特許 6111468 有機発光素子、有機発光表示パネルおよび有機発光表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6111468

(24)【登録日】2017年3月24日

(45)【発行日】2017年4月12日

(54)【発明の名称】有機発光素子、有機発光表示パネルおよび有機発光表示装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 33/24 20060101AFI20170403BHJP

   H05B 33/26 20060101ALI20170403BHJP

   H05B 33/28 20060101ALI20170403BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20170403BHJP

   H05B 33/12 20060101ALI20170403BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20170403BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20170403BHJP

   H01L 27/32 20060101ALI20170403BHJP

【ＦＩ】

   H05B33/24

   H05B33/26 Z

   H05B33/28

   H05B33/14 A

   H05B33/22 A

   H05B33/22 C

   H05B33/12 E

   G02B5/20 101

   G09F9/30 365

【請求項の数】10

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2015-529373(P2015-529373)

(86)(22)【出願日】2014年7月23日

(86)【国際出願番号】JP2014003865

(87)【国際公開番号】WO2015015762

(87)【国際公開日】20150205

【審査請求日】2016年1月28日

(31)【優先権主張番号】特願2013-160596(P2013-160596)

(32)【優先日】2013年8月1日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】514188173

【氏名又は名称】株式会社ＪＯＬＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100189430

【弁理士】

【氏名又は名称】吉川 修一

(74)【代理人】

【識別番号】100190805

【弁理士】

【氏名又は名称】傍島 正朗

(72)【発明者】

【氏名】倉田 恵子

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 宗治

(72)【発明者】

【氏名】近藤 哲郎

(72)【発明者】

【氏名】石野 真一郎

【審査官】 越河 勉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２１２６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−８６３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１６８５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６５６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３５６９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３３／２４

Ｇ０２Ｂ ５／２０

Ｇ０９Ｆ ９／３０

Ｈ０１Ｌ ２７／３２

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０５Ｂ ３３／１２

Ｈ０５Ｂ ３３／２６

Ｈ０５Ｂ ３３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入射された光を反射する第１電極と、
前記第１電極に対向して配置され、入射された光を透過する第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配置され、少なくとも青色光を出射する有機発光層と、
前記第１電極と前記有機発光層との間に配置され、１または２以上の層からなる第１機能層と、
前記有機発光層と前記第２電極との間に配置され、１または２以上の層からなる第２機能層と、
を備え、
前記有機発光層から出射された前記青色光の一部が、前記第１機能層を通じて前記第１電極に入射され、前記第１電極で反射された後、前記第１機能層、前記有機発光層、前記第２機能層、前記第２電極を通じて外部に出射される第１光路と、
前記有機発光層から出射された前記青色光の残りの一部が、前記第１電極側に進行することなく、前記第２機能層を通じて前記第２電極に進行し、前記第２電極を通じて外部に出射される第２光路と、が形成される有機発光素子であって、
前記第１機能層は、光学膜厚が４８ｎｍ以上６２ｎｍ以下の範囲内に設定され、
前記第２電極は、
透明導電材料からなる第１導電層と、金属層と、透明導電材料からなる第２導電層とが前記有機発光層に近い側からこの順に積層されて構成され、
前記第１導電層は、
屈折率が２．０以上２．４以下であり且つ膜厚が８５ｎｍ以上９７ｎｍ以下であり、
前記金属層は、
前記第１導電層との屈折率の差が０以上２．０以下であり、且つ膜厚が２ｎｍ以上２２ｎｍ以下である、
有機発光素子。

【請求項2】

前記第２電極において、
第１導電層の膜厚をＸ３、前記金属層の膜厚をＹ３とするとき、
Ｘ３，Ｙ３は、下記の関係式で囲まれた範囲内の値を取る、
請求項１記載の有機発光素子。
Ｘ３＝Ｒｘｃｏｓθｃｏｓφ−Ｒｙｓｉｎθｓｉｎφ＋Ｘｏ
Ｙ３＝Ｒｘｃｏｓθｓｉｎφ＋Ｒｙｓｉｎθｃｏｓφ＋Ｙｏ
ただし、θは、０≦θ≦２πの範囲で変化する変数パラメータ
Ｘｏ＝９１．４， Ｙｏ＝１０．７， Ｒｘ＝５．６， Ｒｙ＝９．６， φ＝０（ｒａｄ）

【請求項3】

入射された光を反射する第１電極と、
前記第１電極に対向して配置され、入射された光を透過する第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配置され、少なくとも青色光を出射する有機発光層と、
前記第１電極と前記有機発光層との間に配置され、１または２以上の層からなる第１機能層と、
前記有機発光層と前記第２電極との間に配置され、１または２以上の層からなる第２機能層と、
を備え、
前記有機発光層から出射された前記青色光の一部が、前記第１機能層を通じて前記第１電極に入射され、前記第１電極で反射された後、前記第１機能層、前記有機発光層、前記第２機能層、前記第２電極を通じて外部に出射される第１光路と、
前記有機発光層から出射された前記青色光の残りの一部が、前記第１電極側に進行することなく、前記第２機能層を通じて前記第２電極に進行し、前記第２電極を通じて外部に出射される第２光路と、が形成される有機発光素子であって、
前記第１機能層は、光学膜厚が２７２ｎｍ以上２８６ｎｍ以下に設定され、
前記第２電極は、
透明導電材料からなる第１導電層と、金属層と、透明導電材料からなる第２導電層とが前記有機発光層に近い側からこの順に積層されて構成され、
前記第１導電層は、
屈折率が２．０以上２．４以下であり且つ膜厚が８６ｎｍ以上９７ｎｍ以下であり、
前記金属層は、
前記第１導電層との屈折率の差が０以上２．０以下であり、且つ膜厚が８ｎｍ以上１６ｎｍ以下である、
有機発光素子。

【請求項4】

前記第２電極において、
第１導電層の膜厚をＸ３、前記金属層の膜厚をＹ３とするとき、
Ｘ３，Ｙ３は、下記の関係式で囲まれた範囲内の値を取る、
請求項３記載の有機発光素子。
Ｘ３＝Ｒｘｃｏｓθｃｏｓφ−Ｒｙｓｉｎθｓｉｎφ＋Ｘｏ
Ｙ３＝Ｒｘｃｏｓθｓｉｎφ＋Ｒｙｓｉｎθｃｏｓφ＋Ｙｏ
ただし、θは、０≦θ≦２πの範囲で変化する変数パラメータ
Ｘ０＝９１．３、Ｙ０＝１１．９、Ｒｘ＝５．３、Ｒｙ＝４．４、φ＝０（ｒａｄ）

【請求項5】

入射された光を反射する第１電極と、
前記第１電極に対向して配置され、入射された光を透過する第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配置され、少なくとも青色光を出射する有機発光層と、
前記第１電極と前記有機発光層との間に配置され、１または２以上の層からなる第１機能層と、
前記有機発光層と前記第２電極との間に配置され、１または２以上の層からなる第２機能層と、
を備え、
前記有機発光層から出射された前記青色光の一部が、前記第１機能層を通じて前記第１電極に入射され、前記第１電極で反射された後、前記第１機能層、前記有機発光層、前記第２機能層、前記第２電極を通じて外部に出射される第１光路と、
前記有機発光層から出射された前記青色光の残りの一部が、前記第１電極側に進行することなく、前記第２機能層を通じて前記第２電極に進行し、前記第２電極を通じて外部に出射される第２光路と、が形成される有機発光素子であって、
前記第１機能層は、光学膜厚が１７ｎｍ以上３３ｎｍ以下に設定され、
透明導電材料からなる第１導電層と、金属層と、透明導電材料からなる第２導電層とが前記第２機能層側からこの順に積層されて構成され、
前記第１導電層は、
屈折率が２．０以上２．４以下であり且つ膜厚が３５ｎｍ以上６５ｎｍ以下であり、
前記金属層は、
前記第１導電層との屈折率の差が０以上２．０以下であり、且つ膜厚が７ｎｍ以上２２ｎｍ以下である、
有機発光素子。

【請求項6】

前記第２電極において、
第１導電層の膜厚をＸ３、前記金属層の膜厚をＹ３とするとき、
Ｘ３，Ｙ３は、下記の関係式で囲まれた範囲内の値を取る、
請求項５記載の有機発光素子。
Ｘ３＝Ｒｘｃｏｓθｃｏｓφ−Ｒｙｓｉｎθｓｉｎφ＋Ｘｏ
Ｙ３＝Ｒｘｃｏｓθｓｉｎφ＋Ｒｙｓｉｎθｃｏｓφ＋Ｙｏ
ただし、θは、０≦θ≦２πの範囲で変化する変数パラメータ
Ｘｏ＝５０、Ｙｏ＝１５、Ｒｘ＝１５、Ｒｙ＝６、φ＝２５（ｒａｄ）

【請求項7】

前記金属層の膜厚が１０ｎｍ以上である、
請求項１〜６のいずれかに記載の有機発光素子。

【請求項8】

さらに、前記第２電極を通じて外部に出射される光を透過させる青色のカラーフィルタを備える請求項１〜７のいずれかに記載の有機発光素子。

【請求項9】

請求項１から請求項８のいずれかに記載の有機発光素子を備えた有機発光表示パネル。

【請求項10】

請求項９の有機発光表示パネルを備えた、有機発光表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、有機材料の電界発光現象を利用して発光する有機発光素子に関し、特に青色光を発光する有機発光素子に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、発光型のディスプレイとして、基板上に有機発光素子を行列方向に複数配列した有機ＥＬ発光パネルが実用化されている。

【0003】

この有機ＥＬパネルの構成として、基板の上に駆動回路（例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を含む）が設けられ、その駆動回路の上に絶縁層が設けられ、さらに複数の有機発光素子が配列されてなるものが一般的に知られている。

【0004】

そして各有機発光素子は、基板上の絶縁層の上に設けられた陽極、この陽極上に設けられた有機発光材料からなる発光層及び機能層の積層体、その上に設けられた透明導電性の陰極を基本構造として備えている。

【0005】

透明導電性の陰極としては、従来から一般的に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）に代表される透明導電材料が用いられている。また、機能層としては、発光層と陽極との間に、ホール注入層、ホール輸送層などが設けられ、発光層と陰極との間に、電子注入層、電子輸送層などが設けられている。

【0006】

このような有機発光素子は、電流駆動型の発光素子であって、駆動時には、陽極と陰極との間に電圧が印加され、発光層に注入されるホールと電子が再結合するのに伴って発光する。

【0007】

フルカラー表示の有機発光パネルにおいては、このような有機発光素子が、ＲＧＢ各色のサブピクセルを形成し、隣り合うＲＧＢのサブピクセルの組み合わせで一画素が形成されている。

【0008】

このような有機発光パネルにおいて、高精細化に適した製品の開発が望まれ、そのための開発が進められている。

【0009】

また、有機発光パネルにおいて、消費電力の低減や長寿命化の観点から、各発光素子からの光取り出し効率を向上させることも望まれている。

【0010】

この光取り出し効率を向上させるために、例えば特許文献１に示されるように、各色の有機発光素子に共振器構造を採用する技術も知られている。共振器構造の採用は、有機発光素子における光取り出し効率を高める上で有効である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】国際公開第２０１２／０２０４５２号

【特許文献2】特開２０１０−３４０３０号公報

【特許文献3】特開２０１２−９１４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本開示は、青色発光の有機発光素子において、透明陰極（透明電極）のシート抵抗値を低減することができ、且つ、色度が良好な青色発光を高い取り出し効率で取り出せるものを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本開示の一態様にかかる有機発光素子は、入射された光を反射する第１電極と、第１電極に対向して配置され、入射された光を透過する第２電極と、第１電極と第２電極との間に配置され、少なくとも青色光を出射する有機発光層と、第１電極と有機発光層との間に配置され、１または２以上の層からなる第１機能層と、有機発光層と第２電極との間に配置され、１または２以上の層からなる第２機能層と、を備えている。

【0014】

そして、有機発光層から出射された青色光の一部が、第１機能層を通じて第１電極に入射され、第１電極により反射された後、第１機能層、有機発光層、前記第２機能層を通じて外部に出射される第１光路と、有機発光層から出射された青色光の残りの一部が、第１電極側に進行することなく、第２機能層、第２電極を通じて外部に出射される第２光路と、が形成される。

【0015】

第１機能層は、光学膜厚が４８ｎｍ以上６２ｎｍ以下の範囲内に設定されている。

【0016】

第２電極は、透明導電材料からなる第１導電層と、金属層と、透明導電材料からなる第２導電層とが有機発光層に近い側からこの順に積層されて構成されている。そして、第１導電層は、屈折率が２．０以上２．４以下であり且つ膜厚が８５ｎｍ以上９７ｎｍ以下であり、金属層は、第１導電層との屈折率の差が０以上２．０以下であり、且つ膜厚が２ｎｍ以上２２ｎｍ以下である。

【発明の効果】

【0017】

上記一態様にかかる有機発光素子においては、有機発光層から出射される青色光は、第１光路及び第２光路を通って外部に出射される。ここで、第１機能層は、光学膜厚が４８ｎｍ以上６２ｎｍ以下の範囲内に設定されており、上記２つの光路を通る光が共振し、色度が良好な青色光を、高い取り出し効率で取り出すことができる。

【0018】

また、光取り出し側の第２電極は、透明導電材料からなる第１導電層と、金属層と、透明導電材料からなる第２導電層とが積層された構造となっているので、第２電極を透明導電材料だけで構成した場合と比べて、そのシート抵抗値を低減できる。

【0019】

また、第１透明導電層及び金属層の膜厚を上記の範囲に設定していることによって、青色光の光取り出し効率をさらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、実施の形態１に係る有機表示パネルの画素構造を模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、発光素子に形成された光共振器構造における直接光と反射光を示す図である。

【図3】図３は、実施の形態に係る表示装置の機能ブロックを示す図である。

【図4】図４は、実施の形態に係る表示装置の外観を例示する図である。

【図5】図５は、（ａ）〜（ｄ）のいずれも、実施の形態に係る表示装置の製造方法を説明する図である。

【図6】図６は、（ａ）〜（ｃ）のいずれも、実施の形態に係る表示装置の製造方法を説明する図である。

【図7】図７は、（ａ）は、正孔注入層４の膜厚を変化させたときに、青色発光素子から取り出される光取り出し効率を示すグラフであり、（ｂ）は、正孔注入層４の膜厚を変化させたときに、青色発光素子から取り出される光の色度が変化する様子を示すグラフである。

【図8】図８は、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ電極における各層の膜厚とシート抵抗との関係を示す図である。

【図9】図９は、シミュレーションに用いた実施例１ａ，比較例１ａにかかる青色発光素子の各層の屈折率、膜厚および光路長を示す図である。

【図10】図１０は、（ａ），（ｂ）ともに、実施例１ａにかかる青色発光素子について、シミュレーションの結果に基づいて作成した輝度／ｙ値のマッピング図である。

【図11】図１１は、（ａ）〜（ｅ）のいずれも、実施例１ａにかかる青色発光素子について、シミュレーションの結果に基づいて作成した輝度／ｙ値のマッピング図である。

【図12】図１２は、（ａ）は、実施例１ａにおいて、共通して輝度／ｙ値が７０以上となる第１透明導電層８１と金属層８２の膜厚範囲を示すマッピング図であり、（ｂ）は、その範囲を楕円でフィッティングした図である。

【図13】図１３は、シミュレーションに用いた実施例１ｂ、比較例１ｂにかかる青色発光素子の各層の屈折率、膜厚および光路長を示す図である。

【図14】図１４は、（ａ）は実施例１ｂにかかる青色発光素子について、シミュレーションの結果に基づいて作成した輝度／ｙ値のマッピング図であり、（ｂ）は、その範囲を楕円でフィッティングした図である。

【図15】図１５は、実施の形態２に係る画素構造を模式的に示す断面図である。

【図16】図１６は、実施例２にかかる有機発光素子の各層の屈折率、膜厚および光路長を示す図である。

【図17】図１７は、（ａ）は、実施例２において、正孔注入層３７の膜厚を変化させたときに、青色発光素子から取り出される光取り出し効率を示すグラフであり、（ｂ）は、正孔注入層３７の膜厚を変化させたときに、青色発光素子から取り出される光の色度が変化する様子を示すグラフである。

【図18】図１８は、（ａ）〜（ｃ）のいずれも、実施例２にかかる青色発光素子について、シミュレーションの結果に基づいて作成した輝度／ｙ値のマッピング図である。

【図19】図１９は、（ａ）は、実施例２において、共通して輝度／ｙ値が１００以上となる第１透明導電層３２１と金属層３２２の膜厚範囲を示すマッピング図であり、（ｂ）は、その範囲を楕円でフィッティングした図である。

【図20】図２０は、ＩＴＯ膜の膜厚とシート抵抗との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

［本開示の基礎となった知見］
有機発光パネルにおいて、良好な画質で画像表示をするために、特に青色の有機発光素子においては、色度が良好で且つ光取り出し効率が高い青色光を得ることが望まれている。従って、上記のように共振器構造を採用した青色の有機発光素子においても、色度が良好な青色光の取り出し効率をさらに向上させることが望まれている。

【0022】

また、有機発光パネルにおいて、透明陰極をＩＴＯのような透明導電材料で形成すると、そのシート抵抗値が高くなり、パネルの中央部においては周囲と比べて印加電圧が降下して、輝度ムラが発生することがある。従って、透明陰極のシート抵抗値を低くすることも課題である。

【0023】

上述したように、青色発光素子において、共振器構造を採用することによって、青色光の光取り出し効率及び色度Ｙ値（ＣＩＥ色度系）を良好にすることができる。しかしながら、本開示者は、さらに、パネルの中央部における電圧降下を抑えるべく、また、発光素子から取り出される青色光の光取り出し効率を向上させるべく鋭意検討を行った。

【0024】

電圧降下を抑制するには、例えば特許文献２に開示されているように、有機ＥＬパネルにおいて、電気抵抗の低い金属からなる線幅５〜１０μｍのバスバーを、隣接する画素の間に設けることも考えられる。

【0025】

しかし、高精細の有機ＥＬパネルにおいては、バスバーを設けると、画素の開口率が低下するので、発光素子からの光取出し効率が低下する要因になる。特に、１５インチの３００〜５００ｐｐｉ超の高精細パネルにおいては、１画素サイズの横幅の大きさは３０〜８０μｍと小さくなる。長寿命化のために開口率を４０〜５０％以上に維持することを考えると、線幅５〜１０μｍのスペースを確保することは非常に困難であることが判明した。

【0026】

そこで、本開示者は、５００ｐｐｉ超の高精細化した有機表示素子において、電圧降下の抑制と光取出し効率向上の両立を図ることを考慮して、透明陰極を低抵抗とする方法を検討した。

【0027】

ＩＴＯ膜は、膜厚が５０ｎｍ程度では、抵抗値（以下、シート抵抗値）が８０〜１００Ω／□となる（なお、□はＳｑ．を意味する）。その場合、パネル上に配置された画素の位置により輝度ムラを生じるほどの電圧降下を発生させる。

【0028】

ここで、図２０に示されるように、一般的にＩＴＯのような透明導電膜においては、その膜厚とシート抵抗値とは反比例の関係にあるので、膜厚を大きく設定すればシート抵抗をある程度低減することは可能である。しかし、図２０からもわかるように、ＩＴＯからなる透明陰極の膜厚を２００ｎｍ以上に設定しても、シート抵抗値を４０Ω／□以下に下げることは困難である。

【0029】

また、トップエミッション構造では、有機層の上に透明導電膜を形成するので、透明導電膜を厚く形成すると加熱時間が長くなり、素子にダメージを与えることになる。また、透明陰極の膜厚を厚くすると、総じて透過率が低下し、光取り出し効率の低下が避けられない。従って、実際にＩＴＯで製膜できる透明陰極の膜厚には上限がある。

【0030】

そこで、透明陰極をＩＴＯ−金属層−ＩＴＯによる積層構造とし、ＩＴＯの間に金属層を配置することで、低抵抗化を実現することが考えられる。このような構成に関しては、例えば特許文献３に、透明プラスチック上に、第１のＩＴＯ層（Ａ１），金属層（Ｍ）、第２のＩＴＯ層（Ａ２）を順に積層した積層型透明導電性フィルムが開示されている。

【0031】

このような３層構造の透明陰極においては、金属層の膜厚が厚くなると、金属層の膜厚に比例してシート抵抗値が低下する。表示装置の高精細化に向けては、表示装置のパネル上に配置された画素の位置による輝度ムラを抑制するためにも、シート抵抗の低抵抗化が必要となる。このため、ある程度の膜厚の金属層が必要になる。しかしながら、金属層が厚くなると光の透過率が低下してしまい、光取り出し効率が低下してしまう。このように、シート抵抗値と光取り出し効率とはトレードオフの関係にある。したがって、従来は、光取り出し効率を犠牲（取り出し効率が小）にしてシート抵抗値を下げるか、これとは逆に、光取り出し効率を優先してシート抵抗値を高くする（画面ムラが生じる）かを、製品仕様等に応じて選択せざるを得ないという課題があった。

【0032】

そこで、本開示者は、青色発光素子において、透明陰極として、第１透明導電層−金属層−第２透明導電層の３層積層構造を採用しつつ、低いシート抵抗値を確保した上で、さらに、青色発光素子からの青色光取り出し効率を向上させるための検討を行った。具体的には、シミュレーションによって、３層構造の透明導電電極の各層の膜厚を変えて、取り出される青色光の輝度及び色度を算出した。

【0033】

図８は、透明陰極の層構成と、シート抵抗値、光の透過率との関係を示す図である。この図８において、サンプルのＮｏ．１（サンプル１）は、ＩＴＯの単層で透明陰極を構成した場合であり、その他のＮｏ．２乃至Ｎｏ．７は、第１、第２の透明導電層（ＩＴＯ）の膜厚と金属層（Ａｇ）の膜厚を変化させて３層積層構造としたものである。

【0034】

図８に示されるように、ＩＴＯ−Ａｇ−ＩＴＯのような積層構造の透明陰極は、単独では金属層（Ａｇ層）の膜厚が厚くなると光透過率は低下するが、後述するシミュレーションの結果（図１１など）からわかるように、この積層構造の透明陰極を青色発光素子に組み入れた場合、金属層の膜厚がある程度厚くても、光取り出し効率が良好となるような場合が存在するといった知見が得られた。そして、得られた知見に基づいて本開示に至った。すなわち、本開示は、従来の知見として知られていた、透明陰極の積層構造を構成する金属層と透明導電層の各々の膜厚のみに着眼したのではなく、透明陰極を構成する金属層とこれに隣接する透明導電層との屈折率の差や、透明陰極の積層構造のうち機能層側に配置された第１の透明導電層（第１導電層）の屈折率と膜厚を所定の範囲とし、かつ第１電極側の機能層の光学膜厚を所定の範囲にすることで、金属層がある程度の膜厚を有していても光取り出しが良好となる範囲を、鋭意検討の結果、見い出したものである。

【0035】

［発明の態様］
本開示の一態様にかかる有機発光素子は、入射された光を反射する第１電極と、第１電極に対向して配置され、入射された光を透過する第２電極と、第１電極と前記第２電極との間に配置され、少なくとも青色光を出射する有機発光層と、第１電極と有機発光層との間に配置され、１または２以上の層からなる第１機能層と、有機発光層と第２電極との間に配置され、１または２以上の層からなる第２機能層と、を備えている。

【0036】

そして、有機発光層から出射された青色光の一部が、第１機能層を通じて第１電極に入射され、第１電極により反射された後、第１機能層、有機発光層、前記第２機能層、第２電極を通じて外部に出射される第１光路と、有機発光層から出射された青色光の残りの一部が、第１電極側に進行することなく、第２機能層、第２電極を通じて外部に出射される第２光路と、が形成される。

【0037】

また、光取り出し側の第２電極は、透明導電材料からなる第１導電層と、金属層と、透明導電材料からなる第２導電層とが有機発光層に近い側からこの順に積層された構造となっている。これにより、第２電極を透明導電材料だけで構成した場合と比べて、金属層による導電性向上が得られるので、シート抵抗値を低減できる。

【0038】

このように共振構造を有し且つ光取り出し側に積層構造の第２電極を有する有機発光素子において、その第１機能層の光学膜厚は、上記２つの光路を通る光を共振させて、色度が良好な青色光を、高い取り出し効率で取り出すことを考慮して、下記（１）〜（３）の各範囲に設定されている。

【0039】

また、第２電極における第１導電層の屈折率及び膜厚、並びに金属層の屈折率及び膜厚は、（１）〜（３）ごとに、別途記載したように設定されており、それによって色度の良好な青色光の光取り出し効率をさらに高めることができる。

【0040】

（１）第１機能層の光学膜厚を４８ｎｍ以上６２ｎｍ以下に設定する。この光学膜厚は後述する０．５cavに相当する膜厚であり、色度が良好な青色光を、高い取り出し効率で取り出すことができる。

【0041】

この場合、第１導電層は、屈折率が２．０以上２．４以下であり且つ膜厚が８５ｎｍ以上９７ｎｍ以下であり、金属層は、第１導電層との屈折率の差が０以上２．０以下であり、且つ膜厚が２ｎｍ以上２２ｎｍ以下である。

【0042】

この範囲に設定することよって、色度の良好な青色光の光取り出し効率をさらに高めることができる。

【0043】

また、第２電極において、第１導電層の膜厚をＸ３、金属層の膜厚をＹ３とするとき、Ｘ３，Ｙ３が、下記式１の関係式で囲まれた範囲内の値を取ることによって、より確実に青色光の光取り出し向上効果を得ることができる。

【0044】

［式１］
Ｘ３＝Ｒｘｃｏｓθｃｏｓφ−Ｒｙｓｉｎθｓｉｎφ＋Ｘ０
Ｙ３＝Ｒｘｃｏｓθｓｉｎφ＋Ｒｙｓｉｎθｃｏｓφ＋Ｙ０
ただし、θは、０≦θ≦２πの範囲で変化する変数パラメータ，
Ｘｏ＝９１．４Ｙｏ＝１０．７， Ｒｘ＝５．６， Ｒｙ＝９．６，φ＝０
（２）第１機能層の光学膜厚を２７２ｎｍ以上２８６ｎｍ以下に設定する。この光学膜厚は後述する１．５cavに相当する膜厚であり、色度が良好な青色光を、高い取り出し効率で取り出すことができる。

【0045】

この場合、第１導電層は、屈折率が２．０以上２．４以下であり且つ膜厚が８６ｎｍ以上９７ｎｍ以下であり、金属層は、第１導電層との屈折率の差が０以上２．０以下であり、且つ膜厚が８ｎｍ以上１６ｎｍ以下である。この範囲に設定することによって、色度の良好な青色光の光取り出し効率をさらに高めることができる。

【0046】

また第２電極において、第１導電層の膜厚をＸ３、金属層の膜厚をＹ３とするとき、Ｘ３，Ｙ３は、下記式２の関係式で囲まれた範囲内の値を取ることによって、より確実に青色光の光取り出し効率を得ることができる。

【0047】

［式２］
Ｘ３＝Ｒｘｃｏｓθｃｏｓφ−Ｒｙｓｉｎθｓｉｎφ＋Ｘ０
Ｙ３＝Ｒｘｃｏｓθｓｉｎφ＋Ｒｙｓｉｎθｃｏｓφ＋Ｙ０
ただし、０≦θ≦２π， Ｘ０＝９１．３、Ｙ０＝１１．９、Ｒｘ＝５．３、Ｒｙ＝４．４、φ＝０（ｒａｄ）
（３）第１機能層の光学膜厚を１７ｎｍ以上３３ｎｍ以下に設定する。この光学膜厚も後述する０．５cavに相当する膜厚であり、色度が良好な青色光を、高い取り出し効率で取り出すことができる。

【0048】

この場合、第１導電層は、屈折率が２．０以上２．４以下であり且つ膜厚が３５ｎｍ以上６５ｎｍ以下であり、金属層は、第１導電層との屈折率の差が０以上２．０以下であり、且つ膜厚が８ｎｍ以上２２ｎｍ以下である。この範囲に設定することによって、色度の良好な青色光の光取り出し効率をさらに高めることができる。

【0049】

また第２電極において、第１導電層の膜厚をＸ３、金属層の膜厚をＹ３とするとき、Ｘ３，Ｙ３は、下記式３の関係式で囲まれた範囲内の値を取ることによって、より確実に青色光の光取り出し効率を得ることができる。

【0050】

［式３］
Ｘ３＝Ｒｘｃｏｓθｃｏｓφ−Ｒｙｓｉｎθｓｉｎφ＋Ｘｏ
Ｙ３＝Ｒｘｃｏｓθｓｉｎφ＋Ｒｙｓｉｎθｃｏｓφ＋Ｙｏ
ただし、０≦θ≦２π， Ｘｏ＝５０、Ｙｏ＝１５、Ｒｘ＝１５、Ｒｙ＝５、φ＝−９．７（ｒａｄ）
上記各態様の有機発光素子において、金属層の膜厚は１０ｎｍ以上であることが、シート抵抗値を低くする上で好ましい。

【0051】

上記各態様の有機発光素子において、さらに、第２電極を通じて外部に出射される光の色度を補正するために、この光を透過させる青色のカラーフィルタを設けてもよい。上記のように有機発光素子から取り出される青色光はすでに色度が良好なので、カラーフィルタを設けて色度補正をする場合でも、光透過率の高いカラーフィルタを用いて目標とする色度を得ることができる。

【0052】

本開示の別態様に係る有機発光表示パネルは、上記各態様に係る有機発光素子を備える。本態様に係る有機発光表示パネルは、色度の良好な青色光の光取り出し効率をさらに高めた有機発光表示パネルとすることができる。

【0053】

また、本開示の別態様に係る有機発光表示装置は、上記態様に係る有機発光表示パネルを備える。本態様に係る有機発光表示装置は、色度の良好な青色光の光取り出し効率をさらに高めた有機発光表示装置とすることができる。

【0054】

以下、実施の形態について説明する。

【0055】

（実施の形態１）
実施の形態１ではトップエミッション構造の有機表示パネルに関して説明する。

【0056】

［有機表示パネル］
図１は、実施の形態１に係る有機表示パネルの画素構造を模式的に示す断面図である。

【0057】

この有機表示パネルにおいては、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色の発光素子が行方向及び列方向にマトリックス状に規則的に配置されている。

【0058】

青色の発光素子は、基板１、反射電極（以下、反射陽極）２、透明導電層３、正孔注入層４、正孔輸送層５、有機発光層６ｂ、電子輸送層７、透明電極（以下、透明陰極）８、薄膜封止層９、樹脂封止層１０、基板１１を含む。緑色の発光素子は、有機発光層６ｇを除き、青色の発光素子と同様の構成を有する。赤色の発光素子も、有機発光層６ｒを除き、青色の発光素子と同様の構成を有する。この例では、各色の発光素子において、基板１、電子輸送層７、透明陰極８、薄膜封止層９、樹脂封止層１０が共通であり、それ以外の層はバンク１２で区分されている。以下、有機発光層６ｂ、６ｇ、６ｒを合わせて、有機発光層６と記述する。

【0059】

そして、カラーフィルタ１３ｂ，１３ｇ，１３ｒが設けられている。

【0060】

［各層の具体例］
＜基板＞
基板１は、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板である。

【0061】

基板１の材料は、例えば、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラスなどのガラス板及び石英板、並びに、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂などのプラスチック板又はプラスチックフィルム、並びに、アルミナなどの金属板又は金属ホイルなどである。

【0062】

＜バンク＞
バンク１２は、絶縁性材料により形成されていれば良く、有機溶剤耐性を有していてもよい。また、バンク１２はエッチング処理、ベーク処理などされることがあるので、それらの処理に対する耐性の高い材料で形成されても良い。バンク１２の材料は、樹脂などの有機材料であっても、ガラスなどの無機材料であっても良い。有機材料として、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂などを使用することができ、無機材料として、シリコンオキサイド（ＳｉＯ₂）、シリコンナイトライド（Ｓｉ₃Ｎ₄）などを使用することができる。

【0063】

＜反射陽極＞
反射陽極２は、基板１に配されたＴＦＴに電気的に接続されており、発光素子の正極として機能すると共に、有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒから反射陽極２に向けて出射された光を反射する機能を有する。反射機能は、反射陽極２の構成材料により発揮されるものでもよいし、反射陽極２の表面部分に反射コーティングを施すことにより発揮されるものでもよい。反射陽極２は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、ＡＰＣ（銀、パラジウム、銅の合金）、ＡＲＡ（銀、ルビジウム、金の合金）、ＭｏＣｒ（モリブデンとクロムの合金）、ＮｉＣｒ（ニッケルとクロムの合金）等で形成されている。

【0064】

＜透明導電層＞
透明導電層３は、製造過程において反射陽極２が自然酸化するのを防止する保護層として機能する。透明導電層３の材料は、有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒで発生する光に対して十分な透光性を有する導電性材料により形成されればよく、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどであっても良い。室温で成膜しても良好な導電性を得ることができるからである。

【0065】

＜正孔注入層＞
正孔注入層４は、正孔を有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒに注入する機能を有する。例えば、酸化タングステン（ＷＯ_x）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_x）、酸化モリブデンタングステン（Ｍｏ_xＷ_yＯ_z）などの遷移金属の酸化物で形成される。遷移金属の酸化物で形成することで、電圧−電流密度特性を向上させ、また、電流密度を高めて発光強度を高めることができる。なお、これ以外に、遷移金属の窒化物などの金属化合物も適用できる。

【0066】

＜正孔輸送層＞
正孔輸送層５の材料としては、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、ブタジエン化合物、ポリスチレン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、テトラフェニルベンジン誘導体が挙げられる。ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物であっても良い。

【0067】

＜有機発光層＞
有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒの材料は、例えば、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、アンスラセン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、２−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とIII族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体等の蛍光物質である。

【0068】

＜電子輸送層＞
電子輸送層７の材料は、例えば、ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、ジフェキノン誘導体、ペリレンテトラカルボキシル誘導体、アントラキノジメタン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリノン誘導体、キノリン錯体誘導体である。

【0069】

なお、電子注入性を更に向上させる点から、上記電子輸送層を構成する材料に、Ｎａ，Ｂａ，Ｃａなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属をドーピングしてもよい。

【0070】

＜透明陰極＞
透明陰極８は、有機ＥＬ素子の負極として機能する。有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒで発生した光に対して透光性を有する導電性材料で形成される。

【0071】

透明陰極８は、透明導電材料からなる第１透明導電層８１、金属層８２、透明導電材料からなる第２透明導電層８３が順に積層されて構成されている。

【0072】

第１透明導電層８１及び第２透明導電層８３の材料（透明導電材料）は、ＩＴＯ（Indium Tｉn Oxide），ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などである。

【0073】

金属層８２の材料は、Ａｇ（銀）をはじめとして、Ａｕ（金），Ｐｔ（白金），Ｐｄ（パラジウム），Ｎｉ（ニッケル），Ｃｕ（銅），Ａｌ（アルミニウム）、あるいはこれら金属の合金を挙げることができる。

【0074】

＜薄膜封止層＞
薄膜封止層９は、基板１との間に挟まれた各層が水分や空気に晒されることを防止する機能を有する。薄膜封止層９の材料は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）や樹脂等である。

【0075】

＜樹脂封止層＞
樹脂封止層１０は、基板１から薄膜封止層９までの各層からなる背面パネルと、カラーフィルタ１３ｂ，１３ｇ，１３ｒが形成された基板１１とを貼り合わせるとともに、各層が水分や空気に晒されることを防止する機能を有する。樹脂封止層１０の材料は、例えば、樹脂接着剤等である。

【0076】

＜カラーフィルタ（ＣＦ）＞
カラーフィルタ１３ｂ，１３ｇ，１３ｒは、各色の発光素子から出射された光を透過させて、その色度を矯正する機能を有する。

【0077】

＜光共振器構造＞
ＲＧＢ各色の発光素子において、透明陰極８と反射陽極２との間に各色の有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒが存在し、以下のように、有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒからの光を共振させて透明陰極８側から出射させる光共振器構造が形成されている。

【0078】

有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒにおいて発生した光は、透明陰極８から外部に出射されるが、その光には、有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒから透明陰極８に向けて直接出射される「直接光」と、有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒから反射陽極２に向けて出射され、反射陽極２で反射されてから透明陰極８に向かう「反射光」の両方の成分が含まれる。

【0079】

図２は、発光素子に形成された光共振器構造における直接光と反射光を示す図である。

【0080】

なお、当図では青色の有機発光層６ｂを有する青色素子を示しているが、赤色の有機発光層６ｒを有する赤色素子、緑色の有機発光層６ｇを有する緑色素子においても同様である。

【0081】

発光素子の光共振器構造においては、以下の２つの光路が形成される。一方は、有機発光層６から出射された光の一部が、反射陽極２側に進行することなく、透明陰極８側に進行し、透明陰極８を通じて発光素子の外部に出射される第１光路Ｃ２である。他方は、有機発光層６から出射された光の残りの一部が、反射陽極２側に進行し、反射陽極２により反射された後、有機発光層６および透明陰極８を通じて発光素子の外部に出射される第２光路Ｃ１とが形成される。

【0082】

基本的には、この直接光と反射光との干渉によって各色に対応する光成分が強め合うように、有機発光層６ｂ、６ｇ、６ｒと反射陽極２との間の光学膜厚Ｌが設定される。

【0083】

この光学膜厚Ｌは、有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒと反射陽極２との間に挟まれた３つの機能層（透明導電層３、正孔注入層４、正孔輸送層５）の合計の光学距離（膜厚と屈折率との積で表され、単位は［ｎｍ］）である。

【0084】

ただし、本開示者らの研究によれば、青色発光素子において、光取り出し効率が極大値のときに、取り出される青色光の色度が目標色度に近いとはいえず、光取り出し効率が極大値をとる光学膜厚Ｌからずらして色度ｙ値の小さい青色光を取る出す方が目標色度に近く好ましい傾向がある。

【0085】

そこで本実施形態においては、後述するように、この光学膜厚Ｌを、光取り出し効率だけに基づいて決めるのではなく、色度ｙ値も重要視して設定している。すなわち、輝度／ｙ値を指標とし、この指標が高くなるように光学膜厚Ｌを設定している。

【0086】

［表示装置の全体構成および外観］
図３は、実施の形態に係る表示装置の機能ブロックを示す図である。図４は、この表示装置の外観を例示する図である。

【0087】

有機表示装置（有機発光表示装置）１５は、有機表示パネル１６と、これに接続された駆動制御部１７とを有する。有機表示パネル(有機発光表示パネル)１６は、上述した青色、緑色、赤色の発光素子を備えた表示パネルであって、その表示面に複数の発光素子がＸ方向、Ｙ方向にマトリクス状に配列されている。駆動制御部１７は、４つの駆動回路１８〜２１と制御回路２２とから構成されている。ただし、有機表示装置１５では、有機表示パネル１６に対する駆動制御部１７の配置については、これに限られない。

【0088】

制御回路２２は、外部から映像信号を入力し、この映像信号に基づいた制御信号を駆動回路（走査線駆動回路）２０、２１及び駆動回路（信号線駆動回路）１８、１９へ出力する。

【0089】

駆動回路２０、２１は、Ｘ方向に配置されている複数の走査線に接続されており、これらの複数の走査線に走査信号を出力することにより、上述した実施の形態１に係る発光素子に対応して設けられるスイッチトランジスタの導通及び非導通を駆動する回路である。

【0090】

駆動回路１８、１９は、Ｙ方向に配置されている複数のデータ線に接続されており、上述した映像信号に基づいたデータ電圧を実施の形態１に係る発光素子へ出力する駆動回路である。

【0091】

有機表示パネル１６は、Ｘ方向およびＹ方向へマトリクス状に配置された青色、緑色、赤色を有する複数の発光素子を備え、外部から有機表示装置１５へ入力された映像信号に基づいて画像を表示する。

【0092】

以上のように構成された有機発光表示パネルは、本開示の各態様に係る有機発光素子を備える。これにより、以下の実施形態の説明から明らかにされるように、色度の良好な青色光の光取り出し効率をさらに高めた有機発光表示パネルを実現することができる。

【0093】

また、以上のように構成された有機発光表示装置は、本開示の各態様に係る有機発光素子を備えた有機発光表示パネルを備える。これにより、以下の実施形態の説明から明らかにされるように、色度の良好な青色光の光取り出し効率をさらに高めた有機発光表示装置を実現することができる。

【0094】

［有機表示パネルの製造方法］
有機表示パネルの製造方法を図５，図６を参照しながら説明する。

【0095】

まず、基板１上に反射陽極２を蒸着法やスパッタ法等によって形成する（図５（ａ））。次に、反射陽極２上に、蒸着法やスパッタ法等により透明導電層３を形成する（図５（ｂ））。このとき、透明導電層３の膜厚を上述した範囲内に適宜調整する。

【0096】

次に、透明導電層３上に、例えば、スパッタ法等により正孔注入層４を形成し、バンク１２を形成し、さらに、正孔注入層４上に、例えば、インクジェット法等により正孔輸送層５を形成する（図５（ｃ））。

【0097】

次に、正孔輸送層５上に、有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒを形成する（図５（ｄ））。

【0098】

次に、有機発光層６ｂ，６ｇ，６ｒ上に電子輸送層７を形成する（図６（ａ））。

【0099】

次に、電子輸送層７上に、第１透明導電層８１、金属層８２、第２透明導電層８３を順に積層形成することによって透明陰極８を形成する（図６（ｂ））。

【0100】

第１透明導電層８１及び第２透明導電層８３は、例えばＩＴＯを、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などで製膜することによって形成する。

【0101】

金属層８２を構成する金属としては、例えば、銀、金、白金、銅、パラジウム、スズ、ニッケル、アルミニウム、等を挙げることができる。特に、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、ビスマス、銅、アルミニウム、あるいはこれらの金属を１種以上含む合金としてもよい。

【0102】

金属膜の形成方法としては、蒸着法、スパッタ法等を挙げることができる。

【0103】

ここで、透明陰極８を構成する第１透明導電層８１、金属層８２、第２透明導電層８３の膜厚は、上述した範囲内に適宜調整する。

【0104】

次に、透明陰極８上に薄膜封止層９を形成し、カラーフィルタ１３ｂ，１３ｇ，１３ｒが形成された基板１１を、樹脂封止層１０を用いて貼り合わせる（図６（ｃ））。

【0105】

［有機発光層６と反射陽極２との間の光学膜厚Ｌについて］
上記のような青色発光素子の共振器構造において、有機発光層６と反射陽極２との間の光学膜厚Ｌを変化させると、取り出される青色光の光取り出し効率が変化すると共に色度も変化する。

【0106】

通常は、共振器構造において、光取り出し効率が極大値を示すように第１機能層の光学膜厚Ｌが調整される。説明の便宜上、光取り出し効率が極大値を示す共振器構造を、第１機能層の膜厚が小さい順に、１st cavity（以下、1st cav.と記述），２nd cavity（以下、2nd cav.と記述）と呼ぶこととする。すなわち、１st cav.は取り出し効率が極大値を示す膜厚の中で最小の膜厚に相当し、２nd cav.は取り出し効率が極大値を示す２番目に小さい膜厚に相当する。

【0107】

光取り出し効率は２nd cav.のときよりも１st cav.のときの方が高い。

【0108】

図７（ａ）は、正孔注入層４の膜厚を０〜２００ｎｍの範囲で変化させて、青色発光素子（カラーフィルタはなし）から取り出される光取り出し効率をシミュレーションした一例を示すグラフである。横軸は正孔注入層４の膜厚、縦軸は光取り出し効率を表している。このシミュレーションは、マトリックス法を用いた光学シミュレーションとして知られているものであって、図９に示す実施例１ａの青色発光素子において、正孔注入層４の以外の膜厚を一定にして行ったものである。

【0109】

正孔注入層４の膜厚変化に比例して第１機能層の光学膜厚Ｌも変化するので、図７（ａ）のグラフは、第１機能層の光学膜厚Ｌと、取り出し効率との関係を示すことになる。

【0110】

図７（ｂ）は、同様に正孔注入層４の膜厚を変化させて（これにより、第１機能層の光学膜厚も変化する）、青色発光素子から取り出される光の色度（ＣＩＥ色度系のｘ値及びｙ値）がどのように変化するかをシミュレーションした結果を示すグラフである。横軸は正孔注入層４の膜厚、縦軸は青色発光素子から取り出される光の色度である。

【0111】

１st cav.及び２nd cav.のときには、図７（ａ）に示すように光取り出し効率は高いが、図７（ｂ）に示すように色度ｙ値が大きい。

【0112】

ここで、青色発光素子から最終的に取り出す青色光の色度としては、ｙ値が０．０８程度以下であることが一般的な色度目標とされている。従って青色発光素子から取り出される青色光の色度ｙ値がこの目標色度から遠ければ、カラーフィルタ（ＣＦ）で大きく色度補正をする必要がある。その場合、光透過率の低いカラーフィルタを用いざるを得ないので、もとの青色発光素子からの光取り出し効率が大きくても、カラーフィルタ通過後の光取り出し効率は大幅に低下してしまう。

【0113】

一方、図７（ｂ）に示されるように、正孔注入層４の膜厚（光学膜厚Ｌ）を１st cav.，２nd cav.に相当する膜厚から、小さい方に膜厚をずらしたところに、色度ｙ値が十分に小さい膜厚（色度ｙ値が０．０８以下となる膜厚）が存在する。この膜厚を０．５cav.に相当する膜厚ということとする。

【0114】

この０．５cav.に相当する膜厚では、青色発光素子からの取り出し効率は、１st cav.，２nd cav.と比べて小さいが、色度ｙ値が小さいので、このあたりで輝度／ｙ値が極大となる。

【0115】

同様に、１st cav.に相当する膜厚よりも大きく、２nd cav.に相当する膜厚よりも小さい膜厚であって、色度ｙ値が十分に小さい膜厚（色度ｙ値が０．０８以下となる膜厚）を、１．５cav.に相当する膜厚とする。

【0116】

上記特許文献１に開示されているように、第１機能層の光学膜厚Ｌは、１st cav.や２nd cav.に相当する膜厚に合わせるよりも、０．５cav.や１．５cav.に相当する膜厚に合わせて、色度ｙ値の小さい青色光を取り出す方が、カラーフィルタ通過後の光取り出し効率を高くできる傾向がある。

【0117】

このような理由により、本実施の形態では、青色発光素子において、有機発光層６と反射陽極２との間の第１機能層の光学膜厚Ｌを、０．５cav.または１．５cav.に合わせた共振器構造を採用することとする。

【0118】

［透明陰極８における各層の膜厚設定］
本実施形態の有機表示パネルでは、青色発光素子において、上記のように青色発光素子から色度ｙ値の小さい青色光が取り出される共振器構造となっている。そして、外部に出射される光（図２の光路Ｃ１，光路Ｃ２）は、図２に示したように、透明陰極８をそのまま通過して外部に出射される光（光路Ｃ３）の他に、透明陰極８において多重反射されて外部に出射される光（光路Ｃ４）もある。

【0119】

ここで、光路Ｃ１及び光路Ｃ２を進む光の多重反射は、透明陰極８を構成する第１透明導電層８１、金属層８２および第２透明導電層８３の各層においてなされる。そして、多重反射して互いに光干渉するときの干渉効果は、透明陰極８を構成する第１透明導電層８１、金属層８２および第２透明導電層８３の各層の膜厚によって影響を受ける。したがって、青色光の光取り出し効率も、透明陰極８を構成する第１透明導電層８１、金属層８２および第２透明導電層８３の各層の膜厚による影響を受ける。

【0120】

そこで、本実施形態においては、透明陰極８を構成する第１透明導電層８１、金属層８２および第２透明導電層８３の各層の膜厚は、青色発光素子から取り出される青色光の取り出し効率が高められるように設定されている。この点は、後でシミュレーンに基づいて詳しく説明する。

【0121】

［透明陰極８を構成する各層の膜厚とシート抵抗値］
図８に示すように、ＩＴＯ−Ａｇ−ＩＴＯの３層からなる透明陰極を、各層の膜厚をいくつかに変えてガラス基板上に形成し、サンプル１〜７を作製した（図８のＮｏ．１〜７）。

【0122】

そして各サンプル１〜７について、シート抵抗値及び波長５２５ｎｍの光の透過率を測定した。

【0123】

各サンプルのシート抵抗値及び透過率は、図８に示す通りである。

【0124】

サンプル５〜７（ＮＯ.５〜７）を比較すると、Ａｇ薄膜の両側に位置するＩＴＯの膜厚が、５０ｎｍ、７５ｎｍ、２５ｎｍと変化しているが、シート抵抗の値はほぼ同じ値である。この結果から、シート抵抗値は両側のＩＴＯ層の膜厚にはそれほど影響されることがなく、Ａｇ層の膜厚によってほほ決まることが判明した。

【0125】

これは、透明陰極８のシート抵抗値は、金属層８２の膜厚によってほぼ決まり、両側の第１透明導電層８１や第２透明導電層８３の膜厚にはあまり依存しないことを示している。

【0126】

また、図８におけるサンプル２（Ｎｏ．２）とサンプル３（Ｎｏ．３）のＡｇの膜厚及びシート抵抗値から、金属層８２の膜厚を１０ｎｍ以上にすれば、シート抵抗値を１０Ω／□以下にできることがわかる。

【0127】

このように、有機表示パネルにおいて、金属層８２の厚みを１０ｎｍ程度以上に設定することで、透明陰極８のシート抵抗値を１０Ω／□以下にできる。これにより、バスバーを設けなくても電圧降下が抑制でき、電圧降下の抑制と光取出し効率向上とを両立するのに寄与する。

【0128】

［青色発光素子のＥＬ発光シミュレーション］
図９に示す実施例１ａにかかる青色発光素子において、透明陰極８はＩＴＯ−Ａｇ−ＩＴＯの３層構造として、第１透明導電層８１、金属層８２および第２透明導電層８３の各層の膜厚を変更しながら、素子から出射される青色発光についてシミュレーションを行った。

【0129】

このシミュレーションにおいて、反射陽極２はアルミニウム、透明導電層３はＩＺＯ、有機発光層６ｂはサメイション（ＳＵＭＡＴＩＯＮ）社製のＢＰ１０５を用いた。

【0130】

比較例１ａとして、透明陰極８がＩＴＯだけからなること以外は、実施例１ａと同様の青色発光素子について、素子から出射される青色発光についてシミュレーションを行った。

【0131】

図９に、シミュレーションで用いた実施例１ａ及び比較例１ａにかかる青色発光素子の各層の屈折率、膜厚（ｎｍ）および光学的膜厚（ｎｍ）を示している。図９において、光路長は、各層の光学的膜厚であって、各層の屈折率と膜厚とを掛け合わせた値である。

【0132】

また、このシミュレーションにおいて、共振器構造における正孔注入層４の膜厚は、基本的に０．５cav.に相当する膜厚に設定している。図９においては、正孔注入層４と正孔輸送層５と透明導電層３との膜厚の合計を３０ｎｍとしたときを例示して記述している。本シミュレーションでは、正孔注入層４の膜厚を０．５cav.に相当する１０〜２０ｎｍの範囲で変化させるが、この範囲で変化させることによって、第１機能層（正孔注入層４と正孔輸送層５と透明導電層３とで構成）の光学的膜厚Ｌは４８〜６２ｎｍの範囲で変化する。

【0133】

この理由を以下に説明する。第１機能層の合計膜厚を３０ｎｍとし、この合計膜厚を一定にしながら、正孔注入層４、正孔輸送層５、透明導電層３の各々の膜厚を変化させる。この場合、第１機能層の中で屈折率が最も小さい正孔注入層４が第１機能層の全てであったときは、１．６×３０ｎｍ＝４８ｎｍであり、一方、第１機能層の中で屈折率が最も大きい透明導電層３が第１機能層の全てであったときは、２．０５×３０ｎｍ＝６２ｎｍとなる。したがって、第１機能層の合計膜厚を３０ｎｍに維持しながら、正孔注入層４、正孔輸送層５、透明導電層３の各々の膜厚を変化させた場合には、第１機能層の光学的膜厚Ｌは、４８ｎｍから６２ｎｍの間で変化することとなる。

【0134】

シミュレーションによって得られた青色光の輝度及び色度から、「輝度／ｙ値」を算出し、得られた「輝度／ｙ値」に基づいて評価を行った。

【0135】

青色発光素子を評価するのに「輝度／ｙ値」を用いる理由は、上述したように、青色発光素子から出射される青色光は、取り出し効率が高いこと及び色度ｙ値が小さいことの両方が必要だからである。すなわち、青色発光素子から出射される青色光の「輝度／ｙ値」は、取り出し効率と色度（ｙ値）のバランスを評価する指標であって、この指標「輝度／ｙ値」が大きいほど、色度の良好な青色光を効率よく取り出すことができる。

【0136】

図１０（ａ），（ｂ）、図１１（ａ)〜（ｅ）は、シミュレーションの結果に基づいて作成したマッピング図であって、輝度／ｙ値の範囲ごとに領域を区画している。各々について以下に説明する。

【0137】

図１０（ａ）は、第１透明導電層８１の膜厚と、第２透明導電層８３の膜厚を、５ｎｍ間隔で変化させて、輝度／ｙ値を直交座標にマッピングし、輝度／ｙ値が５０未満の領域、輝度／ｙ値が５０以上８０未満の領域、輝度／ｙ値が８０以上１００未満の領域に区画した図である。

【0138】

図１０（ｂ）は、第２透明導電層８３の膜厚を５ｎｍ間隔で、金属層８２の膜厚を１ｎｍ間隔で変化させて、輝度／ｙ値を直交座標にマッピングし、輝度／ｙ値が５０以上８０未満の領域、輝度／ｙ値が８０以上１００未満の領域に区画した図である。

【0139】

これらの図１０（ａ），（ｂ）から、輝度／ｙ値は、第２透明導電層８３の膜厚にはあまり依存せず、金属層８２の膜厚に依存している傾向が見られる。

【0140】

次に、図１１（ａ）〜（ｅ）は、いずれも、第１透明導電層８１の膜厚及び金属層８２の膜厚を、各々５ｎｍ間隔と１ｎｍ間隔で変化させて、輝度／ｙ値を直交座標にマッピングした図であり、輝度／ｙ値が４５未満の領域、輝度／ｙ値が４５以上７０未満の領域、輝度／ｙ値が７０以上８０未満の領域、輝度／ｙ値が８０以上の領域に区画して表示している。

【0141】

ただし、正孔注入層４の膜厚は、（ａ）〜（ｅ）の順で大きくなっている。従って、第１機能層の光学膜厚Ｌもこの順に大きくなっている。

【0142】

［第１機能層の光学膜厚Ｌが０．５cav．のときの考察］
図１１（ｃ）は、正孔注入層４の膜厚が、上記図７（ａ），（ｂ）に示す０．５cav.の膜厚範囲の中央（約１５ｎｍ）のときを示している。本シミュレーションでは、第１機能層の膜厚を一定（３０ｎｍ）にして、この条件を満たしながら、正孔注入層４と正孔輸送層５と透明導電層３との膜厚を変化させている。各層の屈折率を考慮すると、第１機能層の光学膜厚Ｌは＝２．０５×５ｎｍ＋１．６×１５ｎｍ＋１．７×１０ｎｍ＝５１ｎｍとなる。図１１（ｃ）は、このときのマッピング図である。

【0143】

また、図１１（ａ）は、正孔注入層４の膜厚が０．５cav．の膜厚範囲の中央−１０ｎｍ（すなわち、５ｎｍ）のとき、図１１（ｂ）は、正孔注入層４の膜厚が０．５cav.の膜厚範囲の中央−５ｎｍ（すなわち、１０ｎｍ）のとき、図１１（ｄ）は、正孔注入層４の膜厚が０．５cav.の膜厚範囲の中央＋５ｎｍ（すなわち、２０ｎｍ）のとき、図１１（ｅ）は、正孔注入層４の膜厚が０．５cav．の膜厚範囲の中央＋１０ｎｍ（すなわち、２５ｎｍ）のときのマッピング図である。

【0144】

これらの各マッピング図を見ると、輝度／ｙ値は、第１透明導電層８１の膜厚と金属層８２の膜厚の両方に依存している傾向が見られる。そこで、これらのマッピング図に基づいて、以下のように輝度／ｙ値が良好な第１透明導電層８１の膜厚と金属層８２の膜厚の範囲を求めた。

【0145】

図９に記載のように、比較例１ａの青色ＥＬ発光素子は、輝度／ｙ値が５７であるので、輝度／ｙ値がこの５７と比べて十分に大きければ、実施例１ａにおいて光取り出し効果が向上しているとみなすことができる。

【0146】

そこで、図１１（ａ）〜（ｅ）のマッピング図において、輝度／ｙ値が５７と比べて１．２倍以上である７０以上の範囲（すなわち、７０〜８０の範囲及び８０〜１００の範囲）を、光取り出し向上効果を奏する範囲とみなすこととする。

【0147】

図１１（ａ）〜（ｅ）のマッピング図を比べると、輝度／ｙ値が７０以上となる金属層８２の膜厚範囲はあまり変わらないが、輝度／ｙ値が７０以上となる第１透明導電層８１の膜厚範囲は、（ａ）〜（ｅ）の順に、膜厚が小さくなる方向（図１１の紙面左方向）に少しづつ変移している。

【0148】

このことは、第１機能層の光学膜厚Ｌが０．５cav．相当の近傍では、その光学膜厚Ｌを小さい方に変移させると、輝度／ｙ値が７０以上となる第１透明導電層８１の膜厚範囲は大きい方向（図１１で紙面右方向）に若干変移することを示している。

【0149】

上記図７（ａ）に示した正孔注入層４の膜厚が０．５cav．に相当する範囲は、図１１（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す範囲、すなわち正孔注入層４の膜厚が０．５cav．の膜厚範囲の中央±５ｎｍの範囲に相当する。

【0150】

そこで、正孔注入層４の膜厚が０．５cavの膜厚範囲の中央−５ｎｍであるときのマッピング図（図１１（ｂ））と、正孔注入層４の膜厚が０．５cavの膜厚範囲の中央＋５ｎｍであるときのマッピング図（図１１（ｄ））とを重ね合わせて、輝度／ｙ値がいずれも７０以上となるような第１透明導電層８１と金属層８２の膜厚の範囲を求めた。

【0151】

図１２（ａ）はその結果を示すマッピング図であって、第１機能層が０．５cavに相当する膜厚範囲（中央±５ｎｍ範囲）において、共通して輝度／ｙ値が略７０以上となる第１透明導電層８１及び金属層８２の膜厚範囲に相当する。

【0152】

当図において、輝度／ｙ値が７０以上となっている第１透明導電層８１の膜厚範囲は８５ｎｍ以上９７ｎｍ以下であり、輝度／ｙ値が７０以上となっている金属層８２の膜厚範囲は２ｎｍ以上２２ｎｍ以下である。

【0153】

従って、正孔注入層４の膜厚（第１機能層の光学膜厚）が０．５cav．相当のときには、第１透明導電層８１の膜厚を８５ｎｍ以上９７ｎｍ以下の範囲内に設定し、金属層８２の膜厚を２ｎｍ以上２２ｎｍ以下の範囲内に設定してもよい。このとき、色度が良好な青色光を効率よく取り出すことができ、比較例１ａに対して、輝度／ｙ値を向上させることができる。

【0154】

また、図１２（ａ）に示した輝度／ｙ値が７０以上となる第１透明導電層８１及び金属層８２の膜厚の範囲を楕円でフィッティングしたところ、図１２（ｂ）に示すようになった。このフィッティングした楕円は、下記の式４で表すことができる。

【0155】

［式４］
Ｘ＝Ｒｘｃｏｓθｃｏｓφ−Ｒｙｓｉｎθｓｉｎφ＋Ｘｏ
Ｙ＝Ｒｘｃｏｓθｓｉｎφ＋Ｒｙｓｉｎθｃｏｓφ＋Ｙｏ
ただし、Ｘは第１透明導電層８１の膜厚、Ｙは金属層８２の膜厚である。

【0156】

またθは、０≦θ≦２πの範囲で変化する変数パラメータ、
Ｘｏ＝９１．４， Ｙｏ＝１０．７， Ｒｘ＝５．６， Ｒｙ＝９．６，φ＝０である。

【0157】

第１機能層の光学膜厚Ｌが０．５cav.に相当するときには、第１透明導電層８１の膜厚Ｘと、金属層８２の膜厚Ｙが、上記数４で示される楕円で囲まれる範囲内にあれば、輝度／ｙ値が７０以上となるので、色度が良好な青色光を高効率で取り出す上で、より好ましい。

【0158】

［第１機能層の光学膜厚Ｌが１．５cavのときの考察］
次に、第１機能層の光学膜厚Ｌが１．５cav．に相当するときについて考察する。

【0159】

上記図７（ａ），（ｂ）に示すように、実施例１ｂは、正孔注入層４の膜厚が１．５cav．に相当する膜厚である以外は、上記実施例１ａと同様の構成である（図９を参照）。

【0160】

上記図７（ａ），（ｂ）に示すように、正孔注入層４の膜厚が０．５cavに相当する膜厚範囲（実施例１ａ）と、正孔注入層４の膜厚が１．５cav．に相当する膜厚範囲（実施例１ｂ）とは、１４０ｎｍの差がある。この差は、光学膜厚では１４０ｎｍ×１．６＝２２４ｎｍとなる。

【0161】

したがって、第１機能層の光学膜厚Ｌは、０．５cav.に相当する光学膜厚Ｌの範囲（４８ｎｍ〜６２ｎｍ）に、この２２４ｎｍを加えた範囲（２７２ｎｍ〜２８６ｎｍ）が、１．５cavに相当する光学膜厚Ｌの範囲に相当する。

【0162】

この実施例１ｂと、透明陰極がＩＴＯだけからなる以外は実施例１ｂと同様の比較例１ｂについて、青色発光素子についても、素子から出射される青色発光についてシミュレーションを行った。

【0163】

図１３に、シミュレーションで用いた実施例１ｂ及び比較例１ｂにかかる青色発光素子の各層の屈折率、膜厚（ｎｍ）および光学的膜厚（ｎｍ）を示している。

【0164】

図１４（ａ）は、光学膜厚Ｌが１．５cav．の範囲にある実施例１ｂの青色発光素子において、輝度／ｙ値が４５以上７０未満となる第１透明導電層８１及び金属層８２の膜厚範囲を示すマッピング図である。

【0165】

図１４（ａ）に示される１．５cav．のときの輝度／ｙ値は、図１１，１２に示される０．５cav．のときの輝度／ｙ値と比べると、全体的に低い値となっている。これは、図７（ａ）のグラフに示されるように、光学膜厚Ｌが１．５cav．に相当するときは、０．５cav．に相当するときと比べると、青色光の取り出し効率が低いためである。

【0166】

比較例１ｂの輝度／ｙ値が４１であったので、実施例１ｂにおいて、輝度／ｙ値が４５以上であれば、比較例１ｂと比べて輝度／ｙ値が十分向上することになる。

【0167】

なお、図１４（ａ）は、光学膜厚Ｌが１．５cav.に相当する範囲の中央２７９ｎｍのときのマッピング図であるが、光学膜厚Ｌが１．５cav．に相当する範囲（２７２ｎｍ〜２８６ｎｍ）においてこれと略同様のマッピング図が得られている。

【0168】

よって、光学膜厚Ｌが１．５cav．相当の範囲のときには、図１４（ａ）に示される輝度／ｙ値が４５〜７０の範囲を、輝度／ｙ値の向上効果が得られる範囲とみなすことができる。

【0169】

図１４（ａ）のマッピング図で輝度／ｙ値が４５〜７０となっている範囲は、第１透明導電層８１の膜厚が８６ｎｍ以上９７ｎｍ以下であり、金属層８２の膜厚は８ｎｍ以上１６ｎｍ以下である。

【0170】

従って、実施例１ｂにおいて、第１透明導電層８１の膜厚及び金属層８２の膜厚をこの範囲内に設定してもよい。このとき、比較例１ｂに対して、輝度／ｙ値を向上させることができる。

【0171】

次に、図１４（ａ）に示す輝度／ｙ値４５〜７０の範囲を楕円でフィッティングした。図１４（ｂ）はその結果を示す図である。

【0172】

第１透明導電層８１の膜厚をＸ３、金属層８２の膜厚をＹ３とするとき、フィッティングした楕円の式は下記式５で表される。

【0173】

［式５］
Ｘ３＝Ｒｘｃｏｓθｃｏｓφ−Ｒｙｓｉｎθｓｉｎφ＋Ｘｏ
Ｙ３＝Ｒｘｃｏｓθｓｉｎφ＋Ｒｙｓｉｎθｃｏｓφ＋Ｙｏ
ただし、０≦θ≦２π， Ｘ０＝９１．３、Ｙ０＝１１．９、Ｒｘ＝５．３、Ｒｙ＝４．４、φ＝０（ｒａｄ）
従って、この楕円の範囲内に第１透明導電層８１の膜厚及び金属層８２の膜厚を設定すると、輝度／ｙ値の向上効果をより確実に得ることができる。

【0174】

ここで、図１２（ａ）と図１４（ａ）とを比べると、図１２（ａ）において輝度／ｙ値の向上効果が認められる第１透明導電層８１及び金属層８２の膜厚範囲と、図１４（ａ）に示した輝度／ｙの向上効果が認められる膜厚範囲とは概ね一致している。従って、１．５cavのときと０．５cavのときとは、輝度／ｙ値の向上効果が認められる範囲が、ほぼ共通していることになる。

【0175】

従って、０．５cav、１．５cavのいずれの場合も、上記数４で示される楕円の範囲内に設定すれば、輝度／ｙ値の向上効果が期待できるということもできる。

【0176】

（第１透明導電層８１及び金属層８２の材質に関して）
上述したシミュレーションの結果は、第１透明導電層８１がＩＴＯ、金属層８２がＡｇである場合について示したが、第１透明導電層８１及び第２透明導電層８３の屈折率については、ＩＴＯの屈折率（２．１）に近い範囲（屈折率２．０以上２．４以下の範囲）にあれば、同様のシミュレーション結果が得られている。

【0177】

また、第１透明導電層８１及び第２透明導電層８３の屈折率と金属層８２の屈折率との差についても、ＩＴＯの屈折率（２．１）とＡｇの屈折率（０．１）との差（２．０）以下の範囲にあれば、同様のシミュレーション結果が得られている。

【0178】

従って、金属層８２の材料はＩＴＯに限られず、ＩＺＯ（屈折率２．０）であってもよいし、金属層８２の材料は、Ａｇに限らず、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ、またはこれら金属の合金であってもよい。そして、第１透明導電層８１及び第２透明導電層８３の屈折率が２．０以上２．４以下であり、第１透明導電層８１及び第２透明導電層８３の屈折率と金属層８２の屈折率との差が０以上２．０以下であれば、第１透明導電層８１及び金属層８２の膜厚を上述した範囲に設定することによって輝度／ｙ値の向上効果が得られる。

【0179】

［実施の形態１にかかる青色発光素子による効果のまとめ］
以上のシミュレーション結果に基づくと、青色発光素子において、共振器構造を０．５cavあるいは１．５cavに設定し、透明陰極８を構成する第１透明導電層８１と金属層８２の各膜厚を、上記の範囲内に設定することによって、輝度／ｙ値を向上する効果が得られることがわかる。

【0180】

従来は、陰極に金属層を介在させると光取り出し効率が低下すると考えられていた。これに対して、本実施の形態では、透明陰極を構成する金属層とこれに隣接する透明導電層との屈折率の差や、透明陰極を構成する積層構造のうち機能層（第２機能層）側に配置された第１透明導電層（第１導電層）の屈折率と膜厚を所定の範囲とし、かつ第１電極と有機発光層との間に配置される第１機能層の光学膜厚を所定の範囲にすることで、陰極に金属層を介在させていない比較例１ａ、１ｂよりも、光取り出し効率を向上させることができることがわかった。

【0181】

そして、輝度／ｙ値を向上することによって、ＣＦ通過後の光取り出し効率を向上させることができる。青色発光素子を低消費電力で駆動できることになる。また青色発光素子を低消費電力で駆動できることは、この素子の長寿命化にもつながる。

【0182】

また、金属層８２の膜厚を１０ｎｍ程度以上に設定すると、透明陰極８のシート抵抗値を１０Ω／□以下にできるので、バスバーを設けなくても、パネル中央部における電圧降下を十分に抑えられる。従って、バスバーの面積を小さくしたり、バスバーを排除（バスバーレス化）して、開口率を向上させることができる。

【0183】

このように、本実施形態の青色発光素子は、電圧降下の抑制と光取出し効率向上とを両立させるのに有効である。

【0184】

なお、実際の青色発光素子において、各層の膜厚や光学膜厚は、一般的に平均値±１０％程度のばらつきは許容されている。従って、実際の青色発光素子においては、層の膜厚の平均値（ａｖｅ）が、上記シミュレーションに基づいて得られた各層の膜厚の範囲に該当するように設定すればよい。

【0185】

（実施の形態２）
上述した実施の形態１ではトップエミッション構造の有機表示パネルについて説明したが、本実施の形態２では、ボトムエミッション構造の有機表示パネルを例に説明する。

【0186】

有機表示パネルに、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の発光素子がマトリックス状に規則的に配置されている点は実施の形態１と同様である。

【0187】

図１５は、実施の形態２にかかる有機表示パネルにおける１つの青色発光素子を示す図である。

【0188】

有機表示パネルにおける各発光素子は、基板３１の表面上に、透明陰極３２，電子輸送層３４，有機発光層３５，正孔輸送層３６，正孔注入層３７，反射陽極３８が順に積層され、隣接するＥＬ発光素子との間にバンク３３が形成されている。

【0189】

そして、各発光素子において、基板３１側から外に（図１５の紙面下方に）光が出射されるようになっている。

【0190】

また、実施の形態１では、第１機能層が透明導電層３，正孔注入層４，正孔輸送層５の３層で構成されていたが、本実施の形態２では、第１機能層が正孔注入層３７と正孔輸送層３６の２層で構成され、反射陽極３８と正孔注入層３７との間に透明導電層は存在しない。

【0191】

この点で本実施の形態２は、実施の形態１とは層構成が異なっているが、他の層は実施の形態１で説明したものと同様である。

【0192】

すなわち、基板３１は実施の形態１で説明した基板１と同様の構成であり、電子輸送層３４，有機発光層３５，正孔輸送層３６，正孔注入層３７，反射陽極３８についても、実施の形態１で説明した電子輸送層７，有機発光層６，正孔輸送層５，正孔注入層４，反射陽極２と同様の材料で形成されている。

【0193】

本実施の形態の有機表示パネルにおいても、ＲＧＢ各色の発光素子において、透明陰極３２と反射陽極３８との間に各色の有機発光層３５が存在し、有機発光層３５からの光を共振させて透明陰極３２側から出射させる光共振器構造が形成されている。すなわち、光共振器構造において、有機発光層３５から出射された光の一部が、透明陰極３２側に進行し、基板３１から有機発光素子の外部に出射される第１光路Ｃ５と、有機発光層３５から出射された光の残りの一部が、反射陽極３８側に進行し、反射陽極３８で反射された後、有機発光層３５および透明陰極３２を通過して有機発光素子の外部に出射される第２光路Ｃ６とが形成される。

【0194】

［有機発光層３５と反射陽極３８との間の光学膜厚Ｌについて］
図１６に、実施の形態２に基づくボトムエミッション型の青色発光素子の各層の屈折率、膜厚（ｎｍ）および光学的膜厚（ｎｍ）を示している。

【0195】

図１７（ａ）は、この実施の形態２にかかる青色発光素子について、正孔注入層３７の膜厚を０〜２００ｎｍの範囲で変化させて、青色発光素子から取り出される光取り出し効率をシミュレーションした結果を示すグラフである。横軸は正孔注入層４の膜厚、縦軸は光取り出し効率を表している。このシミュレーションは、図１６に示す青色発光素子において、正孔注入層３７以外の層は膜厚を一定にして行った。

【0196】

正孔注入層３７の膜厚変化に比例して第１機能層の光学膜厚Ｌも変化するので、図１７（ａ）のグラフは、第１機能層の光学膜厚Ｌと、取り出し効率との関係を示すことになる。

【0197】

図１７（ｂ）は、正孔注入層３７の膜厚（第１機能層の光学膜厚Ｌ）を変化させて、青色発光素子から取り出される光の色度（ＣＩＥ色度系のｘ値及びｙ値）がどのように変化するかをシミュレーションした結果を示すグラフである。横軸は正孔注入層４の膜厚、縦軸は青色発光素子から取り出される光の色度である。

【0198】

実施の形態１と同様に、本実施の形態２においても、正孔注入層３７の膜厚には、０．５ cav.に相当する膜厚が存在する。この０．５ cav.の膜厚では、図１７（ａ）に示すように１st cav.に相当する膜厚と比べると、光取り出し効率は低いが、図１７（ｂ）に示すようにｙ値が小さいので、輝度／ｙ値は極大となる。

【0199】

そこで、実施の形態２においても、有機発光層３５と反射陽極３８との間の第１機能層の光学膜厚Ｌを、０．５cav.相当に設定した共振器構造を採用することとする。

【0200】

ただし、実施の形態１における０．５ cav.に相当する第１機能層の光学膜厚Ｌは４８ｎｍ〜６２ｎｍであったが、実施の形態２における０．５ cav.に相当する第１機能層の光学膜厚Ｌは、より小さい膜厚での範囲（１７ｎｍ以上３３ｎｍ）となっている。

【0201】

このように実施の形態１と実施の形態２とで、０．５ cav.に相当する第１機能層の光学膜厚Ｌが異なるのは、上記のように両者の層構成に違いがあるためと考えられる。

【0202】

図１６においては、正孔注入層４を０．５cav.の中央値に相当する５ｎｍとし、正孔輸送層３６の膜厚を１０ｎｍとしたとき、すなわち、第１機能層（正孔輸送層３６と正孔注入層３７とによって構成）の膜厚を１５ｎｍとしたときを例示して記述している。本シミュレーションでは、正孔輸送層３６を一定（１０ｎｍ）にして、正孔注入層３７の膜厚を０．５cav.に相当する０〜１０ｎｍの範囲で変化させている。この範囲で変化させることによって、第１機能層の光学的膜厚Ｌは１７〜３３ｎｍの範囲で変化する。

【0203】

［透明陰極３２］
実施の形態１と同様に、透明陰極３２は、透明導電材料からなる第１透明導電層３２１、金属層３２２、透明導電材料からなる第２透明導電層３２３が、有機発光層３５側から基板３１側に順に積層されて構成されている。

【0204】

第１透明導電層３２１及び第２透明導電層３２３の材料（透明導電材料）は、実施の形態１の第１透明導電層８１及び第２透明導電層８３の材料と同じく、ＩＴＯ，ＩＺＯなどである。金属層３２２の材料も、実施の形態１の金属層８２と同じく、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ、あるいはそれら金属の合金である。

【0205】

また、透明陰極３２における金属層３２２の膜厚を１０ｎｍ以上に設定してもよく、それによってシート抵抗値を１０Ω／□以下と低くすることができる。

【0206】

また、詳しくは以下に説明するが、透明陰極３２を構成する第１透明導電層３２１、金属層３２２及び第２透明導電層３２３の各層の膜厚も、青色発光素子における輝度／ｙ値が高くなるように設定されている。

【0207】

［青色発光素子の発光シミュレーション］
シミュレーションに用いた実施例２にかかる青色発光素子は、第１機能層の光学膜厚Ｌは０．５ cav.に相当するものである。そして、透明陰極３２は、ＩＴＯ−Ａｇ−ＩＴＯの３層構造である。

【0208】

この実施例２にかかる青色発光素子において、透明陰極３２を構成する第１透明導電層３２１、金属層３２２および第２透明導電層３２３の各層の膜厚を変えながら、素子から取り出される青色発光についてシミュレーションを行い、輝度／ｙ値を求めた。

【0209】

その結果、上記実施例１ｂにおけるシミュレーションの結果と同様に、輝度／ｙ値は、第２透明導電層３２３の膜厚にはあまり依存することがなく、第１透明導電層３２１の膜厚と、金属層３２２の膜厚には依存するという結果が得られた。

【0210】

図１８（ａ）〜（ｃ）はいずれも、第１透明導電層３２１の膜厚及び金属層３２２の膜厚を変化させて、輝度／ｙ値を直交座標にマッピングした図であり、輝度／ｙ値が１００未満の領域と、輝度／ｙ値が１００以上の領域に区画して表示している。

【0211】

ただし、正孔注入層３７の膜厚は、（ａ）〜（ｃ）の順で大きくなっている。従って、第１機能層の光学膜厚Ｌもこの順に大きくなっている。

【0212】

図１８（ｂ）は、正孔注入層３７の膜厚が、上記図１７（ａ），（ｂ）に示す０．５cav．の膜厚範囲の中央（５ｎｍ）のとき（第１機能層の光学膜厚Ｌが２５ｎｍのとき）のマッピング図である。

【0213】

図１８（ａ）は、正孔注入層３７の膜厚が０．５cavの膜厚範囲の中央−５ｎｍのとき、図１８（ｃ）は、正孔注入層３７の膜厚が０．５cav．の膜厚範囲の中央＋５ｎｍのときのマッピング図である。

【0214】

上記図１７（ａ）に示した正孔注入層３７の膜厚が０．５cav.に相当する範囲は、図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す範囲、すなわち正孔注入層３７の膜厚が中央値±５ｎｍの範囲に相当する。

【0215】

図１６に示すように、比較例２の青色ＥＬ発光素子は輝度／ｙ値が４２であるので、輝度／ｙ値が１００以上である範囲では、光取り出し効果が２倍以上向上しているということができる。

【0216】

そして、図１８（ａ）〜（ｃ）の各マッピング図を見ると、輝度／ｙ値が１００以上の範囲は、第１透明導電層３２１の膜厚と金属層３２２の膜厚の両方に依存している傾向が見られ、また、第１機能層の光学膜厚Ｌが０．５cav．相当の近傍で、その光学膜厚Ｌを変移させると、輝度／ｙが１００以上となる第１透明導電層３２１の膜厚範囲も変移することがわかる。

【0217】

次に、正孔注入層３７の膜厚が０．５cav.の膜厚範囲の中央−５ｎｍであるときのマッピング図（図１８（ａ））と、正孔注入層３７の膜厚が０．５cavの膜厚範囲の中央＋５ｎｍであるときのマッピング図（図１８（ｃ））とを重ね合わせて、いずれも輝度／ｙ値が１００以上となるような第１透明導電層３２１と金属層３２２の膜厚の範囲を求めた。

【0218】

図１９（ａ）はその結果を示すマッピング図であって、第１機能層が０．５cavに相当する膜厚範囲（中央±５ｎｍの範囲）において、共通して輝度／ｙ値が略９０以上となる第１透明導電層３２１及び金属層３２２の膜厚範囲に相当する。

【0219】

当図において、輝度／ｙ値が９０以上となっている第１透明導電層３２１の膜厚範囲は３５ｎｍ以上６５ｎｍ以下であり、輝度／ｙ値が９０以上となっている金属層３２２の膜厚範囲は７ｎｍ以上２２ｎｍ以下である。

【0220】

従って、正孔注入層３７の膜厚（第１機能層の光学膜厚）が０．５cav相当のときには、第１透明導電層３２１の膜厚を３５ｎｍ以上６５ｎｍ以下の範囲内に設定し、金属層３２２の膜厚を２ｎｍ以上２２ｎｍ以下の範囲内に設定することが、色度が良好な青色光を効率よく取り出す上で好ましい。

【0221】

また、図１９（ａ）に示した輝度／ｙ値が９０以上となる第１透明導電層３２１及び金属層３２２の膜厚の範囲を楕円でフィッティングしたところ、図１９（ｂ）に示すようになった。このフィッティングした楕円は、下記の式６で表すことができる。

【0222】

［式６］
Ｘ３＝Ｒｘｃｏｓθｃｏｓφ−Ｒｙｓｉｎθｓｉｎφ＋Ｘｏ
Ｙ３＝Ｒｘｃｏｓθｓｉｎφ＋Ｒｙｓｉｎθｃｏｓφ＋Ｙｏ
ただし、０≦θ≦２π， Ｘｏ＝５０、Ｙｏ＝１５、Ｒｘ＝１５、Ｒｙ＝６、φ＝２５（ｒａｄ）
シミュレーションの結果から、実施例２の青色発光素子において、第１透明導電層３２１の膜厚と金属層３２２の膜厚を、上記数６で示される楕円の範囲内に設定すれば、得られる輝度／ｙ値が比較例の２倍以上に高くなること、すなわち色度の良好な青色光の取り出し効率が大幅に向上することがわかる。

【0223】

そして、青色発光素子の光取り出し効率が向上すると、低消費電力で素子を駆動でき、素子の長寿命化にもつながる。

【0224】

また、金属層３２２の膜厚を１０ｎｍ程度以上に設定すると、透明陰極３２のシート抵抗値を１０Ω／□以下にできるので、バスバーを設けなくても電圧降下を抑えることができる。

【0225】

このように、本実施形態にかかる青色発光素子も、パネル中央部における電圧降下の抑制と光取出し効率の向上とを両立させることができる。

【0226】

なお、実施の形態１と実施の形態２とでは、輝度／ｙ値が高くなる第１透明導電層の膜厚と金属層の膜厚の範囲が異なっている。これは、第１機能層の光学的膜厚Ｌが互いに異なるためと考えられる。

【0227】

［第１透明導電層３２１及び金属層３２２の材質に関して］
上述したシミュレーションの結果は、第１透明導電層３２１がＩＴＯ、金属層３２２がＡｇである場合について示したが、第１透明導電層３２１及び第２透明導電層３２３の屈折率については、ＩＴＯの屈折率（２．１）に近い範囲（屈折率２．０以上２．４以下の範囲）にあれば、同様のシミュレーション結果が得られている。

【0228】

また、第１透明導電層３２１及び第２透明導電層３２３の屈折率と金属層３２２の屈折率との差についても、ＩＴＯの屈折率（２．１）とＡｇの屈折率（０．１）との差（２．０）以下の範囲にあれば、同様のシミュレーション結果が得られている。

【0229】

従って、金属層３２２の材料はＩＴＯに限られず、ＩＺＯ（屈折率２．０）であってもよいし、金属層３２２の材料は、Ａｇに限らず、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ、またはこれら金属の合金であってもよい。そして、第１透明導電層３２１及び第２透明導電層３２３の屈折率が２．０以上２．４以下であり、第１透明導電層３２１及び第２透明導電層３２３の屈折率と金属層３２２の屈折率との差が０以上２．０以下であれば、第１透明導電層３２１及び金属層３２２の膜厚を上述した範囲に設定することによって輝度／ｙ値の向上効果が得られる。

【0230】

（変形例）
（１）上記実施の形態１，２では、第１機能層が、正孔注入層と正孔輸送層とを含んでいたが、第１機能層は、この構成に限られず、正孔注入層および正孔輸送層の何れかが無くてもよいし、これ以外の機能層が含まれていてもよい。

【0231】

また、上記実施形態１，２では、第２機能層が電子輸送層から構成されているが、第２機能層の形態はこれに限られず、さらに電子注入層が含まれていてもよい。

【0232】

（２）上記実施の形態１，２では、ＴＦＴが設けられた基板に近い側に陽極、遠い側に陰極が設けられていたが、逆に、ＴＦＴが設けられた基板に近い側に陰極、遠い側に陽極が設けられている場合も、同様に実施できる。

【0233】

（３）上記実施の形態１の有機表示パネルにおいて、カラーフィルタは必ずしもなくてもよい。一方、実施の形態２の有機表示パネルにおいて、光出射側にカラーフィルタを設けてもよい。

【0234】

以上、本発明の一態様に係る有機発光素子、有機発光表示パネルおよび有機発光表示装置を説明したが、本発明は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の実施の形態に何ら限定を受けるものではない。例えば、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0235】

本開示の有機発光素子は、有機ＥＬ表示パネル、有機ＥＬ発光装置をはじめとして、有機発光装置に広く利用可能である。

【符号の説明】

【0236】

１，１１，３１ 基板
２，３８ 反射陽極
３ 透明導電層
４，３７ 正孔注入層
５，３６ 正孔輸送層
６，６ｂ，６ｇ，６ｒ，３５ 有機発光層
７，３４ 電子輸送層
８，３２ 透明陰極
９ 薄膜封止層
１０ 樹脂封止層
１２，３３ バンク
１３ｂ，１３ｇ，１３ｒ カラーフィルタ
１５ 有機表示装置
１６ 有機表示パネル
１７ 駆動制御部
１８〜２１ 駆動回路
２２ 制御回路
８１，３２１ 第１透明導電層
８２，３２２ 金属層
８３，３２３ 第２透明導電層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】