記実施例の作製工程において、正孔注入層２３中にＡｇ５ｎｍを蒸着する工程を省くことにより作製した。
【００４９】
実施例２および比較例２について、異なる視野角からＥＬスペクトルの測定を行った。測定は、電極間に直流電流を流し、視野角毎に輝度が１０００ｃｄ／ｍ２になる条件で行った。得られたスペクトルをＣＩＥ色度座標に変換した結果を表２に示す。
【表２】
表２に示すように、実施例２は比較例２に比べて、特に高視野角６０°から観測した際の、視野角０°（正面）から観測した色度に対する変化が小さいことが確認できた。
【符号の説明】
【００５０】
１、２ エレクトロルミネッセンス素子
１０、２０ 基板
１１ 反射鏡
１２ カラーフィルタ
１２ａ 微粒子
１３、２８ 陰極
１４、２６ 電子輸送層
１５、２５ 発光層
１６、２４ 正孔輸送層
１７、２１ 陽極
１９、２９ 共振器
２２ 微粒子
２３ 正孔注入層
２７ 電子注入層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界の印加により発光を生じる電界発光素子（エレクトロルミネッセンス素子）に関し、特に、発光の高効率化を図ったエレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子やＬＥＤ（発光ダイオード）、半導体レーザなどのエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）は、基板上に電極層や発光層等が積層された構成をしており、一般に、発光層において発光した光を、透明電極を介して取り出している。その際、各層の屈折率の影響により、光取り出し側の層界面において臨界角以上で入射された光は、全反射して素子内に閉じ込められてしまい、外部に取り出すことができない。そのため、発光した光を高効率に取り出すことが難しく、ＩＴＯ等の現在よく用いられている透明電極の屈折率の場合、その取り出し効率は２０％程度であると言われている。
【０００３】
有機ＥＬ素子において、発光効率の向上を図るために、マイクロキャビティ効果を利用する方法が知られている。非特許文献１には、有機ＥＬ素子において、マイクロキャビティ構造を適用することにより、指向性、利用効率（取り出し効率）を向上することができる旨の記載がある。
エレクトロルミネッセンス素子においてマイクロキャビティ効果を利用すると、素子表面に垂直な視野角０°（素子の正面）における輝度および色度を、向上させることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】"Sharply directed emission in organic electroluminescent diodes with an optical-microcavity structure" Applied Physics Letters,65(15), 1994年10月10日 p.1868-1870
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、マイクロキャビティ効果を利用すると、視野角が０°から大きくずれた広角側から観測した場合のスペクトルが、視野角０°から観測した場合のスペクトルと大きく変化し、色度が変化してしまうという問題がある。
ＥＬ素子をディスプレイ装置に適用するにあたっては、高視野角における色度のズレは好ましくなく、高視野角における色度のズレを抑えることが望まれる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、マイクロキャビティによる正面輝度、色度の向上効果を維持しつつ、高視野角における色度のズレを抑制したＥＬ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエレクトロルミネッセンス素子は、電極間に積層された複数の層の間に、前記電極間への電界の印加により発光する発光領域を備えてなるエレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光領域から発光された光を共振させるように、前記複数の層の積層面に平行に配置された２つの対向する反射鏡からなる共振器を有し、
前記反射鏡に垂直な光軸に対して３０°超の傾きを有する高角度領域での共振器波長に対して散乱および／または吸収のピークを有する微粒子を前記共振器の内部に備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、エレクトロルミネッセンス素子は、電界印加により発光する素子の総称であり、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）および半導体レーザ（ＬＤ）を含むものとする。
【０００８】
ここで、散乱および／または吸収のピークとは、散乱のみを生じる微粒子の場合には、散乱スペクトルのピーク、吸収のみを生じる微粒子の場合には吸収スペクトルのピーク、散乱および吸収を生じる微粒子の場合には、散乱スペクトルと吸収スペクトルの和で示される消失スペクトルのピークを意味する。
【０００９】
有機ＥＬ素子である場合には、前記複数の層は、それぞれ有機層から形成された、少なくとも電子輸送層、発光層、正孔輸送層からなることが望ましい。ＬＥＤあるいはＬＤである場合には、前記複数の層は、それぞれ半導体層からなる、少なくともｐ型クラッド層、活性層、ｎ型クラッド層からなることが望ましい。
【００１０】
本発明のＥＬ素子においては、前記２つの対向する反射鏡の少なくとも一方が、前記電極の一方を兼ねるものであることが望ましい。しかしながら、２つの対向する反射鏡と、電極とはそれぞれ個別に設けられていてもよい。
【００１１】
前記微粒子は、金属微粒子または誘電体微粒子などから構成することができる。
前記金属微粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕ、および、これらの金属を主成分とする合金からなる群から選ばれた少なくとも１つからなるものであることが好ましい。また、誘電体微粒子である場合には、比較的高屈折率のものが好ましく、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２およびＺｎＳｅからなる群から選ばれた少なくとも１つからなるものであることが好ましい。
【００１２】
前記微粒子は、色素または量子ドットなどから構成することができる。色素または量子ドットは、所定の波長を吸収する吸収体であり、色素や量子ドットをバインダーに分散させることにより、可視光のうち特定の波長域を通過させ特定の波長域を阻止するカラーフィルタを構成することができる。すなわち、共振器を構成する層間あるいは層中にカラーフィルタを備える構成とすることができる。バインダーは、電子輸送層、発光層、正孔輸送層等を構成する有機層材料であってもよいし、他の有機物、樹脂、ガラス等からなるものであってもよい。
【００１３】
前記２つの対向する反射鏡のそれぞれは、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａおよびこれらの金属を主成分とする合金からなる群から選ばれた少なくとも１つからなるものであることが好ましい。
【００１４】
なお本明細書において、「主成分」は、含量８０質量％以上の成分と定義する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のエレクトロルミネッセンス素子は、素子内に共振器を形成しているので、発光の指向性を向上させることができ、発光増強を図ることができる。一方、共振器内部に、反射鏡に垂直な光軸に対して３０°超の傾きを有する高角度領域での共振器波長に対して散乱および／または吸収のピークを有する微粒子を備えているので、３０°より高視野角における正面色度からの色度の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるＥＬ素子の構造を示す模式図
【図２】カラーフィルタの特性の一例を示す図
【図３】本発明の第２実施形態にかかるＥＬ素子の構造を示す模式図
【図４】微粒子の消失スペクトルの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、各図においては視認しやすくするため、構成要素の縮尺は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００１８】
＜第１の実施形態のＥＬ素子＞
図１は、本発明の第１の実施形態のエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）１の構造を模式的に示す図である。本実施形態のＥＬ素子１は、各層が有機層から構成されてなる有機ＥＬ素子である。
【００１９】
本実施形態の有機ＥＬ素子１は、ガラス等からなる透明基板１０上に、第１の反射鏡１１、カラーフィルタ１２、透明材料からなる陰極１３、電子輸送層１４、発光層１５、正孔輸送層１６、半透過金属からなる陽極１７がこの順に積層されてなるものである。
すなわち、２つの電極１３および１７間に少なくとも発光層を含む複数の層１４〜１６を備えた一般的な有機ＥＬ素子構成を備え、さらに、共振器を構成するための反射鏡１１、およびカラーフィルタ１２を備えている。
【００２０】
発光層１５は、陰極１３、陽極１７から注入された電子、正孔が再結合することにより発光を生じる発光領域であり、有機ＥＬ素子の発光層として適用可能なものであれば特に制限なく、所望の発光波長により材料を選択すればよい。
【００２１】
陽極１７は半透過金属から構成されて第２の反射鏡を兼ねるものであり、対向して配置されている第１の反射鏡１１と共に共振器１９を構成する。
電極１３、１７間に電界が印加されることにより、発光層１５から生じる発光光は、２つの反射鏡１１、１７間で共振して、半透過電極である陽極（第２の反射鏡）１７側から射出される。
【００２２】
第２の反射鏡である半透過金属からなる陽極１７の発光光に対する反射率は共振器１９内に定在波が形成されるに十分なものであればよい。例えば、反射率は２０〜６０％程度とし、一方の第１の反射鏡の反射率は９０％程度以上の高反射率とする。
第１および第２の反射鏡は、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａ等の金属およびそれらを主成分とする合金、あるいは誘電体多層膜などにより構成することができる。金属により反射鏡を作製する場合には、その厚みにより反射率を制御することができる。
【００２３】
共振器１９において、マイクロキャビティ効果を奏するための共鳴条件（ファブリペローの共振条件）は下記式（１）で与えられる。
【数１】
（ここで、λは共鳴波長、θは反射鏡に垂直な光軸に対する傾き、ｎiは共振器内の層iの屈折率、ｄiは共振器内の層iの厚み、φ１およびφ２はそれぞれ第１および第２の反射鏡の反射による位相差、ｍはキャビティ次数である。）
【００２４】
マイクロキャビティの共振波長は上記式（１）に示されるように、共振器の反射鏡（反射面）に垂直な光軸Ａからの傾きによって変化し、その共振波長は、傾きθが大きくなるほど短波長側にずれる。ここでは、素子正面、すなわち視野角０（θ＝０）において所望の波長λ０が得られるように、各層は上記式を満たす屈折率および厚みを有するように設計されている。なお、共振器内に生じる定在波の腹の部分が発光層と一致するように設計されることが、発光効率向上の観点から好ましい。
【００２５】
カラーフィルタ１２は、反射鏡１１、１７に垂直な光軸Ａに対して３０°超の傾きを有する高視野角領域での共振器波長に吸収ピークを有するものであり、高視野角領域の共振器波長を、光軸Ａからの傾きが３０°以下の低視野角領域での共振波長よりも相対的に大きく吸収するものである。カラーフィルタ１２は、バインダー内に所定の波長を吸収する微粒子１２ａが分散されてなるものである。微粒子１２ａはとしては、各種色素、量子ドットなどを用いることができる。バインダーとしては、有機物、樹脂、ガラス等を用いることができる。
【００２６】
上述の式（１）から明らかなように、共振波長は光軸Ａからの傾き（すなわち視野角）に依存して変化する。すなわち、素子正面では波長λ０を中心波長としたスペクトルが観察されるが、高視野角側ではこの波長λ０より中心波長が短波長であるスペクトルが観察され、一般には、高視野角側の色度は、正面における色度とは大きく異なるものとなる。
一方、マイクロキャビティの共振の強さは、フィネスと呼ばれる値によって定量化され、フィネスが大きいほど共振の効果が大きい。フィネスは、反射鏡の反射率が大きくなるほど、また、共振器内部での吸収および散乱損失が小さいほど大きくなる。
【００２７】
本実施形態においては、カラーフィルタ１２を備え、３０°より高視野角における共振波長を大きく吸収させることができるので、正面での共振のフィネスの変化は抑えられ、正面における輝度・色度を保持したまま、高視野角におけるフィネスが低下して共振条件が弱まり、発光スペクトルの変化（色度の変化）を軽減することができる。
【００２８】
図２に、カラーフィルタ１２の理想的な屈折率の例を示す。図２において、左軸が屈折率の実部ｎ、右軸が屈折率の虚部κを示している。図中破線で示す屈折率の虚部の項がカラーフィルタの吸収を表すパラメータである。すなわち、図２に示す例は、５１０ｎｍ以下の波長を吸収し、５１０ｎｍ超の波長のみを透過するフィルタである。現実のカラーフィルタは、この図２に示すほどの理想的な特性を示すものを作製するのは困難である。現実的には、高視野角３０°〜８０°での中心波長に対する吸収率が、視野角３０°未満での中心波長に対する吸収率よりも高いものであればよい。より具体的には、視野角３０°での中心波長に対する吸収率α2の、視野角０°での中心波長に対する吸収率α1に対する比が１より大きければよいが、好ましくは、５以上である。
【００２９】
例えば、正面での共振波長＝５２５ｎｍ、視野角３０°での共振波長＝５１０ｎｍ、視野角６０°での共振波長＝４９５ｎｍである共振器を備えた素子に、図２に示すような５１０ｎｍ以下の波長を吸収することができるカラーフィルタが好適である。そのようなカラーフィルタは、適切な大きさ（例えば、３ｎｍ以下の粒径）のＣｄＳｅ（セレン化カドミウム）微粒子をバインダー中に分散させることで作製することができる。
【００３０】
上記実施形態のＥＬ素子１は、基板１０上に、第１の反射鏡１１を蒸着形成し、反射鏡１１上にカラーフィルタ１２を形成し、ＩＴＯ等の透明材料からなる陰極１３、電子輸送層１４、発光層１５、正孔輸送層１６、陽極１７を順次蒸着形成することにより形成することができる。
上記実施形態において、陰極１３、電子輸送層１４、発光層１５、正孔輸送層１６、陽極１７などの各層は、それぞれの機能を有する層として周知の種々の材料のなかから、適宜選択可能である。さらに、電子注入層、正孔注入層、正孔ブロック層、電子ブロック層、保護層などの層が備えられていてもよい。
【００３１】
＜第２の実施形態のＥＬ素子＞
図３は、本発明の第２の実施形態のエレクトロルミネセンス素子２の構造を模式的に示す図である。本実施形態のＥＬ素子２も、各層が有機層から構成されてなる有機ＥＬ素子である。
【００３２】
本実施形態の有機ＥＬ素子２は、ガラス等からなる透明基板２０上に、半透過金属からなる陽極２１、微粒子２２を内包した正孔注入層２３、正孔輸送層２４、発光層２５、電子輸送層２６、電子注入層２７および陰極２８がこの順に積層されてなるものである。
本実施形態においては、陽極２１および陰極２８が、２つの対向する反射鏡を兼ねて共振器２９を構成しており、両電極２１、２８間に電界が印加されることにより、発光層２５から生じる発光光は、両電極（反射鏡）２１、２８間で共振して、半透過電極である陽極２１側から射出される。
【００３３】
各反射鏡の反射率、共振器の共振条件に基づく各層の屈折率、層厚等については、第１の実施形態と同様である。一方、カラーフィルタに代えて、正孔注入層２３中に微粒子２２を備える点で、第１の実施形態と異なる。
【００３４】
微粒子２２は、反射鏡２１、２８に垂直な光軸Ａに対して３０°超の傾きを有する高角度領域での共振器波長に散乱および／または吸収のピークを有するものである。微粒子２２が、可視光において、散乱のみを生じる場合には、散乱スペクトルのピークが高視野角領域での共振器波長にあればよく、吸収のみを生じる場合には、吸収スペクトルのピークが高視野角領域での共振器波長にあればよく、散乱および吸収を生じる場合には、散乱スペクトルと吸収スペクトルの和で示される消失スペクトルのピークが高視野角領域での共振器波長にあればよい。
微粒子２２は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕおよびそれらを主成分とする合金などからなる金属微粒子、もしくは、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｎＳｅなどの高屈折率誘電体からなる誘電体微粒子である。ここで、高屈折とは、その微粒子が分散されているバインダーの屈折率と比較して高い屈折率であることを意味するものである。
なお、微粒子２２が金属微粒子である場合に、発光光により微粒子表面に生じるプラズモン共鳴による発光の増強が生じる程度に微粒子が発光層に近接して配置される構成（特願２００９−０８２７９０号；本出願時において未公開）は本発明においては除外するものとする。ここで近接とは、微粒子と発光層との最短距離が概ね３０ｎｍ以内であることをいう。
【００３５】
例えば、金属微粒子は、一般に可視光域の波長に対し散乱および吸収を示し、３０°から８０°の高視野角領域での共振器波長の共振を抑制する作用を持たせることが可能である。散乱および吸収を示す微粒子については、散乱スペクトルと吸収スペクトルの和で示される消失（Extinction)スペクトルを用いて検討する必要があり、既述の通り、消失スペクトルのピークが光軸Ａに対して３０°超の傾きを有する高角度領域での共振器波長にあればよい。
【００３６】
図４は、正孔注入層として用いられる２−ＴＮＡＴＡ−Ｆ４−ＴＣＮＱ中おける粒径（直径）３０ｎｍのＡｇ微粒子の消失スペクトルを、シミュレーションした結果である。
例えば、正面共振波長λ０＝５２５ｎｍ、視野角３０°での共振波長λ30＝５１０ｎｍであるような素子構造を有するＥＬ素子において、図４に示す消失スペクトルを有する微粒子を備えることにより、視野角３０°より高視野角における共振を抑制することができ、第１の実施形態のカラーフィルタを備えた場合と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
なお、微粒子２２の材料および微粒子の粒径（ここでは、粒子の最大長で定義する。）、微粒子形状等を調整することにより、散乱ピーク波長、吸収ピーク波長、消失ピーク波長等を調整することができる。金属微粒子の場合には、粒子径を大きくすることにより、散乱ピーク波長を長波長側にシフトさせることができる。また、ロッド状の金属微粒子を用いた場合には、短径と平行方向に振動する電場に対しては短波長側、長径と平行方向に振動する電場に対しては長波長側に、プラズモン共鳴波長をシフトさせることが出来る。誘電体微粒子の場合にも、金属微粒子と同様に散乱の共鳴波長の調整を行うことが可能である。
【００３８】
なお、微粒子が散乱体である場合には、散乱による光取り出し効果により正面輝度を更に高めることができる。散乱は３０°以上の角度での共振波長に対してのみ起こり、正面に放射された光は変化を受けない。そのため、３０°以上の角度で放射されていた光の一部が散乱されて正面に再放射されることから、正面輝度を高めることになる。
【００３９】
本実施形態のＥＬ素子２の製造方法の例を簡単に説明する。
基板２０上に蒸着により陰極２１を形成し、正孔注入層２３を一部蒸着し、金属微粒子２２を構成する金属を極薄く（例えば、５ｎｍ程度）蒸着する。金属は非常に薄く蒸着させることにより、微粒子を形成することが知られている。その後、さらに正孔注入層２３を蒸着形成し、正孔輸送層２４、発光層２５、電子輸送層２６、電子注入層２７、陰極２８を順次蒸着形成する。
なお、高屈折率誘電体粒子を用いる場合、基板２０上に蒸着により陰極２１を形成し、正孔注入層２３中に誘電体微粒子を分散させたものを有機溶媒に溶解させ、スピンコートを行い、その後、有機溶媒を揮発させればよい。
【００４０】
上記実施形態において、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極などの各層は、それぞれの機能を有する層として周知の種々の材料のなかから、適宜選択可能である。さらに、正孔ブロック層、電子ブロック層、保護層などの層が備えられていてもよい。
【００４１】
また、上記各実施形態では、発光層を含む複数の層が有機化合物層からなる有機ＥＬ素子について説明したが、本発明のＥＬ素子は、発光層を含む複数の層が無機化合物層である無機ＥＬ素子のほか、複数の半導体層からなる発光ダイオードおよび半導体レーザにも好適に適用することができる。
【実施例】
【００４２】
＜シミュレーション＞
共振器内部にカラーフィルタを備えた第１の実施形態のＥＬ素子１の構成の実施例１および比較例１について、特性マトリックス法によるシミュレーションを行い、色度の予測を行った。
【００４３】
（実施例１）
実施例１として、図１に示したＥＬ素子１の構成において、各層１１〜１７を以下の材料および厚みとした素子を想定した。
第１の反射鏡１１は１００ｎｍ厚みのＡｌ、カラーフィルタ１２は図２に示す特性を有する１００ｎｍ厚みのカラーフィルタ、陰極１３は７０ｎｍ厚みのＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、電子輸送層１４は３０ｎｍ厚みの有機層、発光層１５は３０ｎｍ厚みのＣＢＰ−10％Ｉｒ（ｐｐｙ）3、正孔輸送層１６は３５ｎｍ厚みの有機層、陽極１７は２０ｎｍ厚みのＡｇからなるものとした。いずれの有機層の屈折率も１．６７程度と想定した。この構成では光軸Ａ方向における共振波長λ０＝５２５ｎｍである。
【００４４】
（比較例１）
比較例１としては、上記実施例１の構成においてカラーフィルタ１２の屈折率虚部を０として、フィルタ効果を備えない素子を備えない素子を想定した。
【００４５】
上述の実施例１および比較例１について、特性マトリックス法によるシミュレーションを行い、異なる視野角から観測した際に得られるスペクトルをＣＩＥ色度座標に変換した結果を表１に示す。
【表１】
表１に示すように、実施例１は比較例１に比べて高視野角（３０°、６０°）から観測した際の、視野角０°（正面）から観測した色度に対する変化が小さいことが確認できた。
【００４６】
＜実験例＞
共振器内部に微粒子を備えた第２の実施形態のＥＬ素子２の構成の実施例２および比較例２を作製し、以下の実験を行った。
（実施例２）
透明基板２０としてガラス基板を用い、ガラス基板上に、以下の順で蒸着を行い、実施例１の有機ＥＬ素子を作製した。
まず、ガラス基板上に陽極２１としてＡｇを２０ｎｍ蒸着した。その後、Ａｇ上に２−ＴＮＡＴＡ(4,4,4,-トリス（2-ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン)と、Ｆ４−ＴＣＮＱを、Ｆ４−ＴＣＮＱが０.３％となるように１００ｎｍ蒸着し、次に、Ａｇを５ｎｍ蒸着し、さらに２−ＴＮＡＴＡ−Ｆ４−ＴＣＮＱを、Ｆ４−ＴＣＮＱが０．３％となるように８０ｎｍ蒸着した。これにより、Ａｇからなる金属微粒子２２を内包する２−ＴＮＡＴＡ−Ｆ４−ＴＣＮＱからなる正孔注入層２３を形成することができた。さらに、正孔輸送層２４として、ＮＰＤ（N，N’−ジナフチル−N，N’−ジフェニル−〔1，1’−ビフェニル〕を１０ｎｍ蒸着し、さらに、発光層２５として、ＣＢＰ−１０％Ｉｒ（ｐｐｙ）３を３０ｎｍ、電子輸送層２６として、Ｂａｌｑを４０ｎｍ、電子注入層２７として、ＬｉＦを１ｎｍ、陰極２８として、Ａｌを１００ｎｍ順次蒸着した。最後にUV接着剤を用いて封止を行い、実施例２の有機ＥＬ素子を完成した。
【００４７】
なお、２−ＴＮＡＴＡ−Ｆ４−ＴＣＮＱの間に挿入した５ｎｍ蒸着したＡｇ層をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観測したところ、直径３０ｎｍ程度の微粒子を形成していることを確認した。このような２−ＴＮＡＴＡ−Ｆ４−ＴＣＮＱ中における３０ｎｍのＡｇ微粒子の消失スペクトルをシュミレーションした結果は、図４に示した通りである。
【００４８】
（比較例２）
比較例２として、上記実施例１の構成において、正孔注入層２３中にＡｇ粒子を備えていない有機ＥＬ素子を作製した。上記実施例の作製工程において、正孔注入層２３中にＡｇ５ｎｍを蒸着する工程を省くことにより作製した。
【００４９】
実施例２および比較例２について、異なる視野角からＥＬスペクトルの測定を行った。測定は、電極間に直流電流を流し、視野角毎に輝度が１０００ｃｄ／ｍ２になる条件で行った。得られたスペクトルをＣＩＥ色度座標に変換した結果を表２に示す。
【表２】
表２に示すように、実施例２は比較例２に比べて、特に高視野角６０°から観測した際の、視野角０°（正面）から観測した色度に対する変化が小さいことが確認できた。
【符号の説明】
【００５０】
１、２ エレクトロルミネッセンス素子
１０、２０ 基板
１１ 反射鏡
１２ カラーフィルタ
１２ａ 微粒子
１３、２８ 陰極
１４、２６ 電子輸送層
１５、２５ 発光層
１６、２４ 正孔輸送層
１７、２１ 陽極
１９、２９ 共振器
２２ 微粒子
２３ 正孔注入層
２７ 電子注入層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間に積層された複数の層の間に、前記電極間への電界の印加により発光する発光領域を備えてなるエレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光領域から発光された光を共振させるように、前記複数の層の積層面に平行に配置された２つの対向する反射鏡からなる共振器を有し、
前記反射鏡に垂直な光軸に対して３０°超の傾きを有する高角度領域での共振器波長に対して散乱および／または吸収のピークを有する微粒子を前記共振器の内部に備えたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記複数の層が、それぞれ有機層から形成された、少なくとも電子輸送層、発光層および正孔輸送層からなることを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記２つの対向する反射鏡の少なくとも一方が、前記電極の一方を兼ねるものであることを特徴とする請求項１または２記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記微粒子が、金属微粒子であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記金属微粒子が、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕ、および、これらの金属を主成分とする合金からなる群から選ばれた少なくとも１つからなるものであることを特徴とする請求項４記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記微粒子が、誘電体微粒子であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記誘電体微粒子が、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２およびＺｎＳｅからなる群から選ばれた少なくとも１つからなるものであることを特徴とする請求項６記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記微粒子が、色素または量子ドットであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記２つの対向する反射鏡のそれぞれが、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａおよびこれらの金属を主成分とする合金からなる群から選ばれた少なくとも１つからなるものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１】
電極間に積層された複数の層の間に、前記電極間への電界の印加により発光する発光領域を備えてなるエレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光領域から発光された光を共振させるように、前記複数の層の積層面に平行に配置された２つの対向する反射鏡からなる共振器を有し、
前記反射鏡に垂直な光軸に対して３０°超の傾きを有する高角度領域での共振器波長に対して散乱および／または吸収のピークを有する微粒子を前記共振器の内部に備えたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記複数の層が、それぞれ有機層から形成された、少なくとも電子輸送層、発光層および正孔輸送層からなることを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記２つの対向する反射鏡の少なくとも一方が、前記電極の一方を兼ねるものであることを特徴とする請求項１または２記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記微粒子が、金属微粒子であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記金属微粒子が、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕ、および、これらの金属を主成分とする合金からなる群から選ばれた少なくとも１つからなるものであることを特徴とする請求項４記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記微粒子が、誘電体微粒子であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記誘電体微粒子が、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２およびＺｎＳｅからなる群から選ばれた少なくとも１つからなるものであることを特徴とする請求項６記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記微粒子が、色素または量子ドットであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記２つの対向する反射鏡のそれぞれが、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａおよびこれらの金属を主成分とする合金からなる群から選ばれた少なくとも１つからなるものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１５０８２１（Ｐ２０１１−１５０８２１Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９６６１（Ｐ２０１０−９６６１）
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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