CN1848478B

CN1848478B - 有机电致发光元件

Info

Publication number: CN1848478B
Application number: CN2006100580549A
Authority: CN
Inventors: 松末哲征; 井上广匡
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: CN1848478A; JP2006244712A

Abstract

本发明涉及一种有机电致发光元件，该元件在第一电极与第二电极之间设置有发光层，在第一电极侧设置有用于对从发光层所发出的光进行反射、并从第二电极侧射出的反射层，其特征在于，将从发光位置到反射层的光学距离设为L₁，将从第二电极侧的元件端部的反射界面到反射层的光学距离设为L₂，将欲取出的射出光的波长区域的中心波长设为λ时，则使L₁为波长λ的光由干涉而相互增强的光学距离，使L₂为波长λ的光由干涉而相互减弱的光学距离。

Description

有机电致发光元件

技术领域

本发明涉及有机电致发光元件。详细地讲，涉及在第一电极与第二电极之间设置有发光层，在第一电极侧设置有用于对从发光层所发出的光进行反射、并从第二电极侧射出的反射层的有机电致发光元件。

背景技术

有机电致发光元件(有机EL元件)，一般具有由反射性电极和透光性电极夹持包含数十～数百nm左右厚度的发光层的有机层的结构。在这样的有机EL元件中，发光层所发出的光在元件结构中干涉而向外部射出。历来做了利用这样的干涉而提高发光效率的尝试。

在日本专利特开2002-289358号公报中，提出了利用从发光层向透光性电极方向所发射的光与向发射性电极方向所发射的光的干涉，通过设定从发光位置到反射层的距离使得发光波长发生共振，而提高发光效率的提案。

在日本专利特开2000-243573号公报中，提出了也考虑由透光性电极和基板的界面的反射，并规定从发光位置到反射性电极的距离，以及从发光位置到透光性电极和基板的界面之间的距离的提案。

在国际专利公开WO01/039554号小册子中，提出了利用光在透光性电极和反射性电极之间的多重反射所引起的干涉，设定透光性电极和反射性电极之间的膜厚度，使得所希望的波长发生共振，从而提高发光效率的提案。

在上述现有的技术中，都是为了提高发光效率而利用发出的光的干涉的技术。

然而，在从有机EL元件所射出的光中，存在有由视野角而引起色调的变化的问题。现有的技术中，对为了降低这样的由视野角所引起色调的变化、利用发出的光的干涉的技术没有进行过讨论。

而且，在具有白色发光层的有机EL元件中，由于元件内部存在有上述干涉，所以为了高效率地取出具有宽范围波长成分的白色发光，优选发光位置接近反射层，优选80nm以下的距离。但是，当发光位置从反射层离开，其距离增大时，由于干涉，就难以得到具有宽范围的光谱的白色发光。

在日本专利特开2004-79421号公报中，提出了通过规定从发光位置到反射层的距离，以及从发光位置到透光性电极和外部层的界面之间的距离，而高效率地得到优质白色色度的元件。

发明内容

本发明的第一目的在于提供能够降低由视野角引起的色调的变化的有机EL元件。

本发明的第二目的在于提供得到良好的白色色度的有机EL元件。

本发明涉及在第一电极与第二电极之间设置有发光层，在第一电极侧设置有用于对从发光层所发出的光进行反射、并从第二电极射出的反射层的有机EL元件，其特征在于：将从发光层的发光位置到反射层的光学距离设为L₁，将从所述第二电极侧的元件端部的反射界面到反射层的光学距离设为L₂，将欲取出的射出光的波长区域的中心波长设为λ时，则使L₁为波长λ的光由干涉而相互增强的光学距离，使L₂为波长λ的光由干涉而相互减弱的光学距离。

根据本发明，使从发光层的发光位置到反射层的光学距离L₁，作为欲取出的射出光的波长区域的中心波长λ的光由干涉而相互增强的光学距离，使从第二电极侧的元件端部的反射界面到反射层的光学距离L₂，作为波长λ的光由干涉而相互减弱的光学距离。以下，将由光学距离L₁所产生的光干涉称为“第一干涉”，将由光学距离L₂所产生的干涉称为“第二干涉”。

参照图2对本发明的第一干涉和第二干涉加以说明。

图2所示的有机EL元件，在基板37上形成反射层34，在反射层34上设置有第一电极31。在第一电极31上设置有包含发光层的有机层38。在本实施例中，有机层38中的发光层是通过在主体材料中包含搀杂材料所形成。有机层38中的发光位置33a，与一般发光层中的主体材料的载波输送性不同。在本发明中，在发光层的主体材料是电子输送性的情况下，以发光层和孔穴输送层的界面作为发光位置33a。而且，在发光层的主体材料是孔穴输送性的情况下，则以电子输送层和发光层的界面作为发光位置33a。发光层具有电子输送性和孔穴输送性的双重特性，在所谓的双极时，以发光层厚度方向的中心位置为发光位置33a。

在有机层38上设置有第二电极32。在本实施例中，第二电极32是元件的最上层，第二电极32上是空气层。

L₁是发光位置33a到反射层34的光学距离，L₂是第二电极32的上方端部32a到反射层34的光学距离。第二电极32的外侧是空气层，由于第二电极32与空气层之间有折射率差，所以在第二电极32和空气层的界面上发生反射。所以，第二电极32的上方端部32a成为元件端部的反射界面。

第一干涉40是由从发光位置33a向第二电极32侧射出的光41，和从发光位置33a向第一电极31侧射出、并由反射层34所反射后向第二电极32侧射出的光42的干涉所产生。

第二干涉50是由从发光位置33a射出的光51，由第二电极32与空气层之间的界面32a的光反射、以及反射层34的光反射所构成的多重反射而产生的干涉。

第一干涉40依存于从发光位置33a到反射层34的光学距离L₁。而且，第二干涉50依存于从元件端部的反射界面32a到反射层34的光学距离L₂。

光从元件的取出效率，受上述第一干涉40和第二干涉50双方的影响。

这里，为了对现有的问题，即由视野角所引起的色调变化加以说明，考察视野角时的第一干涉和第二干涉。图3是表示视野角θ的图。如图3所示，在视野角θ存在的情况下，第一干涉和第二干涉的共振条件由以下的式(6)和(7)所表示。

m：包含0的自然数

L₁：从发光位置到反射层的光学距离

L₂：从元件端部的反射界面到反射层的光学距离

λ：共振波长

光由反射层反射时的相位变化

光由元件端部的反射界面反射时的相位变化

由上述式(6)和(7)可知，视野角θ增加时，第一干涉和第二干涉的共振波长向短波长侧移动。取出效率是第一干涉和第二干涉双方效果的综合的结果，这也是，视野角增大时，向短波长侧移动。

图4是用于说明随着视野角增大从元件所取出的光的波长向短波长侧移动的状态的图。如图4所示可知，在半值宽度小的光谱A中，在视野角增大向短波长侧移动时，色调和亮度的变化增大。与此相比，在半值宽度大的光谱B中，即使在视野角增大向短波长侧移动时，色调和亮度的变化也小。本发明就是利用半值宽度大的光谱的峰为平坦的取出效率的光谱，减小由视野角的变化所引起的色调和亮度的变化。对于由本发明这样半值宽度大的峰能够得到平坦的取出效率，进行如下的说明。

在本发明中，使L₁作为波长λ的光由干涉而相互增强的光学距离。所以，第一干涉是共振波长λ的干涉。另一方面，对于L₂，是作为波长λ的光由干涉而相互减弱的光学距离。因此，第二干涉是对波长λ为非共振、对λ的短波长侧和长波长侧分别具有共振波长的干涉。由于实际的取出效率是受到第一干涉和第二干涉的共同影响，所以将它们综合，取出效率就成为半值宽度平坦的光谱。因此，根据本发明，能够得到图4所示的光谱B那样的半值宽度大且平坦的取出效率的光谱。所以，如上所述，能够降低由视野角的变化所引起的色调和亮度的变化。

在本发明中，在发光层为单色的发光层的情况下，优选光学距离L₁和L₂满足以下的式(1)～(5)。

λ_f-30＜λ＜λ_f+80…(3)

λ-15＜λ₁＜λ+15…(4)

λ-15＜λ₂＜λ+15…(5)

(λ的单位为nm)

m和n：自然数

L₁：从发光位置到反射层的光学距离

L₂：从元件端部的反射界面到反射层的光学距离

λ_f：发光层的荧光峰波长

光由反射层反射时的相位变化

光由元件端部的反射界面反射时的相位变化

当第一电极的折射率为n_e，反射层的折射率为n_m，反射层的减衰系数为k_m时，

由下式表示。

当2n_ek_m/(n_e ²-n_m ²-k_m ²)＞0时，

当2n_ek_m/(n_e ²-n_m ²-k_m ²)＜0时，

而且，在第二电极的折射率大于元件外部层的折射率时，为0，在第二电极的折射率小于元件外部层的折射率时，为π。

在上述式(3)中，λ的下限值为λ_f-30，上限值λ_f+80，由于上限值的范围大，所以认为视野角增大时，取出效率的光谱向短波长侧移动。

本发明中的“单色”，表示白色以外的颜色，例如可以列举出蓝色、绿色、红色、橙色等颜色。

在本发明中，在发光层为白色的发光层的情况下，优选光学距离L₁和L₂满足以下的式(1)～(5)。

515nm＜λ＜575nm …(3)

λ-15＜λ₁＜λ+15 …(4)

λ-15＜λ₂＜λ+15 …(5)

(λ的单位为nm)

m和n：自然数

L₁：从发光位置到反射层的光学距离

L₂：从元件端部的反射界面到反射层的光学距离

λ：欲取出的白色发光的波长区域的中心波长

光由反射层反射时的相位变化

光由元件端部的反射界面反射时的相位变化

当第一电极的折射率为n_e，反射层的折射率为n_m，反射层的减衰系数为k_m时，由下式表示。

当2n_ek_m/(n_e ²-n_m ²-k_m ²)＞0时，

当2n_ek_m/(n_e ²-n_m ²-k_m ²)＜0时，

而且，在第二电极的折射率大于元件外部层的折射率时，

为0，在第二电极的折射率小于元件外部层的折射率时，

为π。

一般地，由于第二电极是透明性电极，所以由导电性金属氧化物和金属薄膜的薄层所形成.所以，在第二电极的外侧是空气层、树脂层、玻璃层的情况下，第二电极与该外部的界面为反射界面.另一方面，在第二电极的外侧设置有无机保护层等的情况下，由于第二电极和无机保护层的折射率的差很小，所以也有第二电极的外侧不是反射界面的情况.在这样的情况下，无机保护层的外侧为反射界面.

如上所述，在本发明中，在发光层的主体材料为电子输送性的情况下，发光层的发光位置是发光层与邻接于发光层的第一电极侧的层(例如孔穴输送层)的界面，在发光层的主体材料是孔穴输送性的情况下，发光层的发光位置是发光层与邻接于发光层的第二电极侧的层(例如电子输送层)的界面。

在本发明中，在包含发光层的有机层与第二电极之间设置有金属层的情况下，优选金属层的厚度为5nm以下。通过使金属层的厚度为5nm以下，能够减少该金属层的光反射对第一干涉和第二干涉的影响。

本发明中的发光层优选由主体材料和搀杂材料所形成。作为发光层的主体材料，可以列举出蒽电介质、铝配位体、红荧烯电介质、烯丙胺电介质等。在本发明中，在发光层为白色的发光层的情况下，例如可以是由蓝色发光层与橙色发光层所叠层的两层所构成，也可以是仅由一层所构成。

作为搀杂材料，可以使用一重项发光材料，也可以使用三重项发光材料。为了得到高的发光效率，优选使用磷光发光材料的三重项发光材料。作为一重项发光材料，可以列举出二萘嵌苯(perylene)电介质、香豆素电介质、蒽电介质、并四苯(tetracene)电介质、芪电介质等。而且，作为三重项发光材料(磷光发光材料)，可以列举出铱配位体、铂配位体等。

在本发明中，也可以设置发光层以外的有机层。作为有机层可以列举出孔穴输送层和电子输送层等载波输送层。作为孔穴输送层中所使用的孔穴输送性材料，可以列举出烯丙胺电介质等。而且，作为电子输送层中所使用的电子输送性材料，可以列举出二萘嵌苯电介质、蒽醌电介质、蒽电介质、红荧烯电介质等。

在本发明中，第二电极一般是由透明性电极所形成。作为这样的透明性电极，可以列举出ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、锡氧化物等透明导电性金属氧化物。

在本发明中，第一电极与第二电极同样，可以是由导电性金属氧化物等透明性电极所形成，也可以是由金属薄膜等所形成。在第一电极是由金属薄膜形成的情况下，在本发明中也可以兼做反射层。

本发明中的反射层，只要是能够反射光，并无特别的限制，一般是由金属薄膜所形成。作为金属薄膜，可以列举出Ag、Al、Mo、Cr等。反射层的膜厚度虽然没有特别的限制，但一般优选在100～300nm的范围内。

本发明的有机电致发光显示装置，其特征在于，具有：具有由阳极和阴极夹持的元件结构的有机电致发光元件；设置有用于将与每一个显示像素相对应的显示信号供给到所述有机电致发光元件的有源元件的有源矩阵驱动基板；以及与该有源矩阵驱动基板相对向设置的透明密封基板，该显示装置是将有机电致发光元件配置于有源矩阵驱动基板与密封基板之间，将阴极和阳极之中密封基板侧设置的电极作为透明电极的顶部发射型有机电致发光元件显示装置，有机电致发光元件是上述本发明所述的有机电致发光元件。

也可以在密封基板与有机电致发光元件之间配置有与发光色同系统的色调的滤色器.通过配置与发光色同系统的色调的滤色器，能够进一步降低由视野角引起的色调的变化，进而得到对视野角的依存性小的发光显示元件.

本发明的有机电致发光显示装置，由于是顶部发射型的显示装置，所以由有机电致发光元件所发出的光，从与设置有有源元件矩阵侧相反侧的密封基板射出。有源元件矩阵电路一般是叠层多层而形成，在底部发射型的情况下，由这样的有源元件矩阵电路的存在会引起射出光的衰减，但由于本发明的有机电致发光显示装置是顶部发射型，所以能够不受这样的有源元件矩阵电路的存在的影响而射出光。特别是，由于本发明的有机电致发光元件是具有多个发光单元的元件，所以顶部发射型的情况与底部发射型相比，所发出的光通过的膜数很少即可，因此就能够提高为了控制由光的干涉引起的射出光的减衰或射出光的视野角的减衰的设计自由度。

根据本发明，能够将从元件取出光的效率的光谱变为半值宽度大且平坦的光谱。因此，能够降低由视野角引起的色调的变化和亮度的变化，得到对视野角依存性小的发光显示。

而且，在发光层是白色发光层的情况下，能够从白色的宽波长区域全体，取出大体相等的光。因此，能够得到良好色度的白色发光。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施例的有机EL元件的模式截面图。

图2是为了说明本发明中第一干涉和第二干涉的模式截面图。

图3是表示视野角θ的模式图。

图4是表示由视野角所引起的取出效率的光谱变化的图。

图5是表示比较例1的有机EL元件的取出效率的模拟结果的图。

图6是表示比较例1的有机EL元件的视野角所引起的发光光谱变化的图。

图7是表示实施例1的有机EL元件的取出效率的模拟结果的图。

图8是表示实施例1的有机EL元件的视野角所引起的发光光谱变化的图。

图9是表示实施例1和比较例1的实际取出效率的图。

图10是表示本发明的另一个实施例的有机EL元件的模式截面图。

图11是表示实施例2的有机EL元件的取出效率的模拟结果的图。

图12是表示比较例2的有机EL元件的取出效率的模拟结果的图。

图13是表示实施例2和比较例2的有机EL元件的发光光谱变化的图。

图14是表示实施例2和比较例2的实际取出效率的图。

图15是表示使用根据本发明实施例的有机EL元件的底部发射型的有机EL显示装置的截面图。

图16是表示根据本发明实施例的有机EL显示装置的截面图。

具体实施方式

下面通过实施例更具体地说明本发明，但本发明并不限于以下的实施例。

(实施例1)

制作具有图1所示元件结构的有机EL元件.如图1所示，在玻璃基板37上形成由Ag所构成的反射层34(膜厚100nm)，在其上形成由ITO(铟锡氧化物)所构成的第一电极31(膜厚65nm)，在其上形成孔穴输送层35(膜厚120nm).

在孔穴输送层35上，形成绿色发光层33(膜厚40nm)，在其上形成电子输送层36(膜厚15nm)。在电子输送层36上，形成第二电极32。第二电极32由IZO(铟锡氧化物)(膜厚140nm)所形成。在第二电极32与电子输送层36之间，作为金属层形成Li层(膜厚0.3nm)和Au层(膜厚1.5nm)。所以，在电子输送层36上，形成Li层/Au层/IZO层。

绿色发光层使用TBADN作为主体材料，含有2重量％的C545T作为搀杂材料而形成。

TBADN是2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)-蒽，具有以下的结构。

C545T具有以下的结构。

孔穴输送层5由NPB所形成。NPB是N，N’-二(并四苯-1-基)-N，N’-二苯基联苯胺，具有以下的结构。

电子输送层6由BCP所形成。BCP是2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲绕啉，具有以下的结构。

(比较例1)

除了将上述实施例1中IZO的膜厚由140nm变为70nm之外，与上述实施例1同样，制作比较例1的有机EL元件。

[共振波长λ₁和λ₂的计算]

利用式(1)和(2)计算由实施例1和比较例1的第一干涉产生共振波长λ₁和由第二干涉产生的共振波长λ₂。计算结果示于表1。还有，由于折射率n和减衰系数k等光学常数都具有波长依存性，所以对于实施例1的λ₁和λ₂，使用表2所示的520nm的光学常数，而对于比较例1的λ₁，使用540nm的光学常数，对于比较例1的λ₂则使用640nm的光学常数分别进行计算。还有，520nm、540nm和640nm，分别是根据另外方法计算的大体的λ₁和λ₂的值所推定的波长。更正确的计算，可以由计算机的模拟而进行。

发光层的荧光峰的波长λ_f为500nm。

表1

	λ<sub>1</sub>	λ<sub>2</sub>
	λ<sub>1</sub>	λ<sub>2</sub>	实施例1	531nm	514nm
比较例1	528nm	621nm	实施例1	531nm	514nm

表2

	n(Ag)	k(Ag)	n(ITO)	n(有机层)	n(IZO)
	n(Ag)	k(Ag)	n(ITO)	n(有机层)	n(IZO)	520nm	0.0524	3.05	2.04	1.81	2.04
540nm	0.0542	3.23	2.03	1.81	2.03	520nm	0.0524	3.05	2.04	1.81	2.04
540nm	0.0542	3.23	2.03	1.81	2.03	640nm	0.066	4.11	1.97	1.78	1.97

比较例1中发光层的荧光峰的波长λ_f为500nm，λ₁为528nm，λ₂为621nm。由上述式(3)和(5)可知，λ₂在本发明的范围以外，可知比较例1的有机EL元件，在本发明的范围以外。

图5是表示比较例1的取出效率的模拟结果的图.如图5所明示，第一干涉和第二干涉都在绿色区域内显示出大的取出效率，该结果总的取出效率也在绿色的520nm附近成为具有极大值的半值宽度小的取出效率的光谱.如上所述，视野角增大时，该取出效率的光谱向短波长侧移动.该元件的0°、30°和60°的视野角的发光光谱示于图6.在比较例1中，如图6所示，由于取出效率的光谱的半值宽度小，所以视野角增大时，发光色发生大的变化.

实际取出效率是图6的光谱被元件内部的发光光谱所除而得到的值，该结果示于图9。还有，作为内部发光的光谱，使用了从没有反射层的Ag，其它结构相同的有机EL元件所得到的光谱。在没有反射层的情况下，认为干涉的效果小，几乎与内部发光相等。

如图6所示可知，比较例中实际的取出效率，与模拟几乎相等，是半值宽度小的效率。

实施例1中发光层的荧光峰的波长λ_f为500nm，λ₁为531nm，λ₂为514nm，在本发明的范围以内。图7是表示实施例的取出效率的模拟结果的图。由图7可知，在第一干涉中，绿色区域的取出效率大，在第二干涉中，蓝色和红色区域的取出效率大。该元件的总体的取出效率，受这两个干涉的影响，如图7所示，在宽波长的区域，得到高的取出效率。

图8是表示该元件中视野角0°、30°和60°的发光光谱的变化的图。由图8可知，几乎不发生由视野角引起的发光色的变化。实际取出效率是图8所示的视野角0°的光谱被内部发光所除而得到的值。

图9是表示实施例的实际取出效率。由图9可知，在宽的波长范围，取出效率大体一定。表3表示实施例1和比较例1的有机EL元件的视野角0°、30°和60°的色度和亮度变化(视野角0°时的亮度为100％时的亮度变化)的。

表3

由表3的结果可知，实施例1的有机EL元件中由视野角所引起的色度和亮度的变化，与比较例1相比，得到了降低。

(实施例2)

制作具有图10所示结构的有机EL元件。如图10所示，在玻璃基板37上形成由Ag所形成的反射层34(膜厚100nm)，在其上形成由ITO(铟锡氧化物)所形成第一电极31(膜厚65nm)，在其上形成孔穴输送层35(膜厚100nm)。

在孔穴输送层35上，按照顺序形成橙色发光层33c(膜厚15nm)和蓝色发光层33b(膜厚25nm).由蓝色发光层33b和橙色发光层33c构成白色发光层33，在该白色发光层33上形成电子输送层36(膜厚10nm).在电子输送层36上，形成第二电极32.第二电极32由IZO(铟锌氧化物)(膜厚30nm)所形成.在第二电极32与电子输送层36之间，形成Li层(膜厚0.3nm)和Au层(膜厚1.5nm)作为金属层.所以，在电子输送层36上，形成Li层/Au层/IZO层.

在本实施例中，由于白色发光层33由蓝色发光层33b和橙色发光层33c所构成，所以蓝色发光层33b和橙色发光层33c的界面成为发光位置33a。

橙色发光层33c使用NPB作为主体材料，含有3重量％的DBzR作为搀杂材料而形成。

DBzR是5，12-二{4-(6-甲基苯并噻唑-2-基)苯基}-6，11-二苯基并四苯，具有以下的结构。

蓝色发光层33b使用TBADN作为主体材料，含有2重量％的TBP作为搀杂材料而形成。

TBP是2，5，8，11-四叔丁基二萘嵌苯(2，5，8，11-tetra-tert-butylperylene)，具有以下的结构。

孔穴输送层35由NPB所形成。

电子输送层36由BCP所形成。

(比较例2)

上述实施例2中除了将孔穴输送层35的厚度设为45nm，橙色发光层33c的厚度设为30nm，蓝色发光层的厚度设为40nm之外，与上述实施例2同样，制作了比较例2的有机EL元件。

[共振波长λ₁和λ₂的计算]

利用式(1)和(2)计算由实施例2和比较例2的第一干涉的共振波长λ₁和第二干涉的共振波长λ₂。计算结果示于表4。还有，由于折射率n和减衰系数k等光学常数都具有波长的依存性，所以对于实施例2的λ₁和λ₂，使用表5所示的525nm的光学常数，而对于比较例2的λ₁，使用440nm的光学常数，对于比较例2的λ₂，使用480nm的光学常数，进行计算。还有，525nm、440nm和480nm，分别是根据其他方法计算的大体的λ₁和λ₂的值所推定的波长。更正确的计算，可以由计算机的模拟而进行。

表4

	λ<sub>1</sub>	λ<sub>2</sub>
	λ<sub>1</sub>	λ<sub>2</sub>	实施例2	522nm	516nm
比较例2	440nm	478nm	实施例2	522nm	516nm

表5

	n(Ag)	k(Ag)	n(ITO)	n(有机层)	n(IZO)
	n(Ag)	k(Ag)	n(ITO)	n(有机层)	n(IZO)	525nm	0.0528	3.09	2.04	1.82	2.04
480nm	0.0522	2.51	2.06	1.84	2.06	525nm	0.0528	3.09	2.04	1.82	2.04
480nm	0.0522	2.51	2.06	1.84	2.06	440nm	0.0559	2.32	2.09	1.89	2.09

实施例2，对于欲取出的白色发光的波长区域的中心波长λ520nm，λ₁为522nm，λ₂为516nm，在本发明的范围以内。

图11是表示实施例2的可见光区域内取出效率的模拟结果的图。如图11所示，第一干涉中，在520nm附近的绿色区域的取出效率大，而在第二干涉中，蓝色和红色的取出效率大。该元件总的取出效率受到这两个干涉的影响，其结果是在宽的可见光范围内得到大体相等的取出效率。所以，如图13所示，从实施例2的元件得到白色发光，色度为(0.32，0.42)。图13所示的光谱被元件内部的发光光谱所除而得到的是实际的取出效率。图14是表示实施例2的实际取出效率。还有，作为内部发光的光谱，使用从没有反射层的Ag，其它结构相同的元件所得到的光谱。在没有反射层的情况下，认为干涉的效果小，几乎与内部发光相等。如图14所示，与图11的模拟同样，实际的实验中也得到了宽范围的取出效率。

比较例2，相对于欲取出的白色发光的波长区域的中心波长λ520nm，λ₁为440nm，λ₂为478nm。由式(4)和(5)可知，λ₁和λ₂在本发明的范围以外，比较例2的有机EL元件，在本发明的范围以外。

图12是表示比较例2的取出效率的模拟结果的图。由图12可知，总的取出效率在短波长区域增大。所以，如图13所示，从该比较例2的元件得到了蓝色成分强的发光，未得到良好色度的白色发光。还有，色度为(0.18，0.28)。

图14是表示从比较例2元件的实验得到的取出效率。由图14可知，在比较例2中，与图12所示的模拟结果同样，成为短波长区域的取出效率高的光谱。

由以上可知，根据本发明，能够得到良好色度的白色发光。

图15是表示设置有根据本发明实施例的有机EL元件的有机EL显示装置的截面图.在该有机EL显示装置中，使用TFT作为有源元件，驱动各像素的发光.还有，也可以使用二极管等作为有源元件.而且，在该有机EL元件中，设置有滤色器.该有机EL显示装置，是向箭头所示的基板1的下方射出光进行显示的底部射出型显示装置.

参照图15，在由玻璃等透明基板所构成的基板1上，设置有第一绝缘层2。第一绝缘层2，例如由SiO₂和SiN_x等所形成。在第一绝缘层2上形成由多晶硅层所构成的沟道(channel)区域20。在沟道区域20上，形成漏电极21和源电极23，而且，在漏电极21与源电极23之间，隔着第二绝缘层3设置有门电极22。在门电极22上设置有第三绝缘层4。第二绝缘层3例如由SiN_x和SiO₂所形成。第三绝缘层4例如由SiO₂和SiN_x所形成。

在第三绝缘层4上，形成第四绝缘层5。第四绝缘层5例如由SiN_X所形成。在第四绝缘层5上的像素区域的部分，设置有滤色器层7。在滤色器层7的上面，设置有第一平坦膜6。在漏电极21上方的第一平坦膜6上，形成通孔部，由第一平坦膜6上形成的ITO(铟锡氧化物)所构成的孔注入电极8被导入通孔部内。在像素区域的孔注入电极(阳极)8上，形成孔注入层10。在像素区域以外的部分，形成第二平坦膜9。

在孔注入层10上，设置有根据本发明的单色发光的发光元件层11。在发光元件层11上设置有电子输送层12，在电子输送层12上设置有电子注入电极(阴极)13。

以上，在本实施例的有机EL元件中，在像素区域上，叠层孔注入电极(阳极)8、孔注入层10、具有本发明的结构的发光元件层11、电子输送层12、以及电子注入电极(阴极)13，构成有机EL元件。

从发光元件层11发出规定色的光。该发光通过基板1向外部射出。在发光侧设置有滤色器层7。在发光元件层11是单色发光的情况下，作为滤色器层7，通过设置与来自发光元件层11的发色光同系统的色调的滤色器层7，能够由滤色器层7对发光色补正，由于滤色器层7的着色没有视野角的依存性，所以通过设置滤色器层7，能够进一步降低由视野角所引起的色调变化。在发光元件层11是白色光的情况下，作为滤色器层7，设置R(红)、G(绿)、或B(蓝)等滤色器。

图16是表示根据本发明实施例的有机EL显示装置的截面图。本实施例的有机EL显示装置是向箭头所示的基板1的上方射出光而显示的顶部发射型有机EL显示装置。

从基板1到阳极8的部分，与图15所示的实施例大体同样地制作。但是，滤色器层7不是设置在第四绝缘层5上，而是配置于有机EL元件的上方。具体地，在由玻璃等所构成的透明密封基板10上安装滤色器层7，在其上涂敷保护层15，由透明粘接剂层14将其贴附于阳极8上而安装。而且，在本实施例中，阳极和阴极的位置与图15所示的实施例相反。

作为阳极8，可以形成透明电极，例如可以通过叠层厚度为100nm左右的ITO和厚度为20nm左右的银而形成。作为阴极13，可以形成反射电极，例如形成厚度为100nm左右的铝、铬、或银的薄膜。保护层15可以由丙烯酸树脂等形成1μm左右的厚度。滤色器层7可以是颜料类型，也可以是染料类型。其厚度约为1μm左右。

从发光元件层11所发出的规定色的光，通过密封基板16向外部射出.在射出侧设置有滤色器层7，如上所述，能够进一步降低由视野角所引起的色调变化.由于本实施例的有机EL显示装置是顶部发射型，所以设置有薄膜晶体管的区域也能够作为像素区域而使用，能够在比图15所示的实施例更宽的范围内设置有滤色器层7.发光元件层11是由本发明的有机EL元件所形成，是发光效率高的发光元件层，根据本发明，由于能够将更大区域作为像素区域而使用，所以能够充分利用发光效率高的发光元件层的优点.而且，具有多个发光单元的发光元件层的形成，也可以不考虑有源元件矩阵的影响而进行，所以能够提高设计的自由度.

在上述实施例中，使用玻璃板作为密封基板，但本发明中的密封基板并不限于玻璃板，例如也可以使用SiO₂等氧化膜和SiN_x等氮化膜等膜状物作为密封基板。在这种情况下，由于在元件上直接形成密封基板，所以没有必要设置透明粘接剂层。

Claims

1.一种有机电致发光元件，该元件在第一电极与第二电极之间设置有发光层，在所述第一电极侧设置有用于对从所述发光层所发出的光进行反射、并从所述第二电极侧射出的反射层，所述反射层的表面中的所述发光层侧的表面对从所述发光层所发出的光进行反射，该有机电致发光元件的特征在于：

将从所述发光层的发光位置到所述反射层的所述发光层侧的表面的光学距离设为L₁，将从所述第二电极侧的元件端部的反射界面到所述反射层的所述发光层侧的表面的光学距离设为L₂，将欲取出的射出光的波长区域的中心波长设为λ时，则使L₁为波长λ的光由干涉而相互增强的光学距离，使L₂为波长λ的光由干涉而相互减弱的光学距离，

在所述发光层的主体材料是电子输送性时，所述发光位置为所述发光层和与该发光层邻接的孔穴输送层的界面，

在所述发光层的主体材料是孔穴输送性时，所述发光位置为所述发光层和与该发光层邻接的电子输送层的界面，

在所述发光层具有电子输送性和孔穴输送性的双重特性时，所述发光位置为所述发光层的厚度方向的中心位置。

2.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于：

所述发光层为单色的发光层。

3.如权利要求2所述的有机电致发光元件，其特征在于：

L₁和L₂满足以下的式(1)～(5)，

λ_f-30＜λ＜λ_f+80 ...(3)

λ-15＜λ₁＜λ+15 ...(4)

λ-15＜λ₂＜λ+15 ...(5)

λ的单位为nm

m和n：自然数

L₁：从发光位置到反射层的发光层侧的表面的光学距离

L₂：从元件端部的反射界面到反射层的发光层侧的表面的光学距离

λ_f：发光层的荧光峰波长

光由反射层的发光层侧的表面反射时的相位变化

光由元件端部的反射界面反射时的相位变化。

4.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于：

所述发光层为白色的发光层。

5.如权利要求4所述的有机电致发光元件，其特征在于：

L₁和L₂满足以下的式(1)～(5)，

515nm＜λ＜575nm ...(3)

λ-15＜λ₁＜λ+15 ...(4)

λ-15＜λ₂＜λ+15 ...(5)

λ的单位为nm

m和n：自然数

L₁：从发光位置到反射层的发光层侧的表面的光学距离

λ₁：欲取出的白色发光的波长区域的中心波长

光由反射层的发光层侧的表面反射时的相位变化

光由元件端部的反射界面反射时的相位变化。

6.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于：

在所述发光层与所述第二电极之间设置有厚度为5nm以下的金属层。

7.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于：

所述元件端部的反射界面的外侧是空气层、树脂层或玻璃层。

8.一种有机电致发光显示装置，其特征在于：

该显示装置具有：具有阳极和阴极夹持的元件结构的有机电致发光元件；设置有用于将对应于每一个显示像素的显示信号供给到所述有机电致发光元件的有源元件的有源矩阵驱动基板；以及与该有源矩阵驱动基板相对向设置的透明密封基板，该显示装置是将所述有机电致发光元件配置在所述有源矩阵驱动基板与所述密封基板之间，将所述阴极和所述阳极之中设置在所述密封基板侧的电极作为透明电极的顶部发射型有机电致发光元件显示装置，

所述有机电致发光元件是权利要求1～7中任一项所述的有机电致发光元件。

9.如权利要求8所述的有机电致发光显示装置，其特征在于：

在所述有机电致发光元件与所述密封基板之间配置有滤色器。