発光装置、照明装置および表示装置
【課題】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、単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、しかも高い生産性で容易に製造することができる発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置は、第１の電極１１と第２の電極１２との間に有機層１３を有し、可視光領域の異なる単色の光を発光する有機ＥＬ素子Ｄ１〜Ｄ３を有する。素子Ｄ１は第１の位置Ａ１に第１の発光層１３ａ、素子Ｄ２、Ｄ３は第２の位置Ａ２に第２の発光層１３ｂを含む。第１の電極１１側に第１の反射界面１５、第２の電極１２側に第２の反射界面１６および第３の反射界面１７を形成する。反射界面１６、１７による光の反射が、第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長および第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対し、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うようにする。
【解決手段】発光装置は、第１の電極１１と第２の電極１２との間に有機層１３を有し、可視光領域の異なる単色の光を発光する有機ＥＬ素子Ｄ１〜Ｄ３を有する。素子Ｄ１は第１の位置Ａ１に第１の発光層１３ａ、素子Ｄ２、Ｄ３は第２の位置Ａ２に第２の発光層１３ｂを含む。第１の電極１１側に第１の反射界面１５、第２の電極１２側に第２の反射界面１６および第３の反射界面１７を形成する。反射界面１６、１７による光の反射が、第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長および第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対し、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は発光装置、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を用いた発光装置、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、帯域の狭い単色スペクトルを持つ有機発光素子の反射層による発光の位相と射出側に設けられた反射層一層による干渉を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。この場合には、一つの素子の発光波長を一つとし、かつ反射界面を一つに限定することによって単色での輝度および視野角特性を維持できているが、色相の変化を抑えるほど十分な帯域はない。また、この帯域を広げようとする場合には、反射率を高くして相殺の度合いを高めることが必要となるが、その際には、効率の著しい低下を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、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、単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、しかも高い生産性で容易に製造することができる発光装置を提供することである。
この発明が解決しようとする他の課題は、角度依存性が少なく、配光特性が良好でしかも高い生産性で容易に製造することができる照明装置を提供することである。
この発明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く高画質でしかも高い生産性で容易に製造することができる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】
【００１１】
上記課題を解決するために、この発明は、
可視光領域の互いに異なる単色の光を発光する複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、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第１の位置または第２の位置にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層と、
前記第１の発光層または前記第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設けられた第２の反射界面および第３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は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
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は、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
前記第２の反射界面による光の反射および前記第３の反射界面による光の反射は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長および前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている発光装置である。
【００１２】
また、この発明は、
可視光領域の互いに異なる単色の光を発光する複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、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第１の位置または第２の位置にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層と、
前記第１の発光層または前記第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設けられた第２の反射界面および第３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は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
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は、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
前記第２の反射界面による光の反射および前記第３の反射界面による光の反射は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長および前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている照明装置である。
【００１３】
また、この発明は、
可視光領域の互いに異なる単色の光を発光する複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、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第１の位置または第２の位置にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層と、
前記第１の発光層または前記第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設けられた第２の反射界面および第３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は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
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は、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
前記第２の反射界面による光の反射および前記第３の反射界面による光の反射は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長および前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている表示装置である。
【００１４】
この発明の発光装置、照明装置および表示装置においては、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Ｌ１１、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Ｌ２１、第１の発光層の発光中心と第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、第２の発光層の発光中心と第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、第１の発光層の発光中心と第３の反射界面との間の光学距離をＬ１３、第２の発光層の発光中心と第３の反射界面との間の光学距離をＬ２３、第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、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、Ｌ２２、Ｌ１３およびＬ２３は以下の式（１）〜（８）を全て満足し、かつ、式（９）および（１０）のうちの少なくとも一方を満足するように選ばれる。ここで、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する。この発光中心は通常、第１の発光層および第２の発光層の厚さを二等分する面であり、その場合、第１の位置および第２の位置はそれぞれ第１の発光層および第２の発光層の発光中心と一致する。
【００１５】
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝ｍ （１）
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝ｎ（ただし、ｎ≧ｍ＋１） （２）
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝ｍ’＋１／２ （３）
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝ｎ’＋１／２ （４）
２Ｌ１３／λ１３＋φ３／２π＝ｍ''＋１／２ （５）
２Ｌ２３／λ２３＋φ３／２π＝ｎ''＋１／２ （６）
λ１−３０＜λ１１＜λ１＋８０ （７）
λ２−３０＜λ２１＜λ２＋８０ （８）
λ１２≦λ１−１５かつλ１３≧λ１＋１５ または λ１３≦λ１−１５かつλ１２≧λ１＋１５ （９）
λ２２≦λ２−１５かつλ２３≧λ２＋１５ または λ２３≦λ２−１５かつλ２２≧λ２＋１５ （１０）
ただし、ｍ、ｍ’、ｍ''、ｎ、ｎ’、ｎ''：整数
λ１、λ２、λ１１、λ２１、λ１２、λ２２、λ１３、λ２３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
φ３：各波長の光が第３の反射界面で反射される際の位相変化
【００１６】
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）〜（６）は、第２の反射界面による光の反射および第３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および第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように設定する式である。式（１）〜（６）のλ１１、λ２１、λ１２、λ２２、λ１３、λ２３は式（７）〜（１０）によってλ１、λ２より求められる。
【００１７】
ｍ、ｍ’、ｍ''、ｎ、ｎ’、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ｍ、ｎ≦５とするのが好ましく、ｎ≧ｍ＋１であることを考慮すると、ｍ≦４、ｎ≦５とすることが好ましい。最も好ましくはｍ＝０およびｎ＝１あるいはｎ＝２である。
【００１８】
この発光装置では、発光素子の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、あるいは、全ての発光色の帯域の傾斜を互いにほぼ等しくすることができる。特に、上記の式（１）〜（８）を全て満足し、かつ、式（９）および（１０）のうちの少なくとも一方を満足するように発光装置を構成することにより、単色の光に対し、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。
【００１９】
第１の発光層または第２の発光層が発光する互いに異なる色の光の波長（発光スペクトルのピーク波長）の差は一般的には１２０ｎｍ以内であるのが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２０】
この発光装置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。上面発光型の発光装置では、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。下面発光型の発光装置では、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。上面発光型の発光装置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。下面発光型の発光装置の基板は、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。
必要に応じて、第２の発光層と第２の電極との間に可視光の透過が可能な厚さ、例えば厚さが５ｎｍ以下、好ましくは３〜４ｎｍ以下の金属層を設けてもよい。この金属層は半透明反射層として用いることができる。
【００２１】
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２の反射界面による光の反射および第３の反射界面による光の反射が弱め合う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。
【００２２】
第１の発光層または第２の発光層を共通に有する複数の発光素子間でその共通に有する発光層を形成する位置を第１の位置または、第２の位置からずらしたり、第１の発光層または第２の発光層の厚さをある程度大きくして、第１の位置または、第２の位置から離れた場所で発光させたりする場合には、発光装置は、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のが好ましい。
【００２３】
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３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３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３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。
【００２４】
この発明の発光装置、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】
【００２５】
この発明によれば、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、単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、しかも各発光素子の有機層などの厚さを共通にすることができることにより高い生産性で容易に製造することができる発光装置を実現することができる。
また、この発明によれば、角度依存性が少ない、配光特性が良好でしかも高い生産性で容易に製造することができる照明装置および視野角依存性の少ない高画質でしかも高い生産性で容易に製造することができる表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子およびこの発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を示す断面図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機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】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子における第１の反射界面による干渉フィルタならびに第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４】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子における第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】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子の輝度の視野角特性を示す略線図である。
【図６】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子の色度の視野角特性を示す略線図である。
【図７】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する互いに異なる色を発光する有機ＥＬ素子間で第２の発光層の形成位置を互いに逆方向にずらす場合を示す断面図である。
【図８】図７に示す有機ＥＬ素子における第２の発光層に対応す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９】この発明の第３の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図１０】この発明の第３の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子における第２の発光層に対応す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１１】この発明の第３の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子の輝度の視野角特性を示す略線図である。
【図１２】この発明の第３の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子の色度の視野角特性を示す略線図である。
【図１３】実施例１による有機ＥＬ発光装置を構成を構成する上面発光型有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図１４】実施例２による有機ＥＬ発光装置を構成を構成する下面発光型有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図１５】この発明の第４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１６】この発明の第５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】
【００２７】
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発光装置）
２．第２の実施の形態（有機ＥＬ発光装置）
３．第３の実施の形態（有機ＥＬ発光装置）
４．第４の実施の形態（有機ＥＬ照明装置）
５．第５の実施の形態（有機ＥＬ表示装置）
【００２８】
〈１．第１の実施の形態〉
［有機ＥＬ発光装置］
図１Ａはこの第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する基本となる有機ＥＬ素子、図１Ｂは互いに異なる単色の光を発光する３種類の有機ＥＬ素子を用いて構成される第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を示す。
図１Ａ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第１の位置Ａ１または第２の位置Ａ２にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層１３が挟持されている。第１の発光層の上下または第２の発光層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の発光層および第２の発光層は、波長の差が１２０ｎｍ以内の互いに異なる色の光を発光するものである。第１の発光層または第２の発光層の発光波長は各有機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の発光層および第２の発光層の発光波長は第１の電極１１から第２の電極１２に向かう方向の距離が大きいほど長くなるのが好ましいが、これに限定されるものではない。有機層１３と第２の電極１２との間には導電性の透明層１４が設けられている。この透明層１４は、必要に応じて二層以上の層により構成してもよい。第１の電極１１、第２の電極１２、有機層１３、第１の発光層、第２の発光層および透明層１４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。
【００２９】
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１５が形成されている。この第１の反射界面１５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１５は、第１の発光層または第２の発光層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。透明層１４の屈折率は有機層１３の屈折率と異なり、これらの屈折率の差により有機層１３と透明層１４との間に第２の反射界面１６が形成されている。また、透明層１４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透明層１４と第２の電極１２との間に第３の反射界面１７が形成されている。
【００３０】
図１Ｂに示すように、有機ＥＬ発光装置は、互いに異なる単色の光を発光する第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３を有し、必要に応じてこれらの三つの素子を一組として複数組有する。第１の有機ＥＬ素子Ｄ１は有機層１３中の第１の位置Ａ１に第１の発光層１３ａを有する。第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３は有機層１３中の第２の位置Ａ２に第２の発光層１３ｂを有する。一例を挙げると、第１の有機ＥＬ素子Ｄ１は青色発光、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２は緑色発光、第３の有機ＥＬ素子Ｄ３は赤色発光であるが、これに限定されるものではない。第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の有機層１３および透明層１４の厚さは互いに等しい。
【００３１】
図１Ａには、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２、Ｌ２２、Ｌ１３およびＬ２３を該当個所に記入した。ここで、第１の発光層１３ａの発光中心は有機層１３中の第１の位置Ａ１と一致し、第２の発光層１３ｂの発光中心は有機層１３中の第２の位置Ａ２と一致するとした。この有機ＥＬ発光装置においては、式（１）〜（８）を全て満足し、かつ、式（９）および（１０）のうちの少なくとも一方を満足するようにＬ１１、Ｌ２１、Ｌ１２、Ｌ２２、Ｌ１３およびＬ２３が設定されている。
【００３２】
この有機ＥＬ発光装置が白色発光装置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発光装置においては、第１の有機ＥＬ素子Ｄ１の第１の発光層１３ａが青色の光を発光し、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２の第２の発光層１３ｂが緑色の光を発光し、第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の第２の発光層１３ｂが赤色の光を発光する。この有機ＥＬ発光装置は、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４６０ｎｍ、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３を一体とした見た場合の第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２は例えば５７５ｎｍである。
【００３３】
Ｌ１１は、第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長λ１の光が第１の反射界面１５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。また、Ｌ２１は、第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２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。この状態を式で表すと次の通りであり、式（１）、（２）、（７）および（８）を満たしている。
【００３４】
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝０ （１）’
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝１ （２）’
ただし、
λ１１＝λ１＝４６０ｎｍ （７）’
λ２−３０＝５４５＜λ２１＝６００＜λ２＋８０＝６５５ｎｍ （８）’
【００３５】
ここで、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や透明層１４など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。
【００３６】
φ１の計算の具体例を以下に示す。第１の電極１１がアルミニウム（Ａｌ）合金からなるとすると、波長４６０ｎｍ（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＝０．５７０、ｋ＝４．７２５である。有機層１３の屈折率ｎ0 ＝１．７５とすると
φ１＝ｔａｎ-1｛（２ｎ0 ｋ／（ｎ2 ＋ｋ2 −ｎ0 2 ））｝
＝ｔａｎ-1（０．７３０１）
となる。−２π＜φ１≦０であることを考慮すると、φ１＝−２．５１１ラジアンと求めることができる。このφ１の値を式（１）’に代入してＬ１１を求めるとＬ１１＝９２ｎｍとなる。また、このφ１の値を式（２）’に代入してＬ２１を求めるとＬ２１＝３２２ｎｍとなる。
なお、第１の電極１１の屈折率ｎが有機層１３の屈折率ｎ0 よりも大きいときは、φ１はさらにπラジアンだけシフトし、小さいときはシフト量は０である。
【００３７】
このときの第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂの第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、光取出しが向上するが、斜め方向からの観察により、干渉フィルタの波長帯域が短波長方向へシフトし、輝度および色相変化が生じる。さらに、第２の発光層１３ｂに対応する干渉フィルタの帯域が狭いために、緑（Ｇ）および赤（Ｒ）の光は十分な光取出しができていない。
【００３８】
次に、第２の反射界面１６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２．２）の透明層１４との間に形成する。また、第３の反射界面１６を透明層１４とこの透明層１４と異なる屈折率（例えば、屈折率２．０）の第２の電極１２との間に形成する。屈折率２．２の透明層１４の材料としては例えば酸化ニオブを用いることができ、屈折率２．０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。この場合、第２の反射界面１６による光の反射および第３の反射界面１７による光の反射は、中心波長λ１およびλ２に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合う条件
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝２＋１／２ （３）’
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝０＋１／２ （４）’
２Ｌ１３／λ１３＋φ３／２π＝３＋１／２ （５）’
２Ｌ２３／λ２３＋φ３／２π＝１＋１／２ （６）’
λ１２＝４３６≦λ１−１５＝４６０−１５＝４４５かつλ１３＝５１０≧λ１＋１５＝４６０＋１５＝４７５ （９）’
λ２２＝５２０≦λ２−１５＝５７５−１５＝５６０かつλ２３＝６５３≧λ２＋１５＝５７５＋１５＝５９０ （１０）’
（λ１２、λ２２、λ１３、λ２３の単位はｎｍ）
を満たす。φ２、φ３は上述と同様にして計算することができる。
以上により、式（１）〜（１０）の条件が全て満足される。
【００３９】
図３に、第１の反射界面１５および第２の反射界面１６による干渉フィルタの分光透過率曲線を示す。この場合、第１の反射界面１５と第２の反射界面１６との波長条件が互いに１５ｎｍ以上異なることから波長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。
【００４０】
図４に、第１の反射界面１５および第２の反射界面１６に加えて第３の反射界面１７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緑赤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、この状態での緑色の光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。青色の光および赤色の光についても同様である。
【００４１】
以上のように、この第１の実施の形態によれば、第１の有機ＥＬ素子Ｄ１の第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長λ１の光が第１の反射界面１５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ている。また、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２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ている。さらに、第２の反射界面１６による光の反射および第３の反射界面１７による光の反射が、第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長λ１および第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている。この結果、この有機ＥＬ発光装置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発光装置によれば、良好な色相を持つ白色発光装置を実現することができる。また、この有機ＥＬ発光装置は、単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。また、この有機ＥＬ発光装置は、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発光装置は干渉フィルタの透過率が高いので、低消費電力である。さらに、この有機ＥＬ発光装置は、第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の有機層１３および透明層１４の厚さを互いに共通にすることができる。このため、この有機ＥＬ発光装置を高い生産性で容易に製造することができる。
【００４２】
〈２．第２の実施の形態〉
［有機ＥＬ発光装置］
第２の実施の形態による有機ＥＬ発光装置においては、第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置の第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３における第２の反射界面１６および第３の反射界面１７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（３）〜（６）で示される逆位相の干渉条件の波長帯域を広げる。すなわち、例えば、式（３）については、第２の反射界面１６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、Ｌ１２がＬ１２＋Δ、Ｌ１２−Δとなるため、式（３）が成立するλ１２の帯域が広がる。式（４）〜（６）についても同様である。
【００４３】
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（３）〜（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発光装置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。
【００４４】
〈３．第３の実施の形態〉
［有機ＥＬ発光装置］
第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置の第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３における第２の発光層１３ｂの部分は、この有機ＥＬ素子の製造方法や必要とされる特性などの関係で厚さがある程度大きくなる場合がある。また、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３間で第２の発光層１３ｂの形成位置を互いに逆方向にずらす必要がある場合もありうる。このような場合には、干渉フィルタの分光透過率曲線に傾斜が発生し、広角での視野角特性の維持が困難となる。この対策として、第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置の第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３における第１の反射界面１５、第２の反射界面１６および第３の反射界面１７に加えて新たな第４の反射界面を設けることにより、視野角特性の改善が可能である。
【００４５】
第４の反射界面に対しては、第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２±１５ｎｍの範囲で、強め合いまたは弱め合いの両方の条件が存在する。図７Ａは第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置の第２の有機ＥＬ素子Ｄ２または第３の有機ＥＬ素子Ｄ３を示すが、第２の発光層１３ｂの厚さは２０ｎｍと比較的大きい。これに対し、図７Ｂに示すように、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の第２の発光層１３ｂの位置は図７Ａに比べて第２の位置Ａ２から前後に１０ｎｍずれている。第２の位置Ａ２から第１の電極１１側に１０ｎｍずれた第２の発光層１３ｂを第２の発光層１３ｂ−１とし、第２の位置Ａ２から第２の電極１２側に１０ｎｍずれた第２の発光層１３ｂを第２の発光層１３ｂ−２とする。この結果、図８に示すように、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２の緑色発光用の第２の発光層１３ｂおよび第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の赤色発光用の第２の発光層１３ｂに対応するそれぞれの干渉フィルタの分光透過率曲線には互いに逆方向の傾斜が発生する。このため、視野角が大きくなると緑色の光の透過率は減少し、反対に赤色の光の透過率は増加し、色のずれが発生する。
【００４６】
そこで、この第３の実施の形態による有機ＥＬ発光装置においては、図９に示すように、透明層１４上にこの透明層１４と屈折率が異なる別の導電性の透明層１８を設け、この透明層１８上に第２の電極１２を設ける。そして、この透明層１８と第２の電極１２との間に第４の反射界面１９を形成する。この場合、第３の反射界面１７は透明層１４と透明層１８との間に形成される。第４の反射界面１９は、第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２の光に対して強め合う条件となるような位置に設定する。これによって、緑色の光および赤色の光のそれぞれの干渉フィルタの分光透過率曲線は図１０に示すようになり、緑色および赤色のそれぞれの色の光に対して、ピーク部が平坦な干渉フィルタを形成することができることが分かる。
【００４７】
緑色の光用の第２の発光層１３ｂおよび赤色の光用の第２の発光層１３ｂをずらす方向を逆にした場合には、第４の反射界面１９を、第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２に対して弱め合う条件となる位置に形成することにより上記と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
第４の反射層１９を形成したこの第３の実施の形態による有機ＥＬ発光装置における緑色の光の輝度および色度の視野角特性を図１１および図１２に示す。図１１および図１２より、この有機ＥＬ発光装置によれば、第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置に比べて輝度および色度の視野角特性がさらに改善されていることが分かる。
【００４９】
〈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１３は実施例１による上面発光型有機ＥＬ発光装置を構成する有機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１３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、透明層１４および第２の電極１５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。有機層１３は第１の発光層１３ａまたは第２の発光層１３ｂを含む。
【００５０】
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１５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。
【００５１】
有機層１３は、正孔注入層、正孔輸送層、第１の発光層１３ａまたは第２の発光層１３ｂ、電子輸送層および電子注入層が下層から順次積層された構造を有する。正孔注入層は、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、青（Ｂ）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。第２の発光層は緑または赤の発光色を有する発光材料で構成される。緑の発光色を有する発光材料としては例えばＡｌｑ３（トリスキノリノールアルミニウム錯体）を用いることができる。赤の発光色を有する発光材料としては例えば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。電子注入層は、例えばフッ化リチウム（ＬｉＦ）などで構成される。
【００５２】
有機層１３を構成する各層の厚さは、正孔注入層が１〜２０ｎｍ、正孔輸送層が１５〜１００ｎｍ、第１の発光層１３ａまたは第２の発光層１３ｂがそれぞれ５〜５０ｎｍ、電子注入層および電子輸送層は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。
【００５３】
第２の反射界面１６は、有機層１３上に導電性の透明層１４を形成し、有機層１３とこの透明層１４との屈折率差を利用して形成する。また、第３の反射界面１７は、透明層１４と第２の電極１２との屈折率差を利用して形成する。この透明層１４は例えば酸化ニオブなどで構成される。この透明層１４は１層の層からなる必要はなく、必要とされる平坦な波長帯域および視野角特性に応じて、屈折率が異なる２層以上の透明層の積層構造としてもよい。
【００５４】
光が取り出される第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。
なお、第２の電極１２により透明層１４を兼用することも可能であり、この場合には、有機層１３と第２の電極１２との間に第２の反射界面１６が形成される。
【００５５】
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く、上述のように第２の電極１２により透明層１４を兼用する場合には、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１６または第３の反射界面１７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。
【００５６】
必要に応じて、有機層１３と透明層１４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。
【００５７】
〈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１４は実施例２による下面発光型有機ＥＬ発光装置を構成する有機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１４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。実施例１の透明層１４は第２の電極１２が兼用している。そして、有機層１３と第２の電極１２との間に第２の反射界面１６が形成され、第２の電極１２とパッシベーション膜２１との間に第３の反射界面１７が形成されている。その他のことは実施例１と同様である。
【００５８】
〈４．第４の実施の形態〉
［有機ＥＬ照明装置］
図１５は第４の実施の形態による有機ＥＬ照明装置を示す。
図１５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〜第３の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ発光装置における第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３が搭載されている。この場合、これらの第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３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。これらの第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３を間に挟んで基板３０と対向するように封止基板３１が設けられており、この封止基板３１および基板３０の外周部が封止材３２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１５においては、一組の第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３だけが示されているが、必要に応じて、複数組みを基板３０上に所望の配置で搭載してもよい。この有機ＥＬ照明装置の第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３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。
【００５９】
この第４の実施の形態によれば、第１〜第３の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ発光装置における第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３を用いている。このため、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の設計により第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３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る。このため、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。また、第１の実施の形態と同様に、第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の有機層１３および透明層１４の厚さを共通にすることができるので、この有機ＥＬ照明装置は高い生産性で容易に製造することができる。
【００６０】
〈５．第５の実施の形態〉
［有機ＥＬ表示装置］
図１６は第５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。
図１６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〜第３の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ発光装置における第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３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表示装置の第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３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。
【００６１】
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、具体的には例えば第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３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。
【００６２】
この第５の実施の形態によれば、第１〜第３の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ発光装置における第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３を用いている。このため、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。また、第１の実施の形態と同様に、第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の有機層１３および透明層１４の厚さを共通にすることができるので、この有機ＥＬ表示装置は高い生産性で容易に製造することができる。
【００６３】
以上、この発明の実施の形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は、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、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
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】
【００６４】
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…透明層、１５…第１の反射界面、１６…第２の反射界面、１７…第３の反射界面、１８…透明層、１９…第４の反射界面、２０…基板、２１…パッシベーション膜、３０…基板、３１……封止基板、３２…封止材、４０…駆動基板、４１…封止基板、４２…封止材、Ａ１…第１の位置、Ａ２…第２の位置、Ｄ１…第１の有機ＥＬ素子、Ｄ２…第２の有機ＥＬ素子、Ｄ３…第３の有機ＥＬ素子
【技術分野】
【０００１】
この発明は発光装置、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を用いた発光装置、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、帯域の狭い単色スペクトルを持つ有機発光素子の反射層による発光の位相と射出側に設けられた反射層一層による干渉を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。この場合には、一つの素子の発光波長を一つとし、かつ反射界面を一つに限定することによって単色での輝度および視野角特性を維持できているが、色相の変化を抑えるほど十分な帯域はない。また、この帯域を広げようとする場合には、反射率を高くして相殺の度合いを高めることが必要となるが、その際には、効率の著しい低下を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、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、単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、しかも高い生産性で容易に製造することができる発光装置を提供することである。
この発明が解決しようとする他の課題は、角度依存性が少なく、配光特性が良好でしかも高い生産性で容易に製造することができる照明装置を提供することである。
この発明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く高画質でしかも高い生産性で容易に製造することができる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】
【００１１】
上記課題を解決するために、この発明は、
可視光領域の互いに異なる単色の光を発光する複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、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第１の位置または第２の位置にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層と、
前記第１の発光層または前記第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設けられた第２の反射界面および第３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は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
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は、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
前記第２の反射界面による光の反射および前記第３の反射界面による光の反射は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長および前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている発光装置である。
【００１２】
また、この発明は、
可視光領域の互いに異なる単色の光を発光する複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、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第１の位置または第２の位置にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層と、
前記第１の発光層または前記第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設けられた第２の反射界面および第３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は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
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は、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
前記第２の反射界面による光の反射および前記第３の反射界面による光の反射は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長および前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている照明装置である。
【００１３】
また、この発明は、
可視光領域の互いに異なる単色の光を発光する複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、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第１の位置または第２の位置にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層と、
前記第１の発光層または前記第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設けられた第２の反射界面および第３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は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
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は、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
前記第２の反射界面による光の反射および前記第３の反射界面による光の反射は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長および前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている表示装置である。
【００１４】
この発明の発光装置、照明装置および表示装置においては、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Ｌ１１、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Ｌ２１、第１の発光層の発光中心と第２の反射界面との間の光学距離をＬ１２、第２の発光層の発光中心と第２の反射界面との間の光学距離をＬ２２、第１の発光層の発光中心と第３の反射界面との間の光学距離をＬ１３、第２の発光層の発光中心と第３の反射界面との間の光学距離をＬ２３、第１の発光層の発光スペクトルの中心波長をλ１、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、Ｌ２２、Ｌ１３およびＬ２３は以下の式（１）〜（８）を全て満足し、かつ、式（９）および（１０）のうちの少なくとも一方を満足するように選ばれる。ここで、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する。この発光中心は通常、第１の発光層および第２の発光層の厚さを二等分する面であり、その場合、第１の位置および第２の位置はそれぞれ第１の発光層および第２の発光層の発光中心と一致する。
【００１５】
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝ｍ （１）
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝ｎ（ただし、ｎ≧ｍ＋１） （２）
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝ｍ’＋１／２ （３）
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝ｎ’＋１／２ （４）
２Ｌ１３／λ１３＋φ３／２π＝ｍ''＋１／２ （５）
２Ｌ２３／λ２３＋φ３／２π＝ｎ''＋１／２ （６）
λ１−３０＜λ１１＜λ１＋８０ （７）
λ２−３０＜λ２１＜λ２＋８０ （８）
λ１２≦λ１−１５かつλ１３≧λ１＋１５ または λ１３≦λ１−１５かつλ１２≧λ１＋１５ （９）
λ２２≦λ２−１５かつλ２３≧λ２＋１５ または λ２３≦λ２−１５かつλ２２≧λ２＋１５ （１０）
ただし、ｍ、ｍ’、ｍ''、ｎ、ｎ’、ｎ''：整数
λ１、λ２、λ１１、λ２１、λ１２、λ２２、λ１３、λ２３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
φ３：各波長の光が第３の反射界面で反射される際の位相変化
【００１６】
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）〜（６）は、第２の反射界面による光の反射および第３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および第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように設定する式である。式（１）〜（６）のλ１１、λ２１、λ１２、λ２２、λ１３、λ２３は式（７）〜（１０）によってλ１、λ２より求められる。
【００１７】
ｍ、ｍ’、ｍ''、ｎ、ｎ’、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ｍ、ｎ≦５とするのが好ましく、ｎ≧ｍ＋１であることを考慮すると、ｍ≦４、ｎ≦５とすることが好ましい。最も好ましくはｍ＝０およびｎ＝１あるいはｎ＝２である。
【００１８】
この発光装置では、発光素子の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、あるいは、全ての発光色の帯域の傾斜を互いにほぼ等しくすることができる。特に、上記の式（１）〜（８）を全て満足し、かつ、式（９）および（１０）のうちの少なくとも一方を満足するように発光装置を構成することにより、単色の光に対し、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。
【００１９】
第１の発光層または第２の発光層が発光する互いに異なる色の光の波長（発光スペクトルのピーク波長）の差は一般的には１２０ｎｍ以内であるのが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２０】
この発光装置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。上面発光型の発光装置では、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。下面発光型の発光装置では、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。上面発光型の発光装置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。下面発光型の発光装置の基板は、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。
必要に応じて、第２の発光層と第２の電極との間に可視光の透過が可能な厚さ、例えば厚さが５ｎｍ以下、好ましくは３〜４ｎｍ以下の金属層を設けてもよい。この金属層は半透明反射層として用いることができる。
【００２１】
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２の反射界面による光の反射および第３の反射界面による光の反射が弱め合う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。
【００２２】
第１の発光層または第２の発光層を共通に有する複数の発光素子間でその共通に有する発光層を形成する位置を第１の位置または、第２の位置からずらしたり、第１の発光層または第２の発光層の厚さをある程度大きくして、第１の位置または、第２の位置から離れた場所で発光させたりする場合には、発光装置は、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のが好ましい。
【００２３】
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３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３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３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。
【００２４】
この発明の発光装置、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】
【００２５】
この発明によれば、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、単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、しかも各発光素子の有機層などの厚さを共通にすることができることにより高い生産性で容易に製造することができる発光装置を実現することができる。
また、この発明によれば、角度依存性が少ない、配光特性が良好でしかも高い生産性で容易に製造することができる照明装置および視野角依存性の少ない高画質でしかも高い生産性で容易に製造することができる表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子およびこの発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を示す断面図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機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】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子における第１の反射界面による干渉フィルタならびに第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４】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子における第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】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子の輝度の視野角特性を示す略線図である。
【図６】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子の色度の視野角特性を示す略線図である。
【図７】この発明の第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する互いに異なる色を発光する有機ＥＬ素子間で第２の発光層の形成位置を互いに逆方向にずらす場合を示す断面図である。
【図８】図７に示す有機ＥＬ素子における第２の発光層に対応す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９】この発明の第３の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図１０】この発明の第３の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子における第２の発光層に対応す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１１】この発明の第３の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子の輝度の視野角特性を示す略線図である。
【図１２】この発明の第３の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する有機ＥＬ素子の色度の視野角特性を示す略線図である。
【図１３】実施例１による有機ＥＬ発光装置を構成を構成する上面発光型有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図１４】実施例２による有機ＥＬ発光装置を構成を構成する下面発光型有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図１５】この発明の第４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１６】この発明の第５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】
【００２７】
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発光装置）
２．第２の実施の形態（有機ＥＬ発光装置）
３．第３の実施の形態（有機ＥＬ発光装置）
４．第４の実施の形態（有機ＥＬ照明装置）
５．第５の実施の形態（有機ＥＬ表示装置）
【００２８】
〈１．第１の実施の形態〉
［有機ＥＬ発光装置］
図１Ａはこの第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を構成する基本となる有機ＥＬ素子、図１Ｂは互いに異なる単色の光を発光する３種類の有機ＥＬ素子を用いて構成される第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置を示す。
図１Ａ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第１の位置Ａ１または第２の位置Ａ２にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層１３が挟持されている。第１の発光層の上下または第２の発光層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の発光層および第２の発光層は、波長の差が１２０ｎｍ以内の互いに異なる色の光を発光するものである。第１の発光層または第２の発光層の発光波長は各有機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の発光層および第２の発光層の発光波長は第１の電極１１から第２の電極１２に向かう方向の距離が大きいほど長くなるのが好ましいが、これに限定されるものではない。有機層１３と第２の電極１２との間には導電性の透明層１４が設けられている。この透明層１４は、必要に応じて二層以上の層により構成してもよい。第１の電極１１、第２の電極１２、有機層１３、第１の発光層、第２の発光層および透明層１４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。
【００２９】
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１５が形成されている。この第１の反射界面１５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１５は、第１の発光層または第２の発光層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。透明層１４の屈折率は有機層１３の屈折率と異なり、これらの屈折率の差により有機層１３と透明層１４との間に第２の反射界面１６が形成されている。また、透明層１４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透明層１４と第２の電極１２との間に第３の反射界面１７が形成されている。
【００３０】
図１Ｂに示すように、有機ＥＬ発光装置は、互いに異なる単色の光を発光する第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３を有し、必要に応じてこれらの三つの素子を一組として複数組有する。第１の有機ＥＬ素子Ｄ１は有機層１３中の第１の位置Ａ１に第１の発光層１３ａを有する。第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３は有機層１３中の第２の位置Ａ２に第２の発光層１３ｂを有する。一例を挙げると、第１の有機ＥＬ素子Ｄ１は青色発光、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２は緑色発光、第３の有機ＥＬ素子Ｄ３は赤色発光であるが、これに限定されるものではない。第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の有機層１３および透明層１４の厚さは互いに等しい。
【００３１】
図１Ａには、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ１２、Ｌ２２、Ｌ１３およびＬ２３を該当個所に記入した。ここで、第１の発光層１３ａの発光中心は有機層１３中の第１の位置Ａ１と一致し、第２の発光層１３ｂの発光中心は有機層１３中の第２の位置Ａ２と一致するとした。この有機ＥＬ発光装置においては、式（１）〜（８）を全て満足し、かつ、式（９）および（１０）のうちの少なくとも一方を満足するようにＬ１１、Ｌ２１、Ｌ１２、Ｌ２２、Ｌ１３およびＬ２３が設定されている。
【００３２】
この有機ＥＬ発光装置が白色発光装置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発光装置においては、第１の有機ＥＬ素子Ｄ１の第１の発光層１３ａが青色の光を発光し、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２の第２の発光層１３ｂが緑色の光を発光し、第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の第２の発光層１３ｂが赤色の光を発光する。この有機ＥＬ発光装置は、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４６０ｎｍ、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３を一体とした見た場合の第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２は例えば５７５ｎｍである。
【００３３】
Ｌ１１は、第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長λ１の光が第１の反射界面１５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。また、Ｌ２１は、第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２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。この状態を式で表すと次の通りであり、式（１）、（２）、（７）および（８）を満たしている。
【００３４】
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝０ （１）’
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝１ （２）’
ただし、
λ１１＝λ１＝４６０ｎｍ （７）’
λ２−３０＝５４５＜λ２１＝６００＜λ２＋８０＝６５５ｎｍ （８）’
【００３５】
ここで、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や透明層１４など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。
【００３６】
φ１の計算の具体例を以下に示す。第１の電極１１がアルミニウム（Ａｌ）合金からなるとすると、波長４６０ｎｍ（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＝０．５７０、ｋ＝４．７２５である。有機層１３の屈折率ｎ0 ＝１．７５とすると
φ１＝ｔａｎ-1｛（２ｎ0 ｋ／（ｎ2 ＋ｋ2 −ｎ0 2 ））｝
＝ｔａｎ-1（０．７３０１）
となる。−２π＜φ１≦０であることを考慮すると、φ１＝−２．５１１ラジアンと求めることができる。このφ１の値を式（１）’に代入してＬ１１を求めるとＬ１１＝９２ｎｍとなる。また、このφ１の値を式（２）’に代入してＬ２１を求めるとＬ２１＝３２２ｎｍとなる。
なお、第１の電極１１の屈折率ｎが有機層１３の屈折率ｎ0 よりも大きいときは、φ１はさらにπラジアンだけシフトし、小さいときはシフト量は０である。
【００３７】
このときの第１の発光層１３ａおよび第２の発光層１３ｂの第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、光取出しが向上するが、斜め方向からの観察により、干渉フィルタの波長帯域が短波長方向へシフトし、輝度および色相変化が生じる。さらに、第２の発光層１３ｂに対応する干渉フィルタの帯域が狭いために、緑（Ｇ）および赤（Ｒ）の光は十分な光取出しができていない。
【００３８】
次に、第２の反射界面１６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２．２）の透明層１４との間に形成する。また、第３の反射界面１６を透明層１４とこの透明層１４と異なる屈折率（例えば、屈折率２．０）の第２の電極１２との間に形成する。屈折率２．２の透明層１４の材料としては例えば酸化ニオブを用いることができ、屈折率２．０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。この場合、第２の反射界面１６による光の反射および第３の反射界面１７による光の反射は、中心波長λ１およびλ２に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合う条件
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝２＋１／２ （３）’
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝０＋１／２ （４）’
２Ｌ１３／λ１３＋φ３／２π＝３＋１／２ （５）’
２Ｌ２３／λ２３＋φ３／２π＝１＋１／２ （６）’
λ１２＝４３６≦λ１−１５＝４６０−１５＝４４５かつλ１３＝５１０≧λ１＋１５＝４６０＋１５＝４７５ （９）’
λ２２＝５２０≦λ２−１５＝５７５−１５＝５６０かつλ２３＝６５３≧λ２＋１５＝５７５＋１５＝５９０ （１０）’
（λ１２、λ２２、λ１３、λ２３の単位はｎｍ）
を満たす。φ２、φ３は上述と同様にして計算することができる。
以上により、式（１）〜（１０）の条件が全て満足される。
【００３９】
図３に、第１の反射界面１５および第２の反射界面１６による干渉フィルタの分光透過率曲線を示す。この場合、第１の反射界面１５と第２の反射界面１６との波長条件が互いに１５ｎｍ以上異なることから波長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。
【００４０】
図４に、第１の反射界面１５および第２の反射界面１６に加えて第３の反射界面１７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緑赤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、この状態での緑色の光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。青色の光および赤色の光についても同様である。
【００４１】
以上のように、この第１の実施の形態によれば、第１の有機ＥＬ素子Ｄ１の第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長λ１の光が第１の反射界面１５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ている。また、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２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ている。さらに、第２の反射界面１６による光の反射および第３の反射界面１７による光の反射が、第１の発光層１３ａの発光スペクトルの中心波長λ１および第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている。この結果、この有機ＥＬ発光装置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発光装置によれば、良好な色相を持つ白色発光装置を実現することができる。また、この有機ＥＬ発光装置は、単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。また、この有機ＥＬ発光装置は、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発光装置は干渉フィルタの透過率が高いので、低消費電力である。さらに、この有機ＥＬ発光装置は、第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の有機層１３および透明層１４の厚さを互いに共通にすることができる。このため、この有機ＥＬ発光装置を高い生産性で容易に製造することができる。
【００４２】
〈２．第２の実施の形態〉
［有機ＥＬ発光装置］
第２の実施の形態による有機ＥＬ発光装置においては、第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置の第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３における第２の反射界面１６および第３の反射界面１７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（３）〜（６）で示される逆位相の干渉条件の波長帯域を広げる。すなわち、例えば、式（３）については、第２の反射界面１６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、Ｌ１２がＬ１２＋Δ、Ｌ１２−Δとなるため、式（３）が成立するλ１２の帯域が広がる。式（４）〜（６）についても同様である。
【００４３】
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（３）〜（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発光装置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。
【００４４】
〈３．第３の実施の形態〉
［有機ＥＬ発光装置］
第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置の第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３における第２の発光層１３ｂの部分は、この有機ＥＬ素子の製造方法や必要とされる特性などの関係で厚さがある程度大きくなる場合がある。また、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３間で第２の発光層１３ｂの形成位置を互いに逆方向にずらす必要がある場合もありうる。このような場合には、干渉フィルタの分光透過率曲線に傾斜が発生し、広角での視野角特性の維持が困難となる。この対策として、第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置の第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３における第１の反射界面１５、第２の反射界面１６および第３の反射界面１７に加えて新たな第４の反射界面を設けることにより、視野角特性の改善が可能である。
【００４５】
第４の反射界面に対しては、第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２±１５ｎｍの範囲で、強め合いまたは弱め合いの両方の条件が存在する。図７Ａは第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置の第２の有機ＥＬ素子Ｄ２または第３の有機ＥＬ素子Ｄ３を示すが、第２の発光層１３ｂの厚さは２０ｎｍと比較的大きい。これに対し、図７Ｂに示すように、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の第２の発光層１３ｂの位置は図７Ａに比べて第２の位置Ａ２から前後に１０ｎｍずれている。第２の位置Ａ２から第１の電極１１側に１０ｎｍずれた第２の発光層１３ｂを第２の発光層１３ｂ−１とし、第２の位置Ａ２から第２の電極１２側に１０ｎｍずれた第２の発光層１３ｂを第２の発光層１３ｂ−２とする。この結果、図８に示すように、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２の緑色発光用の第２の発光層１３ｂおよび第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の赤色発光用の第２の発光層１３ｂに対応するそれぞれの干渉フィルタの分光透過率曲線には互いに逆方向の傾斜が発生する。このため、視野角が大きくなると緑色の光の透過率は減少し、反対に赤色の光の透過率は増加し、色のずれが発生する。
【００４６】
そこで、この第３の実施の形態による有機ＥＬ発光装置においては、図９に示すように、透明層１４上にこの透明層１４と屈折率が異なる別の導電性の透明層１８を設け、この透明層１８上に第２の電極１２を設ける。そして、この透明層１８と第２の電極１２との間に第４の反射界面１９を形成する。この場合、第３の反射界面１７は透明層１４と透明層１８との間に形成される。第４の反射界面１９は、第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２の光に対して強め合う条件となるような位置に設定する。これによって、緑色の光および赤色の光のそれぞれの干渉フィルタの分光透過率曲線は図１０に示すようになり、緑色および赤色のそれぞれの色の光に対して、ピーク部が平坦な干渉フィルタを形成することができることが分かる。
【００４７】
緑色の光用の第２の発光層１３ｂおよび赤色の光用の第２の発光層１３ｂをずらす方向を逆にした場合には、第４の反射界面１９を、第２の発光層１３ｂの発光スペクトルの中心波長λ２に対して弱め合う条件となる位置に形成することにより上記と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
第４の反射層１９を形成したこの第３の実施の形態による有機ＥＬ発光装置における緑色の光の輝度および色度の視野角特性を図１１および図１２に示す。図１１および図１２より、この有機ＥＬ発光装置によれば、第１の実施の形態による有機ＥＬ発光装置に比べて輝度および色度の視野角特性がさらに改善されていることが分かる。
【００４９】
〈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１３は実施例１による上面発光型有機ＥＬ発光装置を構成する有機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１３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、透明層１４および第２の電極１５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。有機層１３は第１の発光層１３ａまたは第２の発光層１３ｂを含む。
【００５０】
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１５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。
【００５１】
有機層１３は、正孔注入層、正孔輸送層、第１の発光層１３ａまたは第２の発光層１３ｂ、電子輸送層および電子注入層が下層から順次積層された構造を有する。正孔注入層は、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、青（Ｂ）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。第２の発光層は緑または赤の発光色を有する発光材料で構成される。緑の発光色を有する発光材料としては例えばＡｌｑ３（トリスキノリノールアルミニウム錯体）を用いることができる。赤の発光色を有する発光材料としては例えば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。電子注入層は、例えばフッ化リチウム（ＬｉＦ）などで構成される。
【００５２】
有機層１３を構成する各層の厚さは、正孔注入層が１〜２０ｎｍ、正孔輸送層が１５〜１００ｎｍ、第１の発光層１３ａまたは第２の発光層１３ｂがそれぞれ５〜５０ｎｍ、電子注入層および電子輸送層は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。
【００５３】
第２の反射界面１６は、有機層１３上に導電性の透明層１４を形成し、有機層１３とこの透明層１４との屈折率差を利用して形成する。また、第３の反射界面１７は、透明層１４と第２の電極１２との屈折率差を利用して形成する。この透明層１４は例えば酸化ニオブなどで構成される。この透明層１４は１層の層からなる必要はなく、必要とされる平坦な波長帯域および視野角特性に応じて、屈折率が異なる２層以上の透明層の積層構造としてもよい。
【００５４】
光が取り出される第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。
なお、第２の電極１２により透明層１４を兼用することも可能であり、この場合には、有機層１３と第２の電極１２との間に第２の反射界面１６が形成される。
【００５５】
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く、上述のように第２の電極１２により透明層１４を兼用する場合には、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１６または第３の反射界面１７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。
【００５６】
必要に応じて、有機層１３と透明層１４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。
【００５７】
〈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１４は実施例２による下面発光型有機ＥＬ発光装置を構成する有機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１４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。実施例１の透明層１４は第２の電極１２が兼用している。そして、有機層１３と第２の電極１２との間に第２の反射界面１６が形成され、第２の電極１２とパッシベーション膜２１との間に第３の反射界面１７が形成されている。その他のことは実施例１と同様である。
【００５８】
〈４．第４の実施の形態〉
［有機ＥＬ照明装置］
図１５は第４の実施の形態による有機ＥＬ照明装置を示す。
図１５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〜第３の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ発光装置における第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３が搭載されている。この場合、これらの第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３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。これらの第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３を間に挟んで基板３０と対向するように封止基板３１が設けられており、この封止基板３１および基板３０の外周部が封止材３２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１５においては、一組の第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３だけが示されているが、必要に応じて、複数組みを基板３０上に所望の配置で搭載してもよい。この有機ＥＬ照明装置の第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３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。
【００５９】
この第４の実施の形態によれば、第１〜第３の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ発光装置における第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３を用いている。このため、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の設計により第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３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る。このため、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。また、第１の実施の形態と同様に、第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の有機層１３および透明層１４の厚さを共通にすることができるので、この有機ＥＬ照明装置は高い生産性で容易に製造することができる。
【００６０】
〈５．第５の実施の形態〉
［有機ＥＬ表示装置］
図１６は第５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。
図１６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〜第３の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ発光装置における第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３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表示装置の第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３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。
【００６１】
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、具体的には例えば第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第１の有機ＥＬ素子Ｄ３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。
【００６２】
この第５の実施の形態によれば、第１〜第３の実施の形態のいずれかによる有機ＥＬ発光装置における第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３を用いている。このため、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。また、第１の実施の形態と同様に、第１の有機ＥＬ素子Ｄ１、第２の有機ＥＬ素子Ｄ２および第３の有機ＥＬ素子Ｄ３の有機層１３および透明層１４の厚さを共通にすることができるので、この有機ＥＬ表示装置は高い生産性で容易に製造することができる。
【００６３】
以上、この発明の実施の形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は、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、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
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】
【００６４】
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…透明層、１５…第１の反射界面、１６…第２の反射界面、１７…第３の反射界面、１８…透明層、１９…第４の反射界面、２０…基板、２１…パッシベーション膜、３０…基板、３１……封止基板、３２…封止材、４０…駆動基板、４１…封止基板、４２…封止材、Ａ１…第１の位置、Ａ２…第２の位置、Ｄ１…第１の有機ＥＬ素子、Ｄ２…第２の有機ＥＬ素子、Ｄ３…第３の有機ＥＬ素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光領域の互いに異なる単色の光を発光する複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、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第１の位置または第２の位置にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層と、
前記第１の発光層または前記第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設けられた第２の反射界面および第３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は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
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は、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
前記第２の反射界面による光の反射および前記第３の反射界面による光の反射は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長および前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている発光装置。
【請求項２】
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の発光層の発光中心と前記第３の反射界面との間の光学距離をＬ１３、前記第２の発光層の発光中心と前記第３の反射界面との間の光学距離をＬ２３、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、Ｌ２２、Ｌ１３およびＬ２３が以下の式（１）〜（８）を全て満足し、かつ、式（９）および（１０）のうちの少なくとも一方を満足する請求項１に記載の発光装置。
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝ｍ （１）
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝ｎ（ただし、ｎ≧ｍ＋１） （２）
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝ｍ’＋１／２ （３）
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝ｎ’＋１／２ （４）
２Ｌ１３／λ１３＋φ３／２π＝ｍ''＋１／２ （５）
２Ｌ２３／λ２３＋φ３／２π＝ｎ''＋１／２ （６）
λ１−３０＜λ１１＜λ１＋８０ （７）
λ２−３０＜λ２１＜λ２＋８０ （８）
λ１２≦λ１−１５かつλ１３≧λ１＋１５ または λ１３≦λ１−１５かつλ１２≧λ１＋１５ （９）
λ２２≦λ２−１５かつλ２３≧λ２＋１５ または λ２３≦λ２−１５かつλ２２≧λ２＋１５ （１０）
ただし、ｍ、ｍ’、ｍ''、ｎ、ｎ’、ｎ''：整数
λ１、λ２、λ１１、λ２１、λ１２、λ２２、λ１３、λ２３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
φ３：各波長の光が第３の反射界面で反射される際の位相変化
【請求項３】
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可視光領域でほぼ平坦または傾斜が互いにほぼ等しい請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子は視野角が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３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記互いに異なる単色の光の波長の差が１２０ｎｍ以内である請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
ｍ＝０およびｎ＝１である請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
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に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第３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に記載の発光装置。
【請求項９】
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に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第３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９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第２の発光層と前記第２の電極との間に厚さが５ｎｍ以下の金属層が設けられている請求項１に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記第１の反射界面、前記第２の反射界面および前記第３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に記載の発光装置。
【請求項１３】
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に記載の発光装置。
【請求項１４】
可視光領域の互いに異なる単色の光を発光する複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、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第１の位置または第２の位置にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層と、
前記第１の発光層または前記第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設けられた第２の反射界面および第３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は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
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は、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
前記第２の反射界面による光の反射および前記第３の反射界面による光の反射は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長および前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている照明装置。
【請求項１５】
可視光領域の互いに異なる単色の光を発光する複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、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第１の位置または第２の位置にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層と、
前記第１の発光層または前記第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設けられた第２の反射界面および第３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は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
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は、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
前記第２の反射界面による光の反射および前記第３の反射界面による光の反射は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長および前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている表示装置。
【請求項１６】
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１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
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１６に記載の表示装置。
【請求項１】
可視光領域の互いに異なる単色の光を発光する複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、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第１の位置または第２の位置にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層と、
前記第１の発光層または前記第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設けられた第２の反射界面および第３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は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
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は、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
前記第２の反射界面による光の反射および前記第３の反射界面による光の反射は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長および前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている発光装置。
【請求項２】
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の発光層の発光中心と前記第３の反射界面との間の光学距離をＬ１３、前記第２の発光層の発光中心と前記第３の反射界面との間の光学距離をＬ２３、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、Ｌ２２、Ｌ１３およびＬ２３が以下の式（１）〜（８）を全て満足し、かつ、式（９）および（１０）のうちの少なくとも一方を満足する請求項１に記載の発光装置。
２Ｌ１１／λ１１＋φ１／２π＝ｍ （１）
２Ｌ２１／λ２１＋φ１／２π＝ｎ（ただし、ｎ≧ｍ＋１） （２）
２Ｌ１２／λ１２＋φ２／２π＝ｍ’＋１／２ （３）
２Ｌ２２／λ２２＋φ２／２π＝ｎ’＋１／２ （４）
２Ｌ１３／λ１３＋φ３／２π＝ｍ''＋１／２ （５）
２Ｌ２３／λ２３＋φ３／２π＝ｎ''＋１／２ （６）
λ１−３０＜λ１１＜λ１＋８０ （７）
λ２−３０＜λ２１＜λ２＋８０ （８）
λ１２≦λ１−１５かつλ１３≧λ１＋１５ または λ１３≦λ１−１５かつλ１２≧λ１＋１５ （９）
λ２２≦λ２−１５かつλ２３≧λ２＋１５ または λ２３≦λ２−１５かつλ２２≧λ２＋１５ （１０）
ただし、ｍ、ｍ’、ｍ''、ｎ、ｎ’、ｎ''：整数
λ１、λ２、λ１１、λ２１、λ１２、λ２２、λ１３、λ２３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
φ３：各波長の光が第３の反射界面で反射される際の位相変化
【請求項３】
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可視光領域でほぼ平坦または傾斜が互いにほぼ等しい請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子は視野角が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３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記互いに異なる単色の光の波長の差が１２０ｎｍ以内である請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
ｍ＝０およびｎ＝１である請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
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に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第３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に記載の発光装置。
【請求項９】
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に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第３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９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第２の発光層と前記第２の電極との間に厚さが５ｎｍ以下の金属層が設けられている請求項１に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記第１の反射界面、前記第２の反射界面および前記第３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に記載の発光装置。
【請求項１３】
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に記載の発光装置。
【請求項１４】
可視光領域の互いに異なる単色の光を発光する複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、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第１の位置または第２の位置にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層と、
前記第１の発光層または前記第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設けられた第２の反射界面および第３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は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
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は、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
前記第２の反射界面による光の反射および前記第３の反射界面による光の反射は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長および前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている照明装置。
【請求項１５】
可視光領域の互いに異なる単色の光を発光する複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に挟持された、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第１の位置または第２の位置にそれぞれ互いに異なる単色の光を発光する第１の発光層または第２の発光層を含む有機層と、
前記第１の発光層または前記第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設けられた第２の反射界面および第３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は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第１の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
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は、前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の光が前記第１の反射界面と前記第２の発光層の発光中心との間における干渉によって強め合うように設定され、
前記第２の反射界面による光の反射および前記第３の反射界面による光の反射は、前記第１の発光層の発光スペクトルの中心波長および前記第２の発光層の発光スペクトルの中心波長の少なくとも一方に対して、一方が＋１５ｎｍ以上、他方が−１５ｎｍ以下離れた波長の光に対して弱め合うように構成されている表示装置。
【請求項１６】
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１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
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１６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１６】
【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１６】
【公開番号】特開２０１１−１５９４３１（Ｐ２０１１−１５９４３１Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８４９１（Ｐ２０１０−１８４９１）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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