JP2010033986A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子を複数積層した構成においても微小共振構造を導入することができる有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】少なくとも１つ以上の画素を有する。画素は、少なくとも２つ以上のサブピクセルで構成される。サブピクセルは、少なくとも第１の電極層（第１電極３１）、第１の有機発光層（第１有機発光層３２）、中間電極層（第２電極３３ａ，第３電極３５ｂ）、第２の有機発光層（第２有機発光層３４）、第２の電極層（第４電極４１）が積層された構造を含む。画素内の少なくとも１つのサブピクセルにおいて、中間電極層の上面側の反射率が他のサブピクセルの中間電極層の上面側の反射率と異なる。
【選択図】図７

Description

本発明は、表示素子として利用される有機ＥＬ表示装置に関する。

従来、発光素子を複数積層した構成の多色発光素子が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に開示された多色発光素子においては、積層された各発光素子が個別に駆動できるように透明導電層で区分されている。例えば、３層の発光層を積層する場合には、第１発光層が第１電極と第２電極に挟まれ、第２発光層が第２電極と第３電極に挟まれ、第３発光層が第３電極と第４電極で挟まれた構成となっている。また、３層の発光層を個別に駆動するための３個の電源が接続されており、上下の発光層間で第２電極と第３電極とが共通となっているため、電源が直列に接続された構成となっている。また、有機発光素子に対して微小共振構造を設定する技術についても提案がある（非特許文献１参照）。

米国特許第５７０７７４５号明細書 中山隆博、角田敦「光共振器構造を導入した素子」応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会 １９９３年第３回講習会ｐ１３５−１４３

しかし、上述した従来の技術では、３つの発光層に対してそれぞれ個別に微小共振構造を設定することが困難となる。なぜならば、各色の微小共振構造がお互いに干渉しあうため個別に最適化することができず、最大公約数的に設計を行う必要があるためである。このため、色純度や視野角による色度変化、光取出し効率を充分に向上することができないという課題があった。

本発明は、上述した課題に鑑み提案されたもので、発光素子を複数積層した構成においても微小共振構造を導入することができる有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。

本発明の有機ＥＬ表示装置は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明の有機ＥＬ表示装置は、少なくとも１つ以上の画素を有し、この画素は、少なくとも２つ以上のサブピクセルで構成されている。また、サブピクセルは、少なくとも第１の電極層、第１の有機発光層、中間電極層、第２の有機発光層、第２の電極層が積層された構造を含んでいる。そして、画素内の少なくとも１つのサブピクセルにおいて、中間電極層の上面側の反射率が他のサブピクセルの中間電極層の上面側の反射率と異なることを特徴とするものである。

なお、本発明における反射電極とは、電極自身が反射性を有する材料からなるものに限られず、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電性材料からなる電極下部に反射性の薄膜を積層したものであってもよい。また、本発明における透明電極とは、ＩＴＯなどの一般的な透明電極に限られず、ＡｇやＡｌの金属薄膜などであってもよい。また、反射率を変化させることで同時に透過率も変化するが、以下の説明では、反射率の異なる反射電極と記述する。

本発明の有機ＥＬ表示装置では、中間電極層の反射率をサブピクセル毎に異なる値にしている。これにより、複数の発光素子が最大公約数的な微小共振構造設計で積層された場合であっても、特定の発光素子において色純度や視野角による色度変化、光取出し効率を向上させることができる。例えば、２つのサブピクセルからなり、各サブピクセルが３層積層素子からなり、そのうち２つの異なる組合せの素子が発光する構成について考える。このような構成において、中間電極の反射率のみを変えることによって、各サブピクセルの２つの積層素子の色純度や視野角による色度変化、光取出し効率を向上させることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の有機ＥＬ表示装置の実施形態を説明する。なお、以下の説明に記載されていない部分及び図面に示されていない部分に関しては、当該技術分野における周知または公知技術を適用する。また、以下に説明する実施形態は、発明の一実施形態であって、これらに限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は、少なくとも１つ以上の画素を有し、画素は、少なくとも２つ以上の副画素（以下サブピクセルと呼称する）で構成されている。また、サブピクセルは、少なくとも第１の電極層、第１の有機発光層、中間電極層、第２の有機発光層、第２の電極層が積層された構成となっている。具体的には、第１電極が第１の電極層に相当し、第２電極及び／または第３電極が中間電極層に相当し、第４電極が第２の電極層に相当する。また、第１有機発光層が第１の有機発光層に相当し、第２有機発光層が第２の有機発光層に相当する。

そして、画素内の少なくとも１つのサブピクセルにおいて、中間電極層の上面側の反射率が他のサブピクセルの中間電極層の上面側の反射率と異なるように構成されている。

また、画素を構成するいずれかのサブピクセルの中間電極層は、完全反射電極とすることが可能である。なお、完全反射電極とは、透過性を有さず、８０％以上、かつ９９％以下の反射率を有する電極のことである。反射しない光は完全反射電極に吸収される。

また、画素を２つのサブピクセルから構成してもよい。この場合、各サブピクセルは、第１の電極層、第１の有機発光層、第１の中間電極層、第２の有機発光層、第２の中間電極層、第３の有機発光層、第２の電極層からなるような構成とする。具体的には、第１電極が第１の電極層に相当し、第２電極が第１の中間電極層に相当し、第３電極が第２の中間電極層に相当し、第４電極が第２の電極層に相当する。また、第１有機発光層が第１の有機発光層に相当し、第２有機発光層が第２の有機発光層に相当し、第３有機発光層が第３の有機発光層に相当する。そして、第１の中間電極層の反射率は、サブピクセル毎にそれぞれ異なっている。

まず、本発明の実施例１に係る有機ＥＬ表示装置について説明する。図１は、本発明の実施例１に係る有機ＥＬ表示装置の１画素（ピクセル）領域における断面構造を模式的に示した図である。また、図２は、本発明の実施例１に係る有機ＥＬ表示装置を示す概略斜視図である。図１に示す断面構造を有する画素２がマトリクス状に複数配置され、図２に示す有機ＥＬ表示装置の表示領域１が構成される。

図１において、１画素領域には３個の副画素である第１サブピクセルＰ１，第２サブピクセルＰ２，第３サブピクセルＰ３が並列して配置されている。図１において、１０はＴＦＴを含む画素駆動回路が形成された絶縁性基板、１１ａ，１１ｂ，１１ｃは第１電極、１３ａ，１３ｂ，１３ｃは第２電極、１５ａ，１５ｂ，１５ｃは第３電極、２１は第４電極を示す。また、図１において、１２は第１有機発光層、１４は第２有機発光層、１６は第３有機発光層を示す。さらに、図１において、１８ｂ，１８ｃ，１９ａ，１９ｃ，２０ａ，２０ｂはコンタクトホール、２２は保護膜、２３は電源手段を示す。

各サブピクセルＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、発光色の異なる３種類の有機発光層１２，１４，１６とそれらを挟持する電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，２１とを積層した構成となっている。それぞれの有機発光層とそれらを狭持する上下に配置された一対の電極の３層構成で１つの発光素子を構成しており、この構成では３つの発光素子が積層された構成となっている。また、３種類の発光色は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）であり、色の積層順は特に限定されない。有機発光層は、単層型、２層型、３層型、４層型、５層型のいずれを使用してもよい。単層型は発光層のみで構成され、２層型は発光層及び正孔注入層で構成され、３層型は電子輸送層、発光層、正孔輸送層で構成される。また、４層型は電子注入層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層で構成され、５層型は電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層で構成される。

また、このような積層構成において、電極１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、積層された上下の発光素子で共有されている。各サブピクセルは、トップエミッション型であり、第２電極１３ａ、第３電極１５ａ，１５ｂは反射率３０％以下、かつ１％以上である低い光反射率を有している。一方、第１電極１１ａ、第２電極１３ｂ、第３電極１５ｃは反射率８０％以上、かつ９９％以下の高い光反射性を有する完全反射電極である。また、第４電極２１は透光性を有している。実施例１において、各有機発光層は３層構成となっており、電子輸送層、発光層、正孔輸送層で構成されている。

なお、公知な技術であるために詳しい説明は省略するが、ＴＦＴ等のスイッチング素子が形成された絶縁性基板１０上には、樹脂からなる平坦化膜が形成され、その平坦化膜上の各画素領域に対応してパターニングされた第１電極が形成されている。

次に、図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。

半導体プロセスを用いて第１電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃまで形成された絶縁性基板１０上に、第１有機発光層１２の各層を、塗布法や蒸着法などの公知の手法を用いて表示領域１の全域にわたって順次成膜する。この際、従来のようなメタルマスクを用いた各サブピクセルの塗り分けは行わない。

有機発光層を構成する各有機材料層の材料としては、有機発光材料、正孔注入材料、電子注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料より選ばれる少なくとも１種を用いることができる。正孔注入材料または正孔輸送材料に有機発光材料をドーピングし、または電子注入材料または電子輸送材料に有機発光材料をドーピングする等により発色の選択の幅を広げるように構成してもよい。さらに、各有機材料層は、発光効率の観点からアモルファス膜であることが好ましい。有機発光材料は、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体を使用することができる。なお、本発明の構成としてこれらの材料に限定されるものではない。また、有機発光層の膜厚は０．０５μｍ〜０．３μｍ程度であることが好ましく、０．０５〜０．１５μｍ程度であることが一層好ましい。また、正孔注入材料及び輸送材料としては、フタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Ｅｕ錯体等を使用できるが、本発明の構成としてこれらの材料に限定されるものではない。電子注入材料及び輸送材料の例としては、アルミニウムに８−ヒドロキシキノリンの３量体が配位したＡｌｑ３、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系等を使用できるが、本発明の構成としてこれらの材料に限定されるものではない。

第１有機発光層１２を成膜した後、第１有機発光層１２にコンタクトホール１８ｂ，１８ｃを形成する。形成方法としては、レーザー加工が好ましく、ＹＡＧレーザー（ＳＨＧ、ＴＨＧ含む）、エキシマレーザーなど一般に薄膜加工に使用する公知の手法を用いることができる。これらのレーザー光を数μｍに絞って走査したり、面状光源にしてコンタクトホール部分を透過するマスクを介したりして、有機発光層１２の上に所定のパターンで照射することにより所望の位置にコンタクトホール１８ｂ，１８ｃを形成する。コンタクトホール１８ｂ，１８ｃの径としては、２μｍ〜１５μｍが好ましい。

次に、第２電極１３ａ，１３ｂ，１３ｃをパターニング形成する。このとき、コンタクトホール１８ｂ，１８ｃを介して、第１電極１１ｂ，１１ｃと第２電極１３ｂ，１３ｃとが、それぞれ接続される。第２電極１３ａの電極材料としては、透過率の高い材料が好ましく、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明導電膜や、ポリアセチレンなどの有機導電膜を用いることが好ましい。さらに、Ａｇ、Ａｌなどの金属材料を１０ｎｍ〜３０ｎｍ程度の膜厚で形成した半透過膜を用いてもよい。第２電極１３ｂの電極材料としては、光反射性の部材であることが好ましく、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の反射率の高い材料を用いることが好ましい。このように、第２電極１３ａと第２電極１３ｂで反射率を異なるようにする。パターニング方法としては、表示領域１の全領域に電極材料を成膜した後に前述のレーザー加工を行うこともできるが、メタルマスクを用いて選択的に形成するようにしてもよい。また、電極材料が形成された基板を絶縁性基板１０と対向させて、レーザーアブレーションにより選択的に転写形成してもよい。

次に、上述したのと同様の方法で、第２有機発光層１４、コンタクトホール１９ａ，１９ｃ、第３電極１５ａ，１５ｂ，１５ｃ、第３有機発光層１６、コンタクトホール２０ａ，２０ｂを順次形成する。なお、第３電極１５ａ，１５ｂは透過率の高い材料が好ましく、第３電極１５ｃは光反射性の部材であることが好ましい。

次に、第４電極２１をスパッタ等により形成する。第４電極２１の材料としては、透過率の高い材料が好ましい。さらに、保護膜２２として、窒化酸化シリコンを成膜して有機ＥＬ表示装置を得た。

このようにして形成された有機ＥＬ表示装置の等価回路を図３に示す。図３は、本発明の実施例１に係る有機ＥＬ表示装置の等価回路を示す図である。

上述したように、第１サブピクセルＰ１においては、第２電極１３ａと第３電極１５ａとがコンタクトホール１９ａを介して接続（短絡）されている。また、第３電極１５ａと第４電極２１とがコンタクトホール２０ａを介して接続（短絡）されている。このように、上下電極が短絡された発光素子は、その間に狭持された有機発光層に実効的な電圧が印加されない構成となるため、実効的な発光を生じることはない。以下、積層された発光素子の一部の発光素子に実効的な発光を生じないような処理を非発光処理と称する。実施例１では、上下電極の短絡が非発光処理である。この非発光処理の結果、第１サブピクセルＰ１では、第１有機発光層１２にのみ実効的な電圧が印加される構成となっている。同様に、第２サブピクセルＰ２においては第２有機発光層１４にのみ実効的な電圧が印加され、第３サブピクセルＰ３においては第３有機発光層１６にのみ実効的な電圧が印加される構成となっている。なお、ここでいう「実効的な電圧」とは、所望の発光輝度を得るために印加される電圧の意味であり、リーク電流の発生などによる意図しない電圧の発生は除かれる。

図３に示すように、各サブピクセルは、スイッチング用ＴＦＴ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃと駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと、積層された発光素子と、コンデンサ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃで構成されている。

ここで、スイッチング用ＴＦＴ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃのゲート電極はゲート信号線１０５に接続されている。また、スイッチング用ＴＦＴ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃのソース領域はソース信号線１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃに接続され、ドレイン領域は駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃのゲート電極に接続されている。また、駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃのソース領域は電源供給線１０７に接続され、ドレイン領域は発光素子の一端の第１電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃに接続されている。なお、発光素子の他端は、第４電極２１（ＧＮＤ接続）に接続されている。また、コンデンサ１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの電極のそれぞれは駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃのゲート電極と電源供給線１０７（電位５Ｖ）とに接続されるようになっている。このように、駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと発光素子が直列に接続されており、発光素子に流れる電流は、ソース信号線１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃから供給されるデータ信号に応じて駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃで制御される。なお、この画素回路は電流プログラミング方式と呼ばれる公知の回路構成を適用したものであり、詳しい動作については説明を省略する。また、本実施形態の構成では、サブピクセルの各々は独立に駆動可能であるため、ＲＧＢ３色の同時発光が可能である。

この際、発光色に応じて、第１有機発光層１２、第２有機発光層１４、第３有機発光層１６の膜厚を、各有機発光層を挟持する電極との光学的距離及び反射率に基づいて設定する。これにより、積層構成においても微小共振構造を導入できる有機ＥＬ表示装置を提供することができる。

図４は、本発明の実施例２に係る有機ＥＬ表示装置の１画素（ピクセル）領域における断面構造を模式的に示す図である。図４に示す断面構造を有する画素がマトリクス状に複数配置され、図２に示す有機ＥＬ表示装置の表示領域１が構成される。なお、実施例２の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型である。

図４において、３０は必要に応じてＴＦＴを含む画素回路が形成された絶縁性基板を示す。また、図４において、３１は第１電極、３３ａ，３３ｂは第２電極、３５ａ，３５ｂは第３電極、４１は第４電極、３２は第１有機発光層、３４は第２有機発光層、３６は第３有機発光層、３８ｂ、３９ａはコンタクトホールを示す。さらに、図４において、４２は保護膜、４３は電源手段を示す。実施例２の各有機発光層は３層構成となっており、電子輸送層、発光層、正孔輸送層で構成されている。また、有機発光層及び電極の材料、成膜法は、上述した実施例１と同様であるため、詳しい説明は省略する。

実施例２の有機ＥＬ表示装置は、１画素が第１サブピクセルＰ１と第２サブピクセルＰ２とで構成されている。絶縁性基板３０の上には、その画素領域に第１電極３１が形成されている。また、第１電極３１と第４電極４１はサブピクセル間で共通の電極となっている。さらに、第１電極３１と第４電極４１とは接続されている。第１電極３１と第４電極４１の接続箇所は、表示領域内または表示領域外のいずれであってもよく、同じ電圧が供給される。

また、レーザー加工により、コンタクトホール３８ｂ、３９ａが形成されており、第１サブピクセルＰ１の第２電極３３ａと第３電極３５ａとが接続（短絡）され、第２サブピクセルＰ２の第１電極３１と第２電極３３ｂが接続（短絡）されている。上述した実施例１と同様に、実施例２ではこの短絡が非発光処理となる。

このように、実施例２においては、第１有機発光層３２、第２有機発光層３４、第３有機発光層３６を塗分ける必要がない上、サブピクセル数が２つと、第１の実施例よりも少ないため、開口率を高くすることができる。

このようにして形成された有機ＥＬ表示装置の各画素の回路を図５に示す。図５は、本発明の実施例２に係る有機ＥＬ表示装置の等価回路を示す図である。

図５に示すように、各サブピクセルは、スイッチング用ＴＦＴ２０１ａ，２０１ｂと、駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂと、積層された発光素子とコンデンサ２０３ａ，２０３ｂとで構成されている。ここで、スイッチング用ＴＦＴ２０１ａ，２０１ｂのゲート電極はゲート信号線２０５に接続されている。また、スイッチング用ＴＦＴ２０１ａ，２０１ｂのソース領域はソース信号線２０６ａ，２０６ｂに接続され、ドレイン領域は駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのゲート電極に接続されている。また、駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのソース領域は電源供給線２０７に接続され、ドレイン領域は発光素子の一端の電極に接続される。また、図４に示す第１サブピクセルＰ１において、ドレイン領域は第３電極３５ａに接続され、第２サブピクセルＰ２においても同様に第３電極３５ｂに接続されている。なお、発光素子の他端の電極は、第４電極４１に接続されている。また、コンデンサ２０３ａ，２０３ｂの電極のそれぞれは駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのゲート電極とＧＮＤとに接続されている。このように、駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂと発光素子が直列に接続されており、発光素子に流れる電流をソース信号線２０６ａ，２０６ｂから供給されるデータ信号に応じて駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂで制御することにより発光制御される。

次に、実施例２の有機ＥＬ表示装置の駆動方法について、図６を参照して説明する。図６は、有機ＥＬ表示装置の駆動波形の一例を示す図である。

図６に示すように、時間ｔ１において、ゲート信号線２０５の電位をＶｇに設定すると、スイッチング用ＴＦＴ２０１ａ，２０１ｂがＯＮ状態となる。これにより、ソース信号線２０６ａ，２０６ｂの電位Ｖｓｉｇ１がスイッチング用ＴＦＴ２０１ａ，２０１ｂを介してコンデンサ２０３ａ，２０３ｂ及び駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのゲート容量に充電される。

時間ｔ２において、ゲート信号線２０５の電位が０Ｖに設定され、スイッチング用ＴＦＴ２０１ａ，２０１ｂがＯＦＦ状態となり、コンデンサ２０３ａ，２０３ｂに充電された電圧が保持される。

時間ｔ３において、第１電極３１及び第４電極４１の電位がＶｃに設定される。このとき、電源供給線２０７は０Ｖのままなので、有機発光層及び駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのソースドレイン間に電位差が生じる。これにより、第１有機発光層３２及び第２有機発光層３４に第２電極３３ａと第３電極３５ｂから電子が注入されるとともに、第１電極３１及び第２電極３３ｂからホールが注入され発光が得られる。この発光が保護膜４２側から射出される。なお、第３有機発光層３６には逆方向電圧が印加されるため、発光しない。有機発光層に流れる電流は駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂで制御され、コンデンサ２０３ａ，２０３ｂに充電された電圧に応じて、駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのソースドレイン間に電流Ｉ１が流れる。この状態は、時間ｔ４まで維持される。

時間ｔ４において、第１電極３１及び第４電極４１の電位が０Ｖに設定される。すると、有機発光層及び駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのソースドレイン間に電位差がなくなるので、第１有機発光層３２及び第２有機発光層３４は発光しなくなる。続いて、第３有機発光層３６を発光させるための信号Ｖｓｉｇ２がソース信号線２０６ａ，２０６ｂに設定される。

時間ｔ５において、ゲート信号線２０５の電位をＶｇに設定すると、スイッチング用ＴＦＴ２０１ａ，２０１ｂがＯＮ状態となる。これにより、ソース信号線２０６ａ，２０６ｂの電位Ｖｓｉｇ２がスイッチング用ＴＦＴ２０１ａ，２０１ｂを介してコンデンサ２０３ａ，２０３ｂ及び駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのゲート容量に充電される。

時間ｔ６において、ゲート信号線２０５の電位が０Ｖに設定され、スイッチング用ＴＦＴ２０１ａ，２０１ｂがＯＦＦ状態となり、コンデンサ２０３ａ，２０３ｂに充電された電圧が保持される。

時間ｔ７において、電源供給線２０７の電位がＶｃに設定される。このとき、第１電極３１及び第４電極４１の電位が０Ｖなので、有機発光層及び駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのソースドレイン間に電位差が生じる。これにより、第３有機発光層３６に第４電極４１から電子が注入されるとともに、第３電極３５ａ，３５ｂからホールが注入され、電子とホールの再結合により励起された有機分子が基底状態に緩和するときに発光が得られる。この発光が保護膜４２側から射出される。なお、第１有機発光層３２及び第２有機発光層３４には逆方向電圧が印加されるため発光しない。有機発光層に流れる電流は駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂで制御され、コンデンサ２０３ａ，２０３ｂに充電された電圧に応じて、駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのソースドレイン間に電流Ｉ２が流れる。この状態は、時間ｔ８まで維持される。

時間ｔ８において、電源供給線２０７の電位が０Ｖに設定される。すると、有機発光層及び駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのソースドレイン間に電位差がなくなるので、第３有機発光層３６は発光しなくなる。

上述した動作を繰り返すことで、第１有機発光層３２、第２有機発光層３４、第３有機発光層３６を時分割で発光させることができる。具体的には、電源手段４３は、人間が識別できない程度、例えば６０Ｈｚ程度あるいはそれ以上高い周期で駆動され、これにより、第１有機発光層３２、第２有機発光層３４の発光色と第３有機発光層３６の発光色との任意の混合色の光を表現することができる。

実施例２において、第１電極３１、第２電極３３ｂを反射電極とし、第２電極３３ａ、第３電極３５ａ、３５ｂをそれぞれ反射率及び透過率の最適化された中間電極とし、第４電極４１を透明電極とする。この場合、反射電極は完全反射電極とすることができる。さらに、発光色に応じて第１有機発光層３２、第２有機発光層３４、第３有機発光層３６の膜厚を各反射電極との光学的距離に基づいて調整することで積層構成においても微小共振構造を導入できる有機ＥＬ表示装置を提供することができる。

図７は、本発明の実施例３に係る有機ＥＬ表示装置の１画素（ピクセル）領域における断面構造を模式的に示した図である。図７に示す断面構造を有する画素がマトリクス状に複数配置され、図２に示す有機ＥＬ表示装置の表示領域１が構成される。なお、実施例２の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型である。

図７において、３０は必要に応じてＴＦＴを含む画素回路が形成された絶縁性基板を示す。また、３１は第１電極、３３ａは第２電極、３５ｂは第３電極、４１は第４電極、３２は第１有機発光層、３４は第２有機発光層、３６は第３有機発光層を示す。また、図７において、４２は保護膜、４３は電源手段を示す。実施例３の各有機発光層は３層構成となっており、電子輸送層／発光層／正孔輸送層で構成されている。また、有機発光層及び電極の材料、成膜法は上述した実施例１と同様であるため、詳しい説明は省略する。ただし、実施例３において、第２電極３３ａ及び第３電極３５ｂについては半透過性の電極を用いており、光透過性とともに光反射性も持っている。例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の反射率の高い材料を薄膜としたものが好ましい。この際、膜厚は所望の反射率及び透過率を達成するよう設定される。第２電極３３ａと第３電極３５ｂの反射率及び透過率は、各発光色に応じて異なっている。

上述した有機ＥＬ表示装置は、１画素が第１サブピクセルＰ１と第２サブピクセルＰ２とで構成されている。絶縁性基板３０の上には、その画素領域に第１電極３１が形成されている。また、第１電極３１と第４電極４１はサブピクセル間で共通の電極となっている。さらに、第１電極３１と第４電極４１とは接続されている。第１電極３１と第４電極４１との接続箇所は、表示領域内または表示領域外のいずれであってもよく、同じ電圧が供給される。

このように、実施例３においては、第３有機発光層３６を塗分ける必要がないためプロセスの簡略化が図れる。また、第１有機発光層３２と第２有機発光層３４とを塗り分けることで有機層の積層が２つで済み、３層積層の場合と比較して光取出し効率を向上できる。また、サブピクセル数が２つと、第１の実施例よりも少ないため、開口率を高くすることができる。

このようにして形成された有機ＥＬ表示装置の各画素の回路を図８に示す。図８は、本発明の実施例３に係る有機ＥＬ表示装置の等価回路を示す図である。

図８に示すように、各サブピクセルは、スイッチング用ＴＦＴ２０１ａ，２０１ｂと、駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂと、積層された発光素子とコンデンサ２０３ａ，２０３ｂで構成されている。ここで、スイッチング用ＴＦＴ２０１ａ，２０１ｂのゲート電極はゲート信号線２０５に接続されている。また、スイッチング用ＴＦＴ２０１ａ，２０１ｂのソース領域はソース信号線２０６ａ，２０６ｂに接続され、ドレイン領域は駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのゲート電極に接続されている。また、駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのソース領域は電源供給線２０７に接続され、ドレイン領域は発光素子の一端の電極に接続されている。また、図７に示す第１サブピクセルＰ１において、ドレイン領域は第２電極３３ａに接続され、第２サブピクセルＰ２においても同様に第３電極３５ｂに接続されている。なお、発光素子の他端の電極は第４電極４１に接続されている。また、コンデンサ２０３ａ，２０３ｂの電極のそれぞれは駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂのゲート電極とＧＮＤとに接続されるように形成されている。このように、駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂと発光素子が直列に接続されており、発光素子に流れる電流をソース信号線２０６ａ，２０６ｂから供給されるデータ信号に応じて駆動用ＴＦＴ２０２ａ，２０２ｂで制御することにより発光制御される。

実施例３の有機ＥＬ表示装置の駆動方法については、実施例２と同じであるため説明を省略する。

実施例３において、第１電極３１を反射電極とし、第２電極３３ａ及び第３電極３５ｂを光透過性とともに光反射性を持つ電極とし、第４電極４１を透明電極とする。この場合、反射電極は完全反射電極とすることができる。さらに、発光色に応じて、第１有機発光層３２、第２有機発光層３４、第３有機発光層３６の膜厚と、第２電極３３ａ、第３電極３５ｂの光透過及び反射特性を、光学設計に基づいて個別に調整する。これにより、積層構成においても微小共振構造を導入できる有機ＥＬ表示装置を提供することができる。

本発明の実施例１に係る有機ＥＬ表示装置の１画素を示す概略断面図。 本発明の実施例１に係る有機ＥＬ表示装置を示す概略斜視図。 本発明の実施例１に係る有機ＥＬ表示装置の等価回路を示す図。 本発明の実施例２に係る有機ＥＬ表示装置の１画素を示す概略断面図。 本発明の実施例２に係る有機ＥＬ表示装置の等価回路を示す図。 有機ＥＬ表示装置の駆動波形の一例を示す図。 本発明の実施例３に係る有機ＥＬ表示装置の１画素を示す概略断面図。 本発明の実施例３に係る有機ＥＬ表示装置の等価回路を示す図。

符号の説明

１ 表示領域
２ 画素
１０ 絶縁性基板
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 第１電極
１２ 第１有機発光層
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ第２電極
１４ 第２有機発光層
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 第３電極
１６ 第３有機発光層
１８ｂ，１８ｃ，１９ａ，１９ｃ，２０ａ，２０ｂ コンタクトホール
２１ 第４電極
２２ 保護膜
２３ 電源手段
３０ 絶縁性基板
３１ 第１電極
３２ 第１有機発光層
３３ａ，３３ｂ 第２電極
３４ 第２有機発光層
３５ａ，３５ｂ 第３電極
３６ 第３有機発光層
３８ｂ，３９ａ コンタクトホール
４１ 第４電極
４２ 保護膜
４３ 電源手段
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ スイッチング用ＴＦＴ
１０２ａ，１０２ｂ，１０１ｃ 駆動用ＴＦＴ
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ コンデンサ
１０５ ゲート信号線
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ ソース信号線
１０７ 電源供給線
２０１ａ，２０１ｂ スイッチング用ＴＦＴ
２０２ａ，２０２ｂ 駆動用ＴＦＴ
２０３ａ，２０３ｂ コンデンサ
２０５ ゲート信号線
２０６ａ，２０６ｂ ソース信号線
２０７ 電源供給線
Ｐ１ 第１サブピクセル
Ｐ２ 第２サブピクセル
Ｐ３ 第３サブピクセル

Claims (3)

1. 少なくとも１つ以上の画素を有し、前記画素は、少なくとも２つ以上のサブピクセルで構成され、前記サブピクセルは、少なくとも第１の電極層、第１の有機発光層、中間電極層、第２の有機発光層、第２の電極層が積層された構造を含む有機ＥＬ表示装置であって、
   前記画素内の少なくとも１つのサブピクセルにおいて、中間電極層の上面側の反射率が他のサブピクセルの中間電極層の上面側の反射率と異なることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
2. 前記画素を構成するいずれかのサブピクセルの中間電極層は、完全反射電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 前記画素は、２つのサブピクセルから構成され、
   各サブピクセルは、第１の電極層、第１の有機発光層、第１の中間電極層、第２の有機発光層、第２の中間電極層、第３の有機発光層、第２の電極層からなり、
   前記第１の中間電極層の反射率がサブピクセル毎にそれぞれ異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。

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