JP4525536B2 - Ｅｌ装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＬ装置および電子機器に関するものである。

近年、ノートパソコン、携帯電話機、電子手帳等の電子機器において、情報を表示する手段として複数のエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと称す）素子を備えるＥＬ装置が提案されている。ＥＬ素子では、対向する一対の電極の間にＥＬ層（発光層）が配置されている。

ＥＬ装置の分野において、異なる屈折率を有する層を交互に積層した多層膜を用いて、特定波長の光を共振させることが知られている。例えば、特許文献１には、ガラス基板全面に形成された誘電体からなる半透明反射膜と、その上に形成されたＳｉＯ_２からなるスペーサーと、その上に形成された透明陽極と、その上に形成された正孔注入層と、その上に形成された発光層と、その上に形成された陰極とを有するＥＬ装置が開示されている。この発光層は、どの画素においても共通の材料から形成されており白色光を発するが、目的とする出力色を異ならせるために、透明陽極と正孔注入層と発光層の光学距離の和またはＳｉＯ_２のスペーサの厚さは、目的とする出力色により異なる。従って、同じ白色発光材料から発光層を形成しても、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の出力色が得られる。

また、特許文献２には、Ｒ，Ｇ，Ｂ画素についてそれぞれ異なる材料から形成された発光層と、すべての発光層に重なる半透明な反射層群を備えるＥＬ装置が開示されている。半透明な反射層群はすべての発光層に対して同じ構造であるが、出力色の色純度を向上させることを目的として、Ｒ光の共振に適した半反射層と、Ｇ光の共振に適した半反射層と、Ｂ光の共振に適した半反射層を有する。これらの半反射層の各々は、複数の低屈折率層（例えばＳｉＯ_２の層）と複数の高屈折率層（例えばＴｉＯ_２の層）とを有しており、これらの低屈折率層と高屈折率層は交互に積層されている。半反射層の各々において、高屈折率層の屈折率ｎ１、その厚さｄ１、低屈折率層の屈折率ｎ２、その厚さｄ２は、式（１）の関係を満たすように設定されている。

ｎ１・ｄ１＝ｎ２・ｄ２＝（１／４＋ｍ／２）・λ ．．．（１）
ここで、λは反射されて共振されるべき光の波長であり、ｍは０以上の整数のいずれかである。従って、半反射層の各々において、低屈折率層は互いに同じ厚さｄ２を有し、高屈折率層は互いに同じ厚さｄ１を有する。

特許第２７９７８８３号公報 特表２００３−５２８４２１号公報

しかし、特許文献１のＥＬ装置では、白色発光から異なる色を出力することができても、出力される光の色純度を向上させるのは困難である。また、Ｒ，Ｇ，Ｂのすべての波長帯域に対して、ある程度の発光強度を持つ白色発光材料は限られている。

また、特許文献２のＥＬ装置では、実際には、例えばＲ画素の赤色発光は、Ｇ又はＢの光に適した層でかなり反射される。従って、どの色の画素の発光も半透明な反射層群を通過する間にかなり減衰し、所望の共振効果は得られない。また、発光層で発せられた光は、様々な界面で反射したり透過したりして、出力されるまでに多様な経路を通るので、式（１）に準拠して低屈折率層および高屈折率層の厚さを決定することが、顕著な共振効果に結びつくとはいえない。さらに、半透明な反射層群は、Ｒ光の共振に適した半反射層と、Ｇ光の共振に適した半反射層と、Ｂ光の共振に適した半反射層を有するので、層の数が必然的に多く、製造が困難である。

そこで、本発明は、出力される光の色純度を向上させることが可能で、しかも構成が簡単で製造が容易なＥＬ装置と、このようなＥＬ装置を備えた電子機器を提供する。

本発明に係るＥＬ装置の一つの態様は、第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とに挟まれ第１ピーク波長を有する光を発光する第１発光層と、を有する第１画素と、第３電極と、前記第３電極に対向する第４電極と、前記第３電極と前記第４電極とに挟まれ前記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する光を発光する第２発光層と、を有する第２画素と、前記第１電極の前記第１発光層と反対側の面側と、前記第３電極の前記第２発光層と反対側の面側とに形成された積層膜と、を有するＥＬ装置であって、前記積層膜は、所定の屈折率を有する複数の低屈折率層と、前記低屈折率層よりも高い屈折率を有する複数の高屈折率層とを有しており、前記低屈折率層と前記高屈折率層は交互に積層されており、前記複数の低屈折率層の各々は、前記第１画素および前記第２画素にわたって形成され、前記第１画素および前記第２画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、前記複数の高屈折率層の各々は、前記第１画素および前記第２画素にわたって形成され、前記第１画素および前記第２画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、複数の前記低屈折率層の各々は互いに異なる厚さを有しており、複数の前記高屈折率層の各々は互いに異なる厚さを有しており、前記積層膜の前記第１発光層と反対側の面側から入射光が入射され、前記第２電極の前記第１発光層側の面で反射して前記積層膜の前記第１発光層と反対側の面側へ出射光が出射するとき、少なくとも前記第１電極と前記積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記第１ピーク波長の±２０ｎｍ内にある波長での前記入射光の強度に対する前記出射光の強度の割合が、前記第１ピーク波長の−５０から−２０および＋２０から＋５０ｎｍ内の波長での前記入射光の強度に対する前記出射光の強度の割合よりも低くなるように、前記複数の低屈折率層と前記複数の高屈折率層の厚さおよび前記積層膜の前記第１発光層側の面から前記第２電極の前記第１発光層側の面までの第１厚さが決定され、かつ、前記積層膜の前記第２発光層と反対側の面側から入射光が入射され、前記第４電極の前記第２発光層側の面で反射して前記積層膜の前記第２発光層と反対側の面側へ出射光が出射するとき、少なくとも前記第３電極と前記積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記第２ピーク波長の±２０ｎｍ内にある波長での前記入射光の強度に対する前記出射光の強度の割合が、前記第２ピーク波長の−５０から−２０および＋２０から＋５０ｎｍ内の波長での前記入射光の強度に対する前記出射光の強度の割合よりも低くなるように、前記複数の低屈折率層と前記複数の高屈折率層の厚さおよび前記積層膜の前記第２発光層側の面から前記第４電極の前記第２発光層側の面までの第２厚さが決定されていることを特徴とする。
また、本発明に係るＥＬ装置の他の態様は、前記第１発光層で発光した光が、少なくとも前記第１電極と前記積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記第１ピーク波長に対して、前記積層膜がない場合よりも高い強度で前記積層膜の前記第１発光層と反対側の面側から放出されるように、前記複数の低屈折率層と前記複数の高屈折率層の厚さおよび前記第１厚さが決定され、かつ、前記第２発光層で発光した光が、少なくとも前記第３電極と前記積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記第２ピーク波長に対して、前記積層膜がない場合よりも高い強度で前記積層膜の前記第２発光層と反対側の面側から放出されるように、前記複数の低屈折率層と前記複数の高屈折率層の厚さおよび前記第２厚さが決定されていることを特徴とする。
また、本発明に係るＥＬ装置の他の態様は、前記第１厚さと前記第２厚さは異なる厚さであることを特徴とする。
また、本発明に係るＥＬ装置の他の態様は、前記第１発光層と前記第１電極の間および前記第２発光層と前記第３電極の間に、前記各第１発光層から前記第１電極および前記第２発光層から前記第３電極に向けて正孔または電子が漏出することを低減する中間層が配置されていることを特徴とする。
また、本発明に係るＥＬ装置の他の態様は、前記積層膜の前記第１発光層と反対側の面側に前記第１ピーク波長に対応する波長領域の光を透過し前記第１ピーク波長に対応する波長領域以外の光を吸収する第１カラーフィルタが配設され、前記積層膜の前記第２発光層と反対側の面側に前記第２ピーク波長に対応する波長領域の光を透過し前記第２ピーク波長に対応する波長領域以外の光を吸収する第２カラーフィルタが配設されていることを特徴とする。
また、本発明に係るＥＬ装置の他の態様は、前記第１電極および前記第３電極は透光性を有することを特徴とする。
また、本発明に係るＥＬ装置の他の態様は、前記低屈折率層および前記高屈折率層は絶縁性を有することを特徴とする。
また、本発明に係るＥＬ装置の他の態様は、前記第２電極および前記第４電極は、前記第１発光層および前記第２発光層にわたって延在することを特徴とする。
また、本発明に係るＥＬ装置の他の態様は、第５電極と、前記第５電極に対向する第６電極と、前記第５電極と前記第６電極とに挟まれ前記第１ピーク波長および前記第２ピーク波長とは異なる第３ピーク波長を有する光を発光する第３発光層を有する第３画素と、前記第１電極の前記第１発光層と反対側の面側と、前記第３電極の前記第２発光層と反対側の面側と、前記第５電極の前記第３発光層と反対側の面側に形成された積層膜と、をさらに有し、前記複数の低屈折率層の各々は、前記第１画素、前記第２画素および前記第３画素にわたって形成され、前記第１画素、前記第２画素および前記第３画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、前記複数の高屈折率層の各々は、前記第１画素、前記第２画素および前記第３画素にわたって形成され、前記第１画素、前記第２画素および前記第３画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、前記積層膜の前記第３発光層と反対側の面側から入射光が入射され、前記第６電極の前記第３発光層側の面で反射して前記積層膜の前記第３発光層と反対側の面側へ出射光が出射するとき、少なくとも前記第３電極と前記積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記第３ピーク波長の±２０ｎｍ内にある波長での前記入射光の強度に対する前記出射光の強度の割合が、前記第３ピーク波長の−５０から−２０および＋２０から＋５０ｎｍ内の波長での前記入射光の強度に対する前記出射光の強度の割合よりも低くなるように、前記複数の低屈折率層と前記複数の高屈折率層の厚さおよび前記積層膜の前記第３発光層側の面から前記第６電極の第３発光層側の面までの厚さが決定されていることを特徴とする。
また、本発明に係るＥＬ装置の他の態様は、前記第１ピーク波長は赤色に相当する光が有するピーク波長であり、前記第２ピーク波長は緑色に相当する光が有するピーク波長であり、前記第３ピーク波長は青色に相当する光が有するピーク波長であることを特徴とする。
本発明に係る電子機器は、本発明に係る上記のＥＬ装置を例えば表示部として備えることを特徴とする。
また、本発明に係るＥＬ装置は、以下に示す参考例で示され、赤色に相当する光を発光可能なＲ画素と、緑色に相当する光を発光可能なＧ画素と、青色に相当する光を発光可能なＢ画素とを備えるＥＬ装置であって、前記各画素は、一対の電極と、これらの電極の間に挟まれて電気エネルギを与えられることにより発光する発光層とを少なくとも有しており、前記電極のうち一方は透光性電極であり、前記透光性電極のうち前記発光層と反対側の面には、絶縁体積層膜が形成されており、前記絶縁体積層膜は、透光性絶縁体から形成された複数の低屈折率層と、前記低屈折率層よりも高い屈折率を有する透光性絶縁体から形成された複数の高屈折率層とを有しており、これらの低屈折率層と高屈折率層は交互に積層されており、各低屈折率層は、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素の発光領域全域にわたって形成され、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、各高屈折率層は、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素の発光領域全域にわたって形成され、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、複数の前記低屈折率層は互いに異なる厚さを有しており、複数の前記高屈折率層は互いに異なる厚さを有しており、前記発光層が発光すると、少なくとも前記透光性電極と前記絶縁体積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素のいずれの画素においても、各画素が発光する発光光の発光ピーク波長に対して、前記絶縁体積層膜を構成する前記複数の低屈折率層及び前記複数の高屈折率層のいずれか一層がない場合よりも高い強度の光が前記絶縁体積層膜から放出されるように、前記複数の低屈折率層と前記複数の高屈折率層の厚さ及び前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素の各画素における前記絶縁体積層膜の前記発光側の面から前記一対の電極のうち他方の電極の前記発光層側の面までの厚さが決定されていることを特徴とする。
また、本発明に係るＥＬ装置は、赤色に相当する光を発光可能なＲ画素と、緑色に相当する光を発光可能なＧ画素と、青色に相当する光を発光可能なＢ画素とを備えるＥＬ装置であって、前記各画素は、一対の電極と、これらの電極の間に挟まれて電気エネルギを与えられることにより発光する発光層とを少なくとも有しており、前記電極のうち一方は透光性電極であり、前記透光性電極のうち前記発光層と反対側の面には、絶縁体積層膜が形成されており、前記絶縁体積層膜は、透光性絶縁体から形成された複数の低屈折率層と、前記低屈折率層よりも高い屈折率を有する透光性絶縁体から形成された複数の高屈折率層とを有しており、これらの低屈折率層と高屈折率層は交互に積層されており、各低屈折率層は、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素の発光領域全域にわたって形成され、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、各高屈折率層は、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素の発光領域全域にわたって形成され、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、複数の前記低屈折率層は互いに異なる厚さを有しており、複数の前記高屈折率層は互いに異なる厚さを有しており、前記絶縁体積層膜側から前記透光性電極および前記発光層に向けて光を入射したとき、少なくとも前記透光性電極と前記絶縁体積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素のいずれの画素においても、各画素が発光する発光光の各発光ピーク波長の±２０ｎｍ内にある波長での反射率が、各発光ピーク波長の−５０から−２０及び＋２０から＋５０ｎｍ内の他の波長での反射率よりも低くなるように、前記複数の低屈折率層と前記複数の高屈折率層の厚さ及び前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素の各画素における前記絶縁体積層膜の前記発光側の面から前記一対の電極のうち他方の電極の前記発光層側の面までの厚さが決定されていることを特徴とする。
また、本発明に係るＥＬ装置は、赤色に相当する光を発光可能なＲ画素と、緑色に相当する光を発光可能なＧ画素と、青色に相当する光を発光可能なＢ画素とを備えるＥＬ装置であって、前記各画素は、一対の電極と、これらの電極の間に挟まれて電気エネルギを与えられることにより発光する発光層とを少なくとも有しており、前記電極のうち一方は透光性電極であり、前記透光性電極のうち前記発光層と反対側の面には、絶縁体積層膜が形成されており、前記絶縁体積層膜は、透光性絶縁体から形成された複数の低屈折率層と、前記低屈折率層よりも高い屈折率を有する透光性絶縁体から形成された複数の高屈折率層とを有しており、これらの低屈折率層と高屈折率層は交互に積層されており、各低屈折率層は、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素の発光領域全域にわたって形成され、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、各高屈折率層は、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素の発光領域全域にわたって形成され、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、複数の前記低屈折率層は互いに異なる厚さを有しており、複数の前記高屈折率層は互いに異なる厚さを有しており、前記発光層が発光すると、少なくとも前記透光性電極と前記絶縁体積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素のいずれの発光ピーク波長においても、前記絶縁体積層膜がない場合よりも高い強度の光が前記絶縁体積層膜から放出されるように、前記低屈折率層と前記高屈折率層の厚さが決定されていることを特徴とする。

この態様のＥＬ装置では、透光性電極の発光層と反対側において、複数の低屈折率層と複数の高屈折率層が交互に積層された絶縁体積層膜が配置される。低屈折率層と高屈折率層の厚さが適切に決定されることにより、発光層が発光すると、少なくとも透光性電極と絶縁体積層膜の間の界面ならびに低屈折率層と高屈折率層の間の界面での反射により、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれの発光ピーク波長においても、絶縁体積層膜がない場合よりも高い強度の光が絶縁体積層膜から放出される。「発光ピーク波長」とは、画素の発光層から放出される光の波長のうち最も強度が高い波長である。本発明では、Ｒ画素の発光ピーク波長でも、Ｇ画素の発光ピーク波長でも、Ｂ画素の発光ピーク波長でも、絶縁体積層膜により高い強度の光が放出される。従って、出力される光の色純度を向上させることが可能である。複数の低屈折率層は互いに異なる厚さを有するが、各低屈折率層は、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有し、複数の高屈折率層は互いに異なる厚さを有するが、各高屈折率層は、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有するので、画素に応じて厚さを変化させる必要がない。すなわちＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素に重なる絶縁体積層膜は共通の構造を有する。また、Ｒ光の共振に適した層と、Ｇ光の共振に適した層と、Ｂ光の共振に適した層を別々に設計する必要もない。従って、このＥＬ装置の構成は簡単であり、製造が容易である。

本発明に係るＥＬ装置の他の態様は、赤色に相当する光を発光可能なＲ画素と、緑色に相当する光を発光可能なＧ画素と、青色に相当する光を発光可能なＢ画素とを備えるＥＬ装置であって、前記各画素は、一対の電極と、これらの電極の間に挟まれて電気エネルギを与えられることにより発光する発光層とを少なくとも有しており、前記電極のうち一方は透光性電極であり、前記透光性電極のうち前記発光層と反対側の面には、絶縁体積層膜が形成されており、前記絶縁体積層膜は、透光性絶縁体から形成された低屈折率層と、前記低屈折率層よりも高い屈折率を有する透光性絶縁体から形成された高屈折率層とを有しており、前記低屈折率層は、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素の発光領域全域にわたって形成され、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、前記高屈折率層は、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素の発光領域全域にわたって形成され、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、前記絶縁体積層膜側から前記透光性電極および前記発光層に向けて光を入射したとき、少なくとも前記透光性電極と前記絶縁体積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記Ｒ画素、前記Ｇ画素および前記Ｂ画素の各発光ピーク波長の±２０ｎｍ内にある波長での反射率が、各発光ピーク波長の±５０ｎｍ内の他の波長での反射率よりも低くなるように、前記低屈折率層と前記高屈折率層の厚さが決定されていることを特徴とする。

この態様のＥＬ装置では、透光性電極の発光層と反対側において、低屈折率層と高屈折率層を有する絶縁体積層膜が配置される。低屈折率層と高屈折率層の厚さが適切に決定されることにより、発光層側から透光性電極および絶縁体積層膜に向けて光を入射したとき、少なくとも透光性電極と絶縁体積層膜の間の界面ならびに低屈折率層と高屈折率層の間の界面での反射により、各発光ピーク波長の±２０ｎｍ内にある波長での反射率が、各発光ピーク波長の±５０ｎｍ内の他の波長での反射率よりも低くなる。例えば、Ｒ画素の発光ピーク波長の±５０ｎｍの範囲内で、Ｒ画素の発光ピーク波長の±２０ｎｍ内にある一つの波長での反射率が最低になる。このことによって、出力される光の色純度を向上させることが可能である。この明細書で、「±２０ｎｍ内」とは、発光ピーク波長の＋２０ｎｍの波長および−２０ｎｍの波長を含み、「±５０ｎｍ内」とは、発光ピーク波長の＋５０ｎｍの波長および−５０ｎｍの波長を含む意図である。低屈折率層は、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有し、高屈折率層は、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有するので、画素に応じて厚さを変化させる必要がない。すなわちＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素に重なる絶縁体積層膜は共通の構造を有する。また、Ｒ光の共振に適した層と、Ｇ光の共振に適した層と、Ｂ光の共振に適した層を別々に設計する必要もない。従って、このＥＬ装置の構成は簡単であり、製造が容易である。

前記透光性電極と前記発光層を含む前記透光性電極から前記発光層までの層の厚さの組合せが、前記画素の発光色に応じて異なると好ましい。これによれば、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素に重なる絶縁体積層膜が共通の構造を有しながらも、透光性電極から前記発光層までの層の厚さの組合せが、画素の発光色により異なるので、各発光色に応じた適切な反射特性を得ることが容易である。

また、本発明に係るＥＬ装置は有機ＥＬ装置であってよく、前記発光層と前記透光性電極の間に、前記発光層から前記透光性電極に向けて正孔または電子が漏出することを低減する中間層が配置されていると好ましい。これによれば、中間層がない場合に比べて、発光層内での厚さ方向での発光位置が異なる。例えば、発光層の両面に発光層と電極の間のこのような中間層（正孔ブロック層および電子ブロック層）がない場合に比べて、発光層と透光性電極の間に中間層を設けた場合には、発光層内での発光位置は、この中間層ひいては透光性電極の方に変位し、中間層の材質および／または厚さによっては発光層と中間層の界面で発光することもありうる。従って、この中間層を設けて、その材質および／または厚さを選択することにより、発光層内での厚さ方向での発光位置ひいては発光位置から絶縁体積層膜まで光が進行する光学距離を調整することが可能である。

前記絶縁体積層膜は、複数の低屈折率層と、複数の高屈折率層とを有しており、これらの低屈折率層と高屈折率層は交互に積層されており、複数の前記低屈折率層は互いに異なる厚さを有しており、複数の前記高屈折率層は互いに異なる厚さを有していると好ましい。
従来、複数の低屈折率層と複数の高屈折率層が交互に積層された絶縁体積層膜で光を共振させようとする構造では、上記の式（１）に準拠して、低屈折率層は互いに同じ厚さを有し、高屈折率層は互いに同じ厚さを有することが一般的であったが、このような構造で顕著な共振効果が得られるとは限らないことが、本発明の発明者により既に見いだされている。むしろ、複数の低屈折率層は互いに異なる厚さを有し、複数の高屈折率層は互いに異なる厚さを有する方が、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれの光も共振させて高いエネルギで放出することが可能である。

また、前記絶縁体積層膜の光射出側にカラーフィルタが配設されていてもよい。このようにカラーフィルタを設けることにより、コントラスト及び色純度を向上させることができる。

本発明に係る電子機器は、本発明に係る上記のＥＬ装置を例えば表示部として備えることを特徴とする。このような電子機器によれば、出力される光の色純度が高い表示を実現することが可能となる。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る様々な実施の形態を説明する。これらの図面においては、各層や各部材の寸法の比率は、実際のものとは適宜に異なっている。
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態に係るフルカラー発光型の有機ＥＬ装置について説明する。図１は有機ＥＬ装置１００の配線構造を示す図であり、図２は有機ＥＬ装置１００の断面図である。
図１に示すように、有機ＥＬ装置１００は、複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、信号線１０２に並列に延びる複数の電源線１０３を備える。走査線１０１及び信号線１０２の各交点付近に画素領域Ａがマトリクス状に形成されている。

信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えたデータ側駆動回路１０４が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備えた走査側駆動回路１０５が接続されている。

画素領域Ａの各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給される第１の薄膜トランジスタ１２２と、この第１の薄膜トランジスタ１２２を介して信号線１０２から供給される画素信号を保持するキャパシタｃａｐと、キャパシタｃａｐによって保持された画素信号がゲート電極に供給される第２の薄膜トランジスタ２とが設けられている。また、画素領域Ａには、第２の薄膜トランジスタ２により電源線１０３に通電されたときに前記電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極（陽極）４と、この画素電極４と対向電極（陰極）９との間に配置された発光層７とが設けられている。これらの画素電極４、対向電極９、および発光層７により有機ＥＬ素子が構成されている。

このような構成によれば、走査線１０１が駆動されて第１の薄膜トランジスタ１２２がオンになると、そのときの信号線１０２の電位がキャパシタｃａｐに保持され、前記キャパシタｃａｐの状態に応じて、第２の薄膜トランジスタ２のオン・オフ状態が決まる。そして、第２の薄膜トランジスタ２のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極４に電流が流れ、さらに発光層７を介して対向電極９に電流が流れる。発光層７は、これを流れる電流量に応じて発光する。

図２に示すように、有機ＥＬ装置１００は、ガラス等の透光性材料から形成された透明基板１と、この透明基板１上にマトリックス状に形成配置された多数の有機ＥＬ素子７ａを具備する。具体的には有機ＥＬ素子７ａは、透明基板１に積層された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２、透明な画素電極（透明陽極）４、発光層７、対向電極（陰極）９を備える。

透明基板１としては、ガラス基板の他に、シリコン基板、石英基板、セラミックス基板、金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、公知の様々な基板を使用しうる。透明基板１の図の上面には、発光領域としての複数の画素領域Ａがマトリクス状に配列されている。具体的には、カラー表示を行うために、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する画素領域が配列されている。各画素領域Ａには、画素電極４が配置され、その近傍には信号線、電源線、走査線等が配置されている。この明細書においては、赤色（Ｒ）を発光可能な画素領域ＡをＲ画素、緑色（Ｇ）を発光可能な画素領域ＡをＧ画素、青色（Ｂ）を発光可能な画素領域ＡをＢ画素と言う。

また、透明基板１上には、画素領域Ａの画素電極（透明陽極）４にそれぞれ電気的に接続された複数の薄膜トランジスタ２が形成されている。薄膜トランジスタ２の各々は、透明基板１上に島状に配された半導体層１３と、半導体層１３のドレイン領域に重なるが半導体層１３から離間しているゲート電極１２と、半導体層１３の一端のゲート領域に接続されたゲート電極１２と、半導体層１３の他端のソース領域に接続されたソース電極１１を備える。半導体層１３は例えば多結晶シリコン膜から形成され、電極１０，１１，１２は、例えばアルミニウム等から形成されている。公知の技術の通り、ゲート絶縁層３０、第１層間絶縁層３１および第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃ，１７ａ〜１７ｃが設けられることにより、半導体層１３、電極１０，１１，１２は互いに異なる高さに配置されている。具体的には、半導体層１３はゲート絶縁層３０で覆われ、ゲート絶縁層３０上に配置されたゲート電極１２は第１層間絶縁層３１で覆われ、第１層間絶縁層３１の上に配置されたソース電極１１は第２層間絶縁層１６ａで覆われ、ドレイン電極１０は第２層間絶縁層１７ｃの上に配置されている。

図示しないが、公知の技術の通り、絶縁層３０，３１の間にはゲート電極１２に接続されたゲート線が配置され、絶縁層３１，１６ａの間にはソース電極１１に接続されたソース線が配置されており、図１に示された様々な線の各々も絶縁層３０，３１，１６ａ〜１６ｃ，１７ａ〜１７ｃのいずれかの層間に配置されている。絶縁層３０，３１には、ソース電極１１と半導体層１３のソース領域を電気的に接続するためのコンタクトホール２３が形成されている。絶縁層３０，３１，１６ａ〜１７ｃには、ドレイン電極１０と半導体層１３のドレイン領域を電気的に接続するためのコンタクトホール２４が形成されている。

絶縁体積層膜１８は、透光性絶縁体から形成された複数の低屈折率層と、低屈折率層よりも高い屈折率を有する透光性絶縁体から形成された複数の高屈折率層とを有しており、これらの低屈折率層と高屈折率層は交互に積層されている。第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃは高屈折率層であり、例えばＳｉＮ_ｘまたはＴｉＯ_２から形成されている。第２層間絶縁層１７ａ〜１７ｃは低屈折率層であり、例えばＳｉＯ_２から形成されている。第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃ，１７ａ〜１７ｃの各々は、透明基板１の上面全体にわたって一様な厚さで形成されており、従って、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の発光領域全域にわたって延在し、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有する。後述するように、複数の第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃは互いに異なる厚さを有しており、複数の第２層間絶縁層１７ａ〜１７ｃは互いに異なる厚さを有する。

ゲート絶縁層３０および第１層間絶縁層３１は、例えばＳｉＯ_２から形成されている。ゲート絶縁層３０および第１層間絶縁層３１の各々は、ＴＦＴ２の特性を定める要素であり、一様な厚さを有する。

各画素領域Ａの画素電極４は、絶縁体積層膜１８の最上層の第２層間絶縁層１７ｃ上に形成されており、対応するＴＦＴ２のドレイン電極１０と電気的に接続されている。画素電極４は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性導電材料から形成されている。画素電極４の各々の上には正孔注入／輸送層２８が成膜され、正孔注入／輸送層２８の各々の上には中間層２９が成膜され、中間層２９の各々の上には発光層７が成膜されている。さらにすべての発光層７の上には電子注入層８が成膜され、その上には対向電極９が形成されている。つまり、電子注入層８および対向電極９は、すべての画素に共通であり、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の発光領域全域にわたって延在する。このようにして、画素電極４は発光層７を挟んで対向電極９と対向しており、発光層７及び対向電極９とともに有機ＥＬ素子（発光素子）７ａを構成する。

正孔注入／輸送層２８、中間層２９および発光層７は、バンク部（隔壁部）５１，５２で画定された凹部内に形成されている。第１のバンク部５１はＳｉＯ_２等の無機材料から形成され、第２のバンク部５２はアクリルまたはポリイミド等の有機材料またはＳｉＯ_２等の無機材料から形成されている。第１のバンク部５１は、第２層間絶縁層１７ｃ上であって、画素電極４の外縁を一部覆っており、内部に発光層７等を配置するための開口部を有する。さらに、第２のバンク部５２は第１のバンク部５１上に配置され、第１のバンク部５１の開口部よりも大径の開口部を有する。

正孔注入／輸送層２８は、各画素領域Ａごとに配置されるが、すべての画素について同じ材料、例えば、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルフォン酸（ＰＳＳ）との混合物（以下、「ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ」と呼ぶ）によって形成されている。中間層２９も、各画素領域Ａごとに配置されるが、すべての画素について同じ材料から形成されている。この中間層２９は、陰極から来た電子が発光層７から画素電極（陽極）４に向けて漏出することを低減する電子ブロック層であり、例えば正孔注入性の良好なトリフェニルアミン系ポリマーまたはＴＦＢ（poly(2,7-(9,9-di-n-octylfluorene)-(1,4-phenylene-(4-secbutylphenyl)imino)-1,4-phenylene)）により形成されている。

発光層７には、電極４，９間を流れる電流により赤色（Ｒ）を発光する赤色発光層７Ｒと、緑色（Ｇ）を発光する緑色発光層７Ｇと、青色（Ｂ）を発光する青色発光層７Ｂがある。発光層７は、各色毎に異なる有機ＥＬ材料にて形成されている。

上述の通り、電子注入層８および対向電極９は、すべての画素の共通である。電子注入層８は、例えばＬｉＦから形成されており、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有する。対向電極（陰極）９は、詳細には図示しないが、例えば、カルシウム層とアルミニウム層から構成されている。電子注入層８に近い方がカルシウム製の極めて薄い第２対向電極層であり、電子注入層８に遠い方がアルミニウム製で、より厚い第１対向電極層である。第１対向電極層および第２対向電極層の各々は、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有する。

この実施の形態の各発光素子の構成は上記の通りであるが、本発明に利用可能な発光素子のバリエーションとしては、電子注入層８がないタイプや、電子注入層８と発光層７の間に電子輸送層を設けたタイプなど他の層を有するタイプであってもよい。例えば、低分子系の発光層７を使用する場合には、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層および陽極を有するタイプが一般的に利用されており、高分子系の発光層７については、陰極、発光層、正孔注入層および陽極を有するタイプが多く利用されており、これらのタイプに本発明を利用してもよい。

また、この実施の形態では、陽極が透明で陰極が反射性であり発光層７からの光が透明陽極４および絶縁体積層膜１８を通じて外部に放出されるが、陽極を反射性、陰極を透明にし透明陰極側に絶縁体積層膜１８を配置して発光層７からの光が透明陰極および絶縁体積層膜を通じて外部に放出されるタイプに本発明を利用してもよい。また、この実施の形態の有機ＥＬ装置１００は、発光層７からの光が基板１を通じて外部に放出されるボトムエミッションタイプであるが。発光層７からの光が基板と反対側に放出されるトップエミッションタイプに本発明を利用してもよい。

上述の通り、中間層２９は電子ブロック層である。中間層２９がない場合に比べて、中間層２９があると、発光層内での厚さ方向において中間層２９ひいては画素電極（透明陽極）４の方に変位し、中間層２９の材質および／または厚さで定まる電子ブロック性能によっては発光層７と中間層２９の界面で発光することもありうる。この実施の形態では、発光層７と透明陽極４の間に電子ブロック層としての中間層２９が配置されているが、陽極を反射性にし陰極を透明にしたタイプでは、発光層と透明陰極の間に正孔ブロック層としての中間層が配置される。正孔ブロック層とは、陽極から来た正孔が発光層７から対向電極（陰極）９に向けて漏出することを低減する層である。正孔ブロック層があると、発光層内での厚さ方向において正孔ブロック層ひいては陰極の方に変位し、正孔ブロック層の材質および／または厚さで定まる正孔ブロック性能によっては発光層と正孔ブロック層の界面で発光することもありうる。もし発光層７の両側に中間層を設けた場合、すなわち正孔ブロック層と電子ブロック層の両方を設けた場合には、発光層内での厚さ方向での発光位置は、正孔ブロック層と電子ブロック層のうち、ブロック性能の大きい方に近い。従って、少なくとも一方の中間層を設けて、その材質および／または厚さを選択することにより、発光層内での厚さ方向での発光位置ひいては発光位置から絶縁体積層膜まで光が進行する光学距離を調整することが可能である。

図３は、この実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００における各層の特性を示す表である。図３において、同じ材料でも重なる画素の色により屈折率が異なるのは、屈折率に波長依存性があるためである。図３に示された屈折率は、Ｒ画素が６２０ｎｍ、Ｇ画素が５４０ｎｍ、Ｂ画素が４７０ｎｍの光を発することを前提とする。図３の各層の光学距離は、層の厚さと屈折率の積である。図３に示すように、絶縁体積層膜１８内の第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃ，１７ａ〜１７ｃの各々は、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有する。また、複数の第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃは互いに異なる厚さを有しており、複数の第２層間絶縁層１７ａ〜１７ｃは互いに異なる厚さを有する。

絶縁体積層膜１８がすべての画素について同じ構成で同じ厚さであるのに対して、画素電極４から発光層７までの層（画素電極４と発光層７を含む）の組合せは、画素の発光色により異なる。Ｒ画素に重なる領域では画素電極４の厚さが９５ｎｍであるが、Ｇ画素およびＢ画素に重なる領域では画素電極４の厚さは５０ｎｍである。Ｒ画素およびＧ画素に重なる領域では正孔注入／輸送層２８の厚さが７０ｎｍであるが、Ｂ画素に重なる領域では正孔注入／輸送層２８の厚さは３０ｎｍである。発光層７の厚さは、画素の発光色により異なる。

図４は、この実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００における画素で発光した光の進路の例を示す模式図である。図４において、実線は層間の界面を示し、一点鎖線は光の進路を示す。図示された光の進路は代表的な例であり、これら以外にも多数の光の進路があるが図を簡明にするために省略する。また、図の一点鎖線の角度は、光の進行角度を正確に示すのではなく、複数の進路を区別しやすいように描写されている。

図４は、発光層７と中間層２９の間の界面ＢＯで発光したことを前提とする。発光位置からは全方位に向けて発光するが、反射性の対向電極９と電子注入層８の間の界面では、対向電極９に吸収されなかったすべての光が図の右方に反射される。また、光を透過する二つの層の間の界面では反射および屈折が生ずる。すなわち光の一部が界面で反射し、他の一部が屈折して進む。なお、屈折率の高い物質（例えば第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃ）から低い物質（例えば第２層間絶縁層１７ａ〜１７ｃ）へ光が進むとき、入射角がある角度（臨界角）をこえると，その界面で光がすべて反射する現象、すなわち全反射が生ずるが、屈折率の高い物質から低い物質へ光が進むときでも、入射角が臨界角より小さい場合（垂直入射に近似する場合）には、光は界面で一部だけが反射し残りが屈折して進む。

以上の構成により、発光層７が発光すると、中間層２９と正孔注入／輸送層２８の間の界面、正孔注入／輸送層２８と画素電極４の間の界面、画素電極４と絶縁体積層膜１８の間の界面ならびに低屈折率の第２層間絶縁層１７ａ〜１７ｃと高屈折率の第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃの間の界面での反射により、共振作用が起こり、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれの発光ピーク波長においても、絶縁体積層膜１８がない場合より高い強度の光が絶縁体積層膜１８から外側（絶縁体積層膜１８にとって発光層７の反対側、すなわち透明基板１側）に向けて放出される。「発光ピーク波長」とは、画素の発光層７から放出される光の波長のうち最も強度が高い波長である。本発明では、Ｒ画素の発光ピーク波長（６２０ｎｍ）でも、Ｇ画素の発光ピーク波長（５４０ｎｍ）でも、Ｂ画素の発光ピーク波長（４７０ｎｍ）でも、絶縁体積層膜１８により高い強度の光が放出される。従って、出力される光の色純度を向上させることが可能である。

換言すれば、この実施の形態では、発光層７が発光すると、前記界面での反射により、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれの発光ピーク波長においても、絶縁体積層膜１８がない場合よりも高い強度の光が絶縁体積層膜１８から外側に向けて放出されるように高屈折率層（第２層間絶縁層１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）及び低屈折率層（第２層間絶縁層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）の厚さが決定されている。以下、これらの層の厚さの決定手順を説明する。

まず、以下に説明する各層の厚さの決定手順の前提を説明する。垂直入射での二つの層の界面での反射率Ｒ、透過率Ｔ、反射での位相変化φｒおよび透過での位相変化φｔは、以下の式（２）〜（５）で求められる。但し、ｎ_１は入射側の媒質の屈折率、ｎ_２は出射側の媒質の屈折率、ｋ_２は出射側の媒質の消光係数であり、屈折率および消光係数は光の波長に依存する。

Ｒ＝｛（ｎ_１−ｎ_２）^２＋ｋ_２ ^２｝／｛（ｎ_１＋ｎ_２）^２＋ｋ_２ ^２｝ ．．．（２）
Ｔ＝４ｎ_１ｎ_２／｛（ｎ_１＋ｎ_２）^２＋ｋ_２ ^２｝ ．．．（３）
φｒ＝ｔａｎ^−１｛２ｎ_１ｋ_２／（ｎ_１ ^２−ｎ_２ ^２−ｋ_２ ^２）｝ ．．．（４）
φｔ＝ｔａｎ^−１｛ｋ_２／（ｎ_１＋ｎ_２）｝ ．．．（５）

式（２）〜（５）および各層の厚さを用いて、垂直入射での各界面での反射光の強度（振幅）および位相、ならびに透過光の強度（振幅）および位相を求め、さらに絶縁体積層膜１８から外側に向けて放出される合計の光（出力光）の強度（または振幅）を推定した。そして、各層の厚さを変えながら、絶縁体積層膜１８から外側に向けて放出される合計の光の発光ピーク波長での強度（または振幅）を推定することを繰り返して、各層の最適な厚さを求めた。強度の推定にあたっては、発光から最大で３回まで反射した光を合計した。それより多く反射した光は層内での光の吸収によりかなり減衰しているためである。

条件として、画素電極４、正孔注入／輸送層２８および発光層７の厚さを現実的な厚さの範囲内で変化させた。具体的には、画素電極４の材料にはＩＴＯを用いることを想定し、その厚さの範囲を４０ｎｍ〜１００ｎｍに限定した。正孔注入／輸送層２８の材料にはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いることを想定し、その厚さの範囲を２０ｎｍ〜１００ｎｍに限定した。発光層７の厚さの範囲は６０ｎｍ〜１００ｎｍに限定した。また、発光層７と中間層２９の間の界面ＢＯで発光したことを前提とする（図４参照）。

外側に向けて放出される合計の光の発光ピーク波長での強度は、ソフトウェアを使用してシミュレーションにより推定した。具体的には、２００５年８月現在で日本国東京のサイバネットシステム株式会社（Ｃｙｂｅｒｎｅｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ）から「ＯＰＴＡＳ−ＦＩＬＭ」という商品名で入手可能なソフトウェアを使用した。

（ステップ１）最終的には、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素に重なる領域のいずれについても、外側に向けて放出される合計の光の発光ピーク波長での強度を可能な限り大きくすることを目的とするが、絶縁体積層膜１８の高屈折率層（第２層間絶縁層１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）及び低屈折率層（第２層間絶縁層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）の厚さをどの領域でも共通にするため、まず、可視光領域のほぼ中心波長である約５４０ｎｍの発光ピーク波長を持つＧ画素に重なる領域で、高屈折率層１６ａ、低屈折率層１７ａ、高屈折率層１６ｂ、低屈折率層１７ｂ、高屈折率層１６ｃ、低屈折率層１７ｃ、画素電極４Ｇ、正孔注入／輸送層２８Ｇ、中間層２９Ｇ、および発光層７Ｇの厚さを最適化した。具体的には、各層の厚さを変えながら、絶縁体積層膜１８から外側に向けて放出される合計の光の発光ピーク波長での強度を推定することを繰り返して、発光ピーク波長で最も高い強度の光が放出される厚さの組合せを最適な厚さの組合せとして選択した。屈折率および消光係数は光の波長に依存するので、この段階では、緑波長（５４０ｎｍ）についての光学定数（屈折率および消光係数）を用いた。このようにして得られたのが、図３のＧ画素に重なる領域についての各層の厚さである。

（ステップ２）次に、Ｒ画素（発光ピーク波長は約６２０ｎｍ）に重なる領域について、高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃと低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの厚さをステップ１で求めた値に固定する一方、画素電極４Ｒ、正孔注入／輸送層２８Ｒ、中間層２９Ｒ、および発光層７Ｒの厚さを最適化した。具体的には、高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃと低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの厚さを確定条件とし、画素電極４Ｒ、正孔注入／輸送層２８Ｒ、中間層２９Ｒ、および発光層７Ｒの厚さを変えながら、絶縁体積層膜１８から外側に向けて放出される合計の光の発光ピーク波長での強度を推定することを繰り返して、発光ピーク波長で最も高い強度の光が放出される厚さの組合せを最適な厚さの組合せとして選択した。この段階では、赤波長（６２０ｎｍ）についての光学定数（屈折率および消光係数）を用いた。このようにして得られたのが、図３のＲ画素に重なる領域についての各層の厚さである。

（ステップ３）次に、Ｂ画素（発光ピーク波長は約４７０ｎｍ）に重なる領域について、高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃと低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの厚さをステップ１で求めた値に固定する一方、画素電極４Ｒ、正孔注入／輸送層２８Ｒ、中間層２９Ｒ、および発光層７Ｒの厚さを最適化した。具体的には、高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃと低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの厚さを確定条件とし、画素電極４Ｒ、正孔注入／輸送層２８Ｒ、中間層２９Ｒ、および発光層７Ｒの厚さを変えながら、絶縁体積層膜１８から外側に向けて放出される合計の光の発光ピーク波長での強度を推定することを繰り返して、発光ピーク波長で最も高い強度の光が放出される厚さの組合せを最適な厚さの組合せとして選択した。この段階では、青波長（４７０ｎｍ）についての光学定数（屈折率および消光係数）を用いた。このようにして得られたのが、図３のＢ画素に重なる領域についての各層の厚さである。

以上のように、まずＧ画素に重なる領域について、絶縁体積層膜１８の高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃと低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの厚さを含む各層の厚さを決定し、この後、他の画素に重なる領域について、絶縁体積層膜１８のこれらの層を固定し、他の層の厚さを決定する。但し、高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃと低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの最適化ステップ（ステップ１）でＲ，Ｇ，Ｂのいずれの画素に重なる領域を厚さ決定の基準にしてもよい。しかし、この実施の形態のように、可視光のほぼ中心波長であるＧ画素に重なる領域を基準にすると、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素に重なる領域のいずれについても、高い強度の光を外側に放出するように、画素電極４、正孔注入／輸送層２８、中間層２９、および発光層７の厚さを決定するのが容易である。

図５は、この実施の形態の有機ＥＬ装置１００の各画素に重なる領域から透明基板１を経て放出された光のスペクトルを示すグラフである。図６は、比較例の有機ＥＬ装置の各画素に重なる領域から透明基板を経て放出された光のスペクトルを示すグラフである。これらの図において、赤、緑、青で区別される曲線は、それぞれＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素に重なる領域から放出された光のスペクトルを示す。図示しないが、比較例の有機ＥＬ装置は、ガラス製の透明基板と、その上に形成された厚さ６００ｎｍのＳｉＮ_ｘ製の単一の層間絶縁層と、その上に形成されたＲ，Ｇ，Ｂの有機ＥＬ素子を有する。比較例の各有機ＥＬ素子は、層間絶縁層上に形成された厚さ５０ｎｍのＩＴＯ製の画素電極（透明陽極）と、その上に形成されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ製の正孔注入／輸送層と、その上に形成された中間層（電子ブロック層）と、その上に形成された発光層と、その上に形成された反射性の金属製の陰極を有する。いずれの色の有機ＥＬ素子についても、画素電極、正孔注入／輸送層、中間層および発光層の厚さは共通である。

図５において、相対強度は、絶縁体積層膜１８がないが他の条件はこの実施の形態と同じ有機ＥＬ装置のＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素に重なる領域から放出された光のスペクトルにおける最大強度で、この実施の形態の有機ＥＬ装置１００の放出光の強度を除算して得られたものである。図６において、相対強度は、層間絶縁層がないが他の条件は比較例と同じ有機ＥＬ装置のＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素に重なる領域から放出された光のスペクトルにおける最大強度で、比較例の有機ＥＬ装置の放出光の強度を除算して得られたものである。図５および図６から明らかなように、この実施の形態によれば、比較例すなわち従来技術の有機ＥＬ装置に比べて、各色の強度が大きく、スペクトル半値幅が狭い。従って、この実施の形態によれば、出力される光の色純度を向上させることが可能である。

以上のように、この実施の形態によれば、Ｒ画素の発光ピーク波長でも、Ｇ画素の発光ピーク波長でも、Ｂ画素の発光ピーク波長でも、絶縁体積層膜１８により高い強度の光が放出される。従って、出力される光の色純度を向上させることが可能である。絶縁体積層膜１８内の複数の低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃは互いに異なる厚さを有するが、低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの各々は、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有し、複数の高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃは互いに異なる厚さを有するが、高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃの各々は、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有するので、画素に応じて厚さを変化させる必要がない。すなわちＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素に重なる絶縁体積層膜１８は共通の構造を有する。また、Ｒ光の共振に適した層と、Ｇ光の共振に適した層と、Ｂ光の共振に適した層を別々に設計する必要もない。従って、この有機ＥＬ装置１００の構成は簡単であり、製造が容易である。

従来、複数の低屈折率層と複数の高屈折率層が交互に積層された絶縁体積層膜で光を共振させようとする構造では、上記の式（１）に準拠して、低屈折率層は互いに同じ厚さを有し、高屈折率層は互いに同じ厚さを有することが一般的であったが、このような構造で顕著な共振効果が得られるとは限らないことが、本発明の発明者により既に見いだされている。むしろ、この実施の形態のように、複数の低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃは互いに異なる厚さを有し、複数の高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃは互いに異なる厚さを有する方が、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれの光も共振させて高い強度で放出することが可能である。

また、この実施の形態によれば、画素電極（透光性電極）４から発光層７までの層（画素電極４と発光層７を含む）の厚さの組合せが、画素の発光色に応じて異なるので、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素に重なる絶縁体積層膜１８が共通の構造を有しながらも、各発光色に応じた適切な反射特性を得ることが容易である。領域によって異なる厚さの薄膜を形成することは、困難であったり工程が複雑化したりすることが多いが、特に高分子系の発光層７を使用する場合には、正孔注入／輸送層２８および発光層７の形成にあたってインクジェット法のように液体材料を滴下する方法をとることが可能であるため、液体材料の滴下量を適切に調整することで、正孔注入／輸送層２８および発光層７の厚さを制御することが容易である。

この実施の形態では、発光層７と正孔注入／輸送層２８の間に電子ブロック層としての中間層２９を設けており、出力光の強度の推定では、発光層７と中間層２９の間の界面ＢＯ（図４参照）で発光したことを前提とする。但し、このような中間層を設けなくてもよい。中間層２９が無い場合、発光位置は正孔注入／輸送層２８、発光層７および電子注入層８の特性で定まる電子と正孔のバランスする位置で発光する。例えば、中間層が無く、正孔注入／輸送層２８としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用い、電子注入層８としてＬｉＦを用いた場合、いずれの画素についても界面ＢＯではなく発光層７内で発光する。Ｒ画素では界面ＢＯから約３０ｎｍの位置で発光し、Ｇ画素では界面ＢＯから約４０ｎｍの位置で発光し、Ｂ画素では界面ＢＯからで約３０ｎｍの位置で発光する。中間層がない場合には、これらの発光位置を用いて、上記の方法に準じて出力光の強度を計算できる。

次に、上記の有機ＥＬ装置の製造方法の一例を説明する。
先ず、図７（ａ）に示すように、予め用意した透明基板１の上に島状の半導体層１３を形成する。ここでは、多結晶シリコン膜をフォトリソグラフィ法により、各画素領域Ａ（図２参照）に半導体層１３が一対一で対応するように形成する。

次に、半導体層１３を覆うように透明基板１上にゲート絶縁層３０を形成する。具体的には、ＳｉＯ_２をＣＶＤ法またはその他の蒸着法等により、膜厚７５ｎｍに形成する。そして、前記ゲート絶縁層３０上であって、半導体層１３のチャネル領域に重なる領域上に島状のゲート電極１２を形成する。具体的には、Ａｌ膜をスパッタリング法等により形成し、これをフォトリソグラフィ法にてパターニングする。

続いて、図７（ｂ）に示すように、第１層間絶縁層３１を形成する。具体的には、ＳｉＯ_２膜をＣＶＤ法またはその他の蒸着法等により、膜厚８００ｎｍに形成する。続いて、半導体層１３のソース領域に接続されるコンタクトホール２３を形成する。具体的には、ゲート絶縁層３０および第１層間絶縁層３１に対するマスクエッチングにより、半導体層１３のソース領域に達する貫通孔を形成し、この貫通孔にＡｌ等の導電材料を充填することでコンタクトホール２３を形成する。その後、第１層間絶縁層３１上に、コンタクトホール２３に接続されるソース電極１１を形成し、さらに、ソース電極１１を覆うように第１層間絶縁層３１上に第２層間絶縁層１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ，１６ｃ，１７ｃを形成する。

次に、第２層間絶縁層１６ａ〜１７ｃに、半導体層１３のドレイン領域に接続されるコンタクトホール２４を形成する。具体的には、第２層間絶縁層１６ａ〜１７ｃに対するマスクエッチングにより、半導体層１３のドレイン領域に達する貫通孔を形成し、この貫通孔にＡｌ等の導電材料を充填することでコンタクトホール２４を形成する。その後、第２層間絶縁層１７ｃ上に、コンタクトホール２４に接続される画素電極４を形成する。具体的には、ＩＴＯをスパッタリング法等により所定パターンに形成する。画素電極４は、各色毎に上述した最適化膜厚に形成する。具体的にはＲ画素の画素電極４Ｒは９５ｎｍ、Ｇ画素の画素電極４Ｇは５０ｎｍ、Ｂ画素の画素電極４Ｂは５０ｎｍの厚さに形成する。

次に、図８（ａ）に示すように、各画素領域Ａ（図２参照）に対応する開口部５１ａを有するＳｉＯ_２製の第１のバンク部（隔壁）５１を形成する。具体的には、ＳｉＯ_２薄膜形成工程、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程を行う。第１のバンク部５１は、開口部５１ａの周縁部が画素電極４の外縁部に重なるよう形成する。さらに、第１のバンク部５１の上に、各画素領域Ａに対応する開口部５２ａを有する第２のバンク部（隔壁）５２を形成する。この第２のバンク部５２は、ポリアクリル樹脂製であり、ポリアクリル樹脂を含有する溶液の塗布工程、塗布された膜の乾燥工程、フォトリソグラフィ工程、およびエッチング工程により形成する。

次に、図８（ｂ）に示すように、各バンク部５１，５２で形成された開口部５１ａ，５２ａ内の画素電極４上に液状組成物６１を配置する。ここで、前記液状組成物６１の配置方法としては、公知の液相法（ウエットプロセス、湿式塗布法）が採用され、例えば、スピンコート法、インクジェット（液滴吐出）法、スリットコート法、ディップコート法、スプレー成膜法、印刷法等が用いられる。このような液相法は高分子材料を成膜するには好適な方法であり、気相法と比較して真空装置等の高価な設備を用いることなく安価に有機ＥＬ装置を製造することができる。このような液相法を用いることにより、液状組成物６１が各開口部５内の画素電極４上に形成される。

液状組成物６１は、正孔注入／輸送層２８を形成するための材料を溶媒に溶解ないし分散したもの、中間層２９を形成するための材料を溶媒に溶解ないし分散したもの、発光層（有機ＥＬ層）７を形成するための材料を溶媒に溶解ないし分散したものである。つまり、正孔注入／輸送層２８、中間層２９および発光層７の各々を形成するたびに、各層の材料となる液状組成物６１の配置が行われ、乾燥される。図８（Ｃ）に示すように、正孔注入／輸送層２８を形成した後、中間層２９を形成し、さらにこの後、各色の発光層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを形成する。

正孔注入／輸送層２８は、各色毎に上述した最適化膜厚に、具体的にはＲ画素の正孔注入／輸送層２８Ｒは７０ｎｍ、Ｇ画素の正孔注入／輸送層２８Ｇは７０ｎｍ、Ｂ画素の正孔注入／輸送層２８Ｂは３０ｎｍの厚さに形成する。また、中間層２９は、各色毎に上述した最適化膜厚に、具体的にはＲ画素の中間層２９Ｒは８ｎｍ、Ｇ画素の中間層２９Ｇは８ｎｍ、Ｂ画素の中間層２９Ｂは８ｎｍの厚さに形成する。また、発光層７は、各色毎に上述した最適化膜厚に、具体的にはＲ画素の発光層７Ｒは９６ｎｍ、Ｇ画素の発光層７Ｇは９０ｎｍ、Ｂ画素の発光層７Ｂは７０ｎｍの厚さに形成する。

続いて、透明基板１上の全面（すなわち、画素領域内に相当する開口部５内の発光層７上と第２隔壁５２上）にＬｉＦからなる電子注入層８を真空蒸着法等により形成し、さらに電子注入層８上にＡｌからなる対向電極（陰極）９を真空蒸着法等により形成することで、図２に示す構成を有した有機ＥＬ装置１００を得る。

＜第２の実施の形態＞
次に、第１の実施の形態と同じ構造の有機ＥＬ装置１００の各層の厚さを決定する他の手順を説明する。この方法では、外部から有機ＥＬ装置１００に、透明基板１および絶縁体積層膜１８から画素電極４および発光層７に向けて、等エネルギー白色光を垂直入射したと仮定して、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素の各発光ピーク波長での反射光強度が最小となるように、各層の厚さを決定する。但し、外部から有機ＥＬ装置１００に垂直入射する光は等エネルギー白色光に限定する必要はなく、反射率に着目すると、この実施の形態の厚さを決定する方法は、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の各発光ピーク波長での反射率が最小となるように、各層の厚さを決定することと等価である。ここでいう「反射光強度」とは、絶縁体積層膜１８から画素電極４および発光層７に向かう入射光の反射光つまり画素電極４から絶縁体積層膜１８に向かう方向への合計の出力光の強度であり、「反射率」とは、絶縁体積層膜１８から画素電極４および発光層７に向かう入射光の強度に対する反射光つまり画素電極４から絶縁体積層膜１８に向かう方向への合計の出力光の強度の比である。この決定方法によっても、第１の実施の形態と同様の厚さの組合せ（図３に示す）が得られ、出力される光の色純度を向上させることが可能である。

従って、得られる有機ＥＬ装置１００では、発光層７が発光すると、中間層２９と正孔注入／輸送層２８の間の界面、正孔注入／輸送層２８と画素電極４の間の界面、画素電極４と絶縁体積層膜１８の間の界面ならびに低屈折率の第２層間絶縁層１７ａ〜１７ｃと高屈折率の第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃの間の界面での反射により、共振作用が起こり、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれの発光ピーク波長においても、絶縁体積層膜１８がない場合よりも高い強度の光が絶縁体積層膜１８から外側（絶縁体積層膜１８にとって発光層７の反対側、すなわち透明基板１側）に向けて放出される。また、同じ有機ＥＬ装置１００で、絶縁体積層膜１８側から画素電極（透光性電極）４および発光層７に向けて光を垂直入射したとき、中間層２９と正孔注入／輸送層２８の間の界面、正孔注入／輸送層２８と画素電極４の間の界面、画素電極４と絶縁体積層膜１８の間の界面ならびに低屈折率の第２層間絶縁層１７ａ〜１７ｃと高屈折率の第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃの間の界面での反射により、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の各発光ピーク波長±２０ｎｍ内にある一つの波長での反射率が、その発光ピーク波長の±５０ｎｍ内の他の波長での反射率よりも低くなる。例えば、外部から有機ＥＬ装置１００に光を垂直入射したときに、Ｒ画素の発光ピーク波長（６２０ｎｍ）の±５０ｎｍの範囲内で、Ｒ画素の発光ピーク波長の±２０ｎｍ内にある一つの波長での反射率が最低になる。

図９は、この実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００における垂直入射光ＩＬに起因する光の進路の例を示す模式図である。図９において、実線は層間の界面を示し、一点鎖線は光の進路を示す。図示された光の進路は代表的な例であり、これら以外にも多数の光の進路があるが図を簡明にするために省略する。また、図の一点鎖線の角度は、光の進行角度を正確に示すのではなく、複数の進路を区別しやすいように描写されている。図９から明らかなように、反射性の対向電極９と電子注入層８の間の界面では、対向電極９に吸収されなかったすべての光が図の右方に反射される。また、光を透過する二つの層の間の界面では反射および屈折が生ずる。結果的に画素電極４から絶縁体積層膜１８に向かう方向への反射光が絶縁体積層膜１８から図の右側に出射される。これらの反射光の合計、または入射光に対する反射光の合計の比である反射率を用いて、この実施の形態では、各層の厚さを決定する。

まず、以下に説明する各層の厚さの決定手順の前提を説明する。垂直入射での二つの層の界面での反射率Ｒ、透過率Ｔ、反射での位相変化φｒおよび透過での位相変化φｔは、以下の式（２）〜（５）で求められる。但し、ｎ_１は入射側の媒質の屈折率、ｎ_２は出射側の媒質の屈折率、ｋ_２は出射側の媒質の消光係数であり、屈折率および消光係数は光の波長に依存する。

Ｒ＝｛（ｎ_１−ｎ_２）^２＋ｋ_２ ^２｝／｛（ｎ_１＋ｎ_２）^２＋ｋ_２ ^２｝ ．．．（２）
Ｔ＝４ｎ_１ｎ_２／｛（ｎ_１＋ｎ_２）^２＋ｋ_２ ^２｝ ．．．（３）
φｒ＝ｔａｎ^−１｛２ｎ_１ｋ_２／（ｎ_１ ^２−ｎ_２ ^２−ｋ_２ ^２）｝ ．．．（４）
φｔ＝ｔａｎ^−１｛ｋ_２／（ｎ_１＋ｎ_２）｝ ．．．（５）

式（２）〜（５）および各層の厚さを用いて、外部から透明基板１を経て有機ＥＬ装置１００に垂直入射する等エネルギー白色光について各界面での反射光の強度（振幅）および位相、ならびに透過光の強度（振幅）および位相を求め、内部反射して透明基板１を経て外部に出射する合計の反射光の強度（または振幅）を推定した。そして、各層の厚さを変えながら、絶縁体積層膜１８から外側に向けて放出される合計の反射光の強度を推定することを繰り返して、各層の最適な厚さを求めた。強度の推定にあたっては、発光から最大で３回まで反射した光を合計した。それより多く反射した光は層内での光の吸収によりかなり減衰しているためである。

条件として、画素電極４、正孔注入／輸送層２８および発光層７の厚さを現実的な厚さの範囲内で変化させた。具体的には、画素電極４の材料にはＩＴＯを用いることを想定し、その厚さの範囲を４０ｎｍ〜１００ｎｍに限定した。正孔注入／輸送層２８の材料にはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いることを想定し、その厚さの範囲を２０ｎｍ〜１００ｎｍに限定した。発光層７の厚さの範囲は６０ｎｍ〜１００ｎｍに限定した。

外側に向けて放出される合計の反射光の強度は、ソフトウェアを使用してシミュレーションにより推定した。具体的には、２００５年８月現在で日本国東京のサイバネットシステム株式会社（Ｃｙｂｅｒｎｅｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ）から「ＯＰＴＡＳ−ＦＩＬＭ」という商品名で入手可能なソフトウェアを使用した。

（ステップ１）最終的には、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素に重なる領域のいずれについても、対応する画素の発光ピーク波長での反射光強度を可能な限り小さくすることを目的とするが、絶縁体積層膜１８の高屈折率層（第２層間絶縁層１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）及び低屈折率層（第２層間絶縁層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）の厚さをどの領域でも共通にするため、まず、可視光領域のほぼ中心波長である約５４０ｎｍの発光ピーク波長を持つＧ画素に重なる領域で、高屈折率層１６ａ、低屈折率層１７ａ、高屈折率層１６ｂ、低屈折率層１７ｂ、高屈折率層１６ｃ、低屈折率層１７ｃ、画素電極４Ｇ、正孔注入／輸送層２８Ｇ、中間層２９Ｇ、および発光層７Ｇの厚さを最適化した。具体的には、各層の厚さを変えながら、外側に向けて放出される合計の反射光の発光ピーク波長での強度を推定することを繰り返して、発光ピーク波長で最も低い強度の反射光が放出される厚さの組合せを最適な厚さの組合せとして選択した。屈折率および消光係数は光の波長に依存するので、この段階では、緑波長（５４０ｎｍ）についての光学定数（屈折率および消光係数）を用いた。このようにして、図３のＧ画素に重なる領域についての各層の厚さと同じ厚さが得られた。

（ステップ２）次に、Ｒ画素（発光ピーク波長は約６２０ｎｍ）に重なる領域について、高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃと低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの厚さをステップ１で求めた値に固定する一方、画素電極４Ｒ、正孔注入／輸送層２８Ｒ、中間層２９Ｒ、および発光層７Ｒの厚さを最適化した。具体的には、高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃと低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの厚さを確定条件とし、画素電極４Ｒ、正孔注入／輸送層２８Ｒ、中間層２９Ｒ、および発光層７Ｒの厚さを変えながら、絶縁体積層膜１８から外側に向けて放出される合計の反射光の発光ピーク波長での強度を推定することを繰り返して、発光ピーク波長で最も低い強度の反射光が放出される厚さの組合せを最適な厚さの組合せとして選択した。この段階では、赤波長（６２０ｎｍ）についての光学定数（屈折率および消光係数）を用いた。このようにして、図３のＲ画素に重なる領域についての各層の厚さと同じ厚さが得られた。

（ステップ３）次に、Ｂ画素（発光ピーク波長は約４７０ｎｍ）に重なる領域について、高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃと低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの厚さをステップ１で求めた値に固定する一方、画素電極４Ｒ、正孔注入／輸送層２８Ｒ、中間層２９Ｒ、および発光層７Ｒの厚さを最適化した。具体的には、高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃと低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの厚さを確定条件とし、画素電極４Ｒ、正孔注入／輸送層２８Ｒ、中間層２９Ｒ、および発光層７Ｒの厚さを変えながら、絶縁体積層膜１８から外側に向けて放出される合計の反射光の発光ピーク波長での強度を推定することを繰り返して、発光ピーク波長で最も低い強度の反射光が放出される厚さの組合せを最適な厚さの組合せとして選択した。この段階では、青波長（４７０ｎｍ）についての光学定数（屈折率および消光係数）を用いた。このようにして、図３のＢ画素に重なる領域についての各層の厚さと同じ厚さが得られた。

以上のように、まずＧ画素に重なる領域について、絶縁体積層膜１８の高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃと低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの厚さを含む各層の厚さを決定し、この後、他の画素に重なる領域について、絶縁体積層膜１８のこれらの層を固定し、他の層の厚さを決定する。但し、高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃと低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの最適化ステップ（ステップ１）でＲ，Ｇ，Ｂのいずれの画素に重なる領域を厚さ決定の基準にしてもよい。しかし、この実施の形態のように、可視光のほぼ中心波長であるＧ画素に重なる領域を基準にすると、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素に重なる領域のいずれについても、高い強度の光を外側に放出するように、画素電極４、正孔注入／輸送層２８、中間層２９、および発光層７の厚さを決定するのが容易である。

図１０から図１２は、このようにして得られた有機ＥＬ装置１００での各画素に重なる領域についての外部から透明基板１を経て有機ＥＬ装置１００に垂直入射する光に対する反射率スペクトルを示す図である。図１０は、Ｒ画素に重なる領域についての反射率スペクトルを示し、図１１はＧ画素に重なる領域についての反射率スペクトルを示し、図１２はＢ画素に重なる領域についての反射率スペクトルを示す。これらの図から、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の各発光ピーク波長±２０ｎｍ内にある一つの波長での反射率が、その発光ピーク波長の±５０ｎｍ内の他の波長での反射率よりも低くなることが確認された。例えば、外部から有機ＥＬ装置１００に光を垂直入射したときに、Ｒ画素の発光ピーク波長（６２０ｎｍ）の±５０ｎｍの範囲内で、Ｒ画素の発光ピーク波長の±２０ｎｍ内にある一つの波長での反射率が最低になった。

この実施の形態に係る各層の厚さの決定方法によれば、第１の実施の形態と同じ有機ＥＬ装置１００（図３に詳細を示す）が得られる。従って、この実施の形態に従って得られる有機ＥＬ装置１００の各画素に重なる領域から透明基板１を経て放出された光のスペクトルを示すグラフは図５と同じである。第１の実施の形態に関して上述した通り、図５と比較例に関する図６を参照すると明らかな通り、この実施の形態によれば、出力される光の色純度を向上させることが可能である。

また、絶縁体積層膜１８内の複数の低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃは互いに異なる厚さを有するが、低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの各々は、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有し、複数の高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃは互いに異なる厚さを有するが、高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃの各々は、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有するので、画素に応じて厚さを変化させる必要がない。すなわちＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素に重なる絶縁体積層膜１８は共通の構造を有する。また、Ｒ光の共振に適した層と、Ｇ光の共振に適した層と、Ｂ光の共振に適した層を別々に設計する必要もない。また、第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃ，１７ａ〜１７ｃが一様な厚さを有するので、エッチングによりすべてのコンタクトホール２４を一括して形成することが出来る。従って、この有機ＥＬ装置１００の構成は簡単であり、製造が容易である。

従来、複数の低屈折率層と複数の高屈折率層が交互に積層された絶縁体積層膜で光を共振させようとする構造では、上記の式（１）に準拠して、低屈折率層は互いに同じ厚さを有し、高屈折率層は互いに同じ厚さを有することが一般的であったが、このような構造で顕著な共振効果が得られるとは限らないことが、本発明の発明者により既に見いだされている。むしろ、この実施の形態のように、複数の低屈折率層１７ａ，１７ｂ，１７ｃは互いに異なる厚さを有し、複数の高屈折率層１６ａ，１６ｂ，１６ｃは互いに異なる厚さを有する方が、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれの光も共振させて高い強度で放出することが可能である。

また、この実施の形態によれば、画素電極（透光性電極）４から発光層７までの層（画素電極４と発光層７を含む）の厚さの組合せが、画素の発光色に応じて異なるので、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素に重なる絶縁体積層膜１８が共通の構造を有しながらも、各発光色に応じた適切な反射特性を得ることが容易である。領域によって異なる厚さの薄膜を形成することは、困難であったり工程が複雑化したりすることが多いが、特に高分子系の発光層７を使用する場合には、正孔注入／輸送層２８および発光層７の形成にあたってインクジェット法のように液体材料を滴下する方法をとることが可能であるため、液体材料の滴下量を適切に調整することで、正孔注入／輸送層２８および発光層７の厚さを制御することが容易である。

＜他の厚さの組合せ＞
上述の第１の実施の形態および第２の実施の形態に従って各層の厚さを算出すると、上述した厚さの組合せ（図３）だけでなく、他の組合せが得られる。これらの組合せ（タイプＡ〜タイプＬ）を図１３から図１５に示す。図１３から図１５でＲ，Ｇ，Ｂは、それぞれＲ画素に重なる領域、Ｇ画素に重なる領域、Ｂ画素に重なる領域を表す。図３と同様に、これらの図で上の行ほど、第１対向電極層から遠い層に対応する。

図１３から図１５に示されたタイプＡ〜タイプＬの有機ＥＬ装置でも、発光層７が発光すると、中間層２９と正孔注入／輸送層２８の間の界面、正孔注入／輸送層２８と画素電極４の間の界面、画素電極４と絶縁体積層膜１８の間の界面ならびに低屈折率の第２層間絶縁層１７ａ〜１７ｃと高屈折率の第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃの間の界面での反射により、共振作用が起こり、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれの発光ピーク波長においても、絶縁体積層膜１８がない場合よりも高い強度の光が絶縁体積層膜１８から外側（絶縁体積層膜１８にとって発光層７の反対側、すなわち透明基板１側）に向けて放出される。また、同じ有機ＥＬ装置で、絶縁体積層膜１８側から画素電極（透光性電極）４および発光層７に向けて光を垂直入射したとき、中間層２９と正孔注入／輸送層２８の間の界面、正孔注入／輸送層２８と画素電極４の間の界面、画素電極４と絶縁体積層膜１８の間の界面ならびに低屈折率の第２層間絶縁層１７ａ〜１７ｃと高屈折率の第２層間絶縁層１６ａ〜１６ｃの間の界面での反射により、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の各発光ピーク波長±２０ｎｍ内にある一つの波長での反射率が、その発光ピーク波長の±５０ｎｍ内の他の波長での反射率よりも低くなる。従って、第１の実施の形態および第２の実施の形態に関して上述した効果が得られる。

第１の実施の形態および第２の実施の形態では、絶縁体積層膜１８内部の層数、つまり高屈折率層と低屈折率層の合計の層数は６であった。しかし、図１４のタイプＧとして例示されているように、絶縁体積層膜１８内部の層数は８でもよく、そのほかの層数、例えば２、４、１０、或いはそれ以上であってもよい。但し、積層数が増えると視角依存性が強くなる傾向がある。つまり視野角が狭くなる傾向がある。

＜第３の実施の形態＞
さらに、上記の有機ＥＬ装置１００を図１６に示すように変形してもよい。図１６に示す第３の実施の形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素の各々にカラーフィルタＣＦが重ねられている。カラーフィルタＣＦは、対応する画素の発光色の波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を吸収する。例えば、Ｒ画素に重なるカラーフィルタＣＦは、赤の波長領域（６２０ｎｍ付近）の光を透過し、他の波長領域の光を吸収する。カラーフィルタＣＦは画素から光が放出される側である透明基板１に接合され、その周囲はブラックマトリクスＢＭで囲まれている。カラーフィルタＣＦとブラックマトリクスＢＭには保護膜１９が重ねられ、その上には絶縁体積層膜１８が設けられている。このように各画素にカラーフィルタＣＦを重ねることにより、コントラスト及び色純度を向上させることができる。すなわち画素が発光したときの光の色純度が向上し、画素が発光しないときはその画素がより暗く視認される。

＜第４の実施の形態＞
図１７は本発明の第４の実施の形態に係る無機ＥＬ装置の一部を示す。本発明に係るＥＬ装置の実施の形態として、有機ＥＬ装置を例示して説明してきたが、無機ＥＬ装置も本発明の範囲内にある。図１７に示すように、無機ＥＬ装置は、例えばガラス製の透明基板２０１上に例えばＩＴＯで形成された透光性電極２０２と、その上に例えばＳｉＮ_ｘで形成された第１の絶縁膜２０３と、その上に形成された発光層２０４と、その上に例えばＳｉＮ_ｘで形成された第２の絶縁膜２０５と、その上に例えばＡｌで形成された背面電極２０６を有する。本発明によれば、透明基板２０１と透光性電極２０２の間に、例えばＳｉＯ_２で形成された低屈折率層２０８と例えばＳｉＮ_ｘで形成された高屈折率層２０９を有する層絶縁体積層膜２０７を介在させ、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素のいずれに重なる領域でも、低屈折率層２０８と高屈折率層２０９の各々の厚さは一様にし、透光性電極２０１と第１の絶縁膜２０３と発光層２０４の厚さの組合せを画素の発光色により異なるようにする。

そして、各層の厚さを第１の実施の形態または第２の実施の形態と同様に決定する。得られた無機ＥＬ装置では、発光層２０４が発光すると、第１の絶縁膜２０３と透光性電極２０２の間の界面、透光性電極２０２と層絶縁体積層膜２０７の間の界面ならびに低屈折率層２０８と高屈折率層２０９の間の界面での反射により、共振作用が起こり、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素のいずれの発光ピーク波長においても、層絶縁体積層膜２０７がない場合よりも高い強度の光が絶縁体積層膜２０７から外側（絶縁体積層膜２０７にとって発光層２０４の反対側、すなわち透明基板２０１側）に向けて放出される。また、同じ無機ＥＬ装置で、絶縁体積層膜２０７側から透光性電極２０２および発光層２０４に向けて光を垂直入射したとき、第１の絶縁膜２０３と透光性電極２０２の間の界面、透光性電極２０２と層絶縁体積層膜２０７の間の界面ならびに低屈折率層２０８と高屈折率層２０９の間の界面での反射により、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の各発光ピーク波長±２０ｎｍ内にある一つの波長での反射率が、その発光ピーク波長の±５０ｎｍ内の他の波長での反射率よりも低くなる。従って、第１の実施の形態および第２の実施の形態に関して上述した効果が得られる。但し、第１の絶縁膜２０３はなくてもよい。

＜電子機器＞
次に、本発明のＥＬ装置を備えた各種電子機器について、図１８を参照して説明する。図１８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１８（ａ）において、符号６００は携帯電話本体を示し、符号６０１は前記のいずれかのＥＬ装置を用いた表示部を示している。図１８（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１８（ｂ）において、符号７００は情報処理装置、符号７０１はキーボードなどの入力部、符号７０３は情報処理装置本体、符号７０２は前記のいずれかのＥＬ装置を用いた表示部を示している。図１８（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１８（ｃ）において、符号８００は時計本体を示し、符号８０１は前記のいずれかのＥＬ装置を用いた表示部を示している。

図１８（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、前記のいずれかのＥＬ装置を表示部として備えたものであるため、色純度の高い表示を実現することができる。

本発明に係るフルカラー発光型の有機ＥＬ装置の配線構造を示す図である。 図１の有機ＥＬ装置の断面図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置における各層の特性を示す表である。 本発明に係る有機ＥＬ装置における画素で発光した光の進路の例を示す模式図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置の各画素に重なる領域から放出された光のスペクトルを示すグラフである。 比較例の有機ＥＬ装置の各画素に重なる領域から放出された光のスペクトルを示すグラフである。 （ａ）は本発明に係る有機ＥＬ装置の製造の一工程を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の後の工程を示す断面図であり、（ｃ）は（ａ）の後の工程を示す断面図である。 （ａ）は図７（ｃ）にの後の工程を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の後の工程を示す断面図であり、（ｃ）は（ａ）の後の工程を示す断面図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置における垂直入射光に起因する光の進路の例を示す模式図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置でのＲ画素に重なる領域についての外部から有機ＥＬ装置に垂直入射する光に対する反射率スペクトルを示す図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置でのＧ画素に重なる領域についての外部から有機ＥＬ装置に垂直入射する光に対する反射率スペクトルを示す図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置でのＢ画素に重なる領域についての外部から有機ＥＬ装置に垂直入射する光に対する反射率スペクトルを示す図である。 本発明に係る他の有機ＥＬ装置における各層の特性を示す表である。 本発明に係る他の有機ＥＬ装置における各層の特性を示す表である。 本発明に係る他の有機ＥＬ装置における各層の特性を示す表である。 本発明に係るフルカラー発光型の有機ＥＬ装置の第３の実施の形態の断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るフルカラー発光型の無機ＥＬ装置の一部を示す断面図である。 （ａ）は本発明に係る電子機器を示す図であり、（ｂ）は本発明に係る他の電子機器を示す図であり、（ｃ）は本発明に係る電子機器を示す図である。

符号の説明

４…画素電極（陽極，透光性電極）、７…発光層、９…対向電極（陰極）、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…第２層間絶縁層（高屈折率層）、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ…第２層間絶縁層（低屈折率層）、１８…絶縁体積層膜、１００…有機ＥＬ装置（ＥＬ装置）、２０２…透光性電極、２０４…発光層、２０６…背面電極、２０７…絶縁体積層膜、２０８…低屈折率層、２０９…高屈折率層。

Claims (11)

1. 第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とに挟まれ第１ピーク波長を有する光を発光する第１発光層と、を有する第１画素と、
   第３電極と、前記第３電極に対向する第４電極と、前記第３電極と前記第４電極とに挟まれ前記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する光を発光する第２発光層と、を有する第２画素と、
   前記第１電極の前記第１発光層と反対側の面側と、前記第３電極の前記第２発光層と反対側の面側とに形成された積層膜と、
   を有するＥＬ装置であって、
   前記積層膜は、所定の屈折率を有する複数の低屈折率層と、前記低屈折率層よりも高い屈折率を有する複数の高屈折率層とを有しており、前記低屈折率層と前記高屈折率層は交互に積層されており、
   前記複数の低屈折率層の各々は、前記第１画素および前記第２画素にわたって形成され、前記第１画素および前記第２画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、
   前記複数の高屈折率層の各々は、前記第１画素および前記第２画素にわたって形成され、前記第１画素および前記第２画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、
   複数の前記低屈折率層の各々は互いに異なる厚さを有しており、
   複数の前記高屈折率層の各々は互いに異なる厚さを有しており、
   前記積層膜の前記第１発光層と反対側の面側から入射光が入射され、前記第２電極の前記第１発光層側の面で反射して前記積層膜の前記第１発光層と反対側の面側へ出射光が出射するとき、少なくとも前記第１電極と前記積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記第１ピーク波長の±２０ｎｍ内にある波長での前記入射光の強度に対する前記出射光の強度の割合が、前記第１ピーク波長の−５０から−２０および＋２０から＋５０ｎｍ内の波長での前記入射光の強度に対する前記出射光の強度の割合よりも低くなるように、前記複数の低屈折率層と前記複数の高屈折率層の厚さおよび前記積層膜の前記第１発光層側の面から前記第２電極の前記第１発光層側の面までの第１厚さが決定され、かつ、
   前記積層膜の前記第２発光層と反対側の面側から入射光が入射され、前記第４電極の前記第２発光層側の面で反射して前記積層膜の前記第２発光層と反対側の面側へ出射光が出射するとき、少なくとも前記第３電極と前記積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記第２ピーク波長の±２０ｎｍ内にある波長での前記入射光の強度に対する前記出射光の強度の割合が、前記第２ピーク波長の−５０から−２０および＋２０から＋５０ｎｍ内の波長での前記入射光の強度に対する前記出射光の強度の割合よりも低くなるように、前記複数の低屈折率層と前記複数の高屈折率層の厚さおよび前記積層膜の前記第２発光層側の面から前記第４電極の前記第２発光層側の面までの第２厚さが決定されていることを特徴とするＥＬ装置。
2. 前記第１発光層で発光した光が、少なくとも前記第１電極と前記積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記第１ピーク波長に対して、前記積層膜がない場合よりも高い強度で前記積層膜の前記第１発光層と反対側の面側から放出されるように、前記複数の低屈折率層と前記複数の高屈折率層の厚さおよび前記第１厚さが決定され、かつ、
   前記第２発光層で発光した光が、少なくとも前記第３電極と前記積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記第２ピーク波長に対して、前記積層膜がない場合よりも高い強度で前記積層膜の前記第２発光層と反対側の面側から放出されるように、前記複数の低屈折率層と前記複数の高屈折率層の厚さおよび前記第２厚さが決定されていることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ装置。
3. 前記第１厚さと前記第２厚さは異なる厚さであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＥＬ装置。
4. 前記第１発光層と前記第１電極の間および前記第２発光層と前記第３電極の間に、前記各第１発光層から前記第１電極および前記第２発光層から前記第３電極に向けて正孔または電子が漏出することを低減する中間層が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＥＬ装置。
5. 前記積層膜の前記第１発光層と反対側の面側に前記第１ピーク波長に対応する波長領域の光を透過し前記第１ピーク波長に対応する波長領域以外の光を吸収する第１カラーフィルタが配設され、
   前記積層膜の前記第２発光層と反対側の面側に前記第２ピーク波長に対応する波長領域の光を透過し前記第２ピーク波長に対応する波長領域以外の光を吸収する第２カラーフィルタが配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＥＬ装置。
6. 前記第１電極および前記第３電極は透光性を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のＥＬ装置。
7. 前記低屈折率層および前記高屈折率層は絶縁性を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のＥＬ装置。
8. 前記第２電極および前記第４電極は、前記第１発光層および前記第２発光層にわたって延在することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のＥＬ装置。
9. 第５電極と、前記第５電極に対向する第６電極と、前記第５電極と前記第６電極とに挟まれ前記第１ピーク波長および前記第２ピーク波長とは異なる第３ピーク波長を有する光を発光する第３発光層を有する第３画素と、
   前記第１電極の前記第１発光層と反対側の面側と、前記第３電極の前記第２発光層と反対側の面側と、前記第５電極の前記第３発光層と反対側の面側に形成された積層膜と、
   をさらに有し、
   前記複数の低屈折率層の各々は、前記第１画素、前記第２画素および前記第３画素にわたって形成され、前記第１画素、前記第２画素および前記第３画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、
   前記複数の高屈折率層の各々は、前記第１画素、前記第２画素および前記第３画素にわたって形成され、前記第１画素、前記第２画素および前記第３画素のいずれに重なる領域でも一様な厚さを有しており、
   前記積層膜の前記第３発光層と反対側の面側から入射光が入射され、前記第６電極の前記第３発光層側の面で反射して前記積層膜の前記第３発光層と反対側の面側へ出射光が出射するとき、少なくとも前記第３電極と前記積層膜の間の界面ならびに前記低屈折率層と前記高屈折率層の間の界面での反射により、前記第３ピーク波長の±２０ｎｍ内にある波長での前記入射光の強度に対する前記出射光の強度の割合が、前記第３ピーク波長の−５０から−２０および＋２０から＋５０ｎｍ内の波長での前記入射光の強度に対する前記出射光の強度の割合よりも低くなるように、前記複数の低屈折率層と前記複数の高屈折率層の厚さおよび前記積層膜の前記第３発光層側の面から前記第６電極の第３発光層側の面までの厚さが決定されていることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ装置。
10. 前記第１ピーク波長は赤色に相当する光が有するピーク波長であり、
    前記第２ピーク波長は緑色に相当する光が有するピーク波長であり、
    前記第３ピーク波長は青色に相当する光が有するピーク波長であることを特徴とする請求項９に記載のＥＬ装置。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のＥＬ装置を備えることを特徴とする電子機器。

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