(57)【要約】【課題】トップエミッション方式の発光素子において、ＩＴＯ等の層厚を変化させずに共振長を調整する。【解決手段】赤色光を射出する第１発光素子２０Ｒと、緑色光を射出する第２発光素子２０Ｇと、青色光を射出する第３発光素子２０Ｂの、３種類の発光素子を有する発光装置であって、３種類の発光素子の各々は、基板１０と、第１の電極５６と、第２の電極５５と、第１の電極５６又は第２の電極５５のどちらか一方を兼ねる半透過反射層と、第２の電極５５を兼ねるか又は第１の電極５６と基板１０との間に形成される反射層５８と、第１の電極５６と第２の電極５５との間に狭持される、通電により発光する発光材料層を含む発光層５０と、を備え、３種類の発光素子のうちの少なくとも１種類は、発光層５０内に発光機能を有しない有機材料からなる第１の中間層１を備えていることを特徴とする発光装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色光を射出する第１発光素子と、緑色光を射出する第２発光素子と、青色光を射出する第３発光素子と、の３種類の発光素子を有する発光装置であって、
前記３種類の発光素子の各々は、基板と、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極又は前記第２の電極のどちらか一方を兼ねる半透過反射層と、前記第２の電極を兼ねるか又は前記第１の電極と前記基板との間に形成される反射層と、第１の電極と第２の電極との間に狭持される、通電により発光する発光材料層を含む発光層と、を備え、
前記３種類の発光素子のうちの少なくとも１種類は、前記発光層内に、発光機能を有しない有機材料からなる中間層を備えていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
少なくとも前記中間層が配置されない場合の前記反射層と前記半透過反射層との光学的距離及び前記中間層が配置されている場合の前記反射層と前記半透過反射層との光学的距離が、前記発光素子の各々が射出する波長の光の強度を共振により増加させられるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光層は、それぞれ異なる波長の光を発光する２層の発光材料層を備え、前記中間層は、該発光層内において、該２層の発光材料層間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光層は、赤色光を発光する発光材料層、緑色光を発光する発光材料層、及び青色光を発光する発光材料層、の計３種類の発光材料層を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項５】
請求項４に記載の発光装置であって、前記３種類の発光素子の内の２種類が前記中間層を有し、かつ、該２種類の発光素子において、前記中間層はそれぞれ異なる層間に形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
前記中間層は、正孔移動度と電子移動度とのいずれか一方が、他の一方に比べて高いことを特徴とする請求項３又は５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記中間層は、正孔移動度と電子移動度とが略同等であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第１の電極の形成材料と層厚、及び前記第２の電極の形成材料と層厚は、前記３種類の発光素子間で同一であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記第１の電極と前記発光層との間に形成される正孔注入輸送層及び前記第２の電極と前記発光層との間に形成される電子注入輸送層のうちの少なくともいずれか一方を備え、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に、前記発光層と併せて有機材料層を構成していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記中間層の有無及び該中間層の層厚と形成材料を除いて、前記３種類の発光素子の前記有機材料層を構成する各層の形成材料と層厚は、該３種類の発光素子間で同一であることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記３種類の発光素子の各々が射出する光に対応するカラーフィルタをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１２】
表示領域に円偏光板をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記３種類の発光素子は、前記基板上に前記反射層を介して積層された前記第１の電極と前記第２の電極を兼ねる前記半透過反射層との間に前記有機材料層を狭持し、前記半透過反射層を介して前記基板の反対側から光を射出するトップエミッション型であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記３種類の発光素子は、前記基板上に積層された前記第１の電極を兼ねる前記半透過反射層と前記第２の電極を兼ねる前記反射層との間に前記有機材料層を狭持し、前記第１の電極を兼ねる前記半透過反射層を介して前記基板の側から光を射出するボトムエミッション型であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光装置の１つである有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置は、近年、液晶表示装置に代わる表示装置として期待されており、実用化が進んでいる。有機ＥＬ装置は、陰極（電子注入電極）から注入される電子と陽極（ホール注入電極）から注入される正孔とが、発光層（有機ＥＬ層）内部で再結合して生じる発光光を利用している。液晶表示装置と同様に、３原色を射出する画素、すなわち赤色光を射出する画素と緑色光を射出する画素と青色光を射出する画素を表示領域内に規則的に配置することにより、カラー表示が可能である。
【０００３】
上記３原色の光を得る方法として、各々の画素ごとに異なる色の光を生じる発光層を形成する方法と、全ての画素に共通の、広い波長領域の光を生じる発光層を形成し、カラーフィルタを用いて特定の波長領域の光を得る方法とに大別できる。画素ごとに異なる発光層を形成することによるコスト、及びカラーフィルタを用いずに理想的なピーク波長の光を得ることの困難性のため、近年は後者の方法が注目されている。
一方で、カラーフィルタのみによって特定の波長領域の光を得ることは、カットされる波長の光による損失が大きいと言う問題がある。そこで、陽極を構成するＩＴＯ（酸化インジウム・錫合金）等の層厚を変化させて画素ごとに異なる共振長を設定し、カラーフィルタを透過する前に特定の波長を強調する方法が検討されている（特許文献１及び２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第２７９７８８３号公報
【特許文献２】特開２００４−１１９１３１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、陽極を構成するＩＴＯ等を画素ごとに異なる層厚にするためには、薄膜形成工程とパターニング工程を複数回繰り返す必要があり、プロセスの複雑化及びコストの上昇をもたらし得るという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］赤色光を射出する第１発光素子と、緑色光を射出する第２発光素子と、青色光を射出する第３発光素子と、の３種類の発光素子を有する発光装置であって、上記３種類の発光素子の各々は、基板と、第１の電極と、第２の電極と、上記第１の電極又は上記第２の電極のどちらか一方を兼ねる半透過反射層と、上記第２の電極を兼ねるか又は上記第１の電極と上記基板との間に形成される反射層と、第１の電極と第２の電極との間に狭持される、通電により発光する発光材料層を含む発光層と、を備え、上記３種類の発光素子のうちの少なくとも１種類は、上記発光層内に、発光機能を有しない有機材料からなる中間層を備えていることを特徴とする発光装置。
【０００８】
このような構成によれば、上記第１の電極あるいは上記第２の電極等の層厚を同一に保ちつつ、上記半透過反射層と上記反射層との間の共振長を、個々の発光素子ごとに任意に設定できる。したがって、同一の発光材料層を積層して形成された発光層を備える発光素子間で、異なるピーク波長の光を射出させることが容易になり、製造コストの上昇及び工程の複雑化を抑制しつつ表示品質を向上できる。
【０００９】
［適用例２］上記の発光装置であって、少なくとも上記中間層が配置されない場合の上記反射層と上記半透過反射層との光学的距離及び上記中間層が配置されている場合の上記反射層と上記半透過反射層との光学的距離が、上記発光素子の各々が射出する波長の光の強度を共振により増加させられるように設定されていることを特徴とする発光装置。
【００１０】
上記共振長を好適に設定することにより、上記３種類の発光素子が射出する光のピーク波長をより一層好適に制御できる。したがって、このような構成によれば、表示品質をより一層向上できる。
【００１１】
［適用例３］上記の発光装置であって、上記発光層は、それぞれ異なる波長の光を発光する２層の発光材料層を備え、上記中間層は、該発光層内において、該２層の発光材料層間に配置されていることを特徴とする発光装置。
【００１２】
異なる波長の光を発光する２層の発光材料層により、発光層から生じる光の波長の範囲を拡大できる。また、上記発光材料層間に上記中間層を配置することで、共振長の調整だけでなく、電子等の移動を制御してどちらか一方の発光材料層を主に発光させることもできる。したがって、このような構成によれば、同一の発光材料層を用いた場合において、上記３種類の発光素子の夫々が射出する光のピーク波長を広い範囲に振り分けることができ、表示品質を向上できる。
【００１３】
［適用例４］上記の発光装置であって、上記発光層は、赤色光を発光する発光材料層、緑色光を発光する発光材料層、及び青色光を発光する発光材料層、の計３種類の発光材料層を含むことを特徴とする発光装置。
【００１４】
このような構成によれば、３原色のいずれの波長も含む光を上記発光層から生じさせることができる。したがって、共振の効果を併せて、表示品質を向上できる。
【００１５】
［適用例５］上記の発光装置であって、上記３種類の発光素子の内の２種類が上記中間層を有し、かつ、該２種類の発光素子において、上記中間層はそれぞれ異なる層間に形成されていることを特徴とする発光装置。
【００１６】
このような構成によれば、同一の発光材料層を用いた場合において３種類の共振長を設定できる。したがって上記３種類の発光素子の各々に異なる波長の光を射出させることがより一層容易になり、表示品質をより一層向上できる。
【００１７】
［適用例６］上記の発光装置であって、上記中間層は、正孔移動度と電子移動度とのいずれか一方が、他の一方に比べて高いことを特徴とする発光装置。
【００１８】
このような構成によれば、上記発光層を構成する発光材料層間で発光特性に差をつけることができる。したがって、共振による特定の波長の光を強調する効果と併せて、上記３種類の発光素子の夫々が射出する光のピーク波長を広い範囲に振り分けることができ、表示品質をより一層向上できる。
【００１９】
［適用例７］上記の発光装置であって、上記中間層は、正孔移動度と電子移動度とが略同等であることを特徴とする発光装置。
【００２０】
このような構成によれば、上記発光層の発光特性を変化させることなく上記共振長を変化させることができるため、上記共振長の設定の自由度が向上する。したがって、表示品質がより一層向上した発光装置を得ることができる。
【００２１】
［適用例８］上記の発光装置であって、上記第１の電極の形成材料と層厚、及び上記第２の電極の形成材料と層厚は、上記３種類の発光素子間で同一であることを特徴とする発光装置。
【００２２】
このような構成によれば、上記３種類の発光素子の製造において、後述する有機材料層以外の構成要素を同一工程で形成できる。したがって、製造コストの増加を抑制しつつ表示品質を向上できる。
【００２３】
［適用例９］上記の発光装置であって、上記第１の電極と上記発光層との間に形成される正孔注入輸送層及び上記第２の電極と上記発光層との間に形成される電子注入輸送層のうちの少なくともいずれか一方を備え、上記第１の電極と上記第２の電極との間に、上記発光層と併せて有機材料層を構成していることを特徴とする発光装置。
【００２４】
このような構成によれば、同一の発光材料を用いる場合において発光効率を向上でき、表示する画像の品質を向上できる。
【００２５】
［適用例１０］上記の発光装置であって、上記中間層の有無及び該中間層の層厚と形成材料を除いて、上記３種類の発光素子の上記有機材料層を構成する各層の形成材料と層厚は、該３種類の発光素子間で同一であることを特徴とする発光装置。
【００２６】
このような構成によれば、上記３種類の発光素子の製造において、上記中間層以外の全ての構成要素を同一工程で形成できる。したがって、製造コストの増加をより一層抑制しつつ表示品質を向上できる。
【００２７】
［適用例１１］上記の発光装置であって、上記３種類の発光素子の各々が射出する光に対応するカラーフィルタをさらに備えることを特徴とする発光装置。
【００２８】
このような構成によれば、上記３種類の発光素子の各々が射出する光の波形を改善でき、表示する画像の品質を向上できる。
【００２９】
［適用例１２］上記の発光装置であって、表示領域に円偏光板をさらに備えることを特徴とする発光装置。
【００３０】
このような構成によれば、上記表示領域から入射した外光が乱反射することによるコントラストの低下を抑制でき、表示する画像の品質を向上できる。
【００３１】
［適用例１３］上記の発光装置であって、上記３種類の発光素子は、上記基板上に上記反射層を介して積層された上記第１の電極と上記第２の電極を兼ねる上記半透過反射層との間に上記有機材料層を狭持し、上記半透過反射層を介して上記基板の反対側から光を射出するトップエミッション型であることを特徴とする発光装置。
【００３２】
このような構成によれば、開口率を向上させて発光光を有効に利用できる。したがって、同一の画像を表示する場合における消費電力を低減できる。
【００３３】
［適用例１４］上記の発光装置であって、上記３種類の発光素子は、上記基板上に積層された上記第１の電極を兼ねる上記半透過反射層と上記第２の電極を兼ねる上記反射層との間に上記有機材料層を狭持し、上記第１の電極を兼ねる上記半透過反射層を介して上記基板の側から光を射出するボトムエミッション型であることを特徴とする発光装置。
【００３４】
このような構成によれば、上記第２の電極をＡｌ（アルミニウム）等の非透光性材料で形成する場合においても充分な層厚を確保できる。したがって、材料の選択等が容易になり、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明を具体化した実施の形態について、発光素子としての有機ＥＬ素子を、表示領域に規則的に配置して画像を表示する発光装置（以下、「有機ＥＬ装置」と称する。）を例に述べる。各実施形態について述べる前に、まず、有機ＥＬ装置及び有機ＥＬ素子の概要について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、該各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
（有機ＥＬ装置）
【００３６】
図１は、後述する各実施形態に共通する、有機ＥＬ装置の全体構成を示す回路構成図である。規則的に配置された個々の有機ＥＬ素子の発光を個別に制御して、表示領域１００に画像を形成するアクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置を例にしている。
表示領域１００には、複数の走査線１０２と、走査線１０２と直交する複数の信号線１０４と、信号線１０４と平行に延びる複数の電源供給線１０６が形成されている。上記３種類の配線で囲まれる方形の区画が画素領域である。
【００３７】
各々の画素領域には、走査線１０２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ＴＦＴ１０８と、スイッチング用ＴＦＴ１０８を介して信号線１０４から供給される画素信号を保持する保持容量１１０と、保持容量１１０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ＴＦＴ１１２と、駆動用ＴＦＴ１１２を介して電源供給線１０６から駆動電流が流れ込む発光素子２０が形成されている。後述するように、発光素子２０は画素電極である第１の電極としての陽極（以下、「陽極」と称する。）と、表示領域１００の全範囲に渡って共通電位となる第２の電極としての陰極（以下、「陰極」と称する。）とで発光材料層を含む発光層５０を狭持しており（図２参照）、上記駆動電流は陽極に供給される。
【００３８】
表示領域１００の周辺には、走査線駆動回路１２０、及び信号線駆動回路１３０が形成されている。走査線１０２には、走査線駆動回路１２０から、図示しない外部回路より供給される各種信号に応じて走査信号が順次供給される。そして、信号線１０４には信号線駆動回路１３０から画像信号が供給され、電源供給線１０６には図示しない外部回路から画素駆動電流が供給される。なお、走査線駆動回路１２０の動作と信号線駆動回路１３０の動作とは、同期信号線１４０を介して外部回路から供給される同期信号により相互に同期が図られている。
【００３９】
走査線１０２が駆動されスイッチング用ＴＦＴ１０８がオン状態になると、その時点の信号線１０４の電位が保持容量１１０に保持され、保持容量１１０の状態に応じて駆動用ＴＦＴ１１２のレベルが決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１１２を介して電源供給線１０６から陽極に駆動電流が流れ、さらに有機材料層を介して陰極に駆動電流が流れる。その結果、発光層５０は駆動電流の大きさに応じて発光する。
【００４０】
発光素子２０は、赤色光を射出する第１発光素子としての第１有機ＥＬ素子２０Ｒ、緑色光を射出する第２発光素子としての第２有機ＥＬ素子２０Ｇ、青色光を射出する第３発光素子としての第３有機ＥＬ素子２０Ｂの計３種類が、表示領域１００に規則的に配置されている。上述したように個々の有機ＥＬ素子が独立に制御され、駆動電流の大きさに応じて発光することで表示領域１００にカラー画像が形成される。
なお、上記３種類の有機ＥＬ素子の配置の順序はＲ，Ｇ，Ｂの順序に限定されるものではなく、例えばＲ，Ｂ，Ｇの順序に配置することも可能である。また、上記３種類の有機ＥＬ素子の（平面上の）大きさも同一に限定されるものではない。
（有機ＥＬ素子）
【００４１】
図２は、有機ＥＬ素子２０（図１参照）の概略を、駆動用ＴＦＴ１１２と共に示す模式断面図である。ＴＦＴ等の素子が形成された素子基板１０の反対側（上方）に光を射出するトップエミッション型の有機ＥＬ素子について示している。
素子基板１０上には、ポリシリコン層からなるチャネル領域６０と酸窒化シリコン等からなるゲート絶縁膜７１とポリシリコンあるいはＡｌ（アルミニウム）等からなるゲート電極６２と、からなる駆動用ＴＦＴ１１２が形成され、該ＴＦＴの上層には酸窒化シリコン等からなる第２層間絶縁膜７２が積層されている。そして、第２層間絶縁膜７２の一部が選択的に除去され、チャネル領域６０と導通するドレイン電極６４及びソース電極６６が形成されている。
【００４２】
上記双方の電極の上層には、酸窒化シリコン等からなる第３層間絶縁膜７３が積層されている。そして第３層間絶縁膜７３上には反射層５８が形成され、該反射層を保護層５７を介して被うように、ＩＴＯ（酸化インジウム・錫合金）等の透光性導電材料からなる陽極５６が形成されている。そして陽極５６は第３層間絶縁膜７３の一部を選択的に除去して形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極６４と接続している。したがって、陽極５６は駆動用ＴＦＴ１１２と導通し、電源供給線１０６から供給される駆動電流を、後述する発光層５０に供給できる。
【００４３】
第３層間絶縁膜７３及び陽極５６の上層には、ポリイミド等の有機又は無機の絶縁材料層をパターニングして、隔壁７７が形成されている。上記パターニングは、陽極５６の反射層５８と重なる領域が露出するように行われる。したがって、反射層５８の外縁部には、陽極５６を介して、該反射層と隔壁７７とが重なる環状の領域が形成される。
【００４４】
陽極５６上には、正孔注入輸送層４０、発光層５０、電子注入輸送層４５、そして陰極５５が順に積層されている。陰極５５の上層には接着層１２が充填されている。上記各層は、少なくとも表示領域１００（図１参照）の全面を被うように形成されている。そして陰極５５は、表示領域１００の外部の領域で接地している。
【００４５】
正孔注入輸送層４０は正孔注入層４１と正孔輸送層４２とからなり、電子注入輸送層４５は電子注入層４６と電子輸送層４７とからなる。正孔輸送層４２及び電子輸送層４７は、それぞれ発光層５０への正孔輸送性、電子輸送性を高めて発光効率を向上させる層である。また、正孔注入層４１及び電子注入層４６は、それぞれ陽極５６、陰極５５からの正孔注入効率、電子注入効率を高めて発光効率を向上させる層である。
【００４６】
発光層５０は、単一の発光材料層で形成することもできるが、後述する各実施形態にかかる有機ＥＬ装置においては、複数種類（２又は３種類）の材料層を積層して形成されている。本図に示す例では、青色光発光材料層５０Ｂと緑色光発光材料層５０Ｇと赤色光発光材料層５０Ｒの計３層を順に積層している。赤、緑、青の３原色を夫々発光する３種類の発光材料層を積層することで、単一の発光材料層を用いる場合に比べて広い波長範囲の発光光を得ている。そして、かかる発光光のうちの特定の波長の光、具体的には赤色光、緑色光、青色光のいずれかを共振により強調した上で、素子基板１０の反対側から射出している。
【００４７】
上記共振は、反射層５８と陰極５５との間で生じている。反射層５８はＡｌ等の金属材料で形成され、発光層５０で生じる光を、上方すなわち陰極５５の方へ反射している。陰極５５も、ＡｌあるいはＭｇＡｇ（マグネシウム・銀合金）等の金属材料で形成されている。しかし、層厚（膜厚）が非常に薄いため、照射された光の一部は透過し、残りは反射する半透過反射層となっている。したがって、発光層５０で生じる光、及び反射層５８で反射されてきた光の一部は上方すなわち接着層１２側へ射出され、上記一部以外の光は下方すなわち反射層５８側へ反射される。上述したように、陽極５６は透光性を有する材料で形成されている。そして、保護層５７、正孔注入輸送層４０、発光層５０、及び電子注入輸送層４５の各層も透光性を有している。したがって、反射層５８と陰極５５との間には共振長８の共振構造が形成されている。該共振長の設定を変化させることで、特定の波長の光を強調できる。
【００４８】
共振長８は、反射層５８と陰極５５とで狭持される各層の光学的距離（実際の距離と屈折率の積）で定まり、強調される波長は共振長８で一義的に定まる。したがって、上述する３種類の有機ＥＬ素子において夫々特定の波長を強調するためには、共振長８を上記３種類の有機ＥＬ素子ごとに設定する必要がある。
【００４９】
共振長８を任意の距離（長さ）に設定する方法としては、陽極５６、正孔注入輸送層４０、及び電子注入輸送層４５の内の少なくとも一層の層厚を、上記３種類の有機ＥＬ素子間で変化させる方法が知られている。しかし、陽極５６の層厚を変化させることは薄膜形成工程とパターニング工程を複数回繰り返す必要があるため困難であり、製造コストも上昇する。また、正孔注入輸送層４０あるいは電子注入輸送層４５の層厚を変化させることは、コスト上の問題だけではなく、発光特性にも影響するため実施は困難である。以下に記載する各実施形態は、上述の各層とは別に、発光機能を有しない有機材料からなる中間層を発光層５０内、具体的には発光材料層間に形成することで共振長８を変化させて、各々の有機ＥＬ素子ごとに特定の波長の光を強調している。
（第１の実施形態）
【００５０】
図３に、第１の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の模式断面図を示す。矢印の方向に光を射出するトップエミッション型の有機ＥＬ装置である。素子基板１０上に規則的に配置された、青色光を射出する第３有機ＥＬ素子２０Ｂ、赤色光を射出する第１有機ＥＬ素子２０Ｒ、及び緑色光を射出する第２有機ＥＬ素子２０Ｇ、の計３種類の有機ＥＬ素子を、各々の有機ＥＬ素子を駆動する駆動用ＴＦＴ１１２と共に示している。スイッチング用ＴＦＴ１０８（図１参照）等は図示を省略している。各々の有機ＥＬ素子を構成する要素は、中間層の有無を除いて、図２に示す従来の有機ＥＬ素子と、略同一である。そこで、同一の構成要素には同一の符号を付与している。正孔注入輸送層４０及び電子注入輸送層４５は単一の層で図示されているが、実際の構成は図２に示す従来の有機ＥＬ素子と同様に２層の材料層を積層して形成されている。また、共振長８については、以下の図においては符号を付与していない。
【００５１】
素子基板１０は、接着層１２を介して、表面にカラーフィルタ層３０が形成された対向基板１１と貼り合わされている。カラーフィルタ層３０は、規則的に配置された赤色カラーフィルタ３０Ｒ、緑色カラーフィルタ３０Ｇ、及び青色カラーフィルタ３０Ｂからなり、各々のカラーフィルタはブラックマトリクス３５で区画されている。そして、第１有機ＥＬ素子２０Ｒには赤色カラーフィルタ３０Ｒが、第２有機ＥＬ素子２０Ｇには緑色カラーフィルタ３０Ｇが、そして第３有機ＥＬ素子２０Ｂには青色カラーフィルタ３０Ｂが、夫々対向するように貼り合わされている。
【００５２】
後述するように、本実施形態にかかる有機ＥＬ装置は、上記３種類の有機ＥＬ素子の発光層５０を同一の発光材料層を積層して形成している。そして、上記３種類の有機ＥＬ素子のうちの第１有機ＥＬ素子２０Ｒの発光材料層間に中間層を形成することにより異なる波長分布（分光分布）の射出光を得ている。そして、かかる射出光を、各々のカラーフィルタを透過させることで、各々の有機ＥＬ素子ごとに好適な波長分布の光、すなわち３原色に近い光としている。
【００５３】
上記中間層以外の各層、すなわち反射層５８と陰極５５、及び反射層５８と陰極５５とで狭持される各層の層厚及び形成材料は、上記３種類の有機ＥＬ素子間で同一である。各層の形成材料及び層厚は以下の通りである。
反射層５８はＡｌからなり、反射層５８の上層には、窒化シリコンからなる保護層５７を介してＩＴＯからなる陽極５６が形成されている。上記３要素、すなわち反射層５８と保護層５７と陽極５６とを合わせた層厚は１１０ｎｍである。反射層５８と陽極５６とは、個々の有機ＥＬ素子ごとにパターニングされ、保護層５７は、少なくとも表示領域１００（図１参照）全域に形成されている。陽極５６及び隔壁７７の上層には、正孔注入輸送層４０が、表示領域１００全域に渡って形成されている。
正孔注入輸送層４０は、正孔注入層４１と正孔輸送層４２とからなる（図２参照）。各々の層厚及び形成材料は、正孔注入層がＨＩ４０６（出光興産株式会社製）２７ｎｍ、正孔輸送層がＨＴ３２０（出光興産株式会社製）２０ｎｍである。正孔注入輸送層４０の上層には、発光層５０が表示領域１００全域に渡って形成されている。
【００５４】
本実施形態における発光層５０は、通電により青緑色光を発光する青緑色光発光材料層５０ＢＧと、通電により赤色光を発光する赤色光発光材料層５０Ｒとの、計２種類の発光材料層を積層して形成されている。
青緑色光発光材料層５０ＢＧは、導電性を担保するホスト材料と電子と正孔との結合により発光する機能を有するドーパントとで形成されている。ホスト材料はＢＨ２１５（出光興産株式会社製）であり、ドーパントは、青緑色光を発光するＢＤ１０２（出光興産株式会社製）である。層厚は、４０ｎｍである。なお、青緑色光発光材料層５０ＢＧに限らず、以下に記載の発光材料層は全て、ホスト材料とドーパントとで形成されている。
赤色光発光材料層５０Ｒの形成材料は、ホスト材料がＢＨ２１５であり、ドーパントが赤色光を発光するＲＤ００１（出光興産株式会社製）である。層厚は５ｎｍである。
【００５５】
なお、ＢＤ１０２は、４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長の光を発光する。かかる波長の光色は一般には空色と称されるが、本文ではカラーフィルタ等の色名と共通させるため、青緑色と称している。同様に、ＲＤ００１が発光する５５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長の光色は一般にはオレンジ色と称されるが、本文では赤色と称している。また、本文では、波長分布が若干異なる光を同一の名称で示す場合もある。例えば、上述の５５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長を持つ赤色光がカラーフィルタを透過して、より一層狭い波長分布となった後も、カラーフィルタを透過する前と同様に赤色光と称している。
【００５６】
発光層５０の上層には、電子注入輸送層４５、及び陰極５５が、少なくとも表示領域１００全域に渡って形成されている。そして陰極５５の上層には、素子基板１０の略全域に渡り封止層５９が形成されている。
電子注入輸送層４５は、電子注入層４６と電子輸送層４７とからなる（図２参照）。電子輸送層４７は層厚２０ｎｍのＡｌｑ３（アルミニウムキノリノール）、電子注入層４６は層厚１ｎｍのＬｉＦ（弗化リチウム）、陰極５５は層厚５ｎｍのＡｌ、そして封止層５９は、層厚２００ｎｍの酸化シリコンからなる。
【００５７】
上述したように、本実施形態の有機ＥＬ装置はトップエミッション型であるため、陰極５５は半透過反射性を有することが必要である。しかし、仕事関数の点からＩＴＯを用いることは困難であるため、Ａｌを５ｎｍと極めて薄い層厚に形成して、上記半透過反射性を得ている。一方で、上記の層厚では、陰極５５の抵抗が増大し表示品質に影響する。そこで、隔壁７７に重なる図示しない格子状の厚膜部を形成して、陰極５５の抵抗値を低下させている。
なお、上記各々の要素の形成材料、及び層厚は上述の値に限定されるものではなく、例えば陰極５５はＭｇＡｇ（マグネシウム・銀合金）等で形成することも可能である。
【００５８】
本実施形態の有機ＥＬ装置は、第１有機ＥＬ素子２０Ｒの発光領域（隔壁７７で囲まれている領域）における青緑色光発光材料層５０ＢＧと赤色光発光材料層５０Ｒとの層間に、第１の中間層１を備えている。第１の中間層１は、正孔輸送層４２と同じくＨＴ３２０からなり、層厚は４０ｎｍである。
【００５９】
上述したように、本実施形態の有機ＥＬ装置が備える計３種類の有機ＥＬ素子は、中間層の有無を除いて同一の形成材料及び層厚の要素で形成されている。したがって、第１有機ＥＬ素子２０Ｒの共振長すなわち反射層５８と陰極５５との間の光学的距離は、他の２つの有機ＥＬ素子に比べて略４０ｎｍ（正確には４０ｎｍ×第１の中間層１の屈折率）長くなる。その結果、第１有機ＥＬ素子２０Ｒは、他の２つ有機ＥＬ素子とは異なる波長の光を共振により強調することができる。
【００６０】
本実施形態の有機ＥＬ装置は、中間層が存在しない領域の共振長が青緑色光を強調するように、反射層５８と陰極５５との間の各層の層厚が設定されている。したがって、第２有機ＥＬ素子２０Ｇと第３有機ＥＬ素子２０Ｂとは、発光層５０において生じた光を青緑色光に相当する波長を強調して射出できる。
そして、第１の中間層１の層厚の４０ｎｍは、該中間層を加えた場合の反射層５８と陰極５５との間の光学的距離、赤色光を強調する距離になるように算出された値である。したがって、第１有機ＥＬ素子２０Ｒは、発光層５０において生じた光を、赤色光に相当する波長を強調して射出できる。
【００６１】
また、本実施形態の有機ＥＬ装置は、第１の中間層１を正孔輸送層４２と同じ材料、すなわち正孔輸送性を高いレベルで有する一方、電子輸送性はあまり有しない材料で形成することにより、赤色光を強調している。
上述したように、第１の中間層１は、第１有機ＥＬ素子２０Ｒにおける青緑色光発光材料層５０ＢＧと赤色光発光材料層５０Ｒとの層間に形成されている。したがって、陽極５６と陰極５５との間の構成要素は、（上記一対の電極を含めて）陽極５６→正孔注入輸送層４０→青緑色光発光材料層５０ＢＧ→第１の中間層１→赤色光発光材料層５０Ｒ→電子注入輸送層４５→陰極５５の順に積層されている。そして第１の中間層１は、電子輸送性をあまり有しない。この態様で陽極５６から正孔、陰極５５から電子を供給すると、電子が第１の中間層１を超えて青緑色光発光材料層５０ＢＧに達することは、殆んど起こらない。したがって、青緑色光発光材料層５０ＢＧ内では、電子と正孔の結合が殆んど生じず、発光は殆んど生じない。
【００６２】
一方、陽極５６から供給される正孔は第１の中間層１を超えて赤色光発光材料層５０Ｒに達するので、赤色光発光材料層５０Ｒ内では電子と正孔の結合が生じて発光する。したがって、第１有機ＥＬ素子２０Ｒの発光光、すなわち共振により特定の波長が強調される前の光は、青緑色光発光材料層５０ＢＧと赤色光発光材料層５０Ｒとを積層しているにもかかわらず、赤色光に近い光となる。かかる発光光を、赤色光を強調するように共振させることで、より一層好適な赤色光を得ることができる。
【００６３】
以上の結果、本実施形態の有機ＥＬ装置が備える３種類の有機ＥＬ素子は、同一の発光材料を積層して形成された発光層５０を有しながら、異なる波長分布の光を射出できる。そして、本実施形態の有機ＥＬ装置は、かかる光をカラーフィルタ層３０を透過させることで、好適な３原色光を得ている。
【００６４】
カラーフィルタ層３０を用いると、白色光すなわち波長分布が平坦に近い光を用いても３原色光を得ることができる。しかし、かかる方法は、カラーフィルタ層３０で吸収される光の比率が大きく、消費電力等で問題がある。本実施形態の有機ＥＬ装置は、カラーフィルタ層３０を透過させる前の段階において、共振により特定の波長を強調することで、該カラーフィルタ層による損失を抑制している。
【００６５】
そして、本実施形態の有機ＥＬ装置は、共振長の設定（調整）を発光機能を有しない有機材料からなる中間層を用いて行っている。共振長は、反射層５８と陰極５５との間の各層のいずれかの層厚を変化させることで調整できる。発光層５０の層厚を変化させることは、発光特性に影響するため好ましくない。正孔注入輸送層４０及び電子注入輸送層４５の層厚を変化させることも同様に好ましくない。したがって、従来の共振長の調整は、陽極５６を構成するＩＴＯの層厚を有機ＥＬ素子間で変化させることが一般的であった。
【００６６】
しかし、ＩＴＯの層厚を有機ＥＬ素子間で変化させるためには製膜工程とパターニング工程を複数回繰り返すことが必要であり、製造コストを増加させる。また、パターニング工程時に、先に形成したＩＴＯ層をエッチングして層厚を変化させてしまうこともあり得る。本実施形態の有機ＥＬ装置はかかる問題も回避でき、製造コストを増加させることなく、表示品質の向上を可能にしている。
【００６７】
図８に本実施形態の効果を示す。
図８（ａ）は、カラーフィルタ層３０を透過する前の、第１〜第３の有機ＥＬ素子（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）の射出光の波長分布を示している。第２、第３の有機ＥＬ素子（２０Ｇ、２０Ｂ）のカラーフィルタ層３０を透過する前の射出光は同一である。
第１の有機ＥＬ素子２０Ｒは発光層５０内に第１の中間層１を形成して共振長を好適な値に設定したことにより、同一の発光層５０を用いながら、第２、第３の有機ＥＬ素子（２０Ｇ、２０Ｂ）の射出光と比べてピーク波長が大きく異なる射出光が得られている。
第２、第３の有機ＥＬ素子（２０Ｇ、２０Ｂ）は、赤色光発光材料層５０Ｒも若干は発光しているため、５５０ｎｍ以上の波長の光もかなり発光している。第１の有機ＥＬ素子２０Ｒも、発光材料層の特性上、赤色光よりもピーク波長が短波長側にずれた光を発光している。
【００６８】
図８（ｂ）は、カラーフィルタ層３０を透過させた後の第１〜第３の有機ＥＬ素子（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）の射出光の波長分布を示している。カラーフィルタ層３０を透過させることにより、青緑色光は、夫々異なる波長をピークとする緑色光と青色光とに分かれている。そして、第１の有機ＥＬ素子２０Ｒが照射する光も、略６００ｎｍの波長をピークとする好適な赤色光となっている。
以上の結果、本実施形態の有機ＥＬ装置は、規則的に配置した３種類の有機ＥＬ素子を、第１の中間層１の有無を除き全て共通の材料及び層厚で構成しているにもかかわらず好適な３原色光を射出でき、製造コストの上昇を抑制しつつ品質の向上した画像を表示できる。
（第２の実施形態）
【００６９】
図４に、第２の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の模式断面図を示す。第１の実施形態にかかる有機ＥＬ装置と同様に、矢印の方向に光を射出するトップエミッション型の有機ＥＬ装置である。第１の実施形態にかかる有機ＥＬ装置とは、有機ＥＬ素子の配置順序が異なっている。３種類の有機ＥＬ素子は、緑色光を射出する第２有機ＥＬ素子２０Ｇ、赤色光を射出する第１有機ＥＬ素子２０Ｒ、及び青色光を射出する第３有機ＥＬ素子２０Ｂ、の順に配置されている。
また、第１の実施形態にかかる有機ＥＬ装置とは、発光層５０を構成する要素、及び中間層の配置の態様も異なっている。それ以外の構成要素については、層厚を除くと第１の実施形態の有機ＥＬ装置と同様である。そこで、共通する構成要素には同一の符号を付与している。各構成要素の形成材料、及び層厚は以下の通りである。
【００７０】
反射層５８はＡｌ、保護層５７は窒化シリコンからなり、層厚は上記双方を合計して５０ｎｍである。陽極５６はＩＴＯからなり、層厚は２７ｎｍである。正孔注入輸送層４０は、正孔注入層としての層厚４５ｎｍのＨＩ４０６と、正孔輸送層としての層厚１５ｎｍのＨＴ３２０と、が積層されて形成されている。電子注入輸送層４５は、電子輸送層としての層厚２０ｎｍのＡｌｑ３と、電子注入層としての層厚１ｎｍのＬｉＦと、が積層されて形成されている。陰極５５は層厚５ｎｍのＡｌ、そして封止層５９は、層厚２００ｎｍの酸化シリコンからなる。そして、正孔注入輸送層４０と電子注入輸送層４５の間には、複数の発光材料層及び中間層を含む発光層５０が形成されている。
【００７１】
本実施形態の有機ＥＬ装置の発光層５０は、３種類の発光材料層を積層して形成されている。具体的には、青色光発光材料層５０Ｂ、緑色光発光材料層５０Ｇ、赤色光発光材料層５０Ｒの順に積層されている。上記３種類の発光材料層は全て、ホスト材料としてＢＨ２１５を用いている。ドーパントとしては、青色光発光材料層５０ＢにはＢＤ０５２（出光興産株式会社製）、緑色光発光材料層５０Ｇにはキナクリドン、赤色光発光材料層５０ＲにはＲＤ００１を、夫々用いている。赤色光発光材料層５０Ｒの形成材料は上記第１の実施形態と同様であり、上述したようにオレンジ色に近い色の光を発光する。各々の発光材料層の層厚は、青色光発光材料層５０Ｂは３０ｎｍ、緑色光発光材料層５０Ｇは３０ｎｍ、そして赤色光発光材料層５０Ｒは５ｎｍである。
【００７２】
本実施形態の有機ＥＬ装置は、第２有機ＥＬ素子２０Ｇの発光領域に第２の中間層２、第１有機ＥＬ素子２０Ｒの発光領域に第３の中間層３を夫々備えている。上記双方の中間層の形成材料は、第１の実施形態と同様、正孔輸送層４２にも用いているＨＴ３２０である。したがって、正孔輸送性は有するが、電子輸送性はあまり有しない。
上記双方の中間層の形成位置は、第２の中間層２は、青色光発光材料層５０Ｂと緑色光発光材料層５０Ｇの層間であり、第３の中間層３は緑色光発光材料層５０Ｇと赤色光発光材料層５０Ｒの層間である。上記双方の中間層の層厚は、第２の中間層２が２５ｎｍ、第３の中間層３は６０ｎｍである。
【００７３】
本実施形態の有機ＥＬ装置は、青色光を射出する第３有機ＥＬ素子２０Ｂのみが、共振長を調整できる中間層を備えていない。しかし、第３有機ＥＬ素子２０Ｂも、共振を利用して特定の波長（この場合は青色光に相当する波長）を強調して射出している。したがって、本実施形態の有機ＥＬ装置は、中間層が存在しない領域の共振長が青色光を強調するように、反射層５８と陰極５５との間の各層の層厚を設定している。より具体的には、好ましい発光光（共振により特定の波長が強調される前の光）が得られるように発光層５０、正孔注入輸送層４０、及び電子注入輸送層４５の層厚を定め、上記各層の層厚を含む反射層５８と陰極５５との間の光学的距離が青色光を強調するように、陽極５６及び保護層５７の層厚を定めている。したがって、第３有機ＥＬ素子２０Ｂは、３種類の発光材料層を積層した発光層５０を備えているにもかかわらず、青色光に近い光を射出できる。
【００７４】
そして、第２の中間層２及び第３の中間層３の層厚は、夫々の中間層が形成されている有機ＥＬ素子の射出光を強調できるように定められた値である。第１有機ＥＬ素子２０Ｒにおける反射層５８と陰極５５との間の光学的距離は、第３有機ＥＬ素子２０Ｂにおける該光学的距離に第３の中間層３の層厚の６０ｎｍを加えることで、赤色光を共振により強調する距離となっている。同様に、第２有機ＥＬ素子２０Ｇにおける反射層５８と陰極５５との間の光学的距離は、第３有機ＥＬ素子２０Ｂにおける該光学的距離に第２の中間層２の層厚の２５ｎｍを加えることで、緑色光を共振により強調する距離となっている。
また、上記双方の中間層の形成位置も、夫々の中間層が形成されている有機ＥＬ素子の発光層５０が、特定の波長（色）の光を他の波長（色）の光より強い強度で発光するように定められている。
【００７５】
上述したように、上記双方の中間層は電子輸送性をあまり有しないため、該中間層と陽極５６との間の発光材料層は、あまり発光しない。したがって、第１有機ＥＬ素子２０Ｒの発光層５０では、第３の中間層３と陽極５６との間に形成されている青色光発光材料層５０Ｂと緑色光発光材料層５０Ｇはあまり発光しない。したがって、第１有機ＥＬ素子２０Ｒの発光光、すなわち共振により特定の波長が強調される前の光は、３種類の発光材料層を積層しているにもかかわらず、赤色光に近い光となる。そして第１有機ＥＬ素子２０Ｒは、かかる光を反射層５８と陰極５５との間で共振させることにより、より一層好適な赤色光を得ることができる。
【００７６】
同様に、第２有機ＥＬ素子２０Ｇの発光層５０では、第２の中間層２と陽極５６との間に形成されている青色光発光材料層５０Ｂは、あまり発光しない。また、本実施形態において発光材料層のホスト材料に用いられているＢＨ２１５は、高い電子輸送性を有する一方、正孔輸送性はあまり有しない材料である。そのため、正孔輸送性を有する材料層上（この場合は中間層上）に積層された発光材料層は、該正孔輸送性を有する材料層との界面近傍で、他の部分と比べてより多くの電子と正孔の結合が生じる。したがって、第２有機ＥＬ素子２０Ｇの発光層５０では、主に緑色光発光材料層５０Ｇ内で電子と正孔の結合が発生する。したがって、第２有機ＥＬ素子２０Ｇの発光光、すなわち共振により特定の波長が強調される前の光は、３種類の発光材料層を積層しているにもかかわらず緑色光に近い光となる。そして第２有機ＥＬ素子２０Ｇは、かかる光を反射層５８と陰極５５との間で共振させることにより、より一層好適な緑色光を得ることができる。
【００７７】
以上の結果、本実施形態の有機ＥＬ装置は、中間層の有無及び層厚以外は同一の要素で構成された３種類の有機ＥＬ素子を用いて、３原色の光、すなわち赤色光、緑色光、及び青色光を射出できる。
【００７８】
図９に、本実施形態の効果を示す。各々の有機ＥＬ素子が射出する光の、カラーフィルタ層３０を透過する前の波長分布を示している。図９（ａ）は第１有機ＥＬ素子２０Ｒの射出光の波長分布、図９（ｂ）は第２有機ＥＬ素子２０Ｇの射出光の波長分布、そして図９（ｃ）は第３有機ＥＬ素子２０Ｂの射出光の波長分布を示している。
カラーフィルタ層３０を透過する前にもかかわらず、各々の射出光は、強いピークをもつ極めて色純度の高い光である。発光層５０を３種類の発光材料層で積層して形成したこと、そして層厚及び形成位置が異なる２つの中間層（２及び３）を形成したことにより、第１の実施形態の有機ＥＬ装置と比べて、より一層好適な３原色光に近い光が得られている。かかる色純度の高い（３原色の）射出光を用いると、カラーフィルタ層３０を用いることなしに好適なカラー画像を得ることが可能である。そして本実施形態の有機ＥＬ装置はカラーフィルタ層３０を対向基板１１に備えることで、より一層好適なカラー画像を得ている。
【００７９】
なお、図９（ｃ）に示す第３有機ＥＬ素子２０Ｂの射出光の色純度の高さは、共振長の最適化の効果と共に、発光材料層の積層の順序の効果も受けている。上述したように、ホスト材料であるＢＨ２１５が高い電子輸送性を有するため、正孔輸送性を有する材料層上に積層された発光材料層は、該正孔輸送性を有する材料層との界面近傍でより多くの電子と正孔の結合が生じる。したがって、第３有機ＥＬ素子２０Ｂの発光層５０内では、青色光発光材料層５０Ｂで最も多くの発光が生じている。そしてさらに共振の効果が加わって、上述の色純度の高い青色光が得られている。
【００８０】
また、本実施形態の有機ＥＬ装置は、第１の実施形態の有機ＥＬ装置とは異なり、中間層を２回形成している。該中間層の形成方法は、第１の実施形態の有機ＥＬ装置における形成方法と同様に、マスク蒸着法である。上記マスク蒸着工程で用いるフィジカルマスクは、１種類で足りる。中間層の形成工程は２回あるが、１回目の工程で用いたフィジカルマスクを１素子分ずらして素子基板１０上に被せて蒸着することで、第２の中間層２と第３の中間層３とを同一のフィジカルマスクで形成できる。
（第３の実施形態）
【００８１】
図５に、第３の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の模式断面図を示す。本実施形態にかかる有機ＥＬ装置は、矢印の方向に光を射出するボトムエミッション型の有機ＥＬ装置である。そのため、本実施形態にかかる有機ＥＬ装置は、陰極５５が反射層を兼ねており、陽極５６の下層には保護層５７を介して半透過反射層５４が形成されている。発光層５０で生じた発光光は、陰極５５と半透過反射層５４との間で共振しつつ、半透過反射層５４を透過して図示する矢印の方向に射出される。
【００８２】
また、本実施形態にかかる有機ＥＬ装置はボトムエミッション型であるため、対向基板１１ではなく素子基板１０にカラーフィルタが形成されている。本実施形態にかかる有機ＥＬ装置は、第３層間絶縁膜７３の上層に、第４層間絶縁膜７４が積層されており、第３層間絶縁膜７３と第４層間絶縁膜７４との層間にカラーフィルタが形成されている。
【００８３】
本実施形態にかかる有機ＥＬ装置における有機ＥＬ素子の配置順序は第２の実施形態にかかる有機ＥＬ装置と同一である。３種類の有機ＥＬ素子は、緑色光を射出する第２有機ＥＬ素子２０Ｇ、赤色光を射出する第１有機ＥＬ素子２０Ｒ、及び青色光を射出する第３有機ＥＬ素子２０Ｂ、の順に配置されている。したがって、カラーフィルタも図５において左側から順に緑色カラーフィルタ３０Ｇ、赤色カラーフィルタ３０Ｒ、青色カラーフィルタ３０Ｂの順に形成されている。
【００８４】
カラーフィルタの形成位置や、保護層５７の下層に反射層５８（図４参照）ではなく半透過反射層５４が形成されていることを除くと、本実施形態にかかる有機ＥＬ装置は上記第２の実施形態にかかる有機ＥＬ装置と略同一の構成である。第２有機ＥＬ素子２０Ｇと第１有機ＥＬ素子２０Ｒとは、発光層５０内に中間層を有している。そこで、同一の構成要素には同一の符号を付与している。各構成要素の形成材料、及び層厚は以下の通りである。
【００８５】
半透過反射層５４はＡｌからなり、層厚は１４ｎｍである。保護層５７は窒化シリコンからなり、層厚は４０ｎｍである。陽極５６はＩＴＯからなり、層厚は５０ｎｍである。正孔注入輸送層４０は、正孔注入層としての層厚２５ｎｍのＨＩ４０６と正孔輸送層としての層厚１５ｎｍのＨＴ３２０と、を積層して形成されている。電子注入輸送層４５は、電子輸送層としての層厚１０ｎｍのＡｌｑ３と電子注入層としての層厚１ｎｍのＬｉＦとを積層して形成されている。陰極５５は反射層を兼ねるため、層厚１００ｎｍのＡｌで形成され、封止層５９は層厚２００ｎｍの酸化シリコンからなる。そして、正孔注入輸送層４０と電子注入輸送層４５の間には、複数の発光材料層及び中間層を含む発光層５０が形成されている。
【００８６】
発光層５０は、上記第２の実施形態にかかる有機ＥＬ装置と同様に、３種類の発光材料層、すなわち、青色光発光材料層５０Ｂ、緑色光発光材料層５０Ｇ、赤色光発光材料層５０Ｒの順に積層されている。各々の発光材料層の形成材料及び層厚も、第２の実施形態にかかる有機ＥＬ装置と同様である。
【００８７】
中間層の形成位置も、上記第２の実施形態にかかる有機ＥＬ装置と同様である。第２有機ＥＬ素子２０Ｇの発光領域においては、青色光発光材料層５０Ｂと緑色光発光材料層５０Ｇの層間に第４の中間層４が、第１有機ＥＬ素子２０Ｒの発光領域においては、緑色光発光材料層５０Ｇと赤色光発光材料層５０Ｒの層間に第５の中間層５が、夫々形成されている。
上記双方の中間層の層厚は、第４の中間層４が３５ｎｍ、第５の中間層５は８５ｎｍである。形成材料は、第２の実施形態と同様、正孔輸送層４２にも用いているＨＴ３２０である。したがって、正孔輸送性は有するが、電子輸送性はあまり有しない。
【００８８】
本実施形態の有機ＥＬ装置は、第２の実施形態の有機ＥＬ装置と同様に、発光材料層のホスト材料として、正孔輸送性に比べて高い電子輸送性をもつＢＨ２１５を用いている。そして中間層は、高い正孔輸送性を有するＨＴ３２０を用いている。上述の電子輸送性と正孔輸送性の効果により、発光層５０は３種類の発光材料層を積層して形成されているにもかかわらず、夫々の有機ＥＬ素子ごとに特定の波長（色）の光を主に発光する。具体的には、第２有機ＥＬ素子２０Ｇは緑色光を、第１有機ＥＬ素子２０Ｒは赤色光を、そして第３有機ＥＬ素子２０Ｂは青色光を、主に発光する。そして、上述の３種類の有機ＥＬ素子の共振長、すなわち半透過反射層５４と陰極５５との間の光学的距離は、上記の第４の中間層４あるいは第５の中間層５を含めて、夫々の有機ＥＬ素子が主に発光する特定の波長（色）の光を共振により強調できる様に設定されている。したがって本実施形態の有機ＥＬ装置は、上記第２の実施形態の有機ＥＬ装置と同様に、中間層の有無及び層厚以外は同一の要素で構成された３種類の有機ＥＬ素子を用いて、高い色純度の３原色光、すなわち赤色光、緑色光、及び青色光を射出できる。
【００８９】
図１０に、本実施形態の効果を示す。各々の有機ＥＬ素子が射出する光の、カラーフィルタを透過する前の波長分布を示している。図１０（ａ）は第１有機ＥＬ素子２０Ｒの射出光の波長分布、図１０（ｂ）は第２有機ＥＬ素子２０Ｇの射出光の波長分布、そして図１０（ｃ）は第３有機ＥＬ素子２０Ｂの射出光の波長分布を示している。カラーフィルタを透過する前にもかかわらず、各々の射出光は、強いピークをもつ極めて色純度の高い光である。かかる色純度の高い（３原色の）射出光を用いると、カラーフィルタを用いることなしに好適なカラー画像を表示することが可能である。そして本実施形態の有機ＥＬ装置は、第３層間絶縁膜７３と第４層間絶縁膜７４の層間に、上記の（３原色の）射出光の色純度をより一層向上できるカラーフィルタを備えることで、より一層好適なカラー画像の表示が可能である。
（変形例１）
【００９０】
図６に、上記第２の実施形態の変形例として、対向基板１１にカラーフィルタ層３０を備えていない有機ＥＬ装置の模式断面図を示す。カラーフィルタ層３０を備えず、円偏光板１４を備えていること以外は、第２の実施形態の有機ＥＬ装置と同様の構成である。そこで、共通する構成要素には同一の符号を付して、説明の記載は省略している。
【００９１】
上述したように、第２の実施形態の有機ＥＬ装置は、色純度の高い好適な３原色光を得られるため、カラーフィルタ層３０を用いずに好適なカラー画像の表示が可能である。しかし、カラーフィルタ層３０を用いない場合、コントラストが低下することがあり得る。そこで本変形例の有機ＥＬ装置は、対向基板１１の裏面（素子基板１０と対向していない側の面）に円偏光板１４を貼付して、外光によるコントラストの低下を抑制している。上記裏面から入射する外光は陰極５５又は反射層５８で反射されて、再び該裏面から射出してコントラストを低下させ得る。しかし、陰極５５又は反射層５８で反射された光は円偏光の回転方向が逆になるため、円偏光板１４を透過できない。したがって、かかる構成により、本実施形態の有機ＥＬ装置はカラーフィルタ層３０を備えずにコントラストが向上した画像を表示できる。そのため、表示品質を殆んど低下させることなく製造コストを抑制することができる。
（変形例２）
【００９２】
図７に、上記第３の実施形態の変形例として、素子基板１０がカラーフィルタ（３０Ｇ、３０Ｒ、３０Ｂ）及び第４層間絶縁膜７４を備えていない有機ＥＬ装置の模式断面図を示す。変形例１にかかる有機ＥＬ装置と同様に、第３の実施形態にかかる有機ＥＬ装置と共通する構成要素には同一の符号を付して、説明の記載は省略している。
【００９３】
本変形例の有機ＥＬ装置は、素子基板１０の裏面（有機ＥＬ素子が形成されていない側の面）に円偏光板１４を貼付している。そして、上記変形例１に記載した内容と同様の作用により、外光が陰極５５又は半透過反射層５４で反射されることによるコントラストの低下を抑制している。そのため、表示品質を殆んど低下させることなく製造コストを抑制することができる。
（変形例３）
【００９４】
上記第１〜第３の実施形態、そして変形例１及び変形例２では、中間層は発光層５０内すなわち発光材料層間に形成されている。そして、電子輸送性に比べて高い正孔輸送性を有する材料を用いている。しかし、中間層の形成位置及び形成材料は、上記のものに限定されるものではない。発光層５０と正孔注入輸送層４０との層間、あるいは発光層５０と電子注入輸送層４５との層間に形成することもできる。また、形成材料についても、電子輸送性と正孔輸送性を同等に有する材料を用いて、機能を光学的距離の調整に限定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】有機ＥＬ装置の全体構成を示す回路構成図。
【図２】有機ＥＬ素子の概略を示す模式断面図。
【図３】第１の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の模式断面図。
【図４】第２の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の模式断面図。
【図５】第３の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の模式断面図。
【図６】変形例１にかかる有機ＥＬ装置の模式断面図。
【図７】変形例２にかかる有機ＥＬ装置の模式断面図。
【図８】第１の実施形態の効果を示す図。
【図９】第２の実施形態の効果を示す図。
【図１０】第３の実施形態の効果を示す図。
【符号の説明】
【００９６】
１…第１の中間層、２…第２の中間層、３…第３の中間層、４…第４の中間層、５…第５の中間層、８…共振長、１０…素子基板、１１…対向基板、１２…接着層、１４…円偏光板、２０…発光素子としての有機ＥＬ素子、２０Ｒ…第１発光素子としての第１有機ＥＬ素子、２０Ｇ…第２発光素子としての第２有機ＥＬ素子、２０Ｂ…第３発光素子としての第３有機ＥＬ素子、３０…カラーフィルタ層、３０Ｒ…赤色カラーフィルタ、３０Ｇ…緑色カラーフィルタ、３０Ｂ…青色カラーフィルタ、３５…ブラックマトリクス、４０…正孔注入輸送層、４１…正孔注入層、４２…正孔輸送層、４５…電子注入輸送層、４６…電子注入層、４７…電子輸送層、５０…発光層、５０Ｒ…赤色光発光材料層、５０Ｇ…緑色光発光材料層、５０Ｂ…青色光発光材料層、５０ＢＧ…青緑色光発光材料層、５４…半透過反射層、５５…陰極、５６…陽極、５７…保護層、５８…反射層、５９…封止層、６０…チャネル領域、６２…ゲート電極、６４…ドレイン電極、６６…ソース電極、７１…ゲート絶縁膜、７２…第２層間絶縁膜、７３…第３層間絶縁膜、７４…第４層間絶縁膜、７７…隔壁、１００…表示領域、１０２…走査線、１０４…信号線、１０６…電源供給線、１０８…スイッチング用ＴＦＴ、１１０…保持容量、１１２…駆動用ＴＦＴ、１２０…走査線駆動回路、１３０…信号線駆動回路、１４０…同期信号線。
【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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