JP2012054225A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロバスト性の高い赤色を発する有機ＥＬ素子を備える表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 青色を発する有機ＥＬ素子１１と、緑色を発する有機ＥＬ素子１２と、赤色を発する有機ＥＬ素子１３と、を有する表示装置であって、赤色を発する有機ＥＬ素子１３の上に、膜厚ｄ_１が以下の式Ａを満たす光学調整層５が設けられている。
（４ｍ_１−２φ_１／π−３）λ_１／（８ｎ_１）＜ｄ_１＜（４ｍ_１−２φ_１／π−１）λ_１／（８ｎ_１） ・・・式Ａ
ここで、λ_１は赤色を発する有機ＥＬ素子１３から取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長、ｎ_１は最大ピーク波長λ_１における光学調整層５の屈折率、φ_１は赤色を発する有機ＥＬ素子１３から出射される光が光学調整層５の第２電極４とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量、ｍ_１は正の整数である。
【選択図】 図１

Description

有機ＥＬ素子を用いた表示装置に関する。

有機ＥＬ素子は、基板側に配置される第１電極と、発光層を含む有機化合物層と、第２電極とが積層されて構成されている。有機ＥＬ素子の課題として、発光効率の向上が挙げられる。この課題に対して特許文献１では、第１電極と第２電極の両方に金属を用いる共振器構造を有する有機ＥＬ素子に関して開示されている。

一般的に、金属薄膜の反射率は、可視光領域の長波長では大きい。そのため、青色、緑色、赤色を発する有機ＥＬ素子を備えたフルカラーの表示装置において、光の出射側の電極として金属薄膜を用いる場合には、赤色を発する有機ＥＬ素子で他の色を発する有機ＥＬ素子よりも共振効果が大きくなる。

特開２００４−１２７７９５号公報

したがって、共振効果の大きい赤色を発する有機ＥＬ素子においては、有機化合物層などの成膜時における膜厚変化によって、色度や発光効率等の特性が大きく変化してしまうという課題が生じる。

本発明は上記課題に鑑み、ロバスト性の高い赤色を発する有機ＥＬ素子を備える表示装置を提供することを目的とする。

本発明の表示装置は、青色を発する有機ＥＬ素子と、緑色を発する有機ＥＬ素子と、赤色を発する有機ＥＬ素子と、を有する表示装置であって、各有機ＥＬ素子が、第１電極と発光層と第２電極とを有し、前記有機ＥＬ素子から発せられる光が前記第２電極から出射され、前記赤色を発する有機ＥＬ素子の第２電極の上に、第１光学調整層を有し、前記第１光学調整層の膜厚ｄ_１は、以下の式Ａを満たすことを特徴とする。
（４ｍ_１−２φ_１／π−３）λ_１／（８ｎ_１）＜ｄ_１＜（４ｍ_１−２φ_１／π−１）λ_１／（８ｎ_１） ・・・式Ａ
ここで、λ_１は前記赤色を発する有機ＥＬ素子から取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長、ｎ_１は前記最大ピーク波長λ_１における前記第１光学調整層の屈折率、φ_１は前記赤色を発する有機ＥＬ素子から出射される光が前記第１光学調整層の前記第２電極とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量、ｍ_１は正の整数である。

本発明によって、ロバスト性の高い赤色を発する有機ＥＬ素子を備える表示装置を得ることができる。

本発明の有機ＥＬ素子を備える表示装置を説明する概略図 薄膜銀における反射率の波長分散を示す図 本発明の実施例１における第１光学調整層の膜厚と発光効率の関係を示す図 本発明の実施例１と比較例１における有機化合物層の膜厚ずれと色度変化量 本発明の実施例２における第１光学調整層の膜厚と発光効率の関係を示す図 本発明の実施例２と比較例１における有機化合物層の膜厚ずれと色度変化量

以下、本発明に係る表示装置の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。また以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。

図１（ａ）は、本発明の赤色を発する有機ＥＬ素子を有する表示装置の概略断面図である。表示装置は、基板１上に、青色を発光する有機ＥＬ素子１１と、緑色を発光する有機ＥＬ素子１２と、赤色を発光する有機ＥＬ素子１３とを有している。各有機ＥＬ素子は、第１電極２と、発光層を有する有機化合物層３と、第２電極４とを順に有している。そして、各有機ＥＬ素子の上には保護層６が配置されている。また、有機ＥＬ素子から発せられる光が第２電極４側から出射する。なお、各有機ＥＬ素子の間には隔壁７が配置されている。

また、保護層６は、複数の有機ＥＬ素子（有機ＥＬ素子１１と有機ＥＬ素子１２と有機ＥＬ素子１３）に渡って共通の膜厚で配置されている。

また、各有機ＥＬ素子の第２電極４と保護層６の間に光学調整層５が配置されている。光学調整層５は、１つの層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。また、光学調整層５が複数の層からなる場合には、その複数の層のうち接する２つの層は、互いに異なる屈折率を有していることが好ましい。

図２は、Ａｇ薄膜１０ｎｍでの反射率の波長分散を示した図である。この図と同様に、光取り出し電極となる第２電極を５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の金属薄膜で構成する場合には、その第２電極４の反射率が長波長領域で大きくなっている。このため赤色を発光する有機ＥＬ素子の共振効果が大きくなり、光取り出し効率が、他の色よりも相対的に大きくなってしまう。このため、赤色を発する有機ＥＬ素子１３では、有機化合物層などの成膜時における膜厚変化に対して、色度や発光効率等の特性が大きく変化してしまい、ロバスト性が低くなってしまう。なお、共振効果とは、第１電極２側にある反射面と第２電極４側にある反射面との間で光干渉効果を利用して発光層が発する光を強める効果である。

よって、本発明では、赤色を発する有機ＥＬ素子１３の共振効果を弱めるように光学調整層５が設けられている。具体的には、赤色を発光する有機ＥＬ素子１３の発光層内で発光する光が、光学調整層５の２つの界面で反射される際の位相が互いに逆位相の関係になるように、光学調整層５の膜厚が設定されている。より具体的には、光学調整層５の膜厚ｄ_１が以下の式１を満たすように設計されている。
２ｎ_１ｄ_１／λ_１＋φ_１／２π＝ｍ_１−１／２ ・・・式１
ここで、λ_１は有機ＥＬ素子から取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長、ｎ_１は最大ピーク波長λ_１における光学調整層５の屈折率である。また、φ_１は赤色を発する有機ＥＬ素子１３から出射される光が光学調整層５の第２電極４とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量、ｍ_１は正の整数である。

なお、有機化合物層３や光学調整層５の成膜時に生じる成膜誤差や、発光層内の発光分布の影響によって式１を満たさない場合がある。しかしながら、光学調整層５の光学膜厚ｎ_１ｄ_１の値が式１を満たす値から±λ_１／８程度ずれたとしても、赤色を発する有機ＥＬ素子１３の共振効果は十分弱められる。よって、光学調整層５の膜厚ｄ_１は、以下の関係式（式Ａ）を満たしていればよい。ただし、ｄ_１＞０である。
（４ｍ_１−２φ_１／π−３）λ_１／（８ｎ_１）＜ｄ_１＜（４ｍ_１−２φ_１／π−１）λ_１／（８ｎ_１） ・・・式Ａ
この構成により、赤色を発する有機発光素子の共振効果が弱められ、色度や発光効率等の特性が変化しにくくなりロバスト性が高くなる。また、光学調整層５が赤色を発する有機ＥＬ素子１３にのみ配置された場合であってもよい。

また、光学調整層５の光学膜厚ｎ_１ｄ_１は、光学調整層５の光学膜厚ｎ_１ｄ_１の値が式１を満たす値から±λ_１／１６程度ずれた範囲内の値であればより好ましい。つまり、光学調整層５の膜厚ｄ_１は以下の関係式（式Ａ’）を満たすことがより好ましい。
（８ｍ_１−４φ_１／π−５）λ_１／（１６ｎ_１）≦ｄ_１≦（８ｍ_１−４φ_１／π−３）λ_１／（１６ｎ_１） ・・・式Ａ’
なお、図２の特性は、Ａｇを含む金属薄膜を用いる場合には顕著であるが、膜厚５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の金属薄膜は総じて短波長側ほど反射率が低いため、Ａｇ薄膜あるいはＡｇを含む金属薄膜に限られるわけではない。また、赤色を発する有機ＥＬ素子１３の共振効果が他の色を発する有機ＥＬ素子よりも大きいものであれば本発明を適用できる。例えば、共振器構造を有する有機ＥＬ素子で、赤色を発する有機ＥＬ素子が他の色を発する素子よりも高次の光干渉効果を利用する共振器構造を有する場合が挙げられる。

一方、図１（ｂ）には、光学調整層５が、第２電極４の上に配置される第１光学調整層５１と、第１光学調整層５１の上に配置される第２光学調整層５２と、を有する複数の層で構成されている例が示されている。第１光学調整層５１、第２光学調整層５２はともに、各有機ＥＬ素子の上に共通で配置されている。また、第１光学調整層５１と第２光学調整層５２は互いに屈折率の異なる材料からなる。そして、第１光学調整層５１の膜厚は、上述した式Ａを満たし、第２光学調整層５２の膜厚ｄ_２は下記関係式（式Ｂ）を満たしている。
（４ｍ_２−２φ_２／π−１）λ_２／（８ｎ_２）＜ｄ_２＜（４ｍ_２−２φ_２／π＋１）λ_２／（８ｎ_２） ・・・式Ｂ
ここで、λ_２は青色を発する有機ＥＬ素子１１から取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長、ｎ_２は最大ピーク波長λ_２における第２光学調整層５２の屈折率である。また、φ_２は青色を発する有機ＥＬ素子１１から出射される光が第１光学調整層５１と第２光学調整層５２との界面で反射される際の位相シフト量と第２光学調整層５２の第１光学調整層５１とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量との和である。そして、ｍ_２は正の整数である。

また、第２光学調整層５２の膜厚ｄ_２は式Ｂ’を満たすことがより好ましい。さらに、第２光学調整層５２の膜厚ｄ_２は式Ｂ” を満たすことが最適である。
（８ｍ_２−４φ_２／π−１）λ_２／（１６ｎ_２）≦ｄ_２≦（８ｍ_２−４φ_２／π＋１）λ_２／（１６ｎ_２） ・・・式Ｂ’
２ｎ_２ｄ_２／λ_２＋φ_２／２π＝ｍ_２ ・・・式Ｂ’’
これは、図２で示されるように、光取り出し電極となる第２電極を５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の金属薄膜で構成する場合には、その第２電極の反射率が短波長領域で小さくなっていることに着目したものである。式Ｂ、式Ｂ’，式Ｂ’’を満たすように第２光学調整層５２を構成することにより、青色の波長において第２光学調整層５２の両界面で反射される際の位相が近くなり、青色を発する有機ＥＬ素子１１の共振効果を強めることができ、青色の光取り出し効率が向上する。

この構成により、本発明の表示装置において、青色を発する有機ＥＬ素子１１の発光効率が向上し、赤色を発する有機ＥＬ素子１３の発光効率を低くすることができるので、白色を表示する際の輝度バランスが良好になり、消費電力が低減される。

また、図１（ｃ）のように、第２光学調整層５２の上に第３光学調整層５３を有する構成にしてもよい。つまり、青色の波長において第３光学調整層５３の両界面で反射される際の位相をそろえ、青色を発する有機ＥＬ素子１１の共振効果を強めるような構成を第２光学調整層５２と第３光学調整層５３を用いて実現してもよい。この場合、第３光学調整層５３は第２光学調整層５２とは屈折率の異なる材料からなる。そして、第３光学調整層５３の膜厚ｄ_３は、下記関係式（式Ｃ）を満たしている。
（４ｍ_３−２φ_３／π−１）λ_２／（８ｎ_３）＜ｄ_３＜（４ｍ_３−２φ_３／π＋１）λ_２／（８ｎ_３） ・・・式Ｃ
ここで、ｎ_３は上述した最大ピーク波長λ_２における第３光学調整層５３の屈折率である。また、φ_３は青色を発する有機ＥＬ素子１１から出射される光が第２光学調整層５２と第３光学調整層５３との界面で反射される際の位相シフト量と第３光学調整層５３の第２光学調整層５２とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量との和である。そして、ｍ_３は正の整数である。

また、第３光学調整層５３の膜厚ｄ_３は式Ｃ’を満たすことがより好ましい。さらに、第３光学調整層５３の膜厚ｄ_３は式Ｃ” を満たすことが最適である。
（８ｍ_３−４φ_３／π−１）λ_３／（１６ｎ_３）≦ｄ_３≦（８ｍ_３−４φ_３／π＋１）λ_３／（１６ｎ_３） ・・・式Ｃ’
２ｎ_３ｄ_３／λ_３＋φ_３／２π＝ｍ_３ ・・・式Ｃ’’

また、光学調整層５が単層から成る場合のその膜厚ｄ_１、光学調整層５が複数の層から成る場合における第１光学調整層５１の膜厚ｄ_１は、上記式Ａまたは式Ａ’を満たし、かつ、以下の式Ｄと式Ｄ’と式Ｄ’’のうち少なくともいずれか１つを満たすことが望ましい。
（４ｍ_４−２φ_４／π−１）λ_２／（８ｎ_４）＜ｄ_１＜（４ｍ_４−２φ_４／π＋１）λ_２／（８ｎ_４） ・・・式Ｄ
（８ｍ_４−４φ_４／π−１）λ_２／（１６ｎ_４）≦ｄ_１≦（８ｍ_４−４φ_４／π＋１）λ_２／（１６ｎ_４） ・・・式Ｄ’
２ｎ_４ｄ_１／λ_２＋φ_４／２π＝ｍ_４ ・・・式Ｄ’’
ここで、λ_２は青色を発する有機ＥＬ素子１１から取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長、ｎ_４は最大ピーク波長λ_２における光学調整層５（もしくは第１光学調整層５１）の屈折率である。φ_４は青色を発する有機ＥＬ素子１１から出射される光が光学調整層５（第１光学調整層５１）の第２電極４とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量、ｍ_４は正の整数である。

この構成では、光学調整層５もしくは第１光学調整層５１によって、赤色を発する有機発光素子の共振効果が弱められ、かつ、青色を発する有機ＥＬ素子１１の共振効果を強めることができる。なお、式Ｄよりも式Ｄ’、式Ｄ’よりも式Ｄ’’を満たす方が、青色を発する有機ＥＬ素子１１の共振効果を強めることができるので好ましい。

また、光学調整層５が複数の層から成る場合における第２光学調整層５２の膜厚ｄ_２は、上記式Ｂまたは式Ｂ’を満たし、かつ、以下の式Ｅと式Ｅ’と式Ｅ’’のうち少なくともいずれか１つを満たすことが望ましい。
（４ｍ_５−２φ_５／π−３）λ_１／（８ｎ_５）＜ｄ_２＜（４ｍ_５−２φ_５／π−１）λ_１／（８ｎ_５） ・・・式Ｅ
（８ｍ_５−４φ_５／π−５）λ_１／（１６ｎ_５）≦ｄ_２≦（８ｍ_５−４φ_５／π−３）λ_１／（１６ｎ_５） ・・・式Ｅ’
２ｎ_５ｄ_２／λ_１＋φ_５／２π＝ｍ_５−１／２ ・・・式Ｅ’’
ここで、λ_１は赤色を発する有機ＥＬ素子１３から取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長、ｎ_５は最大ピーク波長λ_１における第２光学調整層５２の屈折率である。φ_５は赤色を発する有機ＥＬ素子１３から出射される光が第１光学調整層５１と第２光学調整層５２との界面で反射される際の位相シフト量と第２光学調整層５２の第１光学調整層５１とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量との和である。ｍ_５は正の整数である。

この構成では、第２光学調整層５２によって、青色を発する有機ＥＬ素子１１の共振効果を強め、かつ、赤色を発する有機発光素子１３の共振効果が弱められる。なお、式Ｅよりも式Ｅ’、式Ｅ’よりも式Ｅ’’を満たす方が、赤色を発する有機ＥＬ素子１３の共振効果を弱めることができるので好ましい。

また、光学調整層５がさらに第３光学調整層５３を有する場合のその膜厚ｄ_３は、上記式Ｃまたは式Ｃ’を満たし、かつ、以下の式Ｆと式Ｆ’と式Ｆ’’のうち少なくともいずれか１つを満たすことが望ましい。
（４ｍ_６−２φ_６／π−３）λ_１／（８ｎ_６）＜ｄ_３＜（４ｍ_６−２φ_６／π−１）λ_１／（８ｎ_６） ・・・式Ｆ
（８ｍ_６−４φ_６／π−５）λ_１／（１６ｎ_６）≦ｄ_３≦（８ｍ_６−４φ_６／π−３）λ_１／（１６ｎ_６） ・・・式Ｆ’
２ｎ_６ｄ_３／λ_１＋φ_６／２π＝ｍ_６−１／２ ・・・式Ｆ’’
ここで、λ_１は赤色を発する有機ＥＬ素子１３から取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長、ｎ_６は最大ピーク波長λ_１における第３光学調整層５３の屈折率である。φ_６は赤色を発する有機ＥＬ素子１３から出射される光が第２光学調整層５２と第３光学調整層５３との界面で反射される際の位相シフト量と第３光学調整層５３の第２光学調整層５２とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量との和である。ｍ_６は正の整数である。

この構成では、第３光学調整層５３によって、青色を発する有機ＥＬ素子１１の共振効果を強め、かつ、赤色を発する有機発光素子１３の共振効果が弱められる。なお、式Ｆよりも式Ｆ’、式Ｆ’よりも式Ｆ’’を満たす方が、赤色を発する有機ＥＬ素子１３の共振効果を弱めることができるので好ましい。

基板１はＴＦＴ等のスイッチング素子（不図示）が形成された絶縁性の基板であり、ガラス、プラスチック等からなる。

第１電極２は、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇなどの金属単体やそれらの合金からなる金属層を用いることができる。さらに、酸化インジウムと酸化錫の化合物層や酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物層などの透明酸化物導電層を金属層の上に積層する構成を採ることもできる。第１電極２が金属層のみからなる場合は、第１電極２にある反射面は、金属層（第１電極２）と有機化合物層３との界面である。第１電極２が金属層と透明酸化物導電層との２層からなる場合は、第１電極２にある反射面は、金属層と透明酸化物導電層との界面である。第１電極２の膜厚は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。なお、透明とは、可視光域（波長４００ｎｍ乃至７８０ｎｍ）において５０％以上の光透過率を有することをいう。

有機化合物層３は、少なくとも発光層を有し、必要に応じて正孔輸送層や電子輸送層などの電荷輸送層を有してもよく、さらには正孔ブロッキング層等を有してもいてよい。各層には公知の材料が使用することができ、成膜手法も蒸着や転写等公知の成膜手法を用いることができる。なお、有機化合物層３の膜厚を発光色毎に最適化することで、各色の有機ＥＬ素子の発光効率を上げることができる。

第２電極４は、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇなどの金属単体やそれらの合金からなる金属薄膜を使用することができる。特にＡｇを含む金属薄膜は吸収率が低く、比抵抗も低いため、第２電極４として好ましい。第２電極４の膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。また、第２電極４は上述した金属薄膜と酸化インジウムと酸化錫の化合物層や酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物層などの透明酸化物導電層とが積層され構成であってもよい。第２電極４にある反射面は、金属薄膜（第２電極４）と有機化合物層３との界面である。

保護層６は、材料や成膜手法は公知のものを使用することができる。一例としては、窒化シリコンをＣＶＤ装置で成膜する方法が挙げられる。また酸化チタンも用いることができる。なお、保護層６の膜厚は封止性能を出すために一般的にミクロンオーダであり、光学干渉効果が効かない膜厚である。

光学調整層５は、特に制限は無く、有機材料、無機材料のどちらでもよい。例えば、酸化シリコン、酸化チタン、ＬｉＦ、ＭｇＦ_２、ＣＦ_ｘ、有機化合物層３を構成するいずれかと同じ材料が挙げられる。ただし、隣り合う光学調整層間（第１光学調整層５１と第２光学調整層５２、第２光学調整層５２と第３光学調整層５３）において屈折率差が大きい方（屈折率差が０．２以上）が、反射率が大きくなるため、光学的な調整を行ううえで好ましい。なお、屈折率ｎ_Ａの媒質から屈折率ｎ_Ｂの媒質に光が入射する際の界面における反射率Ｒの式が式２で表されている。
Ｒ＝（ｎ_Ａ−ｎ_Ｂ）^２／（ｎ_Ａ＋ｎ_Ｂ）^２ ・・・式２
また、光学調整層５は、高屈折率層（屈折率が１．７より大きい）と低屈折率層（屈折率が１．７以下）が交互に積層された構成であることが望ましい。また、第１光学調整層５１が高屈折率層なら第２光学調整層５２は低屈折率層が好ましい。また、光学調整層５内の、保護層６と接する層の屈折率は保護層６の屈折率よりも大きいことが好ましく、その屈折率差は０．５以上であることが好ましい。

また光学調整層５を構成する層の各膜厚は、１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下が好ましい。

（実施例１）
本実施例における表示装置は、図１（ａ）、（ｂ）で示すように青色、緑色、赤色を発する有機ＥＬ素子（１１，１２，１３）を有する。基板１の上に、各有機ＥＬ素子に対応する第１電極２が配置されている。そして、第１電極２の上には、発光層３１を有する有機化合物層３が配置されている。なお、有機化合物層３の膜厚は各色毎で共振効果を利用するため最適化されている。有機化合物層３の上には、金属薄膜からなる第２電極４が各有機ＥＬ素子に渡って配置されている。

そして、第２電極４の上には、光学調整層５が配置されている。そして、光学調整層５の上には、保護層６が配置されている。光学調整層５と保護層６は、各有機ＥＬ素子に渡って、共通に配置されている。また、光学調整層５は第１光学調整層５１と第２光学調整層５２とから構成されている。光学調整層５の各層と保護層６の材料、屈折率及び膜厚は表１に示す。

第１光学調整層５１の膜厚ｘと赤色を発する有機ＥＬ素子１３の発光効率との関係が図３に示されており、第１光学調整層５１が３０ｎｍの場合に、発光効率が極小になることがわかる。本実施例において、赤色を発する有機ＥＬ素子１３の発するスペクトルの最大ピーク波長λ_１は６２０ｎｍである。また、第２電極４から出射される光が第１光学調整層５１の第２電極４とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量φ_１は約０である。よってｍ_１＝１で、第１光学調整層５１の膜厚は式Ａを満たしている。

図４に、実施例１において第１光学調整層５１の膜厚ｘを３０ｎｍとしたものと有機ＥＬ素子に光学調整層５を設けない場合（比較例１）において、有機化合物層の膜厚ずれと設定値（ｘ_０，ｙ_０）からの色度変化量Δｘｙの関係が示されている。設定値（ｘ_０，ｙ_０）は、赤色のＮＴＳＣ色度座標（０．６７，０．３３）である。この図で示すように、比較例１よりも実施例１の方が、膜厚ずれに対して色度変化量が小さくなっている。例えばΔｘｙ≦０．０１に入るためには、比較例１では有機化合物層３の膜厚ずれが±５ｎｍ程度であるのに対し、実施例１では有機化合物層３の膜厚ずれが±１０ｎｍとなり、膜厚変動許容値が広くなり、ロバスト性が向上する。

また、第２光学調整層５２の膜厚は７７ｎｍであるが、これは式Ｂを満たすように設定されている。なお、青色を発する有機ＥＬ素子１１の発する光のスペクトルの最大ピーク波長λ_２は４６０ｎｍである。また、青色を発する有機ＥＬ素子１１から出射される光が第１光学調整層５１と第２光学調整層５２との界面で反射される際の位相シフト量と第２光学調整層５２の第１光学調整層５１とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量との和φ_２は、約πである。正の整数ｍ_２は１である。

また、表２に実施例１および比較例１における各色を発する有機ＥＬ素子の発光効率比、及び、その時の消費電力比が示されている。

本実施例においては、膜厚変動許容値を広げているため、第１光学調整層５１によって赤の共振効果を弱めているので、赤の発光効率は比較例よりも低下している。一方、第２光学調整層５２によって短波長側の共振効果を強めているため、緑色と青色の発光効率は比較例よりも高くなっている。その結果、本実施例の方が消費電力の小さい表示装置を得ることが可能となる。

なお、本実施例では、光学調整層５は第１光学調整層５１と第２光学調整層５２の２層で構成されているが、赤色を発する有機ＥＬ素子１３のロバスト性を向上させるには光学調整層５が１層で構成されていればよい。さらに、その光学調整層５が赤色を発する有機ＥＬ素子１３にのみ配置される構成であってもよい。

（実施例２）
本実施例は、図１（ｃ）のように、実施例１に対して、光学調整層５が第１光学調整層５１と第２光学調整層５２と第３光学調整層５３とから構成されている点で異なる。また、第１光学調整層５１と第２光学調整層５２と第３光学調整層５３と保護層６の材料、屈折率及び膜厚は表３に示す。

第１光学調整層５１の膜厚ｘと赤色を発する有機ＥＬ素子１３の発光効率との関係が図５に示されており、第１光学調整層５１が６０ｎｍの場合に、発光効率が極小になることがわかる。本実施例において、赤色を発する有機ＥＬ素子１３の発するスペクトルの最大ピーク波長λ_１は６２０ｎｍである。また、第２電極４から出射される光が第１光学調整層５１の第２電極４とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量φ_１は約０である。よってｍ_１＝１で、第１光学調整層５１の膜厚は式Ａを満たしている。

図６に、実施例２において第１光学調整層５１の膜厚ｘを６０ｎｍとしたものと有機ＥＬ素子に光学調整層５を設けない場合（比較例１）において、有機化合物層の膜厚ずれと設定値（ｘ_０，ｙ_０）からの色度変化量Δｘｙの関係が示されている。なお、設定値は実施例１と同様である。この図で示すように、比較例１よりも実施例２の方が、膜厚ずれに対して色度変化量が小さくなっている。例えばΔｘｙ≦０．０１に入るためには、比較例１では有機化合物層の膜厚ずれが±５ｎｍ程度であるのに対し、実施例２では有機化合物層の膜厚ずれが±１０ｎｍとなり、膜厚変動許容値が広くなり、ロバスト性が向上する。

また、第２光学調整層５２の膜厚は、７７ｎｍであるが、これは式Ｂを満たすように設定されている。なお、青色を発する有機ＥＬ素子１１の発する光のスペクトルの最大ピーク波長λ_２は４６０ｎｍである。また、青色を発する有機ＥＬ素子１１から出射される光が第１光学調整層５１と第２光学調整層５２との界面で反射される際の位相シフト量と第２光学調整層５２の第１光学調整層５１とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量との和φ_２は、約πである。正の整数ｍ_２は１である。

また、第３光学調整層５３の膜厚は、５８ｎｍであるが、これは式Ｃを満たすように設定されている。青色を発する有機ＥＬ素子１１から出射される光が第２光学調整層５２と第３光学調整層５３との界面で反射される際の位相シフト量と第３光学調整層５３の第２光学調整層５２とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量との和φ_３は、約πである。そして、ｍ_３は１である。

また、表４に実施例２および比較例１における各色を発する有機ＥＬ素子の発光効率比、及び、その時の消費電力比が示されている。

本実施例においては、膜厚変動許容値を広げているため、第１光学調整層５１によって赤の共振効果を弱めているので、赤の発光効率は比較例よりも低下している。一方、第２光学調整層５２、第３光学調整層５３によって短波長側の共振効果を強めているため、緑色と青色の発光効率は比較例よりも高くなっている。その結果、本実施例の方が消費電力の小さい表示装置を得ることが可能となる。

なお、本発明は、トップエミッションに関して記述したが、ボトムエミッションでもよい。また、複数層からなる保護層の一部を光学調整層として利用することも有効である。また、屈折率の算出に関しては分光エリプソメトリー等の光学機器を用いればよい。

２ 第１電極
３ 有機化合物層
４ 第２電極
５ 光学調整層
５１ 第１光学調整層
５２ 第２光学調整層
５３ 第３光学調整層

Claims (12)

1. 青色を発する有機ＥＬ素子と、緑色を発する有機ＥＬ素子と、赤色を発する有機ＥＬ素子と、を有する表示装置であって、
   各有機ＥＬ素子が、第１電極と発光層と第２電極とを有し、
   前記有機ＥＬ素子から発せられる光が前記第２電極から出射され、
   前記赤色を発する有機ＥＬ素子の第２電極の上に、第１光学調整層を有し、
   前記第１光学調整層の膜厚ｄ_１は、以下の式Ａを満たすことを特徴とする表示装置。
   （４ｍ_１−２φ_１／π−３）λ_１／（８ｎ_１）＜ｄ_１＜（４ｍ_１−２φ_１／π−１）λ_１／（８ｎ_１） ・・・式Ａ
   ここで、λ_１は前記赤色を発する有機ＥＬ素子から取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長、ｎ_１は前記最大ピーク波長λ_１における前記第１光学調整層の屈折率、φ_１は前記赤色を発する有機ＥＬ素子から出射される光が前記第１光学調整層の前記第２電極とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量、ｍ_１は正の整数である。
2. 前記第１光学調整層が青色を発する有機ＥＬ素子と緑色を発する有機ＥＬ素子に渡って共通の膜厚で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 各色の有機ＥＬ素子に配置された前記第１光学調整層の上に第２光学調整層をさらに有し、
   前記第１光学調整層と前記第２光学調整層は、互いに異なる屈折率を有し、
   前記第２光学調整層の膜厚ｄ_２は、以下の式Ｂを満たすことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
   （４ｍ_２−２φ_２／π−１）λ_２／（８ｎ_２）＜ｄ_２＜（４ｍ_２−２φ_２／π＋１）λ_２／（８ｎ_２） ・・・式Ｂ
   ここで、λ_２は青色を発する有機ＥＬ素子から取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長、ｎ_２は前記最大ピーク波長λ_２における前記第２光学調整層の屈折率、φ_２は前記青色を発する有機ＥＬ素子から出射される光が前記第１光学調整層と前記第２光学調整層との界面で反射される際の位相シフト量と前記第２光学調整層の前記第１光学調整層とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量との和、ｍ_２は正の整数である。
4. 前記第２電極は、膜厚５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の金属からなる電極であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記第２電極は、Ａｇを含むことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 各色の有機ＥＬ素子に配置された前記第２光学調整層の上に第３光学調整層をさらに有し、前記第３光学調整層は、前記第２光学調整層とは屈折率が異なり、前記第３光学調整層の膜厚ｄ_３は、以下の式Ｃを満たすことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の表示装置。
   （４ｍ_３−２φ_３／π−１）λ_２／（８ｎ_３）＜ｄ_３＜（４ｍ_３−２φ_３／π＋１）λ_２／（８ｎ_３） ・・・式Ｃ
   ここで、ｎ_３は前記最大ピーク波長λ_２における前記第３光学調整層の屈折率、φ_３は前記青色を発する有機ＥＬ素子から出射される光が前記第２光学調整層と前記第３光学調整層との界面で反射される際の位相シフト量と前記第３光学調整層の前記第２光学調整層とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量との和、ｍ_３は正の整数である。
7. 前記第１光学調整層の膜厚ｄ_１は、以下の式Ｄを満たすことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
   （４ｍ_４−２φ_４／π−１）λ_２／（８ｎ_４）＜ｄ_１＜（４ｍ_４−２φ_４／π＋１）λ_２／（８ｎ_４） ・・・式Ｄ
   ここで、λ_２は前記青色を発する有機ＥＬ素子から取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長、ｎ_４は前記最大ピーク波長λ_２における前記第１光学調整層の屈折率、φ_４は前記青色を発する有機ＥＬ素子から出射される光が前記第１光学調整層の前記第２電極とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量、ｍ_４は正の整数である。
8. 前記第１光学調整層の膜厚ｄ_１は、以下の式Ａ’および式Ｄ’を満たすことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
   （８ｍ_１−４φ_１／π−５）λ_１／（１６ｎ_１）≦ｄ_１≦（８ｍ_１−４φ_１／π−３）λ_１／（１６ｎ_１） ・・・式Ａ’
   （８ｍ_４−４φ_４／π−１）λ_２／（１６ｎ_４）≦ｄ_１≦（８ｍ_４−４φ_４／π＋１）λ_２／（１６ｎ_４） ・・・式Ｄ’
9. 前記第２光学調整層の膜厚ｄ_２は、以下の式Ｅを満たすことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
   （４ｍ_５−２φ_５／π−３）λ_１／（８ｎ_５）＜ｄ_２＜（４ｍ_５−２φ_５／π−１）λ_１／（８ｎ_５） ・・・式Ｅ
   ここで、ｎ_５は前記最大ピーク波長λ_１における第２光学調整層の屈折率、φ_５は前記赤色を発する有機ＥＬ素子から出射される光が前記第１光学調整層と前記第２光学調整層との界面で反射される際の位相シフト量と前記第２光学調整層の前記第１光学調整層とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量との和、ｍ_５は正の整数である。
10. 前記第２光学調整層の膜厚ｄ_２は、以下の式Ｂ’および式Ｅ’を満たすことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
    （８ｍ_２−４φ_２／π−１）λ_２／（１６ｎ_２）≦ｄ_２≦（８ｍ_２−４φ_２／π＋１）λ_２／（１６ｎ_２） ・・・式Ｂ’
    （８ｍ_５−４φ_５／π−５）λ_１／（１６ｎ_５）≦ｄ_２≦（８ｍ_５−４φ_５／π−３）λ_１／（１６ｎ_５） ・・・式Ｅ’
11. 前記第３光学調整層の膜厚ｄ_３は、以下の式Ｆを満たすことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
    （４ｍ_６−２φ_６／π−３）λ_１／（８ｎ_６）＜ｄ_３＜（４ｍ_６−２φ_６／π−１）λ_１／（８ｎ_６） ・・・式Ｆ
    ここで、ｎ_６は前記最大ピーク波長λ_１における前記第３光学調整層の屈折率、φ_６は前記赤色を発する有機ＥＬ素子から出射される光が前記第２光学調整層と前記第３光学調整層との界面で反射される際の位相シフト量と前記第３光学調整層の前記第２光学調整層とは反対側の界面で反射される際の位相シフト量との和、ｍ_６は正の整数である。
12. 前記第３光学調整層の膜厚ｄ_３は、以下の式Ｃ’および式Ｆ’を満たすことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
    （８ｍ_３−４φ_３／π−１）λ_３／（１６ｎ_３）≦ｄ_３≦（８ｍ_３−４φ_３／π＋１）λ_３／（１６ｎ_３） ・・・式Ｃ’
    （８ｍ_６−４φ_６／π−５）λ_１／（１６ｎ_６）≦ｄ_３≦（８ｍ_６−４φ_６／π−３）λ_１／（１６ｎ_６） ・・・式Ｆ’

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