(57)【要約】【課題】  より簡便な方法により製造でき、有機発光素子に流す電流による色の劣化が少ない高品質な発光素子を提供することを目的とする。【解決手段】  基板１と、前記基板の上に設けられた下部電極７と、前記下部電極の上に、前記下部電極に電気的に接触して設けられた有機発光層１０と、前記有機発光層の上に、前記有機発光層に電気的に接触して設けられた上部電極１３−１，１３−２とを有し、前記上部電極が、第一上部電極１３−１と、前記第一上部電極の上に設けられた色変換層１４と、前記色変換層の上に、前記第一上部電極に電気的に接触して設けられた第二上部電極１３−２とを有する有機発光素子が提供される。【選択図】  図１
2007115419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に設けられた下部電極と、
前記下部電極の上に、前記下部電極に電気的に接触して設けられた有機発光層と、
前記有機発光層の上に、前記有機発光層に電気的に接触して設けられた上部電極と
を有し、
前記上部電極が、
第一上部電極と、
前記第一上部電極の上に設けられた色変換層と、
前記色変換層の上に、前記第一上部電極に電気的に接触して設けられた第二上部電極と
を有する有機発光素子。
【請求項２】
基板と、
前記基板の上に設けられた下部電極と、
前記下部電極の上に、前記下部電極に電気的に接触して設けられた有機発光層と、
前記有機発光層の上に、前記有機発光層に電気的に接触して設けられた上部電極と
を有し、
前記下部電極が、
第一下部電極と、
前記第一下部電極の上に設けられた色変換層と、
前記色変換層の上に、前記第一下部電極に電気的に接触して設けられた第二下部電極と
を有する有機発光素子。
【請求項３】
前記第一上部電極が、可視光に関して透明な電極であり、前記第二上部電極が、可視光に関して反射性の電極であり、前記有機発光素子がボトムエミッション型である、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記第一上部電極および前記第二上部電極が、可視光に関して透明な電極であり、前記有機発光素子がトップエミッション型である、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記第一下部電極および前記第二下部電極が、可視光に関して透明な電極であり、前記有機発光素子がボトムエミッション型である、請求項２に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記第一下部電極が、可視光に関して反射性の電極であり、前記第二下部電極が、可視光に関して透明な電極であり、前記有機発光素子がトップエミッション型である、請求項２に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記透明な電極が、Ｉｎ、Ｓｎ、ＺｎおよびＡｌからなる群から選ばれる少なくとも一つの酸化物、および／または、Ａｌ、Ａｌ−Ｌｉ合金、Ｍｇ、およびＭｇ−Ａｇ合金からなる群から選ばれる少なくとも一つを含む、請求項３〜６のいずれかに記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記反射性の電極が、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷからなる群から選ばれる少なくとも一つを含む、請求項３または６に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記色変換層が、蒸着法により形成されたものである、請求項１〜８のいずれかに記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記色変換層が、前記有機発光層からの光に対する吸収ピーク波長において１．０以上の吸光度を有する、請求項１〜９のいずれかに記載の有機発光素子。
【請求項１１】
複数の画素を個別に駆動して情報の表示を行う有機ＥＬディスプレイのための有機ＥＬパネルであって、
前記画素の各々が、複数種類のサブ画素を有し、
前記サブ画素の少なくとも１種類が、
請求項１〜１０のいずれかに記載の有機発光素子と、
前記有機発光素子と実質的に重複する領域に設けられた色調整層と
を有する、有機ＥＬパネル。
【請求項１２】
前記上部電極が直線状であり、前記下部電極が直線状であり、前記上部電極および前記下部電極が行列状に設けられており、
前記色変換層が、円形状であり、前記上部電極と前記下部電極とが重複する領域内に設けられている、または
前記色変換層が、矩形状であり、前記上部電極または前記下部電極と重複する領域内に設けられている、
請求項１１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項１３】
請求項１〜９のいずれかに記載の有機発光素子、または請求項１１または１２に記載の有機ＥＬパネルを有する、有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１４】
基板を供するステップと、
前記基板の上に下部電極を設けるステップと、
前記下部電極の上に、前記下部電極に電気的に接触するように有機発光層を設けるステップと、
前記有機発光層の上に、前記有機発光層に電気的に接触するように上部電極を設けるステップと
を含み、
前記上部電極を設けるステップが、
第一上部電極を設けるステップと、
前記第一上部電極の上に色変換層を設けるステップと、
前記色変換層の上に、前記第一上部電極に電気的に接触するように第二上部電極を設けるステップと
を有する有機発光素子の製造方法。
【請求項１５】
基板を供するステップと、
前記基板の上に下部電極を設けるステップと、
前記下部電極の上に、前記下部電極に電気的に接触するように有機発光層を設けるステップと、
前記有機発光層の上に、前記有機発光層に電気的に接触するように上部電極を設けるステップと
を含み、
前記下部電極を設けるステップが、
第一下部電極を設けるステップと、
前記第一下部電極の上に色変換層を設けるステップと、
前記色変換層の上に、前記第一下部電極に電気的に接触するように第二下部電極を設けるステップと
を有する有機発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子に関し、特に、高精細で視認性に優れ、携帯端末機または産業用計測器の表示など広範囲に応用可能な有機エレクトロルミネセンス（以下有機ＥＬという）ディスプレイに利用可能な有機発光素子に関する。
【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】
有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に少なくとも有機発光層を備えた構造を有している。有機発光層は、陽極および陰極に電圧が印加されることによって生じる正孔および電子が再結合することで発光する層である。有機ＥＬ素子は、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。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、有機発光層に添加する色素の種類により、青色、緑色、赤色に発光させることできる。フルカラーディスプレイを実現するためには、画素（ピクセル）に３原色の発光素子をサブピクセルとして配置すればよい。しかし、各色の発光素子の特性はそれぞれ異なるため、サブピクセルの形成とその駆動方法は複雑となり、コストアップの要因となっている。そこで、白色光からカラーフィルターで３原色を得ることが試みられている。そのため、カラーフィルター方式に用いることのできる多色または白色発光の有機ＥＬ素子の実現が望まれている。
【０００５】
白色発光素子は、例えば混合層タイプの発光層を含む２層以上の発光層を設け、２種以上のドーパントを含有させ、それにより２種以上の発光を得る方法（特許文献１：国際公開第98/08360号パンフレット）、発光層のホスト材料（青緑発光材料）に赤色発光材料を均一にドープする方法（特許文献２：米国特許第5683823号明細書）、青色発光層と緑色発光層を積層し、これに赤色系蛍光性化合物を添加する方法（特許文献３：特許第3366401号公報）、また、正孔輸送層に蛍光色素を添加する方法（特許文献４：特開平6-215874号公報）など種々の方法により検討されている。また、陽極とカラーフィルターの間に設けられた色変換層により、発光層から出射した青緑光の一部を赤色光等に変換し、該赤色光等と一部透過した青緑光とを混合して白色を得る方法が提案されている（特許文献５、６：特開2004-319471号公報、特開平10-22073号公報）。また、発光層から得られた青色光を、陽極と基板または陽極と陰極の間に設けられた蛍光変換層により他の色に変換する方法が提案されている（特許文献７、８：特開2005-056855号公報、特開2002-231452号公報）。
【０００６】
【特許文献１】国際公開第98/08360号パンフレット
【特許文献２】米国特許第5683823号明細書／特開平9-208946号公報
【特許文献３】特許第3366401号公報
【特許文献４】特開平6-215874号公報
【特許文献５】特開2004-319471号公報
【特許文献６】特開平10-22073号公報
【特許文献７】特開2005-056855号公報
【特許文献８】特開2002-231452号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記方式においては、白色発光を得る為に、発光層を２層以上積層し、かつ異なる蛍光色素を複数ドープすることや、発光層が単層でも異なる２種以上の蛍光色素を添加することが必要であった。前者の場合、層数が増えることが、後者の場合、最適な白色発光を得る為には、エネルギーの低い赤色の蛍光色素を非常に低い濃度で制御することが必要である。そのため、両者とも製造上、層の構成が複雑になる、または制御が困難であるなどの問題を抱えていた。また、これらの方法で作成された白色発光素子では、素子に流す電流により有機発光素子が劣化し、色が変化してしまうおそれがあった。
【０００８】
色変換層を用いて白色発光を得る場合は、素子に流す電流による色が変化するという問題はない。しかし、色変換層は通常フォトリソグラフィで形成されるが、色変換層の蛍光色素の耐熱性が低いため十分な水分除去ができない場合がある。このため、色変換層内の残留水分が、画素部に浸入することにより、非発光領域（ダークエリア：ＤＡ）が発生し、表示品質が低下するというおそれがある。
【０００９】
以上に鑑みて、本発明は、より簡便な方法により製造でき、有機発光素子に流す電流による色の劣化が少ない高品質な発光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】
【００１０】
本発明の一の側面によると、
基板と、
前記基板の上に設けられた下部電極と、
前記下部電極の上に、前記下部電極に電気的に接触して設けられた有機発光層と、
前記有機発光層の上に、前記有機発光層に電気的に接触して設けられた上部電極と
を有し、
前記上部電極が、
第一上部電極と、
前記第一上部電極の上に設けられた色変換層と、
前記色変換層の上に、前記第一上部電極に電気的に接触して設けられた第二上部電極と
を有する有機発光素子が提供される。
【００１１】
本発明の他の側面によると、
基板と、
前記基板の上に設けられた下部電極と、
前記下部電極の上に、前記下部電極に電気的に接触して設けられた有機発光層と、
前記有機発光層の上に、前記有機発光層に電気的に接触して設けられた上部電極と
を有し、
前記下部電極が、
第一下部電極と、
前記第一下部電極の上に設けられた色変換層と、
前記色変換層の上に、前記第一下部電極に電気的に接触して設けられた第二下部電極と
を有する有機発光素子が提供される。
【００１２】
本発明の他の側面によると、
複数の画素を個別に駆動して情報の表示を行う有機ＥＬディスプレイのための有機ＥＬパネルであって、
前記画素の各々が、複数種類のサブ画素を有し、
前記サブ画素の少なくとも１種類が、
上記有機発光素子と、
前記有機発光素子と実質的に重複する領域に設けられた色調整層と
を有する、有機ＥＬパネルが提供される。
【００１３】
本発明の他の側面によると、上記有機発光素子または上記有機ＥＬパネルを有する、有機ＥＬディスプレイが提供される。
【００１４】
本発明の他の側面によると、
基板を供するステップと、
前記基板の上に下部電極を設けるステップと、
前記下部電極の上に、前記下部電極に電気的に接触するように有機発光層を設けるステップと、
前記有機発光層の上に、前記有機発光層に電気的に接触するように上部電極を設けるステップと
を含み、
前記上部電極を設けるステップが、
第一上部電極を設けるステップと、
前記第一上部電極の上に色変換層を設けるステップと、
前記色変換層の上に、前記第一上部電極に電気的に接触するように第二上部電極を設けるステップと
を有する有機発光素子の製造方法が提供される。
【００１５】
本発明の他の側面によると、
基板を供するステップと、
前記基板の上に下部電極を設けるステップと、
前記下部電極の上に、前記下部電極に電気的に接触するように有機発光層を設けるステップと、
前記有機発光層の上に、前記有機発光層に電気的に接触するように上部電極を設けるステップと
を含み、
前記下部電極を設けるステップが、
第一下部電極を設けるステップと、
前記第一下部電極の上に色変換層を設けるステップと、
前記色変換層の上に、前記第一下部電極に電気的に接触するように第二下部電極を設けるステップと
を有する有機発光素子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
以下に詳細に説明するように、本発明によると、より簡便な方法により製造でき、有機発光素子に流す電流による色の劣化が少ない高品質な発光素子が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。もっとも、本発明は、以下に説明する実施の形態によって、限定されるものではない。
【００１８】
上記したように、本発明の一の側面によると、
基板と、
前記基板の上に設けられた下部電極と、
前記下部電極の上に、前記下部電極に電気的に接触して設けられた有機発光層と、
前記有機発光層の上に、前記有機発光層に電気的に接触して設けられた上部電極と
を有する有機発光素子が提供される。
【００１９】
以下に詳細に説明するように、本発明にかかる有機発光素子は、ボトムエミッション型（基板を通過させて有機発光層からの光を利用）およびトップエミッション型（基板を通過させずに有機発光層からの光を利用）のいずれにも適用することができる。
【００２０】
上記したように、本発明にかかる有機発光素子は基板を有する。基板は、下部電極、有機発光層、上部電極等、基板の上に設けられる部材の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えるものであることが好ましい。また、基板は、寸法安定性に優れていることが好ましい。特に、有機発光素子がボトムエミッション型である場合、基板は透明基板であることが好ましい。透明基板は、有機発光層から得られた光および色変換層によって変換された光（後述）に対して透明であることが好ましく、可視光（波長４００〜７００ｎｍ）に対して透明であることがさらに好ましい。具体的には、透明基板の材料の例として、ガラス、ならびにポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート等の樹脂が挙げられる。特に好ましくは、透明基板の材料として、ホウケイ酸ガラスまたは青板ガラス等が挙げられる。有機発光素子がトップエミッション型である場合、基板の材料として、任意のものを用いることができる。基板の厚さは、例えば、１．１ｍｍとすることができる。
【００２１】
上記したように、本発明にかかる有機発光素子は、前記基板の上に設けられた下部電極をさらに有する。本明細書において、「上に設けられた」は、基板に対して有機発光層の存在する向きに設けられていることを意図する。また、基板の上に下部電極を設けるとは、基板の上に下部電極を直接設ける場合の他、基板の上に、例えばカラーフィルター層を介して下部電極を設ける場合も含む。その他の部材に関しても同様である。なお、下部電極の材料等については、後述する。
【００２２】
上記したように、本発明にかかる有機発光素子は、前記下部電極の上に、前記下部電極に電気的に接触して設けられた有機発光層をさらに有する。上記したように、有機発光層は、上部電極および下部電極に電圧が印加されることによって生じる正孔および電子が再結合することで発光する層である。有機発光素子は、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さらに有することができる。電子注入効率の改善の観点からは、有機発光素子が少なくとも電子注入層を有することが好ましい。具体的には、有機発光素子は、例えば以下に示す順番で、上記層を有することができる。なお、以下の（１）〜（６）の積層構造を有する有機発光素子にあっては、有機発光層または正孔注入層に陽極が電気的に接触され、有機発光層、電子輸送層または電子注入層に陰極が電気的に接触される。
（１）有機発光層
（２）正孔注入層／有機発光層
（３）有機発光層／電子輸送層
（４）正孔注入層／有機発光層／電子輸送層
（５）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層
（６）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
【００２３】
上記各層の材料として、公知の材料を用いることができる。特に、青色から青緑色の発光を得る場合、有機発光層の材料の例として、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物などを挙げることができる。また、正孔注入層の材料の例として、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物およびｍ−ＭＴＤＡＴＡのようなトリフェニルアミン誘導体などを挙げることができる。正孔輸送層の材料の例として、ＴＰＤ、α−ＮＰＤのようなビフェニルアミン誘導体などを挙げることができる。電子輸送層の材料の例として、ＰＢＤのようなオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体などを挙げることができる。電子注入層の材料の例として、アルミニウムのキノリノール錯体や、アルカリ金属、アルカリ土類金属およびそれらを含む合金、アルカリ金属フッ化物などを挙げることができる。
【００２４】
なお、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層および電子注入層の厚さは、例えば、それぞれ１００ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、３０ｎｍおよび１ｎｍとすることができる。また、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層および電子注入層は、蒸着法等の公知の方法により形成することができる。
【００２５】
上記したように、本発明にかかる有機発光素子は、前記有機発光層の上に、前記有機発光層に電気的に接触して設けられた上部電極をさらに有する。なお、上部電極の材料等については後述する。
【００２６】
上記したように、本発明にかかる有機発光素子にあっては、上部電極および／または下部電極が、第一電極と、前記第一電極の上に設けられた色変換層と、前記色変換層の上に、前記第一電極に電気的に接触して設けられた第二電極とを有する。
【００２７】
具体的には、本発明の第一の実施の形態にかかる有機発光素子にあっては、前記上部電極が、第一上部電極と、前記第一上部電極の上に設けられた色変換層と、前記色変換層の上に、前記第一上部電極に電気的に接触して設けられた第二上部電極とを有する。以下に説明するように、本発明の第一の実施の形態にかかる有機発光素子は、ボトムエミッション型およびトップエミッション型のいずれにも適用することができる。
【００２８】
具体的には、有機発光素子がボトムエミッション型である場合、前記第一上部電極が、可視光に関して透明な電極であり、前記第二上部電極が、可視光に関して反射性の電極であることが好ましい。また、有機発光素子がトップエミッション型である場合、前記第一上部電極および前記第二上部電極が、可視光に関して透明な電極であることが好ましい。このように、第一および第二上部電極を、それぞれ透明電極および反射性電極とすることで、有機発光層からの光を、基板を通過させて利用するボトムエミッション型とすることができる。また、第一および第二上部電極を、透明電極とすることで、有機発光層からの光を、基板を通過させずに基板の反対側から利用するトップエミッション型とすることができる。
【００２９】
図１に、本発明の第一の実施の形態にかかる有機発光素子の一例の断面図を示す。当該有機発光素子は、ボトムエミッション型の素子である。図１に示すように、当該有機発光素子は、透明基板１と、下部電極（陽極）７と、正孔注入層８と、正孔輸送層９と、有機発光層１０と、電子輸送層１１と、電子注入層１２と、第一上部電極（陰極）１３−１と、色変換層１４と、第二上部電極（陰極）１３−２とを有する。
【００３０】
また、本発明の第二の実施の形態にかかる有機発光素子にあっては、前記下部電極が、第一下部電極と、前記第一下部電極の上に設けられた色変換層と、前記色変換層の上に、前記第一下部電極に電気的に接触して設けられた第二下部電極とを有する。第一の実施の形態と同様に、以下の説明するように、本発明の第二の実施の形態にかかる有機発光素子は、ボトムエミッション型およびトップエミッション型のいずれにも適用することができる。
【００３１】
具体的には、有機発光素子がボトムエミッション型である場合、前記第一下部電極および前記第二下部電極が、可視光に関して透明な電極であることが好ましい。また、有機発光素子がトップエミッション型である場合、前記第一下部電極が、可視光に関して反射性の電極であり、前記第二下部電極が、可視光に関して透明な電極であることが好ましい。
【００３２】
図２に、本発明の第二の実施の形態にかかる有機発光素子の一例の断面図を示す。当該有機発光素子は、ボトムエミッション型の素子である。図１に示すように、当該有機発光素子は、透明基板１と、第一下部電極（陽極）７−１と、色変換層１４と、第二下部電極（陽極）７−２と、正孔注入層８と、正孔輸送層９と、有機発光層１０と、電子輸送層１１と、電子注入層１２と、上部電極（陰極）１３とを有する。
【００３３】
なお、上記したように、第一電極および第二電極は、電気的に互いに接触している。一般に、可視光に関して透明な電極は、通常の電極と比べて低い（例えば１桁以上）導電性を有する。このため、本発明にあっては、互いに電気的に接触した第一電極と第二電極とを有機層への電子注入用の電極と電子導電用の電極として用いることで、透明な電極を用いることによる配線抵抗を減らすことができる。パッシブ駆動する場合は、走査側電極（一般的には上部電極）には、データ側電極よりも大きい電流が流れるので、走査側電極を低抵抗化することが、素子の低電力化の観点から好ましい。
【００３４】
また、上部電極が第一上部電極と第二上部電極とを有する態様にあっては、色変換層を第一上部電極および第二上部電極で覆うことで、色変換層の（水分、酸素等に対する）耐環境性を向上させることができる。また、下部電極が第一下部電極と第二下部電極とを有する態様にあっては、以下に詳細に説明するように、色変換層と基板との間にカラーフィルターや保護層などをフォトリソグラフィにより設けた場合であっても、第一下部電極を設けることで、下地からの水分の影響を防止することができる。
【００３５】
さらに、第一電極と第二電極とを電気的に接触させて、第一電極と第二電極とを同じ電位にすることにより、色変換層を素子内に設けても、有機発光層に関してホール、電子の流れに変化がなく、色変換層が素子の電気的特性へ与える影響を回避することができる。一方で、上部電極と下部電極との間に色変換層を設けると、色変換層が、電子および／またはホール輸送性を持つ必要があり、使用できる材料も限られ、技術的に困難となる。
【００３６】
また、第二電極は、第一電極と実質的に重複する領域に設けられていることが好ましい。本明細書において、「重複する領域」は、有機発光層を基板と垂直な方向から見たときに重なる領域を意図する。すなわち、第一電極と第二電極とは、有機発光層を基板と垂直な方向から見たときに重なることが好ましい。
【００３７】
また、色変換層が、前記第一電極と重複する領域内に、第一電極と第二電極とが接触するように設けられていることが好ましい。これにより、第二電極を第一電極と実質的に重複する領域に設けた場合であっても、第一電極と第二電極との電気的な接触を確保することができる。なお、所望の白色発光を得るために、色変換層の面積は、適宜設定することができる。例えば、色変換層の大きさは、直径５μｍ〜５０μｍの円形で、５μｍ〜２０μｍの間隔で配置することができ、この範囲では発光の視覚的なムラは生じない。なお、本発明にあっては、第一電極と第二電極とが電気的に接触しているため、第一または第二電極から有機発光層（または電子注入層等）への電子および／またはホールの注入は、面での接触を介して行うことができる。このため、本発明にあっては、電子および／またはホールの注入性を損なうことなく、色変換を行うことができる。また、本発明にあっては、色変換層が第一電極と第二電極との間に設けられているため、ガラス界面における反射の問題がなく、有機発光層からの光を有効に利用できる。
【００３８】
なお、可視光に関して透明な電極および可視光に関して反射性の電極として、公知の材料を用いることができる。透明な電極を下部電極として用いる場合、平坦性が優れていることからアモルファス膜であることが好ましく、具体的には、透明な電極が、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、およびＡｌからなる群から選ばれる少なくとも一つの酸化物を含むことが好ましい。また、透明電極が電子注入層または電子輸送層に接する場合、電子注入性を良くするため、金属極薄膜を透明電極として用いることができる。そのような透明電極は、Ａｌ、Ａｌ−Ｌｉ合金、Ｍｇ、およびＭｇ−Ａｇ合金からなる群から選ばれる少なくとも一つを含むことが好ましい。また、反射性の電極が、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷからなる群から選ばれる少なくとも一つを含むことが好ましい。電極の材料として例えばＡｌを用いる場合、厚さを１００ｎｍ以上とすると反射性の電極とすることができ、厚さを薄くすることで光の透過率を高くすることができる。本発明にあっては、電極の材料として例えばＡｌを用いる場合であっても、厚さを５０ｎｍ以下とすることで、十分な透過率が得られる。
【００３９】
また、前記色変換層が、蛍光色素および／または燐光色素を含むことが好ましい。また、前記色変換層が、前記有機発光層からの光を吸収し、前記有機発光層からの光とは異なる波長の光を発することができることが好ましい。色変換層が吸収できる光の波長および色変換層が発することができる光の波長は、有機発光層が発することができる光の波長に応じて、適宜選択することができる。特に、前記有機発光層が、４００〜５００ｎｍの波長の光（青色から青緑色）を発することができ、前記色変換層が、５８０ｍ以上の波長の光（赤色）を発することができることが好ましい。
【００４０】
具体的には、色変換層の材料の例として、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、４，４−ジフロロ−１，３，５，７−テトラフェニル−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓインダセン、プロパンディニトリル、ナイルレッドなどを挙げることができる。また、色変換層を、複数の材料から形成することもできる。例えば、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体（Ａｌｑ3）、４，４’−ビス−（２．２’−ジフェニルビニル）、２，５−ビス−（５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ヘンゾオキサゾルイル）−チオフェン、ビフェニルなどの材料をホスト材料として用い、前記材料を添加することで、色変換層を形成することもできる。なお、上記したように、本発明にあっては色変換層には電圧を印加しない。このため、色変換層として、伝導性の材料に加え、絶縁性の材料を用いることができる。
【００４１】
また、色変換層は、有機発光層からの光に対する吸収ピーク波長において１．０以上の吸光度（９０％以上の光吸収率）を有することが好ましい。これにより、色変換層からの光（例えば赤色光）の強度を向上させることができる。吸光度は、例えば、単色光を試料に照射し、透過した光の量を測定することで測定することができる。
【００４２】
なお、色変換層を挟まない場合、電極の厚さは、例えば１００ｎｍとすることができる。また、色変換層を挟む第一電極および第二電極の厚さは、例えば、色変換層の厚さを１００ｎｍとした場合、以下のように設定することができる。上部電極間に色変換層を設け、ボトムエミッション型とする場合、第一上部電極（透明）および第二上部電極（反射性）の厚さは、それぞれ２０〜５０ｎｍおよび１００〜２００ｎｍとすることができる。上部電極間に色変換層を設け、トップエミッション型とする場合、第一上部電極（透明）および第二上部電極（透明）の厚さは、それぞれ１００〜１５０ｎｍおよび１００〜２００ｎｍとすることができる。下部電極間に色変換層を設け、ボトムエミッション型とする場合、第一下部電極（透明）および第二下部電極（透明）の厚さは、それぞれ１００〜２００ｎｍおよび１００〜１５０ｎｍとすることができる。下部電極間に色変換層を設け、トップエミッション型とする場合、第一下部電極（反射性）および第二下部電極（透明）の厚さは、それぞれ１００〜２００ｎｍおよび２０〜５０ｎｍとすることができる。なお、色変換層と有機発光層とに挟まれる電極は、可視光に対し透明であり、キャリア注入性が良いことが好ましい。キャリア注入性は、材料によって決まる。素子の外側の電極は、素子構成に応じて反射性または透過性が良く、低配線抵抗であることが好ましい。外側の電極を透明とする場合は、透過性と配線抵抗を膜厚で制御すると、これらはトレードオフの関係にあるので、バランスを考慮して設定する。
【００４３】
なお、色変換層の厚さは、所望の白色発光を得るために、適宜設定することができる。特に、色変換層の厚さが、１００〜２００ｎｍであることが好ましい。この範囲において、好適に吸光度を最適化することができる。
【００４４】
なお、下部電極および上部電極のいずれを陽極または陰極とすることもできるが、一般に、光取出し側に設置される透明電極の酸化物材料は、仕事関数が大きく、ホール注入性に有利なことから陽極に用いられるため、ボトムエミッション型とする場合、下部電極を陽極、上部電極を陰極とし、トップエミッション型とする場合、下部電極を陰極、上部電極を陽極とする構成をとり易い。
【００４５】
また、電極は、公知の任意の方法で形成することができる。例えば、電極を形成する方法の例として、ＤＣスパッタ法等のスパッタ法や、蒸着法等を挙げることができる。また、その際のパターニングの方法の例として、リフトオフ法や、通常のフォトリソグラフィ法等を挙げることができる。
【００４６】
また、色変換層は、公知の任意の方法で形成することができる。例えば、色変換層を形成する方法の例として、真空蒸着法、インクジェット法およびスピンコート法等を挙げることができる。ここで、上記したように、色変換層が、前記第一電極と重複する領域内に、第一電極と第二電極とが接触するように設けられていることが好ましい。このため、色変換層を形成した際に第一電極の一部が露出するように、色変換層を形成することが好ましい。具体的には、第一電極と重複する領域の外側および第一電極と重複する領域の一部を覆うマスクを用いて、色変換層を形成することが好ましい。
【００４７】
なお、従来のように、基板の上にカラーフィルター、色変換層、平坦化層、パシベーション層、下部電極（陽極）、有機発光層および上部電極（陰極）を、この順に設ける場合、色変換層に用いる材料の劣化を防ぐために、平坦化層やパシベーション層を設ける際の処理温度が、例えば２００℃以下に制限される。しかしながら、本発明にあっては、電極内に色変換層を設けるため、平坦化層やパシベーション層を設けた後に色変換層を設けることができる。このため、本発明にあっては、平坦化層やパシベーション層を設ける際の処理温度を従来より高くすることができ、カラーフィルター等に含まれる水分の除去をより完全に除去し、また、より良質な平坦化層やパシベーション層を得ることができる。ひいては、本発明にあっては、水分等の影響で発生すると考えられるダークエリアやダークスポットの発生を防ぐことができる。
【００４８】
また、従来のように、基板の上にカラーフィルター、色変換層、平坦化層、パシベーション層、下部電極（陽極）、有機発光層および上部電極（陰極）を、この順に設ける場合、一般に、色変換層はフォトリソグラフィにより設けられていた。これは、色変換層を蒸着により設けようとする場合、各サブピクセル毎にマスクを用いて成膜する必要があり、高精度のアライニングが必要となる。しかしながら、本発明にあっては、電極内に色変換層を設け、有機発光層からの光を補う補色層として色変換層を用いるため、色変換層を設ける際にマスク成膜する必要がなく、精細度の問題を考慮することなく蒸着により色変換層を形成することができる。
【００４９】
また、本発明にかかる有機発光素子は、第一電極と色変換層との間および／または第二電極と色変換層との間に設けられた色変換層保護層をさらに有することが好ましい。特に、色変換層保護層を、第一電極と色変換層との間および第二電極と色変換層との間の両方に設け、色変換層を色変換層保護層により封止することが好ましい。色変換層保護層の材料の例として、ＭｇＦ2、ＣａＦ2等を挙げることができる。これらの材料は、真空紫外から１０μｍに至る赤外領域まで広い波長域にわたって高透過性であり、耐水性、耐薬品性、耐熱性など、化学的および物理的に安定である。色変換層保護層の厚さは、１００〜２００ｎｍとすることができる。また、色変換層保護層は、蒸着法等の公知の方法で設けることができる。
【００５０】
また、本発明にかかる有機発光素子は、前記上部電極の上に設けられた封止構造をさらに有することが好ましい。封止構造として、公知の任意のものを用いることができる。例えば、封止構造として、乾燥窒素雰囲気下において、ＵＶ硬化接着剤により封止ガラスを接着することができる。また、封止構造として、上部電極の上に、パッシベーション膜として利用されるＳｉＮ層を設けることもできる。
【００５１】
例えば、図１に示したように、ボトムエミッション型で、第一および第二上部電極（陰極）間に色変換層を有する有機発光素子にあっては、下部電極（陽極）および上部電極（陰極）間に電圧を印加すると、有機発光層は、全方向に光（例えば青色光または青緑色光）を発する。有機発光層からの光の一部は、第一上部電極（陰極）を透過し、色変換層に到達する。色変換層に到達した光は色変換層に吸収され、その波長は、有機発光層からの光とは異なる波長の光（例えば赤色）に変換される。色変換された光も全方向に発光する。このため、当該有機発光素子にあっては、有機発光層から発せられた光（例えば青色光または青緑色光）に加えて、色変換層により色変換された光（例えば赤色光）を利用することで、より広い波長域を有する光が得られる。特に、有機発光層に青色光または青緑色光を発するものを用いた場合であっても、色変換層から赤色光を得ることで、全体として白色を発する有機発光素子が提供される。なお、第二上部電極（陰極）を反射性の電極とすることで、色変換された光をより有効に利用することができる。トップエミッション型あるいは第一および第二下部電極（陽極）間に色変換層を有する有機発光素子についても、同様である。
【００５２】
また、赤色発光層と青色発光層とを積層することで白色光を得るような構造の有機発光素子にあっては、各々の発光層のドーパント濃度、膜厚などに応じて、発光色および電気的特性が変化してしまう。また、電子、ホールが流れる素子中に色変換層を単純に設ける場合、色変換層が、電子および／またはホール輸送性を持つ必要があり、使用できる材料も限られ、技術的に困難となる。一方で、本発明によれば、電気エネルギーを必要とするＥＬによる発光を行うのは有機発光層（例えば青色から青緑色）のみであり、有機発光層からの光のみでは不足する色の光（例えば赤色）については、有機発光層からの光の一部を吸収しフォトルミネセンス（ＰＬ）によって得る。このため、一つの有機発光層にドーパントとして様々な色素を添加する必要はなく、色素がエネルギーのトラップになり発光効率を低下させることなく安定に発光できる。
【００５３】
さらに、上記したように、従来は、白色光を得るために二層から構成される発光層などが考案されており、ドーパント濃度制御が問題になっていた。本発明にあっては、色変換層を用いるため、発光層は単一発光でよくなり、複雑な設計が不要となる。このように、本発明にかかる有機発光素子は、比較的簡便な方法により製造することができる。
【００５４】
また、上記したように、本発明の他の側面によると、複数の画素を個別に駆動して情報の表示を行う有機ＥＬディスプレイのための有機ＥＬパネルが提供される。本発明にかかる有機ＥＬパネルは、前記画素の各々が、複数種類のサブ画素（例えば青色、緑色および赤色のサブ画素）を有する。また、前記サブ画素の少なくとも１種類が、前記有機発光素子と、前記有機発光素子と実質的に重複する領域に設けられた色調整層とを有する。具体的には、前記上部電極が直線状であり、前記下部電極が直線状であり、前記上部電極および前記下部電極が行列状に設けられていることが好ましい。なお、上記したように、本発明にかかる有機ＥＬパネルにあっては、ボトムエミッション型およびトップエミッション型のいずれの有機発光素子を適用することができる。
【００５５】
上記したように、本発明にかかる有機ＥＬパネルは、本発明にかかる有機発光素子を有する。有機発光素子は、上部電極と下部電極とが重複する領域に設けられていることが好ましい。なお、色変換を行うことなしに有機発光層から得られる光をそのまま利用することができるサブ画素については、色変換層を有さない有機発光素子を用いることができる。図３に、本発明にかかる有機ＥＬパネルの模式的な平面図を示す。簡単のために、図３中、色変換層以外の要素は省略されている。色変換層は、円形状、四角形状、矩形状等の単位部分が所定の間隔で配置されたパターンで設けることができる。また、色変換層は、各々のサブ画素に対して設けてもよく、また複数のサブ画素に対して一体として設けても良い。すなわち、一の側面では、前記色変換層が、円形状または四角形状（図３（ａ）参照）であり、前記上部電極と前記下部電極とが重複する領域内に設けられていることが好ましい。特に、色変換層が円形状である場合、第一電極と第二電極とが電気的に接触する面積がより大きくなり、電極から有機発光層への電子注入性が良好である。また、他の側面では、図３（ｂ）に示すように、前記色変換層が、矩形状であり、前記上部電極または前記下部電極と重複する領域内に設けられていることが好ましい。
【００５６】
また、上記したように、本発明にかかる有機ＥＬパネルは、前記有機発光素子と実質的に重複する領域に設けられた色調整層を有する。ここで、色調整層は、有機発光素子からの光の一部の波長域を遮断することができるカラーフィルター層、もしくは有機発光素子からの光を吸収し、有機発光素子からの光とは異なる波長の光を発することができる色変換層、またはそれらの両方の機能を有する層を意図するものとする。特に、上記したように、本発明にあっては、第一電極と第二電極との間に色変換層を設けることにより、安定な白色光を得ることができるので、本発明にかかる有機ＥＬパネルは、光の一部の波長域を遮断することができるカラーフィルター層を有することが好ましい。ボトムエミッション型の有機発光素子を用いる場合、有機発光素子に対して基板側に、色調整層を設ける。逆に、トップエミッション型の有機発光素子を用いる場合、有機発光素子に対して基板とは反対側に、色調整層を設ける。本発明にかかる有機ＥＬパネルは、各サブ画素における所定の色の光を得るために、色調整層を有する。具体的には、青色、緑色および赤色の光を得るために、青色フィルター層、緑色フィルター層および赤色フィルター層を有することが好ましい。色調整層の材料として、公知のものを用いることができる。色調整層の厚さは、０．５〜２μｍ、例えば１μｍとすることができる。色調整層は、公知の任意の方法で形成することができる。例えば、色調整層は、所定の材料をスピンコート法により塗布し、フォトリソグラフ法によりパターニングすることで形成することができる。
【００５７】
さらに、ボトムエミッション型の有機発光素子を用いる場合、本発明にかかる有機ＥＬディスプレイは、前記有機発光素子と前記色調整層との間に設けられた平坦化層をさらに有することが好ましい。平坦化層の材料として、公知のものを用いることができる。平坦化層の厚さは、ガラス基板上で測定して１〜２μｍ、例えば１μｍとすることができる。平坦化層は、公知の任意の方法で形成することができる。例えば、平坦化層は、ＵＶ硬化型樹脂をスピンコート法により塗布し、ＵＶ照射により硬化させることで形成することができる。
【００５８】
さらに、ボトムエミッション型の有機発光素子を用いる場合、本発明にかかる有機ＥＬディスプレイは、前記有機発光素子と前記平坦化層との間に設けられたパシベーション層をさらに有することが好ましい。パシベーション層の材料として、Ｓｉ、Ａｌ等の酸化膜、窒化膜、あるいは酸窒化膜等の公知のものを用いることができる。パシベーション層の厚さは、例えば３００ｎｍとすることができる。パシベーション層は、公知の任意の方法で形成することができる。例えば、パシベーション層は、ＲＦスパッタ法により形成することができる。
【実施例】
【００５９】
以下に、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら説明する。もっとも、本発明は、以下に説明する実施例によって限定されるものではない。
【００６０】
実施例１，２および比較例１，２として、画素数６０×８０×ＲＧＢ、画素ピッチ０．３３ｍｍの有機ＥＬディスプレイを作製した。また、実施例３および比較例３として、２ｍｍ四方の白色有機発光素子を作製した。
【００６１】
［実施例１：ボトムエミッション型、上部電極（陰極）間に色変換層］
図４に、実施例１にかかる有機ＥＬディスプレイの断面図を示す。実施例１にかかる有機ＥＬディスプレイは、色変換方式を採用したボトムエミッション型のディスプレイである。図４に示すように、実施例１にかかる有機ＥＬディスプレイは、透明基板１０１と、青色フィルター層１０２と、緑色フィルター層１０３と、赤色フィルター層１０４と、高分子平坦化層１０５と、パシベーション層１０６と、下部電極（陽極）１０７と、正孔注入層１０８と、正孔輸送層１０９と、有機発光層１１０と、電子輸送層１１１と、電子注入層１１２と、第一上部電極（陰極）１１３−１と、色変換層１１４と、第二上部電極（陰極）１１３−２とを有する。
【００６２】
透明基板１０１として、コーニングガラス（５０×５０×１．１ｍｍ）を用いた。
【００６３】
透明基板１０１上に、以下のように青色フィルター層１０２を形成した。青色フィルター層１０２の材料として、カラーモザイクＣＢ−７００１（富士フィルムエレクトロニックマテリアルズ製）を用いた。この材料を、透明基板１０１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た。これにより、線幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、膜厚１μｍのラインパターンを有する青色フィルター層１０２を形成した。
【００６４】
その後、透明基板１０１上に、以下のように緑色フィルター層１０３を形成した。緑色フィルター層１０３の材料として、カラーモザイクＣＧ−７００１（富士フィルムエレクトロニックマテリアルズ製）を用いた。この材料を、青色フィルター層のラインパターンが形成されている透明基板１０１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た。これにより、線幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、膜厚１μｍのラインパターンを有する緑色フィルター層１０３を形成した。
【００６５】
その後、透明基板１０１上に、以下のように赤色フィルター層１０４を形成した。赤色フィルター層１０４の材料として、カラーモザイクＣＲ−７００１（富士フィルムエレクトロニックマテリアルズ製）を用いた。この材料を、青色フィルター層および緑色フィルター層のラインパターンが形成済されている透明基板１０１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た。これにより、線幅０．１ｍｍ、ピッチ０．３３ｍｍ、膜厚１μｍのラインパターンを有する赤色フィルター層１０４を形成した。
【００６６】
その後、色調整層（青色フィルター層１０２、緑色フィルター層１０３および赤色フィルター層１０４）上に、以下のように高分子平坦化層１０５を形成した。高分子平坦化層１０５の材料として、ＵＶ硬化型樹脂（エポキシ変性アクリレート）を用いた。この材料を、色調整層の上に、スピンコート法にて塗布し、高圧水銀灯により照射した。これにより、ガラス基板上で膜厚１μｍの高分子平坦化層１０５を形成した。この時、色調整層のパターンに変形はなく、高分子平坦化層の上面は平坦であった。
【００６７】
なお、青色フィルター層の作製から、高分子平坦化層の作製における処理は、２１０℃〜２５０℃で実施した。
【００６８】
その後、高分子平坦化層１０５上に、以下のようにパシベーション層１０６を形成した。パシベーション層１０６は、ＲＦスパッタ法により、スパッタターゲットにＳｉを用い、スパッタガスとしてＡｒおよび酸素の混合ガスを用いて、室温で形成した。これにより、パシベーション層１０６として、３００ｎｍのＳｉＯｘ膜を形成した。
【００６９】
その後、パシベーション層１０６上に、以下のように下部電極（陽極）１０７を形成した。まず、パッシベーション層の上面に、ＤＣマグネトロンスパッタ法にて下部電極材料のインジウムスズ酸化物（ＩＺＯ）を２００ｎｍの膜厚で全面に成膜した。その後、フォトレジストを用いたフォトリソグラフ法により、ＩＺＯのストライプパターンに形成し、下部電極を形成した。具体的には、ポジ型フォトレジストＴＦＲ−１１５０（東京応化工業（株）製）を全面に塗布し、線幅０．０９４ｍｍ、ピッチ０．１１ｍｍのストライプパターンとなるように、露光、現像を行い、ポストベークを行った。その後、フォトレジストパターンをマスクとし、シュウ酸により不要部のＩＺＯをエッチングし、ＮＭＰ等の溶剤にてレジスト剥離することによって、ＩＺＯのストライプパターンを形成した。
【００７０】
その後、下部電極（陽極）１０７を形成した透明基板１０１を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、下部電極（陽極）１０７上に、正孔注入層１０８、正孔輸送層１０９、有機発光層１１０、電子輸送層１１１および電子注入層１１２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１×１０-4Ｐａまで減圧した。正孔注入層１０８として、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を１００ｎｍ積層した。正孔輸送層１０９として、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を２０ｎｍ積層した。有機発光層１１０として、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を３０ｎｍ積層した。電子輸送層１１１として、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体（Ａｌｑ3）を２０ｎｍ積層した。電子注入層１１２として、ＬｉＦを１ｎｍ積層した。正孔注入層１０８、正孔輸送層１０９、有機発光層１１０および電子輸送層１１１は、０．１ｎｍ／ｓの蒸着速度で、電子注入層１１２は０．０２５ｎｍ／ｓの蒸着速度で、それぞれ成膜した。また、これらの層の構成は、ブルーグリーンの発光を主とするものである。以下に、各層に用いた材料の構造式を示す。
【００７１】
【化１】
2007115419.tif 000003
【化２】
2007115419.tif 000004
【化３】
2007115419.tif 000005
【化４】
2007115419.tif 000006
【００７２】
その後、真空を破らずに、電子注入層１１２上に、第一上部電極（陰極）１１３−１、色変換層１１４および第二上部電極（陰極）１１３−２を順次成膜した。第一に、電子注入層１１２上に、以下のように第一上部電極（陰極）１１３−１を形成した。成膜は、下部電極（陽極）１０７のラインと垂直で線幅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、蒸着法により実施した。この際、蒸着時の真空度は１×１０-6ｔｏｒｒ、蒸着速度は０．５ｎｍ／ｓの条件で蒸着した。これにより、第一上部電極（陰極）１１３−１として、膜厚３０ｎｍのＡｌ層を形成した。
【００７３】
その後、真空を破らずに、第一上部電極（陰極）１１３−１上に、以下のように色変換層１１４を形成した。成膜は、下部電極（陽極）１０７と第一上部電極（陰極）１１３−１が重複する領域内に、少なくとも下部電極（陽極）１０７と第一上部電極（陰極）１１３−１の重複する領域の第一上部電極（陰極）１１３−１の一部が露出するようにしたマスクを用いて、マスク蒸着により実施した。より具体的には、直径２０μｍの円形の色変換層を４０μｍ間隔で等間隔に配置した。（すなわち、一辺が６０μｍの平面ひし形格子の頂点に色変換層のパターンを配置した。）成膜に際して真空槽内圧は１×１０-4Ｐａまで減圧した。色変換層１１４の材料として、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）を用いた。これにより、膜厚１００ｎｍの色変換層１１４を成膜した。
【００７４】
その後、真空を破らずに、色変換層１１４上に、以下のように第二上部電極（陰極）１１３−２を形成した。成膜は、第一上部電極（陰極）１１３−１上のラインと同じストライプパターンが得られるマスクを用いて、蒸着法により実施した。これにより、第二上部電極（陰極）１１３−２として、厚さ１００ｎｍのＡｌ層を形成した。
【００７５】
その後、得られた有機発光素子をグローブボックス内乾燥窒素雰囲気（酸素および水分濃度ともに１０ｐｐｍ以下）下において、封止ガラス（図示せず）とＵＶ硬化接着剤を用いて封止した。
【００７６】
［実施例２：ボトムエミッション型、下部電極（陽極）間に色変換層］
以下の点以外は実施例１と同様に、実施例２にかかる有機ＥＬディスプレイを作製した。図５に、実施例２にかかる有機ＥＬディスプレイの断面図を示す。図５に示すように、実施例２にかかる有機ＥＬディスプレイは、透明基板２０１と、青色フィルター層２０２と、緑色フィルター層２０３と、赤色フィルター層２０４と、高分子平坦化層２０５と、パシベーション層２０６と、第一下部電極（陽極）２０７−１と、色変換層２１４と、第二下部電極（陽極）２０７−２と、正孔注入層２０８と、正孔輸送層２０９と、有機発光層２１０と、電子輸送層２１１と、電子注入層２１２と、上部電極（陰極）２１３とを有する。
【００７７】
実施例２にかかる有機ＥＬディスプレイにあっては、パシベーション層２０６上に、以下のように第一下部電極（陽極）２０７−１、色変換層２１４および第二下部電極（陽極）２０７−２を形成した。第一に、ＤＣマグネトロンスパッタにて、膜厚１００ｎｍのＩＺＯを成膜し、第一下部電極となる層を形成した。その後、基板を、蒸着チャンバー内へ搬送し、実施例１と同様に色変換層をマスク蒸着にて形成した。その後、真空を破らず、対向スパッタ法により、ＩＺＯを１００ｎｍ成膜し、第二下部電極となる層を形成した。その後、成膜チャンバーから基板を取り出し、実施例１における下部電極と同様に、フォトリソグラフィ法により、ＩＺＯを色変換層と共にパターニングした。パターンの寸法は、実施例１と同様とした。
【００７８】
また、電子注入層２１２を形成した後真空を破らずに、電子注入層２１２の上に、上部電極（陰極）２１３を形成した。成膜は、上部電極（陰極）２１３は、第一および第二下部電極（陽極）２０７−１，２０７−２のラインと垂直で幅０．３０ｍｍ、空隙０．０３ｍｍギャップのストライプパターンが得られるマスクを用いて、蒸着法により実施した。これにより、上部電極（陰極）２１３として、膜厚１００ｎｍのＡｌを形成した。
【００７９】
［比較例１：ボトムエミッション型］
以下の点以外は実施例１と同様に、比較例１にかかる有機ＥＬディスプレイを作製した。図６に、比較例１にかかる有機ＥＬディスプレイの断面図を示す。図６に示すように、比較例１にかかる有機ＥＬディスプレイは、透明基板５０１と、青色フィルター層５０２と、緑色フィルター層５０３と、赤色フィルター層５０４と、高分子平坦化層５０５と、パシベーション層５０６と、下部電極（陽極）５０７と、正孔注入層５０８と、正孔輸送層５０９と、青色発光層５１０−１と、赤色発光層５１０−２と、電子輸送層５１１と、電子注入層５１２と、上部電極（陰極）５１３とを有する。
【００８０】
比較例１にかかる有機ＥＬディスプレイにあっては、以下のように、青色発光層５１０−１を形成した。青色発光層のホスト物質は、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、ゲストは、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）、ゲストのホストに対する濃度比は２％として共蒸着を行った。これにより、膜厚１０ｎｍの青色発光層５１０−１を形成した。
【００８１】
また、以下のように、赤色発光層５１０−２を形成した。赤色発光層のホストはＤＰＶＢｉ、ゲストは４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−ｐ−ジメチルアミノスチリル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、ゲストのホストに対する濃度比は１％として共蒸着を行った。これにより、膜厚３０ｎｍの赤色発光層５１０−２を形成した。
【００８２】
また、以下のように、上部電極（陰極）５１３を形成した。すなわち、上部電極（陰極）は、実施例１における第二上部電極（陰極）と同様に、マスク蒸着により１００ｎｍのＡｌ層を形成した。
【００８３】
［比較例２：ボトムエミッション型］
以下の点以外は実施例１と同様に、比較例２にかかる有機ＥＬディスプレイを作製した。図７に、比較例２にかかる有機ＥＬディスプレイの断面図を示す。図７に示すように、比較例２にかかる有機ＥＬディスプレイは、透明基板６０１と、青色フィルター層６０２と、緑色フィルター層６０３と、赤色フィルター層６０４と、ブラックマトリクス６１５と、色変換層６１４と、パッシベーション層６０６と、下部電極（陽極）６０７と、正孔注入層６０８と、正孔輸送層６０９と、有機発光層６１０と、電子輸送層６１１と、電子注入層６１２と、上部電極（陰極）６１３とを有する。なお、上部電極（陰極）６１３は、比較例１と同様に形成した。
【００８４】
比較例２にかかる有機ＥＬディスプレイにあっては、コーニング１７３７ガラス６０１上に、ブラックマトリクス（CK-7001：富士フィルムエレクトロニックマテリアルズ製）６０５、赤色カラーフィルター（CR-7001：富士フィルムエレクトロニックマテリアルズ製）６０４、緑色カラーフィルター（CG-7001：富士フィルムエレクトロニックマテリアルズ製）６０３、青色カラーフィルター（CB-7001：富士フィルムエレクトロニックマテリアルズ製）６０２を、フォトリソグラフ法により形成した。各層の膜厚はそれぞれ１μｍとした。
【００８５】
また、以下のように、色変換層６１４を形成した。フォトレジストＶＰＡ１００（新日鐵化学製）２５ｇに対し、クマリン６を０．０５ｇ、ローダミンＢを０．０４ｇ添加し、塗布液とした。これを塗布することにより、膜厚２μｍの色変換層６１４を形成した。
【００８６】
さらに、スパッタ法にて、０．５μｍのＳｉＯx膜からなるパッシベーション層６０６を形成した。膜厚以外は、実施例１におけるパッシぺーション層と同様の条件で成膜した。
【００８７】
なお、色変換層の形成は、１８０℃で実施した。この温度は、実施例１における温度より３０℃〜７０℃低い。
【００８８】
［実施例３：トップエミッション型、下部電極（陰極）間に色変換層］
図８に、実施例３にかかる有機発光素子の断面図を示す。実施例３にかかる有機発光素子は、色変換方式を採用したトップエミッション型の素子である。図８に示すように、実施例３にかかる有機発光素子は、透明基板３０１と、第一下部電極（陰極）３１３−１と、色変換層３１４と、第二下部電極（陰極）３１３−２と、電子輸送層３１１と、有機発光層３１０と、正孔輸送層３０９と、正孔注入層３０８と、上部電極（陽極）３０７とを有する。
【００８９】
透明基板３０１上に、以下のように第一下部電極（陰極）３１３−１を形成した。第一下部電極として、マスクを用い、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚１００ｎｍ、線幅２ｍｍのＡｌラインパターンを形成した。
【００９０】
その後、真空を破らずに、第一下部電極（陰極）３１３−１上に、以下のように色変換層３１４を形成した。成膜は、０．１ｎｍ／ｓの蒸着速度でマスク蒸着により実施した。色変換層の材料として、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）を用いた。これにより、膜厚１００ｎｍの色変換層３１４を成膜した。色変換膜の形状は、実施例１と同様とした。
【００９１】
その後、真空を破らずに、色変換層３１４の上に、第二下部電極（陰極）３１３−２を形成した。マスク蒸着により、透明電極３１３−２として、膜厚３０ｎｍのＭｇ−Ａｇ合金層を積層した。
【００９２】
その後、透明電極３１３−２上に、電子輸送層３１１、有機発光層３１０、正孔輸送層３０９および正孔注入層３０８を順次形成した。各層の材料、厚さ、成膜方法、成膜条件等は、実施例１と同様とした。
【００９３】
その後、正孔注入層３０８上に、上部電極（陽極）３０７を形成した。成膜は、上部電極は、マスクを用いて対向スパッタによりＩＺＯを２００ｎｍ成膜した。出来上がった上部電極パターンは、下部電極を直行するような２ｍｍ幅のラインパターンとした。
【００９４】
その後、上部電極（陽極）３０７上に、以下のように封止膜（図示せず）を形成した。封止膜の材料として、パッシベーション膜として利用されるＳｉＮを用いた。成膜は、プラズマＣＶＤにより、ＳｉＨ4（シラン）ガスおよびＮ2（窒素）ガスを用い、各々の流量を１５ｓｃｃｍおよび３００ｓｃｃｍとし、ＲＦパワーを１５Ｗ、チャンバ内温度を１５０℃、チャンバ内圧力を１．２ｔｏｒｒとして実施した。封止膜の膜厚は５μｍとした。
【００９５】
［比較例３：トップエミッション型］
以下の点以外は実施例３と同様に、比較例３にかかる有機発光素子を作製した。図９に、比較例３にかかる有機発光素子の断面図を示す。図９に示すように、比較例３にかかる有機発光素子は、透明基板７０１と、下部電極（陰極）７１３と、電子注入層７１２と、電子輸送層７１１と、赤色発光層７１０−１と、青色発光層７１０−２と、正孔輸送層７０９と、正孔注入層７０８と、上部電極（陽極）７０７とを有する。下部電極７１３は、膜厚を１００ｎｍとした以外は、実施例３における第二下部電極（陰極）と同様とした。青色発光層７１０−１および赤色発光層７１０−２の材料、厚さ、成膜方法、成膜条件等は、比較例１と同様とした。
【００９６】
［評価１：輝度保持率、色度変化等の評価］
実施例１〜３および比較例１，３にかかる有機ＥＬディスプレイおよび有機発光素子について、以下のように輝度保持率、色度変化等の評価を行った。第一に、実施例１および比較例１について、それぞれ３つの有機ＥＬディスプレイを作製し、以下の条件で駆動させた。また、実施例２については、２つの有機ＥＬディスプレイを作製し、同様の条件で駆動させた。また、実施例３および比較例３について、それぞれ３つの有機発光素子を作製し、同様の条件で駆動させた。
（駆動方法）
線順次走査：駆動周波数６０Ｈｚ，デューティ１／６０
電流密度  ０．３６６Ａ／ｃｍ2
【００９７】
これらの有機ＥＬディスプレイおよび有機発光素子について、以下のように特性の評価を行った。第一に、作製直後の初期特性として、直流電流の測定により電圧−電流特性および電流−輝度特性を測定することで、１０００時間の連続駆動を行った後の保持率を測定した。また、作製直後および１０００時間の連続駆動を行った後の、駆動電流密度の変化に対するＣＩＥ色度座標の変化を測定し、ｘ値の変動を比較した。表１に、実施例１〜３および比較例１，３について、連続駆動後の輝度保持率、ならびに、作製直後および連続駆動後における駆動電流密度の変化に対する色度変化を示す。輝度保持率は、１０００時間の連続駆動後の電流密度０．１Ａ／ｃｍ2における輝度の作製直後に対する保持率（％）として示す。色度変化は、作製直後および１０００時間の連続駆動を行った後のそれぞれにおいて、駆動電流密度を１０-4Ａ／ｃｍ2〜１Ａ／ｃｍ2の範囲で変化させた際の、各駆動電流密度におけるＥＬ発光スペクトルから色度を算出し、色度の最大値から最小値を引いた値を示す。
【００９８】
なお、特性評価には、ケースレー（ＫＥＩＴＨＬＥＹ）社ソースメータ２４００、トプコンＢＭ−８輝度計を使用した。また、ＥＬスペクトルは、浜松ホトニクスＰＭＡ−１１オプチカルマルチチャンネルアナライザーにより測定した。
【００９９】
表１に示すように、全ての実施例において、初期および駆動後のＣＩＥ−ｘ値変動の値は、0.005以下（測定精度以下）であった。このように、本発明にかかる有機発光素子を用いた場合、初期特性および輝度保持率を落とすことなく、初期および駆動後の駆動電流密度による色度変化を抑えることが可能となる。ここから、本発明によると、安定した白色発光有機ＥＬ素子およびフルカラー有機ＥＬディスプレイが提供されることが分かる。
【０１００】
【表１】
2007115419.tif 000007
【０１０１】
［評価２：ＤＡ発生の評価］
実施例１および比較例２にかかる有機ＥＬディスプレイについて、以下のようにダークエリア（ＤＡ）発生の評価を行った。各有機ＥＬディスプレイを、８５℃の高温環境で輝度１００ｃｄ／ｍ2にて５００ｈ駆動させた。これらを一定時間ごとに取り出した後、顕微鏡下で一定面積の画素を観察し、発光面のＤＡの変化を観察した。その結果、比較例２にかかる有機ＥＬディスプレイにおいては、５０μｍ以上のＤＡが１〜３個／ｃｍ2見られたが、実施例１にかかる有機ＥＬディスプレイにおいては、５０μｍ以上のＤＡはほとんど見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】図１に、本発明の第一の実施の形態にかかる有機発光素子の一例の断面図を示す。
【図２】図２に、本発明の第二の実施の形態にかかる有機発光素子の一例の断面図を示す。
【図３】図３に、本発明にかかる有機ＥＬパネルの模式的な平面図を示す。
【図４】図４に、実施例１にかかる有機ＥＬディスプレイの断面図を示す。
【図５】図５に、実施例２にかかる有機ＥＬディスプレイの断面図を示す。
【図６】図６に、比較例１にかかる有機ＥＬディスプレイの断面図を示す。
【図７】図７に、比較例２にかかる有機ＥＬディスプレイの断面図を示す。
【図８】図８に、実施例３にかかる有機発光素子の断面図を示す。
【図９】図９に、比較例３にかかる有機発光素子の断面図を示す
【符号の説明】
【０１０３】
１〜７０１：基板
７〜７０７：下部電極
８〜７０８：正孔注入層
９〜７０９：正孔輸送層
１０〜７１０：発光層
１１〜７１１：電子輸送層
１２〜７１２：電子注入層
１３〜７１３：上部電極
１４〜６１４：色変換層
１０２〜６０２：青色フィルター層
１０３〜６０３：緑色フィルター層
１０４〜６０４：赤色フィルター層
１０５〜５０５：平坦化層
１０６〜６０６：パシベーション層
６１５：ブラックマトリクス
【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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