(57)【要約】【課題】  赤、青、緑の３色を混色して白色発光を得る有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】  複数の有機発光層を陽極１５と陰極２１との間に挟み、前記陽極１５側から前記有機発光層へ注入されるホールと、前記陰極２１側から前記有機発光層へ注入される電子とを結合させて発光させる有機ＥＬ素子において、赤色発光層１８ａ、青色発光層１８ｂ、緑色発光層１８ｃをこの順に陽極１５側から積層する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の有機発光層を陽極と陰極との間に挟み、前記陽極側から前記有機発光層へ注入されるホールと、前記陰極側から前記有機発光層へ注入される電子とを結合させて発光させる有機ＥＬ素子において、
前記複数の有機発光層は、赤発光層と青発光層と緑発光層とであり、
前記赤発光層と青発光層と緑発光層とをこの順に前記陽極側から積層した、
有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記赤発光層、青発光層および緑発光層の全ての層は、発光するドーパントをホストにドープして構成した有機発光層である、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
ホール輸送層をさらに含み、当該ホール輸送層を構成する物質と、前記赤発光層のホストを構成する物質とが同一である、請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記有機発光層からの白色光を、赤色フィルタ、緑色フィルタ及び青色フィルタを介して赤色光、緑色光及び青色光を得るようにした請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子を備えたカラー有機ＥＬディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子及びカラー有機ＥＬディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー有機ＥＬディスプレイは、液晶ディスプレイの次にくるディスプレイとして注目されている。カラー有機ＥＬディスプレイにおいて、カラーを表現する１つの方法として白色法がある。白色法は、白色の発光層を使用してカラーフィルタにてＲＧＢを取り出す方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
赤、青、緑の３色を混色して白色発光を得る有機ＥＬ素子及びカラー有機ＥＬディスプレイを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、複数の有機発光層を陽極と陰極との間に挟み、前記陽極側から前記有機発光層へ注入されるホールと、前記陰極側から前記有機発光層へ注入される電子とを結合させて発光させる有機ＥＬ素子において、赤色発光用の有機発光層（赤発光層）、青色発光用の有機発光層（青発光層）、緑色発光用の有機発光層（緑発光層）をこの順に陽極側から積層する。
【０００５】
赤発光層、青発光層および緑発光層の全ての層において、発光するドーパントをホストにドープしてもよい。
さらに、有機ＥＬ素子は、ホール輸送層を含み、ホール輸送層を構成する物質と赤発光層のホストを構成する物質とが同一であることが好ましい。
【０００６】
また、本発明のカラー有機ＥＬディスプレイは、有機発光層からの白色光を、赤色フィルタ、緑色フィルタ及び青色フィルタを介して赤色光、緑色光及び青色光を得るようにした本発明の有機ＥＬ素子を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、赤、青、緑の３色を混色して白色発光を得る有機ＥＬ素子及び有機ＥＬディスプレイを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１及び図２に従って説明する。
図１はパッシブタイプのカラー有機ＥＬディスプレイの正面図を示す。図１において、カラー有機ＥＬディスプレイ１は、基板２に有機ＥＬ膜３よりなる表示エリアが形成され、その有機ＥＬ膜３を挟んで陽極と陰極とが互いに直交するように配設されている。そして、その陽極と陰極とが交差した部分が発光可能な１つの画素４を構成する。従って、有機ＥＬ膜３よりなる表示エリアには、多数の陽極と陰極とで多数の画素４がマトリックス状に形成される。そして、選択された陽極と陰極で特定された画素４が発光するように構成されている。
【０００９】
図２は、カラー有機ＥＬディスプレイ１の画素４を構成する有機ＥＬ素子１１の断面図を示す。図２において、基板２は、本実施形態では透明のガラス基板よりなり、その上面にはカラーフィルタ１２が形成されている。カラーフィルタ１２は、赤色フィルタ１２ａ、緑色フィルタ１２ｂ及び青色フィルタ１２ｃの３つ領域に区分されて形成されている。因みに、赤色フィルタ１２ａは赤色の光を透過させるフィルタであり、緑色フィルタ１２ｂは緑色の光を透過させるフィルタであり、青色フィルタ１２ｃは青色の光を透過させるフィルタである。
【００１０】
赤色、緑色及び青色フィルタ１２ａ〜１２ｃからなるカラーフィルタ１２は、公知の方法で形成される。つまり、基板２上に赤色、緑色及び青色フィルタ形成領域を区画し光の漏れを防止するブラックマトリクス（図示せず）を形成した後に、赤色、緑色及び青色フィルタ１２ａ〜１２ｃを順番に形成する。
【００１１】
そして、赤色フィルタ１２ａは、色材である公知の赤色顔料を例えばポリイミド樹脂又はアクリル樹脂等に分散させたものを公知の方法で形成している。又、赤色フィルタ１２ａには、蛍光材料又は燐光材料等の発色材料が含浸されている。つまり、赤色顔料をポリイミド樹脂又はアクリル樹脂等に分散させるとき、光にあたって赤色に発色する発色材料を分散させている。本実施形態では、発色材料として、後記する青発光層１８ｂ、緑発光層１８ｃから発光する光によって赤色に発色するＤＣＪＴＢ（4-dicyanomethylene-6-cp-julolidinostyryl-2-tert-butyl-4H-pyran）又はＤＣＭ２を分散させている。
【００１２】
又、緑色フィルタ１２ｂは、色材として公知の緑色顔料を例えばポリイミド樹脂又はアクリル樹脂等に分散させたものを公知の方法で形成している。又、緑色フィルタ１２ｂには、蛍光材料又は燐光材料等の発色材料が含浸されている。つまり、緑色顔料をポリイミド樹脂又はアクリル樹脂等に分散させるとき、光にあたって緑色に発色する発色材料を分散させている。本実施形態では、発色材料として後記する青発光層１８ｂから発光する青色の光によって緑色に発色するキノクリドン（Ｑｄ）又はクマリン６を分散させている。
【００１３】
さらに、青色フィルタ１２ｃは、色材として公知の青色顔料を例えばポリイミド樹脂又はアクリル樹脂等に分散させたものを公知の方法で形成している。
カラーフィルタ１２の上面には、同フィルタ１２を保護及び表面平坦化のためのオーバーコート１３が形成されている。オーバーコート１３は、本実施形態では透明のアクリル樹脂より形成されている。オーバーコート１３の上面には、ＳｉＯ２膜１４がＳｉＯ２蒸着により形成されている。このＳｉＯ２膜１４は、非常に薄く光を透過する。
【００１４】
ＳｉＯ２膜１４の上面には、ＩＴＯ等透明導電材料よりなる陽極１５が本実施形態ではスパッタにて形成されている。陽極１５はそれぞれ赤色用、緑色用、及び青色用陽極１５ａ，１５ｂ，１５ｃとから構成されていて、各陽極１５ａ，１５ｂ，１５ｃはそれぞれ互いに電気的に絶縁されている。そして、赤色用陽極１５ａは、ＳｉＯ２膜１４の上面において前記赤色フィルタ１２ａに対応する位置に配置形成されている。緑色用陽極１５ｂは、ＳｉＯ２膜１４の上面において前記緑色フィルタ１２ｂに対応する位置に配置形成されている。青色用陽極１５ｃは、ＳｉＯ２膜１４の上面において前記青色フィルタ１２ｃに対応する位置に配置形成されている。
【００１５】
赤色用、緑色用、及び青色用陽極１５ａ，１５ｂ，１５ｃからなる陽極１５の上には、ホール注入層１６が形成されている。ホール注入層１６は、本実施形態ではホール注入層材料としてＣｕＰｃ（銅フタロシアン）を用い、真空蒸着法にて形成されている。
【００１６】
ホール注入層１６の上面には、ホール輸送層１７が形成されている。ホール輸送層１７は、本実施形態ではホール輸送層材料としてＴＰＴＥ（トリフェニルアミンの４量体）を用い、真空蒸着法にて形成されている。
【００１７】
ホール輸送層１７の上には、発光層１８が形成されている。発光層１８は、赤発光層１８ａ、青発光層１８ｂ、緑発光層１８ｃとからなり、下から赤発光層１８ａ、青発光層１８ｂ、緑発光層１８ｃの順で形成されている。すなわち、赤発光層１８ａと青発光層１８ｂと緑発光層１８ｃとがこの順に陽極１５側から積層されている。
【００１８】
赤発光層１８ａは、本実施形態ではホスト材料をＴＰＴＥ（トリフェニルアミンの４量体）、ドーパント材（発光色素）をＤＣＪＴＢ（4-dicyanomethylene-6-cp-julolidinostyryl-2- tert-butyl-4H-pyran)とから形成され、真空蒸着法（共蒸着）にて形成されている。このＤＣＪＴＢよりなる発光色素は赤色発光する色素でなので、赤発光層１８ａにおいて赤色発光する。
【００１９】
青発光層１８ｂは、本実施形態ではホスト材料をＤＰＶＢｉ（4,4-Bis(2,2-diphenyl-ethen-1-yl)-biphenyl)、ドーパント材（発光色素）をＢＣｚＶＢｉ（4,4'-(Bis(9-ethyl-3-carbazovinylene)-1,1'-biphenyl) とから形成され、真空蒸着法（共蒸着）にて形成されている。このＢＣｚＶＢｉよりなる発光色素は青色発光する色素でなので、青発光層１８ｂにおいて青色発光する。
【００２０】
緑発光層１８ｃは、本実施形態ではホスト材料をＡｌｑ（8-hydroxy quinoline aluminum）、ドーパント材（発光色素）をキノクリドン（Ｑｄ）とから形成され、真空蒸着法（共蒸着）にて形成されている。このキノクリドン（Ｑｄ）よりなる発光色素は緑色発光する色素なので、緑発光層１８ｃにおいて緑色発光する。
【００２１】
従って、発光層１８は、赤発光層１８ａ、青発光層１８ｂ、緑発光層１８ｃとで構成される白色発光層である。
発光層１８の上面には、電子輸送層１９が形成されている。電子輸送層１９は、本実施形態では電子輸送層材料としてＡｌｑ（8-hydroxy quinoline aluminum）を用い、真空蒸着法にて形成されている。電子輸送層１９の上面には、電子注入層２０が形成されている。電子注入層２０は、電子注入層材料として本実施形態ではフッ素リチウム（ＬｉＦ）を用い、真空蒸着にて形成されている。電子注入層２０の上面には、導電材料よりなる陰極２１が形成されている。陰極２１は、本実施形態ではアルミニウム（Ａｌ）を用い、真空蒸着法にて形成されている。
【００２２】
従って、有機ＥＬ素子１１は、赤色用陽極１５ａと陰極２１で挟まれた部分が赤色用有機ＥＬ素子１１ａ、緑色用陽極１５ｂと陰極２１で挟まれた部分が緑色用有機ＥＬ素子１１ｂ、青色用陽極１５ｃと陰極２１で挟まれた部分が青色用有機ＥＬ素子１１ｃから構成されることになる。
【００２３】
次に、上記のように構成した有機ＥＬ素子１１の作用について説明する。
赤色用陽極１５ａと陰極２１とに直流駆動電圧が印加されると、赤色用陽極１５ａと陰極２１で挟まれた部分の発光層１８（赤発光層１８ａ、青発光層１８ｂ、緑発光層１８ｃ）が発光する。
【００２４】
赤発光層１８ａからの赤色発光は、赤色フィルタ１２ａを通過して基板２から放射される。一方、青発光層１８ｂ及び緑発光層１８ｃからの青色及び緑色発光は、赤色フィルタ１２ａに入った時、同赤色フィルタ１２ａに含浸された前記発色材料にあたる。発色材料は赤色に発色し、その発色した赤色の光は、赤色フィルタ１２ａを通過して基板２から放射される。
【００２５】
従って、赤発光層１８ａからの赤色発光に加えて、発色材料が発色した赤色の光が基板２から放射される。その結果、発色材料の発色による赤色の光の分、赤色発光の輝度は向上する。
【００２６】
又、緑色用陽極１５ｂと陰極２１とに直流駆動電圧が印加されると、緑色用陽極１５ｂと陰極２１で挟まれた部分の発光層１８（赤発光層１８ａ、青発光層１８ｂ、緑発光層１８ｃ）が発光する。
【００２７】
緑発光層１８ｃからの緑色発光は、緑色フィルタ１２ｂを通過して基板２から放射される。一方、青発光層１８ｂから青色発光は、緑色フィルタ１２ｂに入った時、同緑色フィルタ１２ｂに含浸された前記発色材料にあたる。発色材料は緑色に発色し、その発色した緑色の光は、緑色フィルタ１２ｂを通過して基板２から放射される。尚、赤発光層１８ａからは緑色フィルタ１２ｂで吸収される。
【００２８】
従って、緑発光層１８ｃからの緑色発光に加えて、発色材料が発色した緑色の光が基板２から放射される。その結果、発色材料の発色による緑色の光の分、緑色発光の輝度は向上する。
【００２９】
さらに、青色用陽極１５ｃと陰極２１とに直流駆動電圧が印加されると、青色用陽極１５ｃと陰極２１で挟まれた部分の発光層１８（赤発光層１８ａ、青発光層１８ｂ、緑発光層１８ｃ）が発光する。
【００３０】
青発光層１８ｂからの青色発光は、青色フィルタ１２ｃを通過して基板２から放射される。一方、赤発光層１８ａ及び緑発光層１８ｃからの赤色及び緑色発光は、青色フィルタ１２ｃに入った時、同青色フィルタ１２ｃに吸収される。
【００３１】
上記したように構成した本実施形態によれば、以下の特徴を有する。
（１）本実施の形態の有機ＥＬ素子１１は、白色に発光する。
陽極から注入されたホールと、陰極から注入された電子とが、赤発光層１８ａ、青発光層１８ｂおよび緑発光層１８ｃで再結合し、それぞれの色を同時に発する。そして、これら３色の光が混ざりあうことによって白色光となる。
【００３２】
本実施形態では、赤色フィルタ１２ａに、青発光層１８ｂ及び緑発光層１８ｃからの青色及び緑色発光があたった時に赤色に発色する発色材料を含浸させた。従って、直流駆動電圧を上げることなく、発色材料の発色による赤色の光の分、赤色発光の輝度を向上させることができる。
【００３３】
（２）本実施形態では、緑色フィルタ１２ｂに、青発光層１８ｂからの青色発光があたった時に緑色に発色する発色材料を含浸させた。従って、直流駆動電圧を上げることなく、発色材料の発色による緑色の光の分、緑色発光の輝度を向上させることができる。
【００３４】
（３）本実施形態では、赤色及び緑色フィルタ１２ａ，１２ｂからなるカラーフィルタ１２に発色材料を含浸させ、その発色材料を発色させて輝度を向上させるようにした。従って、カラー有機ＥＬディスプレイ１は、消費電力を上げることなく、高輝度画像を実現することができる。
【００３５】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○  上記実施形態では、赤色フィルタ１２ａに発色材料としてＤＣＪＴＢ又はＤＣＭ２を分散させたが、これに限定されるもではない。要は、赤色以外の光によって赤色を発色する蛍光材料又は燐光材料等の発色材料であればよい。
【００３６】
○  上記実施形態では、緑色フィルタ１２ｂに発色材料としてキノクリドン（Ｑｄ）又はクマリン５４５Ｔを分散させたが、これに限定されるもではない。要は、緑色以外の光によって緑色を発色する蛍光材料又は燐光材料等の発色材料であればよい。
【００３７】
○  上記実施形態では、青色フィルタ１２ｃには発色材料を含浸させなかったが、青色以外の光によって青色を発色する蛍光材料又は燐光材料等の発色材料であれば、その発色材料を含浸させて実施してもよい。
【００３８】
○  青色フィルタ１２ｃに蛍光材料又は燐光材料等の発色材料としてＢＣｚＶＢｉを含浸（分散）させてもよい。要は、青色以外の光によって青色を発色する蛍光材料又は燐光材料等の発色材料であればよい。
【００３９】
○  直流駆動電圧が同じ値で駆動したとき、各フィルタ１２ａ〜１２ｃから放射される光の輝度がそれぞれ同じになるように、各フィルタ１２ａ〜１２ｃに含浸させる発色材料の量を適宜変更して実施してもよい。勿論、各フィルタ１２ａ〜１２ｃのいずれか１つに発色材料を含浸させ他のフィルタには含浸させないで輝度を一様にするようにしてもよい。
【００４０】
○  上記実施形態では、パッシブタイプのカラー有機ＥＬディスプレイ１に具体化したが、アクティブタイプのカラー有機ＥＬディスプレイに応用してもよい。
○  上記実施形態では、基板２をガラス基板で実施したが、透明樹脂フィルムで実施してもよい。
【００４１】
前記した実施の形態から把握できる請求項記載以外の発明について以下に記載する。
〔１〕請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記複数の有機発光層と前記陽極との間にホール注入層を介在し、前記複数の有機発光層と前記陰極との間に電子注入層を介在した有機ＥＬ素子。
【００４２】
〔２〕前記〔１〕項において、前記複数の有機発光層と前記ホール注入層との間にホール輸送層を介在した有機ＥＬ素子。
〔３〕前記〔１〕項及び〔２〕項のいずれか１項において、前記電子輸送層と前記陰極との間に電子注入層を介在した有機ＥＬ素子。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を具体化したカラー有機ＥＬディスプレイの正面図。
【図２】同じく、カラー有機ＥＬディスプレイの画素の構造を説明するための有機ＥＬ素子の断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１…カラー有機ＥＬディスプレイ、２…基板、３…有機ＥＬ膜、４…画素、１１…有機ＥＬ素子、１１ａ…赤色用有機ＥＬ素子、１１ｂ…緑色用有機ＥＬ素子、１１ｃ…青色用有機ＥＬ素子、１２…カラーフィルタ、１２ａ…赤色フィルタ、１２ｂ…緑色フィルタ、１２ｃ…青色フィルタ、１５…陽極、１７…ホール輸送層、１８…発光層、１８ａ…赤発光層、１８ｂ…青発光層、１８ｃ…緑発光層、２１…陰極。
【図１】
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【図２】
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