(57)【要約】【課題】  効率と色純度が良好な積層型の有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】  基板１０上に、順に形成されている、第１の電極２０と、第１の発光層を含む第１の有機化合物層３０と、金属層４０と、第２の発光層を含む第２の有機化合物層５０と、第２の電極７０と、を有し、第１の発光層と第２の発光層とは異なる色を発光する有機ＥＬ素子であって、前記金属層４０と第１の有機化合物層３０との界面と第１の電極２０にある第１の反射面との間の第１の光路長が、第１の発光層で発光した光を強める光路長であり、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面と第２の電極７０にある第２の反射面との間の第２の光路長が、第１の発光層で発して金属層４０で反射される光を強める光路長である。【選択図】  図１
2011141965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、順に形成されている、第１の電極と、第１の発光層を含む第１の有機化合物層と、金属層と、第２の発光層を含む第２の有機化合物層と、第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層と前記第２の発光層とは異なる色を発光する有機ＥＬ素子であって、
前記金属層と前記第１の有機化合物層との界面と前記第１の電極にある第１の反射面との間の第１の光路長が、前記第１の発光層で発する光を強める光路長であり、
前記金属層と前記第２の有機化合物層との界面と前記第２の電極にある前記第２の反射面との間の第２の光路長が、前記第１の発光層で発して前記金属層で反射される光を強める光路長であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記第１の光路長は、前記金属層と前記第１の有機化合物層との界面と前記第１の反射面との間の距離ｄ１および平均屈折率ｎ１の積で表され、前記第１の発光層から前記有機ＥＬ素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長をλ１、整数をｍ１としたとき、数１を満たすことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【数１】
2011141965.tif 000016
（ただし数１において、φ１は前記第１の反射面における位相シフト量、φ＋は前記金属層と前記第１の有機化合物層との界面における位相シフト量である。）
【請求項３】
前記第２の光路長は、前記金属層と前記第２の有機化合物層との界面と前記第２の反射面との間の距離ｄ２および平均屈折率ｎ２の積で表され、前記第１の発光層から前記有機ＥＬ素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長をλ１、整数をｍ２としたとき、数２を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ素子。
【数２】
2011141965.tif 000017
（ただし数２において、φ２は前記第２の反射面における位相シフト量、φ−は前記金属層と前記第２の有機化合物層との界面における位相シフト量である。）
【請求項４】
有機ＥＬ素子を有する複数の画素と、前記画素の発光を制御する制御手段と、を有する表示装置であって、
前記画素が請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子を有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層型の有機ＥＬ素子、およびそれを用いた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ素子の開発が進められているが、ディスプレイの信頼性向上のためには、さらなる耐久性の改善が必要である。特許文献１には、有機ＥＬ素子を積層して１画素あたりの開口率を向上させ、駆動電流密度を低減し、有機ＥＬ素子の耐久を改善することが提案されている。しかしながら、上記技術において、有機ＥＬ素子を単に積層させるだけでは発光効率と色純度を保つための光学設計がされず、発光効率や色純度の低下などパネル特性に問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７４６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、発光効率と色純度が良好な積層型の有機ＥＬ素子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】
【０００５】
上記課題を解決するための手段として、基板上に、順に形成されている、第１の電極と、第１の発光層を含む第１の有機化合物層と、金属層と、第２の発光層を含む第２の有機化合物層と、第２の電極と、を有し、前記第１の発光層と前記第２の発光層とは異なる色を発光する有機ＥＬ素子であって、前記金属層と前記第１の有機化合物層との界面と前記第１の電極にある第１の反射面との間の第１の光路長が、前記第１の発光層で発光した光を強める光路長であり、前記金属層と前記第２の有機化合物層との界面と前記第２の電極にある前記第２の反射面との間の第２の光路長が、前記第１の発光層で発して前記金属層で反射される光を強める光路長であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発光効率と色純度が良好な積層型の有機ＥＬ素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子により構成される表示装置の概略断面図
【図２】（ａ）本発明の有機ＥＬ素子の共振器を示す模式図、（ｂ）本発明の有機ＥＬ素子の第１の共振器を示す模式図、（ｃ）本発明子の有機ＥＬ素子の第２の共振器を示す概念図
【図３】（ａ）本発明の有機ＥＬ素子の第２の共振器の光路長に対する第１の共振器からの放射輝度の関係および第２の共振器の反射率の関係を示す計算結果例、（ｂ）本発明の有機ＥＬ素子の第１の共振器の光路長に対する第１の共振器からの放射輝度の関係および第１の共振器の４６０ｎｍ、５３０ｎｍ、６２０ｎｍでの反射率の関係を示す計算結果例
【図４】本発明の有機ＥＬ素子の第１の共振器の反射スペクトルを示す計算結果例
【図５】本発明の他の有機ＥＬ素子の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、積層型の有機ＥＬ素子（以下素子と記す）の効率と色純度を良好にするため、基板上に第１層目の有機ＥＬ素子と第２層目以降の有機ＥＬ素子との間に反射率の高い金属層を配置し、積層型素子を光学的に二分する。そして、１層目の第１の素子に第１の共振器を、２層目の第２の素子に第２の共振器を構成する。第１の共振器を、第１の素子からの光を多重干渉で強めるように構成し、第２の共振器を、第１の素子（第１の発光層）で発して金属層で反射される光を強めるように構成するものである。
【０００９】
（実施形態１）
以下、本発明の原理を構成例に基づいて説明する。図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の有機ＥＬ素子により構成されるフルカラー表示装置の概略平面図と概略断面図である。本実施形態の表示装置は、複数の画素を有しており、前記各画素Ｐは複数色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）など）を表示する副画素から構成されている。図１に示した有機ＥＬ表示装置の１画素Ｐは、例えば、Ｒを発光する素子とＢを発光する素子が積層された有機ＥＬ素子からなる副画素Ｐ１と、Ｇを発光する素子とＢを発光する素子が積層された有機ＥＬ素子からなる副画素Ｐ２とから構成されている。なお、図１（ａ）では、電源手段１００は省略されている。
【００１０】
本実施形態の積層型の有機ＥＬ素子は、図１（ｂ）で示される構成である。基板１０上に、金属からなる反射層２１と酸化物導電層からなる透明導電層２２とが積層された第１の電極２０が形成されている。反射層２１と透明導電層２２との界面が第１の電極２０にある第１の反射面となる。第１の電極２０上には、第１の発光層を含む第１の有機化合物層３０が形成されている。なお、第１の電極２０が反射層２１のみからなる構成の場合には、第１の反射面は、第１の電極２０と第１の有機化合物層３０との界面である。第１の有機化合物層３０上には、金属層４０が副画素ごとにパターニング形成される。そして、第１の電極２０と第１の有機化合物層３０と金属層４０からなる第１の素子が構成される。
【００１１】
さらに、各副画素の金属層４０の上には、第２の発光層を含む第２の有機化合物層５０、第３の発光層を含む第３の有機化合物層６０がそれぞれ形成される。第２の有機化合物層５０、第３の有機化合物層６０の上には、光取り出し電極となる第２の電極７０が形成される。そして、金属層４０と第２の有機化合物層５０（第３の有機化合物層６０）と第２の電極７０とからなる第２の素子（第３の素子）が構成される。第２の電極７０と空気との界面が、第２の電極７０にある第２の反射面となる。また第２の電極７０が、基板１０側から金属薄膜と酸化物導電層とが積層された構成であってもよく、この場合には、金属薄膜と第２の有機化合物層５０（第３の有機化合物層６０）が第２の電極７０にある第２の反射面となる。
【００１２】
以下では、副画素Ｐ１において説明する。本構成例では、第１の電極２０と第２の電極７０とは短絡され、電源手段１００に接続されている。また、金属層４０は共通電極となり、電源手段１００に接続されている。この電源手段１００は、画素（画素内の有機ＥＬ素子）の発光を制御するための制御手段である。共通電極である金属層４０を０Ｖとし、短絡された第１の電極２０と第２の電極７０にＶｃを印加すると、第１の素子に順バイアス、第２の素子に逆バイアスが印加され、第１の素子だけが発光する。逆に、第１の電極２０と第２の電極７０に―Ｖｃを印加すると、第１の素子に逆バイアス、第２の素子に順バイアスが印加され、第２の素子だけが発光する。つまり、金属層４０を０Ｖとし、短絡された第１の電極２０および第２の電極７０に、Ｖｃと−Ｖｃを交互に印加することにより、第１の素子と第２の素子を交互に発光させることができる。なお、副画素Ｐ２においても同様に、第１の発光層、第３の発光層を交互に発光させることができる。
【００１３】
本発明の有機ＥＬ素子では、第１の有機化合物層３０と第２の有機化合物層５０との間に金属層４０が配置され、光学的に概ね２つの部分に分割されている。そして、図２（ａ）に示すように、金属層４０と第１の有機化合物層３０との界面と、第１の反射面との間で第１の共振器が構成され、第２の反射面と金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面との間で第２の共振器が構成されている。第１の共振器は、第１の発光層３１を含み、第２の共振器は、第２の発光層５１を含む。
【００１４】
ここで、反射層２１は７０％以上の大きい反射率を持つＡｌ合金やＡｇ合金などの金属を用いることができる。第２の共振器を構成する第２の反射面は、全ての発光層に対して光取り出し側に配置されるため、入射した光の大部分を透過し、一部を反射しなければならない。例えば、第２の電極７０としては、高屈折率層（透明導電層、ＳｉＮｘなど）と低屈折率層（空気、ＳｉＯ２、樹脂など）との積層構成でもよい。特に、第２の電極７０は、Ａｇ合金薄膜やＭｇ合金薄膜などの金属薄膜、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ（登録商標））の酸化物導電層などが好ましい。したがって、第１の反射面の方が、第２の反射面より大きい反射率を有する。さらに、金属層４０と第１の有機化合物層３０との界面、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面での反射率はほぼ等しいので、第１の共振器は第２の共振器よりも多重干渉によって共振部内にある発光層の光をより強めることが可能である。よって、本発明では、他の発光色に比べ、特に効率、色純度の改善が必要な発光色を第１の発光層に配置することが望ましい。本構成例では、Ｒ、Ｇと比較して、特にＢは、一般的に効率あるいは色純度を改善する必要があるため、第１の発光層としてＢを発光する発光層を配置するのが好ましい。
【００１５】
本発明では、第１の共振器は、第１の発光層で発光する光を多重干渉により強めるように構成されている。また、第２の共振器は、第１の発光層で発光し第２の電極に向かう光に対して、金属層４０（金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面）での反射率を多重干渉により強めるように構成されている。これにより、後述するように、色毎に独立した従来の単層型有機ＥＬ素子と同様に、積層型有機ＥＬ素子においても良好な発光効率と色純度を得ることが可能となる。
【００１６】
以下では、より詳しく本発明を説明する。本実施形態の表示装置に用いる有機ＥＬ素子は、図２（ａ）に示すように第１の発光層３１と第２の発光層５１との間に、金属層４０が形成されている。このため、１層目の第１の素子に第１の共振器が構成され、２層目の第２の素子に第２の共振器が構成される。つまり、干渉を４つの膜厚パラメータにより調整することが可能となる。パラメータのうち２つは、第１の発光層３１を含む、金属層４０と第１の有機化合物層３０との界面と第１の反射面との間の距離ｄ１、および第１の反射面と第１の発光層３１との間の距離ｌ１である。また、残りの２つは、第２の発光層５１を含む、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面と第２の反射面との間の距離ｄ２、および、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面と第２の発光層５１との間の距離ｌ２である。
【００１７】
ただし、これら４つのパラメータのうち、ｄ１とｄ２は完全に独立なパラメータではなく、互いの共振器に影響を与える。上述したように、本発明の構成では、第１の共振器の方が第２の共振器よりも多重干渉の影響が大きく、多重干渉の強め合い条件を満たす場合は発光効率や色純度をより向上しやすい。その反面、多重干渉の強め合い条件からはずれた場合（特に、多重干渉の弱め合い条件となった場合）は、第１の共振器の方が第２の共振器よりも効率が低下してしまう。そこで、本発明では、第１の共振器をより強める条件を優先して選択する。
【００１８】
以下、図２（ａ）に示すように、第１の反射面の複素反射係数をｒ１＝｜ｒ１｜ｅｘｐ（ｉφ１）、第２の反射面の複素反射係数をｒ２＝｜ｒ２｜ｅｘｐ（ｉφ２）とする。また、金属層４０と第１の有機化合物層３０との界面において光が反射する場合の複素反射係数をｒ＋＝｜ｒ＋｜ｅｘｐ（ｉφ＋）とする。さらに、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面において光が反射する場合の複素反射係数をｒ−＝｜ｒ−｜ｅｘｐ（ｉφ−）とする。なお、φ１は第１の反射面における位相シフト量、φ２は第２の反射面における位相シフト量である。また、φ＋は金属層４０と第１の有機化合物層３０との界面において光が反射する際の位相シフト量、φ−は金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面において光が反射する際の位相シフト量である。
【００１９】
＜第１の共振器＞
まず、第１の共振器を構成する、金属層４０と第１の有機化合物層３０との界面と第１の反射面との間の光路長（第１の光路長）は、第１の発光層３１で発光した光を多重干渉により強め合うような光路長に設定される。第１の共振器における多重干渉の概念図が図２（ｂ）に示されている。ここで、第２の共振器に、第１の共振器から光が入射して反射する場合の複素反射係数をｒ２Ｃ＝｜ｒ２Ｃ｜ｅｘｐ（ｉφ２Ｃ）とする。
【００２０】
次に、第１の素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長をλ１とする。また、金属層４０と第１の有機化合物層３０との界面と第１の反射面との間の距離をｄ１、金属層４０と第１の有機化合物層３０との界面と第１の反射面との間にある全ての層の平均屈折率をｎ１とする。また、図２（ｂ）で第１の発光層３１の発光点３２から第１の反射面までの距離をｌ１、第１の発光層３１の発光点３２から第１の反射面までの平均屈折率をｎ’１とする。第１の共振器からの発光強度Ｉ１（λ１）は、数１の右辺に比例する。分母が多重干渉の寄与であり、分子が広角干渉の寄与である。
【００２１】
【数１】
2011141965.tif 000003
【００２２】
ここで、φ１は第１の反射面における位相シフト量、φ２Ｃは第２の共振器に第１の共振器から光が入射した場合の位相シフト量である。距離ｄ１と平均屈折率ｎ１は、第１の共振器を構成する第１の反射面から金属層の第１の有機化合物層３０までにある各層ｉの厚さをｄ１ｉ、屈折率をｎ１ｉとして、それぞれ、ｄ１＝Σｄ１ｉ、ｎ１＝Σｎ１ｉｄ１ｉ／ｄ１で表される。同様に、距離ｌ１と平均屈折率ｎ’１は、第１の反射面から第１の発光層３１の発光点までにある各層ｉの厚さをｌ１ｉ、屈折率をｎ１ｉとして、それぞれ、ｌ１＝Σｌ１ｉ、ｎ’１＝Σｎ１ｉｌ１ｉ／ｌ１で表される。
【００２３】
数１より、第１の共振器の多重干渉による強め合い条件（Ｉ１（λ１）を強める条件）は、整数をｍ１として、数２で表わされる。なお、ｎ１ｄ１は第１の光路長である。
【００２４】
【数２】
2011141965.tif 000004
【００２５】
さらに、数１より、第１の共振器の広角干渉による強め合い条件は、整数をｍ’１として、数３で表わされ、条件を満足することが望ましい。
【００２６】
【数３】
2011141965.tif 000005
【００２７】
＜第２の共振器＞
次に、第２の共振器を第１の共振器に対する複合的な１つの反射層としてみなす。この金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面と第２の反射面との間の光路長（第２の光路長）は、第１の共振器から第２の共振器へ入射し、金属層４０で反射される光を第２の共振器によって強めるような光路長に設定されている。
【００２８】
第１の素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長をλ１とする。また、第２の共振器を構成する、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面と第２の反射面との間の距離をｄ２、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面と第２の反射面との間の全ての層の平均屈折率をｎ２とする。また、金属層４０の波長λ１の光の吸収率をＡとする。第２の共振器の複素反射係数ｒ２Ｃ（λ１）は数４で与えられる。金属層４０と第１の有機化合物層３０との界面における複素反射係数ｒ＋に、第２の共振器の多重干渉の寄与が加わることがわかる。
【００２９】
【数４】
2011141965.tif 000006
【００３０】
ここで、φ２は第２の反射面における位相シフト量、φ−は金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面に第２の共振器から光が入射した場合の位相シフト量である。これらの位相シフト量は、−πからπまでの値をとりうる。第２の反射面から金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面までにある各層ｉの厚さをｄ２ｉ、第２の反射面から金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面までにある各層ｉの屈折率をｎ２ｉとする。すると、距離ｄ２と平均屈折率ｎ２は、それぞれ、ｄ２＝Σｄ２ｉ、ｎ２＝Σｎ２ｉｄ２ｉ／ｄ２で表される。
【００３１】
数４より、第１の共振器からの光が第２の共振器へ入射する光の反射率を多重干渉により強める条件は、整数をｍ２として数５で与えられる。なお、ｎ２ｄ２は第２の光路長である。
【００３２】
【数５】
2011141965.tif 000007
【００３３】
金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面における、第１の発光層３１からの光の反射率を第２の共振器によって大きくする数５の条件は、第２の共振器の内部で波長λ１の光が干渉の打ち消し合いを起こし、光の強度が弱められる条件と一致している。これは、波長λ１の光が第２の共振器の内部で、干渉打ち消し合いのため存在しにくくなり、その分、第２の共振器の外部に反射される割合が高くなるからである。
【００３４】
第１の共振器から第２の共振器へ入射する際の反射率が、多重干渉により大きくなるための数５の条件式を満たす場合、数４は概ね数６となり、φ２Ｃ＝φ＋の関係が成り立つ。つまり、第２の共振器に第１の共振器から光が入射した場合の位相シフト量と金属層４０と第１の有機化合物層３０との界面において光が反射する際の位相シフト量がそろい、金属層４０での第１の発光層３１が発する光（波長λ１）の反射光の強度は大きくなる。つまり、第１の発光層３１が発する光に対する金属層４０での反射率は増大される。
【００３５】
【数６】
2011141965.tif 000008
【００３６】
したがって、第１の発光層３１で発光する光を第１の共振器で多重干渉により強め合うための数２の条件式は、数７となる。
【００３７】
【数７】
2011141965.tif 000009
【００３８】
図２（ｂ）の構成例において、距離ｄ１を一定とし、距離ｄ２を変化させた場合に、第１の発光層３１を含む１層目の素子が発光するスペクトルの最大ピーク波長λ１の光の放射輝度変化を図３（ａ）に実線のグラフで示す。また、第１の共振器から第２の共振器へ入射する波長λ１の光の反射率変化を図３（ａ）に破線のグラフで示す。距離ｄ１は、波長λ１の光を干渉により強め合う条件である数７を満たすように設定されている。横軸は、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面と第２の反射面との間の光路長を波長λ１で規格化した値（２ｎ２ｄ２／λ１＋（φ２＋φ−）／２π）である。縦軸は、波長λ１（ここでは４５０ｎｍ）での放射輝度（実線）、波長λ１での第２の共振器の反射率（破線）を示している。
【００３９】
図３（ａ）のドット領域が、数５の条件を満たす領域である。数５を満たすドット領域で、周期的に第２の共振器の波長λ１での反射率が極大となり、それに伴い放射輝度も極大となることがわかる。つまり、第２の共振器が数５の条件を満たすように設定することで、第１の発光層３１からの発光効率と色純度を良好に保つことができる。
【００４０】
次に、第１の共振器を第２の発光層５１に対する複合的な１つの反射面とみなし、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面と第２の発光層５１との間の光路長を、第２の発光層５１で発光する光を広角干渉により強め合うように設定する。第２の発光層５１からの光が、第１の共振器で反射され広角干渉が生じる概念図を図２（ｃ）に示す。ここで、第１の共振器に、第２の共振器から波長λの光が入射し、反射する場合の複素反射係数をｒ１Ｃ＝｜ｒ１Ｃ｜ｅｘｐ（ｉφ１Ｃ）とする。
【００４１】
第２の素子の外部に取り出される光のスペクトルの最大ピーク波長をλ２とする。また、第２の共振器を構成する、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面と第２の反射面との間の距離をｄ２、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面と第２の反射面との間の全ての層の平均屈折率をｎ２とする。また、図２（ｃ）で第２の発光層５１の発光点５２から金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面までの距離をｌ２、第２の発光層５１の発光点５２から金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面までの平均屈折率をｎ’２とする。第２の共振器からの発光強度Ｉ２（λ２）は、数８の右辺に比例する。分母が多重干渉の寄与であり、分子が広角干渉の寄与である。
【００４２】
【数８】
2011141965.tif 000010
【００４３】
ここで、φ２は第２の反射面における位相シフト量、φ１Ｃは第１の共振器に第２の共振器から光が入射した場合の位相シフト量である。距離ｌ２と平均屈折率ｎ’２は、金属層４０と第２の発光層５１の発光点５２までの間の各層ｉの厚さをｌ２ｉ、屈折率をｎ２ｉとして、それぞれ、ｌ２＝Σｌ２ｉ、ｎ’２＝Σｎ２ｉｌ２ｉ／ｌ２で表される。
【００４４】
本発明では、第２の共振器の多重干渉条件に関しては、数５の条件により第１の発光層３１からの光の反射率を高めるように既に規定されている。そのため、第２層目の有機ＥＬ素子は広角干渉により発光効率と色純度を良好に保つ必要がある。数８の右辺の分子より、広角干渉の効果を強めるには、以下２つの要素が必要である。
【００４５】
第１の要素は、広角干渉の強め合い条件を満たすことであり、その条件式は、数８の右辺の分子から、整数をｍ’２として、数９で表わされる。よって、数９を満たすことが望ましい。
【００４６】
【数９】
2011141965.tif 000011
【００４７】
第２の要素は、第１の共振器に第２の共振器の光が入射し反射する場合の複素反射係数の絶対値｜ｒ１Ｃ｜が大きいことである。第２の発光層側からの波長λの光に対する複素反射係数ｒ１Ｃ（λ）は、数１０で与えられる。
【００４８】
【数１０】
2011141965.tif 000012
【００４９】
数１０から、第２の共振器からの光が第１の共振器へ入射する光の反射率を多重干渉の打ち消し合いにより弱まる条件は、第１の共振器の内部で光が多重干渉強め合いを起こす条件と一致していることがわかる。第１の共振器が第１の発光層３１の波長λ１での多重干渉強め合いの数７の条件を満たす場合には、第１の共振器の反射率Ｒ＝｜ｒ１Ｃ｜２は第１の発光層３１の波長λ１で概ね極小値となる。一方、第１の発光層３１の波長λ１からはずれた波長では、多重干渉により反射率が高くなる。したがって、第１の発光層３１と第２の発光層５１が異なる発光色であれば、広角干渉により第２の発光層３１からの発光効率と色純度も良好に保つことができる。
【００５０】
したがって、数５および数７を満たすように、膜厚ｄ１及びｄ２を選ぶことで、発光効率と色純度が良好な積層型の有機ＥＬ素子が得られる。
【００５１】
ここで、第１の共振器が数７の条件を満たす場合に、第１の共振器に外部から光が入射する場合の反射率スペクトルの計算例を、横軸を入射波長、縦軸を反射率として図４に示す。第１の共振器の多重干渉効果により、第１の発光層３１（Ｂ）の波長λ１（約４６０ｎｍ）付近で反射率が低下する一方、Ｇ（約５１０ｎｍ乃至５５０ｎｍ）やＲ（約６００ｎｍ乃至６４０ｎｍ）の波長領域で、７５％以上の高い反射率となることがわかる。
【００５２】
さらに、図２（ｃ）の構成例において、距離ｄ２を一定とし、距離ｄ１を変化させた場合に、第１の発光層３１を含む１層目の素子が発する光の最大ピーク波長λ１（４６０ｎｍ）の光の放射輝度変化を図３（ｂ）に太字の実線で示す。また、第２の共振器から第１の共振器へ入射する波長４６０ｎｍの光の反射率変化を細字の実線で、波長５３０ｎｍでの反射率変化を細字の破線で、波長６２０ｎｍでの反射率変化を細字の点線で示す。横軸は、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面と第１の反射面との間の光路長を波長λ１で規格化した値（２ｎ１ｄ１／λ１＋（φ１＋φ＋）／２π）である。
【００５３】
図３（ｂ）のドット領域が、数７の条件を満たす領域である。数７を満たすドット領域で、周期的に第１の発光層３１からの放射輝度が極大となり、一方、第１の共振器のピーク波長λ１での反射率が極小となる。また、数７のｍ１＝１の大部分の領域で、第１の共振器のＧに対応する波長５３０ｎｍでの反射率とＲに対応する波長６２０ｎｍでの反射率が共に７５％以上の高い値となることがわかる。よって、図１の構成例で、副画素Ｐ１と副画素Ｐ２の１層目の素子がＢを発光して共通の第１の共振器を有し、各副画素で２層目の素子がＲとＧをそれぞれ発光する場合に、ｍ１＝１とすることで、ＲＧＢ全ての発光効率と色純度を良好に保つことができる。
【００５４】
本発明の有機発光素子に用いる基板１０としては、特に限定するものではないが、金属、セラミックス、ガラス、石英等が用いられる。また、プラスティックシート等のフレキシブルシートを用いたフレキシブルな発光装置とすることも可能である。
【００５５】
反射層２１としては、透明導電層２２との界面における反射率が少なくとも５０％以上、好ましくは、８０％以上となる材料からなる層が望ましい。その条件を満たす材料としては、例えば、アルミニウム、銀、クロム等の金属や、それらの合金が挙げられる。また、反射層２１が金属のような導電性部材で構成される必要はなく、誘電体多層膜ミラーのような絶縁性部材を反射層として用いることもできる。
【００５６】
透明導電層２２としては、酸化物導電膜、具体的には、ＩＴＯ，ＩＺＯ等を用いることができる。なお、透明とは、可視光に対して７０〜１００％の透過率を有していることである。透明であることを満たす透明導電層２２の条件としては、消衰係数のκが０．０５以下、好ましくは、０．０１以下となることが、透明導電層２２での、発光層で発光した光の減衰を抑える観点でよい。
【００５７】
各有機化合物層としては、低分子材料で構成されても、高分子材料で構成されても、両者を用いて構成されてもよく、特に限定されるものではない。必要に応じてこれまで知られている材料を使用できる。また、有機化合物層は少なくとも発光層を有していればよく、必要に応じて、電荷輸送層、電荷注入層、電荷阻止層を有する構成であってもよい。
【００５８】
金属層４０には、アルミニウム、銀、マグネシウム、カルシウム等の金属単体やそれらの合金を用いることができる。特に、銀とマグネシウムの合金（銀マグネシウム）は、電子の注入性と、発光の反射率の観点で好ましい。また、金属半透明層の膜厚は、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の膜厚から選択すると、発光の一部が透過するため、発光の取り出し効率の観点で好ましい。
【００５９】
第２の電極７０は、アルミニウム、銀、クロム等の金属や、それらの合金からなる金属薄膜や酸化物導電膜を用いることができる。さらに、第２の電極７０は、金属薄膜と酸化物導電膜との２層構成であっても良い。
【００６０】
（実施形態２）
実施形態１では、２層積層の有機ＥＬ素子について説明してきたが、図５（ａ）に示すような３層（３層以上も同様である）の積層型有機ＥＬ素子にも本発明を適用することができる。図５（ａ）の構成例では、第１の有機化合物層３０の上に第２の有機化合物層５０とさらにその上に第３の有機化合物層６０が副画素Ｐ１、Ｐ２ごとにパターニングされている。このとき、第１の有機化合物層３０と第２の有機化合物層５０の間に、金属層４０が形成されている。さらに、第２の有機化合物層５０と第３の有機化合物層６０の間に、酸化物導電層８０が形成されている。ここで、副画素Ｐ１では金属層４０と酸化物導電層８０をコンタクトホール９１によって短絡させて、第２の有機化合物層５０を非発光としている。そして、副画素Ｐ２では、酸化物導電層８０と第２の電極７０とをコンタクトホール９２によって短絡させて、第３の有機化合物層６０を非発光としている。これにより、副画素Ｐ１は、第１の有機化合物層３０と第３の有機化合物層６０に含まれる発光層の発光する色が表示可能となり、副画素Ｐ２は、第１の有機化合物層３０と第２の有機化合物層５０に含まれる発光層の発光する色が表示可能となる。
【００６１】
図５（ａ）の構成例でも、図１と同様に、金属層４０と第１の有機化合物層３０との界面と第１の反射面（反射層２１と透明導電層２２との界面）との間で第１の共振器が構成されている。さらに、金属層４０と第２の有機化合物層５０との界面と第２の反射面（第２の電極７０と空気との界面）との間で第２の共振器が構成されている。第１の共振器は、数７の条件を、第２の共振器は数５の条件をそれぞれ満たすように調整される。さらに、第２の発光層から金属層４０までの距離も、第２の発光層から取り出したい波長の光が広角干渉により強め合うよう設定している。つまり、数９を満たしている。
【００６２】
なお、本実施例では、第２の共振器構造に含まれる発光層のうち１層のみを発光させているが、すべての発光層を発光させる場合でも、同様の効果を得ることができる。
【００６３】
（実施形態３）
本発明は、図５（ｂ）に示すように、色変換層と組み合わせても良い。図５（ｂ）の構成例では、副画素Ｐ１、Ｐ２共通で、第１の有機化合物層３０と第２の有機化合物層５０が金属層４０をはさんで積層されている。また、光取り出し側にガラスや樹脂基板などの透明材料なる対向基板１１が設けられている。さらに、第１の有機化合物層３０、第２の有機化合物層５０が、それぞれＢ、Ｇを発光する場合を考えた場合に、副画素Ｐ２では、光取り出し側に、ＧもしくはＢまたはこれら両方を吸収し、Ｒを発光するＲ色変換層１２が形成されている。さらに、Ｒ色変換層１２より光取り出し側に、マゼンダ（Ｍ）カラーフィルター１３が形成されている。なお、各有機化合物層、色変換層、カラーフィルターの組み合わせはこれに限られるわけではない。
【００６４】
（実施形態４）
さらに、本発明は、図５（ｃ）に示すように、第１の発光層を含む第１の有機化合物層３０と第２の発光層を含む第２の有機化合物層５０との間に電荷生成層が形成されたタンデム型（マルチフォトン型）の有機ＥＬ素子にも実施可能である。図５（ｃ）では、金属層の下部に電子注入層を、上部にホール注入層を形成することで、それらからなる電荷生成層４１が形成される。図５（ｃ）の構成例では、Ｂを発光する第１の有機化合物層３０と黄色（Ｙ）を発光する第２の有機化合物層５０を積層し、白色（Ｗ）を発光する有機ＥＬ素子を構成し、光取り出し側に、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルター（１４，１５，１６）を配置する。この構成により、フルカラーの表示装置を構成する。
【００６５】
以上、これまでは基板側とは反対側から光を取り出すトップエミッション構成で説明してきたが、基板側から光を取り出すボトムエミッション構成においても本発明の実施は可能である。
【実施例】
【００６６】
以下、本発明にかかる実施例、参考例、および比較例の構成および製造方法の詳細を説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。
【００６７】
＜実施例１＞
図１に示す２層積層型の有機ＥＬ素子により構成されるフルカラー有機ＥＬ表示装置の作製方法を以下に示す。
【００６８】
まず、支持体としてのガラス基板上に、不図示の低温ポリシリコンからなるＴＦＴ駆動回路を形成し、その上に不図示のアクリル樹脂からなる平坦化層を形成して基板１０とする。基板１０上に、反射層２１として、スパッタリングによりＡｌ合金を約１５０ｎｍの膜厚で形成する。Ａｌ合金からなる反射層２１は、可視光の波長域（λ＝３８０ｎｍ乃至７８０ｎｍ）で７５％以上の高い分光反射率を有する。Ａｌ合金以外にも、高い分光反射率を有する金属であるＡｇ合金などを用いることができる。反射層２１上に、透明導電層２２としてスパッタリングによりＩＺＯを２０ｎｍの膜厚で形成して、パターニングを行い、第１の電極２０を形成する。ここで、反射層２１と透明導電層２２との界面が第１の反射面となる。
【００６９】
さらに、酸化窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）の隔壁（不図示）を全面に形成した後、副画素となるＥＬ発光領域を規定する開口部をエッチングによりパターニング形成する。
【００７０】
これをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄し、次いで、煮沸洗浄後乾燥する。その後、ＵＶ／オゾン洗浄してからＢを発光する第１の有機化合物層３０を真空蒸着により形成する。
【００７１】
まず、下記構造式で示される化合物［Ｉ］を、２つの副画素に跨って共通にホール輸送層として１１５ｎｍの膜厚で形成する。この際の真空度は１×１０−４Ｐａ、蒸着レートは、０．２ｎｍ／ｓｅｃである。
【００７２】
【化１】
2011141965.tif 000013
【００７３】
次に、２つの副画素で共通に発光層を形成する。発光層としては、ホストとして上記に示す化合物［ＩＩ］と発光性化合物［ＩＩＩ］とを共蒸着して３０ｎｍの膜厚で形成する。蒸着時の真空度は１×１０−４Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃである。
【００７４】
さらに、電子輸送層として、１，１０‐Ｂａｔｈｏｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ（以下、ＢＰｈｅｎと記す）を真空蒸着法にて２０ｎｍの膜厚で形成する。蒸着時の真空度は１×１０−４Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃである。次に、電子注入層として、ＢＰｈｅｎとＣｓ２ＣＯ３とを共蒸着（重量比９０：１０）し、２０ｎｍの膜厚で形成する。蒸着時の真空度は３×１０−４Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃである。
【００７５】
次に、ＴＦＴと共通電極となる金属層４０とを電気的に接続させるために、第１の有機化合物層３０に、コンタクトホール（不図示）を形成する。形成方法としては、レーザー加工が望ましく、ＹＡＧレーザー（ＳＨＧ、ＴＨＧ含む）、エキシマレーザーなど一般に薄膜加工に使用するものを用いることが可能である。これらのレーザー光を数μｍ径に絞って照射したり、面状光源にしてコンタクトホール形成部分だけ光が透過するマスクを介して照射して、第１の有機化合物層３０に所定のパターンを形成する。コンタクトホールの径としては、２μｍ〜１５μｍが好ましい。ここでは、ＹＡＧレーザーを用いて５μｍ径のコンタクトホールを形成する。
【００７６】
次に、シャドーマスクを用いた真空蒸着法にて、副画素ごとに金属層４０として、Ａｇを１５ｎｍの膜厚で形成する。
【００７７】
さらに、金属層４０上に、Ｒを発光する第２の有機化合物層５０と、Ｇを発光する第３の有機化合物層６０を形成する。上記に示す化合物［Ｉ］を、シャドーマスクを用いて、副画素Ｐ１の領域に、ホール輸送層として７５ｎｍの膜厚で、副画素Ｐ２の領域に、ホール輸送層として１７５ｎｍの膜厚で形成する。
【００７８】
次に、発光層として、シャドーマスクを用いて、副画素Ｐ１、副画素Ｐ２それぞれのＲとＧを発光する発光層を形成する。副画素Ｐ１のＲを発光する発光層としては、ホストとして４，４’‐Ｂｉｓ（Ｎ‐ｃａｒｂａｚｏｌｅ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ（以下、ＣＢＰと記す）を用いる。そして、燐光発光性化合物Ｂｉｓ［２‐（２’‐ｂｅｎｚｏｔｈｉｅｎｙｌ）ｐｙｒｉｄｉｎａｔｏ‐Ｎ，Ｃ３］（ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｏ）Ｉｒｉｄｉｕｍ（以下、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）と記す）と共蒸着して３０ｎｍの膜厚で形成する。副画素Ｐ２のＧを発光する発光層としては、ホストとしてｔｒｉｓ‐（８‐ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）Ａｌｕｍｉｎｕｍ（以下、Ａｌｑ３と記す）を用いる。そして、発光性化合物３‐（２’‐Ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌ）‐７‐Ｎ，Ｎ‐ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｃｏｕｍａｒｉｎ（以下、クマリン６と記す）と共蒸着して３０ｎｍの膜厚で形成する。蒸着時の真空度は１×１０−４Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃである。
【００７９】
さらに、電子輸送層として、副画素Ｐ１，Ｐ２で共通にＢＰｈｅｎを真空蒸着法にて２０ｎｍの膜厚で形成する。続いて、副画素Ｐ１，Ｐ２で共通に電子注入層として、ＢＰｈｅｎとＣｓ２ＣＯ３とを共蒸着（重量比９０：１０）した膜を４０ｎｍ形成する。そして、第２の電極７０として、スパッタリングによりＩＺＯを５０ｎｍの膜厚で形成する。ここでは、第２の電極７０と空気との界面が、第２の反射面となる。
【００８０】
さらに、発光装置の周辺部に吸湿剤を配置し、エッチングされたキャップガラスをＵＶ硬化性接着剤で接着して封止することにより、本発明の２層積層型の有機ＥＬ素子からなる有機ＥＬ表示装置を得る。
【００８１】
本実施例の副画素Ｐ１において、数７の中央の式を計算した値は１．０３であり、数５の中央の式を計算した値は１．５９である。つまり、それぞれの共振器の光路長は、正の整数ｍ１＝１、ｍ２＝１に対応した光路長の構成となっている。また、λ１は４６０ｎｍとしている。
【００８２】
また、本実施例の副画素Ｐ２において、数５の中央の式を計算した値は２．４３である。つまり、副画素Ｐ２における第２の共振器の光路長は、正の整数ｍ２＝２に対応した光路長の構成となっている。
【００８３】
以上示したように、数７および数５を満たすように形成された２層積層型の有機ＥＬ素子からなるフルカラー有機ＥＬ表示装置のパネル特性は、表１の実施例１の結果の通り、比較例に較べて優れた消費電力およびＧａｍｕｔを示す。
【００８４】
＜比較例１＞
本比較例の画素構成は、実施例１の画素構成において、共通電極として金属層４０が、膜厚３０ｎｍのＩＺＯとなった構成である。
【００８５】
比較例１におけるＲ、Ｇ、Ｂの各副画素の発光効率［ｃｄ／Ａ］、ＣＩＥ色度（ｘ，ｙ）、消費電力比、Ｇａｍｕｔの評価値を表１に示す。消費電力は、本比較例の値を基準としている。また、Ｇａｍｕｔは、ＮＴＳＣ１００％を基準としている。
【００８６】
＜比較例２＞
第２の共振器の光路長が、数５の条件を満たさない場合の積層型有機ＥＬ素子からなる有機ＥＬ表示装置の作製方法について説明する。具体的には、本比較例の画素構成は、２層目の有機ＥＬ素子の電子注入層の膜厚が１２０ｎｍである点のみが、実施例１と異なる。
【００８７】
本比較例の副画素Ｐ１において、数５の中央の式は２．２である。また、本実施例の副画素Ｐ２において、数５の中央は３．０６である。
【００８８】
比較例２におけるＲ、Ｇ、Ｂの各副画素の発光効率［ｃｄ／Ａ］、ＣＩＥ色度（ｘ，ｙ）、消費電力比、Ｇａｍｕｔの評価値を表１に示す。消費電力は、比較例１の値を基準とし相対値で示している。また、Ｇａｍｕｔは、ＮＴＳＣ１００％を基準としているまた、Ｇａｍｕｔは、ＮＴＳＣ１００％を基準としている。
【００８９】
比較例１では、有機ＥＬ素子を単純に２層に積層することで、干渉を調整するための膜厚パラメータが減少してしまうため、参考例に対して消費電力とＧａｍｕｔの性能が低下してしまう。また、数５の条件を満たさない比較例２では、比較例１よりも消費電力とＧａｍｕｔの性能がさらに低下してしまう。
【００９０】
それに対して、本発明の実施例１では、消費電力とＧａｍｕｔが比較例１よりも優れ、参考例と同等である。つまり、効率と色純度が良好な積層型有機ＥＬ素子を実現することができる。
【００９１】
＜実施例２＞
図５（ａ）に示した３層積層型の有機ＥＬ素子から構成されるフルカラー有機ＥＬ表示装置の作成方法について説明する。
【００９２】
１層目のＢを発光する第１の有機化合物層３０から金属層４０の形成までは、実施例１と同様である。次に、２層目のＧを発光する第２の有機化合物層５０を形成する。上記に示した化合物［Ｉ］を、両副画素で共通にホール輸送層として２０ｎｍの膜厚で形成する。次に、発光層として、ホストとしてＡｌｑ３と発光性化合物クマリン６とを共蒸着して３０ｎｍの膜厚で発光層を形成する。さらに、電子輸送層として、ＢＰｈｅｎを真空蒸着法にて２０ｎｍの膜厚で形成する。次に、電子注入層として、ＢＰｈｅｎとＣｓ２ＣＯ３とを共蒸着（重量比９０：１０）し、３０ｎｍの膜厚で形成する。ここで、副画素Ｐ１領域内の第２の有機化合物層５０に、金属層４０と後に形成する酸化インジウム亜鉛からなる酸化物導電層８０とを短絡するためのコンタクトホールを、レーザー加工により形成する。さらに、酸化物導電層８０として、スパッタリングによりＩＺＯを５０ｎｍの膜厚で形成した後、レーザー加工により酸化物導電層８０を副画素Ｐ１の領域と副画素Ｐ２の領域とにパターニングする。
【００９３】
次に、３層目のＲを発光する第３の有機化合物層６０を形成する。上記に示した化合物［Ｉ］を、両副画素共通のホール輸送層として８０ｎｍの膜厚で形成する。次に、発光層として、ホストとしてＣＢＰと、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）とを共蒸着して３０ｎｍの膜厚で形成する。さらに、電子輸送層として、ＢＰｈｅｎを真空蒸着法にて２０ｎｍの膜厚で形成する。次に、電子注入層として、ＢＰｈｅｎとＣｓ２ＣＯ３とを共蒸着（重量比９０：１０）して、２０ｎｍの膜厚で形成する。ここで、副画素Ｐ２側の第３の有機化合物層６０に、後に形成する第２の電極７０と酸化物導電層８０を短絡するためのコンタクトホールを、レーザー加工により形成する。さらに、第２の電極７０として、スパッタリングによりＩＺＯを３０ｎｍの膜厚に形成する。ここでは、透明な第２の電極７０と空気との界面が第２の反射面となる。
【００９４】
さらに、発光装置の周辺部に吸湿剤を配置し、エッチングされたキャップガラスをＵＶ硬化性接着剤で接着して封止することにより、本発明の３層積層型の有機ＥＬ素子からなる有機ＥＬ表示装置を得る。
【００９５】
本実施例で、数７の中央の式は１．０３であり、数５の中央の式を計算した値は２．５１である。つまり、数７、数５において、共振器の光路長は、正の整数ｍ１＝１、ｍ２＝２に対応した光路長となっている。また、λ１は４６０ｎｍで計算している。
【００９６】
以上のように、数７および数５を満たすよう形成された３層積層型の有機ＥＬ素子からなる有機ＥＬ表示装置のパネル特性は、表１の実施例２の結果の通り、比較例に較べて同等以上の消費電力およびＧａｍｕｔを示す。
【００９７】
＜実施例３＞
図５（ｂ）に示した、２層積層型の有機ＥＬ表示素子からなり、かつ、色変換層を有するフルカラー有機ＥＬ表示装置の作製方法について説明する。
【００９８】
１層目のＢを発光する第１の有機化合物層３０から金属層４０の形成までは、実施例１と同様である。次に、２層目のＧを発光する第２の有機化合物層５０を形成する。上記で示したように化合物［Ｉ］を、両副画素で共通のＧール輸送層として１７５ｎｍの膜厚で形成する。次に、発光層として、ホスト材料ＣＢＰと燐光発光性化合物ｆａｃ‐Ｔｒｉｓ（２‐（２‐ｐｙｒｉｄｉｎｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）Ｉｒｉｄｉｕｍ（以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）３と記す）（重量比９２：８）とを共蒸着により３０ｎｍの膜厚で形成する。
【００９９】
さらに、電子輸送層として、ＢＰｈｅｎを真空蒸着法にて２０ｎｍの膜厚で形成し、電子注入層として、ＢＰｈｅｎとＣｓ２ＣＯ３とを共蒸着（重量比９０：１０）して４０ｎｍの膜厚で形成する。第２の電極７０として、スパッタリングによりＩＺＯを５０ｎｍの膜厚で形成する。その後、保護層（不図示）として、窒化酸化シリコンを５０００ｎｍ成膜する。ここでは、第２の電極７０と保護層との界面が第２の反射面となる。
【０１００】
最後に、保護層の上に色変換層であるカラーフィルター基板を、エポキシ樹脂等の透明な接着剤（不図示）を用いて配置する。カラーフィルター基板は、対向基板１１の副画素Ｐ２に対応する位置でかつ、素子と対向する位置に、マゼンダ（Ｍ）カラーフィルター１３とＧを吸収してＲを発光するＲ色変換層１２がフォトリソプロセスによりパターニングして形成されている。さらに、対向基板１１の、副画素の間に対応する位置には、ブラックマトリックス（遮光部材、不図示）がパターニングされている。Ｒ色変換層は、Ｇを吸収するものだけでなく、ＢやＧとＢ両方を吸収し、Ｒを発光するものでも良い。
【０１０１】
以上により、本発明の一実施例である、色変換層を有する２層積層型の有機ＥＬ素子からなる有機ＥＬ表示装置を得る。本実施例の場合、シャドーマスクによる有機化合物層の高精細な塗り分けプロセスを省くことが可能となり、製造コストやタクトタイムの点で有効である。
【０１０２】
表１に、実施例３における各ＲＧＢ副画素の発光効率［ｃｄ／Ａ］、ＣＩＥ色度（ｘ，ｙ）、消費電力比、Ｇａｍｕｔの評価値を示す。消費電力は、比較例１の値を基準とし相対値で示す。また、Ｇａｍｕｔは、ＮＴＳＣ１００％を基準としている。
【０１０３】
本実施例において、数７の中央の式は０．９９であり、数５の中央の式は２．５９である。つまり、共振器の光路長は数７，数５における正の整数ｍ１＝１、ｍ２＝２に対応した光路長の構成となっている。また、λ１は４６０ｎｍで計算している。
【０１０４】
また、このようにして得られる有機ＥＬ表示装置のパネル特性を表１に示す。以上、数７および数５を満たすように形成された２層積層型の有機ＥＬ素子からなり、さらに色変換層を設けたフルカラー有機ＥＬ表示装置のパネル特性は、表１の通り、良好な消費電力およびＧａｍｕｔを示す。
【０１０５】
＜参考例＞
従来の色毎に独立した単層型有機ＥＬ素子の作製方法について説明する。１つの画素はＲ、Ｇ、Ｂの３つの副画素（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３とする）から構成されている。
【０１０６】
隔壁の作製までは、実施例４と同様である。これをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄し、次いで、煮沸洗浄後乾燥する。その後、ＵＶ／オゾン洗浄してからＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの有機化合物層を真空蒸着により形成する。
【０１０７】
まず、化合物［Ｉ］を、シャドーマスクを用いて各副画素に、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３それぞれにホール輸送層として膜厚１９５ｎｍ、１２０ｎｍ、６０ｎｍで形成する。
【０１０８】
次に、発光層として、シャドーマスクを用いて、副画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれ、Ｒ発光層、Ｇ発光層、Ｂ発光層を形成する。Ｒ発光層としては、ホストとしてＣＢＰと、燐光発光性化合物Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）とを共蒸着して３０ｎｍの膜厚で形成する。Ｇ発光層としては、ホストＡｌｑ３と、発光性化合物クマリン６とを共蒸着して３０ｎｍの膜厚で形成する。Ｂ発光層としては、ホストとして化合物［ＩＩ］と発光性化合物［ＩＩＩ］とを共蒸着して３０ｎｍの膜厚で形成する。
【０１０９】
さらに、共通の電子輸送層として、ＢＰｈｅｎを真空蒸着法にて２０ｎｍの膜厚で一括形成する。次に、共通の電子注入層として、ＢＰｈｅｎとＣｓ２ＣＯ３とを共蒸着（重量比９０：１０）し、６０ｎｍの膜厚で一括形成する。その後、第２の電極として、スパッタリングによりＩＺＯを３０ｎｍの膜厚で形成する。
【０１１０】
最後に、発光装置の周辺部に吸湿剤を配置し、エッチングされたキャップガラスをＵＶ硬化性樹脂で接着して封止することにより、３つの独立したＲＧＢ有機ＥＬ素子からなる通常の有機ＥＬ表示装置を得る。
【０１１１】
また、参考例におけるＲ、Ｇ、Ｂの各副画素の発光効率［ｃｄ／Ａ］、ＣＩＥ色度（ｘ，ｙ）、消費電力比、Ｇａｍｕｔの評価値を表１に示す。消費電力は、比較例１の値を基準とし相対値で示している。また、Ｇａｍｕｔは、ＮＴＳＣ１００％を基準としている。
【０１１２】
【表１】
2011141965.tif 000014
【０１１３】
＜実施例４＞
図５（ｃ）に示す電荷生成層を有する２層タンデム型の有機ＥＬ素子により構成されるフルカラー有機ＥＬ表示装置の作製方法を以下に示す。本実施例では、画素は３つの副画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から構成されている。
【０１１４】
まず、支持体としてのガラス基板上に、従来の方法により低温ポリシリコンからなるＴＦＴ駆動回路を形成し、その上にアクリル樹脂からなる平坦化層を形成して基板１０とする。基板１０上に、反射層としてとして、スパッタリングによりＡｌ合金を約１５０ｎｍの膜厚で形成する。次に、スパッタリングによりＩＺＯを２０ｎｍの膜厚で形成して、副画素単位にパターニングをし、第１の電極２０を形成する。さらに、酸化窒化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）の隔壁（不図示）を３２０ｎｍの膜厚で形成した後、各副画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の発光領域となる開口部をエッチングする。
【０１１５】
隔壁までが形成された基板上に、１層目のホール輸送層から電子輸送層までは、実施例１と同様に形成される。さらに、１層目の電子輸送層の上部に、電子注入層として、ＢＰｈｅｎとＣｓ２ＣＯ３とを共蒸着（重量比９０：１０）し、２０ｎｍの膜厚で形成する。次に、副画素共通の金属層４０として、Ａｇを真空蒸着法にて１５ｎｍの膜厚で形成する。さらに、その上に、ホール注入層として、三酸化モリブデンＭｏＯ３を５ｎｍの膜厚で形成する。電子注入層、金属層４０、ホール注入層のこれら３層が、電荷生成層として機能する。また、ホール輸送層から電子輸送層までが第１の有機化合物層３０に当たる。
【０１１６】
電荷生成層上に、上記で示した化合物［Ｉ］を、第２層目のホール輸送層として１７５ｎｍの膜厚で形成する。次に、２層からなる黄（Ｙ）を発光する発光層を形成する。まず、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）３とを共蒸着により３０ｎｍの膜厚に形成し、加えて、ＣＢＰと、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）とを共蒸着して１５ｎｍの膜厚で形成する。
【０１１７】
さらに、電子輸送層として、ＢＰｈｅｎを真空蒸着法にて２０ｎｍの膜厚で形成する。次に、電子注入層として、ＢＰｈｅｎとＣｓ２ＣＯ３とを共蒸着（重量比９０：１０）し、２０ｎｍの膜厚で形成する。さらに、第２の電極７０として、スパッタリングによりＩＺＯを６０ｎｍの膜厚で形成する。その後、保護層（不図示）として、窒化酸化シリコンを５０００ｎｍ成膜する。ここでは、第２の電極７０と保護層との界面が第２の反射面となる。
【０１１８】
最後に、カラーフィルターが形成された対向基板を保護膜の上にエポキシ樹脂等の透明な接着剤を用いて配置する。対向基板には副画素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３それぞれに対応する位置にＲカラーフィルター、Ｇカラーフィルター、Ｂカラーフィルターがパターニングされている。さらに、両副画素の間に対応する位置にブラックマトリックス（遮光部材、不図示）がパターニングされている。
以上により、本発明の２層タンデム型の有機ＥＬ素子からなる有機ＥＬ表示装置を得る。
【０１１９】
本実施例において、数７の中央の式を計算した値は１．０３であり、数５の中央の式は２．４５である。共振器構造の光路長は、数７、数５における正の整数ｍ１＝１、ｍ２＝２に対応した光路長の構成となっている。また、λ１は４６０ｎｍで計算している。
【０１２０】
また、本実施例におけるＲ、Ｇ、Ｂの各副画素の発光効率［ｃｄ／Ａ］、ＣＩＥ色度（ｘ，ｙ）、消費電力比、Ｇａｍｕｔの評価値を表２に示す。消費電力は、比較例１の値を基準とし相対値で示している。また、Ｇａｍｕｔは、ＮＴＳＣ１００％を基準としている。
【０１２１】
【表２】
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【０１２２】
以上のように、数１および数２を満たすよう形成された積層型の有機ＥＬ素子からなり、さらに電荷発生層およびカラーフィルターを有する有機ＥＬ表示装置のパネル特性は、表３の通り、良好な消費電力およびＧａｍｕｔを示す。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  基板
２０  第１の電極
３０  第１の有機化合物層
４０  金属層
５０  第２の有機化合物層
７０  第２の電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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