(57)【要約】【課題】  高効率発光の有機発光表示装置を提供すること。【解決手段】  基板と、上部電極と、下部電極と、この上部電極及び下部電極に挟まれる複数の発光ユニットと、この複数の発光ユニットに挟まれる電荷発生層とを有する有機発光素子において、電荷発生層を介して単色の発光層を有する単色発光ユニットと２色以上の発光層を有する多色発光ユニットにより形成し、単色発光ユニットの発光効率は多色発光ユニットの発光効率と比較して同等以下とする有機発光素子。【選択図】図１
2005267990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、上部電極と、下部電極と、
前記上部電極及び下部電極に挟まれる複数の発光ユニットと、
前記複数の発光ユニットに挟まれ、１.０×１０2Ω・cm以上の比抵抗を有する電気的絶縁層からなる電荷発生層と
を有する有機発光素子であって、
前記複数の発光ユニットは、単色の発光層を有する単色発光ユニットと多色の発光層を有する多色発光ユニットで構成されることを特徴とする
有機発光素子。
【請求項２】
請求項１記載の有機発光素子を複数個有し、前記複数個の有機発光素子の発光動作を制御して表示を行う有機発光表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の有機発光表示装置において、前記単色発光ユニットは、前記多色発光ユニットと比較して発光効率が低い（同等以下である）ことを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項４】
請求項２，３記載の有機発光表示装置において、前記単色発光ユニットは一重項材料の赤色発光層を有し、前記多色発光ユニットは一重項材料の緑色発光層と一重項材料の青色発光層を有するものであることを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項５】
請求項２，３記載の有機発光表示装置において、前記単色発光ユニットは一重項材料の青色発光層を有し、前記多色発光ユニットは三重項材料の赤色発光層と三重項材料の緑色発光層を有するものであることを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項６】
請求項２，３記載の有機発光表示装置において、前記単色発光ユニットは一重項材料の青色発光層、前記多色発光ユニットは三重項材料の赤色発光層と、発光波長のピークが
５００ｎｍの発光をする三重項材料の緑色発光層と、発光波長のピークが５４０ｎｍの発光をする三重項材料の緑色発光層であることを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項７】
請求項２，３，４，５，６記載の有機発光表示装置において、前記多色発光ユニットが有する２以上の発光層は、積層構造であることを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項８】
請求項２，３，４，５，６記載の有機発光表示装置において、前記多色発光ユニットが有する２以上の発光層は、前記上部電極及び下部電極に対しほぼ並列に配置されていることを特徴とする
有機発光表示装置。
【請求項９】
前記発光層から放射される発光光は、前記上部電極を透過し外部へ取り出されることを特徴とする請求項１〜８記載の有機発光表示装置。
【請求項１０】
請求項９記載の有機発光表示装置において、前記上部電極側に発光光の一部の波長を通過するカラーフィルタを備えることを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項１１】
請求項９記載の有機発光表示装置において、前記上部電極側に白発光を赤色に変換する蛍光材料と、白発光を緑色に変換する蛍光材料と、白色光から青色の波長を通過するカラーフィルタを備えることを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項１２】
前記発光層から放射される発光光は、前記下部電極を透過し外部へ取り出されることを特徴とする請求項１〜８記載の有機発光表示装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の有機発光表示装置において、前記下部電極側に発光光の一部の波長を通過するカラーフィルタを備えることを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項１４】
請求項１２記載の有機発光表示装置において、前記下部電極側に白発光を赤色に変換する蛍光材料と、白発光を緑色に変換する蛍光材料と、白色光から青色の波長を通過するカラーフィルタを備えることを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項１５】
少なくとも一つの発光素子を備え、前記発光素子からの発光を用いて照明する機能をもつ有機発光表示装置において、前記発光素子が、請求項１記載の発光素子であることを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項１６】
少なくとも一つの発光素子を備え、前記発光素子からの発光を用いて液晶表示装置のバックライトとして用いられる有機発光表示装置において、前記液晶表示装置のバックライトとして用いられる照明装置が、請求項１記載の発光素子であることを特徴とする有機発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機発光表示装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機発光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】
従来、特開２００３−２７２８６０号に示された有機エレクトロルミネッセント素子
（以下、有機ＥＬ素子）が知られている。従来の有機ＥＬ素子は図２に示すように、基板１の上に下部電極２，発光ユニット７，電荷発生層４−１，発光ユニット８，電荷発生層４−２，発光ユニット９，電荷発生層４−３，上部電極６が形成されている。発光ユニット７，発光ユニット８，発光ユニット９はそれぞれ、赤色，緑色，青色である。図２に示すように従来の有機ＥＬ素子は電荷発生層を介して発光ユニットを挟んでいる直列に積層されて構造となっている。下部電極２と上部電極６に電圧を印加すると発光ユニット７は赤色、発光ユニット８は緑色、発光ユニット９は青色に発光し、それぞれの発光色が重なり白色光を得ることができる。発光ユニット７，８，９が発光する輝度をＬＲ，ＬＧ，
ＬＢとすると、図２に示す有機ＥＬ素子が発する白色発光の輝度Ｌは、Ｌ＝ＬＲ＋ＬＧ＋ＬＢで表すことができる。発光ユニット７，８，９の発光効率（電流効率）をそれぞれ
αＲ，αＧ，αＢとし、それぞれの発光ユニット流れる電流をＩすると、白色発光の輝度Ｌは、Ｌ＝ＩαＲ＋ＩαＧ＋ＩαＢと表すことができ、図２に示す従来の有機ＥＬ素子の発光輝度はそれぞれの発光ユニットの発光効率に比例した発光輝度となる。つまり、図２に示す有機ＥＬ素子の発光ユニット７，発光ユニット８，発光ユニット９の各々の発光輝度比Ｒ：Ｇ：Ｂは、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝αＲ：αＧ：αＢである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７２８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
白色発光を得るのに一般的なＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の輝度混合比は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：２：１である。通常の有機ＥＬ素子の発光効率は、緑色が最も高い値が得やすく、次に青色、最も発光効率が得難いのは赤色である。ここで言う発光効率とは電流効率
（ｃｄ／Ａ）のことである。
【０００６】
図２に示す有機ＥＬ素子のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの発光輝度は発光効率に比例しているので、例えばＲ，Ｇ，Ｂの発光効率が３ｃｄ／Ａ，１２ｃｄ／Ａ，６ｃｄ／Ａであった場合、図２に示す有機ＥＬ素子の発光輝度比、Ｒ：Ｇ：Ｂは、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：１２：６となってしまう。図２に示す有機ＥＬ素子を一般的な発光輝度比(Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：２：１)の白色発光を得るためには、発光効率が小さい発光ユニットに合わせなければならず、図２で示した従来の有機ＥＬ素子において、ＲＧＢ発光ユニットの各々の発光輝度比はＲＧＢの順に３：６：３としなければ一般的な発光輝度比の白色光を得ることができない。従って、図２で示した従来の有機ＥＬ素子の緑色発光ユニットは１２ｃｄ／Ａから６ｃｄ／Ａに、青色発光ユニットは６ｃｄ／Ａから３ｃｄ／Ａという様に発光効率を低下させなくてはならない。結果として図２に示す従来の有機ＥＬ素子の発光効率は低いものとなってしまうという問題がある。本発明の技術的課題は、高効率の有機発光効率の高い有機光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】
【０００７】
本発明は基板と、上部電極と、下部電極と、前記上部電極及び下部電極に挟まれる複数の発光ユニットと、前記複数の発光ユニットに挟まれ、１.０×１０2Ω・cm以上の比抵抗を有する電気的絶縁層からなる電荷発生層とを有する有機発光素子であって、前記複数の発光ユニットは、単色の発光層を有する単色発光ユニットと多色の発光層を有する多色発光ユニットで構成されることを特徴とする有機発光素子に関する。また、この有機発光素子を複数個有し、前記複数個の有機発光素子の発光動作を制御して表示を行う有機発光表示装置に関する。
【０００８】
ここで言う電荷発生層とは、１.０×１０2Ω・cm以上、好ましくは１.０×１０5Ω・cm以上の比抵抗を有する電気絶縁性の層である。電荷発生層は、電圧印加時において素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する役割を果たすことにより、複数の発光ユニットが電気（回路）的に直列に接続されている様に振舞う。電荷発生層の材料としては、Ｖ2Ｏ5（５酸化バナジウム），アリールアミン化合物などであるのが好ましい。
【０００９】
ここで言う上部電極，下部電極とは、発光ユニットを挟む一対の電極のうち、発光ユニットと基板の間にある電極を下部電極，発光ユニットから基板と反対側にある電極を上部電極としたものである。
【００１０】
発光光を上部電極から取り出す構造の有機ＥＬ素子の場合、上部電極は陽極電極であり、下部電極は陰極電極である。また、発光光を下部電極から取り出す構造の有機ＥＬ素子の場合、上部電極は陰極電極、下部電極は陽極電極である。
【００１１】
ここで言う陽極電極には、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。具体的には、金，白金、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。また、陽極として、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ），酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ），酸化インジウムゲルマニウム等の２元系、或いは酸化インジウムスズ亜鉛等の３元系であってもよい。又、酸化インジウム以外にも酸化スズ，酸化亜鉛等を主成分とした組成であってもよい。又、ＩＴＯであれば、酸化インジウムに対して５−１０ｗｔ％の酸化スズを含む組成が良く用いられる。酸化物半導体の製造法は、スパッタ法，ＥＢ蒸着法，イオンプレーティング法等が挙げられる。Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2系透明導電膜，Ｉｎ2Ｏ3−ＺｎＯ 系透明導電膜の仕事関数は、それぞれ、４.６ｅＶ，４.６ｅＶであるが、ＵＶオゾン照射，酸素プラズマ処理、等により、５.２ｅＶ 程度まで増大させることが可能である。Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2 系透明導電膜では、スパッタ法において、基板温度を２００℃程度まで高めた条件で作製すると多結晶状態になる。多結晶状態では、結晶粒により、表面平坦性が悪いため、表面を研磨したものが望ましい。又、他の方法として、アモルファス状態で形成したものを加熱して多結晶状態にしたものが望ましい。また、陽極は、前記正孔注入層を設けることにより、仕事関数を大きい材料を用いる必要がなくなり、通常の導電膜でよくなる。具体的には、アルミニウム，インジウム，モリブテン，ニッケル、等の金属や、これら金属を用いた合金や、ポリシリコン，アモルファスシリコン，錫酸化物，酸化インジウム，インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）等の無機材料が望ましい。また、形成プロセスが簡便な塗布法を用いたポリアニリン，ポリチオフェン等の有機材料，導電性インクが望ましい。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。
【００１２】
ここでいう発光ユニットは、発光層が、正孔注入層，正孔輸送層と、電子注入層，電子輸送層とで挟まれた構造を一つのユニットとしたものである。ここで言う正孔輸送層とは、陽極と正孔輸送層の注入障壁を下げるため、適当なイオン化ポテンシャルを有する材料が望ましい。また、下地層の表面凹凸を埋める役割を果たすことが望ましい。具体的には、銅フタロシアニン，スターバーストアミン化合物、ポリアニリン，ポリチオフェン，酸化バナジウム，酸化モリブテン，酸化ルテニウム，酸化アルミニウム、等が挙げられるが、これらに限定される訳ではない。ここで言う正孔注入層とは、正孔を輸送し、発光層へ注入する役割を有する。そのため、正孔移動度が高いことが望ましい。また、化学的に安定であることが望ましい。また、イオン化ポテンシャルが小さいことが望ましい。また、電子親和力が小さいことが望ましい。また、ガラス転移温度が高いことが望ましい。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。
【００１３】
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。
【００１４】
ここで言う単色発光ユニットとは、前記発光ユニットの発光層が１つで構成された発光ユニットであり、多色発光ユニットとは、前記発光ユニットの発光層が２つ以上で構成された発光ユニットである。
【００１５】
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。
【００１６】
ここで言う電子注入層とは、陰極から電子輸送層への電子注入効率を向上させるために用いる。具体的には、弗化リチウム，弗化マグネシウム，弗化カルシウム，弗化ストロンチウム，弗化バリウム，酸化マグネシウム，酸化アルミニウムが望ましい。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。
【００１７】
ここで言う陰極電極は、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）を共蒸着した陰極電極、または前記電子輸送層の次にＬｉＦ，Ａｌの順に蒸着した陰極電極が使用されている。
【００１８】
前記した手段によれば、電荷発生層によって仕切られた２つの発光ユニットが電気回路的に振舞うので、２色発光ユニットの２つの発光層に流れる電流の和が単色発光ユニットの発光層に流れる。従って発光効率が低い発光層には２色の発光層に流れる電流よりも大きい電流が流れることになるので単色発光ユニットに備えられた発光効率の低い発光層は大きい発光輝度を得ることができる。結果として高効率の有機ＥＬ素子を製作でき、高効率な有機発光表示装置を提供することができる。
【００１９】
また本発明でいう別の実施形態は、前記単色発光ユニットは、前記多色発光ユニットと比較して発光効率が低い（同等以下である）ことを特徴とする。
【００２０】
また、本出願の別の実施態様は、前記単色発光ユニットは一重項材料の赤色の発光層を有し、多色発光ユニットは一重項材料の緑色と青色の発光層を有していることを特徴とする。ここで言う一重項材料の赤色に使用される材料は、例えばトリス(８−キノリノール)アルミニウムとナイルレッドの共蒸着膜である。またここで言う一重項材料の緑色に使用される材料は、例えばトリス（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である。またここで言う一重項材料の青色に使用される材料は、例えばジスチリルアリーレン誘導体膜である。またこれらの材料に限定するものではない。
【００２１】
本出願の別の実施態様は、前記単色発光ユニットは一重項材料の青色の発光層を有し、多色発光ユニットは三重項材料の赤色と三重項材料の緑色の発光層を有していることを特徴とする。ここで言う一重項材料の青色に使用される材料とは、例えばジスチリルアリーレン誘導体膜である。またここで言う三重項材料の赤色の材料とは、例えばＣＢＰと
ＰｔＯＥＰの共蒸着膜であり、三重項材料の緑色の材料とは、例えばＣＢＰとイリジウム錯体(Ｉｒ(ｐｐｙ)3) の共蒸着膜である。またこれらの材料に限定するものではない。
【００２２】
本出願の別の実施態様は、前記単色発光ユニットは一重項材料の青色の発光層を有し、前記多色発光ユニットは三重項材料の赤色と、発光波長のピークが５００ｎｍの発光する三重項材料の緑色と、発光波長のピークが５４０ｎｍの発光する三重項材料の緑色の発光層であることを特徴とする。
【００２３】
ここで言う一重項材料の青色に使用される材料とは、例えばジスチリルアリーレン誘導体膜である。またここで言う三重項材料の赤色の材料とは、例えばＣＢＰとＰｔＯＥＰの共蒸着膜であり、発光波長のピークが５００ｎｍの発光する三重項材料の緑色の発光層は、５００ｎｍの発光波長をピークに持つように調整されたＣＢＰとイリジウム錯体
(Ｉｒ(ｐｐｙ)3) の共蒸着膜であり、発光波長のピークが５４０ｎｍの発光する三重項材料の緑色の発光層は、５４０ｎｍの発光波長をピークに持つように調整されたＣＢＰとイリジウム錯体(Ｉｒ(ｐｐｙ)3) の共蒸着膜である。またこれらの材料に限定するものではない。
【００２４】
請求項２，３，４，５，６記載の有機発光表示装置において、前記多色発光ユニットが有する２以上の発光層は、積層構造であることを特徴とする有機発光表示装置。
【００２５】
本出願の別の実施形態は、前記多色発光ユニットが有する２色以上の発光層は、積層構造であることを特徴とし、または前記上部電極及び下部電極に対しほぼ並列に配置されていることを特徴とする。
【００２６】
本出願の別の実施態様は、発光光の取り出し側にカラーフィルタを備えたことを特徴とする有機発光表示装置である。
【００２７】
本出願の別の実施態様は、発光光の取り出し側に白色光を赤色に変換する蛍光材料と、白色光を緑色に変換する蛍光材料と白色光から青色の波長だけを通過するカラーフィルタを備えたことを特徴とする有機発光表示装置である。
【００２８】
本出願の別の実施態様は、上記に示した有機発光素子からの発光を用いて照明する機能をもつ有機発光表示装置である。
【００２９】
本出願の別の実施態様は、上記発光素子からの発光を液晶表示装置のバックライトとして用いる表示装置である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の有機発光素子は発光効率の高い発光層に流れる電流より、発光効率の低い発光層に流れる電流を大きくできることから、発光効率の低い発光層は発光輝度を大きくできる。従って発光効率の高い有機発光素子を製作することができるので、高効率な有機発光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】
【００３１】
本発明の実施例を以下に示す。
【実施例１】
【００３２】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
この実施例は、図１における下部電極側から光を取り出す構造の有機発光素子について図１，図３，図４を用いて説明する。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は、基板１の上に下部電極２，発光ユニット３，電荷発生層４，発光ユニット５，上部電極６を備えており、電荷発生層４は、発光ユニット３と発光ユニット５とで挟まれた構造となっている。
【００３４】
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。
【００３５】
基板１上に形成される下部電極２は本実施例において陽極電極であり、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。
【００３６】
下部電極２の上に、発光ユニット３を形成する。図３に発光ユニット３の断面図を示す。発光ユニット３は正孔輸送層１０，青色発光層１１，緑色発光層１２，電子輸送層１３とで形成されている。
【００３７】
発光ユニット３の正孔輸送層１０は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍの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。）によって形成した。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。
【００３８】
発光ユニット３の青色発光層１１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した。
【００３９】
発光ユニット３の緑色発光層１２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した。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【００４０】
発光ユニット３の電子輸送層１３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。
【００４１】
こうして形成された発光ユニット３の上に電荷発生層４を形成する。電荷発生層４は真空蒸着法により、膜厚１０ｎｍのＶ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を形成する。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。
【００４２】
電荷発生層４上に発光ユニット５を形成する。図４に発光ユニット５の断面図を示す。発光ユニット５は正孔輸送層１４，赤色発光層１５，電子輸送層１６とで形成されている。
【００４３】
発光ユニット５の正孔輸送層１４は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【００４４】
発光ユニット５の赤色発光層１５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した。
【００４５】
発光ユニット５の電子輸送層１６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。
【００４６】
こうして形成された発光ユニット５の上に上部電極６を形成する。上部電極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。
【００４７】
図１に示す有機発光素子の下部電極２と上部電極６に電圧Ｖを印加すると図１に示す有機発光素子には電流値Ｉが流れ、発光ユニット３は青色発光と緑色発光を発光し、発光ユニット５は赤色発光する。それぞれの発光色が混合するので、図１に示す有機発光素子は白色光を得ることができる。本実施例では図１における基板１側から光と取り出せる。
【００４８】
発光ユニット３と発光ユニット５に挟まれている電荷発生層４は例えば１×１０2Ωcm以上の比抵抗を有する電気的絶縁層である。この電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子に所定の電圧を印加したときに、電荷発生層４は素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する役割を果たす。電荷発生層４は電気絶縁層から形成されているのも拘わらず、結果として電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子の発光ユニット３と発光ユニット５は、電気（回路）的に直列に接続されている様に振舞う。
【００４９】
図１に示す有機発光素子に流れる電流値Ｉは発光ユニット５の赤色発光に要する電流と同じ電流値である。発光ユニット３内の青色発光に要する電流値をＩｂ，緑色発光に要する電流値をＩｇとすると、発光ユニット５の赤色発光に要する電流値Ｉは、Ｉ＝Ｉｂ＋
Ｉｇである。発光ユニット５の発光効率をαｒ、発光ユニット３の青色発光効率をαｂ、発光ユニット３の緑色発光効率をαｇとする。図１に示す有機発光素子の発光輝度Ｌは、Ｌ＝Ｉαｒ＋Ｉｂαｂ＋Ｉｇαｇで表すことができる。発光ユニット５の赤色発光に要する電流Ｉ値は、Ｉ＝Ｉｂ＋Ｉｇであるので、発光ユニット５の赤色発光層１５には、発光ユニット３の青色を発光するのに要する電流値より大きい電流値が流れ、また緑色を発光するのに要する電流値より大きい電流値が流れることにより、発光ユニット５の赤色発光層１５は、発光効率が低い値であっても大きな発光輝度を得ることができる。青色発光に要する電流値Ｉｂと緑色発光に有する電流値Ｉｇは、ほぼＩｂ＝Ｉｇである。従って赤色発光に要する電流値は、緑色発光に要する電流値や青色発光に要する電流値の約２倍の電流が流れることになる。つまり図１に示す有機ＥＬ素子のＲ，Ｇ，Ｂに流れる電流値の比は、２：１：１となる。例えばＲ，Ｇ，Ｂの発光効率比が３ｃｄ／Ａ：１２ｃｄ／Ａ：
６ｃｄ／Ａであった場合、電流と発光効率の積が発光輝度となるので、図１に示す有機発光素子のＲ，Ｇ，Ｂの発光輝度比は、６：１２：６（＝１：２：１）となり一般的な白色光を発することができる。従って本実施例における図１に示す有機発光素子は、一般的な発光輝度比の白色発光を得るために緑色や青色の発光効率を低下させることがないので、高効率の白色有機発光素子を製作することができるので、高効率の有機発光表示装置を提供することができる。
【００５０】
本実施例において図１に示した発光ユニット３は基板１側、発光ユニット５は上部電極６側として述べたが、発光ユニット３は上部電極６側、発光ユニット５は下部電極２側に形成した場合においても本発明の効果を得ることができる。但し、一般的に短波長の光は吸収されやすく透過率が低いので、本発明で使用する発光層のなかで相対的に短い波長のピークを持つ発光層を発光光取り出し側に配置することでより高効率の有機発光表示装置には有利であり、本実施例でいうと図１の発光ユニット３に青色や緑色の発光層を配置することのほうが好適である。
【００５１】
また本実施例で述べたＲ，Ｇ，Ｂの発光層に使用した発光材料は全て一重項材料である。本実施例で述べたＲの発光ピーク波長は６０５〜７００ｎｍの範囲内にあり、Ｇの発光ピーク波長は５００〜５６０ｎｍの範囲内にあり、Ｂの発光ピーク波長は４３５〜４８０ｎｍの範囲内にある。本実施例における図３に示す発光ユニット３は正孔輸送層１０，青色発光層１１，緑色発光層１２，電子輸送層１３の順に積層した発光ユニット３について述べたが、正孔輸送層１０，緑色発光層１２，青色発光層１１，電子輸送層１３の順に積層した場合でも本実施例に示す同等の効果を得ることができる。本実施例で述べた２色以上の発光ユニット３に有する発光層の数は２色に限定するものではない。また、本実施例ではＲＧＢの発光輝度比が１：２：１の白色光について述べたが、この発光輝度比を限定するものではなく、例えば発光輝度比が３：６：１であっても発光効率との組み合わせによって実現することができる。
【実施例２】
【００５２】
この実施例では、図１における上部電極６側から光を取り出す構造の有機発光素子について、図１，図５，図６を用いて説明する。図１において有機発光素子は、基板１の上に下部電極２，発光ユニット３，電荷発生層４，発光ユニット５，上部電極６を備えており、電荷発生層４は、発光ユニット３と発光ユニット５とで挟まれた構造となっている。
【００５３】
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。
【００５４】
基板１上の上に下部電極２を形成する。下部電極２は本実施例において陰極電極であり、その形成は、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１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／sec に制御して蒸着した。その後、膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを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。
【００５５】
下部電極２の上に、発光ユニット３を形成する。図５に本実施例における発光ユニット３の断面図を示す。発光ユニット３は電子輸送層１３，青色発光層１１，緑色発光層１２，正孔輸送層１０とで形成されている。
【００５６】
発光ユニット３の電子輸送層１３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。
【００５７】
発光ユニット３の青色発光層１１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。
【００５８】
発光ユニット３の緑色発光層１２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。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【００５９】
発光ユニット３の正孔輸送層１０は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【００６０】
こうして形成された発光ユニット３の上に電荷発生層４を形成する。電荷発生層４は真空蒸着法により、膜厚１０ｎｍのＶ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を形成する。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 に制御して蒸着した。
【００６１】
電荷発生層４上に発光ユニット５を形成する。発光ユニット５は図６に示すように、電子輸送層１６，赤色発光層１５，正孔輸送層１４とで形成されている。
【００６２】
発光ユニット５の電子輸送層１６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。
【００６３】
発光ユニット５の赤色発光層１５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した。
【００６４】
発光ユニット５の正孔輸送層１４は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【００６５】
次に、スパッタリング法により、膜厚５０ｎｍのＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜（以下、ＩＺＯ膜と称する。）を形成する。この膜は第２電極１２５として機能し、非晶酸化物膜である。このときのターゲットには、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０.２Ｐａ、スパッタリング出力を２Ｗ／cm2 とした。Ｍｇ：Ａｇ／Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ積層膜からなる上部電極６は、陽極電極として機能し、その透過率は６５％であった。
【００６６】
図１に示す有機発光素子の下部電極２と上部電極６に電圧Ｖを印加すると図１に示す有機発光素子には電流値Ｉが流れ、発光ユニット３は青色発光と緑色発光を発光し、発光ユニット５は赤色発光する。それぞれの発光色が混合するので、図１に示す有機発光素子は白色光を得ることができる。本実施例では図１における上部電極６側から光と取り出せる。
【００６７】
発光ユニット３と発光ユニット５に挟まれている電荷発生層４は例えば１×１０2Ωcm以上の比抵抗を有する電気的絶縁層である。この電荷発生層４を有する図１に示す有機
ＥＬ素子に所定の電圧を印加したときに、電荷発生層４は素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する役割を果たす。電荷発生層４は電気絶縁層から形成されているのも拘わらず、結果として電荷発生層４を有する図１に示す有機ＥＬ素子の発光ユニット３と発光ユニット５は、電気（回路）的に直列に接続されている様に振舞う。
【００６８】
図１に示す有機発光に流れる電流値Ｉは発光ユニット５の赤色発光に要する電流と同じ電流値である。発光ユニット３内の青色発光に要する電流値をＩｂ、緑色発光に要する電流値をＩｇとすると、発光ユニット５の赤色発光に要する電流値Ｉは、Ｉ＝Ｉｂ＋Ｉｇである。発光ユニット５の発光効率をαｒ、発光ユニット３の青色発光効率をαｂ、発光ユニット３の緑色発光効率をαｇとする。図１に示す有機発光素子の発光輝度Ｌは、Ｌ＝
Ｉαｒ＋Ｉｂαｂ＋Ｉｇαｇで表すことができる。発光ユニット５の赤色発光に要する電流Ｉ値は、Ｉ＝Ｉｂ＋Ｉｇであるので、発光ユニット５の赤色発光層には、発光ユニット３の青色を発光するのに要する電流値より大きい電流値が流れ、また緑色を発光するのに要する電流値より大きい電流値が流れることにより、赤色発光である発光ユニット５の発光効率が低い値であっても大きな発光輝度を得ることができる。青色発光に要する電流値Ｉｂと緑色発光に有する電流値Ｉｇは、ほぼＩｂ＝Ｉｇである。従って赤色発光に要する電流値は、緑色発光に要する電流値や青色発光に要する電流値の約２倍の電流が流れることになる。つまり図１に示す有機発光素子のＲ，Ｇ，Ｂに流れる電流値の比は、２：１：１となる。例えばＲ，Ｇ，Ｂの発光効率比が３ｃｄ／Ａ：１２ｃｄ／Ａ：６ｃｄ／Ａであった場合、電流と発光効率の積が発光輝度となるので、図１に示す有機発光素子のＲ，Ｇ，Ｂの発光輝度比は、６：１２：６（＝１：２：１）となり一般的な白色光を発することができる。従って本実施例における図１に示す有機発光素子は、一般的な発光輝度比の白色発光を得るために緑色や青色の発光効率を低下させることがないので、高効率の白色有機発光素子を製作することができるので高効率の有機発光表示装置を提供することができる。また本実施例では図１における上部電極６側から光を取り出せる効果をも有するので、実施例１と比較して、より大きな開口率を有する有機発光表示装置を提供できる。
【００６９】
本実施例において図１に示した発光ユニット３は基板１側、発光ユニット５は上部電極６側として述べたが、発光ユニット３は上部電極６側、発光ユニット５は基板１側に形成した場合においても同等の効果を得ることができる。
【００７０】
また本実施例で述べたＲ，Ｇ，Ｂの発光層に使用した発光材料は全て一重項材料である。本実施例で述べたＲの発光ピーク波長は６０５〜７００ｎｍの範囲内にあり、Ｇの発光ピーク波長は５００〜５６０ｎｍの範囲内にあり、Ｂの発光ピーク波長は４３５〜４８０ｎｍの範囲内にある。
【００７１】
本実施例では図５に示す様に発光ユニット３は電子輸送層１３，青色発光層１１，緑色発光層１２，正孔輸送層１０の順に積層した発光ユニット３について述べたが、電子輸送層１３，緑色発光層１２，青色発光層１１，正孔輸送層１０の順に積層した発光ユニット３であっても本実施例に示す同等の効果を得ることができる。本実施例で述べた２色以上の発光ユニット３に有する発光層の数は２色に限定するものではない。また、本実施例ではＲＧＢの発光輝度比が１：２：１の白色光について述べたが、この発光輝度比を限定するものではなく、例えば発光輝度比が３：６：１であっても発光効率との組み合わせによって実現することができる。
【実施例３】
【００７２】
この実施例は、発光材料として三重項（燐光）材料を用い、図１における基板１側から光を取り出す構造の有機発光素子について図１，図７，図８を用いて説明する。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は、基板１の上に下部電極２，発光ユニット３，電荷発生層４，発光ユニット５，上部電極６を備えており、電荷発生層４は、発光ユニット３と発光ユニット５とで挟まれた構造となっている。
【００７３】
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。
【００７４】
基板１上に形成される下部電極２は本実施例において陽極電極として機能し、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。
【００７５】
下部電極２の上に、三重項（燐光）材料の緑色と三重項（燐光）材料の赤色の発光層を備えた発光ユニット３を形成する。
【００７６】
図７に発光ユニット３の断面図を示す。発光ユニット３は正孔輸送層１０，三重項（燐光）材料の緑色発光層１７，三重項（燐光）材料の赤色発光層１８，電子輸送層１３とで形成されている。
【００７７】
発光ユニット３の正孔輸送層１０は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【００７８】
発光ユニット３の三重項（燐光）材料の緑色発光層１７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。
【００７９】
発光ユニット３の三重項（燐光）材料の赤色発光層１８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。
【００８０】
発光ユニット３の電子輸送層１３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。
【００８１】
こうして形成された発光ユニット３の上に電荷発生層４を形成する。電荷発生層４は真空蒸着法により、膜厚１０ｎｍのＶ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を形成する。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。
【００８２】
電荷発生層４上に発光ユニット５を形成する。図８に発光ユニット５の断面図を示す。発光ユニット５は正孔輸送層１４，青色発光層１１，電子輸送層１６とで形成されている。
【００８３】
発光ユニット５の正孔輸送層１４は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【００８４】
発光ユニット５の青色発光層１１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した。
【００８５】
発光ユニット５の電子輸送層１６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。
【００８６】
こうして形成された発光ユニット５の上に上部電極６を形成する。上部電極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。
【００８７】
図１に示す有機発光素子の下部電極２と上部電極６に電圧Ｖを印加すると図１に示す有機発光素子には電流値Ｉが流れ、発光ユニット３は緑色発光と赤色発光を発光し、発光ユニット５は青色発光する。それぞれの発光色が混合するので、図１に示す有機発光素子は白色光を得ることができる。発光ユニット３と発光ユニット５に挟まれている電荷発生層４は例えば１×１０2Ωcm 以上の比抵抗を有する電気的絶縁層である。この電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子に所定の電圧を印加したときに、電荷発生層４は素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する役割を果たす。電荷発生層４は電気絶縁層から形成されているのも拘わらず、結果として電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子の発光ユニット３と発光ユニット５は、電気（回路）的に直列に接続されている様に振舞う。
【００８８】
一般的に三重項（燐光）材料の緑色発光と三重項（燐光）材料の赤色発光の発光効率は一重項材料の青色発光の発光効率よりも大きいことが知られている。
【００８９】
図１に示す有機発光素子に流れる電流値Ｉは発光ユニット５の青色発光に要する電流と同じ電流値である。
【００９０】
発光ユニット３内の緑色発光に要する電流値をＩｇ、赤色発光に要する電流値をＩｒとすると、発光ユニット５の青色発光に要する電流値Ｉは、Ｉ＝Ｉｇ＋Ｉｒである。発光ユニット５の発光効率をαｂ、発光ユニット３の緑色発光効率をαｇ、発光ユニット３の赤色発光効率をαｒとする。図１に示す有機発光素子の発光輝度Ｌは、Ｌ＝Ｉαｂ＋Ｉgαg＋Ｉｒαｒで表すことができる。発光ユニット５の青色発光に要する電流Ｉ値は、Ｉ＝
Ｉｇ＋Ｉｒであるので、発光ユニット５の青色発光層には、発光ユニット３の緑色を発光するのに要する電流値より大きい電流値が流れ、また発光ユニット３の赤色を発光するのに要する電流値より大きい電流値が流れることにより、青色発光である発光ユニット５の発光効率が三重項（燐光）材料の緑色や、三重項（燐光）材料の赤色の発光効率より低い値であっても大きな発光輝度を得ることができる。緑色発光に要する電流値Ｉｇと赤色発光に有する電流値Ｉｒは、ほぼＩｂ＝Ｉｇである。従って青色発光に要する電流値は、緑色発光に要する電流値や赤色発光に要する電流値の約２倍の電流が流れることになる。つまり図１に示す有機発光素子のＲ，Ｇ，Ｂに流れる電流値の比は、１：１：２となる。
【００９１】
例えばＲ，Ｇ，Ｂの発光効率比が１２ｃｄ／Ａ：２４ｃｄ／Ａ：６ｃｄ／Ａであった場合、電流と発光効率の積が発光輝度となるので、図１に示す有機ＥＬ素子のＲ，Ｇ，Ｂの発光輝度比は、１２：２４：１２（＝１：２：１）となり一般的な白色光を発することができる。従って、図１に示す有機発光素子は、一般的な発光輝度比の白色発光を得るために、発光効率の高い三重項（燐光）材料の緑色や三重項（燐光）材料の赤色の発光効率を低下させることがないので、高効率の白色有機発光素子を製作することができ高効率の有機発光表示装置を提供することができる。また本実施例では三重項（燐光）材料を有した構造であるので実施例１と比較してより高効率な有機発光表示装置を提供することができる。
【００９２】
本実施例において図１に示した発光ユニット３は基板１側、発光ユニット５は上部電極６側として述べたが、発光ユニット３は上部電極６側、発光ユニット５は基板１側に形成した場合においても同等の効果を得ることができる。
【００９３】
また本実施例で述べたＲ，Ｇ，Ｂの発光層に使用した発光材料は全て一重項材料である。本実施例で述べたＲの発光ピーク波長は６０５〜７００ｎｍの範囲内にあり、Ｇの発光ピーク波長は５００〜５６０ｎｍの範囲内にあり、Ｂの発光ピーク波長は４３５〜４８０ｎｍの範囲内にある。本実施例では図７に示す様に、正孔輸送層１０，三重項（燐光）材料の緑色発光層１７，三重項（燐光）材料の赤色発光層１８，電子輸送層１３の順に積層した発光ユニット３について述べたが、正孔輸送層１０，三重項（燐光）材料の赤色発光層１８，三重項（燐光）材料の緑色発光層１７，電子輸送層１３の順に積層した発光ユニット３であっても本実施例に示す同等の効果を得ることができる。本実施例で述べた２色以上の発光ユニット３に有する発光層の数は２色に限定するものではない。また、本実施例ではＲＧＢの発光輝度比が１：２：１の白色光について述べたが、この発光輝度比を限定するものではなく、例えば発光輝度比が３：６：１であっても発光効率との組み合わせによって実現することができる。
【実施例４】
【００９４】
この実施例は、発光材料として三重項（燐光）材料を用い、図１における上部電極６側から光を取り出す構造の有機発光素子について図１，図９，図１０を用いて説明する。
【００９５】
図１において有機発光素子は、基板１の上に下部電極２，発光ユニット３，電荷発生層４，発光ユニット５，上部電極６を備えており、電荷発生層４は、発光ユニット３と発光ユニット５とで挟まれた構造となっている。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。
【００９６】
基板１上の上に下部電極２を形成する。下部電極２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１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを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。
【００９７】
下部電極２の上に、三重項（燐光）材料の緑色と三重項（燐光）材料の赤色の発光層を備えた発光ユニット３を形成する。
【００９８】
図９に発光ユニット３の断面図を示す。発光ユニット３は電子輸送層１３，三重項（燐光）材料の緑色発光層１７，三重項（燐光）材料の赤色発光層１８，正孔輸送層１０とで形成されている。
【００９９】
発光ユニット３の電子輸送層１３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】
発光ユニット３の三重項（燐光）材料の緑色発光層１７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。
【０１０１】
発光ユニット３の三重項（燐光）材料の赤色発光層１８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。
【０１０２】
発光ユニット３の正孔輸送層１０は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【０１０３】
こうして形成された発光ユニット３の上に電荷発生層４を形成する。電荷発生層４は真空蒸着法により、膜厚１０ｎｍのＶ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を形成する。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。
【０１０４】
電荷発生層４上に発光ユニット５を形成する。図１０に発光ユニット５の断面図を示す。発光ユニット５は電子輸送層１６，青色発光層１１，正孔輸送層１４とで形成されている。
【０１０５】
発光ユニット５の電子輸送層１６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。
【０１０６】
発光ユニット５の青色発光層１１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した。
【０１０７】
発光ユニット５の正孔輸送層１４は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【０１０８】
次に、スパッタリング法により、膜厚５０ｎｍのＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜（以下、ＩＺＯ膜と称する。）を形成する。この膜は第２電極１２５として機能し、非晶酸化物膜である。このときのターゲットには、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０.２Ｐａ、スパッタリング出力を２Ｗ／cm2 とした。Ｍｇ：Ａｇ／Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ積層膜からなる上部電極６は、陽極として機能し、その透過率は６５％であった。
【０１０９】
図１に示す有機発光素子の下部電極２と上部電極６に電圧Ｖを印加すると図１に示す有機発光素子には電流値Ｉが流れ、発光ユニット３は緑色発光と赤色発光を発光し、発光ユニット５は青色発光する。それぞれの発光色が混合するので、図１に示す有機発光素子は白色光を得ることができる。
【０１１０】
発光ユニット３と発光ユニット５に挟まれている電荷発生層４は例えば１×１０2Ωcm以上の比抵抗を有する電気的絶縁層である。この電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子に所定の電圧を印加したときに、電荷発生層４は素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する役割を果たす。電荷発生層４は電気絶縁層から形成されているのも拘わらず、結果として電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子の発光ユニット３と発光ユニット５は、電気（回路）的に直列に接続されている様に振舞う。
【０１１１】
一般的に三重項（燐光）材料の緑色発光と三重項（燐光）材料の赤色発光の発光効率は一重項材料の青色発光の発光効率よりも大きいことが知られている。
【０１１２】
図１に示す有機発光素子に流れる電流値Ｉは発光ユニット５の青色発光に要する電流と同じ電流値である。発光ユニット３内の緑色発光に要する電流値をＩｇ、赤色発光に要する電流値をＩｒとすると、発光ユニット５の青色発光に要する電流値Ｉは、Ｉ＝Ｉｇ＋
Ｉｒである。発光ユニット５の発光効率をαｂ、発光ユニット３の緑色発光効率をαｇ、発光ユニット３の赤色発光効率をαｒとする。図１に示す有機発光素子の発光輝度Ｌは、Ｌ＝Ｉαｂ＋Ｉｇαｇ＋Ｉｒαｒで表すことができる。
【０１１３】
発光ユニット５の青色発光に要する電流Ｉ値は、Ｉ＝Ｉｇ＋Ｉｒであるので、発光ユニット５の青色発光層には、発光ユニット３の緑色を発光するのに要する電流値より大きい電流値が流れ、また赤色を発光するのに要する電流値より大きい電流値が流れることにより、青色発光である発光ユニット５の発光効率が三重項（燐光）材料の緑色や、三重項
（燐光）材料の赤色の発光効率より低い値であっても大きな発光輝度を得ることができる。緑色発光に要する電流値Ｉｇと赤色発光に有する電流値Ｉｒは、ほぼＩｂ＝Ｉｇである。従って青色発光に要する電流値は、緑色発光に要する電流値や赤色発光に要する電流値の約２倍の電流が流れることになる。つまり図１に示す有機ＥＬ素子のＲ，Ｇ，Ｂに流れる電流値の比は、１：１：２となる。
【０１１４】
例えばＲ，Ｇ，Ｂの発光効率比が１２ｃｄ／Ａ：２４ｃｄ／Ａ：６ｃｄ／Ａであった場合、電流と発光効率の積が発光輝度となるので、図１に示す有機発光素子のＲ，Ｇ，Ｂの発光輝度比は、１２：２４：１２（＝１：２：１）となり一般的な白色光を発することができる。従って、図１に示す有機発光素子は、一般的な発光輝度比の白色発光を得るために、発光効率の高い三重項（燐光）材料の緑色や三重項（燐光）材料の赤色の発光効率を低下させることがないので、高効率の白色有機発光素子を製作することができ高効率の有機発光表示装置を提供することができる。また本実施例では図１における上部電極６側から光を取り出せる効果をも有するので、実施例３と比較して、より大きな開口率を有する有機発光表示装置を提供できる。本実施例において図１に示した発光ユニット３は基板１側、発光ユニット５は上部電極６側として述べたが、発光ユニット３は上部電極６側、発光ユニット５は基板１側に形成した場合においても同等の効果を得ることができる。また本実施例で述べたＲ，Ｇ，Ｂの発光層に使用した発光材料は全て一重項材料である。本実施例で述べたＲの発光ピーク波長は６０５〜７００ｎｍの範囲内にあり、Ｇの発光ピーク波長は５００〜５６０ｎｍの範囲内にあり、Ｂの発光ピーク波長は４３５〜４８０ｎｍの範囲内にある。
【０１１５】
本実施例では図９に示す様に発光ユニット３は電子輸送層１３，三重項（燐光）材料の緑色発光層１７，三重項（燐光）材料の赤色発光層１８，正孔輸送層１０の順に積層した発光ユニット３について述べたが、電子輸送層１３，三重項（燐光）材料の赤色発光層
１８，三重項（燐光）材料の緑色発光層１７，正孔輸送層１０の順に積層した発光ユニット３であっても本実施例に示す同等の効果を得ることができる。本実施例で述べた２色以上の発光ユニット３に有する発光層の数は２色に限定するものではない。また、本実施例ではＲＧＢの発光輝度比が１：２：１の白色光について述べたが、この発光輝度比を限定するものではなく、例えば発光輝度比が３：６：１であっても発光効率との組み合わせによって実現することができる。
【実施例５】
【０１１６】
この実施例は図１における基板１側から光を取り出す構造で、図１における発光ユニット３には３色の発光層を有し、発光ユニット５には１色の発光層を有し、発光ユニット５の発光層の発光効率は、発光ユニット３に用いられる３つの発光層の発光効率よりも同等以下である場合の有機発光素子について、図１，図１１，図８を用いて説明する。
【０１１７】
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は、基板１の上に下部電極２，発光ユニット３，電荷発生層４，発光ユニット５，上部電極６を備えており、電荷発生層４は、発光ユニット３と発光ユニット５とで挟まれた構造となっている。
【０１１８】
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。
【０１１９】
基板１上に形成される下部電極２は本実施例において陽極電極として機能し、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。
【０１２０】
下部電極２の上に、３色の発光層を備えた発光ユニット３を形成する。図１１に発光ユニット３の断面図を示す。発光ユニット３は正孔輸送層１０，三重項（燐光）材料の赤色発光層１８，三重項（燐光）材料の緑色発光層１９，三重項（燐光）材料の緑色発光層
２０，電子輸送層１３とで形成されている。緑色発光層１９は５００ｎｍの発光波長をピークに持つ発光材料であって、緑色発光層２０は５００ｎｍの発光波長をピークに持つ発光材料である。
【０１２１】
発光ユニット３の正孔輸送層１０は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【０１２２】
発光ユニット３の三重項（燐光）材料の赤色発光層１８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。
【０１２３】
発光ユニット３の三重項（燐光）材料の緑色発光層１９は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍの５００ｎｍの発光波長をピークに持つように調整された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
５００ｎｍの発光波長をピークに持つ緑色発光層として機能する。
【０１２４】
発光ユニット３の三重項（燐光）材料の緑色発光層２０は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍの５４０ｎｍの発光波長をピークに持つように調整された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
５４０ｎｍの発光波長をピークに持つ緑色発光層として機能する。
【０１２５】
発光ユニット３の電子輸送層１３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。
【０１２６】
図１１に示す発光ユニット３に有する３色の発光材料の積層順番は上記に限定するものではない。
【０１２７】
発光ユニット３の上に電荷発生層４を形成する。電荷発生層４は真空蒸着法により、膜厚１０ｎｍのＶ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を形成する。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】
電荷発生層４上に発光ユニット５を形成する。図８に発光ユニット５の断面図を示す。発光ユニット５は正孔輸送層１４，青色発光層１１，電子輸送層１６とで形成されている。
【０１２９】
発光ユニット５の正孔輸送層１４は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【０１３０】
発光ユニット５の青色発光層１１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した。
【０１３１】
発光ユニット５の電子輸送層１６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。
【０１３２】
こうして形成された発光ユニット５の上に上部電極６を形成する。上部電極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。
【０１３３】
発光ユニット３と発光ユニット５に挟まれている電荷発生層４は例えば１×１０2Ωcm以上の比抵抗を有する電気的絶縁層である。この電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子に所定の電圧を印加したときに、電荷発生層４は素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する役割を果たす。電荷発生層４は電気絶縁層から形成されているのも拘わらず、結果として電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子の発光ユニット３と発光ユニット５は、電気（回路）的に直列に接続されている様に振舞う。
【０１３４】
図１，図１１，図８に示す有機発光素子の下部電極２と上部電極６に電圧Ｖを印加すると図１に示す有機発光素子には電流値Ｉが流れ、発光ユニット３は赤色発光と発光波長ピークが５００ｎｍの緑色発光と発光波長ピークが５４０ｎｍの緑色発光を発光し、発光ユニット５は青色発光する。それぞれの発光色が混合するので、図１に示す有機発光素子は白色光を得ることができる。本実施例で示す白色光の白再現範囲は５００ｎｍと５４０
ｎｍの発光波長を有する白色なので、Ｒ，Ｇ，Ｂ、３色で再現される白色光よりも、色再現範囲が広範囲となることにより高画質な有機発光表示装置を実現できる。また実施例３で説明したように効率の低い発光ユニット５の青色発光層１１に流れる電流値が、発光ユニット３の３つの発光層それぞれに流れる電流値より大きいことによる発光輝度の増大をも実現でき、発光効率の高い有機発光素子を製作することができる。従って本実施例によると高効率で色再現範囲の広い有機発光表示装置を提供することができる。
【０１３５】
本実施例において図１に示した発光ユニット３は基板１側、発光ユニット５は上部電極６側として述べたが、発光ユニット３は上部電極６側、発光ユニット５は基板１側に形成した場合においても同等の効果を得ることができる。本実施例で述べた２色以上の発光ユニット３に有する発光層の数は３色に限定するものではない。
【実施例６】
【０１３６】
この実施例は図１における上部電極６側から光を取り出す構造で、図１における発光ユニット３には３色の発光層を有し、発光ユニット５には１色の発光層を有し、発光ユニット５の発光層の発光効率は、発光ユニット３に用いられる３つの発光層の発光効率よりも低い場合の有機発光素子について、図１，図１２，図１０を用いて説明する。
【０１３７】
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。
【０１３８】
基板１上の上に下部電極２を形成する。下部電極２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１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを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。
【０１３９】
下部電極２の上に、３色の発光層を備えた発光ユニット３を形成する。図１２に発光ユニット３の断面図を示す。発光ユニット３は電子輸送層１３，三重項（燐光）材料の赤色発光層１８，三重項（燐光）材料の緑色発光層１９，三重項（燐光）材料の緑色発光層
２０，正孔輸送層１０とで形成されている。緑色発光層１９は５００ｎｍの発光波長をピークに持つ発光材料であって、緑色発光層２０は５４０ｎｍの発光波長をピークに持つ発光材料である。
【０１４０】
発光ユニット３の電子輸送層１３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。
【０１４１】
発光ユニット３の三重項（燐光）材料の赤色発光層１８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。
【０１４２】
発光ユニット３の三重項（燐光）材料の緑色発光層１９は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍの５００ｎｍの発光波長をピークに持つように調整された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
５００ｎｍの発光波長をピークに持つ緑色発光層として機能する。
【０１４３】
発光ユニット３の三重項（燐光）材料の緑色発光層２０は、２元同時真空蒸着法にて、膜厚４０ｎｍの５４０ｎｍの発光波長をピークに持つように調整された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
５４０ｎｍの発光波長をピークに持つ緑色発光層として機能する。発光ユニット３の正孔輸送層１０は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。ユニット３に有する３色の発光材料の積層順番は上記に限定するものではない。
【０１４４】
発光ユニット３の上に電荷発生層４を形成する。電荷発生層４は真空蒸着法により、膜厚１０ｎｍのＶ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を形成する。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。
【０１４５】
電荷発生層４上に発光ユニット５を形成する。図１０に発光ユニット５の断面図を示す。発光ユニット５は電子輸送層１６，青色発光層１１，正孔輸送層１４とで形成されている。
【０１４６】
発光ユニット５の電子輸送層１６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。
【０１４７】
発光ユニット５の青色発光層１１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した。
【０１４８】
発光ユニット５の正孔輸送層１４は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【０１４９】
次に、スパッタリング法により、膜厚５０ｎｍのＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜（以下、ＩＺＯ膜と称する。）を形成する。この膜は第２電極１２５として機能し、非晶酸化物膜である。このときのターゲットには、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０.２Ｐａ、スパッタリング出力を２Ｗ／cm2 とした。Ｍｇ：Ａｇ／Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ積層膜からなる上部電極６は、陽極電極として機能し、その透過率は６５％であった。
【０１５０】
発光ユニット３と発光ユニット５に挟まれている電荷発生層４は例えば１×１０2Ωcm以上の比抵抗を有する電気的絶縁層である。この電荷発生層４を有する図１に示す有機発行素子に所定の電圧を印加したときに、電荷発生層４は素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する役割を果たす。電荷発生層４は電気絶縁層から形成されているのも拘わらず、結果として電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子の発光ユニット３と発光ユニット５は、電気（回路）的に直列に接続されている様に振舞う。
【０１５１】
図１，図１２，図１０に示す有機発光素子の下部電極２と上部電極６に電圧Ｖを印加すると図１に示す有機発光素子には電流値Ｉが流れ、発光ユニット３は赤色発光と発光波長ピークが５００ｎｍの緑色発光と発光波長ピークが５４０ｎｍの緑色発光を発光し、発光ユニット５は青色発光する。それぞれの発光色が混合するので、図１に示す有機ＥＬ素子は白色光を得ることができる。本実施例で示す白色光の白再現範囲は５００ｎｍと５４０ｎｍの発光波長を有する白色なので、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色で再現される白色光よりもより色再現範囲が広くなることにより高画質な有機ＥＬ発光表示装置を実現できる。また実施例４で説明したように効率の低い発光ユニット５の青色発光層１１に流れる電流値が、発光ユニット３の３つの発光層それぞれに流れる電流値より大きいことによる発光輝度の増大をも実現でき、発光効率の高い有機ＥＬ素子を製作することができる。従って本実施例によると高効率で色再現範囲の広い有機発光表示装置を提供することができる。また本実施例では図１における上部電極６側から光を取り出せる効果をも有するので、実施例５と比較して、より大きな開口率を有する有機発光表示装置を提供できる。
【０１５２】
本実施例において図１に示した発光ユニット３は基板１側、発光ユニット５は上部電極６側として述べたが、発光ユニット３は上部電極６側、発光ユニット５は基板１側に形成した場合においても同等の効果を得ることができる。本実施例で述べた２色以上の発光ユニット３に有する発光層の数は３色に限定するものではない。
【実施例７】
【０１５３】
この実施例は、図１における基板１側から光を取り出す構造で２色以上の発光層を有する発光ユニットにおいて、２色以上の発光層を積層構造ではなく、隣同士に並べた構造の有機発光素子について図１，図１３，図４を用いて説明する。
【０１５４】
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は、基板１の上に下部電極２，発光ユニット３，電荷発生層４，発光ユニット５，上部電極６を備えており、電荷発生層４は、発光ユニット３と発光ユニット５とで挟まれた構造となっている。
【０１５５】
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。
【０１５６】
基板１上に形成される下部電極２は本実施例では陽極電極として機能し、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。
【０１５７】
下部電極２の上に、青色発光と緑色発光の発光層を備えた発光ユニット３を形成する。
【０１５８】
図１３に発光ユニット３の断面図を示す。発光ユニット３は正孔輸送層１０，青色発光層１１，緑色発光層１２，電子輸送層１３とで形成されている。図１３に示す様に青色発光層１１と緑色発光層１２は積層されず、隣同士に配置されている。青色発光層１１と緑色発光層１２の面積はほぼ同一である。
【０１５９】
発光ユニット３の正孔輸送層１０は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【０１６０】
発光ユニット３の青色発光層１１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。
【０１６１】
発光ユニット３の緑色発光層１２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した。このとき前記の青色発光層１１と重なることのない様にするため、前記の青色発光層１１を形成するために使用したシャドウマスクとは異なるシャドウマスクを用いて形成した。なお前記の青色発光層１１を形成するために使用したシャドウマスクを前記青色発光層１１のパターン分の距離だけ並行移動してもよい。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０１６２】
発光ユニット３の電子輸送層１３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。
【０１６３】
こうして形成された発光ユニット３の上に電荷発生層４を形成する。電荷発生層４は真空蒸着法により、膜厚１０ｎｍのＶ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を形成する。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。
【０１６４】
電荷発生層４上に発光ユニット５を形成する。図４に発光ユニット５の断面図を示す。発光ユニット５は正孔輸送層１４，赤色発光層１５，電子輸送層１６とで形成されている。
【０１６５】
発光ユニット５の正孔輸送層１４は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【０１６６】
発光ユニット５の赤色発光層１５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した。
【０１６７】
発光ユニット５の電子輸送層１６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。
【０１６８】
こうして形成された発光ユニット５の上に上部電極６を形成する。上部電極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。
【０１６９】
発光ユニット３と発光ユニット５に挟まれている電荷発生層４は例えば１×１０2Ωcm以上の比抵抗を有する電気的絶縁層である。この電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子に所定の電圧を印加したときに、電荷発生層４は素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する役割を果たす。電荷発生層４は電気絶縁層から形成されているのも拘わらず、結果として電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子の発光ユニット３と発光ユニット５は、電気（回路）的に直列に接続されている様に振舞う。
【０１７０】
図１に示す有機発光素子の下部電極２と上部電極６に電圧Ｖを印加すると図１に示す有機発光素子には電流値Ｉが流れ、発光ユニット３は青色発光と緑色発光を発光し、発光ユニット５は赤色発光する。それぞれの発光色が混合するので、図１に示す有機発光素子は白色光を得ることができる。
【０１７１】
図１に示す有機発光素子に流れる電流値Ｉは発光ユニット５の赤色発光に要する電流と同じ電流値である。発光ユニット３内の青色発光に要する電流値をＩｂ、緑色発光に要する電流値をＩｇとすると、発光ユニット５の赤色発光に要する電流値Ｉは、Ｉ＝Ｉｂ＋
Ｉｇである。発光ユニット５の発光効率をαｒ、発光ユニット３の青色発光効率をαｂ、発光ユニット３の緑色発光効率をαｇとする。図１に示す有機発光素子の発光輝度Ｌは、Ｌ＝Ｉαｒ＋Ｉｂαｂ＋Ｉｇαｇで表すことができる。発光ユニット５の赤色発光に要する電流Ｉ値は、Ｉ＝Ｉｂ＋Ｉｇであるので、発光ユニット５の赤色発光層には、発光ユニット３の青色を発光するのに要する電流値より大きい電流値が流れ、また緑色を発光するのに要する電流値より大きい電流値が流れることにより、赤色発光である発光ユニット５の発光効率が低い値であっても大きな発光輝度を得ることができる。青色発光に要する電流値Ｉｂと緑色発光に有する電流値Ｉｇは、ほぼＩｂ＝Ｉｇである。従って赤色発光に要する電流値は、緑色発光に要する電流値や青色発光に要する電流値の約２倍の電流が流れることになる。つまり図１に示す有機ＥＬ素子のＲ，Ｇ，Ｂに流れる電流値の比は、２：１：１となる。例えばＲ，Ｇ，Ｂの発光効率比が３ｃｄ／Ａ：１２ｃｄ／Ａ：６ｃｄ／Ａであった場合、電流と発光効率の積が発光輝度となるので、図１に示す有機ＥＬ素子のＲ，Ｇ，Ｂの発光輝度比は、６：１２：６（＝１：２：１）となり一般的な白色光を発することができる。従って、図１に示す有機ＥＬ素子は、一般的な発光輝度比の白色発光を得るために緑色や青色の発光効率を低下させることがないので、高効率の白色有機発光素子を製作することができるので高効率の有機発光表示装置を提供することができる。
【０１７２】
本実施例において図１に示した発光ユニット３は基板１側、発光ユニット５は上部電極６側として述べたが、発光ユニット３は上部電極６側、発光ユニット５は基板１側に形成した場合においても同等の効果を得ることができる。また本実施例で述べたＲ，Ｇ，Ｂの発光層に使用した発光材料は全て一重項材料である。本実施例で述べたＲの発光ピーク波長は６０５〜７００ｎｍの範囲内にあり、Ｇの発光ピーク波長は５００〜５６０ｎｍの範囲内にあり、Ｂの発光ピーク波長は４３５〜４８０ｎｍの範囲内にある。本実施例で述べた２色以上の発光ユニット３に有する発光層の数は２色に限定するものではない。また本実施例は、図１３に示す発光ユニット３の青色発光層１１と緑色発光層１２の面積は同一と限定するものではない。また、本実施例ではＲＧＢの発光輝度比が１：２：１の白色光について述べたが、この発光輝度比を限定するものではなく、例えば発光輝度比が３：６：１であっても発光効率との組み合わせによって実現することができる。
【実施例８】
【０１７３】
この実施例は、図１における上部電極６側から光を取り出す構造で２色以上の発光層を有する発光ユニットにおいて、２色以上の発光層を積層構造ではなく、隣同士に並べた構造の有機ＥＬ素子について図１，図１４，図６を用いて説明する。
【０１７４】
図１において有機発光素子は、基板１の上に下部電極２，発光ユニット３，電荷発生層４，発光ユニット５，上部電極６を備えており、電荷発生層４は、発光ユニット３と発光ユニット５とで挟まれた構造となっている。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。
【０１７５】
基板１上の上に下部電極２を形成する。下部電極２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１００ｎｍのＡｌを１０.０±０.０５ｎｍ／secに制御して蒸着した。その後、膜厚０.５ｎｍのＬｉＦを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。
【０１７６】
下部電極２の上に、青色発光と緑色発光の発光層を備えた発光ユニット３を形成する。
【０１７７】
図１４に発光ユニット３の断面図を示す。発光ユニット３は電子輸送層１３，青色発光層１１，緑色発光層１２，正孔輸送層１０とで形成されている。図１３に示す様に青色発光層１１と緑色発光層１２は積層ではなく、隣同士に配置されている。
【０１７８】
発光ユニット３の電子輸送層１３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】
発光ユニット３の青色発光層１１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。
【０１８０】
発光ユニット３の緑色発光層１２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した。このとき前記の青色発光層１１と重なることのない様にするため、前記の青色発光層１１を形成するために使用したシャドウマスクとは異なるシャドウマスクを用いて形成した。なお前記の青色発光層１１を形成するために使用したシャドウマスクを前記青色発光層１１のパターン分の距離だけ並行移動してもよい。Ａｌｑ＋Ｑｃ共蒸着膜は緑色発光層として機能する。
【０１８１】
発光ユニット３の正孔輸送層１０は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【０１８２】
こうして形成された発光ユニット３の上に電荷発生層４を形成する。電荷発生層４は真空蒸着法により、膜厚１０ｎｍのＶ2Ｏ5（５酸化バナジウム）を形成する。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。
【０１８３】
電荷発生層４上に発光ユニット５を形成する。発光ユニット５は図６に示すように、電子輸送層１６，赤発光層１５，正孔輸送層１４とで形成されている。
【０１８４】
発光ユニット５の電子輸送層１６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。
【０１８５】
発光ユニット５の赤色発光層１５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した。
【０１８６】
発光ユニット５の正孔輸送層１４は真空蒸着法により膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤによって形成した。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。
【０１８７】
次に、スパッタリング法により、膜厚５０ｎｍのＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜（以下、ＩＺＯ膜と称する。）を形成する。この膜は第２電極１２５として機能し、非晶酸化物膜である。このときのターゲットには、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０.２Ｐａ、スパッタリング出力を２Ｗ／cm2 とした。Ｍｇ：Ａｇ／Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ積層膜からなる上部電極６は、陽極電極として機能し、その透過率は６５％であった。
【０１８８】
発光ユニット３と発光ユニット５に挟まれている電荷発生層４は例えば１×１０2Ωcm以上の比抵抗を有する電気的絶縁層である。この電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子に所定の電圧を印加したときに、電荷発生層４は素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する役割を果たす。電荷発生層４は電気絶縁層から形成されているのも拘わらず、結果として電荷発生層４を有する図１に示す有機発光素子の発光ユニット３と発光ユニット５は、電気（回路）的に直列に接続されている様に振舞う。
【０１８９】
図１に示す有機発光素子の下部電極２と上部電極６に電圧Ｖを印加すると図１に示す有機発光素子には電流値Ｉが流れ、発光ユニット３は青色発光と緑色発光を発光し、発光ユニット５は赤色発光する。それぞれの発光色が混合するので、図１に示す有機発光素子は白色光を得ることができる。図１に示す有機発光素子に流れる電流値Ｉは発光ユニット５の赤色発光に要する電流と同じ電流値である。発光ユニット３内の青色発光に要する電流値をＩｂ、緑色発光に要する電流値をＩｇとすると、発光ユニット５の赤色発光に要する電流値Ｉは、Ｉ＝Ｉｂ＋Ｉｇである。発光ユニット５の発光効率をαｒ、発光ユニット３の青色発光効率をαｂ、発光ユニット３の緑色発光効率をαｇとする。図１に示す有機発光素子の発光輝度Ｌは、Ｌ＝Ｉαｒ＋Ｉｂαｂ＋Ｉｇαｇで表すことができる。発光ユニット５の赤色発光に要する電流Ｉ値は、Ｉ＝Ｉｂ＋Ｉｇであるので、発光ユニット５の赤色発光層には、発光ユニット３の青色を発光するのに要する電流値より大きい電流値が流れ、また緑色を発光するのに要する電流値より大きい電流値が流れることにより、赤色発光である発光ユニット５の発光効率が低い値であっても大きな発光輝度を得ることができる。青色発光に要する電流値Ｉｂと緑色発光に有する電流値Ｉｇは、ほぼＩｂ＝Ｉｇである。従って赤色発光に要する電流値は、緑色発光に要する電流値や青色発光に要する電流値の約２倍の電流が流れることになる。つまり図１に示す有機発光素子のＲ，Ｇ，Ｂに流れる電流値の比は、２：１：１となる。例えばＲ，Ｇ，Ｂの発光効率比が３ｃｄ／Ａ：
１２ｃｄ／Ａ：６ｃｄ／Ａであった場合、電流と発光効率の積が発光輝度となるので、図１に示す有機発光素子のＲ，Ｇ，Ｂの発光輝度比は、６：１２：６（＝１：２：１）となり一般的な白色光を発することができる。従って、図１に示す有機発光素子は、一般的な発光輝度比の白色発光を得るために緑色や青色の発光効率を低下させることがないので、高効率の白色有機発光素子を製作することができるので高効率の有機発光表示装置を提供することができる。また本実施例では図１における上部電極６側から光を取り出せる効果をも有するので、実施例７と比較して、より大きな開口率を有する有機発光表示装置を提供できる。
【０１９０】
本実施例において図１に示した発光ユニット３は基板１側、発光ユニット５は上部電極６側として述べたが、発光ユニット３は上部電極６側、発光ユニット５は基板１側に形成した場合においても同等の効果を得ることができる。
【０１９１】
また本実施例で述べたＲ，Ｇ，Ｂの発光層に使用した発光材料は全て一重項材料である。本実施例で述べたＲの発光ピーク波長は６０５〜７００ｎｍの範囲内にあり、Ｇの発光ピーク波長は５００〜５６０ｎｍの範囲内にあり、Ｂの発光ピーク波長は４３５〜４８０ｎｍの範囲内にある。本実施例で述べた２色以上の発光ユニット３に有する発光層の数は２色に限定するものではない。また本実施例は、図１４に示す発光ユニット３の青色発光層１１と緑色発光層１２の面積は同一と限定するものではない。また、本実施例ではRGBの発光輝度比が１：２：１の白色光について述べたが、この発光輝度比を限定するものではなく、例えば発光輝度比が３：６：１であっても発光効率との組み合わせによって実現することができる。
【実施例９】
【０１９２】
この実施例は、実施例１，３，５，７で述べた図１に示す基板１側から発光光を取り出す構造の有機発光素子とカラーフィルタを用いた有機発光表示装置について述べる。
【０１９３】
図１５は本実施例を示す断面図である。基板１上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）３１と実施例１，３，５，７で述べた有機発光素子２２，２３，２４が形成されている。図１５に示す有機発光素子２２，２３，２４は、図１に示す有機発光素子の上部電極６を除いた有機発光素子構造である。上部電極６は図１５に示すように有機発光素子２２，
２３，２４共通の電極となっている。
【０１９４】
ＴＦＴ３１は下部電極２と電気的に接続された構造となっており、画像信号である電気信号が有機発光素子２２，２３，２４の下部電極２へと伝達される。ＴＦＴ３１が発する画像信号は有機発光素子の下部電極２へと伝達されることにより、有機発光素子２２，
２３，２４はそれぞれ画像信号に基づいて、発光，非発光，発光輝度の強弱等の制御される。基板１の下に形成されたカラーフィルタ２１は、赤色の光を通過する２１Ｒ，緑色の光を通過する２１Ｇ，青色の光を通過する２１Ｂ，ブラックマトリクス２９とで構成されている。
【０１９５】
カラーフィルタ２１は、透明基板に金属クロム，酸化クロム、あるいは光吸収性の顔料を分散した感光性樹脂からなるブラックマトリクスをパターン形成した後、染色法，顔料分散法、あるいは印刷法などの公知の技術によってそれぞれ赤色，緑色，青色に相当する光が通過し、それ以外の光は吸収する部分を塗り分けた部材である。カラーフィルタ21Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは有機発光素子２２，２３，２４の位置と、塗り分けられたカラーフィルタの位置が一致するように配置されている。上部電極６の上に透明封止板３０を形成されており、有機発光素子２２，２３，２４を外気の水分等から保護されている構造となっている。
【０１９６】
ＴＦＴ３１の画像信号によって制御された有機発光素子２２が発光した白色光は、カラーフィルタ２１Ｒを通過して赤色発光をし、ＴＦＴ３１の画像信号によって制御された有機発光素子２３が発光した白色光は、カラーフィルタ２１Ｇを通過して緑色発光をし、
ＴＦＴ３１の画像信号によって制御された有機発光素子２４が発光した白色光は、カラーフィルタ２１Ｂを通過して青色発光をすることによって、図１５に示す有機発光表示装置はカラー画像を表示することができる。各発光色はブラックマトリクス２９の存在により各素子の発光が干渉することはない。
【０１９７】
有機発光素子２２，２３，２４は高効率な白色光を発光するので、カラーフィルタ２１を図１５に示す様に配置することによりカラーで高効率な有機発光表示装置を提供することができる。また本実施例は有機発光素子を作成するときにＲＧＢを形成するときに同一の蒸着マスクを使用すれば作成できるので、製造コストが低い有機発光表示装置を提供できる。
【０１９８】
また、本実施例において、カラーフィルタ２１を設けない場合には、照明装置としても好適である。また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なものである。
【実施例１０】
【０１９９】
この実施例は、実施例２，４，６，８で述べた図１における上部電極６側から発光光を取り出す構造の有機発光素子とカラーフィルタを用いた有機発光表示装置について述べる。
【０２００】
図１６は本実施例を示す断面図である。基板１上にＴＦＴ３１と実施例２，４，６，８で述べた有機発光素子２５，２６，２７が形成されている。図１６に示す有機発光素子
２５，２６，２７は、図１に示す有機発光素子の上部電極６を除いた有機発光素子構造である。上部電極６は図１６に示すように有機発光素子２５，２６，２７共通の電極となっている。
【０２０１】
ＴＦＴ３１は下部電極２と電気的に接続された構造となっており、画像信号である電気信号が有機発光素子２５，２６，２７の下部電極２へと伝達される。ＴＦＴ３１が発する画像信号は有機発光素子の下部電極２へと伝達されることにより、有機発光素子２５，
２６，２７はそれぞれ画像信号に基づいて、発光，非発光，発光輝度の強弱等の制御される。上部電極６の上に形成されたカラーフィルタ２１は、赤色の光を通過する２１Ｒ，緑色の光を通過する２１Ｇ，青色の光を通過する２１Ｂ，ブラックマトリクス２９とで構成されている。
【０２０２】
カラーフィルタ２１は、透明基板に金属クロム，酸化クロム、あるいは光吸収性の顔料を分散した感光性樹脂からなるブラックマトリクス２９をパターン形成した後、染色法，顔料分散法、あるいは印刷法などの公知の技術によってそれぞれ赤色，緑色，青色に相当する光が通過し、それ以外の光は吸収する部分を塗り分けた部材である。カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは有機発光素子２５，２６，２７の位置と、塗り分けられたカラーフィルタの位置が一致するように配置されている。カラーフィルタ２１の上に透明封止板３０を形成されており、有機発光素子２５，２６，２７を外気の水分等から保護されている構造となっている。
【０２０３】
ＴＦＴ３１の画像信号によって制御された有機発光素子２５が発光した白色光は、カラーフィルタ２１Ｒを通過して赤色発光をし、ＴＦＴ３１の画像信号によって制御された有機発光素子２６が発光した白色光は、カラーフィルタ２１Ｇを通過して緑色発光をし、
ＴＦＴ３１の画像信号によって制御された有機発光素子２７が発光した白色光は、カラーフィルタ２１Ｂを通過して青色発光をすることによって、図１６に示す有機発光表示装置はカラー画像を表示することができる。各発光色はブラックマトリクス２９の存在により各素子の発光が干渉することはない。
【０２０４】
有機発光素子２５，２６，２７は高効率な白色光を発光するので、カラーフィルタ２１を図１６に示す様に配置することによりカラーで高効率な有機発光表示装置を提供することができる。また本実施例は、ＲＧＢの発光画素を形成するときに同一の蒸着マスクを使用すれば作成できるので、製造コストが低い有機発光表示装置を提供できる。
【０２０５】
また、本実施例において、カラーフィルタ２１を設けない場合には、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としても好適なものである。
【実施例１１】
【０２０６】
この実施例は、実施例１，３，５，７で述べた図１に示す基板１側から発光光を取り出す構造の有機発光素子と色変換蛍光材料を用いた有機発光表示装置について述べる。
【０２０７】
図１７は本実施例を示す断面図である。基板１上にＴＦＴ３１と実施例１，３，５，７で述べた有機発光素子２２，２３，２４が形成されている。図１７に示す有機発光素子
２２，２３，２４は図１に示す有機発光素子２２，２３，２４は図１に示す有機発光素子の上部電極６を除いた有機発光素子構造である。上部電極６は図１７に示すように有機発光素子２２，２３，２４共通の電極となっている。
【０２０８】
ＴＦＴ３１は下部電極２と電気的に接続された構造となっており、画像信号である電気信号が有機発光素子２２，２３，２４の下部電極２へと伝達される。ＴＦＴ３１が発する画像信号は有機発光素子の下部電極２へと伝達されることにより、有機発光素子２２，
２３，２４はそれぞれ画像信号に基づいて、発光，非発光，発光輝度の強弱等の制御される。基板１の下に色変換蛍光材料２８Ｒ，２８Ｇ，カラーフィルタ２１Ｂ，ブラックマトリクス２９が形成されている。色変換蛍光材料２８Ｒ，２８Ｇ，カラーフィルタ２１Ｂは有機発光素子２２，２３，２４の位置と一致するように配置されている。色変換蛍光材料２８Ｒは、有機発光素子２２の白色光を吸収した結果、赤色を発光する蛍光材料である。色変換蛍光材料２８Ｇは、有機発光素子２３の白色光を吸収した結果、緑色を発光する蛍光材料である。
【０２０９】
ＴＦＴ３１の画像信号によって制御された有機発光素子２２が発光した白色光は、色変換蛍光材料２８Ｒによって赤色発光をし、ＴＦＴ３１の画像信号によって制御された有機発光素子２３が発光した白色光は、色変換蛍光材料２８Ｇによって緑色発光をし、ＴＦＴ３１の画像信号によって制御された有機発光素子２４が発光した白色光は、カラーフィルタ２１Ｂを通過して青色発光をすることによって、図１７に示す有機発光表示装置はカラー画像を表示することができる。各発光色はブラックマトリクス２９の存在により各素子の発光が干渉することはない。
【０２１０】
色変換蛍光材料２８は、外光によっても色変換してしまうので、実施例９及び１０で述べたカラーフィルタと色変換蛍光材料２８とを組み合わせた構造にしても良い。
【０２１１】
有機発光素子２２，２３，２４は高効率な白色光を発光するので、２８Ｒ，２８Ｇ，カラーフィルタ２１Ｂを図１７に示す様に配置することによりカラーで高効率な有機発光表示装置を提供することができる。また本実施例は、ＲＧＢの発光画素を形成するときに同一の蒸着マスクを使用すれば作成できるので、製造コストが低い有機発光表示装置を提供できる。
【０２１２】
また、本実施例において、色変換蛍光材料２８Ｒ，２８Ｇ，カラーフィルタ２１Ｂを設けない場合には、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としても好適なものである。
【実施例１２】
【０２１３】
この実施例は、実施例２，４，６，８で述べた図１に示す上部電極６側から発光光を取り出す構造の有機発光素子と色変換蛍光材料を用いた有機発光表示装置について述べる。
【０２１４】
図１８は本実施例を示す断面図である。基板１上にＴＦＴ３１と実施例２，４，６，８で述べた有機発光素子２５，２６，２７が形成されている。図１８に示す有機発光素子
２５，２６，２７は、図１に示す有機発光素子の上部電極６を除いた有機発光素子構造である。上部電極６は図１６に示すように有機発光素子２５，２６，２７共通の電極となっている。
【０２１５】
ＴＦＴ３１は下部電極２と電気的に接続された構造となっており、画像信号である電気信号が有機発光素子２５，２６，２７の下部電極２へと伝達される。ＴＦＴ３１が発する画像信号は有機発光素子の下部電極２へと伝達されることにより、有機発光素子２５，
２６，２７はそれぞれ画像信号に基づいて、発光，非発光，発光輝度の強弱等の制御される。
【０２１６】
上部電極６の上には色変換蛍光材料２８Ｒ，２８Ｇ，カラーフィルタ２１Ｂ，ブラックマトリクス２９が形成されている。色変換蛍光材料２８Ｒ,２８Ｇ,カラーフィルタ２１Ｂは有機発光素子２２，２３，２４の位置と一致するように配置されている。
【０２１７】
色変換蛍光材料２８Ｒは、有機発光素子２５の白色光を吸収した結果、赤色を発光する材料である。色変換蛍光材料２８Ｇは、有機発光素子２６の白色光を吸収した結果、緑色を発光する材料である。
【０２１８】
ＴＦＴ３１の画像信号によって制御された有機発光素子２５が発光した白色光は、色変換蛍光材料２８Ｒによって赤色発光をし、ＴＦＴ３１の画像信号によって制御された有機発光素子２６が発光した白色光は、色変換蛍光材料２８Ｇによって緑色発光をし、ＴＦＴ３１の画像信号によって制御された有機発光素子２７が発光した白色光は、カラーフィルタ２１Ｂを通過して青色発光をするこことによって、図１８に示す有機発光表示装置はカラー画像表示することができる。各発光色はブラックマトリクス２９の存在により各素子の発光が干渉することはない。
【０２１９】
色変換蛍光材料２８は、外光によっても色変換してしまうので、実施例９及び１０で述べたカラーフィルタと色変換蛍光材料２８とを組み合わせた構造にしても良い。
【０２２０】
有機発光素子２５，２６，２７は高効率な白色光を発光するので、色変換蛍光材料２８Ｒ，２８Ｇ，カラーフィルタ２１Ｂ，ブラックマトリクス２９を図１８に示す様に配置することによりカラーで高効率な有機発光表示装置を提供することができる。また本実施例は、ＲＧＢの発光画素を形成するときに同一の蒸着マスクを使用すれば作成できるので、製造コストが低い有機発光表示装置を提供できる。
【０２２１】
また、本実施例において、色変換蛍光材料２８Ｒ，２８Ｇ，カラーフィルタ２１Ｂを設けない場合には、照明装置としても好適であり、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なものである。
【産業上の利用可能性】
【０２２２】
本発明を用いれば、高効率の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】
【０２２３】
【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】従来技術による有機発光素子を示す断面図である。
【図３】実施例１における発光ユニット３の断面図である。
【図４】実施例１における発光ユニット５の断面図である。
【図５】実施例２における発光ユニット３の断面図である。
【図６】実施例２における発光ユニット５の断面図である。
【図７】実施例３における発光ユニット３の断面図である。
【図８】実施例３と５における発光ユニット５の断面図である。
【図９】実施例４における発光ユニット３の断面図である。
【図１０】実施例４と６における発光ユニット５の断面図である。
【図１１】実施例５における発光ユニット３の断面図である。
【図１２】実施例６における発光ユニット３の断面図である。
【図１３】実施例７における発光ユニット３の断面図である。
【図１４】実施例８における発光ユニット３の断面図である。
【図１５】実施例９における有機発光表示装置の断面図である。
【図１６】実施例１０における有機発光表示装置の断面図である。
【図１７】実施例１１における有機発光表示装置の断面図である。
【図１８】実施例１２における有機発光表示装置の断面図である。
【符号の説明】
【０２２４】
１…基板、２…下部電極、３，５，７，８，９…発光ユニット、４，４−１，４−２，４−３…電荷発生層、６…上部電極、１０，１４…正孔輸送層、１１…青色発光層、１２…緑色発光層、１３，１６…電子輸送層、１５…赤色発光層、１７，１９，２０…三重項（燐光）材料の緑色発光層、１８…三重項（燐光）材料の赤色発光層、２１…カラーフィルタ、２２，２３，２４…実施例１，３，５，７の有機発光素子、２５，２６，２７…実施例２，４，６，８の有機発光素子、２８…色変換蛍光材料、２９…ブラックマトリクス、３０…透明封止板、３１…薄膜トランジスタ。
【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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