有機発光素子およびそれを用いた表示装置
【課題】高い発光効率を有し、かつ素子の発光特性の視野角依存性が小さい有機発光素子を提供する。
【解決手段】発光層１０５から光取り出し電極１０３に向かう光と、発光層１０５で発光し、発光層１０５より反射電極１０２側にある反射面よって反射される光とが干渉する有機発光素子であって、反射電極１０２内もしくは光取り出し電極１０３の発光層１０５側と反対側に、前記発光層１０５で発光した光を共振させる共振部（例えば、誘電体層１０２Ｂ）を有し、共振部の膜厚ｄ１が、共振部の屈折率ｎ１、有機発光素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長λ、発光層１０５で発光した光が共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトφ、整数ｍ１に対して、式
を満たす。
【解決手段】発光層１０５から光取り出し電極１０３に向かう光と、発光層１０５で発光し、発光層１０５より反射電極１０２側にある反射面よって反射される光とが干渉する有機発光素子であって、反射電極１０２内もしくは光取り出し電極１０３の発光層１０５側と反対側に、前記発光層１０５で発光した光を共振させる共振部（例えば、誘電体層１０２Ｂ）を有し、共振部の膜厚ｄ１が、共振部の屈折率ｎ１、有機発光素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長λ、発光層１０５で発光した光が共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトφ、整数ｍ１に対して、式
を満たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機発光素子およびそれを用いた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（以下、素子と呼称する場合がある）は、薄膜、自発光を特徴としており、新方式のフラットパネルディスプレイとして応用されている。
【０００３】
有機発光素子は、陰極と陽極から成る一対の電極と、この一対の電極の間に形成される有機化合物層とから構成されている。有機発光素子の発光は、陰極から電子、陽極からホールを有機化合物層に注入し、有機化合物層中の発光層で励起子を生成させ、この励起子によって発光層内の分子が励起状態にされ、分子が励起状態から基底状態にもどる際に光が放出される原理を利用している。発光層は、蛍光性有機化合物若しくは燐光性有機化合物、量子ドットなどの発光性材料から成る。
【０００４】
これまで、有機発光素子においては、発光色の色純度や発光効率を向上させるために、特許文献１のような共振器構造が導入されている。共振器構造を備えた素子では、共振波長の光が増幅されて素子外に取り出される。このため、素子外に取り出される光のスペクトルのピーク波長の強度が大きく、スペクトル幅の狭い光を取り出すことが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−１２７７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の共振器構造を有した有機発光素子では、干渉効果が強くなるため、発光面を斜め方向から見た場合に、取り出される光の波長が短波長側にシフトしたり、発光強度が低下したりと、発光特性の視野角依存性が大きくなるという課題がある。これは、発光面の正面に取り出される光と、発光面から斜め方向に取り出される光の光路長が異なり、共振器構造によって強められる光の波長がそれぞれ異なることに起因すると考えられる。
【０００６】
また一般的に、発光効率を向上させるために、素子を構成する一対の電極のうち、光取り出し側とは反対側にある電極が、反射率の高い金属で構成されたり、反射層と透明導電層とが積層された構成であることが多い。このため、発光層から光取り出し側に向かう光と、発光層で発光し、光取り出し側と反対側にある反射率の高い電極や反射層で反射される光が少なからず干渉するため、共振器構造を有していない有機発光素子であっても上記課題が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、高効率かつ素子の発光特性の視野角依存性が小さい有機発光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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の有機発光素子は、複数の層からなる反射電極と、発光層を有する有機化合物層と、光取り出し電極とが順にあり、前記発光層から前記光取り出し電極に向かう光と、前記発光層で発光し、前記発光層より前記反射電極側にある反射面によって反射される光とが干渉する有機発光素子であって、前記反射電極内もしくは前記光取り出し電極の前記発光層側と反対側に、前記発光層で発光した光を共振させる共振部を有し、前記共振部の膜厚ｄ１が、前記共振部の屈折率ｎ１、前記有機発光素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長λ、前記発光層で発光した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトφ、整数ｍ１に対して、式
【０００９】
【数１】
【００１０】
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高効率かつ素子の発光特性の視野角依存性が小さい有機発光素子を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の原理を構成例に基づいて説明する。なお、共振器構造とは、１つの層あるいは複数の層から成る層と、その１つの層の両端もしくは複数の層から成る層の両端にある２つの反射面で構成され、その２つの反射面の間で光が多重干渉される構造を指す。共振部とは、共振器構造を構成する１つの層あるいは複数の層のことを指す。
【００１３】
図１に、本発明の有機発光素子の概略断面図を示す。なお、図示例では有機発光素子を示したが、ＱＤ−ＬＥＤ素子などであっても実施できる。図１に示した有機発光素子は、基板１００上に、反射層１０２Ａ、誘電体層１０２Ｂ、透明導電層１０２Ｃが積層され、陽極となる反射電極１０２が形成されている。この反射電極１０２上に、発光層１０５を有する有機化合物層１０１が形成され、さらに陰極となる光取り出し電極１０３が形成されている。光取り出し電極とは、発光層で発光した光を素子の外に取り出すために、光透過性を有した透明もしくは半透明な電極のことである。なお、ここで用いる「光透過性」とは、可視光に対して５０〜１００％の透過率を有する性質のことを指す。
【００１４】
反射層１０２Ａは、Ａｌ合金やＡｇ合金などで構成されている。また、反射層１０２は、可視光の波長域（λ＝３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で分光反射率７５％以上の高反射率であることが望ましい。誘電体層１０２Ｂは、光透過性のあるＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＳｉＮｘＯｙ、アクリル樹脂などで構成される。透明導電層１０２Ｃは、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明酸化導電層である。また、光取り出し電極１０３は、透明導電層１０２Ｃと同様の透明酸化導電層を用いることができるし、ＡｇやＡｌ、またはＡｇ合金やＡｌ合金などの金属薄膜からなる電極（金属半透明電極）としてもよい。または、光取り出し電極１０３は、透明酸化導電層と金属薄膜の積層構成からなる電極としても良い。
【００１５】
有機化合物層１０１は、図１に示すように、通常、ホール輸送層１０６、発光層１０５、電子輸送層１０７が積層された構成を採っている。また、有機化合物層は発光層のみの構成を採っても良いし、必要に応じて陽極とホール輸送層との間にホール注入層を、陰極と電子輸送層との間に電子注入層を設けても良い。つまり、有機化合物層は、少なくとも発光層を有し、必要に応じて、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層などの機能層のうち一つまたは複数を有する構成を採っても良い。また、有機化合物層は同じ機能を持った機能層を複数有していてもよい。また、発光層１０５は、それぞれの発光色に応じた蛍光性有機化合物もしくは燐光性有機化合物を含んでいる。
【００１６】
有機発光素子を構成する反射電極１０２と光取り出し電極１０３の間に電圧を印加すると、陽極（反射電極１０２）からホールが、陰極（光取り出し電極１０３）から電子が有機化合物層１０１に注入される。注入されたホールと電子が、発光層１０５において励起子を形成し、この励起子により発光層内の分子が励起状態になり、分子が励起状態から基底状態に戻る際に光が放射される。ここで、図１に示した有機発光素子の構成例では、発光層１０５で発生した光に対して光取り出し電極１０３側から素子外に光が取り出される。
【００１７】
反射電極１０２は、反射層１０２Ａと透明導電層１０２Ｃとの間に、透明導電層１０２Ｃと屈折率の異なる材料からなる誘電体層１０２Ｂを有している。この場合、この誘電体層１０２Ｂが、反射層１０２Ａと有機化合物層１０１との間にある中間層である。誘電体層１０２Ｂの光路長を変化させることで、反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面での発光光に対する反射率を調整することができる。
【００１８】
有機発光素子では、発光層で発光して光取り出し電極に向かう光と、発光層で発光し、反射電極側にある反射面（この場合、反射電極と有機化合物層との界面）で反射される光との干渉効果により、発光層で発光した光の発光効率を高め、色純度を向上している。この干渉効果によって得られる干渉強度分布の最大ピーク波長は、素子の発光面から傾いた角度で見た場合に、その角度が大きくなるにつれ、短波長側にずれる（短波長シフト）。このため、干渉効果を利用した有機発光素子では、素子の発光特性の視野角依存性が大きくなり、発光面の正面から見た場合の光の色度と、発光面から傾いた角度で見た場合の光の色度との色度ずれが大きくなる。一般に、反射電極の反射率を大きくすると、干渉効果が強くなるので、発光効率が向上する一方、有機発光素子の発光特性の視野角依存性が大きくなる。
【００１９】
本発明の有機発光素子は、正面を基準とした、光の取り出される角度が大きくなるのに伴い、反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面での反射率が大きくなるように、誘電体層１０２Ｂの光路長が調整されている。それと同時に、素子外に取り出される光の最大ピーク波長の反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面での反射率が低下しないように、誘電体層１０２Ｂの光路長が調整されている。
【００２０】
つまり、本発明の有機発光素子は、反射電極１０２内の誘電体層１０２Ｂの膜厚を所望に設定することによって、素子外に取り出される光の最大ピーク波長の強度を大きくしながら、正面から傾いた角度で取り出される光の短波長シフトを抑制している。
【００２１】
このことにより、有機発光素子の発光効率を向上させると同時に、素子の発光特性の視野角依存性を小さくすることが可能となる。
【００２２】
より詳しく本発明の原理を述べる。図１に示すように、反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面の複素反射係数をｒ−＝｜ｒ−｜ｅｘｐ（ｉφ−）とする。さらに、光取り出し電極１０３の光取り出し側の界面（光取り出し電極１０３と電子輸送層１０７との界面とは反対側の面）での複素反射係数をｒ＋＝｜ｒ＋｜ｅｘｐ（ｉφ＋）とする。ここで、位相シフトの定義域を−π＜φ−，φ＋≦πとする。また、反射電極１０２と光取り出し電極１０３の光取り出し側の界面との間の距離をｄ、この間の各層の平均屈折率をｎとし、反射電極１０２と発光層１０５内の発光点１０８との間の距離をｄ−、この間の層の平均屈折率をｎ−とする。
【００２３】
有機発光素子の発光強度Ｉ（λ）は、発光層１０５から有機発光素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長をλとし、波数をｋ＝２π／λ、正面を基準にした光の取り出される角度をθとすると、数２で与えられる。
【００２４】
【数２】
【００２５】
数２の分母の位相部分より、整数ｍに対して、多重干渉が強め合う位相条件が数３で与えられる。また、数２の分子の位相部分より、整数ｍ−に対して、広角干渉が強め合う位相条件が数４で与えられる。これらから、光の取り出される角度θが大きくなるのに従い、干渉により強め合う波長が短波長シフトしていき、その結果、色度ずれが生じることがわかる。通常は、正面（θ＝０）に取り出される光の発光強度を向上させるために、反射面（反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面、及び、光取り出し電極１０３の光取り出し側の界面）での反射率、つまり、複素反射係数の絶対値｜ｒ−｜、｜ｒ＋｜が大きくされる。これに伴い、正面（θ＝０）に取り出される光の発光強度が向上する一方、取り出される発光色の視野角依存性が大きくなってしまう。
【００２６】
【数３】
【００２７】
【数４】
【００２８】
本発明では、光の取り出される角度θが大きくなるのに伴い、最大ピーク波長λでの反射電極１０２の複素反射係数の絶対値｜ｒ−｜が大きくなるようにして、視野角依存性を低減するものである。つまり、取り出される角度θが大きくなるのに伴い、素子外に取り出される光の最大ピーク波長λでの干渉の強め合いが低下する分を、複素反射係数の絶対値｜ｒ−｜の増加により補うことで、発光強度Ｉ（λ）の視野角依存性を低減する。これは、最大ピーク波長λよりも長波長側にある波長で反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面での反射率が干渉により高められるように、誘電体層１０２Ｂの光路長を調整することで可能である。この条件は、数５で与えられる。ここで、図１の構成において、反射層１０２Ａと誘電体層１０２Ｂとの界面の複素反射係数をｒ１＝｜ｒ１｜ｅｘｐ（ｉφ１）とし、誘電体層１０２Ｂと透明導電層１０２Ｃとの界面の複素反射係数をｒ２＝｜ｒ２｜ｅｘｐ（ｉφ２）とした。さらに、誘電体層１０２Ｂの膜厚をｄ１、誘電体層１０２Ｂの屈折率をｎ１とした。ｍ１は整数である。この有機発光素子において、反射層１０２Ａと誘電体層１０２Ｂとの界面と誘電体層１０２Ｂと透明導電層１０２Ｃとの界面との間で、発光層１０５で発生した光が多重干渉する共振器構造が得られる。つまり、この場合、共振器構造の共振部は、反射電極１０２内の中間層、つまり、誘電体層１０２Ｂである。
【００２９】
【数５】
【００３０】
しかし、誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１が大きくなればなるほど、素子外に取り出される光の最大ピーク波長λの、反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面での反射率が大きく低下してしまう。このために、誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１は、数６を満たすようにすればよい。数６は、素子外に取り出される光スペクトルの最大ピーク波長λで、反射電極１０２全体の反射率が誘電体層１０２Ｂ内での多重干渉により高められ、有機発光素子の発光強度が向上する条件である。数６で与えられた条件を満たすと、発光層で発光した光のうち、最大ピーク波長λの強度が誘電体層１０２Ｂ内で弱くなり、それにともなって、誘電体層１０２Ｂよりも光取り出し側では、最大ピーク波長λの強度が強くなる。そのため、反射電極１０２全体の最大ピーク波長λに対する反射率が大きくなる。
【００３１】
【数６】
【００３２】
よって、数５、数６から、有機発光素子において、発光強度を向上し、かつ、視野角依存性を低減するための誘電体層１０２Ｂの膜厚の条件は、数７で与えられる。本発明では、誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１が、数７の条件を満たすように調整されている。ただし、数７では、φ＝φ１＋φ２としている。このφは、発光層１０５で発光した光が共振部の両端（反射層１０２Ａと誘電体層１０２Ｂとの界面、及び、誘電体層１０２Ｂと透明導電層１０２Ｃとの界面）で反射する際に生じる位相シフトと呼ぶことができる。
【００３３】
【数７】
【００３４】
整数ｍ１は、その絶対値｜ｍ１｜が大きくなると、素子の発光色の視野角依存性が大きくなったり、発光効率が低下したりするので、｜ｍ１｜＝０，１において、数７を満たすように誘電体層１０２Ｂの膜厚を調整することが望ましい。
【００３５】
なお、これまでは、反射電極１０２を陽極、光取り出し電極１０３を陰極とする構成で説明してきたが、反射電極１０２を陰極、光取り出し電極１０３を陽極とする構成であっても良い。この場合には、ホール輸送層１０６と電子輸送層１０７を発光層１０５に対して逆に位置する構成にすればよい。
【００３６】
また、共振部である誘電体層１０２Ｂの屈折率ｎ１が、共振部と隣り合う２つの層の屈折率と異なる方が、共振器構造で多重干渉する効果が大きくなり、より反射電極１０２全体の反射率を大きくする効果を奏するので好適である。共振器構造で多重干渉する効果をさらに大きくするには、図１の構成で、透明導電層１０２Ｃとホール輸送層１０６との屈折率比よりも、誘電体層１０２Ｂと透明導電層１０２Ｃとの屈折率比が大きくなるような材料で、誘電体層１０２Ｂを形成することが好ましい。
【００３７】
これまで、中間層として誘電体層１０２Ｂを例にとって述べてきたが、この中間層は、誘電体から成る層でなくても、光透過性を有する層であれば良い。また、中間層を構成する材料の屈折率は、反射層１０２Ａと透明導電層１０２Ｃの屈折率と異なることが好ましい。さらに、中間層は、透明導電層１０２Ｃとホール輸送層１０６との屈折率比よりも、中間層と透明導電層１０２Ｃとの屈折率比が大きくなるような材料から成る層がよい。
【００３８】
図１の構成において、誘電体層１０２Ｂを構成しない場合には、共振部を透明導電層１０２Ｃとし、その透明導電層１０２Ｃの膜厚を適宜設定することによって、本発明の効果が得られる。具体的には、この透明導電層１０２Ｃの膜厚ｄ２が、透明導電層１０２Ｃの屈折率ｎ２、発光層１０５で発光した光が共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトφｔ、整数ｍ２に対して、数８を満たすようにすればよい。この場合、共振部の両端は、透明導電層１０２Ｃと有機化合物層１０１との界面と透明導電層１０２Ｃと反射層１０２Ａとの界面である。
【００３９】
【数８】
【００４０】
また、図１において、誘電体層１０２Ｂと透明導電層１０２Ｃを共に反射電極１０２内の共振部とする構成も可能である。この場合、誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１が数７を満たし、さらに、透明導電層１０２Ｃの膜厚ｄ２が数８を満たすようにすれば、より本発明の効果が高くなる。この構成の場合、数８において、位相シフトφｔは、透明導電層１０２Ｃと有機化合物層１０１との界面と透明導電層１０２Ｃと誘電体層１０２Ｂとの界面で光が反射される際に生じるものであることに注意する。また、共振部は、中間層である誘電体層１０２Ｂと透明導電層１０２Ｃである。
【００４１】
一方、図１において、誘電体層１０２Ｂは共振部とせず、透明導電層１０２Ｃのみを共振部としても本発明の効果を奏する。
【００４２】
また、図２に示すように、反射電極１０２が、有機化合物層１０１側から、透明導電層１０２Ｃ、金属薄膜層１０２Ｄ、誘電体層１０２Ｂ、反射層１０２Ａの順にある構成であってもよい。図１の構成では、「発光層１０５より反射電極１０２側にある反射面」とは、透明導電層１０２Ｃと有機化合物層１０１との界面であったが、図２の構成では、透明導電層１０２Ｃと金属薄膜層１０２Ｄとの界面である。この構成の場合、共振部は、誘電体層１０２Ｂであり、この誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１が数７を満たすように、誘電体層１０２Ｂを形成すれば、本発明の効果を奏する。この際、数７において、位相シフトφは、誘電体層１０２Ｂと金属薄膜層１０２Ｄとの界面と誘電体層１０２Ｂと反射層１０２Ａとの界面で光が反射される際に生じるものであることに注意する。そして、この金属薄膜層１０２Ｄとして、Ａｌ合金やＡｇ合金を用いることことが好ましく、その厚さは１０〜２０ｎｍが好ましい。この構成でも誘電体層１０２Ｂと金属薄膜層１０２Ｄの屈折率が異なる。
【００４３】
さらに、図３のように、金属半透明電極１０３Ｂ（光取り出し電極）の発光層１０５側と反対側（光取り出し側）に、共振部（例えば、誘電体層１０４）を有する構成で、その共振部の膜厚を規定するようにしても、本発明の効果を奏する。この場合、共振部の屈折率をｎ１、素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長をλ、発光層１０５で発光した光が共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをφとすると、整数ｍ１に対して、数７を満たす膜厚ｄ１で共振部を形成すればよい。このとき、位相シフトφは、共振部と金属半透明電極１０３Ｂとの界面、および、共振部と金属半透明電極１０３Ｂとは反対側の面で光が反射される際に生じるものであることに注意する。
【００４４】
また、図１、図２、図３では、基板１００と反対側から光を取り出すトップエミッション型の有機発光素子を例に説明してきたが、基板１００側から光を取り出すボトムエミッション型の有機発光素子であっても本発明の効果が得られる。この場合には、反射電極１０２と光取り出し電極１０３の基板１００に対する積層順を入れ替えればよい。つまり、基板１００側から、光取り出し側の光取り出し電極１０３、有機化合物層１０１、反射電極１０２が順に積層された構成となる。
【００４５】
また、有機化合物層１０１の各層に用いられる有機化合物としては、低分子材料、高分子材料若しくはその両方により構成され、特に限定されるものではない。さらに、必要に応じて無機化合物のみから成る層を含んでいても良い。
【００４６】
また、必要に応じて、反射層１０２Ａと誘電体層１０２Ｂとの間に、劣化防止やスパッタプロセスのダメージ防止などのために光透過性の保護層を積層しても良い。
【００４７】
また、本発明の有機発光素子は、表示装置を構成する発光素子として利用することができる。具体的には、表示装置とは、テレビ受像機、パーソナルコンピュータのディスプレイ、撮像装置の背面表示部、携帯電話の表示部、携帯ゲーム機の表示部等の電子機器のディプレイで挙げられる。この表示装置は、複数の有機発光素子と、その複数の有機発光素子の各々の発光を制御する駆動回路とを備えており、その複数の有機発光素子のうち少なくとも一つとして本発明の有機発光素子を用いれば、発光特性の視野角依存が小さな表示装置が得られる。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
図４に、反射層１０２ＡがＡｌ合金、誘電体層１０２ＢがＳｉＯ２（屈折率１．４６）、透明導電層１０２ＣがＩＺＯ（膜厚６０ｎｍ、屈折率１．９５）で構成される反射電極１０２を有する緑色を発光する有機発光素子を示す。この素子において、誘電体層１０２Ｂの膜厚変化に対する輝度と色度ずれの計算結果例を示す。このとき、λ＝５２０ｎｍ、φ／（２π）＝−０．３９５１＋０．５＝０．１０４９としている。また、誘電体層１０２Ｂの膜厚を０ｎｍから１６０ｎｍまで変化させている。輝度による発光効率を比較するために、ＣＩＥ色度が（０．２１、０．７０）で一定となるように、ホール輸送層１０６（屈折率１．８０）の膜厚を調整している。誘電体層１０２Ｂ、ホール輸送層１０６以外の各層の膜厚は同一である。図４の実線は誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１に対する輝度変化を示しており、誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１が０の値を基準としている。図４の破線は誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１に対する素子外に取り出される発光色の色度ずれΔｘｙを示している。この色度ずれΔｘｙは、光が取り出される角度をθ°として、θ＝０（正面）のＣＩＥ色度座標を（ｘ０、ｙ０）、θ°≦６０°のある角度のＣＩＥ色度座標を（ｘθ、ｙθ）として、数９により定義されている。色度ずれΔｘｙが小さいほど、発光色の色度の視野角変化が少ない。
【００４９】
【数９】
【００５０】
図４において、ドットで示された領域がｍ１＝０の場合に数７の条件を満たす領域であり、発光効率（輝度）が向上すると同時に、発光色の色度ずれが抑制され、素子の発光特性の視野角依存性が軽減されることがわかる。
【００５１】
（実施例２）
図５に、反射層１０２ＡがＡｇ合金、誘電体層１０２ＢがＳｉＯ２、透明導電層１０２ＣがＩＺＯ（５０ｎｍ）で構成される反射電極１０２を有する青色を発光する有機発光素子の場合の、誘電体層１０２Ｂの膜厚変化に対する輝度と色度ずれの計算結果例を示す。このとき、λ＝４６０ｎｍ、φ／（２π）＝−０．３０１２＋０．５＝０．１９８８としている。また、本実施形態では、誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１を０ｎｍから１００ｎｍまで変化させている。また、輝度による発光効率を比較するために、ＣＩＥ色度が（０．１３５、０．０９）で一定となるように、ホール輸送層１０６の膜厚を調整している。誘電体層１０２Ｂ、ホール輸送層１０６以外の各層の膜厚は同一である。図５の実線は誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１に対する輝度変化を、破線は誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１に対する素子外に取り出される発光色の色度ずれΔｘｙを示している。図５においても、ドットで示された領域がｍ１＝０の場合に数７の条件を満たす領域であり、発光効率（輝度）が向上すると同時に、発光色の色度変化が抑制されることがわかる。
【００５２】
したがって、本発明によれば、有機発光素子の発光効率を向上すると同時に、素子外に取り出される光の発光特性の視野角依存性を少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の有機発光素子の概略断面図である。
【図２】本発明の有機発光素子の他の例の概略断面図である。
【図３】本発明の有機発光素子の他の例の概略断面図である。
【図４】図１に示した有機発光素子における誘電体層の膜厚変化に対する緑色を発光する有機発光素子の輝度と色度ずれの計算結果例である。
【図５】図１に示した有機発光素子における誘電体層の膜厚変化に対する青色を発光する有機発光素子の輝度と色度ずれの計算結果例である。
【符号の説明】
【００５４】
１００ 基板
１０１ 有機層
１０２ 反射電極
１０２Ａ 反射層
１０２Ｂ，１０４ 誘電体層
１０２Ｃ 透明導電層
１０２Ｄ 金属薄膜層
１０３ 光取り出し電極
１０３Ｂ 金属半透明電極
１０５ 発光層
１０６ ホール輸送層
１０７ 電子輸送層
１０８ 発光点
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機発光素子およびそれを用いた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（以下、素子と呼称する場合がある）は、薄膜、自発光を特徴としており、新方式のフラットパネルディスプレイとして応用されている。
【０００３】
有機発光素子は、陰極と陽極から成る一対の電極と、この一対の電極の間に形成される有機化合物層とから構成されている。有機発光素子の発光は、陰極から電子、陽極からホールを有機化合物層に注入し、有機化合物層中の発光層で励起子を生成させ、この励起子によって発光層内の分子が励起状態にされ、分子が励起状態から基底状態にもどる際に光が放出される原理を利用している。発光層は、蛍光性有機化合物若しくは燐光性有機化合物、量子ドットなどの発光性材料から成る。
【０００４】
これまで、有機発光素子においては、発光色の色純度や発光効率を向上させるために、特許文献１のような共振器構造が導入されている。共振器構造を備えた素子では、共振波長の光が増幅されて素子外に取り出される。このため、素子外に取り出される光のスペクトルのピーク波長の強度が大きく、スペクトル幅の狭い光を取り出すことが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−１２７７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の共振器構造を有した有機発光素子では、干渉効果が強くなるため、発光面を斜め方向から見た場合に、取り出される光の波長が短波長側にシフトしたり、発光強度が低下したりと、発光特性の視野角依存性が大きくなるという課題がある。これは、発光面の正面に取り出される光と、発光面から斜め方向に取り出される光の光路長が異なり、共振器構造によって強められる光の波長がそれぞれ異なることに起因すると考えられる。
【０００６】
また一般的に、発光効率を向上させるために、素子を構成する一対の電極のうち、光取り出し側とは反対側にある電極が、反射率の高い金属で構成されたり、反射層と透明導電層とが積層された構成であることが多い。このため、発光層から光取り出し側に向かう光と、発光層で発光し、光取り出し側と反対側にある反射率の高い電極や反射層で反射される光が少なからず干渉するため、共振器構造を有していない有機発光素子であっても上記課題が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、高効率かつ素子の発光特性の視野角依存性が小さい有機発光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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の有機発光素子は、複数の層からなる反射電極と、発光層を有する有機化合物層と、光取り出し電極とが順にあり、前記発光層から前記光取り出し電極に向かう光と、前記発光層で発光し、前記発光層より前記反射電極側にある反射面によって反射される光とが干渉する有機発光素子であって、前記反射電極内もしくは前記光取り出し電極の前記発光層側と反対側に、前記発光層で発光した光を共振させる共振部を有し、前記共振部の膜厚ｄ１が、前記共振部の屈折率ｎ１、前記有機発光素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長λ、前記発光層で発光した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトφ、整数ｍ１に対して、式
【０００９】
【数１】
【００１０】
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高効率かつ素子の発光特性の視野角依存性が小さい有機発光素子を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の原理を構成例に基づいて説明する。なお、共振器構造とは、１つの層あるいは複数の層から成る層と、その１つの層の両端もしくは複数の層から成る層の両端にある２つの反射面で構成され、その２つの反射面の間で光が多重干渉される構造を指す。共振部とは、共振器構造を構成する１つの層あるいは複数の層のことを指す。
【００１３】
図１に、本発明の有機発光素子の概略断面図を示す。なお、図示例では有機発光素子を示したが、ＱＤ−ＬＥＤ素子などであっても実施できる。図１に示した有機発光素子は、基板１００上に、反射層１０２Ａ、誘電体層１０２Ｂ、透明導電層１０２Ｃが積層され、陽極となる反射電極１０２が形成されている。この反射電極１０２上に、発光層１０５を有する有機化合物層１０１が形成され、さらに陰極となる光取り出し電極１０３が形成されている。光取り出し電極とは、発光層で発光した光を素子の外に取り出すために、光透過性を有した透明もしくは半透明な電極のことである。なお、ここで用いる「光透過性」とは、可視光に対して５０〜１００％の透過率を有する性質のことを指す。
【００１４】
反射層１０２Ａは、Ａｌ合金やＡｇ合金などで構成されている。また、反射層１０２は、可視光の波長域（λ＝３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で分光反射率７５％以上の高反射率であることが望ましい。誘電体層１０２Ｂは、光透過性のあるＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＳｉＮｘＯｙ、アクリル樹脂などで構成される。透明導電層１０２Ｃは、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明酸化導電層である。また、光取り出し電極１０３は、透明導電層１０２Ｃと同様の透明酸化導電層を用いることができるし、ＡｇやＡｌ、またはＡｇ合金やＡｌ合金などの金属薄膜からなる電極（金属半透明電極）としてもよい。または、光取り出し電極１０３は、透明酸化導電層と金属薄膜の積層構成からなる電極としても良い。
【００１５】
有機化合物層１０１は、図１に示すように、通常、ホール輸送層１０６、発光層１０５、電子輸送層１０７が積層された構成を採っている。また、有機化合物層は発光層のみの構成を採っても良いし、必要に応じて陽極とホール輸送層との間にホール注入層を、陰極と電子輸送層との間に電子注入層を設けても良い。つまり、有機化合物層は、少なくとも発光層を有し、必要に応じて、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層などの機能層のうち一つまたは複数を有する構成を採っても良い。また、有機化合物層は同じ機能を持った機能層を複数有していてもよい。また、発光層１０５は、それぞれの発光色に応じた蛍光性有機化合物もしくは燐光性有機化合物を含んでいる。
【００１６】
有機発光素子を構成する反射電極１０２と光取り出し電極１０３の間に電圧を印加すると、陽極（反射電極１０２）からホールが、陰極（光取り出し電極１０３）から電子が有機化合物層１０１に注入される。注入されたホールと電子が、発光層１０５において励起子を形成し、この励起子により発光層内の分子が励起状態になり、分子が励起状態から基底状態に戻る際に光が放射される。ここで、図１に示した有機発光素子の構成例では、発光層１０５で発生した光に対して光取り出し電極１０３側から素子外に光が取り出される。
【００１７】
反射電極１０２は、反射層１０２Ａと透明導電層１０２Ｃとの間に、透明導電層１０２Ｃと屈折率の異なる材料からなる誘電体層１０２Ｂを有している。この場合、この誘電体層１０２Ｂが、反射層１０２Ａと有機化合物層１０１との間にある中間層である。誘電体層１０２Ｂの光路長を変化させることで、反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面での発光光に対する反射率を調整することができる。
【００１８】
有機発光素子では、発光層で発光して光取り出し電極に向かう光と、発光層で発光し、反射電極側にある反射面（この場合、反射電極と有機化合物層との界面）で反射される光との干渉効果により、発光層で発光した光の発光効率を高め、色純度を向上している。この干渉効果によって得られる干渉強度分布の最大ピーク波長は、素子の発光面から傾いた角度で見た場合に、その角度が大きくなるにつれ、短波長側にずれる（短波長シフト）。このため、干渉効果を利用した有機発光素子では、素子の発光特性の視野角依存性が大きくなり、発光面の正面から見た場合の光の色度と、発光面から傾いた角度で見た場合の光の色度との色度ずれが大きくなる。一般に、反射電極の反射率を大きくすると、干渉効果が強くなるので、発光効率が向上する一方、有機発光素子の発光特性の視野角依存性が大きくなる。
【００１９】
本発明の有機発光素子は、正面を基準とした、光の取り出される角度が大きくなるのに伴い、反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面での反射率が大きくなるように、誘電体層１０２Ｂの光路長が調整されている。それと同時に、素子外に取り出される光の最大ピーク波長の反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面での反射率が低下しないように、誘電体層１０２Ｂの光路長が調整されている。
【００２０】
つまり、本発明の有機発光素子は、反射電極１０２内の誘電体層１０２Ｂの膜厚を所望に設定することによって、素子外に取り出される光の最大ピーク波長の強度を大きくしながら、正面から傾いた角度で取り出される光の短波長シフトを抑制している。
【００２１】
このことにより、有機発光素子の発光効率を向上させると同時に、素子の発光特性の視野角依存性を小さくすることが可能となる。
【００２２】
より詳しく本発明の原理を述べる。図１に示すように、反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面の複素反射係数をｒ−＝｜ｒ−｜ｅｘｐ（ｉφ−）とする。さらに、光取り出し電極１０３の光取り出し側の界面（光取り出し電極１０３と電子輸送層１０７との界面とは反対側の面）での複素反射係数をｒ＋＝｜ｒ＋｜ｅｘｐ（ｉφ＋）とする。ここで、位相シフトの定義域を−π＜φ−，φ＋≦πとする。また、反射電極１０２と光取り出し電極１０３の光取り出し側の界面との間の距離をｄ、この間の各層の平均屈折率をｎとし、反射電極１０２と発光層１０５内の発光点１０８との間の距離をｄ−、この間の層の平均屈折率をｎ−とする。
【００２３】
有機発光素子の発光強度Ｉ（λ）は、発光層１０５から有機発光素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長をλとし、波数をｋ＝２π／λ、正面を基準にした光の取り出される角度をθとすると、数２で与えられる。
【００２４】
【数２】
【００２５】
数２の分母の位相部分より、整数ｍに対して、多重干渉が強め合う位相条件が数３で与えられる。また、数２の分子の位相部分より、整数ｍ−に対して、広角干渉が強め合う位相条件が数４で与えられる。これらから、光の取り出される角度θが大きくなるのに従い、干渉により強め合う波長が短波長シフトしていき、その結果、色度ずれが生じることがわかる。通常は、正面（θ＝０）に取り出される光の発光強度を向上させるために、反射面（反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面、及び、光取り出し電極１０３の光取り出し側の界面）での反射率、つまり、複素反射係数の絶対値｜ｒ−｜、｜ｒ＋｜が大きくされる。これに伴い、正面（θ＝０）に取り出される光の発光強度が向上する一方、取り出される発光色の視野角依存性が大きくなってしまう。
【００２６】
【数３】
【００２７】
【数４】
【００２８】
本発明では、光の取り出される角度θが大きくなるのに伴い、最大ピーク波長λでの反射電極１０２の複素反射係数の絶対値｜ｒ−｜が大きくなるようにして、視野角依存性を低減するものである。つまり、取り出される角度θが大きくなるのに伴い、素子外に取り出される光の最大ピーク波長λでの干渉の強め合いが低下する分を、複素反射係数の絶対値｜ｒ−｜の増加により補うことで、発光強度Ｉ（λ）の視野角依存性を低減する。これは、最大ピーク波長λよりも長波長側にある波長で反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面での反射率が干渉により高められるように、誘電体層１０２Ｂの光路長を調整することで可能である。この条件は、数５で与えられる。ここで、図１の構成において、反射層１０２Ａと誘電体層１０２Ｂとの界面の複素反射係数をｒ１＝｜ｒ１｜ｅｘｐ（ｉφ１）とし、誘電体層１０２Ｂと透明導電層１０２Ｃとの界面の複素反射係数をｒ２＝｜ｒ２｜ｅｘｐ（ｉφ２）とした。さらに、誘電体層１０２Ｂの膜厚をｄ１、誘電体層１０２Ｂの屈折率をｎ１とした。ｍ１は整数である。この有機発光素子において、反射層１０２Ａと誘電体層１０２Ｂとの界面と誘電体層１０２Ｂと透明導電層１０２Ｃとの界面との間で、発光層１０５で発生した光が多重干渉する共振器構造が得られる。つまり、この場合、共振器構造の共振部は、反射電極１０２内の中間層、つまり、誘電体層１０２Ｂである。
【００２９】
【数５】
【００３０】
しかし、誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１が大きくなればなるほど、素子外に取り出される光の最大ピーク波長λの、反射電極１０２と有機化合物層１０１との界面での反射率が大きく低下してしまう。このために、誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１は、数６を満たすようにすればよい。数６は、素子外に取り出される光スペクトルの最大ピーク波長λで、反射電極１０２全体の反射率が誘電体層１０２Ｂ内での多重干渉により高められ、有機発光素子の発光強度が向上する条件である。数６で与えられた条件を満たすと、発光層で発光した光のうち、最大ピーク波長λの強度が誘電体層１０２Ｂ内で弱くなり、それにともなって、誘電体層１０２Ｂよりも光取り出し側では、最大ピーク波長λの強度が強くなる。そのため、反射電極１０２全体の最大ピーク波長λに対する反射率が大きくなる。
【００３１】
【数６】
【００３２】
よって、数５、数６から、有機発光素子において、発光強度を向上し、かつ、視野角依存性を低減するための誘電体層１０２Ｂの膜厚の条件は、数７で与えられる。本発明では、誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１が、数７の条件を満たすように調整されている。ただし、数７では、φ＝φ１＋φ２としている。このφは、発光層１０５で発光した光が共振部の両端（反射層１０２Ａと誘電体層１０２Ｂとの界面、及び、誘電体層１０２Ｂと透明導電層１０２Ｃとの界面）で反射する際に生じる位相シフトと呼ぶことができる。
【００３３】
【数７】
【００３４】
整数ｍ１は、その絶対値｜ｍ１｜が大きくなると、素子の発光色の視野角依存性が大きくなったり、発光効率が低下したりするので、｜ｍ１｜＝０，１において、数７を満たすように誘電体層１０２Ｂの膜厚を調整することが望ましい。
【００３５】
なお、これまでは、反射電極１０２を陽極、光取り出し電極１０３を陰極とする構成で説明してきたが、反射電極１０２を陰極、光取り出し電極１０３を陽極とする構成であっても良い。この場合には、ホール輸送層１０６と電子輸送層１０７を発光層１０５に対して逆に位置する構成にすればよい。
【００３６】
また、共振部である誘電体層１０２Ｂの屈折率ｎ１が、共振部と隣り合う２つの層の屈折率と異なる方が、共振器構造で多重干渉する効果が大きくなり、より反射電極１０２全体の反射率を大きくする効果を奏するので好適である。共振器構造で多重干渉する効果をさらに大きくするには、図１の構成で、透明導電層１０２Ｃとホール輸送層１０６との屈折率比よりも、誘電体層１０２Ｂと透明導電層１０２Ｃとの屈折率比が大きくなるような材料で、誘電体層１０２Ｂを形成することが好ましい。
【００３７】
これまで、中間層として誘電体層１０２Ｂを例にとって述べてきたが、この中間層は、誘電体から成る層でなくても、光透過性を有する層であれば良い。また、中間層を構成する材料の屈折率は、反射層１０２Ａと透明導電層１０２Ｃの屈折率と異なることが好ましい。さらに、中間層は、透明導電層１０２Ｃとホール輸送層１０６との屈折率比よりも、中間層と透明導電層１０２Ｃとの屈折率比が大きくなるような材料から成る層がよい。
【００３８】
図１の構成において、誘電体層１０２Ｂを構成しない場合には、共振部を透明導電層１０２Ｃとし、その透明導電層１０２Ｃの膜厚を適宜設定することによって、本発明の効果が得られる。具体的には、この透明導電層１０２Ｃの膜厚ｄ２が、透明導電層１０２Ｃの屈折率ｎ２、発光層１０５で発光した光が共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトφｔ、整数ｍ２に対して、数８を満たすようにすればよい。この場合、共振部の両端は、透明導電層１０２Ｃと有機化合物層１０１との界面と透明導電層１０２Ｃと反射層１０２Ａとの界面である。
【００３９】
【数８】
【００４０】
また、図１において、誘電体層１０２Ｂと透明導電層１０２Ｃを共に反射電極１０２内の共振部とする構成も可能である。この場合、誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１が数７を満たし、さらに、透明導電層１０２Ｃの膜厚ｄ２が数８を満たすようにすれば、より本発明の効果が高くなる。この構成の場合、数８において、位相シフトφｔは、透明導電層１０２Ｃと有機化合物層１０１との界面と透明導電層１０２Ｃと誘電体層１０２Ｂとの界面で光が反射される際に生じるものであることに注意する。また、共振部は、中間層である誘電体層１０２Ｂと透明導電層１０２Ｃである。
【００４１】
一方、図１において、誘電体層１０２Ｂは共振部とせず、透明導電層１０２Ｃのみを共振部としても本発明の効果を奏する。
【００４２】
また、図２に示すように、反射電極１０２が、有機化合物層１０１側から、透明導電層１０２Ｃ、金属薄膜層１０２Ｄ、誘電体層１０２Ｂ、反射層１０２Ａの順にある構成であってもよい。図１の構成では、「発光層１０５より反射電極１０２側にある反射面」とは、透明導電層１０２Ｃと有機化合物層１０１との界面であったが、図２の構成では、透明導電層１０２Ｃと金属薄膜層１０２Ｄとの界面である。この構成の場合、共振部は、誘電体層１０２Ｂであり、この誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１が数７を満たすように、誘電体層１０２Ｂを形成すれば、本発明の効果を奏する。この際、数７において、位相シフトφは、誘電体層１０２Ｂと金属薄膜層１０２Ｄとの界面と誘電体層１０２Ｂと反射層１０２Ａとの界面で光が反射される際に生じるものであることに注意する。そして、この金属薄膜層１０２Ｄとして、Ａｌ合金やＡｇ合金を用いることことが好ましく、その厚さは１０〜２０ｎｍが好ましい。この構成でも誘電体層１０２Ｂと金属薄膜層１０２Ｄの屈折率が異なる。
【００４３】
さらに、図３のように、金属半透明電極１０３Ｂ（光取り出し電極）の発光層１０５側と反対側（光取り出し側）に、共振部（例えば、誘電体層１０４）を有する構成で、その共振部の膜厚を規定するようにしても、本発明の効果を奏する。この場合、共振部の屈折率をｎ１、素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長をλ、発光層１０５で発光した光が共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをφとすると、整数ｍ１に対して、数７を満たす膜厚ｄ１で共振部を形成すればよい。このとき、位相シフトφは、共振部と金属半透明電極１０３Ｂとの界面、および、共振部と金属半透明電極１０３Ｂとは反対側の面で光が反射される際に生じるものであることに注意する。
【００４４】
また、図１、図２、図３では、基板１００と反対側から光を取り出すトップエミッション型の有機発光素子を例に説明してきたが、基板１００側から光を取り出すボトムエミッション型の有機発光素子であっても本発明の効果が得られる。この場合には、反射電極１０２と光取り出し電極１０３の基板１００に対する積層順を入れ替えればよい。つまり、基板１００側から、光取り出し側の光取り出し電極１０３、有機化合物層１０１、反射電極１０２が順に積層された構成となる。
【００４５】
また、有機化合物層１０１の各層に用いられる有機化合物としては、低分子材料、高分子材料若しくはその両方により構成され、特に限定されるものではない。さらに、必要に応じて無機化合物のみから成る層を含んでいても良い。
【００４６】
また、必要に応じて、反射層１０２Ａと誘電体層１０２Ｂとの間に、劣化防止やスパッタプロセスのダメージ防止などのために光透過性の保護層を積層しても良い。
【００４７】
また、本発明の有機発光素子は、表示装置を構成する発光素子として利用することができる。具体的には、表示装置とは、テレビ受像機、パーソナルコンピュータのディスプレイ、撮像装置の背面表示部、携帯電話の表示部、携帯ゲーム機の表示部等の電子機器のディプレイで挙げられる。この表示装置は、複数の有機発光素子と、その複数の有機発光素子の各々の発光を制御する駆動回路とを備えており、その複数の有機発光素子のうち少なくとも一つとして本発明の有機発光素子を用いれば、発光特性の視野角依存が小さな表示装置が得られる。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
図４に、反射層１０２ＡがＡｌ合金、誘電体層１０２ＢがＳｉＯ２（屈折率１．４６）、透明導電層１０２ＣがＩＺＯ（膜厚６０ｎｍ、屈折率１．９５）で構成される反射電極１０２を有する緑色を発光する有機発光素子を示す。この素子において、誘電体層１０２Ｂの膜厚変化に対する輝度と色度ずれの計算結果例を示す。このとき、λ＝５２０ｎｍ、φ／（２π）＝−０．３９５１＋０．５＝０．１０４９としている。また、誘電体層１０２Ｂの膜厚を０ｎｍから１６０ｎｍまで変化させている。輝度による発光効率を比較するために、ＣＩＥ色度が（０．２１、０．７０）で一定となるように、ホール輸送層１０６（屈折率１．８０）の膜厚を調整している。誘電体層１０２Ｂ、ホール輸送層１０６以外の各層の膜厚は同一である。図４の実線は誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１に対する輝度変化を示しており、誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１が０の値を基準としている。図４の破線は誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１に対する素子外に取り出される発光色の色度ずれΔｘｙを示している。この色度ずれΔｘｙは、光が取り出される角度をθ°として、θ＝０（正面）のＣＩＥ色度座標を（ｘ０、ｙ０）、θ°≦６０°のある角度のＣＩＥ色度座標を（ｘθ、ｙθ）として、数９により定義されている。色度ずれΔｘｙが小さいほど、発光色の色度の視野角変化が少ない。
【００４９】
【数９】
【００５０】
図４において、ドットで示された領域がｍ１＝０の場合に数７の条件を満たす領域であり、発光効率（輝度）が向上すると同時に、発光色の色度ずれが抑制され、素子の発光特性の視野角依存性が軽減されることがわかる。
【００５１】
（実施例２）
図５に、反射層１０２ＡがＡｇ合金、誘電体層１０２ＢがＳｉＯ２、透明導電層１０２ＣがＩＺＯ（５０ｎｍ）で構成される反射電極１０２を有する青色を発光する有機発光素子の場合の、誘電体層１０２Ｂの膜厚変化に対する輝度と色度ずれの計算結果例を示す。このとき、λ＝４６０ｎｍ、φ／（２π）＝−０．３０１２＋０．５＝０．１９８８としている。また、本実施形態では、誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１を０ｎｍから１００ｎｍまで変化させている。また、輝度による発光効率を比較するために、ＣＩＥ色度が（０．１３５、０．０９）で一定となるように、ホール輸送層１０６の膜厚を調整している。誘電体層１０２Ｂ、ホール輸送層１０６以外の各層の膜厚は同一である。図５の実線は誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１に対する輝度変化を、破線は誘電体層１０２Ｂの膜厚ｄ１に対する素子外に取り出される発光色の色度ずれΔｘｙを示している。図５においても、ドットで示された領域がｍ１＝０の場合に数７の条件を満たす領域であり、発光効率（輝度）が向上すると同時に、発光色の色度変化が抑制されることがわかる。
【００５２】
したがって、本発明によれば、有機発光素子の発光効率を向上すると同時に、素子外に取り出される光の発光特性の視野角依存性を少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の有機発光素子の概略断面図である。
【図２】本発明の有機発光素子の他の例の概略断面図である。
【図３】本発明の有機発光素子の他の例の概略断面図である。
【図４】図１に示した有機発光素子における誘電体層の膜厚変化に対する緑色を発光する有機発光素子の輝度と色度ずれの計算結果例である。
【図５】図１に示した有機発光素子における誘電体層の膜厚変化に対する青色を発光する有機発光素子の輝度と色度ずれの計算結果例である。
【符号の説明】
【００５４】
１００ 基板
１０１ 有機層
１０２ 反射電極
１０２Ａ 反射層
１０２Ｂ，１０４ 誘電体層
１０２Ｃ 透明導電層
１０２Ｄ 金属薄膜層
１０３ 光取り出し電極
１０３Ｂ 金属半透明電極
１０５ 発光層
１０６ ホール輸送層
１０７ 電子輸送層
１０８ 発光点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の層からなる反射電極と、発光層を有する有機化合物層と、光取り出し電極とが順にあり、
前記発光層から前記光取り出し電極に向かう光と、前記発光層で発光し、前記発光層より前記反射電極側にある反射面によって反射される光とが干渉する有機発光素子であって、
前記反射電極内もしくは前記光取り出し電極の前記発光層側と反対側に、前記発光層で発光した光を共振させる共振部を有し、
前記共振部の膜厚ｄ１が、前記共振部の屈折率ｎ１、前記有機発光素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長λ、前記発光層で発光した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトφ、整数ｍ１に対して、式
【数１】
を満たすことを特徴とする有機発光素子。
【請求項２】
前記反射電極が前記有機化合物層側から、透明導電層と、中間層と、反射層とを順に有し、前記共振部が、前記中間層又は／及び前記透明導電層であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記反射電極が前記発光層側から、透明導電層と、金属薄膜層と、中間層と、反射層とを有し、前記共振部が、前記中間層であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記反射電極が前記有機化合物層側から、透明導電層と、反射層とを順に有し、前記共振部が前記透明導電層であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項５】
複数の有機発光素子と、前記複数の有機発光素子の各々の発光を制御する駆動回路とを備えた表示装置であって、
前記複数の有機発光素子のうち少なくとも一つは、請求項１乃至４のいずれかに記載の有機発光素子であることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
複数の層からなる反射電極と、発光層を有する有機化合物層と、光取り出し電極とが順にあり、
前記発光層から前記光取り出し電極に向かう光と、前記発光層で発光し、前記発光層より前記反射電極側にある反射面によって反射される光とが干渉する有機発光素子であって、
前記反射電極内もしくは前記光取り出し電極の前記発光層側と反対側に、前記発光層で発光した光を共振させる共振部を有し、
前記共振部の膜厚ｄ１が、前記共振部の屈折率ｎ１、前記有機発光素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長λ、前記発光層で発光した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトφ、整数ｍ１に対して、式
【数１】
を満たすことを特徴とする有機発光素子。
【請求項２】
前記反射電極が前記有機化合物層側から、透明導電層と、中間層と、反射層とを順に有し、前記共振部が、前記中間層又は／及び前記透明導電層であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記反射電極が前記発光層側から、透明導電層と、金属薄膜層と、中間層と、反射層とを有し、前記共振部が、前記中間層であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記反射電極が前記有機化合物層側から、透明導電層と、反射層とを順に有し、前記共振部が前記透明導電層であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項５】
複数の有機発光素子と、前記複数の有機発光素子の各々の発光を制御する駆動回路とを備えた表示装置であって、
前記複数の有機発光素子のうち少なくとも一つは、請求項１乃至４のいずれかに記載の有機発光素子であることを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１２９４５２（Ｐ２０１０−１２９４５２Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０４６０７（Ｐ２００８−３０４６０７）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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