JP6337111B2 - 有機発光デバイスおよび表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機発光デバイスおよび表示装置に関し、特に発光効率の向上に関する。

近年、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルや有機ＥＬ照明等の有機発光デバイスの開発が盛んに行われている。

有機ＥＬパネルでは、基板の主面に沿って複数のサブピクセルが二次元配置された構成を有する。各サブピクセルにおいては、基板の上方に、アノード、ホール注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、ホール輸送層、有機発光層、電子輸送層、カソードの順に積層された構成を有する。また、ホール注入層，ホール輸送層，電子輸送層は、電荷（電子，ホール）をアノードやカソードから有機発光層側へと注入する機能や電荷をアノードやカソードから有機発光層へと輸送する機能を有することから、これらの層を電荷注入輸送層と称する。

ここで、電子輸送層として、例えば、バリウムをドープしてなる有機材料からなる層を採用することが研究・開発されている。このような電子輸送層を採用すれば、高い電子注入特性を得ることができる。

また、上記のような電荷注入輸送層が不純物（水分や酸素）の影響で劣化し易いという問題に鑑み、特許文献１には、無機材料からなるバリア層が有機発光層と電子輸送層との間に配置された構成が開示されている。特許文献１で紹介されている無機材料としては、酸化シリコン（ＳｉＯ_X）などが挙げられている。

特許第４８８２５０８号公報

しかしながら、上記特許文献１のように無機材料からなるバリア層が有機発光層と電子輸送層との間に配置されると、発光効率の低下という問題を生じるものと考えられる。これは、上記特許文献１で紹介されている無機材料は、電子注入性が低く、バリア層が障壁となるために有機発光層への電子の注入が阻害されるためであると考えられる。

このような電子注入性の低下を抑制すべく、電子輸送層としてアルカリ金属またはアルカリ土類金属がドープされてなる有機材料を含む層を採用するとともに、有機発光層と電子輸送層との間にアルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物を含む中間層が配置された構成の開発が進められている。

このような中間層は、不純物のブロック機能を有しながら、高い電子注入性を得ることができるものと考えられる。

上記の構成によって発光効率低下の抑制が試みられているが、有機ＥＬパネルをはじめとする有機発光デバイスでは、更なる発光効率の向上が求められている。

本発明は、不純物による電荷注入輸送層の劣化を抑制しつつ、発光効率の向上を図ることができる有機発光デバイスおよび表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る有機発光デバイスは、複数の発光部が基板の主面に沿った方向に二次元配置されてなる有機発光デバイスである。前記複数の発光部の各々は、前記基板の上方に配置された第１電極と、前記第１電極の上方に配置された第１電荷注入輸送層と、前記第１電荷注入輸送層の上方に配置された有機発光層と、前記有機発光層の上方に配置された中間層と、前記中間層上に配置された第２電荷注入輸送層と、前記第２電荷注入輸送層の上方に配置された第２電極とを有し構成されている。前記中間層は、アルカリ金属のフッ化物またはアルカリ土類金属のフッ化物を含む。前記第２電荷注入輸送層は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属がドープされてなる有機材料を含む。前記第１電極および前記第２電極のうち、一方は光反射性を、他方は光透過性を有する。前記複数の発光部は、互いに発光色の異なる第１発光部と第２発光部とを含む。そして、前記第１電荷注入輸送層および前記第２電荷注入輸送層のうち、前記第１電極および前記第２電極のうち光反射性を有する方の電極と前記有機発光層との間に配置された方の層の厚みは、前記第１発光部と前記第２発光部とで異なることを特徴とする。

本発明の一態様に係る有機発光デバイスにおいては、第２電荷注入輸送層としてアルカリ金属またはアルカリ土類金属がドープされてなる有機材料を含む層が採用されているので、高い発光効率を得ることができる。

また、有機発光層と第２電荷注入輸送層との間に、アルカリ金属のフッ化物またはアルカリ土類金属のフッ化物を含む層である中間層が配置されているので、高い不純物ブロック性を有する。これにより、有機発光層などからの不純物が電荷注入輸送層に対して侵入しようとするのを効果的にブロックすることができ、電子注入輸送層の劣化を抑制し、高い保管安定性を実現することができる。これにより、有機発光デバイスの高い電荷注入性を実現することができる。

さらに、上記態様に係る有機発光デバイスでは、互いに発光色の異なる第１発光部と第２発光部とを含む。また、第１電極と第２電極のうち光反射性を有する方の電極と有機発光層との間に配置された第１電荷注入輸送層または第２電荷注入輸送層の厚みが、第１発光部と第２発光部とで異なる。第１電極と第２電極のうち光反射性を有する方の電極と有機発光層との間に配置された第１電荷注入輸送層または第２電荷注入輸送層の厚みは、有機発光層から直接外部へと出射される直接出射光と、光反射性を有する電極表面で反射された後外部へと出射される反射出射光との光路長の差に影響する。上記態様に係る有機発光デバイスでは、第１電極と第２電極のうち光反射性を有する方の電極と有機発光層との間に配置された第１電荷注入輸送層または第２電荷注入輸送層の厚みが、第１発光部と第２発光部とで異なっており、第１発光部と第２発光部とで同じ層厚で共通に形成されてはいない。従って、第１発光部および第２発光部のそれぞれにおいて、直接出射光と反射出射光との共振効果が得られるようにキャビティ調整を行うことができ、第１発光部および第２発光部それぞれにおいて、発光効率の向上を図ることができる。

以上より、上記態様に係る有機発光デバイスでは、不純物による電荷注入輸送層の劣化を抑制しつつ、更なる発光効率の向上を図ることができる。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の概略構成を示す模式ブロック図である。 本発明の実施形態に係る表示パネルにおけるサブピクセルの配置形態を示す模式平面図である。 図２のＡ−Ａ断面での構成を示す模式断面図である。 （ａ）は、図２の表示パネルにおけるバンクの配置形態を示す模式平面図であり、（ｂ）は、そのＢ−Ｂ断面での一部構成を示す模式断面図であり、（ｃ）は、Ｃ−Ｃ断面での一部構成を示す模式断面図である。 ホール注入層および有機発光層の厚みと、発光効率および駆動電圧との関係を示す図である。 変形例１に係る表示パネルの構成を示す模式断面図である。 変形例３に係る表示パネルの構成を示す模式断面図である。 変形例８に係る表示パネルの構成を示し模式断面図である。

≪本発明の一態様の概要≫
本発明の一態様に係る有機発光デバイスは、複数の発光部が基板の主面に沿った方向に二次元配置されてなる有機発光デバイスである。前記複数の発光部の各々は、前記基板の上方に配置された第１電極と、前記第１電極の上方に配置された第１電荷注入輸送層と、前記第１電荷注入輸送層の上方に配置された有機発光層と、前記有機発光層の上方に配置された中間層と、前記中間層上に配置された第２電荷注入輸送層と、前記第２電荷注入輸送層の上方に配置された第２電極とを有する。前記中間層は、アルカリ金属のフッ化物またはアルカリ土類金属のフッ化物を含む。前記第２電荷注入輸送層は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む。前記第１電極および前記第２電極のうち、一方は光反射性を、他方は光透過性を有する。前記複数の発光部は、互いに発光色の異なる第１発光部と第２発光部とを含む。そして、前記第１電荷注入輸送層および前記第２電荷注入輸送層のうち、前記第１電極および前記第２電極のうち光反射性を有する方の電極と前記有機発光層との間に配置された方の層の厚みは、前記第１発光部と前記第２発光部とで異なることを特徴とする。

本発明の一態様に係る有機発光デバイスにおいては、第２電荷注入輸送層がアルカリ金属またはアルカリ土類金属含むので、低駆動電圧で高い発光効率を得ることができる。

また、有機発光層と第２電荷注入輸送層との間に、アルカリ金属のフッ化物またはアルカリ土類金属のフッ化物を含む層である中間層が配置されているので、高い不純物ブロック性を有する。これにより、有機発光層からの不純物が第２電荷注入輸送層および第２電極に対して侵入しようとするのを効果的にブロックすることができ、第２電荷注入輸送層および第２電極の劣化を抑制し、高い電荷注入性を持続させることができる。またこれにより、高い保管安定性を有する有機発光デバイスを実現することができる。

さらに、上記態様に係る有機発光デバイスでは、互いに発光色の異なる第１発光部と第２発光部とを含む。そして、第１電極と第２電極のうち光反射性を有する方の電極と有機発光層との間に配置された第１電荷注入輸送層または第２電荷注入輸送層の厚みが、第１発光部と第２発光部とで異なる。即ち、第１発光部と第２発光部とで上記の層がそれぞれ個別に形成されているため、第１発光部と第２発光部とのそれぞれでキャビティ調整を行うことができ、それぞれ共振効果により発光効率の向上を図ることができる。

以上より、上記態様に係る有機発光デバイスでは、不純物による電荷注入輸送層の劣化を抑制しつつ、発光効率の向上を図ることができる。

また、前記第１電極および前記第２電極のうち光反射性を有する方の電極と前記有機発光層との間に配置された前記第１電荷注入輸送層または前記第２電荷注入輸送層の厚みは、前記複数の発光部それぞれの発光色の波長に基づいて、共振効果が得られる厚みに決定されていてもよい。

これにより、それぞれの発光部において共振効果により発光効率の向上を図ることができる。

また、前記第１電荷注入輸送層および前記第２電荷注入輸送層のうち、前記第１電極および前記第２電極のうち光反射性を有する方の電極と前記有機発光層との間に配置された方の層は、前記有機発光層よりも電気抵抗率が低くてもよい。

これにより、有機発光層の厚みを厚くしてキャビティ調整を行う場合と比較して、キャビティ調整に伴い上記層の層厚を厚くした場合の駆動電圧の上昇を抑制することができる。

また、前記第１電荷注入輸送層および前記第２電荷注入輸送層のうち、前記第１電極および前記第２電極のうち光反射性を有する方の電極と前記有機発光層との間に配置された方の層は、有機材料を用いてウェットプロセスにより形成されていてもよい。

これにより、発光部ごとにキャビティ調整のために上記層の層厚を容易に変えることができる。

また、前記中間層に含まれるフッ化物におけるアルカリ金属またはアルカリ土類金属を第１金属とし、前記第２電荷注入輸送層に含まれるアルカリ金属またはアルカリ土類金属を第２金属とすると、前記第２金属は、前記第１金属のフッ化物における前記第１金属とフッ素との結合を切る性質を有してもよい。

これにより、有機発光層側から第２電荷注入輸送層および第２電極へと不純物が侵入するのを中間層に含まれる第１金属のフッ化物により阻害して、良好な保存安定性を実現することができる。また、第２電荷注入輸送層に含まれる第２金属が、第１金属とフッ素との結合を切って第１金属を遊離させる。遊離した第１金属はアルカリ金属またはアルカリ土類金属であり電子注入性に優れているため、良好な発光効率を実現することができる。

また、第２金属として比較的仕事関数が低く電子供給能の高いアルカリ金属またはアルカリ土類金属が用いられているため、フッ素との反応性が比較的高く、第１金属とフッ素との結合を切りやすい。従って、第１金属の電子注入性がより効果的に作用し、良好な発光効率を実現することができる。

また、前記第２電荷注入輸送層は、前記第２金属がドープされた有機材料から成ってもよい。

これにより、第２電荷注入輸送層にドープされた第２金属が、中間層に含まれる第１金属のフッ化物に作用することができる。

また、前記第２電荷注入輸送層は、前記第２金属から成る第１電荷注入輸送層部分と、有機材料を含む第２電荷注入輸送層部分とが積層されてなり、前記第１電荷注入輸送層部分は、前記中間層に接して配置されていてもよい。

第１電荷注入輸送層部分が第２金属から成るため、中間層に含まれる第１金属のフッ化物に対して、より高濃度で第２金属を作用させることができる。

また、前記第２電荷注入輸送層部分は、前記有機材料にアルカリ金属またはアルカリ土類金属がドープされて成ってもよい。

これにより、前記第２電荷注入輸送層部分の電荷注入輸送性を向上させることができる。

また、前記第２電荷注入輸送層部分において、前記有機材料にドープされているアルカリ金属またはアルカリ土類金属は、前記第２金属であってよい。

これにより、第１電荷注入輸送層部分および第２電荷注入輸送層部分を形成する際に共通の金属材料を用いることができ、製造が容易であり、コストに資することができる。

また、前記第２電荷注入輸送層部分における前記有機材料は、ドープ金属を含まなくてもよい。

これにより、第２電荷注入輸送層部分に金属をドープする工程を省略することができ、製造が容易であり、コストに資することができる。

また、前記第１電極は、アノードであり、前記第２電極は、カソードであり、前記第１電荷注入輸送層は、ホール注入層であり、前記第２電荷注入輸送層は、電子輸送層であってもよい。

これにより、有機発光層側から不純物が第２電極であるカソードおよび第２電荷注入輸送層である電子輸送層へと侵入するのを中間層により阻害し、カソードおよび電子輸送層の不純物による劣化を抑制して、良好な保存安定性を実現することができる。

また、前記第１電極は、光反射性を有し、前記第１電荷注入輸送層は、導電性有機材料または有機半導体材料から成り、前記第１発光部と前記第２発光部とでその厚みが異なっていてもよい。

第１電荷注入輸送層であるホール注入層が有機材料から成るため、ウェットプロセスを用いて容易にホール注入層を形成することができる。従って、第１電極であるアノード表面で光を反射し、第２電極であるカソード側から光を取り出す構成の場合において、キャビティ調整のために第１発光部と第２発光部とでホール注入層を異なる層厚で形成するのが容易である。

また、前記第２電極は、光反射性を有し、前記第２電荷注入輸送層は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含むπ電子系有機材料から成ってもよい。

第２電荷注入輸送層である電子輸送層がπ電子系有機材料から成るため、ウェットプロセスを用いて電子輸送層を形成することができる。従って、第２電極であるカソード表面で光を反射し、第１電極であるアノード側から光を取り出す構成の場合において、キャビティ調整のために第１発光部と第２発光部とで電子輸送層を異なる層厚で形成することが可能である。

また、前記第１電極は、カソードであり、前記第２電極は、アノードであり、前記第１電荷注入輸送層は、電子輸送層であり、前記第２電荷注入輸送層は、ホール注入層であってもよい。

これにより、有機発光層側から不純物が第２電極であるアノードおよび第２電荷注入輸送層であるホール注入層へと侵入するのを中間層により阻害し、アノードおよびホール注入層の不純物による劣化を抑制して、良好な保存安定性を実現することができる。

また、前記第１電極は、光反射性を有し、前記第１電荷注入輸送層は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含むπ電子系低分子有機材料から成ってもよい。

第１電荷注入輸送層である電子輸送層がπ電子系有機材料から成るため、ウェットプロセスを用いて電子輸送層を形成することができる。従って、第１電極であるカソード表面で光を反射し、第２電極であるアノード側から光を取り出す構成の場合において、キャビティ調整のために第１発光部と第２発光部とで電子輸送層を異なる層厚で形成するのが容易である。

また、前記第２電極は、光反射性を有し、前記第２電荷注入輸送層は、導電性有機材料から成ってもよい。

第２電荷注入輸送層であるホール注入層が導電性有機材料から成るため、ウェットプロセスを用いてホール注入層を形成することができる。従って、第２電極であるアノード表面で光を反射し、第１電極であるカソード側から光を取り出す構成の場合において、キャビティ調整のために第１発光部と第２発光部とでホール注入層を異なる層厚で形成することが可能である。

また、前記第１発光部の発光色の波長は、前記第２発光部の発光色の波長よりも長く、前記第１電荷注入輸送層および前記第２電荷注入輸送層のうち、前記第１電極および前記第２電極のうち光反射性を有する方の電極と前記有機発光層との間に配置された方の層は、前記第１発光部において前記第２発光部においてよりも厚くてもよい。

これにより、第２発光部よりも発光色の波長が長い第１発光部において、より長い光路長を確保して、共振効果による発光効率の向上を図ることができる。

また、本発明の別の一態様に係る表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルに接続された制御駆動回路と、を備え、前記表示パネルとして、上記何れかのデバイス構造が採用されていることを特徴とする。

本発明の別の一態様に係る表示装置によっても、上記有機発光デバイスと同様の効果を得ることができる。

以下、本発明の実施形態および変形例について具体例を示し、構成および作用・効果を説明する。

なお、以下の説明で用いる実施形態および変形例は、本発明の一態様に係る構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる例示であって、本発明は、その本質的部分以外に何ら以下の実施形態および変形例に限定を受けるものではない。

≪実施形態≫
[１．有機ＥＬ表示装置１の概略構成]
本発明の一態様である実施形態に係る表示装置の概略構成について、図１および図２を用い説明する。

図１に示すように、有機ＥＬ表示装置１は、表示パネル１０と、これに接続された駆動・制御回路部２０とを備えている。表示パネル１０は、有機材料の電界発光現象を利用した有機ＥＬパネルであり、複数のピクセル（画素）を有する。

図２に示すように、各ピクセルは、赤色（Ｒ）の発光部であるサブピクセル１０ａと、緑色（Ｇ）の発光部であるサブピクセル１０ｂと、青色（Ｂ）の発光部であるサブピクセル１０ｃとから構成されている。本実施形態では、複数のサブピクセル１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、Ｘ−Ｙ軸方向にマトリクス状に配置（二次元配置）されている。

図１に戻って、駆動・制御回路部２０は、４つの駆動回路２１，２２，２３，２４と制御回路２５とから構成されている。

なお、有機ＥＬ表示装置１における表示パネル１０と駆動・制御回路部２０との配置関係については、図１の形態には限定されない。

また、表示パネル１０におけるピクセルの構成については、図２に示すようなＲ，Ｇ，Ｂの３色のサブピクセル（発光部）からなる形態に限定されず、４色以上の発光部から１ピクセルが構成されることとしてもよい。

[２．表示パネル１０の構成]
表示パネル１０の構成について、図３を用い説明する。本実施形態に係る表示パネル１０は、一例としてトップエミッション型の有機ＥＬパネルを採用する。なお、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。

図３に示すように、表示パネル１０は、ＴＦＴ基板（基板）１００をベースとして、その上面に絶縁層１０１が積層されている。絶縁層１０１は、そのＺ軸方向上面が略平坦となるように形成されている。なお、図３などでは、ＴＦＴ基板１００におけるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）層の図示を省略し、簡略化した図としている。

絶縁層１０１のＺ軸方向上面には、アノード１０２およびホール注入層１０３が順に積層形成されている。アノード１０２およびホール注入層１０３については、サブピクセル１０ａ，１０ｂ，１０ｃごとに設けられている。ただし、ホール注入層１０３については、サブピクセル１０ａ，１０ｂ，１０ｃ間で連続した状態で形成することも可能である。

次に、絶縁層１０１上およびホール注入層１０３のＸ軸方向両端上を覆うように、第１バンク１０４が形成されている。第１バンク１０４は、Ｘ軸方向において、隣接するサブピクセル１０ａ，１０ｂ，１０ｃ間に挿設され、Ｘ軸方向における発光領域に相当する開口を規定する。

隣接するバンク１０４間に規定された開口内には、Ｚ軸方向下側から順に、ホール輸送層１０５、有機発光層１０６が積層形成されている。

有機発光層１０６上およびバンク１０４の頂面上には、これらを覆うように、中間層１０７、電子輸送層１０８、カソード１０９および封止層１１０が順に積層形成されている。

封止層１１０のＺ軸方向上側には、樹脂層１１４が積層されている。そして、樹脂層１１４の上には、ＣＦパネル基板１１１のＺ軸方向下側の主面にカラーフィルタ層１１２およびブラックマトリクス層１１３が形成されてなるＣＦパネル１１７が貼り合わせられている。樹脂層１１４は、封止層１１０，カラーフィルタ層１１２およびブラックマトリクス層１１３に対して密に接している。

なお、本実施形態においては、ＴＦＴ基板１００が基板であり、アノード１０２が第１電極であり、カソード１０９が第２電極である。また、ホール注入層１０３が第１電荷注入輸送層であり、電子輸送層１０８が第２電荷注入輸送層である。

[３．バンク１０４，１１５の配置形態]
次に、表示パネル１０におけるバンク１０４，１１５の配置形態について、図４を用い説明する。

図４（ａ）に示すように、本実施形態に係る表示パネル１０では、各々がＹ軸方向に長尺で、Ｘ軸方向に互いに間隔をあけて配置された複数条の第１バンク１０４と、各々がＸ軸方向に長尺で、Ｙ軸方向に互いに間隔をあけて配置された複数条の第２バンク１１５とを備える。即ち、本実施形態では、所謂ラインバンク構造を採用している。

隣接する一対の第１バンク１０４と、隣接する一対の第２バンク１１５とで規定される各領域が、サブピクセル形成領域１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃである。サブピクセル形成領域１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ内に各サブピクセルの発光色に対応した有機発光層やホール輸送層等の各種機能層が形成され、サブピクセル１０ａ，１０ｂ，１０ｃとなる。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、第１バンク１０４は、Ｘ軸方向に隣接するサブピクセル１０ａ，１０ｂ，１０ｃ間に配置されており、絶縁層１０１の上面を基準とする高さがｈである。

一方、図４（ａ），（ｃ）に示すように、第２バンク１１５は、Ｙ軸方向に隣接するアノード１０２間に配置されている。絶縁層１０１の上面を基準とする第２バンク１１５の高さはＨ１１５である。ここで、第２バンク１１５の高さＨ１１５は、第１バンク１０４の高さＨ１０４に比べて、４０％〜７０％の範囲内、より詳細には５０％〜５５％の範囲内にある。

[４．表示パネル１０の各構成材料]
（１）ＴＦＴ基板１００
ＴＦＴ基板１００は、基板と、当該基板のＺ軸方向上面に形成されたＴＦＴ層とから構成されている。ＴＦＴ層については、図示を省略しているが、ゲート、ソース、ドレインの３電極と、半導体層、パッシベーション膜などを含み構成されている。

ＴＦＴ基板１００のベースとなる基板は、例えば、ガラス基板、石英基板、シリコン基板のほか、硫化モリブデン、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、マグネシウム、鉄、ニッケル、金、銀などの金属基板や、ガリウム砒素基板などの半導体基板、プラスチック基板等を用い形成されている。

プラスチック基板としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂いずれの樹脂を用いてもよい。例えば、ポリエチレン，ポリプロピレン，エチレン−プロピレン共重合体，エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン，環状ポリオレフィン，変性ポリオレフィン，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン，ポリスチレン，ポリアミド，ポリイミド（ＰＩ），ポリアミドイミド，ポリカーボネート，ポリ−（４−メチルベンテン−１），アイオノマー，アクリル系樹脂，ポリメチルメタクリレート，アクリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂），ブタジエン−スチレン共重合体，ポリオ共重合体（ＥＶＯＨ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），プリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル，ポリエーテル，ポリエーテルケトン，ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ），ポリエーテルイミド，ポリアセタール，ポリフェニレンオキシド，変形ポリフェニレンオキシド，ポリアリレート，芳香族ポリエステル（液晶ポリマー），ポリテトラフルオロエチレン，ポリフッ化ビニリデン，その他フッ素系樹脂，スチレン系，ポリオレフィン系，ポリ塩化ビニル系，ポリウレタン系，フッ素ゴム系，塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー，エポキシ樹脂，フェノール樹脂，ユリア樹脂，メラミン樹脂，不飽和ポリエステル，シリコーン樹脂，ポリウレタン等，またはこれらを主とする共重合体，ブレンド体，ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。

（２）絶縁層１０１
絶縁層１０１は、例えば、ポリイミド，ポリアミド，アクリル系樹脂材料などの有機化合物を用い形成されている。ここで、絶縁層１０１は、有機溶剤耐性を有することが好ましい。

また、絶縁層１０１は、製造工程中において、エッチング処理，ベーク処理等が施されることがあるので、それらの処理に対して過度に変形や変質などを生じない高い耐性を有する材料を用い形成されることが望ましい。

（３）アノード１０２
アノード１０２は、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含む金属材料から構成されている。本実施形態に係るトップエミッション型の表示パネル１０の場合には、その表面部が高い光反射性を有することが好ましい。

なお、アノード１０２については、上記のような金属材料からなる単層構造だけではなく、金属層と透明導電層との積層体を採用することもできる。透明導電層の構成材料としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などを用いることができる。

（４）ホール注入層１０３
ホール注入層１０３は、例えば、銀（Ａｇ），モリブデン（Ｍｏ），クロム（Ｃｒ），バナジウム（Ｖ），タングステン（Ｗ），ニッケル（Ｎｉ），イリジウム（Ｉｒ）などの酸化物、あるいは、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（Ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ） Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ；ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）やＰｌｅｘｔｒｏｎｉｘ社製のＰｌｅｘｃｏｒｅ（登録商標）などの導電性有機材料からなる層である。

本実施の形態においては、ホール注入層１０３は、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどの導電性有機材料からなる。

（５）第１バンク１０４
第１バンク１０４は、樹脂等の有機材料を用い形成されており絶縁性を有する。第１バンク１０４の形成に用いる有機材料の例としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等があげられる。第１バンク１０４は、表面にフッ素処理が施されることにより撥液性が付与されていてもよい。

さらに、第１バンク１０４の構造については、図３および図４（ｂ）に示すような一層構造だけでなく、二層以上の多層構造を採用することもできる。この場合には、層毎に上記材料を組み合わせることもできるし、層毎に無機材料と有機材料とを用いることもできる。

（６）第２バンク１１５
第２バンク１１５は、無機絶縁材料や、有機絶縁材料などを用い形成されている。無機絶縁材料としては、例えば、ＳｉＯ２（酸化シリコン），ＳｉＮ（窒化シリコン），ＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）などが挙げられる。有機絶縁材料としては、例えば、アクリル系樹脂，ポリイミド系樹脂，シロキサン系樹脂，フェノール系樹脂などが挙げられる。

（７）ホール輸送層１０５
ホール輸送層１０５は、ホールをホール注入層１０３から有機発光層１０６へと効率よく輸送するため、ホール移動度の高い有機材料で形成されている。例えば、ポリフルオレンやその誘導体、あるいはポリアリールアミンやその誘導体などの高分子化合物であって、親水基を備えないものなどを用いることができる。

（８）有機発光層１０６
有機発光層１０６は、ホールと電子とが注入され再結合されることにより励起状態が生成され発光する機能を有する。有機発光層１０６の形成に用いる材料は、湿式印刷法を用い製膜できる発光性の有機材料を用いることが好ましい。

具体的には、例えば、特許公開公報（日本国・特開平５−１６３４８８号公報）に記載のオキシノイド化合物，ペリレン化合物，クマリン化合物，アザクマリン化合物，オキサゾール化合物，オキサジアゾール化合物，ペリノン化合物，ピロロピロール化合物，ナフタレン化合物，アントラセン化合物，フルオレン化合物，フルオランテン化合物，テトラセン化合物，ピレン化合物，コロネン化合物，キノロン化合物及びアザキノロン化合物，ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体，ローダミン化合物，クリセン化合物，フェナントレン化合物，シクロペンタジエン化合物，スチルベン化合物，ジフェニルキノン化合物，スチリル化合物，ブタジエン化合物，ジシアノメチレンピラン化合物，ジシアノメチレンチオピラン化合物，フルオレセイン化合物，ピリリウム化合物，チアピリリウム化合物，セレナピリリウム化合物，テルロピリリウム化合物，芳香族アルダジエン化合物，オリゴフェニレン化合物，チオキサンテン化合物，シアニン化合物，アクリジン化合物，８−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体，２−ビピリジン化合物の金属錯体，シッフ塩とＩＩＩ族金属との錯体，オキシン金属錯体，希土類錯体などの蛍光物質で形成されることが好ましい。

（９）中間層１０７
中間層１０７は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物を含み構成されている。中間層１０７に用いられるアルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物としては、具体的には例えば、ＮａＦ（フッ化ナトリウム），ＬｉＦ（フッ化リチウム），ＣｓＦ（フッ化セシウム），ＣａＦ２（フッ化カルシウム），ＭｇＦ２（フッ化マグネシウム）などが挙げられる。本実施形態では、例えば、ＮａＦを用いて中間層１０７が形成されている。

（１０）電子輸送層１０８
電子輸送層１０８は、カソード１０９から注入された電子を有機発光層１０６へ輸送する機能を有し、例えば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属がドープされてなる有機材料から構成されている。本実施形態では、例えば、オキサジアゾール誘導体（ＯＸＤ），トリアゾール誘導体（ＴＡＺ），フェナンスロリン誘導体（ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ）などのπ電子系低分子有機材料に対して、Ｂａ（バリウム）がドープされてなる。

なお、電子輸送層１０８の構成におけるドープ金属としては、Ｂａ以外にも、Ｌｉ（リチウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｃｅ（セシウム）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｒｂ（ルビジウム）等の低仕事関数金属や、フッ化リチウム等の低仕事関数金属塩、酸化バリウム等の低仕事関数金属酸化物、リチウムキノリノール等の低仕事関数金属有機錯体等が挙げられる。

なお、ドープ金属の濃度については、例えば、５ｗｔ％〜４０ｗｔ％の範囲内とすることが望ましい。

（１１）カソード１０９
カソード１０９は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などの光透過性導電膜や、アルミ（Ａｌ）や銀（Ａｇ）を含む金属薄膜を用い形成されている。本実施形態のように、トップエミッション型の表示パネル１０の場合は、カソード１０９が光透過性の材料で形成されていることが必要である。カソード１０９の光透過性については、透過率が８０［％］以上であることが好ましい。

（１２）封止層１１０
封止層１１０は、有機発光層１０６などの有機層が水分に晒されたり、空気に晒されたりすることを抑制する機能を有し、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ），窒化シリコン（ＳｉＮ），酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの材料を用い形成される。また、これらの材料を用い形成された層の上に、アクリル樹脂やシリコーン樹脂などの樹脂材料からなる封止樹脂層を設けてもよい。

封止層１１０は、トップエミッション型である本実施形態に係る表示パネル１０の場合においては、光透過性の材料で形成されることが必要となる。

（１３）ＣＦパネル基板１１１
ＣＦパネル基板１１１は、上記ＴＦＴ基板１００と同様に、例えば、ガラス基板，石英基板，シリコン基板，プラスチック基板等を用い形成されている。ＣＦパネル基板１１１についても、プラスチック基板を採用する場合には、熱可塑性樹脂，熱硬化性樹脂いずれの樹脂を用いてもよい。

（１４）カラーフィルタ層１１２
カラーフィルタ層１１２は、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各色の波長域の可視光を選択的に透過する、公知の材料から構成されている。カラーフィルタ層１１２は、例えば、アクリル樹脂をベースに形成されている。

（１５）ブラックマトリクス層１１３
ブラックマトリクス層１１３は、例えば、光吸収性および遮光性に優れる黒色顔料を含む紫外線硬化樹脂材料から構成されている。具体的な紫外線硬化樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂等がある。

（１６）樹脂層１１４
樹脂層１１４は、透明樹脂材料（例えば、エポキシ系樹脂材料）から形成されている。ただし、樹脂層１１４の構成材料としては、これ以外にもシリコーン系樹脂などを用いることもできる。

[５．有機発光層１０６およびホール注入層１０３の層厚と、発光効率および駆動電圧]
ＲＧＢの３種類の発光部のうち、一般にＢの発光効率が最も低い。従来は、電子輸送層は、ＲＧＢ３種類の発光部に共通の層として設けられ、Ｂの発光効率が最大となるように電子輸送層の材料の選択や層厚等の設計が行われる場合が多い。しかしこの場合、Ｂの発光効率は最大化されるが、ＲやＧの発光部では、キャリアバランスが必ずしも最適な状態とはならず、最良の発光効率が得られない場合が多い。そこで、Ｒの発光部とＧの発光部について、光学キャビティを調整して発光効率の向上を図り、キャリアバランスの崩れによる発光効率の低下分を補う方法が従来から採用されている。

ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂの光の波長（原色）は、Ｒ＝７００ｎｍ，Ｇ＝５４６．１ｎｍ，Ｂ＝４３５．８ｎｍである。これに対して、有機発光デバイスの各種機能層の層厚は、通常、数ｎｍ〜数十ｎｍ程度であるため、光学キャビティの調整を行う際に、機能層の層厚を薄くする方向で調整することは難しい。そのため、機能層の層厚を厚くして光学キャビティの調整を行う方法が一般的に採用される場合が多いと考えられる。

有機発光層は、ＲＧＢそれぞれの発光色に対応した材料を用いて、それぞれの発光色毎に形成されるため、ＲＧＢそれぞれについて容易に層厚を変えることができる。従って、光学キャビティの調整を、有機発光層の層厚を変えることにより容易に行うことができる。

しかしこの場合、有機発光層は電荷輸送層よりも電気抵抗率が高いため、キャビティ調整のために有機発光層の層厚を厚くすると、駆動電圧の増加が比較的大きいという問題がある。一方、有機発光層よりも電気抵抗率が低いホール注入層の層厚を変えることによりキャビティ調整を行えば、駆動電圧の上昇を抑制しつつ発光効率の改善を図ることができると考えられる。

そこで、発明者らは、有機発光層１０６の層厚を厚くする代わりにホール注入層１０３の層厚を厚くした場合に、駆動電圧と発光効率とがどのように変化するのかを調べるために実験を行った。

実験は、ホール注入層１０３の層厚が異なる２種類の発光部（発光色はＲ）それぞれについて、有機発光層１０６の層厚が異なる試験体を４つずつ用意し、それぞれについて発光効率および駆動電圧を測定して行った。実験に供した試験体のホール注入層１０３の層厚は、５ｎｍと２５ｎｍの２種類であり、有機発光層１０６の層厚は、９０，１００，１１０，１２０ｎｍの４種類である。

測定結果をプロットしたグラフを図５に示す。図５に示すグラフにおいて、横軸は有機発光層１０６の層厚〔ｎｍ〕を示し、左側の縦軸は発光効率を示し、右側の縦軸は駆動電圧を示す。●（黒く塗りつぶされた円）は、ホール注入層１０３の層厚が２５ｎｍの試験体の発光効率を示す。▲（黒く塗りつぶされた三角形）は、ホール注入層１０３の層厚が２５ｎｍの試験体の駆動電圧を示す。○（輪郭線のみの円）は、ホール注入層１０３の層厚が５ｎｍの試験体の発光効率を示す。△（輪郭線のみの三角形）は、ホール注入層１０３の層厚が５ｎｍの試験体の駆動電圧を示す。実線の曲線は、ホール注入層の層厚が２５ｎｍの試験体の発光効率および駆動電圧それぞれについての近似曲線を示す。破線の曲線は、ホール注入層の層厚が５ｎｍの試験体の発光効率および駆動電圧それぞれについての近似曲線を示す。なお、発光効率は、ホール注入層１０３の膜厚が５ｎｍかつ有機発光層１０６の膜厚が１１０ｎｍの場合の発光効率を基準とした比で表し、駆動電圧は、ホール注入層１０３の膜厚が５ｎｍかつ有機発光層１０６の膜厚が１１０ｎｍの場合の駆動電圧との差分を表している。

図５に示すように、駆動電圧については、ホール注入層１０３の層厚が５ｎｍの試験体も２５ｎｍの試験体も、有機発光層１０６の層厚が同じであれば略同じ駆動電圧を示した。また、有機発光層１０６の層厚が８０〜１１０ｎｍの範囲においては、層厚が大きいほど駆動電圧が高くなり、層厚が１１０ｎｍと１２０ｎｍの試験体では、駆動電圧は略同じであった。以上の結果より、ホール注入層の層厚は駆動電圧にはあまり影響せず、有機発光層１０６の層厚が駆動電圧に対してより大きく影響していることがわかる。

発光効率については、ホール注入層１０３の層厚が５ｎｍの試験体では、有機発光層１０６の層厚が９０〜１１０ｎｍの範囲においては層厚が増加するにつれて発光効率も増加し、層厚１２０ｎｍでは層厚１１０ｎｍの場合よりも若干発光効率が低下した。ホール注入層１０３の層厚が２５ｎｍの試験体では、有機発光層１０６の層厚が９０ｎｍよりも１００ｎｍの試験体の方が高い発光効率を示し、１１０ｎｍでは、９０ｎｍの試験体よりも低い発光効率となった。そして、有機発光層１０６の層厚１２０ｎｍの試験体では、１１０ｎｍよりもさらに若干低い発光効率を示した。しかし、全体的には、ホール注入層１０３の層厚が２５ｎｍの場合、有機発光層１０６の層厚の違いによる発光効率の違いは比較的小さいものであった。

ここで、図５に示すグラフにおいて、ホール注入層１０３の層厚が２５ｎｍで有機発光層１０６の層厚が９０ｎｍの試験体（試験体Ａとする）と、ホール注入層１０３の層厚が５ｎｍで有機発光層１０６の層厚が１１０ｎｍの試験体（試験体Ｂとする）とを比較してみる。試験体Ａは試験体Ｂよりも、ホール注入層１０３の層厚が２０ｎｍ厚く、有機発光層１０６の層厚が２０ｎｍ薄い。一方、試験体Ｂは試験体Ａよりも、ホール注入層１０３の層厚が２０ｎｍ薄く、有機発光層１０６の層厚が２０ｎｍ厚い。即ち、試験体Ａは、試験体Ｂにおいて有機発光層１０６の層厚を厚くした分を、代わりにホール注入層１０３の層厚を同じだけ厚くしたものに相当する。試験体Ａと試験体Ｂとを比較すると、試験体Ａの発光効率は試験体Ｂより５％ほど低いものの、駆動電圧は２Ｖ以上も低い。試験体Ａは、試験体Ｂよりも随分低い駆動電圧で、略同程度の発光効率を得ることができることを図５のグラフは示している。言い換えれば、キャビティ調整のためにキャビティ長を２０ｎｍ長くする場合に、有機発光層１０６の層厚を２０ｎｍ増大させる代わりにホール注入層１０３の層厚を２０ｎｍ増大させれば、駆動電圧の上昇を抑制しつつ良好な発光効率を実現することができることを示している。

以上の結果から、有機発光層１０６に代えてホール注入層１０３の層厚を変化させて光学キャビティの調整を行うことにより、駆動電圧の上昇を抑制しつつ良好な発光効率を実現することができる。

有機発光層とホール注入層の電気抵抗率の違いに着目していない従来の場合においては、通常、ホール注入層は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のサブピクセル共通に一度の工程で形成される。従って、従来の場合は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のサブピクセルにおいて、ホール注入層の層厚は同じである。

ここで、図３に戻って、本実施形態に係る表示パネル１０では、発光色によってホール注入層１０３の層厚が異なっている。表示パネル１０では、サブピクセル１０ａにおけるホール注入層１０３の層厚をＴ１０３ａとし、サブピクセル１０ｂにおけるホール注入層１０３の層厚をＴ１０３ｂとし、サブピクセル１０ｃにおけるホール注入層１０３の層厚をＴ１０３ｃとしており、Ｔ１０３ｃ＜Ｔ１０３ｂ＜Ｔ１０３ａである。ただし、これに限定を受けるものではない。ホール注入層１０３の層厚は、発光色ごとにサブピクセルの光学キャビティが最適となる層厚に設定されるのが好適である。

また、図３に示すように、有機発光層１０６の層厚は、発光色によって異なる場合がある。本実施形態では、一例として、サブピクセル１０ａにおける有機発光層１０６の層厚をＴ１０６ａとし、サブピクセル１０ｂにおける有機発光層１０６の層厚をＴ１０６ｂとし、サブピクセル１０ｃにおける有機発光層１０６の層厚をＴ１０６ｃとしており、Ｔ１０６ｃ＜Ｔ１０６ｂ＜Ｔ１０６ａである。ただし、これに限定を受けるものではない。各色の有機発光層１０６に用いられる材料によっても良好な発光特性が得られる層厚は異なる。

[６．実施形態のまとめ]
本実施形態に係る有機発光デバイスである表示パネル１０においては、各サブピクセルの発光色の波長に基づいてホール注入層１０３の層厚を異ならせ、キャビティ調整が行われている。即ち、発光色ごとに、有機発光層１０６から外部へと直接（反射を経ることなく）出射される直接出射光と、アノード１０２表面で反射された後に外部へと出射される反射光との位相が揃うように、ホール注入層１０３の層厚が設定されている。従って、発光色が異なると、ホール注入層１０３の層厚も異なる。

具体的には、例えば、図３に示すように、発光色がＲの発光部であるサブピクセル１０ａを第１発光部、発光色がＢの発光部であるサブピクセル１０ｃを第２発光部とすると、第１発光部のホール注入層１０３の層厚Ｔ１０３ａは、第２発光部のホール注入層１０３の層厚Ｔ１０３ｃとは異なっている。より具体的には、層厚Ｔ１０３ａは、層厚Ｔ１０３ｃよりも大きく設定されている。これは、Ｒ（赤）の波長は、Ｂ（青）の波長よりも長いため、Ｒの光の直接出射光と反射光の位相を揃えて共振の効果を得るためには、より長い調整距離が通常必要となるためである。

なお、キャビティ調整は、アノード１０２とカソード１０９との間に配された各種機能層（有機発光層１０６を含む）の全体の層厚に基づいて行われるため、例えば有機発光層１０６の層厚によっては、必ずしもホール注入層の層厚Ｔ１０３ａが層厚Ｔ１０３ｃよりも大きくなるとは限らない。また、共振効果を何次の反射光まで含めて考えるかによっても調整対象の光路長が変わって来るので、必ずしもホール注入層の層厚Ｔ１０３ａが層厚Ｔ１０３ｃよりも大きいとは限らない。図３では、層厚Ｔ１０３ｃ＜Ｔ１０３ｂ＜１０３ａとなっているが、これらの層厚が必ずしも上記の関係を満たすとは限らず、例えば、大小関係が上記とは逆であってもよい。

また、上記、本実施形態に係る有機発光デバイスである表示パネル１０の特徴についての説明においては、Ｒの発光部であるサブピクセル１０ａを第１発光部、発光色がＢの発光部であるサブピクセル１０ｃを第２発光部としたが、これに限られない。第１発光部と第２発光部の発光色が異なり、第１発光部のホール注入層の層厚と第２発光部のホール注入層の層厚とが異なっていれば、第１発光部と第２発光部の発光色は、Ｒ，Ｇ，Ｂいずれの組み合わせであってもよい。

本実施の形態に係る有機発光デバイスである表示パネル１０の構成によると、発光色毎に、良好な発光効率が得られる光学キャビティとなるようにホール注入層１０３の層厚が規定されている。従って、有機発光層の層厚を変えることによりキャビティ調整を行う場合と比較して、駆動電圧の増加を抑制しつつ良好な発光効率を得ることができる。

また、本実施形態に係る有機発光デバイスである表示パネル１０では、有機発光層１０６と電子輸送層１０８との間に、アルカリ金属のフッ化物またはアルカリ土類金属のフッ化物を含む層である中間層１０７が配置されている。中間層１０７は高い不純物ブロック性を有するため、有機発光層１０６からの不純物が電子輸送層１０８およびカソード１０９に対して侵入しようとするのを効果的にブロックすることができ、高い保管安定性を実現することができる。よって、電子輸送層１０８の劣化を抑制し、高い電子注入性を持続させることができる。

なお、本実施形態に係る表示パネル１０においては、ホール注入層１０３の層厚を発光色に基づいて変えることによりキャビティ調整が行われているが、これに限られない。ホール注入層１０３に代えてホール輸送層１０５の層厚を変えてキャビティ調整を行ってもよいし、ホール注入層１０３とホール輸送層１０５の両方の層厚を変えてキャビティ調整を行ってもよい。

≪変形例≫
以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することが出来る。なお、説明の重複を避けるため、実施形態と同じ構成要素については、同符号を付して、その説明を省略する。

（変形例１）
上記実施形態に係る表示パネル１０においては、電子輸送層１０８は単層構造であったが、これに限られず、電子輸送層が複数の層で構成されていてもよい。

変形例１に係る有機発光デバイスである表示パネル３０の構成について、図６を用い説明する。なお、図６は、表示パネル３０の図２におけるＡ−Ａ断面に相当する断面の構造を模式的に示す図である。

図６に示すように、本変形例に係る表示パネル３０における発光部であるサブピクセル３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃでは、アノード１０２とカソード１０９との間に有機発光層１０６が配置され、アノード１０２と有機発光層１０６との間には、アノード１０２の側から順に積層されたホール注入層１０３およびホール輸送層１０５が配置されている。そして、カソード１０９と有機発光層１０６との間には、中間層１０７が配置されている。ここまでの構成は、上記実施形態と同様である。

本変形例においても、有機発光層１０６と中間層１０７との間に電子輸送層が配置されているのであるが、本変形例においては、電子輸送層３０８は、有機発光層１０６の側から順に積層された第１電子輸送層部分（第１電荷注入輸送層部分）３０８ａと第２電子輸送層部分（第２電荷注入輸送層部分）３０８ｂとの２層構造となっている。

第２電子輸送層部分３０８ｂは、実施形態における電子輸送層１０８と同じである。

ここで、中間層１０７に含まれるアルカリ金属またはアルカリ土類金属を「第１金属」とすると、第１電子輸送層部分３０８ａは、中間層１０７に含まれる第１金属のフッ化物に対して、第１金属とフッ素との結合を分解する機能を有する「第２金属」から成る層である。具体的には、第２金属は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属である。より具体的には、例えば、第２金属は、バリウム（Ｂａ）である。

なお、第１電子輸送層部分３０８ａは、第２金属のみから構成されている場合に限定されない。微量の不純物を有する場合が含まれることは勿論のことであるが、第２金属が第１電子輸送層部分３０８ａの主成分であればよい。ここで「主成分」とは、第１電子輸送層部分３０８ａ中に第２金属が、例えば、４０ｗｔ％以上含まれていればよい。

以上のような構成を有する本変形例に係る表示パネル３０では、実施形態に係る表示パネル１０が奏する効果に加えて、次のような効果を奏することができる。

中間層１０７における第１金属のフッ化物、即ち、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物（例えば、ＮａＦ）は電気絶縁性が高い。従って、電子輸送層３０８から有機発光層１０６への電子注入性が阻害されることが考えられる。そこで、本変形例のように、電子輸送層３０８の中間層１０７と接する側に第１電子輸送層部分３０８ａが配置され、第１電子輸送層部分３０８ａが第２金属であるアルカリ金属またはアルカリ土類金属から成ることにより、中間層１０７中におけるアルカリ金属またはアルカリ土類金属とフッ素との結合（第１金属とフッ素との結合）を第２金属で分解することができる。これにより、中間層１０７における第１金属であるアルカリ金属またはアルカリ土類金属（例えば、Ｎａ）が遊離する。第１金属は高い電子注入性を有するため、電子輸送層３０８から有機発光層１０６への電子注入性を高く維持することができる。

なお、本変形例では、第１電子輸送層部分３０８ａの層厚を、中間層１０７の層厚に対して３％〜２５％の範囲内とすることが望ましい。また、中間層１０７の層厚については１ｎｍ〜１０ｎｍ程度とし、第１電子輸送層部分３０８ａの層厚については０．１ｎｍ〜１ｎｍ程度とすることが望ましい。またこのとき、実際は中間層１０７と第１電子輸送層部分３０８ａとの境界は、明確には分かれておらず、中間層１０７を構成する材料と、第１電子輸送層部分３０８ａを構成する材料とが、製造の過程で多少混ざり合って形成されている場合もあると考えられる。その場合は、中間層１０７および第１電子輸送層部分３０８ａの層厚が上記の値の範囲内となるように意図した方法でこれらの層が形成されていればよい。

また、第２電子輸送層部分３０８ｂにおけるドープ金属と、第１電子輸送層部分３０８ａを構成する第２金属とを同種の金属とすることが望ましい。これは、製造の容易性を考慮してのものである。特に、ドープ金属および第２金属にバリウムを用いることが望ましい。バリウムという汎用性の高い金属を用いることでコストの低減を図ることができるためである。

本変形例においても、ホール注入層１０３の層厚を発光色毎に変化させてキャビティ調整を行うことにより、駆動電圧の上昇を抑制しつつ良好な発光効率を得ることができる。

なお、本変形例においては、ＴＦＴ基板１００が基板であり、アノード１０２が第１電極であり、カソード１０９が第２電極である。また、ホール注入層１０３が第１電荷注入輸送層であり、電子輸送層３０８が第２電荷注入輸送層である。 本変形例においても、ホール注入層１０３の代わりにホール輸送層１０５の層厚を変えてキャビティ調整を行ってもよい。この場合は、ホール輸送層１０５が第１電荷注入輸送層である。また、ホール注入層１０３とホール輸送層１０５の両方の層厚を変えてキャビティ調整を行ってもよく、この場合は、ホール注入層１０３とホール輸送層１０５の両方が第１電荷注入輸送層である。

（変形例２）
実施形態に係る表示パネル１０は、トップエミッション型の有機ＥＬパネルであったが、これに限られない。表示パネル１０の構成を、ボトムエミッション型の有機ＥＬパネルに適用することも可能である。

表示パネル１０の構成をボトムエミッション型の有機ＥＬパネルに適用した変形例２に係る表示パネルにおいては、下記の点で実施形態に係る表示パネル１０と異なっている。即ち、カソード１０９が光反射性を有し、アノード１０２が光透過性を有する材料で構成されている。具体的には、カソード１０９は、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含む金属材料で構成されており、アノード１０２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などを用い形成されている。

また、実施の形態に係る表示パネル１０では、電子輸送層１０８は、複数のサブピクセルに共通に一続きの層として形成されていたが、本変形例の場合、電子輸送層１０８は、サブピクセルごとにそれぞれ形成されており、発光色の異なるサブピクセルでは、電子輸送層１０８の層厚が異なっている。即ち、発光色の波長に基づいて、各サブピクセルの光学キャビティが最適となるように電子輸送層１０８の層厚が規定されている。これにより、良好な発光効率を実現することができる。さらに、電子輸送層１０８は有機発光層１０６よりも電気抵抗率が低いため、 電子輸送層１０８の層厚が増大しても、有機発光層の層厚を増大させてキャビティ調整を行う場合と比較して、駆動電圧の増大が抑制される。従って、駆動電圧の増大を抑制しつつ良好な発光効率を実現することができる。

本変形例に係るボトムエミッション型の表示パネルにおいても、電子輸送層１０８は、有機発光層１０６よりも電気抵抗率が低いため、電子輸送層１０８の層厚で光学キャビティの調整を行うことにより、実施形態に係るトップエミッション型の表示パネル１０の場合と同様に、駆動電圧の増加を抑制しつつ良好な発光効率を実現することができる。

なお、本変形例においては、光学キャビティの調整を電子輸送層１０８の層厚にて行うため、ホール注入層１０３の層厚は、各サブピクセル同じであってもよい。

なお、本変形例においては、ＴＦＴ基板１００が基板であり、アノード１０２が第１電極であり、カソード１０９が第２電極である。また、ホール注入層１０３が第１電荷注入輸送層であり、電子輸送層１０８が第２電荷注入輸送層である。

（変形例３）
実施形態に係る表示パネル１０においては、ＴＦＴ基板１００側にアノード１０２が、ＣＦパネル１１７側にカソード１０９が配置された構成であったが、これに限られない。例えば、Ｚ軸方向におけるアノード１０２とカソード１０９との配置関係については、逆転した構造とすることもできる。

本変形例に係る有機発光デバイスである表示パネル４０の構成について、図７を用い説明する。なお、図７は、表示パネル４０の図２におけるＡ−Ａ断面に相当する断面の構造を模式的に示す図である。本変形例においては、表示パネル４０は、トップエミッション型の表示パネルである。

図７に示すように、本変形例に係る表示パネル４０における発光部であるサブピクセル４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃにおいては、ＴＦＴ基板１００側にカソード４０９が配置され、ＣＦパネル１１７側にアノード４０２が配置されている。そして、カソード４０９とアノード４０２との間に、カソード４０９側から順に、電子輸送層１０８，中間層１０７，有機発光層１０６，ホール輸送層１０５，ホール注入層１０３が積層されて配置されている。

本変形例に係る表示パネル４０はトップエミッション型であり、アノード４０２側から光が取り出されるため、アノード４０２は、光透過性の材料で形成されていることが必要である。アノード４０２は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などを用い形成されている。アノード４０２の光透過性については、透過率が８０［％］以上であることが好ましい。

カソード４０９は、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含む金属材料から構成されている。本変形例に係るトップエミッション型の表示パネル４０の場合には、その表面部が高い反射性を有することが好ましい。

なお、カソード４０９については、上記のような金属材料からなる単層構造だけではなく、金属層と透明導電層との積層体を採用することもできる。透明導電層の構成材料としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などを用いることができる。

本変形例に係る表示パネル４０では、図７に示すように、発光色によって電子輸送層１０８の層厚が異なっている。具体的には、例えば、図７に示す表示パネル４０の場合、発光色Ｒのサブピクセル４１０ａの電子輸送層１０８の層厚をＴ１０８ａとし、発光色Ｇのサブピクセル４１０ｂの電子輸送層１０８の層厚をＴ１０８ｂとし、発光色Ｂのサブピクセル４１０ｃの電子輸送層１０８の層厚をＴ１０８ｃとすると、Ｔ１０８ｃ＜Ｔ１０８ｂ＜Ｔ１０８ａとなっている。これは、それぞれのサブピクセルの発光色の波長に基づいて、電子輸送層１０８の層厚を光学キャビティが最適化される層厚に設定されているためである。このように、電子輸送層１０８の層厚を発光色毎に異ならせてキャビティ調節を行うことにより、良好な発光効率を実現することができる。さらに、電子輸送層１０８は有機発光層１０６よりも電気抵抗率が低いため、電子輸送層１０８の層厚が増大しても、有機発光層の層厚を増大させてキャビティ調整を行う場合と比較して、駆動電圧の増大が抑制される。従って、駆動電圧の増大を抑制しつつ良好な発光効率を実現することができる。

なお、本変形例においては、各サブピクセルにおける電子輸送層１０８の層厚の関係は、Ｔ１０８ｃ＜Ｔ１０８ｂ＜Ｔ１０８ａであるとしたが、これに限定を受けるものではない。電子輸送層１０８の層厚は、発光色ごとにサブピクセルの光学キャビティが最適となる層厚に設定されるのが好適である。

また、本変形例においては、ＣＦパネル基板１１１が基板であり、アノード４０２が第１電極であり、カソード４０９が第２電極である。また、ホール注入層１０３およびホール輸送層１０５のうち少なくとも一方が第１電荷注入輸送層であり、電子輸送層１０８が第２電荷注入輸送層である。

（変形例４）
変形例３に係る表示パネル４０は、トップエミッション型の表示パネルであったが、これに限られず、変形例３の構成をボトムエミッション型の表示パネルに適用することも可能である。

変形例４に係るボトムエミッション型の表示パネルにおいては、以下の点で変形例３に係る表示パネル４０と異なっている。即ち、アノード４０２が光反射性を有し、カソード４０９が光透過性を有する材料で構成されている。具体的には、アノード４０２は、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含む金属材料で構成されており、カソード４０９は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などを用い形成されている。

また、変形例３に係る表示パネル４０では、ホール注入層１０３およびホール輸送層１０５は、複数のサブピクセルに共通に一続きの層として形成されていたが、本変形例の場合、ホール注入層１０３およびホール輸送層１０５のうち少なくとも一方が、サブピクセルごとにそれぞれ形成されており、発光色の異なるサブピクセルでは、ホール注入層１０３およびホール輸送層１０５のうち当該サブピクセルごとに形成されている層の層厚が異なっている。即ち、発光色の波長に基づいて、各サブピクセルの光学キャビティが最適となるようにホール注入層１０３およびホール輸送層１０５のうち少なくとも一方の層厚が規定されている。これにより、良好な発光効率を実現することができる。さらに、ホール注入層１０３およびホール輸送層１０５は有機発光層１０６よりも電気抵抗率が低いため、 ホール注入層１０３またはホール輸送層１０５の層厚が増大しても、有機発光層の層厚を増大させてキャビティ調整を行う場合と比較して、駆動電圧の増大が抑制される。従って、駆動電圧の増大を抑制しつつ良好な発光効率を実現することができる。

なお、ホール注入層１０３およびホール輸送層１０５の両方がサブピクセルごとに形成されている場合は、発光色が異なるサブピクセルにおいて、ホール注入層１０３とホール輸送層１０５の両方の層厚が異なっていてもよいし、何れか一方が異なっていてもよい。

また、本変形例においては、ＣＦパネル基板１１１が基板であり、アノード４０２が第１電極であり、カソード４０９が第２電極である。また、ホール注入層１０３およびホール輸送層１０５のうち少なくとも一方が第１電荷注入輸送層であり、電子輸送層１０８が第２電荷注入輸送層である。

（変形例５）
変形例３および変形例４の構成に、変形例１における第１電子輸送層部分３０８ａを適用してもよい。この場合においても、第１電子輸送層部分３０８ａは、中間層１０７と電子輸送層１０８（変形例１の第２電子輸送層部分３０８ｂに相当）との間に配置される。また、発光色に基づいてサブピクセルごとに異なる層厚で第１電子輸送層部分３０８ａを形成し、第１電子輸送層部分３０８ａの層厚をキャビティ調整に利用してもよい。

本変形例に係る表示パネルの構成は、トップエミッション型であってもよいし、ボトムエミッション型であってもよい。

（変形例６）
実施形態に係る表示パネル１０は、第１バンク１０４と、第１バンク１０４よりも高さの低い第２バンク１１５とを備えた所謂ラインバンク構造を有する構成であったが、これに限られない。第１バンクと第２バンクとが同じ高さを有し、一体的に形成された、所謂ピクセルバンク構造を有していてもよい。

この場合においても、発光色ごとにホール注入層１０３の層厚を変えてキャビティ調整を行うことにより、駆動電圧の上昇を抑制しつつ良好な発光効率を得ることができる。

（変形例７）
ホール注入性を向上させる目的で、アノード１０２とホール注入層１０３との間に、金属酸化物の薄膜をさらに設けてもよい。金属酸化物としては、例えば、酸化タングステンや酸化モリブデン等が挙げられる。この場合、金属酸化物の薄膜はスパッタ法などにより形成される。そのため、発光色によって層厚を変える場合、各色用のマスクを用いて何度もスパッタを行わなければならず、工程が煩雑になるため、一般に、一度のスパッタリングにより各発光色に共通の層厚で形成される。キャビティ長にはこのような金属酸化物の薄膜の層厚も含まれるが、上記の理由から、ホール注入層１０３の層厚を変えることによりキャビティ調整を行う方が容易である。

（変形例８）
変形例１では、電子輸送層３０８が第１電子輸送層部分３０８ａと第２電子輸送層部分３０８ｂとから成る２層構造であり、双方の層部分に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれていた。しかし、これに限られず、第２電子輸送層部分にアルカリ金属またはアルカリ土類金属がドープされていない構成としてもよい。図８に、変形例８に係る有機発光デバイスである表示パネル５０の構成を示す。なお、図８は、表示パネル５０の図２におけるＡ−Ａ断面に相当する断面の構造を模式的に示す図である。

本変形例では、電子輸送層５０８が、第１電子輸送層部分（第１電荷注入輸送層部分）５０８ａおよび第２電子輸送層部分（第２電荷注入輸送層部分）５０８ｂから成る。第１電子輸送層部分５０８ａは、変形例１における第１電子輸送層部分３０８ａと同じである。第２電子輸送層部分５０８ｂは、金属がドープされていない点を除いては、実施形態における電子輸送層１０８及び変形例１における第２電子輸送層部分３０８ｂと同じである。即ち、第２電子輸送層部分５０８ｂは、カソード１０９から注入された電子を有機発光層１０６へ輸送する機能を有する有機材料から構成されている。当該有機材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体（ＯＸＤ），トリアゾール誘導体（ＴＡＺ），フェナンスロリン誘導体（ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ）などのπ電子系低分子有機材料を用いることができる。

本変形例の構成によっても、第１電子輸送層部分５０８ａに含まれる第２金属が、中間層１０７に含まれる第１金属とフッ素との結合を分解し、変形例１と同様の効果を得ることができる。

［その他の事項］
上記実施形態および各変形例では、有機発光デバイスの一例として、有機ＥＬパネルである表示パネルを採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、有機ＥＬ照明等に本発明の構成を適用することでも上記と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態および各変形例では、アクティブマトリクス型の表示パネルを採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、パッシブマトリクス型の表示パネルに適用することも可能である。

また、図２などに示すように、上記実施形態などでは、それぞれが平面視矩形状をした３つのサブピクセル１０ａ，１０ｂ，１０ｃの組み合わせを以って１ピクセルを構成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、各サブピクセルの平面視形状については、三角形や六角形、あるいは八角形などとすることもできる。また、全体としてハニカム形状とすることもできる。この場合には、第１バンクが平面視においてクランク状に蛇行した形態とすることができる。また、１ピクセルを構成するサブピクセル数については、２つであってもよいし、４つ以上とすることもできる。この場合には、１ピクセルを構成する複数のサブピクセルが相互に異なる色の光を出射するものであってもよいし、一部が同色の光を出射するものであってもよい。

また、図２などのＸ軸方向において、隣接するピクセル同士の間に、カソードに対して接続される配線層（バスバー配線）を設けることとしてもよい。

また、中間層の構成材料はＮａＦに限定されるものではなく、第１電子輸送層部分の構成材料もＢａに限定されるものではない。中間層に関しては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のフッ化物から構成されていればよく、不純物が混在していてもよい。

同様に、第１電子輸送層部分に関しては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属から構成されていればよく、隣接する第２電子輸送層部分におけるドープ金属と同種であればより望ましい。

以上、本発明に係る有機発光デバイスおよび表示装置について、実施形態および各変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施形態および各変形例に限定されるものではない。上記実施形態および各変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施形態および各変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

本発明は、高い発光効率を有する有機発光デバイスおよび有機表示装置を実現するのに有用である。

１．有機ＥＬ表示装置
１０，３０，４０，５０．表示パネル（有機発光デバイス）
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ．サブピクセル（発光部）
２０．駆動・制御回路部
１００．ＴＦＴ基板（基板）
１０２．アノード（第１電極，第２電極）
１０３．ホール注入層（第１電荷注入輸送層，第２電荷注入輸送層）
１０５．ホール輸送層
１０６．有機発光層
１０７．中間層
１０８，３０８，５０８．電子輸送層（第１電荷注入輸送層，第２電荷注入輸送層）
１０９．カソード（第１電極，第２電極）
３０８ａ，５０８ａ．第１電子輸送層部分（第１電荷注入輸送層部分）
３０８ｂ，５０８ｂ．第２電子輸送層部分（第２電荷注入輸送層部分）

Claims (12)

1. 複数の発光部が基板の主面に沿った方向に二次元配置されてなる有機発光デバイスであって、
   前記複数の発光部の各々は、
   前記基板の上方に配置された第１電極と、
   前記第１電極の上方に配置された第１電荷注入輸送層と、
   前記第１電荷注入輸送層の上方に配置された有機発光層と、
   前記有機発光層の上方に配置された中間層と、
   前記中間層上に配置された第２電荷注入輸送層と、
   前記第２電荷注入輸送層の上方に配置された第２電極と、を有し、
   前記中間層は、アルカリ金属のフッ化物またはアルカリ土類金属のフッ化物を含み、
   前記第２電荷注入輸送層は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含み、
   前記中間層に含まれるフッ化物におけるアルカリ金属またはアルカリ土類金属を第１金属とし、前記第２電荷注入輸送層に含まれるアルカリ金属またはアルカリ土類金属を第２金属とすると、前記第２金属は、前記第１金属のフッ化物における前記第１金属とフッ素との結合を切る性質を有するものであって、
   前記第２電荷注入輸送層は、前記第２金属の単体を主成分とする第１電荷注入輸送層部分と、有機材料を含む第２電荷注入輸送層部分とが積層されてなると共に、前記第１電荷注入輸送層部分は、前記中間層に接して配置されており、
   前記第１電極および前記第２電極のうち、一方は光反射性を、他方は光透過性を有し、
   前記複数の発光部は、互いに発光色の異なる第１発光部と第２発光部とを含み、
   前記第１電荷注入輸送層および前記第２電荷注入輸送層のうち、前記第１電極および前記第２電極のうち光反射性を有する方の電極と前記有機発光層との間に配置された方の層の厚みは、前記第１発光部と前記第２発光部とで異なる
   有機発光デバイス。
2. 前記第２電荷注入輸送層部分は、前記有機材料にアルカリ金属またはアルカリ土類金属がドープされて成る
   請求項１に記載の有機発光デバイス。
3. 前記第２電荷注入輸送層部分において、前記有機材料にドープされているアルカリ金属またはアルカリ土類金属は、前記第２金属である
   請求項２に記載の有機発光デバイス。
4. 前記第２電荷注入輸送層部分における前記有機材料は、ドープ金属を含まない
   請求項１に記載の有機発光デバイス。
5. 前記第１電荷注入輸送層および前記第２電荷注入輸送層のうち、前記第１電極および前記第２電極のうち光反射性を有する方の電極と前記有機発光層との間に配置された方の層の厚みは、前記複数の発光部それぞれの発光色の波長に基づいて、共振効果が得られる厚みに決定されている
   請求項１から４の何れか１項に記載の有機発光デバイス。
6. 前記第１電荷注入輸送層および前記第２電荷注入輸送層のうち、前記第１電極および前記第２電極のうち光反射性を有する方の電極と前記有機発光層との間に配置された方の層は、前記有機発光層よりも電気抵抗率が低い
   請求項１から５の何れか１項に記載の有機発光デバイス。
7. 前記第１電荷注入輸送層および前記第２電荷注入輸送層のうち、前記第１電極および前記第２電極のうち光反射性を有する方の電極と前記有機発光層との間に配置された方の層は、有機材料を用いてウェットプロセスにより形成されている
   請求項１から６の何れか１項に記載の有機発光デバイス。
8. 前記第１電極は、アノードであり、
   前記第２電極は、カソードであり、
   前記第１電荷注入輸送層は、ホール注入層であり、
   前記第２電荷注入輸送層は、電子輸送層である
   請求項１から７の何れか１項に記載の有機発光デバイス。
9. 前記第１電極は、光反射性を有し、
   前記第１電荷注入輸送層は、導電性有機材料から成り、前記第１発光部と前記第２発光部とでその厚みが異なる
   請求項８に記載の有機発光デバイス。
10. 前記第２電極は、光反射性を有し、
    前記第２電荷注入輸送層は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含むπ電子系有機材料から成る
    請求項８に記載の有機発光デバイス。
11. 前記第１発光部の発光色の波長は、前記第２発光部の発光色の波長よりも長く、前記第１電荷注入輸送層および前記第２電荷注入輸送層のうち、前記第１電極および前記第２電極のうち光反射性を有する方の電極と前記有機発光層との間に配置された方の層は、前記第１発光部において前記第２発光部においてよりも厚い
    請求項１から１０の何れか１項に記載の有機発光デバイス。
12. 表示パネルと、
    前記表示パネルに接続された制御駆動回路と、を備え、
    前記表示パネルとして、請求項１から１１の何れか１項に記載のデバイス構造が採用されている
    表示装置。

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