(57)【要約】  有機ＥＬ表示パネルは、光反射性電極と赤色発光層と緑色発光層と第１青色発光層と電荷発生層と第２青色発光層と光透過性電極とを備える。赤色サブ画素領域内において、第１の光学長が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、第２の光学長が２１０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下である。緑色サブ画素領域内において、第１の光学長が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、第２の光学長が２４０ｎｍ以上２９５ｎｍ以下である。青色サブ画素領域内において、第１の光学長が２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下であり、第２の光学長が、１９５ｎｍ以上２０５ｎｍ以下である。
2015141142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に配され、赤色と緑色と青色の各サブ画素領域を規定する複数の隔壁と、
前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において前記基板の上方に配された、光反射面を有する複数の光反射性電極と、
前記赤色のサブ画素領域内において前記光反射性電極の上方に配され、赤色波長域に発光ピークを有する材料からなり前記光反射性電極の前記光反射面に面する発光面を有する赤色発光層を含む第１赤色発光ユニットと、
前記緑色のサブ画素領域内において前記光反射性電極の上方に配され、緑色波長域に発光ピークを有する材料からなり前記光反射性電極の前記光反射面に面する発光面を有する緑色発光層を含む第１緑色発光ユニットと、
前記青色のサブ画素領域内において前記光反射性電極の上方に配され、青色波長域に発光ピークを有する材料からなり前記光反射性電極の前記光反射面に面する発光面を有する第１青色発光層を含む第１青色発光ユニットと、
前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において前記第１赤色発光ユニットと前記第１緑色発光ユニットと前記第１青色発光ユニットの上方に配された電荷発生層と、
前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において前記電荷発生層の上方に配され、青色波長域に発光ピークを有する材料からなり前記光反射性電極の前記光反射面に面する発光面を有する第２青色発光層を含む第２青色発光ユニットと、
前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において前記第２青色発光ユニットの上方に配された光透過性電極と、を備え、
前記赤色サブ画素領域内において、前記赤色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、
前記緑色サブ画素領域内において、前記緑色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、
前記青色サブ画素領域内において、前記第１青色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下であり、
前記赤色サブ画素領域内において、前記第２青色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２１０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下であり、
前記緑色サブ画素領域内において、前記第２青色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２４０ｎｍ以上２９５ｎｍ以下であり、
前記青色サブ画素領域内において、前記第２青色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、１９５ｎｍ以上２０５ｎｍ以下である、
有機ＥＬ表示パネル。
【請求項２】
さらに、前記赤色のサブ画素領域内の前記光透過性電極の上方に配された赤色フィルタと、前記緑色のサブ画素領域内の前記光透過性電極の上方に配された緑色フィルタと、前記青色のサブ画素領域内の前記光透過性電極の上方に配された青色フィルタとを含むカラーフィルタ層を備える、
請求項１に記載の有機ＥＬ表示パネル。
【請求項３】
前記赤色発光層、前記緑色発光層、及び前記第１青色発光層の各々の膜厚が互いに異なる、
請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示パネル。
【請求項４】
前記第１赤色発光ユニットは、さらに、前記光反射性電極と前記赤色発光層との間に第１機能層を含み、前記第１緑色発光ユニットは、前記光反射性電極と前記緑色発光層との間に第１機能層を含み、前記第１青色発光ユニットは、前記光反射性電極と前記第１青色発光層との間に第１機能層を含み、
前記第１赤色発光ユニット、前記第１緑色発光ユニット、及び前記第１青色発光ユニットの各々の前記第１機能層は、互いに前記隔壁により分離され、各々の膜厚が互いに異なる、
請求項１から３の何れかに記載の有機ＥＬ表示パネル。
【請求項５】
前記赤色発光層、前記緑色発光層、及び前記第１青色発光層の何れかが、高分子材料からなる、
請求項１から４の何れかに記載の有機ＥＬ表示パネル。
【請求項６】
前記第２青色発光層が、低分子材料からなる、
請求項１から５の何れかに記載の有機ＥＬ表示パネル。
【請求項７】
基板と、
前記基板の上方に配され、赤色と緑色と青色の各サブ画素領域を規定する複数の隔壁と、
前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において前記基板の上方に配された複数の光透過性電極と、
前記赤色のサブ画素領域内において前記光透過性電極の上方に配され、赤色波長域に発光ピークを有する材料からなり前記光透過性電極に面する発光面を有する赤色発光層を含む第１赤色発光ユニットと、
前記緑色のサブ画素領域内において前記光透過性電極の上方に配され、緑色波長域に発光ピークを有する材料からなり前記光透過性電極に面する発光面を有する緑色発光層を含む第１緑色発光ユニットと、
前記青色のサブ画素領域内において前記光透過性電極の上方に配され、青色波長域に発光ピークを有する材料からなり前記光透過性電極に面する発光面を有する第１青色発光層を含む第１青色発光ユニットと、
前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において前記第１赤色発光ユニットと前記第１緑色発光ユニットと前記第１青色発光ユニットの上方に配された電荷発生層と、
前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において前記電荷発生層の上方に配され、青色波長域に発光ピークを有する材料からなり前記光透過性電極に面する発光面を有する第２青色発光層を含む第２青色発光ユニットと、
前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において前記第２青色発光ユニットの上方に配され、光反射面を有する光反射性電極と、を備え、
前記赤色のサブ画素領域内において、前記赤色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２５５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、
前記緑色のサブ画素領域内において、前記緑色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、
前記青色サブ画素領域内において、前記第１青色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２１０ｎｍ以上２２０ｎｍ以下であり、
前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において、前記第２青色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、６０ｎｍ以上７５ｎｍ以下である、
有機ＥＬ表示パネル。
【請求項８】
さらに、前記赤色のサブ画素領域内の前記光透過性電極の下方に配された赤色フィルタと前記緑色のサブ画素領域内の前記光透過性電極の下方に配された緑色フィルタと前記青色のサブ画素領域内の前記光透過性電極の下方に配された青色フィルタとを含むカラーフィルタ層を含む、
請求項７に記載の有機ＥＬ表示パネル。
【請求項９】
前記赤色発光層、前記緑色発光層、及び前記第１青色発光層の各々の膜厚が互いに異なる、
請求項７または８に記載の有機ＥＬ表示パネル。
【請求項１０】
前記赤色発光層、前記緑色発光層、及び前記第１青色発光層の何れかが、高分子材料からなる、
請求項７から９の何れかに記載の有機ＥＬ表示パネル。
【請求項１１】
前記第２青色発光層が、低分子材料からなる、
請求項７から１０の何れかに記載の有機ＥＬ表示パネル。
【請求項１２】
請求項１または７に記載の有機ＥＬ表示パネルと、前記有機ＥＬ表示パネルを駆動する駆動制御回路とを備える表示装置。
【請求項１３】
請求項１または７に記載の有機ＥＬ表示パネルの製造方法であって、
前記赤色発光層、前記緑色発光層、及び前記第１青色発光層を湿式法で形成し、
前記第２青色発光層を真空蒸着法またはスパッタ法で形成する、
有機ＥＬ表示パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンデム構造の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示パネル、それを備えた表示装置および有機ＥＬ表示パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルテレビ等の表示装置に用いられる表示パネルとして、基板上に有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を行列方向に複数配列し有機材料の電界発光現象を利用した有機ＥＬ表示パネルが実用化されている。【０００３】
この有機ＥＬ表示パネルの構成として、基板の上にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）駆動回路が設けられ、そのＴＦＴ駆動回路の上に絶縁層が設けられ、さらに複数の有機ＥＬ素子が配列されてなるものが一般的に知られている。有機ＥＬ素子は、一対の電極（陽極および陰極）間に、少なくとも発光層が挟まれた構成を有している。そして、有機ＥＬ素子は、多くの場合、陽極と発光層の間に正孔注入層や正孔輸送層等が挟まれており、陰極と発光層の間に電子注入層や電子輸送層等が挟まれている。正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層は、それぞれ、電荷の注入、電荷の輸送などの固有の機能を果たす。本文中では、これらの層を総称して「機能層」と称する。このような有機ＥＬ素子は、電流駆動型の発光素子であって、駆動時には、陽極と陰極との間に電圧が印加され、発光層に注入される正孔と電子が再結合するのに伴って発光する。【０００４】
有機ＥＬ表示パネルにおいては、このような有機ＥＬ素子が、赤色、緑色、青色の各色のサブ画素を形成し、隣り合う赤色、緑色、青色のサブ画素の組み合わせで一画素が形成されている。このような有機ＥＬ表示パネルでは、消費電力低減や長寿命化などの観点から、赤色、緑色、青色の各色の有機ＥＬ素子の発光効率および寿命特性を向上させることが重要である。この赤色、緑色、青色の各色の有機ＥＬ素子の中では青色有機ＥＬ素子の寿命が最も短い傾向があり、青色有機ＥＬ素子の長寿命化が表示装置の長寿命化に向けた課題となっていた。【０００５】
そこで、特許文献１、２、３では、発光層を含む発光ユニット（従来の有機ＥＬ素子を構成する要素のうち、陰極と陽極を除いた構成要素）を複数スタックした有機ＥＬ素子構造（マルチフォトン構造、タンデム構造、スタック構造と呼ばれる場合があるが、本文中はタンデム構造と表現する）を採用することにより、有機ＥＬ素子の長寿命化を実現している。タンデム構造は、複数の発光ユニットが電荷発生層を介して積層された構成となっている（各ユニットを接続する部分は、電荷発生層、中間層、中間導電層、コネクタ等と呼ばれる場合があるが、本文中は電荷発生層と表現する）。この電荷発生層は、上下の発光ユニットに電荷を供給するため、タンデム構造では複数の発光ユニットから発光を得ることができる。その結果、タンデム構造を有する有機ＥＬ素子からの発光は、複数の発光ユニットからの発光の足し合わせとなるため、所望の輝度を得るために必要な電流が小さくなり、電流駆動型である有機ＥＬ素子の寿命を伸ばすことができる。【０００６】
タンデム構造を有機ＥＬ表示パネルに適応するためには、赤色、緑色、青色の各サブ画素にどのような発光色の発光ユニットをどのように積層するのかが重要になってくる。【０００７】
有機発光材料からなる発光層および機能層を製膜する手法としては、抵抗加熱方式などの真空蒸着法と、塗布法や印刷法などの湿式法とがある。真空蒸着法で各サブ画素に異なる発光層や機能層を製膜する場合、サブ画素領域のみ開口した精密なシャドウマスクを用いるのが一般的である。この場合、シャドウマスクの開口以外のマスク全体に発光層や機能層を構成する材料が付着してしまうため、材料損失が大きく製造コストアップの要因となる。また、精密なシャドウマスクの開口をサブ画素に高精度に位置合わせすることも生産効率を低下させる要因となり、特に大型の有機ＥＬ表示パネルを生産する場合にシャドウマスクとサブ画素との位置合わせは非常に困難となる。【０００８】
そこで、有機ＥＬ表示パネルの大型化や製造コストの観点から低分子系または、高分子系の有機材料を溶媒に溶解または分散させ、湿式法により有機発光材料からなる発光層及び機能層を製膜する研究が盛んに行われている。しかしながら、湿式法を用いて形成された有機ＥＬ素子は、真空蒸着法を用いて形成された有機ＥＬ素子よりも寿命が短いという問題がある。【０００９】
特許文献４では、湿式法と真空蒸着法とを組み合わせることにより、有機ＥＬ表示パネルにおいて、青色サブ画素のみ青色の発光ユニットを積層したタンデム構造が開示されている。その結果、青色有機ＥＬ素子の長寿命化と生産性の向上および製造コストの削減を実現している。具体的には、湿式法により赤色発光層を含む第１赤色発光ユニット、緑色発光層を含む第１緑色発光ユニット、及び第１青色発光層を含む第１青色発光ユニットを形成した後、青色サブ画素領域にのみ、真空蒸着法により電荷発生層を形成する。その後、赤色サブ画素に形成されている第１赤色発光ユニットと緑色サブ画素に形成されている第１緑色発光ユニットおよび青色サブ画素に形成されている電荷発生層を覆うように、真空蒸着法により第２青色発光層を含む第２青色発光ユニットを形成する。この場合、第１赤色発光ユニットと第２青色発光ユニットの間に電荷発生層が無く、第２青色発光ユニットは電子輸送機能のみを発揮するため、第２青色発光ユニットからの発光は得られない。緑色サブ画素についても同様である。この構成により、同文献には、青色有機ＥＬ素子の長寿命化、製造設備のコストの削減、生産性向上を実現することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】日本国特許３８８４５６５号
【特許文献２】日本国特許４５７００１４号
【特許文献３】日本国特許３９３３５９１号
【特許文献４】日本国特開２０１３−７３７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、青色サブ画素のみに電荷発生層を形成するには精密なシャドウマスクを用いる必要があり、更なる生産性の向上が望まれる。さらに、赤色、緑色サブ画素において、発光機能を有する第２青色発光ユニットが電子輸送機能のみを発揮しており、赤色および緑色有機ＥＬ素子における駆動電圧の増大も懸念される。【００１２】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたものであり、青色有機ＥＬ素子の寿命を改善し、製造コスト、生産性に優れた有機ＥＬ表示パネル、それを用いた表示装置および有機ＥＬ表示パネルの製造方法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】
【００１３】
本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示パネルは、基板と、前記基板の上方に配され、赤色と緑色と青色の各サブ画素領域を規定する複数の隔壁と、前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において前記基板の上方に配された、光反射面を有する複数の光反射性電極と、前記赤色のサブ画素領域内において前記光反射性電極の上方に配され、赤色波長域に発光ピークを有する材料からなり前記光反射性電極の前記光反射面に面する発光面を有する赤色発光層を含む第１赤色発光ユニットと、前記緑色のサブ画素領域内において前記光反射性電極の上方に配され、緑色波長域に発光ピークを有する材料からなり前記光反射性電極の前記光反射面に面する発光面を有する緑色発光層を含む第１緑色発光ユニットと、前記青色のサブ画素領域内において前記光反射性電極の上方に配され、青色波長域に発光ピークを有する材料からなり前記光反射性電極の前記光反射面に面する発光面を有する第１青色発光層を含む第１青色発光ユニットと、前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において前記第１赤色発光ユニットと前記第１緑色発光ユニットと前記第１青色発光ユニットの上方に配された電荷発生層と、前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において前記電荷発生層の上方に配され、青色波長域に発光ピークを有する材料からなり前記光反射性電極の前記光反射面に面する発光面を有する第２青色発光層を含む第２青色発光ユニットと、前記赤色と前記緑色と前記青色の各サブ画素領域内において前記第２青色発光ユニットの上方に配された光透過性電極と、を備える。前記赤色サブ画素領域内において、前記赤色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。前記緑色サブ画素領域内において、前記緑色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。前記青色サブ画素領域内において、前記第１青色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。前記赤色サブ画素領域内において、前記第２青色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２１０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下である。前記緑色サブ画素領域内において、前記第２青色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、２４０ｎｍ以上２９５ｎｍ以下である。前記青色サブ画素領域内において、前記第２青色発光層の前記発光面と前記光反射性電極の前記光反射面との間の光学長が、１９５ｎｍ以上２０５ｎｍ以下である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示パネルにおいては、赤色サブ画素領域、緑色サブ画素領域、及び青色サブ画素領域の各々に電荷発生層が存在する。そのため、精密なシャドウマスクを用いなくても電荷発生層を形成することができる。従って、製造コスト、生産性を更に向上することができる。【００１５】
また、青色サブ画素領域内の各光学長が上記範囲内にあるので、青色サブ画素領域内の第１青色発光層と第２青色発光層の両方から出射された青色光を効率良く外部に取り出すことができる。従って、所望の輝度を得るために必要な電流が小さくなるため、電流駆動型である有機ＥＬ素子の寿命を延ばすことができる。【００１６】
また、赤色サブ画素領域内の各光学長が上記範囲内にあるので、赤色サブ画素領域内の赤色発光層から出射された赤色光の光取り出し効率を向上させつつ、第２青色発光層から出射された青色光の光取り出し効率を抑制することができる。赤色サブ画素領域内では不要な青色光の光取出し効率が抑制されるので、赤色の色純度の低下を抑制することができる。【００１７】
また、緑色サブ画素領域内の各光学長が上記範囲内にあるので、緑色サブ画素領域内の緑色発光層から出射された緑色光の光取り出し効率を向上させつつ、第２青色発光層から出射された青色光の光取り出し効率を抑制することができる。緑色サブ画素領域内では不要な青色光の光取出し効率が抑制されるので、緑色の色純度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示パネルの１画素を拡大した断面図
【図２】本発明の第１実施形態の各有機ＥＬ素子の出射光の光路を示す図
【図３】（ａ）から（ｃ）は、第１の光学長に対する有機ＥＬ素子の光取出し効率と有機ＥＬ素子の発光色の色度の変化を示す図
【図４】（ａ）から（ｃ）は、第２の光学長に対する有機ＥＬ素子の光取出し効率と有機ＥＬ素子の発光色の色度の変化を示す図
【図５】赤色サブ画素に関して、さらに詳細なシミュレーションの結果を示す図
【図６】青色サブ画素に関して、さらに詳細なシミュレーションの結果を示す図
【図７】（ａ）から（ｅ）は、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示パネルの製造方法を説明するための図
【図８】本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ表示パネルの１画素を拡大した断面図
【図９】本発明の第２実施形態の各有機ＥＬ素子の出射光の光路を示す図
【図１０】第２の光学長に対する有機ＥＬ素子の光取出し効率と有機ＥＬ素子の発光色の色度の変化を示す図
【図１１】（ａ）から（ｃ）は、第１の光学長に対する有機ＥＬ素子の光取出し効率と有機ＥＬ素子の発光色の色度の変化を示す図
【図１２】（ａ）は第１の光学長が２１０ｎｍの場合の発光スペクトルを示す図であり、（ｂ）は第１の光学長が２９０ｎｍの場合の発光スペクトルを示す図
【図１３】赤色サブ画素に関して、さらに詳細なシミュレーションの結果を示す図
【図１４】青色サブ画素に関して、さらに詳細なシミュレーションの結果を示す図
【図１５】表示装置の外観図
【図１６】表示装置の内部構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、具体例を示し、構成および作用・効果を説明する。
【００２０】
なお、以下の説明で用いる実施形態は、本発明の一態様に係る構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる例示であって、本発明は、その本質的部分以外に何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
【００２１】
≪実施形態≫
［１．有機ＥＬ表示パネルの構成（トップエミッション）］
本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示パネルの構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ表示パネルの１画素を拡大した断面図である。本実施形態においては、有機ＥＬ表示パネル１００は、図１における紙面上側を表示面とする、いわゆるトップエミッション型である。
【００２２】
有機ＥＬ表示パネル１００は、第１基板１、隔壁２、絶縁層３、光反射性電極４、第１正孔注入層５、第１正孔輸送層６、赤色発光層７Ｒ、緑色発光層７Ｇ、第１青色発光層７Ｂ、第１電子輸送層８、電荷発生層９、第２正孔輸送層１０、第２青色発光層１１、第２電子輸送層１２、光透過性電極１３、保護層１４、カラーフィルタ層１５、及び第２基板１６を備える。
【００２３】
第１基板１は、例えば、電気絶縁性の基材と、基材上に配されたＴＦＴ層とを含むＴＦＴ基板である。ＴＦＴ層は、複数のＴＦＴ駆動回路と、各ＴＦＴ駆動回路に外部から電力を供給するための複数の配線とを含む。
【００２４】
絶縁層３は、第１基板１上に配されている。絶縁層３の上面は、平坦化されている。
【００２５】
隔壁２は、絶縁層３上に互いに離間して複数配されている。隔壁２は、赤色サブ画素領域２Ｒ、緑色サブ画素領域２Ｇ、及び青色サブ画素領域２Ｂの各々を規定している。
【００２６】
光反射性電極４は、絶縁層３上に互いに離間して複数配されている。絶縁層３は、複数のコンタクトホールを有する（不図示）。各コンタクトホールには配線が埋設されている（不図示）。各光反射性電極４は、各コンタクトホールに埋設された配線を通じて第１基板１内のＴＦＴ駆動回路の何れかに電気的に接続されている。本実施形態では、光反射性電極４は、第１正孔注入層５に正孔を供給する陽極として機能する。
【００２７】
赤色サブ画素領域２Ｒの内部には、光反射性電極４上に、第１正孔注入層５、第１正孔輸送層６、赤色発光層７Ｒが順次配されている。緑色サブ画素領域２Ｇの内部には、光反射性電極４上に、第１正孔注入層５、第１正孔輸送層６、緑色発光層７Ｇが順次配されている。青色サブ画素領域２Ｂの内部には、光反射性電極４上に、第１正孔注入層５、第１正孔輸送層６、第１青色発光層７Ｂが順次配されている。以後、赤色発光層７Ｒ、緑色発光層７Ｇ、及び第１青色発光層７Ｂを区別しない場合には「第１発光層７」と略称する。
【００２８】
第１正孔注入層５は、光反射性電極４から第１正孔輸送層６や第１発光層７への正孔の注入を促進する機能を有する。各サブ画素領域内の第１正孔注入層５は、互いに隔壁２により分離されていても良いし、互いに隔壁２を越えて連なっていても良い。隔壁２により分離される場合、各第１正孔注入層５の膜厚は、同一でも良いし異なっても良く、各第１正孔注入層５の材料は、同一でも良いし異なっても良い。隔壁２を越えて連なる場合、各第１正孔注入層５は、隔壁２を形成する前に形成されることにより隔壁２の下面側で連なることとしても良いし、隔壁２を形成した後に形成されることにより隔壁２の上面側で連なることとしても良い。
【００２９】
第１正孔輸送層６は、第１正孔注入層５から第１発光層７への正孔の注入を促進させ、かつ、第１発光層７からの電子や励起子エネルギーの抜けをブロックする機能を有する。各サブ画素領域内の第１正孔輸送層６は、互いに隔壁２により分離されていても良いし、互いに隔壁２を越えて連なっていても良い。隔壁２により分離される場合、各第１正孔輸送層６の膜厚は、同一でも良いし異なっても良く、各第１正孔輸送層６の材料は、同一でも良いし異なっても良い。隔壁２を越えて連なる場合、各第１正孔輸送層６は、隔壁２を形成する前に形成されることにより隔壁２の下面側で連なることとしても良いし、隔壁２を形成した後に形成されることにより隔壁２の上面側で連なることとしても良い。第１正孔注入層５と第１正孔輸送層６はどちらか１層のみで形成されても良いし、更に別の層が追加されてもよい。
【００３０】
第１発光層７は、正孔と電子との再結合により光を出射する機能を有する。赤色発光層７Ｒ、緑色発光層７Ｇ、及び第１青色発光層７Ｂは、互いに隔壁２により分離されている。赤色発光層７Ｒは、赤色波長域に発光ピークを有する材料からなる。緑色発光層７Ｇは、緑色波長域に発光ピークを有する材料からなる。第１青色発光層７Ｂは、青色波長域に発光ピークを有する材料からなる。赤色発光層７Ｒ、緑色発光層７Ｇ、及び第１青色発光層７Ｂの各々の膜厚は、同一でも良いし異なっても良い。
【００３１】
第１電子輸送層８は、各サブ画素領域２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ内において各第１発光層７上に配された部分を含む。各部分は、互いに隔壁２を越えて連なっている。第１電子輸送層８は、電荷発生層９から供給された電子を第１発光層７へ輸送する機能を有する。第１電子輸送層８は複数の層から形成されても良い。
【００３２】
電荷発生層９は、各サブ画素領域２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ内において第１電子輸送層８上に配された部分を含む。各部分は、互いに隔壁２を越えて連なっている。電荷発生層９は、第１電子輸送層８に電子を供給し、第２正孔輸送層に正孔を供給する機能を有する。電荷発生層９は複数の層から形成されても良い。
【００３３】
各サブ画素領域２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの内部には、電荷発生層９上に、第２正孔輸送層１０、第２青色発光層１１、第２電子輸送層１２が、順次配されている。第２正孔輸送層１０は、電荷発生層９から供給された正孔を第２青色発光層１１に輸送し、かつ、第２青色発光層１１からの電子や励起子エネルギーの抜けをブロックする機能を有する。第２青色発光層１１は、正孔と電子との再結合により光を出射する機能を有する。また、第２青色発光層１１は、青色波長域に発光ピークを有する材料からなる。第２電子輸送層１２は、光透過性電極１３から供給された電子を第２青色発光層１１へ輸送する機能を有する。第２正孔輸送層および第２電子輸送層は複数の層から形成されても良い。
【００３４】
光透過性電極１３は、各サブ画素領域２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ内において第２電子輸送層１２上に配された部分を含む。各部分は、互いに隔壁２を越えて連なっている。本実施形態では、光透過性電極１３は、第２電子輸送層１２に電子を供給する陰極として機能する。光透過性電極１３は、複数の層から形成されても良い。
【００３５】
保護層１４は、光透過性電極１３上に配されている。保護層１４は、光反射性電極４から光透過性電極１３までの各層を水分や酸素から保護する機能を有する。
【００３６】
カラーフィルタ層１５は、保護層１４上に配されている。カラーフィルタ層１５は、赤色フィルタ１５Ｒ、緑色フィルタ１５Ｇ、及び青色フィルタ１５Ｂを含む。赤色フィルタ１５Ｒは、赤色サブ画素領域２Ｒの上方に位置している。緑色フィルタ１５Ｇは、緑色サブ画素領域２Ｇの上方に位置している。青色フィルタ１５Ｂは、青色サブ画素領域２Ｂの上方に位置している。カラーフィルタ層１５は、出射光の色度を修正する機能を有する。
【００３７】
第２基板１６は、カラーフィルタ層１５上に配されている。
【００３８】
赤色サブ画素領域２Ｒの内部の第１正孔注入層５、第１正孔輸送層６、赤色発光層７Ｒ、及び第１電子輸送層８により、第１赤色発光ユニット１７Ｒが構成される。緑色サブ画素領域２Ｇの内部の第１正孔注入層５、第１正孔輸送層６、緑色発光層７Ｇ、及び第１電子輸送層８により、第１緑色発光ユニット１７Ｇが構成される。青色サブ画素領域２Ｂの内部の第１正孔注入層５、第１正孔輸送層６、第１青色発光層７Ｂ、及び第１電子輸送層８により、第１青色発光ユニット１７Ｂが構成される。
【００３９】
各サブ画素領域２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの内部の第２正孔輸送層１０、第２青色発光層１１、及び第２電子輸送層１２により、第２青色発光ユニット１８Ｂが構成される。
【００４０】
以上の通り、赤色サブ画素領域２Ｒでは、第１赤色発光ユニット１７Ｒと第２青色発光ユニット１８Ｂとが電荷発生層９を介して積層されている。緑色サブ画素領域２Ｇでは、第１緑色発光ユニット１７Ｇと第２青色発光ユニット１８Ｂとが電荷発生層９を介して積層されている。青色サブ画素領域２Ｂでは、第１青色発光ユニット１７Ｂと第２青色発光ユニット１８Ｂとが電荷発生層９を介して積層されている。従って、各サブ画素領域２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの内部にタンデム型の有機ＥＬ素子が設けられていると言える。
【００４１】
［２．光学設計（トップエミッション）］
本実施形態においては、電荷発生層９と第２青色発光層１１が、各サブ画素領域２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに配されている。そのため、青色サブ画素領域２Ｂ内の有機ＥＬ素子だけでなく、赤色サブ画素領域２Ｒ及び緑色サブ画素領域２Ｇ内の有機ＥＬ素子も青色光を発生する。ところが、例えば、赤色サブ画素領域２Ｒ内の有機ＥＬ素子においては、青色光は不要な光であり、青色光がそのまま外部に出射されると赤色サブ画素の出射光の色度が悪化することになる。そのため、有機ＥＬ素子の光が出射される側に、外部に出射される光の色度が赤色になるように赤色フィルタを設けることが望まれる。
【００４２】
しかしながら、光取り出し効率（内部で発光する量に対する出力される発光の割合）を高めるためには、赤色サブ画素領域２Ｒ内の有機ＥＬ素子の出射光のうち、赤色フィルタに吸収される光の量を減らす必要がある。従来から有機ＥＬ素子を構成する各層の膜厚や屈折率を適切に設計して有機ＥＬ素子の微小共振構造を適切に調整することで、有機ＥＬ素子の光取り出し効率を向上させる技術が知られている。通常、赤色、緑色、青色のうちのどれか１色もしくは白色発光を目的とした２色以上の発光に対して光取出し効率を向上させる場合が多い。
【００４３】
本実施形態の有機ＥＬ素子の構造では、各サブ画素領域２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの何れの第２青色発光層１１も青色光を発生する。そのため、青色サブ画素領域２Ｂでは、第１青色発光層７Ｂにより発生された青色光と、第２青色発光層１１により発生された青色光の両方の光取り出し効率を高めることが望ましい。これに対して、緑色サブ画素領域２Ｇでは、緑色発光層７Ｇにより発生された緑色光の光取り出し効率を高め、一方、第２青色発光層１１により発生された青色光の光取り出し効率を下げることが望ましい。赤色サブ画素領域２Ｒでは、赤色発光層７Ｒにより発生された赤色光の光取出し効率を高め、一方、第２青色発光層１１により発生された青色光の光取出し効率を下げることが望ましい。すなわち、サブ画素毎に要求される出射光の色度が異なるため、サブ画素領域２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ内の有機ＥＬ素子ごとに適した光の取出し効率を制御する設計が必要となる。特に赤色及び緑色サブ画素領域２Ｒ、２Ｇ内の有機ＥＬ素子においては、光の取出し効率を向上させる設計と光の取出し効率を低下させる設計を同時に実現する設計が必要となる。
【００４４】
図２に、各サブ画素領域内に設けられた有機ＥＬ素子の出射光の光路を示す。
【００４５】
光路Ｃ１ａは、第１発光層７から光反射性電極４側に進行せずに光透過性電極１３側に進行する光の光路である。光路Ｃ１ｂは、第１発光層７から光反射性電極４側に進行し、光反射性電極４で反射されてから光透過性電極１３側に進行する光の光路である。光路Ｃ２ａは、第２青色発光層１１から光反射性電極４側に進行せずに光透過性電極１３側に進行する光の光路である。光路Ｃ２ｂは、第２青色発光層１１から光反射性電極４側に進行し、光反射性電極４で反射されてから光透過性電極１３側に進行する光の光路である。
【００４６】
上述の通り、第１正孔輸送層６は、第１発光層７からの電子の抜けをブロックする機能を有する。そのため、第１発光層７内の電子は第１発光層７と第１正孔輸送層６との界面（第１発光層７の下面）付近に蓄積されやすい。これは、電子と正孔の再結合が第１発光層７の下面付近で生じやすく、ひいては、発光強度が第１発光層７の下面付近で大きくなることを意味する。従って、本実施形態では、第１発光層７の下面を、第１発光層７の発光面７ａとする。また、第２青色発光層１１も同様に、第２青色発光層１１の下面を、第２青色発光層１１の発光面１１ａとする。有機ＥＬ素子の微小共振構造を設計する場合、第１発光層７の発光面７ａと光反射性電極４の光反射面４ａとの間の光学長Ｌ１Ｒ、Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｂ（以下、「第１の光学長」と称する）と、第２青色発光層１１の発光面１１ａと光反射性電極４の光反射面４ａとの間の光学長Ｌ２Ｒ、Ｌ２Ｇ、Ｌ２Ｂ（以下、「第２の光学長」と称する）とを検討すればよい。
【００４７】
なお、本実施形態では、第１発光層７の下面が第１発光層の発光面となるが、これに限らない。例えば、第１電子輸送層８が、第１発光層７に電子を注入する機能の他に、第１発光層７からの正孔の抜けをブロックする機能を有していれば、第１発光層７の上面が第１発光層７の発光面となる可能性がある。第２青色発光層１１についても同様である。
【００４８】
［３．第１の光学長（トップエミッション）］
図３は光学シミュレーションの結果であり、第１の光学長に対する有機ＥＬ素子の光取出し効率と有機ＥＬ素子の出射光の色度の変化を示す図である。同図（ａ）は赤色サブ画素、（ｂ）は緑色サブ画素、（ｃ）は青色サブ画素を示す。ここで、ｙ値は、ＣＩＥ色度座標における値である。本来、光学長とは各層の膜厚と各層の屈折率との積により得られる物理量であるが、本実施形態においては各層の膜厚を光学長として示している。光取出し効率はカラーフィルタ層で光が吸収される前の値を示し、第１発光層からの発光に対する値を示している。各層の膜厚は基準として以下のように設定した。
【００４９】
光反射性電極：２００ｎｍ（銀合金）
第１正孔注入層：２０ｎｍ（導電性ポリマー材料）
第１正孔輸送層：１０ｎｍ（アミン化合物）
第１発光層：５０ｎｍ（ポリフルオレン誘導体）
第１電子輸送層：３５ｎｍ（フェナンスロリン誘導体）
電荷発生層：１０ｎｍ（ＨＡＴ−ＣＮ６）
第２正孔輸送層：３０ｎｍ（アミン化合物）
第２青色発光層：２５ｎｍ（アントラセン化合物）
第２電子輸送層：３５ｎｍ（フェナンスロリン誘導体）
光透過性電極：３５ｎｍ（ＩＴＯ）
各材料の屈折率は、分光エリプソメトリーにて評価した。
【００５０】
本実施形態においては、第１の光学長は、第１正孔注入層と第１正孔輸送層の膜厚の和で表される。図３では、第１正孔注入層の膜厚を変化させた場合（破線）と第１正孔輸送層の膜厚を変化させた場合（実線）を示している。どちらの材料も有機材料であるため、ほぼ同じ屈折率を有している。そのため、どちらの膜厚を変化させても同じ挙動を示すことが分かる。すなわち、光反射性電極の光反射面と第１発光層の発光面との間に存在する層であれば、どの層の膜厚を調整しても良く、正孔注入層や正孔輸送層などをさらに追加しても良い。
【００５１】
図３（ａ）に示す赤色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第１の光学長が３０ｎｍ付近で光取り出し効率がピークとなる。第１の光学長が５０ｎｍ以下であれば、光取り出し効率がピーク値の９０％以上を確保できる。一方、第１正孔注入層および第１正孔輸送層に正孔を注入もしくは輸送する機能を発現させるには、第１の光学長が２０ｎｍ以上であることが望ましい。従って、赤色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第１の光学長は、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００５２】
図３（ｂ）に示す緑色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第１の光学長が１０ｎｍ付近で光取り出し効率がピークとなる。第１の光学長が５０ｎｍ以下であれば、光取り出し効率がピーク値の９０％以上を確保できる。一方、赤色サブ画素領域と同様の理由により、第１の光学長は２０ｎｍ以上であることが望ましい。従って、緑色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第１の光学長は、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００５３】
図３（ｃ）に示す青色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第１の光学長が４０ｎｍ付近で光取り出し効率がピークとなる。第１の光学長が６０ｎｍ以下であれば、光取り出し効率がピーク値の９０％以上を確保できる。一方、赤色サブ画素領域と同様の理由により、第１の光学長は２０ｎｍ以上であることが望ましい。従って、青色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第１の光学長は、２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００５４】
［４．第２の光学長（トップエミッション）］
図４は光学シミュレーションの結果であり、第２の光学長に対する有機ＥＬ素子の光取出し効率と有機ＥＬ素子の発光色の色度の変化を示す図である。同図（ａ）は赤色サブ画素、（ｂ）は緑色サブ画素、（ｃ）は青色サブ画素を示す。光取出し効率は、カラーフィルタ層で光が吸収される前の値を示し、第１発光層からの発光と第２青色発光層からの発光の和に対する値を示している。各層の膜厚は基準として以下のように設定した。
【００５５】
光反射性電極：２００ｎｍ（銀合金）
第１正孔注入層：２０ｎｍ（導電性ポリマー材料）
第１正孔輸送層：１０ｎｍ（アミン化合物）
第１発光層：５０ｎｍ（ポリフルオレン誘導体）
第１電子輸送層：３５ｎｍ（フェナンスロリン誘導体）
電荷発生層：１０ｎｍ（ＨＡＴ−ＣＮ６）
第２正孔輸送層：３０ｎｍ（アミン化合物）
第２青色発光層：２５ｎｍ（アントラセン化合物）
第２電子輸送層：３５ｎｍ（フェナンスロリン誘導体）
光透過性電極：３５ｎｍ（ＩＴＯ）
各材料の屈折率は、分光エリプソメトリーにて評価した。
【００５６】
本実施形態においては、第２の光学長は、第１正孔注入層、第１正孔輸送層、第１発光層、第１電子輸送層、電荷発生層、第２正孔輸送層の膜厚の和で表される。図４では、第２正孔輸送層の膜厚を変化させた場合を示している。
【００５７】
図４（ａ）に示す赤色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第２の光学長が１９５ｎｍ付近で光取り出し効率がピークとなる。第２の光学長が１６０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下であれば、光取り出し効率がピーク値の９０％以上を確保できる。なお、１６０ｎｍ付近は図４（ａ）には現れていない。一方、第２の光学長が２１０ｎｍ以上２６５ｎｍ以下であれば、ｙ値が赤色サブ画素として適切な範囲（ｙ値が０．３０以上）を確保することができる。従って、赤色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第２の光学長は、２１０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下であることが望ましい。これにより、出射光の色度を適切な範囲に確保しつつ光取り出し効率を高めることができる。
【００５８】
図５に、赤色サブ画素に関して、さらに詳細なシミュレーションの結果を示す。図５上段のグラフは光取り出し効率の変化を示し、図５下段のグラフは色度の変化を示す。カラーフィルタ層を用いて色度補正を実施した場合（実線）、第２の光学長が２２０ｎｍ付近で光取り出し効率がピークとなる。第２の光学長が２１０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下であれば、カラーフィルタで色度補正を実施した場合に高い光取り出し効率を確保することができる。また、図４（ａ）及び図５の結果から、第２の光学長を１９５ｎｍとした場合、色度補正を実施しなければ光取り出し効率がピークとなるが、色度補正を実施すれば光取り出し効率がピークではなくなることが分かる。これは、第２の光学長を１９５ｎｍ付近とした場合、不要な青色光の占める割合が比較的大きいからであると推察される。
【００５９】
また、赤色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子は、赤色発光層と第２青色発光層を含む。第２の光学長を最適化する場合、赤色発光層と第２青色発光層をそれぞれ独立して検討することも考えられる。現実のデバイスでは赤色発光層が発光せず第２青色発光層だけが発光する状況はあり得ないが、シミュレーションではそのような状況を再現することができる。従って、第２青色発光層だけが発光する状況をシミュレーションで再現し、出射光の光取り出し効率が極小となる第２の光学長を求めることができる。しかしながら、赤色発光層と第２青色発光層をそれぞれ独立して最適化しても、必ずしも出射光の光取り出し効率と色度を両立できるとは限らないことが判明した。図５上段のグラフ中の破線は、赤色発光層が発光せず第２青色発光層のみが発光する場合の光取り出し効率を示す。これによると、例えば、第２の光学長が１７０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下の範囲で光取り出し効率が低くなる。つまり、第２青色発光層を独立して最適化すると、第２の光学長が１７０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下の範囲が選択される可能性が高い。しかしながら、上述の通り、赤色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子の第２の光学長の望ましい範囲は、１７０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下の範囲ではなく、２１０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下である。従って、第２の光学長を最適化する場合、赤色発光層と第２青色発光層をそれぞれ独立して検討するのではなく、赤色発光層と第２青色発光層の両方を同時に検討することが重要である。本実施形態では、赤色発光層と第２青色発光層の両方を同時に検討しているので、出射光の光取り出し効率と色度を両立できる第２の光学長の範囲を得ることができる。
【００６０】
図４（ｂ）に示す緑色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第２の光学長が２７０ｎｍ付近で光取り出し効率がピークとなる。第２の光学長が２４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であれば、光取り出し効率がピーク値の９０％以上を確保できる。一方、第２の光学長が２１０ｎｍ以上２９５ｎｍ以下であれば、ｙ値が緑色サブ画素として適切な範囲（ｙ値が０．５０以上）を確保することができる。なお、２１０ｎｍ付近は図４（ｂ）には現れていない。緑色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第２の光学長は、２４０ｎｍ以上２９５ｎｍ以下であることが望ましい。これにより、出射光の色度を適切な範囲に確保しつつ光取り出し効率を高めることができる。
【００６１】
図４（ｃ）に示す青色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第２の光学長が２１０ｎｍ付近で光取り出し効率がピークとなる。第２の光学長が１９５ｎｍ以上２３５ｎｍ以下であれば、光取り出し効率がピーク値の９０％以上を確保できる。一方、第２の光学長が１３０ｎｍ以上２０５ｎｍ以下であれば、ｙ値が青色サブ画素として適切な範囲（ｙ値が０．２以下、さらに望ましくは０．１８以下）を確保することができる。なお、１３０ｎｍ付近は図４（ｃ）には現れていない。青色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第２の光学長は、１９５ｎｍ以上２０５ｎｍ以下であることが望ましい。これにより、出射光の色度を適切な範囲に確保しつつ光取り出し効率を高めることができる。
【００６２】
図６に、青色サブ画素に関して、さらに詳細なシミュレーションの結果を示す。図６上段のグラフは光取り出し効率の変化を示し、図６下段のグラフは色度の変化を示す。上述の通り、第２の光学長を最適化する場合、第１青色発光層と第２青色発光層をそれぞれ独立して検討することが考えられる。図６上段のグラフ中の実線は、第１青色発光層と第２青色発光層の両方が発光する場合の光取り出し効率を示す。同グラフ中の点線は、第１青色発光層のみが発光し第２青色発光層が発光しない場合の光取り出し効率を示す。同グラフ中の破線は、第１青色発光層が発光せず第２青色発光層のみが発光する場合の光取り出し効率を示す。何れも、カラーフィルタ層を用いて色度補正を実施しているものとする。これによると、第１青色発光層と第２青色発光層の両方が発光する場合、第２の光学長が１９５ｎｍ以上２０５ｎｍ以下の範囲に光取り出し効率のピークが存在する。第２青色発光層のみが発光する場合、第２の光学長が１８０ｎｍ以上１９５ｎｍ以下の範囲に光取り出し効率のピークが存在する。第１青色発光層のみが発光する場合、第２の光学長が２１５ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の範囲内に光取り出し効率のピークが存在する。即ち、第１青色発光層と第２青色発光層の両方が発光する場合に光取り出し効率がピークを示す第２の光学長は、第１青色発光層のみが発光する場合や第２青色発光層のみが発光する場合に光取り出し効率がピークを示す第２の光学長と異なる。従って、第１青色発光層と第２青色発光層をそれぞれ独立に最適化しても、必ずしも出射光の光取り出し効率と色度を両立できるとは限らない。本実施形態では、第１青色発光層と第２青色発光層の両方を同時に検討しているので、出射光の光取り出し効率と色度を両立できる第２の光学長の範囲を得ることができる。
【００６３】
［５．光学設計のまとめ（トップエミッション）］
赤色サブ画素領域２Ｒ内において、第１の光学長が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが望ましく、第２の光学長が２１０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下であることが望ましい。例えば、第１の光学長を３０ｎｍとし、第２の光学長を２２０ｎｍとする場合、各層の膜厚を以下の通りにしてもよい。
【００６４】
第１正孔注入層：２０ｎｍ
第１正孔輸送層：１０ｎｍ
赤色発光層：８０ｎｍ
第１電子輸送層：４０ｎｍ
電荷発生層：３５ｎｍ
第２正孔輸送層：３５ｎｍ
緑色サブ画素領域２Ｇ内において、第１の光学長が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが望ましく、第２の光学長が２４０ｎｍ以上２９５ｎｍ以下であることが望ましい。例えば、第１の光学長を５０ｎｍとし、第２の光学長を２４０ｎｍとする場合、各層の膜厚を以下の通りにしてもよい。
【００６５】
第１正孔注入層：３５ｎｍ
第１正孔輸送層：１５ｎｍ
緑色発光層：８０ｎｍ
第１電子輸送層：４０ｎｍ
電荷発生層：３５ｎｍ
第２正孔輸送層：３５ｎｍ
青色サブ画素領域２Ｂ内において、第１の光学長が２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが望ましく、第２の光学長が１９５ｎｍ以上２０５ｎｍ以下であることが望ましい。例えば、第１の光学長を４０ｎｍとし、第２の光学長を２００ｎｍとする場合、各層の膜厚を以下の通りにしてもよい。
【００６６】
第１正孔注入層：３０ｎｍ
第１正孔輸送層：１０ｎｍ
第２青色発光層：５０ｎｍ
第１電子輸送層：４０ｎｍ
電荷発生層：３５ｎｍ
第２正孔輸送層：３５ｎｍ
本実施形態では、赤色サブ画素領域２Ｒ内の各光学長が上記範囲内にあるので、赤色サブ画素領域２Ｒ内の赤色発光層７Ｒから出射された赤色光の光取り出し効率を向上させつつ、第２青色発光層１１から出射された青色光の光取り出し効率を抑制することができる。また、緑色サブ画素領域２Ｇ内の各光学長が上記範囲内にあるので、緑色サブ画素領域２Ｇ内の緑色発光層７Ｇから出射された緑色光の光取り出し効率を向上させつつ、第２青色発光層１１から出射された青色光の光取り出し効率を抑制することができる。また、青色サブ画素領域２Ｂ内の各光学長が上記範囲内にあるので、青色サブ画素領域２Ｂ内の第１青色発光層７Ｂと第２青色発光層１１の両方から出射された青色光を効率良く外部に取り出すことができる。従って、所望の輝度を得るために必要な電流が小さくなるため、電流駆動型である有機ＥＬ素子の寿命を延ばすことができる。
【００６７】
本実施形態では、さらに、赤色サブ画素領域２Ｒ、緑色サブ画素領域２Ｇ、及び青色サブ画素領域２Ｂ内の各々に電荷発生層９が存在する。そのため、精密なシャドウマスクを用いなくても電荷発生層９を形成することができる。従って、製造コスト、生産性を更に向上することができる。
【００６８】
また、上述の通り、赤色サブ画素領域２Ｒ、緑色サブ画素領域２Ｇ、及び青色サブ画素領域２Ｂの各第２の光学長の望ましい範囲が互いに異なる。赤色発光層７Ｒ、緑色発光層７Ｇ、及び第１青色発光層７Ｂの膜厚を異ならせることにより、赤色サブ画素領域２Ｒ、緑色サブ画素領域２Ｇ、及び青色サブ画素領域２Ｂの各第２の光学長を調整することとしてもよい。例えば、赤色発光層７Ｒ、緑色発光層７Ｇ、及び第１青色発光層７Ｂをインクジェット法などの湿式法で形成すれば、これらの膜厚を容易に異ならせることができる。
【００６９】
また、光反射性電極４と第１発光層７との間にある１または複数の層（本実施形態では、第１正孔注入層５と第１正孔輸送層６）を第１機能層と称する場合、第１機能層の膜厚を異ならせることにより、赤色サブ画素領域２Ｒ、緑色サブ画素領域２Ｇ、及び青色サブ画素領域２Ｂの各第２の光学長を調整することとしてもよい。例えば、第１機能層に含まれる少なくとも１層をインクジェット法などの湿式法で形成すれば、第１機能層の膜厚を各サブ画素領域で容易に異ならせることができる。
【００７０】
また、第１発光層７と光透過性電極１３との間にある各層（本実施形態では、第１電子輸送層８、電荷発生層９、第２正孔輸送層１０、第２青色発光層１１、第２電子輸送層１２）の膜厚を、赤色サブ画素領域２Ｒ、緑色サブ画素領域２Ｇ、及び青色サブ画素領域２Ｂで同一としてもよい。例えば、各層を抵抗加熱方式などの真空蒸着法で形成すれば、各層の膜厚が各サブ画素領域で同一となる。
【００７１】
［６．各層の具体的な材料（トップエミッション）］
以下、各層の具体的な材料を列挙する。
【００７２】
＜第１基板＞
第１基板１の電気絶縁性の基材の材料としては、例えば、ガラスやプラスチックが用いられる。ガラス材料としては、具体的には、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英等のガラスなどが挙げられる。プラスチック材料としては、具体的に例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、ポリイミド、シリコーン系樹脂などが挙げられる。
【００７３】
＜絶縁層＞
絶縁層３は、樹脂材料や無機材料からなる。樹脂材料としては、例えば、ポジ型の感光性材料が挙げられる。また、このような感光性材料として、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シロキサン系樹脂、フェノール系樹脂が挙げられる。無機材料としては、例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）、ＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）等の材料が挙げられる。絶縁層３は、樹脂材料のみから形成されても良いし、樹脂材料と無機材料から形成されても良い。
【００７４】
＜光反射性電極＞
光反射性電極４は、光反射性を具備する導電材料からなる。光反射性を具備する導電材料としては、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、アルミニウム合金、ＡＧ（銀）、ＡＰＣ（銀、パラジウム、銅の合金）、ＡＲＡ（銀、ルビジウム、金の合金）、ＭｏＣＲ（モリブデンとクロムの合金）、ＮｉＣＲ（ニッケルとクロムの合金）、Ｍｏ（モリブデン）、ＭｏＷ（モリブデンとタングステンの合金）等が挙げられる。光反射性電極４は、光透過性を具備する導電材料と光反射性を具備する導電材料の積層体としても良い。光透過性の導電材料としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）を挙げることができる。
【００７５】
＜隔壁＞
隔壁２は、例えば、電気絶縁性の樹脂材料からなる。隔壁２の材料としては、例えば、ポジ型の感光性材料が挙げられる。また、このような感光性材料として、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シロキサン系樹脂、フェノール系樹脂が挙げられる。
【００７６】
＜第１正孔注入層＞
第１正孔注入層５の材料としては、公知の材料を利用することができる。例えば、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、イリジウム（Ｉｒ）などの酸化物、あるいは、ＰＥＤＯＴ（ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）などの導電性ポリマー材料、あるいは、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、スチルベン誘導体、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物などの低分子有機化合物やポリフルオレンやその誘導体、あるいはポリアリールアミンやその誘導体などの高分子化合物が挙げられる。なお、正孔注入性を更に向上させる点から、上記低分子有機化合物に後記する電子受容性物質をドーピングしてもよい。
【００７７】
＜第１正孔輸送層＞
第１正孔輸送層６は、第１正孔注入層５から第１発光層７への正孔の注入を促進させ、第１発光層７から電子や励起子エネルギーが抜けるのをブロックする目的で設けられている。第１正孔輸送層６の材料としては、公知の材料を利用することができる。例えば、第１正孔注入層５に記載の材料が挙げられる。
【００７８】
＜第１発光層＞
第１発光層７の材料としては、公知の材料を利用することができる。例えば、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、アントラセン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、２−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とＩＩＩ族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体等の蛍光物質や、トリス(２-フェニルピリジン)イリジウムなどの燐光を発光する金属錯体等の公知の燐光物質などの低分子有機化合物やポリフルオレンやその誘導体、あるいはポリアリールアミンやその誘導体などの高分子化合物が挙げられる。低分子化合物と低分子化合物の混合体、高分子化合物と低分子化合物の混合体など、いくつかの材料を組み合わせて第１発光層を形成しても良い。
【００７９】
＜第１電子輸送層＞
第１電子輸送層８の材料としては、公知の材料を利用することができる。例えば、有機材料、アルカリ金属またはアルカリ土類金属、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、フッ化物等が挙げられる。有機材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体（ＯＸＤ）、トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、フェナンスロリン誘導体（ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ）、ペリノン誘導体、キノリン錯体誘導体、シロール誘導体、ジメシチルボロン誘導体、トリアリールボロン誘導体等を挙げることができる。アルカリ金属またはアルカリ土類金属としては、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）が挙げられる。アルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、フッ化物等としては、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、酸化リチウム（ＬｉＯｘ）、酸化バリウム（ＢａＯｘ）、炭酸セシウム（Ｃｓ２Ｃｏ３）等を挙げることができる。なお、電子注入性を更に向上させる点から、上記有機材料にアルカリ金属またはアルカリ土類金属やアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、フッ化物等をドーピングしてもよい。なお、有機層とアルカリ金属またはアルカリ土類金属の積層や有機層とアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、フッ化物等の積層など、複数の層から第１電子輸送層を形成しても良い。
【００８０】
＜電荷発生層＞
電荷発生層９の材料および構成としては、公知の材料および構成を利用することができる。例えば、電子受容性物質、電子供与性物質、電子受容性物質と電子供与性物質の積層体または混合体、有機材料と電子受容性物質との混合体、有機材料と電子供与性物質との混合体、有機材料と電子受容性物質との混合体と有機材料と電子供与性物質との混合体の積層体、電子受容性物質と金属もしくは透明電極との積層体または混合体、電子供与性物質と金属もしくは透明電極との積層体または混合体、電子受容性物質と電子供与性物質の積層体または混合体と金属もしくは透明電極との積層体、有機材料と電子受容性物質との混合体と金属もしくは透明電極との積層体、有機材料と電子供与性物質との混合体と金属もしくは透明電極との積層体、金属と透明電極との積層体などが挙げられる。
【００８１】
電子受容性物質としては、例えば、塩化第２鉄、臭化第２鉄、ヨウ化第２鉄、ヨウ化ガリウム、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、タングステン酸化物等の無機化合物やＤＤＱ（ジシアノ−ジクロロキノン）、ＴＮＦ（トリニトロフルオレノン）、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）、Ｆ４ＴＣＮＱ（テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン）、ヘキサアザトリフェニレン誘導体（例えばＨＡＴ−ＣＮ６）等の有機化合物が挙げられる。電子供与性物質としては、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属が挙げられる。有機材料としては、例えば、第１正孔注入層５に記載の材料や第１電子輸送層８に記載の材料が挙げられる。金属としては、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ等の金属薄膜が挙げられる。透明電極としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）などが挙げられる。
【００８２】
第１電子輸送層８や第２正孔輸送層１０が、電子受容性物質や電子供与性物質を含む場合や、電荷発生層９が金属もしくは透明電極の場合、第１電子輸送層８や第２正孔輸送層１０を電荷発生層の一部として使用することもできる。
【００８３】
本願においては、第１電子輸送層８に電子を供給し、第２正孔輸送層１０に正孔を供給できれば、電荷発生層９の構成は限定を受けるものではない。
【００８４】
本実施形態においては、電子供与性物質であるヘキサアザトリフェニレン・ヘキサニトリル（ＨＡＴ−ＣＮ６）を用いている。
【００８５】
＜第２正孔輸送層＞
第２正孔輸送層１０の材料としては、公知の材料を利用することができる。例えば、第１正孔注入層に記載の材料が挙げられる。
【００８６】
第２正孔輸送層１０は、１層のみで形成されても良いし、更に層を追加して形成しても良い。なお、正孔注入性を更に向上させる点から、第２正孔輸送層１０に電子受容性物質をドーピングしてもよい。
【００８７】
＜第２青色発光層＞
第２青色発光層１１の材料としては、公知の材料を利用することができる。例えば、第１発光層７に記載の材料が挙げられる。低分子化合物と低分子化合物の混合体など、いくつかの材料を組み合わせて第２青色発光層１１を形成しても良い。
【００８８】
＜第２電子輸送層＞
第２電子輸送層１２の材料としては、公知の材料を利用することができる。例えば、第１電子輸送層８に記載の材料が挙げられる。なお、電子注入性を更に向上させる点から、有機層にアルカリ金属またはアルカリ土類金属やアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、フッ化物等をドーピングしてもよい。なお、有機層とアルカリ金属またはアルカリ土類金属の積層や有機層とアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、フッ化物等の積層など、複数の層から第２電子輸送層を形成しても良い。
【００８９】
＜光透過性電極＞
光透過性電極１３は、光透過性を具備する導電材料からなる。光透過性の導電材料としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）を挙げることができる。
【００９０】
＜保護層＞
保護層１４は、無機材料や樹脂材料からなる。無機材料としては、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）、ＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）等が挙げられる。樹脂材料としては、例えば、樹脂接着剤が挙げられる。保護層１４は、無機層と樹脂層とが積層された積層体であってもよい。
【００９１】
＜カラーフィルタ層＞
カラーフィルタ層１５の材料としては、公知の材料を利用することができる。
【００９２】
＜第２基板＞
第２基板１６の材料としては、例えば、ガラスやプラスチックが用いられる。ガラス材料としては、具体的には例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英等のガラスなどが挙げられる。プラスチックとしては、具体的に例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、ポリイミド、シリコーン系樹脂などが挙げられる。プラスチックを用いる場合、第２基板１６に、水分や酸素の侵入を抑制するための保護層を含めることとしても良い。
【００９３】
［７．有機ＥＬ表示パネルの製造方法（トップエミッション）］
本実施形態に係る有機ＥＬ表示パネルの製造方法について図７を用いて説明する。
【００９４】
図７（ａ）に示すように、第１基板１上に絶縁層３を形成する。絶縁層３上に互いに離間した複数の光反射性電極４を形成する。光反射性電極４は、例えば、スパッタ法を用いて光反射性を具備する導電材料からなる導電膜を絶縁層３上に形成し、エッチング法を用いて導電膜をパターニングすることにより形成することができる。
【００９５】
図７（ｂ）に示すように、第１基板１上に複数の隔壁２を形成する。隔壁２は、例えば、絶縁層３上に感光性材料からなる感光性膜を形成し、フォトマスクを介して感光性膜を露光し、露光された感光性膜を現像することにより形成することができる。隔壁２は、第１正孔注入層５、第１正孔輸送層６、第１発光層７を湿式法で形成する場合に、塗布されたインクがあふれ出ないようにするための構造物として機能する。
【００９６】
図７（ｃ）に示すように、第１正孔注入層５、第１正孔輸送層６、赤色発光層７Ｒ、緑色発光層７Ｇ、及び第１青色発光層７Ｂを形成する。これらは、例えば、インクジェット法などの湿式法を用いることにより形成することができる。
【００９７】
図７（ｄ）に示すように、第１電子輸送層８、電荷発生層９、第２正孔輸送層１０、第２青色発光層１１、第２電子輸送層１２を形成する。これらは、例えば、抵抗加熱方式などの真空蒸着法を用いることにより形成することができる。
【００９８】
図７（ｅ）に示すように、光透過性電極１３を形成する。これは、例えば、抵抗加熱方式などの真空蒸着法、スパッタ法、反応性スパッタ法、イオンプレーティング法、気相成長法等の乾式法を用いることにより形成することができる。次に、保護層１４を形成し、保護層１４上にカラーフィルタ層１５が形成された第２基板１６を被せる。
【００９９】
［８．有機ＥＬ表示パネルの構成（ボトムエミッション）］
本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ表示パネルの構成について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ表示パネルの１画素を拡大した断面図である。本実施形態においては、有機ＥＬ表示パネル２００は、図８における紙面下側を表示面とする、いわゆるボトムエミッション型である。
【０１００】
有機ＥＬ表示パネル２００は、第２基板１６、カラーフィルタ層１５、隔壁２、絶縁層３、光透過性電極２１３、第１正孔注入層５、第１正孔輸送層６、赤色発光層７Ｒ、緑色発光層７Ｇ、第１青色発光層７Ｂ、第１電子輸送層８、電荷発生層９、第２正孔輸送層１０、第２青色発光層１１、第２電子輸送層１２、光反射性電極２０４、保護層１４、第２基板１を備える。各層の機能、材料及び製造方法は第１実施形態と同様なので説明を省略する。
【０１０１】
［９．光学設計（ボトムエミッション）］
図９に、各サブ画素領域内に設けられた有機ＥＬ素子の出射光の光路を示す。
【０１０２】
光路Ｃ１ａは、第１発光層７から光反射性電極２０４側に進行せずに光透過性電極２１３側に進行する光の光路である。光路Ｃ１ｂは、第１発光層７から光反射性電極２０４側に進行し、光反射性電極２０４で反射されてから光透過性電極２１３側に進行する光の光路である。光路Ｃ２ａは、第２青色発光層１１から光反射性電極２０４側に進行せずに光透過性電極２１３側に進行する光の光路である。光路Ｃ２ｂは、第２青色発光層１１から光反射性電極２０４側に進行し、光反射性電極２０４で反射されてから光透過性電極２１３側に進行する光の光路である。
【０１０３】
本実施形態では、有機ＥＬ素子の微小共振構造を設計する場合、第１発光層７の発光面７ａと光反射性電極２０４の光反射面２０４ａとの間の光学長Ｌ１Ｒ、Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｂ（以下、「第１の光学長」と称する）と、第２青色発光層１１の発光面１１ａと光反射性電極２０４の光反射面２０４ａとの間の光学長Ｌ２Ｒ、Ｌ２Ｇ、Ｌ２Ｂ（以下、「第２の光学長」と称する）とを検討すればよい。
【０１０４】
［１０．第２の光学長（ボトムエミッション）］
本実施形態では、第１正孔注入層５、第１正孔輸送層６、赤色発光層７Ｒ、緑色発光層７Ｇ、及び第１青色発光層７Ｂを湿式法で形成するものとして説明する。また、第１電子輸送層８、電荷発生層９、第２正孔輸送層１０、第２青色発光層１１、及び第２電子輸送層１２を真空蒸着法で形成するものとして説明する。また、真空蒸着法では、シャドウマスクを用いないものとする。この場合、第２の光学長は、各サブ画素領域２Ｒ、２Ｇ、２Ｂで同一となる。
【０１０５】
図１０は光学シミュレーションの結果であり、第２の光学長に対する有機ＥＬ素子の光取出し効率と有機ＥＬ素子の発光色の色度の変化を示す図である。光取出し効率はカラーフィルタ層で光が吸収される前の値を示し、第２青色発光層からの発光に対する値を示している。各層の膜厚は基準として以下のように設定した。
【０１０６】
光透過性電極：５０ｎｍ（ＩＴＯ）
第１正孔注入層：２５ｎｍ（導電性ポリマー材料）
第１正孔輸送層：２０ｎｍ（アミン化合物）
第１発光層：７０ｎｍ（ポリフルオレン誘導体）
第１電子輸送層：３５ｎｍ（フェナンスロリン誘導体）
電荷発生層：１０ｎｍ（ＨＡＴ−ＣＮ６）
第２正孔輸送層：２５ｎｍ（アミン化合物）
第２青色発光層：２５ｎｍ（アントラセン化合物）
第２電子輸送層：３５ｎｍ（フェナンスロリン誘導体）
光反射性電極：１２０ｎｍ（アルミニウム）
各材料の屈折率は、分光エリプソメトリーにて評価した。
【０１０７】
本実施形態においては、第２の光学長は、第２電子輸送層と第２青色発光層の膜厚の和で表される。図１０では、第２電子輸送層の膜厚を変化させた場合（破線）と第２青色発光層の膜厚を変化させた場合（実線）を示している。どちらの材料も有機材料であるため、ほぼ同じ屈折率を有している。そのため、どちらの膜厚を変化させても同じ挙動を示すことが分かる。すなわち、光反射性電極の反射面と第２青色発光層の発光面との間に存在する層であれば、どの層の膜厚を調整しても良く、第２電子注入層などを追加しても良い。
【０１０８】
図１０に示す各サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第２の光学長が７０ｎｍ付近で光取り出し効率がピークとなる。第２の光学長が６０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であれば、光取り出し効率がピーク値の９０％以上を確保できる。一方、出射光の色度は、第２の光学長が長くなるにつれ、悪化（大きい値になる）していくことが分かる。青色光として光を取り出すには、ｙ値は０．２０以下が望ましい。第２の光学長が７５ｎｍ以下であれば、ｙ値を０．２０以下に確保することができる。従って、第２の光学長は、６０ｎｍ以上７５ｎｍ以下であることが望ましい。これにより、出射光の色度を青色として取り出しつつ光取り出し効率を高めることができる。
【０１０９】
［１１．第１の光学長（ボトムエミッション）］
図１１は光学シミュレーションの結果であり、第１の光学長に対する有機ＥＬ素子の光取出し効率と有機ＥＬ素子の発光色の色度の変化を示す図である。同図（ａ）は赤色サブ画素、（ｂ）は緑色サブ画素、（ｃ）は青色サブ画素を示す。光取出し効率は、カラーフィルタ層で光が吸収される前の値を示し、第１発光層からの発光と第２青色発光層からの発光の和に対する値を示している。各層の膜厚は基準として以下のように設定した。
【０１１０】
光透過性電極：５０ｎｍ（ＩＴＯ）
第１正孔注入層：２５ｎｍ（導電性ポリマー材料）
第１正孔輸送層：２０ｎｍ（アミン化合物）
第１発光層：７０ｎｍ（ポリフルオレン誘導体）
第１電子輸送層：３５ｎｍ（フェナンスロリン誘導体）
電荷発生層：１０ｎｍ（ＨＡＴ−ＣＮ６）
第２正孔輸送層：２５ｎｍ（アミン化合物）
第２青色発光層：２５ｎｍ（アントラセン化合物）
第２電子輸送層：３５ｎｍ（フェナンスロリン誘導体）
光反射性電極：１２０ｎｍ（アルミニウム）
各材料の屈折率は、分光エリプソメトリーにて評価した。
【０１１１】
本実施形態においては、第１の光学長は、第２電子輸送層、第２青色発光層、第２正孔輸送層、電荷発生層、第１電子輸送層、第１発光層の膜厚の和で表される。ここで、第１発光層以外は、シャドウマスクを用いない乾式法により形成されるため、各サブ画素領域で膜厚を異ならせることができない。第１発光層は、湿式法により形成されるため、各サブ画素領域で異なる膜厚を実現できる。図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１発光層の膜厚を変化させた場合の光取出し効率と色度の変化の光学シミュレーションデータ（実線）と、実際に有機ＥＬ素子を作製して特性を評価した実測データ（点）を示している。どれも、光学シミュレーションと実測データが良い一致を示し、光学シミュレーションによる予測が正しいことを示している。
【０１１２】
図１１（ａ）に示す赤色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第１の光学長が２９０ｎｍ付近で光取り出し効率がピークとなる。第１の光学長が２５５ｎｍ以上３１５ｎｍ以下であれば、光取り出し効率がピーク値の９０％以上を確保できる。一方、第１の光学長を３００ｎｍ以上にすると、赤色発光層が１７０ｎｍ以上となり、有機ＥＬ素子の駆動電圧が非常に高くなってしまう。従って、赤色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第１の光学長は、２５５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが望ましい。なお、図１２（ａ）に第１の光学長が２１０ｎｍの場合の発光スペクトルを示し、図１２（ｂ）に第１の光学長が２９０ｎｍの場合の発光スペクトルを示す。第１の光学長が２１０ｎｍの場合、非常に青色発光が強く、第１の光学長が２９０ｎｍの場合、赤色発光が強くなり、青色発光が抑制されていることが分かる。従って、第１の光学長を上記範囲内に収めることにより、不要な青色発光を抑制するとともに赤色発光を強く取り出すことができ、その結果、出射光の色度を適切な範囲に確保しつつ光取り出し効率を高めることができる。
【０１１３】
図１３に、赤色サブ画素に関して、さらに詳細なシミュレーションの結果を示す。図１３上段のグラフは光取り出し効率の変化を示し、図１３下段のグラフは色度の変化を示す。カラーフィルタ層を用いて色度補正を実施した場合（実線）、第１の光学長が２７０ｎｍ付近で光取り出し効率がピークとなる。第１の光学長が２５５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であれば、カラーフィルタで色度補正を実施した場合に高い光取り出し効率を確保することができる。
【０１１４】
また、第１実施形態でも説明した通り、第１の光学長を最適化する場合、赤色発光層と第２青色発光層をそれぞれ独立して検討することが考えられる。図１３上段のグラフ中の実線は、赤色発光層と第２青色発光層の両方が発光する場合の光取り出し効率を示す。同グラフ中の破線は、赤色発光層のみが発光し第２青色発光層が発光しない場合の光取り出し効率を示す。何れも、カラーフィルタ層を用いて色度補正を実施している。これによると、赤色発光層と第２青色発光層の両方が発光する場合、第２の光学長が２５５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲に光取り出し効率のピークが存在する。赤色発光層のみが発光する場合、第１の光学長が３００ｎｍ以上３２０ｎｍ以下の範囲に光取り出し効率のピークが存在する。即ち、赤色発光層と第２青色発光層の両方が発光する場合に光取り出し効率がピークを示す第１の光学長は、赤色発光層のみが発光する場合に光取り出し効率がピークを示す第１の光学長と異なる。従って、赤色発光層と第２青色発光層をそれぞれ独立に最適化しても、必ずしも出射光の光取り出し効率と色度を両立できるとは限らない。本実施形態では、赤色発光層と第２青色発光層の両方を同時に検討しているので、出射光の光取り出し効率と色度を両立できる第１の光学長の範囲を得ることができる。
【０１１５】
図１１（ｂ）に示す緑色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第１の光学長が２７０ｎｍ付近で光取り出し効率がピークとなる。第１の光学長が２５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であれば、光取り出し効率がピーク値の９０％以上を確保できる。また、この範囲であれば、ｙ値が緑色サブ画素として適切な範囲（ｙ値が概ね０．５０以上）を確保することができる。従って、第１の光学長は、２５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが望ましい。これにより、出射光の色度を適切な範囲に確保しつつ光取り出し効率を高めることができる。
【０１１６】
図１１（ｃ）に示す青色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第１の光学長が２３０ｎｍ付近で光取り出し効率がピークとなる。第１の光学長が２１０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であれば、光取り出し効率がピーク値の９０％以上を確保できる。一方、第１の光学長が２２０ｎｍ以下であれば、ｙ値が青色サブ画素として適切な範囲（ｙ値が０．２以下、さらに望ましくは０．１８以下）を確保することができる。従って、青色サブ画素領域内の有機ＥＬ素子では、第１の光学長は、２１０ｎｍ以上２２０ｎｍ以下であることが望ましい。これにより、出射光の色度を適切な範囲に確保しつつ光取り出し効率を高めることができる。
【０１１７】
図１４に、青色サブ画素に関して、さらに詳細なシミュレーションの結果を示す。図１４上段のグラフは光取り出し効率の変化を示し、図１４下段のグラフは色度の変化を示す。上述の通り、第１の光学長を最適化する場合、第１青色発光層と第２青色発光層をそれぞれ独立して検討することが考えられる。図１４上段のグラフ中の実線は、第１青色発光層と第２青色発光層の両方が発光する場合の光取り出し効率を示す。同グラフ中の点線は、第１青色発光層のみが発光し第２青色発光層が発光しない場合の光取り出し効率を示す。同グラフ中の破線は、第１青色発光層が発光せず第２青色発光層のみが発光する場合の光取り出し効率を示す。何れも、カラーフィルタ層を用いて色度補正を実施しているものとする。これによると、第１青色発光層と第２青色発光層の両方が発光する場合、第１の光学長が２１０ｎｍ以上２２０ｎｍ以下の範囲に光取り出し効率のピークが存在する。第１青色発光層のみが発光する場合、第１の光学長が１９５ｎｍ以上２１０ｎｍ以下の範囲に光取り出し効率のピークが存在する。第２青色発光層のみが発光する場合、第１の光学長が２２０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下の範囲内に光取り出し効率のピークが存在する。即ち、第１青色発光層と第２青色発光層の両方が発光する場合に光取り出し効率がピークを示す第１の光学長は、第１青色発光層のみが発光する場合や第２青色発光層のみが発光する場合に光取り出し効率がピークを示す第１の光学長と異なる。従って、第１青色発光層と第２青色発光層をそれぞれ独立に最適化しても、必ずしも出射光の光取り出し効率と色度を両立できるとは限らない。本実施形態では、第１青色発光層と第２青色発光層の両方を同時に検討しているので、出射光の光取り出し効率と色度を両立できる第２の光学長の範囲を得ることができる。
【０１１８】
［１２．光学設計のまとめ（ボトムエミッション）］
赤色サブ画素領域２Ｒ内において、第１の光学長が２５５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが望ましく、第２の光学長が６０ｎｍ以上７５ｎｍ以下であることが望ましい。例えば、第１の光学長を２９０ｎｍとし、第２の光学長を６０ｎｍとする場合、各層の膜厚を以下の通りにしてもよい。
【０１１９】
赤色発光層：１６０ｎｍ
第１電子輸送層：３５ｎｍ
電荷発生層：１０ｎｍ
第２正孔輸送層：２５ｎｍ
第２青色発光層：２５ｎｍ
第２電子輸送層：３５ｎｍ
緑色サブ画素領域２Ｇ内において、第１の光学長が２５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが望ましく、第２の光学長が６０ｎｍ以上７５ｎｍ以下であることが望ましい。例えば、第１の光学長を２９０ｎｍとし、第２の光学長を６０ｎｍとする場合、各層の膜厚を以下の通りにしてもよい。
【０１２０】
緑色発光層：１６０ｎｍ
第１電子輸送層：３５ｎｍ
電荷発生層：１０ｎｍ
第２正孔輸送層：２５ｎｍ
第２青色発光層：２５ｎｍ
第２電子輸送層：３５ｎｍ
青色サブ画素領域２Ｂ内において、第１の光学長が２１０ｎｍ以上２２０ｎｍ以下であることが望ましく、第２の光学長が６０ｎｍ以上７５ｎｍ以下であることが望ましい。例えば、第１の光学長を２１５ｎｍとし、第２の光学長を６０ｎｍとする場合、各層の膜厚を以下の通りにしてもよい。
【０１２１】
第１青色発光層：８５ｎｍ
第１電子輸送層：３５ｎｍ
電荷発生層：１０ｎｍ
第２正孔輸送層：２５ｎｍ
第２青色発光層：２５ｎｍ
第２電子輸送層：３５ｎｍ
本実施形態では、第１実施形態と同様に、赤色サブ画素領域２Ｒ及び緑色サブ画素領域では不要な青色光の光取り出し効率を抑制することができ、青色サブ画素領域２Ｂでは青色光を効率良く外部に取り出すことができる。
【０１２２】
本実施形態では、さらに、第１実施形態と同様、赤色サブ画素領域２Ｒ、緑色サブ画素領域２Ｇ、及び青色サブ画素領域２Ｂ内の各々に電荷発生層９が存在する。そのため、精密なシャドウマスクを用いなくても電荷発生層９を形成することができる。従って、製造コスト、生産性を更に向上することができる。
【０１２３】
［１３．表示装置］
第１及び第２実施形態に示した有機ＥＬ表示パネルは、例えば、図１５に示すような表示装置１０００に利用可能である。図１６に示すように、表示装置１０００は、有機ＥＬ表示パネル１００及び駆動制御回路１０１７を備える。有機ＥＬ表示パネル１００は、例えば、第１実施形態に示した有機ＥＬ表示パネルである。駆動制御回路１０１７は、駆動回路１０１８、１０１９、１０２０、１０２１及び制御回路１０２２を備える。制御回路１０２２は、外部から映像信号を受け、映像信号に基づいて有機ＥＬ表示パネル１００内の各ＴＦＴ駆動回路に適した電圧信号に変換する。駆動回路１０１８、１０１９、１０２０、１０２１は、制御回路１０２２から受けた電圧信号を有機ＥＬ表示パネル１００内の各ＴＦＴ駆動回路に送信する。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明の有機ＥＬ表示パネルは、例えば、家庭用もしくは公共施設、あるいは業務用の各種表示装置、テレビジョン装置、携帯型電子機器用の表示装置等として利用可能である。
【符号の説明】
【０１２５】
１          第１基板
２          隔壁
３          絶縁層
４、２０４  光反射性電極
５          第１正孔注入層
６          第１正孔輸送層
７          第１発光層
７Ｒ        赤色発光層
７Ｇ        緑色発光層
７Ｂ        第１青色発光層
８          第１電子輸送層
９          電荷発生層
１０        第２正孔輸送層
１１        第２青色発光層
１２        第２電子輸送層
１３、２１３       光透過性電極
１４        保護層
１５        カラーフィルタ層
１５Ｒ      赤色フィルタ
１５Ｇ      緑色フィルタ
１５Ｂ      青色フィルタ
１６        第２基板
１７Ｒ      第１赤色発光ユニット
１７Ｇ      第１緑色発光ユニット
１７Ｂ      第１青色発光ユニット
１８Ｂ      第２青色発光ユニット
【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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【国際調査報告】
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