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WO2011055440A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2011055440A1
WO2011055440A1 PCT/JP2009/068930 JP2009068930W WO2011055440A1 WO 2011055440 A1 WO2011055440 A1 WO 2011055440A1 JP 2009068930 W JP2009068930 W JP 2009068930W WO 2011055440 A1 WO2011055440 A1 WO 2011055440A1
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WO
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optical adjustment
layer
adjustment layer
refractive index
organic
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/068930
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
信貴 水野
Original Assignee
キヤノン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by キヤノン株式会社 filed Critical キヤノン株式会社
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Priority to CN200980162215.0A priority patent/CN102598864B/zh
Priority to PCT/JP2009/068930 priority patent/WO2011055440A1/ja
Priority to JP2011539225A priority patent/JPWO2011055440A1/ja
Priority to US12/914,671 priority patent/US8482195B2/en
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    • H10K2102/351—Thickness

Definitions

  • the present invention relates to a display device and aims to improve the luminous efficiency.
  • the organic EL element is configured by laminating a first electrode disposed on the substrate side, an organic compound layer including a light emitting layer, and a second electrode. Improvement of luminous efficiency is mentioned as a subject of organic EL element. With respect to this problem, in Patent Document 1, high efficiency is achieved by laminating the organic capping layer on the top of the organic EL element.
  • the organic EL element is easily corroded or oxidized by the reaction with moisture and oxygen in the air, it is necessary to seal it.
  • this sealing mode a mode in which dry air is filled and a seal cap is used for sealing, and a mode in which the organic EL element is covered with a protective layer that is not permeable to moisture or oxygen.
  • the organic EL element is covered with silicon nitride oxide (SiON) / organic material / silicon nitride oxide (SiON) as a protective layer.
  • An object of the present invention is to provide a display device in which the light emission efficiency is improved in the case of adopting a form of sealing with a protective layer.
  • the present invention has a plurality of organic EL elements sequentially having an organic compound layer having a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode, and a protective layer covering the plurality of organic EL elements
  • the organic EL element is a display device including an organic EL element emitting blue light, an organic EL element emitting green light, and an organic EL element emitting red light, and the second electrode and the protective layer Between the first optical adjustment layer in contact with the second electrode and the second optical adjustment layer in contact with the first optical adjustment layer, and the first optical adjustment layer and the second optical adjustment layer
  • the optical adjustment layer has a refractive index different from each other, is disposed at a common film thickness across the plurality of organic EL elements, and each film thickness is from the light emitting layer of the blue organic EL element In the emitted light, at the interface between the second electrode and the first optical adjustment layer It is reflected by the interface at the side of the protective layer of the phase at the time of being irradiated, the phase at the time of being
  • FIG. 1 (a) is a schematic cross-sectional view of a display device of the present invention.
  • the display device includes, on a substrate 1, an organic EL element 11 that emits blue light, an organic EL element 12 that emits green light, and an organic EL element 13 that emits red light.
  • Each organic EL element has a first electrode 2, an organic compound layer 3 having a light emitting layer, and a second electrode 4 in order.
  • the protective layer 6 is arrange
  • the partition 7 is arrange
  • optical adjustment layer 5 is disposed between the second electrode 4 and the protective layer 6 stacked in the direction perpendicular to the substrate 1.
  • the optical adjustment layer 5 is composed of a plurality of layers, and adjacent layers have different refractive indices. This configuration is found by comparison of the following sealing modes.
  • the effect of the film thickness of the organic capping layer on the light emission efficiency is small. This is because the difference in refractive index between the organic capping layer and the protective layer is small, so the reflectance at the interface is small, and the optical interference effect in which blue light is reinforced within the organic capping layer can not be sufficiently obtained.
  • the approximate refractive index of each material is about 1.8 for the organic capping layer (Alq 3 ), 1.0 for the dry air (air), and about 1.8 for the protective layer (SiN).
  • the refractive index of the protective layer changes to about 1.6 to 2.1 depending on the material, film forming method, film forming conditions and film forming atmosphere, but the refractive index difference between the organic capping layer and the protective layer And the refractive index difference between
  • an optical adjustment layer composed of a plurality of layers in which the refractive indexes of adjacent layers are different is used.
  • a plurality of reflecting surfaces are formed in the optical adjustment layer, and the light emission efficiency is improved by utilizing the optical interference between the reflected light on the reflecting surface and the light emitted from the light emitting layer in the organic EL element. be able to.
  • the difference in refractive index between adjacent layers is preferably 0.2 or more.
  • the optical adjustment layer 5 and the protective layer 6 are disposed at a common film thickness across the plurality of organic EL elements (the organic EL element 11, the organic EL element 12, and the organic EL element 13). With this configuration, it is not necessary to perform patterning for each color emitted by the organic EL element, and the process is simplified.
  • the film thickness of each layer constituting the optical adjustment layer 5 is set to increase the reflectance of blue (wavelength band of 400 nm to 500 nm). Specifically, light emitted in the light emitting layer of the organic EL element emitting blue light is reflected at the interface of each layer constituting the optical adjustment layer 5, the interface of the optical adjustment layer 5 and the second electrode 4, etc. By making the phase in the same phase, the total reflectance in the optical adjustment layer is increased. In addition, that two phases are the same means that two phase differences are ⁇ / 4 or less.
  • the optical adjustment layer 5 As one reason for setting the optical adjustment layer 5 to increase the reflectance of light in the blue wavelength band, there is a current situation in which development as a light emitting material emitting blue light is less advanced than light emitting materials of other colors. Therefore, blue has a relatively low luminous efficiency with respect to red and green, for which development of phosphorescent materials is in progress. Furthermore, since the lifetime of the blue light emitting material is relatively short compared to that of other colors, the light extraction efficiency is improved by utilizing the optical interference by the optical adjustment layer, and the blue light current is reduced. It also leads to the improvement of the life of the light emitting material.
  • FIG. 3 is a diagram showing wavelength dispersion of reflectance at an Ag thin film of 10 nm. As can be seen from this figure, the reflectance on the short wavelength side is smaller than that on the long wavelength side. Therefore, the interference effect of the organic EL element emitting blue light is reduced, and it is considered that the light extraction efficiency is relatively smaller than that of the other colors.
  • the metal thin film with a film thickness of 5 nm or more and 20 nm or less is generally limited to an Ag thin film or a metal thin film containing Ag because the reflectance is lower toward the shorter wavelength side. Do not mean.
  • the optical distance L between the reflective surface of the first electrode 2 and the reflective surface of the second electrode 4 is designed to satisfy the following equation 1.
  • ⁇ is the maximum peak wavelength of the spectrum of light extracted from the organic EL element
  • ⁇ is the amount of phase shift on the reflective surface of the first electrode 2 and the amount of phase shift on the reflective surface of the second electrode 4
  • N is a natural number.
  • the organic EL element satisfying the formula 1 ′ is referred to as an organic EL element having a resonator structure.
  • the thickness of the organic layer in accordance with each emission spectrum.
  • the optical distance L satisfy the range from the value satisfying Expression 1 to ⁇ ⁇ / 16.
  • the substrate 1 is an insulating substrate on which switching elements (not shown) such as TFTs are formed, and is made of glass, plastic or the like.
  • the first electrode 2 can use a metal layer formed of a single metal such as Al, Cr, or Ag, or an alloy thereof. Furthermore, a transparent oxide conductive layer such as a compound layer of indium oxide and tin oxide or a compound layer of indium oxide and zinc oxide can be stacked on the metal layer.
  • a transparent oxide conductive layer such as a compound layer of indium oxide and tin oxide or a compound layer of indium oxide and zinc oxide can be stacked on the metal layer.
  • the reflective surface of the first electrode 2 is an interface between the metal layer (first electrode 2) and the organic compound layer 3.
  • the first electrode 2 is formed of two layers of a metal layer and a transparent oxide conductive layer
  • the reflective surface of the first electrode 2 is an interface between the metal layer and the transparent oxide conductive layer.
  • the film thickness of the first electrode 2 is preferably 50 nm or more and 200 nm or less.
  • transparent means having a light transmittance of 50% or more in the visible light range (wavelength 400 nm to 780
  • the organic compound layer 3 has at least a light emitting layer, and may optionally have a charge transport layer such as a hole transport layer or an electron transport layer, and further may have a hole blocking layer or the like. Good.
  • a well-known material can be used for each layer, and well-known film-forming methods, such as vapor deposition and transfer, can be used for the film-forming method.
  • the second electrode 4 is a transparent oxide conductive layer such as a compound layer of indium oxide and tin oxide, a compound layer of indium oxide and zinc oxide, a metal thin film made of a single metal such as Al, Cr, Ag, etc. or an alloy thereof. It can be used. In particular, a metal thin film containing Ag is preferable as the second electrode 4 because the absorptivity is low and the specific resistance is also low. When a metal thin film is used as the second electrode 4, the film thickness is preferably 5 nm or more and 20 nm or less.
  • the reflective surface of the second electrode 4 is an interface between the metal layer (second electrode 4) and the organic compound layer 3.
  • the reflective surface on the first electrode 2 is an interface between the transparent oxide conductive layer and the optical adjustment layer 5.
  • the protective layer 6 may be made of known materials and film formation methods. As an example, a method of forming silicon nitride (SiN) with a CVD apparatus can be mentioned. Titanium oxide can also be used.
  • the film thickness of the protective layer 6 is generally on the order of microns in order to obtain sealing performance, and is a film thickness in which the optical interference effect is not effective.
  • the optical adjustment layer 5 is not particularly limited, and may be either an organic material or an inorganic material.
  • SiO 2 , TiO 2 , LiF, MgF 2 , CF x , and the same material as one forming the organic compound layer 3 can be mentioned.
  • a larger refractive index difference (a refractive index difference of 0.2 or more) between adjacent optical adjustment layers is preferable for performing optical adjustment because the reflectance is increased.
  • the equation of the reflectance R at the interface when light is incident on the medium of refractive index n B from the medium of refractive index n A is expressed by equation 2.
  • R (n A ⁇ n B ) 2 / (n A + n B ) 2 ⁇ Formula 2
  • the optical adjustment layer preferably has a configuration in which a high refractive index layer (refractive index is greater than 1.7) and a low refractive index layer (refractive index is 1.7 or less) are alternately stacked.
  • the refractive index of the layer in the optical adjustment layer in contact with the protective layer 6 is preferably larger than the refractive index of the protective layer 6, and the refractive index difference is preferably 0.5 or more.
  • FIG. 1 (b) is a more detailed cross-sectional view of one organic EL element.
  • This organic EL element has a first electrode 2, an organic compound layer 3 including a light emitting layer 31, and a second electrode 4 in order from the substrate 1.
  • the optical adjustment layer 5 and the protective layer 6 are disposed on the second electrode 4.
  • the optical adjustment layer 5 and the protective layer 6 are disposed at a common film thickness over the plurality of organic EL elements.
  • the optical adjustment layer 5 includes a first optical adjustment layer 51 in contact with the second electrode 4 and a second optical adjustment layer 52 in contact with the first optical adjustment layer 51; A third optical adjustment layer in contact with the second optical adjustment layer 52 and the protective layer 6 is provided.
  • the first optical adjustment layer 51, the second optical adjustment layer 52, and the third optical adjustment layer 53 are disposed across a plurality of organic EL elements with a common film thickness.
  • the first optical adjustment layer 51 and the second optical adjustment layer 52 have different refractive indexes, and the second optical adjustment layer 52 and the third optical adjustment layer 53 have different refractive indexes. doing.
  • the difference in refractive index between the first optical adjustment layer 51 and the second optical adjustment layer 52 is preferably 0.2 or more.
  • the difference in refractive index between the second optical adjustment layer 52 and the third optical adjustment layer 53 is preferably 0.2 or more. Further, it is desirable that the refractive indexes of the first optical adjustment layer 51 and the third optical adjustment layer 53 be greater than 1.5, and the second optical adjustment layer 52 be 1.5 or less. With the above-described configuration of refractive index, each layer of the optical adjustment layer can form a reflection surface having a higher reflectance than the optical adjustment layer or between the optical adjustment layer and the protective layer. desirable.
  • the optical adjustment layer 5 is preferable because it is easy to increase the reflectance if the low refractive index layer (refractive index is 1.5 or less) and the high refractive index layer (refractive index is 1.7 or more) are alternately laminated.
  • the thicknesses d 2 and d 3 of the second optical adjustment layer 52 and the third optical adjustment layer 53 satisfy Equations 3 and 4, respectively, in consideration of the phase shift amount of reflection and transmission at the interface.
  • ⁇ is the maximum peak wavelength of the spectrum of light extracted from the organic EL element emitting blue light
  • n 2 and n 3 are the refractive index of the second optical adjustment layer at the maximum peak wavelength ⁇
  • the third optical It is the refractive index of the adjustment layer.
  • M 2 and m 3 are natural numbers.
  • the maximum peak wavelength of the light extracted from the blue organic EL element depends on the light emitting material, but is about 430 nm to 480 nm.
  • d 2 (2 m 2 ⁇ 1) ⁇ / 4 n 2 Equation 3
  • d 3 (2 m 3 -1) ⁇ / 4 n 3 Equation 4
  • the film thicknesses d 2 and d 3 of the optical adjustment layer 52 and the third optical adjustment layer 54 may be set to satisfy Formula 3 'and Formula 4', respectively.
  • the film thicknesses d 2 and d 3 be in a range deviated by about ⁇ ⁇ / 16 from the values satisfying the expressions 3 and 4.
  • the film thickness of the first optical adjustment layer 51 may be set to a film thickness that allows the reflection at the interface between the first optical adjustment layer 51 and the second optical adjustment layer 52 to function properly. More specifically, from the interface of the first optical adjustment layer 51 to the second optical adjustment layer 52 to the light emitting point in the light emitting layer 31
  • the optical distance t 1 of should satisfy Equation 5.
  • ⁇ 1 is a phase shift amount when light emitted from the organic EL element emitting blue light is reflected at the interface between the first optical adjustment layer 51 and the second optical adjustment layer 52
  • m 1 is a natural number It is.
  • the light emission point is the maximum point in the light emission distribution in the present invention.
  • the optical distance t 1 should satisfy the equation 5 ′. . (4m 1 ⁇ 2 ⁇ 1 / ⁇ 1) ⁇ / 8 ⁇ t 1 ⁇ (4m 1 ⁇ 2 ⁇ 1 / ⁇ + 1) ⁇ / 8 equation 5 ′
  • the film thickness d 1 of the first optical adjustment layer satisfies the following Expression 6.
  • ⁇ is the maximum peak wavelength of the spectrum of light extracted from the organic EL element emitting blue light
  • n 1 is the refractive index of the first optical adjustment layer 51 at the maximum peak wavelength ⁇ .
  • the film thickness d 1 of the first optical adjustment layer 51 satisfies the equation 6 ′
  • the film thickness d 1 should fall within a range of about ⁇ ⁇ / 16 from the value satisfying the equation 6.
  • the film thickness d 1 of the first optical adjustment layer 51 and the thickness d 2 of the second optical adjustment layer 52 satisfies each formula 6 'and the formula 3' and the following can be said. That is, the phase when light generated in the light emitting layer of the blue organic EL element is reflected at the interface between the second electrode 4 and the first optical adjusting layer 51, and the first optical adjusting layer 51 and the second optical adjusting layer 51.
  • the film thickness d 3 of the third optical adjustment layer 53 satisfies the formula 4 ′, the light generated in the light emitting layer of the blue organic EL element and directed to the protective layer side is reflected at each interface described above And the phase when reflected at the interface between the third optical adjustment layer 53 and the protective layer 6. For this reason, the luminous efficiency of the blue organic EL element is further improved.
  • the phase shift amount ⁇ 1 is determined by the magnitude of the refractive index of the first optical adjustment layer 51 and the second optical adjustment layer 52. That is, when the first optical adjustment layer 51 has a larger refractive index than the second optical adjustment layer 52, the phase shift amount phi 1 is [pi, if the opposite, the phase shift amount phi 1 is zero It is.
  • the film thickness of each layer of the optical adjustment layer satisfies the above equation
  • the light is reflected at the interface of each layer, the interface between the optical adjustment layer and the second electrode, the interface between the optical adjustment layer and the protective layer, etc. Phase can be the same.
  • the optical distance t 1 to the interface of the second optical adjustment layer 52 may be about 230 nm.
  • the interface between the second electrode 4 and the first optical adjustment layer 51 from the light emitting point (here, the interface at the side of the first electrode 2 of the light emitting layer 31).
  • the optical distance of the first optical adjustment layer 51 is preferably about 108 nm.
  • the film thickness is about 60 nm in order to set the optical distance to about 108 nm. This film thickness is a film thickness which satisfies Expression 6 ′.
  • the relationship between the film thickness of the first optical adjustment layer 51 and the light emission efficiency is shown in FIG. 4A, but the film thickness of the first optical adjustment layer 51 is 60 nm, and the maximum value of the light emission efficiency is 4.10 cd / It turns out that A comes out. This is 1.24 times the luminous efficiency in the case of one organic capping layer.
  • Table 2 compares the efficiency of red, green and blue organic EL elements and the amount of current at the time of displaying white by causing each color to emit light as Comparative Example 1 in the case of one organic capping layer as compared with this embodiment. It is. In the present embodiment, the interference on the short wavelength side is stronger than that of Comparative Example 1, so the efficiency of the blue organic EL element is increased, and the total amount of current of the organic EL elements of each color when displaying white is small. Power consumption can be expected.
  • FIG. 1C shows a cross-sectional view of one organic EL element of the display device used in the present embodiment.
  • the configuration of the optical adjustment layer 5 is different from that of Embodiment 1, and the other configurations are the same.
  • the optical adjustment layer 5 of the present embodiment the optical adjustment layer 5 includes the first optical adjustment layer 51 in contact with the second electrode 4 and the second optical adjustment layer 52 in contact with the first optical adjustment layer 51.
  • the second optical adjustment layer 52 is in contact with the protective layer 6.
  • the first optical adjustment layer 51 and the second optical adjustment layer 52 are disposed across a plurality of organic EL elements with a common film thickness, respectively.
  • the first optical adjustment layer 51 and the second optical adjustment layer 52 have different refractive indexes.
  • the difference in refractive index between the first optical adjustment layer 51 and the second optical adjustment layer 52 is preferably 0.2 or more. Further, it is desirable that the refractive index of the first optical adjustment layer 51 be 1.5 or less, and the second optical adjustment layer 52 be larger than 1.5. With these configurations, it is possible to configure a reflective surface having a larger reflectance, between the optical adjustment layer or between the optical adjustment layer and the protective layer.
  • the film thicknesses of the first optical adjustment layer 51 and the second optical adjustment layer 52 may be selected so as to satisfy Formula 6 or Formula 6 ', Formula 3 or Formula 3', respectively. Then, the phase when light generated in the light emitting layer of the blue organic EL element and directed to the protective layer side is reflected at the interface between the second electrode 4 and the first optical adjustment layer 51, and the first optical adjustment The phases when reflected at the interface between the layer 51 and the second optical adjustment layer 52 will be aligned.
  • the light that is generated in the light emitting layer of this phase and blue organic EL element and travels to the protective layer side is the interface between the second optical adjusting layer 52 and the protective layer 6 (the protective layer side of the second optical adjusting layer 52 And the phase when reflected at the As a result, as described in the first embodiment, the reflectance of the entire optical adjustment layer is improved, and the light emission efficiency of the organic EL element emitting blue light is improved.
  • the film thickness of the first optical adjustment layer 51 is adjusted so as to increase the light emission efficiency
  • MgF 2 and TiO 2 are used as materials of the first optical adjustment layer 51 and the second optical adjustment layer 52, respectively, and SiN is used for the protective layer 6.
  • the refractive indices of the optical adjustment layer and the protective layer at a wavelength of 460 nm are shown in Table 3.
  • the optical distance t 1 from the light emitting point to the interface between the first optical adjustment layer 51 and the second optical adjustment layer 52 that satisfies Expression 5 is about 115 nm, It may be about 345 nm.
  • the optical distance from the light emitting point to the interface between the second electrode 4 and the first optical adjustment layer 51 is about 122 nm.
  • the optical distance is preferably about -7 nm and about 223 nm. Since the refractive index of the first optical adjustment layer 51 in the present embodiment is 1.4, the film thickness is about ⁇ 5 nm and about 178 nm.
  • the relationship between the film thickness of the first optical adjustment layer 51 and the light emission efficiency is shown in FIG. 4B, but the film thickness of the first optical adjustment layer 51 is about 170 nm and the maximum of the light emission efficiency is 4.05 cd. It turns out that / A comes out. Also in the present embodiment, the efficiency of the blue organic EL element is higher than that of Comparative Example 1, and the total amount of current of the organic EL elements of respective colors when displaying white is small, and low power consumption can be expected.
  • the emission efficiency has a maximum value at 170 nm in FIG. It is considered to be the reason.
  • the first optical adjustment layer 51 is thin at 30 nm or less, high luminous efficiency is obtained.
  • the reason why the light emission efficiency is large at a thin portion where the first optical adjustment layer 51 is 30 nm or less is considered to be because the first optical adjustment layer 51 has a maximum value in the vicinity of ⁇ 5 nm.
  • the film thickness is preferably 10 nm or more and 30 nm or less.
  • the layer is not a uniform layer, and the film thickness may be uneven. That is, a difference occurs in the function of improving the luminous efficiency by the optical adjustment layer between elements of the same color.
  • Table 4 shows the comparison of luminous efficiency of the organic EL element emitting blue light according to the present invention.
  • Comparative Example 1 is the case where an organic capping layer was inserted between the protective layer and the organic EL element, and is the configuration shown in Table 5.
  • Comparative Example 2 is the case where the protective layer is present immediately above the second electrode of the organic EL element, and is the configuration shown in Table 5. It is apparent that the blue luminous efficiency is increased by the present invention. The unit is [cd / A].
  • the present invention is also effective in bottom emission.
  • the glass substrate disposed on the light extraction side corresponds to the protective layer in the present invention.
  • the protective layer is described as SiN, but a known protective layer material can be used without being limited to SiN.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

　保護層による封止形態を採用する場合において、青色を発光する有機ＥＬ素子の発光効率が向上する有機ＥＬ素子を提供する。　複数の有機ＥＬ素子（１１，１２，１３）と、その複数の有機ＥＬ素子を覆う保護層６と、を有し、有機ＥＬ素子の第２の電極４と保護層６との間に、光学調整層５を有し、光学調整層５は第２の電極４に接する第１の光学調整層と、第１の光学調整層と接する第２の光学調整層とを有し、前記第１の光学調整層と前記第２の光学調整層は、互いに異なる屈折率を有し、前記複数の有機ＥＬ素子に渡ってそれぞれ共通の膜厚で配置され、かつ、それぞれの膜厚は、前記青色の有機ＥＬ素子の発光層から発する光において、前記第２の電極と前記第１の光学調整層の界面で反射される際の位相と、前記第１の光学調整層と前記第２の光学調整層の界面で反射される際の位相と、前記第２の光学調整層の前記保護層側の界面で反射される際の位相とが同じになる膜厚である。

Description

表示装置
　表示装置に関するもので、発光効率の向上を目的とするものである。
　有機ＥＬ素子は、基板側に配置される第１の電極と、発光層を含む有機化合物層と、第２の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、有機ＥＬ素子の上部に有機キャッピング層を積層することで、高効率化を達成している。
　一方、有機ＥＬ素子は空気中の水分や酸素との反応で腐食や酸化を起こしやすいため封止を行う必要がある。この封止の形態には大きく分けて２種類有り、ドライエアを充填して封止キャップで封止する形態と、水分や酸素を通さない保護層で有機ＥＬ素子を覆う形態がある。特許文献２では保護層としてシリコン窒化酸化物（ＳｉＯＮ）／有機材料／シリコン窒化酸化物（ＳｉＯＮ）で有機ＥＬ素子を覆っている。
　しかし、特許文献１のように有機ＥＬ素子の上部に有機キャッピング層を積層する構成において、保護層による封止形態を採用すると、有機キャッピング層と保護層の界面では大きな屈折率差が生じない。そのため保護層による封止形態の場合には、特許文献１の効果を得ることが困難であった。
特開２００６－１５６３９０号公報 特開２００２－０３２５７６５号公報
　本発明は、保護層による封止形態を採用する場合において、発光効率が向上する表示装置を提供することを課題とする。
　本発明は、第１の電極と発光層を有する有機化合物層と第２の電極とを順に有する複数の有機ＥＬ素子と、前記複数の有機ＥＬ素子を覆う保護層と、を有し、前記複数の有機ＥＬ素子は、青色を発光する有機ＥＬ素子と、緑色を発光する有機ＥＬ素子と、赤色を発光する有機ＥＬ素子とを含む表示装置であって、前記第２の電極と前記保護層との間に、前記第２の電極に接する第１の光学調整層と、前記第１の光学調整層と接する第２の光学調整層とを有し、前記第１の光学調整層と前記第２の光学調整層は、互いに異なる屈折率を有し、前記複数の有機ＥＬ素子に渡ってそれぞれ共通の膜厚で配置され、かつ、それぞれの膜厚は、前記青色の有機ＥＬ素子の発光層から発する光において、前記第２の電極と前記第１の光学調整層の界面で反射される際の位相と、前記第１の光学調整層と前記第２の光学調整層の界面で反射される際の位相と、第２の光学調整層の保護層側の界面で反射される際の位相とが同じになる膜厚であることを特徴とする。
　保護層による封止形態を採用する場合において、発光効率が向上する表示装置が得られる。
本発明の実施形態を説明する概略図 ２種類の封止形態における、有機キャッピング層の膜厚と発光効率の関係を示す図 薄膜銀における反射率の波長分散を示す図 本発明の実施形態における第１の光学調整層の膜厚と発光効率の関係を示す図
　以下、本発明に係る有機ＥＬ素子および表示装置の実施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の電極２と、発光層を有する有機化合物層３と、第２の電極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素子が発する光は第２の電極４側から取り出される。なお、各有機ＥＬ素子の間には隔壁７が配置されている。
　また基板１に垂直な方向に積層される第２の電極４と保護層６との間に光学調整層５が配置されている。光学調整層５は、複数の層からなり、隣り合う層どうしは互いに異なる屈折率を有している。この構成は、以下の封止形態の比較により見出したものである。
　封止形態の比較は、具体的には、第２の電極４の上部に有機キャッピング層を設けた有機ＥＬ素子の構成において、封止キャップで封止する形態と保護層で封止する形態との比較である。この比較を、青色を発光する有機ＥＬ素子に関して、有機キャッピング層の膜厚と発光効率との関係を示す図２を用いて説明する。封止キャップで封止した場合（図２の丸印）は、有機キャッピング層とドライエアの屈折率差が大きいため、その界面で大きな反射率が得られ、有機キャッピング層内部での青色の光を強め合う光学干渉効果によって効率が変化する。しかしながら、保護層で封止した場合（図２の四角）は、有機キャッピング層の膜厚が発光効率に与える影響は小さい。なぜなら、有機キャッピング層と保護層の屈折率差が小さいために、その界面における反射率が小さく、有機キャッピング層内部で青色の光を強め合う光学干渉効果が十分に得られないためである。なお、各材料のおおよその屈折率は、有機キャッピング層（Ａｌｑ３）が１．８、ドライエア（空気）は１．０、保護層（ＳｉＮ）は１．８程度である。保護層の屈折率は材料、成膜手法、成膜条件、成膜雰囲気によって１．６乃至２．１程度まで変化するが、有機キャッピング層と保護層の屈折率差は、有機キャッピング層とドライエアとの間の屈折率差には及ばない。
　このため、本発明では、隣り合う層の屈折率が異なる、複数の層で構成される光学調整層を用いている。この構成により、光学調整層内で、複数の反射面が形成され、その反射面での反射光と有機ＥＬ素子中の発光層が発する光との光学干渉を利用することによって発光効率を向上させることができる。このとき、隣り合う層どうしの屈折率差は０．２以上であることが望ましい。
　また、光学調整層５と保護層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。この構成により、有機ＥＬ素子の発する色ごとでパターニング形成する必要がなく、プロセスが簡易になる。そして、光学調整層５を構成する各層の膜厚は青色（波長帯域４００ｎｍ乃至５００ｎｍ）の反射率を高めるよう設定されている。具体的には、青色を発光する有機ＥＬ素子の発光層内で発光する光が、光学調整層５を構成する各層の界面や光学調整層５と第２の電極４の界面などで反射される際の位相を同じにすることで、光学調整層での合計の反射率が大きくなる。なお、２つの位相が同じとは、２つの位相差がπ／４以下であることを言う。
　光学調整層５を青色波長帯域の光の反射率を上げるよう設定する１つの理由として、青色を発光する発光材料として他の色の発光材料よりも開発が進んでいない現状がある。よって、燐光材料の開発が進んでいる赤色、緑色に対して、青色は相対的に発光効率が低くなっている。さらには青色の発光材料の寿命は他の色のものと比べて相対的に短いため、光学調整層による光学干渉を利用することで光取り出し効率を向上させ、駆動電流量を下げることで青色の発光材料の寿命向上にもつながる。
　もう１つの理由として、光取り出し電極となる第２の電極を５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の金属薄膜で構成する場合には、その第２の電極の反射率が低波長領域で小さいことが挙げられる。図３はＡｇ薄膜１０ｎｍでの反射率の波長分散を示した図である。この図から分かるように、短波長側の反射率が長波長側よりも小さくなっている。このため青色を発光する有機ＥＬ素子の干渉効果が小さくなり、光取り出し効率が、他の色よりも相対的に小さいことが考えられる。これは、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、本発明の有機ＥＬ素子は、有機化合物層３にある発光層で生じて第１の電極２にある反射面で反射される光と発光層で生じ第２の電極４の反射面で反射される光が干渉して強め合う光学干渉を利用する場合においても適用できる。この場合、第１の電極２にある反射面と第２の電極４にある反射面との間の光学距離Ｌが、以下の式１を満たすように設計される。ここで、λ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、θは第１の電極２の反射面での位相シフト量と第２の電極４の反射面での位相シフト量の和、Ｎは自然数である。なお光学距離とは膜厚と屈折率の積である。
 ２Ｌ／λ＋θ／２π＝Ｎ　・・・式１
　しかし、有機化合物層３の成膜時には成膜誤差が生じてしまい、式１を満たさない場合がある。しかしながら、光学距離Ｌが式１を満たす位置から±λ／８程度ずれたとしても、第１の電極２にある反射面と第２の電極４にある反射面との間の光学干渉は、波長λにおいて強め合う光学干渉となる。よって、第１の電極２にある反射面と第２の電極４にある反射面との間の光学距離Ｌは以下の式１’を満たすようにすればよい。以降、式１’を満たす有機ＥＬ素子を、共振器構造を有する有機ＥＬ素子という。共振器構造を有する有機ＥＬ素子の場合、各発光スペクトルに応じて有機層膜厚を決定するのが好ましい。
　（４Ｎ－２θ／π－１）λ／８＜Ｌ＜（４Ｎ－２θ／π＋１）λ／８・・・式１’
　より好ましくは、光学距離Ｌが式１を満たす値から±λ／１６の範囲を満たすことが好ましい。
　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の電極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の電極２が金属層のみからなる場合は、第１の電極２にある反射面は、金属層（第１の電極２）と有機化合物層３との界面である。第１の電極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の電極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の電極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の電極４は、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や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の電極４として好ましい。金属薄膜を第２の電極４として用いる場合には、その膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。また、第２の電極４が金属層である場合は、第２の電極４にある反射面は、金属層（第２の電極４）と有機化合物層３との界面である。第２の電極４が透明酸化物導電層である場合は、第１の電極２にある反射面は、透明酸化物導電層と光学調整層５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（ＳｉＮ）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、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＣＦｘ、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、隣リ合う光学調整層間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ｎＡの媒質から屈折率ｎＢ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＝（ｎＡ－ｎＢ）２／（ｎＡ＋ｎＢ）２　・・・式２
　また、光学調整層は、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、光学調整層内の、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。
　（実施形態１）
　以下、実施形態１について、図１（ｂ）を用いて説明する。図１（ｂ）は、１つの有機ＥＬ素子のより詳細な断面図である。この有機ＥＬ素子は、第１の電極２と、発光層３１を含む有機化合物層３と、第２の電極４とを基板１から順に有している。そして、第２の電極４の上には光学調整層５と保護層６が配置されている。光学調整層５と保護層６は、複数の有機ＥＬ素子にわたって、それぞれ共通の膜厚で配置されている。
　図１（ｂ）から分かるように、光学調整層５は、第２の電極４に接する第１の光学調整層５１と、第１の光学調整層５１と接する第２の光学調整層５２と、第２の光学調整層５２と保護層６とに接する第３の光学調整層とを有している。また、第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２と第３の光学調整層５３は、それぞれ共通の膜厚で複数の有機ＥＬ素子に渡って配置されている。また、第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２とは互いに異なる屈折率を有し、第２の光学調整層５２と第３の光学調整層５３とは互いに異なる屈折率を有している。第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２との屈折率差に関して０．２以上あると好適である。さらに、第２の光学調整層５２と第３の光学調整層５３との屈折率差は０．２以上であることが望ましい。また、第１の光学調整層５１と第３の光学調整層５３の屈折率は１．５より大きく、第２の光学調整層５２は１．５以下であることが望ましい。以上のような屈折率の構成とすると、光学調整層の各層は、より光学調整層間、あるいは光学調整層と保護層との間で、より大きい反射率を有する反射面を構成することができるので望ましい。
　また、光学調整層５は低屈折率層（屈折率が１．５以下）と高屈折率層（屈折率が１．７以上）を交互に積層させると反射率が上がりやすいため好適である。この場合、界面における反射、透過の位相シフト量を考慮すると、第２の光学調整層５２と第３の光学調整層５３の膜厚ｄ２、ｄ３はそれぞれ式３，式４を満たしている。ここで、λは青色を発光する有機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であり、ｎ２、ｎ３は最大ピーク波長λにおける第２の光学調整層の屈折率、第３の光学調整層の屈折率である。またｍ２、ｍ３は自然数である。なお、青色の有機ＥＬ素子から取り出される光の最大ピーク波長は、発光材料によるが、４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍ程度である。
　ｄ２＝（２ｍ２－１）λ／４ｎ２　・・・式３
　ｄ３＝（２ｍ３－１）λ／４ｎ３　・・・式４
　なお、本発明では、膜厚ｄ２、ｄ３が式３、式４を満たす値から±λ／８程度ずれた場合であっても、光学調整層の反射率の向上に繋がるので、第２の光学調整層５２と第３の光学調整層５４の膜厚ｄ２、ｄ３はそれぞれ式３’，式４’を満たすようにすればよい。
　（４ｍ２－３）λ／（８ｎ２）＜ｄ２＜（４ｍ２－１）λ／（８ｎ２）　・・・式３’
　（４ｍ３－３）λ／（８ｎ３）＜ｄ３＜（４ｍ３－１）λ／（８ｎ３）　・・・式４’
　より好ましくは、膜厚ｄ２、ｄ３が式３、式４を満たす値から±λ／１６程度ずれた範囲内にあることが好ましい。
　また、第１の光学調整層５１の膜厚は、第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２との界面における反射が適切に機能する膜厚にすればよい。より具体的には青色を発光する有機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λ、第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２の界面から発光層３１内の発光点までの光学距離ｔ１が式５を満たせばよい。ここで、φ１は青色を発光する有機ＥＬ素子の発する光が第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２との界面で反射される際の位相シフト量で、ｍ１は自然数である。なお、有機ＥＬ素子の発光が分布を持っている場合、発光点とは本発明においては発光分布における極大点とする。
　２ｔ１／λ＋φ１／２π＝ｍ１・・・式５
　なお、本発明では、式５から±λ／８程度ずれた場合であっても、光学調整層の反射率の向上に繋がるので、光学距離ｔ１はそれぞれ式５’を満たすようにすればよい。
　（４ｍ１－２φ１／π－１）λ／８＜ｔ１＜（４ｍ１－２φ１／π＋１）λ／８・・・式５’
　また、共振器構造を有する有機ＥＬ素子においては、第２の電極が金属薄膜で構成される場合には、有機ＥＬ素子と第１の光学調整層５１とを別々の光学干渉に分離させることが可能となる。よって、共振器構造を有する有機ＥＬ素子では、第１の光学調整層の膜厚ｄ１は、以下の式６を満たしている。ここで、λは青色を発光する有機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であり、ｎ１はその最大ピーク波長λにおける第１の光学調整層５１の屈折率である。
　２ｎ１ｄ１／λ＋φ１／２π＝ｍ１・・・式６
　なお、式６から±λ／８程度ずれた場合であっても、光学調整層の反射率の向上に繋がるので、第１の光学調整層５１の膜厚ｄ１はそれぞれ式６’を満たすようにすればよい。
　（４ｍ１－２φ１／π－１）λ／（８ｎ１）＜ｄ１＜（４ｍ１－２φ１／π＋１）λ／（８ｎ１）　・・・式６’
　より好ましくは、膜厚ｄ１が式６を満たす値から±λ／１６程度ずれた範囲に収まるのがよい。
　そして、第１の光学調整層５１の膜厚ｄ１と第２の光学調整層５２の膜厚ｄ２とが、それぞれ式６’と式３’とを満たせば次のことが言える。つまり、青色の有機ＥＬ素子の発光層で生じた光が、第２の電極４と第１の光学調整層５１の界面で反射される際の位相と、第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２の界面で反射される際の位相とがそろう。さらに、この位相と青色の有機ＥＬ素子の発光層で生じた光が、第２の光学調整層５２と第３の光学調整層５３の界面（第２の光学調整層５２の保護層側の界面）で反射される際の位相ともそろう。よって、青色の有機ＥＬ素子の発光層３１で生じた光の、光学調整層での合計の反射率が大きくなり、発光効率が向上する。特に、式６’と式３’を満たされる場合には、波長λに関する光学調整層の反射率が向上し、発光効率が向上する。さらに、第３の光学調整層５３の膜厚ｄ３が式４’を満たすと、青色の有機ＥＬ素子の発光層で生じて保護層側に向かう光が、上記した各界面で反射される際の位相と第３の光学調整層５３と保護層６との界面で反射される際の位相とがそろう。このため、青色の有機ＥＬ素子の発光効率がさらに向上する。
　位相シフト量φ１は、第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２の屈折率の大小で決まる。つまり、第１の光学調整層５１が第２の光学調整層５２よりも屈折率が大きい場合には、位相シフト量φ１はπであり、その逆であれば、位相シフト量φ１はゼロである。
　このように光学調整層の各層の膜厚が上記した式を満たすことで、各層の界面や光学調整層と第２の電極との界面、光学調整層と保護層との界面などで反射される際の位相が同じにすることができる。
　以下では、本実施形態の一例として、最大ピーク波長４６０ｎｍの発光スペクトルを有する青色有機ＥＬ素子を用いて、その発光効率を高めるよう、第１の光学調整層５１の膜厚を調整する例を挙げる。第１の光学調整層５１、第２の光学調整層５２、第３の光学調整層５３の材料として、それぞれＡｌｑ３、ＳｉＯ２、酸化インジウム亜鉛を用い、保護層６にはＳｉＮを用いる。なお、波長４６０ｎｍでの光学調整層、保護層の屈折率は表１に示されている。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。また、表１に示すように、第２の光学調整層５２膜厚は、ｍ２＝１で式３’を満たし、第３の光学調整層５３の膜厚は、ｍ３＝２で式４’を満たすように設定した。
　第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２の屈折率の関係からφ１＝０であるため、自然数ｍ１＝１で式５を満たす、発光点から第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２の界面までの光学距離ｔ１は約２３０ｎｍであればよい。本実施形態では、光学干渉を考慮して、発光点（ここでは、発光層３１の第１の電極２側の界面である）から第２の電極４と第１の光学調整層５１との界面までの光学距離を約１２２ｎｍとしているため、第１の光学調整層５１の光学距離は約１０８ｎｍが好適となる。本実施形態における第１の光学調整層の屈折率は１．８であるため、光学距離を約１０８ｎｍとするには、膜厚は約６０ｎｍとなる。この膜厚は、式６’を満たす膜厚である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　なお、第１の光学調整層５１の膜厚と発光効率の関係を図４（ａ）に示すが、第１の光学調整層５１の膜厚が６０ｎｍで発光効率の極大値として４．１０ｃｄ／Ａが出ることがわかる。これは、有機キャッピング層１層の場合における発光効率の１．２４倍である。表２は有機キャッピング層１層の場合を比較例１として、赤色、緑色、青色の有機ＥＬ素子の効率、および各色を発光させて白色を表示する際の電流量を本実施形態と比較したものである。本実施形態は比較例１よりも短波長側での干渉が強いため、青色の有機ＥＬ素子の効率が上がり、白色を表示する際の各色の有機ＥＬ素子の合計の電流量は小さくなり、低消費電力が期待できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　（実施形態２）
　図１（ｃ）に、本実施形態に用いる表示装置の１つの有機ＥＬ素子についての断面図が示されている。実施形態１とは、光学調整層５の構成が異なっており、他の構成は同じである。本実施形態の光学調整層５は、光学調整層５は、第２の電極４に接する第１の光学調整層５１と、第１の光学調整層５１と接する第２の光学調整層５２とで構成され、第２の光学調整層５２は保護層６と接している。また、第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２は、それぞれ共通の膜厚で複数の有機ＥＬ素子に渡って配置されている。また、第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２とは互いに異なる屈折率を有している。また、第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２との屈折率差に関して０．２以上あると好適である。また、第１の光学調整層５１の屈折率は１．５以下で、第２の光学調整層５２は１．５より大きいことが望ましい。これらの構成によって、光学調整層間、あるいは光学調整層と保護層との間で、より大きい反射率を有する反射面を構成するようできる。
　また、本実施形態でも、第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２の膜厚はそれぞれ、式６あるいは式６’、式３あるいは式３’を満たすように選ぶのがよい。そうすると、青色の有機ＥＬ素子の発光層で生じて保護層側に向かう光が、第２の電極４と第１の光学調整層５１の界面で反射される際の位相と、第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２の界面で反射される際の位相とがそろう。さらに、この位相と青色の有機ＥＬ素子の発光層で生じて保護層側に向かう光が、第２の光学調整層５２と保護層６との界面（第２の光学調整層５２の保護層側の界面）で反射される際の位相ともそろう。この結果、実施形態１でも述べたように、光学調整層全体の反射率が向上し、青色を発光する有機ＥＬ素子の発光効率が向上する。
　本実施形態においても、最大ピーク波長４６０ｎｍの発光スペクトルを有する青色有機ＥＬ素子を用いて、その発光効率を高めるよう、第１の光学調整層５１の膜厚を調整する例を挙げる。表３に示すように、第２の光学調整層５２の膜厚は、ｍ２＝２で式３’を満たしている。
　第１の光学調整層５１、第２の光学調整層５２の材料として、それぞれＭｇＦ２、ＴｉＯ２を用い、保護層６にはＳｉＮを用いる。なお、波長４６０ｎｍでの光学調整層、保護層の屈折率は表３に示されている。
　本実施形態においては、φ１＝πであるため、式５を満たす、発光点から第１の光学調整層５１と第２の光学調整層５２の界面までの光学距離ｔ１は、約１１５ｎｍ、約３４５ｎｍであればよい。本実施形態では、実施形態１と同様に、発光点から第２の電極４と第１の光学調整層５１との界面までの光学距離を約１２２ｎｍとしているため、第１の光学調整層５１の光学距離は約－７ｎｍ、約２２３ｎｍが好適となる。本実施形態における第１の光学調整層５１の屈折率は１．４であるため、膜厚は約－５ｎｍ、約１７８ｎｍとなる。なお、第１の光学調整層５１の膜厚と発光効率の関係を図４（ｂ）に示すが、第１の光学調整層５１の膜厚が約１７０ｎｍで発光効率の極大値として４．０５ｃｄ／Ａが出ることがわかる。本実施形態も比較例１よりも、青色の有機ＥＬ素子の効率が上がり、白色を表示する際の各色の有機ＥＬ素子の合計の電流量は小さくなり、低消費電力が期待できる。
　なお、式５から求めた第１の光学調整層５１の最適膜厚が１７８ｎｍであったのに対し、図４（ｂ）において１７０ｎｍで発光効率が極大値を持つのは、発光に分布があるためだと考えられる。また、第１の光学調整層５１が３０ｎｍ以下の薄い場合でも大きい発光効率が出ている。第１の光学調整層５１が３０ｎｍ以下の薄い箇所で発光効率が大きいのは、第１の光学調整層５１が－５ｎｍ近傍で極大値を持っているためと考えられる。しかし、光学調整層内での反射面の数を多くする上で、第１の光学調整５１は設けたほうがよく、その膜厚は１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが望ましい。１０ｎｍ以下の膜厚で第１の光学調整層５１を設ける場合には、その層は均一な層とはならず、膜厚にむらができてしまう。つまり、同じ色の素子間で光学調整層による発光効率向上の機能に差が生じてしまう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　ここで、本発明の青色を発光する有機ＥＬ素子について、発光効率の比較を行ったものが表４に示されている。比較例１は保護層と有機ＥＬ素子との間に有機キャッピング層を入れた場合であり、表５に示される構成である。比較例２は有機ＥＬ素子の第２の電極の直上部に保護層がある場合であり、表５に示される構成である。本発明により、青色の発光効率が上がるのは明らかである。なお、単位は［ｃｄ／Ａ］である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　実施形態１、２で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本発明は有効である。なお、ボトムエミッションでは光取り出し側に配置されるガラス基板が本発明における保護層に相当する。なお、実施形態１、２では保護層をＳｉＮとして記述したが、ＳｉＮに限定されること無く公知の保護層材料を使用することが出来る。
　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本発明では有効である。
　２　第１の電極
　３　有機化合物層
　４　第２の電極
　６　保護層
　５１　第１の光学調整層
　５２　第２の光学調整層

Claims (13)

  1. 　第１の電極と発光層を有する有機化合物層と第２の電極とを順に有する複数の有機ＥＬ素子と、前記複数の有機ＥＬ素子を覆う保護層と、を有し、前記複数の有機ＥＬ素子は、青色を発光する有機ＥＬ素子と、緑色を発光する有機ＥＬ素子と、赤色を発光する有機ＥＬ素子とを含む表示装置であって、
    　前記第２の電極と前記保護層との間に、前記第２の電極に接する第１の光学調整層と、前記第１の光学調整層と接する第２の光学調整層とを有し、
    　前記第１の光学調整層と前記第２の光学調整層は、互いに異なる屈折率を有し、前記複数の有機ＥＬ素子に渡ってそれぞれ共通の膜厚で配置され、かつ、それぞれの膜厚は、前記青色の有機ＥＬ素子の発光層から発する光において、前記第２の電極と前記第１の光学調整層の界面で反射される際の位相と、前記第１の光学調整層と前記第２の光学調整層の界面で反射される際の位相と、前記第２の光学調整層の前記保護層側の界面で反射される際の位相とが同じになる膜厚であることを特徴とする表示装置。
  2. 　前記第１の光学調整層の膜厚ｄ１は、前記青色を発光する有機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λ、前記最大ピーク波長λにおける前記第１の光学調整層の屈折率ｎ１、前記青色を発光する有機ＥＬ素子から取り出される光が前記第１の光学調整層と前記第２の光学調整層との界面で反射される際の位相シフト量φ１、自然数ｍ１に対して、
    （４ｍ１－２φ１／π－１）λ／（８ｎ１）＜ｄ１＜（４ｍ１－２φ１／π＋１）λ／（８ｎ１）
    を満たし、前記第２の光学調整層の膜厚ｄ２は、前記最大ピーク波長λ、前記最大ピーク波長λにおける前記第２の光学調整層の屈折率ｎ２、自然数ｍ２に対して、
    （４ｍ２－１）λ／（８ｎ２）＜ｄ２＜（４ｍ２＋１）λ／（８ｎ２）
    を満たすことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 　前記第２の電極は、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又は２に記載の表示装置。
  4. 　前記第２の電極は、Ａｇを含むことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
  5. 　前記第２の光学調整層は、前記保護層と接し、前記第２の光学調整層の屈折率は、前記保護層の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
  6. 　前記第２の光学調整層の屈折率と前記保護層の屈折率の差は１．０以上であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
  7. 　前記第１の光学調整層の屈折率は１．５より大きく、前記第２の光学調整層の屈折率は１．５以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
  8. 　前記第２の光学調整層と前記保護層とに接する第３の光学調整層を有し、前記第３の光学調整層は、前記第２の光学調整層とは屈折率が異なり、前記第３の光学調整層の膜厚ｄ３は、前記最大ピーク波長λ、前記最大ピーク波長λにおける前記第３の光学調整層の屈折率ｎ３、自然数ｍ３に対して、
    （４ｍ３－１）λ／（８ｎ３）＜ｄ３＜（４ｍ３＋１）λ／（８ｎ３）
    を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
  9. 　前記第３の光学調整層の屈折率は、前記保護層よりも大きいことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
  10. 　前記第３の光学調整層の屈折率と前記保護層の屈折率との差は１．０以上であることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
  11. 　前記第１の光学調整層の屈折率は１．５以下であり、前記第２の光学調整層の屈折率は１．５より大きく、前記第３の光学調整層の屈折率は１．５以下であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の表示装置。
  12. 　前記第１の光学調整層の屈折率と前記第２の光学調整層の屈折率の差は、０．２以上であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の表示装置。
  13. 　前記第２の光学調整層の屈折率と前記第３の光学調整層の屈折率の差は、０．２以上であることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の表示装置。
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