JP2009037886A

JP2009037886A - 有機エレクトロルミネッセンス装置

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Publication number: JP2009037886A
Application number: JP2007201567A
Authority: JP
Inventors: Shunji Tomioka; 俊二冨岡; Akio Fukase; 章夫深瀬
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2009-02-19

Abstract

【課題】長寿命及び発光の効率化が可能となる有機エレクトロルミネッセンス装置を提供する。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス装置２は、一対の電極間に設けられた発光層３２と、発光層３２からの光を透過させ、赤色、緑色、又は青色のいずれかに変換するカラーフィルタ６６と、を備える有機エレクトロルミネッセンス装置であって、発光層３２は、第１の色を発光する第１の色発光層３２と、複数の色発光層が積層された第２の色を発光する第２の色発光層３２とを含み、第２の色発光層３２の光は、カラーフィルタ６６により赤色、緑色、又は青色のいずれかに変換される。
【選択図】図４

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置に関するものである。

エレクトロルミネッセンス素子（以下、「ＥＬ素子」という）は、自発光型の平面型表示素子としての用途が有望視されている。ＥＬ素子の中でも有機ＥＬ素子は、無機ＥＬ素子とは異なり、交流駆動且つ高電圧が必要といった制約が無く、又、有機化合物の多様性により多色化が比較的容易であると考えられることから、フルカラーディスプレイ等への応用が期待され、盛んに研究開発が行われている。

フルカラーディスプレイは、そのフルカラー化の違いにより以下のように区別することができる。（１）３原色（ＲＧＢ）の塗り分け：ＲＧＢのサブ画素をそれぞれの発光色の素子で構成する。（２）白色＋カラーフィルタ（ＣＦ）：全画素を白色素子で構成し、それにＣＦを組み合わせる。白色は主に２積層（ＢＹ）、３積層（ＲＧＢ）があり、それぞれ発光層を多積層することで白色発光を得る。（２）のフルカラーディスプレイを作製するために用いる手段としては、白色系有機ＥＬ素子にカラーフィルタを組み合わせることでＲＧＢの３波長を得る方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。又、青色発光素子と赤緑色発光素子とを積層することで、素子全体として白色発光をなすＥＬ素子を得ることができる。尚、２積層と３積層を比較するとＲＧＢ３種の発光スペクトルを有する３積層は、表示色域の面で上回る。

特開平７−２２０８７１号公報

しかしながら、多積層発光層を用いたディスプレイにおいて、効率や寿命等のパネル特性は、各発光層中で最も特性の低いものの影響が大きいことから、ディスプレイのＲＧＢそれぞれの発光画素が単色発光素子と同等の素子特性を再現できない可能性があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］一対の電極間に設けられた発光層と、前記発光層からの光を透過させ、所定の色に変換するカラーフィルタと、を備える有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記発光層は、第１の色を発光する第１の色発光層と、複数の色発光層が積層された第２の色を発光する第２の色発光層とを含み、前記第２の色発光層の光は、前記カラーフィルタにより第２の色に変換されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。

これによれば、通常の３積層白色素子では特定の発光層の特性により白色素子の特性が頭打ちとなるが、その特定の発光層を単色発光画素とすることで、積層発光画素は十分な特性が再現でき、単色発光画素もそれ専用に最適化することで素子特性（寿命及び発光効率等）の向上が見込まれる。これにより、長寿命及び発光の効率化が可能となる。又、２積層白色素子と比較すると表色領域が向上する。更に、ＲＧＢ塗り分けと比較すると蒸着・アライメント回数が３回から２回に減少するためプロセスの簡略化・材料使用量の低減を図ることができる。

［適用例２］上記有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記第２の色は、前記カラーフィルタにより赤色、緑色、又は青色のいずれかに変換されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。

これによれば、第１の色発光層の光の多色化が比較的容易である。

［適用例３］上記有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記第２の色発光層は、前記電極の陽極側から赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層の順に積層されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。

これによれば、赤色発光層の正孔移動度を、青色発光層及び緑色発光層の正孔移動度よりも大きくすることが比較的容易になる。

［適用例４］上記有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記第１の色発光層は、青色を発光する青色発光層であり、前記第２の色発光層は、赤色発光層及び緑色発光層が積層された赤緑色を発光する赤緑色発光層であり、前記赤緑発光層の光は、前記カラーフィルタにより赤色又は緑色に変換されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。

これによれば、通常の３積層白色素子では特定の発光層の特性により白色素子の特性が頭打ちとなるが、その特性の発光層を単色発光画素とすることで、積層発光画素は十分な特性が再現でき、単色発光画素もそれ専用に最適化することで素子特性の向上が比較的容易に見込まれる。

［適用例５］上記有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記第１の色発光層は、緑色を発光する緑色発光層であり、前記第２の色発光層は、赤色発光層及び青色発光層が積層された赤青色を発光する赤青色発光層であり、前記赤青色発光層の光は、前記カラーフィルタにより赤色又は青色に変換されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。

実施形態について図面を参照して以下に説明する。
尚、説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。又、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、「有機ＥＬ装置」という）は、発光層側からみて基板とは反対側に向けて表示光を射出する、所謂トップエミッション方式の有機ＥＬ装置である。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。本実施形態に係る有機ＥＬ装置２は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下ＴＦＴと称する）を用いたアクティブマトリクス方式のもので、複数の走査線１０と、各走査線１０に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線１２と、各信号線１２に並列に延びる複数の電源線１４とからなる配線構成を有すると共に、走査線１０及び信号線１２の各交点付近に、画素（サブ画素１６）が設けられている。

信号線１２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路１８が接続されている。又、走査線１０には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路２０が接続されている。

サブ画素１６の各々には、走査線１０を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用のＴＦＴ２２と、このスイッチング用のＴＦＴ２２を介して信号線１２から共有される画素信号を保持する保持容量２４と、この保持容量２４によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用のＴＦＴ２６と、この駆動用のＴＦＴ２６を介して電源線１４に電気的に接続したときに、この電源線１４から駆動電流が与えられる画素電極（電極）２８と、この画素電極２８と対向電極（電極）３０との間に挟み込まれた発光層３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と、が設けられている。

次に、本実施形態に係る有機ＥＬ装置２の具体的な態様を、図２〜図６を参照して説明する。
図２は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置２の構成を模式的に示す平面図である。本実施形態に係る有機ＥＬ装置２は、図２に示すように、基板本体３４上の実表示領域３６に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）に対応して設けられたサブ画素１６がマトリクス状に規則的に配置されている。又、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のサブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は一つの基本単位となって表示単位画素を構成している。又、サブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の各々は、画素領域のＴＦＴ２２，２６の動作に伴って、赤色発光（Ｒ）、緑色発光（Ｇ）、及び青色発光（Ｂ）に対応する発光層３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えた構成となっている。

例えば、サブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、図３（Ａ）に示すように、Ｘ軸方向にこの順に繰り返し配置されており、Ｙ軸方向については、同一の色に対応するサブ画素１６が一列にストライプ状に並ぶように配置され、その形状は矩形である。又、サブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、図３（Ｂ）に示すように、Ｘ軸方向にこの順に繰り返し配置されており、Ｙ軸方向については、隣接する列の間ではＸ軸方向の繰り返しの単位が半ピッチずつずれるように配置され、その形状は円形である。尚、サブ画素１６の配列・形状は上記の配列・形状に限定されるものではない。

詳細については後述するが、本実施形態では、図１に示す発光層３２（Ｂ）の光、及び発光層３２（Ｒ、Ｇ）の光を、各発光層３２（Ｒ、Ｇ）に対応するカラーフィルタ層を透過させることにより、各サブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）からＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の発光をそれぞれ得ることが可能となっている。これによって表示単位画素は、ＲＧＢの発光を混色させてフルカラー表示を行う。

尚、本実施形態において、図２に示すように、画素部３８（図中一点鎖線枠内）は、中央部分の実表示領域３６（図中二点鎖線枠内）と、実表示領域３６の周囲に配置されたダミー領域４０（一点鎖線及び二点鎖線の間の領域）とに区画されている。そして、実表示領域３６の図２中両側には、走査線駆動回路２０，２０が配置されている。この走査線駆動回路２０，２０は、ダミー領域４０の下層側に位置して設けられている。

又、実表示領域３６の図２中上方側には検査回路４２が配置されており、この検査回路４２はダミー領域４０の下層側に配置されて設けられている。この検査回路４２は、有機ＥＬ装置２の作動状況を検査するための回路であって、例えば検査結果を外部に出力する検査情報出力手段（図示せず）を備え、製造途中や出荷時における有機ＥＬ装置の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。

（断面構造）
次に、図４及び図５を参照して、有機ＥＬ装置２の断面構造を説明する。
図４は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置２における、３つのサブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から構成される表示単位画素の構成を示す側断面図である。図５は、本実施形態に係る各サブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）からＲＧＢ各色の光が取り出される状態を説明するための図である。尚、本実施形態では、説明を簡略化するため、共通層である正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層を省略し、画素電極２８と対向電極３０との間に発光層３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が挟まれた構造の有機ＥＬ装置２について説明する。そして、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層については後述する。

有機ＥＬ装置２は、基板３４Ａ、封止基板５８、及び有機ＥＬ素子（発光層等）を主体として構成されている。基板３４Ａは、基板本体３４及びこの基板本体３４上に設けられた層間絶縁膜６０を含むものである。

発光層３２は、青色に発光する第１の色発光層としての発光層３２（Ｂ）及び赤緑色に発光する第２の色発光層としての発光層３２（Ｒ、Ｇ）が設けられている。この構成において、発光層３２（Ｂ）から青色光を得る。この場合、カラーフィルタ層は設けられない。又、発光層３２（Ｒ、Ｇ）による赤緑色光を所定のカラーフィルタ層に透過させることにより赤色光及び緑色光を得る。このようにして、赤色光、緑色光、及び青色光を得る。尚、発光層３２（Ｒ、Ｇ）の積層順が画素電極２８から赤色発光層４８及び緑色発光層５２となっているがこれに限定するものではない。又、発光層３２（Ｒ、Ｇ）の積層発光素子の素子構造は、発光層が３積層以上であってもよい。

以下、詳細に説明する。
図４に示すように、基板本体３４上に、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる層と窒化シリコン（ＳｉＮｘ）からなる層との積層膜（図示せず）が形成される。基板本体３４は、透明性材料或いは非透明性材料からなる基板である。透明性基板としてはガラス基板や透明性の樹脂基板等が採用され、非透明性基板としては金属基板や非透明性の樹脂基板が採用される。尚、表示光を基板側に射出させる、所謂ボトムエミッション方式の場合には、透明性基板が採用される。

層間絶縁膜６０は、酸化シリコン膜（ＳｉＯ₂）であって、基板本体３４上に設けられた走査線１０、信号線１２、電源線１４、スイッチング用のＴＦＴ２２、及び駆動用のＴＦＴ２６（以上図１記載）を被覆している。又、層間絶縁膜６０にはコンタクトホールが形成されており、これにより駆動用のＴＦＴ２６とこの層間絶縁膜６０上に形成される画素電極２８とが接続されたものとなっている。

又、層間絶縁膜６０は、その材料自身によって図１に示したようなＴＦＴ２２，２６や各種配線１０，１２，１４を埋設して平坦化させていることから、平坦化膜としても機能している。従って、層間絶縁膜６０上に形成される画素電極２８の表面も平坦となるので、例えば後述するようにマスク蒸着法によって塗布される青色発光層の液体材料を、画素電極２８の平坦面上に形成することが可能となり、青色発光層における平坦化及び膜厚均一化が良好に図られたものとなっている。

又、画素電極２８の側端部の一部を覆うように、酸化シリコン膜（ＳｉＯ₂）からなる無機バンク６２が設けられ、これによって各サブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が区画形成されている。そして、各サブ画素１６には、各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応した発光層３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が設けられている。

発光層３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、青色を発光する青色発光層５０と、赤色発光層４８と緑色発光層５２とが順に積層され赤緑色を発光する赤緑色発光層６４とを含むものである。

赤色発光層４８は、図４に示すように、サブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を区画する無機バンク６２間のサブ画素１６（Ｒ、Ｇ）内に、例えばマスク蒸着法により形成されている。又、赤色発光層４８上には、緑色発光層５２が例えばマスク蒸着法によって積層された状態に形成されている。従って、発光層３２（Ｒ、Ｇ）は赤色発光層４８及び緑色発光層５２が積層され、全体として赤緑色発光をなす赤緑色発光層６４によって構成されている。

又、青色発光層５０は、サブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を区画する無機バンク６２を覆った状態にサブ画素１６（Ｂ）内に配置される。例えばマスク蒸着法により形成されている。従って、発光層３２（Ｂ）は青色発光層５０を主体に構成されたものとなる。尚、各発光層はインクジェット法（液滴吐出法）によって積層された状態に形成されてもよい。

赤色発光層４８は、ホスト材料と赤系ドーパントとからなる。赤色発光層４８は、Ａｌｑ₃製からなるホスト材料中に、発光性のドーパントとしてＤＣＭ２製の赤色の発光物質と、この発光物質の発光を助ける励起エネルギー移動用及び電子輸送用としてルブレン製のドーパントと、がドープされている。又、緑色発光層５２は、ホスト材料と緑系ドーパントとからなる。緑色発光層５２は、ＢＨ２１５製からなるホスト材料中に、発光性のドーパントとしてＧＤ２０６製の緑色の発光物質がドープされている。又、青色発光層５０は、ホスト材料と青色系ドーパントとからなる。青色発光層５０は、ＢＨ２１５製からなるホスト材料中に、発光性のドーパントとしてＢＤ１０２製の青色の発光物質がドープされている。赤色発光層４８、緑色発光層５２、及び青色発光層５０は、いずれも画素電極２８と対向電極３０との間に挟まれた有機発光層である。

発光層３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に、ＩＴＯ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｎｉ、もしくはＰｄ等の透明材料からなる対向電極３０が形成されている。膜厚としては、透明性を確保するうえで、７５ｎｍ程度とするのが好ましく、更にこの膜厚より薄くするのがより好ましい。

又、この対向電極３０上には、各発光層３２（Ｒ、Ｇ）に対応する位置に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）のカラーフィルタ６６（Ｒ、Ｇ）が形成された透明な封止基板５８が、エポキシ系の透明な接着剤層６８によって接着されている。カラーフィルタ６６（Ｒ）は、赤色の波長領域の光を透過させ、カラーフィルタ６６（Ｇ）は、緑色の波長領域の光を透過させる。尚、カラーフィルタ６６における（Ｒ、Ｇ）は、発光層３２における（Ｒ、Ｇ）に対応するもので、これら発光層３２（Ｒ、Ｇ）からの光がカラーフィルタ６６（Ｒ、Ｇ）を透過することで、後述するように各サブ画素１６（Ｒ、Ｇ）にて射出されるようになっている。

上記のカラーフィルタ６６（Ｒ、Ｇ）は、例えばガラス又はプラスチック等の透明な材料からなる。又、カラーフィルタ６６（Ｒ、Ｇ）として、ＣＣＭ（色彩転換媒体）を用いてもよく、ガラス又はプラスチック等の透明な材料及びＣＣＭの両方を用いてもよい。

又、封止基板５８は、光透過性と電気絶縁性とを備える基板であり、例えば、ガラス基板からなるものである。又、実表示領域３６のサブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の相互間には、Ｃｒ等の遮光性金属や樹脂ブラック等からなるブラックマトリクス（遮光部）（図示せず）を設けてもよい。

ところで、画素電極２８と対向電極３０とには、駆動電圧を印加するための配線が接続されており、この配線を介して電極２８，３０間に駆動電圧を印加すると、対向電極３０より電子が、画素電極２８より正孔が発光層３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に注入され、印加された電場により発光層３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）中を移動し、再結合する。この再結合の際に放出されたエネルギーにより、励起子が生成し、この励起子が基底状態に戻る際に蛍光や燐光という形でエネルギーを放出する。

赤緑色発光層６４からの光は、図５に示すように、カラーフィルタ６６（Ｒ）を透過する。このとき、緑色光が吸収され、赤色光が封止基板５８の外側に射出される。又、赤緑色発光層６４からの光は、カラーフィルタ６６（Ｇ）を透過する。このとき、赤色光が吸収され、緑色光が封止基板５８の外側に射出される。又、青色発光層５０からの光は、直接青色光が封止基板５８の外側に射出される。すなわち、本実施形態では、発光層３２（Ｂ）の上方にはカラーフィルタを設けない。それにより、赤色光、緑色光、及び青色光が得られる。つまり、発光層３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から放出された光は、封止基板５８から射出され、外部に取り出される（トップエミッション方式）。

尚、本実施形態においては、層間絶縁膜６０として酸化シリコン膜を採用したが、これに限定することなく、窒化シリコン膜（ＳｉＮ）や酸窒化シリコン膜（ＳｉＯＮ）等、絶縁性と新液性とを備える材料であれば採用してもよい。又、発光層３２（Ｂ）の上方にはカラーフィルタを設けない構成としたが、必要に応じてカラーフィルタを設けてもよい。

次に、本実施形態に係るサブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の製造方法について図面を参照して説明する。
図６及び図７は、本実施形態に係るサブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の製造方法ついて説明するための図である。先ず、図６（Ａ）に示すように、層間絶縁膜６０上に画素電極２８、正孔注入層４４、及び正孔輸送層４６がこの順に積層されるように形成する。この場合、画素電極２８が層間絶縁膜６０上でサブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に相当する位置毎に形成され、サブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）間において画素電極２８を隔てるように絶縁性の無機バンク６２が形成される。画素電極２８は、例えば厚さ１００ｎｍの例えばインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電膜からなる。

画素電極２８及び無機バンク６２を覆うように正孔注入層４４が全体の領域上に形成される。正孔注入層４４は、例えば厚さ１ｎｍのＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）製である。

正孔注入層４４上に正孔輸送層４６が形成される。正孔輸送層４６は、例えば厚さ２０ｎｍのα−ＮＰＤ（ジフェニルナフチルジアミン）製である。正孔注入層４４及び正孔輸送層４６は、画素電極２８より正孔を注入し赤色発光層４８、青色発光層５０、及び緑色発光層５２へ伝達する機能を有する。

次に、図６（Ｂ）に示すように、正孔輸送層４６上に蒸着マスク７０を形成する。この場合、正孔輸送層４６上のサブ画素１６（Ｒ、Ｇ）に相当する位置に蒸着マスク７０が形成される。

次に、図６（Ｃ）に示すように、正孔輸送層４６上に青色発光層５０を形成する。この場合、正孔輸送層４６上のサブ画素１６（Ｒ、Ｇ）に相当する位置に蒸着マスク７０が形成され、正孔輸送層４６上のサブ画素１６（Ｂ）に相当する位置に青色発光層５０が形成される。

次に、図７（Ａ）に示すように、正孔輸送層４６上に赤色発光層４８を形成する。この場合、青色発光層５０上に蒸着マスク７０が形成され、正孔輸送層４６上のサブ画素１６（Ｒ、Ｇ）に相当する位置に赤色発光層４８が形成される。

次に、図７（Ｂ）に示すように、赤色発光層４８上に緑色発光層５２を形成する。この場合、青色発光層５０上に蒸着マスク７０が形成され、赤色発光層４８上に緑色発光層５２が形成される。

次に、図７（Ｃ）に示すように、青色発光層５０及び緑色発光層５２上に、電子輸送層５４、電子注入層５６及び対向電極３０を形成する。

電子輸送層５４は、例えば厚さ１０ｎｍのＡｌｑ₃〔トリス（８−キノリノラト）アルミニウム〕製である。電子注入層５６は、例えば厚さ１ｎｍのＬｉＦ（フッ化リチウム）製である。電子注入層５６及び電子輸送層５４は、対向電極３０より電子を緑色発光層５２及び赤色発光層４８へ伝達する機能を有する。或いは青色発光層５０へ伝達する機能を有する。又、電子注入層５６又は電子輸送層５４は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層５６はエネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。電子注入層５６又は電子輸送層５４に用いられる材料としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体が好適である。尚、図７（Ｃ）において図示していないが、対向電極３０上に保護層を形成してもよい。

以上の製造方法により、サブ画素１６（Ｒ、Ｇ）では、図８（Ａ）に示すように、層間絶縁膜６０上に画素電極２８、正孔注入層４４、正孔輸送層４６、赤色発光層４８、緑色発光層５２、電子輸送層５４、電子注入層５６、及び対向電極３０がこの順に積層される。この構成において、画素電極２８と対向電極３０との間に直流電界を印加すると、正孔が画素電極２８から正孔注入層４４及び正孔輸送層４６を通って赤色発光層４８及び緑色発光層５２へ注入されると共に、電子が対向電極３０から電子注入層５６及び電子輸送層５４を通って緑色発光層５２及び赤色発光層４８へ注入される。注入された正孔と電子とは再結合する。これにより、発光層３２（Ｒ、Ｇ）は赤緑色光を発光する。

又、サブ画素１６（Ｂ）では、図８（Ｂ）に示すように、層間絶縁膜６０上に画素電極２８、正孔注入層４４、正孔輸送層４６、青色発光層５０、電子輸送層５４、電子注入層５６、及び対向電極３０がこの順に積層される。この構成において、画素電極２８と対向電極３０との間に直流電界を印加すると、正孔が画素電極２８から正孔注入層４４及び正孔輸送層４６を通って青色発光層５０へ注入されると共に、電子が対向電極３０から電子注入層５６及び電子輸送層５４を通って青色発光層５０へ注入される。注入された正孔と電子とは再結合する。これにより、発光層３２（Ｂ）は青色光を発光する。

このように、本実施形態に係る構造を採用すれば、上述したように発光層３２（Ｒ、Ｇ）は２層（赤色発光層４８及び緑色発光層５２）で構成されているものの、発光層３２（Ｂ）は１層（青色発光層５０）から構成されているので、通常の３積層白色素子では特定の発光層の特性により白色素子の特性が頭打ちとなるが、その特定の発光層を単色発光画素とすることで、積層発光画素は十分な特性が再現でき、単色発光画素もそれ専用に最適化することで素子特性（寿命及び発光効率等）の向上が見込まれる。これにより、長寿命及び発光の効率化が可能となる。３積層素子の場合は、特に青色発光層の寿命が短いためディスプレイの寿命も同様に青色発光層の寿命の影響が大きかったが、上記のように青色発光層５０を単独で形成することにより、長寿命及び発光の効率化が可能となる。又、２積層白色素子と比較すると寿命・発光効率と合わせて表色領域が向上する。更に、ＲＧＢ塗り分けと比較すると蒸着・アライメント回数が３回から２回に減少するためプロセスの簡略化・材料使用量の低減を図ることができる。

又、有機ＥＬ装置２では、画素電極２８と対向電極３０との間に電圧を印加することで、各発光層３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から光が射出されるため、一般に発光層の厚みが薄いほど消費電力を低減することができる。そこで、本実施形態に係る構造を採用すれば、上述したように発光層３２（Ｒ、Ｇ）は２層（赤色発光層４８及び緑色発光層５２）で構成されているものの、発光層３２（Ｂ）は１層（青色発光層５０）から構成されているので、発光層３２（Ｂ）における消費電力を抑えることができる。よって、ＲＧＢ各色のうち、１色（Ｂ）に対応する発光層の消費電力を抑え、有機ＥＬ装置２全体における消費電力の低減が図られたものとなる。尚、本実施形態において、単色発光素子及び積層発光素子の素子構造、或いはその組み合わせは、上述した内容に限定されるものではない。

（第２の実施形態）
図９は、本実施形態に係る各サブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）からＲＧＢ各色の光が取り出される状態を説明するための図である。尚、上記第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施形態に係る有機ＥＬ装置４は、基板３４Ａ、封止基板５８、及び有機ＥＬ素子（発光層等）を主体として構成されている。

発光層３２は、緑色に発光する第１の色発光層としての発光層３２（Ｇ）及び赤青色に発光する第２の色発光層としての発光層３２（Ｒ、Ｂ）が設けられている。この構成において、発光層３２（Ｇ）から緑色光を得る。この場合、カラーフィルタ層は設けられない。又、発光層３２（Ｒ、Ｂ）による赤青色光を所定のカラーフィルタ層に透過させることにより赤色光及び青色光を得る。このようにして、赤色光、緑色光、及び青色光を得る。尚、発光層３２（Ｒ、Ｂ）の積層順が画素電極２８から赤色発光層４８及び青色発光層５０となっているがこれに限定するものではない。又、発光層３２（Ｒ、Ｂ）の積層発光素子の素子構造は、発光層が３積層以上であってもよい。

以下、詳細に説明する。
発光層３２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、緑色を発光する緑色発光層５２と、赤色発光層４８と青色発光層５０とが順に積層され赤青色を発光する赤青色発光層７２とを含むものである。

赤色発光層４８は、図９に示すように、サブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を区画する無機バンク６２間のサブ画素１６（Ｒ、Ｂ）内に、例えばマスク蒸着法により形成されている。又、赤色発光層４８上には、青色発光層５０が例えばマスク蒸着法によって積層された状態に形成されている。従って、発光層３２（Ｒ、Ｂ）は赤色発光層４８及び青色発光層５０が積層され、全体として赤青色発光をなす赤青色発光層７２によって構成されている。

又、緑色発光層５２は、サブ画素１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を区画する無機バンク６２を覆った状態にサブ画素１６（Ｇ）内に配置される。例えばマスク蒸着法により形成されている。従って、発光層３２（Ｇ）は緑色発光層５２を主体に構成されたものとなる。

又、この対向電極３０上には、各発光層３２（Ｒ、Ｂ）に対応する位置に赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ６６（Ｒ、Ｂ）が形成された透明な封止基板５８が、エポキシ系の透明な接着剤層６８によって接着されている。カラーフィルタ６６（Ｒ）は、赤色の波長領域の光を透過させ、カラーフィルタ６６（Ｂ）は、青色の波長領域の光を透過させる。尚、カラーフィルタ６６における（Ｒ、Ｂ）は、発光層３２における（Ｒ、Ｂ）に対応するもので、これら発光層３２（Ｒ、Ｂ）からの光がカラーフィルタ６６（Ｒ、Ｂ）を透過することで、後述するように各サブ画素１６（Ｒ、Ｂ）にて射出されるようになっている。

上記のカラーフィルタ６６（Ｒ、Ｂ）は、例えばガラス又はプラスチック等の透明な材料からなる。又、カラーフィルタ６６（Ｒ、Ｂ）として、ＣＣＭ（色彩転換媒体）を用いてもよく、ガラス又はプラスチック等の透明な材料及びＣＣＭの両方を用いてもよい。

赤青色発光層７２からの光は、図９に示すように、カラーフィルタ６６（Ｒ）を透過する。このとき、青色光が吸収され、赤色光が封止基板５８の外側に射出される。又、赤青色発光層７２からの光は、カラーフィルタ６６（Ｂ）を透過する。このとき、赤色光が吸収され、青色光が封止基板５８の外側に射出される。又、緑色発光層５２からの光は、直接緑色光が封止基板５８の外側に射出される。すなわち、本実施形態では、発光層３２（Ｇ）の上方にはカラーフィルタを設けない。それにより、赤色光、緑色光、及び青色光が得られる。尚、発光層３２（Ｇ）の上方にはカラーフィルタを設けない構成としたが、必要に応じてカラーフィルタを設けてもよい。

（電子機器）
次に、上記有機ＥＬ装置を利用した電子機器の一実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態の有機ＥＬ装置を携帯電話に適用した例を示す斜視図である。本実施形態に係る携帯電話１００は、本実施形態の有機ＥＬ装置２又は有機ＥＬ装置４を小サイズの表示部１０２として備える。携帯電話１００は、複数の操作ボタン１０４、受話口１０６、及び送話口１０８を備えて構成されている。このような携帯電話は、本実施形態の有機ＥＬ装置２又は有機ＥＬ装置４を表示部１０２に備えたものであるため、長寿命及び発光の効率化が可能となる。更に、表示部における消費電力が抑えられ、全体として低消費電力により駆動することができ、長時間の駆動が可能となる。

尚、電子機器としては、上述した携帯電話の例に加えて、他の例として、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、ＤＳＣ、携帯型オーディオプレーヤー、腕時計、モバイル型コンピュータ、テレビ、ビューファインダ型やモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。本実施形態の有機ＥＬ装置は、こうした電子機器の表示部としても適用できる。又、照明装置やプリンタヘッド等の光源としても用いることが可能である。

第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図。第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す平面図。サブ画素の配列・形状を示す図。第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置における、３つのサブ画素（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から構成される表示単位画素の構成を示す側断面図。第１の実施形態に係る各サブ画素からＲＧＢ各色の光が取り出される状態を説明するための図。第１の実施形態に係るサブ画素の製造方法ついて説明するための図。第１の実施形態に係るサブ画素の製造方法ついて説明するための図。発光層の積層状態を示す図。第２の実施形態に係る各サブ画素からＲＧＢ各色の光が取り出される状態を説明するための図。本実施形態の有機ＥＬ装置を携帯電話に適用した例を示す斜視図。

符号の説明

２…有機ＥＬ装置１０…走査線１２…信号線１４…電源線１６…サブ画素１８…データ線駆動回路２０…走査線駆動回路２２，２６…薄膜ＴＦＴ２４…保持容量２８…画素電極（電極）３０…対向電極（電極）３２…発光層３４…基板本体３６…実表示領域３８…画素部４０…ダミー領域４２…検査回路４４…正孔注入層４６…正孔輸送層４８…赤色発光層５０…青色発光層５２…緑色発光層５４…電子輸送層５６…電子注入層５８…封止基板６０…層間絶縁膜６２…無機バンク６４…赤緑色発光層６６…カラーフィルタ６８…接着剤層７０…蒸着マスク７２…赤青色発光層１００…携帯電話１０２…表示部１０４…操作ボタン１０６…受話口１０８…送話口。

Claims

一対の電極間に設けられた発光層と、前記発光層からの光を透過させ、所定の色に変換するカラーフィルタと、を備える有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
前記発光層は、第１の色を発光する第１の色発光層と、複数の色発光層が積層された第２の色を発光する第２の色発光層とを含み、
前記第２の色発光層の光は、前記カラーフィルタにより第２の色に変換されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置において、
前記第２の色は、前記カラーフィルタにより赤色、緑色、又は青色のいずれかに変換されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置において、
前記第２の色発光層は、前記電極の陽極側から赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層の順に積層されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置において、
前記第１の色発光層は、青色を発光する青色発光層であり、
前記第２の色発光層は、赤色発光層及び緑色発光層が積層された赤緑色を発光する赤緑色発光層であり、
前記赤緑発光層の光は、前記カラーフィルタにより赤色又は緑色に変換されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置において、
前記第１の色発光層は、緑色を発光する緑色発光層であり、
前記第２の色発光層は、赤色発光層及び青色発光層が積層された赤青色を発光する赤青色発光層であり、
前記赤青色発光層の光は、前記カラーフィルタにより赤色又は青色に変換されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。