(57)【要約】【課題】  各サブピクセルが基板の光取り出し側に同色の発光素子を配置する構成では、サブピクセル間で同色の発光素子からの発色に色ずれが生じるという問題がある。また、一方の発光素子から発光した光が光の通過経路に存在する発光素子を通過する際に吸収が生じる結果、下層に配置されている発光素子の発光効率が落ちてしまう問題があり、同じ明るさを得る上で必要な１画素あたりの消費電力が上昇するという問題があった。【解決手段】  少なくとも１つ以上の画素を有し、この画素は、第一サブピクセル及び第二サブピクセルで構成されており、第一サブピクセルと第二サブピクセルとでは、少なくとも発光層を含む有機層を電極で狭持してなる発光素子の数が異なる。【選択図】  図１
2010040191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の画素を有し、前記画素は、少なくとも第一サブピクセル及び第二サブピクセルを含む２つ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発光層を含む有機層を電極で狭持してなる発光素子で構成され、前記発光素子の電極間に電圧を印加することにより前記発光層を発光させる有機ＥＬ表示装置において、
前記第一サブピクセルと前記第二サブピクセルの基板上に積層された発光素子の数が夫々異なることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第一サブピクセルには、前記基板上に２つの発光素子が順次積層され、前記第二サブピクセルには、１つの発光素子が前記基板上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記第一サブピクセルは、第一発光素子と第二発光素子が順次積層されており、前記第一発光素子は、前記基板上に第一電極、第一有機発光層及び中間電極が順次積層された構成であり、前記第二発光素子は、前記中間電極に第二有機発光層、及び上部電極が順次積層された構成であると共に、前記第二サブピクセルは、前記基板上に第三発光素子が形成されており、前記第三発光素子は、前記基板上に第二電極、第三有機発光層、及び前記上部電極が順次積層された構成であることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記有機ＥＬ表示装置はトップエミッション型であり、前記第一電極及び前記第二電極は反射性を有し、前記中間電極及び前記上部電極は透光性を有することを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記第一電極と上部電極とが、電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記第一サブピクセルは、第一発光素子と第二発光素子が順次積層されており前記第一発光素子は、基板上に第一電極、第一有機発光層、及び中間電極が順次積層された構成であり、前記第二発光素子は、前記中間電極、第二有機発光層、及び第一上部電極が順次積層された構成であると共に、前記第二サブピクセルは、前記基板上に第三発光素子が形成されており、前記第三発光素子は、前記第一電極、第三有機発光層、及び第二上部電極が順次積層された構成であることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
前記有機ＥＬ表示装置はトップエミッション型であり、前記第一電極は反射性を有し、前記中間電極、前記第一上部電極及び前記第二上部電極は透光性を有することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
前記第一電極及び第一上部電極は、電気的に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項９】
前記第一サブピクセルは、第一発光素子と第二発光素子が順次積層されており、前記第一発光素子は、前記基板上に第一電極、第一有機発光層、及び第三電極が順次積層された構成であり、前記第二発光素子は、前記第三電極に第二有機発光層と、上部電極が順次積層された構成であると共に、前記第二サブピクセルは、前記基板上に第三発光素子が形成されており、前記第三発光素子は、前記基板上に第二電極、第三有機発光層、及び前記第三電極とが順次積層された構成であることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１０】
前記有機ＥＬ表示装置はトップエミッション型であり、前記第一電極及び前記第二電極は反射性を有し、前記第三電極及び前記上部電極は透光性を有することを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１１】
前記第一電極及び前記上部電極は、電気的に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１２】
前記第一発光素子、第二発光素子及び第三発光素子からの発光色は、それぞれ異なることを特徴とする請求項３、請求項６又は請求項９のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１３】
前記第一サブピクセル及び第二サブピクセルの発光素子は、時分割に発光制御されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１４】
前記第一サブピクセル及び第二サブピクセルの発光素子は、同時に発光制御されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光型ディスプレイ、面発光光源などに用いられる有機ＥＬ表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットパネルディスプレイ対応の自発光型デバイスが注目されている。自発光型デバイスとしては、プラズマ発光素子、フィールドエミッション素子、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子等がある。この中で、特に、有機ＥＬ素子に関しては、研究開発が精力的に進められており、緑単色や、赤、青等の色を加えたエリアカラータイプのアレイが製品化され、現在はフルカラー化への開発が活発に行われている。
【０００３】
フルカラー表示を行う表示装置は、赤色（以下、Ｒと示す。）、緑色（以下、Ｇと示す。）、青色（以下、Ｂと示す。）でそれぞれ発光する有機ＥＬ素子を並列に配置する構造もしくは、異なる発光色で発光する有機ＥＬ素子を複数積層する構造を有するものが知られている。
【０００４】
特許文献１に記載の発光装置は、有機ＥＬ素子を複数積層する構造の１例であり、１つの画素を２つのサブピクセルで構成し、第１のサブピクセルには第１の発光色を示す第１有機発光層と第３の発光色を示す第３有機発光層とを電極を挟んで積層する。
【０００５】
そして、第２のサブピクセルには第２の発光色を示す第２有機発光層と第３の発光色を示す第３有機発光層とを電極を挟んで積層する。第１有機発光層と第２有機発光層は並置されており、第３有機発光層は第１及び第２のサブピクセルの両方に形成されている。
【０００６】
このような構造とする事で、１画素をこれまでの３サブピクセルから、１画素２サブピクセルで構成することができ、高精細化が容易になる。
【０００７】
また、第３の有機発光層は、第１および第２の有機発光層に対して、２倍の発光面積がとれるため、第３の有機発光層の寿命の向上を図ることができる。
【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】
【０００８】
特許文献１のように、各サブピクセルの光取り出し側に、同色の発光素子を配置する構成では、サブピクセル間で同色の発光素子からの発色に色ずれが生じるという問題がある。
【０００９】
これは、同色の発光素子の上又は下に構成された２色の発光素子の各色の発光波長が異なり、発光波長を最適にするために膜厚を異ならせると、膜厚に依存する光学干渉条件も異なるためである。
【００１０】
これを、更に詳しく説明する。
【００１１】
各ＥＬ層の発光層で発光が生じた場合、その光は、構成する各層の屈折率及び吸収係数の違いにより、反射、屈折、透過、吸収等を繰り返して外部に取り出されることになる。その取り出される光量は様々な経路を通ってきた光が互いに干渉し、強め合うことで増大する。
【００１２】
干渉の影響を考えた場合には、発光位置から直接光取り出し方向に向かう光と、反射電極の反射面で反射してから取り出し方向へ向かう光との干渉効果が最も大きくなる。
【００１３】
この時、以下の関係式（１）を満たすことで、干渉による取り出し効率の向上が見込まれることとなる。
２Ｌ／λ＋δ／２π＝ｍ                （１）
（式中、Ｌは発光層の発光領域と反射電極の反射面との間の光学的距離、δは、反射電極における位相シフト量δ、ｍは自然数である。）
前記式（１）は、文献Ｄｅｐｐｅ  Ｊ．Ｍｏｄｅｒｎ．Ｏｐｔｉｃｓ  Ｖｏｌ４１，Ｎｏ２，ｐ３２５（１９９４）において、共振構造でのＥＬ発光スペクトルの干渉強め合いの条件より導出されている。
【００１４】
上記干渉条件式（１）に則り、ｍ＝２の場合の、Ｒ、Ｇ、Ｂ各発光色に関して最適な光路長を求めたものが表１である。ここで、反射金属膜での位相シフトはほぼπのため、δはπとして計算している。
【００１５】
【表１】
2010040191.tif 000003
【００１６】
表１から分かる通り、強めたい発光波長が異なると適切な光路長も異なる。
【００１７】
つまり、各発光色はそれぞれ波長特性が異なる為、最適光学距離が異なる。例えば同一の次数ｍとする場合は波長が長いＲ発光素子の膜厚が、Ｂ発光素子やＧ発光素子の膜厚よりも厚くなる。
【００１８】
特許文献１のように、上層に２サブピクセル同色を並列に配置する場合は、上述のようにそれぞれ最適光学距離となる膜厚が異なる。そのため、その上又は下に形成された同色の発光素子は、２色の発光素子の膜厚の違いを受けて、異なる干渉効果となり、同色の発光層でありながら、領域によって異なる発色となり、色純度が低下するため画質が低下する。
【００１９】
なお、この画質低下は、上層に２サブピクセル同色に並列配置する場合に限らない。すなわち、下層に２サブピクセル同色並列配置した場合においても、上に配置した異なる色の発光層の膜厚が異なれば、同様に干渉条件が異なり、同色の発光層でありながら、領域によって異なる発色となり、色純度が低下するため画質が低下する。
【００２０】
また、特許文献１の構成では、一方の発光素子から発光した光が光の通過経路に存在する発光素子を通過する際に吸収が生じる結果、下層に配置されている発光素子の発光効率が落ちてしまう。その結果、同じ明るさを得る上で必要な１画素あたりの消費電力は、赤色（以下、Ｒと示す）、緑色（以下、Ｇと示す）、青色（以下、Ｂと示す）でそれぞれ発光する有機ＥＬ素子を並列に配置する構造の有機ＥＬ装置よりも、大きくなる問題があった。
【００２１】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、有機発光層が積層された構成で、色純度を高くし高画質を保ちつつ、消費電力も少ない有機ＥＬ表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
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、前記画素は、少なくとも第一サブピクセル及び第二サブピクセルを含む２つ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発光層を含む有機層を電極で狭持してなる発光素子で構成され、前記発光素子の電極間に電圧を印加することにより前記発光層を発光させる有機ＥＬ表示装置において、
前記第一サブピクセルと前記第二サブピクセルの基板上に積層された発光素子の数が夫々異なる有機ＥＬ表示装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、異なる発光色で発光する有機ＥＬ素子を複数積層する有機ＥＬ装置が持つ高精細化が容易という特徴を維持しつつ、優れた色純度により高画質を保ちつつ、発光効率も良好な有機ＥＬ装置を提供する事が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施の形態１）
以下、本発明に係る表示装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１（ａ）は、本発明の時分割駆動方式の第一の形態の有機ＥＬ表示装置における１画素分の原理図である。図１（ａ）において、１は絶縁性の基板、２は反射性を有する第一電極、３は反射性を有する第二電極、４は透過性もしくは半透過性を有する中間電極、５は透過性もしくは半透過性を有する上部電極である。ここで、第一電極２と中間電極４の間、中間電極４と上部電極５の間、及び第二電極３と上部電極５の間には、それぞれ発光層を含む有機層が挟持されている。また、１０は電源手段、１１は第一発光素子、１２は第二発光素子、１３は第三発光素子である。
【００２６】
本実施形態の発光装置を構成する画素Ｐは、第一サブピクセルＰ１と第二サブピクセルＰ２とで構成されており、第一サブピクセルＰ１は第一発光素子１１と第二発光素子１２とが積層された２つの発光素子を積層した構成である。一方、第二サブピクセルＰ２は第三発光素子１３からなる単一の発光素子の構成である。
【００２７】
また、第二発光素子１２と第三発光素子１３における基板の光取り出し側の電極は、共通な電極、すなわち上部電極５で構成される。
【００２８】
１つの画素Ｐは、Ｐ１とＰ２で構成され、各々の発光素子は、電源手段１０の駆動波形により、人間の視感度を超えた高速周期で、時分割駆動され、任意の色と輝度が表示される。
【００２９】
このような画素Ｐが、マトリクス状に配列されて図２のような有機ＥＬ表示装置が構成されている。
【００３０】
詳細は後述の実施例１で説明する。
【００３１】
なお、上記有機ＥＬ表示装置はトップエミッション型であってもボトムエミッション型であっても良い。トップエミッション型である場合は、第一電極２及び第二電極３は反射性を有し、中間電極４及び上部電極５は透光性を有する。
【００３２】
一方、ボトムエミッション型である場合は、基板１と、この基板上に形成された第一電極２、第二電極３及び中間電極４は、透光性を有し、上部電極５は反射性を有する。
【００３３】
（実施の形態２）
図１（ｂ）は、本発明の時分割駆動方式の第二の形態の有機ＥＬ表示装置における１画素分の原理図である。図１（ｂ）において、１は絶縁性の基板、２は反射性を有する第一電極、４は透過性もしくは半透過性を有する中間電極、５ａおよび５ｂは透過性もしくは半透過性を有する上部電極である。
【００３４】
ここで、第一電極２と中間電極４の間、中間電極４と上部電極５ａ（第一上部電極）の間、及び第一電極４と上部電極５ｂ（第二上部電極）の間には、それぞれ発光層を含む有機層が挟まれている。
【００３５】
また、１０は電源手段、１１は第一発光素子、１２は第二発光素子、１３は第三発光素子である。図１（ｂ）に示すように、本実施形態では絶縁性の基板１側の電極、すなわち第一電極をサブピクセルＰ１，Ｐ２間で共通な電極として用いている。各々の発光素子は、電源手段１０の駆動波形により、人間の視感度を超えた高速周期で、時分割駆動され、任意の色と輝度が表示される。
【００３６】
このような画素Ｐが、マトリクス状に配列されて図２のような有機ＥＬ表示装置が構成されている。詳細は後述の実施例２で説明する。
【００３７】
なお、上記有機ＥＬ表示装置はトップエミッション型であってもボトムエミッション型であっても良い。トップエミッション型である場合は、第一電極２は反射性を有し、中間電極４及び上部電極５ａ、５ｂは透光性を有する。
【００３８】
一方、ボトムエミッション型である場合は、基板１、第一電極２及び中間電極４は透光性を有し、上部電極５ａ及び５ｂは反射性を有する。
【００３９】
（実施の形態３）
図１（ｃ）は、本発明の同時駆動方式の有機ＥＬ表示装置における１画素分の原理図である。図１（ｃ）において、１は絶縁性の基板、２は反射性を有する第一電極、３は反射性を有する第二電極、６は透過性もしくは半透過性を有する第三電極、５は透過性もしくは半透過性を有する上部電極である。
【００４０】
ここで、第一電極２と第三電極６の間、第三電極６と上部電極５の間、及び第二電極３と第三電極６の間には、それぞれ発光層を含む有機層が挟まれている。
【００４１】
また、１０は電源手段、１１は第一発光素子、１２は第二発光素子、１３は第三発光素子である。図１（ｃ）に示すように、本実施形態では第三電極６をサブピクセルＰ１，Ｐ２間で共通な電極として用いている。１つの画素Ｐは、Ｐ１とＰ２で構成され、このような画素Ｐが、マトリクス状に配列されて図２のような有機ＥＬ表示装置が構成されている。詳細は後述の実施例３で説明する。
【００４２】
なお、上記有機ＥＬ表示装置はトップエミッション型であり、第一電極２及び第二電極３は反射性を有し、第三電極６及び上部電極５は透光性を有する。
【００４３】
なお、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。また以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００４４】
本実施例は、３つの発光層を時分割に駆動する第一の形態の有機ＥＬ表示装置に関するものである。実施の形態１で説明したように、本実施形態の発光装置を構成する画素Ｐは、第一サブピクセルＰ１と第二サブピクセルＰ２とで構成されている。第一サブピクセルＰ１は第一発光素子１１と第二発光素子１２とが積層された２つの発光素子を積層した構成であり、第二サブピクセルＰ２は第三発光素子１３からなる単一の発光素子の構成である。また、第二発光素子１２と第三発光素子１３における基板の光取り出し側の電極は、共通な電極、すなわち上部電極５で構成される。
【００４５】
なお、視野角特性と、発明の課題で説明した（式１）におけるｍ値との関係については、ｍが小さい方が視野角特性がよい。すなわち、発光面に対して斜め方向θラジアンから見た場合、式（１）は次式のように書き換えられる。
２Ｌ・ＣＯＳθ／（λ―Δλ）＋δ／２π＝ｍ      （２）
ここでΔλは、発光面を正面から見た場合の発光スペクトルのピーク波長λに対して、斜め方向θから見た場合のピーク波長のシフト量である。（２）式より、
Δλ＝λ―２Ｌ・ＣＯＳθ／（ｍ−δ／２π）      （３）
となり、ｍが小さいほどΔλが小さいということになる。
【００４６】
以上より、ｍが小さい方が、広い視野角において十分な色再現範囲を確保することができる。
【００４７】
なお、上記の視野角については、ＷＯ０１／０３９５５４の図１０及び図１１を参照することもできる。ここではｍが小さい程、斜め方向から見たときの取り出される光のピーク波長のシフト量が小さくなっていることが記載されている。
【００４８】
また、発光ピーク波長が長いほどｍの値が大きくなる傾向にあるので、発光ピーク波長が短い発光層ほど反射電極に近い位置に配置した方が視野角特性の向上につなげることができる。
【００４９】
つまり発光ピーク波長の短いＢ発光素子を反射電極の近くに配置し、発光ピーク波長の長いＲ発光層を反射電極から一番遠くに配置するのが好適である。
【００５０】
上述の理由より、本発明において２発光素子を積層構成にした際の上層に配置される第二発光素子１２はＲの発光素子であることが好ましい。
【００５１】
また、第一サブピクセルＰ１における２発光素子の積層構成の下層に配置される第一発光素子よりも、第二サブピクセルＰ２の単一発光素子構成である第三発光素子の方が、発光効率が高く消費電力が少ない。その理由は、光の通過経路に他の発光素子が存在せず、吸収や反射による光の損失が生じないためである。
【００５２】
ゆえに、前記第三発光素子は、第一発光素子から第三発光素子のうち、現時点で最も発光寿命の短い発光素子であることが好ましい。
【００５３】
特に、現時点ではＢの発光素子の発光寿命が短いので、第三発光素子はＢであることが好ましい。
【００５４】
これは上述のような視野角特性の観点からも好適である。
【００５５】
ここで、発光ピーク波長の短いＢ発光素子を２発光素子積層構成の上層または下層に配置すると、Ｂ発光素子の上層あるいは下層に配置されるＧやＲの発色を示す有機発光層が光励起されて発光し、Ｂとの混色が起こりＢの色ずれが発生するという問題もある。
【００５６】
このような問題を解消するためにも、Ｂ発光素子は単一発光素子構成である第三発光素子とすることが好ましい。
【００５７】
左記の理由により、本実施形態では、第三発光素子をＢの発光素子とし、第二発光素子をＲの発光素子、第一発光素子をＧの発光素子とした。
【００５８】
ただし各発光素子の色構成は限定されるものではなく、以下のような様々な課題に応じて任意に設定することができる。
【００５９】
例えば、今後の材料開発の動向で、ＲやＧの発光素子の発光寿命が最も短くなる場合にあっては、第三発光素子をＲやＧにしても何ら問題ない。
【００６０】
さらに、本発明の本実例においては、２つの発光素子が積層構成されたサブピクセルＰ１と、単一発光素子構成のサブピクセルＰ２との間に、発光素子の積層数の違いによる段差が生じる。このため、図１（ａ）における中間電極４と上部電極５との間のショート（短絡）が発生しやすいという問題がある。
【００６１】
この問題に対しては、Ｒ発光素子を単一発光素子構成とする方法をとることができる。発明の課題で説明したように、Ｒ、Ｇ、Ｂ各発光素子の最適光学膜厚を比較すると、Ｒ発光素子＞Ｇ発光素子＞Ｂ発光素子の順序となる。そこで、一番膜厚の大きいＲ発光素子を単一発光素子構成として、膜厚の薄いＢ及びＧ発光素子を２発光素子積層構成とすることで、サブピクセル間の膜厚段差が少なくなり、結果として電極間ショートを抑制することができる。
【００６２】
この場合、視野角特性の向上という観点から、上述のように発光波長が短い発光層ほど反射電極に近い位置に配置した方が良い。すなわち、２発光素子積層構成の下層に配置される第一発光素子にＢを配置し、２発光素子積層構成の上層に配置される第二発光素子にＧを配置するのが好ましい。
【００６３】
以下、本実施形態の表示装置の製造方法に関して詳細に説明する。
【００６４】
図３は、本発明の発光素子の実施形態１における１画素の平面模式図である。また図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図３のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線及びＣ−Ｃ’線に沿って切断した断面図である。以下、図３及び図４を用いて本実施形態について詳細に説明する。
【００６５】
図３及び図４において、１は絶縁性の基板、２１は第一電極、２２は第二電極、２３は接続用電極、２４は中間電極である。更に、２０ａ、２０ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃはコンタクトホール、２７は隔壁開口部（いわゆる表示エリア領域を示している）、２８はゲート絶縁層、２９は絶縁層、３０は平坦化層である。更に、３１ａ、３１ｂはＴＦＴ画素回路、３２は隔壁、３３は第一有機発光層、３４は第二有機発光層、３５は第三有機発光層、３６は上部電極である。
【００６６】
絶縁性基板１は、Ｓｉやガラスやプラスティック基板などを用いることができる。
【００６７】
ＴＦＴ画素回路３１ａ，３１ｂ上には平坦化層３０が設けられる。平坦化層３０を設ける理由としては、ＴＦＴ画素回路の凹凸により上層の発光素子にショート（短絡）等の発光異常が発生することを防ぐためである。
【００６８】
平坦化層３０上には、第一電極２１，第二電極２２，接続用電極２３がパターン形成される。図３に示すように、第一電極２１及び接続用電極２３は第一サブピクセルＰ１領域に形成され、第二電極２２は第二サブピクセルＰ２領域に形成される。第一電極２１、第二電極２２及び接続用電極２３はそれぞれ電気的に分離されている。
【００６９】
ここで、図４（ａ）に示すように、接続用電極２３は平坦化層３０のコンタクトトホール２０ａを介してＴＦＴ画素回路３１ａと接続される。また図４（ｂ）に示すように、第二電極２２は平坦化層３０のコンタクトホール２０ｂを介してＴＦＴ画素回路３１ｂと接続される。
【００７０】
第一電極２１，第二電極２２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等の材料もしくはその合金からなることが好ましい。反射率が高い部材であるほど、光取り出し効率を向上できるからである。また、反射機能を上記したような光反射性部材によって確保し、電極としての機能を、前記光反射性部材上に形成したＩＴＯ膜等の透明導電膜によって確保するような構成も第一電極２１及び第二電極２２に含まれる。この場合の反射面は前記光反射性部材の表面となる。
【００７１】
接続用電極２３は必ずしも光反射性の部材である必要は無いが、第一電極２１及び第二電極２２と同じ材料とすることで、第一電極２１及び第二電極２２をパターン形成する際に同時にパターン形成することができる。
【００７２】
第一電極２１，第二電極２２，接続用電極２３を成膜する方法としては、蒸着法やスパッタ法、イオンプレーティング法などが好適である。パターン形成手法としては、フォトリソグラフィ法あるいはマスク成膜法など公知の方法を用いることができる。
【００７３】
隔壁３２は、図３に示すように各サブピクセルの表示エリア領域に対応する隔壁開口部２７及びコンタクトホール２５ａ，２５ｂを除いて全面に形成される。ここで、図３及び図４（ａ）に示すように、コンタクトホール２５ａは下層に前記接続用電極２３が存在する領域に形成され、コンタクトホール２５ｂは下層に前記第一電極２１が存在する領域に形成される。ここで、前記コンタクトホール２５ｂは必ずしも各画素毎に形成する必要は無く、複数の画素単位で形成してもよい。なお各コンタクトホールの形状は四角形でも円形でもよく、特に限定されるものではない。隔壁３２の材料は絶縁体であれば公知材料を広く用いることができるが、アクリル、ポリイミド等の有機材料、ＳｉＮ、ＳｉＯ２等の無機材料を用いることができる。隔壁３２は絶縁性を発現するのに十分な厚さがあればよいが、具体的には、０．０１μｍ〜５μｍ程度が好ましく用いられる。パターニング手法としてはフォトリソグラフィ法が好適である。
【００７４】
第一有機発光層３３は、図３及び図４（ａ）に示すように、第一サブピクセルＰ１領域において第一電極２１上に形成される。
【００７５】
第一有機発光層３３は、有機発光材料と、その他にも正孔注入材料、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。正孔注入材料又は正孔輸送材料に有機発光材料をドーピングする、または電子注入材料又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ことができる。さらに、有機発光層は、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。
【００７６】
各色の有機発光材料は、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が使用できる。しかし、本発明の構成として例示の材料に限定されるものではない。
【００７７】
有機発光層は、正孔注入、正孔輸送、電子注入、電子輸送の各単機能を持つ層であってもよいし、複合機能を持つ層であってもよい。
【００７８】
有機発光層の膜厚は０．０５μｍ〜０．３μｍ程度が良く、好ましくは０．０５〜０．１５μｍ程度である。
【００７９】
正孔注入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錯体等が使用できるが、本発明の構成として限定されるものではない。
【００８０】
電子注入及び輸送材料の例としては、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。
【００８１】
本実施形態においては、第一有機発光層３３は正孔輸送材料／有機発光材料／電子輸送材料／電子注入材料を順次積層した構成とした。また、該有機発光材料はＧの発色を示す材料を用いている。
【００８２】
また、第一有機発光層３３には、隔壁のコンタクトホール２５ａ，２５ｂと同一の位置にそれぞれコンタクトホール２６ａ，２６ｂが形成される。ここで、コンタクトホール２６ａ，２６ｂはそれぞれ隔壁のコンタクトホール２５ａ，２５ｂを包含するように形成することが好ましい。このように形成することで、後述する中間電極２４と接続用電極２３との間の電気的な接続及び第一電極２１と上部電極３６との間の電気的な接続をより確かにすることができる。コンタクトホール２６ａ，２６ｂ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、第一有機発光層３３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可能である。コンタクトホールの径としては、２μｍ〜１５μｍが好ましい。
【００８３】
中間電極２４は図３に示すようにサブピクセルＰ１内の表示エリア領域を示す隔壁開口部２７及びコンタクトホール２５ａ、２６ａの領域に形成される。一方、中間電極２４はコンタクトホール２５ｂ、２６ｂ上には形成されない。
【００８４】
中間電極２４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からなることが好ましい。または、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でも良い。中間電極２４のパターニング方法としては、表示領域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で行うこともできるが、シャドウマスクを用いて選択的に形成するようにしても良い。この結果、中間電極２４はコンタクトホール２５ａ、２６ａを介して接続用電極２３と接続され、さらにコンタクトホール２０ａを介してＴＦＴ駆動回路３１ａに接続された状態になる。
【００８５】
第二有機発光層３４は、図３及び図４（ａ）に示すように、第一サブピクセルＰ１領域において中間電極２４上に形成される。ここで、第二有機発光層３４は、正孔輸送材料／有機発光材料／電子輸送材料／電子注入材料を順次積層した構成とした。また、該有機発光材料はＲの発色を示す材料を用いている。第二有機発光層３４の成膜方法及びパターニング方法としては、第一有機発光層３３と同様の手法を用いることができる。また、図４の（ｃ）に示すように、第二有機発光層３４が中間電極２４の端部を覆うように形成するのが好ましい。このように形成することで、この後の工程で第二有機発光層３４上に配置される上部電極３６と中間電極２４がショート（短絡）するのを抑制することができる。また第二有機発光層３４には、前記隔壁のコンタクトホール２５ｂ，２６ｂと同一の位置にコンタクトホール２６ｃが形成される。ここで、コンタクトホール２６ｃは隔壁のコンタクトホール２５ｂを包含するように形成することが好ましい。このように形成することで、後述する上部電極３６と第一電極２１との間の電気的な接続を確実にすることができる。コンタクトホール２６ｃの形成方法としては、上述の第一有機発光層３３のコンタクトホール２６ａ、２６ｂと同様の手法を用いることができる。
【００８６】
第三有機発光層３５は、図３及び図４（ｂ）に示すように、第二サブピクセルＰ２領域において第二電極２２上に形成される。ここで、第三有機発光層３５は、正孔輸送材料／有機発光材料／電子輸送材料／電子注入材料を順次積層した構成とした。また、該有機発光材料はＢの発色を示す材料を用いている。第三有機発光層３５の成膜方法及びパターニング方法としては、第一有機発光層３３及び第二有機発光層３４と同様の手法を用いることができる。
【００８７】
上部電極３６は、サブピクセルＰ１及びサブピクセルＰ２の領域全面に渡って形成される。上部電極３６は第一サブピクセルと第二サブピクセルとで共通電極として配置されており、さらに画素間でも共通電極として配置することができるので、複数の画素領域全面に渡って形成される。この結果、隔壁３２、第一有機発光層３３及び第二有機発光層３４のそれぞれのコンタクトホール２５ｂ，２６ｂ、２６ｃを介して上部電極３６と第一電極２１が電気的に接続される。つまり、上部電極３６と第一電極２１は同一の電位が供給されることとなる。なお、上部電極３６は中間電極２４と同様の材料及び形成方法を用いることができる。
【００８８】
このように、第一サブピクセルＰ１は、第一電極２１／第一有機発光層３３／中間電極２４からなる図１（ａ）の第一発光素子１１と、中間電極２４／第二有機発光層３４／上部電極３６からなる図１（ａ）の第二発光素子１２が積層された構成である。一方、第二サブピクセルＰ２においては、第二電極２２／第三有機発光層３５／上部電極３６からなる図１（ａ）における第三発光素子１３の単一素子構成となる。
【００８９】
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５に示す。
【００９０】
各サブピクセルは、スイッチング用ＴＦＴ１０１ａ，１０１ｂと駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂと積層された発光素子とコンデンサ１０３ａ，１０３ｂで構成されている。ここで、駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂは図４においてはそれぞれＴＦＴ画素回路３１ａ，３１ｂに相当する。ここで、スイッチング用ＴＦＴ１０１ａ，１０１ｂ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のソース領域はソース信号線１０６ａ，１０６ｂに、ドレイン領域は駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂのゲート電極に接続されている。また、駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂのソース領域は電源供給線１０７に、ドレイン領域は発光素子の一端の電極、すなわちサブピクセルＰ１においては、中間電極２４に接続され、サブピクセルＰ２においては、第二電極２２に接続されている。また、発光素子の他端の電極は第一電極２１または上部電極３６に接続されている。第一電極２１と上部電極３６は電気的に接続されており、電源手段１０から電極配線１０８を介して同じ電圧が供給される。またコンデンサ１０３ａ，１０３ｂは電極のそれぞれが、駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂ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ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂ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１０６ａ，１０６ｂから供給されるデータ信号に応じて駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂで制御することにより発光制御される。
【００９１】
次に、本実施例の有機ＥＬ表示装置の駆動方法について図５及び図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。
【００９２】
時間ｔ１において、ゲート信号線１０５の電位をＶｇに設定すると、スイッチングＴＦＴ１０１ａ，１０１ｂがＯＮ状態となる。それにより、ソース信号線１０６ａ，１０６ｂの電位Ｖｓｉｇ１がスイッチングＴＦＴ１０１ａ，１０１ｂを介してコンデンサ１０３ａ，１０３ｂ及び駆動ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂのゲート容量に充電される。
【００９３】
時間ｔ２において、ゲート信号線１０５の電位が０Ｖに設定され、スイッチングＴＦＴ１０１ａ，１０１ｂがＯＦＦ状態となり、コンデンサ１０３ａ，１０３ｂに充電された電圧が保持される。
【００９４】
時間ｔ３において、電源手段１０から電極配線１０８を介して第一電極２１及び上部電極３６の電位がＶｃに設定される。このとき、電源供給線１０７は０Ｖのままなので、有機発光層及び駆動ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂのソースドレイン間に電位差が生じる。これにより、第一有機発光層３３に中間電極２４から電子が注入されるとともに、第一電極２１からホールが注入され発光が得られる。この発光光がパネル上面側から射出される。なお、第二有機発光層３４及び第三有機発光層３５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ＴＦＴ１０２ａで制御され、コンデンサ１０３ａに充電された電圧に応じて、駆動用ＴＦＴ１０２ａ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。
【００９５】
時間ｔ４において、電源手段１０から電極配線１０８を介して第一電極２１及び上部電極３６の電位が０Ｖに設定される。すると、有機発光層及び駆動ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂのソースドレイン間に電位差が無くなるので、第一有機発光層３３は発光しなくなる。続いて、第二有機発光層３４及び第三有機発光層３５を発光させるための信号Ｖｓｉｇ２がソース信号線１０６ａ，１０６ｂに設定される。
【００９６】
時間ｔ５において、ゲート信号線１０５の電位をＶｇに設定すると、スイッチングＴＦＴ１０１ａ，１０１ｂがＯＮ状態となる。それにより、ソース信号線１０６ａ，１０６ｂの電位Ｖｓｉｇ２がスイッチングＴＦＴ１０１ａ，１０１ｂを介してコンデンサ１０３ａ，１０３ｂ及び駆動ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂのゲート容量に充電される。
【００９７】
時間ｔ６において、ゲート信号線１０５の電位が０Ｖに設定され、スイッチングＴＦＴ１０１ａ，１０１ｂがＯＦＦ状態となり、コンデンサ１０３ａ，１０３ｂに充電された電圧が保持される。
【００９８】
時間ｔ７において、電源供給線１０７の電位がＶｃに設定される。このとき、第一電極２１及び上部電極３６の電位が０Ｖなので、有機発光層及び駆動ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂのソースドレイン間に電位差が生じる。これにより、第二有機発光層３４及び第三有機発光層３５に上部電極３６から電子が注入されるとともに、中間電極２４及び第二電極２２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。この発光光がパネル上面側から射出される。なお、第一有機発光層３３には逆方向電圧が印加されるため発光しない。それぞれの有機発光層に流れる電流は駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂで制御され、コンデンサ１０３ａ，１０３ｂに充電された電圧に応じて、駆動用ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂ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。
【００９９】
時間ｔ８において、電源供給線１０７の電位が０Ｖに設定される。すると、有機発光層及び駆動ＴＦＴ１０２ａ，１０２ｂのソースドレイン間に電位差が無くなるので、第二有機発光層３４及び第三有機発光層３５は発光しなくなる。
【０１００】
上述の動作を繰り返すことで、各有機発光層を時分割で発光させることができる。具体的には、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することにより、第一有機発光層３３の発光色と第二有機発光層３４及び第三有機発光層３５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。
【０１０１】
以上、本実施形態により、基板の光取り出し側に配置される発光色における、サブピクセル間での色ずれの問題が解消され、色純度の高い表示装置が得られる。また本実施形態により作製した表示装置では、特許文献１の構成の表示装置に比べてパネル駆動時の消費電力を低減することができる。
【実施例２】
【０１０２】
本実施例は、３つの発光層を時分割に駆動する第二の形態の有機ＥＬ表示装置に関するものである。実施形態２で説明したように、図１（ｂ）に示すように、本実施形態では絶縁性の基板側の電極、すなわち第一電極をサブピクセルＰ１，Ｐ２間で共通な電極として用いている。本実施例では、上部電極がサブピクセルＰ１，Ｐ２間で電気的に分離するようにパターン形成されるため、実施例１の有機ＥＬ表示装置において懸念されたサブピクセル間段差による中間電極と上部電極との間のショート（短絡）の問題が解消されるという効果がある。
【０１０３】
なお、特に記述が無い限り、本表示装置を構成する各部材に関して実施例１と同等の材料及び形成方法を用いることができる。
【０１０４】
図７は、本発明の発光素子の実施例２における１画素の平面模式図である。また図８（ａ）（ｂ）の夫々は、図７のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。以下、図７及び図８を用いて本実施形態について詳細に説明する。
【０１０５】
図７及び図８において、２１は第一電極、２３ａ及び２３ｂは接続用電極、４２は中間電極、４３ａ，４３ｂは上部電極、３２は隔壁である。更に、２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄはコンタクトホール、２７は隔壁開口部（いわゆる表示エリア領域を示している）である。更に、２８はゲート絶縁層、２９は絶縁層、３０は平坦化層、３１ａ、３１ｂはＴＦＴ画素回路、３３は第一有機発光層、３４は第二有機発光層、３５は第三有機発光層である。
【０１０６】
以下、本実施例の表示装置の製造方法に関して詳細に説明する。
【０１０７】
絶縁性の基板１は、Ｓｉやガラスやプラスティック基板などを用いることができる。
【０１０８】
ＴＦＴ画素回路３１ａ，３１ｂ上には平坦化層３０が設けられる。
【０１０９】
平坦化層３０上には、第一電極２１，接続用電極２３ａ及び２３ｂがパターン形成される。図７に示すように、第一電極２１は第一サブピクセルＰ１および第二サブピクセルＰ２領域に渡って形成され、接続用電極２３ａは第一サブピクセルＰ１領域に形成され、接続用電極２３ｂは第二サブピクセルＰ２領域に形成される。接続用電極２３ａ，２３ｂ及び第一電極２１はそれぞれ電気的に分離している。
【０１１０】
ここで、図８（ａ）に示すように、接続用電極２３ａ、２３ｂは平坦化層３０のコンタクトホール２０ａ，２０ｂを介してそれぞれＴＦＴ画素回路３１ａ，３１ｂと接続される。
【０１１１】
第一電極２１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等の材料もしくはその合金からなることが好ましい。
【０１１２】
接続用電極２３ａ，２３ｂは必ずしも光反射性の部材である必要は無いが、第一電極２１と同じ材料とすることで、第一電極２１をパターン形成する際に同時にパターン形成することができる。
【０１１３】
隔壁３２は、図７に示すように各サブピクセルの表示エリア領域に対応する隔壁開口部２７及びコンタクトホール２５ａ，２５ｂ，２５ｃを除いて全面に形成される。
【０１１４】
ここで、図７及び図８に示すように、コンタクトホール２５ａは下層に前記接続用電極２３ａが存在する領域に形成され、コンタクトホール２５ｂは下層に前記接続用電極２３ｂが存在する領域に形成される。そして、コンタクトホール２５ｃは下層に前記第一電極２１が存在する領域に形成される。ここで、前記コンタクトホール２５ｃは必ずしも画素毎に形成する必要は無く、複数の画素単位で形成してもよい。隔壁３２の材料は実施例１と同等の材料を用いることができる。
【０１１５】
第一有機発光層３３は、図７及び図８（ａ）に示すように、第一サブピクセルＰ１領域における第一電極２１上に形成される。ここで第一有機発光層３３の材料及び層構成は実施例１と同等とすることができる。また第一有機発光層３３には、前記隔壁のコンタクトホール２５ａ，２５ｃと同一の位置にそれぞれコンタクトホール２６ａ，２６ｃが形成される。ここで、コンタクトホール２６ａ，２６ｃは隔壁のコンタクトホール２５ａ，２５ｃを包含するように形成することが好ましい。このように形成することで、後述する上部電極４３ａと第一電極２１との間の電気的な接続を確実にすることができる。
【０１１６】
第三有機発光層３５は、図７及び図８（ｂ）に示すように、第二サブピクセルＰ２領域における第一電極２１上に形成される。第三有機発光層３５の材料及び層構成は実施例１と同等とすることができる。第三有機発光層３５には、前記隔壁のコンタクトホール２５ｂと同一の位置にコンタクトホール２６ｂが形成される。ここで、コンタクトホール２６ｂは隔壁のコンタクトホール２５ｂを包含するように形成することが好ましい。このように形成することで、後述する上部電極４３ｂと接続用電極２３ｂとの間の電気的な接続を確実にすることができる。
【０１１７】
中間電極４２は、図７に示すようにサブピクセルＰ１内の隔壁開口部２７上の表示エリア領域及び、コンタクトホール２５ａ、２６ａ上に形成されるが、コンタクトホール２５ｃ、２６ｃ上には形成されない。この結果、中間電極４２は、隔壁３２及び第一有機発光層３３のそれぞれのコンタクトホール２５ａ、２６ａを介して接続用電極２３ａに電気的に接続され、その結果ＴＦＴ画素回路３１ａと接続される。
【０１１８】
中間電極４２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からなることが好ましい。または、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でも良い。中間電極４２のパターニング方法としては、表示領域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で行うこともできるが、シャドウマスクを用いて選択的に形成するようにしても良い。
【０１１９】
第二有機発光層３４は、図７及び図８（ａ）に示すように、第一サブピクセルＰ１領域の中間電極４２上に形成される。ここで第二有機発光層３４の材料及び層構成は実施例１と同等とすることができる。第二有機発光層３４には、前記隔壁のコンタクトホール２５ｃ，第一有機発光層３３のコンタクトホール２６ｃと同一の位置にコンタクトホール２６ｄが形成される。ここで、コンタクトホール２６ｄは隔壁のコンタクトホール２５ｃを包含するように形成することが好ましい。このように形成することで、後述する上部電極４３ａと第一電極２１との間の電気的な接続を確実にすることができる。
【０１２０】
上部電極４３ａは、図７に示すように、サブピクセルＰ１内の隔壁開口部２７上の表示エリア領域だけでなく、コンタクトホール２５ｃ、２６ｃ、２６ｄの位置にも形成される。この結果、隔壁３２、第一有機発光層３３及び第二有機発光層３４のそれぞれのコンタクトホール２５ｃ、２６ｃ、２６ｄを介して上部電極４３ａと第一電極２１は電気的に接続される。この結果、第一電極２１と上部電極４３ａは同じ電位が供給されることとなる。
【０１２１】
上部電極４３ｂは、図７に示すように、サブピクセルＰ２内の隔壁開口部２７上の表示エリア領域及び、コンタクトホール２５ｂ、２６ｂ上に形成される。
【０１２２】
この結果、上部電極４３ｂは、隔壁３２及び第三有機発光層３５のそれぞれのコンタクトホール２５ｂ、２６ｂを介して接続用電極２３ｂに電気的に接続され、その結果ＴＦＴ画素回路３１ｂと接続される。
【０１２３】
なお、上部電極４３ａ，４３ｂは中間電極４２と同様の材料及び形成方法が選択できる。
【０１２４】
このように、第一サブピクセルＰ１においては、第一電極２１／第一有機発光層３２／中間電極４２からなる図１（ｂ）の第一発光素子１１と、中間電極４２／第二有機発光層３４／上部電極４３ａからなる図１（ｂ）の第二発光素子１２が積層された構成である。更に、第二サブピクセルＰ２においては、第一電極２１／第三有機発光層３５／上部電極４３ｂからなる図１（ｂ）の第三発光素子１３の単一素子構成となる。
【０１２５】
このようにして形成された発光装置の等価回路を図９に示す。なお、本実施例の有機ＥＬ表示装置の駆動波形に関しては、実施例１と同様の波形を用いることができる。つまり図６における第一電極及び上部電極の電位波形の駆動波形を、本実施例においては、第一電極２１及び上部電極４３ａに適用すればよい。
【０１２６】
以下、本実施形態の発光素子の駆動方法について図９を用いて説明する。
【０１２７】
まず、図９（ａ）のように電源手段１０から電極配線１０８を介して第一電極２１及び上部電極４３ａの電位をＶｃに設定し、中間電極４２、上部電極４３ｂの電位をそれぞれ駆動用ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂを介して０に設定する。この結果、第一有機発光層３３及び第三有機発光層３４が発光する。
【０１２８】
一方、第一サブピクセルＰ１の第二有機発光層３４には逆方向電圧が印加されるため発光しない。
【０１２９】
次に、図９（ｂ）のように、電源手段１０から電極配線１０８を介して第一電極２１及び上部電極４３ａの電位を０に設定し、中間電極４２，上部電極４３ｂの電位をそれぞれ駆動用ＴＦＴ１０２ａ、１０２ｂを介してＶｃに設定する。この結果、第二有機発光層３４が発光する。一方、第一サブピクセルＰ１の第一有機発光層３３および第二サブピクセルＰ２の第三有機発光層３５は逆方向電圧が印加されるため発光しない。
【０１３０】
上述の動作を繰り返すことで、各有機発光層を時分割で発光させることができる。具体的には、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することにより、第一有機発光層３３の発光色と第二有機発光層３４及び第三有機発光層３５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。
【０１３１】
本実施例の表示装置においても、実施例１と同等の効果を得ることができる。
【０１３２】
さらに本実施例では、基板の光取り出し側の電極である上部電極がサブピクセルＰ１，Ｐ２間で電気的に分離するようにパターン形成されている。このため、実施例１の有機ＥＬ表示装置において懸念されたサブピクセル間段差による中間電極と上部電極との間のショート（短絡）の問題が解消される。
【実施例３】
【０１３３】
実施例１および実施例２では３つの発光層を時分割で駆動する有機ＥＬ表示装置に関して説明したが、
本実施例では、３つの発光層を同時に駆動する有機ＥＬ表示装置に関するものである。なお、特に記述が無い限り、本表示装置を構成する各部材に関して実施例１と同等の材料及び形成方法を用いることができる。
【０１３４】
以下、本実施例の表示装置の製造方法に関して詳細に説明する。
【０１３５】
図１０に、本発明の発光素子の実施例３における１画素の平面模式図を示す。また図１１（ａ）（ｂ）の夫々は、図１０のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。以下、図１０及び図１１を用いて本実施例について詳細に説明する。
【０１３６】
図１０及び図１１において、２１は第一電極、２２は第二電極、２３は接続用電極、６３は第三電極、６４は上部電極、３２は隔壁である。更に、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２５，２６ａ，２６ｂ，２６ｃはコンタクトホール、１は絶縁性の基板、２７は隔壁開口部（いわゆる表示エリア領域を示している）である。更に、２８はゲート絶縁層、２９は絶縁層、３０は平坦化層、３１ａ、３１ｂ、３１ｃはＴＦＴ画素回路、３３は第一有機発光層、３４は第二有機発光層、３５は第三有機発光層である。
【０１３７】
絶縁性の基板１は、Ｓｉやガラスやプラスティック基板などを用いることができる。
【０１３８】
ＴＦＴ画素回路３１ａ，３１ｂ，３１ｃ上には平坦化層３０が設けられる。
【０１３９】
平坦化層３０上には、第一電極２１，第二電極２２，接続用電極２３がパターン形成される。図１０に示すように、第一電極２１及び接続用電極２３は第一サブピクセルＰ１領域に形成され、第二電極２２は第二サブピクセルＰ２領域に形成される。
【０１４０】
ここで、図１１（ａ）に示すように、接続用電極２３は平坦化層３０のコンタクトホール２０ａを介してＴＦＴ画素回路３１ａと接続される。第一電極２１は平坦化層３０のコンタクトホール２０ｂを介してＴＦＴ画素回路３１ｂと接続される。また図１１（ｂ）に示すように、第二電極２２は平坦化層３０のコンタクトトホール２０ｃを介してＴＦＴ画素回路３１ｃと接続される。
【０１４１】
第一電極２１、第二電極２２、接続用電極２３としては、実施例１と同等の材料及び形成手法を用いることができる。
【０１４２】
隔壁３２は、図１０に示すように各サブピクセルの表示エリア領域に対応する隔壁開口部２７及びコンタクトホール２５を除いて全面に形成される。ここで、図１０に示すように、コンタクトホール２５は下層に接続用電極２３が存在する領域に形成される。
【０１４３】
第一有機発光層３３は、図１０に示すように、第一サブピクセルＰ１領域において第一電極２１上にパターン形成される。第一有機発光層３３の材料及び層構成は実施例１と同等とすることができる。また、第一有機発光層３３には、前記隔壁のコンタクトホール２５と同一の位置にコンタクトホール２６が形成される。ここで、コンタクトホール２６は隔壁のコンタクトホール２５を包含するように形成することが好ましい。このように形成することで、後述する上部電極６４と接続用電極２３との間の電気的な接続をより確かにすることができる。
【０１４４】
第三有機発光層３５は、図１０に示すように、第二サブピクセルＰ２領域において第二電極２２上に形成される。第三有機発光層３５の材料及び層構成は実施例１と同等とすることができる。
【０１４５】
第三電極６３は、サブピクセルＰ１及びサブピクセルＰ２の領域全面に渡って形成される。第三電極６３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からなることが好ましい。または、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でも良い。また、第三電極６３にはコンタクトホール２６ｂが形成される。コンタクトホール２６ｂは隔壁３２のコンタクトホール２５及び第一有機発光層３３のコンタクトホール２６ａと同一の位置に形成される。ここで、コンタクトホール２６ｂは隔壁のコンタクトホール２５ｃ及び第一有機発光層３３のコンタクトホール２６ａを必ず内包するように形成することが必要である。その理由としては、第三電極６３と接続用電極２３がショート（短絡）することを抑制するためである。コンタクトホール２６ｂ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。
【０１４６】
第二有機発光層３４は、図１０に示すように、第一サブピクセルＰ１領域において第三電極６３上にパターン形成される。ここで、第二有機発光層３４は、第一有機発光層３３及び第三有機発光層３５とは層構成が逆順となるように構成される。つまり、第二有機発光層３４は、電子注入材料／電子輸送材料／有機発光材料／正孔輸送材料を順次積層した構成となる。その結果、第二有機発光層３４は、第一有機発光層３３及び第三有機発光層３５とは電圧に対して逆極性を示すこととなる。
【０１４７】
また、図１０及び図１１（ａ）に示すように、第二有機発光層３４にはコンタクトホール２６ｃが形成される。前記コンタクトホール２６ｃは隔壁３２のコンタクトホール２５と同一の位置に形成される。ここで、コンタクトホール２６ｃは隔壁のコンタクトホール２５を包含するように形成することが好ましい。このように形成することで、後述する上部電極６４と接続用電極２３との間の電気的な接続を確実にすることができる。またコンタクトホール２６ｃは第三電極６３のコンタクトホール２６ｂ領域に内包されるように形成する必要がある。このように形成することで、第三電極６３の端部が第二有機発光層３４で覆われた状態となるため、この後形成される上部電極６４と第三電極６３がショート（短絡）するのを抑制することができる。
【０１４８】
上部電極６４は、図１０及び図１１（ａ）に示すように、第一サブピクセルＰ１領域にパターン形成される。上部電極６４は、隔壁３２、第一有機発光層３３、第三電極６３及び第二有機発光層３４のそれぞれのコンタクトホール２５、２６ａ、２６ｂ、２６ｃを介して接続用電極２３に電気的に接続され、その結果ＴＦＴ画素回路３１ａと接続される。上部電極６４は第三電極６３と同様の材料及び形成方法が選択できる。
【０１４９】
このように、第一サブピクセルＰ１においては、第一電極２１／第一有機発光層３３／第三電極６３からなる図１（ｃ）の第一発光素子１１と、第三電極６３／第二有機発光層３４／上部電極６４からなる図１（ｃ）の第二発光素子１２が積層された構成である。そして、第二サブピクセルＰ２においては、第二電極２２／第三有機発光層３５／第三電極６３からなる図１（ｃ）における第三発光素子１３の単一素子構成となる。
【０１５０】
このようにして形成された発光装置の等価回路を図１２に示す。
【０１５１】
図１２に示すように、第一電極２１、第二電極２２、上部電極６４の電位をそれぞれ駆動用ＴＦＴ１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ａを介してそれぞれＶｃ２，Ｖｃ３，Ｖｃ１に設定し、第三電極６３の電位を電源手段１０から電極配線１０８を介して０に設定する。第一有機発光層３３には、第一電極２１からホールが注入され、第三電極６３から電子が注入される。その結果、第一有機発光層３３が発光する。同様に、第二有機発光層３４には、上部電極６４からホールが注入され、第三電極６３から電子が注入される。その結果、第二有機発光層３４が発光する。第三有機発光層３５には、第二電極２２からホールが注入され、第三電極６３から電子が注入される。その結果、第三有機発光層３５が発光する。第一有機発光層３３に流れる電流は、駆動用ＴＦＴ１０２ｂで制御され、第二有機発光層３４に流れる電流は、駆動用ＴＦＴ１０２ａで制御され、第三有機発光層３５に流れる電流は、駆動用ＴＦＴ１０２ｃで制御される。
【０１５２】
このようにして、第一有機発光層３３、第二有機発光層３４、第三有機発光層３５を同時に発光することができる。
【０１５３】
本実施形態の表示装置により、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の発光素子を同時に発光させることで任意の混合色を表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明の発光素子の実施形態における原理図である。
【図２】本発明における有機ＥＬ表示装置の一例を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の発光素子の実施例１における１画素の平面模式図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線及びＣ−Ｃ’線に沿って切断した断面図である。
【図５】本発明の発光素子の実施例１における、等価回路の模式図である。
【図６】実施例１の有機ＥＬ表示装置の駆動方法である。
【図７】本発明の発光素子の実施例２における１画素の平面模式図である。
【図８】図７のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。
【図９】本発明の発光素子の実施例２における、等価回路の模式図である。
【図１０】本発明の発光素子の実施例３における１画素の平面模式図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。
【図１２】本発明の発光素子の実施例３における、等価回路の模式図である。
【符号の説明】
【０１５５】
Ｐ  画素
Ｐ１  第１サブピクセル
Ｐ２  第２サブピクセル
１  基板
２，２１  第一電極
３，２２  第二電極
４，２４，４２  中間電極
５，５ａ，５ｂ，３６，４３ａ，４３ｂ，６４  上部電極
６，６３  第三電極
１０  電源手段
１１  第一発光素子
１２  第二発光素子
１３  第三発光素子
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  コンタクトホール
２３，２３ａ，２３ｂ  接続用電極
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ  コンタクトホール
２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ  コンタクトホール
２７  隔壁開口部（表示エリア領域）
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  ＴＦＴ画素回路
３２  隔壁
３３  第一有機発光層
３４  第二有機発光層
３５  第三有機発光層
１０１ａ，１０１ｂ  スイッチング用ＴＦＴ
１０２ａ，１０２ｂ  駆動用ＴＦＴ
１０３ａ，１０３ｂ  コンデンサ
１０５  ゲート信号線
１０６ａ，１０６ｂ  ソース信号線
１０７  電源供給線
１０８  電極配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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