(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された光反射層と、
前記光反射層上に形成された発光層と、
前記発光層上に形成された電極とを備え、前記光反射層と電極の間の光路長を調整した共振構造を有する発光装置であって、
前記光反射層から電極間の光路長をＤ、前記光反射層での反射における位相シフトをφＬ、前記電極での反射における位相シフトをφＵ、前記光反射層と電極の間に発生する定在波のピーク波長をλ、２以下の整数をｍとしたとき、
Ｄ＝{(２πｍ＋φＬ＋φＵ)／４π}λ
を満たし、
赤色画素、緑色画素、および、青色画素の前記光反射層のうち、少なくとも一つの光反射層は、他の光反射層に用いられた金属材料とは異なる金属材料で形成されており、
前記整数ｍの値が０である、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
位相シフト量をφ、前記発光層の屈折率をｎ１、前記反射層の屈折率をｎ２、前記反射層の消衰係数をｋ２としたとき、
φ＝ｔａｎ−１{２ｎ１ｋ２／（ｎ１２−ｎ２２−ｋ２２）}
を満たし、他の色の画素よりも長波長の色の画素における前記反射層は、他の色の画素における前記反射層よりも位相シフト量φが小さな金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
緑色画素と青色画素の前記反射層、または、赤色画素と緑色画素の前記反射層は、共通の金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
赤色画素または緑色画素の反射層は、Ｃｕ、Ａｕ、もしくはＡｇ、または、これらのうち少なくとも一つを主成分とする金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一記載の発光装置。
【請求項５】
前記電極の上層にはカラーフィルターが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一記載の発光装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一記載の発光装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の発光素子を利用した発光装置およびこの発光装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上に有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を発光素子として形成し、発光素子の発光光を基板と反対側に取り出すトップエミッション方式の発光装置が電子機器の表示装置などとして多用されている。トップエミッション方式は、発光素子を挟み、基板側に形成された一方の第１電極（例えば陽極）と基板との間に反射層を形成し、発光素子を挟む他方の第２電極（例えば陰極）側から光を取り出す方式であって、光の利用効率が高い方式である。
【０００３】
トップエミッション方式の発光装置において、白色の有機ＥＬ素子を用い、前記第２電極と反射層との間で所定の波長の光を共振させて、光の取り出し効率を高める技術が開示されている（例えば非特許文献１）。この技術では、共振構造におけるピーク波長をλ、反射層から前記第２電極の光学的距離をＤ、前記第１電極での反射における位相シフトをφＬ、前記第２電極での反射における位相シフトをφＵ、整数をｍとしたとき、下記の式を満たす光学構造が提案されている。
Ｄ＝{(２πｍ＋φＬ＋φＵ)／４π}λ・・・（１）
【０００４】
特に、前記（１）式において、ｍ＝０とした場合には、有機ＥＬ素子におけるアレイ構造を単純にしつつ、広い波長の光をある程度の効率で取り出すことができるため、発光装置の低コスト化を実現でき、かつ、高精細画素を作り込みやすいなどの利点がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】SID2010 P-146/S.Lee, Samsung Mobile Display Co.,Ltd
【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、前記（１）式においてｍ＝０とした光学構造の発光装置では、赤色領域、緑色領域、および、青色領域の全ての領域の光を取り出すため、赤色画素、緑色画素、および、青色画素の色分離はカラーフィルターなどで行う必要がある。したがって、観測側での発光スペクトルの帯域幅が広くなり、色純度が悪いという問題があった。また、赤色、緑色、および、青色の各波長領域で比較した場合、光取り出し効率が低いという問題があった。その結果、発光装置の消費電力が高くなり、パネル特性として不利になるという問題があった。
【０００７】
このような事情を背景として、本発明は、白色の有機ＥＬ素子と共振構造を組み合わせたトップエミッション方式の発光装置において、有機ＥＬ素子におけるアレイ構造を単純にしつつ、少なくとも一色の光取り出し効率を高め、高消費電力化を抑制するという課題の解決を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するために、本発明に係る発光装置は、基板と、前記基板上に形成された光反射層と、前記光反射層上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された電極とを備え、前記光反射層と電極の間の光路長を調整した共振構造を有する発光装置であって、前記光反射層から電極間の光路長をＤ、前記光反射層での反射における位相シフトをφＬ、前記電極での反射における位相シフトをφＵ、前記光反射層と電極の間に発生する定在波のピーク波長をλ、２以下の整数をｍとしたとき、
Ｄ＝{(２πｍ＋φＬ＋φＵ)／４π}λ・・・（２）
を満たし、赤色画素、緑色画素、および、青色画素の前記光反射層のうち、少なくとも一つの光反射層は、他の光反射層に用いられた金属材料とは異なる金属材料で形成されており、前記整数ｍの値が０である、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、前記（２）式を満たし、赤色画素、緑色画素、および、青色画素の前記光反射層のうち、少なくとも一つの光反射層は、他の光反射層に用いられた金属材料とは異なる金属材料で形成されている。したがって、全ての色の画素の光反射層を同一の金属材料で形成した場合に比べて、少なくとも一つの光反射層において位相シフト量が異なり、光取り出し効率も異なる。したがって、消費電力に影響与える発光色の光取り出し効率を改善でき、消費電力を低減させることができる。また、本発明に係る発光装置は、前記整数ｍの値が０であるため、光反射層から電極までの構造を簡単にしつつ、光の取り出し効率を改善でき、消費電力を低減させることができる。
【００１０】
本発明に係る発光装置として、位相シフト量をφ、前記発光層の屈折率をｎ１、前記反射層の屈折率をｎ２、前記反射層の消衰係数をｋ２としたとき、
φ＝ｔａｎ−１{２ｎ１ｋ２／（ｎ１２−ｎ２２−ｋ２２）}・・・（３）
を満たし、他の色の画素よりも長波長の色の画素における前記反射層は、他の色の画素における前記反射層よりも位相シフト量φが小さな金属材料で形成することもできる。
【００１１】
本発明に係る発光装置においては、前記（３）を満たし、他の色の画素よりも長波長の色の画素における前記反射層は、他の色の画素における前記反射層よりも位相シフト量φが小さな金属材料で形成するので、長波長側の光の取り出し効率を改善でき、消費電力を低減させることができる。
【００１３】
本発明に係る発光装置は、緑色画素と青色画素の前記反射層、または、赤色画素と緑色画素の前記反射層を、共通の金属材料で形成することもできる。
【００１４】
本発明に係る発光装置においては、緑色画素と青色画素の前記反射層、または、赤色画素と緑色画素の前記反射層を、共通の金属材料で形成するので、消費電力に影響与える発光色の光取り出し効率を改善でき、消費電力を低減させることができる。
【００１５】
本発明に係る発光装置は、赤色画素または緑色画素の反射層を、  赤色画素または緑色画素の反射層は、Ｃｕ、Ａｕ、もしくはＡｇ、または、これらのうち少なくとも一つを主成分とする金属材料で形成することもできる。本発明に係る発光装置においては、全ての色の画素における反射層をＡｌで形成する場合に比べて、長波長側の光の取り出し効率を改善でき、消費電力を低減させることができる。
【００１６】
本発明に係る発光装置は、前記電極の上層にカラーフィルターを設けることもできる。本発明に係る発光装置においては、前記電極の上層にカラーフィルターを設けた簡単な構造を実現にしつつ、光の取り出し効率を改善でき、消費電力を低減させることができる。
【００１７】
本発明に係る電子機器は、前記発光装置を備えていることを特徴とする。本発明に係る電子機器においては、前記発光装置を備えているので、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置の概要を示す模式的な断面図である。
【図２】図１における正孔輸送層、発光層、および、電子輸送層に用いられた材料を示す図である。
【図３】Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、および、Ａｕで位相シフト量を計算した結果を示す図である。
【図４】Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇの各波長に対する屈折率の変化を示す図である。
【図５】Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇの各波長に対する消衰係数の変化を示す図である。
【図６】共振構造における位相シフト量の影響を調べるシミュレーションに用いたシミュレーションモデルの概要を示す模式的な断面図である。
【図７】図６のシミュレーションモデルを用いて発光層の光取り出し効率を計算した結果を示す図である。
【図８】ｍ＝０、１、２、３とした場合の各光学構造における波長と光取り出し効率の関係を示す図である。
【図９】図６のシミュレーションモデルに用いたカラーフィルターの透過率を示す図である。
【図１０】比較例１、および、実施例１ないし実施例３の有機層膜厚と反射膜の構成を示す図である。
【図１１】比較例１、および、実施例１ないし実施例３の消費電力と色域の結果を示す図である。
【図１２】比較例１、および、実施例１ないし実施例３の各画素における光の強度を示す図である。
【図１３】Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇの各波長に対する反射率の変化を示す図である。
【図１４】比較例２、および、実施例４ないし実施例５の有機層膜厚と反射膜の構成を示す図である。
【図１５】比較例２、および、実施例４ないし実施例５の消費電力と色域の結果を示す図である。
【図１６】比較例１と比較例２の各画素、実施例１ないし実施例３の緑色画素および青色画素、ならびに、実施例４ないし実施例６の赤色画素における光の強度を示す図である。
【図１７】比較例１、実施例４ないし実施例６の各画素における光の強度を示す図である。
【図１８】図１の実施形態に係る発光装置を表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図１９】図１の実施形態に係る発光装置を表示装置として採用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。
【図２０】図１の実施形態に係る発光装置を表示装置として採用した携帯情報端末の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。図面においては、各部の寸法の比率は実際のものとは適宜に異ならせてある。
＜Ａ：発光装置の構造＞
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置Ｅ１の概要を示す模式的な断面図である。発光装置Ｅ１は、複数の発光素子Ｕ１が第１基板１０の面上に配列された構成であるが、図１においては、説明の便宜上、ひとつの発光素子Ｕ１のみが例示されている。本実施形態の発光装置Ｅ１は、トップエミッション型であり、発光素子Ｕ１にて発生した光は第１基板１０とは反対側に向かって進行する。従って、ガラスなどの光透過性を有する板材のほか、セラミックスや金属のシートなど不透明な板材を第１基板１０として採用することができる。本実施形態では、第１基板１０の厚さを０．５ｍｍとした。
第１基板１０には、発光素子Ｕ１に給電して発光させるための配線が配置されているが、配線の図示は省略する。また、第１基板１０には、発光素子Ｕ１に給電するための回路が配置されているが、回路の図示は省略する。
【００２０】
発光素子Ｕ１は、第１基板１０の上に形成された反射層兼画素電極１２（第１電極）と、画素電極１２の上に配置された光取り出し側半透明反射層としての対向電極３０（第２電極）と、反射層兼画素電極１２と対向電極３０との間に配置された発光機能層１６とを備える。以下、詳細に説明する。図１に示すように、第１基板１０上には反射層兼画素電極１２が形成される。反射層兼画素電極１２は、光反射性を有する材料によって形成される。この種の材料としては、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）などの単体金属、またはＡｕ、ＣｕまたはＡｇを主成分とする合金などが好適に採用される。本実施形態では、赤色の発光素子の反射層兼画素電極１２はＡｇ、ＡｕまたはＣｕで形成され、緑色および青色の発光素子の反射層兼画素電極１２はＡｌで形成される。本実施形態では、反射層兼画素電極１２の膜厚を８０ｎｍとした。
【００２１】
図１に示すように、発光機能層１６は、反射層兼画素電極１２上に形成された正孔注入層（ＨＩＬ：Hole Injection Layer）２２と、正孔注入層２２上に形成された正孔輸送層（ＨＴＬ：Hole transport layer）２４と、正孔輸送層２４上に形成された発光層２６（ＥＭＬ：Emitting Layer）と、発光層２６上に形成された電子輸送層２８（ＥＴＬ：Electron Transport Layer）とからなる。
【００２２】
本実施形態では、正孔注入層２２はＭｏＯｘ（酸化モリブデン）で形成され、正孔輸送層２４は図２に示すようにα−ＮＰＤで形成される。本実施形態では、正孔注入層２２の膜厚を２ｎｍとし、正孔輸送層２４の膜厚を２５ｎｍとした。なお、正孔注入層２２および正孔輸送層２４を、正孔注入層２２と正孔輸送層２４の機能を兼ねる単一の層で形成することもできる。
【００２３】
発光機能層２６は、正孔と電子が結合して発光する有機ＥＬ物質から形成されている。本実施形態では、有機ＥＬ物質は低分子材料であって、白色光を発する。赤色のホスト材料および赤色のドーパント材料、ならびに緑色および青色のホスト材料としては図２に示すものが使用される。さらに、青色のドーパント材料としてはＤＰＡＶＢｉが使用される。緑色のドーパント材料としてはキナクリドンが使用される。本実施形態では、発光機能層２６の膜厚を５０ｎｍとした。
電子輸送層２８は図２に示すように、Ａｌｑ３（トリス８−キノリノラトアルミニウム錯体）で形成される。本実施形態では、電子輸送層２８の膜厚を２５ｎｍとした。
【００２４】
対向電極３０は陰極であり、発光機能層１６を覆うように形成される。対向電極３０は複数の発光素子Ｕ１に渡って連続している。対向電極３０は、その表面に到達した光の一部を透過するとともに他の一部を反射する性質（すなわち半透過反射性）を持った半透過反射層として機能し、例えばマグネシウムや銀などの単体金属、またはマグネシウムや銀を主成分とする合金から形成される。本実施形態では、対向電極３０は、ＭｇＡｇ（マグネシウム銀合金）で形成される。対向電極３０の膜厚は、１０ｎｍとした。
【００２５】
対向電極３０上には、発光素子Ｕ１に対する水や外気の浸入を防ぐための保護層であって、無機材料からなるパシベーション層３１が形成される。パシベーション層３１は、ＳｉＮ（窒化珪素）やＳｉＯＮ（酸窒化珪素）などのガス透過率が低い無機材料から形成される。本実施形態では、パシベーション層３１はＳｉＮ（窒化珪素）で形成される。パシベーション層３１の膜厚は４００ｎｍとした。
【００２６】
本実施形態では、第１基板１０上に形成された複数の発光素子Ｕ１と対向するように、第２基板３２が配置される。第２基板３２はガラスなどの光透過性を有する材料で形成される。第２基板３２の厚さは０．５ｍｍとした。第２基板３２のうち第１基板１０との対向面には、図示しないカラーフィルターおよび遮光膜が形成される。遮光膜は、各発光素子Ｕ１に対向して開口が形成された遮光体の膜体である。開口内にはカラーフィルターが形成される。
【００２７】
本実施形態では、赤色の発光素子Ｕ１に対応する開口内には赤色光を選択的に透過させる赤色用カラーフィルターが形成され、緑色の発光素子Ｕ１に対応する開口内には緑色光を選択的に透過させる緑色用カラーフィルターが形成され、青色の発光素子Ｕ１に対応する開口内には青色光を選択的に透過させる青色用カラーフィルターが形成される。
【００２８】
本実施形態の発光素子Ｕ１においては、反射層兼画素電極１２と光取り出し側半透明反射層としての対向電極３０との間で発光機能層１６が発する光を共振させる共振器構造が形成される。これにより、特定の波長の光を効率良く取り出すことができる。
【００２９】
カラーフィルターおよび遮光膜が形成された第２基板３２は、図示しない封止層を介して第１基板１０と貼り合わされる。封止層は、透明の樹脂材料、例えばエポキシ樹脂などの硬化性樹脂から形成される。以上が本実施形態の発光装置の構造である。
【００３０】
＜Ｂ：反射層兼画素電極の構成＞
次に、本実施形態の発光装置Ｅ１における反射層兼画素電極１２の構成について説明する。本実施形態における発光装置Ｅ１は、反射層兼画素電極１２から光取り出し側半透明反射層としての対向電極３０までの光学的距離を所定値に設定することにより、反射層兼画素電極１２から対向電極３０に定在波を発生させる共振構造を採用している。
【００３１】
具体的には、反射層兼画素電極１２から対向電極３０間の光学的距離をＤ、下辺電極である反射層兼画素電極１２での反射における位相シフトをφＬ、上辺電極である対向電極３０での反射における位相シフトをφＵ、定在波のピーク波長をλ、整数をｍとすると、下記の式を満たす構造となっている。
Ｄ＝{(２πｍ＋φＬ＋φＵ)／４π}λ・・・（４）
この（４）式を変形すると、
λ＝４Ｄπ／(２πｍ＋φＬ＋φＵ) ・・・（５）
となる。つまり、同一膜厚であっても、反射界面での位相シフトが小さい場合、定在波のピーク波長は長波長側へシフトする。特に、ｍ＝０の場合、
λ＝４Ｄπ／(φＬ＋φＵ) ・・・（６）
であり、反射界面での位相シフトの影響が大きくなる。
【００３２】
位相シフトは、位相シフト量をφ[rad]、発光機能層１６の屈折率をｎ１、対向電極３０の屈折率をｎ２、対向電極３０の消衰係数をｋ２とすると、下記の式で表すことができる。
φ＝ｔａｎ−１{２ｎ１ｋ２／（ｎ１２−ｎ２２−ｋ２２）} ・・・（７）
発光機能層１６の屈折率をｎ１を１．８として、代表的な金属材料であるＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇで位相シフト量を計算した結果を図３に示す。なお、各金属材料であるＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇの各波長に対する屈折率ｎの変化を図４に、また、消衰係数ｋの変化を図５に示す。
図３から明らかなように、金属材料としてＡｌを使用した場合に比べて、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇを使用した方が、位相シフト量が小さいことがわかる。
【００３３】
共振構造における位相シフト量の影響を調べるために、図６に示すようなシュミレーションモデルＥ２を想定し、発光層２６の光取り出し効率を計算した。なお、図６に示すシュミレーションモデルＥ２は、図１に示す発光装置Ｅ１とほぼ同様の構成であるが、電子輸送層２８と対向電極３０との間に、電子注入層２９が設けられているところが図１に示す発光装置Ｅ１と異なっている。電子注入層２９はＬｉＦからなり、発光機能層１７における電子輸送層２８上に形成される。また、パシベーション層３１としてＳｉＯＮ（酸窒化珪素）を用いてるところも図１に示す発光装置Ｅ１とは異なっている。
【００３４】
シュミレーションモデルＥ２においては、第１基板１０の厚さを０．５ｍｍ、反射層兼画素電極１２の膜厚を１５０ｎｍ、正孔注入層２２の膜厚を１５ｎｍ、正孔輸送層２４の膜厚を２５ｎｍ、発光層２６の膜厚を２０ｎｍ、電子輸送層２８の膜厚を３５ｎｍ、電子注入層２９の膜厚を１ｎｍ、対向電極３０の膜厚を１０ｎｍ、パシベーション層３１の膜厚を４００ｎｍ、および、第２基板３２の厚さを０．５ｍｍとした。
【００３５】
図６に示すシミュレーションモデルＥ２において、反射層兼画素電極１２にＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇを使用して、発光層２６の光取り出し効率を計算した結果を図７に示す。なお、この計算においては、反射層兼画素電極１２と光取り出し側半透明反射層としての対向電極３０の距離Ｄは９６ｎｍとした。
図６から明らかなように、位相シフトが小さいＣｕ、Ａｕ、Ａｇを反射層兼画素電極１２に用いた場合には、Ａｌを用いた場合に比べて、６００ｎｍ以上の長波長側で光取り出し効率が改善されることがわかる。
【００３６】
そこで、本実施形態においては、赤色を発光する発光素子に用いる反射層兼画素電極１２には、位相シフトが小さいＣｕ、Ａｕ、または、Ａｇを採用することにより、６００ｎｍ以上の長波長側である赤色の光の取出し効率を改善するように構成した。５２０〜５６０ｎｍの波長である緑色を発光する発光素子、および、４５０〜４７０ｎｍの波長である青色を発光する発光素子に用いる反射層については、いずれもＡｌを採用した。このように構成することにより、前記（２）式においてｍ＝０とした場合の光学構造を採用した本実施形態の発光装置Ｅ１においても、赤色の光の取出し効率を改善することができ、消費電力を著しく低減させることができる。
図８に、ｍ＝０、１、２、３とした場合の各光学構造において、ピーク波長を４９０ｎｍとした時の光取り出し効率を計算した結果を示す。なお、この計算前提条件は、反射層兼画素電極１２をＡｌとして膜厚１００ｎｍ、発光層２６を膜厚２０ｎｍ、電子輸送層２８と電子注入層２９を合わせた膜厚を４０ｎｍ、対向電極３０をＭｇＡｇとして膜厚１０ｎｍ、および、パシベーション層３１をＳｉＮとして膜厚を４００ｎｍにそれぞれ設定し、正孔注入層２２と正孔輸送層２４を合わせた膜厚を、ピーク波長が４９０ｎｍになるように調整したものである。また、反射層兼画素電極１２と対向電極３０の間の各層の屈折率は１．８としている。図８に示すように、ｍ＝１、２、３とした場合の光学構造よりも、ｍ＝０とした場合の光学構造の方が、高い光取り出し効率を得られる波長の範囲が広くなることがわかる。
【００３７】
＜Ｃ：パネルシミュレーション＞
次に、赤色を発光する発光素子に用いる反射層兼画素電極１２に、位相シフトが小さいＣｕ、Ａｕ、または、Ａｇを用いた際の消費電力の低減を確認するために行ったパネルシミュレーションについて説明する。
このシミュレーションにおいては、図１に示した発光装置Ｅ１とほぼ同様の構成を有し、いずれの色の発光素子にも反射層兼画素電極としてＡｌを採用したものを比較例とした。また、図１に示した発光装置Ｅ１において、赤色を発光する発光素子に用いる反射層兼画素電極１２に位相シフトが小さいＣｕ、Ａｕ、または、Ａｇを採用したものを実施例とした。
また、このシミュレーションにおいては、図９に示すように、赤色のカラーフィルターとして、６００ｎｍ以上の光に対する透過率が９０％のカラーフィルターを用いた。緑色のカラーフィルターとしては、５２０〜５６０ｎｍの光に対する透過率が６５〜７０％のカラーフィルターを用いた。青色のカラーフィルターとしては、４３０〜４７０ｎｍの光に対する透過率が６０〜６５％のカラーフィルターを用いた。
【００３８】
＜Ｃ−１：比較例１の構造＞
比較例１における有機層の構造は図１に示した構造と同じ構造で、図１０に示すように、膜厚は１００ｎｍとした。また、赤色画素、緑色画素、および、青色画素のいずれの画素についても、反射層兼画素電極はＡｌで構成した。
＜Ｃ−２：実施例１の構造＞
実施例１における有機層の構造は図１に示した構造と同じ構造で、図１０に示すように、膜厚は１００ｎｍとした。赤色画素の反射層兼画素電極１２としてＡｕを採用し、緑色画素および青色画素の反射層兼画素電極１２にはＡｌを採用した。
＜Ｃ−３：実施例２の構造＞
実施例２における有機層の構造は図１に示した構造と同じ構造で、図１０に示すように、膜厚は１００ｎｍとした。赤色画素の反射層兼画素電極１２としてＣｕを採用し、緑色画素および青色画素の反射層兼画素電極１２にはＡｌを採用した。
＜Ｃ−４：実施例３の構造＞
実施例３における有機層の構造は図１に示した構造と同じ構造で、図１０に示すように、膜厚は１００ｎｍとした。赤色画素の反射層兼画素電極１２としてＡｇを採用し、緑色画素および青色画素の反射層兼画素電極１２にはＡｌを採用した。
即ち、比較例１の赤色画素、緑色画素および青色画素と、実施例１〜３の緑色画素および青色画素は同一構造である。
【００３９】
＜Ｃ−５：パネルシミュレーションの結果＞
図１１に示すように、比較例１の消費電力を１．００として規格化すると、実施例１の消費電力は０．８０、実施例２の消費電力は０．８２、実施例３の消費電力は０．８５と、いずれも約２０％程度、消費電力を低減できることがわかる。
また、色域（ｘｙ色度図におけるＮＴＳＣカバー率）についても、比較例１の７５．１４％に比べて、実施例１が７６．４２％、実施例２が７６．２８％、実施例３が７５．６９％と、いずれも色域が広がっていることがわかる。
【００４０】
さらに、図１２に、比較例１、実施例１、実施例２、および、実施例３における赤色画素、緑色画素、および青色画素の光の強度を示す。図１２からわかるように、実施例１、実施例２、および、実施例３の赤色画素においては、緑色と青色の光の強度は比較例１と比較して低下しているのに対して、赤色の波長である６００ｎｍ付近の光の強度が他の波長に比べて強くなっていることがわかる。つまり、本実施形態では、赤色の光の取り出し効率が改善されている。また、実施例１、実施例２、および、実施例３における緑色画素と青色画素における緑色の領域（５２０〜５６０ｎｍ）および青色の領域（４５０〜４７０ｎｍ）の光の強度は、比較例１と変わらないことがわかる。
【００４１】
このことは、図１３に示す反射率のグラフからもわかる。図１３は、発光機能層１６の屈折率を１．８とし、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、およびＡｕの各種金属反射層の界面における反射率を示すグラフである。光取り出し効率を上げるためには、反射率が高い方が良いが、図１３に示すように、反射層にＡｕとＣｕを用いた場合には、６００ｎｍ以上の波長の赤色の領域において高い反射率を示していることがわかる。
【００４２】
特に、Ｃｕは、赤色の領域よりも短い波長の領域において反射率が低いので、赤色の画素における反射層に用いるのが適していると言える。Ａｕは５５０ｎｍ以下の波長の領域で大きく反射率が低下するため、緑色の画素の反射層か、赤色の画素の反射層に用いるのが適している。また、Ａｕは青色領域での反射率が低いので、赤色画素における青色発光成分を低下させ、カラーフィルター透過前の色純度を良くすることができるという利点もある。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、赤色の画素に用いる反射層兼画素電極として、位相シフトが小さいＣｕ、Ａｕ、または、Ａｇを採用したので、前記（２）式においてｍ＝０とした場合の光学構造を有する発光装置で赤色の画素に用いる反射層兼画素電極としてＡｌを用いた場合に比べて、赤色の光取り出し効率を改善することができ、その結果、消費電力を著しく低減させることができる。
【００４４】
＜Ｄ：変形例＞
次に、比較例１、実施例１、実施例２、および、実施例３と比較して、有機層膜厚を９０ｎｍに設定した変形例について説明する。この変形例においては、有機層膜厚を、比較例１、実施例１、実施例２、および、実施例３の場合よりも１０ｎｍ薄くして、９０ｎｍとし、短波長側の取り出し効率を上げた構造となっている。膜厚調整は、電子輸送層２８と正孔輸送層２４の膜厚をそれぞれ、比較例１、実施例１、実施例２、および、実施例３の場合よりも５ｎｍ薄くすることにより行った。
【００４５】
以上のような構造において、いずれの色の発光素子にも反射層兼画素電極としてＡｌを採用した発光装置を比較例２とした。また、赤色を発光する発光素子に用いる反射層兼画素電極１２に位相シフトが小さいＡｕ、Ｃｕ、または、Ａｇをそれぞれ採用した発光装置を実施例４、実施例５、および、実施例６とした。パネルシミュレーションに用いた発光素子は、基本的に図１に示した構造を有しており、反射層兼画素電極１２の構成が、以下に説明する比較例２、実施例４、実施例５、および実施例６で異っている。
【００４６】
＜Ｄ−１：比較例２の構造＞
比較例２における有機層の構造は図１に示した構造と同じ構造で、図１３に示すように、膜厚は９０ｎｍとした。また、赤色画素、緑色画素、および、青色画素のいずれの画素についても、反射層兼画素電極はＡｌで構成した。
＜Ｄ−２：実施例４の構造＞
実施例４における有機層の構造は図１に示した構造と同じ構造で、図１４に示すように、膜厚は９０ｎｍとした。赤色画素の反射層兼画素電極１２としてＡｕを採用し、緑色画素および青色画素の反射層兼画素電極１２にはＡｌを採用した。
＜Ｄ−３：実施例５の構造＞
実施例５における有機層の構造は図１に示した構造と同じ構造で、図１４に示すように、膜厚は９０ｎｍとした。赤色画素の反射層兼画素電極１２としてＣｕを採用し、緑色画素および青色画素の反射層兼画素電極１２にはＡｌを採用した。
＜Ｄ−４：実施例６の構造＞
実施例６における有機層の構造は図１に示した構造と同じ構造で、図１４に示すように、膜厚は９０ｎｍとした。赤色画素の反射層兼画素電極１２としてＡｇを採用し、緑色画素および青色画素の反射層兼画素電極１２にはＡｌを採用した。
即ち、比較例２の赤色画素、緑色画素および青色画素と、実施例４〜３の緑色画素および青色画素は同一構造である。
【００４７】
＜Ｄ−５：パネルシミュレーションの結果＞
図１０に示した比較例１の消費電力を１．００として規格化すると、図１５に示すように、比較例２の消費電力は０．９９であり、比較例１と殆ど変らないことがわかる。
しかし、実施例４の消費電力は０．６６、実施例５の消費電力は０．６８、実施例６の消費電力は０．７５と、実施例１〜実施例３と比較しても、さらに著しく消費電力が低減できることがわかる。
また、色域についても、比較例２の７４．３６％に比べて、実施例４が７５．９８％、実施例５が７５．７２％、実施例６が７５．１９％と、いずれも色域が広がっていることがわかる。
【００４８】
図１６に、比較例１と比較例２の各色画素の光の強度と、実施例１、実施例２、および、実施例３の緑色と青色画素の光の強度と、実施例４、実施例５、および、実施例６における各色画素の光の強度とを示す。
図１６からわかるように、実施例４、実施例５、および、実施例６のいずれにおいても、赤色画素における６００ｎｍ付近の赤色の波長の光の強度が、比較例１および比較例２に比べて著しく強くなっていることがわかる。
また、図１６に示すように、実施例４、実施例５、および、実施例６のいずれにおいても、緑色画素と青色画素における緑色の領域（５２０〜５６０ｎｍ）および青色の領域（４５０〜４７０ｎｍ）の光の強度は、比較例２と比較すれば変わりはない。しかし、図１７に示すように、実施例４、実施例５、および、実施例６のいずれにおいても、緑色画素と青色画素における緑色の領域および青色の領域の光の強度は比較例１と比較すれば著しく強くなっていることがわかる。
【００４９】
このように、前記（６）式において、定在波のピーク波長が４５０〜６００ｎｍとなるように、反射層兼画素電極１２と光取り出し側半透明反射層としての対向電極３０との距離Ｄを設定することにより、赤色画素における赤色の光の取り出し効率だけでなく、緑色画素と青色画素における緑色と青色の光の取り出し効率をも改善することができる。
一般に、消費電力は青色画素の発光効率に大きく影響受ける場合が多い。したがって、この変形例においては、青色画素の発光効率が改善されているので、消費電力をより一層低減させることができる。
【００５０】
したがって、この変形例によれば、前記（２）式においてｍ＝０とした場合の光学構造を有する発光装置において、赤色の光の取り出し効率だけでなく、緑色と青色の光の取り出し効率をも改善することができるので、消費電力をさらに低減させることができる。
【００５１】
＜Ｅ：製造プロセス＞
次に、赤色の画素の反射層の材料を、他の色の画素の反射層とは異なる材料で発光装置を製造するプロセスについて説明する。一例として、赤色画素の反射層をＣｕで形成し、緑色および青色画素の反射層をＡｌで形成する例について説明する。
【００５２】
まず、公知の方法で、第１基板１０上に駆動素子であるＴＦＴや保持容量を形成し、平坦化膜で覆う。そして、ＴＦＴに対応した位置にコンタクトホールを形成する。コンタクトホールを形成した後は、平坦化膜上の画素間の位置に、ＳｉＯ２やＳｉＮで隔離層を形成する。
【００５３】
次に、Ｃｕを用いて、スパッタ、あるいは電解メッキを用いたダマシン法などにより、上下導通層を形成する。この上下導通層をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing（化学的機械研磨））法などにより、前記隔離層の位置まで平坦化し、赤色画素の反射層を形成する。これにより、赤色画素の反射層がＣｕにより形成される。
【００５４】
この時、緑色画素と青色画素の上下導通層もＣｕにより形成されているが、赤色画素の反射層とは、前記隔離層により隔離されている。また、緑色画素と青色画素の上下導通層も前記隔離層により隔離されている。
そして、緑色画素と青色画素の上下導通層上に、Ａｌの反射層を形成する。緑色画素の反射層と青色画素の反射層は、緑色画素と青色画素の間の隔離層上で隔離するように形成する。
このような製造プロセスによれば、上下導通層と赤色画素の反射層を短工程で形成することができる。
【００５５】
なお、緑色画素と青色画素のＣｕの上下導通層上にＡｌの反射層を形成する際には、ＣｕとＡｌの選択比が高い、ドライエッチング、ウェットエッチング等でパターニングすると良い。また、Ｃｕ／Ａｌ界面の合金化で、Ａｌ表面の反射率が下がる場合には、Ｃｕ／Ａｌ間に拡散防止膜を形成しても良い。
【００５６】
＜Ｆ：応用例＞
次に、本発明に係る発光装置を利用した電子機器について説明する。図１８は、上述の実施形態に係る発光装置Ｅ１を表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ２０００は、表示装置としての発光装置Ｅ１と本体部２０１０とを備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。この発光装置Ｅ１は有機ＥＬ素子を使用しているので、視野角が広く見易い画面を表示できる。
【００５７】
図１９に、上述の実施形態に係る発光装置Ｅ１を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、ならびに表示装置としての発光装置Ｅ１を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、発光装置Ｅ１に表示される画面がスクロールされる。
【００５８】
図２０に、上述の実施形態に係る発光装置Ｅ１を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２、ならびに表示装置としての発光装置Ｅ１を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が発光装置Ｅ１に表示される。
【００５９】
なお、本発明に係る発光装置が適用される電子機器としては、図１８から図２０に示したもののほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。
【００６０】
なお、上述した実施形態においては、前記（４）式において、整数ｍが０となる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、整数ｍが１または２となる場合にも適用可能である。
【００６１】
さらに、上述した実施形態においては、赤色画素の反射層兼画素電極として、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇを用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、赤色画素と緑色画素の反射層兼画素電極として、Ｃｕ、Ａｕ、またはＡｇのうち少なくとも一つを主成分とする合金であればよく、例えば、Ｃｕ、Ｍｇ、およびＣａを含む合金、あるいはＡｕおよびＣｕを含む合金を用いるようにしてもよい。
また、カラーフィルターは封止膜上にフォトリソグラフィー法で直接形成してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０……第１基板、１２……反射層兼画素電極、１６……発光機能層、２２……正孔注入層、２４……正孔輸送層、２６……発光層、２８……電子輸送層、３０…対向電極、３１……パシベーション層、３２……第２基板、Ｅ１……発光装置、Ｕ１…発光素子。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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