JP2009043577A

JP2009043577A - カラー有機ｅｌディスプレイ及び電子機器

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Publication number: JP2009043577A
Application number: JP2007207509A
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: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2009-02-26

Abstract

【課題】ホールブロック層を導入し、ホールを滞留させることで電流強度に対する発光強度を向上させる技術が知られている。この技術を積層発光素子に用いた場合、キャリアブロックにより特定の発光層からの発光強度が増し、発光色のバランスが崩れる恐れがある。
【解決手段】正孔トラップ性ドーパント及び／又は電子トラップ性ドーパントを印加電界と平行な方向に濃度分布を有するように配置する。この場合、キャリア調整層２１５内でドーパント濃度の最大値を与える領域が、キャリア調整層２１５中で正孔ｈ⁺や電子を滞留させる実効的なブロック層として機能する。この実効的なブロック層の位置を制御することで、キャリア調整層２１５を挟持する有機発光層へのキャリア注入効率を制御でき、発光色のバランスが良いカラー有機ＥＬディスプレイを提供できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、カラー有機ＥＬディスプレイ及び電子機器に関する。

カラー有機ＥＬディスプレイとして、Ｒ，Ｇ，Ｂ（Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青））三原色を含む白色光を発光させ、Ｒ，Ｇ，Ｂ三原色のカラーフィルタを用いてフルカラー表示を行う構造が知られている。ここで、白色光を発光させるための技術として、Ｒ，Ｇ，Ｂ三原色に対応した複数の発光層を積層し、それぞれの発光層からの光を重ね合わせることで白色光を得る構造が知られている。
これら複数の発光層をバランス良く発光させることで色バランスの良いディスプレイを得ることができる。そのため、カラー有機ＥＬディスプレイを構成する有機ＥＬ素子の各色の発光強度のバランスを最適化し、かつ素子の電流効率を最大化させるべく技術開発が行われている。例えば特許文献１に示されるように、ホールブロック層を導入し、ホールを滞留させることで電流強度に対する発光強度を向上させる技術が知られている。
また、特許文献２に示されるように、発光層中に正孔トラップ性ドーパントと電子トラップ性ドーパントを混入し、再結合効率を上げる技術が知られている。

特開平１１−２０４２５９号公報特開２００６−１５６８８８号公報

特許文献１に示される技術を用いた場合、ホールブロック層よりも陽極側に位置する発光層の発光効率は向上するが、ホールブロック層よりも陰極側に位置する発光層の発光効率は低下する。そのため、発光効率が色毎に変わるおそれが生じる。発光効率が低い層（色）が生じた場合、他の層に流す駆動電流を増やして、他の層（色）を発光させる場合に生じる、主たる発光成分に付随して生じる、すそ引き分の発光で発光効率が低い層の発光分を補う必要が生じる。そのため、カラー有機ＥＬディスプレイの寿命は低下する。

一方、特許文献２に示される技術を用いた場合、発光層中でのキャリア移動度は発光層に配置されたトラップ密度に対応して低下するため、より大きな駆動電圧が必要となり、電力効率が低下するおそれがある。また、発光層中に正孔トラップ性ドーパントと電子トラップ性ドーパントを混入することで発光に寄与しない無効再結合量が増加し、発光効率を落とすおそれがある。

また、トラップにキャリアが捕捉されることにより、トラップしたキャリアの数に比例して、発光層内のポテンシャル分布が変動する。すなわち、注入電流の大きさ（キャリア数）により発光状態が変動する。この現象により、発光効率は注入された電流に対して色毎に非線形を持って変動するおそれがある。このような発光層を用いてカラー有機ＥＬディスプレイを構成した場合、輝度に対し色調が変動し、表示される画質が低下するという課題が発生する。

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］本適用例にかかるカラー有機ＥＬディスプレイは、陽極及び陰極と、前記陽極及び前記陰極に狭持される複数の有機発光層と、複数の前記有機発光層に挟持される単一又は複数の領域に対し、少なくともその一領域に配置されるキャリア調整層と、前記キャリア調整層に配分される正孔トラップ性ドーパント及び／又は電子トラップ性ドーパントと、を含むことを特徴とする。

これによれば、正孔トラップ性ドーパント及び／又は電子トラップ性ドーパントの濃度を変更することで、キャリア調整層のポテンシャルを制御し、キャリア調整層を正孔や電子を滞留させるブロック層として適用することが可能となる。また、この場合、正孔、電子ブロック層のポテンシャル差を任意の値に制御することが可能となる。そのため、駆動電圧の上昇と、正孔、電子の滞留状態と、を最適化して制御することが可能となる。

［適用例２］上記適用例にかかるカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、前記正孔トラップ性ドーパント及び／又は前記電子トラップ性ドーパントは印加電界と平行な方向に濃度分布を有することを特徴とする。

これによれば、キャリア調整層でのドーパント濃度は分布を有するので、その端部又は、内部で濃度の最大値が発生する。この場合、濃度の最大値を与える領域が、キャリア調整層を正孔や電子を滞留させる実効的なブロック層として機能する。この実効的なブロック層の位置を制御することで、キャリア調整層を挟持する有機発光層へのキャリア注入効率を制御することが可能となり、色毎の発光効率を制御可能なカラー有機ＥＬディスプレイを提供することが可能となる。

［適用例３］本適用例にかかる電子機器は、上記したカラー有機ＥＬディスプレイを含むことを特徴とする。

この構成によれば、従来技術と比べ輝度に対する色再現性が高い電子機器を得ることができる。

（カラー有機ＥＬディスプレイの構成）
以下、本実施形態にかかるカラー有機ＥＬディスプレイについて、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイの配線構造を示す模式図である。カラー有機ＥＬディスプレイ１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下ＴＦＴと称する。）を用いている。例えばＴＦＴ１２２、ＴＦＴ１２３を用いたアクティブマトリクス方式のものでは、複数の走査線１０１と、各走査線１０１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、各信号線１０２に並列に延びる複数の電源線１０３とからなる配線構成を有すると共に、走査線１０１及び信号線１０２の各交点付近に、サブ画素４０が設けられている。なお、サブ画素４０は、後述する図３に示すカラーフィルタ２００（Ｒ，Ｇ，Ｂ）（Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青））を含んでいる。

信号線１０２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１００が接続されている。また、走査線１０１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８０が接続されている。

サブ画素４０の各々には、走査線１０１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ＴＦＴ１２２と、このスイッチング用のＴＦＴ１２２を介して信号線１０２と共有される画素信号を保持する保持容量１１３と、が含まれる。そして、保持容量１１３によって保持される画素信号がゲート電極に供給される駆動用のＴＦＴ１２３と、ＴＦＴ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに当該電源線１０３から駆動電流が与えられる画素電極２３と、この画素電極２３と対向電極５０との間に挟み込まれた有機ＥＬ素子１７（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とが設けられている。

次に、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ１の具体的な態様を、図２を参照して説明する。ここで、図２はカラー有機ＥＬディスプレイ１の構成を模式的に示す平面図である。

図２に示すように、基板２０Ａ上の実表示領域４には、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応して設けられたサブ画素４０がマトリクス状に規則的に配置される。
ここで、基板２０Ａは、基板本体２０、及び基板本体２０上に設けられた、例えば層間絶縁層等が配置されるカバー層２１（後述する図４参照）を含む。
また、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のサブ画素４０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は一つの基本単位となって表示単位画素４１を構成している。また、サブ画素４０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各々は、ＴＦＴ１２２，ＴＦＴ１２３（共に図１参照）の動作に伴って、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の発光に対応する有機ＥＬ素子１７（Ｒ，Ｇ，Ｂ）（図１参照）を備える構成を有している。

詳細については後述するが、本実施形態では有機ＥＬ素子１７（Ｒ，Ｇ，Ｂ）（図１参照）の光を、各有機ＥＬ素子１７（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応するカラーフィルタ２００（Ｒ，Ｇ，Ｂ）（後述する図３参照）を透過させることで、各サブ画素４０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）からＲ，Ｇ，Ｂの発光をそれぞれ得ることが可能となる。これによって表示単位画素４１は、Ｒ，Ｇ，Ｂの発光を混色させてフルカラー表示を行う。

なお、本実施形態において画素部３（図中一点鎖線枠内）は、中央部分の実表示領域４（図中二点鎖線枠内）と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（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４を挟むように、走査線駆動回路８０が配置される。

また、実表示領域４上方には検査回路９０が配置されている。検査回路９０は、カラー有機ＥＬディスプレイ１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カラー有機ＥＬディスプレイの品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。

（有機ＥＬ素子）
次に、図３、図４を参照して、カラー有機ＥＬディスプレイ１の断面構造を説明する。図３はカラー有機ＥＬディスプレイ１（図１参照）を構成する有機ＥＬ素子１７（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の模式断面図である。有機ＥＬ素子１７（Ｒ，Ｇ，Ｂ）には各々対応するカラーフィルタ２００（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が与えられている。なお、説明の便宜上、図面上側を「上」と定義して以下の説明を行う。

図４は、１つの色に対応する有機ＥＬ素子１７を構成する積層構造を示す模式断面図である。以下に説明する有機ＥＬ素子１７は、例えばカラーフィルタ２００（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を含めて構成されるカバー層２１と、光透過可能な基板本体２０を含む基板２０Ａ上に形成され、基板２０Ａ側に光を出射するいわゆるボトムエミッション構成を有している。

基板２０Ａ上には、ＩＴＯを用いてなる光学的に透明な陽極２２０が配置される。陽極２２０の層厚は、例えば１００ｎｍ程度の値が用いられる。そして、陽極２２０上には、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いてなる正孔注入層２１９が配置される。正孔注入層２１９の層厚は、例えば１０ｎｍ程度である。そして、正孔注入層２１９上には、例えば４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）］−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を用いてなる正孔輸送層２１８が配置される。正孔輸送層２１８の層厚は、例えば４０ｎｍ程度である。そして、正孔輸送層２１８上には、アルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）＋ルブレン（５，６，１１，１２−テトラフェニルテトラセン）＋ジシアノメチレンピラン誘導体（ＤＣＭ２）を用いてなる赤色発光層２１７が配置される。赤色発光層２１７の層厚は、例えば５ｎｍ程度である。そして、赤色発光層２１７上には、ＢＨ２１５＋ＢＤ１０２（共に出光興産製）を用いた青色発光層２１６が配置される。青色発光層２１６の層厚は、例えば１０ｎｍ程度である。

そして、青色発光層２１６上には、例えばＨＴ３２０（出光興産製）をホストとして、正孔トラップ性ドーパント及び／又は電子トラップ性ドーパントが添加されるキャリア調整層２１５が配置される。

正孔トラップ性ドーパントとしては、イオン化ポテンシャルが比較的小さな化合物であることから、縮合環を有する芳香族アミン誘導体又はスチリルアミン誘導体が好ましく、例えば、図８に記載される化合物が好ましい。なお、図８中、Ａｒ２〜Ａｒ４は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環、又は、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の複素芳香族環であり、ｌは１〜４の整数である。ｌが２以上の場合、Ａｒ３及びＡｒ４はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Ａｒ２〜Ａｒ４のうち少なくとも一つは、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜５０の縮合芳香族環又はスチリル基を有する。

また、電子トラップ性ドーパントとしては、電子に対して安定であることから、置換もしくは無置換の核炭素数１４〜５０の縮合芳香族環化合物、又は核原子数５〜５０の複素芳香族環化合物が好ましく、例えば、図９に記載される化合物が好ましい。なお、図９中、Ａｒ５は核炭素数１４〜５０の芳香族環、もしくは核原子数５〜５０の複素芳香族環であり、Ｒ２は置換基である。ｐは１〜６の整数、ｑは０〜３０の整数である。ｐが２以上の場合、Ａｒ５はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。ｑが２以上の場合、Ｒ２はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。キャリア調整層２１５の層厚は、例えば５ｎｍ程度である。

そして、キャリア調整層２１５の上には、ＢＨ２１５＋ＧＤ２０６（共に出光興産製）が緑色発光層２１４として配置される。緑色発光層２１４の層厚は、例えば１０ｎｍ程度である。そして、緑色発光層２１４上には、Ａｌｑ３を用いてなる電子輸送層２１３が配置される。電子輸送層２１３の層厚は例えば２０ｎｍ程度である。そして、電子輸送層２１３上には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を用いてなる電子注入層２１２が配置される。電子注入層２１２の層厚は、例えば１ｎｍ程度である。そして、電子注入層２１２上にはアルミニウム（Ａｌ）を用いてなる陰極２１１が形成されており、層厚は、例えば１００ｎｍ程度の厚さを有している。

（有機ＥＬ素子：正孔トラップ性ドーパントを用いる実施形態）
以下、キャリア調整層２１５が正孔トラップ性ドーパントを含む場合について説明を続ける。
図５は、赤色発光層２１７、青色発光層２１６、キャリア調整層２１５、緑色発光層２１４のエネルギーダイヤグラムである。ここで、キャリア調整層２１５は、正孔トラップ性ドーパントを含んでいる。そして、青色発光層２１６と緑色発光層２１４に挟まれる領域に位置し、かつ青色発光層２１６と接する端部に正孔トラップ性ドーパント濃度が最大値を取るよう配置されている。

そのため、図５に示すように、青色発光層２１６とキャリア調整層２１５との界面には正孔ｈ⁺に対する正孔バリア２３０が形成される。また、赤色発光層２１７と青色発光層２１６との界面にも正孔ｈ⁺に対するバリアが形成され、さらにキャリア調整層２１５と緑色発光層２１４との界面にも正孔ｈ⁺に対するバリアが形成される。そのため、赤色発光層２１７、青色発光層２１６、緑色発光層２１４がそれぞれ正孔ｈ⁺に対するバリアを有し、正孔ｈ⁺をせき止める構造が得られる。そのため、赤色発光、青色発光、そして緑色発光とを強度バランス良く発光させることができる。即ち、Ｒ，Ｇ，Ｂ全色をバランス良く発光させることができる。

Ｒ，Ｇ，Ｂのバランスが悪く、例えばＧの発光強度が弱い場合には、ＲとＢを強く発光させてＲとＢの発光成分に含まれるＧ成分をカラーフィルタにより抽出させて補正させることが必要となる。そのため、ＲとＢとを構成する青色発光層２１６と赤色発光層２１７の寿命が縮まり、早期劣化を引き起こす。

本実施形態によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂ全色をバランス良く発光させることができる。そのため、赤色発光層２１７、青色発光層２１６、緑色発光層２１４のいずれかの発光強度を無理に上げ、各波長の裾での発光を用いて色バランスをとる必要がなくなり、各発光層の寿命を長く保つことができる。

また、正孔ｈ⁺が蓄積されている発光部では電子ｅの注入量により発光強度が支配される。そのため、発光強度は駆動電流強度に対して高い相関性を持ち、駆動電流強度の上昇に対して光強度は線形性を持って上昇するため、光強度の制御を容易に行うことができる。

また、発光部の位置変動が抑えられる（界面に限定される）。そのため、輝度を変動させる場合においても、色純度や色相の変動を抑えることが可能となる。従って、色再現性に優れた有機ＥＬ素子１７を提供することが可能となる。

また、正孔トラップ性ドーパントの濃度は、キャリア調整層２１５の端部以外の場所で最大値を取っても良い。例えばキャリア調整層２１５の青色発光層２１６と接する端部から離れた場所で濃度の最大値を与えることで、青色発光層２１６と比べ緑色発光層２１４により多くの正孔を供給することが可能となり、正孔トラップ性ドーパントの濃度分布を調整することで色バランスを制御することができる。

また、キャリア調整層２１５中での正孔トラップ性ドーパント密度を略均一にしても良い。この場合には、正孔トラップ性ドーパント密度によりキャリア調整層２１５が有するポテンシャル高さを制御することができ、ポテンシャル高さにより発生するホールバリア特性と、有機ＥＬ素子１７の駆動電圧とを制御することができ、発光効率の最適化が容易となる。

（有機ＥＬ素子：電子トラップ性ドーパントを用いる実施形態）
以下、キャリア調整層２１５が電子トラップ性ドーパントを含む場合について説明する。積層構造等は上記したものと同一であり、重複を避けるため記載を省略する。
図６は、赤色発光層２１７、青色発光層２１６、キャリア調整層２１５、緑色発光層２１４のエネルギーダイヤグラムである。ここで、キャリア調整層２１５は、電子トラップ性ドーパントを含んでいる。そして、青色発光層２１６と緑色発光層２１４に挟まれる領域に位置し、かつ青色発光層２１６と接する端部に電子トラップ性ドーパント濃度が最大値を取るよう配置されている。そのため、図６に示すように、青色発光層２１６とキャリア調整層２１５との界面には電子ｅ^-に対する電子バリア２４０が形成される。

この場合、青色発光層２１６側に電子が蓄積されるため、青色発光層２１６の発光効率を向上させることができる。また、キャリア調整層２１５中での電子トラップ性ドーパントの濃度は、キャリア調整層２１５の端部以外の場所で最大値を取っても良い。例えばキャリア調整層２１５の青色発光層２１６と接する端部から離れた場所で濃度の最大値を与えることで、青色発光層２１６と比べ緑色発光層２１４により多くの電子を供給することが可能となり、電子トラップ性ドーパントの濃度分布を調整することで色バランスを制御することができる。

また、キャリア調整層２１５中での電子トラップ性ドーパント密度を略均一にしても良い。この場合には、電子トラップ性ドーパント密度によりキャリア調整層２１５が有するポテンシャル高さを制御することができ、ポテンシャル高さにより発生する電子バリア特性と、有機ＥＬ素子１７の駆動電圧とを制御することができ、発光効率の最適化が容易となる。

（変形例）
上記した実施形態では、キャリア調整層２１５を青色発光層２１６と緑色発光層２１４により挟持される位置に配置したが、これは赤色発光層２１７と青色発光層２１６との間に配置しても良い。また、赤色発光層２１７、青色発光層２１６、緑色発光層２１４はこの順に配置される必要はなく、発光層の順序はランダムに設定しても良い。また、キャリア調整層２１５は１層のみ配置されているが、これは各発光層に挟まれる位置に配置することができ、三原色の発光層中に２層設けても良い。
また、本実施形態では、陽極２２０としてＩＴＯを用いる例について説明したが、陽極２２０は導電性がある透明な素材を用いることが可能であり例えば、ＳｎＯ₂、Ｓｂ含有ＳｎＯ₂、Ａｌ含有ＺｎＯなどの酸化物や、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらを含む合金などや、ポリチオフェン、ポリピロールなどの導電性樹脂材料を用いることが可能である。

また、正孔注入層２１９としてＣｕＰｃを用いる例について説明したが、これは、ＣｕＰｃに代えて、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−フェニル−３−メチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等を用いることが可能である。

また、正孔輸送層２１８としてα−ＮＰＤを用いる例について説明したが、これは低分子の正孔輸送材料としては、例えば、１，１−ビス（４−ジ−パラ−トリアミノフェニル）シクロへキサン、１，１’−ビス（４−ジ−パラ−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサンのようなアリールシクロアルカン系化合物、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ１）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ３）、ＴＰＴＥ、４，４’，４’’−トリス（１−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（１−ＴＮＡＴＡ）のようなアリールアミン系化合物、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（パラ−トリル）−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（メタ−トリル）−メタ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）のようなフェニレンジアミン系化合物、カルバゾール、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、Ｎ−フェニルカルバゾールのようなカルバゾール系化合物、スチルベン、４−ジ−パラ−トリルアミノスチルベンのようなスチルベン系化合物、ＯｘＺのようなオキサゾール系化合物、トリフェニルメタン、ｍ−ＭＴＤＡＴＡのようなトリフェニルメタン系化合物、１−フェニル−３−（パラ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリンのようなピラゾリン系化合物、ベンジン（シクロヘキサジエン）系化合物、トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、イミダゾールのようなイミダゾール系化合物、１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ジ（４−ジメチルアミノフェニル）−１，３，４，−オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アントラセン、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセンのようなアントラセン系化合物、フルオレノン、２，４，７，−トリニトロ−９−フルオレノン、２，７−ビス（２−ヒドロキシ−３−（２−クロロフェニルカルバモイル）−１−ナフチルアゾ）フルオレノンのようなフルオレノン系化合物、ポリアニリンのようなアニリン系化合物、シラン系化合物、１，４−ジチオケト−３，６−ジフェニル−ピロロ−（３，４−ｃ）ピロロピロールのようなピロール系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリンのようなポルフィリン系化合物、キナクリドンのようなキナクリドン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン、鉄フタロシアニンのような金属又は無金属のフタロシアニン系化合物、銅ナフタロシアニン、バナジルナフタロシアニン、モノクロロガリウムナフタロシアニンのような金属又は無金属のナフタロシアニン系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジンのようなベンジジン系化合物等を用いることができる。低分子系の材料を用いる場合、例えば蒸着法を用いて正孔輸送層２１８を形成することが可能となる。

一方、高分子系の正孔輸送材料としては、例えば、ポリアリールアミンのようなアリールアミン骨格を有するもの、フルオレン−ビチオフェン共重合体のようなフルオレン骨格を有するもの、フルオレン−アリールアミン共重合体のようなアリールアミン骨格及びフルオレン骨格の双方を有するもの、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂又はその誘導体等を用いることができる。高分子系の正孔輸送材料を用いる場合には、スピンコート法やインクジェット法により正孔輸送層２１８を形成することが可能となる。

また、赤色発光層２１７、青色発光層２１６、緑色発光層２１４としてＡｌｑ３＋ルブレン＋ＤＣＭ２、ＢＨ２１５（出光興産製）＋ＢＤ１０２（出光興産製）、ＢＨ２１５（出光興産製）＋ＧＤ２０６（出光興産製）を用いる例について説明している。この場合、これらの発光材料に代えて、例えば低分子の発光材料として、ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ）、ジアミノジスチリルベンゼン（ＤＡＤＳＢ）のようなベンゼン系化合物、ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセン、６−ニトロクリセンのようなクリセン系化合物、ペリレン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−３，４，９，１０−ペリレン−ジ−カルボキシイミド（ＢＰＰＣ）のようなペリレン系化合物、コロネンのようなコロネン系化合物、アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物、ピレンのようなピレン系化合物、４−（ジ−シアノメチレン）−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）のようなピラン系化合物、アクリジンのようなアクリジン系化合物、スチルベンのようなスチルベン系化合物、２，５−ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物、ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物、ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物、２，２’−（パラ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物、ビスチリル（１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン）、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物、ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物、クマリンのようなクマリン系化合物、ペリノンのようなペリノン系化合物、オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アルダジン系化合物、１，２，３，４，５−ペンタフェニル−１，３−シクロペンタジエン（ＰＰＣＰ）のようなシクロペンタジエン系化合物、キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物、２，２’，７，７’−テトラフェニル−９，９’−スピロビフルオレンのようなスピロ化合物、フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニンのような金属又は無金属のフタロシアニン系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物、トリス（４−メチル−８キノリノレート）アルミニウム（III）（Ａｌｍｑ３）、８−ヒドロキシキノリン亜鉛（Ｚｎｑ２）、（１，１０−フェナントロリン）−トリス−（４，４，４−トリフルオロ−１−（２−チエニル）−ブタン−１，３−ジオネート）ユーロピウム（III）（Ｅｕ（ＴＴＡ）３（ｐｈｅｎ））、ファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィンプラチナム（II）のような各種金属錯体等を用いることが可能である。

また、高分子の発光材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレン、シス型ポリアセチレン、ポリ（ジ−フェニルアセチレン）（ＰＤＰＡ）、ポリ（アルキル，フェニルアセチレン）（ＰＡＰＡ）のようなポリアセチレン系化合物、ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレンビニレン）（ＲＯ−ＰＰＶ）、シアノ−置換−ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（２−ジメチルオクチルシリル−パラ−フェニレンビニレン）（ＤＭＯＳ−ＰＰＶ）、ポリ（２−メトキシ，５−（２’−エチルヘキソキシ）−パラ−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物、ポリ（３−アルキルチオフェン）（ＰＡＴ）、ポリ（オキシプロピレン）トリオール（ＰＯＰＴ）のようなポリチオフェン系化合物、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、α，ω−ビス［Ｎ，Ｎ’−ジ（メチルフェニル）アミノフェニル］−ポリ［９，９−ビス（２−エチルヘキシル）フルオレン−２，７−ジル］（ＰＦ２／６ａｍ４）、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）のようなポリフルオレン系化合物、ポリ（パラ−フェニレン）（ＰＰＰ）、ポリ（１，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレン）（ＲＯ−ＰＰＰ）のようなポリパラフェニレン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）のようなポリカルバゾール系化合物、ポリ（メチルフェニルシラン）（ＰＭＰＳ）、ポリ（ナフチルフェニルシラン）（ＰＮＰＳ）、ポリ（ビフェニリルフェニルシラン）（ＰＢＰＳ）のようなポリシラン系化合物等を用いることが可能である。

また、電子輸送層２１３としてＡｌｑ３を用いる例について説明したが、これは１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）、１，３，５−トリス［｛３−（４−ｔ−ブチルフェニル）−６−トリスフルオロメチル｝キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ２）のようなベンゼン系化合物（スターバースト系化合物）、ナフタレンのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセンのようなクリセン系化合物、ペリレンのようなペリレン系化合物、アントラセンのようなアントラセン系化合物、ピレンのようなピレン系化合物、アクリジンのようなアクリジン系化合物、スチルベンのようなスチルベン系化合物、ＢＢＯＴのようなチオフェン系化合物、ブタジエンのようなブタジエン系化合物、クマリンのようなクマリン系化合物、キノリンのようなキノリン系化合物、ビスチリルのようなビスチリル系化合物、ピラジン、ジスチリルピラジンのようなピラジン系化合物、キノキサリンのようなキノキサリン系化合物、ベンゾキノン、２，５−ジフェニル−パラ−ベンゾキノンのようなベンゾキノン系化合物、ナフトキノンのようなナフトキノン系化合物、アントラキノンのようなアントラキノン系化合物、オキサジアゾール、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、ＢＭＤ、ＢＮＤ、ＢＤＤ、ＢＡＰＤのようなオキサジアゾール系化合物、トリアゾール、３，４，５−トリフェニル−１，２，４−トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、オキサゾール系化合物、アントロンのようなアントロン系化合物、フルオレノン、１，３，８−トリニトロ−フルオレノン（ＴＮＦ）のようなフルオレノン系化合物、ジフェノキノン、ＭＢＤＱのようなジフェノキノン系化合物、スチルベンキノン、ＭＢＳＱのようなスチルベンキノン系化合物、アントラキノジメタン系化合物、チオピランジオキシド系化合物、フルオレニリデンメタン系化合物、ジフェニルジシアノエチレン系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン、鉄フタロシアニンのような金属又は無金属のフタロシアニン系化合物、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする錯体のような各種金属錯体等を用いることが可能である。また、オキサジアゾール系高分子（ポリオキサジアゾール）、トリアゾール系高分子（ポリトリアゾール）等の高分子系の材料を用いても良い。

また、電子注入層２１２としてＬｉＦを用いる例について説明したが、これは無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド（酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物）、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられ、これらのうちの１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらを主材料として電子注入層を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ₂Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ₂Ｓ、Ｎａ₂Ｓｅ、ＮａＯ等が挙げられる。アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＭｇＯ、ＣａＳｅ等が挙げられる。アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣｓＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ等が挙げられる。アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ₂、ＢａＦ₂、ＳｒＦ₂、ＭｇＦ₂、ＢｅＦ₂等が挙げられる。

また、無機半導体材料としては、例えば、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎのうちの少なくとも１つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等が挙げられ、これらのうちの１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、有機材料としては、例えば、８−ヒドロキシキノリン、オキサジアゾール、又は、これらの誘導体（例えば、８−ヒドロキシキノリンを含む金属キレートオキシノイド化合物）等が挙げられ、これらのうちの１種又は２種以上組み合わせて（例えば、複数層の積層体等として）用いることが可能である。

また、陰極２１１としてアルミニウム（Ａｌ）を用いる例について説明したが、これは、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｓ、Ｒｂ又は、これら及びＡｌを含む合金等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を用いることができる。

（電子機器への搭載例）
以下、図７を参照して、上述したカラー有機ＥＬディスプレイ１を含む電子機器について説明する。図７（ａ）に、カラー有機ＥＬディスプレイ１を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、カラー有機ＥＬディスプレイ１と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。

図７（ｂ）に、カラー有機ＥＬディスプレイ１を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしてのカラー有機ＥＬディスプレイ１を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、カラー有機ＥＬディスプレイ１に表示される画面がスクロールされる。

図７（ｃ）に、カラー有機ＥＬディスプレイ１を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしてのカラー有機ＥＬディスプレイ１を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報がカラー有機ＥＬディスプレイ１に表示される。

なお、カラー有機ＥＬディスプレイ１が搭載される電子機器としては、図７に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、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などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述したカラー有機ＥＬディスプレイ１が適用可能である。

カラー有機ＥＬディスプレイの配線構造を示す模式図。カラー有機ＥＬディスプレイの構成を模式的に示す平面図。カラー有機ＥＬディスプレイを構成する有機ＥＬ素子（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の模式断面図。１つの色に対応する有機ＥＬ素子を構成する発光層の積層構造を示す模式断面図。赤色発光層、青色発光層、キャリア調整層、緑色発光層のエネルギーダイヤグラム。赤色発光層、青色発光層、キャリア調整層、緑色発光層のエネルギーダイヤグラム。（ａ）は、カラー有機ＥＬディスプレイを備えたモバイル型のパーソナルコンピュータ、（ｂ）は、携帯電話機、（ｃ）は、情報携帯端末（ＰＤＡ）の構成を示す概略図。正孔トラップ性ドーパントの基本構造を示す構造式。電子トラップ性ドーパントの基本構造を示す構造式。

符号の説明

１…カラー有機ＥＬディスプレイ、３…画素部、４…実表示領域、５…ダミー領域、１７…有機ＥＬ素子、２０…基板本体、２０Ａ…基板、２１…カバー層、２３…画素電極、４０…サブ画素、４１…表示単位画素、８０…走査線駆動回路、９０…検査回路、１００…データ線駆動回路、１０１…走査線、１０２…信号線、１０３…電源線、１１３…保持容量、１２２…ＴＦＴ、１２３…ＴＦＴ、２００…カラーフィルタ、２１１…陰極、２１２…電子注入層、２１３…電子輸送層、２１４…緑色発光層、２１５…キャリア調整層、２１６…青色発光層、２１７…赤色発光層、２１８…正孔輸送層、２１９…正孔注入層、２２０…陽極、２３０…正孔バリア、２４０…電子バリア、２０００…パーソナルコンピュータ、２００１…電源スイッチ、２００２…キーボード、２０１０…本体部、３０００…携帯電話機、３００１…操作ボタン、３００２…スクロールボタン、４０００…情報携帯端末、４００１…操作ボタン、４００２…電源スイッチ、ｈ⁺…正孔、ｅ^-…電子。

Claims

陽極及び陰極と、
前記陽極及び前記陰極に狭持される複数の有機発光層と、
複数の前記有機発光層に挟持される単一又は複数の領域に対し、少なくともその一領域に配置されるキャリア調整層と、
前記キャリア調整層に配分される正孔トラップ性ドーパント及び／又は電子トラップ性ドーパントと、を含むことを特徴とするカラー有機ＥＬディスプレイ。
請求項１に記載のカラー有機ＥＬディスプレイであって、前記正孔トラップ性ドーパント及び／又は前記電子トラップ性ドーパントは印加電界と平行な方向に濃度分布を有することを特徴とするカラー有機ＥＬディスプレイ。
請求項１又は２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイを含むことを特徴とする電子機器。