JP4419691B2

JP4419691B2 - 有機ｅｌ装置、電子機器

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Publication number: JP4419691B2
Application number: JP2004164493A
Authority: JP
Inventors: 英和小林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2024-06-02
Also published as: CN1705417A; CN1705417B; JP2005347072A

Description

本発明は、有機ＥＬ装置、電子機器に関するものである。

近年、ノートパソコン、携帯電話機、電子手帳等の電子機器において、情報を表示する手段として有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと称す）素子を画素毎に複数備える有機ＥＬ装置が提案されている。一般的に、有機ＥＬ素子は、対向する一対の電極の間に有機ＥＬ層（発光層）を含む有機機能層が配置された構成を有している。

このような有機ＥＬ装置として、例えば各画素の発光色について、その発光スペクトルの半値幅を縮小すべく光共振器を備えた構成のものが例えば特許文献１に開示されている。
特開平８−２１３１７４号公報

上記特許文献１に開示された有機ＥＬ装置では、発光層としての有機ＥＬ層を挟む半透明反射層と反射層とによって光共振器構造が構成されており、当該発光層から発せられる光のスペクトルの半値幅の縮小、又は発光効率の向上、可干渉光の発生などを実現できるものとされている。ここで、各色の画素に対して、それぞれ同一構造の光共振器を作り込む場合、全ての色について最適化を図ることが困難な場合が多い。これは、最適化する発光波長に対して光共振器の構造を最適化する場合、各色の画素毎に有機ＥＬ層の膜厚を大きく異ならせる必要があるからである。特に赤色（Ｒ）の画素の有機ＥＬ層では、極端に厚くせざるを得なく、駆動電圧の上昇、効率の低下を招くこととなる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、光共振器構造を備えた有機ＥＬ装置において、全ての色について高い色純度を得ることができ、しかも有機ＥＬ層の厚さが画素毎に異なることに基づく駆動電圧上昇等の不具合発生を伴うことのない有機ＥＬ装置を提供することにある。また、本発明の異なる目的は、信頼性に優れた電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の有機ＥＬ装置は、光反射性電極と、光透過性電極と、前記光反射性電極と前記光透過性電極との間に形成された発光層と、前記発光層を形成するための画素開口部を有するバンク層と、前記光透過性電極のうち緑と青の画素のみに対し、前記発光層からの光を透過ないし反射する半透過反射層と、を基板上に形成された絶縁膜の上に備え、前記発光層は、前記光反射性電極と前記半透過反射層との間に配置され、前記半透過反射層は、前記半透過反射層と前記光反射性電極との間で光共振器として作用するように、前記光反射性電極と前記半透過反射層との光学的距離が、前記発光層から発光される光の波長と同じか前記光の波長の整数倍となる位置に配置され、前記半透過反射層は、前記画素開口部と平面視で重なる位置に前記画素開口部以上の面積を有する平面形状に形成され、かつ、前記半透過反射層の側面及び前記半透過反射層の前記発光層側の表面を前記光透過性電極に覆われており、赤を吸収する赤吸収フィルターが、前記絶縁膜と前記半透過反射層との間に配置され、かつ、前記半透過反射層の光出射側の表面を覆うように配置されていることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明の有機ＥＬ装置は、光反射性電極と光透過性電極との間に形成された有機ＥＬ層を具備してなる有機ＥＬ装置であって、前記有機ＥＬ層は、複数色を発光可能に構成されるとともに、画素単位毎に一の発光色を発光可能に構成されてなり、前記画素のうち選択された所定の色の画素に対し、前記有機ＥＬ層からの光を選択的に透過ないし反射する半透過反射層が、当該半透過反射層と前記光反射性電極とにより前記有機ＥＬ層を挟む形にて形成されてなることを特徴とする。

このような有機ＥＬ装置によると、半透過反射層は光反射性電極との間で光共振器を構成することとなり、つまり有機ＥＬ層から光反射性電極側に発せられた光は、該光反射性電極に反射され、その結果、光反射性電極と半透過反射層との間で共振される。そして、共振の結果、該半透過反射層を透過可能な波長となったときに、反射光はこれを透過するものとされている。一方、有機ＥＬ層から半透過反射層側に発せられた光は、その一部が該半透過反射層を透過し、他部が半透過反射層にて反射され、その結果、光反射性電極と半透過反射層との間で共振される。そして、共振の結果、該半透過反射層を透過可能な波長となったときに、反射光はこれを透過するものとされている。以上のように半透過反射層を透過した光は、当該有機ＥＬ装置から出射されて表示等に供されることとなるが、本発明では、反射光が共振の後に半透過反射層を透過するものとされているため、当該有機ＥＬ装置から出射される光の色純度が向上することとなる。

さらに、本発明では、所定の色のみに対して選択的に半透過反射層を形成するものとしているが、例えば用いられる有機ＥＬ層のうち、相対的に色純度の低い有機ＥＬ層に対して選択的に半透過反射層を形成することができ、この場合、色純度の違いを補正するために有機ＥＬ層の膜厚を色毎に異ならせる等の特段の構成も必要ないものとなる。つまり、本発明の構成によれば、有機ＥＬ層の膜厚を各画素共通に薄膜化することができ、その結果、従来のような有機ＥＬ層の厚膜化による駆動電圧の上昇、駆動効率の低下等の不具合発生を防止ないし抑制することができるようになる。また有機ＥＬ層の薄膜化による短寿命化も防止することができるようになる。もちろん正孔注入層の膜厚についても各色画素毎に変化させる必要も無くなる。以上のように、本発明によれば、簡便な構成で、色純度の高い、ＩＶＬ特性に優れた有機ＥＬ装置を提供することが可能となる。

本発明の有機ＥＬ装置において、前記有機ＥＬ層が高分子有機ＥＬ材料にて構成され、且つ赤、緑、青の各色を発光可能に構成される一方、前記半透過反射層が、緑と青の画素に対して選択的に形成されてなるものとすることができる。このように有機ＥＬ層に高分子有機ＥＬ材料を適用した場合、赤の色純度が相対的に高く、緑と青の色純度が相対的に低いものとなるため、上述の通り、緑と青の画素に対して選択的に形成することで、各色の色純度を全体的に向上させることが可能となる。そして、この場合、上述の通り特定の色（この場合は赤色）の有機ＥＬ層について特段に薄膜化、厚膜化する必要がないため、薄膜化による短寿命化や、厚膜化による駆動電圧の上昇、駆動効率の低下等の不具合発生を防止ないし抑制することができるようになる。

また、上記構成において、前記緑と青の画素に対して、赤を吸収する赤吸収フィルターが前記半透過反射層よりも光出射側に選択的に形成されてなるものとすることができる。この場合、当該有機ＥＬ装置の光出射側（表示面側）に偏光板等を配設しなくても、半透過反射層において反射した外光が当該有機ＥＬ装置から出射される不具合を解消することができるようになる。したがって、高コントラストで、色純度が高く、ＩＶＬ特性に優れた有機ＥＬ装置を提供可能となる。

また、前記光透過性電極が所定の透光性基板内面に形成されてなるとともに、前記赤吸収フィルターが該透光性基板内面に形成されてなるものとすることができる。この構成により、従来例のように基板外側にフィルターを形成する場合のような、視角によるフィルターと画素のずれが無くなり、フィルターの効果が十分に発揮できるようになる。また赤吸収フィルターの導入により、当該有機ＥＬ装置の外面に凹凸等が生じる不具合を解消できるとともに、透光性基板により赤吸収フィルターを保護すること可能となる。

さらに、前記半透過反射層が電極を兼ねるとともに、該半透過反射層よりも光出射側には透光性の補助電極が形成されてなり、さらに前記赤吸収フィルターが、前記補助電極に赤色吸収成分を混入してなるものものとすることができる。この場合も、この構成により、従来例のように基板外側にフィルターを形成する場合のような、視角によるフィルターと画素のずれが無くなり、フィルターの効果が十分に発揮できるようになる。また赤吸収フィルターの導入による凹凸生成を解消できるとともに、透光性基板により赤吸収フィルターを保護すること可能となる。また、赤吸収フィルターを別途形成するものではないため、当該有機ＥＬ装置の小型化にも寄与することが可能となる。

次に、本発明の電子機器は、本発明の有機ＥＬ装置を例えば表示部として備えることを特徴とする。このような電子機器によれば、色純度が高く、高コントラストの表示を実現することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために、縮尺は各層や各部材ごとに異なる場合がある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の有機ＥＬ装置の一実施形態について、特にアクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置１の要部を模式的に示す説明図である。なお、有機ＥＬ装置１は、薄膜トランジスタを用いたアクティブ型の駆動方式を採用している。

有機ＥＬ装置１は、基板２の上に、回路素子としての薄膜トランジスタを含む回路素子部１４、画素電極（陽極）１１１、有機ＥＬ層（有機ＥＬ素子）を含む機能層１１０、陰極１２、及び封止部３等を順次積層した構造からなる。

基板２としては、本例ではガラス基板が用いられている。ガラス基板の他にも、シリコン基板、石英基板、セラミックス基板、金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、電気光学装置や回路基板に用いられる公知の様々な基板が適用される。基板２内には、発光領域としての複数の画素領域Ａがマトリクス状に配列されており、カラー表示を行う場合、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する画素領域Ａが所定の配列で構成される。各画素領域Ａには、画素電極１１１が配置され、その近傍には信号線１３２、電源線１３３、走査線１３１及び図示しない他の画素電極用の走査線等が配置されている。

また、封止部３は、水や酸素の侵入を防いで陰極１２あるいは機能層１１０の酸化を防止するものであり、基板２に塗布される封止樹脂、及び基板２に貼り合わされる封止基板３ｂ（封止缶）等を含む。封止樹脂の材料としては、例えば、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等が用いられ、特に、熱硬化樹脂の１種であるエポキシ樹脂が好ましく用いられる。封止樹脂は、基板２の周縁に環状に塗布されており、例えば、マイクロディスペンサ等により塗布される。封止基板３ｂは、ガラスや金属等からなり、基板２と封止基板３ｂとは封止樹脂を介して張り合わされる。

図２は、上記有機ＥＬ装置１の回路構造を示している。
図２において、基板２上には、複数の走査線１３１と、走査線１３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１３２と、信号線１３２に並列に延びる複数の電源線１３３とが配線されている。また、走査線１３１及び信号線１３２の各交点毎に上記画素領域Ａが形成されている。
信号線１３２には、例えば、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを含むデータ側駆動回路１０３が接続されている。また、走査線１３１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを含む走査側駆動回路１０４が接続されている。

画素領域Ａには、走査線１３１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の第１の薄膜トランジスタ１２３と、この薄膜トランジスタ１２３を介して信号線１３２から供給される画像信号を保持する保持容量１３５と、保持容量１３５によって保持された画像信号がゲート電極に供給される駆動用の第２の薄膜トランジスタ１２４と、この薄膜トランジスタ１２４を介して電源線１３３に電気的に接続したときに電源線１３３から駆動電流が流れ込む画素電極１１１（陽極）と、画素電極１１１と対向電極１２（陰極）との間に挟み込まれる機能層１１０とが設けられている。機能層１１０は、有機ＥＬ素子としての有機ＥＬ層を含む。

画素領域Ａでは、走査線１３１が駆動されて第１の薄膜トランジスタ１２３がオンとなると、そのときの信号線１３２の電位が保持容量１３５に保持され、この保持容量１３５の状態に応じて、第２の薄膜トランジスタ１２４の導通状態が決まる。また、第２の薄膜トランジスタ１２４のチャネルを介して電源線１３３から画素電極１１１に電流が流れ、さらに機能層１１０を通じて対向電極１２（陰極）に電流が流れる。そして、このときの電流量に応じて、機能層１１０が発光する。

図３は、上記有機ＥＬ装置１における表示領域の断面構造を拡大した図である。この図３には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する３つの画素領域の断面構造が示されている。前述したように、有機ＥＬ装置１は、基板２上に、ＴＦＴなどの回路等が形成された回路素子部１４、画素電極（陽極）１１１、機能層１１０が形成された発光素子部１１、及び陰極１２が順次積層して構成されている。
この有機ＥＬ装置１では、機能層１１０から基板２側に発した光が、回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に出射されるとともに、機能層１１０から基板２の反対側に発した光が陰極１２により反射されて、回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に出射されるようになっている。

回路素子部１４においては、基板２上に遮光性材料からなる遮光層ＢＭが島状に形成され、さらにこれを覆う形にてシリコン酸化膜からなる下地保護膜２ｃが形成されている。この下地保護膜２ｃ上には、遮光層ＢＭと平面的に重畳する位置に対し、多結晶シリコンからなる島状の半導体膜１４１が形成されている。なお、半導体膜１４１には、ソース領域１４１ａ及びドレイン領域１４１ｂが高濃度Ｐイオン打ち込みにより形成されている。なお、Ｐが導入されなかった部分がチャネル領域１４１ｃとなっている。

さらに回路素子部１４には、下地保護膜２ｃ及び半導体膜１４１を覆う透明なゲート絶縁膜１４２が形成されており、該ゲート絶縁膜１４２上にはＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等からなるゲート電極（走査線）１４３が形成されている。また、ゲート電極１４３及びゲート絶縁膜１４２上には透明な第１層間絶縁膜１４４ａと第２層間絶縁膜１４４ｂが形成されている。各層間絶縁膜としては、例えばＳｉＯ_２或いはＳｉＮからなるもの透光性絶縁膜を適当な膜厚（例えば３００ｎｍ程度）としたものを採用することができる。
ゲート電極１４３は半導体膜１４１のチャネル領域１４１ｃに対応する位置に設けられている。また、第１、第２層間絶縁膜１４４ａ、１４４ｂを貫通して、半導体膜１４１のソース、ドレイン領域１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ接続されるコンタクトホール１４５，１４６が形成されている。

そして、第２層間絶縁膜１４４ｂ上には、ＩＴＯ等からなる透明な画素電極１１１が島状に形成されており、上述したコンタクトホール１４５がこの画素電極１１１に接続されている。なお、他方のコンタクトホール１４６は電源線１３３に接続されている。このようにして、回路素子部１４には、画素電極１１１に接続された半導体膜１４１を含む駆動用の薄膜トランジスタ１２３が形成されている。なお、回路素子部１４には、前述した保持容量１３５及びスイッチング用の薄膜トランジスタ１２４も形成されているが、図３ではこれらの図示を省略している。

このように第２層間絶縁膜１４４ｂ上には画素電極１１１、さらには機能層１１０等が積層形成されているわけであるが、本実施の形態では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各画素で異なる積層構造を有している。具体的には、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の画素では、それぞれ第２層間絶縁膜１４４ｂと画素電極１１１との間に赤色吸収フィルター１２５及び半透過反射膜１２６が形成されており、これら赤色吸収フィルター１２５及び半透過反射膜１２６の上側に機能層１１０が形成されている。一方、赤色（Ｒ）の画素では、これら赤色吸収フィルター及び半透過反射膜は形成されていない。

詳述すると、赤色（Ｒ）の画素では、第２層間絶縁膜１４４ｂ上に画素電極１１１がパターニング形成され、この上に発光素子部１１が形成されている。発光素子部１１は、画素電極１１１上に積層された機能層１１０と、機能層１１０同士の間に配されて各機能層１１０を区画するバンク部１１２とを主体として構成されている。機能層１１０上には、アルミニウム等の反射性金属膜からなる陰極１２が配置されている。

一方、緑色（Ｇ）の画素では、第２層間絶縁膜１４４ｂ上に、赤色を吸収する赤色吸収フィルター１２５が画素開口と重なるように若しくは画素開口よりも若干大きな平面形状にて配置されている。また、該赤色吸収フィルター１２５上には発光した光の一部を反射し、一部を透過する半透過反射層１２６が、画素開口と重なるように若しくは画素開口よりも若干大きな平面形状にて形成されている。なお、半透過反射層１２６はアルミニウム等からなる反射性金属膜を１０ｎｍ程度の薄膜に形成したものである。

そして、これら赤色吸収フィルター１２５と半透過反射層１２６とを覆う形にて画素電極１１１がパターニング形成され、該画素電極１１１上に発光素子部１１が形成されている。発光素子部１１は、画素電極１１１上に積層された機能層１１０と、機能層１１０同士の間に配されて各機能層１１０を区画するバンク部１１２とを主体として構成されている。機能層１１０上には、アルミニウム等の反射性金属膜からなる陰極１２が配置されている。なお、半透過反射膜１２６と陰極１２との間の光学的距離は、当該画素の発光（緑色発光）波長と同じか、或いはその整数倍となるように設計されており、その結果、半透過反射層１２６と陰極１２とが、当該画素から取り出したい光に対して光共振器を構成することとなる。

また、青色（Ｂ）の画素では、緑色（Ｇ）の画素と同様、第２層間絶縁膜１４４ｂ上に、赤色を吸収する赤色吸収フィルター１２５が画素開口と重なるように若しくは画素開口よりも若干大きな平面形状にて配置されている。また、該赤色吸収フィルター１２５上には発光した光の一部を反射し、一部を透過する半透過反射層１２６が、画素開口と重なるように若しくは画素開口よりも若干大きな平面形状にて形成されている。なお、半透過反射層１２６はアルミニウム等からなる反射性金属膜を１０ｎｍ程度の薄膜に形成したものである。

そして、これら赤色吸収フィルター１２５と半透過反射層１２６とを覆う形にて画素電極１１１がパターニング形成され、該画素電極１１１上に発光素子部１１が形成されている。発光素子部１１は、画素電極１１１上に積層された機能層１１０と、機能層１１０同士の間に配されて各機能層１１０を区画するバンク部１１２とを主体として構成されている。機能層１１０上には、アルミニウム等の反射性金属膜からなる陰極１２が配置されている。なお、半透過反射膜１２６と陰極１２との間の光学的距離は、当該画素の発光（青色発光）波長と同じか、或いはその整数倍となるように設計されており、その結果、半透過反射層１２６と陰極１２とが、当該画素から取り出したい光に対して光共振器を構成することとなる。

各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の画素に共通して、画素電極１１１は、平面視略矩形にパターニングされて形成されている。この画素電極１１１の厚さは、５０ｎｍ〜２００ｎｍ（例えば７０ｎｍ）の範囲が好ましく、特に１５０ｎｍ程度がよい。バンク部１１２は、図３に示すように、基板２側に位置する無機物バンク層（第１バンク層）１１２ａと、基板２から離れて位置する有機物バンク層（第２バンク層）１１２ｂとが積層されて構成されている。無機物バンク層１１２ａは、例えばＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２等の無機材料からなる。また、有機物バンク層１１２ｂは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性のあるレジストから形成されている。

また、機能層１１０は、画素電極１１１上に積層された正孔注入／輸送層１１０ａと、正孔注入／輸送層１１０ａ上に隣接して形成された有機ＥＬ層（発光層）１１０ｂとから構成されている。
正孔注入／輸送層１１０ａは、正孔を有機ＥＬ層１１０ｂに注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入／輸送層１１０ａ内部において輸送する機能を有する。このような正孔注入／輸送層１１０ａを画素電極１１１と有機ＥＬ層１１０ｂの間に設けることにより、有機ＥＬ層１１０ｂの発光効率、寿命等の素子特性が向上する。また、有機ＥＬ層１１０ｂでは、正孔注入／輸送層１１０ａから注入された正孔と、陰極１２から注入される電子が有機ＥＬ層で再結合し、発光が得られる。
なお、正孔注入／輸送層１１０ａは、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）との混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）をインクジェット法にて成膜したもので、青色（Ｂ）の画素では４０ｎｍの厚さに、赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）の画素では７０ｎｍの厚さに調整されている。正孔注入／輸送層１１０ａの膜厚は、各色画素で違えても良いが、その上に形成するＥＬ層１１０ｂの膜厚との調整により、全画素において同一とすることができる。こうすることにより、正孔注入／輸送層１１０ａ形成プロセスが簡略化される。例えば正孔注入／輸送層１１０ａの厚みを５０ｎｍで統一することができる。その時、有機ＥＬ層１１０ｂの厚みとして、青の画素では有機ＥＬ層１１０ｂ３の厚み７０ｎｍ、緑の画素では有機ＥＬ層１１０ｂ２の厚み９０ｎｍとすることにより、青と緑の画素の色度を同時に改善することができる。

有機ＥＬ層１１０ｂは、赤色（Ｒ）の画素では、赤色（Ｒ）に発光する高分子材料からなる赤色有機ＥＬ層１１０ｂ_１にて構成され、同様に緑色（Ｇ）の画素では、緑色（Ｇ）に発光する高分子材料からなる緑色有機ＥＬ層１１０ｂ_２にて構成され、さらに青色（Ｂ）の画素では、青色（Ｂ）に発光する高分子材料からなる青色有機ＥＬ層１１０ｂ_３にて構成されている。そして、各色画素は所定の配列（例えばストライプ状）で配置されている。なお、各有機ＥＬ層１１０ｂ_１，１１０ｂ_２，１１０ｂ_３は、各発光材料（高分子材料）をインクジェット法にて成膜したもので、全て厚さ８０ｎｍ程度に成膜した。

赤色有機ＥＬ層１１０ｂ_１を形成する発光材料としては、例えばローダミン及びその誘導体などの有機ＥＬ材料からなるものを用いることができ、緑色有機ＥＬ層１１０ｂ_２を形成する発光材料としては、例えばキナクリドン及びその誘導体などの有機ＥＬ材料からなるものを用いることができる。青色有機ＥＬ層１１０ｂ_３を形成する発光材料としては、例えばジスチリルビフェニル及びその誘導体、クマリン及びその誘導体、テトラフェニルブタジエン及びその誘導体などの有機ＥＬ材料からなるものを用いることができる。

一方、バンク部１１２は、画素電極１１１をパターニング形成した後、まずＳｉＯ_２等の無機材料からなる無機物バンク層１１２ａを、画素開口を備える形にて厚さ５０ｎｍ程度に形成し、その後、ポリイミド等の有機材料からなる有機物バンク層１１２ｂを、同じく画素開口を備える形にて厚さ２μｍ程度に形成することで得られるものである。

次に、陰極（対向電極）１２は、発光素子部１１の全面に形成されており、画素電極１１１と対になって機能層１１０に電流を流す役割を果たす。この陰極１２は、上記金属有機化合物１５０のリチウム（Ｌｉ）イオンを還元できるものとして、本例ではカルシウム層１２ａとアルミニウム層１２ｂとが積層されて構成されている。アルミニウム層１２ｂは、有機ＥＬ層１１０ｂから発せられた光を基板２側に反射させるもので、Ａｌ膜の他、Ａｇ膜、ＡｌとＡｇの積層膜等を採用することもできる。また、その厚さは、例えば１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲とすることができる。

なお、赤色吸収フィルター１２５を緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の画素に対して選択的に配設する方法としては、例えばインクジェット法或いはフォトリソグラフィ法等を採用することができる。具体的には、インクジェット法によるときは、まず第２層間絶縁膜１４４ｂ上全面にＣＦ_４プラズマを掛け、緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の画素上に紫外線を照射して表面改質しておけば均一に成膜できることとなる。

このように構成された有機ＥＬ装置１においては、半透過反射層１２６は陰極１２との間で光共振器を構成することとなり、つまり有機ＥＬ層１１０から陰極１２側に発せられた光は、該陰極１２に反射され、その結果、陰極１２と半透過反射層１２６との間で共振される。そして、共振の結果、半透過反射層１２６を透過可能な波長となったときに、反射光はこれを透過することとなる。
一方、有機ＥＬ層１１０から半透過反射層１２６側に発せられた光は、その一部が該半透過反射層１２６を透過し、他部が半透過反射層１２６にて反射され、その結果、陰極１２と半透過反射層１２６との間で共振される。そして、共振の結果、該半透過反射層１２６を透過可能な波長となったときに、反射光はこれを透過することとなる。

以上のように半透過反射層１２６を透過した光は、当該有機ＥＬ装置１から出射されて表示等に供されることとなるが、本実施形態では、反射光が共振の後に半透過反射層１２６を透過するものとされているため、当該有機ＥＬ装置１を出射する光の色純度が向上し、これを表示装置として用いた場合に、高輝度、高コントラストの表示を得ることが可能とされている。本実施形態では、青色で色度（ｘ，ｙ＝０．１４，０．１）、緑色で色度（ｘ、ｙ＝０．３５，０．６１）、赤色で色度（ｘ，ｙ＝０．６６，０．３３）を得ることができ、また表面反射率４％を実現できた。なお、光共振器構造（つまり半透過反射層１２６）、赤色吸収フィルター１２５及び遮光層ＢＭを備えない有機ＥＬ装置では、青色で色度（ｘ，ｙ＝０．１５，０．２）、緑色で色度（ｘ、ｙ＝０．４２，０．５５）、表面反射率７０％であった。

さらに、本実施形態では、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の画素に対して選択的に半透過反射層１２６を形成するものとしているが、有機ＥＬ層１１０として高分子材料を用いて構成した場合、緑色と青色は、赤色に比して色純度が相対的に低いものとなる。
そこで、本実施形態のように、相対的に色純度の低い緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の画素に対して半透過反射層を形成することで、該色純度の違いを補正するために有機ＥＬ層１１０の膜厚を色事に異ならせる等の特段の構成も必要ないものとなる。
つまり、本実施形態の構成によれば、有機ＥＬ層１１０の膜厚を各画素共通に薄膜化することができ、その結果、有機ＥＬ層の厚膜化による駆動電圧の上昇、駆動効率の低下等の不具合発生を防止ないし抑制することができるようになる。

なお、赤色（Ｒ）の画素の光取り出し側に、波長６００ｎｍ以下の光を吸収する第２フィルターを設けることで、さらにコントラストを向上させることができ、表面反射率を３％まで低減させることができる。このような第２フィルターは、緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の画素に赤色吸収フィルターをインクジェット法で形成する際に、赤色（Ｒ）の画素にインクジェット法にて形成することができる。また、第２フィルターを別途設けるのではなく、透明な画素電極１１１に対して、波長６００ｎｍ以下の光を吸収する材料、具体的には赤色染料又は赤色顔料等の色素を混入させるものとしても、上記と同様の効果を発現することができる。

以下、第１実施形態の有機ＥＬ装置１の製造方法について説明する。
まず、基板２上に遮光層ＢＭを公知のフォトリソグラフィ技術により形成した後、下地保護膜２ｃ及びＴＦＴ１２３を形成するとともに、層間絶縁膜１４４ａ，１４４ｂを形成してＥＬ装置の基体を作成する。そして、第２層間絶縁膜１４４ｂ上に赤色の光を吸収する樹脂層を形成し、これをフォトリソグラフィ技術により緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の画素に選択形成することで赤色吸収フィルター１２５を得る。このフィルター形成工程においては、インクジェット法或いはフォトリソグラフィ法のいずれを採用しても良い。インクジェット法によるときは、まず第２層間絶縁膜１４４ｂ上の全面にＣＦ_４プラズマを掛け、緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の画素上に紫外線を選択照射し、その表面を改質しておくことで一層均一な膜を得ることができる。

次に、赤色吸収フィルター上に、半透過反射層１２６としてＡｌを緑（Ｇ）と青色（Ｂ）の画素に対して選択的に形成する。このとき膜厚は１０ｎｍ程度とした。続いて、全画素に透明陽極としてのＩＴＯを厚さ７０ｎｍ程度にパターン形成し、さらに画素開口膜たる無機物バンク層１１２ａとしてＳｉＯ_２を厚さ５０ｎｍ程度に、さらに有機物バンク層１１２ｂとしてポリイミドを厚さ２μｍ程度にパターン形成する。そして、形成したバンク内にインクジェット法にて正孔注入／輸送層を形成する材料としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ材料を含む液状組成物を塗布し、青色（Ｂ）の画素では厚さ４０ｎｍ程度に、赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）の画素では厚さ７０ｎｍ程度にパターン形成する。さらに高分子型発光材料を各色の画素にインクジェット法にてパターン形成する。このときの膜厚は全ての発光層で約８０ｎｍとした。続いて、陰極１２を形成するとともに封止工程を行って、第１実施形態の有機ＥＬ装置１を得るものとしている。

（第２実施形態）
次に、有機ＥＬ装置の第２実施形態について図４を用いて説明する。本第２実施形態においては、第１実施形態とは異なり、赤色を吸収する機能を備えた画素電極１１１を緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の各画素に配設したことを特徴としており、その他の構成は第１実施形態と略同様となっている。したがって、本実施形態においては第１実施形態と異なる部分について特に説明するものとする。

第２実施形態の有機ＥＬ装置１００は、赤色（Ｒ）の画素については第１実施形態の有機ＥＬ装置１と同じ構成を有している。一方、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の画素については、第２層間絶縁膜１４４ｂ上に波長５５０ｎｍ以上の光（赤色に相当）を吸収するフィルター機能と電極（陽極）機能とを兼備した画素電極１２７が配設されている。具体的には、ＩＴＯ等の導電性透明金属材料の中にＳｎフタロシアニン化合物が分散された構成となっている。このような構成によると、赤色吸収フィルターが形成されていない分、薄層化が可能となり、製造工程も簡略化される。

このような有機ＥＬ装置１００の製造方法としては、第１実施形態と同様、まず基板２上に遮光層ＢＭを形成した後、下地保護膜２ｃ及びＴＦＴ１２３を形成するとともに、層間絶縁膜１４４ａ，１４４ｂを形成してＥＬ装置の基体を作成する。そして、第２層間絶縁膜１４４ｂ上にＳｉＯ_２等の無機材料を全面形成した後、公知のフォトリソグラフィ技術により、画素開口部を有した無機物バンク層１１２ａを形成する一方、該無機物バンク層１１２ａ上に同じく画素開口部を有した有機物バンク層１１２ｂを形成する。

次に、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の各画素のバンク内に、ＩＴＯ及びＳｎフタロシアニン化合物を溶媒に分散させた液状組成物をディスペンサーにて塗布し、赤色（Ｒ）の画素内のバンク内にはＩＴＯを溶媒に分散させた液状組成物を塗布する。次いで、この塗布膜を焼成した後、銀メッキ溶液を緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の画素にインクジェット法又はディスペンス法にて塗布し、該緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の画素に透過率５０％程度の半透過反射層を形成する。その後、第１実施形態と同様に、正孔注入／輸送層、有機ＥＬ層、陰極等を形成し、さらに封止工程を行って第２実施形態の有機ＥＬ装置１００を得るものとしている。

（第３実施形態）
次に、有機ＥＬ装置の第３実施形態について図５を用いて説明する。本第３実施形態においては、第１及び第２実施形態とは異なり、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の各画素において、一画素中に２つの画素電極が形成され、それに応じて２つのＴＦＴが形成されている。なお、赤色（Ｒ）の画素については、第１及び第２実施形態と同様の構成が具備されており、以下、第１及び第２実施形態と異なる構成部分について説明する。

図５に示した有機ＥＬ装置１０１では、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の画素がそれぞれ２つのドットに分割され、一画素中に２つの画素電極が形成されている。該一画素中に分割形成された２つの画素電極は、それぞれ赤色吸収フィルタ機能を具備した画素電極１２７（以下、着色画素電極１２７とも言う）と、該フィルタ機能を具備しない画素電極１１１とであって、各画素電極１２７，１１１にそれぞれＴＦＴ１２３が接続されている。着色画素電極１２７を有するドットと、画素電極１１１を有するドットとは、バンク部１１２によって区画されており、着色画素電極１２７を有するドットには、該着色画素電極１２７上に第２実施形態と同様の半透過反射層１２６が形成され、さらに正孔注入／輸送層１１０ａ、発光層１１０ｂが形成されている。なお、画素電極１１１上には、半透過反射層が形成されず、正孔注入／輸送層１１０ａ、発光層１１０ｂが赤色（Ｒ）の画素と同様に形成されている。

その他、陰極１２等の構成は第１及び第２実施形態と同様で、本第３実施形態の構成においても、第２実施形態と同様の効果を発現することが可能である。また、本第３実施形態によると、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の画素全域に半透過反射層１２６を形成する構成に比して、表示の明るさを向上させることができるようになる。なお、本第３実施形態のように１つの画素を複数のドットに分割する構成は、第１実施形態のように赤色吸収フィルタ１２５を備えた構成の有機ＥＬ装置においても採用することができる。また、画素を分割する際に、必ずしもドット間をバンク層１１２にて分割する必要はなく、例えば図６に示した有機ＥＬ装置１０２のように、バンク層のない形にて各ドットを構成することも可能である。さらに、駆動方法として、例えば鮮やかな色を出したい場合には、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の画素のうち半透過反射層１２６を備えるドットのみを駆動させることが好ましい。一方、淡い色、中間色を表示する場合には、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の画素のうち半透過反射層１２６を備えるドットと、該半透過反射層１２６を備えないドットとの双方を駆動させることができる。

（第４実施形態）
図７は、本発明の電子機器の実施の形態例を示している。
本例の電子機器は、上述した有機ＥＬ装置を表示手段として備えている。図７は、携帯電話の一例を示した斜視図で、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。このように本発明の電気光学装置に係る有機ＥＬ装置を表示手段として備える電子機器は、良好な発光特性を得ることができるとともに、電子機器の低価格化を図ることができる。

第１実施形態の有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す説明図。アクティブマトリクス型有機ＥＬ装置の回路構成を示す回路図。第１実施形態の有機ＥＬ装置について表示領域の断面構造を示す拡大図。第２実施形態の有機ＥＬ装置について表示領域の断面構造を示す拡大図。第３実施形態の有機ＥＬ装置について表示領域の断面構造を示す拡大図。第３実施形態の一変形例について表示領域の断面構造を示す拡大図。本発明の電子機器の実施形態を示す斜視図。

符号の説明

１，１００…有機ＥＬ装置、１２…陰極（光反射性電極）、１１０ｂ…有機ＥＬ層（発光層）、１１１…画素電極（陽極、光透過性電極）、１２６…半透過反射層

Claims

光反射性電極と、
光透過性電極と、
前記光反射性電極と前記光透過性電極との間に形成された発光層と、
前記発光層を形成するための画素開口部を有するバンク層と、
前記光透過性電極のうち緑と青の画素のみに対し、前記発光層からの光を透過ないし反射する半透過反射層と、を基板上に形成された絶縁膜の上に備え、
前記発光層は、前記光反射性電極と前記半透過反射層との間に配置され、
前記半透過反射層は、前記半透過反射層と前記光反射性電極との間で光共振器として作用するように、前記光反射性電極と前記半透過反射層との光学的距離が、前記発光層から発光される光の波長と同じか前記光の波長の整数倍となる位置に配置され、
前記半透過反射層は、前記画素開口部と平面視で重なる位置に前記画素開口部以上の面積を有する平面形状に形成され、かつ、前記半透過反射層の側面及び前記半透過反射層の前記発光層側の表面を前記光透過性電極に覆われており、
赤を吸収する赤吸収フィルターが、前記絶縁膜と前記半透過反射層との間に配置され、かつ、前記半透過反射層の光出射側の表面を覆うように配置されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
前記発光層が、各画素に共通の厚さを有してなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
前記発光層の下地として形成される正孔注入／輸送層が、各画素に共通の厚さを有してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置を備えることを特徴とする電子機器。