JP5178088B2

JP5178088B2 - 有機発光装置

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Description

本発明は、発光色が異なる有機ＥＬ素子を複数備える有機発光装置に関する。

有機ＥＬ素子（有機発光素子、有機エレクトロルミネッセンス素子）が現在盛んに研究開発されている。有機ＥＬ素子の課題として色純度の確保と発光効率の向上がある。この課題の解決策の１つとして、光取り出し側の電極を半透過にすることで、両電極間で発光層から射出される光を共振させる共振器構造が知られている。

例えば、特許文献１は、光反射材料からなる第１電極と、透明電極からなる第２電極との間に発光層を挟持し、第２電極及び発光層の少なくとも一方が発光層で発光した光を共振させる共振部を有する表示素子を開示している。この素子は、下記＜式２＞を満たす範囲で、共振部の光学的距離Ｌが正の最小値となるように構成されている。

＜式２＞
（２Ｌ）／λ＋Φ／（２π）＝ｍ（ｍは整数）
Ｌ：共振部の光学的距離
Φ：発光層で発生した光が共振部の両端で反射する際に生じる位相シフト
λ：発光層で発生した光のうちの取り出したい光のスペクトルのピーク波長

また、特許文献２は発光中心から各反射層までの光学的距離を規定することを開示している。

国際公開第ＷＯ０１／０３９５５４パンフレット特開２００４−１２７７９５号公報

半透過層（半透過電極）を複数の有機ＥＬ素子に同一膜厚で形成すると、材料の波長分散性により各有機ＥＬ素子で半透過層の透過率、反射率が異なるため、各有機ＥＬ素子で共振の強さが異なる。そのため、共振の強さが相対的に弱い有機ＥＬ素子では十分に発光効率を高めることができない課題がある。また、有機発光装置として視野角による色度ずれは大きな問題点であるが、共振が強いほど視野角ずれは大きくなる。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬ素子の視野角による色度ずれを抑えつつ共振を強め、全体的な発光効率の向上を達成することができる有機発光装置を提供することを目的とする。

また本発明は、製造バラツキの少ない有機発光装置を提供することも目的とする。

上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る有機発光装置は、
赤色を発する有機ＥＬ素子と、緑色を発する有機ＥＬ素子と、青色を発する有機ＥＬ素子と、を備えており、
前記有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、発光層を含む有機化合物層と、を有し、前記陽極及び前記陰極のうち光取り出し側の電極に金属膜からなる半透過電極を含み、前記陽極と前記陰極の間で前記発光層が発した光を共振させる共振器構造を有する有機発光装置において、
前記青色を発する有機ＥＬ素子の半透過電極である金属膜の膜厚が、他の色を発する有機ＥＬ素子の半透過電極である金属膜の膜厚よりも薄く、かつ視野角４５度以内での正面との色度ずれが、
＜式１＞
Δｕ’ｖ’＜０．０２５
（但し、Δｕ’ｖ’はｕ’ｖ’色度図での正面視の色度座標と斜面視の色度座標との距離のことである。）
を満たすように設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、有機ＥＬ素子に最適な共振器構造を設けることができるため、視野角による色度ずれを抑えつつ共振を強め、全体的な発光効率の向上を達成することができる。

特に、全部又は一部の有機ＥＬ素子の半透過層の材料が異なる構成とすると、前記有機ＥＬ素子の両電極間の厚さを厚くすることができ、膜厚バラツキによるロバスト性が高まる。そのため、製造バラツキの少ない有機発光装置を提供することができる。

共振器構造を有する有機ＥＬ素子において、両電極の間で発光層が発した光を特定の波長で共振させる場合、前記共振の強さは半透過層（半透過電極）の反射率、透過率に依存することが知られている。

例えば、ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ８８，０７３５１７（２００６）：
“Ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｍｉｃｒｏｃａｖｉｔｙｔｏｐ−ｅｍｉｔｔｉｎｇｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓｕｓｉｎｇｓｉｌｖｅｒａｎｏｄｅ”、では放射強度を示す式として下記の＜数１＞がある。

ここでは反射面を有する第１電極（陽極）、半透過層を有する第２電極（陰極）の有機ＥＬ素子を考えており、Ｒ₂、Ｔ₂は半透過層の反射率、透過率である。Ｒ₁は第１電極の反射率である。φ₁、φ₂は各電極での位相シフトである。ｚは発光位置と第１電極との間の距離であり、ｄは共振波長である。＜数１＞から分かる通り、半透過層の反射率、透過率の値によって放射強度、つまり、共振の強さが異なる。

そのため、共振器構造を有する有機ＥＬ素子を複数備えた有機発光装置を考えた場合、各有機ＥＬ素子で共振の強さを調整することが最適である。本発明では、半透過層の材料及び膜厚、又は半透過層の材料若しくは膜厚を発光色に応じて最適化することで高効率な有機発光装置を得る。

ここで、有機ＥＬ素子の発光効率と半透過層の膜厚との間には図３のような上に凸な関係が見受けられる。すなわち、半透過層の膜厚を厚くすると、反射率が上がるため発光効率が上がる。しかしながら、半透過層の膜厚を厚くしすぎると、前記半透過層上での吸収が大きくなるために発光効率は下がる。

発光効率の最大値を与える最適膜厚は半透過層の材料および発光波長によって異なるが、各色発光素子の相対比較では、発光波長が大きい有機ＥＬ素子ほどこの最適膜厚は厚くなる。

但し、本発明者が検討した範囲内では、半透過層の光学定数をバルクの値としたときに、有機ＥＬ素子の共振の強さは＜数１＞に従うわけではなかった。半透過層の光学定数がバルクの値と異なる等の理由が考えられるが、本発明に支障をきたすわけではない。

＜実施形態１＞
図１は、本発明に係る有機発光装置の一構成例を示した概略部分拡大断面図である。

図示した有機発光装置１０は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光色を示す有機ＥＬ素子９Ｒ、９Ｇ、９Ｂからなる有機発光装置であり、全ての有機ＥＬ素子が共振器構造を有している。

各有機ＥＬ素子９Ｒ、９Ｇ、９Ｂは、基板１上に、陽極（アノード）として反射面を有する第１電極２、有機化合物層６としてホール輸送層３及び発光層４及び電子輸送層５を設けている。さらに陰極（カソード）としての積層構造である半透過層７及び透明導電層（透明電極）１１、保護層８を設けた構成である。有機ＥＬ素子に電流を通電することで、陽極から注入されたホールと陰極から注入された電子とを、ＲＧＢそれぞれの発光層４において再結合させ、ＲＧＢそれぞれの光を陰極側から取り出すことが可能なトップエミッション型の構成とされている。

第１電極２は、正孔の注入を効率よく行うため、仕事関数が大きい材料が用いられる。具体的には、ＩＴＯ又はＩＺＯなどの透明性の導電性金属酸化物層２ｂからなり、その下に反射率の高いメタル層２ａ、例えば、クロム、銀、白金、アルミ、又はこれらを含む合金などを形成することが好ましい。メタル層２ａが形成される場合、このメタル層２ａと導電性金属酸化物層２ｂとの境界面が共振器構造の下部反射面に相当する。

半透過層７は、仕事関数の低い金属薄膜などが適している。具体例には、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、銀、金等の金属、又はこれら金属とリチウム金属等の合金、又はマグネシウムと銀の合金等が挙げられる。更にはそれらの合金がある。合金の場合、物理的劣化及び化学的劣化に対する耐性が高いため、半透過層の材料として好適である。

本実施形態では、第１電極のメタル層２ａ及び第２電極の半透過層７は共に銀膜で形成されている。半透過層７の銀膜は、その膜厚を７Ｒで３０ｎｍ、７Ｇで２５ｎｍ、７Ｂで１５ｎｍとされている。つまり、発光波長の大きい有機ＥＬ素子ほど、半透過層の膜厚が厚い。各色有機ＥＬ素子で発光効率［ｃｄ／Ａ］が最大になるように各有機ＥＬ素子で半透過層７の膜厚を変えている。

一対の電極２と７で挟持された有機化合物層を成すホール輸送層３、発光層４、電子輸送層５、（電子注入層（図示省略））としては、低分子材料で構成されても、高分子材料で構成されても、両者を用いて構成されてもよく、特に限定されるものではない。必要に応じてこれまで知られている材料を使用することができる。

ホール輸送性材料としては、陽極からのホールの注入を容易にし、また注入されたホールを発光層４に輸送するに優れたモビリティを有することが好ましい。また、必要に応じて陽極２とホール輸送層３でホール注入層（図示省略）を挟持しても良い。ホール注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体；
フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、及びポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられる。もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、具体例の一部を示す。

発光材料としては、発光効率の高い蛍光色素や燐光材料が用いられる。以下に具体例の一部を示す。

電子輸送性材料としては、注入された電子を発光層４に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体；
フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、具体例の一部を示す。

電子注入材料としては、前述した電子輸送性材料に、アルカリ金属やアルカリ土類金属、もしくはその化合物を０．１〜数十％含有させることにより、電子注入性を付与することができる。なお、電子注入層は、必要不可欠な層ではないが、この後に半透過層７を形成する際のダメージを考慮すると、良好な電子注入性を確保するために１０〜１００ｎｍ程度の膜厚で挿入した方が好ましい。

本発明の有機化合物層６は、一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマあるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により薄膜を形成する。特に塗布法で成膜する場合は、適当な結着樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。上記結着樹脂としては、広範囲な結着樹脂より選択でき、例えば、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂；
メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂；
ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは単独又は共重合体ポリマーとして１種又は２種以上混合しても良い。更に必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用しても良い。

保護層８は、酸素や水分等との接触を防止する目的で設けられる。保護層８としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の金属窒化物膜や、酸化タンタル等の金属酸化物膜、ダイヤモンド薄膜が挙げられる。また、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属などをカバーし、適当な封止樹脂により素子自体をパッケージングすることもできる。また、防湿性を高める為に、保護層８内に吸湿材を含有させても良い。

＜比較例１＞
比較例１の有機発光装置は、半透過層の膜厚を全ての有機ＥＬ素子で同一とした構成であり、半透過層は膜厚１５ｎｍの銀膜とする。半透過層を除く有機ＥＬ素子の構成は実施形態１と同一とする。図２は比較例１の有機化合物層からの反射率、透過率である。但し、銀の光学定数にはバルクの値を用いた。

全ての有機ＥＬ素子で半透過層の膜厚を一定にすると、波長によって反射率、透過率が異なることから、共振の強さが各有機ＥＬ素子で異なる。そのため、全ての有機ＥＬ素子で最適な共振構造にはなっていない。

一方、実施形態１では、各有機ＥＬ素子で半透過層の膜厚を変えることで、全ての有機ＥＬ素子で十分な共振強め合いを得ることができる。

実施形態１及び比較例１の各有機ＥＬ素子の効率［ｃｄ／Ａ］、ＣＩＥ色度座標を＜表１＞に示す。但し効率は規格化してある。

実施形態１のＲとＧの有機ＥＬ素子は、深い純度の色でありながら発光効率が比較例１以上になっている。当然のことながら有機発光装置を構成した際の消費電力は実施形態１の方が低くなる。また、有機ＥＬ素子の寿命は電流密度に依存するため、長寿命化、低消費電力化を達成できる。

＜実施形態２＞
実施形態１では各色有機発光素子が最大効率となるように半透過層７の膜厚を決めた。しかしながら、表示装置として有機発光装置を考えた場合、発光効率だけでなく視野角特性も非常に重要である。一般的に、共振器構造を用いた有機ＥＬ素子の場合、共振が強いほど視野角特性が低下する。具体的には、半透過層を厚くする程、視野角による色度ずれが大きくなる。そこで、本実施形態では発光効率だけでなく、視野角特性も考慮した有機発光装置を提供する。

良好な視野角特性を得るため、有機発光装置上の全有機ＥＬ素子で視野角４５度以内での正面との色度ずれがΔｕ’ｖ’＜０．０２５（式１）を満たすようにする。但し、Δｕ’ｖ’はｕ’ｖ’色度図での正面視の色度座標と斜面視の色度座標との距離のことである。

実施形態１においてはＧとＢの有機ＥＬ素子は上記視野角特性を満たすものの、Ｒの有機ＥＬ素子では上記視野角特性を満たさなかった。そこで、本実施形態ではＲの有機ＥＬ素子の半透過層７の膜厚を２０ｎｍとし、それ以外の構成は実施形態１と同様とする。これにより本実施形態における有機発光装置上の全有機ＥＬ素子は上記視野角特性を満たす。

また、本実施形態及び比較例１の各有機ＥＬ素子の効率［ｃｄ／Ａ］、ＣＩＥ色度座標を＜表２＞に示す。但し効率は規格化してある。

実施形態２のＲとＧの有機ＥＬ素子は、深い純度の色でありながら発光効率が比較例１以上になっている。当然のことながら有機発光装置を構成した際の消費電力は実施形態２の方が低くなる。また、有機ＥＬ素子の寿命は電流密度に依存するため、長寿命化、低消費電力化を達成できる。更には本実施形態では視野角特性が良好な有機発光装置になる。

＜実施形態３（参考形態）＞
本実施形態の有機発光装置は、最も発光効率の低いＢ有機ＥＬ素子の半透過層７Ｂの材料のみが異なり、他の構成は実施形態１と同様である。

具体的には、半透過層７Ｒ、７Ｇは共に膜厚１０ｎｍの銀膜で形成され、半透過層７Ｂは膜厚１０ｎｍのアルミニウム膜で形成されている。

＜比較例２＞
比較例２の有機発光装置は、全ての有機ＥＬ素子の半透過層を同一膜厚の銀膜で形成した構成である。

実施形態３と比較例２とで有機化合物層６の膜厚の違いによる特性比較を行う。

共振器構造を有する有機ＥＬ素子の場合、半透過層には可視光での反射率の高い金属として銀又は銀を主体とした合金を用いることが多い。しかしながら、共振器構造を有する全ての有機ＥＬ素子において、＜式２＞でｍ＝１に相当する干渉条件を用いた場合、波長の短い発光色を示す有機ＥＬ素子ほど、共振長が短くなる。よってＲ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬ素子からなる有機発光装置の場合、有機化合物層の膜厚はＲ＞Ｇ＞Ｂとなる。この膜厚が薄いと、実際に有機ＥＬ素子を製造した際の膜厚バラツキの影響を大きく受ける。膜厚バラツキによる具体的な問題点は、有機ＥＬ素子の色純度の低下、有機発光装置のホワイトバランスが崩れるといったものが考えられる。よって、有機発光装置の製造のロバスト性の観点からは、全ての有機ＥＬ素子で一定以上の厚さであることが好ましい。

実施形態３は、半透過層７Ｂの材料としてアルミニウムを用いたため、位相変化を考慮すると、半透過層の材料として銀を用いた場合に較べて有機化合物層の膜厚が厚くなる。

実施形態３及び比較例２での各層の膜厚を＜表３＞に示す。

＜表３＞から分かる通り、半透過層７Ｂとしてアルミニウムを用いると、比較例２に較べてＢ有機ＥＬ素子の有機化合物層の膜厚を厚くすることができ、膜厚バラツキによるロバスト性が高まる。また、半透過層７Ｒ、７Ｇとして、可視光において高反射率を有する銀を用いたので、高い共振効果を得ることができ、高い発光効率を有する有機発光装置となる。

＜実施形態４＞
本実施形態の有機発光装置は、最も発光効率の低いＢ有機ＥＬ素子の半透過層７Ｂのみ膜厚が異なり、他の構成は実施形態１と同様である。

具体的には、半透過層７Ｒ、７Ｇは共に膜厚２５ｎｍの銀膜で形成され、半透過層７Ｂは膜厚１５ｎｍの銀膜で形成されている。

＜比較例３＞
比較例３の有機発光装置は、全ての有機ＥＬ素子の半透過層を同一膜厚の銀膜で形成した構成である。

具体的には、Ｒ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬ素子の半透過層の膜厚が１５ｎｍ、あるいは２５ｎｍの銀膜で形成されている。

ＲＧＢ３色の発光の場合、色によって発光効率がそれぞれ異なる。そこで最も発光効率の低い有機ＥＬ素子のみ半透過層の膜厚を調整することで、プロセスの簡便性と高効率化を同時に達成できる。実施形態４では一般的に発光効率の低いＢ有機ＥＬ素子のみ半透過層の膜厚を１５ｎｍとし、Ｒ、Ｇの有機ＥＬ素子の半透過層の膜厚を２５ｎｍとしている。本発明者が調べた限りでは、半透過層７Ｒ、７Ｇの膜厚が２５ｎｍのときに効率が良いのに対して、半透過層７Ｂの膜厚は１５ｎｍのときに効率が良かった。従来であれば、全ての有機ＥＬ素子で半透過層を同一膜厚で形成するが、実施形態４のようにＢ有機ＥＬ素子のみ半透過層の膜厚を変えることで、全ての有機ＥＬ素子で高効率な有機発光装置となる。

＜表４＞はＲ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬ素子の半透過層の膜厚が１５ｎｍ、２５ｎｍ時の各有機ＥＬ素子の効率比較である。

以上、実施形態により本発明を説明し、比較例を挙げながら本発明の効果を示した。但し、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

有機発光装置の場合、要求される特性は発光効率だけでなく、色純度、視野角特性、ホワイトバランス、製造時のロバスト性等多岐にわたる。これら多くの特性値を最適化するよう、各有機ＥＬ素子で共振の強さを調整することが本発明の本質である。

例えば、ＮＴＳＣ方式で１００％の色再現範囲を確保するために、ＮＴＳＣ色純度から離れている有機ＥＬ素子ほど、共振を強めることも本発明での好適な実施形態の１つである。

ＴＦＴ側が陽極となる構成で説明してきたが、ＴＦＴ側を陰極としても本発明を実施することは可能である。更に、透明基板上に半透過電極、有機化合物層、反射電極を積層したボトムエミッション型においても本発明を実施することは可能であり、特に限定されるものではない。全ての実施形態で保護層を入れているが、保護層が無くても本発明は有効である。

また、カソード・アノードともに半透過電極で形成し、その両面から発光を取り出す構成でも有効である。更に、複数の有機ＥＬ素子が積層されたマルチフォトン構成や多段階積層構成としても本発明は実施可能である。ホール注入層（ＨＩＬ）を省略して説明してきたが、ＨＩＬ層を設けても当然、本発明は有効である。

光取り出し側の電極構成については、半透過層のみ、半透過層と透明導電層との積層、あるいは、異なる材料からなる金属薄膜の積層による半透過電極構成等、多くの電極構成があるが本発明は、電極構成によらずに有効である。また、半透過層は、有機発光装置として考えた時の視野角特性から、３０ｎｍ以下の膜厚が好ましい。陽極の下面から陰極の上面までの厚さについては、内部量子効率の確保、ショートやリークの抑制という観点から、７０ｎｍ以上が好ましい。

しかも、アクティブマトリクス駆動又はパッシブマトリクス駆動のいずれでも良い。

全ての有機ＥＬ素子が共振器構造を有する構成で説明してきたが、一部の有機ＥＬ素子のみに共振器構造が設けられた構成でも良い。

以下、実施例により本発明を具体的に説明していく。

＜実施例１＞
ＲＧＢ３色の発光色を示す有機ＥＬ素子を備えた有機発光装置を以下に示す方法で作製する。

ＴＦＴ駆動回路が形成された基板１上にコンタクトホールが設けられた平坦化膜（図示省略）を形成する。この上に反射金属２ａとして、膜厚１００ｎｍの銀合金をスパッタリング法にて形成してパターニングし、次に、透明導電膜２ｂとして、膜厚２０ｎｍのＩＺＯをスパッタリング法にて形成してパターニングし、陽極２を形成する。更に、アクリル樹脂により素子分離膜（図示省略）を形成し陽極付き基盤を作成する。これをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄し、次いで、煮沸洗浄後乾燥する。そして、ＵＶ／オゾン洗浄してから有機化合物を真空蒸着により形成する。

ホール輸送層３として、下記＜化５＞を全ての有機ＥＬ素子にシャドーマスクを用いて順次形成する。各有機ＥＬ素子におけるホール輸送層の膜厚は、３Ｒが３０ｎｍ、３Ｇが２５ｎｍ、３Ｂが１０ｎｍとする。この際の真空度は１×１０^-4Ｐａ、蒸着レートは０．２ｎｍ／ｓｅｃである。

発光層４として、シャドーマスクを用いて、ＲＧＢそれぞれの発光層を形成する。

Ｒ発光層としては、ホストとしてＡｌｑ３と、
発光性化合物ＤＣＭ［４−（ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−６（ｐ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｔｙｒｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ］とを共蒸着（重量比９９：１）して膜厚４５ｎｍの発光層４Ｒを設ける。Ｇ発光層としては、ホストとしてＡｌｑ３と、発光性化合物クマリン６とを共蒸着（重量比９９：１）して膜厚２５ｎｍの発光層４Ｇを設ける。Ｂ発光層としては、ホストとして下記＜化６＞と＜化７＞とを共蒸着（重量比８０：２０）して膜厚１５ｎｍの発光層４Ｂを設ける。蒸着時の真空度は１×１０^-4Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃの条件である。

電子輸送層５として、バソフェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）を真空蒸着法にて１０ｎｍの膜厚に形成する。蒸着時の真空度は１×１０^-4Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃの条件である。

電子注入層（図示省略）として、ＢｐｈｅｎとＣｓ₂ＣＯ₃とを共蒸着（重量比９０：１０）して１０ｎｍの膜厚に形成する。蒸着時の真空度は３×１０^-4Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃの条件である。

陰極の半透過層７として、銀（Ａｇ）をシャドーマスクを用いて順次形成する。各有機ＥＬ素子における半透過層の膜厚は、７Ｒが３０ｎｍ、７Ｇが２５ｎｍ、７Ｂが１５ｎｍとする。蒸着時の真空度は１×１０^-4Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃの条件である。

そして、真空を破ること無しにスパッタ装置に移動し、陰極における透明導電層１１としてＩＺＯの透明導電層を６０ｎｍの膜厚に形成する。更に保護層８として、窒化酸化シリコンを７００ｎｍの膜厚に形成する。

保護層８まで形成した基板をスパッタ装置より取り出し、保護層８の上へ厚さ５００μｍのアクリル樹脂（図示省略）を、更に前記樹脂層の上へ厚さ７００μｍのガラス板（図示省略）をそれぞれ貼り合わせ、有機発光装置を得る。

本実施例は、半透過層７の膜厚を有機ＥＬ素子毎に変えることで、各有機ＥＬ素子において最適な共振器構造とすることができる。その結果、発光効率の向上、ならびに、素子の長寿命化を達成することができる。

＜実施例２＞
本実施例では、Ｒ有機ＥＬ素子における半透過層７Ｒの膜厚およびホール輸送層３Ｒの膜厚をそれぞれ２０ｎｍ、２５ｎｍとした以外は、実施例１と同様であるため詳細は省略する。

＜実施例３（参考例）＞
本実施例では、半透過層７の材料、膜厚を変更し、ホール輸送層及び発光層の膜厚を有機ＥＬ素子毎に個別に最適化する以外は、実施例１と同様にして有機発光装置を作製する。

ホール輸送層３として、実施例１と同一の材料を用いて全ての有機ＥＬ素子にシャドーマスクを用いて順次形成する。各有機ＥＬ素子におけるホール輸送層の膜厚は、３Ｒが２５ｎｍ、３Ｇが２０ｎｍ、３Ｂが２０ｎｍとする。

発光層４として、実施例１と同一の材料を用いて全ての有機ＥＬ素子にシャドーマスクを用いて順次形成する。各有機ＥＬ素子における発光層の膜厚は、４Ｒが４５ｎｍ、４Ｇが２５ｎｍ、４Ｂが２０ｎｍとする。

半透過層７Ｒ、７Ｇとして銀（Ａｇ）を、半透過層７Ｂとしてアルミニウムをシャドーマスクを用いて順次形成する。各有機ＥＬ素子における半透過層の膜厚は全ての有機ＥＬ素子で１０ｎｍとする。

本実施例は、Ｂ有機ＥＬ素子のみ半透過層の材料としてアルミニウムを用い、有機化合物層６Ｂの膜厚を厚くした。有機化合物層６Ｂを従来構成よりも厚くできる理由は、銀とアルミニウムにおける位相シフトの違いによる。半透過層の材料として銀を用いた場合に比べて、ホール輸送層、発光層を厚くすることで、内部量子効率を高め、寿命を伸ばす効果がある。

＜実施例４＞
本実施例では、Ｂ有機ＥＬ素子の半透過層の膜厚を変更し、Ｂ有機ＥＬ素子においてホール輸送層３Ｂ及び発光層４Ｂの膜厚を最適化する以外は、実施例１と同様にして有機発光装置を作製する。

ホール輸送層３として、実施例１と同一の材料を用いて全ての有機ＥＬ素子にシャドーマスクを用いて順次形成する。各有機ＥＬ素子におけるホール輸送層の膜厚は、３Ｒが３０ｎｍ、３Ｇが２０ｎｍ、３Ｂが２０ｎｍとする。

半透過層７Ｒ、７Ｇとして膜厚２５ｎｍの銀膜を、半透過層７Ｂとして膜厚１５ｎｍの銀膜をシャドーマスクを用いて順次形成する。

本実施例は発光効率の低いＢ有機ＥＬ素子の発光効率を上げるため、他の有機ＥＬ素子よりも薄くすることで、各有機ＥＬ素子での発光効率を均一にし、かつ、高効率な有機発光装置となる。

本発明に係る有機発光装置を示す概略部分拡大断面図である。透過率、反射率の波長分散性を示すグラフである。有機ＥＬ素子の発光効率と半透過層の膜厚との関係を示すグラフである。

符号の説明

１基板
２第１電極
３ホール輸送層
４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ発光層
５電子輸送層
６電子注入層
７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ半透過層
８保護層
９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ有機ＥＬ素子
１０有機発光装置

Claims

赤色を発する有機ＥＬ素子と、緑色を発する有機ＥＬ素子と、青色を発する有機ＥＬ素子と、を備えており、
前記有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、発光層を含む有機化合物層と、を有し、前記陽極及び前記陰極のうち光取り出し側の電極に金属膜からなる半透過電極を含み、前記陽極と前記陰極の間で前記発光層が発した光を共振させる共振器構造を有する有機発光装置において、
前記青色を発する有機ＥＬ素子の半透過電極である金属膜の膜厚が、他の色を発する有機ＥＬ素子の半透過電極である金属膜の膜厚よりも薄く、かつ視野角４５度以内での正面との色度ずれが、
＜式１＞
Δｕ’ｖ’＜０．０２５
（但し、Δｕ’ｖ’はｕ’ｖ’色度図での正面視の色度座標と斜面視の色度座標との距離のことである。）
を満たすように設定されていることを特徴とする有機発光装置。
前記緑色を発する有機ＥＬ素子の半透過電極である金属膜が、他の色を発する有機ＥＬ素子の半透過電極である金属膜の膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
前記緑色を発する有機ＥＬ素子の半透過電極である金属膜、前記赤色を発する有機ＥＬ素子の半透過電極である金属膜、前記青色を発する有機ＥＬ素子の半透過電極である金属膜の順に膜厚が薄くなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機発光装置。
前記青色を発する有機ＥＬ素子の半透過電極である金属膜の膜厚のみが、他の色を発する有機ＥＬ素子の半透過電極である金属膜の膜厚と異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機発光装置。
前記赤色を発する有機ＥＬ素子と前記緑色を発する有機ＥＬ素子それぞれの半透過電極である金属膜の膜厚は、視野角４５度以内での正面との色度ずれが、
＜式１＞
Δｕ’ｖ’＜０．０２５
（但し、Δｕ’ｖ’はｕ’ｖ’色度図での正面視の色度座標と斜面視の色度座標との距離のことである。）
を満たす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４のいずれか１項に記載の有機発光装置。
前記有機ＥＬ素子の光取り出し側の電極は、半透過電極である金属膜と透明電極との積層構造であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の有機発光装置。
前記半透過電極である金属膜は合金からな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。