発光装置、及び発光装置を用いた電子機器
【課題】一対の電極間で光の共振効果を利用した発光装置において、マスク枚数の増加、及び工程の増加を低減し、簡単な構成で発光素子からの発光の色純度を高めた発光装置を提供する。
【解決手段】反射電極層と、発光層と、半透過電極層と、を含む第１乃至第３の発光素子を有し、第１の発光素子は、反射電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第２の発光素子は、反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、第１の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第３の発光素子は、反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、第２の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第１の透明電極層と第２の透明電極層の膜厚が異なる。
【解決手段】反射電極層と、発光層と、半透過電極層と、を含む第１乃至第３の発光素子を有し、第１の発光素子は、反射電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第２の発光素子は、反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、第１の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第３の発光素子は、反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、第２の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第１の透明電極層と第２の透明電極層の膜厚が異なる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の一態様は、エレクトロルミネッセンスを利用した発光装置に関する。また、該発光装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
【０００３】
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた発光装置は、視認性に優れ、バックライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製でき、応答速度が高いなどの利点も有する。
【０００４】
例えば、上述の発光素子をアクティブマトリクス型の発光装置に適用する場合、発光を制御するトランジスタ等が形成された基板上に発光素子を形成することがあるが、このように、発光素子からの発光をトランジスタ等が形成された基板を通して外部へ取り出す構造（ボトムエミッション構造）では、配線やトランジスタ等によって、開口率が低くなってしまうという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するため、素子基板とは反対側から光を取り出す構造（トップエミッション構造）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。トップエミッション構造を用いることにより、開口率を向上させることが可能であり、光の取り出し効率を増大させることができ、消費電力や高精細化では有利となる。
【０００６】
また、発光素子からの光の取り出し効率を改善するために、一対の電極間で光の共振効果を利用した微小光共振器（マイクロキャビティ）を採用し、特定波長における光強度を増加させる方法（例えば、特許文献２参照）や、一画素内にキャビティ長の異なる領域を設けて、発光素子の視野角依存性を改善する構造などが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−０４３９８０号公報
【特許文献２】特開平０６−２７５３８１号公報
【特許文献３】特開２００６−０３２３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２、及び特許文献３においては、マイクロキャビティを利用するために、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対して、一対の電極間に配置されている透明導電膜や透明絶縁層の厚さを調整する必要があった。そのため、各色でパターニングやエッチング工程などが必要となり、マスク枚数の増加、及び工程の増加といった問題があり最適な構造になっていない。
【０００９】
上記問題に鑑み、本明細書等において開示する発明の一態様は、一対の電極間で光の共振効果を利用した発光装置において、マスク枚数の増加、及び工程の増加を低減し、簡単な構成で発光素子からの発光の色純度を高めた発光素子、発光装置、及び発光装置を用いた電子機器を提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、反射電極層と、半透過電極層と、反射電極層と半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第３の発光素子を、有し、第１の発光素子は、反射電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第２の発光素子は、反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、第１の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第３の発光素子は、反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、第２の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第１の透明電極層と第２の透明電極層の膜厚が異なることを特徴とする発光装置である。
【００１１】
本発明の他の一態様は、反射電極層と、半透過電極層と、反射電極層と半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第４の発光素子を、有し、第１の発光素子は、反射電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第２の発光素子は、反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、第１の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第３の発光素子は、反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、第２の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第４の発光素子は、反射電極層に接して第３の透明電極層が形成され、第３の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第１の透明電極層と第２の透明電極層と第３の透明電極層の膜厚が異なることを特徴とする発光装置である。
【００１２】
本発明の他の一態様は、反射電極層と、半透過電極層と、反射電極層と半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第３の発光素子と、半透過電極層と対向して設けられた特定波長帯域の光を透過する有色層と、を有し、第１の発光素子は、反射電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第２の発光素子は、反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、第１の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第３の発光素子は、反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、第２の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第１の透明電極層と第２の透明電極層の膜厚が異なることを特徴とする発光装置である。
【００１３】
本発明の他の一態様は、反射電極層と、半透過電極層と、反射電極層と半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第４の発光素子と、半透過電極層と対向して設けられた特定波長帯域の光を透過する有色層と、を有し、第１の発光素子は、反射電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第２の発光素子は、反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、第１の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第３の発光素子は、反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、第２の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第４の発光素子は、反射電極層に接して第３の透明電極層が形成され、第３の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第１の透明電極層と第２の透明電極層と第３の透明電極層の膜厚が異なることを特徴とする発光装置である。
【００１４】
上記各構成において、第１の発光素子からの発光は、青色の領域に発光強度を有し、第２の発光素子からの発光は、緑色の領域に発光強度を有し、第３の発光素子からの発光は、赤色の領域に発光強度を有し、第４の発光素子からの発光は、黄色の領域に発光強度を有していてもよい。
【００１５】
上記各構成において、発光層は、正孔注入層と、正孔輸送層と、電子輸送層と、電子注入層と、を有していてもよい。また、発光層からの発光は、白色発光が得られてもよい。また、半透過電極層は、酸化インジウム、銀、マグネシウムを含む材料により形成されてもよい。
【００１６】
また、上記構成において、正孔注入層は、酸化モリブデンを含んでいてもよい。
【００１７】
また、上記各構成において、発光層の発光は、半透過電極層を透過して取り出される。
【００１８】
また、本発明の他の一態様は、上記各構成を有する発光装置を用いた電子機器である。
【００１９】
なお、本明細書等において、発光装置には、画像表示デバイスや、発光デバイス、光源、照明等が含まれる。また、発光装置は、発光素子が形成されたパネルにコネクタ（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）等を取り付けたモジュールをも含むものとする。
【００２０】
また、本明細書等において、発光素子とは、一対の電極（反射電極層と、半透過電極層）により挟持された発光層を含む構成である。一対の電極間に発光層以外にも機能層や、透明電極層等が挟持されていても構わない。
【００２１】
また、本明細書等において、発光装置とは、複数の発光素子が形成された構成も発光装置とする。
【００２２】
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合をなどをも含む。
【００２３】
また、「ソース」や「ドレイン」の機能は、極性の異なるトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【発明の効果】
【００２４】
一対の電極間で光の共振効果を利用した発光装置において、マスク枚数の増加、及び工程の増加を低減し、簡単な構成で発光素子からの発光の色純度を高めた発光装置を提供することができる。
【００２５】
また、このような発光装置を用いた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】発光素子を説明する図。
【図２】発光素子を説明する図。
【図３】発光素子を説明する図。
【図４】発光装置を説明する図。
【図５】発光装置を説明する図。
【図６】発光装置を用いた電子機器を説明する図。
【図７】本発明の一態様である発光素子の発光スペクトル。
【図８】比較用発光素子の発光スペクトル。
【図９】発光装置を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定されず、本明細書などにおいて開示する発明の趣旨から逸脱することなく形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異なる実施の形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００２８】
なお、図面などにおいて示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面などに開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００２９】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの序数は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００３０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の発光装置一態様について、図１（Ａ）、及び図１（Ｂ）を用いて説明する。
【００３１】
図１（Ａ）に示す発光装置は、本発明の概念を表す断面図であり、第１の発光素子１５０ａ、第２の発光素子１５０ｂ、及び第３の発光素子１５０ｃにより構成されている。また、第１の発光素子１５０ａは、反射電極層１０２に接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。また、第２の発光素子１５０ｂは、反射電極層１０２に接して第１の透明電極層１０４ａが形成され、第１の透明電極層１０４ａに接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。また、第３の発光素子１５０ｃは、反射電極層１０２に接して第２の透明電極層１０４ｂが形成され、第２の透明電極層１０４ｂに接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。すなわち、反射電極層と、半透過電極層と、反射電極層と半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第３の発光素子を有した発光装置である。また、図１（Ａ）に示すように第１の透明電極層１０４ａと、第２の透明電極層１０４ｂの膜厚が異なる。
【００３２】
また、第１の発光素子１５０ａは、青色の領域に発光強度を有し、第２の発光素子１５０ｂは、緑色の領域に発光強度を有し、第３の発光素子１５０ｃは、赤色の領域に発光強度を有している。
【００３３】
なお、本明細書等においては、青色の領域に発光強度を有するとは、４５０〜４８５ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、緑色の領域に発光強度を有するとは、５００〜５６５ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、赤色の領域に発光強度を有するとは、６００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有するものとする。
【００３４】
また、図１（Ａ）に示す発光装置は、発光層１０６からの発光を反射電極層１０２により反射し、半透過電極層１０８側から射出する発光素子を複数有した構成である。すなわち、図１（Ａ）に矢印で示す方に発光する。また、発光層１０６からの発光は、全方向に発光するため、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８で発光層１０６からの発光を共振させる所謂微小光共振器（マイクロキャビティ）としての機能を有する。このような構成とすることにより、所望の発光スペクトルを増強させることができ、各発光素子からの発光の色純度を高めることが実現できる。
【００３５】
なお、このマイクロキャビティとしての機能は、反射電極層１０２と半透過電極層１０８の間に挟持される材料、または光路長等で調整することが可能である。例えば、第１の発光素子１５０ａでは、発光層１０６のみ挟持されており、第２の発光素子１５０ｂでは、第１の透明電極層１０４ａと発光層１０６が挟持されており、第３の発光素子１５０ｃでは、第２の透明電極層１０４ｂと発光層１０６が挟持されている。すなわち、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８の光路長等が各色（青色、緑色、赤色）の発光素子で異なる。また、第１の透明電極層１０４ａ、及び第２の透明電極層１０４ｂの膜厚を変更することで光路長を調整することが可能である。
【００３６】
このように各色（青色、緑色、赤色）で反射電極層１０２と半透過電極層１０８の光学距離（光学的距離、光路長ともいう）が異なっている。なお、光学距離とは、実際の距離に屈折率をかけたものであり、本明細書等においては、実膜厚にｎ（屈折率）をかけたものを表している。すなわち、「光学距離＝実膜厚×ｎ」である。例えば、光学的距離の調整としては、第１の発光素子１５０ａにおいては、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との距離が、所望の光の波長の（２Ｎａ−１）／４倍（Ｎａは自然数）になるようにすればよい。また、第２の発光素子１５０ｂにおいては、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との距離が、所望の光の波長の（２Ｎｂ−１）／４倍（Ｎｂは自然数）になるようにすればよく、第１の透明電極層１０４ａの膜厚を調整することで、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との距離を調整することができる。また、第３の発光素子１５０ｃにおいては、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との距離が、所望の光の波長の（２Ｎｃ−１）／４倍（Ｎｃは自然数）になるようにすればよく、第２の透明電極層１０４ｂの膜厚を調整することで、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との距離を調整することができる。このように、各色（青色、緑色、赤色）で必要なスペクトルが共振効果により増幅される光路長とすればよい。また、第１の発光素子１５０ａのみ第１の透明電極層、及び第２の透明電極層が形成されていない。すなわち、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との間には、発光層１０６のみが形成されている。
【００３７】
このような構造とすることにより、第１の発光素子１５０ａに形成する透明電極層が不要となるため、マスク枚数、工程数、及びコストの削減が実現できる。
【００３８】
ここで、発光層１０６が反射電極層１０２と接する領域（所謂正孔注入層に相当する）には、有機化合物とアクセプターとの複合材料を用いることが好ましい。アクセプターとしては、例えば、遷移金属酸化物、酸化バナジウム、酸化モリブデンなどを用いることができる。酸化モリブデンは空気中において安定で昇華性に優れているので、好適である。第１の発光素子１５０ａは、反射電極層１０２と発光層１０６との間に透明電極層を有していないため、一般的には正孔注入されにくいが、このような構成とすることで、正孔注入性が改善される。そのため、第１の発光素子１５０ａにおいて、透明電極層を省くことが容易となり、マスク枚数、工程数、及びコストの削減につながる。
【００３９】
次に、図１（Ｂ）に示した発光装置について、以下説明を行う。
【００４０】
図１（Ｂ）に示す発光装置は、図１（Ａ）に示した発光装置の変形例である。基本的な概念は、各色（青色、緑色、赤色）の波長を射出する発光素子において、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８との光学的距離を調整しマイクロキャビティを利用し、所望のスペクトルを増強させる点は同様である。そのため、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００４１】
図１（Ｂ）に示す発光装置は、本発明の概念を表す断面図であり、第１の発光素子１５０ａ、第２の発光素子１５０ｂ、及び第３の発光素子１５０ｃにより構成されている。図１（Ａ）との違いは、図１（Ｂ）においては、発光層１０６が２層形成された積層構造となっており、発光層１０６の間に電荷発生層１０６ａを有している点である。
【００４２】
電荷発生層１０６ａは、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、発光素子の低電流駆動、および低電圧駆動を実現することができる。
【００４３】
このように、発光層１０６の構成としては、図１（Ａ）に示した単層構造の発光層を用いてもよいし、図１（Ｂ）に示した積層構造の発光層を用いてもよい。また、図１（Ｂ）においては、発光層が２層形成された積層構造について例示したが、これに限定されない。３層以上の発光層とした積層構造にしてもよい。
【００４４】
ここで、図１（Ａ）、及び図１（Ｂ）に示した発光装置に用いることが出来る材料等について、以下説明を行う。
【００４５】
反射電極層１０２としては、反射率の高い金属膜により形成することができる。反射率の高い金属膜としては、アルミニウム、銀、または、これらの金属材料を含む合金等を、単層または積層して形成することができる。また、反射率の高い金属膜と他の薄い金属膜（好ましくは２０ｎｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以下）との積層構造としてもよい。例えば、薄いチタン膜を形成することにより、後に形成される発光層１０６と反射率の高い金属膜（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）との間に形成される絶縁膜の生成を抑制することができるので好適である。なお、薄い金属膜は酸化されていてもよいが、この場合、酸化されても絶縁化しにくい材料、例えばチタンやモリブデンを用いるのが好ましい。
【００４６】
第１の透明電極層１０４ａ、及び第２の透明電極層１０４ｂとしては、導電性の金属酸化物を用いて形成することができる。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【００４７】
また、発光層１０６としては、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく、発光層以外の機能層を含む積層構造であっても良い。なお、発光層１０６は、白色発光する材料が好ましい。
【００４８】
電荷発生層１０６ａとしては、有機化合物と金属酸化物の複合材料、金属酸化物、有機化合物とアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物との複合材料の他、これらを適宜組み合わせて形成することができる。
【００４９】
また、半透過電極層１０８としては、薄い金属膜（好ましくは２０ｎｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以下）と導電性の金属酸化物を積層して形成することができる。薄い金属膜としては、銀、マグネシウム、またはこれらの金属材料を含む合金等を、単層または積層して形成することが出来る。導電性の金属酸化物としては、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【００５０】
また、本実施の形態においては、第１の発光素子１５０ａにおいては、反射電極層１０２が陽極（アノードともいう）として機能し、半透過電極層１０８が陰極（カソードともいう）として機能する。また、第２の発光素子１５０ｂにおいては、反射電極層１０２と第１の透明電極層１０４ａが陽極として機能し、半透過電極層１０８が陰極として機能する。また、第３の発光素子１５０ｃにおいては、反射電極層１０２と第２の透明電極層１０４ｂが陽極として機能し、半透過電極層１０８が陰極として機能する。
【００５１】
以上のように、本実施の形態に示した発光装置は、第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子と、で光学的距離を変更している。各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させることで、色純度の高い発光装置を実現できる。また、第１の発光素子のみ透明電極層を用いていないため、マスク枚数、工程数、及びコストの削減を実現できる。
【００５２】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００５３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の発光装置の一態様について、先の実施の形態１に示した構成と異なる構成について、図２（Ａ）、及び図２（Ｂ）を用いて説明する。
【００５４】
図２（Ａ）に示す発光装置は、本発明の概念を表す断面図であり、第１の発光素子１５０ａ、第２の発光素子１５０ｂ、第３の発光素子１５０ｃ、及び第４の発光素子１５０ｄにより構成されている。また、第１の発光素子１５０ａは、反射電極層１０２に接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。また、第２の発光素子１５０ｂは、反射電極層１０２に接して第１の透明電極層１０４ａが形成され、第１の透明電極層１０４ａに接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。また、第３の発光素子１５０ｃは、反射電極層１０２に接して第２の透明電極層１０４ｂが形成され、第２の透明電極層１０４ｂに接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。また、第４の発光素子１５０ｄは、反射電極層１０２に接して第３の透明電極層１０４ｃが形成され、第３の透明電極層１０４ｃに接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。すなわち、反射電極層と、半透過電極層と、反射電極層と半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第４の発光素子を有した発光装置である。また、図２（Ａ）に示すように第１の透明電極層１０４ａと、第２の透明電極層１０４ｂと、第３の透明電極層１０４ｃの膜厚が異なる。
【００５５】
なお、第１の発光素子１５０ａは、青色の領域に発光強度を有し、第２の発光素子１５０ｂは、緑色の領域に発光強度を有し、第３の発光素子１５０ｃは、赤色の領域に発光強度を有し、第４の発光素子１５０ｄは、黄色の領域に発光強度を有している。
【００５６】
なお、本明細書等においては、青色の領域に発光強度を有するとは、４５０〜４８５ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、緑色の領域に発光強度を有するとは、５００〜５６５ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、黄色の領域に発光強度を有するとは、５７０〜５９０ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、赤色の領域に発光強度を有するとは、６００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有するものである。
【００５７】
なお、図２に示す発光装置の一形態は、先の実施の形態１の変形例である。先の実施の形態１に示した発光装置は、ＲＧＢの３色発光を示す発光装置であったが、本実施の形態においては、ＲＧＢＹ（黄色）の４色発光を示す発光装置である。基本的な概念は、各色の発光素子（第１の発光素子１５０ａ、第２の発光素子１５０ｂ、第３の発光素子１５０ｃ、及び第４の発光素子１５０ｄ）において、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８との光学的距離を調整しマイクロキャビティを利用し、所望のスペクトルを増強させる点は同様である。そのため、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００５８】
また、図２（Ａ）に示す発光装置は、発光層１０６からの発光を反射電極層１０２により反射し、半透過電極層１０８側から射出する発光素子を複数有した構成である。すなわち、図２（Ａ）の矢印で示す方に発光する。また、発光層１０６からの発光は、全方向に発光するため、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８で発光層１０６からの発光を共振させる微小光共振器（マイクロキャビティ）としての機能を有する。このような構成とすることにより、所望の発光スペクトルを増強させることができ、各発光素子からの発光の色純度を高めることが実現できる。
【００５９】
なお、このマイクロキャビティとしての機能は、反射電極層１０２と半透過電極層１０８の間に挟持される材料または光路長等で調整することが可能である。例えば、第１の発光素子１５０ａでは、発光層１０６のみ挟持されており、第２の発光素子１５０ｂでは、第１の透明電極層１０４ａと発光層１０６が挟持されており、第３の発光素子１５０ｃでは、第２の透明電極層１０４ｂと発光層１０６が挟持されており、第４の発光素子１５０ｄでは、第３の透明電極層１０４ｃと発光層１０６が挟持されている。すなわち、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８の光路長が各色（青色、緑色、赤色、黄色）の波長を射出する発光素子で異なる。また、第１の透明電極層１０４ａ、第２の透明電極層１０４ｂ、第３の透明電極層１０４ｃの膜厚を変更することで容易に光路長を調整することが可能である。
【００６０】
このように各色（青色、緑色、赤色、黄色）で反射電極層１０２と半透過電極層１０８の光路長を変えることで光学的距離が異なっていると言える。この光学的距離は、各色（青色、緑色、赤色、黄色）で必要なスペクトルが共振効果により増幅される光路長とすればよい。また、第１の発光素子１５０ａのみ第１の透明電極層、第２の透明電極層、及び第３の透明電極層が形成されていない。すなわち、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との間には、発光層１０６のみが形成されている。
【００６１】
このような構造とすることにより、第１の発光素子１５０ａに形成する透明電極層が不要となるため、マスク枚数、工程数、及びコストの削減が実現できる。
【００６２】
次に、図２（Ｂ）に示した発光装置について、以下説明を行う。
【００６３】
図２（Ｂ）に示す発光装置は、図２（Ａ）に示した発光装置の変形例である。基本的な概念は、各色（青色、緑色、赤色、黄色）の波長を射出する発光素子において、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８との光学的距離を調整しマイクロキャビティを利用し、所望のスペクトルを増強させる点は同様である。そのため、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００６４】
図２（Ｂ）に示す発光装置は、本発明の概念を表す断面図であり、第１の発光素子１５０ａ、第２の発光素子１５０ｂ、第３の発光素子１５０ｃ、第４の発光素子１５０ｄにより構成されている。図２（Ａ）との違いは、図２（Ｂ）においては、発光層１０６が２層形成された積層構造となっており、発光層１０６の間に電荷発生層１０６ａを有している点である。
【００６５】
このように、発光層１０６の構成としては、図２（Ａ）に示した単層構造の発光層を用いてもよいし、図２（Ｂ）に示した積層構造の発光層を用いてもよい。また、図２（Ｂ）においては、発光層が２層形成された積層構造について例示したが、これに限定されない。３層以上の発光層とした積層構造にしてもよい。
【００６６】
以上のように、本実施の形態に示した発光装置は、第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子と、第４の発光素子と、で光学的距離を変更している。各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させることで、色純度の高い発光装置を実現できる。また、第１の発光素子のみ透明電極層を用いていないため、マスク枚数の削減、工程数の削減、及びコストの削減を実現できる。
【００６７】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００６８】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、実施の形態１、及び実施の形態２で示した反射電極層１０２、発光層１０６、及び半透過電極層１０８により構成された発光素子の詳細について図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）を用いて説明を行う。
【００６９】
図３（Ａ）に示す発光素子は、一対の電極（反射電極層１０２、半透過電極層１０８）間に発光領域を含む発光層１０６が挟まれた構造を有する。なお、以下の本実施の形態の説明においては、例として、反射電極層１０２を陽極として用い、半透過電極層１０８を陰極として用いるものとする。
【００７０】
発光層１０６は、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく、発光層以外の機能層を含む積層構造であっても良い。発光層以外の機能層としては、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等を含む層を用いることができる。具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等の機能層を適宜組み合わせて用いることができる。
【００７１】
図３（Ａ）に示す発光素子は、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との間に生じた電位差により電流が流れ、発光層１０６において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１０６に発光領域が形成されるような構成となっている。
【００７２】
本発明においては、発光は、半透過電極層１０８側から外部に取り出させる。従って、半透過電極層１０８は透光性を有する物質で成る。また、マイクロキャビティ作用を利用するために、半透過電極層１０８は、反射電極層１０２側に一部の発光を反射する材料が好ましい。また、半透過電極層１０８側から外部に発光を効率良く取り出すために、反射電極層１０２は反射性の高い物質で形成するのが好ましい。
【００７３】
なお、発光層１０６は、図３（Ｂ）のように反射電極層１０２と半透過電極層１０８との間に複数積層されていても良い。ｎ（ｎは２以上の自然数）層の積層構造を有する場合には、ｍ（ｍは自然数、ｍは１以上ｎ−１以下）番目の発光層と、（ｍ＋１）番目の発光層との間には、それぞれ電荷発生層１０６ａを設けることが好ましい。
【００７４】
電荷発生層１０６ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料、金属酸化物、有機化合物とアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物との複合材料の他、これらを適宜組み合わせて形成することができる。有機化合物と金属酸化物の複合材料としては、例えば、有機化合物と酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステンの金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、電荷発生層１０６ａに用いるこれらの材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、発光素子の低電流駆動、および低電圧駆動を実現することができる。
【００７５】
なお、電荷発生層１０６ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
【００７６】
このような構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方の発光層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。
【００７７】
なお、電荷発生層１０６ａとは、反射電極層１０２と半透過電極層１０８に電圧を印加したときに、電荷発生層１０６ａに接して形成される一方の発光層１０６に対して正孔を注入する機能を有し、他方の発光層１０６に電子を注入する機能を有する。
【００７８】
図３（Ｂ）に示す素子構成は、発光層１０６に用いる発光物質の種類を変えることにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を得ることもできる。
【００７９】
また、反射電極層１０２と発光層１０６の間に透明電極層を形成して、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との光路長を調整してもよい。光路長を調整することにより所望のスペクトルを増強させることができる。
【００８０】
なお、図３（Ｂ）に示す発光素子を用いて、白色発光を得る場合、複数の発光層の組み合わせとしては、赤、青及び緑色の光を含んで白色に発光する構成であればよく、例えば、青色の蛍光材料を発光物質として含む第１の発光層と、緑色と赤色の燐光材料を発光物質として含む第２の発光層を有する構成が挙げられる。また、赤色の発光を示す第１の発光層と、緑色の発光を示す第２の発光層と、青色の発光を示す第３の発光層とを有する構成とすることもできる。または、補色の関係にある光を発する発光層を有する構成であっても白色発光が得られる。発光層が２層積層された積層型素子において、第１の発光層から得られる発光の発光色と第２の発光層から得られる発光の発光色を補色の関係にする場合、補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などが挙げられる。
【００８１】
なお、上述した積層型素子の構成において、積層される発光層の間に電荷発生層を配置することにより、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現することができる。また、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。
【００８２】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００８３】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の発光装置の一態様について、図４（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて説明する。
【００８４】
図４（Ａ）乃至（Ｃ）は発光装置の画素の一部分に相当する断面図、及び平面図である。
【００８５】
図４（Ａ）に示す発光装置は、図４（Ａ）に矢印で示す方向に光を発する。すなわち、発光層２１８が形成された第１の基板２０１を介することなく、第２の基板２５１を介して発光する所謂上面射出構造（トップエミッション構造）の発光装置である。
【００８６】
図４（Ｂ）は、第１の基板２０１を半透過電極層２１９側からみた平面図であり、図４（Ｃ）は、第２の基板２５１を遮光膜２５２側からみた平面図である。なお、図４（Ａ）は、図４（Ｂ）、及び図４（Ｃ）における破線Ａ１−Ａ２の断面図に相当する。また、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）の平面図においては、本発明の構成要素である一部（例えば、発光層２１８など）を図面の煩雑を避けるために、省略してある。
【００８７】
図４（Ａ）に示すように、第１の基板２０１と、第２の基板２５１との間に、青色画素２４０ａ、緑色画素２４０ｂ、及び赤色画素２４０ｃが形成されている。また、第１の基板２０１上には、発光素子の駆動を制御するトランジスタ２３０と、トランジスタ２３０に電気的に接続された反射電極層２１４と、を有している。
【００８８】
なお、本実施の形態において、青色画素２４０ａは、青色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された構成であり、緑色画素２４０ｂは、緑色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された構成であり、赤色画素２４０ｃは、赤色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された構成である。
【００８９】
青色画素２４０ａにおいては、青色の領域に発光強度を有する発光素子として、反射電極層２１４の上に発光層２１８が直接形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。
【００９０】
また、緑色画素２４０ｂにおいては、緑色の領域に発光強度を有する発光素子として、反射電極層２１４の上に第１の透明電極層２２０ａが形成され、第１の透明電極層２２０ａの上に発光層２１８が形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。
【００９１】
また、赤色画素２４０ｃにおいては、赤色の領域に発光強度を有する発光素子として、反射電極層２１４の上に第２の透明電極層２２０ｂが形成され、第２の透明電極層２２０ｂの上に発光層２１８が形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。
【００９２】
このように、各画素（青色画素２４０ａ、緑色画素２４０ｂ、赤色画素２４０ｃ）の発光素子で反射電極層２１４と半透過電極層２１９の間の構成が異なる。
【００９３】
また、第２の基板２５１は、第２の基板２５１の上に、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜２５２と、カラーフィルタ２５４と、オーバーコート２５６を有している。カラーフィルタ２５４は、有色層であり、各発光素子からの発光の色（青、緑、赤）に対応する光を透過し、発光層２１８からの光を第２の基板２５１側に射出する。
【００９４】
このように、各画素（青色画素２４０ａ、緑色画素２４０ｂ、赤色画素２４０ｃ）の発光素子で反射電極層２１４と半透過電極層２１９の光路長を変えることで光学的距離が異なっていると言える。この光学的距離は、各画素の発光素子が必要なスペクトルが共振効果により増幅される光路長とすればよい。また、青色画素２４０ａに配置された青色の領域に発光強度を有する発光素子のみ、反射電極層２１４の上に発光層２１８が直接形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。すなわち、透明電極層（第１の透明電極層２２０ａ、及び第２の透明電極層２２０ｂ）が形成されない。
【００９５】
このような構造とすることにより、青色画素２４０ａに形成する透明電極層が不要となるため、工程数の削減、及びコストの削減が実現できる。
【００９６】
なお、第１の基板２０１と第２の基板２５１の間にある空間２６０は、特に限定はなく、透光性を有していれば良い。ただし、空間２６０は、屈折率が空気よりも大きい透光性を有した材料で充填した方が好ましい。屈折率が小さい場合、発光層２１８から射出された斜め方向の光が、空間２６０によりさらに屈折し、場合によっては隣接の画素から光が射出してしまう。従って、空間２６０としては、例えば、第１の基板２０１と第２の基板２５１とが、接着可能な屈折率が大きい透光性の接着剤を用いることができる。また、窒素やアルゴンなどの不活性な気体なども用いることができる。
【００９７】
続けて、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示した発光装置の詳細な説明、及び作製方法の説明を行う。
【００９８】
まず、発光素子の駆動を制御するトランジスタ２３０、及び発光層２１８等が形成された第１の基板２０１の作製方法を以下に示す。
【００９９】
絶縁表面を有する基板である第１の基板２０１上に、導電層を形成した後、第１のフォトリソグラフィ工程を行い、レジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去してゲート電極層２０２を形成する。図４（Ａ）のように、ゲート電極層２０２の端部にテーパー形状が形成されるようにエッチングすると、積層する膜の被覆性が向上するため好ましい。
【０１００】
第１の基板２０１に使用することができる基板に大きな制限はないが、少なくとも、後の加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有していることが必要となる。第１の基板２０１にはガラス基板を用いることができる。
【０１０１】
ガラス基板としては、後の加熱処理の温度が高い場合には、歪み点が７３０℃以上のものを用いると良い。また、ガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている。なお、酸化ホウ素と比較して酸化バリウム（ＢａＯ）を多く含ませることで、より実用的な耐熱ガラスが得られる。このため、Ｂ２Ｏ３よりＢａＯを多く含むガラス基板を用いることが好ましい。
【０１０２】
なお、上記のガラス基板に代えて、セラミック基板、石英基板、サファイア基板などの絶縁体でなる基板を用いても良い。他にも、結晶化ガラスなどを用いることができる。本実施の形態で示す発光装置は、第２の基板２５１を介して発光を取り出すトップエミッション構造であるので、第１の基板２０１としては、非透光性の金属基板等の基板を用いることもできる。
【０１０３】
下地膜となる絶縁膜を第１の基板２０１とゲート電極層２０２との間に設けてもよい。下地膜は、第１の基板２０１からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、又は酸化窒化珪素膜から選ばれた一又は複数の膜による積層構造により形成することができる。
【０１０４】
ゲート電極層２０２の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。
【０１０５】
次に、ゲート電極層２０２上にゲート絶縁層２０４を形成する。ゲート絶縁層２０４は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化珪素層、窒化珪素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層、又は酸化アルミニウム層を単層で又は積層して形成することができる。例えば、成膜ガスとして、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏを用いてプラズマＣＶＤ法により酸化窒化珪素膜を形成すればよい。
【０１０６】
次に、半導体層を形成し第２のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により島状の半導体層２０６を形成する。
【０１０７】
半導体層２０６の材料は、シリコン半導体や酸化物半導体を用いて形成することができる。シリコン半導体としては、単結晶シリコンや多結晶シリコンなどがあり、酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物などを、適宜用いることができる。ただし、半導体層２０６としては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物である酸化物半導体を用いて、オフ電流の低い半導体層とすることで、後に形成される発光素子のオフ時のリーク電流が抑制できるため、好ましい。
【０１０８】
次に、ゲート絶縁層２０４、及び半導体層２０６上に導電膜を形成し、第３のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程によりソース電極層及びドレイン電極層２０８を形成する。
【０１０９】
ソース電極層及びドレイン電極層２０８に用いる導電膜としては、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素を含む金属膜、または上述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）等を用いることができる。また、Ａｌ、Ｃｕなどの金属膜の下側又は上側の一方または双方にＴｉ、Ｍｏ、Ｗなどの高融点金属膜またはそれらの金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）を積層させた構成としても良い。また、ソース電極層及びドレイン電極層２０８に用いる導電膜としては、導電性の金属酸化物で形成しても良い。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【０１１０】
次に、半導体層２０６、及びソース電極層及びドレイン電極層２０８上に、絶縁層２１０を形成する。絶縁層２１０としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜などの無機絶縁膜を用いることができる。
【０１１１】
次に、絶縁層２１０上に第２の絶縁層２１２を形成する。
【０１１２】
第２の絶縁層２１２としては、トランジスタ起因の表面凹凸を低減するために平坦化機能を有する絶縁膜を選択するのが好適である。例えば、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、第２の絶縁層２１２を形成してもよい。
【０１１３】
次に、第４のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により、第２の絶縁層２１２、及び絶縁層２１０にソース電極層及びドレイン電極層２０８に達する開口を形成する。開口方法は、ドライエッチング、ウェットエッチングなど適宜選択すれば良い。
【０１１４】
次に、絶縁層２１２、ソース電極層及びドレイン電極層２０８上に導電膜を形成し、第５のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により、反射電極層２１４を形成する。
【０１１５】
反射電極層２１４としては、発光層２１８（後に形成される）が発する光を効率よく反射する材料が好ましい。なぜなら光の取り出し効率を向上できるためである。なお、反射電極層２１４を積層構造としてもよい。例えば、発光層２１８に接する側に金属酸化物による導電膜、またはチタン等を薄く形成し、他方に反射率の高い金属膜（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）を用いることができる。このような構成とすることで、発光層２１８と反射率の高い金属膜（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）との間に形成される絶縁膜の生成を抑制することができるので好適である。
【０１１６】
次に、反射電極層２１４上に透明導電膜を成膜し、第６のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により、第１の透明電極層２２０ａを形成する。
【０１１７】
次に、反射電極層２１４、及び第１の透明電極層２２０ａ上に透明導電膜を成膜し、第７のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により第２の透明電極層２２０ｂを形成する。なお、青色画素２４０ａのみ第１の透明電極層２２０ａ、及び第２の透明電極層２２０ｂは形成されない。
【０１１８】
第１の透明電極層２２０ａ、及び第２の透明電極層２２０ｂに使用できる材料としては、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【０１１９】
なお、第１の透明電極層２２０ａ、及び第２の透明電極層２２０ｂの形成方法はこれに限定されない。例えば、第２の透明電極層２２０ｂに必要な膜厚の透明導電膜を成膜し、第１の透明電極層２２０ａとなる部分のみドライエッチング、またはウェットエッチング等を行い、第１の透明電極層２２０ａに必要な膜厚まで、透明導電膜を除去する方法なども用いることもできる。また、第２の透明電極層２２０ｂは、第１の透明電極層２２０ａに使用した透明導電膜との積層構造としてもよい。
【０１２０】
このように、青色画素２４０ａのみ透明電極層を形成しない構成とすることで、マスク枚数の削減や、不要な工程の削減によりコストの低減が実現できる。
【０１２１】
次に、反射電極層２１４、第１の透明電極層２２０ａ、及び第２の透明電極層２２０ｂの上に隔壁２１６を形成する。
【０１２２】
隔壁２１６としては、有機絶縁材料、又は無機絶縁材料を用いて形成する。特に感光性の樹脂材料を用い、青色画素２４０ａでは、反射電極層２１４上に開口部を形成し、緑色画素２４０ｂでは、第１の透明電極層２２０ａ上に開口部を形成し、赤色画素２４０ｃでは、第２の透明電極層２２０ｂ上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【０１２３】
次に、反射電極層２１４、第１の透明電極層２２０ａ、第２の透明電極層２２０ｂ、及び隔壁２１６上に発光層２１８を形成する。発光層２１８は、単層の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良いが、発光層２１８が発する光は白色であることが好ましく、赤、緑、青のそれぞれの波長領域にピークを有する光が好ましい。
【０１２４】
次に、発光層２１８上に半透過電極層２１９を形成する。
【０１２５】
なお、反射電極層２１４、または半透過電極層２１９は、いずれか一方は発光層２１８の陽極として機能し、他方は発光層２１８の陰極として機能する。陽極として機能する電極には、仕事関数の大きな物質が好ましく、陰極として機能する電極には仕事関数の小さな物質が好ましい。
【０１２６】
以上の工程により、発光素子の駆動を制御するトランジスタ２３０、及び発光層２１８が設けられた第１の基板２０１が形成される。
【０１２７】
次に、遮光膜２５２、カラーフィルタ２５４、及びオーバーコート２５６が形成された第２の基板２５１の作製方法を以下に示す。
【０１２８】
まず、第２の基板２５１上に導電膜を形成し、第８のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程を行い、遮光膜２５２を形成する。遮光膜２５２により、各画素間での混色を防止することができる。ただし、遮光膜２５２は設けなくてもよい。
【０１２９】
遮光膜２５２としては、チタン、クロムなどの反射率の低い金属膜、または、黒色顔料や黒色染料が含浸された有機樹脂膜などを用いることができる。
【０１３０】
次に、第２の基板２５１、及び遮光膜２５２の上に、カラーフィルタ２５４を形成する。
【０１３１】
カラーフィルタ２５４については、特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色の波長帯域の光を透過する赤色（Ｒ）のカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過する緑色（Ｇ）のカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過する青色（Ｂ）のカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、公知の材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望の位置に形成する。
【０１３２】
なお、ここでは、ＲＧＢの３色を用いた方法について説明したが、これに限定されず、実施の形態２に示したＲＧＢＹ（黄色）の４色を用いた構成、または、５色以上の構成としてもよい。
【０１３３】
次に、遮光膜２５２、及びカラーフィルタ２５４の上にオーバーコート２５６を形成する。オーバーコート２５６は、アクリル、ポリイミド等の有機樹脂膜により形成することができる。オーバーコート２５６により、カラーフィルタ２５４に含有された不純物成分等を発光層２１８側への拡散を防止することができる。また、オーバーコート２５６は、有機樹脂膜と無機絶縁膜との積層構造としてもよい。無機絶縁膜としては、窒化シリコン、酸化シリコンなどを用いることができる。なお、オーバーコート２５６は、形成しない構成としてもよい。
【０１３４】
以上の工程により、遮光膜２５２、カラーフィルタ２５４、及びオーバーコート２５６が設けられた第２の基板２５１が形成される。
【０１３５】
また、第１の基板２０１と、第２の基板２５１と、をアライメントして張り合わせを行い発光装置とする。これにより、第１の基板２０１に形成された半透過電極層２１９と対向して、特定の波長帯域の光を透過する有色層であるカラーフィルタ２５４が設けられる。また、第１の基板２０１と第２の基板２５１の張り合わせは、特に限定はなく、接着可能な屈折率が大きい透光性の接着剤などを用いて行うことができる。
【０１３６】
以上のように、本実施の形態に示した発光装置は、青色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された青色画素と、緑色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された緑色画素と、赤色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された赤色画素と、発光素子の光学的距離を変更している。各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させることで、色純度の高い発光装置を実現できる。また、青色の波長を射出する発光素子が形成された青色画素のみ透明電極層を用いていないため、マスク枚数の削減、工程数の削減、及びコストの削減を実現できる。
【０１３７】
ここで、本実施の形態に示した白色発光する発光素子と、カラーフィルタと、を組み合わせたトップエミッション構造（以下、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造と省略する）の発光装置と、塗り分け方式により形成した発光素子のトップエミッション構造（以下、塗り分け＋ＴＥ構造）の発光装置について、以下比較を行う。なお、塗りわけ方式とは、各画素にＲＧＢの材料を蒸着法などにより塗り分ける方式である。
【０１３８】
まず、カラー化に対しては、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造の場合、カラーフィルタを用いてカラー化を行う。そのため、カラーフィルタが必要になる。一方、塗り分け＋ＴＥ構造の場合、各画素を蒸着等により塗り分けてカラー化を行うため、カラーフィルタは不要である。しかし、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造では、カラーフィルタが必要であるが、塗り分け＋ＴＥ構造では、塗り分けを行うためにメタルマスク等が必要となる。また、メタルマスクを用いずにインクジェット等を利用して塗り分けを行うことも可能であるが、まだ技術的な課題が多く困難である。なお、メタルマスクを使用した場合、蒸着材料がメタルマスクにも蒸着されてしまうため、材料使用効率が悪く、コストが高いといった課題もある。また、メタルマスクと発光素子とが接触し、発光素子の破壊、または接触によるキズ、パーティクル等が発生するため歩留まりが低下してしまう。
【０１３９】
また、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造の場合、外光反射が低減されるため、偏光板を不要とすることが可能である。一方、塗り分け＋ＴＥ構造においては、外光反射を防ぐための偏光板が必要となる。また、マイクロキャビティを利用した色純度の向上は、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造、及び塗りわけＴＥ構造ともに利用することは可能である。
【０１４０】
次に、画素サイズに対しては、塗りわけ＋ＴＥ構造では、各画素の色を塗り分ける必要がり、画素間に塗り分けに必要な領域を設ける必要がある。そのため、１画素のサイズを大きくすることが出来ない。これによって、開口率が大幅に低減してしまう。一方、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造の場合、画素間に塗り分けに必要な領域を設ける必要がないため、１画素のサイズを大きくすることができ、これに伴い開口率を向上させることができる。
【０１４１】
また、発光装置としては、携帯電話等に用いられる１０インチ以下の中型、または小型の発光装置や、テレビジョン等に用いられる数十〜数百インチの大型の発光装置がある。
【０１４２】
発光装置を大型化する場合、発光装置の製造技術が必要不可欠な要素となる。塗り分け＋ＴＥ構造の場合、塗り分けのためにメタルマスクが必要となり、大型対応のメタルマスクの技術、及び生産設備が確立しておらず困難である。また、仮に大型対応のメタルマスクの技術、及び生産設備が確立したとしても、蒸着材料がメタルマスクにも蒸着されるといった材料使用効率の課題は解決しない。一方、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造の場合、メタルマスクが不要となるため、従来までの生産設備を用いて製造が可能であり好適である。
【０１４３】
また、発光装置の生産性については、発光装置の製造装置が重要な要素となる。例えば、発光素子を複数段の積層構造とする場合、発光装置を製造する装置をインラインまたは、マルチチャンバーとして複数の蒸着源を一度に、または連続して基板に形成することが好ましい。塗りわけ＋ＴＥ構造の場合、各画素の色を塗り分ける必要があるため、所望の位置に形成するためにメタルマスクを交換して形成する必要がある。メタルマスクを交換するために、製造装置をインラインまたは、マルチチャンバーとすることが困難である。一方、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造の場合、メタルマスクを用いる必要がないため、インライン化、またはマルチチャンバー化の製造装置の構成とするのが容易である。
【０１４４】
なお、液晶を用いた表示装置と比較した場合、本実施の形態で示した発光装置は、自発光であるためバックライトが不要であり、コントラストが良く、バックライトを用いないため消費電力を小さくすることができる。また、バックライトを用いないため、薄膜化することが可能であり、同時に重さも軽量化することができる。また、タッチパネルと一体に形成することもできる。
【０１４５】
このように、本実施の一形態である発光装置は、従来までの発光装置と比較して、非常に優れている。
【０１４６】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１４７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、発光装置の一形態である表示装置（表示パネル、または発光パネルともいう）の外観及び断面について、図５を用いて説明する。図５（Ａ）は、第１の基板上に形成された発光素子駆動用トランジスタ、及び発光素子と、第２の基板上に形成された遮光膜、カラーフィルタ、及びオーバーコートと、をシール材によって封止したパネルの平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の破線Ｂ１−Ｂ２における断面図に相当する。
【０１４８】
第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、及び走査線駆動回路４５０４ｂを囲むようにして、シール材４５０５が設けられている。また画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、及び走査線駆動回路４５０４ｂの上に第２の基板４５０６が設けられている。
【０１４９】
なお、第２の基板４５０６上には、遮光膜４５２１、青色のカラーフィルタ４５２２ａ、緑色のカラーフィルタ４５２２ｂ、赤色のカラーフィルタ４５２２ｃ、及びオーバーコート４５２３が設けられている。遮光膜４５２１、青色のカラーフィルタ４５２２ａ、緑色のカラーフィルタ４５２２ｂ、赤色のカラーフィルタ４５２２ｃ、及びオーバーコート４５２３については、先の実施の形態４に示した第２の基板２５１上に形成した手法と同様な手法により形成することができる。
【０１５０】
このような構造とすることで、画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、及び走査線駆動回路４５０４ｂは、第１の基板４５０１とシール材４５０５と第２の基板４５０６とによって、充填材４５０７と共に密封されている。このように外気に曝されないように脱ガスの少ない保護フィルム（貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）やカバー材でパッケージング（封入）することにより、気密性が高く好ましい。
【０１５１】
また、第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、及び走査線駆動回路４５０４ｂは、トランジスタを複数有しており、図５（Ｂ）では、画素部４５０２に含まれるトランジスタ４５１０、トランジスタ４５１１、及びトランジスタ４５１２と、信号線駆動回路４５０３ａに含まれるトランジスタ４５０９とを例示している。
【０１５２】
トランジスタ４５０９乃至トランジスタ４５１２は、実施の形態４で示したトランジスタ２３０と同様な手法により形成することができる。
【０１５３】
また、発光層４５１５に接する反射電極層４５１３は各発光素子に設けられており、トランジスタ４５１０、トランジスタ４５１１、及びトランジスタ４５１２のソース電極またはドレイン電極とそれぞれが電気的に接続されている。なお、発光層４５１５の構成は、実施の形態３で示した素子構成を適用することができる。
【０１５４】
また、青色のカラーフィルタ４５２２ａの下に位置する発光素子は、反射電極層４５１３、発光層４５１５、及び半透過電極層４５１６により形成されており、緑色のカラーフィルタ４５２２ｂの下に位置する発光素子は、反射電極層４５１３、第１の透明電極層４５１４ａ、発光層４５１５、及び半透過電極層４５１６により形成されており、赤色のカラーフィルタ４５２２ｃの下に配置する発光素子は、反射電極層４５１３、第２の透明電極層４５１４ｂ、発光層４５１５、及び半透過電極層４５１６により形成されている。
【０１５５】
このように、各色（青、緑、赤）のカラーフィルタの下に位置する発光素子の構成が異なっている。各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させ、増強したスペクトルの発光がカラーフィルタを透過することにより、さらに色純度の高い発光が得られる。
【０１５６】
隔壁４５２０は、有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成する。特に感光性の材料を用い、反射電極層４５１３、第１の透明電極層４５１４ａ、及び第２の透明電極層４５１４ｂ上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【０１５７】
発光層４５１５は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。また、発光層４５１５に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が侵入しないように、半透過電極層４５１６上に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等を形成することができる。
【０１５８】
また、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂ、または画素部４５０２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４５１８から供給されている。
【０１５９】
また、接続端子電極４５１７は、トランジスタ４５１０、トランジスタ４５１１、及びトランジスタ４５１２が有するソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜から形成され、端子電極４５２５は、トランジスタ４５１０、トランジスタ４５１１、及びトランジスタ４５１２が有するゲート電極と同じ導電膜から形成されている。
【０１６０】
接続端子電極４５１７は、ＦＰＣ４５１８が有する端子と、異方性導電膜４５１９を介して電気的に接続されている。
【０１６１】
発光層４５１５からの光は、第２の基板４５０６側から射出される。そのため、第２の基板４５０６は、透光性を持たせる必要があり、例えば、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムのような材料を用いる。
【０１６２】
また、充填材４５０７としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。例えば充填材として窒素を用いればよい。
【０１６３】
また、必要であれば、第２の基板４５０６に偏光板、又は円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）などの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
【０１６４】
信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、及び走査線駆動回路４５０４ｂは、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜によって形成された駆動回路で実装されていてもよい。また、信号線駆動回路のみ、或いは一部、又は走査線駆動回路のみ、或いは一部のみを別途形成して実装しても良く、図５の構成に限定されない。
【０１６５】
以上のように、本実施の形態に示した発光装置は、青色のカラーフィルタの下に位置する発光素子と、緑色のカラーフィルタの下に位置する発光素子と、赤色のカラーフィルタの下に位置する発光素子と、で光学的距離を変更している。各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させることで、色純度の高い発光装置を実現できる。また、青色のカラーフィルタの下に位置する発光素子のみ透明電極層を用いていないため、マスク枚数の削減、工程数の削減、及びコストの削減を実現できる。
【０１６６】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１６７】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１乃至５に示す発光装置を含む電子機器について説明する。
【０１６８】
実施の形態１乃至５に示した発光装置を有する電子機器の一例として、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図６に示す。
【０１６９】
図６（Ａ）はテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置は、表示部９１０３は、実施の形態１乃至実施の形態５に示した発光装置を用いることによって作製される。マイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させた発光装置をテレビ装置の表示部９１０３に搭載することで、色純度の高いテレビ装置を提供することができる。
【０１７０】
図６（Ｂ）はコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータは、表示部９２０３に実施の形態１乃至実施の形態５に示した発光装置を用いることによって作製される。マイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させた発光装置をコンピュータの表示部９２０３に搭載することで、色純度の高い表示部を用いたコンピュータを提供することができる。
【０１７１】
図６（Ｃ）は携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話は、表示部９４０３が実施の形態１乃至実施の形態５に示した発光装置を用いることによって作製される。マイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させた発光装置を携帯電話の表示部９４０３に搭載することで、色純度の高い表示部を用いた携帯電話を提供することができる。
【０１７２】
図６（Ｄ）はデジタルビデオカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このデジタルビデオカメラは、表示部９５０２は、実施の形態１乃至実施の形態５に示した発光装置を用いることによって作製される。マイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させた発光装置をデジタルビデオカメラの表示部９５０２に搭載することで、色純度の高い表示部を用いたデジタルビデオカメラを提供することができる。
【０１７３】
以上のように、実施の形態１乃至５に示した発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０１７４】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１７５】
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態４に示した発光装置を用いた、発光装置の一例について図９を用いて説明する。
【０１７６】
図９に示す発光装置は、図４に示した発光装置３００と、スイッチング用液晶パネル３０１とを組み合わせて構成された発光装置の画素の一部分に相当する断面図である。
【０１７７】
スイッチング用液晶パネル３０１は、所謂視差バリアとして機能する。スイッチング用液晶パネル３０１を用いることにより、発光装置３００からの発光の一部を特定方向にのみ射出させることで、３Ｄ（立体三次元）表示を行う発光装置とすることができる。
【０１７８】
なお、本実施の形態において、視差バリアとは、発光装置３００からの発光に対して、遮光領域（バリア領域）を設けることによって、特定の視野角が与えられ、右目用と左目用とで異なる空間領域に発光が得られ、各々の目に対応する像のみが観察者に認識されることによって、３Ｄ表示とすることができる。また、遮光領域を設けない場合は、２Ｄ表示とすることができ、スイッチング用液晶パネル３０１により３Ｄ／２Ｄ表示の切り替えを行うことができる。
【０１７９】
発光装置３００は、実施の形態４に示した発光装置であり、第１の基板２０１と、第２の基板２５１との間に、青色画素２４０ａ、緑色画素２４０ｂ、及び赤色画素２４０ｃが形成されている。また、第１の基板２０１上には、発光素子の駆動を制御するトランジスタ２３０と、トランジスタ２３０に電気的に接続された反射電極層２１４と、を有している。
【０１８０】
なお、本実施の形態において、青色画素２４０ａは、青色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された構成であり、緑色画素２４０ｂは、緑色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された構成であり、赤色画素２４０ｃは、赤色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された構成である。
【０１８１】
青色画素２４０ａにおいては、青色の領域に発光強度を有する発光素子として、反射電極層２１４の上に発光層２１８が直接形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。また、緑色画素２４０ｂにおいては、緑色の領域に発光強度を有する発光素子として、反射電極層２１４の上に第１の透明電極層２２０ａが形成され、第１の透明電極層２２０ａの上に発光層２１８が形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。また、赤色画素２４０ｃにおいては、赤色の領域に発光強度を有する発光素子として、反射電極層２１４の上に第２の透明電極層２２０ｂが形成され、第２の透明電極層２２０ｂの上に発光層２１８が形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。
【０１８２】
このように、各画素（青色画素２４０ａ、緑色画素２４０ｂ、赤色画素２４０ｃ）の発光素子で反射電極層２１４と半透過電極層２１９の間の構成が異なる。
【０１８３】
また、第２の基板２５１は、第２の基板２５１の上に、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜２５２と、カラーフィルタ２５４と、オーバーコート２５６を有している。カラーフィルタ２５４は、有色層であり、各発光素子からの発光の色（青、緑、赤）に対応する光を透過し、発光層２１８からの光を第２の基板２５１側に射出する。
【０１８４】
このように、各画素（青色画素２４０ａ、緑色画素２４０ｂ、赤色画素２４０ｃ）の発光素子で反射電極層２１４と半透過電極層２１９の光路長を変えることで光学的距離が異なっていると言える。この光学的距離は、各画素の発光素子が必要なスペクトルが共振効果により増幅される光路長とすればよい。また、青色画素２４０ａに配置された青色の領域に発光強度を有する発光素子のみ、反射電極層２１４の上に発光層２１８が直接形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。すなわち、透明電極層（第１の透明電極層２２０ａ、及び第２の透明電極層２２０ｂ）が形成されない。
【０１８５】
このような構造とすることにより、青色画素２４０ａに形成する透明電極層が不要となるため、マスク枚数の削減、工程数の削減、及びコストの削減が実現できる。
【０１８６】
また、スイッチング用液晶パネル３０１は、第３の基板３０２と第４の基板３０４の間に液晶層３１０が挟持され、第３の基板３０２には、共通電極３０６が形成され、第４の基板３０４には、パターニングされたパターン電極３０８が形成されている。また、第３の基板３０２と第４の基板３０４には、それぞれ偏光板３１２ａ、及び３１２ｂが形成されている。
【０１８７】
第３の基板３０２、及び第４の基板３０４としては、透光性の材料により形成することができ、例えば、ガラス基板などを用いることができる。共通電極３０６、及びパターン電極３０８は透光性の導電性材料を用いることができ、例えばＩＴＯを用いることができる。なお、パターン電極３０８は所望の形状となるように適宜形状を調整する。また、液晶層３１０、偏光板３１２ａ、及び偏光板３１２ｂとしては、公知の材料を用いて形成することができる。
【０１８８】
発光装置３００とスイッチング用液晶パネル３０１を貼り合わせることにより、３Ｄ表示が行える発光装置とすることができる。なお、発光装置３００とスイッチング用液晶パネル３０１との間には、スペーサーとしての透明層（アクリル樹脂など）を挿入し、最適な距離が保たれるようにしてもよい。
【０１８９】
また、スイッチング用液晶パネル３０１は、パターン電極３０８へ電圧を印加することで、パターン電極３０８が形成された領域を遮光領域とすることができる。すなわち、発光装置３００からの発光を一部分遮光し、視差バリアとして機能する。一方、パターン電極３０８へ電圧無印加時は、パターン電極３０８が形成された領域を透過領域とすることができる。すなわち、発光装置３００からの発光は全て透過される。すなわち、パターン電極３０８に電圧印加時には、３Ｄ表示となり、パターン電極３０８に電圧無印加時には２Ｄ表示が可能となる。
【０１９０】
このように、本発明の発光装置は、スイッチング用液晶パネルと組み合わせることにより、３Ｄ表示を行う発光装置として使用することが出来る。
【０１９１】
以上のように、本実施の形態に示した発光装置は、各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させることで、色純度の高い発光装置を実現できる。また、スイッチング用液晶パネルと組み合わせることにより、３Ｄ表示と２Ｄ表示の切り替えが可能な発光装置とすることもできる。
【０１９２】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例１】
【０１９３】
本実施例では、実施の形態１の図１（Ｂ）に示した発光素子、及び図１（Ｂ）に示した発光素子にカラーフィルタを付けた発光素子を作製し、各発光素子の発光スペクトルの評価を行った。
【０１９４】
本実施例で作製した発光素子は、透明電極層の有無、透明電極層の膜厚、及び、カラーフィルタ有無の条件振りを行い発光素子１乃至発光素子６の発光素子を作製した。
【０１９５】
発光素子１は、反射電極層上に直接発光層を形成し、発光層からの発光スペクトルに対して、マイクロキャビティを利用して青色の発光強度を高めた発光素子であり、発光素子２は、反射電極層上に透明電極層を３０ｎｍ形成し、発光層からの発光スペクトルに対して、マイクロキャビティを利用して緑色の発光強度を高めた発光素子であり、発光素子３は、反射電極層上に透明電極層を７０ｎｍ形成し、発光層からの発光スペクトルに対して、マイクロキャビティを利用して赤色の発光強度を高めた発光素子であり、発光素子１にカラーフィルタを設けた構造、発光素子２にカラーフィルタを設けた構造、発光素子３にカラーフィルタを設けた構造が、それぞれ発光素子４、発光素子５、発光素子６である。本実施例で作製した発光素子１乃至６の構造を表１に示す。
【０１９６】
【表１】
【０１９７】
発光素子１乃至発光素子６は、全て同一の発光層として発光層Ａを用いた。なお、本実施例で作製した発光層Ａは、三波長型白色の積層素子（タンデム素子ともいう）である。発光層Ａの構造を表２に示す。
【０１９８】
【表２】
【０１９９】
なお、発光素子１乃至発光素子６は、透明電極層、及びカラーフィルタ以外の構成は全て同一である。
【０２００】
発光素子１乃至発光素子６の作製方法について、以下説明を行う。
【０２０１】
（発光素子１）
まず、ガラス基板上に、Ａｌ−ＴｉとＴｉをスパッタリング法にて連続して成膜し、反射電極層を形成した。なお、膜厚は、Ａｌ−Ｔｉ＝２００ｎｍ、Ｔｉ＝６ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。なお、Ａｌ−Ｔｉ上のＴｉ（６ｎｍ）は、少なくとも一部が酸化している。
【０２０２】
次に、発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０２０３】
次に、反射電極層が形成された面が下方となるように真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、反射電極層上に、発光層Ａを形成した。
【０２０４】
発光層Ａとして、まず、９−［４−（９―フェニルカルバゾール−３−イル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＰＣｚＰＡ、下記構造式（１００））と酸化モリブデンを共蒸着することで、正孔注入層を形成した。その膜厚は、３０ｎｍとし、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンの比率は、重量比で１：０．５（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２０５】
【化１】
【０２０６】
次に、正孔注入層上に、ＰＣｚＰＡ（略称）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の正孔輸送層を形成した。
【０２０７】
次に、第１の正孔輸送層上に、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ、下記構造式（１０１））と、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、下記構造式（１０２））とを共蒸着することで、第１の発光層を形成した。その膜厚は３０ｎｍとし、ＣｚＰＡ（略称）と１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ（略称）の比率は、重量比で１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように調節した。
【０２０８】
【化２】
【０２０９】
次に、第１の発光層上に、ＣｚＰＡ（略称）を５ｎｍの膜厚となるように成膜して第１の電子輸送層を形成した。次に、第１の電子輸送層上に、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ、下記構造式（１０３））を１５ｎｍの膜厚となるように成膜して第２の電子輸送層を形成した。
【０２１０】
【化３】
【０２１１】
次に、第２の電子輸送層上に、電荷発生層を形成した。電荷発生層としては、第２の電子輸送層から順にＣａ＝１ｎｍ、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ、下記構造式（１０４））＝２ｎｍ、ＰＣｚＰＡ（略称）と酸化モリブデンを共蒸着した膜（重量比で１：０．５＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）＝３０ｎｍを形成した。
【０２１２】
【化４】
【０２１３】
次に、電荷発生層上に、第２の正孔輸送層として、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ、下記構造式（１０５））を２０ｎｍの膜厚となるように形成した。
【０２１４】
【化５】
【０２１５】
その後、第２の正孔輸送層上に第２の発光層を形成した。第２の発光層は、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ、下記構造式（１０６））、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ、下記構造式（１０７））、及び（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］、下記構造式（１０８））を共蒸着し形成した。ここで、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）、ＰＣＢＡ１ＢＰ（略称）及び［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］（略称）の重量比は、０．８：０．２：０．０６（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］となるように調節した。また、第２の発光層の膜厚は２０ｎｍとした。
【０２１６】
【化６】
【０２１７】
次に、第２の発光層上に第３の発光層を形成した。第３の発光層は、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）と、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）、下記構造式（１０９））を共蒸着することで形成した。その膜厚は、２０ｎｍとし、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）と、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）（略称）の比率は、重量比で１：０．０２（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））となるように調整した。
【０２１８】
【化７】
【０２１９】
その後、第３の発光層上に第３の電子輸送層として、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）を１５ｎｍとなるように成膜した。
【０２２０】
その後、第３の電子輸送層上にＢＰｈｅｎ（略称）を膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、第４の電子輸送層を形成した。
【０２２１】
さらに、第４の電子輸送層上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層を形成した。
【０２２２】
次に、第１の半透過電極層として、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、１０ｎｍとし、ＡｇとＭｇの比率は、体積比で１０：１（＝Ａｇ：Ｍｇ）となるように調節した。
【０２２３】
最後に、第２の半透過電極層として、ＩＴＯを５０ｎｍの膜厚となるように成膜することで、本実施例の発光素子１を作製した。
【０２２４】
次に、以下に本実施例の発光素子２の作製方法を示す。なお、発光素子２は、発光素子１と同様の構成部分については、説明を省略する。
【０２２５】
（発光素子２）
まず、ガラス基板上に、Ａｌ−ＴｉとＴｉをスパッタリング法にて連続して成膜し、反射電極層を形成した。なお、膜厚は、Ａｌ−Ｔｉ＝２００ｎｍ、Ｔｉ＝６ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。なお、Ａｌ−Ｔｉ上のＴｉ（６ｎｍ）は、少なくとも一部が酸化している。
【０２２６】
その後、酸化インジウム酸化スズ合金に酸化シリコンを含ませたターゲット（略称：ＩＴＯ−ＳｉＯ２、ターゲット組成比：Ｉｎ２Ｏ３：ＳｎＯ２：ＳｉＯ２＝８５：１０：５［重量％］）を用いて、スパッタリング法にて透明電極層としてＩＴＯ−ＳｉＯ２を形成した。なお、ＩＴＯ−ＳｉＯ２の膜厚は３０ｎｍとし、反射電極層と透明電極層の電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０２２７】
次に、発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０２２８】
次に、透明電極層が形成された面が下方となるように真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、透明電極層上に、発光層Ａを形成する。なお、発光層Ａの作製方法は発光素子１と同様である。
【０２２９】
発光層Ａ形成後に、第１の半透過電極層として、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、１０ｎｍとし、ＡｇとＭｇの比率は、体積比で１０：１（＝Ａｇ：Ｍｇ）となるように調節した。
【０２３０】
最後に、第２の半透過電極層として、ＩＴＯを５０ｎｍの膜厚となるように成膜することで、本実施例の発光素子２を作製した。
【０２３１】
次に、以下に本実施例の発光素子３の作製方法を示す。なお、発光素子３は、発光素子１と同様の構成部分については、説明を省略する。
【０２３２】
（発光素子３）
まず、ガラス基板上に、Ａｌ−ＴｉとＴｉをスパッタリング法にて連続して成膜し、反射電極層を形成した。なお、膜厚は、Ａｌ−Ｔｉ＝２００ｎｍ、Ｔｉ＝６ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。なお、Ａｌ−Ｔｉ上のＴｉ（６ｎｍ）は、少なくとも一部が酸化している。
【０２３３】
その後、酸化インジウム酸化スズ合金に酸化シリコンを含ませたターゲット（略称：ＩＴＯ−ＳｉＯ２、ターゲット組成比：Ｉｎ２Ｏ３：ＳｎＯ２：ＳｉＯ２＝８５：１０：５［重量％］）を用いて、スパッタリング法にて透明電極層としてＩＴＯ−ＳｉＯ２を形成した。なお、ＩＴＯ−ＳｉＯ２の膜厚は７０ｎｍとし、反射電極層と透明電極層の電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０２３４】
次に、発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０２３５】
次に、透明電極層が形成された面が下方となるように真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、透明電極層上に、発光層Ａを形成する。なお、発光層Ａの作製方法は発光素子１と同様である。
【０２３６】
発光層Ａ形成後に、第１の半透過電極層として、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、１０ｎｍとし、ＡｇとＭｇの比率は、体積比で１０：１（＝Ａｇ：Ｍｇ）となるように調節した。
【０２３７】
最後に、第２の半透過電極層として、ＩＴＯを５０ｎｍの膜厚となるように成膜することで、本実施例の発光素子３を作製した。
【０２３８】
次に、以下に本実施例の発光素子４の作製方法を示す。
【０２３９】
（発光素子４）
発光素子１と同様の手法により、第２の半透過電極層までの形成を行い、その後カラーフィルタとしてスピンコート法により青色の波長領域の光を透過するカラーフィルタを形成し、本実施例の発光素子４を形成した。
【０２４０】
次に、以下に本実施例の発光素子５の作製方法を示す。
【０２４１】
（発光素子５）
発光素子２と同様の手法により、第２の半透過電極層までの形成を行い、その後カラーフィルタとしてスピンコート法により緑色の波長領域の光を透過するカラーフィルタを形成し、本実施例の発光素子５を形成した。
【０２４２】
次に、以下に本実施例の発光素子６の作製方法を示す。
【０２４３】
（発光素子６）
発光素子３と同様の手法により、第２の半透過電極層までの形成を行い、その後カラーフィルタとしてスピンコート法により赤色の波長領域の光を透過するカラーフィルタを形成し、本実施例の発光素子６を形成した。
【０２４４】
なお、本実施例においては、反射電極層、または反射電極層と透明電極層が陽極として機能し、第１の半透過電極層と第２の半透過電極層が陰極として機能する。
【０２４５】
発光素子１乃至発光素子３に電流を流した際の発光スペクトルを、図７（Ａ）に示す。図７（Ａ）から、発光素子１の発光スペクトルは、４６４ｎｍに大きいピークと、５３２ｎｍに小さいピークを有している。発光素子２は、５３７ｎｍに大きいピークを有している。発光素子３は、５２０〜６２０ｎｍに大きいピークと、４６３ｎｍに小さいピークを有している。
【０２４６】
このように、発光素子１乃至発光素子３の素子構成において、反射電極層と発光層の間に透明電極層の有無、及び透明電極層の膜厚を調整することにより、所望のスペクトルの発光強度を高めることができることが確認できた。
【０２４７】
次に、発光素子４乃至発光素子６に電流を流した際の発光スペクトルを、図７（Ｂ）に示す。図７（Ｂ）から、発光素子４の発光スペクトルは、４６３ｎｍに大きいピークを有している。発光素子５は、５３９ｎｍに大きいピークを有している。発光素子６は、６１７ｎｍに大きいピークを有している。
【０２４８】
このように、発光素子４乃至発光素子６の素子構成において、反射電極層と発光層の間に透明電極層の有無、及び膜厚を調整することにより、所望のスペクトルの発光強度を高めることができることが確認できた。また、カラーフィルタと組み合わせることで、更にスペクトルが狭線化されている。なお、発光素子４乃至発光素子６のＣＩＥ色度座標（ｘ，ｙ）を測定した結果、発光素子４は、（ｘ，ｙ）＝（０．１４，０．１２）であり純青色発光が得られた。発光素子５は、（ｘ，ｙ）＝（０．２９，０．６９）であり純緑色発光が得られた。発光素子６は、（ｘ，ｙ）＝（０．６７，０．３３）であり、純赤色発光が得られた。また、この時のＮＴＳＣ比は８６％であり、高い色再現性が実現できている。
【０２４９】
以上のように、本実施例においては、反射電極層と発光層の間に透明電極層の有無、及び透明電極層の膜厚を調整することにより、所望のスペクトルの発光強度を高めることができることが確認できた。また、カラーフィルタを用いることにより、さらに、スペクトルが狭線化された。このように、所望の領域の発光強度を高めることにより、発光装置からの発光の色純度を高めることができる。
【０２５０】
本実施例は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２５１】
（比較例１）
上記実施例１で示した発光素子１乃至発光素子６と比較のために、マイクロキャビティを行わない比較用発光素子を作製し、発光スペクトルの評価を行った。
【０２５２】
比較用発光素子は、反射電極層と、第２の半透過電極層との間に透明電極層、及び第１の半透過電極層を設けない構造である。すなわち、反射電極層と第２の半透過電極層との間でマイクロキャビティが行われない。また、カラーフィルタは設けていない。比較用発光素子の構造を表３に示す。
【０２５３】
【表３】
【０２５４】
比較用発光素子の発光層は、実施例１で示した発光素子１乃至発光素子６と構造が一部異なる発光層Ｂを用いた。発光層Ｂの構造を表４に示す。
【０２５５】
【表４】
【０２５６】
比較用発光素子の作製方法について、以下説明を行う。
【０２５７】
（比較用発光素子）
まず、ガラス基板上に、Ａｌ−ＴｉとＴｉをスパッタリング法にて連続して成膜し、反射電極層を形成した。なお、膜厚は、Ａｌ−Ｔｉ＝２００ｎｍ、Ｔｉ＝６ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。なお、Ａｌ−Ｔｉ上のＴｉ（６ｎｍ）は、少なくとも一部が酸化している。
【０２５８】
次に、発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０２５９】
次に、反射電極層が形成された面が下方となるように真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、反射電極層上に、発光層Ｂを形成した。
【０２６０】
発光層Ｂとして、まず、９−［４−（９―フェニルカルバゾール−３−イル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＰＣｚＰＡ、下記構造式（１００））と酸化モリブデンを共蒸着することで、正孔注入層を形成した。その膜厚は、１７０ｎｍとし、ＰＣｚＰＡ（略称）と酸化モリブデンの比率は、重量比で１：０．５（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２６１】
【化８】
【０２６２】
次に、正孔注入層上に、ＰＣｚＰＡ（略称）を２５ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の正孔輸送層を形成した。
【０２６３】
第１の正孔輸送層上に、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ、下記構造式（１０１））と、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、下記構造式（１０２））とを共蒸着することで、第１の発光層を形成した。その膜厚は３０ｎｍとし、ＣｚＰＡ（略称）と１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ（略称）の比率は、重量比で１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように調節した。
【０２６４】
【化９】
【０２６５】
次に、第１の発光層上に、ＣｚＰＡ（略称）を５ｎｍの膜厚となるように成膜して第１の電子輸送層を形成した。次に、第１の電子輸送層上に、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ、下記構造式（１０３））を１５ｎｍの膜厚となるように成膜して第２の電子輸送層を形成した。
【０２６６】
【化１０】
【０２６７】
次に、第２の電子輸送層上に、第１の電荷発生層を形成した。第１の電荷発生層としては、第２の電子輸送層から順にＣａ＝１ｎｍ、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ、下記構造式（１０４））＝２ｎｍ、ＰＣｚＰＡ（略称）と酸化モリブデンを共蒸着した膜（重量比で１：０．５＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）＝１８０ｎｍを形成した。
【０２６８】
【化１１】
【０２６９】
次に、第１の電荷発生層上に、第２の正孔輸送層として、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ、下記構造式（１０５））を２０ｎｍの膜厚となるように形成した。
【０２７０】
【化１２】
【０２７１】
その後、第２の正孔輸送層上に第２の発光層を形成した。第２の発光層は、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ、下記構造式（１０６））、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ、下記構造式（１０７））、及び（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］、下記構造式（１０８））を共蒸着し形成した。ここで、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）、ＰＣＢＡ１ＢＰ（略称）及び［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］（略称）の重量比は、０．８：０．２：０．０６（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］となるように調節した。また、第２の発光層の膜厚は２０ｎｍとした。
【０２７２】
【化１３】
【０２７３】
次に、第２の発光層上に第３の発光層を形成した。第３の発光層は、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）と、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）、下記構造式（１０９））を共蒸着することで形成した。その膜厚は、２０ｎｍとし、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）と、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）（略称）の比率は、重量比で１：０．０２（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））となるように調整した。
【０２７４】
【化１４】
【０２７５】
次に、第３の発光層上に第３の電子輸送層として、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）を１５ｎｍとなるように成膜した。
【０２７６】
次に、第３の電子輸送層上にＢＰｈｅｎ（略称）を膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、第４の電子輸送層を形成した。
【０２７７】
次に、第４の電子輸送層上に、第２の電荷発生層を形成した。第２の電荷発生層としては、第４の電子輸送層から順にＣａ＝１ｎｍ、ＣｕＰｃ＝２ｎｍ、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンを共蒸着した膜（重量比で１：０．５＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）＝１０ｎｍを形成した。
【０２７８】
最後に、第２の半透過電極層として、ＩＴＯを１１０ｎｍの膜厚となるように成膜することで、比較用発光素子を作製した。
【０２７９】
なお、比較用発光素子は、反射電極層が陽極として機能し、第２の半透過電極層が陰極として機能する。
【０２８０】
比較用発光素子に電流を流した際の発光スペクトルを、図８に示す。図８から、比較用発光素子の発光スペクトルは、４７０ｎｍと５７１ｎｍに大きいピークを有している。このように、比較用発光素子は、４３０ｎｍから６８０ｎｍの広い範囲に発光強度を有し、全体的にブロードなピークであることがわかる。
【０２８１】
比較用発光素子に対し、本発明の一実施例である発光素子１乃至発光素子６の発光スペクトルは、反射電極層と発光層の間に透明電極層の有無、及び透明電極層の膜厚を調整することにより、所望のスペクトルの発光強度を高めることができることが確認できた。
【符号の説明】
【０２８２】
１０２ 反射電極層
１０４ａ 透明電極層
１０４ｂ 透明電極層
１０４ｃ 透明電極層
１０６ 発光層
１０６ａ 電荷発生層
１０８ 半透過電極層
１５０ａ 発光素子
１５０ｂ 発光素子
１５０ｃ 発光素子
１５０ｄ 発光素子
２０１ 基板
２０２ ゲート電極層
２０４ ゲート絶縁層
２０６ 半導体層
２０８ ソース電極層及びドレイン電極層
２１０ 絶縁層
２１２ 絶縁層
２１４ 反射電極層
２１６ 隔壁
２１８ 発光層
２１９ 半透過電極層
２２０ａ 透明電極層
２２０ｂ 透明電極層
２３０ トランジスタ
２４０ａ 青色画素
２４０ｂ 緑色画素
２４０ｃ 赤色画素
２５１ 基板
２５２ 遮光膜
２５４ カラーフィルタ
２５６ オーバーコート
２６０ 空間
３００ 発光装置
３０１ スイッチング用液晶パネル
３０２ 基板
３０４ 基板
３０６ 共通電極
３０８ パターン電極
３１０ 液晶層
３１２ａ 偏光板
３１２ｂ 偏光板
４５０１ 基板
４５０２ 画素部
４５０３ａ 信号線駆動回路
４５０３ｂ 信号線駆動回路
４５０４ａ 走査線駆動回路
４５０４ｂ 走査線駆動回路
４５０５ シール材
４５０６ 基板
４５０７ 充填材
４５０９ トランジスタ
４５１０ トランジスタ
４５１１ トランジスタ
４５１２ トランジスタ
４５１３ 反射電極層
４５１４ａ 透明電極層
４５１４ｂ 透明電極層
４５１５ 発光層
４５１６ 半透過電極層
４５１７ 接続端子電極
４５１８ ＦＰＣ
４５１９ 異方性導電膜
４５２０ 隔壁
４５２１ 遮光膜
４５２２ａ カラーフィルタ
４５２２ｂ カラーフィルタ
４５２２ｃ カラーフィルタ
４５２３ オーバーコート
４５２５ 端子電極
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
９５０１ 本体
９５０２ 表示部
９５０３ 筐体
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ リモコン受信部
９５０６ 受像部
９５０７ バッテリー
９５０８ 音声入力部
９５０９ 操作キー
９５１０ 接眼部
【技術分野】
【０００１】
発明の一態様は、エレクトロルミネッセンスを利用した発光装置に関する。また、該発光装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
【０００３】
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた発光装置は、視認性に優れ、バックライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製でき、応答速度が高いなどの利点も有する。
【０００４】
例えば、上述の発光素子をアクティブマトリクス型の発光装置に適用する場合、発光を制御するトランジスタ等が形成された基板上に発光素子を形成することがあるが、このように、発光素子からの発光をトランジスタ等が形成された基板を通して外部へ取り出す構造（ボトムエミッション構造）では、配線やトランジスタ等によって、開口率が低くなってしまうという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するため、素子基板とは反対側から光を取り出す構造（トップエミッション構造）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。トップエミッション構造を用いることにより、開口率を向上させることが可能であり、光の取り出し効率を増大させることができ、消費電力や高精細化では有利となる。
【０００６】
また、発光素子からの光の取り出し効率を改善するために、一対の電極間で光の共振効果を利用した微小光共振器（マイクロキャビティ）を採用し、特定波長における光強度を増加させる方法（例えば、特許文献２参照）や、一画素内にキャビティ長の異なる領域を設けて、発光素子の視野角依存性を改善する構造などが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−０４３９８０号公報
【特許文献２】特開平０６−２７５３８１号公報
【特許文献３】特開２００６−０３２３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２、及び特許文献３においては、マイクロキャビティを利用するために、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対して、一対の電極間に配置されている透明導電膜や透明絶縁層の厚さを調整する必要があった。そのため、各色でパターニングやエッチング工程などが必要となり、マスク枚数の増加、及び工程の増加といった問題があり最適な構造になっていない。
【０００９】
上記問題に鑑み、本明細書等において開示する発明の一態様は、一対の電極間で光の共振効果を利用した発光装置において、マスク枚数の増加、及び工程の増加を低減し、簡単な構成で発光素子からの発光の色純度を高めた発光素子、発光装置、及び発光装置を用いた電子機器を提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、反射電極層と、半透過電極層と、反射電極層と半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第３の発光素子を、有し、第１の発光素子は、反射電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第２の発光素子は、反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、第１の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第３の発光素子は、反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、第２の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第１の透明電極層と第２の透明電極層の膜厚が異なることを特徴とする発光装置である。
【００１１】
本発明の他の一態様は、反射電極層と、半透過電極層と、反射電極層と半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第４の発光素子を、有し、第１の発光素子は、反射電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第２の発光素子は、反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、第１の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第３の発光素子は、反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、第２の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第４の発光素子は、反射電極層に接して第３の透明電極層が形成され、第３の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第１の透明電極層と第２の透明電極層と第３の透明電極層の膜厚が異なることを特徴とする発光装置である。
【００１２】
本発明の他の一態様は、反射電極層と、半透過電極層と、反射電極層と半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第３の発光素子と、半透過電極層と対向して設けられた特定波長帯域の光を透過する有色層と、を有し、第１の発光素子は、反射電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第２の発光素子は、反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、第１の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第３の発光素子は、反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、第２の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第１の透明電極層と第２の透明電極層の膜厚が異なることを特徴とする発光装置である。
【００１３】
本発明の他の一態様は、反射電極層と、半透過電極層と、反射電極層と半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第４の発光素子と、半透過電極層と対向して設けられた特定波長帯域の光を透過する有色層と、を有し、第１の発光素子は、反射電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第２の発光素子は、反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、第１の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第３の発光素子は、反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、第２の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第４の発光素子は、反射電極層に接して第３の透明電極層が形成され、第３の透明電極層に接して発光層が形成され、発光層に接して半透過電極層が形成され、第１の透明電極層と第２の透明電極層と第３の透明電極層の膜厚が異なることを特徴とする発光装置である。
【００１４】
上記各構成において、第１の発光素子からの発光は、青色の領域に発光強度を有し、第２の発光素子からの発光は、緑色の領域に発光強度を有し、第３の発光素子からの発光は、赤色の領域に発光強度を有し、第４の発光素子からの発光は、黄色の領域に発光強度を有していてもよい。
【００１５】
上記各構成において、発光層は、正孔注入層と、正孔輸送層と、電子輸送層と、電子注入層と、を有していてもよい。また、発光層からの発光は、白色発光が得られてもよい。また、半透過電極層は、酸化インジウム、銀、マグネシウムを含む材料により形成されてもよい。
【００１６】
また、上記構成において、正孔注入層は、酸化モリブデンを含んでいてもよい。
【００１７】
また、上記各構成において、発光層の発光は、半透過電極層を透過して取り出される。
【００１８】
また、本発明の他の一態様は、上記各構成を有する発光装置を用いた電子機器である。
【００１９】
なお、本明細書等において、発光装置には、画像表示デバイスや、発光デバイス、光源、照明等が含まれる。また、発光装置は、発光素子が形成されたパネルにコネクタ（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）等を取り付けたモジュールをも含むものとする。
【００２０】
また、本明細書等において、発光素子とは、一対の電極（反射電極層と、半透過電極層）により挟持された発光層を含む構成である。一対の電極間に発光層以外にも機能層や、透明電極層等が挟持されていても構わない。
【００２１】
また、本明細書等において、発光装置とは、複数の発光素子が形成された構成も発光装置とする。
【００２２】
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合をなどをも含む。
【００２３】
また、「ソース」や「ドレイン」の機能は、極性の異なるトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【発明の効果】
【００２４】
一対の電極間で光の共振効果を利用した発光装置において、マスク枚数の増加、及び工程の増加を低減し、簡単な構成で発光素子からの発光の色純度を高めた発光装置を提供することができる。
【００２５】
また、このような発光装置を用いた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】発光素子を説明する図。
【図２】発光素子を説明する図。
【図３】発光素子を説明する図。
【図４】発光装置を説明する図。
【図５】発光装置を説明する図。
【図６】発光装置を用いた電子機器を説明する図。
【図７】本発明の一態様である発光素子の発光スペクトル。
【図８】比較用発光素子の発光スペクトル。
【図９】発光装置を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定されず、本明細書などにおいて開示する発明の趣旨から逸脱することなく形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異なる実施の形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００２８】
なお、図面などにおいて示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面などに開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００２９】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの序数は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００３０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の発光装置一態様について、図１（Ａ）、及び図１（Ｂ）を用いて説明する。
【００３１】
図１（Ａ）に示す発光装置は、本発明の概念を表す断面図であり、第１の発光素子１５０ａ、第２の発光素子１５０ｂ、及び第３の発光素子１５０ｃにより構成されている。また、第１の発光素子１５０ａは、反射電極層１０２に接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。また、第２の発光素子１５０ｂは、反射電極層１０２に接して第１の透明電極層１０４ａが形成され、第１の透明電極層１０４ａに接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。また、第３の発光素子１５０ｃは、反射電極層１０２に接して第２の透明電極層１０４ｂが形成され、第２の透明電極層１０４ｂに接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。すなわち、反射電極層と、半透過電極層と、反射電極層と半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第３の発光素子を有した発光装置である。また、図１（Ａ）に示すように第１の透明電極層１０４ａと、第２の透明電極層１０４ｂの膜厚が異なる。
【００３２】
また、第１の発光素子１５０ａは、青色の領域に発光強度を有し、第２の発光素子１５０ｂは、緑色の領域に発光強度を有し、第３の発光素子１５０ｃは、赤色の領域に発光強度を有している。
【００３３】
なお、本明細書等においては、青色の領域に発光強度を有するとは、４５０〜４８５ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、緑色の領域に発光強度を有するとは、５００〜５６５ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、赤色の領域に発光強度を有するとは、６００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有するものとする。
【００３４】
また、図１（Ａ）に示す発光装置は、発光層１０６からの発光を反射電極層１０２により反射し、半透過電極層１０８側から射出する発光素子を複数有した構成である。すなわち、図１（Ａ）に矢印で示す方に発光する。また、発光層１０６からの発光は、全方向に発光するため、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８で発光層１０６からの発光を共振させる所謂微小光共振器（マイクロキャビティ）としての機能を有する。このような構成とすることにより、所望の発光スペクトルを増強させることができ、各発光素子からの発光の色純度を高めることが実現できる。
【００３５】
なお、このマイクロキャビティとしての機能は、反射電極層１０２と半透過電極層１０８の間に挟持される材料、または光路長等で調整することが可能である。例えば、第１の発光素子１５０ａでは、発光層１０６のみ挟持されており、第２の発光素子１５０ｂでは、第１の透明電極層１０４ａと発光層１０６が挟持されており、第３の発光素子１５０ｃでは、第２の透明電極層１０４ｂと発光層１０６が挟持されている。すなわち、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８の光路長等が各色（青色、緑色、赤色）の発光素子で異なる。また、第１の透明電極層１０４ａ、及び第２の透明電極層１０４ｂの膜厚を変更することで光路長を調整することが可能である。
【００３６】
このように各色（青色、緑色、赤色）で反射電極層１０２と半透過電極層１０８の光学距離（光学的距離、光路長ともいう）が異なっている。なお、光学距離とは、実際の距離に屈折率をかけたものであり、本明細書等においては、実膜厚にｎ（屈折率）をかけたものを表している。すなわち、「光学距離＝実膜厚×ｎ」である。例えば、光学的距離の調整としては、第１の発光素子１５０ａにおいては、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との距離が、所望の光の波長の（２Ｎａ−１）／４倍（Ｎａは自然数）になるようにすればよい。また、第２の発光素子１５０ｂにおいては、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との距離が、所望の光の波長の（２Ｎｂ−１）／４倍（Ｎｂは自然数）になるようにすればよく、第１の透明電極層１０４ａの膜厚を調整することで、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との距離を調整することができる。また、第３の発光素子１５０ｃにおいては、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との距離が、所望の光の波長の（２Ｎｃ−１）／４倍（Ｎｃは自然数）になるようにすればよく、第２の透明電極層１０４ｂの膜厚を調整することで、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との距離を調整することができる。このように、各色（青色、緑色、赤色）で必要なスペクトルが共振効果により増幅される光路長とすればよい。また、第１の発光素子１５０ａのみ第１の透明電極層、及び第２の透明電極層が形成されていない。すなわち、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との間には、発光層１０６のみが形成されている。
【００３７】
このような構造とすることにより、第１の発光素子１５０ａに形成する透明電極層が不要となるため、マスク枚数、工程数、及びコストの削減が実現できる。
【００３８】
ここで、発光層１０６が反射電極層１０２と接する領域（所謂正孔注入層に相当する）には、有機化合物とアクセプターとの複合材料を用いることが好ましい。アクセプターとしては、例えば、遷移金属酸化物、酸化バナジウム、酸化モリブデンなどを用いることができる。酸化モリブデンは空気中において安定で昇華性に優れているので、好適である。第１の発光素子１５０ａは、反射電極層１０２と発光層１０６との間に透明電極層を有していないため、一般的には正孔注入されにくいが、このような構成とすることで、正孔注入性が改善される。そのため、第１の発光素子１５０ａにおいて、透明電極層を省くことが容易となり、マスク枚数、工程数、及びコストの削減につながる。
【００３９】
次に、図１（Ｂ）に示した発光装置について、以下説明を行う。
【００４０】
図１（Ｂ）に示す発光装置は、図１（Ａ）に示した発光装置の変形例である。基本的な概念は、各色（青色、緑色、赤色）の波長を射出する発光素子において、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８との光学的距離を調整しマイクロキャビティを利用し、所望のスペクトルを増強させる点は同様である。そのため、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００４１】
図１（Ｂ）に示す発光装置は、本発明の概念を表す断面図であり、第１の発光素子１５０ａ、第２の発光素子１５０ｂ、及び第３の発光素子１５０ｃにより構成されている。図１（Ａ）との違いは、図１（Ｂ）においては、発光層１０６が２層形成された積層構造となっており、発光層１０６の間に電荷発生層１０６ａを有している点である。
【００４２】
電荷発生層１０６ａは、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、発光素子の低電流駆動、および低電圧駆動を実現することができる。
【００４３】
このように、発光層１０６の構成としては、図１（Ａ）に示した単層構造の発光層を用いてもよいし、図１（Ｂ）に示した積層構造の発光層を用いてもよい。また、図１（Ｂ）においては、発光層が２層形成された積層構造について例示したが、これに限定されない。３層以上の発光層とした積層構造にしてもよい。
【００４４】
ここで、図１（Ａ）、及び図１（Ｂ）に示した発光装置に用いることが出来る材料等について、以下説明を行う。
【００４５】
反射電極層１０２としては、反射率の高い金属膜により形成することができる。反射率の高い金属膜としては、アルミニウム、銀、または、これらの金属材料を含む合金等を、単層または積層して形成することができる。また、反射率の高い金属膜と他の薄い金属膜（好ましくは２０ｎｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以下）との積層構造としてもよい。例えば、薄いチタン膜を形成することにより、後に形成される発光層１０６と反射率の高い金属膜（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）との間に形成される絶縁膜の生成を抑制することができるので好適である。なお、薄い金属膜は酸化されていてもよいが、この場合、酸化されても絶縁化しにくい材料、例えばチタンやモリブデンを用いるのが好ましい。
【００４６】
第１の透明電極層１０４ａ、及び第２の透明電極層１０４ｂとしては、導電性の金属酸化物を用いて形成することができる。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【００４７】
また、発光層１０６としては、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく、発光層以外の機能層を含む積層構造であっても良い。なお、発光層１０６は、白色発光する材料が好ましい。
【００４８】
電荷発生層１０６ａとしては、有機化合物と金属酸化物の複合材料、金属酸化物、有機化合物とアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物との複合材料の他、これらを適宜組み合わせて形成することができる。
【００４９】
また、半透過電極層１０８としては、薄い金属膜（好ましくは２０ｎｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以下）と導電性の金属酸化物を積層して形成することができる。薄い金属膜としては、銀、マグネシウム、またはこれらの金属材料を含む合金等を、単層または積層して形成することが出来る。導電性の金属酸化物としては、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【００５０】
また、本実施の形態においては、第１の発光素子１５０ａにおいては、反射電極層１０２が陽極（アノードともいう）として機能し、半透過電極層１０８が陰極（カソードともいう）として機能する。また、第２の発光素子１５０ｂにおいては、反射電極層１０２と第１の透明電極層１０４ａが陽極として機能し、半透過電極層１０８が陰極として機能する。また、第３の発光素子１５０ｃにおいては、反射電極層１０２と第２の透明電極層１０４ｂが陽極として機能し、半透過電極層１０８が陰極として機能する。
【００５１】
以上のように、本実施の形態に示した発光装置は、第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子と、で光学的距離を変更している。各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させることで、色純度の高い発光装置を実現できる。また、第１の発光素子のみ透明電極層を用いていないため、マスク枚数、工程数、及びコストの削減を実現できる。
【００５２】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００５３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の発光装置の一態様について、先の実施の形態１に示した構成と異なる構成について、図２（Ａ）、及び図２（Ｂ）を用いて説明する。
【００５４】
図２（Ａ）に示す発光装置は、本発明の概念を表す断面図であり、第１の発光素子１５０ａ、第２の発光素子１５０ｂ、第３の発光素子１５０ｃ、及び第４の発光素子１５０ｄにより構成されている。また、第１の発光素子１５０ａは、反射電極層１０２に接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。また、第２の発光素子１５０ｂは、反射電極層１０２に接して第１の透明電極層１０４ａが形成され、第１の透明電極層１０４ａに接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。また、第３の発光素子１５０ｃは、反射電極層１０２に接して第２の透明電極層１０４ｂが形成され、第２の透明電極層１０４ｂに接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。また、第４の発光素子１５０ｄは、反射電極層１０２に接して第３の透明電極層１０４ｃが形成され、第３の透明電極層１０４ｃに接して発光層１０６が形成され、発光層１０６に接して半透過電極層１０８が形成されている。すなわち、反射電極層と、半透過電極層と、反射電極層と半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第４の発光素子を有した発光装置である。また、図２（Ａ）に示すように第１の透明電極層１０４ａと、第２の透明電極層１０４ｂと、第３の透明電極層１０４ｃの膜厚が異なる。
【００５５】
なお、第１の発光素子１５０ａは、青色の領域に発光強度を有し、第２の発光素子１５０ｂは、緑色の領域に発光強度を有し、第３の発光素子１５０ｃは、赤色の領域に発光強度を有し、第４の発光素子１５０ｄは、黄色の領域に発光強度を有している。
【００５６】
なお、本明細書等においては、青色の領域に発光強度を有するとは、４５０〜４８５ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、緑色の領域に発光強度を有するとは、５００〜５６５ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、黄色の領域に発光強度を有するとは、５７０〜５９０ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、赤色の領域に発光強度を有するとは、６００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長帯域に少なくとも一つのピークを有するものである。
【００５７】
なお、図２に示す発光装置の一形態は、先の実施の形態１の変形例である。先の実施の形態１に示した発光装置は、ＲＧＢの３色発光を示す発光装置であったが、本実施の形態においては、ＲＧＢＹ（黄色）の４色発光を示す発光装置である。基本的な概念は、各色の発光素子（第１の発光素子１５０ａ、第２の発光素子１５０ｂ、第３の発光素子１５０ｃ、及び第４の発光素子１５０ｄ）において、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８との光学的距離を調整しマイクロキャビティを利用し、所望のスペクトルを増強させる点は同様である。そのため、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００５８】
また、図２（Ａ）に示す発光装置は、発光層１０６からの発光を反射電極層１０２により反射し、半透過電極層１０８側から射出する発光素子を複数有した構成である。すなわち、図２（Ａ）の矢印で示す方に発光する。また、発光層１０６からの発光は、全方向に発光するため、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８で発光層１０６からの発光を共振させる微小光共振器（マイクロキャビティ）としての機能を有する。このような構成とすることにより、所望の発光スペクトルを増強させることができ、各発光素子からの発光の色純度を高めることが実現できる。
【００５９】
なお、このマイクロキャビティとしての機能は、反射電極層１０２と半透過電極層１０８の間に挟持される材料または光路長等で調整することが可能である。例えば、第１の発光素子１５０ａでは、発光層１０６のみ挟持されており、第２の発光素子１５０ｂでは、第１の透明電極層１０４ａと発光層１０６が挟持されており、第３の発光素子１５０ｃでは、第２の透明電極層１０４ｂと発光層１０６が挟持されており、第４の発光素子１５０ｄでは、第３の透明電極層１０４ｃと発光層１０６が挟持されている。すなわち、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８の光路長が各色（青色、緑色、赤色、黄色）の波長を射出する発光素子で異なる。また、第１の透明電極層１０４ａ、第２の透明電極層１０４ｂ、第３の透明電極層１０４ｃの膜厚を変更することで容易に光路長を調整することが可能である。
【００６０】
このように各色（青色、緑色、赤色、黄色）で反射電極層１０２と半透過電極層１０８の光路長を変えることで光学的距離が異なっていると言える。この光学的距離は、各色（青色、緑色、赤色、黄色）で必要なスペクトルが共振効果により増幅される光路長とすればよい。また、第１の発光素子１５０ａのみ第１の透明電極層、第２の透明電極層、及び第３の透明電極層が形成されていない。すなわち、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との間には、発光層１０６のみが形成されている。
【００６１】
このような構造とすることにより、第１の発光素子１５０ａに形成する透明電極層が不要となるため、マスク枚数、工程数、及びコストの削減が実現できる。
【００６２】
次に、図２（Ｂ）に示した発光装置について、以下説明を行う。
【００６３】
図２（Ｂ）に示す発光装置は、図２（Ａ）に示した発光装置の変形例である。基本的な概念は、各色（青色、緑色、赤色、黄色）の波長を射出する発光素子において、反射電極層１０２と、半透過電極層１０８との光学的距離を調整しマイクロキャビティを利用し、所望のスペクトルを増強させる点は同様である。そのため、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００６４】
図２（Ｂ）に示す発光装置は、本発明の概念を表す断面図であり、第１の発光素子１５０ａ、第２の発光素子１５０ｂ、第３の発光素子１５０ｃ、第４の発光素子１５０ｄにより構成されている。図２（Ａ）との違いは、図２（Ｂ）においては、発光層１０６が２層形成された積層構造となっており、発光層１０６の間に電荷発生層１０６ａを有している点である。
【００６５】
このように、発光層１０６の構成としては、図２（Ａ）に示した単層構造の発光層を用いてもよいし、図２（Ｂ）に示した積層構造の発光層を用いてもよい。また、図２（Ｂ）においては、発光層が２層形成された積層構造について例示したが、これに限定されない。３層以上の発光層とした積層構造にしてもよい。
【００６６】
以上のように、本実施の形態に示した発光装置は、第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子と、第４の発光素子と、で光学的距離を変更している。各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させることで、色純度の高い発光装置を実現できる。また、第１の発光素子のみ透明電極層を用いていないため、マスク枚数の削減、工程数の削減、及びコストの削減を実現できる。
【００６７】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００６８】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、実施の形態１、及び実施の形態２で示した反射電極層１０２、発光層１０６、及び半透過電極層１０８により構成された発光素子の詳細について図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）を用いて説明を行う。
【００６９】
図３（Ａ）に示す発光素子は、一対の電極（反射電極層１０２、半透過電極層１０８）間に発光領域を含む発光層１０６が挟まれた構造を有する。なお、以下の本実施の形態の説明においては、例として、反射電極層１０２を陽極として用い、半透過電極層１０８を陰極として用いるものとする。
【００７０】
発光層１０６は、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく、発光層以外の機能層を含む積層構造であっても良い。発光層以外の機能層としては、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等を含む層を用いることができる。具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等の機能層を適宜組み合わせて用いることができる。
【００７１】
図３（Ａ）に示す発光素子は、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との間に生じた電位差により電流が流れ、発光層１０６において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１０６に発光領域が形成されるような構成となっている。
【００７２】
本発明においては、発光は、半透過電極層１０８側から外部に取り出させる。従って、半透過電極層１０８は透光性を有する物質で成る。また、マイクロキャビティ作用を利用するために、半透過電極層１０８は、反射電極層１０２側に一部の発光を反射する材料が好ましい。また、半透過電極層１０８側から外部に発光を効率良く取り出すために、反射電極層１０２は反射性の高い物質で形成するのが好ましい。
【００７３】
なお、発光層１０６は、図３（Ｂ）のように反射電極層１０２と半透過電極層１０８との間に複数積層されていても良い。ｎ（ｎは２以上の自然数）層の積層構造を有する場合には、ｍ（ｍは自然数、ｍは１以上ｎ−１以下）番目の発光層と、（ｍ＋１）番目の発光層との間には、それぞれ電荷発生層１０６ａを設けることが好ましい。
【００７４】
電荷発生層１０６ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料、金属酸化物、有機化合物とアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物との複合材料の他、これらを適宜組み合わせて形成することができる。有機化合物と金属酸化物の複合材料としては、例えば、有機化合物と酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステンの金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、電荷発生層１０６ａに用いるこれらの材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、発光素子の低電流駆動、および低電圧駆動を実現することができる。
【００７５】
なお、電荷発生層１０６ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
【００７６】
このような構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方の発光層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。
【００７７】
なお、電荷発生層１０６ａとは、反射電極層１０２と半透過電極層１０８に電圧を印加したときに、電荷発生層１０６ａに接して形成される一方の発光層１０６に対して正孔を注入する機能を有し、他方の発光層１０６に電子を注入する機能を有する。
【００７８】
図３（Ｂ）に示す素子構成は、発光層１０６に用いる発光物質の種類を変えることにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を得ることもできる。
【００７９】
また、反射電極層１０２と発光層１０６の間に透明電極層を形成して、反射電極層１０２と半透過電極層１０８との光路長を調整してもよい。光路長を調整することにより所望のスペクトルを増強させることができる。
【００８０】
なお、図３（Ｂ）に示す発光素子を用いて、白色発光を得る場合、複数の発光層の組み合わせとしては、赤、青及び緑色の光を含んで白色に発光する構成であればよく、例えば、青色の蛍光材料を発光物質として含む第１の発光層と、緑色と赤色の燐光材料を発光物質として含む第２の発光層を有する構成が挙げられる。また、赤色の発光を示す第１の発光層と、緑色の発光を示す第２の発光層と、青色の発光を示す第３の発光層とを有する構成とすることもできる。または、補色の関係にある光を発する発光層を有する構成であっても白色発光が得られる。発光層が２層積層された積層型素子において、第１の発光層から得られる発光の発光色と第２の発光層から得られる発光の発光色を補色の関係にする場合、補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などが挙げられる。
【００８１】
なお、上述した積層型素子の構成において、積層される発光層の間に電荷発生層を配置することにより、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現することができる。また、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。
【００８２】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００８３】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の発光装置の一態様について、図４（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて説明する。
【００８４】
図４（Ａ）乃至（Ｃ）は発光装置の画素の一部分に相当する断面図、及び平面図である。
【００８５】
図４（Ａ）に示す発光装置は、図４（Ａ）に矢印で示す方向に光を発する。すなわち、発光層２１８が形成された第１の基板２０１を介することなく、第２の基板２５１を介して発光する所謂上面射出構造（トップエミッション構造）の発光装置である。
【００８６】
図４（Ｂ）は、第１の基板２０１を半透過電極層２１９側からみた平面図であり、図４（Ｃ）は、第２の基板２５１を遮光膜２５２側からみた平面図である。なお、図４（Ａ）は、図４（Ｂ）、及び図４（Ｃ）における破線Ａ１−Ａ２の断面図に相当する。また、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）の平面図においては、本発明の構成要素である一部（例えば、発光層２１８など）を図面の煩雑を避けるために、省略してある。
【００８７】
図４（Ａ）に示すように、第１の基板２０１と、第２の基板２５１との間に、青色画素２４０ａ、緑色画素２４０ｂ、及び赤色画素２４０ｃが形成されている。また、第１の基板２０１上には、発光素子の駆動を制御するトランジスタ２３０と、トランジスタ２３０に電気的に接続された反射電極層２１４と、を有している。
【００８８】
なお、本実施の形態において、青色画素２４０ａは、青色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された構成であり、緑色画素２４０ｂは、緑色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された構成であり、赤色画素２４０ｃは、赤色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された構成である。
【００８９】
青色画素２４０ａにおいては、青色の領域に発光強度を有する発光素子として、反射電極層２１４の上に発光層２１８が直接形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。
【００９０】
また、緑色画素２４０ｂにおいては、緑色の領域に発光強度を有する発光素子として、反射電極層２１４の上に第１の透明電極層２２０ａが形成され、第１の透明電極層２２０ａの上に発光層２１８が形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。
【００９１】
また、赤色画素２４０ｃにおいては、赤色の領域に発光強度を有する発光素子として、反射電極層２１４の上に第２の透明電極層２２０ｂが形成され、第２の透明電極層２２０ｂの上に発光層２１８が形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。
【００９２】
このように、各画素（青色画素２４０ａ、緑色画素２４０ｂ、赤色画素２４０ｃ）の発光素子で反射電極層２１４と半透過電極層２１９の間の構成が異なる。
【００９３】
また、第２の基板２５１は、第２の基板２５１の上に、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜２５２と、カラーフィルタ２５４と、オーバーコート２５６を有している。カラーフィルタ２５４は、有色層であり、各発光素子からの発光の色（青、緑、赤）に対応する光を透過し、発光層２１８からの光を第２の基板２５１側に射出する。
【００９４】
このように、各画素（青色画素２４０ａ、緑色画素２４０ｂ、赤色画素２４０ｃ）の発光素子で反射電極層２１４と半透過電極層２１９の光路長を変えることで光学的距離が異なっていると言える。この光学的距離は、各画素の発光素子が必要なスペクトルが共振効果により増幅される光路長とすればよい。また、青色画素２４０ａに配置された青色の領域に発光強度を有する発光素子のみ、反射電極層２１４の上に発光層２１８が直接形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。すなわち、透明電極層（第１の透明電極層２２０ａ、及び第２の透明電極層２２０ｂ）が形成されない。
【００９５】
このような構造とすることにより、青色画素２４０ａに形成する透明電極層が不要となるため、工程数の削減、及びコストの削減が実現できる。
【００９６】
なお、第１の基板２０１と第２の基板２５１の間にある空間２６０は、特に限定はなく、透光性を有していれば良い。ただし、空間２６０は、屈折率が空気よりも大きい透光性を有した材料で充填した方が好ましい。屈折率が小さい場合、発光層２１８から射出された斜め方向の光が、空間２６０によりさらに屈折し、場合によっては隣接の画素から光が射出してしまう。従って、空間２６０としては、例えば、第１の基板２０１と第２の基板２５１とが、接着可能な屈折率が大きい透光性の接着剤を用いることができる。また、窒素やアルゴンなどの不活性な気体なども用いることができる。
【００９７】
続けて、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示した発光装置の詳細な説明、及び作製方法の説明を行う。
【００９８】
まず、発光素子の駆動を制御するトランジスタ２３０、及び発光層２１８等が形成された第１の基板２０１の作製方法を以下に示す。
【００９９】
絶縁表面を有する基板である第１の基板２０１上に、導電層を形成した後、第１のフォトリソグラフィ工程を行い、レジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去してゲート電極層２０２を形成する。図４（Ａ）のように、ゲート電極層２０２の端部にテーパー形状が形成されるようにエッチングすると、積層する膜の被覆性が向上するため好ましい。
【０１００】
第１の基板２０１に使用することができる基板に大きな制限はないが、少なくとも、後の加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有していることが必要となる。第１の基板２０１にはガラス基板を用いることができる。
【０１０１】
ガラス基板としては、後の加熱処理の温度が高い場合には、歪み点が７３０℃以上のものを用いると良い。また、ガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている。なお、酸化ホウ素と比較して酸化バリウム（ＢａＯ）を多く含ませることで、より実用的な耐熱ガラスが得られる。このため、Ｂ２Ｏ３よりＢａＯを多く含むガラス基板を用いることが好ましい。
【０１０２】
なお、上記のガラス基板に代えて、セラミック基板、石英基板、サファイア基板などの絶縁体でなる基板を用いても良い。他にも、結晶化ガラスなどを用いることができる。本実施の形態で示す発光装置は、第２の基板２５１を介して発光を取り出すトップエミッション構造であるので、第１の基板２０１としては、非透光性の金属基板等の基板を用いることもできる。
【０１０３】
下地膜となる絶縁膜を第１の基板２０１とゲート電極層２０２との間に設けてもよい。下地膜は、第１の基板２０１からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、又は酸化窒化珪素膜から選ばれた一又は複数の膜による積層構造により形成することができる。
【０１０４】
ゲート電極層２０２の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。
【０１０５】
次に、ゲート電極層２０２上にゲート絶縁層２０４を形成する。ゲート絶縁層２０４は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化珪素層、窒化珪素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層、又は酸化アルミニウム層を単層で又は積層して形成することができる。例えば、成膜ガスとして、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏを用いてプラズマＣＶＤ法により酸化窒化珪素膜を形成すればよい。
【０１０６】
次に、半導体層を形成し第２のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により島状の半導体層２０６を形成する。
【０１０７】
半導体層２０６の材料は、シリコン半導体や酸化物半導体を用いて形成することができる。シリコン半導体としては、単結晶シリコンや多結晶シリコンなどがあり、酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物などを、適宜用いることができる。ただし、半導体層２０６としては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物である酸化物半導体を用いて、オフ電流の低い半導体層とすることで、後に形成される発光素子のオフ時のリーク電流が抑制できるため、好ましい。
【０１０８】
次に、ゲート絶縁層２０４、及び半導体層２０６上に導電膜を形成し、第３のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程によりソース電極層及びドレイン電極層２０８を形成する。
【０１０９】
ソース電極層及びドレイン電極層２０８に用いる導電膜としては、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素を含む金属膜、または上述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）等を用いることができる。また、Ａｌ、Ｃｕなどの金属膜の下側又は上側の一方または双方にＴｉ、Ｍｏ、Ｗなどの高融点金属膜またはそれらの金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）を積層させた構成としても良い。また、ソース電極層及びドレイン電極層２０８に用いる導電膜としては、導電性の金属酸化物で形成しても良い。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【０１１０】
次に、半導体層２０６、及びソース電極層及びドレイン電極層２０８上に、絶縁層２１０を形成する。絶縁層２１０としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜などの無機絶縁膜を用いることができる。
【０１１１】
次に、絶縁層２１０上に第２の絶縁層２１２を形成する。
【０１１２】
第２の絶縁層２１２としては、トランジスタ起因の表面凹凸を低減するために平坦化機能を有する絶縁膜を選択するのが好適である。例えば、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、第２の絶縁層２１２を形成してもよい。
【０１１３】
次に、第４のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により、第２の絶縁層２１２、及び絶縁層２１０にソース電極層及びドレイン電極層２０８に達する開口を形成する。開口方法は、ドライエッチング、ウェットエッチングなど適宜選択すれば良い。
【０１１４】
次に、絶縁層２１２、ソース電極層及びドレイン電極層２０８上に導電膜を形成し、第５のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により、反射電極層２１４を形成する。
【０１１５】
反射電極層２１４としては、発光層２１８（後に形成される）が発する光を効率よく反射する材料が好ましい。なぜなら光の取り出し効率を向上できるためである。なお、反射電極層２１４を積層構造としてもよい。例えば、発光層２１８に接する側に金属酸化物による導電膜、またはチタン等を薄く形成し、他方に反射率の高い金属膜（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）を用いることができる。このような構成とすることで、発光層２１８と反射率の高い金属膜（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）との間に形成される絶縁膜の生成を抑制することができるので好適である。
【０１１６】
次に、反射電極層２１４上に透明導電膜を成膜し、第６のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により、第１の透明電極層２２０ａを形成する。
【０１１７】
次に、反射電極層２１４、及び第１の透明電極層２２０ａ上に透明導電膜を成膜し、第７のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により第２の透明電極層２２０ｂを形成する。なお、青色画素２４０ａのみ第１の透明電極層２２０ａ、及び第２の透明電極層２２０ｂは形成されない。
【０１１８】
第１の透明電極層２２０ａ、及び第２の透明電極層２２０ｂに使用できる材料としては、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【０１１９】
なお、第１の透明電極層２２０ａ、及び第２の透明電極層２２０ｂの形成方法はこれに限定されない。例えば、第２の透明電極層２２０ｂに必要な膜厚の透明導電膜を成膜し、第１の透明電極層２２０ａとなる部分のみドライエッチング、またはウェットエッチング等を行い、第１の透明電極層２２０ａに必要な膜厚まで、透明導電膜を除去する方法なども用いることもできる。また、第２の透明電極層２２０ｂは、第１の透明電極層２２０ａに使用した透明導電膜との積層構造としてもよい。
【０１２０】
このように、青色画素２４０ａのみ透明電極層を形成しない構成とすることで、マスク枚数の削減や、不要な工程の削減によりコストの低減が実現できる。
【０１２１】
次に、反射電極層２１４、第１の透明電極層２２０ａ、及び第２の透明電極層２２０ｂの上に隔壁２１６を形成する。
【０１２２】
隔壁２１６としては、有機絶縁材料、又は無機絶縁材料を用いて形成する。特に感光性の樹脂材料を用い、青色画素２４０ａでは、反射電極層２１４上に開口部を形成し、緑色画素２４０ｂでは、第１の透明電極層２２０ａ上に開口部を形成し、赤色画素２４０ｃでは、第２の透明電極層２２０ｂ上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【０１２３】
次に、反射電極層２１４、第１の透明電極層２２０ａ、第２の透明電極層２２０ｂ、及び隔壁２１６上に発光層２１８を形成する。発光層２１８は、単層の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良いが、発光層２１８が発する光は白色であることが好ましく、赤、緑、青のそれぞれの波長領域にピークを有する光が好ましい。
【０１２４】
次に、発光層２１８上に半透過電極層２１９を形成する。
【０１２５】
なお、反射電極層２１４、または半透過電極層２１９は、いずれか一方は発光層２１８の陽極として機能し、他方は発光層２１８の陰極として機能する。陽極として機能する電極には、仕事関数の大きな物質が好ましく、陰極として機能する電極には仕事関数の小さな物質が好ましい。
【０１２６】
以上の工程により、発光素子の駆動を制御するトランジスタ２３０、及び発光層２１８が設けられた第１の基板２０１が形成される。
【０１２７】
次に、遮光膜２５２、カラーフィルタ２５４、及びオーバーコート２５６が形成された第２の基板２５１の作製方法を以下に示す。
【０１２８】
まず、第２の基板２５１上に導電膜を形成し、第８のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程を行い、遮光膜２５２を形成する。遮光膜２５２により、各画素間での混色を防止することができる。ただし、遮光膜２５２は設けなくてもよい。
【０１２９】
遮光膜２５２としては、チタン、クロムなどの反射率の低い金属膜、または、黒色顔料や黒色染料が含浸された有機樹脂膜などを用いることができる。
【０１３０】
次に、第２の基板２５１、及び遮光膜２５２の上に、カラーフィルタ２５４を形成する。
【０１３１】
カラーフィルタ２５４については、特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色の波長帯域の光を透過する赤色（Ｒ）のカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過する緑色（Ｇ）のカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過する青色（Ｂ）のカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、公知の材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望の位置に形成する。
【０１３２】
なお、ここでは、ＲＧＢの３色を用いた方法について説明したが、これに限定されず、実施の形態２に示したＲＧＢＹ（黄色）の４色を用いた構成、または、５色以上の構成としてもよい。
【０１３３】
次に、遮光膜２５２、及びカラーフィルタ２５４の上にオーバーコート２５６を形成する。オーバーコート２５６は、アクリル、ポリイミド等の有機樹脂膜により形成することができる。オーバーコート２５６により、カラーフィルタ２５４に含有された不純物成分等を発光層２１８側への拡散を防止することができる。また、オーバーコート２５６は、有機樹脂膜と無機絶縁膜との積層構造としてもよい。無機絶縁膜としては、窒化シリコン、酸化シリコンなどを用いることができる。なお、オーバーコート２５６は、形成しない構成としてもよい。
【０１３４】
以上の工程により、遮光膜２５２、カラーフィルタ２５４、及びオーバーコート２５６が設けられた第２の基板２５１が形成される。
【０１３５】
また、第１の基板２０１と、第２の基板２５１と、をアライメントして張り合わせを行い発光装置とする。これにより、第１の基板２０１に形成された半透過電極層２１９と対向して、特定の波長帯域の光を透過する有色層であるカラーフィルタ２５４が設けられる。また、第１の基板２０１と第２の基板２５１の張り合わせは、特に限定はなく、接着可能な屈折率が大きい透光性の接着剤などを用いて行うことができる。
【０１３６】
以上のように、本実施の形態に示した発光装置は、青色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された青色画素と、緑色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された緑色画素と、赤色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された赤色画素と、発光素子の光学的距離を変更している。各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させることで、色純度の高い発光装置を実現できる。また、青色の波長を射出する発光素子が形成された青色画素のみ透明電極層を用いていないため、マスク枚数の削減、工程数の削減、及びコストの削減を実現できる。
【０１３７】
ここで、本実施の形態に示した白色発光する発光素子と、カラーフィルタと、を組み合わせたトップエミッション構造（以下、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造と省略する）の発光装置と、塗り分け方式により形成した発光素子のトップエミッション構造（以下、塗り分け＋ＴＥ構造）の発光装置について、以下比較を行う。なお、塗りわけ方式とは、各画素にＲＧＢの材料を蒸着法などにより塗り分ける方式である。
【０１３８】
まず、カラー化に対しては、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造の場合、カラーフィルタを用いてカラー化を行う。そのため、カラーフィルタが必要になる。一方、塗り分け＋ＴＥ構造の場合、各画素を蒸着等により塗り分けてカラー化を行うため、カラーフィルタは不要である。しかし、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造では、カラーフィルタが必要であるが、塗り分け＋ＴＥ構造では、塗り分けを行うためにメタルマスク等が必要となる。また、メタルマスクを用いずにインクジェット等を利用して塗り分けを行うことも可能であるが、まだ技術的な課題が多く困難である。なお、メタルマスクを使用した場合、蒸着材料がメタルマスクにも蒸着されてしまうため、材料使用効率が悪く、コストが高いといった課題もある。また、メタルマスクと発光素子とが接触し、発光素子の破壊、または接触によるキズ、パーティクル等が発生するため歩留まりが低下してしまう。
【０１３９】
また、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造の場合、外光反射が低減されるため、偏光板を不要とすることが可能である。一方、塗り分け＋ＴＥ構造においては、外光反射を防ぐための偏光板が必要となる。また、マイクロキャビティを利用した色純度の向上は、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造、及び塗りわけＴＥ構造ともに利用することは可能である。
【０１４０】
次に、画素サイズに対しては、塗りわけ＋ＴＥ構造では、各画素の色を塗り分ける必要がり、画素間に塗り分けに必要な領域を設ける必要がある。そのため、１画素のサイズを大きくすることが出来ない。これによって、開口率が大幅に低減してしまう。一方、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造の場合、画素間に塗り分けに必要な領域を設ける必要がないため、１画素のサイズを大きくすることができ、これに伴い開口率を向上させることができる。
【０１４１】
また、発光装置としては、携帯電話等に用いられる１０インチ以下の中型、または小型の発光装置や、テレビジョン等に用いられる数十〜数百インチの大型の発光装置がある。
【０１４２】
発光装置を大型化する場合、発光装置の製造技術が必要不可欠な要素となる。塗り分け＋ＴＥ構造の場合、塗り分けのためにメタルマスクが必要となり、大型対応のメタルマスクの技術、及び生産設備が確立しておらず困難である。また、仮に大型対応のメタルマスクの技術、及び生産設備が確立したとしても、蒸着材料がメタルマスクにも蒸着されるといった材料使用効率の課題は解決しない。一方、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造の場合、メタルマスクが不要となるため、従来までの生産設備を用いて製造が可能であり好適である。
【０１４３】
また、発光装置の生産性については、発光装置の製造装置が重要な要素となる。例えば、発光素子を複数段の積層構造とする場合、発光装置を製造する装置をインラインまたは、マルチチャンバーとして複数の蒸着源を一度に、または連続して基板に形成することが好ましい。塗りわけ＋ＴＥ構造の場合、各画素の色を塗り分ける必要があるため、所望の位置に形成するためにメタルマスクを交換して形成する必要がある。メタルマスクを交換するために、製造装置をインラインまたは、マルチチャンバーとすることが困難である。一方、白色＋ＣＦ＋ＴＥ構造の場合、メタルマスクを用いる必要がないため、インライン化、またはマルチチャンバー化の製造装置の構成とするのが容易である。
【０１４４】
なお、液晶を用いた表示装置と比較した場合、本実施の形態で示した発光装置は、自発光であるためバックライトが不要であり、コントラストが良く、バックライトを用いないため消費電力を小さくすることができる。また、バックライトを用いないため、薄膜化することが可能であり、同時に重さも軽量化することができる。また、タッチパネルと一体に形成することもできる。
【０１４５】
このように、本実施の一形態である発光装置は、従来までの発光装置と比較して、非常に優れている。
【０１４６】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１４７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、発光装置の一形態である表示装置（表示パネル、または発光パネルともいう）の外観及び断面について、図５を用いて説明する。図５（Ａ）は、第１の基板上に形成された発光素子駆動用トランジスタ、及び発光素子と、第２の基板上に形成された遮光膜、カラーフィルタ、及びオーバーコートと、をシール材によって封止したパネルの平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の破線Ｂ１−Ｂ２における断面図に相当する。
【０１４８】
第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、及び走査線駆動回路４５０４ｂを囲むようにして、シール材４５０５が設けられている。また画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、及び走査線駆動回路４５０４ｂの上に第２の基板４５０６が設けられている。
【０１４９】
なお、第２の基板４５０６上には、遮光膜４５２１、青色のカラーフィルタ４５２２ａ、緑色のカラーフィルタ４５２２ｂ、赤色のカラーフィルタ４５２２ｃ、及びオーバーコート４５２３が設けられている。遮光膜４５２１、青色のカラーフィルタ４５２２ａ、緑色のカラーフィルタ４５２２ｂ、赤色のカラーフィルタ４５２２ｃ、及びオーバーコート４５２３については、先の実施の形態４に示した第２の基板２５１上に形成した手法と同様な手法により形成することができる。
【０１５０】
このような構造とすることで、画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、及び走査線駆動回路４５０４ｂは、第１の基板４５０１とシール材４５０５と第２の基板４５０６とによって、充填材４５０７と共に密封されている。このように外気に曝されないように脱ガスの少ない保護フィルム（貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）やカバー材でパッケージング（封入）することにより、気密性が高く好ましい。
【０１５１】
また、第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、及び走査線駆動回路４５０４ｂは、トランジスタを複数有しており、図５（Ｂ）では、画素部４５０２に含まれるトランジスタ４５１０、トランジスタ４５１１、及びトランジスタ４５１２と、信号線駆動回路４５０３ａに含まれるトランジスタ４５０９とを例示している。
【０１５２】
トランジスタ４５０９乃至トランジスタ４５１２は、実施の形態４で示したトランジスタ２３０と同様な手法により形成することができる。
【０１５３】
また、発光層４５１５に接する反射電極層４５１３は各発光素子に設けられており、トランジスタ４５１０、トランジスタ４５１１、及びトランジスタ４５１２のソース電極またはドレイン電極とそれぞれが電気的に接続されている。なお、発光層４５１５の構成は、実施の形態３で示した素子構成を適用することができる。
【０１５４】
また、青色のカラーフィルタ４５２２ａの下に位置する発光素子は、反射電極層４５１３、発光層４５１５、及び半透過電極層４５１６により形成されており、緑色のカラーフィルタ４５２２ｂの下に位置する発光素子は、反射電極層４５１３、第１の透明電極層４５１４ａ、発光層４５１５、及び半透過電極層４５１６により形成されており、赤色のカラーフィルタ４５２２ｃの下に配置する発光素子は、反射電極層４５１３、第２の透明電極層４５１４ｂ、発光層４５１５、及び半透過電極層４５１６により形成されている。
【０１５５】
このように、各色（青、緑、赤）のカラーフィルタの下に位置する発光素子の構成が異なっている。各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させ、増強したスペクトルの発光がカラーフィルタを透過することにより、さらに色純度の高い発光が得られる。
【０１５６】
隔壁４５２０は、有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成する。特に感光性の材料を用い、反射電極層４５１３、第１の透明電極層４５１４ａ、及び第２の透明電極層４５１４ｂ上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【０１５７】
発光層４５１５は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。また、発光層４５１５に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が侵入しないように、半透過電極層４５１６上に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等を形成することができる。
【０１５８】
また、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂ、または画素部４５０２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４５１８から供給されている。
【０１５９】
また、接続端子電極４５１７は、トランジスタ４５１０、トランジスタ４５１１、及びトランジスタ４５１２が有するソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜から形成され、端子電極４５２５は、トランジスタ４５１０、トランジスタ４５１１、及びトランジスタ４５１２が有するゲート電極と同じ導電膜から形成されている。
【０１６０】
接続端子電極４５１７は、ＦＰＣ４５１８が有する端子と、異方性導電膜４５１９を介して電気的に接続されている。
【０１６１】
発光層４５１５からの光は、第２の基板４５０６側から射出される。そのため、第２の基板４５０６は、透光性を持たせる必要があり、例えば、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムのような材料を用いる。
【０１６２】
また、充填材４５０７としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。例えば充填材として窒素を用いればよい。
【０１６３】
また、必要であれば、第２の基板４５０６に偏光板、又は円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）などの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
【０１６４】
信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、及び走査線駆動回路４５０４ｂは、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜によって形成された駆動回路で実装されていてもよい。また、信号線駆動回路のみ、或いは一部、又は走査線駆動回路のみ、或いは一部のみを別途形成して実装しても良く、図５の構成に限定されない。
【０１６５】
以上のように、本実施の形態に示した発光装置は、青色のカラーフィルタの下に位置する発光素子と、緑色のカラーフィルタの下に位置する発光素子と、赤色のカラーフィルタの下に位置する発光素子と、で光学的距離を変更している。各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させることで、色純度の高い発光装置を実現できる。また、青色のカラーフィルタの下に位置する発光素子のみ透明電極層を用いていないため、マスク枚数の削減、工程数の削減、及びコストの削減を実現できる。
【０１６６】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１６７】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１乃至５に示す発光装置を含む電子機器について説明する。
【０１６８】
実施の形態１乃至５に示した発光装置を有する電子機器の一例として、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図６に示す。
【０１６９】
図６（Ａ）はテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置は、表示部９１０３は、実施の形態１乃至実施の形態５に示した発光装置を用いることによって作製される。マイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させた発光装置をテレビ装置の表示部９１０３に搭載することで、色純度の高いテレビ装置を提供することができる。
【０１７０】
図６（Ｂ）はコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータは、表示部９２０３に実施の形態１乃至実施の形態５に示した発光装置を用いることによって作製される。マイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させた発光装置をコンピュータの表示部９２０３に搭載することで、色純度の高い表示部を用いたコンピュータを提供することができる。
【０１７１】
図６（Ｃ）は携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話は、表示部９４０３が実施の形態１乃至実施の形態５に示した発光装置を用いることによって作製される。マイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させた発光装置を携帯電話の表示部９４０３に搭載することで、色純度の高い表示部を用いた携帯電話を提供することができる。
【０１７２】
図６（Ｄ）はデジタルビデオカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このデジタルビデオカメラは、表示部９５０２は、実施の形態１乃至実施の形態５に示した発光装置を用いることによって作製される。マイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させた発光装置をデジタルビデオカメラの表示部９５０２に搭載することで、色純度の高い表示部を用いたデジタルビデオカメラを提供することができる。
【０１７３】
以上のように、実施の形態１乃至５に示した発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０１７４】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１７５】
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態４に示した発光装置を用いた、発光装置の一例について図９を用いて説明する。
【０１７６】
図９に示す発光装置は、図４に示した発光装置３００と、スイッチング用液晶パネル３０１とを組み合わせて構成された発光装置の画素の一部分に相当する断面図である。
【０１７７】
スイッチング用液晶パネル３０１は、所謂視差バリアとして機能する。スイッチング用液晶パネル３０１を用いることにより、発光装置３００からの発光の一部を特定方向にのみ射出させることで、３Ｄ（立体三次元）表示を行う発光装置とすることができる。
【０１７８】
なお、本実施の形態において、視差バリアとは、発光装置３００からの発光に対して、遮光領域（バリア領域）を設けることによって、特定の視野角が与えられ、右目用と左目用とで異なる空間領域に発光が得られ、各々の目に対応する像のみが観察者に認識されることによって、３Ｄ表示とすることができる。また、遮光領域を設けない場合は、２Ｄ表示とすることができ、スイッチング用液晶パネル３０１により３Ｄ／２Ｄ表示の切り替えを行うことができる。
【０１７９】
発光装置３００は、実施の形態４に示した発光装置であり、第１の基板２０１と、第２の基板２５１との間に、青色画素２４０ａ、緑色画素２４０ｂ、及び赤色画素２４０ｃが形成されている。また、第１の基板２０１上には、発光素子の駆動を制御するトランジスタ２３０と、トランジスタ２３０に電気的に接続された反射電極層２１４と、を有している。
【０１８０】
なお、本実施の形態において、青色画素２４０ａは、青色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された構成であり、緑色画素２４０ｂは、緑色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された構成であり、赤色画素２４０ｃは、赤色の領域に発光強度を有する発光素子が形成された構成である。
【０１８１】
青色画素２４０ａにおいては、青色の領域に発光強度を有する発光素子として、反射電極層２１４の上に発光層２１８が直接形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。また、緑色画素２４０ｂにおいては、緑色の領域に発光強度を有する発光素子として、反射電極層２１４の上に第１の透明電極層２２０ａが形成され、第１の透明電極層２２０ａの上に発光層２１８が形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。また、赤色画素２４０ｃにおいては、赤色の領域に発光強度を有する発光素子として、反射電極層２１４の上に第２の透明電極層２２０ｂが形成され、第２の透明電極層２２０ｂの上に発光層２１８が形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。
【０１８２】
このように、各画素（青色画素２４０ａ、緑色画素２４０ｂ、赤色画素２４０ｃ）の発光素子で反射電極層２１４と半透過電極層２１９の間の構成が異なる。
【０１８３】
また、第２の基板２５１は、第２の基板２５１の上に、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜２５２と、カラーフィルタ２５４と、オーバーコート２５６を有している。カラーフィルタ２５４は、有色層であり、各発光素子からの発光の色（青、緑、赤）に対応する光を透過し、発光層２１８からの光を第２の基板２５１側に射出する。
【０１８４】
このように、各画素（青色画素２４０ａ、緑色画素２４０ｂ、赤色画素２４０ｃ）の発光素子で反射電極層２１４と半透過電極層２１９の光路長を変えることで光学的距離が異なっていると言える。この光学的距離は、各画素の発光素子が必要なスペクトルが共振効果により増幅される光路長とすればよい。また、青色画素２４０ａに配置された青色の領域に発光強度を有する発光素子のみ、反射電極層２１４の上に発光層２１８が直接形成され、発光層２１８の上に半透過電極層２１９が形成されている。すなわち、透明電極層（第１の透明電極層２２０ａ、及び第２の透明電極層２２０ｂ）が形成されない。
【０１８５】
このような構造とすることにより、青色画素２４０ａに形成する透明電極層が不要となるため、マスク枚数の削減、工程数の削減、及びコストの削減が実現できる。
【０１８６】
また、スイッチング用液晶パネル３０１は、第３の基板３０２と第４の基板３０４の間に液晶層３１０が挟持され、第３の基板３０２には、共通電極３０６が形成され、第４の基板３０４には、パターニングされたパターン電極３０８が形成されている。また、第３の基板３０２と第４の基板３０４には、それぞれ偏光板３１２ａ、及び３１２ｂが形成されている。
【０１８７】
第３の基板３０２、及び第４の基板３０４としては、透光性の材料により形成することができ、例えば、ガラス基板などを用いることができる。共通電極３０６、及びパターン電極３０８は透光性の導電性材料を用いることができ、例えばＩＴＯを用いることができる。なお、パターン電極３０８は所望の形状となるように適宜形状を調整する。また、液晶層３１０、偏光板３１２ａ、及び偏光板３１２ｂとしては、公知の材料を用いて形成することができる。
【０１８８】
発光装置３００とスイッチング用液晶パネル３０１を貼り合わせることにより、３Ｄ表示が行える発光装置とすることができる。なお、発光装置３００とスイッチング用液晶パネル３０１との間には、スペーサーとしての透明層（アクリル樹脂など）を挿入し、最適な距離が保たれるようにしてもよい。
【０１８９】
また、スイッチング用液晶パネル３０１は、パターン電極３０８へ電圧を印加することで、パターン電極３０８が形成された領域を遮光領域とすることができる。すなわち、発光装置３００からの発光を一部分遮光し、視差バリアとして機能する。一方、パターン電極３０８へ電圧無印加時は、パターン電極３０８が形成された領域を透過領域とすることができる。すなわち、発光装置３００からの発光は全て透過される。すなわち、パターン電極３０８に電圧印加時には、３Ｄ表示となり、パターン電極３０８に電圧無印加時には２Ｄ表示が可能となる。
【０１９０】
このように、本発明の発光装置は、スイッチング用液晶パネルと組み合わせることにより、３Ｄ表示を行う発光装置として使用することが出来る。
【０１９１】
以上のように、本実施の形態に示した発光装置は、各発光素子でマイクロキャビティにより所望のスペクトルを増強させることで、色純度の高い発光装置を実現できる。また、スイッチング用液晶パネルと組み合わせることにより、３Ｄ表示と２Ｄ表示の切り替えが可能な発光装置とすることもできる。
【０１９２】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例１】
【０１９３】
本実施例では、実施の形態１の図１（Ｂ）に示した発光素子、及び図１（Ｂ）に示した発光素子にカラーフィルタを付けた発光素子を作製し、各発光素子の発光スペクトルの評価を行った。
【０１９４】
本実施例で作製した発光素子は、透明電極層の有無、透明電極層の膜厚、及び、カラーフィルタ有無の条件振りを行い発光素子１乃至発光素子６の発光素子を作製した。
【０１９５】
発光素子１は、反射電極層上に直接発光層を形成し、発光層からの発光スペクトルに対して、マイクロキャビティを利用して青色の発光強度を高めた発光素子であり、発光素子２は、反射電極層上に透明電極層を３０ｎｍ形成し、発光層からの発光スペクトルに対して、マイクロキャビティを利用して緑色の発光強度を高めた発光素子であり、発光素子３は、反射電極層上に透明電極層を７０ｎｍ形成し、発光層からの発光スペクトルに対して、マイクロキャビティを利用して赤色の発光強度を高めた発光素子であり、発光素子１にカラーフィルタを設けた構造、発光素子２にカラーフィルタを設けた構造、発光素子３にカラーフィルタを設けた構造が、それぞれ発光素子４、発光素子５、発光素子６である。本実施例で作製した発光素子１乃至６の構造を表１に示す。
【０１９６】
【表１】
【０１９７】
発光素子１乃至発光素子６は、全て同一の発光層として発光層Ａを用いた。なお、本実施例で作製した発光層Ａは、三波長型白色の積層素子（タンデム素子ともいう）である。発光層Ａの構造を表２に示す。
【０１９８】
【表２】
【０１９９】
なお、発光素子１乃至発光素子６は、透明電極層、及びカラーフィルタ以外の構成は全て同一である。
【０２００】
発光素子１乃至発光素子６の作製方法について、以下説明を行う。
【０２０１】
（発光素子１）
まず、ガラス基板上に、Ａｌ−ＴｉとＴｉをスパッタリング法にて連続して成膜し、反射電極層を形成した。なお、膜厚は、Ａｌ−Ｔｉ＝２００ｎｍ、Ｔｉ＝６ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。なお、Ａｌ−Ｔｉ上のＴｉ（６ｎｍ）は、少なくとも一部が酸化している。
【０２０２】
次に、発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０２０３】
次に、反射電極層が形成された面が下方となるように真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、反射電極層上に、発光層Ａを形成した。
【０２０４】
発光層Ａとして、まず、９−［４−（９―フェニルカルバゾール−３−イル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＰＣｚＰＡ、下記構造式（１００））と酸化モリブデンを共蒸着することで、正孔注入層を形成した。その膜厚は、３０ｎｍとし、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンの比率は、重量比で１：０．５（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２０５】
【化１】
【０２０６】
次に、正孔注入層上に、ＰＣｚＰＡ（略称）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の正孔輸送層を形成した。
【０２０７】
次に、第１の正孔輸送層上に、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ、下記構造式（１０１））と、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、下記構造式（１０２））とを共蒸着することで、第１の発光層を形成した。その膜厚は３０ｎｍとし、ＣｚＰＡ（略称）と１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ（略称）の比率は、重量比で１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように調節した。
【０２０８】
【化２】
【０２０９】
次に、第１の発光層上に、ＣｚＰＡ（略称）を５ｎｍの膜厚となるように成膜して第１の電子輸送層を形成した。次に、第１の電子輸送層上に、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ、下記構造式（１０３））を１５ｎｍの膜厚となるように成膜して第２の電子輸送層を形成した。
【０２１０】
【化３】
【０２１１】
次に、第２の電子輸送層上に、電荷発生層を形成した。電荷発生層としては、第２の電子輸送層から順にＣａ＝１ｎｍ、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ、下記構造式（１０４））＝２ｎｍ、ＰＣｚＰＡ（略称）と酸化モリブデンを共蒸着した膜（重量比で１：０．５＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）＝３０ｎｍを形成した。
【０２１２】
【化４】
【０２１３】
次に、電荷発生層上に、第２の正孔輸送層として、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ、下記構造式（１０５））を２０ｎｍの膜厚となるように形成した。
【０２１４】
【化５】
【０２１５】
その後、第２の正孔輸送層上に第２の発光層を形成した。第２の発光層は、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ、下記構造式（１０６））、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ、下記構造式（１０７））、及び（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］、下記構造式（１０８））を共蒸着し形成した。ここで、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）、ＰＣＢＡ１ＢＰ（略称）及び［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］（略称）の重量比は、０．８：０．２：０．０６（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］となるように調節した。また、第２の発光層の膜厚は２０ｎｍとした。
【０２１６】
【化６】
【０２１７】
次に、第２の発光層上に第３の発光層を形成した。第３の発光層は、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）と、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）、下記構造式（１０９））を共蒸着することで形成した。その膜厚は、２０ｎｍとし、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）と、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）（略称）の比率は、重量比で１：０．０２（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））となるように調整した。
【０２１８】
【化７】
【０２１９】
その後、第３の発光層上に第３の電子輸送層として、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）を１５ｎｍとなるように成膜した。
【０２２０】
その後、第３の電子輸送層上にＢＰｈｅｎ（略称）を膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、第４の電子輸送層を形成した。
【０２２１】
さらに、第４の電子輸送層上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層を形成した。
【０２２２】
次に、第１の半透過電極層として、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、１０ｎｍとし、ＡｇとＭｇの比率は、体積比で１０：１（＝Ａｇ：Ｍｇ）となるように調節した。
【０２２３】
最後に、第２の半透過電極層として、ＩＴＯを５０ｎｍの膜厚となるように成膜することで、本実施例の発光素子１を作製した。
【０２２４】
次に、以下に本実施例の発光素子２の作製方法を示す。なお、発光素子２は、発光素子１と同様の構成部分については、説明を省略する。
【０２２５】
（発光素子２）
まず、ガラス基板上に、Ａｌ−ＴｉとＴｉをスパッタリング法にて連続して成膜し、反射電極層を形成した。なお、膜厚は、Ａｌ−Ｔｉ＝２００ｎｍ、Ｔｉ＝６ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。なお、Ａｌ−Ｔｉ上のＴｉ（６ｎｍ）は、少なくとも一部が酸化している。
【０２２６】
その後、酸化インジウム酸化スズ合金に酸化シリコンを含ませたターゲット（略称：ＩＴＯ−ＳｉＯ２、ターゲット組成比：Ｉｎ２Ｏ３：ＳｎＯ２：ＳｉＯ２＝８５：１０：５［重量％］）を用いて、スパッタリング法にて透明電極層としてＩＴＯ−ＳｉＯ２を形成した。なお、ＩＴＯ−ＳｉＯ２の膜厚は３０ｎｍとし、反射電極層と透明電極層の電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０２２７】
次に、発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０２２８】
次に、透明電極層が形成された面が下方となるように真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、透明電極層上に、発光層Ａを形成する。なお、発光層Ａの作製方法は発光素子１と同様である。
【０２２９】
発光層Ａ形成後に、第１の半透過電極層として、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、１０ｎｍとし、ＡｇとＭｇの比率は、体積比で１０：１（＝Ａｇ：Ｍｇ）となるように調節した。
【０２３０】
最後に、第２の半透過電極層として、ＩＴＯを５０ｎｍの膜厚となるように成膜することで、本実施例の発光素子２を作製した。
【０２３１】
次に、以下に本実施例の発光素子３の作製方法を示す。なお、発光素子３は、発光素子１と同様の構成部分については、説明を省略する。
【０２３２】
（発光素子３）
まず、ガラス基板上に、Ａｌ−ＴｉとＴｉをスパッタリング法にて連続して成膜し、反射電極層を形成した。なお、膜厚は、Ａｌ−Ｔｉ＝２００ｎｍ、Ｔｉ＝６ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。なお、Ａｌ−Ｔｉ上のＴｉ（６ｎｍ）は、少なくとも一部が酸化している。
【０２３３】
その後、酸化インジウム酸化スズ合金に酸化シリコンを含ませたターゲット（略称：ＩＴＯ−ＳｉＯ２、ターゲット組成比：Ｉｎ２Ｏ３：ＳｎＯ２：ＳｉＯ２＝８５：１０：５［重量％］）を用いて、スパッタリング法にて透明電極層としてＩＴＯ−ＳｉＯ２を形成した。なお、ＩＴＯ−ＳｉＯ２の膜厚は７０ｎｍとし、反射電極層と透明電極層の電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０２３４】
次に、発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０２３５】
次に、透明電極層が形成された面が下方となるように真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、透明電極層上に、発光層Ａを形成する。なお、発光層Ａの作製方法は発光素子１と同様である。
【０２３６】
発光層Ａ形成後に、第１の半透過電極層として、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、１０ｎｍとし、ＡｇとＭｇの比率は、体積比で１０：１（＝Ａｇ：Ｍｇ）となるように調節した。
【０２３７】
最後に、第２の半透過電極層として、ＩＴＯを５０ｎｍの膜厚となるように成膜することで、本実施例の発光素子３を作製した。
【０２３８】
次に、以下に本実施例の発光素子４の作製方法を示す。
【０２３９】
（発光素子４）
発光素子１と同様の手法により、第２の半透過電極層までの形成を行い、その後カラーフィルタとしてスピンコート法により青色の波長領域の光を透過するカラーフィルタを形成し、本実施例の発光素子４を形成した。
【０２４０】
次に、以下に本実施例の発光素子５の作製方法を示す。
【０２４１】
（発光素子５）
発光素子２と同様の手法により、第２の半透過電極層までの形成を行い、その後カラーフィルタとしてスピンコート法により緑色の波長領域の光を透過するカラーフィルタを形成し、本実施例の発光素子５を形成した。
【０２４２】
次に、以下に本実施例の発光素子６の作製方法を示す。
【０２４３】
（発光素子６）
発光素子３と同様の手法により、第２の半透過電極層までの形成を行い、その後カラーフィルタとしてスピンコート法により赤色の波長領域の光を透過するカラーフィルタを形成し、本実施例の発光素子６を形成した。
【０２４４】
なお、本実施例においては、反射電極層、または反射電極層と透明電極層が陽極として機能し、第１の半透過電極層と第２の半透過電極層が陰極として機能する。
【０２４５】
発光素子１乃至発光素子３に電流を流した際の発光スペクトルを、図７（Ａ）に示す。図７（Ａ）から、発光素子１の発光スペクトルは、４６４ｎｍに大きいピークと、５３２ｎｍに小さいピークを有している。発光素子２は、５３７ｎｍに大きいピークを有している。発光素子３は、５２０〜６２０ｎｍに大きいピークと、４６３ｎｍに小さいピークを有している。
【０２４６】
このように、発光素子１乃至発光素子３の素子構成において、反射電極層と発光層の間に透明電極層の有無、及び透明電極層の膜厚を調整することにより、所望のスペクトルの発光強度を高めることができることが確認できた。
【０２４７】
次に、発光素子４乃至発光素子６に電流を流した際の発光スペクトルを、図７（Ｂ）に示す。図７（Ｂ）から、発光素子４の発光スペクトルは、４６３ｎｍに大きいピークを有している。発光素子５は、５３９ｎｍに大きいピークを有している。発光素子６は、６１７ｎｍに大きいピークを有している。
【０２４８】
このように、発光素子４乃至発光素子６の素子構成において、反射電極層と発光層の間に透明電極層の有無、及び膜厚を調整することにより、所望のスペクトルの発光強度を高めることができることが確認できた。また、カラーフィルタと組み合わせることで、更にスペクトルが狭線化されている。なお、発光素子４乃至発光素子６のＣＩＥ色度座標（ｘ，ｙ）を測定した結果、発光素子４は、（ｘ，ｙ）＝（０．１４，０．１２）であり純青色発光が得られた。発光素子５は、（ｘ，ｙ）＝（０．２９，０．６９）であり純緑色発光が得られた。発光素子６は、（ｘ，ｙ）＝（０．６７，０．３３）であり、純赤色発光が得られた。また、この時のＮＴＳＣ比は８６％であり、高い色再現性が実現できている。
【０２４９】
以上のように、本実施例においては、反射電極層と発光層の間に透明電極層の有無、及び透明電極層の膜厚を調整することにより、所望のスペクトルの発光強度を高めることができることが確認できた。また、カラーフィルタを用いることにより、さらに、スペクトルが狭線化された。このように、所望の領域の発光強度を高めることにより、発光装置からの発光の色純度を高めることができる。
【０２５０】
本実施例は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２５１】
（比較例１）
上記実施例１で示した発光素子１乃至発光素子６と比較のために、マイクロキャビティを行わない比較用発光素子を作製し、発光スペクトルの評価を行った。
【０２５２】
比較用発光素子は、反射電極層と、第２の半透過電極層との間に透明電極層、及び第１の半透過電極層を設けない構造である。すなわち、反射電極層と第２の半透過電極層との間でマイクロキャビティが行われない。また、カラーフィルタは設けていない。比較用発光素子の構造を表３に示す。
【０２５３】
【表３】
【０２５４】
比較用発光素子の発光層は、実施例１で示した発光素子１乃至発光素子６と構造が一部異なる発光層Ｂを用いた。発光層Ｂの構造を表４に示す。
【０２５５】
【表４】
【０２５６】
比較用発光素子の作製方法について、以下説明を行う。
【０２５７】
（比較用発光素子）
まず、ガラス基板上に、Ａｌ−ＴｉとＴｉをスパッタリング法にて連続して成膜し、反射電極層を形成した。なお、膜厚は、Ａｌ−Ｔｉ＝２００ｎｍ、Ｔｉ＝６ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。なお、Ａｌ−Ｔｉ上のＴｉ（６ｎｍ）は、少なくとも一部が酸化している。
【０２５８】
次に、発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０２５９】
次に、反射電極層が形成された面が下方となるように真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、反射電極層上に、発光層Ｂを形成した。
【０２６０】
発光層Ｂとして、まず、９−［４−（９―フェニルカルバゾール−３−イル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＰＣｚＰＡ、下記構造式（１００））と酸化モリブデンを共蒸着することで、正孔注入層を形成した。その膜厚は、１７０ｎｍとし、ＰＣｚＰＡ（略称）と酸化モリブデンの比率は、重量比で１：０．５（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２６１】
【化８】
【０２６２】
次に、正孔注入層上に、ＰＣｚＰＡ（略称）を２５ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の正孔輸送層を形成した。
【０２６３】
第１の正孔輸送層上に、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ、下記構造式（１０１））と、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、下記構造式（１０２））とを共蒸着することで、第１の発光層を形成した。その膜厚は３０ｎｍとし、ＣｚＰＡ（略称）と１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ（略称）の比率は、重量比で１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように調節した。
【０２６４】
【化９】
【０２６５】
次に、第１の発光層上に、ＣｚＰＡ（略称）を５ｎｍの膜厚となるように成膜して第１の電子輸送層を形成した。次に、第１の電子輸送層上に、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ、下記構造式（１０３））を１５ｎｍの膜厚となるように成膜して第２の電子輸送層を形成した。
【０２６６】
【化１０】
【０２６７】
次に、第２の電子輸送層上に、第１の電荷発生層を形成した。第１の電荷発生層としては、第２の電子輸送層から順にＣａ＝１ｎｍ、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ、下記構造式（１０４））＝２ｎｍ、ＰＣｚＰＡ（略称）と酸化モリブデンを共蒸着した膜（重量比で１：０．５＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）＝１８０ｎｍを形成した。
【０２６８】
【化１１】
【０２６９】
次に、第１の電荷発生層上に、第２の正孔輸送層として、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ、下記構造式（１０５））を２０ｎｍの膜厚となるように形成した。
【０２７０】
【化１２】
【０２７１】
その後、第２の正孔輸送層上に第２の発光層を形成した。第２の発光層は、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ、下記構造式（１０６））、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ、下記構造式（１０７））、及び（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］、下記構造式（１０８））を共蒸着し形成した。ここで、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）、ＰＣＢＡ１ＢＰ（略称）及び［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］（略称）の重量比は、０．８：０．２：０．０６（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］となるように調節した。また、第２の発光層の膜厚は２０ｎｍとした。
【０２７２】
【化１３】
【０２７３】
次に、第２の発光層上に第３の発光層を形成した。第３の発光層は、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）と、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）、下記構造式（１０９））を共蒸着することで形成した。その膜厚は、２０ｎｍとし、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）と、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）（略称）の比率は、重量比で１：０．０２（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））となるように調整した。
【０２７４】
【化１４】
【０２７５】
次に、第３の発光層上に第３の電子輸送層として、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）を１５ｎｍとなるように成膜した。
【０２７６】
次に、第３の電子輸送層上にＢＰｈｅｎ（略称）を膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、第４の電子輸送層を形成した。
【０２７７】
次に、第４の電子輸送層上に、第２の電荷発生層を形成した。第２の電荷発生層としては、第４の電子輸送層から順にＣａ＝１ｎｍ、ＣｕＰｃ＝２ｎｍ、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンを共蒸着した膜（重量比で１：０．５＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）＝１０ｎｍを形成した。
【０２７８】
最後に、第２の半透過電極層として、ＩＴＯを１１０ｎｍの膜厚となるように成膜することで、比較用発光素子を作製した。
【０２７９】
なお、比較用発光素子は、反射電極層が陽極として機能し、第２の半透過電極層が陰極として機能する。
【０２８０】
比較用発光素子に電流を流した際の発光スペクトルを、図８に示す。図８から、比較用発光素子の発光スペクトルは、４７０ｎｍと５７１ｎｍに大きいピークを有している。このように、比較用発光素子は、４３０ｎｍから６８０ｎｍの広い範囲に発光強度を有し、全体的にブロードなピークであることがわかる。
【０２８１】
比較用発光素子に対し、本発明の一実施例である発光素子１乃至発光素子６の発光スペクトルは、反射電極層と発光層の間に透明電極層の有無、及び透明電極層の膜厚を調整することにより、所望のスペクトルの発光強度を高めることができることが確認できた。
【符号の説明】
【０２８２】
１０２ 反射電極層
１０４ａ 透明電極層
１０４ｂ 透明電極層
１０４ｃ 透明電極層
１０６ 発光層
１０６ａ 電荷発生層
１０８ 半透過電極層
１５０ａ 発光素子
１５０ｂ 発光素子
１５０ｃ 発光素子
１５０ｄ 発光素子
２０１ 基板
２０２ ゲート電極層
２０４ ゲート絶縁層
２０６ 半導体層
２０８ ソース電極層及びドレイン電極層
２１０ 絶縁層
２１２ 絶縁層
２１４ 反射電極層
２１６ 隔壁
２１８ 発光層
２１９ 半透過電極層
２２０ａ 透明電極層
２２０ｂ 透明電極層
２３０ トランジスタ
２４０ａ 青色画素
２４０ｂ 緑色画素
２４０ｃ 赤色画素
２５１ 基板
２５２ 遮光膜
２５４ カラーフィルタ
２５６ オーバーコート
２６０ 空間
３００ 発光装置
３０１ スイッチング用液晶パネル
３０２ 基板
３０４ 基板
３０６ 共通電極
３０８ パターン電極
３１０ 液晶層
３１２ａ 偏光板
３１２ｂ 偏光板
４５０１ 基板
４５０２ 画素部
４５０３ａ 信号線駆動回路
４５０３ｂ 信号線駆動回路
４５０４ａ 走査線駆動回路
４５０４ｂ 走査線駆動回路
４５０５ シール材
４５０６ 基板
４５０７ 充填材
４５０９ トランジスタ
４５１０ トランジスタ
４５１１ トランジスタ
４５１２ トランジスタ
４５１３ 反射電極層
４５１４ａ 透明電極層
４５１４ｂ 透明電極層
４５１５ 発光層
４５１６ 半透過電極層
４５１７ 接続端子電極
４５１８ ＦＰＣ
４５１９ 異方性導電膜
４５２０ 隔壁
４５２１ 遮光膜
４５２２ａ カラーフィルタ
４５２２ｂ カラーフィルタ
４５２２ｃ カラーフィルタ
４５２３ オーバーコート
４５２５ 端子電極
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
９５０１ 本体
９５０２ 表示部
９５０３ 筐体
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ リモコン受信部
９５０６ 受像部
９５０７ バッテリー
９５０８ 音声入力部
９５０９ 操作キー
９５１０ 接眼部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射電極層と、半透過電極層と、前記反射電極層と前記半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第３の発光素子を、有し、
前記第１の発光素子は、
前記反射電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第２の発光素子は、
前記反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、
前記第１の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第３の発光素子は、
前記反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、
前記第２の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層の膜厚が異なる
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
反射電極層と、半透過電極層と、前記反射電極層と前記半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第４の発光素子を、有し、
前記第１の発光素子は、
前記反射電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第２の発光素子は、
前記反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、
前記第１の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第３の発光素子は、
前記反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、
前記第２の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第４の発光素子は、
前記反射電極層に接して第３の透明電極層が形成され、
前記第３の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層と前記第３の透明電極層の膜厚が異なる
ことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
反射電極層と、半透過電極層と、前記反射電極層と前記半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第３の発光素子と、
前記半透過電極層と対向して設けられた特定波長帯域の光を透過する有色層と、を有し、
前記第１の発光素子は、
前記反射電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第２の発光素子は、
前記反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、
前記第１の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第３の発光素子は、
前記反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、
前記第２の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層の膜厚が異なる
ことを特徴とする発光装置。
【請求項４】
反射電極層と、半透過電極層と、前記反射電極層と前記半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第４の発光素子と、
前記半透過電極層と対向して設けられた特定波長帯域の光を透過する有色層と、を有し、
前記第１の発光素子は、
前記反射電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第２の発光素子は、
前記反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、
前記第１の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第３の発光素子は、
前記反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、
前記第２の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第４の発光素子は、
前記反射電極層に接して第３の透明電極層が形成され、
前記第３の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層と前記第３の透明電極層の膜厚が異なる
ことを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１または請求項３において、
前記第１の発光素子からの発光は、青色の領域に発光強度を有し、前記第２の発光素子からの発光は、緑色の領域に発光強度を有し、前記第３の発光素子からの発光は、赤色の領域に発光強度を有していることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項２または請求項４において、
前記第１の発光素子からの発光は、青色の領域に発光強度を有し、前記第２の発光素子からの発光は、緑色の領域に発光強度を有し、前記第３の発光素子からの発光は、赤色の領域に発光強度を有し、前記第４の発光素子からの発光は、黄色の領域に発光強度を有していることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記発光層は、正孔注入層と、正孔輸送層と、電子輸送層と、電子注入層と、を有していることを特徴とする発光装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記発光層からの発光は、白色発光が得られることを特徴とする発光装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記正孔注入層は、酸化モリブデンを含む材料により形成されることを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
前記半透過電極層は、酸化インジウム、銀、マグネシウムを含む材料により形成されることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、前記発光層からの発光は、前記半透過電極層を透過して取り出されることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の発光装置を用いた電子機器。
【請求項１】
反射電極層と、半透過電極層と、前記反射電極層と前記半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第３の発光素子を、有し、
前記第１の発光素子は、
前記反射電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第２の発光素子は、
前記反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、
前記第１の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第３の発光素子は、
前記反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、
前記第２の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層の膜厚が異なる
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
反射電極層と、半透過電極層と、前記反射電極層と前記半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第４の発光素子を、有し、
前記第１の発光素子は、
前記反射電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第２の発光素子は、
前記反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、
前記第１の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第３の発光素子は、
前記反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、
前記第２の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第４の発光素子は、
前記反射電極層に接して第３の透明電極層が形成され、
前記第３の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層と前記第３の透明電極層の膜厚が異なる
ことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
反射電極層と、半透過電極層と、前記反射電極層と前記半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第３の発光素子と、
前記半透過電極層と対向して設けられた特定波長帯域の光を透過する有色層と、を有し、
前記第１の発光素子は、
前記反射電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第２の発光素子は、
前記反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、
前記第１の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第３の発光素子は、
前記反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、
前記第２の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層の膜厚が異なる
ことを特徴とする発光装置。
【請求項４】
反射電極層と、半透過電極層と、前記反射電極層と前記半透過電極層に挟持された発光層と、を含む第１乃至第４の発光素子と、
前記半透過電極層と対向して設けられた特定波長帯域の光を透過する有色層と、を有し、
前記第１の発光素子は、
前記反射電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第２の発光素子は、
前記反射電極層に接して第１の透明電極層が形成され、
前記第１の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第３の発光素子は、
前記反射電極層に接して第２の透明電極層が形成され、
前記第２の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第４の発光素子は、
前記反射電極層に接して第３の透明電極層が形成され、
前記第３の透明電極層に接して前記発光層が形成され、
前記発光層に接して前記半透過電極層が形成され、
前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層と前記第３の透明電極層の膜厚が異なる
ことを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１または請求項３において、
前記第１の発光素子からの発光は、青色の領域に発光強度を有し、前記第２の発光素子からの発光は、緑色の領域に発光強度を有し、前記第３の発光素子からの発光は、赤色の領域に発光強度を有していることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項２または請求項４において、
前記第１の発光素子からの発光は、青色の領域に発光強度を有し、前記第２の発光素子からの発光は、緑色の領域に発光強度を有し、前記第３の発光素子からの発光は、赤色の領域に発光強度を有し、前記第４の発光素子からの発光は、黄色の領域に発光強度を有していることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記発光層は、正孔注入層と、正孔輸送層と、電子輸送層と、電子注入層と、を有していることを特徴とする発光装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記発光層からの発光は、白色発光が得られることを特徴とする発光装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記正孔注入層は、酸化モリブデンを含む材料により形成されることを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
前記半透過電極層は、酸化インジウム、銀、マグネシウムを含む材料により形成されることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、前記発光層からの発光は、前記半透過電極層を透過して取り出されることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の発光装置を用いた電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１８２１２７（Ｐ２０１２−１８２１２７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２５６９４（Ｐ２０１２−２５６９４）
【出願日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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