(57)【要約】【課題】放出しようとする光の色純度を高めたり発光した光に対する放出しようとする光の割合を高めたりすることができる有機ＥＬ装置を提供する。【解決手段】有機ＥＬ装置１は、透明電極２４と、透明な電極である光路長調整層３１と、これらの電極の間に配置され発光層２８を含む有機層と、発光層２８からみて透明電極２４を挟んだ反対側に配置されて発光層２８からの光を光路長調整層３１に向けて反射する反射層２２と、発光層２８からみて光路長調整層３１を挟んだ反対側に配置された半透明半反射層３２とを備える。反射層２２と半透明半反射層３２の間の光学的距離L'は、半透明半反射層３２を通じて放出される光の所望の波長を強めるように設定されている。さらに、発光層２８での最も強く光る位置と反射層２２の間の光学的距離L'0も、半透明半反射層３２を通じて放出される光の所望の波長を強めるように設定されている。【選択図】図１
2009266459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する第１の電極と、
透光性を有する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置され発光層を含む有機層と、
前記発光層からみて前記第１の電極を挟んだ反対側に配置されて前記発光層からの光を前記第２の電極に向けて反射する反射層と、
前記発光層からみて前記第２の電極を挟んだ反対側に配置された半透明半反射層と、
前記第２の電極と同層または前記半透明半反射層と前記第２の電極との間に配置された透光性を有する光路長調整層とを備え、
前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'が、式（１）で表される範囲にあり、
前記発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0が、式（２）で表される範囲にあり、
λは前記第２の電極を通じて放出される光のピーク波長、θ１は前記反射層で反射するときの波長λの光の位相変化（rad）、θ２は前記半透明半反射層で反射するときの波長λの光の位相変化（rad）、Nは１以上の整数、N0は１以上の整数である、有機ＥＬ装置。
0.8×（2π・N＋θ１＋θ２）×λ／（４π）≦L'≦1.2×（2π・N＋θ１＋θ２）×λ／（４π）    ...（１）
0.8×（2π・N0＋θ１）×λ／（４π）≦L'0≦1.2×（2π・N0＋θ１）×λ／（４π）      ...（２）
【請求項２】
放出光の色が赤色である発光素子と、
放出光の色が緑色である発光素子と、
放出光の色が青色である発光素子とを備え、
前記発光素子の各々が、
透光性を有する第１の電極と、
透光性を有する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置され発光層を含む有機層と、
前記発光層からみて前記第１の電極を挟んだ反対側に配置されて前記発光層からの光を前記第２の電極に向けて反射する反射層と、
前記発光層からみて前記第２の電極を挟んだ反対側に配置された半透明半反射層と、
前記第２の電極と同層または前記半透明半反射層と前記第２の電極との間に配置された透光性を有する光路長調整層とを備え、
前記発光素子の各々において、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'が、式（３）で表される範囲にあり、
前記発光素子の各々において、前記発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0が、式（４）で表される範囲にあり、
λは前記第２の電極を通じて放出される光のピーク波長、θ１は前記反射層で反射するときの波長λの光の位相変化（rad）、θ２は前記半透明半反射層で反射するときの波長λの光の位相変化（rad）、Nは１以上の整数、N0は１以上の整数である、有機ＥＬ装置。
0.8×（2π・N＋θ１＋θ２）×λ／（４π）≦L'≦1.2×（2π・N＋θ１＋θ２）×λ／（４π）    ...（３）
0.8×（2π・N0＋θ１）×λ／（４π）≦L'0≦1.2×（2π・N0＋θ１）×λ／（４π）      ...（４）
【請求項３】
放出光の色が赤色である発光素子と、
放出光の色が緑色である発光素子と、
放出光の色が青色である発光素子とを備え、
前記発光素子の各々が、
透光性を有する第１の電極と、
透光性を有する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置され発光層を含む有機層と、
前記発光層からみて前記第１の電極を挟んだ反対側に配置されて前記発光層からの光を前記第２の電極に向けて反射する反射層と、
前記発光層からみて前記第２の電極を挟んだ反対側に配置された半透明半反射層と、
前記第２の電極と同層または前記半透明半反射層と前記第２の電極との間に配置された透光性を有する光路長調整層とを備え、
前記発光素子の各々において、前記発光層は、互いに積層された、発光が黄色または橙色または赤色波長に強度のピークを持つ第１発光層と、発光がシアンまたは青色波長に強度のピークを持つ第２発光層とを有しており、
放出光の色が赤色である前記発光素子については、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'Rが、式（５）で表される範囲にあり、
放出光の色が赤色である前記発光素子については、前記第１発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0Rが、式（６）で表される範囲にあり、
λRは前記第２の電極を通じて放出される赤色の光のピーク波長、θ１Rは前記反射層で反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、θ２Rは前記半透明半反射層で反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、NRは１以上の整数、N0Rは１以上の整数であり、
放出光の色が緑色である前記発光素子については、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'Gが、式（７）で表される範囲にあり、
放出光の色が緑色である前記発光素子については、前記第１発光層または前記第２発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0Gが、式（８）で表される範囲にあり、
λGは前記第２の電極を通じて放出される緑色の光のピーク波長、θ１Gは前記反射層で反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、θ２Gは前記半透明半反射層で反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、NGは１以上の整数、N0Gは１以上の整数であり、
放出光の色が青色である前記発光素子については、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'Bが、式（９）で表される範囲にあり、
放出光の色が青色である前記発光素子については、前記第２発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0Bが、式（１０）で表される範囲にあり、
λBは前記第２の電極を通じて放出される青色の光のピーク波長、θ１Bは前記反射層で反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、θ２Bは前記半透明半反射層で反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、NBは１以上の整数、N0Bは１以上の整数である、有機ＥＬ装置。
0.8×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）≦L'R≦1.2×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）    ...（５）
0.8×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）≦L'0R≦1.2×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）      ...（６）
0.8×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）≦L'G≦1.2×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）    ...（７）
0.8×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）≦L'0G≦1.2×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）      ...（８）
0.8×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）≦L'B≦1.2×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）    ...（９）
0.8×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）≦L'0B≦1.2×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）      ...（１０）
【請求項４】
放出光の色が赤色である発光素子と、
放出光の色が緑色である発光素子と、
放出光の色が青色である発光素子とを備え、
前記発光素子の各々が、
透光性を有する第１の電極と、
透光性を有する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置され発光層を含む有機層と、
前記発光層からみて前記第１の電極を挟んだ反対側に配置されて前記発光層からの光を前記第２の電極に向けて反射する反射層と、
前記発光層からみて前記第２の電極を挟んだ反対側に配置された半透明半反射層と、
前記第２の電極と同層または前記半透明半反射層と前記第２の電極との間に配置された透光性を有する光路長調整層とを備え、
前記発光素子の各々において、前記発光層は、互いに積層された、発光が赤色波長に強度のピークを持つ赤色発光層と、発光が緑色波長に強度のピークを持つ緑色発光層と、発光が青色波長に強度のピークを持つ青色発光層とを有しており、
放出光の色が赤色である前記発光素子については、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'Rが、式（１１）で表される範囲にあり、
放出光の色が赤色である前記発光素子については、前記赤色発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0Rが、式（１２）で表される範囲にあり、
λRは前記第２の電極を通じて放出される赤色の光のピーク波長、θ１Rは前記反射層で反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、θ２Rは前記半透明半反射層で反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、NRは１以上の整数、N0Rは１以上の整数であり、
放出光の色が緑色である前記発光素子については、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'Gが、式（１３）で表される範囲にあり、
放出光の色が緑色である前記発光素子については、前記緑色発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0Gが、式（１４）で表される範囲にあり、
λGは前記第２の電極を通じて放出される緑色の光のピーク波長、θ１Gは前記反射層で反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、θ２Gは前記半透明半反射層で反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、NGは１以上の整数、N0Gは１以上の整数であり、
放出光の色が青色である前記発光素子については、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'Bが、式（１５）で表される範囲にあり、
放出光の色が青色である前記発光素子については、前記青色発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0Bが、式（１６）で表される範囲にあり、
λBは前記第２の電極を通じて放出される青色の光のピーク波長、θ１Bは前記反射層で反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、θ２Bは前記半透明半反射層で反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、NBは１以上の整数、N0Bは１以上の整数である、有機ＥＬ装置。
0.8×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）≦L'R≦1.2×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）    ...（１１）
0.8×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）≦L'0R≦1.2×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）      ...（１２）
0.8×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）≦L'G≦1.2×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）    ...（１３）
0.8×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）≦L'0G≦1.2×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）      ...（１４）
0.8×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）≦L'B≦1.2×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）    ...（１５）
0.8×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）≦L'0B≦1.2×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）      ...（１６）
【請求項５】
放出光の色が赤色である発光素子と、
放出光の色が緑色である発光素子と、
放出光の色が青色である発光素子とを備え、
前記発光素子の各々が、
透光性を有する第１の電極と、
透光性を有する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置され発光層を含む有機層と、
前記発光層からみて前記第１の電極を挟んだ反対側に配置されて前記発光層からの光を前記第２の電極に向けて反射する反射層と、
前記発光層からみて前記第２の電極を挟んだ反対側に配置された半透明半反射層と、
前記第２の電極と同層または前記半透明半反射層と前記第２の電極との間に配置された透光性を有する光路長調整層とを備え、
前記光路長調整層の厚さが、前記発光素子の放出光の色によって異なる、有機ＥＬ装置。
【請求項６】
前記第１の電極と前記光路長調整層の間にある有機層が、前記発光素子の放出光の色にかかわらず複数の前記発光素子に共通である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
前記第１の電極が陽極であって、前記第２の電極が陰極である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型で軽量なディスプレイを実現できる光源として、有機ＥＬ素子（organic electroluminescent device）つまりＯＬＥＤ（organic light emitting diode）素子が注目を集めている。有機ＥＬ素子を用いたフルカラーディスプレイには、（１）高い色純度が得られる、（２）消費電力が少ない、といった多くのメリットがある。
【０００３】
有機ＥＬ素子の分野において、発光層で発光した光のうちの特定波長の光を干渉または共振によって強め、他の波長の光を弱めて放出させることが知られている。例えば、特許文献１には、発光層の両側に半透明反射層と反射性の電極を配置し、半透明反射層と反射性の電極の間（反射面間）の光学的距離を適切に設定することによって、放出しようとする光のピーク波長を調節することが開示されている。つまり、反射面間の光学的距離を、放出しようとする光のピーク波長に応じて設定することにより、共振構造内部で特定の波長の光の位相を合致させることができる。
【０００４】
この技術によれば、どの発光素子についても発光層の発光色が共通、例えば白色であっても、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の出力色が得られる。また、発光層の発光色が放出しようとする光の色に近似する場合（例えば、Ｒの色の光を発する発光層を持つ発光素子からＲの光を放出させ、Ｇの色の光を発する発光層を持つ発光素子からＧの光を放出させ、Ｂの色の光を発する発光層を持つ発光素子からＢの光を放出させる場合）、光の色の純度を高めることができる。
【０００５】
【特許文献１】特許第２７９７８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の技術では反射面間の光学的距離を最適化しようとしているが、反射面間に介在する発光層の位置については特に調節していない。つまり発光層から反射性の電極までの光路および発光層から半透明反射層までの光路については、特許文献１は言及していない。
【０００７】
本発明は、放出しようとする光の色純度を高めたり発光した光に対する放出しようとする光の割合を高めたりすることができる有機ＥＬ装置および電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの態様では本発明に係る有機ＥＬ装置は、透光性を有する第１の電極と、透光性を有する第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置され発光層を含む有機層と、前記発光層からみて前記第１の電極を挟んだ反対側に配置されて前記発光層からの光を前記第２の電極に向けて反射する反射層と、前記発光層からみて前記第２の電極を挟んだ反対側に配置された半透明半反射層と、前記第２の電極と同層または前記半透明半反射層と前記第２の電極との間に配置された透光性を有する光路長調整層とを備え、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'が、式（１）で表される範囲にあり、前記発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0が、式（２）で表される範囲にあり、λは前記第２の電極を通じて放出される光のピーク波長、θ１は前記反射層で反射するときの波長λの光の位相変化（rad）、θ２は前記半透明半反射層で反射するときの波長λの光の位相変化（rad）、Nは１以上の整数、N0は１以上の整数である。
0.8×（2π・N＋θ１＋θ２）×λ／（４π）≦L'≦1.2×（2π・N＋θ１＋θ２）×λ／（４π）    ...（１）
0.8×（2π・N0＋θ１）×λ／（４π）≦L'0≦1.2×（2π・N0＋θ１）×λ／（４π）      ...（２）
【０００９】
このように、反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'が、式（１）で表される範囲にあることで、第２の電極を通じて放出される光のうち波長λ付近の色純度を高め、発光層で発光した光に対する波長λの光の割合を高めることができる。さらに、前記発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0が、式（２）で表される範囲にあることで、第２の電極を通じて放出される光のうち波長λ付近の色純度を高め、発光層で発光した光に対する波長λの光の割合を高めることができる。
【００１０】
他の一つの態様では本発明に係る有機ＥＬ装置は、放出光の色が赤色である発光素子と、放出光の色が緑色である発光素子と、放出光の色が青色である発光素子とを備え、前記発光素子の各々が、透光性を有する第１の電極と、透光性を有する第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置され発光層を含む有機層と、前記発光層からみて前記第１の電極を挟んだ反対側に配置されて前記発光層からの光を前記第２の電極に向けて反射する反射層と、前記発光層からみて前記第２の電極を挟んだ反対側に配置された半透明半反射層と、前記第２の電極と同層または前記半透明半反射層と前記第２の電極との間に配置された透光性を有する光路長調整層とを備え、前記発光素子の各々において、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'が、式（３）で表される範囲にあり、前記発光素子の各々において、前記発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0が、式（４）で表される範囲にあり、λは前記第２の電極を通じて放出される光のピーク波長、θ１は前記反射層で反射するときの波長λの光の位相変化（rad）、θ２は前記半透明半反射層で反射するときの波長λの光の位相変化（rad）、Nは１以上の整数、N0は１以上の整数である。
0.8×（2π・N＋θ１＋θ２）×λ／（４π）≦L'≦1.2×（2π・N＋θ１＋θ２）×λ／（４π）    ...（３）
0.8×（2π・N0＋θ１）×λ／（４π）≦L'0≦1.2×（2π・N0＋θ１）×λ／（４π）      ...（４）
このように、発光素子の各々において、反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'が、式（３）で表される範囲にあることで、第２の電極を通じて放出される光のうち波長λ付近の色純度を高め、発光層で発光した光に対する波長λの光の割合を高めることができる。さらに、発光素子の各々において、前記発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0が、式（４）で表される範囲にあることで、第２の電極を通じて放出される光のうち波長λ付近の色純度を高め、発光層で発光した光に対する波長λの光の割合を高めることができる。
【００１１】
他の一つの態様では本発明に係る有機ＥＬ装置は、放出光の色が赤色である発光素子と、放出光の色が緑色である発光素子と、放出光の色が青色である発光素子とを備え、前記発光素子の各々が、透光性を有する第１の電極と、透光性を有する第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置され発光層を含む有機層と、前記発光層からみて前記第１の電極を挟んだ反対側に配置されて前記発光層からの光を前記第２の電極に向けて反射する反射層と、前記発光層からみて前記第２の電極を挟んだ反対側に配置された半透明半反射層と、前記第２の電極と同層または前記半透明半反射層と前記第２の電極との間に配置された透光性を有する光路長調整層とを備え、前記発光素子の各々において、前記発光層は、互いに積層された、発光が黄色または橙色または赤色波長に強度のピークを持つ第１発光層と、発光がシアンまたは青色波長に強度のピークを持つ第２発光層とを有しており、放出光の色が赤色である前記発光素子については、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'Rが、式（５）で表される範囲にあり、放出光の色が赤色である前記発光素子については、前記第１発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0Rが、式（６）で表される範囲にあり、λRは前記第２の電極を通じて放出される赤色の光のピーク波長、θ１Rは前記反射層で反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、θ２Rは前記半透明半反射層で反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、NRは１以上の整数、N0Rは１以上の整数であり、放出光の色が緑色である前記発光素子については、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'Gが、式（７）で表される範囲にあり、放出光の色が緑色である前記発光素子については、前記第１発光層または前記第２発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0Gが、式（８）で表される範囲にあり、λGは前記第２の電極を通じて放出される緑色の光のピーク波長、θ１Gは前記反射層で反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、θ２Gは前記半透明半反射層で反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、NGは１以上の整数、N0Gは１以上の整数であり、放出光の色が青色である前記発光素子については、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'Bが、式（９）で表される範囲にあり、放出光の色が青色である前記発光素子については、前記第２発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0Bが、式（１０）で表される範囲にあり、λBは前記第２の電極を通じて放出される青色の光のピーク波長、θ１Bは前記反射層で反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、θ２Bは前記半透明半反射層で反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、NBは１以上の整数、N0Bは１以上の整数である。
0.8×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）≦L'R≦1.2×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）    ...（５）
0.8×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）≦L'0R≦1.2×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）      ...（６）
0.8×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）≦L'G≦1.2×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）    ...（７）
0.8×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）≦L'0G≦1.2×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）      ...（８）
0.8×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）≦L'B≦1.2×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）    ...（９）
0.8×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）≦L'0B≦1.2×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）      ...（１０）
この態様でも、発光素子の各々において、第２の電極を通じて放出される光のうち波長λ付近の色純度を高め、発光層で発光した光に対する波長λの光の割合を高めることができる。
【００１２】
他の一つの態様では本発明に係る有機ＥＬ装置は、放出光の色が赤色である発光素子と、放出光の色が緑色である発光素子と、放出光の色が青色である発光素子とを備え、前記発光素子の各々が、透光性を有する第１の電極と、透光性を有する第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置され発光層を含む有機層と、前記発光層からみて前記第１の電極を挟んだ反対側に配置されて前記発光層からの光を前記第２の電極に向けて反射する反射層と、前記発光層からみて前記第２の電極を挟んだ反対側に配置された半透明半反射層と、前記第２の電極と同層または前記半透明半反射層と前記第２の電極との間に配置された透光性を有する光路長調整層とを備え、前記発光素子の各々において、前記発光層は、互いに積層された、発光が赤色波長に強度のピークを持つ赤色発光層と、発光が緑色波長に強度のピークを持つ緑色発光層と、発光が青色波長に強度のピークを持つ青色発光層とを有しており、放出光の色が赤色である前記発光素子については、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'Rが、式（１１）で表される範囲にあり、放出光の色が赤色である前記発光素子については、前記赤色発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0Rが、式（１２）で表される範囲にあり、λRは前記第２の電極を通じて放出される赤色の光のピーク波長、θ１Rは前記反射層で反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、θ２Rは前記半透明半反射層で反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、NRは１以上の整数、N0Rは１以上の整数であり、放出光の色が緑色である前記発光素子については、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'Gが、式（１３）で表される範囲にあり、放出光の色が緑色である前記発光素子については、前記緑色発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0Gが、式（１４）で表される範囲にあり、λGは前記第２の電極を通じて放出される緑色の光のピーク波長、θ１Gは前記反射層で反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、θ２Gは前記半透明半反射層で反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、NGは１以上の整数、N0Gは１以上の整数であり、放出光の色が青色である前記発光素子については、前記反射層と前記半透明半反射層の間の光学的距離L'Bが、式（１５）で表される範囲にあり、放出光の色が青色である前記発光素子については、前記青色発光層での最も強く光る位置と前記反射層の間の光学的距離L'0Bが、式（１６）で表される範囲にあり、λBは前記第２の電極を通じて放出される青色の光のピーク波長、θ１Bは前記反射層で反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、θ２Bは前記半透明半反射層で反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、NBは１以上の整数、N0Bは１以上の整数である。
0.8×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）≦L'R≦1.2×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）    ...（１１）
0.8×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）≦L'0R≦1.2×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）      ...（１２）
0.8×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）≦L'G≦1.2×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）    ...（１３）
0.8×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）≦L'0G≦1.2×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）      ...（１４）
0.8×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）≦L'B≦1.2×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）    ...（１５）
0.8×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）≦L'0B≦1.2×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）      ...（１６）
この態様でも、発光素子の各々において、第２の電極を通じて放出される光のうち波長λ付近の色純度を高め、発光層で発光した光に対する波長λの光の割合を高めることができる。
【００１３】
他の一つの態様では本発明に係る有機ＥＬ装置は、放出光の色が赤色である発光素子と、放出光の色が緑色である発光素子と、放出光の色が青色である発光素子とを備え、前記発光素子の各々が、透光性を有する第１の電極と、透光性を有する第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置され発光層を含む有機層と、前記発光層からみて前記第１の電極を挟んだ反対側に配置されて前記発光層からの光を前記第２の電極に向けて反射する反射層と、前記発光層からみて前記第２の電極を挟んだ反対側に配置された半透明半反射層と、前記第２の電極と同層または前記半透明半反射層と前記第２の電極との間に配置された透光性を有する光路長調整層とを備え、前記光路長調整層の厚さが、前記発光素子の放出光の色によって異なる。
この態様では、光路長調整層の厚さを発光素子の放出光の色によって適切に調節することによって、発光素子の各々において、第２の電極を通じて放出される光のうち波長λ付近の色純度を高め、発光層で発光した光に対する波長λの光の割合を高めることができる。
【００１４】
好ましくは、前記第１の電極と前記光路長調整層の間にある有機層が、前記発光素子の放出光の色にかかわらず複数の前記発光素子に共通である。「共通である」とは、有機層の厚さおよび材料が、複数の前記発光素子について共通であることをいい、有機層が発光層のみからなる場合には、発光層の厚さおよび材料が複数の前記発光素子について共通であることを意味し、有機層が複数の層からなる場合には、これらの層の各々の厚さおよび材料が複数の前記発光素子について共通であることを意味する。従って、有機層を容易に製造することができる。
【００１５】
本発明では、半透明半反射層と反射層との間の光学的距離を適切に設定することができる。しかし、一般には、発光層の厚さは数ｎｍ 変えただけで素子の発光特性（内部発光スペクトル）が著しく変化するため、放出光の色に応じて発光層の厚さを変更することは、内部発光スペクトルの変化につながり好ましくない。また、本発明では、発光層と反射層との間の光学的距離も適切に設定することができる。しかし、一般には、正孔の移動度に比べて電子の移動度は低いため、正孔輸送層および正孔注入層の厚さは大きくすることができてそれらの厚さを数ｎｍ変化させても発光素子の電気特性（電流−電圧特性）および発光特性（内部発光スペクトル）の変化は小さいのに対して、電子輸送層および電子注入層の厚さは極めて小さくせざるを得ずそれらの厚さを数ｎｍ変えただけで発光素子の電気特性および発光特性が顕著に変化する。従って、半透明半反射層と反射層との間の光学的距離と発光層と反射層の間の光学的距離を最適化する目的で、発光層を変更すること、ならびに（電子輸送層および／または電子注入層が存在する場合に）電子輸送層および／または電子注入層の厚さを変更することは、電気特性および発光特性の最適化の観点からは必ずしも好ましいことではない。だからといって、透明電極ならびに（正孔輸送層および／または正孔注入層が存在する場合に）正孔輸送層および／または正孔注入層の厚さのみを変更することで、放出光の色に応じて、半透明半反射層と反射層の間の光学的距離と発光層と反射層の間の光学的距離の両方を最適化することは困難なことが多い。
そこで、前記第１の電極が陽極であって、前記第２の電極が陰極であると好ましい。この態様では、発光層からみて陽極を挟んだ反対側に反射層が配置され、発光層からみて陰極を挟んだ反対側に半透明半反射層が配置され、陰極と同層または半透明半反射層と陰極との間に光路長調整層が配置される。この態様では、陽極の厚さおよび／または正孔輸送層および／または正孔注入層の厚さを調整することで、放出光の色に応じて発光層と反射層の間の光学的距離を最適化し、さらに光路長調整層の厚さを調整することで、放出光の色に応じて半透明半反射層と反射層の間の光学的距離を最適化するといったように、両方の光学的距離が最適になるように有機ＥＬ装置を設計するのが容易である。
【００１６】
本発明に係る電子機器は、前記の有機ＥＬ装置を備えるので、放出しようとする光の色純度を高めたり発光した光に対する放出しようとする光の割合を高めたりすることができる。そのような電子機器としては、例えば、有機ＥＬ装置を画像表示装置として備える各種の機器がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。なお、図面においては、各部の寸法の比率は実際のものとは適宜に異なる。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の概略を示す断面図である。有機ＥＬ装置１は、図示のように複数の発光素子１５（１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ）を有する。この実施の形態の有機ＥＬ装置１は、フルカラーの画像表示装置として使用される。発光素子１５Ｒは放出光の色が赤色である発光素子であり、発光素子１５Ｇは放出光の色が緑色である発光素子であり、発光素子１５Ｂは放出光の色が青色である発光素子である。図では、３つの発光素子１５しか示されていないが、実際には、図示よりも多数の発光素子が設けられている。以下、構成要素の添字のＲ，Ｇ，Ｂは、発光素子１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに対応する。
【００１８】
本発明は、ボトムエミッションタイプにもトップエミッションタイプにも利用できるが、一例として、図示の有機ＥＬ装置１はトップエミッションタイプである。有機ＥＬ装置１は、基板２０を有する。基板２０は、例えばガラスのような透明材料で形成してもよいし、例えばセラミックまたは金属のような不透明材料で形成してもよい。
【００１９】
但し、図１は実施の形態の概略を示しており、図示しないが、基板２０には、各発光素子に給電するためのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）および配線、さらにはこれらを覆う無機絶縁体の層が配置されている。また、図示しないが、公知の隔壁（セパレータ）を配置してもよい。
【００２０】
各発光素子１５が備える基板２０の上の要素には、反射層２２、透明電極（第１の電極）２４、正孔注入・輸送層（有機層）２６、発光層（有機層）２８、電子輸送・注入層（有機層）３０、光路長調整層（第２の電極）３１、および半透明半反射層３２がある。反射層２２は例えばアルミニウム、銀またはクロムなどの反射性の高い金属から形成されている。反射層２２は透明電極２４を透過して進行してきた光（発光層２８からの光を含む）を図の上方つまり半透明半反射層３２に向けて反射する。
【００２１】
透明電極２４は、例えばＩＴＯ（indium tin oxide）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、もしくはＩＺＯ（indium zinc oxide）のような透明な導電性の高い材料から形成されている。透明電極２４はこの実施の形態では、発光素子にそれぞれ設けられる画素電極であり、例えば陽極である。
【００２２】
正孔注入・輸送層２６は、例えば二層構造であって、透明電極２４側に配置された正孔注入層と、発光層２８側に配置された正孔輸送層を有する。正孔注入層は、例えばCuPc（銅フタロシアニン）または出光興産株式会社製の商品名「ＨＩ−４０６」などの正孔注入材料により形成することができる。正孔輸送層は、例えばＮＰＤ（N,N’-Bis(1-naphthyl)-N,N’-diphenyl-4,4-biphenyl）または出光興産株式会社製の商品名「ＨＴ−３２０」などの正孔輸送材料により形成することができる。但し、正孔注入・輸送層２６は、正孔輸送層と正孔注入層の機能を兼ねる単一の層であってもよい。正孔注入・輸送層２６は、複数の発光素子に共通の厚さに設けられてもよい（つまり、正孔注入・輸送層２６Ｒ，２６Ｂ，２６Ｇが同じ厚さであってもよい）。
【００２３】
発光層２８では、透明電極２４に由来する正孔と半透明半反射層３２に由来する電子が結合して発光する。この実施の形態の発光層２８は単一層である。発光層２８の内部では、一様な強さで発光するのではなく、ある平面（図１の紙面に垂直で図の発光層２８と正孔注入・輸送層２６との界面に平行な平面）で最も強く発光し、他の位置ではより弱く発光する。図１の仮想線２８ＲＳは、発光素子１５Ｒの発光層２８Ｒ内での最も強く光る平面を示し、仮想線２８ＧSは、発光素子１５Ｇの発光層２８Ｇ内での最も強く光る平面を示し、仮想線２８ＢＳは、発光素子１５Ｂの発光層２８Ｂ内での最も強く光る平面を示す。発光層２８は、複数の発光素子に共通の厚さに設けられてもよい（つまり、発光層２８Ｒ，２８Ｂ，２８Ｇが同じ厚さであってもよい）。
【００２４】
電子輸送・注入層３０は、例えば二層構造であって、発光層２８側に配置された電子輸送層と、半透明半反射層３２側に配置された電子注入層を有する。電子輸送層は、例えばAlq３（トリス8-キノリノラトアルミニウム錯体）などの電子輸送材料により形成することができる。電子注入層は、例えばＬｉＦ（フッ化リチウム）などの電子注入材料により形成することができる。但し、電子輸送・注入層３０は、電子輸送層と電子注入層の機能を兼ねる単一の層であってもよい。電子輸送・注入層３０は、複数の発光素子に共通の厚さに設けられてもよい（つまり、電子輸送・注入層３０Ｒ，３０Ｂ，３０Ｇが同じ厚さであってもよい）。
【００２５】
光路長調整層３１は、透明であって光路長の調整のために配置されている。この実施の形態では、光路長調整層３１は複数の発光素子に共通に設けられる共通電極（例えば陰極）としても機能する。このため、光路長調整層３１は、例えば、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＩＴＯ、ＩＺＯのような透明な導電性の高く電子注入性に優れた材料から形成されている。
【００２６】
半透明半反射層３２は、例えばMgAl、MgCu、MgAu、MgAgのような半透明半反射性の金属材料から形成されている。半透明半反射層３２を金属材料から形成する場合には、図示しないが、光路長調整層３１と半透明半反射層３２の間には、例えばＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ２などの透明な無機の絶縁性材料を設けて、両者を絶縁すると好ましい。他の実施の形態として、半透明半反射層３２は、誘電体ミラーとして知られているＳｉＮとＳｉＯ２の積層体のような透明な異種の無機の絶縁性材料の積層体であってもよい。半透明半反射層３２は、電子輸送・注入層３０を透過して進行してきた光（発光層２８からの光を含む）の一部を図の上方に透過し、これらの光の他の一部を図の下方つまり透明電極２４に向けて反射する。
【００２７】
図示しないが、有機ＥＬ素子１の発光層２８などの層を水分および酸素から保護するために、公知の封止膜で半透明半反射層３２を覆ってもよいし、公知の封止キャップを基板２０に接合してもよい。また、この有機ＥＬ装置１をカラー画像表示装置として使用する場合、放出光の色の純度を改善するために、光が放出される側にカラーフィルタを配置してもよい。なお、封止膜または封止キャップを設けること、およびカラーフィルタを配置することは、この実施の形態だけでなく、後述する他の実施の形態でも採用してよい。
【００２８】
この構造を有するある発光素子において、透明電極２４と半透明半反射層３２の間に電流を流すと、発光層２８が発光する。発光層２８で発した光のうち図の下方に向かう光は、反射層２２で半透明半反射層３２に向けて反射する。また発光層２８から図の上方に向かう光の一部は、半透明半反射層３２で透過し、他の一部は反射層２２に向けて反射する。このような反射を繰り返して、各発光素子１５においては、干渉または共振によって、特定の波長の光が強められ他の波長の光が弱められる。
【００２９】
図２は、発光層２８での内部発光スペクトルを示すグラフである。つまり、図２は、発光素子１５での光の干渉または共振作用を利用しない場合の発光層２８の発光スペクトルを示す。図２に示すように、発光層２８は、単一層でありながらも、６２０ｎｍ（赤色に相当）、５４０ｎｍ（緑色に相当）、４７０ｎｍ（青色に相当）の３つのピークを有する白色光を発する。なお、発光層２８Ｒ、２８Ｇ，２８Ｂは必ずしも同一の白色光を発する必要はなく、それぞれの発光層が任意の発光色を発し得る。例えば、発光層２８Ｒが６２０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する赤色光を発し、発光層２８Ｇが５４０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する緑色光を発し、発光層２８Ｂが４７０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する青色光を発しても良い。
【００３０】
上記のような干渉または共振によって、発光素子１５Ｒでは、発光層２８で発した白色光のうち赤色が強められて半透明半反射層３２から放出される。発光素子１５Ｇでは、発光層２８で発した白色光のうち緑色が強められて半透明半反射層３２から放出される。発光素子１５Ｂでは、発光層２８で発した白色光のうち青色が強められて半透明半反射層３２から放出される。
【００３１】
発光素子１５Ｒで赤色のみを強めて半透明半反射層３２Ｒから放出するためには、理論的には、式（１７）および式（１８）を満たすことが好ましく、式（１９）および式（２０）を満たすことがさらに好ましい。式（１７）および式（１８）は、理論的な等式である式（１９）および式（２０）に±２０％の許容差を与えたものである。許容差を与えた理由は、実際には、複雑な多重反射がありうるためである。
【００３２】
0.8×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）≦L'R≦1.2×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）    ...（１７）
0.8×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）≦L'0R≦1.2×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）      ...（１８）
（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）＝L'R    ...（１９）
（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）＝L'0R      ...（２０）
ここで、λRは半透明半反射層３２Ｒを通じて放出される赤色の光のピーク波長（例えば６２０ｎｍに設定してよい）、θ１Rは反射層２２Ｒで反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、θ２Rは半透明半反射層３２Ｒで反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、NRは１以上の整数、N0Rは１以上の整数である。
【００３３】
式（１７）および式（１９）のL'Rは、発光素子１５Ｒについての反射層２２Ｒと半透明半反射層３２Ｒの間の光学的距離であり、式（２１）で表される。
【数１】
2009266459.tif 000003
式（２１）において、ｎiRは発光素子１５Ｒ内の層の屈折率、ｄiRは発光素子１５Ｒ内の層の厚さを示す。式（２１）では、iRは、１以上でX以下であり、反射層２２Ｒと半透明半反射層３２Ｒの間の各層を示し、Xはこれらの層の総数である。
【００３４】
具体的には、図示の実施の形態では、発光素子１５Ｒについての反射層２２Ｒと半透明半反射層３２Ｒの間の光学的距離L'Rは、式（２２）で表される。
L'R＝ｎ1R・ｄ1R＋ｎ2R・ｄ2R＋ｎ3R・ｄ3R＋ｎ4R・ｄ4R＋ｎ5R・ｄ5R    ...（２２）
ここで、ｎ1Rは透明電極２４Ｒの屈折率であり、ｄ1Rは透明電極２４Ｒの厚さである。ｎ2Rは正孔注入・輸送層２６Ｒの屈折率であり、ｄ2Rは正孔注入・輸送層２６Ｒの厚さである。ｎ3Rは発光層２８Ｒの屈折率であり、ｄ3Rは発光層２８Ｒの厚さである。ｎ4Rは電子輸送・注入層３０Ｒの屈折率であり、ｄ4Rは電子輸送・注入層３０Ｒの厚さである。ｎ5Rは光路長調整層３１Ｒの屈折率であり、ｄ5Rは光路長調整層３１Ｒの厚さである。
【００３５】
式（１８）および式（２０）のL'0Rは、発光層２８Ｒでの最も強く光る平面２８ＲＳと反射層２２Ｒの間の光学的距離であり、式（２３）で表される。
【数２】
2009266459.tif 000004
式（２３）において、ｎiRは発光素子１５Ｒ内の層の屈折率、ｄiRは発光素子１５Ｒ内の層の厚さを示す。式（２３）では、iRは、１以上でM以下であり、反射層２２Ｒと発光層２８Ｒの間の各層を示し、Mはこれらの層の総数である。ｎNRは発光層２８Ｒの屈折率、ｄN1Rは、発光層２８Ｒでの最も強く光る平面２８ＲＳと正孔注入・輸送層２６Ｒとの距離を示す。
【００３６】
具体的には、図示の実施の形態では、発光層２８Ｒでの最も強く光る平面２８ＲＳと反射層２２Ｒの間の光学的距離L'0Rは、式（２４）で表される。
L'0R＝ｎ3R・ｄ31R＋ｎ1R・ｄ1R＋ｎ2R・ｄ2R    ...（２４）
ここで、ｄ31Rは発光層２８Ｒでの最も強く光る平面２８ＲＳと正孔注入・輸送層２６Ｒとの距離を示す。
【００３７】
例えば、透明電極２４ＲをＩＴＯ（波長６２０ｎｍの光に対する屈折率ｎ1Rが１．９）で厚さｄ1Rを１５０ｎｍに形成し、正孔注入・輸送層２６Ｒの屈折率ｎ2Rが１．７、その厚さｄ2Rが８０ｎｍ、発光層２８Ｒの屈折率ｎ3Rが１．７、その厚さｄ3Rが１０ｎｍ、電子輸送・注入層３０Ｒの屈折率ｎ4Rが１．７、その厚さｄ4Rが２０ｎｍであると想定する。また、光路長調整層３１ＲをＩＴＯ（波長６２０ｎｍの光に対する屈折率ｎ5Rが１．９）で厚さｄ5Rを３５ｎｍに形成したと想定する。この場合、式（２１）ひいては式（２２）より、発光素子１５Ｒについての反射層２２Ｒと半透明半反射層３２Ｒの間の光学的距離L'Rは、538.5ｎｍである。
【００３８】
また、発光層２８Ｒでの最も強く光る平面２８ＲＳと正孔注入・輸送層２６Ｒとの距離ｄ31Rを５ｎｍと想定する。この場合、式（２３）ひいては式（２４）より、発光素子１５Ｒについて発光層２８Ｒでの最も強く光る平面２８ＲＳと反射層２２Ｒの間の光学的距離L'0Rは、429.5ｎｍである。
【００３９】
また、反射層２２Ｒで反射するときの波長６２０ｎｍの光の位相変化θ１Rが2.460（rad）、半透明半反射層３２Ｒで反射するときの波長６２０ｎｍの光の位相変化θ２Rが2.311（rad）、NRが１、N0Rが１であると想定する。この場合、（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）＝545.39ｎｍであり、L'Rとの相違は1.3％であるから、式（１７）の関係が充足される。また、この場合、（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）＝431.37ｎｍであり、L'0Rとの相違は0.4％であるから、式（１８）の関係が充足される。
【００４０】
発光素子１５Ｇで緑色のみを強めて半透明半反射層３２から放出するためには、理論的には、式（２５）および式（２６）を満たすことが好ましく、式（２７）および式（２８）を満たすことがさらに好ましい。式（２５）および式（２６）は、理論的な等式である式（２７）および式（２８）に±２０％の許容差を与えたものである。許容差を与えた理由は、実際には、複雑な多重反射がありうるためである。
【００４１】
0.8×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）≦L'G≦1.2×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）    ...（２５）
0.8×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）≦L'0G≦1.2×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）      ...（２６）
（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）＝L'G    ...（２７）
（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）＝L'0G      ...（２８）
ここで、λGは半透明半反射層３２Ｇを通じて放出される緑色の光のピーク波長（例えば５４０ｎｍに設定してよい）、θ１Gは反射層２２Ｇで反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、θ２Gは半透明半反射層３２Ｇで反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、NGは１以上の整数、N0Gは１以上の整数である。
【００４２】
式（２５）および式（２７）のL'Gは、発光素子１５Ｇについての反射層２２Ｇと半透明半反射層３２Ｇの間の光学的距離であり、式（２９）で表される。
【数３】
2009266459.tif 000005
式（２９）において、ｎiGは発光素子１５Ｇ内の層の屈折率、ｄiGは発光素子１５Ｇ内の層の厚さを示す。式（２９）では、iGは、１以上でX以下であり、反射層２２Ｇと半透明半反射層３２Ｇの間の各層を示し、Xはこれらの層の総数である。
【００４３】
具体的には、図示の実施の形態では、発光素子１５Ｇについての反射層２２Ｇと半透明半反射層３２Ｇの間の光学的距離L'Gは、式（３０）で表される。
L'G＝ｎ1G・ｄ1G＋ｎ2G・ｄ2G＋ｎ3G・ｄ3G＋ｎ4G・ｄ4G＋ｎ5G・ｄ5G    ...（３０）
ここで、ｎ1Gは透明電極２４Ｇの屈折率であり、ｄ1Gは透明電極２４Ｇの厚さである。ｎ2Gは正孔注入・輸送層２６Ｇの屈折率であり、ｄ2Gは正孔注入・輸送層２６Ｇの厚さである。ｎ3Gは発光層２８Ｇの屈折率であり、ｄ3Gは発光層２８Ｇの厚さである。ｎ4Gは電子輸送・注入層３０Ｇの屈折率であり、ｄ4Gは電子輸送・注入層３０Ｇの厚さである。ｎ5Gは光路長調整層３１Ｇの屈折率であり、ｄ5Gは光路長調整層３１の厚さである。
【００４４】
式（２６）および式（２８）のL'0Gは、発光層２８Ｇでの最も強く光る平面２８ＧＳと反射層２２Ｇの間の光学的距離であり、式（３１）で表される。
【数４】
2009266459.tif 000006
式（３１）において、ｎiGは発光素子１５Ｇ内の層の屈折率、ｄiGは発光素子１５Ｇ内の層の厚さを示す。式（３１）では、iGは、１以上でM以下であり、反射層２２Ｇと発光層２８Ｇの間の各層を示し、Mはこれらの層の総数である。ｎNGは発光層２８Ｇの屈折率、ｄN1Gは、発光層２８Ｇでの最も強く光る平面２８ＧＳと正孔注入・輸送層２６Ｇとの距離を示す。
【００４５】
具体的には、図示の実施の形態では、発光層２８Ｇでの最も強く光る平面２８ＧＳと反射層２２Ｇの間の光学的距離L'0Gは、式（３２）で表される。
L'0G＝ｎ3G・ｄ31G＋ｎ1G・ｄ1G＋ｎ2G・ｄ2G    ...（３２）
ここで、ｄ31Gは発光層２８Ｇでの最も強く光る平面２８ＧＳと正孔注入・輸送層２６Ｇとの距離を示す。
【００４６】
例えば、透明電極２４ＧをＩＴＯ（波長５４０ｎｍの光に対する屈折率ｎ1Gが２．０）で厚さｄ1Gを１２０ｎｍに形成し、正孔注入・輸送層２６Ｇの屈折率ｎ2Gが１．７、その厚さｄ2Gが８０ｎｍ、発光層２８Ｇの屈折率ｎ3Gが１．７、その厚さｄ3Gが１０ｎｍ、電子輸送・注入層３０Ｇの屈折率ｎ4Gが１．７、その厚さｄ4Gが２０ｎｍであると想定する。また、光路長調整層３１ＧをＩＴＯ（波長５４０ｎｍの光に対する屈折率ｎ5Gが２．０）で厚さｄ5Gを２０ｎｍに形成したと想定する。この場合、式（２９）ひいては式（３０）より、発光素子１５Ｇについての反射層２２Ｇと半透明半反射層３２Ｇの間の光学的距離L'Gは、467.0ｎｍである。
【００４７】
また、発光層２８Ｇでの最も強く光る平面２８ＧＳと正孔注入・輸送層２６Ｇとの距離ｄ31Gを５ｎｍと想定する。この場合、式（３１）ひいては式（３２）より、発光素子１５Ｇについて発光層２８Ｇでの最も強く光る平面２８ＧＳと反射層２２Ｇの間の光学的距離L'0Gは、384.5ｎｍである。
【００４８】
また、反射層２２Ｇで反射するときの波長５４０ｎｍの光の位相変化θ１Gが2.343（rad）、半透明半反射層３２Ｇで反射するときの波長５４０ｎｍの光の位相変化θ２Gが2.158（rad）、NGが１、N0Gが１であると想定する。この場合、（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）＝463.42ｎｍであり、L'Gとの相違は0.77％であるから、式（２５）の関係が充足される。また、この場合、（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）＝370.68ｎｍであり、L'0Gとの相違は3.6％であるから、式（２６）の関係が充足される。
【００４９】
発光素子１５Ｂで青色のみを強めて半透明半反射層３２から放出するためには、理論的には、式（３３）および式（３４）を満たすことが好ましく、式（３５）および式（３６）を満たすことがさらに好ましい。式（３３）および式（３４）は、理論的な等式である式（３５）および式（３６）に±２０％の許容差を与えたものである。許容差を与えた理由は、実際には、複雑な多重反射がありうるためである。
【００５０】
0.8×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）≦L'B≦1.2×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）    ...（３３）
0.8×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）≦L'0B≦1.2×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）      ...（３４）
（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）＝L'B    ...（３５）
（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）＝L'0B      ...（３６）
ここで、λBは半透明半反射層３２Ｂを通じて放出される青色の光のピーク波長（例えば４７０ｎｍに設定してよい）、θ１Bは反射層２２Ｂで反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、θ２Bは半透明半反射層３２Ｂで反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、NBは１以上の整数、N0Bは１以上の整数である。
【００５１】
式（３３）および式（３５）のL'Bは、発光素子１５Ｂについての反射層２２Ｂと半透明半反射層３２Ｂの間の光学的距離であり、式（３７）で表される。
【数５】
2009266459.tif 000007
式（３７）において、ｎiBは発光素子１５Ｂ内の層の屈折率、ｄiBは発光素子１５Ｂ内の層の厚さを示す。式（３７）では、iBは、１以上でX以下であり、反射層２２Ｂと半透明半反射層３２Ｂの間の各層を示し、Xはこれらの層の総数である。
【００５２】
具体的には、図示の実施の形態では、発光素子１５Ｂについての反射層２２Ｂと半透明半反射層３２Ｂの間の光学的距離L'Bは、式（３８）で表される。
L'B＝ｎ1B・ｄ1B＋ｎ2B・ｄ2B＋ｎ3B・ｄ3B＋ｎ4B・ｄ4B＋ｎ5B・ｄ5B    ...（３８）
ここで、ｎ1Bは透明電極２４Ｂの屈折率であり、ｄ1Bは透明電極２４Ｂの厚さである。ｎ2Bは正孔注入・輸送層２６Ｂの屈折率であり、ｄ2Bは正孔注入・輸送層２６Ｂの厚さである。ｎ3Bは発光層２８Ｂの屈折率であり、ｄ3Bは発光層２８Ｂの厚さである。ｎ4Bは電子輸送・注入層３０Ｂの屈折率であり、ｄ4Bは電子輸送・注入層３０Ｂの厚さである。ｎ5Bは光路長調整層３１Bの屈折率であり、ｄ5Bは光路長調整層３１Bの厚さである。
【００５３】
式（３４）および式（３６）のL'0Bは、発光層２８Ｂでの最も強く光る平面２８ＢＳと反射層２２Ｂの間の光学的距離であり、式（３９）で表される。
【数６】
2009266459.tif 000008
式（３９）において、ｎiBは発光素子１５Ｂ内の層の屈折率、ｄiBは発光素子１５Ｂ内の層の厚さを示す。式（３９）では、iBは、１以上でM以下であり、反射層２２Ｂと発光層２８Ｂの間の各層を示し、Mはこれらの層の総数である。ｎNBは発光層２８Ｂの屈折率、ｄN1Bは、発光層２８Ｂでの最も強く光る平面２８ＢＳと正孔注入・輸送層２６Ｂとの距離を示す。
【００５４】
具体的には、図示の実施の形態では、発光層２８Ｂでの最も強く光る平面２８ＢＳと反射層２２Ｂの間の光学的距離L'0Bは、式（４０）で表される。
L'0B＝ｎ3B・ｄ31B＋ｎ1B・ｄ1B＋ｎ2B・ｄ2B    ...（４０）
ここで、ｄ31Bは発光層２８Ｂでの最も強く光る平面２８ＢＳと正孔注入・輸送層２６Ｂとの距離を示す。
【００５５】
例えば、透明電極２４ＢをＩＴＯ（波長４７０ｎｍの光に対する屈折率ｎ1Bが２．０）で厚さｄ1Bを８５ｎｍに形成し、正孔注入・輸送層２６Ｂの屈折率ｎ2Bが１．７、その厚さｄ2Bが８０ｎｍ、発光層２８Ｂの屈折率ｎ3Bが１．７、その厚さｄ3Bが１０ｎｍ、電子輸送・注入層３０Ｂの屈折率ｎ4Bが１．７、その厚さｄ4Bが２０ｎｍであると想定する。また、光路長調整層３１BをＩＴＯ（波長４７０ｎｍの光に対する屈折率ｎ5Bが２．０）で厚さｄ5Bを１０ｎｍに形成したと想定する。この場合、式（３７）ひいては式（３８）より、発光素子１５Ｂについての反射層２２Ｂと半透明半反射層３２Ｂの間の光学的距離L'Bは、377.0ｎｍである。
【００５６】
また、発光層２８Ｂでの最も強く光る平面２８ＢＳと正孔注入・輸送層２６Ｂとの距離ｄ31Bを５ｎｍと想定する。この場合、式（３９）ひいては式（４０）より、発光素子１５Ｂについて発光層２８Ｂでの最も強く光る平面２８ＢＳと反射層２２Ｂの間の光学的距離L'0Bは、314.5ｎｍである。
【００５７】
また、反射層２２Ｂで反射するときの波長４７０ｎｍの光の位相変化θ１Bが2.202（rad）、半透明半反射層３２Ｂで反射するときの波長４７０ｎｍの光の位相変化θ２Bが1.991（rad）、NBが１、N0Bが１であると想定する。この場合、（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）＝391.82ｎｍであり、L'Bとの相違は3.9％であるから、式（３３）の関係が充足される。また、この場合、（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）＝317.36ｎｍであり、L'0Bとの相違は0.9％であるから、式（３４）の関係が充足される。
【００５８】
以上をまとめると、発光素子１５の各々において、反射層２２と半透明半反射層３２の間の光学的距離L'が、式（４１）で表される範囲にあり、発光素子１５の各々において、発光層２８での最も強く光る位置つまり平面と反射層２２の間の光学的距離L'0が、式（４２）で表される範囲にあると好ましい。
【００５９】
0.8×（2π・N＋θ１＋θ２）×λ／（４π）≦L'≦1.2×（2π・N＋θ１＋θ２）×λ／（４π）    ...（４１）
0.8×（2π・N0＋θ１）×λ／（４π）≦L'0≦1.2×（2π・N0＋θ１）×λ／（４π）      ...（４２）
【００６０】
ここで、λは半透明半反射層３２を通じて放出される光のピーク波長、θ１は反射層２２で反射するときの波長λの光の位相変化（rad）、θ２は半透明半反射層３２で反射するときの波長λの光の位相変化（rad）、Nは１以上の整数、N0は１以上の整数である。
【００６１】
表１〜表３は、上記の実施の形態の各層のパラメータおよび光の位相変化θ１およびθ２を示す。
【表１】
2009266459.tif 000009
【表２】
2009266459.tif 000010
【表３】
2009266459.tif 000011
【００６２】
以上のようにして導いた光学的距離L'0R，L'0G，L'0Bが最適であるかどうかを確認するために、シミュレーションを行った。このシミュレーションでは、光学的距離L'R，L'G，L'Bを固定し、光学的距離L'0R，L'0G，L'0Bを変更して、スペクトルを得た。
【００６３】
図３は、発光素子１５Ｒにおいて、前述の通り各層の屈折率および厚さを選定し光学的距離L'RおよびL'0Rを最適化した発光素子１５Rの放出光のスペクトルを示すグラフである。図３から分かるように、光学的距離L'RおよびL'0Rの最適化により、波長６２０ｎｍ付近での光の強度が他の波長の光の強度に比べて顕著に高く、発光に対する所望波長の放出光の効率が非常に高い好適なスペクトルが得られた。図３において、波長４４０ｎｍ付近に小さい強度ピークが見られるが、波長６２０ｎｍ付近の大きな強度ピークに対して非常に小さく、放出光の色純度が高いことが分かる。
【００６４】
図４は、図３と比較される他の赤色の発光素子の放出光のスペクトルを示すグラフである。具体的には、これらの発光素子では、光路長調整層３１Ｒを設けずに（ｄ5R＝０）、半透明半反射層３２Ｒを陰極とした。そして、正孔注入・輸送層２６Ｒ、発光層２８Ｒ、電子輸送・注入層３０Ｒを前記の最適化した発光素子１５Ｒと同じにし、透明電極２４Ｒの厚さｄ1Rが１６５ｎｍ〜１９５ｎｍの範囲で異なる赤色の発光素子について、放出光のスペクトルを求めた。図４の縦軸の長さは、図３のスペクトルの最大強度を基準にして規格化してある。ｄ5R＝０、ｄ1R＝１６５ｎｍの場合、反射層２２Ｒと半透明半反射層３２Ｒの間の光学的距離L'Rは500.5ｎｍ、発光層２８Ｒでの最も強く光る平面２８ＲＳと反射層２２Ｒの間の光学的距離L'0Rは458.0ｎｍである。また、光路長調整層３１Ｒがないので、半透明半反射層３２Ｒで反射するときの波長６２０ｎｍの光の位相変化θ２Rが2.390（rad）であるため、（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）＝549.73ｎｍであり、L'Rとの相違は9.8％であり、また、この場合、（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）＝431.37ｎｍであり、L'0Rとの相違は5.8％である。ｄ5R＝０、ｄ1R＝１７５ｎｍの場合、光学的距離L'Rは519.5ｎｍ（549.73ｎｍとの相違は5.8％）、光学的距離L'0Rは477.0ｎｍ（431.37ｎｍとの相違は9.6％）である。ｄ5R＝０、ｄ1R＝１８５ｎｍの場合、光学的距離L'Rは538.5ｎｍ（549.73ｎｍとの相違は2.1％）、光学的距離L'0Rは496.0ｎｍ（431.37ｎｍとの相違は13％）である。ｄ5R＝０、ｄ1R＝１９５ｎｍの場合、光学的距離L'Rは557.5ｎｍ（549.73ｎｍとの相違は1.4％）、光学的距離L'0Rは515.0ｎｍ（431.37ｎｍとの相違は16.2％）である。従って、光路長調整層３１Ｒを設けない従来技術であるこれらの比較例では、光路長調整層３１Ｒを設けて光学的距離L'RおよびL'0Rを最適化した実施の形態の発光素子１５Rに比べて、光学的距離L'Rと（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）の差は大きく、光学的距離L'0Rと（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）の差も大きい。つまり、従来技術である比較例では、光学的距離L'RおよびL'0Rの両方を同時に高い精度で最適化することができない。これに対して、実施の形態に係る発光素子１５Ｒでは、光学的距離L'RおよびL'0Rの両方を同時に高い精度で最適化することができる。
【００６５】
図３および図４から分かるように、光路長調整層３１Ｒを設けない比較例では、波長５９０ｎｍ〜６４０ｎｍで強度ピークがあるが、光路長調整層３１Ｒを設けて最適化した発光素子１５Ｒに比べて、その強度は非常に小さく、発光に対する所望波長の放出光の効率は非常に小さい。しかも、光路長調整層３１Ｒを設けない比較例では、波長４４０ｎｍ〜波長４６０ｎｍに、所望波長の強度ピークに対して相対的に顕著な強度ピークがあるため、色純度が低い。
【００６６】
図５は、発光素子１５Ｇにおいて、前述の通り各層の屈折率および厚さを選定し光学的距離L'GおよびL'0Gを最適化した発光素子１５Gの放出光のスペクトルを示すグラフである。図５から分かるように、光学的距離L'GおよびL'0Gの最適化により、波長５４０ｎｍ付近での光の強度が他の波長の光の強度に比べて顕著に高く、発光に対する所望波長の放出光の効率が非常に高い好適なスペクトルが得られた。図５において、波長４４０ｎｍ付近に小さい強度ピークが見られるが、波長５４０ｎｍ付近の大きな強度ピークよりも非常に小さく、放出光の色純度が高いことが分かる。
【００６７】
図６は、図５と比較される他の緑色の発光素子の放出光のスペクトルを示すグラフである。具体的には、これらの発光素子では、光路長調整層３１Ｇを設けずに（ｄ5G＝０）、半透明半反射層３２Ｇを陰極とした。そして、正孔注入・輸送層２６Ｇ、発光層２８Ｇ、電子輸送・注入層３０Ｇを前記の最適化した発光素子１５Ｇと同じにし、透明電極２４Ｇの厚さｄ1Gが１２０ｎｍ〜１６０ｎｍの範囲で異なる緑色の発光素子について、放出光のスペクトルを求めた。図６の縦軸の長さは、図５のスペクトルの最大強度を基準にして規格化してある。ｄ5G＝０、ｄ1G＝１２０ｎｍの場合、反射層２２Ｇと半透明半反射層３２Ｇの間の光学的距離L'Gは427.0ｎｍ、発光層２８Ｇでの最も強く光る平面２８ＧＳと反射層２２Ｇの間の光学的距離L'0Gは384.5ｎｍである。また、光路長調整層３１Ｇがないので、半透明半反射層３２Ｇで反射するときの波長５４０ｎｍの光の位相変化θ２Gが2.278（rad）であるため、（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）＝468.57ｎｍであり、L'Gとの相違は9.7％であり、また、この場合、（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）＝370.68ｎｍであり、L'0Gとの相違は3.6％である。ｄ5G＝０、ｄ1G＝１３０ｎｍの場合、光学的距離L'Gは447.0ｎｍ（468.57ｎｍとの相違は4.8％）、光学的距離L'0Gは404.5ｎｍ（370.68ｎｍとの相違は8.4％）である。ｄ5G＝０、ｄ1G＝１４０ｎｍの場合、光学的距離L'Gは467.0ｎｍ（468.57ｎｍとの相違は0.3％）、光学的距離L'0Gは424.5ｎｍ（370.68ｎｍとの相違は12.7％）である。ｄ5G＝０、ｄ1G＝１５０ｎｍの場合、光学的距離L'Gは487.0ｎｍ（468.57ｎｍとの相違は3.8％）、光学的距離L'0Gは444.5ｎｍ（370.68ｎｍとの相違は16.6％）である。ｄ5G＝０、ｄ1G＝１６０ｎｍの場合、光学的距離L'Gは507.0ｎｍ（468.57ｎｍとの相違は7.6％）、光学的距離L'0Gは464.5ｎｍ（370.68ｎｍとの相違は20.2％）である。従って、光路長調整層３１Ｇを設けない従来技術であるこれらの比較例では、光学的距離L'GおよびL'0Gの両方を同時に高い精度で最適化することができない。これに対して、光路長調整層３１Ｇを設けた実施の形態に係る発光素子１５Gでは、光学的距離L'GおよびL'0Gの両方を同時に高い精度で最適化することができる。
【００６８】
図５および図６から分かるように、光路長調整層３１Ｇを設けない比較例では、波長５２０ｎｍ〜５７０ｎｍで強度ピークがあるが、光路長調整層３１Ｇを設けて最適化した発光素子１５Ｇに比べて、その強度は非常に小さく、発光に対する所望波長の放出光の効率は非常に小さい。
【００６９】
図７は、発光素子１５Ｂにおいて、前述の通り各層の屈折率および厚さを選定し光学的距離L'BおよびL'0Bを最適化した発光素子１５Bの放出光のスペクトルを示すグラフである。図７から分かるように、光学的距離L'BおよびL'0Bの最適化により、波長４７０ｎｍ付近での光の強度が他の波長の光の強度に比べて顕著に高く、発光に対する所望波長の放出光の効率が非常に高い好適なスペクトルが得られた。図７において、波長４４０ｎｍ付近に小さい強度ピークが見られるが、波長４７０ｎｍ付近の大きな強度ピークよりも非常に小さく、放出光の色純度が高いことが分かる。
【００７０】
図８は、図７と比較される他の青色の発光素子の放出光のスペクトルを示すグラフである。具体的には、これらの発光素子では、光路長調整層３１Ｂを設けずに（ｄ5B＝０）、半透明半反射層３２Ｂを陰極とした。そして、正孔注入・輸送層２６Ｂ、発光層２８Ｂ、電子輸送・注入層３０Ｂを前記の最適化した発光素子１５Ｂと同じにし、透明電極２４Ｂの厚さｄ1Bが８０ｎｍ〜１１０ｎｍの範囲で異なる青色の発光素子について、放出光のスペクトルを求めた。図８の縦軸の長さは、図７のスペクトルの最大強度を基準にして規格化してある。ｄ5B＝０、ｄ1B＝８０ｎｍの場合、反射層２２Ｂと半透明半反射層３２Ｂの間の光学的距離L'Bは347.0ｎｍ、発光層２８Ｂでの最も強く光る平面２８ＢＳと反射層２２Ｂの間の光学的距離L'0Bは304.5ｎｍである。また、光路長調整層３１Ｂがないので、半透明半反射層３２Ｂで反射するときの波長４７０ｎｍの光の位相変化θ２Bが2.154（rad）であるため、（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）＝397.92ｎｍであり、L'Bとの相違は14.7％であり、また、この場合、（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）＝317.36ｎｍであり、L'0Bとの相違は4.2％である。ｄ5B＝０、ｄ1B＝９０ｎｍの場合、光学的距離L'Bは367ｎｍ（397.92ｎｍとの相違は8.4％）、光学的距離L'0Bは324.5ｎｍ（317.36ｎｍとの相違は2.2％）である。ｄ5B＝０、ｄ1B＝１００ｎｍの場合、光学的距離L'Bは387.0ｎｍ（397.92ｎｍとの相違は2.8％）、光学的距離L'0Bは344.5ｎｍ（317.36ｎｍとの相違は7.9％）である。ｄ5B＝０、ｄ1B＝１１０ｎｍの場合、光学的距離L'Bは407.0ｎｍ（397.92ｎｍとの相違は2.2％）、光学的距離L'0Bは364.5ｎｍ（317.36ｎｍとの相違は12.9％）である。従って、光路長調整層３１Ｂを設けない従来技術であるこれらの比較例では、光学的距離L'BおよびL'0Bの両方を同時に高い精度で最適化することができない。これに対して、光路長調整層３１Ｂを設けた実施の形態に係る発光素子１５Ｂでは、光学的距離L'BおよびL'0Bの両方を同時に高い精度で最適化することができる。
【００７１】
図７および図８から分かるように、光路長調整層３１Ｂを設けない比較例では、波長４５０ｎｍ〜４９０ｎｍで強度ピークがあるが、光路長調整層３１Ｂを設けて最適化した発光素子１５Ｂに比べて、その強度は小さく、発光に対する所望波長の放出光の効率は小さい。しかも、光路長調整層３１Ｂを設けない比較例では、波長５２０ｎｍ〜波長５４０ｎｍに、所望波長の強度ピークに対して相対的に顕著な強度ピークがあるため、色純度が低い。
【００７２】
表１に示すように、この実施の形態では、透明電極２４と光路長調整層３１の間にある有機層（正孔注入・輸送層２６、発光層２８、電子輸送・注入層３０）が、発光素子１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの放出光の色にかかわらず発光素子１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂに共通である。つまり、正孔注入・輸送層２６、発光層２８、電子輸送・注入層３０の各々の厚さおよび材料が複数の発光素子１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂについて共通である。従って、同種の層を複数の発光素子１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂにわたって同時に形成することができ、有機層を容易に製造することができる。
【００７３】
上述の通り、半透明半反射層３２と反射層２２との間の光学的距離L'を適切に設定するにあたって、一般には、発光層２８の厚さは数ｎｍ 変えただけで発光素子１５の発光特性（内部発光スペクトル）が著しく変化するため、放出光の色に応じて発光層２８の厚さを変更することは、内部発光スペクトルの変化につながり好ましくない。また、発光層２８と反射層２２の間の光学的距離L'0を適切に設定するにあたって、一般には、正孔の移動度に比べて電子の移動度は低いため、正孔注入・輸送層２６の厚さは大きくすることができてその厚さを数ｎｍ変化させても発光素子１５の電気特性（電流−電圧特性）および発光特性（内部発光スペクトル）の変化は小さいのに対して、電子輸送・注入層３０の厚さは極めて小さくせざるを得ずその厚さを数ｎｍ変えただけで発光素子１５の電気特性および発光特性が顕著に変化する。従って、半透明半反射層３２と反射層２２の間の光学的距離L'と発光層２８と反射層２２の間の光学的距離L'0を最適化する目的で、発光層２８を変更すること、ならびに電子輸送・注入層３０の厚さを変更することは、電気特性および発光特性の最適化の観点からは必ずしも好ましいことではない。だからといって、透明電極２４ならびに正孔注入・輸送層２６の厚さのみを変更することで、放出光の色に応じて、半透明半反射層３２と反射層２２の間の光学的距離L'と発光層２８と反射層２２の間の光学的距離L'0の両方を最適化することは困難なことが多い。
【００７４】
この実施の形態では、透明電極２４が陽極であって、光路長調整層３１が陰極であるので、発光層２８からみて陽極を挟んだ反対側に反射層２２が配置され、発光層２８からみて陰極を挟んだ反対側に半透明半反射層３２が配置され、陰極と同層に光路長調整層３１が配置される。この実施の形態は、透明電極２４の厚さおよび／または正孔注入・輸送層２６の厚さを調整することで、放出光の色に応じて発光層２８と反射層２２の間の光学的距離L'0を最適化し、さらに光路長調整層３１の厚さを調整することで、放出光の色に応じて半透明半反射層３２と反射層２２の間の光学的距離L'を最適化するといったように、両方の光学的距離L'、L'0が最適になるように有機ＥＬ装置を設計するのが容易である。
【００７５】
＜第２の実施の形態＞
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１０の概略を示す断面図である。図９では第１の実施の形態と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用されており、それらを詳細には説明しない。第２の実施の形態の有機ＥＬ装置１０は、第１の実施の形態の有機ＥＬ装置１と基本的に類似する構造を有し、第１の実施の形態の説明は、以下の説明と矛盾しない限り、第２の実施の形態でも同様である。また、第１の実施の形態に関する変更は第２の実施の形態にも施すことができる。
【００７６】
但し、第１の実施の形態は単一の発光層２８を有するが、図９の第２の実施の形態は、二つの互いに積層された発光層３８，３９を、正孔注入・輸送層２６と電子輸送・注入層３０の間に有する。発光層３８は、発光が黄色または橙色または赤色波長に強度のピークを持つ第１発光層である。つまり、第１発光層３８は通電されると、黄色または橙色または赤色に相当する波長に強度のピークを有する光（赤色および緑色に相当する波長の光成分を含む）を発する。他方、発光層３９は、発光がシアンまたは青色波長に強度のピークを持つ第２発光層である。つまり、第２発光層３９は通電されると、シアンまたは青色に相当する波長に強度のピークを有する光（青色および緑色に相当する波長の光成分を含む）を発する。図９では、第１発光層３８が正孔注入・輸送層２６側に配置され、第２発光層３９が電子輸送・注入層３０側に配置されているが、発光層３８，３９の順序つまり位置は逆でもよい。
【００７７】
このように二色の発光層３８，３９が積層されていることにより、ある発光素子１５に通電すると、その発光素子１５の発光層３８，３９は協働して白色光を発することができる。但し、各発光素子１５においては、干渉または共振によって、特定の波長の光が強められ他の波長の光が弱められる。つまり、発光素子１５Ｒでは、発光層３８，３９で発した白色光（特に第１発光層３８で発した光）のうち赤色が強められて半透明半反射層３２から放出される。発光素子１５Ｇでは、発光層３８，３９で発した白色光のうち緑色が強められて半透明半反射層３２から放出される。発光素子１５Ｂでは、発光層３８，３９で発した白色光（特に第２発光層３９で発した光）のうち青色が強められて半透明半反射層３２から放出される。
【００７８】
発光層３８，３９の各々の内部では、一様な強さで発光するのではなく、ある平面（図９の紙面に垂直で図の発光層３８と正孔注入・輸送層２６との界面に平行な平面）で最も強く発光し、他の位置ではより弱く発光する。図９の仮想線３８ＲＳは、発光素子１５Ｒの発光層３８Ｒ内での最も強く光る平面を示し、仮想線３８ＧＳは、発光素子１５Ｇの発光層３８Ｇ内での最も強く光る平面を示し、仮想線３９ＢＳは、発光素子１５Ｂの発光層３９Ｂ内での最も強く光る平面を示す。
【００７９】
発光素子１５Ｒで赤色のみを強めて半透明半反射層３２Ｒから放出するためには、理論的には、式（４３）および式（４４）を満たすことが好ましく、式（４５）および式（４６）を満たすことがさらに好ましい。式（４３）および式（４４）は、理論的な等式である式（４５）および式（４６）に±２０％の許容差を与えたものである。許容差を与えた理由は、実際には、複雑な多重反射がありうるためである。
【００８０】
0.8×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）≦L'R≦1.2×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）    ...（４３）
0.8×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）≦L'0R≦1.2×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）      ...（４４）
（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）＝L'R    ...（４５）
（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）＝L'0R      ...（４６）
ここで、λRは半透明半反射層３２Ｒを通じて放出される赤色の光のピーク波長（例えば６２０ｎｍに設定してよい）、θ１Rは反射層２２Ｒで反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、θ２Rは半透明半反射層３２Ｒで反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、NRは１以上の整数、N0Rは１以上の整数である。
【００８１】
式（４３）および式（４５）のL'Rは、発光素子１５Ｒについての反射層２２Ｒと半透明半反射層３２Ｒの間の光学的距離であり、式（４７）で表される。
【数７】
2009266459.tif 000012
式（４７）において、ｎiRは発光素子１５Ｒ内の層の屈折率、ｄiRは発光素子１５Ｒ内の層の厚さを示す。式（４７）では、iRは、１以上でX以下であり、反射層２２Ｒと半透明半反射層３２Ｒの間の各層を示し、Xはこれらの層の総数である。
【００８２】
具体的には、図示の実施の形態では、発光素子１５Ｒについての反射層２２Ｒと半透明半反射層３２Ｒの間の光学的距離L'Rは、式（４８）で表される。
L'R＝ｎ1R・ｄ1R＋ｎ2R・ｄ2R＋ｎ3R・ｄ3R＋ｎ4R・ｄ4R＋ｎ5R・ｄ5R＋ｎ6R・ｄ6R    ...（４８）
ここで、ｎ1Rは透明電極２４Ｒの屈折率であり、ｄ1Rは透明電極２４Ｒの厚さである。ｎ2Rは正孔注入・輸送層２６Ｒの屈折率であり、ｄ2Rは正孔注入・輸送層２６Ｒの厚さである。ｎ3Rは第１発光層３８Ｒの屈折率であり、ｄ3Rは第１発光層３８Ｒの厚さである。ｎ4Rは第２発光層３９Ｒの屈折率であり、ｄ4Rは第２発光層３９Ｒの厚さである。ｎ5Rは電子輸送・注入層３０Ｒの屈折率であり、ｄ5Rは電子輸送・注入層３０Ｒの厚さである。ｎ6Rは光路長調整層３１Rの屈折率であり、ｄ6Rは光路長調整層３１Ｒの厚さである。
【００８３】
式（４４）および式（４６）のL'0Rは、第１発光層３８Ｒでの最も強く光る平面３８ＲＳと反射層２２Ｒの間の光学的距離であり、式（４９）で表される。
【数８】
2009266459.tif 000013
式（４９）において、ｎiRは発光素子１５Ｒ内の層の屈折率、ｄiRは発光素子１５Ｒ内の層の厚さを示す。式（４９）では、iRは、１以上でM以下であり、反射層２２Ｒと第１発光層３８Ｒの間の各層を示し、Mはこれらの層の総数である。ｎNRは第１発光層３８Ｒの屈折率、ｄN1Rは、第１発光層３８Ｒでの最も強く光る平面３８ＲＳと正孔注入・輸送層２６Ｒとの距離を示す。
【００８４】
具体的には、図示の実施の形態では、第１発光層３８Ｒでの最も強く光る平面３８ＲＳと反射層２２Ｒの間の光学的距離L'0Rは、式（５０）で表される。
L'0R＝ｎ3R・ｄ31R＋ｎ1R・ｄ1R＋ｎ2R・ｄ2R    ...（５０）
ここで、ｄ31Rは第１発光層３８Ｒでの最も強く光る平面３８ＲＳと正孔注入・輸送層２６Ｒとの距離を示す。
【００８５】
発光素子１５Ｇで緑色のみを強めて半透明半反射層３２から放出するためには、理論的には、式（５１）および式（５２）を満たすことが好ましく、式（５３）および式（５４）を満たすことがさらに好ましい。式（５１）および式（５２）は、理論的な等式である式（５３）および式（５４）に±２０％の許容差を与えたものである。許容差を与えた理由は、実際には、複雑な多重反射がありうるためである。
【００８６】
0.8×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）≦L'G≦1.2×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）    ...（５１）
0.8×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）≦L'0G≦1.2×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）      ...（５２）
（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）＝L'G    ...（５３）
（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）＝L'0G      ...（５４）
ここで、λGは半透明半反射層３２Ｇを通じて放出される緑色の光のピーク波長（例えば５４０ｎｍに設定してよい）、θ１Gは反射層２２Ｇで反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、θ２Gは半透明半反射層３２Ｇで反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、NGは１以上の整数、N0Gは１以上の整数である。
【００８７】
式（５１）および式（５３）のL'Gは、発光素子１５Ｇについての反射層２２Ｇと半透明半反射層３２Ｇの間の光学的距離であり、式（５５）で表される。
【数９】
2009266459.tif 000014
式（５５）において、ｎiGは発光素子１５Ｇ内の層の屈折率、ｄiGは発光素子１５Ｇ内の層の厚さを示す。式（５５）では、iGは、１以上でX以下であり、反射層２２Ｇと半透明半反射層３２Ｇの間の各層を示し、Xはこれらの層の総数である。
【００８８】
具体的には、図示の実施の形態では、発光素子１５Ｇについての反射層２２Ｇと半透明半反射層３２Ｇの間の光学的距離L'Gは、式（５６）で表される。
L'G＝ｎ1G・ｄ1G＋ｎ2G・ｄ2G＋ｎ3G・ｄ3G＋ｎ4G・ｄ4G＋ｎ5G・ｄ5G＋ｎ6G・ｄ6G    ...（５６）
ここで、ｎ1Gは透明電極２４Ｇの屈折率であり、ｄ1Gは透明電極２４Ｇの厚さである。ｎ2Gは正孔注入・輸送層２６Ｇの屈折率であり、ｄ2Gは正孔注入・輸送層２６Ｇの厚さである。ｎ3Gは第１発光層３８Ｇの屈折率であり、ｄ3Gは第１発光層３８Ｇの厚さである。ｎ4Gは第２発光層３９Ｇの屈折率であり、ｄ4Gは第２発光層３９Ｇの厚さである。ｎ5Gは電子輸送・注入層３０Ｇの屈折率であり、ｄ5Gは電子輸送・注入層３０Ｇの厚さである。ｎ6Gは光路長調整層３１Gの屈折率であり、ｄ6Gは光路長調整層３１Gの厚さである。
【００８９】
式（５２）および式（５４）のL'0Gは、第１発光層３８Ｇでの最も強く光る平面３８ＧＳと反射層２２Ｇの間の光学的距離であり、式（５７）で表される。
【数１０】
2009266459.tif 000015
式（５７）において、ｎiGは発光素子１５Ｇ内の層の屈折率、ｄiGは発光素子１５Ｇ内の層の厚さを示す。式（５７）では、iGは、１以上でM以下であり、反射層２２Ｇと第１発光層３８Ｇの間の各層を示し、Mはこれらの層の総数である。ｎNGは第１発光層３８Ｇの屈折率、ｄN1Gは、第１発光層３８Ｇでの最も強く光る平面３８ＧＳと正孔注入・輸送層２６Ｇとの距離を示す。
【００９０】
具体的には、図示の実施の形態では、第１発光層３８Ｇでの最も強く光る平面３８ＧＳと反射層２２Ｇの間の光学的距離L'0Gは、式（５８）で表される。
L'0G＝ｎ3G・ｄ31G＋ｎ1G・ｄ1G＋ｎ2G・ｄ2G    ...（５８）
ここで、ｄ31Gは第１発光層３８Ｇでの最も強く光る平面３８ＧＳと正孔注入・輸送層２６Ｇとの距離を示す。
【００９１】
発光素子１５Ｂで青色のみを強めて半透明半反射層３２から放出するためには、理論的には、式（５９）および式（６０）を満たすことが好ましく、式（６１）および式（６２）を満たすことがさらに好ましい。式（５９）および式（６０）は、理論的な等式である式（６１）および式（６２）に±２０％の許容差を与えたものである。許容差を与えた理由は、実際には、複雑な多重反射がありうるためである。
【００９２】
0.8×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）≦L'B≦1.2×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）    ...（５９）
0.8×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）≦L'0B≦1.2×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）      ...（６０）
（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）＝L'B    ...（６１）
（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）＝L'0B      ...（６２）
ここで、λBは半透明半反射層３２Ｂを通じて放出される青色の光のピーク波長（例えば４７０ｎｍに設定してよい）、θ１Bは反射層２２Ｂで反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、θ２Bは半透明半反射層３２Ｂで反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、NBは１以上の整数、N0Bは１以上の整数である。
【００９３】
式（５９）および式（６１）のL'Bは、発光素子１５Ｂについての反射層２２Ｂと半透明半反射層３２Ｂの間の光学的距離であり、式（６３）で表される。
【数１１】
2009266459.tif 000016
式（６３）において、ｎiBは発光素子１５Ｂ内の層の屈折率、ｄiBは発光素子１５Ｂ内の層の厚さを示す。式（６３）では、iBは、１以上でX以下であり、反射層２２Ｂと半透明半反射層３２Ｂの間の各層を示し、Xはこれらの層の総数である。
【００９４】
具体的には、図示の実施の形態では、発光素子１５Ｂについての反射層２２Ｂと半透明半反射層３２Ｂの間の光学的距離L'Bは、式（６４）で表される。
L'B＝ｎ1B・ｄ1B＋ｎ2B・ｄ2B＋ｎ3B・ｄ3B＋ｎ4B・ｄ4B＋ｎ5B・ｄ5B＋ｎ6B・ｄ6B    ...（６４）
ここで、ｎ1Bは透明電極２４Ｂの屈折率であり、ｄ1Bは透明電極２４Ｂの厚さである。ｎ2Bは正孔注入・輸送層２６Ｂの屈折率であり、ｄ2Bは正孔注入・輸送層２６Ｂの厚さである。ｎ3Bは第１発光層３８Ｂの屈折率であり、ｄ3Bは第１発光層３８Ｂの厚さである。ｎ4Bは第２発光層３９Ｂの屈折率であり、ｄ4Bは第２発光層３９Ｂの厚さである。ｎ5Bは電子輸送・注入層３０Ｂの屈折率であり、ｄ5Bは電子輸送・注入層３０Ｂの厚さである。ｎ6Bは光路長調整層３１Bの屈折率であり、ｄ6Bは光路長調整層３１Bの厚さである。
【００９５】
式（６０）および式（６２）のL'0Bは、第２発光層３９Ｂでの最も強く光る平面３９ＢＳと反射層２２Ｂの間の光学的距離であり、式（６５）で表される。
【数１２】
2009266459.tif 000017
式（６５）において、ｎiBは発光素子１５Ｂ内の層の屈折率、ｄiBは発光素子１５Ｂ内の層の厚さを示す。式（６５）では、iBは、１以上でM以下であり、反射層２２Ｂと第２発光層３９Ｂの間の各層を示し、Mはこれらの層の総数である。ｎNBは第２発光層３９Ｂの屈折率、ｄN1Bは、第２発光層３９Ｂでの最も強く光る平面３９ＢＳと第１発光層３８Ｂとの距離を示す。
【００９６】
具体的には、図示の実施の形態では、第２発光層３９Ｂでの最も強く光る平面３９ＢＳと反射層２２Ｂの間の光学的距離L'0Bは、式（６６）で表される。
L'0B＝ｎ4B・ｄ41B＋ｎ1B・ｄ1B＋ｎ2B・ｄ2B＋ｎ3B・ｄ3B    ...（６６）
ここで、ｄ41Bは第２発光層３９Ｂでの最も強く光る平面３９ＢＳと第１発光層３８Ｂとの距離を示す。
【００９７】
第２の実施の形態では、放出光の色が緑色である発光素子１５Ｇについての光学的距離L'0Gは、第１発光層３８Ｇでの最も強く光る平面３８ＧＳと反射層２２Ｇの間の光学的距離である。しかし、光学的距離L'0Gは、第２発光層３９Ｇでの最も強く光る平面と反射層２２Ｇの間の光学的距離であってもよい。例えば、第１発光層３８Ｇでの発光における緑色波長の成分の強度が第２発光層３９Ｇでの発光における緑色波長の成分より高い場合には、光学的距離L'0Gは、第１発光層３８Ｇでの最も強く光る平面３８ＧＳと反射層２２Ｇの間の光学的距離であることが好ましく、逆の場合には、光学的距離L'0Gは、第２発光層３９Ｇでの最も強く光る平面と反射層２２Ｇの間の光学的距離であると好ましい。
【００９８】
＜第３の実施の形態＞
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１１の概略を示す断面図である。図１０では第１の実施の形態と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用されており、それらを詳細には説明しない。第３の実施の形態の有機ＥＬ装置１１は、第１の実施の形態の有機ＥＬ装置１と基本的に類似する構造を有し、第１の実施の形態の説明は、以下の説明と矛盾しない限り、第３の実施の形態でも同様である。また、第１の実施の形態に関する変更は第３の実施の形態にも施すことができる。
【００９９】
図１０の第３の実施の形態は、三つの互いに積層された発光層４７，４８，４９を、正孔注入・輸送層２６と電子輸送・注入層３０の間に有する。発光層４７は、発光が赤色波長に強度のピークを持つ赤色発光層である。つまり、赤色発光層４７は通電されると、赤色に相当する波長に強度のピークを有する光を発する。発光層４８は、発光が緑色波長に強度のピークを持つ緑色発光層である。つまり、緑色発光層４８は通電されると、緑色に相当する波長に強度のピークを有する光を発する。発光層４９は、発光が青色波長に強度のピークを持つ青色発光層である。つまり、青色発光層４９は通電されると、青色に相当する波長に強度のピークを有する光を発する。図１０では、赤色発光層４７が正孔注入・輸送層２６側に配置され、青色発光層４９が電子輸送・注入層３０側に配置されているが、発光層４７，４８，４９の順序つまり位置は図示の形態に限られない。
【０１００】
このように三色の発光層４７，４８，４９が積層されていることにより、ある発光素子１５に通電すると、その発光素子１５の発光層４７，４８，４９は協働して白色光を発することができる。但し、各発光素子１５においては、干渉または共振によって、特定の波長の光が強められ他の波長の光が弱められる。つまり、発光素子１５Ｒでは、発光層４７，４８，４９で発した白色光（特に赤色発光層４７で発した光）のうち赤色が強められて半透明半反射層３２から放出される。発光素子１５Ｇでは、発光層４７，４８，４９で発した白色光（特に緑色発光層４８で発した光）のうち緑色が強められて半透明半反射層３２から放出される。発光素子１５Ｂでは、発光層４７，４８，４９で発した白色光（特に青色発光層４９で発した光）のうち青色が強められて半透明半反射層３２から放出される。
【０１０１】
発光層４７，４８，４９の各々の内部では、一様な強さで発光するのではなく、ある平面（図１０の紙面に垂直で図の発光層４７と正孔注入・輸送層２６との界面に平行な平面）で最も強く発光し、他の位置ではより弱く発光する。図１０の仮想線４７ＲＳは、発光素子１５Ｒの赤色発光層４７Ｒ内での最も強く光る平面を示し、仮想線４８ＧＳは、発光素子１５Ｇの緑色発光層４８Ｇ内での最も強く光る平面を示し、仮想線４９ＢＳは、発光素子１５Ｂの青色発光層４９Ｂ内での最も強く光る平面を示す。
【０１０２】
発光素子１５Ｒで赤色のみを強めて半透明半反射層３２Ｒから放出するためには、理論的には、式（６６)および式（６７)を満たすことが好ましく、式（６８)および式（６９)を満たすことがさらに好ましい。式（６６)および式（６７)は、理論的な等式である式（６８)および式（６９)に±２０％の許容差を与えたものである。許容差を与えた理由は、実際には、複雑な多重反射がありうるためである。
【０１０３】
0.8×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）≦L'R≦1.2×（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）    ...（６６)
0.8×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）≦L'0R≦1.2×（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）      ...（６７)
（2π・NR＋θ１R＋θ２R）×λR／（４π）＝L'R    ...（６８)
（2π・N0R＋θ１R）×λR／（４π）＝L'0R      ...（６９)
ここで、λRは半透明半反射層３２Ｒを通じて放出される赤色の光のピーク波長（例えば６２０ｎｍに設定してよい）、θ１Rは反射層２２Ｒで反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、θ２Rは半透明半反射層３２Ｒで反射するときの波長λRの光の位相変化（rad）、NRは１以上の整数、N0Rは１以上の整数である。
【０１０４】
式（６６)および式（６８)のL'Rは、発光素子１５Ｒについての反射層２２Ｒと半透明半反射層３２Ｒの間の光学的距離であり、式（７０)で表される。
【数１３】
2009266459.tif 000018
式（７０)において、ｎiRは発光素子１５Ｒ内の層の屈折率、ｄiRは発光素子１５Ｒ内の層の厚さを示す。式（７０)では、iRは、１以上でX以下であり、反射層２２Ｒと半透明半反射層３２Ｒの間の各層を示し、Xはこれらの層の総数である。
【０１０５】
具体的には、図示の実施の形態では、発光素子１５Ｒについての反射層２２Ｒと半透明半反射層３２Ｒの間の光学的距離L'Rは、式（７１)で表される。
L'R＝ｎ1R・ｄ1R＋ｎ2R・ｄ2R＋ｎ3R・ｄ3R＋ｎ4R・ｄ4R＋ｎ5R・ｄ5R＋ｎ6R・ｄ6R＋ｎ7R・ｄ7R    ...（７１)
ここで、ｎ1Rは透明電極２４Ｒの屈折率であり、ｄ1Rは透明電極２４Ｒの厚さである。ｎ2Rは正孔注入・輸送層２６Ｒの屈折率であり、ｄ2Rは正孔注入・輸送層２６Ｒの厚さである。ｎ3Rは赤色発光層４７Ｒの屈折率であり、ｄ3Rは赤色発光層４７Ｒの厚さである。ｎ4Rは緑色発光層４８Ｒの屈折率であり、ｄ4Rは緑色発光層４８Ｒの厚さである。ｎ5Rは青色発光層４９Ｒの屈折率であり、ｄ5Rは青色発光層４９Ｒの厚さである。ｎ6Rは電子輸送・注入層３０Ｒの屈折率であり、ｄ6Rは電子輸送・注入層３０Ｒの厚さである。ｎ7Rは光路長調整層３１Rの屈折率であり、ｄ7Rは光路長調整層３１Ｒの厚さである。
【０１０６】
式（６７)および式（６９)のL'0Rは、赤色発光層４７Ｒでの最も強く光る平面４７ＲＳと反射層２２Ｒの間の光学的距離であり、式（７２)で表される。
【数１４】
2009266459.tif 000019
式（７２)において、ｎiRは発光素子１５Ｒ内の層の屈折率、ｄiRは発光素子１５Ｒ内の層の厚さを示す。式（７２)では、iRは、１以上でM以下であり、反射層２２Ｒと赤色発光層４７Ｒの間の各層を示し、Mはこれらの層の総数である。ｎNRは赤色発光層４７Ｒの屈折率、ｄN1Rは、赤色発光層４７Ｒでの最も強く光る平面４７ＲＳと正孔注入・輸送層２６Ｒとの距離を示す。
【０１０７】
具体的には、図示の実施の形態では、赤色発光層４７Ｒでの最も強く光る平面４７ＲＳと反射層２２Ｒの間の光学的距離L'0Rは、式（７３)で表される。
L'0R＝ｎ3R・ｄ31R＋ｎ1R・ｄ1R＋ｎ2R・ｄ2R    ...（７３)
ここで、ｄ31Rは赤色発光層４７Ｒでの最も強く光る平面４７ＲＳと正孔注入・輸送層２６Ｒとの距離を示す。
【０１０８】
発光素子１５Ｇで緑色のみを強めて半透明半反射層３２から放出するためには、理論的には、式（７４)および式（７５)を満たすことが好ましく、式（７６)および式（７７)を満たすことがさらに好ましい。式（７４)および式（７５)は、理論的な等式である式（７６)および式（７７)に±２０％の許容差を与えたものである。許容差を与えた理由は、実際には、複雑な多重反射がありうるためである。
【０１０９】
0.8×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）≦L'G≦1.2×（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）    ...（７４)
0.8×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）≦L'0G≦1.2×（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）      ...（７５)
（2π・NG＋θ１G＋θ２G）×λG／（４π）＝L'G    ...（７６)
（2π・N0G＋θ１G）×λG／（４π）＝L'0G      ...（７７)
ここで、λGは半透明半反射層３２Ｇを通じて放出される緑色の光のピーク波長（例えば５４０ｎｍに設定してよい）、θ１Gは反射層２２Ｇで反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、θ２Gは半透明半反射層３２Ｇで反射するときの波長λGの光の位相変化（rad）、NGは１以上の整数、N0Gは１以上の整数である。
【０１１０】
式（７４)および式（７６)のL'Gは、発光素子１５Ｇについての反射層２２Ｇと半透明半反射層３２Ｇの間の光学的距離であり、式（７８)で表される。
【数１５】
2009266459.tif 000020
式（７８)において、ｎiGは発光素子１５Ｇ内の層の屈折率、ｄiGは発光素子１５Ｇ内の層の厚さを示す。式（７８)では、iGは、１以上でX以下であり、反射層２２Ｇと半透明半反射層３２Ｇの間の各層を示し、Xはこれらの層の総数である。
【０１１１】
具体的には、図示の実施の形態では、発光素子１５Ｇについての反射層２２Ｇと半透明半反射層３２Ｇの間の光学的距離L'Gは、式（７９)で表される。
L'G＝ｎ1G・ｄ1G＋ｎ2G・ｄ2G＋ｎ3G・ｄ3G＋ｎ4G・ｄ4G＋ｎ5G・ｄ5G＋ｎ6G・ｄ6G＋ｎ7G・ｄ7G    ...（７９)
ここで、ｎ1Gは透明電極２４Ｇの屈折率であり、ｄ1Gは透明電極２４Ｇの厚さである。ｎ2Gは正孔注入・輸送層２６Ｇの屈折率であり、ｄ2Gは正孔注入・輸送層２６Ｇの厚さである。ｎ3Gは赤色発光層４７Ｇの屈折率であり、ｄ3Gは赤色発光層４７Ｇの厚さである。ｎ4Gは緑色発光層４８Ｇの屈折率であり、ｄ4Gは緑色発光層４８Ｇの厚さである。ｎ5Gは青色発光層４９Ｇの屈折率であり、ｄ5Gは青色発光層４９Ｇの厚さである。ｎ6Gは電子輸送・注入層３０Ｇの屈折率であり、ｄ6Gは電子輸送・注入層３０Ｇの厚さである。ｎ7Gは光路長調整層３１Gの屈折率であり、ｄ7Gは光路長調整層３１Gの厚さである。
【０１１２】
式（７５)および式（７７)のL'0Gは、緑色発光層４８Ｇでの最も強く光る平面４８ＧＳと反射層２２Ｇの間の光学的距離であり、式（８０)で表される。
【数１６】
2009266459.tif 000021
式（８０)において、ｎiGは発光素子１５Ｇ内の層の屈折率、ｄiGは発光素子１５Ｇ内の層の厚さを示す。式（８０)では、iGは、１以上でM以下であり、反射層２２Ｇと緑色発光層４８Ｇの間の各層を示し、Mはこれらの層の総数である。ｎNGは緑色発光層４８Ｇの屈折率、ｄN1Gは、緑色発光層４８Ｇでの最も強く光る平面４８ＧＳと赤色発光層４７Ｇとの距離を示す。
【０１１３】
具体的には、図示の実施の形態では、緑色発光層４８Ｇでの最も強く光る平面４８ＧＳと反射層２２Ｇの間の光学的距離L'0Gは、式（８１)で表される。
L'0G＝ｎ4G・ｄ41G＋ｎ1G・ｄ1G＋ｎ2G・ｄ2G＋ｎ3G・ｄ3G    ...（８１)
ここで、ｄ41Gは緑色発光層４８Ｇでの最も強く光る平面４８ＧＳと赤色発光層４７Ｇとの距離を示す。
【０１１４】
発光素子１５Ｂで青色のみを強めて半透明半反射層３２から放出するためには、理論的には、式（８２)および式（８３)を満たすことが好ましく、式（８４)および式（８５)を満たすことがさらに好ましい。式（８２)および式（８３)は、理論的な等式である式（８４)および式（８５)に±２０％の許容差を与えたものである。許容差を与えた理由は、実際には、複雑な多重反射がありうるためである。
【０１１５】
0.8×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）≦L'B≦1.2×（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）    ...（８２)
0.8×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）≦L'0B≦1.2×（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）      ...（８３)
（2π・NB＋θ１B＋θ２B）×λB／（４π）＝L'B    ...（８４)
（2π・N0B＋θ１B）×λB／（４π）＝L'0B      ...（８５)
ここで、λBは半透明半反射層３２Ｂを通じて放出される青色の光のピーク波長（例えば４７０ｎｍに設定してよい）、θ１Bは反射層２２Ｂで反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、θ２Bは半透明半反射層３２Ｂで反射するときの波長λBの光の位相変化（rad）、NBは１以上の整数、N0Bは１以上の整数である。
【０１１６】
式（８２)および式（８４)のL'Bは、発光素子１５Ｂについての反射層２２Ｂと半透明半反射層３２Ｂの間の光学的距離であり、式（８６)で表される。
【数１７】
2009266459.tif 000022
式（８６)において、ｎiBは発光素子１５Ｂ内の層の屈折率、ｄiBは発光素子１５Ｂ内の層の厚さを示す。式（８６)では、iBは、１以上でX以下であり、反射層２２Ｂと半透明半反射層３２Ｂの間の各層を示し、Xはこれらの層の総数である。
【０１１７】
具体的には、図示の実施の形態では、発光素子１５Ｂについての反射層２２Ｂと半透明半反射層３２Ｂの間の光学的距離L'Bは、式（８７)で表される。
L'B＝ｎ1B・ｄ1B＋ｎ2B・ｄ2B＋ｎ3B・ｄ3B＋ｎ4B・ｄ4B＋ｎ5B・ｄ5B＋ｎ6B・ｄ6B＋ｎ7B・ｄ7B    ...（８７)
ここで、ｎ1Bは透明電極２４Ｂの屈折率であり、ｄ1Bは透明電極２４Ｂの厚さである。ｎ2Bは正孔注入・輸送層２６Ｂの屈折率であり、ｄ2Bは正孔注入・輸送層２６Ｂの厚さである。ｎ3Bは赤色発光層４７Ｂの屈折率であり、ｄ3Bは赤色発光層４７Ｂの厚さである。ｎ4Bは緑色発光層４８Ｂの屈折率であり、ｄ4Bは緑色発光層４８Ｂの厚さである。ｎ5Bは青色発光層４９Ｂの屈折率であり、ｄ5Bは青色発光層４９Ｂの厚さである。ｎ6Bは電子輸送・注入層３０Ｂの屈折率であり、ｄ6Bは電子輸送・注入層３０Ｂの厚さである。ｎ7Bは光路長調整層３１Bの屈折率であり、ｄ7Bは光路長調整層３１Bの厚さである。
【０１１８】
式（８３)および式（８５)のL'0Bは、青色発光層４９Ｂでの最も強く光る平面４９ＢＳと反射層２２Ｂの間の光学的距離であり、式（８８)で表される。
【数１８】
2009266459.tif 000023
式（８８)において、ｎiBは発光素子１５Ｂ内の層の屈折率、ｄiBは発光素子１５Ｂ内の層の厚さを示す。式（８８)では、iBは、１以上でM以下であり、反射層２２Ｂと青色発光層４９Ｂの間の各層を示し、Mはこれらの層の総数である。ｎNBは青色発光層４９Ｂの屈折率、ｄN1Bは、青色発光層４９Ｂでの最も強く光る平面４９ＢＳと緑色発光層４８の距離を示す。
【０１１９】
具体的には、図示の実施の形態では、青色発光層４９Ｂでの最も強く光る平面４９ＢＳと反射層２２Ｂの間の光学的距離L'0Bは、式（８９)で表される。
L'0B＝ｎ5B・ｄ51B＋ｎ1B・ｄ1B＋ｎ2B・ｄ2B＋ｎ3B・ｄ3B＋ｎ4B・ｄ4B    ...（８９)
ここで、ｄ51Bは青色発光層４９Ｂでの最も強く光る平面４９ＢＳと緑色発光層４８の距離を示す。
【０１２０】
＜他の変形＞
上記の実施の形態の有機ＥＬ装置１，１０，１１では、発光層は低分子材料であり、陽極から陰極までの各層は、例えば蒸着のような堆積法で真空中で形成する。しかし、発光層を高分子材料とし、陽極から陰極までの各層の少なくともいずれかをインクジェット法、ディスペンサ法などの液体供給方法で、形成してもよい。
【０１２１】
また、陽極から陰極までの各層は、図示の形態に限定されず、他の層があってもよいし、電子輸送・注入層３０が削除されてもよい。
【０１２２】
上記の実施の形態の有機ＥＬ装置１，１０，１１では、反射層２２は透明電極２４に接している。しかし、両者の間に例えば酸化珪素などの絶縁性透明材料から形成された層を配置してもよい。
【０１２３】
図１１は、上述した各種の実施の形態で使用されうる層の配置の変形を示す断面図である。上記の実施の形態の有機ＥＬ装置１，１０，１１では、共通電極と光路長調整層を同一層の光路長調整層３１で実現している。しかし、図１１に示すように、陰極である共通電極（第２の電極）３３を光路長調整層３１と別途設け、共通電極３３が有機層である電子輸送・注入層３０に接するように配置してもよい。この変形では、半透明半反射層３２と共通電極３３の間に光路長調整層３１が配置される。共通電極３３は、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＩＴＯ、ＩＺＯのような透明な導電性の高い材料から形成されている。光路長調整層３１は、例えばＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ２などの透明な無機の絶縁性材料から形成される。電気特性または製造上の寸法精度などの各種の理由で共通電極を厚くするのが困難な場合があり、このような場合に、放出される光の色に応じて、光学的距離L'を最適化するため、共通電極の厚さを発光素子の放出光の色ごとに変えるのは実用的でないことがありうる。光路長調整層３１を共通電極３３と別途設けることで、光路長調整層３１の厚さを放出光の色ごとに変えて、放出される光の色に応じて、光学的距離L'を最適化することが容易になる。また、半透明半反射層３２が例えばMgAl、MgCu、MgAu、MgAgのような導電体から形成される場合には、無機の絶縁材料から形成された光路長調整層３１は、半透明半反射層３２と共通電極３３の間を絶縁することができて好ましい。
【０１２４】
図１１の変形において、状況によっては光学的距離L'を最適化するため、光路長調整層３１に加えて、共通電極３３の厚さを発光素子の放出光の色ごとに変えてもよい。この場合には、共通電極３３を第２の光路長調整層とみなすことができる。さらに、光路長調整層３１と共通電極３３の間または光路長調整層３１と半透明半反射層３２の間に透光性の高い材料から形成された層（発光素子の放出光の色にかかわらず均一な厚さの層）を配置してもよい。
【０１２５】
上記の実施の形態の有機ＥＬ装置１，１０，１１は、トップエミッションタイプである。しかし、本発明をボトムエミッションに利用することも可能である。ボトムエミッションタイプの場合には、反射層を半透明半反射層よりも基板から遠い位置に配置し、反射層と半透明半反射層の間に発光層を配置すればよい。
【０１２６】
＜応用＞
次に、本発明に係る有機ＥＬ装置を適用した電子機器について説明する。図１２は、上記実施形態に係る有機ＥＬ装置１，１０または１１を画像表示装置に利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、表示装置としての有機ＥＬ装置１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。
図１３に、上記実施形態に係る有機ＥＬ装置１，１０または１１を適用した携帯電話機を示す。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有機ＥＬ装置１を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、有機ＥＬ装置１に表示される画面がスクロールされる。
図１４に、上記実施形態に係る有機ＥＬ装置１，１０または１１を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal  Digital  Assistant）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有機ＥＬ装置１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有機ＥＬ装置１に表示される。
【０１２７】
本発明に係る有機ＥＬ装置が適用される電子機器としては、図１２から図１４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、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の概略を示す断面図である。
【図２】図１の有機ＥＬ装置の発光層での内部発光スペクトルを示すグラフである。
【図３】第１の実施の形態での赤色を放出する発光素子の放出光のスペクトルを示すグラフである。
【図４】図３と比較される他の赤色の発光素子の放出光のスペクトルを示すグラフである。
【図５】第１の実施の形態での緑色を放出する発光素子の放出光のスペクトルを示すグラフである。
【図６】図５と比較される他の緑色の発光素子の放出光のスペクトルを示すグラフである。
【図７】第１の実施の形態での青色を放出する発光素子の放出光のスペクトルを示すグラフである。
【図８】図７と比較される他の青色の発光素子の放出光のスペクトルを示すグラフである。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の概略を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の概略を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態で使用されうる層の配置の変形を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る有機ＥＬ装置を適用した電子機器を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る有機ＥＬ装置を適用した他の電子機器を示す斜視図である。
【図１４】本発明に係る有機ＥＬ装置を適用したさらに他の電子機器を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１  有機ＥＬ装置、１０  有機ＥＬ装置、１１  有機ＥＬ装置、１５（１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ）  発光素子、２０  基板、２２  反射層、２４  透明電極（第１の電極）、２６  正孔注入・輸送層（有機層）、２８  発光層（有機層）、３０  電子輸送・注入層（有機層）、３１  光路長調整層（第２の電極）、３２  半透明半反射層、３３  共通電極（第２の電極）、３８  第１発光層、３９  青色発光層、４７  赤色発光層、４８  緑色発光層、４９  青色発光層。
【図１】
2009266459.tif 000024
【図２】
2009266459.tif 000025
【図３】
2009266459.tif 000026
【図４】
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【図５】
2009266459.tif 000028
【図６】
2009266459.tif 000029
【図７】
2009266459.tif 000030
【図８】
2009266459.tif 000031
【図９】
2009266459.tif 000032
【図１０】
2009266459.tif 000033
【図１１】
2009266459.tif 000034
【図１２】
2009266459.tif 000035
【図１３】
2009266459.tif 000036
【図１４】
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