(57)【要約】【課題】光劣化および混色を抑制し、耐久性および表示品位を向上させる多色積層型有機ＥＬ表示装置を提供する。【解決手段】第１反射電極２を含む基板１と、基板１上に第１発光層を含む第１ＥＬ層３と、第２電極４と、第２発光層を含む第２ＥＬ層５と、第３電極６と、第３発光層を含む第３ＥＬ層７と、第４電極８が少なくとも順に積層され、第３発光層の発光色が青色であって、第３電極６の第３ＥＬ層７側の反射率Ｒ3と第４電極８の第３ＥＬ層７側の反射率Ｒ4が、Ｒ3＞Ｒ4を満たす多色積層型有機ＥＬ表示装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１反射電極を含む基板と、該基板の上に第１発光層を含む第１ＥＬ層と、第２電極と、第２発光層を含む第２ＥＬ層と、第３電極と、第３発光層を含む第３ＥＬ層と、第４電極が少なくとも順に積層された多色積層型有機ＥＬ表示装置において、
前記第３発光層の発光色が青色であって、前記第３電極の第３ＥＬ層側の反射率Ｒ3と前記第４電極の第３ＥＬ層側の反射率Ｒ4が、Ｒ3＞Ｒ4を満たすことを特徴とする多色積層型有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第２発光層の発光色は緑色であり、かつ、前記第１発光層の発光色は赤色であって、前記第２電極の第２ＥＬ層側の反射率Ｒ2と前記第３電極の第３ＥＬ層側の反射率Ｒ3と前記第４電極の第３ＥＬ層側の反射率Ｒ4が、Ｒ3＞Ｒ2＞Ｒ4を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の多色積層型有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
第１反射電極を含む基板と、該基板の上に第１発光層を含む第１ＥＬ層と、第２電極と、第２発光層を含む第２ＥＬ層と、第３電極が少なくとも順に積層された多色積層型有機ＥＬ表示装置において、
前記第２発光層の発光色は青色であり、前記第１発光層の発光色は緑色または赤色であって、前記第２電極の第２ＥＬ層側の反射率Ｒ2と前記第３電極の第２ＥＬ層側の反射率Ｒ3が、Ｒ2＞Ｒ3を満たすことを特徴とする多色積層型有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１反射電極以外の電極は、酸化物導電膜または金属薄膜、もしくはそれらの両方の組み合わせで形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の多色積層型有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記ＥＬ層は、発光層とは別に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層から選ばれる少なくとも一層を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の多色積層型有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多色積層型有機ＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ表示装置の研究開発が盛んに行われている。最近では、表示装置の共通の区域から各色を発光できるように、特許文献１に示されるように、有機ＥＬ媒体を積層して配列した高解像度多色表示装置の研究開発が進められている。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７５０７７４５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、複数の発光層を積層させる場合、各層で発光した光は、一部はそのまま外部に取り出されるが、一部は反射電極まで到達した後に反射されて外部に取り出される。また、反射電極側に配置された発光層の光に関しては、順次積層された複数層を通過して外部に取り出されることになる。そのため、発光ピーク波長の短い青色を発する発光層からの青色ＥＬ光の通過によって、発光ピーク波長の長い緑色または赤色を発する発光層が光励起されて、光劣化を引き起こす問題がある。また、青色ＥＬ光の光励起によって緑色または赤色のＰＬ光が発生して混色となり、色度ずれによる表示品位が損なわれる問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、光劣化および混色を抑制し、耐久性および表示品位を向上させる多色積層型有機ＥＬ表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記背景技術の課題を解決するための手段として、本発明の多色積層型有機ＥＬ表示装置は、第１反射電極を含む基板と、前記基板上に第１発光層を含む第１ＥＬ層と、第２電極と、第２発光層を含む第２ＥＬ層と、第３電極と、第３発光層を含む第３ＥＬ層と、第４電極が少なくとも順に積層された多色積層型有機ＥＬ表示装置において、前記第３発光層の発光色が青色であって、前記第３電極の第３ＥＬ層側の反射率Ｒ3と前記第４電極の第３ＥＬ層側の反射率Ｒ4が、Ｒ3＞Ｒ4を満たすことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の他の多色積層型有機ＥＬ表示装置は、第１反射電極を含む基板と、該基板の上に第１発光層を含む第１ＥＬ層と、第２電極と、第２発光層を含む第２ＥＬ層と、第３電極が少なくとも順に積層された多色積層型有機ＥＬ表示装置において、前記第２発光層の発光色は青色であり、前記第１発光層の発光色は緑色または赤色であり、前記第２電極の第２ＥＬ層側の反射率Ｒ2と前記第３電極の第２ＥＬ層側の反射率Ｒ3が、Ｒ2＞Ｒ3を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、青色発光層を光取り出し側の最上部層に積層することによって、青色ＥＬ光の一部を直接外部に取り出すことができる。また、青色発光層の下部電極の青色発光層側の反射率を上部電極の青色発光層側の反射率よりも高く調整することによって、緑色および赤色発光層を通過して反射電極側に向かう青色ＥＬ光の一部を下部電極で反射させて外部に取り出すことができる。
【０００９】
従って、青色ＥＬ光が、極力、緑色および赤色発光層を通過することがないため、青色ＥＬ光による緑色および赤色発光層の光劣化が抑制される。また、青色ＥＬ光の光励起による緑色および赤色発光層のＰＬ光が抑制されて、混色による色度ずれが改善されることで表示品位を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
＜実施形態１＞
図１は、本形態に係わる有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。図１の有機ＥＬ表示装置は３層積層系のトップエミッション型アクティブマトリックス駆動有機ＥＬ表示装置である。
【００１３】
本表示装置は複数の積層構成の有機ＥＬ素子からなる。それぞれの有機ＥＬ素子は、基板１上に、第１反射電極２、第１発光層を含む第１ＥＬ層３、第２電極４第２発光層を含む第２ＥＬ層５、第３電極６、第３発光層を含む第３ＥＬ層７、第４電極８、保護層９を順次設けた構成のものである。但し、保護層９は必ずしも必須ではない。本例では、各ＥＬ層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層各からなるが、ＥＬ層は、発光層のみでもいいし、発光層とは別に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層から選ばれる少なくとも一層を有する構成でも良い。
【００１４】
第１ＥＬ層３は第１発光層として発光色が赤色である赤色発光層を、第２ＥＬ層５は第２発光層として発光色が緑色である緑色発光層を、第３ＥＬ層７は第３発光層として発光色が青色である青色発光層を含み、それぞれ第１反射電極２側から順に積層されている。これらのＥＬ素子に電流を通電することで、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子が、赤色、緑色、青色のそれぞれの発光層において再結合し、そこで赤色、緑色、青色のそれぞれの光を放出することになる。この発光した光は、保護層９側から取り出すことができる。
【００１５】
図１における基板１は、支持体１０、ＴＦＴ駆動回路１１、平坦化膜１２からなる。本発明で用いる支持体１０としては、特に限定されるものではないが、金属、セラミックス、ガラス、石英等の支持体が用いられる。この上に第１反射電極２が形成してあり、コンタクトホール１３によりＴＦＴ駆動回路１１との接点をとっている。
【００１６】
第１反射電極金属２としては、反射率が少なくとも５０％以上、好ましくは８０％以上であることが望ましい。特に限定されるものではないが、例えば銀、アルミニウム、クロム、金、白金等の材料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、第１反射電極２は第１ＥＬ層３に、正孔または電子を注入できれば良いが、直接注入しにくい場合は第１反射電極２上に透明電極を積層したものも、第１反射電極２に含まれる。透明電極としては、酸化物導電膜、具体的には、酸化インジウムと酸化錫の化合物膜（ＩＴＯ）や酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物膜（ＩＺＯ）等を用いることができる。
【００１７】
このような基板に対して、公知の手段により、第１ＥＬ層３（赤色発光層）を堆積する。
【００１８】
正孔注入材料または正孔輸送材料は陽極からの正孔の注入を容易にし、また、注入された正孔を発光層に輸送するに優れた正孔移動度を有することが好ましい。正孔注入輸送性能を有する材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、およびポリビニルカルバゾール、ポリシリレン、ポリチオフェン、その他導電性高分子が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
発光材料としては、発光効率の高い蛍光色素や燐光材料が用いられる。
【００２０】
電子輸送性材料としては、注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、正孔輸送材料の正孔移動度とのバランス等を考慮して選択される。電子注入輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体等が挙げられる。さらに、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
また、電子注入材料としては、前述した電子輸送性材料に、アルカリ金属やアルカリ土類金属、もしくはその化合物を０．１〜数十％含有させることにより、電子注入性を付与することができる。
【００２２】
第２電極４は、第２ＥＬ層５側の反射率Ｒ2が５０％以下であることが好ましい。特に限定されるものではないが、例えば銀、アルミニウム、クロム、金、白金等の材料からなる金属薄膜、ＩＴＯやＩＺＯ等の酸化物導電膜、あるいはそれらの両方を組み合わせた材料が望ましく、膜厚を調整することによっても反射率を容易に調整可能である。
【００２３】
次に、上記と同様の方法で、緑色発光層を含む第２ＥＬ層５、第３電極６、青色発光層を含む第３ＥＬ層７、第４電極８を順次形成する。
【００２４】
第３電極６および第４電極８は第２電極４と同様の材料から形成されるが、第３電極６は第３ＥＬ層７側の反射率Ｒ3が５０％以上であることが好ましい。また、第４電極８は発光した光が十分取り出されるよう８０〜１００％の透過率で、第３ＥＬ層７側の反射率Ｒ4が２０％以下であることが好ましい。同様に、用いる材料、組み合わせ、膜厚によって反射率を容易に調整可能である。
【００２５】
保護層９は、酸素や水分等との接触を防止する目的で設けられるが、必ずしも必須ではない。保護層９としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の金属窒化物膜や、酸化タンタル等の金属酸化物膜、ダイヤモンド薄膜、また、フッ素樹脂等が挙げられる。さらに、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属などをカバーし、適当な封止樹脂により素子自体をパッケージングすることもできる。また、防湿性を高める為に、保護層内に吸湿材を含有させても良い。
【００２６】
なお、発光層から発した光を共振させる共振器構造の共振部となるように光学的距離を最適値に調整することで、青色発光素子の色純度と発光効率を最大限高めることが可能である。
【００２７】
本形態の３層積層系の有機ＥＬ表示装置は、第２電極４の第２ＥＬ層５側の反射率Ｒ2と、第３電極６の第３ＥＬ層７側の反射率Ｒ3と、第４電極８の第３ＥＬ層７側の反射率Ｒ4とが、Ｒ3＞Ｒ2＞Ｒ4に調整されている。この結果、青色ＥＬ光は、極力、緑色および赤色発光層を通過することがなく外部に取り出されることになる。そのため、青色ＥＬ光の光励起による緑色および赤色発光層の光劣化が抑制され、耐久性を向上させることができる。また、青色ＥＬ光の光励起による緑色および赤色発光層のＰＬ光が抑制され、混色による色度ずれが改善されることで表示品位を向上させることができる。
【００２８】
＜実施形態２＞
図２は本形態に係る有機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示した図である。図２の有機ＥＬ表示装置は２層積層系のトップエミッション型アクティブマトリックス駆動有機ＥＬ表示装置である。
【００２９】
本表示装置は複数の積層構成の有機ＥＬ素子からなる。それぞれの有機ＥＬ素子は、基板１上に、第１反射電極２、第１発光層を含む第１ＥＬ層３、３１、第２電極４１、第２発光層を含む第２ＥＬ層５１、第３電極６１、保護層９を順次設けた構成のものである。但し、保護層９は必ずしも必須ではない。本例では、各ＥＬ層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層各からなるが、この層構成に限られないのは、実施形態１の場合と同様である。
【００３０】
ここで、図２の左側の表示素子は、第１ＥＬ層３は第１発光層として赤色発光層を、第２ＥＬ層５１は第２発光層として青色発光層を含み、それぞれ第１反射電極２側から順に積層されて赤色と青色のＥＬ発光をする。さらに、隣の表示素子は、第１ＥＬ層３１は第１発光層として緑色発光層を、第２ＥＬ層５１は第２発光層として青色発光層を含み、それぞれ第１反射電極２側から順に積層されて緑色と青色のＥＬ発光をする。隣り合う素子間は、素子分離膜１４により分離されている。素子分離膜１４については各素子を分離して絶縁できれば特に限定されないが、外光反射の点を考慮すると、ブラックマトリクスを用いることが好ましい。
【００３１】
図２における基板１（支持体１０、ＴＦＴ駆動回路１１、平坦化膜１２、コンタクトホール１３を含む）、および第１反射電極２は、実施形態１と同様の方法で形成される。
【００３２】
このような基板に対して、実施形態１と同様の方法によって、第１ＥＬ層３（赤色発光層）、第１ＥＬ層３１（緑色発光層）をシャドーマスクを用いてそれぞれ堆積する。
【００３３】
第２電極４１は、実施形態１と同様に形成されるが、第２ＥＬ層５１側の反射率Ｒ2が５０％以上であることが好ましい。
【００３４】
次に、実施形態１と同様の方法で、青色発光層を含む第２ＥＬ層５１、第３電極６１を順次形成する。このとき、第３電極６１は発光した光が十分取り出されるよう８０〜１００％の透過率、第２ＥＬ層５１側の反射率Ｒ3が２０％以下であることが好ましい。
【００３５】
保護層９も実施形態１と同様の方法により形成されるが、必ずしも必須ではない。
【００３６】
なお、発光層から発した光を共振させる共振器構造の共振部となるように光学的距離を最適値に調整することで、青色発光素子の色純度と発光効率を最大限高めることが可能である。
【００３７】
本形態の２層積層系の有機ＥＬ表示装置は、第２電極４１の第２ＥＬ層５１側の反射率Ｒ2と、第３電極６１の第２ＥＬ層５１側の反射率Ｒ3が、Ｒ2＞Ｒ3に調整されている。この結果、青色ＥＬ光は、極力、緑色および赤色発光層を通過することがなく外部に取り出されることになる。そのため、青色ＥＬ光の光励起による緑色および赤色発光層の光劣化が抑制され、耐久性を向上させることができる。また、青色ＥＬ光の光励起による緑色および赤色発光層のＰＬ光が抑制され、混色による色度ずれが改善されることで表示品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明における３層積層の有機ＥＬ表示装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明における２層積層の有機ＥＬ表示装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  基板
２  第１反射電極
３  第１ＥＬ層（赤色発光層）
４  第２電極
５  第２ＥＬ層（緑色発光層）
６  第３電極
７  第３ＥＬ層（青色発光層）
８  第４電極
９  保護層
１０  支持体
１１  ＴＦＴ駆動回路
１２  平坦化膜
１３  コンタクトホール
１４  素子分離膜
３１  第１ＥＬ層（緑色発光層）
４１  第２電極
５１  第２ＥＬ層（青色発光層）
６１  第３電極
【図１】
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【図２】
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