有機ＥＬ表示装置
【課題】高精細なフルカラー表示を可能とする有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】発光色が互いに異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子の各々に配置された画素電極と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、各々の前記画素電極の上に配置された第１発光層と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層の上に配置された第２発光層と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第２発光層の上に配置された第３発光層と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第３発光層の上に配置された対向電極と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層と前記第２発光層との間、及び、前記第２発光層と前記第３発光層との間の少なくとも一方に配置されたエキシトンブロック層と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【解決手段】発光色が互いに異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子の各々に配置された画素電極と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、各々の前記画素電極の上に配置された第１発光層と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層の上に配置された第２発光層と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第２発光層の上に配置された第３発光層と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第３発光層の上に配置された対向電極と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層と前記第２発光層との間、及び、前記第２発光層と前記第３発光層との間の少なくとも一方に配置されたエキシトンブロック層と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型で、高速応答、広視野角、高コントラストの特徴を有し、かつ、更に薄型軽量化が可能な有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
この有機ＥＬ素子は、正孔注入電極（陽極）から正孔を注入するとともに、電子注入電極（陰極）から電子を注入し、発光層で正孔と電子とを再結合させて発光を得るものである。フルカラー表示を得るためには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ発光する画素を構成する必要がある。赤、緑、青の各画素を構成する有機ＥＬ素子の発光層には、赤色、緑色、青色といったそれぞれ異なる発光スペクトルで発光する発光材料を塗り分ける必要がある。このような発光材料を塗り分ける方法として、真空蒸着法がある。このような真空蒸着法によって低分子系の有機ＥＬ材料を成膜する場合、各色の画素毎に開口した金属性のファインマスクを用いてそれぞれ独立にマスク蒸着する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、この金属製のファインマスクを用いたマスク蒸着法では、表示装置として高い精細度（解像度）が要求される場合には、画素が極めて細かくなる。このため、各色の発光材料が交じり合ってしまう、所謂、混色不良が多発して、高精細なフルカラー表示を実現することが困難となる。
【０００５】
一方で、発光層と接する正孔阻止層、電子阻止層、エキシトンブロック層などが、特定構造の金属錯体化合物を含有する構成の有機ＥＬ素子が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５７９７３号公報
【特許文献２】特開２００８−１４７４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高精細なフルカラー表示を可能とする有機ＥＬ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】
【０００８】
本発明の一態様によれば、発光色が互いに異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子の各々に配置された画素電極と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、各々の前記画素電極の上に配置された第１発光層と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層の上に配置された第２発光層と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第２発光層の上に配置された第３発光層と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第３発光層の上に配置された対向電極と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層と前記第２発光層との間、及び、前記第２発光層と前記第３発光層との間の少なくとも一方に配置されたエキシトンブロック層と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、発光色が互いに異なる複数の有機ＥＬ素子の各々に配置された画素電極と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在し、各々の前記画素電極の上に配置された第１発光層と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層の上に配置され、前記第１発光層より大きなバンドギャップの第２発光層と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層と前記第２発光層との間に配置され、前記第２発光層より大きなバンドギャップのエキシトンブロック層と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、発光色が互いに異なる複数の有機ＥＬ素子の各々に対応して画素電極を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在した第１発光層を前記画素電極の上に形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在したエキシトンブロック層を前記第１発光層の上に形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在した第２発光層を前記エキシトンブロック層の上に形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在した対向電極を前記第２発光層の上に形成する工程と、を具備することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高精細なフルカラー表示を可能とする有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置が有する第１乃至第３有機ＥＬ素子に採用可能な構成の一例を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図２に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を備えた表示パネルの断面図である。
【図４】図４は、図２に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子の有機層における各層のエネルギー準位の関係を説明するための図である。
【図５】図５は、図２に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を製造する製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、図５に示した露光工程ＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２を説明するための図である。
【図７】図７は、図２に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を製造する他の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、発光層における消光を説明するための図である。
【図９】図９は、図１に示した表示パネルが採用可能な他の構成の一例を概略的に示す図である。
【図１０】図１０は、図９に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を製造する製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１１は、図９に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を製造する他の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１２は、図１に示した表示パネルが採用可能な他の構成の一例を概略的に示す図である。
【図１３】図１３は、図１２に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を製造する製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１２に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を製造する他の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮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。
【００１４】
図１には、有機ＥＬ表示装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した上面発光型の有機ＥＬ表示装置を示している。
【００１５】
この有機ＥＬ表示装置は、スイッチングトランジスタＳＷａ及び第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネルＤＰを備えている。
【００１６】
基板ＳＵＢ上には、スイッチングトランジスタＳＷａの半導体層ＳＣが配置されている。この半導体層ＳＣは、例えばポリシリコンによって形成されている。この半導体層ＳＣには、チャネル領域ＳＣＣを挟んでソース領域ＳＣＳ及びドレイン領域ＳＣＤが形成されている。
【００１７】
半導体層ＳＣは、ゲート絶縁膜ＧＩによって被覆されている。ゲート絶縁膜ＧＩは、例えばｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ（ＴＥＯＳ）などを用いて形成されている。ゲート絶縁膜ＧＩの上には、チャネル領域ＳＣＣの直上にスイッチングトランジスタＳＷａのゲートＧが配置されている。このゲートＧは、例えばモリブデン・タングステン（ＭｏＷ）によって形成されている。
【００１８】
この例では、スイッチングトランジスタＳＷａは、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタである。
【００１９】
ゲート絶縁膜ＧＩ及びゲートＧは、層間絶縁膜ＩＩによって被覆されている。層間絶縁膜ＩＩは、例えばプラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）法により堆積させたシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などを用いて形成されている。
【００２０】
層間絶縁膜ＩＩの上には、スイッチングトランジスタＳＷａのソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥが配置されている。ソース電極ＳＥは、層間絶縁膜ＩＩ及びゲート絶縁膜ＧＩに形成されたコンタクトホールを介して半導体層ＳＣのソース領域ＳＣＳに接続されている。ドレイン電極ＤＥは、層間絶縁膜ＩＩ及びゲート絶縁膜ＧＩに形成されたコンタクトホールを介して半導体層ＳＣのドレイン領域ＳＣＤに接続されている。
【００２１】
これらのソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、例えば、モリブデン（Ｍｏ）／アルミニウム（Ａｌ）／モリブデン（Ｍｏ）の三層を積層した構造を有しており、同一の工程で形成することができる。これらのソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥとは、パッシベーション膜ＰＳによって被覆されている。パッシベーション膜ＰＳは、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）などを用いて形成されている。
【００２２】
画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳの上において、画素ＰＸ１乃至３に対応してそれぞれ配置されている。各画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳに形成されたコンタクトホールを介してスイッチングトランジスタＳＷａのドレイン電極ＤＥに接続されている。この画素電極ＰＥは、この例では陽極に相当する。
【００２３】
パッシベーション膜ＰＳの上には、隔壁ＰＩが配置されている。隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの全周を囲むように格子状に配置されている。なお、この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの間のＹ方向に延びたストライプ状に配置されても良い。このような隔壁ＰＩは、例えば、有機絶縁層である。隔壁ＰＩは、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。
【００２４】
各画素電極ＰＥの上には、有機層ＯＲＧが配置されている。有機層ＯＲＧは、全ての画素ＰＸ１乃至３を含む表示領域に亘って延在した連続膜を少なくとも１層含んでいる。すなわち、有機層ＯＲＧは、画素電極ＰＥ及び隔壁ＰＩを被覆している。詳細については後述する。
【００２５】
有機層ＯＲＧは、対向電極ＣＥによって被覆されている。この例では、対向電極ＣＥは、陰極に相当する。この対向電極ＣＥは、全ての画素ＰＸ１乃至３を含む表示領域に亘って延在した連続膜である。つまり、対向電極ＣＥは、画素ＰＸ１乃至３で共用する共通電極である。
【００２６】
画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧと対向電極ＣＥとは、画素ＰＸ１乃至３に対応してそれぞれ配置された第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を形成している。
【００２７】
すなわち、画素ＰＸ１は第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１を備え、画素ＰＸ２は第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２を備え、画素ＰＸ３は第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３を備えている。なお、図１においては、画素ＰＸ１の第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１、画素ＰＸ２の第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２、画素ＰＸ３の第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３がそれぞれ１つずつ図示されているが、Ｘ方向にこれらが繰り返し配置されている。つまり、図中の右側の第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３に隣接して第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１が配置されている。同様に、図中の左側の第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１に隣接して第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３が配置されている。
【００２８】
隔壁ＰＩは、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１と第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２との間に配置され、両者を分離している。また、この隔壁ＰＩは、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２と第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３との間に配置され、両者を分離している。また、この隔壁ＰＩは、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３と第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１との間に配置され、両者を分離している。
【００２９】
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の封止は、乾燥剤（図示せず）を付けた封止ガラス基板ＳＵＢ２を表示領域の周辺に塗布したシール材で貼り合わせて実施しても良いし、封止ガラス基板ＳＵＢ２をフリットガラスで貼り合わせて実施（フリット封止）しても良いし、さらに、封止ガラス基板ＳＵＢ２と有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとの間に有機樹脂層を充填して実施（固体封止）しても良い。フリット封止の場合、乾燥剤を不要とすることができる。固体封止の場合、有機樹脂層に加えて対向電極ＣＥとの間に無機系材料からなる絶縁膜が介在していても良い。
【００３０】
本実施の形態においては、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の発光色は、互いに異なるように構成されている。
【００３１】
ここに示した例では、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１の発光色は赤色であり、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光色は緑色であり、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光色は青色である。
【００３２】
なお、波長が４００ｎｍ乃至４３５ｎｍの範囲内にある光の色を紫、波長が４３５ｎｍ乃至４８０ｎｍの範囲内にある光の色を青、波長が４８０ｎｍ乃至４９０ｎｍの範囲内にある光の色を緑青、波長が４９０ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内にある光の色を青緑、波長が５００ｎｍ乃至５６０ｎｍの範囲内にある光の色を緑、波長が５６０ｎｍ乃至５８０ｎｍの範囲内にある光の色を黄緑、波長が５８０ｎｍ乃至５９５ｎｍの範囲内にある光の色を黄、波長が５９５ｎｍ乃至６１０ｎｍの範囲内にある光の色を橙、波長が６１０ｎｍ乃至７５０ｎｍの範囲内にある光の色を赤、波長が７５０ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲内にある光の色を赤紫と定義するのが一般的であるが、ここでは、主波長が４００ｎｍ乃至４９０ｎｍの範囲内にある色を青色、主波長が４９０ｎｍより長く且つ５９５ｎｍよりも短い範囲内にある色を緑色、主波長が５９５ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲内にある色を赤色と定義する。
【００３３】
図２には、実施例１における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の構造が模式的に示されている。この図２に示すように、画素ＰＸ１の第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１、画素ＰＸ２の第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２、及び、画素ＰＸ３の第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３は、それぞれパッシベーション膜ＰＳの上に配置されている。第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々は、画素電極ＰＥと、この画素電極ＰＥと向き合った対向電極ＣＥと、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に介在した有機層ＯＲＧと、を有している。
【００３４】
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、以下のように構成されている。
【００３５】
すなわち、画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳの上に配置されている。有機層ＯＲＧは、画素電極ＰＥの上に配置されている。この有機層ＯＲＧは、画素電極ＰＥの上に配置された第１発光層である赤色発光層ＥＭＲ、赤色発光層ＥＭＲの上に配置された第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１の上に配置された第２発光層である緑色発光層ＥＭＧ、緑色発光層ＥＭＧの上に配置された第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２の上に配置された第３発光層である青色発光層ＥＭＢを有している。対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧの上に配置されている。
【００３６】
赤色発光層ＥＭＲは、赤色波長に発光中心を有するルミネセンス性有機化合物又は組成物からなる赤色ドーパント材料を有している。例えば、赤色発光層ＥＭＲは、ホスト材料として、例えばトリス（８−ヒドロキシキノラート）アルミニウム（略称；Ａｌｑ３）を使用し、赤色ドーパント材料として、例えば４−（ジシアノメチレン）−２−テルト−ブチル−６−(１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−４−イル−ビニル)−４Ｈ−ピラン（略称；ＤＣＪＴＢ）を使用することによって形成されているが、他の材料を使用しても良い。
【００３７】
緑色発光層ＥＭＧは、緑色波長に発光中心を有するルミネセンス性有機化合物又は組成物からなる緑色ドーパント材料を有している。例えば、緑色発光層ＥＭＧは、ホスト材料として、例えば４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（略称；ＣＢＰ）を使用し、緑色ドーパント材料として、例えばトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）（略称；Ｉｒ（ｐｐｙ）３）を使用することによって形成されているが、他の材料を使用しても良い。
【００３８】
青色発光層ＥＭＢは、青色波長に発光中心を有するルミネセンス性有機化合物又は組成物からなる青色ドーパント材料を有している。例えば、青色発光層ＥＭＢは、ホスト材料として、例えば４，４’−ビス（２，２’−ジフェニル−エテン−１−イル）−ジフェニル（略称；ＢＰＶＢＩ）を使用し、青色ドーパント材料として、例えばペリレンを使用することによって形成されているが、他の材料を使用しても良い。
【００３９】
例えば、赤色ドーパント材料、緑色ドーパント材料、及び、青色ドーパント材料は、金属錯体化合物を含有する燐光材料であっても良い。
【００４０】
第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１及び第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２は、ホスト材料として使用されるＣＢＰなどの非金属元素によって形成されている。
【００４１】
図３には、実施例１における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネルＤＰの断面構造が概略的に示されている。なお、この図３には、スイッチングトランジスタを含まない断面構造を図示している。
【００４２】
この図３に示すように、基板ＳＵＢと第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各画素電極ＰＥとの間には、ゲート絶縁膜ＧＩ、層間絶縁膜ＩＩ、及び、パッシベーション膜ＰＳが介在している。各画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳの上に配置されており、これらは全て同一構造である。
【００４３】
赤色発光層ＥＭＲは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の画素電極ＰＥの上にそれぞれ配置されている。このような赤色発光層ＥＭＲは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在している。
【００４４】
つまり、この赤色発光層ＥＭＲは、表示領域に亘って広がった連続膜であって、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に共通に配置されている。また、赤色発光層ＥＭＲは、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１と第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２との間、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２と第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３との間、及び、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３と第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１との間にそれぞれ配置された隔壁ＰＩの上に配置されている。
【００４５】
第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、赤色発光層ＥＭＲの上に配置されている。つまり、この第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、表示領域に亘って広がった連続膜である。
【００４６】
緑色発光層ＥＭＧは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１の上に配置されている。つまり、この緑色発光層ＥＭＧは、表示領域に亘って広がった連続膜である。
【００４７】
第２エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、緑色発光層ＥＭＧの上に配置されている。つまり、この第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２は、表示領域に亘って広がった連続膜である。
【００４８】
青色発光層ＥＭＢは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２の上に配置されている。つまり、この青色発光層ＥＭＢは、表示領域に亘って広がった連続膜である。
【００４９】
対向電極ＣＥは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、青色発光層ＥＭＢの上に配置されている。つまり、この対向電極ＣＥは、表示領域に亘って広がった連続膜である。
【００５０】
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、封止ガラス基板ＳＵＢ２を用いて封止されている。
【００５１】
次に、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３において発光色を制御する原理について説明する。
【００５２】
図４には、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３における有機層ＯＲＧのエネルギー準位を説明するための図が示されている。
【００５３】
なお、図４においては、赤色発光層ＥＭＲのバンドギャップは赤色ドーパント材料のバンドギャップに相当し、緑色発光層ＥＭＧのバンドギャップは緑色ドーパント材料のバンドギャップに相当し、青色発光層ＥＭＢのバンドギャップは青色ドーパント材料のバンドギャップに相当する。このバンドギャップとは、最低空分子軌道(ＬＵＭＯ)と最高被占軌道(ＨＯＭＯ)との間のエネルギー差に相当する。
【００５４】
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の有機層ＯＲＧが含む各層のバンドギャップの一例を以下に示す。
【００５５】
赤色発光層ＥＭＲのバンドギャップは２．０ｅＶであり、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１のバンドギャップは２．５ｅＶであり、緑色発光層ＥＭＧのバンドギャップは２．４ｅＶであり、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２のバンドギャップは２．７ｅＶであり、青色発光層ＥＭＢのバンドギャップは２．６４ｅＶである。
【００５６】
第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１では、有機層ＯＲＧが含む各層に対して、電子輸送性がホール輸送性より高い材料を選定する、もしくは、赤色発光層ＥＭＲのみ他の層と比較してホール輸送性が非常に低い材料を選定することにより、赤色発光層ＥＭＲで電子と正孔とが結合するようにキャリアバランスを調整している。赤色発光層ＥＭＲのエネルギー準位が最も低いので、他の層へのエネルギー遷移は発生しない。それ故、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１は、赤色に発光し、緑色発光層ＥＭＧ及び青色発光層ＥＭＢは発光しない。
【００５７】
第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２では、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料が消光している。この消光とは、後に詳述するが、ドーパント材料が紫外光を吸収することにより分解または重合または分子構造の変化が生じることにより、発光しなくなる状態、または、発光しにくい状態を言う。第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の赤色発光層ＥＭＲでは、赤色ドーパント材料が発光しなくなっている。なお、赤色ドーパント材料が消光していても、赤色発光層ＥＭＲにおけるバンドギャップは消光前と略同等の２．０ｅＶである。もしくは、赤色発光層ＥＭＲにおけるバンドギャップは、赤色ドーパント材料の消光前と比較して低下する可能性もある。
【００５８】
このとき、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の赤色発光層ＥＭＲでは、赤色ドーパント材料の消光のための紫外光照射によって、赤色発光層ＥＭＲのホール注入性またはホール輸送性が増し、紫外光照射前と比較してホール移動度が上昇している。このため、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２では、電子と正孔とのバランスが変化することにより、発光位置が緑色発光層ＥＭＧにシフトする。それ故、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２は、緑色に発光し、青色発光層ＥＭＢは発光しない。
【００５９】
また、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１のバンドギャップは、緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料のバンドギャップより高い。それ故、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、緑色発光層ＥＭＧで生成したエキシトンのエネルギーが赤色発光層ＥＭＲに遷移するのを阻止する。
【００６０】
なお、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、緑色発光層ＥＭＧから赤色発光層ＥＭＲへのエキシトンのエネルギー遷移を効果的に遮蔽する厚みであればよいので、一般的な発光層の厚み例えば３０ｎｍと比べて、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１の厚みは５ｎｍ程度と非常に薄い。それ故、キャリアバランスに対する影響が非常に小さいので、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において、発光位置の緑色発光層ＥＭＧへのシフトを阻害することはない。
【００６１】
第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３では、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料、及び、緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料が消光している。赤色発光層ＥＭＲにおけるバンドギャップは、赤色ドーパント材料の消光前と略同等の２．０ｅＶである。また、緑色発光層ＥＭＧにおけるバンドギャップは、緑色ドーパント材料の消光前と略同等の２．４ｅＶである。
【００６２】
このとき、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の赤色発光層ＥＭＲでは、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２と同様に、そのホール注入性またはホール輸送性が増している。また、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の緑色発光層ＥＭＧでも同様に、緑色ドーパント材料の消光のための紫外光照射によって、緑色発光層ＥＭＧのホール注入性またはホール輸送性が増し、紫外光照射前と比較してホール移動度が上昇している。
【００６３】
このため、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３では、電子と正孔とのバランスがさらに変化することにより、発光位置が青色発光層ＥＭＢにシフトする。それ故、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３は、青色に発光する。
【００６４】
また、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２のバンドギャップは、青色発光層ＥＭＢの青色ドーパント材料のバンドギャップより高い。このため、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２は、青色発光層ＥＭＢで生成したエキシトンのエネルギーが緑色発光層ＥＭＧに遷移するのを阻止する。
【００６５】
なお、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１と同様に、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２も、青色発光層ＥＭＢから緑色発光層ＥＭＧへのエキシトンのエネルギー遷移を効果的に遮蔽する厚みであればよいので、厚みは５ｎｍ程度と非常に薄い。それ故、キャリアバランスに対する影響が非常に小さいので、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３において、発光位置の青色発光層ＥＭＢへのシフトを阻害することはない。
【００６６】
次に、実施例１における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の製造方法の一例について、図５に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【００６７】
まず、アレイ工程では、パッシベーション膜の上に画素電極ＰＥを形成する。
【００６８】
続いて、ＥＬ工程では、まず、画素電極ＰＥの上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により赤色ドーパント材料を有する赤色発光層ＥＭＲを形成する。この工程を図５中に、ＥＭＲ蒸着と示す。
【００６９】
その後、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２が形成される画素ＰＸ２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３が形成される画素ＰＸ３に対応した領域に、波長が概略２００〜４００ｎｍの紫外光を、０．００１〜１ｍＷ・ｍｍ−２・ｎｍ−１の範囲の強度で照射する。ここでは、紫外光の強度を概略０．１ｍＷ・ｍｍ−２・ｎｍ−１とした。この工程を図５に、ＰＨＯＴＯ１露光と示す。
【００７０】
続いて、赤色発光層ＥＭＲの上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１を形成する。この工程を図５中に、ＥＢＬ１蒸着と示す。
【００７１】
続いて、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１の上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により緑色ドーパント材料を有する緑色発光層ＥＭＧを形成する。この工程を図５中に、ＥＭＧ蒸着と示す。
【００７２】
その後、画素ＰＸ３に対応した領域に、波長が概略２００〜４００ｎｍの紫外光を、０．００１〜１．０ｍＷ・ｍｍ−２・ｎｍ−１の範囲の強度で照射する。ここでは、紫外光の強度を概略０．１ｍＷ・ｍｍ−２・ｎｍ−１とした。この工程を図５に、ＰＨＯＴＯ２露光と示す。なお、ＰＨＯＴＯ１露光とＰＨＯＴＯ２露光とで互いに波長の異なる紫外光を照射しても良い。
【００７３】
続いて、緑色発光層ＥＭＧの上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２を形成する。この工程を図５中に、ＥＢＬ２蒸着と示す。
【００７４】
続いて、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２の上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により青色ドーパント材料を有する青色発光層ＥＭＢを形成する。この工程を図５中に、ＥＭＢ蒸着と示す。
【００７５】
続いて、青色発光層ＥＭＢの上に、対向電極ＣＥを形成する。この工程を図５中に、ＣＥ蒸着と示す。
【００７６】
その後、封止ガラス基板ＳＵＢ２による封止工程を行う。
【００７７】
図６に示すように、ＰＨＯＴＯ１で示した露光工程では、画素ＰＸ１を遮光するとともに画素ＰＸ２及びＰＸ３に対向する開口を有したフォトマスクＭＡＳＫ１を用いて、紫外光を照射する。これにより、前の工程で形成された赤色発光層ＥＭＲのうち、画素ＰＸ２及びＰＸ３に形成された赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料が紫外光を吸収して消光する。
【００７８】
また、その後のＰＨＯＴＯ２で示した露光工程では、画素ＰＸ１及び画素ＰＸ２を遮光するとともに画素ＰＸ３に対向する開口を有したフォトマスクＭＡＳＫ２を用いて、紫外光を照射する。これにより、先の工程で形成された緑色発光層ＥＭＧのうち、画素ＰＸ３に形成された緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料が紫外光を吸収して消光する。
【００７９】
図７には、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の他の製造方法のフローチャートが示されている。
【００８０】
すなわち、アレイ工程の後、ＥＬ工程として、赤色発光層ＥＭＲを形成するＥＭＲ蒸着、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１を形成するＥＢＬ１蒸着、赤色発光層ＥＭＲを露光するＰＨＯＴＯ１、緑色発光層ＥＭＧを形成するＥＭＧ蒸着、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２を形成するＥＢＬ２蒸着、緑色発光層ＥＭＧを露光するＰＨＯＴＯ２、青色発光層ＥＭＢを形成するＥＭＢ蒸着、対向電極ＣＥを形成するＣＥ蒸着の後、封止工程を行っても良い。
【００８１】
次に、ドーパント材料の消光について説明する。
【００８２】
図８には、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の発光スペクトルの一例が示されている。なお、図８では、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３のそれぞれの発光スペクトルは、各々の最大ピーク強度で規格化している。
【００８３】
第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１では、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料が発光している。このため、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１の発光スペクトルは、図中のＯＬＥＤ１で示したように、波長６２５ｎｍ付近に最大ピーク強度を有している。
【００８４】
第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２では、緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料が発光している。このため、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光スペクトルは、波長５２５ｎｍ付近に最大ピーク強度を有している。
【００８５】
図中のＯＬＥＤ２（ＯＫ）は、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料が消光した状態での発光スペクトルである。この第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光スペクトルにおいて、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１において最大ピーク強度となる波長６２５ｎｍ付近では、スペクトル強度が２０％以下となっている。また、赤色ドーパント材料が消光した状態では、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光スペクトルにおいて、波長６２５ｎｍ付近にはスペクトルピークが出現しない。
【００８６】
一方、図中のＯＬＥＤ２（ＮＧ）は、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料が消光していない状態あるいは消光処理が不十分である場合の発光スペクトルである。この第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光スペクトルにおいて、波長６２５ｎｍ付近では、スペクトル強度が２０％を超え、約５０％となっている。また、この第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光スペクトルにおいて、波長６２５ｎｍ付近にスペクトルピークが出現している。
【００８７】
本実施形態では、赤色ドーパント材料が消光している状態とは、ＯＬＥＤ２（ＯＫ）で示したように、赤色の主波長付近でのスペクトル強度が２０％以下である状態、あるいは、赤色の主波長付近でスペクトルピークが出現しない状態と定義する。
【００８８】
第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３では、青色発光層ＥＭＢの青色ドーパント材料が発光している。このため、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光スペクトルは、波長４６０ｎｍ付近に最大ピーク強度を有している。
【００８９】
図中のＯＬＥＤ３（ＯＫ）は、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３において、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料及び緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料が消光した状態での発光スペクトルである。この第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光スペクトルにおいて、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１において最大ピーク強度となる波長６２５ｎｍ付近、及び、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において最大ピーク強度となる波長５２５ｎｍ付近では、ともにスペクトル強度が２０％以下となっている。また、赤色ドーパント材料が消光した状態では、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光スペクトルにおいて、波長６２５ｎｍ付近にはスペクトルピークが出現しない。同様に、緑色ドーパント材料が消光した状態では、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光スペクトルにおいて、波長５２５ｎｍ付近にはスペクトルピークが出現しない。
【００９０】
一方、図中のＯＬＥＤ３（ＮＧ）は、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３において、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料及び緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料が消光していない状態あるいは消光処理が不十分である場合の発光スペクトルである。この第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光スペクトルにおいて、波長６２５ｎｍ付近ではスペクトル強度が２０％を超え、約３０％となっており、波長５２５ｎｍ付近ではスペクトル強度が２０％を超え、約４０％となっている。また、この第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光スペクトルにおいて、波長６２５ｎｍ付近にスペクトルピークが出現している。
【００９１】
本実施形態では、赤色ドーパント材料及び緑色ドーパント材料が消光している状態とは、ＯＬＥＤ３（ＯＫ）で示したように、赤色及び緑色の主波長付近でのスペクトル強度がともに２０％以下である状態、あるいは、赤色及び緑色の主波長付近でスペクトルピークが出現しない状態と定義する。
【００９２】
上述したように、赤色発光層ＥＭＲ、緑色発光層ＥＭＧ、及び、青色発光層ＥＭＢは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在した連続膜である。加えて、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２、及び、対向電極ＣＥも同様に、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在した連続膜である。このため、これらを蒸着法によって形成する際に、微細な開口を形成したファインマスクが不要であり、マスクの製造コストを低減できる。また、これらを形成する際にマスクに堆積する材料が減少し、これらを形成する材料の利用効率を向上できる。また、発光材料を塗り分ける必要がないため、混色不良を防止できる。
【００９３】
加えて、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２では赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料が消光しているため、緑色に発光する。また、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３では赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料及び緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料が消光しているため、青色に発光する。したがって、高精細なフルカラー表示を実現できる。
【００９４】
さらに、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３において、赤色発光層ＥＭＲと緑色発光層ＥＭＧとの間に第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１が配置されている。この第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、緑色発光層ＥＭＧより大きなバンドギャップを有している。このため、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、緑色発光層ＥＭＧで生成したエキシトンのエネルギーの一部が緑色発光層ＥＭＧより小さなバンドギャップの赤色発光層ＥＭＲに遷移するのを阻止する。このため、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２における緑色の発光効率の低減が抑制できる。
【００９５】
同様に、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３において、緑色発光層ＥＭＧと青色発光層ＥＭＢとの間に第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２が配置されている。この第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２は、青色発光層ＥＭＢより大きなバンドギャップを有している。このため、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２は、青色発光層ＥＭＢで生成したエキシトンのエネルギーの一部が緑色発光層ＥＭＧに遷移するのを阻止する。このため、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２における青色の発光効率の低減が抑制できる。
【００９６】
なお、本実施形態において、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の採り得る素子バリエーションの一例を以下に説明する。
【００９７】
例えば、画素電極ＰＥは、反射層及び透過層が積層された２層構造であっても良いし、透過層単層構造、または、反射層単層構造であっても良い。反射層は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成可能である。透過層は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成可能である。
【００９８】
また、有機層ＯＲＧは、画素電極側にホール注入層、ホール輸送層を有していても良い。また、有機層ＯＲＧは、対向電極側に電子注入層、電子輸送層を有していても良い。
【００９９】
また、対向電極ＣＥは、半透過層及び透過層が積層された２層構造であっても良いし、透過層単層構造、または、半透過層単層構造であっても良い。半透過層は、例えば、マグネシウム・銀などの導電材料によって形成可能である。透過層は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成可能である。
【０１００】
また、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、反射層を有する画素電極と、半透過層を有する対向電極ＣＥとにより、マイクロキャビティ構造を採用しても良い。
【０１０１】
また、マイクロキャビティ構造を採用した場合、対向電極ＣＥの上には、光透過性を有する絶縁膜、例えばシリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）を配置しても良い。このような絶縁膜は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を保護する保護膜として利用可能であるのに加えて、光学干渉を最適化するための光路長を調整するための光学マッチング層として利用可能である。さらに、反射層と半透過層との間に、光透過性を有する絶縁膜、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ）を配置しても良い。このような絶縁膜は、光学干渉条件を調整するための調整層として利用可能である。このような調整層の光路長は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各発光波長の１／４の最小公倍数と同等に設定される。調整層の膜厚は、例えば４１０ｎｍである。また、このような調整層は、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１及び第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２のみに配置しても良い。この場合の調整層の膜厚は、例えば３９０ｎｍである。
【０１０２】
また、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、発光した光を対向電極側から取り出す上面発光型を採用しても良い。
【０１０３】
また、上述した例では、赤色発光層ＥＭＲ及び緑色発光層ＥＭＧを消光させるための紫外光照射により、赤色発光層ＥＭＲ及び緑色発光層ＥＭＧのホール注入性またはホール輸送性が増加する場合を記載したが、紫外光照射によって赤色発光層ＥＭＲ及び緑色発光層ＥＭＧの電子注入性または電子輸送性が低下することでも同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
次に、本実施形態の他の実施例について説明する。
【０１０５】
図９には、実施例２における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネルＤＰの断面構造が概略的に示されている。なお、この図９には、スイッチングトランジスタを含まない断面構造を図示している。この図９に示した実施例２は、図３に示した実施例１と比較して、赤色発光層ＥＭＲと緑色発光層ＥＭＧとの間のエレクトロンブロッキング層を省略した点で異なる。
【０１０６】
基板ＳＵＢと第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各画素電極ＰＥとの間には、ゲート絶縁膜ＧＩ、層間絶縁膜ＩＩ、及び、パッシベーション膜ＰＳが介在している。赤色発光層ＥＭＲは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、各々の画素電極ＰＥの上に配置されている。第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の赤色発光層ＥＭＲでは、赤色ドーパント材料が消光している。
【０１０７】
緑色発光層ＥＭＧは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、赤色発光層ＥＭＲの上に配置されている。第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の緑色発光層ＥＭＧでは、緑色ドーパント材料が消光している。
【０１０８】
エキシトンブロック層ＥＢＬは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、緑色発光層ＥＭＧの上に配置されている。エキシトンブロック層ＥＢＬは、青色発光層ＥＭＢのバンドギャップよりも大きなバンドギャップを有している。
【０１０９】
青色発光層ＥＭＢは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、エキシトンブロック層ＥＢＬの上に配置されている。対向電極ＣＥは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、青色発光層ＥＭＢの上に配置されている。
【０１１０】
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、封止ガラス基板ＳＵＢ２を用いて封止されている。
【０１１１】
次に、実施例２における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の製造方法の一例について、図１０に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【０１１２】
すなわち、アレイ工程の後、ＥＬ工程として、赤色発光層ＥＭＲを形成するＥＭＲ蒸着、赤色発光層ＥＭＲを露光するＰＨＯＴＯ１、緑色発光層ＥＭＧを形成するＥＭＧ蒸着、緑色発光層ＥＭＧを露光するＰＨＯＴＯ２、エキシトンブロック層ＥＢＬを形成するＥＢＬ蒸着、青色発光層ＥＭＢを形成するＥＭＢ蒸着、対向電極ＣＥを形成するＣＥ蒸着の後、封止工程を行う。
【０１１３】
図１１には、実施例２における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の他の製造方法のフローチャートが示されている。
【０１１４】
すなわち、アレイ工程の後、ＥＬ工程として、赤色発光層ＥＭＲを形成するＥＭＲ蒸着、赤色発光層ＥＭＲを露光するＰＨＯＴＯ１、緑色発光層ＥＭＧを形成するＥＭＧ蒸着、エキシトンブロック層ＥＢＬを形成するＥＢＬ蒸着、緑色発光層ＥＭＧを露光するＰＨＯＴＯ２、青色発光層ＥＭＢを形成するＥＭＢ蒸着、対向電極ＣＥを形成するＣＥ蒸着の後に、封止工程を行っても良い。
【０１１５】
このような実施例２においても、実施例１と同様の効果が得られる。
【０１１６】
すなわち、発光層で生成したエキシトンのエネルギーの他の発光層への遷移すなわちフェルスター遷移が起こりうる距離は、一般的に１０ｎｍ以下である。第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において、第２発光層として緑色ドーパント材料を有する緑色発光層ＥＭＧでのキャリア結合が、第１発光層として赤色ドーパント材料を有する赤色発光層ＥＭＲとの界面から１５ｎｍ離れた位置で起こる場合、緑色発光層ＥＭＧで生成したエキシトンのエネルギーが赤色発光層ＥＭＲへ遷移する可能性は低い。それ故、赤色発光層ＥＭＲと緑色発光層ＥＭＧとの間にエキシトンブロック層を形成する必要性は無い。
【０１１７】
これにより、実施例１と比較して、成膜回数を低減できるので、生産性が向上する。また、エキシトンブロック層を形成する材料の使用量を低減できるとともに、材料費を低減できる。
【０１１８】
なお、この実施例２は、上述した実施例１で説明した素子バリエーションのいずれも採用できる。
【０１１９】
図１２には、実施例３における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネルＤＰの断面構造が概略的に示されている。なお、この図１２には、スイッチングトランジスタを含まない断面構造を図示している。この図１２に示した実施例３は、図３に示した実施例１と比較して、緑色発光層ＥＭＧと青色発光層ＥＭＢとの間のエレクトロンブロッキング層を省略した点で異なる。
【０１２０】
基板ＳＵＢと第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各画素電極ＰＥとの間には、ゲート絶縁膜ＧＩ、層間絶縁膜ＩＩ、及び、パッシベーション膜ＰＳが介在している。赤色発光層ＥＭＲは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、各々の画素電極ＰＥの上に配置されている。第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の赤色発光層ＥＭＲでは、赤色ドーパント材料が消光している。
【０１２１】
エキシトンブロック層ＥＢＬは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、赤色発光層ＥＭＲの上に配置されている。エキシトンブロック層ＥＢＬは、緑色発光層ＥＭＧのバンドギャップよりも大きなバンドギャップを有している。
【０１２２】
緑色発光層ＥＭＧは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、エキシトンブロック層ＥＢＬの上に配置されている。第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の緑色発光層ＥＭＧでは、緑色ドーパント材料が消光している。
【０１２３】
青色発光層ＥＭＢは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、緑色発光層ＥＭＧの上に配置されている。対向電極ＣＥは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、青色発光層ＥＭＢの上に配置されている。
【０１２４】
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、封止ガラス基板ＳＵＢ２を用いて封止されている。
【０１２５】
次に、実施例３における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の製造方法の一例について、図１３に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【０１２６】
すなわち、アレイ工程の後、ＥＬ工程として、赤色発光層ＥＭＲを形成するＥＭＲ蒸着、赤色発光層ＥＭＲを露光するＰＨＯＴＯ１、エキシトンブロック層ＥＢＬを形成するＥＢＬ蒸着、緑色発光層ＥＭＧを形成するＥＭＧ蒸着、緑色発光層ＥＭＧを露光するＰＨＯＴＯ２、青色発光層ＥＭＢを形成するＥＭＢ蒸着、対向電極ＣＥを形成するＣＥ蒸着の後、封止工程を行う。
【０１２７】
図１４には、実施例３における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の他の製造方法のフローチャートが示されている。
【０１２８】
すなわち、アレイ工程の後、ＥＬ工程として、赤色発光層ＥＭＲを形成するＥＭＲ蒸着、エキシトンブロック層ＥＢＬを形成するＥＢＬ蒸着、赤色発光層ＥＭＲを露光するＰＨＯＴＯ１、緑色発光層ＥＭＧを形成するＥＭＧ蒸着、緑色発光層ＥＭＧを露光するＰＨＯＴＯ２、青色発光層ＥＭＢを形成するＥＭＢ蒸着、対向電極ＣＥを形成するＣＥ蒸着の後、封止工程を行っても良い。
【０１２９】
このような実施例３においても、実施例１と同様の効果が得られる。
【０１３０】
すなわち、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３において、
第２発光層として青色ドーパント材料を有する青色発光層ＥＭＢでのキャリア結合が、第１発光層として緑色ドーパント材料を有する緑色発光層ＥＭＧとの界面から１５ｎｍ離れた位置で起こる場合、青色発光層ＥＭＢで生成したエキシトンのエネルギーが緑色発光層ＥＭＧへ遷移する可能性は低い。それ故、緑色発光層ＥＭＧと青色発光層ＥＭＢとの間にエキシトンブロック層を形成する必要性は無い。
【０１３１】
これにより、実施例１と比較して、成膜回数を低減できるので、生産性が向上する。また、エキシトンブロック層を形成する材料の使用量を低減できるとともに、材料費を低減できる。
【０１３２】
なお、この実施例３は、上述した実施例１で説明した素子バリエーションのいずれも採用できる。
【０１３３】
以上説明したように、ファインマスクを使用すること無しに高精細なフルカラー表示を可能とする有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
【０１３４】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【０１３５】
上記の各実施例では、有機ＥＬ表示装置は、発光色が異なる３種の有機ＥＬ素子を含んでいる。有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子として、発光色が異なる２種の有機ＥＬ素子のみを含んでいてもよく、発光色が異なる４種以上の有機ＥＬ素子を含んでいてもよい。
【０１３６】
本実施形態では、ドーパント材料が消光している場合として、完全に発光しない場合について説明したが、ドーパント材料が発光しにくい状態にある場合であっても発明を実施し発明の効果を達成できれば良い。
【符号の説明】
【０１３７】
ＤＰ…表示パネル ＳＵＢ…基板
ＯＬＥＤ１…第１有機ＥＬ素子 ＯＬＥＤ２…第２有機ＥＬ素子 ＯＬＥＤ３…第３有機ＥＬ素子
ＰＥ…画素電極 ＣＥ…対向電極
ＯＲＧ…有機層（ＥＭＲ…赤色発光層 ＥＭＧ…緑色発光層 ＥＭＢ…青色発光層 ＥＢＬ…エキシトンブロック層）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型で、高速応答、広視野角、高コントラストの特徴を有し、かつ、更に薄型軽量化が可能な有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
この有機ＥＬ素子は、正孔注入電極（陽極）から正孔を注入するとともに、電子注入電極（陰極）から電子を注入し、発光層で正孔と電子とを再結合させて発光を得るものである。フルカラー表示を得るためには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ発光する画素を構成する必要がある。赤、緑、青の各画素を構成する有機ＥＬ素子の発光層には、赤色、緑色、青色といったそれぞれ異なる発光スペクトルで発光する発光材料を塗り分ける必要がある。このような発光材料を塗り分ける方法として、真空蒸着法がある。このような真空蒸着法によって低分子系の有機ＥＬ材料を成膜する場合、各色の画素毎に開口した金属性のファインマスクを用いてそれぞれ独立にマスク蒸着する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、この金属製のファインマスクを用いたマスク蒸着法では、表示装置として高い精細度（解像度）が要求される場合には、画素が極めて細かくなる。このため、各色の発光材料が交じり合ってしまう、所謂、混色不良が多発して、高精細なフルカラー表示を実現することが困難となる。
【０００５】
一方で、発光層と接する正孔阻止層、電子阻止層、エキシトンブロック層などが、特定構造の金属錯体化合物を含有する構成の有機ＥＬ素子が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５７９７３号公報
【特許文献２】特開２００８−１４７４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高精細なフルカラー表示を可能とする有機ＥＬ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】
【０００８】
本発明の一態様によれば、発光色が互いに異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子の各々に配置された画素電極と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、各々の前記画素電極の上に配置された第１発光層と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層の上に配置された第２発光層と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第２発光層の上に配置された第３発光層と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第３発光層の上に配置された対向電極と、第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層と前記第２発光層との間、及び、前記第２発光層と前記第３発光層との間の少なくとも一方に配置されたエキシトンブロック層と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、発光色が互いに異なる複数の有機ＥＬ素子の各々に配置された画素電極と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在し、各々の前記画素電極の上に配置された第１発光層と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層の上に配置され、前記第１発光層より大きなバンドギャップの第２発光層と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層と前記第２発光層との間に配置され、前記第２発光層より大きなバンドギャップのエキシトンブロック層と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、発光色が互いに異なる複数の有機ＥＬ素子の各々に対応して画素電極を形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在した第１発光層を前記画素電極の上に形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在したエキシトンブロック層を前記第１発光層の上に形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在した第２発光層を前記エキシトンブロック層の上に形成する工程と、前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在した対向電極を前記第２発光層の上に形成する工程と、を具備することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高精細なフルカラー表示を可能とする有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置が有する第１乃至第３有機ＥＬ素子に採用可能な構成の一例を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図２に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を備えた表示パネルの断面図である。
【図４】図４は、図２に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子の有機層における各層のエネルギー準位の関係を説明するための図である。
【図５】図５は、図２に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を製造する製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、図５に示した露光工程ＰＨＯＴＯ１及びＰＨＯＴＯ２を説明するための図である。
【図７】図７は、図２に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を製造する他の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、発光層における消光を説明するための図である。
【図９】図９は、図１に示した表示パネルが採用可能な他の構成の一例を概略的に示す図である。
【図１０】図１０は、図９に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を製造する製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１１は、図９に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を製造する他の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１２は、図１に示した表示パネルが採用可能な他の構成の一例を概略的に示す図である。
【図１３】図１３は、図１２に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を製造する製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１２に示した第１乃至第３有機ＥＬ素子を製造する他の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮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。
【００１４】
図１には、有機ＥＬ表示装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した上面発光型の有機ＥＬ表示装置を示している。
【００１５】
この有機ＥＬ表示装置は、スイッチングトランジスタＳＷａ及び第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネルＤＰを備えている。
【００１６】
基板ＳＵＢ上には、スイッチングトランジスタＳＷａの半導体層ＳＣが配置されている。この半導体層ＳＣは、例えばポリシリコンによって形成されている。この半導体層ＳＣには、チャネル領域ＳＣＣを挟んでソース領域ＳＣＳ及びドレイン領域ＳＣＤが形成されている。
【００１７】
半導体層ＳＣは、ゲート絶縁膜ＧＩによって被覆されている。ゲート絶縁膜ＧＩは、例えばｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ（ＴＥＯＳ）などを用いて形成されている。ゲート絶縁膜ＧＩの上には、チャネル領域ＳＣＣの直上にスイッチングトランジスタＳＷａのゲートＧが配置されている。このゲートＧは、例えばモリブデン・タングステン（ＭｏＷ）によって形成されている。
【００１８】
この例では、スイッチングトランジスタＳＷａは、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタである。
【００１９】
ゲート絶縁膜ＧＩ及びゲートＧは、層間絶縁膜ＩＩによって被覆されている。層間絶縁膜ＩＩは、例えばプラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）法により堆積させたシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などを用いて形成されている。
【００２０】
層間絶縁膜ＩＩの上には、スイッチングトランジスタＳＷａのソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥが配置されている。ソース電極ＳＥは、層間絶縁膜ＩＩ及びゲート絶縁膜ＧＩに形成されたコンタクトホールを介して半導体層ＳＣのソース領域ＳＣＳに接続されている。ドレイン電極ＤＥは、層間絶縁膜ＩＩ及びゲート絶縁膜ＧＩに形成されたコンタクトホールを介して半導体層ＳＣのドレイン領域ＳＣＤに接続されている。
【００２１】
これらのソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、例えば、モリブデン（Ｍｏ）／アルミニウム（Ａｌ）／モリブデン（Ｍｏ）の三層を積層した構造を有しており、同一の工程で形成することができる。これらのソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥとは、パッシベーション膜ＰＳによって被覆されている。パッシベーション膜ＰＳは、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）などを用いて形成されている。
【００２２】
画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳの上において、画素ＰＸ１乃至３に対応してそれぞれ配置されている。各画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳに形成されたコンタクトホールを介してスイッチングトランジスタＳＷａのドレイン電極ＤＥに接続されている。この画素電極ＰＥは、この例では陽極に相当する。
【００２３】
パッシベーション膜ＰＳの上には、隔壁ＰＩが配置されている。隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの全周を囲むように格子状に配置されている。なお、この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの間のＹ方向に延びたストライプ状に配置されても良い。このような隔壁ＰＩは、例えば、有機絶縁層である。隔壁ＰＩは、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。
【００２４】
各画素電極ＰＥの上には、有機層ＯＲＧが配置されている。有機層ＯＲＧは、全ての画素ＰＸ１乃至３を含む表示領域に亘って延在した連続膜を少なくとも１層含んでいる。すなわち、有機層ＯＲＧは、画素電極ＰＥ及び隔壁ＰＩを被覆している。詳細については後述する。
【００２５】
有機層ＯＲＧは、対向電極ＣＥによって被覆されている。この例では、対向電極ＣＥは、陰極に相当する。この対向電極ＣＥは、全ての画素ＰＸ１乃至３を含む表示領域に亘って延在した連続膜である。つまり、対向電極ＣＥは、画素ＰＸ１乃至３で共用する共通電極である。
【００２６】
画素電極ＰＥと有機層ＯＲＧと対向電極ＣＥとは、画素ＰＸ１乃至３に対応してそれぞれ配置された第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を形成している。
【００２７】
すなわち、画素ＰＸ１は第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１を備え、画素ＰＸ２は第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２を備え、画素ＰＸ３は第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３を備えている。なお、図１においては、画素ＰＸ１の第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１、画素ＰＸ２の第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２、画素ＰＸ３の第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３がそれぞれ１つずつ図示されているが、Ｘ方向にこれらが繰り返し配置されている。つまり、図中の右側の第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３に隣接して第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１が配置されている。同様に、図中の左側の第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１に隣接して第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３が配置されている。
【００２８】
隔壁ＰＩは、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１と第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２との間に配置され、両者を分離している。また、この隔壁ＰＩは、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２と第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３との間に配置され、両者を分離している。また、この隔壁ＰＩは、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３と第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１との間に配置され、両者を分離している。
【００２９】
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の封止は、乾燥剤（図示せず）を付けた封止ガラス基板ＳＵＢ２を表示領域の周辺に塗布したシール材で貼り合わせて実施しても良いし、封止ガラス基板ＳＵＢ２をフリットガラスで貼り合わせて実施（フリット封止）しても良いし、さらに、封止ガラス基板ＳＵＢ２と有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとの間に有機樹脂層を充填して実施（固体封止）しても良い。フリット封止の場合、乾燥剤を不要とすることができる。固体封止の場合、有機樹脂層に加えて対向電極ＣＥとの間に無機系材料からなる絶縁膜が介在していても良い。
【００３０】
本実施の形態においては、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の発光色は、互いに異なるように構成されている。
【００３１】
ここに示した例では、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１の発光色は赤色であり、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光色は緑色であり、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光色は青色である。
【００３２】
なお、波長が４００ｎｍ乃至４３５ｎｍの範囲内にある光の色を紫、波長が４３５ｎｍ乃至４８０ｎｍの範囲内にある光の色を青、波長が４８０ｎｍ乃至４９０ｎｍの範囲内にある光の色を緑青、波長が４９０ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内にある光の色を青緑、波長が５００ｎｍ乃至５６０ｎｍの範囲内にある光の色を緑、波長が５６０ｎｍ乃至５８０ｎｍの範囲内にある光の色を黄緑、波長が５８０ｎｍ乃至５９５ｎｍの範囲内にある光の色を黄、波長が５９５ｎｍ乃至６１０ｎｍの範囲内にある光の色を橙、波長が６１０ｎｍ乃至７５０ｎｍの範囲内にある光の色を赤、波長が７５０ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲内にある光の色を赤紫と定義するのが一般的であるが、ここでは、主波長が４００ｎｍ乃至４９０ｎｍの範囲内にある色を青色、主波長が４９０ｎｍより長く且つ５９５ｎｍよりも短い範囲内にある色を緑色、主波長が５９５ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲内にある色を赤色と定義する。
【００３３】
図２には、実施例１における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の構造が模式的に示されている。この図２に示すように、画素ＰＸ１の第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１、画素ＰＸ２の第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２、及び、画素ＰＸ３の第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３は、それぞれパッシベーション膜ＰＳの上に配置されている。第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々は、画素電極ＰＥと、この画素電極ＰＥと向き合った対向電極ＣＥと、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に介在した有機層ＯＲＧと、を有している。
【００３４】
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、以下のように構成されている。
【００３５】
すなわち、画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳの上に配置されている。有機層ＯＲＧは、画素電極ＰＥの上に配置されている。この有機層ＯＲＧは、画素電極ＰＥの上に配置された第１発光層である赤色発光層ＥＭＲ、赤色発光層ＥＭＲの上に配置された第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１の上に配置された第２発光層である緑色発光層ＥＭＧ、緑色発光層ＥＭＧの上に配置された第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２の上に配置された第３発光層である青色発光層ＥＭＢを有している。対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧの上に配置されている。
【００３６】
赤色発光層ＥＭＲは、赤色波長に発光中心を有するルミネセンス性有機化合物又は組成物からなる赤色ドーパント材料を有している。例えば、赤色発光層ＥＭＲは、ホスト材料として、例えばトリス（８−ヒドロキシキノラート）アルミニウム（略称；Ａｌｑ３）を使用し、赤色ドーパント材料として、例えば４−（ジシアノメチレン）−２−テルト−ブチル−６−(１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−４−イル−ビニル)−４Ｈ−ピラン（略称；ＤＣＪＴＢ）を使用することによって形成されているが、他の材料を使用しても良い。
【００３７】
緑色発光層ＥＭＧは、緑色波長に発光中心を有するルミネセンス性有機化合物又は組成物からなる緑色ドーパント材料を有している。例えば、緑色発光層ＥＭＧは、ホスト材料として、例えば４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（略称；ＣＢＰ）を使用し、緑色ドーパント材料として、例えばトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）（略称；Ｉｒ（ｐｐｙ）３）を使用することによって形成されているが、他の材料を使用しても良い。
【００３８】
青色発光層ＥＭＢは、青色波長に発光中心を有するルミネセンス性有機化合物又は組成物からなる青色ドーパント材料を有している。例えば、青色発光層ＥＭＢは、ホスト材料として、例えば４，４’−ビス（２，２’−ジフェニル−エテン−１−イル）−ジフェニル（略称；ＢＰＶＢＩ）を使用し、青色ドーパント材料として、例えばペリレンを使用することによって形成されているが、他の材料を使用しても良い。
【００３９】
例えば、赤色ドーパント材料、緑色ドーパント材料、及び、青色ドーパント材料は、金属錯体化合物を含有する燐光材料であっても良い。
【００４０】
第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１及び第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２は、ホスト材料として使用されるＣＢＰなどの非金属元素によって形成されている。
【００４１】
図３には、実施例１における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネルＤＰの断面構造が概略的に示されている。なお、この図３には、スイッチングトランジスタを含まない断面構造を図示している。
【００４２】
この図３に示すように、基板ＳＵＢと第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各画素電極ＰＥとの間には、ゲート絶縁膜ＧＩ、層間絶縁膜ＩＩ、及び、パッシベーション膜ＰＳが介在している。各画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳの上に配置されており、これらは全て同一構造である。
【００４３】
赤色発光層ＥＭＲは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の画素電極ＰＥの上にそれぞれ配置されている。このような赤色発光層ＥＭＲは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在している。
【００４４】
つまり、この赤色発光層ＥＭＲは、表示領域に亘って広がった連続膜であって、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に共通に配置されている。また、赤色発光層ＥＭＲは、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１と第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２との間、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２と第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３との間、及び、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３と第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１との間にそれぞれ配置された隔壁ＰＩの上に配置されている。
【００４５】
第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、赤色発光層ＥＭＲの上に配置されている。つまり、この第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、表示領域に亘って広がった連続膜である。
【００４６】
緑色発光層ＥＭＧは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１の上に配置されている。つまり、この緑色発光層ＥＭＧは、表示領域に亘って広がった連続膜である。
【００４７】
第２エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、緑色発光層ＥＭＧの上に配置されている。つまり、この第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２は、表示領域に亘って広がった連続膜である。
【００４８】
青色発光層ＥＭＢは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２の上に配置されている。つまり、この青色発光層ＥＭＢは、表示領域に亘って広がった連続膜である。
【００４９】
対向電極ＣＥは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、青色発光層ＥＭＢの上に配置されている。つまり、この対向電極ＣＥは、表示領域に亘って広がった連続膜である。
【００５０】
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、封止ガラス基板ＳＵＢ２を用いて封止されている。
【００５１】
次に、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３において発光色を制御する原理について説明する。
【００５２】
図４には、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３における有機層ＯＲＧのエネルギー準位を説明するための図が示されている。
【００５３】
なお、図４においては、赤色発光層ＥＭＲのバンドギャップは赤色ドーパント材料のバンドギャップに相当し、緑色発光層ＥＭＧのバンドギャップは緑色ドーパント材料のバンドギャップに相当し、青色発光層ＥＭＢのバンドギャップは青色ドーパント材料のバンドギャップに相当する。このバンドギャップとは、最低空分子軌道(ＬＵＭＯ)と最高被占軌道(ＨＯＭＯ)との間のエネルギー差に相当する。
【００５４】
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の有機層ＯＲＧが含む各層のバンドギャップの一例を以下に示す。
【００５５】
赤色発光層ＥＭＲのバンドギャップは２．０ｅＶであり、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１のバンドギャップは２．５ｅＶであり、緑色発光層ＥＭＧのバンドギャップは２．４ｅＶであり、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２のバンドギャップは２．７ｅＶであり、青色発光層ＥＭＢのバンドギャップは２．６４ｅＶである。
【００５６】
第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１では、有機層ＯＲＧが含む各層に対して、電子輸送性がホール輸送性より高い材料を選定する、もしくは、赤色発光層ＥＭＲのみ他の層と比較してホール輸送性が非常に低い材料を選定することにより、赤色発光層ＥＭＲで電子と正孔とが結合するようにキャリアバランスを調整している。赤色発光層ＥＭＲのエネルギー準位が最も低いので、他の層へのエネルギー遷移は発生しない。それ故、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１は、赤色に発光し、緑色発光層ＥＭＧ及び青色発光層ＥＭＢは発光しない。
【００５７】
第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２では、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料が消光している。この消光とは、後に詳述するが、ドーパント材料が紫外光を吸収することにより分解または重合または分子構造の変化が生じることにより、発光しなくなる状態、または、発光しにくい状態を言う。第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の赤色発光層ＥＭＲでは、赤色ドーパント材料が発光しなくなっている。なお、赤色ドーパント材料が消光していても、赤色発光層ＥＭＲにおけるバンドギャップは消光前と略同等の２．０ｅＶである。もしくは、赤色発光層ＥＭＲにおけるバンドギャップは、赤色ドーパント材料の消光前と比較して低下する可能性もある。
【００５８】
このとき、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の赤色発光層ＥＭＲでは、赤色ドーパント材料の消光のための紫外光照射によって、赤色発光層ＥＭＲのホール注入性またはホール輸送性が増し、紫外光照射前と比較してホール移動度が上昇している。このため、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２では、電子と正孔とのバランスが変化することにより、発光位置が緑色発光層ＥＭＧにシフトする。それ故、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２は、緑色に発光し、青色発光層ＥＭＢは発光しない。
【００５９】
また、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１のバンドギャップは、緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料のバンドギャップより高い。それ故、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、緑色発光層ＥＭＧで生成したエキシトンのエネルギーが赤色発光層ＥＭＲに遷移するのを阻止する。
【００６０】
なお、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、緑色発光層ＥＭＧから赤色発光層ＥＭＲへのエキシトンのエネルギー遷移を効果的に遮蔽する厚みであればよいので、一般的な発光層の厚み例えば３０ｎｍと比べて、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１の厚みは５ｎｍ程度と非常に薄い。それ故、キャリアバランスに対する影響が非常に小さいので、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において、発光位置の緑色発光層ＥＭＧへのシフトを阻害することはない。
【００６１】
第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３では、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料、及び、緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料が消光している。赤色発光層ＥＭＲにおけるバンドギャップは、赤色ドーパント材料の消光前と略同等の２．０ｅＶである。また、緑色発光層ＥＭＧにおけるバンドギャップは、緑色ドーパント材料の消光前と略同等の２．４ｅＶである。
【００６２】
このとき、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の赤色発光層ＥＭＲでは、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２と同様に、そのホール注入性またはホール輸送性が増している。また、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の緑色発光層ＥＭＧでも同様に、緑色ドーパント材料の消光のための紫外光照射によって、緑色発光層ＥＭＧのホール注入性またはホール輸送性が増し、紫外光照射前と比較してホール移動度が上昇している。
【００６３】
このため、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３では、電子と正孔とのバランスがさらに変化することにより、発光位置が青色発光層ＥＭＢにシフトする。それ故、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３は、青色に発光する。
【００６４】
また、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２のバンドギャップは、青色発光層ＥＭＢの青色ドーパント材料のバンドギャップより高い。このため、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２は、青色発光層ＥＭＢで生成したエキシトンのエネルギーが緑色発光層ＥＭＧに遷移するのを阻止する。
【００６５】
なお、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１と同様に、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２も、青色発光層ＥＭＢから緑色発光層ＥＭＧへのエキシトンのエネルギー遷移を効果的に遮蔽する厚みであればよいので、厚みは５ｎｍ程度と非常に薄い。それ故、キャリアバランスに対する影響が非常に小さいので、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３において、発光位置の青色発光層ＥＭＢへのシフトを阻害することはない。
【００６６】
次に、実施例１における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の製造方法の一例について、図５に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【００６７】
まず、アレイ工程では、パッシベーション膜の上に画素電極ＰＥを形成する。
【００６８】
続いて、ＥＬ工程では、まず、画素電極ＰＥの上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により赤色ドーパント材料を有する赤色発光層ＥＭＲを形成する。この工程を図５中に、ＥＭＲ蒸着と示す。
【００６９】
その後、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２が形成される画素ＰＸ２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３が形成される画素ＰＸ３に対応した領域に、波長が概略２００〜４００ｎｍの紫外光を、０．００１〜１ｍＷ・ｍｍ−２・ｎｍ−１の範囲の強度で照射する。ここでは、紫外光の強度を概略０．１ｍＷ・ｍｍ−２・ｎｍ−１とした。この工程を図５に、ＰＨＯＴＯ１露光と示す。
【００７０】
続いて、赤色発光層ＥＭＲの上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１を形成する。この工程を図５中に、ＥＢＬ１蒸着と示す。
【００７１】
続いて、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１の上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により緑色ドーパント材料を有する緑色発光層ＥＭＧを形成する。この工程を図５中に、ＥＭＧ蒸着と示す。
【００７２】
その後、画素ＰＸ３に対応した領域に、波長が概略２００〜４００ｎｍの紫外光を、０．００１〜１．０ｍＷ・ｍｍ−２・ｎｍ−１の範囲の強度で照射する。ここでは、紫外光の強度を概略０．１ｍＷ・ｍｍ−２・ｎｍ−１とした。この工程を図５に、ＰＨＯＴＯ２露光と示す。なお、ＰＨＯＴＯ１露光とＰＨＯＴＯ２露光とで互いに波長の異なる紫外光を照射しても良い。
【００７３】
続いて、緑色発光層ＥＭＧの上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２を形成する。この工程を図５中に、ＥＢＬ２蒸着と示す。
【００７４】
続いて、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２の上に、表示領域に対応した開口が形成されたラフマスクを使用して真空蒸着法により青色ドーパント材料を有する青色発光層ＥＭＢを形成する。この工程を図５中に、ＥＭＢ蒸着と示す。
【００７５】
続いて、青色発光層ＥＭＢの上に、対向電極ＣＥを形成する。この工程を図５中に、ＣＥ蒸着と示す。
【００７６】
その後、封止ガラス基板ＳＵＢ２による封止工程を行う。
【００７７】
図６に示すように、ＰＨＯＴＯ１で示した露光工程では、画素ＰＸ１を遮光するとともに画素ＰＸ２及びＰＸ３に対向する開口を有したフォトマスクＭＡＳＫ１を用いて、紫外光を照射する。これにより、前の工程で形成された赤色発光層ＥＭＲのうち、画素ＰＸ２及びＰＸ３に形成された赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料が紫外光を吸収して消光する。
【００７８】
また、その後のＰＨＯＴＯ２で示した露光工程では、画素ＰＸ１及び画素ＰＸ２を遮光するとともに画素ＰＸ３に対向する開口を有したフォトマスクＭＡＳＫ２を用いて、紫外光を照射する。これにより、先の工程で形成された緑色発光層ＥＭＧのうち、画素ＰＸ３に形成された緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料が紫外光を吸収して消光する。
【００７９】
図７には、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の他の製造方法のフローチャートが示されている。
【００８０】
すなわち、アレイ工程の後、ＥＬ工程として、赤色発光層ＥＭＲを形成するＥＭＲ蒸着、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１を形成するＥＢＬ１蒸着、赤色発光層ＥＭＲを露光するＰＨＯＴＯ１、緑色発光層ＥＭＧを形成するＥＭＧ蒸着、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２を形成するＥＢＬ２蒸着、緑色発光層ＥＭＧを露光するＰＨＯＴＯ２、青色発光層ＥＭＢを形成するＥＭＢ蒸着、対向電極ＣＥを形成するＣＥ蒸着の後、封止工程を行っても良い。
【００８１】
次に、ドーパント材料の消光について説明する。
【００８２】
図８には、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の発光スペクトルの一例が示されている。なお、図８では、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３のそれぞれの発光スペクトルは、各々の最大ピーク強度で規格化している。
【００８３】
第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１では、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料が発光している。このため、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１の発光スペクトルは、図中のＯＬＥＤ１で示したように、波長６２５ｎｍ付近に最大ピーク強度を有している。
【００８４】
第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２では、緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料が発光している。このため、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光スペクトルは、波長５２５ｎｍ付近に最大ピーク強度を有している。
【００８５】
図中のＯＬＥＤ２（ＯＫ）は、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料が消光した状態での発光スペクトルである。この第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光スペクトルにおいて、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１において最大ピーク強度となる波長６２５ｎｍ付近では、スペクトル強度が２０％以下となっている。また、赤色ドーパント材料が消光した状態では、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光スペクトルにおいて、波長６２５ｎｍ付近にはスペクトルピークが出現しない。
【００８６】
一方、図中のＯＬＥＤ２（ＮＧ）は、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料が消光していない状態あるいは消光処理が不十分である場合の発光スペクトルである。この第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光スペクトルにおいて、波長６２５ｎｍ付近では、スペクトル強度が２０％を超え、約５０％となっている。また、この第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の発光スペクトルにおいて、波長６２５ｎｍ付近にスペクトルピークが出現している。
【００８７】
本実施形態では、赤色ドーパント材料が消光している状態とは、ＯＬＥＤ２（ＯＫ）で示したように、赤色の主波長付近でのスペクトル強度が２０％以下である状態、あるいは、赤色の主波長付近でスペクトルピークが出現しない状態と定義する。
【００８８】
第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３では、青色発光層ＥＭＢの青色ドーパント材料が発光している。このため、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光スペクトルは、波長４６０ｎｍ付近に最大ピーク強度を有している。
【００８９】
図中のＯＬＥＤ３（ＯＫ）は、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３において、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料及び緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料が消光した状態での発光スペクトルである。この第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光スペクトルにおいて、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１において最大ピーク強度となる波長６２５ｎｍ付近、及び、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において最大ピーク強度となる波長５２５ｎｍ付近では、ともにスペクトル強度が２０％以下となっている。また、赤色ドーパント材料が消光した状態では、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光スペクトルにおいて、波長６２５ｎｍ付近にはスペクトルピークが出現しない。同様に、緑色ドーパント材料が消光した状態では、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光スペクトルにおいて、波長５２５ｎｍ付近にはスペクトルピークが出現しない。
【００９０】
一方、図中のＯＬＥＤ３（ＮＧ）は、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３において、赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料及び緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料が消光していない状態あるいは消光処理が不十分である場合の発光スペクトルである。この第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光スペクトルにおいて、波長６２５ｎｍ付近ではスペクトル強度が２０％を超え、約３０％となっており、波長５２５ｎｍ付近ではスペクトル強度が２０％を超え、約４０％となっている。また、この第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の発光スペクトルにおいて、波長６２５ｎｍ付近にスペクトルピークが出現している。
【００９１】
本実施形態では、赤色ドーパント材料及び緑色ドーパント材料が消光している状態とは、ＯＬＥＤ３（ＯＫ）で示したように、赤色及び緑色の主波長付近でのスペクトル強度がともに２０％以下である状態、あるいは、赤色及び緑色の主波長付近でスペクトルピークが出現しない状態と定義する。
【００９２】
上述したように、赤色発光層ＥＭＲ、緑色発光層ＥＭＧ、及び、青色発光層ＥＭＢは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在した連続膜である。加えて、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２、及び、対向電極ＣＥも同様に、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在した連続膜である。このため、これらを蒸着法によって形成する際に、微細な開口を形成したファインマスクが不要であり、マスクの製造コストを低減できる。また、これらを形成する際にマスクに堆積する材料が減少し、これらを形成する材料の利用効率を向上できる。また、発光材料を塗り分ける必要がないため、混色不良を防止できる。
【００９３】
加えて、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２では赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料が消光しているため、緑色に発光する。また、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３では赤色発光層ＥＭＲの赤色ドーパント材料及び緑色発光層ＥＭＧの緑色ドーパント材料が消光しているため、青色に発光する。したがって、高精細なフルカラー表示を実現できる。
【００９４】
さらに、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３において、赤色発光層ＥＭＲと緑色発光層ＥＭＧとの間に第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１が配置されている。この第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、緑色発光層ＥＭＧより大きなバンドギャップを有している。このため、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において、第１エキシトンブロック層ＥＢＬ１は、緑色発光層ＥＭＧで生成したエキシトンのエネルギーの一部が緑色発光層ＥＭＧより小さなバンドギャップの赤色発光層ＥＭＲに遷移するのを阻止する。このため、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２における緑色の発光効率の低減が抑制できる。
【００９５】
同様に、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３において、緑色発光層ＥＭＧと青色発光層ＥＭＢとの間に第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２が配置されている。この第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２は、青色発光層ＥＭＢより大きなバンドギャップを有している。このため、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において、第２エキシトンブロック層ＥＢＬ２は、青色発光層ＥＭＢで生成したエキシトンのエネルギーの一部が緑色発光層ＥＭＧに遷移するのを阻止する。このため、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２における青色の発光効率の低減が抑制できる。
【００９６】
なお、本実施形態において、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の採り得る素子バリエーションの一例を以下に説明する。
【００９７】
例えば、画素電極ＰＥは、反射層及び透過層が積層された２層構造であっても良いし、透過層単層構造、または、反射層単層構造であっても良い。反射層は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成可能である。透過層は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成可能である。
【００９８】
また、有機層ＯＲＧは、画素電極側にホール注入層、ホール輸送層を有していても良い。また、有機層ＯＲＧは、対向電極側に電子注入層、電子輸送層を有していても良い。
【００９９】
また、対向電極ＣＥは、半透過層及び透過層が積層された２層構造であっても良いし、透過層単層構造、または、半透過層単層構造であっても良い。半透過層は、例えば、マグネシウム・銀などの導電材料によって形成可能である。透過層は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成可能である。
【０１００】
また、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、反射層を有する画素電極と、半透過層を有する対向電極ＣＥとにより、マイクロキャビティ構造を採用しても良い。
【０１０１】
また、マイクロキャビティ構造を採用した場合、対向電極ＣＥの上には、光透過性を有する絶縁膜、例えばシリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）を配置しても良い。このような絶縁膜は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を保護する保護膜として利用可能であるのに加えて、光学干渉を最適化するための光路長を調整するための光学マッチング層として利用可能である。さらに、反射層と半透過層との間に、光透過性を有する絶縁膜、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ）を配置しても良い。このような絶縁膜は、光学干渉条件を調整するための調整層として利用可能である。このような調整層の光路長は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各発光波長の１／４の最小公倍数と同等に設定される。調整層の膜厚は、例えば４１０ｎｍである。また、このような調整層は、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１及び第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２のみに配置しても良い。この場合の調整層の膜厚は、例えば３９０ｎｍである。
【０１０２】
また、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、発光した光を対向電極側から取り出す上面発光型を採用しても良い。
【０１０３】
また、上述した例では、赤色発光層ＥＭＲ及び緑色発光層ＥＭＧを消光させるための紫外光照射により、赤色発光層ＥＭＲ及び緑色発光層ＥＭＧのホール注入性またはホール輸送性が増加する場合を記載したが、紫外光照射によって赤色発光層ＥＭＲ及び緑色発光層ＥＭＧの電子注入性または電子輸送性が低下することでも同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
次に、本実施形態の他の実施例について説明する。
【０１０５】
図９には、実施例２における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネルＤＰの断面構造が概略的に示されている。なお、この図９には、スイッチングトランジスタを含まない断面構造を図示している。この図９に示した実施例２は、図３に示した実施例１と比較して、赤色発光層ＥＭＲと緑色発光層ＥＭＧとの間のエレクトロンブロッキング層を省略した点で異なる。
【０１０６】
基板ＳＵＢと第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各画素電極ＰＥとの間には、ゲート絶縁膜ＧＩ、層間絶縁膜ＩＩ、及び、パッシベーション膜ＰＳが介在している。赤色発光層ＥＭＲは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、各々の画素電極ＰＥの上に配置されている。第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の赤色発光層ＥＭＲでは、赤色ドーパント材料が消光している。
【０１０７】
緑色発光層ＥＭＧは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、赤色発光層ＥＭＲの上に配置されている。第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の緑色発光層ＥＭＧでは、緑色ドーパント材料が消光している。
【０１０８】
エキシトンブロック層ＥＢＬは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、緑色発光層ＥＭＧの上に配置されている。エキシトンブロック層ＥＢＬは、青色発光層ＥＭＢのバンドギャップよりも大きなバンドギャップを有している。
【０１０９】
青色発光層ＥＭＢは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、エキシトンブロック層ＥＢＬの上に配置されている。対向電極ＣＥは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、青色発光層ＥＭＢの上に配置されている。
【０１１０】
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、封止ガラス基板ＳＵＢ２を用いて封止されている。
【０１１１】
次に、実施例２における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の製造方法の一例について、図１０に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【０１１２】
すなわち、アレイ工程の後、ＥＬ工程として、赤色発光層ＥＭＲを形成するＥＭＲ蒸着、赤色発光層ＥＭＲを露光するＰＨＯＴＯ１、緑色発光層ＥＭＧを形成するＥＭＧ蒸着、緑色発光層ＥＭＧを露光するＰＨＯＴＯ２、エキシトンブロック層ＥＢＬを形成するＥＢＬ蒸着、青色発光層ＥＭＢを形成するＥＭＢ蒸着、対向電極ＣＥを形成するＣＥ蒸着の後、封止工程を行う。
【０１１３】
図１１には、実施例２における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の他の製造方法のフローチャートが示されている。
【０１１４】
すなわち、アレイ工程の後、ＥＬ工程として、赤色発光層ＥＭＲを形成するＥＭＲ蒸着、赤色発光層ＥＭＲを露光するＰＨＯＴＯ１、緑色発光層ＥＭＧを形成するＥＭＧ蒸着、エキシトンブロック層ＥＢＬを形成するＥＢＬ蒸着、緑色発光層ＥＭＧを露光するＰＨＯＴＯ２、青色発光層ＥＭＢを形成するＥＭＢ蒸着、対向電極ＣＥを形成するＣＥ蒸着の後に、封止工程を行っても良い。
【０１１５】
このような実施例２においても、実施例１と同様の効果が得られる。
【０１１６】
すなわち、発光層で生成したエキシトンのエネルギーの他の発光層への遷移すなわちフェルスター遷移が起こりうる距離は、一般的に１０ｎｍ以下である。第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２において、第２発光層として緑色ドーパント材料を有する緑色発光層ＥＭＧでのキャリア結合が、第１発光層として赤色ドーパント材料を有する赤色発光層ＥＭＲとの界面から１５ｎｍ離れた位置で起こる場合、緑色発光層ＥＭＧで生成したエキシトンのエネルギーが赤色発光層ＥＭＲへ遷移する可能性は低い。それ故、赤色発光層ＥＭＲと緑色発光層ＥＭＧとの間にエキシトンブロック層を形成する必要性は無い。
【０１１７】
これにより、実施例１と比較して、成膜回数を低減できるので、生産性が向上する。また、エキシトンブロック層を形成する材料の使用量を低減できるとともに、材料費を低減できる。
【０１１８】
なお、この実施例２は、上述した実施例１で説明した素子バリエーションのいずれも採用できる。
【０１１９】
図１２には、実施例３における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネルＤＰの断面構造が概略的に示されている。なお、この図１２には、スイッチングトランジスタを含まない断面構造を図示している。この図１２に示した実施例３は、図３に示した実施例１と比較して、緑色発光層ＥＭＧと青色発光層ＥＭＢとの間のエレクトロンブロッキング層を省略した点で異なる。
【０１２０】
基板ＳＵＢと第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各画素電極ＰＥとの間には、ゲート絶縁膜ＧＩ、層間絶縁膜ＩＩ、及び、パッシベーション膜ＰＳが介在している。赤色発光層ＥＭＲは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、各々の画素電極ＰＥの上に配置されている。第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の赤色発光層ＥＭＲでは、赤色ドーパント材料が消光している。
【０１２１】
エキシトンブロック層ＥＢＬは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、赤色発光層ＥＭＲの上に配置されている。エキシトンブロック層ＥＢＬは、緑色発光層ＥＭＧのバンドギャップよりも大きなバンドギャップを有している。
【０１２２】
緑色発光層ＥＭＧは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、エキシトンブロック層ＥＢＬの上に配置されている。第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の緑色発光層ＥＭＧでは、緑色ドーパント材料が消光している。
【０１２３】
青色発光層ＥＭＢは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、緑色発光層ＥＭＧの上に配置されている。対向電極ＣＥは、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、青色発光層ＥＭＢの上に配置されている。
【０１２４】
第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、封止ガラス基板ＳＵＢ２を用いて封止されている。
【０１２５】
次に、実施例３における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の製造方法の一例について、図１３に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【０１２６】
すなわち、アレイ工程の後、ＥＬ工程として、赤色発光層ＥＭＲを形成するＥＭＲ蒸着、赤色発光層ＥＭＲを露光するＰＨＯＴＯ１、エキシトンブロック層ＥＢＬを形成するＥＢＬ蒸着、緑色発光層ＥＭＧを形成するＥＭＧ蒸着、緑色発光層ＥＭＧを露光するＰＨＯＴＯ２、青色発光層ＥＭＢを形成するＥＭＢ蒸着、対向電極ＣＥを形成するＣＥ蒸着の後、封止工程を行う。
【０１２７】
図１４には、実施例３における第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の他の製造方法のフローチャートが示されている。
【０１２８】
すなわち、アレイ工程の後、ＥＬ工程として、赤色発光層ＥＭＲを形成するＥＭＲ蒸着、エキシトンブロック層ＥＢＬを形成するＥＢＬ蒸着、赤色発光層ＥＭＲを露光するＰＨＯＴＯ１、緑色発光層ＥＭＧを形成するＥＭＧ蒸着、緑色発光層ＥＭＧを露光するＰＨＯＴＯ２、青色発光層ＥＭＢを形成するＥＭＢ蒸着、対向電極ＣＥを形成するＣＥ蒸着の後、封止工程を行っても良い。
【０１２９】
このような実施例３においても、実施例１と同様の効果が得られる。
【０１３０】
すなわち、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３において、
第２発光層として青色ドーパント材料を有する青色発光層ＥＭＢでのキャリア結合が、第１発光層として緑色ドーパント材料を有する緑色発光層ＥＭＧとの界面から１５ｎｍ離れた位置で起こる場合、青色発光層ＥＭＢで生成したエキシトンのエネルギーが緑色発光層ＥＭＧへ遷移する可能性は低い。それ故、緑色発光層ＥＭＧと青色発光層ＥＭＢとの間にエキシトンブロック層を形成する必要性は無い。
【０１３１】
これにより、実施例１と比較して、成膜回数を低減できるので、生産性が向上する。また、エキシトンブロック層を形成する材料の使用量を低減できるとともに、材料費を低減できる。
【０１３２】
なお、この実施例３は、上述した実施例１で説明した素子バリエーションのいずれも採用できる。
【０１３３】
以上説明したように、ファインマスクを使用すること無しに高精細なフルカラー表示を可能とする有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
【０１３４】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【０１３５】
上記の各実施例では、有機ＥＬ表示装置は、発光色が異なる３種の有機ＥＬ素子を含んでいる。有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子として、発光色が異なる２種の有機ＥＬ素子のみを含んでいてもよく、発光色が異なる４種以上の有機ＥＬ素子を含んでいてもよい。
【０１３６】
本実施形態では、ドーパント材料が消光している場合として、完全に発光しない場合について説明したが、ドーパント材料が発光しにくい状態にある場合であっても発明を実施し発明の効果を達成できれば良い。
【符号の説明】
【０１３７】
ＤＰ…表示パネル ＳＵＢ…基板
ＯＬＥＤ１…第１有機ＥＬ素子 ＯＬＥＤ２…第２有機ＥＬ素子 ＯＬＥＤ３…第３有機ＥＬ素子
ＰＥ…画素電極 ＣＥ…対向電極
ＯＲＧ…有機層（ＥＭＲ…赤色発光層 ＥＭＧ…緑色発光層 ＥＭＢ…青色発光層 ＥＢＬ…エキシトンブロック層）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光色が互いに異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子の各々に配置された画素電極と、
第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、各々の前記画素電極の上に配置された第１発光層と、
第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層の上に配置された第２発光層と、
第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第２発光層の上に配置された第３発光層と、
第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第３発光層の上に配置された対向電極と、
第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層と前記第２発光層との間、及び、前記第２発光層と前記第３発光層との間の少なくとも一方に配置されたエキシトンブロック層と、
を具備したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第２有機ＥＬ素子の前記第１発光層が有するドーパント材料は消光しており、
前記第３有機ＥＬ素子の前記第１発光層及び前記第２発光層が有するドーパント材料は消光し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。
【請求項３】
発光色が互いに異なる複数の有機ＥＬ素子の各々に配置された画素電極と、
前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在し、各々の前記画素電極の上に配置された第１発光層と、
前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層の上に配置され、前記第１発光層より大きなバンドギャップの第２発光層と、
前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層と前記第２発光層との間に配置され、前記第２発光層より大きなバンドギャップのエキシトンブロック層と、
を具備したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１発光層及び前記第２発光層は、金属錯体化合物を含有することを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記複数の有機ＥＬ素子のうち、少なくとも１つの有機ＥＬ素子の前記第１発光層が有するドーパント材料は消光していることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１】
発光色が互いに異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子の各々に配置された画素電極と、
第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、各々の前記画素電極の上に配置された第１発光層と、
第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層の上に配置された第２発光層と、
第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第２発光層の上に配置された第３発光層と、
第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第３発光層の上に配置された対向電極と、
第１乃至第３有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層と前記第２発光層との間、及び、前記第２発光層と前記第３発光層との間の少なくとも一方に配置されたエキシトンブロック層と、
を具備したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第２有機ＥＬ素子の前記第１発光層が有するドーパント材料は消光しており、
前記第３有機ＥＬ素子の前記第１発光層及び前記第２発光層が有するドーパント材料は消光し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。
【請求項３】
発光色が互いに異なる複数の有機ＥＬ素子の各々に配置された画素電極と、
前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在し、各々の前記画素電極の上に配置された第１発光層と、
前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層の上に配置され、前記第１発光層より大きなバンドギャップの第２発光層と、
前記複数の有機ＥＬ素子に亘って延在し、前記第１発光層と前記第２発光層との間に配置され、前記第２発光層より大きなバンドギャップのエキシトンブロック層と、
を具備したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１発光層及び前記第２発光層は、金属錯体化合物を含有することを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記複数の有機ＥＬ素子のうち、少なくとも１つの有機ＥＬ素子の前記第１発光層が有するドーパント材料は消光していることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１６５７９３（Ｐ２０１０−１６５７９３Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５９２７（Ｐ２００９−５９２７）
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝モバイルディスプレイ株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝モバイルディスプレイ株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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