(57)【要約】【課題】より簡素化された発光素子構成とすることで設計・製造の簡略化が可能でありながらも、高精細な表示および色再現性に優れた表示が可能な表示装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】光反射材料からなる下部電極４と光半透過性の上部電極７との間に、発光層１１を含む機能層６が挟持されると共に、発光層６で発光した光ｈを下部電極４と上部電極７との間を共振部１５として共振させて上部電極７側から取り出す共振器構造の有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒを、基板２上に複数配列してなる表示装置１であり、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒは、機能層６が同一層で構成されると共に、共振部１５の光学的距離Ｌが、青、緑、または赤の波長領域を共振させるようにそれぞれ異なる値に設定されている。共振部１５の光学的距離Ｌは、下部電極４と機能層６との間に設けた透明導電層５によって調整されている。【選択図】  図１
2005116516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光反射材料からなるミラーと光半透過性のハーフミラーとの間に少なくとも発光層を含む機能層が挟持されると共に、当該発光層で発光した光を当該ミラーとハーフミラーとの間を共振部として共振させて当該ハーフミラー側から取り出す共振器構造を有する発光素子を、基板上に複数配列してなる表示装置において、
前記各発光素子は、前記発光層が同一層で構成されると共に、前記ミラーと前記ハーフミラーとの間の共振部の光学的距離が異なる複数の値に設定されている
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記複数の発光素子は、前記発光層を含む前記機能層が同一層で構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記発光層は、青、緑、および赤の波長領域の光を発光し、
前記各発光素子は、青、緑、または赤の波長領域の光の取り出しがそれぞれ極大となるように前記光学的距離が設定されている
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記ミラー及びハーフミラーは、電極として用いられる
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
前記ミラーとハーフミラーとの間には透明導電層が設けられ、当該透明導電層によって前記光学的距離が調整されている
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項６】
前記発光層で発生した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、前記共振部の光学的距離をＬ、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、下記式（１）を満たす範囲で前記光学的距離Ｌが構成されている  ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【数１】
2005116516.tif 000008
【請求項７】
前記ミラーとハーフミラーとの間には透明導電層が設けられ、
前記透明導電層の光学的距離をＬｔ、前記発光層を含む機能層の光学的距離をＬｆとした場合、下記式（２）を満たすように前記各発光素子における透明導電層の光学的距離Ｌｔが設定されている
ことを特徴とする請求項６記載の表示装置。
【数２】
2005116516.tif 000009
【請求項８】
前記ハーフミラーの上方に、前記共振部で共振して前記ハーフミラー側から取り出される波長領域の光を透過するカラーフィルタが設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項９】
前記発光層は、青、緑、および赤の波長領域の光を発光し、
前記各発光素子は、青、緑、または赤の波長領域の光の取り出しがそれぞれ極大となるように前記光学的距離が設定されている
ことを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項１０】
前記ハーフミラーの上方に、前記共振部で共振して前記ハーフミラー側から取り出される波長領域の光を透過するカラーフィルタが設けられている
ことを特徴とする請求項９記載の表示装置。
【請求項１１】
前記ミラー及びハーフミラーは、電極として用いられると共に、
前記ミラーとハーフミラーとの間には透明導電層が設けられ、当該透明導電層によって前記光学的距離が調整されている
ことを特徴とする請求項９記載の表示装置。
【請求項１２】
前記ハーフミラーの上方に、前記共振部で共振して前記ハーフミラー側から取り出される波長領域の光を透過するカラーフィルタが設けられている
ことを特徴とする請求項１１記載の表示装置。
【請求項１３】
前記ミラー及びハーフミラーは、電極として用いられ、
前記発光層で発生した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、前記共振部の光学的距離をＬ、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、下記式（１）を満たす範囲で前記光学的距離Ｌが構成されている  ことを特徴とする請求項９記載の表示装置。
【数３】
2005116516.tif 000010
【請求項１４】
前記ハーフミラーの上方に、前記共振部で共振して前記ハーフミラー側から取り出される波長領域の光を透過するカラーフィルタが設けられている
ことを特徴とする請求項１３記載の表示装置。
【請求項１５】
前記ミラーとハーフミラーとの間には透明導電層が設けられ、
前記透明導電層の光学的距離をＬｔ、前記発光層を含む機能層の光学的距離をＬｆとした場合、下記式（２）を満たすように前記各発光素子における透明導電層の光学的距離Ｌｔが設定されている
ことを特徴とする請求項１３記載の表示装置。
【数４】
2005116516.tif 000011
【請求項１６】
前記ハーフミラーの上方に、前記共振部で共振して前記ハーフミラー側から取り出される波長領域の光を透過するカラーフィルタが設けられている
ことを特徴とする請求項１５記載の表示装置。
【請求項１７】
前記ハーフミラーの反射率は、０．１％以上５０％未満の範囲である
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項１８】
前記ハーフミラーの上方に、前記共振部で共振して前記ハーフミラー側から取り出される波長領域の光を透過するカラーフィルタが設けられている
ことを特徴とする請求項１７記載の表示装置。
【請求項１９】
前記ミラー及びハーフミラーは、電極として用いられると共に、
前記ミラーとハーフミラーとの間には透明導電層が設けられ、当該透明導電層によって前記光学的距離が調整されている
ことを特徴とする請求項１７記載の表示装置。
【請求項２０】
前記ハーフミラーの上方に、前記共振部で共振して前記ハーフミラー側から取り出される波長領域の光を透過するカラーフィルタが設けられている
ことを特徴とする請求項１９記載の表示装置。
【請求項２１】
前記ミラー及びハーフミラーは、電極として用いられ、
前記発光層で発光した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、前記共振部の光学的距離をＬ、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、下記式（１）を満たす範囲で前記光学的距離Ｌが構成されている
ことを特徴とする請求項１７記載の表示装置。
【数５】
2005116516.tif 000012
【請求項２２】
前記ハーフミラーの上方に、前記共振部で共振して前記ハーフミラー側から取り出される波長領域の光を透過するカラーフィルタが設けられている
ことを特徴とする請求項２１記載の表示装置。
【請求項２３】
前記ミラーとハーフミラーとの間には透明導電層が設けられ、
前記透明導電層の光学的距離をＬｔ、前記発光層を含む機能層の光学的距離をＬｆとした場合、下記式（２）を満たすように前記各発光素子における透明導電層の光学的距離Ｌｔが設定されている
ことを特徴とする請求項２１記載の表示装置。
【数６】
2005116516.tif 000013
【請求項２４】
前記ハーフミラーの上方に、前記共振部で共振して前記ハーフミラー側から取り出される波長領域の光を透過するカラーフィルタが設けられている
ことを特徴とする請求項２３記載の表示装置。
【請求項２５】
前記ハーフミラーの上方に、前記共振部で共振して前記ハーフミラー側から取り出される波長領域の光を透過するカラーフィルタが設けられ、
前記ミラー及びハーフミラーは、電極として用いられ、
前記ミラーとハーフミラーとの間には透明導電層が設けられていると共に、
前記発光層で発光した光が前記共振部の両端で反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、前記共振部の光学的距離をＬ、前記光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、下記式（１）を満たす範囲で前記光学的距離Ｌが構成されていると共に、
前記透明導電層の光学的距離をＬｔ、前記発光層を含む機能層の光学的距離をＬｆとした場合、下記式（２）を満たすように前記各発光素子における透明導電層の光学的距離Ｌｔが設定されている
ことを特徴とする請求項１７記載の表示装置。
【数７】
2005116516.tif 000014
【数８】
2005116516.tif 000015
【請求項２６】
前記式（１）中のｍの値が、前記発光素子のうちの青色の光を発光する発光素子に関してｍ＝０、緑色の光を発光する発光素子に関してｍ＝０、赤色の光を発光する発光素子に関してｍ＝０をそれぞれ満たすように、前記式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆが設定されている
ことを特徴とする請求項２５記載の表示装置。
【請求項２７】
前記式（１）中のｍの値が、前記発光素子のうちの青色の光を発光する発光素子に関してｍ＝１、緑色の光を発光する発光素子に関してｍ＝０、赤色の光を発光する発光素子に関してｍ＝０をそれぞれ満たすように、前記式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆが設定されている
ことを特徴とする請求項２５記載の表示装置。
【請求項２８】
前記式（１）中のｍの値が、前記発光素子のうちの青色の光を発光する発光素子に関してｍ＝１、緑色の光を発光する発光素子に関してｍ＝１、赤色の光を発光する発光素子に関してｍ＝０をそれぞれ満たすように、前記式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆが設定されている
ことを特徴とする請求項２５記載の表示装置。
【請求項２９】
前記式（１）中のｍの値が、前記発光素子のうちの青色の光を発光する発光素子に関してｍ＝１、緑色の光を発光する発光素子に関してｍ＝１、赤色の光を発光する発光素子に関してｍ＝１をそれぞれ満たすように、前記式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆが設定されている
ことを特徴とする請求項２５記載の表示装置。
【請求項３０】
前記式（１）中のｍの値が、前記発光素子のうちの青色の光を発光する発光素子に関してｍ＝２、緑色の光を発光する発光素子に関してｍ＝１、赤色の光を発光する発光素子に関してｍ＝１をそれぞれ満たすように、前記式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆが設定されている
ことを特徴とする請求項２５記載の表示装置。
【請求項３１】
前記式（１）中のｍの値が、前記発光素子のうちの青色の光を発光する発光素子に関してｍ＝２、緑色の光を発光する発光素子に関してｍ＝２、赤色の光を発光する発光素子に関してｍ＝１をそれぞれ満たすように、前記式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆが設定されている
ことを特徴とする請求項２５記載の表示装置。
【請求項３２】
前記式（１）中のｍの値が、前記発光素子のうちの青色の光を発光する発光素子に関してｍ＝２、緑色の光を発光する発光素子に関してｍ＝２、赤色の光を発光する発光素子に関してｍ＝２をそれぞれ満たすように、前記式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆが設定されている
ことを特徴とする請求項２５記載の表示装置。
【請求項３３】
光反射材料からなるミラーと光半透過性のハーフミラーの間に少なくとも発光層を含む機能層が挟持されると共に、当該発光層で発光した光を当該ミラーとハーフミラーとの間で共振させる共振器構造の共振部として構成された複数の発光素子を基板上に配列形成してなる表示装置の製造方法であって、
基板上の各発光素子形成領域にミラーまたはハーフミラーを形成した後、
光学的距離の異なる透明導電膜をパターン形成する工程と前記発光層を一括形成する工程とをこの順または逆の順に行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項３４】
前記基板上の各発光素子形成領域に、前記発光層を含む機能層を一括形成する工程を行う
ことを特徴とする請求項３３記載の表示装置の製造方法。
【請求項３５】
反射率が０．１％以上５０％未満の範囲となるように前記ハーフミラーを形成する工程を行う
ことを特徴とする請求項３３記載の表示装置の製造方法。
【請求項３６】
前記基板上の各発光素子形成領域に、前記発光層を含む機能層を一括形成する工程を行
う
ことを特徴とする請求項３５記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置およびその製造方法に関し、特には有機ＥＬ素子のような発光素子を基板上に配列形成してなり、所望の発光色を選択的に取り出すことができる面発光型の表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブラウン管（ＣＲＴ）に代わる表示装置として、軽量で消費電力の小さいフラット表示装置の研究、開発が盛に行われている。このうち、無機ＥＬ素子や有機ＥＬ素子などの自発光型の表示素子（いわゆる発光素子）を用いた表示装置は、低消費電力での駆動が可能な表示装置として注目されている。
【０００３】
このような発光素子を用いた表示装置をフルカラー化する構成としては、たとえば（１）青、緑、赤に発光する発光素子を配列した構成、（２）白色発光素子にカラーフィルタを組み合わせた構成、（３）白色または青色発光素子に色変換フィルターを組み合わせる構成等が提案されている。
【０００４】
このうち、（１）の構成においては、さらに、光取り出し側におけるガラス基板上の透明電極の膜厚を青、緑、赤の発光素子毎に調整することで、各発光素子からの取り出し光の干渉による高効率化を達成する構成が提案されている（下記特許文献１参照）。
【０００５】
また、（１）の構成においては、発光層を含む機能層を反射電極と半透過性材料層とで挟持した発光素子の構成を採用し、発光層で生じた光を反射電極と半透過性材料層との間で多重干渉させて半透過性材料層側から取り出す共振器構造とする構成が提案されている。このような構成とすることにより、取り出し光の色純度を向上させ、共振の中心波長付近の取り出し強度を向上させることが可能である。このため、青、緑、赤それぞれの波長にピークを持つ発光素子を並列配置した表示装置において、青、緑、赤のそれぞれの発光素子からの取り出し光波長に合わせて各発光素子における共振器構造の光学的距離を設定することにより、表示装置を構成することでの正面輝度の向上、および、色純度の向上が達成されている。また、カラーフィルタを通して発光を取り出すことでさらに高色純度で、視野角依存性が小さく、パネル表面反射によるコントラスト低下を防いだ高品位な表示装置が達成されている（下記特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３-１４２２７７号公報
【特許文献２】国際公開特許ＷＯ０１−０３９５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した（１）に係る構成では、青、緑、赤に発光する各発光素子を基板上に配列させるため、各色の発光素子における発光層、および発光層を含む機能層をそれぞれに形成しなければならない。例えば、有機ＥＬ素子を発光素子として用いる場合、発光層だけではなく、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層の機能層を、発光層に合わせて、それぞれに設計しなければならない場合もある。したがって、各色の発光素子における機能層の設計および形成が非常に煩雑であった。また、このような発光素子の製造においては、金属マスクを用いた蒸着や塗布、さらにはインクジェットによって発光層を含む機能層がパターン形成される。しかしながら、金属マスクを用いた蒸着や塗布を行う場合には、金属マスクのアライメント精度の限界、またはインクジェットを行う場合にはそのパターニング精度の限界から、発光素子および発光素子間の微細化や大型化が困難であり、さらに高精細な表示が可能な表示装置の実現を妨げる要因となっている。
【０００８】
これに対して、（２）および（３）の構成では、各発光素子において同一の波長領域の光を発光させれば良いため、発光層を含む機能層を各色毎に作り分ける必要はない。このため、各発光素子の設計を含む製造工程は（１）に係る構成と比較して簡便である。ところが、（２）の構成ではカラーフィルタで不要な発光成分を吸収するため、発光効率が低下し、消費電力や素子寿命にとって負荷が大きい。さらに、量産可能なカラーフィルタの透過特性では、発光素子での白色発光を色純度よく青、緑、赤にフィルタリングすることができず、取り出し光は波長分布の広い色再現性に乏しい表示装置しかできない。また（３）の構成では色変換フィルターの変換効率が低いこと、色変換フィルターの製造が困難なこと、色変換フィルターの寿命、色変換後の発光色の色純度等に課題があり実用化が困難である。
【０００９】
そこで本発明は、より簡素化された発光素子構成とすることで設計・製造の簡略化が可能でありながらも、高精細な表示および色再現性に優れた表示が可能な表示装置およびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するための本発明の表示装置は、光反射材料からなるミラーと光半透過性のハーフミラーとの間に少なくとも発光層を含む機能層が挟持されると共に、当該発光層で発光した光を当該ミラーとハーフミラーとの間を共振部として共振させて当該ハーフミラー側から取り出す共振器構造の発光素子を、基板上に複数配列してなる。そして、特に、各発光素子は、前記発光層が同一層で構成されており、かつミラーとハーフミラーとの間の共振部の光学的距離が異なる複数の値に設定されていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成の表示装置では、同一層で構成された発光層を有する各発光素子から、各発光素子に設定されたミラーとハーフミラーとの間の共振部の光学的距離に対応する波長領域の光が共振によって強められた状態で取り出される。このため、同一構成の発光層を用いながらも、所望の発光波長の取り出し効率が極大となるように各発光素子におけるミラーとハーフミラーの間の光学的距離を設計することで、各発光素子からは異なる発光色の光が十分な強度で取り出されることになる。
【００１２】
したがって、青、緑、赤の発光の取り出しが極大となるようにミラーとハーフミラーとの間の光学的距離が調整された各発光素子を配列させることで、フルカラー表示の表示装置となる。
【００１３】
また、各発光素子の発光層を同一層で構成したことにより、発光層を含む機能層の全体を同一構成とすることもできる。このため、機能層全体を発光素子の発光色毎に作り分ける必要がなくなり、機能層を作り分ける際に必要となる各機能層間の合わせ裕度を発光素子間に設定する必要もなくなり、画素間ピッチを狭められる。
【００１４】
そして、発光層を含む機能層全体を同一層で構成した場合、ミラーとハーフミラーとを電極として構成し、これらの間に機能層と共に透明導電膜を挟持させ、この透明導電膜によってミラーとハーフミラーとの間の光学的距離が調整される。尚、透明電極膜は、リソグラフィー処理によって形成したレジストパターンをマスクに用いたエッチングによってパターン形成されるため、金属マスクを用いたパターン形成やインクジェットによるパターン形成が必要となる機能層と比較して、パターニング精度良好に形成されたものとなる。
【００１５】
特に、ハーフミラーの反射率を０．１％以上５０％未満の範囲としたことにより、共振器構造の効果が適正に抑制されるため、直視型の表示装置において、共振器構造に基づく輝度および色度の視野角依存性が適正に軽減される。具体的には、ハーフミラーの反射率が５０％以上であると、共振器構造の共振効果が強すぎる結果、共振部から取り出される光のスペクトルの半値幅が狭くなりすぎるため、表示装置の視野角依存性が大きくなるのに対して、ハーフミラーの反射率が０．１％以上５０％未満の範囲であると、共振器構造の共振効果が適度に抑えられる結果、共振部から取り出される光のスペクトルの半値幅が適度に広がるため、表示装置の視野角依存性が小さくなる。すなわち、視野角によらずに安定に表示可能な表示装置を構成する上では、ハーフミラーの反射率が５０％以上であるよりも０．１％以上５０％未満の範囲ある方が好ましい。また、ハーフミラーの反射率を０．１％以上５０％未満の範囲とした場合に、ハーフミラーの上方に、共振部で共振してハーフミラー側から取り出される波長領域の光を透過するカラーフィルタを設けたことにより、直視型の表示装置において輝度および色度の視野角依存性がさらにカラーフィルタによって適正に軽減されるため、表示性能が向上する。
【００１６】
そして、ハーフミラーの反射率を０．１％以上５０％未満の範囲とし、さらに、ハーフミラーの上方にカラーフィルタを設け、ミラー及びハーフミラーを電極として構成し、これらの間に機能層と共に透明導電層を挟持させると共に、下記式（１）を満たす範囲で光学的距離Ｌを構成し（式（１）中、Φは発光層で発光した光が共振部の両端で反射する際に生じる位相シフト（ラジアン）、Ｌは共振部の光学的距離、λは光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長）、下記式（２）を満たすように光学的距離Ｌｔを設定した場合に（式（２）中、Ｌｔは透明導電層の光学的距離、Ｌｆは発光層を含む機能層の光学的距離）、式（１）中のｍの値が、発光素子のうちの青色の光を発光する発光素子、緑色の光を発光する発光素子、ならびに赤色の光を発光する発光素子に関してそれぞれｍ＝０，０，０、ｍ＝１，０，０、ｍ＝１，１，０、ｍ＝１，１，１、ｍ＝２，１，１、ｍ＝２，２，１またはｍ＝２，２，２のいずれかを満たすように、式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆを設定したことにより、共振器構造による発光波長の選択および極大波長の増大を確保しつつ、輝度および色度の視野角依存性が適正に軽減される。
【数１】
2005116516.tif 000003
【数２】
2005116516.tif 000004
【００１７】
また本発明の表示装置の製造方法は、上述した構成の表示装置の製造方法であり、基板上の各発光素子形成領域にミラーまたはハーフミラーを形成した後、光学的距離の異なる透明導電膜をパターン形成する工程と前記発光層を一括形成する工程とをこの順または逆の順に行うことを特徴としている。
【００１８】
このような製造方法では、各発光素子形成領域のミラーまたはハーフミラー上に、一括形成されることで同一の構成となる発光層と、異なる光学的距離を有する透明導電膜との積層体が設けられた発光素子が形成される。そして、発光層を一括形成した同一層としたことにより、この発光層を含む機能層全体を一括形成することもでき、機能層の設計を含む製造工程数の削減が図られる。
【００１９】
特に、反射率が０．１％以上５０％未満の範囲となるようにハーフミラーを形成したことにより、上記したように、共振器構造の効果を適正に抑制することにより、直視型の表示装置に関して共振器構造に基づく輝度および色度の視野角依存性を適正に軽減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明の表示装置によれば、各発光素子における発光層を共通化しながらも、各発光素子から所望の発光色の光を十分な強度で取り出すことが可能となる。したがって、発光層の共通化によって発光素子および発光素子間の微細化が実現されることで高精細な表示が可能であり、しかも所望の発光色の光が十分な強度で取り出されることで色再現性に優れたフルカラー表示が可能となる。この場合には、特に、共振器構造の構成（ハーフミラーの反射率、ならびに光学的距離）を適正化することにより、より色再現性に優れ、かつ視野角依存性が小さいフルカラー表示が可能となる。
【００２１】
また、本発明の表示装置の製造方法によれば、各発光素子における発光層を一括形成しながらも、各発光素子から所望の発光色の光を十分な強度で取り出すことが可能な表示装置が得られる。したがって、発光層の共通化によって発光素子の微細化が実現されることで高精細な表示が可能であり、しかも所望の発光色の光が十分な強度で取り出されることで色再現性に優れた表示が可能な表示装置を、より簡便に製造することが可能になる。この場合には、特に、共振器構造の構成（ハーフミラーの反射率、ならびに光学的距離）を適正化することにより、より色再現性に優れ、かつ視野角依存性が小さい高品位な表示装置を実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
＜表示装置の構成＞
図１は本発明の表示装置の一構成例を模式的に示す断面図である。この図に示す表示装置１は、基板２上に、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の各色の光が取り出される各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒを発光素子として配列形成してなる、フルカラーの表示装置である。各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒは、基板２側から順に、下部電極４、透明導電層５、機能層６および上部電極７を積層した構成となっており、機能層６において生じた発光光ｈを基板２と反対の上部電極７側から取り出す、いわゆるトップエミッション型として構成されている。以下、各部材の詳細な構成を説明する。
【００２４】
基板２は、ガラス、シリコン、プラスチック基板、さらには薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されたＴＦＴ基板などからなる。
【００２５】
そして、基板２上に設けられた下部電極４は、光反射性に優れた導電性材料を用いてミラーとして構成される。通常、下部電極４は、陽極または陰極として用いられるが、本実施形態においては、この下部電極４上に透明導電層５を介して機能層６が設けられるため、透明導電層５が実質的な陽極または陰極となる。このため、本実施形態においては、下部電極４は、反射性に優れた材料で構成されればよい。
【００２６】
また、下部電極４は、この表示装置１の駆動方式によって適する形状にパターニングされていることとする。例えば、駆動方式が単純マトリックス型である場合には、この下部電極４は例えばストライプ状に形成される。また、駆動方式が画素ａ毎にＴＦＴを備えたアクティブマトリックス型である場合には、下部電極４は複数配列された各画素ａに対応させてパターン形成され、同様に各画素に設けられたＴＦＴに対して、これらのＴＦＴを覆う層間絶縁膜に形成されたコンタクトホール（図示省略）を介してそれぞれが接続される状態で形成されることとする。
【００２７】
そして、この下部電極４上に設けられた透明導電層５は透明電極材料で構成され、特に本実施形態においては、上述したように実質的な陽極または陰極として用いられている。そして、透明導電層５が陽極として用いられる場合には、仕事関数が大きい透明導電性材料が選択され、透明導電層５が陰極として用いられる場合には仕事関数の小さい透明導電性材料が選択される。尚、図１においては、透明導電層５が陽極として用いられる場合を代表して示しており、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を用いて陽極となる透明導電層５が設けられていることとする。
【００２８】
この透明導電層５は、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒにそれぞれの膜厚（光学的距離Ｌｔ）を有してパターニングされている。そして、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒに設けられる透明導電層５（５Ｂ，５Ｇ，５Ｒ）は、それぞれに設定された光学的距離Ｌｔを有していれば良く、同一材料で構成されている必要はない。尚、各透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒの光学的距離Ｌｔの設定については、以降に詳しく説明する。
【００２９】
また、この透明導電層５上に積層される機能層６は、有機材料で構成された複数層からなり、例えば、陽極側（図１においては透明導電層５側）から順に、正孔輸送層１０、発光層１１、電子輸送層１２を積層してなり、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒ間において同一層として設けられていることが特徴的である。また、この機能層６は、各画素ａ毎にパターン形成されていても良いし、ベタ膜状に形成されていても良い。
【００３０】
ここで、本実施形態の表示装置１においてフルカラー表示を得るためには、発光層１１において生じる発光光ｈは、青、緑、および赤の波長領域で発光強度を有していることが必要である。特に、青、緑、赤の取り出したい波長領域の全てに発光強度の極大を持ち、不要な波長領域の発光強度が小さい構成の機能層６であることが好ましい。このような機能層６を用いることにより、必要な発光領域の光の取り出し効率が高く、色純度が高い表示装置が得られる。このような機能層６の構造は公知の構造等から任意に選択することができる。
【００３１】
尚、機能層６の膜厚（光学的距離Ｌｆ）は、透明導電膜５とを合わせた下部電極４と上部電極７との間が、目的とする波長を共振させる共振部１５となるように、以降に詳細に説明するように設定されていることが重要となる。
【００３２】
そして、このような機能層６の上部に設けられた上部電極７は、ハーフミラーとして構成され、上述した下部電極４（透明導電層５）が陽極である場合には陰極として用いられ、下部電極４（透明導電層５）が陰極である場合には陽極として用いられる。上部電極７が陽極として用いられる場合、上部電極７を構成する材料としては、ニッケル、銀、金、白金、パラジウム、セレン、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、レニウム、タングステン、モリブデン、クロム、タンタル、ニオブやこれらの合金、あるいは酸化錫（ＳｎＯ2 ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化チタン等の仕事関数が大きい導電性材料が選択して用いられる。また、この上部電極７が陰極として用いられる場合（図１の場合）、上部電極７を構成する材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ等の活性な金属とＡｇ、Ａｌ、Ｉｎ等の金属との合金等の仕事関数が小さい導電性材料が選択して用いられ、これらを積層した構造としても良い。また、機能層６との間に例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ等の活性な金属とフッ素、臭素等のハロゲンや酸素等との化合物層を薄く挿入した構造としても良い。尚、上部電極７は、機能層６で生じた発光を取り出す側となるハーフミラーとして用いられるため、その光透過率が膜厚等で調整されていることとする。
【００３３】
特に、ハーフミラーとして構成された上部電極７の反射率は、０．１％以上５０％未満の範囲であることが好ましい。上部電極７の反射率が上記した範囲であれば、共振器構造（共振部１５）の効果が適正に抑制されるため、直視型の表示装置１において、共振部１５に基づく輝度および色度の視野角依存性が適正に軽減されるからである。具体的には、上部電極７の反射率が５０％以上であると、共振部１５の共振効果が強すぎる結果、その共振部１５から取り出される光のスペクトルの半値幅が狭くなりすぎるため、表示装置１の視野角依存性が大きくなるのに対して、上部電極７の反射率が０．１％以上５０％未満の範囲であると、共振部１５の共振効果が適度に抑えられる結果、その共振部１５から取り出される光のスペクトルの半値幅が適度に広がるため、表示装置１の視野角依存性が小さくなるからである。すなわち、視野角によらずに安定に表示可能な表示装置１を構成する上では、上部電極７の反射率が５０％以上であるよりも０．１％以上５０％未満の範囲ある方が好ましい。なお、上部電極７の反射率の下限が「０．１％以上」であることが好ましい理由は、反射率が０．１％未満になると、上部電極７がもはや反射機能を果たさなくなるからである。
【００３４】
また、上部電極７は、この表示装置１が、単純マトリックス型である場合には、下部電極４のストライプと交差するストライプ状に形成され、これらが交差して積層された部分が有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒとなる。また、この表示装置１が、アクティブマトリックス型である場合には、上部電極７は、基板１上の一面を覆う状態で成膜されたベタ膜状で良く、各画素に共通の電極として用いられることとする。
【００３５】
そして、この上部電極７と上述した下部電極４との間には、ここでの図示は省略した電流注入用の駆動電源が接続されていることとする。
【００３６】
次に、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒにおける下部電極４と上部電極７との間の共振部１５の光学的距離Ｌおよび、透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒの光学的距離Ｌｔについて説明する。
【００３７】
すなわち、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒにおいて、下部電極４と上部電極７との間の共振部１５の光学的距離Ｌは、それぞれの有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒに設定した所望の波長領域の光が共振部１５の両端で共振する値にそれぞれ設定されている。このため、例えば、共振部１５の両端において発光層１１で発生した発光光ｈが反射する際に生じる位相シフトをΦラジアン、共振部１５の光学的距離をＬ、発光層１１で発生した発光光ｈのうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、下記式（１）を満たす範囲で共振部１５の光学的距離Ｌが構成されていることとする。
【００３８】
【数３】
2005116516.tif 000005
【００３９】
この際、有機ＥＬ素子３Ｂについては、取り出したい光のスペクトルのピーク波長λとして青色の領域内にピーク波長λ＝４６０ｎｍを設定し、共振部１５の光学的距離Ｌを算出する。また、有機ＥＬ素子３Ｇについては、取り出したい光のスペクトルのピーク波長λとして緑色の領域内にピーク波長λ＝５３０ｎｍを設定して、共振部１５の光学的距離Ｌを算出する。さらに、有機ＥＬ素子３Ｒについては、取り出したい光のスペクトルのピーク波長λとして赤色の領域内にピーク波長λ＝６３０ｎｍを設定して、共振部１５の光学的距離Ｌを算出する。
【００４０】
尚、各共振部１５の光学的距離Ｌは、上記式（１）を満たす値であれば良いが、その中でも特に、光学的距離Ｌが正の最小値となるように構成するのが好ましい。尚、「各共振部１５の光学的距離Ｌが正の最小値となるように構成されている」場合については、以降に詳しく説明する。
【００４１】
そして、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒは、発光層１１を含む機能層６が同一層で構成されているため、共振部１５の光学的距離Ｌは、各透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒの光学的距離Ｌｔによって調整されていることとする。したがって、透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒの光学的距離をＬｔ、発光層１１を含む機能層６の光学的距離をＬｆとした場合、下記式（２）を満たすように各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒの透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒの光学的距離Ｌｔ（膜厚）が設置されていることとする。
【００４２】
【数４】
2005116516.tif 000006
ただし、ＬｆはＬより小さい一定値であることとする。
【００４３】
尚、ここでの図示は省略したが、このような構成の表示装置１にカラーフィルタを組み合わせて設ける場合には、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒから取り出したいスペクトルのピーク波長λ近傍の光ｈのみを透過するカラーフィルタを、それぞれの有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒの光取り出し面側に設けることとする。
【００４４】
ここで、上記した「各共振部１５の光学的距離Ｌが上記式（１）を満たす範囲で正の最小値となるように構成されている」場合とは、その式（１）中のｍの値が、青色の波長領域の光ｈｂを発光する有機ＥＬ素子３Ｂに関してｍ＝０、緑色の波長領域の光ｈｇを発光する有機ＥＬ素子３Ｇに関してｍ＝０、赤色の波長領域の光ｈｒを発光する有機ＥＬ素子３Ｒに関してｍ＝０をそれぞれ満たすように、上記式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆが設定されている場合である。ただし、式（１）中のｍの値は上記した有機ＥＬ素子３Ｂに関してｍ＝０、有機ＥＬ素子３Ｇに関してｍ＝０、有機ＥＬ素子３Ｒに関してｍ＝０の条件の他に、有機ＥＬ素子３Ｂに関してｍ＝１、有機ＥＬ素子３Ｇに関してｍ＝０、有機ＥＬ素子３Ｒに関してｍ＝０の条件、有機ＥＬ素子３Ｂに関してｍ＝１、有機ＥＬ素子３Ｇに関してｍ＝１、有機ＥＬ素子３Ｒに関してｍ＝０の条件、有機ＥＬ素子３Ｂに関してｍ＝１、有機ＥＬ素子３Ｇに関してｍ＝１、有機ＥＬ素子３Ｒに関してｍ＝１の条件、有機ＥＬ素子３Ｂに関してｍ＝２、有機ＥＬ素子３Ｇに関してｍ＝１、有機ＥＬ素子３Ｒに関してｍ＝１の条件、有機ＥＬ素子３Ｂに関してｍ＝２、有機ＥＬ素子３Ｇに関してｍ＝２、有機ＥＬ素子３Ｒに関してｍ＝１の条件、あるいは有機ＥＬ素子３Ｂに関してｍ＝２、有機ＥＬ素子３Ｇに関してｍ＝２、有機ＥＬ素子３Ｒに関してｍ＝２の条件を満たすように、式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆが設定されていてもよい。この場合には、互いに同一のミラーおよびハーフミラーを用いると、ｍの値が大きくなるほど共振器構造（共振部１５）から取り出される光の半値幅が小さくなるため、その共振部１５から取り出される光の色純度が高くなる一方で、輝度が低下したり、視野角依存性が大きくなる。そこで、ハーフミラーの反射率を下げたり、あるいは透過率を上げることにより、共振部１５から取り出される光の強度、色純度、ならびに視野角依存性を適正化することが可能である。なお、有機ＥＬ素子３Ｒに関してｍ＝１の条件では、その有機ＥＬ素子３Ｒからｍ＝２の条件に相当する青色の光も併せて取り出されると共に、有機ＥＬ素子３Ｒに関してｍ＝２の条件では、その有機ＥＬ素子３Ｒからｍ＝３の条件に相当する青色の光も取り出されることとなるため、良好な表示性能を確保するためにはカラーフィルタが必要となる。
【００４５】
以上説明した構成の表示装置１によれば、同一層で形成された機能層６を有する各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒのそれぞれが、青、緑、赤の各波長を共振させる共振器構造として構成されている。これにより、同一構成の発光層を用いながらも、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒから青、緑、または赤の各波長の光ｈｂ，ｈｇ，ｈｒのみを多重干渉によって強めて取り出すことが可能になるため、フルカラー表示が行われる表示装置が構成される。
【００４６】
そして、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒから取り出される光ｈｂ，ｈｇ，ｈｒは、それぞれの有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒの共振部１５で共振されて取り出されるため、青、緑、赤に対応する所望の波長領域の光のみが十分な強度で取り出されることになる。したがって、色再現性に優れたフルカラー表示が可能となる。
【００４７】
特に、ハーフミラーとして構成された上部電極７の反射率が０．１％以上５０％未満の範囲であるため、共振部１５の効果が適正に抑制される結果、直視型の表示装置１において、共振部１５に基づく輝度および色度の視野角依存性が適正に軽減される。このため、表示装置１の正面の取り出し光の選択性および光強度を増大させると共に、輝度および色度の視野角依存性を低く保つことが可能である。この場合には、さらに、ハーフミラーとして構成された上部電極７の上方に、共振部１５で共振してハーフミラー側から取り出される波長領域の光を透過するカラーフィルタを設けることにより、直視型の表示装置１において、上記した輝度および色度の視野角依存性がさらにカラーフィルタによって適正に軽減されるため、表示性能を向上させることが可能である。
【００４８】
しかも、上述したように、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒにおいては、発光層１１を含む機能層６全体が同一層で構成されているため、金属マスクを用いた蒸着法やインクジェット法によって形成される機能層６を、有機ＥＬ素子３Ｂ，２Ｇ，３Ｒ毎に作り分けたものとする必要がない。このため、機能層６を作り分ける際に必要となる各機能層６間の合わせ裕度を画素ａ間に設定する必要もなくなり、画素ａ間ピッチが狭められる。尚、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒにおける光学的距離Ｌは、透明導電膜５Ｂ，５Ｇ，５Ｒの光学的距離Ｌｔによって調整されるため、透明導電膜５Ｂ，５Ｇ，５Ｒを作り分ける必要が生じる。しかしながら、透明電極膜５Ｂ，５Ｇ，５Ｒはリソグラフィー処理によって形成したレジストパターンをマスクに用いたエッチングによってパターン形成されるため、金属マスクを用いたパターン形成やインクジェットによるパターン形成が必要となる機能層６と比較して、パターニング精度が良好である。
【００４９】
そして、以上のように画素ａ間の微細化が実現されることにより、高精細なフルカラー表示が可能となる。
【００５０】
また、発光層１１が同一層からなるため、特に膜厚の厚い有機材料からなる機能層６が設定されることもない。したがって、一部の有機ＥＬ素子のみの駆動電圧が高くなるといった現象が生じることもなく、消費電力が抑えられ、また各色の有機ＥＬ素子の駆動条件が異なることを考慮した駆動回路設計を行う必要もない。
【００５１】
尚、各共振部１５の光学的距離Ｌが、上記式（１）を満たす範囲で正の最小値となるように構成されている場合には、国際公開特許ＷＯ０１−０３９５５４号公報に開示されているように、取り出される光のスペクトルが、波長λの光が多重干渉する範囲で最も広い幅に保たれる。このため、この表示素子は、取り出される光のスペクトルがある程度の幅を保ちながらも、ピーク強度は多重干渉によって高められたものになる。したがって、この表示素子は、視野角がずれた場合であっても波長λのシフト量が小さく抑えられ、広い視野角の範囲で色純度の向上が図られたものになる。具体的には、式（１）中のｍの値が、有機ＥＬ素子３Ｂ、有機ＥＬ素子３Ｇ、ならびに有機ＥＬ素子３Ｒに関してそれぞれｍ＝０，０，０、ｍ＝１，０，０、ｍ＝１，１，０、ｍ＝１，１，１、ｍ＝２，１，１、ｍ＝２，２，１またはｍ＝２，２，２のいずれかを満たすように、式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆを設定することにより、共振器構造（共振部１５）による発光波長の選択および極大波長の増大を確保しつつ、共振部１５に基づく輝度および色度の視野角依存性を適正に軽減することが可能である。
【００５２】
＜表示装置の製造方法＞
次に、上述した構成の表示装置１の製造方法を説明する。
【００５３】
先ず、基板２上に、下部電極を構成する電極材料膜を成膜し、この電極材料膜上に、それぞれの画素部に形成される有機ＥＬ素子毎に設定された光学的距離Ｌｔを有する各透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒをパターン形成する。これらの各透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒのパターン形成方法は特に限定されることはないが、各透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒが同一材料からなる場合には、例えば次のように行う。
【００５４】
先ず、最も光学的距離Ｌｔが小さい透明導電層５Ｂの膜厚と同一の膜厚で第１透明導電材料膜を形成し、有機ＥＬ素子３Ｂが配置される画素ａのみを覆う状態で第１レジストパターンを形成する。次に、第１透明導電材料膜の膜厚と合わせた膜厚が、光学的距離Ｌｔが２番目に小さい透明導電層５Ｇの膜厚と同一の膜厚となるように第２透明導電材料膜を形成し、有機ＥＬ素子３Ｇが配置される画素ａのみを覆う状態で第２レジストパターンを形成する。さらに、第１透明導電材料膜および第２透明電極材料膜の膜厚と合わせた膜厚が、光学的距離Ｌｔが最も大きい透明導電層５Ｒの膜厚と同一の膜厚となるように第３透明導電材料膜を形成し、有機ＥＬ素子３Ｒが配置される画素を覆う状態で第３レジストパターンを形成する。
【００５５】
次いで、第３レジストパターンをマスクにして第３透明導電材料膜をエッチングする。続けて、第２レジストパターンが露出したところで、第２レジストパターンおよび第３レジストパターンをマスクにして第２透明導電材料膜をエッチングする。さらに続けて、第１レジストパターンが露出したところで、第１レジストパターン、第２レジストパターン、および第３レジストパターンをマスクにして第１透明導電膜をエッチングする。これにより、第１レジストパターンの下には第１透明導電膜からなる透明導電層５Ｂがパターン形成され、第２レジストパターンの下には第１透明導電膜および第２透明導電膜からなる透明導電層５Ｇがパターン形成され、第３レジストパターンの下には第１透明導電膜、第２透明導電膜および第３透明導電膜からなる透明導電層５Ｒがパターン形成される。
【００５６】
以上のようにして透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒをパターン形成した後、さらに第１から第３レジストパターンをマスクに用いて電極材料膜をエッチングして下部電極４をパターン形成する。
【００５７】
その後、パターン形成された透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒおよび下部電極４を覆う状態で、基板２上に正孔輸送層１０、発光層１１および電子輸送層１２を順次積層形成し、各画素ａに同一層からなる機能層６を一括形成する。これらの各層１０〜１２は、周知の方法にて合成された各有機材料を用いて、真空蒸着やスピンコートなどの周知の方法を適用して形成することができる。そして最後に、反射率が０．１％以上５０％未満の範囲となるように上部電極７を積層形成することにより、上述した構成の有機ＥＬ素３Ｂ，３Ｇ，３Ｒを配列形成してなる表示装置１を得ることができる。
【００５８】
以上説明した製造方法によれば、上述した構成の表示装置１の製造において、発光層１１を含む機能層６を各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒで一括形成することにより、機能層の設計を含む製造工程数の削減を図ることができる。したがって、機能層６の共通化によって発光素子の微細化が実現されることで高精細な表示が可能であり、しかも所望の発光色の光が十分な強度で取り出されることで色再現性に優れた表示が可能な表示装置１を、より簡便に製造することが可能になる。
【００５９】
特に、反射率が０．１％以上５０％未満の範囲となるようにハーフミラーを形成することにより、上記したように、共振部１５の効果を適正に抑制する結果、直視型の表示装置１に関して、共振部１５に基づく輝度および色度の視野角依存性を適正に軽減することが可能であるため、より色再現性に優れ、かつ視野角依存性が小さい高品位な表示装置１を実現可能となる。
【００６０】
尚、以上説明した実施形態においては、図１を用いて発光光ｈを基板２と反対の上部電極７側から取り出す、いわゆるトップエミッション型の表示装置１の構成およびその製造方法を説明した。しかしながら、本発明は、図２に示すように、基板２側から発光光ｈを取り出す、いわゆるボトムエミッション型の表示装置１’にも適用される。この場合、基板２上に設けられる下部電極４’は光反射性の材料を用いてハーフミラーとして構成され、上部電極７’は光反射性の良好な材料を用いてミラーとして構成されること以外は、上述した実施形態と同様の構成として良く、同様の効果を得ることができる。ただし、表示装置の駆動方式としてアクティブマトリックス型を採用する場合には、図１に示したトップエミッション型を用いることで素子の開口率を向上させることが好ましい。
【００６１】
また、上述した実施形態においては、下部電極４，４’上に透明導電層５を設けた構成としたが、透明導電層５は機能層６と上部電極７，７’との間に設けられても良い。この場合、下部電極４，４’が実質的な陽極または陰極となり、上部電極７，７’に変わって透明電極５が実質的な陰極または陽極となる。また、上述した実施形態においては、透明導電層５はリソグラフィーを用いてパターン形成したが、蒸着マスクや、インクジェット等の方法を用いてパターン形成してもよい。
【００６２】
さらに、上述した実施形態においては、下部電極と上部電極とをミラーとハーフミラーとしてこの間を共振部とした各有機ＥＬ素子を用いた例を説明した。しかしながら、本発明の表示装置は、このような構成に限定されることはない。すなわち、下部電極または上部電極をミラーとし、機能層を構成する何れかの層をハーフミラーとし、これらのミラーとハーフミラーとの間に同一層からなる発光層１１を挟持させ、これらのミラーとハーフミラーとの間に挟持された発光層１１以外の機能層の膜厚によって共振部の光学的距離を調整した構成であっても良い。また、ミラーやハーフミラーは上部電極または下部電極の外側から発光層１１を挟持する構成であってもよい。このような場合であっても、発光層１１を同一層として製造工程の簡便化を図ることが可能である。
【００６３】
またさらに、上述した実施形態においては、発光素子として有機ＥＬ素子を用いた表示装置の構成を説明した。しかしながら、本発明は有機ＥＬ素子を用いた表示装置に限定されることはなく、例えば無機ＥＬ素子のような共振構造として構成することが可能な発光素子を用いた表示装置に広く適用可能である。
【実施例】
【００６４】
次に、本発明の具体的な実施例、および実施例に対する比較例の表示装置の製造手順を説明し、その後これらの評価結果を説明する。
【００６５】
＜実施例の表示装置の作製＞
（実施例１）
実施例１では、図１を用いて説明したフルカラー表示を行うトップエミッション型の表示装置１を、次のように作製した。
【００６６】
先ず、ガラス板からなる基板２上に、ミラーとなる陽極としてクロム（膜厚約１００ｎｍ）からなる下部電極４と、各膜厚のＩＴＯからなる透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒをパターン形成した。次に、透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒの表面中央部における２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外を絶縁膜（図示省略）でマスクした有機ＥＬ素子用のセルを作製した。次に、各発光領域となる透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒの露出部上に開口を有する金属マスクを基板１上に近接して配置し、１０-4Ｐａ以下の真空下での真空蒸着法により、青、緑、赤に渡って発光スペクトルを有する有機ＥＬ素子の機能層６を、透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒおよび絶縁膜の上部に形成した。その後、ハーフミラーとなる陰極として、ＭｇとＡｇの共蒸着比１０：１の薄膜を１２ｎｍの膜厚で成膜し、さらにＩＴＯを１５０ｎｍの膜厚で成膜して、反射率が０．１％以上５０％未満の範囲となるように上部電極７を形成し、実施例１の表示装置１を得た。このハーフミラーとしての陰極の反射率は、波長＝５５０ｎｍの光に対して４５％であった。
【００６７】
尚、実施例１の表示装置においては、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒから青：波長λ＝４６０ｎｍ、緑：波長λ＝５３０ｎｍ、赤：波長λ＝６３０ｎｍの光の取り出しが極大になるように、上述した式（１）を満たす振動部の光学的距離Ｌのうちの最小値となる光学的距離Ｌを設定した。つまり、式（１）中のｍの値がｍ（青）＝０、ｍ（緑）＝０、ｍ（赤）＝０となるように、上述した式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆを設定した。この場合には、機能層６の膜厚を７３ｎｍとし、式（２）を満たすように各透明導電層５Ｂ，５Ｇ，５Ｒの光学的距離Ｌｔを、Ｌｔ（青）＝１０ｎｍ、Ｌｔ（緑）＝４１ｎｍ、Ｌｔ（赤）＝７５ｎｍに設定した。
【００６８】
（実施例２）
ｍの値がｍ（青）＝１、ｍ（緑）＝０、ｍ（赤）＝０となるように光学的距離Ｌｔ，Ｌｆを設定し、すなわち機能層６の膜厚を８０ｎｍとし、陰極の膜厚を９ｎｍとし、光学的距離ＬｔをＬｔ（青）＝１１０ｎｍ、Ｌｔ（緑）＝１０ｎｍ、Ｌｔ（赤）＝４４ｎｍに設定した点を除き、実施例１と同様に表示装置１を作製した。この場合の陰極の反射率は、波長＝５５０ｎｍの光に対して３０％であった。
【００６９】
（実施例３）
ｍの値がｍ（青）＝１、ｍ（緑）＝１、ｍ（赤）＝０となるように光学的距離Ｌｔ，Ｌｆを設定し、すなわち機能層６の膜厚を１０５ｎｍとし、陰極の膜厚を６ｎｍとし、光学的距離ＬｔをＬｔ（青）＝８５ｎｍ、Ｌｔ（緑）＝１３５ｎｍ、Ｌｔ（赤）＝１０ｎｍに設定した点を除き、実施例１と同様に表示装置１を作製した。この場合の陰極の反射率は、波長＝５５０ｎｍの光に対して１５％であった。
【００７０】
（実施例４）
ｍの値がｍ（青）＝１、ｍ（緑）＝１、ｍ（赤）＝１となるように光学的距離Ｌｔ，Ｌｆを設定し、すなわち機能層６の膜厚を１７５ｎｍとし、陰極の膜厚を６ｎｍとし、光学的距離ＬｔをＬｔ（青）＝１０ｎｍ、Ｌｔ（緑）＝６５ｎｍ、Ｌｔ（赤）＝１３０ｎｍに設定した点を除き、実施例１と同様に表示装置１を作製した。この場合の陰極の反射率は、波長＝５５０ｎｍの光に対して１５％であった。
【００７１】
（実施例５）
ｍの値がｍ（青）＝２、ｍ（緑）＝１、ｍ（赤）＝１となるように光学的距離Ｌｔ，Ｌｆを設定し、すなわち機能層６の膜厚を２４０ｎｍとし、陰極の膜厚を６ｎｍとし、光学的距離ＬｔをＬｔ（青）＝９５ｎｍ、Ｌｔ（緑）＝１０ｎｍ、Ｌｔ（赤）＝７０ｎｍに設定した点を除き、実施例１と同様に表示装置１を作製した。この場合の陰極の反射率は、波長＝５５０ｎｍの光に対して１５％であった。
【００７２】
＜比較例の表示装置の作製＞
（比較例１）
比較例１では、実施例１と同一の機能層を用いており、光の共振器構造による多重干渉を用いていない有機ＥＬ素子を配列したボトムエミッション型の表示装置を、次にように作製した。
【００７３】
先ず、ガラス板からなる基板１上に、陽極となる下部電極として透明導電性材料であるＩＴＯ（膜厚約１８０ｎｍ）をパターン形成した。次に、ＩＴＯからなる下部電極の表面中央部における２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外を絶縁膜でマスクした有機ＥＬ素子用のセルを作製した。次に、各発光領域となる下部電極の露出部上に他に開口を有する金属マスクを基板上に近接して配置し、実施例と同様の機能層を形成した。その後、ミラーとなる陰極としてＭｇとＡｇの共蒸着比１０：１の薄膜を２００ｎｍの膜厚で成膜して上部電極を形成し、比較例１の表示装置を得た。
【００７４】
（比較例２）
陰極の膜厚を２０ｎｍとした点を除き、実施例１と同様に表示装置を作製した。この場合の陰極の反射率は、波長＝５５０ｎｍの光に対して６０％であった。
【００７５】
＜評価結果＞
以上の様にして作製した実施例および比較例の表示装置について、各有機ＥＬ素子からの取り出し光のスペクトルを測定した。
【００７６】
図３は、実施例１の表示装置の各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒからの取り出し光スペクトルである。この図から、青、緑、赤の波長領域でスペクトルの発光強度が大きく異なり、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒから取り出したい波長領域の光が多重干渉効果によって選択的に取り出されていることが確認された。
【００７７】
そして、図４には、実施例１の表示装置における発光面側に、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒに対応させて、それぞれの色の波長のみを透過する各色のカラーフィルタを設けた場合のシミュレーション結果を示す。尚、図５には、実施例１の表示装置に適用した各色のカラーフィルタの透過率特性を示す。図４に示すように、カラーフィルタを組み合わせて設けることにより、実施例１の表示装置においてスペクトルの不要な波長領域成分が減少され、各有機ＥＬ素子３Ｂ，３Ｇ，３Ｒから取り出される青、緑、赤の光の色純度が向上することが確認された。
【００７８】
一方、図６は、比較例１の表示装置における各有機ＥＬ素子からの取り出し光スペクトルである。この図から、比較例１の表示装置に設けられた各有機ＥＬ素子は、青、緑、赤の全ての波長領域に発光領域を持つ白色発光が得られることが確認された。
【００７９】
そして、図７には、比較例１の表示装置における発光面側に、各有機ＥＬ素子に対応させて、青、緑、赤の各色の波長のみを透過する各カラーフィルタを設けた場合のシミュレーション結果を示す。尚、各色のカラーフィルタは、先の図５に示したと同様の透過率特性を示すものである。図７に示すように、比較例１の表示装置にカラーフィルタを設けることにより、青、緑、赤に色を調整できるが、図４に示したように実施例１の表示装置にカラーフィルタを設けた場合と比較してスペクトルの強度が小さく、色純度も悪かった。
【００８０】
また、図８には、（ａ）実施例１の表示装置、（ｂ）実施例１の表示装置に図５のカラーフィルタを設けた表示装置、（ｃ）比較例１の表示装置、さらには（ｄ）比較例１の表示装置に図５のカラーフィルタを設けた表示装置のそれぞれの色度値を、（ｅ）ＮＴＳＣ（National Television System Committee）の色度値と共に示す。
【００８１】
この色度図から、（ａ）カラーフィルタを設けていない実施例１の表示装置でも、良好な色再現性を示し、さらに（ｂ）実施例１の表示装置にカラーフィルタを設けることでＮＴＳＣに匹敵する色再現性での表示が可能であることが確認された。
【００８２】
図９には、実施例１の表示装置の視野角依存性（正面，４５°）の実測結果にカラーフィルタを設けた場合のシミュレーション結果を示し、図１０には、比較例２の表示装置の視野角依存性（正面，４５°）の実測結果にカラーフィルタを設けた場合のシミュレーション結果を示す。これらの図から、ハーフミラーとしての陰極の反射率が高い場合には取り出し光の視野角依存性が大きく、すなわち輝度および色度の変化が大きいのに対して、ハーフミラーとしての陰極の反射率が低い場合には取り出し光の視野角依存性が小さく、すなわち輝度および色度の変化が小さいことが確認された。なお、ここでは詳細にデータを示さないが、図９および図１０に示した結果を踏まえて、陰極の反射率を変化させながら視野角依存性をシミュレーションして調べたところ、取り出し光の視野角依存性を適正に小さくするためには、陰極の反射率が０．１％以上５０％未満の範囲であればよいことが確認された。
【００８３】
最後に、表１には、実施例１〜５の表示装置および比較例２の表示装置のそれぞれにカラーフィルタを設けた場合における輝度および色度の視野角依存性（正面，４５°）を示す。表１に示した輝度変化比は、４５°の輝度と正面の輝度との間の比率（＝４５°の輝度／正面の輝度）である。
【００８４】
【表１】
2005116516.tif 000007
【００８５】
表１から、実施例１〜５の表示装置では、比較例２の表示装置と比較して輝度変化比が大きくなったため、その比較例２の表示装置と比較して視野角依存性が小さいことが確認された。なお、ここでは詳細にデータを示さないが、表１に示した結果を踏まえて、上述した式（１）中のｍの値（ｍ（青），ｍ（緑），ｍ（赤））が変化するように、上述した式（２）中の光学的距離Ｌｔ，Ｌｆを設定しながら輝度および色度の視野角依存性を同様に調べたところ、実施例１〜５に該当するｍ（青），ｍ（緑），ｍ（赤）＝０，０，０、１，０，０、１，１，０、１，１，１、２，１，１の条件の表示装置だけでなく、ｍ（青），ｍ（緑），ｎ（赤）＝２，２，１、２，２，２の条件の表示装置においても、比較例２の表示装置と比較してやはり視野角依存性が小さいことが確認された。以上の一連の結果により、本発明の表示装置では、良好な色再現性を示すと共に、表示色の視野角依存性が小さいことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施形態の表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】実施形態の表示装置の他の構成を示す断面図である。
【図３】実施例１の表示装置における各有機ＥＬ素子のスペクトルである。
【図４】実施例１の表示装置にカラーフィルタを設けた場合の各有機ＥＬ素子のスペクトルである。
【図５】図４のシミュレーションに用いたカラーフィルタの透過率特性を示す図である。
【図６】比較例１の表示装置における有機ＥＬ素子のスペクトルである。
【図７】実施例１の表示装置にカラーフィルタを設けた場合の各有機ＥＬ素子のスペクトルである。
【図８】各表示装置およびＣＲＴディスプレイの色度値を示す色度図である。
【図９】実施例１の表示装置にカラーフィルタを設けた場合における各有機ＥＬ素子のスペクトルの視野角依存性である。
【図１０】比較例１の表示装置にカラーフィルタを設けた場合における各有機ＥＬ素子のスペクトルの視野角依存性である。
【符号の説明】
【００８７】
１，１’…表示装置、２…基板、３Ｂ，３Ｇ，３Ｒ…有機ＥＬ素子（発光素子）、４…下部電極（ミラー）、４’…下部電極（ハーフミラー）、５，５Ｂ，５Ｇ，５Ｒ…透明導電層、６…機能層、７…上部電極（ハーフミラー）、７’…上部電極（ミラー）、１１…発光層、１５…共振部、Ｌ…共振部の光学的距離、Ｌｆ…機能層の光学的距離、Ｌｔ…透明導電層の光学的距離
【図１】
2005116516.tif 000016
【図２】
2005116516.tif 000017
【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】
2005116516.tif 000022
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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