有机EL元件、显示装置和照明装置.pdf

提供一种有机EL元件、显示装置和照明装置，有机EL元件包括：发光单元，至少包括：多个发光层，各自包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发射光，以及中间层，布置在发光层之间以将电荷注入到发光层中；阳极和阴极，发光单元沿层叠方向插入在所述阳极和阴极中间，并且所述阳极和阴极提供预定电位差到发光单元；电位控制机构，被配置为以使所述中间层的电位被设置为所述阳极的电位和所述阴极的电位之间的电位的方式来控制所述中间层的电位。

权利要求书1.  一种有机EL元件，包括：发光单元，至少包括：多个发光层，各自包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发射光，以及中间层，布置在所述发光层之间以将电荷注入到所述发光层中；阳极和阴极，所述发光单元沿层叠方向插入在所述阳极和阴极中间，并且所述阳极和阴极提供所述预定电位差到所述发光单元；以及电位控制机构，被配置为以使所述中间层的电位被设置为所述阳极的电位和所述阴极的电位之间的电位的方式来控制所述中间层的电位。2.  根据权利要求1所述的有机EL元件，其中，所述电位控制机构具有所述中间层和所述阴极彼此电连接的中间层接触结构，在所述中间层和所述阴极之间有预定电阻值的电阻。3.  根据权利要求2所述的有机EL元件，其中，所述中间层接触结构的所述电阻值至少基于所述中间层的材料、所述中间层的厚度、以及所述中间层与所述阴极的接触面的表面粗糙度来调整。4.  根据权利要求2所述的有机EL元件，其中，所述发光单元至少以发出具有与蓝色相对应的波长带的光的蓝色发光层、所述中间层和发出具有与黄色相对应的波长带的光的黄色发光层依次层叠的方式构造，并且当所述蓝色发光层和所述黄色发光层同时发光时发出白光，并且其中，所述中间层接触结构使得至少被提供到所述蓝色发光层和所述黄色发光层的电位差能够被调整。5.  根据权利要求2所述的有机EL元件，还包括：阴极接触区域，被配置为形成在不同于所述阴极的布线层中，并且被配置为连接至与所述阴极相同的电位的布线图案，其中，在所述中间层接触结构中，所述中间层电连接至所述阴极接触区域。6.  根据权利要求1所述的有机EL元件，其中，所述电位控制机构包括电连接至所述中间层的中间层电极，并且其中，所述中间层的电位由提供至所述中间层电极的预定电位来控制。7.  根据权利要求6所述的有机EL元件，其中，提供给所述中间层电极的电位以补偿根据使用环境的多个各所述发光层的光发射亮度比例的改变量的方式来控制。8.  根据权利要求7所述的有机EL元件，其中，所述使用环境包括整个有机EL元件的发光亮度、所述有机EL元件的使用时间、以及所述有机EL元件的使用温度中的至少一个。9.  根据权利要求6所述的有机EL元件，其中，所述发光单元至少以发出具有与蓝色相对应的波长带的光的蓝色发光层、所述中间层和发出具有与黄色相对应的波长带的光的黄色发光层依次层叠的方式构造，并且当所述蓝色发光层和所述黄色发光层同时发光时发出白光，并且其中，通过被提供给所述中间层电极的预定电位来调整至少提供到所述蓝色发光层和所述黄色发光层的电位差。10.  根据权利要求6所述的有机EL元件，其中，所述发光单元至少包括发出具有不同的波长带的三个或更多的发光层以及布置在所述发光层之间的多个中间层，并且其中，所述有机EL元件还包括电连接至各个所述多个中间层的多个中间层电极。11.  根据权利要求2所述的有机EL元件，还包括：阴极接触区域，被配置为形成在不同于所述阴极的层中。12.  一种显示装置，其中，有机EL元件被用作构成显示屏幕的像素的发光元件，所述有机EL元件包括：发光单元，至少包括：多个发光层，当被提供预定电位差时发光，以及中间层，布置在所述发光层之间以将电荷注入到所述发光层中；阳极和阴极，所述发光单元沿层叠方向插入在所述阳极和阴极中间，并且所述阳极和阴极提供所述预定电位差到所述发光单元；以及电位控制机构，被配置为以使所述电位被设置为所述阳极的电位和所述阴极的电位之间的电位的方式控制所述发光单元的所述中间层的电位。13.  一种照明装置，其中有机EL元件被用作光源，所述有机EL元件包括：发光单元，至少包括：多个发光层，当被提供预定电位差时发光，以及中间层，布置在所述发光层之间以将电荷注入到所述发光层中；阳极和阴极，所述发光单元沿层叠方向插入在所述阳极和阴极中间，并且所述阳极和阴极提供所述预定电位差到所述发光单元；以及电位控制机构，被配置为以使所述电位被设置为所述阳极的电位和所述阴极的电位之间的电位的方式控制所述发光单元的所述中间层的电位。

说明书有机EL元件、显示装置和照明装置
相关申请的交叉引用
本申请要求保护于2014年1月24提交的日本在先专利申请JP2014-011300的权益，通过引用将其全部内容结合于本文中。
技术领域
本公开涉及有机EL元件、显示装置和照明装置。
背景技术
近年来，作为在较低电压下驱动的发光元件，已注意到具有包含有机化合物的发光层(在下文中还被称为有机发光层)的有机电动发光(EL)元件。此外，已经开发与使用这样的有机EL元件的显示装置和照明装置有关的各种技术(在下文中还分别称为有机EL显示装置和有机EL照明装置)。
在这样的元件中，从由单个材料组成的有机发光层发出的光的波长带限定于给定的范围，并且因此难以使得由单个材料组成的有机发光层发出白光。因此，发出具有不同的波长带的光的多个有机发光层布置在面内方向上或层叠方向上并且使得有机发光层发光的同时生成已经提出的白光。例如，JP 2003-272860A公开了一种用于实现有机EL元件的更高的光发射效率的技术，其中多个有机发光层通过调整如插入有机发光层之间的电荷产生层的中间层的具体电阻值布置沿层叠方向(在下文中还称作层叠式有机EL元件或纵列式有机EL元件)。
另一方面，在层叠式有机EL元件中不容易在大范围光发射亮度级上保持每个有机发光层的均匀光发射比例。因此，从层叠式有机EL元件发射的光的色度例如随着光发射亮度改变而改变，并因此难以稳定地发出均 匀白光。存在对于出现色度上的这样的改变的忧虑，色度改变会导致安装这样的层叠式有机EL元件的显示装置的图像质量的劣化。因此，例如，JP 2012-194256A公开了关于具有由发出包括红色、绿色、蓝色和白色的颜色的光的子像素构成的像素用于通过调整每个子像素的亮度抑制在大范围光发射亮度级上从像素发射的光的色度的改变。
发明内容
然而，在JP 2012-194256A中公开的技术中，因为必须驱动每个子像素以补偿色度的改变，所以元件的构造和信号处理变得复杂，因此导致电力消耗和制造成本的升高。此外，在不改变装置，例如，最初不包括子像素的单色显示装置等的情况下不能应用JP 2012-194256A中公开的技术。
考虑到上述情况，需要利用更简单的配置抑制有机EL元件的色度的改变。因此，本公开提出新的且改进的、能够利用更简单的配置抑制色度的改变的有机EL元件、显示装置和照明装置。
根据本公开的实施方式，提供了一种有机EL元件，包括：发光单元，至少包括多个发光层，各自包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发射光，以及中间层，布置在发光层之间以将电荷注入到发光层中；阳极和阴极，发光单元沿层叠方向插入在所述阳极和阴极中间，并且所述阳极和阴极提供预定电位差到发光单元；以及电位控制机构，以使所述中间层的电位被设置为所述阳极的电位和所述阴极的电位之间的电位的方式来控制所述中间层的电位。
根据本公开的实施方式，提供一种显示装置，其中有机EL元件被用作构成显示屏幕的像素的发光元件，该有机EL元件包括：发光单元，包括多个发光层，当被提供预定电位差时发光，以及中间层，布置在发光层之间以将电荷注入到发光层中；阳极和阴极，发光单元沿层叠方向插入在所述阳极和阴极中间，并且所述阳极和阴极提供预定电位差到发光单元；以及电位控制机构，以使电位被设置为阳极的电位和阴极的电位之间的电位的方式来控制发光单元的中间层的电位。
根据本公开的实施方式，提供一种照明装置，其中有机EL元件被用作光源，该有机EL元件包括：发光单元，包括多个发光层，当被提供预定电位差时发光，以及中间层，布置在发光层之间以将电荷注入到发光层中；阳极和阴极，发光单元沿层叠方向插入在所述阳极和阴极中间，并且所述阳极和阴极提供预定电位差到发光单元；以及电位控制机构，以使电位被设置为阳极的电位和阴极的电位之间的电位的方式来控制发光单元的中间层的电位。
根据本公开的一个或多个实施方式，以使电位被设置为阳极的电位和阴极的电位之间的电位的方式来控制发光单元的中间层的电位的电位控制机构设置在有机EL元件中，其中层叠均包含有机化合物的多个发光层，在其之间具有中间层。通过利用电位控制机构控制中间层的电位，可以控制多个发光层的电位，并且因此可以在没有进行复杂的信号处理等的情况下利用更简单的配置抑制整个有机EL元件的光发射的色度的改变。
根据如上所述的本公开的一个或多个实施方式，可以利用更简单的配置抑制色度的改变。应注意，如上所述的效果不必需是限制性的，并且与以上效果一起或代替以上效果，可以表现出希望的被引进本说明书的任何效果或者从本说明书可以预期的其他效果。
附图说明
图1是示出了普通有机EL元件的层叠结构的示意性配置的截面示图；
图2是示出了普通有机EL元件的光发射亮度和光发射颜色之间的关系的曲线图；
图3是示出了普通有机EL元件的光发射亮度和光发射颜色之间的关系的曲线图；
图4是示出了普通有机EL元件的光发射亮度和光发射颜色之间的关系的曲线图；
图5是示出通过在普通有机EL元件中将电荷产生层电连接到阴极制造的用于测试的有机EL元件的光发射特征的曲线图；
图6是描述普通有机EL元件的光发射特征的示意图；
图7是描述电荷产生层和阴极彼此电连接的用于测试的有机EL元件的光发射特征的示意图；
图8是示出了根据本公开的第一实施方式的有机EL元件的层叠结构的示意性配置的截面示图；
图9是示出了普通有机EL元件的层叠结构的示意性配置的截面示图；
图10是示出了普通有机EL元件的层叠结构的示意性配置的截面示图；
图11是描述普通有机EL元件的光发射特征的示意图；
图12是描述根据第一实施方式的有机EL元件的光发射特征的示意图；
图13A是示出了根据第一实施方式的有机EL元件的制造方法的实例的截面示图；
图13B是示出了根据第一实施方式的有机EL元件的制造方法的实例的截面示图；
图13C是示出了根据第一实施方式的有机EL元件的制造方法的实例的截面示图；
图14是示出了用于普通有机发光元件的Y发光层和B发光层的光发射亮度对使用时间的依赖关系的曲线图；
图15是示出了根据本公开的第二实施方式的有机EL元件的层叠结构的示意性配置的截面示图；
图16是描述根据第二实施方式的有机EL元件的驱动方法的示意图；
图17A是示出了根据本公开的第二实施方式的有机EL元件的制造方法的实例的截面示图；
图17B是示出了根据本公开的第二实施方式的有机EL元件的制造方法的实例的截面示图；
图17C是示出了根据本公开的第二实施方式的有机EL元件的制造方法的实例的截面示图；
图18A是示出了具有与第一实施方式和第二实施方式不同的层叠结构的有机EL元件的配置实例的示意图；
图18B是示出了具有与第一实施方式和第二实施方式不同的层叠结构的有机EL元件的配置实例的示意图；
图19是示出了与应用根据第一实施方式的有机EL元件的有机EL显示装置的一个像素相对应的区域的示意性配置的截面示图；
图20是示出了应用根据第一实施方式的有机EL元件的有机EL显示装置的电路结构的示意图；
图21是详细示出在图20中示出的电路结构以外的一个像素的外围线路的结构的示意图；
图22是应用有机EL显示装置的智能电话的外部示图；
图23是应用有机EL显示装置的显示装置的外部示图；以及
图24是应用有机EL显示装置的成像装置的外部示图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。注意，在本说明书和附图中，具有相同功能和结构的结构型元件采用相同的附图标记，并不再对这些结构元件进行重复说明。
应注意，说明将会以以下顺序进行。
1.普通有机EL元件的检查
2.第一实施方式
2-1.有机EL元件的结构
2-2.与普通有机EL元件的比较
2-3.有机EL元件的制造方法
3.第二实施方式
3-1.普通有机EL元件的检查
3-2.有机EL元件的结构
3-3.有机EL元件的制造方法
4.变形例
5.应用例
5-1.应用到有机EL显示装置
5-2.应用到具有显示装置的电子设备
6.结论和补充
<1.普通有机EL元件的检查>
在描述本公开的优选实施方式之前，为了另外阐明本公开，将首先描述本发明人通过对普通有机EL元件的检查获得的结果。
将参考图1描述普通有机EL元件的示意性结构。图1是示出了普通有机EL元件的层叠结构的示意性配置的截面示图。
参照图1，普通有机EL元件60是一种层叠式有机EL元件，通过以以下顺序层叠黄色发光层61(Y发光层61)(即发出具有与黄色相对应的波长带的光的有机发光层)、电荷产生层(CGL)62、以及蓝色发光层63(B发光层63)(即发出具有与蓝色相对应的波长带的光的有机发光层)构成。具体地说，由导电材料形成的正极(阳极)(未示出)形成在Y发光层61的下层。此外，由导电材料形成的负极64(阴极64)形成在B发光层63的上层。当在阳极和阴极64之间提供预定电位差时，预定电位差提供给阳极和阴极64之间交错的并且串联连接的Y发光层61和B发光层63中的每一个，并且由此各个Y发光层61和B发光层63发出具有预定的波长带与预定的亮度的光。在以下说明中，当被提供电位差时发光的地区是Y发光层61、电荷产生层62和B发光层63，其还将被共同地称作发光单元69。有机EL元件60被配置为当Y发光层61和B发光层63同时发光时能够从整个发光单元69发出白光。
电荷产生层62是设置在Y发光层61和B发光层63之间的中间层，并且当电位差提供到阳极和阴极64之间时具有注入电荷到Y发光层61和B发光层63里的功能。因为由电荷产生层62产生的电荷被注射到Y发光层61和B发光层63中的至少一个里，所以实现了更高效的光发射。
尽管图1示出了简化的一个有机EL元件60的结构，但实际上多个有机EL元件60可以形成在由例如，玻璃材料、基于树脂(基于塑料)的材料等组成的基板(未示出)上。在基板上，层叠在预定位置处设置多个 开口部分的像素隔离膜65，并且Y发光层61被形成为嵌入如图1所示的像素隔离膜65的开口部分中。设置在像素隔离膜65中开口部分与每个有机EL元件60的光发射区域相对应。像素隔离膜65由绝缘材料组成，并且由于像素隔离膜65，确保了针对相邻的有机EL元件60的绝缘性能以及阳极和阴极64之间的绝缘。如上，像素隔离膜65具有隔开的功能并且由此将可以在基板上，例如，像素单元中，形成阵列的多个有机EL元件60隔开。
到目前为止，已参考图1描述了普通有机EL元件60的示意性结构。本发明人已制造具有在图1中举例说明的结构的普通有机EL元件60的多个样本，并进行对其光发射特性的检查。
将参考图2至图4描述对普通有机EL元件60的光发射特性进行测量的结果。图2至图4是示出了普通有机EL元件60的光发射亮度和光发射颜色之间的关系的曲线图。
在图2至图4中，横轴表示施加的驱动普通有机EL元件60的电流密度J(mA/cm2)。因为有机EL元件60的光发射亮度与施加的电流密度J的值成比例，所以在图2至图4中示出的横轴可以被说成表示有机EL元件60的光发射亮度。在安装本发明人用于检查的有机EL元件60的发光板中，当，例如，J＝0.01(mA/cm2)时，光发射板的亮度是约0.3(nt)(nt＝cd/cm2)。当电流密度J增加倍时，光发射亮度同样增加约10倍，并且因此J＝1(mA/cm2)，例如，可以被说成与30(nt)的光发射板的亮度相对应。
此外，在图2中，纵轴表示在表示颜色空间的颜色系统中指示黄色部分的值L与电流密度J的改变比例(L/J)。图2可以被说成主要表示Y发光层61的光发射颜色的改变的特征。此外，在图3中，纵轴表示在颜色系统中指示蓝色部分的值Z与电流密度J的改变比例(Z/J)。图3可以被说成主要表示B发光层63的光发射颜色的改变的特征。此外，在图4中，纵轴表示在颜色系统中指示色差的值的Δu’v’。图4可以被说成表示整个发光单元69的光发射颜色的改变的特征。应注意，当J＝15(mA/cm2)(与约450(nt)相对应)时，图2的纵轴的值(L/J(％))和图3的纵轴的值 (Z/J(％))被标准化为具有0％的值。此外，当J＝15(mA/cm2)时，图4的纵轴的值((u’v’)指示根据光发射颜色的标准的色差。
参照图2和图3，发现，因为在普通有机EL元件60中电流密度J，即，光发射亮度，改变，多以Y发光层61和B发光层63的光发射颜色同样改变。具体地，在低亮度下光发射颜色的改变显著。此外，从图2和图3可发现，光发射颜色的改变对光发射亮度的依赖关系根据采样的不同而不同。采样之间的差异被认为由，例如，有机EL元件60的制造过程中的制造中的不均匀性等所引起。此外，参照图4，发现在所有样本中在低亮度下色差增加。由于在图2至图4中示出的特征，在普通有机EL元件60中观察到在低亮度下光发射颜色从白色改变成黄色的现象。
在上文，已参考图2至图4描述对普通有机EL元件60的光发射特征进行测量的结果。如上所述，Y发光层61的光发射颜色和B发光层63的光发射颜色两者根据光发射亮度的改变而改变。因此，如果在普通有机EL元件60中光发射亮度改变，那么从整个发光单元69发出的白光的颜色同样改变，并且因此难以在大范围的光发射亮度级上发出均匀的白光。此外，发现Y发光层61的光发射颜色和B发光层63的光发射颜色对光发射亮度的依赖关系根据采样的不同而不同。在有机EL元件60的制造过程尽可能地最小化制造的不均匀性被认为在抑制采样之间的不均匀性上是有效的；然而，改进制造过程以将制造的不均匀性抑制到最小需要巨大的成本。
因此，为了获得使用容易的方法抑制有机EL元件60的颜色改变的知识，本发明人已通过不同地修改有机EL元件的结构制造用于测试的有机EL元件，并且进行实验以研究其光发射特征。已经获得抑制颜色改变的独有的知识作为在具有某个构造的用于测试的有机EL元件上进行测量的结果。
举例说明作为实验的一部分，本发明人已通过在具有在图1中举例说明的结构的有机EL元件60中将电荷产生层62电连接到阴极64制造用于测试的有机EL元件，并且测量其光发射特征。测量的结果在图5中示出。图5是示出了对于通过在普通有机EL元件60中将电荷产生层62电连接 到阴极64制造的用于测试的有机EL元件的光发射特征的曲线图。在图5中，水平轴表示安装有机EL元件的光发射板的亮度L(cd/m2＝nt)，纵轴表示指示来自如图4中的发光单元69的光发射的色差的值Δu’v’，并且绘制两个值的关系。应注意，在图5中，纵轴的值Δu’v’指示当如图4中L＝450(cd/m2)(与约J＝15(mA/cm2)相对应)时根据光发射颜色的标准的色差。
在图5中，将指示在图4中示出的普通有机EL元件60的特征的曲线绘制在一起进行比较。在附图中，曲线B示出了在除B发光层63以外的区域中电荷产生层62与阴极64电绝缘的普通有机EL元件60的特征。换言之，曲线B与在图4中示出的普通有机EL元件60的色差对光发射亮度的依赖关系的重新的图解相对应。另一方面，曲线C指示电荷产生层62电连接至阴极64的用于测试的有机EL元件的特征。
参照图5，发现根据亮度改变的色差上的改变在电荷产生层62电连接至阴极64的用于测试的有机EL元件中比在普通有机EL元件60中更大，如通过曲线B和C示出的。具体地说，人们发现，随着亮度减小，色差在用于测试的有机EL元件中比在普通有机EL元件60中变得更大。在用于测试的有机EL元件中观察到的整个有机EL元件60的光发射颜色在低亮度下从白色改变成黄色的现象显著多于在普通有机EL元件60中的。
本发明人已经预料到普通有机EL元件60和在图5中示出的用于测试的有机EL元件之间的差异的原因。将参考图6和图7描述预期的结果。图6是描述普通有机EL元件60的光发射特征的示意图。图7是描述电荷产生层62和阴极64彼此电连接的用于测试的有机EL元件60a的光发射特征的示意图。应注意，在图6和图7中，还示出形成在Y发光层61的下层的阳极，该阳极在图1中未示出。
首先，将描述当电流密度低时，换言之，当在图6中示出的普通有机EL元件60中亮度低时，Y发光层61和B发光层63的光发射的色度程度。在低亮度情况下，蓝色的色度减少速率大于黄色的色度减少速率，如图2和图3中所示。因此，当预定电位差V被提供到阴极64和阳极67之间时， 如图6所示，Y发光层61和B发光层63发光；然而，当亮度低时，B发光层63的蓝色光发射的色度低于Y发光层61的黄色光发射的色度，并且因此整体来看有机EL元件60发出淡黄色的光。
下面，将描述当电流密度高时，换言之，当在图6中示出的普通有机EL元件60中亮度高时，Y发光层61和B发光层63的光发射的色度程度。在高亮度情况下，蓝色色度的变化率和黄色色度的变化率之间的差异小于在低亮度情况下的，如图2和图3所示。因此，当亮度高时，B发光层63的蓝色光发射基本上与Y发光层61的黄色光发射的色度相同，并且因此整体来看有机EL元件60发出白色光。
另一方面，图7示出了电荷产生层62和阴极64彼此电连接的用于测试的有机EL元件60a的层叠结构的示意性构造。首先，将描述当电流密度低时，换言之，当在图7中示出的用于测试的有机EL元件60a中亮度低时，Y发光层61和B发光层63的光发射的色度程度。参照图7，当预定电位差V如在普通有机EL元件60中一样被提供到用于测试的有机EL元件60a的阴极64和阳极67之间时，Y发光层61和B发光层63同样发光。在此，因为用于测试的有机EL元件60a具有电荷产生层62和阴极64彼此电连接的构造，所以电荷产生层62和阴极64可以被认为是通过具有预定电阻值的电阻66彼此电连接，如图7所示。如上，在其上具有电阻66的渗漏通道形成在用于测试的有机EL元件60a中的电荷产生层62和阴极64之间，并且因此当相同的电压V施加在阴极64和阳极67之间时，电荷产生层62的电位改变成与普通有机EL元件60的电位不同的值。因此，本发明人用于实验的用于测试的有机EL元件60a被认为具有比普通有机EL元件60更小的提供给B发光层63的电位差，并且同样具有比普通有机EL元件60更低的B发光层63的蓝色光发射的色度。用于测试的有机EL元件60a，随着亮度减少，具有比普通有机EL元件60中增加更多的色差，如图5所示，并且因此发现光发射颜色从白色改变成白色的现象；然而，该现象被认为是由放置在电荷产生层62和阴极64之间的具有在其上的电阻66的渗漏通道引发的。
下面，将描述当电流密度高时，换言之，当在图7中示出的用于测试的有机EL元件60a中亮度高时，Y发光层61和B发光层63的光发射的色度程度。当电流密度高时，提供到阴极64和阳极67之间的电位差V的值大于当电流密度低时的电位差。因此，即使具有在其上的电阻66的渗漏通道形成在电荷产生层62和阴极64之间，仅足以实现具有期望色度的蓝色光发射的电压值可以被施加到在上一级层叠的B发光层63。因此，当用于测试的有机EL元件的亮度高时，色度的改变在小范围中被抑制，如图5所示，并且用于测试60a的有机EL元件被认为整体来看发出白色光。
到目前为止，已描述本发明人对普通有机EL元件60进行的检查的结果。检查的结果总结如下。
对于具有以从阳极67侧的顺序层叠的Y发光层61和B发光层63的结构的被配置为发出白色光的普通有机EL元件60，本发明人已测量当光发射亮度改变时从Y发光层61和B发光层63发射的光的色度的改变。因此，发现尤其在低亮度情况下在Y发光层61的黄光发射的色度的变化率和B发光层63的蓝光发射的色度之间出现显著差异并且没有保持白光。具体地，在用于实验的普通有机EL元件60中，在低亮度下蓝光发射的色度的减少速率是显而易见的，并且因此发现，当亮度低时，普通有机EL元件60整体来看发出淡黄色的光。
为了获得使用容易的方法抑制在大范围光发射亮度级上白光的颜色改变的知识，本发明人已通过不同地修改有机EL元件60的结构制造用于测试的有机EL元件，并且进行实验以研究其光发射特征。因此，发现在电荷产生层62和阴极64彼此电连接的用于测试的有机EL元件60a中，出现在低亮度下蓝光发射色度的减少速率更显著的现象。现象被假定为由具有形成在电荷产生层62和阴极64的预定电阻值的在其上具有电阻66的渗漏通道引起，电荷产生层62的电位由此改变成与普通有机EL元件60的电位不同的值，提供给B发光层63的电位差结果进一步减小，并且由此进一步抑制B发光层63的光发射亮度。
以上检查结果显示，通过将电荷产生层62的电位适当控制为阳极67的电位和阴极64的电位之间的电位，可以控制提供给Y发光层61和/或B发光层63的电位差，并且可以调整尤其在低亮度下的光发射颜色的色度。作为反复认真检查该显示内容的结果，本发明人已获得根据本公开的优选实施方式的有机EL元件。具体地说，在本公开的优选实施方式中，有机EL元件包括：发光单元，具有均包含有机化合物并且当施加预定电位差并且布置在发光层之间的电荷产生层将电荷注入到发光层里时发射光的至少多个发光层；阳极和阴极，发光单元沿层叠方向插入在所述阳极和阴极中间，并且所述阳极和阴极提供预定电位差到发光单元；以及提供电位控制机构，进行控制使得电荷产生层的电位被设置为阳极的电位和阴极的电位之间的电位。在下文，将详细描述本公开的优选实施方式。
<2.第一实施方式>
如在<1.普通有机EL元件的检查>中描述的，普通有机EL元件60的检查的结果显示提供给Y发光层61和/或B发光层63的电位差可以通过适当控制电荷产生层62的电位控制，并且由此有机EL元件60的光发射颜色的色度尤其在低亮度下整体来看可以调整。在此，在普通有机EL元件60中，因为在低亮度下Y发光层61的黄光发射的色度大于B发光层63的蓝光发射的色度，如上所述，所以发生白光的颜色改变成黄色的现象。另一方面，从对用于测试的有机EL元件60a进行的实验，发现通过在电荷产生层62和阴极64之间形成在其上具有电阻66的渗漏通道，施加到层叠在靠近阴极的上一级中的B发光层63的电压弱并且因此抑制B发光层63的光发射亮度。根据上述结果，通过将Y发光层61层叠在B发光层63的上一级中(在靠近阴极64的侧上)并且在电荷产生层62和阴极64之间形成具有在其上的电阻66的渗漏通道，被认为实现了抑制层叠在上一级中的Y发光层61的光发射亮度并且在大范围的光发射亮度级上抑制白光的颜色改变的构造。
根据检查的结果，对于层叠发出具有不同的波长带的光的多个有机发光层(在其之间具有电荷产生层)的层叠式有机EL元件，电荷产生层通过具有预定电阻值的电阻电连接至阴极的结构(电荷产生层接触结构)被 设置为电位控制机构，该电位控制机构进行控制使得电荷产生层的电位在阳极的电位阴极的电位之间。在下文，将详细描述本公开的第一实施方式，即优选的实施方式。
[2-1.有机EL元件的结构]
将参考图8描述根据本公开的第一实施方式的有机EL元件的构造实例。图8是示出了根据本公开的第一实施方式的有机EL元件的层叠结构的示意性构造的截面示图。
参照图8，根据第一实施方式的有机EL元件具有形成为以以下顺序层叠在基板110上的正极120(阳极120)、像素隔离膜180、蓝光发光层130(B发光层130)(包含有机化合物的有机发光层并且当被提供预定电位差时发出蓝光)、电荷产生层140、黄光发光层150(Y发光层150)(包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发出黄光)、以及负极160(阴极160)。此外，有机EL元件10具有，例如，形成在与阳极120相同的布线层中并且由导电材料制成的阴极接触区域170。
当预定电位差被提供到阳极120和阴极160之间时，预定电位差被提供给B发光层130和Y发光层150，其两者均插入阳极120和阴极160之间，并且因此B发光层130和Y发光层150均发出具有预定亮度的具有预定波长带的光。在以下说明中，当被提供电位差时进行光发射的区域是B发光层130、电荷产生层140和Y发光层150，它们还将共同地被称为发光单元190。有机EL元件10被配置为当B发光层130和Y发光层150同时发光时能够从整个发光单元190发出白光。然而，有机EL元件10可以被配置为当B发光层130和Y发光层150同时发光时能够从整个发光单元190发出具有预定波长带的光，并且光发射颜色可以是除白色以外的颜色。
应注意，为了简化，图8示出形成在基板110上的一个有机EL元件的构造；然而，多个有机EL元件10实际上可以根据其应用排列在基板110上。此外，包括多个排列的有机EL元件10的区域可以隔开成多个区域，每个区域包括至少一个有机EL元件10并且每个隔开的区域可以起像素的作用。在下文，将详细描述每个组成构件。
(基板110)
基板110是那个形成在其表面上的有机EL元件10的支持主体。作为基板110的材料，例如，可以使用各种已知的材料，包括石英、玻璃、金属箔、基于树脂的材料形成的薄膜或薄片等。作为基于树脂的材料，举例说明是，例如，由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表示的甲基丙烯酸树脂、如聚对苯二甲酸乙酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚丁烯萘二甲酸(PBN)的聚脂、聚碳酸酯树脂、硅树脂等。作为基板110，可以使用由基于树脂的材料以层叠结构形成的基板，或者通过在基于树脂的材料上进行各种类型的表面处理以便抑制透水性和栅极渗透性获得的基板。此外，当有机EL元件10用于以有源矩阵方法驱动的显示装置的每个像素时，基板110可以设置有用于驱动每个像素中的有机EL元件10的薄膜晶体管(TFT)。
(阳极120)
阳极120通过在基板110上层叠导电材料并且然后处理成具有预定图案而形成。作为阳极120的材料，使用从真空级具有相对高的功函数的材料以便将空穴高效率地注入到形成在阳极120上的B发光层130里。作为阳极120的材料，例如，可以使用的材料包括选自如铝(Al)、铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、铜(Cu)、银(Ag)、或金(Au)的金属、其合金、其金属或合金的氧化物中的至少一个。此外，作为阳极120的材料，例如，可以使用的材料包括选自氧化锡(SnO2)和锑(Sb)的合金、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锡(InZnO)、氧化锌(ZnO)和铝(Al)的合金、金属或合金的氧化物等。
此外，阳极120可具有层叠具有高光反射特性的第一层和设置在第一层的上部并且具有透光特性的第二层的构造。第一层由，例如，具有铝的合金作为主要成分形成。第一层的辅助成分可以是包括具有比作为主要成分的铝相对更低的功函数的至少一个元素的成分。作为这样一个辅助成分，优选地使用镧族元素。当阳极120包含镧系元素时，其稳定性改善，并且同样改善阳极120的空穴注入性能。此外，作为辅助成分，除镧系元素之外，可以包含如硅(Si)、铜等的元素。
第一层的辅助成分(例如，铵(Nd)、镍(Ni)、钛(Ti)等)的总含量优选地是约10权重％或更少。因此，在有机EL元件10的制造过程可以保持第一层的反射率，可以保证第一层的稳定性，并且同样可以获得进一步处理的准确度和化学稳定性。此外，同样可以改善阳极120的导电性和与基板110的粘附性。
此外，第二层可以由，例如，铝合金、的氧化物、氧化钼、氧化锆、氧化铬和氧化钽中的至少一个组成的材料形成。在此，当第二层是包含基于镧系元素的元素作为辅助成分的铝合金的氧化层(包括自然氧化膜)时，例如，第二层的透射率被保持为相对高的值，因为基于镧系元素的元素的氧化物的透射率相对高。因此，第一层的表面可以保持高反射率。
在此，改善基板110和阳极120之间的粘附性的导电层可以进一步设置在基板110和阳极120之间。作为这样的导电层，举例说明是由如ITO或氧化铟锡(IZO)形成的透明导电层。
此外，当有机EL元件10用于与有源矩阵方法驱动的显示装置的像素时，例如，可以使阳极120形成图案以便形成为具有每个像素的预定区域，并且电连接至设置在基板110上用于像素驱动的TFT(未示出)。
(像素隔离膜180)
像素隔离膜180层叠在阳极120上。像素隔离膜180保证阳极120和阴极160之间的绝缘性能并且隔开可以形成为，例如，以像素单元排列在基板110上的多个有机EL元件10。在像素隔离膜180中，开口部分设置在与有机EL元件10的光发射区域相对应的区域中。开口部分的形成位置与每个像素的阳极120的形成位置相对应，并且每个像素的阳极120的表面从开口部分暴露。像素隔离膜180可以由，例如，如聚酰亚胺、丙烯酸树脂、或基于酚醛清漆的树脂的感光性树脂形成。
(B发光层130和Y发光层150)
B发光层130是当预定电位差被提供到阳极120和阴极160之间时发出具有与蓝色相对应的波长带的光的有机发光层并且因此从每个阳极120和电荷产生层140(中间层)注入的空穴或电子重新组合。此外，Y发光层150是当预定电位差被提供到阳极120和阴极160之间时发出具有与黄 色相对应的波长带的光的有机发光层并且因此从每个阳极120和电荷产生层140(中间层)注入的空穴或电子重新组合。B发光层130和Y发光层150可以由所谓的发磷光物质或荧光物质形成。B发光层130和Y发光层150由具有高光发射效率的材料组成，例如，如低分子荧光染料的有机光发射材料、荧光多聚物、或金属络合物。
作为B发光层130和Y发光层150的基质材料，可以使用由例如，亚苯基核、萘核、蒽核、嵌二萘核、萘并萘核、屈核、或二萘嵌苯核组成的芳烃化合物。具体地说，作为B发光层130和Y发光层150的基质材料，优选地可以使用，例如，9,10-二苯基蒽、9,10-二(1-萘基)蒽、10-二(2-萘基)蒽(ADN)、1,6-二苯基芘、1,6-二(1-萘基)芘、1,6-二(2-萘基)、1,8-二苯基芘、1,8-二(1-萘基)芘、1,8-二(2-萘基)芘、红荧烯、6,12-二苯基屈、6,12-二(1-萘基)屈、6,12-二(2-萘基)屈等。
此外，为了控制B发光层130和Y发光层150的光发射频谱，适当向该处添加客体材料。作为这样的客体材料，可以使用如萘衍生物、胺类化合物、嵌二萘衍生物、萘并衍生物、二萘嵌苯衍生物、香豆素衍生物、或基于吡喃的颜料的有机物质，并且在这些之中，优选地可以使用芳香族叔胺化合物。
因为用于发出蓝光的有机发光层和发出黄光的有机发光层的各种已知材料的组合可以用作基质材料和B发光层130和Y发光层150的客体材料，所以将省去其详细说明。作为一个实例，例如，ADN可以用作B发光层130的基质材料并且B发光层可以由通过混合作为客体材料的4,4’-双[2-{4-(N,N-二苯基氨基)苯基}乙烯基]联苯基(DPAVBi)与基质材料获得的材料组成。此外，例如，4,4’-N,N’-二咔唑-联苯基(CBP)可以用作Y发光层150的基质材料，并且Y发光层可以由通过混合作为客体材料的三(苯并[h]喹啉)铱(Ir(bzq)3)与基质材料获得的材料组成。
(电荷产生层140)
电荷产生层140是布置在B发光层130和Y发光层150之间的中间层，并且当电位差提供到阳极120和阴极160之间时具有注入电荷到B发光层130和Y发光层150里的功能。在图8中举例说明的层叠结构中，当 电位差被提供到阳极120和阴极160之间时，电荷产生层140具有将空穴注入到当从电荷产生层140看时布置在阴极160侧上的Y发光层150里以及将电子注入到当从电荷产生层140看时布置在阳极120侧上的B发光层130里的功能。
作为电荷产生层140，可以应用具有与普通有机EL元件中相同的功能的用作层的各种已知的构造中的任意一个。作为根据第一实施方式的电荷产生层140的一个实例，将在这里描述电荷产生层140由不同材料形成的多个层叠的层构成的情况。例如，电荷产生层140被配置为具有从阳极120侧以以下顺序层叠包含氧化物的层、电荷传输有机材料层和三亚苯层的三层结构。然而，为了避免使附图复杂化，图8示出简化为具有单层结构的电荷产生层140。
包括在电荷产生层140中的包含氧化物的层使用包括例如，碱金属和碱土金属(包括铍和镁)中的至少一个的氧化物组成。在此，碱金属包括锂(Li)、钠(Na)、钾(k)、铷(Rb)、铯(Cs)和钫(Fr)。此外，碱土金属包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)和镭(Ra)。
此外，组成包含氧化物的层的氧化物可以是包括碱金属和碱土金属中的至少一个的普通碱金属氧化物、碱土金属氧化物、或复杂的氧化物和另一个元素。作为与碱金属和碱土金属一起组成复杂氧化物的氧化物的具体的实例，举例说明可以是四硼氧化物、氧化锗、氧化钼、氧化铌、氧化硅、氧化钽、二氧化钛、氧化钒、氧化钨、氧化锆、氧化碳、氢氧化物、一氧化铬、氧化铬、重铬酸氧化物、铁氧体、亚硒氧化物、氧化硒、氧化锡、二氧化碲、氧化碲、氧化铋、四硼氧化物和偏硼氧化物，并且可以是选自这些的至少一种或更多的种类。在这些之中，尤其优选地用作主要成分的是Li2CO3、Cs2CO3、或Li2SiO3。
此外，包含氧化物的层可以是混合层，其中任意上述氧化物与电荷传输材料混合。作为与如上所述的氧化物一起组成混合层的电荷传输材料，可以使用空穴传输材料或电子传输材料。由混合层构成的包含氧化物的层可以通过，例如，在如与如上所述的氧化物(例如，Li2CO3)一起用作电 荷(即，空穴或电子)的跳跃点的空穴传输材料或电子传输材料的电荷传输有机材料上进行共同沉积。
包括在电荷产生层140中的电荷传输有机材料层是主要由电荷传输有机材料组成的层，并且包括电子传输有机材料、空穴传输有机材料、或者两者电荷传输有机材料。电荷传输有机材料层可以仅由不包括金属材料或如具有强电子吸引特性的材料的添加成分的电子传输有机材料和/或空穴传输有机材料组成，并且可以是通过混合电子传输有机材料和/或空穴传输有机材料与碱金属和碱土金属中的至少一个获得的混合层。
应注意，作为用作电荷传输有机材料的电子传输有机材料和空穴传输有机材料，可以使用，例如，由与本申请相同的申请人提交的之前的申请的JP 2006-351398A中举例说明的“电子传输有机材料”和“空穴传输有机材料”。然而，组成第一实施方式的电荷产生层140的电荷传输有机材料层的电子传输有机材料和空穴传输有机材料不限于公开中所公开的那些，并且可以使用其它材料只要它们是具有电子传输特性和空穴传输特性的材料即可。
包括在电荷产生层140中的三亚苯层优选地由，例如，以下公式(I)中示出的三亚苯衍生物与氮杂菲衍生物中的至少一个组成。应注意，三亚苯衍生物是由母骨架仅包括碳的三亚苯框架组成，并且氮杂菲衍生物是由母骨架包括三亚苯骨架中的氮的氮杂菲骨架组成。

在此，在通式(I)中，R1至R6是单独的氢、卤、羟基、氨基、芳基氨基、具有20或更少的碳原子的取代或未取代的羰基、具有20或更少的碳原子的取代或未取代的烷基、具有20或更少的碳原子的取代或未取代的烯基、具有20或更少的碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有30或更少的碳原子的取代或未取代的芳基、具有30或更少的碳原子的取代或未取代的杂环基、氰基、硝基、氰基、或甲硅烷基。此外，在R1至R6之中，相邻的Rms(m＝1至6)可通过环状结构键连至彼此。此外，在通式(I)中，X1至X6是单独的碳原子或氮原子。
在此，三亚苯层可以由以上举例说明的三亚苯衍生物和氮杂菲衍生物中的至少一个或其组合组成。此外，除三亚苯衍生物或氮杂菲衍生物之外，三亚苯层可包含，例如，具有空穴传输特性的芳香胺类。
到目前为止，已描述组成电荷产生层140的包含氧化物的层、电荷传输有机材料层和三亚苯层的组合物。在此，上述包含氧化物的层、电荷传输有机材料层和三亚苯层不必需具有明显分离的组合物，并且组成层的材料在其界面上可以混合在一起。例如，组成电荷传输有机材料层的材料可以包括在包含氧化物的层中，并且相反地，组成包含氧化物的层的材料可 以包括在电荷传输有机材料层中。此外，在电荷传输有机材料层的每个界面上，可以提供放置在电荷传输有机材料层的上层中的具有组成三亚苯层的材料的混合层和放置在其下层中具有组成包含氧化物的层的材料的混合层。
如上所述，有机EL元件10具有通过层叠包含氧化物的层和电荷传输有机材料层形成的电荷产生层140被插入B发光层130和Y发光层150之间的构造。因此，改善了电子从电荷产生层注入到布置在阳极120侧上的B发光层里的效率。通过层叠B发光层130和Y发光层150，并且如上所述在其之间具有电荷产生层140，层叠式有机EL元件的有机EL元件10可以被更稳定地驱动。
应注意，对于根据第一实施方式的电荷产生层140的构造，可以参考由与本申请相同的申请人提交的之前的申请，JP 2006-324016A、JP2006-351398A、JP 2010-192366A等中公开的“连接层”和“中间层”的构造。
(阴极160)
阴极160被配置成双层结构，其中，例如，第一层和第二层按从Y发光层150侧的顺序层叠。为了避免使附图复杂化，图8示出了简化为具有单层结构的阴极160。
第一层由具有相对低的功函数和有利的透光性特性的材料形成。这样的材料的实例可包括，例如，锂的氧化物、或氧化锂(Li2O)、铯的氧化物、或氧化铯(Cs2O)、或氧化物的混合物。然而，第一层不限于具有这些材料中的任意一种，并且作为第一层的材料，可以使用，例如，如钙或钡的碱土金属，如锂或铯的碱金属，如铟(In)或镁的具有相对低的功函数的材料，如这些金属的氧化物的单个物质，或者金属和氧化物的任意一种的混合物或合金。
例如，第二层是通过使用具有透光性特性的层构成的MgAg等的薄膜。此外，第二层可以是包含如铝喹啉络合物、苯乙烯衍生物、或酞菁衍生物的有机光发射材料的混合层。在这种情况下，阴极160还可以具有带有透光性特性的MgAg的层单独作为第三层。
如上所述的阴极160的每个层可以使用如真空淀积方法、溅射方法、等离子体CVD方法等的各种方法形成。当有机EL元件10用于以有源矩阵方法驱动的显示装置时，阴极160可以形成为基板110上的固态膜，其状态为通过像素隔离膜180与阳极120电绝缘并且用作每个像素的共用电极。
在此，阳极120和阴极160不限于具有如上所述的构造，并且最佳构造可以根据安装在有机EL元件10中的装置、模块、电子设备等的构造选择。例如，考虑有机EL元件10用作组成显示装置的像素的发光元件的情况。当显示装置是下部发射类型(较低表面光发射类型)，其中通过有机EL元件10产生的光从基板110侧放出时，阳极120可以被配置为透明导电膜，例如，由ITO、IZO、等中的任何一种组成的单层膜或这些中两种或更多种组成的层叠的膜。另一方面，当显示装置是上部发射类型(上部表面光发射类型)，其中通过有机EL元件10产生的光从基板110的相对侧放出时，阴极160可以由如上所述的透明导电膜构成。以这种方式，阳极120和阴极160的构造可以考虑到与B发光层130和Y发光层150有关的物理特性以及安装在有机EL元件10中的装置、模块和电子设备的构造进行适当地设计。
(阴极接触区域170)
阴极接触区域170是由导电材料形成的布线图案并且是通过电连接至阴极160而具有与阴极160相同的电位的区域。在图8中示出的实例中，阴极接触区域170是以与阳极120相同的步骤形成在与阳极120相同的层中的布线图案，并且通过，例如，通孔(未示出)电连接至阴极160同时与阳极120电绝缘。阴极接触区域170可以起，例如，用于提供预定电位到阴极160的电极的作用。
在此，在第一实施方式中，有机EL元件10被配置成阴极接触区域170与电荷产生层140进行电接触。具体地，在形成阴极接触区域170的像素隔离膜180的位置中，提供暴露阴极接触区域170的表面的开口部分，如图8所示。此外，B发光层130不是至少形成在与开口部分相对应的位置中，并且电荷产生层140嵌入开口部分中以便与阴极接触区域170进行 接触。因此，电荷产生层140和阴极接触区域170(换言之，电荷产生层140和阴极160)在开口部分中彼此电连接。
在此，电荷产生层140具有根据其材料的表面电阻。此外，接触电阻出现在电荷产生层140和阴极接触区域170的接触面上或者通过上述通孔的阴极160和阴极接触区域170的接触部分上。因此，有机EL元件10具有电荷产生层140和阴极160通孔具有预定电阻值的电阻彼此电连接的结构(在下文中还将被称作电荷产生层接触构造)。在第一实施方式中，电荷产生层接触构造起到控制电荷产生层140的电位的电位控制机构的作用。
如在<1.普通有机EL元件的检查>中描述的，本发明人从对用于测试60a的有机EL元件进行的实验发现，当在具有在图1中示出的构造的普通有机EL元件60中具有在其上的具有预定电阻值的电阻66的渗漏通道形成在电荷产生层62和阴极64时，施加到层叠在上一级中的光发射层的电压变弱，并且因此抑制光发射层的光发射亮度。因为在图8中示出的根据第一实施方式有机EL元件10具有Y发光层150层叠在B发光层130的上一级并且具有在其上的具有预定电阻值的电阻的渗漏通道形成在电荷产生层140和阴极160之间的构造，所以可以获得抑制层叠在上一级的Y发光层150的光发射亮度和在广阔的光发射亮度级的范围上抑制白光的颜色改变的效果。
在此，第一实施方式，通过适当调整如电荷产生层140的材料、电荷产生层140的厚度、电荷产生层140和阴极接触区域170的接触面的粗糙度，可以控制电荷产生层140和阴极160之间的电阻值。当电荷产生层140更厚并且电荷产生层140和阴极接触区域170的接触面更粗糙时电阻值增加。例如，电荷产生层140优选地形成为具有约2nm至30nm的厚度的具有约1×108至1×1014(Ω/□)的表面电阻值的材料。
此外，为了控制电阻值，可以进一步调整如阴极接触区域170的形成位置(从阳极120的形成位置到阴极接触区域170的距离)和像素隔离膜180的厚度(从与阳极120的形成位置相对应的开口部分到与阴极接触区域170的形成位置相对应的开口部分的起伏)的参数。参数的调整与电荷 产生层140的长度(区域)的调整相对应，并且当电荷产生层140的长度(区域)更长(增加)时电荷产生层140和阴极160之间的电阻值增加。应注意，实际上，考虑到可以根据有机EL元件10的应用确定的当驱动有机EL元件10时提供的电位差、有机EL元件10的尺寸等，可以设计在使用的光发射亮度级上能够使白光的颜色改变更令人满意地被控制的最佳电阻值，并且上述各种参数可以被设计成实现该电阻值。
到目前为止，已参考图8描述了根据第一实施方式的有机EL元件10的构造实例。应注意，在图8中示出的构造仅仅是根据第一实施方式的有机EL元件10的一个构造实例，并且有机EL元件10可具有另一个构造。例如，除在图8中示出的层之外，有机EL元件10可以进一步设置有用于普通有机EL元件的各种已知的层，包括空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层等。层的包括和省去以及添加层的位置可以根据有机EL元件10的应用，发光单元190的构造和功能等适当地设置。
此外，在图8中示出的实例中，尽管与阴极160电连接的阴极接触区域170设置在与阳极120相同的布线层中，并且在电荷产生层140和阴极接触区域170彼此接触时电荷产生层140和阴极160通过具有预定电阻值的电阻彼此电连接，但第一实施方式不限于此。在第一实施方式中，电荷产生层140阴极160可以通过具有预定电阻值的电阻彼此电连接，并且其具体连接位置和促成连接的构造可以考虑到其他层的形成位置等适当地设置。
[2-2.与普通有机EL元件的比较]
在这里，为了另外阐明第一实施方式，将比较如上所述的有机EL元件10和普通有机EL元件。为了该比较，将参考图9和图10再次描述普通有机EL元件的示意性构造。图9和图10是示出普通有机EL元件的层叠结构的示意性配置的截面示图。在此，如上所述在图1中举例说明的普通有机EL元件60是Y发光层61布置在下层并且B发光层63布置在上层的层叠式的有机EL元件。另一方面，图9和图10示出了与在图8中示出的根据第一实施方式的有机EL元件10相对应的普通层叠式有机EL元件的示意性配置，其中B发光层布置在下层并且Y发光层布置在上层。
参照图9，普通有机EL元件70形成为阳极720、像素隔离膜780、B发光层730、电荷产生层740、Y发光层750、以及阴极760以这个顺序层叠在基板710上。当预定电位差提供到阳极720和阴极760之间时，预定电位差提供给插入在阳极720和阴极760之间的B发光层730和Y发光层750，并且由此B发光层730和Y发光层750均发出具有预定亮度的具有预定波长带的光。在以下说明中，B发光层730、电荷产生层740和Y发光层750(根据施加的电压进行光发射的区域)还将被共同称作发光单元790。有机EL元件70被配置成当B发光层730和Y发光层750同时发光时整体来看可以发出白光的发光单元790。
在此，因为基板710、阳极720、像素隔离膜780、B发光层730、电荷产生层740、Y发光层750和阴极760可以是与在图8中示出的根据第一实施方式的有机EL元件10的基板110、阳极120、像素隔离膜180、B发光层130、电荷产生层140、Y发光层150和阴极160具有相同的功能的组成元件，所以将省去其详细说明。然而，普通有机EL元件70在以下方面不同于根据第一实施方式的有机EL元件10，即不提供与阴极接触区域170相对应的构造，并且B发光层730、电荷产生层740、Y发光层750和阴极760作为均匀薄膜(固态膜)层叠在阳极720和像素隔离膜780上，如图9所示。
如上所述，具有图9中举例说明的构造的普通有机EL元件70没有设置控制电荷产生层740的电位的电位控制机构。因此，在发光单元790的大范围光发射亮度级上以预定比例固定B发光层730的蓝光发射的色度和Y发光层750的黄光发射的色度被认为是困难的。此外，在图9中示出的配置中，阴极760同样设置为固态膜，并且因此用作，例如，多个像素的共用电极。因此，当像素数目增加时阴极760的区域增加，并且因此表面电阻部分不可忽视。如果阴极760的电阻值增加，存在电流延迟的可能，并且因此担心有机EL元件70的不稳定驱动。
另一方面，图10示出了具有与在图9中示出的配置不同的配置的另一个普通有机EL元件的层叠结构。参照图10，普通有机EL元件80形成为阳极820、像素隔离膜880、B发光层830、电荷产生层840、Y发光层 850、以及阴极860以这个顺序层叠在基板810上。此外，普通有机EL元件80例如，在与阳极820相同的布线层中，具有由导电材料形成的阴极接触区域870。当预定电位差提供到阳极820和阴极860之间时，预定电位差提供给插入在阳极820和阴极860之间的B发光层830和Y发光层850，并且由此B发光层830和Y发光层850均发出具有预定亮度的具有预定波长带的光。在以下说明中，B发光层830、电荷产生层840和Y发光层850(根据施加的电压进行光发射的区域)还将被共同称作发光单元890。有机EL元件80被配置成当B发光层830和Y发光层850同时发光时整体来看可以发出白光的发光单元890。
在此，因为基板810、阳极820、像素隔离膜880、B发光层830、电荷产生层840、Y发光层850、阴极860和阴极接触区域870可以是具有与在图8中示出的根据第一实施方式的有机EL元件10的基板110、阳极120、像素隔离膜180、B发光层130、电荷产生层140、Y发光层150、阴极160和阴极接触区域170具有相同的功能的组成元件，所以将省去其详细说明。
同样在图10中示出的配置中，阴极接触区域870如在第一实施方式中一样被电连接至阴极860，并且因此具有与阴极860相同的电位。具体地，暴露阴极接触区域870的表面的开口部分设置在形成阴极接触区域870的像素隔离膜880的位置中，如图10所示。此外，至少在与开口部分相对应的位置处，不形成B发光层830、电荷产生层840和Y发光层850，并且阴极860嵌入开口部分中以便与阴极接触区域870接触。因此，阴极860与阴极接触区域870进行接触。阴极接触区域870可以起到例如，施加预定电位到阴极860的电极的作用。
在具有图10中举例说明的配置普通有机EL元件80中，这样的阴极860和阴极接触区域870的接触构造设置在，例如，每个像素中。因此，因为阴极860可以在有机EL元件80中的每个像素中形成为至少覆盖光发射区域并且与阴极接触区域870相接触，有机EL元件可以形成在比在图9中示出的有机EL元件70的配置中的区域更小的区域中。因此，可以获得阴极860的低电阻并且存在有机EL元件80的更稳定的驱动的可能。然 而，在图10中示出的有机EL元件，与在图9中示出的有机EL元件70一样，没有设置控制电荷产生层840的电位的电位控制机构。因此，在发光单元890的大范围光发射亮度级上以预定比例固定B发光层830的蓝光发射的色度和Y发光层850的黄光发射的色度被认为是困难的。
到目前为止，已参考图9和图10描述了B发光层布置在下层并且Y发光层布置在上层的普通层叠式有机EL元件的示意性配置。如上所述，因为在图9和图10中示出的有机EL元件70和80没有设置控制电荷产生层740和840的电位的电位控制机构，所以发光单元790和890的光发射亮度改变时，被认为是难以抑制光发射颜色(例如，白色)的改变。另一方面，根据第一实施方式的有机EL元件设置有电荷产生层140和阴极160通过作为控制电荷产生层140的电位的电位控制机构的具有预定电阻值的电阻彼此电连接的电荷产生层接触结构，如上所述。此外，电荷产生层接触构造可以比，例如，如JP2012-194256A中公开的上述技术中的具有子像素的配置中的更简单地实现。因此，由于电荷产生层接触构造，电荷产生层140的电位可以利用更简单的配置顺利地控制并且在第一实施方式可以更多地抑制当发光单元190的光发射亮度改变时光发射颜色(例如，白色)的改变。
此外，在有机EL元件10中，阴极160和阴极接触区域170的接触结构可以设置在例如，每个像素中。因此，阴极160可以形成在比在图9中示出有机EL元件70的配置的区域更小的区域中形成。因此，可以防止由阴极160等所引起的信号的延迟，并且因此可以稳定地驱动有机EL元件10。
在这里，为了描述抑制根据第一实施方式的有机EL元件10的光发射颜色的改变的效果，将参考图11和参考12描述普通有机EL元件70和80的光发射特征和根据第一实施方式的有机EL元件10的光发射特征。图11是描述普通有机EL元件70和80的光发射特征的示意图。图12是描述根据第一实施方式的有机EL元件10的光发射特征的示意图。应注意，在图11和图12中，B发光层130、730和830和Y发光层150、750和850由二极管的符号示意性地表示。
首先，将描述当电流密度低时，换言之，当在普通有机EL元件70和80中亮度低时，B发光层730和830以及Y发光层750和850的光发射的色度程度。在低亮度情况下，蓝色的色度减少速率大于黄色的色度减少速率，如图2和图3中所示。因此，当预定电压V施加在阴极760和860和阳极720和820之间时，B发光层730和830和Y发光层750和850发光，如图11所示；然而，当亮度低时，B发光层730和830的蓝光发射的色度变得低于Y发光层750和850的黄光发射的色度，并且因此有机EL元件70和80整体来看发出淡黄色的光。
下面，将描述当电流密度高时，换言之，当在普通有机EL元件70和80中亮度高时，B发光层730和830以及Y发光层750和850的光发射的色度程度。在高亮度情况下，蓝色色度的变化率和黄色色度的变化率之间的差异小于在低亮度情况下的，如图2和图3所示。因此，当亮度高时，B发光层730和830的蓝光发射的色度基本上是与Y发光层750和850的黄光发射的色度相同的程度，并且因此有机EL元件70和80整体来看发出白光。
另一方面，图12示出了根据第一实施方式的有机EL元件10的层叠结构的示意性配置。首先，将描述当电流密度低时，换言之，当在图12中示出的根据第一实施方式的有机EL元件10中亮度低时，B发光层130和Y发光层150的光发射的色度程度。参照图12，同样在有机EL元件10中，当预定电压V施加在阴极160和阳极120之间时，B发光层130和Y发光层150发光，如在普通有机EL元件70和80中一样。然而，在有机EL元件10中，电荷产生层140和阴极160通过具有预定电阻值的电阻彼此电连接，如图12所示。因为有机EL元件10具有形成在电荷产生层140和阴极160之间的具有在其上的电阻165的渗漏通道，如上所述，所以当相同的电位差V提供到阴极160和阳极120之间时，提供给层叠在上一级的Y发光层150的电位差减少的比在普通有机EL元件70和80中减少的更多。因此，Y发光层150的黄光发射的色度减少的比在普通有机EL元件70和80中减少的更多。以这种方式，因为当在有机EL元件10 中亮度低时Y发光层150的黄光发射的色度被抑制，所以有机EL元件10整体来看发出白光。
下面，将描述当电流密度高时，换言之，当在图12中示出的根据第一实施方式的有机EL元件10中亮度高时，B发光层130和Y发光层150的光发射的色度程度。当电流密度高时，提供到阴极160和阳极120之间的电位差V的值大于当电流密度低时的电位差。因此，即使具有在其上的电阻165的渗漏通道形成在电荷产生层140和阴极160之间，足以实现具有期望的色度的黄光发射的电压值可施加至层叠在上一级的Y发光层150。因此，在有机EL元件10中，当亮度高时，B发光层130的蓝光发射的色度和Y发光层150的黄光发射的色度基本上是相同的程度，并且因此有机EL元件10整体来看发出白光。
以上已参考图11和图12描述了普通有机EL元件70和80的光发射特征和根据第一实施方式的有机EL元件10的光发射特征。如上所述，因为控制电荷产生层740和840的电位的电位控制机构没有设置在有机EL元件70和80中，所以存在白色，即整个有机EL元件70和80的光发射颜色改变的可能，尤其在低亮度下。另一方面，根据第一实施方式的有机EL元件具有电荷产生层140和阴极160通过作为控制电荷产生层140的电位的电位控制机构的具有预定电阻值的电阻165彼此电连接的电荷产生层接触结构，如上所述。此外，电荷产生层接触构造可以比，例如，如JP2012-194256A中公开的上述技术中的具有子像素的配置中的更简单地实现。因此，由于第一实施方式中电荷产生层接触结构，电荷产生层140的电位可以利用更简单的构造顺利地控制，并且在有机EL元件10的大范围的光发射亮度级上可以控制白色，即光发射颜色的改变。
[2-3.有机EL元件的制造方法]
下面，将参考图13A至图13C描述具有图8中举例说明的配置的有机EL元件10的制造方法的实例。图13A至图13C示出了根据第一实施方式的有机EL元件10的制造方法的实例的截面示图。图13A至图13C按照有机EL元件10的制造方法的步骤的顺序示意性地示出有机EL元件10的横截面，表明制造方法的加工流程。
在根据第一实施方式的有机EL元件10的制造方法中，首先，在基板110上处理起到阳极120和阴极接触区域170的作用的布线图案，然后将像素隔离膜180层叠在其上，并且然后将开口部分设置在与阳极120和阴极接触区域170相对应的像素隔离膜180的位置中，如图13A所示。阳极120和阴极接触区域170可以形成为使用如溅射方法、气相沉积方法等的方法将导电材料在基板110上层叠为具有预定厚度，并且然后使用如干蚀刻方法的各向异性刻蚀有选择地移去导电材料。此外，像素隔离膜180形成为，例如，使用如气相沉积方法的方法将绝缘材料在阳极120和阴极接触区域170上层叠为具有预定厚度，并且然后使用如干蚀刻方法的各向异性刻蚀将开口部分设置在预定位置中。开口部分形成为具有足以暴露阳极120和阴极接触区域170的表面的深度。
应注意，作为用于在像素隔离膜180中设置开口部分的方法和使得上层的组成构件和下层的组成构件之间通过开口部分电连接的方法，可以应用例如，使用气相沉积掩膜的方法、使用JP 2007-52966A中公开的发射激光的方法以及JP 2013-54979A中公开的使用倒锥形形状的方法，这些都是与本申请人相同的申请人之前提交的申请，等。
下面，如图13B所示，将B发光层130层叠在阳极120、阴极接触区域170和像素隔离膜180的整个表面上。B发光层130嵌入设置在像素隔离膜180中的开口部分中，并且层叠为至少通过开口部分与阳极120接触。为了更多可靠地确保B发光层130和阳极120的接触，B发光层130优选地使用在嵌入性(覆盖)上优异的方法层叠在开口部分中。
下面，如图13C所示，将与设置在阴极接触区域170上的像素隔离膜180的开口部分相对应的层叠的B发光层130移去。在此，可以进行B发光层130的移去使得至少与光发射区域相对应的区域保留并且暴露阴极接触区域170的表面，并且将移去的B发光层130的具体区域不限于在图13C中示出的实例。
下面，电荷产生层140层叠在图13C中示出的配置的整个表面上。因此，以以下顺序层叠与光发射区域相对应的阳极120、B发光层130和电荷产生层140。另一方面，在与阴极接触区域170相对应的区域中，电 荷产生层140直接层叠在阴极接触区域170上，并且它们彼此电连接。为了确保电荷产生层140和阴极接触区域170的更可靠地接触，电荷产生层140优选地使用令人满意的覆盖开口部分的方法层叠。此外，对于电荷产生层140的层叠，可以使用考虑到电荷产生层140和阴极接触区域170之间的接触电阻的方法和情况。当期望电荷产生层140和阴极接触区域170之间的接触电阻增加时，可以选择例如，相对增加电荷产生层140与阴极接触区域170的接触面的表面粗糙度的方法和情况。当期望电荷产生层140和阴极接触区域170之间的电阻值减少时，可以选择例如，相对减少电荷产生层140与阴极接触区域170的接触面的表面粗糙度的方法和情况。可以将电荷产生层140的材料和层叠方法适当设计成实现电荷产生层140和阴极接触区域170之间的期望电阻值。
层叠电荷产生层之后，将Y发光层150和阴极160顺次层叠，并且由此实现在图8中示出的有机EL元件10的配置。应注意，当有机EL元件10具有没有在图8中示出的其他层(例如，空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层等)时，形成层的步骤可以添加到适当的步骤。此外，作为形成层的方法，可以应用用于普通有机EL元件的制造过程的各种已知的方法。
<3.第二实施方式>
以上描述的第一实施方式具有电荷产生层140和阴极160通过作为控制电荷产生层140的电位的电位控制机构的具有预定电阻值的电阻彼此电连接的电荷产生层接触结构。然而，本公开不限于此。在下文，具有与第一实施方式的配置不同的配置的具有电位控制机构的有机EL元件将被描述为本公开的第二实施方式。
[3-1.普通有机EL元件的检查]
为了另外阐明本公开的第二实施方式，首先，除以上<1.普通有机EL元件的检查>中描述的检查的结果之外，将描述本发明人对普通有机EL元件进行的另一个检查的结果。
如在以上<1.普通有机EL元件的检查>中描述的，具有在图1中示出的配置的普通有机EL元件60的发光单元69难以在大范围的光发射亮度 级上保持白色。这是因为当光发射亮度改变时Y发光层61的黄光发射的色度和B发光层63的蓝光发射的色度之间的平衡被破坏，因为Y发光层61的黄光发射的色度对光发射亮度的依赖关系和B发光层63的蓝光发射的色度对光发射亮度的依赖关系具有不同的特征，如图图2和图3所示。
在此，Y发光层61和B发光层63的光发射特征，如光发射的色度对光发射亮度的依赖关系被认为是主要从Y发光层61和B发光层63的材料得出。然而，已知Y发光层61和B发光层63的光发射特征还根据如使用时间和使用温度的使用环境而改变。根作根据这样的使用环境的光发射特征的改变的实例，将参考图14描述根据使用时间的Y发光层61和B发光层63的光发射特征上的改变。图14是示出了用于普通有机发光元件60的Y发光层61和B发光层63的光发射亮度对使用时间的依赖关系的曲线图。
在图14中，横轴表示普通有机EL元件60的Y发光层61和B发光层63的使用时间(换言之，Y发光层61和B发光层63被驱动的时间)，纵轴表示当施加恒定电压时Y发光层61和B发光层的光发射亮度的值，并且由此绘制其之间的关系。应注意，纵轴示出了当使用时间是零时，1.00的相对亮度即光发射亮度的值。在图14中，Y发光层61的光发射亮度由虚线曲线Y表示，并且B发光层63的光发射亮度由实线曲线B表示。
参照图14，发现，随着使用时间增加，Y发光层61和B发光层63的光发射亮度减小(劣化)。在此，如果Y发光层61和B发光层63的光发射亮度的劣化的特征彼此相似，那么Y发光层61和B发光层63的光发射亮度由于有机EL元件60的使用劣化到相同的程度，并且因此不认为失去两者之间色度的平衡。然而，实际上，Y发光层61的光发射亮度的劣化的特征与B发光层63的光发射亮度劣化的特征不同，如图14所示。可以说在图14中示出的特征显示当元件长时间使用时即使在相对高的亮度下在普通有机EL元件60中仍存在白光的颜色改变的可能。
在此，因为Y发光层61和B发光层63是由不同的材料形成的层，所以使得两者的光发射亮度的劣化的特征难以相同。此外，作为加速Y发光层61和B发光层63的光发射亮度的劣化的因素(劣化加速系数)，存 在如使用过程中施加的电流、温度和湿度的参数；然而，有机EL元件60在使用形式在例如，照明装置、显示装置等中由变化，并且因此参数同样可以不同地改变。因此，预先准确地预测Y发光层61和B发光层63的光发射亮度的劣化是困难的。如上所述，在普通有机EL元件60中难以抑制由Y发光层61和B发光层根据的光发射亮度根据如使用时间或使用温度的使用环境而改变所引起的白光颜色的改变。
在上文，已参考图14描述了本发明人对普通有机EL元件60进行的另一个检查的结果。本发明人根据上述检查结果认真检查了的进一步抑制有机EL元件的光发射的颜色改变的配置，并且结果，获得了如下的根据本公开的第二实施方式的有机EL元件。在下文，将详细描述本公开的第二实施方式，即另一个优选实施方式。
[3-2.有机EL元件的结构]
将参考图15描述根据本公开的第二实施方式的有机EL元件的配置实例。图15是示出了根据本公开的第二实施方式的有机EL元件的层叠结构的示意性配置的截面示图；
参照图15，根据第二实施方式的有机EL元件20形成为阳极220、像素隔离膜280、蓝色发光层230(B发光层230)，即包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发出蓝光的有机发光层、电荷产生层240、黄光发光层250(Y发光层250)，即包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发出黄光的有机发光层、以及阴极260以这个顺序层叠在基板210上。此外，有机EL元件20例如，在与阳极220相同的布线层中，具有由导电材料形成的阴极接触区域270。此外，有机EL元件20例如，在与阳极220不同的布线层中，具有由导电材料形成的电荷产生层电极295。
当预定电位差提供到阳极220和阴极260之间时，预定电位差提供给插入在阳极220和阴极260之间的B发光层230和Y发光层250，并且由此B发光层230和Y发光层250均发出具有预定亮度的具有预定波长带的光。在以下说明中，当被提供电位差时进行光发射的区域是B发光层230、电荷产生层240和Y发光层250，它们还将共同地被称为发光单元290。有机EL元件20被配置成当B发光层230和Y发光层250同时发光 时整体来看可以发出白光的发光单元290。然而，有机EL元件20可以被配置成当B发光层230和Y发光层同时发光时发光单元290可以发出具有预定波长带的光，并且光发射颜色可以是除白色以外的颜色。
应注意，图15示出了一个有机EL元件20形成在基板210上的简化的配置；然而，实际上，多个有机EL元件20可根据应用排列在基板210上。此外，包括多个排列的有机EL元件20的区域可以隔开成多个区域，每个区域包括至少一个有机EL元件20并且每个隔开的区域可以起像素的作用。
在此，因为基板210、阳极220、像素隔离膜280、B发光层230、电荷产生层240、Y发光层250和阴极260可以是与在图8中示出的根据第一实施方式的有机EL元件10的基板110、阳极120、像素隔离膜180、B发光层130、电荷产生层140、Y发光层150和阴极160具有相同的功能的组成构件，所以将省去其详细说明。
阴极接触区域270电连接至阴极260，并且具有与阴极260的电位相同的电位。具体地，阴极接触区域270可具有与在图10中示出的有机EL元件80的阴极接触区域870相同的配置。在形成阴极接触区域270的像素隔离膜280的位置中，例如，开口部分设置为通过其暴露阴极接触区域270的表面，如图15所示。此外，至少在与开口部分相对应的位置处，不形成B发光层230、电荷产生层240和Y发光层250，并且阴极260嵌入开口部分中以便与阴极接触区域270接触。因此，阴极260和阴极接触区域270在开口部分中彼此接触，并且因此彼此电连接。阴极接触区域270可以起到例如提供预定电位到阴极260的电极的作用。
在根据第二实施方式的有机EL元件20中，阴极260和阴极接触区域270的这样的接触结构设置在例如，每个像素中。因此，阴极260可以形成在每个像素中以至少覆盖光发射区域并且以与阴极接触区域270接触，并且因此有机EL元件20可以形成在比例如，在图9中示出的普通有机EL元件70的区域更小的区域中。因此，可以获得阴极260的低电阻，并且可以更稳定地驱动有机EL元件20。
电荷产生层电极295被形成为在，例如，与阳极220不同的布线层中导电材料被处理成具有预定图案。在图15中示出的实例中，电荷产生层电极295形成在基板210的背面中(没有形成有机EL元件20的表面)。电荷产生层电极295可以由例如，与阳极220相同的材料(换言之，与根据上述第一实施方式的阳极120相同的材料)组成。在第二实施方式中，电荷产生层电极295电连接至电源电路(未示出)，并且预定电位通过电源电路被提供给电荷产生层电极295。提供给电荷产生层电极295的电位在通过电源电路驱动有机EL元件20的过程中可以动态地改变。应注意，电源电路可以被配置为具有上述功能，并且可以将各种已知的电路配置的任意一个应用到该处，并且因此将省去其详细说明。此外，电源电路可以与形成有机EL元件20的基板上的有机EL元件20一起形成在，并且可以设置在将有机EL元件20作为有机EL元件20的单独构件安装在其中的装置、模块、电子装置等中。
在第二实施方式中，有机EL元件20被配置为电荷产生层电极295和电荷产生层240彼此电连接。具体地说，在形成电荷产生层电极295的像素隔离膜280和基板210的位置中，开口部分设置为通过其暴露电荷产生层电极295的表面，如图15所示。此外，至少在与开口部分相对应的位置中，不形成B发光层230，并且电荷产生层240嵌入开口部分中使得电荷产生层与电荷产生层电极295接触。因此，电荷产生层240和电荷产生层电极295杂开口部分中彼此电连接。如上所述，电荷产生层电极295被配置为连接至电源电路并且具有可控制的电位，并且因此在第二实施方式中，当预定电位由电源电路提供给电荷产生层电极295时，控制电荷产生层240的电位。通过适当控制电荷产生层240的电位，可以独立地调整B发光层230和Y发光层250的电位，并且因此发光单元290可以被驱动为减少发光单元290的光发射颜色的改变。
在此，将参考图16描述根据第二实施方式的有机EL元件20的驱动方法。图16是描述根据第二实施方式的有机EL元件20的驱动方法的示意图；应注意，图16是与上述图11和图12相对应的示图，其中B发光层230和Y发光层250由二极管的符号示意性地表示。
参照图16，当驱动有机EL元件20时，将预定电位差V1提供到阴极260和阳极220之间。因此，预定电位差同样提供到B发光层230和Y发光层，并且然后B发光层230和Y发光层250发出具有预定亮度的光。在此，在第二实施方式中，有机EL元件20具有电连接至电荷产生层240的电荷产生层电极295作为控制电荷产生层240的电位的电位控制机构，如上所述。具体地，在如图15所示的有机EL元件20中电荷产生层240电连接至连接至电源电路的电荷产生层电极，并且因此电荷产生层240的电位被配置为通过电荷产生层电极295由电源电路控制。因此，例如，预定电位V2可以通过电荷产生层电极295由电源电路提供给电荷产生层240，如图16所示。
控制电荷产生层240(即B发光层230和Y发光层250之间的中间层)的电位意味着控制提供给B发光层230和Y发光层250的电位差。在第二实施方式中，提供给电荷产生层240的电位V2可以被控制为当有机EL元件20的使用环境改变时抑制整个有机EL元件20的光发射色度的改变。
在此，用于控制驱动连接至电荷产生层电极295的电源电路的控制电路，例如，可以设置在第二实施方式中。控制电路可以是，例如，如中央处理器(CPU)的处理器，并且可以与有机EL元件20一起形成在形成有机EL元件20的基板上，并且可以设置在作为有机EL元件20的单独构件安装有机EL元件20的装置、模块、电子装置等中。控制电路可以驱动电源电路使得根据使用环境的B发光层230和Y发光层250的各自的光发射亮度的比例的改变量被补偿并且控制提供给电荷产生层电极295的电位V2。在此，根据使用环境的B发光层230和Y发光层250的各自的光发射亮度的比例的改变包括，例如，根据有机EL元件20使用时间和使用温度的整个有机EL元件20的光发射亮度的改变和光发射亮度的比例的改变。
当整个有机EL元件20的光发射亮度(提供给整个有机EL元件的电流密度或电位差)改变时，如参考图2至图4描述的，例如，B发光层230的光发射亮度和Y发光层250的光发射亮度之间的比例改变，由于事实上 B发光层230的光发射亮度和Y发光层250的光发射亮度的改变显示不同的特征，并且因此整个有机EL元件20的光发射的色度改变。因此，在第二实施方式中，因为当，例如，整个有机EL元件20的光发射亮度改变时，控制电路适当控制提供给电荷产生层电极295的电位V2，所以B发光层230的光发射亮度和Y发光层250的光发射亮度被调整为减少B发光层230的光发射亮度和Y发光层250的光发射亮度之间的比例的改变，并且由此抑制整个有机EL元件20的光发射的色度的改变。
此外，例如，提供给电荷产生层电极295的电位V2可以被控制为以表、曲线图等的形式预先获得B发光层230和Y发光层250的光发射亮度对使用环境的依赖关系并且控制电路参考表、曲线图等。具体地，提供给电荷产生层电极295的电位V2可以被控制为预先获得B发光层230和Y发光层250的光发射亮度对使用时间的依赖关系并且控制电路参考指示使用时间依赖关系的表、曲线图等。此外，可以预先获得B发光层230和Y发光层250的光发射亮度对使用温度的依赖关系并且可以进一步设置测量有机EL元件20的使用温度的温度传感器，并且控制电路可参照指示使用温度关系的和由温度传感器测量的有机EL元件20的温度的表、曲线图等控制提供给电荷产生层电极295的电位V2。此外，在更多直接的方式中，可以进一步设置测量有机EL元件20的光发射亮度的亮度传感器并且控制电路可参照由亮度传感器测量的有机EL元件20的光发射亮度控制提供给电荷产生层电极295的电位V2。
通过施加电位到电荷产生层电极295使得补偿B发光层230和Y发光层250各自的光发射亮度的比例的改变量，抑制B发光层230的蓝光发射的色度和Y发光层250的黄光发射的色度的改变，并且同样抑制整个发光单元290的光发射颜色的改变。以这种方式，通过适当控制提供给第二实施方式中的电荷产生层240的电位V2，可以抑制由于各种原因导致的整个有机EL元件20的光发射色度的改变。
此外，尽管上面已描述了根据使用环境控制施加到电荷产生层电极295的电位V2的情况，但第二实施方式不限于此。例如，在施加电位V2到电荷产生层电极295的同时，阴极260和阳极220之间的电位差V1可 以被控制为补偿根据使用环境的B发光层230和Y发光层250的光发射亮度的比例的改变量。通过同时控制阴极260和阳极220之间的电位差V1和施加到电荷产生层电极295的电位V2，可以具有更高准确度地控制B发光层230和Y发光层250的电位，并且因此可以进一步抑制整个有机EL元件20的光发射色度的改变。
到目前为止，已参考图15和图16描述了根据本公开的第二实施方式的有机EL元件20的驱动方法的配置实例和概要。应注意，尽管在图15中示出的实例中电荷产生层电极295形成在基板210的背面，但第二实施方式不限于此。电荷产生层电极295可以电连接至电荷产生层240，并且形成电荷产生层电极295的位置可以是任意的。电荷产生层电极295可以形成在例如，与阳极220相同的布线层中。此外，在图15中示出的配置是根据第二实施方式的有机EL元件20的一个配置实例，并且有机EL元件20可具有另一个配置。例如，除在图15中示出的层之外，有机EL元件20可以进一步设置有用于普通有机EL元件的各种已知的层，如空穴注入层、空穴传输层、电子注入层和电子传输层。层的存在和不存在以及层的添加位置可以根据有机EL元件20的应用，发光单元290的配置和功能等适当地设置。
如在本文中以上的[3-1.普通有机EL元件的检查]中描述的，由于使用大范围的光发射亮度，并且由于使用时间，导致普通有机EL元件60的Y发光层61和B发光层63的光发射特征(例如，光发射色度对电流密度的依赖关系)改变。此外，由于如在有机EL元件60的制造过程中的制造不规则等的其他因素，会导致Y发光层61和B发光层63的光发射特征改变。如此，因为Y发光层61和B发光层63的光发射特征由于各种因素会单独改变，所以难以具有高准确度地控制Y发光层61的黄光发射的色度和B发光层63的蓝光发射的色度两者，以及控制整个有机EL元件60的光发射色度的改变。
另一方面，通过根据第二实施方式的有机EL元件20的控制电荷产生层240的电位V2，可以控制提供给B发光层230和Y发光层250的电位差。此外，电荷产生层240的电位V2可以根据有机EL元件20的使用 环境动态调整。因此，可以考虑如上所述使用有机EL元件20的光发射亮度的范围、有机EL元件20的使用时间、有机EL元件20的制造中的不均匀性等，具有更高准确度地调整Y发光层250和B发光层230的光发射色度。因此，可以抑制由各种因素所引起的有机EL元件20的光发射颜色的改变。此外，因为在根据第二实施方式的有机EL元件20中可以适当控制电荷产生层240的电位V2，所以如必要的话同样可以有意改变光发射的色度。
此外，在第二实施方式中，通过形成电荷产生层电极295、并且使得电荷产生层电极295电连接至电荷产生层240实现了电位控制机构。因为电荷产生层电极295的形成和电荷产生层240与电荷产生层电极295的连接可以通过普通有机EL元件的制造中使用的制造过程处理，所以可以抑制制造成本提高。具体地，当电荷产生层电极295形成在与阳极220相同的布线层内时，电荷产生层电极295和阳极220可以在相同的步骤中形成，并且因此可以实现制造成本的进一步减少。如上，即使当考虑施加预定电位到电荷产生层电极295的电源电路和控制电源电路的驱动的控制电路的提供时，在第二实施方式中可以利用比，例如，如上述JP 20120194256A中公开的使用子像素纠正色度的方法中更简单的配置抑制光发射色度的改变。
[3-3.有机EL元件的制造方法]
下面，将参考图17A至图17C描述图15中举例说明的有机EL元件20的制造方法的实例。图17A至图17C是显示根据本公开的第二实施方式的有机EL元件的制造方法的实例的截面示图。图17A至图17C按照有机EL元件20的制造方法的步骤的顺序示意性地示出有机EL元件20的横截面，显示制造方法的加工流程。
在根据第二实施方式的有机EL元件20的制造方法中，首先，在基板210上处理起到阳极220和阴极接触区域270的作用的布线图案，然后将像素隔离膜280层叠在其上，并且然后将开口部分设置在与阳极220和阴极接触区域270相对应的像素隔离膜280的位置中，如图17A所示。此外，将起电荷产生层电极295作用的布线图案在基板210的背面(没有形 成阳极220和阴极接触区域270的表面)上那被处理，在与电荷产生层电极295相对应的基板210和像素隔离膜280的位置中设置开口部分。
阳极220、阴极接触区域270和电荷产生层电极295可以形成为，例如，导电材料使用如溅射方法或气相沉积的方法在基板210上层叠为具有预定的厚度，并且然后使用如干蚀刻方法的各向异性刻蚀有选择地移去导电材料。此外，像素隔离膜280形成为，例如，使用如气相沉积方法的方法将绝缘材料在阳极220和阴极接触区域270上层叠为具有预定厚度，并且然后使用如干蚀刻方法的各向异性刻蚀将开口部分设置在预定位置中。开口部分被设置为具有足以使阳极220、阴极接触区域270和电荷产生层电极295的表面从其暴露的深度。
应注意，作为在像素隔离膜280中设置开口部分的方法和通过开口部分建立上层的组成构件和下层的组成构件之间的电连接的方法，例如，可以应用使用气相沉积掩膜的方法、JP-2007-52966A中公开的使用发射激光的方法以及JP2013-54979A中公开的使用反向锥形形状的方法，这些都是与本申请相同的申请人提交的之前的申请、等等。
下面，B发光层230层叠在阳极220、阴极接触区域和像素隔离膜280的整个面上，如图17B所示。B发光层230层叠为嵌入到设置在像素隔离膜280中的开口部分中并且通过开口部分至少与阳极220接触。为了确保B发光层230和阳极220的更可靠地接触，B发光层230优选地使用具有令人满意的开口部分的覆盖度的方法层叠。
下面，如图17C所示，移去与被设置在阴极接触区域270和电荷产生层电极295上的像素隔离膜280的开口部分相对应的层叠B发光层230的区域在此，可以进行B发光层130的移去使得至少与光发射区域相对应的区域保留并且暴露阴极接触区域270和电荷产生层电极295的表面，并且将移去的B发光层230的具体区域不限于在图17C中示出的实例。
下面，电荷产生层240和Y发光层250以这个顺序层叠在图17C中示出的配置的整个面上。因此，阳极220、B发光层230、电荷产生层240和Y发光层250以这个顺序层叠在与光发射区域相对应的区域中。另一方面，在与阴极接触区域270和电荷产生层电极295相对应的区域中，电荷 产生层240和Y发光层250以这个顺序层叠在阴极接触区域270和电荷产生层电极295上。因此，电荷产生层电极295和电荷产生层240彼此直接接触，并且由此彼此电连接。
下面，移去与设置在阴极接触区域270上的像素隔离膜280的开口部分相对应的层叠电荷产生层240和Y发光层250的区域，并且将阴极260进一步层叠在整个面上。因此，阴极接触区域270与阴极260直接接触，并且因此它们是电连接的。以这种方式，实现在图15中示出的有机EL元件20的配置。应注意，可以进行层叠的电荷产生层240和Y发光层250的移去使得至少与光发射区域相对应的区域保留并且暴露阴极接触区域270的表面，并且移去的电荷产生层240和Y发光层250的具体区域不限于在图15中示出的实例。
应注意，当有机EL元件20具有没有在图15中示出的其他层(例如，空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层等)时，形成层的步骤可以添加到适当的步骤。此外，作为形成层的方法，可以应用用于普通有机EL元件的制造过程的各种已知的方法。
<4.变形例>
下面,将描述上述第一实施方式和第二实施方式的几个变形例。第一实施方式和第二实施方式是如上所述举例说明的层叠式有机EL元件10和20，其中Y发光层150和250层叠在B发光层130和230的上层中并且由此有机EL元件10和20整体来看发出白光。然而，第一实施方式和第二实施方式不限于此。根据第一实施方式和第二实施方式的有机EL元件10和20可以是具有层叠在其中的多个有机发光层的层叠式有机EL元件10和20并且由此有机EL元件10和20整体来看发出具有预定波长带的光，并且层叠的发光层、整体来看从多个发光层发射的光的波长带等的类型和数目不是限于上述实例。
将参考图18A和图18B描述有机EL元件具有不同层叠结构的第一实施方式和第二实施方式的变形例。图18A和图18B是显示具有与第一实施方式和第二实施方式不同的层叠结构的有机EL元件的配置实例的示意图。为了简化，图18A和图18B仅示出根据本变形例的有机EL元件的 层叠结构的与阳极、阴极和插入阳极和阴极之间的发光单元相对应的部分。
参照图18A，根据本变形例的有机EL元件30是层叠式有机EL元件，其中蓝色发光层330(B发光层330)(包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发出蓝光的有机发光层)，红色发光层350R(R发光层350R)(包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发出红光的有机发光层)，以及绿色发光层350G(G发光层350G)(包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发出绿光的有机发光层)以这个顺序作为从基板侧的发光层。B发光层330、R发光层350R和发光层350G被插入阳极320和阴极360之间，并且当预定电位差提供到阳极320和阴极360之间时，预定电位差提供给B发光层330、R发光层350R和G发光层350G，并且由此B发光层330、R发光层350R和G发光层350G均发出具有预定亮度的具有预定波长带的光。有机EL元件30被配置为当有机EL元件30的B发光层330、R发光层350R和G发光层350G在预定条件下同时发光时整体来看发出白光。
具体地，有机EL元件30被配置为阳极320、B发光层330、连接层341、电荷产生层340、另一个连接层342、R发光层350R、G发光层350g和阴极360以这个顺序层叠。在这些之中，阳极320、B发光层330、电荷产生层340和阴极360具有与根据上述第一实施方式和第二实施方式的阳极120和220、B发光层130和230、电荷产生层140和240和阴极160和260具有相同的功能，因此将省去其详细说明。B发光层330、连接层341、电荷产生层340、连接层342、R发光层350R和G发光层350G是当.提供电位差时进行光发射的区域与第一实施方式和第二实施方式的发光单元190和290相对应。
连接层341和342被分别设置在B发光层330和电荷产生层340之间和R发光层350R和电荷产生层340之间，并且具有促进部分之间的电荷交换的作用。因为连接层341和342可以是用作普通有机EL元件中的有机发光层之间的连接层的各种已知的层，例如，空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层等，所以将省去其详细说明。
当通过阳极320和阴极360施加电压时，空穴和电子分别从阴极360和电荷产生层340(中间层)被注入到R发光层350R和G发光层350G中。因为在R发光层350R和G发光层350G内部空穴和电子出现重新组合，所以产生与红色和绿色中的每个颜色相对应的波长带的光。R发光层350R和G发光层350G由具有高光发射效率的材料组成，例如，如低分子荧光染料的有机光发射材料、荧光多聚物、或金属络合物。
R发光层350R主要由具有空穴传输特性的基质材料和具有红光发射特性的客体材料组成。在这些之中，客体材料可以是具有荧光特性的材料，或者是具有磷光质特性的材料，并且不具体限制。R发光层350R可以由混合物形成，其中，例如，α-萘基苯基二胺(α-NPD)(空穴传输材料)被用作基质材料，并且2,6-双[(4’-甲氧基二苯胺)苯乙烯基]-1,5-二氨基萘(BSN)用作与基质材料混合的发出红光的客体材料。
G发光层350G由基质材料和发出绿光的客体材料组成。在这些之中，客体材料可以是具有荧光特性的材料，或者是具有磷光质特性的材料，并且不具体限制。G发光层350G可以由混合物形成，其中，例如精蒽二萘(ADN)用作基质材料，并且氧萘酮6用作与基质材料混合的客体材料。
然而，R发光层350R和G发光层350G不限于此，并且R发光层350R和G发光层350G的材料可以从可以用作有机EL元件的有机发光层的具有红光发射特性和绿光发射特性的各种已知的有机系材料适当地选择。
在第一实施方式的图8中示出的有机EL元件10中插入阳极120和阴极160之间的配置可代替在图18A中示出的根据本变形例的有机EL元件30的配置。在那个配置中，有机EL元件30与第一实施方式一样具有电荷产生层340通过具有预定电阻值的电阻电连接至阴极360的配置。因此，当驱动有机EL元件30时，抑制提供给层叠在上一级中的R发光层350R和G发光层350G的电位差，并且因此抑制由R发光层350R和G发光层350G的光发射，因此，可以在大范围的光发射亮度级上抑制整体来看由有机EL元件30进行的白光发射的颜色改变。应注意，设置在电荷产生层340和阴极360之间的电阻的值可以根据B发光层330、R发光层350R和G发光层350G的光发射特征(例如，光发射色度对电流密度的 依赖关系等)适当地设计为可以在大范围的光发射亮度级上抑制整个有机EL元件30的光发射颜色的改变。
此外，在第二实施方式的图15中示出的有机EL元件20中插入阳极220和阴极260之间的配置可代替在图18A中示出的根据本变形例的有机EL元件30的配置。在那个配置中，有机EL元件30的电荷产生层340与第二实施方式中一样电连接至被连接至电源电路的电荷产生层电极并且由此可以动态地控制其电位。因此，当驱动机EL元件30时，提供给层叠在下一级中的B发光层330和层叠在上一级中的R发光层350R和G发光层350G的电位差均可以被控制，并且因此，可以进行能够补偿根据使用环境的B发光层330、R发光层350R和G发光层的350G光发射特征的改变的有机EL元件30的驱动。因此，可以考虑使用有机EL元件30的光发射亮度的范围、有机EL元件30的使用时间、有机EL元件30的制造中的不均匀性来具有更高准确度地控制B发光层330、R发光层350R和G发光层350G的光发射色度，从而可以抑制由于各种因素导致的有机EL元件30的光发射颜色的改变。
图18B示出了根据与在图18A中示出的配置不同的本变形例的有机EL元件的另一个配置实例。参照图18B，根据本变形例的有机EL元件40是层叠式有机EL元件，其中蓝色发光层430(B发光层430)(包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发出蓝光的有机发光层)，红色发光层450R(R发光层450R)(包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发出红光)，和绿色发光层450G(G发光层450G)(包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发出绿光的有机层)以这个顺序在基板侧上作为发光层。B发光层430、R发光层450R和G发光层450G插入阳极420和阴极460之间，并且当预定电位差被提供到阳极420和阴极460之间时，预定电位差被提供给B发光层430、R发光层450R和G发光层450G，因此，B发光层430、R发光层450R和G发光层450G均发出具有预定亮度的具有预定波长带的光。有机EL元件40被配置为，当B发光层430、R发光层450R和G发光层450G在预定条件下同时发光时，整体来看有机EL元件40发出白光。
如上所述，根据本变形例的有机EL元件40具有发出具有不同波长带的光的至少三个以上有机发光层以及布置在有机发光层之间的多个电荷产生层。具体地，有机EL元件40被配置为阳极420、B发光层430、连接层441、电荷产生层440a、连接层442、R发光层450R、连接层443、电荷产生层440b、连接层444、G发光层450G和阴极460以这个顺序层叠。如上所述，有机EL元件40具有多个电荷产生层440a和440b。在此，在配置以外，因为阳极420、B发光层430和阴极460可具有与根据上述第一实施方式和第二实施方式的阳极120和220、B发光层130和230和阴极160和260相同的功能，所以将省去其详细说明。此外，因为电荷产生层440a和440b可具有与根据第一实施方式和第二实施方式的电荷产生层140和240相同的作用，除设置的层的数目是多个的事实之外，所以将省去其详细说明。此外，因为R发光层450R、G发光层450G和连接层441、442、443和444可具有与如上所述的在图18A中示出的有机EL元件30的R发光层350R、G发光层350G和连接层341和342相同的作用，除连接层的数目不同的事实之外，所以将省去其详细说明。B发光层430、连接层441、电荷产生层440a、连接层442、R发光层450R、连接层443、电荷产生层440b、连接层444和G发光层450G(当被提供电位差时进行光发射的区域)与第一实施方式和第二实施方式的发光单元190和290相对应。
在第一实施方式的图8中示出的有机EL元件10中插入阳极120和阴极160之间的配置可代替在图18B中示出的根据本变形例的有机EL元件40的配置。在那个配置中，有机EL元件40与第一实施方式中一样具有电荷产生层440a和440b通过具有预定电阻值的电阻电连接至阴极460的配置。在此，在有机EL元件40中，设置在电荷产生层440a和阴极460之间的第一电阻的电阻值和设置在电荷产生层440b和阴极460之间的第二电阻的电阻值可以调整为具有不同的值。第一电阻可以控制施加到R发光层450R的电位差，并且第二电阻可以控制施加到G发光层450G的电位差。因此，通过在有机EL元件40中彼此独立地控制第一电阻和第二电阻的值，可以比在上述有机EL元件30中具有更高准确度地控制提供给R 发光层450R和G发光层450G的电位差。因此，可以在大范围的光发射亮度级上具有更高准确度地抑制整体来看可以从有机EL元件40发出的白光的颜色的改变。应注意，设置在电荷产生层440a和440b和阴极460之间的电阻的值可以根据B发光层430、R发光层450R和G发光层450G的特征(例如，光发射色度对电流密度的依赖关系等)适当地设计为可以在大范围的光发射亮度级上抑制整个有机EL元件40的光发射颜色的改变。
此外，在第二实施方式的图15中示出的有机EL元件20中插入阳极220和阴极260之间的配置可代替在图18B中示出的根据本变形例的有机EL元件40的配置。在那个配置中，有机EL元件40的电荷产生层440a和440b与第二实施方式中一样电连接至被连接至电源电路的电荷产生层电极并且由此可以动态地控制其电位。在此，在有机EL元件40中，电荷产生层440a和440b可以彼此电连接电绝缘的不同的电荷产生层电极，并且由此可以独立地控制电荷产生层440a和440b的电位。因此，提供给B发光层430的电位差、提供给R发光层450R的电位差和提供给G发光层450G的电位差均可以被控制，并且可以进行能够根据使用环境补偿B发光层430、R发光层450R和G发光层450G的光发射特征的改变的有机EL元件40的驱动。因此，可以考虑到使用有机EL元件40的光发射亮度的范围、有机EL元件40的使用时间、有机EL元件40的制造中的不均匀性等，具有更高准确度地控制B发光层430、R发光层450R和G发光层450G的光发射色度，并且因此可以进一步抑制由各种因素导致的有机EL元件40的光发射颜色的改变。
到目前为止，已参考图18A和图18B描述了第一实施方式和第二实施方式的变形例，其中有机EL元件具有不同的层叠结构。应注意，图18A和图18B示出了根据第一实施方式和第二实施方式的有机EL元件可以设想的其他层叠结构的实例，并且根据第一实施方式和第二实施方式的有机EL元件也可以具有除图18A和图18B中示出的那些以外的层叠结构。在第一实施方式和第二实施方式中，有机EL元件可以是配置成层叠的多个有机发光层(在其之间具有中间层电荷产生层)的有机EL元件，并且其 具体配置是任意的。通过将第一实施方式的电荷产生层接触构造或通过电荷产生层电极295控制电荷产生层的电位的第二实施方式的结构应用到如上所述配置的有机EL元件的电荷产生层，可以获得如在以上<2.第一实施方式>和<3.第二实施方式>中描述的相同的效果。
例如，根据第一实施方式和第二实施方式的有机EL元件可具有层叠发出具有不同的波长带的光的两个有机发光层并且在其之间具有一个电荷产生层的配置。对于这个配置，考虑例如，发出蓝光的有机发光层、电荷产生层、发出黄光的有机发光层以这个顺序层叠的配置(例如，在图1中示出的配置)，发出黄光的有机发光层、电荷产生层和发出蓝光有机发光层以这个顺序层叠的配置(例如，在图8中示出的配置)等。
此外，根据第一实施方式和第二实施方式的有机EL元件可具有层叠发出具有不同的波长带的光的三个有机发光层并且在其之间具有一个电荷产生层的配置。对于这个配置，考虑例如，发出蓝光的有机发光层、电荷产生层、发出红光的有机发光层和发出绿光的有机发光层以这个顺序层叠的配置(例如，在图18A中示出的配置)，发出红光的有机发光层、发出绿光的有机发光层、电荷产生层和蓝色发光层以这个顺序层叠的配置等。
此外，例如，根据第一实施方式和第二实施方式的有机EL元件可具有层叠发出具有不同的波长的光的三个有机发光层并且在其之间具有两个电荷产生层的配置。对于这个配置，考虑例如，发出蓝光的有机发光层、电荷产生层、发出红光的有机发光层、电荷产生层和发出绿光的有机发光层以这个顺序层叠的配置(例如，在图18B中示出的配置)等。此外，根据第一实施方式和第二实施方式适当地重新布置在上文中的配置中层叠有机发光层的顺序的配置也可以应用于有机EL元件。
一般地说，根据第一实施方式和第二实施方式的有机EL元件可具有层叠发出三个不同波长的光(例如，红色(R)、绿色(G)和蓝色(B))的N个有机发光层和插入在N个有机发光层之间的M个电荷产生层的配置(N和M是任意自然数)。层叠的有机发光层的类型和数目，层叠的电 荷产生层的数目等可以考虑到应用根据第一实施方式和第二实施方式的有机EL元件的装置的应用和光学设计来适当地设计。
<5.应用例>
下面，将描述根据第一实施方式和第二实施方式的有机EL元件10和20的应用示例和根据第一实施方式和第二实施方式的变形例的有机EL元件30和40对各种类型的设备、装置和电子设备的应用例。应注意，尽管将在说明书举例说明关于以下应用例的根据第一实施方式的有机EL元件10安装在各种类型的设备、装置和电子设备中的情况，但根据第二实施方式的有机EL元件20和根据第一实施方式和第二实施方式的变形例的有机EL元件30和40也可以同样地应用于各种类型的设备、装置和电子设备。
[5-1.有机EL显示装置的应用]
根据第一实施方式的有机EL元件10可以应用于使用有机EL元件10作为像素的发光元件的有机EL显示装置。在此，有机EL显示装置可以通过构造成有机EL元件10的显示屏幕的像素的各自的发光元件在其显示屏幕进行预定的显示，并且有机EL元件10有选择地由TFT(驱动元件)驱动。参考图19至图21，将描述根据第一实施方式的有机EL元件10被应用到有机EL显示装置中的像素的发光元件的配置实例。图19是示出了与应用根据第一实施方式的有机EL元件10的有机EL显示装置的一个像素相对应的区域的示意性配置的截面示图。图20是示出了应用根据第一实施方式的有机EL元件10的有机EL显示装置的电路配置的示意图。图21是详细示出在图20中示出的电路配置以外的一个像素的外围线路的配置的示意图。
参照图19，有机EL显示装置1通过在基板110上排列多个根据上述第一实施方式的有机EL元件10构成。多个有机EL元件10通过通过像素单元中的像素隔离膜180隔开使得，例如，一个有机EL元件10放置在一个像素中。
每个有机EL元件10配置成使得形成图案的阳极120、B发光层130、电荷产生层140、Y发光层150和阴极160以这个顺序层叠在基板110上。 B发光层130、电荷产生层140和Y发光层150可以是，例如，每个有机EL元件10的共同固态膜。因为已经在以上[2-1.有机EL元件的结构]中描述了有机EL元件10的详细配置，所以在此将省去其详细说明。应注意，尽管为了简化在图19中没有示出，但在图8中示出的起到阴极接触区域170的作用的辅助电极设置在有机EL显示装置1中与阳极120相同的布线层中。然后，形成通过移去B发光层130、电荷产生层140和Y发光层150的固态膜的部分获得的通孔，并且阴极160和辅助电极通过通孔处于电连接状态。
保护膜23设置在其上形成阵列的有机EL元件10的基板110上的整个表面上。设置保护膜23为了保护由有机材料形成的B发光层130、电荷产生层140和Y发光层150免受湿气的影响，并且可以由具有相对低的水传输特性和吸水特性的材料形成为足以防止湿气渗入到B发光层130、电荷产生层140和Y发光层150的厚度。此外，当有机EL显示装置1是上部发射类型时，保护膜23由传送B发光层130和Y发光层150产生的光的材料组成。对于保护膜23的透光率，例如，期望将透射率固定在约80％。
例如，保护膜23可以由绝缘材料形成。当保护膜23由绝缘材料形成时，优选地可以使用无机无定形的绝缘材料，例如，非晶硅(α-Si)、非晶硅碳化物(α-SiC)、非晶硅氮化物(α-Si1-xNx)、非晶碳(α-C)等。这样的无机无定形的绝缘材料具有低透水性，因为其不包括晶粒，并且因此形式有利的保护膜23。
当形成由非晶硅氮化物组成的保护膜23时，其可以使用化学气相淀积法(CVD method)形成为具有2μm至3μm的厚度。然而，在那时希望在膜形成温度设置为正常温度的条件下形式薄膜以防止由放置在下层中有机材料的劣化所引起的亮度减少并且进一步最小化薄膜的压力以防止保护膜23分离。
此外，当有机EL显示装置1是有源矩阵类型并且阴极160设置为覆盖基板110的一个表面的共用电极时，保护膜23可以使用导电材料构成。 当保护膜23由导电材料组成时，可以使用透明导电材料，例如，ITO或IZO。
红色滤光片25R、绿色滤光片25G和蓝色滤光片25B(这些均是滤光片)设置在保护膜23上。设置红色滤光片25R、绿色滤光片25G和蓝色滤光片25B使得红色滤光片25R、绿色滤光片25G和蓝色滤光片25B中任意一个与每个有机EL元件10相对应。因此，其中红色滤光片25R设置在一个有机EL元件10上的像素起到发出红色光的像素的作用。此外，其中绿色滤光片25G设置在另一个有机EL元件10上的像素起到发出绿色光的像素的作用。此外，其中蓝色滤光片25B设置在另一个有机EL元件10上的像素起到发出蓝色光的像素的作用。
在红色滤光片25R、绿色滤光片25G和蓝色滤光片25B上，保护基板29使用粘合剂固定。作为粘合剂27，例如，使用紫外线固化树脂。此外，作为保护基板，例如，使用玻璃基板。然而，当有机EL显示装置1是上部发射类型时，粘合剂27和保护基板29由具有高光传送特性的材料形成。
以上已参考图19描述了安装根据第一实施方式的有机EL元件10的有机EL显示装置1的像素区的示意性配置。下面，将参考图20和图21描述与有机EL显示装置1的每个像素的驱动有关的电路配置。
如图20和图21所示，有机EL显示装置1具有均包括上述有机EL元件10的多个像素PXLC。像素PXLC布置成，例如，基板110上的显示区域50中的矩阵形状。在显示区域50的外围中，设置水平选择器(HSEL)51，即信号线驱动电路、写入扫描仪(WSCN)52，即扫描线驱动电路和供电扫描仪53，即供电线路驱动电路。
在显示区域50中，多个信号线DTL1至DTLn(n是整数)展开在纵列方向上，并且多个扫描线WSL1至WSLm(m是整数)展开在横列方向上。此外，多个供电线路DSL同样展开在横列方向上。在信号线DTL和扫描线DSL的每个交叉点处，设置像素PXLC(与R、G和B相对应的任意一个像素)。每个信号线DTL电连接至水平选择器51，并且视频信号通过信号线路DTL从水平选择器51提供到每个像素PXLC。另一方面，每 条扫描线WSL电连接至写入扫描仪52，并且扫描信号(脉冲选取)通过扫描线WSL从写入扫描仪52提供到每个像素PXLC。此外，每个供电线路DSL被连接至供电扫描仪53，并且供电信号(控制脉冲)通过供电线路DSL从供电扫描仪53提供到每个像素PXLC。
图21示出了一个像素PXLC的详细的电路配置实例。每个像素PXLC具有包括有机EL元件10的像素电路50A。在示出的实例中，像素电路50A是具有采样晶体管Tr1、驱动晶体管Tr2、保持电容器元件55和有机EL元件10的有源驱动电路。应注意，保持电容器元件55是用于当驱动像素时保持与施加到有机EL元件10的电压相对应的电荷的电容器元件。
采样晶体管Tr1的栅极被连接至扫描线WSL。此外，采样晶体管Tr1的源极和漏极中的一个被连接至信号线DTL，并且其中另一个被连接至驱动晶体管Tr2的栅极。驱动晶体管Tr2的漏极被连接至供电线路DSL，并且其源极被连接至有机EL元件10的阳极。此外，有机EL元件10的阴极被连接至具有地电位的接地线5H。应注意，接地线5H对于所有的像素PXLC通常可以是有线的。此外，保持电容器元件55布置在驱动晶体管Tr2的源极和栅极之间。
采样晶体管Tr1在导电时根据从扫描线WSL提供的扫描信号(脉冲选取)的对从信号线DTL提供的视频信号的信号电位进行采样，并且保留保持电容器元件55中的信号电位。驱动晶体管Tr2接收从设置定为预定的第一电位的供电线路DSL(未示出)提供的电流，并且根据保持电容器元件55中保持的信号电位提供驱动电流到有机EL元件10。由于从驱动晶体管Tr2提供的驱动电流，有机EL元件10可以发出具有根据视频信号的信号电位的亮度的光。因为每个像素PXLC的有机EL元件10是如上所述驱动的，所以有机EL显示装置1根据视频信号进行视频显示。
以上已参考图19至图21描述了根据第一实施方式的有机EL元件10应用到有机EL显示装置1中的像素的发光元件的配置实例。在此，根据第一实施方式的有机EL元件10可以抑制在大范围的光发射亮度级上的白光色度的改变，如在以上<2.第一实施方式>中描述的。因此，通过使用有机EL元件10作为像素的发光元件，有机EL显示装置1的红色滤光片25R、 绿色滤光片25G和蓝色滤光片25B已传送并且提取的适当平衡的光发射(色度平衡)与在大范围光发射亮度级上的抑制的色度改变一起获得。因此，图像可以具有更高质量地显示。
此外，根据第一实施方式的有机EL元件10，根据第二实施方式的有机EL元件20也可以应用于有机EL显示装置1作为像素的发光元件。如在以上<3.第二实施方式>中描述的，根据第二实施方式的有机EL元件20可以通过将每个有机发光层的电位调整为补偿光发射亮度的比例的改变量在大范围的光发射亮度级上抑制白光色度的改变。因此，通过使用有机EL元件20作为像素的发光元件，可以进一步改善由有机EL显示装置1显示的图像的质量。应注意，根据第一实施方式和第二实施方式的变形例的有机EL元件30和40也可以应用于有机EL显示装置1作为像素的发光元件。当有机EL元件30和40用作像素的发光元件时，同样可以获得由使用环境所引起的色度改变被抑制的具有满意质量的图像，如当使用根据第一实施方式和第二实施方式的有机EL元件10和20时一样。
[5-2.对具有显示装置的电子设备的应用]
安装如上所述的有机EL元件10、20、30、或40的有机EL显示装置1同样可以优选地应用到在例如，图22至图24中示出的各种类型的电子设备。
图22是应用有机EL显示装置1的智能电话的外部示图。参照图22，智能电话510具有由例如，触摸板构成的显示屏幕515。在显示屏幕515上，由智能电话510处理的各种类型的信息以文本、图像、曲线图等各种形式显示并且用户可以得到其的通知。上述有机EL显示装置1安装在智能电话510中，并且显示屏幕515与有机EL显示装置1的显示区域50相对应。
图23是应用有机EL显示装置1的显示装置520的外部示图。参照图23，显示装置520具有显示屏幕525。在显示屏幕525上，由显示装置520处理的各种类型的信息以文本、图像、曲线图等各种形式显示并且用户可以得到其的通知。显示装置520，例如，接收由广播电台和内容分配服务器分配的各种类型的内容，如电视节目、电影和动态图像，并且然后 可以将内容显示在显示屏幕525上。此外，显示装置520可以连接至信息处理装置，如个人计算机(PC)，并且由信息处理装置处理的各种类型的信息可以显示在显示装置520的显示屏幕525上。在显示装置520中，安装上述有机EL显示装置1，并且显示屏幕525与有机EL显示装置1的显示区域50相对应。
图24是应用有机EL显示装置1的成像装置530的外部示图。参照图24，成像装置530具有在其壳体的部分区域中的显示屏幕535。成像装置530可以是所谓的数字照相机，例如，通过使用其图像传感器接收来自对象的光并且将光转换成电信号的将对象的图像生成为数据的数字式静物摄影机或数字视频摄像机。成像装置530具有安装在其中的上述有机EL显示装置1，并且显示屏幕535与有机EL显示装置1的显示区域50相对应。在显示屏幕535上，由成像装置530处理的各种类型的信息以文本、图像、曲线图等各种形式显示并且用户可以得到其的通知。在显示屏幕535上，例如，可以显示由成像装置530获得的静止图像和动态图像的图像信息，设定成像的各种拍摄条件(例如，快门速度、曝光值等)的设定屏幕等。
以上已参考图22至图24描述了可以应用安装有有机EL元件10、20、30、或40的有机EL显示装置1的电子设备的实例。如上所述，安装有机EL元件10、20、30、或40的有机EL显示装置1可以应用为各种类型的电子设备的显示屏幕。通过使用有机EL显示装置1作为电子设备的显示屏幕，可以实现具有更高的质量的图像的显示，并且可以改善显示屏幕对于用户的可操作性和满意度。应注意，可以应用根据第一实施方式和第二实施方式以及其变形例安装有机EL元件10、20、30、或40的有机EL显示装置1的电子设备不限于上述实例，并且有机EL显示装置1可以应用到所有电子设备，只要它们具有显示屏幕。
此外，尽管已在上文的应用例中描述了有机EL元件10、20、30、或40应用到显示装置或图像传感器的情况，但应用有机EL元件10、20、30、或40的设备和装置不限于此。例如，有机EL元件10、20、30、或40同样可以应用为照明装置的光源。因为有机EL元件10、20、30、或40可 以通过使用有机EL元件10、20、30、或40作为照明装置的光源进行在大范围的光发射亮度级上色度具有很少的改变的光发射，实现具有相对于亮度改变照明颜色具有很少的改变的更稳定的照明装置。照明装置可具有普通照明装置的各种已知构造中的任意一种，例如，通过提供预定电位差到有机EL元件10、20、30、或40驱动作为光源的有机EL元件10、20、30、或40的驱动电路。
<6.结论和补充>
以上已详细描述了本公开的优选实施方式。根据如上所述的本公开的实施方式，在层叠包含有机化合物的多个发光层，并且在其之间具有电荷产生层，即中间层，的有机EL元件中，提供电位控制机构，将电荷产生层的电位控制为阳极的电位和阴极的电位之间的电位。利用电位控制机构，可以控制多个发光层的电位，并且因此可以抑制整个有机EL元件的光发射色度相对于灰度改变(电流密度的改变或亮度的改变)而改变。因此，实现了在大范围的光发射亮度级上具有很少的色度改变的光发射。此外，利用电位控制机构，可以根据情况有意地改变色度。
作为电位控制机构的具体配置，第一实施方式的电位控制机构具有电荷产生层和阴极彼此电连接的中间层接触结构，在所述中间层和所述阴极之间有预定电阻值的电阻。因为中间层接触结构可以利用相对简单的过程和简单的配置实现，所以可以在获得如上所述的抑制色度改变的效果的同时抑制由于中间层接触结构的提供导致的制造成本的升高。
此外，作为电位控制机构的另一个具体配置，第二实施方式的电位控制机构具有设置电连接至电荷产生层的电荷产生层电极并且通过将预定电位施加到电荷产生层电极控制电荷产生层的电位的结构。在这个结构中，可以根据在使用环境，例如，由于长时间使用造成的亮度的劣化，中引起的发光层的光发射特征的改变更细致地动态控制多个发光层的电位，并且因此可以更适当地控制色度的改变。
因为在第一实施方式和第二实施方式中不需要如，例如，在上述JP2012-194256A中公开的技术中一样进行复杂的信号处理，所以可以利用简单的配置抑制色度的改变同时抑制电力消耗和制造成本的升高。此外， 根据第一实施方式和第二实施方式，在大范围的光发射亮度级上抑制色度的改变的有机EL元件是以那样的方式实现的，并且当把有机EL元件应用到显示装置、照明装置等时，在显示装置中具有高质量的图像显示并且在照明装置中具有更稳定的亮度。
在上文，尽管已经参照附图详细描述了本公开的优选实施方式，但本公开的技术范围不限于此。本领域技术人员应该理解，根据设计需求和其它因素可以进行各种修改、组合、子组合以及改变，只要其在所附权利要求或其等同内容的范围之内。
此外，本说明书中描述的效果一定是说明性的和指示性的，而不是限制性的。就是说，根据本公开的技术可以与上述效果一起或代替上述效果呈现根据本说明书的描述的本领域技术人员清楚的其他效果。
例如，尽管已在在上文描述的实施方式中描述了具有电位控制功能的中间层是电荷产生层的情况，但本技术不限于此。具有电位控制功能的中间层可以是多个层叠的有机发光层之间的隔行插入的层，并且层的类型不受限制。因为有机EL元件的具体层叠结构可以根据有机EL元件的应用、光学设计等确定，所以最好根据有机EL元件的层叠结构选择具有电位控制功能的中间层使得适当抑制整个有机EL元件的光发射色度的改变并且因此可以控制发光层的电位。
此外，本技术还可如下构成。
(1)一个有机EL元件包括：
发光单元，至少包括
多个发光层，均包含有机化合物并且当被提供预定电位差时发射光，以及
中间层，布置在发光层之间以将电荷注入到发光层中；
阳极和阴极，发光单元沿层叠方向插入在所述阳极和阴极中间，并且所述阳极和阴极提供预定电位差到发光单元；以及
电位控制机构，被配置为以使所述中间层的电位被设置为所述阳极的电位和所述阴极的电位之间的电位的方式来控制所述中间层的电位。
(2)根据(1)所述的有机EL元件，其中电位控制机构具有中间层和阴极彼此电连接的中间层接触结构，在所述中间层和所述阴极之间有预定电阻值的电阻。
(3)根据(2)所述的有机EL元件，其中中间层接触结构的电阻值至少基于中间层的材料、中间层的厚度、中间层和阴极的接触面的表面粗糙度调整。
(4)根据(2)或(3)所述的有机EL元件，
其中发光单元以发出具有与蓝色相对应的波长带的光的蓝色发光层、中间层和发出具有与黄色相对应的波长带的光的黄色发光层以这个顺序层叠的方式构造，并且当所述蓝色发光层和所述黄色发光层同时发光时发出白光，并且
其中中间层接触结构使得至少提供到蓝色发光层和黄色发光层的电位差能够被调整。
(5)根据(2)至(4)中任一项所述的有机EL元件，还包括：
阴极接触区域，被配置为在不同于阴极的布线层中形成并且是连接至与阴极相同的电位的布线图案，
其中中间层电连接至中间层接触结构中的阴极接触区域。
(6)根据(1)所述的有机EL元件，
其中电位控制机构包括电连接至中间层的中间层电极，并且
其中中间层的电位由提供至中间层电极的预定电位来控制。
(7)根据(6)所述的有机EL元件，其中提供给中间层电极的电位以补偿根据使用环境的多个各个发光层的光发射亮度比例的改变量的方式来控制。
(8)根据(7)所述的有机EL元件，其中使用环境包括整个有机EL元件的光发射亮度、有机EL元件的使用时间、以及有机EL元件的使用温度中的至少一个。
(9)根据(6)至(8)中任一项所述的有机EL元件，
其中发光单元以发出具有与蓝色相对应的波长带的光的蓝色发光层、中间层和发出具有与黄色相对应的波长带的光的黄色发光层以这个顺序 层叠的方式构造成，并且当所述蓝色发光层和所述黄色发光层同时发光时发出白光，并且
其中至少提供到蓝色发光层和黄色发光层的电位差通过提供给中间层电极的预定电位来调整。
(10)根据(6)至(8)中任一项所述的有机EL元件，
其中发光单元至少包括发出具有不同的波长带的三个以上的发光层以及布置在发光层之间的多个中间层，并且
其中有机EL元件还包括电连接至各个多个中间层的多个中间层电极。
(11)一种有机EL元件被用作构成显示屏幕的像素的发光元件的显示装置，所述有机EL元件包括：
发光单元，包括
至少多个发光层，当被提供预定电位差时发光，以及
中间层，布置在发光层之间以将电荷注入到发光层中；
阳极和阴极，发光单元沿层叠方向插入在所述阳极和阴极中间，并且所述阳极和阴极提供预定电位差到发光单元；以及
电位控制机构，被配置为以使电位被设置为阳极的电位和阴极的电位之间的电位的方式来控制发光单元的中间层的电位。
(12)一种有机EL元件被用作光源的照明装置，所述有机EL元件包括：
发光单元，包括
至少多个发光层，当被提供预定电位差时发光，以及
中间层，布置在发光层之间以将电荷注入到发光层中；
阳极和阴极，发光单元沿层叠方向插入在所述阳极和阴极中间，并且所述阳极和阴极提供预定电位差到发光单元；以及
电位控制机构，被配置为以使电位被设置为阳极的电位和阴极的电位之间的电位的方式来控制发光单元的中间层的电位。