JP2017004639A - 有機エレクトロルミネッセンス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い発光効率が得られる有機ＥＬ装置を提供する。
【解決手段】本発明の有機ＥＬ装置１は、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられた発光体層を含む有機層と、有機層の一方の側に設けられ、発光体層から射出された光を反射する第１反射層と、有機層を挟んで第１反射層とは反対側に設けられ、発光体層から射出された光の一部を反射し、発光体層から射出された光の他の一部を透過する第２反射層と、を備える。第１反射層と第２反射層とによって共振器構造が構成され、第１反射層と第２反射層との間の光学距離は、発光体層の発光スペクトルにおける２つ以上の異なる波長の光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離に略一致する。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置に関する。

有機エレクトロルミネッセンス表示装置においては、色純度や光の取り出し効率を向上させる目的で、発光層から射出された光を一対の反射層の間で多重反射させて共振させる構造、いわゆる共振器構造が提案されている。共振器構造は、マイクロキャビティ構造と呼ばれることもある。発光層から射出された光が一対の反射層の間で共振すると、発光スペクトルが急峻になるとともに光強度が増大する、という効果が得られる。なお、エレクトロルミネッセンス（Electro-Luminescence）を以下、「ＥＬ」と略記する。

例えば下記の特許文献１には、低消費電力化を図る目的で、少なくとも青色波長域の光と緑色波長域との双方に発光スペクトルを有する燐光材料を含む青緑色燐光発光層を用いた有機ＥＬ装置が開示されている。特許文献１には、青色の光が共振するように共振器構造を設計することにより有機ＥＬ部からの光を青緑色から青色にすることができ、緑色の光が共振するように共振器構造を設計することにより有機ＥＬ部からの光を青緑色から緑色にすることができる、と記載されている。

国際公開第２０１３／０７３６１１号

特許文献１で用いられている青緑色燐光材料は、発光スペクトルのピークの半値幅が広いという特性を有する。このような青緑色燐光材料に共振器構造を適用した場合、低い発光効率しか得られない、という問題があった。ただし、これは青緑色燐光材料に限る問題ではなく、例えば他の色の蛍光材料に共振器構造を適用した場合にも共通の問題である。すなわち、有機ＥＬ装置には、発光材料に係わらず、より高い発光効率を得ることが求められている。

本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、高い発光効率が得られる有機ＥＬ装置を提供することを目的の一つとする。

上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極および前記第２電極から電荷の注入により発光を生じる発光体層を含む有機層と、前記有機層の一方の側に設けられ、前記発光体層から射出された光を反射する第１反射層と、前記有機層を挟んで前記第１反射層とは反対側に設けられ、前記発光体層から射出された光の一部を反射し、前記発光体層から射出された光の他の一部を透過する第２反射層と、を備える。互いに離れて設けられた前記第１反射層と前記第２反射層とによって共振器構造が構成され、前記第１反射層と前記第２反射層との間の光学距離は、前記発光体層の発光スペクトルにおける２つ以上の異なる波長の光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離に略一致する。

本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置において、前記第１反射層と前記第２反射層との間の光学距離は、前記２つ以上の異なる波長のうちの最大波長の光に対してのみ共振条件を満たす光学距離の２倍以上であってもよい。

本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置において、前記発光体層は、少なくとも２つ以上の発光強度のピークを有する発光スペクトルを示す発光材料を含んでいてもよい。

本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置において、前記発光材料は燐光材料であってもよい。

本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置は、前記第１反射層と前記第１電極との間に、光透過性を有する光学距離調整層を備えていてもよい。

本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置は、前記第２反射層の前記有機層とは反対側に、前記２つ以上の異なる波長の光のうちの少なくとも一部を吸収し、前記２つ以上の異なる波長のいずれとも異なる波長の光を発光する蛍光体を含む波長変換層を備えていてもよい。

本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置は、赤色光による表示を行う赤色サブ画素と、緑色光による表示を行う緑色サブ画素と、青色光による表示を行う青色サブ画素と、を含む複数の画素を備えていてもよい。

本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置において、前記２つ以上の異なる波長の光は、緑色光と青色光とを含み、前記波長変換層として、前記緑色光と前記青色光とを吸収して赤色光を発光する蛍光体を含む赤色波長変換層が前記赤色サブ画素に対応して設けられていてもよい。

本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置において、前記２つ以上の異なる波長の光は、少なくとも青色光を含み、前記波長変換層として、前記青色光を吸収して緑色光を発光する蛍光体を含む緑色波長変換層が前記緑色サブ画素に対応して設けられていてもよい。

本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置において、前記青色サブ画素における前記第１反射層と前記第２反射層との間の光学距離は、青色域の波長の光に対してのみ共振条件を満たす光学距離に略一致していてもよい。

本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置は、前記波長変換層の光射出側にカラーフィルターを備えていてもよい。

本発明の一つの態様の有機ＥＬ装置は、前記第２反射層の光射出側に光散乱層を備えていてもよい。

本発明の一つの態様によれば、高い発光効率が得られる有機ＥＬ装置を実現することができる。

第１実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。 （Ａ）蛍光材料の発光スペクトルの一例を示す図であり、（Ｂ）燐光材料の発光スペクトルの一例を示す図である。 第２実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。 第３実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。 第４実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。 第５実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。 第６実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。 第７実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１および図２を用いて説明する。
図１は、第１実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

図１に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、励起光源部２と、波長変換部３と、を備える。励起光源部２は、波長変換部３に含まれる蛍光体粒子を励起させるための励起光を射出する。波長変換部３は、励起光の照射により赤色の蛍光を発する蛍光体粒子を含む赤色波長変換層４Ｒを備える。波長変換部３では、赤色波長変換層４Ｒの蛍光体粒子が励起光を吸収し、励起光とは異なる波長域（色）の蛍光を発する。換言すると、励起光源部２から射出された励起光の波長域（色）は、波長変換部３により変換される。励起光源部２は、第１基板５と、発光部６と、第２基板７と、を備える。波長変換部３は、封止基板８と、赤色波長変換層４Ｒと、隔壁９と、を備える。励起光源部２および波長変換部３の詳細な構成については、後述する。

本実施形態の有機ＥＬ装置１は、表示装置として用いる。そのため、有機ＥＬ装置１は、マトリクス状に配列された複数の画素ＰＸを有する。画素ＰＸは、赤色の表示を行う赤色サブ画素１１Ｒと、緑色の表示を行う緑色サブ画素１１Ｇと、青色の表示を行う青色サブ画素１１Ｂと、から構成されている。図１では、複数の画素のうち、赤色サブ画素１１Ｒと緑色サブ画素１１Ｇと青色サブ画素１１Ｂとからなる一つの画素ＰＸのみを代表して図示している。

［励起光源部］
第１基板５としては、例えば、ガラス、石英等からなる無機材料基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリカルバゾール、ポリイミド等を含むプラスティック基板、アルミナ等を含むセラミックス基板等の絶縁性基板、もしくは、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等を含む金属基板、または、基板上に酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、有機絶縁材料等を含む絶縁物を表面にコーティングした基板、Ａｌ等を含む金属基板の表面を陽極酸化等の方法で絶縁化処理を施した基板等を挙げることができる。なお、本実施形態で使用できる基板は、これらの基板に限定されるものではない。

例えば第１基板５の材料をガラスとした場合、高温プロセスによっても変形が起こらず、水分を透過させないため、発光部６の劣化が抑えられる点で好適である。第２基板７についても、第１基板５と同様の基板を用いることができる。ただし、第１基板５は光透過性を有していなくてもよいが、第２基板７は波長変換部３に向けて光を透過させるため、光透過性を有する必要がある。

図１では図示を省略したが、第１基板５の第２基板７と対向する側の面に、ＴＦＴ回路が設けられている。ＴＦＴ回路は、励起光源部２のスイッチング用素子および駆動用素子として機能する。ＴＦＴ回路の具体的な構成としては、公知のＴＦＴ回路を用いることができる。

励起光源部２は、第１反射層１３と、光学距離調整層１４と、陽極１５と、陰極１６と、陽極１５と陰極１６との間に挟持された有機層１７と、を備える。有機層１７は、例えば正孔注入層１９、正孔輸送層２０、発光体層２１、電子輸送層２２、電子注入層２３の５つの層が陽極１５側から順に積層された構成を有する。本実施形態の陽極１５は、特許請求の範囲の第１電極に相当する。本実施形態の陰極１６は、特許請求の範囲の第２電極および第２反射層に相当する。すなわち、本実施形態の陰極１６は、第２電極と第２反射層とを兼ねている。ただし、陰極１６は、必ずしも第２電極と第２反射層とを兼ねていなくてもよく、励起光源部２は、陰極１６とは別に第２反射層を備えていてもよい。一方、本実施形態の陽極１５は、第１電極と第１反射層とを兼ねていないが、第１電極と第１反射層とを兼ねていてもよい。

有機層１７は、本実施形態の構成に限定されず、少なくとも発光体層２１を含んでいればよい。すなわち、有機層１７は、発光体層２１の単層構造であってもよいし、発光体層２１と正孔輸送層２０もしくは電子輸送層２２等を含む多層構造であってもよい。有機層１７は、例えば下記の９種類のうちのいずれかの構成を有することができるが、本発明の有機ＥＬ装置はこれらにより限定されるものではない。
（１）発光体層
（２）発光体層／正孔輸送層
（３）電子輸送層／発光体層
（４）電子輸送層／発光体層／正孔輸送層
（５）電子輸送層／発光体層／正孔輸送層／正孔注入層
（６）電子注入層／電子輸送層／発光体層／正孔輸送層／正孔注入層
（７）電子輸送層／正孔防止層／発光体層／正孔輸送層／正孔注入層
（８）電子注入層／電子輸送層／正孔防止層／発光体層／正孔輸送層／正孔注入層
（９）電子注入層／電子輸送層／正孔防止層／発光体層／電子防止層／正孔輸送層／正孔注入層
ここで、発光体層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔防止層、電子防止層、電子輸送層および電子注入層の各層は、単層構造でも多層構造でもよい。

励起光源部２は、マイクロキャビティ効果を発現する共振器構造を有する。マイクロキャビティ効果を発現するためには、例えば一対の反射層間に存在する層全体の厚さを、増強させたい光の波長に応じて設定する。本実施形態においては、共振器構造として、第２反射層として機能する陰極１６と第１反射層１３との間に、光学距離調整層１４、陽極１５および有機層１７が設けられている。この場合、光学距離調整層１４、陽極１５および有機層１７の合計の膜厚を、増強させたい光の波長に応じて設定する。本実施形態の場合、一対の反射層のうち、少なくとも陰極１６は、入射光の一部を透過させ、入射光の他の一部を反射させる特性、いわゆる半透過特性を有するものとする。第１反射層１３は、入射光の略全てを反射させる特性を有することが望ましい。

これにより、発光体層２１から発せられた光が第１反射層１３と陰極１６との間で多重反射を繰り返し、共振することにより、所望の波長の光が増強され、陰極１６から出力される。この共振器構造によって、発光体層２１から発せられた光に指向性を持たせることができる。このようにして、光をより効率良く波長変換部３に供給することができ、正面輝度を高めることができる。これにより、波長変換部３の蛍光体粒子に対して強度の高い励起光を照射することができ、発光効率を高めることができる。本実施形態の共振器構造の具体例については後述する。

発光体層２１は、以下に例示する有機発光材料のみから構成されていてもよく、発光性のドーパントおよびホスト材料の組み合わせから構成されていてもよく、任意に正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された構成であってもよい。発光効率および発光寿命の観点からは、ホスト材料中に発光性のドーパントが分散されたものが好ましい。

有機発光材料としては、有機ＥＬ用の公知の発光材料を挙げることができる。この種の発光材料は、低分子発光材料、高分子発光材料等に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。有機発光材料として、蛍光材料、燐光材料等に分類されるものを用いることができる。低消費電力化の観点で、発光効率の高い燐光材料であることが好ましい。本実施形態では、有機発光材料として、青緑色の発光を呈する青緑色燐光材料を使用する。

具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの化合物に限定されるものではない。
低分子有機発光材料としては、例えば、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等の芳香族ジメチリデン化合物、５−メチル−２−［２−［４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾオキサゾール等のオキサジアゾール化合物、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）等のトリアゾール誘導体、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物、フルオレノン誘導体等の蛍光性有機材料等が挙げられる。

高分子発光材料としては、例えば、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）、等のポリフェニレンビニレン誘導体、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＤＡＦ）等のポリスピロ誘導体が挙げられる。

発光体層２１に任意に含まれる発光性のドーパントとしては、有機ＥＬ素子用の公知のドーパント材料を挙げることができる。このようなドーパント材料として、例えば、スチリル誘導体等の蛍光発光材料、ビス［（４，６−ジフルオロフェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］ピコリネートイリジウム（III）（ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（４’，６‘−ジフルオロフェニルポリジナト）テトラキス（１−ピラゾイル）ボレートイリジウム（III）（ＦＩｒ６）等の燐光発光有機金属錯体等が挙げられる。

ドーパントを使用する際のホスト材料としては、有機ＥＬ素子用の公知のホスト材料を挙げることができる。このようなホスト材料としては、上述した低分子発光材料、高分子発光材料、４，４’−ビス（カルバゾール）ビフェニル、９，９−ジ（４−ジカルバゾール−ベンジル）フルオレン（ＣＰＦ）、３，６−ビス（トリフェニルシリル）カルバゾール（ｍＣＰ）、（ＰＣＦ）等のカルバゾール誘導体、４−（ジフェニルフォスフォイル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアニリン（ＨＭ−Ａ１）等のアニリン誘導体、１，３−ビス（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ベンゼン（ｍＤＰＦＢ）、１，４−ビス（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ベンゼン（ｐＤＰＦＢ）等のフルオレン誘導体等が挙げられる。

本実施形態の場合、発光体層２１は、例えば４４０ｎｍ〜６５０ｎｍの青緑色波長領域の光を発光する。具体的には、発光材料の一例として、発光ピーク波長が４７２ｎｍ付近と４９７ｎｍ付近とに２つ存在するFIrpicが用いられる。

電荷は、正孔と電子とを含む。陽極１５から発光体層２１への正孔の注入および輸送をより効率良く行なう目的で、正孔注入層１９および正孔輸送層２０が用いられる。陰極１６から発光体層２１への電子の注入および輸送をより効率良く行なう目的で、電子注入層２３および電子輸送層２２が用いられる。これらの層は、以下に例示する電荷注入・輸送材料のみから構成されていてもよく、任意に添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された構成であってもよい。

電荷注入・輸送材料としては、有機ＥＬ素子用、有機光導電体用の公知のものを使用することができる。このような電荷注入輸送材料は、正孔注入・輸送材料および電子注入・輸送材料に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。

正孔注入層１９および正孔輸送層２０の材料としては、例えば、酸化バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）等の酸化物、無機ｐ型半導体材料、ポルフィリン化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＤ）等の芳香族第三級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアニリン−樟脳スルホン酸（ＰＡＮＩ−ＣＳＡ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリ（トリフェニルアミン）誘導体（Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）（ＰＮＶ）等の高分子材料等が挙げられる。

陽極１５からの正孔の注入および輸送をより効率良く行なうという観点から、正孔注入層１９の材料として、正孔輸送層２０の材料との最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー障壁が小さい材料を用いることが好ましい。

正孔の注入性および輸送性をより向上させるため、材料にアクセプターをドープすることが好ましい。アクセプターとしては、有機ＥＬ素子用の公知のアクセプター材料を使用することができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。

アクセプター材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ，Ｉｒ、ＰＯＣ_ｌ３、ＡｓＦ_６、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、酸化バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）等の無機材料、ＴＣＮＱ（７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＱＦ_４（テトラフルオロテトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＥ（テトラシアノエチレン）、ＨＣＮＢ（ヘキサシアノブタジエン）、ＤＤＱ（ジシクロジシアノベンゾキノン）等のシアノ基を有する化合物、ＴＮＦ（トリニトロフルオレノン）、ＤＮＦ（ジニトロフルオレノン）等のニトロ基を有する化合物、フルオラニル、クロラニル、ブロマニル等の有機材料が挙げられる。このうち、ＴＣＮＱ、ＴＣＮＱＦ_４、ＴＣＮＥ、ＨＣＮＢ、ＤＤＱ等のシアノ基を有する化合物は、キャリア濃度を効果的に増加させることができるため、より好ましい。

電子注入層２３および電子輸送層２２の材料としては、例えば、ｎ型半導体である無機材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、ベンゾジフラン誘導体等の低分子材料；ポリ（オキサジアゾール）（Ｐｏｌｙ−ＯＸＺ）、ポリスチレン誘導体（ＰＳＳ）等の高分子材料等が使用される。特に電子注入層２３の材料には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ_２）等のフッ化物、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）等の酸化物等が挙げられる。

陰極１６からの電子の注入・輸送をより効率良く行なうという観点から、電子注入層２３の材料としては、電子輸送層２２の材料との最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー障壁が小さい材料を用いることが望ましい。

電子の注入効率および電子の輸送性をより向上させるため、電子注入層２３および電子輸送層２２の材料に、ドナーをドープすることが好ましい。ドナーとしては、有機ＥＬ素子用の公知のドナー材料を使用することができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。

ドナー材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ等の無機材料、アニリン類、フェニレンジアミン類、ベンジジン類（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン等）、トリフェニルアミン類（トリフェニルアミン、４，４’,４”−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、４，４’,４”−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、４，４’,４”−トリス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン等）、トリフェニルジアミン類（Ｎ，Ｎ’−ジ−（４−メチル−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，４−フェニレンジアミン）等の芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、フェナントレン、ピレン、ペリレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等の縮合多環化合物（ただし、縮合多環化合物は置換基を有してもよい）、ＴＴＦ（テトラチアフルバレン）類、ジベンゾフラン、フェノチアジン、カルバゾール等の有機材料がある。このうち、芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、縮合多環化合物、アルカリ金属は、キャリア濃度を効果的に増加させることができるため、より好ましい。

正孔注入層１９、正孔輸送層２０、発光体層２１、電子輸送層２２および電子注入層２３等を含む有機層１７は、上述したこれらの層の材料を溶剤に溶解、分散させた発光層形成用塗液を用いて形成できる。このとき、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウエットプロセス、上記の材料を抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等が用いられる。ウエットプロセスにより有機層１７を形成する場合、発光層形成用塗液は、レベリング剤、粘度調整剤等の塗液の物性を調整するための添加剤を含んでいてもよい。

陽極１５および陰極１６を形成する電極材料としては、公知の電極材料を使用することができる。陽極１５を形成する電極材料としては、有機層１７への正孔の注入をより効率良く行なえる観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以上の金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、および、インジウム（Ｉｎ）および錫（Ｓｎ）を含む酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ_２）、インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＺＯ）等が透明電極材料として挙げられる。陰極１６を形成する電極材料としては、有機層１７への電子の注入をより効率良く行なえる観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以下のリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、または、これらの金属を含有するＭｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等の合金が挙げられる。

陽極１５および陰極１６のうち、光を取り出す側に位置する電極は、発光体層２１から発せられる光の少なくとも一部を透過させるものでなければならない。本実施形態では、発光体層２１から発せられた光を第２基板７側、すなわち陰極１６側から取り出す。そのため、陰極１６は、発光体層２１から発せられる光の一部を反射するとともに、他の一部を透過させる必要がある。本実施形態では、陰極１６の材料として、例えば所望の光透過率を確保できるだけの膜厚を有するＭｇ：Ａｇ合金膜が用いられる。

陽極１５は、陰極１６とは異なり、反射層を兼ねていない。そのため、陽極１５は、光反射性を有する必要はなく、光透過率が高い材料が好適に用いられる。本実施形態では、陽極１５の材料として、例えばＩＺＯ膜が用いられる。なお、陽極１５−陰極１６間の各層の積層順を本実施形態とは逆にして、陽極１５側から光を取り出し、陰極１６側で光を反射させる構成を採用してもよい。

第１反射層１３は、第１基板５の第２基板７と対向する側の面（図１における上側の面）に設けられている。第１反射層１３は、発光体層２１から発せられた光を陰極１６側に向けて反射する。第１反射層１３は、陰極１６とは異なり、光透過性を有する必要はない。そのため、第１反射層１３には、光反射率が高い材料が好適に用いられる。本実施形態では、第１反射層１３の材料として、例えば光を透過させないだけの膜厚を有するＡｌ膜が用いられる。

光学距離調整層１４は、第１反射層１３と陽極１５との間に設けられている。光学距離調整層１４は、第１反射層１３と陰極１６との間の光学距離を調整するために用いられる。例えば光学距離調整層１４がなかったとしても、第１反射層１３と陰極１６との間に存在する他の層の膜厚を調整することにより、第１反射層１３と陰極１６との間の光学距離を調整することができる。しかしながら、光学距離調整層１４以外の層は、要求される特性上の制約、もしくは製造プロセス上の制約等があり、膜厚を自由に調整するのが難しいことが多い。よって、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、光学距離調整層１４を備えることが望ましい。

光学距離調整層１４は、発光体層２１から発せられた光を第１反射層１３に向けて透過させ、第１反射層１３で反射した光を発光体層２１に向けて再度透過させる。そのため、光学距離調整層１４には、光透過率が高く、膜厚が自由に調整しやすい材料が好適に用いられる。本実施形態では、光学距離調整層１４の材料として、例えば無機物（ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ等）や有機物（ポリカーボネート、ポリアクリレート、シリコーン樹脂等）の絶縁膜や透明導電性材料等のいずれを用いてもよい。

本発明の光学距離調整層に用いられる無機絶縁材料としては、従来知られている種々の金属酸化物、金属窒化物、金属フッ化物などを用いることができる。
金属酸化物の具体例としては、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２等が挙げられ、金属窒化物の具体例としては、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＮ_ｘＯ_ｙ等が挙げられ、金属フッ化物の具体例としては、ＭｇＦ_２、ＬｉＦ、ＡｌＦ_３、ＣａＦ_２等が挙げられる。また、これらの混合物であってもよい。

光学距離調整層として有機化合物を用いてもよく、例えば被膜形成性ポリマーが好ましく用いられる。被膜形成性ポリマーとしては、ポリカーボネート、ポリアクリレート、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール等が挙げられる。
光学距離調整層として透明導電性材料を用いてもよく、透明電極を使用してもよい。例えば、インジウム（Ｉｎ）および錫（Ｓｎ）を含む酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ_２）、インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＺＯ）等が透明電極材料として挙げられる。

光学距離調整層の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、または転写法を適用できる。

また、後述するように、光学距離調整層１４は、必ずしも全てのサブ画素に設けられている必要はなく、一部のサブ画素には設けられていなくてもよい。

第１反射層１３〜陰極１６間の全ての層の側面に、封止層２５が設けられている。封止層２５は、有機層１７の側面を封止し、水分等の浸入を防止する。封止層２５は、任意の絶縁材料を用いて形成することができる。絶縁材料は、有機材料、無機材料のいずれであってもよい。図１では、サブ画素毎の構成の違いを明確にするため、励起光源部２はサブ画素毎に分離して示されている。しかしながら、実際には、励起光源部２は全てのサブ画素にわたって一体に設けられている。

［波長変換部］
波長変換部３は、封止基板８と、赤色波長変換層４Ｒと、隔壁９と、を備える。赤色波長変換層４Ｒおよび隔壁９は、封止基板８の励起光源部２と対向する側の面に設けられている。隔壁９は、隣り合うサブ画素の間を区画するように設けられている。赤色波長変換層４Ｒは、赤色サブ画素１１Ｒに設けられ、緑色サブ画素１１Ｇおよび青色サブ画素１１Ｂには設けられていない。封止基板８は、励起光源部２とは反対側に配置されている。図１では、波長変換部３と励起光源部２とは離れているが、波長変換部３と励起光源部２とは接着されていてもよい。

封止基板８として、例えばガラス、石英等からなる無機材料基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリカルバゾール、ポリイミド等を含むプラスティック基板等の光透過率が高い材料からなる基板が好適に用いられる。ただし、本実施形態で用いられる封止基板８は、これらの基板に限定されるものではない。

本実施形態の有機ＥＬ装置１において、励起光源部２から射出された励起光は、波長変換部３に入射する。赤色サブ画素１１Ｒの赤色波長変換層４Ｒに入射した励起光は、赤色光に波長変換されて射出される。緑色サブ画素１１Ｇに入射した励起光は、波長変換されることなく射出される。同様に、青色サブ画素１１Ｂに入射した励起光は、波長変換されることなく射出される。

赤色波長変換層４Ｒは、以下に例示する蛍光体材料のみから構成されていてもよく、添加剤等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）または無機材料中に分散された構成であってもよい。本実施形態の赤色波長変換層４Ｒは、例えば透明樹脂中に複数の蛍光体粒子２６が分散された構成を有する。蛍光体粒子２６は、青緑色の励起光の照射により赤色の蛍光を生じる蛍光体材料で構成されている。透明樹脂には、例えばＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の材料が用いられる。

本実施形態の蛍光体粒子２６には、公知の蛍光体材料を使用することができる。このような蛍光体材料は、有機系蛍光体材料と無機系蛍光体材料に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。

有機系蛍光体材料としては、青緑色の励起光を赤色光に変換する蛍光色素として、シアニン系色素：４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチルリル）−４Ｈ−ピラン、ピリジン系色素：１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジニウム−パークロレート、およびローダミン系色素：ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、ベーシックバイオレット１１、スルホローダミン１０１等が挙げられる。

無機系蛍光体材料としては、青緑色の励起光を赤色光に変換する蛍光体として、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ^３＋、ＹＡｌＯ_３：Ｅｕ^３＋、Ｃａ_２Ｙ_２（ＳｉＯ_４）６：Ｅｕ^３＋、ＬｉＹ_９（ＳｉＯ_４）_６Ｏ_２：Ｅｕ^３＋、ＹＶＯ_４：Ｅｕ^３＋、ＣａＳ：Ｅｕ^３＋、Ｇｄ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ^３＋、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ_４：Ｅｕ^３＋、Ｍｇ_４ＧｅＯ_５．_５Ｆ：Ｍｎ^４＋、Ｍｇ_４ＧｅＯ_６：Ｍｎ^４＋、Ｋ_５Ｅｕ_２．５（ＷＯ_４）_６．２５、Ｎａ_５Ｅｕ_２．５（ＷＯ_４）_６．２５、Ｋ_５Ｅｕ_２．５（ＭｏＯ_４）_６．２５、Ｎａ_５Ｅｕ_２．５（ＭｏＯ_４）_６．２５等が挙げられる。

赤色波長変換層４Ｒは、上記の蛍光体材料と樹脂材料とを溶剤に溶解、分散させた蛍光体層形成用塗液を用いて形成される。このとき、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウエットプロセス、抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、または、レーザー転写法等が用いられる。

隔壁９は、隣り合うサブ画素間を区画するように格子状に設けられている。隔壁９の断面形状は、封止基板８側から見て逆テーパ状であることが望ましい。すなわち、隔壁９の幅は、封止基板８に接する側で狭く、封止基板８とは反対側で広くなっている。隔壁９の材料には、光透過性材料もしくは遮光性材料が用いられてもよいし、光反射性材料が用いられてもよい。

蛍光は、蛍光体粒子２６を中心として等方的に発せられる。ここで、逆テーパ状の隔壁９に光反射性材料を用いた場合、蛍光体粒子２６から発せられた蛍光のうち、隔壁９に向かって進む光が隔壁９の側面で反射して方向を変え、封止基板８に向けて進む。これにより、波長変換部３からの光の取り出し効率を高めることができる。この観点から、隔壁９の断面形状を封止基板８側で狭く、封止基板８とは反対側で広い逆テーパ状とし、隔壁９の材料に光反射性材料が用いられることが好ましい。ただし、必ずしも隔壁９の全体が光反射性材料で構成されていなくてもよく、少なくとも隔壁９の側面が光反射性材料で構成されていればよい。

本実施形態の場合、封止基板８の励起光源部２に対向する面のうち、緑色サブ画素１１Ｇおよび青色サブ画素１１Ｂに対応する領域には何も設けられていない。この構成に代えて、封止基板８の励起光源部２に対向する面のうち、緑色サブ画素１１Ｇおよび青色サブ画素１１Ｂに対応する領域に、例えばＰＭＭＡ、ＰＶＡ等の任意の透明樹脂材料からなる光透過層が設けられていてもよい。さらに、光透過層は光散乱性を有していてもよい。

以下、本実施形態の有機ＥＬ装置１における共振器構造の光学距離について説明する。
上述したように、発光体層２１の材料としては、蛍光材料や燐光材料がよく用いられる。
図２（Ａ）は、蛍光材料の発光スペクトルの一例を示す図である。図２（Ｂ）は、燐光材料の発光スペクトルの一例を示す図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）において、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸はピーク値を１としたときの相対的な発光強度（ａ．ｕ．）である。

蛍光材料は、一般的に励起子生成効率が低いために発光効率が低く、図２（Ａ）に示すように、発光スペクトルが１つの発光ピーク波長を示し、半値幅が小さいことが多い。そのため、共振器構造における一対の反射層間の光学距離を１つの発光ピーク波長に合わせて設定すれば、発光ピーク波長の光を効率良く共振させることができる。

これに対して、燐光材料は、蛍光材料に比べて励起子生成効率が高いために発光効率が高く、図２（Ｂ）に示すように、発光スペクトルが例えば２つの発光ピーク波長を示し、半値幅が大きいことが多い。そのため、共振器構造における一対の反射層間の光学距離を、例えば２つの発光ピーク波長のうちの一方の発光ピーク波長に合わせて設定した場合、その発光ピーク波長の光は共振するが、他方の発光ピーク波長の光は共振しない。したがって、有機ＥＬ装置の全体として見た場合、共振器構造の効果が十分に発揮されないことになる。

そこで、本実施形態の場合、赤色サブ画素１１Ｒに対応する励起光源部２において、第１反射層１３と陰極１６との間の光学距離Ｌは、発光体層２１の発光スペクトルにおける２つの発光ピーク波長の双方に対して共振条件を満たす光学距離に略一致するように設定されている。これにより、２つの発光ピーク波長の光は、第１反射層１３−陰極１６間でともに共振する。その結果、２つの異なる発光ピーク波長において強度が高く、急峻なピークを持つ光が励起光源部２から射出され、発光効率に優れた有機ＥＬ装置を実現することができる。

具体的には、一対の反射層間の光学距離（本実施形態では第１反射層１３と陰極１６との間の光学距離）をＬとし、有機ＥＬ装置１からの出力光を視認する角度をθとし、共振波長をλとし、干渉の次数をｍ（ｍ＝１，２，３，…）とし、各反射層で光が反射する際の位相シフトの和をΦ（rad）とする。一対の反射層間の光学距離Ｌは、一対の反射層間に存在する層全体の光学膜厚である。言い換えると、一対の反射層間の光学距離Ｌは、一対の反射層間に存在する複数の層の屈折率と膜厚との積の総和である。例えば一対の反射層間に存在する層が３層であり、第１層の屈折率がｎ１、第１層の膜厚がｄ１、第２層の屈折率がｎ２、第２層の膜厚がｄ２、第３層の屈折率がｎ３、第３層の膜厚がｄ３であったとすると、光学距離Ｌは、Ｌ＝ｎ１×ｄ１＋ｎ２×ｄ２＋ｎ３×ｄ３、と表される。角度θについては、有機ＥＬ装置１の正面方向を角度θ＝０°とする。

このとき、下記の（１）式で示される共振条件が満たされれば、共振波長λの光が共振し、増幅される。２つの発光ピーク波長、例えば波長λ１および波長λ２の双方に対して共振条件を満たすためには、波長λ１、波長λ２のいずれを代入しても（１）式が成立するように、一対の反射層間の光学距離Ｌを設定すればよい。

赤色サブ画素１１Ｒにおいて、第１反射層１３と陰極１６との間の光学距離Ｌは、発光体層２１の発光スペクトルにおける２つの異なる波長λ１，λ２の光である青色光と緑色光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離に略一致している。青色光の共振波長λ１を例えば４６８ｎｍとし、緑色光の共振波長λ２を例えば４９２ｎｍとしたとき、青色光と緑色光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離Ｌは、例えば４７９７ｎｍである。

第１反射層１３と陰極１６との間に存在する各層の膜厚および光学膜厚（ｎｄ：屈折率と膜厚との積）を表１に示す。表１では、第１反射層１３と陰極１６との間の有機層１７の部分はまとめて示した。

（１）式中の位相シフトΦをΦ＝πとすると、表１に示すように、波長λ１＝４６８ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝２１、光学距離Ｌ＝４７９７ｎｍのとき、（１）式は成立する。また、波長λ２＝４９２ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝２０、光学距離Ｌ＝４７９７ｎｍのとき、（１）式は成立する。第１反射層１３と陰極１６との間の光学距離Ｌを４７９７ｎｍと厚くする必要があるため、窒化アルミニウム（ＡｌＮ：屈折率ｎ＝２．２）からなる膜厚１９３２ｎｍ（ｎｄ＝４２１２ｎｍ）の光学距離調整層１４を挿入している。

本実施形態の場合、緑色サブ画素１１Ｇにおいて、第１反射層１３と陰極１６との間の光学距離Ｌは、緑色光のみが共振する光学距離に設定されている。緑色光の共振波長を例えば４９２ｎｍとしたとき、第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌは６１５ｎｍに設定されている。

第１反射層１３と陰極１６との間に存在する各層の膜厚および光学膜厚（ｎｄ：屈折率と膜厚との積）を表２に示す。表２では、第１反射層１３と陰極１６との間の有機層１７の部分はまとめて示した。

（１）式中の位相シフトΦをΦ＝πとすると、表２に示すように、波長λ＝４９２ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝３、光学距離Ｌ＝６１５ｎｍのとき、（１）式は成立する。第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌを６１５ｎｍとする必要があるため、窒化アルミニウム（ＡｌＮ：屈折率ｎ＝２．２）からなる膜厚１４ｎｍ（ｎｄ＝３０ｎｍ）の光学距離調整層１４を挿入している。

青色サブ画素１１Ｂにおいて、第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌは、青色光のみが共振する光学距離に設定されている。青色光の共振波長を例えば４６８ｎｍとしたとき、第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌは５８５ｎｍに設定されている。

第１反射層１３と陰極１６との間に存在する各層の膜厚および光学膜厚（ｎｄ：屈折率と膜厚との積）を表３に示す。表３では、第１反射層１３と陰極１６との間の有機層１７の部分はまとめて示した。

（１）式中の位相シフトΦをΦ＝πとすると、表３に示すように、波長λ＝４６８ｎｍにおいて、角度θ＝０°、次数ｍ＝３、光学距離Ｌ＝５８５ｎｍのとき、（１）式は成立する。青色サブ画素１１Ｂは、他の２つのサブ画素と比べて光学距離Ｌが最も小さくて済む。そのため、この例では、青色サブ画素１１Ｂにおいては、赤色サブ画素１１Ｒおよび緑色サブ画素１１Ｇと異なり、光学距離調整層１４が挿入されていない。

本実施形態の有機ＥＬ装置１においては、赤色サブ画素１１Ｒにおいて、青色域と緑色域の双方に急峻なピークを持つ光が励起光源部２から射出され、この光が波長変換部３の赤色波長変換層４Ｒにおいて波長変換され、赤色光が射出される。緑色サブ画素１１Ｇにおいては、緑色域に急峻なピークを持つ光が励起光源部２から射出され、この光が波長変換されることなく、波長変換部３を透過して射出される。緑色サブ画素１１Ｇと同様、青色サブ画素１１Ｂにおいても、青色域に急峻なピークを持つ光が励起光源部２から射出され、この光が波長変換されることなく、波長変換部３を透過して射出される。このように、発光効率に優れた有機ＥＬ装置１を実現することができる。

２つの発光ピーク波長に対して共振条件を満たす赤色サブ画素１１Ｒにおける、第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌは、例えば２つの異なる発光ピーク波長のうちの最大波長の光に対してのみ共振条件を満たす緑色サブ画素１１Ｇにおける、第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌの２倍以上である。例えば、赤色サブ画素１１Ｒの光学距離Ｌは４７９７ｎｍであり、緑色サブ画素１１Ｇの光学距離Ｌである６２５ｎｍの２倍以上である。

本実施形態の場合、赤色サブ画素１１Ｒにおける光学距離Ｌを４７９７ｎｍとするために、厚い光学距離調整層１４を形成しなければならない。その反面、光学距離Ｌが大きいことのメリットとして、（１）式を成立させるための角度θのモード数を増やすことができる。例えば共振波長λを４９２ｎｍ（緑色域）としたとき、（１）式を満足する種々のパラメータの組合せのうち、光学距離Ｌが４７９７ｎｍと大きい場合、光学距離Ｌが３６９ｎｍと小さい場合、のそれぞれで（１）式を満足する次数ｍと角度θの組合せを表４に示す。

表４に示すように、光学距離Ｌが３６９ｎｍと小さい場合には、次数ｍ＝１〜４に対応する４種類の角度θでしか（１）式は成立しない。これに対して、光学距離Ｌを４７９７ｎｍと大きくした場合には、次数ｍ＝１〜２０に対応する２０種類の角度θで（１）式は成立する。

共振波長λを４６８ｎｍ（青色域）としたとき、（１）式を満足する種々のパラメータの組合せのうち、光学距離Ｌが４７９７ｎｍと大きい場合、光学距離Ｌが３５１ｎｍと小さい場合、のそれぞれで（１）式を満足する次数ｍと角度θの組合せを表５に示す。

表５に示すように、光学距離Ｌが３５１ｎｍと小さい場合、次数ｍ＝１，２に対応する２種類の角度θでしか（１）式は成立しない。これに対して、光学距離Ｌを４７９７ｎｍと大きくした場合、次数ｍ＝１〜２０に対応する２０種類の角度θで（１）式は成立する。

以上、表４および表５を用いて説明したように、光学距離Ｌを大きくした場合、光学距離Ｌが小さい場合に比べて、より多くの角度から視認したときの光の強度を高めることができる。その結果、広い角度にわたって発光強度を高めることができる。

また、本実施形態の場合、波長変換部３の赤色サブ画素１１Ｒにのみ赤色波長変換層４Ｒが設けられているため、波長変換部３の構成が極めて簡易なものとなる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図３を用いて説明する。
図３は、第２実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第２実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、緑色サブ画素の構成が第１実施形態と異なる。
図３において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第１実施形態においては、波長変換部の励起光源部に対向する面のうち、緑色サブ画素に対応する領域には波長変換層が設けられていなかった。これに対し、図３に示すように、第２実施形態の有機ＥＬ装置３１においては、波長変換部３３の緑色サブ画素１１Ｇに対応する領域に緑色波長変換層４Ｇが設けられている。緑色サブ画素１１Ｇにおいて、励起光源部３２から射出された青緑色の励起光は、緑色波長変換層４Ｇに入射し、緑色光に波長変換されて波長変換部３３から射出される。

緑色波長変換層４Ｇに含まれる蛍光体粒子２６には、公知の蛍光体材料を使用することができる。このような蛍光体材料は、有機系蛍光体材料と無機系蛍光体材料に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。

有機系蛍光体材料の場合、青緑色の励起光を緑色光に変換する蛍光色素として、クマリン系色素：２，３，５，６−１Ｈ、４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフロメチルキノリジン（９，９ａ、１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）、３−（２′−ベンゾチアゾリル）―７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２′−ベンゾイミダゾリル）―７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、ナフタルイミド系色素：ベーシックイエロー５１、ソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６等が挙げられる。

無機系蛍光体材料の場合、青緑色の励起光を緑色光に変換する蛍光材料として、（ＢａＭｇ）Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ^２＋、（ＳｒＢａ）Ａｌ_１２Ｓｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋、（ＢａＭｇ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋、Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７−Ｓｒ_２Ｂ_２Ｏ_５：Ｅｕ^２＋、（ＢａＣａＭｇ）_５（ＰＯ_４）３Ｃｌ：Ｅｕ^２＋、Ｓｒ_２Ｓｉ_３Ｏ_８−２ＳｒＣｌ_２：Ｅｕ^２＋、Ｚｒ_２ＳｉＯ_４、ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋、Ｂａ_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、Ｓｒ_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋、（ＢａＳｒ）ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋等が挙げられる。

励起光源部３２の緑色サブ画素１１Ｇに対応する領域において、第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌは、赤色サブ画素１１Ｒと同様、青色光と緑色光の双方がともに共振する光学距離に設定されている。青色光の共振波長を例えば４６８ｎｍとし、緑色光の共振波長を例えば４９２ｎｍとしたとき、光学距離Ｌは４７９７ｎｍに設定されている。第１反射層１３と陰極１６との間に存在する各層の膜厚および光学膜厚（ｎｄ：屈折率と膜厚との積）は、第１実施形態の表１に示した通りである。励起光源部３２において、緑色サブ画素１１Ｇに対応する領域には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ：屈折率ｎ＝２．２）からなる膜厚１９３２ｎｍの光学距離調整層１４が設けられている。

赤色サブ画素１１Ｒおよび青色サブ画素１１Ｂの構成は、第１実施形態と同一である。すなわち、赤色サブ画素１１Ｒにおいて、第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌは、青色光と緑色光の双方がともに共振する光学距離に設定されている。青色サブ画素１１Ｂにおいて、第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌは、青色光のみが共振する光学距離に設定されている。赤色サブ画素１１Ｒに対応する領域には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ：屈折率ｎ＝２．２）からなる膜厚１９３２ｎｍの光学距離調整層１４が設けられている。青色サブ画素１１Ｂに対応する領域には、光学距離調整層１４が設けられていない。

第２実施形態の有機ＥＬ装置３１の場合、赤色サブ画素１１Ｒにおいて、青色域と緑色域のそれぞれに急峻なピークを持つ光が励起光源部３２から射出され、この光が波長変換部３３の赤色波長変換層４Ｒにおいて波長変換され、赤色光が射出される。緑色サブ画素１１Ｇにおいても、赤色サブ画素１１Ｒと同様、青色域と緑色域のそれぞれに急峻なピークを持つ光が励起光源部３２から射出され、この光が波長変換部３３の緑色波長変換層４Ｇにおいて波長変換され、緑色光が射出される。青色サブ画素１１Ｂにおいては、青色域のみに急峻なピークを持つ光が励起光源部３２から射出され、この光が波長変換されることなく、波長変換部３３を透過して射出される。このようにして、発光効率に優れた有機ＥＬ装置３１を実現することができる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図４を用いて説明する。
図４は、第３実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第３実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第２実施形態と同様であり、画素内に白色サブ画素が付加された点が第２実施形態と異なる。
図４において、第２実施形態で用いた図３と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第１、第２実施形態においては、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３つのサブ画素で１つの画素が構成されていた。これに対し、図４に示すように、第３実施形態の有機ＥＬ装置４１においては、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３つのサブ画素１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに加え、白色光を射出するサブ画素１１Ｗが設けられ、これら４つのサブ画素で１つの画素ＰＸが構成されている。以下、白色光を射出するサブ画素を、白色サブ画素１１Ｗと称する。赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３つのサブ画素の構成は、第２実施形態と同一である。

励起光源部４２の白色サブ画素１１Ｗに対応する領域において、第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌは、赤色サブ画素１１Ｒおよび緑色サブ画素１１Ｇと同様、青色光と緑色光の双方がともに共振する光学距離に設定されている。青色光の共振波長を例えば４６８ｎｍとし、緑色光の共振波長を例えば４９２ｎｍとしたとき、光学距離Ｌは４７９７ｎｍに設定されている。第１反射層１３と陰極１６との間に存在する各層の膜厚および光学膜厚（ｎｄ：屈折率と膜厚との積）は、第１実施形態の表１に示した通りである。励起光源部４２において、白色サブ画素１１Ｗに対応する領域には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ：屈折率ｎ＝２．２）からなる膜厚１９３２ｎｍの光学距離調整層１４が設けられている。

波長変換部４３の白色サブ画素１１Ｗに対応する領域に、励起光を赤色光に波長変換する赤色波長変換層４Ｒが設けられている。励起光を赤色光に波長変換する赤色波長変換層４Ｒが設けられている点において、白色サブ画素１１Ｗと赤色サブ画素１１Ｒとは共通である。ただし、白色サブ画素１１Ｗの赤色波長変換層４Ｒの膜厚と赤色サブ画素１１Ｒの赤色波長変換層４Ｒの膜厚とは異なる。白色サブ画素１１Ｗの赤色波長変換層４Ｒの膜厚は、赤色サブ画素１１Ｒの赤色波長変換層４Ｒの膜厚よりも薄い。白色サブ画素１１Ｗの赤色波長変換層４Ｒの膜厚は、励起光源部４２から射出された励起光の全てを吸収しきれない程度に薄く設定されている。

上記の構成により、赤色サブ画素１１Ｒにおいては、励起光源部４２から射出された青緑色の励起光が赤色波長変換層４Ｒに入射すると、略全ての励起光が赤色光に波長変換されて射出される。一方、白色サブ画素１１Ｗにおいては、赤色波長変換層４Ｒの膜厚が薄いため、青緑色の励起光が赤色波長変換層４Ｒに入射すると、一部の励起光は波長変換されて赤色光となり、残りの励起光は波長変換されずに青緑光のまま射出される。その結果、白色サブ画素１１Ｗからは、赤色光と青緑光とが合成された白色光が射出される。

第３実施形態の有機ＥＬ装置４１の場合、白色サブ画素１１Ｗ、赤色サブ画素１１Ｒおよび緑色サブ画素１１Ｇの３つのサブ画素において、青色域と緑色域のそれぞれに急峻なピークを持つ光が励起光源部４２から射出され、この光が波長変換部４３の各波長変換層において波長変換される。これにより、発光効率に優れた有機ＥＬ装置４１を実現することができる。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図５を用いて説明する。
図５は、第４実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第４実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第２実施形態と同様であり、波長変換部にカラーフィルターが付加された点が第２実施形態と異なる。
図５において、第２実施形態で用いた図３と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図５に示すように、第４実施形態の有機ＥＬ装置５１においては、波長変換部５３における封止基板８の励起光源部５２に対向する面に、カラーフィルター５５が設けられている。赤色サブ画素１１Ｒ、緑色サブ画素１１Ｇおよび青色サブ画素１１Ｂに対応して、赤色カラーフィルター５５Ｒ、緑色カラーフィルター５５Ｇおよび青色カラーフィルター５５Ｂがそれぞれ設けられている。赤色サブ画素１１Ｒにおいては、赤色カラーフィルター５５Ｒ上に赤色波長変換層４Ｒが設けられている。緑色サブ画素１１Ｇにおいては、緑色カラーフィルター５５Ｇ上に緑色波長変換層４Ｇが設けられている。

第２実施形態においては、青色サブ画素１１Ｂでは励起光源部３２からの励起光を表示に利用していたため、第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌは、青色光のみが共振する光学距離に設定されていた。これに対して、第４実施形態においては、青色サブ画素１１Ｂについても、赤色サブ画素１１Ｒおよび緑色サブ画素１１Ｇと同様、第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌは、青色光と緑色光の双方が共振する光学距離に設定されている。例えば青色光の共振波長を例えば４６８ｎｍとし、緑色光の共振波長を例えば４９２ｎｍとしたとき、光学距離Ｌは４７９７ｎｍに設定されている。この場合、青色サブ画素１１Ｂの励起光源部５２から青緑色光が射出された後、青緑色光は青色カラーフィルター５５Ｂを透過することで青色光となって波長変換部５３から射出される。

第４実施形態の有機ＥＬ装置５１の場合、赤色サブ画素１１Ｒ、緑色サブ画素１１Ｇおよび青色サブ画素１１Ｂの３つのサブ画素において、青色域と緑色域のそれぞれに急峻なピークを持つ青緑色光が励起光源部５２から射出される。赤色サブ画素１１Ｒにおいて、青緑色光は、赤色波長変換層４Ｒによって波長変換された後、赤色カラーフィルター５５Ｒを通して赤色光として射出される。同様に、緑色サブ画素１１Ｇにおいて、青緑色光は、緑色波長変換層４Ｇによって波長変換された後、緑色カラーフィルター５５Ｇを通して緑色光として射出される。青色サブ画素１１Ｂにおいて、青緑色光は、青色カラーフィルター５５Ｂにより青色光となって射出される。このようにして、発光効率に優れた有機ＥＬ装置５１を実現することができる。

特に、第４実施形態の有機ＥＬ装置５１は、カラーフィルター５５を備えているため、各サブ画素１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出される光の色純度を高めることができる。また、全てのサブ画素にわたって励起光源部５２の構造および膜厚が共通であるため、励起光源部５２の製造プロセスを簡略化することができる。

［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図６を用いて説明する。
図６は、第５実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第５実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第４実施形態と同様であり、画素内に白色サブ画素が付加された点が第４実施形態と異なる。
図６において、第４実施形態で用いた図５と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図６に示すように、第５実施形態の有機ＥＬ装置６１において、１つの画素ＰＸは、赤色サブ画素１１Ｒ、緑色サブ画素１１Ｇ、青色サブ画素１１Ｂ、および白色サブ画素１１Ｗの４つのサブ画素で構成されている。赤色サブ画素１１Ｒ、緑色サブ画素１１Ｇおよび青色サブ画素１１Ｂの構成は、第４実施形態の有機ＥＬ装置と同様である。すなわち、赤色サブ画素１１Ｒに赤色波長変換層４Ｒおよび赤色カラーフィルター５５Ｒが設けられ、緑色サブ画素１１Ｇに緑色波長変換層４Ｇおよび緑色カラーフィルター５５Ｇが設けられ、青色サブ画素１１Ｂに青色カラーフィルター５５Ｂが設けられている。

白色サブ画素１１Ｗの構成は、第３実施形態の有機ＥＬ装置と同様である。すなわち、波長変換部６３の白色サブ画素１１Ｗに対応する領域に、励起光を赤色光に波長変換する赤色波長変換層４Ｒが設けられている。白色サブ画素１１Ｗの赤色波長変換層４Ｒの膜厚は、励起光源部６２から射出された励起光の全てを吸収しきれない程度に薄く設定されている。白色サブ画素１１Ｗにおいては、一部の励起光は波長変換されて赤色光となり、残りの励起光は波長変換されずに青緑色光のまま射出されることにより、白色光が射出される。白色サブ画素１１Ｗには、カラーフィルター５５は設けられていない。励起光源部６２については、第１反射層１３−陰極１６間の光学距離Ｌは、全てのサブ画素にわたって青色光と緑色光の双方が共振する光学距離に設定されている。

第５実施形態の有機ＥＬ装置６１の場合、全てのサブ画素１１Ｗ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂにおいて、青色域と緑色域のそれぞれに急峻なピークを持つ光が励起光源部６２から射出され、この光が波長変換部６３の各波長変換層において波長変換される。これにより、発光効率に優れた有機ＥＬ装置６１を実現することができる。さらに、有機ＥＬ装置６１はカラーフィルター５５を備えているため、射出される光の色純度を高めることができる。

［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図７を用いて説明する。
図７は、第６実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第６実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第２実施形態と同様であり、バンドパスフィルターを備えた点が第２実施形態と異なる。
図７において、第２実施形態で用いた図３と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図７に示すように、第６実施形態の有機ＥＬ装置７１は、励起光源部３２と波長変換部３３との間にバンドパスフィルター７４を備えている。バンドパスフィルター７４は、赤色サブ画素１１Ｒおよび緑色サブ画素１１Ｇに対応する領域に設けられている。バンドパスフィルター７４は、励起光源部３２から射出された青緑色の励起光を透過し、赤色波長変換層４Ｒで生じた赤色の蛍光および緑色波長変換層４Ｇで生じた緑色の蛍光を反射する特性を有する。バンドパスフィルター７４は、例えば誘電体多層膜により構成されている。その他の構成は、第２実施形態の有機ＥＬ装置と同様である。

第６実施形態においても、発光効率に優れた有機ＥＬ装置７１を実現できる、といった第１〜第５実施形態と同様の効果が得られる。特に、第６実施形態の有機ＥＬ装置７１はバンドパスフィルター７４を備えたことにより、赤色波長変換層４Ｒもしくは緑色波長変換層４Ｇで等方発光した蛍光がバンドパスフィルター７４で反射し、有機ＥＬ装置７１の正面方向に向かって射出される。これにより、赤色波長変換層４Ｒおよび緑色波長変換層４Ｇで生じた蛍光の取り出し効率を高めることができる。

［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態について、図８を用いて説明する。
図８は、第７実施形態の有機ＥＬ装置の断面図である。
第７実施形態の有機ＥＬ装置の基本構成は第２実施形態と同様であり、光散乱層を備えた点が第２実施形態と異なる。
図８において、第２実施形態で用いた図３と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図８に示すように、第７実施形態の有機ＥＬ装置８１は、波長変換部８３における封止基板８の励起光源部３２と対向する側の面に光散乱層８４を備えている。光散乱層８４は、全てのサブ画素にわたる封止基板８の全面に設けられている。光散乱層８４は、例えば基材の内部に基材の屈折率とは異なる屈折率の微粒子を分散させた部材、あるいは表面に微細な凹凸が設けられた部材などが用いられる。

赤色サブ画素１１Ｒおよび緑色サブ画素１１Ｇにおいて、光散乱層８４は、赤色波長変換層４Ｒおよび緑色波長変換層４Ｇから射出された蛍光を透過しつつ散乱させる。青色サブ画素１１Ｂにおいて、光散乱層８４は、励起光源部３２から射出された青色光を透過しつつ散乱させる。その他の構成は、第２実施形態の有機ＥＬ装置と同様である。

第７実施形態においても、発光効率に優れた有機ＥＬ装置８１を実現できる、といった第１〜第６実施形態と同様の効果が得られる。特に、第７実施形態の有機ＥＬ装置は光散乱層８４を備えたことにより、広い視野角にわたって明るい表示が可能な有機ＥＬ装置を実現できる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、励起光源部の発光体層の材料として燐光材料の例を挙げたが、発光体層の材料は必ずしも燐光材料に限ることはなく、蛍光材料であってもよい。また上記実施形態では、発光体層の発光スペクトルが２つの発光ピーク波長を持つ例を挙げたが、発光体層の発光スペクトルは必ずしも２つの発光ピーク波長を持っていなくてもよい。例えば発光体層の発光スペクトルがブロードな強度分布のピークを１つだけ持つような場合であっても、一対の反射層間の光学距離が、その強度分布内の２つの異なる波長の光に対して共振条件を満たすように設定されていてもよい。その場合でも、発光効率の高い有機ＥＬ装置を実現できる、という上記実施形態と同様の効果が得られる。

上記実施形態では、波長変換部を備え、励起光源部から射出された励起光を波長変換した後に射出させる有機ＥＬ装置の例を示したが、本発明の有機ＥＬ装置は必ずしも波長変換部を備えていなくてもよい。励起光源部から射出された励起光を波長変換することなく、そのまま用いる有機ＥＬ装置であってもよい。

上記実施形態では、有機ＥＬ装置を表示装置として用いる例を示したが、有機ＥＬ装置の用途は表示装置に限ることはなく、例えば照明装置として用いてもよい。その他、有機ＥＬ装置の各種構成要素の数、配置、形状、寸法、構成材料等の具体例については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。

本発明は、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置、もしくは照明装置などに利用が可能である。

１，３１，４１，５１，６１，７１，８１…有機ＥＬ装置、２，３２，４２，５２，６２…励起光源部、３，３３，４３，５３，６３，８３…波長変換部、４Ｒ…赤色波長変換層、４Ｇ…緑色波長変換層、１１Ｒ…赤色サブ画素、１１Ｇ…緑色サブ画素、１１Ｂ…青色サブ画素、１１Ｗ…白色サブ画素、１３…第１反射層、１４…光学距離調整層、１５…陽極（第１電極）、１６…陰極（第２電極、第２反射層）、２１…発光体層、５５…カラーフィルター、８４…光散乱層。

Claims (12)

1. 第１電極と、
   第２電極と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極および前記第２電極から電荷の注入により発光を生じる発光体層を含む有機層と、
   前記有機層の一方の側に設けられ、前記発光体層から射出された光を反射する第１反射層と、
   前記有機層を挟んで前記第１反射層とは反対側に設けられ、前記発光体層から射出された光の一部を反射し、前記発光体層から射出された光の他の一部を透過する第２反射層と、を備え、
   互いに離れて設けられた前記第１反射層と前記第２反射層とによって共振器構造が構成され、
   前記第１反射層と前記第２反射層との間の光学距離は、前記発光体層の発光スペクトルにおける２つ以上の異なる波長の光のいずれに対しても共振条件を満たす光学距離に略一致する、有機エレクトロルミネッセンス装置。
2. 前記第１反射層と前記第２反射層との間の光学距離は、前記２つ以上の異なる波長のうちの最大波長の光に対してのみ共振条件を満たす光学距離の２倍以上である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
3. 前記発光体層は、少なくとも２つ以上の発光強度のピークを有する発光スペクトルを示す発光材料を含む、請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
4. 前記発光材料は燐光材料である、請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
5. 前記第１反射層と前記第１電極との間に、光透過性を有する光学距離調整層を備えた、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
6. 前記第２反射層の前記有機層とは反対側に、前記２つ以上の異なる波長の光のうちの少なくとも一部を吸収し、前記２つ以上の異なる波長のいずれとも異なる波長の光を発光する蛍光体を含む波長変換層を備えた、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
7. 赤色光による表示を行う赤色サブ画素と、緑色光による表示を行う緑色サブ画素と、青色光による表示を行う青色サブ画素と、を含む複数の画素を備えた、請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
8. 前記２つ以上の異なる波長の光は、緑色光と青色光とを含み、
   前記波長変換層として、前記緑色光と前記青色光とを吸収して赤色光を発光する蛍光体を含む赤色波長変換層が前記赤色サブ画素に対応して設けられた、請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
9. 前記２つ以上の異なる波長の光は、少なくとも青色光を含み、
   前記波長変換層として、前記青色光を吸収して緑色光を発光する蛍光体を含む緑色波長変換層が前記緑色サブ画素に対応して設けられた、請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
10. 前記青色サブ画素において、前記第１反射層と前記第２反射層との間の光学距離は、青色域の波長の光に対してのみ共振条件を満たす光学距離に略一致する、請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
11. 前記波長変換層の光射出側にカラーフィルターを備えた、請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
12. 前記第２反射層の光射出側に光散乱層を備えた、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。

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