JP2003123971A - 有機電界発光素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機ＥＬ素子において、従来にはない構成に
よって白色発光を得るようにすることで、良好な白色発
光を実現しつつ、量産性の向上も図る。 【解決手段】 陽極１２および陰極１３に挟持された複
数の有機発光層１４，１５を備える有機ＥＬ素子１０に
おいて、これら複数の有機発光層１４，１５を異なる種
類の発光材料を用いて形成するとともに、これら複数の
有機発光層１４，１５のうちの少なくとも一つを同一面
上にパターン配置し、そのパターン配置によって各有機
発光層１４，１５からの発光が加法混色を生じるように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機電界発光素子
（有機エレクトロルミネッセンス素子；以下「有機ＥＬ
素子」という）およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、平面型の表示装置として、有機Ｅ
Ｌ素子を発光素子としたもの（以下「有機ＥＬディスプ
レイ」という）が注目を集めている。この有機ＥＬディ
スプレイは、バックライトが不要な自発光型のフラット
パネルディスプレイであり、自発光型に特有の視野角の
広いディスプレイを実現できるという利点を有する。ま
た、必要な画素のみを点灯させればよいため消費電力の
点でバックライト型（液晶ディスプレイ等）に比べて有
利であるとともに、今後実用化が期待されている高精細
度の高速のビデオ信号に対して十分な応答性能を具備す
ると考えられている。

【０００３】このような有機ＥＬディスプレイにおい
て、フルカラー化に対応する方式としては、例えばＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を発色する各有機ＥＬ素子
を画素毎に所定パターンで配置するものが知られてい
る。ところが、この方式では、Ｒ色の有機ＥＬ素子の発
光効率が低いためＧ色、Ｂ色とのバランスが悪くなった
り、また高精細化が容易でないといったことが懸念され
る。そこで考えられるのが、白色光を発する有機ＥＬ素
子（以下「白色有機ＥＬ素子」という）をカラーフィル
ターと組み合わせることで、白色光からＲ、Ｇ、Ｂ色光
を取り出すといった方式である。この方式によれば、コ
ントラストが上がる、外光から素子を保護する等といっ
たメリットが得られるのに加えて、カラーフィルターが
フルカラー液晶ディスプレイで使用されていることを考
えると、非常に簡単に高精細フルカラー化を実現するこ
とが期待できる。

【０００４】また、白色有機ＥＬ素子は、液晶ディスプ
レイのバックライトとして用いることも考えられる。こ
のように、白色有機ＥＬ素子は、非常に広い用途に利用
される可能性を有している。

【０００５】ところで、従来、有機ＥＬ素子において白
色発光を得るには、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色または補色関係に
ある二色を発光する各有機物を真空中で基板上に共蒸着
させ、一つの有機層内に二色以上の発光材料を混在させ
ることが考えられる。また、真空中で各有機物を順次個
別に蒸着させ、単一色を発光する発光材料をドープした
有機層を複数積層させるといったことも考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の白色有機ＥＬ素子では、以下に述べるような難
点が生じてしまうことが考えられる。

【０００７】例えば、一つの有機層内に二色以上の発光
材料を混在させたものにおいては、真空室内に配された
複数の蒸着源を同時に用いて共蒸着を行うが、各発光材
料を好適な濃度で混在させるために、それぞれの蒸着速
度に差を付ける必要がある。ところが、各発光材料の濃
度を正確にコントロールするのは非常に難しく、それぞ
れを常に一定の濃度に保ったり、同一面内での均一性を
保つことが困難である。さらには、同一真空室内で二種
類以上の蒸着物が使用されるため、当該真空室内の汚染
等も危惧される。

【０００８】一方、例えば、二色以上に複数の有機層を
積層させた白色有機ＥＬ素子においては、各有機層が階
層的に積み重ねられる故に、各有機層を構成する材料が
正孔（ホール）輸送性と電子輸送性との少なくともいず
れか一方を有している必要がある。そのために、材料や
製造プロセスに対する制約が大きなものとなってしま
う。

【０００９】これらのことから、従来における白色有機
ＥＬ素子は、いずれの構成のものも、生産性を高く維持
するのが容易でないと言える。つまり、必ずしも量産に
適しているとは言えない。また、生産性が良くないこと
から、材料濃度のバラツキ等を招きやすく、これに伴っ
て均一な白色光が得られなくなるおそれもある。

【００１０】そこで、本発明は、従来にはない構成によ
って例えば白色発光を得るようにすることで、良好な色
発光を実現するとともに、量産性にも非常に優れている
有機ＥＬ素子及びその製造方法を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために案出された有機ＥＬ素子で、陽極および陰
極に挟持された複数の有機発光層を備えるとともに、前
記複数の有機発光層のうちの少なくとも一つは同一面上
にパターン配置されており、前記パターン配置によって
各有機発光層からの発光が加法混色を生じるように構成
されたことを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明は、上記目的を達成するため
に案出された、所定色の発光を行う有機ＥＬ素子の製造
方法であって、互いに異なる種類の発光材料を順に成膜
して複数の有機発光層を形成するとともに、そのうちの
少なくとも一つの有機発光層の成膜にあたって、当該少
なくとも一つの有機発光層に対し、前記複数の有機発光
層からの発光が加法混色によって前記所定色となるよう
なパターン化を行うことを特徴とする。

【００１３】上記構成の有機ＥＬ素子および上記手順の
製造方法によって製造された有機ＥＬ素子では、陽極お
よび陰極の間に電圧を印加すると、これらに挟持される
複数の有機発光層が全て同時に発光する。このとき、そ
のうちの少なくとも一つの有機発光層がパターン配置さ
れている。ここでいうパターン配置（パターン化）と
は、有機発光層が微細パターンを形成するように配され
ていることをいう。したがって、各有機発光層からの発
光は、それぞれが異なる色であっても、巨視的にみれば
加法混色によって所定色（例えば白色）に見える。ただ
し、その所定色はパターン化による加法混色によって得
ているため、各有機発光層は、それぞれが一つの色に対
応していればよく、二色以上の発光材料が混在したもの
である必要はない。また、パターン化によって各有機発
光層の一部または全部が並列配置されるので、必ずしも
各有機発光層を構成する材料の全てが正孔または電子い
ずれかの輸送性を有している必要はない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明に係る
有機ＥＬ素子およびその製造方法について説明する。

【００１５】〔第一の実施の形態〕図１は、本発明に係
る有機ＥＬ素子の第一実施形態における概略構成例を示
す模式図である。図例のように、本実施形態で説明する
有機ＥＬ素子１０は、例えば透明ガラスまたは透明プラ
スチック等の光透過性を有した部材からなる基板１１上
に形成されたもので、ＩＴＯ（Indium tin oxide）膜等
の透明電極からなる陽極（アノード）１２と、アルミニ
ウム（Ａｌ）膜等からなる陰極（カソード）１３との間
に、第一有機発光層１４および第二有機発光層１５が挟
持されてなるものである。

【００１６】このうち、第一有機発光層１４および第二
有機発光層１５は、いずれも陽極１２と陰極１３との間
の電圧に応じて発光するものであるが、それぞれが異な
る種類の発光材料からなり、互いに異なる色を発光する
ものとする。しかも、それぞれの発光色は、例えば黄と
青紫または赤と青緑といったように、補色の関係にある
ものとする。このような第一有機発光層１４および第二
有機発光層１５を構成する発光材料としては、例えば、
芳香族アミン誘導体やピラゾリン誘導体等といった正孔
輸送性を有した公知材料、あるいは金属錯体化合物、オ
キサジアゾール誘導体、シロール誘導体、フェナントロ
リン誘導体等といった電子輸送性を有した公知材料を利
用することが可能であり、またクマリン誘導体、キナク
リドン誘導体、アセン誘導体、スチリルベンゼン誘導体
等といった色素あるいは顔料が利用可能である。

【００１７】また、第一有機発光層１４および第二有機
発光層１５は、階層的に積層されているのではなく、そ
れぞれが微細パターンに対応するようにパターン配置さ
れている。微細パターンとしては、平面的にみた場合
に、矩形や円形等といった所定形状が規則的に並ぶよう
なものが挙げられる。具体的には、平面的にみた場合に
一方が格子状で、他方についてはその格子を埋める矩形
がマトリクス状に並ぶように配されたパターンが挙げら
れる。また、微細パターンの大きさは、各有機発光層１
４，１５からの発光によって人間の視覚が加法混色を生
じ得る大きさ、具体的には例えば格子状に対応したパタ
ーンの場合であればその格子を構成する矩形が３００μ
ｍ角程度以下であることが考えられる。

【００１８】ここで、このように構成された有機ＥＬ素
子１０を製造する際の手順について説明する。図２は、
本発明に係る有機ＥＬ素子を形成する際に用いるマスク
パターンの一具体例を示す模式図である。

【００１９】有機ＥＬ素子１０を製造する際には、先
ず、基板１１上に陽極１２を形成し、必要に応じて絶縁
層等を形成した後に、その上面を図２に示すようなマス
クパターン１で覆う。このマスクパターン１は、図例の
ように、矩形状の開孔２がマトリクス状に配されたもの
で、各開孔２の大きさが例えば４０μｍ×４０μｍ程度
であり、その配列ピッチも４０μｍ程度であるものとす
る。そして、その状態で第一有機発光層１４を真空蒸着
によって成膜すると、そのマスクパターン１を除去した
後には、格子状に対応して規則的に並ぶようにパターン
配置された第一有機発光層１４が、陽極１２上に形成さ
れることになる。

【００２０】第一有機発光層１４の形成後は、その第一
有機発光層１４の場合とは異なり、マスクパターン１を
介することなく、その第一有機発光層１４上を覆うよう
に、第二有機発光層１５を真空蒸着によって成膜する。
このときに成膜する第二有機発光層１５の膜厚は、第一
有機発光層１４の膜厚以上であるものとする。勿論、図
例とは異なり、双方の膜厚が同一であってもよい。そし
て、第二有機発光層１５の形成後、その第二有機発光層
１５上に陰極１３を形成すると、図１に示すような構成
の有機ＥＬ素子１０が完成するのである。なお、有機発
光層への酸素や水分等を遮断するために、必要に応じて
保護膜の形成や封止等を行ってもよい。

【００２１】続いて、以上のようにして構成された有機
ＥＬ素子１０における処理動作について、図１を参照し
ながら説明する。この有機ＥＬ素子１０では、陽極１２
および陰極１３との間に直流電圧を印加することによ
り、正孔が陽極１２から第一有機発光層１４内および第
二有機発光層１５のそれぞれに注入される。一方、電子
も陰極１３から第一有機発光層１４および第二有機発光
層１５のそれぞれに注入される。

【００２２】このとき、第二有機発光層１５のほうが厚
膜なので、第一有機発光層１４には、電子が第二有機発
光層１５を経て注入される。したがって、第二有機発光
層１５は、電子輸送性を有した発光材料を利用して形成
されているものとする。これに対して、正孔輸送性につ
いては、第一有機発光層１４および第二有機発光層１５
のそれぞれが陽極１２に面しているため、両有機発光層
１４，１５のいずれも有していなくても構わない。な
お、第一有機発光層１４と第二有機発光層１５が略同一
の膜厚に形成されている場合であれば、いずれも陽極１
２と陰極１３の両方に面することになるので、双方が正
孔と電子の両輸送性を有していなくてもよい。勿論、第
一有機発光層１４および第二有機発光層１５は、膜厚に
拘わらずに、正孔と電子の両輸送性を有していてもよい
ことは言うまでもない。

【００２３】第一有機発光層１４および第二有機発光層
１５のそれぞれに正孔および電子が注入されると、第一
有機発光層１４および第二有機発光層１５では、その注
入された正負のキャリアによって蛍光分子が励起状態と
なり、この励起分子の緩和過程で発光が得られる。そし
て、その発光は、第一有機発光層１４および第二有機発
光層１５のそれぞれから、透明電極である陽極１２と光
透過性を有した基板１１を経て、外部へ出射されること
になる。このときに出射される光は、第一有機発光層１
４および第二有機発光層１５が微細パターンに対応して
配置されていることから、それぞれが互いに異なる色で
あっても、巨視的にみれば加法混色によって白色に見え
ることになる。

【００２４】つまり、以上に説明した有機ＥＬ素子１０
では、白色発光を第一有機発光層１４および第二有機発
光層１５のパターン化による加法混色によって得ている
ため、各有機発光層１４，１５は、それぞれが一つの色
に対応していればよく、二色以上の発光材料が混在した
ものである必要はない。したがって、従来のように一つ
の有機層内に二色以上の発光材料を混在させた場合とは
異なり、第一有機発光層１４および第二有機発光層１５
における発光材料の濃度を一定に保ったり、その均一性
を保つことが容易である。また、複数の発光材料の共蒸
着も不要であることから、真空室内の汚染等に対する危
惧も解消し得る。これらのことから、本実施形態で説明
した有機ＥＬ素子１０は、良好な白色発光を実現しつ
つ、生産性を高く維持することができ、量産性を高める
ことが実現可能となる。

【００２５】さらには、第一有機発光層１４および第二
有機発光層１５がパターン化によって平面的に並列配置
されているので、従来のように各有機層が階層的に積み
重ねられた場合とは異なり、必ずしも各有機発光層１
４，１５を構成する発光材料の全てが正孔と電子との両
輸送性を有している必要はない。したがって、本実施形
態の有機ＥＬ素子１０は、各有機発光層１４，１５を構
成する発光材料に対する制約が従来よりも緩和され、こ
の点からも量産に好適なものになったと言える。

【００２６】また、本実施形態の有機ＥＬ素子１０で
は、パターン化された第一有機発光層１４および第二有
機発光層１５からの発光色が互いに補色関係にあり、こ
れらの加法混色によって白色光を得るようにしている
が、そのパターン化が規則的なものであり、さらに詳し
くは格子状に対応したものであるため、非常に良好な白
色発光を実現することができる。すなわち、パターン化
が規則的であるため、有機ＥＬ素子１０の発光面の全域
にわたって均一な白色光を得ることができる。また、格
子状に対応した場合には、特に人間の視覚に加法混色を
生じさせ易くなるため、濃度のバラツキ等が生じない良
好な白色発光を実現するのに好適であると言える。

【００２７】なお、ここで説明した各部の具体的態様に
ついては、本発明の一具体例を示したものに過ぎず、本
発明が当該具体例に限定されるものでないことは言うま
でもない。

【００２８】例えば、第一有機発光層１４および第二有
機発光層１５のパターン配置は、規則的な格子状に限定
されるものではなく、各有機発光層１４，１５からの発
光が加法混色を生じ得れば、他のパターン配置（例えば
ストライプ状）であっても構わない。

【００２９】また、有機発光層の数は二つに限定される
ものではなく、三つ以上とすることも考えられる。図３
は、第一実施形態における他の概略構成例を示す模式図
である。図例では、例えばＲ、Ｇ、Ｂの各色光を発する
第一有機発光層１６、第二有機発光層１７および第三有
機発光層１８を用いた場合を示している。この場合は、
マスクパターンを介して第一有機発光層１６を成膜した
後、そのマスクパターンの位置を移動させ、または他の
マスクパターンを用いて第二有機発光層１７を成膜し、
その後にマスクパターンが無い状態で第三有機発光層１
８を成膜すればよい。このように、三つ以上の有機発光
層がパターン配置されていても、それぞれの発光色が互
いに補色関係にあれば、加法混色によって白色光が得ら
れるようになる。

【００３０】また、加法混色によって得る光は、白色光
に限定されるものではない。すなわち、各有機発光層に
よる発光色の組み合わせを変更すれば、他の所定色への
応用も実現可能となる。

【００３１】また、ここでは、各有機発光層を真空蒸着
によって成膜して形成するとともに、マスクパターンを
用いて有機発光層のパターン化を行う場合を例に挙げた
が、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、
ポリマーを溶媒に溶かして塗布することで有機発光層を
形成する場合であれば、周知のインクジェット印刷技術
やエッチング技術を利用したパターニング成膜を行うこ
とで、所望する箇所にのみ有機発光層を形成し、これに
より有機発光層のパターン配置（パターン化）を実現す
ることが考えられる。

【００３２】また、各有機発光層が発する光は、基板側
（下面側）ではなく、その反対側（上面側）に出射する
ようにしてもよい。すなわち、光透過性の基板を用いな
い場合、あるいは基板上の陽極が光透過性を有していな
い場合であっても、上部側の陰極を透明とすることで、
白色の面発光を得ることが可能となる。このことから、
本発明は、いわゆるＴＡＣ（Top emission Adaptive Cu
rrent drive）技術を用いた上面発光型（Top emission
構造）の有機ＥＬ素子にも適用することが可能であると
言える。

【００３３】〔第二の実施の形態〕次に、本発明に係る
有機ＥＬ素子の第二実施形態について説明する。ただ
し、ここでは、上述した第一実施形態との相違点につい
てのみ説明する。図４は、本発明に係る有機ＥＬ素子の
第二実施形態における概略構成例を示す模式図である。
図中において、第一実施形態の場合と同一の構成要素に
ついては、同一の符号を与えている。

【００３４】図例のように、本実施形態で説明する有機
ＥＬ素子２０は、陽極１２および陰極１３に挟持される
有機層として、第一有機発光層２１および第二有機発光
層２２に加えて、正孔輸送層２３および電子輸送層２４
を備えている点で、第一実施形態の場合と相違する。

【００３５】正孔輸送層２３は、陽極１２からの正孔の
注入効率向上により第一有機発光層２１および第二有機
発光層２２での発光の効率向上を図るためのもので、具
体的には芳香族アミン誘導体やピラゾリン誘導体等とい
った公知の正孔輸送材料によって形成することが考えら
れる。電子輸送層２４は、陰極１３からの電子の注入効
率向上により第一有機発光層２１および第二有機発光層
２２での発光の効率向上を図るためのもので、具体的に
は金属錯体化合物、オキサジアゾール誘導体、シロール
誘導体、フェナントロリン誘導体等といった公知の電子
輸送材料によって形成することが考えられる。

【００３６】また、この有機ＥＬ素子２０では、第二有
機発光層２２がパターン配置されているのに対応して電
子輸送層２４もパターン化されているが、第一有機発光
層２１についてはパターン化されておらず、全面に均一
な膜厚で形成されている点で、第一実施形態の場合と相
違する。つまり、第一有機発光層２１および第二有機発
光層２２のうちの一方のみが、同一面上にパターン配置
されている。

【００３７】ここで、このように構成された有機ＥＬ素
子２０を製造する際の手順について説明する。この有機
ＥＬ素子２０を製造する際には、先ず、基板１１上に陽
極１２を形成し、必要に応じて絶縁層等を形成した後
に、その上面に正孔輸送層２３を成膜し、さらに第一有
機発光層２１を成膜する。このとき、第一有機発光層２
１については、第一実施形態の場合とは異なり、マスク
パターンを介さず全面に一様な膜厚で均一に成膜する。

【００３８】そして、第一有機発光層２１の成膜後は、
その上面を第一実施形態の場合と同様のマスクパターン
１で覆い（図２参照）、そのマスクパターン１を介して
例えば真空蒸着によって第二有機発光層２２を成膜す
る。これにより、マスクパターン１を除去した後には、
格子状に対応して規則的に並ぶようにパターン配置され
た第二有機発光層２２が、第一有機発光層２１上に形成
されることになる。

【００３９】その後は、マスクパターン１を介すること
なく、第二有機発光層２２上を覆うように、電子輸送層
２４を成膜する。このときに成膜する電子輸送層２４の
膜厚は、第二有機発光層２２の膜厚以上であるものとす
る。勿論、図例とは異なり、双方の膜厚が同一であって
もよい。そして、電子輸送層２４の形成後、その電子輸
送層２４上に陰極１３を形成すると、図例のような構成
の有機ＥＬ素子２０が完成するのである。

【００４０】続いて、以上のようにして構成された有機
ＥＬ素子２０における処理動作について説明する。この
有機ＥＬ素子２０では、陽極１２および陰極１３との間
に直流電圧を印加することにより、正孔が陽極１２から
正孔輸送層２３を経て第一有機発光層２１に注入され
る。さらには、その第一有機発光層２１を経て第二有機
発光層２２内にも注入される。一方、電子も陰極１３か
ら電子輸送層２４を経て第一有機発光層２１および第二
有機発光層２２のそれぞれに注入される。

【００４１】このとき、第二有機発光層２２には第一有
機発光層２１を経て正孔が注入されるので、第一有機発
光層２１は、正孔輸送性を有した発光材料を利用して形
成されているものとする。これに対して、第二有機発光
層２２は、電子輸送層２４が第一有機発光層２１および
第二有機発光層２２のいずれにも面しているため、電子
輸送性を有していなくても構わない。ただし、電子輸送
性を有していてもよいことは言うまでもない。

【００４２】第一有機発光層２１および第二有機発光層
２２のそれぞれに正孔および電子が注入されると、第一
有機発光層２１および第二有機発光層２２では、その注
入された正負のキャリアによって蛍光分子が励起状態と
なり、この励起分子の緩和過程で発光が得られる。そし
て、その発光は、第一有機発光層２１および第二有機発
光層２２のそれぞれから、透明電極である陽極１２と光
透過性を有した基板１１を経て、外部へ出射されること
になる。

【００４３】このときに出射される光は、第一有機発光
層２１および第二有機発光層２２が重なっている箇所で
はこれらによる混合色となり、またそれ以外の箇所では
第一有機発光層２１による発光色となるが、第二有機発
光層２２が微細パターンに対応して配置されていること
から、当該混合色と当該発光色が互いに異なる色であっ
ても、巨視的にみれば加法混色が生じることになる。し
たがって、当該混合色と当該発光色が補色関係にあれ
ば、第一有機発光層２１および第二有機発光層２２から
出射される光は、白色に見えることになる。

【００４４】つまり、以上に説明した有機ＥＬ素子２０
においても、白色発光を第二有機発光層２２のパターン
化による加法混色によって得ているため、第一実施形態
で説明した場合と全く同様に、良好な白色発光を実現し
つつ、量産性を高めることが実現可能となる。

【００４５】その上、本実施形態で説明した有機ＥＬ素
子２０では、陽極１２と陰極１３との間に、正孔輸送材
料からなる正孔輸送層２３と電子輸送材料からなる電子
輸送層２４とを備えている。したがって、この有機ＥＬ
素子２０では、正孔および電子の注入効率が向上し、結
果として第一有機発光層２１および第二有機発光層２２
での発光効率の向上、すなわち輝度の向上や消費電力を
低下等を実現することができる。なお、正孔輸送層２３
および電子輸送層２４は、必ずしも双方が設けられてい
る必要はなく、いずれか一方のみが設けられていれば、
発光効率の向上を図ることが可能である。

【００４６】ところで、本実施形態の有機ＥＬ素子２０
においても、有機発光層の数は二つに限定されるもので
はなく、三つ以上とすることも考えられる。図５は、第
二実施形態における他の概略構成例を示す模式図であ
る。図例では、第一有機発光層２５、第二有機発光層２
６および第三有機発光層２７といった三つの有機発光層
を用いた場合を示している。この場合は、マスクパター
ンを介さずに正孔輸送層２３および第一有機発光層２５
を均一に成膜した後、その上面にマスクパターンを介し
て第二有機発光層２６を成膜し、さらにマスクパターン
の位置を移動させ、または他のマスクパターンを用いて
第三有機発光層２７を成膜し、その後にマスクパターン
が無い状態で電子輸送層２４を成膜すればよい。このよ
うに、三つ以上の有機発光層を用い、そのうちの二つが
パターン配置されていても、加法混色によって白色光を
得ることが可能である。

【００４７】また、ここでは、第一有機発光層２１，２
５については均一に成膜し、その他の有機発光層（第二
有機発光層２２，２６、第三有機発光層２７）および電
子輸送層２４に対してパターン化を行った例を示した
が、例えば第一実施形態で説明したように全ての有機発
光層についてパターン配置を行い、その上に電子輸送層
２４を均一に成膜するようにしてもよく、その場合であ
っても良好な白色発光を実現しつつ量産性の向上を図る
ことが可能である。

【００４８】つまり、ここで説明した各部の具体的態様
についても、第一実施形態の場合と同様に、本発明の一
具体例を示したものに過ぎず、本発明が当該具体例に限
定されることを表すものではない。

【００４９】〔第三の実施の形態〕次に、本発明に係る
有機ＥＬ素子の第三実施形態について説明する。ただ
し、ここでも、上述した第一実施形態または第二実施形
態との相違点についてのみ説明する。図６は、本発明に
係る有機ＥＬ素子の第三実施形態における概略構成例を
示す模式図である。図中において、第一実施形態または
第二実施形態の場合と同一の構成要素については、同一
の符号を与えている。

【００５０】図例のように、本実施形態で説明する有機
ＥＬ素子３０は、ホールブロック層３１を備えている点
で、第一実施形態および第二実施形態の場合と大きく異
なる。ホールブロック層３１は、光を遮る絶縁体からな
るもので、具体的にはバソクプロイン、バソフェナント
ロリン、２−（４−ビフェニル）−５−（パラ−ターシ
ャル−ブチルフェニル）−１,３,４−オキサジアゾー
ル、または３−（４'−ターシャル−ブチルフェニル）
−４−フェニル−５−（４"−ビフェニル）−１,２,４
−トリアゾール等によって形成することが考えられる。

【００５１】また、ホールブロック層３１は、陽極１２
および陰極１３に挟持された第一有機発光層３２および
第二有機発光層３３の間に介在しているとともに、第一
実施形態における第一有機発光層１４と同様にパターン
配置されている。そして、このホールブロック層３１の
パターン配置によって、第二有機発光層３３も、微細パ
ターンに対応するように（例えば、格子を形成する矩形
を埋めるように）配置されることになる。

【００５２】ここで、このように構成された有機ＥＬ素
子３０を製造する際の手順について説明する。この有機
ＥＬ素子３０を製造する際には、先ず、基板１１上に陽
極１２を形成し、必要に応じて絶縁層等を形成した後
に、その上面に第一有機発光層３２を成膜する。このと
き、第一有機発光層３２については、第一実施形態の場
合とは異なり、マスクパターンを介さず全面に一様な膜
厚で成膜する。

【００５３】そして、第一有機発光層３２の成膜後は、
その上面を第一実施形態の場合と同様のマスクパターン
１で覆い（図２参照）、そのマスクパターン１を介して
例えば真空蒸着によってホールブロック層３１を成膜す
る。これにより、マスクパターン１を除去した後には、
格子状に対応して規則的に並ぶようにパターン配置され
たホールブロック層３１が、第一有機発光層３２上に形
成されることになる。

【００５４】その後は、第一実施形態の場合と同様に、
マスクパターン１を介することなく、そのホールブロッ
ク層３１上を覆うように、第二有機発光層３３を成膜す
る。このときに成膜する第二有機発光層３３の膜厚は、
ホールブロック層３１の膜厚以上であるものとする。勿
論、図例とは異なり、双方の膜厚が同一であってもよ
い。そして、第二有機発光層３３の形成後、その第二有
機発光層３３上に陰極１３を形成すると、図４に示すよ
うな構成の有機ＥＬ素子３０が完成するのである。

【００５５】続いて、以上のようにして構成された有機
ＥＬ素子３０における処理動作について説明する。この
有機ＥＬ素子３０では、陽極１２および陰極１３との間
に直流電圧を印加することにより、正孔が陽極１２から
第一有機発光層３２内および第二有機発光層３３のそれ
ぞれに注入される。一方、電子も陰極１３から第一有機
発光層３２および第二有機発光層３３のそれぞれに注入
される。

【００５６】第一有機発光層３２および第二有機発光層
３３のそれぞれに正孔および電子が注入されると、第一
有機発光層３２および第二有機発光層３３では、その注
入された正負のキャリアによって蛍光分子が励起状態と
なり、この励起分子の緩和過程で発光が得られる。そし
て、その発光は、第一有機発光層３２および第二有機発
光層３３のそれぞれから、透明電極である陽極１２と光
透過性を有した基板１１を経て、外部へ出射されること
になる。

【００５７】このときに出射される光は、ホールブロッ
ク層３１が存在していない箇所では、第一有機発光層３
２および第二有機発光層３３が重なっているため、これ
らによる混合色となる。一方、それ以外の箇所、すなわ
ちホールブロック層３１が位置している箇所では、第二
有機発光層３３からの光がホールブロック層３１によっ
て遮られるため、第一有機発光層３２および第二有機発
光層３３による混合色とはならずに、第一有機発光層３
２による発光色となる。ところが、ホールブロック層３
１は微細パターンに対応して配置されていることから、
当該混合色と当該発光色が互いに異なる色であっても、
巨視的にみれば加法混色が生じる。したがって、当該混
合色と当該発光色が補色関係にあれば、第一有機発光層
３２および第二有機発光層３３から出射される光は、白
色に見えることになる。

【００５８】つまり、以上に説明した有機ＥＬ素子３０
においても、白色発光をホールブロック層３１および第
二有機発光層３３のパターン化による加法混色によって
得ているため、第一実施形態または第二実施形態で説明
した場合と全く同様に、良好な白色発光を実現しつつ、
量産性を高めることが実現可能となる。

【００５９】なお、ここで説明した各部の具体的態様に
ついても、第一実施形態または第二実施形態の場合と同
様に、本発明の一具体例を示したものに過ぎず、本発明
が当該具体例に限定されることを表すものではない。図
７は、第三実施形態における他の概略構成例を示す模式
図である。図例では、第二実施形態の場合と同様に、正
孔輸送層３４および電子輸送層３５を設けた場合を示し
ている。このようにすれば、正孔および電子の注入効率
が向上し、結果として第一有機発光層３２および第二有
機発光層３３での発光効率を向上させることができる。

【００６０】

【実施例】以上、本発明の種々の実施の形態について説
明したが、次に、本発明の具体的な実施例について詳細
に説明する。

【００６１】図８は本実施例で説明する有機ＥＬ素子の
概略構成例を示す模式図、図９はその有機ＥＬ素子の電
流密度−印加電圧特性の説明図、図１０はその有機ＥＬ
素子の発光輝度−電流密度特性の説明図、図１１はその
有機ＥＬ素子の視感効率−電流密度特性の説明図、図１
２はその有機ＥＬ素子における発光スペクトルの説明
図、図１３はそのときのＣＩＥ色度座標を示す説明図で
ある。

【００６２】ここでは、図８に示すような構成の有機Ｅ
Ｌ素子４０を製造した。すなわち、先ず、例えば２５ｍ
ｍ×２５ｍｍの透明ガラスからなる基板４１を用意し、
その基板４１上に例えば２ｍｍ幅でパターニングされた
インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）膜からなる陽極４２を形
成する。そして、有機溶媒、純水、オゾンクリーナー等
を用いて洗浄した後に、真空に排気した蒸着装置内等に
おいて、陽極４２上に重ねて、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メ
チルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（Ｔ
ＰＤ）からなる正孔輸送層４３と、ルブレン（Rubren
e）からなる第一有機発光層４４と、４，４’−ビス
（２，２−ジフェニルビニル）−１，１’−ビフェニル
（ＤＰＶＢｉ）からなる第二有機発光層４５と、バソク
プロイン（ＢＣＰ）からなる電子輸送層４６と、フッ化
リチウム（ＬｉＦ）からなる電子注入層４７と、アルミ
ニウム（Ａｌ）からなる陰極４８とを、それぞれ順次成
膜する。ただし、第一有機発光層４４を成膜する際に
は、例えば４００メッシュで、かつ、オープニングエリ
ア（開孔領域）が３４％の金属マスクを介して当該成膜
を行う。これによって、図８に示す膜構成の有機ＥＬ素
子４０が得られる。この有機ＥＬ素子４０の膜構成は、
上述の第二実施形態で説明したものに該当する。

【００６３】このようにして得た有機ＥＬ素子４０につ
いて、電流密度−印加電圧特性および発光輝度−電流密
度特性を測定したところ、図９および図１０に示すよう
に、電圧３．６Ｖ程度から発光が始まり、約９．８Ｖで
最大輝度に達し、その最大輝度は１００００ｃｄ／ｍ²
を超えることが分かった。また、視感効率−電流密度特
性を測定したところ、図１１に示すように、最大視感効
率が２．４１ｍ／Ｗ程度であることが分かった。

【００６４】さらに、発光スペクトルについては、図１
２に示すように、発光極大波長が４８０ｎｍと５５３ｎ
ｍであることが分かった。これらは、それぞれ、第一有
機発光層４４における発光色および第二有機発光層４５
における発光色に対応したものであり、具体的には青色
光および黄色光に対応したものである。したがって、こ
れらの発光スペクトルは、巨視的にみれば加法混色によ
って白色に見えることになる。

【００６５】この白色光のＣＩＥ（国際照明委員会）色
度座標上での値は、図１３中における「○」印で示すよ
うに、（ｘ，ｙ）＝（０．２５，０．３３）となり、理
想的な白色の座標値（図中における「×」印参照）と比
べて、大きな相違が無いことが分かった。つまり、本実
施例における有機ＥＬ素子４０によれば、良好な白色発
光を実現可能であることが検証できた。

【００６６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る有
機ＥＬ素子およびその製造方法によれば、パターン配置
（パターン化）された有機発光層からの発光の加法混色
によって所定色を得ているので、当該所定色（例えば白
色）の発光を、従来にはない構成で、かつ、良好な得る
ことができる。しかも、従来にはない構成のため、材料
や製造プロセスに対する制約が緩和され、量産性にも非
常に優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子の第一実施形態にお
ける概略構成例を示す模式図である。

【図２】本発明に係る有機ＥＬ素子を形成する際に用い
るマスクパターンの一具体例を示す模式図である。

【図３】本発明の第一実施形態における他の概略構成例
を示す模式図である。

【図４】本発明に係る有機ＥＬ素子の第二実施形態にお
ける概略構成例を示す模式図である。

【図５】本発明の第二実施形態における他の概略構成例
を示す模式図である。

【図６】本発明に係る有機ＥＬ素子の第三実施形態にお
ける概略構成例を示す模式図である。

【図７】本発明の第三実施形態における他の概略構成例
を示す模式図である。

【図８】本発明の実施例で説明する有機ＥＬ素子の概略
構成例を示す模式図である。

【図９】図８の有機ＥＬ素子における電流密度−印加電
圧特性の一具体例を示す説明図である。

【図１０】図８の有機ＥＬ素子における発光輝度−電流
密度特性の一具体例を示す説明図である。

【図１１】図８の有機ＥＬ素子における視感効率−電流
密度特性の一具体例を示す説明図である。

【図１２】図８の有機ＥＬ素子における発光スペクトル
の一具体例を示す説明図である。

【図１３】図８の有機ＥＬ素子にて得られる光のＣＩＥ
色度座標を示す説明図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０…有機ＥＬ素子、１１，４１…
基板、１２，４２…陽極、１３，４８…陰極、１４，１
６，２１，２５，３２，４４…第一有機発光層、１５，
１７，２２，２６，３３，４５…第二有機発光層、１
８，２７…第三有機発光層、２３，３４，４３…正孔輸
送層、２４，３５，４６…電子輸送層、３１…ホールブ
ロック層

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極および陰極に挟持された複数の有機
   発光層を備えるとともに、 前記複数の有機発光層のうちの少なくとも一つは同一面
   上にパターン配置されており、 前記パターン配置によって各有機発光層からの発光が加
   法混色を生じるように構成されたことを特徴とする有機
   電界発光素子。
2. 【請求項２】 前記複数の有機発光層におけるそれぞれ
   の発光色が互いに補色関係にあり、前記加法混色によっ
   て白色光が得られるように構成されたことを特徴とする
   請求項１記載の有機電界発光素子。
3. 【請求項３】 前記パターン配置が規則的であることを
   特徴とする請求項１記載の有機電界発光素子。
4. 【請求項４】 前記パターン配置が格子状に対応したも
   のであることを特徴とする請求項３記載の有機電界発光
   素子。
5. 【請求項５】 前記陽極と前記陰極との間に、正孔輸送
   材料からなる層と電子輸送材料からなる層との少なくと
   も一方を備えてなることを特徴とする請求項１記載の有
   機電界発光素子。
6. 【請求項６】 所定色の発光を行う有機電界発光素子の
   製造方法であって、 互いに異なる種類の発光材料を順に成膜して複数の有機
   発光層を形成するとともに、 そのうちの少なくとも一つの有機発光層の成膜にあたっ
   て、当該少なくとも一つの有機発光層に対し、前記複数
   の有機発光層からの発光が加法混色によって前記所定色
   となるようなパターン化を行うことを特徴とする有機電
   界発光素子の製造方法。
7. 【請求項７】 前記パターン化は、当該パターン化に対
   応した開孔を有するマスクを用いて行うことを特徴とす
   る請求項６記載の有機電界発光素子の製造方法。
8. 【請求項８】 前記パターン化は、前記少なくとも一つ
   の有機発光層のパターニング成膜によって行うことを特
   徴とする請求項６記載の有機電界発光素子の製造方法。
9. 【請求項９】 前記複数の有機発光層を形成するそれぞ
   れの発光材料による発光色が互いに補色関係にあり、前
   記加法混色によって得られる前記所定色が白色であるこ
   とを特徴とする請求項６記載の有機電界発光素子の製造
   方法。