(57)【要約】      （修正有）【課題】消費電力と視野角特性の両方を改善した、白色を発光する有機発光素子を提供する。【解決手段】第１発光層５２が有する発光材料が発光する最大ピーク波長をλ1、第２発光層７２が有する発光材料が発光する最大ピーク波長をλ2とする場合、第１発光層５２と反射電極８０との光学距離Ｌ1が下記式（ａ）を満たし、第２発光層７２と反射電極８０との光学距離Ｌ2が下記式（ｂ）を満たし、第１電荷輸送層５１の屈折率が、波長λ1において１．７０以下である。（λ1／８）×（３−（２φ1／π））＜Ｌ1＜（λ1／８）×（５−（２φ1／π））・・・（ａ）、（λ2／８）×（−（２φ2／π）−１）＜Ｌ2＜（λ2／８）×（−（２φ2／π）＋１）・・・（ｂ）、φ1：反射電極８０で波長λ1の光が反射する際の位相シフト、φ2：反射電極８０で波長λ2の光が反射する際の位相シフト【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、第１発光層、第２発光層、第２電極をこの順で有する、白色を発光する有機発光素子であって、
前記第１電極は光取り出し電極であり、前記第２電極は反射電極であり、
前記第１発光層は青色の光を発光する発光層であり、
前記第１発光層が有する発光材料が発光する最大ピーク波長をλ1、前記第２発光層が有する発光材料が発光する最大ピーク波長をλ2とする場合、
前記第１発光層と前記第２電極との光学距離Ｌ1が下記式（ａ）を満たし、
前記第２発光層と前記第２電極との光学距離Ｌ2が下記式（ｂ）を満たし、
前記第１電極と前記第１発光層との間に配置されている第１有機化合物層を有し、前記第１有機化合物層の屈折率が、前記波長λ1において１．７０以下であることを特徴とする有機発光素子。
（λ1／８）×（３−（２φ1／π））＜Ｌ1＜（λ1／８）×（５−（２φ1／π））
・・・（ａ）
（λ2／８）×（−（２φ2／π）−１）＜Ｌ2＜（λ2／８）×（−（２φ2／π）＋１）
・・・（ｂ）
φ1：前記第２電極で前記波長λ1の光が反射する際の位相シフト
φ2：前記第２電極で前記波長λ2の光が反射する際の位相シフト
【請求項２】
前記第１電極の光取り出し側に非干渉層を有し、前記非干渉層の屈折率が、前記波長λ1において１．６５以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記第１電極の屈折率が、前記波長λ1において２．２以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記第２発光層が２種の発光材料を有し、前記波長λ2は、前記２種の発光材料のいずれかが発する光の最大ピーク波長または前記２種の発光材料が発する光を混色した光の最大ピーク波長であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記第２発光層が有する発光材料は、赤色を発する発光材料および緑色を発光する発光材料であることを特徴とする請求項４に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記第２電極と前記第２発光層との間に配置されている第２有機化合物層をさらに有し、前記第２有機化合物層の屈折率は、前記波長λ1において１．７０以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記第１発光層と前記第２発光層との間に配置されている第３有機化合物層をさらに有し、前記第３有機化合物層の屈折率は、前記波長λ1において１．７０以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記第１発光層の屈折率は、前記波長λ1において１．８至乃２．１であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記第１発光層と前記第２発光層との間に配置されている電荷発生層をさらに有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
複数の発光点を有し、前記発光点は請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
前記有機発光素子に接続されている能動素子をさらに有し、前記能動素子は、活性層に酸化物半導体を有することを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
カラーフィルタを光取り出し側に有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
画像情報を入力する入力部と、前記画像情報を表示する表示部とを有し、前記表示部が請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の表示装置であることを特徴とする画像情報処理装置。
【請求項１４】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に駆動電流を供給する回路とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項１５】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機発光素子と、放熱部材とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項１６】
前記有機発光素子に接続されている能動素子をさらに有し、前記能動素子は、活性層に酸化物半導体を有することを特徴とする請求項１４または１５に記載の照明装置。
【請求項１７】
感光体と、前記感光体を帯電させる帯電部と、前記感光体を露光する露光部と、前記感光体の静電潜像を現像する現像部と、を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記露光部は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機発光素子を有し、前記有機発光素子は前記感光体の長軸方向に沿って列を形成して配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
前記有機発光素子に接続されている能動素子をさらに有し、前記能動素子は活性層に酸化物半導体を有することを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
感光体と、前記感光体を帯電させる帯電部と、前記感光体の静電潜像を現像する現像部と、を有する電子写真方式の画像形成装置に設けられ、前記感光体を露光する露光器であって、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機発光素子を有し、前記有機発光素子が前記感光体の長軸方向に沿って、列を形成して配置されていることを特徴とする露光器。
【請求項２０】
前記有機発光素子に接続されている能動素子をさらに有し、前記能動素子は活性層に酸化物半導体を有することを特徴とする請求項１９に記載の露光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子に関し、さらに、係る有機発光素子を用いてなる表示装置、画像情報処理装置、照明装置、画像形成装置、露光器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、数ボルト程度の低駆動電圧で自己発光する有機発光素子が注目を集めている。有機発光素子は、一般的には、金属反射層を有する反射電極と発光層と光取り出し電極とが積層された構成である。この有機発光素子は、面発光特性、軽量、視認性といった優れた特徴を活かし薄型ディスプレイや照明器具、ヘッドマウントディスプレー、また電子写真方式プリンタのプリントヘッド用光源など発光装置としての実用化が進みつつある。
【０００３】
特に有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置の高精細化の要求は高まりつつあり、白色有機発光素子とカラーフィルタを使った方式（以後、「白＋ＣＦ方式」と称する）に注目が集まっている（非特許文献１）。白＋ＣＦ方式は、高精細メタルマスクを用いずに有機膜を基板全面にベタ蒸着することが可能となるため、マスク塗り分け方式に比べ、高い歩留まりが期待できる。また、カラーフィルタを用いることで画素サイズおよび画素間のピッチはフォトリソグラフィ技術の限界まで縮小でき、高精細化を比較的容易に達成することができる。
【０００４】
また、白＋ＣＦ方式では、耐久特性の観点から、タンデム型素子が用いられることが多く、非特許文献１でもタンデム型素子が用いられている。タンデム型素子は、一般的に、複数の有機ＥＬユニットを、陰極と陽極の間で、電荷発生層を介して積層する構造である。そのため、１素子当たりの電流を少なくでき、駆動劣化速度を低減できるといった優れた特徴がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｃｈａｎｇ−Ｗｏｏｋ  Ｈａｎ  ｅｔ．ａｌ．ＳＩＤ２０１２  ＤＩＧＥＳＴ  ２７９
【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、白＋ＣＦ方式はカラーフィルタに起因した輝度の低下が問題となることが多い。そのため、消費電力を低減できる高効率な白色有機発光素子の実現が望まれている。
【０００７】
有機発光素子の発光効率向上には、マイクロキャビティ方式を使うことが主流である。マイクロキャビティ法式は、マイクロレンズのような凹凸の構造物の必要がなく、外光反射特性の観点から、表示装置に適した方式である。発光分子は、光の「強めあう干渉」が起きる空間に向かって光を強く放射する性質がある。つまり、光学干渉を使って励起子の放射速度を増加させ、放射パターンを制御することが可能となる。マイクロキャビティ方式では、発光分子からみて光取り出し方向に「強めあう干渉」が生じるようにデバイスパラメータ（膜厚や屈折率）を設計する。特に、金属反射層の反射面と発光層の発光位置との距離ｄがｄ＝ｉλ／（４ｎ）の条件（ｉ＝１，３，５・・・）を満たす場合、干渉効果による放射強度増加が最も大きくなることが知られている。ｉは干渉次数であり、λは発光分子のＰＬスペクトルの真空中でのピーク波長であり、ｎは発光点と金属反射層間の有効屈折率に相当する。通常、白色有機発光素子では、発光層からの放射光の波長に合わせて、上記の条件をそれぞれ満たすように複数の発光層が配置される。
【０００８】
ここで、タンデム型素子では、発光色ごとで干渉次数が異なるため、視野角特性が問題となることが多い。それは、干渉次数が大きい（反射面と発光位置との距離ｄが大きい）ほど、配光特性が悪化する（正面と広角側の色及び発光強度の差が大きくなる）ためである。そのことは、干渉次数が大きいほど、角度の変化に対する光学距離ｄの変化が大きいことに起因している。また、その傾向は、干渉の強度を大きくするほど顕著となる。そのため、タンデム型白色素子においては、発光効率改善のために干渉の強度を大きくすると、顕著に視野角特性が悪化する傾向がある。つまり、発光効率と視野角特性のトレードオフの関係が、他の構成に比べ大きくなるといった課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、消費電力と視野角特性の両方を改善した、白色を発光する有機発光素子、及び該有機発光素子を用いた各種装置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】
【００１０】
即ち、本発明の有機発光素子は、第１電極、第１発光層、第２発光層、第２電極をこの順で有する、白色を発光する有機発光素子であって、
前記第１電極は光取り出し電極であり、前記第２電極は反射電極であり、
前記第１発光層は青色の光を発光する発光層であり、
前記第１発光層が有する発光材料が発光する最大ピーク波長をλ1、前記第２発光層が有する発光材料が発光する最大ピーク波長をλ2とする場合、
前記第１発光層と前記第２電極との光学距離Ｌ1が下記式（ａ）を満たし、
前記第２発光層と前記第２電極との光学距離Ｌ2が下記式（ｂ）を満たし、
前記第１電極と前記第１発光層との間に配置されている第１有機化合物層を有し、前記第１有機化合物層の屈折率が、前記波長λ1において１．７０以下であることを特徴とする。
（λ1／８）×（３−（２φ1／π））＜Ｌ1＜（λ1／８）×（５−（２φ1／π））
・・・（ａ）
（λ2／８）×（−（２φ2／π）−１）＜Ｌ2＜（λ2／８）×（−（２φ2／π）＋１）
・・・（ｂ）
φ1：前記第２電極で前記波長λ1の光が反射する際の位相シフト
φ2：前記第２電極で前記波長λ2の光が反射する際の位相シフト
【発明の効果】
【００１１】
本発明の有機発光素子は、低消費電力化と高視野角化を同時に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の有機発光素子を用いた表示装置の一例を模式的に示す図である。
【図２】本発明の照明装置の模式図である。
【図３】本発明の画像形成装置の模式図である。
【図４】本発明の露光器の模式図である。
【図５】解析で使用した発光材料のスペクトルを示す図である。
【図６】解析で使用したカラーフィルタの透過率を示す図である。
【図７】解析で使用した材料の光学特性を示す図である。
【図８】消費電力と視野角特性の関係を示す図である。
【図９】消費電力と視野角特性の関係を示す図である。
【図１０】消費電力と視野角特性の関係を示す図である。
【図１１】低屈折率層の膜厚と視野角特性の関係を示す図である。
【図１２】第１電荷輸送層のλ1での屈折率とδｕ’ｖ’＝０．００７における消費電力の関係を示す図である。
【図１３】第１電荷輸送層の屈折率とδｕ’ｖ’＝０．００７における消費電力との関係を示す図である。
【図１４】光取り出し電極の屈折率とδｕ’ｖ’＝０．００７における消費電力との関係を示す図である。
【図１５】消費電力と視野角特性の関係を示す図である。
【図１６】第１発光層の屈折率とδｕ’ｖ’＝０．００７における消費電力との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の有機発光素子について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の有機発光素子を用いた表示装置の一例を模式的に示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００１４】
図１（ａ）の表示装置では、表示領域１００内に複数の副画素１０が配置されており、副画素１０は、本発明の有機発光素子よりなり、発光点となる。図１（ｂ）の有機発光素子は、白色を発光するボトムエミッション型のタンデム型有機発光素子である。そして、支持基板１上に、カラーフィルタ基板２、第１電極である光透過性の光取り出し電極４、青色の光を発光する第１発光層５２、第２発光層７２、第２電極である反射電極８０をこの順で有し、光取り出し電極４から光を取り出す。
【００１５】
図１（ｂ）において、１０Ｒは赤色発光の副画素、１０Ｇは緑色発光の副画素、１０Ｂは青色発光の副画素、１０Ｗは白色発光の副画素であり、これらの副画素１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ、１０Ｗで１画素を構成する。以下、便宜上、赤色発光の副画素を「Ｒ副画素」、緑色発光の副画素を「Ｇ副画素」、青色発光の副画素を「Ｂ副画素」、白色発光の副画素を「Ｗ副画素」と記す場合がある。Ｒ副画素１０Ｒ、Ｇ副画素１０Ｇ、Ｂ副画素１０Ｂは、支持基板１と光取り出し電極４の間に、有機発光素子から発せられる白色光をそれぞれの画素の色に変換するカラーフィルタ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを有する。
【００１６】
ここで、反射電極８０は、発光波長での反射率が７０％以上の金属電極である。また、光取り出し電極４は光を外部に取り出す側の電極であり、発光波長での透過率が８０％以上の透明導電性膜で構成される電極である。尚、ここでの発光波長とは、有機発光素子から発光される白色光のスペクトル範囲のことを指す。反射電極８０で使用される電極材料は、反射率が７０％以上の金属電極であればよく、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｕなどの金属やその合金及びそれらの積層膜を使用でき、成膜プロセス、注入特性など適宜最適な材料を選択すればよい。また、光取り出し電極４は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＩＧＺＯ、１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3（Ｃ１２Ａ７）などの透明導電性材料やその積層膜を使用でき、成膜プロセス、注入特性など適宜最適な材料を選択することができる。
【００１７】
図１（ｂ）の有機発光素子は、光取り出し電極４と反射電極８０との間に挟持された有機化合物層を複数有する。具体的には、第１有機ＥＬユニット５０と、第２有機ＥＬユニット７０を有する。そして、第１有機ＥＬユニット５０は、第１電荷輸送層５１と第１発光層５２と第２電荷輸送層５３で構成され、同様に第２有機ＥＬユニット７０は、第３電荷輸送層７１と第２発光層７２と第４電荷輸送層７３で構成される。例えば、第１電荷輸送層５１が正孔輸送層の場合、第３電荷輸送層７１は正孔輸送層であり、第２電荷輸送層５３及び第４電荷輸送層７３は電子輸送層となる。一方で、第１電荷輸送層５１が電子輸送層の場合、第３電荷輸送層７１は電子輸送層であり、第２電荷輸送層５３及び第４電荷輸送層７３は正孔輸送層となる。図１（ｂ）の有機発光素子において、第１電荷輸送層５１が、光取り出し電極４と第１発光層５２との間に配置されている第１有機化合物層である。また、第４電荷輸送層７３が、反射電極８０と第２発光層７２との間に配置されている第２有機化合物層である。そして、第２電荷輸送層５３と第３電荷輸送層７１が、第１発光層５２と第２発光層７２との間に配置されている第３有機化合物層である。さらに、図１（ｂ）の有機発光素子は、第１発光層５２と第２発光層７２との間に配置されている電荷発生層６０を有する。
【００１８】
これらの電荷輸送層は、発光効率、駆動寿命、光学干渉といった観点から最適な材料を選択することができ、正孔輸送層は電子ブロック層や正孔注入層として機能してもよく、電子輸送層は正孔ブロック層や電子注入層として機能させてもよい。また、電荷輸送層は機能分離のため、正孔注入層と電子ブロック層などの積層構造や電子注入層と正孔ブロック層などの積層構造としてもよい。
【００１９】
また、本発明において各有機化合物層に含まれる材料は限定されない。例えば、第１発光層５２及び第２発光層７２を構成する発光材料は蛍光材料もしくは燐光材料のいずれでもよく、ホスト材料中にドーピングされた形態でもよく、更には、発光材料の他に少なくとも一種類以上の化合物が素子性能向上のために含まれていてもよい。
【００２０】
また、支持基板１としては、ＳｉＮなどの無機膜や高屈折率ガラス基板等の各種のガラス基板、Ｐｏｌｙ−Ｓｉやａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ（ＩＧＺＯ）等で半導体を形成したＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等の駆動回路を形成したガラス基板やプラスチック基板が用いられる。
【００２１】
ここで、表示装置においては、特に正面方向の輝度が高くなるように各有機化合物層の膜厚を設定することで、光学干渉により発光色も制御され、より高効率に正面方向に光が放射される。より具体的には、第１発光層５２及び第２発光層７２の発光位置から反射電極８０のそれぞれの反射面までの距離ｄ0をｄ0＝ｉλ／４ｎ0（ｉ＝１，３，５，・・・）に調整する干渉次数ｉの設定で、第１発光層５２及び第２発光層７２からの放射分布に正面方向の成分が多くなり、正面輝度が向上する。尚、ｎ0は発光位置から反射面までの層の有効屈折率、λは第１発光層５２及び第１発光層７２のそれぞれの発光の最大ピーク波長である。
【００２２】
さらに、反射面での波長λの光が反射する際の位相シフトを正確に考慮すると、発光位置から反射電極８０の反射面までの間の光学距離Ｌは、反射面での波長λの光が反射する際の位相シフトをφ［ｒａｄ］とすると、以下の式（１）で示される。尚、光学距離Ｌは、有機化合物層の各層の屈折率ｎjと各層の厚さｄjの積の総和である。つまり、Ｌは、Σｎj×ｄjと表せ、またｎ0×ｄ0とも表せられる。尚、φは負の値である。
Ｌ＝（２ｍ−（φ／π））×（λ／４）・・・（１）
【００２３】
上記式（１）中、ｍは０以上の整数である。尚、φ＝−πで、ｍ＝０ではＬ＝λ／４、ｍ＝１ではＬ＝３λ／４となる。以後、便宜上、上記式（１）のｍ＝０の条件を「λ／４の干渉条件」と、上記式（１）のｍ＝１の条件を「３λ／４の干渉条件」と記載する。
【００２４】
この時、実際の有機発光素子では、正面の取り出し効率とトレードオフの関係にある視野角特性等を考慮すると、必ずしも上記膜厚と厳密に一致させる必要はない。具体的には、光学距離Ｌが、式（１）を満たす値から±λ／８の値の範囲内であればよい。よって、本発明の有機発光素子において、下記式（２）を満たすことが好ましい。さらに好ましくは、光学距離Ｌが、式（１）を満たす値から±λ／１６の値の範囲内であればよく、下記式（２’）を満たすことが好ましい。
（λ／８）×（４ｍ−（２φ／π）−１）＜Ｌ＜（λ／８）×（４ｍ−（２φ／π）＋１）                                                                  ・・・（２）
（λ／１６）×（８ｍ−（４φ／π）−１）＜Ｌ＜（λ／１６）×（８ｍ−（４φ／π）＋１）                                                            ・・・（２’）
【００２５】
本発明の有機発光素子において、発光効率のよい白色光を放射するためには、第１発光層５２と反射電極８０との光学距離Ｌ1と、第２発光層７２と反射電極８０との光学距離Ｌ2を、それぞれ３λ／４の干渉条件とλ／４の干渉条件とすることが好ましい。
【００２６】
そのため、光学距離Ｌ1は、第１発光層５２が有する発光材料が発光する最大ピーク波長をλ1とし、反射電極８０での波長λ1の光が反射する際の位相シフトをφ1とした時に、下記式（ａ）を満たし、さらには下記式（ａ’）を満たすことが好ましい。
（λ1／８）×（３−（２φ1／π））＜Ｌ1＜（λ1／８）×（５−（２φ1／π））
・・・（ａ）
（λ1／１６）×（７−（４φ1／π））＜Ｌ1＜（λ1／１６）×（９−（４φ1／π））                                                              ・・・（ａ’）
【００２７】
また、光学距離Ｌ2は、第２発光層７２が有する発光材料が発光する最大ピーク波長をλ2とし、反射電極８０での波長λ2の光が反射する際の位相シフトをφ2とした時に、下記式（ｂ）を満たし、さらには下記式（ｂ’）を満たすことが好ましい。
（λ2／８）×（−１−（２φ2／π））＜Ｌ2＜（λ2／８）×（１−（２φ2／π））
・・・（ｂ）
（λ2／１６）×（−１−（４φ2／π））＜Ｌ2＜（λ2／１６）×（１−（４φ2／π））                                                                ・・・（ｂ’）
【００２８】
本発明において、第１発光層５２は青色の光を発光する発光層であり、第２発光層７２は青色よりも長波な可視光を放出する発光層である。そして、第２発光層７２は、２種の発光材料を有することが好ましく、第２発光層７２が有する発光材料は、赤色を発する発光材料および緑色を発する発光材料であることがより好ましい。また、波長λ2は、２種の発光材料のいずれかが発する光の最大ピーク波長または２種の発光材料が発する光を混色した光の最大ピーク波長とすることが、消費電力の観点から好ましい。
【００２９】
一般的に、干渉次数が大きい（反射面と発光位置との距離Ｌが大きい）ほど、正面と広角側の色及び発光強度の差が大きくなる。また、その傾向は、干渉の強度を大きくするほど顕著となる。そのため、光学距離Ｌ1と光学距離Ｌ2に、それぞれ３λ／４の干渉条件とλ／４の干渉条件というように異なる干渉条件を用いたタンデム構造は、視野角特性と消費電力に明確なトレードオフの関係がある。本発明では、第１発光層５２が青色の光を発光する発光層であるタンデム型白色有機発光素子において、光取り出し電極４と第１発光層５２の間に配置されている第１有機化合物層（第１電荷輸送層５１）の屈折率を、波長λ1において１．７０以下にすることで、視野角特性と消費電力の両方を改善できることを見出した。
【００３０】
本発明の有機発光素子において、第２有機化合物層（第４電荷輸送層７３）、第３有機化合物層（第２電荷輸送層５３、第３電荷輸送層７１）の屈折率は、波長λ1において１．７０以下であることが好ましい。以下、波長λ1における屈折率が１．７０以下である有機化合物層を「低屈折率層」と称する場合がある。また、光取り出し電極４の波長λ1における屈折率が２．２以下であることが好ましい。また、第１発光層５２の波長λ1における屈折率が１．８至乃２．１の範囲であることが好ましい。
【００３１】
また、本発明の有機発光素子は、光取り出し電極４の光取り出し側に、非干渉層を配置する構成でもよい。この場合、非干渉層の屈折率が、波長λ1において１．６５以下であることが好ましく、この屈折率を満たす材料であれば、有機材料からなってもよく、無機材料からなってもよい。
【００３２】
＜表示装置、画像情報処理装置、照明装置、画像形成装置、露光器＞
本発明の有機発光素子は、表示装置、画像情報処理装置、照明装置、画像形成装置、露光器等に用いられる。
【００３３】
本発明の表示装置は、図１に示す様に、複数の発光点（副画素１０）を有し、発光点は本発明の有機発光素子を有する。そして、本発明の表示装置は、カラーフィルタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを光取り出し側に有することが好ましい。
【００３４】
本発明の画像情報処理装置は、画像情報を入力する入力部と、画像情報を表示する表示部とを有し、表示部が本発明の表示装置である。
【００３５】
本発明の照明装置の第一は、本発明の有機発光素子と、有機発光素子に駆動電流を供給する回路とを有する。本発明の照明装置の第二は、本発明の有機発光素子と、放熱部材とを有する。
【００３６】
図２は、本発明に係る照明装置の模式図である。照明装置は基板と有機発光素子１３８、ＡＣ／ＤＣコンバーター回路１３９を有している。また不図示の放熱板等の放熱部材を例えば有機発光素子１３８が載置されている側の基板面に対する裏面側に有していてもよい。
【００３７】
本発明の画像形成装置は、感光体と、感光体を帯電させる帯電部と、感光体を露光する露光部と、感光体に現像材を供給し、感光体の静電潜像を現像する現像部とを有する電子写真方式の画像形成装置であって、露光部は、本発明の有機発光素子を有し、有機発光素子は感光体の長軸方向に沿って列を形成して、例えば一列に配置されている。
【００３８】
図３は、本発明に係る画像形成装置１２６の模式図である。画像形成装置１２６は、感光体１２７、露光部１２８、帯電部１３０、現像部１３１、転写器１３２、搬送ローラー１３３、定着器１３５を有する。露光部１２８から光１２９が発せられ、感光体１２７の表面に静電潜像が形成される。この露光部１２８が本発明に係る有機発光素子を有する。現像部１３１はトナー等を有する。帯電部１３０は感光体１２７を帯電させる。転写器１３２は現像された画像を記録媒体１３４に転写する。搬送ローラー１３３は記録媒体１３４を搬送する。記録媒体１３４は例えば紙である。定着器１３５は記録媒体１３４に形成された画像を定着させる。
【００３９】
本発明の露光器は、感光体と、感光体を帯電させる帯電部と、感光体の静電潜像を現像する現像部と、を有する電子写真方式の画像形成装置に設けられ、感光体を露光する露光器であって、本発明の有機発光素子を有し、有機発光素子が感光体の長軸方向に沿って、列を形成して配置されている。
【００４０】
図４は、本発明の露光器の模式図である。露光器１２８は、発光部１３６が長尺状の基板に複数配置されている。発光部１３６は、本発明の有機発光素子を有する。矢印１３７は有機発光素子が配列されている列方向を表わす。この列方向は、回転する感光体１２７の軸の方向と同じである。図４（ａ）は発光部１３６を感光体１２７の長軸方向に沿って配置した形態である。図４（ｂ）は、図４（ａ）とは異なる形態を表わし、第一の列と第二の列のそれぞれにおいて発光部１３６が列方向に交互に配置されている形態である。第一の列と第二の列は行方向に異なる位置に配置されている。第一の列は、複数の発光部１３６が間隔をあけて配置されている。第二の列は、第一の列の発光部１３６同士の間隔に対応する位置に発光部１３６を有する。すなわち、行方向にも、複数の発光部１３６が間隔をあけて配置されている。図４（ｂ）の配置は、たとえば格子状に配置されている状態、千鳥格子に配置されている状態、あるいは市松模様と言い換えることもできる。
【００４１】
本発明の有機発光素子は、その発光の制御のために、能動素子、例えばトランジスタ等のスイッチング素子と接続していてもよく、能動素子は、活性層に酸化物半導体を有することが好ましい。能動素子は酸化物半導体部がアモルファスでも結晶でもあるいは両者の混在でもよい。結晶は単結晶、微結晶、あるいはＣ軸等の特定軸が配向している結晶のいずれかあるいは少なくともいずれか２種の混合でもよい。
【実施例】
【００４２】
以下、図１（ｂ）に示す素子構成において、第１有機化合物層（第１電荷輸送層５１）の屈折率と表示装置特性（消費電力‐視野角特性関係）について解析した結果を説明する。
【００４３】
＜解析の計算条件＞
まず、解析で使用した計算条件について説明する。
【００４４】
図５には、解析に使用した、赤色を発する発光材料、緑色を発する発光材料、青色を発する発光材料のＰＬスペクトルである。ＰＬスペクトルは最大ピーク値で規格化している。以後、便宜上、赤色を発光する発光材料を「ＲＤ」、緑色を発光する発光材料を「ＧＤ」、青色を発光する発光材料を「ＢＤ」と記す場合がある。また、図６には、解析で使用したカラーフィルタ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの透過率を示した。発光材料及びカラーフィルタは、図５，６に示すものに限定されず、色域（ｇａｍｕｔ）などの表示装置特性を最適化できる組み合わせを用いればよい。
【００４５】
図７に、各発光層５２，７２のホスト及び各電荷輸送層５１，５３，７１，７３に使用した材料Ｍ１乃至Ｍ５の光学特性（屈折率及び消衰係数）を示した。尚、図７には、後述する電荷発生層６０として用いた材料Ｍ６，Ｍ７の光学特性も併せて示した。材料の屈折率は、分散特性が顕著となる青領域の屈折率を採用することが望ましく、本検討では、波長λ1における屈折率として、図５に示すＢＤの最大ピーク波長λ＝４５５ｎｍの値を採用している。材料Ｍ２、Ｍ３、Ｍ５は、波長λ1における屈折率が１．７０以下の材料である。以下、波長λ1における屈折率が１．７０以下である材料を「低屈折率材料」と称する場合がある。なお、本発明における低屈折率層の消光係数は使用する波長領域において０．０２以下が望ましい。それは、多重干渉に起因した素子内の光吸収が増加し、消費電力低下を引き起こすためである。また、低屈折率層は、波長λ1における屈折率が１．７０以下であれば、低屈折率材料のみで構成されていてもよいし、例えば、正孔輸送材料や電子輸送材料に低屈折率材料をドープした形態でもよい。尚、材料の光学特性は、物質の表面で光が反射する際の偏光状態の変化を観測して、その物質の光学定数を決定する方法である周知のエリプソメトリーを用いた市販の分光エリプソメーターにて計測することができる。尚、低屈折率材料としては、誘電異方性を有し、基板面内方向の波長λ1における屈折率が１．７０以下となるような材料も選択することができる。
【００４６】
本検討では、光取り出し電極４及び各電荷輸送層５１，５３，７１，７３の膜厚とＧＤのエキシトン生成割合γを変数として多目的最適化計算を行った。表１に、光取り出し電極４及び各電荷輸送層５１，５３，７１，７３の膜厚とＧＤのエキシトン生成割合γの下限値と上限値を示す。
【００４７】
【表１】
2015216040.tif 000003
【００４８】
第１発光層５２及び第２発光層７２の膜厚はそれぞれ２０ｎｍと固定し、発光材料として、一方はＢＤのみのドープ、他方はＧＤとＲＤの混合ドープ（以後、「ＧＤ＋ＲＤ」と称する場合がある）とした。キャリアバランスを１とし、ＢＤとＧＤ＋ＲＤのエキシトン生成効率をそれぞれ０．４と１とした。つまり、ＧＤのエキシトン生成割合をγとした場合、ＲＤのエキシトン生成割合は１−γとなる。また、ＢＤとＧＤとＲＤのバルクでの発光収率をそれぞれ０．８２、０．８２、０．７１と仮定した。ここでバルクでの発光収率は、光学干渉が存在しない場合における発光材料の発光収率である。光学シミュレーションは、Ｃｈａｎｃｅ、Ｐｒｏｃｋ、Ｓｉｌｂｅｙ（ＣＰＳ）らの提案したダイポールモデル（Ｎｏｗｙ  ｅｔ．ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  １０４，１２３１０９（２００８）中の式（２）参照）を用いた。尚、各発光層５２，７２は、発光ドーパントがホスト材料にドープされた形態で、その屈折率は、ホストとして用いた材料の屈折率に等しいと仮定した。
【００４９】
電荷発生層６０は、Ｃｓがドープされた電子注入層とＭｏＯ3の積層膜を仮定し、ともに膜厚は５ｎｍとして計算を行った。Ｃｓドープ層とＭｏＯ3の光学特性を、それぞれ図７のＭ６とＭ７として示した。本発明の効果は、電荷発生層６０の材料に左右されなく、成膜プロセス、注入特性など適宜最適な材料を選択すればよい。
【００５０】
本解析においては、図１（ｂ）に例示したボトムエミッション型を仮定し、光取り出し電極４の光取り出し側に接している層を、波長λ1における屈折率が１．４５の非干渉層（インコヒーレント層）として計算を行った。また、光取り出し電極４はＩＴＯ、反射電極８０はＡｌであると仮定した。
【００５１】
多目的最適化アルゴリズムはＮＥＳＡ＋で行い、消費電力と視野角特性が最小になるように最適化計算を行った。また、各実験の成功条件を表２に示した。値は正面方向の発光特性を示している。また、視野角特性（δｕ’ｖ’）は、基板法線方向から６０°の角度での色度変化の最大値である。解析結果にて示す消費電力と視野角特性の関係図は、成功した実験値で構成されるパレート最適解である。
【００５２】
【表２】
2015216040.tif 000004
【００５３】
表３には、本解析での消費電力算出の前提となる、表示装置仕様を示した。画素の開口率を２５％とし、副画素１０の開口率をＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗとも一律の６．２５％とした。本解析では、表３に示した仕様の表示装置がＣＩＥ  Ｙｘｙ（ｘ，ｙ）＝（０．３１３，０．３２９）の白色光で且つ輝度２５０ｃｄ／ｃｍ2を放射するのに必要な電力を計算した。具体的には、Ｗの色度及び発光効率を求め、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの必要電流を算出した。本解析では駆動電圧を１３．５Ｖと仮定して、必要電流値から消費電力の計算を行った。
【００５４】
【表３】
2015216040.tif 000005
【００５５】
＜解析結果＞
〔第１電荷輸送層５１を低屈折率層とすることの効果〕
表４に示す素子の消費電力及び視野角特性（δｕ’ｖ’）の関係を図８に示した。
【００５６】
【表４】
2015216040.tif 000006
【００５７】
表４の素子では、第１発光層５２がＢＤのみのドープ、第２発光層７２がＧＤとＲＤの混合ドープである。そして、各発光層５２，７２及び各電荷輸送層５１，５３，７１，７３が、素子Ｄ１００では、すべて材料Ｍ１で構成され、素子Ｄ１０１乃至１０６では、いずれか一層が低屈折率材料である材料Ｍ２、その他の層が材料Ｍ１で構成される。従って、第１電荷輸送層５１を材料Ｍ２で構成した素子Ｄ１０１が本発明の実施形態であり、その他は比較形態である。
【００５８】
図８に示す様に、比較形態である素子Ｄ１００は、視野角特性が悪い領域（δｕ’ｖ’が０．０４〜０．０５）で１９０ｍＷ程度の消費電力であるのに対して、δｕ’ｖ’値が小さくなるにつれ、消費電力が増加し、δｕ’ｖ’が０．００７で約２５０ｍＷとなった。このように、消費電力と視野角特性に明確なトレードオフの関係があることがわかる。その他の比較形態（素子Ｄ１０２乃至１０６）も同様の傾向で、第１電荷輸送層５１以外の層のみを、材料Ｍ２で構成しても効果が得られないことがわかる。一方で、実施形態である素子Ｄ１０１は、視野角特性δｕ’ｖ’が０．０２以下の領域においても、消費電力の増加はわずかであり、消費電力と視野角特性のトレードオフの関係が小さい。素子Ｄ１００とＤ１０１のδｕ’ｖ’＝０．００７での消費電力の比較をすると、それぞれ２５０ｍＷと１８７ｍＷとなり、消費電力は約２５％低減した。
【００５９】
以上、第１電荷輸送層５１を低屈折率層とすることで、消費電力と視野角特性のトレードオフの関係を小さくすることができ、δｕ’ｖ’が小さい領域で消費電力低減効果が高いことを示した。
【００６０】
〔第１発光層５２が青色発光層である素子において第１電荷輸送層５１を低屈折率層とすることの効果〕
次に、３λ／４の干渉条件である第１発光層５２が、青色の光を発光する発光層である素子で初めて、第１電荷輸送層５１を低屈折率層とすることの効果が得られることを示す。
【００６１】
表５に示す素子の消費電力と視野角特性の関係図を図９に示した。図９には、比較のため、素子Ｄ１００、素子Ｄ１０１の結果も併せて示した。
【００６２】
【表５】
2015216040.tif 000007
【００６３】
表５の素子では、第１発光層５２がＧＤとＲＤの混合ドープ、第２発光層７２がＢＤのみのドープであり、全てが比較形態である。素子Ｄ１０７は、各発光層５２，７２及び各電荷輸送層５１，５３，７１，７３がすべて材料Ｍ１で構成された素子である。一方、素子Ｄ１０８乃至１１０では、電荷輸送層のいずれか一層が低屈折率材料である材料Ｍ２で構成され、その他の電荷輸送層及び各発光層５２，７２が材料Ｍ１で構成される。
【００６４】
素子Ｄ１０８は、素子Ｄ１０１と同様に、第１電荷輸送層５１が低屈折率層となった構成である。一方、素子Ｄ１０９は、青色を発光する発光層（第２発光層７２）の光取り出し側に接する層が低屈折率層となった構成である。また、素子Ｄ１１０はＢＤの表面プラズモン損失を抑制でき、ＢＤの発光効率が他の構成に比べ改善されると予測される素子である。一般的に、ＢＤをλ／４の干渉条件とした場合、表面プラズモン損失が主な光学ロスとなり、ＢＤの発光効率が低下することが知られている。その抑制法として、発光層と反射金属の間に低屈折率層を導入する方法が提案されている（特開２０１３−１７９２４８号公報）。
【００６５】
図９の結果をみると、素子Ｄ１０７は、δｕ’ｖ’が０．０２以下で急激に消費電力が増加しており、その増加率は素子Ｄ１００に比べ大きい。つまり、素子Ｄ１００に比べ、消費電力と視野角特性のトレードオフの関係がより強いことがわかる。素子Ｄ１０７と素子Ｄ１０８乃至１１０の比較を行うと、どの素子も視野角が良い領域（δｕ’ｖ’が０．０１５以下）では、素子Ｄ１０７と同様の消費電力増加が見られた。つまり、低屈折率層の導入効果は見られなかった。
【００６６】
特に、素子Ｄ１１０は、δｕ’ｖ’が０．０１５よりも大きな領域においては、消費電力低下の効果は見られ、期待した表面プラズモン抑制が達成されたと推測できる。しかしながら、視野角特性の良い領域（＜０．０１５）では、素子Ｄ１０７と同様に消費電力が急激に増加した。つまり、視野角特性の良い領域においては、素子Ｄ１０７と同様の消費電力と視野角特性のトレードオフ関係であることが分かる。このことは、複数の発光層で構成される白色有機発光素子においては、赤色、緑色、青色の干渉のバランスが重要であり、ＲＧＢ塗り分け構成で有効な効率改善方法が必ずしも効果的とは限らないことを示している。また、同様に、素子Ｄ１０８及びＤ１０９も低屈折率層導入効果は見られなかった。このことから、λ／４の干渉条件である第２発光層７２が、青色の光を発光する発光層である素子においては、第１電荷輸送層５１及び青色を発光する発光層（第２発光層７２）の光取り出し側に接する層を低屈折率層とする効果は得られないことが分かった。
【００６７】
以上、３λ／４の干渉条件である第１発光層５２が、青色の光を発光する発光層である素子で、かつ、第１電荷輸送層５１に低屈折率層を導入することで初めて、低消費電力化と高視野角化を同時に達成することができることを示した。
【００６８】
〔第１電荷輸送層５１における低屈折率層の導入位置について〕
次に、低屈折率層を第１電荷輸送層５１のどの位置に導入すると効果が得られるかについて説明する。
【００６９】
表６に示す素子の消費電力と視野角特性の関係を図１０に示した。図１０には、比較のため、素子Ｄ１００、素子Ｄ１０１の結果も併せて示した。
【００７０】
【表６】
2015216040.tif 000008
【００７１】
表６の素子では、第１発光層５２がＢＤのみのドープ、第２発光層７２がＧＤとＲＤの混合ドープであり、各発光層５２，７２及び第２乃至第４電荷輸送層５３，７１，７３が、すべて材料Ｍ１で構成されている。第１電荷輸送層５１は、第１−１電荷輸送層と第１−２電荷輸送層の２層構成であり、第１−１電荷輸送層は光取り出し電極４に、第１−２電荷輸送層は第１発光層５２に接している。そして、素子Ｄ１１１と素子Ｄ１１２は、第１−２電荷輸送層を材料Ｍ１とし、膜厚をそれぞれ１０ｎｍと２０ｎｍと固定し、第１−１電荷輸送層を低屈折率材料である材料Ｍ２とし、第１−１電荷輸送層の膜厚を２ｎｍから８０ｎｍの範囲で最適化を行った。また、素子Ｄ１１３と素子Ｄ１１４もまた、材料及び固定膜厚を表６に示すように第１−２電荷輸送層と第１−１電荷輸送層で入れ替えて、最適化を行っている。表６の素子は全てが本発明の実施形態である。
【００７２】
図１０から、素子Ｄ１１１乃至Ｄ１１４は、第１電荷輸送層５１が単層で且つ低屈折率材料である材料Ｍ２で構成される素子Ｄ１０１とほぼ同様の消費電力と視野角特性のトレードオフの関係となった。つまり、第１電荷輸送層５１は、第１発光層５２と光取り出し電極４と接していなくともよいことを示している。
【００７３】
図１１には、素子Ｄ１０１、１１１乃至１１４の低屈折率層の膜厚と視野角特性の関係を示した。図１１は、消費電力が２４０ｍＷ以下、δｕ’ｖ’＝０．０２以下のパレート最適解のみをプロットしている。図１１から膜厚１５ｎｍ以上あれば、低屈折率層導入効果が得られることがわかる。最適な膜厚は、材料の屈折率にも依存するため、必ずしもこの範囲ではなく、検討を重ねた結果、１０ｎｍ以上であればよいことが分かった。
【００７４】
以上、第１電荷輸送層５１内の低屈折率層は、光取り出し電極４及び第１発光層５２に接する必要がなく、光取り出し電極４と第１発光層５２の間のいずれかの位置に挿入すれば本発明の効果が得られることを示した。
【００７５】
〔第１電荷輸送層５１の屈折率について〕
次に、第１電荷輸送層５１の屈折率がどの程度ならば、消費電力及び視野角特性が改善されるかについて説明する。
【００７６】
図１２には、第１電荷輸送層５１のλ1での屈折率とδｕ’ｖ’＝０．００７における消費電力の関係を示した。素子Ｍ１、Ｍ４、Ｍ５群では、第１発光層５２がＢＤのみのドープ、第２発光層７２がＧＤとＲＤの混合ドープである。そして、素子Ｍ１、Ｍ４、Ｍ５群では、各発光層５２，７２及び第２乃至第４電荷輸送層５３，７１，７３がすべて、それぞれ材料Ｍ１、Ｍ４、Ｍ５で構成されており、第１電荷輸送層５１の材料が、材料Ｍ１乃至Ｍ５のいずれかである。
【００７７】
図１２をみると、第１電荷輸送層５１を材料Ｍ１、Ｍ４で構成した場合、消費電力は大きく、群ごとの消費電力差も大きい。一方、第１電荷輸送層５１を低屈折率材料である材料Ｍ２、Ｍ３、Ｍ５で構成した場合、消費電力が低く、群ごとの差も小さいことが分かる。つまり、高い視野角特性の領域においては、第１電荷輸送層５１を低屈折率層とすることが、低消費電力化に最も効果的であることを示している。
【００７８】
通常、使用される電荷輸送層のλ＝４５５ｎｍにおける屈折率は１．８から１．９程度である。図１２から、破線で囲まれた屈折率領域であれば、δｕ’ｖ’＝０．００７における消費電力が２４０ｍＷ以下となることが分る。つまり、第１電荷輸送層５１のλ1での屈折率を１．７０以下にすることが望ましい。
【００７９】
以上、第１電荷輸送層５１のλ1での屈折率を１．７以下することで初めて、消費電力と視野角特性の両方を改善できることを示した。実際に素子を設計する場合には、消費電力と視野角特性のパレート最適解の中から、所望の仕様を満たす膜厚とすればよい。
【００８０】
〔非干渉層の屈折率について〕
次に、本発明の第１電荷輸送層５１の低屈折率化の効果に対する非干渉層の屈折率の影響について説明する。
【００８１】
図１３には、素子Ｄ１０１において第１発光層５２の屈折率と非干渉層の屈折率を変化させた場合の、第１電荷輸送層５１の屈折率とδｕ’ｖ’＝０．００７における消費電力の関係を示した。第１発光層５２の屈折率と非干渉層の屈折率は、波長λ1での値である。図１３の凡例に示す様に、非干渉層の屈折率は、それぞれ、１．４５、１．６３及び１．９９である。図１３に示したように、非干渉層の屈折率が１．４５の場合、第１電荷輸送層５１の屈折率が１．７以下の領域において消費電力が低下する。同様に、非干渉層の屈折率が１．６３においても、第１電荷輸送層５１の屈折率が１．７以下の領域では、第１電荷輸送層５１の屈折率が１．９（材料Ｍ１）の場合に比べ、消費電力が低下している。つまり、第１電荷輸送層５１の低屈折率化の効果がある。一方で、非干渉層の屈折率が１．９９の場合、第１電荷輸送層５１の屈折率が小さくなっても、消費電力は下がらない。検討を行った結果、光取り出し電極４の光取り出し側の非干渉層の屈折率は、波長λ1において、１．６５以下が望ましいことを明らかにした。
【００８２】
〔光取り出し電極４の屈折率について〕
次に、光取り出し電極４の、波長λ1における屈折率の好ましい範囲について説明する。
【００８３】
図１４には、素子Ｄ１０１において光取り出し電極４の屈折率を変化させた場合の、光取り出し電極４の屈折率とδｕ’ｖ’＝０．００７における消費電力の関係を示した。光取り出し電極４の屈折率は、波長λ1での値である。図１４から、光取り出し電極４の屈折率が２．２の場合、消費電力は２０６ｍＷとなるのに対して、屈折率が小さくなるほど、消費電力が低下していることがわかる。本検討から、光取り出し電極４の屈折率は２．２以下が望ましいことが明らかになった。
【００８４】
〔他の電荷輸送層（第２有機化合物層、第３有機化合物層）への低屈折率層導入の効果〕
次に、第１電荷輸送層５１を低屈折率層とすると、他の電荷輸送層５３，７１，７３を低屈折率層とすることがさらに効果的であることを説明する。
【００８５】
表７の素子における消費電力と視野角特性の関係を図１５に示した。図１５には、比較のため、素子Ｄ１００、素子Ｄ１０１の結果も併せて示した。図１５において、本発明の実施形態は中抜きのプロットで、比較形態は中塗りのプロットで表した。
【００８６】
【表７】
2015216040.tif 000009
【００８７】
表７の素子では、第１発光層５２がＢＤのみのドープ、第２発光層７２がＧＤとＲＤの混合ドープである。そして、各発光層５２，７２及び各電荷輸送層５１，５３，７１，７３のうちの少なくとも２層が、低屈折率材料である材料Ｍ２で構成され、その他の層が材料Ｍ１で構成される。素子Ｄ２０１乃至Ｄ２０３は、第１電荷輸送層５１を材料Ｍ２で構成し、且つ他の電荷輸送層５３，７１，７３のうちいずれか一層を材料Ｍ２で構成しており、本発明の実施形態である。また、素子Ｄ４０１は、すべての電荷輸送層５１，５３，７１，７３を材料Ｍ２で構成しており、本発明の実施形態である。一方、素子Ｄ２０４乃至Ｄ２０６は、第１電荷輸送層５１を材料Ｍ１で構成し、他の電荷輸送層５３，７１，７３のうちの２層を材料Ｍ２で構成しており、比較形態である。また、素子Ｄ３０１は、第１電荷輸送層５１以外のすべての電荷輸送層５３，７１，７３を材料Ｍ２で構成しており、素子Ｄ５０１は、更に各発光層５２，７２も材料Ｍ２で構成しており、いずれも比較形態である。
【００８８】
図１５より、比較形態のうちのいくつかの素子は、δｕ’ｖ’＞０．０３領域では、消費電力が低下しているものもあるが、δｕ’ｖ’が０．０２以下となる領域では優位差は見られない。つまり、第１電荷輸送層５１以外の電荷輸送層５３，７１，７３及び発光層５２，７２のみを材料Ｍ２で構成しても、素子Ｄ１００の消費電力と視野角特性のトレードオフの関係が改善されていないことがわかる。図８で示したように、素子Ｄ１０２乃至Ｄ１０６の様に、第１電荷輸送層５１以外の層のみを材料Ｍ２で構成しても本発明の効果が得られない。図１５からも明らかであるが、図８の素子Ｄ１０２乃至Ｄ１０６に、追加で他の層に低屈折率層を導入してもさほど消費電力と視野角特性のトレードオフの度合いには変化が見られず、明確な導入効果は得られないことが分かる。一方、第１電荷輸送層５１を材料Ｍ２で構成した実施形態の素子では、第１電荷輸送層５１以外の電荷輸送層５３，７１，７３を低屈折率層すると、視野角特性はほぼ損なわれずに消費電力が下がることがわかる。特に、低屈折率層の層数が多いほど、消費電力が低下する傾向が得られる。つまり、第１電荷輸送層５１を低屈折率層として初めて、他の電荷輸送層を低屈折率層とすることの効果が発現する。
【００８９】
このことから、第１電荷輸送層５１を低屈折率層した上で、他の電荷輸送層を低屈折率層とすることが好ましい。
【００９０】
〔発光層５２，７２の屈折率について〕
次に、第１発光層５２、第２発光層７２の、波長λ1における屈折率の好ましい範囲について説明する。
【００９１】
図１６には、素子Ｄ１０１において第１発光層５２の屈折率を変化させた場合の、第１発光層５２の屈折率とδｕ’ｖ’＝０．００７における消費電力の関係を示した。第１発光層５２の屈折率は、波長λ1での値である。図１６から、第１発光層５２の屈折率が１．８未満では、消費電力が増加することがわかる。つまり、第１電荷輸送層５１の低屈折率化の効果が小さい。解析の結果、本発明における第１発光層５２の屈折率は、波長λ1にて、１．８以上２．１以下がより望ましいことが明らかとなった。第２発光層７２についても同様である。
【００９２】
〔まとめ〕
上記したように、タンデム型白色素子のような、発光色ごとで干渉次数が異なる構成では、視野角特性と消費電力のトレードオフの関係が問題となることが多い。それは、３λ／４の干渉条件の配光特性は、λ／４の干渉条件のそれに比べ著しく角度依存性が大きいためであった。
【００９３】
第１電荷輸送層５１を低屈折率層にすることで、第１発光層５２から発せられる青色の光の干渉強度を強めながら、３λ／４の干渉条件の配光特性の角度依存性を小さくすることができる。その結果、第２発光層７２の干渉強度を増大させることができ、視野角特性を保持したまま、白色素子の発光効率を向上させることが可能となる。つまり、第１電荷輸送層５１の低屈折率化により、高視野角化と低消費電力化の両立が可能となる。
【符号の説明】
【００９４】
４：光取り出し電極（第１電極）、５１：第１電荷輸送層（第１有機化合物層）、５２：第１発光層、５３：第２電荷輸送層（第３有機化合物層）、６０：電荷発生層、７１：第３電荷輸送層（第３有機化合物層）、７２：第２発光層、７３：第４電荷輸送層（第２有機化合物層）、８０：反射電極（第２電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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