JP4493216B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 - Google Patents

Description

技術分野
この発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」とも称する。）に関する。さらに詳しくは、民生用および工業用の表示機器（ディスプレイ）、あるいはプリンターヘッドの光源等に用いて好適な有機ＥＬ素子に関する。
背景技術
従来の有機ＥＬ素子の一例が、特開平７−７８６８９号公報に開示されている。この開示された有機ＥＬ素子は、高い発光輝度を得ることを目的とし、第２０図に示すように、干渉ピーク（Ａ２）の波長と、有機発光層で発生した光の発光ピーク（Ｂ２）の波長とを一致させることを特徴としている。すなわち、有機発光層で発生した光が積層された各層を通過するためにいわゆる干渉効果が生じるが、この干渉効果に起因した干渉ピーク波長と、発光層で発生した光の発光ピーク波長とを一致させるものである。
しかしながら、干渉効果による干渉ピーク波長と、発生した光の発光ピーク波長とを一致させると、逆に色純度（ＣＩＥ色度座標）の値が低下する傾向が見られた。例えば、発光ピーク波長が４００〜４９０ｎｍの青色発光の場合、視感度の高い緑色成分を一部含んでいるため、干渉ピーク波長と、発光ピーク波長とを一致させると、緑色成分の光強度も強めることになり、その結果、色純度（ＣＩＥ色度座標）の値が低下する現象が見られた。
また、特開平７−２４０２７７号公報にも、第３５図に示すように、高屈折性透明電極と、有機発光層の合計光学膜厚を中心波長の値を強めるように設定した有機ＥＬ素子が開示されている。
しかしながら、この有機ＥＬ素子においても、中心波長の値を強める際に、中心波長付近の強度の値も同時に強めることになり、色純度が低下する場合が見られた。
もちろん、これらの有機ＥＬ素子において、有機発光層の厚さが極めて均一であって、厚さのばらつきがなければ、ＣＩＥ色度座標の値を均一化することができるが、歩留りが著しく低下するため現実的な解決方法ではなかった。
そこで、本発明の発明者らは上記問題を鋭意検討したところ、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定されるＣＩＥ色度座標値は、透明電極と有機層との合計光路長の値に対応して極大値および極小値を有して周期的に変化するため、かかる極大値および極小値を考慮して有機層の厚さを決定し、むしろ干渉ピーク波長と発光ピーク波長とを一定範囲ずらすことにより、ＣＩＥ色度座標の変化が小さくなることを見出した。
すなわち、本発明は、透明電極と有機層との合計光路長に所定分布が生じたとしても、色純度（ＣＩＥ色度座標）の変化が小さい有機ＥＬ素子およびそのような有機ＥＬ素子が効率的に得られる製造方法を提供することを目的とする。
発明の開示
［１］ 本発明の一つの態様は、少なくとも一方が透明電極である電極間に挟持された有機層を含む有機ＥＬ素子であり、透明電極と有機層との合計光路長をｔ（ｎｍ）とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長をＭｉｎ（ｎｍ）とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す光路長をＭａｘ（ｎｍ）としたときに、合計光路長（ｔ）が以下の大小関係（ａ）および（ｂ）、あるいはいずれか一方の大小関係を満足することを特徴としている。
Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜ｔ＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍ（ａ）
Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ＜Ｍａｘ＋２０ｎｍ（ｂ）
このように構成することにより、有機層における所定の膜厚分布が生じたとしても、色純度（ＣＩＥ色度座標）の変化が小さい極大値または極小値を示す光路長付近の値を採用しているため、優れた色純度を得ることができる。
なお、上述した透明電極と有機層との合計光路長（ｔ）、ＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す光路長ＭａｘおよびＭｉｎの単位（ｎｍ）の記載を便宜上省略する場合がある。
［２］ また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するにあたり、透明電極と有機層との合計光路長（ｔ）を、ＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長（Ｍｉｎ）、あるいはＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す光路長（Ｍａｘ）と一致させることが好ましい。
このように構成することにより、有機層における所定の膜厚分布が生じたとしても、色純度（ＣＩＥ色度座標）の変化が小さい極大値または極小値を示す光路長を採用しているため、優れた色純度を得ることができる。
［３］ また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するにあたり、有機層の発光ピーク波長（Ｓ１）を４００〜４９０ｎｍの範囲内の値とするとともに、透明電極と有機層との合計光路長（ｔ１）をＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長（Ｍｉｎ）と一致させることが好ましい。
このように構成することにより、青色の色調（純度）により優れた有機ＥＬ素子とすることができる。
すなわち、青色発光の場合、色調の変化については、ＣＩＥｘ色度座標よりも、よりＣＩＥｙ色度座標の影響を受けるためである。また、合計光路長（ｔ１）を極小値と一致させるのは、青色発光の場合、極小値と一致させたほうが色調の変化がより小さくなるためである。
［４］ また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するにあたり、有機層の発光ピーク波長（Ｓ２）を５８０〜７００ｎｍの範囲内の値とするとともに、透明電極と有機層との合計光路長（ｔ２）をＣＩＥｘ色度座標の極大値を示す光路長（Ｍａｘ）または極小値を示す光路長（Ｍｉｎ）と一致させることが好ましい。
このように構成することにより、赤色の純度により優れた有機ＥＬ素子とすることができる。
すなわち、赤色発光の場合、色調の変化については、ＣＩＥｙ色度座標よりも、ＣＩＥｘ色度座標の影響を受けるためである。また、合計光路長（ｔ２）を極大値または極小値と一致させるのは、赤色発光の場合、いずれの場合も色調の変化が小さくなるためである。
［５］ また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するにあたり、有機層の発光ピーク波長（Ｓ３）を５００〜５７０ｎｍの範囲内の値とするとともに、透明電極と有機層との合計光路長（ｔ３）をＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す光路長（Ｍａｘ）と一致させることが好ましい。
このように構成することにより、緑色の色調（純度）により優れた有機ＥＬ素子とすることができる。すなわち、緑色発光の場合、色調の変化については、ＣＩＥｘ色度座標よりも、よりＣＩＥｙ色度座標の影響を受けるためである。また、合計光路長（ｔ３）を極大値と一致させるのは、緑色発光の場合、極大値と一致させたほうが色調の変化がより小さくなるためである。
［６］ また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するにあたり、透明電極と有機層との合計光路長（ｔ）の面内分布を±２０ｎｍの範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、透明電極や、有機層に膜厚分布による色純度（ＣＩＥ色度座標）の変化を緩和して、より小さくすることができる。
なお、面内分布が±２０ｎｍの範囲内の値であるとは、エリプソメーターによって測定される面内の光路長の最大値と、最小値との差が、４０ｎｍ以内であることを意味している。
［７］ また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するにあたり、透明電極と有機層との合計光路長（ｔ）の値を調整するための光路長補正層を含むことが好ましい。
このように構成することにより、透明電極と有機層との合計光路長の調整がより容易となり、有機層における所定の膜厚分布が生じたとしても、色純度（ＣＩＥ色度座標）の変化をより小さくすることができる。
［８］ また、本発明の有機ＥＬ素子の別の態様は、少なくとも一方が透明電極である電極間に、発光ピーク波長が４００〜４９０ｎｍである青色発光有機層と、発光ピーク波長が５００〜５７０ｎｍである緑色発光有機層と、発光ピーク波長が５８０〜７００ｎｍである赤色発光有機層とを挟持してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、
透明電極と青色発光有機層との合計光路長をｔ１とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長をＭｉｎとしたときに、Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜ｔ１＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍの大小関係を満足するか、
透明電極と緑色発光有機層との合計光路長をｔ３とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す光路長をＭａｘとしたときに、Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ３＜Ｍａｘ＋２０ｎｍの大小関係を満足するか、
あるいは、透明電極と赤色発光有機層との合計光路長をｔ２とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｘ色度座標の極大値を示す光路長をＭａｘとしたときに、Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ２＜Ｍａｘ＋２０ｎｍの大小関係を満足すること、
を特徴としている。
このように構成することにより、有機層における所定の膜厚分布が生じたとしても、三原色（赤、青、緑）の色純度（ＣＩＥ色度座標）のいずれかの変化を小さくすることができる。
よって、有機ＥＬ素子における有機層を大面積化したような場合であっても、優れた色調を有するカラー表示可能となる。
［９］ また、本発明の有機ＥＬ素子の別の態様は、少なくとも一方が透明電極である電極間に、発光ピーク波長が４００〜４９０ｎｍである青色発光有機層と、発光ピーク波長が５００〜５７０ｎｍである緑色発光有機層と、発光ピーク波長が５８０〜７００ｎｍである赤色発光有機層とを挟持してなる有機ＥＬ素子であり、
透明電極と青色発光有機層との合計光路長をｔ１とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長をＭｉｎとしたときに、Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜ｔ１＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍの大小関係を満足し、
透明電極と緑色発光有機層との合計光路長をｔ３とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す光路長をＭａｘとしたときに、Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ３＜Ｍａｘ＋２０ｎｍの大小大小関係を満足し、かつ、
透明電極と赤色発光有機層との合計光路長をｔ２とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｘ色度座標の極大値を示す光路長をＭａｘとしたときに、Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ２＜Ｍａｘ＋２０ｎｍの大小関係を満足すること、
を特徴としている。
このように構成することにより、有機層における所定の膜厚分布が生じたとしても、三原色（赤、青、緑）の色純度（ＣＩＥ色度座標）の変化をそれぞれ小さくすることができる。
よって、有機ＥＬ素子における有機層を大面積化したような場合であっても、優れた色調を有するカラー表示可能となる。
［１０］ また、本発明の有機ＥＬ素子を構成するにあたり、発光面側（ＥＬ発光の取り出し側）に、色変換媒体が設けてあることが好ましい。
このように構成することにより、一種類の有機層を用いた場合であっても、色変換媒体を適宜組み合わせることにより、フルカラー表示をすることができる。
したがって、フルカラー表示をする場合であっても、有機ＥＬ素子の構成が簡略化されたり、製造が容易となる。
［１１］ また、本発明のさらに別の態様は、少なくとも一方が透明電極である電極間に挟持された有機層を含む有機ＥＬ素子の製造方法であり、
透明電極と有機層との合計光路長をｔ（ｎｍ）とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長をＭｉｎ（ｎｍ）とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す光路長をＭａｘ（ｎｍ）としたときに、合計光路長（ｔ）が、以下の大小関係（ａ）および（ｂ）、あるいはいずれか一方の大小関係を満足するように透明電極および有機層を形成することを特徴としている。
Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜ｔ＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍ （ａ）
Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ＜Ｍａｘ＋２０ｎｍ （ｂ）
このように実施することにより、有機層における所定の膜厚分布が生じたとしても、色純度（ＣＩＥ色度座標）の変化が小さい有機ＥＬ素子を効率的に提供することができる。
［１２］ また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法を実施するにあたり、有機層を、予め形成された透明電極上に形成して、合計光路長（ｔ）を調整することが好ましい。
このように実施することにより、所定の透明電極、例えば市販の透明電極をそのまま使用するとともに、有機層の厚さや、屈折率を適宜変更することによって合計光路長（ｔ）を調整することができる。
［１３］ また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法を実施するにあたり、透明電極と有機層との合計光路長（ｔ）の値を調整するための光路長補正層を形成する工程を含むことが好ましい。
このように実施することにより、透明電極と有機層との合計光路長の調整がより容易となり、有機層における所定の膜厚分布が生じたとしても、色純度（ＣＩＥ色度座標）の変化を小さい有機ＥＬ素子をより効率的に提供することができる。
発明を実施するための最良の実施形態
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、参照する図面は、この発明が理解できる程度に各構成成分の大きさ、形状および配置関係を概略的に示してあるに過ぎない。したがって、この発明は図示例にのみ限定されるものではない。また、図面では、断面を表すハッチングを省略する場合がある。
［第１の実施形態］
第１の実施形態における有機ＥＬ素子１００は、第１図に示すように、ガラス基板２２上に、透明電極層（陽極層）１０と、発光ピーク波長（Ｓ１）が４００〜４９０ｎｍの青色発光有機層１２と、陰極層１６とを順次に積層して構成してある。そして、第１の実施形態の有機ＥＬ素子１００では、透明電極１０と青色発光有機層１２との合計光路長をｔ１とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長をＭｉｎとしたときに、Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜ｔ１＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍの大小関係を満足している。
なお、青色発光有機層１２以外に、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層、あるいはそれ以外の有機層を設けた場合には、これらの層の光路長を青色発光有機層に含めて考えれば良い。
以下、第２図〜第７図を参照しながら、透明電極１０および青色発光有機層１２の合計光路長（以下、単に光路長と称する場合がある。）と、ＣＩＥ色度座標の極小値との関係を説明する。また、第１図に示す有機ＥＬ素子１００の構成要素について具体的に説明する。
（１）透明電極および青色発光有機層の合計光路長とＣＩＥｙ色度座標の極値との関係
第２図は、透明電極および青色発光有機層の合計光路長（ｔ１）と、ＥＬ発光のＣＩＥｘ色度座標値との関係を示す図である。横軸に合計光路長（ｔ１）の値（ｎｍ）を採って示してあり、縦軸にＣＩＥｘ色度座標値を採って示してある。
また、第３図は、透明電極および青色発光有機層の合計光路長（ｔ１）と、ＥＬ発光のＣＩＥｙ色度座標値との関係を示す図である。横軸に合計光路長（ｔ１）の値（ｎｍ）を採って示してあり、縦軸にＣＩＥｙ色度座標値を採って示してある。
なお、参考のため、青色発光有機層からの発光についてのＣＩＥ色度座標（計算値）を第４図に、その拡大図を第５図に示す。それぞれ横軸がＣＩＥｘ色度座標の値を示しており、縦軸がＣＩＥｙ色度座標の値を示している。一般に青色発光の場合、ＣＩＥｘ色度座標の値は、０．１１〜０．１７程度であり、ＣＩＥｙ色度座標の値は、０．０７〜０．２９程度である。
これらの第２図および第３図から理解されるように、ＣＩＥｘ色度座標値およびＣＩＥｙ色度座標値は、それぞれ透明電極および青色発光有機層の合計光路長が変化するにつれて周期的に変化している。
そして、ＣＩＥｘ色度座標値については、以下の合計光路長に極小値（Ｍｉｎ）および極大値（Ｍａｘ）を有している。
極小値（Ｍｉｎ）：２００ｎｍ、４７０ｎｍ、７５０ｎｍ、９７０ｎｍ程度
極大値（Ｍａｘ）：９０ｎｍ、３４０ｎｍ、６００ｎｍ、８４０ｎｍ程度
また、ＣＩＥｙ色度座標値については、以下の合計光路長に極小値（Ｍｉｎ）および極大値（Ｍａｘ）を有している。
極小値（Ｍｉｎ）：１９０ｎｍ、４３０ｎｍ、６７０ｎｍ、９３０ｎｍ程度
極大値（Ｍａｘ）：９０ｎｍ、３４０ｎｍ、５６０ｎｍ、８１０ｎｍ程度
さらに、ＣＩＥｘ色度座標およびＣＩＥｙ色度座標の値のばらつきが、それぞれ小さいほど、青色発光における色変化が小さいことになる。ただし、青色発光の場合、人間の目による認識上、ＣＩＥｘ色度座標のばらつきよりも、ＣＩＥｙ色度座標値のばらつきのほうが、青色変化が大きく（強く）認識されるという特性がある。
したがって、青色発光有機層の合計光路長に一定のばらつきがあったとしても、ＣＩＥｙ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）または極大値（Ｍａｘ）と関係づけることにより、より色調に影響するＣＩＥｙ色度座標値の変化を小さくすることができる。
例えば、合計光路長に±２０ｎｍのばらつきがあり、第５図に記号Ｂ１で示すように、合計光路長をＣＩＥｙ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）または極大値（Ｍａｘ）と関係のない４６８ｎｍとすると、ＣＩＥｙ色度座標値は、０．２２８０〜０．２３８４の範囲内で変化し、その最大値と最小値との差（ｂ１）は０．０１０４となる。
それに対して、合計光路長に±２０ｎｍのばらつきがあったとしても、第５図に記号Ｂ２で示すように、合計光路長（ｔ１）をＣＩＥｙ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）と関係づけて４３０ｎｍとすると、ＣＩＥｙ色度座標値は、０．２２１９〜０．２２２８の範囲内で変化し、その最大値と最小値との差（ｂ２）は０．０００９となる。すなわち、関係付けない場合と比較して、９％以下の低い値（０．１０４×９／１００％、以下同様に算出する。）となっている。
同様に、第５図に記号Ｂ３で示すように、合計光路長（ｔ１）をＣＩＥｙ色度座標値の極大値（Ｍａｘ）と関係づけて５６０ｎｍとすると、ＣＩＥｙ色度座標値は、０．２８３４〜０．２８４８の範囲内で変化し、その最大値と最小値との差（ｂ３）は０．００１４となる。すなわち、関係付けない場合と比較して、１４％以下の低い値となっている。
なお、このように透明電極および青色発光有機層の合計光路長をＣＩＥ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）または極大値（Ｍａｘ）と関係づけるように調整する方法は特に制限されるものでなく、透明電極の屈折率、透明電極の厚さ、青色発光有機層の屈折率、および青色発光有機層の厚さを適宜変更したり、あるいは、第４および第５の実施形態のように光路長補正層を設けることも好ましい。
また、第６図は、第１の実施形態における青色発光をしている場合の干渉ピークおよび発光スペクトルの関係を示す図である。第６図中、干渉ピークを記号Ａ１、発光スペクトルを記号Ｂ１でそれぞれ示してある。また、この例では、透明電極および青色発光有機層の合計光路長（ｎｍ）を、ＣＩＥｙ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）と関係付ける４３０ｎｍとしてある。ただし、干渉ピーク位置が明確になるように、便宜上、干渉因子については、規格化して示してあり、極大を１００，極小を０としてある。一方、発光強度については、規格化せず、実際の発光強度を示してある。
第６図から、明かなように、第１の実施形態では、干渉ピーク（波長４３１ｎｍ）（Ａ１）と、発光スペクトルのピーク（波長４６８ｎｍ）（Ｂ１）とが、波長において約３７ｎｍずれていることがわかる。
それに対して、第７図は、従来の有機ＥＬ素子において青色発光させる際の干渉ピークおよび発光スペクトルと、波長との関係を示す図である。第７図中、同様に干渉ピークを記号Ａ２、発光スペクトルを記号Ｂ２でそれぞれ示してある。また、この従来例では、干渉ピーク（Ａ２）と、発光スペクトルのピーク（Ｂ２）とを一致させるために、第５図に記号Ｂ１で示すように、透明電極および青色発光有機層の合計光路長（ｎｍ）を４６８ｎｍとしてある。ただし、この合計光路長の場合、ＣＩＥｙ色度座標値については、極大値（Ｍａｘ）や極小値（Ｍｉｎ）とはならない。
よって、第２図および第３図に示す関係を考慮すれば、透明電極および青色発光有機層の合計光路長に一定のばらつきがあり、干渉ピーク（Ａ１）と、発光ピーク（Ｂ１）とがずれていたとしても、かかる合計光路長を極大値（Ｍａｘ）や極小値（Ｍｉｎ）に関係付けることにより、より好ましくは、ＣＩＥｙ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）と関係づけることにより、第１の実施形態の有機ＥＬ素子では、ＣＩＥ色度座標値の変化が小さくなり、結果として、視覚される青色変化を少なくすることができる。
一方、従来の有機ＥＬ素子では、干渉ピーク（Ａ２）と、発光ピーク（Ｂ２）とが一致していたとしても、透明電極および青色発光有機層の合計光路長が極大値（Ｍａｘ）や極小値（Ｍｉｎ）と関係付けられていないために、かかる合計光路長のばらつきに起因したＣＩＥ色度座標値の変化が大きくなり、その結果、視覚される青色変化が大きくなる。
なお、第１の実施形態の有機ＥＬ素子において、青色発光有機層の干渉ピーク（Ａ１）と、発光ピーク（Ｂ１）とがずれることにより、ＥＬ発光強度の値が若干低下するものの、干渉ピーク（Ａ２）と、発光ピーク（Ｂ２）とが一致した従来の有機ＥＬ素子の場合と比較して、７％程度の低下であり、実用上、全く問題とならない。
その他、第３２図および第３３図に示すように、青色発光有機層の厚さを２，０００ｎｍ以上の値、より好ましくは３，０００ｎｍ以上の値、さらに好ましくは５，０００ｎｍ以上の値とすることにより、透明電極および青色発光有機層の合計光路長のばらつきに起因したＣＩＥ色度座標値の変化が小さくなることが確認されている。したがって、青色発光有機層の厚さを厚くすることが可能な用途であれば、ＣＩＥｙ色度座標値の極大値（Ｍａｘ）や極小値（Ｍｉｎ）を示す合計光路長とするばかりか、青色発光有機層の厚さを上述した値とすることにより、より色調に優れ、しかも青色変化が小さい青色発光を認識することができる。
逆に言えば、青色発光有機層の厚さが２，０００ｎｍ以下の場合には、上述したように、ＣＩＥｙ色度座標値の極大値（Ｍａｘ）や極小値（Ｍｉｎ）を示す合計光路長に調整することは、色調に優れ、しかも青色変化が小さい青色発光を認識する上で、極めて有効な手段であると言える。
（２）有機層
有機層は、少なくとも有機発光層を含んで構成されているが、任意に正孔注入層、正孔輸送層、正孔障壁層、電子注入層、電子輸送層、電子障壁層等を含むことも好ましい。以下、代表的な有機層の構成層について説明する。
（有機発光層）
第１の実施形態では、青色有機発光材料を有機層（有機発光層）に含んでいる。このような青色有機発光材料としては特に制限されるものではないが、例えば、以下の３つの機能を併せ持つことが好ましい。
（ａ）電荷の注入機能：電界印加時に陽極、あるいは正孔注入層から正孔を注入することができる一方、陰極層、あるいは電子注入層から電子を注入することができる機能。
（ｂ）輸送機能：注入された正孔および電子を電界の力で移動させる機能。
（ｃ）発光機能：電子と正孔の再結合の場を提供し、これらを発光につなげる機能。
したがって、このような機能を有する有機発光材料として、スチリル基を有する芳香族環化合物が挙げられる。すなわち、スチリル基を有する芳香族環化合物を使用することにより、優れた発光特性や耐久性を得ることができる点で好ましい。
また、発光層の材料として使用可能な有機化合物としては、特に限定はないが、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系等の蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化合物、スチリルベンゼン系化合物等を挙げることができる。
具体的に好ましい化合物名を示せば、特開昭５９−１９４３９３号公報に開示されているものを挙げることができる。その代表例としては、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）−１，３，４−チアジアゾール、４，４´−ビス（５，７−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）スチルベン、４，４´−ビス［５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル］スチルベン、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、２，５−ビス［５−α，α−ジメチルベンジル−２−ベンゾオキサゾリル］チオフェン、２，５−ビス［５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル］−３，４ジオフェニルチオフェン、２，５−ビス（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、４，４´−ビス（２−ベンゾオキサゾリル）ビフェニル、５−メチル−２−［２−［４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾオキサゾール、２−［２−（４−クロロフェニル）ビニル］ナフト［１，２−ｄ］オキサゾール等のベンゾオキサゾール系、２−２´−（ｐ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系、２−［２−［４−（２−ベンゾイミダゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾイミダゾール、２−［２−（４−カルボキシフェニル）ビニル］ベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール系等の蛍光増白剤を挙げることができる。さらに、他の有用な化合物は、ケミストリー・オブ・シンセティック・ダイズ１９７１，６２８〜６３７頁および６４０頁に列挙されている。
また、上述したキレート化オキシノイド化合物としては、例えば特開昭６３−２９５６９５号公報に開示されているものを用いることができる。その代表例としては、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）マグネシウム、ビス（ベンゾ［ｆ］−８−キノリノール）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノール）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、８−キノリノールリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノール）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノール）カルシウム、ポリ［亜鉛（ＩＩ）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリノリル）メタン］等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体やジリチウムエピントリジオン等を挙げることができる。
また、上述したスチリルベンゼン系化合物としては、例えば欧州特許第０３１９８８１号明細書や欧州特許第０３７３５８２号明細書に開示されているものを用いることができる。その代表例としては、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベンゼン、１，４−ビス（２−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）−２−メチルベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）−２−エチルベンゼン等を挙げることができる。
また、特開平２−２５２７９３号公報に開示されているジスチリルピラジン誘導体も発光層の材料として用いることができる。その代表例としては、２，５−ビス（４−メチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス（４−エチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス［２−（１−ナフチル）ビニル］ピラジン、２，５−ビス（４−メトキシスチリル）ピラジン、２，５−ビス［２（４−ビフェニル）ビニル］ピラジン、２，５−ビス［２−（１−ピレニル）ビニル］ピラジン等を挙げることができる。その他のものとして、例えば欧州特許第０３８７７１５号明細書に開示されているポリフェニル系化合物も発光層の材料として用いることもできる。
さらに、上述した蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化合物、およびスチリルベンゼン系化合物等以外に、例えば１２−フタロペリノン（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，第２７巻，Ｌ７１３（１９８８年））、１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン（以上Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，第５６巻，Ｌ７９９（１９９０年））、ナフタルイミド誘導体（特開平２−３０５８８６号公報）、ペリレン誘導体（特開平２−１８９８９０号公報）、オキサジアゾール誘導体（特開平２−２１６７９１号公報、または第３８回応用物理学関係連合講演会で浜田らによって開示されたオキサジアゾール誘導体）、アルダジン誘導体（特開平２−２２０３９３号公報）、ピラジリン誘導体、（特開平２−２２０３９４号公報）シクロペンタジエン誘導体（特開平２−２８９６７５号公報）、ピロロピロール誘導体（特開平２−２９６８９１号公報）、スチリルアミン誘導体（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，第５６巻，Ｌ７９９（１９９０年））、クマリン系化合物（特開平２−１９１６９４号公報）、国際公開公報ＷＯ９０／１３１４８やＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ ５８，１８，Ｐ１９８２（１９９１）に記載されているような高分子化合物等も、発光層の材料として用いることができる。
本発明では、特に発光層の材料として、芳香族ジメチリディン系化合物（欧州特許第０３８８７６８号明細書や特開平３−２３１９７０号公報に開示のもの）を用いることが好ましい。具体例としては、１，４−フェニレンジメチリディン、４，４−フェニレンジメチリディン、２，５−キシレンジメチリディン、２，６−ナフチレンジメチリディン、１，４−ビフェニレンジメチリディン、１，４−ｐ−テレフェニレンジメチリディン、９，１０−アントラセンジイルジルメチリディン、４，４´−ビス（２，２−ジ−ｔ−ブチルフェニルビニル）ビフェニル、４，４´−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル等、およびそれらの誘導体を挙げることができる。
また、第１の実施形態に使用する青色有機発光材料に限られる内容ではなく、後述する第２の実施形態における緑色有機発光材料や、第３の実施形態における赤色有機発光材料にも該当するが、有機発光層に、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系等の蛍光増白剤や、スチリルベンゼン系化合物、８−キノリノール誘導体を配位子とする金属錯体を併用することも好ましい。
さらにまた、ジスチリルアリーレン骨格の有機発光材料、例えば４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル等をホストとし、当該ホストに青色から赤色までの強い蛍光物質、例えばクマリン系、あるいはホストと同様の蛍光物質をドープしたものを併用することも好適である。
また、このようにして構成される有機発光層の厚さは、光路長等を考慮して適宜選択することができるが、通常５ｎｍ〜５μｍの範囲内の値であることが好ましい。
この理由は、有機発光層の膜厚が５ｎｍ未満となると、発光輝度や耐久性が低下する場合があり、一方、有機発光層の膜厚が５μｍを超えると、印加電圧の値が高くなる場合があるためである。
したがって、有機発光層の膜厚を１０ｎｍ〜３μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、２０ｎｍ〜１μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、有機発光層は、上述した材料からなる一種または二種以上の組み合わせからなる一層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる複層構造であってもよい。
（正孔注入層）
また、必要に応じて設けられる正孔注入層の材料としては、従来より光伝導材料の正孔注入材料として慣用されているものや有機ＥＬ素子の正孔注入層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。正孔注入層の材料は、正孔の注入、電子の障壁性のいづれかを有するものであり、有機物、あるいは無機物のどちらでもよい。
好ましい具体例としては、例えばトリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、特開昭５４−５３４３５号公報、同５４−１１０５３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，１８０，７０３号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報，同５５−５２０６３公報，同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５５−８５４９５号公報、同５７−１１３５０号公報，同５７−１４８７４９号公報，特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同６１−２２８４５１号公報，同６１−１４６４２号、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４４５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）、特開平１−２１１３９９号公報に開示されている誘電性高分子オリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等を挙げることができる。
正孔注入層の材料としては上記のものを使用することができるが、ポリフィリン化合物（特開昭６３−２９５６９５号公報等に開示のもの）、芳香族第三級アミン化合物およびスチリルアミン化合物（米国特許弟４，１２７，４１２号明細書、特開昭５３−２７０３３号公報、同５４−５８４４５号公報、同５４−１４９６３４号公報、同５４−６４２９９号公報、同５５−７９４５０号公報、同５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同６１−２９５５５８号公報、同６１−９８３５３号公報、同６３−２９５６９５号公報等参照）、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることがより好ましい。
このようなポルフィリン化合物の代表例としては、ポルフィン、１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン銅（ＩＩ）、１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン亜鉛（ＩＩ）、５，１０，１５，２０−テトラキス（ペンタフルオロフェニル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン、シリコンフタロシアニンオキシド、アルミニウムフタロシアニンクロリド、フタロシアニン（無金属）、ジリチウムフタロシアニン、銅テトラメチルフタロシアニン、銅フタロシアニン、クロムフタロシアニン、亜鉛フタロシアニン、鉛フタロシアニン、チタニウムフタロシアニンオキシド、Ｍｇフタロシアニン、銅オクタメチルフタロシアニン等を挙げることができる。
また、好ましい芳香族第三級アミン化合物およびスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´−テトラフェニル−４，４´−ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ´−ジフェニル−Ｎ，Ｎ´−ビス−（３−メチルフェニル）−［１，１´−ビフェニル］−４，４´−ジアミン、２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´−テトラ−ｐ−トリル−４，４´−ジアミノフェニル、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン、ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン、Ｎ，Ｎ´−ジフェニル−Ｎ，Ｎ´−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４´−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´−テトラフェニル−４，４´−ジアミノフェニルエーテル、４，４´−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４´−［４（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン、４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン、３−メトキシ−４´−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン、Ｎ−フェニルカルバゾール等を挙げることができる。また、発光層の材料として示した前述の芳香族ジメチリディン系化合物も、正孔注入層の材料として使用することができる。
正孔注入層としての厚さは特に制限されないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲内の値であることが好ましい。この正孔注入層についても、上述した材料からなる一種または二種以上の組み合わせからなる一層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる複層構造であってもよい。
（電子注入層）
また、必要に応じて設けられる電子注入層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
電子注入層の構成材料の具体例としては、ニトロ置換フルオレノン誘導体、特開昭５７−１４９２５９号公報、同５８−５５４５０号公報、同６３−１０４０６１号公報等に開示されているアントラキノジメタン誘導体、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ，Ｊａｐａｎ Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．３（１９８８）ｐ．６８１等に記載されているジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，２７，Ｌ ２６９（１９８８）、特開昭６０−６９６５７号公報、同６１−１４３７６４号公報、同６１−１４８１５９号公報等に開示されているフルオレニリアンメタン誘導体、特開昭６１−２２５１５１号公報、同６１−２３３７５０号公報等に開示されているアントラキノジメタン誘導体およびアントロン誘導体、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５５，１５，１４８９や前述の第３８回応用物理学関係連合講演会で浜田らによって開示されたオキサジアゾール誘導体、特開昭５９−１９４３９３号公報に開示されている一連の電子伝達性化合物等が挙げあられる。なお、特開昭５９−１９４３９３号公報では前記伝達性化合物を発光層の材料として開示しているが、本発明者の検討によれば、電子注入層の材料としても用いることができることが明らかとなった。
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、具体的には、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム等や、これらの金属錯体の中心金属がＩｎ，Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＧａまたはＰｂに置き代わった金属錯体等も電子注入層の材料として用いることができる。その他に、メタルフリー、あるいはメタルフタロシアニンまたはそれらの末端がアルキル基、スルホン基等で置換されているものも望ましい。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子注入層の材料として用いることができる。
また、電子注入層としての厚さは特に制限されないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲内の値であることが好ましい。この電子注入層についても、上述した材料からなる一種または二種以上の組み合わせからなる一層構造であってもよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる複層構造であってもよい。
また、電子注入層の膜厚についても特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、例えば、５ｎｍ〜５μｍの範囲内の値であることが好ましい。この理由は、電子注入層の膜厚が５ｎｍ未満となると、発光輝度や耐久性が低下する場合があり、一方、電子注入層の膜厚が５μｍを超えると、印加電圧の値が高くなる場合があるためである。したがって、電子注入層の膜厚を１０ｎｍ〜３μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、２０ｎｍ〜１μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
（３）電極
（陽極層）
陽極層としては、正孔注入性が良好なように、仕事関数の大きい（例えば、４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気電導性化合物またはこれらの混合物を使用することが好ましい。具体的には、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）、ＣｕＩ（よう化銅）、ＳｎＯ_２（酸化錫）、酸化亜鉛、金、白金、パラジウム等の１種を単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
また、陽極層の厚さも特に制限されるものではないが、１０〜１，０００ｎｍの範囲内の値とするのが好ましく、１０〜２００ｎｍの範囲内の値とするのがより好ましい。
（陰極層）
一方、陰極層には、電子注入性が良好なように、仕事関数の小さい（例えば、４．０ｅＶ未満）金属、合金、電気電導性化合物またはこれらの混合物を使用することが好ましい。具体的には、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、リチウム、ナトリウム、銀等の１種を単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
また陰極層の厚さも特に制限されるものではないが、１０〜１，０００ｎｍの範囲内の値とするのが好ましく、１０〜２００ｎｍの範囲内の値とするのがより好ましい。
なお、光を外部に取り出すため、陽極または陰極の少なくとも一方を透明にすることが必要である。
（４）支持基板
次に、有機ＥＬ素子における支持基板について説明する。かかる支持基板は、機械的強度に優れ、水分や酸素の透過性が少ないものであれば、この種の有機ＥＬ素子に常用されているものをそのまま用いることができる。具体的には、例えば、ガラスやセラミックス等を挙げることができる。
（５）構成例
第１の実施形態の有機ＥＬ素子は、下記構成例▲１▼としたが、他の構成要素、例えば正孔注入層や電子注入層と組み合わせて、以下に示す構成例▲１▼〜▲４▼とすることも好ましい。なお、構成▲１▼〜▲４▼において、基板を陽極層の下に設けるのではなく、陰極層の下に設けてもよい。
▲１▼基板／陽極層／有機発光層／陰極層
▲２▼基板／陽極層／正孔注入層／有機発光層／陰極層
▲３▼基板／陽極層／有機発光層／電子注入層／陰極層
▲４▼基板／陽極層／正孔注入層／有機発光層／電子注入層／陰極層
なお、第１の実施形態の有機ＥＬ素子において、発光面側に色変換層を設け、フルカラー表示を図ることも好ましい。
例えば、緑色変換層を発光面側に設けた場合の、緑色変換層（ＧＣＣＭ（Ｇｒｅｅｎ Ｃｏｌｏｒ Ｃｈａｎｇｉｎｇ Ｍｅｄｉｕｍ）と称する場合がある。）を含む合計光路長と、ＣＩＥｘ色度座標との関係を第２８図に示し、緑色変換層を含む合計光路長と、ＣＩＥｙ色度座標との関係を第２９図に示す。
また、赤色変換層を発光面側に設けた場合の、赤色変換層（ＲＣＣＭ（Ｒｅｄ Ｃｏｌｏｒ Ｃｈａｎｇｉｎｇ Ｍｅｄｉｕｍ）と称する場合がある。）を含む合計光路長と、ＣＩＥｘ色度座標との関係を第３０図に示し、赤色変換層を含む合計光路長と、ＣＩＥｙ色度座標との関係を第３１図に示す。
［第２の実施形態］
第２の実施形態における有機ＥＬ素子は、基本的に第１図に示す第１の実施形態と同様の構成であるが、有機発光層として、発光ピーク波長（Ｓ３）が５００〜５７０ｎｍの緑色発光有機層を用いている点で異なっている。そして、第２の実施形態の有機ＥＬ素子は、透明電極と緑色発光有機層との合計光路長をｔ３とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す光路長をＭａｘとしたときに、Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ３＜Ｍａｘ＋２０ｎｍの大小関係を満足している。
以下、緑色発光有機層について中心に説明するものとし、その他の構成要素についての説明は、適宜省略するものとする。
第８図は、透明電極および緑色発光有機層の合計光路長（ｔ３）と、ＥＬ発光のＣＩＥｘ色度座標値との関係を示す図である。横軸に合計光路長（ｔ３）の値（ｎｍ）を採って示してあり、縦軸にＣＩＥｘ色度座標値を採って示してある。
また、第９図は、透明電極および緑色発光有機層の合計光路長（ｔ３）と、ＥＬ発光のＣＩＥｙ色度座標値との関係を示す図である。横軸に合計光路長（ｔ３）の値（ｎｍ）を採って示してあり、縦軸にＣＩＥｙ色度座標値を採って示してある。
なお、参考のため、緑色発光有機層からの発光についてのＣＩＥ色度座標（計算値）を第１０図に、その拡大図を第１１図に示す。それぞれ横軸がＣＩＥｘ色度座標の値を示しており、縦軸がＣＩＥｙ色度座標の値を示している。一般に緑色発光の場合、ＣＩＥｘ色度座標の値は、０．１５〜０．３３程度であり、ＣＩＥｙ色度座標の値は、０．６０〜０．７５程度である。
これらの第８図および第９図から理解されるように、ＣＩＥｘ色度座標値およびＣＩＥｙ色度座標値は、それぞれ透明電極および緑色発光有機層の合計光路長が変化するにつれて周期的に変化している。
そして、ＣＩＥｘ色度座標値については、以下の合計光路長に極小値（Ｍｉｎ）および極大値（Ｍａｘ）を有している。
極小値（Ｍｉｎ）：２００ｎｍ、４７０ｎｍ、７４５ｎｍ程度
極大値（Ｍａｘ）：１００ｎｍ、３６０ｎｍ、６３０ｎｍ、９１０ｎｍ程度
また、ＣＩＥｙ色度座標値については、以下の合計光路長に極小値（Ｍｉｎ）および極大値（Ｍａｘ）を有している。
極小値（Ｍｉｎ）：１００ｎｍ、３６０ｎｍ、６４０ｎｍ，９１０ｎｍ程度
極大値（Ｍａｘ）：２２０ｎｍ、５００ｎｍ、７７０ｎｍ程度
さらに、ＣＩＥｘ色度座標およびＣＩＥｙ色度座標の値のばらつきが、それぞれ小さいほど、緑色発光における色変化が小さいことになる。ただし、緑色発光の場合、人間の目による認識上、ＣＩＥｘ色度座標のばらつきよりも、ＣＩＥｙ色度座標値のばらつきのほうが、緑色変化が大きく認識されるという特性がある。
したがって、透明電極および緑色発光有機層の合計光路長に一定のばらつきがあったとしても、かかる合計光路長をＣＩＥｙ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）または極大値（Ｍａｘ）と関係づけることにより、より色調に影響するＣＩＥｙ色度座標値の変化を小さくすることができる。
例えば、透明電極および緑色発光有機層の合計光路長に±２０ｎｍのばらつきがあり、第１１図に記号Ｇ１で示すように、かかる合計光路長をＣＩＥｙ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）または極大値（Ｍａｘ）と関係のない５１７ｎｍとすると、ＣＩＥｙ色度座標値は、０．６４８２〜０．６５０２の範囲内で変化し、その最大値と最小値との差は０．００２０となる。
それに対して、透明電極および緑色発光有機層の合計光路長に±２０ｎｍのばらつきがあったとしても、第１１図に記号Ｇ２で示すように、かかる合計光路長（ｔ３）をＣＩＥｙ色度座標値の極大値（Ｍａｘ）と関係づけて４９７ｎｍとすると、ＣＩＥｙ色度座標値は、０．６５０２〜０．６５０５の範囲内で変化し、その最大値と最小値との差は０．０００２となる。すなわち、極大値（Ｍａｘ）と関係付けない場合と比較して、１０％以下の低い値となっている。
同様に、透明電極および緑色発光有機層の合計光路長に±２０ｎｍのばらつきがあったとしても、第１１図に記号Ｇ３で示すように、かかる合計光路長（ｔ３）をＣＩＥｙ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）と関係づけて６４５ｎｍとすると、ＣＩＥｙ色度座標値は、０．６２３９〜０．６２４３の範囲内で変化し、その最大値と最小値との差は０．０００４となる。すなわち、極小値（Ｍｉｎ）と関係付けない場合と比較して、２０％以下の低い値となっている。
また、第１２図は、第２の実施形態における緑色発光の場合の干渉ピークおよび発光スペクトルの関係を示す図である。第１２図中、干渉ピークを記号Ａ１、発光スペクトルを記号Ｂ１でそれぞれ示してある。また、この例では、透明電極および緑色発光有機層の合計光路長（ｎｍ）を、ＣＩＥｙ色度座標値の極大値（Ｍａｘ）と関係付ける４９７ｎｍとしてある。ただし、干渉ピーク位置が明確になるように、便宜上、干渉因子は規格化して示してあり、極大を１００，極小を０にとしてある。一方、発光強度については、規格化せず、実際の発光強度を示してある。
第１２図から、明かなように、第２の実施形態では、干渉ピーク（波長５００ｎｍ）（Ａ１）と、発光スペクトルのピーク（波長５２０ｎｍ）（Ｂ１）とが、波長において約２０ｎｍずれていることがわかる。
それに対して、第１３図は、従来の有機ＥＬ素子における緑色発光の場合の干渉ピークおよび発光スペクトルと、波長との関係を示す図である。第１３図中、同様に干渉ピークを記号Ａ２、発光スペクトルを記号Ｂ２でそれぞれ示してある。また、この従来例では、干渉ピーク（Ａ２）と、発光スペクトルのピーク（Ｂ２）とを一致させるために、第１１図に記号Ｇ１で示すように、透明電極および緑色発光有機層の合計光路長（ｎｍ）を５１７ｎｍとしてある。ただし、この合計光路長の場合、ＣＩＥｙ色度座標値については、極大値（Ｍａｘ）や極小値（Ｍｉｎ）とはならない。
よって、第８図および第９図に示す関係を考慮すれば、透明電極および緑色発光有機層の合計光路長に一定のばらつきがあり、干渉ピーク（Ａ１）と、発光ピーク（Ｂ１）とがずれていたとしても、かかる合計光路長を極大値（Ｍａｘ）や極小値（Ｍｉｎ）に関係付けることにより、より好ましくは、ＣＩＥｙ色度座標値の極大値（Ｍａｘ）と関係づけることにより、第２の実施形態の有機ＥＬ素子では、ＣＩＥｙ色度座標値の変化が小さくなり、すなわち色変化を少なくすることができる。
一方、従来の有機ＥＬ素子では、干渉ピーク（Ａ２）と、発光ピーク（Ｂ２）とが一致していたとしても、透明電極および緑色発光有機層の合計光路長が極大値（Ｍａｘ）や極小値（Ｍｉｎ）と関係付けられていないために、合計光路長のばらつきに起因したＣＩＥｙ色度座標値の変化が大きくなり、その結果、視覚される緑色変化が大きくなる。
なお、第２の実施形態の有機ＥＬ素子において、緑色発光有機層の干渉ピーク（Ａ１）と、発光ピーク（Ｂ１）とがずれることにより、ＥＬ発光強度の値が若干低下するが、干渉ピーク（Ａ２）と、発光ピーク（Ｂ２）とが一致した従来の有機ＥＬ素子の場合と比較して、２％程度の低下であり、実用上、全く問題とならない。
［第３の実施形態］
第３の実施形態における有機ＥＬ素子１１６は、第１４図に示すように、透明電極層（陽極層）１０と、陰極層１２と間に、発光ピーク波長が４００〜４９０ｎｍである青色発光有機層３０と、発光ピーク波長が５００〜５７０ｎｍである緑色発光有機層３２と、発光ピーク波長が５８０〜７００ｎｍである赤色発光有機層３４とを挟持してガラス基板２２上に構成してある。
そして、第３の実施形態における有機ＥＬ素子１１６は、透明電極層１０と青色発光有機層３０との合計光路長をｔ１とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す合計光路長をＭｉｎとしたときに、Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜ｔ１＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍの大小関係を満足している。
また、透明電極層１０と緑色発光有機層３２との合計光路長をｔ３とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す合計光路長をＭａｘとしたときに、Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ３＜Ｍａｘ＋２０ｎｍの大小関係を満足している。
さらに、透明電極層１０と赤色発光有機層３４との合計光路長をｔ２とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｘ色度座標の極大値を示す合計光路長をＭａｘとしたときに、Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ２＜Ｍａｘ＋２０ｎｍの大小関係を満足している。
したがって、第３の実施形態では、有機層として発光ピーク波長が４００〜４９０ｎｍである青色発光有機層３０のみならず、発光ピーク波長が５００〜５７０ｎｍである緑色発光有機層３２および、発光ピーク波長が５８０〜７００ｎｍである赤色発光有機層３４を電極間に挟持してある以外は、第１の実施形態の有機ＥＬ素子と同様の構成である。
また、発光ピーク波長が５００〜５７０ｎｍである緑色発光有機層を電極間に挟持して構成した有機ＥＬ素子については、第２の実施形態で説明したとおりである。
よって、以下の第３の実施形態の説明では、発光ピーク波長が５８０〜７００ｎｍである赤色発光有機層３４について中心に説明するものとし、その他の構成要素についての説明は、適宜省略するものとする。
第１５図は、透明電極および赤色発光有機層の合計光路長（ｔ２）と、ＥＬ発光のＣＩＥｘ色度座標値との関係を示す図である。横軸に合計光路長（ｔ２）の値（ｎｍ）を採って示してあり、縦軸にＣＩＥｘ色度座標値を採って示してある。
また、第１６図は、透明電極および赤色発光有機層の合計光路長（ｔ２）と、ＥＬ発光のＣＩＥｙ色度座標値との関係を示す図である。横軸に合計光路長（ｔ２）の値（ｎｍ）を採って示してあり、縦軸にＣＩＥｙ色度座標値を採って示してある。
なお、参考のため、赤色発光有機層からの発光についてのＣＩＥ色度座標（計算値）を第１７図に、その拡大図を第１８図に示す。それぞれ横軸がＣＩＥｘ色度座標の値を示しており、縦軸がＣＩＥｙ色度座標の値を示している。一般に赤色発光の場合、ＣＩＥｘ色度座標の値は、０．６０〜０．７０程度であり、ＣＩＥｙ色度座標の値は、０．３０〜０．３８程度である。
これらの第１５図および第１６図から理解されるように、ＣＩＥｘ色度座標値およびＣＩＥｙ色度座標値は、それぞれ透明電極および緑色発光有機層の合計光路長が変化するにつれて周期的に変化している。
そして、ＣＩＥｘ色度座標値については、以下の合計光路長に極小値（Ｍｉｎ）および極大値（Ｍａｘ）を有している。
極小値（Ｍｉｎ）：２３０ｎｍ、５３０ｎｍ、８２０ｎｍ程度
極大値（Ｍａｘ）：１００ｎｍ、３９０ｎｍ、６８０ｎｍ、９８０ｎｍ程度
また、ＣＩＥｙ色度座標値については、以下の合計光路長に極小値（Ｍｉｎ）および極大値（Ｍａｘ）を有している。
極小値（Ｍｉｎ）：１００ｎｍ、３９０ｎｍ、６９０ｎｍ，９８０ｎｍ程度
極大値（Ｍａｘ）：２３０ｎｍ、５２０ｎｍ、８２０ｎｍ程度
さらに、ＣＩＥｘ色度座標およびＣＩＥｙ色度座標の値のばらつきが、それぞれ小さいほど、赤色発光における色変化が小さいことになる。ただし、赤色発光の場合、人間の目による認識上、ＣＩＥｙ色度座標のばらつきよりも、ＣＩＥｘ色度座標値のばらつきのほうが、赤色変化が大きく認識されるという特性がある。
したがって、透明電極および赤色発光有機層の合計光路長に一定のばらつきがあったとしても、ＣＩＥｘ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）または極大値（Ｍａｘ）と関係づけることにより、より色調に影響するＣＩＥｘ色度座標値の変化を小さくすることができる。
例えば、透明電極および赤色発光有機層の合計光路長に±２０ｎｍのばらつきがあり、第１８図に記号Ｒ１で示すように、かかる合計光路長（ｔ２）をＣＩＥｘ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）または極大値（Ｍａｘ）と関係のない５９６ｎｍとすると、ＣＩＥｘ色度座標値は、０．６２３１〜０．６２４７の範囲内で変化し、その最大値と最小値との差は０．００１６となる。
それに対して、透明電極および赤色発光有機層の合計光路長（ｔ２）に±２０ｎｍのばらつきがあったとしても、第１８図に記号Ｒ２で示すように、かかる合計光路長（１２）をＣＩＥｘ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）と関係づけて５２３ｎｍとすると、ＣＩＥｘ色度座標値は、０．６２０２〜０．６２０３の範囲内で変化し、その最大値と最小値との差は０．０００１となる。すなわち、極小値（Ｍｉｎ）と関係付けない場合と比較して、７％以下の低い値となっている。
同様に、第１８図に記号Ｒ３で示すように、透明電極および赤色発光有機層の合計光路長（ｔ２）をＣＩＥｙ色度座標値の極大値（Ｍａｘ）と関係づけて６８８ｎｍとすると、ＣＩＥｘ色度座標値は、０．６２９５〜０．６２９６の範囲内で変化し、その最大値と最小値との差は０．０００１となる。すなわち、極大値（Ｍａｘ）と関係付けない場合と比較して、７％以下の低い値となっている。
また、第１９図は、第３の実施形態における赤色発光をしている場合の干渉ピークおよび発光スペクトルの関係を示す図である。第１９図中、干渉ピークを記号Ａ１、発光スペクトルを記号Ｂ１でそれぞれ示してある。また、この例では、透明電極および赤色発光有機層の合計光路長（ｎｍ）を、ＣＩＥｘ色度座標値の極大値（Ｍａｘ）と関係付ける６８０ｎｍとしてある。ただし、干渉ピーク位置が明確になるように、便宜上、干渉因子は規格化して示してあり、極大を１００，極小を０に規格化してある。一方、発光強度については、規格化せず、実際の発光強度を示してある。
第１９図から、明かなように、第３の実施形態における赤色発光有機層では、干渉ピーク（波長５００ｎｍ）（Ａ１）と、発光スペクトルのピーク（波長５２０ｎｍ）（Ｂ１）とが、波長において約９７ｎｍずれていることがわかる。
それに対して、第２０図は、従来の有機ＥＬ素子における赤色発光の場合の干渉ピークおよび発光スペクトルと、波長との関係を示す図である。第２０図中、同様に干渉ピークを記号Ａ２、発光スペクトルを記号Ｂ２でそれぞれ示してある。また、この従来例では、干渉ピーク（Ａ２）と、発光スペクトルのピーク（Ｂ２）とを一致させるために、第１８図に記号Ｒ１で示すように、透明電極および赤色発光有機層の合計光路長（ｎｍ）を極大値（Ｍａｘ）や極小値（Ｍｉｎ）と関係が無い５９６ｎｍとしてある。
よって、第１５図および第１６図に示す関係を考慮すれば、透明電極および赤色発光有機層の合計光路長に一定のばらつきがあり、干渉ピーク（Ａ１）と、発光ピーク（Ｂ１）とがずれていたとしても、かかる合計光路長を極大値（Ｍａｘ）や極小値（Ｍｉｎ）と関係付けることにより、より好ましくは、ＣＩＥｘ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）または極大値（Ｍａｘ）と関係付けることにより、第３の実施形態の有機ＥＬ素子の赤色発光有機層では、色変化を少なくすることができる。
一方、従来の有機ＥＬ素子では、干渉ピーク（Ａ２）と、発光ピーク（Ｂ２）とが一致していたとしても、透明電極および赤色発光有機層の合計光路長が極大値（Ｍａｘ）や極小値（Ｍｉｎ）と関係付けられていないために、かかる合計光路長のばらつきに起因したＣＩＥｘ色度座標値の変化が大きくなり、その結果、視覚される赤色変化が大きくなる。
なお、第３の実施形態の有機ＥＬ素子において、赤色発光有機層の干渉ピーク（Ａ１）と、発光ピーク（Ｂ１）とがずれることにより、ＥＬ発光強度の値が若干低下するが、干渉ピーク（Ａ２）と、発光ピーク（Ｂ２）とが一致した従来の有機ＥＬ素子の場合と比較して、２０％程度の低下であり、実用上、全く問題とならない。
［第４の実施形態］
第４の実施形態における有機ＥＬ素子１２０は、第２１図に示すように、ガラス基板２２上に、光路長補正層２０と、透明電極層（陽極層）１０と、発光ピーク波長（Ｓ１）が４００〜４９０ｎｍの青色発光有機層１２と、陰極層１６とを順次に積層して構成してある。そして、第４の実施形態の有機ＥＬ素子１２０は、透明電極１０と青色発光有機層１２と、光路長補正層２０との合計光路長をｔ４とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長をＭｉｎとしたときに、Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜ｔ４＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍの大小関係を満足している。
すなわち、第４の実施形態においては、透明電極層（陽極層）１０と、青色発光有機層１２との間に、光路長補正層２０を設けて、合計光路長を所定範囲内の値とした以外は、第１の実施形態の有機ＥＬ素子と同様の構成である。
したがって、光路長補正層２０について中心に説明するものとし、その他の構成要素についての説明は、適宜省略する。
なお、透明電極は陽極層に限るものではなく、陰極層が透明電極であってもよいし、あるいは陽極層と陰極層の両方とも透明電極であってもよい。ただし、陽極層と陰極層の両方とも透明電極の場合には、陽極層と陰極層の両方の光路長をさらに合計したものを合計光路長とする。
（１）光路長補正層による光路長補正方法
第２図〜第７図を参照しながら光路長補正層による光路長の補正方法について説明する。第７図は、既に説明したように、従来の有機ＥＬ素子における青色発光有機層からの干渉因子および発光スペクトルと、波長（ｎｍ）との関係を示す図である。第７図の例では、透明電極および青色発光有機層の合計光路長（ｔ３）を４６８ｎｍとしてあり、第２図および第３図から理解されるように、この合計光路長は、ＣＩＥｘ色度座標値やＣＩＥｙ色度座標値の極大値（Ｍａｘ）や極小値（Ｍｉｎ）と関係ない値である。
そこで、第２図および第３図から、ＣＩＥｘ色度座標値やＣＩＥｙ色度座標値の、例えば、極小値（Ｍｉｎ）と一致するような透明電極および青色発光有機層の合計光路長（ｔ１）を選択することになる。
なお、その際、第２図および第３図において、それぞれ３〜４つの極小値（Ｍｉｎ）を示しているため、いずれの極小値（Ｍｉｎ）を示すような合計光路長（ｔ１）を選択しても良い。ただし、極小値（Ｍｉｎ）付近のＣＩＥｘ色度座標値やＣＩＥｙ色度座標値の変化がより小さい極小値（Ｍｉｎ）を選択するのが好ましい。このような極小値（Ｍｉｎ）を選択することにより、合計光路長の変化に起因したＣＩＥｘ色度座標値やＣＩＥｙ色度座標値の変化をさらに小さくすることができる。
したがって、従来の有機ＥＬ素子における透明電極および青色発光有機層の合計光路長と、選択したＣＩＥｘ色度座標値やＣＩＥｙ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）に対応した透明電極および青色発光有機層の合計光路長（ｔ１）との差が、光路長補正層による光路長となる。
よって、かかる補正すべき光路長を付加できるように、光路長補正層の厚さおよび構成材料を選択すれば良い。この場合、ＣＩＥｙ色度座標値の極小値（Ｍｉｎ）の一つに対応した光路長である６７０ｎｍと一致させるために、光路長補正層を設ける前の透明電極および青色発光有機層の合計光路長（ｎｍ）である４６８ｎｍを６７０ｎｍから控除し、２０２ｎｍの光路長を有する光路長補正層を設けることになる。また、光路長補正層を用いることで、光学補正をするための電極間の有機物を厚くする事態を避けることができ、有機層を厚くした時の電圧上昇を避けることができるという点で優れている。
（２）構成材料
光路長補正層の構成材料は、特に制限されるものではなく、無機物や有機物を使用することができる。無機物としては、ガラス、石英、酸化錫、酸化インジウム、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化リチウムなどの酸化物、フッ化リチウム，フッ化カルシウム，フッ化マグネシウム等のフッ化物、金、銀、銅、アルミニウム、モリブテン等の金属も薄いときは透明であるので用いることができる。これらの一種単独、または二種以上の組み合わせが挙げられる。
また、有機物としては、有機ＥＬ材料、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等の一種単独、または二種以上の組み合わせが挙げられる。電極間に介在するときは電荷が通過することが必要であるが、電極間の外に置くときは完全な絶縁体であっても良い。
また、光路長は、膜厚および屈折率で定まることから、構成材料の屈折率を１．０〜３．０（温度２５℃、アッベ屈折率計による測定）の範囲内の値とするのが好ましい。この理由は、構成材料の屈折率が１．０未満となる物質は入手が困難なためであり、一方、構成材料の屈折率が３．０を超えると、使用可能な構成材料の選択幅が過度に制限される場合があるためである。
したがって、かかる構成材料の薄膜性と選択性とのバランスがより良好となることから、構成材料の屈折率を１．３〜２．５の範囲内の値とするのがより好ましく、１．７〜２．１の範囲内の値とするのがさらに好ましい。
（３）厚さ
光路長補正層の厚さについても、特に制限されるものではないが、例えば、１〜２，０００ｎｍの範囲内の値とするのが好ましい。この理由は、光路長補正層の厚さが１ｎｍ未満となると、均一な厚さに形成したり、あるいは得られる光路長補正効果が乏しくなる場合があるためである。一方、光路長補正層の厚さが２，０００ｎｍを超えると、光路長補正層の膜厚むらも無視できなくなるため、透明電極層と発光有機層との合計光路長の調整が逆に困難となる場合があるためである。
したがって、光路長補正層の厚さを２〜５００ｎｍの範囲内の値とするのがより好ましく、５〜１００ｎｍの範囲内の値とするのがさらに好ましい。
（４）形成方法
光路長補正層の形成方法は、特に制限されるものではないが、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、電子ビーム（ＥＢ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＬＢ（Ｌａｎｇｕｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スピンコート法、キャスト法とするのが好ましい。
（５）構成例
第４の実施形態の有機ＥＬ素子１２０は、第２１図に示すように光路長補正層２０を基板と透明電極層（陽極層）１０との間に設けた構成例▲１▼としたが、他の構成要素、例えば正孔注入層や電子注入層と組み合わせて、以下に示す構成例▲２▼〜▲７▼とすることも好ましい。特に基板と、陽極層との間に光路長補正層を設けた構成例▲１▼および▲５▼〜▲７▼は、従来実績がある有機ＥＬ素子の構成（陽極層／有機発光層／陰極層）を変えることがないことから好ましい。
なお、基板は陽極の下地に限られるものではなく、陰極の下地としても良い。さらに、構成例▲４▼のように光路長補正層を一層ばかりでなく、二層以上設けても良い。
▲１▼基板／光路長補正層／陽極層／有機発光層／陰極層
▲２▼基板／陽極層／光路長補正層／有機発光層／陰極層
▲３▼基板／陽極層／有機発光層／光路長補正層／陰極層
▲４▼基板／光路長補正層／陽極層／光路長補正層／有機発光層／陰極層
▲５▼基板／光路長補正層／陽極層／正孔注入層／有機発光層／陰極層
▲６▼基板／光路長補正層／陽極層／有機発光層／電子注入層／陰極層
▲７▼基板／光路長補正層／陽極層／正孔注入層／有機発光層／電子注入層／陰極層
［第５の実施形態］
第５の実施形態は、第４の実施形態における有機ＥＬ素子１２０の製造方法であり、透明電極と、有機層と、光路長補正層との合計光路長をｔ（ｎｍ）とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長をＭｉｎ（ｎｍ）とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す光路長をＭａｘ（ｎｍ）としたときに、合計光路長（ｔ）が、以下の大小関係（ａ）および（ｂ）、あるいはいずれか一方の大小関係を満足するように、透明電極、有機層、および光路長補正層を形成する工程を含んでいる。
Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜ｔ＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍ （ａ）
Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ＜Ｍａｘ＋２０ｎｍ （ｂ）
したがって、第５の実施形態の製造方法では、基板を用意する工程、光路長補正層を形成する工程、陽極層（透明電極）を形成する工程、有機発光層を形成する工程、および陰極層を形成する工程を順次に含むことが好ましい。
なお、陽極層（透明電極）の形成工程としては、予め所定材料からなる所定厚の透明電極が形成された基板を用意し、そのまま用いることも可能である。
ここで、第５の実施形態の特徴である光路長補正層の形成工程は、第４の実施形態において説明したように光路長補正層の厚さおよび構成材料を決定した後に実施すれば良い。その後、基板上に光路長補正層を形成するものである。その際の形成方法は、同様に第４の実施形態において説明したように、例えば真空蒸着法とすることが好ましい。次いで、第４の実施形態において参照した従来の有機ＥＬ素子を光路長補正層上に形成することになる。
このように光路長補正層付きの有機ＥＬ素子を製造すると、従来の有機ＥＬ素子の製造条件を基本的にそのまま採用することができる。
ただし、基板上に第１の光路長補正層を形成しておき、その上に陽極層を形成し、その後、第２の光路長補正層を形成しても良い。このように形成すると、光路長補正層の種類や厚さが異なる三原色（赤色、青色、緑色）の有機ＥＬ素子にも適確に対応することができる。
【実施例】
［実施例１］
（１）有機ＥＬ素子の製造準備
実施例１の有機ＥＬ素子は、第１図に示す構成を有しており、製造するにあたっては、まず、厚さ１．１ｍｍ、縦２００ｍｍ、横２００ｍｍの透明なガラス基板２２上に、陽極層１０として、厚さ１３０ｎｍのＩＴＯからなる透明電極膜を形成した。以下、このガラス基板２２と陽極層１０とを併せて基板３０とする。
次いで、この基板３０をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、さらに、Ｎ_２（窒素ガス）雰囲気中で乾燥させた後、ＵＶ（紫外線）およびオゾンを用いて１０分間洗浄した。
次いで、基板３０を、第３４図に示すように、真空蒸着装置２０１における真空槽２１０の基板ホルダ２１１に装着するとともに、有機発光層１２を構成する４，４´−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（以下ＤＰＶＢｉ）を蒸着源２１２Ａに、４，４´−ビス［２−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリル）フェニル）ビニル］ビフェニル（以下ＤＴＡＶＢｉ）を蒸着源２１２Ｂに、電子注入層１４を構成するトリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下Ａｌｑ）を蒸着源２１２Ｃに、電子注入層１４の一部を構成する還元性ドーパント（Ｌｉ）を蒸着源２１２Ｄに、陰極層１６を構成する金属（Ａｌ）を蒸着源２１２Ｅにそれぞれ充填した。
（２）有機ＥＬ素子の製造
次いで、第３４図に示す真空槽２１０内を、６×１０^−５Ｐａ以下の真空度になるまで減圧した後、基板３０の透明電極（ＩＴＯ膜）１０上に、ＤＰＶＢｉおよびＤＴＡＶＢｉからなる青色有機発光層１２、ＡｌｑとＬｉを同時蒸着して形成した電子注入層１４、およびアルミニウムからなる陰極層１６をこの順で順次積層して有機ＥＬ素子１００を得た。
このとき、透明電極と青色有機発光層（電子注入層を含む。）との合計光路長（ｔ１）を、ＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長（Ｍｉｎ）である４３０ｎｍになるように構成した。
透明電極（屈折率１．７）の膜厚： １３０ｎｍ
有機発光層（屈折率１．７）の膜厚：８０ｎｍ
電子注入層（屈折率１．７）の膜厚：４３ｎｍ
陰極層の膜厚： ２００ｎｍ
（３）有機ＥＬ素子の評価
得られた有機ＥＬ素子１００における陰極層１６をマイナス（−）電極、透明電極１０をプラス（＋）電極として、両電極間に７Ｖの直流電圧を印加した。このときの電流密度は、１．３ｍＡ／ｃｍ^２であり、輝度計を用いて測定した（以下、発光輝度については、同様の測定を実施した。）発光輝度の値は、３９ｃｄ／ｍ^２であった。また、発光色度について、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠したＣＩＥ色度座標の値は、ＣＩＥｘ＝０．１５０、ＣＩＥｙ＝０．２２３であり、優れた色調を有する青色発光が得られることを確認した。
さらに、この有機ＥＬ素子の半減寿命を測定したところ、１，０００時間以上の長寿命であることを確認した。なお、半減寿命とは、発光輝度が最大輝度の半値になるまでに要する時間をいう。例えば、実施例１では、発光輝度が最大輝度１００ｃｄ／ｍ^２からその半分の５０ｃｄ／ｍ^２になるまでに要する時間をいう。
［実施例２］
実施例２では、緑色有機発光層（膜厚１２０ｎｍ）としてＡｌｑおよびクマリン６を共蒸着したものを用い、合計光路長（ｔ３）を４９７ｎｍとし、ＣｌＥｙの極大を示す光路長（Ｍａｘ）である５００ｎｍに近似するようにしたこと以外は、実施例１に準じて有機ＥＬ素子を作成した。
そして、直流電圧７Ｖを印加して素子性能を評価したところ、電流密度は１．１ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は７０ｃｄ／ｍ^２であった。また、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠したＣＩＥ色度座標の値は、ＣＩＥｘ＝０．２５６、ＣＩＥｙ＝０．６５５であり、色調に優れた緑色発光が得られることを確認した。
［実施例３］
実施例３では、赤色有機層発光層（膜厚５７ｎｍ）としてＡｌｑと同時に４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（Ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピランを共蒸着して形成し、合計光路長（ｔ２）がＣＩＥｘの極大を示す光路長（Ｍａｘ）である３９０ｎｍに一致するようにしたこと以外は、実施例１に準じて有機ＥＬ素子を作成した。
次いで、得られた有機ＥＬ素子における電極間に、直流電圧７Ｖを印加して素子性能を評価したところ、電流密度は０．９８ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は２５ｃｄ／ｍ^２であった。
また、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠したＣＩＥ色度座標の値は、ＣＩＥｘ＝０．６５５、ＣＩＥｙ＝０．３５２であり、色調に優れた赤色発光が得られることを確認した。
［実施例４］
実施例４では、光路長補正層として酸化マグネシウム（膜厚２０ｎｍ）をガラス基板と透明電極の間に挿入し、有機発光層を５８ｎｍとしたこと以外は、実施例１に準じて、有機ＥＬ素子を作成した。この場合、合計光路長の値を４３０ｎｍとし、ＣＩＥｙの極小値を示す光路長（Ｍｉｎ）である４３０ｎｍに一致するようにした。
次いで、得られた有機ＥＬ素子における電極間に、直流電圧７Ｖを印加して素子性能を評価したところ、電流密度は１．１ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は３３ｃｄ／ｍ^２であった。
また、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠したＣＩＥ色度座標の値は、ＣＩＥｘ＝０．１５１、ＣＩＥｙ＝０．２２４であった。すなわち、光路長補正層を挿入することにより、光路長補正層を挿入していない比較例１と比べて、ＣＩＥｙの値が０．０１小さくなり、より色調の良い青色発光が得られることを確認した。
［実施例５］
実施例５では、光路長補正層として酸化マグネシウムからなる層（膜厚２０ｎｍ）を電子注入層と陰極との間に挿入し、有機発光層を５８ｎｍとしたこと以外は、実施例１に準じて、有機ＥＬ素子を作成した。この場合、合計光路長の値を４３０ｎｍとし、ＣＩＥｙの極小値を示す光路長（Ｍｉｎ）である４３０ｎｍに一致するようにした。
次いで、得られた有機ＥＬ素子における電極間に、直流電圧７Ｖを印加して素子性能を評価したところ、電流密度は０．９０ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は２６ｃｄ／ｍ^２であった。
また、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠したＣＩＥ色度座標の値は、ＣＩＥｘ＝０．１５１、ＣＩＥｙ＝０．２２４であった。すなわち、光路長補正層を挿入することにより、光路長補正層を挿入していない比較例１と比べて、ＣＩＥｙの値が０．０１小さくなり、より色調の良い青色発光が得られることを確認した。
［実施例６］
実施例６では、光路長補正層として銅フタロシアニン層（膜厚１９ｎｍ）を透明電極と有機発光層との間に挿入し、有機発光層を５８ｎｍとしたこと以外は、実施例１に準じて、有機ＥＬ素子を作成した。この場合、合計光路長の値を４３０ｎｍとし、ＣＩＥｙの極小値を示す光路長（Ｍｉｎ）である４３０ｎｍに一致するようにした。
次いで、得られた有機ＥＬ素子における電極間に、直流電圧７Ｖを印加して素子性能を評価したところ、電流密度は１．２ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は３８ｃｄ／ｍ^２であった。
また、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠したＣＩＥ色度座標の値は、ＣＩＥｘ＝０．１５１、ＣＩＥｙ＝０．２２５であった。すなわち、光路長補正層を挿入することにより、光路長補正層を挿入していない比較例１と比べて、ＣＩＥｙの値が０．０１小さくなり、より色調の良い青色発光が得られることを確認した。
［比較例１］
比較例１では、有機発光層の厚さを５８ｎｍとした以外は実施例１に準じて、有機ＥＬ素子を作成した。この場合、合計光路長の値は３９２ｎｍであり、ＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長Ｍｉｎ、および極大値を示す光路長Ｍａｘとの関係において、以下の大小関係をいずれも満足しないものであった。
Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜合計光路長＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍ
Ｍａｘ−２０ｎｍ＜合計光路長＜Ｍａｘ＋２０ｎｍ
そして、得られた有機ＥＬ素子における電極間に、直流電圧７Ｖを印加して素子性能を評価したところ、電流密度は１．５ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は３５ｃｄ／ｍ^２であった。
また、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥ色度座標の値は、ＣＩＥｘ＝０．１５８、ＣＩＥｙ＝０．２３５であり、実施例１と比較すると、ＣＩＥｙの値が緑色側に大きくずれた青緑色発光であることが確認された。
なお、第２６図に、比較例１における合計光路長と、ＣＩＥｙとの関係を、実施例１の場合と比較しながらそれぞれ示す。
［比較例２］
比較例２では、青色有機発光層の厚さを１０２ｎｍとした以外は実施例１に準じて、有機ＥＬ素子を作成した。この場合、合計光路長の値は干渉ピークと発光ピークが一致する４６８ｎｍであり、ＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長Ｍｉｎおよび極大値を示す光路長Ｍａｘとの関係において、以下の大小関係をいずれも満足しないものであった。
Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜合計光路長＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍ
Ｍａｘ−２０ｎｍ＜合計光路長＜Ｍａｘ＋２０ｎｍ
そして、得られた有機ＥＬ素子における電極間に、直流電圧７Ｖを印加して素子性能を評価したところ、電流密度は１．１ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は３５ｃｄ／ｍ^２であった。
また、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥ色度座標の値は、ＣＩＥｘ＝０．１４８、ＣＩＥｙ＝０．２３２であり、実施例１と比較すると、ＣＩＥｙの値が緑色側に大きくずれた青緑色発光であることが確認された。
なお、第２６図に、比較例２における合計光路長と、ＣＩＥｙとの関係を、実施例１の場合と比較しながらそれぞれ示す。
［比較例３］
比較例３では、緑色有機発光層の厚さを８１ｎｍとした以外は、実施例２に準じて、有機ＥＬ素子を作成した。この場合、合計光路長の値は４３０ｎｍであり、ＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長Ｍｉｎおよび極大値を示す光路長Ｍａｘとの関係において、以下の大小関係をいずれも満足しないものであった。
Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜合計光路長＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍ
Ｍａｘ−２０ｎｍ＜合計光路長＜Ｍａｘ＋２０ｎｍ
そして、得られた有機ＥＬ素子における電極間に、直流電圧７Ｖを印加して素子性能を評価したところ、電流密度は１．５ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は２７ｃｄ／ｍ^２であった。
また、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥ色度座標の値は、ＣＩＥｘ＝０．２８８、ＣＩＥｙ＝０．６４０であり、実施例２と比較するとＣＩＥｙの値がかなり小さく、黄色側にずれた黄緑色発光となることが確認された。
なお、第２４図に、比較例３における合計光路長と、ＣＩＥｙとの関係を、実施例２の場合と比較しながらそれぞれ示す。
［比較例４］
比較例４では、赤色有機発光層の厚さを９２ｎｍとした以外は、実施例３に準じて、有機ＥＬ素子を作成した。この場合、合計光路長の値は４５０ｎｍであり、ＣＩＥｘ色度座標またはＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長Ｍｉｎおよび極大値を示す光路長Ｍａｘとの関係において、以下の大小関係をいずれも満足しないものであった。
Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜合計光路長＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍ
Ｍａｘ−２０ｎｍ＜合計光路長＜Ｍａｘ＋２０ｎｍ
そして、得られた有機ＥＬ素子における電極間に、直流電圧７Ｖを印加して素子性能を評価したところ、電流密度は１．５ｍＡ／ｃｍ^２であり、発光輝度は２７ｃｄ／ｍ^２であった。
また、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥ色度座標の値は、ＣＩＥｘ＝０．６２５、ＣＩＥｙ＝０．３７５であり、実施例３と比較するとＣＩＥｘの値がかなり小さく、黄色味がかった赤黄色発光となることが確認された。
なお、第２５図に、比較例４における合計光路長と、ＣＩＥｘとの関係を、実施例３の場合と比較しながらそれぞれ示す。

［実施例７］
（１）有機ＥＬ素子の作成
▲１▼陽極（下部電極）の形成
縦１１２ｍｍ、横１４３ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板（ＯＡ２ガラス、日本電気硝子（株）製）上に、ブラックマトリクス（ＢＭ）の構成材料であるＶ２５９ＢＫ（新日鉄化学（株）製）をスピンコートした。次いで、格子状パターンのフォトマスクを介して紫外線露光し、未露光部を２重量％炭酸ナトリウム水溶液を用いて現像した。その後、２００℃でベークし、ブラックマトリックス（膜厚１．５μｍ）を形成した。
次いで、ブラックマトリックス上から、平坦化膜の構成材料であるアクリル系熱硬化性樹脂Ｖ２５９ＰＨ（新日鉄化学（株）製）をスピンコートした後、１６０℃でベークし、平坦化膜（膜厚５μｍ）とした。
次いで、平坦化膜上に、厚さ２００ｎｍのインジウム亜鉛酸化物層（ＩＺＯ）をスパッタリング法により形成した。
次いで、インジウム亜鉛酸化物層上に、ポジ型レジストＨＰＲ２０４（富士ハントエレクトロニクステクノロジー（株）製）をスピンコートし、８０℃、１０分の条件で乾燥した。
次いで、第２２図に示すように、陰極の取り出し部２０をマスクするとともに、ストライプ状パターン（ライン幅９０μｍ，ギャップ幅２０μｍ）を有するフォトマスクを介して、高圧水銀灯を光源としたコンタクト露光を行った後、露光部をＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）を用いて現像した。その後、１３０℃、１０分の条件でベークし、レジスト膜とした。
次いで、５重量％蓚酸水溶液を、エッチャントとして、レジスト膜中に露出しているインジウム亜鉛酸化物層をエッチングした後、剥離液Ｎ３０３（長瀬産業（株）製）を用いてポジ型レジストＨＰＲ２０４を除去し、第２２図に示すように、ガラス基板１２上に、陽極（下部電極）としてのストライプ状のＩＺＯパターン（ライン数９６０本）１４を得た。
▲２▼第１の層間絶縁膜の形成
次いで、ＩＺＯパターン上に、アクリル系ネガ型レジストＶ２５９ＰＡ（新日鉄化学（株）製）をスピンコートし、ＩＺＯパターンに直交するストライプ状パターンを有するフォトマスク（ライン幅９０μｍ，ギャップ幅２０μｍ）を介して、温度８０℃、時間１０分の条件で乾燥した後、露光量が１００ｍＪ／ｃｍ^２となるように、高圧水銀灯を光源としたコンタクト露光を行った。
次いで、現像液としてＴＭＡＨを用いて、未露光部を現像し、さらに、オーブンを用いて、１６０℃、１０分の条件でポストベーク処理して、第２２図に示すように、第１の層間絶縁膜（ＩＺＯの開口部７０μｍ×２９０μｍ）１６を形成した。
▲３▼第２の層間絶縁膜の形成
次いで、第１の層間絶縁膜の上から、ネガ型レジストＺＰＮ１１００（日本ゼオン（株）製）をスピンコートし、下部電極であるＩＺＯパターンに対して平行するストライプ状パターン（ライン幅２０μｍ，ギャップ幅３１０μｍ）を有するフォトマスクを介して、８０℃、１０分の条件で乾燥した後、露光量が１００ｍＪ／ｃｍ^２となるように、高圧水銀灯を光源としたコンタクト露光を行った。 次いで、現像液としてＴＭＡＨを用いて、未露光部を現像し、さらに、オーブンを用いて、１６０℃、１０分の条件でポストベーク処理して、第２２図に示すように、隔壁としての第２の層間絶縁膜（ライン幅２０μｍ，ギャップ幅３１０μｍ）１８を形成した。
▲４▼洗浄工程
次いで、ＩＺＯパターン等が形成されたガラス基板（以下、単にガラス基板と称する場合がある。）に対して、イソプロピルアルコールを用いた超音波洗浄を行い、乾燥空気を吹き付けて乾燥した後、ＵＶオゾン洗浄装置（サムコ社製）により、３０分間、紫外線洗浄を施した。
▲５▼有機発光媒体の形成
次いで、ＩＺＯパターン等が形成されたガラス基板を、第３４図に示すような真空蒸着装置（日本真空技術（株）製）２０１内の基板ホルダー２１１に固定した。
そして、第３４図に示す真空蒸着装置２０１内のモリブデン製の加熱ボード２１２Ａ〜Ｅに、以下の材料をそれぞれ充填した。
正孔注入材料：４，４´，４´´−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ
−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、
正孔輸送材料：４，４´−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］
−ビフェニル（ＮＰＤ）、
有機発光材料：４，４´−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル
（ＤＰＶＢｉ）および４，４´−ビス［２−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ
−ｐ−トリル）フェニル）ビニル］ビフェニル（ＤＴＡＶＢｉ）
電子注入材料：トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）
また、対向電極（陰極）材料として、Ａｌ−Ｌｉ合金（Ｌｉ濃度１０原子％）をタングステン製フィラメントＢＦ−１（日本バックスメタル社製）（図３４の記号２１２Ｆで表される部材）に装着した。
次いで、真空蒸着装置の真空度を６Ｘ１０^−５Ｐａまで減圧し、以下の蒸着速度および膜厚となるように、正孔注入層から陰極の形成まで、途中で真空状態を破らず、一回の真空引きで順次に積層して、有機発光媒体等を形成した。また、ＤＰＶＢｉおよびＤＴＡＶＢｉは、以下の条件で同時蒸着し、合計膜厚を４０ｎｍとした。
また、各膜厚は、有機発光媒体の中央部の値であり、したがって、中央部での合計光路長は６８０ｎｍであり、透明電極および有機発光媒体（青色発光有機層）の合計光路長が、第２７図に示すように、ＣＩＥｙ色度座標の極小値の６７０ｎｍと近似していた。
さらに、各有機発光媒体の面内における膜厚分布をエリプソメソメーターで測定したところ、平均値の±１％の値であった。したがって、透明電極の膜厚分布が実質的に無いことから、合計光路長の分布も平均値の±１％の値であるといえる。
ＭＴＤＡＴＡ：蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃ．，膜厚７６ｎｍ
ＮＰＤ ：蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃ．，膜厚２０ｎｍ
ＤＰＶＢｉ ：蒸着速度０．４ｎｍ／ｓｅｃ．， 合計膜厚４０ｎｍ
ＤＴＡＶＢｉ：蒸着速度０．１ｎｍ／ｓｅｃ．
Ａｌｑ ：蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓｅｃ．，膜厚２０ｎｍ
Ａｌ−Ｌｉ ：蒸着速度０．５〜１．０ｎｍ／ｓｅｃ．，膜厚１５０ｎｍ
▲６▼封止工程
次いで、封止ユニット内で、封止用ガラス基板（青ガラス）を陰極側に積層して、その周囲をカチオン硬化型接着剤ＴＢ３１０２（スリーボンド（株）製）により封止して、下部電極と、上部電極とがＸＹマトリックスを形成してなる有機ＥＬ素子（画素数３２０×２４０個、開口率５６％）とした。
（２）有機ＥＬ素子の評価
得られた有機ＥＬ素子における透明電極（陽極）と、対向電極（陰極）との間に、ＤＣ７Ｖの電圧を印加したところ、各電極の交差部分（画素）が発光した。そして、発光分布測定装置ＣＡ−１０００（ミノルタ（株）製）を用いて、発光輝度および色度分布をそれぞれ測定した。
その結果、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００４６であるとともに、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．００１０であり、極めて青色の色調に優れるとともに、青色の色調変化が少ない有機ＥＬ素子であることを確認した。
また、発光輝度の面内分布を、輝度計を用いて測定したところ、平均値の５％以内の小さい値であることを確認した。
［比較例５］
比較例５においては、ＭＴＤＡＴＡの膜厚を１２０ｎｍとし、合計光路長を７６０ｎｍとしたこと以外は、実施例７に準じて、有機ＥＬ素子（画素数３２０×２４０個、開口率５６％）を作成し、評価した。
その結果、中心部の合計光路長は約７６０ｎｍであり、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００３９であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．０２３であった。また、発光輝度の面内分布は、平均値の５％以内の小さい値であることを確認した。
したがって、実施例７と比較して、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差が２０倍以上と大きくなっており、画素の発光場所によって、青緑色に認識され、青色の色純度が低いことが確認された。
［実施例８］
（有機ＥＬ素子の作成）
実施例８では、ブラックマトリックス（ＢＭ）の形成工程と、平坦化層の形成工程との間に、以下の青色カラーフィルタの形成工程、緑色変換膜の形成工程、および赤色変換層の形成工程をそれぞれ設けたほかは、実施例７と同様に有機ＥＬ素子（画素数３２０×２４０個、開口率５６％）を作成した。
すなわち、青色カラーフィルタの材料として、Ｖ２５９Ｂ（新日鉄化学（株）製）をスピンコートし、ストライプ状パターン（ライン幅９０μｍ，ギャップ幅２４０μｍ，ストライプ数３２０本）を有するフォトマスクを介するとともに、当該フォトマスクをブラックマトリックスに位置合わせをした状態で、露光量が１００ｍＪ／ｃｍ^２となるように、高圧水銀灯を光源としたコンタクト露光を行った。その後、２重量％炭酸ナトリウム水溶液により現像し、さらに２００℃、１０分の条件でベークし、青色カラーフィルタ（厚さ１．５μｍ）とした。
次いで、青色カラーフィルタ上に、緑色変換膜の材料として、０．０４ｍｏｌ／Ｋｇ（対固形分）のクマリン６と、アクリル系ネガ型レジストＶ２５９ＰＡ（新日鉄化学（株）製、固形分濃度５０重量％）とからなる混合材料をスピンコートした。そして、青色カラーフィルタの形成に用いたフォトマスクを、１１０μｍピッチだけ、青色カラーフィルタのストライプパターンに対して、平面縦方向にずらして位置合わせし、露光量が１００ｍＪ／ｃｍ^２となるように、高圧水銀灯を光源としたコンタクト露光を行った。その後、２重量％炭酸ナトリウム水溶液により現像し、さらに２００℃、１０分の条件でベークし、緑色変換膜（厚さ１０μｍ）とした。
次いで、緑色変換膜上に、赤色変換膜の材料として、０．５３ｇのクマリン６と、１．５ｇのベーシックバイオレット１１と、１．５ｇのローダミン６Ｇと、１００ｇのアクリル系ネガ型レジストＶ２５９ＰＡ（新日鉄化学（株）製、固形分濃度５０重量％）とからなる混合材料をスピンコートした。そして、青色カラーフィルタの形成に用いたフォトマスクを、２２０μｍピッチだけ、青色カラーフィルタのストライプパターンに対して、平面縦方向にずらして位置合わせし、露光量が１００ｍＪ／ｃｍ^２となるように、高圧水銀灯を光源としたコンタクト露光を行った。その後、２重量％炭酸ナトリウム水溶液により現像し、さらに１６０℃、１０分の条件でベークし、赤色変換膜（厚さ１０μｍ）とした。
このようにして、第２３図に示すような、青色変換膜２７、緑色変換膜２６、赤色変換膜２５およびブラックマトリックス２４を含むカラーフィルタ１０を作成した。
なお、透明電極、青色カラーフィルタ、平坦化層、および有機発光媒体（青色発光有機層）の合計光路長は６８０ｎｍであり、第２７図に示すように、ＣＩＥｙ色度座標の極小値の６７０ｎｍと近似していた。
（有機ＥＬ素子の評価）
得られた有機ＥＬ素子における透明電極（陽極）と、対向電極（陰極）との間に、ＤＣ７Ｖの電圧を印加したところ、各電極の交差部分（画素）が発光した。そして、発光分布測定装置ＣＡ−１０００（ミノルタ（株）製）を用いて、発光輝度および色度分布をそれぞれ測定した。
その結果、青色カラーフィルタに対応した位置にある画素においては、色純度に優れた青色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００１７であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．００２９であった。また、発光輝度の分布について輝度計を用いて測定したところ、面内分布は平均値の８％以内の小さい値であることを確認した。
なお、表２に、比較例６等との対比のため、青色発光についてのＣＩＥｘ、ＣＩＥｙの値、発光輝度分布および発光色について、得られた結果を示す。
また、緑色変換膜に対応した位置にある画素においては、緑色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００５７であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．０００８であった。また、発光輝度の分布について輝度計を用いて測定したところ、面内分布は、平均値の５％以内の小さい値であることを確認した。
また、赤色変換膜に対応した位置にある画素においては、赤色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００１７であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．０００２２であった。また、発光輝度の分布について輝度計を用いて測定したところ、面内分布は、平均値の５％以内の小さい値であることを確認した。
さらに、全点灯をすることにより、光干渉効果を利用して、白色発光が得られた。その場合のＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００３６であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．０００８４であった。また、発光輝度の面内分布は、平均値の５％以内の小さい値であることを確認した。
さらに、このように全点灯して、白色発光をさせた場合、有機ＥＬ素子の平均発光輝度は９６．８ｃｄ／ｍ^２であり、ＣＩＥｘの色度は０．２９３４およびＣＩＥｙの色度は０．３４７１であった。
したがって、このような有機ＥＬ素子によれば、ＣＩＥｙの色度差が特に小さく、色純度に優れた青色、緑色、赤色および白色発光が得られ、所望の色に発色させたフルカラー表示が可能であることが確認された。
［比較例６］
比較例６では、実施例８において、ＭＴＤＡＴＡの膜厚を１２０ｎｍとしたこと以外は、実施例８に準じて、有機ＥＬ素子（画素数３２０×２４０個、開口率５６％）を作成し、評価した。
なお、透明電極、青色カラーフィルタ、平坦化層、および有機発光媒体（青色発光有機層）の合計光路長は約７６０ｎｍであり、ＣＩＥｘ色度座標の極小値（ＭＩｎ）および極大値（Ｍａｘ）、あるいは、ＣＩＥｙ色度座標の極小値（Ｍｉｎ）および極大値（Ｍａｘ）との関係において、それぞれ下記大小関係を満足しない値であった。
Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜合計光路長＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍ
Ｍａｘ−２０ｎｍ＜合計光路長＜Ｍａｘ＋２０ｎｍ
その結果、青色カラーフィルタに対応した位置にある画素においては、青色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．０００２８であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．０１３であった。また、発光輝度の面内分布は、平均値の５％以内の値であった。
なお、表２に、実施例８等との対比のため、青色発光についてのＣＩＥｘ、ＣＩＥｙの値、発光輝度分布および発光色について、得られた結果を示す。
また、緑色変換膜に対応した位置にある画素においては、緑色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００１９であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．００９０であり、発光輝度の面内分布は平均値の５％以内の値であった。
また、赤色変換膜に対応した位置にある画素においては、赤色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００２５であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．００３２であり、発光輝度の面内分布は、平均値の約５％以内の値であった。
さらに、全点灯をすることにより、光干渉効果を利用して、白色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００２１であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．０１８であり、発光輝度の面内分布は平均値の５％以内の値であった。また、このように白色発光をさせた場合、有機ＥＬ素子の平均輝度は１２０．３ｃｄ／ｍ^２であり、ＣＩＥｘの色度は０．２９０９およびＣＩＥｙの色度は０．４２２３であった。
したがって、このように白色発光をさせた場合、実施例８と比較して、ＣＩＥｙの色度差が大きく、緑色がかった白色発光となることが確認された。
なお、有機ＥＬ素子の平均輝度について、実施例８と比較して、比較例６のほうが高い値となっているが、これは、白色発光が緑色側にずれているための視覚度の影響によるものであり、白色性に優れている方が、画像表示を行った場合に、所望の発色が得られることから好ましいことである。したがって、比較例６は、平均輝度が高いとしても、色純度において、実施例８よりも劣っていると言える。
［実施例９］
実施例９では、実施例８における縦１１２ｍｍ、横１４３ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板（ＯＡ２ガラス、日本電気硝子（株）製）のかわりに、縦２６０ｍｍ、横２１０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板を用いたこと以外は、実施例８と同様に、有機ＥＬ素子（画素数６４０×４８０個、開口率５６％）を作成し、評価した。
なお、透明電極、青色カラーフィルタ、平坦化層、および有機発光媒体（青色発光有機層）の合計光路長は約６８０ｎｍであり、第２７図に示すように、ＣＩＥｙ色度座標の極小値の６７０ｎｍと近似していた。
その結果、青色カラーフィルタに対応した位置にある画素においては、青色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００４９であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．０１０であり、発光輝度の面内分布は平均値の２３％以内の値であった。
なお、表２に、比較例７等との対比のため、青色発光についてのＣＩＥｘ、ＣＩＥｙの値、発光輝度分布および発光色について、得られた結果を示す。
また、緑色変換膜に対応した位置にある画素においては、緑色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００１７であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．００３７であり、発光輝度の面内分布は平均値の１２％以内の値であった。
また、赤色変換膜に対応した位置にある画素においては、赤色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００５３であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．００１８であり、発光輝度の面内分布は平均値の約１５％以内の値であった。
さらに、全点灯をすることにより、光干渉効果を利用して、白色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．０１０であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．００６８であり、発光輝度の面内分布は平均値の１４％以内の値であった。また、このように白色発光をさせた場合、有機ＥＬ素子の平均輝度は９６．８ｃｄ／ｍ^２であり、ＣＩＥｘの色度は０．２９３４およびＣＩＥｙの色度は０．３４７１であった。
したがって、このような有機ＥＬ素子によれば、パネル面積が大きくなり、各色の発光輝度の分布は大きくなったものの、ＣＩＥｙの色度差が特に小さく、色純度に優れた青色、緑色、赤色および白色発光のフルカラーが得られることが確認された。
［比較例７］
比較例７では、実施例９において、ＭＴＤＡＴＡの膜厚を１２０ｎｍとしたこと以外は、実施例９と同様に、有機ＥＬ素子（画素数６４０×４８０個、開口率５６％）を作成し、評価した。
なお、透明電極、青色カラーフィルタ、平坦化層、および有機発光媒体（青色発光有機層）の合計光路長は７６０ｎｍであり、ＣＩＥｘ色度座標の極小値（ＭＩｎ）および極大値（Ｍａｘ）、あるいは、ＣＩＥｙ色度座標の極小値（ＭＩｎ）および極大値（Ｍａｘ）との関係において、それぞれ下記大小関係を満足しない値であった。
Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜合計光路長＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍ
Ｍａｘ−２０ｎｍ＜合計光路長＜Ｍａｘ＋２０ｎｍ
その結果、青色カラーフィルタに対応した位置にある画素においては、青色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００２０であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．０３６であり、発光輝度の面内分布は平均値の７％以内の値であった。
なお、表２に、実施例９等との対比のため、青色発光についてのＣＩＥｘ、ＣＩＥｙの値、発光輝度分布および発光色について、得られた結果を示す。
また、緑色変換膜に対応した位置にある画素においては、緑色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００６７であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．０２５であり、発光輝度の面内分布は平均値の８％以内の値であった。
また、赤色変換膜に対応した位置にある画素においては、赤色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００７１であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．００９１であり、発光輝度の面内分布は平均値の約８％以内の値であった。
さらに、全点灯をすることにより、光干渉効果を利用して、白色発光が得られ、ＣＩＥｘの最大値と最小値の差は０．００３１であり、ＣＩＥｙの最大値と最小値の差は０．０３７であり、発光輝度の面内分布は平均値の５％以内の値であった。また、このように白色発光をさせた場合、有機ＥＬ素子の平均輝度は１２０．３ｃｄ／ｍ^２であり、ＣＩＥｘの色度は０．２９０９およびＣＩＥｙの色度は０．４２２３であった。したがって、このように白色発光をさせた場合、実施例９と比較して、ＣＩＥｙの色度差が特に大きく、緑色がかった白色発光となることが確認された。
なお、有機ＥＬ素子の平均発光輝度について、実施例９と比較して、比較例７のほうが高い値となっているが、実施例８において説明したように、これは白色発光が緑色側にずれているための視覚度の影響によるものである。

産業上の利用分野
以上、詳細に説明したように、本発明の有機ＥＬ素子によれば、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定されるＣＩＥ色度座標値の極大値および極小値を考慮して透明電極と有機層との合計光路長を決定することにより、有機層を大面積にしたような場合に、透明電極と有機層との合計光路長に一定のばらつきがあったとしても、ＣＩＥ色度座標の変化を小さく、色調に優れた発光が得られるようになった。
したがって、本発明の技術は、有機ＥＬ素子における有機層の面積を大面積化、例えば、１０インチ以上の型とし、有機層の厚さがばらついたような場合であっても、色調に優れた発光を得る上で、極めて有効なものであると言える。
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、有機層を大面積にしたような場合に、透明電極と有機層との合計光路長に一定のばらつきがあったとしてもＣＩＥ色度座標の変化が小さく、色調に優れた有機ＥＬ素子を効率的に得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
第１図は、第１および第２の実施形態における有機ＥＬ素子の断面図である。 第２図は、透明電極および青色発光有機層の合計光路長（ｔ１）と、ＥＬ発光のＣＩＥｘ色度座標値との関係を示す図である。
第３図は、透明電極および青色発光有機層の合計光路長（ｔ１）と、ＥＬ発光のＣＩＥｙ色度座標値との関係を示す図である。
第４図は、青色発光のＣＩＥ色度座標を示す図である。
第５図は、青色発光のＣＩＥ色度座標の拡大図である。
第６図は、第１の実施形態の青色発光有機層における干渉ピーク（Ａ１）と、発光ピーク（Ｂ１）との関係を示す図である。
第７図は、従来例の青色発光有機層における干渉ピーク（Ａ２）と、発光ピーク（Ｂ２）との関係を示す図である。
第８図は、透明電極および緑色発光有機層の合計光路長（ｔ３）と、ＥＬ発光のＣＩＥｘ色度座標値との関係を示す図である。
第９図は、透明電極および緑色発光有機層の合計光路長（ｔ３）と、ＥＬ発光のＣＩＥｙ色度座標値との関係を示す図である。
第１０図は、緑色発光のＣＩＥ色度座標を示す図である。
第１１図は、緑色発光のＣＩＥ色度座標の拡大図である。
第１２図は、第２の実施形態の緑色発光有機層における干渉ピーク（Ａ１）と、発光ピーク（Ｂ１）との関係を示す図である。
第１３図は、従来例の緑色発光有機層における干渉ピーク（Ａ２）と、発光ピーク（Ｂ２）との関係を示す図である。
第１４図は、第３の実施形態における有機ＥＬ素子の断面図である。
第１５図は、透明電極および赤色発光有機層の合計光路長（ｔ２）と、ＥＬ発光のＣＩＥｘ色度座標値との関係を示す図である。
第１６図は、透明電極および赤色発光有機層の合計光路長（ｔ２）と、ＥＬ発光のＣＩＥｙ色度座標値との関係を示す図である。
第１７図は、赤色発光のＣＩＥ色度座標を示す図である。
第１８図は、赤色発光のＣＩＥ色度座標の拡大図である。
第１９図は、第３の実施形態の赤色発光有機層における干渉ピーク（Ａ１）と、発光ピーク（Ｂ１）との関係を示す図である。
第２０図は、従来例の赤色発光有機層における干渉ピーク（Ａ２）と、発光ピーク（Ｂ２）との関係を示す図である。
第２１図は、第４の実施形態における有機ＥＬ素子の断面図である。
第２２図は、実施例７の有機ＥＬ素子を示す図である。
第２３図は、実施例８の有機ＥＬ素子を示す図である。
第２４図は、実施例２および比較例３における合計光路長と、ＥＬ発光のＣＩＥｙ色度座標値との関係を比較するための図である。
第２５図は、実施例３および比較例４における合計光路長と、ＥＬ発光のＣＩＥｘ色度座標値との関係を比較するための図である。
第２６図は、実施例１および比較例１および２における合計光路長と、ＥＬ発光の各ＣＩＥｙ色度座標値との関係を比較するための図である。
第２７図は、実施例７〜９および比較例５における合計光路長と、ＥＬ発光の各ＣＩＥｙ色度座標値との関係を比較するための図である。
第２８図は、第１の実施形態に、ＧＣＣＭを組み合わせ場合の合計光路長と、ＥＬ発光の各ＣＩＥｘ色度座標値との関係を示す図である。
第２９図は、第１の実施形態に、ＧＣＣＭを組み合わせ場合の合計光路長と、ＥＬ発光の各ＣＩＥｙ色度座標値との関係を示す図である。
第３０図は、第１の実施形態に、ＲＣＣＭを組み合わせ場合の合計光路長と、ＥＬ発光の各ＣＩＥｘ色度座標値との関係を示す図である。
第３１図は、第１の実施形態に、ＲＣＣＭを組み合わせ場合の合計光路長と、ＥＬ発光の各ＣＩＥｙ色度座標値との関係を示す図である。
第３２図は、透明電極および青色発光有機層の合計光路長（ｔ１）が長い場合の、ＥＬ発光のＣＩＥｘ色度座標値との関係を示す図である。
第３３図は、透明電極および青色発光有機層の合計光路長（ｔ１）が長い場合の、ＥＬ発光のＣＩＥｙ色度座標値との関係を示す図である。
第３４図は、真空蒸着装置を示す図である。
第３５図は、従来例における干渉ピーク波長（１１）と発光ピーク波長（１２）との関係を示す図である。

Claims (8)

1. 少なくとも一方が透明電極である電極間に、発光ピーク波長が４００〜４９０ｎｍである青色発光有機層と、発光ピーク波長が５００〜５７０ｎｍである緑色発光有機層と、発光ピーク波長が５８０〜７００ｎｍである赤色発光有機層とを挟持してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、
   前記透明電極と前記青色発光有機層との合計光路長をｔ１とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長をＭｉｎとしたときに、Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜ｔ１＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍの大小関係を満足するか、
   前記透明電極と前記緑色発光有機層との合計光路長をｔ３とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す光路長をＭａｘとしたときに、Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ３＜Ｍａｘ＋２０ｎｍの大小関係を満足するか、
   あるいは、前記透明電極と前記赤色発光有機層との合計光路長をｔ２とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｘ色度座標の極大値を示す光路長をＭａｘとしたときに、Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ２＜Ｍａｘ＋２０ｎｍの大小関係を満足すること、
   を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
2. 少なくとも一方が透明電極である電極間に、発光ピーク波長が４００〜４９０ｎｍである青色発光有機層と、発光ピーク波長が５００〜５７０ｎｍである緑色発光有機層と、発光ピーク波長が５８０〜７００ｎｍである赤色発光有機層とを挟持してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、
   前記透明電極と前記青色発光有機層との合計光路長をｔ１とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長をＭｉｎとしたときに、Ｍｉｎ−２０ｎｍ＜ｔ１＜Ｍｉｎ＋２０ｎｍの大小関係を満足し、
   前記透明電極と前記緑色発光有機層との合計光路長をｔ３とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す光路長をＭａｘとしたときに、Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ３＜Ｍａｘ＋２０ｎｍの大小関係を満足し、
   かつ、前記透明電極と前記赤色発光有機層との合計光路長をｔ２とし、ＪＩＳ Ｚ ８７０１に準拠して測定したＣＩＥｘ色度座標の極大値を示す光路長をＭａｘとしたときに、Ｍａｘ−２０ｎｍ＜ｔ２＜Ｍａｘ＋２０ｎｍの大小関係を満足すること、
   を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 前記透明電極と青色発光有機層との合計光路長（ｔ１）を、前記ＣＩＥｙ色度座標の極小値を示す光路長（Ｍｉｎ）と一致させることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 前記透明電極と赤色発光有機層との合計光路長（ｔ２）を、前記ＣＩＥｘ色度座標の極大値を示す光路長（Ｍａｘ）と一致させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
5. 前記透明電極と緑色発光有機層との合計光路長（ｔ３）を、前記ＣＩＥｙ色度座標の極大値を示す光路長（Ｍａｘ）と一致させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. 前記透明電極と青色発光有機層、赤色発光有機層及び／又は緑色発光有機層との合計光路長（ｔ１，ｔ２及び／又はｔ３）の面内分布を±２０ｎｍの範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. 前記透明電極と青色発光有機層、赤色発光有機層及び／又は緑色発光有機層との合計光路長（ｔ１，ｔ２及び／又はｔ３）の値を調整するための光路長補正層を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
8. 発光面側に、色変換媒体が設けてあることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

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