JP2005322435A - 電界発光素子及び表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】高い色純度の色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減することが可能な電界発光素子等を提供すること。
【解決手段】透明電極層１０２と、反射電極層１０８と、発光層１０６Ｇと、正孔輸送層１０４と、発光層１０６Ｇからの光のうちの一部の光を反射電極層の方向へ反射し、発光層からの光のうちの他の一部の光を透過して射出するハーフミラー層１２０と、を有し、反射電極層１０８とハーフミラー層１２０とは、反射電極層１０８とハーフミラー層１２０との間で特定の波長領域の光を共振させる所定の間隔Ｄａで設けられ、ハーフミラー層１２０は、入射する光のうち５％以上２０％以下の光量の光を反射電極層の方向へ反射し、かつ入射する光のうち６０％以上９０％以下の光量の光を透過する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電界発光素子及び表示素子、特に、電界発光素子である有機ＥＬ素子の技術に関する。

電界発光素子である有機ＥＬ素子は、有機化合物による蛍光を利用して光を供給する。一般に、有機ＥＬ素子は、無機のＬＥＤ等に比べ、発光スペクトルの半値幅が広くなることが知られている。発光スペクトルの半値幅が広くなると色純度が高い色光を供給することが困難となることから、色再現性の低下や駆動電流の増加を引き起こす場合がある。色純度が高い色光を供給するための技術は、例えば特許文献１〜３に提案されている。

特開平８−２１３１７４号公報 特開平６−２８３２７１号公報 国際公開第０１／３９５５４号パンフレット

特許文献１及び２に提案されている技術は、いずれも反射性の陽極電極と陰極電極とを用いて、いわゆる光共振器を構成するものである。光共振器は、反射電極間で光を往復させることにより、共振波長の光のみを増幅して取り出すものである。光共振器の構成を用いる有機ＥＬ素子は、ピーク波長における強度が大きいスペクトルの光を供給できる。しかし、特許文献１及び特許文献２に開示されている構成によると、特定方向以外の方向では、強め合う光の波長領域がシフトし、発光スペクトルが変化してしまう。このことは、画像の色相や輝度が視野角に依存して変化する原因となり得る。

特許文献３に提案されている技術は、光共振器を構成する反射電極間の光学的距離を制御することで画像の色相や輝度の視野角依存を低減するものである。ここで、光共振器を構成する反射電極のうちの一方は、入射する光の一部を透過する透過性と、一部の光を反射する反射性とを有するハーフミラーで構成される。ハーフミラーは、反射率が高い場合に効率良く特定の波長領域の光を取り出せる一方、色相や輝度の視野角依存を引き起こす場合がある。ハーフミラーは、これとは逆に透過率を高める場合、反射率が低下することとなる。反射率が低下すると、効率良く特定の波長領域の光を取り出すことが困難となる場合がある。このように、反射電極間の光学的距離を制御しても、色相や輝度の視野角依存を低減すること、及び効率良く特定の波長領域の光を取り出すことが困難となる場合がある。

本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、高い色純度の色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減することが可能な電界発光素子、及びその電界発光素子を用いる表示素子を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、光学的に透明な透明電極層と、透明電極層に対向して設けられ、光を反射する反射電極層と、透明電極層と反射電極層との間に設けられ、透明電極層と反射電極層との間に電圧を印加することにより光を供給する発光層と、発光層に正孔を輸送する正孔輸送層と、発光層を挟んで反射電極層に対向して設けられ、発光層からの光のうちの一部の光を反射電極層の方向へ反射し、発光層からの光のうちの他の一部の光を透過して射出するハーフミラー層と、を有し、反射電極層とハーフミラー層とは、反射電極層とハーフミラー層との間で特定の波長領域の光を共振させる所定の間隔で設けられ、ハーフミラー層は、入射する光のうち５％以上２０％以下の光量の光を反射電極層の方向へ反射し、かつ入射する光のうち６０％以上９０％以下の光量の光を透過することを特徴とする電界発光素子を提供することができる。

電界発光素子は、反射電極層及びハーフミラー層間で光を共振させる光共振器の構成を用いることで、特定の波長領域の光を増幅する。このとき、電界発光素子は、過度に特定の波長領域の光を増幅すると、色相や輝度の視野角依存を引き起こす場合がある。光共振器は、ハーフミラー層に入射する光のうち５％以上２０％以下の光量の光を反射電極層の方向へ反射する。また、光共振器は、ハーフミラー層に入射する光のうち６０％以上９０％以下の光量の光を透過して射出する。このように、所定の反射率を有するハーフミラー層を用いることで、共振波長の光について過度の増幅を防ぐことが可能になる。共振波長の光の過度の増幅を防ぐことができると、特定の波長領域の光を共振波長の光を増幅して取り出す場合に色相及び輝度の視野角依存を低減することが可能になる。また、比較的高い所定の透過率を有するハーフミラー層を用いることで、共振波長の光を過度に増幅しなくても、特定の波長領域の光を射出可能な構成にできる。これにより、色純度が高い色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減することが可能な電界発光素子を得られる。

また、本発明の好ましい態様によれば、発光層及び正孔輸送層は、それぞれの形成材料を吐出成膜することで形成され、かつ、形成材料の吐出量を変化させることで層厚を調節して設けられ、反射電極層とハーフミラー層とは、発光層及び正孔輸送層の少なくとも一方の層厚を調節することにより所定の間隔で設けられることが望ましい。液滴吐出法を用いることで、発光層及び正孔輸送層は、形成材料の吐出量によって層厚を容易に調節できる。また、液滴吐出法を用いると、材料の吐出位置も選択可能であるから、所望の位置に所望の層厚の発光層及び正孔輸送層を形成することができる。これにより、特定の波長領域の光を強め合うように層厚が調節された発光層及び正孔輸送層を容易に形成し、反射電極層及びハーフミラー層の間隔を容易に調節することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、基板の上に、ハーフミラー層、透明電極層、正孔輸送層、発光層及び反射電極層が順次積層され、発光層からの光を基板の方向へ射出することが望ましい。これにより、画像の色相や輝度の視野角依存を低減可能なボトムエミッション方式の電界発光素子を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、反射電極層とハーフミラー層との間の所定の間隔をＤａ、ハーフミラー層での反射による光の位相シフト量をφａ（ラジアン）、反射電極層での反射による光の位相シフト量をφｂ（ラジアン）、特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍａとすると、以下の式（１）を満たすことが望ましい。
Ｄａ＝λ｛ｍａ−（φａ＋φｂ）／（２π）｝／２ （１）

ハーフミラー層及び反射電極層の間を１往復して射出する光と、２往復して射出する光、あるいはそれ以上往復して射出する光とは、重なることで互いに干渉し合う。式（１）により所定の間隔Ｄａを調節すると、共振により波長λの光を増幅させることができる。これにより、色純度が高い色光を供給することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、ハーフミラー層は、発光層に電子を輸送する電子輸送層であって、反射電極層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び透明電極層が順次積層され、発光層からの光を透明電極層の方向へ射出することが望ましい。これにより、画像の色相や輝度の視野角依存を低減可能なトップエミッション方式の電界発光素子を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、反射電極層と電子輸送層との間の所定の間隔をＤｃ、反射電極層での反射による光の位相シフト量をφｃ（ラジアン）、電子輸送層での反射による光の位相シフト量をφｄ（ラジアン）、特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍｃとすると、以下の式（２）を満たすことが望ましい。
Ｄｃ＝λ｛ｍｃ−（φｃ＋φｄ）／（２π）｝／２ （２）

電子輸送層及び反射電極層の間を１往復して射出する光と、２往復して射出する光、あるいはそれ以上往復して射出する光とは、重なることで互いに干渉し合う。式（２）により所定の間隔Ｄｃを調節すると、共振により波長λの光を増幅させることができる。これにより、色純度が高い色光を供給することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、発光層に電子を輸送する電子輸送層を有し、反射電極層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、透明電極層及びハーフミラー層が順次積層され、発光層からの光を透明電極層の方向へ射出することが望ましい。これにより、画像の色相や輝度の視野角依存を低減可能なトップエミッション方式の電界発光素子を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、反射電極層とハーフミラー層との間の所定の間隔をＤｅ、反射電極層での反射による光の位相シフト量をφｅ（ラジアン）、ハーフミラー層での反射による光の位相シフト量をφｆ（ラジアン）、特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍｅとすると、以下の式（３）を満たすことが望ましい。
Ｄｅ＝λ｛ｍｅ−（φｅ＋φｆ）／（２π）｝／２ （３）

ハーフミラー層及び反射電極層の間を１往復して射出する光と、２往復して射出する光、あるいはそれ以上往復して射出する光とは、重なることで互いに干渉し合う。式（３）により所定の間隔Ｄｅを調節すると、共振により波長λの光を増幅させることができる。これにより、色純度が高い色光を供給することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、ハーフミラー層は、３ｎｍ以上５ｎｍ以下の層厚で設けられることが望ましい。ハーフミラー層は、３ｎｍ以上５ｎｍ以下の層厚で設けることで、可視光域の光について視野角依存の低減が可能な所定の反射率及び所定の透過率を有する構成にできる。これにより、画像の色相や輝度の視野角依存を低減することが可能な電界発光素子を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、発光層は、第１色光を供給する第１色光用画素に対応して設けられる第１色光用発光層と、第２色光を供給する第２色光用画素に対応して設けられる第２色光用発光層と、第３色光を供給する第３色光用画素に対応して設けられる第３色光用発光層と、を有し、第１色光用発光層に対応して設けられる反射電極層とハーフミラー層とは、第１色光を共振させる所定の間隔で設けられ、第２色光用発光層に対応して設けられる反射電極層とハーフミラー層とは、第２色光を共振させる所定の間隔で設けられ、第３色光用発光層に対応して設けられる反射電極層とハーフミラー層とは、第３色光を共振させる所定の間隔で設けられることが望ましい。各色光に応じて反射電極層とハーフミラー層との間隔を調節することにより、各色光用画素は、それぞれの色光を増幅して供給することができる。これにより、それぞれの色光に応じて高い色純度の光を供給することができる。また、各色光用の電界発光素子が高い色純度の光を供給することで、良好な色再現性を確保することができる。

さらに、本発明によれば、上記の電界発光素子と、電界発光素子を駆動するトランジスタ部と、を有することを特徴とする表示素子を提供することができる。上記の電界発光素子を用いることにより、色純度が高い色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減し、かつ容易に形成可能な表示素子を得られる。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る表示パネル１００の構成の要部斜視図である。表示パネル１００は、基板１０１と、基板１０１上に形成された有機ＥＬ素子部１０と、有機ＥＬ素子部１０を封止する基板１１１とにより構成されている。電界発光素子である有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ素子部１０のうちトランジスタ部２１及び配線２２が設けられていない領域ＡＲに対応する部分である。有機ＥＬ素子は、画素に対応して、表示パネル１００の基板１０１平面上において略直交する２方向にマトリクス状に配置されている。トランジスタ部２１は、各有機ＥＬ素子に対応して設けられている。表示素子３０は、有機ＥＬ素子とトランジスタ部２１とから構成される部分である。

トランジスタ部２１は、有機ＥＬ素子を駆動する。トランジスタ部２１は、画素ごとに形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）回路である。配線２２は、不図示の外部電源と各トランジスタ部２１とを電気的に接続している。表示パネル１００は、配線２２を用いて各トランジスタ部２１に電気的にアクセスすることで各有機ＥＬ素子を駆動する、いわゆるアクティブマトリクス方式により画像を表示する。

図２は、本発明の実施例１に係る表示パネル１００の構成を示す要部断面図である。表示パネル１００は、Ｒ光ＬＲを供給する電界発光素子である有機ＥＬ素子１１０Ｒと、Ｇ光ＬＧを供給する電界発光素子である有機ＥＬ素子１１０Ｇと、Ｂ光ＬＢを供給する電界発光素子である有機ＥＬ素子１１０Ｂとを有する。

有機ＥＬ素子１１０Ｒは、第１色光用発光層であるＲ光用発光層１０６Ｒを有する。Ｒ光用発光層１０６Ｒは、第１色光であるＲ光ＬＲを供給する第１色光用画素に対応して設けられている。有機ＥＬ素子１１０Ｇは、第２色光用発光層であるＧ光用発光層１０６Ｇを有する。Ｇ光用発光層１０６Ｇは、第２色光であるＧ光ＬＧを供給する第２色光用画素に対応して設けられている。有機ＥＬ素子１１０Ｂは、第３色光用発光層であるＢ光用発光層１０６Ｂを有する。Ｂ光用発光層１０６Ｂは、第３色光であるＢ光ＬＢを供給する第３色光用画素に対応して設けられている。各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂは、透明電極層１０２と反射電極層１０８との間に設けられ、透明電極層１０２と反射電極層１０８との間に電圧を印加することにより光を供給する。有機ＥＬ素子部１０は、透明電極層１０２と反射電極層１０８との間の部分である。

有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、それぞれ各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂからの光を基板１０１の方向へ射出するボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子である。なお、図２は、表示パネル１００の要部として、各有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂが並列する部分の断面構成を示している。有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、それぞれＲ光用画素、Ｇ光用画素、Ｂ光用画素に対応している。

基板１０１は、光学的に透明な部材、例えば硝子や透明樹脂から構成される。基板１０１は、表示パネル１００の射出面を構成する平行平板である。基板１０１の上には、ＴＦＴ層１１２が設けられている。ＴＦＴ層１１２には、トランジスタ部２１及び配線２２が設けられている。図２に示す断面構成では、トランジスタ部２１がＴＦＴ層１１２中に配置された状態を示している。トランジスタ部２１及び配線２２をＴＦＴ層１１２に収めることで、有機ＥＬ素子部１０の土台を平坦にし、有機ＥＬ素子部１０の各層を均一な層厚で形成し易くすることもできる。

ＴＦＴ層１１２の上部は、パッシベーション膜１１３で構成されている。パッシベーション膜１１３は、トランジスタ部２１を外部からの湿気等から保護するために設けられている。パッシベーション膜１１３は、例えばＳｉＮ等の窒化膜で構成できる。ＴＦＴ層１１２は、例えば、色光が透過する位置において２００ｎｍの層厚となるように設けられている。ＴＦＴ層１１２の上には、バンク１１４が設けられている。バンク１１４は、画素に対応して有機ＥＬ素子部１０を有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに分割している。

図３は、有機ＥＬ素子１１０Ｇの概略構成を示す。本発明において、各有機ＥＬ素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、特徴的部分について同様の構成を有する。従って、本実施例及び以下の実施例では、主にＧ光用の有機ＥＬ素子の構成を例として説明を行うものとする。基板１０１の上には、ＴＦＴ層１１２、ハーフミラー層１２０、透明電極層１０２、正孔輸送層１０４、Ｇ光用発光層１０６Ｇ、及び反射電極層１０８が順次積層されている。

ハーフミラー層１２０からＧ光用発光層１０６Ｇの各層は、画素に対応してバンク１１４どうしの間に設けられている。ハーフミラー層１２０は、Ｇ光用発光層１０６Ｇを挟んで反射電極層１０８に対向して設けられている。ハーフミラー層１２０は、Ｇ光用発光層１０６ＧからのＧ光のうちの一部の光を反射電極層１０８の方向へ反射し、Ｇ光用発光層１０６ＧからのＧ光のうちの他の一部の光を透過して射出する。ハーフミラー層１２０としては、例えばアルミニウムや、アルミニウム−銅（ＡｌＣｕ）合金、アルミニウム−ネオジム（ＡｌＮｄ）合金等で構成することができる。ハーフミラー層１２０は、３ｎｍ以上５ｎｍ以下の層厚で設けられている。

透明電極層１０２は、光学的に透明な部材から構成される陽極電極である。透明電極層１０２は、例えば金属酸化物であるＩＴＯやＩＺＯにより構成することができる。透明電極層１０２は、例えば１００ｎｍの層厚で設けられる。透明電極層１０２は、トランジスタ部２１と電気的に接続されている。透明電極層１０２の上の正孔輸送層１０４は、透明電極層１０２からの正孔を輸送してＧ光用発光層１０６Ｇに注入する。正孔輸送層１０４としては、例えば３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を用いることができる。

正孔輸送層１０４の上のＧ光用発光層１０６Ｇは、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）で構成できる。Ｇ光用発光層１０６Ｇは、ＰＰＶのほか、ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン色素、その他ベンゼン誘導体に可溶な低分子有機ＥＬ材料、高分子有機ＥＬ材料で構成しても良い。正孔輸送層１０４及びＧ光用発光層１０６Ｇは、例えばいずれも８０ｎｍの層厚で設けることができる。

反射電極層１０８は、金属層２２３を有する陰極電極である。反射電極層１０８は、画素ごとに分割されず表示パネル１００の一面に設けられている。反射電極層１０８は、正孔輸送層１０４及び発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂを介して透明電極層１０２に対向して設けられている。反射電極層１０８の金属層２２３は、例えばアルミニウムで構成できる。また、反射電極層１０８は、Ｇ光用発光層１０６の側に、電子注入層であるフッ化リチウム層２２１及びカルシウム層２２２を有する。例えば、フッ化リチウム層２２１は４ｎｍ、カルシウム層２２２は８ｎｍの層厚で形成されている。また、金属層２２３は、例えば２００ｎｍの層厚で形成されている。

Ｇ光用発光層１０６Ｇから反射電極層１０８の方向へ進行するＧ光は、主にフッ化リチウム層２２１及びカルシウム層２２２を透過して金属層２２３で反射する。厳密には、反射電極層１０８の方向へ進行するＧ光のうち一部の僅かな光は、Ｇ光用発光層１０６Ｇとフッ化リチウム層２２１との界面、及びフッ化リチウム層２２１とカルシウム層２２２との界面でも反射している。反射電極層１０８は、Ｇ光用発光層１０６Ｇから反射電極層１０８の方向へ進行するＧ光を反射する。なお、反射電極層１０８は、フッ化リチウム層２２１、カルシウム層２２２及び金属層２２３のいずれも画素に分割されず表示パネル１００の一面に形成されている。反射電極層１０８の上には、封止層１１６及び基板１１１が設けられている。封止層１１６は、基板１０１及び基板１１１の間の各層が酸化等により劣化することを防ぐ。封止層１１６は、例えば窒化酸化シリコンで形成することができる。

反射電極層１０８は、不図示の外部電源と電気的に接続されている。有機ＥＬ素子１１０Ｇは、透明電極層１０２及び反射電極層１０８を介して外部電源と接続されている。外部電源からの電圧は、トランジスタ部２１の駆動に応じて透明電極層１０２と反射電極層１０８との間に印加される。透明電極層１０２と反射電極層１０８との間に電圧を印加すると、正孔輸送層１０４は、透明電極層１０２からの正孔をＧ光用発光層１０６Ｇに注入する。また、反射電極層１０８は、電子注入層であるフッ化リチウム層２２１及びカルシウム層２２２の作用によって電子をＧ光用発光層１０６Ｇに注入する。このとき、電子のほうが正孔より容易に移動可能であることから、電子と正孔とは、Ｇ光用発光層１０６Ｇのうち正孔輸送層１０４側の位置で結合する。

Ｇ光用発光層１０６Ｇで電子と正孔とが結合すると、Ｇ光用発光層１０６Ｇの蛍光物質は、正孔と電子とが結合するときに生じるエネルギーによって励起される。そして、Ｇ光用発光層１０６Ｇの蛍光物質は、励起状態から基底状態に戻るときに発光現象を起こす。このとき蛍光物質は、Ｇ光の領域にピーク波長を有するスペクトルの光を発生する。このようにして、Ｇ光用発光層１０６ＧはＧ光を発生する。なお、有機ＥＬ素子１１０Ｒ及び有機ＥＬ素子１１０Ｂについても、構成及び発光メカニズムは有機ＥＬ素子１１０Ｇの場合と同様である。有機ＥＬ素子１１０ＲのＲ光用発光層１０６Ｒは、Ｒ光の領域にピーク波長を有する発光スペクトルの蛍光物質を有する。また、有機ＥＬ素子１１０ＢのＢ光用発光層１０６Ｂは、Ｂ光の領域にピーク波長を有する発光スペクトルの蛍光物質を有する。

図４は、有機ＥＬ素子１１０ＧにおけるＧ光用発光層１０６Ｇからの光の振舞いを説明するものである。透明電極層１０２と反射電極層１０８との間に電圧を印加すると、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、Ｇ光用発光層１０６Ｇのうち正孔輸送層１０４側の位置で光を発生する。Ｇ光用発光層１０６Ｇは、光の発生位置から全方向へ光を放射する。Ｇ光用発光層１０６Ｇで発生した光は、透明電極層１０２側の方向、及び反射電極層１０８の方向へ進行する。

図４に示す光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、いずれも、Ｇ光用発光層１０６Ｇから透明電極層１０２の方向へ進行する。このうち光Ｌ１は、ハーフミラー層１２０及び反射電極層１０８の間を１往復した後基板１０１から射出する。光Ｌ２は、ハーフミラー層１２０及び反射電極層１０８の間を２往復した後基板１０１から射出する。光Ｌ３は、ハーフミラー層１２０及び反射電極層１０８の間を３往復した後基板１０１から射出する。有機ＥＬ素子１１０Ｇは、光Ｌ１と光Ｌ２、Ｌ３、あるいはそれ以上ハーフミラー層１２０及び反射電極層１０８の間を往復した後射出する光が干渉することによって共振する。

上述のように、ハーフミラー層１２０と反射電極層１０８とは、Ｇ光用発光層１０６Ｇを挟んで互いに対向して設けられている。反射電極層１０８とハーフミラー層１２０とは、Ｇ光用発光層１０６Ｇからの光を共振させる光共振器を構成する。Ｇ光用発光層１０６Ｇからの光は、共振して増幅された後有機ＥＬ素子１１０Ｇから射出する。反射電極層１０８とハーフミラー層１２０とは、反射電極層１０８とハーフミラー層１２０との間で特定の波長領域の光であるＧ光を共振させる所定の間隔で設けられている。有機ＥＬ素子１１０Ｇは、式（１）を満足するように構成される。
Ｄａ＝λ｛ｍａ−（φａ＋φｂ）／（２π）｝／２ （１）

式（１）において、Ｄａは、反射電極層１０８とハーフミラー層１２０との間の所定の間隔である。φａは、ハーフミラー層１２０での反射によるＧ光の位相シフト量（ラジアン）、φｂは、反射電極層１０８での反射によるＧ光の位相シフト量（ラジアン）である。また、λは特定の波長領域の光のピーク波長、ｍａは任意の整数である。式（１）により所定の間隔Ｄａを決定すると、光Ｌ１と光Ｌ２、Ｌ３、あるいはそれ以上ハーフミラー層１２０及び反射電極層１０８の間を往復した後射出する光は、重なることで互いに干渉し合う。さらに、Ｇ光用発光層１０６Ｇからの光は、反射電極層１０８とハーフミラー層１２０との間を往復することで波長λのＧ光のみが増幅されて射出する。波長λとして例えば５４０ｎｍ付近の値を設定することで、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、５４０ｎｍ付近に大きなピークを有するスペクトルのＧ光を供給することができる。

反射電極層１０８に入射する光の多くは、金属層２２３とカルシウム層２２２（図２参照）との界面で反射する。厳密には、反射電極層１０８に入射する光のうち一部の僅かな光は、金属層２２３及びカルシウム層２２２の界面以外の界面においても反射する。各層が所定の層厚で設けられる多層構造物に光を入射する場合、例えば有効フレネル係数法や特性行列法を用いることで、多重反射と干渉とを加味した位相シフト量を算出することが可能である。このため、式（１）の適用については、位相シフト量φｂとして、反射電極層１０８における多重反射と干渉とを加味した数値を用いることで、反射電極層１０８が１つの界面を構成するものと擬制することができる。

次に、ハーフミラー層１２０の層厚について説明する。上述のようにハーフミラー層１２０は、３ｎｍ以上５ｎｍ以下の層厚で設けられている。図５−１は、本実施例の有機ＥＬ素子１１０Ｇの比較として、１５ｎｍの層厚のハーフミラー層を用いるＧ光用の有機ＥＬ素子についての、各視野角における発光スペクトルを示す。ここでは、アルミニウムで構成されるハーフミラー層を用いることとして、以下の説明を行う。また、ここで説明する有機ＥＬ素子は、５４０ｎｍ付近の光を共振波長とするように構成されている。発光スペクトルは、任意単位の強度を縦軸に、ｎｍ単位の波長を横軸にとって示している。視野角は、有機ＥＬ素子の発光面に対して垂直な方向の位置を基準として示している。例えば、視野角２０°とは、有機ＥＬ素子の発光面に対する垂線となす角度が２０°である位置を示す。図５−１は、視野角０°、２０°、４０°及び６０°において観測されるＧ光用有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示している。

１５ｎｍの層厚のハーフミラー層を用いる場合、視野角が０°の場合、ピーク波長の強度が大きい発光スペクトルＩ０の光を観察できる。これに対して、視野角が２０°、４０°、６０°と大きくなるに従い、発光スペクトルＩ２０、Ｉ４０、Ｉ６０は、急激に光の強度が小さくなってしまう。このため、図５−２に示すように、有機ＥＬ素子が射出する光の領域ＡＲ１は、正面方向のみに強く、斜め方向に弱く分布することとなる。視野角が大きくなることによる光の強度の減衰は、光共振器構造をとる場合特に顕著である。なお、図５−２に示す強度分布は、破線で示す円に近いほど、どの角度から観察しても光の強度の変化が少ないことを示している。

また、図５−１に示す発光スペクトルＩ２０、Ｉ４０、Ｉ６０を見ると、視野角が２０°、４０°、６０°と大きくなるに従い、ピーク波長が短波長側にシフトしていることがわかる。かかる有機ＥＬ素子を用いると、画像は、真正面から離れた位置で観察するほど青みがかるように変化してしまう。以上のように、１５ｎｍの層厚のハーフミラー層を用いる有機ＥＬ素子を用いると、共振波長の光についての過度の増幅によって、画像の色相及び輝度の視野角依存が起きてしまう。

図６−１は、本実施例の有機ＥＬ素子１１０Ｇについての、各視野角における発光スペクトルを示す。ここで、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、５ｎｍの層厚のハーフミラー層１２０を有するものとして説明する。本実施例の有機ＥＬ素子１１０Ｇは、視野角０°における発光スペクトルＩ０は、図５−１に示す発光スペクトルＩ０より若干ピーク幅が大きくなっている。これに対して、本実施例の有機ＥＬ素子１１０Ｇは、発光スペクトルＩ２０、Ｉ４０、Ｉ６０を見ると、視野角が２０°、４０°、６０°と大きくなっても、図５−１に示す場合より光の強度の減少が少ない。このため、図６−２に示すように、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、射出する光の領域ＡＲ２を、図５−２に示す領域ＡＲ１より円に近づけることができる。従って、本実施例の有機ＥＬ素子１１０Ｇは、輝度の視野角依存が少ない光を供給することができる。

また、図６−１に示す発光スペクトルＩ２０、Ｉ４０、Ｉ６０を見ると、視野角が２０°、４０°、６０°と大きくなっても、図５−１に示す各発光スペクトルと比較してピーク波長のシフトが低減されていることがわかる。視野角によるピーク波長のシフトを低減可能であるため、有機ＥＬ素子１１０Ｇにより表示される画像は、いずれの角度から観察しても良好な色相とすることができる。以上のように、５ｍｎの層厚のハーフミラー層１２０を用いることで、有機ＥＬ素子１１０Ｇは、画像の色相及び輝度の視野角依存を低減することができる。なお、ハーフミラー層１２０としてアルミニウムを用いる場合に限らず、ＡｌＣｕ合金や、ＡｌＮｄ合金を用いる場合も、同様に構成することができる。

図７−１、図７−２は、本実施例の有機ＥＬ素子１１０Ｂの比較として、１５ｎｍの層厚のハーフミラー層を用いるＢ光用の有機ＥＬ素子の各視野角における発光スペクトル及び強度分布を説明するものである。ここで説明する有機ＥＬ素子は、４６０ｎｍ付近の光を共振波長とするように構成されている。例えば、有機ＥＬ素子は、層厚４０ｎｍの正孔輸送層１０４、層厚６０ｎｍのＢ光用発光層１０６Ｂを設けることができる。図７−２において、Ｂ光用の有機ＥＬ素子が射出する光の領域ＡＲ３は、正面方向のみに強く、斜め方向に弱く分布する。また、発光スペクトルＩ２０、Ｉ４０、Ｉ６０は、視野角が大きくなるに従い、ピーク波長が短波長側にシフトしている。このように、１５ｎｍの層厚のハーフミラー層を用いるＢ光用の有機ＥＬ素子についても、画像の色相及び輝度の視野角依存が起きることがわかる。

図８−１、図８−２は、本実施例の有機ＥＬ素子１１０Ｂについての、各視野角における発光スペクトルを示す。ここでも、有機ＥＬ素子１１０Ｂは、５ｎｍの層厚のハーフミラー層１２０を有するものとして説明する。図８−２に示すように、有機ＥＬ素子１１０Ｂについても、射出する光の領域ＡＲ４を、図７−２に示す領域ＡＲ３より円に近づけることができる。有機ＥＬ素子１１０Ｂも、有機ＥＬ素子１１０Ｇと同様に、輝度の視野角依存が少ない光を供給することができる。

また、図８−１に示すように、各発光スペクトルのピーク波長のシフトが低減されていることがわかる。有機ＥＬ素子１１０Ｂにより表示される画像は、有機ＥＬ素子１１０Ｇの場合と同様に、いずれの角度から観察しても良好な色相とすることができる。以上のように、有機ＥＬ素子１１０Ｂについても、画像の色相及び輝度の視野角依存を低減することができる。

図９−１は、ハーフミラー層１２０への入射光について、波長と透過率との関係を示すものである。図９−２は、ハーフミラー層１２０への入射光について、波長と反射率との関係を示すものである。図９−１、図９−２のいずれのグラフも、パーセント単位の透過率又は反射率を縦軸に、ｎｍ単位の波長を横軸にとって示している。ハーフミラー層１２０は、入射光のうちの一部の光を反射し、入射光のうちの他の一部の光を透過する。このため、ハーフミラー層１２０の透過率と反射率とは、互いに相関関係にある。図９−１、図９−２のいずれのグラフも、ハーフミラー層１２０として、層厚３ｎｍのＡｌＣｕ合金（Ｃ３）及びＡｌＮｄ合金（Ｎ３）、層厚５ｎｍのＡｌＣｕ合金（Ｃ５）及びＡｌＮｄ合金（Ｎ５）を用いる場合について図示している。

上述のように、ハーフミラー層１２０は、層厚を５ｎｍとすることで、画像の色相及び輝度の視野角依存を低減することができる。また、有機ＥＬ素子は、層厚が３ｎｍのハーフミラー層１２０を用いることとしても良い。ハーフミラー層１２０として層厚が３〜５ｎｍのＡｌＣｕ合金又はＡｌＮｄ合金を用いる場合、図９−１から、入射光のうちおよそ６０％〜９０％の光を透過することがわかる。また、ハーフミラー層１２０として層厚３〜５ｎｍのＡｌＣｕ合金又はＡｌＮｄ合金を用いる場合、図９−２から、入射光のうちおよそ５％〜２０％の光を反射することがわかる。なお、図９−１及び図９−２で説明する各部材のうち、ハーフミラー層１２０として層厚５ｎｍのＡｌＣｕ合金を用いる場合が、画像の色相及び輝度の視野角依存を低減する上で特に良好である。

本実施例の有機ＥＬ素子は、ハーフミラー層１２０により、入射する光のうち５％以上２０％以下の光量の光を反射電極層１０８の方向へ反射し、かつ入射する光のうち６０％以上９０％以下の光量の光を透過して射出する。反射電極層１０８及びハーフミラー層１２０で構成される光共振器は、所定の反射率を有するハーフミラー層１２０を用いることで、共振波長の光について過度の増幅を防ぐことが可能になる。共振波長の光の過度の増幅を防ぐことができると、特定の波長領域の光を共振波長の光を増幅して取り出す場合に色相及び輝度の視野角依存を低減することが可能になる。また、比較的高い所定の透過率を有するハーフミラー層１２０を用いることで、共振波長の光を過度に増幅しなくても、特定の波長領域の光を射出可能な構成にできる。これにより、色純度が高い色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減できるという効果を奏する。

電界発光素子により高い色純度の色光を供給することで、低い駆動電流によっても良好な色再現性を確保することが可能となる。このため、さらに表示素子の消費電力を低減することができる。また、表示素子の消費電力を低減することにより、表示素子の寿命の長期化、及び表示パネル１００の信頼性の向上を図ることもできる。なお、ハーフミラー層１２０は、３ｎｍ以下の層厚で構成することとしても良い。また、ハーフミラー層１２０は、金属薄膜に代えて、上記と同様の透過率及び反射率を有する誘電体多層膜で構成しても良い。

次に、図１０−１〜図１０−５を用いて、表示パネル１００の製造方法を説明する。上述のように、有機ＥＬ素子は、反射電極層１０８とハーフミラー層１２０と特定の波長領域の光を共振させる所定の間隔Ｄａで設けられる。反射電極層１０８とハーフミラー層１２０との間隔Ｄａは、発光層及び正孔輸送層１０４の少なくとも一方の層厚を調節することにより容易に調節することができる。

まず、図１０−１に示す基板１０１に、トランジスタ部２１及び配線２２と、ＴＦＴ層１１２とを形成する。ＴＦＴ層１１２は、例えば蒸着法により成膜することができる。次に、ＴＦＴ層１１２の上に、画素に対応する所定のパターンで、ハーフミラー層１２０及び透明電極層１０２を形成する。ハーフミラー層１２０は、蒸着法等によりアルミニウムやＡｌＣｕ合金、ＡｌＮｄ合金等を一面に成膜した後、パターニングして形成する。

透明電極層１０２は、蒸着法等によりＩＴＯ等を一面に成膜した後、パターニングして形成する。そして、透明電極層１０２どうしの間にバンク１１４を形成する。バンク１１４は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等を溶媒に溶解した後、スピンコート、ディップコート等によりＴＦＴ層１１２及び透明電極層１０２の上の全面に溶液を塗布して形成する。その後、形成された樹脂層をフォトリソグラフィ等でエッチングすることにより、所定の位置にバンク１１４が形成される。バンク１１４は、透明電極層１０２の上に凹部１００１を構成する。

次に、図１０−１に示す構成に、Ｏ₂プラズマ処理及びＣＦ₄プラズマ処理を連続して施す。Ｏ₂プラズマ処理により、透明電極層１０２及びバンク１１４の露出面は、全面に水酸基が付与されることで親インク性となる。また、ＣＦ₄プラズマ処理により、バンク１１４は、水酸基がフッ素基で置換されて撥インク性となる。その後、プラズマ処理により加熱された基板１０１を室温にまで冷却する。ここで正孔輸送層１０４の形成を行う管理温度にまで基板１０１を冷却することにより、後述する正孔輸送層１０４の層厚を正確に制御することができる。

次に、インクジェット法等の液滴吐出法により、凹部１００１に正孔輸送層１０４を形成する。正孔輸送層１０４の形成材料１０１１は、図１０−２に示すように液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）１０１０を用いて凹部１００１内に選択的に吐出できる。正孔輸送層１０４の形成材料１０１１は、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）１０１０により、正孔輸送層１０４が所望の層厚となるように吐出量が制御されている。凹部１００１内に正孔輸送層１０４の形成材料１０１１を吐出した後、正孔輸送層１０４の形成材料１０１１を乾燥及びベイクして、図１０−３に示す正孔輸送層１０４を形成する。

続いて、インクジェット法等の液滴吐出法により、凹部１００１内の正孔輸送層１０４の上に各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂを形成する。例えば、Ｒ光用発光層１０６Ｒの形成材料１０１２Ｒは、図１０−４に示すように、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）１０１０を用いて有機ＥＬ素子１１０Ｒの形成箇所の凹部１００１内に選択的に吐出できる。Ｇ光用発光層１０６Ｇの形成材料及びＢ光用発光層１０６Ｂの形成材料についても、Ｒ光用発光層１０６Ｒの形成材料１０１２Ｒと同様に吐出する。

さらに、各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの形成材料は、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）１０１０によりそれぞれ所望の層厚となるように吐出量が制御されている。凹部１００１内に各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの形成材料を吐出した後、乾燥及びベイクにより各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂを形成する。

このように、各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ及び正孔輸送層１０４は、形成材料を吐出成膜することで形成され、かつ、形成材料の吐出量を変化させることで層厚を調節する。液滴吐出法によれば、正孔輸送層１０４の形成材料及び各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの形成材料を、それぞれ所望の位置に打ち分けることができる。さらに、液滴吐出法を用いることで、所望の層厚の正孔輸送層１０４及び各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂを容易に形成することができる。

次に、図１０−５に示すように、バンク１１４及び各色光用発光層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの上の全面に反射電極層１０８を形成する。反射電極層１０８を構成するフッ化リチウム層２２１、カルシウム層２２２、及び金属層２２３は、例えば蒸着法によって形成できる。最後に、反射電極層１０８の上に封止材を塗布して封止層１１６を形成する。さらに、封止層１１６の上に基板１１１を重ねて封止層１１６を硬化させる。これにより、表示パネル１００を得ることができる。

図１１は、本発明の実施例２に係る表示パネル１１００の要部断面図を示す。本実施例の表示パネル１１００は、透明電極層１１０２側に光を供給するトップエミッション方式の電界発光素子を有する。上記実施例１の表示パネル１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。表示パネル１１００は、Ｒ光ＬＲを供給する電界発光素子である有機ＥＬ素子１１１０Ｒと、Ｇ光ＬＧを供給する電界発光素子である有機ＥＬ素子１１１０Ｇと、Ｂ光ＬＢを供給する電界発光素子である有機ＥＬ素子１１１０Ｂとを有する。

有機ＥＬ素子１１１０Ｒ、１１１０Ｇ、１１１０Ｂは、それぞれＲ光用発光層１１０６Ｒ、Ｇ光用発光層１１０６Ｇ、Ｂ光用発光層１１０６Ｂを有する。各色光用発光層１１０６Ｒ、１１０６Ｇ、１１０６Ｂの構成は、上記実施例１の発光層と同様である。本実施例の表示パネル１１００も、上記実施例と同様に、バンク１１１４は、有機ＥＬ素子部１１を画素に対応して有機ＥＬ素子１１１０Ｒ、１１１０Ｇ、１１１０Ｂに分割している。

バンク１１１４の下には、不図示のトランジスタ部及び配線を有する基板１１１６が設けられている。各有機ＥＬ素子１１１０Ｒ、１１１０Ｇ、１１１０Ｂは、バンク１１１４により仕切られた領域に、下から反射電極層１１０８、ＩＴＯ層１１０７、正孔輸送層１１０４、及び発光層が順に積層されている。反射電極層１１０８は、反射性の金属部材、例えばアルミニウムにより構成された陽極電極である。反射電極層１１０８は、駆動部と電気的に接続されている。ＩＴＯ層１１０７は、正孔輸送層１１０４による正孔の注入を効率良く行うために設けられる。

バンク１１１４及び各色光用発光層１１０６Ｒ、１１０６Ｇ、１１０６Ｂの上の一面には、電子輸送層１１０３が設けられている。電子輸送層１１０３は、陰極電極である透明電極層１１０２からの電子を輸送して各色光用発光層１１０６Ｒ、１１０６Ｇ、１１０６Ｂに注入する。また、電子輸送層１１０３は、発光層からの光のうちの一部の光を反射電極層１１０８の方向へ反射し、発光層からの光のうちの他の一部の光を透過して射出するハーフミラー層である。電子輸送層１１０３は、例えば、マグネシウム及び銀を共蒸着して構成することができる。また、電子輸送層１１０３は、カルシウムにより構成しても良い。電子輸送層１１０３は、上記実施例１のハーフミラー層と同様に、３〜５ｎｍの層厚で設けられている。また、電子輸送層１１０３と反射電極層１１０８とは、Ｇ光用発光層１１０６Ｇを挟んで互いに対向して設けられている。

電子輸送層１１０３の上には、陰極電極である透明電極層１１０２、封止層１１１５及び基板１１０１が設けられている。透明電極層１１０２は、上記実施例１の透明電極層１０２と同様に、ＩＴＯやＩＺＯにより構成することができる。封止層１１１５は、基板１１０１及び基板１１１６の間の各層が酸化等により劣化することを防ぐ。基板１１０１は、光学的に透明な硝子や樹脂から構成される。有機ＥＬ素子１１１０Ｒ、１１１０Ｇ、１１１０Ｂは、それぞれ各色光用発光層１１０６Ｒ、１１０６Ｇ、１１０６Ｂからの光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを、透明電極層１１０２の方向にある基板１１０１から射出する。透明電極層１１０２は、不図示の外部電極と電気的に接続されている。なお、有機ＥＬ素子部１１は、透明電極層１１０２と反射電極層１１０８との間の部分である。

図１２は、有機ＥＬ素子１１１０ＧにおけるＧ光用発光層１１０６Ｇからの光の振舞いを説明するものである。反射電極層１１０８と透明電極層１１０２との間に電圧を印加すると、有機ＥＬ素子１１１０Ｇは、Ｇ光用発光層１１０６Ｇのうち正孔輸送層１１０４側の位置で光を発生する。Ｇ光用発光層１１０６Ｇで発生した光は、透明電極層１１０２側の方向、及び反射電極層１１０８の方向へ進行する。

図１２に示す光Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６は、いずれも、Ｇ光用発光層１１０６Ｇから透明電極層１１０２の方向へ進行する。このうち光Ｌ４は、電子輸送層１１０３及び反射電極層１１０８の間を１往復した後基板１０１から射出する。光Ｌ５は、電子輸送層１１０３及び反射電極層１１０８の間を２往復した後基板１０１から射出する。光Ｌ６は、電子輸送層１１０３及び反射電極層１１０８の間を３往復した後基板１０１から射出する。有機ＥＬ素子１１１０Ｇは、光Ｌ４と光Ｌ５、Ｌ６、あるいはそれ以上電子輸送層１１０３及び反射電極層１１０８の間を往復した後射出する光が干渉することによって共振する。

有機ＥＬ素子１１１０Ｇは、電子輸送層１１０３と反射電極層１１０８とが、Ｇ光用発光層１１０６Ｇからの光を共振させる光共振器を構成する。Ｇ光用発光層１１０６Ｇからの光は、共振して増幅された後有機ＥＬ素子１１１０Ｇから射出する。反射電極層１１０８と電子輸送層１１０３とは、反射電極層１１０８と電子輸送層１１０３との間で特定の波長領域の光であるＧ光を共振させる所定の間隔で設けられている。有機ＥＬ素子１１１０Ｇは、式（２）を満足するように構成される。
Ｄｃ＝λ｛ｍｃ−（φｃ＋φｄ）／（２π）｝／２ （２）

式（２）において、Ｄｃは、反射電極層１１０８と電子輸送層１１０３との間の所定の間隔である。φｃは、反射電極層１１０８での反射によるＧ光の位相シフト量（ラジアン）、φｄは、電子輸送層１１０３での反射によるＧ光の位相シフト量（ラジアン）である。また、λは特定の波長領域の光のピーク波長、ｍｃは任意の整数である。式（２）により所定の間隔Ｄｃを決定すると、光Ｌ４と光Ｌ５、Ｌ６、あるいはそれ以上電子輸送層１１０３及び反射電極層１１０８の間を往復した後射出する光は、重なることで互いに干渉し合う。さらに、Ｇ光用発光層１１０６Ｇからの光は、反射電極層１１０８と電子輸送層１１０３との間を往復することで波長λのＧ光のみが増幅されて射出する。波長λとして例えば５４０ｎｍ付近の値を設定することで、有機ＥＬ素子１１１０Ｇは、５４０ｎｍ付近に大きなピークを有するスペクトルのＧ光を供給することができる。

また、有機ＥＬ素子１１１０Ｇは、３〜５ｎｍの層厚の電子輸送層１１０３を設けることで、上記実施例１の有機ＥＬ素子と同様に、画像の色相及び輝度の視野角依存を低減することができる。これにより、上記実施例１と同様に、色純度が高い色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減することができるという効果を奏する。

（変形例）
図１３は、実施例２の変形例に係る有機ＥＬ素子１３１０Ｇの説明図である。本変形例の有機ＥＬ素子１３１０Ｇも、上記の有機ＥＬ素子１１１０Ｇと同じトップエミッション方式の電界発光素子である。本変形例の有機ＥＬ素子１３１０Ｇは、反射電極層１１０８、正孔輸送層１１０４、Ｇ光用発光層１１０６Ｇ、電子輸送層１３０３、透明電極層１１０２及びハーフミラー層１３２０を順次積層して構成されている。

電子輸送層１３０３は、不図示のバンク及び各色光用発光層の上に設けられている。電子輸送層１３０３は、透明電極層１１０２からの電子を輸送して各色光用発光層１１０６Ｒ、１１０６Ｇ、１１０６Ｂに注入する。電子輸送層１３０３は、光学的に透明な部材から構成されている。電子輸送層１３０３としては、例えばバソキュプロイン（ＢＣＰ）及びセシウム（Ｃｓ）を共蒸着して形成することができる。また、上記の電子輸送層１１０３がハーフミラー層として機能するのに対して、本変形例の有機ＥＬ素子１３１０Ｇは、電子輸送層１３０３とは別にハーフミラー層１３２０を有する。

電子輸送層１３０３の上には、透明電極層１１０２、ハーフミラー層１３２０が順次積層されている。ハーフミラー層１３２０は、Ｇ光用発光層１１０６Ｇからの光のうちの一部の光を反射電極層１１０８の方向へ反射し、Ｇ光用発光層１１０６Ｇからの光のうちの他の一部の光を透過して射出する。ハーフミラー層１３２０は、例えば、アルミニウムにより構成することができる。ハーフミラー層１３２０は、上記実施例１のハーフミラー層と同様に、３〜５ｎｍの層厚で設けられている。また、ハーフミラー層１３２０と反射電極層１１０８とは、Ｇ光用発光層１１０６Ｇを挟んで互いに対向して設けられている。ハーフミラー層１３２０の上には、封止層１１１５及び基板１１０１が設けられている。

図１３に示す光Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９は、いずれも、Ｇ光用発光層１１０６Ｇから透明電極層１１０２の方向へ進行する。このうち光Ｌ７は、ハーフミラー層１３２０及び反射電極層１１０８の間を１往復した後基板１１０１から射出する。光Ｌ８は、ハーフミラー層１３２０及び反射電極層１１０８の間を２往復した後基板１１０１から射出する。光Ｌ９は、ハーフミラー層１３２０及び反射電極層１１０８の間を３往復した後基板１１０１から射出する。有機ＥＬ素子１３１０Ｇは、光Ｌ７と光Ｌ８、Ｌ９、あるいはそれ以上ハーフミラー層１３２０及び反射電極層１１０８の間を往復した後射出する光が干渉することによって共振する。

有機ＥＬ素子１３１０Ｇは、ハーフミラー層１３２０と反射電極層１１０８とが、Ｇ光用発光層１１０６Ｇからの光を共振させる光共振器を構成する。反射電極層１１０８とハーフミラー層１３２０とは、反射電極層１１０８とハーフミラー層１３２０との間で特定の波長領域の光であるＧ光を共振させる所定の間隔で設けられている。有機ＥＬ素子１３１０Ｇは、式（３）を満足するように構成される。
Ｄｅ＝λ｛ｍｅ−（φｅ＋φｆ）／（２π）｝／２ （３）

式（３）において、Ｄｅは、反射電極層１１０８とハーフミラー層１３２０との間の所定の間隔である。φｅは、反射電極層１１０８での反射によるＧ光の位相シフト量（ラジアン）、φｆは、ハーフミラー層１３２０での反射によるＧ光の位相シフト量（ラジアン）である。また、λは特定の波長領域の光のピーク波長、ｍｅは任意の整数である。式（３）により所定の間隔Ｄｅを決定すると、光Ｌ７と光Ｌ８、Ｌ９、あるいはそれ以上ハーフミラー層１３２０及び反射電極層１１０８の間を往復した後射出する光は、重なることで互いに干渉し合う。さらに、Ｇ光用発光層１１０６Ｇからの光は、反射電極層１１０８とハーフミラー層１３２０との間を往復することで波長λのＧ光のみが増幅されて射出する。

また、有機ＥＬ素子１３１０Ｇは、３〜５ｎｍの層厚のハーフミラー層１３２０を設けることで、上記の有機ＥＬ素子１１１０Ｇと同様に、画像の色相及び輝度の視野角依存を低減することができる。これにより、色純度が高い色光を供給する上で、画像の色相や輝度の視野角依存を低減することができるという効果を奏する。

上記各実施例は、電界発光素子として有機ＥＬ素子の構成を示しているが、これに限られない。例えば、本発明に係る電界発光素子は、無機ＥＬ素子であっても良い。本発明に係る電界発光素子は、電子機器の表示パネルに適用することができる。本発明の電界発光素子を備える表示パネルは、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、携帯型情報機器であるＰＤＡ、テレビ等の電子機器に広く適用することができる。さらに、本発明に係る電界発光素子は、表示パネル以外に照明装置、電子ペーパー等に適用することもできる。

以上のように、本発明に係る電界発光素子は、プレゼンテーションや動画を表示する表示パネルに用いる場合に有用である。

本発明の実施例１に係る表示パネルの要部斜視図。 本発明の実施例１に係る表示パネルの要部断面図。 有機ＥＬ素子の概略構成図。 有機ＥＬ素子における光の振舞いの説明図。 視野角と発光スペクトルとの関係を示す図。 光の強度分布を示す図。 視野角と発光スペクトルとの関係を示す図。 光の強度分布を示す図。 視野角と発光スペクトルとの関係を示す図。 光の強度分布を示す図。 視野角と発光スペクトルとの関係を示す図。 光の強度分布を示す図。 波長と透過率との関係を示す図。 波長と反射率との関係を示す図。 表示パネルの製造方法の説明図。 表示パネルの製造方法の説明図。 表示パネルの製造方法の説明図。 表示パネルの製造方法の説明図。 表示パネルの製造方法の説明図。 本発明の実施例２に係る表示パネルの要部断面図。 有機ＥＬ素子の概略構成図。 実施例２の変形例に係る有機ＥＬ素子の概略構成図。

符号の説明

１０ 有機ＥＬ素子部、２１ トランジスタ部、２２ 配線、３０ 表示素子、１００ 表示パネル、１０１ 基板、１０２ 透明電極層、１０４ 正孔輸送層、１０６Ｒ Ｒ光用発光層、１０６Ｇ Ｇ光用発光層、１０６Ｂ Ｂ光用発光層、１０８ 反射電極層、１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ 有機ＥＬ素子、１１１ 基板、１１２ ＴＦＴ層、１１４ バンク、１１６ 封止層、１２０ ハーフミラー層、２２１ フッ化リチウム層、２２２ カルシウム層、２２３ 金属層、１００１ 凹部、１０１１ 形成材料、１０１２Ｒ 形成材料、１１ 有機ＥＬ素子部、１１００ 表示パネル、１１０１ 基板、１１０２ 透明電極層、１１０３ 電子輸送層、１１０４ 正孔輸送層、１１０６Ｒ Ｒ光用発光層、１１０６Ｇ Ｇ光用発光層、１１０６Ｂ Ｂ光用発光層、１１０７ ＩＴＯ層、１１０８ 反射電極層、１１１０Ｒ、１１１０Ｇ、１１１０Ｂ 有機ＥＬ素子、１１１４ バンク、１１１５ 封止層、１１１６ 基板、１３０３ 電子輸送層、１３１０Ｇ 有機ＥＬ素子、１３２０ ハーフミラー層

Claims (11)

1. 光学的に透明な透明電極層と、
   前記透明電極層に対向して設けられ、光を反射する反射電極層と、
   前記透明電極層と前記反射電極層との間に設けられ、前記透明電極層と前記反射電極層との間に電圧を印加することにより光を供給する発光層と、
   前記発光層に正孔を輸送する正孔輸送層と、
   前記発光層を挟んで前記反射電極層に対向して設けられ、前記発光層からの光のうちの一部の光を前記反射電極層の方向へ反射し、前記発光層からの光のうちの他の一部の光を透過して射出するハーフミラー層と、を有し、
   前記反射電極層と前記ハーフミラー層とは、前記反射電極層と前記ハーフミラー層との間で特定の波長領域の光を共振させる所定の間隔で設けられ、
   前記ハーフミラー層は、入射する光のうち５％以上２０％以下の光量の光を前記反射電極層の方向へ反射し、かつ入射する光のうち６０％以上９０％以下の光量の光を透過することを特徴とする電界発光素子。
2. 前記発光層及び前記正孔輸送層は、それぞれの形成材料を吐出成膜することで形成され、かつ、前記形成材料の吐出量を変化させることで層厚を調節して設けられ、
   前記反射電極層と前記ハーフミラー層とは、前記発光層及び前記正孔輸送層の少なくとも一方の前記層厚を調節することにより前記所定の間隔で設けられることを特徴とする請求項１に記載の電界発光素子。
3. 基板の上に、前記ハーフミラー層、前記透明電極層、前記正孔輸送層、前記発光層及び前記反射電極層が順次積層され、前記発光層からの光を前記基板の方向へ射出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電界発光素子。
4. 前記反射電極層と前記ハーフミラー層との間の前記所定の間隔をＤａ、前記ハーフミラー層での反射による光の位相シフト量をφａ（ラジアン）、前記反射電極層での反射による光の位相シフト量をφｂ（ラジアン）、前記特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍａとすると、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項３に記載の電界発光素子。
   Ｄａ＝λ｛ｍａ−（φａ＋φｂ）／（２π）｝／２
5. 前記ハーフミラー層は、前記発光層に電子を輸送する電子輸送層であって、
   前記反射電極層、前記正孔輸送層、前記発光層、前記電子輸送層及び前記透明電極層が順次積層され、前記発光層からの光を前記透明電極層の方向へ射出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電界発光素子。
6. 前記反射電極層と前記電子輸送層との間の前記所定の間隔をＤｃ、前記反射電極層での反射による光の位相シフト量をφｃ（ラジアン）、前記電子輸送層での反射による光の位相シフト量をφｄ（ラジアン）、前記特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍｃとすると、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項５に記載の電界発光素子。
   Ｄｃ＝λ｛ｍｃ−（φｃ＋φｄ）／（２π）｝／２
7. 前記発光層に電子を輸送する電子輸送層を有し、
   前記反射電極層、前記正孔輸送層、前記発光層、前記電子輸送層、前記透明電極層及び前記ハーフミラー層が順次積層され、前記発光層からの光を前記透明電極層の方向へ射出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電界発光素子。
8. 前記反射電極層と前記ハーフミラー層との間の前記所定の間隔をＤｅ、前記反射電極層での反射による光の位相シフト量をφｅ（ラジアン）、前記ハーフミラー層での反射による光の位相シフト量をφｆ（ラジアン）、前記特定の波長領域の光のピーク波長をλ、任意の整数をｍｅとすると、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項７に記載の電界発光素子。
   Ｄｅ＝λ｛ｍｅ−（φｅ＋φｆ）／（２π）｝／２
9. 前記ハーフミラー層は、３ｎｍ以上５ｎｍ以下の層厚で設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電界発光素子。
10. 前記発光層は、第１色光を供給する第１色光用画素に対応して設けられる第１色光用発光層と、第２色光を供給する第２色光用画素に対応して設けられる第２色光用発光層と、第３色光を供給する第３色光用画素に対応して設けられる第３色光用発光層と、を有し、
    前記第１色光用発光層に対応して設けられる前記反射電極層と前記ハーフミラー層とは、前記第１色光を共振させる前記所定の間隔で設けられ、
    前記第２色光用発光層に対応して設けられる前記反射電極層と前記ハーフミラー層とは、前記第２色光を共振させる前記所定の間隔で設けられ、
    前記第３色光用発光層に対応して設けられる前記反射電極層と前記ハーフミラー層とは、前記第３色光を共振させる前記所定の間隔で設けられることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電界発光素子。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電界発光素子と、
    前記電界発光素子を駆動するトランジスタ部と、を有することを特徴とする表示素子。

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