(57)【要約】      （修正有）【課題】高い色純度かつ高効率で低コストな白色有機ＥＬ発光素子を実現することができる有機電界発光素子を提供する。【解決手段】有機電界発光素子は、光取出し方向に順次積層された光反射性電極１２、有機層１３及び光半透過性電極１４を有する。有機層１３は、発光ピーク波長がλ1の光を発する第１の発光層１３ｅと、発光ピーク波長がλ2の光を発する第２の発光層１３ｃと、発光ピーク波長がλ3の光を発する第３の発光層１３ｃとを含む。λ2はλ1より長波長、λ3はλ2より長波長である。式（２）で定義されるｍ1及びｍ3が、ｎ1−０．２＜ｍ1＜ｎ1＋０．２、ｎ3＜ｍ3＜ｎ3＋０．４（ｎ1及びｎ3は０以上の整数である）の関係を満たす。2012209184.tif 000027【選択図】図１
2012209184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光取出し方向に順次積層された光反射性電極、有機層及び光半透過性電極を有し、
前記有機層は、発光ピーク波長がλ1 である光を発する第１の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第２の発光層とを含む複数の発光層を有し、
前記発光ピーク波長λ2 は前記発光ピーク波長λ1 よりも長波長であり、下記式（１）で定義されるｍ1 及びｍ2 が、
ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２
ｎ2 ＜ｍ2 ＜ｎ2 ＋０．４
（ｎ1 及びｎ2 は０以上の整数である）
の関係を満たす有機電界発光素子。
【数１】
2012209184.tif 000019
［式中、Ｌx は波長λx の光に対する前記光反射性電極と前記光半透過性電極との間の光学的距離、Φx は波長λx の光が前記光反射性電極の表面及び前記光半透過性電極の表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は２であり、ｘ＝１のときは前記第１の発光層の値であり、ｘ＝２のときは前記第２の発光層の値であることを示す。］
【請求項２】
前記第１の発光層が発する発光スペクトルのピーク波長が、
４３０ｎｍ＜λ1 ＜５００ｎｍ
であり、
前記第２の発光層が発する発光スペクトルのピーク波長が、
６００ｎｍ＜λ2 ＜６６０ｎｍ
である請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
ｎ1 及びｎ2 が、
ｎ1 −ｎ2 ＝１
の関係を満たす請求項２に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
ｎ1 が、
ｎ1 ≦２
の関係を満たす請求項３に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記発光層のホストが、少なくともアントラセン誘導体を含む二種類以上のホスト材料から形成されている請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記第１の発光層のホストが、下記の構造式で表されるアントラセン誘導体からなる請求項１に記載の有機電界発光素子。
【化１】
2012209184.tif 000020
[ 式中、Ｂ1 及びＢ2 は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数６〜２０の芳香族環から誘導される基であり、Ａ1 〜Ａ8 は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数４〜５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアラルキル基（アリール部分は炭素数６〜５０、アルキル部分は炭素数１〜５０）、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基（アルキル部分は炭素数１〜５０）、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基及びヒドロキシル基からなる群より選ばれる基である]
【請求項７】
前記第１の発光層が前記第２の発光層より前記陰極側に配置されている請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項８】
光取出し方向に順次積層された光反射性電極、有機層及び光半透過性電極を有し、
前記有機層は、発光ピーク波長がλ1 である光を発する第１の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第２の発光層と発光ピーク波長がλ3 である光を発する第３の発光層とを含む複数の発光層を有し、
前記発光ピーク波長λ2 は前記発光ピーク波長λ1 よりも長波長であり、前記発光ピーク波長λ3 は前記発光ピーク波長λ2 よりも長波長であり、下記式（２）で定義されるｍ1 及びｍ3 が、
ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２
ｎ3 ＜ｍ3 ＜ｎ3 ＋０．４
（ｎ1 及びｎ3 は０以上の整数である）
の関係を満たす有機電界発光素子。
【数２】
2012209184.tif 000021
［式中、Ｌx は波長λx の光に対する前記光反射性電極と前記光半透過性電極との間の光学的距離、Φx は波長λx の光が前記光反射性電極の表面及び前記光半透過性電極の表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は３であり、ｘ＝１のときは前記第１の発光層の値であり、ｘ＝３のときは前記第３の発光層の値であることを示す。］
【請求項９】
前記第１の発光層が発する発光スペクトルのピーク波長が、
４３０ｎｍ＜λ1 ＜５００ｎｍ
であり、
前記第３の発光層が発する発光スペクトルのピーク波長が、
６００ｎｍ＜λ3 ＜６６０ｎｍ
である請求項８に記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
ｎ1 及びｎ3 が、
ｎ1 −ｎ3 ＝１
の関係を満たす請求項９に記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
ｎ1 が、
ｎ1 ≦２
の関係を満たす請求項１０に記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
前記発光層のホストが、少なくともアントラセン誘導体を含む二種類以上のホスト材料から形成されている請求項８に記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
前記第１の発光層のホストが、下記の構造式で表されるアントラセン誘導体からなる請求項８に記載の有機電界発光素子。
【化１】
2012209184.tif 000022
【請求項１４】
前記第１の発光層が前記第３の発光層より前記陰極側に配置されている請求項８に記載の有機電界発光素子。
【請求項１５】
前記第２の発光層が前記第２の発光層より前記陰極側に配置されている請求項１４に記載の有機電界発光素子。
【請求項１６】
光取出し方向に順次積層された光反射性電極、有機層及び光半透過性電極を有し、
前記有機層は、発光ピーク波長がλ1 である光を発する第１の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第２の発光層とを含む複数の発光層を有し、
前記発光ピーク波長λ2 は前記発光ピーク波長λ1 よりも長波長であり、下記式（１）で定義されるｍ1 及びｍ2 が、
ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２
ｎ2 ＜ｍ2 ＜ｎ2 ＋０．４
（ｎ1 及びｎ2 は０以上の整数である）
の関係を満たす有機電界発光素子を有する表示装置。
【数１】
2012209184.tif 000023
［式中、Ｌx は波長λx の光に対する前記光反射性電極と前記光半透過性電極との間の光学的距離、Φx は波長λx の光が前記光反射性電極の表面及び前記光半透過性電極の表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は２であり、ｘ＝１のときは前記第１の発光層の値であり、ｘ＝２のときは前記第２の発光層の値であることを示す。］
【請求項１７】
光取出し方向に順次積層された光反射性電極、有機層及び光半透過性電極を有し、
前記有機層は、発光ピーク波長がλ1 である光を発する第１の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第２の発光層と発光ピーク波長がλ3 である光を発する第３の発光層とを含む複数の発光層を有し、
前記発光ピーク波長λ2 は前記発光ピーク波長λ1 よりも長波長であり、前記発光ピーク波長λ3 は前記発光ピーク波長λ2 よりも長波長であり、下記式（２）で定義されるｍ1 及びｍ3 が、
ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２
ｎ3 ＜ｍ3 ＜ｎ3 ＋０．４
（ｎ1 及びｎ3 は０以上の整数である）
の関係を満たす有機電界発光素子を有する表示装置。
【数２】
2012209184.tif 000024
［式中、Ｌx は波長λx の光に対する前記光反射性電極と前記光半透過性電極との間の光学的距離、Φx は波長λx の光が前記光反射性電極の表面及び前記光半透過性電極の表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は３であり、ｘ＝１のときは前記第１の発光層の値であり、ｘ＝３のときは前記第３の発光層の値であることを示す。］
【請求項１８】
光取出し方向に順次積層された光反射性電極、有機層及び光半透過性電極を有し、
前記有機層は、発光ピーク波長がλ1 である光を発する第１の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第２の発光層とを含む複数の発光層を有し、
前記発光ピーク波長λ2 は前記発光ピーク波長λ1 よりも長波長であり、下記式（１）で定義されるｍ1 及びｍ2 が、
ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２
ｎ2 ＜ｍ2 ＜ｎ2 ＋０．４
（ｎ1 及びｎ2 は０以上の整数である）
の関係を満たす有機電界発光素子を有する照明装置。
【数１】
2012209184.tif 000025
［式中、Ｌx は波長λx の光に対する前記光反射性電極と前記光半透過性電極との間の光学的距離、Φx は波長λx の光が前記光反射性電極の表面及び前記光半透過性電極の表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は２であり、ｘ＝１のときは前記第１の発光層の値であり、ｘ＝２のときは前記第２の発光層の値であることを示す。］
【請求項１９】
光取出し方向に順次積層された光反射性電極、有機層及び光半透過性電極を有し、
前記有機層は、発光ピーク波長がλ1 である光を発する第１の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第２の発光層と発光ピーク波長がλ3 である光を発する第３の発光層とを含む複数の発光層を有し、
前記発光ピーク波長λ2 は前記発光ピーク波長λ1 よりも長波長であり、前記発光ピーク波長λ3 は前記発光ピーク波長λ2 よりも長波長であり、下記式（２）で定義されるｍ1 及びｍ3 が、
ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２
ｎ3 ＜ｍ3 ＜ｎ3 ＋０．４
（ｎ1 及びｎ3 は０以上の整数である）
の関係を満たす有機電界発光素子を有する照明装置。
【数２】
2012209184.tif 000026
［式中、Ｌx は波長λx の光に対する前記光反射性電極と前記光半透過性電極との間の光学的距離、Φx は波長λx の光が前記光反射性電極の表面及び前記光半透過性電極の表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は３であり、ｘ＝１のときは前記第１の発光層の値であり、ｘ＝３のときは前記第３の発光層の値であることを示す。］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、有機電界発光素子、表示装置及び照明装置に関し、特に、有機材料のエレクトロルミネッセンス（Electroluminescence)を利用した有機電界発光素子並びにこの有機電界発光素子を用いた表示装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
白色有機ＥＬ素子は、照明用途及びカラーフィルターを使用したフルカラー表示装置などに使用でき、かつ製造プロセス上も赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）三色の塗り分けで製造する白色素子に比べて容易であり積極的に開発が行われている。
【０００３】
白色有機ＥＬ素子を用いたフルカラー表示装置において、ＲＧＢ三色をそれぞれ色純度高く効率よく発光させ白色を形成するためには、ＲＧＢ各色をそれぞれ高い色純度かつ高い効率でそれぞれの発光層から発光させることが最も好ましい。
【０００４】
従来、有機ＥＬ素子の光取り出し方法を工夫することによって、発光効率の改善が行われている。
【０００５】
特許文献１〜３では、単色有機ＥＬ素子において、発光位置と光反射面との光学的距離を調整することで、光の干渉効果を利用した発光効率の向上が試みられている。
【０００６】
特許文献４、５では、単色有機ＥＬ素子において、さらに高い色純度及び効率を得るために、光反射性電極と半透過性電極との間に有機層を配置し、光共振器構造を形成し、発光を増強することが行われている。
【０００７】
しかしながら、白色有機ＥＬ素子において、干渉や光共振器を利用すると、特定波長領域のみが増強され、他の波長領域では発光強度が抑えられることにより、色バランスを崩してしまい、色純度及び効率の低下を引き起こしやすいという問題がある。
【０００８】
特許文献６では、白色有機ＥＬ素子において、光反射面と発光位置との距離及び光反射面と最上層反射面との距離を適切に調節することにより、複数の発光ピークを干渉により増強して、高効率化を図っている。ただし、特許文献６の白色有機ＥＬ素子は各色の発光層を透明電極で挟みつつ積層したタンデム素子であり、また発光する全ての色に干渉ピークを合わせていることから、複雑な素子構造となり、素子の有機層の総厚も厚くなってしまうため、生産性が低いという問題を抱えている。
【０００９】
特許文献７では、白色有機ＥＬ素子において、光反射層と複数の光半透過層とを利用した干渉フィルタによる発光効率の向上が行われているが、光半透過層と光透過層とを複数形成しなければならず、複雑なプロセスが必要となってしまう。
【００１０】
特許文献８では、白色有機ＥＬ素子において、短波長な発光ピークを有する発光層を長波長な発光ピークを有する発光層よりも、光反射層に近い位置に配列することで、干渉効果がより大きくなるようにしている。しかし、発光層の光反射面からの光学的距離や素子の有機層の総厚の規定がされておらず、効率的な光取り出しとして十分とは言えない。また発光層の順序としても必ずしもキャリアバランスがとりやすい構成とはいえず、さらなる高効率化を目指すにあたって、課題がある。
【００１１】
特許文献９では、白色有機ＥＬ素子において、白色素子とカラーフィルターとを組み合わせた場合に、各画素のカラーフィルターの色に合わせて、光反射層と有機層との距離を透明電極やＳｉＯ2 などの透明な光学調整層により調節することで、高効率化を図っている。この技術では、各画素毎に異なる膜厚の陽極もしくは光学調整層を形成しなければならず、プロセスが煩雑になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２４３５７３号公報
【特許文献２】特開２０００−３２３２７７号公報
【特許文献３】特開２００３−１４２２７７号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ０１／０３９５５４号パンフレット
【特許文献５】特開平１０−１７７８９６号公報
【特許文献６】特開２０１０−１７３８９６公報
【特許文献７】特開２０１０−６０９３０号公報
【特許文献８】特開２００４−１３４１０１号公報
【特許文献９】特開２００４−２５３３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本開示が解決しようとする課題は、高い色純度かつ高効率で低コストな白色有機ＥＬ発光素子を実現することができる有機電界発光素子を提供することである。
【００１４】
本開示が解決しようとする他の課題は、低消費電力かつ安価な有機ＥＬ表示装置を実現することができる表示装置を提供することである。
【００１５】
本開示が解決しようとするさらに他の課題は、低消費電力かつ安価な有機ＥＬ照明装置を実現することができる照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本開示は、
光取出し方向に順次積層された光反射性電極、有機層及び光半透過性電極を有し、
前記有機層は、発光ピーク波長がλ1 である光を発する第１の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第２の発光層とを含む複数の発光層を有し、
前記発光ピーク波長λ2 は前記発光ピーク波長λ1 よりも長波長であり、下記式（１）で定義されるｍ1 及びｍ2 が、
ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２
ｎ1 ＜ｍ2 ＜ｎ2 ＋０．４
（ｎ1 及びｎ2 は０以上の整数である）
の関係を満たす有機電界発光素子である。
【数１】
2012209184.tif 000003
［式中、Ｌx は波長λx の光に対する前記光反射性電極と前記光半透過性電極との間の光学的距離、Φx は波長λx の光が前記光反射性電極の表面及び前記光半透過性電極の表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は２であり、ｘ＝１のときは前記第１の発光層の値であり、ｘ＝２のときは前記第２の発光層の値であることを示す。］
【００１７】
典型的には、第１の発光層が発する発光スペクトルのピーク波長が、４３０ｎｍ＜λ1 ＜５００ｎｍであり、第２の発光層が発する発光スペクトルのピーク波長が、６００ｎｍ＜λ2 ＜６６０ｎｍである。また、好適には、ｎ1 及びｎ2 は、ｎ1 −ｎ2 ＝１の関係を満たす。典型的には、ｎ1 は、ｎ1 ≦２の関係を満たす。
【００１８】
発光層のホストは、例えば、少なくともアントラセン誘導体を含む二種類以上のホスト材料から形成される。好適には、第１の発光層のホストが、下記の構造式で表されるアントラセン誘導体からなる。
【化１】
2012209184.tif 000004
[ 式中、Ｂ1 及びＢ2 は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数６〜２０の芳香族環から誘導される基であり、Ａ1 〜Ａ8 は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数４〜５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアラルキル基（アリール部分は炭素数６〜５０、アルキル部分は炭素数１〜５０）、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基（アルキル部分は炭素数１〜５０）、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基及びヒドロキシル基からなる群より選ばれる基である]
【００１９】
好適には、第２の発光層が正孔輸送性である。この正孔輸送性の第２の発光層に用いる正孔輸送性ホストのイオン化ポテンシャルは、好適には５．６ｅＶ未満である。正孔輸送性ホストは、例えば、母骨格が環員数４〜７の多環式芳香族炭化水素化合物からなる。この正孔輸送性ホストの材料を構成する多環式芳香族炭化水素化合物の母骨格は、例えば、ピレン、ベンゾピレン、クリセン、ナフタセン、ベンゾナフタセン、ジベンゾナフタセン、ペリレン及びコロネンからなる群より選ばれた少なくとも一つである。好適には、正孔輸送性ホストの材料に下記の構造式で表される化合物が用いられる。
【化２】
2012209184.tif 000005
ただし、式中において、Ｒ1 〜Ｒ8 はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルコキシル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のシリル基，炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換の複素環基、もしくは炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアミノ基を示す。
【００２０】
例えば、第２の発光層は赤色の発光性ゲスト材料を含有し、この赤色の発光性ゲスト材料として、ペリレン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、ピロメテン錯体、ピラン誘導体又はスチリル誘導体が用いられる。
また、第２の発光層のホストは、燐光ホストであってもよい。この燐光ホストの材料は、カルバゾール誘導体またはキノリノール錯体誘導体である。この場合、燐光ホストに用いる発光性ゲスト材料としては、所望の発光色を有する既知の燐光ドーパントも用いることができる。具体的には、例えば、スチルベン構造を有するアミン、芳香族アミン、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ボラン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体、白金錯体またはレニウム錯体が挙げられる。中でもイリジウム錯体、白金錯体およびレニウム錯体の燐光ドーパント材料を用いることが好ましい。
【００２１】
典型的には、第１の発光層が第２の発光層より陰極側に配置される。
【００２２】
また、本開示は、
光取出し方向に順次積層された光反射性電極、有機層及び光半透過性電極を有し、
前記有機層は、発光ピーク波長がλ1 である光を発する第１の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第２の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第３の発光層とを含む複数の発光層を有し、
前記発光ピーク波長λ2 は前記発光ピーク波長λ1 よりも長波長であり、前記発光ピーク波長λ3 は前記発光ピーク波長λ2 よりも長波長であり、下記式（２）で定義されるｍ1 及びｍ3 が、
ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２
ｎ3 ＜ｍ3 ＜ｎ3 ＋０．４
（ｎ1 及びｎ3 は０以上の整数である）
の関係を満たす有機電界発光素子である。
【数２】
2012209184.tif 000006
［式中、Ｌx は波長λx の光に対する前記光反射性電極と前記光半透過性電極との間の光学的距離、Φx は波長λx の光が前記光反射性電極の表面及び前記光半透過性電極の表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は３であり、ｘ＝１のときは前記第１の発光層の値であり、ｘ＝３のときは前記第３の発光層の値であることを示す。］
【００２３】
典型的には、第１の発光層が発する発光スペクトルのピーク波長が、４３０ｎｍ＜λ1 ＜５００ｎｍであり、第３の発光層が発する発光スペクトルのピーク波長が、６００ｎｍ＜λ3 ＜６６０ｎｍである。好適には、ｎ1 及びｎ3 が、ｎ1 −ｎ3 ＝１の関係を満たす。典型的には、ｎ1 は、ｎ1 ≦２の関係を満たす。
【００２４】
典型的には、第１の発光層が第３の発光層より陰極側に配置され、第２の発光層が第３の発光層より陰極側に配置される。
【００２５】
第１の発光層のホストの材料については上記の有機電界発光素子の第１の発光層と同様であり、第３の発光層のホスト材料については上記の有機電界発光素子の第２の発光層のホスト材料と同様である。
【００２６】
また、本開示は、
光取出し方向に順次積層された光反射性電極、有機層及び光半透過性電極を有し、
前記有機層は、発光ピーク波長がλ1 である光を発する第１の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第２の発光層とを含む複数の発光層を有し、
前記発光ピーク波長λ2 は前記発光ピーク波長λ1 よりも長波長であり、前記の式（１）で定義されるｍ1 及びｍ2 が、
ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２
ｎ2 ＜ｍ2 ＜ｎ2 ＋０．４
（ｎ1 及びｎ2 は０以上の整数である）
の関係を満たす有機電界発光素子を有する表示装置である。
【００２７】
また、本開示は、
光取出し方向に順次積層された光反射性電極、有機層及び光半透過性電極を有し、
前記有機層は、発光ピーク波長がλ1 である光を発する第１の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第２の発光層と発光ピーク波長がλ3 である光を発する第３の発光層とを含む複数の発光層を有し、
前記発光ピーク波長λ2 は前記発光ピーク波長λ1 よりも長波長であり、前記発光ピーク波長λ3 は前記発光ピーク波長λ2 よりも長波長であり、前記の式（２）で定義されるｍ1 及びｍ3 が、
ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２
ｎ3 ＜ｍ3 ＜ｎ3 ＋０．４
（ｎ1 及びｎ3 は０以上の整数である）
の関係を満たす有機電界発光素子を有する表示装置である。
【００２８】
また、本開示は、
光取出し方向に順次積層された光反射性電極、有機層及び光半透過性電極を有し、
前記有機層は、発光ピーク波長がλ1 である光を発する第１の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第２の発光層とを含む複数の発光層を有し、
前記発光ピーク波長λ2 は前記発光ピーク波長λ1 よりも長波長であり、前記の式（１）で定義されるｍ1 及びｍ2 が、
ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２
ｎ2 ＜ｍ2 ＜ｎ2 ＋０．４
（ｎ1 及びｎ2 は０以上の整数である）
の関係を満たす有機電界発光素子を有する照明装置である。
【００２９】
また、本開示は、
光取出し方向に順次積層された光反射性電極、有機層及び光半透過性電極を有し、
前記有機層は、発光ピーク波長がλ1 である光を発する第１の発光層と発光ピーク波長がλ2 である光を発する第２の発光層と発光ピーク波長がλ3 である光を発する第３の発光層とを含む複数の発光層を有し、
前記発光ピーク波長λ2 は前記発光ピーク波長λ1 よりも長波長であり、前記発光ピーク波長λ3 は前記発光ピーク波長λ2 よりも長波長であり、前記の式（２）で定義されるｍ1 及びｍ3 が、
ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２
ｎ3 ＜ｍ3 ＜ｎ3 ＋０．４
（ｎ1 及びｎ3 は０以上の整数である）
の関係を満たす有機電界発光素子を有する照明装置である。
【００３０】
本開示の表示装置及び照明装置は従来公知の構成とすることができ、それらの用途や機能などに応じて適宜構成される。表示装置は、典型的な一つの例では、表示画素毎に対応した表示信号を有機電界発光素子に供給するための能動素子（薄膜トランジスタなど）が設けられた駆動基板と、この駆動基板と対向して設けられた封止基板とを有する。有機電界発光素子は駆動基板と封止基板との間に配置される。この表示装置は白色表示装置、白黒表示装置、カラー表示装置などのいずれのものであってもよい。カラー表示装置においては、典型的には、駆動基板及び封止基板のうちの有機電界発光素子の光半透過性電極側の基板に、光半透過性電極側から射出される光を透過するカラーフィルタが設けられる。
【００３１】
上述の有機電界発光素子においては、式（１）または式（２）で表されるように、光共振器構造を形成し、互いに異なる次数による干渉を同時に利用することで、複数の発光色（特に、青色領域と赤色領域）を同時に増強して、高い光取り出し効率を得ることができる。
【００３２】
また、赤色発光層の発光ホストと青色発光層の発光ホストとの組み合わせにより、良好なキャリアバランスが得られ、高い内部発光効率が得られる。
【００３３】
また、二つの干渉ピークの間に位置する波長領域は、逆に発光が抑えられ、低効率化し色バランスが損なわれやすいが（例えば、ＲＧＢ発光素子ならばＲとＢとを増強することでＧは抑制される）、本開示の構造であれば、ホストの組み合わせにより良好なキャリアバランスが得られ、ＲＧＢ発光素子においても、Ｇの内部発光が大きいため、ＲＧＢ全てにおいて高い発光効率が得られる。
【００３４】
さらに、タンデム構造を必要とせず、光反射性電極及び有機層の厚さを色毎に変えなくてもよく、光半透過性電極も１層の光半透過性電極だけでよいため、単純かつ有機層の厚さが小さい素子構造が可能であり、低駆動電圧かつ低コストに製造可能な白色有機ＥＬ素子が得られる。
【００３５】
本開示によれば、白色有機ＥＬ素子において、良好な光取り出し効率と、高い内部発光効率及び低い駆動電圧とを実現しつつ、簡便なプロセスにより製造が可能な素子構造を得ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本開示によれば、高い色純度かつ高効率で低コストな白色有機ＥＬ発光素子を実現することができる。
【００３７】
また、本開示によれば、上記の有機電界発光素子を用いていることにより、低消費電力かつ安価な有機ＥＬ表示装置を実現することができる。
【００３８】
また、本開示によれば、上記の有機電界発光素子を用いていることにより、低消費電力かつ安価な有機ＥＬ照明装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１の実施の形態による白色有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図２】実施例１の白色有機ＥＬ素子における有機層の厚さと発光効率との関係を示す略線図である。
【図３】実施例１の白色有機ＥＬ素子におけるｍ1 と発光効率との関係を示す略線図である。
【図４】実施例１の白色有機ＥＬ素子におけるｍ3 と発光効率との関係を示す略線図である。
【図５】第２の実施の形態による有機ＥＬ照明装置を示す断面図である。
【図６】第３の実施の形態による表示装置を示す断面図である。
【図７】第３の実施の形態による表示装置を封止された構成のモジュール形状とした例を示す断面図である。
【図８】第３の実施の形態による表示装置を適用したテレビを示す斜視図である。
【図９】第３の実施の形態による表示装置を適用したデジタルカメラを示す斜視図である。
【図１０】第３の実施の形態による表示装置を適用したノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。
【図１１】第３の実施の形態による表示装置を適用したビデオカメラを示す斜視図である。
【図１２】第３の実施の形態による表示装置を適用した携帯電話機を示す斜視図である。
【図１３】第３の実施の形態による表示装置を適用したデジタル一眼レフカメラを示す斜視図である。
【図１４】第３の実施の形態による表示装置を適用したヘッドマウントディスプレイを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（白色有機ＥＬ素子）
２．第２の実施の形態（有機ＥＬ照明装置）
３．第３の実施の形態（表示装置）
【００４１】
〈１．第１の実施の形態〉
［白色有機ＥＬ素子］
図１は第１の実施の形態による白色有機ＥＬ素子を示す。この白色有機ＥＬ素子は上面発光方式である。
図１に示すように、この白色有機ＥＬ素子においては、基板１１上に陽極１２、有機層１３及び陰極１４が順次積層されている。陽極１２は光反射性電極、陰極１４は光半透過性電極である。
【００４２】
有機層１３は、陽極１２上に順次積層された正孔注入層１３ａ、正孔輸送層１３ｂ、赤色発光用の第３の発光層１３ｃ、発光層分離層１３ｄ、青色発光用の第１の発光層１３ｅ、緑色発光用の第２の発光層１３ｆ及び電子供給層１３ｇを有する。正孔注入層１３ａ及び正孔輸送層１３ｂは正孔供給層を構成する。
【００４３】
基板１１は、基本的にはどのようなものであってもよいが、例えば、透明ガラス基板や半導体基板（例えば、シリコン基板）などで構成され、フレキシブルなものであってもよい。
光反射性電極である陽極１２は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）合金などを、あるいはこれらの金属や合金の酸化物などを、単独または混在させた状態で用いた光反射材料で構成されている。また、陽極１２は光反射性に優れた第１層と、この上部に設けられた光透過性を有するとともに仕事関数の大きな第２層との積層構造としてもよい。ここで第１層は、主にＡｌを主成分とする合金を用いることが好ましい。副成分としては、主成分であるＡｌよりも相対的に仕事関数が小さい元素を用いる。このような副成分としては、ランタノイド系列の元素を用いることが好ましい。ランタノイド系列元素の仕事関数は大きくないが、これらの元素を含むことで陽極１２の安定性が向上し、かつ、陽極１２の正孔注入性も向上する。また、副成分としてはランタノイド系列の元素のほかに、シリコン（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）などの元素を用いてもよい。第１層を構成するＡｌ合金層における副成分の含有量は、例えば、Ａｌを安定化させるネオジム（Ｎｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）などであれば合計で約１０ｗｔ％以下であることが好ましい。これにより、第１層であるＡｌ合金層における反射率を維持しつつ、白色有機ＥＬ素子の製造プロセスにおいてＡｌ合金層を安定的に保つことができる。また、加工精度および化学的安定性が得られる。さらに、陽極１２の導電性および基板１１との密着性も改善される。第２層は、Ａｌ合金の酸化物、モリブデン（Ｍｏ）の酸化物、ジルコニウム（Ｚｒ）の酸化物、Ｃｒの酸化物およびタンタル（Ｔａ）の酸化物を用いることができる。例えば、第２層が副成分としてランタノイド系列の元素を含むＡｌ合金の酸化物層（自然酸化膜を含む）である場合、ランタノイド系列元素の酸化物は光の透過率が高いため、これを含む第２層の光の透過率が良好となる。これにより、第１層の表面における反射率が高く維持される。また、第２層にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide)などの透明導電層を用いることにより陽極１２の電子注入特性が改善される。なお、ＩＴＯおよびＩＺＯは仕事関数が大きいため、基板１１と接する側、すなわち、第１層に用いることによりキャリアの注入効率を高めると共に、陽極１２と基板１１との間の密着性を向上することができる。
光半透過性電極である陰極１４は、例えば、厚みが２ｎｍ〜１５ｎｍであり、光透過性が良好で仕事関数が小さい材料により構成されている。陰極１４は単層でもよいが、ここでは、例えば、陽極１２側から順に第１層１４ａ、第２層１４ｂが積層された構造となっている。第１層１４ａは、仕事関数が小さく、かつ、光透過性の良好な材料により形成されることが好ましい。具体的には、例えばＬｉ2 Ｏ、Ｃｓ2 Ｃｏ3 、Ｃｓ2 ＳＯ4 、ＭｇＦ、ＬｉＦやＣａＦ2 などのアルカリ金属酸化物、アルカリ金属弗化物、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類弗化物が挙げられる。また、第２層１４ｂは、薄膜のＭｇＡｇ電極やＣａ電極などの光透過性を有し、かつ、導電性が良好な材料で構成されている。なお、第１層１４ａおよび第２層１４ｂは、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などの手法によって形成される。また、陰極１４は、アルミキノリン錯体，スチリルアミン誘導体、フタロシアニン誘導体などの有機発光材料を含有した混合層としてもよい。この場合には、さらに、第３層（図示なし）としてＭｇＡｇのような光透過性を有する層を別途設けてもよい。また、陰極１４は上記のような積層構造に限定されることはなく、作製されるデバイスの構造に応じて最適な組み合わせおよび積層構造を取ればよいことは言うまでもない。例えば、陰極１４は、電極各層の機能分離、すなわち有機層１３への電子注入を促進させる無機層（第１層１４ａ）と、電極を司る無機層（第２層１４ｂ）とを分離した積層構造である。しかしながら、有機層１３への電子注入を促進させる無機層が、電極を司る無機層を兼ねてもよく、これらの層を単層構造として構成してもよい。また、この単層構造上にＩＴＯなどの透明電極を形成した積層構造としてもよい。
【００４４】
この白色有機ＥＬ素子においては、青色発光用の第１の発光層１３ｅ、緑色発光用の第２の発光層１３ｆ及び赤色発光用の第３の発光層１３ｃに関して式（２）が成立する。また、第１の発光層１３ｅが発光する発光スペクトルのピーク波長λ1 は４３０ｎｍ＜λ1 ＜５００ｎｍ、第３の発光層１３ｃのピーク波長λ3 は６００ｎｍ＜λ3 ＜６６０ｎｍである。緑発光用の第２の発光層１３ｆのピーク波長λ2 は、例えば、５００ｍ＜λ1 ＜５８０ｎｍである。
【００４５】
正孔注入層１３ａ、正孔輸送層１３ｂ、赤色発光用の第３の発光層１３ｃ、発光層分離層１３ｄ、青色発光用の第１の発光層１３ｅ、緑色発光用の第２の発光層１３ｆ、電子供給層１３ｇなどの材料としては従来公知の材料を用いることができ、必要に応じて選ばれる。
【００４６】
［白色有機ＥＬ素子の動作］
有機電界発光素子の陽極１２と陰極１4 との間に、陰極１4 に対して陽極１２の電位が高くなるように電圧を印加すると、陽極１２から注入された正孔と陰極１４から注入された電子とが、第１の発光層１３ｅ、第２の発光層１３ｆ及び第３の発光層１３ｃのそれぞれで再結合する。この再結合により、第１の発光層１３ｅ、第２の発光層１３ｆ及び第３の発光層１３ｃのそれぞれから青色光、緑色光及び赤色光が生じる。このうち青色光及び赤色光を式（２）に従って陽極１２と陰極１４との間で共振させる。こうして、基板１１と反対側の陰極１４側から青色光、緑色光及び赤色光が取り出され、それによって白色光が取り出される。
【００４７】
〈実施例１〉
まず、３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板からなる基板１１上に、陽極１２として厚さ２００ｎｍのＡｌ層を形成した後、真空蒸着法によりＳｉＯ2 を蒸着して２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外を絶縁膜（図示省略）でマスクした白色有機ＥＬ素子用のセルを作製した。
【００４８】
次に、陽極１２上に、正孔注入層１４ａとして、
【化３】
2012209184.tif 000007
で表されるヘキサニトリルアザトリフェニレンを厚さ１０ｎｍ形成した。
【００４９】
この正孔注入層１４ａ上に正孔輸送層１４ｂとして、
【化４】
2012209184.tif 000008
を真空蒸着法により厚さ３０ｎｍ（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ）形成した。
【００５０】
さらに、正孔輸送層１３ｂ上に、赤色発光用の第３の発光層１３ｃ（発光ピーク波長６４０ｎｍ）、発光層分離層１３ｄ、青色発光用の第１の発光層１３ｅ（発光ピーク波長４６０ｎｍ）、緑発発光用の第２の発光層１３ｆ（発光ピーク波長５３５ｎｍ）及び電子供給層１３ｇを順次形成した。第３の発光層１３ｃ、発光層分離層１３ｄ、第１の発光層１３ｅ及び第２の発光層１３ｆの厚さはそれぞれ１０ｎｍとした。第３の発光層１３ｃは赤色発光用のホスト材料に赤色発光用のドーパントを添加したもの、第１の発光層１３ｅは青色発光用のホスト材料に青色発光用のドーパントを添加したもの、第２の発光層１３ｆは青色発光用のホスト材料に緑色発光用のドーパントを添加したものである。電子供給層１３ｇの厚さは１６０〜３００ｎｍとした。これに伴い、有機層１３の厚さは２４０〜３８０ｎｍとなった。
【００５１】
赤色発光用のホスト材料としては、
【化５】
2012209184.tif 000009
を用いた。青色発光用のホスト材料としては、
【化６】
2012209184.tif 000010
を用いた。赤色発光用のドーパントとしては、
【化７】
2012209184.tif 000011
を用いた。緑色発光用のドーパントとしては、
【化８】
2012209184.tif 000012
を用いた。青色発光用のドーパントとしては、
【化９】
2012209184.tif 000013
を用いた。
【００５２】
発光層分離層１３ｄとしては、
【化１０】
2012209184.tif 000014
を用いた。電子供給層１３ｇとしては、
【化１１】
2012209184.tif 000015
を用いた。
【００５３】
次に、電子供給層１３ｇ上に陰極１４の下部層１４ａとして、ＬｉＦを真空蒸着法により厚さ約０．３ｎｍ（蒸着速度〜０．０１ｎｍ／ｓｅｃ）形成し、続いて、上部層１４ｂとしてＭｇＡｇを真空蒸着法により厚さ５ｎｍ形成し、２層構造の陰極１４を形成した。  以上のようにして、白色有機ＥＬ素子を作製した。
【００５４】
上述のように作製した実施例１の白色有機ＥＬ素子の評価を行った。
実施例１の白色有機ＥＬ素子において電子供給層１３ｇの厚さを調整することで、素子全体の有機層の厚さを変化させていった場合の発光効率の変化を測定した。図２は素子全体の有機層厚と発光効率との関係を示す。図３はλ1 、すなわち青色発光用の第１の発光層１３ｅからの発光ピーク波長４６０ｎｍにおける式（２）のｍ1 と発光効率との関係を示す。図４はλ3 、すなわち赤色発光用の第３の発光層１３ｃからの発光ピーク波長６４０ｎｍにおける式（２）のｍ3 と発光効率との関係を示す。図２〜図４より、光反射性電極である陽極１２と光半透過性電極である陰極１４との間の光学的距離を式（２）の干渉式の関係を満たすよう調整することで高い発光効率が得られることがわかる。また、ｍ1 及びｍ3 が、ｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２、ｎ3 ＜ｍ3 ＜ｎ3 ＋０．４の関係を満たす場合に高い発光効率が得られることがわかる。
【００５５】
〈実施例２〉
実施例２では、光反射性電極である陽極１２と光半透過性電極である陰極１４との間の光学的距離を調節することで、ｍ1 及びｍ3 がｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２、ｎ3 ＜ｍ3 ＜ｎ3 ＋０．４の関係を満たすように設計した。
【００５６】
〈実施例３〉
実施例３では、実施例２と同様に、光反射性電極である陽極１２と光半透過性電極である陰極１４との間の光学的距離を調節することで、ｍ1 及びｍ3 がｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２、ｎ3 ＜ｍ3 ＜ｎ3 ＋０．４の関係を満たすように設計した。
【００５７】
〈比較例１〉
比較例１では、光反射性電極である陽極１２と光半透過性電極である陰極１４との間の光学的距離を調節することで、ｍ1 及びｍ3 がｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２、ｎ3 ＜ｍ3 ＜ｎ3 ＋０．４の範囲外となるように設計した。
【００５８】
表１にそれぞれの条件におけるｍ1 、ｍ3 及び発光効率比を示す。
【表１】
2012209184.tif 000016
【００５９】
表１より、実施例２、３に比べて比較例１は光取り出し効率の悪化し、発光効率が低下していることがわかる。
【００６０】
〈比較例２〉
比較例２では、光反射性電極である陽極１２と光半透過性電極である陰極１４との間の光学的距離を調節することで、ｍ1 及びｍ3 がｎ1 −０．２＜ｍ1 ＜ｎ1 ＋０．２、ｎ3 ＜ｍ3 ＜ｎ3 ＋０．４の関係を満たし、さらにｎ1 ＝３、ｎ3 ＝２となるように設計した。
【００６１】
表２に、比較例２のｍ1 、ｍ3 、発光効率比、駆動電圧及び消費電力を実施例２と比較して示す。
【表２】
2012209184.tif 000017
【００６２】
表２からわかるように、比較例２は式（２）の干渉式を満たしているため、光取り出し効率は高いが、ｎ1 ＝３であるため、有機層１３の厚さが非常に厚くなり、それによって駆動電圧が上がり、消費電力が実施例２と比べて高くなってしまう。
【００６３】
〈比較例３〉
比較例３では、青色発光用の第１の発光層１３ｅ、緑色発光用の第２の発光層１３ｆ、発光層分離層１３ｄ及び赤色発光用の第３の発光層１３ｄを順次積層した構造とし、赤色発光用の第３の発光層１３ｄを陰極１４に最も近くなるようにした。
【００６４】
〈比較例４〉
比較例４では、第３の発光層１３ｄ、第１の発光層１３ｅ及び第２の発光層１３ｆのホストの材料を全て実施例１の第１の発光層１３ｅに用いたホストと同じ材料にして素子を作製した。
【００６５】
〈比較例５〉
比較例５では、第３の発光層１３ｄ、第１の発光層１３ｅ及び第２の発光層１３ｆのホストの材料を全て実施例１の第３の発光層１３ｄに用いたホストと同じ材料にして素子を作製した。
【００６６】
【表３】
2012209184.tif 000018
表３に比較例３、４、５の特性を実施例２と比較して示す。
【００６７】
表３からわかるように、比較例３では、第３の発光層１３ｄ、第１の発光層１３ｅ及び第２の発光層１３ｆの積層順を実施例２と変えて第１の発光層１３ｅ、第２の発光層１３ｆ及び赤色発光用の第３の発光層１３ｄの積層順としたことにより、キャリアバランスが悪化し、効率の低下を招いている。
【００６８】
比較例４では、赤色発光用の第３の発光層１３ｄのホストに実施例２で青色発光用の第１の発光層１３ｅに用いたホスト材料を用いているので、ホスト−ドーパント間のエネルギー準位のマッチングが悪化し、さらに素子全体としても  キャリアバランスが偏ってしまい、効率が低下してしまっている。
【００６９】
比較例５では、青色発光用の第１の発光層１３ｅ及び緑色発光用の第２の発光層１３ｆのホストに実施例２で赤色発光用の第３の発光層１３ｄに用いたホスト材料を用いているので、ホスト−ドーパント間のエネルギー準位のマッチングが悪化し、さらに素子全体としてもキャリアバランスが偏ってしまい、効率が低下してしまっている。
【００７０】
以上のように、実施例１及び２のように適切な発光波長を選択しつつ、光反射性電極である陽極１２と光半透過性電極である陰極１４との間の光学的距離を式（２）の関係を満たすよう調整し、キャリアバランスの良好な積層順、すなわち第３の発光層１３ｄ、第１の発光層１３ｅ及び第２の発光層１３ｆの積層順とし、かつこれらの第３の発光層１３ｄ、第１の発光層１３ｅ及び第２の発光層１３ｆのホスト材料として最適なものを用いることにより、高効率かつ低駆動電圧の白色有機ＥＬ素子を作製することができ、駆動に必要な電流を抑えることができる。このため、この白色有機ＥＬ素子を例えばディスプレイパネルにした場合には消費電力の低減を図ることができる。
【００７１】
以上のように、この第１の実施の形態によれば、式（２）を満たすように白色有機ＥＬ素子が構成されているので、高い色純度かつ高効率で低コストな白色有機ＥＬ発光素子を実現することができる。
【００７２】
〈２．第２の実施の形態〉
［有機ＥＬ照明装置］
図５は第２の実施の形態による有機ＥＬ照明装置を示す。
図５に示すように、この有機ＥＬ照明装置においては、透明な基板３０上に第１の実施の形態による白色有機ＥＬ素子３１が搭載されている。この場合、この白色有機ＥＬ素子３１は陰極１４側を下にして基板３０上に搭載されている。このため、陰極１４側から射出される光は基板３０を透過して外部に取り出される。この白色有機ＥＬ素子３１を間に挟んで基板３０と対向するように封止基板３２が設けられており、この封止基板３２及び基板３０の外周部が封止材３３により封止されている。この白色有機ＥＬ照明装置の平面形状は必要に応じて選択されるが、例えば正方形または長方形である。図５においては、一つの白色有機ＥＬ素子３１だけが示されているが、必要に応じて、複数の白色有機ＥＬ素子３１を基板３０上に所望の配置で搭載してもよい。この有機ＥＬ照明装置の白色有機ＥＬ素子３１以外の構成の詳細及び上記以外の構成は従来公知の有機ＥＬ照明装置と同様である。
【００７３】
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態による白色有機ＥＬ素子３１を用いていることにより、低消費電力かつ安価な有機ＥＬ照明装置を実現することができる。
【００７４】
〈３．第３の実施の形態〉
［表示装置］
第３の実施の形態による表示装置は、本開示による有機電界発光素子（典型的には第１の実施の形態による白色有機ＥＬ素子）を基板上に配列形成してなるアクティブマトリックス方式の表示装置である。図６にこの表示装置４１の全体構成を示す。
【００７５】
図６に示すように、この表示装置４１の基板１１上には、表示領域１１ａとその周辺領域１１ｂとが設けられている。表示領域１１ａには、複数の走査線４２と複数の信号線４３とが縦横に配線されており、それぞれの交差部に対応して１つの画素ａが設けられた画素アレイ部として構成されている。これら各画素ａには有機電界発光素子４４が設けられている。また、周辺領域１１ｂには、走査線４２を走査駆動する走査線駆動回路４５と、輝度情報に応じた映像信号（すなわち入力信号）を信号線４３に供給する信号線駆動回路４６とが配置されている。
【００７６】
各画素ａに設けられる画素回路は、例えば有機電界発光素子４４、駆動トランジスタＴｒ１、書き込みトランジスタ（サンプリングトランジスタ）Ｔｒ２および保持容量Ｃｓで構成されている。そして、走査線駆動回路４５による駆動により、書き込みトランジスタＴｒ２を介して信号線４３から書き込まれた映像信号が保持容量Ｃｓに保持され、保持された信号量に応じた電流が有機電界発光素子４４に供給され、この電流値に応じた輝度で有機電界発光素子４４が発光する。なお、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２と保持容量Ｃｓとは、共通の電源供給線（Ｖｃｃ）４７に接続されている。
【００７７】
なお、以上のような画素回路の構成はあくまでも一例であり、必要に応じて画素回路内に容量素子を設けたり、さらに複数のトランジスタを設けて画素回路を構成してもよい。また、周辺領域１１ｂには、画素回路の変更に応じて必要な駆動回路が追加される。
【００７８】
なお、この表示装置４１は、図７に示すような、封止された構成のモジュール形状のものをも含む。例えば、画素アレイ部である表示領域１１ａを囲むようにシーリング部４９が設けられ、このシーリング部４９を接着剤として、透明なガラスなどの対向部（封止基板５０）に貼り付けられて形成された表示モジュールが該当する。この透明な封止基板５０には、カラーフィルタ、保護膜、遮光膜などが設けられてもよい。なお、表示領域１１ａが形成された表示モジュールとしての基板１１には、外部から表示領域１１ａ（画素アレイ部）への信号などを入出力するためのフレキシブルプリント基板５１が設けられていてもよい。
【００７９】
上記の有機電界発光素子４４および表示装置４１によれば、干渉式（１）、（２）を満たすように、陽極１２、すなわち光反射性電極と陰極１４、すなわち光半透過性電極との間の光路長を調節することにより、青色の光および赤色の光の光取り出し効率の向上を図ることができ、さらに各色の発光層の積層順を陽極１２側に正孔輸送性ホストを、陰極１４側に電子輸送性ホストを配置することによって、いずれの発光層においても良好なキャリアバランスが得られ、素子全体として高い発光効率が得られる。
【００８０】
また、上記の有機電界発光素子４４および表示装置４１によれば、タンデム構造を必要としないことから、タンデム構造素子のような高電圧化が起こらないため、低電圧での駆動が可能となる。さらに一つの光反射性電極と光半透過性電極との組み合わせからなる干渉のみを利用していることにより、複数の光半透過性膜を形成する必要がないため、簡便に素子を作製することができる。したがって、低消費電力かつ安価な表示装置を実現することができる。
【００８１】
なお、有機電界発光素子４４は、ＴＦＴ基板を用いたアクティブマトリックス方式の表示装置４１に用いることに限定されず、パッシブ方式の表示装置に用いる有機電界発光素子としても適用可能であり、同様の効果を得ることができる。パッシブ方式の表示装置である場合には、陰極１４または陽極１２の一方が信号線として構成され、他方が走査線として構成される。
【００８２】
この第３の実施の形態においては、有機電界発光素子４４が、基板１１と反対側に設けた陰極１４側から発光を取り出す上面発光型である場合について説明したが、基板１１を透明材料で構成することにより、有機電界発光素子を、発光を基板１１側から取り出す下面発光型としたもよい。この場合、図１を用いて説明した積層構造において、透明材料からなる基板１１上の陽極１２を、例えばＩＴＯのような仕事関数が大きい透明電極材料を用いて構成する。これにより、基板１１側および基板１１と反対側の両方から発光光が取り出される。また、このような構成において陰極１４を反射材料で構成することにより、基板１１側からのみ発光光が取り出される。この場合、陰極１４の最上層にＡｕＧｅやＡｕ、Ｐｔなどの封止電極を付けてもよい。
【００８３】
さらに、図１を用いて説明した積層構造を、透明材料からなる基板１１側から逆に積み上げて陽極１２を上部電極とした構成であっても、基板１１側から発光光を取り出す、透過型の有機電界発光素子を構成することができる。この場合においても、上部電極となる陽極１２を透明電極に変更することで、基板１１側および基板１１と反対側の両方から発光光が取り出される。
【００８４】
以上説明した表示装置は、例えば、図８〜図１２に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機などの携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号もしくは電子機器内で生成した映像信号を画像もしくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。さらに、有機電界発光素子４４は低電圧駆動が可能であり、正面への光取り出し効率を増強するものであるため、特に図１３に示すデジタル一眼レフカメラにおける電子式ビューファインダーや図１４に示すヘッドマウントディスプレイなど、低電圧駆動が必要とされ、ディスプレイに対する視聴角度が限定されているような応用にに対して非常に有効であり特に適している。以下に、この表示装置が適用される電子機器のいくつかの例について説明する。
【００８５】
図８は、この表示装置が適用されるテレビを示す斜視図である。本適用例に係るテレビは、フロントパネル１０２やフィルターガラス１０３などから構成される映像表示画面部１０１を含み、その映像表示画面部１０１としてこの表示装置を用いることにより作製される。
【００８６】
図９は、この表示装置が適用されるデジタルカメラを示す斜視図であり、Ａは表側から見た斜視図、Ｂは裏側から見た斜視図である。このデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部１１１、表示部１１２、メニュースイッチ１１３、シャッターボタン１１４などを含み、その表示部１１２としてこの表示装置を用いることにより作製される。
【００８７】
図１０は、この表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。このノート型パーソナルコンピュータは、本体１２１に、文字などを入力するとき操作されるキーボード１２２、画像を表示する表示部１２３などを含み、その表示部１２３としてこの表示装置を用いることにより作製される。
【００８８】
図１１は、この表示装置が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。このビデオカメラは、本体部１３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ１３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ１３３、表示部１３４などを含み、その表示部１３４としてこの表示装置を用いることにより作製される。
【００８９】
図１２は、この表示装置が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示し、Ａは開いた状態での正面図、Ｂはその側面図、Ｃは閉じた状態での正面図、Ｄは左側面図、図Ｅは右側面図、Ｆは上面図、Ｇは下面図である。この携帯電話機は、上側筐体１４１、下側筐体１４２、連結部（ここではヒンジ部）１４３、ディスプレイ１４４、サブディスプレイ１４５、ピクチャーライト１４６、カメラ１４７などを含み、そのディスプレイ１４４やサブディスプレイ１４５としてこの表示装置を用いることにより作製される。
【００９０】
図１３は、この表示装置が適用されるデジタル一眼レフカメラを示し、Ａは正面図、Ｂは背面図である。このデジタル一眼レフカメラは、カメラ本体部１５１、撮影レンズユニット１５２、グリップ部１５３、モニタ１５４、電子式ビューファインダー１５５などを含み、その電子式ビューファインダー１５５としてこの表示装置を用いることにより作製される。
【００９１】
図１４は、この表示装置が適用されるヘッドマウントディスプレイを示す斜視図である。このヘッドマウントディスプレイは、表示部１６１、耳掛け部１６２などを含み、その表示部１６１としてこの表示装置を用いることにより作製される。
【００９２】
以上、実施の形態及び実施例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施の形態及び実施例において挙げた数値、構造、構成、形状、材料などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、構成、形状、材料などを用いてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１１…基板、１２…陽極、１３…有機層、１３ａ…正孔注入層、１３ｂ…正孔輸送層、１３ｃ…第３の発光層、１３ｄ…発光層分離層、１３ｅ…第１の発光層、１３ｆ…第２の発光層、１３ｇ…電子供給層、１４…陰極、１４ａ…第１層、１４ｂ…第２層、３０…基板、３１…有機ＥＬ素子、３２…封止基板、３３…封止材
【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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