JP4131924B2 - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置に係り、特には、各有機ＥＬ素子が正孔注入層を備えた有機ＥＬ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報化社会の進展に伴い、各種モバイル機器や端末機器は益々普及し、それらに搭載される表示装置への低消費電力化の要求は高まる一方である。有機ＥＬ素子は、自発光型の面発光ダイオード（C. W. Tang and S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)）であり、１０Ｖ以下の低電圧印加により発光を生じさせることや、青、緑、赤の３色をはじめとする様々な発光色を実現することができる。これらの点から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。しかしながら、有機ＥＬ表示装置には、以下の問題がある。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子からガラス基板を透過して装置外部へと放射される光子数Ｐは、素子を流れる単位面積当りの電流密度をＪ、発光効率（外部量子効率）をφEXTとすると、以下の等式：
Ｐ＝φEXT・Ａ・Ｊ／ｅ …（１）
で表される。なお、この等式（１）において、Ａは素子面積を示し、ｅは電気素量を示している。上記等式（１）から明らかなように、φEXTが大きければ、小さな電流で十分な表示輝度を実現でき、高輝度化と低消費電力化とを同時に達成することができる。
【０００４】
発光効率（外部量子効率）φEXTは、電子・正孔キャリアバランスをχ、発光層を構成する材料のＰＬ（フォトルミネセンス）発光効率をφPL、光取出し効率をφOUTとすると、以下の等式：
φEXT＝χ・φPL・φOUT …（２）
で表される。
【０００５】
通常、画素構造が同じであれば光取出し効率φOUTは、赤、緑、青色に対応した画素間で同一となる。したがって、高輝度化と低消費電力化とを同時に達成するには、赤、緑、青色の各色について、電子・正孔キャリアバランスχ及びＰＬ発光効率φPLを高め、それにより、発光効率（外部量子効率）φEXTを高めて光子数Ｐを増大させる必要がある。
【０００６】
しかしながら、一般に、ＰＬ発光効率φPLは、赤、緑、青色に発光する発光材料間で互いに異なる。そのため、赤、緑、青色の発光色についてＰＬ発光効率φPLを高く且つほぼ等しくするには、新規な発光材料の開発、発光材料の精製、及び適当な組み合わせの選択などが要求される。
【０００７】
他方、電子・正孔キャリアバランスχは、デバイス構造に依存し、なかでも正孔注入層及び陰極の構成に強く依存する。電子・正孔キャリアバランスχは、電子電流をＪe、正孔電流をＪhとし、電子がマイナリティキャリアであるとすると、次式で近似することができる。
χ＝２Ｊe／（Ｊe＋Ｊh） …（３）
電子電流Ｊeには発光層／陰極の障壁高さが影響を与え、正孔電流Ｊhには正孔注入層／発光層の障壁高さが影響を与える。また、発光色が異なれば、当然、発光材料のエネルギー準位も異なる。そのため、赤、緑、青色の画素間で正孔注入層と陰極とに同一の構造を採用している従来の有機ＥＬ表示装置では、それら画素間で電子電流Ｊe及び正孔電流Ｊhが互いに異なることとなる。すなわち、従来の有機ＥＬ表示装置では、電子・正孔キャリアバランスχも、赤、緑、青色の画素間で互いに異なる。
【０００８】
このように電子・正孔キャリアバランスχ及びＰＬ発光効率φPLが赤、緑、青色の画素間で互いに異なっていると、白バランスを確保すべく、赤、緑、青色の画素間で輝度をバランスさせるには、それら画素間で電流密度Ｊを異ならしめる必要がある。しかしながら、電子・正孔キャリアバランスχやＰＬ発光効率φPLがより低い画素の電流密度Ｊを高めた場合、その画素の消費電力が大きくなるのに加え、その画素の寿命が著しく短くなる。そのため、従来の有機ＥＬ表示装置では、電子・正孔キャリアバランスχやＰＬ発光効率φPLがより高い画素の輝度を犠牲にせざるを得ない。すなわち、従来の有機ＥＬ表示装置では、発光色が互いに異なる全ての画素で高い輝度と低い消費電力との双方を実現することは困難であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、発光色が互いに異なる全ての画素で高い輝度と低い消費電力との双方を実現し得る有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、発光色毎に発光効率を最適化した有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、基板と、前記基板の一方の主面上で配列し且つ互いに発光色が異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子とを具備し、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、陽極と、前記陽極に対向した陰極と、前記陽極と前記陰極との間に介在した発光層と、前記陽極と前記発光層との間に介在した正孔注入層とを備え、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つで前記正孔注入層はドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有し、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つの間で前記ドナー性材料に対する前記アクセプタ性材料の比が互いに異なっていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置を提供する。
【００１１】
本発明において、第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つの間で正孔注入層の厚さが互いに異なっていてもよい。
なお、本発明において、ドナー性材料に対するアクセプタ性材料の比，すなわちＡ／Ｄ比，は、モル比（重合体である場合には繰り返し単位の数の比）、質量比、及び体積比の何れであってもよいが、以下、特に記載がない限り、Ａ／Ｄ比はドナー性材料に対するアクセプタ性材料の重量比を意味していることとする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図である。図１に示す有機ＥＬ表示装置１は、アレイ基板２と封止基板３とをシール層４を介して対向させた構造を有している。シール層４は封止基板３の周縁に沿って設けられており、それにより、アレイ基板２と封止基板３との間に密閉された空間を形成している。この空間は、Ａｒガスなどの希ガスやＮ2ガスのような不活性ガスで満たされている。
【００１４】
アレイ基板２は、基板１１を有している。基板１１上には、アンダーコート層として、例えば、ＳｉＮx層１２とＳｉＯ2層１３とが順次積層されている。アンダーコート層１３上には、チャネル及びソース・ドレインが形成されたポリシリコン層のような半導体層１４、ゲート絶縁膜１５、及びゲート電極１６が順次積層されており、それらはトップゲート型の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）２０を構成している。
【００１５】
ゲート絶縁膜１５及びゲート電極１６上には、ＳｉＯ2などからなる層間絶縁膜２１が設けられている。層間絶縁膜２１上には電極配線（図示せず）及びソース・ドレイン電極２３が設けられており、それらは、ＳｉＮxなどからなるパッシベーション膜２４で埋め込まれている。なお、ソース・ドレイン電極２３は、層間絶縁膜２１に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴ２０のソース・ドレインに電気的に接続されている。
【００１６】
パッシベーション膜２４上には、透明画素電極（陽極）２５及び隔壁絶縁層２６が並置されている。隔壁絶縁層２６は、親水性の絶縁層２６ａと撥水性の絶縁層２６ｂとを順次積層した構造を有している。また、隔壁絶縁層２６には、それぞれの陽極２５に対応して開口が設けられている。
【００１７】
隔壁絶縁層２６の開口内で露出した陽極２５上には、正孔注入層（或いは、バッファ層）２７及び有機発光層２８が順次積層されている。正孔注入層２７は、例えばドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有しており、陽極２５から有機発光層２８への正孔の注入を媒介する役割を果たす。また、有機発光層２８は、例えば、発光色が赤色、緑色、または青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。
【００１８】
隔壁絶縁層２６及び発光層２８上には共通電極（陰極）２９が設けられており、陰極２９はパッシベーション膜２４及び隔壁絶縁層２６に設けられたコンタクトホール（図示せず）を介して電極配線に電気的に接続されている。発光色が赤、緑、青色の有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれは、これら陽極２５、正孔注入層２７、発光層２８、陰極２９で構成されている。
【００１９】
さて、本実施形態では、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間で、正孔注入層２７の材料を異ならしめる。正孔注入層２７／発光層２８の障壁高さは正孔注入層２７の材料に応じて変化する。したがって、上記等式（３）から明らかなように、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光色毎に正孔注入層２７の材料を最適化すれば、有機ＥＬ発光層の材料特性に合わせて電子・正孔キャリアバランスχを最適化することができる。
【００２０】
それゆえ、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれについて正孔注入層２７中の材料を適宜設定することにより、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれで高い発光効率（外部量子効率）φEXTを実現できるのに加え、それらの間で発光効率（外部量子効率）φEXTの差を低減することができる。したがって、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの全てで高い輝度と低い消費電力との双方を実現することが可能となる。
【００２１】
本実施形態において、正孔注入層２７の材料を適宜設定するために、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれの正孔注入層２７を同じ組成のドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有した混合物で構成し、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各発光材料特性に合わせてドナー性材料とアクセプタ性材料の混合比（Ａ／Ｄ比）を異ならしめる。このような方法で正孔注入層材料を調整し、イオン化ポテンシャルの制御を行うことができる。正孔注入層材料が単一組成材料の場合には、発光色毎で発光効率を高めるためには発光色数に対応した材料開発が必要であったが、ドナー性材料とアクセプタ性材料の混合材料を用いることにより、設計及び製造が容易である。
【００２２】
有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間でＡ／Ｄ比を異ならしめる場合、それぞれの正孔注入層２７中のＡ／Ｄ比は５乃至３０の範囲内とすることが好ましい。Ａ／Ｄ比が上記の上限値を超えると、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも１種類において、正孔電流が電子電流よりも大幅に増え、電子・正孔キャリアバランスχが小さな値となる、すなわち低い発光効率となることがある。また、Ａ／Ｄ比が上記の下限値未満である場合、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも１種類において、正孔電流が電子電流に比べて大幅に不足し、やはり電子・正孔キャリアバランスχが小さな値となる、すなわち低い発光効率となることがある。
【００２３】
また、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間でＡ／Ｄ比を異ならしめる場合、それらの間のＡ／Ｄ比の差は１以上であることが好ましい。Ａ／Ｄ比の差が小さいと、電子・正孔キャリアバランスχを異ならしめる効果が顕著には現われないことがある。なお、Ａ／Ｄ比を高めると、イオン化ポテンシャルが大きくなり、発光層２８への正孔注入量が多くなる。
【００２４】
次に、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の主要な構成要素に使用可能な材料などについて説明する。
基板１１としては、その上に形成される構造を保持可能なできるものであれば、どのようなものを用いてもよい。基板１１としては、ガラス基板のように硬質な基板が一般的であるが、有機ＥＬ表示装置１の用途によっては、プラスチックシートなどのようにフレキシブルな基板を使用してもよい。
【００２５】
有機ＥＬ表示装置１が基板１１側から光を発する下面発光型の場合、陽極２５としては光透過性を有する透明電極を使用する。透明電極の材料としては、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）等の透明導電材料を使用することができる。透明電極は、例えば、ＩＴＯ等の透明導電材料を蒸着法やスパッタリング法等により堆積し、それにより得られる薄膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより得ることができる。
【００２６】
隔壁絶縁層２６は、単層構造を有していてもよく、或いは、多層構造を有していてもよい。例えば、隔壁絶縁層２６を絶縁層２６ｂのみで構成してもよい。但し、隔壁絶縁層２６を絶縁層２６ａ，２６ｂで構成した場合、正孔注入層２７や発光層２８の位置精度及び断面形状をより高精度に制御可能となる。
【００２７】
絶縁層２６ａの材料としては、例えば、シリコン窒化物やシリコン酸化物のような無機絶縁材料を使用することができる。これら無機絶縁材料からなる絶縁層２６ａは比較的高い親水性を示す。絶縁層２６ｂの材料としては、例えば、感光性樹脂のような有機絶縁材料を使用することができる。
【００２８】
正孔注入層２７の材料としてドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有した混合物を使用する場合、そのような混合物として、例えば、ドナー性の高分子有機化合物とアクセプタ性の高分子有機化合物とを含有した混合物を使用することができる。ドナー性の高分子有機化合物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェンのようなポリチオフェン誘導体やポリアニリンのようなポリアニリン誘導体などを挙げることができる。また、アクセプタ性の高分子有機化合物としては、例えば、ポリスチレンスルホン酸などを挙げることができる。
【００２９】
正孔注入層２７は、例えば、隔壁絶縁層２６が形成する液溜めを、溶液塗布法によりドナー性の高分子有機化合物とアクセプタ性の高分子有機化合物との混合物を有機溶媒中に溶解してなる溶液で満たし、液溜め内の液膜を乾燥させて、それら液膜から溶媒を除去することにより得られる。バッファ層２７を形成するのに利用可能な溶液塗布法としては、例えば、インクジェット法などを挙げることができる。
【００３０】
発光層２８の材料としては、有機ＥＬ表示装置で一般に使用されているルミネセンス性有機化合物を用いることができる。そのような有機化合物のうち赤色に発光するものとしては、例えば、ポリビニレンスチレン誘導体のベンゼン環にアルキルまたはアルコキシ置換基を有する高分子化合物や、ポリビニレンスチレン誘導体のビニレン基にシアノ基を有する高分子化合物などを挙げることができる。緑色の発光する有機化合物としては、例えば、アルキルまたはアルコキシまたはアリール誘導体置換基をベンゼン環に導入したポリビニレンスチレン誘導体などを挙げることができる。青色に発光する有機化合物としては、例えば、ジアルキルフルオレンとアントラセンの共重合体のようなポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。発光層２８も、正孔注入層２７に関して説明したのと同様の方法により形成することができる。
【００３１】
陰極２９は、単層構造を有していてもよく、或いは、多層構造を有していてもよい。陰極２９を多層構造とする場合、例えば、発光層２８上にバリウムやカルシウムなどを含有した主導体層と銀やアルミニウムなどを含有した保護導体層とを順次積層してなる二層構造としてもよい。また、発光層２８上にフッ化バリウムなどを含有した非導体層と銀やアルミニウムなどを含有した導体層とを順次積層してなる二層構造としてもよい。さらに、発光層２８上にフッ化バリウムなどを含有した非導体層とバリウムやカルシウムなどを含有した主導体層と銀やアルミニウムなどを含有した保護導体層とを順次積層してなる三層構造としてもよい。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図である。図２に示す有機ＥＬ表示装置１は、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間で正孔注入層２７の厚さが異なっていること以外は図１に示す有機ＥＬ表示装置１と同様の構造を有している。
【００３３】
正孔注入層２７は発光層２８に直列接続された抵抗とみなすことができ、正孔注入層２７の抵抗値はその厚さの増加とともに上昇する。そのため、例えば、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのうち発光効率（外部量子効率）φEXTが低いものの正孔注入層２７をより薄くすれば、その素子の消費電力を増大させることなく輝度を高めることができる。したがって、本実施形態によると、第１の実施形態で説明した効果をさらに高めることができる。
【００３４】
正孔注入層２７の膜厚は、５ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。正孔注入層２７が過剰に薄い場合、正孔注入層２７をほぼ均一な厚さの連続膜として形成することが困難となることがある。また、正孔注入層２７が過剰に厚い場合、正孔注入層２７の抵抗値に起因して消費電力が高くなる。
【００３５】
有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間で正孔注入層２７の膜厚を異ならしめる場合、それらの間の膜厚の差は１ｎｍ以上、より望ましくは５ｎｍ以上であることが好ましい。膜厚の差が小さいと、正孔注入層２７の抵抗値が大きくは変化せず、上記の効果が顕著には現われないことがある。
【００３６】
上述した第１及び第２の実施形態では、陽極２５をパッシベーション膜２４上に設けたが、陽極２５は層間絶縁膜２１上に、つまり信号線と陽極２５とを同一平面上に設けてもよい。また、第１及び第２の実施形態では有機ＥＬ表示装置１を下面発光型としたが、上面発光型とすることもできる。さらに、アレイ基板２を対向基板３によりシーリングする場合、基板間の空間に乾燥剤を封入することで、素子の長寿命化を図ることも可能であり、また、対向基板３とアレイ基板２との間に樹脂を充填して放熱特性を向上させることもできる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本例では、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を以下の方法により作製した。なお、本例では、表示部パネルサイズを対角２．２インチとし、精細度は１３０ｐｐｉ（pixel per inch）とした。
【００３８】
まず、ガラス基板１１のアンダーコート層１１，１２が形成された面に対し、通常のＴＦＴ形成プロセスと同様に成膜とパターニングとを繰り返し、ポリシリコンＴＦＴ２０、層間絶縁膜２１、電極配線（図示せず）、ソース・ドレイン電極２３、及びパッシベーション膜２４を形成した。
【００３９】
次に、パッシベーション膜２４上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成した。続いて、このＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより陽極３１を得た。なお、陽極３１は、マスクスパッタリング法により形成してもよい。
【００４０】
次いで、基板１１の陽極３１を形成した面に、各画素の発光部に対応して開口を有する親水層２６ａを形成した。続いて、基板１１の陽極３１を形成した面に、感光性樹脂を塗布し、得られた塗膜をパターン露光及び現像することにより、各画素の発光部に対応して開口を有する撥水層２６ｂを形成した。
【００４１】
以上のようにして、親水層２６ａと撥水層２６ｂとを積層してなる隔壁絶縁層２６を得た。なお、隔壁絶縁層２６を形成した基板１１にはＣＦ4／Ｏ2プラズマガスを用いた表面処理を施し、撥水層２６ｂの表面をフッ素化した。
【００４２】
次に、隔壁絶縁層２６が形成するそれぞれの液溜めのうち、赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応したものに対して、インクジェット法により正孔注入層形成用インクを選択的に吐出し、それにより得られる液膜を加熱することにより正孔注入層２７を形成した。続いて、隔壁絶縁層２６が形成するそれぞれの液溜めのうち、緑色の有機ＥＬ素子３０Ｇに対応したものに対して、インクジェット法により正孔注入層形成用インクを選択的に吐出し、それにより得られる液膜を加熱することにより正孔注入層２７を形成した。さらに、隔壁絶縁層２６が形成するそれぞれの液溜めのうち、青色の有機ＥＬ素子３０Ｂに対応したものに対して、インクジェット法により正孔注入層形成用インクを選択的に吐出し、それにより得られる液膜を加熱することにより正孔注入層２７を形成した。
【００４３】
なお、本例では、正孔注入層２７の材料としてポリ（３，４）−エチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸を使用した。すなわち、ドナー性材料としてエチレンジオキシチオフェンを使用し、アクセプタ性材料としてポリスチレンスルホン酸を使用した。また、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに対応した正孔注入層２７の全てについて、膜厚は２０ｎｍ程度とした。さらに、赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７ではＡ／Ｄ比を２０とし、緑色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７ではＡ／Ｄ比を１８とし、赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７ではＡ／Ｄ比を２５とした。
【００４４】
続いて、赤、緑、青色の画素に対応した正孔注入層２７上に、それぞれ、赤、緑、青色の発光層形成用インクをインクジェット法により吐出し、それにより得られる液膜を加熱することにより発光層２８を形成した。
【００４５】
次いで、基板１１の発光層２８を形成した面に、真空蒸着法により、ＢａＦ2及びＡｌを順次成膜した。これにより、二層構造の陰極２９を形成した。以上のようにして、ＴＦＴアレイ基板２を完成した。
【００４６】
その後、ガラス基板３の一方の主面の周縁部に紫外線硬化型樹脂を塗布してシール層４を形成した。次いで、ガラス基板３とアレイ基板２とを、ガラス基板３のシール層４を設けた面とアレイ基板２の陰極３２を設けた面とが対向するようにドライ窒素雰囲気中で貼り合せた。さらに、紫外線照射によりしてシール層を硬化させることにより、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を完成した。
【００４７】
次に、この有機ＥＬ表示装置１について、表示性能を測定した。その結果、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光効率（外部電流効率）は、それぞれ、３．２ｃｄ／Ａ、２０．７ｃｄ／Ａ、４．１ｃｄ／Ａであった。また、パネル正面輝度は４０ｃｄ／ｍ2であり、白表示時における消費電力は３０ｍＷであった。
【００４８】
（比較例）
有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの全てで正孔注入層２７のＡ／Ｄ比を２０としたこと以外は実施例１で説明したのと同様の方法により図１に示す有機ＥＬ表示装置１を作製した。すなわち、本例では、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ間で、正孔注入層２７のＡ／Ｄ比及び膜厚を同一とした。
【００４９】
この有機ＥＬ表示装置１について、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光効率を測定したところ、それぞれ、３．２ｃｄ／Ａ、１５．３ｃｄ／Ａ、２．３ｃｄ／Ａであった。すなわち、本例では、実施例１に比べ、有機ＥＬ素子３０Ｇ，３０Ｂの発光効率が低かった。また、この有機ＥＬ表示装置１について、実施例１と同一の駆動条件で白表示を行ったところ、有機ＥＬ素子３０Ｇ，３０Ｂの発光効率低下に伴い、白バランスが崩れ、赤みが増した。これを補正すべく有機ＥＬ素子３０Ｇ，３０Ｂの駆動電流を増加させたところ、白表示時における消費電力は６２ｍＷに上昇した。
【００５０】
（実施例２）
赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７の膜厚を１０ｎｍとし、緑色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７の膜厚を３０ｎｍとし、赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７の膜厚を４０ｎｍとしたこと以外は実施例１で説明したのと同様の方法により図２に示す有機ＥＬ表示装置１を作製した。すなわち、本例では、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ間で、正孔注入層２７のＡ／Ｄ比及び膜厚の双方を異ならしめた。
【００５１】
この有機ＥＬ表示装置１について、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光効率を測定したところ、それぞれ、３．６ｃｄ／Ａ、２２．７ｃｄ／Ａ、４．５ｃｄ／Ａであった。すなわち、本例では、実施例１に比べ、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの全ての発光効率が向上した。また、この有機ＥＬ表示装置１について、実施例１と同一の駆動条件で白表示を行ったところ、輝度は大幅に増加した。そこで、パネル正面輝度が４０ｃｄ／ｍ2となるように有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの駆動源流を減少させたところ、白表示時における消費電力は２４ｍＷにまで低下した。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、発光色が互いに異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つの間で正孔注入層の組成を異ならしめる。そのため、それらの間で電子・正孔キャリアバランスχを異ならしめることができ、それら有機ＥＬ素子のそれぞれで高い発光効率（外部量子効率）φEXTを実現できるのに加え、それらの間で発光効率（外部量子効率）φEXTの差を低減することができる。したがって、本発明によると、有機ＥＬ素子の全てで高い輝度と低い消費電力との双方を実現することが可能となる。
すなわち、本発明によると、発光色が互いに異なる全ての画素で高い輝度と低い消費電力との双方を実現し得る有機ＥＬ表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図。
【符号の説明】
１…有機ＥＬ表示装置
２…アレイ基板
３…封止基板
４…シール層
１１…基板
１２…アンダーコート層
１３…アンダーコート層
１４…半導体層
１５…ゲート絶縁膜
１６…ゲート電極
２０…ＴＦＴ
２１…層間絶縁膜
２３…ソース・ドレイン電極
２４…パッシベーション膜
２５…陽極
２６…隔壁絶縁層
２６ａ，２６ｂ…絶縁層
２７…正孔注入層
２８…発光層
２９…陰極
３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ…有機ＥＬ素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置に係り、特には、各有機ＥＬ素子が正孔注入層を備えた有機ＥＬ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報化社会の進展に伴い、各種モバイル機器や端末機器は益々普及し、それらに搭載される表示装置への低消費電力化の要求は高まる一方である。有機ＥＬ素子は、自発光型の面発光ダイオード（C. W. Tang and S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)）であり、１０Ｖ以下の低電圧印加により発光を生じさせることや、青、緑、赤の３色をはじめとする様々な発光色を実現することができる。これらの点から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。しかしながら、有機ＥＬ表示装置には、以下の問題がある。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子からガラス基板を透過して装置外部へと放射される光子数Ｐは、素子を流れる単位面積当りの電流密度をＪ、発光効率（外部量子効率）をφEXTとすると、以下の等式：
Ｐ＝φEXT・Ａ・Ｊ／ｅ …（１）
で表される。なお、この等式（１）において、Ａは素子面積を示し、ｅは電気素量を示している。上記等式（１）から明らかなように、φEXTが大きければ、小さな電流で十分な表示輝度を実現でき、高輝度化と低消費電力化とを同時に達成することができる。
【０００４】
発光効率（外部量子効率）φEXTは、電子・正孔キャリアバランスをχ、発光層を構成する材料のＰＬ（フォトルミネセンス）発光効率をφPL、光取出し効率をφOUTとすると、以下の等式：
φEXT＝χ・φPL・φOUT …（２）
で表される。
【０００５】
通常、画素構造が同じであれば光取出し効率φOUTは、赤、緑、青色に対応した画素間で同一となる。したがって、高輝度化と低消費電力化とを同時に達成するには、赤、緑、青色の各色について、電子・正孔キャリアバランスχ及びＰＬ発光効率φPLを高め、それにより、発光効率（外部量子効率）φEXTを高めて光子数Ｐを増大させる必要がある。
【０００６】
しかしながら、一般に、ＰＬ発光効率φPLは、赤、緑、青色に発光する発光材料間で互いに異なる。そのため、赤、緑、青色の発光色についてＰＬ発光効率φPLを高く且つほぼ等しくするには、新規な発光材料の開発、発光材料の精製、及び適当な組み合わせの選択などが要求される。
【０００７】
他方、電子・正孔キャリアバランスχは、デバイス構造に依存し、なかでも正孔注入層及び陰極の構成に強く依存する。電子・正孔キャリアバランスχは、電子電流をＪe、正孔電流をＪhとし、電子がマイナリティキャリアであるとすると、次式で近似することができる。
χ＝２Ｊe／（Ｊe＋Ｊh） …（３）
電子電流Ｊeには発光層／陰極の障壁高さが影響を与え、正孔電流Ｊhには正孔注入層／発光層の障壁高さが影響を与える。また、発光色が異なれば、当然、発光材料のエネルギー準位も異なる。そのため、赤、緑、青色の画素間で正孔注入層と陰極とに同一の構造を採用している従来の有機ＥＬ表示装置では、それら画素間で電子電流Ｊe及び正孔電流Ｊhが互いに異なることとなる。すなわち、従来の有機ＥＬ表示装置では、電子・正孔キャリアバランスχも、赤、緑、青色の画素間で互いに異なる。
【０００８】
このように電子・正孔キャリアバランスχ及びＰＬ発光効率φPLが赤、緑、青色の画素間で互いに異なっていると、白バランスを確保すべく、赤、緑、青色の画素間で輝度をバランスさせるには、それら画素間で電流密度Ｊを異ならしめる必要がある。しかしながら、電子・正孔キャリアバランスχやＰＬ発光効率φPLがより低い画素の電流密度Ｊを高めた場合、その画素の消費電力が大きくなるのに加え、その画素の寿命が著しく短くなる。そのため、従来の有機ＥＬ表示装置では、電子・正孔キャリアバランスχやＰＬ発光効率φPLがより高い画素の輝度を犠牲にせざるを得ない。すなわち、従来の有機ＥＬ表示装置では、発光色が互いに異なる全ての画素で高い輝度と低い消費電力との双方を実現することは困難であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、発光色が互いに異なる全ての画素で高い輝度と低い消費電力との双方を実現し得る有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、発光色毎に発光効率を最適化した有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、基板と、前記基板の一方の主面上で配列し且つ互いに発光色が異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子とを具備し、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、陽極と、前記陽極に対向した陰極と、前記陽極と前記陰極との間に介在した発光層と、前記陽極と前記発光層との間に介在した正孔注入層とを備え、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つで前記正孔注入層はドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有し、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つの間で前記ドナー性材料に対する前記アクセプタ性材料の比が互いに異なっていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置を提供する。
【００１１】
本発明において、第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つの間で正孔注入層の厚さが互いに異なっていてもよい。
なお、本発明において、ドナー性材料に対するアクセプタ性材料の比，すなわちＡ／Ｄ比，は、モル比（重合体である場合には繰り返し単位の数の比）、質量比、及び体積比の何れであってもよいが、以下、特に記載がない限り、Ａ／Ｄ比はドナー性材料に対するアクセプタ性材料の重量比を意味していることとする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図である。図１に示す有機ＥＬ表示装置１は、アレイ基板２と封止基板３とをシール層４を介して対向させた構造を有している。シール層４は封止基板３の周縁に沿って設けられており、それにより、アレイ基板２と封止基板３との間に密閉された空間を形成している。この空間は、Ａｒガスなどの希ガスやＮ2ガスのような不活性ガスで満たされている。
【００１４】
アレイ基板２は、基板１１を有している。基板１１上には、アンダーコート層として、例えば、ＳｉＮx層１２とＳｉＯ2層１３とが順次積層されている。アンダーコート層１３上には、チャネル及びソース・ドレインが形成されたポリシリコン層のような半導体層１４、ゲート絶縁膜１５、及びゲート電極１６が順次積層されており、それらはトップゲート型の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）２０を構成している。
【００１５】
ゲート絶縁膜１５及びゲート電極１６上には、ＳｉＯ2などからなる層間絶縁膜２１が設けられている。層間絶縁膜２１上には電極配線（図示せず）及びソース・ドレイン電極２３が設けられており、それらは、ＳｉＮxなどからなるパッシベーション膜２４で埋め込まれている。なお、ソース・ドレイン電極２３は、層間絶縁膜２１に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴ２０のソース・ドレインに電気的に接続されている。
【００１６】
パッシベーション膜２４上には、透明画素電極（陽極）２５及び隔壁絶縁層２６が並置されている。隔壁絶縁層２６は、親水性の絶縁層２６ａと撥水性の絶縁層２６ｂとを順次積層した構造を有している。また、隔壁絶縁層２６には、それぞれの陽極２５に対応して開口が設けられている。
【００１７】
隔壁絶縁層２６の開口内で露出した陽極２５上には、正孔注入層（或いは、バッファ層）２７及び有機発光層２８が順次積層されている。正孔注入層２７は、例えばドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有しており、陽極２５から有機発光層２８への正孔の注入を媒介する役割を果たす。また、有機発光層２８は、例えば、発光色が赤色、緑色、または青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。
【００１８】
隔壁絶縁層２６及び発光層２８上には共通電極（陰極）２９が設けられており、陰極２９はパッシベーション膜２４及び隔壁絶縁層２６に設けられたコンタクトホール（図示せず）を介して電極配線に電気的に接続されている。発光色が赤、緑、青色の有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれは、これら陽極２５、正孔注入層２７、発光層２８、陰極２９で構成されている。
【００１９】
さて、本実施形態では、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間で、正孔注入層２７の材料を異ならしめる。正孔注入層２７／発光層２８の障壁高さは正孔注入層２７の材料に応じて変化する。したがって、上記等式（３）から明らかなように、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光色毎に正孔注入層２７の材料を最適化すれば、有機ＥＬ発光層の材料特性に合わせて電子・正孔キャリアバランスχを最適化することができる。
【００２０】
それゆえ、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれについて正孔注入層２７中の材料を適宜設定することにより、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれで高い発光効率（外部量子効率）φEXTを実現できるのに加え、それらの間で発光効率（外部量子効率）φEXTの差を低減することができる。したがって、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの全てで高い輝度と低い消費電力との双方を実現することが可能となる。
【００２１】
本実施形態において、正孔注入層２７の材料を適宜設定するために、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれの正孔注入層２７を同じ組成のドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有した混合物で構成し、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各発光材料特性に合わせてドナー性材料とアクセプタ性材料の混合比（Ａ／Ｄ比）を異ならしめる。このような方法で正孔注入層材料を調整し、イオン化ポテンシャルの制御を行うことができる。正孔注入層材料が単一組成材料の場合には、発光色毎で発光効率を高めるためには発光色数に対応した材料開発が必要であったが、ドナー性材料とアクセプタ性材料の混合材料を用いることにより、設計及び製造が容易である。
【００２２】
有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間でＡ／Ｄ比を異ならしめる場合、それぞれの正孔注入層２７中のＡ／Ｄ比は５乃至３０の範囲内とすることが好ましい。Ａ／Ｄ比が上記の上限値を超えると、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも１種類において、正孔電流が電子電流よりも大幅に増え、電子・正孔キャリアバランスχが小さな値となる、すなわち低い発光効率となることがある。また、Ａ／Ｄ比が上記の下限値未満である場合、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも１種類において、正孔電流が電子電流に比べて大幅に不足し、やはり電子・正孔キャリアバランスχが小さな値となる、すなわち低い発光効率となることがある。
【００２３】
また、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間でＡ／Ｄ比を異ならしめる場合、それらの間のＡ／Ｄ比の差は１以上であることが好ましい。Ａ／Ｄ比の差が小さいと、電子・正孔キャリアバランスχを異ならしめる効果が顕著には現われないことがある。なお、Ａ／Ｄ比を高めると、イオン化ポテンシャルが大きくなり、発光層２８への正孔注入量が多くなる。
【００２４】
次に、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の主要な構成要素に使用可能な材料などについて説明する。
基板１１としては、その上に形成される構造を保持可能なできるものであれば、どのようなものを用いてもよい。基板１１としては、ガラス基板のように硬質な基板が一般的であるが、有機ＥＬ表示装置１の用途によっては、プラスチックシートなどのようにフレキシブルな基板を使用してもよい。
【００２５】
有機ＥＬ表示装置１が基板１１側から光を発する下面発光型の場合、陽極２５としては光透過性を有する透明電極を使用する。透明電極の材料としては、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）等の透明導電材料を使用することができる。透明電極は、例えば、ＩＴＯ等の透明導電材料を蒸着法やスパッタリング法等により堆積し、それにより得られる薄膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより得ることができる。
【００２６】
隔壁絶縁層２６は、単層構造を有していてもよく、或いは、多層構造を有していてもよい。例えば、隔壁絶縁層２６を絶縁層２６ｂのみで構成してもよい。但し、隔壁絶縁層２６を絶縁層２６ａ，２６ｂで構成した場合、正孔注入層２７や発光層２８の位置精度及び断面形状をより高精度に制御可能となる。
【００２７】
絶縁層２６ａの材料としては、例えば、シリコン窒化物やシリコン酸化物のような無機絶縁材料を使用することができる。これら無機絶縁材料からなる絶縁層２６ａは比較的高い親水性を示す。絶縁層２６ｂの材料としては、例えば、感光性樹脂のような有機絶縁材料を使用することができる。
【００２８】
正孔注入層２７の材料としてドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有した混合物を使用する場合、そのような混合物として、例えば、ドナー性の高分子有機化合物とアクセプタ性の高分子有機化合物とを含有した混合物を使用することができる。ドナー性の高分子有機化合物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェンのようなポリチオフェン誘導体やポリアニリンのようなポリアニリン誘導体などを挙げることができる。また、アクセプタ性の高分子有機化合物としては、例えば、ポリスチレンスルホン酸などを挙げることができる。
【００２９】
正孔注入層２７は、例えば、隔壁絶縁層２６が形成する液溜めを、溶液塗布法によりドナー性の高分子有機化合物とアクセプタ性の高分子有機化合物との混合物を有機溶媒中に溶解してなる溶液で満たし、液溜め内の液膜を乾燥させて、それら液膜から溶媒を除去することにより得られる。バッファ層２７を形成するのに利用可能な溶液塗布法としては、例えば、インクジェット法などを挙げることができる。
【００３０】
発光層２８の材料としては、有機ＥＬ表示装置で一般に使用されているルミネセンス性有機化合物を用いることができる。そのような有機化合物のうち赤色に発光するものとしては、例えば、ポリビニレンスチレン誘導体のベンゼン環にアルキルまたはアルコキシ置換基を有する高分子化合物や、ポリビニレンスチレン誘導体のビニレン基にシアノ基を有する高分子化合物などを挙げることができる。緑色の発光する有機化合物としては、例えば、アルキルまたはアルコキシまたはアリール誘導体置換基をベンゼン環に導入したポリビニレンスチレン誘導体などを挙げることができる。青色に発光する有機化合物としては、例えば、ジアルキルフルオレンとアントラセンの共重合体のようなポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。発光層２８も、正孔注入層２７に関して説明したのと同様の方法により形成することができる。
【００３１】
陰極２９は、単層構造を有していてもよく、或いは、多層構造を有していてもよい。陰極２９を多層構造とする場合、例えば、発光層２８上にバリウムやカルシウムなどを含有した主導体層と銀やアルミニウムなどを含有した保護導体層とを順次積層してなる二層構造としてもよい。また、発光層２８上にフッ化バリウムなどを含有した非導体層と銀やアルミニウムなどを含有した導体層とを順次積層してなる二層構造としてもよい。さらに、発光層２８上にフッ化バリウムなどを含有した非導体層とバリウムやカルシウムなどを含有した主導体層と銀やアルミニウムなどを含有した保護導体層とを順次積層してなる三層構造としてもよい。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図である。図２に示す有機ＥＬ表示装置１は、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間で正孔注入層２７の厚さが異なっていること以外は図１に示す有機ＥＬ表示装置１と同様の構造を有している。
【００３３】
正孔注入層２７は発光層２８に直列接続された抵抗とみなすことができ、正孔注入層２７の抵抗値はその厚さの増加とともに上昇する。そのため、例えば、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのうち発光効率（外部量子効率）φEXTが低いものの正孔注入層２７をより薄くすれば、その素子の消費電力を増大させることなく輝度を高めることができる。したがって、本実施形態によると、第１の実施形態で説明した効果をさらに高めることができる。
【００３４】
正孔注入層２７の膜厚は、５ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。正孔注入層２７が過剰に薄い場合、正孔注入層２７をほぼ均一な厚さの連続膜として形成することが困難となることがある。また、正孔注入層２７が過剰に厚い場合、正孔注入層２７の抵抗値に起因して消費電力が高くなる。
【００３５】
有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間で正孔注入層２７の膜厚を異ならしめる場合、それらの間の膜厚の差は１ｎｍ以上、より望ましくは５ｎｍ以上であることが好ましい。膜厚の差が小さいと、正孔注入層２７の抵抗値が大きくは変化せず、上記の効果が顕著には現われないことがある。
【００３６】
上述した第１及び第２の実施形態では、陽極２５をパッシベーション膜２４上に設けたが、陽極２５は層間絶縁膜２１上に、つまり信号線と陽極２５とを同一平面上に設けてもよい。また、第１及び第２の実施形態では有機ＥＬ表示装置１を下面発光型としたが、上面発光型とすることもできる。さらに、アレイ基板２を対向基板３によりシーリングする場合、基板間の空間に乾燥剤を封入することで、素子の長寿命化を図ることも可能であり、また、対向基板３とアレイ基板２との間に樹脂を充填して放熱特性を向上させることもできる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本例では、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を以下の方法により作製した。なお、本例では、表示部パネルサイズを対角２．２インチとし、精細度は１３０ｐｐｉ（pixel per inch）とした。
【００３８】
まず、ガラス基板１１のアンダーコート層１１，１２が形成された面に対し、通常のＴＦＴ形成プロセスと同様に成膜とパターニングとを繰り返し、ポリシリコンＴＦＴ２０、層間絶縁膜２１、電極配線（図示せず）、ソース・ドレイン電極２３、及びパッシベーション膜２４を形成した。
【００３９】
次に、パッシベーション膜２４上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成した。続いて、このＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより陽極３１を得た。なお、陽極３１は、マスクスパッタリング法により形成してもよい。
【００４０】
次いで、基板１１の陽極３１を形成した面に、各画素の発光部に対応して開口を有する親水層２６ａを形成した。続いて、基板１１の陽極３１を形成した面に、感光性樹脂を塗布し、得られた塗膜をパターン露光及び現像することにより、各画素の発光部に対応して開口を有する撥水層２６ｂを形成した。
【００４１】
以上のようにして、親水層２６ａと撥水層２６ｂとを積層してなる隔壁絶縁層２６を得た。なお、隔壁絶縁層２６を形成した基板１１にはＣＦ4／Ｏ2プラズマガスを用いた表面処理を施し、撥水層２６ｂの表面をフッ素化した。
【００４２】
次に、隔壁絶縁層２６が形成するそれぞれの液溜めのうち、赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応したものに対して、インクジェット法により正孔注入層形成用インクを選択的に吐出し、それにより得られる液膜を加熱することにより正孔注入層２７を形成した。続いて、隔壁絶縁層２６が形成するそれぞれの液溜めのうち、緑色の有機ＥＬ素子３０Ｇに対応したものに対して、インクジェット法により正孔注入層形成用インクを選択的に吐出し、それにより得られる液膜を加熱することにより正孔注入層２７を形成した。さらに、隔壁絶縁層２６が形成するそれぞれの液溜めのうち、青色の有機ＥＬ素子３０Ｂに対応したものに対して、インクジェット法により正孔注入層形成用インクを選択的に吐出し、それにより得られる液膜を加熱することにより正孔注入層２７を形成した。
【００４３】
なお、本例では、正孔注入層２７の材料としてポリ（３，４）−エチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸を使用した。すなわち、ドナー性材料としてエチレンジオキシチオフェンを使用し、アクセプタ性材料としてポリスチレンスルホン酸を使用した。また、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに対応した正孔注入層２７の全てについて、膜厚は２０ｎｍ程度とした。さらに、赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７ではＡ／Ｄ比を２０とし、緑色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７ではＡ／Ｄ比を１８とし、赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７ではＡ／Ｄ比を２５とした。
【００４４】
続いて、赤、緑、青色の画素に対応した正孔注入層２７上に、それぞれ、赤、緑、青色の発光層形成用インクをインクジェット法により吐出し、それにより得られる液膜を加熱することにより発光層２８を形成した。
【００４５】
次いで、基板１１の発光層２８を形成した面に、真空蒸着法により、ＢａＦ2及びＡｌを順次成膜した。これにより、二層構造の陰極２９を形成した。以上のようにして、ＴＦＴアレイ基板２を完成した。
【００４６】
その後、ガラス基板３の一方の主面の周縁部に紫外線硬化型樹脂を塗布してシール層４を形成した。次いで、ガラス基板３とアレイ基板２とを、ガラス基板３のシール層４を設けた面とアレイ基板２の陰極３２を設けた面とが対向するようにドライ窒素雰囲気中で貼り合せた。さらに、紫外線照射によりしてシール層を硬化させることにより、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を完成した。
【００４７】
次に、この有機ＥＬ表示装置１について、表示性能を測定した。その結果、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光効率（外部電流効率）は、それぞれ、３．２ｃｄ／Ａ、２０．７ｃｄ／Ａ、４．１ｃｄ／Ａであった。また、パネル正面輝度は４０ｃｄ／ｍ2であり、白表示時における消費電力は３０ｍＷであった。
【００４８】
（比較例）
有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの全てで正孔注入層２７のＡ／Ｄ比を２０としたこと以外は実施例１で説明したのと同様の方法により図１に示す有機ＥＬ表示装置１を作製した。すなわち、本例では、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ間で、正孔注入層２７のＡ／Ｄ比及び膜厚を同一とした。
【００４９】
この有機ＥＬ表示装置１について、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光効率を測定したところ、それぞれ、３．２ｃｄ／Ａ、１５．３ｃｄ／Ａ、２．３ｃｄ／Ａであった。すなわち、本例では、実施例１に比べ、有機ＥＬ素子３０Ｇ，３０Ｂの発光効率が低かった。また、この有機ＥＬ表示装置１について、実施例１と同一の駆動条件で白表示を行ったところ、有機ＥＬ素子３０Ｇ，３０Ｂの発光効率低下に伴い、白バランスが崩れ、赤みが増した。これを補正すべく有機ＥＬ素子３０Ｇ，３０Ｂの駆動電流を増加させたところ、白表示時における消費電力は６２ｍＷに上昇した。
【００５０】
（実施例２）
赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７の膜厚を１０ｎｍとし、緑色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７の膜厚を３０ｎｍとし、赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７の膜厚を４０ｎｍとしたこと以外は実施例１で説明したのと同様の方法により図２に示す有機ＥＬ表示装置１を作製した。すなわち、本例では、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ間で、正孔注入層２７のＡ／Ｄ比及び膜厚の双方を異ならしめた。
【００５１】
この有機ＥＬ表示装置１について、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光効率を測定したところ、それぞれ、３．６ｃｄ／Ａ、２２．７ｃｄ／Ａ、４．５ｃｄ／Ａであった。すなわち、本例では、実施例１に比べ、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの全ての発光効率が向上した。また、この有機ＥＬ表示装置１について、実施例１と同一の駆動条件で白表示を行ったところ、輝度は大幅に増加した。そこで、パネル正面輝度が４０ｃｄ／ｍ2となるように有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの駆動源流を減少させたところ、白表示時における消費電力は２４ｍＷにまで低下した。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、発光色が互いに異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つの間で正孔注入層の組成を異ならしめる。そのため、それらの間で電子・正孔キャリアバランスχを異ならしめることができ、それら有機ＥＬ素子のそれぞれで高い発光効率（外部量子効率）φEXTを実現できるのに加え、それらの間で発光効率（外部量子効率）φEXTの差を低減することができる。したがって、本発明によると、有機ＥＬ素子の全てで高い輝度と低い消費電力との双方を実現することが可能となる。
すなわち、本発明によると、発光色が互いに異なる全ての画素で高い輝度と低い消費電力との双方を実現し得る有機ＥＬ表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図。
【符号の説明】
１…有機ＥＬ表示装置
２…アレイ基板
３…封止基板
４…シール層
１１…基板
１２…アンダーコート層
１３…アンダーコート層
１４…半導体層
１５…ゲート絶縁膜
１６…ゲート電極
２０…ＴＦＴ
２１…層間絶縁膜
２３…ソース・ドレイン電極
２４…パッシベーション膜
２５…陽極
２６…隔壁絶縁層
２６ａ，２６ｂ…絶縁層
２７…正孔注入層
２８…発光層
２９…陰極
３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ…有機ＥＬ素子
Claims (2)
- 基板と、前記基板の一方の主面上で配列し且つ互いに発光色が異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子とを具備し、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、陽極と、前記陽極に対向した陰極と、前記陽極と前記陰極との間に介在した発光層と、前記陽極と前記発光層との間に介在した正孔注入層とを備え、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つで前記正孔注入層はドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有し、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つの間で前記ドナー性材料に対する前記アクセプタ性材料の比が互いに異なっていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。 - 前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つの間で前記正孔注入層の厚さが互いに異なっていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7812820B2 (en) | 1991-10-24 | 2010-10-12 | Immersion Corporation | Interface device with tactile responsiveness |
| US7821493B2 (en) | 1999-09-28 | 2010-10-26 | Immersion Corporation | Providing enhanced haptic feedback effects |
| US8441444B2 (en) | 2000-09-28 | 2013-05-14 | Immersion Corporation | System and method for providing directional tactile sensations |
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