(57)【要約】【課題】製造工程が単純であり、膜厚変動による色ずれを防止することができ、および高い効率を有する有機ＥＬ素子の提供。【解決手段】第１〜第３発光色の副画素を構成する複数の独立した発光部を含む有機ＥＬ素子であって、第１および第２発光色の副画素を構成する発光部は、透明基板と透明電極との間に半透明反射層をさらに含み、該半透明反射層は当該発光色の光に関して反射電極との間で光共振器として作用するように構成されており、第３発光色の副画素を構成する発光部は、透明基板と透明電極との間に色変換層をさらに含むことを特徴とする有機ＥＬ発光素子。【選択図】図１
2008226718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の独立した発光部を含み、該複数の発光部は、透明基板上に順次積層された透明電極、少なくとも発光層を含む有機ＥＬ層、および反射電極を含み、該複数の独立した発光部は第１〜第３発光色の副画素を構成する有機ＥＬ素子であって、
第１および第２発光色の副画素を構成する発光部は、透明基板と透明電極との間に半透明反射層をさらに含み、該半透明反射層は当該発光色の光に関して反射電極との間で光共振器として作用するように構成されており、
第３発光色の副画素を構成する発光部は、透明基板と透明電極との間に色変換層をさらに含む
ことを特徴とする有機ＥＬ発光素子。
【請求項２】
第１発光色が青色であり、第２発光色が赤色であり、および第３発光色が緑色であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ発光素子。
【請求項３】
第１発光色が青色であり、第２発光色が緑色であり、および第３発光色が赤色であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精細かつ視認性に優れ、多色表示可能な有機エレクトロルミネセンス（以下有機ＥＬという）ディスプレイや、カラー液晶表示器のバックライトその他の照明機器に使用する有機ＥＬ素子の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置に適用される発光素子の一例として、有機化合物の薄膜積層構造を有する有機ＥＬ素子が知られている。有機ＥＬ素子は、薄膜の自発光型素子であり、低駆動電圧、高解像度、高視野角といった優れた特徴を有することから、それらの実用化に向けて様々な検討がなされている。
【０００３】
ＥＬ素子に関して、これまで発光効率の向上に焦点をあてた研究が多くなされている。ＥＬ素子の発光効率を下げている原因の一つに、発光層で生じた光の半分以上が、素子あるいは透明基板内に閉じ込められてしまうことが良く知られている（非特許文献１参照）。
【０００４】
この透明基板内に閉じこめられた光を外部に放出できるようにして発光効率を向上させる方法の１つとして、微小共振器構造を用いることが広く知られている（非特許文献２参照）。さらに、この原理を利用した有機ＥＬ素子が提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【０００５】
微小共振器構造を適用すると、発光層内で発光した光子が、指向性をもって出射されるようになり、透明基板内に閉じこめられる光の割合を減少させることができる。加えて、微小共振器構造の適用は、光子のエネルギー分布（すなわち発光スペクトル）をシャープにし、ピーク強度を数倍〜数十倍にするという効果を有し、それによって発光層で得られる発光強度の増強効果、単色化の効果が得られる。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２８３２７１号公報
【特許文献２】特許第２８３０４７４号公報
【非特許文献１】Advanced Materials, vol.6, p.491, 1994
【非特許文献２】Applied Physics Letters, vol.64, p.2486, 1994
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この微小共振器ＥＬ素子をカラーディスプレイに適用しようとすると、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の各色に対応した副画素ごとに、共振器を構成する一対のミラー間の光学距離を調整する必要があり、製造工程が複雑なものとなる。
【０００８】
また、ＲＧＢの３色全てに微小共振器構造を導入して３色を同時に強調するためには、キャビティー長（半透明反射層と反射電極との間の層の総膜厚）を大きくする必要があり、その膜厚は現実的ではない。その際、総膜厚が厚くなるとわずかな膜厚の変動により、色ずれが生じやすくなるという点でも問題がある
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の有機ＥＬ素子は、複数の独立した発光部を含み、該複数の発光部は、透明基板上に順次積層された透明電極、少なくとも発光層を含む有機ＥＬ層、および反射電極を含み、該複数の独立した発光部は第１〜第３発光色の副画素を構成する有機ＥＬ素子であって、第１および第２発光色の副画素を構成する発光部は、透明基板と透明電極との間に半透明反射層をさらに含み、該半透明反射層は当該発光色の光に関して反射電極との間で光共振器として作用するように構成されており、第３発光色の副画素を構成する発光部は、透明基板と透明電極との間に色変換層をさらに含むことを特徴とする。ここで、第１発光色が青色であり、第２発光色が赤色であり、および第３発光色が緑色であってもよい。あるいはまた、第１発光色が青色であり、第２発光色が緑色であり、および第３発光色が赤色であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
以上の構成、すなわち、３つの発光色の内の第１発光色および第２発光色のみに共振器構造を適用し、残りの第３発光色については色変換層を適用することによって、各発光色の輝度を増大させ、高効率の発光を得ることができる。本発明の構成においては、各発光色の副画素ごとに共振器構造のキャビティー長を調整する必要性も、キャビティー長を現実的でないほど大きくする必要性も排除されるため、製造工程が単純化され、かつ膜厚変動による色ずれも防止することができる。本発明の構成は、高い効率を必要とするディスプレイ用有機ＥＬ素子の作製において有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照して、本発明の有機ＥＬ素子を説明する。図１の有機ＥＬ素子は、透明基板１０の上に、透明電極７０、有機ＥＬ層８０および反射電極９０から構成される複数の独立した発光部を含み、該複数の独立した発光部は第１〜第３発光色の副画素を構成する。図１には、第１発光色が青色、第２発光色が赤色、第３発光色が緑色の場合を示した。第１発光色（Ｂ）および第２発光色（Ｒ）の副画素を構成する発光部においては、透明基板１０と透明電極７０との間に半透明反射層６０が設けられる。半透明反射層６０は、当該発光色（第１および第２発光色）に関して、反射電極との間で光共振器として作用するように構成される。一方、第３発光色（Ｇ）の副画素を構成する発光部においては、透明基板１０と透明電極７０との間に色変換層３０（Ｇ）が設けられる。色変換層３０は、有機ＥＬ層８０を発した光の一部を吸収して、当該発光色（第３発光色）の光を放出する層である。図１に示した他の層（カラーフィルタ層２０、平坦化層４０、およびパッシベーション層５０）は、任意選択であるが設けることが望ましい層である。
【００１２】
本発明において、透明基板１０は、ガラスのような無機材料から形成することも、セルロースエステル；ポリアミド；ポリカーボネート；ポリエステル；ポリスチレン；ポリオレフィン；ポリスルホン；ポリエーテルスルホン；ポリエーテルケトン；ポリエーテルイミド；ポリオキシエチレン；ノルボルネン樹脂などの高分子材料から形成することもできる。高分子材料を用いる場合、支持体６０は剛直であっても可撓性であってもよい。光学的に透明であるとは、可視光に対して８０％以上、好ましくは８６％以上の透過率を有することを意味する。
【００１３】
透明電極７０は、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化インジウム、ＩＺＯ、酸化亜鉛、亜鉛−アルミニウム酸化物、亜鉛−ガリウム酸化物、またはこれらの酸化物に対してＦ、Ｓｂなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。透明電極７０は、蒸着法、スパッタ法または化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて形成され、好ましくはスパッタ法を用いて形成される。
【００１４】
反射電極９０は、高反射率の金属（Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒなど）、アモルファス合金（ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＣｒＰ、ＣｒＢなど）、微結晶性合金（ＮｉＡｌなど）を用いて、蒸着法、スパッタ法などのドライプロセスによって形成することができる。反射電極９０は、好ましくは５０％以上、より好ましくは８０％以上の反射率を有する。
【００１５】
有機ＥＬ層８０は、少なくとも発光層を含み、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および／または電子注入層を介在させた構造を有する。具体的には、有機ＥＬ素子は下記のような層構造からなるものが採用される（陽極および陰極は、反射電極または透明電極のいずれかである）。
（１）陽極／有機発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／有機発光層／陰極
（３）陽極／有機発光層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／有機発光層／電子注入層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極
（７）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
【００１６】
有機ＥＬ層を構成する各層の材料としては、公知のものが使用される。また、有機ＥＬ層を構成する各層は、蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。
【００１７】
本発明においては、発光層に少なくとも２種のドーパントを導入して、発光スペクトルの幅を拡大することが好ましい。発光層に対して、第１発光色領域で発光するドーパント、および第２発光色領域で発光するドーパントを導入することがより好ましい。たとえば、図１の構成においては、青色領域で発光するドーパントと、赤色領域で発光するドーパントとを導入することが好ましい。
【００１８】
本発明の有機ＥＬ素子は、独立して制御される複数の発光部を有する。たとえば、パッシブマトリクス駆動される複数の発光部を有する有機ＥＬ素子を形成するためには、透明電極７０および反射電極９０の両方を複数のストライプ状部分電極から形成し、透明電極７０を構成するストライプ状部分電極が延びる方向を、反射電極９０を構成するストライプ状部分電極が延びる方向と交差（好ましくは直交）する方向に設定する。複数の部分電極からなる透明電極７０を形成する場合には、絶縁性金属酸化物（ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＡｌＯｘなど）あるいは絶縁性金属窒化物（ＡｌＮ、ＳｉＮなど）などを用いて、該複数の部分電極の間隙に絶縁膜を形成してもよい。
【００１９】
第１発光色および第２発光色の副画素となる発光部においては、透明基板１０と透明電極７０との間、好ましくは透明電極７０の有機ＥＬ層８０とは反対側に接触して、半透明反射層６０が設けられる。半透明反射層６０は、有機ＥＬ層８０が発する光の一部を反射電極９０の方向に向かって反射し、光共振器構造を形成するための層である。図１の構成においては、第１発光色である青色および第２発光色である赤色の副画素となる発光部に対して半透明反射層６０を設けた例を示した。半透明反射層６０は、好ましくは１０〜５０％、より好ましくは２０〜３０％の反射率を有する。半透明反射層６０は、Ａｇ、Ａｌなどの材料を用いて形成することができる。また、これらの材料を用いて前述の反射率を実現するために、半透明反射層６０は５〜２０ｎｍの膜厚を有することが好ましく、１０〜１５ｎｍの膜厚を有することがより好ましい。
【００２０】
第１発光色および第２発光色に対応する２つの波長域の光の共振は、共振器構造を構成する一対のミラー（すなわち、半透明反射層６０および反射電極９０）間の光学的距離を次のように設定することで得られる。すなわち、第１発光色および第２発光色の光のスペクトルのピーク波長をそれぞれλ１（ｎｍ）、λ２（ｎｍ）であり、半透明反射層６０および反射電極９０の両表面において反射時に生ずる反射光の位相シフトをΦ（ラジアン）である場合に、反射電極９０と半透明反射層６０との間の光学的距離Ｌ（ｎｍ）を、以下の式（Ｉ）および（II）の両方を満たすように設定する。
【００２１】
２Ｌ／λ１＋Φ／２π＝ｍ１（ｍ１は整数）      （Ｉ）
２Ｌ／λ２＋Φ／２π＝ｍ２（ｍ２は整数）      （II）
【００２２】
ここで、光学的距離Ｌは、反射電極９０と半透明反射層６０との間に存在する層（すなわち透明電極７０ならびに有機ＥＬ層８０）に関する、実膜厚（ｎｍ）と屈折率との積の総和である。
【００２３】
第１発光色が青色であり、および第２発光色が赤色である場合、λ１を４４０〜４９０ｎｍの範囲内、およびλ２を６００〜６５０ｎｍの範囲に設定し、上記式（Ｉ）および（II）を満たすように光学的距離Ｌを調整する。好ましくは、λ１は発光層中に導入される青色ドーパントの発光ピーク波長に設定され、およびλ２は発光層中に導入される赤色ドーパントの発光ピーク波長に設定される。使用する材料にも依存するが、この場合には、たとえば有機ＥＬ層８０の実膜厚を２００ｎｍ程度、ＩＺＯから形成される透明電極７０の実膜厚を２００ｎｍ程度とすることによって、上記式（Ｉ）および（II）を満たす光学的距離Ｌを得ることができる。
【００２４】
一方、第１発光色が青色であり、および第２発光色が緑色である場合、λ１を４４０〜４９０ｎｍの範囲内、およびλ２を５００〜５９０ｎｍの範囲に設定し、上記式（Ｉ）および（II）を満たすように光学的距離Ｌを調整する。好ましくは、λ１は発光層中に導入される青色ドーパントの発光ピーク波長に設定され、およびλ２は発光層中に導入される緑色ドーパントの発光ピーク波長に設定される。使用する材料にも依存するが、この場合には、たとえば有機ＥＬ層８０の実膜厚を２６５ｎｍ程度、ＩＺＯから形成される透明電極７０の実膜厚を４００ｎｍ程度とすることによって、上記式（Ｉ）および（II）を満たす光学的距離Ｌを得ることができる。
【００２５】
以上のように光学的距離Ｌを調整することによって、本発明の有機ＥＬ発光素子においては、第１および第２発光色における発光スペクトルの狭帯域化および指向性向上による外部取り出し効率の改善という効果が得られ、当該発光色の発光効率を向上させることができる。
【００２６】
加えて、本発明の有機ＥＬ発光素子においては、共振器構造を適用しない第３発光色の副画素となる発光部に色変換層３０を設けて、発光効率を向上させる。図１の構成においては、第３発光色である緑色の副画素の位置に、緑色変換層３０Ｇを設けた例を示した。色変換層３０は、１種または複数種の色変換色素と、マトリクス樹脂とを含む層である。
【００２７】
第３発光色が緑色である場合、色変換色素は、発光層が発する青色領域の光を吸収して、緑色領域の光を放射する色素である。この場合に使用できる色変換色素は、たとえば、３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノ−クマリン（クマリン６）、３−（２’−ベンゾイミダゾリル）−７−ジエチルアミノ−クマリン（クマリン７）、３−（２’−Ｎ−メチルベンゾイミダゾリル）−７−ジエチルアミノ−クマリン（クマリン３０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジン（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）などのクマリン系色素、あるいはクマリン色素系染料であるベーシックイエロー５１、さらにはソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６などのナフタルイミド系色素などを含む。
【００２８】
第３発光色が赤色である場合、色変換色素は、発光層が発する青色〜緑色領域の光を吸収して赤色領域の光を放射する色素、好ましくは、発光層が発する青色領域の光を吸収して赤色領域の光を放射する色素である。この場合に使用できる色変換色素は、たとえば、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２などのローダミン系色素、シアニン系色素、１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジニウムパークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素などを含む。また、前述の青色領域の光を吸収して緑色領域の光を放射する色素を併用して、色変換の効率を向上させてもよい。
【００２９】
色変換層３０において用いられるマトリクス樹脂は、熱可塑性樹脂に加えて、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂（レジスト）の硬化物を含む。
【００３０】
なお、任意選択的ではあるが、図２に示すように、第２発光色の副画素となる発光部に、第２発光色の光を放出する色変換層３０を設けてもよい。図２の構成においては、第２発光色（赤色）の副画素の位置に、赤色変換層３０Ｒを設けた例を示した。
【００３１】
本発明の有機ＥＬ発光素子においては、任意選択的ではあるが、透明基板１０と接触して、各発光色の副画素に相当する位置に、当該発光色に相当するカラーフィルタ層２０を設けてもよい。図１の構成においては、第１〜第３発光色（青色、赤色および緑色）の副画素に相当する位置のそれぞれに、それぞれの発光色（青色、赤色および緑色）に相当するカラーフィルタ層２０（Ｂ、Ｒ、Ｇ）を設けた例を示した。カラーフィルタ層２０は、特定の波長域の光のみを透過させ、その他の波長域の光を遮断して、透過光の色純度を向上させるための層である。カラーフィルタ層２０は、フラットパネルディスプレイ用としている市販の材料および既知の方法を用いて形成することが可能である。
【００３２】
本発明の有機ＥＬ発光素子においては、任意選択的ではあるが、透明基板１０の上に色変換層３０および存在する場合にはカラーフィルタ層２０を覆う平坦化層４０を設けてもよい。平坦化層４０は、透明電極７０と反射電極９０との間の短絡の原因となる凹凸を除去して、表面を平坦化するための層である。平坦化層４０は、単層から構成されてもよいし、複数の材料を積層したものであってもよい。平坦化層４０を形成するのに用いることができる材料は、イミド変性シリコーン樹脂、無機金属化合物（ＴｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等）をアクリル、ポリイミド、シリコーン樹脂等の中に分散した材料、アクリレートモノマー／オリゴマー／ポリマーの反応性ビニル基を有した樹脂、レジスト樹脂、フッ素系樹脂、またはエポキシ樹脂、エポキシ変性アクリレート樹脂などの光硬化性樹脂および／または熱硬化性樹脂を含む。これらの材料を用いて平坦化層４０を形成する方法には、特に制限はない。たとえば、乾式法（スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法など）、あるいは湿式法（スピンコート法、ロールコート法、キャスト法など）のような慣用の手法により形成することができる。
【００３３】
本発明の有機ＥＬ発光素子においては、任意選択的ではあるが、色変換層３０と透明電極７０との間、平坦化層４０が存在する場合には平坦化層４０上にパッシベーション層５０を設けてもよい。パッシベーション層５０は、その下に形成される色変換層３０、ならびに存在する場合にはカラーフィルタ層２０および平坦化層４０からの酸素、低分子成分および水分の透過を防止し、それらによる有機ＥＬ層８０の機能低下を防止することに有効である。パッシベーション層５０は、たとえばＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＺｎＯｘ等の金属酸化物、ＳｉＮｘ等の金属窒化物、ＳｉＮｘＯｙ等の金属酸窒化物等の材料を用いて形成することができる。パッシベーション層５０は、スパッタ法またはＣＶＤ法のような乾式法を用いて形成することができる。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
図２の構成の有機ＥＬ素子を作製した。最初に、厚さ０．７ｍｍのガラス製の透明基板１０を純水中で超音波洗浄し、乾燥させた後に、さらにＵＶオゾン洗浄した。洗浄済ガラス基板に対して、スピンコート法を用いてカラーモザイクＣＫ−７８００（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ（株）製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いてパターニングを行い、幅０．０３ｍｍ、膜厚１μｍの複数のストライプ状部分がピッチ０．１１ｍｍで配列されているブラックマトリクス（不図示）を形成した。
【００３５】
ブラックマトリクスを形成した透明基板１０に対して、カラーモザイクＣＢ−７００１（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ（株）製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いてパターニングして幅０．１ｍｍ、膜厚１μｍの第１方向に延びる複数のストライプ状の部分がピッチ０．３３ｍｍで配置されている青色カラーフィルタ層２０Ｂを形成した。
【００３６】
引き続いて、カラーモザイクＣＧ−７００１（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ（株）製）を塗布し、フォトリソグラフ法を用いてパターニングして幅０．１ｍｍ、膜厚１μｍの第１方向に延びる複数のストライプ状の部分がピッチ０．３３ｍｍで配置されている緑色カラーフィルタ層２０Ｇを形成した。
【００３７】
引き続いて、カラーモザイクＣＲ−７００１（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ（株）製を塗布し、フォトリソグラフ法を用いてパターニングして幅０．１ｍｍ、膜厚１μｍの第１方向に延びる複数のストライプ状の部分がピッチ０．３３ｍｍで配置されている赤色カラーフィルタ層２０Ｒを形成した。
【００３８】
次いで、クマリン６（０．９重量部）を溶剤のプロピレングリコールモノエチルアセテート（ＰＧＭＥＡ）１２０重量部へ溶解させた。光重合性樹脂組成物の「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」（新日鉄化学株式会社）１００重量部を加えて溶解させ、塗布液を得た。この塗布溶液を、基板上にスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、緑色カラーフィルタ層２０Ｇの上に緑色変換層３０Ｇを得た。緑色変換層３０Ｇは、幅０．１ｍｍ、膜厚５μｍの第１方向に延びる複数のストライプ形状部分からなり、該複数のストライプ形状部分はピッチ０．３３ｍｍで配置された。
【００３９】
続いて、クマリン６（０．５重量部）、ローダミン６Ｇ（０．３質量部）、ベーシックバイオレット１１（０．３質量部）を、「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」１００重量部を加えて溶解させ、塗布液を得た。この塗布溶液を、透明基板上にスピンコートを用いて塗布し、フォトリソグラフ法によりパターニングを実施し、赤色カラーフィルタ層２０Ｒの上に赤色変換層３０Ｒを得た。赤色変換層３０Ｒは、幅０．１ｍｍ、膜厚５μｍの第１方向に延びる複数のストライプ形状部分からなり、該複数のストライプ形状部分はピッチ０．３３ｍｍで配置された。
【００４０】
カラーフィルタ層２０および色変換層３０が形成された透明基板１０に対して、「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」を塗布し、高圧水銀灯の光を照射して膜厚８μｍの平坦化層４０を形成した。この際、カラーフィルタ層２０および色変換層３０のストライプ形状に変形は発生せず、かつ平坦化層４０の上面は平坦であった。
【００４１】
平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用い、平坦化層４０の上に膜厚３００ｎｍのＳｉＮ膜からなるパッシベーション層５０を形成した。雰囲気をＳｉＨ４ガス５０ｓｃｃｍとＮ２ガス２００ｓｃｃｍとし、ＲＦ印加電力を１５０Ｗ、基板ステージ温度を６０℃とした。
【００４２】
パッシベーション層５０の上面に、スパッタ法（ＤＣマグネトロン）にて膜厚１２ｎｍの銀合金膜（フルヤ金属製ＡＰＣ−ＴＲ）膜を形成した。スピンコート法を用いて銀合金膜上に膜厚１．３μｍのフォトレジスト（東京応化工業製ＴＦＲ−１２５０）を形成し、クリーンオーブン中８０℃において１５分間にわたって乾燥した。次いで、フォトレジストに対してフォトマスクを通して高圧水銀ランプによる紫外線を照射し、現像液（東京応化工業製ＮＭＤ−３）にて現像して、銀合金膜上にフォトレジストパターンを作製した。用いたフォトマスクは、青色カラーフィルタ層２０Ｂおよび赤色カラーフィルタ層２０Ｒに相当する位置に、幅０．０９４ｍｍのストライプ形状の遮光部を有した。
【００４３】
次いで、銀用エッチング液（関東化学製ＳＥＡ２）を用いて銀合金膜をエッチングし、引き続いてレジスト剥離液（東京応化製  剥離液１０６）を用いてフォトレジストパターンを剥離して、青色カラーフィルタ層２０Ｂおよび赤色カラーフィルタ層２０Ｒに相当する位置にパターン化された銀合金からなる半透明反射層６０を作製した。
【００４４】
続いて、ＤＣスパッタ法を用いて、膜厚２２０ｎｍのＩＺＯ膜を形成した。ＩＺＯ膜の形成においては、スパッタガスとして圧力０．３ＰａのＡｒを用い、ターゲットとしてＩｎ２Ｏ３−１０％ＺｎＯを用い、１００Ｗの電力を印加した。この際の成膜速度は、０．３３ｎｍ／ｓであった。続いて、フォトリソグラフィー法によるパターニング、乾燥処理（１５０℃）およびＵＶ処理（水銀灯、室温および１５０℃）を実施して、各色のカラーフィルタ層２０に相当する位置に、幅０．０９４ｍｍ、ピッチ０．１１ｍｍ、膜厚１００ｎｍの第１方向に延びる複数のストライプ形状の部分電極からなる透明電極７０（陽極）を得た。
【００４５】
次いで、透明電極７０を形成した積層体を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層からなる総膜厚２２６．８ｎｍの有機ＥＬ層８０を真空を破らずに順次成膜した。成膜に際して真空槽内圧は１×１０−５Ｐａまで減圧した。正孔注入層として、膜厚１７７ｎｍの４，４’、４”−トリス［（３−メチルフェニル）フェニルアミノ］−トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）と２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノ−キノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）の共蒸着膜（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ：Ｆ４−ＴＣＮＱ＝１００：２（膜厚基準の成分比））を形成した。正孔輸送層として膜厚１０．７ｎｍのＮ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）を積層した。発光層として、膜厚１６．７ｎｍの４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、青色ドーパントＢＤ−１０２（出光製）、および赤色ドーパントＲＤ−００１（出光製）の共蒸着膜（ＤＰＶＢｉ：ＢＤ−１０２：ＲＤ−００１＝１００：３：０．１５（膜厚基準の成分比））を積層した。続いて、電子輸送層として膜厚２２．４ｎｍのトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を積層した。なお、本発明における「膜厚基準の成分比」とは、各成分を単体で蒸着した場合に形成される膜厚で表わした比を意味する。
【００４６】
この後、真空を破ることなしに、第１の方向と直交する第２方向にのびる幅０．３ｍｍ，ピッチ０．３３ｍｍのストライプパターンが得られるマスクを用いて、ＬｉＦ（膜厚１ｎｍ）／Ａｌ（膜厚１００ｎｍ）を堆積させ、複数のストライプ形状の部分電極からなる反射電極９０を形成した。
【００４７】
以上のように得られた積層体を、グローブボックス内の乾燥窒素雰囲気（水分濃度１０ｐｐｍ以下）中に移動させ、ゲッター剤が塗布されている封止ガラスおよびＵＶ硬化接着剤（両方とも不図示）を用いて封止し、有機ＥＬ素子を得た。
【００４８】
また、上記と同様の手順を用いて、透明基板１０の上に直接に、半透明反射層６０、透明電極７０、有機ＥＬ層８０および反射電極９０を順次積層して、有機ＥＬ発光スペクトル測定用素子を作製した。得られた有機ＥＬ発光スペクトル測定用素子の全発光部を発光させて、その発光スペクトルを測定した。結果を図３に示す。
【００４９】
（実施例２）
赤色変換層３０Ｒを形成しなかったことを除いて実施例１の手順を繰り返して、図１に示す構成を有する有機ＥＬ素子を作製した。
【００５０】
（実施例３）
実施例１の手順を繰り返して、透明基板１０の上に、カラーフィルタ層２０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、色変換層３０（Ｒ，Ｇ）、平坦化層４０およびパッシベーション層５０を形成した。続いて、実施例１と同様の条件を用いて、青色および緑色のカラーフィルタ層２０（Ｂ，Ｇ）に相当する位置に半透明反射層６０を形成した。続いて、実施例１と同様の条件を用いて、膜厚２２０ｎｍのＩＺＯからなる透明電極７０を形成した。
【００５１】
続いて、透明電極７０を形成した積層体を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層からなる総膜厚２２５ｎｍの有機ＥＬ層８０を真空を破らずに順次成膜した。成膜に際して真空槽内圧は１×１０−５Ｐａまで減圧した。正孔注入層として、膜厚１８０ｎｍの、ｍ−ＭＴＤＡＴＡおよびＦ４−ＴＣＮＱの共蒸着膜（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ：Ｆ４−ＴＣＮＱ＝１００：２（膜厚基準の成分比））を形成した。正孔輸送層として膜厚１０ｎｍのα−ＮＰＤを積層した。発光層として、膜厚１５ｎｍの、ＤＰＶＢｉ、緑色ドーパントＧＤ−２０６（出光製）、および赤色ドーパントＲＤ−００１（出光製）の共蒸着膜（ＤＰＶＢｉ：ＧＤ−２０６：ＲＤ−００１＝１００：３：０．１５（膜厚基準の成分比））を積層した。続いて、電子輸送層として膜厚２０ｎｍのＡｌｑ３を積層した。
【００５２】
以後、実施例１と同様の条件を用いて、反射電極９０の形成および封止を行って有機ＥＬ素子を得た。
【００５３】
（比較例１）
実施例１の手順を繰り返して、透明基板１０の上に、カラーフィルタ層２０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、色変換層３０（Ｒ，Ｇ）、平坦化層４０およびパッシベーション層５０を形成した。続いて、実施例１と同様の条件を用いて、パッシベーション層５０の上に直接に透明電極７０を形成した。
【００５４】
続いて、透明電極７０を形成した積層体を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層からなる総膜厚１４０．３ｎｍの有機ＥＬ層８０を真空を破らずに順次成膜した。成膜に際して真空槽内圧は１×１０−５Ｐａまで減圧した。正孔注入層として、膜厚９５．５ｎｍの、ｍ−ＭＴＤＡＴＡおよびＦ４−ＴＣＮＱの共蒸着膜（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ：Ｆ４−ＴＣＮＱ＝１００：２（膜厚基準の成分比））を形成した。正孔輸送層として膜厚１０ｎｍのα−ＮＰＤを積層した。発光層として、膜厚１４．９ｎｍの、ＤＰＶＢｉ、青色ドーパントＢＤ−１０２（出光製）、および赤色ドーパントＲＤ−００１（出光製）の共蒸着膜（ＤＰＶＢｉ：ＢＤ−１０２：ＲＤ−００１＝１００：３：０．１５（膜厚基準の成分比））を積層した。続いて、電子輸送層として膜厚１９．９ｎｍのＡｌｑ３を積層した。
【００５５】
以後、実施例１と同様の条件を用いて、反射電極９０の形成および封止を行って有機ＥＬ素子を得た。得られた有機ＥＬ素子は、半透明反射層６０が存在しない点、および有機ＥＬ層８０を構成する層の膜厚が異なる点において、実施例１の有機ＥＬ素子と異なる。
【００５６】
さらに、上記と同様の手順を用いて、透明基板１０の上に直接に、透明電極７０、有機ＥＬ層８０および反射電極９０を順次積層して、有機ＥＬ発光スペクトル測定用素子を作製した。得られた有機ＥＬ発光スペクトル測定用素子の全発光部を発光させて、その発光スペクトルを測定した。結果を図３に示す。
【００５７】
（比較例２）
半透明反射層６０を青色カラーフィルタ層２０Ｂに相当する位置のみに設けたことを除いて実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製した。
【００５８】
（評価）
図３に、実施例１および比較例１の発光スペクトル測定用素子による発光スペクトルを示した。半透明反射層６０を設けなかった比較例１の素子のスペクトルにおいては、発光層中のホスト分子および２つのドーパントの発光に起因すると考えられる３つのピークが観察され、かつそれぞれのピークは広い幅を有していた。一方、半透明反射層６０を設け、透明電極および有機ＥＬ層の膜厚を最適化した実施例１の素子においては、青色領域および赤色領域の２つのピークが観察され、かつそれらピーク（特に、青色領域のピーク）は鋭い形状を有していた。これらの結果から、実施例１の素子に形成した共振器構造が、発光部が発する光において、青色領域および赤色領域を強調することに有効であることが分かる。
【００５９】
また、カラーフィルタ層２０を含む実施例および比較例の有機ＥＬ素子の全発光部に対して０．１Ａ／ｃｍ２の電流密度の電流を流した際の、電流効率（可視光全領域に関する）および輝度比を測定した。結果を第１表に示す。なお、輝度比は、比較例１の素子の輝度を基準とする相対比で示した。
【００６０】
実施例２の有機ＥＬ素子は、比較例１の有機ＥＬ素子に比較して１．２倍の輝度および電流効率を示した。これは、共振器構造を配設した青色および赤色副画素における青色および赤色光の強調に加えて、緑色変換層３０Ｇを配設した緑色副画素における青色成分の色変換によって緑色光の強度が向上したことによるものと考えられる。
【００６１】
また、実施例３の有機ＥＬ素子は、比較例１の有機ＥＬ素子に比較して１．１４倍の輝度および電流効率を示した。これは、共振器構造を配設した青色および緑色副画素における青色および緑色光の強調に加えて、赤色変換層３０Ｒを配設した赤色副画素における青色成分の色変換によって赤色光の強度が向上したことによるものと考えられる。
【００６２】
また、実施例１の有機ＥＬ素子は、実施例２の有機ＥＬ素子に比較して１．０８倍の輝度および電流効率を示した。これは、赤色副画素において、共振器構造の存在による強調に加えて、青色成分の色変換によって赤色光の強度がさらに向上したことによるものと考えられる。
【００６３】
さらに、実施例１の有機ＥＬ素子は、比較例２の有機ＥＬ素子に比較して１．２４倍の輝度および電流効率を示した。これは、赤色変換層３０Ｒが配設された赤色副画素において、共振器構造の存在によって青色光を強調することが、青色成分の色変換による赤色光の強度向上に大きく寄与しているためと考えられる。
【００６４】
【表１】
2008226718.tif 000003
【００６５】
（比較例３）
実施例１の手順を繰り返して、透明基板１０の上に、カラーフィルタ層２０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、色変換層３０（Ｒ，Ｇ）、平坦化層４０およびパッシベーション層５０を形成した。
【００６６】
続いて、実施例１と同様の条件を用いて、全色のカラーフィルタ層２０に相当する位置に半透明反射層６０を形成した。
【００６７】
続いて、実施例１と同様の条件を用いて、膜厚２２０ｎｍのＩＺＯからなる透明電極７０を形成した。
【００６８】
続いて、透明電極７０を形成した積層体を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層からなる総膜厚２７９ｎｍの有機ＥＬ層８０を真空を破らずに順次成膜した。成膜に際して真空槽内圧は１×１０−５Ｐａまで減圧した。正孔注入層として、膜厚２２９ｎｍの、ｍ−ＭＴＤＡＴＡおよびＦ４−ＴＣＮＱの共蒸着膜（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ：Ｆ４−ＴＣＮＱ＝１００：２（膜厚基準の成分比））を形成した。正孔輸送層として膜厚１０ｎｍのα−ＮＰＤを積層した。発光層として、膜厚２０ｎｍの、ＤＰＶＢｉ、青色ドーパントＢＤ−１０２（出光製）、および赤色ドーパントＲＤ−００１（出光製）の共蒸着膜（ＤＰＶＢｉ：ＢＤ−１０２：ＲＤ−００１＝１００：３：０．１５（膜厚基準の成分比））を積層した。続いて、電子輸送層として膜厚２０ｎｍのＡｌｑ３を積層した。
【００６９】
以後、実施例１と同様の条件を用いて、反射電極９０の形成および封止を行って有機ＥＬ素子を得た。得られた有機ＥＬ素子は、半透明反射層６０の配置および有機ＥＬ層の膜厚の変更によって、３つの発光色（青色、緑色および赤色）全てにおいて共振器構造が設けられた点において、実施例１の有機ＥＬ素子と異なる。
【００７０】
本比較例の有機ＥＬ素子の駆動電圧は、実施例１の有機ＥＬ素子の駆動電圧よりも高く、それによって本比較例の有機ＥＬ素子の消費電力もまた実施例１の素子よりも高かった。この結果は、全ての発光色において共振器構造を実現するために、有機ＥＬ層８０の膜厚が増大してしまったためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の有機ＥＬ発光素子の１つの例を示す図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ発光素子の別の例を示す図である。
【図３】実施例１および比較例１の有機ＥＬ発光部の発光スペクトルを表すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１０  透明基板
２０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）  カラーフィルタ層
３０（Ｒ，Ｇ）  色変換層
４０  平坦化層
５０  パッシベーション層
６０  半透明反射層
７０  透明電極
８０  有機ＥＬ層
９０  反射電極
【図１】
2008226718.tif 000004
【図２】
2008226718.tif 000005
【図３】
2008226718.tif 000006