(57)【要約】      （修正有）【課題】対向する電極間の電気的ショートを防止しつつ、高い発光効率を実現する有機ＥＬカラー発光装置を提供する。【解決手段】支持基板１００上に、発光ピーク波長がλ１である光を発する第１の有機ＥＬ素子を設けた第１の画素１０と、発光ピーク波長がλ２である光を発する第２の有機ＥＬ素子を設けた第２の画素２０と、を有し、発光ピーク波長λ２は、同λ１よりも長波長であり、第１及び第２の有機ＥＬ素子が、少なくとも光反射性電極１１，２１、有機発光媒体層、光半透過性電極を光取出し方向に、この順に積層した素子であり、下記式（１）で定義されるｍ１及びｍ２が、ｍ２＋１．３＞ｍ１＞ｍ２＋０．７（ｍ１及び／又はｍ２は０以上の略整数である）の関係を満たす有機ＥＬ発光装置。ｍX＝２ＬX／λX＋ΦX／２π・・・（１）【選択図】図１
2006253015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に、
発光ピーク波長がλ１である光を発する第１の有機エレクトロルミネッセンス素子を設けた第１の画素と、
発光ピーク波長がλ２である光を発する第２の有機エレクトロルミネッセンス素子を設けた第２の画素と、を有し、
前記発光ピーク波長λ２は、同λ１よりも長波長であり、
前記第１及び第２の有機エレクトロルミネッセンス素子が、少なくとも光反射性電極、有機発光媒体層、光半透過性電極を光取出し方向に、この順に積層した素子であり、
下記式（１）で定義されるｍ１及びｍ２が、ｍ２＋１．３＞ｍ１＞ｍ２＋０．７（ｍ１及び／又はｍ２は０以上の略整数である）の関係を満たす有機エレクトロルミネッセンスカラー発光装置。
【数１】
2006253015.tif 000027
［式中、Ｌｘは波長λｘの光に対する光反射性電極と光半透過性電極の間の光学的距離、Φｘは波長λｘの光が光反射性電極表面及び光半透過性電極表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は２であり、ｘ＝１のときは、第１の有機エレクトロルミネッセンス素子の値であり、ｘ＝２のときは、第２の有機エレクトロルミネッセンス素子の値であることを示す。］
【請求項２】
支持基板上に、
発光ピーク波長がλ１である光を発する第１の有機エレクトロルミネッセンス素子を設けた第１の画素と、
発光ピーク波長がλ２である光を発する第２の有機エレクトロルミネッセンス素子を設けた第２の画素と、
発光ピーク波長がλ３である光を発する第３の有機エレクトロルミネッセンス素子を設けた第３の画素と、を有し、
前記発光ピーク波長λ２は、同λ１よりも長波長であり、前記発光ピーク波長λ３は、同λ２よりも長波長であり、
前記第１〜第３の有機エレクトロルミネッセンス素子が、少なくとも光反射性電極、有機発光媒体層、光半透過性電極を光取出し方向に、この順に積層した素子であり、
下記式（２）で定義されるｍ１及びｍ３が、ｍ３＋１．３＞ｍ１＞ｍ３＋０．７（ｍ１及び／又はｍ３は０以上の略整数である）の関係を満たす有機エレクトロルミネッセンスカラー発光装置。
【数２】
2006253015.tif 000028
［式中、Ｌｘは波長λｘの光に対する光反射性電極と光半透過性電極の間の光学的距離、Φｘは波長λｘの光が光反射性電極表面及び光半透過性電極表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は３であり、ｘ＝１のときは、第１の有機エレクトロルミネッセンス素子の値であり、ｘ＝３のときは、第３の有機エレクトロルミネッセンス素子の値であることを示す。］
【請求項３】
前記有機発光媒体層が、少なくとも第１電荷輸送層、有機発光層、第２電荷輸送層を光取出し方向にこの順に積層した素子であり、
前記第１〜第３の画素における、有機発光層と光半透過性電極との間の距離がほぼ同一である請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンスカラー発光装置。
【請求項４】
前記有機発光媒体層が、少なくとも第１電荷輸送層、有機発光層、第２電荷輸送層を光取出し方向にこの順に積層した素子であり、
前記第１〜第３の画素における、光反射性電極と有機発光層との間の距離がほぼ同一である請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンスカラー発光装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンスカラー発光装置に関する。より詳しくは、カラー発光装置を構成する画素において、有機エレクトロルミネッセンス素子の上部及び下部の電極間の光学的距離を特定の範囲となるように調整することにより、電極間の電気的ショートの防止、生産性の向上を図り、かつ特定の光の強度を増強させることにより、高効率な発光を可能にした有機エレクトロルミネッセンスカラー発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、エレクトロルミネッセンスを「ＥＬ」と略記する。）は、第１電極と第２電極との間に、有機電荷輸送層や有機発光層を積層させてなる有機発光媒体層を設けた構成であり、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な、自発光型の表示素子として注目されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子の構造は、有機発光層で発生した光を取り出す方向により、ボトムエミッション構造とトップエミッション構造とに分類される。トップエミッション構造とは、従来、有機ＥＬ素子構造を支持するガラス基板側から光を取り出していたもの（ボトムエミッション構造）を、基板とは反対側の上部から光を取り出す構造としたものである。これにより、発光部に対する開口率を向上させることが可能となり、高輝度化を可能としている。
【０００４】
トップエミッション構造の有機ＥＬ素子において、上部電極に薄膜の金属層（光反射層）を含む半透明の陰極を採用し、多重干渉効果によって、特定の波長の光のみを増強してＥＬ素子の外部に取出し、高い色再現性を実現することが検討されている。
例えば、光反射性電極、有機発光層を備えた有機発光媒体層、半透明の金属層及び透明材料からなる電極が順次積層され、光反射性電極と金属層とで挟まれた有機発光媒体層が共振部となるように構成された有機ＥＬ素子において、取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとした場合、以下の式を満たすように構成した有機ＥＬ素子が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
（２Ｌ）／λ＋Φ／（２π）＝ｍ
（式中、Ｌは光学的距離、λは取り出したい光の波長、ｍは整数、Φは電極における位相シフトであり、光学的距離Ｌが最小となるように構成）
【０００５】
また、トップエミッション構造の有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子をアクティブ駆動するためのＴＦＴアレイを組合わせた、フルカラーディスプレイが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
ところが、特許文献１に記載の技術では、光学的距離Ｌが最小となるように構成されているため、対向する電極間に設けられる有機発光媒体層の膜厚が小さい。そのため、光反射性電極表面又はその下地の凹凸が影響して、二つの電極間での電気的ショートが発生しやすく、有機ＥＬ素子の製造歩留まりを悪化させるという欠点があった。
【０００７】
この電極間のショートを防止する技術としては、光反射性電極表面を研磨して平滑化する技術がある。これは、ボトムエミッション構造の有機ＥＬ素子では有効である。しかし、トップエミッション構造、特に、特許文献２のようなＴＦＴアレイの上部にトップエミッション構造の有機ＥＬ素子を設けたような場合には、研磨工程時に発生する静電気によって、ＴＦＴアレイ部分が破壊される等の不具合が生じるおそれがあった。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／３９５５４号パンフレット
【特許文献２】特開２００１−１９５００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、対向する電極間の電気的ショートを防止しつつ、高い発光効率を実現する有機ＥＬカラー発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明者らは検討をした結果、最も波長の短い光を発する画素と最も波長の長い光を発する画素とで有機発光媒体層の膜厚を変えることにより、ショート防止を図りつつ、高い発光効率を実現できることを見出した。
本発明によれば、以下の有機ＥＬカラー発光装置が提供される。
１．支持基板上に、発光ピーク波長がλ１である光を発する第１の有機エレクトロルミネッセンス素子を設けた第１の画素と、発光ピーク波長がλ２である光を発する第２の有機エレクトロルミネッセンス素子を設けた第２の画素と、を有し、前記発光ピーク波長λ２は、同λ１よりも長波長であり、前記第１及び第２の有機エレクトロルミネッセンス素子が、少なくとも光反射性電極、有機発光媒体層、光半透過性電極を光取出し方向に、この順に積層した素子であり、下記式（１）で定義されるｍ１及びｍ２が、ｍ２＋１．３＞ｍ１＞ｍ２＋０．７（ｍ１及び／又はｍ２は０以上の略整数である）の関係を満たす有機エレクトロルミネッセンスカラー発光装置。
【数１】
2006253015.tif 000003
［式中、Ｌｘは波長λｘの光に対する光反射性電極と光半透過性電極の間の光学的距離、Φｘは波長λｘの光が光反射性電極表面及び光半透過性電極表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は２であり、ｘ＝１のときは、第１の有機エレクトロルミネッセンス素子の値であり、ｘ＝２のときは、第２の有機エレクトロルミネッセンス素子の値であることを示す。］
２．支持基板上に、発光ピーク波長がλ１である光を発する第１の有機エレクトロルミネッセンス素子を設けた第１の画素と、発光ピーク波長がλ２である光を発する第２の有機エレクトロルミネッセンス素子を設けた第２の画素と、発光ピーク波長がλ３である光を発する第３の有機エレクトロルミネッセンス素子を設けた第３の画素と、を有し、前記発光ピーク波長λ２は、同λ１よりも長波長であり、前記発光ピーク波長λ３は、同λ２よりも長波長であり、前記第１〜第３の有機エレクトロルミネッセンス素子が、少なくとも光反射性電極、有機発光媒体層、光半透過性電極を光取出し方向に、この順に積層した素子であり、下記式（２）で定義されるｍ１及びｍ３が、ｍ３＋１．３＞ｍ１＞ｍ３＋０．７（ｍ１及び／又はｍ３は０以上の略整数である）の関係を満たす有機エレクトロルミネッセンスカラー発光装置。
【数２】
2006253015.tif 000004
［式中、Ｌｘは波長λｘの光に対する光反射性電極と光半透過性電極の間の光学的距離、Φｘは波長λｘの光が光反射性電極表面及び光半透過性電極表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は３であり、ｘ＝１のときは、第１の有機エレクトロルミネッセンス素子の値であり、ｘ＝３のときは、第３の有機エレクトロルミネッセンス素子の値であることを示す。］
３．前記有機発光媒体層が、少なくとも第１電荷輸送層、有機発光層、第２電荷輸送層を光取出し方向にこの順に積層した素子であり、前記第１〜第３の画素における、有機発光層と光半透過性電極との間の距離がほぼ同一である１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンスカラー発光装置。
４．前記有機発光媒体層が、少なくとも第１電荷輸送層、有機発光層、第２電荷輸送層を光取出し方向にこの順に積層した素子であり、前記第１〜第３の画素における、光反射性電極と有機発光層との間の距離がほぼ同一である１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンスカラー発光装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の有機ＥＬカラー発光装置は、電極間の膜厚を十分厚く保つことができるので、電極間の電気的ショートによる歩留まり低下を防止でき、かつ光干渉効果による高い発光効率を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施形態１
以下、本発明の有機ＥＬカラー発光装置を具体的に説明する。
図１は、本発明の実施形態１の有機ＥＬカラー発光装置を示す概略図である。
有機ＥＬカラー発光装置１は、基板１００上に並置された第１の有機ＥＬ素子からなる第１の画素１０と、第２の有機ＥＬ素子からなる第２の画素２０とを有する。
第１の画素１０は、、基板１００上に、光反射性電極１１、有機発光媒体層（第１電荷輸送層１２、有機発光層１３、第２電荷輸送層１４）、光反射層１５と光透過性電極１６を積層した光半透過性電極とを、この順に積層した構造を有している。
第２の画素２０は、基板１００上に、光反射性電極２１、有機発光媒体層（第１電荷輸送層２２、有機発光層２３、第２電荷輸送層２４）、及び光反射層２５と光透過性電極２６を積層した光半透過性電極とを、この順に積層した構造を有している。
【００１２】
光反射性電極１１、２１は、正孔又は電子を供給する電極として機能するとともに、有機発光層１３、２３で発生した光を、光取り出し方向（図１における上方)に反射する層である。第１及び第２電荷輸送層（１２，２２，１４，２４）は、電極から供給される電荷（正孔又は電子）を有機発光層に輸送・注入するものである。有機発光層１３、２３は、電子と正孔の再結合により光を発生する層である。光反射層１５、２５は、有機発光層１３で発生した光を反射及び透過する層である。光透過性電極層１６、２６は、正孔又は電子を供給する電極であり、また、有機発光層１３、２３で発生した光を透過し、外部に取り出す層である。
【００１３】
有機ＥＬカラー発光装置１において、第１の画素１０及び第２の画素２０は、光反射性電極１１、２１と光反射層１５、２５の間を共振器とする共振器構造を有している。共振器構造を有する素子では、有機発光層で発生した光は、二つの光反射面（光反射性電極と光反射層）の間で反射を繰り返し、下記式（１）において、ｍが略整数（整数±０．２）のときに波長付近の光が強められ、結果として他の波長の光よりも強調されて素子の外に放出される。
【数３】
2006253015.tif 000005
［式中、Ｌｘは波長λｘの光に対する光反射性電極と光半透過性電極の間の光学的距離、Φｘは波長λｘの光が光反射性電極表面及び光半透過性電極表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は２であり、ｘ＝１のときは、第１の有機ＥＬ素子の値であり、ｘ＝２のときは、第２の有機ＥＬ素子の値であることを示す。］
尚、光学的距離Ｌｘは、光の通過する媒体の屈折率ｎと実際の距離ＬＲとの積（ｎＬＲ）である。
また、位相シフトΦｘは、反射性電極（又は光反射層）の複素屈折率の実部ｎ０、虚部κ、反射性電極（又は光反射層）に接する有機発光媒体層の屈折率ｎ１としたとき、下記式より求めた値である。
【００１４】
【数４】
2006253015.tif 000006
【００１５】
本実施形態において、第１の画素１０の光学的距離（光学膜厚)をＬ１としてあり、第２の画素２０ではＬ２としてある。Ｌ１とＬ２では、第１電荷輸送層１２、２２の膜厚に相当する分だけ光学的距離が異なっている。第１の画素１０では、ある波長λ１の光を強調して素子の外部に取出すように設定し、第２の画素２０では、λ１より長い波長λ２の光を強調して素子の外部に取出すように設定することにより、これら２つの画素から取り出される光の発光スペクトルをそれぞれ異なるものとしているので多色発光が可能となる。尚、図１中の矢印は、光の取り出し方向を示している。
【００１６】
本実施形態のカラー発光装置１では、ｍ１が１となるように第１の画素１０の光学的距離（Ｌ１)を設定し、ｍ２が０となるように第２の画素２０の光学的距離（Ｌ２）を設定している。以下、この理由について説明する。
【００１７】
図２は、有機発光媒体層の膜厚と、式（１）のｍの関係を示す図である。
尚、図２は、アルミニウム／ＩＴＯ（１０ｎｍ）／正孔輸送層（ｘｎｍ）／発光層（３０ｎｍ）／電子輸送層（２０ｎｍ）／Ｍｇ：Ａｇ合金層（１０ｎｍ）／ＩＴＯ（１００ｎｍ）という積層構成からなる有機ＥＬ素子において、４５５ｎｍ（Ｂ）、５２０ｎｍ（Ｇ）、６２０ｎｍ（Ｒ）のそれぞれの波長に対し、有機発光媒体層の膜厚ｘ＋５０（ｎｍ）と、式（１）中のｍの関係を計算によって求めたものである。
【００１８】
ｍの値が整数に近くなるように有機発光媒体層の膜厚を設定することにより、対応する波長の光が干渉効果により増強され、高い発光効率が得られる。
例えば、青色光に対応する波長４５５ｎｍの光（図２中のＢ）に対しては、有機発光媒体層の膜厚を約８０ｎｍ（ｍ＝０）、約２００ｎｍ（ｍ＝１）に設定することにより、高い発光効率が得られる。また、緑色光に対応する波長５２０ｎｍの光（図２中のＧ）に対しては、有機発光媒体層の膜厚を約９５ｎｍ（ｍ＝０）、約２４５ｎｍ（ｍ＝１）に設定することにより、高い発光効率が得られる。また、赤色光に対応する波長６２０ｎｍの光（図２中のＲ）に対しては、有機発光媒体層の膜厚を約１２０ｎｍ（ｍ＝０）、約３００ｎｍ（ｍ＝１）に設定することにより、高い発光効率が得られる。
【００１９】
図２からわかるように、ｍを最小の整数である０とした場合、特に、５２０ｎｍ以下の短波長の光のときに、有機発光媒体層の膜厚が１００ｎｍ以下と薄くなる。このような薄膜では、二つの電極間のショートが発生しやすくなることが経験的に知られている。
【００２０】
そこで、本発明において、短い波長λ１の光を強調して素子の外部に放射する第１の有機ＥＬ素子では、式（１）のｍ１が１となるように光学的距離（Ｌ１)を設定することで、有機発光媒体層の膜厚を厚くしつつ、光共振器の機能を付与している。一方、長い波長λ２の光を強調して素子の外部に放射する第２の有機ＥＬ素子では、ｍが０の条件でも有機発光媒体層の膜厚が十分に厚いので、式（１）のｍ２が０となるように光学的距離（Ｌ２)を設定する。
このように、発色の異なる有機ＥＬ素子を同一基板上に形成しても、各有機ＥＬ素子の式（１）のｍの値を異なるものとすることにより、各素子の有機発光媒体層の膜厚を電気的ショートが生じないように調整することができる。
【００２１】
尚、光共振器を有する有機ＥＬ素子では、式（１）のｍが０以上の整数値であるときに光共振器としての機能を最大限に発揮するが、整数でなくとも、整数値を挟んだ一定の範囲で光共振機能を発揮できる。本発明では、この範囲は上記式（１）で定義されるｍ１及びｍ２が、ｍ２＋１．３＞ｍ１＞ｍ２＋０．７（ｍ１及び／又はｍ２の０以上の略整数である）の関係を満たす場合である。即ち、ｍ１がｍ２よりも０．７〜１．３大きな値（整数±０．３の範囲）を有するときである。
【００２２】
実施形態２
図３は、本発明の実施形態２の有機ＥＬカラー発光装置を示す概略図である。
有機ＥＬカラー発光装置２は、基板１００上に並置された第１の画素１０と、第２の画素２０と、第３の画素３０とを有する。尚、第１の画素１０及び第２の画素２０は、上述した実施形態１と同様であるので説明は省略する。
第３の画素３０は、第３の有機ＥＬ素子からなり、基板１００上に、光反射性電極３１、有機発光媒体層（第１電荷輸送層３２、有機発光層３３、第２電荷輸送層３４）、及び光反射層３５と光透過性電極３６を積層した光半透過性電極とを、この順に積層した構造を有している。尚、各層の機能は上述した実施形態１と同様である。
【００２３】
有機ＥＬカラー発光装置２において、第３の画素３０は、第１の画素１０及び第２の画素２０と同様に、光反射性電極３１と光反射層３５の間を共振器とする共振器構造を有している。
本実施形態においては、第１の画素１０の光学的距離（光学膜厚)をＬ１、第２の画素２０の光学的距離をＬ２、第３の画素３０の光学的距離とＬ３としてある。Ｌ１〜Ｌ３では、第１電荷輸送層１２、２２、３２の膜厚に相当する分だけ光学的距離が異なっている。第１の画素１０では、波長λ１の光（例えば、青色領域である４００ｎｍ〜５００ｎｍ）を強調して素子の外部に取出すように設定し、第２の画素２０では、λ１より長い波長λ２の光（例えば、緑色領域である５００ｎｍ〜５７０ｎｍ）を強調して素子の外部に取出すように設定し、第３の画素３０では、λ２より長い波長λ３の光（例えば、赤色領域である５７０ｎｍ〜７００ｎｍ）を強調して素子の外部に取出すように設定する。これら３つの画素から取り出される光の発光スペクトルをそれぞれ異なるものとしているので多色発光が可能となる。
【００２４】
本実施形態では、第１の画素１０と第３の画素３０は、下記式（２）で定義されるｍ１及びｍ３が、ｍ３＋１．３＞ｍ１＞ｍ３＋０．７（ｍ１及び／又はｍ３の０以上の略整数である）の関係を満たす。
【数５】
2006253015.tif 000007
［式中、Ｌｘは波長λｘの光に対する光反射性電極と光半透過性電極の間の光学的距離、Φｘは波長λｘの光が光反射性電極表面及び光半透過性電極表面で反射するときに生じる位相シフトの合計値を示す。ｘは１又は３であり、ｘ＝１のときは、第１の有機ＥＬ素子の値であり、ｘ＝３のときは、第３の有機ＥＬ素子の値であることを示す。］
【００２５】
本実施形態のカラー発光装置２では、ｍ１が１となるように第１の画素１０の光学的距離（Ｌ１)を設定し、ｍ３が０となるように第３の画素３０の光学的距離（Ｌ３）を設定している。
このように、ｍ１をｍ３よりも１程度大きくすることにより、波長の最も短い光（例えば、青色）を発する第１の有機ＥＬ素子の膜厚を厚くすることができ、電極間のショートを防止でき、かつ光共振器の性能を発揮させることができる。
【００２６】
尚、第２の画素２０の光学的距離（Ｌ２)は、ｍ２が、ｍ１又はｍ３のどちらかに近い整数値に設定する。本実施形態では、ｍ２は１としている。しかしながら、ｍ２を０としても、有機発光媒体層の膜厚が十分に厚い場合は、印加電圧を低減するため、ｍ２は０であることが好ましい。
【００２７】
本発明では、第１の有機ＥＬ素子、第２の有機ＥＬ素子及び第３の有機ＥＬ素子において、有機発光層と光半透過性電極（光反射層）の間の距離は、ほぼ同一であることが好ましい。即ち、上述した実施形態における、各第２電荷輸送層（１４，２４，３４）の膜厚がほぼ等しいことが好ましい。これにより、有機発光層まで成膜した後の蒸着工程を３種類の画素で共通化することができ、カラー発光装置の生産効率を高めることができる。
ここで、「ほぼ同一」とは、同一又は製造工程上で生じる多少の微差の範囲を含む意味である。
【００２８】
尚、上述した実施形態では、いずれも第１電荷輸送層の膜厚を調整することにより、各有機ＥＬ素子の光学距離を異なるように設定しているが、これに限らず、例えば、第２電荷輸送層の膜厚を調整することで、各有機ＥＬ素子の光学距離を異ならせてもよい。この場合、製造工程上、光反射性電極と有機発光層との間の距離は、ほぼ等しいことが好ましい。即ち、上述した実施形態における、各第１電荷輸送層（１２，２２，３２）の膜厚がほぼ同一であることが好ましい。これにより、有機発光層を成膜する段階前までの成膜工程を３種類の画素で共通化することができ、カラー発光装置の生産効率を高めることができる。
【００２９】
第１の有機ＥＬ素子、第２の有機ＥＬ素子及び第３の有機ＥＬ素子において、有機発光層と光反射層の間の距離、又は光反射性電極と有機発光層との間の距離をほぼ同一に設定する場合、各有機ＥＬ素子における有機発光層の位置を、以下に説明するよう調整することが好ましい。
【００３０】
図４は、実施形態２の有機ＥＬカラー発光装置の、光反射性電極−光反射層間の光共振器の様子を模式的に示した図である。
有機ＥＬカラー発光装置２では、第１の画素１０（青画素）のｍ１を１、第２の画素２０（緑画素）のｍ２を１、第３の画素３０（赤画素）のｍ３を０となるようにしてある。ｍ１とｍ２は同じ１でも、第２の画素２０の発する光の方が長波長であるため、光反射性電極と光反射層間の距離は大きい。また、第３の画素３０ではｍ３＝０に設定されているため、光反射性電極と光反射層間の距離は最も小さい。
【００３１】
上述したように、有機発光層で発生する光は、光反射性電極と光反射層とで形成される光共振器にて反射を繰り返し増強される。このとき、光共振器の内部では、図４に示すような定在波が存在している。図中の実線がＥＬ素子の中を光取出し方向（図中の上向き）に進行する光の振幅の様子、点線が光取出し方向とは逆の方向（図中の下向き）に進行する光の振幅の様子を表す。光取出し方向に進行する光（実線）と光取出し方向とは逆方向に進行する光（点線）が共振器内部で干渉し合う様子を示している。例えば、青画素（ｍ＝１）では、図中Ｘ１及びＸ４の位置が干渉強度が最大、即ち、定在波の腹の位置に対応している。また、緑画素（ｍ＝１）では、図中Ｘ２及びＸ５の位置が定在波の腹の位置に対応している。さらに、赤画素（ｍ＝０）では、図中Ｘ３の位置が定在波の腹の位置に対応している。
【００３２】
このことは、式（１）又は式（２）を満たすように有機ＥＬ素子を構成しても、有機発光層の位置が光共振器内部のどこに位置するかによって干渉強度が大きく変わることを意味する。例えば、青画素の場合には、有機発光層が位置Ｘ１又はＸ４を含むような場所に位置していると最も強い光が得られる。また、緑画素の場合には、発光層が位置Ｘ２又はＸ５を含むような場所に位置していると最も強い光が得られる。さらに、赤画素の場合には、発光層が位置Ｘ３を含むような場所に位置していると最も強い光が得られる。
【００３３】
このような考え方のもと、有機発光層内のどこで最も強く光っているか（有機発光層内での電子−正孔対の分布）、カラー発光装置に求められる性能（３原色それぞれのＣＩＥ色度、輝度）に応じて、各有機ＥＬ素子の有機発光媒体層における有機発光層と光半透過性電極間の距離、又は光反射性電極と有機発光層間の距離が同一となるように設定することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態はトップエミッション型のカラー発光装置の例を示している。しかしながら、本発明はボトムエミッション型のカラー発光装置にも適用できる。
続いて、本発明のカラー発光装置を形成する各部材について説明する。
【００３５】
１．支持基板
支持基板は、光反射性電極の下方に配置され、有機ＥＬ素子やＴＦＴを支持するための部材である。そのため、機械的強度や、寸法安定性に優れていることが好ましい。このような基板として、具体的には、ガラス板、金属板、セラミックス基板、又はプラスチック板（ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等）等をあげることができる。
【００３６】
また、これらの材料からなる基板は、カラー発光装置への水分の浸入を避けるために、さらに無機膜を形成したり、フッ素樹脂を塗布したりして、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、有機発光媒体層への水分の浸入を避けるために、基板における含水率及びガス透過係数を小さくすることが好ましい。具体的には、支持基板の含水率を０．０００１重量％以下の値及びガス透過係数を１×１０−１３ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以下の値とすることがそれぞれ好ましい。尚、トップエミッション型のＥＬ素子の場合、支持基板と反対側、即ち、光半透過性電極側からＥＬ発光を取り出すため、基板は必ずしも透明性を有する必要はない。
【００３７】
２．光反射性電極
光反射性電極が陽極である場合、有機ＥＬ素子駆動用電源からの電圧を有機ＥＬ素子に供給し、かつ正孔注入層へ正孔を注入する機能が必要なため、低抵抗かつ高い仕事関数（例えば、４．０ｅＶ以上）を有する、金属、合金、電気電導性化合物又はこれらの混合物や積層体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）、インジウム亜鉛オキサイド（ＩＺＯ）、ＣｕＩ（よう化銅）、ＳｎＯ２（酸化錫）、酸化亜鉛、金、銀、白金、パラジウム、アルミニウム、クロム、ニッケル等の１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３８】
光反射性電極が陰極として機能する場合、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、電気電導性化合物又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、セシウム、銀等の１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
また、これら金属と酸化アルミニウム等金属酸化物の超薄膜、リチウム、セシウム等のアルカリ金属のハロゲン化物の超薄膜も使用できる。
陰極層の厚さは、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。
【００３９】
光反射性電極の、素子外部に取り出す光に対する光反射率は、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上である。
【００４０】
３．有機発光媒体層
有機発光媒体層は、有機発光層を含み、その他必要に応じて、第１電荷輸送層、第２電荷輸送層等からなるが、これに限らず、必要に応じて付着改善層等の公知の機能層を有していてもよい。また、無機物からなる層を含んでいてもよい。
（３−１）有機発光層
有機発光層の材料としては、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：注入された正孔及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
発光色は、可視光であれば特に限定はなく何色でも本発明の技術を適用することができる。また、有機発光層は単層構造でもよく、また、同色又は異色の発光層を２層以上積層した構成であってもよい。以下、各色の好ましい発光層材料について例示する。
【００４１】
（Ａ）青色系発光層
青系発光層はホスト材料と青色系ドーパントを含む。
ホスト材料は、スチリル誘導体、アントラセン誘導体又は芳香族アミンであることが好ましい。スチリル誘導体は、ジスチリル誘導体、トリスチリル誘導体、テトラスチリル誘導体及びスチリルアミン誘導体の中から選ばれる少なくとも一種類であることが特に好ましい。アントラセン誘導体は、非対称アントラセン系化合物であることが好ましい。芳香族アミンは、芳香族置換された窒素原子を２〜４個有する化合物であることが好ましく、芳香族置換された窒素原子を２〜４個有し、かつアルケニル基を少なくとも一つ有する化合物が特に好ましい。
好適な非対称アントラセン系化合物として以下の式に示される化合物が挙げられる。これらの化合物の製造方法等は特願２００４−０４２６９４に記載されている。
【００４２】
【化１】
2006253015.tif 000008
［式中、Ａｒは置換もしくは無置換の核炭素数１０〜５０の縮合芳香族基である。
Ａｒ’は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基である。
Ｘは、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。
ａ、ｂ及びｃは、それぞれ０〜４の整数であり、ｎは１〜３の整数である。］
【００４３】
上記の式におけるＡｒの縮合芳香族基の例としては、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナンスリル基、２−フェナンスリル基、３−フェナンスリル基、４−フェナンスリル基、９−フェナンスリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基等が挙げられる。
【００４４】
上記の式におけるＡｒ’のアリール基、Ｘのアリール基、芳香族複素環基、アルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基及びアルコキシカルボニル基の例としては、それぞれ以下の例が挙げられる。
【００４５】
アリール基の例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基等が挙げられる。
【００４６】
芳香族複素環基の例としては、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナンスロリン−２−イル基、１，７−フェナンスロリン−３−イル基、１，７−フェナンスロリン−４−イル基、１，７−フェナンスロリン−５−イル基、１，７−フェナンスロリン−６−イル基、１，７−フェナンスロリン−８−イル基、１，７−フェナンスロリン−９−イル基、１，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１，８−フェナンスロリン−２−イル基、１，８−フェナンスロリン−３−イル基、１，８−フェナンスロリン−４−イル基、１，８−フェナンスロリン−５−イル基、１，８−フェナンスロリン−６−イル基、１，８−フェナンスロリン−７−イル基、１，８−フェナンスロリン−９−イル基、１，８−フェナンスロリン−１０−イル基、１，９−フェナンスロリン−２−イル基、１，９−フェナンスロリン−３−イル基、１，９−フェナンスロリン−４−イル基、１，９−フェナンスロリン−５−イル基、１，９−フェナンスロリン−６−イル基、１，９−フェナンスロリン−７−イル基、１，９−フェナンスロリン−８−イル基、１，９−フェナンスロリン−１０−イル基、１，１０−フェナンスロリン−２−イル基、１，１０−フェナンスロリン−３−イル基、１，１０−フェナンスロリン−４−イル基、１，１０−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−１−イル基、２，９−フェナンスロリン−３−イル基、２，９−フェナンスロリン−４−イル基、２，９−フェナンスロリン−５−イル基、２，９−フェナンスロリン−６−イル基、２，９−フェナンスロリン−７−イル基、２，９−フェナンスロリン−８−イル基、２，９−フェナンスロリン−１０−イル基、２，８−フェナンスロリン−１−イル基、２，８−フェナンスロリン−３−イル基、２，８−フェナンスロリン−４−イル基、２，８−フェナンスロリン−５−イル基、２，８−フェナンスロリン−６−イル基、２，８−フェナンスロリン−７−イル基、２，８−フェナンスロリン−９−イル基、２，８−フェナンスロリン−１０−イル基、２，７−フェナンスロリン−１−イル基、２，７−フェナンスロリン−３−イル基、２，７−フェナンスロリン−４−イル基、２，７−フェナンスロリン−５−イル基、２，７−フェナンスロリン−６−イル基、２，７−フェナンスロリン−８−イル基、２，７−フェナンスロリン−９−イル基、２，７−フェナンスロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基
、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基等が挙げられる。
【００４７】
アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、２−ニトロイソブチル基、１，２−ジニトロエチル基、１，３−ジニトロイソプロピル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基等が挙げられる。
【００４８】
アルコキシ基は−ＯＹと表され、Ｙの例としては、前記アルキル基と同様のものが挙げられる。
アラルキル基の例としては、前記アリール基で置換された前記アリール基等が挙げられる。
アリールオキシ基は−ＯＹ’と表され、Ｙ’の例としては、前記アリール基と同様のものが挙げられる。
アリールチオ基は−ＯＹ’と表され、Ｙ’の例としては、前記アリール基と同様のものが挙げられる。
アルコキシカルボニル基は−ＣＯＯＹと表され、Ｙの例としては、前記アルキル基と同様のものが挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
【００４９】
【化２】
2006253015.tif 000009
［式中、Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜２０の縮合芳香族環基である。
Ａｒ1及びＡｒ2は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基である。
Ｒ1 〜Ｒ10は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。
ただし、中心のアントラセンの９位及び１０位に、対称型となる基が結合する場合はない。］
上記の式におけるＡ1 及びＡ2 の縮合芳香族基の例としては、前記と同様の例が挙げられる。
上記の式におけるＡｒ1及びＡｒ2のアリール基の例としては、それぞれ前記と同様の例が挙げられる。
上記の式におけるＲ1 〜Ｒ10のアリール基、芳香族複素環基、アルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基及びアルコキシカルボニル基の例としては、それぞれ前記と同様の例が挙げられる。
【００５０】
【化３】
2006253015.tif 000010
［式中、Ａｒ1'及びＡｒ2'は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基である。
Ｒ1〜Ｒ１０は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基である。］
上記の式におけるＡｒ1'及びＡｒ2'のアリール基の例としては、それぞれ前記と同様の例が挙げられる。
上記の式におけるＲ1 〜Ｒ10のアリール基、芳香族複素環基、アルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基及びアルコキシカルボニル基の例としては、それぞれ前記と同様の例が挙げられる。
また、上記の３つの式における、各基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシ基、芳香族複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、又はカルボキシル基等が挙げられる。
【００５１】
青色系ドーパントとしては、青色系ドーパントは、スチリルアミン、アミン置換スチリル化合物、アミン置換縮合芳香族環及び縮合芳香族環含有化合物の中から選ばれる少なくとも一種類であることが好ましい。そのとき、青色系ドーパントは異なる複数の化合物から構成されていもよい。上記スチリルアミン及びアミン置換スチリル化合物としては、例えば下記式（１），（２）で示される化合物が、上記縮合芳香族環含有化合物としては、例えば下記式（３）で示される化合物が挙げられる。
【００５２】
【化４】
2006253015.tif 000011
【００５３】
〔式中、Ａｒ３、Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、炭素原子数６〜４０の置換もしくは無置換の芳香族基を示し、それらの中の少なくとも一つはスチリル基を含み、ｐは１〜３の整数を示す。〕
【００５４】
【化５】
2006253015.tif 000012
【００５５】
〔式中、Ａｒ６及びＡｒ７は、それぞれ独立に、炭素原子数６〜３０のアリーレン基、Ｅ１及びＥ２は、それぞれ独立に、炭素原子数６〜３０のアリール基もしくはアルキル基、水素原子又はシアノ基を示し、ｑは１〜３の整数を示す。Ｕ及び／又はＶはアミノ基を含む置換基であり、該アミノ基がアリールアミノ基であると好ましい。〕
【００５６】
【化６】
2006253015.tif 000013
【００５７】
〔式中、Ａは炭素原子数１〜１６のアルキル基もしくはアルコキシ基、炭素原子数６〜３０の置換もしくは未置換のアリール基、炭素原子数６〜３０の置換もしくは未置換のアルキルアミノ基、又は炭素原子数６〜３０の置換もしくは未置換のアリールアミノ基、Ｂは炭素原子数１０〜４０の縮合芳香族環基を示し、ｒは１〜４の整数を示す。〕
【００５８】
（Ｂ）緑色系発光層
緑色系発光層はホスト材料と緑色系ドーパントを含む。
ホスト材料としては、青色系発光層で使用するホスト材料と同一のものを使用することが好ましい。
【００５９】
ドーパントとしては、特に制限はないが、例えばヨーロッパ公開特許第０２８１３８１号公報、公開公報２００３−２４９３７２号公報等に開示されているクマリン誘導体や、置換アントラセン構造とアミン構造が連結した芳香族アミン誘導体等を用いることができる。
【００６０】
（Ｃ）橙色〜赤色系発光層
橙色〜赤色系発光層はホスト材料と橙色〜赤色系ドーパントを含む。
ホスト材料としては、青色系発光層で使用するホスト材料と同一のものを使用することが好ましい。
【００６１】
ドーパントとしては、少なくとも一つのフルオランテン骨格又はペリレン骨格を有する蛍光性化合物が使用でき、例えば下記式
【００６２】
【化７】
2006253015.tif 000014
【００６３】
〔式中、Ｘ２１〜Ｘ２４は、それぞれ独立に、炭素原子数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基であり、Ｘ２１とＸ２２及び／又はＸ２３とＸ２４は、炭素−炭素結合又は−Ｏ−、−Ｓ−を介して結合していてもよい。Ｘ２５〜Ｘ３６は、水素原子、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルキル基、直鎖、分岐もしくは環状の炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素原子数６〜３０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数１〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の炭素原子数７〜３０のアリールアルキルアミノ基又は置換もしくは無置換炭素原子数８〜３０のアルケニル基であり、隣接する置換基及びＸ２５〜Ｘ３６は結合して環状構造を形成していてもよい。各式中の置換基Ｘ２５〜Ｘ３６の少なくとも一つがアミン又はアルケニル基を含有すると好ましい。〕
【００６４】
有機発光層の厚さについては、好ましくは５ｎｍ〜５μｍの範囲内で設定することができる。この理由は、有機発光層の厚さが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、有機発光層の厚さが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。従って有機発光層の厚さを１０ｎｍ〜３μｍの範囲内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。
【００６５】
（３−２）第１電荷輸送層及び第２電荷輸送層
第１電荷輸送層又は第２電荷輸送層は、正孔輸送層又は電子輸送層のいずれかである。上述したように、光反射性電極が陽極である場合、第１電荷輸送層は正孔輸送層、第２電荷輸送層は電子輸送層として機能する。逆に、光反射性電極が陰極の場合は、第１電荷輸送層は電子輸送層、第２電荷輸送層は正孔輸送層として機能する。
尚、第１電荷輸送層及び第２電荷輸送層は、それぞれ単層構造でもよく、又は２層以上の積層構造であってもよい。例えば、電荷輸送層を正孔（電子）輸送層と正孔（電子）注入層の２層構造としてもよい
【００６６】
正孔輸送層の材料としては、従来より光伝導材料の正孔輸送材料として慣用されているものや有機ＥＬ素子の正孔輸送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。正孔輸送層の材料は、正孔の輸送、電子の障壁性のいず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。
【００６７】
正孔輸送層は、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましい。即ち、正孔の移動度が、１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に、１０−４ｃｍ２／Ｖ・秒以上であると好ましい。
【００６８】
具体例としては、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）、ピラゾリン誘導体及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５５−７４５４６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号公報、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、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、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６０−９３４５５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導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。
【００６９】
電子輸送層の材料としては、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。
電子輸送層は数ｎｍ〜数μｍの膜厚で適宜選ばれるが、１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に電子移動度が１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものが好ましい。
【００７０】
電子輸送層に用いられる材料としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体が好適である。
上記８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物（例えば、Ａｌｑ）が挙げられる。
【００７１】
一方、オキサジアゾール誘導体としては、下記の式で表される電子伝達化合物が挙げられる。
【化８】
2006253015.tif 000015
（式中、Ａｒ５’，Ａｒ６’，Ａｒ７’，Ａｒ９’，Ａｒ１０’，Ａｒ１３’はそれぞれ置換又は無置換のアリール基を示し、それぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。またＡｒ８’，Ａｒ１１’，Ａｒ１２’は置換又は無置換のアリーレン基を示し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい）
【００７２】
ここでアリール基としてはフェニル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基が挙げられる。またアリーレン基としてはフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基等が挙げられる。また置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。この電子伝達化合物は薄膜形成性のものが好ましい。
【００７３】
上記電子伝達性化合物の具体例としては下記のものを挙げることができる。
【化９】
2006253015.tif 000016
【００７４】
下記式で表される含窒素複素環誘導体
【化１０】
2006253015.tif 000017
式中、Ａ３’〜Ａ５’は、窒素原子又は炭素原子である。
Ｒは、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、ｎは０から５の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲは互いに同一又は異なっていてもよい。
また、隣接する複数のＲ基同士で互いに結合して、置換又は未置換の炭素環式脂肪族環、あるいは、置換又は未置換の炭素環式芳香族環を形成していてもよい。
Ａｒ１４は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリール基である。
Ａｒ１５は、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリール基である。
ただし、Ａｒ１４、Ａｒ１５のいずれか一方は置換基を有していてもよい炭素数１０〜６０の縮合環基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロ縮合環基である。
Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の縮合環、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロ縮合環又は置換基を有していてもよいフルオレニレン基である。
【００７５】
下記式で表される含窒素複素環誘導体
ＨＡｒ−Ｌ３−Ａｒ１６−Ａｒ１７
（式中、ＨＡｒは、置換基を有していても良い炭素数３〜４０の含窒素複素環であり、
Ｌ３は、単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリーレン基、置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリーレン基又は置換基を有していてもよいフルオレニレン基であり、
Ａｒ１６は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の２価の芳香族炭化水素基であり、
Ａｒ１７は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基又は、
置換基を有していてもよい炭素数３〜６０のヘテロアリール基である。）
【００７６】
特開平第０９−０８７６１６号公報に示されている、下記式で表されるシラシクロペンタジエン誘導体を用いた電界発光素子
【化１１】
2006253015.tif 000018
（式中、Ｑ１及びＱ２は、それぞれ独立に炭素数１から６までの飽和若しくは不飽和の炭化水素基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロ環又はＱ１とＱ２が結合して飽和又は不飽和の環を形成した構造であり、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立に水素、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１から６までのアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、アミノ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アゾ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、スルフィニル基、スルフォニル基、スルファニル基、シリル基、カルバモイル基、アリール基、ヘテロ環基、アルケニル基、アルキニル基、ニトロ基、ホルミル基、ニトロソ基、ホルミルオキシ基、イソシアノ基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、イソチオシアネート基もしくはシアノ基又は隣接した場合には置換若しくは無置換の環が縮合した構造である。）
【００７７】
特開平第０９−１９４４８７号公報に示されている下記式で表されるシラシクロペンタジエン誘導体
【化１２】
2006253015.tif 000019
（式中、Ｑ３及びＱ４は、それぞれ独立に炭素数１から６までの飽和もしくは不飽和の炭化水素基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロ環又はＱ３とＱ４が結合して飽和もしくは不飽和の環を形成した構造であり、Ｒ１５〜Ｒ１８は、それぞれ独立に水素、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１から６までのアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、アミノ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アゾ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、スルフィニル基、スルフォニル基、スルファニル基、シリル基、カルバモイル基、アリール基、ヘテロ環基、アルケニル基、アルキニル基、ニトロ基、ホルミル基、ニトロソ基、ホルミルオキシ基、イソシアノ基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、イソチオシアネート基、もしくはシアノ基又は隣接した場合には置換もしくは無置換の環が縮合した構造である（但し、Ｒ１５及びＲ１８がフェニル基の場合、Ｑ３及びＱ４は、アルキル基及びフェニル基ではなく、Ｒ１５及びＲ１８がチエニル基の場合、Ｑ３及びＱ４は、一価炭化水素基を、Ｒ１６及びＲ１７は、アルキル基、アリール基、アルケニル基又はＲ１６とＲ１７が結合して環を形成する脂肪族基を同時に満たさない構造であり、Ｒ１５及びＲ１８がシリル基の場合、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｑ３及びＱ４は、それぞれ独立に、炭素数１から６の一価炭化水素基又は水素原子でなく、Ｒ１５及びＲ１６でベンゼン環が縮合した構造の場合、Ｑ３及びＱ４は、アルキル基及びフェニル基ではない。））
【００７８】
特再第２０００−０４０５８６号公報に示されている下記式で表されるボラン誘導体
【化１３】
2006253015.tif 000020
（式中、Ｒ１９〜Ｒ２６及びＱ８は、それぞれ独立に、水素原子、飽和もしくは不飽和の炭化水素基、芳香族基、ヘテロ環基、置換アミノ基、置換ボリル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Ｑ５、Ｑ６及びＱ７は、それぞれ独立に、飽和もしくは不飽和の炭化水素基、芳香族基、ヘテロ環基、置換アミノ基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Ｑ７とＱ８の置換基は相互に結合して縮合環を形成してもよく、ｒは１〜３の整数を示し、ｒが２以上の場合、Ｑ７は異なってもよい。但し、ｒが１、Ｑ５、Ｑ６及びＲ２０がメチル基であって、Ｒ２６が水素原子又は置換ボリル基の場合、及びｒが３でＱ７がメチル基の場合を含まない。）
【００７９】
特開平１０−０８８１２１に示されている下記式で示される化合物
【化１４】
2006253015.tif 000021
［式中、Ｑ９及びＱ１０は、それぞれ独立に、下記式で示される配位子を表し、Ｌ４は、ハロゲン原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のシクロアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換の複素環基、−ＯＲ２７（Ｒ２７は水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のシクロアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換の複素環基である。）又は−Ｏ−Ｇａ−Ｑ１１（Ｑ１２）（Ｑ１１及びＱ１２は、Ｑ９及びＱ１０と同じ意味を表す。）で示される配位子を表す。］
【００８０】
【化１５】
2006253015.tif 000022
（式中、環Ａ４及びＡ５は、置換基を有してよい互いに縮合した６員アリール環構造である。）
【００８１】
この金属錯体はｎ型半導体としての性質が強く、電子注入能力が大きい。さらには、錯体形成時の生成エネルギーも低いために、形成した金属錯体の金属と配位子との結合性も強固になり、発光材料としての蛍光量子効率も大きくなっている。
【００８２】
上記式の配位子を形成する環Ａ４及びＡ５の置換基の具体的な例を挙げると、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素のハロゲン原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ステアリル基、トリクロロメチル基等の置換もしくは未置換のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、３−メチルフェニル基、３−メトキシフェニル基、３−フルオロフェニル基、３−トリクロロメチルフェニル基、３−トリフルオロメチルフェニル基、３−ニトロフェニル基等の置換もしくは未置換のアリール基、メトキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、トリクロロメトキシ基、トリフルオロエトキシ基、ペンタフルオロプロポキシ基、２，２，３，３−テトラフルオロプロポキシ基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロポキシ基、６−（パーフルオロエチル）ヘキシルオキシ基等の置換もしくは未置換のアルコキシ基、フェノキシ基、ｐ−ニトロフェノキシ基、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、３−フルオロフェノキシ基、ペンタフルオロフェニル基、３−トリフルオロメチルフェノキシ基等の置換もしくは未置換のアリールオキシ基、メチルチオ基、エチルチオ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等の置換もしくは未置換のアルキルチオ基、フェニルチオ基、ｐ−ニトロフェニルチオ基、ｐｔｅｒｔ−ブチルフェニルチオ基、３−フルオロフェニルチオ基、ペンタフルオロフェニルチオ基、３−トリフルオロメチルフェニルチオ基等の置換もしくは未置換のアリールチオ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、メチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基等のモノ又はジ置換アミノ基、ビス（アセトキシメチル）アミノ基、ビス（アセトキシエチル）アミノ基、ビスアセトキシプロピル）アミノ基、ビス（アセトキシブチル）アミノ基等のアシルアミノ基、水酸基、シロキシ基、アシル基、メチルカルバモイル基、ジメチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、プロイピルカルバモイル基、ブチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基等のカルバモイル基、カルボン酸基、スルフォン酸基、イミド基、シクロペンタン基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基等のアリール基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリニル基、キノリニル基、アクリジニル基、ピロリジニル基、ジオキサニル基、ピペリジニル基、モルフォリジニル基、ピペラジニル基、トリアチニル基、カルバゾリル基、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、プラニル基等の複素環基等がある。また、以上の置換基同士が結合してさらなる６員アリール環もしくは複素環を形成してもよい。
【００８３】
４．光半透過性電極
光半透過性電極は、光反射性電極で例示した材料からなる層と光反射層を積層したものや、光反射層単層のものが使用できる。光反射性電極が陽極であるときは、光半透過性電極は陰極となる。光反射性電極が陰極であるときは、光半透過性電極は陽極となる。
【００８４】
光反射層は、その一面から電荷を受け取り、他の面から電荷を放出する機能を有することから、光反射性と同時に導電性のあることが必要である。そのため、光反射層は金属膜や半導体膜であることが好ましい。この中で、青色から赤色に至る可視光領域の広い範囲で高い反射率を実現できるという観点で、金属膜が好ましい。
【００８５】
金属膜の反射率は、その膜厚ｄ、複素屈折率ｎ−ｉ・κ、表面粗さ（ＲＭＳ粗さ）σで決まる。好ましい金属膜の材料としては、複素屈折率の実部ｎ、虚部κ（光吸収係数に相当）ともに小さいものが好ましい。具体的には、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｄ及びこれらの合金等を挙げることができる。膜厚ｄが薄い場合、光が透過してしまい反射率が小さくなる。
使用する金属種の複素屈折率虚部κの値にもよるが、光反射層の膜厚としては５ｎｍ以上であることが好ましい。
また、表面粗さσが大きい場合、光が乱反射し有機ＥＬ素子の発光面と垂直な方向へ反射される成分が少なくなるため、表面粗さσとしては、１０ｎｍ未満であることが好ましく、５ｎｍ未満であることがより好ましい。
【００８６】
光半透過性電極の素子外部に取り出す光に対する光透過率は、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上である。
また、光半透過性電極の素子外部に取り出す光に対する光反射率は、好ましくは２０％以上、より好ましくは４０％以上である。
【００８７】
５．ガスバリア層
有機発光層内部への水分や酸素侵入を防止するために、第２電極を覆うように、ガスバリア層を設けることが好ましい。ガスバリア層は、通常、透明絶縁体からなり、具体的には、乾燥剤、ドライガス、フッ化炭化水素等の不活性液体を封入した構成であることが好ましい。また、防湿性に優れた材料であれば、無機酸化物層や無機窒化物層、無機酸窒化物層であることが好ましい。例えば、シリカ、アルミナ、ＡｌＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ，ＳｉＮｘ等が挙げられる。
【００８８】
本発明の有機ＥＬカラー発光装置は、公知の技術により製造できる。具体的には、上述した各構成層を、スパッタリングや真空蒸着法等によって、所定の膜厚に成膜し、その後、フォトリソグラフィー法等によって、所望の形状にパターニングすることにより製造できる。
【実施例】
【００８９】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。
実施例１
厚み０．７ｍｍのガラス基板上に、青、緑及び赤色を発する各有機ＥＬ素子を形成したカラー発光装置を作製した。この際、正孔輸送層（第１電荷輸送層）及び電子輸送層（第２電荷輸送層）の膜厚を変化させ、有機発光媒体層内における有機発光層の位置を変動させた場合について評価を行った。
尚、素子に使用した化合物の構造を以下に示す。
【００９０】
【化１６】
2006253015.tif 000023
【００９１】
［光反射性電極の作製］
厚み０．７ｍｍのガラス支持基板上に、密着層としてＩＴＯをスパッタリングにより１００ｎｍの厚みになるように成膜した。その後、アルミニウムをスパッタリングにより１５０ｎｍの厚みになるように成膜し、さらにＩＴＯをスパッタリングにより１０ｎｍの厚みになるように成膜した。このアルミニウム／ＩＴＯ膜は、第１、第２、第３の有機ＥＬ素子全てに共通の光反射性電極として機能する。
【００９２】
［真空蒸着装置の準備］
この光反射性電極付き基板をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行った後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行った。洗浄後の光反射性電極付き基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。
尚、予め、それぞれのモリブデン製の加熱ボートに、正孔輸送材料としてＨＴを、発光層のホスト材料としてＢＨを、青色発光材料としてＢＤを、緑色発光材料としてＧＤを、赤色発光材料としてＲＤを、電子輸送材料としてトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）を、バッファー層材料としてＬｉＦを、光反射層材料としてＭｇ及びＡｇを、それぞれ装着し、さらに、光透過性電極として、ＩＴＯターゲットを別のスパッタリング装置に装着した。
【００９３】
［第１の有機ＥＬ素子の作製］
まず、正孔輸送層として機能するＨＴ膜をｘ〔ｎｍ〕成膜した。ＨＴ膜の成膜に続けて、青色発光層として、化合物ＢＨと化合物ＢＤを３０：１．５の膜厚比となるように膜厚３０ｎｍで共蒸着した。この膜上に電子輸送層として、Ａｌｑ３膜を膜厚１７５−ｘ〔ｎｍ〕で成膜した。この後、バッファー層としてＬｉＦを膜厚１ｎｍで蒸着し、この膜上に、光反射層として機能するＭｇ：Ａｇ膜を、ＭｇとＡｇを成膜速度比を９：１として１０ｎｍ蒸着し、さらに光透過性電極として機能するＩＴＯを１００ｎｍの厚みで成膜した。ここで、有機発光媒体層の総膜厚が２０５ｎｍとなるように、ｘは２０ｎｍから１６０ｎｍまで１０ｎｍ間隔で１５段階変え、第１の有機ＥＬ素子として１５種類の素子を作製した。
【００９４】
［第２の有機ＥＬ素子の作製］
まず、正孔輸送層として機能するＨＴ膜をｙ〔ｎｍ〕成膜した。ＨＴ膜の成膜に続けて、緑色発光層として、化合物ＢＨと化合物ＧＤを３０：２．３の膜厚比となるように膜厚３０ｎｍで共蒸着した。この膜上に電子輸送層として、Ａｌｑ３膜を膜厚２２０−ｙ〔ｎｍ〕で成膜した。この後、バッファー層としてＬｉＦを膜厚１ｎｍで蒸着し、この膜上に、光反射層として機能するＭｇ：Ａｇ膜を、ＭｇとＡｇを成膜速度比を９：１として１０ｎｍ蒸着し、さらに光透過性電極として機能するＩＴＯを１００ｎｍの厚みで成膜した。ここで、Ｍｇ：Ａｇからなる光反射層とＩＴＯからなる光透過性電極は、第１の有機ＥＬ素子と共通である。また、有機発光媒体層の総膜厚が２５０ｎｍとなるように、ｙは２０ｎｍから２１０ｎｍまで１０ｎｍ間隔で２０段階変え、第２の有機ＥＬ素子として２０種類の素子を作製した。
【００９５】
［第３の有機ＥＬ素子の作製］
まず、正孔輸送層として機能するＨＴ膜をｚ〔ｎｍ〕成膜した。ＨＴ膜の成膜に続けて、赤色発光層として、化合物ＢＨと化合物ＲＤを３０：１．５の膜厚比となるように膜厚３０ｎｍで共蒸着した。この膜上に電子輸送層として、Ａｌｑ３膜を膜厚９０−ｚ〔ｎｍ〕で成膜した。この後、バッファー層としてＬｉＦを膜厚１ｎｍで蒸着し、この膜上に、光反射層として機能するＭｇ：Ａｇ膜を、ＭｇとＡｇを成膜速度比を９：１として１０ｎｍ蒸着し、さらに光透過性電極として機能するＩＴＯを１００ｎｍの厚みで成膜した。ここで、Ｍｇ：Ａｇからなる光反射層とＩＴＯからなる光透過性電極は、第１および第２の有機ＥＬ素子と共通である。また、有機発光媒体層の総膜厚が１２０ｎｍとなるように、ｚは２５ｎｍから８０ｎｍまで５ｎｍ間隔で１２段階変え、第３の有機ＥＬ素子として１２種類の素子を作製した。
【００９６】
尚、各有機ＥＬ素子に設けられる有機発光層の蛍光スペクトルを以下の方法により測定した。
０．７ｍｍ厚のガラス基板上に、青色発光層として、化合物ＢＨと化合物ＢＤを１００：５の膜厚比となるように膜厚１００ｎｍで共蒸着した。次に、別の０．７ｍｍ厚のガラス基板上に、緑色発光層として、化合物ＢＨと化合物ＧＤを１００：７．５の膜厚比となるように膜厚１００ｎｍで共蒸着した。さらに、別の０．７ｍｍ厚のガラス基板上に、赤色発光層として、化合物ＢＨと化合物ＲＤを１００：５の膜厚比となるように膜厚１００ｎｍで共蒸着した。
その後、波長４１０ｎｍの単色光を青色発光層表面に照射し、発光層から発する蛍光を分光光度計にて測定したところ、青色発光層から蛍光のピーク波長は４５４ｎｍであった。また、波長４１０ｎｍの単色光を緑色発光層表面に照射し、発光層から発する蛍光を分光光度計にて測定したところ、緑色発光層から蛍光のピーク波長は５２８ｎｍであった。さらに、波長５２０ｎｍの単色光を緑色発光層表面に照射し、発光層から発する蛍光を分光光度計にて測定したところ、赤色発光層から蛍光のピーク波長は５９９ｎｍであった。
【００９７】
また、有機ＥＬ素子に用いる各層のみからなる単層膜をガラス基板上に成膜し、その屈折率と電極表面での位相シフト（青、緑、赤の各発光層から発する蛍光のピーク波長における値）を、分光エリプソメータを用いて測定した。ここで、各有機ＥＬ素子に用いた構成材料の屈折率および光反射性電極（Ａｌ／ＩＴＯ）、光反射層（Ｍｇ：Ａｇ）界面における位相シフトの値を表１に示す。
【００９８】
【表１】
2006253015.tif 000024
【００９９】
また、このとき、ＨＴとＡｌｑ３の屈折率が異なるため、式（２）における有機発光媒体層の光学膜厚Ｌｘおよびｍｘの値は、正孔輸送層膜厚と電子輸送層の膜厚に応じて変化する。その範囲を表２に示す。
【０１００】
【表２】
2006253015.tif 000025
ＨＴ：正孔輸送層
Ｌｘ：第ｘの有機ＥＬ素子における有機発光媒体層の光学膜厚
ｍｘ：第ｘの有機ＥＬ素子における式（２）のｍ値
【０１０１】
以下に各有機ＥＬ素子の積層構造を示す。
・第１の有機ＥＬ素子（青色発光）
Ａｌ（１５０ｎｍ）／ＩＴＯ（１０ｎｍ）／ＨＴ（ｘｎｍ）／ＢＨ：ＢＤ（３０：１．５、膜厚比：３０ｎｍ）／Ａｌｑ３（１７５−ｘｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ｍｇ：Ａｇ（１０ｎｍ）／ＩＴＯ（１００ｎｍ）
・第２の有機ＥＬ素子（緑色発光）
Ａｌ（１５０ｎｍ）／ＩＴＯ（１０ｎｍ）／ＨＴ（ｙｎｍ）／ＢＨ：ＧＤ（３０：２．３、膜厚比：３０ｎｍ）／Ａｌｑ３（２２０−ｙｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ｍｇ：Ａｇ（１０ｎｍ）／ＩＴＯ（１００ｎｍ）
・第３の有機ＥＬ素子（赤色発光）
Ａｌ（１５０ｎｍ）／ＩＴＯ（１０ｎｍ）／ＨＴ（ｚｎｍ）／ＢＨ：ＲＤ（３０：１．５、膜厚比：３０ｎｍ）／Ａｌｑ３（９０−ｚｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ｍｇ：Ａｇ（１０ｎｍ）／ＩＴＯ（１００ｎｍ）
【０１０２】
作製した各有機ＥＬ素子に、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２となるように通電し、分光放射輝度計ＣＳ１０００Ａ（コニカミノルタ社製）を用いて、輝度、色度を測定した。測定された輝度から発光効率（単位：ｃｄ／Ａ）を算出した。
図５は、第１の有機ＥＬ素子における、正孔輸送層（ＨＴ）の膜厚（ｘ）と発光効率及びＣＩＥ色度ｙ座標の関係を示す図である。
図６は、第２の有機ＥＬ素子における、正孔輸送層（ＨＴ）の膜厚（ｙ）と発光効率及びＣＩＥ色度ｙ座標の関係を示す図である。
図７は、第３の有機ＥＬ素子における、正孔輸送層（ＨＴ）の膜厚（ｚ）と発光効率及びＣＩＥ色度ｘ座標の関係を示す図である。
【０１０３】
図５〜７において網掛け部分で示す領域は、発光効率が高く、かつ青、緑、赤各色の色度が良好な領域を示す。例えば、図５（青色発光）では、発光効率が３ｃｄ／Ａ以上であり、かつＣＩＥ色度ｙ座標が０．１５以下の領域を示している。図６（緑色発光）では、発光効率が２０ｃｄ／Ａ以上であり、かつＣＩＥ色度ｙ座標が０．６５以上の領域を示している。図７（赤色発光）では、発光効率が１０ｃｄ／Ａ以上であり、かつＣＩＥ色度ｘ座標が０．６０以上の領域を示している。
【０１０４】
図５〜７から把握できるように、この実施例では、各有機ＥＬ素子の正孔輸送層（ＨＴ）の膜厚（ｘ、ｙ、ｚ）を３５ｎｍ〜６５ｎｍの間で共通化するか、電子輸送層（Ａｌｑ３）の膜厚（１７５−ｘ、２２０−ｙ、９０−ｚ）を１０ｎｍ〜３０ｎｍの間で共通化することにより、光共振器による干渉効果を利用できるため、各素子を発光効率が高くかつ色純度の高い状態で使用できる。
また、赤色発光する第３の有機ＥＬ素子と、他の波長の短い光を発する素子とで、式（１）のｍ値を異なるものとしているので、これら素子の有機発光媒体層の総膜厚を厚くできる。この結果、電極間のショートを抑制できる。
【０１０５】
上記のカラー発光装置において、電子輸送層の膜厚を２０ｎｍに統一した場合、即ち、第１の有機ＥＬ素子の正孔輸送層（ＨＴ）の膜厚（ｘ）を１５０ｎｍ、第２の有機ＥＬ素子の正孔輸送層（ＨＴ）の膜厚（ｙ）を２００ｎｍ、第３の有機ＥＬ素子の正孔輸送層（ＨＴ）の膜厚（ｚ）を７０ｎｍとしたときの、ＣＩＥ色度及び発光効率（Ｌ／Ｊ）を表３に示す。
【０１０６】
【表３】
2006253015.tif 000026
【０１０７】
このように、電子輸送層の膜厚を共通化しても、青、緑、赤の色純度が良く、かつ輝度バランスのとれた良好なフルカラー発光装置を作製できることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の有機ＥＬカラー発光装置は、民生用ＴＶ、大型表示ディスプレイ、携帯電話用表示画面等の各種表示装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の実施形態１の有機ＥＬ素子を示す概略図である。
【図２】有機発光媒体層の膜厚と、式（１）のｍの関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２の有機ＥＬ素子を示す概略図である。
【図４】実施形態２の有機ＥＬカラー発光装置の、光反射性電極−光反射層間の光共振器の様子を模式的に示した図である。
【図５】第１の有機ＥＬ素子における、正孔輸送層（ＨＴ）の膜厚（ｘ）と発光効率及びＣＩＥ色度ｙ座標の関係を示す図である。
【図６】第２の有機ＥＬ素子における、正孔輸送層（ＨＴ）の膜厚（ｙ）と発光効率及びＣＩＥ色度ｙ座標の関係を示す図である。
【図７】第３の有機ＥＬ素子における、正孔輸送層（ＨＴ）の膜厚（ｚ）と発光効率及びＣＩＥ色度ｘ座標の関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１，２  有機ＥＬカラー発光装置
１０  第１の画素（第１の有機ＥＬ素子）
２０  第２の画素（第２の有機ＥＬ素子）
３０  第３の画素（第３の有機ＥＬ素子）
１１，２１，３１  反射性電極
１２，２２，３２  第１電荷輸送層
１３，２３，３３  有機発光層
１４，２４，３４  第２電荷輸送層
１５，２５，３５  光反射層
１６，２６，３６  光透過性電極
１００  支持基板
【図１】
2006253015.tif 000029
【図２】
2006253015.tif 000030
【図３】
2006253015.tif 000031
【図４】
2006253015.tif 000032
【図５】
2006253015.tif 000033
【図６】
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【図７】
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