(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の第１面の側に設けられた第１電極と、
前記基材の前記第１面の側に設けられた第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極および前記第２電極から電荷の注入により第１波長域の光を発する有機発光層を含む有機層と、
前記基材の第１面の側に設けられ、前記第１波長域の光の少なくとも一部を吸収し、前記第１波長域と異なる第２波長域の光を発する波長変換層と、
前記有機層および前記波長変換層と前記基材との間に設けられ、前記第１電極よりも前記基材側に設けられ、前記第１波長域の光の少なくとも一部および前記第２波長域の光の少なくとも一部を反射する第１反射層と、を備え、
前記第２電極は、前記第１波長域の光の少なくとも一部および前記第２波長域の光の一部を反射し、前記第２波長域の光の他の一部を透過する第２反射層として機能し、
前記第１反射層と前記第２反射層とによって共振器構造が構成され、
前記第１反射層と前記第２反射層との間の光学距離は、前記第１波長域の光および前記第２波長域の光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離に略一致する、有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項２】
前記第２反射層の前記有機層および前記波長変換層が設けられた側と反対側に、前記第１波長域の光の少なくとも一部を反射し、前記第２波長域の光の少なくとも一部を透過するバンドパスフィルターを備えた、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記波長変換層は、前記第１電極と前記第２電極とで挟まれる部分の外側に設けられた、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記第１電極および前記第２電極は光透過性を有する、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
前記第１反射層と前記第１電極との間に、光透過性を有する光学距離調整層を備えた、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
赤色光による表示を行う赤色サブ画素と、緑色光による表示を行う緑色サブ画素と、青色光による表示を行う青色サブ画素と、を含む複数の画素を備えた、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項７】
前記波長変換層の光射出側に設けられ、前記波長変換層に対して、前記基材が設けられる側とは反対側に設けられるカラーフィルターを備えた、請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項８】
前記第２反射層の光射出側に設けられ、前記第２電極に対して、前記基材が設けられる側とは反対側に設けられる光散乱層を備えた、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス表示装置においては、色純度や光の取り出し効率を向上させる目的で、発光層から射出された光を一対の反射層の間で多重反射させて共振させる構造、いわゆる共振器構造が提案されている。共振器構造は、マイクロキャビティ構造と呼ばれることもある。発光層から射出された光が一対の反射層の間で共振すると、発光スペクトルが急峻になるとともに光強度が増大する、という効果が得られる。なお、エレクトロルミネッセンス（Electro-Luminescence）を以下、「ＥＬ」と略記する。
【０００３】
例えば下記の特許文献１には、一対の電極間に発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光部と、有機電界発光部からの発光を吸収して異なる波長の光を放射する色変換層と、を基板上に備え、有機電界発光部と色変換層とが光反射層と半透過半反射層との間に挟持されたマイクロキャビティ構造内に配置された「発光素子」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０１５７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の発光素子において、マイクロキャビティ構造が、共振波長が色変換層から放射される光のピーク波長に相当するように設計されている。したがって、例えば青色光を吸収して緑色光を発光する発光素子であれば、マイクロキャビティ構造は、緑色光を強め、青色光を強めないような光学距離を有している。特許文献１には、有機電界発光部で発光した青色光がマイクロキャビティ構造内で反射を繰り返すと記載されているが、青色光が反射を繰り返す間に減衰し、色変換層に吸収される青色光の強度が低下するため、発光効率が低い発光素子となる、という問題がある。
【０００６】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、発光効率に優れた有機ＥＬ装置の提供を目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置は、基材と、前記基材の第１面の側に設けられた第１電極と、前記基材の前記第１面の側に設けられた第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極および前記第２電極から電荷の注入により第１波長域の光を発する有機発光層を含む有機層と、前記基材の第１面の側に設けられ、前記第１波長域の光の少なくとも一部を吸収し、前記第１波長域と異なる第２波長域の光を発する波長変換層と、前記有機層および前記波長変換層と前記基材との間に設けられ、前記第１波長域の光の少なくとも一部および前記第２波長域の光の少なくとも一部を反射する第１反射層と、前記有機層および前記波長変換層の前記基材とは反対側に設けられ、前記第１波長域の光の少なくとも一部および前記第２波長域の光の一部を反射し、前記第２波長域の光の他の一部を透過する第２反射層と、を備える。前記第１反射層と前記第２反射層とによって共振器構造が構成され、前記第１反射層と前記第２反射層との間の光学距離は、前記第１波長域の光および前記第２波長域の光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離に略一致する。
【０００８】
本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置は、前記第２反射層の前記有機層および前記波長変換層が設けられた側と反対側に、前記第１波長域の光の少なくとも一部を反射し、前記第２波長域の光の少なくとも一部を透過するバンドパスフィルターを備えていてもよい。
【０００９】
本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置において、前記波長変換層は、前記第１電極と前記第２電極とで挟まれる部分の外側に設けられていてもよい。
【００１０】
本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置において、前記第１電極および前記第２電極は光透過性を有していてもよい。
【００１１】
本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置は、前記第１反射層と前記第１電極との間に、光透過性を有する光学距離調整層を備えていてもよい。
【００１２】
本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素と、緑色光による表示を行う緑色サブ画素と、青色光による表示を行う青色サブ画素と、を含む複数の画素を備えていてもよい。
【００１３】
本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置は、前記波長変換層の光射出側にカラーフィルターを備えていてもよい。
【００１４】
本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置は、前記第２反射層の光射出側に光散乱層を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一つの態様によれば、優れた発光効率を有する有機ＥＬ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
【図２】第２実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
【図３】第３実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
【図４】第４実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
【図５】第５実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
【図６】第６実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
【図７】第７実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
【図８】第８実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
【図９】第９実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１は、第１実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、第１基板２と、第１反射層３と、波長変換層４と、陽極５と、有機層６と、陰極７と、バンドパスフィルター８と、隔壁９と、第２基板１０と、封止層１１と、を備える。波長変換層４は、緑色波長変換層４Ｇと、赤色波長変換層４Ｒと、を含む。陽極５と有機層６と陰極７とは、所定の色光、例えば青色光を発光する発光部１２を構成する。本実施形態の第１基板２は、特許請求の範囲の基材に対応する。個々の構成要件の詳細な構成については、後述する。
【００１９】
本実施形態の有機ＥＬ装置１は、表示装置として用いることを想定している。そのため、有機ＥＬ装置１は、マトリクス状に配列された複数の画素ＰＸを有する。画素ＰＸは、赤色の表示を行う赤色サブ画素１３Ｒと、緑色の表示を行う緑色サブ画素１３Ｇと、青色の表示を行う青色サブ画素１３Ｂと、から構成されている。図１では、複数の画素のうち、赤色サブ画素１３Ｒと緑色サブ画素１３Ｇと青色サブ画素１３Ｂとからなる一つの画素ＰＸのみを代表して図示している。
【００２０】
ただし、有機ＥＬ装置１の用途は必ずしも表示装置に限ることはなく、例えば照明装置等の用途で用いられてもよい。また、有機ＥＬ装置１は、必ずしも複数の異なる色の光を射出するものでなくてもよく、単色の光を射出するものであってもよい。
【００２１】
第１基板２には、例えば、ガラス、石英等からなる無機材料基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリカルバゾール、ポリイミド等を含むプラスティック基板、アルミナ等を含むセラミックス基板等の絶縁性基板、もしくは、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等を含む金属基板、または、基板上に酸化シリコン（ＳｉＯ２）、有機絶縁材料等を含む絶縁物を表面にコーティングした基板、Ａｌ等を含む金属基板の表面を陽極酸化等の方法で絶縁化処理を施した基板等を用いることができる。なお、本実施形態で使用できる第１基板２は、これらの基板に限定されるものではない。
【００２２】
例えば第１基板２の材料をガラスとした場合、高温プロセスによっても変形が起こらず、水分を透過させないため、有機層６の劣化が抑えられる点で好適である。第２基板１０についても、第１基板２と同様の基板を用いることができる。ただし、第１基板２は光透過性を有していなくてもよいが、第２基板１０は表示装置の観察者に向けて光を透過させなければならないため、光透過性を有する基板でなければならない。
【００２３】
図１では図示を省略したが、第１基板２の第２基板１０と対向する側の面（図１における第１基板２の上側の面）に、ＴＦＴ回路が設けられている。ＴＦＴ回路は、発光部１２のスイッチング用素子および駆動用素子として機能する。ＴＦＴ回路の具体的な構成としては、公知のＴＦＴ回路を用いることができる。以下の説明においては、第１基板２の第２基板１０と対向する側の面を、第１基板２の第１面２ａと称する。
【００２４】
第１反射層３は、第１基板２の第１面２ａ（有機層６および波長変換層４と第１基板２との間）に設けられている。第１反射層３は、発光部１２から発せられて第１基板２に向けて進む光を第２基板１０側に向けて反射する。第１反射層３は、後述する陰極７とは異なり、光透過性を有する必要はない。そのため、第１反射層３には、光反射率が高い材料が好適に用いられる。本実施形態では、第１反射層３の材料として、例えば光を透過させないだけの膜厚を有するＡｌ膜が用いられる。第１反射層３は、青色波長域の光の少なくとも一部、緑色波長域の光の少なくとも一部、および赤色波長域の光の少なくとも一部を反射する特性を有する必要がある。
本実施形態の青色波長域は、特許請求の範囲の第１波長域に対応する。本実施形態の緑色波長域および赤色波長域は、特許請求の範囲の第２波長域に対応する。
【００２５】
発光部１２は、陽極５と、陰極７と、陽極５と陰極７との間に挟持された有機層６と、を備える。有機層６は、例えば正孔注入層１５、正孔輸送層１６、発光体層１７、電子輸送層１８、電子注入層１９の５つの層が陽極５側から陰極７側に向けて順に積層された構成を有する。陽極５は、第１基板２の第１面２ａの側に設けられている。陰極７は、第１基板２の第１面２ａの側であって、有機層６および波長変換層４の第１基板２とは反対側に設けられている。発光部１２は、波長変換層４に含有される蛍光体材料の励起光となる青色光を射出する。
【００２６】
本実施形態の陽極５は、特許請求の範囲の第１電極に相当する。本実施形態の陰極７は、特許請求の範囲の第２電極および第２反射層に相当する。すなわち、本実施形態の陰極７は、第２電極と第２反射層とを兼ねている。ただし、陰極７は、必ずしも第２電極と第２反射層とを兼ねていなくてもよい。発光部１２は、陰極７とは別に第２反射層を備えていてもよい。一方、本実施形態の陽極５は、第１電極と第１反射層とを兼ねていないが、第１電極と第１反射層とを兼ねていてもよい。
【００２７】
有機層６は、本実施形態の構成に限定されず、少なくとも発光体層１７を含んでいればよい。すなわち、有機層６は、発光体層１７の単層構造であってもよいし、発光体層１７と正孔輸送層１６もしくは電子輸送層１８等を含む多層構造であってもよい。有機層６は、例えば下記の９種類のうちのいずれかの構成を有することができるが、本発明の有機ＥＬ装置はこれらにより限定されるものではない。
（１）発光体層 
（２）発光体層／正孔輸送層
（３）電子輸送層／発光体層
（４）電子輸送層／発光体層／正孔輸送層
（５）電子輸送層／発光体層／正孔輸送層／正孔注入層
（６）電子注入層／電子輸送層／発光体層／正孔輸送層／正孔注入層
（７）電子輸送層／正孔防止層／発光体層／正孔輸送層／正孔注入層
（８）電子注入層／電子輸送層／正孔防止層／発光体層／正孔輸送層／正孔注入層
（９）電子注入層／電子輸送層／正孔防止層／発光体層／電子防止層／正孔輸送層／正孔注入層
ここで、発光体層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔防止層、電子防止層、電子輸送層および電子注入層の各層は、単層構造でも多層構造でもよい。
【００２８】
発光体層１７は、以下に例示する有機発光材料のみから構成されていてもよく、発光性のドーパントおよびホスト材料の組み合わせから構成されていてもよく、任意に正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された構成であってもよい。発光効率および発光寿命の観点からは、ホスト材料中に発光性のドーパントが分散されたものが好ましい。
【００２９】
有機発光材料としては、有機ＥＬ用の公知の発光材料を挙げることができる。この種の発光材料は、低分子発光材料、高分子発光材料等に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。有機発光材料として、蛍光材料、燐光材料等に分類されるものを用いることができる。低消費電力化の観点で、発光効率の高い燐光材料を用いてもよい。
【００３０】
具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの化合物に限定されるものではない。
低分子有機発光材料としては、例えば、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等の芳香族ジメチリデン化合物、５−メチル−２−［２−［４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾオキサゾール等のオキサジアゾール化合物、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）等のトリアゾール誘導体、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物、フルオレノン誘導体等の蛍光性有機材料等が挙げられる。
【００３１】
高分子発光材料としては、例えば、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）、等のポリフェニレンビニレン誘導体、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＤＡＦ）等のポリスピロ誘導体が挙げられる。
【００３２】
発光体層２１に任意に含まれる発光性のドーパントとしては、有機ＥＬ素子用の公知のドーパント材料を挙げることができる。このようなドーパント材料として、例えば、スチリル誘導体等の蛍光発光材料、ビス［（４，６−ジフルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］ピコリネートイリジウム（III）（ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（４’，６‘−ジフルオロフェニルポリジナト）テトラキス（１−ピラゾイル）ボレートイリジウム（III）（ＦＩｒ６）等の燐光発光有機金属錯体等が挙げられる。
【００３３】
ドーパントを使用する際のホスト材料としては、有機ＥＬ素子用の公知のホスト材料を挙げることができる。このようなホスト材料としては、上述した低分子発光材料、高分子発光材料、４，４’−ビス（カルバゾール）ビフェニル、９，９−ジ（４−ジカルバゾール−ベンジル）フルオレン（ＣＰＦ）、３，６−ビス（トリフェニルシリル）カルバゾール（ｍＣＰ）、（ＰＣＦ）等のカルバゾール誘導体、４−（ジフェニルフォスフォイル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアニリン（ＨＭ−Ａ１）等のアニリン誘導体、１，３−ビス（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ベンゼン（ｍＤＰＦＢ）、１，４−ビス（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ベンゼン（ｐＤＰＦＢ）等のフルオレン誘導体等が挙げられる。
【００３４】
電荷は、正孔と電子とを含む。陽極５から発光体層１７への正孔の注入および輸送をより効率良く行なう目的で、正孔注入層１５および正孔輸送層１６が用いられる。陰極７から発光体層１７への電子の注入および輸送をより効率良く行なう目的で、電子注入層１９および電子輸送層１８が用いられる。これらの層は、以下に例示する電荷注入・輸送材料のみから構成されていてもよく、任意に添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された構成であってもよい。
【００３５】
電荷注入・輸送材料としては、有機ＥＬ素子用、有機光導電体用の公知のものを使用することができる。このような電荷注入輸送材料は、正孔注入・輸送材料および電子注入・輸送材料に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。
【００３６】
正孔注入層１５および正孔輸送層１６の材料としては、例えば、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物、無機ｐ型半導体材料、ポルフィリン化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＤ）等の芳香族第三級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアニリン−樟脳スルホン酸（ＰＡＮＩ−ＣＳＡ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリ（トリフェニルアミン）誘導体（Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）（ＰＮＶ）等の高分子材料等が挙げられる。
【００３７】
陽極５からの正孔の注入および輸送をより効率良く行なうという観点から、正孔注入層１５の材料として、正孔輸送層１６の材料との最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー障壁が小さい材料を用いることが好ましい。
【００３８】
正孔の注入性および輸送性をより向上させるため、材料にアクセプターをドープすることが好ましい。アクセプターとしては、有機ＥＬ素子用の公知のアクセプター材料を使用することができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。
【００３９】
アクセプター材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ，Ｉｒ、ＰＯＣｌ３、ＡｓＦ６、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の無機材料、ＴＣＮＱ（７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＱＦ４（テトラフルオロテトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＥ（テトラシアノエチレン）、ＨＣＮＢ（ヘキサシアノブタジエン）、ＤＤＱ（ジシクロジシアノベンゾキノン）等のシアノ基を有する化合物、ＴＮＦ（トリニトロフルオレノン）、ＤＮＦ（ジニトロフルオレノン）等のニトロ基を有する化合物、フルオラニル、クロラニル、ブロマニル等の有機材料が挙げられる。このうち、ＴＣＮＱ、ＴＣＮＱＦ４、ＴＣＮＥ、ＨＣＮＢ、ＤＤＱ等のシアノ基を有する化合物は、キャリア濃度を効果的に増加させることができるため、より好ましい。
【００４０】
電子注入層１９および電子輸送層１８の材料としては、例えば、ｎ型半導体である無機材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、ベンゾジフラン誘導体等の低分子材料；ポリ（オキサジアゾール）（Ｐｏｌｙ−ＯＸＺ）、ポリスチレン誘導体（ＰＳＳ）等の高分子材料等が使用される。特に電子注入層１９の材料には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）等のフッ化物、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）等の酸化物等が挙げられる。
【００４１】
陰極７からの電子の注入・輸送をより効率良く行なうという観点から、電子注入層１９の材料としては、電子輸送層１８の材料との最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー障壁が小さい材料を用いることが望ましい。
【００４２】
電子の注入効率および電子の輸送性をより向上させるため、電子注入層１９および電子輸送層１８の材料に、ドナーをドープすることが好ましい。ドナーとしては、有機ＥＬ素子用の公知のドナー材料を使用することができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。
【００４３】
ドナー材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ等の無機材料、アニリン類、フェニレンジアミン類、ベンジジン類（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン等）、トリフェニルアミン類（トリフェニルアミン、４，４’,４”−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、４，４’,４”−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、４，４’,４”−トリス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン等）、トリフェニルジアミン類（Ｎ，Ｎ’−ジ−（４−メチル−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，４−フェニレンジアミン）等の芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、フェナントレン、ピレン、ペリレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等の縮合多環化合物（ただし、縮合多環化合物は置換基を有してもよい）、ＴＴＦ（テトラチアフルバレン）類、ジベンゾフラン、フェノチアジン、カルバゾール等の有機材料がある。このうち、芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、縮合多環化合物、アルカリ金属は、キャリア濃度を効果的に増加させることができるため、より好ましい。
【００４４】
正孔注入層１５、正孔輸送層１６、発光体層１７、電子輸送層１８および電子注入層１９等を含む有機層６は、上述したこれらの層の材料を溶剤に溶解、分散させた発光層形成用塗液を用いて形成できる。このとき、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウエットプロセス、上記の材料を抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等が用いられる。ウエットプロセスにより有機層６を形成する場合、発光層形成用塗液は、レベリング剤、粘度調整剤等の塗液の物性を調整するための添加剤を含んでいてもよい。
【００４５】
陽極５および陰極７を形成する電極材料としては、公知の電極材料を使用することができる。陽極５を形成する電極材料としては、有機層６への正孔の注入をより効率良く行なえる観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以上の金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、および、インジウム（Ｉｎ）および錫（Ｓｎ）を含む酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ２）、インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＺＯ）等が透明電極材料として挙げられる。陰極７を形成する電極材料としては、有機層６への電子の注入をより効率良く行なえる観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以下のリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、または、これらの金属を含有するＭｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等の合金が挙げられる。
【００４６】
陽極５および陰極７のうち、光を取り出す側に位置する電極は、発光体層１７から発せられる光の少なくとも一部を透過させるものでなければならない。本実施形態では、発光体層１７から発せられた光を第２基板１０側、すなわち陰極７側から取り出す。本実施形態の陰極７は、青色波長域の光の少なくとも一部、緑色波長域の光の少なくとも一部、および赤色波長域の光の少なくとも一部を反射し、緑色波長域の光の他の一部、および赤色波長域の光の他の一部を透過する特性を有する。本実施形態では、陰極７の材料として、例えば所望の光透過率を確保できるだけの膜厚を有するＭｇ：Ａｇ合金膜が用いられる。
【００４７】
陽極５は、陰極７とは異なり、反射層を兼ねていない。そのため、陽極７は、光反射性を有する必要はなく、光透過率が高い材料が好適に用いられる。本実施形態では、陽極５の材料として、例えばＩＺＯ膜が用いられる。なお、陽極５−陰極７間の各層の積層順を本実施形態とは逆にして、陽極５側から光を取り出し、陰極７側で光を反射させる構成を採用してもよい。
【００４８】
本実施形態の有機ＥＬ装置１において、緑色サブ画素１３Ｇに緑色波長変換層４Ｇが設けられ、赤色サブ画素１３Ｒには赤色波長変換層４Ｒが設けられている。青色サブ画素１３Ｇには波長変換層が設けられていない。発光部１２から射出された青色光は、これら波長変換層４Ｇ，４Ｒに入射し、蛍光体材料の励起光として機能する。緑色サブ画素１３Ｇの緑色波長変換層４Ｇに入射した青色光は、緑色光に波長変換されて射出される。赤色サブ画素１３Ｒの赤色波長変換層４Ｒに入射した青色光は、赤色光に波長変換されて射出される。青色サブ画素１３Ｂに入射した青色光は、波長変換されることなく射出される。
【００４９】
緑色波長変換層４Ｇは、第１反射層３と陽極５との間に設けられている。赤色波長変換層４Ｒは、第１反射層３と陽極５との間に設けられている。すなわち、緑色波長変換層４Ｇおよび赤色波長変換層４Ｒは、陽極５と陰極７とで挟まれる発光部１２の外側に設けられている。
【００５０】
緑色波長変換層４Ｇおよび赤色波長変換層４Ｒは、以下に例示する蛍光体材料のみから構成されていてもよく、添加剤等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された構成であってもよい。本実施形態の緑色波長変換層４Ｇおよび赤色波長変換層４Ｒは、例えば透明樹脂中に複数の蛍光体粒子２１Ｇ，２１Ｒが分散された構成を有する。蛍光体粒子２１Ｇ，２１Ｒは、青色光の照射により緑色もしくは赤色の蛍光を生じる蛍光体材料で構成されている。透明樹脂には、例えばＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の材料が用いられる。
【００５１】
緑色波長変換層４Ｇに含まれる蛍光体粒子２１Ｇには、公知の蛍光体材料を使用することができる。このような蛍光体材料は、有機系蛍光体材料と無機系蛍光体材料に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。
【００５２】
有機系蛍光体材料の場合、青色光を緑色光に変換する蛍光色素として、クマリン系色素：２，３，５，６−１Ｈ、４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフロメチルキノリジン（９，９ａ、１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）、３−（２′−ベンゾチアゾリル）―７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２′−ベンゾイミダゾリル）―７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、ナフタルイミド系色素：ベーシックイエロー５１、ソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６等が挙げられる。
【００５３】
無機系蛍光体材料の場合、青色光を緑色光に変換する蛍光材料として、（ＢａＭｇ）Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋、（ＳｒＢａ）Ａｌ１２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、（ＢａＭｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７−Ｓｒ２Ｂ２Ｏ５：Ｅｕ２＋、（ＢａＣａＭｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８−２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋、Ｚｒ２ＳｉＯ４、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、（ＢａＳｒ）ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋等が挙げられる。
【００５４】
赤色波長変換層４Ｒに含まれる蛍光体粒子２１Ｒには、公知の蛍光体材料を使用することができる。このような蛍光体材料は、有機系蛍光体材料と無機系蛍光体材料に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。
【００５５】
有機系蛍光体材料としては、青色光を赤色光に変換する蛍光色素として、シアニン系色素：４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチルリル）−４Ｈ−ピラン、ピリジン系色素：１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジニウム−パークロレート、およびローダミン系色素：ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、ベーシックバイオレット１１、スルホローダミン１０１等が挙げられる。
【００５６】
無機系蛍光体材料としては、青色光を赤色光に変換する蛍光体として、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、ＹＡｌＯ３：Ｅｕ３＋、Ｃａ２Ｙ２（ＳｉＯ４）６：Ｅｕ３＋、ＬｉＹ９（ＳｉＯ４）６Ｏ２：Ｅｕ３＋、ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋、ＣａＳ：Ｅｕ３＋、Ｇｄ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ３＋、Ｍｇ４ＧｅＯ５．５Ｆ：Ｍｎ４＋、Ｍｇ４ＧｅＯ６：Ｍｎ４＋、Ｋ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５、Ｎａ５Ｅｕ２．５（ＷＯ４）６．２５、Ｋ５Ｅｕ２．５（ＭｏＯ４）６．２５、Ｎａ５Ｅｕ２．５（ＭｏＯ４）６．２５等が挙げられる。
【００５７】
緑色波長変換層４Ｇおよび赤色波長変換層４Ｒは、上記の蛍光体材料と樹脂材料とを溶剤に溶解、分散させた蛍光体層形成用塗液を用いて形成される。このとき、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウエットプロセス、抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等が用いられる。
【００５８】
緑色サブ画素１３Ｇにおいて、陰極７の有機層６とは反対側（陰極７の上方）にバンドパスフィルター８が設けられている。赤色サブ画素１３Ｒにおいて、陰極７の有機層６とは反対側（陰極７の上方）にバンドパスフィルター８が設けられている。青色サブ画素１３Ｇにはバンドパスフィルターが設けられていない。これらのバンドパスフィルター８は、例えば屈折率が異なる誘電体膜が交互に多数積層された誘電体多層膜により構成されている。
【００５９】
緑色サブ画素１３Ｇのバンドパスフィルター８は、青色光を反射し、緑色光を透過する特性を有する。緑色サブ画素１３Ｇのバンドパスフィルター８は、必ずしも青色光の全てを反射し、緑色光の全てを透過しなくてもよく、青色光の少なくとも一部を反射し、緑色光の少なくとも一部を透過すればよい。赤色サブ画素１３Ｒのバンドパスフィルター８は、青色光を反射し、赤色光を透過する特性を有する。赤色サブ画素１３Ｇのバンドパスフィルター８は、必ずしも青色光の全てを反射し、赤色光の全てを透過しなくてもよく、青色光の少なくとも一部を反射し、赤色光の少なくとも一部を透過すればよい。
【００６０】
第２基板１０は、封止基板として機能する。第２基板１０は、例えばガラス、石英等からなる無機材料基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリカルバゾール、ポリイミド等を含むプラスティック基板等の光透過率が高い材料からなる基板が好適に用いられる。ただし、本実施形態で用いられる第２基板１０は、これらの基板に限定されるものではない。
【００６１】
第２基板１０と陰極７もしくはバンドパスフィルター８との間に、封止層１１が設けられている。封止層１１は、各サブ画素１３Ｂ，１３Ｇ，１３Ｒの構成部材を封止し、水分等の浸入を防止する。封止層１１は、任意の絶縁材料を用いて形成することができる。絶縁材料は、有機材料、無機材料のいずれであってもよい。
【００６２】
隔壁９は、隣り合うサブ画素間を区画するように、第２基板１０側から見て格子状に設けられている。隔壁９の断面形状は、図１に示すように、第１基板２の側から第２基板１０の側に向けて同一の幅を有していてもよいし、幅が変化していてもよい。すなわち、隔壁９の断面形状は、テーパ状であってもよい。隔壁９の材料には、光透過性材料もしくは遮光性材料が用いられてもよいし、光反射性材料が用いられてもよい。
【００６３】
蛍光は、蛍光体粒子２１Ｇ，２１Ｒを中心として等方的に発せられる。ここで、テーパ状の隔壁９に光反射性材料を用いた場合、蛍光体粒子２１Ｇ，２１Ｒから発せられた蛍光のうち、隔壁９に向かって進む光が隔壁９の側面で反射して方向を変え、第２基板１０に向けて進む。これにより、蛍光の取り出し効率を高めることができる。この観点から、隔壁９の断面形状を第２基板の１０側で狭く、第１基板２の側で広いテーパ状とし、隔壁９の材料に光反射性材料が用いられることが好ましい。その場合であっても、必ずしも隔壁９の全体が光反射性材料で構成されていなくてもよく、少なくとも隔壁９の側面が光反射性材料で構成されていればよい。
【００６４】
本実施形態の有機ＥＬ装置１は、マイクロキャビティ効果を発現する共振器構造を有する。マイクロキャビティ効果を発現するためには、例えば一対の反射層間に存在する層全体の厚さを、増強させたい光の波長に応じて設定する。共振器構造として、第２反射層として機能する陰極７と第１反射層３との間に、青色サブ画素１３Ｂにおいては陽極５および有機層６が設けられ、緑色サブ画素１３Ｇにおいては緑色波長変換層４Ｇ、陽極５および有機層６が設けられ、赤色サブ画素１３Ｒにおいては赤色波長変換層４Ｒ、陽極５および有機層６が設けられている。これら陰極７と第１反射層３との間に存在する複数の膜の合計膜厚を、増強させたい光の波長に応じて設定する。これにより、発光体層１７および波長変換層４から発せられた光が第１反射層３と陰極７との間で多重反射を繰り返し、共振することによって、所望の波長の光が増強される。
【００６５】
以下、本実施形態の有機ＥＬ装置１における共振器構造の光学距離について説明する。
特許文献１に記載の発光素子では、マイクロキャビティ構造が、波長変換層から射出された光を強め、励起光を強めないような光学距離を有していた。そのため、励起光が一対の反射層間で反射を繰り返す間に減衰し、波長変換層に吸収される励起光の強度が低下する、という問題があった。そこで、本実施形態の有機ＥＬ装置１では、マイクロキャビティ構造が、波長変換層４から射出された光を強めると同時に、発光部１２から射出された励起光をも強めるような光学距離に設定されている点が、特許文献１の発光素子と異なる。これにより、励起光の強度が高い状態で波長変換層４に吸収されるため、発光効率に優れた有機ＥＬ装置を実現することができる。
【００６６】
具体的には、一対の反射層間の光学距離（本実施形態では第１反射層３と陰極７との間の光学距離）をＬとする。有機ＥＬ装置１からの出力光を視認する際の視線の角度（画面の法線に対する角度）をθとする。共振波長をλとする。干渉の次数をｍ（ｍ＝１，２，３，…）とする。各反射層で光が反射する際の位相シフトの和をΦ（rad）とする。ここで、一対の反射層間の光学距離Ｌは、一対の反射層間に存在する層全体の光学膜厚である。言い換えると、一対の反射層間の光学距離Ｌは、一対の反射層間に存在する複数の層の屈折率と膜厚との積の総和である。例えば一対の反射層間に存在する層が３層であり、第１層の屈折率がｎ１、第１層の膜厚がｄ１、第２層の屈折率がｎ２、第２層の膜厚がｄ２、第３層の屈折率がｎ３、第３層の膜厚がｄ３であったとすると、光学距離Ｌは、Ｌ＝ｎ１×ｄ１＋ｎ２×ｄ２＋ｎ３×ｄ３、と表される。角度θについては、有機ＥＬ装置１の正面方向を角度θ＝０°とする。
【００６７】
このとき、下記の（１）式で示される共振条件が満たされれば、共振波長λの光が共振し、増幅される。２つの発光ピーク波長、例えば波長λ１および波長λ２の双方に対して共振条件を満たすためには、波長λ１、波長λ２のいずれを代入しても（１）式が成立するように、一対の反射層間の光学距離Ｌを設定すればよい。
【００６８】
【数１】
0006552100.tif 000002
【００６９】
緑色サブ画素１３Ｇにおいて、第１反射層３と陰極７との間の光学距離Ｌは、２つの異なる波長λ１，λ２の光である青色光と緑色光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離に略一致している。青色光の共振波長λ１を例えば４４２ｎｍとし、緑色光の共振波長λ２を例えば５１０ｎｍとしたとき、青色光と緑色光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離Ｌは、（１）式から、例えば１６５７．５ｎｍとなる。
【００７０】
赤色サブ画素１３Ｒにおいて、第１反射層３と陰極７との間の光学距離Ｌは、２つの異なる波長λ１，λ２の光である青色光と赤色光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離に略一致している。青色光の共振波長λ１を例えば４４２ｎｍとし、赤色光の共振波長λ２を例えば５９８ｎｍとしたとき、青色光と赤色光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離Ｌは、（１）式から、例えば２５４１．５ｎｍとなる。
【００７１】
青色サブ画素１３Ｂにおいて、第１反射層３と陰極７との間の光学距離Ｌは、青色光のみに対して共振条件を満たす光学距離に略一致している。青色光の共振波長λ１を例えば４４２ｎｍとしたとき、青色光に対して共振条件を満たす光学距離Ｌは、（１）式から、例えば５５２．５ｎｍとなる。
【００７２】
第１反射層３と陰極７との間に存在する各層の膜厚および光学膜厚（ｎｄ：屈折率と膜厚との積）を［表１］に示す。［表１］では、第１反射層３と陰極７との間の電子注入層を除く有機層６の部分はまとめて示した。
【００７３】
【表１】
0006552100.tif 000003
【００７４】
（１）式中の位相シフトをΦ＝２πとすると、緑色サブ画素１３Ｇについては、［表１］に示すように、波長λ１＝４４２ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝１５、光学距離Ｌ＝１６５７．５ｎｍのとき、（１）式は成立する。また、波長λ２＝５１０ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝１３、光学距離Ｌ＝１６５７．５ｎｍのとき、（１）式は成立する。
【００７５】
赤色サブ画素１３Ｒについては、［表１］に示すように、波長λ１＝４４２ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝２３、光学距離Ｌ＝２５４１．５ｎｍのとき、（１）式は成立する。また、波長λ２＝５９８ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝１７、光学距離Ｌ＝２５４１．５ｎｍのとき、（１）式は成立する。
青色サブ画素１３Ｂについては、［表１］に示すように、波長λ＝４４２ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝５、光学距離Ｌ＝５５２．５ｎｍのとき、（１）式は成立する。
【００７６】
陽極５から陰極７までの各層の構成材料および膜厚は、全てのサブ画素にわたって共通としている。そのため、本実施形態の場合、異なる色のサブ画素毎に最適な光学距離Ｌを異ならせるために、波長変換層４の膜厚を異ならせている。具体的には、緑色サブ画素１３Ｇにおいては、緑色波長変換層４Ｇの膜厚を６５０ｎｍ（光学膜厚：ｎｄ＝１１０５ｎｍ）としている。これに対して、赤色サブ画素１３Ｒについては、赤色波長変換層４Ｒの膜厚を１１７０ｎｍ（光学膜厚：ｎｄ＝１９８９ｎｍ）としている。
【００７７】
従来の波長変換方式の有機ＥＬ装置には、励起光を発光する有機ＥＬ発光部と波長変換層とが別々の基板に設けられた構成の有機ＥＬ装置が存在していた。この種の有機ＥＬ装置では、有機ＥＬ発光部から波長変換層までの距離が長くなり、有機ＥＬ発光部から射出される励起光のロスが多くなる。また、励起光のロスを補うために波長変換層を厚くする必要がある、という問題があった。
【００７８】
これに対して、本実施形態の有機ＥＬ装置１においては、発光部１２が設けられた第１基板２上に波長変換層４が設けられ、発光部１２と波長変換層４とが隣り合っているため、励起光のロスを十分に小さくすることができる。また、励起光のロスが少ないため、波長変換層４の膜厚が薄くて済む、という効果が得られる。
【００７９】
また、本実施形態の有機ＥＬ装置１においては、緑色サブ画素１３Ｇもしくは赤色サブ画素１３Ｒにおける第１反射層３−陰極７間の光学距離Ｌが、励起光である青色光と波長変換層４から射出される波長変換光の双方に対して共振条件を満たす光学距離に略一致している。そのため、発光部１２から射出された青色光がマイクロキャビティ構造内で共振し、増強されて波長変換層４の蛍光体材料に吸収され、さらに波長変換層４からの波長変換光がマイクロキャビティ構造内で共振し、増強される。
【００８０】
マイクロキャビティ構造の光射出側には、各サブ画素に対応したバンドパスフィルター８が設けられているため、青色光はバンドパスフィルター８で反射され、マイクロキャビティ構造内に閉じ込められる。そのため、増強された青色光は、視認側に射出されることがなく、波長変換層４の励起光として十分に機能を果たす。一方、波長変換光はバンドパスフィルター８を透過し、増強された波長変換光は、視認側に射出される。このように、本実施形態によれば、発光効率に優れた有機ＥＬ装置１を実現することができる。
【００８１】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図２を用いて説明する。
図２は、第２実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第２実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、光散乱層を備えた点が第１実施形態と異なる。
図２において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８２】
図２に示すように、第２実施形態の有機ＥＬ装置３１は、各サブ画素１３Ｂ，１３Ｇ，１３Ｒにおける発光部１２の光射出側に光散乱層３２を備えている。すなわち、青色サブ画素１３Ｂにおいて、光散乱層３２は、陰極７の光射出側（図２における上方）に陰極７と接するように積層されている。緑色サブ画素１３Ｇにおいて、光散乱層３２は、バンドパスフィルター８の光射出側（図２における上方）にバンドパスフィルター８と接するように積層されている。赤色サブ画素１３Ｒにおいて、光散乱層３２は、バンドパスフィルター８の光射出側にバンドパスフィルター８と接するように積層されている。光散乱層３２には、例えば基材の内部に基材の屈折率とは異なる屈折率の微粒子を分散させた部材、あるいは表面に微細な凹凸が設けられた部材、などが用いられる。
【００８３】
青色サブ画素１３Ｂにおいて、光散乱層３２は、発光部１２から射出された青色光を透過しつつ散乱させる。緑色サブ画素１３Ｇおよび赤色サブ画素１３Ｒにおいて、光散乱層３２は、バンドパスフィルター８から射出された波長変換光を透過しつつ散乱させる。
その他の構成は、第１実施形態の有機ＥＬ装置と同様である。
【００８４】
第２実施形態においても、発光効率に優れた有機ＥＬ装置を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。特に、第２実施形態の有機ＥＬ装置３１は光散乱層３２を備えたことにより、広い視野角にわたって明るい表示が可能な有機ＥＬ装置を実現できる。
【００８５】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図３を用いて説明する。
図３は、第３実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第３実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、光散乱層を備えた点が第１実施形態と異なる。
図３において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８６】
第２実施形態の有機ＥＬ装置は、各サブ画素における発光部上に光散乱層が積層されていた。これに対し、図３に示すように、第３実施形態の有機ＥＬ装置３６において、光散乱層３７は、第２基板１０の第１基板２との対向面に、第２基板１０の略全域にわたって設けられている。光散乱層３７の構成は、第２実施形態の有機ＥＬ装置と同様である。その他の構成は、第１実施形態の有機ＥＬ装置と同様である。
【００８７】
第３実施形態においても、発光効率に優れた有機ＥＬ装置を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。また、広い視野角にわたって明るい表示が可能な有機ＥＬ装置を実現できる、といった第２実施形態と同様の効果が得られる。さらに第３実施形態の場合、第２基板１０の略全面に光散乱層３７が形成されるため、有機ＥＬ装置の製造プロセスが簡単になる。
【００８８】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図４を用いて説明する。
図４は、第４実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第４実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、第２基板にカラーフィルターが付加された点が第１実施形態と異なる。
図４において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８９】
図４に示すように、第４実施形態の有機ＥＬ装置４１においては、第２基板１０の第１基板２に対向する側の面に、カラーフィルター４２が設けられている。青色サブ画素１３Ｂ、緑色サブ画素１３Ｇおよび赤色サブ画素１３Ｒに対応して、青色カラーフィルター４２Ｂ、緑色カラーフィルター４２Ｇおよび赤色カラーフィルター４２Ｒがそれぞれ設けられている。また、第２基板１０の第１基板２に対向する側の面には、各色のカラーフィルター４２Ｂ，４２Ｇ，４２Ｒを区画する隔壁４３が設けられている。
【００９０】
第４実施形態においても、発光効率に優れた有機ＥＬ装置を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに第４実施形態の場合、青色サブ画素１３Ｂにおいて、陰極７から射出された青色光は、青色カラーフィルター４２Ｂを透過して視認側に射出される。緑色サブ画素１３Ｇにおいて、バンドパスフィルター８から射出された緑色光は、緑色カラーフィルター４２Ｇを透過して視認側に射出される。同様に、赤色サブ画素１３Ｒにおいて、バンドパスフィルター８から射出された赤色光は、赤色カラーフィルター４２Ｒを透過して視認側に射出される。このようにして、各サブ画素１３Ｂ，１３Ｇ，１３Ｒから射出される光の色純度を高めることができる。
【００９１】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図５を用いて説明する。
図５は、第５実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第５実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、カラーフィルターを備えた点が第１実施形態と異なる。
図５において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９２】
第４実施形態の有機ＥＬ装置は、第２基板の一面にカラーフィルターが設けられていた。これに対し、図５に示すように、第５実施形態の有機ＥＬ装置４６は、各サブ画素１３Ｂ，１３Ｇ，１３Ｒにおける発光部１２の光射出側に、カラーフィルター４２を備えている。すなわち、青色カラーフィルター４２Ｂは、青色サブ画素１３Ｂの陰極７の光射出側（図５における上方）に、陰極７と接するように積層されている。緑色カラーフィルター４２Ｇは、緑色サブ画素１３Ｇのバンドパスフィルター８の光射出側（図５における上方）に、バンドパスフィルター８と接するように積層されている。赤色カラーフィルター４２Ｒは、赤色サブ画素１３Ｒのバンドパスフィルター８の光射出側に、バンドパスフィルター８と接するように積層されている。その他の構成は、第１実施形態の有機ＥＬ装置と同様である。
【００９３】
第５実施形態においても、発光効率に優れた有機ＥＬ装置を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、第４実施形態と同様、射出される光の色純度を高めることができる。
【００９４】
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図６を用いて説明する。
図６は、第６実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第６実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、光学距離調整層を付加した点が第１実施形態と異なる。
図６において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９５】
図６に示すように、第６実施形態の有機ＥＬ装置５１において、光学距離調整層５２は、青色サブ画素１３Ｂには設けられておらず、緑色サブ画素１３Ｇと赤色サブ画素１３Ｒとに設けられている。このように、光学距離調整層５２は、必ずしも全てのサブ画素に設けられている必要はなく、一部のサブ画素には設けられていなくてもよい。
【００９６】
緑色サブ画素１３Ｇおよび赤色サブ画素１３Ｒにおいて、光学距離調整層５２は、第１反射層３と陽極５との間に設けられている。具体的には、緑色サブ画素１３Ｇの光学距離調整層５２は、第１反射層３と緑色波長変換層４Ｇとの間に設けられている。赤色サブ画素１３Ｒの光学距離調整層５２は、第１反射層３と赤色波長変換層４Ｒとの間に設けられている。緑色サブ画素１３Ｇの光学距離調整層５２と赤色サブ画素１３Ｒの光学距離調整層５２とは、膜厚が互いに異なる。
【００９７】
光学距離調整層５２は、第１反射層３と陰極７との間の光学距離を調整するために用いられる。例えば光学距離調整層５２がなかったとしても、第１反射層３と陰極７との間に存在する他の層の膜厚を調整することにより、第１反射層３と陰極７との間の光学距離を調整することができる。例えば第１実施形態のように、波長変換層４の膜厚をサブ画素毎に調整することにより、第１反射層３と陰極７との間の光学距離を調整してもよい。しかしながら、光学距離調整層５２以外の層は、要求される特性上の制約、もしくは製造プロセス上の制約等があり、膜厚を自由に調整するのが難しい場合がある。そのため、第６実施形態の有機ＥＬ装置５１は、光学距離調整層５２を備えている。
【００９８】
光学距離調整層５２は、発光体層１７から発せられた光を第１反射層３に向けて透過させ、第１反射層３で反射した光を発光体層１７に向けて再度透過させる。そのため、光学距離調整層５２には、光透過率が高く、膜厚が自由に調整しやすい材料が好適に用いられる。第６実施形態では、光学距離調整層５２の材料として、例えば無機物（ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ等）や有機物（ポリカーボネート、ポリアクリレート、シリコーン樹脂等）の絶縁膜や透明導電性材料等のいずれを用いてもよい。
【００９９】
光学距離調整層５２に用いられる無機絶縁材料としては、従来知られている種々の金属酸化物、金属窒化物、金属フッ化物などを用いることができる。
金属酸化物の具体例としては、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２等が挙げられ、金属窒化物の具体例としては、ＡｌＮ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ等が挙げられ、金属フッ化物の具体例としては、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＡｌＦ３、ＣａＦ２等が挙げられる。また、これらの混合物であってもよい。
【０１００】
光学距離調整層５２として有機化合物を用いてもよく、例えば被膜形成性ポリマーが好ましく用いられる。被膜形成性ポリマーとしては、ポリカーボネート、ポリアクリレート、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール等が挙げられる。光学距離調整層５２として透明導電性材料を用いてもよく、透明電極を使用してもよい。例えば、インジウム（Ｉｎ）および錫（Ｓｎ）を含む酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ２）、インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＺＯ）等が透明電極材料として挙げられる。
【０１０１】
光学距離調整層５２の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、または転写法を適用できる。
【０１０２】
緑色サブ画素１３Ｇにおいて、第１反射層３と陰極７との間の光学距離Ｌは、青色光と緑色光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離に略一致している。青色光の共振波長λ１を例えば４４２ｎｍとし、緑色光の共振波長λ２を例えば５１０ｎｍとしたとき、青色光と緑色光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離Ｌは、例えば１６５７．５ｎｍである。
【０１０３】
赤色サブ画素１３Ｒにおいて、第１反射層３と陰極７との間の光学距離Ｌは、青色光と赤色光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離に略一致している。青色光の共振波長λ１を例えば４４２ｎｍとし、赤色光の共振波長λ２を例えば５９８ｎｍとしたとき、青色光と赤色光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離Ｌは、例えば２５４１．５ｎｍである。
【０１０４】
青色サブ画素１３Ｂにおいて、第１反射層３と陰極７との間の光学距離Ｌは、青色光のみに対して共振条件を満たす光学距離に略一致している。青色光の共振波長λ１を例えば４４２ｎｍとしたとき、青色光に対して共振条件を満たす光学距離Ｌは、例えば５５２．５ｎｍである。
【０１０５】
第１反射層３と陰極７との間に存在する各層の膜厚および光学膜厚（ｎｄ：屈折率と膜厚との積）を［表２］に示す。［表２］では、第１反射層３と陰極７との間の電子注入層を除く有機層６の部分はまとめて示した。
【０１０６】
【表２】
0006552100.tif 000004
【０１０７】
（１）式の中の位相シフトをΦ＝２πとすると、緑色サブ画素１３Ｇについては、［表２］に示すように、波長λ１＝４４２ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝１５、光学距離Ｌ＝１６５７．５ｎｍのとき、（１）式は成立する。また、波長λ２＝５１０ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝１３、光学距離Ｌ＝１６５７．５ｎｍのとき、（１）式は成立する。
【０１０８】
赤色サブ画素１３Ｒについては、［表２］に示すように、波長λ１＝４４２ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝２３、光学距離Ｌ＝２５４１．５ｎｍのとき、（１）式は成立する。また、波長λ２＝５９８ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝１７、光学距離Ｌ＝２５４１．５ｎｍのとき、（１）式は成立する。
青色サブ画素１３Ｂについては、［表２］に示すように、波長λ＝４４２ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝５、光学距離Ｌ＝５５２．５ｎｍのとき、（１）式は成立する。
【０１０９】
陽極５から陰極７までの各層の構成材料および膜厚は、全てのサブ画素１３Ｂ，１３Ｇ，１３Ｒにわたって共通としている。また、第１実施形態では波長変換層４の膜厚を異ならせたが、第６実施形態では波長変換層４の膜厚を全てのサブ画素１３Ｂ，１３Ｇ，１３Ｒにわたって共通にし、光学距離調整層５２の膜厚をサブ画素１３Ｂ，１３Ｇ，１３Ｒ毎に異ならせている。
【０１１０】
具体的には、緑色波長変換層４Ｇの膜厚および赤色波長変換層４Ｒの膜厚をともに２０１ｎｍ（光学膜厚：ｎｄ＝３４１．７ｎｍ）とし、緑色サブ画素１３Ｇにおいては、光学距離調整層５２の膜厚を３５０ｎｍ（光学膜厚：ｎｄ＝１１０５ｎｍ）とし、赤色サブ画素１３Ｒにおいては、光学距離調整層５２の膜厚を７５６ｎｍ（光学膜厚：ｎｄ＝１６４８ｎｍ）としている。
【０１１１】
第６実施形態においても、発光効率に優れた有機ＥＬ装置を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、波長変換層４の膜厚をサブ画素に依らずに共通にしたことにより、波長変換層４の形成工程の簡略化を図ることができる。
【０１１２】
［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態について、図７を用いて説明する。
図７は、第７実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第７実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、光学距離調整層を付加した点が第１実施形態と異なる。
図７において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１１３】
第６実施形態の有機ＥＬ装置では、緑色サブ画素の光学距離調整層は第１反射層と緑色波長変換層との間に設けられ、赤色サブ画素の光学距離調整層は第１反射層と赤色波長変換層との間に設けられていた。これに対して、図７に示すように、第７実施形態の有機ＥＬ装置５６においては、緑色サブ画素１３Ｇの光学距離調整層５２は、緑色波長変換層４Ｇと陽極５との間に設けられている。赤色サブ画素１３Ｒの光学距離調整層５２は、赤色波長変換層４Ｒと陽極５との間に設けられている。その他の構成は、第６実施形態の有機ＥＬ装置と同様である。
【０１１４】
第７実施形態においても、発光効率に優れた有機ＥＬ装置を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。また、波長変換層４の形成工程の簡略化を図ることができる、といった第６実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１５】
［第８実施形態］
以下、本発明の第８実施形態について、図８を用いて説明する。
図８は、第８実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第８実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、波長変換層の位置が第１実施形態と異なる。
図８において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１１６】
第１〜第７実施形態の有機ＥＬ装置において、波長変換層は、第１反射層と陽極との間に設けられていた。すなわち、波長変換層は、発光部の外側に設けられていた。これに対し、図８に示すように、第８実施形態の有機ＥＬ装置６１において、波長変換層６２は、正孔輸送性を有する材料で構成されている。波長変換層６２は、緑色波長変換層６２Ｇと、赤色波長変換層６２Ｒと、を含む。波長変換層６２は、陽極５と発光体層１７との間に設けられている。すなわち、波長変換層６２は、発光部１２の内部（陽極５と陰極７との間）に設けられている。正孔輸送層１６および正孔注入層１５は、設けられていない。
その他の構成は、第１実施形態の有機ＥＬ装置と同様である。
【０１１７】
波長変換層が正孔輸送性もしくは電子輸送性を有していない場合、波長変換層が発光部の内部に設けられていると、陽極と陰極との間の距離が大きくなるため、発光部の駆動電力が増大する、という問題が生じる。しかしながら、第８実施形態の場合、波長変換層６２が正孔輸送性を有しているため、波長変換層６２が正孔輸送層としての機能を果たすことができる。そのため、波長変換層６２が発光部１２の内部に設けられていても、特に駆動電力が増大する等の問題がなく、発光効率の向上を図ることができる。また、従来の正孔輸送層が不要となることで、有機ＥＬ装置の構造および製造プロセスの簡略化が図れる。
【０１１８】
［第９実施形態］
以下、本発明の第９実施形態について、図９を用いて説明する。
図９は、第９実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第９実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、波長変換層の位置が第１実施形態と異なる。
図９において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１１９】
図９に示すように、第９実施形態の有機ＥＬ装置６６において、波長変換層６７は、電子輸送性を有する材料で構成されている。波長変換層６７は、緑色波長変換層６７Ｇと、赤色波長変換層６７Ｒと、を含む。波長変換層６７は、発光体層１７と陰極７との間に設けられている。すなわち、波長変換層６７は、発光部１２の内部（陽極５と陰極７との間）に設けられている。また、電子輸送層１８および電子注入層１９は設けられていない。
その他の構成は、第１実施形態の有機ＥＬ装置と同様である。
【０１２０】
第９実施形態の場合、波長変換層６７が電子輸送性を有しているため、波長変換層６７が電子輸送層としての機能を果たすことができる。そのため、波長変換層６７が発光部１２の内部に設けられていても、特に駆動電力が増大する等の問題がなく、発光効率の向上を図ることができる。また、従来の電子輸送層が不要となることで、有機ＥＬ装置の構造および製造プロセスの簡略化が図れる。
【０１２１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
有機ＥＬ装置の各種構成要素の数、配置、形状、寸法、構成材料等の具体例については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明の有機ＥＬ装置は、各種の表示装置もしくは照明装置等に利用が可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１，３１，３６，４１，４６，５１，５６，６１，６６…有機ＥＬ装置、２…第１基板（基材）、３…第１反射層、４，６２，６７…波長変換層、４Ｇ，６２Ｇ，６７Ｇ…緑色波長変換層、４Ｒ，６２Ｒ，６７Ｒ…赤色波長変換層、５…陽極（第１電極）、６…有機層、７…陰極（第２電極、第２反射層）、８…バンドパスフィルター、１３Ｂ…青色サブ画素、１３Ｇ…緑色サブ画素、１３Ｒ…赤色サブ画素、３２，３７…光散乱層、４２…カラーフィルター、４２Ｂ…青色カラーフィルター、４２Ｇ…緑色カラーフィルター、４２Ｒ…赤色カラーフィルター、５２…光学距離調整層。
【図１】
0006552100.tif 000005
【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】
0006552100.tif 000010
【図７】
0006552100.tif 000011
【図８】
0006552100.tif 000012
【図９】
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