WO2011039950A1

WO2011039950A1 - 発光素子およびそれを用いた表示装置

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Publication number: WO2011039950A1
Application number: PCT/JP2010/005520
Authority: WO
Inventors: 恵子倉田; 西山　誠司; 孝磯部
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2011-04-07
Also published as: CN102474938A; KR20110131253A; US8779453B2; JPWO2011039950A1; CN102474938B; JP5303036B2; US20120126272A1; KR101386828B1

Abstract

光取り出し効率および発光色の色純度の両方を向上させる。　反射電極３と、反射電極３に対向して配置され、入射された光を透過する透明電極９と、反射電極３と透明電極９との間に配置され、青色光を発光する発光層７ｂと、反射電極３と発光層７ｂとの間に配置された、１または２以上の層からなる機能層と、透明電極９を挟んで発光層７ｂの反対側に配置されたカラーフィルタ１２ｂとを備え、機能層の光学膜厚が、２１８［ｎｍ］以上２３８［ｎｍ］以下である。

Description

発光素子およびそれを用いた表示装置

　本発明は、有機材料の電界発光現象を利用した発光素子およびそれを用いた表示装置に関する。

　近年、研究・開発が進んでいる有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機材料の電界発光現象を利用した発光素子である。この発光素子を用いた表示装置としては、基板上に青、緑、赤の各色の発光素子を配列した構成が提案されている。

　発光素子に関しては、消費電力を低減する等の観点から、光取り出し効率を向上させることが重要である。そこで、従来、発光素子に共振器構造を採用することにより、光取り出し効率を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、下部電極（ミラー）、透明導電層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、上部電極（ハーフミラー）を積層した発光素子において、青、緑、赤の光取り出し効率が極大となるようにミラーとハーフミラーとの間の光学的距離を調整することが開示されている（段落００１２）。

　また、表示装置に関しては、光取り出し効率の向上に加えて、優れた色再現性を実現することも重要である。色再現性を向上させるには、各色の発光素子の色純度を向上させる必要がある。そこで、発光素子にカラーフィルタを設けることで、不要な波長成分をカットし、その結果、発光色の色純度を向上させる技術が提案されている。

特開２００５－１１６５１６号公報

　しかしながら、発明者らの研究により、単純に共振器構造とカラーフィルタとを組み合わせただけでは、光取り出し効率の向上と発光色の色純度の向上とを両立させることが困難なことが判明した。

　本発明は、光取り出し効率および発光色の色純度の両方を向上させることができる発光素子、およびそれを用いることで優れた色再現性を実現することができる表示装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様である発光素子は、入射された光を反射する反射電極と、前記反射電極に対向して配置され、入射された光を透過する透明電極と、前記反射電極と前記透明電極との間に配置され、青色光を発光する発光層と、前記反射電極と前記発光層との間に配置された、１または２以上の層からなる機能層と、前記透明電極を挟んで前記発光層の反対側に配置されたカラーフィルタと、を備え、前記発光層から出射された青色光の一部が、前記機能層を通じて前記反射電極に入射されて前記反射電極により反射された後、前記機能層、前記発光層、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第１光路と、前記発光層から出射された青色光の残りの一部が、前記反射電極側に進行することなく、前記透明電極側に進行し、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第２光路と、が形成され、前記機能層の光学膜厚が、２１８［ｎｍ］以上２３８［ｎｍ］以下である。

　発明者らの研究により、上記構成を採用することで、光取り出し効率の向上と発光色の色純度の向上とを両立することができることが判明した。詳細については、あとで実験結果を用いて詳しく説明する。

本発明の一態様に係る表示装置の画素構造を模式的に示す断面図青色の発光素子の設計条件を示し、（ａ）は各層の屈折率ｎ、消衰係数ｋおよび膜厚ｄを示し、（ｂ）は透明導電層の膜厚を変化させたときの光学膜厚の合計Ｌと共振波長λを示す。赤色の発光素子の設計条件を示し、（ａ）は各層の屈折率ｎ、消衰係数ｋおよび膜厚ｄを示し、（ｂ）は透明導電層の膜厚を変化させたときの光学膜厚の合計Ｌと共振波長λを示す。各色の発光素子の光取り出し効率および色度を、色度重視で設計した場合と効率重視で設計した場合とで比較するための図各色の発光素子において透明導電層の膜厚と光取り出し効率との関係を示す図であり、（ａ）は青色の発光素子、（ｂ）は緑色の発光素子、（ｃ）は赤色の発光素子について示している。青色の発光素子についてスペクトル強度と波長との関係を示し、（ａ）は発光材料のスペクトル強度、（ｂ）は色度重視で設計した場合のスペクトル強度、（ｃ）は効率重視で設計した場合のスペクトル強度を示す。緑色の発光素についてスペクトル強度と波長との関係を示し、（ａ）は発光材料のスペクトル強度、（ｂ）は色度重視で設計した場合のスペクトル強度、（ｃ）は効率重視で設計した場合のスペクトル強度を示す。赤色の発光素子についてスペクトル強度と波長との関係を示し、（ａ）は発光材料のスペクトル強度、（ｂ）は色度重視で設計した場合のスペクトル強度、（ｃ）は効率重視で設計した場合のスペクトル強度を示す。青色の発光素子を色度重視で設計した場合の色度の角度依存性を示す図であり、（ａ）は透明導電層の膜厚が５０［ｎｍ］、（ｂ）は透明導電層の膜厚が５５［ｎｍ］、（ｃ）は透明導電層の膜厚が６０［ｎｍ］の場合を示す。青色の発光素子を効率重視で設計した場合の色度の角度依存性を示す図であり、（ａ）は透明導電層の膜厚が９５［ｎｍ］、（ｂ）は透明導電層の膜厚が１００［ｎｍ］、（ｃ）は透明導電層の膜厚が１０５［ｎｍ］の場合を示す。緑色の発光素子を色度重視で設計した場合の色度の角度依存性を示す図である。緑色の発光素子を効率重視で設計した場合の色度の角度依存性を示す図である。赤色の発光素子を色度重視で設計した場合の色度の角度依存性を示す図であり、（ａ）は透明導電層の膜厚が１４１［ｎｍ］、（ｂ）は透明導電層の膜厚が１４４［ｎｍ］、（ｃ）は透明導電層の膜厚が１４９［ｎｍ］の場合を示す。赤色の発光素子を効率重視で設計した場合の色度の角度依存性を示す図であり、（ａ）は透明導電層の膜厚が１３１［ｎｍ］、（ｂ）は透明導電層の膜厚が１３６［ｎｍ］の場合を示す。本発明の一態様に係る表示装置の機能ブロックを示す図本発明の一態様に係る表示装置の外観を例示する図本発明の一態様に係る表示装置の製造方法を説明するための図本発明の一態様に係る表示装置の製造方法を説明するための図

［本発明の一態様の概要］
　本発明の第１の態様に係る発光素子は、入射された光を反射する反射電極と、前記反射電極に対向して配置され、入射された光を透過する透明電極と、前記反射電極と前記透明電極との間に配置され、青色光を発光する発光層と、前記反射電極と前記発光層との間に配置された、１または２以上の層からなる機能層と、前記透明電極を挟んで前記発光層の反対側に配置されたカラーフィルタと、を備え、前記発光層から出射された青色光の一部が、前記機能層を通じて前記反射電極に入射されて前記反射電極により反射された後、前記機能層、前記発光層、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第１光路と、前記発光層から出射された青色光の残りの一部が、前記反射電極側に進行することなく、前記透明電極側に進行し、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第２光路と、が形成され、前記機能層の光学膜厚が、２１８［ｎｍ］以上２３８［ｎｍ］以下である。この構成により、青色光を発光する発光素子において、光取り出し効率の向上と発光色の色純度の向上を両立することができる。

　本発明の第２の態様に係る発光素子は、入射された光を反射する反射電極と、前記反射電極に対向して配置され、入射された光を透過する透明電極と、前記反射電極と前記透明電極との間に配置され、青色光を発光する発光層と、前記反射電極と前記発光層との間に配置された、１または２以上の層からなる機能層と、前記透明電極を挟んで前記発光層の反対側に配置されたカラーフィルタと、を備え、前記発光層から出射された青色光の一部が、前記機能層を通じて前記反射電極に入射されて前記反射電極により反射された後、前記機能層、前記発光層、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第１光路と、前記発光層から出射された青色光の残りの一部が、前記反射電極側に進行することなく、前記透明電極側に進行し、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第２光路と、が形成され、前記機能層の光学膜厚Ｌ［ｎｍ］が、以下の関係式を満たす。

　ただし、波長λが２５６［ｎｍ］以上２８０［ｎｍ］以下の値、Φが前記反射電極での位相シフト、ｍが整数である。この構成により、青色光を発光する発光素子において、光取り出し効率の向上と発光色の色純度の向上を両立することができる。

　さらに、前記カラーフィルタは、前記透明電極から入射した青色光のスペクトル強度が極大値を示す第１の波長領域において、その透過のスペクトル強度が極大値を示し、その一方、前記第１の波長領域より長波長側にある第２の波長領域、および、前記第１の波長領域より短波長側にある第３の波長領域において、その透過のスペクトル強度が前記極大値よりも小さい値を取り、かつ、前記透明電極から入射した青色光について、前記第２の波長領域に存在し、目標色度を得るために不要となる光成分であって、そのスペクトル強度が極大値よりも小さい値を示す光成分の透過を抑制し、前記第１の波長領域および第３の波長領域の両領域に存在する光成分の透過を許容するものであることとしてもよい。これにより、透明電極からカラーフィルタに入射した青色光のうち、不要な光成分はカラーフィルタによって透過が抑制され、かつ、不要な光成分を除く光成分がカラーフィルタを介して外部に取り出される。特に、スペクトル強度が極大値となる光成分が効率よく取り出されるので、目標色度に調整された青色光を効率良く外部に取り出すことができる。

　本発明の第３の態様に係る発光素子は、入射された光を反射する反射電極と、前記反射電極に対向して配置され、入射された光を透過する透明電極と、前記反射電極と前記透明電極との間に配置され、赤色光を発光する発光層と、前記反射電極と前記発光層との間に配置された、１または２以上の層からなる機能層と、前記透明電極を挟んで前記発光層の反対側に配置されたカラーフィルタと、を備え、前記発光層から出射された赤色光の一部が、前記機能層を通じて前記反射電極に入射されて前記反射電極により反射された後、前記機能層、前記発光層、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第１光路と、前記発光層から出射された赤色光の残りの一部が、前記反射電極側に進行することなく、前記透明電極側に進行し、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第２光路と、が形成され、前記機能層の光学膜厚が、３８４［ｎｍ］以上４００［ｎｍ］以下である。この構成により、赤色光を発光する発光素子において、光取り出し効率の向上と発光色の色純度の向上を両立することができる。

　本発明の第４の態様に係る発光素子は、入射された光を反射する反射電極と、前記反射電極に対向して配置され、入射された光を透過する透明電極と、前記反射電極と前記透明電極との間に配置され、赤色光を発光する発光層と、前記反射電極と前記発光層との間に配置され、１または２以上の層からなる機能層と、前記透明電極を挟んで前記発光層の反対側に配置されたカラーフィルタと、を備え、前記発光層から出射された赤色光の一部が、前記機能層を通じて前記反射電極に入射されて前記反射電極により反射された後、前記機能層、前記発光層、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第１光路と、前記発光層から出射された赤色光の残りの一部が、前記反射電極側に進行することなく、前記透明電極側に進行し、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第２光路と、が形成され、前記機能層の光学膜厚Ｌ［ｎｍ］が、以下の関係式を満たす。

　ただし、波長λが４５２［ｎｍ］以上４７０［ｎｍ］以下の値、Φが前記反射電極での位相シフト、ｍが整数である。この構成により、赤色光を発光する発光素子において、光取り出し効率の向上と発光色の色純度の向上を両立することができる。

　本発明の第５の態様に係る表示装置は、基板上に、青、緑、赤に発光する発光素子が配列された表示装置であって、前記青に発光する発光素子が、前記第１の態様に係る発光素子である。この構成により、青色光の光取り出し効率が向上するので表示装置の消費電力を低減させることができるとともに、青色光の色純度が向上するので画像の色再現性を向上させることができる。

　さらに、前記赤に発光する発光素子が、前記第３の態様に係る発光素子であることとしてもよい。この構成により、赤色光の光取り出し効率および色純度が向上するので、表示装置の消費電力の低減と画像の色再現性をさらに向上させることができる。

　本発明の第６の態様に係る表示装置は、基板上に、青、緑、赤に発光する発光素子が配列された表示装置であって、前記青に発光する発光素子が、前記第２の態様に係る発光素子である。この構成により、青色光の光取り出し効率が向上するので表示装置の消費電力を低減させることができるとともに、青色光の色純度が向上するので画像の色再現性を向上させることができる。

　さらに、前記赤に発光する発光素子が、前記第４の態様に係る発光素子であることとしてもよい。この構成により、赤色光の光取り出し効率および色純度が向上するので、表示装置の消費電力の低減と画像の色再現性をさらに向上させることができる。
［表示装置および発光素子の構成］
　以下、本発明の一態様の具体例を、図面を参照して詳細に説明する。

　図１は、本発明の一態様に係る表示装置の画素構造を模式的に示す断面図である。表示装置は、青（Ｂ）、緑（Ｇ）および赤（Ｒ）の各画素が行方向及び列方向にマトリックス状に規則的に配置されてなる有機ＥＬディスプレイである。各画素は有機材料を用いた発光素子で構成されている。

　青色の発光素子は、基板１、反射電極３、透明導電層４、正孔注入層５、正孔輸送層６、発光層７ｂ、電子輸送層８、透明電極９、薄膜封止層１０、樹脂封止層１１、カラーフィルタ１２ｂをこの順に積層したものである。すなわち、反射電極３と透明電極９との間に、発光層７ｂが配置されている。反射電極３と発光層７ｂとの間には、３つの層（透明導電層４、正孔注入層５、正孔輸送層６）からなる機能層が配置されている。

　緑色の発光素子は、発光層７ｇおよびカラーフィルタ１２ｇを除き、青色の発光素子と同様の構成を有する。赤色の発光素子も、発光層７ｒおよびカラーフィルタ１２ｒを除き、青色の発光素子と同様の構成を有する。この例では、各色の発光素子において、基板１が共通に用いられ、電子輸送層８、透明電極９、薄膜封止層１０、樹脂封止層１１はそれぞれ共通に形成されている。

　また、各色の発光素子では、反射電極３と透明電極９の存在により、片側反射方式の共振器構造が実現されている。発光素子には、発光層７ｂ，７ｇ，７ｒから出射された光の一部が、機能層を通じて反射電極３に入射され、反射電極３により反射された後、機能層、発光層７ｂ，７ｇ，７ｒ、透明電極９を通じて外部に出射される第１光路と、発光層７ｂ，７ｇ，７ｒから出射された光の残りの一部が、反射電極３側に進行することなく、透明電極９側に進行し、透明電極９を通じて外部に出射される第２光路とが形成される。透明電極９を透過して外部に出射される光には、第１光路を辿る光（以下、「反射光」という）と第２光路を辿る光（以下、「直接光」という）の両方の成分が含まれている。この直接光と反射光とが干渉効果で強め合うように発光層７ｂ，７ｇ，７ｒと反射電極３との間の距離を調整することで、発光素子の光取り出し効率を高めることができる。距離の調整は、発光層７ｂ，７ｇ，７ｒと反射電極３との間に配置された機能層の膜厚を調整することにより実現できる。

　具体的には、青色の発光素子では、透明導電層４の膜厚を５０［ｎｍ］以上６０［ｎｍ］以下とし、正孔注入層５の膜厚を４０［ｎｍ］とし、正孔輸送層６の膜厚を２０［ｎｍ］とすることにより、これらの光学膜厚の合計Ｌを２１８［ｎｍ］以上２３８［ｎｍ］以下としている。光学膜厚とは、各層の膜厚ｄと各層の屈折率ｎとの積により得られる物理量である。なお、青色の発光素子では、透明導電層４の膜厚を５５［ｎｍ］にするのが好ましい。上記の５０［ｎｍ］以上６０［ｎｍ］以下という範囲は、設計値５５［ｎｍ］に対して製造誤差が－５［ｎｍ］から＋５［ｎｍ］までの範囲で生じることを見越して得られたものである。

　緑色の発光素子では、透明導電層４の膜厚を９０［ｎｍ］とし、正孔注入層５および正孔輸送層６の膜厚については青色の発光素子と同じにしている。

　赤色の発光素子では、透明導電層４の膜厚を１４１［ｎｍ］以上１４９［ｎｍ］以下とし、正孔注入層５および正孔輸送層６の膜厚については青色の発光素子と同じにすることにより、これらの光学膜厚の合計Ｌを３８４［ｎｍ］以上４００［ｎｍ］以下としている。なお、赤色の発光素子では、透明導電層４の膜厚を１４４［ｎｍ］にするのが好ましい。上記の１４１［ｎｍ］以上１４９［ｎｍ］以下という範囲は、設計値１４４［ｎｍ］に対して製造誤差が－３［ｎｍ］から＋５［ｎｍ］までの範囲で生じることを見越して得られたものである。

　このように、各色の発光素子において機能層の膜厚を上記の製造誤差を含めた範囲に調整することにより、発光色の色純度を向上させつつ、光取り出し効率を向上させることができる。以下に、その理由について説明する。
［実験およびシミュレーション］
　発明者らは、各色の発光素子の光取り出し効率および色度を、色度重視で設計した場合と効率重視で設計した場合とで比較した。

　表示装置では、色毎に目標色度が定められている。色度重視とは、出射光の色度が目標色度に近づくように発光層と反射電極との間の距離を設定し、その上で、さらに目標色度に近づくようにカラーフィルタの特性を設定するという設計手法である。一方、効率重視とは、出射光の強度が最大となるように発光層と反射電極との間の距離を設定し、その上で、出射光の色度が目標色度に近づくようにカラーフィルタの特性を設定するという設計手法である。

　発光素子の光取り出し効率を高めるには、効率重視で設計するほうが得策のように思われる。ところが、色度重視と効率重視とを比較してみたところ、予想に反し、色度重視で設計したほうが結果的に光取り出し効率が高くなることが判明した。
＜条件＞
　図２は、青色の発光素子の設計条件を示し、（ａ）は各層の屈折率ｎ、消衰係数ｋおよび膜厚ｄを示し、（ｂ）は透明導電層の膜厚を変化させたときの光学膜厚の合計Ｌと共振波長λを示す。ここでは、透明導電層４の材料をＩＴＯ（Indium Tin Oxide）とし、発光層７ｂの材料を、サメイション（SUMATION）社製のＢＰ１０５としている。

　図２に示すように、青色の発光素子では、色度重視で設計した場合には、透明導電層４の膜厚ｄが５０［ｎｍ］以上６０［ｎｍ］以下となり、そのときの光学膜厚の合計Ｌが２１８［ｎｍ］以上２３８［ｎｍ］以下となる。一方、効率重視で設計した場合には、透明導電層４の膜厚ｄが９５［ｎｍ］以上１０５［ｎｍ］以下となり、そのときの光学膜厚の合計Ｌが３１０［ｎｍ］以上３３０［ｎｍ］以下となる。

　図３は、赤色の発光素子の設計条件を示している。赤色の発光素子では、発光層７ｒの材料と透明導電層４の膜厚だけが青色の発光素子と異なる。ここでは、発光層７ｒの材料を、サイメイション社製のＲＰ１５８としている。また、緑色の発光素子の設計条件は特に図示していないが、発光層７ｇの材料を、サイメイション社製のＧＰ１２００としている。

　図３に示すように、赤色の発光素子では、色度重視で設計した場合には、透明導電層４の膜厚ｄが１４１［ｎｍ］以上１４９［ｎｍ］以下となり、そのときの光学膜厚の合計Ｌが３８４［ｎｍ］以上４００［ｎｍ］以下となる。一方、効率重視で設計した場合には、透明導電層４の膜厚ｄが１３１［ｎｍ］以上１３６［ｎｍ］以下となり、そのときの光学膜厚の合計Ｌが３６５［ｎｍ］以上３７５［ｎｍ］以下となる。
＜光取り出し効率および色度の比較＞
　図４は、各色の発光素子の光取り出し効率および色度を、色度重視で設計した場合と効率重視で設計した場合とで比較するための図である。

　青色の発光素子では、色度重視の場合の透明導電層４の膜厚を５５［ｎｍ］とし、効率重視の場合の透明導電層４の膜厚を１００［ｎｍ］としている。

　まず、カラーフィルタを設けていない場合で比較すると、色度（ｘ，ｙ）は、色度重視の場合では（０．１３，０．１３）となるのに対し、効率重視の場合では（０．１３，０．３１）となる。ここで、色度（ｘ，ｙ）は、ＣＩＥ色度図上の位置を示す。表示装置では青色の目標色度が（０．１５，０．０６～０．０９）近傍に設定されるので、色度重視の場合が効率重視の場合よりも目標色度に近くなる。また、光取り出し効率は、色度重視の場合では１．９［ｃｄ／Ａ］となるのに対し、効率重視の場合では４．９［ｃｄ／Ａ］となる。すなわち、効率重視の場合が色度重視の場合よりも光取り出し効率が高くなる。

　次に、出射光の色度を目標色度にさらに近づけるためのカラーフィルタを設けた場合で比較すると、色度（ｘ，ｙ）は、色度重視の場合では（０．１３，０．０９）となり、効率重視の場合では（０．１２，０．０９）となる。このように、カラーフィルタを設けることで、色度重視も効率重視も目標色度に近づけることができ、その結果、発光色の色純度を高めることができる。一方、光取り出し効率は、色度重視の場合では１．１［ｃｄ／Ａ］となるのに対し、効率重視の場合では０．３７［ｃｄ／Ａ］となる。すなわち、カラーフィルタを設けると、効率重視の場合が色度重視の場合よりも、結果的に光取り出し効率が低下してしまう。

　図４におけるカラーフィルタ（ＣＦ）透過率とは、カラーフィルタを設けない場合の光取り出し効率に対するカラーフィルタを設けた場合の光取り出し効率の比である。青色の発光素子において、色度重視ではＣＦ透過率が５６［％］であるのに対し、効率重視ではＣＦ透過率が７．６［％］である。これは、色度重視ではカラーフィルタを設けてもそれほど光取り出し効率が低下しないが、効率重視ではカラーフィルタを設けると光取り出し効率が大幅に低下してしまうことを示している。図２に示すように、青色の発光素子ほど顕著ではないが、緑色および赤色の発光素子についても同様の傾向が見られる。

　図５は、各色の発光素子において透明導電層の膜厚と光取り出し効率との関係を示す図であり、（ａ）は青色の発光素子、（ｂ）は緑色の発光素子、（ｃ）は赤色の発光素子について示している。

　図５（ａ）に示すように、青色では、カラーフィルタを設けなければ、９５［ｎｍ］から１０５［ｎｍ］までの膜厚の範囲で光取り出し効率が最大となる。一方、カラーフィルタを設ければ、５０［ｎｍ］から８５［ｎｍ］までの膜厚の範囲で光取り出し効率が最大となり、１００［ｎｍ］の膜厚で光取り出し効率が最小となる。この結果から、効率重視で設計したとしても、目標色度に近づけるためにカラーフィルタを設けると、光取り出し効率が大幅に低下してしまうことが分かる。逆に、色度重視で設計した場合（膜厚が５０［ｎｍ］から６０［ｎｍ］までの範囲）には、カラーフィルタを設けても光取り出し効率の低下が少ないことが分かる。

　図５（ｂ）に示すように、緑色では、カラーフィルタを設けなければ、１０７［ｎｍ］付近の膜厚の範囲で光取り出し効率が最大となる。一方、カラーフィルタを設ければ、９０［ｎｍ］付近の膜厚の範囲で光取り出し効率が最大となり、１０７［ｎｍ］の膜厚で光取り出し効率が若干低下している。これから、色度重視で設計した場合（膜厚が９０［ｎｍ］付近の範囲）には、カラーフィルタを設けても光取り出し効率の低下が少ない。

　図５（ｃ）に示すように、赤色では、カラーフィルタを設けなければ、１３１［ｎｍ］から１３６［ｎｍ］までの膜厚の範囲で光取り出し効率が最大となる。一方、カラーフィルタを設ければ、１４１［ｎｍ］から１４９［ｎｍ］までの膜厚の範囲で光取り出し効率が最大となる。これから、効率重視で設計したとしても、目標色度に近づけるためにカラーフィルタを設けると、結果的に光取り出し効率が大幅に低下してしまうことが分かる。逆に、色度重視で設計した場合（膜厚が１４１［ｎｍ］から１４９［ｎｍ］までの範囲）には、カラーフィルタを設けても光取り出し効率の低下が少ないことが分かる。

　図６は、青色の発光素子についてスペクトル強度と波長との関係を示し、（ａ）は発光材料のスペクトル強度、（ｂ）は色度重視で設計した場合のスペクトル強度、（ｃ）は効率重視で設計した場合のスペクトル強度を示す。これによると、カラーフィルタを設けない場合において、色度重視の場合は効率重視の場合に比べてスペクトルの半値幅が狭くなっており、その分だけ不要な波長成分が少ないことが分かる。そのため、目標色度に近づける（発光色の色純度を高める）のに弱いスペクトルの矯正で足り、それだけ透過率の高いカラーフィルタを利用することができる。効率重視の場合は、逆に、目標色度に近づけるのにスペクトルを強く矯正しなければならず、透過率の低いカラーフィルタを利用せざるを得ない。このことが、色度重視で設計したほうが効率重視で設計する場合に比べて、発光色の色純度を高めながら光取り出し効率を高めることができることの理由になっていると考えられる。図７および図８に示すように、緑色の発光素および赤色の発光素子についても、青色の発光素子ほど顕著ではないが、同様の傾向が見られる。

　なお、図６（ｂ）に示すように、色度重視の場合のカラーフィルタの特性に着目すると、以下のことが言える。
（１）透明電極９から入射した青色光のスペクトル強度が極大値を示す第１の波長領域（４６０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下）において、カラーフィルタの透過のスペクトル強度が極大値を示す。その一方で、第１の波長領域よりも長波長側にある第２の波長領域（４８０ｎｍ超）、および、第１の波長領域よりも短波長側にある第３の波長領域（４６０ｎｍ未満）において、カラーフィルタの透過のスペクトル強度がその極大値よりも小さい値を取る（図６（ｂ）の一点鎖線参照）。
（２）透明電極９から入射した青色光について、第２の波長領域（４８０ｎｍ超）に存在し、目標色度を得るために不要となる光成分であって、そのスペクトル強度が極大値よりも小さい値を示す光成分（スペクトル強度が略０．６未満）の透過を抑制している（図６（ｂ）の破線と実線の差分参照）。また、第１の波長領域（４６０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下）および第３の波長領域（４６０ｎｍ未満）の両領域に存在する光成分の透過を許容している（図６（ｂ）の破線と実線の差分参照）。

　これらにより、透明電極からカラーフィルタに入射した青色光のうち、不要な光成分はカラーフィルタによって透過が抑制され、かつ、不要な光成分を除く光成分がカラーフィルタを介して外部に取り出される。特に、スペクトル強度が極大値となる光成分が効率よく取り出されるので、目標色度に調整された青色光を効率良く外部に取り出すことができる。
＜結論＞
　以上より、青色の発光素子では、透明導電層４の膜厚ｄを、５０［ｎｍ］以上６０［ｎｍ］以下とすることにより、発光色の色純度を高めながら光取り出し効率を高めることができる。なお、この効果は、直接光と反射光の干渉の影響により得られるものと考えられる。そうすると、透明導電層４の膜厚ｄが５０［ｎｍ］以上６０［ｎｍ］以下であることが重要なのではなく、そのときの透明導電層４、正孔注入層５および正孔輸送層６の光学膜厚の合計Ｌが重要であると言える。したがって、青色の発光素子では、透明導電層４、正孔注入層５および正孔輸送層６の光学膜厚の合計Ｌを、２１８［ｎｍ］以上２３８［ｎｍ］以下とすればよく、この条件を満たす限り、同様の効果を得ることができる。

　また、緑色の発光素子では、透明導電層４の膜厚ｄを、９０［ｎｍ］とすることにより葉光色の色純度を高めながら光取り出し効率を高めることができる。

　また、赤色の発光素子では、透明導電層４の膜厚ｄを、１４１［ｎｍ］以上１４９［ｎｍ］以下とすることにより、発光色の色純度を高めながら光取り出し効率を高めることができる。青色の発光素子と同様の理由により、赤色の発光素子でも、透明導電層４、正孔注入層５および正孔輸送層６の光学膜厚の合計Ｌを、３８４［ｎｍ］以上４００［ｎｍ］以下とすればよく、この条件を満たす限り、同様の効果を得ることができる。

　そして、これらの発光素子を用いた表示装置では、各色の発光素子の光取り出し効率が高く、かつ、発光色の色純度が高いことから、消費電力の低減と画像の色再現性の向上を実現することができる。

　なお、図１の構成では、発光層７ｂ，７ｇ，７ｒと反射電極３との間に、透明導電層４、正孔注入層５および正孔輸送層６の３つの層からなる機能層が配置されているが、発光素子にはこれ以外の構成もありえる。その場合でも、発光層７ｂ，７ｇ，７ｒと反射電極３との間に配置される機能層の光学膜厚Ｌが上記範囲であれば、同様の効果を得ることができる。

　また、共振器構造の一般的な分析手法により、上記結果から次の事項も導き出すことができる。共振器構造では、透明導電層４、正孔注入層５および正孔輸送層６の光学膜厚の合計Ｌ［ｎｍ］、共振波長λ［ｎｍ］、位相シフトΦ［ラジアン］が、以下の数１を満たす。

　ただし、ｍは整数である。

　反射電極３での位相シフトΦは、以下の数２で求めることができる。

　ただし、ｎ_１は透明導電層４の屈折率、ｎ_０は反射電極３の屈折率、ｋ_０は反射電極３の消衰係数である。

　図２（ｂ）には、青色の発光素子における共振波長λ、図３（ｂ）には、赤色の発光素子における共振波長λが示されている。これらの共振波長λは、上記数１，数２を用いて求めたものである。ここでは、Φ／２π＝－０．７、ｍ＝１としている。

　図２（ｂ）は、青色光の波長を２５６［ｎｍ］以上２８０［ｎｍ］以下とみなすことにより、色度重視の設計ができることを示している。すなわち、光学膜厚の合計Ｌ［ｎｍ］が、数１を満たすように設計することで、発光色の色純度を高めながら光取り出し効率を高めることができる。ただし、そのときの波長λを２５６［ｎｍ］以上２８０［ｎｍ］以下の値、ｍを整数とする。

　また、同様に、図３（ｂ）は、赤色光の波長を４５２［ｎｍ］以上４７０［ｎｍ］以下とみなすことにより、色度重視の設計ができることを示している。すなわち、光学膜厚の合計Ｌ［ｎｍ］が、数１を満たすように設計することで、発光色の色純度を高めながら光取り出し効率を高めることができる。ただし、そのときの波長λを４５２［ｎｍ］以上４７０［ｎｍ］以下の値、ｍを整数とする。
＜色度の角度依存性の比較＞
　発明者らは、さらに、発光素子の色度の角度依存性を、色度重視で設計した場合と効率重視で設計した場合とで比較した。

　図９は、青色の発光素子を色度重視で設計した場合の色度の角度依存性を示す図であり、（ａ）は透明導電層の膜厚が５０［ｎｍ］、（ｂ）は透明導電層の膜厚が５５［ｎｍ］、（ｃ）は透明導電層の膜厚が６０［ｎｍ］の場合を示す。一方、図１０は、青色の発光素子を効率重視で設計した場合の色度の角度依存性を示す図であり、（ａ）は透明導電層の膜厚が９５［ｎｍ］、（ｂ）は透明導電層の膜厚が１００［ｎｍ］、（ｃ）は透明導電層の膜厚が１０５［ｎｍ］の場合を示す。角度は発光素子を正面から見たときを０［ｄｅｇ］としている。図９，図１０では、角度が０［ｄｅｇ］のときの色度を基準とし、それからの色度のずれΔＣＩＥを示している。

　図９，図１０に示すように、青色の発光素子において、カラーフィルタを設けない場合、効率重視では色度のずれが大きいが、色度重視では色度のずれが小さい。そのため、効率重視ではカラーフィルタにより色度を強く矯正しなければならず、このことが透過率の低いカラーフィルタを利用せざるを得ない理由になっている。また、カラーフィルタを設けた場合でも、依然として、効率重視の場合よりも色度重視の場合のほうが色度のずれが小さい。このように、透明導電層４の膜厚ｄを５０［ｎｍ］以上６０［ｎｍ］以下、すなわち、透明導電層４、正孔注入層５および正孔輸送層６の光学膜厚の合計Ｌを２１８［ｎｍ］以上２３８［ｎｍ］以下とすることで、青色の発光素子の色度の角度依存性を小さくすることができる。

　図１１は、緑色の発光素子を色度重視で設計した場合の色度の角度依存性を示す図である。一方、図１２は、緑色の発光素子を効率重視で設計した場合の色度の角度依存性を示す図である。図１１，図１２に示すように、緑色の発光素子においても、透明導電層４の膜厚ｄを９０［ｎｍ］とすることで、緑色の発光素子の色度の角度依存性を小さくすることができる。

　図１３は、赤色の発光素子を色度重視で設計した場合の色度の角度依存性を示す図であり、（ａ）は透明導電層の膜厚が１４１［ｎｍ］、（ｂ）は透明導電層の膜厚が１４４［ｎｍ］、（ｃ）は透明導電層の膜厚が１４９［ｎｍ］の場合を示す。一方、図１４は、赤色の発光素子を効率重視で設計した場合の色度の角度依存性を示す図であり、（ａ）は透明導電層の膜厚が１３１［ｎｍ］、（ｂ）は透明導電層の膜厚が１３６［ｎｍ］の場合を示す。図１３，図１４に示すように、赤色の発光素子においても、透明導電層４の膜厚ｄを１４１［ｎｍ］以上１４９［ｎｍ］以下、すなわち、光学膜厚の合計Ｌを３８４［ｎｍ］以上４００［ｎｍ］以下とすることで、赤色の発光素子の色度の角度依存性を小さくすることができる。なお、カラーフィルタを設けない場合、透明導電層４の膜厚ｄが１４９［ｎｍ］では、色度のずれが比較的大きい。そのため、透明導電層４の膜厚ｄを１４１［ｎｍ］以上１４４［ｎｍ］以下、すなわち、光学膜厚の合計Ｌを３８４［ｎｍ］以上３９０［ｎｍ］以下とするのがより好ましい。

　以上より、色度重視で設計した場合、効率重視で設計した場合に比べて、色度の角度依存性を小さくすることができる。このような色度重視で設計した発光素子を用いることで、視野角の広い表示装置を実現することができる。
［各層の具体例］
　＜基板＞
　基板１は、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板である。基板１の材料は、例えば、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラスなどのガラス板及び石英板、並びに、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂などのプラスチック板又はプラスチックフィルム、並びに、アルミナなどの金属板又は金属ホイルなどである。

　＜バンク＞
　バンク２は、絶縁性材料により形成されていれば良く、有機溶剤耐性を有することが好ましい。また、バンク２はエッチング処理、ベーク処理などされることがあるので、それらの処理に対する耐性の高い材料で形成されることが好ましい。バンク２の材料は、樹脂などの有機材料であっても、ガラスなどの無機材料であっても良い。有機材料として、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂などを使用することができ、無機材料として、シリコンオキサイド（ＳｉＯ_２）、シリコンナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）などを使用することができる。

　＜反射電極＞
　反射電極３は、基板１に配されたＴＦＴに電気的に接続されており、発光素子の正極として機能すると共に、発光層７ｂ，７ｇ，７ｒから反射電極３に向けて出射された光を反射する機能を有する。反射機能は、反射電極３の構成材料により発揮されるものでもよいし、反射電極３の表面部分に反射コーティングを施すことにより発揮されるものでもよい。反射電極３は、例えば、Ａｇ（銀）、ＡＰＣ（銀、パラジウム、銅の合金）、ＡＲＡ（銀、ルビジウム、金の合金）、ＭｏＣｒ（モリブデンとクロムの合金）、ＮｉＣｒ（ニッケルとクロムの合金）等で形成されている。
＜透明導電層＞
　透明導電層４は、反射電極３と正孔注入層５との間に介在してこれらの接合性を良好にすると共に、製造過程において反射電極３の形成直後に反射電極３が自然酸化するのを防止する保護層として機能する。透明導電層４の材料は、発光層７ｂ，７ｇ，７ｒで発生した光に対して十分な透光性を有する導電性材料により形成されればよく、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などが好ましい。室温で成膜しても良好な導電性を得ることができるからである。
＜正孔注入層＞
　正孔注入層５は、正孔を発光層７ｂ，７ｇ，７ｒに注入する機能を有する。例えば、酸化タングステン（ＷＯｘ）、酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）、酸化モリブデンタングステン（ＭｏｘＷｙＯｚ）などの遷移金属の酸化物で形成される。遷移金属の酸化物で形成することで、電圧－電流密度特性を向上させ、また、電流密度を高めて発光強度を高めることができる。なお、これ以外に、従来から知られているＰＥＤＯＴ（ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）などの導電性ポリマー材料を用いてもよい。
＜正孔輸送層＞
　正孔輸送層６の材料は、例えば、特開平５－１６３４８８号に記載のトリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、ブタジエン化合物、ポリスチレン誘導体、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、テトラフェニルベンジン誘導体である。特に好ましくは、ポリフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物である。
＜発光層＞
　発光層７ｂ，７ｇ，７ｒの材料は、例えば、特開平５－１６３４８８号公報に記載のオキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、アンスラセン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、８－ヒドロキシキノリン化合物の金属鎖体、２－ビピリジン化合物の金属鎖体、シッフ塩とＩＩＩ族金属との鎖体、オキシン金属鎖体、希土類鎖体等の蛍光物質である。
＜電子輸送層＞
　電子輸送層８の材料は、例えば、特開平５－１６３４８８号公報のニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、ジフェキノン誘導体、ペリレンテトラカルボキシル誘導体、アントラキノジメタン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリノン誘導体、キノリン錯体誘導体である。
＜透明電極＞
　透明電極９は、発光素子の負極として機能する。透明電極９の材料は、発光層７ｂ，７ｇ，７ｒで発生した光に対して十分な透光性を有する導電性材料により形成されればよく、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどが好ましい。
＜薄膜封止層＞
　薄膜封止層１０は、基板１との間に挟まれた各層が水分や空気に晒されることを防止する機能を有する。薄膜封止層１０の材料は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）や樹脂等である。
＜樹脂封止層＞
　樹脂封止層１１は、基板１から薄膜封止層１０までの各層からなる背面パネルと、カラーフィルタ１２ｂ，１２ｇ，１２ｒが形成された前面パネルとを貼り合わせるとともに、各層が水分や空気に晒されることを防止する機能を有する。樹脂封止層１１の材料は、例えば、樹脂接着剤等である。
＜カラーフィルタ＞
　カラーフィルタ１２ｂ，１２ｇ，１２ｒは、発光素子から出射された光の色度を矯正する機能を有する。
［表示装置］
　図１５は、本発明の一態様に係る表示装置の機能ブロックを示す図である。図１６は、本発明の一態様に係る表示装置の外観を例示する図である。表示装置１５は、有機ＥＬパネル１６と、これに電気的に接続された駆動制御部１７とを備える。有機ＥＬパネル１６は、図１に示す画素構造を有するものである。駆動制御部１７は、各発光素子の反射電極と透明電極との間に電圧を印加する駆動回路１８～２１と、駆動回路１８～２１の動作を制御する制御回路２２とからなる。
［表示装置の製造方法］
　次に、表示装置の製造方法を説明する。図１７、図１８は、本発明の一態様に係る表示装置の製造方法を説明するための図である。

　まず、基板１上に反射電極３を蒸着法やスパッタ法によって形成する（図１７（ａ））。次に、反射電極３上に、蒸着法やスパッタ法により透明導電層４を形成する（図１７（ｂ））。このとき、透明導電層４の膜厚をＲ，Ｇ，Ｂ各色で適宜異ならせる。

　次に、透明導電層４上に、例えば、蒸着法やスパッタ法により正孔注入層５を形成し、バンク２を形成し、さらに、正孔注入層５上に、例えば、インクジェット法などの印刷法により正孔輸送層６を形成する（図１７（ｃ））。このとき、正孔注入層５および正孔輸送層６の膜厚をＲ，Ｇ，Ｂ各色で同一とする。

　次に、正孔輸送層６上に、例えば、インクジェット法などの印刷法により発光層７ｂ，７ｇ，７ｒを形成する（図１７（ｄ））。このとき、有機発光層７ｂ，７ｇ，７ｒの膜厚をＲ，Ｇ，Ｂ各色で適宜異ならせる。

　次に、発光層７ｂ，７ｇ，７ｒ上に蒸着法やスパッタ法により電子輸送層８を形成する（図１８（ａ））。このとき、電子輸送層８の膜厚をＲ，Ｇ，Ｂ各色で同一にする。

　次に、電子輸送層８上に、蒸着法やスパッタ法により透明電極９を形成する（図１８（ｂ））。透明電極９の膜厚は、例えば、９０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下とする。

　次に、透明電極９上に蒸着法やスパッタ法により薄膜封止層１０を形成し、カラーフィルタ１２ｂ，１２ｇ，１２ｒが形成された基板を、樹脂封止層１１を用いて貼り合わせる（図１８（ｃ））。これらの封止層の膜厚は、例えば、９００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下とする。

　以上の工程により、表示装置を製造することができる。

　本発明は、例えば、有機ＥＬディスプレイに利用可能である。

　　　　１　　基板
　　　　２　　バンク
　　　　３　　反射電極
　　　　４　　透明導電層
　　　　５　　正孔注入層
　　　　６　　正孔輸送層
　　　　７ｂ，７ｇ，７ｒ　発光層
　　　　８　　電子輸送層
　　　　９　　透明電極
　　　１０　　薄膜封止層
　　　１１　　樹脂封止層
　　　１２ｂ，１２ｇ，１２ｒ　カラーフィルタ
　　　１５　　表示装置

Claims

　入射された光を反射する反射電極と、
　前記反射電極に対向して配置され、入射された光を透過する透明電極と、
　前記反射電極と前記透明電極との間に配置され、青色光を発光する発光層と、
　前記反射電極と前記発光層との間に配置された、１または２以上の層からなる機能層と、
　前記透明電極を挟んで前記発光層の反対側に配置されたカラーフィルタと、
　を備え、
　前記発光層から出射された青色光の一部が、前記機能層を通じて前記反射電極に入射されて前記反射電極により反射された後、前記機能層、前記発光層、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第１光路と、
　前記発光層から出射された青色光の残りの一部が、前記反射電極側に進行することなく、前記透明電極側に進行し、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第２光路と、が形成され、
　前記機能層の光学膜厚が、２１８［ｎｍ］以上２３８［ｎｍ］以下であること
　を特徴とする発光素子。
　入射された光を反射する反射電極と、
　前記反射電極に対向して配置され、入射された光を透過する透明電極と、
　前記反射電極と前記透明電極との間に配置され、青色光を発光する発光層と、
　前記反射電極と前記発光層との間に配置された、１または２以上の層からなる機能層と、
　前記透明電極を挟んで前記発光層の反対側に配置されたカラーフィルタと、
　を備え、
　前記発光層から出射された青色光の一部が、前記機能層を通じて前記反射電極に入射されて前記反射電極により反射された後、前記機能層、前記発光層、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第１光路と、
　前記発光層から出射された青色光の残りの一部が、前記反射電極側に進行することなく、前記透明電極側に進行し、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第２光路と、が形成され、
　前記機能層の光学膜厚Ｌ［ｎｍ］が、

　ただし、波長λが２５６［ｎｍ］以上２８０［ｎｍ］以下の値、Φが前記反射電極での位相シフト、ｍが整数、
　を満たすことを特徴とする発光素子。
　前記カラーフィルタは、
　前記透明電極から入射した青色光のスペクトル強度が極大値を示す第１の波長領域において、その透過のスペクトル強度が極大値を示し、その一方、前記第１の波長領域より長波長側にある第２の波長領域、および、前記第１の波長領域より短波長側にある第３の波長領域において、その透過のスペクトル強度が前記極大値よりも小さい値を取り、
　かつ、
　前記透明電極から入射した青色光について、
　前記第２の波長領域に存在し、目標色度を得るために不要となる光成分であって、そのスペクトル強度が極大値よりも小さい値を示す光成分の透過を抑制し、
　前記第１の波長領域および第３の波長領域の両領域に存在する光成分の透過を許容するものであること
　を特徴とする請求項１または２に記載の発光素子。
　入射された光を反射する反射電極と、
　前記反射電極に対向して配置され、入射された光を透過する透明電極と、
　前記反射電極と前記透明電極との間に配置され、赤色光を発光する発光層と、
　前記反射電極と前記発光層との間に配置された、１または２以上の層からなる機能層と、
　前記透明電極を挟んで前記発光層の反対側に配置されたカラーフィルタと、
　を備え、
　前記発光層から出射された赤色光の一部が、前記機能層を通じて前記反射電極に入射されて前記反射電極により反射された後、前記機能層、前記発光層、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第１光路と、
　前記発光層から出射された赤色光の残りの一部が、前記反射電極側に進行することなく、前記透明電極側に進行し、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第２光路と、が形成され、
　前記機能層の光学膜厚が、３８４［ｎｍ］以上４００［ｎｍ］以下であること
　を特徴とする発光素子。
　入射された光を反射する反射電極と、
　前記反射電極に対向して配置され、入射された光を透過する透明電極と、
　前記反射電極と前記透明電極との間に配置され、赤色光を発光する発光層と、
　前記反射電極と前記発光層との間に配置され、１または２以上の層からなる機能層と、
　前記透明電極を挟んで前記発光層の反対側に配置されたカラーフィルタと、
　を備え、
　前記発光層から出射された赤色光の一部が、前記機能層を通じて前記反射電極に入射されて前記反射電極により反射された後、前記機能層、前記発光層、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第１光路と、
　前記発光層から出射された赤色光の残りの一部が、前記反射電極側に進行することなく、前記透明電極側に進行し、前記透明電極および前記カラーフィルタを通じて外部に出射される第２光路と、が形成され、
　前記機能層の光学膜厚Ｌ［ｎｍ］が、

　ただし、波長λが４５２［ｎｍ］以上４７０［ｎｍ］以下の値、Φが前記反射電極での位相シフト、ｍが整数、
　を満たすことを特徴とする発光素子。
　基板上に、青、緑、赤に発光する発光素子が配列された表示装置であって、
　前記青に発光する発光素子が、請求項１に記載の発光素子であること
　を特徴とする表示装置。
　さらに、前記赤に発光する発光素子が、請求項４に記載の発光素子であること
　を特徴とする請求項６に記載の表示装置。
　基板上に、青、緑、赤に発光する発光素子が配列された表示装置であって、
　前記青に発光する発光素子が、請求項２に記載の発光素子であること
　を特徴とする表示装置。
　さらに、前記赤に発光する発光素子が、請求項５に記載の発光素子であること
　を特徴とする請求項８に記載の表示装置。