(57)【要約】  単一色を発光し複数の機能層を有する電界発光素子であって、発光波長に吸収ピークを有しかつ、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の発光波長の補色の領域に少なくとも１以上の吸収ピーク含み、白色照明時の正面反射光の色座標の黒体軌跡からの偏差（Δｕｖ）の絶対値が、０．０２未満であり、発光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合に、Ｄ（θ）≧Ｄ（０）ｃｏｓθ（０≦θ≦θＤ≦６０度）の式を満たすように、複数の前記機能層の屈折率および膜厚が構成されている。
2017122386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一色を発光し複数の機能層を有する電界発光素子であって、
発光波長に吸収ピークを有しかつ、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の発光波長の補色の領域に少なくとも１以上の吸収ピーク含み、
白色照明時の正面反射光の色座標の黒体軌跡からの偏差（Δｕｖ）の絶対値が、０．０２未満であり、
発光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合に、下記の式（１）を満たすように、複数の前記機能層の屈折率および膜厚が構成されている、電界発光素子。
Ｄ（θ）≧Ｄ（０）ｃｏｓθ（０≦θ≦θＤ≦６０度）・・・式（１）
【請求項２】
θＤは、３０度である、請求項１に記載の電界発光素子。
【請求項３】
当該電界発光素子は、単一色を発光する２以上の発光ユニットを垂直に重ねた構成を含み、
それぞれの前記発光ユニットを単体で発光させた場合の発光強度の角度依存性の強度最大角度がそれぞれ異なり、
前記単一色の補色の領域の少なくとも２波長に吸収ピークを有する、請求項１または請求項２に記載の電界発光素子。
【請求項４】
前記単一色が赤色であり、赤色、緑色、および、青色の領域の波長吸収ピークを有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電界発光素子。
【請求項５】
当該電界発光素子は、発光点を有し、
前記発光点から発光波長の距離以内に、少なくとも一つのマイクロキャビティを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電界発光素子。
【請求項６】
前記マイクロキャビティは、発光波長において、負の誘電体層、正の誘電体層、および、負の誘電体層、を単位として構成されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機ＥＬ等の電界発光素子を用いた発光効率の高い電界発光素子が注目を集めている。電界発光素子は平面型の陰極と陽極に挟まれた光子発生層（光子発生層）から構成されるが、一般的には陽極を透明電極とし、陰極を金属反射電極として構成される場合が多い。電界発光素子の用途として、装飾照明用ダウンライト、劇場の色つきスポットライト、信号用色つき懐中電灯、信号機、車の色つきフロントライトやバックライトやブレーキランプ等の特定の色で特定の角度の範囲における輝度を確保することが必要な照明がある。【０００３】
しかしながら、一般に電界発光素子を用いた電界発光素子において光強度の角度分布（配光）はｃｏｓθで表されるランバート配光になり、特定の角度範囲で強く光る光源が実現できていなかった。【０００４】
一方、背景技術としては、特開２０１５−０３８８５９号公報（特許文献１）、および、特許２０１３−１５７２２６号公報（特許文献２）に開示されるように、発光機能層の付近に光学多層膜を配置して配光や発光色を調整する技術や、特開２０１４−０４８６１０号公報（特許文献３）に開示されるように、素子外部に光学フィルタを配置して反射光の色ずれを補正する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０３８８５９号公報
【特許文献２】特許２０１３−１５７２２６号公報
【特許文献３】特開２０１４−０４８６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、特許文献２に開示される構成においては、発光スペクトルの調整や配光制御については考慮されているが、配光を正面に向けつつ反射光の色を白色にする設計が不明確であるという課題が挙げられる。【０００７】
特許文献３に開示される構成においては、別部材が必要で構成が複雑になる課題や、発光スペクトルの調整や配光制御について考慮されておらず、配光調整の変数にフィルタの設計を利用できない課題が挙げられる。【０００８】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、正面から一定の角度範囲で光強度を確保しつつ、白色光で照明した時の反射光色づきを防止できる単色の電界発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この電界発光素子においては、単一色を発光し複数の機能層を有する電界発光素子であって、発光波長に吸収ピークを有しかつ、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の発光波長の補色の領域に少なくとも１以上の吸収ピーク含み、白色照明時の正面反射光の色座標の黒体軌跡からの偏差（Δｕｖ）の絶対値が、０．０２未満であり、発光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合に、Ｄ（θ）≧Ｄ（０）ｃｏｓθ（０≦θ≦θＤ≦６０度）の式を満たすように、複数の上記機能層の屈折率および膜厚が構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
この電界発光素子によれば、正面から一定の角度範囲で光強度を確保しつつ、白色光で照明した時の反射光色づきを防止できる単色の電界発光素子を提供することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１における電界発光素子と、その光学的配置を説明する図である。
【図２】（Ａ）は、実施の形態１の電界発光素子の具体的構成を示す断面図、（Ｂ）は、実施の形態１の電界発光素子の光学的に等価なモデルを示す図である。
【図３】等色関数と波長との関係を示す図である。
【図４】特定波長λ０に対する色相Ｈ０の関係を示す図である。
【図５】特定波長λ０の光と色相Ｈ０の関係を説明する図である。
【図６】補色の波長範囲を決める手順を示す図である。
【図７】式（４）を基準にした望ましい補色の色相と吸収波長域との関係を示す図である。
【図８】式（５）を基準にした望ましい補色の色相と吸収波長域との関係を示す図である。
【図９】赤色で発光する電界発光素子としての有機ＥＬの光学設計表を示す図である。
【図１０】発光機能層の膜厚に対する正面反射率の波長依存性を示す図である。
【図１１】発光機能層の膜厚に対する正面反射光の色座標の黒体軌跡からの偏差Δｕｖの絶対値を示す図である。
【図１２】実施の形態３の電界発光素子の断面構造を示す図である。
【図１３】実施の形態３の電界発光素子の光学的に等価なモデルを示す図である。
【図１４】実施の形態４の電界発光素子の光学的に等価なモデルを示す図であり、（Ａ）は、透明基板側にマイクロキャビティを設けた電界発光素子、（Ｂ）は、反射電極側にマイクロキャビティを設けた電界発光素子を示す図である。
【図１５】実施の形態４の他の形態の電界発光素子の光学的に等価なモデルを示す図であり、（Ａ）は、透明基板側および反射電極側の両側にマイクロキャビティを設けた電界発光素子を示し、（Ｂ）は、透明基板側にマイクロキャビティを２層設けた電界発光素子を示す図である。
【図１６】実施の形態５の電界発光素子の光学的に等価なモデルを示す図であり、（Ａ）は、透明基板側に光学バッファ層を設けた電界発光素子、（Ｂ）は、反射電極側に光学バッファ層を設けた電界発光素子を示す図である。
【図１７】実施の形態５の他の形態の電界発光素子の光学的に等価なモデルを示す図であり、透明基板側および反射電極側の両側に光学バッファ層を設けた電界発光素子を示している。
【図１８】実施の形態６における電界発光素子の光学的な模式図である。
【図１９】実施の形態６における電界発光素子の反射率計算結果を示す図である。
【図２０】実施の形態６における電界発光素子の発光輝度の角度依存性計算結果を示す図である。
【図２１】実施の形態７における電界発光素子の反射率計算結果を示す図である。
【図２２】実施の形態７における電界発光素子の発光輝度の角度依存性計算結果を示す図である。
【図２３】実施の形態８におけるマイクロキャビティの構成を示す図であり、（Ａ）は第１構成例を示す図、（Ｂ）は第２の構成例を示す図である。
【図２４】実施の形態８における他の構成のマイクロキャビティを示す図である。
【図２５】実施の形態９における電界発光素子の光学的な模式図である。
【図２６】実施の形態９における電界発光素子の具体的構成を示す図である。
【図２７】実施の形態９における電界発光素子の反射率の波長依存性を示す図である。
【図２８】発光輝度の角度依存性を示す図であり、（Ａ）は、全ユニットが発光した場合、（Ｂ）は、第１発光ユニットのみが発光した場合、（Ｃ）は、第２発光ユニットのみが発光した場合を示す図である。
【図２９】図２６に示す電界発光素子の構成をバックキャビティ型に変換した電界発光素子の構成を示す図である。
【図３０】電界発光素子の、透明部材から観測者側に放射される光の輝度の角度依存性を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に基づいた各実施の形態における電界発光素子について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、実施の形態の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。
【００１３】
（実施の形態１）
図１を参照して、本実施の形態における電界発光素子１と、その光学的配置について説明する。図１は、本実施の形態における電界発光素子１の構成およびその光学的配置を示す図である。
【００１４】
電界発光素子１は透明部材としての透明基板１０１の上に透明電極１１１ｃ、発光機能層１１１Ｆ、反射電極１１１ａを順番に積層した構造を有している。発光機能層１１１Ｆの内部は、電子や正孔の注入や輸送の必要に応じて複数の機能層に分かれている。たとえば、透明電極１１１ｃ側から「正孔注入層／正孔輸送層／光子発生層／電子輸送層／電子注入層」と構成してもよい。
【００１５】
発光機能層１１１Ｆの内部には、少なくとも光子発生層を一層有し、光子発生層において励起子が生じて発光の遷移が生じる。なお、励起子が生じる位置は光子発生層の中で分布し得るが、光学的には励起子分布の重心位置で発光すると仮定してよい。この励起子分布の重心位置を便宜上「発光点」と呼ぶ。
【００１６】
電界発光素子１の発光したときのエネルギーの重心波長をλpとおき、電界発光素子１の発光波長と呼ぶ。また、本実施の形態においては、透明電極１１１ｃ、発光機能層１１１Ｆ、および、反射電極１１１ａをまとめて「複数の機能層」と呼ぶ。
【００１７】
本実施の形態の電界発光素子１においては、発光波長に吸収ピークを有しかつ、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の発光波長の補色の領域に少なくとも１以上の吸収ピーク含み、白色照明時の正面反射光の色座標の黒体軌跡からの偏差Δｕｖの絶対値が０．０２未満であり、光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合に、下記の式（１）を満たすように、複数の機能層の屈折率と膜厚とが構成されている。
【００１８】
【数１】
2017122386.tif 000003
【００１９】
このように構成することで、正面から一定の角度以内で光強度を確保しつつ、非発光時に外光反射が色づきなく見える、単一色を発光する電界発光素子を実現できる。
【００２０】
図１を参照して、本実施の形態の電界発光素子１の効果について説明する。まず、電界発光素子１の正面強度と反射率との関係について説明する。電界発光素子１の光学的配置と正面強度との関係については、「小林洋志監修，中西洋一郎・波多腰玄一編著，「発光と受光の物理と応用」，培風館（２００８）第１１２頁〜第１１７頁」により、下記の式（２）のように表されることが知られている。
【００２１】
【数２】
2017122386.tif 000004
【００２２】
なお、式（２）における記号は、図１における記号と一致するように定義している。式（２）から、たとえば赤の正面強度を上げる設計においては、赤の正面反射率が低くなる傾向があることが分かる。
【００２３】
次に、電界発光素子１で外光が反射する際に、多重干渉で反射光が弱め合う条件について説明する。反射電極１１１ａと透明電極１１１ｃの間は微小な共振器と見なせる。共振器が共鳴状態になったときに、共鳴吸収が生じる。このことは、フレネル反射係数を考慮して位相変化が２πの整数倍になることであるので、以下の式（３）で与えられる。
【００２４】
【数３】
2017122386.tif 000005
【００２５】
式（３）においてｎＥＬは発光機能層１１１Ｆの平均的な屈折率である。また、φｍとφａは反射電極１１１ａと透明電極１１１ｃとで光が反射する際の位相変化を［ｒａｄ］の単位で表したものであり０〜２πの値をもつものとする。式（３）より膜厚を変えると反射光が弱くなる波長が変化することが分かる。
【００２６】
背景技術において式（２）のみを考慮して発光時の特性のみ考慮していた場合と比較して、本実施の形態においては式（３）に示される反射光の位相条件も考慮することにより、正面から一定の角度以内で光強度を確保しつつ、非発光時に外光反射が色づきなく見える、単一色を発光する発光素子を実現する。
【００２７】
本実施の形態において「単一色を発光する」とは、国際照明委員会（ＣＩＥ）の定める白色光からの色座標が十分離れていることを意味する。特に１９７８年にアルヴィ・レイ・スミス（Ａｌｖｙ  Ｒａｙ  Ｓｍｉｔｈ）によって考案されたＨＳＶ色空間で見たときには彩度が５０％以上であることが望ましく、国際照明委員会（ＣＩＥ）の定めるＹｘｙ色空間で見たときには白色６５００Ｋの白色点からのｘｙ距離が０．１以上あることが望ましい。このように、白色点から十分離れることで、視覚した時に色の情報を視認者に伝えることができる。
【００２８】
次に、図２を参照して、図１に示す本実施の形態のより具体的な構成例について説明する。図２（Ａ）は、本実施の形態の電界発光素子１の具体的構成を示す断面図、図２（Ｂ）は、本実施の形態の電界発光素子１の光学的に等価なモデルを示す図である。
【００２９】
図２に示す電界発光素子１においては、赤色で発光する有機ＥＬ素子を用いて説明するが、本実施の形態は有機ＥＬ素子に限らずＬＥＤや無機ＥＬなど、光学的に等価な素子に適用可能である。また、赤色で発光する素子に限らず、青色や緑色で発光する素子にも応用することができる。
【００３０】
有機ＥＬ発光素子は透明基板１０１上に発光領域を設け、その後に有機ＥＬを劣化させる水分の侵入を防ぐ封止部材（図示省略）で蓋をすることで構成される。発光領域の周囲には封止性能を保持するために一定領域の非発光領域が存在する。発光領域はさらに詳細に、透明基板１０１／透明電極１１１ｃ（陽極）／正孔注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）１１１ｂ５／正孔輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｌａｙｅｒ）１１１ｂ４／光子発生層（ＥＭＬ：ＥＭｉｓｓｉｖｅ  Ｌａｙｅｒ）１１１ｂ３／電子輸送層（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｌａｙｅｒ）１１１ｂ２／電子注入層（ＥＩＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）１１１ｂ１／反射電極１１１ａ、により構成される。
【００３１】
他に、たとえば陽極／光子発生層／電子輸送層／陰極からなるもの、陽極／正孔輸送層／光子発生層／電子輸送層／陰極からなるもの、陽極／正孔輸送層／光子発生層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極からなるもの、陽極／正孔輸送層／光子発生層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極からなるもの、陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／光子発生層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極からなるものが挙げられるが、本実施の形態はこれらに限定されるものではない。透明基板１０１や封止部材には柔軟性を有するフレキシブル樹脂基板を用いることが望ましく、これは後述する透明部材の材料を用いることが望ましい。
【００３２】
本実施の形態の電界発光素子１においては、ボトムエミッション型の電界発光素子を用いて説明したが、封止部材側に向かって光が発光するトップエミッション型を用いてもよい。電界発光素子１を用いた面発光パネルは、発光領域の劣化を防止するための封止領域や、給電のための電極を設けるために発光パネルの一部に非発光部が含まれる。発光パネルはフレキシブル性を有していると任意の形状に沿って配置できる利点を有する。また、特に非発光部は発光部よりフレキシブル性を有していて発光部より薄いと、タイリングした時に重ねて非発光部幅を縮小できるという利点を有する。
【００３３】
従来技術のように、別部材を重ねて反射光の色づきを調整するとフレキシブル性を阻害する欠点があるが、フレキシブル性を有する電界発光素子に本発明を適用することで、発光層と一体となった構成で反射光の色づきを制御できフレキシブル性を保つことができる利点がある。特にフレキシブル性に利点の有る構成は、後述する樹脂材料と、薄膜金属電極あるいは導電性樹脂と金属メッシュ電極、を組み合わせた構成であり、樹脂基板の厚さは５００マイクロメートル以下、より望ましくは２００マイクロメートル以下にするとよい。
【００３４】
図２（Ａ）に示す、ボトムエミッション型の電界発光素子１は、光学的には図２（Ｂ）に示す簡略化したモデルで表現できる。ここで発光機能層１１１Ｆの平均的な屈折率をｎＥＬとし、発光機能層１１１Ｆの厚さをＬ、反射電極１１１ａ表面から発光点までの距離をｄとおいた。発光点は前述の通り励起子分布の重心位置（ここでは光子発生層１１１ｂ３の厚さ方向の中心）とした。以下では図２（Ｂ）の光学モデルを用いて本実施の形態の構成要件について説明する。
【００３５】
本実施の形態の電界発光素子１は、全ての発光ユニットが発光したときのエネルギーの重心波長をλｐとおき、電界発光素子１の発光波長と呼ぶ。本実施の形態の有機ＥＬにおいては、発光波長に吸収ピークを有しかつ、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の発光波長の補色の領域に少なくとも１以上の吸収ピーク含み、白色照明時の正面反射光の色座標の黒体軌跡からの偏差Δｕｖの絶対値が０．０２未満であり、発光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合に、下記の式（１）を満たすように、発光機能層１１１Ｆの屈折率ｎＥＬと膜厚Ｌ、発光点の位置ｄが構成されている。
【００３６】
【数４】
2017122386.tif 000006
【００３７】
発光点の位置ｄは、たとえば図２（Ｂ）に示す構成においては、電子注入層１１１ｂ１と電子輸送層１１１ｂ２と光子発生層１１１ｂ３との膜厚で決まるため、発光機能層１１１Ｆの膜厚を決定する設計に含まれると言い換えることができる。このように構成することで、正面から一定の角度以内で光強度を確保しつつ、非発光時に外光反射が色づきなく見える発光素子を実現できる。
【００３８】
本実施の形態において「発光波長の補色の領域」とはＣＩＥの定めるＨＳＶ色空間において、Ｈ（色相）が１８０度異なる色から近い領域である。望ましくは発光色の色相をＨｏとしたときに、吸収ピーク波長単色の色相Ｈが、下記の式（４）を満足することが好ましい。
【００３９】
【数５】
2017122386.tif 000007
【００４０】
より望ましくは、下記の式（５）を満足することが好ましい。
【００４１】
【数６】
2017122386.tif 000008
【００４２】
色相は３６０°単位で繰り返すため、望ましい色相Ｈの範囲は、式（４）の場合で「元の色相Ｈｏ１８０°の色相から±６０°以内であることが望ましい」と言い換えられ、式（５）の場合は「元の色相Ｈｏ＋１８０°の色相から±３０°以内であることがより望ましい」と言い換えられる。
【００４３】
ある波長単色で発光した際のｘｙ色座標は、ＣＩＥの定義に従って特定波長の視感度から式（６）のように計算される。なお、ＳＸ，ＳＹ，ＳＺは、ＣＩＥ  ＸＹＺ表色系における三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚに関する等しい色関数であり、図３のように与えられる。
【００４４】
λは波長でありここではナノメートルの単位で定義する。Ｐ（λ）は光の電力スペクトルである。特定波長λｏにおける色度を計算する際は式（６）においてＰ（λ）をディラックのδ関数を用いてＰ（λ）＝δ（λ−λｏ）として計算する。すなわち、特定波長の色度ＸＹＺは式（７）のように計算される。
【００４５】
【数７】
2017122386.tif 000009
【００４６】
【数８】
2017122386.tif 000010
【００４７】
三刺激値ＸＹＺを用いてｓＲＧＢ色空間におけるＲＧＢ値は式（８）のように計算される。
【００４８】
【数９】
2017122386.tif 000011
【００４９】
さらに、ＲＧＢ値を用いてＨＳＶ値は式（９）のように計算される。
【００５０】
【数１０】
2017122386.tif 000012
【００５１】
ここで、ｍａｘは括弧の中のうちで最大のものを与える関数であり、ｍｉｎは括弧の中のうちで最小を与える関数である。このようにしてひとたび波長が与えられるとＨＳＶ値を一意に定義できる。波長から色相Ｈを計算した結果を図４に示す。
【００５２】
このように特定波長λｏから色相Ｈは一意に定義できることが分かる。図４から逆に、色相Ｈを定めると−６．２°≦Ｈ≦２５６．３°の範囲において特定波長λｏは一意に定義できることが分かる。
【００５３】
一方、色相がこの範囲を超える場合は特定の波長で色相は定義できない。これはｓＲＧＢのＲとＢで結ばれる色度上に単色光が無いためである。この様子を図５に示す。この場合、青色（波長３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ）と赤色（波長５８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）の２つの波長を用いることで補色を実現できる。
【００５４】
以上の補色を見つけるための手順を図に示すと図６の通りとなる。また、この手順で決まる補色の波長範囲は、式（４）を基準にすると図７に示すようになる。式（５）を基準とすると図８に示すようになる。このようにして「発光波長の補色の領域」に該当する波長範囲を定義できる。
【００５５】
次に、本実施の形態で望ましい膜厚と発光点の位置の要件についてより具体的な設計例を用いて説明する。図２（Ａ）に示した赤色で発光する有電界発光素子１の具体的な光学的な設計表を図９に示す。透明電極１１１ｃとしては薄膜金属の平滑性を向上させるための下地層１１１ｃ２と薄膜金属１１１ｃ１とを順に透明基板１０１側から積層した構成としている。
【００５６】
このように構成することで吸収の少ない透明電極１１１ｃを構成できる。また、青・緑・赤に対応する波長における複数の機能層の屈折率を例示している。図９に示す光学的構成においては、発光機能層１１１Ｆの膜厚Ｌと発光点の反射電極１１１ａの表面からの距離ｄを本実施の形態の要件を満たすように構成することによって、本実施の形態の構成を実現できる。
【００５７】
発光機能層１１１Ｆの膜厚Ｌと発光点の反射電極１１１ａ表面からの距離ｄを変化させながら、本実施の形態の要件を満たす構成位置を計算で調べた。発光強度や反射率の計算は光学多層膜の解析手法を用いて設計される。計算方法としては公知の文献（梶川浩太郎他著，「アクティブ・プラズモニクス」，コロナ社，初版第１刷，２０１３年、第１５１頁〜第１５９頁）の第５章１節で説明されている方法を用いた。それ以外にも公知の電磁場解析手法であるＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ）法、有限要素法、転送行列法などを用いることもできる。
【００５８】
また、計算において素子の発光スペクトルを計算するために、基準素子の電流注入時のエレクトロルミネッセンススペクトル（ＥＬスペクトル）を用いて光子発生層の内部発光スペクトルを逆算し、電流注入時の発光スペクトルを正確に見積もることを行なった。
【００５９】
このようにして基準素子のエレクトロルミネッセンススペクトルと基準素子の光取りだし効率から逆算された、内部発光スペクトルは波長６２５ｎｍにピーク波長を持ち、スペクトル反値全幅が７０ｎｍの光スペクトルを有していた。エネルギースペクトルの重心から求められる発光波長λｏは６６０ｎｍであった。
【００６０】
このように、基準素子の電流注入スペクトルを用いる内部スペクトルの推定する方法は、材料のフォトルミネッセンススペクトルを用いて内部発光スペクトルを推定する方法と比較すると電流注入時の内部スペクトルをより正確に推定できる利点がある。
【００６１】
以下では、発光波長６６０ｎｍに注目して本実施の形態の望ましい設計を行った結果について説明する。図７より、発光波長６６０ｎｍに対応する補色の領域の波長λcは、式（１０）、式（１１）のように表される。
【００６２】
【数１１】
2017122386.tif 000013
【００６３】
【数１２】
2017122386.tif 000014
【００６４】
特に赤色（波長５８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で発光する素子においては、発光色の色相が図４よりほぼ０度と見なせるため、補色の範囲は、式（１２）、式（１３）の範囲に設定するとよい。
【００６５】
【数１３】
2017122386.tif 000015
【００６６】
【数１４】
2017122386.tif 000016
【００６７】
このようにすることで、赤色（波長５８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で発光する電界発光素子の補色の波長域を簡単に設定することが可能になる。
【００６８】
図１０に発光機能層１１１Ｆの膜厚Ｌに対する正面反射率を調べた結果を示す。また、図１０においては式（３）を用いて算出された、共鳴吸収を起こす条件を示したグラフを重ねて描いている。
【００６９】
図１０より、式（３）の条件は反射光が弱め合う条件を表していることが確認できる。式（３）の吸収ピークが補色の波長領域に含まれる条件を求める。式（４）、または、式（５）によって求められた補色の波長域をλｍｉｎ≦λｃ≦λｍａｘであるとする。このとき、式（３）の吸収ピークが補色の波長領域に含まれる条件は、式（１４）で表される。
【００７０】
【数１５】
2017122386.tif 000017
【００７１】
ｎＥＬ（λ）は、特定波長λでの発光機能層１１１Ｆの屈折率を表し、φｍ（λ）は、反射電極１１１ａで光が反射する際の位相変化を表し、φａ（λ）は、透明電極１１１ｃで光反射するときの位相変化を表す。ｍは、自然数（１，２，３，．．．）である。
【００７２】
本実施の形態では、いずれかの自然数ｍで式（１４）の条件を満たすように膜厚Ｌを設定する。このようにすることで、本実施の形態の要件である「波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の発光波長の補色の領域に少なくとも１以上の吸収ピーク含む」という条件を満たすことができる。
【００７３】
次に、発光波長λｏで吸収ピークを含むための条件について説明する。補色のときの考え方と同様に、発光波長の色相をＨｏとしたときに吸収波長の色相Ｈａは、下記の式（１５）で表すことができる。
【００７４】
【数１６】
2017122386.tif 000018
【００７５】
より望ましくは、式（１６）の条件を満たすとよい。
【００７６】
【数１７】
2017122386.tif 000019
【００７７】
色相は３６０°単位で繰り返すため、望ましい色相Ｈの範囲は、式（１５）の場合で「元の色相Ｈｏから±６０°以内であることが望ましい」と言い換えられ、式（１６）の場合は「元の色相Ｈｏから±３０°以内であることがより望ましい」と言い換えられる。
【００７８】
以下では、図４〜図６を用いて発光波長に対応する望ましい吸収波長λａの領域を求めることができる。
【００７９】
今回の発光素子の場合は発光波長λｏが６６０ｎｍなので望ましい吸収ピークの波長範囲は、式（１７）、式（１８）で表すことができる。
【００８０】
【数１８】
2017122386.tif 000020
【００８１】
【数１９】
2017122386.tif 000021
【００８２】
特に赤色（波長５８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で発光する素子においては、発光色の色相が図４よりほぼ０度と見なせるため、望ましい吸収ピークの波長範囲は、式（１９）、式（２０）で表される。
【００８３】
【数２０】
2017122386.tif 000022
【００８４】
【数２１】
2017122386.tif 000023
【００８５】
発光波長λｏに対応する吸収ピーク波長の望ましい範囲は、式（１５）あるいは式（１６）で求めた波長範囲を、式（２１）として、式（２２）と表すことができる。
【００８６】
【数２２】
2017122386.tif 000024
【００８７】
【数２３】
2017122386.tif 000025
【００８８】
ただし、ｐは自然数（１，２，３．．．）である。
以上、実施の形態１において「単一色を発光し複数の機能層を有する電界発光素子において、発光波長に吸収ピークを有しかつ、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の発光波長の補色の領域に少なくとも１以上の吸収ピーク含む」ための条件について説明してきたが、ここで特に特に赤色（波長５８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で発光する素子について要点をまとめる。本実施の形態の要件を実現するために望ましい構成は以下の通りである。
【００８９】
下記の（条件１）と（条件２）と（条件３）の全てを満たすこと。
（条件１）
波長域の組みあわせは以下の［１］，［２］，［３］のいずれかであること。
【００９０】
【数２４】
2017122386.tif 000026
【００９１】
（条件２）
発光波長λｏの補色の波長域をλｍｉｎ≦λ≦λｍａｘとしたときにいずれかの自然数ｍについて下記の式（２３）を満たすこと。
【００９２】
【数２５】
2017122386.tif 000027
【００９３】
（条件３）
発光波長λｏに近い色の波長域を、λｍｉｎ０≦λ≦λｍａｘ０としたときにいずれかの自然数ｐについて下記の式（２４）を満たすこと。
【００９４】
【数２６】
2017122386.tif 000028
【００９５】
図９における赤色で発光する電界発光素子について上記条件を計算する。
（条件１）
波長域は［３］を採用する。
【００９６】
【数２７】
2017122386.tif 000029
【００９７】
（条件２）
【００９８】
【数２８】
2017122386.tif 000030
【００９９】
複数のｍについて例示すると下記の通りになる。
８７ｎｍ≦Ｌ≦１０８ｎｍ（ｍ＝１）
２１１ｎｍ≦Ｌ≦２６１ｎｍ（ｍ＝２）
３３５ｎｍ≦Ｌ≦４１４ｎｍ（ｍ＝３）
４５９ｎｍ≦Ｌ≦５６７ｎｍ（ｍ＝４）
５８３ｎｍ≦Ｌ≦７２０ｎｍ（ｍ＝５）
（条件３）
複数のｐについて例示すると下記の通りになる。
【０１００】
【数２９】
2017122386.tif 000031
【０１０１】
１１２ｎｍ≦Ｌ≦１６６ｎｍ（ｐ＝１）
２７０ｎｍ≦Ｌ≦３８８ｎｍ（ｐ＝２）
４２７ｎｍ≦Ｌ≦６１０ｎｍ（ｐ＝３）
５８５ｎｍ≦Ｌ≦８３３ｎｍ（ｐ＝４）
７４２ｎｍ≦Ｌ≦１０５４ｎｍ（ｐ＝５）
（条件１）から（条件３）を全て満たす膜厚範囲
（ａ）３３５ｎｍ≦Ｌ≦３８８ｎｍ（ｍ＝３，ｐ＝２）
（ｂ）４５９ｎｍ≦Ｌ≦５６７ｎｍ（ｍ＝４，ｐ＝３）
（ｃ）５８５ｎｍ≦Ｌ≦７２０ｎｍ（ｍ＝５，ｐ＝４）
次に、白色照明時の正面反射光の色座標の黒体輻射ラインからのずれを計算した結果を図１１に示す。図１１は、図１０の正面反射率に対して、色温度６５００Ｋの標準の光を照射した際のスペクトルを計算し、ＣＩＥの定義に従い黒体軌跡からの偏差Δｕｖの絶対値を計算した結果を示す図である。
【０１０２】
図１１より、黒体軌跡からの偏差Δｕｖの絶対値が０．０２未満となる発光機能層１１１Ｆの膜厚Ｌと「（条件１）から（条件３）を全て満たす膜厚範囲」とが重なることから「波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の発光波長の補色の領域に少なくとも１以上の吸収ピーク」を持つことで「白色照明時の正面反射光の色座標の黒体軌跡からの偏差Δｕｖの絶対値が０．０２未満」とするために有利な構成であることが確認できる。またさらに、正面反射光の色座標の黒体軌跡からの偏差Δｕｖは０．０１５以下であることが望ましく、さらに望ましくは０．０１０以下であるとよい。このようにすることで正面から見た外光反射が色づかず、素子が発光したときに色の情報を容易に外部へ視認させることが可能になる。
【０１０３】
次に、発光機能層１１１Ｆの膜厚Ｌを先ほど求めた偏差Δｕｖの絶対値が０．０２より小さい膜厚Ｌ＝３３５ｎｍに固定し、反射電極１１１ａ表面から発光点までの距離ｄを変化させながら、本実施の形態の要件「光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合にＤ（θ）≧Ｄ（０）ｃｏｓθ（０≦θ≦θＤ＝２０）」となる条件を調べた。
【０１０４】
ここで、特定の角度θＤ＝２０度とした。このようにすることで、正面から２０度までの輝度を確保しつつ、非発光時に外光反射が色づきなく見える発光素子を実現できる。光強度としては視感度で重み付けがされた輝度を用いた。反射電極１１１ａ表面から発光点までの距離ｄは、下記の式（２５）である場合に、「光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合にＤ（θ）≧Ｄ（０）ｃｏｓθ（０≦θ≦θＤ＝２０）」となることが分かった。
【０１０５】
【数３０】
2017122386.tif 000032
【０１０６】
また、反射電極１１１ａの表面から発光点までの距離ｄは、発光効率を高くして省エネルギーの素子を実現するために発光輝度が極大となる膜厚を採用することが望ましい。ここでは、条件を満たしつつ発光輝度が極大となる膜厚ｄ＝７０ｎｍを採用した。このような膜厚（Ｌ＝３３５ｎｍ，ｄ＝７０ｎｍ）にすることで、本実施の形態の要件を実現できる。
【０１０７】
以上まとめると、実施の形態１における電界発光素子１においては、発光機能層１１１Ｆの膜厚Ｌと反射電極１１１ａから発光点の距離ｄを「発光波長に吸収ピークを有しかつ、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の発光波長の補色の領域に少なくとも１以上の吸収ピーク含み、白色照明時の正面反射光の色座標の黒体軌跡からの偏差Δｕｖの絶対値が０．０２未満であり、発光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合にＤ（θ）≧Ｄ（０）ｃｏｓθ（０≦θ≦θＤ≦６０°）を満たすように、複数の機能層の屈折率と膜厚を構成」することで、外光反射時の色ずれを抑制しつつ、正面から特定範囲の角度において強度を確保できる電界発光素子を実現できる。
【０１０８】
（実施の形態２）
実施の形態２においては、実施の形態１においてθＤ＝３０°であることを特徴とする。本実施の形態は「全てのユニットを同時に発光させた際の発光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合に、Ｄ（θ）≧Ｄ（０）ｃｏｓθ（０＜θ≦θＤ≦６０°）を満たす」ことを特徴とするが、特定の角度θＤについてどのように定められるかを以下に示す。
【０１０９】
法令等で定められる場合がある。道路運送車両の保安基準（昭和二十六年七月二十八日運輸省令第六十七号、改正された平成二七年一月二二日国土交通省令第三号）とそれに関連する告示には、車の前照灯等に必要とされる角度特性が示されている。電界発光素子をこうした、前照灯、前部霧灯、側方照射灯、側方照射灯、低速走行時側方照射灯、車幅灯、前部上側端灯、側方灯、番号灯、尾灯、後部霧灯、駐車灯、後部上側端灯、制動灯、補助制動灯、後退灯、方向指示器、補助方向指示器、非常点滅表示灯、緊急制動表示灯、および、後面衝突警告表示灯等に用いる場合には、少なくとも特定の角度θＤ以下の範囲特定の輝度値を得ることが必要である。
【０１１０】
特定の角度θＤについては、人間の視覚で感じることのできる角度範囲から定義することができる。人に見られることを前提とする照明（信号機、信号灯、および、車のテールランプ等）は少なくとも人間が見える角度範囲において特定の輝度が得られることが重要である。人間の視覚は、「情報受容能力に優れる有効視野は水平３０度，垂直２０度程度に過ぎず，注視点が迅速に安定して見える安定注視野は水平に６０度〜９０度、垂直に４５度〜７０度程度である」[1]と言われている（http:／／www.lab.ime.cmc.osaka-u.ac.jp／~kiyo／cr／kiyokawa-2002-03-Hikari-Report／kiyokawa-2002-03-Hikari-Report.pdf）。従って、θＤ＝３０度とすれば、明るい範囲の角度において情報受容能力に優れる有効視野の範囲内で信号が点灯しているという情報を送ることが可能になる。
【０１１１】
（実施の形態３）
実施の形態３においては、赤色を発光する２以上の発光ユニットを垂直に重ねた構成であり、それぞれのユニット単体で発光した際の発光強度の角度依存性の強度最大角度がそれぞれ異なるように構成されており、緑と青の領域に少なくとも一つずつの吸収ピークを有する、ことを特徴とする。ここで「赤色に発光する」とは発光エネルギーの重心波長（発光波長）が５８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満に含まれることを意味し、望ましくは発光したときの色度ｘが０．５以上であることを意味する。また「青の領域」は波長３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の領域を意味し、「緑の領域」とは波長４９０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の領域を意味する。
【０１１２】
図１２に本実施の形態の電界発光素子２の断面構造を示す。電界発光素子２は、第１発光ユニット１１０Ｂおよび第２発光ユニット１１０Ｃを垂直方向に重ねたものである。図１３に、図１２の光学的に等価な模式図を示す。各発光ユニットの構成は、実施の形態１と同様である。
【０１１３】
本実施の形態の電界発光素子２においては、各発光ユニットのユニット単体で発光した際の発光強度の角度依存性の強度最大角度がそれぞれ異なるように構成する。また、発光ユニットを重ねた合計の発光機能層１１１Ｆの膜厚は、標準の光（Ｄ６５）の反射光の黒体軌跡からの偏差Δｕｖの絶対値０．０２が未満となる条件を満たすように膜厚を構成する。このようにすることで、特に赤色において、非発光時に外光反射が色づきなく見え、特定の角度範囲で強度を確保できる発光素子を実現できる。
【０１１４】
（実施の形態４）
図１４に、実施の形態４の電界発光素子４Ａ，４Ｂの光学的に等価なモデルを示す。図１４（Ａ）は、透明基板１０１側にマイクロキャビティ１１１Ｍを設けた電界発光素子４Ａを示し、図１４（Ｂ）は、反射電極１１１ａ側にマイクロキャビティ１１１Ｍを設けた電界発光素子４Ｂを示している。
【０１１５】
本実施の形態の電界発光素子４は、発光点から発光波長の距離以内に少なくとも一つのマイクロキャビティ１１１Ｍを含むことを特徴とする。マイクロキャビティ１１１Ｍは「発光波長において屈折率の異なる誘電体を多層重ねた誘電体多層膜」、または「負の誘電体／正の誘電体／負の誘電体」または、フォトニック結晶から構成される。
【０１１６】
このように、発光点から発光波長の距離以内に少なくとも一つのマイクロキャビティを有することで、正面から特定の角度範囲内で発光強度を確保しつつ、消灯時に白色光が反射した際の色ずれを低減することが可能になる。
【０１１７】
特に誘電体多層膜を用いた際は吸収が少ない設計が可能になる利点がある。フォトニック結晶を用いた場合には正面強度を強くしたり、特定の角度に光を向けたりするなどの制御が可能な利点がある。「負の誘電体／正の誘電体／負の誘電体」、を用いた場合は、後述の実施の形態５で説明する。
【０１１８】
本実施の形態において発光点の数は一つではなく、複数であるとなおよい。特に、実施の形態３で示したように「２以上の発光ユニットを垂直に重ねた構成であり、それぞれの発光ユニット単体で発光した際の発光強度の角度依存性の強度最大角度がそれぞれ異なる」ように構成されていることがのぞましい。このように構成することで、消灯時の白色光の反射光の色ずれを小さく保ったまま、正面から特定の角度範囲内で発光強度を確保しやすくなる。
【０１１９】
図１５に、本実施の形態における他の形態の電界発光素子４Ｃ，４Ｄの光学的に等価なモデルを示す。図１５（Ａ）は、透明基板１０１側および反射電極１１１ａ側の両側にマイクロキャビティ１１１Ｍ１，１１１Ｍ２を設けた電界発光素子４Ｃを示し、図１５（Ｂ）は、透明基板１０１側にマイクロキャビティ１１１Ｍ１，１１１Ｍ２を２層設けた電界発光素子４Ｄを示している。この構成においても、同等の作用効果を得ることができる。
【０１２０】
また、このように二つのマイクロキャビティを設けることで、反射光を白色にするための効果と配光を制御する効果を、マイクロキャビティが一つの場合と比較して強くすることができる。例えば、図１５（Ａ）の透明基板側のマイクロキャビティ１１１Ｍ１を発光波長の波長領域で共鳴するように構成し、反射層側のマイクロキャビティ１１１Ｍ２を発光波長の補色の波長領域で共鳴するように構成することが望ましい。マイクロキャビティ１１１Ｍ１で発光波長において光の状態密度が基板側で高い状態となり正面輝度を向上できると同時に、反射層側のマイクロキャビティ１１１Ｍ２で反射光の白色からの色ずれを補正できるという利点を有する。
【０１２１】
（実施の形態５）
図１６に、実施の形態５の電界発光素子５Ａ，５Ｂの光学的に等価なモデルを示す。図１６（Ａ）は、透明基板１０１側に光学バッファ層１１１ＢＦを設けた電界発光素子５Ａを示し、図１６（Ｂ）は、反射電極１１１ａ側に光学バッファ層１１１ＢＦを設けた電界発光素子５Ｂを示している。
【０１２２】
本実施の形態における電界発光素子５Ａ，５Ｂは、上述の実施の形態４において、マイクロキャビティが発光波長において「負の誘電体／光学バッファ層／負の誘電体」を単位として構成されていることを特徴とする。このような構成にすることで、吸収スペクトルのピークを鋭くできるため、より細かい反射光の色調整ができる利点がある。光学バッファ層は誘電体、もしくは誘電体多層膜、フォトニック結晶などで形成することができる。
【０１２３】
このように構成することで、吸収ピークを鋭く形成でき、白色照明時の反射光の色ずれを低減できる。また、発光点から干渉可能な距離にマイクロキャビティを形成することで、正面から特定の角度の発光強度を確保できる。
【０１２４】
図１７に、本実施の形態における他の形態の電界発光素子５Ｃの光学的に等価なモデルを示すであり、透明基板１０１側および反射電極１１１ａ側の両側に光学バッファ層１１１ＢＦ１，１１１ＢＦ２を設けた電界発光素子５Ｃを示している。この構成においても、同等の作用効果を得ることができる。
【０１２５】
（実施の形態６）
次に、図１８を参照して、実施の形態６における電界発光素子６について説明する。図１８は、本実施の形態における電界発光素子６の光学的な模式図である。なお、構成部材は、図２および図９に示す部材と同じ物を使用している。
【０１２６】
図１８に示す電界発光素子６は、重心波長６６０ｎｍで発光し、「単一色が赤色」である。発光機能層の膜厚Ｌ＝３２０ｎｍ、反射電極の表面から発光点までの距離ｄ＝６０ｎｍとしている。
【０１２７】
図１８を参照して、Ｌ＝３２０ｎｍ，ｄ＝６０ｎｍとした構成において、空気入射の反射率を計算した結果を図１９に示す。図１９から分かるように、発光重心波長６６０ｎｍ付近の波長６７５ｎｍに吸収ピークが存在することがわかる。なお、電界発光素子の発光スペクトルは一定の幅が含まれることから、吸収ピークが発光スペクトルの重心波長に厳密に一致しなくても、本実施の形態の効果は満たされるが、一致させるほど正面強度を強くすることができる。
【０１２８】
より望ましい条件としては、吸収ピークが発光スペクトルの重心波長±２５ｎｍに含まれることが望ましく、より望ましくは吸収ピークが発光スペクトルの重心波長±１５ｎｍに含まれることが望ましい。本実施の形態の場合には、吸収ピークが発光スペクトルの重心波長±２５ｎｍに吸収ピークが含まれている。
【０１２９】
同時に、発光波長の補色の領域（波長４６９ｎｍ〜５５２ｎｍ）に吸収ピークを有することが分かる。このとき、色温度６５００Ｋの標準光（Ｄ６５）を照射した際の、反射光の黒体軌跡からの偏差Δｕｖを計算で調べた結果、｜Δｕｖ｜＝０．００８と０．０１よりも小さいことを確認した。
【０１３０】
また、図１８においてＬ＝３２０ｎｍ，ｄ＝６０ｎｍとした構成において、発光輝度の角度依存性を計算した結果を図２０に示す。図２０より、θＤ＝６０度として、「発光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合に、Ｄ（θ）≧Ｄ（０）ｃｏｓθ（０≦θ≦θＤ≦６０度）」を満たすことが確認できる。
【０１３１】
このように、「発光波長に吸収ピークを有しかつ、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の発光波長の補色の領域に少なくとも１以上の吸収ピーク含み、白色照明時の正面反射光の色座標の黒体軌跡からの偏差Δｕｖの絶対値０．０２未満であり、発光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合、Ｄ（θ）≧Ｄ（０）ｃｏｓθ（０≦θ≦θＤ≦６０度）を満たすように、複数の機能層の屈折率と膜厚を構成」することで、正面から一定の角度以内で光強度を確保しつつ、非発光時に外光反射が色づきなく見える発光素子を実現できる。
【０１３２】
（実施の形態７）
次に、実施の形態７における電界発光素子について説明する。本実施の形態における電界発光素子は、「単一色が赤色であり、赤色、緑色、および、青色の領域の波長吸収ピークを有すること」を特徴としている。
【０１３３】
発光色が「単一色」であるとは、上述したように、国際照明委員会（ＣＩＥ）の定める白色光からの色座標が十分離れていることを意味する。特に、１９７８年にアルヴィ・レイ・スミス（Ａｌｖｙ  Ｒａｙ  Ｓｍｉｔｈ）によって考案されたＨＳＶ色空間で見たときには彩度が５０％以上であることが望ましく、国際照明委員会（ＣＩＥ）の定めるＹｘｙ色空間で見たときには白色６５００Ｋの白色点からのｘｙ距離が０．１以上あることが望ましい。
【０１３４】
「赤色である」とはＨＳＶ色空間で見たときに、色相が０度±６０度の範囲に含まれることが望ましく、より望ましくは色相が０度±３０度の範囲に含まれることが望ましい。また、重心波長に換算した場合には、重心波長が５７０ｎｍ〜７８０ｎｍに含まれることが望ましく、重心波長が５８０ｎｍ〜７８０ｎｍに含まれることが望ましい。このように構成することで、例えば信号機や信号灯などに利用する際に発光色が赤色であるという情報を視認側へ伝えることが容易になる。
【０１３５】
同様にＨＳＶ色空間から波長範囲への変換により、「赤色」の波長範囲は波長５７０ｎｍ〜７８０ｎｍに対応し、望ましくは５８０ｎｍ〜７８０ｎｍに対応する。「緑色」の波長範囲は波長４９２ｎｍ〜５７０ｎｍに対応し、望ましくは５１０ｎｍ〜５６２ｎｍに対応する。「青色」の波長範囲は波長３８０ｎｍ〜４９２ｎｍに対応し、望ましくは３８０ｎｍ〜４８０ｎｍに対応する。
【０１３６】
本実施の形態の電界発光素子は、図１８において、Ｌ＝５００ｎｍ，ｄ＝６０ｎｍとした構成に対応する。赤色で発光する発光材料を選択し、この構成において正面から見たときの重心発光波長は６５０ｎｍであった。
【０１３７】
この構成において、空気入射の反射率を計算した結果を図２１に示す。図２１から分かるように発光重心波長６５０ｎｍ付近の波長６６５ｎｍに吸収ピークが存在することがわかる。また、発光色の色座標はＣＩＥの定めるｘｙ色度座標上で（ｘ，ｙ）＝（０．７０，０．３０）であり、白色６５００Ｋの白色点からのｘｙ距離が０．１以上あることを確認し、「赤色の単色」で発光する素子であることを確認した。
【０１３８】
なお、電界発光素子の発光スペクトルは一定の幅が含まれることから、吸収ピークが発光スペクトルの重心波長に厳密に一致しなくても本実施の形態の効果が満たされるが、一致させるほど正面強度を強くすることができる。より望ましい条件としては、吸収ピークが発光スペクトルの重心波長±２５ｎｍに含まれることが望ましく、より望ましくは吸収ピークが発光スペクトルの重心波長±１５ｎｍに含まれることが望ましい。本構成の場合には、吸収ピークが発光スペクトルの重心波長±１５ｎｍに吸収ピークが含まれている。
【０１３９】
図２１から分かるように、本実施の形態の構成は波長６６５ｎｍ（赤色）、波長５１５ｎｍ（緑色）、波長４４０ｎｍ（青色）の領域に吸収ピークを持つ。このとき、色温度６５００Ｋの標準光（Ｄ６５）を照射した際の、反射光の黒体軌跡からの偏差Δｕｖを計算で調べた結果、｜Δｕｖ｜＝０．００１と０．００５よりも小さいことを確認した。
【０１４０】
また、図１８においてＬ＝３２０ｎｍ，ｄ＝６０ｎｍとした構成において、発光輝度の角度依存性を計算した結果を図２２に示す。図２２より、θＤ＝５０度として、「発光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合に、Ｄ（θ）≧Ｄ（０）ｃｏｓθ（０≦θ≦θＤ≦６０度）、を満たす」要件を満たすことが確認できる。
【０１４１】
以上のように「単一色が赤色であり、赤色と緑色と青色の領域の波長吸収ピークを有することを特徴とする」ことで、赤色で発光し、非発光時に外光反射が色づきなく見え、特定の角度範囲で強度を確保できる発光素子を実現できる。
【０１４２】
（実施の形態８）
次に、実施の形態８における電界発光素子について説明する。ここでは、実施の形態４において説明した、マイクロキャビティの具体例について説明する。マイクロキャビティは光学バッファ層、または「負の誘電体/光学バッファ層/負の誘電体」から形成される。光学バッファ層は、誘電体単膜、「発光波長において屈折率の異なる誘電体を多層重ねた誘電体多層膜」、またはフォトニック結晶から構成される。この概念図を、図２３に示す。
【０１４３】
図２３（Ａ）に示すマイクロキャビティ１１１Ｍは、フォトニック結晶１１１ＢＦａ、誘電体多層膜１１１ＢＦｂ、および、誘電体１１１ＢＦｃから構成される。図２３（Ｂ）に示すマイクロキャビティ１１１Ｍは、負の誘電体１１１ＢＦｄ、光学バッファ層１１１ＢＦｅ、負の誘電体１１１ＢＦｄから構成される。
【０１４４】
このように、発光点から発光波長の距離以内に少なくとも一つのマイクロキャビティを有することで、正面から特定の角度範囲内で発光強度を確保しつつ、消灯時に白色光が反射した際の色ずれを低減することが可能になる。
【０１４５】
特に誘電体多層膜を用いた際は吸収が少ない設計が可能になる利点がある。また、フォトニック結晶を用いた場合には正面強度を強くしたり、特定の角度に光を向けたりするなどの制御が可能な利点がある。
【０１４６】
また、図２４に示すマイクロキャビティ１１１Ｍとして、透明電極１１１ＢＦｆで導電性を有する透明誘電体１１１ＢＦｇを挟み込んだ構成は、マイクロキャビティ効果を発揮すると同時に、導電性を向上できるという相乗効果がある。図２４に示す構成において、より望ましい構成としては透明電極１１１ＢＦｆとして薄膜金属電極を用い、導電性有機材料を用いた透明誘電体１１１ＢＦｇを挟み込んだ構成であり、より強いマイクロキャビティ効果を発揮すると同時に、導電性を確保することができる。
【０１４７】
（実施の形態９）
次に、実施の形態９における電界発光素子について説明する。図２５に、マルチスタック構成にマイクロキャビティを追加した本実施の形態の光学的な模式図に示す。透明基板１０１上にマイクロキャビティ１１１Ｍを設け、その上に単一色を発光する２以上の発光スタックを垂直に重ねた構成であり、それぞれのスタック単体で発光した際の発光強度の角度依存性の強度最大角度がそれぞれ異なるように構成されている。単一色の補色の領域の少なくとも２波長に吸収ピークを有することを特徴としている。図２５に示すように、マイクロキャビティ１１１Ｍの共鳴を調整することにより、配光と反射光の色ずれを効果的に調整することが可能になる。
【０１４８】
以下では図２６を参照して、より具体的な実施の形態について説明する。図２６に本実施の形態における電界発光素子１Ｄを示す。なお、構成部材は、図２および図９に示す部材と同じ物を使用している。導電性樹脂１１１ｒの光学定数は発光機能層１１１Ｆの光学定数とほぼ同じである。マイクロキャビティ１１１Ｍは「薄膜金属１１１ｃ１／導電性樹脂１１１ｒ／薄膜金属１１１ｃ１」で構成されている。このように構成することで、薄膜金属１１１ｃ１の電極の導電性を補助できると同時に、強いマイクロキャビティ効果を発揮できる。
【０１４９】
図２６に示す電界発光素子１Ｄは、ｄ１＝２７０ｎｍ、ｄ２＝６０ｎｍ、Ｌ＝４６０ｎｍ、ＬＣ１＝９５ｎｍとする。なお、ｄ１は反射電極表面から発光点１までの距離であり、ｄ２は反射電極１１１ｘの表面から発光点２までの距離であり、Ｌは発光機能層１１１Ｆの膜厚であり、ＬＣ１はマイクロキャビティ１１１Ｍを構成する導電性樹脂１１１ｒの膜厚である。
【０１５０】
いずれのユニットにおいても、赤色で発光する発光材料を用いており、本構成における発光重心波長は６４１ｎｍで赤色の領域だった。発光色の色座標はＣＩＥの定めるｘｙ色度座標上で（ｘ，ｙ）＝（０．７０，０．３０）であり、白色６５００Ｋの白色点からのｘｙ距離が０．１以上あることを確認し、「赤色の単色」で発光する素子であることを確認した。本構成において、正面反射率の波長依存性を調べた結果を、図２７に示す。
【０１５１】
本実施の形態の電界発光素子１Ｄに示すように、マイクロキャビティ１１１Ｍを設けることにより、赤の補色の領域である波長５５０ｎｍの緑色の領域に吸収ピークを追加できたことが確認される。また、図より青の領域にも吸収ピークを有することが分かる。このとき、色温度６５００Ｋの標準光（Ｄ６５）を照射した際の、反射光の黒体軌跡からの偏差Δｕｖを計算で調べた結果、｜Δｕｖ｜＝０．００７と０．０１より小さいことを確認した。
【０１５２】
特に、本構成においては、図２６に示すように反射電極１１１ｘと薄膜電極１１１ｃ１の間の干渉を発光機能層１１１Ｆの膜厚を変化させることで調整し発光波長で共鳴するように設定することが望ましく、マイクロキャビティ１１１Ｍの共鳴を発光波長と補色の領域波長で共鳴するように設定することが望ましい。このように設定することで、発光波長における正面強度を向上しつつ、反射光が色づいてしまう課題を解決できる。
【０１５３】
図２８に、発光輝度の角度分布、ならび各ユニットを単体で発光させた時の輝度分布を示す。図からわかるように、発光点１の強度ピーク角度は２０度であり、発光点２の強度ピーク角度は１０度である。このように、それぞれのユニット単体で発光した際の発光強度の角度依存性の強度最大角度がそれぞれ異なるように構成することで、特定の角度範囲でばらつきの少ない発光強度を確保できる。
【０１５４】
以上のように、「単一色を発光する２以上の発光ユニットを垂直に重ねた構成であり、それぞれのスタック単体で発光した際の発光強度の角度依存性の強度最大角度がそれぞれ異なるように構成されており、単一色の補色の領域の少なくとも２波長に吸収ピークを有し」かつ「光点から発光波長の距離以内に少なくとも一つのマイクロキャビティを含む」ことで、単一色を発光する電界発光素子において、非発光時に外光反射が色づきなく見え、特定の角度範囲で強度を確保できる発光素子を実現でき、マイクロキャビティにおける光の共振を強くできより配光と外光反射の色づきを改善できることがわかる。特に、本構成においてはマイクロキャビティが単一色の補色の領域に共鳴吸収波長を持つことが望ましく、このようにすることで単一色の補色の領域の少なくとも２波長に吸収ピークを持たせることが容易になり、反射光が色づきをより低減できる効果を有する。
【０１５５】
マイクロキャビティ１１１Ｍの位置は、発光の視認側に限らず、バックキャビティ型であってもよい。図２９に、図２６に示す電界発光素子１Ｄの構成をバックキャビティ型に変換した電界発光素子１Ｅの構成を示す。この構成においても、マイクロキャビティ１１１Ｍの設計を適切に行うことで、同様の作用効果を得ることができる。バックキャビティ型にした場合には、厚膜金属電極特有のプラズモン損失を低減できるという効果も得られる。
【０１５６】
以下、本実施の形態の電界発光素子を実施する上で望ましい部材等の要素について説明する。
【０１５７】
［透明部材］
本実施の形態に用いられる透明部材として望ましい材料について説明する。均一な面発光および高効率な面発光を実現するためには、透明部材の透過率が高い方が望ましい。具体的にはＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１：１９９７（プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法）に準拠した方法で測定した可視光波長領域における全光線透過率が８０％以上のものが透明部材として好ましく用いられる。また、透明部材としては、フレキシブル性に優れている材質が好ましく用いられる。
【０１５８】
透明部材としては、たとえば、樹脂基板、樹脂フィルム等が好適に挙げられるが、生産性の観点並びに軽量性及び柔軟性といった性能の観点から、透明樹脂フィルムを用いることが好ましい。透明樹脂フィルムとは、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１：１９９７（プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法）に準拠した方法で測定した可視光波長領域における全光線透過率が５０％以上のものをいう。
【０１５９】
好ましく用いることができる透明樹脂フィルムには特に制限はなく、その材料、形状、構造、厚み等については公知のものの中から適宜選択することができる。かかる透明樹脂フィルムとしては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、変性ポリエステル等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂フィルム、ポリスチレン樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ（登録商標））樹脂フィルム、ポリサルホン（ＰＳＦ）樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂フィルム等を挙げることができる。
【０１６０】
上記した全光線透過率が８０％以上である樹脂フィルムであれば、本実施の形態に係る透明部材としてより好ましく用いられる。かかる透明部材としては、中でも透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、強度及びコストの観点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム又はポリカーボネートフィルムが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム又は二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムがより好ましい。
【０１６１】
また、フィルム状の基材の表面又は裏面には、無機物の被膜、有機物の被膜、又は、無機物及び有機物のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、かかる被膜が形成された基材は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定した水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、さらには、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定した酸素透過度が、１×１０−３ｍｌ／ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ以下、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０１６２】
高バリア性フィルムとするためにフィルム状の基材の表面又は裏面に形成されるバリア膜を形成する材料としては、水分、酸素等といった素子の劣化をもたらすものの侵入を抑制する機能を有する材料であればよく、たとえば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに当該バリア膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層との積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【０１６３】
本実施の形態に係る透明部材には、濡れ性及び接着性を確保するために、表面処理を施すことや易接着層を設けることができる。表面処理及び易接着層については、従来公知の技術を使用することができる。たとえば、表面処理としては、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理等の表面活性化処理を挙げることができる。また、易接着層としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ビニル系共重合体、ブタジエン系共重合体、アクリル系共重合体、ビニリデン系共重合体、エポキシ系共重合体等を挙げることができる。易接着層は単層でもよいが、接着性を向上させるために２層以上の構成にしてもよい。
【０１６４】
［透明電極］
透明電極として用いられる材料としては透明酸化物半導体（ＩＴＯ，ＩＺＯ，ＺｎＯ，ＩｎＧａＯ３）等が挙げられる。透明酸化物半導体は屈折率が有機材料に近く、光子発生層から見た反射率が低いという特徴を有する。このため高効率の素子の実現に有利である。
【０１６５】
透明電極層としては透明酸化物半導体の他に塗布法を用いて低コストで作成が可能な導電性樹脂を透明電極に用いてもよい。電子輸送性電極として用いられる導電性樹脂材料としては、ペリレン誘導体やＰＣＢＭ（フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）等のフラーレン誘導体が考えられる。たとえばＰＣＢＭの場合は可視光の光学定数は（屈折率ｎ＝２．２、消衰係数ｋ＝０．２５）であり、光子発生層から見た電極反射率は屈折率１．５の樹脂と比較して高くなる。
【０１６６】
正孔輸送性電極として用いられる導電性樹脂材料は、ＰＥＤＯＴPoly（3，4-ethylenedioxythiophene））／ＰＳＳ（Poly（4-styrenesulfonate））、Ｐ３ＨＴ（Poly（3-hexylthiphene））、Ｐ３ＯＴ（Poly（3-octylthiophene）、Ｐ３ＤＤＴ（（Poly（3-dodecylthiophene-2，5-Diyl））））、Ｆ８Ｔ２（フルオレンとバイチオフェンとの共重合体）などが例示される。
【０１６７】
たとえば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの場合は可視光の光学定数は（屈折率ｎ＝１．５、消衰係数ｋ＝０．０１）であり、光子発生層から見た電極反射率は屈折率１．５の樹脂と同等の値と取り、ＰＣＢＭよりも反射率は低めになる。さらに、透明電極の電気伝導度を高めるために金属メッシュ、金属ナノワイヤ、金属ナノ粒子等を併用してもよい。この場合は、金属ナノワイヤを用いた電極の電子伝導性が高まるために、平均的な屈折率が低くなり、光子発生層から見た反射率が高くなる傾向がある。本実施の形態では光子発生層から見た反射率が低い透明電極材料が導波モードを散乱させた光を効率良く透明基板に取り出せるので望ましい。
【０１６８】
透明電極としては、別に薄膜金属電極が挙げられる。また、その中で特にたとえば、特開２０１１−１４６１４４号公報に開示されるように、窒素含有の下地層と薄膜金属を組み合わせた透明電極を用いることが望ましい。窒素含有の下地層は薄膜金属を連続膜に成膜させる性質を持つ。連続膜として成膜された薄膜金属は界面のフレネル反射率が高いため、光の干渉効果を高くできるため、本実施の形態に適する。
【０１６９】
ここで言う、金属とは面発光パネルの発光波長において複素非誘電率の実部が負である材料である。複素比誘電率εｃは界面反射に関係する光学定数であり屈折率ｎと消衰係数κを用いて、以下の式（２９）と表すことができる物理量である。
【０１７０】
【数３１】
2017122386.tif 000033
【０１７１】
ここで、ＰとＥはそれぞれ分極と電界、ε０は真空中の誘電率である。式（２９）からｎが小さくκが大きいほど複素比誘電率の実部が小さくなることがわかる。これは電界の振動に対して電子の振動によって分極応答の位相がずれる効果を現している。式（２９）で示される複素比誘電率の実部が負になると、電界振動と分極応答が逆転することを意味し、これが金属の特性となる。逆に、素比誘電率の実部が正の場合は電界の方向と分極応答の方向が一致し、誘電体としての分極応答を示す。まとめると、複素比誘電率の実部が負である媒質が金属であり、複素比誘電率の実部が正の物質が誘電体である。
【０１７２】
一般に、屈折率ｎが小さく消衰係数κが大きいほど電子がよく振動する材料であることを意味する。電子輸送性が高い材料は屈折率ｎが小さく消衰係数κが大きい傾向がある。特に金属電極においてはｎが０．１程度であるのに対し、消衰係数κは、２〜１０と大きな値を持ち波長に対する変化率も大きい。従って、屈折率ｎが同じ値でも消衰係数κの値が大きく違い、電子輸送性能に大きな差が出ることが多い。
【０１７３】
本実施の形態では、透明電極の材料はフレネル反射率を高める金属であることが望ましい。より具体的な屈折率の要件としては屈折率ｎが小さく、電子の応答を良くするために消衰係数κが大きい金属がのぞましい。たとえば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、カルシウム（Ｃａ）が望ましい。他の例では、酸化され難い利点も持つ金（Ａｕ）が考えられる。別の材料として、銅（Ｃｕ）があり、同材料は導電性がよいという特徴を持つ。
【０１７４】
その他には熱的性質や化学的性質が良く高温でも酸化されにくく基板材料との化学反応も起さない特徴がある材料として、白金・ロジウム・パラジウム・ルテニウム・イリジウム・オスミニウムなどが挙げられる。また複数の金属材料を用いた合金を用いてもよい。特にＭｇＡｇやＬｉＡｌは薄膜透明金属電極としてもよく用いられる。
【０１７５】
特に望ましい薄膜金属の膜厚ｄとしては消衰係数κと発光波長λを用いて光強度１／ｅに減衰する距離から、下記の式（３０）が挙げられる。
【０１７６】
【数３２】
2017122386.tif 000034
【０１７７】
より具体的な数字で言えば波長４７５ｎｍにおいてＡｇ薄膜を用いた場合には消衰係数κが２．７であることから、下記の式（３１）となる。したがって、膜厚は１３．９ｎｍ以下が望ましい。
【０１７８】
【数３３】
2017122386.tif 000035
【０１７９】
［負の誘電体］
負の誘電体とは、式（２９）で与えられる複素比誘電率が発光波長において負となる材料である。典型的には薄膜金属が挙げられるが、フォトニック結晶なども特定波長で負の誘電率を実現できる。本実施の形態において金属薄膜を負の誘電体として用いた場合には、吸収ピークを鋭くできるため反射光の色ずれを細かく制御できる利点がある。一方、フォトニック結晶を用いた場合には、発光の配光を特定角度に近づけることができたり、設計によって特定波長の吸収ピークを形成できる利点がある。
【０１８０】
［光学バッファ層］
光学バッファ層としては誘電体や誘電体多層膜のほか、フォトニック結晶構造を用いることができる。誘電体多層膜やフォトニック結晶構造を作成するためには、複数の誘電率を持つ材料を組み合わせる必要があり、誘電体材料は光子発生層で光が発生する波長において透明であることが望ましい。透明な材料としては、透明部材として用いられる材料を利用できる。具体的な材料としては、ＴｉＯ２（屈折率ｎ＝２．５），ＳｉＯｘ（屈折率ｎ＝１．４〜３．５）などを用いることができる。その他の誘電体材料の例としては、ダイヤモンド、弗化カルシウム（ＣａＦ）、チッ化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）などが例示できる。
【０１８１】
樹脂材料としても塩化ビニル、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、テフロン（登録商標）、ポリイミド、フェノール樹脂などが例示され、屈折率も１．４〜１．８のものが存在する。またナノ粒子などを混合して屈折率を高くしたり低くしたり制御する技術も存在し、中空ナノシリカを混合したプラスチック材料では屈折率を１に近づけることが可能である。また、ＴｉＯ２等の高屈折率材料の粒子を樹脂に混合することにより、２に近い屈折率を実現することも可能である。
【０１８２】
光学バッファ層に関わる本実施の形態の設計変数としてはバッファ層を構成する各部材の厚みと複素比誘電率が挙げられる。なお、複素比誘電率は屈折率と消衰定数から式（２９）を用いて計算され、複屈折率を有する場合は３次元の軸方向に成分をもつテンソル量として定義される。また、光学バッファ層が複数の部材で構成される場合は、それぞれの部材の構造を決めるための変数と光学定数を設計変数に含める。
【０１８３】
［反射電極］
反射電極の材料としては透明薄膜金属層の材料として例示した金属材料を用いることができる。その他合金や金属ナノ粒子を含有したインクなどを用いてもよい。また、透明電極と誘電体多層膜ミラーや金属凹凸構造やフォトニック結晶を反射層と組み合わせて用いてもよい。誘電体多層膜ミラーや金属凹凸構造やフォトニック結晶を反射層として用いた場合には、反射層でのプラズモン損失をなくすことができる利点がある。
【０１８４】
反射電極に関わる本実施の形態の設計変数としては部材の厚みと複素比誘電率が挙げられる。なお、複素比誘電率は屈折率と消衰定数から式（２９）を用いて計算され、複屈折率を有する場合は３次元の軸方向に成分をもつテンソル量として定義される。また、反射電極が複数の部材で構成される場合は、それぞれの部材の構造を決めるための変数と複素比誘電率を設計変数に含める。
【０１８５】
［各ユニットを単体で光らせた場合の光強度のピーク角度］
本文中では「発光強度ピーク角度」、あるいは単純に「ピーク角度」と表記している場合がある。以下ではピーク角度の定義について説明する。図３０に説明のための図面を示す。空気中に面発光パネルを配置し、面発光パネルの面法線から角度θを成す方向にディテクタを配置して、光強度の角度依存性Ｄ（θ）を測定する。ここで、電界発光素子は一つの発光ユニットのみ発光する状態にしておく。
【０１８６】
たとえば図１２に示す電界発光素子２で第１発光ユニット１１０Ｂのみ測定する場合は、第１発光ユニット１１０Ｂの光子発生層１１１ｂ３のみ発光するようにする。より具体的には、光学シミュレータで図３０に示すモデルを用い、第１発光ユニット１１０Ｂのみ発光するような状態における光強度の角度依存性Ｄ（θ）を計算すればよい。また光学的に等価な素子を作成して空気中で測定すればよい。
【０１８７】
こうして測定されたＤ（θ）をグラフに描き、極大値となる角度を求める。設計によってはピーク角度が二つ以上現れる場合があるが、本実施の形態においては最も強度の強い極大ピーク、もしくは最も正面に近い極大ピークを利用するものとする。
【０１８８】
また光強度については、全波長の積分強度、視感度で重み付けがされた輝度、のどちらかが用いられ得る。特に、人間の視覚に合わせた光強度が測定できるので、視感度で重み付けがされた輝度を用いることが望ましい。
【０１８９】
本実施の形態では、特定の角度θＤに対して、下記の式（１）を満たすことが必要である。
【０１９０】
【数３４】
2017122386.tif 000036
【０１９１】
一般に完全拡散光の光強度の角度依存性は、下記の式（３２）が成り立つ。
【０１９２】
【数３５】
2017122386.tif 000037
【０１９３】
ここでＤ（０）は正面強度である。したがって、Ｄ（０）ｃｏｓθよりも強度が強いということは拡散反射する板よりも視認性がよいとことを示す。これは、特定の角度範囲において視認性良く情報を伝えるための照明（装飾照明用ダウンライト、劇場の色つきスポットライト、信号用色つき懐中電灯、信号機、車の色つきフロントライトやバックライトやブレーキランプ等）の応用に際して重要な特性である。また、このような応用の場合特定の角度以上においてはあまり光って見えないことが望ましい。したがって、下記の式（３３）を満足することが好ましい。
【０１９４】
【数３６】
2017122386.tif 000038
【０１９５】
上記実施の形態における電界発光素子においては、単一色を発光し複数の機能層を有する電界発光素子であって、発光波長に吸収ピークを有しかつ、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の発光波長の補色の領域に少なくとも１以上の吸収ピーク含み、白色照明時の正面反射光の色座標の黒体軌跡からの偏差（Δｕｖ）の絶対値が、０．０２未満であり、発光強度の角度依存性をＤ（θ）とした場合に、Ｄ（θ）≧Ｄ（０）ｃｏｓθ（０≦θ≦θＤ≦６０度）の式を満たすように、複数の上記機能層の屈折率および膜厚が構成されている。
【０１９６】
他の形態においては、θＤは、３０度である。他の形態においては、当該電界発光素子は、単一色を発光する２以上の発光ユニットを垂直に重ねた構成を含み、それぞれの上記発光ユニットを単体で発光させた場合の発光強度の角度依存性の強度最大角度がそれぞれ異なり、上記単一色の補色の領域の少なくとも２波長に吸収ピークを有する。
【０１９７】
他の形態においては、上記単一色が赤色であり、赤色、緑色、および、青色の領域の波長吸収ピークを有する。
【０１９８】
他の形態においては、当該電界発光素子は、発光点を有し、上記発光点から発光波長の距離以内に、少なくとも一つのマイクロキャビティを含む。
【０１９９】
他の形態においては、上記マイクロキャビティは、発光波長において、負の誘電体層、正の誘電体層、および、負の誘電体層、を単位として構成されている。
【０２００】
以上、実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本実施の形態の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【０２０１】
１，１Ｄ，１Ｅ，２，４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，６  電界発光素子、１０１  透明基板、１１０Ｂ  第１発光ユニット、１１０Ｃ  第２発光ユニット、１１１Ｆ  発光機能層、１１１ＢＦ，１１１ＢＦ１，１１１ＢＦ２  光学バッファ層、１１１ＢＦｃ，１１１ＢＦｄ  誘電体、１１１ＢＦｆ，１１１ｃ  透明電極、１１１ＢＦｇ  透明誘電体、１１１ａ，１１１ｘ  反射電極、１１１ｂ１  電子注入層、１１１ｂ２  電子輸送層、１１１ｂ３  光子発生層、１１１ｃ１  薄膜金属、１１１ｃ２  下地層、１１１ｒ  導電性樹脂。
【図１】
2017122386.tif 000039
【図２】
2017122386.tif 000040
【図３】
2017122386.tif 000041
【図４】
2017122386.tif 000042
【図５】
2017122386.tif 000043
【図６】
2017122386.tif 000044
【図７】
2017122386.tif 000045
【図８】
2017122386.tif 000046
【図９】
2017122386.tif 000047
【図１０】
2017122386.tif 000048
【図１１】
2017122386.tif 000049
【図１２】
2017122386.tif 000050
【図１３】
2017122386.tif 000051
【図１４】
2017122386.tif 000052
【図１５】
2017122386.tif 000053
【図１６】
2017122386.tif 000054
【図１７】
2017122386.tif 000055
【図１８】
2017122386.tif 000056
【図１９】
2017122386.tif 000057
【図２０】
2017122386.tif 000058
【図２１】
2017122386.tif 000059
【図２２】
2017122386.tif 000060
【図２３】
2017122386.tif 000061
【図２４】
2017122386.tif 000062
【図２５】
2017122386.tif 000063
【図２６】
2017122386.tif 000064
【図２７】
2017122386.tif 000065
【図２８】
2017122386.tif 000066
【図２９】
2017122386.tif 000067
【図３０】
2017122386.tif 000068
【国際調査報告】
2017122386.tif 000069
2017122386.tif 000070
2017122386.tif 000071
2017122386.tif 000072