(57)【要約】      （修正有）【課題】定電流駆動で高い色純度の具現が可能な有機電界発光素子の提供。【解決手段】フルカラー有機電界発光素子によって、従来の蛍光物質を用いて表現される赤色と緑色と青色のうち、赤色及び青色のサブ画素が燐光物質を含み、緑色のサブ画素が蛍光物質を含んだ発光層とを含み、燐光物質で形成された発光層上にのみホール遮断層（ＨＢＬ）を形成する。これを用いた能動マトリックス型表示素子の提供を可能にし、並びに、表示素子の消費電力を低減し製品の競争力を高た大面積フルカラー表示素子の製作を可能にする。【選択図】図４
2008147691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色と緑色と青色を表示する複数のサブ画素領域が定義された基板と；
前記基板上に構成された駆動素子と；
前記駆動素子と接触する、ホールを注入する第１電極と；
前記第１電極の上部に構成された、電子を注入する第２電極と；
前記第１電極と第２電極間に配置された発光層であって、赤色及び青色のサブ画素が燐光物質を含み、緑色のサブ画素が蛍光物質を含んだ発光層と、
を含み、
燐光物質で形成された発光層上にのみホール遮断層（ＨＢＬ）が形成されることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）及びインジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）中一つを選択して形成したことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記第２電極は、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）及びマグネシウム（Ｍｇ）中一つを選択して形成したことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記第２電極は、フッ化リチウム／アルミニウム（ＬｉＦ／Ａｌ）の二重金属層で形成したことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記第１電極と発光層の間にはホール注入層（ＨＩＬ）とホール輸送層（ＨＴＬ）がさらに構成され、前記第２電極と発光層の間には電子輸送層（ＥＴＬ）がさらに構成されたことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
前記燐光物質で形成された発光層と前記電子輸送層（ＥＴＬ）の間にホール遮断層（ＨＢＬ）がさらに構成されたことを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
基板と；
前記基板上に第１方向に形成された、ホールを注入する第１電極と；
前記第１電極の上部に前記第１方向に垂直な第２方向に形成された、前記第１電極と一緒に複数のサブ画素領域を定義する、電子を注入する第２電極と；
第１電極と第２電極の交差地点に配置された、赤色と緑色と青色を表示する複数のサブ画素領域と；
前記第１電極と第２電極間に配置された発光層であって、赤色及び青色のサブ画素が燐光物質を含み、緑色のサブ画素が蛍光物質を含んだ発光層と、
を含み、
燐光物質を含む発光層上にのみホール遮断層（ＨＢＬ）が形成されることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項８】
前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）及びインジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）中一つを選択して形成したことを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子。
【請求項９】
前記第２電極は、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）及びマグネシウム（Ｍｇ）中一つを選択して形成したことを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子。
【請求項１０】
前記第２電極は、フッ化リチウム／アルミニウムの二重金属層で形成したことを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
前記第１電極と発光層の間にはホール注入層（ＨＩＬ）とホール輸送層（ＨＴＬ）がさらに構成され、前記第２電極と発光層の間には電子輸送層（ＥＴＬ）がさらに構成されたことを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
前記燐光物質で形成された発光層と前記電子輸送層（ＥＴＬ）の間にホール遮断層（ＨＢＬ）がさらに構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
赤色と緑色と青色を表示する複数のサブ画素領域を基板上に形成する段階と；
前記基板上に駆動素子を形成する段階と；
前記駆動素子と接触する、ホールを注入する第１電極を形成する段階と；
前記第１電極上部に電子を注入する第２電極を形成する段階と；
前記第１電極と第２電極間に配置された発光層であって、赤色及び青色のサブ画素が燐光物質を含み、緑色のサブ画素が蛍光物質を含んだ発光層を形成する段階と、
燐光物質を含む発光層上にのみホール遮断層（ＨＢＬ）が形成される段階と、
を含むことを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）及びインジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）中一つを選択して形成したことを特徴とする請求項１３に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記第２電極は、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）及びマグネシウム（Ｍｇ）中一つを選択して形成したことを特徴とする請求項１３に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記第２電極は、フッ化リチウム／アルミニウムの二重金属層で形成したことを特徴とする請求項１３に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１電極と発光層の間にホール注入層（ＨＩＬ）とホール輸送層（ＨＴＬ）を形成する段階と；
前記第２電極と発光層の間に電子輸送層（ＥＴＬ）を形成する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記燐光物質で形成された発光層と前記電子輸送層（ＥＴＬ）の間にホール遮断層（ＨＢＬ）を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１９】
基板上にホールを注入する第１電極を第１方向に形成する段階と；
前記第１電極上部に、電子を注入する第２電極を前記第１方向に垂直な第２方向に形成する段階と；
前記第１電極と第２電極の交差地点に、赤色と緑色と青色を表示する複数のサブ画素領域を形成する段階と；
前記第１電極と第２電極間において配置された発光層であって、赤色及び青色のサブ画素が燐光物質を含み、緑色のサブ画素が蛍光物質を含んだ発光層を形成する段階と、
燐光物質を含む発光層上にのみホール遮断層（ＨＢＬ）が形成される段階と、を含むことを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記第１電極は、インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）及びインジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）中一つを選択して形成したことを特徴とする請求項１９に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２１】
前記第２電極は、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）及びマグネシウム（Ｍｇ）中一つを選択して形成したことを特徴とする請求項１９に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２２】
前記第２電極は、フッ化リチウム／アルミニウムの二重金属層で形成したことを特徴とする請求項１９に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２３】
前記第１電極と発光層の間にホール注入層（ＨＩＬ）とホール輸送層（ＨＴＬ）を形成する段階と；
前記第２電極と発光層の間に電子輸送層（ＥＴＬ）を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２４】
前記燐光物質で形成された発光層と前記電子輸送層（ＥＴＬ）の間にホール遮断層（ＨＢＬ）を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機電界発光素子に関し、特に、低電流駆動で高い色純度の具現が可能な有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、有機電界発光素子は、蛍光または燐光効率が優秀な有機化合物を用いているために分子設計及び合成によって多様なバンドギャップを有する物質を容易に開発でき、製作温度が低いためにガラスだけでなくプラスチック基板等にも製作できるので応用可能性が高い。
【０００３】
図１は、従来の有機電界発光素子の概略的な断面図である。
図示したように、有機電界発光素子１０は、電子注入電極である第１電極１２と正孔注入電極である第２電極１４と、前記２つの電極間に介在する有機膜１６で構成される。
【０００４】
前記有機膜１６は、前記第１電極１２と接触したホール輸送層（Hole Transporting Layer：ＨＴＬ）１６ａと、前記第２電極１４と接触した電子輸送層（Electron Transporting Layer：ＥＴＬ）１６ｃと、前記ホール輸送層１６ａと電子輸送層１６ｃ間で印加された電界によって発光する電界発光有機膜（以下「発光層」と称する）１６ｂで構成される。
【０００５】
前述した構成を有する有機電界発光素子１０は、前記第１電極と第２電極から発光層（light Emitting Material Layer：ＥＭＬ）内部に注入された電子と正孔が結合した励起子が励起状態から基底状態に落ちる時発光する素子である。
【０００６】
前記電子輸送層１６ｃとホール輸送層１６ａを前述のように構成すれば、量子効率を高めることができ、キャリアを直接注入せずに輸送層通過の２段階注入過程を通して駆動電圧を低めることができる長所がある。
【０００７】
また、前記発光層１６ｂに注入された電子とホールが発光層を経て反対側電極に移動するときに反対側輸送層に塞がることによって再結合調節が可能になる。これによって発光効率を向上させることができる。
【０００８】
前述したような動作特性を有する有機電界発光素子１０を表示素子で用いる場合、複数の画素領域が定義された大面積基板に前述したような基本構造の有機電界発光素子を製作すればよい。
このとき、前記画素領域は、赤色と緑色と青色を表示するサブ画素領域で構成され、前記異なる光を表現するために各サブ画素領域毎に異なる有機物質を用いてパターニングする。
【０００９】
図２は、従来のフルカラー有機電界発光素子の概略的な断面図である。
一般的に、受動マトリックス型有機電界発光素子の平面的構成は、基板３０上に平面的に相互離隔して１方向に構成された複数の第１電極３２と、前記第１電極３２上部に構成された多層有機膜３４と、前記有機膜３４の上部に構成された、前記第１電極３２と垂直に交差する、サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ及びＢＰを定義する、１方向に所定間隔離隔して形成された第２電極３６で構成される。
【００１０】
前記多層有機膜３４は、正孔注入層（Hole Induced Layer：ＨＩＬ）３４ａと正孔輸送層（Hole Transporting Layer：ＨＴＬ）３４ｂと発光層３４ｃと電子輸送層３４ｄからなる多層で構成される。
【００１１】
前記多層有機膜３４と前記第２電極３６は、縦方向に構成されたサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰの上部で複数の画素に沿って延ばして形成される。
すなわち、前記有機膜３４と第２電極３６は、前記縦方向に構成された画素部の上部に相互独立的に構成される。
【００１２】
フルカラーを具現する有機電界発光素子を前述した構成にする場合には各サブ画素領域（ＲＰ、ＧＰ、ＢＰ）毎に異なる発光層３４ｃを独立的にパターニングする。
【００１３】
図３は、前記発光物質のエネルギー状態を示した図面である。
一般的に、発光は前記第１電極と第２電極から注入された電子と正孔が再結合した励起子が基底状態になるときに起こる。
このとき、スピンＳ＝１／２である前記電子と正孔が励起子を形成し、２スピンが逆対称で配列されるＳ＝０である一重項状態２０と、２スピンが対称で配列されるＳ＝１である三重項状態２２が１対３の比率で生成される。
【００１４】
交換相互作用エネルギーによって一重項状態より三重項状態２２のエネルギーのほうが低いが、一重項状態２０から三重項状態に転移することはスピンが変わるので許容されない。しかしスピン軌道結合によって一重項状態は三重項状態２２に転移することができる。
【００１５】
有機分子の底状態２４は、スピン一重項状態であるので、量子力学的選択率によると三重項励起子は一重項である底状態で光を出して遷移することが禁止されるが、一重項励起子は光を出して底状態に遷移して蛍光を発する。ところでスピン−軌道結合のような攝動によって三重項励起子も光を出して遷移できるがこれを燐光という。
【００１６】
したがって、蛍光物質を用いる素子の場合、三重項励起子が総発光に寄与できないことにより一重項励起子のみを利用するためのエネルギー効率や物質の寿命を考慮すれば、三重項励起子を利用する燐光物質を用いることが効率的なことが分かる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従来は、主に多く商品化されている蛍光物質を利用して、発光層を形成してきた。
しかし、前記発光層を形成するために蛍光物質のみを用いると十分な効率が得られなくなる。
すなわち、蛍光物質のみを用いる場合、各赤色と緑色と青色に発光する有機物質毎に発光効率が同一でないために、ある有機物質が同一のレベルの電流で駆動する場合、残りの色を発光する有機膜に比べて発光効率が低くなることがある。
【００１８】
したがって、フルカラー有機電界発光素子の製作時に、白色の色純度を合わせるために、一部有機物質の駆動電流を高める方法で発光効率を大きくして白色純度を合わせた。
しかし、これは高い駆動電流を必要とするために消費電力が高まる問題がある。
【００１９】
本発明は前述したような問題を解決する目的で案出されたものであり、本発明によるフルカラー有機電界発光素子によって、従来の蛍光物質を用いて表現される赤色と緑色と青色のうち発光効率が低い色には燐光物質を用い、残りの色には蛍光物質を用いた能動マトリックス型表示素子を製作する。
【００２０】
前述したような本発明による構成は、表示素子の消費電力を低減し製品の競争力を高める一方で大面積フルカラー表示素子の製作を可能にすることを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前述したような目的を達成するための有機電界発光素子は、赤色と緑色と青色を表示する複数のサブ画素領域が定義された基板と、前記基板上に構成された駆動素子と、前記駆動素子と接触する、ホールを注入する第１電極と、前記第１電極の上部に構成された、電子を注入する第２電極と、前記第１電極と第２電極間において、前記複数のサブ画素領域中少なくとも一つのサブ画素領域に燐光物質で形成された発光層を含む。
【００２２】
また、前述したような目的を達成するための他の有機電界発光素子は、赤色と緑色と青色を表示する複数のサブ画素領域が定義された基板と、前記基板上に第１方向に形成された、ホールを注入する第１電極と、前記第１電極の上部に前記第１方向に垂直な第２方向に形成された、前記第１電極と一緒に前記複数のサブ画素領域を定義する、電子を注入する第２電極と、前記第１電極と第２電極間において、前記複数のサブ画素領域中少なくとも一つのサブ画素領域に燐光物質で形成された発光層を含む。
【００２３】
また、前述したような目的を達成するための有機電界発光素子の製造方法は、赤色と緑色と青色を表示する複数のサブ画素領域が定義された基板上に駆動素子を形成する段階と、前記駆動素子と接触する、ホールを注入する第１電極を形成する段階と、前記第１電極の上部に、前記複数のサブ画素領域中少なくとも一つのサブ画素領域に燐光物質で形成される発光層を形成する段階と、前記発光層上部に電子を注入する第２電極を形成する段階とを含む。
【００２４】
また、前述したような目的を達成するための他の有機電界発光素子の製造方法は、赤色と緑色と青色を表示する複数のサブ画素領域が定義された基板上にホールを注入する第１電極を第１方向に形成する段階と、前記第１電極の上部に、前記複数のサブ画素領域中少なくとも一つのサブ画素領域に燐光物質で形成される発光層を形成する段階と、前記発光層上部に、前記第１電極とともに前記複数のサブ画素領域を定義する、電子を注入する第２電極を前記第１方向に垂直な第２方向に形成する段階とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付した図面を参照しながら本発明による望ましい実施例を説明する。
本発明の一つの実施例はフルカラー能動マトリックス型有機電界発光素子を構成する発光層の一部を電気燐光物質で形成することを特徴とする。
【００２６】
図４は本発明の一つの実施例による有機電界発光素子の概略的な断面図である。
図示したように、画素領域（図示せず）が定義された透明なプラスチック基板またはガラス基板１００上に駆動素子Ｔを形成する。
前記画素領域は赤色、緑色、青色のための複数のサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰで構成され、サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰの一側にはスイッチング素子（図示せず）が形成され、駆動素子Ｔはスイッチング素子の信号によって第１電極１１２を駆動する。
【００２７】
前記スイッチング素子と駆動素子Ｔは、ゲート電極１０２とソース電極及びドレイン電極１０４、１０６とアクティブ層１０８からなる薄膜トランジスタＴを用いる。
前記サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰの一側には前記スイッチング素子及び駆動素子Ｔと連結されたストレージキャパシタ（図示せず）を構成する。
【００２８】
前述した構成で、前記サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰに多層有機膜１２０を構成し、前記有機膜１２０をはさんで第１電極１１２と第２電極１２４を構成する。
一般的に、前記第１電極１１２は仕事関数が高い金属中インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）またはインジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）のような透明な導電性金属を用いて形成し、前記第２電極１２４は仕事関数が低い金属中カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等で構成された金属中の一つを選択して、あるいはフッ化リチウム／アルミニウム（ＬｉＦ／Ａｌ）のような二重金属層で形成する。
【００２９】
前記第１電極１１２は、前記有機膜１２０にホールを注入するホール注入電極であって、前記ドレイン電極１０６と連結されて信号電流の印加を受ける。
前記第２電極１２４は、前記有機膜１２０に電子を注入する電子注入電極であって、基板上に別途に構成された共通配線（図示せず）に連結されて形成される。
前記スイッチング素子（図示せず）は、基板１００に１方向で構成されたゲート配線（図示せず）とデータ配線（図示せず）と連結されて構成される。
【００３０】
図示したように、赤色と緑色と青色を表示するサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰが集まって単一画素領域をなし、各画素領域には第１電極１１２とホール注入層１２０ａとホール輸送層１２０ｂと発光層１２０ｃと電子輸送層１２０ｅと第２電極１２４が構成される。
【００３１】
本発明は、赤色と青色と緑色を表示する各サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰの発光効率を同一にするために燐光物質と蛍光物質を選択的に用いることを特徴とし、特に前記一つの実施例は、効率が低い赤色サブ画素領域ＲＰの発光層１２０ｃを燐光物質で形成し、残りの緑色及び青色サブ画素領域ＧＰ、ＢＰの発光層は蛍光物質で形成することを特徴とする。他の実施例では緑色または青色サブ画素領域ＧＰ、ＢＰ中の一つの発光層を燐光物質で形成して残りのサブ画素領域の発光層は蛍光物質で形成することが可能なことは明白である。
【００３２】
このような構成で、前記赤色を表示するサブ画素領域ＲＰの発光層１２０ｃは燐光物質を蒸着しパターン形成する。
前記燐光物質は、前述した理由によって低電流駆動で発光効率が向上するために鮮明な赤色を表示することができる。
【００３３】
前述のように燐光物質を利用して発光層をパターニングする場合には、前記発光層の上部に各々正孔遮断層１２０ｄを別途でさらに構成する。
前記燐光物質を用いて形成した発光層の上部に前記正孔遮断層１２０ｄをさらに形成する理由は、一般的に三重項発光物質と一重項発光物質ではエネルギーバンドの位置が異なるが、前記三重項物質は一重項物質と異なって電子とホールの再結合確率が少ないためである。
【００３４】
したがって、前記ホールと電子の再結合確率を高めるためには前記ホールが前記発光層１２０ｃの内部に長く止まるようにする必要があり、前記正孔遮断層（ＨＢＬ）１２０ｄは前記ホールを前記発光層１２０ｃの内部にさらに長く止まるようにする機能を持つ。
【００３５】
また、前記正孔注入層（ＨＩＬ）１２０ａは、前記正孔注入層と前記第１電極１１２とのエネルギー障壁を低めるバッファ層の役割をして、前記第１電極１１２から正孔輸送層（ＨＴＬ）１２０ｂへのホールの注入が円滑になされるようにする。
【００３６】
以下、図５は他の実施例による有機電界発光素子の概略的な断面図である。
前記他の実施例は、赤色と青色を表示するサブ画素領域の発光層を燐光物質で形成することを特徴とする。
図示したように、画素領域が定義された透明なプラスチック基板またはガラス基板２００上に駆動素子Ｔを構成する。
前記画素領域は、複数のサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰで構成され、複数のサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰの一側にはスイッチング素子（図示せず）が形成され、前記駆動素子Ｔはスイッチング素子の信号によって第１電極２１２を駆動する。
【００３７】
前述したように、前記スイッチング素子と駆動素子はゲート電極２０２とソース電極及びドレイン電極２０４、２０６とアクティブ層２０８からなる薄膜トランジスタＴを用いる。
前記複数のサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰの一側にはスイッチング素子及び駆動素子Ｔと連結されたストレージキャパシタ（図示せず）を構成する。
【００３８】
前述した構成で、前記画素Ｐに多層有機膜２２０を構成し、前記有機膜２２０をはさんで第１電極２１２と第２電極２２４を構成する。
一般的に、前記第１電極２１２はインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）またはインジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）のような透明な導電性金属を用いて形成し、前記第２電極２２０はカルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等で構成された金属中の一つを選択して、あるいはフッ化リチウム／アルミニウムのような二重金属層で形成する。
【００３９】
前記第１電極２１２は、前記有機膜２２０にホールを注入するホール注入電極であって、前記ドレイン電極２０６と連結されて信号電流の印加を受ける。
前記第２電極２２４は、前記有機膜２２０に電子を注入する電子注入電極であって、基板上に別途に構成された共通配線（図示せず）に連結されて形成される。
前記スイッチング素子（図示せず）は、基板２００に１方向で構成されたゲート配線（図示せず）とデータ配線（図示せず）と連結されて構成される。
【００４０】
前記他の一つの実施例は、赤色と青色を表示するサブ画素領域ＲＰ、ＢＰに燐光物質を利用して発光層２２０ｃを形成し、残りの緑色サブ画素領域ＧＰには蛍光物質を利用して発光層２２０ｃを形成することを特徴とする。他の実施例では赤色、緑色、青色中異なる二対の色を表示するサブ画素領域の発光層を燐光物質で形成して残りの色を表示するサブ画素領域の発光層は蛍光物質で形成することもできることは明白である。
【００４１】
前述したように、燐光物質で発光層２２０ｃを構成したサブ画素領域には、第１電極２１２とホール注入層２２０ａとホール輸送層２２０ｂと発光層２２０ｃとホール遮断層２２０ｄと電子輸送層２２０ｅと第２電極２２４が構成される。
反面、蛍光物質で発光層を構成したサブ画素領域には前記ホール遮断層２２０ｄを構成しなくても良い。
【００４２】
前述したような構成で、前記ホール注入層２２０ａとホール輸送層２２０ｂは、前記各画素ＲＰ、ＧＰ、ＢＰ毎に独立的な物質を用いて各サブ画素領域に構成した発光層２２０ｃが最大効率を示すことができるように設計する。
例えば、前記発光層２２０ｃに用いられた燐光物質がＣＢＰ（４，４９−Ｎ，Ｎ９−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｅ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）である場合、前記ホール遮断層としてはＢＣＰとＢＡｌｑ３を用いることができる。
【００４３】
図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、各々本発明によるＣＢＰ、Ｉｒ（ｐｐｙ）３及びＰｔＯＥＰの例示的な化合物組成を示した図面であるが、図示されたＩｒ（ｐｐｙ）３とＰｔＯＥＰ（２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−ｏｃｔａｅｔｈｙｌ−２１Ｈ，２３Ｈ−ｐｏｒｐｈｉｎｅｐｌａｔｉｎｕｍ（ＩＩ））を各々緑色と赤色用発光層のドーパントとして用いることができる。
このとき、前記電子輸送層２２０ｅは、各サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰ毎に同一な物質を用いることができる。
【００４４】
本発明によるまた他の実施例は、赤色と緑色と青色を表示する画素すべてに燐光物質を用いて発光層を形成することを特徴とする。
【００４５】
図７は、本発明のまた他の実施例による有機電界発光素子の概略的な断面図である。
図示したように、画素領域（図示せず）が定義された透明なプラスチック基板またはガラス基板３００上に駆動素子Ｔを構成する。
前記画素領域は、複数のサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰで構成され、複数のサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰの一側にはスイッチング素子（図示せず）が形成され、前記駆動素子Ｔはスイッチング素子の信号によって第１電極３１２を駆動する。
前記スイッチング素子と駆動素子は、ゲート電極３０２とソース電極及びドレイン電極３０４、３０６とアクティブ層３０８からなる薄膜トランジスタＴを用いる。
画素の一側には前記スイッチング素子及び駆動素子Ｔと連結されたストレージキャパシタ（図示せず）を構成する。
【００４６】
前述した構成で、前記画素Ｐに多層有機膜３２０を構成し、前記有機膜３２０をはさんで第１電極３１２と第２電極３２４を構成する。
前記有機膜３２０は、ホール注入層３２０ａとホール輸送層３２０ｂと前記各画素ＲＰ、ＧＰ、ＢＰ毎に独立的に構成された発光層３２０ｃとホール遮断層３２０ｄと電子輸送層３２０ｅで構成される。
【００４７】
前述した構成で、前記第１電極３１２は、一般的にインジウム−スズ−オキサイドまたはインジウム−酸化亜鉛のような仕事関数が高い透明な導電性金属で形成し、前記第２電極３２４は仕事関数が低いアルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）中の一つを選択して、あるいはフッ化リチウム／アルミニウムのような二重金属層で形成する。
このとき、前記発光層３２０ｃは、前記各サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰ毎に独立的に構成し、前述したように赤色、緑色と青色を表示するサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰに燐光物質を蒸着しパターニングして発光層３２０ｃを形成する。
【００４８】
前記第１電極３１２は、前記有機膜３２０にホールを注入するホール注入電極であって、前記ドレイン電極３０６と連結されて信号電流の印加を受ける。
前記第２電極３２４は、前記有機膜３２０に電子を注入する電子注入電極であって、基板上に別途に構成された共通配線（図示せず）に連結されて形成される。
前記スイッチング素子（図示せず）は、基板３００に１方向で構成されたゲート配線（図示せず）とデータ配線（図示せず）と連結されて構成される。
【００４９】
前述したように、燐光物質で形成した発光層３２０ｃが構成されたサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰには第１電極３１２とホール注入層３２０ａとホール輸送層３２０ｂと発光層３２０ｃとホール遮断層３２０ｄと電子輸送層３２０ｅと第２電極３２４が構成される。
【００５０】
図４、５及び７では、本発明を駆動素子とスイッチング素子を利用するアクティブ型有機電界発光素子に適用したが、本発明はパッシブ型有機電界発光素子にも適用されうる。
【００５１】
図８は、本発明のまた他の実施例による有機電界発光素子の概略的な断面図である。
画素領域（図示せず）が定義された透明なプラスチック基板またはガラス基板４００上に第１方向に沿って第１電極４１２を形成する。
前記画素領域は、赤色、緑色、青色のための複数のサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰで構成され、第２電極４２４が第１方向と垂直に第２方向に沿って第１電極上を経由しながら形成される。
前記サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰは、第１及び第２電極４１２、４２４の交差によって定義される。
【００５２】
前述した構成で、前記サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰに多層有機膜４２０を構成し、前記有機膜４２０をはさんで第１電極４１２と第２電極４２４を構成する。
一般的に、前記第１電極４１２は仕事関数が高い金属中インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）またはインジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）のような透明な導電性金属を用いて形成し、前記第２電極４２４は仕事関数が低い金属中カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等で構成された金属中の一つを選択して、あるいはフッ化リチウム／アルミニウムのような二重金属層で形成する。
【００５３】
前記第１電極４１２は、前記有機膜４２０にホールを注入するホール注入電極であって外部回路（図示せず）と連結されている。
前記第２電極４２４は、前記有機膜４２０に電子を注入する電子注入電極であってやはり外部回路（図示せず）と連結されている。
【００５４】
図示したように、赤色と緑色と青色を表示するサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰが集まって単一画素領域をなし、各画素領域には第１電極４１２とホール注入層４２０ａとホール輸送層４２０ｂと発光層４２０ｃと電子輸送層４２０ｅと第２電極４２４が構成される。
【００５５】
本発明は、赤色と青色と緑色を表示する各サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰの発光効率を同一にするために燐光物質と蛍光物質を選択的に用いることを特徴とし、特に前記また他の実施例は効率が低い赤色サブ画素領域ＲＰの発光層４２０ｃを燐光物質で形成し、残りの緑色及び青色サブ画素領域ＧＰ、ＢＰの発光層は蛍光物質で形成することを特徴とする。他の実施例では緑色または青色サブ画素領域ＧＰ、ＢＰ中の一つの発光層を燐光物質で形成して残りのサブ画素領域の発光層は蛍光物質で形成することが可能なことは明白である。
【００５６】
このような構成で、前記赤色を表示するサブ画素領域ＲＰの発光層４２０ｃは燐光物質を蒸着してパターン形成する。
前記燐光物質は、前述した理由によって低電流駆動で発光効率が向上するために鮮明な赤色を表示することができる。
【００５７】
前述のように燐光物質を利用して発光層をパターニングする場合には、前記発光層の上部に各々正孔遮断層４２０ｄを別途でさらに構成する。
前記燐光物質を用いて形成した発光層の上部に前記正孔遮断層４２０ｄをさらに形成する理由は、一般的に三重項発光物質と一重項発光物質ではエネルギーバンドの位置が異なるが、前記三重項物質は一重項物質と異なって電子とホールの再結合確率が少ないためである。
【００５８】
したがって、前記ホールと電子の再結合確率を高めるためには前記ホールが前記発光層４２０ｃの内部に長く止まるようにする必要があり、前記正孔遮断層４２０ｄは前記ホールを前記発光層４２０ｃの内部にさらに長く止まるようにする機能を持つ。
【００５９】
また、前記正孔注入層４２０ａは、前記正孔注入層と前記第１電極４１２とのエネルギー障壁を低めるバッファ層の役割をして、前記第１電極４１２で正孔輸送層４２０ｂへのホールの注入が円滑になされるようにする。
【００６０】
図９は本発明のまた他の実施例による有機電界発光素子の概略的な断面図である。
前記また他の実施例は、赤色と青色を表示するサブ画素領域に燐光物質で発光層を形成することを特徴とする。
図示したように、画素領域（図示せず）が定義された透明なプラスチック基板またはガラス基板５００上に第１方向に沿って第１電極５１２を形成する。
前記画素領域は、赤色、緑色、青色のための複数のサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰで構成され、第２電極５２４が第１方向と垂直に第２方向に沿って第１電極上を経由しながら形成される。
【００６１】
前述した構成で、前記サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰに多層有機膜５２０を構成し、前記有機膜５２０をはさんで第１電極５１２と第２電極５２４を構成する。
一般的に、前記第１電極５１２は、仕事関数が高い金属中インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）またはインジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）のような透明な導電性金属を用いて形成し、前記第２電極５２４は仕事関数が低い金属中カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等で構成された金属中の一つを選択して、あるいはフッ化リチウム／アルミニウムのような二重金属層で形成する。
【００６２】
前記第１電極５１２は、前記有機膜５２０にホールを注入するホール注入電極であって外部回路（図示せず）と連結されている。
前記第２電極５２４は、前記有機膜５２０に電子を注入する電子注入電極であってやはり外部回路（図示せず）と連結されている。
【００６３】
図示したように、赤色と緑色と青色を表示するサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰが集まって単一画素領域をなし、各画素領域には第１電極５１２とホール注入層５２０ａとホール輸送層５２０ｂと発光層５２０ｃと電子輸送層５２０ｅと第２電極５２４が構成される。
【００６４】
前記他の一つの実施例は、赤色と青色を表示するサブ画素領域ＲＰ、ＢＰに燐光物質を利用して発光層５２０ｃを形成し、残りの緑色サブ画素領域ＧＰには蛍光物質を利用して発光層５２０ｃを形成することを特徴とする。他の実施例では赤色、緑色、青色中異なる二対の色を表示するサブ画素領域の発光層を燐光物質で形成して残りの色を表示するサブ画素領域の発光層は蛍光物質で形成することもできることは明白である。
【００６５】
前述したように、燐光物質で発光層５２０ｃを構成したサブ画素領域には、第１電極５１２とホール注入層５２０ａとホール輸送層５２０ｂと発光層５２０ｃとホール遮断層５２０ｄと電子輸送層５２０ｅと第２電極５２４が構成される。
反面、蛍光物質で発光層を構成したサブ画素領域には前記ホール遮断層５２０ｄを構成しなくても良い。
【００６６】
前述したような構成で、前記ホール注入層５２０ａとホール輸送層５２０ｂは、前記各画素ＲＰ、ＧＰ、ＢＰ毎に独立的な物質を用いて各サブ画素領域に構成した発光層５２０ｃが最大効率を示すことができるように設計する。
【００６７】
図１０は、本発明のまた他の実施例による有機電界発光素子の概略的な断面図である。
図示したように、画素領域（図示せず）が定義された透明なプラスチック基板またはガラス基板６００上に第１方向に沿って第１電極６１２を形成する。
前記画素領域は、赤色、緑色、青色のための複数のサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰで構成され、第２電極６２４が第１方向と垂直に第２方向に沿って第１電極上に経由しながら形成される。
【００６８】
前述した構成で、前記サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰに多層有機膜６２０を構成し、前記有機膜６２０をはさんで第１電極６１２と第２電極６２４を構成する。
一般的に、前記第１電極６１２は仕事関数が高い金属中インジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）またはインジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）のような透明な導電性金属を用いて形成し、前記第２電極６２４は仕事関数が低い金属中カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等で構成された金属中の一つを選択して、あるいはフッ化リチウム／アルミニウムのような二重金属層で形成する。
このとき、前記発光層６２０ｃは、前記各サブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰ毎に独立的に構成し、前述したように赤色、緑色と青色を表示するサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰに燐光物質を蒸着しパターニングして発光層６２０ｃを形成する。
【００６９】
前記第１電極６１２は、前記有機膜６２０にホールを注入するホール注入電極であって外部回路（図示せず）と連結されている。
前記第２電極６２４は、前記有機膜６２０に電子を注入する電子注入電極であってやはり外部回路（図示せず）と連結されている。
【００７０】
図示したように、赤色と緑色と青色を表示するサブ画素領域ＲＰ、ＧＰ、ＢＰが集まって単一画素領域をなし、各画素領域には第１電極６１２とホール注入層６２０ａとホール輸送層６２０ｂと発光層６２０ｃとホール遮断層６２０ｄと電子輸送層６２０ｅと第２電極６２４が構成される。
【００７１】
前記実施例に説明したような構成によって、低電流駆動でも高い色純度を表現するフルカラー有機電界発光素子を製作することができ、既存に比べて寿命を３０％以上延ばすことができる。
【００７２】
（発明の効果）
前述したように本発明によって有機電界発光素子を製作すれば、高い発光効率を通して赤色と緑色と青色を表示する各サブ画素領域の色純度を同一に表現できるので鮮明な画質を有する表示装置を製作することができる。
また、低電流駆動が可能であるために消費電力を低減できると同時に素子の寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】従来の有機電界発光素子の概略的な断面図である。
【図２】従来のフルカラー有機電界発光素子の概略的な断面図である。
【図３】蛍光物質のエネルギー状態を示した図面である。
【図４】本発明の一つの実施例による有機電界発光素子の概略的な断面図である。
【図５】本発明の他の実施例による有機電界発光素子の概略的な断面図である。
【図６】図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃ各々本発明によるＣＢＰ、Ｉｒ（ｐｐｙ）３及びＰｔＯＥＰの例示的な化合物組成を示した図面である。
【図７】本発明のまた他の実施例による有機電界発光素子の概略的な断面図である。
【図８】本発明のまた他の実施例による有機電界発光素子の概略的な断面図である。
【図９】本発明のまた他の実施例による有機電界発光素子の概略的な断面図である。
【図１０】本発明のまた他の実施例による有機電界発光素子の概略的な断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１００：基板
１０２：ゲート電極
１０４：ソース電極
１０６：ドレイン電極
１０８：アクティブ層
１１２：第１電極
１２０ａ：ホール注入層
１２０ｂ：ホール輸送層
１２０ｃ：発光層
１２０ｄ：ホール遮断層
１２０ｅ：電子輸送層
１２４：第２電極
【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】
2008147691.tif 000007
【図６】
2008147691.tif 000008
【図７】
2008147691.tif 000009
【図８】
2008147691.tif 000010
【図９】
2008147691.tif 000011
【図１０】
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