(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる色に対応する波長の光を出射する複数の発光領域を備えた複数波長発光素子であって、
前記複数の発光領域に設けられた発光手段と、
前記発光手段に対向して配置された反射層と、
前記発光手段に対して前記反射層と反対側において前記発光手段と対向するように配置され、前記発光手段が発光した光の一部を反射する半反射層が、複数積層されてなる半反射層群と、
を備え、
前記半反射層群を構成する複数の前記半反射層は第１の半反射層と第２の半反射層とを含み、前記第１の半反射層は、前記複数の発光領域のうち第１の発光領域が出射すべき第１の色の光を反射し、前記第２の半反射層は、前記複数の発光領域のうち第２の発光領域が出射すべき第２の色の光を反射し、
前記各発光領域における前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離が、当該発光領域が出射すべき色の光を共振させる距離となっていることを特徴とする、複数波長発光素子。
【請求項２】
互いに異なる色に対応する波長の光を出射する複数の発光領域を備えた複数波長発光素子であって、
前記複数の発光領域に設けられた発光手段と、
前記発光手段に対向して配置された反射層と、
前記発光手段に対して前記反射層と反対側において前記発光手段と対向するように配置され、前記発光手段が発光した光の一部を反射する半反射層が、複数積層されてなる半反射層群と、
を備え、
前記半反射層群を構成する複数の前記半反射層は第１の半反射層と第２の半反射層とを含み、前記第１の半反射層は、前記複数の発光領域のうち第１の発光領域が出射すべき第１の色の光を反射し、前記第２の半反射層は、前記複数の発光領域のうち第２の発光領域が出射すべき第２の色の光を反射し、
前記各発光領域における前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との距離が、当該発光領域が出射すべき色の光を共振させる距離となっていることを特徴とする、複数波長発光素子。
【請求項３】
前記半反射層群において、複数の前記半反射層が、前記複数の発光領域にわたって連続的に配置されている請求項１または２項に記載の複数波長発光素子。
【請求項４】
前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離Ｌが、前記波長をλ、前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との間にあるｉ番目の物質の屈折率をｎｉ、前記ｉ番目の物質の厚みをｄｉ、Φを前記反射層における反射面で生じる位相シフト、ｍ1およびｍ2を自然数とした場合に、
Ｌ＝Σｄｉ
Σ（ｎｉ・ｄｉ）＋ｍ1・（Φ／２π）・λ＝ｍ2・λ／２
を満たす関係に調整されている請求項１に記載の複数波長発光素子。
【請求項５】
前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との距離Ｌが、前記波長をλ、前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との間にあるｉ番目の物質の屈折率をｎｉ、前記ｉ番目の物質の厚みをｄｉとし、ｍ2を自然数、ｍ3を０以上の整数とした場合に、
Ｌ＝Σｄｉ
Σ（ｎｉ・ｄｉ）＝ｍ2・λ／２＋（２ｍ3＋１）・λ／４
を満たす関係に調整されている請求項２に記載の複数波長発光素子。
【請求項６】
前記半反射層群は、前記発光手段に最も近い半反射層以外の半反射層における前記発光手段からの光に対する反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離を調整するために、各前記半反射層の間に間隙調整層を備える請求項１に記載の複数波長発光素子。
【請求項７】
前記半反射層群は、前記発光手段に最も近い半反射層以外の半反射層における前記発光手段からの光に対する反射面と前記発光手段内の発光点との距離を調整するために、各前記半反射層の間に間隙調整層を備える請求項２に記載の複数波長発光素子。
【請求項８】
前記半反射層群は、前記発光手段に最も近い半反射層以外の半反射層における前記発光手段側からの光に対する反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離を調整するために、前記半反射層を構成する屈折率の異なる層の積層構造のうちいずれか一層の厚みが設定されている請求項６に記載の複数波長発光素子。
【請求項９】
前記半反射層群は、前記発光手段に最も近い半反射層以外の半反射層における前記発光手段側からの光に対する反射面と前記発光手段内の発光点との距離を調整するために、前記半反射層を構成する屈折率の異なる層の積層構造のうちいずれか一層の厚みが設定されている請求項７に記載の複数波長発光素子。
【請求項１０】
前記発光手段は発光層を含み、前記発光層は前記複数の発光領域ごとに分割して設けられている請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の複数波長発光素子。
【請求項１１】
前記発光手段は発光層を含み、前記発光層は前記複数の発光領域で共通して設けられている請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の複数波長発光素子。
【請求項１２】
前記発光手段は、前記発光手段に対して前記半反射層群側に設けられた第１の電極と前記発光手段に対して前記半反射層群と反対側に設けられた第２の電極との間に設けられた発光層を含み、前記第２の電極が前記反射層である請求項１に記載の複数波長発光素子。
【請求項１３】
前記発光手段は、前記発光手段に対して前記半反射層群側に設けられた第１の電極と前記発光手段に対して前記半反射層群と反対側に設けられた第２の電極との間に設けられた発光層を含み、前記第２の電極が前記反射層である請求項２に記載の複数波長発光素子。
【請求項１４】
前記発光層において、前記第１の電極と前記第２の電極との間で電場が極大になる点と前記発光手段内の発光点とが一致していることを特徴とする請求項１３に記載の複数波長発光素子。
【請求項１５】
前記発光手段は、正孔輸送層を備える請求項１０または請求項１１のいずれか一項に記載の複数波長発光素子。
【請求項１６】
前記発光手段は、電子輸送層を備える請求項１０または請求項１１のいずれか一項に記載の複数波長発光素子。
【請求項１７】
前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離が、前記第１の電極の厚みで調整されている請求項１２に記載の複数波長発光素子。
【請求項１８】
前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との距離が、前記第１の電極の厚みで調整されている請求項１３に記載の複数波長発光素子。
【請求項１９】
前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離を調整するための層を、前記発光手段の前記半反射層群側に備えている請求項１２に記載の複数波長発光素子。
【請求項２０】
前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との距離を調整するための層を、前記発光手段の前記半反射層群側に備えている請求項１３に記載の複数波長発光素子。
【請求項２１】
前記第２の電極は、光反射性を有する材料で構成されている請求項１２乃至請求項２０のいずれか一項に記載の複数波長発光素子。
【請求項２２】
前記第１の電極または前記第２の電極が、前記発光領域の各々に対応させて分離独立して形成されている請求項１２乃至請求項２０のいずれか一項に記載の複数波長発光素子。
【請求項２３】
前記第１の電極または前記第２の電極が、前記発光領域間を仕切る仕切り部材により分離されている請求項２２に記載の複数波長発光素子。
【請求項２４】
前記第１の電極は前記発光領域に対応させて分離されており、前記第１の電極の厚みによって、前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離が調整されている請求項１２に記載の複数波長発光素子。
【請求項２５】
前記第１の電極は前記発光領域に対応させて分離されており、前記第１の電極の厚みによって、前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との距離が調整されている請求項１３に記載の複数波長発光素子。
【請求項２６】
前記第２の電極は前記発光領域に対応させて分離されており、前記第１の電極の厚みによって、各前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離が調整されている請求項１２に記載の複数波長発光素子。
【請求項２７】
前記第２の電極は前記発光領域に対応させて分離されており、前記第１の電極の厚みによって、各前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との距離が調整されている請求項１３に記載の複数波長発光素子。
【請求項２８】
前記第１の電極または前記第２の電極を個別に駆動するための駆動回路を備えた請求項２２乃至請求項２７のいずれか一項に記載の複数波長発光素子。
【請求項２９】
請求項１乃至請求項２８のいずれか一項に記載の複数波長発光素子を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項３０】
請求項１乃至請求項２８のいずれか一項に記載の複数波長発光素子を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項３１】
前記複数の発光領域が、画像表示のための画素として形成されており、画像情報に応じて各画素の駆動を制御可能に構成されている表示要素として機能する請求項３０に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、有機電界発光（ＥＬ：Electro-Luminescence）素子に適用するのに好適な複数色発光可能な発光素子の改良に関する。
背景技術
異なる屈折率を有する層を交互に積層した誘電体多層膜と反射層とを組み合わせて特定波長の光を反射させることが知られている。信学技報、ＯＭＥ94-79(1995-03)、pp7-12には、この誘電体多層膜による微小共振構造を利用して多色発光をさせるための考察が記載されている。この文献によれば微小共振構造において反射が起こる反射面と発光層の位置とを調整することにより、発光層によって出力される光含まれる波長のうちいずれか共振した光が出力できる旨が記載されている。
【０００２】
例えば、特開平６−２７５３８１号公報には、図１３に示すような層構造の発光素子が記載されている。この発光素子は、透明基板１００、微小共振構造１０２，陽極１０３、正孔輸送層１０６，有機ＥＬ層１０４および陰極１０５を備えている。このうち陽極１０３の厚みをそれぞれ変更して共振する光の波長を選択するものである。また、ベル研究所の職員等による論文、J. Appl. Phys. 80(12),96/12/15のpp6954-6964には、図１４に示すような層構造の発光素子が記載されている。この発光素子は、透明基板１００、微小共振構造１０２，ＳｉＯ２膜１０８、陽極１０３、正孔輸送層１０６，有機ＥＬ層１０４および陰極１０５を備えている。陽極１０３の厚みは同じであるが、ＳｉＯ２層１０８により光学距離をそれぞれ変更して共振光の波長を選択するものである。
【０００３】
しかしながら、上記公知文献に掲載されているような構造の発光素子では、複数波長の総てに対して最適化された発光素子を設計するのが困難であるという問題があった。つまり、微小共振構造や間隙調整用の材料はある特定の波長分散に対して最適化されるものであるため、波長に幅のある複数色の光のうちいずれか一つに適合するように設計した微小共振構造では、他の波長分散に対して十分な反射率を備えなくなっていた。例えばカラー表示装置におけるＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）のそれぞれは、人間の視覚特性にあわせて共振強度や色純度をバランスさせる必要があるが、従来の発光素子ではそのバランス調整がやりにくかった。
【０００４】
それだからといって、画素（発光領域）単位ごとに誘電体多層膜の構造を異ならせて製作するのは現実に非常に困難であるため工業的に実現するのが難しく、その工程も高額となる。
【０００５】
発明の開示
そこで本願発明は、複数の波長についてバランスよく最適化され、製造が容易である複数波長発光素子を提供することを課題とする。
【０００６】
（１）上記課題を解決する発明は、互いに異なる色に対応する波長の光を出射する複数の発光領域を備えた複数波長発光素子であって、前記複数の発光領域に設けられた発光手段と、前記発光手段に対向して配置された反射層と、前記発光手段に対して前記反射層と反対側において前記発光手段と対向するように配置され、前記発光手段が発光した光の一部を反射する半反射層が、複数積層されてなる半反射層群と、を備え、前記半反射層群を構成する複数の前記半反射層は第１の半反射層と第２の半反射層とを含み、前記第１の半反射層は、前記複数の発光領域のうち第１の発光領域が出射すべき第１の色の光を反射し、前記第２の半反射層は、前記複数の発光領域のうち第２の発光領域が出射すべき第２の色の光を反射し、前記各発光領域における前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離が、当該発光領域が出射すべき色の光を共振させる距離となっていることを特徴とする。
【０００７】
（２）上記課題を解決する発明は、互いに異なる色に対応する波長の光を出射する複数の発光領域を備えた複数波長発光素子であって、前記複数の発光領域に設けられた発光手段と、
前記発光手段に対向して配置された反射層と、前記発光手段に対して前記反射層と反対側において前記発光手段と対向するように配置され、前記発光手段が発光した光の一部を反射する半反射層が、複数積層されてなる半反射層群と、を備え、前記半反射層群を構成する複数の前記半反射層は第１の半反射層と第２の半反射層とを含み、前記第１の半反射層は、前記複数の発光領域のうち第１の発光領域が出射すべき第１の色の光を反射し、前記第２の半反射層は、前記複数の発光領域のうち第２の発光領域が出射すべき第２の色の光を反射し、前記各発光領域における前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との距離が、当該発光領域が出射すべき色の光を共振させる距離となっていることを特徴とする。
【０００８】
本発明は以下の態様を備えていてもよい。
（３）前記半反射層群において、複数の前記半反射層が、前記複数の発光領域にわたって連続的に配置されている。
（４）前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離Ｌが、前記波長をλ、前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との間にあるｉ番目の物質の屈折率をｎｉ、前記ｉ番目の物質の厚みをｄｉ、Φを前記反射層における反射面で生じる位相シフト、ｍ1およびｍ2を自然数とした場合に、
Ｌ＝Σｄｉ
Σ（ｎｉ・ｄｉ）＋ｍ1・（Φ／２π）・λ＝ｍ2・λ／２
を満たす関係に調整されている。
（５）前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との距離Ｌが、前記波長をλ、前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との間にあるｉ番目の物質の屈折率をｎｉ、前記ｉ番目の物質の厚みをｄｉとし、ｍ2を自然数、ｍ3を０以上の整数とした場合に、
Ｌ＝Σｄｉ
Σ（ｎｉ・ｄｉ）＝ｍ2・λ／２＋（２ｍ3＋１）・λ／４
を満たす関係に調整されている。
（６）前記半反射層群は、前記発光手段に最も近い半反射層以外の半反射層における前記発光手段からの光に対する反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離を調整するために、各前記半反射層の間に間隙調整層を備える。
（７）前記半反射層群は、前記発光手段に最も近い半反射層以外の半反射層における前記発光手段からの光に対する反射面と前記発光手段内の発光点との距離を調整するために、各前記半反射層の間に間隙調整層を備える。
（８）前記半反射層群は、前記発光手段に最も近い半反射層以外の半反射層における前記発光手段側からの光に対する反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離を調整するために、前記半反射層を構成する屈折率の異なる層の積層構造のうちいずれか一層の厚みが設定されている。
（９）前記半反射層群は、前記発光手段に最も近い半反射層以外の半反射層における前記発光手段側からの光に対する反射面と前記発光手段内の発光点との距離を調整するために、前記半反射層を構成する屈折率の異なる層の積層構造のうちいずれか一層の厚みが設定されている。
（１０）前記発光手段は発光層を含み、前記発光層は前記複数の発光領域ごとに分割して設けられている。
（１１）前記発光手段は発光層を含み、前記発光層は前記複数の発光領域で共通して設けられている。
（１２）前記発光手段は、前記発光手段に対して前記半反射層群側に設けられた第１の電極と前記発光手段に対して前記半反射層群と反対側に設けられた第２の電極との間に設けられた発光層を含み、前記第２の電極が前記反射層である。
（１３）前記発光手段は、前記発光手段に対して前記半反射層群側に設けられた第１の電極と前記発光手段に対して前記半反射層群と反対側に設けられた第２の電極との間に設けられた発光層を含み、前記第２の電極が前記反射層である。
（１４）前記発光層において、前記第１の電極と前記第２の電極との間で電場が極大になる点と前記発光手段内の発光点とが一致していることを特徴とする。
（１５）前記発光手段は、正孔輸送層を備える。
（１６）前記発光手段は、電子輸送層を備える。
（１７）前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離が、前記第１の電極の厚みで調整されている。
（１８）前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との距離が、前記第１の電極の厚みで調整されている。
（１９）前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離を調整するための層を、前記発光手段の前記半反射層群側に備えている。
（２０）前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との距離を調整するための層を、前記発光手段の前記半反射層群側に備えている。
（２１）前記第２の電極は、光反射性を有する材料で構成されている。
（２２）前記第１の電極または前記第２の電極が、前記発光領域の各々に対応させて分離独立して形成されている。
（２３）前記第１の電極または前記第２の電極が、前記発光領域間を仕切る仕切り部材により分離されている。
（２４）前記第１の電極は前記発光領域に対応させて分離されており、前記第１の電極の厚みによって、前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離が調整されている。
（２５）前記第１の電極は前記発光領域に対応させて分離されており、前記第１の電極の厚みによって、前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との距離が調整されている。
（２６）前記第２の電極は前記発光領域に対応させて分離されており、前記第１の電極の厚みによって、各前記半反射層の反射面と前記反射層の反射面上の一点との距離が調整されている。
（２７）前記第２の電極は前記発光領域に対応させて分離されており、前記第１の電極の厚みによって、各前記半反射層の反射面と前記発光手段内の発光点との距離が調整されている。
（２８）前記第１の電極または前記第２の電極を個別に駆動するための駆動回路を備えている。
（２９）上記記載の複数波長発光素子を備えたことを特徴とする表示装置。
（３０）上記記載の複数波長発光素子を備えたことを特徴とする電子機器。
（３１）前記複数の発光領域が、画像表示のための画素として形成されており、画像情報に応じて各画素の駆動を制御可能に構成されている表示要素として機能する電子機器。
【００１０】
上記構成によれば、半反射層群は、いずれの発光領域においても発光させるべき総ての波長に対して最適化されている。半反射層の発光手段側からの光に対する反射面と発光手段の半反射層群側の端部から反射層までの間における一定との間の距離、好ましくは用いる発光手段や反射層に応じて、発光手段内の発光点や反射層の発光手段側の面（反射面）との距離を調整することにより、最適化された光のいずれを出力させるかが定まる。出力させる以外の波長の光に対して最適化された半反射層以外の半反射層は単に一定の減衰率を有する半透明層として共通に作用するだけなので、複数波長の光の間でバランスを保つことが可能である。ここで「発光手段」に限定はないが、少なくとも出力させたい光の波長成分を発光することを必要とする。「反射層」は平面を成していることが好ましいが、必ずしも均一な平面でなくともよい。「近傍」とは、発光手段に接している場合の他、若干の間隙を置いて配置される場合も含む。反射作用を示すものであれば、発光手段と密接不可分な関係に無いものであってもよい。「発光領域」とは、ある波長分散を有する光を出力するための領域であり、発光領域ごとに異なる波長の光が出力されることを意味している。「波長」には、いわゆる可視光領域の波長のみならず、紫外線や赤外線など広い範囲の波長を総て含む。「半反射層」には、屈折率の異なる複数膜を積層して干渉させる積層構造の他に、ハーフミラーや偏光板のような構造をも含む。「反射面」は、誘電体による微小共振構造の場合には発光手段側の面をいう。「光学距離」とは媒体の屈折率と厚みとの積に相当する。
【００３０】
（実施形態１）
本発明の実施形態１は、カラー表示に必要な三原色が発光可能であり、陽極で間隙調整する場合の基本構造に関する。図１に、実施形態１の複数波長発光素子の層構造を示す。本複数波長発光素子は、図１に示すように、基板１、半反射層群２、陽極３、発光層４および陰極５を備えている。
【００３１】
基板１は、製造時における基台となるものであり、光透過性を備え一定の機械的強度を備え、製造時の熱処理に耐えられる材料で構成されている。例えば、ガラスや石英、樹脂などが適用される。
【００３２】
半反射層群２は、特定波長の光に最適化された半反射層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを重ねて構成されている。半反射層２Ｒは赤色の発光波長（６２５ｎｍ付近）に対して干渉するように最適化されている。半反射層２Ｇは緑色の発光波長（５２５ｎｍ付近）に対して干渉するように最適化されている。半反射層２Ｂは青色の発光波長（４５０ｎｍ付近）に対して干渉するように最適化されている。各半反射層は、発光層４に近い側に、より波長の長い光（赤色）に対し共振する半反射層２Ｒが配置され、その下側（図１下方）に波長のより短い光（緑色）に対して共振する半反射層２Ｇが、さらにその下側に最も波長の短い光（青色）に対して共振する半反射層２Ｂが配置されている。短い波長の光がより長い波長の光に対して最適化された半反射層で反射されにくいため、このような順番にすることで効率のよい発光素子を構成できるからである。
【００３３】
図２に、各半反射層における層構造の拡大図と干渉条件の説明図を示す。各半反射層は、屈折率の異なる二層である第１層２１と第２層２２とが交互に積層されて構成されている。屈折率と厚みに対する干渉条件としては、第１層２１の屈折率をｎ１、その厚みをｄ１とし、第２層２２の屈折率をｎ２、その厚みをｄ２とした場合、
ｎ１・ｄ１＝ｎ２・ｄ２＝（１／４＋ｍ／２）・λ  …（３）
という関係を満たすように調整されている。ただしλはその半反射層において反射させる光の波長であり、ｍは０以上の整数である。二層一組で光の半波長に相当する。屈折率の低い層から高い層に光が入射する場合に反射が生じるので、発光手段の側から屈折率の高い層、低い層、高い層、低い層、というように並べるのが好ましい。すなわち、
ｎ１＞ｎ２
となるように設定する。
【００３４】
半反射層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの具体的な材料としては、屈折率の異なる誘電体を（３）式の関係を満たすように積層していく。例えば、屈折率２．４のＴｉＯ２を第１層２１、屈折率１．４４のＳｉＯ２を第２層２２として使用する。または、屈折率２．３７のＺｎＳを第１層２１として、屈折率１．３８のＭｇＦ２を第２層２２として使用する。ただし半反射層の構成層は誘電体に限ること無く、例えば特開平10-133222号公報に記載されているように樹脂と液晶とからなる積層構造であってもよい。各半反射層では第１層と第２層それぞれの厚みが、その半反射層における波長に適合するように調整されている。第１層と第２層との屈折率の差が少ない場合には反射率が低くなるので、多数層を積層するようにする。
【００３５】
陽極３は、光透過性を示すように設けられる。陽極の材料は有機ＥＬ素子の陽極として作用させるために、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）の金属、合金、電気伝導性化合物やこれらの混合物が用いられる。好ましくはＩＴＯが挙げられ、光透過性を確保可能な程度に薄くするなら、その他Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、ＳｎＯ２、ＺｎＯが用いられる。ここで、陽極の厚みは各々の発光領域における光が共振する、そして光透過性を示すようにその光学距離が調整されている。光学距離では、光を共振させるための二つの面を規定する必要がある。一方の面は、当該発光領域から出力される光の一部を反射する半反射層の発光層側からの光に対する反射面である。他方の面は発光層を含む発光手段の形態によって種々に変更される。すなわち、この面は発光層における半反射層群側の端部から陰極表面までの間の一点を含む光軸に垂直な面となるか（以下、この面を「発光面」という言葉で代表する）または陰極側の反射面となる。各図面において、他方の面の位置を陰極と発光層との界面に示してあるが、上記したように、これらの位置は発光層（正孔輸送層を備える場合は正孔輸送層）の半反射層群側の面から陰極（反射層）までの間で設定し得るものである。赤色発光領域ＡＲでは赤色光に対して発光層４Ｒ−陰極間の界面と半反射層２Ｒの反射面との光学距離が共振条件を満たすように距離ＬＲが調整される。緑色発光領域ＡＧでは緑色光に対して発光層４Ｇ−陰極間の界面と半反射層２Ｇの反射面との光学距離が共振条件を満たすように距離ＬＧが調整される。青色発光領域ＡＢでは青色光に対して発光層４Ｂ−陰極間の界面と半反射層２Ｂの反射面との光学距離が共振条件を満たすように距離ＬＢが調整される。
【００３６】
共振条件は、図２に示すように、その発光領域で出力させる光の波長をλとすると、当該波長λの光を反射する構造を備えた半反射層の発光層からの光に対する反射面と、発光層−陰極間の界面との距離Ｌは、
Ｌ＝Σｄｉ
Σ（ｎｉ・ｄｉ）＋ｍ１・（Φ／２π）・λ＝ｍ２・λ／２    …（１）（同上）
を満たす関係に調整されている。ただし、当該半反射層の反射面と発光面４０との間にあるｉ番目の物質（他の波長に対する半反射層の各誘電体層を含む）の屈折率をｎｉ、その厚みをｄｉとし、ｍ１およびｍ２を自然数としてある。また陰極表面で反射させる場合には、Φとして反射面で反射時に生じる位相シフトを加える。赤色光の発光領域ＡＲについては、途中に他の半反射層を通過しないので、陽極３の厚みとその屈折率を乗じた値が半波長の自然数になるように調整される。
【００３７】
また共振条件については、前述のように発光層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂにおける一点を発光点として発光面を設定する場合、、波長λの光を反射する半反射層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにおける発光層側の反射面と発光層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂにおける半反射層側の端部から反射層（すなわち発光層４と陰極５との界面）までの距離Ｌ（ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ）は、
Ｌ＝Σｄｉ
Σ（ｎｉ・ｄｉ）＝ｍ２・λ／２＋（２ｍ３＋１）・λ／４ …（２）（同上）
を満たす関係に調整される。ただし、反射面と一点との間にあるｉ番目の物質の屈折率をｎｉ、その厚みをｄｉとし、ｍ２を自然数、ｍ３を０以上の整数とする。
【００３８】
発光層４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは、それぞれが有機ＥＬ材料で形成されている。各有機ＥＬ材料は、各発光領域に対応づけられた波長の光成分を相対的に多く発光するものが用いられる。発光面は後の実施例で示すように電荷の輸送層が存在するか否かによって変化する。各発光層の厚みは反射面である陰極と発光波長との関係に応じて定める。発光層の材料には、有機電界発光素子材料として研究開発されている材料を適用可能であり、例えば特開平10-163967号や特開平8-248276号に記載されているものを使用する。具体的には、赤色の発光層４Ｒの材料としては、シアノポリフェニレンビニレン前駆体、2-1,3',4'-ジヒドロキシフェニル-3,5,7-トリヒドロキシ-1-ベンゾポリリウムパークロレート、ＰＶＫにＤＣＭ１をドーピングしたものなどを用いる。緑色の発光層４Ｇの材料としては、ポリフェニレンビンレン前駆体、2,3,6,7-テトラヒドロ-11-オキソ-1H、5H、11H-(1)ベンゾピラノ[6,7,8-ij]-キノリジン-10-カルボン酸、ＰＶＫにコータミン６をドーピングしたものなどを用いる。青色の発光層４Ｂの材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、ピラゾリンダイマー、2,3,6,7-テトラヒドロ-9-メチル-11-オキソ-1H、5H、11H-(1)ベンゾピラノ[6,7,8-ij]-キノリジン、ジスチル誘導体、ＰＶＫに1,1,4,4-トリフェニル-1,3-ブタジエンをドーピングしたものなどを用いる。
【００３９】
陰極５は、有機ＥＬ素子の陰極として作用させるために仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）の金属、合金、電気伝導性化合物やこれらの混合物が用いられる。特に、発光層の効率を上げ光を強く共振させるために反射率の高い材料で構成することが好ましい。具体的には、ダイヤモンド、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム、アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、その他希土類金属、フッ化リチウム／アルミニウム、つまり二重層又は合金としてのアルミニウムと共に弗化ぶつを加えたものが挙げられる。
【００４０】
上記構成において、陽極３と陰極５間に一定の電圧を印加すると各発光層に電流が流れ電界発光現象を生じ、発光材料で規定されるスペクトルの波長成分を含んだ光が層の両側に射出される。陰極側５に射出された光は反射されて発光面からの直接光または陰極側で反射された光と干渉して射出側（図１下方）に射出される。このとき、半反射層を構成する誘電体層には屈折率の差があるため屈折率の異なる誘電体層の界面で反射が生ずる。誘電体層が持つ（３）式の干渉条件にしたがってうち消し合ったり強め合ったりする。そしてその誘電体において最適化されている波長の光のみが高い効率で反射される。これが発光層側からの光、すなわち陰極面で反射した光や発光層からの直接光と干渉し、例えば上記（１）式または（２）式で示した共振条件に合致する波長の光のみが、反射面と発光面との間で共振する。他の波長成分の光については、その波長成分に対応した半反射層に発光層から光が入射する場合に位相があっておらず共振が生じることがないため、相対的に弱められる。この結果、その波長スペクトルが先鋭化され高い強度の光が半反射層を透過して射出される。共振条件に合致しない他の半反射層は単に半透明膜として作用するだけであり、これによる光の減衰などの影響はどの波長領域でもほぼ等しい。このため、強度や色純度についてバランスのとれた複数波長の光が各発光領域から出力されることになる。
【００４１】
上記実施形態１によれば、三原色それぞれについての共振構造を積層し半反射層の発光手段側からの光に対する反射面と発光層の半反射層側の端部から反射層までの間における一点との間の距離を調整して共振条件を定めたので、バランスのとれた複数波長の光を射出することが可能である。
【００４２】
また本実施形態によれば、波長の長いものに最適化させた半反射層を発光層側に備えたので、他の波長の光に影響を与えることなく発光させることが可能である。
【００４３】
また本実施形態によれば、有機ＥＬ素子を発光手段として採用したので、多様な材料から適当な波長分散を有する材料を選択可能である。
【００４４】
また本実施形態によれば、発光波長単位で発光材料を変化させたので、より高い純度および高い強度の光を出力させることができる。
【００４５】
また本実施形態によれば、陰極を光反射材で形成したので、効率良く共振させることが可能である。
（実施形態２）
本発明の実施形態２は、上記実施形態１の有機ＥＬ素子に正孔輸送層を備えた構成に関する。図３に、実施形態２の複数波長発光素子の層構造を示す。本複数波長発光素子は、図３に示すように、基板１、半反射層群２、陽極３、正孔輸送層６，発光層４および陰極５を備えている。
【００４６】
正孔輸送層６は、正孔注入層ともよばれ、正孔の注入機能または電子の障壁となる機能を備えた有機物または無機物を使用する。例えば特開平10-163967号や特開平8-248276号に記載されている物質を使用する。具体的には、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオノレン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ポリシラン系共重合体、アニリン系共重合体、導電性高分子オリゴマーなどを使用可能である。その厚みは正孔輸送機能を十分に果たせる程度にする。ただし正孔輸送層を用いる場合、発光面は正孔輸送層６と発光層４との界面周辺になることもあり得る。したがって、効率よい発光のために、発光層および正孔輸送層を陰極５による反射によって打ち消し合わないような厚みの条件に設定しておく。
【００４７】
その他の層構造については上記実施形態１と同様なのでその説明を省略する。なお、正孔輸送層を設ける場合、発光層や正孔輸送層に用いる材質に応じて、最適に所望の波長特性が得られるように、これらの厚みを調整する。
【００４８】
上記実施形態２によれば、上記実施形態１と同様の効果を奏する他、正孔輸送層を備えるので有機ＥＬ素子の発光効率が高まり、さらに明るい発光素子を得ることができる。
（実施形態３）
本発明の実施形態３は、上記実施形態２の有機ＥＬ素子にさらに電子輸送層を備えた構成に関する。図４に、実施形態３の複数波長発光素子の層構造を示す。本複数波長発光素子は、図４に示すように、基板１、半反射層群２、陽極３、正孔輸送層６，発光層４、電子輸送層７および陰極５が提供される。
【００４９】
電子輸送層７は、電子注入層ともよばれ、陰極から注入された電子を発光層に効率よく伝達する機能を備え、例えば特開平10-163967号や特開平8-248276号、特開昭59-194393号に記載されている物質を使用可能である。具体的には、ニトロ置換フルオレン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタンおよびアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体などを使用可能である。その厚みは電子輸送機能を十分に果たせる程度にする。
【００５０】
その他の層構造については上記実施形態２および１と同様なのでその説明を省略する。ただし正孔輸送層はあっても無くてもよく、有機ＥＬ材料との兼ね合いで正孔輸送層を設けるか設けないかを決定すればよい。
【００５１】
上記実施形態３によれば、上記実施形態１と同様の効果を奏する他、電子輸送層を備えるので有機ＥＬ素子の発光効率が高まり、さらに明るい発光素子を得ることができる。
（実施形態４）
本発明の実施形態４は、上記実施形態１の有機ＥＬ素子における共振条件の光学的距離の調整を絶縁体で行う構成に関する。図５に、実施形態４の複数波長発光素子の層構造を示す。本複数波長発光素子は、図５に示すように、基板１、半反射層群２、陽極３、絶縁体８Ｇ・８Ｂ、発光層４および陰極５を備えている。
【００５２】
当該実施形態４では、陽極３は赤色発光領域ＡＲにおける共振条件に合わせて他の発光領域でも同じ厚みに形成されている。その代わり、緑色発光領域ＡＧと青色発光領域ＡＢのそれぞれにおいて、上記（１）式や（２）式における共振条件を満たすように、絶縁体８Ｇ・８Ｂが異なる厚みで設けられている。ただしこの実施形態では緑色と青色の発光領域で共振させるための光学距離を調整したに過ぎず、赤色領域に絶縁体を設けてもよい。絶縁体８Ｇ・８Ｂの材料としては、光透過性のある有機物または無機物を使用可能である。例えば、ＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２などの誘電体を使用可能である。ただし、誘電体と陽極との屈折率に相違があるので、半反射層２Ｇや２Ｂから発光面までの距離ＬＧやＬＢは上記実施形態１と若干異なる。その他の層構造については上記各実施形態と同様である。なお発光層の電荷輸送能力が低い場合には、実施形態２や実施形態３のように正孔輸送層または電子輸送層の双方またはいずれか一方を設けてもよい。
【００５３】
上記実施形態４によれば、上記実施形態と同様の効果を奏する他、陽極を均一な厚みに成形できるので、厚みに差を持たせることが困難な陽極材料を使用する場合に、より容易に製造し易い発光素子を提供可能である。
（実施形態５）
上記各実施形態では発光領域ごとに異なる発光層を設けていたが、本発明の実施形態５では総ての発光領域に共通の発光層を備える。図６に、実施形態５の複数波長発光素子の層構造を示す。本複数波長発光素子は、図６に示すように、基板１、半反射層群２、陽極３、発光層４および陰極５を備えている。
【００５４】
本実施形態では発光層４が総ての発光層に共通に設けられている。発光層の材料としては、各発光領域から供給される光の波長成分をバランスよく含んでいる広帯域発光の材料を用いることが好ましい。このような材料として、例えばアルミニウムキレート（Ａｌｑ３）、ポリパラフェニレンビニレンなどを用いることができる。半反射層の反射面と発光層の発光面との距離については、上記実施形態１と同様に考えられる。なお、発光層の電荷輸送能力が低い場合には、実施形態２や実施形態３のように正孔輸送層または電子輸送層の双方またはいずれか一方を設けてもよい。実施形態４のように、絶縁体で光学距離を調整してもよい。Ａｌｑ３とともに用いる正孔輸送層としては、ジアミン誘導体（ＴＡＤ）が考えられる。
【００５５】
上記構成において、発光層４からは出力すべき総ての波長成分を含んだ光が射出される。そのためいずれの半反射層においてもその反射層に最適化された波長の光が反射される。しかし発光層中の発光点（発光面）または陰極の反射面と半反射層の反射面との距離が発光領域ごとに対応づけられた波長に対し共振条件に合う様最適化されているため、その共振条件にある波長の光のみスペクトルが先鋭化されて射出される。
【００５６】
上記実施形態５によれば、上記各実施形態と同様の効果を奏する他、発光層を発光領域ごとに個別に作成する必要がなくなるため、製造が容易である。
（実施形態６）
上記各実施形態では陽極や絶縁体で、発光領域ごとに異なる共振条件を設定していたが、本発明の実施形態６ではいずれの層の厚みも均一にしつつ共振条件を変更する。図７に、実施形態６の複数波長発光素子の層構造を示す。本複数波長発光素子は、図７に示すように、基板１、スペーサ９Ｇおよび９Ｂを備えた半反射層群２、陽極３、発光層４および陰極５を備えている。
【００５７】
スペーサ９Ｇや９Ｂは、各半反射層間の間隙を調整するための層である。スペーサとしては、光透過性の高い材料であって半反射層と密着性のよい材料、例えば樹脂や誘電体が使用される。もちろん半反射層間の距離を保つことが可能ならば、気体、液体、液晶等で構成された層であってもよい。スペーサ９Ｇと９Ｂとで材料を異ならせ、屈折率を異ならせてもよい。発光層の材料としては、赤色発光領域ＡＲの発光層２Ｒには赤色光の波長成分が、緑色発光領域ＡＧの発光層２Ｇに緑色光の波長成分が、青色発光領域ＡＲの発光層２Ｂには青色光の波長成分がそれぞれ多く存在し、他の波長成分が比較的少ないものをそれぞれ選択する。本実施形態では層構造がいずれの発光領域について同じであるため、発光層自体の特性で発光波長を規定する必要があるからである。共振条件に関し、陽極５では、総ての発光領域で均一な厚みに設定される。すなわち発光層に最も近い半反射層２Ｒにおける反射面と発光層４Ｒの発光面との光学距離が、当該半反射層において反射する光（赤色光）の半波長の自然数倍に相当するように保たれている。スペーサ９Ｇや９Ｂの厚みは、半反射層９Ｇや９Ｂにおける反射面と発光手段の発光面との光学距離が上記（２）式の共振条件を満たすように調整される。すなわち緑色の発光領域ＡＧについては、スペーサ９Ｇの屈折率ｎ9Ｇと厚みｄ9Ｇの積に相当する光学距離を（２）式に加えて共振条件を満たすような屈折率の材料を選択し厚みを設定する。青色の発光領域ＡＢについては、スペーサ９Ｂと９Ｇ双方についての光学距離（ｎ９Ｇ・ｄ９Ｇ＋ｎ９Ｂ・ｄ９Ｂ）を（２）式に加えて共振条件を満たすような屈折率の材料を選択し厚みを設定する。なお発光層の電荷輸送能力が低い場合には、実施形態２や実施形態３のように正孔輸送層または電子輸送層の双方またはいずれか一方を設けてもよい。
【００５８】
上記構成において、発光層から光が射出されると、最も発光層に近い赤色半反射層２Ｒについては実施形態1と同様に共振し発光する。他の発光領域についてもその光学距離が半波長の自然数倍になるように調整されているので共振が生じ、共振した波長のスペクトルが先鋭化されて出力される。
【００５９】
上記実施形態６によれば、上記各実施形態と同様の効果を奏する他、陽極や発光層などの各層をいずれも平坦に均一な厚みで形成すればよいので、パターニングなどの複雑な工程を省略でき、製造コストを下げることができる。
（実施形態７）
本実施形態７は、上記実施形態６における間隙調整方法の変形例に関する。図８に、実施形態７の複数波長発光素子の層構造を示す。本複数波長発光素子は、図８に示すように、基板１、間隙調整層２１Ｇおよび２１Ｂを備えた半反射層群２、陽極３、発光層４および陰極５を備えている。
【００６０】
間隙調整層２１Ｇは、各半反射層間の間隙を調整するための層であって、緑用半反射層２Ｇのうち発光層寄りの第１層２１の厚みを変更したものである。間隙調整層２１Ｂは、各半反射層間の間隙を調整するための層であって、青用半反射層２Ｂのうち発光層寄りの第１層２１の厚みを変更したものである。半反射層を構成している各層はそれ自体誘電体であるため、その一層の厚みを異ならせると、その層は干渉を生ずる層では無くなり、その屈折率と厚みとで与えられる光学距離を増やすことに寄与する。すなわち緑色の発光領域ＡＧについては、間隙調整層２１Ｇの屈折率ｎ１と厚みｄ２１Ｇの積に相当する光学距離を（２）式に加えて共振条件を満たすような屈折率の材料を選択し厚みを設定する。青色の発光領域ＡＢについては、間隙調整層２１Ｂと２１Ｇ双方についての光学距離ｎ１・（ｄ２１Ｇ＋ｄ２１Ｂ）を（２）式に加えて共振条件を満たすような屈折率の材料を選択し厚みを設定する。
【００６１】
その他の構成については上記実施形態６と同様である。
【００６２】
上記実施形態７によれば、半反射層の境界にある層で間隙を調整するので、使用する材料数を節減でき、半反射層の製造工程において間隙調整層の形成時にその膜厚制御をするだけでよいため、製造工程を省略可能である。
（実施形態８）
本実施形態８は、発光層を発光領域ごとに発光させることの可能な構造に関する。図９に、実施形態８の複数波長発光素子の層構造を示す。本複数波長発光素子は、図９に示すように、基板１、半反射層群２、陽極３、発光層４、電気的に分離された陰極５、基板１１およびバンク１０を備えている。さらにバンク１０で電気的に分離された各陰極５Ｒ，５Ｇおよび５Ｂに対して個別独立に制御電圧ＶＲ、ＶＧおよびＶＢを印加する駆動回路（図示しない）とそのための配線を備えている。
【００６３】
本実施形態においては、バンク１０が発光領域の境界に設けられており、バンクで敷きられた領域に陰極が電気的に分離されて形成されている。バンク１０と陰極パターンを形成するために基板１１がさらに設けられている。バンク１０としては、絶縁性があり発光領域に合せて一定の高さでパターニングし形成することが可能な有機物や無機物、例えばポリイミドなどが適用可能である。バンクは図のようにび陰極のみを電気的に分離する他に、発光層も陰極とともに電気的に分離するように形成されていてもよい。この構成の場合、基板１１を基台として順に有機ＥＬ素子に相当する層構造を形成する。基板１１については機械的強度や熱的強度を備えていればよい。駆動回路は、例えばＴＦＴなどにより発光領域ごとに駆動可能に構成されている。陽極が共通基板となっているため、アクティブマトリクス型の駆動方式を構成している。なお発光層の電荷輸送能力が低い場合には、実施形態２や実施形態３のように正孔輸送層または電子輸送層の双方またはいずれか一方を設けてもよい。また上記実施形態４に示すように、陽極に絶縁体を積層した構成を備えていてもよい。また上記実施形態５のように発光層が総べて共通に設けられていてもよい。
【００６４】
上記構成において、各発光領域ごとに駆動回路を制御して駆動電圧ＶＲ，ＶＧまたはＶＢを印加すると、対応する発光層のみに電流が流れ、その発光領域の色彩のみが出力される。発光領域をカラー表示装置のカラー画素に対応させて形成し、カラー画像データのＲＧＢ信号に対応させて各発光領域の駆動電圧を制御すれば、全体としてカラー表示装置として機能することになる。その他、発光素子として使用する場合でも発光色を自由に変更可能な構成となっている。
【００６５】
上記したように本実施形態８によれば、陰極を電気的に分離し個別に駆動可能に構成したので、上記各実施形態の効果を奏する他、表示装置その他の電子機器として本発明の複数波長発光素子を機能させることが可能である。
（実施形態９）
本実施形態９は、陰極をパターニングにより分離した上記実施形態８の変形例に関する。図１０に、実施形態８の複数波長発光素子の層構造を示す。本複数波長発光素子は、図１０に示すように、基板１、半反射層群２、陽極３、発光層４、パターニングされた陰極５および基板１１を備えている。さらに電気的に分離された各陰極５Ｒ，５Ｇおよび５Ｂに対して個別独立に制御電圧ＶＲ、ＶＧおよびＶＢを印加する駆動回路（図示しない）とそのための配線を備えている。
【００６６】
本実施形態では、陰極５が、発光領域に対応させてパターニングされている。発光層４は、実施形態４で説明したように、総ての発光領域について共通に設けられている。発光層の材料については、実施形態４と同様である。基板１１は、陰極をパターニングして電気的に分離させた形態にする場合に必要である。この実施形態においても基板１１側から製造されることが好ましい。駆動回路は電気的に分離した陰極５Ｒ，５Ｇおよび５Ｂを個別独立に駆動可能になっている。その他の構成については、上記実施形態１と同様である。なお、陽極３についてもパターニングし、陰極５とマトリクス配線を構成するように構成するならば、本発光素子をパッシブマトリクス型の表示装置として駆動可能になる。
【００６７】
上記構成において、各発光領域ごとに駆動回路を制御して駆動電圧ＶＲ，ＶＧまたはＶＢを印加すると、対応する発光層のみに電流が流れ、その発光領域の色彩のみが出力される。発光領域をカラー表示装置のカラー画素に対応させて形成し、カラー画像データのＲＧＢ信号に対応させて各発光領域の駆動電圧を制御すれば、全体としてカラー表示装置として機能することになる。その他、発光素子として使用する場合でも発光色を自由に変更可能な構成となっている。
【００６８】
上記したように本実施形態９によれば、陰極を電気的に分離し個別に駆動可能に構成したので、上記各実施形態の効果を奏する他、層構造が比較的単純であり製造が容易な複数波長発光素子を提供可能である。
（実施形態１０）
本実施形態１０は、上記実施形態８とは反対に陽極をバンクにより分離した構成に関する。図１１に、実施形態１０の複数波長発光素子の層構造を示す。本複数波長発光素子は、図１１に示すように、基板１、半反射層群２、バンク１０で分離された陽極３、発光層４、陰極５および基板１１を備えている。さらに電気的に分離された各陽極３Ｒ，３Ｇおよび３Ｂに対して個別独立に制御電圧ＶＲ、ＶＧおよびＶＢを印加する駆動回路（図示しない）とそのための配線を備えている。
【００６９】
本実施形態においては、バンク１０が各発光領域における発光層および陽極を分離可能に設けられている。バンク１０と基板１１に関しては上記実施形態８と同様の材料および形成方法を適用することができる。特に、本実施形態のように、基板上にバンクを形成し電極や発光層をパターン形成する製造方法として、特開平10-153967号に記載のインクジェット法を用いることが好ましい。駆動方式としては、本実施形態のように陰極５を共通電極とした場合、陽極３側にＴＦＴを設けることで、アクティブマトリクス駆動方式として動作させることが可能である。また、さらにバンクを用いたりパターニングしたりして陰極側も電気的に分離させ、発光層の上下にマトリクス状の電極構造を形成することで、単純マトリクス駆動方式として動作させることも可能である。
【００７０】
なお発光層の電荷輸送能力が低い場合には、実施形態２や実施形態３のように正孔輸送層または電子輸送層の双方またはいずれか一方を設けてもよい。また上記実施形態４に示すように、絶縁体に陽極を積層した構成を備えていてもよい。また上記実施形態５のように発光層が総べて共通に設けられていてもよい。
【００７１】
上記構成において、各発光領域ごとに駆動回路を制御して駆動電圧ＶＲ，ＶＧまたはＶＢを印加すると、対応する発光層のみに電流が流れ、その発光領域の色彩のみが出力される。発光領域をカラー表示装置のカラー画素に対応させて形成し、カラー画像データのＲＧＢ信号に対応させて各発光領域の駆動電圧を制御すれば、全体としてカラー表示装置として機能することになる。その他、単純な発光素子として使用する場合でも発光色を自由に変更可能な構成となっている。
【００７２】
上記したように本実施形態１０によれば、陽極を電気的に分離し個別に駆動可能に構成したので、上記各実施形態の効果を奏する他、表示装置その他の電子機器として本発明の複数波長発光素子を機能させることが可能である。
（実施形態１１）
本実施形態１１は、陽極をパターニングにより分離した上記実施形態１０の変形例に関する。図１２に、実施形態１１の複数波長発光素子の層構造を示す。本複数波長発光素子は、図１２に示すように、基板１、半反射層群２、パターニングされた陽極３、発光層４、陰極５および基板１１を備えている。さらに電気的に分離された各陽極３Ｒ，３Ｇおよび３Ｂに対して個別独立に制御電圧ＶＲ、ＶＧおよびＶＢを印加する駆動回路（図示しない）とそのための配線を備えている。
【００７３】
本実施形態では、陽極３が、発光領域に対応させてパターニングされている。駆動回路の極性は、上記実施形態８および９と反対極性になる。そして駆動回路は電気的に分離した陽極３Ｒ，３Ｇおよび３Ｂを個別独立に駆動可能になっている。その他の構成については、上記実施形態８と同様である。本実施形態では、陰極側を分離独立した形状にしないので、半反射層群２の側から積層構造を形成していくことが可能である。陽極３を形成する場合に、発光領域に適合させてパターニングを行えばよい。
【００７４】
上記構成において、各発光領域ごとに駆動回路を制御して駆動電圧ＶＲ，ＶＧまたはＶＢを印加すると、対応する発光層のみに電流が流れ、その発光領域の色彩のみが出力される。発光領域をカラー表示装置のカラー画素に対応させて形成し、カラー画像データのＲＧＢ信号に対応させて各発光領域の駆動電圧を制御すれば、全体としてカラー表示装置として機能することになる。その他、発光素子として使用する場合でも発光色を自由に変更可能な構成となっている。
【００７５】
上記したように本実施形態１１によれば、陽極を電気的に分離し個別に駆動可能に構成したので、上記各実施形態の効果を奏する他、層構造が比較的単純であり製造が容易な複数波長発光素子を提供可能である。
（その他の変形例）
本発明は、上記各実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して構成することが可能である。例えば、有機ＥＬ層は発光手段の代表として使用したに過ぎず、他の構造を有する公知の発光手段を代わりに用いてもよい。また発光現象としても、電界発光の他に、光発光などを利用してもよい。
【００７６】
半反射層は、上記実施形態では誘電体の多層膜を利用していたがこれに限定されない。例えばハーフミラー機能を有する光学要素または薄膜を共振条件を満たすように設置したり偏光状態を制御し半反射層として偏光板を利用したりしてもよい。
【００７７】
また本発明の複数波長発光素子を適用可能な電子機器に限定はない。例えばウォッチ、電卓、携帯電話、ページャ、電子手帳、ノートパソコンなどの携帯型情報端末装置の表示装置や照明装置、カメラのファインダ、大型ディスプレイなどに利用可能である。
（産業上の利用性）
本願発明によれば、いずれの波長に対しても最適化された半反射層を複数積層し、発光領域から出力される光の一部を反射する半反射層の発光手段側からの光に対する反射面と発光手段の半反射層群側の端部から反射層までの間における一点との間の距離を調整することにより出力する波長を選択可能に構成したので、複数の波長のいずれについても最適化された光を射出可能な複数波長発光素子を提供することができる。
【００７８】
本願発明によれば、発光手段との距離を半反射層間の間隙により調整可能に構成したので、複数の波長について最適化が容易であり、さらに製造が容易な複数波長発光素子を提供することができる。
【００７９】
本願発明によれば、本発明の最適化された複数波長の光を出力する複数波長発光素子を備えたので、表示装置など発光色間のバランス調整が完全な電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の実施形態１における複数波長発光素子の層構造断面図である。
【図２】  図２は、半反射層における干渉条件の説明図である。
【図３】  図３は、本発明の実施形態２における複数波長発光素子の層構造断面図である。
【図４】  図４は、本発明の実施形態３における複数波長発光素子の層構造断面図である。
【図５】  図５は、本発明の実施形態４における複数波長発光素子の層構造断面図である。
【図６】  図６は、本発明の実施形態５における複数波長発光素子の層構造断面図である。
【図７】  図７は、本発明の実施形態６における複数波長発光素子の層構造断面図である。
【図８】  図８は、本発明の実施形態７における複数波長発光素子の層構造断面図である。
【図９】  図９は、本発明の実施形態８における複数波長発光素子の層構造断面図である。
【図９】  図１０は、本発明の実施形態９における複数波長発光素子の層構造断面図である。
【図１１】  図１１は、本発明の実施形態１０における複数波長発光素子の層構造断面図である。
【図１２】  図１２は、本発明の実施形態１１における複数波長発光素子の層構造断面図である。
【図１３】  図１３は、従来の単一半反射層を備えた陽極間隙調整型の発光素子の層構造断面図である。
【図１４】  図１４は、従来の単一半反射層を備えた誘電体間隙調整型の発光素子の層構造断面図である。
【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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