(57)【要約】【課題】  互いに異なる色を発光する第１の有機層２と第２の有機層３と第３の有機層５を有する有機ＥＬ装置において、基板に対して並置される有機層間の非発光領域を視認されることを軽減することを目的とする。【解決手段】  第３の有機層５の発光領域が、基板１０に対して並置されている第１の有機層２と第２の有機層３の、それぞれの発光領域の間にある非発光領域２００の上又は下に位置している。【選択図】  図３
2010040501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有し、前記画素は、互いに異なる色を発光する第１の有機層と第２の有機層と第３の有機層を有する有機ＥＬ装置であって、
前記第１の有機層と前記第２の有機層が基板に対して並置され、
前記第１の有機層と前記第３の有機層が積層され、
前記第２の有機層と前記第３の有機層が積層され、
前記第３の有機層の発光領域が、前記第１の有機層の発光領域、前記第２の有機層の発光領域、前記第１の有機層の発光領域と前記第２の有機層の発光領域の間にある非発光領域、の上又は下に位置していることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記第３の有機層は複数の画素に渡って形成され、隣り合う２つの画素のうち、一方の画素に形成された第２の有機層の発光領域と他方の画素に形成された第１の有機層の発光領域との間にある非発光領域の上又は下に、前記第３の有機層の発光領域が位置していることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３】
複数の画素に渡って設けられる共通電極を有し、前記第１の有機層と前記第３の有機層は、前記共通電極を介して積層され、且つ、前記第２の有機層と前記第３の有機層は、前記共通電極を介して積層されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの電極と、この２つの電極の間にある有機層を有し、２つの電極間に電圧が印加されて有機層が発光する有機ＥＬ素子を複数有する有機ＥＬ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、一般的に透明導電膜（例えばＩＴＯ）からなる陽極と金属（例えばＡｌ）からなる陰極との間に、有機層として正孔輸送層、有機層、電子輸送層等を構成してなる。そして、有機ＥＬ素子は、陽極側から注入された正孔と、陰極側から注入された電子が、それぞれ正孔輸送層、電子輸送層を介して有機層で再結合することにより、発光する電子デバイスである。この有機ＥＬ素子を複数有する有機ＥＬ装置の製造方法の一つとしては、真空蒸着法が知られている。蒸着材料として有機化合物をルツボに入れ、真空装置内で蒸着材料の気化温度以上にルツボの温度を加熱することで、ルツボから気化した蒸着材料が有機ＥＬ装置の基体となる基板に堆積して有機層を形成する。
【０００３】
一方、有機ＥＬ装置において、複数色の発光を実現する方法として、有機ＥＬ素子を並列に配置する構成と、有機ＥＬ素子を積層構造とする構成がある。
【０００４】
特に、有機ＥＬ素子を積層した構造を持つ有機ＥＬ装置においては、特許文献１に開示されている。特許文献１では、１つの画素が複数の副画素からなり、各々の複数の副画素は、異なる色を発光する有機ＥＬ素子が複数積層された構成を採っている。
【特許文献１】特開２００５−１７４６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたような有機ＥＬ装置の構造に限らず、有機ＥＬ装置ではカラー画像表示をする際の単位である画素は隣接する複数の副画素によって構成されている。有機層の形成時に隣り合う副画素との間で混色を防ぐために、隣り合う２つの副画素の間には、副画素を区画するための隔壁が配置されており、この隔壁部分は非発光領域となる。この隣り合う２つの副画素の間にある隔壁の幅、つまり、非発光領域の幅は、有機ＥＬ装置の解像度によっては肉眼で観察され得る程度の幅を持つ。このために、表示する画像によっては、高い解像感が得られないという懸念がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の有機ＥＬ装置は、複数の画素を有し、前記画素は、互いに異なる色を発光する第１の有機層と第２の有機層と第３の有機層を有する有機ＥＬ装置であって、前記第１の有機層と前記第２の有機層が基板に対して並置され、前記第１の有機層と前記第３の有機層が積層され、前記第２の有機層と前記第３の有機層が積層され、前記第３の有機層の発光領域が、前記第１の有機層の発光領域、前記第２の有機層の発光領域、前記第１の有機層と前記第２の有機層との間にある非発光領域の、上又は下に位置するように、前記第３の有機層は形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成によって、各有機層を同時に発光しても、有機層の発光領域の間にある非発光領域が視認されることが軽減され、より高い解像感を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。また、基板と反対側に光を取り出すトップエミッション型の有機ＥＬ装置を例に挙げて説明するが、本発明の有機ＥＬ装置はこれに限らない。
【０００９】
なお、有機層の発光領域は、基板に垂直な方向において、２つの電極とこの２つの電極で挟まれた有機層が形成されている領域で且つ、この２つの電極の間に隔壁が形成されていない領域である。一方、非発光領域は、基板に垂直な方向において、２つの電極とこの２つの電極で挟まれた有機層のうち少なくとも１つが形成されていない領域、または、この２つの電極の間に隔壁が形成されている領域である。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の模式図である。この有機ＥＬ装置は、第１電極１上に第１の有機層２と第２の有機層３が形成され、その上に第２電極４、第３の有機層５、第３電極６が配置されている。また、この有機ＥＬ装置において、１画素は並列に配置した２つの副画素で構成され、２つの副画素は、各々が異なる色に発光する有機層が複数積層されて構成されている。第１副画素は第１の有機層２、第３の有機層５が積層され、第２副画素は第２の有機層３、第３の有機層５が積層されている。なお、ここで、第１の有機層２、第２の有機層３、第３の有機層５は互いに異なる発光色を発光する。一般的に、各有機層の発光色の組み合わせは、青色、緑色、赤色の３色からなる。
【００１１】
また、１つの画素内にある第１の有機層２と第３の有機層５は、共通電極（第２電極４）を介して積層され、また、第２の有機層３と第３の有機層５とは、同じ共通電極（第２電極４）を介して積層されている。そして、この第２電極４は複数の画素に渡って設けられている。共通電極とは、１つの画素内で積層されている２つの有機ＥＬ素子の両方に共有され、且つ、複数の画素に渡って設けられることで、複数の画素にある複数の有機ＥＬ素子に共有されている電極である。
【００１２】
図２は本実施形態に係る有機ＥＬ装置における電極のｘｙ平面図、図３は図１のＡ−Ａ´線に沿って切断した断面図、図４は図２のＢ−Ｂ´線に沿って切断した断面図を示す。基板１０には、ゲート絶縁層１１、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称す）１８、薄膜トランジスタ絶縁層１２、平坦化層１３、第１電極（１ａ，１ｂ，１ｃ）が配置されている。第１電極上には、第１の有機層２、第２の有機層３、第２電極４、第３の有機層５、第３電極（６ａ，６ｂ，６ｃ）、封止手段（不図示）が形成される。第１の有機層２と第２の有機層３との間には隔壁１４が設けられている。
【００１３】
図２、図３で、画素１００には、２個の副画素が並列して配置され、そして基板１０上には、画素が複数配列されている。そして、画素１００内の２つの副画素に対応して、第１電極は、第１電極１ａ，１ｂに、第３電極は第３電極６ａ，６ｂにそれぞれパターニングされて形成されている。
【００１４】
１つの副画素は、第１電極１ａ（１ｂ）と第１の有機層２（第２の有機層３）と第２電極４からなる有機ＥＬ素子と、第２電極４と第３の有機層５と第３電極６ａ（６ｂ）からなる有機ＥＬ素子とが積層される構成を採っている。第２電極４は、共通電極として、副画素内の積層されている２つの有機ＥＬ素子に共有され、さらに画素１００と画素１０１に跨って形成されている。また、第２電極４は複数の画素に渡って設けられている。
【００１５】
第１電極は各有機層から発生した光を反射できるよう、Ａｌ、Ａｇなどの反射率の高い材料からなることが好ましい。また、第１電極上は第１の有機層２及び第２の有機層３への電荷注入性を良好にするために、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電膜と反射率の高い材料からなる金属膜との積層膜構成としてもよい。また、これらＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電膜は光透過性を有するので、第２電極４として用いることができる。この他に、第２電極４は、光透過性を有するように薄膜にすることでＡｌやＡｇなどの金属を用いることができる。
【００１６】
第１の有機層２と第２の有機層３の各層は、マスク蒸着によって画素内の所望の領域にそれぞれ形成される。第３の有機層５は、マスク蒸着によって画素内の所望の領域に形成されてもよいが、マスクの開口部を広くして複数の画素に渡って一体に形成される方が好ましい。さらには、第３の有機層５はマスクを使用せずに全画素に渡って蒸着で形成される方が好ましい。
【００１７】
有機層は、単層型（発光層）、２層型（正孔輸送層／発光層）、３層型（正孔輸送層／発光層／電子輸送層）、４層型（正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層）、５層型（正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層）のいずれでもよい。
【００１８】
各発光層を構成する有機発光材料は、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できる。しかし、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。なお、発光層の膜厚は０．０５μｍ〜０．３μｍ程度が良く、好ましくは０．０５〜０．１５μｍ程度である。
【００１９】
また、正孔輸送層を用いる場合には、その材料として、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錯体等が使用できるが、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。電子輸送層を用いる場合の材料としては、アルミに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。
【００２０】
画素１００において、第１電極１ａ，１ｂ、第２電極４、第３電極６ａ，６ｂは、個別にＴＦＴ１８と接続されており、各有機ＥＬ素子を独立して駆動する事が可能である。特に、図４に示すように、第３電極６ａは、第２電極４上に第３の有機層５を成膜した後に形成されるコンタクトホール１７により、ＴＦＴ１８と接続されている。より詳しく述べると、第３電極６ａは、コンタクトホール１７を介して第１電極から切り離された導電性部材１５に接続され、この導電性部材１５がコンタクトホール１６を介してＴＦＴ１８に接続されている。また、ＴＦＴ１８は、各有機層の配置に従って設けられるが、有機層の下部に設けられている事が望ましい。
【００２１】
このコンタクトホールの形成方法としては、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、第１の有機層２や第３の有機層５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を形成することができる。
【００２２】
そして、第３の有機層５上に形成される第３電極は、ベースとなる電極材料を形成した後に、上述したレーザー加工などによりパターニングして形成されてもよいし、メタルマスクを用いて選択的に形成してもよい。この電極材料は、透過性の高い材料が好ましく、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電膜などを用いることができる。また、第２電極４と同様に、第３電極は、ＡｌやＡｇなどの光透過性を有した金属薄膜で形成してもよい。
【００２３】
図３に示したように、画素１００において、第１の有機層２と第２の有機層３が基板１０に対して並置されている。さらに、第１の有機層２と第３の有機層５、第２の有機層３と第３の有機層５、が積層された構成を採っている。第１の有機層２の発光領域は、第１電極１ａと第２電極４と隔壁１４で規定され、第２の有機層３の発光領域は、第１電極１ｂと第２電極４と隔壁１４で規定される。言い換えると、この隔壁１４の形成されている領域が、第１の有機層２の発光領域と第２の有機層３の発光領域の間にある非発光領域２００となる。この非発光領域２００の上と、第１の有機層２と第２の有機層３のそれぞれの発光領域の上に第２電極４と第３電極６ａで規定される第３の有機層５の発光領域が位置するように、第３の有機層５が形成されている。また、第３電極６ａと６ｂは離間しているので、この第３電極が離間されている領域にある第３の有機層５は発光せず、この第３電極が離間されている領域が第３の有機層５の非発光領域２００となる。この第３の有機層５の非発光領域２００の下には、第２の有機層３の発光領域が位置している。このため、画素１００の各有機層が同時に発光する際に、画素１００内の各非発光領域２００が目視される恐れが軽減される。
【００２４】
画素１００に形成された第２の有機層３の発光領域と画素１０１に形成された第１の有機層２の発光領域との間にある画素間の非発光領域２００の上にも、画素１００に形成された第３の有機層５の発光領域が位置している。一方で、第３電極６ｂと６ｃとが離間されている領域が、画素１００，１０１の間にある第３の有機層５の非発光領域２００となり、この非発光領域２００の下には、画素１０１の第１の有機層２の発光領域が位置している。この構成のため、画素１００，１０１の有機層を同時に発光させる際に、画素間の非発光領域２００が目視されることを軽減することができる。
【００２５】
各有機層、各電極などからなる有機ＥＬ素子を保護する為に、封止手段（不図示）が形成されている。一般的には、有機ＥＬ素子の最外周部に紫外線硬化樹脂などを塗布し、封止ガラスによって外気と遮断される。
【００２６】
また、上述した構成では、副画素で第３の有機層５を独立に発光させるように第３電極をパターニング加工して、第３電極６ａ，６ｂとしたが、パターニング加工せず、副画素間で第３電極がつながった構成であってもよい。この場合も、第１の有機層２と第２の有機層３のそれぞれの発光領域の上だけでなく、第１の有機層２の発光領域と第２の有機層３の発光領域との間にある非発光領域２００の上にも、第３の有機層５の発光領域が位置するように第３の有機層５が形成される。このため、本発明の効果を奏する。
【００２７】
また、第３の有機層５は、第１の有機層２、第２の有機層３に比べて各画素で単純に見積もって２倍の面積を有しているので、青色、緑色、赤色のうち、最も視感度の高い緑色を発光する有機層を配置するのが好ましい。
【００２８】
なお、基板１０側から光を取り出すボトムエミッション型の有機ＥＬ装置とする場合には、第１電極は透過性の高い材料、例えば、ＩＴＯやＩＺＯが望ましく、第３電極は、Ａｌ、Ａｇなどの反射率の高い材料が望ましい。
【００２９】
＜本発明の有機ＥＬ装置の等価回路＞
本発明の有機ＥＬ装置の等価回路の一例を図５に示す。各画素は、スイッチング用ＴＦＴ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄと、駆動用ＴＦＴ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄと積層された有機ＥＬ素子と、コンデンサ３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄで構成されている。
【００３０】
ここで、スイッチング用ＴＦＴ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄそれぞれのゲート電極は、ゲート信号線３０４に接続されている。また、スイッチング用ＴＦＴ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄそれぞれのソース領域はソース信号線３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄに、それぞれのドレイン領域は駆動用ＴＦＴ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄのゲート電極に接続されている。
【００３１】
また、駆動用ＴＦＴ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄそれぞれのソース領域は電源供給線３０６に接続され、それぞれのドレイン領域は有機ＥＬ素子の一端の電極（第１電極１ａ、第３電極６ａ、第１電極１ｂ、第３電極６ｂ）に接続されている。
【００３２】
またコンデンサ３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄのそれぞれ二つずつある端子の一方は、それぞれ駆動用ＴＦＴ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄのゲート電極に、他方は全て電源供給線３０６に接続されている。
【００３３】
このように、駆動用ＴＦＴ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄと有機ＥＬ素子が直列に接続されている。そして、有機ＥＬ素子に流れる電流をソース信号線３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄから供給されるデータ信号に応じて駆動用ＴＦＴ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄで制御することにより各有機ＥＬ素子の発光が独立に制御される。
【００３４】
なお、第１電極１ａ（１ｂ）上に第１の有機層２（第２の有機層３）として正孔輸送層、発光層、電子注入層の順に形成され、第２電極４上に第３の有機層５として電子輸送層、発光層、正孔輸送層の順に形成されている。このため、図５に示すように第１の有機層２（第２の有機層３）と第３の有機層５とで整流特性が逆方向になる。この有機層内の層順はこれに限らず、第１の有機層２（第２の有機層３）と第３の有機層５とで整流特性が同じ方向になるように各層を形成することも可能である。
【００３５】
（第２の実施形態）
本実施形態の有機ＥＬ装置の模式図を図６に示す。本実施形態の有機ＥＬ装置は第１の実施形態の有機ＥＬ装置とは、基板に垂直な方向において、第１の有機層２及び第２の有機層３と、第３の有機層５の基板に対して逆の積層順で構成されている点が異なる。つまり、本実施形態の有機ＥＬ装置は、基板上に第３の有機層５が設けられ、その上に第２電極４を介して第１の有機層２と第２の有機層３が基板に対して並置された状態で積層された構成を採っている。
【００３６】
図６のように、画素において、第３の有機層５の発光領域が、第１の有機層２と第２の有機層３それぞれの発光領域の下と、第１の有機層２の発光領域と第２の有機層３の発光領域の間にある非発光領域２００の下に位置するように、第３の有機層５が形成されている。また、第３の有機層５の非発光領域２００の上には、第１の有機層２もしくは第２の有機層３の発光領域が位置している。よって、画素内において本発明の効果を奏する。
【００３７】
さらに、隣り合う２つの画素のうち、一方の画素に形成された第２の有機層３の発光領域と他方の画素に形成された第１の有機層２の発光領域との間にある画素間の非発光領域２００の下にも、第３の有機層５の発光領域が位置している。一方で、隣り合うこの２つの画素の間にある第３の有機層５の非発光領域２００の上には、第１の有機層２もしくは第２の有機層３の発光領域が位置している。よって、隣り合う２つの画素間においても本発明の効果を奏する。
【００３８】
（第３の実施形態）
本実施形態の有機ＥＬ装置の模式図を図７に示す。図７のように、第１の有機層２は、画素１０２に隣り合う画素（Ｘ方向において画素１０２より負の方向に位置する画素）と共通の層として形成されている。さらに、第２の有機層３は、その隣り合う画素とは反対側において、画素１０２と隣り合う画素（Ｘ方向において画素１０２より正の方向に位置する画素）と共通の層として形成されている。この構成が第１の実施形態の有機ＥＬ装置と異なる。この構成の場合、マスクの開口部を広げられ、開口部と開口部の間のリブ幅も広げられるので、マスクのリブの剛性が低下せずに、蒸着時の熱による変形や成膜精度の低下などが起こりにくくなる。
【００３９】
この構成であっても、画素において、第３の有機層５の発光領域が、第１の有機層２の発光領域と第２の有機層３の発光領域の間にある非発光領域２００の上にも位置されるように、第３の有機層５が形成されているので、本発明の効果を奏する。
【００４０】
さらに、隣り合う２つの画素のうち、一方の画素に形成された第２の有機層３の発光領域と他方の画素に形成された第１の有機層２の発光領域との間にある非発光領域２００の上に、第３の有機層５の発光領域が位置している。この非発光領域２００とは、隣り合う２つの画素に共通に形成された、第１の有機層２もしくは第２の有機層３の画素間にある非発光領域２００も含んだものを指す。よって、隣り合う２つの画素間においても本発明の効果を奏する。
【００４１】
なお、図１、図３、図６、図７においては、Ｘ方向において、副画素間及び隣り合う２つの画素間にある有機層の発光領域の間にある非発光領域の上又は下に、積層された有機層の発光領域が位置している構成を示したが、この構成に限らない。図１、図３、図６、図７において、例えば、Ｙ方向（紙面に垂直な方向）においても、同様の構成を採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の電極のｘｙ平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ´線に対応した断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ´線に対応した断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の等価回路図である。
【図６】第２の実施形態の有機ＥＬ装置を示す模式図である。
【図７】第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置の示す模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ  第１電極
２  第１の有機層
３  第２の有機層
４  第２電極
５  第３の有機層
６，６ａ，６ｂ，６ｃ  第３電極
１０  基板
１１  ゲート絶縁層
１２  薄膜トランジスタ絶縁膜
１３  平坦化膜
１４  隔壁
１５  導電性部材
１６，１７  コンタクトホール
１８  薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１００，１０１，１０２  画素
２００  非発光領域
【図１】
2010040501.tif 000003
【図２】
2010040501.tif 000004
【図３】
2010040501.tif 000005
【図４】
2010040501.tif 000006
【図５】
2010040501.tif 000007
【図６】
2010040501.tif 000008
【図７】
2010040501.tif 000009