(57)【要約】      （修正有）【課題】発光効率を高めることができる有機発光表示装置を提供する。【解決手段】複数の画素を有し、各画素は、第１の色に対応する第１有機発光素子ＥＬ１と、第２の色に対応する第２有機発光素子ＥＬ２と、第３の色に対応する第３有機発光素子ＥＬ３とを含んで構成され、前記各有機発光素子は、陽極１２および陰極１４の間に機能層１３を備え、前記第１有機発光素子ＥＬ１は、前記第１の色の光を発生する第１発光ユニット１０１と、前記第２の色の光を発生する第２発光ユニット１０２とを有し、前記第２有機発光素子ＥＬ２は、前記第１発光ユニット１０１と、前記第２発光ユニット１０２とを有し、前記第３有機発光素子ＥＬ３は、前記第３の色の光を発生する第３発光ユニット１０３の各機能層１３を有し、前記第３発光ユニット１０３は、赤色発光ユニットであり、前記各有機発光素子は、前記各色の光に対するカラーフィルタを有する有機発光表示装置。【選択図】図４
2012156136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有し、各画素は、第１の色に対応する第１有機発光素子と、第２の色に対応する第２有機発光素子と、第３の色に対応する第３有機発光素子とを含んで構成され、
前記第１有機発光素子，前記第２有機発光素子および前記第３有機発光素子は、陽極および陰極の間に機能層を備え、
前記第１有機発光素子の機能層は、前記第１の色の光を発生する第１発光ユニットと、前記第２の色の光を発生する第２発光ユニットとを有し、
前記第２有機発光素子の機能層は、前記第１発光ユニットと、前記第２発光ユニットとを有し、
前記第３有機発光素子の機能層は、前記第３の色の光を発生する第３発光ユニットを有し、
前記第３発光ユニットは、赤色の光を発生する赤色発光ユニットであり、
前記第１有機発光素子は、前記第１の色の光に対する透過率の高いカラーフィルタを有し、
前記第２有機発光素子は、前記第２の色の光に対する透過率の高いカラーフィルタを有する
有機発光表示装置。
【請求項２】
前記第１有機発光素子および前記第２有機発光素子の機能層は、前記第１発光ユニットおよび前記第２発光ユニットが前記陽極の側から同じ配列で積層されたものである
請求項１記載の有機発光表示装置。
【請求項３】
前記第１発光ユニットは、緑色の光を発生する緑色発光ユニットおよび青色の光を発生する青色発光ユニットの一方であり、
前記第２発光ユニットは、緑色の光を発生する緑色発光ユニットおよび青色の光を発生する青色発光ユニットの他方である
請求項１または２記載の有機発光表示装置。
【請求項４】
前記第１有機発光素子，前記第２有機発光素子および前記第３有機発光素子は、前記機能層で発生した光を、前記陽極と前記機能層との界面および前記陰極と前記機能層との界面の間で共振させて取り出す共振器構造を有する
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
【請求項５】
前記カラーフィルタにおける透過率の高い波長範囲と、共振器構造から取り出したい光のスペクトルのピーク波長とは一致している
請求項４記載の有機発光表示装置。
【請求項６】
前記第３有機発光素子は、前記第３の色の光に対する透過率の高いカラーフィルタを有する
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
【請求項７】
前記第１発光ユニット，前記第２発光ユニットおよび前記第３発光ユニットはそれぞれ、前記陽極の側から順に、正孔注入層，正孔輸送層，発光層，電荷輸送層および電荷注入層のうち少なくとも発光層を有する
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
【請求項８】
前記赤色発光ユニットの発光層は、２，６−ビス［４−［Ｎ−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−フェニル］アミノスチリル］ナフタレン−１，５−ジカルボニトリル（ＢＳＮ−ＢＣＮ）を含む
請求項７記載の有機発光表示装置。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光表示装置をフルカラー化する構成としては、例えば、（１）青，緑，赤の光を発生する発光素子を配列する、（２）白色発光素子にカラーフィルタを組み合わせる、（３）白色または青色発光素子に色変換フィルタを組み合わせるという構成が提案されている。
【０００３】
上記（１）の構成では、青，緑，赤の発光層等をシャドウマスク等を用いてパターン形成する必要があるので、精度に限界があり、発光素子あるいは発光素子間距離の微細化、または大型化が困難である。
【０００４】
これに対して、上記（２）および（３）の構成では、すべての発光素子で同一の波長領域の光を発光させればよく、発光層等を各色ごとに作り分ける必要はない。そのため、各発光素子の設計を含む製造工程は、上記（１）の構成に比較して簡便である。。
【０００５】
しかしながら、上記（２）の構成では、カラーフィルタで不要な発光成分を吸収するので、発光効率が低下してしまい、消費電力や素子寿命の点で負荷が大きい。
【０００６】
また、一般的に量産可能なカラーフィルタの透過特性では、発光素子での白色発光を色純度よく青，緑，赤に分離することが難しく、取り出された光の波長分布が広くなるので、色再現性に乏しい表示装置しかできない。特に、青と緑とはその色分離が難しく、高い色純度を得るためにカラーフィルタを高濃度化すると、更に発光効率の低下を招いてしまう。
【０００７】
更に、上記（３）の構成では、色変換フィルタの変換効率が低いこと、および色変換フィルタの製造が困難であることに加えて、色変換フィルタの寿命、色変換された発光色の色純度などに課題があり、実用化が困難である。
【０００８】
一方、従来の表示装置では、通常、赤，緑，青の画素面積は同一とされているが発光効率は各色ごとに異なっているので、発光効率の悪い色の画素から必要な輝度を得るために、他の発光効率の良い色の画素よりも大きな電流を流す必要があった。そのため、発光効率の悪い色の画素の寿命が短くなってしまい、各色の画素の劣化速度が異なることにより、ホワイトバランスのズレが生じていた。
【０００９】
この問題を解決するため、各色画素のうちいずれかの発光面積を、他の色の画素の発光面積と異ならせることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
また、色の異なる画素を積層し、赤，緑，青の発光面積を調節することも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２９０４４１号公報
【特許文献２】特開２００４−７９５３８号公報
【特許文献３】特開２００６−３０２５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、これらの従来構成のいずれも、上記（１）〜（３）の従来構成の問題点を完全に解消することはできず、色純度、発光効率または発光寿命は十分ではなかった。
【００１３】
ちなみに、赤，緑，青の発光ユニットを積層したタンデム型の白色発光素子において、発光効率が最も低い青の発光ユニットを、赤または緑の発光ユニットよりも多く積層することが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。すなわち、上部電極と下部電極との間に、緑，青，赤，青の四つの発光ユニットを積層する。しかしながら、この構成では、各素子において緑，青，赤，青の四つの発光ユニットを駆動する必要があり、また、カラーフィルタでカットされる発光成分も少なくなく、発光効率の点で更に改善の余地があった。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、発光効率を高めることができる有機発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】
【００１５】
本発明による有機発光表示装置は、複数の画素を有し、各画素は、第１の色に対応する第１有機発光素子と、第２の色に対応する第２有機発光素子と、第３の色に対応する第３有機発光素子とを含んで構成されているものであって、第１有機発光素子，第２有機発光素子および第３有機発光素子は、陽極および陰極の間に機能層を備え、第１有機発光素子の機能層は、第１の色の光を発生する第１発光ユニットと、第２の色の光を発生する第２発光ユニットとを有し、第２有機発光素子の機能層は、第１発光ユニットと、第２発光ユニットとを有し、第３有機発光素子の機能層は、第３の色の光を発生する第３発光ユニットを有するものである。
【００１６】
ここに「発光ユニット」とは、従来の有機発光素子のうち陰極と陽極を除いた構成要素であり、一色または多色に対応した光を発生させるものをいう。すなわち、「発光ユニット」は、例えば、発光層単層により構成されていてもよいし、必要に応じて、発光層に加えて電子注入層，電子輸送層，正孔注入層または正孔輸送層などを含む複数層で構成されていてもよい。また、「機能層」は、単一の発光ユニットにより構成されていてもよいし（従来型）、複数の発光ユニットにより構成されていてもよい（タンデム型）。
【００１７】
本発明による有機発光表示装置では、第１有機発光素子および第２有機発光素子の機能層は、第１発光ユニットおよび第２発光ユニットにより、第１の色および第２の色（例えば三原色のうち二種の色）の光を発生させる。一方、第３有機発光素子の機能層は、第３発光ユニットにより、第３の色（例えば、三原色のうち残りの一種の色）の光を発生させる。よって、従来の白色発光素子のように全素子で三原色すべてを発光させていたのに比べて、同じ駆動電圧でも高輝度の発光が得られると共に、カラーフィルタでカットされる発光成分も少なくなる。従って、発光効率が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の有機発光表示装置によれば、第１有機発光素子および第２有機発光素子の機能層として第１発光ユニットおよび第２発光ユニットを設ける一方、第３有機発光素子の機能層として第３発光ユニットのみを設けるようにしたので、発光効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を表す図である。
【図２】図１に示した画素駆動回路の一例を表す図である。
【図３】図１に示した表示領域の構成を表す平面図である。
【図４】図３に示した有機発光素子の構成を表す断面図である。
【図５】表１の構成２による有機発光素子の構成を表す断面図である。
【図６】発光ユニットの一例を表す断面図である。
【図７】比較例の有機発光素子の構成を表す断面図である。
【図８】実施例の結果を表す図である。
【図９】実施例の結果を表す図である。
【図１０】上記実施の形態の表示装置を含むモジュールの概略構成を表す平面図である。
【図１１】上記実施の形態の表示装置の適用例１の外観を表す斜視図である。
【図１２】（Ａ）は適用例２の表側から見た外観を表す斜視図であり、（Ｂ）は裏側から見た外観を表す斜視図である。
【図１３】適用例３の外観を表す斜視図である。
【図１４】適用例４の外観を表す斜視図である。
【図１５】（Ａ）は適用例５の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る有機発光表示装置（以下、単に表示装置という。）の構成を表すものである。この表示装置は、例えば、ガラス，シリコン（Ｓｉ）ウェハあるいは樹脂などよりなる基板１１の上に、後述する複数の有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３がマトリクス状に配置されてなる表示領域１１０が形成されると共に、この表示領域１１０の周辺に、映像表示用のドライバである信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０が形成されたものである。
【００２２】
表示領域１１０内には画素駆動回路１４０が形成されている。図２は、画素駆動回路１４０の一例を表したものである。この画素駆動回路１４０は、後述する第１電極１５の下層に形成され、駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２と、その間のキャパシタ（保持容量）Ｃｓと、第１の電源ライン（Ｖｃｃ）および第２の電源ライン（ＧＮＤ）の間において駆動トランジスタＴｒ１に直列に接続された有機発光素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）とを有するアクティブ型の駆動回路である。駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２は、一般的な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ（Thin Film Transistor））により構成され、その構成は例えば逆スタガー構造（いわゆるボトムゲート型）でもよいしスタガー構造（トップゲート型）でもよく特に限定されない。
【００２３】
画素駆動回路１４０において、列方向には信号線１２０Ａが複数配置され、行方向には走査線１３０Ａが複数配置されている。各信号線１２０Ａと各走査線１３０Ａとの交差点が、有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３のいずれか一つ（サブピクセル）に対応している。各信号線１２０Ａは、信号線駆動回路１２０に接続され、この信号線駆動回路１２０から信号線１２０Ａを介して書き込みトランジスタＴｒ２のソース電極に画像信号が供給されるようになっている。各走査線１３０Ａは走査線駆動回路１３０に接続され、この走査線駆動回路１３０から走査線１３０Ａを介して書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極に走査信号が順次供給されるようになっている。
【００２４】
図３は、表示領域１１０の平面構成の一例を表したものである。表示領域１１０には、第１の色に対応する第１有機発光素子ＥＬ１と、第２の色に対応する第２有機発光素子ＥＬ２と、第３の色に対応する第３有機発光素子ＥＬ３とが、順に全体としてマトリクス状に形成されており、第１ないし第３の色として三原色（赤，青，緑）を用いることにより、フルカラー表示が可能となっている。また、隣り合う第１有機発光素子ＥＬ１，第２有機発光素子ＥＬ２および第３有機発光素子ＥＬ３（以下、「有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３」と総称する。）の組み合わせが一つの画素（ピクセル）Ｐｘを構成している。
【００２５】
図４は図３に示した有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３の断面構成を概略的に表したものである。有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３は、それぞれ、基板１１の側から、陽極１２、機能層１３および陰極１４がこの順に積層された構成を有している。なお、基板１１には、図示しないが、上述した画素駆動回路１４０が設けられている。画素駆動回路１４０は、ポリイミド等の有機材料、あるいは酸化シリコン（ＳｉＯ２ ）などの無機材料よりなる平坦化絶縁膜で覆われ、この平坦化絶縁膜の上に陽極１２が形成されている。
【００２６】
また、この有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３では、陽極１２は反射層としての機能を有する一方、陰極１４が半透過性反射層としての機能を有しており、これら陽極１２と陰極１４とにより、機能層１３中の発光層において発生した光を共振させる共振器構造が構成されている。
【００２７】
すなわち、有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３は、陽極１２と機能層１３との界面を第１端部Ｐ１、陰極１４と機能層１３との界面を第２端部Ｐ２とし、機能層１３を共振部として、機能層１３中の後述する発光層で発生した光を共振させて第２端部Ｐ２の側から取り出す共振器構造を有している。このように共振器構造を有するようにすれば、発光層で発生した光が多重干渉を起こし、一種の狭帯域フィルタとして作用することにより、取り出される光のスペクトルの半値幅が減少し、ピーク強度を高めることができる。すなわち、色純度を向上させ、発光効率を高めることができ、色再現性に優れたフルカラー表示を実現することができる。また、陰極１４側から入射した外光についても多重干渉により減衰させることができ、後述するカラーフィルタ２１，２２，２３との組合せにより有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３における外光の反射率を極めて小さくすることができる。
【００２８】
そのためには、第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間の光学的距離Ｌは数１を満たすようにすることが好ましい。
【００２９】
（数１）
（２Ｌ）／λ＋Φ／（２π）＝ｍ
（式中、Ｌは第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間の光学的距離、Φは第１端部Ｐ１で生じる反射光の位相シフトΦ１ と第２端部Ｐ２で生じる反射光の位相シフトΦ２ との和（Φ＝Φ１ ＋Φ２ ）（ｒａｄ）、λは第２端部Ｐ２の側から取り出したい光のスペクトルのピーク波長、ｍはＬが正となる整数をそれぞれ表す。なお、数１においてＬおよびλは単位が共通すればよいが、例えば（ｎｍ）を単位とする。）
【００３０】
光学的距離Ｌは、具体的には、共振器の共振波長（取り出される光のスペクトルのピーク波長）と、第２端部Ｐ２の側から取り出したい光のスペクトルのピーク波長（例えば、青：４６０ｎｍ、赤：６３０ｎｍ、緑：５３０ｎｍ）とを一致させ、光取り出し効率を高めるように決定される。また、各色の発光強度の極大値は、視野角特性等を考慮して決定される。なお、ここにいう「共振」とは、相対強度が強まるもののほか、相対強度がそれほど高くならない干渉状態も含まれる。
【００３１】
陽極１２は、反射層としての機能も兼ねており、できるだけ高い反射率を有するようにすることが発光効率を高める上で望ましい。陽極１２は、例えば積層方向の厚み（以下、単に厚みと言う）が１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、ニッケル，銀，金，白金，パラジウム，セレン，ロジウム，ルテニウム，イリジウム，レニウム，タングステン，モリブデン，クロム，タンタルあるいはニオブなどの金属元素の単体または合金が挙げられる。なお、陽極１２は、発光領域以外は絶縁膜（図示せず）で被覆され、発光領域のみが露出部となっている。
【００３２】
第１有機発光素子ＥＬ１の機能層１３は、第１の色の光γ１を発生する第１発光ユニット１０１と、第２の色の光γ２を発生する第２発光ユニット１０２とを有している。第２有機発光素子ＥＬ２の機能層１３は、第１発光ユニット１０１と、第２発光ユニット１０２とを有している。第３有機発光素子ＥＬ３の機能層１３は、第３の色の光γ３を発生する第３発光ユニット１０３を有している。これにより、この有機発光表示装置では、発光効率を高めることができるようになっている。
【００３３】
第１有機発光素子ＥＬ１および第２有機発光素子ＥＬ２の機能層１３は、第１発光ユニット１０１および第２発光ユニット１０２が陽極１２の側から同じ配列で積層されたものであることが好ましい。機能層１３を同一構成にすることにより、特定の色の有機発光素子の駆動電圧が他の色と比べて特異的に高くなるといった現象を生じるおそれを小さくすることができ、各色の有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３の駆動条件が異なることを考慮した駆動回路設計を行う必要をなくすことができるからである。また、製造工程上、第１有機発光素子ＥＬ１の機能層１３と第２有機発光素子ＥＬ２の機能層１３とを作り分ける必要がなくなり、第１有機発光素子ＥＬ１と第２有機発光素子ＥＬ２との間に位置合わせ余裕のためのスペースを不要とすることができ、素子間ピッチを狭くすることができる。よって、素子間ピッチの微細化により、高精細なフルカラー表示が可能となる。
【００３４】
表１は、第１発光ユニット１０１，第２発光ユニット１０２および第３発光ユニット１０３で発生する光の色の組み合わせを表したものである。なお、表１においてＲは赤、Ｂは青、Ｇは緑を表している。
【００３５】
【表１】
2012156136.tif 000003
【００３６】
表１に示した構造１〜６のうち、構造２，５のように、第３発光ユニット１０３が緑色の光を発生する緑色発光ユニット（Ｇ）であることが好ましい。第３有機発光素子ＥＬ３は緑の単色発光となるので色純度が高く、また、後述するカラーフィルタでの損失をほとんどなくすことができ、光取り出し効率を著しく高めることができるからである。また、第１および第２の有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２では、赤と青の中間の波長域である緑の光は発生しないので、赤と青との分離を容易に行うことができ、色純度を高めることができると共に、カラーフィルタの高濃度化による損失も避けることができるからである。
【００３７】
ちなみに、赤および青は、数１における光学的距離Ｌを同じにすることができ（特許文献３参照。）、一般的な３種類の光学的距離Ｌを設定する場合に比べて、構造および製造工程を更に簡素化することができる。そのためには、例えば、第１有機発光素子ＥＬ１および第２有機発光素子ＥＬ２の機能層１３の厚みが等しいことが好ましい。なお、光学的距離Ｌを調整するためには、機能層１３の厚みを調整してもよいし、あるいは、陽極１２と機能層１３との間に、共振部の一部を構成する透明導電層（図示せず）を設け、この透明導電層の厚みを調整するようにしてもよい。
【００３８】
更に、構造２のように、第１発光ユニット１０１が赤色の光を発生する赤色発光ユニット（Ｒ）であり、第２発光ユニット１０２が青色の光を発生する青色発光ユニット（Ｂ）であれば、より好ましい。赤色発光材料は正孔輸送性が高く、青色発光材料は電子輸送性が高いので、赤色発光ユニットを陽極１２側に、青色発光ユニットを陰極１４側に配置することにより、低電圧化を図ることができるからである。また、発光効率が低い色の発光ユニットを陰極１４側に配置することで、光取り出しを容易にすることができるからである。なお、図５に、構造２による有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３の断面構成を概略的に示す。図５の各構成要素には、必要に応じて、図４の符号に発光色を表すＲ，Ｇ，Ｂを追加または置換した符号を付している。
【００３９】
図４に示した陰極１４は、半透過性反射層としての機能も兼ねており、その材料および厚みにより光透過率が適切な値に調整されている。陰極１４は、例えば、厚みが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、リチウム，マグネシウム，カルシウム，ナトリウム，銀，アルミニウムおよびインジウムなどの金属元素の単体または合金により構成されている。中でも、マグネシウムと銀との合金（ＭｇＡｇ合金）、またはアルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）との合金（ＡｌＬｉ合金）が好ましい。
【００４０】
なお、陰極１４上には、図示しない透明電極が設けられていてもよい。この透明電極は、半透過性反射層の電気抵抗を下げるためのものであり、発光層で発生した光に対して十分な透光性を有する導電性材料により構成されている。透明電極を構成する材料としては、例えば、ＩＴＯまたはインジウムと亜鉛（Ｚｎ）と酸素とを含む化合物が好ましい。室温で成膜しても良好な導電性を得ることができるからである。透明電極の厚みは、例えば３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。
【００４１】
また、有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３は、陰極１４側に、カラーフィルタ２１，２２，２３を有している。カラーフィルタ２１〜２３は、有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３で発生した光を取り出すと共に、有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３並びにその間の配線において反射された外光を吸収し、コントラストを改善するためのものである。
【００４２】
カラーフィルタ２１〜２３の配設位置は特に限定されないが、機能層１３中の発光層との間の距離ができるだけ狭くなるようにすることが好ましい。発光層から出射した光が隣接する他の色のカラーフィルタ２１〜２３に入射して混色を生じることを避けることができるからである。カラーフィルタ２１〜２３は、有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３の発光色に合わせて赤色フィルタ，緑色フィルタおよび青色フィルタのいずれかにより構成されており、有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３に対応して順に配置されている。
【００４３】
赤色フィルタ，緑色フィルタおよび青色フィルタは、それぞれ例えば矩形形状で隙間なく形成されている。これら赤色フィルタ，緑色フィルタおよび青色フィルタは、顔料を混入した樹脂によりそれぞれ構成されており、顔料を選択することにより、目的とする赤，緑あるいは青の波長域における光透過率が高く、他の波長域における光透過率が低くなるように調整されている。
【００４４】
更に、このカラーフィルタ２１〜２３における透過率の高い波長範囲と、共振器構造から取り出したい光のスペクトルのピーク波長とは一致している。これにより、第１有機発光素子ＥＬ１では、機能層１３で発生して共振器構造から取り出される第１の色の光γ１および第２の色の光γ２のうち、第１の色の光γ１のみがカラーフィルタ２１を透過する一方、第２有機発光素子ＥＬ２では、第１の色の光γ１および第２の色の光γ２のうち、第２の色の光γ２のみがカラーフィルタ２２を透過する。また、陰極１４側から入射する外光のうち、取り出したい光のスペクトルのピーク波長λに等しい波長を有するもののみがカラーフィルタ２１〜２３を透過し、その他の波長の外光が有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３に侵入することが防止される。
【００４５】
なお、第３有機発光素子ＥＬ３において、機能層１３で発生して共振器構造から取り出される第３の光γ３の色純度が十分に高い場合には、第３有機発光素子ＥＬ３のカラーフィルタ２３は必ずしも設ける必要はなく、少なくとも第１有機発光素子ＥＬ１および第２有機発光素子ＥＬ２のカラーフィルタ２１，２２が設けられていればよい。
【００４６】
図６は、一つの発光ユニットの断面構成を表したものである。なお、図６では、陽極１２上に形成された第１発光ユニット１０１を例として表しているが、第２発光ユニット１０２および第３発光ユニット１０３についても同様である。
【００４７】
第１発光ユニット１０１は、例えば、陽極１２の側から順に、正孔注入層３１，正孔輸送層３２，発光層３３，電荷輸送層３４および電荷注入層３５を積層した構成を有する。これらのうち発光層３３以外の層は必要に応じて設ければよい。また、第１発光ユニット１０１，第２発光ユニット１０２または第３発光ユニット１０３は、それぞれ構成が異なっていてもよい。正孔注入層３１は、正孔注入効率を高めるためのものであると共に、リークを防止するためのバッファ層である。正孔輸送層３２は、発光層３３への正孔輸送効率を高めるためのものである。発光層３３は、電界をかけることにより電子と正孔との再結合が起こり、光を発生するものである。電荷輸送層３４は、発光層３３への電子輸送効率を高めるためのものである。電荷注入層３５は、電荷注入効率を高めるためのものである。
【００４８】
第１発光ユニット１０１が赤色の光を発生する赤色発光ユニットである場合、正孔注入層３１の構成材料としては、例えば、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）あるいは４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）が挙げられ、正孔輸送層３２の構成材料としては、例えば、ビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）が挙げられ、発光層３３の構成材料としては、例えば、８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ３ ）に２，６−ビス［４−［Ｎ−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−フェニル］アミノスチリル］ナフタレン−１，５−ジカルボニトリル（ＢＳＮ−ＢＣＮ）を４０体積％混合したものが挙げられ、電荷輸送層３４の構成材料としては、例えば、Ａｌｑ３ が挙げられ、電荷注入層３５の構成材料としては、例えば、ＬｉＦ，Ｌｉ２ Ｏが挙げられる。
【００４９】
第１発光ユニット１０１が緑色の光を発生する緑色発光ユニットである場合、正孔注入層３１の構成材料としては、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡが挙げられ、正孔輸送層３２の構成材料としては、例えば、α−ＮＰＤが挙げられ、発光層３３の構成材料としては、例えば、Ａｌｑ３ にクマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を３体積％混合したものが挙げられ、電荷輸送層３４の構成材料としては、例えば、Ａｌｑ３ が挙げられ、電荷注入層３５の構成材料としては、例えば、ＬｉＦ，Ｌｉ２ Ｏが挙げられる。
【００５０】
第１発光ユニット１０１が青色の光を発生する青色発光ユニットである場合、正孔注入層３１の構成材料としては、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡあるいは２−ＴＮＡＴＡが挙げられ、正孔輸送層３２の構成材料としては、例えば、α−ＮＰＤが挙げられ、発光層３３の構成材料としては、例えば、スピロ６Φ（ｓｐｉｒｏ６Φ）が挙げられ、電荷輸送層３４の構成材料としては、例えば、Ａｌｑ３ が挙げられ、電荷注入層３５の構成材料としては、例えば、ＬｉＦ，Ｌｉ２ Ｏが挙げられる。
【００５１】
この表示装置は、例えば次のようにして製造することができる。
【００５２】
まず、上述した材料よりなる基板１１の上に駆動トランジスタＴｒ１を含む画素駆動回路１４０を形成したのち、全面に感光性樹脂を塗布することにより平坦化絶縁膜（図示せず）を形成し、露光および現像により平坦化絶縁膜（図示せず）を所定の形状にパターニングすると共に接続孔などを形成し、焼成する。
【００５３】
次いで、例えばスパッタ法により、上述した厚みおよび材料よりなる陽極１２を形成し、エッチングにより陽極１２を選択的に除去して各有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３ごとに分離する。
【００５４】
続いて、第１有機発光素子ＥＬ１および第２有機発光素子ＥＬ２の陽極１２上には、例えば蒸着法，転写法あるいはインクジェット法により、上述した材料よりなる第１発光ユニット１０１および第２発光ユニット１０２を順に積層する。また、第３有機発光素子ＥＬ３の陽極１２上には、例えば蒸着法，転写法あるいはインクジェット法により、上述した材料よりなる第３発光ユニット１０３を積層する。これにより、機能層１３が形成される。
【００５５】
そののち、例えば蒸着法により、上述した厚みおよび材料よりなる陰極１４を成膜し、図４に示したような有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成する。続いて、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの陰極１４側に、上述した材料よりなるカラーフィルタ２１〜２３を配置する。以上により、本実施の形態の表示装置が完成する。
【００５６】
この表示装置では、各画素に対して走査線駆動回路１３０から書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極を介して走査信号が供給されると共に、信号線駆動回路１２０から画像信号が書き込みトランジスタＴｒ２を介して保持容量Ｃｓに保持される。すなわち、この保持容量Ｃｓに保持された信号に応じて駆動トランジスタＴｒ１がオンオフ制御され、これにより、各有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに駆動電流Ｉｄが注入されることにより、正孔と電子とが再結合して発光が起こる。この光は、陽極１２と陰極１４との間で多重反射し、陰極１４およびカラーフィルタ２１〜２３を透過して取り出される。
【００５７】
このとき、第１有機発光素子ＥＬ１および第２有機発光素子ＥＬ２の機能層１３は、第１発光ユニット１０１および第２発光ユニット１０２により、三原色のうち二種の色の光γ１，γ２を発生させる。一方、第３有機発光素子ＥＬ３の機能層１３は、第３発光ユニット１０３により、三原色のうち残りの一種の色の光γ３を発生させる。よって、従来の白色発光素子のように全素子で三原色すべてを発光させていたのに比べて、同じ駆動電圧でも高輝度の発光が得られると共に、カラーフィルタでカットされる発光成分も少なくなる。従って、発光効率が向上する。また、所望の発光色の光が十分な強度で取り出され、色再現性に優れた表示が可能となる。
【００５８】
このように本実施の形態では、第１有機発光素子ＥＬ１および第２有機発光素子ＥＬ２の機能層１３として第１発光ユニット１０１および第２発光ユニット１０２を設ける一方、第３有機発光素子ＥＬ３の機能層１３として第３発光ユニット１０３のみを設けるようにしたので、発光効率を向上させることができる。
【実施例】
【００５９】
更に、本発明の具体的な実施例について説明する。なお、以下の実施例では、図５に示したような構成２による有機発光素子ＥＬＲ，ＥＬＢ，ＥＬＧを作製し、特性を評価した。よって、以下の実施例においても、図５を参照し、同一の符号を用いて説明する。
【００６０】
図５と同様の構成を有する有機発光素子ＥＬＲ，ＥＬＢ，ＥＬＧを作製した。まず、ガラスよりなる基板１１上に、厚みが約１００ｎｍであり、銀，パラジウムおよび銅を含む合金よりなる陽極１２を形成し、この陽極１２の表面中央部における２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外を絶縁膜（図示せず）で被覆した。
【００６１】
次いで、陽極１２の発光領域となる露出部上に開口を有する金属マスクを、基板１１上に近接して配置し、１０-4Ｐａ以下の真空下での真空蒸着法により、第１発光ユニット１０１として赤色発光ユニットＲ、第２発光ユニット１０２として青色発光ユニットＢを、順に積層し、第１有機発光素子ＥＬ１および第２有機発光素子ＥＬ２の機能層１３を形成した。また、別の金属マスクを用いて、第３発光ユニット１０３として緑色発光ユニットＧを形成し、第３有機発光素子の機能層１３を形成した。各発光ユニットＲ，Ｇ，Ｂの厚みは、発光に十分な厚みを確保できるよう、１００ｎｍ〜２２０ｎｍとした。
【００６２】
続いて、マグネシウムと銀とを共蒸着比１０：１として共蒸着させ、厚み９ｎｍの陰極１４を形成した。更に、陰極１４の上に、厚み１５０ｎｍのＩＴＯよりなる透明電極（図示せず）を形成した。
【００６３】
有機発光素子ＥＬＲ，ＥＬＢ，ＥＬＧにおいて、共振器構造から取り出したいピーク波長λを、赤：波長λ＝６３０ｎｍ、青：波長λ＝４６０ｎｍ、緑：波長λ＝５３０ｎｍとし、数１を満たす最小値を光学的距離Ｌ（すなわち、機能層１３の厚み）とした。機能層１３の厚みは、第１有機発光素子ＥＬ１（赤）および第２有機発光素子ＥＬ２（青）では３１０ｎｍ、第３有機発光素子ＥＬ３（緑）では２２０ｎｍとした。なお、本実施例および後述する比較例では、スペクトル形状の差を分かりやすくするため、カラーフィルタは使用しなかった。
【００６４】
本実施例に対する比較例として、図７に示したように、基板８１１上に陽極８１２を形成し、陽極８１２上に、赤色発光ユニットＲ，緑色発光ユニットＧおよび青色発光ユニットＢ、並びに陰極８１４を積層したことを除いては、上記実施例と同様にして有機発光素子を作製した。なお、図７の各構成要素には、図５と同一の８００番台の符号を付している。
【００６５】
（評価）
得られた実施例および比較例の有機発光素子について、青色領域および緑色領域の発光スペクトルを調べた。図８および図９に、スペクトルを規格化したものを示す。
【００６６】
図８および図９から分かるように、実施例では、青および緑のいずれについても、比較例に比べて発光スペクトルの肥大化が抑えられていた。これは、実施例の緑では、有機発光素子ＥＬＧが緑の単色発光素子であり、余計な発光成分が含まれないからであると考えられる。また、実施例の青では、有機発光素子ＥＬＢの発光が、赤と青の中間の波長域である緑の光を含まないので、赤と青との分離が容易に行われたからであると考えられ、従って、赤についても同様の結果が得られることが予想される。
【００６７】
すなわち、構成２のように、第３有機発光素子ＥＬ３においては、第３発光ユニット１０３を緑色発光ユニットＧとすると共に、第１有機発光素子ＥＬ１および第２有機発光素子ＥＬ２においては、第１発光ユニット１０１として赤色発光ユニットＲ、第２発光ユニット１０２として青色発光ユニットＢを、陽極１２側から同じ配列で積層するようにすれば、発光スペクトルの肥大化を抑え、色純度を高めることができることが分かった。
【００６８】
（モジュールおよび適用例）
以下、上記実施の形態で説明した表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態の表示装置は、テレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
【００６９】
（モジュール）
上記実施の形態の表示装置は、例えば、図１０に示したようなモジュールとして、後述する適用例１〜５などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、例えば、基板１１の一辺に、封止用基板５０および接着層４０から露出した領域２１０を設け、この露出した領域２１０に、信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０の配線を延長して外部接続端子（図示せず）を形成したものである。外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）２２０が設けられていてもよい。
【００７０】
（適用例１）
図１１は、上記実施の形態の表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有しており、この映像表示画面部３００は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
【００７１】
（適用例２）
図１２は、上記実施の形態の表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部４１０、表示部４２０、メニュースイッチ４３０およびシャッターボタン４４０を有しており、その表示部４２０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
【００７２】
（適用例３）
図１３は、上記実施の形態の表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５１０，文字等の入力操作のためのキーボード５２０および画像を表示する表示部５３０を有しており、その表示部５３０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
【００７３】
（適用例４）
図１４は、上記実施の形態の表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部６１０，この本体部６１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ６２０，撮影時のスタート／ストップスイッチ６３０および表示部６４０を有しており、その表示部６４０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
【００７４】
（適用例５）
図１５は、上記実施の形態の表示装置が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記各実施の形態に係る表示装置により構成されている。
【００７５】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３が共振器構造を有する場合について説明したが、本発明は、共振器構造を有しない有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３を用いた表示装置にも適用可能である。その場合、第１有機発光素子ＥＬ１は、第１の光γ１に対する透過率の高いカラーフィルタ２１を有し、第２有機発光素子ＥＬ２は、第２の光γ２に対する透過率の高いカラーフィルタ２２を有することが好ましい。更に、第３有機発光素子ＥＬ３にも、第３の光γ３に対する透過率の高いカラーフィルタ２３を設けるようにしてもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態および実施例では、表示領域１１０に、有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３が順に全体としてマトリクス状に形成されている場合について説明したが、これらは必ずしも順に配列されていなければならないわけではなく、他の配列としてもよい。
【００７７】
更に、上記実施の形態および実施例において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、上記実施の形態および実施例においては、基板１１の上に、陽極１２，機能層１３および陰極１４を基板１１の側から順に積層し、陰極１４の側から光を取り出すようにした場合について説明したが、積層順序を逆にして、基板１１の上に、陰極１４，機能層１３および陽極１２を基板１１の側から順に積層し、基板１１の側から光を取り出すようにすることもできる。この場合も、正孔輸送性の高い赤色発光ユニットを陽極１２側、電子輸送性の高い青色発光ユニットを陰極１４側に配置することが望ましい。
【００７８】
加えて、上記実施の形態および実施例では、有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。例えば、陽極１２と機能層１３との間に、酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ２ Ｏ３ ），ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide：インジウム（Ｉｎ）およびスズ（Ｓｎ）の酸化物混合膜）などからなる正孔注入用薄膜層を備えていてもよい。また、例えば陽極１２は、酸化スズ（ＳｎＯ２），酸化インジウムスズ（ＩＴＯ），酸化亜鉛，酸化チタン等の導電性材料により構成されていてもよいし、または、誘電体多層膜とすることもできる。
【００７９】
加えてまた、上記実施の形態では、アクティブマトリクス型の表示装置の場合について説明したが、本発明はパッシブマトリクス型の表示装置への適用も可能である。更にまた、アクティブマトリクス駆動のための画素駆動回路の構成は、上記実施の形態で説明したものに限られず、必要に応じて容量素子やトランジスタを追加してもよい。その場合、画素駆動回路の変更に応じて、上述した信号線駆動回路１２０や走査線駆動回路１３０のほかに、必要な駆動回路を追加してもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１１…基板、１２…陽極、１３…機能層、１４…陰極、２１〜２３…カラーフィルタ、３１…正孔注入層、３２…正孔輸送層、３３…発光層、３４…電荷輸送層、３５…電荷注入層、１０１…第１発光ユニット、１０２…第２発光ユニット、１０３…第３発光ユニット、ＥＬ１…第１有機発光素子、ＥＬ２…第２有機発光素子、ＥＬ３…第３有機発光素子、Ｐ１…第１端部、Ｐ２…第２端部、Ｐｘ…画素、γ１…第１の色の光、γ２…第２の色
の光、γ３…第３の色の光
【図１】
2012156136.tif 000004
【図２】
2012156136.tif 000005
【図３】
2012156136.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012156136.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2012156136.tif 000013
【図１１】
2012156136.tif 000014
【図１２】
2012156136.tif 000015
【図１３】
2012156136.tif 000016
【図１４】
2012156136.tif 000017
【図１５】
2012156136.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月9日(2012.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明による有機発光表示装置は、複数の画素を有し、各画素は、第１の色に対応する第１有機発光素子と、第２の色に対応する第２有機発光素子と、第３の色に対応する第３有機発光素子とを含んで構成され、第１有機発光素子，第２有機発光素子および第３有機発光素子は、陽極および陰極の間に機能層を備え、第１有機発光素子の機能層は、第１の色の光を発生する第１発光ユニットと、第２の色の光を発生する第２発光ユニットとを有し、第２有機発光素子の機能層は、第１発光ユニットと、第２発光ユニットとを有し、第３有機発光素子の機能層は、第３の色の光を発生する第３発光ユニットを有するものである。第３発光ユニットは、赤色の光を発生する赤色発光ユニットである。第１有機発光素子は、第１の色の光に対する透過率の高いカラーフィルタを有し、第２有機発光素子は、第２の色の光に対する透過率の高いカラーフィルタを有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明による有機発光表示装置では、第１有機発光素子および第２有機発光素子の機能層は、第１発光ユニットおよび第２発光ユニットにより、第１の色および第２の色（例えば三原色のうち二種の色）の光を発生させる。一方、第３有機発光素子の機能層は、第３発光ユニットにより、第３の色（例えば、三原色のうち残りの一種の色、すなわち赤色）の光を発生させる。よって、従来の白色発光素子のように全素子で三原色すべてを発光させていたのに比べて、同じ駆動電圧でも高輝度の発光が得られると共に、カラーフィルタでカットされる発光成分も少なくなる。従って、発光効率が向上する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
更に、構造５のように、第１発光ユニット１０１が赤色の光を発生する赤色発光ユニット（Ｒ）であり、第２発光ユニット１０２が青色の光を発生する青色発光ユニット（Ｂ）であれば、より好ましい。赤色発光材料は正孔輸送性が高く、青色発光材料は電子輸送性が高いので、赤色発光ユニットを陽極１２側に、青色発光ユニットを陰極１４側に配置することにより、低電圧化を図ることができるからである。また、発光効率が低い色の発光ユニットを陰極１４側に配置することで、光取り出しを容易にすることができるからである。なお、図５に、構造５による有機発光素子ＥＬ１，ＥＬ２，ＥＬ３の断面構成を概略的に示す。図５の各構成要素には、必要に応じて、図４の符号に発光色を表すＲ，Ｇ，Ｂを追加または置換した符号を付している。