(57)【要約】【課題】従来よりも簡便な構成であり、かつ作製プロセスで、赤色、緑色、青色のそれぞれの色の発光の取り出しを強めることが可能な有機ＥＬ表示装置を提供する。【解決手段】基板側１から順に、反射層４と透明導電層５とからなる第１電極１６、第１発光層を含む第１ＥＬ層７、第２発光層を含む第２ＥＬ層９、半反射層１０、第２透明導電層１１、第３発光層を含む第３ＥＬ層１２、第２電極１３、カラーフィルタ１５を備える。第１ＥＬ層７から第３ＥＬ層１２までの各層は、複数の発光素子間を跨いで共通に形成されており、かつ、第１発光層及び第２発光層における発光位置と反射層４との光学距離及び発光位置と半反射層１０との光学距離が、干渉により各発光色を強め合うように設定され、第３発光層における発光位置と半反射層１０との光学距離が、干渉により第３発光色を強め合うように設定される。【選択図】  図１
2009266524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子を含む複数の発光素子が基板上に配列され、各発光素子は、前記基板側から順に、反射層と透明導電層とからなる第１電極と、第１発光色を発光する第１発光層を含む第１ＥＬ層と、第２発光色を発光する第２発光層を含む第２ＥＬ層と、半反射層と、第２透明導電層と、第３発光色を発光する第３発光層を含む第３ＥＬ層と、光透過性の第２電極と、赤色、緑色、青色のいずれかの光を透過するカラーフィルタと、を備えた有機ＥＬ表示装置において、
前記第１ＥＬ層から前記第３ＥＬ層までの各層は、前記複数の発光素子間を跨いで共通に形成されており、かつ、前記第１発光層及び前記第２発光層における発光位置と前記反射層との光学距離及び前記発光位置と前記半反射層との光学距離が、干渉により各発光色を強め合うように設定され、
前記第３発光層における発光位置と前記半反射層との光学距離が、干渉により第３発光色を強め合うように設定されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第１発光層及び前記第２発光層における発光位置と前記反射層との光学距離及び前記発光位置と前記半反射層との光学距離、及び前記第３発光層における発光位置と前記半反射層との光学距離は、発光波長をλとしたとき、λ／４の奇数倍となるようにそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記第１電極は基板上に形成されたＴＦＴと電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１発光色及び第２発光色は赤色と青色であり、前記第３発光色は緑色であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記第２電極の表面に封止膜を形成し、前記封止膜に赤色、緑色、青色に対応するカラーフィルタが接着されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記第１電極はアノードであり、
前記第１電極と前記第１ＥＬ層との間に、前記複数の発光素子間を跨いで共通に形成されたホール注入層を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
前記第２電極はカソードであり、
前記第２電極と前記第３ＥＬ層との間に、前記複数の発光素子間を跨いで共通に形成された電子注入層を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【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ＥＬ表示装置に関するものである。さらに詳しくは、複数の発光色を呈する有機発光素子を基板上に配列形成してなり、作製が容易な構成で、各色発光の外部への取り出し効率を高めることができる有機ＥＬ表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、軽量で消費電力の小さいフラットな表示装置の研究・開発が盛に行われている。無機ＥＬ素子や有機ＥＬ素子などの発光素子を用いた表示装置は、自発光で、しかも応答速度が速く、動画再生に適した表示装置として注目されている。
【０００３】
このような発光素子を用いた表示装置をフルカラー化する構成として、以下の３つの構成が提案されている。第１の構成は、赤色、緑色、青色に発光する発光素子を基板に配列した構成（構成１）である。第２の構成は、白色または青色発光素子に、赤色、緑色、青色等の色変換フィルタを組み合わせた構成（構成２）である。第３の構成は、白色発光素子にカラーフィルタ（通常の場合、赤色、緑色、青色）を組み合わせた構成（構成３）である。
【０００４】
構成１では、発光層を含む機能層をパターン形成するが、精度に限界があり、発光素子を多数配列する際に、高精細化や大型化が困難である。これに対して、構成２及び構成３では、各発光素子において同一の波長領域の光を発光させればよいため、発光層を含む機能層を色毎に作り分ける必要はない。このため、各発光素子の作製プロセスは構成１と比較して簡便である。
【０００５】
ところが、構成２では色変換フィルタの変換効率が低いこと、色変換フィルタの製造が困難なこと、色変換フィルタの寿命や色変換後の発光色の色純度等に課題があり実用化が困難である。このため、高精細化や大型化に向く構成として、構成３が注目されている。
【０００６】
しかし、構成３では、発光素子から得られる白色発光から、カラーフィルタで不要な波長成分を吸収しているため、発光効率が低下し、消費電力や素子寿命にとって負荷が大きいという問題がある。このため、構成３を基本として、発光層を含む機能層を、光反射材料からなるミラーと光透過性のハーフミラーとの間に挟持し、取り出したい色の波長を共振効果で強める上面発光型の構成が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１で開示された構成では、赤色、緑色、青色の発光の取り出しが極大となるように、ミラーとハーフミラーとの間の光学距離（以降、キャビティ距離と呼ぶ）を調整する必要がある。このため、透明導電層の膜厚を色毎に調整しなければならなかった。
【０００７】
これに対し、赤色、青色のキャビティ距離を共通化することで、やはり上面発光型でありながら、色毎のキャビティ距離の調整を簡便化した構成も提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１１６５１６号公報
【特許文献２】特開２００６−３０２５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献２で開示された構成においても、赤色、青色ではキャビティ距離を共通化できているが、緑色のキャビティ距離は共通化できず、透明導電層など、キャビティ距離を調整するための付加層のパターニングや厚さの調整が必要であった。これは、波長の関係から、赤色、青色については、共通のキャビティ距離でそれぞれの色の中心波長を強める条件が現実的な膜厚範囲で存在するが、緑色の波長も含め、共通のキャビティ距離とするためには、非常に厚い膜厚が必要となるためである。
【００１０】
本発明は、積層した３原色発光層などから得られる白色発光を利用する有機ＥＬ表示装置において、従来よりも簡便な構成であり、かつ作製プロセスで、赤色、緑色、青色のそれぞれの色の発光の取り出しを強めることが可能な構成を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。すなわち、本発明の有機ＥＬ表示装置は、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子を含む複数の発光素子が基板上に配列されている。各発光素子は、基板側から順に、第１電極と、第１ＥＬ層と、第２ＥＬ層と、半反射層と、第２透明導電層と、第３ＥＬ層と、第２電極と、カラーフィルタと、を備えている。第１電極は、反射層と透明導電層とからなる。第１ＥＬ層は、第１発光色を発光する第１発光層を含み、第２ＥＬ層は、第２発光色を発光する第２発光層を含み、第３ＥＬ層は、第３発光色を発光する第３発光層を含む。カラーフィルタは、赤色、緑色、青色のいずれかの光を透過する。
【００１２】
そして、第１ＥＬ層から第３ＥＬ層までの各層は、複数の発光素子間を跨いで共通に形成されるとともに、第１発光層及び第２発光層における発光位置と反射層との光学距離及び発光位置と半反射層との光学距離が、干渉により各発光色を強め合うように設定されている。また、第３発光層における発光位置と半反射層との光学距離が、干渉により第３発光色を強め合うように設定されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、白色発光から、カラーフィルタによって赤色、緑色、青色の波長成分を取り出す構成で問題となっていた発光効率の低下を、光の共振による強め合い効果を導入することにより、低減させることができる。
【００１４】
しかも、本発明の有機ＥＬ表示装置では、赤色、青色に関しては、発光素子を構成する各層を、複数の発光素子で全て共通にしながら、各構成層の膜厚を最適化することで、共振構造を最適化することができる。
【００１５】
さらに、緑色に関しても、発光層を、赤色発光素子及び青色発光素子に対応する共振構造を構成する半反射層の上に形成し、半反射層と、緑色の発光位置との間の距離を、光学的に最適化することで、取り出し効率を高めることができる。
【００１６】
このように、本発明の有機ＥＬ表示装置によれば、赤色、緑色、青色、全ての発光素子において、色毎の、あるいは、任意の色に限った付加的な層が必要ない。このため、簡便な構成であり、作製プロセスで、赤色、緑色、青色のそれぞれの色の発光の取り出しを強めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置について説明する。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
図１乃至図９は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置に関するものであり、図１は完成した装置の断面模式図、図２乃至図９は、作製プロセスを順に示す断面模式図である。本実施形態では、有機発光材料からなる発光層の発光位置が、ホール注入側の界面である有機ＥＬ表示装置を作製する。
【００１９】
なお、以下の説明において、素子とは、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子を含む複数の発光素子のことをいうものとする。
【００２０】
本発明の第１の実施形態では、まず初めに、ガラス等の絶縁性の基板１上に、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子の全てについて、情報信号に応じた駆動電流を供給するためのＴＦＴ２を既知のプロセスで作製する。次に、ＴＦＴ２が作製されたことによる凹凸を平坦化するため、アクリル樹脂等の有機材料からなる平坦化層３を形成する（図２）。
【００２１】
次に、平坦化層３に対して、ＴＦＴ２毎にコンタクトホール１７を形成した後、Ａｇ合金からなる反射層４を、素子領域の全面に渡り、５０ｎｍの厚さで蒸着して反射層を形成する。さらに、Ａｇ合金からなる反射層４の上に、透明導電層として、ＩＴＯ層５を９０ｎｍの厚さで、素子領域の全面に渡り、スパッタで形成する（図３）。
【００２２】
次に、Ａｇ合金からなる反射層４と、ＩＴＯ層５を同時にウェットエッチングでパターニングする。Ａｇ合金からなる反射層４とＩＴＯ層５は、素子駆動用のＴＦＴ２毎にパターニングされ、第１電極（アノード）１６を形成する（図４）。尚、第１電極１６は、基板１上に形成されているＴＦＴ２と、コンタクトホール１７を介して電気的に接続されている。
【００２３】
次に、上記各発光素子の第１電極１６間に、ポリイミド材料をパターニングすることでバンク６を形成する（図５）。本発明では、各色に対応する発光層を素子毎にマスク蒸着等で塗り分けることはしないので、バンク６は必ずしも必要ではないが、パターニングによりアノードが除去された部分の段差を埋めるためにバンク６を形成している。
【００２４】
次に、第１電極１６を形成するＩＴＯ層５の上に、第１発光色（青色）を発光する第１発光層として第１ＥＬ層７を１４０ｎｍの厚さで全素子に共通に、蒸着法によって形成する（図６）。第１発光層である第１ＥＬ層７は複数の層からなり、それぞれ蒸着で形成する。すなわち、第１発光層である第１ＥＬ層７は、正孔輸送層（以下、ＨＴＬと略す）である８０ｎｍのα−ＮＰＤと、５０ｎｍの青色発光層と、１０ｎｍのバソクプロインと金属セシウム（Ｃｓ）の混合層（電子輸送層（以下、ＥＴＬと略す））の３層からなる。なお、青色発光材料は公知の種々の発光材料を用いることができる。ここでは、ＤＰＶＢｉにＢＣｚＶＢｉを５体積％混合させて共蒸着したものを青色発光層とする。
【００２５】
なお、第１電極１６と第１ＥＬ層７との間に、複数の発光素子間を跨いで共通に形成されたホール注入層を形成することが好ましい（第２の実施形態においても同様）。このように、第１電極１６と第１ＥＬ層７との間にホール注入層を設けることにより、第１電極１６と第１ＥＬ層７を構成するＨＴＬとの間の、ホール注入に関するエネルギーギャップを更に小さくすることができる。これにより、第１ＥＬ層７を構成する発光層へのホールの注入量を増大することができる、あるいは、発光素子を発光させる際に必要な電圧を低くすることができる、という効果を得ることができる。
【００２６】
次に、特開２００３−２７２８６０号公報に記載されているように、Ｖ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を１０ｎｍの厚さに成膜し、電荷発生層８を形成する。
【００２７】
次に、第２発光色（赤色）を発光する第２発光層である第２ＥＬ層９を１１０ｎｍの厚さに形成する（図７）。第２発光層である第２ＥＬ層９は、２０ｎｍのα−ＮＰＤからなるＨＴＬと、８０ｎｍの赤色発光層、１０ｎｍのバソクプロインと金属セシウム（Ｃｓ）の混合層（ＥＴＬ）の３層からなる。赤色発光材料も、公知の種々の発光材料を用いることができるが、ここでは、ＡｌｑにＢＳＮを３０体積％混合させて共蒸着したものを赤色発光層とする。
【００２８】
次に、第２発光層である第２ＥＬ層９の上に全面に、ＡｇＭｇ（９：１の合金）を蒸着法により１０ｎｍの厚さで形成する（図８）。厚さが１０ｎｍと薄いため、この層は光を半分透過半分反射する半反射層１０となる。次に、半反射層１０の上に、第２透明導電層として第２ＩＴＯ層１１を４０ｎｍの厚さに、スパッタで形成する。第２ＩＴＯ層１１は、第３発光層である第３ＥＬ層１２のＨＴＬへのホール注入性向上のため仕事関数を調整する目的と、有機層に比べ抵抗が低いので素子全体の駆動電圧を抑える目的で形成する。
【００２９】
次に、第２ＩＴＯ層１１の上に、第３発光色（緑色）を発光する第３発光層である第３ＥＬ層１２を１２０ｎｍの厚さに形成する（図９）。第３発光層である第３ＥＬ層１２は、３０ｎｍのα−ＮＰＤからなるＨＴＬと、４０ｎｍの緑色発光層と、５０ｎｍのバソクプロインと金属セシウム（Ｃｓ）の混合層からなるＥＴＬの３層からなる。緑色発光材料は、公知の種々の発光材料を用いることができるが、ここでは、Ａｌｑにクマリン６を１体積％混合させて共蒸着したものを緑色発光層とする。
【００３０】
さらに、その上に、スパッタにより、ＩＺＯを６０ｎｍの厚さで形成し、光透過性の第２電極（カソード）１３とする。
【００３１】
なお、第２電極１３と第３ＥＬ層１２との間に、複数の発光素子間を跨いで共通に形成された電子注入層を形成することが好ましい（第２の実施形態においても同様）。このように、第２電極１３と第３ＥＬ層１２との間に電子注入層を設けることにより、第２電極１３と第３ＥＬ層１２を構成するＥＴＬとの間の、電子注入に関するエネルギーギャップを更に小さくすることができる。これにより、第３ＥＬ層１２を構成する発光層への電子の注入量を増大することができる、あるいは、発光素子を発光させる際に必要な電圧を低くすることができる、という効果を得ることができる。
【００３２】
続いて、第２電極１３の表面から、ＳｉＮからなる膜を１μｍ以上の厚さで、素子領域全体を覆うように形成し、有機ＥＬ表示装置内への酸素や水の浸入を防ぐよう封止膜１４を形成し、封止を行う。次に、封止膜１４の上に、赤色、緑色、青色の各素子に対応する位置にカラーフィルタ１５を接着することで、有機ＥＬ表示装置を完成する（図１）。
【００３３】
以下、上記した構成により、赤色、緑色、青色の各色の外部への取り出し効率が向上する点について説明する。
【００３４】
有機発光層から放出された光は、あらゆる方向に放出される。本発明のように、基板１と反対側に光を取り出す、いわゆる上面発光型の有機ＥＬ表示装置では、基板１上に反射層４を設けることで、基板１と反対方向に光を反射させ、取り出し効率を高められることが知られている。
【００３５】
ただし、有機ＥＬ素子の場合、素子が可視光の波長と同程度と非常に薄いため、反射層４に向かう光と反射層４で反射された光とが、干渉により強め合ったり打ち消し合ったりする効果が強い。このため、発光位置と反射面との距離を正確に設定する必要がある。
【００３６】
反射層４に向かう光と反射層４で反射された光とが強め合うための条件式として、発光位置と反射面との距離をｄとした場合に、下記式（１）が知られている。
【００３７】
２ｎｄ／λ＋Φ／２π＝ｉ  （ｉは整数）    ・・・（１）
【００３８】
ただし、ｎは距離ｄ内の屈折率、λは発光波長、Φ（ｒａｄ）は反射面での位相の変化とする。
【００３９】
金属反射での位相変化Φは、ほぼ−πと考えてよいので、式（１）は、下記式（２）となる。
【００４０】
２ｎｄ／λ＝ｉ＋１／２    ・・・（２）
【００４１】
ｎｄは、いわゆる光学距離であり、Ｌ＝ｎｄとすると、式（１）から下記式（３）が得られる。
【００４２】
Ｌ＝λ／４×（２ｉ＋１）    ・・・（３）
【００４３】
ｉは整数であるので、２ｉ＋１は必ず奇数となる。つまり、発光位置から反射面までの光学距離Ｌが、λ／４の奇数倍のとき、光が強め合うこととなる（λが強めたい光の波長となる）。
【００４４】
さらに、キャビティ構造（共振器構造）では、発光層からの発光はミラー（反射層４）とハーフミラー（半反射層１０）の２つの反射面の間で反射することで強め合うこととなるので、発光位置と両反射面との光学距離はそれぞれλ／４の奇数倍となる必要がある。したがって、２つの反射面間の距離（キャビティ長）は、λ／２の整数倍のとき、その波長の光の強め合いが起こる。
【００４５】
次に、フルカラー表示に必要な、３原色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））の波長について考える。
【００４６】
Ｒ、Ｇ、Ｂで取り出したい中心波長を、それぞれλR＝６４０ｎｍ、λG＝５４０ｎｍ、λB＝４４０ｎｍとすると、それぞれの１／４の値は、λR／４＝１６０ｎｍ、λG／４＝１３５ｎｍ、λB／４＝１１０ｎｍとなる。これは光学距離なので、有機層の膜厚で考えるため、有機層の屈折率（１．８）で割り、実際の膜厚ｄR、ｄG、ｄBとしてみると、ｄR≒９０ｎｍ、ｄG≒７５ｎｍ、ｄB≒６０ｎｍとなる。
【００４７】
ここで、各色に対応する、λ／４の奇数倍に対応する膜厚（単位：ｎｍ）を下記表１に示す。
【００４８】
【表１】
2009266524.tif 000003
【００４９】
したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの発光層を積層してなる白色発光層を、共通のキャビティ長でＲ、Ｇ、Ｂがいずれも強め合うためには、最小でも１８００ｎｍの厚さが必要と分かる。Ｒにおいて１８００ｎｍの内訳は、９λ／４（＝８１０ｎｍ）と１１λ／４（＝９９０ｎｍ）との組合せである。Ｇにおいて１８００ｎｍの内訳は、１１λ／４（＝８２５ｎｍ）と１３λ／４（＝９７５ｎｍ）との組合せである。Ｂにおいて１８００ｎｍの内訳は、１５λ／４（＝９００ｎｍ）同士の組合せである。ただし、この厚さでは、駆動電圧が著しく高くなってしまうため、実使用上は非現実的であるが、ＲとＢに関しては比較的薄い共通膜厚（３６０ｎｍ（Ｒにおいて３６０ｎｍの内訳は、λ／４（＝９０ｎｍ）と３λ／４（＝２７０ｎｍ）との組合せである。Ｂにおいて３６０ｎｍの内訳は、３λ／４（＝１８０ｎｍ）同士の組合せ、又はλ／４（＝６０ｎｍ）と５λ／４（＝３００ｎｍ）との組合せである。）で、両色とも理論的な共振条件を満たすことができる。
【００５０】
以下、上述した第１の実施態様について具体的に説明する。なお、各色の発光層からの発光位置は、本実施形態では、ホールが注入される側とする。したがって、ＨＴＬと発光層との界面を、発光位置と考える。
【００５１】
まず、青色を発光する第１ＥＬ層７について、ＨＴＬとしてα−ＮＰＤを８０ｎｍの厚さで形成する。そのため、発光位置から第１電極１６を形成する反射電極の反射面（反射層４の上面）までの光学距離は、ｄITO（９０ｎｍ）×ｎITO（２．０）＋ｄHTL-B（８０ｎｍ）×ｎHTL-B（１．８）＝３２４（ｎｍ）となる。これは、青色の波長４４０ｎｍの３／４倍にほぼ等しい。
【００５２】
また、半反射層１０までの光学距離は、（ｄEML-B（５０ｎｍ）＋ｄETL-B（１０ｎｍ）＋ｄEL-2（１１０ｎｍ））×ｎORG（１．８）＋ｄCEL（１０ｎｍ）×ｎCEL（２．０）＝３２６ｎｍである。こちらも青色の波長４４０ｎｍの３／４倍にほぼ等しい。ここで、ｄCELは電荷発生層８の厚さ、ｄEL-2は第２ＥＬ層９の厚さ、ｎCELは電荷発生層８の屈折率、ｎORGは有機層の屈折率である。
【００５３】
次に、赤色を発光する第２発光層である第２ＥＬ層９について、赤色発光層の発光位置は赤色発光層のホール注入側、すなわち赤色発光層と赤色のＨＴＬとの界面とする。このとき、発光位置から第１電極１６の光反射面（反射層４の上面）までの光学距離は、以下の計算式から４８８ｎｍとなる。
ｄITO（９０ｎｍ）×ｎITO（２．０）＋ｄCEL（１０ｎｍ）×ｎCEL（２．０）＋（ｄEL-1（１４０ｎｍ）＋ｄHTL-R（２０ｎｍ））×ｎORG（１．８）＝４８８ｎｍ
【００５４】
ここで、ｄEL-1は、第１ＥＬ層７の厚さである。これは、赤色の波長６４０ｎｍの３／４倍にほぼ等しい。
【００５５】
次に、赤色の上部の半反射層１０の反射面までの光学距離は、（ｄEML-R（８０ｎｍ）＋ｄETL-R（１０ｎｍ））×ｎORG（１．８）＝１６２ｎｍとなる。これは、赤色の波長６４０ｎｍの１／４倍にほぼ等しい。
【００５６】
以上から、赤色と青色に関して、ＩＴＯ層５から第２ＥＬ層９までのどの層もパターニングすることなく、全ての素子に共通に形成してもその厚さを適切に設定する。こうすることで、発光位置から上下反射面までの距離がキャビティ効果により強め合う条件を満たすことができる。
【００５７】
さらに、第３発光色（緑色）を発光する第３発光層である第３ＥＬ層１２は、半反射層１０の上に形成する。発光位置から半反射層１０の反射面までの光学距離を、緑色の波長５４０ｎｍの１／４倍となるよう、第２ＩＴＯ層１１と、第３ＥＬ層１２のＨＴＬの膜厚を、それぞれ４０ｎｍと３０ｎｍに設定している。
【００５８】
すなわち、緑発光の反射面までの光学距離は、ｄITO（４０ｎｍ）×ｎITO（２．０）＋ｄHTL-G（３０ｎｍ）×ｄHTL-G（１．８）＝１３４ｎｍである。緑色の発光層の上方は、フィルタと空気との界面に屈折率段差が存在するが、距離が大きいため、干渉効果は弱い。このため、光学的には、ほとんど開放端と考えてよい。したがって、緑色に関しては、キャビティ構造で得られるほどの取り出し効率の向上は得られないが、光取り出しと反対方向への光を、半反射層での反射で強め合うように設定できるので、緑色に関しても一定の取り出し効率を向上させることができる。
【００５９】
さらに、本発明によれば、赤色、緑色、青色に対応する素子を構成する、ＩＴＯ、有機層など、全ての層をパターニングすることが不要であり、製造上大きな利点が期待できる。
【００６０】
なお、上述した第１の実施形態は、基板１側の第１電極１６がアノードであり、光取り出し側の第２電極１３がカソードであるが、電極の構成は、逆の順に形成されていてもよい。すなわち、基板１側の第１電極１６がカソードであり、光取り出し側の第２電極１３がアノードであってもよい（第２の実施形態において同様）。
【００６１】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態は、各発光材料層からの発光位置が電子注入側（ＥＴＬと発光材料層との界面）である場合の実施形態である。第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の概要及び作製プロセスは第１の実施形態と同様であるため、図１乃至図９を用いて説明する。
【００６２】
第２の実施形態で、図２乃至図５までの作製プロセスは実施形態１と同様である。すなわち、ガラス等の絶縁性の基板１上に、ＴＦＴ２、平坦化層３、コンタクトホール１７、Ａｇ合金からなる反射層４を形成する（図２）。
【００６３】
さらに、その上に、ＩＴＯ層５を９０ｎｍの厚さで、スパッタ法により形成する（図３）。
【００６４】
次に、Ａｇ合金からなる反射層４と、ＩＴＯ層５を同時にウェットエッチングでパターニングする。Ａｇ合金からなる反射層４とＩＴＯ層５は、素子駆動用のＴＦＴ２毎にパターニングされ、第１電極（アノード）１６を形成する（図４）。
【００６５】
次に、上記各素子の第１電極１６間にポリイミド材料をパターニングすることで、バンク６を形成する（図５）。
【００６６】
以下の作製プロセスにおいては、第１の実施形態と第２の実施形態では、膜厚が異なる層が存在する。
【００６７】
第２の実施形態では、第１電極１６を形成するＩＴＯ層５の上に、第１発光色（青色）を発光する第１発光層として第１ＥＬ層７を９０ｎｍの厚さで全素子に共通に、蒸着法により形成する。第１発光層である第１ＥＬ層７は、ＨＴＬである４０ｎｍのα−ＮＰＤと、４０ｎｍの青色発光層と、１０ｎｍのバソクプロインと金属セシウム（Ｃｓ）の混合層（ＥＴＬ）の３層からなる（図６）。
【００６８】
次に、Ｖ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を１０ｎｍの厚さに成膜し、電荷発生層（ＣＥＬ）８を形成する。
【００６９】
次に、第２発光色（赤色）を発光する第２発光層として第２ＥＬ層９を１６０ｎｍの厚さに形成する。第２発光層である第２ＥＬ層９は、３０ｎｍのα−ＮＰＤからなるＨＴＬと、４０ｎｍの赤色発光層、９０ｎｍのバソクプロインと金属セシウム（Ｃｓ）の混合層からなる（図７）。
【００７０】
次に、第２発光層である第２ＥＬ層９上の全面に、１０ｎｍのＡｇＭｇ（９：１の合金）を蒸着法により形成することで、半反射層１０を形成する（図８）。
【００７１】
その上に、スパッタで形成する第２ＩＴＯ層１１の厚さは、本実施形態では２０ｎｍとする。
【００７２】
次に、第２ＩＴＯ層１１の上に、第３発光色（緑色）を発光する第３発光層として第３ＥＬ層１２を１０５ｎｍの厚さに形成する（図９）。第３発光層である第３ＥＬ層１２は、２５ｎｍのα−ＮＰＤからなるＨＴＬと、３０ｎｍの緑色発光層と、５０ｎｍのバソクプロインと金属セシウム（Ｃｓ）の混合層からなるＥＴＬの３層からなる。
【００７３】
以降は、先に説明した実施形態１と同様である。すなわち、上記ＥＴＬの上にスパッタによりＩＺＯを６０ｎｍの厚さで形成し、光透過性を有する第２電極（カソード）１３とする。
【００７４】
続いて、ＳｉＮからなる膜を１μｍ以上の厚さで素子領域全体を覆うように形成することで、有機ＥＬ表示装置内への酸素や水の浸入を防ぐよう封止膜１４を形成し、封止を行う。封止膜１４の上に、赤色、緑色、青色の各素子に対応する位置にカラーフィルタ１５を形成することで、有機ＥＬ表示装置を完成する（図１）。
【００７５】
以下、各色の発光位置から、反射面までの光学距離を示す。
【００７６】
まず、青色を発光する第１ＥＬ層７について、発光位置を電子注入側としている。このため、発光位置から、第１電極１６を形成する反射電極の反射面（反射層４の上面）までの光学距離は、ｄITO（９０ｎｍ）×ｎITO（２．０）＋（ｄHTL-B（４０ｎｍ）＋ｄEML-B（４０ｎｍ））×ｎORG（１．８）＝３２４ｎｍとなる。これは、青色の波長４４０ｎｍの３／４倍にほぼ等しい。
【００７７】
また、上部の半反射層１０までの光学距離は、（ｄETL-B（１０ｎｍ）＋ｄEL-2（１６０ｎｍ））×ｎORG（１．８）＋ｄCEL（１０ｎｍ）×ｎCEL（２．０）＝３２６ｎｍである。こちらも、青色の波長４４０ｎｍの３／４倍にほぼ等しい。
【００７８】
第２ＥＬ層９について、赤色の発光位置も電子注入側である場合、発光位置から第１電極１６を形成する反射電極の反射面（反射層４の上面）までの光学距離は、以下の計算式から４８８ｎｍとなる。
ｄITO（９０ｎｍ）×ｎITO（２．０）＋ｄCEL（１０ｎｍ）×ｎCEL（２．０）＋（（ｄEL-1（９０ｎｍ）＋ｄHTL-R（３０ｎｍ）＋ｄEML-R（４０ｎｍ））×ｎORG（１．８）＝４８８ｎｍ
【００７９】
これは、赤色の波長６４０ｎｍの３／４倍にほぼ等しい。
【００８０】
次に、赤色の上部の半反射層１０の反射面までの光学距離は、ｄHTL-R（９０ｎｍ）×ｎORG（１．８）＝１６２ｎｍとなり、赤の波長６４０ｎｍの１／４倍にほぼ等しい。
【００８１】
以上から、赤色と青色に関して、発光位置が電子注入側である場合も、どの層もパターニングすることなく、全ての素子に共通に形成しても、その厚さを適切に設定することで、発光位置から、上下反射面までの距離が、キャビティで強め合う条件を満たせる。
【００８２】
さらに、緑色に関しては、半反射層１０の反射面までの光学距離は、ｄITO（２０ｎｍ）×ｎITO２．０＋（ｄHTL-G（２５ｎｍ）＋ｄEML-G（３０ｎｍ））×ｎORG（１．８）＝１３９ｎｍとなる。これは、緑色の発光の中心波長５４０ｎｍの１／４倍にほぼ等しい。
【００８３】
以上から、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する素子を構成する、ＩＴＯ、有機層など、全ての層をパターニングすることが不要だが、光学的な取り出し効率を高める構成が達成できる。
【００８４】
なお、本発明の有機ＥＬ表示装置は、発光位置が電子注入側と正孔注入側の中間にある場合等、発光位置に関わらず、実施することができる。その場合、実施形態１及び実施形態２の思想を適用し、ＩＴＯ、有機層等の膜厚を適宜変更することで、全ての層をパターニングせず、光学的な取り出し効率を高める構成を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の断面模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の作製プロセスを示す断面模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の作製プロセスを示す断面模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の作製プロセスを示す断面模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の作製プロセスを示す断面模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の作製プロセスを示す断面模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の作製プロセスを示す断面模式図である。
【図８】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の作製プロセスを示す断面模式図である。
【図９】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の作製プロセスを示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  基板
２  ＴＦＴ
３  平坦化層
４  反射層
５  透明導電層（ＩＴＯ層）
６  バンク
７  第１ＥＬ層
８  電荷発生層
９  第２ＥＬ層
１０  半反射層
１１  第２透明導電層（第２ＩＴＯ層）
１２  第３ＥＬ層
１３  第２電極（カソ−ド）
１４  封止膜
１５  カラーフィルタ
１６  第１電極（アノード）
１７  コンタクトホール
【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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