発光素子、照明装置および表示装置
【課題】発光層を複数積層した構造においても広い波長帯域で良好に光を取り出すことができるとともに、複数の色の合成色の光に対する輝度および色相の視野角依存性の大幅な低減を図ることができる発光素子を提供する。
【解決手段】発光素子は第１の電極１１と第２の電極１２との間に挟持された有機層１３に可視光領域の単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂを含む。第１の電極１１側に第１の反射界面１４を、第２の電極１２側に第２の反射界面１５を形成する。第１の反射界面１４と第１の発光層１３ａの発光中心との間の光学距離Ｌ１１、第１の反射界面１４と第２の発光層１３ｂの発光中心との間の光学距離Ｌ２１、第１の発光層１３ａの発光中心と第２の反射界面１５との間の光学距離Ｌ１２、第２の発光層１３ｂの発光中心と第２の反射界面１５との間の光学距離Ｌ２２を所定の値に設定する。
【解決手段】発光素子は第１の電極１１と第２の電極１２との間に挟持された有機層１３に可視光領域の単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂを含む。第１の電極１１側に第１の反射界面１４を、第２の電極１２側に第２の反射界面１５を形成する。第１の反射界面１４と第１の発光層１３ａの発光中心との間の光学距離Ｌ１１、第１の反射界面１４と第２の発光層１３ｂの発光中心との間の光学距離Ｌ２１、第１の発光層１３ａの発光中心と第２の反射界面１５との間の光学距離Ｌ１２、第２の発光層１３ｂの発光中心と第２の反射界面１５との間の光学距離Ｌ２２を所定の値に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光素子、照明装置および表示装置に関し、特に、有機材料のエレクトロルミネッセンス（Electroluminescence)を利用した発光素子ならびにこの発光素子を用いた照明装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンスを利用した発光素子（以下「有機ＥＬ素子」という。）は低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目され、盛んに研究開発が行われている。この有機ＥＬ素子は、一般に数十〜数百ｎｍ程度の厚さの発光層を含む有機層が反射性電極と透光性電極との間に挟持された構造を有している。このような有機ＥＬ素子において、発光層で発光された光は、素子構造中で干渉し外部に取り出される。従来、このような干渉を利用して有機ＥＬ素子の発光効率を向上させようという試みがなされている。
【０００３】
特許文献１においては、発光層から透光性電極の方向に発せられた光と、反射性電極の方向に発せられた光との干渉を利用し、発光位置から反射層までの距離を発光波長の光が共振するように設定することにより発光効率を高めることが提案されている。
【０００４】
特許文献２においては、透光性電極と基板との界面での光の反射も考慮し、発光位置から反射性電極までの距離と、発光位置から透光性電極と基板との界面までの距離との両方を規定している。
【０００５】
特許文献３においては、光が透光性電極と反射性電極との間で多重反射することにより起こる干渉を利用し、透光性電極と反射性電極との間の層の厚さを望みの波長の光が共振するように設定することにより発光効率を高めている。
【０００６】
特許文献４においては、共振器構造を用いて発光効率を高めた発光素子を組み合わせた表示装置において白色の色度点の視野角特性の向上を図る手法として、有機層の厚さを制御することにより赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）３色の減衰のバランスを制御する方法が提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記の従来の技術においては、発光効率を高めるために発光された光の干渉を利用する有機ＥＬ素子では、取り出される光ｈの干渉フィルタの帯域幅が狭くなると、発光面を斜め方向から見た場合に光ｈの波長が大きくシフトし、発光強度が低下するなど、発光特性の視野角依存性が高くなる。
【０００８】
これに対し、特許文献５においては、半値幅の狭い単色スペクトルを持つ有機ＥＬ素子について、反射層による発光の位相を、完全反射面側と射出側で中心波長に対して逆位相になるように設定し、視野角による色相変化を抑えることが提案されている。
【０００９】
また、順次積層された白色発光層を有する有機発光素子でも、素子内部に上記のような干渉が存在するため、効率良く幅広い波長成分を有する白色発光を取り出すためには、発光位置を反射層に接近させ、特に８０ｎｍ以下の距離に接近させることが好ましい。発光位置が反射層から離れ、その距離が大きくなると、干渉により、幅広いスペクトルを有する白色発光を得ることが困難となる。
【００１０】
特許文献６においては、発光位置から反射層までの距離と、発光位置から透光性電極と外部層との界面までの距離を規定することにより、効率の良い白色の色度に優れた発光素子が得られることが開示されている。
【００１１】
特許文献７においては、特許文献５と同様の逆位相の干渉を取り入れることによって良好な白色色度点が得られることが報告されている。しかしながら、位相の相殺を広い波長帯域で行うことができないため、特許文献５におけるように単色のような視野角による色相変化抑制については言及されていない。
【００１２】
一方、発光効率を高めるとともに発光寿命の向上を図るために、複数の発光層を中間層を介して積層することにより、発光層が直列に接続された積層構造（いわゆるタンデム構造）を有するように有機層を構成する技術が知られている（例えば、特許文献８〜１０参照。）。この種の有機層では、任意の数の発光層を積層させることが可能である。同じ波長のスペクトルを積層させて効率を上げるほか、違う波長のスペクトルを積層させることで色の調整をすることも可能である。例えば、青色光を発生させる青色発光層と、黄色光を発生させる黄色発光層とを積層させることにより、それらの合成光として白色光を発生させることができる。
【００１３】
しかしながら、上述のようなタンデム構造を形成した場合、各発光位置から反射層までの距離を全て８０ｎｍ以下に構成することは難しく、輝度および色相の視野角依存性が非常に高くなるため、照明装置としての配光特性または表示装置としての表示特性の著しい低下を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−２８９３５８号公報
【特許文献２】特開２０００−２４３５７３号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ０１／０３９５５４号パンフレット
【特許文献４】特許第３５０８７４１号明細書
【特許文献５】特開２００６−２４４７１３号公報
【特許文献６】特開２００４−７９４２１号公報
【特許文献７】特開２００６−２４４７１２号公報
【特許文献８】特開２００６−１７３５５０号公報
【特許文献９】特表２００８−５１１１００号公報
【特許文献１０】特表２００８−５１８４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで、本開示が解決しようとする課題は、発光層を複数積層した構造においても広い波長帯域で良好に光を取り出すことができるとともに、複数の色の合成色の光に対する輝度および色相の視野角依存性の大幅な低減を図ることができる発光素子を提供することである。
本開示が解決しようとする他の課題は、角度依存性が少なく、配光特性が良好な照明装置を提供することである。
本開示が解決しようとするさらに他の課題は、視野角依存性が少ない高画質の表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本開示は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層および第２の発光層を前記第１の電極から前記第２の電極に向かう方向の互いに離れた位置に順次含む有機層と、
前記第１の発光層および前記第２の発光層から発光された光を反射させ、前記第２の電極側から射出させるための、前記第１の電極側に設けられた第１の反射界面と、
前記第２の電極側に設けられた第２の反射界面とを有し、
前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ１１、前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ２１、前記第１の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、前記第２の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ２としたとき、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が、以下の式（１）〜（８）を全て満足する発光素子である。
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝０ （１）
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝ｎ（ただし、ｎ≧１） （２）
λ１＜λ１１＜λ１＋２００ （３）
λ２−４０＜λ２１＜λ２＋４０ （４）
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝ｍ’ （５）
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝ｎ’＋１／２ （６）
λ１−１００＜λ１２＜λ１ （７）
λ２−１５＜λ２２＜λ２＋１５ （８）
ただし、ｎ、ｍ’、ｎ’：整数
λ１、λ２、λ１１、λ２１、λ１２、λ２２の単位はｎｍ
φ１：各波長の光が第１の反射界面で反射される際の位相変化
φ２：各波長の光が第２の反射界面で反射される際の位相変化
【００１７】
また、本開示は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層および第２の発光層を前記第１の電極から前記第２の電極に向かう方向の互いに離れた位置に順次含む有機層と、
前記第１の発光層および前記第２の発光層から発光された光を反射させ、前記第２の電極側から射出させるための、前記第１の電極側に設けられた第１の反射界面と、
前記第２の電極側に設けられた第２の反射界面とを有し、
前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ１１、前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ２１、前記第１の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、前記第２の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ２としたとき、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が、前記の式（１）〜（８）を全て満足する発光素子を少なくとも一つ有する照明装置である。
【００１８】
また、本開示は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層および第２の発光層を前記第１の電極から前記第２の電極に向かう方向の互いに離れた位置に順次含む有機層と、
前記第１の発光層および前記第２の発光層から発光された光を反射させ、前記第２の電極側から射出させるための、前記第１の電極側に設けられた第１の反射界面と、
前記第２の電極側に設けられた第２の反射界面とを有し、
前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ１１、前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ２１、前記第１の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、前記第２の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ２としたとき、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が、前記の式（１）〜（８）を全て満足する発光素子を少なくとも一つ有する表示装置である。
【００１９】
第１の発光層および第２の発光層の発光中心とは、それらの厚さ方向の発光強度分布のピークが位置する面を意味し、通常はその厚さを二等分する面である。第１の発光層または第２の発光層が２色以上の互いに異なる色の光を発光するものである場合、各色の光を発光する層の厚さが十分に小さいために発光中心が同一とみなせる場合、この発光中心は通常、その厚さを二等分する面である。
【００２０】
式（１）は、第１の反射界面と第１の発光層の発光中心との間の光学距離を、第１の発光層の発光スペクトルの中心波長より長波長側の光が第１の反射界面と第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定する式である。式（２）は、第１の反射界面と第２の発光層の発光中心との間の光学距離を、第２の発光層の発光スペクトルの中心波長付近の光が第１の反射界面と第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定する式である。式（３）、（４）は、この場合の干渉波長の広帯域化のための条件である。式（５）は、第１の発光層からの光に対して、第２の反射界面による光の反射が、第１の発光層の発光スペクトルの中心波長より短波長側の光に対して強め合う条件である。式（６）は、第２の発光層からの光に対して、第２の反射界面による光の反射が、第２の発光層の発光スペクトルの中心波長付近の光に対して弱め合う条件である。式（１）、（２）、（５）、（６）のλ１１、λ２１、λ１２、λ２２は、式（３）、（４）、（７）、（８）によってλ１、λ２より求められる。
【００２１】
ｎ、ｍ’、ｎ’は必要に応じて選ばれる。発光素子から取り出すことができる光量を大きくするためにはｎ≦５とするのが好ましく、最も好ましくはｎ＝１である。
【００２２】
第１の発光層または第２の発光層は、典型的には、互いに波長が異なる可視光領域の光を発光するが、これに限定されるものではない。
【００２３】
この発光素子によれば、干渉フィルタの分光透過率曲線のピークを可視光領域でほぼ平坦とすることができる。特に、上記の式（１）〜（８）を全て満足するように発光素子を構成することにより、視野角が４５度のときの輝度の低下が視野角が０度のときの輝度に対して３０％以下、色度ずれΔｕｖ≦０．０１５とすることができる。
【００２４】
この発光素子は上面発光型に構成してもよいし、下面発光型に構成してもよい。上面発光型の発光素子では、基板上に第１の電極、有機層および第２の電極が順次積層される。下面発光型の発光素子では、基板上に第２の電極、有機層および第１の電極が順次積層される。上面発光型の発光素子の基板は不透明であっても透明であってもよく、必要に応じて選ばれる。下面発光型の発光素子の基板は、第２の電極側から射出される光を外部に取り出すために透明とする。
【００２５】
第１の発光層および第２の発光層のうちの、２色以上の互いに異なる色の光を発光する発光層の発光中心が同一とみなせない場合には、この発光素子は、必要に応じて、発光素子の干渉フィルタの分光透過率曲線のピークの平坦性を維持するための反射層をさらに有する。
【００２６】
必要に応じて、第１の反射界面および第２の反射界面に加えて一つまたは複数の反射界面を設けてもよい。また、必要に応じて、第１の反射界面、第２の反射界面および第３の反射界面の少なくとも一つを複数の反射界面に分割してもよい。こうすることで、第１の反射界面による光の反射および第２の反射界面による光の反射が強め合ったり、弱め合ったりする波長帯域を拡大させ、各発光領域に対する干渉フィルタの分光透過率曲線のピークの平坦部を広げることにより視野角特性の向上を図ることができる。
【００２７】
この発光素子においては、信頼性の向上や採用する構成などの関係で反射層がさらに形成され、それによって反射界面がさらに形成される場合がある。その場合には、光学動作に必要な第２の反射界面までを形成した後、その上に少なくとも厚さ１μｍ以上の層を形成することによって、以降の干渉の影響をほとんど無視することが可能となる。この際の第２の反射界面の外側の材質は、任意のものを使用することが可能で、発光素子の形態に応じて適宜選択される。具体的には、第２の反射界面の外側が厚さ１μｍ以上の透明電極層、透明絶縁層、樹脂層、ガラス層、空気層などのいずれか一つまたは二つ以上によって形成されるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
本開示の照明装置および表示装置は従来公知の構成とすることができ、それらの用途や機能などに応じて適宜構成される。表示装置は、典型的な一つの例では、表示画素毎に対応した表示信号を発光素子に供給するための能動素子（薄膜トランジスタなど）が設けられた駆動基板と、この駆動基板と対向して設けられた封止基板とを有する。発光素子は駆動基板と封止基板との間に配置される。この表示装置は白色表示装置、白黒表示装置、カラー表示装置などのいずれのものであってもよい。カラー表示装置においては、典型的には、駆動基板および封止基板のうちの発光素子の第２の電極側の基板に第２の電極側から射出される光を透過するカラーフィルタが設けられる。
【発明の効果】
【００２９】
本開示によれば、発光層を複数積層した構造においても広い波長帯域で良好に光を取り出すことができるとともに、複数の色の合成色の光に対する輝度および色相の視野角依存性の大幅な低減を図ることができる発光素子を実現することができる。
【００３０】
また、本開示によれば、上記の発光素子を用いていることにより、角度依存性が少ない、配光特性が良好な照明装置および視野角依存性の少ない高画質の表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施の形態による有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態による有機ＥＬ素子における第１の反射界面による干渉フィルタの分光透過率曲線を示す略線図である。
【図３】第１の実施の形態による有機ＥＬ素子における第２の反射界面による干渉フィルタの分光透過率曲線を示す略線図である。
【図４】第１の実施の形態による有機ＥＬ素子における第１の反射界面および第２の反射界面の合成干渉フィルタの分光透過率曲線を示す略線図である。
【図５】第１の実施の形態による有機ＥＬ素子の輝度の視野角特性を示す略線図である。
【図６】第１の実施の形態による有機ＥＬ素子の色度の視野角特性を示す略線図である。
【図７】第１の発光層から発光される黄色の光の規格化強度と光学距離Ｌ１１との関係を示す略線図である。
【図８】第２の発光層から発光される青色の光の規格化強度と光学距離Ｌ２１との関係を示す略線図である。
【図９】第１の発光層から発光される黄色の光の規格化強度と光学距離Ｌ１２との関係を示す略線図である。
【図１０】第２の発光層から発光される青色の光の規格化強度と光学距離Ｌ２２との関係を示す略線図である。
【図１１】第１の発光層から発光される黄色の光の規格化強度および第２の発光層から発光される青色の光の規格化強度と光学距離Ｌ２２との関係を示す略線図である。
【図１２】実施例１による上面発光型有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図１３】実施例２による下面発光型有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図１４】第３の実施の形態による有機ＥＬ照明装置を示す断面図である。
【図１５】第４の実施の形態による有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（有機ＥＬ素子）
２．第２の実施の形態（有機ＥＬ素子）
３．第３の実施の形態（有機ＥＬ照明装置）
４．第４の実施の形態（有機ＥＬ表示装置）
【００３３】
〈１．第１の実施の形態〉
［有機ＥＬ素子］
図１は第１の実施の形態による有機ＥＬ素子を示す。
図１に示すように、この有機ＥＬ素子においては、第１の電極１１と第２の電極１２との間に、第１の電極１１から第２の電極１２に向かう方向の互いに離れた位置に第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂを順次含む有機層１３が挟持されている。第１の発光層１３ａの上下および第２の発光層１３ｂの上下の部分の有機層１３には、必要に応じて、従来公知の有機ＥＬ素子と同様に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などが設けられる。この場合、第２の電極１２は、この有機ＥＬ素子から取り出そうとする光、典型的には可視光を透過する透明電極であり、この第２の電極１２側から光が射出される。第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂは、可視光領域の単色または波長の差が例えば１２０ｎｍ以内の２色以上の互いに異なる色の光を発光するものである。第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂの発光波長はこの有機ＥＬ素子から発光させようとする光の色に応じて適宜選ばれる。一般的には、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂの発光波長は第１の電極１１から第２の電極１２に向かう方向に順次短くなるのが好ましいが、これに限定されるものではない。ここでは、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂともに単色光を発光するものとする。例えば、この有機ＥＬ素子を白色発光素子として使用する場合には、第１の発光層１３ａから黄色の光を発光させ、第２の発光層１３ｂから青色の光を発光させる。第１の電極１１、第２の電極１２、有機層１３、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂは従来公知の材料により構成することができ、必要に応じて選択される。
【００３４】
有機層１３の屈折率は第１の電極１１の屈折率と異なり、これらの屈折率の差により第１の電極１１と有機層１３との間に第１の反射界面１４が形成されている。この第１の反射界面１４は、必要に応じて第１の電極１１から離れた位置に設けてもよい。この第１の反射界面１４は、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂから発光された光を反射させ、第２の電極１２側から射出させる役割を有する。有機層１３の屈折率は第２の電極１２の屈折率と異なり、これらの屈折率の差により有機層１３と第２の電極１２との間に第２の反射界面１５が形成されている。
【００３５】
図１には、光学距離Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２を該当個所に記入した。この有機ＥＬ素子においては、上記の式（１）〜（８）を全て満足するように、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が設定されている。
【００３６】
この有機ＥＬ素子が白色発光素子である場合を例に取ってより具体的に説明する。
この白色発光の有機ＥＬ素子においては、第１の発光層１３ａが黄色の光を発光し、第２の発光層１３ｂが青色の光を発光し、これらの色の合成色として白色光を取り出す。第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長λ１は例えば５６０ｎｍ、第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２は例えば４５０ｎｍである。
【００３７】
第１の反射界面１４と第１の発光層１３ａの発光中心との間の光学距離Ｌ１１および第１の反射界面１４と第２の発光層１３ｂの発光中心との間の光学距離Ｌ２１は式（１）〜（４）を満足するように設定される。Ｌ１１は、第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長λ１より長波長側の光が、第１の反射界面１４と第１の発光層１３ａの発光中心との間における干渉によって強め合うように設定される。Ｌ２１は、第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２付近の光が第１の反射界面１５と第２の発光層１３ｂの発光中心との間における干渉によって強め合うように設定される。
【００３８】
各波長の光が第１の反射界面１４で反射される際の位相変化φ１は次のようにして計算される。すなわち、φ１は、第１の電極１１の複素屈折率Ｎ＝ｎ−ｊｋ（ｎ：屈折率、ｋ：消衰係数）のｎ、ｋと、この第１の電極１１と接している有機層１３の屈折率ｎ0 とを用いて
φ１＝ｔａｎ-1｛（２ｎ0 ｋ／（ｎ2 ＋ｋ2 −ｎ0 2 ））｝
なる式で計算することができる（例えば、Principles of Optics, Max Born and Emil Wolf,1974(PERGAMON PRESS) などを参照）。有機層１３の屈折率は分光エリプソメトリー測定装置を用いて測定することが可能である。
【００３９】
φ１の計算の具体例を以下に示す。第１の電極１１が例えばアルミニウム（Ａｌ）合金からなるとすると、波長４６０ｎｍ（第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２に対応する）の光に対してｎ＝０．５７０、ｋ＝４．７２５、波長５５０ｎｍ（第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長λ１に対応する）の光に対してｎ＝０．９０８、ｋ＝５．９２７である。有機層１３の屈折率ｎ0 ＝１．７５とし、−２π＜φ１≦０であることを考慮すると、波長４６０ｎｍの光に対してφ１＝−２．５１１ラジアン、波長５５０ｎｍの光に対してφ１＝−２．６１８ラジアンと求めることができる。なお、各波長の光が第２の反射界面１５で反射される際の位相変化φ２も同様にして求めることができる。
【００４０】
次に、例えば、Ｌ１１＝１５４ｎｍ、Ｌ２１＝３０５ｎｍとおき、式（１）、（２）からλ１１、λ２１を求めると、次のようになる。
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝０ （１）’
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝１ （２）’
ただし、
λ１＝５６０＜λ１１＝７３９＜λ１＋２００＝７６０ｎｍ （３）’
λ２−４０＝４１０＜λ２１＝４３５＜λ２＋４０＝４９０ｎｍ （４）’
（λ１１、λ２１の単位はｎｍ）
これらは式（１）〜（４）を満たしている。
【００４１】
このときの第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂに対する第１の反射界面１５による干渉フィルタの状態は強め合う条件にあるため、分光透過率曲線は、図２に示すようにピーク部分を持ち、光取り出しに波長選択性が生じる。その結果、内部発光と異なる発光スペクトルが観察される。この場合、波長５５０ｎｍ付近では透過率が低下しているため、白色の光をバランスよく取り出すことができない。さらに、分光透過率曲線に平坦な部分が得られていないため、視野角特性は輝度および色相とも著しい変化を示す。そこで、第２の反射界面１５が必要となる。
【００４２】
次に、第２の反射界面１５を屈折率ｎ0 ＝１．７５の有機層１３とこの有機層１３と異なる屈折率（例えば、屈折率１．６）の第２の電極１２との間に形成する。屈折率１．６の第２の電極１２の材料としては、例えば酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide: ＩＴＯ）を用いることができる。
【００４３】
第１の発光層１３ａの発光中心と第２の反射界面１５との間の光学距離Ｌ１２および第２の発光層１３ｂの発光中心と第２の反射界面１５との間の光学距離Ｌ２２は式（５）〜（８）を満たすように設定される。第２の反射界面１５による光の反射は、第１の発光層１３ａからの光に対しては中心波長λ１より短波長側で強め合う条件、第２の発光層１３ｂからの光に対しては中心波長λ２付近で弱め合う条件となっている。例えば、Ｌ１２＝４８３ｎｍ、Ｌ２２＝３３３ｎｍと置くと、第２の反射界面１５ではこの場合、φ２＝０であるから、
２Ｌ１２／λ１２＝２ （５）’
２Ｌ２２／λ２２＝１＋１／２ （６）’
λ１−１００＝４６０ｎｍ＜λ１２＝４８３ｎｍ＜λ１−５０＝５１０ｎｍ（７）’
λ２−１５＝４３５ｎｍ＜λ２２＝４４４ｎｍ＜λ２＋１５＝４６５ｎｍ （８）’
（λ１２、λ２２の単位はｎｍ）
となり、式（５）〜（８）の条件を全て満たす。
以上により、式（１）〜（８）の条件が全て満足される。
【００４４】
図３に、第２の反射界面１５による干渉フィルタの分光透過率曲線を示す。図３に示すように、この場合、青色領域では、発光中心付近で弱め合う条件になっている。また、黄色領域では、発光中心付近を境に短波長領域で強め合い、長波長領域で弱め合う条件になっている。
【００４５】
図４に、第１の反射界面１４に加えて第２の反射界面１５の効果を入れた干渉フィルタの分光透過率曲線を示す。図４より、分光透過率曲線の青色領域および黄色領域ともほぼ平坦な干渉フィルタが形成されていることが分かる。また、この状態での輝度および色度の視野角特性を図５および図６に示す。図５および図６から明らかなように、４５度の視野角において０度の視野角における輝度の８５％以上を維持しており、色度ずれもΔｕｖ≦０．０１５が実現されている。
【００４６】
ここで、光学距離Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２の決定方法について改めて説明する。
まず、Ｌ１１、Ｌ２１の決定方法について説明する。
一例として、第１の発光層１３ａが黄色の光（中心波長λ１＝５６０ｎｍ）を発光し、第２の発光層１３ｂが青色の光（中心波長λ２＝４６０ｎｍ）を発光し、有機ＥＬ素子が白色発光素子である場合について説明する。
【００４７】
第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂのそれぞれから第２の反射界面１５に向かう光は、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂのそれぞれから直接、第２の反射界面１５に向かう光と、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂのそれぞれから第１の反射界面１４に向かい、この第１の反射界面１４で反射されて第２の反射界面１５に向かう光とを重ね合わせたものとなる。
【００４８】
第１の反射界面１４および第２の反射界面１５での位相ずれを考慮すると、重ね合わせられた光の強度は、次の式（ａ）、（ｂ）に比例し、光学距離Ｌ１１、Ｌ２１の関数となる。
｛1+cos(4 π×L11/λ1+φ1)｝2 + ｛sin(4 π×L11/λ1+φ1)｝2 （ａ）
｛1+cos(4 π×L21/λ2+φ1)｝2 + ｛sin(4 π×L21/λ1+φ1)｝2 （ｂ）
ここで、各波長の光が第１の反射界面１４で反射される際の位相シフトφ１の求め方はすでに述べた通りであり、上記の例では４６０ｎｍでφ１＝−２．５１１ラジアン、５６０ｎｍで−２．６１８ラジアンと求めることができる。
【００４９】
第１の発光層１３ａについて、式（ａ）を用いて計算した、波長５６０ｎｍでの光強度（規格化強度）と光学距離Ｌ１１との関係を図７に示す。また、第２の発光層１３ｂについて、式（ｂ）を用いて計算した、波長４６０ｎｍでの光強度（規格化強度）と光学距離Ｌ２１との関係を図８に示す。
【００５０】
第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂを設ける位置については、次の条件を満たす位置に選ばれる。
（ｉ）第１の発光層１３ａを設ける位置、したがってＬ１１は規格化強度が０．８より大きく、かつ規格化光強度が左上がりになっている位置に設ける。
（ii）第２の発光層１３ｂを設ける位置、したがってＬ２１は規格化強度が０．８より大きい位置に設ける。
【００５１】
（ｉ）の条件は、Ｌ１１については、λ１で強め合い、かつλ１近傍の長波長側で更に強めあう条件を表す。（ii）の条件は、Ｌ２１については、λ２で強め合う条件を表す。
【００５２】
計算に当てはめると、
１１６＜Ｌ１１＜１５８、２８８＜Ｌ２１＜３５５
となる。これを式（１）（２）を用いてλ１１、λ２１の不等式の形に書き換えると、
λ１＜λ１１＜λ１＋２０３ｎｍ、λ２−４８ｎｍ＜λ２１＜λ２＋４８ｎｍ
となる。これにより、Ｌ１１、Ｌ２１を決定することができる。
【００５３】
次に、Ｌ１２、Ｌ２２の決定方法について説明する。
式（１）〜（４）よりＬ１１、Ｌ２１は求まっているので、例えば、Ｌ１１＝１３０ｎｍ、Ｌ２１＝３２０ｎｍとおく。
【００５４】
このとき、第２の反射界面１５による干渉は、上述のように、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂのそれぞれから直接、第２の反射界面１５に向かう光と、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂのそれぞれから第１の反射界面１４に向かい、この第１の反射界面１４で反射されて第２の反射界面１５に向かう光との重ね合わせにより表される。第１の反射界面１４および第２の反射界面１５における位相ずれを考慮すると、重ね合わせられた光の強度は、次の式（ｃ）、（ｄ）に比例し、光学距離Ｌ１２、Ｌ２２の関数となる。
｛1+cos(4 π×L12/λ1+φ2)｝2 + ｛sin(4 π×L12/λ1+φ2)｝2 （ｃ）
｛1+cos(4 π×L22/λ2+φ2)｝2 + ｛sin(4 π×L22/λ1+φ2)｝2 （ｄ）
ここで、各波長の光が第２の反射界面１５で反射される際の位相シフトφ２の算出が必要となる。
【００５５】
第２の反射界面１５を例えば有機層１３と透明電極材料からなる第２の電極１２との界面として形成し、可視光領域で透明電極材料のｎ0 ＝１．６、ｋ＝０とすると、φ２＝０となる。
【００５６】
第１の発光層１３ａについて、式（ｃ）を用いて計算した、波長５６０ｎｍでの光強度（規格化強度）と光学距離Ｌ１２との関係を図９に示す。また、第２の発光層１３ｂについて、式（ｄ）を用いて計算した、波長４６０ｎｍでの光強度（規格化強度）と光学距離Ｌ２２との関係を図１０に示す。
【００５７】
第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂを設ける位置については、次の条件を満たす位置に選ばれる。
（iii)第１の発光層１３ａを設ける位置、したがってＬ１２は規格化強度が右上がりになっている位置に設ける。
（iv）第２の発光層１３ｂを設ける位置、したがってＬ２２は規格化強度が０．１より小さい位置に設ける。
【００５８】
（iii)の条件は、Ｌ１２については、λ１での規格化強度と比較し、λ１近傍の短波長側では強め合い、λ１近傍の長波長側では弱め合う条件を表す。（iv）の条件は、Ｌ２２については、λ２で弱め合う条件を表す。
【００５９】
計算に当てはめると、
４２０＜Ｌ１２＜５６０、３２０＜Ｌ２２＜３７０
となる。これを式（５）、（６）を用いてλ１２、λ２２の不等式の形に書き換えると、λ１−１４０ｎｍ＜λ１２＜λ１、λ２−３３ｎｍ＜λ２２＜λ２＋３３ｎｍ
となる。
【００６０】
これらの式を同時に満たすＬ１２、Ｌ２２が求める値となる。ここで、Ｌ１２とＬ２２との間には次の関係がある。
Ｌ２２＝Ｌ１２＋Ｌ１１−Ｌ２１ （ｅ）
【００６１】
いま、Ｌ１１＝１３０ｎｍ、Ｌ２１＝３２０ｎｍとおいているので、Ｌ２２＝Ｌ１２＋１３０−３２０＝Ｌ１２−１９０ｎｍの関係が成り立つ。
【００６２】
そこで、式（ｅ）を用いてＬ２２の関数として各規格化強度を表すと図１１に示すようになる。
各条件を同時に満たすＬ２２を求めればよい。例えば、Ｌ２２＝３４０ｎｍとすることができる。
以上の計算手続きにより、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２の全ての数値を決定することができる。
【００６３】
以上のように、この第１の実施の形態によれば、式（１）〜（８）の全てを満たすように有機ＥＬ素子が構成されている。この結果、この有機ＥＬ素子は干渉フィルタの透過率が広い波長帯域で高く、広い波長帯域で良好に光を取り出すことができる。このため、この有機ＥＬ素子によれば、良好な色相を持つ白色発光素子を実現することができる。また、この有機ＥＬ素子は、単色または２色以上の互いに異なる色の合成色に対する輝度および色相の視野角依存性の大幅な低減を図ることができる。また、この有機ＥＬ素子は、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂの設計により発光色を選択することができる。また、この有機ＥＬ素子は干渉フィルタの透過率が高いので、低消費電力である。
【００６４】
〈２．第２の実施の形態〉
［有機ＥＬ素子］
第２の実施の形態による有機ＥＬ素子においては、第１の実施の形態による有機ＥＬ素子における第２の反射界面１５をそれぞれ前後二つの反射界面に分けることによって、式（６）で示される逆位相の干渉条件の波長帯域を広げる。つまり、式（６）については、第２の反射界面１５を前後にそれぞれΔだけ離れた二つの反射界面に分けると、Ｌ２２がＬ２２＋Δ、Ｌ２２−Δとなるため、式（６）が成立するλ１２の帯域が広がる。
【００６５】
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点に加えて、式（６）で示される逆位相の干渉条件の波長帯域を広げることができるので、有機ＥＬ素子の視野角特性のより一層の向上を図ることができるという利点を得ることができる。
【００６６】
〈実施例１〉
実施例１は第１の実施の形態に対応する実施例である。
図１２は実施例１による有機ＥＬ素子を示す。この有機ＥＬ素子は上面発光型の有機ＥＬ素子である。図１２に示すように、この有機ＥＬ素子においては、基板２０上に下層から順に第１の電極１１、有機層１３および第２の電極１２が順次積層され、第２の電極１２上にパッシベーション膜２１が設けられている。
【００６７】
基板２０は、例えば、透明ガラス基板や半導体基板（例えば、シリコン基板）などで構成され、フレキシブルなものであってもよい。第１の電極１１は、反射層を兼ねたアノード電極として用いられるもので、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）などの光反射材料で構成されている。この第１の電極１１は、厚さが１００〜３００ｎｍの範囲に設定されていることが好ましい。第１の電極１２は透明電極としてもよく、この場合は、基板２０との間に第１の反射界面１４を形成する目的で、例えばＰｔ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｗなどの光反射材料からなる反射層を設けるのが好ましい。
【００６８】
有機層１３は、正孔注入層１３ｃ、正孔輸送層１３ｄ、第１の発光層１３ａ、電子輸送層１３ｅ、電子注入層１３ｆ、接続層１３ｇ、正孔輸送層１３ｈ、第２の発光層１３ｂ、電子輸送層１３ｉおよび電子注入層１３ｊが下層から順次積層された構造を有する。正孔注入層１３ｃは、例えばヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）などで構成される。正孔輸送層１３ｄは、例えばα−ＮＰＤ〔N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-〔1,1'-biphenyl 〕- 4,4'-diamine〕で構成される。第１の発光層１３ａは、黄色の発光色を有する発光材料で構成される。黄色の発光色を有する発光材料としては、ホスト材料としてのルブレンにピロメテンホウ素錯体をドーピングしたものを用いることができる。電子輸送層１３ｅは、例えばＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）などで構成される。電子注入層１３ｆは、例えばフッ化リチウム（ＬｉＦ）などで構成される。接続層１３ｇは、例えば、Ｍｇを５％ドープしたＡｌｑ３（８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）、ヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）などで構成される。正孔注入層を兼用する正孔輸送層１３ｈは、例えばα−ＮＰＤで構成される。第２の発光層１３ｂは、青の発光色を有する発光材料で構成される。具体的には、ホスト材料としてＡＤＮ（９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）を蒸着し、膜厚２０ｎｍの膜を形成する。その際、ＡＤＮにジアミノクリセン誘導体をドーパント材料として相対膜厚比で５％ドーピングすることによりこの膜を青色発光層として用いることができる。電子輸送層１３ｉは例えばＢＣＰで構成される。電子注入層１３ｊは例えばＬｉＦで構成される。
【００６９】
有機層１３を構成する各層の厚さは、正孔注入層１３ｃが１〜２０ｎｍ、正孔輸送層１３ｄが１５〜１００ｎｍ、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂがそれぞれ５〜５０ｎｍ、電子注入層１３ｆ、１３ｊおよび電子輸送層１３ｅ、１３ｉは１５〜２００ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。有機層１３およびこれを構成する各層の厚さは、その光学的膜厚が前記の動作を可能とするような値に設定される。
【００７０】
第２の反射界面１５は、有機層１３とその上の第２の電極１２との屈折率差を利用して形成する。この第２の電極１２は、一般的に透明電極材料として用いられているＩＴＯやインジウムと亜鉛の酸化物などで構成され、カソード電極として用いられる。この第２の電極１２の厚さは例えば３０〜３０００ｎｍの範囲とする。
【００７１】
パッシベーション膜２１は透明誘電体で構成される。この透明誘電体は、必ずしも第２の電極１２を構成する材料と同程度の屈折率とする必要はない。この第２の電極１２とパッシベーション膜２１との界面をそれらの屈折率差を用いて第２の反射界面１５として機能させることも可能である。このような透明誘電体としては、例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）などを用いることができる。パッシベーション膜２１の厚さは例えば５００〜１００００ｎｍである。
【００７２】
必要に応じて、有機層１３と第２の電極１２との間に半透明反射層を設けてもよい。この半透明反射層は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）あるいはそれらの合金などの金属層で構成され、厚さが５ｎｍ以下、好ましくは３〜４ｎｍ以下に設定されていることが好ましい。
【００７３】
〈実施例２〉
実施例２は第１の実施の形態に対応する実施例である。
図１３は実施例２による有機ＥＬ素子を示す。この有機ＥＬ素子は下面発光型の有機ＥＬ素子である。図１３に示すように、この有機ＥＬ素子においては、透明な基板２０上に下層から順にパッシベーション膜２１、第２の電極１２、有機層１３および第１の電極１１が順次積層されている。この場合、第２の電極１２側から射出される光は基板２０を透過して外部に取り出される。その他のことは実施例１と同様である。
【００７４】
〈３．第３の実施の形態〉
［有機ＥＬ照明装置］
図１４は第３の実施の形態による有機ＥＬ照明装置を示す。
図１４に示すように、この有機ＥＬ照明装置においては、透明な基板３０上に第１または第２の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ素子３１が搭載されている。この場合、この有機ＥＬ素子３１は第２の電極１２側を下にして基板３０上に搭載されている。このため、第２の電極１２側から射出される光は基板３０を透過して外部に取り出される。この有機ＥＬ素子３１を間に挟んで基板３０と対向するように封止基板３２が設けられており、この封止基板３２および基板３０の外周部が封止材３３により封止されている。この有機ＥＬ照明装置の平面形状は必要に応じて選択されるが、例えば正方形または長方形である。図１４においては、一つの有機ＥＬ素子３１だけが示されているが、必要に応じて、複数の有機ＥＬ素子３１を基板３０上に所望の配置で搭載してもよい。この有機ＥＬ照明装置の有機ＥＬ素子３１以外の構成の詳細および上記以外の構成は従来公知の有機ＥＬ照明装置と同様である。
【００７５】
この第３の実施の形態によれば、第１または第２の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ素子３１を用いていることにより、角度依存性が少ない、言い換えれば照明方向による強度や色の変化が極めて少ない、良好な配光特性を有する面光源となる有機ＥＬ照明装置を実現することができる。また、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂの設計により有機ＥＬ素子３１の発光色を選択することにより、白色発光のほか、種々の発光色を得ることができ、演色性に優れた有機ＥＬ照明装置を実現することができる。
【００７６】
〈４．第４の実施の形態〉
［有機ＥＬ表示装置］
図１５は第４の実施の形態による有機ＥＬ表示装置を示す。この有機ＥＬ表示装置はアクティブマトリクス型である。
【００７７】
図１５に示すように、この有機ＥＬ表示装置においては、駆動基板４０と封止基板４１とが互いに対向して設けられ、これらの駆動基板４０および封止基板４１の外周部が封止材４２により封止されている。駆動基板４０においては、例えば透明ガラス基板上に第１または第２の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ素子４３からなる画素が二次元アレイ状に形成されている。駆動基板４０上には、各画素毎に画素駆動用の能動素子としての薄膜トランジスタが形成されている。駆動基板４０上にはさらに、各画素の薄膜トランジスタを駆動するための走査線、電流供給線およびデータ線が縦横に形成されている。各画素の薄膜トランジスタには表示画素毎に対応した表示信号が供給され、この表示信号に応じて画素が駆動され、画像が表示される。この有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子４３以外の構成の詳細および上記以外の構成は従来公知の有機ＥＬ表示装置と同様である。
【００７８】
この有機ＥＬ表示装置は、白黒の表示装置だけでなく、カラー表示装置としても用いることができる。この有機ＥＬ表示装置をカラー表示装置として用いる場合には、駆動基板４０側、具体的には例えば有機ＥＬ素子４３の第２の電極１２と駆動基板４０との間にＲＧＢのカラーフィルタが設けられる。
【００７９】
この第４の実施の形態によれば、第１または第２の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ素子３１を用いていることにより、輝度および色相の視野角による変動が極めて少ない高画質の有機ＥＬ表示装置を実現することができる。
【００８０】
以上、実施の形態および実施例について具体的に説明したが、本技術、上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
【００８１】
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、構成、形状、材料などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、構成、形状、材料などを用いてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１１…第１の電極、１２…第２の電極、１３…有機層、１３ａ…第１の発光層、１３ｂ…第２の発光層、１４…第１の反射界面、１５…第２の反射界面、２０…基板、２１…パッシベーション膜、３０…基板、３１…有機ＥＬ素子、３２…封止基板、３３…封止材、４０…駆動基板、４１…封止基板、４２…封止材、４３…有機ＥＬ素子
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光素子、照明装置および表示装置に関し、特に、有機材料のエレクトロルミネッセンス（Electroluminescence)を利用した発光素子ならびにこの発光素子を用いた照明装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンスを利用した発光素子（以下「有機ＥＬ素子」という。）は低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目され、盛んに研究開発が行われている。この有機ＥＬ素子は、一般に数十〜数百ｎｍ程度の厚さの発光層を含む有機層が反射性電極と透光性電極との間に挟持された構造を有している。このような有機ＥＬ素子において、発光層で発光された光は、素子構造中で干渉し外部に取り出される。従来、このような干渉を利用して有機ＥＬ素子の発光効率を向上させようという試みがなされている。
【０００３】
特許文献１においては、発光層から透光性電極の方向に発せられた光と、反射性電極の方向に発せられた光との干渉を利用し、発光位置から反射層までの距離を発光波長の光が共振するように設定することにより発光効率を高めることが提案されている。
【０００４】
特許文献２においては、透光性電極と基板との界面での光の反射も考慮し、発光位置から反射性電極までの距離と、発光位置から透光性電極と基板との界面までの距離との両方を規定している。
【０００５】
特許文献３においては、光が透光性電極と反射性電極との間で多重反射することにより起こる干渉を利用し、透光性電極と反射性電極との間の層の厚さを望みの波長の光が共振するように設定することにより発光効率を高めている。
【０００６】
特許文献４においては、共振器構造を用いて発光効率を高めた発光素子を組み合わせた表示装置において白色の色度点の視野角特性の向上を図る手法として、有機層の厚さを制御することにより赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）３色の減衰のバランスを制御する方法が提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記の従来の技術においては、発光効率を高めるために発光された光の干渉を利用する有機ＥＬ素子では、取り出される光ｈの干渉フィルタの帯域幅が狭くなると、発光面を斜め方向から見た場合に光ｈの波長が大きくシフトし、発光強度が低下するなど、発光特性の視野角依存性が高くなる。
【０００８】
これに対し、特許文献５においては、半値幅の狭い単色スペクトルを持つ有機ＥＬ素子について、反射層による発光の位相を、完全反射面側と射出側で中心波長に対して逆位相になるように設定し、視野角による色相変化を抑えることが提案されている。
【０００９】
また、順次積層された白色発光層を有する有機発光素子でも、素子内部に上記のような干渉が存在するため、効率良く幅広い波長成分を有する白色発光を取り出すためには、発光位置を反射層に接近させ、特に８０ｎｍ以下の距離に接近させることが好ましい。発光位置が反射層から離れ、その距離が大きくなると、干渉により、幅広いスペクトルを有する白色発光を得ることが困難となる。
【００１０】
特許文献６においては、発光位置から反射層までの距離と、発光位置から透光性電極と外部層との界面までの距離を規定することにより、効率の良い白色の色度に優れた発光素子が得られることが開示されている。
【００１１】
特許文献７においては、特許文献５と同様の逆位相の干渉を取り入れることによって良好な白色色度点が得られることが報告されている。しかしながら、位相の相殺を広い波長帯域で行うことができないため、特許文献５におけるように単色のような視野角による色相変化抑制については言及されていない。
【００１２】
一方、発光効率を高めるとともに発光寿命の向上を図るために、複数の発光層を中間層を介して積層することにより、発光層が直列に接続された積層構造（いわゆるタンデム構造）を有するように有機層を構成する技術が知られている（例えば、特許文献８〜１０参照。）。この種の有機層では、任意の数の発光層を積層させることが可能である。同じ波長のスペクトルを積層させて効率を上げるほか、違う波長のスペクトルを積層させることで色の調整をすることも可能である。例えば、青色光を発生させる青色発光層と、黄色光を発生させる黄色発光層とを積層させることにより、それらの合成光として白色光を発生させることができる。
【００１３】
しかしながら、上述のようなタンデム構造を形成した場合、各発光位置から反射層までの距離を全て８０ｎｍ以下に構成することは難しく、輝度および色相の視野角依存性が非常に高くなるため、照明装置としての配光特性または表示装置としての表示特性の著しい低下を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−２８９３５８号公報
【特許文献２】特開２０００−２４３５７３号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ０１／０３９５５４号パンフレット
【特許文献４】特許第３５０８７４１号明細書
【特許文献５】特開２００６−２４４７１３号公報
【特許文献６】特開２００４−７９４２１号公報
【特許文献７】特開２００６−２４４７１２号公報
【特許文献８】特開２００６−１７３５５０号公報
【特許文献９】特表２００８−５１１１００号公報
【特許文献１０】特表２００８−５１８４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで、本開示が解決しようとする課題は、発光層を複数積層した構造においても広い波長帯域で良好に光を取り出すことができるとともに、複数の色の合成色の光に対する輝度および色相の視野角依存性の大幅な低減を図ることができる発光素子を提供することである。
本開示が解決しようとする他の課題は、角度依存性が少なく、配光特性が良好な照明装置を提供することである。
本開示が解決しようとするさらに他の課題は、視野角依存性が少ない高画質の表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本開示は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層および第２の発光層を前記第１の電極から前記第２の電極に向かう方向の互いに離れた位置に順次含む有機層と、
前記第１の発光層および前記第２の発光層から発光された光を反射させ、前記第２の電極側から射出させるための、前記第１の電極側に設けられた第１の反射界面と、
前記第２の電極側に設けられた第２の反射界面とを有し、
前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ１１、前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ２１、前記第１の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、前記第２の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ２としたとき、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が、以下の式（１）〜（８）を全て満足する発光素子である。
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝０ （１）
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝ｎ（ただし、ｎ≧１） （２）
λ１＜λ１１＜λ１＋２００ （３）
λ２−４０＜λ２１＜λ２＋４０ （４）
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝ｍ’ （５）
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝ｎ’＋１／２ （６）
λ１−１００＜λ１２＜λ１ （７）
λ２−１５＜λ２２＜λ２＋１５ （８）
ただし、ｎ、ｍ’、ｎ’：整数
λ１、λ２、λ１１、λ２１、λ１２、λ２２の単位はｎｍ
φ１：各波長の光が第１の反射界面で反射される際の位相変化
φ２：各波長の光が第２の反射界面で反射される際の位相変化
【００１７】
また、本開示は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層および第２の発光層を前記第１の電極から前記第２の電極に向かう方向の互いに離れた位置に順次含む有機層と、
前記第１の発光層および前記第２の発光層から発光された光を反射させ、前記第２の電極側から射出させるための、前記第１の電極側に設けられた第１の反射界面と、
前記第２の電極側に設けられた第２の反射界面とを有し、
前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ１１、前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ２１、前記第１の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、前記第２の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ２としたとき、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が、前記の式（１）〜（８）を全て満足する発光素子を少なくとも一つ有する照明装置である。
【００１８】
また、本開示は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層および第２の発光層を前記第１の電極から前記第２の電極に向かう方向の互いに離れた位置に順次含む有機層と、
前記第１の発光層および前記第２の発光層から発光された光を反射させ、前記第２の電極側から射出させるための、前記第１の電極側に設けられた第１の反射界面と、
前記第２の電極側に設けられた第２の反射界面とを有し、
前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ１１、前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ２１、前記第１の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、前記第２の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ２としたとき、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が、前記の式（１）〜（８）を全て満足する発光素子を少なくとも一つ有する表示装置である。
【００１９】
第１の発光層および第２の発光層の発光中心とは、それらの厚さ方向の発光強度分布のピークが位置する面を意味し、通常はその厚さを二等分する面である。第１の発光層または第２の発光層が２色以上の互いに異なる色の光を発光するものである場合、各色の光を発光する層の厚さが十分に小さいために発光中心が同一とみなせる場合、この発光中心は通常、その厚さを二等分する面である。
【００２０】
式（１）は、第１の反射界面と第１の発光層の発光中心との間の光学距離を、第１の発光層の発光スペクトルの中心波長より長波長側の光が第１の反射界面と第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定する式である。式（２）は、第１の反射界面と第２の発光層の発光中心との間の光学距離を、第２の発光層の発光スペクトルの中心波長付近の光が第１の反射界面と第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定する式である。式（３）、（４）は、この場合の干渉波長の広帯域化のための条件である。式（５）は、第１の発光層からの光に対して、第２の反射界面による光の反射が、第１の発光層の発光スペクトルの中心波長より短波長側の光に対して強め合う条件である。式（６）は、第２の発光層からの光に対して、第２の反射界面による光の反射が、第２の発光層の発光スペクトルの中心波長付近の光に対して弱め合う条件である。式（１）、（２）、（５）、（６）のλ１１、λ２１、λ１２、λ２２は、式（３）、（４）、（７）、（８）によってλ１、λ２より求められる。
【００２１】
ｎ、ｍ’、ｎ’は必要に応じて選ばれる。発光素子から取り出すことができる光量を大きくするためにはｎ≦５とするのが好ましく、最も好ましくはｎ＝１である。
【００２２】
第１の発光層または第２の発光層は、典型的には、互いに波長が異なる可視光領域の光を発光するが、これに限定されるものではない。
【００２３】
この発光素子によれば、干渉フィルタの分光透過率曲線のピークを可視光領域でほぼ平坦とすることができる。特に、上記の式（１）〜（８）を全て満足するように発光素子を構成することにより、視野角が４５度のときの輝度の低下が視野角が０度のときの輝度に対して３０％以下、色度ずれΔｕｖ≦０．０１５とすることができる。
【００２４】
この発光素子は上面発光型に構成してもよいし、下面発光型に構成してもよい。上面発光型の発光素子では、基板上に第１の電極、有機層および第２の電極が順次積層される。下面発光型の発光素子では、基板上に第２の電極、有機層および第１の電極が順次積層される。上面発光型の発光素子の基板は不透明であっても透明であってもよく、必要に応じて選ばれる。下面発光型の発光素子の基板は、第２の電極側から射出される光を外部に取り出すために透明とする。
【００２５】
第１の発光層および第２の発光層のうちの、２色以上の互いに異なる色の光を発光する発光層の発光中心が同一とみなせない場合には、この発光素子は、必要に応じて、発光素子の干渉フィルタの分光透過率曲線のピークの平坦性を維持するための反射層をさらに有する。
【００２６】
必要に応じて、第１の反射界面および第２の反射界面に加えて一つまたは複数の反射界面を設けてもよい。また、必要に応じて、第１の反射界面、第２の反射界面および第３の反射界面の少なくとも一つを複数の反射界面に分割してもよい。こうすることで、第１の反射界面による光の反射および第２の反射界面による光の反射が強め合ったり、弱め合ったりする波長帯域を拡大させ、各発光領域に対する干渉フィルタの分光透過率曲線のピークの平坦部を広げることにより視野角特性の向上を図ることができる。
【００２７】
この発光素子においては、信頼性の向上や採用する構成などの関係で反射層がさらに形成され、それによって反射界面がさらに形成される場合がある。その場合には、光学動作に必要な第２の反射界面までを形成した後、その上に少なくとも厚さ１μｍ以上の層を形成することによって、以降の干渉の影響をほとんど無視することが可能となる。この際の第２の反射界面の外側の材質は、任意のものを使用することが可能で、発光素子の形態に応じて適宜選択される。具体的には、第２の反射界面の外側が厚さ１μｍ以上の透明電極層、透明絶縁層、樹脂層、ガラス層、空気層などのいずれか一つまたは二つ以上によって形成されるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
本開示の照明装置および表示装置は従来公知の構成とすることができ、それらの用途や機能などに応じて適宜構成される。表示装置は、典型的な一つの例では、表示画素毎に対応した表示信号を発光素子に供給するための能動素子（薄膜トランジスタなど）が設けられた駆動基板と、この駆動基板と対向して設けられた封止基板とを有する。発光素子は駆動基板と封止基板との間に配置される。この表示装置は白色表示装置、白黒表示装置、カラー表示装置などのいずれのものであってもよい。カラー表示装置においては、典型的には、駆動基板および封止基板のうちの発光素子の第２の電極側の基板に第２の電極側から射出される光を透過するカラーフィルタが設けられる。
【発明の効果】
【００２９】
本開示によれば、発光層を複数積層した構造においても広い波長帯域で良好に光を取り出すことができるとともに、複数の色の合成色の光に対する輝度および色相の視野角依存性の大幅な低減を図ることができる発光素子を実現することができる。
【００３０】
また、本開示によれば、上記の発光素子を用いていることにより、角度依存性が少ない、配光特性が良好な照明装置および視野角依存性の少ない高画質の表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施の形態による有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態による有機ＥＬ素子における第１の反射界面による干渉フィルタの分光透過率曲線を示す略線図である。
【図３】第１の実施の形態による有機ＥＬ素子における第２の反射界面による干渉フィルタの分光透過率曲線を示す略線図である。
【図４】第１の実施の形態による有機ＥＬ素子における第１の反射界面および第２の反射界面の合成干渉フィルタの分光透過率曲線を示す略線図である。
【図５】第１の実施の形態による有機ＥＬ素子の輝度の視野角特性を示す略線図である。
【図６】第１の実施の形態による有機ＥＬ素子の色度の視野角特性を示す略線図である。
【図７】第１の発光層から発光される黄色の光の規格化強度と光学距離Ｌ１１との関係を示す略線図である。
【図８】第２の発光層から発光される青色の光の規格化強度と光学距離Ｌ２１との関係を示す略線図である。
【図９】第１の発光層から発光される黄色の光の規格化強度と光学距離Ｌ１２との関係を示す略線図である。
【図１０】第２の発光層から発光される青色の光の規格化強度と光学距離Ｌ２２との関係を示す略線図である。
【図１１】第１の発光層から発光される黄色の光の規格化強度および第２の発光層から発光される青色の光の規格化強度と光学距離Ｌ２２との関係を示す略線図である。
【図１２】実施例１による上面発光型有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図１３】実施例２による下面発光型有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図１４】第３の実施の形態による有機ＥＬ照明装置を示す断面図である。
【図１５】第４の実施の形態による有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（有機ＥＬ素子）
２．第２の実施の形態（有機ＥＬ素子）
３．第３の実施の形態（有機ＥＬ照明装置）
４．第４の実施の形態（有機ＥＬ表示装置）
【００３３】
〈１．第１の実施の形態〉
［有機ＥＬ素子］
図１は第１の実施の形態による有機ＥＬ素子を示す。
図１に示すように、この有機ＥＬ素子においては、第１の電極１１と第２の電極１２との間に、第１の電極１１から第２の電極１２に向かう方向の互いに離れた位置に第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂを順次含む有機層１３が挟持されている。第１の発光層１３ａの上下および第２の発光層１３ｂの上下の部分の有機層１３には、必要に応じて、従来公知の有機ＥＬ素子と同様に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などが設けられる。この場合、第２の電極１２は、この有機ＥＬ素子から取り出そうとする光、典型的には可視光を透過する透明電極であり、この第２の電極１２側から光が射出される。第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂは、可視光領域の単色または波長の差が例えば１２０ｎｍ以内の２色以上の互いに異なる色の光を発光するものである。第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂの発光波長はこの有機ＥＬ素子から発光させようとする光の色に応じて適宜選ばれる。一般的には、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂの発光波長は第１の電極１１から第２の電極１２に向かう方向に順次短くなるのが好ましいが、これに限定されるものではない。ここでは、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂともに単色光を発光するものとする。例えば、この有機ＥＬ素子を白色発光素子として使用する場合には、第１の発光層１３ａから黄色の光を発光させ、第２の発光層１３ｂから青色の光を発光させる。第１の電極１１、第２の電極１２、有機層１３、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂは従来公知の材料により構成することができ、必要に応じて選択される。
【００３４】
有機層１３の屈折率は第１の電極１１の屈折率と異なり、これらの屈折率の差により第１の電極１１と有機層１３との間に第１の反射界面１４が形成されている。この第１の反射界面１４は、必要に応じて第１の電極１１から離れた位置に設けてもよい。この第１の反射界面１４は、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂから発光された光を反射させ、第２の電極１２側から射出させる役割を有する。有機層１３の屈折率は第２の電極１２の屈折率と異なり、これらの屈折率の差により有機層１３と第２の電極１２との間に第２の反射界面１５が形成されている。
【００３５】
図１には、光学距離Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２を該当個所に記入した。この有機ＥＬ素子においては、上記の式（１）〜（８）を全て満足するように、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が設定されている。
【００３６】
この有機ＥＬ素子が白色発光素子である場合を例に取ってより具体的に説明する。
この白色発光の有機ＥＬ素子においては、第１の発光層１３ａが黄色の光を発光し、第２の発光層１３ｂが青色の光を発光し、これらの色の合成色として白色光を取り出す。第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長λ１は例えば５６０ｎｍ、第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２は例えば４５０ｎｍである。
【００３７】
第１の反射界面１４と第１の発光層１３ａの発光中心との間の光学距離Ｌ１１および第１の反射界面１４と第２の発光層１３ｂの発光中心との間の光学距離Ｌ２１は式（１）〜（４）を満足するように設定される。Ｌ１１は、第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長λ１より長波長側の光が、第１の反射界面１４と第１の発光層１３ａの発光中心との間における干渉によって強め合うように設定される。Ｌ２１は、第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２付近の光が第１の反射界面１５と第２の発光層１３ｂの発光中心との間における干渉によって強め合うように設定される。
【００３８】
各波長の光が第１の反射界面１４で反射される際の位相変化φ１は次のようにして計算される。すなわち、φ１は、第１の電極１１の複素屈折率Ｎ＝ｎ−ｊｋ（ｎ：屈折率、ｋ：消衰係数）のｎ、ｋと、この第１の電極１１と接している有機層１３の屈折率ｎ0 とを用いて
φ１＝ｔａｎ-1｛（２ｎ0 ｋ／（ｎ2 ＋ｋ2 −ｎ0 2 ））｝
なる式で計算することができる（例えば、Principles of Optics, Max Born and Emil Wolf,1974(PERGAMON PRESS) などを参照）。有機層１３の屈折率は分光エリプソメトリー測定装置を用いて測定することが可能である。
【００３９】
φ１の計算の具体例を以下に示す。第１の電極１１が例えばアルミニウム（Ａｌ）合金からなるとすると、波長４６０ｎｍ（第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２に対応する）の光に対してｎ＝０．５７０、ｋ＝４．７２５、波長５５０ｎｍ（第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長λ１に対応する）の光に対してｎ＝０．９０８、ｋ＝５．９２７である。有機層１３の屈折率ｎ0 ＝１．７５とし、−２π＜φ１≦０であることを考慮すると、波長４６０ｎｍの光に対してφ１＝−２．５１１ラジアン、波長５５０ｎｍの光に対してφ１＝−２．６１８ラジアンと求めることができる。なお、各波長の光が第２の反射界面１５で反射される際の位相変化φ２も同様にして求めることができる。
【００４０】
次に、例えば、Ｌ１１＝１５４ｎｍ、Ｌ２１＝３０５ｎｍとおき、式（１）、（２）からλ１１、λ２１を求めると、次のようになる。
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝０ （１）’
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝１ （２）’
ただし、
λ１＝５６０＜λ１１＝７３９＜λ１＋２００＝７６０ｎｍ （３）’
λ２−４０＝４１０＜λ２１＝４３５＜λ２＋４０＝４９０ｎｍ （４）’
（λ１１、λ２１の単位はｎｍ）
これらは式（１）〜（４）を満たしている。
【００４１】
このときの第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂに対する第１の反射界面１５による干渉フィルタの状態は強め合う条件にあるため、分光透過率曲線は、図２に示すようにピーク部分を持ち、光取り出しに波長選択性が生じる。その結果、内部発光と異なる発光スペクトルが観察される。この場合、波長５５０ｎｍ付近では透過率が低下しているため、白色の光をバランスよく取り出すことができない。さらに、分光透過率曲線に平坦な部分が得られていないため、視野角特性は輝度および色相とも著しい変化を示す。そこで、第２の反射界面１５が必要となる。
【００４２】
次に、第２の反射界面１５を屈折率ｎ0 ＝１．７５の有機層１３とこの有機層１３と異なる屈折率（例えば、屈折率１．６）の第２の電極１２との間に形成する。屈折率１．６の第２の電極１２の材料としては、例えば酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide: ＩＴＯ）を用いることができる。
【００４３】
第１の発光層１３ａの発光中心と第２の反射界面１５との間の光学距離Ｌ１２および第２の発光層１３ｂの発光中心と第２の反射界面１５との間の光学距離Ｌ２２は式（５）〜（８）を満たすように設定される。第２の反射界面１５による光の反射は、第１の発光層１３ａからの光に対しては中心波長λ１より短波長側で強め合う条件、第２の発光層１３ｂからの光に対しては中心波長λ２付近で弱め合う条件となっている。例えば、Ｌ１２＝４８３ｎｍ、Ｌ２２＝３３３ｎｍと置くと、第２の反射界面１５ではこの場合、φ２＝０であるから、
２Ｌ１２／λ１２＝２ （５）’
２Ｌ２２／λ２２＝１＋１／２ （６）’
λ１−１００＝４６０ｎｍ＜λ１２＝４８３ｎｍ＜λ１−５０＝５１０ｎｍ（７）’
λ２−１５＝４３５ｎｍ＜λ２２＝４４４ｎｍ＜λ２＋１５＝４６５ｎｍ （８）’
（λ１２、λ２２の単位はｎｍ）
となり、式（５）〜（８）の条件を全て満たす。
以上により、式（１）〜（８）の条件が全て満足される。
【００４４】
図３に、第２の反射界面１５による干渉フィルタの分光透過率曲線を示す。図３に示すように、この場合、青色領域では、発光中心付近で弱め合う条件になっている。また、黄色領域では、発光中心付近を境に短波長領域で強め合い、長波長領域で弱め合う条件になっている。
【００４５】
図４に、第１の反射界面１４に加えて第２の反射界面１５の効果を入れた干渉フィルタの分光透過率曲線を示す。図４より、分光透過率曲線の青色領域および黄色領域ともほぼ平坦な干渉フィルタが形成されていることが分かる。また、この状態での輝度および色度の視野角特性を図５および図６に示す。図５および図６から明らかなように、４５度の視野角において０度の視野角における輝度の８５％以上を維持しており、色度ずれもΔｕｖ≦０．０１５が実現されている。
【００４６】
ここで、光学距離Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２の決定方法について改めて説明する。
まず、Ｌ１１、Ｌ２１の決定方法について説明する。
一例として、第１の発光層１３ａが黄色の光（中心波長λ１＝５６０ｎｍ）を発光し、第２の発光層１３ｂが青色の光（中心波長λ２＝４６０ｎｍ）を発光し、有機ＥＬ素子が白色発光素子である場合について説明する。
【００４７】
第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂのそれぞれから第２の反射界面１５に向かう光は、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂのそれぞれから直接、第２の反射界面１５に向かう光と、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂのそれぞれから第１の反射界面１４に向かい、この第１の反射界面１４で反射されて第２の反射界面１５に向かう光とを重ね合わせたものとなる。
【００４８】
第１の反射界面１４および第２の反射界面１５での位相ずれを考慮すると、重ね合わせられた光の強度は、次の式（ａ）、（ｂ）に比例し、光学距離Ｌ１１、Ｌ２１の関数となる。
｛1+cos(4 π×L11/λ1+φ1)｝2 + ｛sin(4 π×L11/λ1+φ1)｝2 （ａ）
｛1+cos(4 π×L21/λ2+φ1)｝2 + ｛sin(4 π×L21/λ1+φ1)｝2 （ｂ）
ここで、各波長の光が第１の反射界面１４で反射される際の位相シフトφ１の求め方はすでに述べた通りであり、上記の例では４６０ｎｍでφ１＝−２．５１１ラジアン、５６０ｎｍで−２．６１８ラジアンと求めることができる。
【００４９】
第１の発光層１３ａについて、式（ａ）を用いて計算した、波長５６０ｎｍでの光強度（規格化強度）と光学距離Ｌ１１との関係を図７に示す。また、第２の発光層１３ｂについて、式（ｂ）を用いて計算した、波長４６０ｎｍでの光強度（規格化強度）と光学距離Ｌ２１との関係を図８に示す。
【００５０】
第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂを設ける位置については、次の条件を満たす位置に選ばれる。
（ｉ）第１の発光層１３ａを設ける位置、したがってＬ１１は規格化強度が０．８より大きく、かつ規格化光強度が左上がりになっている位置に設ける。
（ii）第２の発光層１３ｂを設ける位置、したがってＬ２１は規格化強度が０．８より大きい位置に設ける。
【００５１】
（ｉ）の条件は、Ｌ１１については、λ１で強め合い、かつλ１近傍の長波長側で更に強めあう条件を表す。（ii）の条件は、Ｌ２１については、λ２で強め合う条件を表す。
【００５２】
計算に当てはめると、
１１６＜Ｌ１１＜１５８、２８８＜Ｌ２１＜３５５
となる。これを式（１）（２）を用いてλ１１、λ２１の不等式の形に書き換えると、
λ１＜λ１１＜λ１＋２０３ｎｍ、λ２−４８ｎｍ＜λ２１＜λ２＋４８ｎｍ
となる。これにより、Ｌ１１、Ｌ２１を決定することができる。
【００５３】
次に、Ｌ１２、Ｌ２２の決定方法について説明する。
式（１）〜（４）よりＬ１１、Ｌ２１は求まっているので、例えば、Ｌ１１＝１３０ｎｍ、Ｌ２１＝３２０ｎｍとおく。
【００５４】
このとき、第２の反射界面１５による干渉は、上述のように、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂのそれぞれから直接、第２の反射界面１５に向かう光と、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂのそれぞれから第１の反射界面１４に向かい、この第１の反射界面１４で反射されて第２の反射界面１５に向かう光との重ね合わせにより表される。第１の反射界面１４および第２の反射界面１５における位相ずれを考慮すると、重ね合わせられた光の強度は、次の式（ｃ）、（ｄ）に比例し、光学距離Ｌ１２、Ｌ２２の関数となる。
｛1+cos(4 π×L12/λ1+φ2)｝2 + ｛sin(4 π×L12/λ1+φ2)｝2 （ｃ）
｛1+cos(4 π×L22/λ2+φ2)｝2 + ｛sin(4 π×L22/λ1+φ2)｝2 （ｄ）
ここで、各波長の光が第２の反射界面１５で反射される際の位相シフトφ２の算出が必要となる。
【００５５】
第２の反射界面１５を例えば有機層１３と透明電極材料からなる第２の電極１２との界面として形成し、可視光領域で透明電極材料のｎ0 ＝１．６、ｋ＝０とすると、φ２＝０となる。
【００５６】
第１の発光層１３ａについて、式（ｃ）を用いて計算した、波長５６０ｎｍでの光強度（規格化強度）と光学距離Ｌ１２との関係を図９に示す。また、第２の発光層１３ｂについて、式（ｄ）を用いて計算した、波長４６０ｎｍでの光強度（規格化強度）と光学距離Ｌ２２との関係を図１０に示す。
【００５７】
第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂを設ける位置については、次の条件を満たす位置に選ばれる。
（iii)第１の発光層１３ａを設ける位置、したがってＬ１２は規格化強度が右上がりになっている位置に設ける。
（iv）第２の発光層１３ｂを設ける位置、したがってＬ２２は規格化強度が０．１より小さい位置に設ける。
【００５８】
（iii)の条件は、Ｌ１２については、λ１での規格化強度と比較し、λ１近傍の短波長側では強め合い、λ１近傍の長波長側では弱め合う条件を表す。（iv）の条件は、Ｌ２２については、λ２で弱め合う条件を表す。
【００５９】
計算に当てはめると、
４２０＜Ｌ１２＜５６０、３２０＜Ｌ２２＜３７０
となる。これを式（５）、（６）を用いてλ１２、λ２２の不等式の形に書き換えると、λ１−１４０ｎｍ＜λ１２＜λ１、λ２−３３ｎｍ＜λ２２＜λ２＋３３ｎｍ
となる。
【００６０】
これらの式を同時に満たすＬ１２、Ｌ２２が求める値となる。ここで、Ｌ１２とＬ２２との間には次の関係がある。
Ｌ２２＝Ｌ１２＋Ｌ１１−Ｌ２１ （ｅ）
【００６１】
いま、Ｌ１１＝１３０ｎｍ、Ｌ２１＝３２０ｎｍとおいているので、Ｌ２２＝Ｌ１２＋１３０−３２０＝Ｌ１２−１９０ｎｍの関係が成り立つ。
【００６２】
そこで、式（ｅ）を用いてＬ２２の関数として各規格化強度を表すと図１１に示すようになる。
各条件を同時に満たすＬ２２を求めればよい。例えば、Ｌ２２＝３４０ｎｍとすることができる。
以上の計算手続きにより、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２の全ての数値を決定することができる。
【００６３】
以上のように、この第１の実施の形態によれば、式（１）〜（８）の全てを満たすように有機ＥＬ素子が構成されている。この結果、この有機ＥＬ素子は干渉フィルタの透過率が広い波長帯域で高く、広い波長帯域で良好に光を取り出すことができる。このため、この有機ＥＬ素子によれば、良好な色相を持つ白色発光素子を実現することができる。また、この有機ＥＬ素子は、単色または２色以上の互いに異なる色の合成色に対する輝度および色相の視野角依存性の大幅な低減を図ることができる。また、この有機ＥＬ素子は、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂの設計により発光色を選択することができる。また、この有機ＥＬ素子は干渉フィルタの透過率が高いので、低消費電力である。
【００６４】
〈２．第２の実施の形態〉
［有機ＥＬ素子］
第２の実施の形態による有機ＥＬ素子においては、第１の実施の形態による有機ＥＬ素子における第２の反射界面１５をそれぞれ前後二つの反射界面に分けることによって、式（６）で示される逆位相の干渉条件の波長帯域を広げる。つまり、式（６）については、第２の反射界面１５を前後にそれぞれΔだけ離れた二つの反射界面に分けると、Ｌ２２がＬ２２＋Δ、Ｌ２２−Δとなるため、式（６）が成立するλ１２の帯域が広がる。
【００６５】
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点に加えて、式（６）で示される逆位相の干渉条件の波長帯域を広げることができるので、有機ＥＬ素子の視野角特性のより一層の向上を図ることができるという利点を得ることができる。
【００６６】
〈実施例１〉
実施例１は第１の実施の形態に対応する実施例である。
図１２は実施例１による有機ＥＬ素子を示す。この有機ＥＬ素子は上面発光型の有機ＥＬ素子である。図１２に示すように、この有機ＥＬ素子においては、基板２０上に下層から順に第１の電極１１、有機層１３および第２の電極１２が順次積層され、第２の電極１２上にパッシベーション膜２１が設けられている。
【００６７】
基板２０は、例えば、透明ガラス基板や半導体基板（例えば、シリコン基板）などで構成され、フレキシブルなものであってもよい。第１の電極１１は、反射層を兼ねたアノード電極として用いられるもので、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）などの光反射材料で構成されている。この第１の電極１１は、厚さが１００〜３００ｎｍの範囲に設定されていることが好ましい。第１の電極１２は透明電極としてもよく、この場合は、基板２０との間に第１の反射界面１４を形成する目的で、例えばＰｔ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｗなどの光反射材料からなる反射層を設けるのが好ましい。
【００６８】
有機層１３は、正孔注入層１３ｃ、正孔輸送層１３ｄ、第１の発光層１３ａ、電子輸送層１３ｅ、電子注入層１３ｆ、接続層１３ｇ、正孔輸送層１３ｈ、第２の発光層１３ｂ、電子輸送層１３ｉおよび電子注入層１３ｊが下層から順次積層された構造を有する。正孔注入層１３ｃは、例えばヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）などで構成される。正孔輸送層１３ｄは、例えばα−ＮＰＤ〔N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-〔1,1'-biphenyl 〕- 4,4'-diamine〕で構成される。第１の発光層１３ａは、黄色の発光色を有する発光材料で構成される。黄色の発光色を有する発光材料としては、ホスト材料としてのルブレンにピロメテンホウ素錯体をドーピングしたものを用いることができる。電子輸送層１３ｅは、例えばＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）などで構成される。電子注入層１３ｆは、例えばフッ化リチウム（ＬｉＦ）などで構成される。接続層１３ｇは、例えば、Ｍｇを５％ドープしたＡｌｑ３（８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）、ヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）などで構成される。正孔注入層を兼用する正孔輸送層１３ｈは、例えばα−ＮＰＤで構成される。第２の発光層１３ｂは、青の発光色を有する発光材料で構成される。具体的には、ホスト材料としてＡＤＮ（９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）を蒸着し、膜厚２０ｎｍの膜を形成する。その際、ＡＤＮにジアミノクリセン誘導体をドーパント材料として相対膜厚比で５％ドーピングすることによりこの膜を青色発光層として用いることができる。電子輸送層１３ｉは例えばＢＣＰで構成される。電子注入層１３ｊは例えばＬｉＦで構成される。
【００６９】
有機層１３を構成する各層の厚さは、正孔注入層１３ｃが１〜２０ｎｍ、正孔輸送層１３ｄが１５〜１００ｎｍ、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂがそれぞれ５〜５０ｎｍ、電子注入層１３ｆ、１３ｊおよび電子輸送層１３ｅ、１３ｉは１５〜２００ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。有機層１３およびこれを構成する各層の厚さは、その光学的膜厚が前記の動作を可能とするような値に設定される。
【００７０】
第２の反射界面１５は、有機層１３とその上の第２の電極１２との屈折率差を利用して形成する。この第２の電極１２は、一般的に透明電極材料として用いられているＩＴＯやインジウムと亜鉛の酸化物などで構成され、カソード電極として用いられる。この第２の電極１２の厚さは例えば３０〜３０００ｎｍの範囲とする。
【００７１】
パッシベーション膜２１は透明誘電体で構成される。この透明誘電体は、必ずしも第２の電極１２を構成する材料と同程度の屈折率とする必要はない。この第２の電極１２とパッシベーション膜２１との界面をそれらの屈折率差を用いて第２の反射界面１５として機能させることも可能である。このような透明誘電体としては、例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）などを用いることができる。パッシベーション膜２１の厚さは例えば５００〜１００００ｎｍである。
【００７２】
必要に応じて、有機層１３と第２の電極１２との間に半透明反射層を設けてもよい。この半透明反射層は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）あるいはそれらの合金などの金属層で構成され、厚さが５ｎｍ以下、好ましくは３〜４ｎｍ以下に設定されていることが好ましい。
【００７３】
〈実施例２〉
実施例２は第１の実施の形態に対応する実施例である。
図１３は実施例２による有機ＥＬ素子を示す。この有機ＥＬ素子は下面発光型の有機ＥＬ素子である。図１３に示すように、この有機ＥＬ素子においては、透明な基板２０上に下層から順にパッシベーション膜２１、第２の電極１２、有機層１３および第１の電極１１が順次積層されている。この場合、第２の電極１２側から射出される光は基板２０を透過して外部に取り出される。その他のことは実施例１と同様である。
【００７４】
〈３．第３の実施の形態〉
［有機ＥＬ照明装置］
図１４は第３の実施の形態による有機ＥＬ照明装置を示す。
図１４に示すように、この有機ＥＬ照明装置においては、透明な基板３０上に第１または第２の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ素子３１が搭載されている。この場合、この有機ＥＬ素子３１は第２の電極１２側を下にして基板３０上に搭載されている。このため、第２の電極１２側から射出される光は基板３０を透過して外部に取り出される。この有機ＥＬ素子３１を間に挟んで基板３０と対向するように封止基板３２が設けられており、この封止基板３２および基板３０の外周部が封止材３３により封止されている。この有機ＥＬ照明装置の平面形状は必要に応じて選択されるが、例えば正方形または長方形である。図１４においては、一つの有機ＥＬ素子３１だけが示されているが、必要に応じて、複数の有機ＥＬ素子３１を基板３０上に所望の配置で搭載してもよい。この有機ＥＬ照明装置の有機ＥＬ素子３１以外の構成の詳細および上記以外の構成は従来公知の有機ＥＬ照明装置と同様である。
【００７５】
この第３の実施の形態によれば、第１または第２の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ素子３１を用いていることにより、角度依存性が少ない、言い換えれば照明方向による強度や色の変化が極めて少ない、良好な配光特性を有する面光源となる有機ＥＬ照明装置を実現することができる。また、第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂの設計により有機ＥＬ素子３１の発光色を選択することにより、白色発光のほか、種々の発光色を得ることができ、演色性に優れた有機ＥＬ照明装置を実現することができる。
【００７６】
〈４．第４の実施の形態〉
［有機ＥＬ表示装置］
図１５は第４の実施の形態による有機ＥＬ表示装置を示す。この有機ＥＬ表示装置はアクティブマトリクス型である。
【００７７】
図１５に示すように、この有機ＥＬ表示装置においては、駆動基板４０と封止基板４１とが互いに対向して設けられ、これらの駆動基板４０および封止基板４１の外周部が封止材４２により封止されている。駆動基板４０においては、例えば透明ガラス基板上に第１または第２の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ素子４３からなる画素が二次元アレイ状に形成されている。駆動基板４０上には、各画素毎に画素駆動用の能動素子としての薄膜トランジスタが形成されている。駆動基板４０上にはさらに、各画素の薄膜トランジスタを駆動するための走査線、電流供給線およびデータ線が縦横に形成されている。各画素の薄膜トランジスタには表示画素毎に対応した表示信号が供給され、この表示信号に応じて画素が駆動され、画像が表示される。この有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子４３以外の構成の詳細および上記以外の構成は従来公知の有機ＥＬ表示装置と同様である。
【００７８】
この有機ＥＬ表示装置は、白黒の表示装置だけでなく、カラー表示装置としても用いることができる。この有機ＥＬ表示装置をカラー表示装置として用いる場合には、駆動基板４０側、具体的には例えば有機ＥＬ素子４３の第２の電極１２と駆動基板４０との間にＲＧＢのカラーフィルタが設けられる。
【００７９】
この第４の実施の形態によれば、第１または第２の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ素子３１を用いていることにより、輝度および色相の視野角による変動が極めて少ない高画質の有機ＥＬ表示装置を実現することができる。
【００８０】
以上、実施の形態および実施例について具体的に説明したが、本技術、上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
【００８１】
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、構成、形状、材料などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、構成、形状、材料などを用いてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１１…第１の電極、１２…第２の電極、１３…有機層、１３ａ…第１の発光層、１３ｂ…第２の発光層、１４…第１の反射界面、１５…第２の反射界面、２０…基板、２１…パッシベーション膜、３０…基板、３１…有機ＥＬ素子、３２…封止基板、３３…封止材、４０…駆動基板、４１…封止基板、４２…封止材、４３…有機ＥＬ素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層および第２の発光層を前記第１の電極から前記第２の電極に向かう方向の互いに離れた位置に順次含む有機層と、
前記第１の発光層および前記第２の発光層から発光された光を反射させ、前記第２の電極側から射出させるための、前記第１の電極側に設けられた第１の反射界面と、
前記第２の電極側に設けられた第２の反射界面とを有し、
前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ１１、前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ２１、前記第１の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、前記第２の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ２としたとき、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が、以下の式（１）〜（８）を全て満足する発光素子。
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝０ （１）
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝ｎ（ただし、ｎ≧１） （２）
λ１＜λ１１＜λ１＋２００ （３）
λ２−４０＜λ２１＜λ２＋４０ （４）
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝ｍ’ （５）
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝ｎ’＋１／２ （６）
λ１−１００＜λ１２＜λ１ （７）
λ２−１５＜λ２２＜λ２＋１５ （８）
ただし、ｎ、ｍ’、ｎ’：整数
λ１、λ２、λ１１、λ２１、λ１２、λ２２の単位はｎｍ
φ１：各波長の光が第１の反射界面で反射される際の位相変化
φ２：各波長の光が第２の反射界面で反射される際の位相変化
【請求項２】
前記発光素子の干渉フィルタの分光透過率曲線のピークがほぼ平坦である請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
視野角が４５度のときの輝度の低下が視野角が０度のときの輝度に対して３０％以下、色度ずれΔｕｖ≦０．０１５である請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
ｎ＝１である請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
基板上に前記第１の電極、前記有機層および前記第２の電極が順次積層されている請求項１に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第２の反射界面の外側が厚さ１μｍ以上の透明電極層、透明絶縁層、樹脂層、ガラス層または空気層によって形成されている請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
基板上に前記第２の電極、前記有機層および前記第１の電極が順次積層されている請求項１に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第２の反射界面の外側が厚さ１μｍ以上の透明電極層、透明絶縁層、樹脂層、ガラス層または空気層によって形成されている請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第１の反射界面および前記第２の反射界面の少なくとも一つが複数の反射界面に分割されている請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第１の発光層および前記第２の発光層のうちの、２色以上の互いに異なる色の光を発光する発光層の発光中心が同一とみなせない場合に、前記発光素子の干渉フィルタの分光透過率曲線のピークの平坦性を維持するための反射層をさらに有する請求項１に記載の発光素子。
【請求項１１】
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層および第２の発光層を前記第１の電極から前記第２の電極に向かう方向の互いに離れた位置に順次含む有機層と、
前記第１の発光層および前記第２の発光層から発光された光を反射させ、前記第２の電極側から射出させるための、前記第１の電極側に設けられた第１の反射界面と、
前記第２の電極側に設けられた第２の反射界面とを有し、
前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ１１、前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ２１、前記第１の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、前記第２の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ２としたとき、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が、以下の式（１）〜（８）を全て満足する発光素子を少なくとも一つ有する照明装置。
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝０ （１）
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝ｎ（ただし、ｎ≧１） （２）
λ１＜λ１１＜λ１＋２００ （３）
λ２−４０＜λ２１＜λ２＋４０ （４）
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝ｍ’ （５）
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝ｎ’＋１／２ （６）
λ１−１００＜λ１２＜λ１ （７）
λ２−１５＜λ２２＜λ２＋１５ （８）
ただし、ｎ、ｍ’、ｎ’：整数
λ１、λ２、λ１１、λ２１、λ１２、λ２２の単位はｎｍ
φ１：各波長の光が第１の反射界面で反射される際の位相変化
φ２：各波長の光が第２の反射界面で反射される際の位相変化
【請求項１２】
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層および第２の発光層を前記第１の電極から前記第２の電極に向かう方向の互いに離れた位置に順次含む有機層と、
前記第１の発光層および前記第２の発光層から発光された光を反射させ、前記第２の電極側から射出させるための、前記第１の電極側に設けられた第１の反射界面と、
前記第２の電極側に設けられた第２の反射界面とを有し、
前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ１１、前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ２１、前記第１の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、前記第２の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ２としたとき、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が、以下の式（１）〜（８）を全て満足する発光素子を少なくとも一つ有する表示装置。
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝０ （１）
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝ｎ（ただし、ｎ≧１） （２）
λ１＜λ１１＜λ１＋２００ （３）
λ２−４０＜λ２１＜λ２＋４０ （４）
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝ｍ’ （５）
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝ｎ’＋１／２ （６）
λ１−１００＜λ１２＜λ１ （７）
λ２−１５＜λ２２＜λ２＋１５ （８）
ただし、ｎ、ｍ’、ｎ’：整数
λ１、λ２、λ１１、λ２１、λ１２、λ２２の単位はｎｍ
φ１：各波長の光が第１の反射界面で反射される際の位相変化
φ２：各波長の光が第２の反射界面で反射される際の位相変化
【請求項１３】
表示画素毎に対応した表示信号を前記発光素子に供給するための能動素子が設けられた駆動基板と、この駆動基板と対向して設けられた封止基板とを有し、前記発光素子が前記駆動基板と前記封止基板との間に配置されている請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記駆動基板および前記封止基板のうちの前記発光素子の前記第２の電極側の基板に前記第２の電極側から射出される光を透過するカラーフィルタが設けられている請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１】
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層および第２の発光層を前記第１の電極から前記第２の電極に向かう方向の互いに離れた位置に順次含む有機層と、
前記第１の発光層および前記第２の発光層から発光された光を反射させ、前記第２の電極側から射出させるための、前記第１の電極側に設けられた第１の反射界面と、
前記第２の電極側に設けられた第２の反射界面とを有し、
前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ１１、前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ２１、前記第１の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、前記第２の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ２としたとき、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が、以下の式（１）〜（８）を全て満足する発光素子。
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝０ （１）
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝ｎ（ただし、ｎ≧１） （２）
λ１＜λ１１＜λ１＋２００ （３）
λ２−４０＜λ２１＜λ２＋４０ （４）
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝ｍ’ （５）
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝ｎ’＋１／２ （６）
λ１−１００＜λ１２＜λ１ （７）
λ２−１５＜λ２２＜λ２＋１５ （８）
ただし、ｎ、ｍ’、ｎ’：整数
λ１、λ２、λ１１、λ２１、λ１２、λ２２の単位はｎｍ
φ１：各波長の光が第１の反射界面で反射される際の位相変化
φ２：各波長の光が第２の反射界面で反射される際の位相変化
【請求項２】
前記発光素子の干渉フィルタの分光透過率曲線のピークがほぼ平坦である請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
視野角が４５度のときの輝度の低下が視野角が０度のときの輝度に対して３０％以下、色度ずれΔｕｖ≦０．０１５である請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
ｎ＝１である請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
基板上に前記第１の電極、前記有機層および前記第２の電極が順次積層されている請求項１に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第２の反射界面の外側が厚さ１μｍ以上の透明電極層、透明絶縁層、樹脂層、ガラス層または空気層によって形成されている請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
基板上に前記第２の電極、前記有機層および前記第１の電極が順次積層されている請求項１に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第２の反射界面の外側が厚さ１μｍ以上の透明電極層、透明絶縁層、樹脂層、ガラス層または空気層によって形成されている請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第１の反射界面および前記第２の反射界面の少なくとも一つが複数の反射界面に分割されている請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第１の発光層および前記第２の発光層のうちの、２色以上の互いに異なる色の光を発光する発光層の発光中心が同一とみなせない場合に、前記発光素子の干渉フィルタの分光透過率曲線のピークの平坦性を維持するための反射層をさらに有する請求項１に記載の発光素子。
【請求項１１】
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層および第２の発光層を前記第１の電極から前記第２の電極に向かう方向の互いに離れた位置に順次含む有機層と、
前記第１の発光層および前記第２の発光層から発光された光を反射させ、前記第２の電極側から射出させるための、前記第１の電極側に設けられた第１の反射界面と、
前記第２の電極側に設けられた第２の反射界面とを有し、
前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ１１、前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ２１、前記第１の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、前記第２の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ２としたとき、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が、以下の式（１）〜（８）を全て満足する発光素子を少なくとも一つ有する照明装置。
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝０ （１）
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝ｎ（ただし、ｎ≧１） （２）
λ１＜λ１１＜λ１＋２００ （３）
λ２−４０＜λ２１＜λ２＋４０ （４）
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝ｍ’ （５）
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝ｎ’＋１／２ （６）
λ１−１００＜λ１２＜λ１ （７）
λ２−１５＜λ２２＜λ２＋１５ （８）
ただし、ｎ、ｍ’、ｎ’：整数
λ１、λ２、λ１１、λ２１、λ１２、λ２２の単位はｎｍ
φ１：各波長の光が第１の反射界面で反射される際の位相変化
φ２：各波長の光が第２の反射界面で反射される際の位相変化
【請求項１２】
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、単色または２色以上の互いに異なる色の光を発光する第１の発光層および第２の発光層を前記第１の電極から前記第２の電極に向かう方向の互いに離れた位置に順次含む有機層と、
前記第１の発光層および前記第２の発光層から発光された光を反射させ、前記第２の電極側から射出させるための、前記第１の電極側に設けられた第１の反射界面と、
前記第２の電極側に設けられた第２の反射界面とを有し、
前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ１１、前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間の光学距離をＬ２１、前記第１の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、前記第２の発光層の発光中心と前記第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ２としたとき、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２およびＬ２２が、以下の式（１）〜（８）を全て満足する発光素子を少なくとも一つ有する表示装置。
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝０ （１）
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝ｎ（ただし、ｎ≧１） （２）
λ１＜λ１１＜λ１＋２００ （３）
λ２−４０＜λ２１＜λ２＋４０ （４）
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝ｍ’ （５）
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝ｎ’＋１／２ （６）
λ１−１００＜λ１２＜λ１ （７）
λ２−１５＜λ２２＜λ２＋１５ （８）
ただし、ｎ、ｍ’、ｎ’：整数
λ１、λ２、λ１１、λ２１、λ１２、λ２２の単位はｎｍ
φ１：各波長の光が第１の反射界面で反射される際の位相変化
φ２：各波長の光が第２の反射界面で反射される際の位相変化
【請求項１３】
表示画素毎に対応した表示信号を前記発光素子に供給するための能動素子が設けられた駆動基板と、この駆動基板と対向して設けられた封止基板とを有し、前記発光素子が前記駆動基板と前記封止基板との間に配置されている請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記駆動基板および前記封止基板のうちの前記発光素子の前記第２の電極側の基板に前記第２の電極側から射出される光を透過するカラーフィルタが設けられている請求項１３に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２０４２５６（Ｐ２０１２−２０４２５６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９５８５（Ｐ２０１１−６９５８５）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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