(57)【要約】【課題】色純度が高い色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減し、かつ容易に形成可能な電界発光素子等を提供すること。【解決手段】光学的に透明な透明電極層１０２と、透明電極層１０２に対向して設けられ、光を反射する反射電極層１０８と、透明電極層１０２と反射電極層１０８との間に設けられ、透明電極層１０２と反射電極層１０８との間に電圧を印加することにより光を供給する発光層１０６Ｇと、発光層１０６Ｇに正孔を輸送する正孔輸送層１０４と、を有し、発光層１０６Ｇ及び正孔輸送層１０４の少なくとも一方は、発光層１０６Ｇから透明電極層１０２の方向へ供給される光Ｌ１、Ｌ３と、発光層１０６Ｇから反射電極層１０８の方向へ供給される光Ｌ２、Ｌ４との干渉により特定の波長領域の光を強め合うように、層厚Ｄａ、Ｄｂを調節して設けられる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に透明な透明電極層と、
前記透明電極層に対向して設けられ、光を反射する反射電極層と、
前記透明電極層と前記反射電極層との間に設けられ、前記透明電極層と前記反射電極層との間に電圧を印加することにより光を供給する発光層と、
前記発光層に正孔を輸送する正孔輸送層と、を有し、
前記発光層及び前記正孔輸送層の少なくとも一方は、前記発光層から前記透明電極層の方向へ供給される光と、前記発光層から前記反射電極層の方向へ供給される光との干渉により特定の波長領域の光を強め合うように、層厚を調節して設けられることを特徴とする電界発光素子。
【請求項２】
前記発光層及び前記正孔輸送層は、それぞれの形成材料を吐出成膜することで形成され、かつ、前記形成材料の吐出量を変化させることで前記層厚を調節することを特徴とする請求項１に記載の電界発光素子。
【請求項３】
基板の上に、前記透明電極層、前記正孔輸送層、前記発光層及び前記反射電極層が順次積層され、前記発光層からの光を前記基板の方向へ射出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電界発光素子。
【請求項４】
前記発光層の前記層厚をＤａ、前記反射電極層での反射による光の位相シフト量をφａ（ラジアン）、前記特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍａ、とすると、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項３に記載の電界発光素子。
Ｄａ＝λ｛ｍａ−φａ／（２π）｝／２
【請求項５】
前記正孔輸送層の前記層厚をＤｂ、前記透明電極層と前記正孔輸送層との間の界面での反射による光の位相シフト量をφｂ（ラジアン）、前記特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍｂ、とすると、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項３又は４に記載の電界発光素子。
Ｄｂ＝λ｛ｍｂ−φｂ／（２π）｝／２
【請求項６】
前記発光層に電子を輸送する電子輸送層を有し、
前記反射電極層、前記正孔輸送層、前記発光層、前記電子輸送層及び前記透明電極層が順次積層され、前記発光層からの光を前記透明電極層の方向へ射出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電界発光素子。
【請求項７】
前記正孔輸送層の前記層厚をＤｃ、前記反射電極層での反射による光の位相シフト量をφｃ（ラジアン）、前記特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍｃ、とすると、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項６に記載の電界発光素子。
Ｄｃ＝λ｛ｍｃ−φｃ／（２π）｝／２
【請求項８】
前記正孔輸送層の前記層厚をＤｄ、前記透明電極層と前記電子輸送層との間の界面での反射による光の位相シフト量をφｄ（ラジアン）、前記特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍｄ、とすると、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項６又は７に記載の電界発光素子。
Ｄｄ＝λ｛ｍｄ−φｄ／（２π）｝／２
【請求項９】
前記発光層は、第１色光を供給する第１色光用画素に対応して設けられる第１色光用発光層と、第２色光を供給する第２色光用画素に対応して設けられる第２色光用発光層と、第３色光を供給する第３色光用画素に対応して設けられる第３色光用発光層と、を有し、
前記第１色光用発光層、及び前記第１色光用発光層に対応して設けられる前記正孔輸送層は、前記第１色光を強め合うように前記層厚を調節して設けられ、
前記第２色光用発光層、及び前記第２色光用発光層に対応して設けられる前記正孔輸送層は、前記第２色光を強め合うように前記層厚を調節して設けられ、
前記第３色光用発光層、及び前記第３色光用発光層に対応して設けられる前記正孔輸送層は、前記第３色光を強め合うように前記層厚を調節して設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電界発光素子。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の電界発光素子と、
前記電界発光素子を駆動するトランジスタ部と、を有することを特徴とする表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界発光素子及び表示素子、特に、電界発光素子である有機ＥＬ素子の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界発光素子である有機ＥＬ素子は、有機化合物による蛍光を利用して光を供給する。一般に、有機ＥＬ素子は、無機のＬＥＤ等に比べ、発光スペクトルの半値幅が広くなることが知られている。発光スペクトルの半値幅が広くなると色純度が高い色光を供給することが困難となることから、色再現性の低下や駆動電流の増加を引き起こす場合がある。色純度が高い色光を供給するための技術は、例えば特許文献１〜５に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１３１７４号公報
【特許文献２】特開平６−２８３２７１号公報
【特許文献３】特開平４−３２８２９５号公報
【特許文献４】特開２００１−１０２１７５号公報
【特許文献５】特開２００１−２４４０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び２に提案されている技術は、いずれも反射性の陽極電極と陰極電極とを用いていわゆる光共振器を構成するものである。光共振器は、反射電極間で光を往復させることにより、共振波長の光のみを増幅して取り出すものである。しかし、特許文献１及び特許文献２に開示されている構成によると、特定方向以外の方向では、増幅する光の波長領域がシフトし、発光スペクトルが変化してしまう。このことは、画像の色相や輝度が視野角に依存して変化する原因となり得る。また、光共振器を構成するために、観察者側の電極を半透明反射膜で構成する必要がある。半透過性反射膜として用いられる金属薄膜は、一般に、入射光の一部を吸収して熱に変える性質を有する。このため、金属薄膜を用いる光共振器は、光が金属薄膜に入射するたびに一部の光を吸収して失わせることで輝度の低下を引き起こす場合がある。このような輝度の低下を低減するためには、金属薄膜に代えて誘電体多層膜を用いることが考えられる。誘電体多層膜は、互いに異なる屈折率の部材からなる層を交互に重ねて形成される。誘電体多層膜は、高い精度で多層膜を形成する工程や、多層膜を介して発光層と駆動回路とを導通する工程が必要となる。このように複雑な製造工程が必要になると、歩留まりの低下及びコスト高の原因となる場合がある。
【０００５】
特許文献３、４及び５に提案されている技術は、素子の所定の層の厚さに応じて発光スペクトルを制御するものである。例えば、画素ごとに色光を分担するフルカラーの表示パネルの場合、発光スペクトルを制御するためには、色光に応じて層厚を調節する必要がある。これに対して、特許文献３、４及び５に開示されている構成は、色光ごとに層厚を調節して層を形成することが非常に困難である。また、層厚を調節するための複雑な製造工程が必要になると、歩留まりの低下及びコスト高の原因となる場合がある。このように、従来の有機ＥＬ素子は、色純度が高い色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減し、かつ容易に形成可能な構成とすることが困難であることが問題である。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、色純度が高い色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減し、かつ容易に形成可能な電界発光素子、及びその電界発光素子を用いる表示素子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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、光学的に透明な透明電極層と、透明電極層に対向して設けられ、光を反射する反射電極層と、透明電極層と反射電極層との間に設けられ、透明電極層と反射電極層との間に電圧を印加することにより光を供給する発光層と、発光層に正孔を輸送する正孔輸送層と、を有し、発光層及び正孔輸送層の少なくとも一方は、発光層から透明電極層の方向へ供給される光と、発光層から反射電極層の方向へ供給される光との干渉により特定の波長領域の光を強め合うように、層厚を調節して設けられることを特徴とする電界発光素子を提供することができる。
【０００７】
電界発光素子は、発光層のうち正孔輸送層の近くの位置で光を発生する。発光層は、光の発生位置から、電界発光素子の射出側、及び射出側とは反対側の双方に光を供給する。発光層から電界発光素子の射出側へ供給される光と、発光層から射出側とは反対側へ供給される光とは、重なり合って電界発光素子から射出される。ここで、発光層及び正孔輸送層の少なくとも一方は、発光層から射出側へ供給される光と、発光層から射出側とは反対側へ供給される光とが干渉して特定の波長領域の光を強め合うように層厚が調節される。このようにして電界発光素子は、射出する光のうちの特定の波長領域の光を強め合うことで、色純度が高い色光を供給することができる。
【０００８】
電界発光素子は、発光層及び正孔輸送層の層厚を調節することで特定の波長領域の光を強め合う。電極間で光を共振させる光共振器の構成を取らないことから、画像の色相や輝度の視野角依存を低減することができる。また、例えば画素ごとに駆動を制御する表示パネルにおいて、発光層及び正孔輸送層は、従来の液滴吐出法を用いて画素ごとに容易に形成できる。発光層より陰極側の層、例えば電子注入層や電子輸送層は、従来どおり全面に成膜することで容易に形成することができる。これらから、本発明の電界発光素子は、容易に形成可能な構成とすることができる。これにより、色純度が高い色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減し、かつ容易に形成可能な電界発光素子を得られる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、発光層及び正孔輸送層は、それぞれの形成材料を吐出成膜することで形成され、かつ、形成材料の吐出量を変化させることで層厚を調節することが望ましい。発光層及び正孔輸送層は、画素に対応して分割された領域に液滴吐出法を用いて形成材料を吐出することで形成することができる。液滴吐出法を用いることで、発光層及び正孔輸送層は、形成材料の吐出量によって層厚を容易に調節できる。また、液滴吐出法を用いると、材料の吐出位置も選択可能であるから、所望の位置に所望の層厚の発光層及び正孔輸送層を形成することができる。これにより、特定の波長領域の光を強め合うように層厚が調節された発光層及び正孔輸送層を容易に形成することができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様としては、基板の上に、透明電極層、正孔輸送層、発光層及び反射電極層が順次積層され、発光層からの光を基板の方向へ射出することが望ましい。これにより、色純度が高い色光を供給可能なボトムエミッション方式の電界発光素子を得られる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、発光層の層厚をＤａ、反射電極層での反射による光の位相シフト量をφａ（ラジアン）、特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍａ、とすると、以下の式（１）を満足することが望ましい。
Ｄａ＝λ｛ｍａ−φａ／（２π）｝／２    （１）
【００１２】
電界発光素子において、反射電極層で反射せずそのまま射出する光と、反射電極層で反射してから射出する光とは、重なり合うことで互いに干渉し合う。式（１）により発光層の層厚を調節すると、直接透明電極層の方向へ進行する光と反射電極層で反射した後透明電極層の方向へ進行する光とが重なり合い干渉することで、特定の波長領域の光を強め合う構成にできる。これにより、色純度が高い色光を供給することができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、正孔輸送層の層厚をＤｂ、透明電極層と正孔輸送層との間の界面での反射による光の位相シフト量をφｂ（ラジアン）、特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍｂ、とすると、以下の式（２）を満足することが望ましい。
Ｄｂ＝λ｛ｍｂ−φｂ／（２π）｝／２    （２）
【００１４】
例えば、ボトムエミッション方式の電界発光素子において、正孔輸送層と透明電極層との間の界面で反射せず進行する光と、正孔輸送層と透明電極層との間の界面で反射して進行する光とは、重なり合うことで互いに干渉し合う。式（２）により正孔輸送層の層厚を調節すると、発光層から直接反射電極層の方向に進行する光と、正孔輸送層と透明電極層との間の界面で反射してから反射電極層の方向へ進行する光とが重なり合い干渉することで、特定の波長領域の光を強め合う構成にできる。これにより、色純度が高い色光を供給することができる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様としては、発光層に電子を輸送する電子輸送層を有し、反射電極層、正孔輸送層、発光層、電気輸送層及び透明電極層が順次積層され、発光層からの光を透明電極層の方向へ射出することが望ましい。これにより、色純度が高い色光を供給可能なトップエミッション方式の電界発光素子を得られる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様としては、正孔輸送層の層厚をＤｃ、反射電極層での反射による光の位相シフト量をφｃ（ラジアン）、特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍｃ、とすると、以下の式（３）を満足することが望ましい。
Ｄｃ＝λ｛ｍｃ−φｃ／（２π）｝／２    （３）
【００１７】
電界発光素子において、反射電極層で反射せずそのまま射出する光と、反射電極層で反射してから射出する光とは、重なり合うことで互いに干渉し合う。式（３）により正孔輸送層の層厚を調節すると、直接透明電極層の方向へ進行する光と反射電極層で反射した後透明電極層の方向へ進行する光とが重なり合い干渉することで、特定の波長領域の光を強め合う構成にできる。これにより、色純度が高い色光を供給することができる。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様としては、発光層の層厚をＤｄ、透明電極層と電子輸送層との間の界面での反射による光の位相シフト量をφｄ（ラジアン）、特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍｄ、とすると、以下の式（４）を満足することが望ましい。
Ｄｄ＝λ｛ｍｄ−φｄ／（２π）｝／２    （４）
【００１９】
例えば、トップエミッション方式の電界発光素子において、電子輸送層と透明電極層との間の界面で反射せず進行する光と、電子輸送層と透明電極層との間の界面で反射して進行する光とは、重なり合うことで互いに干渉し合う。式（４）により発光層の層厚を調節すると、発光層から直接反射電極層の方向に進行する光と、電子輸送層と透明電極層との間の界面で反射してから反射電極層の方向へ進行する光とが重なり合い干渉することで、特定の波長領域の光を強め合う構成にできる。これにより、色純度が高い色光を供給することができる。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様としては、発光層は、第１色光を供給する第１色光用画素に対応して設けられる第１色光用発光層と、第２色光を供給する第２色光用画素に対応して設けられる第２色光用発光層と、第３色光を供給する第３色光用画素に対応して設けられる第３色光用発光層と、を有し、第１色光用発光層、及び第１色光用発光層に対応して設けられる正孔輸送層は、第１色光を強め合うように層厚を調節して設けられ、第２色光用発光層、及び第２色光用発光層に対応して設けられる正孔輸送層は、第２色光を強め合うように層厚を調節して設けられ、第３色光用発光層、及び第３色光用発光層に対応して設けられる正孔輸送層は、第３色光を強め合うように層厚を調節して設けられることが望ましい。各色光に応じて層厚を調節することにより、各色光用画素は、対応する色光を強め合うことができる。これにより、対応する色光に応じて高い色純度の光を供給することができる。また、各色光用の電界発光素子が高い色純度の光を供給することで、良好な色再現性を確保することができる。
【００２１】
さらに、本発明によれば、上記の電界発光素子と、電界発光素子を駆動するトランジスタ部と、を有することを特徴とする表示素子を提供することができる。上記の電界発光素子を用いることにより、色純度が高い色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減し、かつ容易に形成可能な表示素子を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施例１に係る表示パネル１００の構成の要部斜視図である。表示パネル１００は、基板１０１と、基板１０１上に形成された有機ＥＬ素子部１０と、有機ＥＬ素子部１０を封止する基板１１１とにより構成されている。電界発光素子である有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ素子部１０のうちトランジスタ部２１及び配線２２が設けられていない領域ＡＲに対応する部分である。有機ＥＬ素子は、画素に対応して、表示パネル１００の基板１０１平面上において略直交する２方向にマトリクス状に配置して構成されている。トランジスタ部２１は、各有機ＥＬ素子に対応して設けられている。表示素子３０は、有機ＥＬ素子とトランジスタ部２１とから構成される部分である。
【００２４】
トランジスタ部２１は、有機ＥＬ素子を駆動する。トランジスタ部２１は、画素ごとに形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）回路である。配線２２は、不図示の外部電源と各トランジスタ部２１とを電気的に接続している。表示パネル１００は、配線２２を用いて各トランジスタ部２１に電気的にアクセスすることで各有機ＥＬ素子を駆動する、いわゆるアクティブマトリクス方式により画像を表示する。
【００２５】
図２は、本発明の実施例１に係る表示パネル１００の構成を示す要部断面図である。表示パネル１００は、Ｒ光ＬＲを供給する有機ＥＬ素子１１０Ｒと、Ｇ光ＬＧを供給する有機ＥＬ素子１１０Ｇと、Ｂ光ＬＢを供給する有機ＥＬ素子１１０Ｂとを有する。有機ＥＬ素子１１０Ｒは、第１色光用発光層であるＲ光用発光層１０６Ｒを有する。Ｒ光用発光層１０６Ｒは、第１色光であるＲ光ＬＲを供給する第１色光用画素に対応して設けられている。
【００２６】
有機ＥＬ素子１１０Ｇは、第２色光用発光層であるＧ光用発光層１０６Ｇを有する。Ｇ光用発光層１０６Ｇは、第２色光であるＧ光ＬＧを供給する第２色光用画素に対応して設けられている。有機ＥＬ素子１１０Ｂは、第３色光用発光層であるＢ光用発光層１０６Ｂを有する。Ｂ光用発光層１０６Ｂは、第３色光であるＢ光ＬＢを供給する第３色光用画素に対応して設けられている。各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂは、透明電極層１０２と反射電極層１０８との間に設けられ、透明電極層１０２と反射電極層１０８との間に電圧を印加することにより光を供給する。
【００２７】
有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、それぞれ各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂからの光を基板１０１の方向へ射出するボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子である。なお、図２は、表示パネル１００の要部として、各有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂが並列する部分の断面構成を示している。有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、それぞれＲ光用画素、Ｇ光用画素、Ｂ光用画素に対応している。
【００２８】
基板１０１は、光学的に透明な部材、例えば硝子や透明樹脂から構成される。基板１０１は、表示パネル１００の射出面を構成する平行平板である。基板１０１の上には、ＴＦＴ層１１２が設けられている。ＴＦＴ層１１２には、トランジスタ部２１及び配線２２が設けられている。図２に示す断面構成では、トランジスタ部２１がＴＦＴ層１１２中に配置された状態を示している。トランジスタ部２１及び配線２２をＴＦＴ層１１２に収めることで、有機ＥＬ素子部１０の土台を平坦にし、有機ＥＬ素子部１０の各層を均一な層厚で形成し易くすることもできる。
【００２９】
ＴＦＴ層１１２の上部は、パッシベーション膜１１３で構成されている。パッシベーション膜１１３は、トランジスタ部２１を外部からの湿気等から保護するために設けられている。パッシベーション膜１１３は、例えばＳｉＮ等の窒化膜で構成できる。ＴＦＴ層１１２は、例えば、色光が透過する位置において１５０ｎｍの層厚となるように設けられている。ＴＦＴ層１１２を構成する部材の、約５４０ｎｍの波長の光についての屈折率は、例えば約１．９である。ＴＦＴ層１１２の上には、バンク１１４が設けられている。バンク１１４は、画素に対応して有機ＥＬ素子部１０を有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに分割している。
【００３０】
図３は、有機ＥＬ素子１１０Ｇの概略構成を示す。本発明において、各有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、特徴的部分について同様の構成を有する。従って、本実施例では、主に有機ＥＬ素子１１０Ｇの構成を例として説明を行うものとする。基板１０１の上には、ＴＦＴ層１１２、透明電極層１０２、正孔輸送層１０４、Ｇ光用発光層１０６Ｇ、及び反射電極層１０８が順次積層されている。透明電極層１０２は、画素に対応してバンク１１４どうしの間に設けられている。透明電極層１０２は、光学的に透明な部材から構成される陽極電極である。透明電極層１０２は、例えば金属酸化物であるＩＴＯやＩＺＯにより構成することができる。
【００３１】
透明電極層１０２は、例えば５０ｎｍの層厚で設けられる。また、透明電極層１０２として用いられるＩＴＯの、約５４０ｎｍの波長の光についての屈折率は、ＴＦＴ層１１２の屈折率と略同じの約１．９である。透明電極層１０２は、トランジスタ部２１と電気的に接続されている。透明電極層１０２の上の正孔輸送層１０４は、透明電極層１０２からの正孔を輸送してＧ光用発光層１０６Ｇに注入する。正孔輸送層１０４としては、例えば３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を用いることができる。
【００３２】
正孔輸送層１０４の上のＧ光用発光層１０６Ｇは、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）で構成できる。Ｇ光用発光層１０６Ｇは、ＰＰＶのほか、ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン色素、その他ベンゼン誘導体に可溶な低分子有機ＥＬ材料、高分子有機ＥＬ材料で構成しても良い。正孔輸送層１０４及びＧ光用発光層１０６Ｇの、約５４０ｎｍの波長の光についての屈折率は、いずれも約１．６で略同じである。正孔輸送層１０４及びＧ光用発光層１０６Ｇの層厚については、後述する。
【００３３】
反射電極層１０８は、金属層２２３を有する陰極電極である。反射電極層１０８は、画素ごとに分割されず表示パネル１００の一面に設けられている。反射電極層１０８は、正孔輸送層１０４及び発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂを介して透明電極層１０２に対向して設けられている。反射電極層１０８の金属層２２３は、例えばアルミニウムで構成できる。また、反射電極層１０８は、Ｇ光用発光層１０６の側に、電子注入層であるフッ化リチウム層２２１及びカルシウム層２２２を有する。例えば、フッ化リチウム層２２１は２ｎｍ、カルシウム層２２２は２０ｎｍの層厚で形成されている。
【００３４】
Ｇ光用発光層１０６Ｇから反射電極層１０８の方向へ進行するＧ光は、主にフッ化リチウム層２２１及びカルシウム層２２２を透過して金属層２２３で反射する。厳密には、反射電極層１０８の方向へ進行するＧ光のうち一部の僅かな光は、Ｇ光用発光層１０６Ｇとフッ化リチウム層２２１との界面、及びフッ化リチウム層２２１とカルシウム層２２２との界面でも反射している。反射電極層１０８は、Ｇ光用発光層１０６Ｇから反射電極層１０８の方向へ進行するＧ光を反射する。なお、反射電極層１０８は、フッ化リチウム層２２１、カルシウム層２２２及び金属層２２３のいずれも画素に分割されず表示パネル１００の一面に形成されている。反射電極層１０８の上には、封止層１１６及び基板１１１が設けられている。封止層１１６及び基板１１１は、封止層１１６と基板１０１との間の各構成を封止している。
【００３５】
反射電極層１０８は、不図示の外部電源と電気的に接続されている。有機ＥＬ素子１１０Ｇは、透明電極層１０２及び反射電極層１０８を介して外部電源と接続されている。外部電源からの電圧は、トランジスタ部２１の駆動に応じて透明電極層１０２と反射電極層１０８との間に印加される。透明電極層１０２と反射電極層１０８との間に電圧が印加されると、正孔輸送層１０４は、透明電極層１０２からの正孔をＧ光用発光層１０６Ｇに注入する。また、反射電極層１０８は、電子注入層であるフッ化リチウム層２２１及びカルシウム層２２２の作用によって電子をＧ光用発光層１０６Ｇに注入する。このとき、電子のほうが正孔より容易に移動可能であることから、電子と正孔とは、Ｇ光用発光層１０６Ｇのうち正孔輸送層１０４側の位置で結合する。
【００３６】
Ｇ光用発光層１０６Ｇで電子と正孔とが結合すると、Ｇ光用発光層１０６Ｇの蛍光物質は、正孔と電子とが結合するときに生じるエネルギーによって励起される。そして、Ｇ光用発光層１０６Ｇの蛍光物質は、励起状態から基底状態に戻るときに発光現象を起こす。このとき蛍光物質は、Ｇ光の領域にピーク波長を有するスペクトルの光を発生する。このようにして、Ｇ光用発光層１０６ＧはＧ光を発生する。なお、有機ＥＬ素子１１０Ｒ及び有機ＥＬ素子１１０Ｂについても、構成及び発光メカニズムは有機ＥＬ素子１１０Ｇの場合と同様である。有機ＥＬ素子１１０ＲのＲ光用発光層１０６Ｒは、Ｒ光の領域にピーク波長を有する発光スペクトルの蛍光物質を有する。また、有機ＥＬ素子１１０ＢのＢ光用発光層１０６Ｂは、Ｂ光の領域にピーク波長を有する発光スペクトルの蛍光物質を有する。
【００３７】
図４は、有機ＥＬ素子１１０ＧにおけるＧ光用発光層１０６ＧからのＧ光の振舞いを説明するものである。上述のように、透明電極層１０２と反射電極層１０８との間に電圧を印加すると、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、Ｇ光用発光層１０６Ｇのうち正孔輸送層１０４側の位置でＧ光を発生する。Ｇ光用発光層１０６Ｇは、Ｇ光の発生位置から全方向へＧ光を放射する。Ｇ光用発光層１０６Ｇで発生したＧ光は、透明電極層１０２側の方向、及び反射電極層１０８の方向へ進行する。
【００３８】
Ｇ光用発光層１０６Ｇから直接透明電極層１０２の方向へ進行するＧ光Ｌ１と、反射電極層１０８で反射してから透明電極層１０２の方向へ進行するＧ光Ｌ２とについて説明する。Ｇ光Ｌ１は、Ｇ光用発光層１０６Ｇから透明電極層１０２の方向へ供給され、そのまま各層を透過して基板１０１から射出する。Ｇ光Ｌ２は、Ｇ光用発光層１０６Ｇから反射電極層１０８の方向へ供給され、反射電極層１０８で透明電極層１０２の方向へ反射する。そして、反射電極層１０８で反射したＧ光Ｌ２は、各層を透過して基板１０１から射出する。
【００３９】
ここで、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、式（１）を満足するように構成される。
Ｄａ＝λ｛ｍａ−φａ／（２π）｝／２    （１）
Ｄａは、Ｇ光用発光層１０６Ｇの層厚を示す。φａは、反射電極層１０８での反射によるＧ光の位相シフト量（ラジアン）である。また、λは有機ＥＬ素子１１０Ｇから供給されるＧ光のピーク波長、ｍａは任意の整数である。式（１）を満足するようにＧ光用発光層１０６Ｇの層厚Ｄａを調節すると、Ｇ光Ｌ１とＧ光Ｌ２とが重なり合い干渉することで波長λのＧ光を強め合う。従って、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、式（１）を満足することで波長λに大きな強度を有するスペクトルのＧ光を供給することができる。
【００４０】
反射電極層１０８に入射する光の多くは、金属層２２３とカルシウム層２２２（図２参照）との界面で反射する。厳密には、反射電極層１０８に入射する光のうち一部の僅かな光は、金属層２２３及びカルシウム層２２２の界面以外の界面においても反射する。各層が所定の層厚で設けられる多層構造物に光を入射する場合、例えば有効フレネル係数法や特性行列法を用いることで、多重反射と干渉とを加味した位相シフト量を算出することが可能である。このため、式（１）の適用については、位相シフト量φａとして、反射電極層１０８における多重反射と干渉とを加味した数値を用いることで、反射電極層１０８が１つの界面を構成するものと擬制することができる。
【００４１】
次に、Ｇ光Ｌ２と同様にして反射電極層１０８で反射するＧ光Ｌ４と、正孔輸送層１０４と透明電極層１０２との間の界面で反射してから反射電極層１０８の方向へ進行するＧ光Ｌ３とについて説明する。Ｇ光Ｌ４は、Ｇ光用発光層１０６Ｇから反射電極層１０８の方向へ供給された後、反射電極層１０８で透明電極層１０２の方向へ反射する。Ｇ光Ｌ３は、Ｇ光用発光層１０６Ｇから透明電極層１０２の方向へ供給された後、透明電極層１０２と正孔輸送層１０４との間の界面で反射する。透明電極層１０２の界面で反射したＧ光Ｌ３は、反射電極層１０８の方向へ進行して、反射電極層１０８で透明電極層１０２の方向へ反射する。
【００４２】
ここで、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、式（２）を満足するように構成される。
Ｄｂ＝λ｛ｍｂ−φｂ／（２π）｝／２    （２）
Ｄｂは、正孔輸送層１０４の層厚を示す。φｂは、透明電極層１０２と正孔輸送層１０４との間の界面での反射によるＧ光の位相シフト量（ラジアン）である。また、λは有機ＥＬ素子１１０Ｇから供給されるＧ光のピーク波長、ｍｂは任意の整数である。式（２）を満足するように正孔輸送層１０４の層厚Ｄｂを調節すると、Ｇ光Ｌ４とＧ光Ｌ３とが重なり合い干渉することで波長λのＧ光を強め合う。
【００４３】
従って、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、式（２）を満足することで波長λに大きな強度を有するスペクトルのＧ光を供給することができる。また、上記の式（１）と同様に、式（２）の適用について、位相シフト量φｂとして、正孔輸送層１０４及び透明電極層１０２の界面と、他の界面、例えば透明電極層１０２及びＴＦＴ層１１２の界面とにおける多重反射及び干渉を加味した数値を用いることができる。
【００４４】
なお、式（２）において、φｂ／（２π）は、一般的な値として１／２としても良い。従って、正孔輸送層１０４の層厚Ｄｂは、位相シフト量φｂをパラメータとして用いず、以下の式（５）で求めても良い。
Ｄｂ＝λ｛ｍｂ−１／２｝／２    （５）
【００４５】
例えば波長λを５４０ｎｍ付近とする場合を考える。上記の式（１）において整数ｍａとして任意の整数を代入することで、Ｇ光用発光層１０６Ｇの層厚Ｄａは、さまざまな値をとり得る。本実施例の電界発光素子の発光層は、上記の式（１）を用いて求められた最小の層厚で設けられている。例えば、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、Ｇ光用発光層１０６Ｇの層厚Ｄａを５５ｎｍと設定することができる。また、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、上記の式（２）により、正孔輸送層１０４の層厚Ｄｂを８０ｎｍと設定することができる。このようにして、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、第２色光であるＧ光を強め合うように、Ｇ光用発光層１０６Ｇ、及びＧ色光用発光層１０６Ｇに対応して設けられる正孔輸送層１０４の層厚Ｄａ、Ｄｂを調節して設けることができる。
【００４６】
有機ＥＬ素子１１０Ｇと同様に、有機ＥＬ素子１１０Ｂは、例えば波長λを４６０ｎｍ付近とすると、Ｂ光用発光層１０６Ｂの層厚Ｄａを３０ｎｍ、正孔輸送層１０４の層厚Ｄｂを８０ｎｍと設定できる。このようにして、有機ＥＬ素子１１０Ｂは、第３色光であるＢ光を強め合うように、Ｂ光用発光層１０６Ｂ、及びＢ色光用発光層１０６Ｂに対応して設けられる正孔輸送層１０４の層厚Ｄａ、Ｄｂを調節して設けることができる。また、有機ＥＬ素子１１０Ｒについても同様にしてＲ光用発光層１０６Ｒ、正孔輸送層１０４の層厚Ｄａ、Ｄｂを設定できる。有機ＥＬ素子１１０Ｒは、第１色光であるＲ光を強め合うように、Ｒ光用発光層１０６Ｒ、及びＲ光用発光層１０６Ｒに対応して設けられる正孔輸送層１０４の層厚Ｄａ、Ｄｂを調節して設けることができる。
【００４７】
図５は、有機ＥＬ素子１１０Ｇについて、Ｇ光用発光層１０６Ｇの層厚及び正孔輸送層１０４の層厚を調節することによる干渉効果を説明するものである。図５に示すグラフは、有機ＥＬ素子１１０Ｇの射出光について干渉効果を加味する場合と、干渉効果が無い場合との強度比（ゲイン）を示している。図６は、有機ＥＬ素子１１０Ｂについて、Ｂ光用発光層１０６Ｂの層厚及び正孔輸送層１０４の層厚を調節することによる干渉効果を説明するものである。図６に示すグラフは、有機ＥＬ素子１１０Ｂの射出光について干渉効果を加味する場合と、干渉効果が無い場合との強度比（ゲイン）を示している。図５及び図６は、任意単位の強度比を縦軸に、ｎｍ単位の波長を横軸にとって示している。
【００４８】
図７は、有機ＥＬ素子１１０Ｇが供給する光のスペクトルを示す。Ｇ光用発光層１０６Ｇ及び正孔輸送層１０４の層厚を調節していない場合、有機ＥＬ素子１１０Ｇの発光スペクトルＩＧｂは、破線で示すように広い波長幅においてブロードに分布している。これに対して、上述のようにＧ光用発光層１０６Ｇ及び正孔輸送層１０４の層厚を調節した場合、有機ＥＬ素子１１０Ｇの発光スペクトルＩＧａは、ピークの波長領域の光の強度が大きい分布を示す。Ｇ光の強度が大きいスペクトル分布により、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、高純度なＧ光を供給することができる。
【００４９】
図８は、有機ＥＬ素子１１０Ｂが供給する光のスペクトルを示す。Ｂ光用発光層１０６Ｂ及び正孔輸送層１０４の層厚を調節していない場合、有機ＥＬ素子１１０Ｂの発光スペクトルＩＢｂは、破線で示すように広い波長幅においてブロードに分布している。これに対して、上述のようにＢ光用発光層１０６Ｂ及び正孔輸送層１０４の層厚を調節した場合、有機ＥＬ素子１１０Ｂの発光スペクトルＩＢａは、ピーク波長における強度が大きい分布を示す。Ｂ光の強度が大きいスペクトル分布により、有機ＥＬ素子１１０Ｂは、高純度なＢ光を供給することができる。有機ＥＬ素子１１０ＲもＧ光及びＢ光と同様に、高純度なＲ光を供給することが可能である。このように、各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ及び正孔輸送層１０４の層厚を調節することにより、特定の波長領域の光をそれぞれ供給可能な構成にできる。
【００５０】
図４に戻って、有機ＥＬ素子１１０Ｇで発生したＧ光は、有機ＥＬ素子１１０Ｇを構成する各層の界面で反射する。各層の界面で反射する光のうち最も光量が多いのは、反射電極層１０８で反射する光である。このため、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、反射電極層１０８で反射する光Ｌ１と反射しない光Ｌ２とによる干渉の影響を最も受ける。そこで、Ｇ光の波長領域に大きな強度を有するスペクトルのＧ光を供給することで、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、純度が高いＧ光を供給することができる。
【００５１】
上述のように、約５４０ｎｍの波長の光について、正孔輸送層１０４は、屈折率１．９の透明電極層１０２より小さい屈折率１．６を有する。正孔輸送層１０４と透明電極層１０２との界面は、他の界面に比較して大きく屈折率が異なっている。このため、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、反射電極層１０８で反射する光に次いで大きい光量の光が正孔輸送層１０４及び透明電極層１０２の界面で反射することが考えられる。有機ＥＬ素子１１０Ｇは、正孔輸送層１０４及び透明電極層１０２の界面で反射する光Ｌ３と反射しない光Ｌ４とによる干渉の影響も受ける場合がある。そこで、Ｇ光の波長領域に大きな強度を有するスペクトルのＧ光を供給することで、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、純度が高いＧ光を供給することができる。
【００５２】
従来の電界発光素子において、ブロードな発光スペクトルを制御するために光共振器の構成を備えるものがある。光共振器は、２つの電極を反射性部材で形成することで構成することができる。光共振器を有する電界発光素子は、２つの電極間で反射を繰り返すことで所定の波長領域の光の強度を強め合う。そして、強度が大きくなった所定の波長領域の光のみが半透過性反射膜を透過することで、発光スペクトルを制御することができる。光共振器を用いる場合、表示パネルの表示面に対して略垂直な方向から離れるに従って、強め合う光の波長領域がシフトしてしまう場合がある。このことは、表示パネルにおいて画像の色相や輝度が視野角に依存して変化する原因となり得る。特に、有機ＥＬパネルは、自発光素子を用いる構成であるため従来の液晶素子より視野角を広くできる特性を持つ。有機ＥＬ素子については、視野角に関わらず画像を観察できる特性を生かせる技術が求められる。
【００５３】
本発明の電界発光素子は、２つの電極のうちの一方に透明電極層１０２を用いている。光共振器の構成を取らないことから、表示パネル１００は、画像の色相や輝度の視野角依存を低減することができる。また、表示パネル１００において、各発光層及び正孔輸送層１０４は、従来の液滴吐出法を用いて画素ごとに容易に形成できる。さらに、各発光層より陰極側の層、例えば電子輸送層であるフッ化リチウム層２２１やカルシウム層２２２等は、従来どおり全面に成膜することで容易に形成することができる。
【００５４】
本発明の電界発光素子は、従来の有機ＥＬパネルの製造工程に無い複雑な製造工程を多用する必要が無く、従来の製造工程を応用して容易に形成可能な構成とすることができる。これにより、色純度が高い色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減し、かつ容易に形成することができるという効果を奏する。電界発光素子により高い色純度の色光を供給することで、低い駆動電流によっても良好な色再現性を確保することが可能となる。このため、さらに表示素子の消費電力を低減することができる。また、表示素子の消費電力を低減することにより、表示素子の寿命の長期化、及び表示パネル１００の信頼性の向上を図ることもできる。
【００５５】
なお、本実施例の有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、各発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂと正孔輸送層１０４との双方について層厚を調節している。各有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、各発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ及び正孔輸送層１０４の少なくとも一方について層厚を調節しても良い。また、表示パネル１００は、有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂについて層厚を調節する場合に限らず、少なくとも有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂのいずれか１つについて層厚を調節することとしても良い。特に、Ｒ光は、Ｇ光及びＢ光に比較して色相の変化の影響が小さい場合がある。そのため、表示パネル１００は、有機ＥＬ素子１１０Ｇ及び有機ＥＬ素子１１０Ｂについてのみ層厚を調節することとしても良い。
【００５６】
次に、図９−１〜図９−５を用いて、表示パネル１００の製造方法を説明する。まず、図９−１に示す基板１０１に、トランジスタ部２１及び配線２２と、ＴＦＴ層１１２とを形成する。ＴＦＴ層１１２は、例えば蒸着法により成膜することができる。次に、ＴＦＴ層１１２の上に、画素に対応する所定のパターンで透明電極層１０２を形成する。透明電極層１０２は、蒸着法等によりＩＴＯ等を一面に成膜した後、パターニングして形成する。そして、透明電極層１０２どうしの間にバンク１１４を形成する。バンク１１４は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等を溶媒に溶解した後、スピンコート、ディップコート等によりＴＦＴ層１１２及び透明電極層１０２の上の全面に溶液を塗布して形成する。その後、形成された樹脂層をフォトリソグラフィ等でエッチングすることにより、所定の位置にバンク１１４が形成される。バンク１１４は、透明電極層１０２の上に凹部９０１を構成する。
【００５７】
次に、図９−１に示す構成に、Ｏ2プラズマ処理及びＣＦ4プラズマ処理を連続して施す。Ｏ2プラズマ処理により、透明電極層１０２及びバンク１１４の露出面は、全面に水酸基が付与されることで親インク性となる。また、ＣＦ4プラズマ処理により、バンク１１４は、水酸基がフッ素基で置換されて撥インク性となる。その後、プラズマ処理により加熱された基板１０１を室温にまで冷却する。ここで正孔輸送層１０４の形成を行う管理温度にまで基板１０１を冷却することにより、後述する正孔輸送層１０４の層厚を正確に制御することができる。
【００５８】
次に、インクジェット法等の液滴吐出法により、凹部９０１に正孔輸送層１０４を形成する。正孔輸送層１０４の形成材料９１１は、図９−２に示すように液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）９１０を用いて凹部９０１内に選択的に吐出できる。正孔輸送層１０４の形成材料９１１は、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）９１０により、正孔輸送層１０４が所望の層厚となるように吐出量が制御されている。
【００５９】
有機ＥＬ素子１１０Ｒを形成する位置の凹部９０１内に吐出する正孔輸送層１０４の形成材料は、有機ＥＬ素子１１０Ｒに適した所望の層厚となるように量を調節する。そして、有機ＥＬ素子１１０Ｒ用に調節された量の正孔輸送層１０４の形成材料は、有機ＥＬ素子１１０Ｒを形成する位置の凹部９０１内に選択的に吐出する。有機ＥＬ素子１１０Ｇ、１１０Ｂに形成する正孔輸送層１０４の形成材料についても、有機ＥＬ素子１１０Ｒの場合と同様に量を調節して吐出する。各有機ＥＬ素子について正孔輸送層１０４の形成材料９１１を吐出した後、正孔輸送層１０４の形成材料９１１を乾燥及びベイクして、図９−３に示す正孔輸送層１０４を形成する。
【００６０】
続いて、インクジェット法等の液滴吐出法により、凹部９０１内の正孔輸送層１０４の上に各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂを形成する。例えば、Ｒ光用発光層１０６Ｒの形成材料９１２Ｒは、図９−４に示すように、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）９１０を用いて有機ＥＬ素子１１０Ｒの形成箇所の凹部９０１内に選択的に吐出できる。Ｇ光用発光層１０６Ｇの形成材料及びＢ光用発光層１０６Ｂの形成材料についても、Ｒ光用発光層１０６Ｒの形成材料９１２Ｒと同様に吐出する。
【００６１】
さらに、各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの形成材料は、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）９１０によりそれぞれ所望の層厚となるように吐出量が制御されている。凹部９０１内に各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの形成材料を吐出した後、乾燥及びベイクにより各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂを形成する。
【００６２】
このように、各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ及び正孔輸送層１０４は、形成材料を吐出成膜することで形成され、かつ、形成材料の吐出量を変化させることで層厚を調節する。液滴吐出法によれば、正孔輸送層１０４の形成材料及び各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの形成材料を、それぞれ所望の位置に打ち分けることができる。さらに、液滴吐出法を用いることで、所望の層厚の正孔輸送層１０４及び各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂを容易に形成することができる。
【００６３】
次に、図９−５に示すように、バンク１１４及び各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの上の全面に反射電極層１０８を形成する。反射電極層１０８を構成するフッ化リチウム層２２１、カルシウム層２２２、及び金属層２２３は、例えば蒸着法によって形成できる。最後に、反射電極層１０８の上に熱硬化樹脂又は紫外線硬化樹脂からなる封止材を塗布して封止層１１６を形成する。さらに、封止層１１６の上に基板１１１を重ねて封止層１１６を硬化させる。これにより、表示パネル１００を得ることができる。
【００６４】
（変形例）
図１０は、実施例１の変形例に係る電界発光素子である有機ＥＬ素子１０１０Ｇの概略構成を示す。上記の有機ＥＬ素子は、発光層の層厚Ｄａが上記の式（１）で算出される最小値で設定されている。これに対して、本変形例の有機ＥＬ素子は、上記の有機ＥＬ素子に次いで小さい層厚で設けられた発光層を有する。有機ＥＬ素子１０１０Ｇに設けられたＧ光用発光層１００６Ｇの層厚Ｄａは、上記の式（１）で算出される２番目に小さい層厚として２００ｎｍに設定することができる。正孔輸送層１０４の層厚Ｄｂは、上記の有機ＥＬ素子１１０Ｇと同様に８０ｎｍに設定できる。
【００６５】
有機ＥＬ素子１０１０Ｇと同様に、Ｂ光用の有機ＥＬ素子は、Ｂ光用発光層の層厚を１５０ｎｍ、正孔輸送層１０４の層厚を８０ｎｍと設定できる。本変形例の有機ＥＬ素子は、各発光層の層厚に対応して、上記のバンク１１４より高いバンク１０１４が設けられている。本変形例の場合も、有機ＥＬ素子は、高純度な色光を供給することができる。なお、本実施例の有機ＥＬ素子により得られるスペクトルは、図５及び図６に示すように、可視光域に１つのピークを有する。有機ＥＬ素子は、本変形例で説明する発光層の層厚以上の層厚で発光層を設けると、可視光域の異なる波長領域に複数のピークを生じてしまう。この場合、所望の波長領域以外の波長領域の光が強くなる場合がある。従って、発光層は、本実施例及び本変形例で説明する層厚で設けることが望ましい。
【実施例２】
【００６６】
図１１は、本発明の実施例２に係る表示パネル１１００の要部断面図を示す。本実施例の表示パネル１１００は、透明電極層１１０２側に光を供給するトップエミッション方式の電界発光素子を有する。上記実施例１の表示パネル１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。表示パネル１１００は、Ｒ光ＬＲを供給する電界発光素子である有機ＥＬ素子１１１０Ｒと、Ｇ光ＬＧを供給する電界発光素子である有機ＥＬ素子１１１０Ｇと、Ｂ光ＬＢを供給する電界発光素子である有機ＥＬ素子１１１０Ｂとを有する。
【００６７】
有機ＥＬ素子１１１０Ｒ、１１１０Ｇ、１１１０Ｂは、それぞれＲ光用発光層１１０６Ｒ、Ｇ光用発光層１１０６Ｇ、Ｂ光用発光層１１０６Ｂを有する。各色光用発光層１１０６Ｒ、１１０６Ｇ、１１０６Ｂの構成は、上記実施例１の発光層と同様である。本実施例の表示パネル１１０は、上記実施例と同様に、画素に対応して有機ＥＬ素子部１１を有機ＥＬ素子１１１０Ｒ、１１１０Ｇ、１１１０Ｂに分割している。
【００６８】
バンク１１１４の下には、不図示のトランジスタ部が設けられている。各有機ＥＬ素子１１１０Ｒ、１０１０Ｇ、１０１０Ｂは、バンク１１１４により仕切られた領域に、下から反射電極層１１０８、ＩＴＯ層１１０７、正孔輸送層１１０４、及び発光層が順に積層されている。反射電極層１１０８は、反射性の金属部材、例えばアルミニウムにより構成された陽極電極である。反射電極層１１０８は、例えば２００ｎｍ以上の層厚で設けることができる。反射電極層１１０８は、トランジスタ部と電気的に接続されている。ＩＴＯ層１１０７は、正孔輸送層１１０４による正孔の注入を効率良く行うために設けられる。ＩＴＯ層１１０７は、例えば３０ｎｍの層厚で設けることができる。
【００６９】
バンク１１１４及び各色光用発光層１１０６Ｒ、１１０６Ｇ、１１０６Ｂの上の一面には、電子輸送層１１０３が設けられている。電子輸送層１１０３は、陰極電極である透明電極層１１０２からの電子を輸送して各色光用発光層１１０６Ｒ、１１０６Ｇ、１１０６Ｂに注入する。電子輸送層１１０３は、例えばバソキュプロイン（ＢＣＰ）及びセシウム（Ｃｓ）を共蒸着して形成することができる。電子輸送層１１０３の層厚は、例えば２０ｎｍである。
【００７０】
電子輸送層１１０３の上には、陰極電極である透明電極層１１０２及び基板１１０１が設けられている。透明電極層１１０２は、上記実施例１の透明電極層１０２と同様に、ＩＴＯやＩＺＯにより構成することができる。透明電極層１１０２は、例えば１００ｎｍの層厚で設けられている。基板１１０１は、光学的に透明な硝子や樹脂から構成される。有機ＥＬ素子１１１０Ｒ、１１１０Ｇ、１１１０Ｂは、それぞれ各色光用発光層１１０６Ｒ、１１０６Ｇ、１１０６Ｂからの光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを、透明電極層１１０２の方向にある基板１１０１から射出する。透明電極層１１０２は、不図示の外部電極と電気的に接続されている。
【００７１】
各有機ＥＬ素子１１１０Ｒ、１１１０Ｇ、１１１０Ｂの代表例として、Ｂ光用の有機ＥＬ素子１１１０Ｂの構成について説明する。図１２は、有機ＥＬ素子１１１０Ｂの概略構成を示す。反射電極層１１０８と透明電極層１１０２との間に電圧を印加すると、有機ＥＬ素子１１１０Ｂは、Ｂ光用発光層１１０６Ｂのうち正孔輸送層１１０４側の位置でＢ光を発生する。Ｂ光用発光層１１０６Ｂで発生したＢ光は、透明電極層１１０２側の方向、及び反射電極層１１０８の方向へ進行する。
【００７２】
Ｂ光用発光層１１０６Ｂから直接透明電極層１１０２の方向へ進行するＢ光Ｌ５と、反射電極層１１０８で反射してから透明電極層１１０２の方向へ進行するＢ光Ｌ６とについて説明する。Ｂ光Ｌ５は、Ｂ光用発光層１１０６Ｂから透明電極層１１０２の方向へ供給され、そのまま各層を透過して基板１１０１から射出する。Ｂ光Ｌ６は、Ｂ光用発光層１００６Ｂから反射電極層１００８の方向へ供給され、反射電極層１００８で透明電極層１１０２の方向へ反射する。そして、反射電極層１１０８で反射したＢ光Ｌ６は、各層を透過して基板１１０１から射出する。
【００７３】
ここで、有機ＥＬ素子１１１０Ｂは、式（３）を満足するように構成される。
Ｄｃ＝λ｛ｍｃ−φｃ／（２π）｝／２    （３）
Ｄｃは、正孔輸送層１１０４の層厚を示す。φｃは、反射電極層１１０８での反射によるＢ光の位相シフト量（ラジアン）である。また、λは有機ＥＬ素子１１１０Ｂから供給するＢ光のピーク波長、ｍｃは任意の整数である。
【００７４】
式（３）を満足するように正孔輸送層１１０４の層厚Ｄｃを調節すると、Ｂ光Ｌ５とＢ光Ｌ６とが重なり合い干渉することで波長λのＢ光を強め合う。従って、有機ＥＬ素子１１１０Ｇは、式（３）を満足することで波長λに大きな強度を有するスペクトルのＧ光を供給することができる。式（３）の適用について、位相シフト量φｃとして、ＩＴＯ層１１０７及び反射電極層１１０８の界面と、他の界面、例えばＩＴＯ層１１０７及び正孔輸送層１１０４の界面とにおける多重反射及び干渉を加味した数値を用いることができる。
【００７５】
なお、式（３）において、φｃ／（２π）は、一般的な値として１／２としても良い。従って、正孔輸送層１１０４の層厚Ｄｃは、位相シフト量φｃをパラメータとせず、以下の式（６）で求めても良い。
Ｄｃ＝λ｛ｍｃ−１／２｝／２    （６）
【００７６】
次に、Ｂ光Ｌ６と同様にして反射電極層１１０８で反射するＢ光Ｌ７と、電子輸送層１１０３と透明電極層１１０２との間の界面で反射してから反射電極層１１０８の方向へ進行するＢ光Ｌ８とについて説明する。Ｂ光Ｌ７は、Ｂ光用発光層１１０６Ｂから反射電極層１１０８の方向へ供給された後、反射電極層１１０８で透明電極層１１０２の方向へ反射する。Ｂ光Ｌ８は、Ｂ光用発光層１１０６Ｂから透明電極層１１０２の方向へ供給された後、透明電極層１１０２と正孔輸送層１１０４との間の界面で反射する。透明電極層１１０２の界面で反射したＢ光Ｌ７は、反射電極層１１０８の方向へ進行して、反射電極層１１０８で透明電極層１１０２の方向へ反射する。
【００７７】
ここで、有機ＥＬ素子１１１０Ｂは、式（４）を満足するように構成される。
Ｄｄ＝λ｛ｍｄ−φｄ／（２π）｝／２    （４）
Ｄｄは、Ｂ光用発光層１１０６Ｂの層厚を示す。φｄは、透明電極層１１０８と電子輸送層１１０３との間の界面での反射によるＢ光の位相シフト量（ラジアン）である。λは有機ＥＬ素子１１１０Ｂから供給するＢ光のピーク波長、ｍｄは任意の整数である。
【００７８】
式（４）を満足するようにＢ光用発光層１１０６Ｂの層厚Ｄｄを調節すると、Ｂ光Ｌ７とＢ光Ｌ８とが重なり合い干渉することで波長λのＢ光を強め合う。従って、有機ＥＬ素子１１１０Ｂは、式（４）を満足することで波長λに大きな強度を有するスペクトルのＢ光を供給することができる。式（４）の適用について、位相シフト量φｄとして、電子輸送層１１０３及び透明電極層１１０２の界面と、他の界面、例えば電子輸送層１１０３及び発光層１１０６Ｂの界面とにおける多重反射及び干渉を加味した数値を用いることができる。
【００７９】
本実施例の有機ＥＬ素子１１１０Ｂは、上記の式（３）により、正孔輸送層１１０４の層厚Ｄｃを１２０ｎｍと設定することができる。また、有機ＥＬ素子１１１０Ｂは、上記の式（４）により、Ｂ光用発光層１１０６Ｂの層厚Ｄｄを７０ｎｍと設定できる。このようにして、有機ＥＬ素子１１１０Ｂは、Ｂ光を強め合うように、Ｂ光用発光層１１０６Ｂ、及びＢ光用発光層１１０６Ｇに対応して設けられる正孔輸送層１１０４の層厚Ｄｄ、Ｄｃを調節して設けることができる。
【００８０】
図１３は、有機ＥＬ素子１１１０Ｂが供給するＢ光のスペクトルを示す。Ｂ光用発光層１１０６Ｂ及び正孔輸送層１１０４の層厚を調節していない場合、有機ＥＬ素子１１１０Ｂの発光スペクトルＩＢｄは、破線で示すように広い波長幅においてブロードに分布している。これに対して、上述のようにＢ光用発光層１１０６Ｂ及び正孔輸送層１１０４の層厚を調節した場合、有機ＥＬ素子１１１０Ｂの発光スペクトルＩＢｃは、ピークの波長領域の光の強度が大きい分布を示す。Ｂ光の強度が大きいスペクトル分布により、有機ＥＬ素子１１１０Ｂは、高純度なＢ光を供給することができる。
【００８１】
有機ＥＬ素子１１１０Ｂと同様にして、有機ＥＬ素子１１１０Ｒ及び有機ＥＬ素子１１１０Ｇについても発光層及び正孔輸送層１１０４の層厚Ｄｄ、Ｄｃを調節することにより高純度なＲ光、Ｇ光を供給することができる。また、画像の色相や輝度の視野角依存を低減できること、及び容易に形成できることは、上記実施例１と同様である。これにより、上記実施例１と同様に、色純度が高い色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減し、かつ容易に形成することができるという効果を奏する。
【００８２】
本発明に係る電界発光素子は、電子機器の表示パネルに適用することができる。本発明の電界発光素子を備える表示パネルは、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、携帯型情報機器であるＰＤＡ、テレビ等の電子機器に広く適用することができる。さらに、本発明に係る電界発光素子は、表示パネル以外に照明装置、電子ペーパー等に適用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、本発明に係る電界発光素子は、プレゼンテーションや動画を表示する表示パネルに用いる場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施例１に係る表示パネルの要部斜視図。
【図２】本発明の実施例１に係る表示パネルの要部断面図。
【図３】有機ＥＬ素子の概略構成図。
【図４】有機ＥＬ素子における光の振舞いの説明図。
【図５】干渉効果の説明図。
【図６】干渉効果の説明図。
【図７】有機ＥＬ素子が供給する光のスペクトルを示す図。
【図８】有機ＥＬ素子が供給する光のスペクトルを示す図。
【図９−１】表示パネルの製造方法の説明図。
【図９−２】表示パネルの製造方法の説明図。
【図９−３】表示パネルの製造方法の説明図。
【図９−４】表示パネルの製造方法の説明図。
【図９−５】表示パネルの製造方法の説明図。
【図１０】実施例１の変形例に係る有機ＥＬ素子の概略構成図。
【図１１】本発明の実施例２に係る表示パネルの要部断面図。
【図１２】有機ＥＬ素子の概略構成図。
【図１３】有機ＥＬ素子が供給する光のスペクトルを示す図。
【符号の説明】
【００８５】
１０  有機ＥＬ素子部、２１  トランジスタ部、２２  配線、３０  表示素子、１００  表示パネル、１０１  基板、１０２  透明電極層、１０４  正孔輸送層、１０６Ｒ  Ｒ光用発光層、１０６Ｇ  Ｇ光用発光層、１０６Ｂ  Ｂ光用発光層、１０８  反射電極層、１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ  有機ＥＬ素子、１１１  基板、１１２  ＴＦＴ層、１１４  バンク、１１６  封止層、２２１  フッ化リチウム層、２２２  カルシウム層、２２３  金属層、９０１  凹部、９１０  液滴吐出ヘッド、９１１  形成材料、９１２Ｒ  形成材料、９０６Ｇ  Ｇ光用発光層、１００６Ｇ  Ｇ光用発光層、１０１０Ｇ  有機ＥＬ素子、１０１４  バンク、１１  有機ＥＬ素子部、１１００  表示パネル、１１０１  基板、１１０２  透明電極層、１１０３  電子輸送層、１１０４  正孔輸送層、１１０６Ｒ  Ｒ光用発光層、１１０６Ｇ  Ｇ光用発光層、１１０６Ｂ  Ｂ光用発光層、１１０７  ＩＴＯ層、１１０８  反射電極層、１１１０Ｒ、１１１０Ｇ、１１１０Ｂ  有機ＥＬ素子、１１１４  バンク
【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９−１】
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【図９−２】
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【図９−３】
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【図９−４】
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【図９−５】
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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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