JP7007366B2 - 発光素子、表示装置、および電子機器 - Google Patents

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Description

本開示は、発光素子、表示装置、および電子機器に関する。
近年、有機エレクトロルミネッセンス素子（いわゆる、有機ＥＬ素子）を発光素子として用いる照明装置または表示装置が普及しつつある。このような照明装置または表示装置に用いられる発光素子では、輝度を向上させるために、発光源からより効率的に光を取り出すことが求められている。
例えば、下記の特許文献１には、有機ＥＬ素子を凹構造の底部に形成し、屈折率差によって凹構造の内部側面をリフレクタとして機能させることで、有機ＥＬ素子からの光取出し効率を向上させる表示装置が開示されている。
特開２０１３－１９１５３３号公報
しかし、特許文献１に開示された表示装置では、発光素子を構成する層ごとに屈折率が異なるため、発光素子から発せられた光は、様々な層の界面で複数回反射する可能性があった。したがって、特許文献１に開示された表示装置では、意図しない反射によって、発光素子からの光取出し効率が低下する可能性があった。
そこで、本開示では、光取出し効率をより向上させることが可能な、新規かつ改良された発光素子、表示装置、および電子機器を提案する。
本開示によれば、第１電極と、前記第１電極の両側に設けられ、前記第１電極を底部とする凹構造を形成する第１部材と、有機発光材料を含み、前記凹構造に沿って前記第１電極および前記第１部材の上に設けられる有機発光層と、前記有機発光層の上に設けられる第２電極と、前記第１部材の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記凹構造を埋め込むように前記第２電極の上に設けられる第２部材と、を備え、前記第２電極および前記第２部材の間には、異なる屈折率を有する複数の層の積層体として形成され、前記積層体の全体での屈折率が前記第２電極の屈折率と、前記第２部材の屈折率との間の値であるバリア層が設けられる、発光素子が提供される。
また、本開示によれば、第１電極と、前記第１電極の両側に設けられ、前記第１電極を底部とする凹構造を形成する第１部材と、有機発光材料を含み、前記凹構造に沿って前記第１電極および前記第１部材の上に設けられる有機発光層と、前記有機発光層の上に設けられる第２電極と、前記第１部材の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記凹構造を埋め込むように前記第２電極の上に設けられる第２部材と、を備え、前記第２電極および前記第２部材の間には、異なる屈折率を有する複数の層の積層体として形成され、前記積層体の全体での屈折率が前記第２電極の屈折率と、前記第２部材の屈折率との間の値であるバリア層が設けられる発光素子を平面上に複数配列した表示部と、前記表示部を制御する表示制御部と、を備える、表示装置が提供される。
さらに、本開示によれば、第１電極と、前記第１電極の両側に設けられ、前記第１電極を底部とする凹構造を形成する第１部材と、有機発光材料を含み、前記凹構造に沿って前記第１電極および前記第１部材の上に設けられる有機発光層と、前記有機発光層の上に設けられる第２電極と、前記第１部材の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記凹構造を埋め込むように前記第２電極の上に設けられる第２部材と、を備え、前記第２電極および前記第２部材の間には、異なる屈折率を有する複数の層の積層体として形成され、前記積層体の全体での屈折率が前記第２電極の屈折率と、前記第２部材の屈折率との間の値であるバリア層が設けられる発光素子を平面上に複数配列した表示部と、前記表示部を制御する制御部と、を備える、電子機器が提供される。
本開示によれば、意図しない層の界面で光の反射が生じることを抑制することができるため、発光素子からの光取出し効率を向上させることが可能である。
以上説明したように本開示によれば、光取出し効率が向上した発光素子、表示装置、および電子機器を提供することが可能である。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の一実施形態に係る表示装置を積層方向に切断した断面を模式的に示す断面図である。 図１の発光素子が設けられた領域を拡大して示した模式的な断面図である。 バリア層のより具体的な構成を示す模式的な断面図である。 試験例に係るバリア層の積層構造を説明する模式的な断面図である。 ＴｉＯ２からなる屈折率調整層の割合を変化させた場合のバリア層の実効的な屈折率を示すグラフ図である。 繰り返し単位の膜厚ｔｕｎｉｔを変化させた場合の分光エリプソメータの最小二乗誤差を示すグラフ図である。 同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。 同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。 同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。 同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。 同実施形態に係る発光素子の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。 本開示の一実施形態に係る発光素子が適用され得る表示装置または電子機器の一例を示す外観図である。 同実施形態に係る発光素子が適用され得る表示装置または電子機器の他の例を示す外観図である。 同実施形態に係る発光素子が適用され得る表示装置または電子機器の他の例を示す外観図である。 同実施形態に係る発光素子が適用され得る表示装置または電子機器の他の例を示す外観図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．表示装置の構成
２．発光素子の構成
３．バリア層の構成
４．製造方法
５．適用例
＜１．表示装置の構成＞
まず、図１を参照して、本開示の一実施形態に係る表示装置の構成について説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る表示装置を積層方向に切断した断面を模式的に示す断面図である。
図１に示すように、表示装置１は、第１基板１１の上に設けられた複数のトランジスタＴＦＴと、トランジスタＴＦＴの各々と電気的に接続された複数の発光素子１０と、複数の発光素子１０の上に平坦化層３２を介して設けられたカラーフィルタ層３３と、カラーフィルタ層３３の上に設けられた第２基板３４とを備える。図１で示す表示装置１は、第２基板３４を介して、発光素子１０から光を取り出す上面発光型の表示装置であるが、第１基板１１を介して光を取り出す下面発光型の表示装置であってもよい。
なお、以下の説明では、表示装置１における各層の積層方向を上下方向と表現する。また、第１基板１１が配置される方向を下方向と表現し、第２基板３４が配置される方向を上方向と表現する。
第１基板１１は、例えば、単結晶、多結晶、またはアモルファスのシリコン（Ｓｉ）基板にて構成される。シリコン等の半導体からなる基板は、微細加工が容易であるため、トランジスタＴＦＴ、および発光素子１０をより微細に形成することが容易である。
トランジスタＴＦＴは、発光素子１０の各々に対応して設けられ、発光素子１０の各々の駆動を制御する。具体的には、トランジスタＴＦＴによって任意の発光素子１０が選択的に駆動されることで、駆動された発光素子１０から光が射出され、所望の画像または文字等が表示装置１に表示される。
例えば、トランジスタＴＦＴは、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）であってもよい。このような場合、トランジスタＴＦＴは、第１基板１１の上に設けられるゲート電極１２と、第１基板１１およびゲート電極１２の上に設けられるゲート絶縁膜１３と、ゲート絶縁膜１３の上に設けられる半導体層１５とから構成されてもよい。この構成によれば、半導体層１５は、ゲート電極１２の直上に位置する領域がチャネル領域１５Ａとして機能し、チャネル領域１５Ａを挟むように位置する領域がソース／ドレイン領域１５Ｂとして機能する。なお、図１では、ボトムゲート型のトランジスタＴＦＴを示したが、トランジスタＴＦＴは、トップゲート型であってもよい。これらの層を構成する材料については、公知の材料を用いることが可能である。
また、半導体層１５の上層には、下層絶縁層１６Ａ、および上層絶縁層１６Ｂが設けられる。下層絶縁層１６Ａには、ソース／ドレイン領域１５Ｂの直上に相当する領域に開口が設けられ、該開口を埋め込むようにコンタクト１７Ａが設けられる。さらに、コンタクト１７Ａの上には、配線１７が設けられ、配線１７およびトランジスタＴＦＴを埋め込むように、上層絶縁層１６Ｂが設けられる。
上層絶縁層１６Ｂには、配線１７が設けられた領域に開口が設けられ、該開口を介して配線１７と電気的に接続するように接続配線１８が設けられる。また、接続配線１８は、上層絶縁層１６Ｂの上にも延伸して設けられ、発光素子１０の第１電極２１として機能する。これにより、発光素子１０では、第１電極２１は、接続配線１８を介して配線１７と電気的に接続することで、トランジスタＴＦＴのソース／ドレイン領域１５Ｂと電気的に接続する。
なお、コンタクト１７Ａ、配線１７、および接続配線１８等は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、もしくはタングステン（Ｗ）などの金属または合金で形成することができる。また、下層絶縁層１６Ａ、および上層絶縁層１６Ｂは、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）系材料（例えば、ＳｉＯ２、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、ＳｉＯＮ、ＳＯＧ、低融点ガラス、又はガラスペースト等）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）系材料、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）系材料、または絶縁性樹脂（例えば、ポリイミド樹脂、ノボラック系樹脂、アクリル系樹脂、ポリベンゾオキサゾール等）を単独で、または複数種を組み合わせることで形成することができる。なお、これらの構成は、上述した材料以外にも公知の材料であれば適宜用いて形成することができる。
発光素子１０は、トランジスタＴＦＴなどを埋め込んだ上層絶縁層１６Ｂの上に設けられ、例えば、第１電極２１と、第１電極２１の上に設けられた有機発光層２３と、有機発光層２３の上に設けられた第２電極２２とから構成される。発光素子１０は、第１電極２１および第２電極２２に挟持された有機発光層２３に電界が印加されることで光を出射する。また、第２電極２２の上には、発光素子１０（特に、有機発光層２３）を大気中の酸素および水分から保護するために、バリア層２４が設けられる。
発光素子１０は、第１部材４１を側壁とし、第１電極２１を底部とする凹構造の内部に設けられ、該凹構造は、第２部材４２によって埋め込まれる。これにより、第２部材４２は、発光素子１０からの出射される光を上方に向かって伝播する層として機能する。なお、発光素子１０、およびバリア層２４の具体的な構成については、図２を参照して、後述する。
ここで、第１部材４１および第２部材４２は、第１部材４１の屈折率ｎ１と、第２部材４２の屈折率ｎ２とがｎ２＞ｎ１の関係を満たす材料にて形成される。これにより、第２部材４２と対向する第１部材４１の表面では、第２部材４２を伝播した光が反射されるようになるため、第２部材４２と対向する第１部材４１の表面は、リフレクタ（光反射部）として機能することになる。
また、発光素子１０が設けられる凹構造は、第１電極２１側の開口面積が減少するように傾斜した逆テーパ形状を有するため、発光素子１０から出射された光は、第１部材４１と第２部材４２との界面にて、上方に向かって反射されることとなる。このような構成によれば、表示装置１は、発光素子１０からの光取り出し効率を向上させることができるため、表示装置１全体での輝度を向上させることができる。
平坦化層３２は、第２部材４２の上に設けられ、第２部材４２より下に設けられた構造によって生じた凹凸を平坦化する。例えば、平坦化層３２は、ＳｉＯｘまたはＳｉＮｘなどを成膜した後に、表面をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ）等によって研磨し、平坦化することによって形成されてもよい。
カラーフィルタ層３３は、平坦化層３２の上に設けられる。具体的には、カラーフィルタ層３３は、発光素子１０の各々に対応する各色のカラーフィルタが所定の配置となるように設けられる。例えば、カラーフィルタ層３３は、所定の面積を有する赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、および青色カラーフィルタの各々が所定の配置で面内に分布するように設けられてもよい。すなわち、図１で示す表示装置１は、発光素子１０が設けられた第１基板１１の上にカラーフィルタ層３３が設けられる、いわゆるオンチップカラーフィルタ（ＯＣＣＦ）方式の表示装置である。また、カラーフィルタ層３３は、必要に応じて、発光素子１０からの光を遮蔽するブラックマトリクスを含んでもよい。
第２基板３４は、カラーフィルタ層３３の上に、エポキシ樹脂等の封止樹脂を介して設けられる。第２基板３４は、例えば、石英ガラスで構成されてもよいが、高歪点ガラス、ソーダガラス（Ｎａ２Ｏ、ＣａＯおよびＳｉＯ２の混合物）、ホウケイ酸ガラス（Ｎａ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３およびＳｉＯ２の混合物）、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、鉛ガラス（Ｎａ２Ｏ、ＰｂＯおよびＳｉＯ２の混合物）、石英、または有機樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド、ポリカーボネート、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等）にて形成されてもよく、他の公知の材料で形成されてもよい。ただし、第２基板３４は、発光素子１０からの光を好適に透過させることが可能な、光透過率の高い材料によって形成されることが好ましい。また、封止樹脂についても、発光素子１０からの出射光に対する光透過性が高い材料を用いることが好ましい。
＜２．発光素子の構成＞
次に、図２を参照して、本実施形態に係る表示装置１に備えられる発光素子１０についてより詳細に説明する。図２は、図１の発光素子１０が設けられた領域を拡大して示した模式的な断面図である。
図２に示すように、発光素子１０は、第１電極２１と、第１電極２１を底部とする凹構造を形成する第１部材４１と、第１電極２１および第１部材４１が形成する凹構造に沿って設けられた有機発光層２３と、有機発光層２３の上に設けられた第２電極２２と、から構成される。また、第２電極２２の上にはバリア層２４が設けられ、第１電極２１および第１部材４１が形成する凹構造は、バリア層２４の上から第２部材４２によって埋め込まれている。
上述したように、発光素子１０は、発光素子１０の各々の間に設けられた第１部材４１を側壁とし、第１電極２１を底部とする凹構造の内部に形成される。また、該凹構造は、第２部材４２によって埋め込まれ、第２部材４２の屈折率ｎ２は、第１部材４１の屈折率ｎ１よりも大きい。このため、第２部材４２と対向する第１部材４１の表面は、第２部材４２を伝播した光を反射するリフレクタとして機能させることができる。
さらに、発光素子１０が設けられる凹構造は、第２基板３４側に向かって開口が広がった逆テーパ形状を有するため、発光素子１０から出射された光は、第１部材４１と第２部材４２との界面にて、上方に向かって反射されることとなる。このような構成によれば、発光素子１０からの光取り出し効率を向上させることができる。
第１電極２１は、発光素子１０ごとに設けられ、発光素子１０のアノードとして機能する。また、第１電極２１は、第１部材４１を側壁とする凹構造の底部に設けられる。上述したように表示装置１は、上面発光型であるため、第１電極２１は、光反射率が高い材料にて、有機発光層２３から出射される光を反射する光反射電極として形成されることが好ましい。
例えば、第１電極２１は、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、もしくはタンタル（Ｔａ）などの仕事関数が高い金属の単体または合金などで形成されてもよい。また、第１電極２１は、誘電体多層膜またはアルミニウムなどの光反射性の高い薄膜の上に、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）または酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電性材料を積層した積層電極として形成されてもよい。
有機発光層２３は、有機発光材料を含み、複数の発光素子１０に亘る連続膜として、凹構造に沿って第１電極２１および第１部材４１の上に設けられる。有機発光層２３は、第１電極２１と、第２電極２２との間で電界が印加されることによって発光することができる。
具体的には、有機発光層２３に電界が印加された場合、有機発光層２３では、第１電極２１から正孔が注入され、第２電極２２から電子が注入される。注入された正孔および電子は、有機発光層２３中で再結合することで励起子を形成し、形成された励起子のエネルギーが有機発光材料を励起させることで、有機発光材料から蛍光またはりん光が発生する。
ここで、有機発光層２３は、複数の機能層を積層した多層構造にて形成されてもよい。例えば、有機発光層２３は、第１電極２１側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を積層した多層構造で形成されてもよい。また、有機発光層２３は、複数の発光層を電荷発生層または中間電極を介して接続した、いわゆるタンデム型構造で形成されてもよい。
正孔注入層は、正孔注入材料を含み、第１電極２１からの正孔の注入効率を高める層である。正孔注入材料は、公知のものを用いることができ、例えば、トリフェニルアミン含有ポリエーテルケトン（ＴＰＡＰＥＫ）、４－イソプロピル－４’－メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラート（ＰＰＢＩ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス－［４－（フェニル－ｍ－トリル－アミノ）－フェニル］－ビフェニル－４，４’－ジアミン（ＤＮＴＰＤ）、銅フタロシアニン、４，４’，４”－トリス（３－メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’－ジ（１－ナフチル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、４，４’，４”－トリス（ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４”－トリス（Ｎ，Ｎ－２－ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２－ＴＮＡＴＡ）等を挙げることができる。
正孔輸送層は、正孔輸送材料を含み、第１電極２１からの正孔の輸送効率を高める層である。正孔輸送材料は、公知のものを用いることができ、例えば、ベンジン、スチリルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、テトラシアノキノジメタン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキザゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、もしくはスチルベン、またはこれらの誘導体などを用いることができる。
より具体的には、正孔輸送材料として、α－ナフチルフェニルフェニレンジアミン（α－ＮＰＤ）、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、金属ナフタロシアニン、ヘキサシアノアザトリフェニレン（ＨＡＴ）、７，７，８，８－テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－テトラフルオロキノジメタン（Ｆ４－ＴＣＮＱ）、テトラシアノ４，４，４－トリス（３－メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（ｐ－トリル）ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラフェニル－４，４’－ジアミノビフェニル、Ｎ－フェニルカルバゾール、または４－ジ－ｐ－トリルアミノスチルベン等を用いることができる。
発光層は、ホスト材料である正孔輸送材料、電子輸送材料、または両電荷輸送材料の少なくとも１つ以上の電荷輸送材料と、ドーパント材料である蛍光性またはりん光性の有機発光材料とを含み、電気エネルギーを光エネルギーに変換する層である。
ホスト材料としては、公知の電荷輸送材料を用いることができ、例えば、スチリル誘導体、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体、カルバゾール誘導体、芳香族アミン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、キノリノラト系金属錯体、またはフェナントロリン誘導体等を用いることができる。
また、ドーパント材料（有機発光材料）として、公知の蛍光材料およびりん光材料を用いることができる。公知の蛍光材料としては、例えば、スチリルベンゼン系色素、オキサゾール系色素、ペリレン系色素、クマリン系色素またはアクリジン系色素などの色素材料、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体、ペンタセン誘導体またはクリセン誘導体等の多芳香族炭化水素系材料、ピロメテン骨格材料、キナクリドン系誘導体、シアノメチレンピラン系誘導体、ベンゾチアゾール系誘導体、ベンゾイミダゾール系誘導体、または金属キレート化オキシノイド化合物等を用いることができる。また、公知のりん光材料としては、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、および金（Ａｕ）からなる群より選択された少なくとも一つの金属を含む有機金属錯体を用いることができる。具体的には、りん光材料として、Ｉｒ等の貴金属元素を中心金属として有するＩｒ（ｐｐｙ）３等の錯体類、Ｉｒ（ｂｔ）２・ａｃａｃ３等の錯体類、ＰｔＯＥｔ３等の錯体類を用いることができる。
また、発光層は、白色ではなく、表示装置の各色に対応した光を発してもよい。例えば、赤色の光を発する赤色発光層は、４，４－ビス（２，２－ジフェニルビニン）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）に２，６－ビス［（４’－メトキシジフェニルアミノ）スチリル］－１，５－ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）を３０質量％混合することで形成することができる。また、緑色の光を発する緑色発光層は、ＤＰＶＢｉにクマリン６を５質量％混合することで形成することができる。さらに、青色の光を発する青色発光層は、ＤＰＶＢｉに４，４’－ビス［２－｛４－(Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ)フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）を２．５質量％混合することで形成することができる。
電子輸送層は、電子輸送材料を含み、第２電極２２からの電子の注入効率を高める層である。
電子輸送材料としては、公知のものを用いることができ、例えば、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、および含窒素芳香環を有する化合物等を用いることができる。より具体的には、電子輸送材料として、上述したトリス（８－キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、２，９－ジメチルー４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（ＢＣＰ）、またはバソフェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）を用いることができる。なお、電子輸送層は、複数層にて構成されてもよい。電子輸送層が複数層で形成される場合、電子輸送層は、さらにアルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素がドープされた層を含んでもよい。
電子注入層は、第２電極２２からの電子の注入効率を高める層である。電子注入層は、公知のもので構成されてもよく、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、または酸化バリウム（ＢａＯ）等にて構成されてもよい。
第２電極２２は、発光素子のカソードとして機能し、複数の発光素子に亘る連続膜として、凹構造に沿って有機発光層２３の上に設けられる。上述したように表示装置１は、上面発光型であるため、第２電極２２は、光透過率が高い材料にて、有機発光層２３から出射される光を透過させる透明電極として形成されることが好ましい。
例えば、第２電極２２は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、アルカリ金属と銀との合金、アルカリ土類金属と銀との合金、マグネシウムとカルシウムとの合金、またはアルミニウムとリチウムとの合金などの仕事関数が低い金属または合金などで形成されてもよい。また、第２電極２２は、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）または酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電性材料にて形成されてもよく、上述した仕事関数が低い材料からなる層と、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）または酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電性材料からなる層との積層電極として形成されてもよい。
第１部材４１は、第１電極２１の間に設けられ、発光素子１０を互いに離隔する。具体的には、第１部材４１は、傾斜部を有する略台形形状（すなわち、テーパー形状）にて、第１電極２１の周囲に形成される。これにより、第１部材４１は、第１電極２１を底部として、第２基板３４に向かって開口面積が大きくなる（すなわち、逆テーパ形状となる）凹構造を形成することができる。
第１部材４１は、第２部材４２の屈折率よりも屈折率が小さい材料で形成されることが好ましい。第１部材４１は、例えば、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、もしくはノボラック系樹脂などの有機絶縁材料、または酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、もしくは酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの無機絶縁材料などで形成されてもよい。
第２部材４２は、第１部材４１によって形成された凹構造を埋め込むように、バリア層２４の上に設けられる。第２部材４２は、第１部材４１の屈折率よりも屈折率が大きい材料で形成されることが好ましい。これにより、第２部材４２は、第２部材４２と対向する第１部材４１の表面を、第２部材４２を伝播した光の少なくとも一部を反射させるリフレクタとして機能させることができる。
第２部材４２は、例えば、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、もしくはノボラック系樹脂などの透明な有機絶縁材料、または酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、もしくは酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの透明な無機絶縁材料などで形成されてもよい。なお、第２部材４２を形成する屈折率が高い材料は、例えば、分子構造中に硫黄含有置換基、りん含有置換基または芳香環などの分子屈折が高い置換基を多く含む有機樹脂、またはＩＴＯ、ＩＺＯ、ＴｉＯ２、もしくはＮｂ２Ｏ５などの高屈折率の無機酸化物などを例示することができる。また、高屈折率な第２部材４２は、ＴｉＯ２またはＺｒＯ２などの高屈折率の無機フィラーを第２部材４２に含有させることでも形成することができる。
バリア層２４は、第２電極２２の上に設けられ、有機発光層２３への水分および酸素の侵入を防止する層である。本実施形態では、バリア層２４の屈折率は、第２電極２２の屈折率と、第２部材４２の屈折率との間の値となるように制御される。これにより、バリア層２４は、バリア層２４の上下に設けられた第２電極２２および第２部材４２との間で屈折率の大きな変動が生じないようにすることができる。これにより、バリア層２４は、発光素子１０から出射された光が意図しない反射を起こすことを抑制することができる。
このような制御された屈折率を有するバリア層２４は、具体的には、異なる屈折率を有する複数の層の積層体にて形成することができる。これは、バリア層２４を構成する積層体の各層の膜厚が入射する光の波長に対して極めて小さい場合（例えば、入射光の波長の１／５０以下の場合）、入射光は、積層体の各層との間で相互作用をほとんど及ぼさなくなるためである。このような場合、バリア層２４は、入射光に対して、全体で単層膜であるかのように振る舞うようになる。なお、この時のバリア層２４の全体での屈折率は、おおよそバリア層２４を構成する積層体の各層の屈折率を膜厚比で平均した値となる。
したがって、異なる屈折率を有する複数の層の積層体として形成されたバリア層２４は、積層体を構成する各層の屈折率および膜厚によって、バリア層２４全体での屈折率を任意に制御することが可能である。これによれば、バリア層２４は、上下に設けられた第２電極２２の屈折率、および第２部材４２の屈折率に合わせて、屈折率を制御することで、光の反射が抑制されるようにすることが可能である。したがって、本実施形態に係るバリア層２４は、発光素子１０から出射した光が意図しない層同士の界面で反射することを抑制することができるため、発光素子１０の光取出し効率を向上させることができる。
また、バリア層２４は、複数の層の積層体として形成することによって、水分および酸素に対するバリア性を向上させることも可能である。これは、詳細な理由は定かではないが、異なる複数の層を積層することによって、それぞれの層の結晶化が抑制されるため、ガス分子等の通り道となる結晶粒界、または結晶欠陥の生成が抑制されるためであると考えられる。また、異なる複数の層を積層することによって、各層の界面で、各層を構成する材料同士が複合した緻密な複合化合物が生成されるため、バリア層２４の緻密性が向上するためであると考えられる。
なお、バリア層２４は、異なる屈折率を有する２種の層の積層体として形成されてもよく、異なる屈折率を有する３種以上の層の積層体として形成されてもよい。
＜３．バリア層の構成＞
続いて、上述したバリア層２４の構成について、図３を参照して、より詳細に説明する。図３は、バリア層２４のより具体的な構成を示す模式的な断面図である。
図３に示すように、例えば、バリア層２４は、異なる屈折率を有する２種の層を繰り返し交互に積層することで形成することが可能である。具体的には、バリア層２４は、水分および酸素に対するバリア性が高い材料からなる保護層２４１Ａ、２４１Ｂ、２４１Ｃ、２４１Ｄ（以下、まとめて保護層２４１とも称する）と、屈折率が高い材料からなる屈折率調整層２４２Ａ、２４２Ｂ、２４２Ｃ、２４２Ｄ（以下、まとめて屈折率調整層２４２とも称する）とを交互に積層した積層体として形成されてもよい。なお、図３では、バリア層２４として、２種の層が交互に繰り返し４回積層された構造を示したが、本実施形態はこれに限定されない。バリア層２４の積層の繰り返し回数は、少なくとも１回以上であればよい。また、積層の繰り返し回数の上限は特に限定されない。
保護層２４１、および屈折率調整層２４２は、互いに異種の元素を含む無機材料にて形成され、保護層２４１の屈折率、および屈折率調整層２４２の屈折率の互いの差は、０．１以上であってもよい。互いに性質が異なる材料で保護層２４１および屈折率調整層２４２を形成することによって、バリア層２４は、水分および酸素に対するバリア性と、屈折率とをバリア層２４全体にて最適化することが容易になる。
保護層２４１を形成する水分および酸素に対するバリア性が高い材料としては、具体的には、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、およびＳｉＣＯなどを例示することができる。また、屈折率調整層２４２を形成する屈折率が高い材料としては、具体的には、金属酸化物を例示することができ、例えば、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２、およびＮｂ２Ｏ５を例示することができる。このような材料を用いることによって、バリア層２４は、保護層２４１によって水分および酸素に対するバリア性を確保しつつ、屈折率調整層２４２によって屈折率を任意の値に制御することが可能である。
ここで、保護層２４１の膜厚、および屈折率調整層２４２の膜厚のいずれかは、１０ｎｍ以下であることが好ましい。上述したように、バリア層２４が入射光に対して、全体で１つの層であるかのように振る舞うためには、保護層２４１、または屈折率調整層２４２の膜厚は、入射光の波長（おおよそ３６０ｎｍ～８３０ｎｍ）に対して、無視可能な程度に小さいことが好ましい。したがって、保護層２４１の膜厚、および屈折率調整層２４２の膜厚のいずれかは、１０ｎｍ以下であることが好ましい。
なお、繰り返し単位における保護層２４１の膜厚と、屈折率調整層２４２の膜厚との割合は、各層の膜厚が上述した範囲となるのであれば、いかなる割合であってもよい。また、繰り返し単位における保護層２４１の膜厚と、屈折率調整層２４２の膜厚との割合は、繰り返し単位ごとに異なっていてもよい。
また、保護層２４１、および屈折率調整層２４２からなる繰り返し単位の合計膜厚は、２４ｎｍ以下であることが好ましい。バリア層２４は、保護層２４１、および屈折率調整層２４２からなる繰り返し単位をさらに積層した積層体として形成される。したがって、保護層２４１、および屈折率調整層２４２からなる繰り返し単位の合計膜厚についても、入射光の波長（おおよそ３６０ｎｍ～８３０ｎｍ）に対して、小さいことが好ましく、後述する図６で示す結果から２４ｎｍ以下であることが好ましい。保護層２４１、および屈折率調整層２４２からなる繰り返し単位の合計膜厚が２４ｎｍ超となる場合、入射光に対して、バリア層２４が複数層の積層体として振る舞うようになることで、かえって光の反射が増加するため好ましくない。
例えば、第２電極２２が酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）で形成され、第２部材４２が窒化シリコン（ＳｉＮｘ）で形成される場合、バリア層２４は、Ａｌ２Ｏ３にて膜厚７ｎｍ以上１５ｎｍ以下で形成された保護層２４１と、ＴｉＯ２にて膜厚０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下で形成された屈折率調整層２４２とを交互に積層した積層体にて構成されてもよい。
ここで、図４～図６を参照して、バリア層２４における屈折率の制御について、試験例を用いて説明する。図４は、試験例に係るバリア層２４の積層構造を説明する模式的な断面図である。
図４に示すように、試験例に係るバリア層２４は、Ａｌ２Ｏ３からなる保護層２４１Ａ、２４１Ｂと、ＴｉＯ２からなる屈折率調整層２４２Ａ、２４２Ｂとを２回繰り返し交互に積層した積層体にて構成される。なお、保護層２４１Ａ、２４１Ｂ、および屈折率調整層２４２Ａ、２４２Ｂの成膜には、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いた。
また、保護層２４１Ａ、２４１Ｂの膜厚をｔ１とし、屈折率調整層２４２Ａ、２４２Ｂの膜厚をｔ２とし、保護層２４１Ａおよび屈折率調整層２４２Ａからなる繰り返し単位の膜厚（すなわち、ｔ１＋ｔ２）をｔｕｎｉｔとし、バリア層２４全体の膜厚をｔｔｏｔａｌとした。
まず、繰り返し単位の膜厚ｔｕｎｉｔを１０ｎｍとし、バリア層２４全体の膜厚ｔｔｏｔａｌを２０ｎｍとして、ｔ１およびｔ２の割合を変動させることで、バリア層２４の全体での屈折率を制御可能であることを確認した。その結果を図５に示す。図５は、ＴｉＯ２からなる屈折率調整層２４２の割合を変化させた場合のバリア層２４の実効的な屈折率（なお、入射光の波長は、５５０ｎｍ）を示すグラフ図である。
ここで、バリア層２４の実効的な屈折率は、分光エリプソメトリーを用いて算出した。分光エリプソメトリーは、試料の膜構成モデルを与えることで、試料に照射した入射光の偏光に対する反射光の偏光の変化から、試料の光学定数を算出することができる測定方法である。図５では、バリア層２４の膜構成モデルとして、積層体の実際の膜構成を用いずに、バリア層２４が単層膜であると仮定した場合の膜構成モデルを用いることで、バリア層２４全体での屈折率を実効的な屈折率として算出した。
なお、分光エリプソメトリーでは、測定値と、与えた試料の膜構成モデルから算出される値とのフィッティング誤差を示す最小二乗誤差も算出される。最小二乗誤差が大きい場合、試料の実際の膜構成と、与えた試料の膜構成モデルとの整合性が低いことを示す。すなわち、積層体で構成されるバリア層２４の最小二乗誤差が大きい場合、バリア層２４を構成する積層体の各層と、入射した光との間で相互作用が生じており、入射光に対してバリア層２４が単層膜として振る舞っていないことがわかる。
図５では、ＴｉＯ２からなる屈折率調整層２４２の割合を膜厚で変化させた場合を四角点のプロットで示し、ＴｉＯ２からなる屈折率調整層２４２の割合をＡＬＤによる成膜サイクル数で変化させた場合を菱形点のプロットで示す。ＡＬＤは、一層ずつ原子を成膜することができるため、ＡＬＤによる成膜サイクル数は、成膜した層の結晶格子数に対応すると考えられる。図５で示す結果では、いずれも分光エリプソメトリーの最小二乗誤差は小さく、入射光に対いて、バリア層２４は、単層膜として振る舞っていることが確認された。
図５を参照すると、Ａｌ２Ｏ３よりも高屈折率であるＴｉＯ２の割合が増加するに伴って、バリア層２４全体での屈折率も増加することがわかる。なお、ＴｉＯ２比率が０である場合は、バリア層２４がＡｌ２Ｏ３の単層膜で構成される場合であり、ＴｉＯ２比率が１である場合は、バリア層２４がＴｉＯ２の単層膜で構成される場合である。したがって、バリア層２４の全体での屈折率は、積層する各層の屈折率の中間の値となることがわかる。また、屈折率調整層２４２の膜厚から算出したＴｉＯ２の割合ではなく、ＡＬＤの成膜サイクルから算出したＴｉＯ２の割合のほうがバリア層２４の全体の屈折率に対する線形性が高いことから、極薄膜では、膜厚よりも結晶格子数のほうが屈折率の制御に重要であることがわかる。
次に、ｔ２／（ｔ１＋ｔ２）をおおよそ０．１に固定して、繰り返し単位の膜厚ｔｕｎｉｔを変動させることで、バリア層２４が単層膜とみなすことができる積層体の各層の膜厚について検討した。その結果を図６に示す。図６は、繰り返し単位の膜厚ｔｕｎｉｔを変化させた場合の分光エリプソメータの最小二乗誤差を示すグラフ図である。なお、繰り返し単位の膜厚ｔｕｎｉｔが０ｎｍである場合は、バリア層２４がＡｌ２Ｏ３の単層膜である場合を示す。
図６に示すように、繰り返し単位の膜厚ｔｕｎｉｔが２４ｎｍである場合に、分光エリプソメトリーによる最小二乗誤差が急激に増加していることがわかる。一方、繰り返し単位の膜厚ｔｕｎｉｔが１２ｎｍ程度までは、バリア層２４が単層膜である場合と最小二乗誤差がほぼ同様の値であるため、複数層の積層体として構成したバリア層２４を単層膜とみなすことができることがわかる。したがって、バリア層２４の繰り返し単位の合計膜厚は、２４ｎｍ以下が好ましいことがわかる。
以上の結果からわかるように、本実施形態に係る発光素子１０では、異なる屈折率を有する複数の層の積層体にてバリア層を形成することで、発光素子１０の内部での意図しない光の反射を抑制することが可能である。これによれば、発光素子１０から上方へ向かう光を増加させることができるため、発光素子１０からの光取り出し効率を向上させることができる。
＜４．製造方法＞
次に、図７～図１１を参照して、本実施形態に係る発光素子１０の製造方法について説明する。図７～図１１は、本実施形態に係る発光素子１０の製造方法の各工程を模式的に示す断面図である。
まず、図７に示すように、第１電極２１が形成された後、第１電極２１の上に第１部材層４１Ａが形成される。
具体的には、まず、スパッタ等を用いて、トランジスタＴＦＴを含む各種回路と電気的に接続する第１電極２１が形成される。第１電極２１は、アルミニウム銅合金（ＡｌＣｕ）で形成されてもよく、アルミニウム銅合金（ＡｌＣｕ）と、酸化インジウムスズとを下から順に積層した多層膜で形成されてもよい。その後、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等を用いて、第１電極２１の上に第１部材層４１Ａが形成される。第１部材層４１Ａは、後段のエッチングによってパターニングされることで、第１部材４１を形成する層であり、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）等で形成されてもよい。
次に、図８に示すように、エッチング等を用いて、第１電極２１が露出するように第１部材層４１Ａをパターニングする。これにより、第１電極２１を底部とし、第１部材４１を側壁とする凹構造が形成される。ここで、凹構造は、エッチング条件を制御することによって、第１電極２１が設けられた面の開口面積のほうが、対向する面の開口面積よりも小さくなる逆テーパ形状にて形成されることが好ましい。
続いて、図９に示すように、第１電極２１および第１部材４１の上に、凹構造に沿って有機発光層２３が形成され、有機発光層２３の上に凹構造に沿って第２電極２２が形成される。
具体的には、まず、真空蒸着法を用いて、第１電極２１および第１部材４１の上に、第１電極２１側から、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を順に成膜されることで、有機発光層２３が形成される。なお、各層の材料は、上述したような材料を用いることが可能である。その後、スパッタ等を用いて、有機発光層２３の上に第２電極２２が形成される。第２電極２２は、酸化インジウム亜鉛、または酸化インジウムスズなどの透明導電性材料にて形成されてもよい。
次に、図１０に示すように、第２電極２２の上にバリア層２４が形成される。
具体的には、バリア層２４は、ＣＶＤ、スパッタ、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、またはイオンプレーティングを用いて、異なる屈折率を有する複数の層の積層体として形成される。例えば、バリア層２４は、ＡＬＤを用いて、Ａｌ２Ｏ３と、ＴｉＯ２とをナノメートルオーダーで交互に繰り返し積層した積層体として形成されてもよい。ただし、バリア層２４は、バリア層２４全体での屈折率の値が第２電極２２の屈折率、および第２部材４２の屈折率の中間の値になるように形成される。
続いて、図１１に示すように、第１部材４１によって形成された凹構造を埋め込むように、バリア層２４の上に第２部材４２が形成される。
具体的には、スピンコート法等を用いることで、バリア層２４の上に凹構造を埋め込むように、第２部材４２を成膜することができる。または、バリア層２４の上に全面に亘って第２部材４２を形成した後、ＣＭＰまたはエッチバックを用いて、凹構造の内部以外に成膜された第２部材４２を除去することで、第２部材４２を形成することができる。例えば、第２部材４２は、ＴｉＯ２またはＺｒＯ２からなるフィラーを分散含有させたアクリル樹脂にて形成されてもよい。
さらに、第２部材４２の上にカラーフィルタ層３３が設けられた後、発光素子１０が形成された第１基板１１と、第２基板３４とが貼り合わされることによって、表示装置１が形成される。このような工程によって、本実施形態に係る発光素子１０、および表示装置１を製造することができる。なお、上記の製造方法は、あくまでも一例であって、本実施形態に係る発光素子１０、および表示装置１の製造方法が上記に限定されるものではない。
＜５．適用例＞
続いて、図１２～図１５を参照して、本開示の一実施形態に係る発光素子１０の適用例について説明する。図１２～図１５は、本開示の一実施形態に係る発光素子１０が適用され得る表示装置または電子機器の一例を示す外観図である。
例えば、本実施形態に係る発光素子１０は、スマートフォンなどの電子機器が備える表示部の画素素子に適用することができる。具体的には、図１２に示すように、スマートフォン１００は、各種情報を表示する表示部１０１と、ユーザによる操作入力を受け付けるボタン等から構成される操作部１０３と、を備える。ここで、表示部１０１は、本実施形態に係る発光素子１０を備えていてもよく、本実施形態に係る表示装置１にて構成されてもよい。
また、例えば、本実施形態に係る発光素子１０は、デジタルカメラなどの電子機器の表示部の画素素子に適用することができる。具体的には、図１３および図１４に示すように、デジタルカメラ１１０は、本体部（カメラボディ）１１１と、交換式のレンズユニット１１３と、撮影時にユーザによって把持されるグリップ部１１５と、各種情報を表示するモニタ部１１７と、撮影時にユーザによって観察されるスルー画を表示するＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｉｅｗ Ｆｉｎｄｅｒ）１１９と、を備える。なお、図１３は、デジタルカメラ１１０を前方（すなわち、被写体側）から眺めた外観を示し、図１４は、デジタルカメラ１１０を後方（すなわち、撮影者側）から眺めた外観を示す。ここで、モニタ部１１７およびＥＶＦ１１９は、本実施形態に係る発光素子１０を備えていてもよく、本実施形態に係る表示装置１にて構成されてもよい。
また、例えば、本実施形態に係る発光素子１０は、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの電子機器の表示部に適用することができる。具体的には、図１５に示すように、ＨＭＤ１２０は、各種情報を表示する眼鏡型の表示部１２１と、装着時にユーザの耳に掛止される耳掛け部１２３と、を備える。ここで、表示部１２１は、本実施形態に係る発光素子１０を備えていてもよく、本実施形態に係る表示装置１にて構成されてもよい。
なお、本実施形態に係る発光素子１０が適用され得る電子機器は、上記例示に限定されない。本実施形態に係る発光素子１０は、外部から入力された画像信号、または内部で生成された画像信号に基づいて表示を行うあらゆる分野の電子機器の表示部に適用することが可能である。このような電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、電子ブック、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、またはゲーム機器等を例示することができる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
以上では、本開示の一実施形態として、有機ＥＬ素子を発光素子に用いた表示装置、および電子機器について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示の対象となる表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、および電子ペーパー等、カラー表示を実現し得る表示装置であれば、いかなる表示装置であってよい。これらの他の表示装置においても、意図しない光の反射が生じないように、バリア層を積層体として形成し、バリア層の屈折率を制御することで、上述した実施形態と同様に発光素子からの光取出し効率を向上させる効果を得ることが可能である。
ここで、発光素子とは、表示装置の各画素において、外部に向かって発光する部位のことである。例えば、上記実施形態で説明した表示装置であれば、発光素子は、下部電極および上部電極で挟持された有機発光層（すなわち、有機ＥＬ素子）に対応する。また、液晶ディスプレイであれば、発光素子は、バックライトを備えた液晶パネルのうちの１つの画素に対応する。さらに、プラズマディスプレイであれば、発光素子は、プラズマディスプレイパネルのうち１つの放電セルに対応する。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
第１電極と、
前記第１電極の両側に設けられ、前記第１電極を底部とする凹構造を形成する第１部材と、
有機発光材料を含み、前記凹構造に沿って前記第１電極および前記第１部材の上に設けられる有機発光層と、
前記有機発光層の上に設けられる第２電極と、
前記第１部材の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記凹構造を埋め込むように前記第２電極の上に設けられる第２部材と、
を備え、
前記第２電極および前記第２部材の間には、異なる屈折率を有する複数の層の積層体として形成され、前記積層体の全体での屈折率が前記第２電極の屈折率と、前記第２部材の屈折率との間の値であるバリア層が設けられる、発光素子。
（２）
前記積層体は、２種の層を繰り返し交互に積層した積層体である、前記（１）に記載の発光素子。
（３）
前記２種の層のうち少なくともいずれかの膜厚は、１０ｎｍ以下である、前記（２）に記載の発光素子。
（４）
前記２種の層からなる繰り返し単位の合計膜厚は、２４ｎｍ以下である、前記（２）または（３）に記載の発光素子。
（５）
前記２種の層の互いの屈折率の差は、０．１以上である、前記（２）～（４）のいずれか一項に記載の発光素子。
（６）
前記積層体は、３種以上の層を積層した積層体である、前記（１）に記載の発光素子。
（７）
前記積層体は、異種の元素を含む複数種の無機材料を積層することで形成される、前記（１）～（６）のいずれか一項に記載の発光素子。
（８）
前記無機材料のうち少なくとも１つ以上は、金属酸化物である、前記（７）に記載の発光素子。
（９）
前記金属酸化物は、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２、またはＮｂ２Ｏ５のいずれかである、前記（８）に記載の発光素子。
（１０）
第１電極と、前記第１電極の両側に設けられ、前記第１電極を底部とする凹構造を形成する第１部材と、有機発光材料を含み、前記凹構造に沿って前記第１電極および前記第１部材の上に設けられる有機発光層と、前記有機発光層の上に設けられる第２電極と、前記第１部材の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記凹構造を埋め込むように前記第２電極の上に設けられる第２部材と、を備え、前記第２電極および前記第２部材の間には、異なる屈折率を有する複数の層の積層体として形成され、前記積層体の全体での屈折率が前記第２電極の屈折率と、前記第２部材の屈折率との間の値であるバリア層が設けられる発光素子を平面上に複数配列した表示部と、
前記表示部を制御する表示制御部と、
を備える、表示装置。
（１１）
第１電極と、前記第１電極の両側に設けられ、前記第１電極を底部とする凹構造を形成する第１部材と、有機発光材料を含み、前記凹構造に沿って前記第１電極および前記第１部材の上に設けられる有機発光層と、前記有機発光層の上に設けられる第２電極と、前記第１部材の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記凹構造を埋め込むように前記第２電極の上に設けられる第２部材と、を備え、前記第２電極および前記第２部材の間には、異なる屈折率を有する複数の層の積層体として形成され、前記積層体の全体での屈折率が前記第２電極の屈折率と、前記第２部材の屈折率との間の値であるバリア層が設けられる発光素子を平面上に複数配列した表示部と、
前記表示部を制御する制御部と、
を備える、電子機器。
１ 表示装置
１０ 発光素子
２１ 第１電極
２２ 第２電極
２３ 有機発光層
２４ バリア層
４１ 第１部材
４２ 第２部材
２４１ 保護層
２４２ 屈折率調整層

Claims (8)

  1. 第１電極と、
    前記第１電極の両側に設けられ、前記第１電極を底部とする凹構造を形成する第１部材と、
    有機発光材料を含み、前記凹構造に沿って前記第１電極および前記第１部材の上に設けられる有機発光層と、
    前記有機発光層の上に設けられる第２電極と、
    前記第１部材の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記凹構造を埋め込むように前記第２電極の上に設けられる第２部材と、
    を備え、
    前記第２電極および前記第２部材の間には、異なる屈折率を有する複数の層の積層体として形成され、前記積層体の全体での屈折率が前記第２電極の屈折率と、前記第２部材の屈折率との間の値であるバリア層が設けられ、
    前記積層体は、２種の層を繰り返し交互に積層した積層体であり、
    前記２種の層からなる繰り返し単位の合計膜厚は、２４ｎｍ以下である、発光素子。
  2. 前記２種の層のうち少なくともいずれかの膜厚は、１０ｎｍ以下である、請求項１に記載の発光素子。
  3. 前記２種の層の互いの屈折率の差は、０．１以上である、請求項１又は２に記載の発光素子。
  4. 前記積層体は、異種の元素を含む複数種の無機材料を積層することで形成される、請求項１から３のいずれか一つに記載の発光素子。
  5. 前記無機材料のうち少なくとも１つ以上は、金属酸化物である、請求項４に記載の発光素子。
  6. 前記金属酸化物は、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２、またはＮｂ２Ｏ５のいずれかである、請求項５に記載の発光素子。
  7. 第１電極と、前記第１電極の両側に設けられ、前記第１電極を底部とする凹構造を形成する第１部材と、有機発光材料を含み、前記凹構造に沿って前記第１電極および前記第１部材の上に設けられる有機発光層と、前記有機発光層の上に設けられる第２電極と、前記第１部材の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記凹構造を埋め込むように前記第２電極の上に設けられる第２部材と、を備え、前記第２電極および前記第２部材の間には、異なる屈折率を有する複数の層の積層体として形成され、前記積層体の全体での屈折率が前記第２電極の屈折率と、前記第２部材の屈折率との間の値であるバリア層が設けられ、前記積層体は、２種の層を繰り返し交互に積層した積層体であり、前記２種の層からなる繰り返し単位の合計膜厚は、２４ｎｍ以下である発光素子を平面上に複数配列した表示部と、
    前記表示部を制御する表示制御部と、
    を備える、表示装置。
  8. 第１電極と、前記第１電極の両側に設けられ、前記第１電極を底部とする凹構造を形成する第１部材と、有機発光材料を含み、前記凹構造に沿って前記第１電極および前記第１部材の上に設けられる有機発光層と、前記有機発光層の上に設けられる第２電極と、前記第１部材の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記凹構造を埋め込むように前記第２電極の上に設けられる第２部材と、を備え、前記第２電極および前記第２部材の間には、異なる屈折率を有する複数の層の積層体として形成され、前記積層体の全体での屈折率が前記第２電極の屈折率と、前記第２部材の屈折率との間の値であるバリア層が設けられ、前記積層体は、２種の層を繰り返し交互に積層した積層体であり、前記２種の層からなる繰り返し単位の合計膜厚は、２４ｎｍ以下である発光素子を平面上に複数配列した表示部と、
    前記表示部を制御する制御部と、
    を備える、電子機器。
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