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、電荷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３Ｇの第１の発光層１３Ｇ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１３Ｇに接して陰極１５側に配置され、第１の発光層は、ホスト材料と第２の発光層に正孔を輸送するためのアシストドーパント材料とを含んでいる。
【解決手段】 第１の有機ＥＬ素子３Ｇの第１の発光層１３Ｇ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１３Ｇに接して陰極１５側に配置され、第１の発光層は、ホスト材料と第２の発光層に正孔を輸送するためのアシストドーパント材料とを含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
有機ＥＬ素子を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年盛んに開発されている有機ＥＬ素子は、陽極と、少なくとも発光層を含む有機化合物と、陰極と、が積層された構成を成している。また、赤、緑、青の三色の有機ＥＬ素子を用いた多色表示装置では、赤、緑、青それぞれ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るのが一般的な製造方法である。
【０００３】
表示装置における画素サイズの微細化が進み、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なものになっている。その結果、高精細な金属マスクの製造および維持管理が困難になっている。
【０００４】
特許文献１では、青色発光層を画素領域の全面に渡って形成し、赤発光層および緑色発光層は青色発光層の上層に積層して形成される構成が開示されている。青色発光層に関しては高精細マスクを使用することなく画素領域の全面に形成することで、パターニング用の金属マスクの使用回数を減らし、且つ、発光効率の低い青色の画素面積を大きくすることにより、表示装置の寿命を改善することができるとしている。
【０００５】
上記構成では、赤色および緑色の有機ＥＬ素子において、画素領域全面に形成された青色発光層は発光させずに、積層された赤色およ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、赤色発光層およ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、およ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、電子阻止層などの電荷阻止層を設ける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２００７−０６６８６２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、電荷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】
本発明の一つの形態は、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の発光層に接しかつ、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、前記第２の発光層に正孔を輸送するアシストドーパント材料と、を含み、前記第２の有機ＥＬ素子は、下記の関係式（１）乃至（３）を満たすように構成されていることを特徴とする。
｜ＨＯＭＯ１｜＞｜Ａ｜ ・・・（１）
｜ＨＯＭＯ１｜＞｜ＨＯＭＯ２｜ ・・・（２）
｜Ａ｜＋｜ＨＯＭＯ２｜−｜ＨＯＭＯ１｜＜｜ＨＯＭＯａ｜＜｜ＨＯＭＯ１｜ ・・・（３）
ここで、ＨＯＭＯ１は前記第１の発光層に含まれる前記ホスト材料のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯａは前記第１の発光層に含まれる前記アシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ２は前記第２の発光層のＨＯＭＯ準位エネルギー、Ａは前記第１の発光層と前記陽極とが接する場合における前記陽極の仕事関数、または前記第１の発光層と前記陽極との間に前記第１の発光層と接して有機化合物層が配置された場合における前記有機化合物層のＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。
【００１０】
また、本発明の別の形態は、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の発光層に接しかつ、前記第１の発光層よりも前記陽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、前記第２の発光層に電子を輸送するアシストドーパント材料と、を含み、前記第２の有機ＥＬ素子は、下記の関係式（４）乃至（６）を満たすように構成されていることを特徴とする。
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜Ｂ｜ ・・・（４）
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＨＯＭＯ２｜ ・・・（５）
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＬＵＭＯａ｜＜｜Ｂ｜＋｜ＬＵＭＯ２｜−｜ＬＵＭＯ１｜ ・・・（６）
ここで、ＬＵＭＯ１は前記第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、ＬＵＭＯａは前記第１の発光層に含まれる前記アシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＬＵＭＯ２は前記第２の発光層のＬＵＭＯ準位エネルギー、Ｂは前記第１の発光層と前記陰極とが接する場合における前記陰極の仕事関数、または前記第１の発光層と前記陰極との間に前記第１の発光層と接して有機化合物層が配置された場合における前記有機化合物層のＬＵＭＯ準位エネルギーを表している。
【発明の効果】
【００１１】
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、電荷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】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る表示装置の一例を示す模式図
【図２】第１の実施形態に係る各発光層のエネルギーバンドを示す模式図
【図３】第２の実施形態に係る表示装置の一例を示す模式図
【図４】第２の実施形態に係る各発光層のエネルギーバンドを示す模式図
【図５】第３の実施形態に係る表示装置の一例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
特に、以下の実施形態では、第１の色、第２の色、第３の色をそれぞれ青色、赤色、緑色としている。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、青色の有機ＥＬ素子、赤色の有機ＥＬ素子、緑色の有機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青色の発光層、赤色の発光層、緑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。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、第１の実施形態に係る表示装置を示す斜視模式図である。本実施形態の表示装置は、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。なお、画素とは１つの発光素子の発光領域に対応した領域を意味している。本実施形態の表示装置では、発光素子は有機ＥＬ素子であり、画素１のそれぞれに１つの色の有機ＥＬ素子が配置されている。有機ＥＬ素子の発光色としては、赤色、緑色、青色、黄色、シアン、マゼンタ、白色などが挙げられる。また、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。
【００１６】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ｂ線における部分断面模式図である。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１３Ｒ（１３Ｇ，１３Ｂ）と、電子輸送層１４と、陰極１５と、を備える有機ＥＬ素子３Ｒ（３Ｇ，３Ｂ）からなる。また、有機ＥＬ素子３Ｒは、赤色を発する有機ＥＬ素子であり、素子内の赤色発光層１３Ｒが発光する。同様に、有機ＥＬ素子３Ｇ，３Ｂは、それぞれ緑色を発する有機ＥＬ素子、青色を発する有機ＥＬ素子であり、それぞれ素子内の緑色発光層１３Ｇ、青色発光層１３Ｂが発光する。
【００１７】
陽極１１は隣の画素の陽極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）間に絶縁層２０が設けられている。また、正孔輸送層１２、電子輸送層１４、陰極１５は、図１（ｂ）のように隣の画素と共通で形成されていてもよいし、画素毎にパターニングされて形成されてもよい。
【００１８】
各有機ＥＬ素子は、外部の酸素や水分が侵入しないように、封止キャップ３０によって封止されている。また、封止キャップ３０の内側には、乾燥剤が入れられている。
【００１９】
本実施形態では、青色の有機ＥＬ素子３Ｂの青色発光層１３Ｂが、有機ＥＬ素子３Ｒ，１３Ｇの領域にわたって一体で形成されており、いわゆる青色発光層１３Ｂはコモン発光層となっている。この構成により、発光層をパターニングする高精細な金属マスクの使用回数を減らすことができる。
【００２０】
さらに、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒにおいては、赤色発光層１３Ｒが青色発光層１３Ｂに接して、陰極１５側に配置されている。同様に、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇにおいては、緑色発光層１３Ｇが青色発光層１３Ｂに接して、陰極１５側に配置されている。つまり、本実施形態では、赤色発光層１３Ｒとコモン発光層である青色発光層１３Ｂとの間、緑色発光層１３Ｇとコモン発光層である青色発光層１３Ｂとの間に電荷阻止層を設けない構成である。このため、有機ＥＬ素子の駆動電圧を大きくすることがない。
【００２１】
さらに、電荷阻止層を設けない構成でも、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ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。すなわち、本実施形態では、青色発光層１３Ｂは、ホスト材料と、発光層１３Ｒ，１３Ｇに正孔を輸送するためのアシストドーパント材料と、を含んでいる。さらに、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）は、下記の関係式（１）乃至（３）を満たすように構成されている。
｜ＨＯＭＯ１｜＞｜Ａ｜ ・・・（１）
｜ＨＯＭＯ１｜＞｜ＨＯＭＯ２｜ ・・・（２）
｜Ａ｜＋｜ＨＯＭＯ２｜−｜ＨＯＭＯ１｜＜｜ＨＯＭＯａ｜＜｜ＨＯＭＯ１｜ ・・・（３）
ここで、ＨＯＭＯ１は青色発光層１３Ｂに含まれるホスト材料のＨＯＭＯ（最高被占軌道）準位エネルギー、ＨＯＭＯａは青色発光層１３Ｂに含まれるアシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。また、ＨＯＭＯ２は赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。そして、Ａは青色発光層１３Ｂと陽極１１とが接する場合における陽極１１の仕事関数、または青色発光層１３Ｂと陽極１１との間に青色発光層１３Ｂと接して有機化合物層が配置された場合における有機化合物層のＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。
【００２２】
なお、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーとは、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）に含まれる材料のＨＯＭＯ準位エネルギーの中で、絶対値が最も小さいＨＯＭＯ準位エネルギーのことである。例えば、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層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（もしくは緑色発光層１３Ｇ）がホスト材料と発光ドーパント材料からなる場合は、ホスト材料と発光ドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーのうち絶対値が小さい方のＨＯＭＯ準位エネルギーが赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーである。有機化合物層のＨＯＭＯ準位エネルギーとは、この有機化合物層が１つの材料のみからなる場合はその材料のＨＯＭＯ準位エネルギーであり、２つ以上の材料から成る場合には最も成分の多い材料のＨＯＭＯ準位エネルギーのことである。
【００２３】
図２を用いて上記の関係式について説明する。図２は、関係式（１）乃至（３）を満たす青色発光層１３Ｂと赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のエネルギーバンドを示している。図２では、青色発光層１３Ｂと陽極１１との間に青色発光層１３Ｂと接して正孔輸送層１２が配置された場合を示しており、Ａ＝ＨＯＭＯＨＴＬである。
【００２４】
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）が効率よく発光するためには、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）正孔と電子を効率よく注入される必要がある。ここで、図２（ａ）で示すように、青色発光層１３ＢのＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値が正孔輸送層１２のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値よりも大きい場合を考える（｜ＨＯＭＯ１｜＞｜Ａ｜、｜ＨＯＭＯ１｜＞｜ＨＯＭＯ２｜）。この場合、青色発光層１３Ｂと正孔輸送層１２の界面には、正孔注入障壁（青色発光層１３Ｂと正孔輸送層１２のＨＯＭＯ準位エネルギーの差）が生じてしまい、正孔が青色発光層１３Ｂ内に注入されにくい。その結果、正孔が青色発光層１３Ｂ内を輸送されて赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）に注入されにくくなる。このため、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）が効率よく発光できない。
【００２５】
これに対して、正孔を輸送するためのアシストドーパント材料を青色発光層１３Ｂに混合させることにより、正孔が青色発光層１３Ｂのアシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位に注入され、その準位から赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）に注入される。この結果、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）が効率よく発光することができる。
【００２６】
このために、アシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値は、青色発光層１３Ｂのホスト材料のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値よりも小さい必要がある。つまり、
｜ＨＯＭＯａ｜＜｜ＨＯＭＯ１｜ ・・・（３Ａ）
を満たす必要がある。
【００２７】
一方、図２（ｂ）で示すように、アシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値は、正孔輸送層１２のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値よりも小さくてもよい。しかし、アシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位に注入された正孔は、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位に注入されるためには、以下の正孔注入障壁を超える必要がある。すなわち、アシストドーパント材料と赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーの差で表される正孔注入障壁である。この正孔注入障壁が、もともと考慮していた青色発光層１３Ｂと正孔輸送層１２のＨＯＭＯ準位エネルギーの差で表される正孔注入障壁よりも大きくなると、アシストドーパント材料を混合させる効果を得ることができない。このため、アシストドーパント材料と赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーの差は、青色発光層１３Ｂと正孔輸送層１２のＨＯＭＯ準位エネルギーの差よりも小さい必要がある。つまり、
｜ＨＯＭＯ２｜−｜ＨＯＭＯａ｜＜｜ＨＯＭＯ１｜−｜Ａ｜ ・・・（３Ｂ）
を満たす必要がある。
【００２８】
そして、上記式（３Ａ）及び式（３Ｂ）から関係式（３）が導かれる。
【００２９】
このように、コモン発光層（青色発光層１３Ｂ）と赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）とが上記の関係式（１）乃至（３）を満たすことによって、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）への正孔注入性が向上する。その結果、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）内での正孔と電子とが再結合する確率が増え、その再結合エネルギーを利用して有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇを効率よく発光させることができる。なお、コモン発光層と称してはいるが、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒおよび緑色の有機ＥＬ素子３Ｇにおいては、コモン発光層は発光しない。本発明において、発光しないとは、全く発光しない、あるいは視認されない程度の強度でしか発光しないことをいう。
【００３０】
また、本実施形態の青色発光層１３Ｂは、ホスト材料とアシストドーパント材料の他に青色を発する発光ドーパント材料を含んでいる。発光ドーパント材料は青色発光層１３Ｂに含まれる成分中で１０重量％以下であることが好ましい。発光ドーパント材料が１０重量％より大きくなると濃度消光により発光効率の低下がおこる可能性があるためである。そして、効率よく正孔を輸送するために、アシストドーパント材料は、発光ドーパント材料より多く、ホスト材料より少ないことが好ましい。より具体的には、アシストドーパント材料の濃度は１５重量％以上４５重量％以下であり、さらに２５重量％以上４５重量％以下であることがより好ましい。
【００３１】
特に、本実施形態では、青色発光層Ｂのホスト材料としてアントラセン誘導体を用いた場合に、アシストドーパントを導入して得られる効果が大きい。アントラセン誘導体を青色発光層１３Ｂのホスト材料として用いた青色の有機ＥＬ素子３Ｂは高い発光効率が確認され、表示装置などの低消費電力化に対して効果的であると考えられる。しかし、青色発光層１３Ｂのホスト材料の条件を満たすアントラセン誘導体はＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値が大きいものが多く、正孔輸送層１２からの正孔注入障壁が大きくなる。このため、本実施形態のようなコモン発光層として青色発光層１３Ｂを設ける構成では、隣接する赤色発光層１３Ｒ，緑色発光層１３Ｇまで正孔が注入されにくく、赤色発光層１３Ｒ，緑色発光層１３Ｇで効率よく発光しない恐れが生じる。そのため、アントラセン誘導体をホスト材料として用いた青色発光層１３Ｂにおいて、電アシストドーパント材料を導入した際に得られる効果は大きくなる。
【００３２】
青色発光層１３Ｂのホスト材料に用いられるアントラセン誘導体は、化合物１から化合物４が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、化合物１，２，３，４のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値は、５．８９ｅＶ，５．８８ｅＶ，５．７６ｅＶ，５．８６ｅＶである。
【００３３】
【化１】
【００３４】
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）に関しては、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層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、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層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。
【００３５】
本実施形態では、コモン発光層として青色発光層１３Ｂ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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、各部材に関して具体的に説明する。
【００３９】
基板１０は、ガラス、プラスチック等の絶縁性の基板や、シリコン基板などを用いることができる。また、基板１０は、トランジスタやＭＩＭ素子等のスイッチング素子が上記絶縁性の基板等に形成されていてもよい。また、その場合には、基板１０には、スイッチング素子の凹凸を平坦化するための平坦化膜を有していてもよい。
【００４０】
陽極１１および陰極１５は、酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛などの透明酸化物導電層や、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｕ，Ｍｇ，Ｃｓなどの金属単体やそれらの合金からなる金属層などを用いることができる。さらには、陽極１１および陰極１５は、透明酸化物導電層と金属層の積層膜や、複数の金属層の積層膜で構成されていてもよい。
【００４１】
正孔輸送層１２は、正孔注入性、正孔輸送性を備える有機化合物の単層又は複数の層からなる。一方、電子輸送層１４は、電子注入性、電子輸送性を備える有機化合物の単層又は複数の層からなる。また、必要に応じて、正孔輸送層１２として、発光層から陽極１１側に電子が移動するのを抑制するために、電子阻止層を設けることもできる。また、電子輸送層１４として、正孔阻止層を設けることもできる。また、正孔輸送層１２、電子輸送層１４として、発光層で発生した励起子の拡散を抑制するための励起子阻止層を設けることもできる。なお、正孔輸送層１２と電子輸送層１４は、必須ではなく、有機ＥＬ素子の構成によってはなくてもよい。
【００４２】
発光層としては、特に制限はなく公知の材料を適用することが可能である。また、赤色発光層１３Ｒや緑色発光層１３Ｇは、発光材料のみで構成されていてもよいし、発光ドーパント材料とホスト材料との混合層であってもよく、さらにはアシストドーパント材料を含んでいてもよい。また、本発明において、ホスト材料とは、発光層内の成分のうち最も重量成分が多い材料のことをいう。また、発光材料、発光ドーパント材料は、蛍光材料、燐光材料のどちらでもよい。
【００４３】
絶縁層２０としては、アクリル樹脂や、ポリイミド樹脂などの樹脂材料、窒化珪素などの無機材料を用いることができ、また樹脂材料と無機材料との積層膜も用いることができる。また、絶縁層２０は必須ではなく、陽極１１と陰極１５とがショートしない構成であればなくてもよい。
【００４４】
封止キャップ３０としては、ガラスやプラスチックなどのキャップ上の部材を用いることができる。また、封止キャップ３０は、例えばガラス板などの板状の部材と、この部材と基板１０とを接着するために表示領域２の周囲に配置されたシール剤と、で構成されてもよい。また、封止キャップ３０と有機ＥＬ素子の陰極１５との間の空間は、窒素やアルゴン等のガスが封入されていてもよいし、アクリル樹脂などの樹脂材料で充填されていてもよい。
【００４５】
有機ＥＬ素子を封止する構成であればどんなものでもよく、封止キャップ３０の代わりに、有機ＥＬ素子の陰極１５上に、窒化珪素や酸化珪素、酸化アルミナなどの無機材料からなる封止膜が配置された構成でもよい。さらに封止膜は、２層以上の無機材料からなる積層膜で構成されていてもよし、無機材料と樹脂材料の積層膜で構成されていてもよい。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態を表す部分断面模式図である。本実施形態は、赤色発光層１３Ｒ、緑色発光層１３Ｇがともに、青色発光層１３Ｂに接して陽極１１側に配置されている点が第１の実施形態と異なる。さらに、本実施形態では、青色発光層１３Ｂは、ホスト材料と、発光層１３Ｒ，１３Ｇに電子を輸送するためのアシストドーパント材料と、を含んでいる点が第１の実施形態と異なる。また、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）は、下記の関係式（４）乃至（６）を満たすように構成されている点が第１の実施形態と異なる。
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜Ｂ｜ ・・・（４）
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＨＯＭＯ２｜ ・・・（５）
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＬＵＭＯａ｜＜｜Ｂ｜＋｜ＬＵＭＯ２｜−｜ＬＵＭＯ１｜ ・・・（６）
ここで、ＬＵＭＯ１は青色発光層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、ＬＵＭＯａは青色発光層１３Ｂに含まれるアシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギーを表している。また、ＬＵＭＯ２は赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位エネルギーを表している。そして、Ａは青色発光層１３Ｂと陰極１５とが接する場合における陰極１５の仕事関数、または青色発光層１３Ｂと陰極１５との間に青色発光層１３Ｂと接して有機化合物層が配置された場合における有機化合物層のＬＵＭＯ準位エネルギーを表している。
【００４９】
なお、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位エネルギーとは、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）に含まれる材料のＬＵＭＯ準位エネルギーの中で、絶対値が最も大きいＬＵＭＯ準位エネルギーのことである。例えば、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）が発光材料のみからなる場合は、その発光材料のＬＵＭＯ準位エネルギーのことである。また、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）がホスト材料と発光ドーパント材料からなる場合は、ホスト材料と発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギーのうち絶対値が大きい方のＬＵＭＯ準位エネルギーが赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位エネルギーである。有機化合物層のＬＵＭＯ準位エネルギーとは、この有機化合物層が１つの材料のみからなる場合はその材料のＬＵＭＯ準位エネルギーであり、２つ以上の材料から成る場合には最も成分の多い材料のＬＵＭＯ準位エネルギーのことである。
【００５０】
図４を用いて上記の関係式（４）乃至（６）について説明する。図４は、関係式（４）乃至（６）を満たす青色発光層１３Ｂと赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のエネルギーバンドを示している。図４では、青色発光層１３Ｂと陰極１５との間に青色発光層１３Ｂと接して電子輸送層１４が配置された場合を示しており、Ｂ＝ＬＵＭＯＥＴＬである。
【００５１】
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）が効率よく発光するためには、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）正孔と電子を効率よく注入される必要がある。ここで、図４（ａ）で示すように、青色発光層１３ＢのＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値が電子輸送層１４のＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値よりも小さい場合を考える（｜ＬＵＭＯ１｜＜｜Ｂ｜、｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＬＵＭＯ２｜）。この場合、青色発光層１３Ｂと電子輸送層１４の界面には、電子注入障壁（青色発光層１３Ｂと電子輸送層１４のＬＵＭＯ準位エネルギーの差）が生じてしまい、電子が青色発光層１３Ｂ内に注入されにくい。その結果、電子が青色発光層１３Ｂ内を輸送されて赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）に注入されにくくなる。このため、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）が効率よく発光できない。
【００５２】
これに対して、電子を輸送するためのアシストドーパント材料を青色発光層１３Ｂに混合させることにより、電子が青色発光層１３Ｂのアシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位に注入され、その準位から赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）に注入される。この結果、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）が効率よく発光することができる。
【００５３】
このために、アシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値は、青色発光層１３Ｂのホスト材料のＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値よりも大きい必要がある。つまり、
｜ＬＵＭＯａ｜＞｜ＬＵＭＯ１｜ ・・・（６Ａ）
を満たす必要がある。
【００５４】
一方、図４（ｂ）で示すように、アシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値は、電子輸送層１４のＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値よりも大きくてもよい。しかし、アシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位に注入された電子は、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位に注入されるためには、以下の電子注入障壁を超える必要がある。すなわち、アシストドーパント材料と赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位エネルギーの差で表される正孔注入障壁である。この正孔注入障壁が、もともと考慮していた青色発光層１３Ｂと正孔輸送層１２ＬＵＭＯ準位エネルギーの差で表される電子注入障壁よりも大きくなると、アシストドーパント材料を混合させる効果を得ることができない。このため、アシストドーパント材料と赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位エネルギーの差は、青色発光層１３Ｂと正孔輸送層１２のＬＵＭＯ準位エネルギーの差よりも小さい必要がある。つまり、
｜ＬＵＭＯａ｜−｜ＬＵＭＯ２｜＜｜ＬＵＭＯ１｜−｜Ｂ｜ ・・・（６Ｂ）
を満たす必要がある。
【００５５】
そして、上記式（６Ａ）及び式（６Ｂ）から関係式（６）が導かれる。
【００５６】
このように、コモン発光層（青色発光層１３Ｂ）と赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）とが上記の関係式（４）乃至（６）を満たすことによって、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）への電子注入性が向上する。その結果、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）内での正孔と電子とが再結合する確率が増え、その再結合エネルギーを利用して有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇを効率よく発光させることができる。なお、コモン発光層と称してはいるが、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒおよび緑色の有機ＥＬ素子３Ｇにおいては、コモン発光層は発光しない。本発明において、発光しないとは、全く発光しない、あるいは視認されない程度の強度でしか発光しないことをいう。
【００５７】
また、本実施形態の青色発光層１３Ｂは、ホスト材料とアシストドーパント材料の他に青色を発する発光ドーパント材料を含んでいる。発光ドーパント材料は青色発光層１３Ｂに含まれる成分中で１０重量％以下であることが好ましい。発光ドーパント材料が１０重量％より大きくなると濃度消光により発光効率の低下がおこる可能性があるためである。そして、効率よく正孔を輸送するために、アシストドーパント材料は、発光ドーパント材料より多く、ホスト材料より少ないことが好ましい。より具体的には、アシストドーパント材料の濃度は１５重量％以上４５重量％以下であり、さらに２５重量％以上４５重量％以下であることがより好ましい。
【００５８】
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）に関しては、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）から青色発光層１３Ｂに正孔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、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）と青色発光層１３Ｂとの間に正孔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。
【００５９】
本実施形態では、コモン発光層として青色発光層１３Ｂ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。
【００６０】
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、逆の構成でもよい。
【００６１】
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。
【００６２】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態を表す部分断面模式図である。本実施形態は、緑色発光層１３Ｇが青色発光層１３Ｂに接して陽極１１側に配置されている点が第１の実施形態と異なる。本実施形態では、青色発光層１３Ｂは、ホスト材料の他に、赤色発光層１３Ｒに正孔を輸送するための正孔輸送アシストドーパント材料と緑色発光層１３Ｇに電子を輸送するための電子輸送アシストドーパント材料のうち少なくとも一方を含んでいる。また、青色発光層１３が赤色発光層１３Ｒに正孔を輸送するための正孔輸送アシストドーパント材料を含む場合、青色発光層１３Ｂと赤色発光層１３Ｒは、上記の関係式（１）乃至（３）を満たすように構成されている。また、青色発光層１３が緑色発光層１３Ｇに電子を輸送するための電子輸送アシストドーパント材料を含む場合、青色発光層１３Ｂと緑色発光層１３Ｇは、上記の関係式（４）乃至（６）を満たすように構成されている。
【００６３】
ただし、関係式（１）、（３）においてＨＯＭＯａとあるのは、赤色発光層１３Ｒに正孔を輸送するための正孔輸送アシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーと読み替える。同様に、関係式（４）、（６）においてＬＵＭＯａとあるのは、緑色発光層１３Ｇに電子を輸送するための電子輸送アシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギーと読み替える。
【００６４】
必要に応じて、このような構成にすると、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒにおいては、青色発光層１３Ｂからの赤色発光層１３Ｒへの正孔注入性が向上する、あるいは、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇにおいては、青色発光層１３Ｂからの緑色発光層１３Ｇへの電子注入性が向上する。そのため、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇを効率よく発光させることができる。
【００６５】
なお、青色発光層１３Ｂは、正孔輸送アシストドーパント材料と電子輸送アシストドーパント材料の両方を含んでもよい。この場合、正孔輸送アシストドーパント材料と電子輸送アシストドーパント材料とは、同一の材料であってもよいし異なる材料であってもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、赤色発光層１３Ｒが青色発光層１３Ｂに接して陰極１５側に配置され、緑色発光層１３Ｇが青色発光層１３Ｂに接して陽極１１側に配置されている例を示したが、その構成は逆でもよい。つまり、赤色発光層１３Ｒが青色発光層１３Ｂに接して陽極１１側に配置され、緑色発光層１３Ｇが青色発光層１３Ｂに接して陰極１５側に配置されていてもよい。この場合、青色発光層１３Ｂと赤色発光層１３Ｒは、上記の関係式（４）乃至（６）を満たし、青色発光層１３Ｂと緑色発光層１３Ｇは、上記の関係式（１）乃至（３）を満たすように構成されていればよい。
【００６７】
本実施形態では、コモン発光層として青色発光層１３Ｂ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。
【００６８】
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、逆の構成でもよい。
【００６９】
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。
【実施例】
【００７０】
本実施例におけるＨＯＭＯ（最高被占軌道）準位エネルギーは、大気下光電子分光法（測定器名ＡＣ−２、理研機器製）を用いて測定した。また、ＬＵＭＯ（最低空軌道）準位エネルギーは、ＨＯＭＯ準位エネルギーから紫外・可視分光法（ＵＶ／ＶＩＳ Ｖ−５６０、日本分光製）を用いて測定したスペクトルの吸収端から求めたバンドギャップを差し引いて算出した。
【００７１】
（実施例１）
図１に示す構成の表示装置を作製した。本実施例は、第１の実施形態に対応している。また、本実施例は、基板１０とは反対側の面から光を取り出すトップエミッション型の表示装置である。
【００７２】
まず、ガラス基板上に低温ポリシリコンＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を形成し、その上に窒化珪素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形成して、図１（ａ）に示す基板１０を作製した。この基板１０上にアルミニウム合金を２００ｎｍの厚さで成膜した後、ＩＴＯ膜を２０ｎｍの厚さで成膜した。続いて、アルミニウム合金とＩＴＯ膜を画素毎にパターニングして陽極１１を形成した。
【００７３】
陽極１１の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法によりパターニングして絶縁層２０を形成した。次に、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄して煮沸洗浄後に乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄した後、以下の有機化合物層を真空蒸着法により下記の構成で成膜した。
【００７４】
まず、表示領域２の全体に化合物１を６０ｎｍの厚さで蒸着して、共通の正孔輸送層１２を成膜した。なお、化合物１のＨＯＭＯ準位エネルギーは、５．３０ｅＶであった。
【００７５】
【化２】
【００７６】
次に、正孔輸送層１２の上に、化合物１で表されるホスト材料と化合物６で表されるアシストドーパント材料と化合物７で表される青色発光ドーパント材料を共蒸着（体積比６９：３０：１）して、膜厚２０ｎｍの青色発光層１３Ｂを表示領域２の全面にわたって成膜した。なお、化合物１、化合物６のＨＯＭＯ準位エネルギーは、５．８６ｅＶ、５．６８ｅＶであった。
【００７７】
【化３】
【００７８】
次に、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒの画素に対応する位置に、化合物８で表されるホスト材料と化合物９で表される赤色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９９：１）して、膜厚２０ｎｍの赤色発光層１３Ｒをマスクで成膜した。また同様にして、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇの画素に対応する位置に、化合物１０で表されるホスト材料と化合物１１で表される緑色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９５：５）して、膜厚２０ｎｍの緑色発光層１３Ｇをマスクで成膜した。
【００７９】
なお、化合物８のＨＯＭＯ準位エネルギーは５．５０ｅＶであった。また、化合物１０のＨＯＭＯ準位エネルギーは５．７２ｅＶであった。
【００８０】
【化４】
【００８１】
次に、表示領域２の全体に化合物１２を１０ｎｍの厚さで蒸着して、共通の正孔阻止層を成膜した（不図示）。続いて、表示領域２の全体に化合物１３を３０ｎｍの厚さで蒸着して、共通の電子輸送層１４を成膜した。
【００８２】
【化５】
【００８３】
次に、表示領域２の全体にマグネシウム金属と銀金属とを共蒸着して、膜厚２０ｎｍの陰極１５を成膜した。最後に、窒素雰囲気中のグローブボックスにおいて、乾燥剤を入れた封止キャップ３０により表示領域２の全体を封止した。
【００８４】
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒでは、｜ＨＯＭＯ１｜＝５．８６ｅＶ，｜ＨＯＭＯａ｜＝５．６８ｅＶ，｜Ａ｜＝５．３０ｅＶ，｜ＨＯＭＯ２｜＝５．５０ｅＶなので、関係式（１）乃至（３）を満たしていた。青色の有機ＥＬ素子３Ｂでは、｜ＨＯＭＯ１｜＝５．８６ｅＶ，｜ＨＯＭＯａ｜＝５．６８ｅＶ，｜Ａ｜＝５．３０ｅＶ，｜ＨＯＭＯ２｜＝５．７２ｅＶなので、関係式（１）乃至（３）を満たしていた。
【００８５】
このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒと、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇと、青色の有機ＥＬ素子３Ｂのそれぞれが良好な赤色発光、緑色発光、青色発光の発光特性を示した。
【００８６】
（実施例２）
本実施例は、緑色発光層１３Ｇの構成が実施例１とは異なっている。具体的には、緑色発光層１３Ｇのホスト材料として青色発光層１３Ｂに含まれるアシストドーパント材料と同じ材料、つまり、化合物６で表される材料を用いた。それ以外の構成は実施例１と同じである表示装置を作製した。
【００８７】
この場合、青色の有機ＥＬ素子３Ｂでは、｜ＨＯＭＯ１｜＝５．８６ｅＶ，｜ＨＯＭＯａ｜＝５．６８ｅＶ，｜Ａ｜＝５．３０ｅＶ，｜ＨＯＭＯ２｜＝５．６８ｅＶなので、関係式（１）乃至（３）を満たしていた。
【００８８】
このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒと、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇと、青色の有機ＥＬ素子３Ｂのそれぞれが良好な赤色発光、緑色発光、青色発光の発光特性を示した。
【００８９】
（比較例１）
本比較例は、青色発光層１３Ｂが、化合物１で表されるホスト材料と化合物７で表される青色発光ドーパント材料とを、体積比９９：１で共蒸着した点、つまりアシストドーパント材料を含まない点が実施例１と異なる。それ以外の構成は実施例１と同様の表示装置を作製した。
【００９０】
このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、青色の有機ＥＬ素子３Ｂに関しては良好な青色発光の特性を示した。しかし、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒと緑色の有機ＥＬ素子３Ｇに関しては、発光強度が小さく、さらに単色の赤色発光と緑色発光の特性が得られずに、それぞれ青色発光の成分が混ざった不十分な発光特性を示した。
【００９１】
（実施例３）
図３に示す構成の有機ＥＬ素子が配置された表示装置を作製した。本実施例は、赤色発光層１３Ｒと緑色発光層１３Ｇとが青色発光層１３Ｂの陽極１１側に配置された点、青色発光層１３Ｂの構成が実施例１とは異なっている。以下に実施例１とは異なる部分のみ説明する。
【００９２】
本実施例は、正孔輸送層１２を形成した後、青色発光層１３Ｂを形成する前に、実施例１と同じ構成の赤色発光層１３Ｒと下記構造の緑色発光層１３Ｇとを成膜した。緑色発光層１３Ｇは、化合物４で表されるホスト材料と化合物１１で表される緑色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９５：５）して、膜厚２０ｎｍで成膜した。なお、化合物８のＬＵＭＯ準位エネルギーは、２．９６ｅＶであり、化合物１０のＬＵＭＯ準位エネルギーはそれぞれ、３．０４ｅＶであった。
【００９３】
そして、その上に、化合物６で表されるホスト材料と化合物１４で表されるアシストドーパント材料と化合物１５で表される青色発光ドーパント材料を共蒸着（体積比６５：３０：５）して、膜厚２０ｎｍの青色発光層１３Ｂを表示領域２の全面にわたって成膜した。なお、化合物６、化合物１４のＬＵＭＯ準位エネルギーは、２．７４ｅＶ、３．０１ｅＶであった。
【００９４】
【化６】
【００９５】
そして、青色発光層１３Ｂの陰極１５側で接する正孔阻止層に用いた化合物１０のＬＵＭＯ準位エネルギーは、３．０９ｅＶであった。
【００９６】
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒでは、｜ＬＵＭＯ１｜＝２．７４ｅＶ，｜ＬＵＭＯａ｜＝３．０１ｅＶ，｜Ｂ｜＝３．０９ｅＶ，｜ＬＵＭＯ２｜＝２．９６ｅＶなので、関係式（４）乃至（６）を満たしていた。青色の有機ＥＬ素子３Ｂでは、｜ＬＵＭＯ１｜＝２．７４ｅＶ，｜ＬＵＭＯａ｜＝３．０１ｅＶ，｜Ｂ｜＝３．０９ｅＶ，｜ＬＵＭＯ２｜＝３．０４ｅＶなので、関係式（１）乃至（３）を満たしていた。
【００９７】
このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒと、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇと、青色の有機ＥＬ素子３Ｂのそれぞれが良好な赤色発光、緑色発光、青色発光の発光特性を示した。
【００９８】
（比較例２）
本比較例は、青色発光層１３Ｂが、化合物１で表されるホスト材料と化合物７で表される青色発光ドーパント材料とを、体積比９９：１で共蒸着した点、つまりアシストドーパント材料を含まない点が実施例１と異なる。それ以外の構成は実施例３と同様の表示装置を作製した。
【００９９】
このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、青色の有機ＥＬ素子３Ｂに関しては良好な青色発光の特性を示した。しかし、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇに関しては、発光強度が小さく、さらに単色の赤色発光、緑色発光の特性が得られずに、青色発光の成分が混ざった不十分な発光特性を示した。
【符号の説明】
【０１００】
３Ｒ 赤色の有機ＥＬ素子
３Ｇ 緑色の有機ＥＬ素子
３Ｂ 青色の有機ＥＬ素子
１１ 陽極
１３Ｒ 赤色発光層
１３Ｇ 緑色発光層
１３Ｂ 青色発光層
１５ 陰極
【技術分野】
【０００１】
有機ＥＬ素子を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年盛んに開発されている有機ＥＬ素子は、陽極と、少なくとも発光層を含む有機化合物と、陰極と、が積層された構成を成している。また、赤、緑、青の三色の有機ＥＬ素子を用いた多色表示装置では、赤、緑、青それぞれ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るのが一般的な製造方法である。
【０００３】
表示装置における画素サイズの微細化が進み、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なものになっている。その結果、高精細な金属マスクの製造および維持管理が困難になっている。
【０００４】
特許文献１では、青色発光層を画素領域の全面に渡って形成し、赤発光層および緑色発光層は青色発光層の上層に積層して形成される構成が開示されている。青色発光層に関しては高精細マスクを使用することなく画素領域の全面に形成することで、パターニング用の金属マスクの使用回数を減らし、且つ、発光効率の低い青色の画素面積を大きくすることにより、表示装置の寿命を改善することができるとしている。
【０００５】
上記構成では、赤色および緑色の有機ＥＬ素子において、画素領域全面に形成された青色発光層は発光させずに、積層された赤色およ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、赤色発光層およ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、およ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、電子阻止層などの電荷阻止層を設ける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２００７−０６６８６２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、電荷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】
本発明の一つの形態は、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の発光層に接しかつ、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、前記第２の発光層に正孔を輸送するアシストドーパント材料と、を含み、前記第２の有機ＥＬ素子は、下記の関係式（１）乃至（３）を満たすように構成されていることを特徴とする。
｜ＨＯＭＯ１｜＞｜Ａ｜ ・・・（１）
｜ＨＯＭＯ１｜＞｜ＨＯＭＯ２｜ ・・・（２）
｜Ａ｜＋｜ＨＯＭＯ２｜−｜ＨＯＭＯ１｜＜｜ＨＯＭＯａ｜＜｜ＨＯＭＯ１｜ ・・・（３）
ここで、ＨＯＭＯ１は前記第１の発光層に含まれる前記ホスト材料のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯａは前記第１の発光層に含まれる前記アシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ２は前記第２の発光層のＨＯＭＯ準位エネルギー、Ａは前記第１の発光層と前記陽極とが接する場合における前記陽極の仕事関数、または前記第１の発光層と前記陽極との間に前記第１の発光層と接して有機化合物層が配置された場合における前記有機化合物層のＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。
【００１０】
また、本発明の別の形態は、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の発光層に接しかつ、前記第１の発光層よりも前記陽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、前記第２の発光層に電子を輸送するアシストドーパント材料と、を含み、前記第２の有機ＥＬ素子は、下記の関係式（４）乃至（６）を満たすように構成されていることを特徴とする。
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜Ｂ｜ ・・・（４）
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＨＯＭＯ２｜ ・・・（５）
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＬＵＭＯａ｜＜｜Ｂ｜＋｜ＬＵＭＯ２｜−｜ＬＵＭＯ１｜ ・・・（６）
ここで、ＬＵＭＯ１は前記第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、ＬＵＭＯａは前記第１の発光層に含まれる前記アシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＬＵＭＯ２は前記第２の発光層のＬＵＭＯ準位エネルギー、Ｂは前記第１の発光層と前記陰極とが接する場合における前記陰極の仕事関数、または前記第１の発光層と前記陰極との間に前記第１の発光層と接して有機化合物層が配置された場合における前記有機化合物層のＬＵＭＯ準位エネルギーを表している。
【発明の効果】
【００１１】
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、電荷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】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る表示装置の一例を示す模式図
【図２】第１の実施形態に係る各発光層のエネルギーバンドを示す模式図
【図３】第２の実施形態に係る表示装置の一例を示す模式図
【図４】第２の実施形態に係る各発光層のエネルギーバンドを示す模式図
【図５】第３の実施形態に係る表示装置の一例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
特に、以下の実施形態では、第１の色、第２の色、第３の色をそれぞれ青色、赤色、緑色としている。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、青色の有機ＥＬ素子、赤色の有機ＥＬ素子、緑色の有機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青色の発光層、赤色の発光層、緑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。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、第１の実施形態に係る表示装置を示す斜視模式図である。本実施形態の表示装置は、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。なお、画素とは１つの発光素子の発光領域に対応した領域を意味している。本実施形態の表示装置では、発光素子は有機ＥＬ素子であり、画素１のそれぞれに１つの色の有機ＥＬ素子が配置されている。有機ＥＬ素子の発光色としては、赤色、緑色、青色、黄色、シアン、マゼンタ、白色などが挙げられる。また、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。
【００１６】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ｂ線における部分断面模式図である。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１３Ｒ（１３Ｇ，１３Ｂ）と、電子輸送層１４と、陰極１５と、を備える有機ＥＬ素子３Ｒ（３Ｇ，３Ｂ）からなる。また、有機ＥＬ素子３Ｒは、赤色を発する有機ＥＬ素子であり、素子内の赤色発光層１３Ｒが発光する。同様に、有機ＥＬ素子３Ｇ，３Ｂは、それぞれ緑色を発する有機ＥＬ素子、青色を発する有機ＥＬ素子であり、それぞれ素子内の緑色発光層１３Ｇ、青色発光層１３Ｂが発光する。
【００１７】
陽極１１は隣の画素の陽極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）間に絶縁層２０が設けられている。また、正孔輸送層１２、電子輸送層１４、陰極１５は、図１（ｂ）のように隣の画素と共通で形成されていてもよいし、画素毎にパターニングされて形成されてもよい。
【００１８】
各有機ＥＬ素子は、外部の酸素や水分が侵入しないように、封止キャップ３０によって封止されている。また、封止キャップ３０の内側には、乾燥剤が入れられている。
【００１９】
本実施形態では、青色の有機ＥＬ素子３Ｂの青色発光層１３Ｂが、有機ＥＬ素子３Ｒ，１３Ｇの領域にわたって一体で形成されており、いわゆる青色発光層１３Ｂはコモン発光層となっている。この構成により、発光層をパターニングする高精細な金属マスクの使用回数を減らすことができる。
【００２０】
さらに、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒにおいては、赤色発光層１３Ｒが青色発光層１３Ｂに接して、陰極１５側に配置されている。同様に、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇにおいては、緑色発光層１３Ｇが青色発光層１３Ｂに接して、陰極１５側に配置されている。つまり、本実施形態では、赤色発光層１３Ｒとコモン発光層である青色発光層１３Ｂとの間、緑色発光層１３Ｇとコモン発光層である青色発光層１３Ｂとの間に電荷阻止層を設けない構成である。このため、有機ＥＬ素子の駆動電圧を大きくすることがない。
【００２１】
さらに、電荷阻止層を設けない構成でも、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ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。すなわち、本実施形態では、青色発光層１３Ｂは、ホスト材料と、発光層１３Ｒ，１３Ｇに正孔を輸送するためのアシストドーパント材料と、を含んでいる。さらに、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）は、下記の関係式（１）乃至（３）を満たすように構成されている。
｜ＨＯＭＯ１｜＞｜Ａ｜ ・・・（１）
｜ＨＯＭＯ１｜＞｜ＨＯＭＯ２｜ ・・・（２）
｜Ａ｜＋｜ＨＯＭＯ２｜−｜ＨＯＭＯ１｜＜｜ＨＯＭＯａ｜＜｜ＨＯＭＯ１｜ ・・・（３）
ここで、ＨＯＭＯ１は青色発光層１３Ｂに含まれるホスト材料のＨＯＭＯ（最高被占軌道）準位エネルギー、ＨＯＭＯａは青色発光層１３Ｂに含まれるアシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。また、ＨＯＭＯ２は赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。そして、Ａは青色発光層１３Ｂと陽極１１とが接する場合における陽極１１の仕事関数、または青色発光層１３Ｂと陽極１１との間に青色発光層１３Ｂと接して有機化合物層が配置された場合における有機化合物層のＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。
【００２２】
なお、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーとは、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）に含まれる材料のＨＯＭＯ準位エネルギーの中で、絶対値が最も小さいＨＯＭＯ準位エネルギーのことである。例えば、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層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（もしくは緑色発光層１３Ｇ）がホスト材料と発光ドーパント材料からなる場合は、ホスト材料と発光ドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーのうち絶対値が小さい方のＨＯＭＯ準位エネルギーが赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーである。有機化合物層のＨＯＭＯ準位エネルギーとは、この有機化合物層が１つの材料のみからなる場合はその材料のＨＯＭＯ準位エネルギーであり、２つ以上の材料から成る場合には最も成分の多い材料のＨＯＭＯ準位エネルギーのことである。
【００２３】
図２を用いて上記の関係式について説明する。図２は、関係式（１）乃至（３）を満たす青色発光層１３Ｂと赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のエネルギーバンドを示している。図２では、青色発光層１３Ｂと陽極１１との間に青色発光層１３Ｂと接して正孔輸送層１２が配置された場合を示しており、Ａ＝ＨＯＭＯＨＴＬである。
【００２４】
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）が効率よく発光するためには、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）正孔と電子を効率よく注入される必要がある。ここで、図２（ａ）で示すように、青色発光層１３ＢのＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値が正孔輸送層１２のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値よりも大きい場合を考える（｜ＨＯＭＯ１｜＞｜Ａ｜、｜ＨＯＭＯ１｜＞｜ＨＯＭＯ２｜）。この場合、青色発光層１３Ｂと正孔輸送層１２の界面には、正孔注入障壁（青色発光層１３Ｂと正孔輸送層１２のＨＯＭＯ準位エネルギーの差）が生じてしまい、正孔が青色発光層１３Ｂ内に注入されにくい。その結果、正孔が青色発光層１３Ｂ内を輸送されて赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）に注入されにくくなる。このため、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）が効率よく発光できない。
【００２５】
これに対して、正孔を輸送するためのアシストドーパント材料を青色発光層１３Ｂに混合させることにより、正孔が青色発光層１３Ｂのアシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位に注入され、その準位から赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）に注入される。この結果、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）が効率よく発光することができる。
【００２６】
このために、アシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値は、青色発光層１３Ｂのホスト材料のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値よりも小さい必要がある。つまり、
｜ＨＯＭＯａ｜＜｜ＨＯＭＯ１｜ ・・・（３Ａ）
を満たす必要がある。
【００２７】
一方、図２（ｂ）で示すように、アシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値は、正孔輸送層１２のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値よりも小さくてもよい。しかし、アシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位に注入された正孔は、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位に注入されるためには、以下の正孔注入障壁を超える必要がある。すなわち、アシストドーパント材料と赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーの差で表される正孔注入障壁である。この正孔注入障壁が、もともと考慮していた青色発光層１３Ｂと正孔輸送層１２のＨＯＭＯ準位エネルギーの差で表される正孔注入障壁よりも大きくなると、アシストドーパント材料を混合させる効果を得ることができない。このため、アシストドーパント材料と赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＨＯＭＯ準位エネルギーの差は、青色発光層１３Ｂと正孔輸送層１２のＨＯＭＯ準位エネルギーの差よりも小さい必要がある。つまり、
｜ＨＯＭＯ２｜−｜ＨＯＭＯａ｜＜｜ＨＯＭＯ１｜−｜Ａ｜ ・・・（３Ｂ）
を満たす必要がある。
【００２８】
そして、上記式（３Ａ）及び式（３Ｂ）から関係式（３）が導かれる。
【００２９】
このように、コモン発光層（青色発光層１３Ｂ）と赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）とが上記の関係式（１）乃至（３）を満たすことによって、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）への正孔注入性が向上する。その結果、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）内での正孔と電子とが再結合する確率が増え、その再結合エネルギーを利用して有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇを効率よく発光させることができる。なお、コモン発光層と称してはいるが、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒおよび緑色の有機ＥＬ素子３Ｇにおいては、コモン発光層は発光しない。本発明において、発光しないとは、全く発光しない、あるいは視認されない程度の強度でしか発光しないことをいう。
【００３０】
また、本実施形態の青色発光層１３Ｂは、ホスト材料とアシストドーパント材料の他に青色を発する発光ドーパント材料を含んでいる。発光ドーパント材料は青色発光層１３Ｂに含まれる成分中で１０重量％以下であることが好ましい。発光ドーパント材料が１０重量％より大きくなると濃度消光により発光効率の低下がおこる可能性があるためである。そして、効率よく正孔を輸送するために、アシストドーパント材料は、発光ドーパント材料より多く、ホスト材料より少ないことが好ましい。より具体的には、アシストドーパント材料の濃度は１５重量％以上４５重量％以下であり、さらに２５重量％以上４５重量％以下であることがより好ましい。
【００３１】
特に、本実施形態では、青色発光層Ｂのホスト材料としてアントラセン誘導体を用いた場合に、アシストドーパントを導入して得られる効果が大きい。アントラセン誘導体を青色発光層１３Ｂのホスト材料として用いた青色の有機ＥＬ素子３Ｂは高い発光効率が確認され、表示装置などの低消費電力化に対して効果的であると考えられる。しかし、青色発光層１３Ｂのホスト材料の条件を満たすアントラセン誘導体はＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値が大きいものが多く、正孔輸送層１２からの正孔注入障壁が大きくなる。このため、本実施形態のようなコモン発光層として青色発光層１３Ｂを設ける構成では、隣接する赤色発光層１３Ｒ，緑色発光層１３Ｇまで正孔が注入されにくく、赤色発光層１３Ｒ，緑色発光層１３Ｇで効率よく発光しない恐れが生じる。そのため、アントラセン誘導体をホスト材料として用いた青色発光層１３Ｂにおいて、電アシストドーパント材料を導入した際に得られる効果は大きくなる。
【００３２】
青色発光層１３Ｂのホスト材料に用いられるアントラセン誘導体は、化合物１から化合物４が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、化合物１，２，３，４のＨＯＭＯ準位エネルギーの絶対値は、５．８９ｅＶ，５．８８ｅＶ，５．７６ｅＶ，５．８６ｅＶである。
【００３３】
【化１】
【００３４】
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）に関しては、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層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、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層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。
【００３５】
本実施形態では、コモン発光層として青色発光層１３Ｂ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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、各部材に関して具体的に説明する。
【００３９】
基板１０は、ガラス、プラスチック等の絶縁性の基板や、シリコン基板などを用いることができる。また、基板１０は、トランジスタやＭＩＭ素子等のスイッチング素子が上記絶縁性の基板等に形成されていてもよい。また、その場合には、基板１０には、スイッチング素子の凹凸を平坦化するための平坦化膜を有していてもよい。
【００４０】
陽極１１および陰極１５は、酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛などの透明酸化物導電層や、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｕ，Ｍｇ，Ｃｓなどの金属単体やそれらの合金からなる金属層などを用いることができる。さらには、陽極１１および陰極１５は、透明酸化物導電層と金属層の積層膜や、複数の金属層の積層膜で構成されていてもよい。
【００４１】
正孔輸送層１２は、正孔注入性、正孔輸送性を備える有機化合物の単層又は複数の層からなる。一方、電子輸送層１４は、電子注入性、電子輸送性を備える有機化合物の単層又は複数の層からなる。また、必要に応じて、正孔輸送層１２として、発光層から陽極１１側に電子が移動するのを抑制するために、電子阻止層を設けることもできる。また、電子輸送層１４として、正孔阻止層を設けることもできる。また、正孔輸送層１２、電子輸送層１４として、発光層で発生した励起子の拡散を抑制するための励起子阻止層を設けることもできる。なお、正孔輸送層１２と電子輸送層１４は、必須ではなく、有機ＥＬ素子の構成によってはなくてもよい。
【００４２】
発光層としては、特に制限はなく公知の材料を適用することが可能である。また、赤色発光層１３Ｒや緑色発光層１３Ｇは、発光材料のみで構成されていてもよいし、発光ドーパント材料とホスト材料との混合層であってもよく、さらにはアシストドーパント材料を含んでいてもよい。また、本発明において、ホスト材料とは、発光層内の成分のうち最も重量成分が多い材料のことをいう。また、発光材料、発光ドーパント材料は、蛍光材料、燐光材料のどちらでもよい。
【００４３】
絶縁層２０としては、アクリル樹脂や、ポリイミド樹脂などの樹脂材料、窒化珪素などの無機材料を用いることができ、また樹脂材料と無機材料との積層膜も用いることができる。また、絶縁層２０は必須ではなく、陽極１１と陰極１５とがショートしない構成であればなくてもよい。
【００４４】
封止キャップ３０としては、ガラスやプラスチックなどのキャップ上の部材を用いることができる。また、封止キャップ３０は、例えばガラス板などの板状の部材と、この部材と基板１０とを接着するために表示領域２の周囲に配置されたシール剤と、で構成されてもよい。また、封止キャップ３０と有機ＥＬ素子の陰極１５との間の空間は、窒素やアルゴン等のガスが封入されていてもよいし、アクリル樹脂などの樹脂材料で充填されていてもよい。
【００４５】
有機ＥＬ素子を封止する構成であればどんなものでもよく、封止キャップ３０の代わりに、有機ＥＬ素子の陰極１５上に、窒化珪素や酸化珪素、酸化アルミナなどの無機材料からなる封止膜が配置された構成でもよい。さらに封止膜は、２層以上の無機材料からなる積層膜で構成されていてもよし、無機材料と樹脂材料の積層膜で構成されていてもよい。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態を表す部分断面模式図である。本実施形態は、赤色発光層１３Ｒ、緑色発光層１３Ｇがともに、青色発光層１３Ｂに接して陽極１１側に配置されている点が第１の実施形態と異なる。さらに、本実施形態では、青色発光層１３Ｂは、ホスト材料と、発光層１３Ｒ，１３Ｇに電子を輸送するためのアシストドーパント材料と、を含んでいる点が第１の実施形態と異なる。また、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）は、下記の関係式（４）乃至（６）を満たすように構成されている点が第１の実施形態と異なる。
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜Ｂ｜ ・・・（４）
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＨＯＭＯ２｜ ・・・（５）
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＬＵＭＯａ｜＜｜Ｂ｜＋｜ＬＵＭＯ２｜−｜ＬＵＭＯ１｜ ・・・（６）
ここで、ＬＵＭＯ１は青色発光層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、ＬＵＭＯａは青色発光層１３Ｂに含まれるアシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギーを表している。また、ＬＵＭＯ２は赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位エネルギーを表している。そして、Ａは青色発光層１３Ｂと陰極１５とが接する場合における陰極１５の仕事関数、または青色発光層１３Ｂと陰極１５との間に青色発光層１３Ｂと接して有機化合物層が配置された場合における有機化合物層のＬＵＭＯ準位エネルギーを表している。
【００４９】
なお、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位エネルギーとは、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）に含まれる材料のＬＵＭＯ準位エネルギーの中で、絶対値が最も大きいＬＵＭＯ準位エネルギーのことである。例えば、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）が発光材料のみからなる場合は、その発光材料のＬＵＭＯ準位エネルギーのことである。また、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）がホスト材料と発光ドーパント材料からなる場合は、ホスト材料と発光ドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギーのうち絶対値が大きい方のＬＵＭＯ準位エネルギーが赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位エネルギーである。有機化合物層のＬＵＭＯ準位エネルギーとは、この有機化合物層が１つの材料のみからなる場合はその材料のＬＵＭＯ準位エネルギーであり、２つ以上の材料から成る場合には最も成分の多い材料のＬＵＭＯ準位エネルギーのことである。
【００５０】
図４を用いて上記の関係式（４）乃至（６）について説明する。図４は、関係式（４）乃至（６）を満たす青色発光層１３Ｂと赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のエネルギーバンドを示している。図４では、青色発光層１３Ｂと陰極１５との間に青色発光層１３Ｂと接して電子輸送層１４が配置された場合を示しており、Ｂ＝ＬＵＭＯＥＴＬである。
【００５１】
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）が効率よく発光するためには、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）正孔と電子を効率よく注入される必要がある。ここで、図４（ａ）で示すように、青色発光層１３ＢのＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値が電子輸送層１４のＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値よりも小さい場合を考える（｜ＬＵＭＯ１｜＜｜Ｂ｜、｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＬＵＭＯ２｜）。この場合、青色発光層１３Ｂと電子輸送層１４の界面には、電子注入障壁（青色発光層１３Ｂと電子輸送層１４のＬＵＭＯ準位エネルギーの差）が生じてしまい、電子が青色発光層１３Ｂ内に注入されにくい。その結果、電子が青色発光層１３Ｂ内を輸送されて赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）に注入されにくくなる。このため、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）が効率よく発光できない。
【００５２】
これに対して、電子を輸送するためのアシストドーパント材料を青色発光層１３Ｂに混合させることにより、電子が青色発光層１３Ｂのアシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位に注入され、その準位から赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）に注入される。この結果、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）が効率よく発光することができる。
【００５３】
このために、アシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値は、青色発光層１３Ｂのホスト材料のＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値よりも大きい必要がある。つまり、
｜ＬＵＭＯａ｜＞｜ＬＵＭＯ１｜ ・・・（６Ａ）
を満たす必要がある。
【００５４】
一方、図４（ｂ）で示すように、アシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値は、電子輸送層１４のＬＵＭＯ準位エネルギーの絶対値よりも大きくてもよい。しかし、アシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位に注入された電子は、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位に注入されるためには、以下の電子注入障壁を超える必要がある。すなわち、アシストドーパント材料と赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位エネルギーの差で表される正孔注入障壁である。この正孔注入障壁が、もともと考慮していた青色発光層１３Ｂと正孔輸送層１２ＬＵＭＯ準位エネルギーの差で表される電子注入障壁よりも大きくなると、アシストドーパント材料を混合させる効果を得ることができない。このため、アシストドーパント材料と赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）のＬＵＭＯ準位エネルギーの差は、青色発光層１３Ｂと正孔輸送層１２のＬＵＭＯ準位エネルギーの差よりも小さい必要がある。つまり、
｜ＬＵＭＯａ｜−｜ＬＵＭＯ２｜＜｜ＬＵＭＯ１｜−｜Ｂ｜ ・・・（６Ｂ）
を満たす必要がある。
【００５５】
そして、上記式（６Ａ）及び式（６Ｂ）から関係式（６）が導かれる。
【００５６】
このように、コモン発光層（青色発光層１３Ｂ）と赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）とが上記の関係式（４）乃至（６）を満たすことによって、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）への電子注入性が向上する。その結果、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）内での正孔と電子とが再結合する確率が増え、その再結合エネルギーを利用して有機ＥＬ素子３Ｒ，３Ｇを効率よく発光させることができる。なお、コモン発光層と称してはいるが、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒおよび緑色の有機ＥＬ素子３Ｇにおいては、コモン発光層は発光しない。本発明において、発光しないとは、全く発光しない、あるいは視認されない程度の強度でしか発光しないことをいう。
【００５７】
また、本実施形態の青色発光層１３Ｂは、ホスト材料とアシストドーパント材料の他に青色を発する発光ドーパント材料を含んでいる。発光ドーパント材料は青色発光層１３Ｂに含まれる成分中で１０重量％以下であることが好ましい。発光ドーパント材料が１０重量％より大きくなると濃度消光により発光効率の低下がおこる可能性があるためである。そして、効率よく正孔を輸送するために、アシストドーパント材料は、発光ドーパント材料より多く、ホスト材料より少ないことが好ましい。より具体的には、アシストドーパント材料の濃度は１５重量％以上４５重量％以下であり、さらに２５重量％以上４５重量％以下であることがより好ましい。
【００５８】
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ（もしくは緑色の有機ＥＬ素子３Ｇ）に関しては、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）から青色発光層１３Ｂに正孔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、赤色発光層１３Ｒ（もしくは緑色発光層１３Ｇ）と青色発光層１３Ｂとの間に正孔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。
【００５９】
本実施形態では、コモン発光層として青色発光層１３Ｂ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。
【００６０】
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、逆の構成でもよい。
【００６１】
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。
【００６２】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態を表す部分断面模式図である。本実施形態は、緑色発光層１３Ｇが青色発光層１３Ｂに接して陽極１１側に配置されている点が第１の実施形態と異なる。本実施形態では、青色発光層１３Ｂは、ホスト材料の他に、赤色発光層１３Ｒに正孔を輸送するための正孔輸送アシストドーパント材料と緑色発光層１３Ｇに電子を輸送するための電子輸送アシストドーパント材料のうち少なくとも一方を含んでいる。また、青色発光層１３が赤色発光層１３Ｒに正孔を輸送するための正孔輸送アシストドーパント材料を含む場合、青色発光層１３Ｂと赤色発光層１３Ｒは、上記の関係式（１）乃至（３）を満たすように構成されている。また、青色発光層１３が緑色発光層１３Ｇに電子を輸送するための電子輸送アシストドーパント材料を含む場合、青色発光層１３Ｂと緑色発光層１３Ｇは、上記の関係式（４）乃至（６）を満たすように構成されている。
【００６３】
ただし、関係式（１）、（３）においてＨＯＭＯａとあるのは、赤色発光層１３Ｒに正孔を輸送するための正孔輸送アシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギーと読み替える。同様に、関係式（４）、（６）においてＬＵＭＯａとあるのは、緑色発光層１３Ｇに電子を輸送するための電子輸送アシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギーと読み替える。
【００６４】
必要に応じて、このような構成にすると、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒにおいては、青色発光層１３Ｂからの赤色発光層１３Ｒへの正孔注入性が向上する、あるいは、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇにおいては、青色発光層１３Ｂからの緑色発光層１３Ｇへの電子注入性が向上する。そのため、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇを効率よく発光させることができる。
【００６５】
なお、青色発光層１３Ｂは、正孔輸送アシストドーパント材料と電子輸送アシストドーパント材料の両方を含んでもよい。この場合、正孔輸送アシストドーパント材料と電子輸送アシストドーパント材料とは、同一の材料であってもよいし異なる材料であってもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、赤色発光層１３Ｒが青色発光層１３Ｂに接して陰極１５側に配置され、緑色発光層１３Ｇが青色発光層１３Ｂに接して陽極１１側に配置されている例を示したが、その構成は逆でもよい。つまり、赤色発光層１３Ｒが青色発光層１３Ｂに接して陽極１１側に配置され、緑色発光層１３Ｇが青色発光層１３Ｂに接して陰極１５側に配置されていてもよい。この場合、青色発光層１３Ｂと赤色発光層１３Ｒは、上記の関係式（４）乃至（６）を満たし、青色発光層１３Ｂと緑色発光層１３Ｇは、上記の関係式（１）乃至（３）を満たすように構成されていればよい。
【００６７】
本実施形態では、コモン発光層として青色発光層１３Ｂ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。
【００６８】
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、逆の構成でもよい。
【００６９】
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。
【実施例】
【００７０】
本実施例におけるＨＯＭＯ（最高被占軌道）準位エネルギーは、大気下光電子分光法（測定器名ＡＣ−２、理研機器製）を用いて測定した。また、ＬＵＭＯ（最低空軌道）準位エネルギーは、ＨＯＭＯ準位エネルギーから紫外・可視分光法（ＵＶ／ＶＩＳ Ｖ−５６０、日本分光製）を用いて測定したスペクトルの吸収端から求めたバンドギャップを差し引いて算出した。
【００７１】
（実施例１）
図１に示す構成の表示装置を作製した。本実施例は、第１の実施形態に対応している。また、本実施例は、基板１０とは反対側の面から光を取り出すトップエミッション型の表示装置である。
【００７２】
まず、ガラス基板上に低温ポリシリコンＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を形成し、その上に窒化珪素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形成して、図１（ａ）に示す基板１０を作製した。この基板１０上にアルミニウム合金を２００ｎｍの厚さで成膜した後、ＩＴＯ膜を２０ｎｍの厚さで成膜した。続いて、アルミニウム合金とＩＴＯ膜を画素毎にパターニングして陽極１１を形成した。
【００７３】
陽極１１の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法によりパターニングして絶縁層２０を形成した。次に、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄して煮沸洗浄後に乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄した後、以下の有機化合物層を真空蒸着法により下記の構成で成膜した。
【００７４】
まず、表示領域２の全体に化合物１を６０ｎｍの厚さで蒸着して、共通の正孔輸送層１２を成膜した。なお、化合物１のＨＯＭＯ準位エネルギーは、５．３０ｅＶであった。
【００７５】
【化２】
【００７６】
次に、正孔輸送層１２の上に、化合物１で表されるホスト材料と化合物６で表されるアシストドーパント材料と化合物７で表される青色発光ドーパント材料を共蒸着（体積比６９：３０：１）して、膜厚２０ｎｍの青色発光層１３Ｂを表示領域２の全面にわたって成膜した。なお、化合物１、化合物６のＨＯＭＯ準位エネルギーは、５．８６ｅＶ、５．６８ｅＶであった。
【００７７】
【化３】
【００７８】
次に、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒの画素に対応する位置に、化合物８で表されるホスト材料と化合物９で表される赤色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９９：１）して、膜厚２０ｎｍの赤色発光層１３Ｒをマスクで成膜した。また同様にして、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇの画素に対応する位置に、化合物１０で表されるホスト材料と化合物１１で表される緑色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９５：５）して、膜厚２０ｎｍの緑色発光層１３Ｇをマスクで成膜した。
【００７９】
なお、化合物８のＨＯＭＯ準位エネルギーは５．５０ｅＶであった。また、化合物１０のＨＯＭＯ準位エネルギーは５．７２ｅＶであった。
【００８０】
【化４】
【００８１】
次に、表示領域２の全体に化合物１２を１０ｎｍの厚さで蒸着して、共通の正孔阻止層を成膜した（不図示）。続いて、表示領域２の全体に化合物１３を３０ｎｍの厚さで蒸着して、共通の電子輸送層１４を成膜した。
【００８２】
【化５】
【００８３】
次に、表示領域２の全体にマグネシウム金属と銀金属とを共蒸着して、膜厚２０ｎｍの陰極１５を成膜した。最後に、窒素雰囲気中のグローブボックスにおいて、乾燥剤を入れた封止キャップ３０により表示領域２の全体を封止した。
【００８４】
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒでは、｜ＨＯＭＯ１｜＝５．８６ｅＶ，｜ＨＯＭＯａ｜＝５．６８ｅＶ，｜Ａ｜＝５．３０ｅＶ，｜ＨＯＭＯ２｜＝５．５０ｅＶなので、関係式（１）乃至（３）を満たしていた。青色の有機ＥＬ素子３Ｂでは、｜ＨＯＭＯ１｜＝５．８６ｅＶ，｜ＨＯＭＯａ｜＝５．６８ｅＶ，｜Ａ｜＝５．３０ｅＶ，｜ＨＯＭＯ２｜＝５．７２ｅＶなので、関係式（１）乃至（３）を満たしていた。
【００８５】
このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒと、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇと、青色の有機ＥＬ素子３Ｂのそれぞれが良好な赤色発光、緑色発光、青色発光の発光特性を示した。
【００８６】
（実施例２）
本実施例は、緑色発光層１３Ｇの構成が実施例１とは異なっている。具体的には、緑色発光層１３Ｇのホスト材料として青色発光層１３Ｂに含まれるアシストドーパント材料と同じ材料、つまり、化合物６で表される材料を用いた。それ以外の構成は実施例１と同じである表示装置を作製した。
【００８７】
この場合、青色の有機ＥＬ素子３Ｂでは、｜ＨＯＭＯ１｜＝５．８６ｅＶ，｜ＨＯＭＯａ｜＝５．６８ｅＶ，｜Ａ｜＝５．３０ｅＶ，｜ＨＯＭＯ２｜＝５．６８ｅＶなので、関係式（１）乃至（３）を満たしていた。
【００８８】
このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒと、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇと、青色の有機ＥＬ素子３Ｂのそれぞれが良好な赤色発光、緑色発光、青色発光の発光特性を示した。
【００８９】
（比較例１）
本比較例は、青色発光層１３Ｂが、化合物１で表されるホスト材料と化合物７で表される青色発光ドーパント材料とを、体積比９９：１で共蒸着した点、つまりアシストドーパント材料を含まない点が実施例１と異なる。それ以外の構成は実施例１と同様の表示装置を作製した。
【００９０】
このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、青色の有機ＥＬ素子３Ｂに関しては良好な青色発光の特性を示した。しかし、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒと緑色の有機ＥＬ素子３Ｇに関しては、発光強度が小さく、さらに単色の赤色発光と緑色発光の特性が得られずに、それぞれ青色発光の成分が混ざった不十分な発光特性を示した。
【００９１】
（実施例３）
図３に示す構成の有機ＥＬ素子が配置された表示装置を作製した。本実施例は、赤色発光層１３Ｒと緑色発光層１３Ｇとが青色発光層１３Ｂの陽極１１側に配置された点、青色発光層１３Ｂの構成が実施例１とは異なっている。以下に実施例１とは異なる部分のみ説明する。
【００９２】
本実施例は、正孔輸送層１２を形成した後、青色発光層１３Ｂを形成する前に、実施例１と同じ構成の赤色発光層１３Ｒと下記構造の緑色発光層１３Ｇとを成膜した。緑色発光層１３Ｇは、化合物４で表されるホスト材料と化合物１１で表される緑色発光ドーパント材料とを共蒸着（体積比９５：５）して、膜厚２０ｎｍで成膜した。なお、化合物８のＬＵＭＯ準位エネルギーは、２．９６ｅＶであり、化合物１０のＬＵＭＯ準位エネルギーはそれぞれ、３．０４ｅＶであった。
【００９３】
そして、その上に、化合物６で表されるホスト材料と化合物１４で表されるアシストドーパント材料と化合物１５で表される青色発光ドーパント材料を共蒸着（体積比６５：３０：５）して、膜厚２０ｎｍの青色発光層１３Ｂを表示領域２の全面にわたって成膜した。なお、化合物６、化合物１４のＬＵＭＯ準位エネルギーは、２．７４ｅＶ、３．０１ｅＶであった。
【００９４】
【化６】
【００９５】
そして、青色発光層１３Ｂの陰極１５側で接する正孔阻止層に用いた化合物１０のＬＵＭＯ準位エネルギーは、３．０９ｅＶであった。
【００９６】
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒでは、｜ＬＵＭＯ１｜＝２．７４ｅＶ，｜ＬＵＭＯａ｜＝３．０１ｅＶ，｜Ｂ｜＝３．０９ｅＶ，｜ＬＵＭＯ２｜＝２．９６ｅＶなので、関係式（４）乃至（６）を満たしていた。青色の有機ＥＬ素子３Ｂでは、｜ＬＵＭＯ１｜＝２．７４ｅＶ，｜ＬＵＭＯａ｜＝３．０１ｅＶ，｜Ｂ｜＝３．０９ｅＶ，｜ＬＵＭＯ２｜＝３．０４ｅＶなので、関係式（１）乃至（３）を満たしていた。
【００９７】
このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、
赤色の有機ＥＬ素子３Ｒと、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇと、青色の有機ＥＬ素子３Ｂのそれぞれが良好な赤色発光、緑色発光、青色発光の発光特性を示した。
【００９８】
（比較例２）
本比較例は、青色発光層１３Ｂが、化合物１で表されるホスト材料と化合物７で表される青色発光ドーパント材料とを、体積比９９：１で共蒸着した点、つまりアシストドーパント材料を含まない点が実施例１と異なる。それ以外の構成は実施例３と同様の表示装置を作製した。
【００９９】
このようにして得られた表示装置の特性を評価した。各画素に所望の電流を通電すると、青色の有機ＥＬ素子３Ｂに関しては良好な青色発光の特性を示した。しかし、赤色の有機ＥＬ素子３Ｒ、緑色の有機ＥＬ素子３Ｇに関しては、発光強度が小さく、さらに単色の赤色発光、緑色発光の特性が得られずに、青色発光の成分が混ざった不十分な発光特性を示した。
【符号の説明】
【０１００】
３Ｒ 赤色の有機ＥＬ素子
３Ｇ 緑色の有機ＥＬ素子
３Ｂ 青色の有機ＥＬ素子
１１ 陽極
１３Ｒ 赤色発光層
１３Ｇ 緑色発光層
１３Ｂ 青色発光層
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の発光層に接しかつ、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、前記第２の発光層に正孔を輸送するアシストドーパント材料と、を含み、
前記第２の有機ＥＬ素子は、下記の関係式（１）乃至（３）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。
｜ＨＯＭＯ１｜＞｜Ａ｜ ・・・（１）
｜ＨＯＭＯ１｜＞｜ＨＯＭＯ２｜ ・・・（２）
｜Ａ｜＋｜ＨＯＭＯ２｜−｜ＨＯＭＯ１｜＜｜ＨＯＭＯａ｜＜｜ＨＯＭＯ１｜ ・・・（３）
ここで、ＨＯＭＯ１は前記第１の発光層に含まれる前記ホスト材料のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯａは前記第１の発光層に含まれる前記アシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ２は前記第２の発光層のＨＯＭＯ準位エネルギー、Ａは前記第１の発光層と前記陽極とが接する場合における前記陽極の仕事関数、または前記第１の発光層と前記陽極との間に前記第１の発光層と接して有機化合物層が配置された場合における前記有機化合物層のＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。
【請求項２】
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の発光層に接しかつ、前記第１の発光層よりも前記陽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、前記第２の発光層に電子を輸送するアシストドーパント材料と、を含み、
前記第２の有機ＥＬ素子は、下記の関係式（４）乃至（６）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。
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜Ｂ｜ ・・・（４）
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＨＯＭＯ２｜ ・・・（５）
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＬＵＭＯａ｜＜｜Ｂ｜＋｜ＬＵＭＯ２｜−｜ＬＵＭＯ１｜ ・・・（６）
ここで、ＬＵＭＯ１は前記第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、ＬＵＭＯａは前記第１の発光層に含まれる前記アシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＬＵＭＯ２は前記第２の発光層のＬＵＭＯ準位エネルギー、Ｂは前記第１の発光層と前記陰極とが接する場合における前記陰極の仕事関数、または前記第１の発光層と前記陰極との間に前記第１の発光層と接して有機化合物層が配置された場合における前記有機化合物層のＬＵＭＯ準位エネルギーを表している。
【請求項３】
前記第１の発光層のホスト材料としてアントラセン誘導体を用いることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【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の発光層に接しかつ、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、前記第２の発光層に正孔を輸送するアシストドーパント材料と、を含み、
前記第２の有機ＥＬ素子は、下記の関係式（１）乃至（３）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。
｜ＨＯＭＯ１｜＞｜Ａ｜ ・・・（１）
｜ＨＯＭＯ１｜＞｜ＨＯＭＯ２｜ ・・・（２）
｜Ａ｜＋｜ＨＯＭＯ２｜−｜ＨＯＭＯ１｜＜｜ＨＯＭＯａ｜＜｜ＨＯＭＯ１｜ ・・・（３）
ここで、ＨＯＭＯ１は前記第１の発光層に含まれる前記ホスト材料のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯａは前記第１の発光層に含まれる前記アシストドーパント材料のＨＯＭＯ準位エネルギー、ＨＯＭＯ２は前記第２の発光層のＨＯＭＯ準位エネルギー、Ａは前記第１の発光層と前記陽極とが接する場合における前記陽極の仕事関数、または前記第１の発光層と前記陽極との間に前記第１の発光層と接して有機化合物層が配置された場合における前記有機化合物層のＨＯＭＯ準位エネルギーを表している。
【請求項２】
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の発光層に接しかつ、前記第１の発光層よりも前記陽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、前記第２の発光層に電子を輸送するアシストドーパント材料と、を含み、
前記第２の有機ＥＬ素子は、下記の関係式（４）乃至（６）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。
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜Ｂ｜ ・・・（４）
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＨＯＭＯ２｜ ・・・（５）
｜ＬＵＭＯ１｜＜｜ＬＵＭＯａ｜＜｜Ｂ｜＋｜ＬＵＭＯ２｜−｜ＬＵＭＯ１｜ ・・・（６）
ここで、ＬＵＭＯ１は前記第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、ＬＵＭＯａは前記第１の発光層に含まれる前記アシストドーパント材料のＬＵＭＯ準位エネルギー、ＬＵＭＯ２は前記第２の発光層のＬＵＭＯ準位エネルギー、Ｂは前記第１の発光層と前記陰極とが接する場合における前記陰極の仕事関数、または前記第１の発光層と前記陰極との間に前記第１の発光層と接して有機化合物層が配置された場合における前記有機化合物層のＬＵＭＯ準位エネルギーを表している。
【請求項３】
前記第１の発光層のホスト材料としてアントラセン誘導体を用いることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−５１１５８（Ｐ２０１３−５１１５８Ａ）
【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２０１１−１８９１３２（Ｐ２０１１−１８９１３２）
【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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