(57)【要約】【課題】発光素子の経時的な劣化を受けてもホワイトバランスを維持することができる有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法及び電子機器を提供する。【解決手段】各発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂのうち、青色発光層７０Ｂの膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚に形成されるとともに、赤色発光素子７０Ｒ及び緑色発光層７０Ｇの膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚より薄く形成されていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と第２の電極との間に有機機能層が挟持された複数の発光素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置において、
複数の前記発光素子のうち最も発光寿命の短い前記発光素子の前記有機機能層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚に形成されるとともに、
少なくとも他の１つの前記発光素子の前記有機機能層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚とは異なる膜厚に形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項２】
第１の電極と第２の電極との間に有機機能層が挟持された赤色光を発する赤色発光素子、緑色光を発する緑色発光素子、及び青色光を発する青色発光素子を有する複数の発光素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置において、
前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び青色発光素子の各発光素子のうち、最も発光寿命の短い色の前記発光素子の前記有機機能層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚に形成されるとともに、
少なくとも他の１色の前記発光素子の前記有機機能層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚とは異なる膜厚に形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記有機機能層は、少なくとも発光層と正孔注入輸送層とを備え、
前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び青色発光素子の各発光素子のうち、最も発光寿命の短い色を発光する前記発光素子の前記発光層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚に形成されるとともに、
他の色を発光する前記発光素子の前記発光層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚に対して薄く形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記各発光素子の前記発光層以外の膜厚で前記発光層の膜厚を変えたことによる色度及び輝度のずれを補正していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
前記第１の電極の膜厚が前記各発光層から発光される光の波長に基づいて設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記各発光素子の発光寿命のずれが３０％以内であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項７】
第１の電極と第２の電極との間に有機機能層が挟持された複数の発光素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
各発光素子の形成工程は、複数の前記発光素子のうち最も発光寿命の短い前記発光素子の前記有機機能層の膜厚を、発光寿命が最長となる最適膜厚に形成する工程と、
少なくとも他の１つの前記発光素子の前記有機機能層の膜厚を、発光寿命が最長となる最適膜厚とは異なる膜厚に形成する工程とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項８】
前記各発光素子を形成する工程は、インクジェット法により各有機機能層を形成する液体材料を塗布する工程であることを特徴とする請求項７記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【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装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された電子光学機器のニーズが高まっている。この様な電気光学機器の一つとして、有機機能層を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、「有機ＥＬ装置」という）が知られている。このような有機ＥＬ装置は、陽極と陰極との間に発光層を有する発光素子を備えたものが一般的である。さらに、正孔注入性や電子注入性を向上させるために、陽極と発光層との間に正孔注入輸送層を配置した構成や、発光層と陰極との間に電子注入層やホールブロック層を配置した構成が提案されている。
【０００３】
ところで、フルカラー表示を行うディスプレイ等に用いる有機ＥＬ装置は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する発光波長帯域を有する発光素子を備えている。そして、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色を発光する発光素子からの発光を組み合わせて白色及び任意の色表示を行う場合には、ＣＩＥ（国際照明委員会）標準座標系上で目標座標点の所望の白色（ホワイトバランス）を得るために、各色の色度及び輝度バランスをとる必要がある。
【０００４】
一方、有機ＥＬ装置の各発光素子の発光寿命を比較した場合、青色（Ｂ）の寿命が、赤色（Ｒ）や緑色（Ｇ）と比較して短いことが知られている。これは、蛍光、燐光に共通課題であるが、相対的には蛍光発光は燐光発光よりも長寿命である場合が多い。そこで、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）うち、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）を燐光とし、最も発光寿命の短い青（Ｂ）のみを蛍光にすることで、ホワイトバランスを維持した上で長寿命の有機ＥＬ装置を作製している（例えば、特許文献１〜５参照）。
【特許文献１】特開２００３−７７６６５号公報
【特許文献２】特開２００４−２６５７５５号公報
【特許文献３】特開２００５−１５８６７６号公報
【特許文献４】特開２００６−１５６２５８号公報
【特許文献５】特開２００６−１５６８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の有機ＥＬ装置にあっては、最も発光寿命の短い燐光青色（Ｂ）を蛍光青色（Ｂ）に置き換えることで、ホワイトバランスを維持した上で有機ＥＬ装置の長寿命化を図っているが、３色を同時に発光させたフルカラー表示を行う有機ＥＬ装置を想定した場合、各発光素子の発光寿命が異なるため、例えば、短寿命な青色（Ｂ）から順に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）のどちらか短寿命なものが次に劣化していき、時間が経過するにつれ、ホワイトバランスが除々に崩れていくという問題がある。
このような場合、駆動回路的に補正する方法もあるが、アクティブマトリクス駆動などではＴＦＴの増加などによって開口率が下がりディスプレイとしての機能も低下してしまう。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、発光素子の経時的な劣化を受けてもホワイトバランスを維持することができる有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置は、第１の電極と第２の電極との間に有機機能層が挟持された複数の発光素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置において、複数の前記発光素子のうち最も発光寿命の短い前記発光素子の前記有機機能層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚に形成されるとともに、少なくとも他の１つの前記発光素子の前記有機機能層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚とは異なる膜厚に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、各発光素子の有機機能層の膜厚を調整することで、各発光素子の発光寿命を変化させることができるため、各発光素子の発光寿命を最も発光寿命の短い発光素子の発光寿命に近づけることができる。これにより、発光素子が経時的な劣化を受けても各発光素子の輝度、色度の差を抑えることができるため、ホワイトバランスを長期間維持することができる。
【０００８】
また、第１の電極と第２の電極との間に有機機能層が挟持された赤色光を発する赤色発光素子、緑色光を発する緑色発光素子、及び青色光を発する青色発光素子を有する複数の発光素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置において、前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び青色発光素子の各発光素子のうち、最も発光寿命の短い色の前記発光素子の前記有機機能層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚に形成されるとともに、少なくとも他の１色の前記発光素子の前記有機機能層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚とは異なる膜厚に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、最も発光寿命の短い色の発光素子の有機機能層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚に形成されるのに対して、少なくとも他の１色の発光素子の有機機能層の膜厚を発光寿命が短くなるように最適膜厚とは異なる膜厚に調整することで、少なくとも他の１色の発光素子の発光寿命を最も発光寿命の短い色の発光素子の発光寿命に近づけることができる。これにより、発光素子が経時的な劣化を受けても各発光素子の輝度、色度の差を抑えることができるため、ホワイトバランスを長期間維持することができる。
【０００９】
また、前記有機機能層は、少なくとも発光層と正孔注入輸送層とを備え、前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び青色発光素子の各発光素子のうち、最も発光寿命の短い色を発光する前記発光素子の前記発光層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚に形成されるとともに、他の色を発光する前記発光素子の前記発光層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚に対して薄く形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、発光層の膜厚を調整するのみで、最も発光寿命の短い色の発光素子の発光素子の発光層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚に形成されるのに対して、他の２色の発光素子の発光層の膜厚が、最適膜厚とは異なる膜厚に形成されることで、他の２色の発光素子の発光寿命を最も発光寿命の短い発光素子の発光寿命に近づけることができる。したがって、各発光素子が経時的な劣化を受けてもホワイトバランスを長期間維持することができる。
【００１０】
また、前記各発光素子の前記発光層以外の膜厚で前記発光層の膜厚を変えたことによる色度及び輝度のずれを補正していることを特徴とする。
この構成によれば、発光層以外の膜厚を調整することで、発光素子から発光される光の干渉状態を調整し、干渉後のスペクトル形状を所望の輝度及び色度が射出されるように容易に最適化することができる。つまり、各発光素子の発光寿命を最も近似させた状態で、各発光素子の輝度及び色度を調整することができる
【００１１】
さらに、前記第１の電極の膜厚が前記各発光層から発光される光の波長に基づいて設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、第１の電極の膜厚を調整することで、発光素子の発光特性へ与える影響を抑えた上で、各発光素子の色度を調整することができるため、各発光素子が経時的な劣化を受けてもホワイトバランスを長期間維持することができる。
【００１２】
また、前記各発光素子の発光寿命のずれが３０％以内であることを特徴とする。
この構成によれば、各発光素子が経時的な劣化を受けても、その発光機能が失われるまでホワイトバランスを維持することができる。
【００１３】
一方、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法は、第１の電極と第２の電極との間に有機機能層が挟持された複数の発光素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、各発光素子の形成工程は、複数の前記発光素子のうち最も発光寿命の短い前記発光素子の前記有機機能層の膜厚を、発光寿命が最長となる最適膜厚に形成する工程と、他の前記発光素子の前記有機機能層の膜厚を、発光寿命が最長となる最適膜厚とは異なる膜厚に形成する工程を有することを特徴とする。
この構成によれば、各発光素子の発光寿命によって有機機能層の膜厚を異なるように形成することで、各発光素子の発光寿命を変化させることができるため、各発光素子の発光寿命を最も発光寿命の短い発光素子の発光寿命に近づけることができる。したがって、発光素子が経時的な劣化を受けても各発光素子の輝度、色度の差を抑えることができるため、ホワイトバランスを長期間維持することができる。
【００１４】
また、前記各発光層を形成する工程は、インクジェット法により各色の前記発光層を形成する液体材料を塗布する工程であることを特徴とする。
この構成によれば、製造コストを抑えた上で、各発光層の形成材料を所定位置に所定量確実に配することができる。
【００１５】
一方、本発明に係る電子機器は、上記有機エレクトロルミネッセンス装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、上記有機エレクトロルミネッセンス装置を備えているため、各発光素子が経時的な劣化を受けてもホワイトバランスに優れた電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００１７】
（有機ＥＬ装置の第１実施形態）
図１は、本実施形態の有機ＥＬ装置（有機エレクトロルミネッセンス装置）の等価回路図であり、図１において符号１は有機ＥＬ装置である。
【００１８】
この有機ＥＬ装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下ＴＦＴと称する。）を用いたアクティブマトリクス方式のもので、複数の走査線１０１…と、各走査線１０１に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線１０２…と、各信号線１０２に並列に延びる複数の電源線１０３…とからなる配線構成を有し、走査線１０１…と信号線１０２…との各交点付近に画素領域Ｘ…を形成したものである。
もちろん本発明の技術的思想に沿えば、ＴＦＴなどを用いるアクティブマトリクスは必須ではなく、単純マトリクス向けの素子基板を用いて本発明を実施し、単純マトリクス駆動しても全く同じ効果が低コストで得られる。
【００１９】
信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路１００が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路８０が接続されている。
【００２０】
さらに、画素領域Ｘの各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ（スイッチング素子）１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から共有される画素信号を保持する保持容量１１３と、該保持容量１１３によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）１２３と、この駆動用ＴＦＴ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに該電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極１１１（第１の電極）と、該画素電極１１１と陰極１２（第２の電極）との間に挟み込まれた発光層７０が設けられている。
【００２１】
この有機ＥＬ装置１によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量１１３に保持され、該保持容量１１３の状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極１１１に電流が流れ、さらに発光層７０を介して陰極１２（第２の電極）に電流が流れる。発光層７０は、これを流れる電流量に応じて発光する。
【００２２】
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の具体的な態様を、図２，３を参照して説明する。ここで、図２は有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す平面図である。図３は有機ＥＬ装置を模式的に示す断面図である。
【００２３】
まず、図２を参照し、有機ＥＬ装置１の構成を説明する。
図２は、基板本体２０上に形成された前述した各種配線，ＴＦＴ，各種回路によって、発光層１２を発光させるＴＦＴ素子基板（以下「基板」という。）２を示す図である。
有機ＥＬ装置１の基板２は、中央部分の実表示領域４（図２中二点鎖線枠内）と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（一点鎖線および二点鎖線の間の領域）とを備えている。
【００２４】
図１に示す画素領域Ｘからは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）または青（Ｂ）のいずれかの光が取り出され、図２に示す表示領域ＲＧＢが形成されている。実表示領域４においては、表示領域ＲＧＢがマトリクス状に配置されている。また、表示領域ＲＧＢの各々は、紙面縦方向において同一色で配列しており、いわゆるストライプ配置を構成している。そして、表示領域ＲＧＢが一つのまとまりとなって、表示単位画素が構成されており、該表示単位画素はＲＧＢの発光を混色させてフルカラー表示を行うようになっている。
【００２５】
実表示領域４の図２中両側であってダミー領域５の下層側には、走査線駆動回路８０、８０が配置されている。また、実表示領域４の図２中上方側であってダミー領域５の下層側には、検査回路９０が配置されている。この検査回路９０は、有機ＥＬ装置１の作動状況を検査するための回路であって、例えば検査結果を外部に出力する検査情報出力手段（不図示）を備え、製造途中や出荷時における有機ＥＬ装置１の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。
【００２６】
次に、図３を参照して、有機ＥＬ装置１の断面構造を説明する。
図３に示すように、有機ＥＬ装置１は、基板２の厚さ方向において、回路素子部１４とこの回路素子部１４上に発光素子３を含む有機ＥＬ素子部１０とを備えている。この回路素子部１４には、前述の走査線、信号線、保持容量、スイッチング用ＴＦＴ、駆動用ＴＦＴ１２３等が形成されている。
【００２７】
本実施形態の有機ＥＬ装置１は、発光層７０から基板２側に発した光が、回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の外側（観測者側）に出射されるとともに、発光層７０から基板２と反対の側に発した光も、陰極１２に反射されて回路素子部１４及び基板２を透過し、基板２の外側（観測者側）に出射される、いわゆるボトムエミッション型となっている。そのため、基板２としては、透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等が挙げられ、本実施形態では、ガラス基板が用いられるものとする。
【００２８】
また、発光層７０で射出した光を陰極１２側から取り出す、いわゆるトップエミッション型である場合には、この基板２の対向側である封止基板側から発光光を取り出す構成となるので、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えば、アルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００２９】
回路素子部１４には、基板２上にＳｉＯ２を主体とする下地保護層２８１が下地として形成され、その上にはシリコン層２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面には、ＳｉＯ２及び／又はＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２が形成されている。
【００３０】
また、前記シリコン層２４１のうち、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と重なる領域が、チャネル領域２４１ａとされている。なお、このゲート電極２４２は、図示しない走査線の一部である。一方、シリコン層２４１を覆い、ゲート電極２４２を形成したゲート絶縁層２８２の表面には、ＳｉＯ２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成されている。
【００３１】
また、シリコン層２４１のうち、チャネル領域２４１ａのソース側には、低濃度ソース領域２４１ｂおよび高濃度ソース領域２４１Ｓが設けられる一方、チャネル領域２４１ａのドレイン側には低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび高濃度ドレイン領域２４１Ｄが設けられて、いわゆるＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域２４１Ｓは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４３ａを介して、ソース電極２４３に接続されている。このソース電極２４３は、電源線（図示せず）の一部として構成されている。一方、高濃度ドレイン領域２４１Ｄは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４４ａを介して、ソース電極２４３と同一層からなるドレイン電極２４４に接続されている。
【００３２】
ソース電極２４３およびドレイン電極２４４が形成された第１層間絶縁層２８３の上層には、平坦化膜２８４が形成されている。この平坦化膜２８４は、アクリル系やポリイミド系等の、耐熱性絶縁性樹脂などによって形成されたもので、駆動用ＴＦＴ１２３やソース電極２４３、ドレイン電極２４４などによる表面の凹凸をなくすために形成された公知のものである。
【００３３】
そして、有機ＥＬ装置１は、平坦化膜２８４の表面に有機ＥＬ素子部１０を備えている。この有機ＥＬ素子部１０は、画素電極１１１と陰極１２との間に有機機能層１１０が挟持された複数の発光素子３を備えている。この発光素子３は、赤色光を発する赤色発光素子３Ｒ、緑色光を発する緑色発光素子３Ｇ、及び青色光を発する青色発光素子３Ｂとして構成されている。
【００３４】
前述した回路素子部１４の平坦化膜２８４上には、画素電極１１１が形成されている。この画素電極１１１は、膜厚が例えば８００Åで形成され、前記平坦化膜２８４に設けられたコンタクトホール１１１ａを介してドレイン電極２４４に接続されている。すなわち、画素電極１１１は、ドレイン電極２４４を介して、シリコン層２４１の高濃度ドレイン領域２４１Ｄに接続されている。なお、画素電極１１１は、ボトムエミッション型である本実施形態では、透明導電材料によって形成され、具体的にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）が好適に用いられている。
【００３５】
画素電極１１１が形成された平坦化膜２８４の表面上には、画素電極１１１と、これの周縁部を覆う無機隔壁２５とが形成されており、さらにこの無機隔壁２５上には、有機隔壁２２１が形成されている。ここで、無機隔壁２５はＳｉＯ２等からなっており、有機隔壁２２１はアクリル系やポリイミド系等の耐熱性絶縁性樹脂からなっている。
そして、画素電極１１１上には、無機隔壁２５に形成された開口部２５ａと、有機隔壁２２１に形成された開口２２１ａとの内部、すなわち画素領域に、正孔注入輸送層６０と発光層７０とが、画素電極１１１側からこの順で積層され、これによって有機機能層１１０が構成されている。
【００３６】
正孔注入輸送層６０は、画素電極１１１の正孔を発光層７０に注入・輸送するためのものである。この正孔注入輸送層６０は、膜厚が例えば５００Åで形成され、無機隔壁２５の開口部２５ａ内に位置して画素電極１１１上に形成されている。正孔注入輸送層６０の形成する材料としては、特に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の水分散液が好適に用いられる。
なお、正孔注入輸送層６０の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。
【００３７】
発光層７０は、無機隔壁２５上に形成された有機隔壁２２１により区切られ、各画素電極１１１上に各色に対応する発光波長帯域を有する赤色発光層７０Ｒ，緑色発光層７０Ｇ，青色発光層７０Ｂを備えている。これら赤色発光層７０Ｒ，緑色発光層７０Ｇ，青色発光層７０Ｂを各画素電極１１１毎に設けることで１つのフルカラー表示用画素が構成され、これらが階調して発光することにより、有機ＥＬ装置１が全体としてフルカラー表示をなすようになっている。
【００３８】
発光層７０の形成材料として、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることが可能であり、本実施形態においては各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂともに、燐光材料を用いている。例えば、燐光用ホスト材料として、ＣＢＰ（４，４−ジカルバゾール−４，４−ビフェニル）誘導体等が用いられ、赤色燐光材料としてＰｔＯＥＰ（白金ポルフィリン錯体）誘導体、緑色燐光材料としてＩｒ（ｐｐｙ）３（イリジウム錯体）誘導体、青色燐光材料としてＦＩｒｐｉｃ（イリジウム錯体）誘導体等をシクロヘキシルベンゼン、ジハライドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の有機溶媒を単体で用いたもの、又はそれらの混合溶媒に溶解させたものを用いることが可能である。
【００３９】
ここで、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの膜厚は、各色毎に異なるように形成されている。上述したように、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの発光寿命のうち、青色発光層７０Ｂは、赤色発光層７０Ｒ、緑色発光層７０Ｇの発光寿命に比べ短い傾向がある。具体的には、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂともに発光寿命が最大となる最適な膜厚が存在しており、その最適な膜厚より各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの膜厚を厚くすると、短寿命化する傾向があり、膜厚を薄くしても短寿命化する傾向がある。そのため、本実施形態では、青色発光層７０Ｂを最適な膜厚に調整するとともに、赤色発光層７０Ｒ、緑色発光層７０Ｇの膜厚を最適な膜厚よりも薄く形成することにより各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの発光寿命を近似させている。その一例として、赤色発光層７０Ｒの膜厚は、１００Åであり、緑色発光層７０Ｇの膜厚は、３００Åである。そして、青色発光層７０Ｂの膜厚は、４００Åである。
【００４０】
各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂ上には、電子注入層３０が形成されている。この電子注入層３０は、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂに電子を注入する役割を果たすものであり、膜厚が例えば３５０Åで形成されている。電子注入層３０の形成材料としては、オキサゾール誘導体、フェナンソロリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体などを用いることができる。
【００４１】
なお、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂと電子注入層３０との間に、ホールブロック層を形成してもよい。このホールブロック層は、画素電極１１１から注入・輸送される正孔を各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂ内に閉じ込めるためのものであり、発光効率を高める機能を有している。ホールブロック層は、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂが燐光材料にて形成された際に形成されるものである。また、ホールブロック層の形成材料としては、トリアゾール誘導体、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドン等が用いられる。
【００４２】
陰極１２は、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの全面を覆うように形成されたもので、例えばＣａが厚さ５ｎｍ程度に形成され、その上にＡｌが厚さ３００ｎｍ程度に形成されて構成されたものである。このような積層構造の電極とされたことにより、特にＡｌは反射層としても機能するものとなっている。なお、陰極１２についても透明な材料を用いれば、発光した光を陰極側からも出射させることができる。透明な材料としては、ＩＴＯ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｎｉ、もしくはＰｄを用いることができる。膜厚としては、透明性を確保するうえで、７５ｎｍ程度とするのが好ましく、さらにこの膜厚より薄くするのがより好ましい。
また、この陰極１２上には、接着層５１を介して封止基板（図示せず）が貼着されている。
【００４３】
次に、発光層の膜厚と発光素子の発光寿命と輝度との関係について説明する。
従来、各発光層の最適な膜厚としては、各発光層ともに最も長寿命である例えば赤色発光層が５００Å、緑色発光層が５００Å、青色発光層が４００Å程度に設定される。ところが、このように各発光層が最適な膜厚に設定されている場合、通常、青色発光層の発光寿命は、赤色発光層、緑色発光層の発光寿命に比べて短いため、駆動時間に伴って経時的に各発光素子の色度、輝度に劣化が生じてしまう。具体的には、上述したように各発光層の膜厚を厚くすると、発光素子が短寿命化する傾向があり、膜厚を薄くしても短寿命化してしまう傾向がある。
【００４４】
また、各発光層の膜厚を変化させることで、各発光素子の最適な輝度を発光するために要する電圧も変化する。これは、各発光層の膜厚を変化させることで、各発光層の抵抗が変化するためである。具体的には、各発光層が薄くなると抵抗は小さくなるため低電圧となり、膜厚が厚くなると抵抗が大きくなり高電圧を必要とする。
【００４５】
図９は、従来のように、各発光層の膜厚が、発光寿命が最長となる最適膜厚（５００Å（赤），５００Å（緑），４００Å（青））で形成された場合における発光素子の駆動時間[Ｔ]と各発光素子の輝度との関係を示すグラフである。なお、図９中では、赤色発光素子を赤色Ｒ’、緑色発光素子を緑色Ｇ’、青色発光素子を青色Ｂ’とする。また、図９のグラフにおいて縦軸は、初期輝度で規格化した輝度である。
図９に示すように、Ｔ０の時点において、各発光素子の輝度は調整され、ホワイトバランスは最適化されている。しかしながら、時間が経過するにつれ、各色Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’の輝度はともに低下していくが、この劣化曲線に差が生じていることがわかる。その結果、Ｔ１の時点からホワイトバランスが崩れ始め、Ｔ２，Ｔ３を経過するに連れてその差が大きくなってしまう。青色Ｂ’については、Ｔ２を経過した時点で発光機能を失ってしまう。つまり、赤色Ｒ’、緑色Ｇ’が長寿命であったとしても、Ｔ０の時点で最適化されたホワイトバランスは、Ｔ１の時点で崩れ始めてしまうため、有機ＥＬ装置としては短寿命であるということになる。
【００４６】
ここで、本実施形態においては、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子の各発光層のうち、最も発光寿命の短い青色発光層の膜厚が、発光寿命が最長（４００Å）となるように形成されるとともに、赤色発光層（１００Å）、緑色発光層（３００Å）の膜厚が、各々の発光寿命が最長となる最適膜厚に対して薄く形成することで、赤色発光素子、緑色発光素子の発光寿命を短寿命化させて青色発光素子の発光寿命に近づけるように各発光層の膜厚を調整している。
【００４７】
図４は、本実施形態のように各発光層の膜厚が１００Å（赤），３００Å（緑），４００Å（青）で形成された場合における発光素子の駆動時間[Ｔ]と輝度との関係を示すグラフである。なお、図４中では、赤色発光素子３Ｒを赤色Ｒ、緑色発光素子３Ｇを緑色Ｇ、青色発光素子３Ｂを青色Ｂとする。また、図４中破線は、上述した図９における赤色Ｒ’、緑色Ｇ’の劣化曲線を示す。また、上述した図９のグラフと同様に、図４のグラフにおいて縦軸は、初期輝度で規格化した輝度である。
【００４８】
図４に示すように、Ｔ０の時点において、各発光素子の輝度は調整され、ホワイトバランスは最適化されている。そして、時間が経過するにつれ、各色Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度は、低下していくが、各色Ｒ，Ｇ，Ｂにおける劣化曲線に差がなく、各発光素子の発光機能が失われるまでホワイトバランスを維持したまま発光させることができる。
なお、各発光素子の発光寿命のずれは３０％以内であることが好ましい。これにより、何れかの発光素子の発光機能が失われるまで、ホワイトバランスを維持することができる。
【００４９】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、図５，６を参照して本実施形態における有機ＥＬ装置の製造方法を説明する。ここで、図５，６は、有機ＥＬ装置の工程図であり、図３に相当する部分を示している。なお、以下の説明においては、画素電極１１１を形成する工程までは従来と同様であるため説明を省略する。
【００５０】
まず図５（ａ）に示すように、画素電極１１１上および平坦化膜２８４上に、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料をＣＶＤ法等で成膜して隔壁層（図示せず）を形成し、続いて、公知のフォトリソグラフィー技術、エッチング技術を用いて隔壁層をパターニングする。これにより、図５（ｂ）に示すように、形成する発光素子３の画素領域毎に開口部２５ａ（図示略）を形成すると同時に、無機隔壁２５を形成する。
【００５１】
次いで、図５（ｃ）に示すように、無機隔壁２５の所定位置、詳しくは画素領域を囲む位置に樹脂等によって有機隔壁２２１を形成する。
次いで、このようにして画素電極１１１と無機隔壁２５と有機隔壁２２１とを形成した側の面を酸素プラズマ処理し、その表面に付着した有機物等の汚染物を除去して濡れ性を向上させる。具体的には、基板２を所定温度、例えば７０〜８０℃程度に加熱し、続いて大気圧下で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ２プラズマ処理）を行う。
【００５２】
次いで、撥液化処理を行うことにより、特に有機隔壁２２１の上面及び側面の濡れ性を低下させる。具体的には、大気圧下で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ４プラズマ処理）を行い、その後、プラズマ処理のために加熱された基板２を室温まで冷却することで、有機隔壁２２１の上面及び側面を撥液化し、その濡れ性を低下させる。
なお、このＣＦ４プラズマ処理においては、画素電極１１１の露出面および無機隔壁２５についても多少の影響を受けるが、画素電極１１１の材料であるＩＴＯおよび無機隔壁２５の構成材料であるＳｉＯ２などはフッ素に対する親和性に乏しいため、酸素プラズマ処理で濡れ性が向上した面は濡れ性がそのままに保持される。
【００５３】
次いで、前記有機隔壁２２１に囲まれた領域内に正孔注入輸送層６０を形成する。この正孔注入輸送層６０の形成工程では、スピンコート法やインクジェット法等の液相法が採用されるが、本実施形態では、有機隔壁２２１に囲まれた領域に正孔注入輸送層６０の形成材料を選択的に配する必要上、インクジェット法が好適に採用される。このインクジェット法により、正孔注入輸送層６０の形成材料であるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの分散液を前記画素電極１１１の露出面上に配し、その後、熱処理（乾燥処理）を行うことにより、厚さ５００Åの正孔注入輸送層６０を形成する。なお、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの分散液としては、例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが１：１０（重量比）であり、固形分濃度が０．５重量％、溶媒（分散媒）としてジエチレングリコールモノブチルエーテルが７０重量％、残量が純水であるものが用いられる。
【００５４】
次いで、図６（ａ）に示すように、正孔注入輸送層６０上に発光層７０を形成する。発光層７０の形成方法として、正孔注入輸送層６０の形成方法と同様に、インクジェット法が好適に採用される。具体的には、前述した各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの形成材料を、有機隔壁２２１に囲まれた領域に吐出していく。この時、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂが、赤色発光層７０Ｒ，緑色発光層７０Ｇ，青色発光層７０Ｂの順に前述した膜厚で配列されるように選択的に塗り分ける。その後、窒素雰囲気中にて１００℃で１時間程度熱処理を行う。このように、フルカラーの有機ＥＬ装置１（図３参照）を製造する際、発光層７０をインクジェット法により形成することで、製造コストを抑えた上で各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの形成材料を確実に所定位置に所定量配することができる。なお、発光層７０の形成方法は、インクジェット法の他に、ディスペンス法や印刷法等を用いることも可能である。
【００５５】
次いで、図６（ｂ）に示すように、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂ上に電子注入層３０を形成する。具体的には、正孔注入輸送層６０や発光層７０の形成方法と同様にインクジェット法が好適に採用される。具体的には、有機隔壁２２１に囲まれた発光層７０上に選択的に塗布し、その後窒素雰囲気中にて熱処理を行う。
【００５６】
次いで、図６（ｃ）に示すように、前記発光層７０及び有機隔壁２２１を覆って例えばカルシウムを厚さ５ｎｍ程度、アルミニウムを厚さ３００ｎｍ程度に積層し、陰極１２を形成する。具体的には、正孔注入輸送層６０や発光層７０の形成とは異なり、蒸着法やスパッタ法等で行うことにより、画素領域にのみ選択的に形成するのでなく、基板２のほぼ全面に陰極１２を形成する。
その後、前記陰極１２上に接着層５１を形成し、さらにこの接着層５１によって封止基板（図示せず）を接着し、封止を行う。これにより、本実施形態の有機ＥＬ装置１を得ることができる。
【００５７】
このように、本実施形態においては、青色発光層７０Ｂを発光寿命が最も長くなるような膜厚に形成するとともに、赤色発光層７０Ｒと緑色発光層７０Ｇの膜厚を各々の発光寿命が最長となる膜厚に対して薄く形成することで、赤色発光素子３Ｒと緑色発光素子３Ｇの発光寿命が短くなるように形成されているため、赤色発光素子３Ｒと緑色発光素子３Ｇの発光寿命を最も発光寿命の短い青色発光素子３Ｂの発光寿命に近づけることができる。
これにより、従来のように、駆動回路的な補正することによる開口率の低下や、各発光層の形成材料を変更することなく、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの膜厚調整のみで、各発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂが経時的な劣化を受けても有機ＥＬ装置１のホワイトバランスを長期間維持することができる。
【００５８】
（有機ＥＬ装置の第２実施形態）
次に、図７に基づいて、本発明の第２実施形態について説明する。
本発明の第２実施形態では、各発光層の膜厚を調整することに加えて、画素電極の膜厚も調整している点で第１実施形態と相違している。
図７は、第２実施形態における有機ＥＬ装置を模式的に示す断面図である。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様となる部分については、同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
図７に示すように、各発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに対応する各画素電極１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂは、各々の膜厚が異なるように形成されている。具体的には、赤色発光素子３Ｒ及び緑色発光素子３Ｇの画素電極１１１Ｒ，１１１Ｇは、第１実施形態と同様に例えば８００Åで形成されている。ここで、青色発光素子３Ｂの画素電極１１１Ｂの膜厚は、画素電極１１１Ｒ，１１１Ｇの膜厚に対して薄く形成されており、例えば、５００Åで形成されている。
【００６０】
また、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの膜厚も各々が異なるように形成されている。具体的には、赤色発光層７０Ｒ例えば１５０Åで形成され、緑色発光層７０Ｇは例えば３００Å、青色発光層７０Ｂは例えば５００Åで形成されている。
【００６１】
ここで、発光素子の発光層の膜厚と色度との関係について説明する。なお、以下の説明は発光層で発光される光が伝播する各層についても同様である。
本実施形態において各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの膜厚（１５０Å（赤），３００Å（緑），５００Å（青））は、各発光素子の発光寿命と各色の最適な色度で発光できる光の波長、輝度に基づいて形成されたものである。具体的には、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂから射出した光は、直接基板２側に射出する光成分と、陰極１２で反射してから基板２側に射出する光成分とに分けられる。以下の説明において、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂから基板２側に直接射出する光を「第１の光」、陰極１２側で反射してから基板２側に射出する光を「第２の光」とする。
【００６２】
基板２側から射出する光は、第１の光と第２の光との干渉状態に応じて異なるスペクトルを示す。つまり、第１、第２の光は基板２側から射出されるまでに発光層７０を含む各層（例えば、正孔注入輸送層６０や画素電極１１１）を伝播するが、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂからの膜厚に応じて、第１、第２の光の各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂ内を進行するそれぞれの距離が変化する。したがって、基板２側から射出する第１、第２の光の互いの位相は各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの膜厚に応じて変化し、これにより基板２側から射出する際の第１，第２の光の干渉状態（発光状態）も各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの膜厚に応じて変化する。なお、第１の光と第２の光との干渉状態は、光が各層の界面を通過する際の屈折率によっても変化する。
【００６３】
したがって、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂ（各発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ）に電圧を印加した際に、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂから射出される光のスペクトルは各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの膜厚に応じて変化することになる。具体的には、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの膜厚を厚くすることにより、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂからのスペクトルのピークは長波長側にシフトするとともにスペクトル幅も広くなってしまうため、所望の色度が得られなくなってしまう。一方、膜厚を薄くした場合、スペクトルのピークが短波長側にシフトしてしまうため、この場合においても所望の色度が得られなくなってしまう。
【００６４】
前記第１実施形態では、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの膜厚を調整し、各発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの発光寿命を近づけさせることで、各発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂによるホワイトバランスを維持していたが、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの発光寿命を最も近似させた状態で、上述のような理由により所望の輝度及び色度が得られない場合、各画素電極１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂの膜厚を調整することで、各発光層７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂから発光される光の干渉状態を調整し、各発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの干渉後のスペクトル形状を所望の輝度及び色度で射出されるように調整することができる。
したがって、第１実施形態と同様の効果を奏することに加えて、各発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの最適化された発光寿命を変更することなく、色度を調整することができるため、有機ＥＬ装置１のホワイトバランスをさらに高精度に調整することができる。
【００６５】
また、このように、画素電極１１１の膜厚によって輝度及び色度を調整することで、発光特性に与える影響を抑えた上で、各発光素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂによるホワイトバランスを維持できる。なお、画素電極１１１の他に正孔注入輸送層６０、電子注入層３０等、発光層７０で発光された光が伝播される各層の膜厚を調整することも可能である。これにより、本実施形態と同様に発光層から発光される光の干渉状態を調整することができるため、各発光素子によるホワイトバランスを長期間維持することができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、発光層で発光した光を基板側から出射させる、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置に本発明を適用した例を示したが、基板と反対側の、封止基板側から光を出射させる、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ装置にも本発明を適用することができる。トップエミッション型を採用した場合、各発光素子によって陰極の膜厚を変更して色度を調整することもできる。
【００６７】
（電子機器）
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１を備えた電子機器の具体例について説明する。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記有機ＥＬ装置１からなる表示部を示している。
図８（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は前記有機ＥＬ装置１からなる表示部を示している。
図８（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は前記有機ＥＬ装置１からなる表示部を示している。
図８（ｄ）は、薄型大画面テレビの一例を示した斜視図である。図８（ｄ）において、薄型大画面テレビ１３００は、薄型大画面テレビ本体（筐体）１３０２、スピーカーなどの音声出力部１３０４、前記有機ＥＬ装置１からなる表示部１３０６を備える。
【００６８】
図８（ａ）〜（ｄ）に示す電子機器１０００，１１００，１２００，１３００は、前記有機ＥＬ装置１を備えているので、この有機ＥＬ装置１からなる表示部１００１，１１０１，１２０６，１３０６の発光効率の低下が防止され、長寿命化していることにより、これら電子機器１０００，１１００，１２００，１３００自体も、表示部１００１，１１０１，１２０６，１３０６が長寿命化したものとなる。
【００６９】
なお、本発明は前記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、前記実施形態では、発光層の形成材料に全て燐光材料を用いた場合について説明したが、燐光材料に比べて発光寿命の長い蛍光材料を全ての発光層に用いてもよい。
さらに、赤色発光層と緑色発光層とを燐光材料で形成し、青色発光層のみを蛍光材料で形成することも可能である。これら場合も同様に、発光素子の発光寿命を最も近似させた状態で発光素子から発光される光の干渉状態を調整し、各発光素子の干渉後のスペクトル形状を所望の輝度及び色度で射出されるように発光層や画素電極等を調整する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態の有機ＥＬ装置の配線構造を示す説明図である。
【図２】図１の有機ＥＬ装置の平面模式図である。
【図３】第１実施形態に係る図１の有機ＥＬ装置の要部断面模式図である。
【図４】第１施形態に係る発光素子の駆動時間と輝度との関係を示すグラフである。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は図１の有機ＥＬ装置の製造方法を説明する工程図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は図４に続く製造方法を説明する工程図である。
【図７】第２実施形態に係る図１の有機ＥＬ装置の要部断面模式図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は本発明の電子機器の実施形態を示す斜視図である。
【図９】従来の発光素子の駆動時間と輝度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１…有機ＥＬ装置（有機エレクトロルミネッセンス装置）  ３…発光素子  ３Ｒ…赤色発光素子  ３Ｇ…緑色発光素子  ３Ｂ…青色発光素子  １２…陰極（第２の電極）  ６０…正孔注入輸送層  ７０…発光層  ７０Ｒ…赤色発光層  ７０Ｇ…緑色発光層  ７０Ｂ…青色発光層    １１０…有機機能層  １１１…画素電極（第１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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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