表示装置
【課題】異なる色を発する有機ＥＬ素子に共通に形成された発光層を有する表示装置において、電子阻止層を発光層間に設けずに、各有機ＥＬ素子を効率よく発光させる。
【解決手段】第１の有機ＥＬ素子３Ｂの第１の発光層１３Ｂが第２の有機ＥＬ素子３Ｒに共通に形成され、第２の有機ＥＬ素子３Ｒの第２の発光層１３Ｒが第１の発光層１３Ｂに接して陰極１５側に配置され、第１の発光層１３Ｂが電子トラップ性の発光層である。
【解決手段】第１の有機ＥＬ素子３Ｂの第１の発光層１３Ｂが第２の有機ＥＬ素子３Ｒに共通に形成され、第２の有機ＥＬ素子３Ｒの第２の発光層１３Ｒが第１の発光層１３Ｂに接して陰極１５側に配置され、第１の発光層１３Ｂが電子トラップ性の発光層である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子は、陽極と、有機化合物を含む発光層と、陰極と、が積層されて構成されている。そして、赤色、緑色、青色の三色の有機ＥＬ素子を用いた表示装置では、各色の発光層が、各色の画素形状に合わせたパターニング用の金属マスクを用いて真空蒸着されている。
【０００３】
近年、表示装置の高精細化に伴い、各色画素サイズは微小化し、その画素形状に合わせたパターニング用の金属マスクも高精細用になっているため、表示装置の製造コストに占める金属マスクの製造及び維持管理が困難になっている。
【０００４】
特許文献１では、発光効率の低い青色発光層を画素領域全面に形成し、赤色発光層及び緑色発光層を青色発光層よりも取り出し電極側に積層する技術が述べられている。そして、発光効率の低い青色発光層を画素領域全面に形成し、青色の画素面積を大きくすることにより、パターニング用の金属マスクの使用を減らし、表示装置の寿命を改善することができるとしている。
【０００５】
この構成では、赤色及び緑色発光の有機ＥＬ素子において、赤色及び緑色発光層それぞれは、青色発光層上に積層して形成されているため、赤色及び緑色発光層のみを発光させる必要がある。しかし、赤色発光層や緑色発光層の構成によっては、赤色発光層、緑色発光層内を電子が通り抜けて、青色発光層まで電子が漏れ、青色発光層が発光してしまい、赤色発光層及び緑色発光層を効率よく発光させることが困難な場合がある。
【０００６】
また、特許文献１では、赤色発光層と青色発光層の間、及び緑色発光層と青色発光層の間に電子阻止層を設けてもよいことが開示されているが、この構成では素子の駆動電圧が上昇してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−６６８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、異なる色を発する有機ＥＬ素子に共通に形成された発光層を有する表示装置において、電子阻止層を発光層間に設けずに、各有機ＥＬ素子を効率よく発光させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１の色を発する第１の有機ＥＬ素子と、前記第１の色とは異なる第２の色を発する第２の有機ＥＬ素子と、を有し、前記有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間にある発光層とを備えている表示装置であって、前記第１の有機ＥＬ素子の第１の発光層は、前記第２の有機ＥＬ素子に共通に形成されており、前記第２の有機ＥＬ素子の第２の発光層は、前記第１の発光層に接し且つ、前記第１の発光層よりも前記陰極側に形成されており、前記第１の発光層は、ホスト材料と発光ドーパント材料とを含み、下記の式（１）及び（２）を満たすように構成されていることを特徴とする。
｜ＬＵＭＯD1｜＞｜ＬＵＭＯH1｜・・・（１）
｜ＬＵＭＯD1｜−｜ＬＵＭＯH1｜＞｜ＨＯＭＯH1｜−｜ＨＯＭＯD1｜・・・（２）
上記式中、ＬＵＭＯH1、ＨＯＭＯH1はそれぞれ、前記第１の発光層に含まれる前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表し、ＬＵＭＯD1、ＨＯＭＯD1はそれぞれ、前記第１の発光層に含まれる前記発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、異なる色を発する有機ＥＬ素子に共通に形成された発光層を有する表示装置において、電子阻止層を発光層間に設けずに、各有機ＥＬ素子を効率よく発光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の表示装置の青色発光、赤色発光、緑色発光の各有機ＥＬ素子の代表的なエネルギーバンド図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の表示装置について、実施形態を挙げて図面を参照して説明する。尚、本明細書で特に図示又は記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。また以下に説明する実施の形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。
【００１３】
特に、以下の実施形態では、第１の色、第２の色、第３の色をそれぞれ緑色、赤色、青色としている。また、第１の有機ＥＬ素子、第２の有機ＥＬ素子、第３の有機ＥＬ素子をそれぞれ、緑色の有機ＥＬ素子、赤色の有機ＥＬ素子、青色の有機ＥＬ素子としている。また、第１の発光層、第２の発光層、第３の発光層をそれぞれ緑色の発光層、赤色の発光層、青色の発光層としている。しかし、本発明は、この構成に限られるものではない。
【００１４】
図１（ａ）は、本発明の表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。本発明の表示装置は、有機ＥＬ素子を備える画素１を複数有している。そして、複数の画素１はマトリックス状に配置され、表示領域２を形成している。尚、画素とは、１つの有機ＥＬ素子の発光領域に対応した領域を意味している。本発明の表示装置では、画素１のそれぞれに１つの色の有機ＥＬ素子が配置された表示装置である。各有機ＥＬ素子は、赤色、緑色、青色のいずれかを発光する。また、これら３色の有機ＥＬ素子以外に、さらに、黄色、シアン、白色のいずれかを発する有機ＥＬ素子を有していてもよい。尚、本実施形態の表示装置には、発光色の異なる複数の画素（例えば赤色を発する画素、緑色を発する画素、及び青色を発する画素）からなる画素ユニットが複数配列されている。画素ユニットとは、各画素の混色によって所望の色の発光を可能とする最小の単位を示す。
【００１５】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線における部分断面模式図である。各画素１は、基板１０上に、陽極１１と、正孔輸送層１２と、有機化合物を含む発光層と、電子輸送層１４と、陰極１５と、を備える有機ＥＬ素子を有している。尚、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、それぞれ赤色発光の有機ＥＬ素子、緑色発光の有機ＥＬ素子、青色発光の有機ＥＬ素子を表している。赤色、緑色、青色を発光する有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、それぞれ赤色発光層１３Ｒ、緑色発光層１３Ｇ、青色発光層１３Ｂを有している。そして、青色発光層１３Ｂは、赤色発光の有機ＥＬ素子３Ｒと緑色発光の有機ＥＬ素子３Ｇとにわたって形成されており、いわゆる青色発光層１３Ｂはコモン発光層となっている。つまり、赤色発光の有機ＥＬ素子３Ｒと緑色発光の有機ＥＬ素子３Ｇそれぞれは、青色発光層１３Ｂと同じ組成で且つ同じ膜厚の青色発光層１３Ｂを有している。
【００１６】
また、赤色発光層１３Ｒは、青色発光層１３Ｂの陰極１５側に、青色発光層１３Ｂと接して配置されている。また、緑色発光層１３Ｇは、青色発光層１３Ｂの陰極１５側に、青色発光層１３Ｂと接して配置されている。つまり、赤色発光層１３Ｒと青色発光層１３Ｂの間、緑色発光層１３Ｇと青色発光層１３Ｂの間には電子阻止層が配置されていない構成である。
【００１７】
青色発光層１３Ｂは、塗り分け用金属マスクを用いずに形成され、赤色発光層１３Ｒ及び緑色発光層１３Ｇは、塗り分け用金属マスクを用いて画素形状に形成される。このように、青色発光層１３Ｂを塗り分け用金属マスクを用いずに形成することにより、全色で発光層を塗り分けるよりも、塗り分け用金属マスクの使用を減らすことができる。
【００１８】
尚、陽極１１は、隣り合う画素（有機ＥＬ素子）の陽極１１と分離されて形成されており、陰極１５との異物によるショートを防ぐために、画素（より具体的には、陽極１１）間に画素分離層２０が設けられている。また、正孔輸送層１２と電子輸送層１４と陰極１５は、図１（ｂ）のように隣り合う画素と共通で形成されていてもよいし、画素毎にパターン化されて形成されていてもよい。
【００１９】
尚、本例においては、陽極１１が反射電極であり、陰極１５が透明な光出射側電極である。陽極１１は、金属層と透明導電層の積層で用いてもよい。上記のような陽極１１上には有機化合物からなる正孔輸送層を形成しても良い。また、電子輸送層１４の上には、電子注入層を形成しても良い。
【００２０】
正孔輸送層にはアリールアミン類など、従来から知られた材料を用いることができ、正孔注入層材料などの異なる材料を積層して正孔輸送層を形成しても良く、光り取り出し効率を高めるために色ごとに膜厚を塗り分けて、光学干渉を合わせても良い。
【００２１】
青色発光層１３Ｂよりも反射電極である陽極１１側に赤色発光層１３Ｒ及び緑色発光層１３Ｇを積層しても、塗り分け用金属マスクの使用を減らすことができるが、光学干渉を合わせる上で好ましくない。よって、本発明においては、赤色発光層１３Ｒ及び緑色発光層１３Ｇは青色発光層１３Ｂよりも光出射側電極である陰極１５側に設ける。
【００２２】
尚、正孔輸送層１２、発光層１３Ｒ，１３Ｂ，１３Ｇ、電子輸送層１４、さらに必要に応じて用いられる正孔注入層、電子注入層を合わせた積層体を有機化合物層という。
【００２３】
上述のように本発明は、陽極１１、発光層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを含む有機化合物層、陰極１５の順に積層した赤色、緑色、青色の三色の有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂからなる表示装置である。そして青色発光層１３Ｂは画素領域全面に形成され、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇは青色発光層１３Ｂに接して陰極１５側に形成される。
【００２４】
そして、積層された２つの発光層１３の間には電子阻止層が配置されていない構成でも、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ、青色の有機ＥＬ素子３Ｂを効率よく発光させるために、青色発光層１３Ｂの構成を工夫している。つまり、青色発光層１３Ｂはホスト材料と発光ドーパント材料とを含み、下記の式（１）及び（２）を満たすように構成されている。
｜ＬＵＭＯD1｜＞｜ＬＵＭＯH1｜・・・（１）
｜ＬＵＭＯD1｜−｜ＬＵＭＯH1｜＞｜ＨＯＭＯH1｜−｜ＨＯＭＯD1｜・・・（２）
【００２５】
ここで、ＬＵＭＯH1、ＨＯＭＯH1はそれぞれ、青色発光層１３Ｂに含まれるホスト材料のＬＵＭＯ（最低空軌道）準位エネルギー、ＨＯＭＯ（最高被占軌道）準位エネルギーを表している。また、ＬＵＭＯD1、ＨＯＭＯD1はそれぞれ、青色発光層１３Ｂに含まれる発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。
【００２６】
一般に青色発光層に含まれる発光ドーパント材料は１０質量％以上となると、濃度消光と呼ばれる発光効率の低下が起きるため、本発明では青色発光層１３Ｂの発光ドーパントは１０質量％以下で含有される。
【００２７】
図２（ａ）に青色発光の有機ＥＬ素子３Ｒのエネルギーバンド図を示すが、式（１）及び（２）を満たす青色発光層１３Ｂに電子が注入された場合には、電子は発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位にトラップされる。発光ドーパント材料は青色発光層１３Ｂの全質量の１０％以下であるため、電子は伝導しにくくなる。
【００２８】
また、正孔が注入された場合には、正孔はホスト材料のＨＯＭＯ準位に注入され、ホスト材料は青色発光層１３Ｂの体積の最も多くの部分を占めるため、この準位を伝導する。このため、青色発光層１３Ｂは電子よりも正孔が伝導しやすい正孔輸送性（電子トラップ性）となる。
【００２９】
尚、上記式（２）は、｜ＨＯＭＯH1｜＞｜ＨＯＭＯD1｜の関係でもよいことを含んでおり、この場合、正孔は発光ドーパント材料のＨＯＭＯ準位にトラップされやすくなる。しかし、上記式（２）は、発光ドーパント材料が電子をトラップする強さを表すエネルギー差｜ＬＵＭＯD1｜−｜ＬＵＭＯH1｜の方が正孔をトラップする強さを表すエネルギー差｜ＨＯＭＯH1｜−｜ＨＯＭＯD1｜よりも大きいことを表している。このため、青色発光層１３Ｂ内では、電子は伝導しにくく正孔が移動しやすくなり、正孔輸送性（電子トラップ性）なる。また、青色発光層１３Ｂは、｜ＨＯＭＯD1｜＞｜ＨＯＭＯH1｜を満たすように構成されることが望ましく、この構成であればより正孔が伝導しやすくなる。つまり、下記の式（３）を満たすことがより好ましい。
｜ＨＯＭＯD1｜＞｜ＨＯＭＯH1｜＞｜ＬＵＭＯD1｜＞｜ＬＵＭＯH1｜・・・（３）
【００３０】
青色発光層１３Ｂのホスト材料としては、ピレン誘導体等が好適に用いられ、発光ドーパント材料としてはフルオランテン誘導体等が好適に用いられる。
【００３１】
図２（ｂ）、（ｃ）に赤色発光、緑色発光のそれぞれの有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇの代表的なエネルギーバンド図を示す。図２（ｂ）、（ｃ）は好ましいエネルギーバンド構造であるが、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇのエネルギーバンド構造は必ずしも限定されるものではない。
【００３２】
式（１）及び（２）、さらには式（３）を満たす正孔輸送性の青色発光層１３Ｂに接し、陰極１５側に赤色もしくは緑色発光層１３Ｒ、１３Ｇを積層した場合、正孔が青色発光層１３Ｂを通り抜けやすくなる。そのため、赤色発光及び緑色発光の有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇの電圧を上げずに、青色発光層１３Ｂの発光を抑え、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇのみを発光させることができる。
【００３３】
また、赤色及び緑色発光の有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇにおいて青色発光層１３Ｂの発光を抑えることができるため、電子阻止層を用いる必要がなく、青色発光の有機ＥＬ素子３Ｂにおいても、電子注入が抑えられず、電圧の上昇を招かない。また、青色発光層１３Ｂへの電子注入を阻止しないため、青色発光層１３Ｂでの再結合確率が向上し、正孔が青色発光層１３Ｂを通り抜けて効率が低下する問題も発生しない。
【００３４】
さらに、赤色発光層１３ＲのＨＯＭＯ準位エネルギーＨＯＭＯ2と前記ＨＯＭＯH1が
｜ＨＯＭＯ2｜＜｜ＨＯＭＯH1｜・・・（４）
を満たし、緑色発光層１３ＧのＨＯＭＯ準位エネルギーＨＯＭＯ3と前記ＨＯＭＯH1が
｜ＨＯＭＯ3｜＜｜ＨＯＭＯH1｜・・・（５）
を満たすように、赤色発光層１３Ｒ、緑色発光層１３Ｇが構成されていることが好ましい。
【００３５】
ここで、上記ＨＯＭＯ2（ＨＯＭＯ3）は、赤色発光層１３Ｒ（緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーとは、赤色発光層１３Ｒ（緑色発光層１３Ｇ）が発光材料のみからなる場合は、その発光材料のＨＯＭＯ準位エネルギーのことである。また、赤色発光層１３Ｒ（緑色発光層１３Ｇ）がホスト材料と発光ドーパント材料とを含む場合は、上記ＨＯＭＯ2（ＨＯＭＯ3）はホスト材料、発光ドーパント材料のいずれのＨＯＭＯ準位エネルギーでも良い。これらが青色発光層１３Ｂのホスト材料のＨＯＭＯ準位よりも浅い準位であることにより、青色発光層１３Ｂを通り抜けた正孔は、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇに注入されやすくなる。
【００３６】
上記式（４）及び式（５）を満たすことにより、青色発光層１３Ｂを通り抜けた正孔は、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇに注入されやすくなる。よって、より青色発光層１３Ｂの発光を抑え、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇのみを発光させる効果があり好ましい。
【００３７】
さらに、赤色及び緑色の有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇに関しては、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇから青色発光層１３Ｂに電子が注入されにくい構成であることがより好ましい。例えば、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇと青色発光層１３Ｂとの間に電子注入障壁が形成されるように各発光層を構成することが望ましい。
【００３８】
上記に述べた構成により、本発明は、塗り分け用マスクの使用を減らすため青色発光層１３Ｂを画素領域全面に形成した場合でも、有機ＥＬ素子への印加電圧を上げずに、青色発光の有機ＥＬ素子の発光効率が良い表示装置を提供することができる。
【００３９】
尚、本発明で定義するＨＯＭＯは最高被占軌道のことであり、その準位エネルギーは大気中光電子分光法（ＡＣ−２、理研機器製）を用いて測定した。また、ＬＵＭＯは最低空軌道であり、ＬＵＭＯ準位エネルギーは、上記の方法で測定したＨＯＭＯ準位エネルギーの値から紫外・可視分光法（ＵＶ／ＶＩＳ Ｖ−５６０、日本分光製）を用いて測定した吸収スペクトルの吸収端から求めたバンドギャップを引いて算出した。
【００４０】
また、前記式（１）乃至（５）に示したように、各式におけるＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの準位エネルギーの大小関係は、その絶対値によって規定する。
【００４１】
本実施形態では、コモン発光層（第１発光層）として青色発光層１３Ｂ、第２発光層として赤色発光層１３Ｒを例に挙げたが、特にこれに限定されるものではない。コモン発光層として、緑色発光層１３Ｇや赤色発光層１３Ｒなどの他の色の発光層を適用することもできる。
【００４２】
本実施形態は、基板１０側から陽極１１、正孔輸送層１２、発光層、電子輸送層１４、陰極１５の順で積層されているが、逆の構成、つまり、基板１０側から陰極１５、電子輸送層１４、発光層、正孔輸送層１２、陽極１１の順で積層されていてもよい。
【００４３】
また、本発明の表示装置は、基板１０側から有機ＥＬ素子の光が出射されるボトムエミッション型の表示装置でもいいし、基板１０とは反対側から有機ＥＬ素子の光が出射されるトップエミッション型の表示装置であってもよい。
【００４４】
本発明の表示装置としては、テレビ受像機、パーソナルコンピュータの表示部に用いられる。他には、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置の表示部や電子ビューファインダに用いられてもよい。撮像装置は、撮像するための撮像光学系やＣＭＯＳセンサなどの撮像素子をさらに有している。
【００４５】
また、本実施形態の表示装置は、携帯電話の表示部、携帯ゲーム機の表示部等に用いられてもよいし、さらには、携帯音楽再生装置の表示部、携帯情報端末（ＰＤＡ）の表示部、カーナビゲーションシステムの表示部に用いられてもよい。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の実施例について説明するが、実施例に用いた材料や素子構成は、好ましい例であって、これに限定されるものではない。
【００４７】
（実施例１）
図１（ｂ）に示す構成にさらに、電子輸送層１４と陰極１５との間に電子注入層を設けた構成の表示装置を作製した。
【００４８】
ガラス基板上に、低温ポリシリコンＴＦＴで画素回路を形成し、その上にＳｉＮからなる層間絶縁膜とアクリル樹脂からなる平坦化膜を、この順番で形成して、図１（ｂ）に示す基板１０を作製した。次に、基板１０上に、金属層として銀（膜厚２００ｎｍ）、透明導電層としてＩＺＯ（膜厚２０ｎｍ）を積層した陽極１１を形成し、ＵＶ／オゾン洗浄を施した。
【００４９】
続いて、上記電極付の基板を真空蒸着装置（アルバック社製）に取り付け、１．３３×１０-4Ｐａまで排気した。その後、陽極１１上に塗り分け用金属マスクを用いずにＮ，Ｎ’−α−ジナフチルベンジジンを厚さ２０ｎｍで成膜し、正孔輸送層１２を形成した。
【００５０】
次に青色発光層１３Ｂのホスト材料として下記構造式（Ｉ）で示されるピレン誘導体を、発光ドーパント材料として下記構造式（ＩＩ）で示されるフルオランテン誘導体を用い、厚さ２０ｎｍの青色発光層１３Ｂを形成した。発光ドーパント材料は２体積％の割合で含有させた。
【００５１】
上記ピレン誘導体は｜ＬＵＭＯH1｜＝２．６７ｅＶ、｜ＨＯＭＯH1｜＝５．６１ｅＶであり、フルオランテン誘導体は｜ＬＵＭＯD1｜＝３．０６ｅＶ、｜ＨＯＭＯD1｜＝５．８５ｅＶで、本発明に係る前記式（１）乃至（３）の関係を満たしている。
【００５２】
【化１】
【００５３】
次に、青色発光層１３Ｂの上に、塗り分け用金属マスクを用いて、赤色発光の有機ＥＬ素子に該当する領域のみ、厚さ５０ｎｍの赤色発光層１３Ｒを形成した。赤色発光層１３Ｒのホスト材料としては、下記構造式（ＩＩＩ）で示されるフルオレン誘導体を、発光ドーパント材料として下記構造式（ＩＶ）で示されるＩｒ錯体を用い、発光ドーパント材料を１０体積％の割合で含有させた。
【００５４】
上記発光ドーパント材料として用いたＩｒ錯体は、｜ＬＵＭＯ｜＝２．４７ｅＶ、｜ＨＯＭＯ｜＝５．１３ｅＶであり、ホスト材料として用いたフルオレン誘導体は、｜ＬＵＭＯ｜＝２．７５ｅＶ、｜ＨＯＭＯ｜＝５．７７ｅＶである。つまり、｜ＨＯＭＯ2｜は発光ドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーである５．１３ｅＶである。よって、発光ドーパント材料のＩｒ錯体と、青色発光層１３Ｂのホスト材料として用いたピレン誘導体とは、本発明に係る式（４）の関係を満たしている。
【００５５】
【化２】
【００５６】
次に、青色発光層１３Ｂの上に、塗り分け用金属マスクを用いて、緑色発光の有機ＥＬ素子に該当する領域のみ、厚さ２０ｎｍの緑色発光層１３Ｇを形成した。緑色発光層１３Ｇのホスト材料としては、下記構造式（Ｖ）で示されるピレン誘導体を、発光ドーパント材料としては、下記構造式（ＶＩ）で示されるアリールアミン誘導体を用い、発光ドーパント材料は１０体積％の割合で含有させた。
【００５７】
上記発光ドーパント材料として用いたアリールアミン誘導体は、｜ＬＵＭＯ｜＝３．０１ｅＶ、｜ＨＯＭＯ｜＝５．５１ｅＶであり、ホスト材料として用いたピレン誘導体は、｜ＬＵＭＯ｜＝２．７８ｅＶ、｜ＨＯＭＯ｜＝５．７２ｅＶである。つまり、｜ＨＯＭＯ3｜は発光ドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーである５．５１ｅＶである。よって、発光ドーパント材料のアリールアミン誘導体と、青色発光層１３Ｂのホスト材料として用いたピレン誘導体とは、本発明に係る式（３）の関係を満たしている。
【００５８】
【化３】
【００５９】
次に電子輸送層１４として、下記構造式（ＶＩＩ）で示される、フェナントロリン誘導体を１０ｎｍの膜厚で成膜した。さらに、該電子輸送層１４の上に、炭酸セシウム（３体積％）と、上記フェナントロリン誘導体の共蒸着膜を４０ｎｍの膜厚で成膜し、電子注入層（不図示）とした。
【００６０】
【化４】
【００６１】
続いて、電子注入層まで成膜した基板を、スパッタ装置（アルバック社製）へ真空中を搬送し、前記電子注入層上にインジウム錫酸化物をスパッタ法にて厚さ３０ｎｍで成膜し、陰極１５を形成した。
【００６２】
その後、基板をグローブボックスに移し、窒素雰囲気中で乾燥剤を入れたガラスキャップ（不図示）により封止し、表示装置を作製した。
【００６３】
上記手順で得られた表示装置の各色の発光を評価したところ、各色とも低電圧で充分な発光が得られ、また、赤色発光、緑色発光において青色発光は見られなかった。
【００６４】
（比較例１）
実施例１の青色発光層１３Ｂのホスト材料として用いたピレン誘導体に、発光ドーパント材料として下記構造式（ＶＩＩＩ）で示される、アリールアミン誘導体を２体積％の割合で含有させ、厚さ２０ｎｍの青色発光層１３Ｂを形成した。これ以外は実施例１と同様の方法で表示装置を作製した。この場合、係るアリールアミン誘導体は、｜ＬＵＭＯD1｜＝２．４２ｅＶ、｜ＨＯＭＯD1｜＝５．２９ｅＶであり、ピレン誘導体とアリールアミン誘導体とは本発明に係る前記式（１）の関係を満たさない。
【００６５】
【化５】
【００６６】
本例の表示装置の赤色及び緑色発光を評価したところ、青色の発光が見られ、実施例１の表示装置の赤色及び緑色発光に比較して効率の低い素子となった。これは、本例の表示装置が、本発明に係る前記式（１）の関係を満たさないため、青色発光層１３Ｂの正孔輸送性が低く、赤色発光層１３Ｒ及び緑色発光層１３Ｇへの正孔注入が十分でなかったためと考えられる。
【符号の説明】
【００６７】
３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ：有機ＥＬ素子、１１：陽極、１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ：発光層、１５：陰極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子は、陽極と、有機化合物を含む発光層と、陰極と、が積層されて構成されている。そして、赤色、緑色、青色の三色の有機ＥＬ素子を用いた表示装置では、各色の発光層が、各色の画素形状に合わせたパターニング用の金属マスクを用いて真空蒸着されている。
【０００３】
近年、表示装置の高精細化に伴い、各色画素サイズは微小化し、その画素形状に合わせたパターニング用の金属マスクも高精細用になっているため、表示装置の製造コストに占める金属マスクの製造及び維持管理が困難になっている。
【０００４】
特許文献１では、発光効率の低い青色発光層を画素領域全面に形成し、赤色発光層及び緑色発光層を青色発光層よりも取り出し電極側に積層する技術が述べられている。そして、発光効率の低い青色発光層を画素領域全面に形成し、青色の画素面積を大きくすることにより、パターニング用の金属マスクの使用を減らし、表示装置の寿命を改善することができるとしている。
【０００５】
この構成では、赤色及び緑色発光の有機ＥＬ素子において、赤色及び緑色発光層それぞれは、青色発光層上に積層して形成されているため、赤色及び緑色発光層のみを発光させる必要がある。しかし、赤色発光層や緑色発光層の構成によっては、赤色発光層、緑色発光層内を電子が通り抜けて、青色発光層まで電子が漏れ、青色発光層が発光してしまい、赤色発光層及び緑色発光層を効率よく発光させることが困難な場合がある。
【０００６】
また、特許文献１では、赤色発光層と青色発光層の間、及び緑色発光層と青色発光層の間に電子阻止層を設けてもよいことが開示されているが、この構成では素子の駆動電圧が上昇してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−６６８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、異なる色を発する有機ＥＬ素子に共通に形成された発光層を有する表示装置において、電子阻止層を発光層間に設けずに、各有機ＥＬ素子を効率よく発光させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１の色を発する第１の有機ＥＬ素子と、前記第１の色とは異なる第２の色を発する第２の有機ＥＬ素子と、を有し、前記有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間にある発光層とを備えている表示装置であって、前記第１の有機ＥＬ素子の第１の発光層は、前記第２の有機ＥＬ素子に共通に形成されており、前記第２の有機ＥＬ素子の第２の発光層は、前記第１の発光層に接し且つ、前記第１の発光層よりも前記陰極側に形成されており、前記第１の発光層は、ホスト材料と発光ドーパント材料とを含み、下記の式（１）及び（２）を満たすように構成されていることを特徴とする。
｜ＬＵＭＯD1｜＞｜ＬＵＭＯH1｜・・・（１）
｜ＬＵＭＯD1｜−｜ＬＵＭＯH1｜＞｜ＨＯＭＯH1｜−｜ＨＯＭＯD1｜・・・（２）
上記式中、ＬＵＭＯH1、ＨＯＭＯH1はそれぞれ、前記第１の発光層に含まれる前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表し、ＬＵＭＯD1、ＨＯＭＯD1はそれぞれ、前記第１の発光層に含まれる前記発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、異なる色を発する有機ＥＬ素子に共通に形成された発光層を有する表示装置において、電子阻止層を発光層間に設けずに、各有機ＥＬ素子を効率よく発光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の表示装置の青色発光、赤色発光、緑色発光の各有機ＥＬ素子の代表的なエネルギーバンド図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の表示装置について、実施形態を挙げて図面を参照して説明する。尚、本明細書で特に図示又は記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。また以下に説明する実施の形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。
【００１３】
特に、以下の実施形態では、第１の色、第２の色、第３の色をそれぞれ緑色、赤色、青色としている。また、第１の有機ＥＬ素子、第２の有機ＥＬ素子、第３の有機ＥＬ素子をそれぞれ、緑色の有機ＥＬ素子、赤色の有機ＥＬ素子、青色の有機ＥＬ素子としている。また、第１の発光層、第２の発光層、第３の発光層をそれぞれ緑色の発光層、赤色の発光層、青色の発光層としている。しかし、本発明は、この構成に限られるものではない。
【００１４】
図１（ａ）は、本発明の表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。本発明の表示装置は、有機ＥＬ素子を備える画素１を複数有している。そして、複数の画素１はマトリックス状に配置され、表示領域２を形成している。尚、画素とは、１つの有機ＥＬ素子の発光領域に対応した領域を意味している。本発明の表示装置では、画素１のそれぞれに１つの色の有機ＥＬ素子が配置された表示装置である。各有機ＥＬ素子は、赤色、緑色、青色のいずれかを発光する。また、これら３色の有機ＥＬ素子以外に、さらに、黄色、シアン、白色のいずれかを発する有機ＥＬ素子を有していてもよい。尚、本実施形態の表示装置には、発光色の異なる複数の画素（例えば赤色を発する画素、緑色を発する画素、及び青色を発する画素）からなる画素ユニットが複数配列されている。画素ユニットとは、各画素の混色によって所望の色の発光を可能とする最小の単位を示す。
【００１５】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線における部分断面模式図である。各画素１は、基板１０上に、陽極１１と、正孔輸送層１２と、有機化合物を含む発光層と、電子輸送層１４と、陰極１５と、を備える有機ＥＬ素子を有している。尚、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、それぞれ赤色発光の有機ＥＬ素子、緑色発光の有機ＥＬ素子、青色発光の有機ＥＬ素子を表している。赤色、緑色、青色を発光する有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは、それぞれ赤色発光層１３Ｒ、緑色発光層１３Ｇ、青色発光層１３Ｂを有している。そして、青色発光層１３Ｂは、赤色発光の有機ＥＬ素子３Ｒと緑色発光の有機ＥＬ素子３Ｇとにわたって形成されており、いわゆる青色発光層１３Ｂはコモン発光層となっている。つまり、赤色発光の有機ＥＬ素子３Ｒと緑色発光の有機ＥＬ素子３Ｇそれぞれは、青色発光層１３Ｂと同じ組成で且つ同じ膜厚の青色発光層１３Ｂを有している。
【００１６】
また、赤色発光層１３Ｒは、青色発光層１３Ｂの陰極１５側に、青色発光層１３Ｂと接して配置されている。また、緑色発光層１３Ｇは、青色発光層１３Ｂの陰極１５側に、青色発光層１３Ｂと接して配置されている。つまり、赤色発光層１３Ｒと青色発光層１３Ｂの間、緑色発光層１３Ｇと青色発光層１３Ｂの間には電子阻止層が配置されていない構成である。
【００１７】
青色発光層１３Ｂは、塗り分け用金属マスクを用いずに形成され、赤色発光層１３Ｒ及び緑色発光層１３Ｇは、塗り分け用金属マスクを用いて画素形状に形成される。このように、青色発光層１３Ｂを塗り分け用金属マスクを用いずに形成することにより、全色で発光層を塗り分けるよりも、塗り分け用金属マスクの使用を減らすことができる。
【００１８】
尚、陽極１１は、隣り合う画素（有機ＥＬ素子）の陽極１１と分離されて形成されており、陰極１５との異物によるショートを防ぐために、画素（より具体的には、陽極１１）間に画素分離層２０が設けられている。また、正孔輸送層１２と電子輸送層１４と陰極１５は、図１（ｂ）のように隣り合う画素と共通で形成されていてもよいし、画素毎にパターン化されて形成されていてもよい。
【００１９】
尚、本例においては、陽極１１が反射電極であり、陰極１５が透明な光出射側電極である。陽極１１は、金属層と透明導電層の積層で用いてもよい。上記のような陽極１１上には有機化合物からなる正孔輸送層を形成しても良い。また、電子輸送層１４の上には、電子注入層を形成しても良い。
【００２０】
正孔輸送層にはアリールアミン類など、従来から知られた材料を用いることができ、正孔注入層材料などの異なる材料を積層して正孔輸送層を形成しても良く、光り取り出し効率を高めるために色ごとに膜厚を塗り分けて、光学干渉を合わせても良い。
【００２１】
青色発光層１３Ｂよりも反射電極である陽極１１側に赤色発光層１３Ｒ及び緑色発光層１３Ｇを積層しても、塗り分け用金属マスクの使用を減らすことができるが、光学干渉を合わせる上で好ましくない。よって、本発明においては、赤色発光層１３Ｒ及び緑色発光層１３Ｇは青色発光層１３Ｂよりも光出射側電極である陰極１５側に設ける。
【００２２】
尚、正孔輸送層１２、発光層１３Ｒ，１３Ｂ，１３Ｇ、電子輸送層１４、さらに必要に応じて用いられる正孔注入層、電子注入層を合わせた積層体を有機化合物層という。
【００２３】
上述のように本発明は、陽極１１、発光層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを含む有機化合物層、陰極１５の順に積層した赤色、緑色、青色の三色の有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂからなる表示装置である。そして青色発光層１３Ｂは画素領域全面に形成され、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇは青色発光層１３Ｂに接して陰極１５側に形成される。
【００２４】
そして、積層された２つの発光層１３の間には電子阻止層が配置されていない構成でも、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ、青色の有機ＥＬ素子３Ｂを効率よく発光させるために、青色発光層１３Ｂの構成を工夫している。つまり、青色発光層１３Ｂはホスト材料と発光ドーパント材料とを含み、下記の式（１）及び（２）を満たすように構成されている。
｜ＬＵＭＯD1｜＞｜ＬＵＭＯH1｜・・・（１）
｜ＬＵＭＯD1｜−｜ＬＵＭＯH1｜＞｜ＨＯＭＯH1｜−｜ＨＯＭＯD1｜・・・（２）
【００２５】
ここで、ＬＵＭＯH1、ＨＯＭＯH1はそれぞれ、青色発光層１３Ｂに含まれるホスト材料のＬＵＭＯ（最低空軌道）準位エネルギー、ＨＯＭＯ（最高被占軌道）準位エネルギーを表している。また、ＬＵＭＯD1、ＨＯＭＯD1はそれぞれ、青色発光層１３Ｂに含まれる発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。
【００２６】
一般に青色発光層に含まれる発光ドーパント材料は１０質量％以上となると、濃度消光と呼ばれる発光効率の低下が起きるため、本発明では青色発光層１３Ｂの発光ドーパントは１０質量％以下で含有される。
【００２７】
図２（ａ）に青色発光の有機ＥＬ素子３Ｒのエネルギーバンド図を示すが、式（１）及び（２）を満たす青色発光層１３Ｂに電子が注入された場合には、電子は発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位にトラップされる。発光ドーパント材料は青色発光層１３Ｂの全質量の１０％以下であるため、電子は伝導しにくくなる。
【００２８】
また、正孔が注入された場合には、正孔はホスト材料のＨＯＭＯ準位に注入され、ホスト材料は青色発光層１３Ｂの体積の最も多くの部分を占めるため、この準位を伝導する。このため、青色発光層１３Ｂは電子よりも正孔が伝導しやすい正孔輸送性（電子トラップ性）となる。
【００２９】
尚、上記式（２）は、｜ＨＯＭＯH1｜＞｜ＨＯＭＯD1｜の関係でもよいことを含んでおり、この場合、正孔は発光ドーパント材料のＨＯＭＯ準位にトラップされやすくなる。しかし、上記式（２）は、発光ドーパント材料が電子をトラップする強さを表すエネルギー差｜ＬＵＭＯD1｜−｜ＬＵＭＯH1｜の方が正孔をトラップする強さを表すエネルギー差｜ＨＯＭＯH1｜−｜ＨＯＭＯD1｜よりも大きいことを表している。このため、青色発光層１３Ｂ内では、電子は伝導しにくく正孔が移動しやすくなり、正孔輸送性（電子トラップ性）なる。また、青色発光層１３Ｂは、｜ＨＯＭＯD1｜＞｜ＨＯＭＯH1｜を満たすように構成されることが望ましく、この構成であればより正孔が伝導しやすくなる。つまり、下記の式（３）を満たすことがより好ましい。
｜ＨＯＭＯD1｜＞｜ＨＯＭＯH1｜＞｜ＬＵＭＯD1｜＞｜ＬＵＭＯH1｜・・・（３）
【００３０】
青色発光層１３Ｂのホスト材料としては、ピレン誘導体等が好適に用いられ、発光ドーパント材料としてはフルオランテン誘導体等が好適に用いられる。
【００３１】
図２（ｂ）、（ｃ）に赤色発光、緑色発光のそれぞれの有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇの代表的なエネルギーバンド図を示す。図２（ｂ）、（ｃ）は好ましいエネルギーバンド構造であるが、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇのエネルギーバンド構造は必ずしも限定されるものではない。
【００３２】
式（１）及び（２）、さらには式（３）を満たす正孔輸送性の青色発光層１３Ｂに接し、陰極１５側に赤色もしくは緑色発光層１３Ｒ、１３Ｇを積層した場合、正孔が青色発光層１３Ｂを通り抜けやすくなる。そのため、赤色発光及び緑色発光の有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇの電圧を上げずに、青色発光層１３Ｂの発光を抑え、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇのみを発光させることができる。
【００３３】
また、赤色及び緑色発光の有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇにおいて青色発光層１３Ｂの発光を抑えることができるため、電子阻止層を用いる必要がなく、青色発光の有機ＥＬ素子３Ｂにおいても、電子注入が抑えられず、電圧の上昇を招かない。また、青色発光層１３Ｂへの電子注入を阻止しないため、青色発光層１３Ｂでの再結合確率が向上し、正孔が青色発光層１３Ｂを通り抜けて効率が低下する問題も発生しない。
【００３４】
さらに、赤色発光層１３ＲのＨＯＭＯ準位エネルギーＨＯＭＯ2と前記ＨＯＭＯH1が
｜ＨＯＭＯ2｜＜｜ＨＯＭＯH1｜・・・（４）
を満たし、緑色発光層１３ＧのＨＯＭＯ準位エネルギーＨＯＭＯ3と前記ＨＯＭＯH1が
｜ＨＯＭＯ3｜＜｜ＨＯＭＯH1｜・・・（５）
を満たすように、赤色発光層１３Ｒ、緑色発光層１３Ｇが構成されていることが好ましい。
【００３５】
ここで、上記ＨＯＭＯ2（ＨＯＭＯ3）は、赤色発光層１３Ｒ（緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーとは、赤色発光層１３Ｒ（緑色発光層１３Ｇ）が発光材料のみからなる場合は、その発光材料のＨＯＭＯ準位エネルギーのことである。また、赤色発光層１３Ｒ（緑色発光層１３Ｇ）がホスト材料と発光ドーパント材料とを含む場合は、上記ＨＯＭＯ2（ＨＯＭＯ3）はホスト材料、発光ドーパント材料のいずれのＨＯＭＯ準位エネルギーでも良い。これらが青色発光層１３Ｂのホスト材料のＨＯＭＯ準位よりも浅い準位であることにより、青色発光層１３Ｂを通り抜けた正孔は、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇに注入されやすくなる。
【００３６】
上記式（４）及び式（５）を満たすことにより、青色発光層１３Ｂを通り抜けた正孔は、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇに注入されやすくなる。よって、より青色発光層１３Ｂの発光を抑え、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇのみを発光させる効果があり好ましい。
【００３７】
さらに、赤色及び緑色の有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇに関しては、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇから青色発光層１３Ｂに電子が注入されにくい構成であることがより好ましい。例えば、赤色及び緑色発光層１３Ｒ，１３Ｇと青色発光層１３Ｂとの間に電子注入障壁が形成されるように各発光層を構成することが望ましい。
【００３８】
上記に述べた構成により、本発明は、塗り分け用マスクの使用を減らすため青色発光層１３Ｂを画素領域全面に形成した場合でも、有機ＥＬ素子への印加電圧を上げずに、青色発光の有機ＥＬ素子の発光効率が良い表示装置を提供することができる。
【００３９】
尚、本発明で定義するＨＯＭＯは最高被占軌道のことであり、その準位エネルギーは大気中光電子分光法（ＡＣ−２、理研機器製）を用いて測定した。また、ＬＵＭＯは最低空軌道であり、ＬＵＭＯ準位エネルギーは、上記の方法で測定したＨＯＭＯ準位エネルギーの値から紫外・可視分光法（ＵＶ／ＶＩＳ Ｖ−５６０、日本分光製）を用いて測定した吸収スペクトルの吸収端から求めたバンドギャップを引いて算出した。
【００４０】
また、前記式（１）乃至（５）に示したように、各式におけるＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの準位エネルギーの大小関係は、その絶対値によって規定する。
【００４１】
本実施形態では、コモン発光層（第１発光層）として青色発光層１３Ｂ、第２発光層として赤色発光層１３Ｒを例に挙げたが、特にこれに限定されるものではない。コモン発光層として、緑色発光層１３Ｇや赤色発光層１３Ｒなどの他の色の発光層を適用することもできる。
【００４２】
本実施形態は、基板１０側から陽極１１、正孔輸送層１２、発光層、電子輸送層１４、陰極１５の順で積層されているが、逆の構成、つまり、基板１０側から陰極１５、電子輸送層１４、発光層、正孔輸送層１２、陽極１１の順で積層されていてもよい。
【００４３】
また、本発明の表示装置は、基板１０側から有機ＥＬ素子の光が出射されるボトムエミッション型の表示装置でもいいし、基板１０とは反対側から有機ＥＬ素子の光が出射されるトップエミッション型の表示装置であってもよい。
【００４４】
本発明の表示装置としては、テレビ受像機、パーソナルコンピュータの表示部に用いられる。他には、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置の表示部や電子ビューファインダに用いられてもよい。撮像装置は、撮像するための撮像光学系やＣＭＯＳセンサなどの撮像素子をさらに有している。
【００４５】
また、本実施形態の表示装置は、携帯電話の表示部、携帯ゲーム機の表示部等に用いられてもよいし、さらには、携帯音楽再生装置の表示部、携帯情報端末（ＰＤＡ）の表示部、カーナビゲーションシステムの表示部に用いられてもよい。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の実施例について説明するが、実施例に用いた材料や素子構成は、好ましい例であって、これに限定されるものではない。
【００４７】
（実施例１）
図１（ｂ）に示す構成にさらに、電子輸送層１４と陰極１５との間に電子注入層を設けた構成の表示装置を作製した。
【００４８】
ガラス基板上に、低温ポリシリコンＴＦＴで画素回路を形成し、その上にＳｉＮからなる層間絶縁膜とアクリル樹脂からなる平坦化膜を、この順番で形成して、図１（ｂ）に示す基板１０を作製した。次に、基板１０上に、金属層として銀（膜厚２００ｎｍ）、透明導電層としてＩＺＯ（膜厚２０ｎｍ）を積層した陽極１１を形成し、ＵＶ／オゾン洗浄を施した。
【００４９】
続いて、上記電極付の基板を真空蒸着装置（アルバック社製）に取り付け、１．３３×１０-4Ｐａまで排気した。その後、陽極１１上に塗り分け用金属マスクを用いずにＮ，Ｎ’−α−ジナフチルベンジジンを厚さ２０ｎｍで成膜し、正孔輸送層１２を形成した。
【００５０】
次に青色発光層１３Ｂのホスト材料として下記構造式（Ｉ）で示されるピレン誘導体を、発光ドーパント材料として下記構造式（ＩＩ）で示されるフルオランテン誘導体を用い、厚さ２０ｎｍの青色発光層１３Ｂを形成した。発光ドーパント材料は２体積％の割合で含有させた。
【００５１】
上記ピレン誘導体は｜ＬＵＭＯH1｜＝２．６７ｅＶ、｜ＨＯＭＯH1｜＝５．６１ｅＶであり、フルオランテン誘導体は｜ＬＵＭＯD1｜＝３．０６ｅＶ、｜ＨＯＭＯD1｜＝５．８５ｅＶで、本発明に係る前記式（１）乃至（３）の関係を満たしている。
【００５２】
【化１】
【００５３】
次に、青色発光層１３Ｂの上に、塗り分け用金属マスクを用いて、赤色発光の有機ＥＬ素子に該当する領域のみ、厚さ５０ｎｍの赤色発光層１３Ｒを形成した。赤色発光層１３Ｒのホスト材料としては、下記構造式（ＩＩＩ）で示されるフルオレン誘導体を、発光ドーパント材料として下記構造式（ＩＶ）で示されるＩｒ錯体を用い、発光ドーパント材料を１０体積％の割合で含有させた。
【００５４】
上記発光ドーパント材料として用いたＩｒ錯体は、｜ＬＵＭＯ｜＝２．４７ｅＶ、｜ＨＯＭＯ｜＝５．１３ｅＶであり、ホスト材料として用いたフルオレン誘導体は、｜ＬＵＭＯ｜＝２．７５ｅＶ、｜ＨＯＭＯ｜＝５．７７ｅＶである。つまり、｜ＨＯＭＯ2｜は発光ドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーである５．１３ｅＶである。よって、発光ドーパント材料のＩｒ錯体と、青色発光層１３Ｂのホスト材料として用いたピレン誘導体とは、本発明に係る式（４）の関係を満たしている。
【００５５】
【化２】
【００５６】
次に、青色発光層１３Ｂの上に、塗り分け用金属マスクを用いて、緑色発光の有機ＥＬ素子に該当する領域のみ、厚さ２０ｎｍの緑色発光層１３Ｇを形成した。緑色発光層１３Ｇのホスト材料としては、下記構造式（Ｖ）で示されるピレン誘導体を、発光ドーパント材料としては、下記構造式（ＶＩ）で示されるアリールアミン誘導体を用い、発光ドーパント材料は１０体積％の割合で含有させた。
【００５７】
上記発光ドーパント材料として用いたアリールアミン誘導体は、｜ＬＵＭＯ｜＝３．０１ｅＶ、｜ＨＯＭＯ｜＝５．５１ｅＶであり、ホスト材料として用いたピレン誘導体は、｜ＬＵＭＯ｜＝２．７８ｅＶ、｜ＨＯＭＯ｜＝５．７２ｅＶである。つまり、｜ＨＯＭＯ3｜は発光ドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーである５．５１ｅＶである。よって、発光ドーパント材料のアリールアミン誘導体と、青色発光層１３Ｂのホスト材料として用いたピレン誘導体とは、本発明に係る式（３）の関係を満たしている。
【００５８】
【化３】
【００５９】
次に電子輸送層１４として、下記構造式（ＶＩＩ）で示される、フェナントロリン誘導体を１０ｎｍの膜厚で成膜した。さらに、該電子輸送層１４の上に、炭酸セシウム（３体積％）と、上記フェナントロリン誘導体の共蒸着膜を４０ｎｍの膜厚で成膜し、電子注入層（不図示）とした。
【００６０】
【化４】
【００６１】
続いて、電子注入層まで成膜した基板を、スパッタ装置（アルバック社製）へ真空中を搬送し、前記電子注入層上にインジウム錫酸化物をスパッタ法にて厚さ３０ｎｍで成膜し、陰極１５を形成した。
【００６２】
その後、基板をグローブボックスに移し、窒素雰囲気中で乾燥剤を入れたガラスキャップ（不図示）により封止し、表示装置を作製した。
【００６３】
上記手順で得られた表示装置の各色の発光を評価したところ、各色とも低電圧で充分な発光が得られ、また、赤色発光、緑色発光において青色発光は見られなかった。
【００６４】
（比較例１）
実施例１の青色発光層１３Ｂのホスト材料として用いたピレン誘導体に、発光ドーパント材料として下記構造式（ＶＩＩＩ）で示される、アリールアミン誘導体を２体積％の割合で含有させ、厚さ２０ｎｍの青色発光層１３Ｂを形成した。これ以外は実施例１と同様の方法で表示装置を作製した。この場合、係るアリールアミン誘導体は、｜ＬＵＭＯD1｜＝２．４２ｅＶ、｜ＨＯＭＯD1｜＝５．２９ｅＶであり、ピレン誘導体とアリールアミン誘導体とは本発明に係る前記式（１）の関係を満たさない。
【００６５】
【化５】
【００６６】
本例の表示装置の赤色及び緑色発光を評価したところ、青色の発光が見られ、実施例１の表示装置の赤色及び緑色発光に比較して効率の低い素子となった。これは、本例の表示装置が、本発明に係る前記式（１）の関係を満たさないため、青色発光層１３Ｂの正孔輸送性が低く、赤色発光層１３Ｒ及び緑色発光層１３Ｇへの正孔注入が十分でなかったためと考えられる。
【符号の説明】
【００６７】
３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ：有機ＥＬ素子、１１：陽極、１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ：発光層、１５：陰極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色を発する第１の有機ＥＬ素子と、前記第１の色とは異なる第２の色を発する第２の有機ＥＬ素子と、を有し、前記有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間にある発光層とを備えている表示装置であって、
前記第１の有機ＥＬ素子の第１の発光層は、前記第２の有機ＥＬ素子に共通に形成されており、
前記第２の有機ＥＬ素子の第２の発光層は、前記第１の発光層に接し且つ、前記第１の発光層よりも前記陰極側に形成されており、
前記第１の発光層は、ホスト材料と発光ドーパント材料とを含み、下記の式（１）及び（２）を満たすように構成されていることを特徴とする表示装置。
｜ＬＵＭＯD1｜＞｜ＬＵＭＯH1｜・・・（１）
｜ＬＵＭＯD1｜−｜ＬＵＭＯH1｜＞｜ＨＯＭＯH1｜−｜ＨＯＭＯD1｜・・・（２）
〔上記式中、ＬＵＭＯH1、ＨＯＭＯH1はそれぞれ、前記第１の発光層に含まれる前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表し、ＬＵＭＯD1、ＨＯＭＯD1はそれぞれ、前記第１の発光層に含まれる前記発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。〕
【請求項２】
前記第１の発光層は、下記の式（３）を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
｜ＨＯＭＯD1｜＞｜ＨＯＭＯH1｜・・・（３）
【請求項３】
前記第２発光層は、前記第２発光層のＨＯＭＯ準位エネルギーＨＯＭＯ2と前記ＨＯＭＯH1が下記の式（４）を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
｜ＨＯＭＯ2｜＜｜ＨＯＭＯH1｜・・・（４）
【請求項１】
第１の色を発する第１の有機ＥＬ素子と、前記第１の色とは異なる第２の色を発する第２の有機ＥＬ素子と、を有し、前記有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間にある発光層とを備えている表示装置であって、
前記第１の有機ＥＬ素子の第１の発光層は、前記第２の有機ＥＬ素子に共通に形成されており、
前記第２の有機ＥＬ素子の第２の発光層は、前記第１の発光層に接し且つ、前記第１の発光層よりも前記陰極側に形成されており、
前記第１の発光層は、ホスト材料と発光ドーパント材料とを含み、下記の式（１）及び（２）を満たすように構成されていることを特徴とする表示装置。
｜ＬＵＭＯD1｜＞｜ＬＵＭＯH1｜・・・（１）
｜ＬＵＭＯD1｜−｜ＬＵＭＯH1｜＞｜ＨＯＭＯH1｜−｜ＨＯＭＯD1｜・・・（２）
〔上記式中、ＬＵＭＯH1、ＨＯＭＯH1はそれぞれ、前記第１の発光層に含まれる前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表し、ＬＵＭＯD1、ＨＯＭＯD1はそれぞれ、前記第１の発光層に含まれる前記発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。〕
【請求項２】
前記第１の発光層は、下記の式（３）を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
｜ＨＯＭＯD1｜＞｜ＨＯＭＯH1｜・・・（３）
【請求項３】
前記第２発光層は、前記第２発光層のＨＯＭＯ準位エネルギーＨＯＭＯ2と前記ＨＯＭＯH1が下記の式（４）を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
｜ＨＯＭＯ2｜＜｜ＨＯＭＯH1｜・・・（４）
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−５１０９８（Ｐ２０１３−５１０９８Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８８０９９（Ｐ２０１１−１８８０９９）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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