有機ＥＬ装置およびその製造方法
【課題】低電圧で駆動でき、かつ、長寿命な有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ素子５０ｒの赤色発光層ＥＭＬｒ上に、緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２を形成するため、赤色の発光効率を向上できる。また、第３の有機ＥＬ素子５０では、発光層を厚く形成するため、通電後期の輝度劣化を抑制できる。さらに、有機ＥＬ素子５０に共通して正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けることにより、初期の輝度劣化を抑制できる。その結果、駆動電圧を低電圧化でき、かつ、有機ＥＬ素子５０を長寿命化できる。
【解決手段】有機ＥＬ素子５０ｒの赤色発光層ＥＭＬｒ上に、緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２を形成するため、赤色の発光効率を向上できる。また、第３の有機ＥＬ素子５０では、発光層を厚く形成するため、通電後期の輝度劣化を抑制できる。さらに、有機ＥＬ素子５０に共通して正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けることにより、初期の輝度劣化を抑制できる。その結果、駆動電圧を低電圧化でき、かつ、有機ＥＬ素子５０を長寿命化できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置は自発光素子である有機ＥＬ素子を備えており、視野角が広い、バックライトが不要で薄型化が可能、応答速度が早い、等の特徴がある。そのため、有機ＥＬ表示装置は次世代の表示装置として注目されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層を積層した構造であり、これら各層は単層であるのが一般的である（例えば特許文献１）。しかしながら、このような構造の有機ＥＬ素子の場合、発光効率があまり高くなく、駆動電圧を高くせざるを得ない。また、陽極から注入された正孔が発光層を通過して電子輸送層に漏れ出すと、電子輸送層が劣化し、有機ＥＬ素子の寿命が短くなってしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２５９７３７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、低電圧で駆動でき、かつ、長寿命な有機ＥＬ表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板上に形成される第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１および第２電極間に形成され、第１発光色を発する能力を持った第１発光層と、を有する第１有機ＥＬ素子と、前記基板上に形成される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３および第４電極間に形成され、前記第１発光色の中心波長よりも長い中心波長の第２発光色を発する能力を持った第２発光層と、を有し、前記第２発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第２有機ＥＬ素子と、前記基板上に形成される第５電極と、前記第５電極と対向する第６電極と、前記第５および第６電極間に形成され、前記第２発光色の中心波長よりも長い中心波長の第３発光色を発する能力を持った第３発光層と、を有し、前記第３発光層の上面に前記第１および第２発光層の少なくとも一部が延存している第３有機ＥＬ素子と、を備え、前記第１および第２電極間に形成される前記第1発光層の厚さは、前記第２および第３発光層の上面に延存している第１発光層の厚さよりも厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【０００７】
また、本発明の一態様によれば、基板上に形成される第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１および第２電極間に形成され、第１発光色を発する能力を持った第１発光層と、を有する第１有機ＥＬ素子と、前記基板上に形成される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３および第４電極間に形成され、前記第１発光色の中心波長よりも長い中心波長の第２発光色を発する能力を持った第２発光層と、を有し、前記第２発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第２有機ＥＬ素子と、前記基板上に形成される第５電極と、前記第５電極と対向する第６電極と、前記第５および第６電極間に形成され、前記第２発光色の中心波長よりも長い中心波長の第３発光色を発する能力を持った第３発光層と、を有し、前記第３発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第３有機ＥＬ素子と、を備え、前記第１および第２電極間に形成される前記第1発光層の厚さは、前記第２および第３発光層の上面に延存している第１発光層の厚さよりも厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の一態様によれば、基板上に形成される第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１および第２電極間に形成され、第１発光色を発する能力を持った第１発光層と、を有する第１有機ＥＬ素子と、前記基板上に形成される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３および第４電極間に形成され、前記第１発光色の中心波長よりも長い中心波長の第２発光色を発する能力を持った第２発光層と、を有し、前記第２発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第２有機ＥＬ素子と、前記基板上に形成される第５電極と、前記第５電極と対向する第６電極と、前記第５および第６電極間に形成され、前記第２発光色の中心波長よりも長い中心波長の第３発光色を発する能力を持った第３発光層と、を有し、前記第３発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第３有機ＥＬ素子と、を備え、前記第１および第２電極間に形成される前記第1発光層の厚さは、前記第２および第３発光層の上面に延存している第１発光層の厚さよりも厚い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、基板上にそれぞれ離隔して第１乃至第３電極を形成する工程と、前記第１乃至第３電極の上方にそれぞれ、正孔輸送層を順に形成する工程と、前記第１電極に対応する前記正孔輸送層上に、第１のドーパントを含有し第１の色の光で発光する第１発光層を形成する工程と、前記第２電極に対応する前記正孔輸送層上に、第２のドーパントを含有し第２の色の光で発光する第２発光層を形成する工程と、前記第１発光層上、前記第２発光層上および前記第３電極に対応する前記正孔輸送層上にそれぞれ、第３のドーパントを含有し第３の色で発光する第３発光層を、前記第１発光層および前記第２発光層上に形成される前記第３発光層の膜厚より前記第３電極上に形成される前記第３発光層の膜厚を厚く形成する工程と、前記第３発光層の上方に電子輸送層を順に形成する工程と、を備え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】
【００１０】
本発明によれば、有機ＥＬ表示装置の駆動電圧の低電圧化および長寿命化ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の一画素の断面図。
【図２】有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの断面図。
【図３】有機ＥＬ素子５０ｒの発光効率を示すグラフ。
【図４】有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの輝度の時間変化を、正孔ブロッキング層ＨＢＬの有無で比較したグラフ。
【図５】有機ＥＬ素子５０ｂの輝度の時間変化を、青色発光層の膜厚を変化させて比較したグラフ。
【図６】図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの変形例。
【図７】図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの別の変形例。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る有機ＥＬ表示装置およびその製造方法の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の一画素の断面図である。有機ＥＬ表示装置は、配線基板１０と、ＴＦＴ３０ｒ，３０ｇ，３０ｂと、金属反射層ＭＲＬｒ，ＭＲＬｇ，ＭＲＬｂと、有機絶縁層３５と、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂと、隔壁７０と、を備えている。同図は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂが発する光を上面から取り出す上面発光素子構成の例である。
【００１４】
配線基板１０は、ガラス基板１と、アンダーコート層２と、ゲート絶縁膜３と、層間絶縁膜４と、有機絶縁層５とを有する。ガラス基板１上に形成されるアンダーコート層２は、例えばＳｉＮｘあるいはＳｉＯｘから形成される。このアンダーコート層２上に、ＴＦＴ３０ｒ，３０ｇ，３０ｂ、不図示の選択素子、画素容量および映像信号線等の各種配線が形成される。
【００１５】
ＴＦＴ３０ｒは、ゲート絶縁膜３と、ゲート電極２１ｒと、半導体領域に形成されるドレイン領域２２ｒおよびソース領域２３ｒとを有する。ＴＦＴ３０ｒのドレイン電極２４は有機ＥＬ素子５０ｒの陽極ＡＮＤｒと接続され、映像信号電圧に応じた電流を有機ＥＬ素子５０ｒに流す。ＴＦＴ５０ｇ，ＴＦＴ５０ｂも同様の構成である。このＴＦＴ３０ｒ，３０ｇ，３０ｂは層間絶縁膜４および有機絶縁層５により覆われ、他の素子と分離される。層間絶縁膜４は例えばＳｉＯ２であり、有機絶縁層５は例えば樹脂材料により形成される。
【００１６】
金属反射層ＭＲＬｒ，ＭＲＬｇ，ＭＲＬｂは有機絶縁層５上に形成され、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂが下面に向かって発する光を上面に反射する。ＭＲＬｒ，ＭＲＬｇ，ＭＲＬｂは有機絶縁層３５により互いに絶縁される。
【００１７】
有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂはガラス基板１上にそれぞれ離隔して形成される。有機ＥＬ素子５０ｒは、陽極ＡＮＤｒと、有機物層ＯＲＧｒと、陰極ＣＴＤとを有する。陽極ＡＮＤｒは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いて金属反射層ＭＲＬｒ上に形成される、光透過性の電極である。有機物層ＯＲＧｒはＴＦＴ３０ｒが流す電流の大きさに応じた輝度で発光する。陰極ＣＴＤは、例えば９５％のマグネシウムおよび５％の銀の混合物からなる半透明の電極である。
【００１８】
有機ＥＬ素子５０ｂは青色（第１発光色）を発する能力を持つ発光層を有する。有機ＥＬ素子５０ｇは青色の中心波長よりも長い中心波長の緑色（第２発光色）を発する能力を持つ発光層を有する。有機ＥＬ素子５０ｂは緑色の中心波長よりも長い中心波長の赤色（第３発光色）を発する能力を持つ発光層を有する。また、有機物層ＯＲＧｒ，ＯＲＧｇ，ＯＲＧｂの構成はそれぞれ異なっており、後述する。これらの点を除いて、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂは同様の構成である。また、図１は、陰極ＣＴＤが有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂで共通して用いられる例を示している。
【００１９】
隔壁７０は隣接する有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂ間を電気的に分離するものであり、例えば樹脂材料により形成される。
【００２０】
図１は、一画素の断面図を示しており、この画素をマトリクス状に複数個配置することにより、例えば１０インチの有機ＥＬ表示装置を構成する。
【００２１】
図２（ａ）〜（ｃ）は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの断面図である。これらは、図２には不図示の金属反射層ＭＲＬｒ，ＭＲＬｇ，ＭＲＬｂ上に形成される。
【００２２】
赤色の光を発する有機ＥＬ素子（第３有機ＥＬ素子）５０ｒは、陽極ＡＮＤｒと、正孔注入層ＨＩＬ（Hole Injection Layer）と、第１正孔輸送層ＨＴＬ（Hole Transport Layer）１と、第２正孔輸送層ＨＴＬ２と、赤色発光層ＥＭＬ（Emitting Layer）ｒと、緑色発光層ＥＭＬｇと、副青色発光層ＥＭＬｂ２と、正孔ブロッキング層ＨＢＬ（Hole Blocking Layer）と、電子輸送層ＥＴＬ（Electron Transport Layer）と、電子注入層ＥＩＬ（Electron Injection Layer）と、陰極ＣＴＤとを有する。赤色発光層ＥＭＬｒの上面の緑色発光層ＥＭＬｇおよび副青色発光層ＥＭＬｂは、有機ＥＬ素子５０ｇおよび有機ＥＬ素子５０ｂの発光層の一部が延存したものである。陽極ＡＮＤｒと陰極ＣＴＤを除いた部分が有機物層ＯＲＧｒである。金属反射層ＭＲＬｒの上面から陰極ＣＴＤの下面までの厚さは、例えば１２６．５ｎｍである。
【００２３】
緑色の光を発する有機ＥＬ素子（第２有機ＥＬ素子）５０ｇは、陽極ＡＮＤｇと、正孔注入層ＨＩＬと、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、緑色発光層ＥＭＬｇと、副青色発光層ＥＭＬｂ２と、正孔ブロッキング層ＨＢＬと、電子輸送層ＥＴＬと、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。緑色発光層ＥＭＬｇの上面の副青色発光層ＥＭＬｂは、有機ＥＬ素子５０ｂの発光層の一部が延存したものである。陽極ＡＮＤｇと陰極ＣＴＤを除いた部分が有機物層ＯＲＧｇである。金属反射層ＭＲＬｇの上面から陰極ＣＴＤの下面までの厚さは、例えば１０２．５ｎｍである。
【００２４】
青色の光を発する有機ＥＬ素子（第１有機ＥＬ素子）５０ｂは、陽極ＡＮＤｂと、正孔注入層ＨＩＬと、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第４正孔輸送層ＨＴＬ４と、第５正孔輸送層ＨＴＬ５緑色発光層ＥＭＬｇと、主青色発光層ＥＭＬｂ１と、副青色発光層ＥＭＬｂ２と、正孔ブロッキング層ＨＢＬと、電子輸送層ＥＴＬと、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。陽極ＡＮＤｂと陰極ＣＴＤを除いた部分が有機物層ＯＲＧｂである。金属反射層ＭＲＬｂの上面から陰極ＣＴＤの下面までの厚さは、例えば１９９．５ｎｍである。主および副青色発光層ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２の材料は、同一でもよいし、異なっていてもよい。
【００２５】
正孔注入層ＨＩＬの材料は陽極からの正孔の注入効率が高い材料であり、例えばアモルファスカーボンである。また、この正孔注入層ＨＩＬを設けることで、ＩＴＯからなる陽極ＡＮＤ上に直接第１正孔輸送層ＨＴＬ１を形成する場合に比べて、界面特性を向上できる。第１〜第５正孔輸送層ＨＴＬ１〜ＨＴＬ５は正孔を発光層に輸送する。第２〜第５正孔輸送層ＨＴＬ２〜ＨＴＬ５は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの厚さがそれぞれ上記の値となるように調整するためにも用いられる。
【００２６】
第１〜第５正孔輸送層の材料は、同一でもよいし、異なっていてもよい。異なる材料とする場合、厚く形成する必要がある正孔輸送層は廉価な材料を用い、発光層ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ１の直下に形成される各正孔輸送層は、各発光層と相性がよい材料を用いてもよい。
【００２７】
各発光層は、ホストと、ホストに添加された数％のドーパントからなる。発光層に電流が流れると、ドーパントはホストからエネルギーを受け取り、ドーパントの種類に応じて赤色（第１の色）、緑色（第２の色）および青色（第３の色）でそれぞれ発光する。
【００２８】
正孔ブロッキング層（キャリアブロッキング層）ＨＢＬは陽極から注入された正孔（キャリア）を発光層に留め、電子輸送層ＥＴＬに漏れ出すのを抑制する。電子注入層ＥＩＬは陽極から電子を注入し、電子輸送層ＥＴＬはこの電子を発光層に輸送する。
【００２９】
本実施形態では、有機ＥＬ素子５０ｒの赤色発光層ＥＭＬｒ上に副青色発光層ＥＭＬｂ２が形成され、有機ＥＬ素子５０ｇの緑色発光層ＥＭＬｇ上に副青色発光層ＥＭＬｂ２が形成され、さらに、有機ＥＬ発光素子５０ｂの主および副青色発光層ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２の合計膜厚は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｂの副青色発光層ＥＭＬｂ２の膜厚より厚いことを特徴とする。このような構成にすることにより、有機ＥＬ素子５０ｒの発光効率が向上するとともに、有機ＥＬ素子５０ｂの輝度劣化を抑制できる。
【００３０】
また、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂにおける第１正孔輸送層ＨＴＬ１および副青色発光層ＥＭＬｂ２から上の層と、有機ＥＬ５０ｒ，５０ｇにおける緑色発光層ＥＭＬｇとを、同じ材料を用いて形成するため、材料の利用効率を向上でき、製造コストを抑制できる。
【００３１】
有機ＥＬ素子５０ｒは以下のように動作する。有機ＥＬ素子５０ｒの陽極ＡＮＤｒおよび陰極ＣＴＤ間に電圧が印加されると、正孔注入層ＨＩＬから正孔が、電子注入層ＥＩＬから電子がそれぞれ発光層ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２に注入される。これらの発光層で正孔と電子が再結合すると、励起子が発生する。この励起子が基底状態に戻る際にドーパントの種類に応じた波長の光を発する。
【００３２】
発光層は図２の横方向にはほとんど発光せず、主に上または下方向に発光する。発光層が上方向に発した光のうちの一部は陰極ＣＴＤを透過して外部に取り出される。残りの光は陰極ＣＴＤに反射されて下方向に向かう。下方向に向かう光は、透明な陽極ＡＮＤｒの下に設けられる金属反射層ＭＲＬｒで反射され、上方向に向かう。陰極ＣＴＤと金属反射層ＭＲＬｒとの間で光が反射することにより、発光層が発した光のうち、共振波長の光だけが増幅される。その結果、ピーク強度が高く、幅が狭いスペクトルを有する光を取り出すことができ、表示装置の色再現範囲を拡大できる（マイクロキャビティ効果）。
【００３３】
有機ＥＬ素子５０ｇ，５０ｂの動作も同様である。
【００３４】
これら有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂを備える有機ＥＬ表示装置は以下のように製造される。まず、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ上に、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂに共通の正孔注入層ＨＩＬおよび第１正孔輸送層ＨＴＬ１を形成する。その後、陽極ＡＮＤｒに対応する第１正孔輸送層ＨＴＬ１上に第２正孔輸送層ＨＴＬ２を、陽極ＡＮＤｇに対応する第１正孔輸送層ＨＴＬ１上に第３正孔輸送層ＨＴＬ３を、陽極ＡＮＤｂに対応する第１正孔輸送層ＨＴＬ１上に第４および第５正孔輸送層ＨＴＬ４，ＨＴＬ５を、それぞれ形成する。
【００３５】
続いて、第２正孔輸送層ＨＴＬ２上に赤色発光層ＥＭＬｒを形成する。さらに、赤色発光層ＥＭＬｒ上および第３正孔輸送層ＨＴＬ３上に緑色発光層ＥＭＬｇを形成する。また、赤色発光層ＥＭＬｒを形成する前もしくは後、または、緑色発光層ＥＭＬｇの形成後に、第５正孔輸送層ＨＴＬ５上に主青色発光層ＥＭＬｂ１を形成する。その後、緑色発光層ＥＭＬｇおよび主青色発光層ＥＭＬｂ１の上に、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂに共通の副青色発光層ＥＭＬｂ２を形成する。
【００３６】
その後、副青色発光層ＥＭＬｂ２上に、正孔ブロッキング層ＨＢＬ、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬを形成する。
【００３７】
このように製造すると、有機ＥＬ素子５０ｒの緑色発光層ＥＭＬｇと、有機ＥＬ素子５０ｇの緑色発光層ＥＭＬｇの膜厚は等しくなる。さらに、副青色発光層ＥＭＬｂ２から上の各層は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂに共通して同時に形成されるため、どの有機ＥＬ素子においても膜厚は等しくなる。これらを共通して形成することで、製造コストを抑制できる。
【００３８】
なお、主および副青色発光層ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２を同一の材料とする場合は、主青色発光層ＥＭＬｂ１の形成を省略し、代わりに、有機ＥＬ素子５０ｂのみ、副青色発光層ＥＭＬｂ２を厚く形成すればよい。
【００３９】
次に、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの特性について説明する。
【００４０】
図３は、有機ＥＬ素子５０ｒの発光効率を示すグラフであり、横軸は電流密度、縦軸は正規化した発光効率である。同図の実施素子とは、図２（ａ）に示す有機ＥＬ素子５０ｒであり、比較素子とは、図２（ａ）の緑色発光層ＥＭＬｇおよび副青色発光層ＥＭＬｂ２にドーパントを添加していない有機ＥＬ素子である。
【００４１】
図３のグラフは以下のようにして得られたものである。まず、有機ＥＬ素子に電流を流し、電流値を電流計で測定する。その電流値を有機ＥＬ素子の面積で除した値を横軸の電流密度とする。一方、有機ＥＬ素子が発する光の輝度を輝度計で測定し、その輝度を電流密度で除した値を発光効率とする。各電流密度で発光効率を測定した後、比較素子の最大発光効率で発光効率を正規化した値を縦軸の正規化発光効率とする。
【００４２】
図３から分かるように、緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２にドーパントを添加することにより、発光効率が約２．２倍になっている。このように発光効率が向上するため、駆動電圧を低減できる。
【００４３】
発光効率が向上する理由は、まず、緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２が、赤色発光層ＥＭＬｒに注入された正孔が電子輸送層ＥＴＬに漏れ出すのを抑制しているためと考えられる。赤色より、緑色および青色の方がエネルギーが高いため、赤色発光層ＥＭＬｒより緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２の方がバンドギャップが大きい。したがって、正孔注入層ＨＩＬおよび正孔輸送層ＨＴＬ１，ＨＴＬ２から注入された正孔の多くは緑色発光層ＥＭＬｇ側に移動できず、赤色発光層ＥＭＬｒに留まる。そのため、正孔が赤色発光層ＥＭＬｒで効率よく電子と再結合し、結果として、発光効率が向上する。
【００４４】
また、別の理由として、発光層界面での局所的な蓄積電子による消光を抑制できることが考えられる。図３の比較素子の場合、緑色発光層ＥＭＬｇにドーパントが添加されていないため、赤色発光層ＥＭＬｒと緑色発光層ＥＭＬｇとの界面に電子が蓄積される。この蓄積された電子が発光層ＥＭＬｒで発生した励起子と相互作用すると、消光してしまう。これに対し、実施素子である有機ＥＬ素子５０ｒの場合、ドーパントが添加された緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２が設けられるため、緑色発光層ＥＭＬｇと副青色発光層ＥＭＬｂ２との界面に電子が蓄積される。ところが、緑色発光層ＥＭＬｇと副青色発光層ＥＭＬｂ２との界面は、赤色発光層ＥＭＬｒと離れているために、励起子との相互作用は小さい。その結果、消光が抑制され、発光効率が向上する。
【００４５】
さらに、上述したように、正孔が赤色発光層ＥＭＬｒに留まるため、主に赤色発光層ＥＭＬｒが発光し、緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２からの発光はわずかである。しかし、これらの層からの緑色および青色の発光は、よりエネルギーが低い赤色へと変換されるため（色変換効果）、さらに赤色の発光効率を向上することになる。
【００４６】
このように、有機ＥＬ素子５０ｒの赤色発光層ＥＭＬｒ上に、緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２を形成することにより、赤色の発光効率を向上でき、駆動電圧を低電圧化できる。
【００４７】
図４は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの輝度の時間変化を、正孔ブロッキング層ＨＢＬの有無で比較したグラフであり、横軸は任意に正規化した時間、縦軸は初期の輝度で正規化した輝度である。同図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの正規化輝度を示す。副青色発光層ＥＭＬｂ２の影響を取り除き、正孔ブロッキング層ＨＢＬの有無による寿命の違いのみを検証するため、同図の実施素子は、図２（ａ）〜（ｃ）において、副青色発光層ＥＭＬｂ２を設けない有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂとしている。なお、副青色発光層ＥＭＬ２を設けない代わりに、電子輸送層ＥＴＬを厚く形成して、全体の膜厚は図２（ａ）〜（ｃ）と等しくしている。また、比較素子とは、実施素子において、正孔ブロッキング層ＨＢＬを形成していない有機ＥＬ素子である。
【００４８】
図４のグラフは、有機ＥＬ素子に一定の電流を流しつつ、各時間における輝度を輝度計で測定し、時間０における輝度で正規化して得られたものである。なお、図４は加速試験により得られた特性であるため、横軸に示す時間も正規化している。
【００４９】
図４から分かるように、比較素子に比べて、実施素子では通電初期の輝度劣化が抑制されている。正孔ブロッキング層ＨＢＬがない場合、発光層から電子輸送層ＥＴＬに漏れ出した正孔により電子輸送層ＥＴＬが劣化し、通電初期に輝度が大きく低下してしまう。これに対し、実施素子では、正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けるため、電子輸送層ＥＴＬに漏れ出す正孔が少なくなり、初期の輝度劣化を抑制できる。その結果、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂを長寿命化できる。
【００５０】
このように、正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けることにより、通電初期の輝度劣化を抑制できる。なお、正孔ブロッキング層ＨＢＬは必須の構成ではなく、輝度劣化があまり問題にならない場合等には、正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けなくてもよい。
【００５１】
図４では、通電初期の輝度劣化後、例えば、図４の正規化時間２５以降の輝度劣化は、正孔ブロッキング層ＨＢＬの有無で、ほとんど差異はない。特に、正規化時間１５０での、第１および第２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇの輝度劣化はわずかに数％程度であるが、第３の有機ＥＬ素子５０は、正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けた場合でも１０％を超えており、通電後期の輝度劣化は十分に改善されてはいない。
図５は、有機ＥＬ素子５０ｂの輝度の時間変化を、青色発光層の膜厚を変化させて比較したグラフである。横軸および縦軸は図４と同様であり、図４と同様の測定により得られたグラフである。同図の実施素子は図２（ｃ）に示す有機ＥＬ素子５０ｂである。比較素子は図４（ｃ）の実施素子と同じ素子であり、図２（ｃ）において副青色発光層ＥＭＬｂ２を設けない代わりに、電子輸送層ＥＴＬを厚く形成して、全体の膜厚を図２（ｃ）と等しくしたものである。すなわち、実施素子の主および副青色発光層ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２を合わせた膜厚は、比較素子の主青色発光層ＥＭＬｂ１の膜厚より厚い。
【００５２】
図５から分かるように、有機ＥＬ素子５０ｂの青色発光層ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２を厚く形成することにより、通電後期（例えば正規化時間２５以降）の輝度劣化を抑制できる。
【００５３】
このように、本実施形態では、有機ＥＬ素子５０ｒの赤色発光層ＥＭＬｒ上に、緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２を形成するため、赤色の発光効率を向上できる。また、有機ＥＬ素子５０ｂの発光層を厚く形成するため、有機ＥＬ素子５０ｂの通電後期の輝度劣化を抑制できる。さらに、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂに共通して正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けることにより、通電初期の輝度劣化を抑制できる。その結果、駆動電圧を低電圧化でき、かつ、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂを長寿命化できる。また、副青色発光層ＥＭＬｂ２から上の各層は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂで共通に用いるため、製造コストを抑制できる。
【００５４】
なお、正孔輸送層等の膜厚は、各有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂが発する光が金属反射層と陰極との間で反射し、共振動作を行うのに適した厚さに調整すればよい。この厚さは、取り出す光の波長、各層の屈折率等に基づいて算出できるものであり、算出された厚さでマイクロキャビティ効果を実験的に確認してもよい。具体的には、各層の材料に関わらず、この厚さを、有機ＥＬ素子５０ｒでは１１０ｎｍ〜１３０ｎｍ、有機ＥＬ素子５０ｇでは８５ｎｍ〜１０５ｎｍ、有機ＥＬ素子５０ｂでは１８２ｎｍ〜２０２ｎｍとすればよい。
【００５５】
図６は、図２の有機ＥＬ素子５０ｒの変形例である。図６（ａ）では、図２（ａ）の有機ＥＬ素子５０ｒにおいて、緑色発光層ＥＭＬｇを設けない代わりに、赤色発光層ＥＭＬｒを厚く形成する。図６（ｂ）および（ｃ）の構造は、それぞれ図２（ｂ）および（ｃ）と同様である。
【００５６】
図７は、図２の有機ＥＬ素子５０ｒの別の変形例である。図７では、図２（ａ）の有機ＥＬ素子５０ｒにおいて、緑色発光層ＥＭＬｇを設けない代わりに、青色発光層ＥＭＬｂを形成する。この場合、青色発光層ＥＭＬｂの材料は、主または副青色発光層ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２のいずれかの材料と同一でもよいし、異なっていてもよい。青色発光層ＥＭＬｂの材料および膜厚を副青色発光層ＥＭＬｂ２と同一にすることにより、青色発光層ＥＭＬｂおよび副青色発光層ＥＭＬｂ２を同時に形成できるため、製造プロセスを簡略化できる。図７（ｂ）および（ｃ）の構造は、それぞれ、図２（ｂ）および（ｃ）と同様である。
【００５７】
図６および図７の有機ＥＬ素子５０も、図２の有機ＥＬ素子５０と同様に、厚く形成された赤色発光層ＥＭＬｒと副青色発光層ＥＭＬｂ２（図６）または青色発光層ＥＭＬｂ，ＥＭＬｂ２（図７）が、発光層界面での局所的な蓄積キャリアによる消光を抑制し、かつ、正孔が電子輸送層ＥＴＬに漏れ出すのを抑制するため、赤色の発光効率を向上できる。
【００５８】
本実施形態では、陰極ＣＴＤが有機ＥＬ素子に共通に設けられる例を示したが、各有機ＥＬ素子に対応して、別個に設けられてもよい。
【００５９】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態には限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
５０ｒ，５０ｇ，５０ｂ 有機ＥＬ素子
ＭＲＬｒ，ＭＲＬｇ，ＭＲＬｂ 金属反射層
ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ 陽極
ＯＲＧｒ，ＯＲＧｇ，ＯＲＧｂ 有機物層
ＨＩＬ 正孔注入層
ＨＴＬ１〜ＨＴＬ５ 正孔輸送層
ＥＭＬｒ 赤色発光層
ＥＭＬｇ 緑色発光層
ＥＭＬｂ，ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２ 青色発光層
ＨＢＬ 正孔ブロッキング層
ＥＴＬ 電子輸送層
ＥＩＬ 電子注入層
ＣＴＤ 陰極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置は自発光素子である有機ＥＬ素子を備えており、視野角が広い、バックライトが不要で薄型化が可能、応答速度が早い、等の特徴がある。そのため、有機ＥＬ表示装置は次世代の表示装置として注目されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層を積層した構造であり、これら各層は単層であるのが一般的である（例えば特許文献１）。しかしながら、このような構造の有機ＥＬ素子の場合、発光効率があまり高くなく、駆動電圧を高くせざるを得ない。また、陽極から注入された正孔が発光層を通過して電子輸送層に漏れ出すと、電子輸送層が劣化し、有機ＥＬ素子の寿命が短くなってしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２５９７３７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、低電圧で駆動でき、かつ、長寿命な有機ＥＬ表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板上に形成される第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１および第２電極間に形成され、第１発光色を発する能力を持った第１発光層と、を有する第１有機ＥＬ素子と、前記基板上に形成される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３および第４電極間に形成され、前記第１発光色の中心波長よりも長い中心波長の第２発光色を発する能力を持った第２発光層と、を有し、前記第２発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第２有機ＥＬ素子と、前記基板上に形成される第５電極と、前記第５電極と対向する第６電極と、前記第５および第６電極間に形成され、前記第２発光色の中心波長よりも長い中心波長の第３発光色を発する能力を持った第３発光層と、を有し、前記第３発光層の上面に前記第１および第２発光層の少なくとも一部が延存している第３有機ＥＬ素子と、を備え、前記第１および第２電極間に形成される前記第1発光層の厚さは、前記第２および第３発光層の上面に延存している第１発光層の厚さよりも厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【０００７】
また、本発明の一態様によれば、基板上に形成される第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１および第２電極間に形成され、第１発光色を発する能力を持った第１発光層と、を有する第１有機ＥＬ素子と、前記基板上に形成される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３および第４電極間に形成され、前記第１発光色の中心波長よりも長い中心波長の第２発光色を発する能力を持った第２発光層と、を有し、前記第２発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第２有機ＥＬ素子と、前記基板上に形成される第５電極と、前記第５電極と対向する第６電極と、前記第５および第６電極間に形成され、前記第２発光色の中心波長よりも長い中心波長の第３発光色を発する能力を持った第３発光層と、を有し、前記第３発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第３有機ＥＬ素子と、を備え、前記第１および第２電極間に形成される前記第1発光層の厚さは、前記第２および第３発光層の上面に延存している第１発光層の厚さよりも厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の一態様によれば、基板上に形成される第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１および第２電極間に形成され、第１発光色を発する能力を持った第１発光層と、を有する第１有機ＥＬ素子と、前記基板上に形成される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３および第４電極間に形成され、前記第１発光色の中心波長よりも長い中心波長の第２発光色を発する能力を持った第２発光層と、を有し、前記第２発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第２有機ＥＬ素子と、前記基板上に形成される第５電極と、前記第５電極と対向する第６電極と、前記第５および第６電極間に形成され、前記第２発光色の中心波長よりも長い中心波長の第３発光色を発する能力を持った第３発光層と、を有し、前記第３発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第３有機ＥＬ素子と、を備え、前記第１および第２電極間に形成される前記第1発光層の厚さは、前記第２および第３発光層の上面に延存している第１発光層の厚さよりも厚い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、基板上にそれぞれ離隔して第１乃至第３電極を形成する工程と、前記第１乃至第３電極の上方にそれぞれ、正孔輸送層を順に形成する工程と、前記第１電極に対応する前記正孔輸送層上に、第１のドーパントを含有し第１の色の光で発光する第１発光層を形成する工程と、前記第２電極に対応する前記正孔輸送層上に、第２のドーパントを含有し第２の色の光で発光する第２発光層を形成する工程と、前記第１発光層上、前記第２発光層上および前記第３電極に対応する前記正孔輸送層上にそれぞれ、第３のドーパントを含有し第３の色で発光する第３発光層を、前記第１発光層および前記第２発光層上に形成される前記第３発光層の膜厚より前記第３電極上に形成される前記第３発光層の膜厚を厚く形成する工程と、前記第３発光層の上方に電子輸送層を順に形成する工程と、を備え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】
【００１０】
本発明によれば、有機ＥＬ表示装置の駆動電圧の低電圧化および長寿命化ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の一画素の断面図。
【図２】有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの断面図。
【図３】有機ＥＬ素子５０ｒの発光効率を示すグラフ。
【図４】有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの輝度の時間変化を、正孔ブロッキング層ＨＢＬの有無で比較したグラフ。
【図５】有機ＥＬ素子５０ｂの輝度の時間変化を、青色発光層の膜厚を変化させて比較したグラフ。
【図６】図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの変形例。
【図７】図２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの別の変形例。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る有機ＥＬ表示装置およびその製造方法の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の一画素の断面図である。有機ＥＬ表示装置は、配線基板１０と、ＴＦＴ３０ｒ，３０ｇ，３０ｂと、金属反射層ＭＲＬｒ，ＭＲＬｇ，ＭＲＬｂと、有機絶縁層３５と、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂと、隔壁７０と、を備えている。同図は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂが発する光を上面から取り出す上面発光素子構成の例である。
【００１４】
配線基板１０は、ガラス基板１と、アンダーコート層２と、ゲート絶縁膜３と、層間絶縁膜４と、有機絶縁層５とを有する。ガラス基板１上に形成されるアンダーコート層２は、例えばＳｉＮｘあるいはＳｉＯｘから形成される。このアンダーコート層２上に、ＴＦＴ３０ｒ，３０ｇ，３０ｂ、不図示の選択素子、画素容量および映像信号線等の各種配線が形成される。
【００１５】
ＴＦＴ３０ｒは、ゲート絶縁膜３と、ゲート電極２１ｒと、半導体領域に形成されるドレイン領域２２ｒおよびソース領域２３ｒとを有する。ＴＦＴ３０ｒのドレイン電極２４は有機ＥＬ素子５０ｒの陽極ＡＮＤｒと接続され、映像信号電圧に応じた電流を有機ＥＬ素子５０ｒに流す。ＴＦＴ５０ｇ，ＴＦＴ５０ｂも同様の構成である。このＴＦＴ３０ｒ，３０ｇ，３０ｂは層間絶縁膜４および有機絶縁層５により覆われ、他の素子と分離される。層間絶縁膜４は例えばＳｉＯ２であり、有機絶縁層５は例えば樹脂材料により形成される。
【００１６】
金属反射層ＭＲＬｒ，ＭＲＬｇ，ＭＲＬｂは有機絶縁層５上に形成され、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂが下面に向かって発する光を上面に反射する。ＭＲＬｒ，ＭＲＬｇ，ＭＲＬｂは有機絶縁層３５により互いに絶縁される。
【００１７】
有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂはガラス基板１上にそれぞれ離隔して形成される。有機ＥＬ素子５０ｒは、陽極ＡＮＤｒと、有機物層ＯＲＧｒと、陰極ＣＴＤとを有する。陽極ＡＮＤｒは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いて金属反射層ＭＲＬｒ上に形成される、光透過性の電極である。有機物層ＯＲＧｒはＴＦＴ３０ｒが流す電流の大きさに応じた輝度で発光する。陰極ＣＴＤは、例えば９５％のマグネシウムおよび５％の銀の混合物からなる半透明の電極である。
【００１８】
有機ＥＬ素子５０ｂは青色（第１発光色）を発する能力を持つ発光層を有する。有機ＥＬ素子５０ｇは青色の中心波長よりも長い中心波長の緑色（第２発光色）を発する能力を持つ発光層を有する。有機ＥＬ素子５０ｂは緑色の中心波長よりも長い中心波長の赤色（第３発光色）を発する能力を持つ発光層を有する。また、有機物層ＯＲＧｒ，ＯＲＧｇ，ＯＲＧｂの構成はそれぞれ異なっており、後述する。これらの点を除いて、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂは同様の構成である。また、図１は、陰極ＣＴＤが有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂで共通して用いられる例を示している。
【００１９】
隔壁７０は隣接する有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂ間を電気的に分離するものであり、例えば樹脂材料により形成される。
【００２０】
図１は、一画素の断面図を示しており、この画素をマトリクス状に複数個配置することにより、例えば１０インチの有機ＥＬ表示装置を構成する。
【００２１】
図２（ａ）〜（ｃ）は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの断面図である。これらは、図２には不図示の金属反射層ＭＲＬｒ，ＭＲＬｇ，ＭＲＬｂ上に形成される。
【００２２】
赤色の光を発する有機ＥＬ素子（第３有機ＥＬ素子）５０ｒは、陽極ＡＮＤｒと、正孔注入層ＨＩＬ（Hole Injection Layer）と、第１正孔輸送層ＨＴＬ（Hole Transport Layer）１と、第２正孔輸送層ＨＴＬ２と、赤色発光層ＥＭＬ（Emitting Layer）ｒと、緑色発光層ＥＭＬｇと、副青色発光層ＥＭＬｂ２と、正孔ブロッキング層ＨＢＬ（Hole Blocking Layer）と、電子輸送層ＥＴＬ（Electron Transport Layer）と、電子注入層ＥＩＬ（Electron Injection Layer）と、陰極ＣＴＤとを有する。赤色発光層ＥＭＬｒの上面の緑色発光層ＥＭＬｇおよび副青色発光層ＥＭＬｂは、有機ＥＬ素子５０ｇおよび有機ＥＬ素子５０ｂの発光層の一部が延存したものである。陽極ＡＮＤｒと陰極ＣＴＤを除いた部分が有機物層ＯＲＧｒである。金属反射層ＭＲＬｒの上面から陰極ＣＴＤの下面までの厚さは、例えば１２６．５ｎｍである。
【００２３】
緑色の光を発する有機ＥＬ素子（第２有機ＥＬ素子）５０ｇは、陽極ＡＮＤｇと、正孔注入層ＨＩＬと、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第３正孔輸送層ＨＴＬ３と、緑色発光層ＥＭＬｇと、副青色発光層ＥＭＬｂ２と、正孔ブロッキング層ＨＢＬと、電子輸送層ＥＴＬと、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。緑色発光層ＥＭＬｇの上面の副青色発光層ＥＭＬｂは、有機ＥＬ素子５０ｂの発光層の一部が延存したものである。陽極ＡＮＤｇと陰極ＣＴＤを除いた部分が有機物層ＯＲＧｇである。金属反射層ＭＲＬｇの上面から陰極ＣＴＤの下面までの厚さは、例えば１０２．５ｎｍである。
【００２４】
青色の光を発する有機ＥＬ素子（第１有機ＥＬ素子）５０ｂは、陽極ＡＮＤｂと、正孔注入層ＨＩＬと、第１正孔輸送層ＨＴＬ１と、第４正孔輸送層ＨＴＬ４と、第５正孔輸送層ＨＴＬ５緑色発光層ＥＭＬｇと、主青色発光層ＥＭＬｂ１と、副青色発光層ＥＭＬｂ２と、正孔ブロッキング層ＨＢＬと、電子輸送層ＥＴＬと、電子注入層ＥＩＬと、陰極ＣＴＤとを有する。陽極ＡＮＤｂと陰極ＣＴＤを除いた部分が有機物層ＯＲＧｂである。金属反射層ＭＲＬｂの上面から陰極ＣＴＤの下面までの厚さは、例えば１９９．５ｎｍである。主および副青色発光層ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２の材料は、同一でもよいし、異なっていてもよい。
【００２５】
正孔注入層ＨＩＬの材料は陽極からの正孔の注入効率が高い材料であり、例えばアモルファスカーボンである。また、この正孔注入層ＨＩＬを設けることで、ＩＴＯからなる陽極ＡＮＤ上に直接第１正孔輸送層ＨＴＬ１を形成する場合に比べて、界面特性を向上できる。第１〜第５正孔輸送層ＨＴＬ１〜ＨＴＬ５は正孔を発光層に輸送する。第２〜第５正孔輸送層ＨＴＬ２〜ＨＴＬ５は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの厚さがそれぞれ上記の値となるように調整するためにも用いられる。
【００２６】
第１〜第５正孔輸送層の材料は、同一でもよいし、異なっていてもよい。異なる材料とする場合、厚く形成する必要がある正孔輸送層は廉価な材料を用い、発光層ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ１の直下に形成される各正孔輸送層は、各発光層と相性がよい材料を用いてもよい。
【００２７】
各発光層は、ホストと、ホストに添加された数％のドーパントからなる。発光層に電流が流れると、ドーパントはホストからエネルギーを受け取り、ドーパントの種類に応じて赤色（第１の色）、緑色（第２の色）および青色（第３の色）でそれぞれ発光する。
【００２８】
正孔ブロッキング層（キャリアブロッキング層）ＨＢＬは陽極から注入された正孔（キャリア）を発光層に留め、電子輸送層ＥＴＬに漏れ出すのを抑制する。電子注入層ＥＩＬは陽極から電子を注入し、電子輸送層ＥＴＬはこの電子を発光層に輸送する。
【００２９】
本実施形態では、有機ＥＬ素子５０ｒの赤色発光層ＥＭＬｒ上に副青色発光層ＥＭＬｂ２が形成され、有機ＥＬ素子５０ｇの緑色発光層ＥＭＬｇ上に副青色発光層ＥＭＬｂ２が形成され、さらに、有機ＥＬ発光素子５０ｂの主および副青色発光層ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２の合計膜厚は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｂの副青色発光層ＥＭＬｂ２の膜厚より厚いことを特徴とする。このような構成にすることにより、有機ＥＬ素子５０ｒの発光効率が向上するとともに、有機ＥＬ素子５０ｂの輝度劣化を抑制できる。
【００３０】
また、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂにおける第１正孔輸送層ＨＴＬ１および副青色発光層ＥＭＬｂ２から上の層と、有機ＥＬ５０ｒ，５０ｇにおける緑色発光層ＥＭＬｇとを、同じ材料を用いて形成するため、材料の利用効率を向上でき、製造コストを抑制できる。
【００３１】
有機ＥＬ素子５０ｒは以下のように動作する。有機ＥＬ素子５０ｒの陽極ＡＮＤｒおよび陰極ＣＴＤ間に電圧が印加されると、正孔注入層ＨＩＬから正孔が、電子注入層ＥＩＬから電子がそれぞれ発光層ＥＭＬｒ，ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２に注入される。これらの発光層で正孔と電子が再結合すると、励起子が発生する。この励起子が基底状態に戻る際にドーパントの種類に応じた波長の光を発する。
【００３２】
発光層は図２の横方向にはほとんど発光せず、主に上または下方向に発光する。発光層が上方向に発した光のうちの一部は陰極ＣＴＤを透過して外部に取り出される。残りの光は陰極ＣＴＤに反射されて下方向に向かう。下方向に向かう光は、透明な陽極ＡＮＤｒの下に設けられる金属反射層ＭＲＬｒで反射され、上方向に向かう。陰極ＣＴＤと金属反射層ＭＲＬｒとの間で光が反射することにより、発光層が発した光のうち、共振波長の光だけが増幅される。その結果、ピーク強度が高く、幅が狭いスペクトルを有する光を取り出すことができ、表示装置の色再現範囲を拡大できる（マイクロキャビティ効果）。
【００３３】
有機ＥＬ素子５０ｇ，５０ｂの動作も同様である。
【００３４】
これら有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂを備える有機ＥＬ表示装置は以下のように製造される。まず、陽極ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ上に、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂに共通の正孔注入層ＨＩＬおよび第１正孔輸送層ＨＴＬ１を形成する。その後、陽極ＡＮＤｒに対応する第１正孔輸送層ＨＴＬ１上に第２正孔輸送層ＨＴＬ２を、陽極ＡＮＤｇに対応する第１正孔輸送層ＨＴＬ１上に第３正孔輸送層ＨＴＬ３を、陽極ＡＮＤｂに対応する第１正孔輸送層ＨＴＬ１上に第４および第５正孔輸送層ＨＴＬ４，ＨＴＬ５を、それぞれ形成する。
【００３５】
続いて、第２正孔輸送層ＨＴＬ２上に赤色発光層ＥＭＬｒを形成する。さらに、赤色発光層ＥＭＬｒ上および第３正孔輸送層ＨＴＬ３上に緑色発光層ＥＭＬｇを形成する。また、赤色発光層ＥＭＬｒを形成する前もしくは後、または、緑色発光層ＥＭＬｇの形成後に、第５正孔輸送層ＨＴＬ５上に主青色発光層ＥＭＬｂ１を形成する。その後、緑色発光層ＥＭＬｇおよび主青色発光層ＥＭＬｂ１の上に、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂに共通の副青色発光層ＥＭＬｂ２を形成する。
【００３６】
その後、副青色発光層ＥＭＬｂ２上に、正孔ブロッキング層ＨＢＬ、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬを形成する。
【００３７】
このように製造すると、有機ＥＬ素子５０ｒの緑色発光層ＥＭＬｇと、有機ＥＬ素子５０ｇの緑色発光層ＥＭＬｇの膜厚は等しくなる。さらに、副青色発光層ＥＭＬｂ２から上の各層は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂに共通して同時に形成されるため、どの有機ＥＬ素子においても膜厚は等しくなる。これらを共通して形成することで、製造コストを抑制できる。
【００３８】
なお、主および副青色発光層ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２を同一の材料とする場合は、主青色発光層ＥＭＬｂ１の形成を省略し、代わりに、有機ＥＬ素子５０ｂのみ、副青色発光層ＥＭＬｂ２を厚く形成すればよい。
【００３９】
次に、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの特性について説明する。
【００４０】
図３は、有機ＥＬ素子５０ｒの発光効率を示すグラフであり、横軸は電流密度、縦軸は正規化した発光効率である。同図の実施素子とは、図２（ａ）に示す有機ＥＬ素子５０ｒであり、比較素子とは、図２（ａ）の緑色発光層ＥＭＬｇおよび副青色発光層ＥＭＬｂ２にドーパントを添加していない有機ＥＬ素子である。
【００４１】
図３のグラフは以下のようにして得られたものである。まず、有機ＥＬ素子に電流を流し、電流値を電流計で測定する。その電流値を有機ＥＬ素子の面積で除した値を横軸の電流密度とする。一方、有機ＥＬ素子が発する光の輝度を輝度計で測定し、その輝度を電流密度で除した値を発光効率とする。各電流密度で発光効率を測定した後、比較素子の最大発光効率で発光効率を正規化した値を縦軸の正規化発光効率とする。
【００４２】
図３から分かるように、緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２にドーパントを添加することにより、発光効率が約２．２倍になっている。このように発光効率が向上するため、駆動電圧を低減できる。
【００４３】
発光効率が向上する理由は、まず、緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２が、赤色発光層ＥＭＬｒに注入された正孔が電子輸送層ＥＴＬに漏れ出すのを抑制しているためと考えられる。赤色より、緑色および青色の方がエネルギーが高いため、赤色発光層ＥＭＬｒより緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２の方がバンドギャップが大きい。したがって、正孔注入層ＨＩＬおよび正孔輸送層ＨＴＬ１，ＨＴＬ２から注入された正孔の多くは緑色発光層ＥＭＬｇ側に移動できず、赤色発光層ＥＭＬｒに留まる。そのため、正孔が赤色発光層ＥＭＬｒで効率よく電子と再結合し、結果として、発光効率が向上する。
【００４４】
また、別の理由として、発光層界面での局所的な蓄積電子による消光を抑制できることが考えられる。図３の比較素子の場合、緑色発光層ＥＭＬｇにドーパントが添加されていないため、赤色発光層ＥＭＬｒと緑色発光層ＥＭＬｇとの界面に電子が蓄積される。この蓄積された電子が発光層ＥＭＬｒで発生した励起子と相互作用すると、消光してしまう。これに対し、実施素子である有機ＥＬ素子５０ｒの場合、ドーパントが添加された緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２が設けられるため、緑色発光層ＥＭＬｇと副青色発光層ＥＭＬｂ２との界面に電子が蓄積される。ところが、緑色発光層ＥＭＬｇと副青色発光層ＥＭＬｂ２との界面は、赤色発光層ＥＭＬｒと離れているために、励起子との相互作用は小さい。その結果、消光が抑制され、発光効率が向上する。
【００４５】
さらに、上述したように、正孔が赤色発光層ＥＭＬｒに留まるため、主に赤色発光層ＥＭＬｒが発光し、緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２からの発光はわずかである。しかし、これらの層からの緑色および青色の発光は、よりエネルギーが低い赤色へと変換されるため（色変換効果）、さらに赤色の発光効率を向上することになる。
【００４６】
このように、有機ＥＬ素子５０ｒの赤色発光層ＥＭＬｒ上に、緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２を形成することにより、赤色の発光効率を向上でき、駆動電圧を低電圧化できる。
【００４７】
図４は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの輝度の時間変化を、正孔ブロッキング層ＨＢＬの有無で比較したグラフであり、横軸は任意に正規化した時間、縦軸は初期の輝度で正規化した輝度である。同図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂの正規化輝度を示す。副青色発光層ＥＭＬｂ２の影響を取り除き、正孔ブロッキング層ＨＢＬの有無による寿命の違いのみを検証するため、同図の実施素子は、図２（ａ）〜（ｃ）において、副青色発光層ＥＭＬｂ２を設けない有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂとしている。なお、副青色発光層ＥＭＬ２を設けない代わりに、電子輸送層ＥＴＬを厚く形成して、全体の膜厚は図２（ａ）〜（ｃ）と等しくしている。また、比較素子とは、実施素子において、正孔ブロッキング層ＨＢＬを形成していない有機ＥＬ素子である。
【００４８】
図４のグラフは、有機ＥＬ素子に一定の電流を流しつつ、各時間における輝度を輝度計で測定し、時間０における輝度で正規化して得られたものである。なお、図４は加速試験により得られた特性であるため、横軸に示す時間も正規化している。
【００４９】
図４から分かるように、比較素子に比べて、実施素子では通電初期の輝度劣化が抑制されている。正孔ブロッキング層ＨＢＬがない場合、発光層から電子輸送層ＥＴＬに漏れ出した正孔により電子輸送層ＥＴＬが劣化し、通電初期に輝度が大きく低下してしまう。これに対し、実施素子では、正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けるため、電子輸送層ＥＴＬに漏れ出す正孔が少なくなり、初期の輝度劣化を抑制できる。その結果、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂを長寿命化できる。
【００５０】
このように、正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けることにより、通電初期の輝度劣化を抑制できる。なお、正孔ブロッキング層ＨＢＬは必須の構成ではなく、輝度劣化があまり問題にならない場合等には、正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けなくてもよい。
【００５１】
図４では、通電初期の輝度劣化後、例えば、図４の正規化時間２５以降の輝度劣化は、正孔ブロッキング層ＨＢＬの有無で、ほとんど差異はない。特に、正規化時間１５０での、第１および第２の有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇの輝度劣化はわずかに数％程度であるが、第３の有機ＥＬ素子５０は、正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けた場合でも１０％を超えており、通電後期の輝度劣化は十分に改善されてはいない。
図５は、有機ＥＬ素子５０ｂの輝度の時間変化を、青色発光層の膜厚を変化させて比較したグラフである。横軸および縦軸は図４と同様であり、図４と同様の測定により得られたグラフである。同図の実施素子は図２（ｃ）に示す有機ＥＬ素子５０ｂである。比較素子は図４（ｃ）の実施素子と同じ素子であり、図２（ｃ）において副青色発光層ＥＭＬｂ２を設けない代わりに、電子輸送層ＥＴＬを厚く形成して、全体の膜厚を図２（ｃ）と等しくしたものである。すなわち、実施素子の主および副青色発光層ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２を合わせた膜厚は、比較素子の主青色発光層ＥＭＬｂ１の膜厚より厚い。
【００５２】
図５から分かるように、有機ＥＬ素子５０ｂの青色発光層ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２を厚く形成することにより、通電後期（例えば正規化時間２５以降）の輝度劣化を抑制できる。
【００５３】
このように、本実施形態では、有機ＥＬ素子５０ｒの赤色発光層ＥＭＬｒ上に、緑色および副青色発光層ＥＭＬｇ，ＥＭＬｂ２を形成するため、赤色の発光効率を向上できる。また、有機ＥＬ素子５０ｂの発光層を厚く形成するため、有機ＥＬ素子５０ｂの通電後期の輝度劣化を抑制できる。さらに、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂに共通して正孔ブロッキング層ＨＢＬを設けることにより、通電初期の輝度劣化を抑制できる。その結果、駆動電圧を低電圧化でき、かつ、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂを長寿命化できる。また、副青色発光層ＥＭＬｂ２から上の各層は、有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂで共通に用いるため、製造コストを抑制できる。
【００５４】
なお、正孔輸送層等の膜厚は、各有機ＥＬ素子５０ｒ，５０ｇ，５０ｂが発する光が金属反射層と陰極との間で反射し、共振動作を行うのに適した厚さに調整すればよい。この厚さは、取り出す光の波長、各層の屈折率等に基づいて算出できるものであり、算出された厚さでマイクロキャビティ効果を実験的に確認してもよい。具体的には、各層の材料に関わらず、この厚さを、有機ＥＬ素子５０ｒでは１１０ｎｍ〜１３０ｎｍ、有機ＥＬ素子５０ｇでは８５ｎｍ〜１０５ｎｍ、有機ＥＬ素子５０ｂでは１８２ｎｍ〜２０２ｎｍとすればよい。
【００５５】
図６は、図２の有機ＥＬ素子５０ｒの変形例である。図６（ａ）では、図２（ａ）の有機ＥＬ素子５０ｒにおいて、緑色発光層ＥＭＬｇを設けない代わりに、赤色発光層ＥＭＬｒを厚く形成する。図６（ｂ）および（ｃ）の構造は、それぞれ図２（ｂ）および（ｃ）と同様である。
【００５６】
図７は、図２の有機ＥＬ素子５０ｒの別の変形例である。図７では、図２（ａ）の有機ＥＬ素子５０ｒにおいて、緑色発光層ＥＭＬｇを設けない代わりに、青色発光層ＥＭＬｂを形成する。この場合、青色発光層ＥＭＬｂの材料は、主または副青色発光層ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２のいずれかの材料と同一でもよいし、異なっていてもよい。青色発光層ＥＭＬｂの材料および膜厚を副青色発光層ＥＭＬｂ２と同一にすることにより、青色発光層ＥＭＬｂおよび副青色発光層ＥＭＬｂ２を同時に形成できるため、製造プロセスを簡略化できる。図７（ｂ）および（ｃ）の構造は、それぞれ、図２（ｂ）および（ｃ）と同様である。
【００５７】
図６および図７の有機ＥＬ素子５０も、図２の有機ＥＬ素子５０と同様に、厚く形成された赤色発光層ＥＭＬｒと副青色発光層ＥＭＬｂ２（図６）または青色発光層ＥＭＬｂ，ＥＭＬｂ２（図７）が、発光層界面での局所的な蓄積キャリアによる消光を抑制し、かつ、正孔が電子輸送層ＥＴＬに漏れ出すのを抑制するため、赤色の発光効率を向上できる。
【００５８】
本実施形態では、陰極ＣＴＤが有機ＥＬ素子に共通に設けられる例を示したが、各有機ＥＬ素子に対応して、別個に設けられてもよい。
【００５９】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態には限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
５０ｒ，５０ｇ，５０ｂ 有機ＥＬ素子
ＭＲＬｒ，ＭＲＬｇ，ＭＲＬｂ 金属反射層
ＡＮＤｒ，ＡＮＤｇ，ＡＮＤｂ 陽極
ＯＲＧｒ，ＯＲＧｇ，ＯＲＧｂ 有機物層
ＨＩＬ 正孔注入層
ＨＴＬ１〜ＨＴＬ５ 正孔輸送層
ＥＭＬｒ 赤色発光層
ＥＭＬｇ 緑色発光層
ＥＭＬｂ，ＥＭＬｂ１，ＥＭＬｂ２ 青色発光層
ＨＢＬ 正孔ブロッキング層
ＥＴＬ 電子輸送層
ＥＩＬ 電子注入層
ＣＴＤ 陰極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成される第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１および第２電極間に形成され、第１発光色を発する能力を持った第１発光層と、を有する第１有機ＥＬ素子と、
前記基板上に形成される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３および第４電極間に形成され、前記第１発光色の中心波長よりも長い中心波長の第２発光色を発する能力を持った第２発光層と、を有し、前記第２発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第２有機ＥＬ素子と、
前記基板上に形成される第５電極と、前記第５電極と対向する第６電極と、前記第５および第６電極間に形成され、前記第２発光色の中心波長よりも長い中心波長の第３発光色を発する能力を持った第３発光層と、を有し、前記第３発光層の上面に前記第１および第２発光層の少なくとも一部が延存している第３有機ＥＬ素子と、を備え、
前記第１および第２電極間に形成される前記第1発光層の厚さは、前記第２および第３発光層の上面に延存している第１発光層の厚さよりも厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
基板上に形成される第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１および第２電極間に形成され、第１発光色を発する能力を持った第１発光層と、を有する第１有機ＥＬ素子と、
前記基板上に形成される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３および第４電極間に形成され、前記第１発光色の中心波長よりも長い中心波長の第２発光色を発する能力を持った第２発光層と、を有し、前記第２発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第２有機ＥＬ素子と、
前記基板上に形成される第５電極と、前記第５電極と対向する第６電極と、前記第５および第６電極間に形成され、前記第２発光色の中心波長よりも長い中心波長の第３発光色を発する能力を持った第３発光層と、を有し、前記第３発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第３有機ＥＬ素子と、を備え、
前記第１および第２電極間に形成される前記第1発光層の厚さは、前記第２および第３発光層の上面に延存している第１発光層の厚さよりも厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
基板上に形成される第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１および第２電極間に形成され、第１発光色を発する能力を持った第１発光層と、を有する第１有機ＥＬ素子と、
前記基板上に形成される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３および第４電極間に形成され、前記第１発光色の中心波長よりも長い中心波長の第２発光色を発する能力を持った第２発光層と、を有し、前記第２発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第２有機ＥＬ素子と、
前記基板上に形成される第５電極と、前記第５電極と対向する第６電極と、前記第５および第６電極間に形成され、前記第２発光色の中心波長よりも長い中心波長の第３発光色を発する能力を持った第３発光層と、を有し、前記第３発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第３有機ＥＬ素子と、を備え、
前記第２発光層の上面に延存している前記第１発光層の厚さは、前記第１および第２電極間に形成される第１発光層および前記第３発光層の上面に延存している前記第１発光層の厚さより薄いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１有機ＥＬ素子は、前記第１発光層上に形成され、前記第１電極から注入されるキャリアを前記第１発光層内に留める第１キャリアブロッキング層を有し、
前記第２有機ＥＬ素子は、前記第２発光層の上面に延存している前記第１発光層上に形成され、前記第３電極から注入されるキャリアを前記第２発光層内に留める第２キャリアブロッキング層を有し、
前記第３有機ＥＬ素子は、前記第３発光層の上面に延存している前記第１発光層上に形成され、前記第５電極から注入されるキャリアを前記第３発光層内に留める第３キャリアブロッキング層を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記第１乃至第３電極の下にそれぞれ形成される第１乃至第３反射層を備え、
前記第２、第４および第６電極は、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子が発する光の一部を前記第１乃至第３反射層へそれぞれ反射し、
前記第１反射層の上面から前記第２電極の下面までの厚さは、前記第１の色の光が前記第１反射層と前記第２電極との間で反射して光の共振動作を行うのに適した厚さであり、
前記第２反射層の上面から前記第４電極の下面までの厚さは、前記第２の色の光が前記第２反射層と前記第４電極との間で反射して光の共振動作を行うのに適した厚さであり、
前記第３反射層の上面から前記第６電極の下面までの厚さは、前記第３の色の光が前記第３反射層と前記第６電極との間で反射して光の共振動作を行うのに適した厚さであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記第１発光層は、
前記第１および第２電極間に形成される主発光層と、
前記第２および第３発光層の上面に延存する副発光層と、を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
基板上にそれぞれ離隔して第１乃至第３電極を形成する工程と、
前記第１乃至第３電極の上方にそれぞれ、正孔輸送層を順に形成する工程と、
前記第１電極に対応する前記正孔輸送層上に、第１のドーパントを含有し第１の色の光で発光する第１発光層を形成する工程と、
前記第２電極に対応する前記正孔輸送層上に、第２のドーパントを含有し第２の色の光で発光する第２発光層を形成する工程と、
前記第１発光層上、前記第２発光層上および前記第３電極に対応する前記正孔輸送層上にそれぞれ、第３のドーパントを含有し第３の色で発光する第３発光層を、前記第１発光層および前記第２発光層上に形成される前記第３発光層の膜厚より前記第３電極上に形成される前記第３発光層の膜厚を厚く形成する工程と、
前記第３発光層の上方に電子輸送層を順に形成する工程と、を備えることを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１】
基板上に形成される第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１および第２電極間に形成され、第１発光色を発する能力を持った第１発光層と、を有する第１有機ＥＬ素子と、
前記基板上に形成される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３および第４電極間に形成され、前記第１発光色の中心波長よりも長い中心波長の第２発光色を発する能力を持った第２発光層と、を有し、前記第２発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第２有機ＥＬ素子と、
前記基板上に形成される第５電極と、前記第５電極と対向する第６電極と、前記第５および第６電極間に形成され、前記第２発光色の中心波長よりも長い中心波長の第３発光色を発する能力を持った第３発光層と、を有し、前記第３発光層の上面に前記第１および第２発光層の少なくとも一部が延存している第３有機ＥＬ素子と、を備え、
前記第１および第２電極間に形成される前記第1発光層の厚さは、前記第２および第３発光層の上面に延存している第１発光層の厚さよりも厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
基板上に形成される第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１および第２電極間に形成され、第１発光色を発する能力を持った第１発光層と、を有する第１有機ＥＬ素子と、
前記基板上に形成される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３および第４電極間に形成され、前記第１発光色の中心波長よりも長い中心波長の第２発光色を発する能力を持った第２発光層と、を有し、前記第２発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第２有機ＥＬ素子と、
前記基板上に形成される第５電極と、前記第５電極と対向する第６電極と、前記第５および第６電極間に形成され、前記第２発光色の中心波長よりも長い中心波長の第３発光色を発する能力を持った第３発光層と、を有し、前記第３発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第３有機ＥＬ素子と、を備え、
前記第１および第２電極間に形成される前記第1発光層の厚さは、前記第２および第３発光層の上面に延存している第１発光層の厚さよりも厚いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
基板上に形成される第１電極と、前記第１電極と対向する第２電極と、前記第１および第２電極間に形成され、第１発光色を発する能力を持った第１発光層と、を有する第１有機ＥＬ素子と、
前記基板上に形成される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３および第４電極間に形成され、前記第１発光色の中心波長よりも長い中心波長の第２発光色を発する能力を持った第２発光層と、を有し、前記第２発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第２有機ＥＬ素子と、
前記基板上に形成される第５電極と、前記第５電極と対向する第６電極と、前記第５および第６電極間に形成され、前記第２発光色の中心波長よりも長い中心波長の第３発光色を発する能力を持った第３発光層と、を有し、前記第３発光層の上面に前記第１発光層の少なくとも一部が延存している第３有機ＥＬ素子と、を備え、
前記第２発光層の上面に延存している前記第１発光層の厚さは、前記第１および第２電極間に形成される第１発光層および前記第３発光層の上面に延存している前記第１発光層の厚さより薄いことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１有機ＥＬ素子は、前記第１発光層上に形成され、前記第１電極から注入されるキャリアを前記第１発光層内に留める第１キャリアブロッキング層を有し、
前記第２有機ＥＬ素子は、前記第２発光層の上面に延存している前記第１発光層上に形成され、前記第３電極から注入されるキャリアを前記第２発光層内に留める第２キャリアブロッキング層を有し、
前記第３有機ＥＬ素子は、前記第３発光層の上面に延存している前記第１発光層上に形成され、前記第５電極から注入されるキャリアを前記第３発光層内に留める第３キャリアブロッキング層を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記第１乃至第３電極の下にそれぞれ形成される第１乃至第３反射層を備え、
前記第２、第４および第６電極は、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子が発する光の一部を前記第１乃至第３反射層へそれぞれ反射し、
前記第１反射層の上面から前記第２電極の下面までの厚さは、前記第１の色の光が前記第１反射層と前記第２電極との間で反射して光の共振動作を行うのに適した厚さであり、
前記第２反射層の上面から前記第４電極の下面までの厚さは、前記第２の色の光が前記第２反射層と前記第４電極との間で反射して光の共振動作を行うのに適した厚さであり、
前記第３反射層の上面から前記第６電極の下面までの厚さは、前記第３の色の光が前記第３反射層と前記第６電極との間で反射して光の共振動作を行うのに適した厚さであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記第１発光層は、
前記第１および第２電極間に形成される主発光層と、
前記第２および第３発光層の上面に延存する副発光層と、を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
基板上にそれぞれ離隔して第１乃至第３電極を形成する工程と、
前記第１乃至第３電極の上方にそれぞれ、正孔輸送層を順に形成する工程と、
前記第１電極に対応する前記正孔輸送層上に、第１のドーパントを含有し第１の色の光で発光する第１発光層を形成する工程と、
前記第２電極に対応する前記正孔輸送層上に、第２のドーパントを含有し第２の色の光で発光する第２発光層を形成する工程と、
前記第１発光層上、前記第２発光層上および前記第３電極に対応する前記正孔輸送層上にそれぞれ、第３のドーパントを含有し第３の色で発光する第３発光層を、前記第１発光層および前記第２発光層上に形成される前記第３発光層の膜厚より前記第３電極上に形成される前記第３発光層の膜厚を厚く形成する工程と、
前記第３発光層の上方に電子輸送層を順に形成する工程と、を備えることを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２０４３７３（Ｐ２０１１−２０４３７３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６８０３０（Ｐ２０１０−６８０３０）
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【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２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【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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