JP4588603B2 - 電界発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、多色発光を行う電界発光装置に関する。

電界発光装置では発光材料を挟み込んだ電極間等で共振器構造が生じ、この共振器構造の共振波長が発光装置から出射する光の出射角により変化し、これによって、発光装置から出射する光の強度が光の出射角によって変化することが知られている（この詳細な原理等については実施の形態にて説明する）。

多色発光を行う電界発光装置において、各色画素を形成する各色の光出力部から出射する光の強度比が、光の出射角によって変動すると、出射角（視認方向）によって発光色が変化する色ずれの原因となる。

しかしながら、従来の電界発光装置では、上記のような色ずれに対する対策が十分ではなく、色ずれの防止が依然として課題となっている。

また、人の目の感度（視感度）は波長によって異なっているため、その視感度も考慮して色ずれ防止を図る必要がある。

そこで、本発明の解決すべき課題は、視認方向の変化による発光色の色ずれを抑制することができる電界発光装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、互いに異なる波長の光を発光する発光層と、該発光層の光を共振する共振器構造とを有する複数の光出力部が設けられ、多色発光を行う電界発光装置において、前記各光出力部の発光層が発する光の発光スペクトルの幅は、該発光スペクトルの強度が最大値となる発光ピーク波長における視感度スペクトル曲線の傾きの値が小さい光出力部よりも、発光ピーク波長における視感度スペクトル曲線の傾きの値が大きい光出力部の方で広く設定されている。

請求項２の発明では、請求項１に記載の電界発光装置において、前記発光層の主面に直交する方向に前記共振器構造を透過する各色の光の透過スペクトルが最大値を示し、且つ可視光領域に存在する共振ピーク波長が、前記発光ピーク波長と略等しい値に設定されている。

請求項３の発明では、請求項２に記載の電界発光装置において、前記発光層の主面に直交する方向に前記共振器構造を透過する各色の光の透過スペクトルの最大値の９５％以上となる波長の範囲内に、前記各色の前記発光ピーク波長をそれぞれ位置させている。

請求項４の発明では、請求項１ないし３のいずれかに記載の電界発光装置において、前記各発光スペクトルの前記幅は、その発光スペクトルの強度が最大値の半分となる位置におけるその発光スペクトルの幅である。

＜用語に関する記載＞
本明細書において「感受強度」とは、目に入った光に対して実際に人が感じる光の強さを示し、単純に光の強度を指すのではなく、人の目の感度である視感度の影響を反映させたものである。

請求項１に記載の発明によれば、視認方向の正面方向に対する傾きが拡大されて各光出力部の共振器構造を透過した光の透過スペクトルが短波長側にずれてゆくときに、その透過スペクトルのずれの影響により生じる各光出力部から実際に出射する光の出射強度の低下度合いを、波長が低波長側にずれた場合に視認度の低下度合いが大きい光出力部ほど抑制することができる。その結果、視認方向の変化による各色の感受強度に関する比率のバラツキを低減し、発光色の色ずれを抑制することができる。

請求項２または請求項３に記載の発明によれば、視認方向の正面方向に対する傾きが拡大されて各光出力部の共振器構造の透過スペクトルが短波長側にずれてゆくときに、各光出力部から実際に出射する光の出射強度の減衰バラツキを抑えることができ、視認方向の変化による発光色の色ずれを良好に抑制できる。

請求項４に記載の発明によれば、各発光スペクトルの幅を、半値幅を用いて設定することにより、各発光スペクトルの形状を十分に反映させた形で各発光スペクトルの幅同士の関係を設定することができる。例えば、発光色に影響を及ぼすようなセカンドピークを有するような発光スペクトルについても、そのセカンドピークの影響を含めて発光スペクトルの幅を規定することができる。

＜色ずれの発生原理＞
本実施形態の構成について説明する前に、まず色ずれの発生原理について説明する。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、電界発光装置に含まれる共振器構造の特性と光の出射方向との関係を説明するための図である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、電界発光装置１の光出力部１０には、電界発光を行う発光層を含む有機層３の両側に電極等による反射面５，７が形成され、この反射面５，７により共振器構造９が形成されるようになっている。このため、この電界発光装置１から視認者側に出射される光は、有機層３で発光されて反射面５，７で反射されることなく一方の反射面５を透過した光と、有機層３で発光されて反射面５，７で１又は複数回反射されて一方の反射面５を透過した光との重ね合わせたものになっている。ここで、反射面５，７は、屈折率が大きく変化する種々の境界面などにより形成される。反射面５，７として機能するものとしては、例えば、電極、光透過特性調整用の調整層の表面、有機層３を封止するための封止膜の表面、及びガラス基板（透明基板）の表面等が挙げられる。また、光出力部１０とは、発光を行う有機層３と、その有機層３が発光した光の経路上に形成される共振器構造９とを含めた構成をいう。

このような共振器構造９の特性として、図１（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、重ね合わされて出射する光の経路が電界発光装置１から出射する光の出射方向Ｄ１によって異なり、これによって共振波長が変化するようになっている。すなわち、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、出射方向Ｄ１が変化したときの反射回数がゼロの光の経路Ａ及び反射回数が１回の光の経路Ｂを示しており、図１（Ａ）は光の出射方向Ｄ１が電界発光装置１の発光面に垂直な正面方向Ｄ２と平行なときに対応しており、図１（Ｂ）は光の出射方向Ｄ１が正面方向Ｄ２に対して傾いているときに対応している。そして、この光の経路Ａ，Ｂの光路差が出射角θの増大に伴って縮小し、これによって、出射角θの増大に伴い共振波長が短波長側に変化するようになっている。このため、有機層３で発光された光が共振器構造９を透過するときの透過スペクトルが、出射角θの増大に伴って図２の実線で示す状態から破線で示す状態に変化するようになっている。なお、出射角θとは、出射方向Ｄ１の正面方向Ｄ２に対する傾き角である。

一方、有機層３が発光する光のスペクトルは、有機層３の材料特性により決定され、例えば図３に示すようなパターンを有している。この発光スペクトルは、光の出射方向Ｄ１の出射角θに依らずに一定である。なお、図３中の符号λ１は、発光スペクトルの最大値に対応する発光波長のピーク波長（発光ピーク波長）を示している。

図４は、有機層３が発光する光の発光スペクトル、有機層３にて発生した光のうち共振器構造９を介してＥＬ装置の外部に出射された光の割合を示す透過スペクトル、及び電界発光装置１から実際に出射する光の出射スペクトルの関係を示す図であり、曲線Ｌ１が発光スペクトルを示し、曲線Ｌ２が透過スペクトルを示し、曲線Ｌ３が出射スペクトルを示している。このときの透過スペクトル（Ｌ２）及び出射スペクトル（Ｌ３）は、光出射方向Ｄ１の出射角θが０°であるときを示している。図４に示すように、出射スペクトル（Ｌ３）は、発光スペクトル（Ｌ１）と透過スペクトル（Ｌ２）との積により与えられる。

なお、図４のグラフの縦軸は、曲線Ｌ２（透過スペクトル）については光の透過率を示し、曲線Ｌ１（発光スペクトル）及び曲線Ｌ３（出射スペクトル）については光の強度を示す。図５、図１１についても同様である。

上述のように、発光スペクトル（Ｌ１）は出射角θに依存しないが、透過スペクトル（Ｌ２）が出射角θに依存するため、発光スペクトル（Ｌ１）と透過スペクトル（Ｌ２）との関係が出射角θにより変化し、これによって出射スペクトル（Ｌ３）が変化する。図５は、出射方向Ｄ１が傾きを有しているときの発光スペクトル、透過スペクトル及び出射スペクトルの関係を示す図である。図４と図５のスペクトルを比較すると、出射方向Ｄ１が傾くに従って透過スペクトル（Ｌ２）が短波長側にずれ、これに伴って光出力部１０から実際に出力される光の出射スペクトル（Ｌ３）が全体的に小さくなりながら短波長側にずれていることが分かる。

また、人の目の感度（視感度）は目に入る光の波長によって変化するため、特に、カラー発光を行う電界発光装置１の場合は、視感度の影響も考慮する必要がある。図６は視感度のスペクトルを示す図である。図６の視感度スペクトルの曲線より、人の目の感度は５５０ｎｍ付近の緑色（以下、実施例を除く本実施形態において「緑色」と表現する）の波長の光が最も高く、６２０ｎｍ付近の赤色（以下、実施例を除く本実施形態において「赤色」と表現する）及び４５０ｎｍ付近の青色（以下、実施例を除く本実施形態において「青色」と表現する）の波長の光に対しては急激に低下することが分かる。このため、波長が変化した時の視感度の変化度合いは、緑色の波長の付近よりも赤色及び青色の波長付近の方が大きくなっており、視感度スペクトルの曲線の傾きは、緑色付近の波長で略ゼロ、青色付近の波長で正、赤色付近の波長で負の値となっている。

このため、図４に示すように、赤、緑、青の各光出力部１０に関して、透過スペクトルの最大値となる共振ピーク波長と、対応する各色の発光ピーク波長とが共振器構造９の正面方向Ｄ２（出射角θ＝０°）の時に略一致していても、出射角θが増大すると、透過スペクトルが短波長側にずれることに起因して出射スペクトルが短波長側にずれる。その結果、図６の視感度スペクトルより、赤色の光の出射スペクトルは視感度が増大する方向にずれ、緑色及び青色の光の出射スペクトルは視感度が低下する方向にずれるようになっている。その結果、出射角θの増大に伴う赤、緑、青の光の出射スペクトルの低下度合いが仮に同程度であったとしても、実際に人の目が感じる光の強さである感受強度を基準とすると、出射角θの増大に伴う各色の光の感受強度の低下度合いは、赤色よりも緑色が大きく、緑色よりも青色が大きくなっている。

図７は、出射角θが変化したときの各色の光の感受強度の変化度合いを示す図である。図７中の細い曲線Ｌ４ｒ，Ｌ４ｇ，Ｌ４ｂは、出射角θ＝０°のときの赤、緑、青の各色の感受強度スペクトルを規格化して示している。感受強度スペクトルとは、出射スペクトルと視感度スペクトルとの積により与えられる。感受強度スペクトルの規格化の手法としては、例えば各色の感受強度についてその最大値の値が１になるようにスペクトルを規格化している。また、図７中の太い曲線Ｌ４ｒ’，Ｌ４ｇ’，Ｌ４ｂ’は出射角θ＝３０°のときの感受強度スペクトルであり、出射角θ＝０°のときの感受強度のスペクトル（Ｌ４ｒ，Ｌ４ｇ，Ｌ４ｂ）の強度を基準にして示している。また、図８は、出射角θと各色の感受強度（感受強度スペクトルの最大値）の関係を示す図である。図８中の曲線Ｌ５ｒ，Ｌ５ｇ，Ｌ５ｂは、各色の光出力部１０から実際に出射される光の感受強度と出射角θとの関係を示している。

図７及び図８から分かるように、出射角θの値が増大するにつれて、その各色の光の感受強度の比が大きく変化していることが分かる。このため、仮に出射角θ＝０°を基準にして電界発光装置の発光色を設定していても、出射角θが増大するとその発光色がずれてゆくようになっている。具体的には、仮に出射角θ＝０°のときを基準に各色の光出力部１０から出射される光の感受強度の比率を白色に設定していても、出射角θの増大に伴って、相対的に青色よりも緑色、さらには緑色よりも赤色の感受強度の比率が高くなり、赤みがかった白色になることが分かる。

そこで、本願発明者らは、人の目の視感度の特性を考慮して、電界発光装置における各色の光出力部１０の発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の関係等を調節することにより、上記のような色ずれの課題を解決することを創出した。

＜電界発光装置の構成＞
図９は、本発明の一実施形態に係る電界発光装置の構成を概略的に示す断面図である。この電界発光装置２１は、トップエミッションタイプであり、図９に示すように、透明基板であるガラス基板２３と、そのガラス基板２３上に形成された素子部２５と、その素子部２５の上に形成された調整層２７と、その調整層２７の上から素子部２５全体を覆うように形成された封止膜２９とを備えている。素子部２５は、基板２３側から順に、第１の電極３１、有機層３３及び第２の電極３５を備えている。有機層３３が第１及び第２の電極３１，３５によって挟み込まれている。

また、この電界発光装置２１では、カラー発光を行うため、図１０に示すように、赤、緑、青の各色に対応して第１ないし第３の３種類の光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂが複数個ずつ配設されている。ここで、光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂとは、発光を行う有機層３３と、その有機層３３が発光した光の経路上に形成される上述の共振器構造９（図１（Ａ）及び図１（Ｂ）参照）とを含めた構成をいう。共振器構造９の具体例及びその特性等については、上述の通りである。なお、図１０では、図示の便宜上、封止膜２９が省略されている。

第１ないし第３の光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの有機層３３には、後述のように、赤、緑、青の各波長の光を発光するのに適した材料が用いられている。

調整層２７は、第１ないし第３の光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの光透過特性を調整するためのものであり、光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂからの光の取り出し効率が大きくなるように、その光学膜厚（ｎｄ、ｎ：屈折率、ｄ：膜厚）が光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂごとに個別に設定されている。なお、調整層２７は、第１ないし第３の光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂごとに省略されることがある。調整層２７の成膜手法としては、例えば蒸着法が用いられる。このため、調整層２７は、メタルマスク等を用いることにより、各光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂによって塗分を行うことができる。調整層２７の好適な材料としては、スチリルアリーレン、ポリシラン等の透明有機材料、酸化チタン、硫化亜鉛等の透明無機材料等がある。これらの材料の中で、特に有機材料は、蒸着温度を低くできるため、基板２３の温度上昇による素子部２５へのダメージを小さく抑えることができるとともに、メタルマスクの温度上昇でメタルマスクが変形することに起因するパターンぼけを抑制しやすいという利点がある。さらに、図９に示す構成では、第２の電極３５に接して調整層３５が形成されるため、有機層３３、第２の電極３５の成膜を行うときの同一のチャンバ又は同一の真空度で調整層２７の成膜を行うことができる。このため、製造装置の規模がコンパクトになり、かつ製造工程の高タクト化が図れる。

封止膜２９は、有機層３３及び第２の電極３５等を封止するためのものであり、電界発光装置２１の素子部２５が形成される領域を完全に覆うようにして形成されている。封止膜２９は、光透過性を有する絶縁材料、例えばＳｉＮｘ等により形成される。

素子部２５の構成について説明する。第１の電極３１は、有機層３３が発光した光の少なくとも一部を有機層３３側に反射するようになっており、透明、半透明、不透明のいずれの電極材料を用いて形成してもよい。但し、光の反射率を高めるためには、第１の電極３１を半透明電極又は不透明光電極とするのがよい。第２の電極３５は、光と透過する導電材料であればいずれの材料を用いて形成してもよい。但し、光の透過率を高めるためには、第２の電極３５を半透明電極又は透明電極とするのがよい。さらに好ましくは第１の電極は、Ａｌ等の反射電極とするのが良い。なお、不透明電極の場合は、可視光の殆どを遮蔽する光学特性と大きな電気伝導性とを備えた材料で形成される。また、透明電極の場合は、可視光の多くを透過させるような光学特性と比較的大きな電気伝導性とを備えた材料で形成される。また、半透明電極の場合は、透明電極と不透明電極との中間的な特性を有するものであり、可視光を透過させるような光学特性を有している必要がるため、電極の膜厚を薄くすることでそのような光学特性を実現している。

ここで、透明電極に好適な材料としては、例えばＩＴＯやＩＺＯ等がある。また、透明電極の膜厚は、好ましくは５０ｎｍ以上であり、より好ましくは１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲にある。また、不透明電極に好適な材料としては、ＡＬ等がある。また、その膜厚は、好ましくは５０ｎｍ以上であり、より好ましくは１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲にある。また、半透明電極に好適な材料としては、Ｌｉなどのアルカリ金属、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａなどのアルカリ土類金属、あるいはＡｌ，Ｓｉ，Ａｇ等がある。その膜厚は、好ましくは１００ｎｍ以下であり、より好ましくは５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲にある。

有機層３３は、図１０に示すように、基板２３側から順に、正孔又は電子の注入を行うための電荷注入層４１と、正孔又は電子の輸送を行うための電荷輸送層４３と、電界発光を行う発光層４５と、電子又は正孔の輸送を行うための電荷輸送層４７と、電子又は正孔の注入を行うための電荷注入層４９とを備えている。なお、本実施形態では、少なくとも一部に有機材料を用いて有機層３３を形成するようにしたが、有機層３３中の各層４１，４３，４５，４７，４９のいずれか、あるいはすべてを無機材料により形成してもよい。

また、本実施形態では、有機層３３を５層構造で形成したが、種々の条件に応じて２ないし４層構造、発光層４５のみの単層構造等、種々の層構造が採用される。例えば、第１及び第２の電極３１，３５の反射特性（不透明、半透明又は透明）及び極性（いずれを陽極側にするか等）、及び有機層３３の発光色の種類（赤色、緑色、青色）等に応じて、有機層３３の構成及び材料が決定される。具体例としては、例えば、Ａｌｑ３（アルミキノリール錯体）などの材料は、緑色の発光を行うとともに電子輸送性にも優れているため、緑色の発光を行う素子部２５においては発光層と電子輸送層とがＡｌｑ３などの単一材料で構成される場合がある。また、透明電極を用いる場合には、金属の電子注入層を用いる場合が多い。なお、第１電極、第２電極、及び有機層は従来周知の蒸着法等の薄膜形成技術を用いることによって形成される。また封止膜は従来周知のＣＶＤ法あるいは蒸着法等の薄膜形成技術を採用することによって形成される。

＜色ずれ防止について＞
上述の色ずれの問題に対する本実施形態に係る電界発光装置２１の構成について説明する。図１１は、図９の電界発光装置２１における各色の発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）と透過スペクトル（Ｌ２ｒ，Ｌ２ｇ，Ｌ２ｂ）との関係を示す図である。本実施形態では、図１１に示すように、各色の光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの共振器構造９の透過スペクトル（Ｌ２ｒ，Ｌ２ｇ，Ｌ２ｂ）が最大値となる共振ピーク波長λ２ｒ，λ２ｇ，λ２ｂが、各光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂにおける発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の強度が最大となる発光ピーク波長λ１ｒ，λ１ｇ，λ１ｂと略等しい値、あるいはその略等しい値以下に設定されている。

ここで、「共振ピーク波長λ２ｒ，λ２ｇ，λ２ｂが発光ピーク波長λ１ｒ，λ１ｇ，λ１ｂと略等しい値に設定されている」とは、図１１に示すように、各光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂにおける透過スペクトル（Ｌ２ｒ，Ｌ２ｇ，Ｌ２ｂ）の最大値の９５％以上となる波長の範囲Ｂｒ，Ｂｇ，Ｂｂ内に、各発光ピーク波長λ１ｒ，λ１ｇ，λ１ｂがそれぞれ位置することをいう。また「共振ピーク波長λ２ｒ，λ２ｇ，λ２ｂが発光ピーク波長λ１ｒ，λ１ｇ，λ１ｂと略等しい値以下に設定されている」とは、上記Ｂｒ，Ｂｇ，Ｂｂの範囲内から発光ピーク波長λ１ｒ，λ１ｇ，λ１ｂが低波長側にずれていることをいう。

このように、各色の共振ピーク波長λ２ｒ，λ２ｇ，λ２ｂと発光ピーク波長λ１ｒ，λ１ｇ，λ１ｂとを略等しくすることにより、出射角θの値が増大しても、各色の発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）と各透過スペクトル（Ｌ２ｒ，Ｌ２ｇ，Ｌ２ｂ）との積である各出射スペクトルの減衰バラツキが低減される。

また、本実施形態では、図１２に示すように、各色の光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂの発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の強度が５０％であるときの発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の幅（半値幅）Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂについて、Ｗｒ＜Ｗｇ＜Ｗｂの関係が成立するように設定されている。すなわち、赤色の発光スペクトル（Ｌ１ｒ）の半値幅Ｗｒよりも緑色の発光スペクトル（Ｌ１ｇ）の半値幅Ｗｇが広く設定され、緑色の発光スペクトル（Ｌ１ｇ）の半値幅Ｗｇよりも青色の発光スペクトル（Ｌ１ｂ）の半値幅Ｗｂが広く設定されている。

上記のように、各色の発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の半値幅Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂの大小関係を設定した場合、光の出射角θの値が増大し、各光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂに関する共振器構造９の透過スペクトル（Ｌ２ｒ，Ｌ２ｇ，Ｌ２ｂ）が短波長側にずれても、各光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂから実際に出射する光の出射強度の低下度合いを、波長が低波長側にずれた場合に視認度の低下度合いが大きい光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂほど抑制されるようになっている。その結果、出射角θの増大に伴う各色の感受強度の低下度合いのバラツキを抑制することができ、色ズレを低減できる。

なお、共振器構造９の要素としては、基本的には、光が通過する領域に存在する全ての層、部材が対象となりうる。具体的には、ＥＬ装置がトップエミッションタイプの場合、発光層からの光は最終的には封止膜２９を透過して外部へ出射されるため、共振器構造９の要素は、電極３１，３５間に形成される各層、調整層２７、封止膜２９等となる。そして、これらの要素の組み合わせによって共振器構造９が構成されるようになっている。但し、電極３１，３５間に形成される共振器構造要素が全体の共振器構造９の特性に最も大きく影響する。

ここで、発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の各半値幅Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂは、収束イオンビーム（ＦＩＢ）等によるエッチングやカッティングなどにより各光出力部５１ｒ、５１ｇ、５１ｂの有機層（好ましくは発光層）を露出させた状態で、該露出部に紫外光を照射することで得られる正面方向Ｄ１を基準としたフォトルミネッセンススペクトルの半値幅により求められる。紫外光はキセノンランプ光源が好ましい。また紫外光の波長は発光層の吸収ピーク波長に相当する波長とする。吸収ピーク波長の把握が困難であれば、３６５ｎｍの波長の紫外光を照射して測定する。

またフォトルミネッセンススペクトルの測定が困難な場合には、次の手法により半値幅Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂを求める。まず、光出力部５１ｒ、５１ｇ、５１ｂの各々について最大階調で発光させた場合の正面方向Ｄ１を基準とした出射スペクトルを測定する。次に、光出力部５１ｒ、５１ｇ、５１ｂの共振器構造から透過スペクトルを算出する。続いて、出射スペクトルを透過スペクトルで除することにより各光出力部５１ｒ、５１ｇ、５１ｂの発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）を算出する。そして算出した発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の最大値の５０％の位置における発光スペクトルの幅を半値幅Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂとする。

各色の光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂにおける発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の半値幅Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂの調節手法としては、次のような手法が考えられる。例えば、発光層４５のドーパントに関する手法が考えられる。すなわち、ドーパントの種類を変更したり、発光層４５中のドーパントの混入割合を変更したり、ドーパントの組み合わせや、組み合わせるドーパントの種類数を変更する手法などが考えられる。例えば、やや波長のずれた青色の波長の光を発光する２種類のドーパントを組み合わせて用いることにより、青色の発光スペクトル（Ｌ１ｂ）の半値幅Ｗｂを広げることができる。この場合、単一の発光層４５中に２種類のドーパントを混入させてもよく、発光層４５を２層構造にしてその各層に種類の異なるドーパントを混入させるようにしてよく、あるいは、２種類のドーパントのうちのいずれか一方を発光層４５に用い、他方を電荷輸送層４３又は４７に混入させて電荷輸送層４３又は４７も発光させるようにしてもよい。

図１３は、本実施形態の電界発光装置２１における出射角θが変化したときの各色の光の感受強度スペクトルの変化度合いを示す図である。図１３の感受強度スペクトル（Ｌ４ｒ，Ｌ４ｇ，Ｌ４ｂ）についても、上述の図７の場合と同様な手法で規格化を行っている。また、図１３中の細い曲線Ｌ４ｒ，Ｌ４ｇ，Ｌ４ｂは、出射角θ＝０°のときの各色の感受強度スペクトルに対応しており、太い曲線Ｌ４ｒ’，Ｌ４ｇ’，Ｌ４ｂ’は出射角θ＝０°から特定の値（θ＝３０°）に増大したときの感受強度スペクトル（Ｌ４ｒ，Ｌ４ｇ，Ｌ４ｂ）の変化度合いを示している。また、図１４は本実施形態の電界発光装置２１における出射角θと各色の感受強度の関係を示す図であり、図１４中の曲線Ｌ５ｒ，Ｌ５ｇ，Ｌ５ｂが各色の光出力部１０から実際に出射される光の感受強度と出射角θとの関係を示している。

図１３及び図１４から分かるように、出射角θの変化により各色の光の感受強度が変化しても、その各色の光の感受強度の比のバラツキが従来よりも低減され、色ずれが抑制されていることが分かる。

以上のように、本実施形態によれば、各色の発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の半値幅Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂの大小関係について、Ｗｒ＜Ｗｇ＜Ｗｂに設定されているため、視認方向が正面方向Ｄ１から傾けられてゆくときの各光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂから実際に出射する光の出射強度の低下度合いを、波長が低波長側にずれた場合に視認度の低下度合いが大きい光出力部５１ｒ，５１ｇ，５１ｂほど抑制でき、その結果、視認方向の傾きが変化したときに各色の感受強度の低下度合いのバラツキを抑制することができ、色ズレを低減できる。

また、各色の発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）と透過スペクトル（Ｌ２ｒ，Ｌ２ｇ，Ｌ２ｂ）との関係を上記のように設定することにより、出射角θ＝０°からθの値が増大しても、各色の発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）と各透過スペクトル（Ｌ２ｒ，Ｌ２ｇ，Ｌ２ｂ）との積で与えられる各色の出射スペクトルの減衰バラツキが更に低減され、視認方向の変化による発光色の色ずれを良好に抑制できる。

また、各発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の幅を半値幅Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂを用いて設定することにより、各発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の形状を良好に反映させた形で各発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の幅同士の関係を設定することができる。例えば、図１５に発光色に影響を及ぼすようなセカンドピークを有するような発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）についても、そのセカンドピークの影響を含めて発光スペクトル（Ｌ１ｒ，Ｌ１ｇ，Ｌ１ｂ）の幅を規定することができる。

＜変形例＞
なお、上述の本実施形態では、トップエミッションタイプの電界発光装置２１について記載したが、本発明は、ガラス基板２３を介して光を出射するボトムエミッションタイプの電界発光装置についても容易に適用可能である。但し、ボトムエミッションタイプの場合には、調整層２７がガラス基板２３と第１の電極３１との間に設けてもよい。

この場合、共振器構造９の要素として電極３１，３５間の共振器構造以外に考慮するとすれば、調整層２７の基板２３側の面と基板２３側と反対側の面との間の共振器構造、及びガラス基板２３の素子部２５側の面と素子部２５側と反対側の面との間の共振器構造など、発光層からの光が外部に出射されるまでに通過する各層、各部材が挙げられる。なお、ボトムエミッションタイプの電界発光装置の場合には封止膜２９の影響は考慮する必要はない。

（実施例１）
本実施例では、陽極、正孔輸送層、第１発光層、第２発光層、電子注入層、陰極の順に積層した青色に発光する有機ＥＬ素子を作製した。なお、各層の構成は下記の通りである。

(a) 陽極
材料：アルミニウム 膜厚：３００ｎｍ
(b) 正孔輸送層
材料：ＮＰＢ 膜厚：５０ｎｍ
(c) 第１発光層
ホスト材料：ＳＤＰＶＢｉ ホスト膜厚：１０ｎｍ
ドーパント材料：Ｚｎ（ＢＩＺ）_２
ホスト材料に対するドーパント材料の体積濃度：２．０％
(d) 第２発光層
ホスト材料：ＳＤＰＶＢｉ ホスト膜厚：１０ｎｍ
ドーパント材料：Ｚｎ（ＢＩＺ）_２
ホスト材料に対するドーパント材料の体積濃度：０．５％
(e) 電子注入層
材料：マグネシウム 膜厚：１０ｎｍ
(f) 陰極
材料：ＩＴＯ 膜厚：１００ｎｍ
本実施例によれば、第２発光層の発光スペクトルは４４０ｎｍに発光ピーク波長を有し、半値幅は５１ｎｍであった。第１発光層の発光スペクトルは４４５ｎｍに発光ピーク波長を有する。その結果、２つの発光層が共に発光することで本実施例では発光スペクトルの半値幅は５５ｎｍであった。

（実施例２）
本実施例では、陽極、正孔輸送層、発光層、電子注入層、陰極の順に積層した青色に発光する有機ＥＬ素子を作製した。なお、各層の構成は下記の通りである。

(a) 陽極
材料：アルミニウム 膜厚：３００ｎｍ
(b) 正孔輸送層
材料：ＮＰＢ 膜厚：５０ｎｍ
(c) 発光層
ホスト材料：ＳＤＰＶＢｉ ホスト膜厚：２０ｎｍ
第１ドーパント材料：Ｚｎ（ＰｈＰｙ）_２
ホスト材料に対する第１ドーパント材料の体積濃度：０．５％
第２ドーパント材料：Ｚｎ（ＢＩＺ）_２
ホスト材料に対する第２ドーパント材料の体積濃度：０．５％
(d) 電子注入層
材料：マグネシウム 膜厚：１０ｎｍ
(e) 陰極
材料：ＩＴＯ 膜厚：１００ｎｍ
ホスト材料に第１ドーパント材料を上記の濃度でドーピングした発光層では、発光スペクトルが４６０ｎｍに発光ピーク波長を有し、半値幅は５６ｎｍであった。またホスト材料に第２ドーパント材料を上記の濃度でドーピングした発光層では、発光スペクトルが４４０ｎｍに発光ピーク波長を有し、半値幅は５１ｎｍであった。そして、本実施例のように、ホスト材料に第１及び第２ドーパント材料を上記の濃度でドーピングした発光層では半値幅を７０ｎｍに広げることができた。

（実施例３）
本実施例では、陽極、正孔輸送層、発光層、電子注入層、陰極の順に積層した赤色、緑色、青色に発光する有機ＥＬ素子を作成した。なお、各層の構成は下記の通りである。

(a) 陽極
材料：アルミニウム（赤、緑、青）
膜厚：３００ｎｍ（赤、緑、青）
(b) 正孔輸送層
材料：ＮＰＢ（赤、緑、青）
膜厚：７０ｎｍ（赤）、５０ｎｍ（緑、青）
(c) 発光層
ホスト材料：Ａｌｑ３（赤、緑）、スチリルアミン（青）
ホスト膜厚：６０ｎｍ（赤）、５０ｎｍ（緑）、２０ｎｍ（青）
ドーパント材料：Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（赤）
Ｉｒ（ｐｐｙ）３（緑）、フィルピック（青）
ホスト材料に対するドーパント材料の体積濃度：０．５％（赤、緑、青）
(d) 電子注入層
材料：マグネシウム（赤、緑、青）
膜厚：１０ｎｍ（赤、緑、青）
(e) 陰極
材料：ＩＴＯ（赤、緑、青）
膜厚：１００ｎｍ（赤、緑、青）
本実施例によれば、発光ピーク波長は赤色６１５ｎｍ、緑色５１０ｎｍ、青色４７０ｎｍであった。図６を参照すると、６１５ｎｍの赤色、５１０ｎｍの緑色、４７０ｎｍの青色に関する視感度スペクトル曲線の傾きの大小関係は赤色＜青色＜緑色であるため、視認方向の変化による色ずれを抑制するためには半値幅の大小関係は赤色＜青色＜緑色の関係を満足する必要がある。本実施例では、半値幅を測定したところ、赤色３６ｎｍ、青色５５ｎｍ、緑色６５ｎｍであったため、色ずれが抑制されていることがわかる。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は電界発光装置に含まれる共振器構造の特性と光の出射方向との関係を説明するための図である。 共振器構造の透過スペクトルを示す図である。 有機層の発光スペクトルを示す図である。 有機層の発光スペクトル、共振器構造の透過スペクトル及び光の出射スペクトルの関係を示す図である。 出射方向が傾きを有しているときの発光スペクトル、透過スペクトル及び出射スペクトルの関係を示す図である。 視感度のスペクトルを示す図である。 出射角が変化したときの各色の光の感受強度の変化度合いを示す図である。 出射角と各色の感受強度の関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電界発光装置の構成を概略的に示す断面図である。 図９の電界発光装置の第１ないし第３の光出力部の構成を概略的に示す断面図である。 図９の電界発光装置における各色の発光スペクトルと透過スペクトルとの関係を示す図である。 図９の電界発光装置の第１ないし第３の光出力部の発光スペクトルを示す図である。 図９の電界発光装置における出射角が変化したときの各色の光の感受強度の変化度合いを示す図である。 図９の電界発光装置における出射角と各色の感受強度の関係を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る電界発光装置の第１ないし第３の光出力部の発光スペクトルを示す図である。

符号の説明

１ ＥＬ発光装置
３ 有機層
５，７ 反射面
９ 共振器構造
１０ 光出力部
２１ ＥＬ発光装置
２３ ガラス基板
２５ 素子部
２７ 調整層
２９ 封止膜
３１ 第１の電極
３３ 有機層
３５ 第２の電極
４１ 電荷注入層
４３ 電荷輸送層
４５ 発光層
４７ 電荷輸送層
４９ 電荷注入層
５１ｒ 第１の光出力部
５１ｇ 第２の光出力部
５１ｂ 第３の光出力部
６１ ＥＬ発光装置
Ｄ１ 出射方向
Ｄ２ 正面方向
θ 出射角

Claims (4)

1. 互いに異なる波長の光を発光する発光層と、該発光層の光を共振する共振器構造とを有する複数の光出力部が設けられ、多色発光を行う電界発光装置において、
   前記各光出力部の発光層が発する光の発光スペクトルの幅は、該発光スペクトルの強度が最大値となる発光ピーク波長における視感度スペクトル曲線の傾きの値が小さい光出力部よりも、発光ピーク波長における視感度スペクトル曲線の傾きの値が大きい光出力部の方で広く設定されていることを特徴とする電界発光装置。
2. 請求項１に記載の電界発光装置において、
   前記発光層の主面に直交する方向に前記共振器構造を透過する各色の光の透過スペクトルが最大値を示し、且つ可視光領域に存在する共振ピーク波長が、前記発光ピーク波長と略等しい値に設定されていることを特徴とする電界発光装置。
3. 請求項２に記載の電界発光装置において、
   前記発光層の主面に直交する方向に前記共振器構造を透過する各色の光の透過スペクトルの最大値の９５％以上となる波長の範囲内に、前記各色の前記発光ピーク波長をそれぞれ位置させたことを特徴とする電界発光装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の電界発光装置において、
   前記各発光スペクトルの前記幅は、その発光スペクトルの強度が最大値の半分となる位置におけるその発光スペクトルの幅であることを特徴とする電界発光装置。
   
   

Images