(57)【要約】【課題】複雑な製造プロセスを用いることなく、また有機化合物層の上に形成する層の段切れを抑制しつつ、各発光色の素子の光取り出し効率を向上させる。【解決手段】基板と、基板の上に形成されている複数の有機発光素子とを有し、複数の有機発光素子は、第１発光色を発する第１有機発光素子と、第１発光色とは異なる第２発光色を発する第２有機発光素子とを有し、各有機発光素子は、基板の上に順に、反射層と透明導電層とを有する第１電極と、発光層を含む有機化合物層と、光取り出し電極である第２電極とを有する有機発光装置において、  第１有機発光素子における反射層は、基板と透明導電層との間に形成され、第２有機発光素子における前記反射層は、透明導電層と有機化合物層との間に形成され、  前記第１有機発光素子における前記透明導電層の厚みは、前記第２有機発光素子における前記透明導電層の厚みと同一である。【選択図】図９
2008135373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の上に形成されている複数の有機発光素子と、を有し、
前記複数の有機発光素子は、第１発光色を発する第１有機発光素子と、第１発光色とは異なる第２発光色を発する第２有機発光素子と、を有し、
各有機発光素子は、前記基板の上に順に、反射層と透明導電層とを有する第１電極と、発光層を含む有機化合物層と、光取り出し電極である第２電極と、を有する有機発光装置において、
前記第１有機発光素子における前記反射層は、前記基板と前記透明導電層との間に形成されており、
前記第２有機発光素子における前記反射層は、前記透明導電層と前記有機化合物層との間に形成されており、
前記第１有機発光素子における前記透明導電層の厚みは、前記第２有機発光素子における前記透明導電層の厚みと同一であることを特徴とする有機発光装置。
【請求項２】
前記複数の有機発光素子は、前記第１発光色及び前記第２発光色とは異なる第３発光色を発する第３有機発光素子を有し、
各有機発光素子における前記第１電極は、第２透明導電層を前記透明導電層の光取り出し側に有し、
前記第１有機発光素子における前記反射層は、前記基板と前記透明導電層との間に形成されており、
前記第２有機発光素子における前記反射層は、前記透明導電層と前記第２透明導電層との間に形成されており、
前記第３有機発光素子における前記反射層は、前記第２透明導電層と前記有機化合物層との間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
【請求項３】
各有機発光素子における前記第２透明導電層の厚みは、同一であることを特徴とする請求項２に記載の有機発光装置。
【請求項４】
各有機発光素子における前記第１電極は、第３透明導電層を前記透明導電層の光取り出し側に有し、
前記第１有機発光素子における前記反射層は、前記基板と前記透明導電層との間に形成されており、
前記第２有機発光素子における前記反射層は、前記透明導電層と前記第３透明導電層との間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
【請求項５】
前記複数の有機発光素子は、前記第１発光色及び前記第２発光色とは異なる第３発光色を発する第３有機発光素子を有し、
各有機発光素子における前記第１電極は、第３透明導電層を前記透明導電層の光取り出し側に有し、
前記第１有機発光素子における前記反射層は、前記基板と前記透明導電層との間に形成されており、
前記第２有機発光素子における前記反射層は、前記透明導電層と前記第２透明導電層との間に形成されており、
前記第３有機発光素子における前記反射層は、前記第２透明導電層と前記第３透明導電層との間に形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の有機発光装置。
【請求項６】
各有機発光素子における前記第３透明導電層の厚みは、同一であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の有機発光装置。
【請求項７】
各有機発光素子における前記発光層と前記反射層との間の光学距離が、各有機発光素子における前記発光層の発光スペクトルの中心波長を強めるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の有機発光装置。
【請求項８】
各有機発光素子における前記第２電極は、半透明反射層を有し、
各有機発光素子における前記反射層と前記半透明反射層との間の光学距離が、各有機発光素子における前記発光層の発光スペクトルの中心波長を強めるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の有機発光装置。
【請求項９】
前記有機化合物層は、電荷の注入及び輸送をする有機機能層を有し、
前記有機機能層は、前記第１有機発光素子と前記第２有機発光素子に素子間を跨いで形成されている共通の層であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の有機発光装置。
【請求項１０】
前記第２電極の光取り出し側に封止層が成膜されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の有機発光装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の有機発光装置を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
基板と、前記基板の上に形成されている複数の有機発光素子と、を有し、
前記複数の有機発光素子は、第１発光色を発する第１有機発光素子と、第１発光色とは異なる第２発光色を発する第２有機発光素子と、を有し、
各有機発光素子は、前記基板の上に順に、反射層と透明導電層とを有する第１電極と、発光層を含む有機化合物層と、光取り出し電極である第２電極と、を有する有機発光装置の製造方法において、
基板の上に反射層と透明導電層とを有する第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に発光層を含む有機化合物層を形成する工程と、
前記有機化合物層の上に光取り出し電極である第２電極を形成する工程と、を有し、
前記第１電極を形成する工程は順に、
前記第１有機発光素子領域に反射層を形成する工程と、
前記第１及び第２有機発光素子領域に素子間を跨いで前記透明導電層を形成する工程と、
前記素子間に形成された前記透明導電層を除去する工程と、
を有することを特徴とする有機発光装置の製造方法。
【請求項１３】
基板と、前記基板の上に形成されている複数の有機発光素子と、を有し、
前記複数の有機発光素子は、第１発光色を発する第１有機発光素子と、第１発光色とは異なる第２発光色を発する第２有機発光素子と、第１及び第２発光色とは異なる第３発光色を発する第３有機発光素子を有し、
各有機発光素子は、前記基板の上に順に、反射層と透明導電層とを有する第１電極と、発光層を含む有機化合物層と、光取り出し電極である第２電極と、を有する有機発光装置の製造方法において、
基板の上に反射層と透明導電層とを有する第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に発光層を含む有機化合物層を形成する工程と、
前記有機化合物層の上に光取り出し電極である第２電極を形成する工程と、を有し、
前記第１電極を形成する工程は順に、
前記第１有機発光素子領域に反射層を形成する工程と、
前記第１乃至第３有機発光素子領域に素子間を跨いで第１透明導電層を形成する工程と、
前記第２有機発光素子領域に反射層を形成する工程と、
前記第１乃至第３有機発光素子領域に素子間を跨いで第２透明導電層を形成する工程と、
前記第３有機発光素子領域に反射層を形成する工程と、
前記素子間に形成された前記第１及び第２透明導電層を除去する工程と、
を有することを特徴とする有機発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の電極間に形成された発光層を含む有機化合物層に通電することにより光を放出する有機発光素子を有する有機発光装置およびその製造方法に関する。特に、複数色を発光することが可能な有機発光素子を有する有機発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスプレイや光源として用いられる自発光素子として、ＥＬ素子やＬＥＤが知られている。なかでも、有機化合物材料を発光層として用いた有機発光素子（以下「有機ＥＬ素子」あるいは「素子」という場合がある。）は、１０Ｖ程度以下の電圧で直流駆動した場合に、数百乃至千Ｃｄ／ｍ2以上の輝度を得ることができるため注目されている。
【０００３】
さらに、赤色、緑色、青色にそれぞれ対応する発光スペクトルを有する有機化合物材料を適切に選択することにより、３原色を発光可能な有機発光素子を作製することができる。また、このような有機発光素子を基板上に複数個配列したフルカラーディスプレイも、比較的容易に作製することができる。
【０００４】
図１２を参照して、従来の有機発光素子の構造を説明する。図１２は、従来の有機発光素子の概略構造を示す模式図である。
【０００５】
従来の有機発光素子は、図１２に示す様に、ガラス基板５１上に形成された透明陽極層５２の上に、有機材料からなる正孔輸送層５３、有機材料からなるＥＬ層（発光層）５４、電子輸送層５５がこの順に積層され、更にその上に金属陰極層５６が設けられている。また、必要に応じて、透明陽極層５２と正孔輸送層５３との間に正孔注入層が設けられる場合があり、さらに、金属陰極層５６と電子輸送層５５との間に電子注入層が設けられる場合もある。
【０００６】
なお、図１２に示す有機発光素子において、ガラス基板５１上に形成された透明陽極層５２は光を透過する。また、金属陰極層５６は、アルミニウム、マグネシウム、インジウム、銀、または各々の合金等からなり、光を反射する。そして、ＥＬ層５４からの発光は、透明陽極層５２を透過してガラス基板５１側に放出される。このように、基板側から光が放出される素子構造は、ボトムエミッション型（以下ＢＥ型と記す）と称されている。一方、発光が、基板とは反対側に放出される有機ＥＬ素子は、トップエミッション型（以下ＴＥ型と記す）と称されている。トップエミッション型の有機発光素子では、一般的に、ガラス基板上に形成される電極は光反射性を有し、有機層を挟んで対向して形成される電極は光透過性を有している。
【０００７】
図１２に示す様な構造の有機発光素子において、ガラス基板５１側に直接放出される光と、金属陰極層５６で反射される光との間に生じる干渉効果が、電子輸送層５５の膜厚に応じて変化することで輝度が変化するという輝度膜厚依存性がある事が知られている。そこで、ＢＥ型素子において、ＥＬ層５４と、反射層である金属陰極層５６との間の光路差を最適に調整するために、電子輸送層５５の厚さを規定した技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００８】
また、上記特許文献１と同様の構成からなるＢＥ型の有機発光素子において、電子輸送層の膜厚のみならず、ＩＴＯ等の高屈折性透明電極と有機多層部との合計光学膜厚を最適化することにより色純度を高める技術が開示されている（特許文献２参照）。具体的には、透明電極と有機多層部との合計光学膜厚が、屈折率１．６乃至１．８の有機多層部より発生する発光の中心波長λにおける強度を増強するように設定される。なお、λは４４０乃至４９０ｎｍ、５００乃至５５０ｎｍ及び６００乃至６５０ｎｍの中から選択される。この特許文献２に記載された技術では、高屈折性透明電極（ＩＴＯ等）の厚さを変化させることにより、所定の発光波長に対する光学膜厚の最適化が行われる。
【０００９】
また、複数色の発光層を有する多色有機ＥＬディスプレイに用いられる技術が開示されている（特許文献３参照）。多色有機ＥＬディスプレイとした場合に、発光スペクトルの異なる赤色、緑色、青色等の発光層を有する有機ＥＬ素子が基板上に多数配置されているので、透明電極（ＩＴＯ等）の厚さを各色毎に変化させるのは、作製プロセスが複雑となる。そこで、特許文献３に記載された技術では、多色有機ＥＬディスプレイにおいて、発光層を除く有機化合物材料層において、同一機能を有するいずれかの機能層（例えば、正孔輸送層や電子輸送層）を、発光色に対応させてそれぞれ異なる膜厚としている。このため、透明電極は、有機ＥＬ素子のすべてについて一定膜厚とすることができ、エッチング等により透明電極の膜厚を色毎に調整する必要がないとされている。なお、上記特許文献１乃至３に記載された技術は、ＢＥ型の例である。
【００１０】
さらに、基板上に形成された下部電極が反射電極であるとともに、有機層を介して配置された上部電極が透明電極であるＴＥ型の場合に適用される技術が開示されている（特許文献４）。この特許文献４に記載された技術では、発光層（正確には発光面）と反射性下部電極との間の光学距離が、赤色、緑色、青色毎に最適化されている。
【００１１】
すなわち、特許文献４に記載された技術では、フィルタを用いて白色発光層の発光を赤色、緑色、青色に分けることにより多色有機ＥＬディスプレイを得る構成となっている。そして、白色発光層と、下部反射電極との距離が各色に応じて光学的に最適化されるように、透明電極や透明光学層の厚さを変化させている。
【００１２】
また、特許文献５から特許文献７に記載された技術は、上部電極が半透過性であり、下部反射電極との間で微小共振器構造を形成する素子構造に関するものである。これらの技術では、積層とエッチングを行って透明電極であるＩＴＯの厚さを発光色に応じて変化させることにより、発光層と下部反射電極との距離、及び上下電極間の距離を光学的に最適化している。
【００１３】
なお、特許文献１に開示されているように、発光層における発光強度は、発光層の正孔注入側の界面に最も強く分布している。したがって、上記した従来の技術では、いずれの場合も、発光層の正孔注入側界面（通常の場合、発光層と正孔輸送層との界面）を発光面として光学的な設計を行っている。
【００１４】
また、光学距離は、光が進行する媒質の屈折率ｎと光が進行する距離ｄとの積ｎｄで定義される。なお、有機ＥＬ素子では、発光が有機層や透明電極といった膜中を進行するため、光学膜厚という用語も用いられるが、光路差、光学膜厚、光学長、光学距離等の用語は、いずれも同様の意味で用いられる。
【００１５】
【特許文献１】特開平４−３２８２９５号公報
【特許文献２】特開平７−２４０２７７号公報
【特許文献３】特開２０００−３２３２７７号公報
【特許文献４】特開２００４−２５３３８９号公報
【特許文献５】特開２００５−１９７０１１号公報
【特許文献６】特開２００５−９３３９９号公報
【特許文献７】特開２００５−９３４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述した従来の技術には、解決すべき種々の課題があった。
【００１７】
特許文献１、２に記載された技術では、同一の基板上に赤色、緑色、青色等の発光色を呈する有機発光素子が多数形成された有機発光装置とした場合に、各有機発光素子に対してどのように当該技術を適用すれば良いかが十分開示されていない。
【００１８】
また、特許文献３に記載された技術では、特許文献２に記載された技術を複数の発光色を呈する有機発光素子が多数形成された有機発光装置に対して適用するために、発光層を除く有機化合物層の厚さにより光学長を最適化するとしている。その理由は、透明電極（ＩＴＯ）の厚さを色毎に変えることが困難であるためである。しかしながら、電子輸送層や正孔輸送層等のように有機発光素子を構成する各有機化合物層の厚さには、電子や正孔の注入性及び輸送性、抵抗等の電気的な性質から決まる最適な厚さがある。したがって、光学的な最適化を行うことを目的として、有機発光素子を構成する各有機化合物層の厚さを決定した場合には種々の不都合が生じる。すなわち、光学的な最適化のために決定した膜厚が電気的な特性から決定した膜厚と偶然一致すれば良いが、そうでない場合には電気的な特性を犠牲にしなければならない。このような設定を行った場合には、特定の発光色の有機発光素子の駆動電圧が高くなってしまう場合があった。
【００１９】
また、特許文献４に記載された技術では、標準的なフォトグラフィ法を用いて透明電極や透明光学層のパターニングを行うことができ、また、積層を行うことにより膜厚を変化させることも可能であるとの記載がある。しかしながら、具体的にどのような方法で積層を行うのかについては、何ら開示されていない。
【００２０】
また、特許文献５から特許文献７に記載された技術では、特許文献３に記載された技術において困難とされていた、透明電極（ＩＴＯやＩＺＯ）の厚さを色毎に変える技術が開示されている。しかしながら、透明電極の厚さを色毎に変えるためには、結晶化ＩＴＯをエッチングストップ層としてＩＺＯ層をエッチングする、あるいは各色に対応する位置にそれぞれレジストを形成してからエッチングするというように、複雑な工程が必要である。特に、ＩＴＯは透明性を有するため、目視でエッチングエンドを確認することは難しい。
【００２１】
光が透過する透明電極（ＩＴＯ）の厚さに、屈折率を乗じた距離が光学距離となるので、光学設計上、その厚さを正確に形成する必要があるが、従来技術ではその点が困難であった。
【００２２】
また、特許文献３乃至特許文献７に記載された技術では、基板上に形成された透明電極、透明光学層、及び正孔輸送層などの厚さを発光色に応じて変化させている。このため、上部電極を形成するプロセスステップで、基板から有機化合物層上面までの高さが色毎に異なってしまうこととなる。
【００２３】
また、特許文献４ないし特許文献７に記載されたＴＥ型有機ＥＬ素子の場合、有機層の上面全体にわたって、上部電極として光透過性の電極が形成される（金属薄膜、あるいは、通常、スパッタ法を用いたＩＴＯからなる透明電極）。特に、特許文献５ないし特許文献７に記載された技術では、微小共振器構造を形成するため、上部電極は一部反射性を有するとともに一部透過性を有する半透過性の電極として、金属薄膜からなる電極が形成される。そして、特許文献５では、抵抗値を更に低くする必要から、上部電極の上にＩＴＯからなる透明導電層が形成される。これら光透過性の上部電極は、発光を効率的に外部に放出するために高い光透過性が必要であるとともに、十分な導電性を有することが必要である。
【００２４】
しかしながら、特許文献４及び特許文献７に記載された技術では、上部電極である光透過性電極層の形成対象となる有機層において、基板から当該有機層上面までの高さが色毎に異なるため、段差（膜厚差）が生じている。したがって、段差が生じている部分で上部電極が切れないようにすること（カバレッジ性）を考慮すると、上部電極をＩＴＯ等の透明電極で形成する場合には、厚さを厚く形成する必要があった（例えば、１００ｎｍ程度以上）。上部電極が金属薄膜の場合は、光の透過性を考えるとその厚さは１０ｎｍまでと限られ、低抵抗化することは難しいため、特許文献６、７では、基板上に形成した補助電極と導通させることで、抵抗を下げている。この場合も、段差があると、金属薄膜が切れやすく（段切れを起こしやすく）、好ましくなかった。さらに、特許文献４に記載された技術のように、透明電極層や有機層の上に封止膜を形成する場合にも、該封止膜を形成する面に凹凸が存在すると、防湿性能を確保するために封止膜を厚くする必要が生じる。しかしながら、厚い封止膜は、光の透過性を下げる点と、製造プロセスでより時間がかかる点で、望ましくなかった。
【００２５】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、各発光色の有機発光素子の段差を少なくしつつ、各発光色の有機発光素子における光取り出し効率を高めることのできる有機発光装置を提供する。また、本発明はこのような有機発光装置をより簡単なプロセスで作製することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明に係る有機発光装置は、
基板と、前記基板の上に形成されている複数の有機発光素子と、を有し、
前記複数の有機発光素子は、第１発光色を発する第１有機発光素子と、第１発光色とは異なる第２発光色を発する第２有機発光素子と、を有し、
各有機発光素子は、前記基板の上に順に、反射層と透明導電層とを有する第１電極と、発光層を含む有機化合物層と、光取り出し電極である第２電極と、を有する有機発光装置であって、
前記第１有機発光素子における前記反射層は、前記基板と前記透明導電層との間に形成されており、
前記第２有機発光素子における前記反射層は、前記透明導電層と前記有機化合物層との間に形成されており、
前記第１有機発光素子における前記透明導電層の厚みは、前記第２有機発光素子における前記透明導電層の厚みと同一であることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係る有機発光装置の製造方法は、
基板と、前記基板の上に形成されている複数の有機発光素子と、を有し、前記複数の有機発光素子は、第１発光色を発する第１有機発光素子と、第１発光色とは異なる第２発光色を発する第２有機発光素子と、を有し、各有機発光素子は、前記基板の上に順に、反射層と透明導電層とを有する第１電極と、発光層を含む有機化合物層と、光取り出し電極である第２電極と、を有する有機発光装置の製造方法であって、
基板の上に反射層と透明導電層とを有する第１電極を形成する工程と、前記第１電極の上に発光層を含む有機化合物層を形成する工程と、前記有機化合物層の上に光取り出し電極である第２電極を形成する工程と、を有し、前記第１電極を形成する工程は順に、前記第１有機発光素子領域に反射層を形成する工程と、前記第１及び第２有機発光素子領域に素子間を跨いで前記透明導電層を形成する工程と、前記素子間に形成された前記透明導電層を除去する工程と、を有することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明に係る有機発光装置の製造方法は、
基板と、前記基板の上に形成されている複数の有機発光素子と、を有し、前記複数の有機発光素子は、第１発光色を発する第１有機発光素子と、第１発光色とは異なる第２発光色を発する第２有機発光素子と、第１及び第２発光色とは異なる第３発光色を発する第３有機発光素子を有し、各有機発光素子は、前記基板の上に順に、反射層と透明導電層とを有する第１電極と、発光層を含む有機化合物層と、光取り出し電極である第２電極と、を有する有機発光装置の製造方法であって、
基板の上に反射層と透明導電層とを有する第１電極を形成する工程と、前記第１電極の上に発光層を含む有機化合物層を形成する工程と、前記有機化合物層の上に光取り出し電極である第２電極を形成する工程と、を有し、前記第１電極を形成する工程は順に、前記第１有機発光素子領域に反射層を形成する工程と、前記第１乃至第３有機発光素子領域に素子間を跨いで第１透明導電層を形成する工程と、前記第２有機発光素子領域に反射層を形成する工程と、前記第１乃至第３有機発光素子領域に素子間を跨いで第２透明導電層を形成する工程と、前記第３有機発光素子領域に反射層を形成する工程と、前記素子間に形成された前記第１及び第２透明導電層を除去する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の有機発光装置では、第１電極が反射層と透明導電層とを有しており、発光色によって、反射層と透明導電層の積層順を変えている。このようにすることによって、透明導電層を光取り出し効率を高めるための光学距離を調節する層として用いる有機発光素子と、用いない有機発光素子とに使い分けることができる。
【００３０】
この場合、透明導電層の形成は、発光色の異なる複数の有機発光素子に共通して形成することができる。というのも、透明導電層を光学距離の調節に用いない素子では、透明導電層は、基板と前記反射層との間に形成され、厚みを厳密にコントロールする必要がないため、光学距離の調節に用いる素子の透明導電層の厚みと同じ厚みにすることができるからである。
【００３１】
このため、ＩＴＯ等の無機酸化物材料を含んで第１電極を形成する場合にも、エッチング等でパターニング、厚みを調整するという複雑なプロセスを必要とせず、反射電極側（反射層を含む第１電極側）で発光色に応じて光学的に最適な設計を行うことができる。
【００３２】
また、発光層から見て、反射層を含む第１電極側で、光学距離を調整するために、本来発光色毎に厚みを変える必要のない層（例えば、電荷注入層、電荷輸送層等）の厚みを積極的に変化させる必要がないので、素子の駆動電圧が上昇することがない。
【００３３】
さらに、第１電極の合計の厚さを、複数の発光色について共通化することができる。このため、第２電極あるいは封止層を形成する際に、有機層の表面における段差を減少させることができるので、段切れが生じるおそれを減少させることができる。
【００３４】
このように、本発明の有機発光装置によれば、複雑な製造プロセスを用いることなく、また有機化合物層の上に形成する層の段切れを抑制しつつ、各発光色の素子の光取り出し効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明に係る有機発光装置は、基板と、基板の上に形成されている複数の有機発光素子とを有しており、複数の有機発光素子は、第１発光色を発する第１有機発光素子と、第１発光色とは異なる第２発光色を発する第２有機発光素子とを有している。各有機発光素子は、基板の上に順に、反射層と透明導電層とを有する第１電極と、発光層を含む有機化合物層と、光取り出し電極である第２電極と、を有している。反射層は、６０％〜１００％程度の高い反射率の層のことであり、金属層が好ましく用いられる。透明導電層は、光を透過する導電性の層のことであり、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯ等の金属酸化物が好ましく用いられる。つまり、本発明では、電極とは有機化合物に直接接している層のみならず、積層された複数の導電層全体を指すものである。また、光取り出し電極とは、その電極を介して発光が外部に取り出される電極のことであり、本発明では第２電極が光取り出し電極となっている。光取り出し電極は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯ等の金属酸化物からなる透明導電層であってもよいし、光を透過するほどに薄い金属の薄膜であってもよい。また、それらを積層したものであってもよい。
【００３６】
そして、本発明に係る有機発光装置は、第１有機発光素子における反射層は、基板と透明導電層との間に形成されており、第２有機発光素子における反射層は、透明導電層と有機化合物層との間に形成されている。このようにすることにより、第１有機発光素子では、透明導電層を光取り出し効率を高めるための光学距離を設定する層として用い、第２有機発光素子では、前記光学距離を設定する層として用いないようにする。第１有機発光素子と第２有機発光素子はそれぞれ発光色が異なるため、光取り出し効率を高めるための光学距離は異なるが、透明導電層を利用するものと利用しないものとで光学距離をそれぞれ異ならせることができる。
【００３７】
光学距離の調整は、発光層内の発光位置と反射層の反射位置との間の光学距離を調節する場合と、反射層の反射位置と第２電極よりも光取り出し側に形成される反射界面との間の光学距離を調節する場合、つまり共振器構造が形成される場合とがある。後者の場合の反射界面は、第２電極の発光側の界面、第２電極の光取り出し側の界面、あるいは第２電極の上に積層される層の上下いずれかの界面のことである。これらの界面のうち共振を利用して光取り出し効率を高めることができる程度に反射率が高い界面（反射率が１０％程度以上の界面）を利用することが好ましい。
【００３８】
また、本発明の有機発光装置は、上記のように発光色の異なる素子においてそれぞれ光取り出し効率を高めるための光学距離を設定するが、第１電極は発光色によらず反射層と透明導電層のいずれも有するため、各素子の全体の厚みの差をより小さくできる。しかも透明導電層の厚みは発光色によらず同一である。そのため、第２電極あるいは封止層など有機化合物層の上に形成され、かつ複数の素子間を跨いで共通に形成される層が、厚みの差によって生じる段差によって段切れを生じることを抑制することができる。なお、段切れとは、層が完全に分断されること、あるいは完全に分断されなくとも、層が有する本来の機能を損ねるほど薄くなってしまうことを意味するものである。
【００３９】
また、本発明の有機発光装置は、以上に説明するように第１及び第２発光色の２発光色の有機発光装置であるが、複数色であればよく３発光色以上の有機発光装置に適用することができる。例えば３発光色の有機発光装置の場合、即ち第１及び第２発光色の他に第３発光色を発する第３有機発光素子を有する場合には、第１電極がさらに第２透明導電層を有することによって、本発明の課題を解決することが可能である。つまり、３色の有機発光素子のそれぞれについて光取り出し効率を高めるための光学距離を異ならせることができる。この場合の装置の構成は、第２透明導電層が上述する透明導電層（第１透明導電層）の光取り出し側に形成されている構成である。そして、第１有機発光素子における反射層は、基板と透明導電層との間に、第２有機発光素子における反射層は、透明導電層と第２透明導電層との間に、第３有機発光素子における反射層は、第２透明導電層と有機化合物層との間に、それぞれ形成されている。
【００４０】
本発明に係る有機発光装置の製造方法は、以下の工程を有する。つまり、基板の上に反射層と透明導電層とを有する第１電極を形成する工程と、第１電極の上に発光層を含む有機化合物層を形成する工程と、有機化合物層の上に光取り出し電極である第２電極を形成する工程と、を有する。そして、第１電極を形成する工程は順に、第１有機発光素子領域に反射層を形成する工程と、第１及び第２有機発光素子領域に素子間を跨いで透明導電層を形成する工程と、素子間に形成された透明導電層を除去する工程と、を有する。透明導電層の形成は、発光色によらず、複数の素子間を跨いで共通に形成することができるため、より簡単なプロセスで本発明の有機発光装置を作製することが可能になる。また、成膜された透明導電層をエッチングで厚みを調節することを必要とせず、所定の厚みで形成した透明導電層を光学距離の調節に利用することができる。
【００４１】
３発光色の有機発光装置の場合においても、第１電極を形成する工程以外は同一の工程を取ることができる。第１電極を形成する工程については順に、以下の工程を有する。つまり、第１有機発光素子領域に反射層を形成する工程、第１乃至第３有機発光素子領域に素子間を跨いで第１透明導電層を形成する工程、第２有機発光素子領域に反射層を形成する工程、第１乃至第３有機発光素子領域に素子間を跨いで第２透明導電層を形成する工程、第３有機発光素子領域に反射層を形成する工程、素子間に形成された第１及び第２透明導電層を除去する工程、である。このように３発光色の有機発光装置の製造においても、透明導電層の形成は、発光色によらず、複数の素子間を跨いで共通に形成することができるため、より簡単なプロセスで本発明の有機発光装置を作製することが可能になる。また、成膜された透明導電層をエッチングで厚みを調節することを必要とせず、所定の厚みで形成した透明導電層を光学距離の調節に利用することができる。
【００４２】
以下、図面を参照して、本発明の有機発光装置の実施形態についてより詳細に説明する。
【００４３】
＜第１の実施形態＞
図１乃至図９は、本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置について、その作製プロセスを順を追って示す断面模式図である。
【００４４】
本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置は、赤色、緑色及び青色の３発光色（３原色）をそれぞれ発光可能な有機発光素子を基板上に形成したものである。なお、赤色、緑色及び青色の３発光色に加えて、例えば白色等のようにさらに他の色の発光が可能な有機発光素子を備えた有機発光装置についても同様の作製プロセスにより製造することができる。また、各有機発光素子は、発光層からの発光が基板と反対方向に射出されるトップエミッション型素子となっている。
【００４５】
本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置は、図１乃至図９に示す作製プロセスにより作製することができる。以下、本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置の作製プロセスを順を追って説明する。
【００４６】
まず、図１に示すように、ガラス等からなる基板１上に、複数の有機発光素子を駆動するためのＴＦＴ２を形成する。この基板１上には、さらに、ＴＦＴ２の凹凸を平坦化するための平坦化膜３を形成する。この平坦化膜３は、例えばアクリル樹脂、あるいはポリイミド樹脂などの有機材料により形成される。また、平坦化膜３には、ＴＦＴ２の出力端と有機発光素子の第１電極（下部電極）とを電気的に接続するためのコンタクトホール４が多数形成される。なお、図１に示す例では、コンタクトホール４が導電材で埋められた状態となっている。
【００４７】
続いて、図２に示すように、マスク蒸着法を用いて、赤色発光素子を形成しようとする位置（赤色発光素子領域）に赤色発光素子用の反射層５Ｒを形成する。具体的には、Ｃｒの抵抗加熱蒸着を行い、赤色発光素子用の反射層５Ｒを１０ｎｍの厚さで形成した。
【００４８】
続いて、スパッタ法を用いて、ＩＴＯからなる第１透明導電層６を１５ｎｍの厚さで形成する。なお、第１透明導電層６は、基板１上に形成される複数の素子にわたって共通に形成すればよく、パターニングを行う必要はない。
【００４９】
続いて、図３に示すように、マスク蒸着法を用いて、第１透明導電層６上の緑色発光素子を形成しようとする位置（緑色発光素子領域）にパターニングを行い、Ｃｒを１０ｎｍの厚さで蒸着して、緑色発光素子用の反射層５Ｇを形成する。
【００５０】
続いて、スパッタ法を用いて、ＩＴＯからなる第２透明導電層７を１０ｎｍの厚さで形成する。この第２透明導電層７も、基板１上に形成される複数の素子にわたって共通に形成すればよく、パターニングを行う必要はない。
【００５１】
続いて、図４に示すように、マスク蒸着法を用いて、第２透明導電層７上の青色発光素子を形成しようとする位置（青色発光素子領域）にパターニングを行い、Ｃｒを１０ｎｍの厚さで蒸着して、青色発光素子用の反射層５Ｂを形成する。
【００５２】
続いて、図５に示すように、各発光色の有機発光素子の部分（本実施形態では第１電極上）にレジストを形成した後、不要な部分、つまり素子間に形成されたＩＴＯとＣｒをエッチングにより除去する。なお、本工程におけるＩＴＯのエッチングは、不要部分を除去するためのもので、厚さを調整する必要はない。すなわち、本工程におけるＩＴＯのエッチングは、光学長を調整するために精度が要求されるエッチングとは異なり、予め定めた厚さでエッチングを止める等の作業が必要ではなく、容易に作業を行うことができる。
【００５３】
第１の実施形態において、１０ｎｍ厚のＣｒで形成された各発光色の反射層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから見て、光取り出し側に積層された透明導電層は、各発光色の光学距離を調節するための層（距離調整層）として機能する。
【００５４】
即ち、赤色発光素子用の反射層５Ｒに対応する、距離調整層の厚さは、２５ｎｍであり、第１透明導電層６と第２透明導電層７の和に等しい。
【００５５】
緑色発光素子用の反射層５Ｇに対応する距離調整層の厚さは、１０ｎｍであり、第２透明導電層７の厚さに等しい。
【００５６】
青反射層５Ｂに対応する距離調整層の厚さは、０ｎｍである。
【００５７】
本実施形態においては、赤に対応する第１電極８Ｒは、Ｃｒ１０ｎｍからなる反射層５Ｒと、その上に積層された２５ｎｍの透明導電層（透明導電層６と第２透明導電層７の和）からなり、合計厚さは３５ｎｍである。
【００５８】
緑に対応する第１電極８Ｇは、１５ｎｍの透明導電層６と、その上に積層されたＣｒ１０ｎｍからなる反射層５Ｇと、さらにその上に積層された１０ｎｍの第２透明導電層７からなり、合計３５ｎｍの厚さからなる。
【００５９】
青に対応する第１電極８Ｂは、１５ｎｍの透明導電層６と、その上に積層された１０ｎｍの透明導電層７と、さらにその上に積層された７Ｃｒ１０ｎｍからなる反射層５Ｇからなり、合計３５ｎｍの厚さからなる。
【００６０】
なお、第１電極の透明導電層６及び第２透明導電層７は、無機材料からなることが好ましく、例えば、無機酸化物導電材料を用いることができる。
【００６１】
上述した工程により、各色に対応する有機発光素子の第１電極が形成される。上述したように、第１電極の厚さは、発光色が異なる複数の有機発光素子に共通していることが好ましい。
【００６２】
本実施形態では、各色に対応する第一電極８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの厚さは３５ｎｍとなり、基板１からの高さは、誤差を除いて均一となる。
【００６３】
第１電極８Ｒ、８Ｇ、８Ｂは、それぞれ対応するＴＦＴ２の出力端と、コンタクトホール４を介して電気的に接続されている。
【００６４】
なお、本実施形態では、有機発光素子の第１電極（下部電極）側を正、第２電極（上部電極）側を負として、駆動を行う。このため、１つの有機発光素子を駆動するために複数のＴＦＴ２を用いる場合であっても、最終の出力端となるＴＦＴ２はＰチャンネルタイプとなる。
【００６５】
続いて、図６に示すように、第１電極８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ上に、ポリイミドからなる素子分離膜９を形成する。この素子分離膜９は、第１電極８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ側に開口を有するようパターニングし、厚さ２２０ｎｍとした。
【００６６】
この素子分離膜９は、各色の分離部において異なる色の発光層が混じることにより混色が発生してしまうことを防止し、また各色の分離部において第１電極８Ｒ、８Ｇ、８Ｂと上部電極１２（図９参照）間でショートやリークの発生を低減する等の作用を奏する。
【００６７】
さらに、マスク蒸着法を用いて第１電極８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ上へ有機化合物層を形成する際に、該マスク１０の非開口部を素子分離膜９上に載置することにより、既に蒸着した膜をマスクで傷つけることがない（図７参照）。第１の実施形態においては、後述するように、各色有機化合物層上面の基板１からの高さ（各色第一電極厚さと各色有機化合物層厚さとの和）がほぼ共通となっているため、素子分離膜９の厚さを従来よりも薄くすることができる。そして、素子分離膜９の厚さを従来よりも薄くしたとしても、素子分離膜９が有する機能を十分に発揮することができ、有機層を形成した後において、素子分離膜９を含めた面の段差を従来よりも小さくすることができる。
【００６８】
続いて、図７に示すように、各色の有機発光素子の発光層を形成する部分において、素子分離膜９上に開口を有すマスク１０を載置し、蒸着法を用いて、有機化合物層１１を形成する。
【００６９】
尚、図７では、各色発光層をマスクを用いた蒸着で形成するプロセスを模式的に示すため、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する位置すべてに開口があるように、マスク１０を図示した。しかし、実際のマスクは、Ｒ，Ｇ，Ｂいずれかの色に対応する位置にのみ、開口が形成されたものであることは、言うまでもない。
【００７０】
この有機化合物層１１は、電荷の注入及び輸送を制御する有機機能層を有し、該有機機能層は、発光色が異なる複数の有機発光素子に共通して形成されていることが好ましい。具体的には、有機化合物層１１は、少なくとも赤色、緑色及び青色の各色発光層を含み、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等、ホール及び電子の電荷の注入・輸送を行うための層が付加される。これらの層のうち、少なくとも赤色、緑色及び青色の発光層は、別々に形成する必要がある。しかし、電荷（正孔及び電子）の注入層や輸送層は、各色に共通して用いられる材料であれば、色ごとに分離する必要はなく、異なる発光色の複数の素子にわたって共通に形成してもよい。また、各色の発光層を形成するためのマスク蒸着において、各色の有機発光素子は、通常、同一のサイズおよびピッチで形成される。したがって、各色有機発光素子を作製する際に、１つのマスクを用いて、開口部を移動させて位置合わせを行いながら蒸着プロセスを繰り返し行ってもよい。また、赤色、緑色及び青色の有機発光素子の形成位置にそれぞれ対応した開口を有すマスクを用意して各色毎に位置合わせを行うことで、マスクの移動を行わない蒸着プロセスを採用してもよい。
【００７１】
上述した工程を経て、有機化合物層が形成された有機発光素子が作製される。すなわち、図８に示すように、第１の実施形態では、有機化合物層として、正孔輸送層１１ａ、発光層１１ｂ、電子輸送層１１ｃを形成した。以下、有機化合物層の形成に用いる材料について説明する。
【００７２】
正孔輸送層１１ａの材料としてＴＰＤを用い、電子輸送層１１ｃの材料としてＡｌｑを用いた。
【００７３】
緑色の発光層１１ｂの材料としてＡｌｑを用いた。また、赤色の発光層１１ｂの材料として、Ａｌｑに対してＤＣＭを体積比０．８％でドープした材料（ＤＣＭは４−（ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−６−（ｐ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｔｙｒｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ）を用いた。また、青色の発光層１１ｂの材料として、ＰＣ−７ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（パラ−フェニルフェノラート）アルミニウム（ＩＩＩ））を用いた。
【００７４】
正孔輸送層１１ａと、電子輸送層１１ｃは、各色に対して共通に形成した。正孔輸送層１１ａの厚さは９５ｎｍ、発光層１１ｂの厚さは各色共通で５０ｎｍ、電子輸送層１１ｃの厚さは２０ｎｍとした。なお、正孔輸送層１１ａ、発光層１１ｂ、電子輸送層１１ｃの材料は、上述した材料に限定されるものではなく、各有機化合物層の形成材料として知られている他の材料を用いてもよい。
【００７５】
第１電極８Ｒ、８Ｇ、８Ｂの反射層は、各色の発光の中心波長をλとしたときに、発光層の発光位置（発光界面）から、反射層の反射面までの光学距離Ｌが
Ｌ＝λ／４（（２ｍ−１）−Φ／２π）  ・・・（Ａ）
（ｍは整数、Φは反射層での位相シフト（ｒａｄ））
となるように形成されていることが好ましい。
【００７６】
上述したように、発光位置は、発光層の正孔輸送層１１ａとの界面とほぼ一致すると考えた場合、有機化合物層部分の光学距離は、正孔輸送層１１ａの厚さに対して、正孔輸送層１１ａの屈折率を乗じたものとなる。そして、正孔輸送層１１ａの光学距離に、反射面までの透明層（ＩＴＯ）の厚さ分の光学距離を加えたものが、各色の有機発光素子における発光界面から反射面までの光学距離となる。
【００７７】
有機化合物層の屈折率を約１．８とし、ＩＴＯの屈折率を約２．０とすると、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の有機発光素子における発光面から反射面までの光学距離は、以下のとおりとなる（但しｍ＝１とした）。
【００７８】
Ｒ；（９５×１．８）＋（２５×２．０）＝２２０ｎｍ・・・  （１）
Ｇ；（９５×１．８）＋（１０×２．０）＝１９０ｎｍ・・・  （２）
Ｂ；（９５×１．８）＋（０×２．０）＝１７０ｎｍ  ・・・  （３）
【００７９】
（１）〜（３）の値は、（Ａ）式のＬ＝ｎｄに相当する値であるから、その値が、各色ピーク波長λの１／４倍に、２ｍ−１−Φ／２π（但し、Φは反射面での位相シフト（ｒａｄ））を乗じた値であれば、反射側で各色は干渉効果によって強め合いが生じる。そのため、光取り出し効率を向上させることができる。
【００８０】
各色発光のピーク波長λは、赤色が６２０ｎｍ程度、緑色が５３０ｎｍ程度、青色が４８０ｎｍ程度である。Ｃｒ面で反射する際の位相シフトは、−２．６ｒａｄであったため、（Ａ）式から求められるＬは、ｍ＝１（一番薄い条件）の時、
赤色が２２０ｎｍ程度、
緑色が１８７ｎｍ程度、
青色が１７０ｎｍ程度となり、上記（１）乃至（３）の値にほぼ等しくなる。
【００８１】
このように、第１電極を第１の実施形態の構成とすることにより、発光位置から反射面までの光学距離をほぼ最適化することができる。
【００８２】
図８を用いて説明した作製工程に続いて、図９に示すように、光取り出し電極として機能する第２電極１２として、スパッタ法を用いて、有機化合物層１１の上面にＩＴＯを６０ｎｍの厚さで形成する。この第２電極１２は、各色の有機発光素子にわたって共通に形成した。また、この第２電極１２は、電子注入側の電極であるため陰極となる。なお、有機化合物層（電子輸送層１１ｃ）とＩＴＯからなる第２電極１２との界面に、電子注入層（不図示）を設けることにより電子注入性を向上させてもよい。
【００８３】
続いて、有機発光素子を外気から遮断するため、第２電極１２の上に、ＳｉＮ4からなる封止膜１３を１μｍの厚さに積層し、発光色の異なる３種塁の有機発光素子を有する有機発光装置を完成する。さらに、この有機発光装置を複数組み合わせて、本発明に係る表示装置を作製することができる。表示装置として、テレビ受像機、コンピュータのモニタ、携帯電話機の表示部、携帯端末（ＰＤＡ）の表示部、携帯音楽プレーヤーの表示部、撮像装置の表示部等に好ましく用いることができる。なお、外気の遮断性をより向上させるために、表示装置上に、ガラスを接着することにより気密容器を形成してもよい。さらに、このような気密容器の構造とした場合には、容器内に水や酸素を吸収するためのゲッタを配置してもよい。
【００８４】
発光層の厚さは、一般的に１０ｎｍ乃至１００ｎｍ程度とされる。発光層が厚いと駆動電圧が上昇し、薄いと膜性が良好でなくなり発光効率が低下する。したがって、赤色、緑色及び青色の各色において、発光層の厚さを３０ｎｍ乃至７０ｎｍ程度とすることが好ましい。
【００８５】
第１の実施形態の有機発光装置では、上述したように、赤色、緑色及び青色の発光層は、マスク蒸着法を用いて塗り分けて形成するため、同じ厚さとするメリットは特にない。しかし、電気的な特性の面から考えると、発光層の厚さを変える必然性もないため、第１の実施形態では、上述したように、赤色、緑色及び青色の発光層で共通の５０ｎｍとした。このように、赤色、緑色及び青色の各有機発光素子において、第１電極８の厚みが共通であるため、基板１から、第２電極１２を形成する前の有機化合物層（電子輸送層１１ｃ）上面までの高さが約２００ｎｍとなり、各色でほぼ共通となる。したがって、２２０ｎｍの厚さを有する素子分離膜９を含めても、第２電極１２を形成する面の段差を従来よりも小さくすることができる。このため、従来よりも薄い６０ｎｍのＩＴＯであっても、特に段切れ等による導通不良が発生することがない、高品質の有機発光装置とすることができる。
【００８６】
＜第２の実施形態＞
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る有機発光素装置の作製プロセスの途中における概略構造を示す模式図である。なお、第２の実施形態に関する図１０は、第１の実施形態に関する図５に対応している。
【００８７】
第２の実施形態に係る有機発光装置は、図１０に示す様に、第１の実施形態に係る有機発光装置（図５参照）と比較して、各色の有機発光素子の第１電極８Ｒ、８Ｇ、８Ｂの最上面（光取り出し側）にＩＴＯ膜（第３透明導電層１４）を積層した点が異なる。
【００８８】
つまり、第１の実施形態における青色発光素子用の反射層５Ｂ上に、さらにＩＴＯを１０ｎｍ蒸着した第３透明導電層１４を形成し、本実施形態の青色第１電極８Ｂとする。
【００８９】
また、この第３透明導電層１４は、３色の発光素子に共通に形成する。
【００９０】
このため、赤色発光素子、及び緑色発光素子においても、第１の実施形態における第２透明導電層の上面に、さらに１０ｎｍの第３透明導電層１４が形成されて、それぞれ本実施形態の赤色第１電極８Ｒ、緑色第１電極８Ｇとなる。
【００９１】
また、各色の反射層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂとして、本実施形態では、アルミニウム（Ａｌ）を１０ｎｍ蒸着した。
【００９２】
その他の構成は、第１の実施形態に係る有機発光装置とほぼ同様となっている。
【００９３】
このように、第２の実施形態では、各色の反射層と発光界面との間に、ＩＴＯ膜を１０ｎｍ積層することになる。したがって、第１の実施形態と比較して、光学距離ｎｄは、２．０×１０＝２０ｎｍだけ増加することになる。このため、第２の実施形態では、正孔輸送層１１ａの厚さを１０ｎｍ薄くして各色共通で８５ｎｍとすることにより、各色の有機発光素子において第１の実施形態とほぼ同様な光学距離として、干渉効果による光取り出し効率を向上させることができる。
【００９４】
第２の実施形態では、各色の有機発光素子において、輸送層（正孔輸送層１１ａ）と接するのがＩＴＯ膜となるが、ＩＴＯは仕事関数が大きく正孔の注入性がよい。したがって、第２の実施形態では、反射率はよいが正孔の注入性はあまり良くない金属、例えば、ＡｌやＡｇ等を、反射層の材料として用いることができた。
【００９５】
＜第３の実施形態＞
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る有機発光装置の概略構造を示す模式図である。なお、第３の実施形態に関する図１１は、第１の実施形態に関する図９に対応している。
【００９６】
本発明の第３の実施形態に係る有機発光装置は、図１１に示すように、第１の実施形態に係る有機発光装置（図９参照）と比較して、各色の有機発光素子の第２電極１２の最下面（光取り出し側とは反対側）に半透明反射層１５を設けた点が異なっている。
【００９７】
該半透明反射層１５は、導電性材料からなり、本実施形態の第２電極を構成する。
【００９８】
その他の構成は、第１の実施形態に係る有機発光装置とほぼ同様となっている。
【００９９】
光取り出し効率を向上させるために、光取り出し電極として機能する第２電極１２は、本実施形態では、発光の一部を反射するとともに他の一部を透過する半透明反射層１５を有する。そして、該半透明反射層の反射面（有機化合物層側の界面）と第１電極の反射層の反射面との間で共振器構造を構成する。
【０１００】
そこで、第３の実施形態に係る有機発光装置では、図１１に示すように、有機化合物層の上に１０ｎｍのＡｇを蒸着し、発光の一部を透過するとともに一部を反射する性質を有する半透明反射層１５を形成した。
【０１０１】
続いて、電気抵抗を低減するため、半透明反射層１５の上に上部透明導電層１６を形成した。この上部透明導電層１６は、スパッタ法を用いて形成された５０ｎｍのＩＴＯ膜からなる。第３の実施形態では、半透明反射層１５と上部透明導電層１６により第２電極１２が構成される。
【０１０２】
半透明反射層１５は、第１電極の反射層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂとの間で、微小共振器を構成する。微小共振器の作用は、公知のように、干渉効果により所望の波長の光取出効率を向上させることである。このため、共振ミラー（半透明反射層１５と第１電極の反射層５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ）間の光学距離Ｌ２とし、発光のピーク波長をλとしたときに、
Ｌ２＝λ／２（ｍ−Φａ／２π−Φｂ／２π）  ・・・（Ｂ）
（ｍは整数、Φａは第１電極反射層での反射時の位相シフト（ｒａｄ）、Φｂは第２電極半透明反射層での反射時の位相シフト（ｒａｄ）である。）
となるよう設定する必要がある。
【０１０３】
第３の実施形態において、第１電極側の作製条件は、第１の実施形態と同様である。したがって、赤色、緑色及び青色の各発光面から、第１電極の反射面までの光学長Ｌａは、上述したように、式（Ａ）から、各色発光のピーク波長λとして、
Ｌａ＝λ／４（（２ｍ−１）−Φａ／２π）の関係を満たすように作製されている（但し、ｍ＝１）。
【０１０４】
ここで、発光層１１ｂの発光面から第２電極１２を構成する半透明反射層１５までの光学距離を考える。第３の実施形態では、発光層１１ｂの発光面から半透明反射層１５の反射面（半透明反射層１５の基板側界面）までの光学距離Ｌｂを、各色ピーク波長λとして、
Ｌｂ＝λ／４（（２ｍ−１）−Φｂ／２π）  ・・・（Ｃ）
の関係を満たす（但し、ｍ＝１）ように、各色発光層１１ｂの厚さを設定する。半透明反射層のＡｇでの反射時の位相シフトは、−２．０ｒａｄであった。
【０１０５】
従って、赤色の発光層１１ｂの厚さを９５ｎｍとし、緑色の発光層１１ｂの厚さを７５ｎｍとし、青色の発光層１１ｂの厚さを７０ｎｍとした。また、電子輸送層１１ｃの厚さは、各色共通で２０ｎｍとした。
【０１０６】
有機化合物層の屈折率を約１．８ととすると、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の有機発光素子における発光面から半透明反射層１５の反射面までの光学距離は、以下のとおりとなる。なお、発光面は、発光層１１ｂと正孔輸送層１１ｃとの界面とする。
【０１０７】
Ｒ（上側）；（９５＋２０）×１．８＝２０７ｎｍ・・・  （４）
Ｇ（上側）；（７５＋２０）×１．８＝１７１ｎｍ・・・  （５）
Ｂ（上側）；（７０＋２０）×１．８＝１６２ｎｍ・・・  （６）
【０１０８】
各色発光のピーク波長λは、赤色が６２０ｎｍ程度、緑色が５３０ｎｍ程度、青色が４８０ｎｍ程度である。
【０１０９】
したがって、（Ｃ）式のＬｂの値は、
赤色が２０５ｎｍ程度、
緑色が１７５ｎｍ程度、
青色が１６０ｎｍ程度となり、上記（４）乃至（６）の値にほぼ等しくなる。
【０１１０】
この結果、共振ミラー間の光学距離は、赤色、緑色及び青色のそれぞれに対して、式（Ｂ）の共振器構造の条件を満たし、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１１１】
このように、第３の実施形態によれば、共振器構造を用いた場合にも、光学距離の最適化を容易に行うことができる。また、第３の実施形態に係る有機発光装置では、第１電極側の光学距離を各色で最適化しながら、第１電極の厚みを各色で共通とすることができるため、半透明反射層１５を形成する有機化合物層上面の高さの段差を従来より小さくすることができる。このため、１０ｎｍの厚みしか有しない半透明反射層１５について、鏡面性を確保しながら均一に形成することができた。
【０１１２】
＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態に係る有機発光装置の概略構造は、第３の実施形態を示す断面模式図１１と、ほぼ同様であるが、正孔輸送層１１ａの厚さは４０ｎｍで、電子輸送層１１ｃは１５ｎｍで形成した。
【０１１３】
次に、本発明の第４の実施形態に係る有機発光装置はの発光層１１ｂとして、
赤色発光層、緑色発光層、青色発光層を、どの画素にも共通に順次蒸着、積層して形成する。
【０１１４】
本実施形態の場合、各色発光層が隣接発光層にはみだし、混色するおそれがないため、発光層蒸着時のマスクは不要か、あるいはラフな精度のマスクで良い利点がある。
【０１１５】
上記赤色発光層の具体的な構成材料としては、例えば、２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）が約３０重量％混合された４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）などが挙げられる。蒸着厚さは１０ｎｍとした。
【０１１６】
緑色発光層の具体的な構成材料としては、例えば、クマリン６が約５重量％混合されたＤＰＶＢｉなどが挙げられる。蒸着厚さは１０ｎｍとした。
【０１１７】
青色発光層の具体的な構成材料としては、例えば、４，４’−ビス［２，｛４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）が約２．５重量％混合されたＤＰＶＢｉなどが挙げられる。蒸着厚さは３０ｎｍとした。
【０１１８】
従って、発光層全体の厚さとしては、５０ｎｍとなる。
【０１１９】
上記のような発光層の構成において、緑色発光層は、赤色発光層において再結合されなかった正孔と電子とを再結合させることにより、緑色の光を発生させるものである。
【０１２０】
さらに、青色発光層は、赤色発光層、緑色発光層において再結合されなかった正孔と電子とを再結合させることにより、青色の光を発生させるものである。
【０１２１】
その結果、発光層全体からは、赤、緑、青が混じった、白色の発光が得られる。
【０１２２】
本実施形態では、第３の実施形態と同様に、共振器構造が形成されている。
【０１２３】
第３実施形態で示したように、共振器構造を形成する上下電極間の光学距離Ｌ２が、
Ｌ２＝λ／２（ｍ−Φａ／２π−Φｂ／２π）  ・・・（Ｂ）
なる関係を満たすとき、波長λが強めあい、上部の半透明反射層（半透過電極）から取り出される。
【０１２４】
ここで、発光層以外の有機化合物層の厚さは、前述したように、正孔輸送層１１ａが４０ｎｍ、電子輸送層１１ｃが１５ｎｍであり、第１電極の反射面と、発光層との間の透明導電層の厚さは、Ｒ，Ｇ，Ｂでそれぞれ２５ｎｍ、１０ｎｍ、０ｎｍである。
【０１２５】
従って、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれに対応する、上下の反射面の間の有機化合物層、透明導電層を合わせた厚さに、屈折率を乗じ、光学距離を求める。
【０１２６】
Ｌｒ＝２５×２．０＋（４０＋５０＋１５）×１．８＝２３９（ｎｍ）
Ｌｇ＝１５×２．０＋（４０＋５０＋１５）×１．８＝２１９（ｎｍ）
Ｌｂ＝  ０×２．０＋（４０＋５０＋１５）×１．８＝１８９（ｎｍ）
【０１２７】
取り出そうとする光の中心波長を、赤色が６２０ｎｍ程度、緑色が５３０ｎｍ程度、青色が４８０ｎｍ程度とすると、
（Ｂ）式で求められる、共振により強め合うための反射面の間の距離は、Φａ＝−２．６ｒａｄ、Φｂ＝−２．０ｒａｄ、ｍ＝０として、
Ｌ２ｒ＝２３６（ｎｍ）
Ｌ２ｇ＝２０２（ｎｍ）
Ｌ２ｂ＝１８３（ｎｍ）
【０１２８】
この理論値に、上記Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、ほぼ等しかったため、本実施形態では、各色毎に塗り分ける必要がなく、全画素に共通に形成しながら、共振器構造により、Ｒ、Ｇ、Ｂの色を取り出し、多色の有機発光装置を作製することができた。
【０１２９】
このように、第４の実施形態における共振器構造を用いた場合にも、光学距離の最適化を容易に行うことができる。また、半透明反射層１５を形成する有機化合物層上面の高さの段差を従来より小さくすることができる。このため、１０ｎｍの厚みしか有しない半透明反射層１５について、鏡面性を確保しながら均一に形成することができた。
【０１３０】
尚、本実施形態において、光を取り出す上部半反射性電極の外側のＲ，Ｇ，Ｂの画素に対応する位置に、色純度を更に高める目的で、カラーフィルターを用いても良い。
【０１３１】
尚、上述した各実施形態では、各有機発光素子を駆動するためのＴＦＴが素子毎に形成されている、いわゆるアクティブマトリクス型の有機発光装置について説明したが、本発明は、ストライプ状の電極の交差部に素子を形成するパッシブ型の装置であってもよい。また、述した各実施形態では、第１電極が陽極であり、第２電極が陰極である構成を示したが、本発明は、第１電極が陰極であり、第２電極が陽極である構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置の作製プロセスを順を追って示す断面模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置の作製プロセスを順を追って示す断面模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置の作製プロセスを順を追って示す断面模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置の作製プロセスを順を追って示す断面模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置の作製プロセスを順を追って示す断面模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置の作製プロセスを順を追って示す断面模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置の作製プロセスを順を追って示す断面模式図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置の作製プロセスを順を追って示す断面模式図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る有機発光装置の作製プロセスを順を追って示す断面模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る有機発光装置の作製プロセスの途中における概略構造を示す断面模式図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る有機発光装置の概略構造を示す断面模式図である。
【図１２】従来の有機発光素子の概略構造を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１  基板
５Ｒ  赤色発光素子用の反射層
５Ｇ  緑色発光素子用の反射層
５Ｂ  青色発光素子用の反射層
６  第１透明導電層
７  第２透明導電層
８Ｒ  赤色の第１電極
８Ｇ  緑色の第１電極
８Ｂ  青色の第１電極
１１  有機化合物層
１１ａ  正孔輸送層
１１ｂ  発光層
１１ｃ  電子輸送層
１２  第２電極
１５  半透明反射層
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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