(57)【要約】【課題】色純度の低下を抑制することのできる表示装置を提供する。【解決手段】上部反射部材と、下部反射部材と、前記上部反射部材と下部反射部材の間に配置された赤色に発光する赤色発光層を含む発光機能層と、を有する第１の共振器構造と、上部反射部材と、下部反射部材と、前記上部反射部材と下部反射部材の間に配置された青色に発光する青色発光層を含む発光機能層と、を有する第２の共振器構造と、上部反射部材と、下部反射部材と、前記上部反射部材と下部反射部材の間に配置された緑色に発光する緑色発光層を含む発光機能層と、を有する第３の共振器構造と、を備え、前記赤色発光層は、前記第１乃至第３の共振器構造の発光機能層のそれぞれに配置される共通層である構成とする。【選択図】図１
2011004421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部反射部材と、下部反射部材と、前記上部反射部材と下部反射部材の間に配置された赤色に発光する赤色発光層を含む発光機能層と、を有する第１の共振器構造と、
上部反射部材と、下部反射部材と、前記上部反射部材と下部反射部材の間に配置された青色に発光する青色発光層を含む発光機能層と、を有する第２の共振器構造と、
上部反射部材と、下部反射部材と、前記上部反射部材と下部反射部材の間に配置された緑色に発光する緑色発光層を含む発光機能層と、を有する第３の共振器構造と、を備え、
前記赤色発光層は、前記第１乃至第３の共振器構造の発光機能層のそれぞれに配置される共通層であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第２及び第３の共振器構造に共通層として配置される前記赤色発光層は、前記青色発光層及び緑色発光層よりも陰極側に配置され、前記第２及び第３の共振器構造のホールブロック層及び／又は電子輸送層を兼ねることのできる材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記赤色発光層は、同じ膜厚で前記第１乃至第３の共振器構造のそれぞれに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第２及び第３の共振器構造に共通層として配置される前記赤色発光層は、青色及び／又は緑色の発光色に対する赤色光の混入量が３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記赤色発光層の膜厚を４０ｎｍ以下にして赤色光の混入量を３０％以下にしていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１の共振器構造は、赤色発光層よりも正孔又は電子の移動度が高い材料で形成された光路長調整層をさらに発光機能層に有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記光路長調整層は、前記第２及び第３の共振器構造における前記青色発光層及び緑色発光層に対応する階層位置に配置されると共に、前記赤色発光層よりも正孔の移動度が高い材料で形成されていることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記青色発光層及び緑色発光層は、塗布法による塗り分けで成膜された発光層であり、且つ、前記赤色発光層は、塗布法以外の方法で成膜された発光層であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１の共振構造の発光機能層は、ホール注入層及び／又はホール輸送層、光路長調整層、赤色発光層、電子輸送層及び／又はホールブロッキング層、電子注入層の積層構造であり、
前記第２の共振構造の発光機能層は、ホール注入層及び／又はホール輸送層、青色発光層、赤色発光層、電子輸送層及び／又はホールブロッキング層、電子注入層の積層構造であり、
前記第３の共振構造の発光機能層は、ホール注入層及び／又はホール輸送層、緑色発光層、赤色発光層、電子輸送層及び／又はホールブロッキング層、電子注入層の積層構造であり、
前記ホール注入層及び／又はホール輸送層、電子輸送層及び／又はホールブロッキング層、電子注入層が、前記第１乃至第３の共振器構造のそれぞれに配置される共通層であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記ホール注入層及び／又はホール輸送層が、前記青色発光層及び緑色発光層の材料に対して不溶性の材料で形成されるか、又は不溶化処理が施されていることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
第１，第２及び第３の共振器構造の下部反射部材を形成する工程と、
前記第１の共振器構造の下部反射部材上に、赤色に発光する赤色発光層を含む発光機能層を形成する工程と、
前記第２の共振器構造の下部反射部材上に、青色に発光する青色発光層を含む発光機能層を形成する工程と、
前記第３の共振器構造の下部反射部材上に、緑色に発光する緑色発光層を含む発光機能層を形成する工程と、
第１，第２及び第３の共振器構造の上部反射部材を形成する工程と、を含み、
前記青色発光層及び緑色発光層は、塗布法による塗り分けで前記第２及び第３の共振器構造に形成し、
前記赤色発光層は、前記第１乃至第３の共振器構造の発光機能層のそれぞれに配置される共通層として、塗布法以外の成膜方法によって前記第１乃至第３の共振器構造に形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置や照明装置などの表示装置として、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表示装置が知られている。ＥＬ表示装置は、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機能層を形成した薄膜状のＥＬ発光素子によって表示領域の画素を形成する。【０００３】
ＥＬ発光素子は、例えば材料やカラーフィルタ等を選択することにより、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）に発光可能である。従って、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）に発光するＥＬ発光素子の多数を基板上に配列することによって、フルカラー表示可能な表示装置を製造することができる。【０００４】
但し、微小で薄膜なＥＬ発光素子の多数を基板上に作成することは技術的に難易度が高く、高度な成膜精度が要求される。その対策の一つとして、赤色発光素子と緑色発光素子の発光層をインクジェット法でそれぞれ形成し、青色発光素子の発光層については真空蒸着法等で形成することが知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている発光素子は、発光層で生成された光を透明材料で形成した陽極と基板側から放出するボトムエミッション構造であり、赤色発光層及び緑色発光層に青色発光層を積層すると、赤色及び緑色の色純度が低下する場合がある。特に、赤色に発光させる画素は、青色が混入することによって色純度が低下し易く、青色の混入量が多いと紫色になる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０６２３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、色純度の低下を抑制することのできる表示装置及びその製造方法を提供することが一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の表示装置は、請求項１に記載のように、上部反射部材と、下部反射部材と、前記上部反射部材と下部反射部材の間に配置された赤色に発光する赤色発光層を含む発光機能層と、を有する第１の共振器構造と、上部反射部材と、下部反射部材と、前記上部反射部材と下部反射部材の間に配置された青色に発光する青色発光層を含む発光機能層と、を有する第２の共振器構造と、上部反射部材と、下部反射部材と、前記上部反射部材と下部反射部材の間に配置された緑色に発光する緑色発光層を含む発光機能層と、を有する第３の共振器構造と、を備え、前記赤色発光層は、前記第１乃至第３の共振器構造の発光機能層のそれぞれに配置される共通層であることを特徴とする。【０００９】
本発明の表示装置の製造方法は、請求項１１に記載の通り、第１，第２及び第３の共振器構造の下部反射部材を形成する工程と、前記第１の共振器構造の下部反射部材上に、赤色に発光する赤色発光層を含む発光機能層を形成する工程と、前記第２の共振器構造の下部反射部材上に、青色に発光する青色発光層を含む発光機能層を形成する工程と、前記第３の共振器構造の下部反射部材上に、緑色に発光する緑色発光層を含む発光機能層を形成する工程と、第１，第２及び第３の共振器構造の上部反射部材を形成する工程と、を含み、前記青色発光層及び緑色発光層は、塗布法による塗り分けで前記第２及び第３の共振器構造に形成し、前記赤色発光層は、前記第１乃至第３の共振器構造の発光機能層のそれぞれに配置される共通層として、塗布法以外の成膜方法によって前記第１乃至第３の共振器構造に形成することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の好ましい第１実施形態によるＲＧＢ発光素子の縦断面図である。
【図２】本発明の好ましい第１実施形態によるＲＧＢ発光素子の平面図である。
【図３】上記ＲＧＢ発光素子の階層図である。
【図４】上記ＲＧＢ発光素子の製造工程を示す図である。
【図５】上記ＲＧＢ発光素子の青色光の発光特性を示す図である。
【図６】上記ＲＧＢ発光素子の青色光の色純度を示す図である。
【図７】上記ＲＧＢ発光素子の緑色光の発光特性を示す図である。
【図８】上記ＲＧＢ発光素子の緑色光の色純度を示す図である。
【図９】例えば青色発光層を共通層とした場合のＲＧＢ発光素子の階層図である。
【図１０】上記青色発光層を共通層とした場合の赤色光の発光特性を示す図である。
【図１１】上記青色発光層を共通層とした場合の赤色光の色純度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施形態による表示装置について、添付図面を参照しながら詳しく説明する。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。
【００１２】
（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）に発光する第１乃至第３の共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を配置してＲＧＢ発光素子を形成した一例を示す。図１は、ＲＧＢ発光素子の縦断面図であり、図２は、平面図である。また、図３は、前記ＲＧＢ発光素子の階層構成図であり、階層構造内に記載した数値は、各層の厚み（膜厚）の一例である。なお、実際の表示装置は、基板１に多数のＲＧＢ発光素子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。
【００１３】
第１乃至第３の共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、図１に示すように、下部反射部材としての陽極２、発光機能層３、上部反射部材としての陰極４、封止層５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。各共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、バンクと称する隔壁部６によって区画されている。なお、図示は省略するが、外光反射を防止するためのフィルムや基板をさらに積層するようにしてもよい。また、封止層５は適宜配置される任意の層であり、封止層５を配置しない場合もある。
【００１４】
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の発光機能層３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は、例えば共振効果が最大限に発揮されるように膜厚調整した透明材料からなる電極である。透明電極２２の材料としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの金属酸化物等を用いることができる。また、透明電極の厚みは、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。
【００１５】
第１乃至第３の共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、赤色に発光する赤色発光層３１Ｒ，緑色に発光する緑色発光層３１Ｇ，青色に発光する青色発光層３１Ｂをそれぞれの発光機能層３に有している。赤色発光層３１Ｒ，緑色発光層３１Ｇ，青色発光層３１Ｂは、例えばエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）現象を発生する材料を選定することによって発光色を色分けしたＥＬ発光層である。但し、赤色発光層３１Ｒについては、第１の共振構造Ｒのみに形成されるのではなく、第２の共振器構造Ｇ及び第３の共振器構造Ｂのそれぞれの発光機能層３にも同様に形成されている。すなわち、赤色発光層３１Ｒは、第１乃至第３の共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のそれぞれの発光機能層３に形成された共通層である（従って、本明細書では「赤色共通層」と称する場合がある）。
【００１６】
赤色共通層３１Ｒは、例えば一工程で第１乃至第３の共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に同時に成膜することによって同じ膜厚に形成されている。共振器構造にすれば、詳しくは後述するように、赤色共通層３１Ｒからの赤色光が３０％程度混入しても、青色及び緑色の色純度の低下を抑制することができる。但し、青色光及び／又は緑色光について確実に規格を満たす色純度を得るためには、赤色共通層３１Ｒの好ましい膜厚は４０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３０ｎｍである。このよう赤色共通層３１Ｒは、塗布法以外の方法で成膜することができる。成膜方法としては、例えば蒸着法やレーザーアブレーション法などが一例として挙げられる。但し、成膜方法が限定されることはない。なお、混入量とは、例えばＲ，Ｇ，Ｂにおける発光ピークの強度比に基づいている。Ｒの場合は５９０−７００ｎｍの範囲であり、Ｇの場合は４９０−５４０ｎｍであり、Ｂの場合は４３０−４９０ｎｍである。
【００１７】
さらに、図１に示すように、陰極側にて青色発光層３１Ｂ及び緑色発光層３１Ｇに接するように赤色発光層３１Ｒを配置する場合には、赤色発光層３１Ｒが電子輸送性及び／又はホールブロック特性を有していることが好ましい。このような機能を有する赤色発光層３１Ｒは、例えば後述する発光機能を備えた材料と、同じく後述する電子輸送特性等を備えた材料を混合することによって形成することができる。
【００１８】
一方、青色発光層３１Ｂと緑色発光層３１Ｇは、第２の共振器構造Ｇと第３の共振器構造Ｂにのみ形成されている。青色発光層３１Ｂの膜厚は、例えば２０ｎｍであり、緑色発光層の膜厚は、例えば６５ｎｍである。このような青色発光層３１Ｂ及び緑色発光層３１Ｇは、例えばインクジェット法などの塗布法による塗り分けによって成膜することができる。但し、成膜方法が限定されることはない。
【００１９】
陽極２と陰極４の間に配置される発光機能層３は、少なくともＥＬ発光層（３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ）を有していればよい。しかし、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は、ホール注入層及び／又はホール輸送層、電子輸送層及び／又はホールブロッキング層、電子注入層などの機能層を適宜配置した多層構造であることが好ましい。
【００２０】
図１は、一例としてホール注入層３２、ホール輸送層３３、電子輸送層３４を配置した構成を示す。これらホール注入層３２、ホール輸送層３３及び電子輸送層３４は、赤色共通層３１Ｒと同様に、第１乃至第３の共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のそれぞれに共通層として形成されている。従って、ホール注入層３２、ホール輸送層３３及び電子輸送層３４は、同じ膜厚及び順序で形成されている。ホール注入層３２の膜厚は、例えば３０ｎｍであり、ホール輸送層３３の膜厚は、例えば３０ｎｍであり、電子輸送層３４の膜厚は、例えば２０ｎｍである。
【００２１】
例えばインクジェット法などの塗布法によって青色発光層３１Ｂ及び緑色発光層３１Ｇを形成する場合、これらの液状材料と接することになる下層のホール輸送層３３（又は、ホール注入層の場合もある）は、前記液状材料に対して不溶な材料を選定するか、又は不溶化処理を施すことが好ましい。発光層の液状材料にもよるが、前記液状材料に対して不溶な材料としては、例えば、有機材料では、光熱架橋型のオキセタン骨格をホール輸送材料に導入したDHTBOX(著書：有機ＥＬデバイス物理・材料化学・デバイス応用-112頁参照)が一例として挙げられる。また、不溶化処理の一例としては、光重合反応等による架橋化処理、親水化処理或いは疎水化処理などを挙げることができる。
【００２２】
ここで、共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）にはそれぞれの発光色に好ましい共振器光路長がある。共振器光路長は、図１に示す構造の場合には、反射電極２１と陰極４の反射面の離間距離に相当する。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２４０ｎｍ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１９５ｎｍである。但し、限定されることはない。
【００２３】
図１及び図３に示すように、第２の共振器構造Ｇ及び第３の共振器構造Ｂについては、ＥＬ発光層である緑色発光層３１Ｇと青色発光層３１Ｂの厚みを変えることによって共振器光路長を調整している。従って、ホール注入層３２などの他の積層膜については、膜厚を同じにした共通層としている。一方、第１の共振器構造Ｒについては、ＥＬ発光層である赤色発光層３１Ｒを共通層としているので、光路長調整層３５を新たに追加して共振器光路長を調整している。この光路長調整層３５を追加することによって、ホール注入層３２などの他の積層膜については、第２の共振器構造Ｇ及び第３の共振器構造Ｂの積層膜と膜厚を同じにした共通層としている。
【００２４】
光路長調整層３５は、赤色発光層３１Ｒよりも正孔の輸送特性（移動度）が高い材料を用いて、青色発光層３１Ｂ及び緑色発光層３１Ｇに対応する階層位置に配置することができる。すなわち、図１の光路長調整層は、共振器光路長を調整することに加えて、ホール輸送層としての機能を有する。このように構成することにより、同じ次数の共振器構造であっても赤色発光層３１Ｒを薄く成膜することができ、共振器光路長が最も大きい第１の共振器構造Ｒの電圧上昇を抑制できるという利点がある。但し、光路長調整層３５は、図１に示す位置に限定されることはなく、赤色発光層３１Ｒよりも電子の移動度が高い材料を用いて、赤色発光層３１Ｒよりも陰極側に配置することもできる。
【００２５】
ホール注入層３１、ホール輸送層３２及び図１の光路長調整層３５としては、正孔の輸送特性（移動度）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、オキセタン骨格をホール輸送材料に導入したDHTBOX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。他に、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物などの酸化物を使用しても良い。但し、これらの材料に限定されることはない。
【００２６】
赤色発光層３１Ｒ，緑色発光層３１Ｇ及び青色発光層３１Ｂとしては、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）現象を発生してそれぞれの色に発光する材料を用いる。それら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。
【００２７】
なお、共通層である赤色発光層３１Ｒの好ましい材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム(Alq3)、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム、ビス［ベンゾ（ｆ）−８−キノリノラト］亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニル−フェノラト）アルミニウム、トリス（８−キノリノラト）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(Balq)、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラト）カルシウム等の８−キノリノラト或いはその誘導体を配位子として少なくとも一つ有する金属錯体、BCP, ２，９−ｂｉｓ（２−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ（NBPhen）などのフェナンスロリン誘導体、２，２’，２’’−（１，３，５−ｂｅｎｚｅｎｅｔｒｉｙｌ）ｔｒｉｓ（１−ｐｈｅｎｙｌ）−１Ｈ−ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ(TPBI)などのイミダゾール誘導体を挙げることができ、前述した赤色発光層３１Ｒに電子輸送性及び／又はホールブロック特性を付加するための好ましい材料としては、Balq, TPBIを挙げることができる。また、青色発光層３１Ｂ及び緑色発光層３１Ｇは、ホール輸送性或いはバイポーラ輸送性を有する材料を含むことが好ましく、そのような材料と一例として、4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl(CBP)、4,4',4" -Tris(carbazol-9-yl)triphenylamine（TCTA）、アントラセン誘導体などを挙げることができる。また、バイポーラ輸送性を有する材料は一つの材料にこの機能を有させるだけではなく、ホール輸送性の材料と電子輸送性の材料を混合させることで機能を示すことが出来る。そのような材料構成と一例として、TCTAと2，6−bis(3−(9H-carbazol-9-yl)phenyl)pridine(26DCzPPy)の混合構成を挙げることが出来る。このように、ホール輸送性或いはバイポーラ輸送性を有する赤色共通層３１Ｒとすることにより、赤色共通層３１Ｒを第２及び第３の共振器構造Ｇ，Ｂに配置しても、緑色発光層３１Ｇ及び青色発光層３１Ｂのエレクトロルミネッセンス現象を効率的に発現させることができる。
【００２８】
電子輸送層３４としては、電子の輸送特性（移動度）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。
【００２９】
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。陰極の厚みは、例えば１０ｎｍである。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には引出電極（配線電極）が接続されている。
【００３０】
封止層５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。封止層５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。
【００３１】
バンクと称する隔壁部６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。隔壁部６は、遮光性を有する材料で形成するのが好ましい。
【００３２】
続いて、上述のＲＧＢ発光素子を製造する工程について、図４の工程図を参照しながら説明する。
【００３３】
まず、図４の工程１００に示すように、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、図４の工程１１０に示すように、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にした隔壁部６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６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６を形成する。
【００３４】
次に、図４の工程１２０に示すように、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６によって区画された各共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の形成領域内に塗布し、加熱又は光照射により成膜する。共通層であるホール注入層３２は、第１乃至第３の共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の塗り分けによって成膜するのではなく、一の工程で同時に形成するのが好ましい。膜厚は、例えば液体材料の塗布量によって調整することができる。さらに、ホール輸送層３３についても、同様にして成膜する。但し、ホール注入層３２及びホール輸送層３３の塗布方法は、インクジェット法でなくともよく、例えばスプレー法、スピンコート法、ディップ法、ダイコート法などであってもよい。また、必要に応じて、次の工程で塗布される緑色発光層３１Ｇ及び青色発光層３１Ｂの液体材料に対する不溶化処理を行うことができる。
【００３５】
次に、図４の工程１３０に示すように、緑色発光層３１Ｇ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６によって区画された各共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の形成領域内に塗布し、加熱又は光照射により成膜する。青色発光層３１Ｂも、緑色発光層３１Ｇと同様にして成膜する。また、光路長調整層３５については、ホール輸送層３２と同様に塗布法によって成膜する。このように、緑色発光層３１Ｇ，青色発光層３１Ｂ，光路長調整層３５は、第１乃至第３の共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の塗り分けによって成膜するが、これらの成膜順序は特に限定されない。
【００３６】
次に、図４の工程１４０に示すように、例えば蒸着法やレーザーアブレーション法によって赤色共通層３１Ｒを成膜する。このとき、共通層である赤色共通層３１Ｒは、共振構造Ｒ，Ｇ，Ｂごとに別々の工程で成膜するのではなく、一の工程で同時に共振構造Ｒ，Ｇ，Ｂに成膜するのが好ましい。
【００３７】
次に、図４の工程１５０に示すように、例えば蒸着法を用いて電子輸送層３４を形成する。共通層である電子輸送層３４も、第１乃至第３の共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の塗り分けによって成膜するのではなく、一の工程で同時に形成するのが好ましい。
【００３８】
次に、図４の工程１６０に示すように、例えば蒸着法を用いて陰極４を形成する。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６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。
【００３９】
最後に、図４の工程１７０に示すように、不活性ガスの雰囲気下において、プラズマＣＶＤ法などで封止層５を成膜する。以上の工程を通じて、図１に示したＲＧＢ発光素子を製造することができる。なお、図示は省略するが、多数のＲＧＢ発光素子によって形成された表示領域を第２の基板（カバー部材）によって覆うようにし、その内部空間を不活性ガス又は不活性液体で満たすようにしてもよい。
【００４０】
上述の実施形態によれば、ＲＧＢ発光素子によって表示領域が形成される表示装置において、ＲＧＢの発光素子を共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とし、且つ、塗り分け回数を減らすための共通層として赤色発光層３１ＲをＲＧＢ発光素子の各発光機能層に配置する構成としたことにより、第２の共振器構造Ｇ及び第３の共振器構造Ｂから出力される緑色光および青色光の色純度が低下することを抑制できる。すなわち、色純度の高い赤色光，緑色光及び青色光を出力可能な表示装置を得ることができる。
【００４１】
さらに上述の実施形態によれば、緑色発光層３１Ｇ及び青色発光層３１Ｂは塗布法による塗り分けによって成膜するが、共通層である赤色発光層３１Ｒについては塗布法以外の成膜方法によって塗り分けしないで成膜することにより、１回分の塗り分け工程を省略することができる。その結果、製造コストの低減化を図ることができる。また、塗布法は、一般的に成膜精度が低いと言われているが、本実施形態のように赤色共通層３１Ｒを塗布法以外の方法で成膜すれば、製品の歩留まりを高くすることが期待できる。
【００４２】
さらに上述の実施形態によれば、光路長調整層３５を新たに追加したことにより、共通層とするために赤色発光層３１Ｒの膜厚を薄くしても、第１の共振器構造Ｒの共振器光路長を好ましい距離に設定することができる。しかも、赤色発光層３１Ｒよりも正孔又は電子の移動度が高い材料で光路長調整層３５を形成することにより、共振器光路長が最も大きい第１の共振器構造Ｒの電圧上昇を抑制できるという利点がある。
【００４３】
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上部及び下部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。さらに、トップエミッション構造でなくともよく、半透過電極によって下部反射部材を形成し、反射電極によって上部反射部材を形成してボトムエミッション構造とすることもできる。この場合、基板１の材料に、透明材料を用いるようにする。
【００４４】
続いて、赤色発光層３１Ｒを共通層とした第１乃至第３の共振器構造（Ｒ，Ｇ，Ｂ）から出力される青色光と緑色光の色純度についてシミュレーションした結果について、図５〜８を参照しながら説明する。このシミュレーション結果を見れば、本実施形態の表示装置が色純度の低下を抑制できることを、さらに理解可能となる。
【００４５】
図５は、共振器構造における青色光の発光特性を示す図であり、赤色共通層３１Ｒを設けない場合（すなわち、赤色光を混入しない場合）のスペクトルと、赤色共通層３１Ｒを設けた場合（すなわち、赤色光が混入される場合）のスペクトルを示している。赤色光の混入量は３０％である。また、共振器光路長は１９５ｎｍである。図５のシミュレーション結果から分かるように、第３の共振器構造Ｂ（青画素）については、赤色光の混入量が３０％あったとしても、青色光の波長領域である４７０ｎｍ付近の発光強度には殆ど変化が見られない。すなわち、赤色光の混入による影響は微弱である。
【００４６】
また、図６は、赤発光が不純光として青画素で観測された場合の色度変化のシミュレーション結果を示す。図中の○はＮＴＳＣであり、●（左）は青発光のみの色純度であり、図中矢印の方向に３０％の赤色光と青発光を混ぜた場合の変化を示し、□は●（左）に共振効果が発現した場合である。図６の結果から分かるように、本実施形態のように共振効果を発現させる構成では色度の変化が略無い。このように、本実施形態のように構成すれば、赤発光が不純光として混入しても、青色光については色純度の低下を抑制することができる。
【００４７】
図７は、共振器構造における緑色光の発光特性を示す図であり、赤色共通層３１Ｒを設けない場合（すなわち、赤色光を混入しない場合）のスペクトルと、赤色共通層３１Ｒを設けた場合（すなわち、赤色光が混入される場合）のスペクトルを示している。赤色光の混入量は３０％である。また、共振器光路長は２４０ｎｍである。図７のシミュレーション結果から分かるように、第２の共振器構造Ｇ（緑画素）についても、赤色光の混入量が３０％あったとしても、緑色光の波長領域である５３０ｎｍ付近の発光強度には殆ど変化が見られない。すなわち、赤色光の混入による影響は、青画素の場合と同様に微弱である。
【００４８】
また、図８は、赤発光が不純光として緑画素で観測された場合の色度変化のシミュレーション結果を示す。図中の○はＮＴＳＣであり、●（左）は緑発光のみの色純度であり、図中矢印の方向に３０％の赤色光と緑発光を混ぜた場合の変化を示し、□は●（左）に共振効果が発現した場合である。図８の結果から分かるように、本実施形態のように共振効果を発現させる構成では色度の変化が殆ど無い。このように、本実施形態のように構成すれば、赤発光が不純光として混入しても、緑色光についての色純度の低下を抑制することができる。
【００４９】
比較として、特許文献１の技術を採用して青色発光層を共通層とした場合の、シミュレーション結果について、説明しておく。図９は、シミュレーションに用いたＲＧＢ発光素子の階層構造を示している。
【００５０】
図１０は、第１の共振器構造Ｒにおける赤色光の発光特性を示す図であり、青色共通層を設けない場合（すなわち、青色光を混入しない場合）のスペクトルと、青色共通層を設けた場合（すなわち、青色光が混入される場合）のスペクトルを示している。青色光の混入量は、５％、１０％、２０％、３０％とした。また、共振器光路長は３００ｎｍである。図１０のシミュレーション結果から分かるように、青色光の混入量が増えるに伴い、青色光の波長領域である４７０ｎｍ付近の発光強度が増加する。しかも、赤画素の場合、４７０ｎｍ付近と６２０ｎｍ付近の発光強度差が小さいという特性がある。このように、共振器構造において青色発光層を共通層にすると、青色光の混入による赤画素の影響が大きい。
【００５１】
また、図１１は、青発光が不純光として赤画素で観測された場合の色度変化のシミュレーション結果を示す。図中の○はＮＴＳＣであり、×（一番右端）は赤発光のみの色純度であり、矢印の方向に５％，１０％，２０％，３０％と青発光を混ぜた場合の変化を示し、■は×（一番右端）に共振効果が発現した場合、●は矢印の方向に×発光（右から２番目以降）に共振効果を発現させた場合である。図１１の結果から分かるように、共振器構造において青色発光層を共通層にすると、赤画素では青発光が混ざるため色純度の低下を招く。
【００５２】
以上のように、第１及び第２の実施形態によれば、上部反射部材と、下部反射部材と、前記上部反射部材と下部反射部材の間に配置された赤色に発光する赤色発光層を含む発光機能層と、を有する第１の共振器構造と、上部反射部材と、下部反射部材と、前記上部反射部材と下部反射部材の間に配置された青色に発光する青色発光層を含む発光機能層と、を有する第２の共振器構造と、上部反射部材と、下部反射部材と、前記上部反射部材と下部反射部材の間に配置された緑色に発光する緑色発光層を含む発光機能層と、を有する第３の共振器構造と、を備え、前記赤色発光層は、前記第１乃至第３の共振器構造の発光機能層のそれぞれに配置される共通層である構成とすることにより、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の色純度の低下を抑制することが可能となる。
【００５３】
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。
【符号の説明】
【００５４】
１      基板
２      陽極
３      発光機能層
３１Ｒ  赤色発光層（赤色共通層）
３１Ｇ  緑色発光層
３１Ｂ  青色発光層
３２    ホール注入層
３３    ホール輸送層
３４    電子輸送層
３５    光路長調整層
４      陰極
６      隔壁部
【図１】
2011004421.tif 000003
【図２】
2011004421.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011004421.tif 000007
【図６】
2011004421.tif 000008
【図７】
2011004421.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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