(57)【要約】【課題】複数色の発光を行う有機ＥＬ装置において、有機層の寿命を延ばして、長寿命化が可能な有機ＥＬ装置および電子機器を提供することを目的とする。【解決手段】有機材料からなる発光層を含む有機層を電極で挟持し、当該電極間に電圧を印加して発光層を発光させる有機ＥＬ装置において、１画素ＰＸを第１サブピクセルＰ１と第２サブピクセルＰ２とで構成し、第１サブピクセルＰ１は、第１の色に発光する第１発光層を含む第１有機層（Ｒ有機層）１１と、第２の色に発光する第２発光層を含む第２有機層（Ｂ有機層）１３とが積層されて構成されており、第２サブピクセルＰ２は、第３の色に発光する第３発光層を含む第３有機層（Ｇ有機層）１２と、第２有機層（Ｂ有機層）１３とが積層されて構成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機材料からなる発光層を含む有機層を電極で挟持し、当該電極間に電圧を印加して発光層を発光させる有機ＥＬ装置において、
１画素を並列に配置した複数のサブピクセルで構成し、当該複数のサブピクセルは、各々が異なる色に発光する有機層が複数積層されて構成されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記１画素を第１サブピクセルと第２サブピクセルとで構成し、
前記第１サブピクセルは、第１の色に発光する第１発光層を含む第１有機層と、第２の色に発光する第２発光層を含む第２有機層とが積層されて構成されており、
前記第２サブピクセルは、第３の色に発光する第３発光層を含む第３有機層と、前記第２有機層とが積層されて構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装置。
【請求項３】
透明基板に、第１電極と、並列に配置される前記第１有機層および前記第３有機層と、共通電極と、前記第２有機層と、および第２電極とが順次積層されて構成されており、前記第１電極側から光を射出することを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
基板に、第１電極と、並列に配置される前記第１有機層および前記第３有機層と、共通電極と、前記第２有機層と、および第２電極とが順次積層されて構成されており、前記第２電極側から光を射出することを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記第１電極と前記第２電極とは、電気的に接続されており、
前記第１、第３発光層を発光させる場合には、前記第１電極にプラス電圧、前記共通電極にマイナス電圧を印加し、
前記第２発光層を発光させる場合には、前記第１電極にマイナス電圧、前記共通電極にプラス電圧を印加し、
前記第２発光層と前記第１、第３発光層とを発光させて混合色を得る場合には、前記第１電極と前記共通電極間に交流電圧を印加することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
透明基板に、第１電極と、前記第２有機層と、共通電極と、並列に配置される前記第１有機層および前記第３有機層と、および第２電極とが順次積層されて構成されており、前記第１電極側から光を射出することを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
基板に、第１電極と、前記第２有機層と、共通電極と、並列に配置される前記第１有機層および前記第３有機層と、および第２電極とが順次積層されて構成されており、前記第２電極側から光を射出することを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項８】
前記第１電極と前記第２電極とは、電気的に接続されており、
前記第２発光層を発光させる場合には、前記第１電極にプラス電圧、前記共通電極にマイナス電圧を印加し、
前記第１、第３発光層を発光させる場合には、前記第１電極にマイナス電圧、前記共通電極にプラス電圧を印加し、
前記第２発光層と前記第１、第３発光層とを発光させて混合色を得る場合には、前記第１電極と前記共通電極間に交流電圧を印加することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項９】
前記第２発光層と前記第１、第３発光層とを発光させて混合色を得る場合に、各発光色の輝度を前記交流電圧のデューティまたはプラス側とマイナス側の電圧波高値で調整することを特徴とする請求項５または請求項８に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１０】
前記第１の色は赤、前記第２の色は青、前記第３の色は緑であることを特徴とする請求項２〜請求項９のいずれか１つに記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１１】
前記有機層は、前記発光層と正孔注入層とで構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１２】
前記第１電極の仕事関数は４ｅＶ以上であり、前記第２電極の仕事関数は４ｅＶ以下であることを特徴とする請求項３〜請求項１１のいずれか１つに記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１３】
前記有機材料は、高分子系有機材料であることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１つに記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１３のいずれか１つに記載の有機ＥＬ装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置、および電子機器に関し、詳細には、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む有機層を電極で挟持し、当該電極間に電圧を印加して発光層を発光させる有機ＥＬ装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置は、高輝度発光が可能であること、自発光の面状表示デバイスであること、および薄型化が可能であること等の長所を有するデバイスである。この有機ＥＬ装置は、有機層を積層して機能分離することによって大幅に発光効率の改善がなされ、印加電圧が低電圧でも高輝度な発光を実現している。有機ＥＬ装置は、通常、基板／第一電極／有機層／第二電極の構成を有する。有機層は、少なくとも有機材料からなる発光層を含むが、素子特性向上のためにさらに複数の電荷輸送層を含むものが多い。このような有機ＥＬ装置に電圧を印加すると、発光層に一方の電極から電子が注入されるとともに、他方の電極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。有機ＥＬ装置は、発光層全体から発光が得られるため、面状発光素子となり、素子の第一電極側又は第二電極側を通して光を取り出すことになる。かかる有機ＥＬ装置は、駆動初期には高輝度発光を示すが、連続発光すると徐々に効率が低下して輝度が低下するという問題がある。
【０００３】
従来、有機ＥＬ装置において、複数色の発光を実現する方法として、有機ＥＬ素子を並列に配置する構造と、有機ＥＬ素子を積層構造（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）とする方法が提案されている。有機ＥＬ素子を並列に配置する構造は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つのサブピクセルを並列に配置して１画素を構成している。この場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのサブピクセルの１画素当たりの開口率の上限が３０％程度となっている。このため、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブピクセルを高輝度で駆動する必要があるため、有機ＥＬ素子が劣化して長寿命化を達成するのが困難であった。各サブピクセルの開口率を向上できれば、輝度を低下させても十分な明るさが得られるため、低電圧駆動が可能となり、有機ＥＬ素子を長寿命化することができる。また、有機ＥＬ素子においては、青有機ＥＬ材料は、赤有機ＥＬ材料や緑有機ＥＬ材料に比して寿命が短いため、カラー有機ＥＬ装置の開発では、青有機ＥＬ材料の寿命を延ばすことが重要な課題となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３４２６９０号公報
【特許文献２】特開平８−２７９６２７号公報
【特許文献３】特開２０００−３３１７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数色の発光を行う有機ＥＬ装置において、有機層の寿命を延ばして、長寿命化が可能な有機ＥＬ装置および電子機器を提供することを目的とする。
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、有機材料からなる発光層を含む有機層を電極で挟持し、当該電極間に電圧を印加して発光層を発光させる有機ＥＬ装置において、１画素を並列に配置した複数のサブピクセルで構成し、当該複数のサブピクセルは、各々が異なる色に発光する有機層が複数積層されて構成されていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、各有機層の開口率を向上させることができ、その分だけ発光輝度を低く制御することができるため、低電圧で駆動することが可能となり、各有機層の寿命を延ばすことができる。この結果、複数色の発光を行う有機ＥＬ装置において、有機層の寿命を延ばして、長寿命化が可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記１画素を第１サブピクセルと第２サブピクセルとで構成し、前記第１サブピクセルは、第１の色に発光する第１発光層を含む第１有機層と、第２の色に発光する第２発光層を含む第２有機層とが積層されて構成されており、前記第２サブピクセルは、第３の色に発光する第３発光層を含む第３有機層と、前記第２有機層とが積層されて構成されていることが望ましい。
【０００９】
これにより、寿命の短い有機層を第２発光層とすることにより、寿命の短い第２有機層の面積を、第１有機層、第３有機層の２倍の面積とすることができ、第２発光層の輝度を半分に落とすことが可能となり、第２有機層の寿命を大幅に延ばすことが可能となる。また、並列にＲＧＢのサブピクセルを配列して１画素を構成する従来の方式に比して、第１有機層と第３有機層の面積を１．５倍とすることができ、これにより輝度を２／３に落とすことが可能となり、第１有機層と第３有機層の寿命も延ばすことが可能となる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、透明基板に、第１電極と、並列に配置される前記第１有機層および前記第３有機層と、共通電極と、前記第２有機層と、および第２電極とが順次積層されて構成されており、前記第１電極側から光を射出することが望ましい。これにより、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置において、その有機層の寿命を延ばして、有機ＥＬ装置を長寿命化することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、基板に、第１電極と、並列に配置される前記第１有機層および前記第３有機層と、共通電極と、前記第２有機層と、および第２電極とが順次積層されて構成されており、前記第２電極側から光を射出することが望ましい。これにより、トップエミッション型の有機ＥＬ装置において、その有機層の寿命を延ばして、有機ＥＬ装置を長寿命化することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１電極と前記第２電極とは、電気的に接続されており、前記第１、第３発光層を発光させる場合には、前記第１電極にプラス電圧、前記共通電極にマイナス電圧を印加し、前記第２発光層を発光させる場合には、前記第１電極にマイナス電圧、前記共通電極にプラス電圧を印加し、前記第２発光層と前記第１、第３発光層とを発光させて混合色を得る場合には、前記第１電極と前記共通電極間に交流電圧を印加することが望ましい。これにより、第１電極と共通電極に電圧を印加することにより、３つの発光層を発光させることができ、電極の配線パターンを簡素化できるとともに、簡単な駆動方法によって、所望の色の光を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、透明基板に、第１電極と、第２有機層と、共通電極と、並列に配置される前記第１有機層および前記第３有機層と、および第２電極とが順次積層されて構成されており、前記第１電極側から光を射出することが望ましい。これにより、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置において、その有機層の寿命を延ばして、有機ＥＬ装置を長寿命化することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、基板に、第１電極と、第２有機層と、共通電極と、並列に配置される前記第１有機層および前記第３有機層と、および第２電極とが順次積層されて構成されており、前記第２電極側から光を射出することが望ましい。これにより、トップエミッション型の有機ＥＬ装置において、その有機層の寿命を延ばして、有機ＥＬ装置を長寿命化することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１電極と前記第２電極とは、電気的に接続されており、前記第２発光層を発光させる場合には、前記第１電極にプラス電圧、前記共通電極にマイナス電圧を印加し、前記第１、３発光層を発光させる場合には、前記第１電極にマイナス電圧、前記共通電極にプラス電圧を印加し、前記第２発光層と前記第１、第３発光層とを発光させて混合色を得る場合には、前記第１電極と前記共通電極間に交流電圧を印加することが望ましい。これにより、第１電極と共通電極に電圧を印加することにより、３つの発光層を発光させることができ、電極の配線パターンを簡素化できるとともに、簡単な駆動方法によって、所望の色の光を得ることができる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２発光層と前記第１、第３発光層とを発光させて混合色を得る場合に、各発光色の輝度を前記交流電圧のデューティまたはプラス側とマイナス側の電圧波高値で調整することが望ましい。これにより、簡単な駆動方法によって、任意の混合色を得ることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１の色は赤、前記第２の色は青、前記第３の色は緑であることが望ましい。これにより、寿命の短い青有機層の面積を、赤有機層、緑有機層の２倍の面積とすることができ、青有機層の輝度を半分に落とすことが可能となり、青有機層の寿命を大幅に延ばすことが可能となる。また、並列にＲＧＢのサブピクセルを配列して１画素を構成する従来の方式に比して、赤有機層と緑有機層の面積を１．５倍とすることができ、これにより輝度を２／３に落とすことが可能となり、赤有機層と緑有機層の寿命も延ばすことが可能となる。また、各サブピクセルでの第１の発光層と第２の発光層の積層順番、および第３の発光層と第２の発光層の積層順番を逆にしても良い。その場合、駆動させる場合の交流波形の極性と発光色の関係は逆になる。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記有機層は、前記発光層と正孔注入層とで構成されていることが望ましい。これにより、有機層を、発光層と正孔注入層とで構成した場合に、有機層を光寿命化することができる。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１電極の仕事関数が４ｅＶ以上であり、前記第２電極の仕事関数は４ｅＶ以下であることが望ましい。これにより、ホールおよび電子を効率的に注入することができ、発光層の発光効率を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記有機材料は、高分子系有機材料であることが望ましい。これにより、発光層をインクジェット法を使用して形成することができ、製造を低コストかつ簡単に行うことが可能なる。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様によれば、本発明の有機ＥＬ装置を電子機器に搭載することが望ましい。有機層の寿命を延ばして、長寿命化が可能な複数色の発光を行う有機ＥＬ装置を搭載した電子機器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】
【００２２】
以下に、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明に係る有機ＥＬ装置１の原理を説明するための模式図である。本発明では、各色の開口率を向上させるために、１画素を並列に配置した複数のサブピクセルで構成し、複数のサブピクセルを、各々が異なる色に発光する発光層を含む有機層を複数積層して構成している。有機層は、単層型（発光層）、２層型（発光層／正孔注入層）、３層型（電子輸送層／発光層／正孔輸送層）、４層型（電子注入層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層）、５層型（電子注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層）のいずれを使用することにしてもよい。
【００２４】
本発明に係る有機ＥＬ装置１の原理を図１を参照して説明する。図１において、基板１０上にＲ（赤）有機層（第１有機層）１１とＧ（緑）有機層（第３有機層）１２を並列に隣接させて形成し、Ｒ有機層１１とＧ有機層１２上にＢ（青）有機層（第２有機層）１３を積層する。本発明の有機ＥＬ１装置は、１画素Ｐｘを第１サブピクセルＰ１と第２のサブピクセルＰ２とで構成する。第１のサブピクセルＰ１を、Ｒ有機層１１とＢ有機層１３とを積層して構成し、第２のサブピクセルＰ２を、Ｇ有機層１２とＢ有機層１３とを積層して構成する。これにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ有機層１１、１２、１３の開口率を向上させることができ、その分だけ発光輝度を低く制御することができるため、Ｒ、Ｇ、Ｂ有機層１１、１２、１３を長寿命化することができる。さらに、寿命の短いＢ有機層１３をＲ有機層１１およびＧ有機層１２の面積の２倍とすることができ、また、Ｒ有機層１１およびＧ有機層１２の面積を、並列にＲＧＢのサブピクセルを配置して１画素を構成する従来の方式に比して、１．５倍とすることができる。
【００２５】
図２は、本発明の実施例１にかかる有機ＥＬ装置１００の部分断面構造を示す図である。図３は、有機ＥＬ装置１００の反射陰極１０９および透明共通陽陰極１０７の構成を説明するための部分平面構造を示す図である。実施例１にかかる有機ＥＬ装置１００は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置である。図２において、１０１は透明基板、１０２は透明陽極（第１電極）、１０３ａは第１バンク、１０３ｂは第２バンク、１０４ａは第１正孔注入層、１０４ｂは第２正孔注入層、１０５ａはＲ発光層、１０５ｂはＧ発光層、１０５ｃはＢ発光層、１０６はコンタクトホール、１０７は透明共通陽陰極、１０８は引き出し配線、１０９は反射陰極（第２電極）、１１０は封止用接着材、１１１は封止用基板、１２０は電源手段を示している。本実施例の有機層は、２層構造となっており、第１正孔注入層１０４ａとＲ発光層１０５ａをＲ有機層（第１有機層）、第２正孔注入層１０４ｂとＢ発光層１０５ｃをＢ有機層（第２有機層）、第１正孔注入層１０４ａとＧ発光層１０５ｂをＧ有機層（第３有機層）と称する。
【００２６】
上記構成の有機ＥＬ装置１００は、１画素Ｐｘが、Ｒ発光層１０５ａ／Ｂ発光層１０５ｃの積層構造からなる第１のサブピクセルＰ１と、Ｇ発光層１０５ｂ／Ｂ発光層１０５ｃの積層構造からなる第２のサブピクセルＰ２とで構成されている。
【００２７】
必要に応じてＴＦＴやＴＦＤ等のスイッチング素子が形成された透明基板１０１上には、その画素領域にＩＴＯからなる透明陽極１０２が成膜・パターニングされて形成される。また、透明基板１０１上には、各画素領域（第１正孔注入層１０４ａおよびＲ発光層１０５ａ、Ｇ発光層１０５ｂ）を隔てる第１バンク１０３ａが形成されている。この第１バンク１０３ａには、透明陽極１０２と、反射陰極１０９とを電気的に結合するためのコンタクトホール１０６が形成されている。第１バンク１０３ａの上表面には、透明共通陽陰極１０７の引き出し配線１０８がパターニングされている。第１バンク１０３ａには、親水撥水処理が施される。
【００２８】
透明陽極１０２上には、インクジェット法を使用して、第１正孔注入層１０４ａおよびＲ発光層１０５ａ、Ｇ発光層１０５ｂが順次積層されている。Ｒ発光層１０５ａとＧ発光層１０５ｂは、第１正孔注入層１０４ａ上に並列に交互に配置される。第１正孔注入層１０４ａの材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の混合物の有機材料を用いることができる。また、赤色発光層１０５ａの有機材料としては、例えば、ＭＥＨ−ＰＰＶ等の高分子系有機材料を使用することができ、Ｇ発光層１０５ｂの有機材料としては、例えば、Ｆ８ＢＴ＋ＰＦＯ（ポリジオクチルフルオレン）等の高分子系有機材料を使用することができる。なお、第１正孔注入１０４ａおよびＲ発光層１０５ａ、Ｇ発光層１０５ｂを、低分子系有機材料を蒸着して形成することにしてもよい。
【００２９】
また、Ｒ発光層１０５ａ、Ｇ発光層１０５ｂおよび第１バンク１０３ａ上には、Ｒ発光層１０５ａ、Ｇ発光層１０５ｂを覆うように、電子注入層としてバソフェンセシウムを蒸着し、その上にＩＴＯが設けられた透明共通陽陰極１０７が形成されている。この透明共通陽陰極１０７には、親水撥水処理が施される。
【００３０】
そして、透明共通陽陰極１０７上には、各画素領域（第２正孔注入層１０４ｂおよびＢ発光層１０５ｃ）を隔てる第２バンク１０３ｂが形成されている。第２バンク１０３ｂには、第１バンク１０３ａと同様の位置に、透明陽極１０２と、反射陰極１０９とを電気的に結合するためのコンタクトホール１０６が形成されている。透明共通陽陰極１０７上には、インクジェット法を使用して、第２正孔注入層１０４ｂおよびＢ発光層１０５ｃが順次積層されて形成されている。第２正孔注入層１０４ｂは、第１正孔注入層１０４ａと同様の材料を使用することができる。また、Ｂ発光層１０５ｃの材料としては、例えば、ＰＦＯ（ポリジオクチルフルオレン）等の高分子系有機材料を使用することができる。なお、第２正孔注入１０４ｂおよびＢ発光層１０５ｃを、低分子系有機材料を蒸着して形成することにしてもよい。
【００３１】
Ｂ発光層１０５ｃおよび第２バンク１０３ｂ上には、Ｂ発光層１０５ｃを覆うように、
Ａｌ／ＩＴＯ等からなる反射陰極１０９が成膜・パターニングされて形成される。反射陰極１０９および第２バンク１０３ｂ上の全面には封止用接着材１１０が塗布されている。この封止用接着材１１０上には、封止用基板１１１が積層されている。具体的には、Ｂ発光層１０５ｃおよび第２のバンク１０３ｂ上の全面に、熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂からなる封止用接着材１１０を塗布し、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気下で封止用基板１１１を重ねた後、加熱または紫外線照射して、封止用接着材１１０を硬化させて、封止用基板１１１を接合する。なお、上述の透明陽極１０２の仕事関数は、ホールを効率的に注入するために、４ｅＶ以上であることが望ましい。一方、反射陰極１０９の仕事関数は、電子を効率的に注入するために、４ｅＶ以下であることが望ましい。
【００３２】
なお、実施例１では、有機層を２層構造としているが、有機層を単層型（発光層）、３層型（電子輸送層／発光層／ホール輸送層）、４層型（電子注入層／発光層／ホール輸送層／ホール注入層）、５層型（電子注入層／電子輸送層／発光層／ホール輸送層／ホール注入層）のいずれで構成することにしても良い。また、実施例１では、Ｒ発光層１０５ａ、Ｇ発光層１０５ｂの上に、Ｂ発光層１０５ｃを積層する構造としたが、Ｂ発光層１０５ｃの上に、Ｒ発光層１０５ａ、Ｇ発光層１０５ｂを積層する構造としても良い。また、透明基板１０１および封止用基板１１１には、内部の発熱を放熱するために、放熱性の高い基板を使用することが望ましい。これにより、発光層の温度を下げることができ、より長寿命化が可能となる。
【００３３】
つぎに、上記構造の有機ＥＬ装置１００の駆動方法を図４および図５を参照して説明する。図４、図５は、電源手段１２０により有機ＥＬ装置１００の電極間に印加される電圧波形の一例を示す図である。
【００３４】
Ｒ、Ｇ発光層１０５ａ、１０５ｂを発光させる場合には、電源手段１２０により透明陽極１０２にプラス電圧、透明共通陽陰極１０７にマイナス電圧を印加して、順方向電圧を印加する。これにより、Ｒ、Ｇ発光層１０５ａ、１０５ｂに透明共通陽陰極１０７から電子が注入されるとともに、透明陽極１０２から第１正孔注入層１０４ａを介してホールが注入され、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、この発光光が透明基板１０１側から射出される。なお、Ｒ、Ｇ発光層１０５ａ、１０５ｂを発光させる場合に、電源手段１２０により透明陽極１０２と透明共通陽陰極１０７間に交流電圧を印加することにしても良い。図４は、電源手段１２０により透明陽極１０２と透明共通陽陰極１０７間に印加される交流電圧の波形の一例を示している。図４に示すように、マイナス側には、Ｂ発光層１０５ｃが発光しない閾値ＶＬ以下の一定電圧を印加する。このように、交流電圧を印加することにより、Ｒ、Ｇ発光層１０５ａ、１０５ｂの電荷の蓄積を防止してその劣化を防止することができる。
【００３５】
また、Ｂ発光層１０５ｃを発光させる場合には、電源手段１２０により、透明陽極１０２にマイナス電圧、透明共通陽陰極１０７にプラス電圧を印加して、透明共通陽陰極１０７と、透明陽極１０２にコンタクトホール１０６を介して接続された反射陰極間１０９に順方向電圧を印加する。これにより、Ｂ発光層１０５ｃには、反射陰極１０９から電子が注入されるとともに、透明共通陽陰極１０７から第２正孔注入層１０４ｂを介してホールが注入され、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、この発光光が透明基板１０１側から射出される。他方、透明陽極１０２と透明共通陽陰極１０７間には逆方向電圧が印加されるため、Ｒ、Ｇ発光層１０５ａ、１０５ｂは発光しない。なお、Ｂ発光層１０５ｃを発光させる場合に、電源手段１２０により、透明陽極１０２と透明共通陽陰極１０７間に交流電圧を印加することにしても良い。この場合、交流電圧のプラス側には、Ｒ、Ｇ発光層１０５ａ、１０５ｂが発光しない閾値以下の一定電圧を印加する。
【００３６】
また、Ｒ、Ｇ発光層１０５ａ、１０５ｂとＢ発光層１０５ｃを発光させて、混合色を発光する場合には、電源手段１２０により透明陽極１０２と透明共通陽陰極１０７間に交流電圧を印加して交流駆動を行う。具体的には、電源手段１２０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、電圧をプラス側とマイナス側とに切り替え制御して、各発光輝度を制御することにより、Ｒ、Ｇ発光層１０５ａ、１０５ｂの発光色とＢ発光層１０５ｃ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。
【００３７】
図５は、混合色を発光させる場合に、電源手段１２０により透明陽極１０２と透明共通陽陰極１０７間に印加する交流電圧の波形の一例を示している。図５−２は、プラス側とマイナス側の電圧のデューティー比（印加時間比率）を可変調整して、Ｒ、Ｇ発光層１０５ａ、１０５ｂとＢ発光層１０５ｃの各発光輝度を制御する場合を示している。図５−１は、プラス側とマイナス側の電圧波高値を可変調整して、Ｒ、Ｇ発光層１０５ａ、１０５ｂとＢ発光層１０５ｃの各発光輝度を制御する場合を示している。なお、Ｂ発光層１０５ｃの上に、Ｒ発光層１０５ａ、Ｇ発光層１０５ｂを積層する構造とした場合にも同様の駆動方法で発光させることができる。
【００３８】
以上説明したように、実施例１によれば、１画素ＰＸを第１サブピクセルＰ１および第２サブピクセルＰ２で構成し、第１サブピクセルＰ１をＲ有機層（第１有機層）とＢ有機層（第２有機層）とを積層して構成し、第２サブピクセルＰ２をＧ有機層（第３有機層）とＢ有機層（第２有機層）とを積層して構成しているので、Ｒ、Ｇ、Ｂの開口率を向上でき、輝度を低下させても十分な明るさが得られるため、低電圧駆動が可能となり、有機ＥＬ素子を長寿命化することができる。より詳細には、寿命の短いＢ有機層の面積を、Ｒ有機層、Ｇ有機層の２倍の面積とすることができ、Ｂ発光層の輝度を半分に落とすことが可能となり、Ｂ有機層の寿命を３倍程度延ばすことが可能となる。また、並列にＲＧＢのサブピクセルを配列して１画素を構成する従来の方式に比して、Ｒ有機層とＧ有機層の面積を１．５倍とすることができ、これにより輝度を２／３に落とすことが可能となり、Ｒ有機層とＧ有機層の寿命も延ばすことが可能となる。
【００３９】
また、上記実施例１によれば、透明基板１０１に、透明陽極１０２と、並列に配置されるＲ、Ｇ有機層と、透明共通陽陰極１０７と、Ｂ有機層と、反射陰極１０９とを、順次積層して構成し、透明陽極１０２側から光を射出することとしたので、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置１００において、その寿命を長寿命化することが可能となる。
【００４０】
また、透明陽極１０２と反射陰極１０９とをコンタクトホール１０６で電気的に接続し、Ｒ、Ｇ発光層１０５ａ、１０５ｂを発光させる場合には、電源手段１２０によって、透明陽極１０２にプラス電圧、透明共通陽陰極１０７にマイナス電圧を印加し、Ｂ発光層１０５ｃを発光させる場合には、電源手段１２０によって透明陽極１０２にマイナス電圧、透明共通陽陰極１０７にプラス電圧を印加することにより、透明共通陽陰極１０７と反射陰極１０８間に順方向電圧を印加し、Ｒ、Ｇ発光層１０５ａ、１０５ｂとＢ発光層１０５ｃを発光させて混合色を得る場合には、電源手段１２０によって透明陽極１０２と反射陰極１０９間に交流電圧を印加することとしたので、簡単な構成および駆動方法によって、所望の色の光を得ることができる。
【実施例２】
【００４１】
図６は、本発明の実施例２にかかる有機ＥＬ装置２の部分断面構造を示す図である。実施例２にかかる有機ＥＬ装置２００は、トップエミッション型の有機ＥＬ装置である。同図において、２０１は基板、２０２は反射陽極（第１電極）、２０３ａは第１バンク、２０３ｂは第２バンク、２０４ａは第１正孔注入層、２０４ｂは第２正孔注入層、２０５ａはＲ発光層、２０５ｂはＧ発光層、２０５ｃはＢ発光層、２０６はコンタクトホール、２０７は透明共通陽陰極、２０８は引き出し配線、２０９は透明陰極（第２電極）、２１０は封止用接着材、２１１は封止用基板、２２０は電源手段を示している。本実施例の有機層は、２層構造となっており、第１正孔注入層２０４ａとＲ発光層２０５ａをＲ有機層（第１有機層）、第２正孔注入層２０４ｂとＢ発光層２０５ｃをＢ有機層（第２有機層）、第１正孔注入層２０４ａとＧ発光層２０５ｂをＧ有機層（第３有機層）と称する。
【００４２】
上記構成の有機ＥＬ装置２００は、１画素Ｐｘが、Ｒ発光層２０５ａ／Ｂ発光層１０５ｃの積層構造からなる第１のサブピクセルＰ１と、Ｇ発光層２０５ｂ／Ｂ発光層２０５ｃの積層構造からなる第２のサブピクセルＰ２とで構成されている。
【００４３】
必要に応じてＴＦＴやＴＦＤ等のスイッチング素子が形成された基板２０１上には、その画素領域にＡｌ／ＩＴＯからなる反射陽極２０２が成膜・パターニングされて形成される。また、基板２０１上には、各画素領域（第１正孔注入２０４ａおよびＲ、Ｇ発光層２０５ａ、２０５ｂ）を隔てる第１バンク２０３ａが形成されている。この第１バンク２０３ａには、反射陽極２０２と、透明陰極２０９とを電気的に結合するためのコンタクトホール２０６が形成される。また、第１バンク２０３ａの上表面には、透明共通陽陰極２０７の引き出し配線２０８がパターニングされる。第１バンク２０３ａには、親水撥水処理が施される。
【００４４】
反射陽極２０２上には、インクジェット法を使用して、第１正孔注入層２０４ａおよびＲ発光層２０５ａ、Ｇ発光層２０５ｂが順次積層されて形成されている。Ｒ発光層２０５ａとＧ発光層２０５ｂは、第１正孔注入層２０４ａ上に並列に交互に配置される。第２正孔注入層２０４ｂの材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の混合物の有機材料を用いることができる。また、Ｒ発光層２０５ａの有機材料としては、例えば、ＭＥＨ−ＰＰＶ等の高分子有機材料を使用することができ、Ｇ発光層２０５ｂの有機材料としては、例えば、Ｆ８ＢＴ＋ＰＦＯ（ポリジオクチルフルオレン）等の高分子系有機材料を使用することができる。なお、第１正孔注入２０４ａおよびＲ発光層２０５ａ、Ｇ発光層２０５ｂを、低分子系有機材料を蒸着して形成することにしてもよい。
【００４５】
また、Ｒ発光層２０５ａ、Ｇ発光層２０５ｂおよび第１バンク２０３ａ上には、Ｒ発光層２０５ａ、Ｇ発光層２０５ｂを覆うように、電子注入層としてバソフェンセシウムを蒸着し、その上にＩＴＯが設けられた透明共通陽陰極２０７が形成されている。この透明共通陽陰極２０７には、親水撥水処理が施される。
【００４６】
そして、透明共通陽陰極２０７上には、各画素領域（第２正孔注入層２０４ｂおよびＢ発光層２０５ｃ）を隔てる第２バンク２０３ｂが形成されている。第２バンク２０３ｂには、第１バンク２０３ａと同様の位置に、反射陽極２０２と、透明陰極２０９とを電気的に結合するためのコンタクトホール２０６が形成されている。透明共通陽陰極２０７上には、インクジェット法を使用して、第２正孔注入層２０４ｂおよびＢ発光層２０５ｃが順次積層されて形成されている。Ｂ発光層２０５ｃの材料としては、例えば、ＰＦＯ（ポリジオクチルフルオレン）等の有機高分子材料を使用することができる。なお、第２正孔注入２０４ｂおよびＢ発光層２０５ｃを、低分子有機材料を蒸着して形成することにしてもよい。
【００４７】
Ｂ発光層２０５ｃおよび第２バンク２０３ｂ上には、Ｂ発光層２０５ｃを覆うように、
ＩＴＯ等からなる透明陰極２０９が成膜・パターニングされて形成される。透明陰極２０９および第２バンク２０３ｂ上の全面には封止用接着材２１０が塗布されている。この封止用接着材２１０上には、封止用基板２１１が積層されている。具体的には、Ｂ発光層２０５ｃおよび第２バンク２０３ｂ上の全面に、熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂からなる封止用接着材２１０を塗布し、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気下で封止用基板２１１を重ねた後、加熱または紫外線照射して、封止用接着材２１０を硬化させて、封止用基板２１１を接合する。なお、上述の反射陽極２０２の仕事関数は、ホールを効率的に注入するために、４ｅＶ以上であることが望ましい。一方、透明陰極２０９の仕事関数は、電子を効率的に注入するために、４ｅＶ以下であることが望ましい。
【００４８】
なお、実施例２では、有機層を２層構造としているが、有機層を単層型（発光層）、３層型（電子輸送層／発光層／ホール輸送層）、４層型（電子注入層／発光層／ホール輸送層／ホール注入層）、５層型（電子注入層／電子輸送層／発光層／ホール輸送層／ホール注入層）のいずれで構成することにしても良い。また、実施例２では、Ｒ発光層２０５ａ、Ｇ発光層２０５ｂの上に、Ｂ発光層２０５ｃを積層する構造としたが、Ｂ発光層２０５ｃの上に、Ｒ発光層２０５ａ、Ｇ発光層２０５ｂを積層する構造としても良い。
【００４９】
つぎに、上記構造の有機ＥＬ装置２００の駆動方法を説明する。実施例２の有機ＥＬ装置２００においては、実施例１の有機ＥＬ装置１００と同様の駆動方法で駆動できるので、ここでは、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
Ｒ、Ｇ発光層２０５ａ、２０５ｂを発光させる場合には、電源手段２２０により反射陽極２０２にプラス電圧、透明共通陽陰極２０７にマイナス電圧を印加して、順方向電圧を印加する。これにより、Ｒ、Ｇ発光層２０５ａ、２０５ｂに透明共通陽陰極２０７から電子が注入されるとともに、反射陽極２０２から第１正孔注入層２０４ａを介してホールが注入され、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、この発光光が封止用基板２１１側から射出される。
【００５１】
また、Ｂ発光層２０５ｃを発光させる場合には、電源手段２２０により、反射陽極２０２にマイナス電圧、透明共通陽陰極２０７にプラス電圧を印加して、透明共通陽陰極２０７と、透明陽極２０２にコンタクトホール２０６を介して接続された反射陰極間１０９に順方向電圧を印加する。これにより、Ｂ発光層２０５ｃには、透明陰極２０９から電子が注入されるとともに、透明共通陽陰極２０７から第２正孔注入層２０４ｂを介してホールが注入され、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、この発光光が封止用基板２１１側から射出される。
【００５２】
また、Ｒ、Ｇ発光層２０５ａ、２０５ｂとＢ発光層２０５ｃを発光させて、混合色を発光する場合には、電源手段２２０により反射陽極２０２と透明共通陽陰極２０７間に交流電圧を印加して交流駆動を行う。なお、Ｂ発光層２０５ｃの上に、Ｒ発光層２０５ａ、Ｇ発光層２０５ｂを積層する構造とした場合にも同様の駆動方法で発光させることができる。
【００５３】
以上説明したように、上記実施例２によれば、基板２０１に、反射陽極２０２と、並列に配置されるＲ、Ｇ有機層と、透明共通陽陰極２０７と、Ｂ有機層と、反射陰極２０９とを順次積層して構成し、透明陰極２０９側から光を射出することとしたので、トップエミッション型の有機ＥＬ装置２００において、その寿命を長寿命化することが可能となる。
【００５４】
（変形例）
図７は、変形例に係る有機ＥＬ装置２を説明するための模式図である。上記実施例１および実施例２では、１画素ＰＸを第１および第２サブピクセルＰ１、Ｐ２で構成し、第１サブピクセルＰ１をＲ有機層とＢ有機層とを積層した構造とし、第２サブピクセルＰ２をＧ有機層とＢ有機とを積層した構造としたが、本発明は、これらのサブピクセルの数、積層する発光層の数、および発光層の発光色の組み合わせに限られるものではなく、サブピクセルの数および積層する発光層の数は３つ以上としても良く、また、４色以上の発光層を使用することにしても良い。
【００５５】
図７に示す有機ＥＬ装置２は、サブピクセルの数を３つとして、４色の発光層を形成した構造の例を示している。１画素ＰＸは、基板２０上に並列に配置された第１、第２、および第３サブピクセルＰ１、Ｐ２、Ｐ３で構成されており、第１サブピクセルＰ１をＲ有機層２１とＢ有機層２４とを積層した構造とし、第２サブピクセルＰ２をＧ有機層２２とＢ有機層２４とを積層した構造とし、第３サブピクセルＰ３をＢｙ（紫）有機層２３とＢ有機層２４を積層した構造とした。かかる構成によれば、中間色（紫）の再現性を向上させることができるとともに、Ｂ有機層を高寿命化することができる。
【００５６】
（電子機器への適用例）
つぎに、本発明に係る有機ＥＬ装置を適用可能な電子機器の具体例について図８を参照して説明する。図８−１は、本発明に係る有機ＥＬ装置を可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）３００の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ３００は、キーボード３０１を備えた本体部３０２と、本発明に係る有機ＥＬ装置を適用した表示部３０３とを備えている。図８−２は、本発明に係る有機ＥＬ装置を携帯電話機４００の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機４００は、複数の操作ボタン４０１のほか、受話口４０２、送話口４０３とともに、本発明に係る有機ＥＬ装置を適用した表示部４０４を備えている。
【００５７】
本発明に係る有機ＥＬ装置は、上述した携帯電話機やノートパソコン以外にも、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、およびＰＯＳ端末機などの電子機器に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ表示装置、エレクトロミック調光ガラス、電子ペーパー、照明装置、およびプリンタヘッド等に広く利用可能である。また、本発明に係る電子機器は、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器、携帯型パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、およびＰＯＳ端末機などの電子機器に広く利用することができる。また、本発明に係る画像形成装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、デジタル複合機などの画像形成装置に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ装置の原理を説明するための模式図。
【図２】本発明の実施例１に係る有機ＥＬ装置の部分断面図。
【図３】反射陰極および透明共通陽陰極の構成を説明するための部分平面構造を示す図。
【図４】電源手段により透明陽極と透明共通陽陰極間に印加される交流電圧の波形の一例を示す図。
【図５−１】混合色を発光させる場合に、電源手段により透明陽極と透明共通陽陰極間に印加する交流電圧の波形の一例を示す図。
【図５−２】混合色を発光させる場合に、電源手段により透明陽極と透明共通陽陰極間に印加する交流電圧の波形の一例を示す図。
【図６】本発明の実施例２に係る有機ＥＬ装置の部分断面図。
【図７】本発明の変形例に係る有機ＥＬ装置の原理を説明するための模式図。
【図８−１】実施例に係る有機ＥＬ装置を備えたパソコンの斜視図。
【図８−２】実施例に係る有機ＥＬ装置を備えた携帯電話機の斜視図。
【符号の説明】
【００６０】
１、２  有機ＥＬ装置、１０  基板、１１  Ｒ発光層、１２  Ｇ発光層、１３  Ｂ発光層、２０  基板、２１  Ｒ発光層、１２  Ｇ発光層、１３  Ｂｙ（紫）発光層、１４  Ｂ発光層、１００  有機ＥＬ装置、１０１  透明基板、１０２  透明陽極（第１電極）、１０３ａ  第１バンク、１０３ｂ  第２バンク、１０４ａ  第１正孔注入層、１０４ｂ  第２正孔注入層、１０５ａ、Ｒ発光層、１０５ｂ  Ｇ発光層、１０５ｃ  Ｂ発光層、１０６  コンタクトホール、１０７  透明共通陽陰極、１０８  引き出し配線、１０９  反射陰極（第２電極）、１１０  封止用接着材、１１１  封止用基板、１２０  電源手段、２００  有機ＥＬ装置、２０１  基板、２０２  反射陽極（第１電極）、２０３ａ  第１バンク、２０３ｂ  第２バンク、２０４ａ  第１正孔注入／輸送層（有機層）、２０４ｂ  第２正孔注入層、２０５ａ  Ｒ発光層、２０５ｂ  Ｇ発光層、２０５ｃ  Ｂ発光層、２０６  コンタクトホール、２０７  透明共通陽陰極、２０８  引き出し配線、２０９  透明陰極（第２電極）、２１０  封止用接着材、２１１  封止用基板、２２０  電源手段、３００  コンピュータ、３０１  キーボード、３０２  本体部、３０３  表示部、４００  携帯電話機、４０１  操作ボタン、４０２  受話口、４０３  送話口、４０４  表示部
【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５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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