WO2010143232A1 - 発光素子及び表示装置 - Google Patents

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WO2010143232A1
WO2010143232A1 PCT/JP2009/002646 JP2009002646W WO2010143232A1 WO 2010143232 A1 WO2010143232 A1 WO 2010143232A1 JP 2009002646 W JP2009002646 W JP 2009002646W WO 2010143232 A1 WO2010143232 A1 WO 2010143232A1
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light emitting
reflecting member
resonator
light
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吉岡俊博
内田敏治
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パイオニア株式会社
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    • H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting element and a display device.
  • the EL element is a thin-film light-emitting element in which a light-emitting layer made of an organic material or an inorganic material is formed between an upper electrode and a lower electrode, and has a structure in which a voltage is applied to the light-emitting layer at the upper and lower electrodes to emit light. .
  • one of the upper electrode and the lower electrode is a total reflection mirror, and the other is a transflective mirror that transmits a part of the wavelength, thereby resonating the light emitted from the light emitting layer (so-called microscopic structure).
  • a light emitting device having a cavity structure has been developed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the color filter characteristics are sensitive to the distance between mirrors (resonator optical path length). For this reason, for example, if the optical path length of the resonator varies due to manufacturing errors in the manufacturing process, color coordinates (color purity) and luminance fluctuations in the front direction may become unacceptable.
  • the resonator structure can be designed with a relatively large color purity.
  • the luminance of the blue (B) or red (R) light emitting element may have unacceptable luminance fluctuation due to the shift of the center wavelength.
  • the center wavelength may also change by about 5 nm.
  • the visibility at the shifted center wavelength changes by 20% or more, resulting in a large luminance change and thus a decrease in image quality (Brightness unevenness).
  • an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing luminance fluctuations even when the resonator optical path length is increased or decreased, for example, when the film thickness is out of the design value in a light emitting element and display device having a resonator structure. Is given as an example.
  • the light emitting device of the present invention has a first reflecting member, a second reflecting member, and a light emitting layer disposed between the first reflecting member and the second reflecting member, as described in claim 1.
  • a resonator structure that transmits a part of light resonated between the first reflecting member and the second reflecting member through the first reflecting member or the second reflecting member; and the first reflecting member or the first reflecting member.
  • a band absorption filter that further transmits a part of the light transmitted by the reflecting member, and a wavelength at which the transmission of the band absorption filter is a minimum value is a maximum value of a resonator output spectrum from the resonator structure And a wavelength that is the maximum value of relative luminous sensitivity.
  • the display device of the present invention has a first reflecting member, a second reflecting member, and a light emitting layer disposed between the first reflecting member and the second reflecting member, as defined in claim 9.
  • a plurality of resonator structures that transmit a part of light resonated between the first reflecting member and the second reflecting member through the first reflecting member or the second reflecting member; and the first reflecting member or the A band-absorbing filter common to the plurality of resonator structures that further transmits a part of the light transmitted by the second reflecting member, and the wavelength at which the transmission of the band-absorbing filter is minimum is the resonator It is characterized in that it is located between the wavelength that is the maximum value of the resonator output spectrum from the structure and the wavelength that is the maximum value of the relative visibility.
  • 1 is a longitudinal sectional view of an RGB light emitting device according to a preferred first embodiment of the present invention.
  • 1 is a plan view of an RGB light emitting device according to a preferred first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the characteristic of the band absorption filter which made blue (B) an object color. It is a figure which shows the characteristic of the band absorption filter which made blue (B) an object color. It is a figure which shows the relationship between the film thickness in the said light emitting element, and an emission spectrum. It is a figure which shows the relationship between the film thickness and the brightness
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a light emitting device according to a preferred fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a light emitting element (R, G, B), and FIG. 2 is a plan view.
  • a large number of light emitting elements (R, G, B) are arranged on the substrate 1 to form a display area, and passive driving or element-by-element is performed by a driving circuit arranged outside the display area (not shown). Also, the drive circuit is arranged and is actively driven.
  • the light emitting device (R, G, B) has an anode 2 as a first reflecting member, an organic layer 3, and a cathode 4 as a second reflecting member stacked on a substrate.
  • This is a so-called top emission structure in which light emission is extracted from the film formation surface side.
  • These RGB light emitting elements are partitioned by a partition wall 5 called a bank.
  • an organic layer or an inorganic layer such as a sealing film is further laminated on the cathode 4.
  • a band absorption filter (BEF) 6 that further selectively transmits part of the light from the resonator structure is disposed at a position facing the film formation surface from which the emitted light is extracted.
  • the band absorption filter 6 is preferably a filter common to the RGB light emitting elements as shown in FIG.
  • the band absorption filter 6 is supported by a filter support member that is fixedly arranged by a support member (not shown).
  • FIG. 1 shows an example in which a filter support member is constituted by a substrate (filter support substrate) 7 made of, for example, a transparent material.
  • the filter support member is not limited to the substrate, and may be a transparent film or the like. Furthermore, for example, a structure or material for preventing external light reflection may be added.
  • the anode 2 has a two-layer structure of a reflective electrode 21 and a transparent electrode 22.
  • a material having a high work function is used as a material in contact with the hole injection layer 31 of the anode 2.
  • a material having a high work function is used as a material in contact with the hole injection layer 31 of the anode 2.
  • a material having a high work function is used as the material of the reflective electrode 21, for example, a metal such as Al, Cr, Mo, Ni, Pt, Au, or Ag, an alloy containing them, an intermetallic compound, or the like can be used.
  • the thickness of the reflective electrode 21 is 100 nm, for example.
  • the reflective electrode 21 preferably has a high reflectance with an average reflectance of 80% or more with respect to light having a wavelength of 400 to 700 nm.
  • the material of the transparent electrode 22 for example, a metal oxide such as ITO (Indium / Tin / Oxide) or IZO (Indium / Zinc / Oxide) can be used.
  • the thickness of the transparent electrode 22 is, for example, 75 nm.
  • a lead electrode (wiring electrode) is connected to the anode 2.
  • the anode 2 may have a single layer structure of the reflective electrode 21.
  • the organic layer 3 may be partially composed of an inorganic material. Further, the number of layers can be reduced by dividing the layers into multiple layers or by having a single layer function as a plurality of layers.
  • the organic layer 3 shown in FIG. 1 has a multilayer structure in which a hole injection layer 31, a hole transport layer 32, a light emitting layer 33, and an electron transport layer 34 are stacked in this order from the anode 2 side.
  • the organic layer 3 only needs to have at least the light emitting layer 33.
  • a hole injection layer 31, a hole transport layer 32, an electron transport layer 34, and the like may be disposed. preferable.
  • each RGB light emitting element has a preferable resonator optical path length.
  • the separation distance between the reflecting surface of the reflecting electrode 21 and the cathode 4 is the resonator optical path length.
  • the laminated film thickness for obtaining a preferable resonator optical path length of red (R) is 300 nm
  • the laminated film thickness for obtaining a preferable resonator optical path length of green (G) is 235 nm
  • blue (B ) To obtain a preferable resonator optical path length is 200 nm.
  • These resonator optical path lengths are adjusted by the film thickness of the organic layer 3, for example.
  • the structure shown in FIG. 1 adjusts the resonator optical path length by changing the thickness of the hole injection layer 31 as an example.
  • the thickness (design value) of the red (G) hole injection layer 31 is 125 nm, for example, and the thickness (design value) of the green (G) hole injection layer 31 is 65 nm, for example, blue.
  • the thickness (design value) of the hole injection layer 31 in (B) is, for example, 20 nm.
  • the hole transport layer 32, the light emitting layer 33, and the electron transport layer 34 have the same thickness in the RGB resonator structure.
  • the thickness (design value) of the hole transport layer 32 is, for example, 30 nm
  • the thickness (design value) of the light emitting layer 33 is, for example, 30 nm
  • the thickness (design value) of the electron transport layer 34 is, for example, 40 nm.
  • the hole injection layer 31 and the hole transport layer 32 may be formed of a material having a high hole transport property.
  • phthalocyanine compounds such as copper phthalocyanine (CuPc) and starburst amines such as m-MTDATA.
  • Aromatic polymers such as 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] -biphenyl (NPB), N-phenyl-p-phenylenediamine (PPD), etc.
  • Tertiary amines such as 4- (di-P-tolylamino) -4 ′-[4- (di-P-tolylamino) styryl] stilbenzene, triazole derivatives, styrylamine compounds, buckyballs, C 60, etc.
  • Organic materials such as fullerene are used.
  • a polymer dispersion material in which a low molecular material is dispersed in a polymer material such as polycarbonate may be used. However, it is not limited to these materials.
  • the light emitting layer 33 a material that generates an electroluminescence phenomenon of red (R), green (G), and blue (B) can be used.
  • the material of the light emitting layer 33 include fluorescent organometallic compounds such as (8-hydroxyquinolinato) aluminum complex (Alq 3 ), 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) -biphenyl ( Aromatic dimethylidin compounds such as DPVBi), styrylbenzene compounds such as 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene, 3- (4-biphenyl) -4-phenyl-5-t-butylphenyl-1,2, Fluorescent organic materials such as triazole derivatives such as 4-triazole (TAZ), anthraquinone derivatives and fluorenol derivatives, polymer materials such as polyparafinylene vinylene (PPV), polyfluorene and polyvinylcarbazole (PVK), platinum complexes And phosphor
  • the electron transport layer 34 only needs to be formed of a material having high electron transport properties.
  • organic materials such as silacyclopentadiene (silole) derivatives such as PyPySPyPy, nitro-substituted fluorenone derivatives, and anthraquinodimethane derivatives
  • Metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-hydroxyquinolinate) aluminum (Alq 3 ), metal phthalocyanine, 3- (4-biphenyl) -5- (4-t-butylphenyl) -4-phenyl
  • Triazole compounds such as -1,2,4-triazole (TAZ), oxa compounds such as 2- (4-biphenylyl) -5- (4-t-butyl) -1,3,4-oxadiazol (PBD)
  • TEZ -1,2,4-triazole
  • oxa compounds such as 2- (4-biphenylyl) -5- (4-t-buty
  • the material of the cathode 4 a material having a low work function in a region in contact with the electron transport layer 34 and a small loss of reflection and transmission of the entire cathode can be used.
  • a metal such as Al, Mg, Ag, Au, Ca, Li or a compound thereof, or an alloy containing them can be used as a single layer or a stacked layer.
  • thin lithium fluoride or lithium oxide may be formed in a region in contact with the electron transport layer 34 to control the electron injection characteristics.
  • the thickness of the cathode 4 is 10 nm, for example.
  • the present embodiment has a top emission structure that outputs light from the film formation surface side, that is, the cathode side. Therefore, the cathode 4 is a semi-transmissive electrode having an average transmittance of 20% or more for light having a wavelength of 400 to 700 nm. The transmittance can be adjusted by, for example, the film thickness of the electrode. Although not shown in FIGS. 1 and 2, a lead electrode (wiring electrode) is connected to the cathode 4.
  • a sealing film When a sealing film is further laminated on the cathode 4, for example, it can be formed of a transparent inorganic material having a low water vapor or oxygen permeability.
  • a transparent inorganic material having a low water vapor or oxygen permeability.
  • silicon nitride (SiNx), silicon nitride oxide (SiOxNy), aluminum oxide (AlOx), aluminum nitride (AlNx), or the like can be used.
  • a photosensitive resin containing a fluorine component can be used as an example of the material of the partition wall portion 5 called a bank.
  • a fluorine component By containing a fluorine component, liquid repellency can be exhibited with respect to a liquid material, and thus liquid flow (so-called overlap) can be suppressed when a film is formed using a coating method.
  • the band absorption filter (BEF) 6 for example, a single band absorption filter having a substantially Gaussian-shaped absorption characteristic can be used.
  • the shape and material of the band absorption filter 6 are not limited as long as the band absorption filter 6 has the following absorption characteristics.
  • the band absorption filter 6 may be a film-like or plate-like filter affixed to the display surface, and is configured by applying or adhering a dye having the following absorption characteristics to the display surface. May be.
  • the filter is a single band absorption filter, the absorption characteristics of the filter differ depending on which of blue (B), red (R), and green (G) is the target color. In the following description, as a preferred example, a case where blue (B) is the target color will be described.
  • the wavelength at which the emission intensity is maximum is referred to as the center wavelength.
  • the center wavelength ( ⁇ B) of the output spectrum S1 from the resonator structure (hereinafter referred to as “resonator output spectrum”) is 470 nm ⁇ 10 nm. .
  • the reason why the width is set to ⁇ 10 nm is that the center wavelength ( ⁇ B) for obtaining NTSC color purity depends on the width of the resonator output spectrum S1 and the PL shape.
  • the shift width of the center wavelength ( ⁇ B) due to the variation in film thickness was also taken into consideration.
  • the center wavelength of the specific visibility spectrum is 555 nm in the photopic standard.
  • a band absorption filter 6 having a transmission spectrum S2 having an absorption center wavelength ( ⁇ a) of 495 nm, for example, is used. More preferably, the peak absorption is 60% or more when the base absorption is 0%.
  • FIG. 3 shows a spectrum (hereinafter referred to as a light emission output spectrum) S3 of light output through the band absorption filter 6 when a film thickness as designed is formed.
  • the absorption spectrum S2 of the band absorption filter 6 is close to the resonator output spectrum S1, and the absorption rate monotonously increases from the center wavelength ( ⁇ B) of the resonator output spectrum S1 toward the long wavelength side. ing.
  • the transmittance change near the center wavelength of the resonator output spectrum S1 is sufficient to suppress the luminance fluctuation. Specifically, as shown in FIG.
  • the transmittance at the center wavelength ( ⁇ B) is T (0) and the transmittance at a wavelength +10 nm from the center wavelength is T (10), the transmittance is
  • the present embodiment is configured to further absorb a part of the light output from the resonator structure by using the band absorption filter 6 that satisfies the above-described absorption condition. That is, when the center wavelength ( ⁇ B) of the resonator output spectrum S1 is shifted to the high visibility side ( ⁇ 480 nm), the center wavelength ( ⁇ B) is set to the low visibility side ( ⁇ 460 nm) so that the light emission output decreases.
  • the band absorption filter 6 controls the shape near the center wavelength ( ⁇ B) so that the light emission output increases when shifting.
  • the luminance fluctuation can be suppressed.
  • the deviation ⁇ u′v ′ from the NTSC color purity of the chromaticity coordinates is within 0.05 or the chromaticity coordinates that expand the NTSC color reproduction range, and satisfies the satisfactory color purity for color display. ing.
  • FIG. 5A shows the simulation result when the film thickness is ⁇ 1 nm from the design value.
  • FIG. 5B shows a simulation result when the film thickness is as designed.
  • FIG. 5C shows a simulation result when the film thickness is +1 nm from the design value.
  • the band absorption filter 6 has a substantially Gaussian-shaped absorption characteristic with an absorption center wavelength ( ⁇ a) of 500 nm and an absorption coefficient ⁇ of 10 nm.
  • the spectrum S ⁇ b> 10 is a transmission spectrum of the band absorption filter 6, and the spectrum S ⁇ b> 11 is a light emission output spectrum output through the band absorption filter 6.
  • the spectrum S12 is a light emission output spectrum when the band absorption filter 6 is not provided as a comparison.
  • the spectrum S13 is a photoluminescence spectrum which is internal light emission when light is emitted without using a resonator structure.
  • the light emission output decreases when the center wavelength ( ⁇ B) of the resonator output spectrum S1 shifts to the high visibility side.
  • the center wavelength ( ⁇ B) shifts to the low visibility side, the light emission output is controlled to increase.
  • the emission intensity varies depending on the increase / decrease of the film thickness, as shown in the simulation result of FIG. That is, when the band absorption filter 6 is not used, a luminance change of ⁇ 5% occurs due to the film thickness change ⁇ 1 nm in the vicinity of the design value, whereas when the band absorption filter 6 is used, the luminance at the design value is 10%. However, the change in luminance is suppressed to about ⁇ 3% with respect to the change in film thickness ⁇ 1 nm.
  • the design values are those in which light emission after passing through the filter is optimized with respect to luminance and chromaticity.
  • FIG. 7 shows a simulation result in the case of using a band absorption filter 6 having an absorption characteristic of a substantially Gaussian shape having an absorption center wavelength of 495 nm and an absorption coefficient ⁇ of 10 nm.
  • the behavior of the spectrum has the same tendency as in FIG. 5, but the fluctuation range of the light emission output with the increase or decrease of the film thickness is increased by decreasing the value of the transmittance ratio ⁇ T.
  • the luminance variation with respect to the increase or decrease of the film thickness is suppressed to about ⁇ 1% with respect to the film thickness change ⁇ 1 nm, although the luminance at the design value is reduced by about 20%. Is done. That is, by using the band absorption filter 6 having a large transmittance change in the vicinity of the center wavelength of the resonator output spectrum S1, it is possible to more reliably suppress the luminance fluctuation.
  • FIG. 9 shows a simulation result in the case of using a band absorption filter 6 having an absorption characteristic of a substantially Gaussian shape having a central wavelength of absorption of 495 nm and an absorption coefficient ⁇ of 15 nm.
  • the behavior of the spectrum has the same tendency as in FIGS. 5 and 7, but the fluctuation range of the light emission output with the increase / decrease of the film thickness increases as the transmittance ratio ⁇ T is further reduced. .
  • the luminance variation with respect to the increase or decrease of the film thickness can reduce the luminance change to almost zero while maintaining the sufficient color purity, although the luminance at the design value is reduced by about 35%.
  • the band absorption filter 6 in which the transmittance change near the center wavelength of the resonator output spectrum S1 is larger it is possible to more reliably suppress the luminance fluctuation.
  • FIG. 11 shows the result of simulating the relationship between the absorption change rate RA of the band absorption filter 6 at the center wavelength ( ⁇ B) of the resonator output spectrum S1 and the luminance change rate RL (%) with respect to the film thickness variation.
  • the first and second reflecting members are constituted by the reflecting electrode and the semi-transmissive electrode, but the present invention is not limited to this, and a reflecting film different from the electrode is used. You may make it form.
  • the anode and the cathode on the element side of the reflective film different from the electrode are preferably transparent electrodes.
  • the present embodiment is a modification of the first embodiment, and is an embodiment in which the target color controlled by the band absorption filter 6 is red (R).
  • the center wavelength ( ⁇ R) of the resonator output spectrum S1 is 620 ⁇ 20 nm.
  • the reason why the width is set to ⁇ 20 nm is that the center wavelength ( ⁇ R) for obtaining NTSC color purity depends on the width of the resonator output spectrum S1 and the PL shape.
  • the shift width of the center wavelength ( ⁇ R) due to the variation in film thickness was also taken into consideration.
  • the central wavelength of specific luminous sensitivity is 555 nm in the photopic standard.
  • a band absorption filter 6 having a transmission spectrum S2 whose absorption center wavelength ( ⁇ a) is 590 nm, for example, is used. More preferably, the peak absorption is 60% or more when the base absorption is 0%.
  • FIG. 12 shows a light emission output spectrum S3 output through the band absorption filter 6 when a film thickness as designed is formed.
  • the absorption spectrum S2 of the band absorption filter 6 is close to the resonator output spectrum S1, and the absorption rate decreases monotonously from the center wavelength ( ⁇ R) of the resonator output spectrum S1 toward the long wavelength side. ing.
  • the transmittance change near the center wavelength of the resonator output spectrum S1 is sufficient to suppress the luminance fluctuation.
  • the transmittance at the center wavelength ( ⁇ R) is T (0) and the transmittance at a wavelength of ⁇ 10 nm from the center wavelength is T ( ⁇ 10)
  • the absorption change rate R A [1 / nm] in the red (R) light emitting device is preferably +0.01 or more, more preferably +0.02 or more.
  • the center wavelength is set so that the emission output decreases when the center wavelength ( ⁇ R) of the resonator output spectrum S1 shifts to the high visibility side.
  • the shape near the center wavelength ( ⁇ R) can be controlled by the band absorption filter 6 so that the light emission output increases. Therefore, as in the case of blue (B), for example, even if the film thickness deviates from the design value within a range of ⁇ 10 nm and the resonator optical path length varies, the luminance fluctuation can be suppressed.
  • This embodiment is a modification of the first and second embodiments, and is an embodiment in which the target colors controlled by the band absorption filter 6 are both blue (B) and red (R).
  • both the band absorption filter having the absorption characteristics of the first embodiment and the band absorption filter having the absorption characteristics of the second embodiment are prepared, and two layers are stacked.
  • B blue
  • the present invention is not limited to preparing two filters.
  • a two-band absorption single filter that satisfies both the conditions of the absorption characteristics of the first embodiment and the conditions of the absorption characteristics of the second embodiment is used. You can also.
  • the light emitting element having the top emission structure has been described as an example.
  • the structure is not limited to this, and a bottom emission structure may be used as shown in FIG.
  • FIG. 15 shows an example of a bottom emission structure in which the reflective electrode 21 of FIG. 1 is a transflective electrode and the cathode 4 is a reflective electrode.
  • the band absorption filter 6 in this case may be disposed on the substrate 1 as shown in FIG. 15 or may be disposed so as to face the substrate 1 using the filter support substrate 7 as shown in FIG. Good.
  • the structure is not limited.
  • the reflective electrode 21 and the transparent electrode 22 are sequentially formed using, for example, vapor deposition or sputtering.
  • the patterning of these electrodes 21 and 22 can be performed by, for example, a photolithography method.
  • a photosensitive resin containing a fluorine component is applied onto the substrate 1 and dried to form a film, and then the partition wall portion 5 having a pattern as shown in FIG. 1 is formed by, for example, photolithography.
  • the partition walls 5 are formed after the electrodes 21 and 22 are formed in a stripe shape.
  • the partition walls 5 are formed after the electrodes 21 and 22 are formed in an island shape connected to each drive circuit.
  • the liquid material of the hole injection layer 32 is applied to an area partitioned by the partition wall 5 using, for example, an inkjet nozzle, and dried to form a film.
  • the hole transport layer 32 and the light emitting layer 33 are formed by coating each element by a coating method.
  • the film thickness can be adjusted by, for example, the amount of liquid material applied.
  • the electron transport layer 34 and the cathode 4 are formed in order using a vapor deposition method. Patterning of the cathode 4 can be performed using a mask such as a metal mask or using the bank shape of the partition wall 5.
  • the cathode 4 can be patterned in a stripe shape.
  • a so-called solid electrode can be formed without patterning.
  • the RGB light emitting device shown in FIGS. 1 and 2 is arranged by disposing the filter support substrate 7 on which the film-like band absorption filter 6 is attached at a position facing the film formation surface from which light emission is extracted. Can be manufactured.
  • the wavelength that is the maximum value of the resonator output spectrum from the resonator structure, the maximum value of the relative luminous sensitivity By using a band absorption filter having a wavelength with a minimum transmission between the wavelength and the wavelength, a part of the light from the resonator structure is further selectively transmitted by the wavelength, thereby reducing the optical path length of the resonator.
  • the resulting luminance variation can be suppressed. In other words, even if the film thickness deviates from the design value, the luminance variation is small, and as a result, the permissible width of the film thickness variation is widened, thereby improving the yield and reducing the cost.
  • the technique according to the above embodiment can be applied to an inorganic thin film light emitting element (electroluminescence, light emitting diode) having a laminated element structure in addition to an organic thin film light emitting element.
  • the present invention can be applied to a light-emitting display device in which light-emitting elements are arrayed on a surface.
  • the structure which takes out light emission from the both sides of a 1st and 2nd reflective member may be sufficient.
  • it is not limited to three colors of RGB, and may include one color, two colors, or other colors.

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Abstract

【課題】共振器構造の発光素子及び表示装置において、例えば膜厚が設計値から外れて共振器光路長が増減したとしても、輝度変動を抑制することのできる技術を提供する 【解決手段】第１反射部材と、第２反射部材と、前記第１反射部材および第２反射部材の間に配置される発光層を有し、前記第１反射部材と前記第２反射部材との間で共振される光の一部を前記第１反射部材又は前記第２反射部材で透過する共振器構造と、前記第１反射部材又は前記第２反射部材で透過した光の一部をさらに透過するバンド吸収フィルタと、を備え、前記バンド吸収フィルタの透過が最小値となる波長は、前記共振器構造からの共振器出力スペクトルの最大値となる波長と、比視感度の最大値となる波長との間に位置している。

Description

発光素子及び表示装置
　本発明は、発光素子及び表示装置に関する。
　ディスプレイ装置や照明装置などの表示装置を構成する発光素子として、電圧を印加するとエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）現象によって自己発光する物質を利用したＥＬ素子が知られている。ＥＬ素子は、上部電極と下部電極の間に有機材料又は無機材料からなる発光層を形成した薄膜状の発光素子であり、上部及び下部電極で発光層に電圧を印加して発光させる構造である。
　近年においては、上部電極及び下部電極の一方を全反射ミラーとし、他方を一部の波長を透過する半透過ミラーとすることによって、発光層で発光した光を共振させる共振器構造（いわゆる、マイクロキャビティー構造）の発光素子が開発されている（例えば、特許文献１，２参照）。
　しかしながら、共振器構造の薄膜発光素子においては、色フィルタ特性はミラー間距離（共振器光路長）に敏感である。そのため、例えば製造過程における製作誤差によって共振器光路長にバラツキが生じると、正面方向の色座標（色純度）や輝度変動が許容できなくなる場合がある。
　共振器構造においては、色純度は比較的余裕のある設計が可能である。一方、青色（Ｂ）や赤色（Ｒ）の発光素子の輝度は、中心波長のシフトによって許容できない輝度変動となる場合がある。例えば、ミラー間距離に対応する膜厚（光路長に相当）が５ｎｍ程度（全体の素子膜厚の５％程度）変化すると、中心波長も５ｎｍ程度変化する場合がある。例えば青色発光素子の場合、中心波長の設計値を４７０ｎｍとしたときに膜厚が５ｎｍ増加すると、シフトした中心波長（例えば４７５ｎｍ）における視感度が２０％以上も変化し、大きな輝度変化ひいては画質低下（輝度ムラ）の原因となる。
特開２００２－３７３７７６号公報 特表２００２－５１８８０３号公報
　すなわち、本発明が解決しようとする課題には、上述した問題が一例として挙げられる。よって本発明の目的は、共振器構造の発光素子及び表示装置において、例えば膜厚が設計値から外れて共振器光路長が増減したとしても、輝度変動を抑制することのできる技術を提供することが一例として挙げられる。
　本発明の発光素子は、請求項１に記載のように、第１反射部材と、第２反射部材と、前記第１反射部材および第２反射部材の間に配置される発光層を有し、前記第１反射部材と前記第２反射部材との間で共振される光の一部を前記第１反射部材又は前記第２反射部材で透過する共振器構造と、前記第１反射部材又は前記第２反射部材で透過した光の一部をさらに透過するバンド吸収フィルタと、を備え、前記バンド吸収フィルタの透過が最小値となる波長は、前記共振器構造からの共振器出力スペクトルの最大値となる波長と、比視感度の最大値となる波長との間に位置していることを特徴とする。
　本発明の表示装置は、請求項９に記載の通り、第１反射部材と、第２反射部材と、前記第１反射部材および第２反射部材の間に配置される発光層を有し、前記第１反射部材と前記第２反射部材との間で共振される光の一部を前記第１反射部材又は前記第２反射部材で透過する共振器構造の多数と、前記第１反射部材又は前記第２反射部材で透過した光の一部をさらに透過する、前記多数の共振器構造に共通のバンド吸収フィルタと、を備え、前記バンド吸収フィルタの透過が最小値となる波長は、前記共振器構造からの共振器出力スペクトルの最大値となる波長と、比視感度の最大値となる波長との間に位置していることを特徴とする。
本発明の好ましい第１の実施形態によるＲＧＢ発光素子の縦断面図である。 本発明の好ましい第１の実施形態によるＲＧＢ発光素子の平面図である。 青色（Ｂ）を対象色としたバンド吸収フィルタの特性を示す図である。 青色（Ｂ）を対象色としたバンド吸収フィルタの特性を示す図である。 上記発光素子における膜厚と発光スペクトルの関係を示す図である。 上記発光素子における膜厚と輝度の関係を示す図である。 上記発光素子における膜厚と発光スペクトルの関係を示す図である。 上記発光素子における膜厚と輝度の関係を示す図である。 上記発光素子における膜厚と発光スペクトルの関係を示す図である。 上記発光素子における膜厚と輝度の関係を示す図である。 上記発光素子におけるバンド吸収フィルタの吸収変化率と輝度変化率の関係を示す図である。 赤色（Ｒ）を対象色としたバンド吸収フィルタの特性を示す図である。 赤色（Ｒ）を対象色としたバンド吸収フィルタの特性を示す図である。 本発明の好ましい第４の実施形態による発光素子の縦断面図である。 本発明の好ましい第５の実施形態による発光素子の縦断面図である。
　１　　基板
　２　　陽極
　３　　有機層
　３１　ホール注入層
　３２　ホール輸送層
　３３　発光層
　３４　電子輸送層
　４　　陰極
　５　　隔壁部
　６　　バンド吸収フィルタ
　７　　フィルタ支持基板
　以下、本発明の好ましい実施形態による発光素子及び表示装置について、添付図面を参照しながら詳しく説明する。以下の説明では、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）にそれぞれ発光する発光素子を備えた表示装置を一例に挙げて説明する。但し、以下に説明する実施形態によって本発明の技術的範囲は何ら限定解釈されることはない。
（第１の実施形態）
　図１及び図２は、共通の基板１に赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）に発光する３個の発光素子（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を配置してＲＧＢユニットを形成した一例を示す。図１は、発光素子（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の縦断面図であり、図２は、平面図である。なお、実際の表示装置は、基板１に多数の発光素子（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を配列して表示領域を形成し、図示しない表示領域外に配置された駆動回路によってパッシブ駆動又は素子毎にも駆動回路を配置してアクティブ駆動される構成である。
　本実施形態による発光素子（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、図１に示すように、第１反射部材としての陽極２、有機層３、第２反射部材としての陰極４を基板上に積層し、成膜面側から発光を取り出すいわゆるトップエミッション構造である。これらＲＧＢの発光素子は、バンクと称する隔壁部５によって区画されている。なお、陰極４上にさらに封止膜などの有機層あるいは無機層を積層する場合がある。
　さらに、前記発光が取り出される成膜面と対向する位置に、共振器構造からの光の一部をさらに波長選択的に透過するバンド吸収フィルタ（ＢＥＦ）６が配置されている。このバンド吸収フィルタ６は、好ましくは、図１に示すようにＲＧＢの各発光素子に共通のフィルタである。バンド吸収フィルタ６は、図示しない支持部材によって固定配置されるフィルタ支持部材によって支持されている。図１には、例えば透明材料で形成された基板（フィルタ支持基板）７によってフィルタ支持部材を構成した例を示す。フィルタ支持部材は、基板に限定されることはなく、透明フィルムなどであってもよい。さらに、例えば外光反射を防止するための構造や材料を付加してもよい。
　陽極２は、反射電極２１と透明電極２２の２層構造である。陽極２のホール注入層３１に接する材料としては、仕事関数の高い材料が用いられる。具体的には、反射電極２１の材料として、例えばＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇなどの金属またはそれらを含む合金や金属間化合物などを用いることができる。反射電極２１の厚みは、例えば１００ｎｍである。反射電極２１は、４００～７００ｎｍの波長の光に対する反射率の平均値が例えば８０％以上であり高い反射率が望ましい。また、透明電極２２の材料として、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの金属酸化物などを用いることができる。透明電極２２の厚みは、例えば７５ｎｍである。なお、図１及び図２では図示を省略しているが、陽極２には引き出し電極（配線電極）が接続されている。なお、陽極２は、反射電極２１の単層構造であってもよい。
　有機層３は、一部の層が無機材料で構成されることもあり得る。また、更に分割して多層化すること、或いは単一の層で複数の層の機能を有するように積層数を減らすこともできる。図１に示す有機層３は、陽極２側から順に、ホール注入層３１、ホール輸送層３２、発光層３３、電子輸送層３４が積層された多層構造である。有機層３は、少なくとも発光層３３を有していればよいが、効率的にエレクトロルミネッセンス現象を促進させるために、ホール注入層３１、ホール輸送層３２、電子輸送層３４などを配置することが好ましい。
　共振器構造とする場合、ＲＧＢの各発光素子にはそれぞれ好ましい共振器光路長がある。図１の構造の場合は、反射電極２１と陰極４の反射面の離間距離が共振器光路長である。一例として、赤色（Ｒ）の好ましい共振器光路長を得るための積層膜厚は３００ｎｍであり、緑色（Ｇ）の好ましい共振器光路長を得るための積層膜厚は２３５ｎｍであり、青色（Ｂ）の好ましい共振器光路長を得るための積層膜厚は２００ｎｍである。これら共振器光路長は、例えば有機層３の膜厚によって調整する。但し、既述したように、製作工程において膜厚が設計値から外れることを完全に防止することは困難である。特に、塗布法によって有機層３を成膜する場合に膜厚制御が難しい。例えば、インクジェット法で成膜する場合、素子間に５％以上の膜厚のバラツキが生じる場合がある。
　図１に示す構造は、一例として、ホール注入層３１の厚みを変えて共振器光路長を調整している。具体的には、赤色（Ｇ）のホール注入層３１の厚み（設計値）は、例えば１２５ｎｍであり、緑色（Ｇ）のホール注入層３１の厚み（設計値）は、例えば６５ｎｍであり、青色（Ｂ）のホール注入層３１の厚み（設計値）は、例えば２０ｎｍである。ホール輸送層３２、発光層３３、電子輸送層３４については、ＲＧＢの共振器構造で同じ厚みにしている。ホール輸送層３２の厚み（設計値）は、例えば３０ｎｍであり、発光層３３の厚み（設計値）は、例えば３０ｎｍであり、電子輸送層３４の厚み（設計値）は、例えば４０ｎｍである。
　ホール注入層３１及びホール輸送層３２としては、正孔の輸送特性が高い材料で形成されていればよく、一例として、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などのフタロシアニン化合物、ｍ－ＭＴＤＡＴＡ等のスターバースト型アミン、ベンジジン型アミンの多量体、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］－ビフェニル（ＮＰＢ）、Ｎ－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン（ＰＰＤ）等の芳香族第三級アミン、４－（ジ－Ｐ－トリルアミノ）－４’－［４－（ジ－Ｐ－トリルアミノ）スチリル］スチルベンゼン等のスチルベン化合物、トリアゾール誘導体、スチリルアミン化合物、バッキーボール、Ｃ60等のフラーレンなどの有機材料が用いられる。また、ポリカーボネート等の高分子材料中に低分子材料を分散させた高分子分散系の材料を使用してもよい。但し、これらの材料に限定されることはない。
　発光層３３としては、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）のエレクトロルミネッセンス現象を発生する材料を用いることができる。発光層３３の材料の一例としては、（８－ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体（Ａｌｑ3）などの蛍光性有機金属化合物、４，４’－ビス（２，２’－ジフェニルビニル）－ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）などの芳香族ジメチリディン化合物、１，４－ビス（２－メチルスチリル）ベンゼンなどのスチリルベンゼン化合物、３－（４－ビフェニル）－４－フェニル－５－ｔ－ブチルフェニル－１，２，４－トリアゾール（ＴＡＺ）などのトリアゾール誘導体、アントラキノン誘導体、フルオノレン誘導体等の蛍光性有機材料、ポリパラフィニレンビニレン（ＰＰＶ）系、ポリフルオレン系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）系などの高分子材料、白金錯体やイリジウム錯体などの燐光性有機材料を用いることができる。但し、これらの材料に限定されることはない。また、有機材料でなくともよく、エレクトロルミネッセンス現象を発生する無機材料を用いてもよい。
　電子輸送層３４としては、電子の輸送特性が高い材料で形成されていればよく、一例として、ＰｙＰｙＳＰｙＰｙ等のシラシクロペンタジエン（シロール）誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体などの有機材料、トリス（８－ヒドロキシキノリナート）アルミニウム（Ａｌｑ3）などの８－キノリノール誘導体の金属錯体、メタルフタロシアニン、３－（４－ビフェニル）－５－（４－ｔ－ブチルフェニル）－４－フェニル－１，２，４－トリアゾール（ＴＡＺ）などのトリアゾール系化合物、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔ－ブチル）－１，３，４－オキサジアゾ－ル（ＰＢＤ）などのオキサジアゾール系化合物、バッキーボール、Ｃ60、カーボンナノチューブなどのフラーレンを使用することができる。但し、これらの材料に限定されることはない。
　陰極４の材料としては、電子輸送層３４に接する領域の仕事関数が低く陰極全体の反射及び透過の損失が小さい材料を用いることができる。具体的には、陰極４の材料として、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃａ、Ｌｉなどの金属またはその化合物、あるいはそれらを含む合金などを単層あるいは積層して用いることができる。また、電子輸送層３４に接する領域に薄いフッ化リチウムや酸化リチウムなどを形成し、電子注入特性を制御することもある。陰極４の厚みは、例えば１０ｎｍである。前述したように、本実施形態は、成膜面側すなわち陰極側から光を出力するトップエミッション構造である。従って、陰極４は、４００～７００ｎｍの波長の光に対する透過率の平均値が例えば２０％以上の半透過性の電極である。透過率は、例えば電極の膜厚などによって調整することができる。なお、図１及び図２では図示を省略しているが、陰極４には引き出し電極（配線電極）が接続されている。
　陰極４上にさらに封止膜を積層する場合には、例えば水蒸気や酸素の透過率が小さい透明の無機材料で形成することができる。封止膜の材料としては、一例として窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、窒化酸化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮｘ）などを用いることができる。
　バンクと称する隔壁部５の材料としては、一例としてフッ素成分を含有する感光性樹脂を用いることができる。フッ素成分を含有することにより、液状材料に対して撥液性を発揮することができるので、塗布法を用いて成膜する場合の液流れ（いわゆるオーバーラップ）を抑制することができる。さらに、隔壁部５は、遮光性を有する材料で形成するのが好ましい。
　また、バンド吸収フィルタ（ＢＥＦ）６としては、例えば略ガウシアン形状の吸収特性を有する単一バンド吸収のフィルタを用いることができる。バンド吸収フィルタ６は、下記の吸収特性を有していれば形状や材料が限定されることはない。一例として、バンド吸収フィルタ６は、フィルム状や板状のフィルタを表示面に貼り付けるようにしてもよく、また下記の吸収特性を有する色素を表示面に塗布又は付着させることによってフィルタを構成してもよい。但し、単一バンド吸収のフィルタであることから、青色（Ｂ），赤色（Ｒ），緑色（Ｇ）の中のいずれを対象色とするかによって、フィルタの吸収特性が異なる。以下の説明は、好ましい例として、青色（Ｂ）を対象色とした場合について説明する。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、発光強度が最大となる波長を中心波長と称する。
　図３に示すように、青色（Ｂ）を対象色とした場合、共振器構造からの出力スペクトル（以下、「共振器出力スペクトル」と称す）Ｓ１の中心波長（λＢ）が４７０ｎｍ±１０ｎｍである。また、±１０ｎｍと幅をもたせたのは、ＮＴＳＣ色純度を得るための中心波長（λＢ）が共振器出力スペクトルＳ１の幅やＰＬ形状に依存するためである。また、膜厚のバラツキによる中心波長（λＢ）のシフト幅も考慮した。一方、比視感度スペクトルの中心波長は、明所視標準で５５５ｎｍである。この場合において、本実施形態では、好ましい一例として、吸収の中心波長（λａ）が例えば４９５ｎｍの透過スペクトルＳ２を有するバンド吸収フィルタ６を用いる。さらに好ましくは、ベース吸収０％としたときに、ピーク吸収が６０％以上である。また、図３には、設計値通りの膜厚を形成したときに、バンド吸収フィルタ６を通じて出力される光のスペクトル（以下、発光出力スペクトル）Ｓ３を示している。
　さらに詳しくは、バンド吸収フィルタ６の吸収スペクトルＳ２は、共振器出力スペクトルＳ１に接近しており、共振器出力スペクトルＳ１の中心波長（λＢ）から長波長側に向かって単調に吸収率が増加している。そして、重要な要素として、共振器出力スペクトルＳ１の中心波長付近の透過率変化が、輝度変動を抑制するのに充分であることが好ましい。具体的には、図４に示すように、中心波長（λＢ）における透過率をＴ（０）とし、前記中心波長から＋１０ｎｍの波長における透過率をＴ（１０）としたときに、透過率の比ΔＴ［＝Ｔ（１０）／Ｔ（０）］が好ましくは０．９以下、さらに好ましくは０．７以下、より好ましくは０．６以下である。
　以上のように、本実施形態は、上記の吸収条件を満たすバンド吸収フィルタ６を用いて、共振器構造から出力される光の一部をさらに吸収する構成とした。すなわち、共振器出力スペクトルＳ１の中心波長（λＢ）が高視感度側（～４８０ｎｍ）にシフトする場合は発光出力が減少するように、中心波長（λＢ）が低視感度側（～４６０ｎｍ）にシフトする場合は発光出力が増加するように、中心波長（λＢ）付近の形状をバンド吸収フィルタ６によって制御する構成とした。かかる構成としたことにより、例えば膜厚が±１０ｎｍの範囲内で設計値から外れて共振器光路長にバラツキが生じたとしても、輝度変動を抑制することができる。この場合において、色度座標のＮＴＳＣの色純度からのズレΔｕ’ｖ’は０．０５以内またはＮＴＳＣの色再現範囲を拡大する色度座標であり、カラー表示のための良好な色純度を満たしている。
　以下、より具体的なシミュレーション結果を参照しながら、輝度変動が抑制されることについて説明する。但し、以下のシミュレーション結果は一例であり、本実施形態を何ら限定するものではない。
　共振器出力スペクトルＳ１の中心波長（λＢ）の設計値を例えば４７２ｎｍとした場合において、図５（ａ）には膜厚が設計値から－１ｎｍとなった場合のシミュレーション結果を示す。また、図５（ｂ）には、設計値通りの膜厚となった場合のシミュレーション結果を示す。また、図５（ｃ）には、膜厚が設計値から＋１ｎｍとなった場合のシミュレーション結果を示す。バンド吸収フィルタ６は、吸収の中心波長（λａ）が５００ｎｍ、吸収係数σが１０ｎｍの略ガウシアン形状の吸収特性を有するものを用いた。透過率の比ΔＴ［＝Ｔ（１０）／Ｔ（０）］は概ね０．９である。
　なお、図５に記載した各スペクトルの内、スペクトルＳ１０は、バンド吸収フィルタ６の透過スペクトルであり、スペクトルＳ１１は、バンド吸収フィルタ６を通じて出力される発光出力スペクトルである。また、スペクトルＳ１２は、比較として、バンド吸収フィルタ６を設けない場合の発光出力スペクトルである。さらに、スペクトルＳ１３は、共振器構造を用いないで発光させた場合の内部発光であるフォトルミネッセンススペクトルである。
　さらに、膜厚が設計値付近で増減した場合の正面輝度の変化をシミュレーションした結果を図６に示す。
　図５のシミュレーション結果のように、上記の条件を満たすバンド吸収フィルタ６を用いたことにより、共振器出力スペクトルＳ１の中心波長（λＢ）が高視感度側にシフトする場合は発光出力が減少し、中心波長（λＢ）が低視感度側にシフトする場合は発光出力が増加するように制御される。このように制御すると、膜厚の増減によって発光強度は変動するものの、図６のシミュレーション結果のように、膜厚の増減に対する輝度変動が抑制される。すなわち、バンド吸収フィルタ６を用いない場合は、設計値付近における膜厚変化±１ｎｍによって±５％の輝度変化が生じるのに対し、バンド吸収フィルタ６を用いた場合は、設計値における輝度は１０％程度減少するものの、膜厚変化±１ｎｍに対して輝度変化が±３％程度に抑制される。なお、設計値はフィルタ透過後の発光が、輝度及び色度に対して最適化されたものである。
　他の例として、図７は、吸収の中心波長が４９５ｎｍ、吸収係数σが１０ｎｍの略ガウシアン形状の吸収特性を有するバンド吸収フィルタ６を用いた場合のシミュレーション結果である。透過率の比ΔＴ［＝Ｔ（１０）／Ｔ（０）］は概ね０．７である。この場合も、スペクトルの挙動は図５と同様の傾向にあるが、透過率の比ΔＴの値を小さくした分、膜厚の増減に伴う発光出力の変動幅が大きくなっている。その結果、図８のシミュレーション結果のように、膜厚の増減に対する輝度変動は、設計値における輝度は２０％程度減少するものの、膜厚変化±１ｎｍに対して輝度変化が±１％程度に抑制される。すなわち、共振器出力スペクトルＳ１の中心波長付近の透過率変化が大きいバンド吸収フィルタ６を用いることで、より確実に輝度変動を抑制することができる。
　他の例として、図９は、吸収の中心波長が４９５ｎｍ、吸収係数σが１５ｎｍの略ガウシアン形状の吸収特性を有するバンド吸収フィルタ６を用いた場合のシミュレーション結果である。透過率の比ΔＴ［＝Ｔ（１０）／Ｔ（０）］は概ね０．６である。この場合も、スペクトルの挙動は図５及び図７と同様の傾向にあるが、透過率の比ΔＴの値をさらに小さくした分、膜厚の増減に伴う発光出力の変動幅が大きくなっている。その結果、図１０のシミュレーション結果のように、膜厚の増減に対する輝度変動は、設計値における輝度は３５％程度減少するものの、十分な色純度を保ったまま輝度変化をほぼゼロにできていることが分かる。すなわち、共振器出力スペクトルＳ１の中心波長付近の透過率変化がさらに大きいバンド吸収フィルタ６を用いることで、さらに確実に輝度変動を抑制することができる。
　図１１は、共振器出力スペクトルＳ１の中心波長（λＢ）におけるバンド吸収フィルタ６の吸収変化率ＲＡと、膜厚変動に対する輝度変化率ＲＬ（％）の関係をシミュレーションした結果を示している。吸収変化率ＲＡは、中心波長（λＢ）における吸収スペクトルの勾配を、波長λＢの吸収率で除したものであり、ＲＡ［１／ｎｍ］＝〔ｄＡ（λＢ）／dλ〕／Ａ（λＢ）の計算式によって算出することができる。また、輝度変化率ＲＬ（％）は、ＮＴＳＣ色純度を満たす最適膜厚をｄ０としたときに、ｄ０±２ｎｍの膜厚ズレに対する輝度の変化率である。より詳しくは、輝度変化率ＲＬ［％］＝〔ｄ０±２ｎｍにおける輝度最大～最少の差〕／〔ｄ０における輝度〕×１００によって算出した値である。図１１に結果を示すように、青色（Ｂ）の発光素子における吸収変化率ＲＡ［１／ｎｍ］は－０．０１以下が好ましく、さらに好ましくは－０．０２以下である。
　なお、図１に示した発光素子は、反射電極及び半透過電極によって第１及び第２の反射部材を構成しているが、これに限定されることはなく、電極とは別の反射膜を形成するようにしてもよい。この場合、電極とは別の反射膜の素子側の陽極及び陰極は、透明電極とするのが好ましい。
　（第２の実施形態）
　本実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、バンド吸収フィルタ６で制御する対象色を赤色（Ｒ）にした実施形態である。
　図１２に示すように、赤色（Ｒ）を対象色とした場合、共振器出力スペクトルＳ１の中心波長（λＲ）が６２０±２０ｎｍである。±２０ｎｍと幅をもたせたのは、ＮＴＳＣ色純度を得るための中心波長（λＲ）が共振器出力スペクトルＳ１の幅やＰＬ形状に依存するためである。また、膜厚のバラツキによる中心波長（λＲ）のシフト幅も考慮した。一方、比視感度の中心波長は、明所視標準で５５５ｎｍである。この場合において、本実施形態では、好ましい一例として、吸収の中心波長（λａ）が例えば５９０ｎｍの透過スペクトルＳ２を有するバンド吸収フィルタ６を用いる。さらに好ましくは、ベース吸収０％としたときに、ピーク吸収が６０％以上である。また、図１２には、設計値通りの膜厚を形成したときに、バンド吸収フィルタ６を通じて出力される発光出力スペクトルＳ３を示している。
　より詳しくは、バンド吸収フィルタ６の吸収スペクトルＳ２は、共振器出力スペクトルＳ１に接近しており、共振器出力スペクトルＳ１の中心波長（λＲ）から長波長側に向かって単調に吸収率が減少している。そして、重要な要素として、共振器出力スペクトルＳ１の中心波長付近の透過率変化が、輝度変動を抑制するのに充分であることが好ましい。具体的には、図１３に示すように、中心波長（λＲ）における透過率をＴ（０）とし、前記中心波長から－１０ｎｍの波長における透過率をＴ（－１０）としたときに、透過率の比ΔＴ［＝Ｔ（－１０）／Ｔ（０）］が好ましくは０．９以下、さらに好ましくは０．７以下、より好ましくは０．６以下である。
　さらに、図１１と同様にして、共振器出力スペクトルＳ１の中心波長（λＲ）におけるバンド吸収フィルタ６の吸収変化率ＲＡと、膜厚変動に対する輝度変化率ＲＬ（％）の関係をシミュレーションした結果、赤色（Ｒ）の発光素子における吸収変化率ＲＡ［１／ｎｍ］は＋０．０１以上が好ましく、さらに好ましくは＋０．０２以上である。
　このように、赤色（Ｒ）を対象色とした場合であっても、共振器出力スペクトルＳ１の中心波長（λＲ）が高視感度側にシフトする場合は発光出力が減少するように、中心波長（λＲ）が低視感度側にシフトする場合は発光出力が増加するように、中心波長（λＲ）付近の形状をバンド吸収フィルタ６によって制御することができる。従って、青色（Ｂ）の場合と同様に、例えば膜厚が±１０ｎｍの範囲内で設計値から外れて共振器光路長にバラツキが生じたとしても、輝度変動を抑制することができる。
（第３の実施形態）
　本実施形態は、第１及び第２の実施形態の変形例であり、バンド吸収フィルタ６で制御する対象色を青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）の両方にした実施形態である。
　すなわち、第１の実施形態の吸収特性を有するバンド吸収フィルタと、第２の実施形態の吸収特性を有するバンド吸収フィルタの両方を準備し、２層積層した構成とする。この場合、青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）で塗り分けのないフィルタで輝度変動抑制効果を得ることが可能となる。但し、２層積層する構成に限定されることはなく、青色（Ｂ）及び赤色（Ｒ）の発光素子に各々配置した構成とすることもできる。このような構成にすれば、青色（Ｂ）及び赤色（Ｒ）の両方の輝度変動を抑制することが可能となる。
　さらに、２つのフィルタを準備することに限定されず、例えば第１の実施形態の吸収特性の条件と、第２の実施形態の吸収特性の条件の両方を満たす２バンド吸収の単一フィルタを用いることもできる。
　（第４の実施形態）
　なお、第１～第３の実施形態では、ホール注入層３１の厚みを変えてＲＧＢの共振器光路長を調整した一例を説明した。但し、これに限定されることはなく、図１４に示すように、発光層３３の厚みを変えてＲＧＢの共振器光路長を調整するようにしてもよい。
　（第５の実施形態）
　さらに、第１～第４の実施形態では、トップエミッション構造の発光素子を一例に挙げて説明した。しかし、この構造に限定されることはなく、図１５に示すように、ボトムエミッション構造であってもよい。図１５は、図１の反射電極２１を半透過電極とし、陰極４を反射電極とすることによって、ボトムエミッション構造とした例を示す。この場合のバンド吸収フィルタ６は、図１５に示すように基板１に配置してもよく、あるいは図１に示したようなフィルタ支持基板７を用いて基板１と対向するように配置してもよい。但し、構造が限定されることはない。
　（第６の実施形態）
　続いて、図１に示したＲＧＢ発光素子を製造する手順について、一例を説明する。
　まず、例えば蒸着やスパッタ法などを用いて反射電極２１、透明電極２２を順に成膜する。これら電極２１，２２のパターニングは、例えばフォトリソグラフィー法によって行うことができる。次に、例えばフッ素成分を含有する感光性樹脂を基板１上に塗布し、乾燥させて成膜した後、例えばフォトリソグラフィー法によって図１に示すようなパターンを有する隔壁部５を形成する。例えばパッシブ型の場合は、電極２１，２２をストライプ状に形成した後、隔壁部５を形成する。一方、例えばアクティブ型の場合は、駆動回路毎に接続されたアイランド状に電極２１，２２を形成した後、隔壁部５を形成する。
　次に、ホール注入層３２の液体材料を、例えばインクジェットノズルなどを用いて隔壁部５によって区画された領域内に塗布し、乾燥させて成膜する。ホール輸送層３２、発光層３３についても、同様に塗布法によって各素子毎に塗り分けて成膜する。膜厚は、例えば液体材料の塗布量によって調節することができる。次に、蒸着法を用いて電子輸送層３４及び陰極４を順に形成する。陰極４のパターニングは、メタルマスクなどのマスクを用いるか、又は隔壁部５のバンク形状を利用して行うことができる。例えばパッシブ型の場合、陰極４をストライプ状にパターニングすることができる。一方、例えばアクティブ型の場合は、パターニングを行わずに、いわゆるベタ電極とすることができる。
　最後に、例えばフィルム状のバンド吸収フィルタ６を貼り付けたフィルタ支持基板７を、発光が取り出される成膜面と対向する位置に配置することにより、図１及び図２に示したＲＧＢ発光素子を製造することができる。
　以上のように、第１～第６の実施形態によれば、共振器構造を有する発光素子において、共振器構造からの共振器出力スペクトルの最大値となる波長と、比視感度の最大値となる波長との間に透過が最小値となる波長を有するバンド吸収フィルタによって、共振器構造からの光の一部をさらに波長選択的に透過する構成としたことにより、共振器光路長の変動に起因する輝度変動を抑制することができる。換言すると、膜厚が設計値から外れても、輝度変動が少ないので、ひいては膜厚バラツキの許容幅が広がることになり、歩留まりの向上及び低コスト化を実現することができる。
　上記実施形態に従う技術は、有機薄膜発光素子の他、積層素子構造を有する無機薄膜発光素子（電場発光、発光ダイオード）に適用することができる。また発光素子を面上にアレイ化して配置した発光型表示装置に適用することができる。また、第１及び第２反射部材の両側から発光を取り出す構造であってもよい。さらに、ＲＧＢの三色に限定されることもなく、一色又は二色あるいは他の色を含んでいてもよい。
　以上、本発明を具体的な実施形態に則して詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態及び添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。

Claims (9)

  1. 　第１反射部材と、第２反射部材と、前記第１反射部材および第２反射部材の間に配置される発光層を有し、前記第１反射部材と前記第２反射部材との間で共振される光の一部を前記第１反射部材又は前記第２反射部材で透過する共振器構造と、
    　前記第１反射部材又は前記第２反射部材で透過した光の一部をさらに透過するバンド吸収フィルタと、を備え、
    　前記バンド吸収フィルタの透過が最小値となる波長は、
    　前記共振器構造からの共振器出力スペクトルの最大値となる波長と、比視感度の最大値となる波長との間に位置していることを特徴とする発光素子。
  2. 　前記共振器出力スペクトルの最大値となる波長が４７０±１０ｎｍの範囲内であり、
    　前記共振器出力スペクトルの最大値となる波長における前記バンド吸収フィルタの透過率をＴ（０）とし、最大値となる波長から＋１０ｎｍの波長における透過率をＴ（１０）としたときに、透過率の比ΔＴ［＝Ｔ（１０）／Ｔ（０）］が０．９以下であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
  3. 　前記透過率の比ΔＴが０．７以下であることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
  4. 　前記バンド吸収フィルタの透過変化率ＲＡが－０．０１［１／ｎｍ］以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の発光素子。
  5. 　前記共振器出力スペクトルの最大値となる波長が６２０±２０ｎｍの範囲内であり、
    　前記共振器出力スペクトルの最大値となる波長における前記バンド吸収フィルタの透過率をＴ（０）とし、最大値となる波長から－１０ｎｍの波長における透過率をＴ（－１０）としたときに、透過率の比ΔＴ［＝Ｔ（－１０）／Ｔ（０）］が０．９以下であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
  6. 　前記透過率の比ΔＴが０．７以下であることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
  7. 　前記バンド吸収フィルタの透過変化率ＲＡが＋０．０１［１／ｎｍ］以上であることを特徴とする請求項１，５，６のいずれか１項に記載の発光素子。
  8. 　色度座標のＮＴＳＣの色純度からのズレΔｕ’ｖ’が０．０５以内であるか、またはＮＴＳＣの色再現範囲を拡大する色度座標であることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の発光素子。
  9. 　第１反射部材と、第２反射部材と、前記第１反射部材および第２反射部材の間に配置される発光層を有し、前記第１反射部材と前記第２反射部材との間で共振される光の一部を前記第１反射部材又は前記第２反射部材で透過する共振器構造の多数と、
    　前記第１反射部材又は前記第２反射部材で透過した光の一部をさらに透過する、前記多数の共振器構造に共通のバンド吸収フィルタと、を備え、
    　前記バンド吸収フィルタの透過が最小値となる波長は、
    　前記共振器構造からの共振器出力スペクトルの最大値となる波長と、比視感度の最大値となる波長との間に位置していることを特徴とする表示装置。
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