(57)【要約】【課題】  有機発光素子の発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制し、焼付きが少ない表示装置を提供することにある焼付きの少ない表示装置を提供する。【解決手段】  基板上に、下部電極である陽極層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、上部電極である陰極層と、の順に配置され、これらの有機発光素子に表示信号電圧を入力するための信号線とから構成される画素を複数個有した表示装置において、正孔輸送層は正孔輸送材料と金属酸化材料またはフタロシアニン類とで構成される表示装置。【選択図】図１
2006324537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを有する有機発光層と、
前記有機発光層と前記基板間に配置された下部電極と、
前記下部電極に対して前記基板と反対側に配置された上部電極と、
を有する表示装置において、
前記正孔輸送層は正孔輸送材料と金属酸化材料とで構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、
前記金属酸化材料の仕事関数は、５.５ｅＶ以上であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の表示装置において、
前記金属酸化材料は、酸化モリブデン，酸化ルテニウム，酸化アルミニウム，酸化ビスマス，酸化ガリウム，酸化ゲルマニウム，酸化マグネシウム，酸化アンチモン，酸化珪素，酸化チタン，酸化タングステン，酸化イットリウム，酸化ジルコニウム，酸化イリジウム，酸化レニウム，酸化バナジウムのいずれかの材料で構成され、仕事関数が５.５ｅＶ以上の酸化物であることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の表示装置において、
前記正孔輸送層の正孔輸送材料は、前記金属酸化材料の配置位置に比べ前記発光層側に配置されることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２記載の表示装置において、
前記正孔輸送層は、前記正孔輸送材料と前記金属酸化材料とで構成された混合層であることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２記載の表示装置において、
前記正孔輸送層は、前記正孔輸送材料からなる層と前記金属酸化材料からなる層とで構成された２層構造であることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２記載の表示装置において、
前記正孔輸送層は、前記正孔輸送材料からなる層と、前記正孔輸送材料と前記金属酸化材料とで構成された混合層とで構成された２層構造であることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１または請求項２記載の表示装置において、
前記正孔輸送層は、前記正孔輸送材料からなる層と、前記正孔輸送材料と前記金属酸化材料とで構成された混合層と、前記金属酸化材料からなる層とで構成された３層構造であることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
基板と、
正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを有する有機発光層と、
前記有機発光層と前記基板間に配置された下部電極と、
前記下部電極に対して前記基板と反対側に配置された上部電極と、
を有する表示装置において、
前記正孔輸送層は、正孔輸送材料とフタロシアニン類の材料とで構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項９記載の表示装置において、
前記フタロシアニン類の仕事関数は、５.２ｅＶ 以上であることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項９記載の表示装置において、
前記フタロシアニン類の材料は、銅フタロシアニンで構成され、仕事関数が５.２ｅＶ 以上の酸化物であることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項９記載の表示装置において、
前記正孔輸送層は、前記正孔輸送材料と前記フタロシアニン類の材料とで構成された混合層であることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項９記載の表示装置において、
前記正孔輸送層は、正孔輸送材料からなる層とフタロシアニン類の材料からなる層とで構成された２層構造であることを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の表示装置において、
前記正孔輸送層の前記正孔輸送材料からなる層は、前記フタロシアニン類の材料からなる層の配置位置より発光層側に配置されたことを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求項９記載の表示装置において、
前記正孔輸送層は、前記正孔輸送材料からなる層と、前記正孔輸送材料と前記フタロシアニン類の材料とで構成された混合層と、で構成された２層構造であることを特徴とする表示装置。
【請求項１６】
請求項９記載の表示装置において、
前記正孔輸送層は、前記正孔輸送材料からなる層と、前記正孔輸送材料と前記フタロシアニン類の材料とで構成された混合層と、前記フタロシアニン類の材料からなる層と、で構成された３層構造であることを特徴とする表示装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記有機発光層と前記下部電極と前記上部電極とを有する有機発光素子と、
前記有機発光素子に表示信号電圧を入力するための信号線と、
前記有機発光素子を駆動するための１つ以上の薄膜トランジスタから構成される画素を複数個有したアクティブマトリクス型表示装置であることを特徴とする表示装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記有機発光層と前記下部電極と前記上部電極とを有する有機発光素子を複数個有した単純マトリクス型の表示装置であることを特徴とする表示装置。
【請求項１９】
一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、一対の偏光板と、を有する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子に光を照射する照明部と、を有し、
前記照明部は、基板と、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを有する有機発光層と、前記有機発光層と前記基板間に配置された下部電極と、前記下部電極に対して前記基板と反対側に配置された上部電極と、を有し、前記正孔輸送層は正孔輸送材料と金属酸化材料とで構成されたことを特徴とする表示装置。
【請求項２０】
一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、一対の偏光板と、を有する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子に光を照射する照明部と、を有し、
前記照明部は、基板と、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを有する有機発光層と、前記有機発光層と前記基板間に配置された下部電極と、前記下部電極に対して前記基板と反対側に配置された上部電極と、を有し、前記正孔輸送層は、正孔輸送材料とフタロシアニン類の材料とで構成されることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機発光素子を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機発光素子を用いる表示装置が次世代平面表示装置として注目されている。この有機発光素子を用いる表示装置は、白色光，広視野角，高速応答性といった優れた特性を有している。
【０００３】
この種の表示装置においては、画素部に有機発光素子が構成されており、有機発光素子は、ガラス基板上に、ＩＴＯ等の陽極層と、正孔輸送層，発光層，電子輸送層等からなる有機層と、Ａｌ等の陰極層とで形成された構造となっている。
【０００４】
上記の両極層間に数Ｖ程度の電圧を印加すると、陽極層に正孔が注入され、陰極層に電子が注入され、正孔と電子がそれぞれ正孔輸送層または電子輸送層を経由して発光層で結合し、エキシトンが生成される。このエキシトンが基底状態に戻る際に発光層が発光する。発光光は透明性を有する陽極層を透過して取り出される。発光光が基板を通過して基板の裏面から取り出される構造をボトムエミッション，発光光が基板を通過せず基板の表面から取り出される構造をトップエミッションと呼ばれている。
【０００５】
有機発光素子を画素に用いる表示装置には、単純マトリクス型有機発光表示装置と画素内に薄膜トランジスタを１つ以上用いるアクティブマトリクス型有機発光表示装置がある。それぞれの表示装置を駆動し任意の画像を表示する駆動方式は電圧駆動方式と電流駆動方式とがある。
【０００６】
単純マトリクス型有機発光表示装置は、複数の陽極ラインと陰極ラインが交差した位置に正孔輸送層，発光層，電子輸送層等の有機層が形成されており、各画素は１フレーム期間中、選択時間のみ点灯する。
【０００７】
アクティブマトリクス型有機発光表示装置では、各画素を構成する有機ＥＬ（発光）素子に、１〜４個、またはそれ以上の薄膜トランジスタのスイッチング素子及び容量から構成される駆動素子が接続されており、１フレーム期間中の全点灯が可能となる。
【０００８】
電流駆動方式は、画像信号情報を電流値に変換し電流信号を発光素子に伝達入力することにより発光素子の輝度を制御する。このとき有機発光素子は入力された電流値に従った発光輝度を発光する。
【０００９】
電圧駆動方式は、画像信号情報を電圧値に変換し電圧信号を発光素子に伝達入力することにより発光素子の輝度を制御する。このとき有機発光素子は入力された電圧値に従った発光輝度を発光する。
【００１０】
有機発光素子には発光経過時間に伴う電流効率の低下と駆動電圧の上昇という２つの劣化がある。この現象は有機材料を取り替えても観測され有機発光素子構造自体に原因があると考えられている。
【００１１】
有機発光素子においては、駆動電圧の低下及び発光効率向上を目的として、仕事関数が酸化錫インジウム（ＩＴＯ）よりも大きな金属酸化物薄材料を５ｎｍ〜３０ｎｍの膜を使用した下記特許文献１が開示されているが、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇に関する記述はない。
【００１２】
【特許文献１】特開平９−６３７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
有機発光素子には発光経過時間に伴う電流効率の低下と駆動電圧の上昇という２つの劣化がある。
【００１４】
電流駆動方式で駆動される有機発光素子において、有機発光素子の電流効率の低下が輝度低下の原因となるが、有機発光素子の駆動電圧の上昇は輝度低下の原因とはならない。
【００１５】
電圧駆動方式で駆動される有機発光素子において、電流効率の低下と駆動電圧の上昇との両方が輝度低下の原因となる。
【００１６】
従って電圧駆動方式で駆動される有機発光素子を備えた表示装置は、電流駆動方式の表示装置よりも輝度低下が発生し易く、その結果、焼付きが発生しやすいという課題がある。
【００１７】
ここでいう電圧駆動方式で駆動する表示装置とは、画像信号情報を電圧値に変換し電圧信号を発光素子に伝達入力するための信号線を有した表示装置のことである。有機発光素子は入力された電圧値に従った発光輝度を発光する。
【００１８】
有機発光素子には、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇という劣化があるため、電圧駆動方式で駆動される有機発光素子を備えた表示装置において、焼付きが発生し易いという課題がある。
【００１９】
本発明の目的は、有機発光素子の発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制し、有機発光素子を用い電圧駆動方式で駆動する表示装置において、焼付きが少ない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】
【００２０】
前記課題を解決するために、本発明は、基板と、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを有する有機発光層と、有機発光層と基板間に配置された下部電極と、下部電極に対して基板と反対側に配置された上部電極と、を備え、正孔輸送層は正孔輸送材料と金属酸化材料とで構成された構成とする。
【００２１】
また、その正孔輸送材料は、金属酸化材料の仕事関数は、５.５ｅＶ 以上であるものを用いる構成とする。
【００２２】
また、正孔輸送層は、正孔輸送材料と金属酸化材料とで構成された混合層、または正孔輸送材料からなる層と金属酸化材料からなる層とで構成された２層構造とする構成とする。
【００２３】
また、基板と、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを有する有機発光層と、有機発光層と基板間に配置された下部電極と、下部電極に対して基板と反対側に配置された上部電極と、を備え、正孔輸送層は、正孔輸送材料とフタロシアニン類の材料とで構成される構成とする。
【００２４】
また、正孔輸送層は、正孔輸送材料とフタロシアニン類の材料とで構成された混合層、または正孔輸送材料からなる層とフタロシアニン類の材料からなる層とで構成された２層構造とする構成とする。
【００２５】
また、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、一対の偏光板と、を有する液晶表示素子と、その液晶表示素子に光を照射する照明部と、を有し、照明部は、基板と、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを有する有機発光層と、有機発光層と基板間に配置された下部電極と、下部電極に対して基板と反対側に配置された上部電極と、を有し、正孔輸送層は正孔輸送材料と金属酸化材料とで構成された構成とする。
【００２６】
また、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、一対の偏光板と、を有する液晶表示素子と、その液晶表示素子に光を照射する照明部と、を有し、照明部は、基板と、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを有する有機発光層と、有機発光層と基板間に配置された下部電極と、下部電極に対して基板と反対側に配置された上部電極と、を有し、前記正孔輸送層は、正孔輸送材料とフタロシアニン類の材料とで構成される構成とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、有機発光素子の発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制し、有機発光素子を用い電圧駆動方式で駆動する表示装置において、焼付きが少ない表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２９】
この実施例は、電圧駆動方式で駆動する表示装置における、有機発光素子１２の構造について図１と図２を用いて説明する。
【００３０】
本実施例で説明する有機発光素子１２は発光光を基板１側から取り出す構造の有機発光素子である。
【００３１】
図１は本実施例の有機発光素子を示す断面図である。図１において有機発光素子１２は、基板１の上に、下部電極である陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，上部電極である陰極層６を、この順に配置しており、前記正孔輸送層３は図２に示すように、正孔輸送材料８と金属酸化材料９との混合層７で構成されることを特徴とする構造となっている。
【００３２】
ここで正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５を有機発光層とすると、下部電極は、基板１と有機発光層との間に配置され、上部電極は、下部電極に対して基板１が配置された位置とは反対側に配置されている。
【００３３】
基板１は例えば透明材料である石英，ガラス板，ポリエステル，ポリメチルメタクリレート，ポリカーボネート，ポリサルホン等のプラスチックフィルムやシート等が用いられる。
【００３４】
基板１上に形成される有機発光素子１２の陽極層２は、正孔の注入効率を高める仕事関数の大きな導電膜が望ましい。本実施例において、例えば透明な導電性材料であるインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ），ＳｎＯ2 もしくは、膜厚５０ｎｍ程度の金（Ａｕ）をスパッタリング，真空蒸着法等によって基板１の一面に形成されている。
【００３５】
陽極層２の上に、正孔輸送層３として図２に示す混合層７を形成する。混合層７は正孔輸送材料８と金属酸化材料９との混合で形成されている。
【００３６】
混合層７は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚５０ｎｍの正孔輸送材料８と金属酸化材料９の共蒸着膜を形成する。
【００３７】
正孔輸送材料８とは正孔を輸送する材料を指し、本実施例では、４，４−ビス〔Ｎ−
（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜(以下、α−ＮＰＤ膜と称する。)を用いた。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【００３８】
正孔を輸送する材料として、具体的には、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−［１，１′−ビフェニル］−４，４′ジアミン（ＴＰＤ）、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）、４，４′，４″−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ］ベンゼン（ｐ−
ＤＰＡ−ＴＤＡＢ）が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
【００３９】
金属酸化材料９とは陽極層との安定な界面を形成し、結果として有機発光素子の発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制可能な材料を指し、本実施例では、Ｖ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を用いた。Ｖ2Ｏ5の仕事関数は５.５ｅＶ である。このときＭｏ製昇華ボードにＶ2Ｏ5を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【００４０】
その他に、例えば酸化モリブデン，酸化ルテニウム，酸化アルミニウム，酸化ビスマス，酸化ガリウム，酸化ゲルマニウム，酸化マグネシウム，酸化アンチモン，酸化珪素，酸化チタン，酸化タングステン，酸化イットリウム，酸化ジルコニウム，酸化イリジウム，酸化レニウム，酸化バナジウムなどの仕事関数が５.５ｅＶ以上の酸化物を用いる。
【００４１】
混合層７のパターンはシャドウマスクを用いて形成した。混合層７を形成するにあたり、正孔輸送材料８と金属酸化材料９の蒸着レートは１：１で共蒸着を行ったが、これに限定するものではない。また正孔輸送材料８と金属酸化材料９の蒸着レートは一定と限るものではなく、任意の混合層７の膜厚を形成する途中で蒸着レートを変動して、例えば陽極層２側の金属酸化材料９の濃度が高く、発光層４側の金属酸化材料９の濃度が低くても差し支えない。またその逆で、陽極層２側の金属酸化材料９の濃度が低く、発光層４側の金属酸化材料９の濃度が高くても差し支えない。また、混合層７の金属酸化材料９の濃度分布、または正孔輸送材料８の濃度分布を一定ではなく任意に変動しても差し支えない。混合層７の膜厚は本実施例で示した５０ｎｍに限定しない。
【００４２】
ここでいう発光層４は赤色，緑色，青色の発光材料があり、本実施例では、これらどの発光色の材料を用いても差し支えない。また三重項材料を用いても差し支えない。
【００４３】
青色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍのジスチリルアリーレン誘導体膜（以下、ＤＰＶＢｉと略記）を形成した。Ｍｏ製昇華ボートにＤＰＶＢｉの原料を、それぞれ約４０mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±0.05ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【００４４】
緑色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウムとキナクリドンの共蒸着膜（以下、それぞれＡｌｑ，Ｑｃと称する。）を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＡｌｑ，
Ｑｃの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±
０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【００４５】
赤色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、二元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＡｌｑとナイルレッドの共蒸着膜（以下、Ｎｒと略記）を形成した。２個のＭｏ製昇華ボートにＡｌｑ，Ｎｒの原料を、それぞれ約１０mg，約５mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【００４６】
緑色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとイリジウム錯体（Ｉｒ(ｐｐｙ)３）の共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，Ｉｒ(ｐｐｙ)３の原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec,０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋Ｉｒ(ｐｐｙ)３共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【００４７】
赤色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとＰｔＯＥＰの共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，ＰｔＯＥＰの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋ＰｔＯＥＰ共蒸着膜は赤色発光層として機能する。
【００４８】
電子輸送層５は、真空蒸着法により膜厚２０ｎｍのＡｌｑ膜を形成する。このとき、
Ｍｏ製昇華ボードに原料を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【００４９】
陰極層６の形成は、Ｍｏ製昇華ボートにＡｌ，ＬｉＦの原料をそれぞれ約１０mg，約５mg入れ、先ず膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【００５０】
本実施例によれば、正孔輸送層３として用いる金属酸化材料９を含む混合層７は陽極層２との安定な界面を形成するので、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇がほぼ０Ｖである有機発光素子１２を製作することができる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と金属酸化材料９からなる混合層７であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【００５１】
本実施例では発光光を基板１側から取り出す構造の表示装置について述べたが、図１２に示す構造の有機発光素子２１を複数個有する表示装置にも適用可能である。有機発光素子２１は、基板１の上に本実施例で示した各々の層を陰極層６，電子輸送層５，発光層４，正孔輸送層３，陽極層２の順番で形成する。
【００５２】
図１２に示す有機発光素子２１の場合においても混合層７は陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる。
【００５３】
従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子２１を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と金属酸化材料９からなる混合層７であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【００５４】
本実施例の表示装置の有機発光素子に負の電圧を印加する負電圧印加回路を備えても良い。負の電圧を印加する回路は例えば表示装置を起動する時や、停止する時などに例えば−６Ｖ程度の負の電圧を印加することにより、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。従って焼付きの少ない表示装置を提供することができる。
【００５５】
本実施例において、発光層４の発光色を組み合わせて白色光を発光する表示装置は照明装置としても好適であり、特に液晶表示装置におけるバックライト照明装置に好適である。
【実施例２】
【００５６】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００５７】
この実施例は、電圧駆動方式で駆動する表示装置における、有機発光素子１２の構造について図１と図３を用いて説明する。本実施例で説明する有機発光素子１２は発光光を基板１側から取り出す構造の有機発光素子である。
【００５８】
図１は本実施例の有機発光素子を示す断面図である。図１において有機発光素子１２は、基板１の上に、下部電極である陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，上部電極である陰極層６を備えており、前記正孔輸送層３は図３に示すように、正孔輸送材料８と金属酸化材料９からなる２層構造の正孔輸送層１３であることを特徴とする構造となっている。
【００５９】
基板１は例えば透明材料である石英，ガラス板，ポリエステル，ポリメチルメタクリレート，ポリカーボネート，ポリサルホン等のプラスチックフィルムやシート等が用いられる。
【００６０】
基板１上に形成される有機発光素子１２の陽極層２は本実施例において、例えば透明な導電性材料であるインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）,ＳｎＯ2もしくは、膜厚５０ｎｍ程度の金（Ａｕ）をスパッタリング，真空蒸着法等によって基板１の一面に形成されている。
【００６１】
陽極層２の上に、正孔輸送層３として図３に示す正孔輸送材料８と金属酸化材料９からなる２層構造の正孔輸送層１３を形成する。
【００６２】
正孔輸送層１３は、真空蒸着法にて、膜厚５０ｎｍの正孔輸送材料８と金属酸化材料９の２層構造膜を形成する。
【００６３】
金属酸化材料９は、Ｖ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を用い真空蒸着法にて膜厚３ｎｍの金属酸化材料９の層を形成した。Ｖ2Ｏ5の仕事関数は５.５ｅＶ である。このときＭｏ製昇華ボードにＶ2Ｏ5を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。
【００６４】
正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用い真空蒸着法にて膜厚４７ｎｍの正孔輸送材料８の層を形成した。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【００６５】
正孔輸送層１３のパターンはシャドウマスクを用いて形成した。正孔輸送層１３の膜厚は本実施例で示した５０ｎｍに限定しない。また金属酸化材料９の膜厚は３ｎｍに限定しない。また、正孔輸送材料８の膜厚は４７ｎｍに限定しない。正孔輸送層１３の正孔輸送材料８と金属酸化材料９の膜厚比率は任意の膜厚比であっても差し支えない。
【００６６】
正孔輸送層１３を形成する正孔輸送材料８と金属酸化材料９は２種類同時に蒸着してもよく、各々の蒸着レートを調節して正孔輸送層を形成してもよい。本実施例の場合、正孔輸送材料８の蒸着レートは例えばほぼ０ｎｍ／sec に近い蒸着レートに制御し、金属酸化材料９の蒸着レートは正孔輸送材料８の蒸着レートより大きければよく、例えば１.０±０.０５ｎｍ／sec で蒸着してもよい。その後、正孔輸送材料８の蒸着レートは例えば1.0±０.０５ｎｍ／secで蒸着し、金属酸化材料９の蒸着レートは正孔輸送材料８の蒸着レートより小さく制御し例えばほぼ０ｎｍ／sec で蒸着する。こうすることにより、あまりにも小さいほぼ０ｎｍ／sec という蒸着レートは基板１の上に形成された陽極層２まで到達することができないので、図３に示す正孔輸送層１３を形成することができる。このような手法で製造された有機発光素子は有機膜を成膜する時間が短縮するので、その結果生産コストを低減することができ、安価な表示装置を提供することができる。
【００６７】
ここでいう発光層４は赤色，緑色，青色の発光材料があり、本実施例ではこれらどの発光色の材料を用いても差し支えない。また三重項材料を用いても差し支えない。
【００６８】
青色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍのジスチリルアリーレン誘導体膜（以下、ＤＰＶＢｉと略記）を形成した。Ｍｏ製昇華ボートにＤＰＶＢｉの原料を、それぞれ約４０mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±0.05ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【００６９】
緑色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウムとキナクリドンの共蒸着膜（以下、それぞれＡｌｑ，Ｑｃと称する。）を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＡｌｑ，
Ｑｃの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mg ずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【００７０】
赤色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、二元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＡｌｑとナイルレッドの共蒸着膜（以下、Ｎｒと略記）を形成した。２個のＭｏ製昇華ボートにＡｌｑ，Ｎｒの原料を、それぞれ約１０mg，約５mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【００７１】
緑色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとイリジウム錯体（Ｉｒ(ｐｐｙ)３）の共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，Ｉｒ(ｐｐｙ)３の原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec,０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋Ｉｒ(ｐｐｙ)３共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【００７２】
赤色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとＰｔＯＥＰの共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，ＰｔＯＥＰの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋ＰｔＯＥＰ共蒸着膜は赤色発光層として機能する。
【００７３】
電子輸送層５は、真空蒸着法により膜厚２０ｎｍのＡｌｑ膜を形成する。このとき、
Ｍｏ製昇華ボードに原料を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【００７４】
陰極層６の形成は、Ｍｏ製昇華ボートにＡｌ，ＬｉＦの原料をそれぞれ約１０mg，約５mg入れ、先ず膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【００７５】
本実施例によれば、正孔輸送層３として用いる金属酸化材料９を含む２層構造の正孔輸送層１３は陽極層２との安定な界面を形成するので、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇がほぼ０Ｖである有機発光素子１２を製作することができる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と金属酸化材料９からなる２層構造の正孔輸送層１３であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【００７６】
本実施例では発光光を基板１側から取り出す構造の表示装置について述べたが、図１２に示す構造の有機発光素子２１を複数個有する表示装置にも適用可能である。有機発光素子２１は、基板１の上に本実施例で示した各々の層を下部電極である陰極層６，電子輸送層５，発光層４，正孔輸送層３、上部電極である陽極層２の順番で形成する。
【００７７】
図１２に示す有機発光素子２１の場合においても正孔輸送層１３は陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子２１を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と金属酸化材料９からなる正孔輸送層１３であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【００７８】
本実施例の表示装置の有機発光素子に負の電圧を印加する負電圧印加回路を備えても良い。負の電圧を印加する回路は例えば表示装置を起動する時や、停止する時などに例えば−６Ｖ程度の負の電圧を印加することにより、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。従って焼付きの少ない表示装置を提供することができる。
【００７９】
本実施例において、発光層４の発光色を組み合わせて白色光を発光する表示装置は照明装置としても好適であり、特に、一対の基板と、その一対の基板間に挟持された液晶層と、一対の基板の外側に配置された一対の偏光板とを有する液晶表示素子において、そのバックライトである照明部に上述した有機発光素子、つまり基板１，正孔輸送層３と発光層４と電子輸送層５とを有する有機発光層、その有機発光層を挟持する上部電極及び下部電極、を備えた有機発光素子を用いるのに好適である。
【実施例３】
【００８０】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００８１】
この実施例は、電圧駆動方式で駆動する表示装置における、有機発光素子１２の構造について図１と図４を用いて説明する。本実施例で説明する有機発光素子１２は発光光を基板１側から取り出す構造の有機発光素子である。
【００８２】
図１は本実施例の有機発光素子を示す断面図である。図１において有機発光素子１２は、基板１の上に、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６を備えており、前記正孔輸送層３は図４に示すように、正孔輸送材料８と混合層７からなる２層構造の正孔輸送層１４であることを特徴とする構造となっている。また本実施例で示す有機発光素子１２は、正孔輸送層１４の正孔輸送材料８が発光層４側に配置されることを特徴とする。
【００８３】
基板１は例えば透明材料である石英，ガラス板，ポリエステル，ポリメチルメタクリレート，ポリカーボネート，ポリサルホン等のプラスチックフィルムやシート等が用いられる。
【００８４】
基板１上に形成される有機発光素子１２の陽極層２は本実施例において、例えば透明な導電性材料であるインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ），ＳｎＯ2 もしくは、膜厚５０
ｎｍ程度の金（Ａｕ）をスパッタリング，真空蒸着法等によって基板１の一面に形成されている。
【００８５】
陽極層２の上に、正孔輸送層３として図４に示す正孔輸送材料８と混合層７からなる２層構造の正孔輸送層１４を形成する。
【００８６】
正孔輸送層１４は、真空蒸着法にて、膜厚５０ｎｍの正孔輸送材料８と混合層７からなる２層構造膜を形成する。
【００８７】
陽極層２の上に形成する混合層７は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚１０ｎｍの正孔輸送材料８と金属酸化材料９の共蒸着膜で形成する。
【００８８】
正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用いた。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。
【００８９】
金属酸化材料９は、Ｖ2Ｏ5(５酸化バナジウム) を用いた。Ｖ2Ｏ5の仕事関数は５.５
ｅＶである。このときＭｏ製昇華ボードにＶ2Ｏ5 を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【００９０】
このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。混合層７を形成するにあたり、正孔輸送材料８と金属酸化材料９の蒸着レートは１：１で共蒸着を行ったが、これに限定するものではない。また正孔輸送材料８と金属酸化材料９の蒸着レートは一定と限るものではなく、任意の混合層７の膜厚を形成する途中で蒸着レートを変動して、例えば陽極層２側の金属酸化材料９の濃度が高く、発光層４側の金属酸化材料９の濃度が低くても差し支えない。またその逆で、陽極層側の金属酸化材料９の濃度が低く、発光層４側の金属酸化材料９の濃度が高くても差し支えない。また、混合層７の金属酸化材料９の濃度分布、または正孔輸送材料８の濃度分布を一定ではなく任意に変動しても差し支えない。混合層７の膜厚は本実施例で示した１０ｎｍに限定しない。
【００９１】
混合層７の上に形成する正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用い真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍの正孔輸送材料８の層を形成した。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約
６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【００９２】
正孔輸送層１４の膜厚は本実施例で示した５０ｎｍに限定しない。また混合層７の膜厚は１０ｎｍ、正孔輸送材料８の膜厚は４０ｎｍに限定しない。正孔輸送層１４の正孔輸送材料８と混合層７の膜厚比率は任意の膜厚比であっても差し支えない。正孔輸送層１４の正孔輸送材料８は次に形成する発光層４と接している。
【００９３】
ここでいう発光層４は赤色，緑色，青色の発光材料があり、本実施例ではこれらどの発光色の材料を用いても差し支えない。また三重項材料を用いても差し支えない。
【００９４】
青色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍのジスチリルアリーレン誘導体膜（以下、ＤＰＶＢｉと略記）を形成した。Ｍｏ製昇華ボートにＤＰＶＢｉの原料を、それぞれ約４０mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±0.05ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【００９５】
緑色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウムとキナクリドンの共蒸着膜（以下、それぞれＡｌｑ，Ｑｃと称する。）を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＡｌｑ，
Ｑｃの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mg ずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【００９６】
赤色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、二元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＡｌｑとナイルレッドの共蒸着膜（以下、Ｎｒと略記）を形成した。２個のＭｏ製昇華ボートにＡｌｑ，Ｎｒの原料を、それぞれ約１０mg，約５mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【００９７】
緑色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとイリジウム錯体（Ｉｒ(ｐｐｙ)３）の共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，Ｉｒ(ｐｐｙ)３の原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec,０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋Ｉｒ(ｐｐｙ)３共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【００９８】
赤色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとＰｔＯＥＰの共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，ＰｔＯＥＰの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋ＰｔＯＥＰ共蒸着膜は赤色発光層として機能する。
【００９９】
電子輸送層５は、真空蒸着法により膜厚２０ｎｍのＡｌｑ膜を形成する。このとき、
Ｍｏ製昇華ボードに原料を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０１００】
陰極層６の形成は、Ｍｏ製昇華ボートにＡｌ，ＬｉＦの原料をそれぞれ約１０mg，約５mg入れ、先ず膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０１０１】
本実施例によれば、金属酸化材料９を含む混合層７から形成される２層構造の正孔輸送層１４は陽極層２との安定な界面を形成するので、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇がほぼ０Ｖである有機発光素子１２を製作することができる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と混合層７からなる２層構造の正孔輸送層１４であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０１０２】
本実施例では発光光を基板１側から取り出す構造の表示装置について述べたが、図１２に示す構造の有機発光素子２１を複数個有する表示装置にも適用可能である。有機発光素子２１は、基板１の上に本実施例で示した各々の層を陰極層６，電子輸送層５，発光層４，正孔輸送層３，陽極層２の順番で形成する。
【０１０３】
図１２に示す有機発光素子２１の場合においても正孔輸送層１４は陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子２１を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と混合層７からなる２層構造の正孔輸送層１４であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０１０４】
本実施例の表示装置の有機発光素子に負の電圧を印加する負電圧印加回路を備えても良い。負の電圧を印加する回路は例えば表示装置を起動する時や、停止する時などに例えば−６Ｖ程度の負の電圧を印加することにより、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。従って焼付きの少ない表示装置を提供することができる。
【０１０５】
本実施例において、発光層４の発光色を組み合わせて白色光を発光する表示装置は照明装置としても他の実施例と同様に好適であり、特に液晶表示装置におけるバックライト照明装置に好適である。
【実施例４】
【０１０６】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０１０７】
この実施例は、電圧駆動方式で駆動する表示装置における、有機発光素子１２の構造について図１と図５を用いて説明する。本実施例で説明する有機発光素子１２は発光光を基板１側から取り出す構造の有機発光素子である。
【０１０８】
図１は本実施例の有機発光素子を示す断面図である。図１において有機発光素子１２は、基板１の上に、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６を備えており、前記正孔輸送層３は図５に示すように、正孔輸送材料８と混合層７と金属酸化材料９からなる３層構造の正孔輸送層１５であることを特徴とする構造となっている。また本実施例で示す有機発光素子１２は、正孔輸送層１５の正孔輸送材料８が発光層４側に配置されることを特徴とする。
【０１０９】
基板１は例えば透明材料である石英，ガラス板，ポリエステル，ポリメチルメタクリレート，ポリカーボネート，ポリサルホン等のプラスチックフィルムやシート等が用いられる。
【０１１０】
基板１上に形成される有機発光素子１２の陽極層２は本実施例において、例えば透明な導電性材料であるインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ），ＳｎＯ2 もしくは、膜厚５０
ｎｍ程度の金（Ａｕ）をスパッタリング，真空蒸着法等によって基板１の一面に形成されている。
【０１１１】
陽極層２の上に、正孔輸送層３として図５に示す正孔輸送材料８と混合層７と金属酸化材料９からなる３層構造の正孔輸送層１４を形成する。
【０１１２】
正孔輸送層１５は、真空蒸着法にて、膜厚５０ｎｍの正孔輸送材料８と混合層７と金属酸化材料９からなる３層構造膜を形成する。
【０１１３】
陽極層２の上に形成する金属酸化材料９は、Ｖ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を用いた。
Ｖ2Ｏ5の仕事関数は５.５ｅＶである。このときＭｏ製昇華ボードにＶ2Ｏ5を約４０mg 入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。本実施例で示す金属酸化材料９の膜厚は３ｎｍである。
【０１１４】
混合層７は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚７ｎｍの正孔輸送材料８と金属酸化材料９の共蒸着膜で形成する。
【０１１５】
正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用いた。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【０１１６】
金属酸化材料９は、Ｖ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を用いた。Ｖ2Ｏ5 の仕事関数は５.５
ｅＶである。このときＭｏ製昇華ボードにＶ2Ｏ5 を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【０１１７】
このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。混合層７を形成するにあたり、正孔輸送材料８と金属酸化材料９の蒸着レートは１：１で共蒸着を行ったが、これに限定するものではない。また正孔輸送材料８と金属酸化材料９の蒸着レートは一定と限るものではなく、任意の混合層７の膜厚を形成する途中で蒸着レートを変動して、例えば陽極層２側の金属酸化材料９の濃度が高く、発光層４側の金属酸化材料９の濃度が低くても差し支えない。またその逆で、陽極層２側の金属酸化材料９の濃度が低く、発光層４側の金属酸化材料９の濃度が高くても差し支えない。また、混合層７の金属酸化材料９の濃度分布、または正孔輸送材料８の濃度分布を一定ではなく任意に変動しても差し支えない。混合層７の膜厚は本実施例で示した７ｎｍに限定しない。
【０１１８】
混合層７の上に形成する正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用い真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍの正孔輸送材料８の層を形成した。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約
６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０１１９】
正孔輸送層１４の膜厚は本実施例で示した５０ｎｍに限定しない。また混合層７の膜厚は７ｎｍ、正孔輸送材料８の膜厚は４０ｎｍ、金属酸化材料９の膜厚は３ｎｍに限定しない。正孔輸送層１４の正孔輸送材料８と混合層７と金属酸化材料９の膜厚比率は任意の膜厚比であっても差し支えない。正孔輸送層１５の正孔輸送材料８は次に形成する発光層４と接している。
【０１２０】
ここでいう発光層４は赤色，緑色，青色の発光材料があり、本実施例ではこれらどの発光色の材料を用いても差し支えない。また三重項材料を用いても差し支えない。
【０１２１】
青色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍのジスチリルアリーレン誘導体膜（以下、ＤＰＶＢｉと略記）を形成した。Ｍｏ製昇華ボートにＤＰＶＢｉの原料を、それぞれ約４０mg 入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±0.05ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０１２２】
緑色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウムとキナクリドンの共蒸着膜（以下、それぞれＡｌｑ，Ｑｃと称する。）を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＡｌｑ，
Ｑｃの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mg ずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０１２３】
赤色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、二元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＡｌｑとナイルレッドの共蒸着膜（以下、Ｎｒと略記）を形成した。２個のＭｏ製昇華ボートにＡｌｑ，Ｎｒの原料を、それぞれ約１０mg，約５mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０１２４】
緑色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとイリジウム錯体（Ｉｒ(ｐｐｙ)３）の共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，Ｉｒ(ｐｐｙ)３の原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec ，０.０１±0.005
ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋Ｉｒ(ｐｐｙ)３共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０１２５】
赤色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとＰｔＯＥＰの共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，ＰｔＯＥＰの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋ＰｔＯＥＰ共蒸着膜は赤色発光層として機能する。
【０１２６】
電子輸送層５は、真空蒸着法により膜厚２０ｎｍのＡｌｑ膜を形成する。このとき、
Ｍｏ製昇華ボードに原料を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０１２７】
陰極層６の形成は、Ｍｏ製昇華ボートにＡｌ，ＬｉＦの原料をそれぞれ約１０mg，約５mg入れ、先ず膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０１２８】
本実施例の有機発光素子１２によれば、正孔輸送層３として用いる正孔輸送層１５は陽極層２との安定な界面を形成するので、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇がほぼ０Ｖである有機発光素子１２を製作することができる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と混合層７と金属酸化材料９からなる３層構造の正孔輸送層１５であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０１２９】
本実施例では発光光を基板１側から取り出す構造の表示装置について述べたが、図１２に示す構造の有機発光素子２１を複数個有する表示装置にも適用可能である。有機発光素子２１は、基板１の上に本実施例で示した各々の層を陰極層６，電子輸送層５，発光層４，正孔輸送層３，陽極層２の順番で形成する。
【０１３０】
図１２に示す有機発光素子２１の場合においても正孔輸送層１５は陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子２１を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と混合層７と金属酸化材料９からなる３層構造の正孔輸送層１５であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０１３１】
本実施例の表示装置の有機発光素子に負の電圧を印加する負電圧印加回路を備えても良い。負の電圧を印加する回路は例えば表示装置を起動する時や、停止する時などに例えば−６Ｖ程度の負の電圧を印加することにより、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。従って焼付きの少ない表示装置を提供することができる。
【０１３２】
本実施例において、発光層４の発光色を組み合わせて白色光を発光する表示装置は照明装置としても好適であり、特に液晶表示装置におけるバックライト照明装置に好適である。
【実施例５】
【０１３３】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０１３４】
この実施例は、電圧駆動方式で駆動する表示装置における、有機発光素子１２の構造について図１と図６を用いて説明する。本実施例で説明する有機発光素子１２は発光光を基板１側から取り出す構造の有機発光素子である。
【０１３５】
図１は本実施例の有機発光素子を示す断面図である。図１において有機発光素子１２は、基板１の上に、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６を備えており、前記正孔輸送層３は図６に示すように、正孔輸送材料８と金属酸化材料９と混合層７からなる３層構造の正孔輸送層１６であることを特徴とする構造となっている。また本実施例で示す有機発光素子１２は、正孔輸送層１６の正孔輸送材料８が発光層４側に配置されることを特徴とする。
【０１３６】
基板１は例えば透明材料である石英，ガラス板，ポリエステル，ポリメチルメタクリレート，ポリカーボネート，ポリサルホン等のプラスチックフィルムやシート等が用いられる。
【０１３７】
基板１上に形成される有機発光素子１２の陽極層２は本実施例において、例えば透明な導電性材料であるインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ），ＳｎＯ2 もしくは、膜厚５０
ｎｍ程度の金（Ａｕ）をスパッタリング，真空蒸着法等によって基板１の一面に形成されている。
【０１３８】
陽極層２の上に、正孔輸送層３として図６に示す正孔輸送材料８と金属酸化材料９と混合層７からなる３層構造の正孔輸送層１６を形成する。
【０１３９】
正孔輸送層１６は、真空蒸着法にて、膜厚５０ｎｍの正孔輸送材料８と金属酸化材料９と混合層７からなる３層構造膜を形成する。
【０１４０】
陽極層２の上に形成する混合層７は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚７ｎｍの正孔輸送材料８と金属酸化材料９の共蒸着膜で形成する。
【０１４１】
正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用いた。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。
【０１４２】
金属酸化材料９は、Ｖ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を用いた。Ｖ2Ｏ5 の仕事関数は５.５
ｅＶである。このときＭｏ製昇華ボードにＶ2Ｏ5 を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【０１４３】
このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。混合層７を形成するにあたり、正孔輸送材料８と金属酸化材料９の蒸着レートは１：１で共蒸着を行ったが、これに限定するものではない。また正孔輸送材料８と金属酸化材料の蒸着レートは一定と限るものではなく、任意の混合層７の膜厚を形成する途中で蒸着レートを変動して、例えば陽極層２側の金属酸化材料９の濃度が高く、発光層４側の金属酸化材料９の濃度が低くても差し支えない。またその逆で、陽極層側の金属酸化材料９の濃度が低く、発光層４側の金属酸化材料９の濃度が高くても差し支えない。また、混合層７の金属酸化材料の濃度分布、または正孔輸送材料の濃度分布を一定ではなく任意に変動しても差し支えない。混合層７の膜厚は本実施例で示した７ｎｍに限定しない。
【０１４４】
混合層７の上に形成する金属酸化材料９は、Ｖ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を用いた。
Ｖ2Ｏ5の仕事関数は５.５ｅＶである。このときＭｏ製昇華ボードにＶ2Ｏ5を約４０mg 入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。本実施例で示す金属酸化材料９の膜厚は３ｎｍである。
【０１４５】
金属酸化材料９の上に形成する正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−(１−ナフチル)−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用い真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍの正孔輸送材料８の層を形成した。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０１４６】
正孔輸送層１６の膜厚は本実施例で示した５０ｎｍに限定しない。また混合層７の膜厚は７ｎｍ、正孔輸送材料８の膜厚は４０ｎｍ、金属酸化材料９の膜厚は３ｎｍに限定しない。正孔輸送層１６の正孔輸送材料８と混合層７と金属酸化材料９の膜厚比率は任意の膜厚比であっても差し支えない。正孔輸送層１６の正孔輸送材料８は次に形成する発光層４と接している。
【０１４７】
ここでいう発光層４は赤色，緑色，青色の発光材料があり、本実施例ではこれらどの発光色の材料を用いても差し支えない。また三重項材料を用いても差し支えない。
【０１４８】
青色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍのジスチリルアリーレン誘導体膜（以下、ＤＰＶＢｉと略記）を形成した。Ｍｏ製昇華ボートにＤＰＶＢｉの原料を、それぞれ約４０mg 入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±0.05ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０１４９】
緑色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウムとキナクリドンの共蒸着膜（以下、それぞれＡｌｑ，Ｑｃと称する。）を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＡｌｑ，
Ｑｃの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mg ずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０１５０】
赤色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、二元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＡｌｑとナイルレッドの共蒸着膜（以下、Ｎｒと略記）を形成した。２個のＭｏ製昇華ボートにＡｌｑ，Ｎｒの原料を、それぞれ約１０mg，約５mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０１５１】
緑色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとイリジウム錯体（Ｉｒ(ｐｐｙ)３）の共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，Ｉｒ(ｐｐｙ)３の原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec ，０.０１±0.005
ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋Ｉｒ(ｐｐｙ)３共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０１５２】
赤色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとＰｔＯＥＰの共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，ＰｔＯＥＰの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋ＰｔＯＥＰ共蒸着膜は赤色発光層として機能する。
【０１５３】
電子輸送層５は、真空蒸着法により膜厚２０ｎｍのＡｌｑ膜を形成する。このとき、
Ｍｏ製昇華ボードに原料を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０１５４】
陰極層６の形成は、Ｍｏ製昇華ボートにＡｌ，ＬｉＦの原料をそれぞれ約１０mg，約５mg入れ、先ず膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０１５５】
本実施例の有機発光素子１２によれば、正孔輸送層３として用いる正孔輸送層１６は陽極層２との安定な界面を形成するので、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇がほぼ０Ｖである有機発光素子１２を製作することができる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と金属酸化材料９と混合層７からなる３層構造の正孔輸送層１６であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０１５６】
本実施例では発光光を基板１側から取り出す構造の表示装置について述べたが、図１２に示す構造の有機発光素子２１を複数個有する表示装置にも適用可能である。有機発光素子２１は、基板１の上に本実施例で示した各々の層を陰極層６，電子輸送層５，発光層４，正孔輸送層３，陽極層２の順番で形成する。
【０１５７】
図１２に示す有機発光素子２１の場合においても正孔輸送層１６は陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子２１を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と金属酸化材料９と混合層７からなる３層構造の正孔輸送層１６であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０１５８】
本実施例の表示装置の有機発光素子に負の電圧を印加する負電圧印加回路を備えても良い。負の電圧を印加する回路は例えば表示装置を起動する時や、停止する時などに例えば−６Ｖ程度の負の電圧を印加することにより、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。従って焼付きの少ない表示装置を提供することができる。
【０１５９】
本実施例において、発光層４の発光色を組み合わせて白色光を発光する表示装置は照明装置としても好適であり、特に液晶表示装置におけるバックライト照明装置に好適である。
【実施例６】
【０１６０】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０１６１】
この実施例は、電圧駆動方式で駆動する表示装置における、有機発光素子１２の構造について図１と図７を用いて説明する。本実施例で説明する有機発光素子１２は発光光を基板１側から取り出す構造の有機発光素子である。
【０１６２】
図１は本実施例の有機発光素子を示す断面図である。図１において有機発光素子１２は、基板１の上に、下部電極である陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，上部電極である陰極層６を備えており、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１との混合層１０で構成されることを特徴とする構造となっている。
【０１６３】
基板１は例えば透明材料である石英，ガラス板，ポリエステル，ポリメチルメタクリレート，ポリカーボネート，ポリサルホン等のプラスチックフィルムやシート等が用いられる。
【０１６４】
基板１上に形成される有機発光素子１２の陽極層２は本実施例において、例えば透明な導電性材料であるインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ），ＳｎＯ2 もしくは、膜厚５０
ｎｍ程度の金（Ａｕ）をスパッタリング，真空蒸着法等によって基板１の一面に形成されている。
【０１６５】
陽極層２の上に、正孔輸送層３として図６に示す混合層１０を形成する。混合層１０は正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１との混合で形成されている。
【０１６６】
混合層１０は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚５０ｎｍの正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１の共蒸着膜を形成する。
【０１６７】
正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用いた。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。
【０１６８】
フタロシアニン類１１とは陽極層との安定な界面を形成し、結果として有機発光素子の発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制可能な材料を指し、銅フタロシアニンなどの仕事関数が５.２ｅＶ 以上の物質である。本実施例では、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いた。ＣｕＰｃの仕事関数は５.２ｅＶ である。このときＭｏ製昇華ボードにＣｕＰｃを約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【０１６９】
フタロシアニン類例は、結晶性の膜でアモルファスではないので、銅フタロシアニン膜自体が熱に対して安定である。そのため、陽極層との安定な界面を形成し、結果として有機発光素子の発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる。
【０１７０】
このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。混合層１０を形成するにあたり、正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１の蒸着レートは１：１で共蒸着を行ったが、これに限定するものではない。また正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１の蒸着レートは一定と限るものではなく、任意の混合層１０の膜厚を形成する途中で蒸着レートを変動して、例えば陽極層２側のフタロシアニン類１１の濃度が高く、発光層４側のフタロシアニン類１１の濃度が低くても差し支えない。またその逆で、陽極層側のフタロシアニン類１１の濃度が低く、発光層４側のフタロシアニン類１１の濃度が高くても差し支えない。また、混合層１０のフタロシアニン類１１の濃度分布、または正孔輸送材料８の濃度分布を一定ではなく任意に変動しても差し支えない。混合層１０の膜厚は本実施例で示した
５０ｎｍに限定しない。
【０１７１】
ここでいう発光層４は赤色，緑色，青色の発光材料があり、本実施例ではこれらどの発光色の材料を用いても差し支えない。また三重項材料を用いても差し支えない。
【０１７２】
青色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍのジスチリルアリーレン誘導体膜（以下、ＤＰＶＢｉと略記）を形成した。Ｍｏ製昇華ボートにＤＰＶＢｉの原料を、それぞれ約４０mg 入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±0.05ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０１７３】
緑色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウムとキナクリドンの共蒸着膜（以下、それぞれＡｌｑ，Ｑｃと称する。）を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＡｌｑ，
Ｑｃの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mg ずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０１７４】
赤色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、二元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＡｌｑとナイルレッドの共蒸着膜（以下、Ｎｒと略記）を形成した。２個のＭｏ製昇華ボートにＡｌｑ，Ｎｒの原料を、それぞれ約１０mg，約５mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０１７５】
緑色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとイリジウム錯体（Ｉｒ(ｐｐｙ)３）の共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，Ｉｒ(ｐｐｙ)３の原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec,０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋Ｉｒ(ｐｐｙ)３共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０１７６】
赤色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとＰｔＯＥＰの共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，ＰｔＯＥＰの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋ＰｔＯＥＰ共蒸着膜は赤色発光層として機能する。
【０１７７】
つまり、ここで言う発光層とは、注入された正孔，電子が再結合し、材料固有の波長で発光する層をさす。発光層を形成するホスト材料自体が発光する場合とホストに微量添加したドーパント材料が発光する場合がある。具体的なホスト材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体（ＤＰＶＢｉ），骨格にベンゼン環を有するシロール誘導体（２ＰＳＰ），トリフェニルアミン構造を両端に有するオキソジアゾール誘導体（ＥＭ２），フェナンスレン基を有するペリノン誘導体（Ｐ１），トリフェニルアミン構造を両端に有するオリゴチオフェン誘導体（ＢＭＡ−３Ｔ），ペリレン誘導体（ｔＢｕ−ＰＴＣ），トリス（８−キノリノール）アルミニウム，ポリパラフェニレンビニレン誘導体，ポリチオフェン誘導体，ポリパラフェニレン誘導体，ポリシラン誘導体，ポリアセチレン誘導体が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。次に、具体的なドーパント材料としては、キナクリドン，クマリン６，ナイルレッド，ルブレン、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），ジカルバゾール誘導体が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
【０１７８】
電子輸送層５は、真空蒸着法により膜厚２０ｎｍのＡｌｑ膜を形成する。このとき、
Ｍｏ製昇華ボードに原料を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０１７９】
ここで言う電子輸送層とは、電子を輸送し、発光層へ注入する役割を有する。そのため、電子移動度が高いことが望ましい。具体的には、トリス（８−キノリノール）アルミニウム，オキサジアゾール誘導体，シロール誘導体，亜鉛ベンゾチアゾール錯体が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
【０１８０】
陰極層６の形成は、Ｍｏ製昇華ボートにＡｌ，ＬｉＦの原料をそれぞれ約１０mg，約５mg入れ、先ず膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０１８１】
ここで言う陰極層は、電子の注入効率を高める仕事関数の小さな導電膜が望ましい。具体的には、マグネシウム・銀合金，アルミニウム・リチウム合金，アルミニウム・カルシウム合金，アルミニウム・マグネシウム合金，金属カルシウムが挙げられるが、これらの材料に限定されるわけではない。一般的はアルミニウム（以下、Ａｌ）とフッ化リチウム（以下、ＬｉＦ）を共蒸着した陰極層、または前記電子輸送層の次にＬｉＦ，Ａｌの順に蒸着した陰極層が使用されている。
【０１８２】
本実施例の有機発光素子１２によれば、正孔輸送層３として用いる混合層１０は陽極層２との安定な界面を形成するので、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇がほぼ０Ｖである有機発光素子１２を製作することができる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１からなる混合層１０であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０１８３】
本実施例では発光光を基板１側から取り出す構造の表示装置について述べたが、図１２に示す構造の有機発光素子２１を複数個有する表示装置にも適用可能である。有機発光素子２１は、基板１の上に本実施例で示した各々の層を陰極層６，電子輸送層５，発光層４，正孔輸送層３，陽極層２の順番で形成する。
【０１８４】
図１２に示す有機発光素子２１の場合においても混合層１０は陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子２１を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１からなる混合層１０であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０１８５】
本実施例の表示装置の有機発光素子に負の電圧を印加する負電圧印加回路を備えても良い。負の電圧を印加する回路は例えば表示装置を起動する時や、停止する時などに例えば−６Ｖ程度の負の電圧を印加することにより、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。従って焼付きの少ない表示装置を提供することができる。
【０１８６】
本実施例において、発光層４の発光色を組み合わせて白色光を発光する表示装置は照明装置としても好適であり、特に液晶表示装置におけるバックライト照明装置に好適である。
【実施例７】
【０１８７】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０１８８】
この実施例は、電圧駆動方式で駆動する表示装置における、有機発光素子１２の構造について図１と図８を用いて説明する。本実施例で説明する有機発光素子１２は発光光を基板１側から取り出す構造の有機発光素子である。
【０１８９】
図１は本実施例の有機発光素子を示す断面図である。図１において有機発光素子１２は、基板１の上に、下部電極である陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，上部電極である陰極層６を備えており、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１からなる２層構造の正孔輸送層１７であることを特徴とする構造となっている。
【０１９０】
基板１は例えば透明材料である石英，ガラス板，ポリエステル，ポリメチルメタクリレート，ポリカーボネート，ポリサルホン等のプラスチックフィルムやシート等が用いられる。
【０１９１】
基板１上に形成される有機発光素子１２の陽極層２は本実施例において、例えば透明な導電性材料であるインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ），ＳｎＯ2 もしくは、膜厚５０
ｎｍ程度の金（Ａｕ）をスパッタリング，真空蒸着法等によって基板１の一面に形成されている。
【０１９２】
陽極層２の上に、正孔輸送層３として図８に示す正孔輸送材料８とフタロシアニン類
１１からなる２層構造の正孔輸送層１３を形成する。
【０１９３】
正孔輸送層１３は、真空蒸着法にて、膜厚５０ｎｍの正孔輸送材料８と金属酸化材料９の２層構造膜を形成する。
【０１９４】
フタロシアニン類１１は、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用い真空蒸着法にて膜厚３ｎｍのフタロシアニン類１１の層を形成した。銅フタロシアニンの仕事関数は５.５ｅＶである。このときＭｏ製昇華ボードに銅フタロシアニンを約４０mg入れ、蒸着速度を0.15±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【０１９５】
正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用い真空蒸着法にて膜厚４７ｎｍの正孔輸送材料８の層を形成した。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【０１９６】
このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。正孔輸送層１３の膜厚は本実施例で示した５０ｎｍに限定しない。また金属酸化材料９の膜厚は３ｎｍ、正孔輸送材料８の膜厚４７ｎｍに限定しない。正孔輸送層１３の正孔輸送材料８と銅フタロシアニン
１１の膜厚比率は任意の膜厚比であっても差し支えない。また実施例２にて述べたように正孔輸送材料８銅フタロシアニン１１の蒸着を制御する手法を用いて２層構造の正孔輸送層１７を形成してもよい。
【０１９７】
ここでいう発光層４は赤色，緑色，青色の発光材料があり、本実施例ではこれらどの発光色の材料を用いても差し支えない。また三重項材料を用いても差し支えない。
【０１９８】
青色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍのジスチリルアリーレン誘導体膜（以下、ＤＰＶＢｉと略記）を形成した。Ｍｏ製昇華ボートにＤＰＶＢｉの原料を、それぞれ約４０mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±0.05ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０１９９】
緑色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウムとキナクリドンの共蒸着膜（以下、それぞれＡｌｑ，Ｑｃと称する。）を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＡｌｑ，
Ｑｃの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mg ずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０２００】
赤色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、二元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＡｌｑとナイルレッドの共蒸着膜（以下、Ｎｒと略記）を形成した。２個のＭｏ製昇華ボートにＡｌｑ，Ｎｒの原料を、それぞれ約１０mg，約５mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０２０１】
緑色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとイリジウム錯体（Ｉｒ(ｐｐｙ)３）の共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，Ｉｒ(ｐｐｙ)３の原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec,０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋Ｉｒ(ｐｐｙ)３共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０２０２】
赤色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとＰｔＯＥＰの共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，ＰｔＯＥＰの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋ＰｔＯＥＰ共蒸着膜は赤色発光層として機能する。
【０２０３】
電子輸送層５は、真空蒸着法により膜厚２０ｎｍのＡｌｑ膜を形成する。このとき、
Ｍｏ製昇華ボードに原料を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０２０４】
陰極層６の形成は、Ｍｏ製昇華ボートにＡｌ，ＬｉＦの原料をそれぞれ約１０mg，約５mg入れ、先ず膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０２０５】
本実施例の有機発光素子１２によれば、正孔輸送層３として用いる正孔輸送層１７は陽極層２との安定な界面を形成するので、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇がほぼ０Ｖである有機発光素子１２を製作することができる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８とフタロシアニン類
１１からなる２層構造の正孔輸送層１７であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０２０６】
本実施例では発光光を基板１側から取り出す構造の表示装置について述べたが、図１２に示す構造の有機発光素子２１を複数個有する表示装置にも適用可能である。有機発光素子２１は、基板１の上に本実施例で示した各々の層を下部電極である陰極層６，電子輸送層５，発光層４，正孔輸送層３，上部電極である陽極層２の順番で形成する。
【０２０７】
図１２に示す有機発光素子２１の場合においても正孔輸送層１７は陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子２１を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１からなる２層構造の正孔輸送層１７であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０２０８】
本実施例の表示装置の有機発光素子に負の電圧を印加する負電圧印加回路を備えても良い。負の電圧を印加する回路は例えば表示装置を起動する時や、停止する時などに例えば−６Ｖ程度の負の電圧を印加することにより、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。従って焼付きの少ない表示装置を提供することができる。
【０２０９】
本実施例において、発光層４の発光色を組み合わせて白色光を発光する表示装置は照明装置としても好適であり、特に液晶表示装置におけるバックライト照明装置に好適である。
【実施例８】
【０２１０】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０２１１】
この実施例は、電圧駆動方式で駆動する表示装置における、有機発光素子１２の構造について図１と図９を用いて説明する。本実施例で説明する有機発光素子１２は発光光を基板１側から取り出す構造の有機発光素子である。
【０２１２】
図１は本実施例の有機発光素子を示す断面図である。図１において有機発光素子１２は、基板１の上に、下部電極である陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，上部電極である陰極層６を備えており、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と混合層１０からなる２層構造の正孔輸送層１８であることを特徴とする構造となっている。また本実施例で示す有機発光素子１２は、正孔輸送層１８の正孔輸送材料８が発光層４側に配置されることを特徴とする。
【０２１３】
基板１は例えば透明材料である石英，ガラス板，ポリエステル，ポリメチルメタクリレート，ポリカーボネート，ポリサルホン等のプラスチックフィルムやシート等が用いられる。
【０２１４】
基板１上に形成される有機発光素子１２の陽極層２は本実施例において、例えば透明な導電性材料であるインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ），ＳｎＯ2 もしくは、膜厚５０
ｎｍ程度の金（Ａｕ）をスパッタリング，真空蒸着法等によって基板１の一面に形成されている。
【０２１５】
陽極層２の上に、正孔輸送層３として図９に示す正孔輸送材料８と混合層１０からなる２層構造の正孔輸送層１８を形成する。
【０２１６】
正孔輸送層１８は、真空蒸着法にて、膜厚５０ｎｍの正孔輸送材料８と混合層１０からなる２層構造膜を形成する。
【０２１７】
陽極層２の上に形成する混合層１０は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚１０ｎｍの正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１の共蒸着膜で形成する。
【０２１８】
混合層１０に用いる正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用いた。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５
ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【０２１９】
混合層１０に用いるフタロシアニン類１１は、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いた。銅フタロシアニンの仕事関数は５.２ｅＶ である。このときＭｏ製昇華ボードに銅フタロシアニンを約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。
【０２２０】
このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。混合層１０を形成するにあたり、正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１の蒸着レートは１：１で共蒸着を行ったが、これに限定するものではない。また正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１の蒸着レートは一定と限るものではなく、任意の混合層１０の膜厚を形成する途中で蒸着レートを変動して、例えば陽極層２側のフタロシアニン類１１の濃度が高く、発光層４側のフタロシアニン類１１の濃度が低くても差し支えない。またその逆で、陽極層側のフタロシアニン類１１の濃度が低く、発光層４側のフタロシアニン類１１の濃度が高くても差し支えない。また、混合層１０のフタロシアニン類１１の濃度分布、または正孔輸送材料８の濃度分布を一定ではなく任意に変動しても差し支えない。混合層１０の膜厚は本実施例で示した
１０ｎｍに限定しない。
【０２２１】
混合層１０の上に形成する正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用い真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍの正孔輸送材料８の層を形成した。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０２２２】
正孔輸送層１８の膜厚は本実施例で示した５０ｎｍに限定しない。また混合層７の膜厚は１０ｎｍ、正孔輸送材料８の膜厚は４０ｎｍに限定しない。正孔輸送層１８の正孔輸送材料８と混合層１０の膜厚比率は任意の膜厚比であっても差し支えない。正孔輸送層１８の正孔輸送材料８は次に形成する発光層４と接している。
【０２２３】
ここでいう発光層４は赤色，緑色，青色の発光材料があり、本実施例ではこれらどの発光色の材料を用いても差し支えない。また三重項材料を用いても差し支えない。
【０２２４】
青色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍのジスチリルアリーレン誘導体膜（以下、ＤＰＶＢｉと略記）を形成した。Ｍｏ製昇華ボートにＤＰＶＢｉの原料を、それぞれ約４０mg 入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±0.05ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０２２５】
緑色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウムとキナクリドンの共蒸着膜（以下、それぞれＡｌｑ，Ｑｃと称する。）を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＡｌｑ，
Ｑｃの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mg ずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０２２６】
赤色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、二元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＡｌｑとナイルレッドの共蒸着膜（以下、Ｎｒと略記）を形成した。２個のＭｏ製昇華ボートにＡｌｑ，Ｎｒの原料を、それぞれ約１０mg，約５mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０２２７】
緑色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとイリジウム錯体（Ｉｒ(ｐｐｙ)３）の共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，Ｉｒ(ｐｐｙ)３の原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec,０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋Ｉｒ(ｐｐｙ)３共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０２２８】
赤色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとＰｔＯＥＰの共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，ＰｔＯＥＰの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋ＰｔＯＥＰ共蒸着膜は赤色発光層として機能する。
【０２２９】
電子輸送層５は、真空蒸着法により膜厚２０ｎｍのＡｌｑ膜を形成する。このとき、
Ｍｏ製昇華ボードに原料を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０２３０】
陰極層６の形成は、Ｍｏ製昇華ボートにＡｌ，ＬｉＦの原料をそれぞれ約１０mg，約５mg入れ、先ず膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０２３１】
本実施例の有機発光素子１２によれば、正孔輸送層３として用いる正孔輸送層１８は陽極層２との安定な界面を形成するので、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇がほぼ０Ｖである有機発光素子１２を製作することができる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と混合層１０からなる２層構造の正孔輸送層１８であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０２３２】
本実施例では発光光を基板１側から取り出す構造の表示装置について述べたが、図１２に示す構造の有機発光素子２１を複数個有する表示装置にも適用可能である。有機発光素子２１は、基板１の上に本実施例で示した各々の層を陰極層６，電子輸送層５，発光層４，正孔輸送層３，陽極層２の順番で形成する。
【０２３３】
図１２に示す有機発光素子２１の場合においても正孔輸送層１８は陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子２１を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と混合層１０からなる２層構造の正孔輸送層１８であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０２３４】
本実施例の表示装置の有機発光素子に負の電圧を印加する負電圧印加回路を備えても良い。負の電圧を印加する回路は例えば表示装置を起動する時や、停止する時などに例えば−６Ｖ程度の負の電圧を印加することにより、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。従って焼付きの少ない表示装置を提供することができる。
【０２３５】
本実施例において、発光層４の発光色を組み合わせて白色光を発光する表示装置は上述した他の実施例と同様に照明装置としても好適であり、特に液晶表示装置におけるバックライト照明装置に好適である。
【実施例９】
【０２３６】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０２３７】
この実施例は、電圧駆動方式で駆動する表示装置における、有機発光素子１２の構造について図１と図１０を用いて説明する。本実施例で説明する有機発光素子１２は発光光を基板１側から取り出す構造の有機発光素子である。
【０２３８】
図１は本実施例の有機発光素子を示す断面図である。図１において有機発光素子１２は、基板１の上に、下部電極である陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，上部電極である陰極層６を備えており、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と混合層１０とフタロシアニン類１１からなる３層構造の正孔輸送層１９であることを特徴とする構造となっている。また本実施例で示す有機発光素子１２は、正孔輸送層１９の正孔輸送材料８が発光層４側に配置されることを特徴とする。
【０２３９】
基板１は例えば透明材料である石英，ガラス板，ポリエステル，ポリメチルメタクリレート，ポリカーボネート，ポリサルホン等のプラスチックフィルムやシート等が用いられる。
【０２４０】
基板１上に形成される有機発光素子１２の陽極層２は本実施例において、例えば透明な導電性材料であるインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ），ＳｎＯ2 もしくは、膜厚５０
ｎｍ程度の金（Ａｕ）をスパッタリング，真空蒸着法等によって基板１の一面に形成されている。
【０２４１】
陽極層２の上に、正孔輸送層３として図１０に示す正孔輸送材料８と混合層１０とフタロシアニン類１１からなる３層構造の正孔輸送層１９を形成する。
【０２４２】
正孔輸送層１９は、真空蒸着法にて、膜厚５０ｎｍの正孔輸送材料８と混合層１０とフタロシアニン類１１からなる３層構造膜を形成する。
【０２４３】
陽極層２の上に形成するフタロシアニン類１１は、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いた。銅フタロシアニンの仕事関数は５.２ｅＶ である。このときＭｏ製昇華ボードに銅フタロシアニンを約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。本実施例ではフタロシアニン類１１の膜厚は３ｎｍである。
【０２４４】
混合層１０は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚７ｎｍの正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１の共蒸着膜で形成する。
【０２４５】
混合層１０を形成する正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用いた。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【０２４６】
混合層１０を形成するフタロシアニン類１１は、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いた。銅フタロシアニンの仕事関数は５.２ｅＶ である。このときＭｏ製昇華ボードに銅フタロシアニンを約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。
【０２４７】
このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。混合層１０を形成するにあたり、正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１の蒸着レートは１：１で共蒸着を行ったが、これに限定するものではない。また正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１の蒸着レートは一定と限るものではなく、任意の混合層１０の膜厚を形成する途中で蒸着レートを変動して、例えば陽極層２側のフタロシアニン類１１の濃度が高く、発光層４側のフタロシアニン類１１の濃度が低くても差し支えない。またその逆で、陽極層２側のフタロシアニン類１１の濃度が低く、発光層４側のフタロシアニン類１１の濃度が高くても差し支えない。また、混合層１０のフタロシアニン類１１の濃度分布、または正孔輸送材料８の濃度分布を一定ではなく任意に変動しても差し支えない。混合層１０の膜厚は本実施例で示した７ｎｍに限定しない。
【０２４８】
混合層１０の上に形成する正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用い真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍの正孔輸送材料８の層を形成した。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０２４９】
正孔輸送層１９の膜厚は本実施例で示した５０ｎｍに限定しない。また混合層１０の膜厚は７ｎｍ、正孔輸送材料８の膜厚は４０ｎｍ、フタロシアニン類１１の膜厚は３ｎｍに限定しない。正孔輸送層１９の正孔輸送材料８と混合層１０とフタロシアニン類１１の膜厚比率は任意の膜厚比であっても差し支えない。正孔輸送層１９の正孔輸送材料８は次に形成する発光層４と接している。
【０２５０】
ここでいう発光層４は赤色，緑色，青色の発光材料があり、本実施例ではこれらどの発光色の材料を用いても差し支えない。また三重項材料を用いても差し支えない。
【０２５１】
青色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍのジスチリルアリーレン誘導体膜（以下、ＤＰＶＢｉと略記）を形成した。Ｍｏ製昇華ボートにＤＰＶＢｉの原料を、それぞれ約４０mg 入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±0.05ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０２５２】
緑色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウムとキナクリドンの共蒸着膜（以下、それぞれＡｌｑ，Ｑｃと称する。）を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＡｌｑ，
Ｑｃの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mg ずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０２５３】
赤色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、二元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＡｌｑとナイルレッドの共蒸着膜（以下、Ｎｒと略記）を形成した。２個のＭｏ製昇華ボートにＡｌｑ，Ｎｒの原料を、それぞれ約１０mg，約５mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０２５４】
緑色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとイリジウム錯体（Ｉｒ(ｐｐｙ)３）の共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，Ｉｒ(ｐｐｙ)３の原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec,０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋Ｉｒ(ｐｐｙ)３共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０２５５】
赤色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとＰｔＯＥＰの共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，ＰｔＯＥＰの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋ＰｔＯＥＰ共蒸着膜は赤色発光層として機能する。
【０２５６】
電子輸送層５は、真空蒸着法により膜厚２０ｎｍのＡｌｑ膜を形成する。このとき、
Ｍｏ製昇華ボードに原料を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０２５７】
陰極層６の形成は、Ｍｏ製昇華ボートにＡｌ，ＬｉＦの原料をそれぞれ約１０mg，約５mg入れ、先ず膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０２５８】
本実施例の有機発光素子１２によれば、正孔輸送層３として用いる正孔輸送層１９は陽極層２との安定な界面を形成するので、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇がほぼ０Ｖである有機発光素子１２を製作することができる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と混合層７とフタロシアニン類１１からなる３層構造の正孔輸送層１９であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０２５９】
本実施例では発光光を基板１側から取り出す構造の表示装置について述べたが、図１２に示す構造の有機発光素子２１を複数個有する表示装置にも適用可能である。有機発光素子２１は、基板１の上に本実施例で示した各々の層を陰極層６，電子輸送層５，発光層４，正孔輸送層３，陽極層２の順番で形成する。
【０２６０】
図１２に示す有機発光素子２１の場合においても正孔輸送層１９は陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子２１を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８と混合層７とフタロシアニン類１１からなる３層構造の正孔輸送層１９であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０２６１】
本実施例の表示装置の有機発光素子に負の電圧を印加する負電圧印加回路を備えても良い。負の電圧を印加する回路は例えば表示装置を起動する時や、停止する時などに例えば−６Ｖ程度の負の電圧を印加することにより、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。従って焼付きの少ない表示装置を提供することができる。
【０２６２】
本実施例において、発光層４の発光色を組み合わせて白色光を発光する表示装置は上述した他の実施例と同様に照明装置としても好適であり、特に液晶表示装置におけるバックライト照明装置に好適である。
【実施例１０】
【０２６３】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０２６４】
この実施例は、電圧駆動方式で駆動する表示装置における、有機発光素子１２の構造について図１と図１１を用いて説明する。本実施例で説明する有機発光素子１２は発光光を基板１側から取り出す構造の有機発光素子である。
【０２６５】
図１は本実施例の有機発光素子を示す断面図である。図１において有機発光素子１２は、基板１の上に、下部電極である陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，上部電極である陰極層６を備えており、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１と混合層１０からなる３層構造の正孔輸送層２０であることを特徴とする構造となっている。また本実施例で示す有機発光素子１２は、正孔輸送層２０の正孔輸送材料８が発光層４側に配置されることを特徴とする。
【０２６６】
基板１は例えば透明材料である石英，ガラス板，ポリエステル，ポリメチルメタクリレート，ポリカーボネート，ポリサルホン等のプラスチックフィルムやシート等が用いられる。
【０２６７】
基板１上に形成される有機発光素子１２の陽極層２は本実施例において、例えば透明な導電性材料であるインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ），ＳｎＯ2 もしくは、膜厚５０
ｎｍ程度の金（Ａｕ）をスパッタリング，真空蒸着法等によって基板１の一面に形成されている。
【０２６８】
陽極層２の上に、正孔輸送層３として図１１に示す正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１と混合層１０からなる３層構造の正孔輸送層２０を形成する。
【０２６９】
正孔輸送層２０は、真空蒸着法にて、膜厚５０ｎｍの正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１と混合層１０からなる３層構造膜を形成する。
【０２７０】
陽極層２の上に形成する混合層１０は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚７ｎｍの正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１の共蒸着膜で形成する。
【０２７１】
混合層１０を形成する正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用いた。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着する。
【０２７２】
混合層１０を形成するフタロシアニン類１１は、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いた。銅フタロシアニンの仕事関数は５.２ｅＶ である。このときＭｏ製昇華ボードに銅フタロシアニンを約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。
【０２７３】
このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。混合層１０を形成するにあたり、正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１の蒸着レートは１：１で共蒸着を行ったが、これに限定するものではない。また正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１の蒸着レートは一定と限るものではなく、任意の混合層１０の膜厚を形成する途中で蒸着レートを変動して、例えば陽極層２側のフタロシアニン類１１の濃度が高く、発光層４側のフタロシアニン類１１の濃度が低くても差し支えない。またその逆で、陽極層側のフタロシアニン類１１の濃度が低く、発光層４側のフタロシアニン類１１の濃度が高くても差し支えない。また、混合層１０のフタロシアニン類１１の濃度分布、または正孔輸送材料８の濃度分布を一定ではなく任意に変動しても差し支えない。混合層１０の膜厚は本実施例で示した７ｎｍに限定しない。
【０２７４】
混合層１０の上に形成するフタロシアニン類１１は、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いた。銅フタロシアニンの仕事関数は５.２ｅＶである。このときＭｏ製昇華ボードに銅フタロシアニンを約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。本実施例で示すフタロシアニン類１１の膜厚は３ｎｍである。
【０２７５】
フタロシアニン類１１の上に形成する正孔輸送材料８は、４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル膜（以下、α−ＮＰＤ膜と称する。）を用い真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍの正孔輸送材料８の層を形成した。Ｍｏ製昇華ボードにα−ＮＰＤを約６０mg入れ、α−ＮＰＤ膜の形成は蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着する。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０２７６】
正孔輸送層２０の膜厚は本実施例で示した５０ｎｍに限定しない。また混合層１０の膜厚は７ｎｍ、正孔輸送材料８の膜厚は４０ｎｍ、フタロシアニン類１１の膜厚は３ｎｍに限定しない。正孔輸送層２０の正孔輸送材料８と混合層１０とフタロシアニン類１１の膜厚比率は任意の膜厚比であっても差し支えない。正孔輸送層２０の正孔輸送材料８は次に形成する発光層４と接している。
【０２７７】
ここでいう発光層４は赤色，緑色，青色の発光材料があり、本実施例ではこれらどの発光色の材料を用いても差し支えない。また三重項材料を用いても差し支えない。
【０２７８】
青色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、真空蒸着法にて膜厚４０ｎｍのジスチリルアリーレン誘導体膜（以下、ＤＰＶＢｉと略記）を形成した。Ｍｏ製昇華ボートにＤＰＶＢｉの原料を、それぞれ約４０mg 入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±0.05ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０２７９】
緑色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウムとキナクリドンの共蒸着膜（以下、それぞれＡｌｑ，Ｑｃと称する。）を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＡｌｑ，
Ｑｃの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mg ずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０２８０】
赤色に発光する発光材料を発光層４として用いる場合は、二元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＡｌｑとナイルレッドの共蒸着膜（以下、Ｎｒと略記）を形成した。２個のＭｏ製昇華ボートにＡｌｑ，Ｎｒの原料を、それぞれ約１０mg，約５mg入れ、蒸着速度をそれぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成する。
【０２８１】
緑色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとイリジウム錯体（Ｉｒ(ｐｐｙ)３）の共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，Ｉｒ(ｐｐｙ)３の原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec,０.０１±０.００５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋Ｉｒ(ｐｐｙ)３共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０２８２】
赤色に発光する三重項（燐光）材料を発光層４として用いる場合は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍのＣＢＰとＰｔＯＥＰの共蒸着膜を形成する。２個のＭｏ製昇華ボードにＣＢＰ，ＰｔＯＥＰの原料を、それぞれ約４０mg，約１０mgずつ入れ、蒸着速度を、それぞれ０.４０±０.０５ｎｍ／sec，０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。ＣＢＰ＋ＰｔＯＥＰ共蒸着膜は赤色発光層として機能する。
【０２８３】
電子輸送層５は、真空蒸着法により膜厚２０ｎｍのＡｌｑ膜を形成する。このとき、
Ｍｏ製昇華ボードに原料を約４０mg入れ、蒸着速度を０.１５±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０２８４】
陰極層６の形成は、Ｍｏ製昇華ボートにＡｌ，ＬｉＦの原料をそれぞれ約１０mg，約５mg入れ、先ず膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを０.０１±０.００５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。このときのパターンはシャドウマスクを用いて形成した。
【０２８５】
本実施例の有機発光素子１２によれば、正孔輸送層３として用いる正孔輸送層２０は陽極層２との安定な界面を形成するので、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇がほぼ０Ｖである有機発光素子１２を製作することができる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８とフタロシアニン類
１１と混合層１０からなる３層構造の正孔輸送層２０であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。本実施例では発光光を基板１側から取り出す構造の表示装置について述べたが、図１２に示す構造の有機発光素子２１を複数個有する表示装置にも適用可能である。有機発光素子２１は、基板１の上に本実施例で示した各々の層を陰極層６，電子輸送層５，発光層４，正孔輸送層３，陽極層２の順番で形成する。図１２に示す有機発光素子２１の場合においても正孔輸送層２０は陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる。従って、陽極層２，正孔輸送層３，発光層４，電子輸送層５，陰極層６とを有した有機発光素子２１を複数個有し、電圧駆動方式で駆動する表示装置において、前記正孔輸送層３は正孔輸送材料８とフタロシアニン類１１と混合層１０からなる３層構造の正孔輸送層２０であることを特徴とする本実施例の表示装置は、焼付きを低減することができる。
【０２８６】
本実施例の表示装置の有機発光素子に負の電圧を印加する負電圧印加回路を備えても良い。負の電圧を印加する回路は例えば表示装置を起動する時や、停止する時などに例えば−６Ｖ程度の負の電圧を印加することにより、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。従って焼付きの少ない表示装置を提供することができる。
【０２８７】
本実施例において、発光層４の発光色を組み合わせて白色光を発光する表示装置は上述した他の実施例と同様に照明装置としても好適であり、特に液晶表示装置におけるバックライト照明装置に好適である。
【実施例１１】
【０２８８】
以下、本発明の表示装置の実施例について図１３，図１４を用いて説明する。図１３は図１４に示すＡ−Ａ′に沿う断面図である。図１４は本実施例の表示装置における画素領域の平面図である。
【０２８９】
本実施例における表示装置の特徴は、複数の画素とこの画素を駆動する薄膜トランジスタを有し、電圧駆動方式で駆動するアクティブ型表示装置において、前記複数の画素にはそれぞれ有機発光素子を有しており、該有機発光素子は、基板上に、下部電極である陽極層、正孔輸送層，発光層，電子輸送層、上部電極である陰極層を有して構成され、前記陽極層側から前記有機発光層の発光光を取り出すものであり、前記陽極層は、低抵抗材料からなる補助電極に接続されており、該有機発光素子は、前記陰極層，前記電子輸送層，前記発光層，前記正孔輸送層，前記陽極層の順に形成され、前記正孔輸送層は正孔輸送材料と金属酸化材料またはフタロシアニン類とで構成された実施例１〜１０記載の正孔輸送層３を有する有機発光素子１２であることを特徴とする。
【０２９０】
以下、この実施例の有機発光表示装置の製造方法について説明する。
【０２９１】
ガラス基板１１６上に減圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ法）を用いて膜厚５０ｎｍのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を形成する。次に、膜全面をレーザアニールした。これにより、ａ−Ｓｉが結晶化され、多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）となった。次に、ｐ−
Ｓｉ膜を、ドライエッチングでパターン化し、第１トランジスタ１０１の活性層１０３，第２トランジスタ１０２の活性層１０３′、及び容量下部電極１０５を形成した。
【０２９２】
次に、プラズマ増強化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ法）を用いゲート絶縁膜１１７として膜厚１００ｎｍのＳｉＯ2膜を形成した。
【０２９３】
次に、ゲート電極１０７，１０７′として膜厚５０ｎｍのＴｉＷ膜をスパッタリング法により作製し、パターニングした。併せて、走査線１０６、及び容量上部電極１０８もパターニングした。
【０２９４】
次に、イオン注入法によりゲート絶縁膜１１７の上部から、パターン化されたｐ−Ｓｉ層にＮイオンを注入した。上部にゲート電極がある領域にはＮイオンが注入されず、活性層１０３及び１０３′となる。
【０２９５】
次に、基板１１６を不活性Ｎ2 雰囲気下で、加熱活性化処理を行い、ドーピングが有効に行われるようにした。その上に、第１層間絶縁層１１８として窒化シリコン(ＳｉＮX)膜を成膜した。膜厚は２００ｎｍである。
【０２９６】
次に、活性層１０３及び１０３′の両端上部のゲート絶縁膜１１７及び第１層間絶縁膜１１８に、コンタクト正孔を形成した。さらに、第２トランジスタのゲート電極１０７′上部の第１層間絶縁膜１１８にコンタクト正孔を形成した。その上に、スパッタリング法にて膜厚５００ｎｍのＡｌ膜を形成する。ホトリソグラフティ工程により信号線１０９，電源線１１０を形成する。また、第１トランジスタ１０１のソース電極１１２及びドレイン電極１１３，第２トランジスタ１０２のソース電極１１２′及びドレイン電極１１３′を形成する。
【０２９７】
容量下部電極１０５と第１トランジスタ１０１のドレイン電極１１３を接続する。また、第１トランジスタ１０１のソース電極１１２と信号線１０９を接続する。また、第１トランジスタのドレイン電極１１３を第２トランジスタのゲート電極１０７′に接続する。また、第２トランジスタのドレイン電極１１３′を電源線１１０に接続する。また、容量上部電極１０８を電源線１１０に接続する。
【０２９８】
次に、第２層間絶縁膜１１９としてＳｉＮX 膜を成膜した。膜厚は５００ｎｍである。第２トランジスタのドレイン電極１１３′上部にコンタクト正孔を設ける。その上にスパッタリング法を用いて、厚さ１５０ｎｍのＡｌ膜を形成し、ホトリソグラフティ法を用いて陰極層１１５を形成する。
【０２９９】
次に、第３層間絶縁膜１２０として、スピンコート法を用い、ＪＳＲ社製ポジ型感光性保護膜（ＰＣ４５２）を形成し、ベーク処理を行った。ＰＣ４５２で形成された第３層間絶縁膜１２０の膜厚は１μｍで、陰極層１１５のエッジを３μｍ覆った。
【０３００】
陰極層１１５まで形成したガラス基板１１６をアセトン，純水の順に、それぞれ超音波洗浄を３分間行った。洗浄後、スピン乾燥させた。
【０３０１】
次に、画素となる有機発光素子の構造を説明する。陰極層１１５上に、ＬｉＦ１２４を真空蒸着法により０.５ｎｍ形成した。パターン形成はシャドウマスクを用いた。
【０３０２】
その上に、真空蒸着法により膜厚２０ｎｍのＡｌｑ膜を形成した。Ａｌｑ膜は、電子輸送層１２３として機能する。パターン形成はシャドウマスクを用いた。その上に、二元同時真空蒸着法にて、膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウムとキナクリドンの共蒸着膜（以下、それぞれ、Ａｌｑ，Ｑｃと略記）を形成した。蒸着速度を、４０：１に制御して蒸着した。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は、発光層１２２として機能する。パターン形成はシャドウマスクを用いた。発光層１２２は、実施例１〜１０記載の発光層４の発光材料を用いても差し支えない。次に正孔輸送層１２１として実施例１〜１０記載の正孔輸送層を形成する。正孔輸送層１２１は陽極層１２５から発光層１２２へ正孔を輸送する層として機能する。実施例１〜１０記載の正孔輸送層１２１は陽極層１２５との安定な界面を形成するので、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇をほぼ０Ｖに抑制することができる。
【０３０３】
次に、スパッタリング法により、膜厚１００ｎｍのＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜（以下、ＩＺＯ膜と略記）を形成した。同膜は陽極層１２５として機能し、非晶酸化物膜である。ターゲットには、Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｚｎ）＝０.８３ であるターゲットを用いた。成膜条件は、Ａｒ：Ｏ2 混合ガスを雰囲気として真空度１Ｐａ、スパッタクリング出力を０.２Ｗ／cm2 とした。Ｉｎ−ＺｎＯ膜からなる陽極層１２５は陽極として機能し、その透過率は８０％であった。次に、スパッタング法により、膜厚５０ｎｍのＳｉＯｘＮｙ膜を形成した。同膜は保護層１２６として機能する。
【０３０４】
本実施例の有機発光素子は、発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇をほぼ０Ｖに抑制することができるので、焼付きが少ない表示装置を提供できる。
【０３０５】
本実施例の表示装置の有機発光素子に負の電圧を印加する負電圧印加回路を備えても良い。負の電圧を印加する回路は例えば表示装置を起動する時や、停止する時などに例えば−６Ｖ程度の負の電圧を印加することにより、有機発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。従って焼付きの少ない表示装置を提供することができる。
【０３０６】
本実施例の発光層１２２は実施例１〜１０記載の赤色，緑色，青色発光材料を組み合わせて白色を発光する表示装置は、照明装置としても好適であり、カラーフィルタと組み合わせることによりカラー画像表示装置としても好適であり、また上述した他の実施例と同様に液晶表示装置におけるバックライト照明装置としても好適である。
【実施例１２】
【０３０７】
この実施例は、陽極層２と、正孔輸送層３と、発光層４と、電子輸送層５と、陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、前記複数の画素とこの画素を駆動する薄膜トランジスタを有するアクティブ型有機発光表示装置において、前記有機発光素子１２は実施例１〜１０記載の正孔輸送層３を有する有機発光素子１２であることを特徴とする表示装置について述べる。
【０３０８】
図１５は第１２の実施例である、電圧駆動方式有機ＥＬディスプレイの構成図である。表示領域２０２には画素２０１がマトリクス状に配置されており、画素２０１には垂直方向配線群２０３及び水平方向配線群２０４が接続されている。また垂直方向配線群２０３の一端は信号及び電源電圧出力回路２０５に、水平方向配線群２０４の一端は垂直走査回路２０６に接続されている。図面を簡略化するために図１５には６画素しか記載していないが、実際には本実施例における画素数は２４０画素（水平）×ＲＧＢ×３２０画素（垂直）である。また表示領域２０２内における画素は全て同一のガラス基板上に設けられている。
【０３０９】
次に上記画素２０１の構成を説明する。
【０３１０】
図１６は上記画素２０１の画素回路図である。垂直方向配線群２０３は信号線２１６と電源線２１７より構成されており、また水平方向配線群２０４はリセット線２１８と電源制御線２１９により構成される。各画素２０１には有機発光素子１２が設けられており、有機発光素子１２の一端は共通電極に接続され、他端は電源制御スイッチ２１２及び駆動ＴＦＴ  ２１３を介して電源線２１７に接続されている。駆動ＴＦＴ  ２１３のゲート−ドレイン間にはリセットスイッチ２１４が接続されている。また駆動ＴＦＴ  ２１３のゲートは記憶容量２１５を介して信号線２１６に接続されている。なおリセットスイッチ
２１４はリセット線２１８，電源制御スイッチ２１２は電源制御線２１９により制御される。
【０３１１】
次に第１２の実施例の動作について説明する。
【０３１２】
垂直走査回路２０６によって書込みを選択された画素２０１では、始めに電源制御スイッチ２１２がオンすることによって、有機発光素子１２が駆動ＴＦＴ  ２１３に接続され、更にリセット線９によってリセットスイッチ２１４がオンになると、リセットスイッチ２１４によってダイオード接続された駆動ＴＦＴ  ２１３と有機発光素子１２は、電源制御スイッチ２１２によって電源線２１７に接続され電流が流れる。次いで電源制御スイッチ２１２がオフすると、駆動ＴＦＴ  ２１３のドレイン端が閾値電圧Ｖｔｈになった時点で、駆動ＴＦＴ  ２１３はターンオフする。このとき信号線２１６には映像信号電圧が印加されており、この映像信号電圧と上記閾値電圧Ｖｔｈの差が記憶容量２１５に入力される。次いでリセットスイッチ２１４がオフになった時点で、この画素への信号電圧書込みは終了する。このようにして、フレーム期間の前半では各画素への信号電圧書込みが順次行われる。
【０３１３】
画素への書込みが完了すると、フレーム期間の後半が画素の階調発光期間である。この期間には信号線２１６には下に凸の三角波電圧が入力される。このとき信号線２１６の電圧値が先に書込まれた映像信号電圧より小さい期間では、駆動ＴＦＴ  ２１３のゲート電圧は先の閾値電圧Ｖｔｈであるため、有機発光素子１２は点灯状態になる。従ってあらかじめ書込まれた映像信号電圧値と信号線２１６に印加される三角波電圧の大小関係によって、有機発光素子１２のフレーム期間の後半内の点灯時間が規定される。従って有機発光素子１２は映像信号電圧に対応する発光期間で点灯し、電圧駆動方式によって輝度階調を実現することができる。
【０３１４】
なおこのような画素等価回路を有する有機ＥＬディスプレイの回路構成及びその駆動方法に関しては、特開２００３−１２２３０１号に詳しく記載されている。
【０３１５】
なお本実施例においては有機発光素子１２に代えて、図１２に示す有機発光素子２１を用いることも可能であるが、その場合は電流の方向が逆転するため、ＴＦＴのｎ形とｐ形の極性を入れ替え、電圧の関係も反転させる必要があることは言うまでもない。
【０３１６】
本実施例で用いる有機発光素子１２は実施例１〜１０記載の正孔輸送層３を有する有機発光素子１２を用いているため、陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる有機発光素子１２を製作することができる。
【０３１７】
このように電圧駆動方式で駆動する場合、実施例１〜１０記載の正孔輸送層で構成された有機発光素子１２は、陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる有機発光素子１２を製作することができるので、焼付きが少ない表示装置を提供することができる。
【実施例１３】
【０３１８】
この実施例は、陽極層２と、正孔輸送層３と、発光層４と、電子輸送層５と、陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、前記複数の画素とこの画素を駆動する薄膜トランジスタを有するアクティブ型有機発光表示装置において、前記有機発光素子１２は実施例１〜１０記載の正孔輸送層３を有する有機発光素子１２であることを特徴とする表示装置について述べる。
【０３１９】
第１３の実施例である、電流駆動方式有機ＥＬディスプレイの構成図は、図１５に示した第１２の実施例における有機ＥＬディスプレイの構成図と基本的には同様であるために説明は省略する。
【０３２０】
以下に本実施例における画素２３３の構成を説明する。
【０３２１】
図１７は上記画素２３３の画素回路図である。画素２３３には有機発光素子１２が設けられており、有機発光素子１２の一端は共通電極に接続され、他端はＡＺＢスイッチ222，駆動ＴＦＴ(Thin Film-Transistor)２２３を介して電源線２２９に接続されている。駆動ＴＦＴ  ２２３のゲート−ドレイン間にはＡＺスイッチ２２４が、ゲート−ソース間には記憶容量２２７が接続されている。また駆動ＴＦＴ  ２２３のゲートはオフセットキャンセル容量２２５及び画素スイッチ２２６を介して信号線２２８に接続されている。なおＡＺＢスイッチ２２２はＡＺＢ制御線２３２、ＡＺスイッチ２２４はＡＺ制御線２３１、画素スイッチ２２６はゲート線２３０により制御される。
【０３２２】
次に本従来例の動作について説明する。
【０３２３】
書込みを選択された画素では、始めにゲート線２３０によって画素スイッチ２２６がオン、ＡＺ制御線２３１によってＡＺスイッチ２２４がオン、になる。このときＡＺＢスイッチ２２２はオンであるため、有機発光素子１２にはダイオード接続された駆動ＴＦＴ  ２２３を介して電源線２２９から電流が流れる。次にＡＺＢ制御線２３２によってＡＺＢスイッチ２２２がオフすると、駆動ＴＦＴ  ２２３のドレイン端が閾値電圧Ｖｔｈになった時点で、駆動ＴＦＴ  ２２３はターンオフする。このとき信号線２２８には「０レベル」の信号電圧が印加されており、この電圧と上記閾値電圧Ｖｔｈの差がオフセットキャンセル容量２２５に入力される。次いでＡＺ制御線２３１によってＡＺスイッチ２２４がオフした後に信号線２２８には映像信号電圧が印加される。このとき駆動ＴＦＴ  ２２３のゲートには上記閾値電圧Ｖｔｈに上記映像信号電圧に対応した電圧が生じ、この電圧はゲート線２３０によって画素スイッチ２２６がオフすることによって、記憶容量２２７に記憶される。この後ＡＺＢスイッチ２２２がオンすることによって、画素への信号電圧書込みが完了し、有機発光素子１２は上記映像信号電圧に対応した輝度で次の書込み期間まで発光を続ける。
【０３２４】
なおこのような画素等価回路を有する有機ＥＬディスプレイの回路構成及びその駆動方法に関しては、例えば1998 SID Digest of Technical Papers, pp.11-14 等に詳しく記載されている。
【０３２５】
なお本実施例においては有機発光素子１２に代えて、図１２に示す有機発光素子２１を用いることも可能であるが、その場合は電流の方向が逆転するため、ＴＦＴのｎ形とｐ形の極性を入れ替え、電圧の関係も反転させる必要があることは言うまでもない。
【０３２６】
本実施例で用いる有機発光素子１２は実施例１〜１０記載の正孔輸送層３を有する有機発光素子１２を用いているため、陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる有機発光素子１２を製作することができる。
【０３２７】
このように電流駆動方式で駆動する場合、実施例１〜１０記載の正孔輸送層で構成された有機発光素子１２は、陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる有機発光素子１２を製作することができるので、消費電力が小さい表示装置を提供することができる。
【実施例１４】
【０３２８】
この実施例は、陽極層２と、正孔輸送層３と、発光層４と、電子輸送層５と、陰極層６とを有した有機発光素子１２を複数個有し、単純マトリクス型有機発光表示装置において、有機発光素子１２は実施例１〜１０記載の正孔輸送層３を有する有機発光素子１２であることを特徴とする表示装置について述べる。
【０３２９】
図１８は第１４の実施例である、単純マトリクス型有機ＥＬディスプレイの構成図である。表示領域２４２には画素２４１がマトリクス状に配置されており、画素２４１には垂直方向配線２４３及び水平方向配線２４４が接続されている。また垂直方向配線２４３の一端は水平信号回路２４５に、水平方向配線２４４の一端は垂直信号回路２４６に接続されている。図面を簡略化するために図１８には６画素しか記載していないが、実際には本実施例における画素数は９６画素（水平）×ＲＧＢ×９６画素（垂直）である。また表示領域２４２内における画素は全て同一のガラス基板上に設けられている。
【０３３０】
なお各画素２４１には、垂直方向配線２４３及び水平方向配線２４４間に、有機発光素子１２が設けられている。
【０３３１】
次に本従来例の動作について説明する。
【０３３２】
垂直信号回路２４６は駆動電圧を順次、水平方向配線２４４に印加する。この印加走査に合せて、水平信号回路２４５は発光駆動電圧ないし発光駆動電流を垂直方向配線２４３に入力する。このとき垂直信号回路２４６によって選択された画素２４１は、選択された期間内、水平信号回路２４５によって入力された発光駆動電圧ないし発光駆動電流に対応する発光を行う。この走査を繰り返すことにより、表示領域２４２上には画像が表示される。
【０３３３】
このように前記単純マトリクス表示装置を駆動する方式は電圧駆動方式であっても電流駆動方式であっても差し支えない。
【０３３４】
電圧駆動方式で駆動する場合、実施例１〜１０記載の正孔輸送層で構成された有機発光素子１２は、陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる有機発光素子１２を製作することができるので、焼付きが少ない表示装置を提供することができる。
【０３３５】
また、電流駆動方式で駆動する場合、実施例１〜１０記載の正孔輸送層で構成された有機発光素子１２は、陽極層２との安定な界面を形成するので発光経過時間に伴う駆動電圧の上昇を抑制できる有機発光素子１２を製作することができるので、消費電力が小さい表示装置を提供することができる。
【０３３６】
なお本実施例においても、有機発光素子１２に代えて、図１２に示す有機発光素子２１を用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０３３７】
本発明を用いれば、焼付きの少ない薄型自発光表示装置が実現可能であり、テレビや各種情報端末等の表示装置や照明器具等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０３３８】
【図１】本発明の実施例１の有機発光素子を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１の正孔輸送層を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２の正孔輸送層を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３の正孔輸送層を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例４の正孔輸送層を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例５の正孔輸送層を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例６の正孔輸送層を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例７の正孔輸送層を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例８の正孔輸送層を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施例９の正孔輸送層を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施例１０の正孔輸送層を示す断面図である。
【図１２】発光光を基板１側とは逆側から取り出す構造の有機発光素子を示す断面図である。
【図１３】図１４に示すＡ−Ａ′に沿う断面図である。
【図１４】本発明の実施例１３を示す画素領域の平面図である。
【図１５】本発明の実施例１２のディスプレイ構成図である。
【図１６】本発明の実施例１２の画素回路図である。
【図１７】本発明の実施例１３の画素回路図である。
【図１８】本発明の実施例１４のディスプレイ構成図である。
【符号の説明】
【０３３９】
１，１１６…基板、２，１２５…陽極層、３，１２１…正孔輸送層、４，１２２…発光層、５，１２３…電子輸送層、６，１１５…陰極層、７…混合層、８…正孔輸送材料、９…金属酸化材料、１２…有機発光素子、１０１…第１トランジスタ、１０２…第２トランジスタ、１０３…活性層、１０５…容量下部電極、１０６…走査線、１０７…ゲート電極、１０８…容量上部電極、１０９，２１６，２２８…信号線、１１２，１１２′…ソース電極、１１３…ドレイン電極、１１７…ゲート絶縁膜、１１８…第１層間絶縁膜、１１９…第２層間絶縁膜、１２０…第３層間絶縁膜、１２４…ＬｉＦ、１２６…保護層、１２７…バッファ層、１２８…補助電極、１３６…平坦化層、１４１，２０１，２３３…画素、１４２，２０２…表示領域、１４３…垂直方向配線、１４４…水平方向配線、１４５…水平信号回路、１４６…垂直信号回路、２０３…垂直方向配線群、２０４…水平方向配線群、２０５…電源電圧出力回路、２０６…垂直走査回路、２０９…リセット線、２１２…電源制御スイッチ、２１３，２２３…駆動ＴＦＴ、２１４…リセットスイッチ、２１５，
２２７…記憶容量、２１７，２２９…電源線、２１８…リセット線、２１９…電源制御線、２２２…ＡＺＢスイッチ、２２４…ＡＺスイッチ、２２５…オフセットキャンセル容量、２２６…画素スイッチ、２３０…ゲート線、２３１，２３２…ＡＺＢ制御線。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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