(57)【要約】【課題】  共振光の強度を所期値に維持するために各層に要求される膜厚の精度を緩和する。【解決手段】  発光装置Ｄは、半透過反射性の半透過反射層１２と光反射性の第２電極２２との間に介在する発光層３５２を具備する。この構成においては、発光層３５２からの出射光を半透過反射層１２と第２電極２２との間で共振させる共振器構造が形成される。この共振器構造における共振波長は、発光層３５２による内部発光スペクトルの強度変化率（波長に対する強度の変化率）が当該内部発光スペクトルのピークに対応して略極小値となる波長である。【選択図】      図１
2007052971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に対向して配置されて各々が光反射性を有する第１反射層および第２反射層と、前記第１反射層と前記第２反射層との間に介在する発光層とを具備し、前記発光層からの出射光を前記第１反射層と前記第２反射層との間で共振させる共振器構造が形成された発光装置であって、
前記共振器構造における共振波長は、前記発光層による発光のスペクトルの強度変化率が当該スペクトルのピークに対応して略極小値となる波長である
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
相互に対向して配置されて各々が光反射性を有する第１反射層および第２反射層と、前記第１反射層と前記第２反射層との間に介在する発光層とを具備し、前記発光層からの出射光を前記第１反射層と前記第２反射層との間で共振させる共振器構造が形成された発光装置であって、
前記発光層による発光のスペクトルの強度変化率の最大値Ｄmaxと波長λxでの強度変化率Ｄxとの差分値（Ｄmax−Ｄx）と、前記最大値Ｄmaxと前記スペクトルのピークに対応する強度変化率の極小値Ｄminとの差分値（Ｄmax−Ｄmin）とが、（Ｄmax−Ｄx）≧０．９×（Ｄmax−Ｄmin）を満たすように決定された波長λxが、前記共振器構造における共振波長である
ことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
相互に対向して配置されて各々が光反射性を有する第１反射層および第２反射層と、前記第１反射層と前記第２反射層との間に介在する発光層とを各々が含む複数の単位素子を具備し、前記発光層からの出射光を前記第１反射層と前記第２反射層との間で共振させる共振器構造が前記各単位素子に形成された発光装置であって、
前記発光層は、別個の波長に対応する第１のピークと第２のピークとが発光のスペクトルに現れる材料によって形成され、前記複数の単位素子にわたって連続に分布する膜体であり、
前記複数の単位素子のうち第１の単位素子の共振器構造における共振波長は、前記スペクトルの強度変化率が前記第１のピークに対応して略極小値となる波長に選定され、前記複数の単位素子のうち前記第２の単位素子の共振器構造における共振波長は、前記スペクトルの強度変化率が前記第２のピークに対応して略極小値となる波長である
ことを特徴とする発光装置。
【請求項４】
第１反射層は、光反射性と光透過性とを有する半透過反射層である
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１反射層は、各々の屈折率が相違する複数の光透過性の膜体を積層してなる
ことを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
第１反射層を被覆する透光層と、
前記透光層と前記発光層との間に介在する光透過性の電極と
を有することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の発光装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れかに記載の発光装置を具備する電子機器。
【請求項８】
相互に対向して配置されて各々が光反射性を有する第１反射層および第２反射層と、発光材料によって形成されて前記第１反射層と前記第２反射層との間に介在する発光層とを具備し、前記発光層からの出射光を前記第１反射層と前記第２反射層との間で共振させる共振器構造が形成される発光装置を設計する方法であって、
前記発光材料による発光のスペクトルを測定する第１過程と、
前記第１過程で測定した前記スペクトルの強度変化率が当該スペクトルのピークに対応して略極小値となる波長を、前記共振器構造における共振波長として選定する第２過程と、
前記第１反射層と前記第２反射層との光学的距離を、前記第２過程で選定した共振波長に対応する光学的距離に選定する第３過程と
を有する発光装置の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescent）材料など各種の発光材料によって形成された発光層を発光させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の発光層による出射光を共振させることによって、スペクトルのピーク幅が狭く強度が高い光を生成する技術が従来から提案されている。例えば特許文献１や特許文献２には、相互に対向する反射層と半透過反射層との間隙に発光層を介在させ、発光層からの出射光を反射層と半透過反射層との間で共振させる構造が開示されている。共振器構造における共振波長は、反射層と半透過反射層との光学的距離に応じた波長となる。この光学的距離は、例えば反射層と発光層との間に介在する電極の膜厚や屈折率に応じて決定される。
【特許文献１】特許第２７９７８８３号公報（段落００１８および図１）
【特許文献２】特開２００５−１１６５１６号公報（段落００４１および図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、共振器構造による共振を経て発光装置から出射する光の強度は、共振器構造を構成する各層の膜厚が僅かに設計値から相違するに過ぎない場合であっても大幅に変動する場合がある。したがって、所望の共振波長の成分を発光装置から所期の輝度で出射させるためには、共振器構造を構成する各層の寸法（特に膜厚）を極めて高い精度で制御することが要求される。しかしながら、このように高精度な膜厚の制御は製造技術上の理由から容易ではなく、たとえ可能であるとしてもその実現のためには製造コストの増大を避けることができないという問題がある。なお、特許文献１および特許文献２の何れにも、各層の膜厚に許容される誤差を拡大するという観点やこの課題を解決するための具体的な方策については言及されていない。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発光装置から出射される共振光の強度を所期値に維持するために各層に要求される膜厚の精度を緩和するという課題の解決を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る発光装置は、相互に対向して配置されて各々が光反射性を有する第１反射層および第２反射層と、第１反射層と第２反射層との間に介在する発光層とを具備する。この構成においては、発光層からの出射光を第１反射層と第２反射層との間で共振させる共振器構造が形成される。なお、第１反射層は、例えば、後掲の第１実施形態における半透過反射層１２および第２電極２２の一方、または、第２実施形態における反射層１４および第２電極２２の一方に相当する。第２電極は、例えば、第１実施形態における半透過反射層１２および第２電極２２の他方、または、第２実施形態における反射層１４および第２電極２２の他方に相当する。
【０００５】
本発明の第１の特徴は、発光層による発光のスペクトルの強度変化率が当該スペクトルのピークに対応して略極小値となる波長を、共振器構造における共振波長として選定したことにある。本出願における「強度変化率」とは、波長の変化に対するスペクトルの強度の変化率の絶対値（すなわち各波長におけるスペクトルの接線の傾きの絶対値）である。
【０００６】
第１の特徴に係る発光装置によれば、第１反射層と第２反射層との光学的距離（より具体的には第１反射層と第２反射層との間に介在する各層の膜厚）が所期値からズレた場合であっても、強度変化率の大小とは無関係に共振波長が選定された構成（例えば強度変化率が極小値とならない波長が共振波長とされた構成）と比較して、発光装置からの出射光の強度（さらには輝度）の変化を抑制することができる。
【０００７】
本発明の第２の特徴は、発光層による発光のスペクトルの強度変化率の最大値Ｄmaxと波長λxでの強度変化率Ｄxとの差分値（Ｄmax−Ｄx）が、最大値Ｄmaxとスペクトルのピークに対応する強度変化率の極小値Ｄminとの差分値（Ｄmax−Ｄmin）に対して、（Ｄmax−Ｄx）≧０．９×（Ｄmax−Ｄmin）を満たす範囲内の波長λxとなるように、共振器構造における共振波長を選定したことにある（例えば図１０参照）。この構成においては、第１の特徴に係る発光装置と同様に、発光層のスペクトルにおける強度変化率が略極小値となる波長を含む所定の範囲内の波長が共振器構造の共振波長として選定されているから、第１反射層と第２反射層との光学的距離が所期値からズレた場合であっても、発光装置からの出射光の強度の変化を抑制することができる。
【０００８】
本発明における発光層は、各々が別個の波長に対応する第１のピークと第２のピークとが発光のスペクトルに現れる材料によって、複数の単位素子にわたって連続に分布するように形成された膜体であってもよい。この態様に係る第３の特徴は、複数の単位素子のうち第１の単位素子の共振器構造における共振波長が、スペクトルの強度変化率が第１のピークに対応して略極小値となる波長に選定され、複数の単位素子のうち第２の単位素子の共振器構造における共振波長が、スペクトルの強度変化率が第２のピークに対応して略極小値となる波長に選定されたことにある。この構成によれば、第１の単位素子および第２の単位素子の各々における共振波長が、発光層のスペクトルにおける強度変化率が略極小値となる波長に選定されているから、第１反射層と第２反射層との光学的距離が所期値からズレた場合であっても、第１の単位素子および第２の単位素子の各々からの出射光の強度の変化を抑制することができる。なお、第３の特徴に係る発光装置の具体例は第２実施形態として後述される。
【０００９】
なお、本発明の第３の特徴に係る発光装置においては、第１の単位素子および第２の単位素子とは共振波長が相違する第３の単位素子を含む構成も採用される。この構成において、発光素子による発光のスペクトルが第１のピークや第２のピークとは波長が相違する第３のピークを含む場合には、第３の単位素子の共振波長を、スペクトルの強度変化率が第３のピークに対応して略極小値となる波長に選定することが望ましい。もっとも、発光素子の発光のスペクトルが第１のピークと第２のピークのみを含む場合（あるいは第３のピークに対応する波長が所望の波長とは相違する場合）には、第３の単位素子の共振波長を、スペクトルにおける強度変化率の大小とは無関係に所望の波長に選定してもよい。
【００１０】
以上の各態様における発光層の発光のスペクトルの典型例は内部発光スペクトルである。この内部発光スペクトルは、発光層からの出射後に干渉や反射を経ていない光のスペクトルであり、例えば光励起による発光層の発光（フォトルミネセンス）のスペクトルや、透明な電極によって電界を印加したとき（すなわち干渉や反射が殆ど発生しないとき）の発光層の発光のスペクトルである。
【００１１】
以上に例示した各態様の発光装置において、第１反射層は、光反射性と光透過性とを有する半透過反射層である。この構成によれば、共振器構造による共振光を第１反射層から確実に外部に出射させることができる。この態様における第１反射層（半透過反射層）の構造は任意であるが、例えば、各々の屈折率が相違する複数の光透過性の膜体を積層してなる構造（いわゆる誘電体ミラー）が好適に採用される。
【００１２】
本発明の望ましい態様において、第１反射層を被覆する光透過性の透光層と、透光層と発光層との間に介在する光透過性の電極とが配置される。この態様においては、例えば電極の形成時（例えば導電膜の成膜時やそのパターニング時）における第１反射層の劣化や損傷を透光層によって防止することが可能である。そして、以上に説明したように、透光層や電極の膜厚にバラツキが発生した場合であっても、発光装置からの出射光の強度の変化を抑制することができる。
【００１３】
本発明に係る発光装置は各種の電子機器に利用される。この電子機器の典型例は、発光装置を表示装置として利用した機器である。この種の電子機器としては、パーソナルコンピュータや携帯電話機などがある。もっとも、本発明に係る発光装置の用途は画像の表示に限定されない。例えば、光線の照射によって感光体ドラムなどの像担持体に潜像を形成するための露光装置（露光ヘッド）としても本発明の発光装置を適用することができる。また、例えば液晶パネルの背面に設置される照明装置（バックライト）としても本発明の発光装置を採用することができる。
【００１４】
本発明は、以上に例示した各態様に係る発光装置を設計するための方法としても特定される。この方法は、相互に対向して配置されて各々が光反射性を有する第１反射層および第２反射層と、発光材料によって形成されて第１反射層と第２反射層との間に介在する発光層とを具備し、発光層からの出射光を第１反射層と第２反射層との間で共振させる共振器構造が形成された発光装置を設計する方法であって、発光材料による発光のスペクトルを測定する第１過程と、第１過程で測定したスペクトルの強度変化率が当該スペクトルのピークに対応して略極小値となる波長を、共振器構造における共振波長として選定する第２過程と、第１反射層と第２反射層との光学的距離を、第２過程で選定した共振波長に対応する光学的距離に選定する第３過程とを含む。この方法によって設計された発光装置によれば、第１反射層と第２反射層との光学的距離が所期値からズレた場合であっても、発光装置からの出射光の強度の変化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。同図に示すように、発光装置Ｄは、基板１０の表面上にマトリクス状に配列された複数の単位素子Ｕ（Ｕr，Ｕg，Ｕb）を有する。各単位素子Ｕは、複数の色彩（赤色，緑色，青色）の何れかに対応した波長の光を発生する要素である。すなわち、単位素子Ｕrは赤色光（Ｒ）を出射し、単位素子Ｕgは緑色光（Ｇ）を出射し、単位素子Ｕbは青色光（Ｂ）を出射する。本実施形態の発光装置Ｄは、各単位素子Ｕにて発生した光が基板１０を透過して出射するボトムエミッション型である。したがって、ガラスやプラスチックなど光透過性を有する板状の部材が基板１０として好適に採用される。なお、単位素子Ｕは板状の封止材によって基板１０上に封止されてもよい。
【００１６】
各単位素子Ｕは発光体３５を含む。各発光体３５は、正孔輸送層３５１と発光層３５２（３５２r，３５２g，３５２b）と電子輸送層３５３とが基板１０側からこの順番に積層された構造となっている。発光層３５２は電界の印加によって発光する発光材料からなる。本実施形態における発光層３５２は、単位素子Ｕの発光色ごとに別個の発光材料によって形成される。すなわち、単位素子Ｕrの発光体３５は赤色光を発光する発光層３５２rを含み、単位素子Ｕgの発光体３５は緑色光を発光する発光層３５２gを含み、単位素子Ｕbの発光体３５は青色光を発光する発光層３５２bを含む。
【００１７】
なお、発光体３５の構造は以上の例示に限定されない。例えば、図１に示した各層に正孔注入層または電子注入層が追加された構成や、図１に示した正孔輸送層３５１や電子輸送層３５３が省略された構成としてもよい。すなわち、発光体３５は少なくとも発光層３５２を含んでいれば足りる。
【００１８】
図１に示すように、基板１０の表面は半透過反射層１２によって被覆される。この半透過反射層１２は、発光体３５から出射して表面に到達した光量の一部を発光体３５側に反射させるとともに他の一部を基板１０側に透過させる性質（半透過反射性）を備えた膜体であり、基板１０の全域にわたって連続に分布する。半透過反射層１２は、例えば、各々が屈折率の相違する光透過性の材料からなる複数の膜体を積層した構造（誘電体ミラー）となっている。各膜体の材料としては、窒化珪素（ＳｉＮ）や酸化珪素（ＳｉＯ2）・酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）・酸化チタン（ＴｉＯ2）など各種の材料が好適に採用される。本実施形態の半透過反射層１２は、酸化珪素からなる第１層１２１と窒化珪素からなる第２層１２２とを交互に積層した構造となっている。
【００１９】
半透過反射層１２の表面上には第１電極２１が単位素子Ｕごとに相互に離間して形成される。各第１電極２１は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）など光透過性の導電材料によって形成された電極であり、発光体３５の陽極として機能する。これらの第１電極２１が形成された半透過反射層１２の表面上にはバンク層３２が形成される。このバンク層３２は、基板１０の表面上の空間を単位素子Ｕごとに仕切る形状（格子状）の隔壁であり、例えばアクリル系やエポキシ系といった樹脂材料または酸化珪素や窒化珪素といった無機材料など各種の絶縁材料によって形成される。各発光体３５は、バンク層３２の内壁に包囲されて第１電極２１を底面とする空間（凹部）内に形成される。
【００２０】
各発光体３５は第２電極２２によって被覆される。この第２電極２２は、複数の単位素子Ｕにわたって連続に分布する膜体であり、発光体３５の陰極として機能する。本実施形態における第２電極２２は、光反射性を有する材料によって形成され、基板１０とは反対側に向かって進行する光を基板１０側に反射させる反射層として兼用される。第２電極２２の材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）といった単体金属、またはこれらの金属を主成分とする合金などが好適に採用される。
【００２１】
各単位素子Ｕは、半透過反射層１２と第１電極２１と発光体３５と第２電極２２とを含む要素である。各単位素子Ｕにおいては、半透過反射層１２と第２電極２２との間で発光層３５２からの出射光を共振させる共振器構造が形成される。すなわち、発光体３５の発光層３５２による出射光は半透過反射層１２と第２電極２２との間で往復し、共振器構造における共振波長の成分のみが多重干渉によって選択的に増幅されたうえで半透過反射層１２を透過して出射する。このように共振を利用した構造によれば、スペクトルのピーク幅が狭く強度が高い光を発光装置Ｄから出射させることができる。
【００２２】
共振器構造における共振波長λは、例えば以下の式(1)で表現されるように、半透過反射層１２と第２電極２２との光学的距離Ｌに応じて決定される。ただし、式(1)における「Φ（rad）」は、共振器構造の両端部にて発生する位相シフトであり、より具体的には、半透過反射層１２の表面で反射するときの位相シフト「Φ1（rad）」と第２電極２２の表面で反射するときの位相シフト「Φ2（rad）」との和（＝Φ1＋Φ2）である。また、「ｍ」は光学的距離Ｌが正となる整数である。
（２Ｌ）／λ＋Φ／２π＝ｍ  ……(1)
各単位素子Ｕから出射されるべき所望の共振波長λを式(1)に代入することによって、この共振波長λによる光共振を実現するための光学的距離Ｌが単位素子Ｕごとに決定される。そして、ここで決定された光学的距離Ｌが得られるように、半透過反射層１２と第２電極２２との間に介在する各層の膜厚や材料が決定される。図１に例示された構成においては、第１電極２１の膜厚の調整によって光学的距離Ｌ（さらには共振波長λ）を単位素子Ｕの発光色ごとに相違させる構成となっている。すなわち、単位素子Ｕrの第１電極２１は単位素子Ｕgの第１電極２１よりも厚く、単位素子Ｕgの第１電極２１は単位素子Ｕbの第１電極２１よりも厚い。
【００２３】
さらに、光学的距離Ｌの算定の基礎となる各単位素子Ｕの共振波長λは、その単位素子Ｕの発光層３５２（３５２r，３５２g，３５２b）を構成する発光材料の発光のスペクトルに応じて決定される。本実施形態における共振波長λの選定の方法について詳述すると以下の通りである。
【００２４】
図２は、赤色の単位素子Ｕrの発光層３５２rを構成する発光材料（以下「赤色発光材料」という）の発光のスペクトルを示すグラフである。同図においては横軸に波長（ｎｍ）が示されるとともに縦軸に強度（任意スケール）が示されている。同図に示されるスペクトルＳＰ0_Rは、赤色発光材料からの出射後に反射や干渉を経ていない光（すなわち赤色発光材料から出射した直後の光）のスペクトルである。以下ではこのスペクトルを、半透過反射層１２と第２電極２２との間隙における共振（干渉）を経て基板１０側から出射する光のスペクトルと区別するために特に「内部発光スペクトル」と表記する。
【００２５】
図２に示した内部発光スペクトルＳＰ0_Rは、光学的な励起（例えば紫外線の照射による励起）に起因した赤色発光材料の発光（フォトルミネセンス）を観察することによって特定される。すなわち、第１に、光透過性の板材の表面に蒸着などの成膜技術によって形成された赤色発光材料の膜体（あるいは板材の表面に散布された赤色発光材料の粉末）が用意され、第２に、この膜体に対して紫外線などの特定の波長の光が照射される。第３に、この照射による光励起で膜体から放射された光を公知の方法で測定および解析することによって内部発光スペクトルＳＰ0_Rが特定される。したがって、半透過反射層１２と第２電極２２との間隙における共振（干渉）を経て発光装置Ｄの基板１０側から出射した光のスペクトルとは異なり、内部発光スペクトルＳＰ0_Rは、発光装置Ｄの各部の寸法や材質に依存せず、赤色発光材料の種類のみに応じて固有に形状が定まる。図２に示すように、本実施形態における赤色発光材料の内部発光スペクトルＳＰ0_Rは、６５０ｎｍ程度の波長において強度のピークが現れる。
【００２６】
なお、ここでは光励起による発光の観察によって内部発光スペクトルＳＰ0_Rを測定する場合を例示したが、内部発光スペクトルＳＰ0_Rを特定するための方法はこれに限定されない。例えば、赤色発光材料の膜体を一対の透明電極（例えばＩＴＯからなる電極）で挟持した構造を作成し、これらの電極で電界を印加したときの赤色発光材料からの出射光を測定してもよい。この方法によっても、赤色発光材料からの出射後に反射や干渉を経ていない光の内部発光スペクトルＳＰ0_Rを特定することができる。
【００２７】
さて、図２には、内部発光スペクトルＳＰ0_Rにおける波長の変化に対する強度の変化率（すなわち内部発光スペクトルＳＰ0_Rの各波長における接線の傾き）の絶対値である強度変化率Ｄrが内部発光スペクトルＳＰ0_Rに併記されている。本実施形態における単位素子Ｕrの共振波長λは、赤色発光材料の内部発光スペクトルＳＰ0_Rの強度変化率Ｄrがそのピークに対応して略極小値（最小値）となる波長に選定される。例えば、図２に示された内部発光スペクトルＳＰ0_Rでは６６０ｎｍ程度の波長において強度変化率Ｄrが極小値（ゼロ）となる。したがって、本実施形態においては、単位素子Ｕrの共振波長λが６６０ｎｍに決定されたうえで、半透過反射層１２と第２電極２２との間の光学的距離Ｌがこの共振波長λに応じた数値となるように各部の膜厚や材料（屈折率）が選定される。以上のように強度変化率Ｄrに応じて共振波長λ（さらには光学的距離Ｌ）を選定することによって、単位素子Ｕrからの出射光を所期の輝度に確保するために各層の膜厚に要求される精度を緩和することができる（すなわち許容誤差を拡大することができる）という効果が奏される。この効果について詳述すると以下の通りである。
【００２８】
図３に図示されたスペクトルＳＰout_Rは、以上の手順で共振波長λが決定された単位素子Ｕrから基板１０を透過して出射した光（すなわち共振器構造での共振を経た光）のスペクトル（以下「出射光スペクトル」という）である。また、図３に図示されたスペクトルＳＰcは、内部発光スペクトルＳＰ0_Rの強度変化率Ｄrが極小値とならない波長（ここでは６１５ｎｍ）が共振波長λに選定された構成（以下「対比構成」という）での出射光スペクトルである。なお、図３には、図２に示した内部発光スペクトルＳＰ0_Rが参考のために併記されている。
【００２９】
また、図３に図示された各スペクトルＳＰout_R[10]は、半透過反射層１２と第２電極２２との間に介在する各層の膜厚に、所期の寸法（すなわち出射光スペクトルＳＰout_Rが得られる構成における各層の寸法）と比較して±１０％の誤差が発生した場合の出射光スペクトルである。一方、図３の図示された各スペクトルＳＰc[10]は、対比構成のもとで各層の膜厚に±１０％の誤差が発生した場合の出射光スペクトルである。
【００３０】
図３に示されるように、本実施形態のように強度変化率Ｄrが極小値となる波長を共振波長λとした構成においては、強度変化率Ｄrが極小値とならない波長を共振波長λとした対比構成と比較して、各層の膜厚に誤差が発生したときの出射光の強度の変動が低減される。より具体的には、対比構成のもとで各層の膜厚に±１０％の誤差が生じると、単位素子Ｕrからの出射光の輝度（図３に示した強度と人間の視感度との乗算値）が±２３％程度の範囲で変動するのに対し、本実施形態の構成のもとで各層の膜厚に±１０％の誤差が生じた場合、単位素子Ｕrからの出射光の輝度の変動量は±１０％程度の範囲に抑制される。換言すると、単位素子Ｕrからの出射光について所期の輝度を得るために各層に許容される膜厚の誤差は、本実施形態の構成のほうが対比構成よりも大きい。このように、本実施形態によれば、各層の膜厚に要求される精度が緩和されるから、製造コストの低減や歩留まりの向上を実現することができる。
【００３１】
なお、以上においては赤色の単位素子Ｕrについて説明したが、単位素子Ｕgや単位素子Ｕbについても同様の手順で共振波長λ（さらには光学的距離Ｌ）を決定することができる。具体的には以下の通りである。
【００３２】
図４は、単位素子Ｕgの発光層３５２gの内部発光スペクトルＳＰ0_Gとその強度変化率Ｄgとを示すグラフである。同図に示されるように、内部発光スペクトルＳＰ0_Gには５３０ｎｍ程度の波長に強度のピークが現れる。一方、このピークに対応して強度変化率Ｄgが極小値となる波長は５７０ｎｍ程度である。したがって、単位素子Ｕgの共振波長λは５７０ｎｍに選定され、この共振波長λから式(1)に基づいて単位素子Ｕgの光学的距離Ｌが決定される。
【００３３】
図５は、共振波長λが５７０ｎｍに選定された単位素子Ｕgの出射光スペクトルＳＰout_Gと、共振器構造を構成する各層の寸法に±１０％の誤差が発生したときの出射光スペクトルＳＰout_G[10]を示すグラフである。同図に示すように、単位素子Ｕgの共振波長λを５７０ｎｍに選定した場合には、単位素子Ｕrの場合と同様に、各層の膜厚に±１０％程度の誤差が生じた場合であっても単位素子Ｕgからの出射光の強度の変動は±１０％程度の範囲に抑制される。
【００３４】
次に、図６は、単位素子Ｕbの発光層３５２bの内部発光スペクトルＳＰ0_Bとその強度変化率Ｄbとを示すグラフである。単位素子Ｕbの共振波長λは、内部発光スペクトルＳＰ0_Bのピーク（波長：４６５ｎｍ）に対応して強度変化率Ｄbが極小値となる波長である４７０ｎｍとされる。図７は、このときの単位素子Ｕbの出射光スペクトルＳＰout_Bと、共振器構造の各層の膜厚に±１０％の誤差が発生しときの出射光スペクトルＳＰout_B[10]を示すグラフである。同図に示すように、単位素子Ｕbについても出射光の強度の変動は±１０％程度に抑制される。
【００３５】
＜Ｂ：第２実施形態＞
次に、図８を参照して、本発明の第２実施形態に係る発光装置Ｄの構成を説明する。なお、本実施形態のうち第１実施形態と同様の要素については共通の符号を付してその説明を適宜に省略する。
【００３６】
図８に示されるように、本実施形態における基板１０の表面上には複数の反射層１４が形成される。これらの反射層１４は、例えば各単位素子Ｕの配列に沿うようにストライプ状に形成される。各反射層１４は光反射性を有する材料によって形成される。この種の材料としては、アルミニウムや銀などの単体金属、またはこれらの金属を主成分とする合金などが好適に採用される。
【００３７】
反射層１４の表面および側端面（エッジ部分）は透光層１６によって被覆される。この透光層１６は、光透過性を有する絶縁性の材料によって形成された膜体である。このような材料としては、アクリル系やエポキシ系といった樹脂材料または酸化珪素（ＳｉＯx）や窒化珪素（ＳｉＮx）といった無機材料などが好適に採用される。
【００３８】
発光体３５の陽極として機能する第１電極２１は、単位素子Ｕごとに相互に離間するように透光層１６の表面上に形成される。この第１電極２１は、基板１０の全域を被覆する光透過性の導電膜をフォトリソグラフィ技術やエッチング技術によってパターニングすることによって形成される。透光層１６が形成されていない構成においては、この第１電極２１の形成に際して反射層１４が劣化（酸化）または損傷する可能性がある。本実施形態においては、反射層１４が透光層１６によって被覆されているから、第１電極２１の形成時（成膜時やパターニング時）における反射層１４の劣化や損傷が有効に防止される。
【００３９】
第１実施形態においては、各発光色の単位素子Ｕごとに別個の材料によって発光層３５２が形成された構成を例示した。これに対し、本実施形態においては、図８に示されるように、発光体３５を構成する各層（正孔輸送層３５１・発光層３５２および電子輸送層３５３）が複数の単位素子Ｕにわたって連続に分布する構成となっている。したがって、発光層３５２の特性（例えば内部発光スペクトル）自体は複数の単位素子Ｕについて共通である。
【００４０】
発光体３５の陰極として機能する第２電極２２は、第１実施形態と同様に、複数の単位素子Ｕにわたって連続に分布するとともに発光体３５を挟んで第１電極２１と対向する導電性の膜体である。ただし、本実施形態における第２電極２２は、基板１０側から到達した光の一部を透過させるとともに他の一部を反射させる半透過反射層として機能する。すなわち、本実施形態の発光装置Ｄは、発光体３５からの出射光が共振後に基板１０とは反対側（図８の上方）に出射するトップエミッション型である。したがって、基板１０に光透過性は要求されない。
【００４１】
このように半透過反射性を備えた電極は、光反射性を有する導電材料を充分に薄く形成することによって作成される。この種の材料としては、アルミニウムや銀などの単体金属やこれらの材料を主成分とする合金などが好適に採用される。例えば本実施形態の第２電極２２は、各々が充分に薄く形成されたマグネシウム（Ｍｇ）および銀（Ａｇ）の膜体を相互に積層した構造となっている。もっとも、第２電極２２はＩＴＯやＩＺＯなど光透過性を有する導電材料によって形成されてもよい。この種の材料によって第２電極２２が形成されていても、第２電極２２の表面上の屈折率が第２電極２２よりも低い構成とすれば、第２電極２２の表面において光の一部が透過するとともに他の一部が反射するから、第２電極２２を半透過反射層として機能させることができる。
【００４２】
次に、図９は、発光層３５２の内部発光スペクトルを示す図である。同図に示されるように、本実施形態の発光層３５２の内部発光スペクトルＳＰ0は、４６５ｎｍ程度の波長（青色）における強度のピークＰ1と６００ｎｍ程度の波長（黄色ないしオレンジ色）における強度のピークＰ2とを含む。このような特性の発光層３５２は、例えば、４６５ｎｍ程度の波長に内部発光スペクトルの強度のピークが現れる発光材料と、６００ｎｍ程度の波長に内部発光スペクトルの強度のピークが現れる発光材料とを積層することによって形成される。
【００４３】
また、図９には、内部発光スペクトルＳＰ0の強度変化率Ｄが併記されている。同図に示されるように、本実施形態における発光層３５２の強度変化率Ｄは、波長λb（４７０ｎｍ程度）においてピークＰ1に対応して極小値となり、波長λr（６２０ｎｍ程度）においてピークＰ2に対応して極小値となる。したがって、反射層１４と第２電極２２との間の光学的距離Ｌは、単位素子Ｕbにおいては共振波長が波長λbとなるように決定され、単位素子Ｕrにおいては共振波長が波長λrとなるように決定される。また、単位素子Ｕgについては、共振波長が波長λg（５４０ｎｍ程度）となるように光学的距離Ｌが決定される。この波長λgは、図９に示すように、ピークＰ1とピークＰ2との間のディップ（谷）に対応して強度変化率Ｄが極小値となる波長である。
【００４４】
本実施形態においては、第１実施形態と同様に、第１電極２１の膜厚の調整によって、反射層１４と第２電極２２との間の光学的距離Ｌが所望の共振波長λに対応した数値に制御される。各単位素子Ｕの共振波長（λr，λg，λb）は以上の手順で決定されるから、図８に示すように、単位素子Ｕrの第１電極２１は単位素子Ｕgの第１電極２１の膜厚（例えば１００ｎｍ）よりも厚い膜厚（例えば１５０ｎｍ）に形成され、単位素子Ｕgの第１電極２１は単位素子Ｕbの第１電極２１の膜厚（例えば５０ｎｍ）よりも厚く形成される。
【００４５】
本実施形態においては、発光体３５が複数の単位素子Ｕにわたって共通するから、各発光色の単位素子Ｕごとに別個の材料によって発光体３５（特に発光層３５２）が形成される構成と比較して、製造工程が簡素化されるとともに製造コストが低減される。しかも、本実施形態においては、強度変化率Ｄが極小値となる波長が各単位素子Ｕの共振波長λとして選定されるから、反射層１４と第２電極２２との間に介在する各層の膜厚に誤差が生じた場合であっても、各単位素子Ｕからの出射光の強度の変動は低減される。すなわち、各単位素子Ｕからの出射光を所期の輝度に維持するために各層の膜厚に要求される精度が緩和されるから、この観点からしても製造コストの低減や歩留まりの向上を実現することができる。
【００４６】
なお、本実施形態においては、発光層３５２の内部発光スペクトルが２個のピーク（Ｐ1・Ｐ2）のみを含む場合を例示したが、これらのピークに加えて緑色に対応する波長（例えば５４０ｎｍ程度）でのピークＰ3を含む発光層３５２を利用してもよい。この構成において単位素子Ｕgの共振波長λは、強度変化率ＤがピークＰ3に対応して極小値となる波長に選定される。
【００４７】
＜Ｃ：変形例＞
以上の各形態には様々な変形を加えることができる。具体的な変形の態様を例示すれば以下の通りである。なお、以下の各態様を適宜に組み合わせてもよい。
【００４８】
（１）変形例１  
以上の各実施形態においては、内部発光スペクトルＳＰ0（ＳＰ0_R，ＳＰ0_G，ＳＰ0_B）の強度変化率Ｄ（Ｄr，Ｄg，Ｄb）がピークに対応して極小値となる波長を単位素子Ｕの共振波長λとして選定したが、各単位素子Ｕの共振波長λは、強度変化率Ｄが極小値となる波長に必ずしも一致している必要はなく、強度変化率Ｄが極小値となる波長を含む所定の範囲内の波長に選定されていればよい。
【００４９】
例えばいま、図１０に示すように、強度変化率Ｄの最大値Ｄmaxと、内部発光スペクトルＳＰ0がピークＰとなる波長に対応した強度変化率Ｄの極小値Ｄminとの差分値を「ΔＤ」とする。そして、波長λxにおける強度変化率Ｄを「Ｄx」とすると、図１０に示すように、最大値Ｄmaxと強度変化率Ｄxとの差分値ΔＤx（＝Ｄmax−Ｄx）が、最大値Ｄmaxと極小値Ｄminとの差分値ΔＤ（＝Ｄmax−Ｄmin）に対して、以下の式(2)を満たすような波長λxの範囲Δλが画定される。図１０に示すように範囲Δλは強度変化率Ｄが極小値Ｄminとなる波長を含む。
ΔＤx≧０．９×ΔＤ  ……(2)
以上のように定義される範囲Δλ内の波長λxとなるように各単位素子Ｕの共振波長λが選定される。この構成によれば、共振器構造を構成する各層の膜厚に±１０％程度の誤差が生じた場合であっても、各単位素子Ｕからの出射光の誤差を実用上において問題とならない程度に抑制できる。
【００５０】
（２）変形例２  
以上の各実施形態においては、第１電極２１の膜厚の調整によって光学的距離Ｌを単位素子Ｕごとに相違させる構成を例示したが、光学的距離Ｌを制御するための方法はこれに限定されない。例えば、第１実施形態においては、発光体３５を構成する各層の膜厚を単位素子Ｕごとに調整することによって光学的距離Ｌを単位素子Ｕごとに制御してもよい。また、第２実施形態においては、透光層１６の有無やその膜厚を単位素子Ｕごとに選定することによって光学的距離Ｌを単位素子Ｕごとに制御してもよい。
【００５１】
（３）変形例３  
単位素子Ｕを構成する要素が複数の単位素子Ｕにわたって連続に形成されるか単位素子Ｕごとに相互に離間して形成されるかは適宜に変更される。例えば、各実施形態における第２電極２２や第１実施形態における半透過反射層１２は、単位素子Ｕごとに相互に離間して形成されてもよい。また、第２実施形態における反射層１４や透光層１６は、複数の単位素子Ｕにわたって（例えば基板１０の全域にわたって）連続に分布していてもよい。
【００５２】
（４）変形例４  
第１実施形態においては第２電極２２が共振器構造の反射層として兼用される構成を例示したが、第２電極２２とは別個に反射層が形成された構成としてもよい。また、第２実施形態においては第２電極２２が共振器構造の半透過反射層として兼用される構成を例示したが、第２電極２２とは別個に反射層が形成された構成としてもよい。すなわち、相互に対向する第１反射層と第２反射層との間に発光層３５２が介在する構成であれば足りる。ただし、典型的な構成においては第１反射層および第２反射層の少なくとも一方に透過性（半透過反射性）が付与される。
【００５３】
（５）変形例５  
発光装置Ｄを構成する各部の材料や各々を製造する方法は任意に変更される。例えば、各実施形態においては有機ＥＬ材料からなる発光層３５２を例示したが、例えば無機ＥＬ材料からなる発光層を含む発光装置や、発光ダイオードを発光体に利用した発光装置にも、以上の各実施形態と同様に本発明が適用される。
【００５４】
＜Ｄ：応用例＞
次に、本発明に係る発光装置を利用した電子機器について説明する。図１１は、以上に説明した何れかの形態に係る発光装置Ｄを表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ２０００は、表示装置としての発光装置Ｄと本体部２０１０とを備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。この発光装置Ｄは発光素子に有機ＥＬ材料を使用しているので、視野角が広く見易い画面を表示できる。
【００５５】
図１２に、実施形態に係る発光装置Ｄを適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、ならびに表示装置としての発光装置Ｄを備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、発光装置Ｄに表示される画面がスクロールされる。
【００５６】
図１３に、実施形態に係る発光装置Ｄを適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２、ならびに表示装置としての発光装置Ｄを備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が発光装置Ｄに表示される。
【００５７】
なお、本発明に係る発光装置が適用される電子機器としては、図１１から図１３に示したもののほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、プリンタ、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。また、本発明に係る発光装置の用途は画像の表示に限定されない。例えば、光書込み型のプリンタや電子複写機といった画像形成装置においては、用紙などの記録材に形成されるべき画像に応じて感光体を露光する書込みヘッドが使用されるが、この種の書込みヘッドとしても本発明の発光装置は利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。
【図２】赤色の発光層の内部発光スペクトルとその強度変化率とを示すグラフである。
【図３】単位素子Ｕrの出射光スペクトルを示すグラフである。
【図４】緑色の発光層の内部発光スペクトルとその強度変化率とを示すグラフである。
【図５】単位素子Ｕgの出射光スペクトルを示すグラフである。
【図６】青色の発光層の内部発光スペクトルとその強度変化率とを示すグラフである。
【図７】単位素子Ｕbの出射光スペクトルを示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。
【図９】発光層の内部発光スペクトルとその強度変化率とを示すグラフである。
【図１０】共振波長を選定する他の方法を説明するためのグラフである。
【図１１】本発明に係る電子機器の具体的な形態を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係る電子機器の具体的な形態を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る電子機器の具体的な形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
Ｄ……発光装置、１０……基板、１２……半透過反射層、１４……反射層、１６……透光層、２１……第１電極、２２……第２電極、３２……バンク層、３５……発光体、３５１……正孔輸送層、３５２（３５２r，３５２g，３５２b）……発光層、３５３……電子輸送層、ＳＰ0（ＳＰ0_R，ＳＰ0_G，ＳＰ0_B）……内部発光スペクトル、Ｄ（Ｄr，Ｄg，Ｄb）……強度変化率、ＳＰout（ＳＰout_R，ＳＰout_G，ＳＰout_B）……出射光スペクトル。
【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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