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JP2011204801A - 有機エレクトロルミネッセンス装置 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス装置 Download PDF

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JP2011204801A JP2010068939A JP2010068939A JP2011204801A JP 2011204801 A JP2011204801 A JP 2011204801A JP 2010068939 A JP2010068939 A JP 2010068939A JP 2010068939 A JP2010068939 A JP 2010068939A JP 2011204801 A JP2011204801 A JP 2011204801A
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剛 池田
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Abstract

【課題】内部量子収率の向上に三重項−三重項消滅を効果的に利用可能とする技術を提供する。
【解決手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、陽極ＡＮＤと、陰極ＣＴＤと、前記陽極ＡＮＤと前記陰極ＣＴＤとの間に位置し、正孔輸送性を有している第１ホスト材料と青色蛍光性を有している第１ドーパントとを含んだ発光層ＥＭＬと、前記陰極ＣＴＤと前記発光層ＥＭＬとの間で前記発光層ＥＭＬと接触し、電子輸送性を有している第２ホスト材料と蛍光性及び燐光性の少なくとも一方を有している第２ドーパントとを含み、前記第２ホスト材料は前記第１ホスト材料と比較してイオン化エネルギーがより大きく、前記第２ドーパントは前記第１ホスト材料と比較してイオン化エネルギーがより小さく、前記第２ドーパントが放出する最大強度の蛍光は、前記第１ドーパントが放出する最大強度の蛍光と比較して波長がより短い電荷エスケープ層ＣＥＬとを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬという）装置に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子に電荷を注入することによって生じる励起子のうち、４分の１は一重項励起子であり、４分の３は三重項励起子である。そのため、一重項励起状態から基底状態への電子の遷移によって生じる蛍光のみを利用する有機ＥＬ素子については、理論的に達成可能な内部量子収率は、最大でも２５％であるとされてきた。
三重項励起状態から基底状態への電子遷移によって生じる燐光を利用する有機ＥＬ素子は、理論的には、蛍光のみを利用する有機ＥＬ素子と比較して、より高い内部量子収率を達成可能である。一重項励起状態から三重項励起状態への項間交差を考慮すると、理論的には、最大で１００％の内部量子収率を達成できる。
しかしながら、一般に、燐光材料は重原子の錯体であり、また、燐光を利用する有機ＥＬ素子において三重項励起子のエネルギーを有効利用するためには、発光層が含んでいるホスト材料及び発光層に隣接した層の材料として、励起エネルギーが大きな材料を使用しなければならない。それ故、燐光を利用する有機ＥＬ素子には、輝度半減寿命が短いという短所がある。
ところで、最近、非特許文献１に記載されているように、蛍光を利用する有機ＥＬ素子において、三重項励起子が三重項−三重項消滅することに伴って生じる一重項励起子を発光に利用することが検討されている。これを利用すると、理論的には、最大で４０％の内部量子収率を達成できる。
D. Y. Kondakov, Characterization of triplet-triplet annihilation in organic light-emitting diodes based on anthracene derivatives", Journal of Applied Physics, Volume 102, Issue 11, Article number 114504 (2007)
しかしながら、内部量子収率の向上にＴＴＦ三重項−三重項消滅を効果的に利用可能とする技術は知られていない。
そこで、本発明は、内部量子収率の向上に三重項−三重項消滅を効果的に利用可能とする技術を提供することを目的とする。
本発明の第１側面によると、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置し、正孔輸送性を有している第１ホスト材料と青色蛍光性を有している第１ドーパントとを含んだ発光層と、前記陰極と前記発光層との間で前記発光層と接触し、電子輸送性を有している第２ホスト材料と蛍光性を有している第２ドーパントとを含み、前記第２ホスト材料は前記第１ホスト材料と比較してイオン化エネルギーがより大きく、前記第２ドーパントは前記第１ホスト材料と比較してイオン化エネルギーがより小さく、前記第２ドーパントが放出する最大強度の蛍光は、前記第１ドーパントが放出する最大強度の蛍光と比較して波長がより短い電荷エスケープ層とを具備した有機エレクトロルミネッセンス装置が提供される。
本発明の第２側面によると、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置し、電子輸送性を有している第１ホスト材料と青色蛍光性を有している第１ドーパントとを含んだ発光層と、前記陽極と前記発光層との間で前記発光層と接触し、正孔輸送性を有している第２ホスト材料と蛍光性を有している第２ドーパントとを含み、前記第２ホスト材料は前記第１ホスト材料と比較して電子親和力がより小さく、前記第２ドーパントは前記第１ホスト材料と比較して電子親和力がより大きく、前記第２ドーパントが放出する最大強度の蛍光は、前記第１ドーパントが放出する最大強度の蛍光と比較して波長がより短い電荷エスケープ層とを具備した有機エレクトロルミネッセンス装置が提供される。
本発明によると、内部量子収率の向上に三重項−三重項消滅を効果的に利用可能とする技術が提供される。
本発明の有機ＥＬ装置において使用可能な有機ＥＬ素子の一例を概略的に示す断面図。 図１に示す有機ＥＬ素子におけるエネルギー準位の相関の一例を示す図。 本発明の有機ＥＬ装置において使用可能な有機ＥＬ素子の他の例を概略的に示す断面図。 図３に示す有機ＥＬ素子におけるエネルギー準位の相関の一例を示す図。 本発明の一態様に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す平面図。 図５に示す有機ＥＬ装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図。 一変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図。 素子Ａ及びＢにおいて使用した第１ドーパント及び第１ホスト材料の吸収スペクトルと第２ドーパント及び第２ホスト材料の発光スペクトルとを示すグラフ。 素子Ａ及びＢについて得られた過渡応答を示すグラフ。
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本発明の有機ＥＬ装置において使用可能な有機ＥＬ素子の一例を概略的に示す断面図である。
図１に示す有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、陽極ＡＮＤ、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬ、電荷エスケープ層ＣＥＬ、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬ、及び陰極ＣＴＤを含んだ多層構造を有している。
陽極ＡＮＤは、例えば、金属、合金、導電性の金属化合物、又はそれらの組み合わせからなる。陽極ＡＮＤは、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。陽極ＡＮＤとしては、例えば、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯという）層を使用する。
陰極ＣＴＤは、例えば、金属、合金、導電性の金属化合物、又はそれらの組み合わせからなる。陰極ＣＴＤは、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。典型的には、陰極ＣＴＤは、陽極ＡＮＤと比較して仕事関数がより小さい。陰極ＣＴＤとしては、例えば、アルミニウム層を使用する。
発光層ＥＭＬは、陽極ＡＮＤと陰極ＣＴＤとの間に介在している。発光層ＥＭＬは、有機物からなる層であって、例えば、第１ホスト材料と第１ドーパントとを含んだ混合物からなる。
第１ホスト材料は、典型的には、発光層ＥＭＬが含んでいる成分のうち、質量分率が最も大きな成分である。典型的には、発光層ＥＭＬにおける第１ホスト材料の質量分率は５０％よりも大きい。
第１ホスト材料は、正孔輸送性を有している。典型的には、第１ホスト材料の正孔移動度は、第１ホスト材料の電子移動度と比較してより大きい。そのような材料としては、例えば、１，１’−（ジメトキシ−１，４’−フェニレン）ジピレン（以下、ＤＯＰＰＰという）を使用することができる。
また、第１ホスト材料は、蛍光性及び燐光性の少なくとも一方、典型的には蛍光性を有している。第１ホスト材料は、その発光スペクトルが第１ドーパントの吸収スペクトルと少なくとも部分的に重なり合うように選ばれる。
第１ドーパントは、例えば、蛍光性を有しているドーパントである。第１ドーパントは、蛍光性及び燐光性を有しているドーパントであってもよい。即ち、第１ドーパントは、蛍光性を有しているドーパントと燐光性を有しているドーパントとの混合物であってもよい。第１ドーパントとしては、例えば、４，４’−ビス［４−（ジフェニルアミノ）スチリル］ビフェニル（以下、ＢＤＡＶＢｉという）を使用することができる。ここでは、一例として、第１ドーパントは青色蛍光性を有していることとする。
正孔輸送層ＨＴＬは、陽極ＡＮＤと発光層ＥＭＬとの間に介在している。正孔輸送層ＨＴＬは有機物からなり、そのイオン化エネルギーは、典型的には、陽極ＡＮＤの仕事関数と発光層ＥＭＬのイオン化エネルギーとの間にある。正孔輸送層ＨＴＬの材料としては、例えば、ビス−ナフチル−フェニルアミノ−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤという）を使用することができる。正孔輸送層ＨＴＬは省略することができる。
正孔注入層ＨＩＬは、陽極ＡＮＤと正孔輸送層ＨＴＬとの間に介在している。正孔注入層ＨＩＬは有機物、無機物、又は有機金属化合物からなり、そのイオン化エネルギーは、典型的には、陽極ＡＮＤの仕事関数と正孔輸送層ＨＴＬのイオン化エネルギーとの間にある。正孔注入層ＨＩＬの材料としては、例えば、アモルファスカーボン又は銅フタロシアニン（以下、ＣｕＰｃという）を使用することができる。正孔注入層ＨＩＬは省略することができる。
電子輸送層ＥＴＬは、発光層ＥＭＬと陰極ＣＴＤとの間に介在している。電子輸送層ＥＴＬは例えば有機物からなり、その電子親和力は、典型的には、発光層ＥＭＬの電子親和力と陰極ＣＴＤの仕事関数との間にある。電子輸送層ＥＴＬの材料としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3という）又は２−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，３，４−オキサジアゾール（以下、ＯＸＤという）を使用することができる。
電子注入層ＥＩＬは、電子輸送層ＥＴＬと陰極ＣＴＤとの間に介在している。電子注入層ＥＩＬは有機物、無機物、又は有機金属化合物からなり、その電子親和力は、典型的には、電子輸送層ＥＴＬの電子親和力と陰極ＣＴＤの仕事関数との間にある。電子注入層ＥＩＬの材料としては、例えば、弗化リチウムを使用することができる。電子注入層ＥＩＬは省略することができる。
電荷エスケープ層ＣＥＬは、発光層ＥＭＬと電子輸送層ＥＴＬとの間で、発光層ＥＭＬと接触している。電荷エスケープ層ＣＥＬは、第２ホスト材料と第２ドーパントとを含んでいる。
第２ホスト材料は、例えば、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる成分のうち、質量分率が最も大きな成分である。典型的には、電荷エスケープ層ＣＥＬにおける第２ホスト材料の質量分率は５０％よりも大きい。
第２ホスト材料は、電子輸送性を有している。典型的には、第２ホスト材料の電子移動度は、第２ホスト材料の正孔移動度と比較してより大きい。そのような材料としては、例えば、バソクプロイン（以下、ＢＣＰという）を使用することができる。
第２ホスト材料は、第１ホスト材料と比較してイオン化エネルギーがより大きい。第２ホスト材料は、例えば、第１ホスト材料と比較して電子親和力がより小さい。
第２ホスト材料は、蛍光性及び燐光性の少なくとも一方、例えば蛍光性を有していてもよい。この場合、第２ホスト材料は、例えば、その発光スペクトルが、第２ドーパントの吸収スペクトル、第１ホスト材料の吸収スペクトル、第１ドーパントの吸収スペクトル、又はそれらの２つ以上と少なくとも部分的に重なり合うように選択することができる。
第２ドーパントは、蛍光性を有していてもよく、燐光性を有していてもよい。或いは、第２ドーパントは蛍光性及び燐光性を有していてもよい。即ち、第２ドーパントは、蛍光性を有しているドーパントと燐光性を有しているドーパントとの混合物であってもよい。
第２ドーパントは、第１ホスト材料と比較してイオン化エネルギーがより小さい。また、典型的には、第２ドーパントが放出する最大強度の光は、第１ドーパントが放出する最大強度の蛍光と比較して波長がより短い。この場合、第２ドーパントが放出する光を、第１ドーパントの励起に利用することができる。例えば、第２ドーパントの発光スペクトルが第１ドーパントの吸収スペクトルと少なくとも部分的に重なり合っている場合、第２ドーパントが放出する蛍光及び／又は燐光は、第１ドーパントの励起光として直接的に利用され得る。
第２ドーパントとしては、例えば、１，３−ビス（９，９’−スピロビフルオレン−２−イル）ベンゼン（以下、ＢＳＢという）を使用することができる。ここでは、一例として、第２ドーパントは、蛍光性を有しており、紫色の可視光線又は紫外線を放出することとする。
上述した構成を採用すると、三重項−三重項消滅に伴って生じる一重項励起子を効果的に利用することが可能となる。これについて、以下に説明する。
三重項−三重項消滅は、以下の式に示すように、三重項励起子同士が衝突して一重項励起子を生じる現象である。
４（3Ｍ*＋3Ｍ*）→1Ｍ*＋３3Ｍ*＋４Ｍ
なお、上記式において、記号「3Ｍ*」は三重項励起子を表し、記号「1Ｍ*」は一重項励起子を表し、記号「Ｍ」は互いから解離した電子と正孔との組を表している。
発光層へのキャリアの注入によって生じた一重項励起子に加え、三重項励起子同士の衝突によって生じる一重項励起子を発光層による蛍光に利用できれば、発光層へのキャリアの注入によって生じた一重項励起子のみを発光層による蛍光に利用した場合と比較して、より高い内部量子収率を達成できる。高い内部量子収率は、高輝度化、低消費電力化及び長寿命化に有利である。
ところで、一般的な有機ＥＬ素子では、内部量子収率を高めるため、発光層に注入された電荷が隣接した層へと放出され難い構成を採用している。例えば、発光層において正孔移動度が電子移動度と比較してより大きく、発光層への正孔注入効率が発光層への電子注入効率と比較してより大きい場合には、発光層に注入した正孔が励起子の生成に利用されずに電子輸送層へと放出されるのを抑制するために、電子輸送層のイオン化エネルギーが発光層のイオン化エネルギーと比較してより大きい構成を採用する。
この構成を採用した場合、励起子は、主に、発光層のうち電子輸送層との界面近傍の領域において生成する。しかしながら、この領域には、電荷、ここでは正孔も高い密度で存在している。励起子が電荷と衝突すると、励起状態から基底状態への非放射遷移を生じる。そのため、発光層内に三重項励起子を高い密度で存在させることができない。それ故、発光層に注入した電荷に対する三重項励起子同士の衝突に伴って生じる一重項励起子の比は小さい。
図２は、図１に示す有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおけるエネルギー準位の相関の一例を示す図である。
図２において、参照符号「ＥＡHTL」及び「ＩＥHTL」は、それぞれ、正孔輸送層ＨＴＬの電子親和力及びイオン化エネルギーを表している。参照符号「ＥＡETL」及び「ＩＥETL」は、それぞれ、電子輸送層ＥＴＬの電子親和力及びイオン化エネルギーを表している。参照符号「ＥＡHST1」及び「ＩＥHST1」は、それぞれ、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力及びイオン化エネルギーを表している。参照符号「ＥＡDPT1」及び「ＩＥDPT1」は、それぞれ、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力及びイオン化エネルギーを表している。参照符号「ＥＡHST2」及び「ＩＥHST2」は、それぞれ、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ホスト材料の電子親和力及びイオン化エネルギーを表している。参照符号「ＥＡDPT2」及び「ＩＥDPT2」は、それぞれ、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントの電子親和力及びイオン化エネルギーを表している。
図２では、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1と比較してより小さい。また、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1と比較してより小さい。
正孔輸送層ＨＴＬのイオン化エネルギーＩＥHTLは、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1と比較してより小さく、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1と比較してより大きい。また、正孔輸送層ＨＴＬの電子親和力ＥＡHTLは、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1及び発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1と比較してより小さい。
電子輸送層ＥＴＬのイオン化エネルギーＩＥETLは、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1及び発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1と比較してより大きい。また、電子輸送層ＥＴＬの電子親和力ＥＡETLは、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1及び発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1と比較してより小さい。
電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST2は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1及び発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1と比較してより大きく、電子輸送層ＥＴＬのイオン化エネルギーＩＥETLとほぼ等しい。そして、この第２ホスト材料の電子親和力ＥＡHST2は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1及び発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1と比較してより小さく、電子輸送層ＥＴＬの電子親和力ＥＡETLとほぼ等しい。
電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT2は、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST2と比較してより小さく、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1と比較してより小さく、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1と比較してより大きく、電子輸送層ＥＴＬのイオン化エネルギーＩＥETLと比較してより小さい。また、この第２ドーパントの電子親和力ＥＡDPT2は、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントの電子親和力ＥＡDPT2と比較して僅かに小さく、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1及び発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1と比較してより小さく、電子輸送層ＥＴＬの電子親和力ＥＡETLと比較して僅かに小さい。
上記の通り、図２において、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST2は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1と比較してより大きい。それ故、例えば、発光層ＥＭＬにおいて正孔移動度が電子移動度と比較してより大きく、発光層ＥＭＬへの正孔注入効率が発光層ＥＭＬへの電子注入効率と比較してより大きい場合には、発光層ＥＭＬのうち電荷エスケープ層ＣＥＬとの界面近傍の領域に、励起子を高い密度で発生させることができる。
また、図２において、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT2は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1と比較してより小さい。それ故、発光層ＥＭＬから電荷エスケープ層ＣＥＬへと正孔を逃がし、先の領域における正孔の密度が過剰に高くなるのを防止できる。
このように、図２の構成を採用すると、発光層ＥＭＬの特定の領域において電荷の密度が過剰に高くなるのを防止しつつ、この領域において三重項励起子を高い密度で存在させることができる。従って、発光層ＥＭＬに注入した電荷に対する三重項励起子同士の衝突に伴って生じる一重項励起子の比を大きくすることができる。それ故、内部量子収率の向上に、三重項−三重項消滅を効果的に利用することが可能となる。
また、図２の構成を採用した場合、発光層ＥＭＬから電荷エスケープ層ＣＥＬへと逃がした正孔は、電子輸送層ＥＴＬから電荷エスケープ層ＣＥＬへと注入される電子とともに励起子を生成し得る。これら励起子が励起状態から基底状態へと遷移するのに伴って放出するエネルギーは、第１ドーパントの励起に直接的又は間接的に利用することができる。このエネルギーを第１ドーパントの励起に利用すると、内部量子収率を更に向上させることができる。
以上の通り、図１及び図２を参照しながら説明した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤでは、発光層ＥＭＬのうち電荷エスケープ層ＣＥＬと隣接した領域に正孔を蓄積させ、この領域において励起子を高密度に発生させるとともに、この領域から過剰な正孔を電荷エスケープ層ＣＥＬへと速やかに移動させる構成を採用している。その代わりに、以下に説明するように、発光層ＥＭＬのうち電荷エスケープ層ＣＥＬと隣接した領域に電子を蓄積させ、この領域において励起子を高密度に発生させるとともに、この領域から過剰な電子を電荷エスケープ層ＣＥＬへと速やかに移動させる構成を採用してもよい。
図３は、本発明の有機ＥＬ装置において使用可能な有機ＥＬ素子の他の例を概略的に示す断面図である。
図３に示す有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、以下の点を除き、図１を参照しながら説明した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと同様である。
発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料は、典型的には、発光層ＥＭＬが含んでいる成分のうち、質量分率が最も大きな成分である。典型的には、発光層ＥＭＬにおける第１ホスト材料の質量分率は５０％よりも大きい。
第１ホスト材料は、電子輸送性を有している。典型的には、第１ホスト材料の電子移動度は、第１ホスト材料の正孔移動度と比較してより大きい。そのような材料としては、例えば、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（以下、ＡＤＮという）を使用することができる。
また、第１ホスト材料は、蛍光性及び燐光性の少なくとも一方、典型的には蛍光性を有している。第１ホスト材料は、その発光スペクトルが第１ドーパントの吸収スペクトルと少なくとも部分的に重なり合うように選ばれる。
発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントは、例えば、蛍光性を有しているドーパントである。第１ドーパントは、蛍光性及び燐光性を有しているドーパントであってもよい。即ち、第１ドーパントは、蛍光性を有しているドーパントと燐光性を有しているドーパントとの混合物であってもよい。第１ドーパントとしては、例えば、ＢＤＡＶＢｉを使用することができる。ここでは、一例として、第１ドーパントは青色蛍光性を有していることとする。
電荷エスケープ層ＣＥＬは、発光層ＥＭＬと電子輸送層ＥＴＬとの間で、発光層ＥＭＬと接触している。
電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ホスト材料は、例えば、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる成分のうち、質量分率が最も大きな成分である。典型的には、電荷エスケープ層ＣＥＬにおける第２ホスト材料の質量分率は５０％よりも大きい。
第２ホスト材料は、正孔輸送性を有している。典型的には、第２ホスト材料の正孔移動度は、第２ホスト材料の電子移動度と比較してより大きい。そのような材料としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（以下、ＨＭＴＰＤという）を使用することができる。
第２ホスト材料は、第１ホスト材料と比較して電子親和力がより小さい。第２ホスト材料は、例えば、第１ホスト材料と比較してイオン化エネルギーがより小さい。
第２ホスト材料は、蛍光性及び燐光性の少なくとも一方、例えば蛍光性を有していてもよい。この場合、第２ホスト材料は、例えば、その発光スペクトルが、第２ドーパントの吸収スペクトル、第１ホスト材料の吸収スペクトル、第１ドーパントの吸収スペクトル、又はそれらの２つ以上と少なくとも部分的に重なり合うように選択することができる。
第２ドーパントは、蛍光性を有していてもよく、燐光性を有していてもよい。或いは、第２ドーパントは蛍光性及び燐光性を有していてもよい。即ち、第２ドーパントは、蛍光性を有しているドーパントと燐光性を有しているドーパントとの混合物であってもよい。
第２ドーパントは、第１ホスト材料と比較して電子親和力がより大きい。また、典型的には、第２ドーパントが放出する最大強度の光は、第１ドーパントが放出する最大強度の蛍光と比較して波長がより短い。この場合、第２ドーパントが放出する光を、第１ドーパントの励起に利用することができる。例えば、第２ドーパントの発光スペクトルが第１ドーパントの吸収スペクトルと少なくとも部分的に重なり合っている場合、第２ドーパントが放出する蛍光及び／又は燐光は、第１ドーパントの励起光として直接的に利用され得る。
第２ドーパントとしては、例えば、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサトリルトリフェニレン（以下、ＨＴＰという）を使用することができる。ここでは、一例として、第２ドーパントは、蛍光性を有しており、紫色の可視光線又は紫外線を放出することとする。
上述した構成を採用した場合も、三重項−三重項消滅に伴って生じる一重項励起子を効果的に利用することが可能となる。これについて、以下に説明する。
上記の通り、一般的な有機ＥＬ素子では、内部量子収率を高めるため、発光層に注入された電荷が隣接した層へと放出され難い構成を採用している。例えば、発光層において電子移動度が正孔移動度と比較してより大きく、発光層への電子注入効率が発光層への正孔注入効率と比較してより大きい場合には、発光層に注入した電子が励起子の生成に利用されずに正孔輸送層へと放出されるのを抑制するために、正孔輸送層の電子親和力が発光層の電子親和力と比較してより小さい構成を採用する。
この構成を採用した場合、励起子は、主に、発光層のうち正孔輸送層との界面近傍の領域において生成する。しかしながら、この領域には、電荷、ここでは電子も高い密度で存在している。励起子が電荷と衝突すると、励起状態から基底状態への非放射遷移を生じる。そのため、発光層内に三重項励起子を高い密度で存在させることができない。それ故、発光層に注入した電荷に対する三重項励起子同士の衝突に伴って生じる一重項励起子の比は小さい。
図４は、図３に示す有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおけるエネルギー準位の相関の一例を示す図である。
図４では、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1と比較してより小さい。また、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1と比較して僅かに小さい。
正孔輸送層ＨＴＬのイオン化エネルギーＩＥHTLは、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1と比較してより小さく、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1とほぼ等しい。また、正孔輸送層ＨＴＬの電子親和力ＥＡHTLは、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1及び発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1とほぼ等しい。
電子輸送層ＥＴＬのイオン化エネルギーＩＥETLは、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1とほぼ等しく、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1と比較してより大きい。また、電子輸送層ＥＴＬの電子親和力ＥＡETLは、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1とほぼ等しく、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1と比較して僅かに大きい。
電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST2は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1と比較してより小さく、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1と比較してより大きく、正孔輸送層ＨＴＬのイオン化エネルギーＩＥHTLと比較してより大きい。そして、この第２ホスト材料の電子親和力ＥＡHST2は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1及び発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1と比較してより小さく、正孔輸送層ＨＴＬの電子親和力ＥＡHTLと比較してより小さい。
電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT2は、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST2と比較して僅かに大きく、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1と比較してより小さく、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1と比較してより大きく、正孔輸送層ＨＴＬのイオン化エネルギーＩＥHTLと比較してより大きい。また、この第２ドーパントの電子親和力ＥＡDPT2は、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ホスト材料の電子親和力ＥＡHST2と比較してより大きく、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1及び発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1と比較してより大きく、正孔輸送層ＨＴＬの電子親和力ＥＡHTLと比較してより大きい。
上記の通り、図４において、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ホスト材料の電子親和力ＥＡHST2は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1と比較してより小さい。それ故、例えば、発光層ＥＭＬにおいて電子移動度が正孔移動度と比較してより大きく、発光層ＥＭＬへの電子注入効率が発光層ＥＭＬへの正孔注入効率と比較してより大きい場合には、発光層ＥＭＬのうち電荷エスケープ層ＣＥＬとの界面近傍の領域に、励起子を高い密度で発生させることができる。
また、図４において、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントの電子親和力ＥＡDPT2は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1と比較してより大きい。それ故、発光層ＥＭＬから電荷エスケープ層ＣＥＬへと電子を逃がし、先の領域における電子の密度が過剰に高くなるのを防止できる。
このように、図４の構成を採用すると、発光層ＥＭＬの特定の領域において電荷の密度が過剰に高くなるのを防止しつつ、この領域において三重項励起子を高い密度で存在させることができる。従って、発光層ＥＭＬに注入した電荷に対する三重項励起子同士の衝突に伴って生じる一重項励起子の比を大きくすることができる。それ故、内部量子収率の向上に、三重項−三重項消滅を効果的に利用することが可能となる。
また、図４の構成を採用した場合、発光層ＥＭＬから電荷エスケープ層ＣＥＬへと逃がした電子は、正孔輸送ＨＥＴＬから電荷エスケープ層ＣＥＬへと注入される正孔とともに励起子を生成し得る。これら励起子が励起状態から基底状態へと遷移するのに伴って放出するエネルギーは、第１ドーパントの励起に直接的又は間接的に利用することができる。このエネルギーを第１ドーパントの励起に利用すると、内部量子収率を更に向上させることができる。
図１乃至図４を参照しながら説明した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤには、様々な変形が可能である。
例えば、図１及び図２を参照しながら説明した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおいては、第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1以上であってもよい。発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1は、第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1以上でもあってもよい。また、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1は、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントの電子親和力ＥＡDPT2と第２ホスト材料の電子親和力ＥＡDPT2との間であってもよいし、それらより大きくても小さくてもよく、それらの一方と同じであってもよい。また、第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1は、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントイオン化エネルギーＩＥDPT2と第２ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST2との間であってもよいし、それらよりも大きくてもよく、それらの何れかと等しくてもよい。第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1は、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントイオン化エネルギーＩＥDPT2と第２ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST2との間であってよいし、それらよりも小さくてもよく、それらの何れかと等しくてもよい。
図１及び図２を参照しながら説明した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおいて、正孔輸送層ＨＴＬのイオン化エネルギーＩＥHTLは、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT１と第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥDPT１との間であってもよいし、それらより大きくても小さくてもよく、それらの一方と同じであってもよい。正孔輸送層ＨＴＬの電子親和力ＥＡHTLは、発光層ＥＭＬが含んでいる電子親和力ＥＡDPT１と第１ホスト材料の電子親和力ＥＡDPT１と間であってもよいし、それらより大きくても小さくてもよく、それらの一方と同じであってもよい。電子輸送層ＥＴＬのイオン化エネルギーＩＥETLは、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT2と第２ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST2との間であってもよいし、それらより大きくても小さくてもよく、それらの一方と同じであってもよい。電子輸送層ＥＴＬの電子親和力ＥＡETLはｍ第２ドーパントの電子親和力ＥＡDPT2と第２ホスト材料の電子親和力ＥＡDPT2との間であってもよいし、それらより大きくても小さくてもよく、それらの一方と同じであってもよい。
図３及び図４を参照しながら説明した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおいては、第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1以上であってもよい。また、第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT1は、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントイオン化エネルギーＩＥDPT2と第２ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST2との間であってもよいし、それらより大きくてもよく、それらの一方と等しくてもよい。発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST1は、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT2と第２ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST2との間であってもよいし、それらより小さくてもよく、それらの一方と等しくてもよい。発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1は、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ホスト材料の電子親和力ＥＡHST1以上であってもよい。また、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントの電子親和力ＥＡDPT1は、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントの電子親和力ＥＡDPT2及び第２ホスト材料の電子親和力ＥＡDPT2より大きくても小さくてもよく、それらの一方と同じであってもよい。
図３及び図４を参照しながら説明した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおいて、正孔輸送層ＨＴＬの電子親和力ＥＡHTLは、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントの電子親和力ＥＡDPT2と第２ホスト材料の電子親和力ＥＡDPT2との間であってもよいし、それらより大きくても小さくてもよく、それらの一方と同じであってもよい。正孔輸送層ＨＴＬのイオン化エネルギーＩＥHTLは、電荷エスケープ層ＣＥＬが含んでいる第２ドーパントイオン化エネルギーＩＥDPT2と第２ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥHST2との間であってもよいし、それらより大きくても小さくてもよく、それらの一方と同じであってもよい。電子輸送層ＥＴＬのイオン化エネルギーＩＥETLは、発光層ＥＭＬが含んでいる第１ドーパントのイオン化エネルギーＩＥDPT１と第１ホスト材料のイオン化エネルギーＩＥDPT１との間であってもよいし、それらより大きくても小さくてもよく、それらの一方と同じであってもよい。電子輸送層ＥＴＬの電子親和力ＥＡETLは、発光層ＥＭＬが含んでいる電子親和力ＥＡDPT１と第１ホスト材料の電子親和力ＥＡDPT１との間であってもよいし、それらより大きくても小さくてもよく、それらの一方と同じであってもよい。
上述した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、様々な有機ＥＬ装置に使用することができる。例えば、この有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、有機ＥＬ表示装置、屋内若しくは屋外照明装置及び表示パネルのバックライトなどの照明装置、電子写真装置の感光ドラムに潜像を書き込むための書込装置、又は光通信において利用する送信機において使用することができる。以下、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを有機ＥＬ表示装置に適用した例を説明する。
図５は、本発明の一態様に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す平面図である。
図５に示す表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した上面発光型の有機ＥＬ表示装置である。この表示装置は、表示パネルＤＰと、映像信号線ドライバＸＤＲと、走査信号線ドライバＹＤＲと、コントローラＣＮＴとを含んでいる。
表示パネルＤＰは、基板ＳＵＢと、走査信号線ＳＬと、映像信号線ＤＬと、電源線ＰＳＬと、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３とを含んでいる。なお、図５において、Ｘ方向は基板ＳＵＢの主面に平行な方向であり、Ｙ方向は基板ＳＵＢの主面に平行であり且つＸ方向と交差する方向であり、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に対して垂直な方向である。
走査信号線ＳＬは、各々がＸ方向に延びており、Ｙ方向に配列している。映像信号線ＤＬは、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。
電源線ＰＳＬは、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。電源線ＰＳＬは、各々がＸ方向に延び、Ｙ方向に配列していてもよい。
画素ＰＸ１乃至ＰＸ３は、走査信号線ＳＬと映像信号線ＤＬとの交差部に対応してマトリクス状に配列している。ここでは、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３は、各々がＹ方向に延びた列を形成している。画素ＰＸ１からなる列と、画素ＰＸ２からなる列と、画素ＰＸ３からなる列とは、Ｘ方向に配列しており、ストライプパターンを形成している。
画素ＰＸ１乃至ＰＸ３は、発光色が互いに異なっている。画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々は、駆動トランジスタＤＲと、スイッチＳＷと、キャパシタＣと、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとを含んでいる。
駆動トランジスタＤＲは、ここでは、ｐチャネル薄膜トランジスタである。駆動トランジスタＤＲのソースは、電源線ＰＳＬに接続されている。なお、電源線ＰＳＬは、高電位電源端子に接続されている。
スイッチＳＷは、ここでは、ｐチャネル薄膜トランジスタである。スイッチＳＷは、映像信号線ＤＬと駆動トランジスタＤＲのゲートとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬに接続されている。
キャパシタＣは、ここでは、薄膜キャパシタである。キャパシタＣは、駆動トランジスタＤＲのゲートとソースとの間に接続されている。
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、図１又は図３を参照しながら説明したのと同様の構造を有している。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、陽極が駆動トランジスタＤＲのドレインに接続されており、陰極が低電位電源端子に接続されている。
画素ＰＸ１乃至ＰＸ３は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光色が互いに異なっている。例えば、画素ＰＸ１は赤色に発光し、画素ＰＸ２は緑色に発光し、画素ＰＸ３は赤色に発光する。
映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、基板ＳＵＢ上に配置されている。即ち、映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、ＣＯＧ（chip on glass）実装している。映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、ＣＯＧ実装する代わりに、ＴＣＰ（tape carrier package）実装してもよい。或いは、映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、基板ＳＵＢ上に形成してもよい。
映像信号線ドライバＸＤＲには、映像信号線ＤＬが接続されている。この例では、映像信号線ドライバＸＤＲには、電源線ＰＳＬが更に接続されている。映像信号線ドライバＸＤＲは、映像信号線ＳＬに映像信号として電圧信号を出力するとともに、電源線ＰＳＬに電源電圧を供給する。
走査信号線ドライバＹＤＲには、走査信号線ＳＬが接続されている。走査信号線ドライバＹＤＲは、走査信号線ＳＬに走査信号として電圧信号を出力する。
コントローラＣＮＴは、映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲに接続されている。コントローラＣＮＴは、映像信号線ドライバＸＤＲにその動作を制御するための制御信号を供給するとともに、走査信号線ドライバＹＤＲにその動作を制御するための制御信号と電源電圧とを供給する。
なお、ここでは、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３に単純な回路構成を採用しているが、他の回路構成を採用してもよい。また、ここでは、映像信号として電圧信号を供給する電圧駆動方式を採用しているが、映像信号として電流信号を供給する電流駆動方式を採用してもよい。
図６は、図５に示す有機ＥＬ表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図である。
図６には、表示パネルＤＰの断面を描いている。この表示パネルＤＰは、ガラス基板又はプラスチック基板などの絶縁基板ＳＵＢを含んでいる。基板ＳＵＢ上には、図示しないアンダーコート層が形成されている。アンダーコート層は、例えば、基板ＳＵＢ上にＳｉＮx層とＳｉＯx層とをこの順に積層してなる。
アンダーコート層上には、例えば不純物を含有したポリシリコンからなる半導体パターンが形成されている。この半導体パターンの一部は、半導体層ＳＣとして利用している。半導体層ＳＣには、ソース及びドレインとして利用する不純物拡散領域が形成されている。また、この半導体パターンの他の一部は、図５を参照しながら説明したキャパシタＣの下部電極として利用している。下部電極は、図５を参照しながら説明した画素ＰＸ１乃至ＰＸ３に対応して配列している。
半導体パターンは、ゲート絶縁膜ＧＩで被覆されている。ゲート絶縁膜ＧＩは、例えばＴＥＯＳ（tetraethyl orthosilicate）を用いて形成することができる。
ゲート絶縁膜ＧＩ上には、図５を参照しながら説明した走査信号線ＳＬが形成されている。走査信号線ＳＬは、例えばＭｏＷなどからなる。
ゲート絶縁膜ＧＩ上には、キャパシタＣの上部電極が更に配置されている。上部電極は、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３に対応して配列しており、下部電極と向き合っている。上部電極は、例えばＭｏＷなどからなり、走査信号線ＳＬと同一の工程で形成することができる。
下部電極と上部電極とそれらの間に介在した絶縁膜ＧＩとは、図５を参照しながら説明したキャパシタＣを構成している。キャパシタＣの上部電極は延長部Ｇを含んでおり、この延長部Ｇは、半導体層ＳＣの一部と交差している。延長部Ｇと半導体層ＳＣとの交差部は、駆動トランジスタＤＲを構成している。なお、延長部Ｇは、駆動トランジスタＤＲのゲートである。また、走査信号線ＳＬは、他の半導体層ＳＣと交差している。走査信号線ＳＬと半導体層ＳＣとの交差部は図２を参照しながら説明したスイッチＳＷを構成している。
ゲート絶縁膜ＧＩ、走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２、並びに上部電極は、層間絶縁膜ＩＩで被覆されている。層間絶縁膜ＩＩは、例えば、プラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によって堆積させたＳｉＯxからなる。
層間絶縁膜ＩＩ上には、ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥと、図５を参照しながら説明した映像信号線ＤＬ及び電源線ＰＳＬとが形成されている。一部のソース電極ＳＥは、駆動トランジスタＤＲのソースと図５を参照しながら説明した電源線ＰＳＬとの間に接続されている。他のソース電極ＳＥは、図５を参照しながら説明したスイッチＳＷのソースと駆動トランジスタＤＲのゲートＧとの間に接続されている。
ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥと、図５を参照しながら説明した映像信号線ＤＬ及び電源線ＰＳＬとは、例えば、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの三層構造を有している。これらは、同一工程で形成可能である。
層間絶縁膜ＩＩ上には、反射層ＲＥＦが更に配置されている。反射層ＲＥＦは、例えばアルミニウムなどの金属又は合金からなる。
ソース電極ＳＥ、ドレイン電極ＤＥ及び反射層ＲＥＦと、図５を参照しながら説明した映像信号線ＤＬ及び電源線ＰＳＬとは、パッシベーション膜ＰＳで被覆されている。パッシベーション膜ＰＳは、例えばＳｉＮxからなる。
パッシベーション膜ＰＳ上では、画素電極ＰＥが、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３に対応して配列している。各画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳに設けたコンタクトホールを介してドレイン電極ＤＥに接続されており、このドレイン電極は駆動トランジスタＤＲのドレインに接続されている。
画素電極ＰＥは、この例では背面電極である。また、画素電極ＰＥは、この例では陽極である。画素電極ＰＥの材料としては、例えば、ＩＴＯなどの透明導電性酸化物を使用することができる。
パッシベーション膜ＰＳ上には、隔壁絶縁層ＰＩが更に形成されている。隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔が設けられているか、又は、画素電極ＰＥが形成する列に対応した位置にスリットが設けられている。ここでは、一例として、隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔が設けられていることとする。
隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、有機絶縁層である。隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。
各画素電極ＰＥ上には、有機物層ＯＲＧが形成されている。有機物層ＯＲＧは、図１又は図３を参照しながら説明した発光層ＥＭＬ及び電子輸送層ＥＴＬなどを含んでいる。
隔壁絶縁層ＰＩ及び有機物層ＯＲＧは、対向電極ＣＥで被覆されている。この例では、対向電極ＣＥは、前面電極であって、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３で共用する共通電極である。また、この例では、対向電極ＣＥは陰極である。対向電極ＣＥは、例えば、パッシベーション膜ＰＳと隔壁絶縁層ＰＩとに設けられたコンタクトホールを介して、映像信号線ＤＬと同一の層上に形成された電極配線（図示せず）に電気的に接続されている。
画素電極ＰＥと有機物層ＯＲＧと対向電極ＣＥとは、画素電極ＰＥに対応して配列した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを形成している。各有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、図１又は図３を参照しながら説明した構成を有している。
なお、この表示パネルＤＰにおいて、図１又は図３を参照しながら説明した正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、電荷エスケープ層ＣＥＬ、電子輸送層ＨＴＬ、電子注入層ＥＩＬ及び陰極ＣＴＤは、隣り合った画素間の位置で分断されている必要はない。
この有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに、図１及び図２を参照しながら説明した構成、又は、図３及び図４を参照しながら説明した構成を採用している。従って、この有機ＥＬ表示装置では、三重項−三重項消滅を効果的に利用して内部量子収率を向上させることができ、それ故、例えば、高輝度化、低消費電力化及び長寿命化が可能である。
この有機ＥＬ表示装置には、様々な変形が可能である。
図７は、一変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図７には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図７に示す構造は、以下の点を除き、図３乃至図６を参照しながら説明した構造と同様である。
図７に示す構造では、画素ＰＸ１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは発光層として発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３を含み、画素ＰＸ２の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは発光層として発光層ＥＭＬ２及びＥＭＬ３を含み、画素ＰＸ３の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは発光層として発光層ＥＭＬ３を含んでいる。画素ＰＸ１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤでは、発光層ＥＭＬ２は発光層ＥＭＬ１と電子輸送層ＥＴＬとの間に介在しており、発光層ＥＭＬ３は発光層ＥＭＬ２と電子輸送層ＥＴＬとの間に介在している。画素ＰＸ２の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤでは、発光層ＥＭＬ３は発光層ＥＭＬ２と電子輸送層ＥＴＬとの間に介在している。発光層ＥＭＬ２は、発光層ＥＭＬ１と比較して波長がより短い光を放出し、発光層ＥＭＬ３は、発光層ＥＭＬ２と比較して波長がより短い光を放出する。例えば、発光層ＥＭＬ１の発光色は赤色であり、発光層ＥＭＬ２の発光色は緑色であり、発光層ＥＭＬ３の発光色は青色である。
この構成を採用した場合、例えば、画素ＰＸ１において、発光層ＥＭＬ３が放出する光を、発光層ＥＭＬ１及びＥＭＬ２の少なくとも一方を発光させるための励起光として利用させることができ、画素ＰＸ２においては、発光層ＥＭＬ２が放出する光を、発光層ＥＭＬ１を発光させるための励起光として利用させることができる。それ故、画素ＰＸ１では、発光色が異なる発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３を積層していながらも、発光層ＥＭＬ１の発光色とほぼ同じ色を表示させることができる。同様に、画素ＰＸ２では、発光色が異なる発光層ＥＭＬ２及びＥＭＬ３を積層していながらも、発光層ＥＭＬ２の発光色とほぼ同じ色を表示させることができる。
また、この構成を採用した場合、発光層ＥＭＬ２は、画素ＰＸ１及びＰＸ２間の位置で分断されている必要はない。そして、発光層ＥＭＬ３は、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、電子輸送層ＨＴＬ、電子注入層ＥＩＬ、陰極ＣＴＤ並びに以下に説明する調整層ＭＣと同様に、画素ＰＸ１及びＰＸ２間の位置で分断されている必要はなく、画素ＰＸ２及びＰＸ３間の位置で分断されている必要はなく、画素ＰＸ３及びＰＸ１間の位置で分断されている必要もない。
また、図４に示す構造は、調整層ＭＣを更に含んでいる。調整層ＭＣは、陽極ＡＮＤ及び陰極ＣＴＤ並びにそれらの間に介在した層が、この調整層ＭＣと反射層ＲＥＦとによって挟まれるように配置されている。調整層ＭＣは、光透過性の層であって、反射層ＲＥＦから遠い主面は、光透過性の反射面として機能する。調整層ＭＣの厚さは、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々において、その有機ＥＬ素子ＯＬＥＤから取り出すべき光が共振を生じるように定められている。調整層ＭＣとしては、例えば、ＳｉＮ層などの透明無機絶縁層、ＩＴＯ層などの透明無機導電層、有機物層ＯＲＧが含んでいる層などの透明有機物層を使用することができる。
図８は、他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図８には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図８に示す構造は、以下の点を除き、図１、図２、図５及び図６を参照しながら説明した構造と同様である。
図８に示す構造では、電子輸送層ＥＴＬを省略している。
また、図８に示す構造は、正孔輸送層ＨＴＬの代わりに、正孔輸送層ＨＴＬ１及びＨＴＬ２を含んでいる。正孔輸送層ＨＴＬ１は、正孔輸送層ＨＴＬ２と正孔注入層ＨＩＬとの間に介在している。正孔輸送層ＨＴＬ１は有機物からなり、そのイオン化エネルギーは、典型的には、陽極ＡＮＤの仕事関数と発光層ＥＭＬのイオン化エネルギーとの間にある。正孔輸送層ＨＴＬ２は有機物からなり、そのイオン化エネルギーは、典型的には、正孔輸送層ＨＴＬ１のイオン化エネルギーと以下に説明する発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３の各々のイオン化エネルギーとの間にある。
そして、図８に示す構造では、図７に示す構造と同様に、画素ＰＸ１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは発光層として発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３を含み、画素ＰＸ２の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは発光層として発光層ＥＭＬ２及びＥＭＬ３を含み、画素ＰＸ３の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは発光層として発光層ＥＭＬ３を含んでいる。画素ＰＸ１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤでは、発光層ＥＭＬ２は発光層ＥＭＬ１と電荷エスケープ層ＣＥＬとの間に介在しており、発光層ＥＭＬ３は発光層ＥＭＬ２と電荷エスケープ層ＣＥＬとの間に介在している。画素ＰＸ２の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤでは、発光層ＥＭＬ３は発光層ＥＭＬ２と電荷エスケープ層ＣＥＬとの間に介在している。発光層ＥＭＬ２は、発光層ＥＭＬ１と比較して波長がより短い光を放出し、発光層ＥＭＬ３は、発光層ＥＭＬ２と比較して波長がより短い光を放出する。例えば、発光層ＥＭＬ１の発光色は赤色であり、発光層ＥＭＬ２の発光色は緑色であり、発光層ＥＭＬ３の発光色は青色である。
この構成を採用した場合、例えば、画素ＰＸ１において、発光層ＥＭＬ３が放出する光を、発光層ＥＭＬ１及びＥＭＬ２の少なくとも一方を発光させるための励起光として利用させることができ、画素ＰＸ２においては、発光層ＥＭＬ２が放出する光を、発光層ＥＭＬ１を発光させるための励起光として利用させることができる。それ故、画素ＰＸ１では、発光色が異なる発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３を積層していながらも、発光層ＥＭＬ１の発光色とほぼ同じ色を表示させることができる。同様に、画素ＰＸ２では、発光色が異なる発光層ＥＭＬ２及びＥＭＬ３を積層していながらも、発光層ＥＭＬ２の発光色とほぼ同じ色を表示させることができる。
また、この構成を採用した場合、発光層ＥＭＬ２は、画素ＰＸ１及びＰＸ２間の位置で分断されている必要はない。そして、発光層ＥＭＬ３は、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、電子輸送層ＨＴＬ、電子注入層ＥＩＬ、陰極ＣＴＤ並びに以下に記載する調整層ＭＣと同様に、画素ＰＸ１及びＰＸ２間の位置で分断されている必要はなく、画素ＰＸ２及びＰＸ３間の位置で分断されている必要はなく、画素ＰＸ３及びＰＸ１間の位置で分断されている必要もない。
また、図８に示す構造は、図７を参照しながら説明した調整層ＭＣを更に含んでいる。調整層ＭＣは、陽極ＡＮＤ及び陰極ＣＴＤ並びにそれらの間に介在した層が、この調整層ＭＣと反射層ＲＥＦとによって挟まれるように配置されている。調整層ＭＣは、光透過性の層であって、反射層ＲＥＦから遠い主面は、光透過性の反射面として機能する。調整層ＭＣの厚さは、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々において、その有機ＥＬ素子ＯＬＥＤから取り出すべき光が共振を生じるように定められている。調整層ＭＣとしては、例えば、ＳｉＮ層などの透明無機絶縁層、ＩＴＯ層などの透明無機導電層、有機物層ＯＲＧが含んでいる層などの透明有機物層を使用することができる。
図９は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図９には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図９に示す構造は、以下の点を除き、図７を参照しながら説明した構造と同様である。
図９に示す構造では、画素ＰＸ１及びＰＸ２の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは正孔輸送層ＨＴＬの代わりに正孔輸送層ＨＴＬ１を含み、画素ＰＸ３の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは正孔輸送層ＨＴＬ１及びＨＴＬ２を更に含んでいる。画素ＰＸ３において、正孔輸送層ＨＴＬ２は、正孔輸送層ＨＴＬ１と電荷エスケープ層ＣＥＬとの間に介在している。正孔輸送層ＨＴＬ１は有機物からなり、そのイオン化エネルギーは、典型的には、陽極ＡＮＤの仕事関数と発光層ＥＭＬのイオン化エネルギーとの間にある。正孔輸送層ＨＴＬ２は有機物からなり、そのイオン化エネルギーは、典型的には、正孔輸送層ＨＴＬ１のイオン化エネルギーと発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３の各々のイオン化エネルギーとの間にある。
また、図９に示す構造では、画素ＰＸ１は発光層ＥＭＬ２を含んでおらず、画素ＰＸ３は発光層ＥＭＬ３を含んでいない。
このように、図７に示す構造においては、画素ＰＸ１から発光層ＥＭＬ２を省略することができ、画素ＰＸ２から発光層ＥＭＬ３を省略することができる。また、図７に示す構造においては、画素ＰＸ３には、正孔輸送層ＨＴＬ２を追加することができる。それ故、積層構造を例えば図９を参照しながら説明したように変更することにより、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図１０は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図１０には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図１０に示す構造は、以下の点を除き、図８を参照しながら説明した構造と同様である。
図１０に示す構造では、画素ＰＸ１及びＰＸ２の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは正孔輸送層ＨＴＬ２の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含み、画素ＰＸ３の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは正孔輸送層ＨＴＬ３を更に含んでいる。画素ＰＸ３において、正孔輸送層ＨＴＬ３は、正孔輸送層ＨＴＬ２と発光層ＥＭＬ３との間に介在している。正孔輸送層ＨＴＬ３は有機物からなり、そのイオン化エネルギーは、典型的には、正孔輸送層ＨＴＬ２のイオン化エネルギーと発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３の各々のイオン化エネルギーとの間にある。
また、図１０に示す構造では、画素ＰＸ１は発光層ＥＭＬ２を含んでおらず、画素ＰＸ３は発光層ＥＭＬ３を含んでいない。
このように、図８に示す構造においては、画素ＰＸ１から発光層ＥＭＬ２を省略することができ、画素ＰＸ２から発光層ＥＭＬ３を省略することができる。また、図８に示す構造においては、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の一部から正孔輸送層ＨＴＬ２を省略し、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の全てに正孔輸送層ＨＴＬ３を追加することができる。それ故、積層構造を例えば図１０を参照しながら説明したように変更することにより、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図１１は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図１１には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図１１に示す構造は、以下の点を除き、図１０を参照しながら説明した構造と同様である。
図１１に示す構造では、画素ＰＸ１は、正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに、正孔輸送層ＨＴＬ４を含んでいる。正孔輸送層ＨＴＬ４は有機物からなり、そのイオン化エネルギーは、典型的には、正孔輸送層ＨＴＬ１のイオン化エネルギーと発光層ＥＭＬ１のイオン化エネルギーとの間にある。
また、図１１に示す構造では、画素ＰＸ２は、発光層ＥＭＬ３を更に含んでいる。画素ＰＸ２において、発光層ＥＭＬ３は、発光層ＥＭＬ２と電荷エスケープ層ＣＥＬとの間に介在している。
このように、図１０に示す構造においては、画素ＰＸ１と画素ＰＸ２とは同一の正孔輸送層ＨＴＬ３を含んでいる必要はなく、また、画素ＰＸ２は発光層ＥＭＬ３を更に含むことができる。それ故、積層構造を例えば図１１を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図１２は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図１２には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図１２に示す構造は、以下の点を除き、図９を参照しながら説明した構造と同様である。
図１２に示す構造では、画素ＰＸ１は、電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに、正孔輸送層ＨＴＬ５を含んでいる。正孔輸送層ＨＴＬ５は有機物からなり、そのイオン化エネルギーは、典型的には、正孔輸送層ＨＴＬ１のイオン化エネルギーと発光層ＥＭＬ１のイオン化エネルギーとの間にある。
また、図１２に示す構造では、画素ＰＸ２は、電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに正孔輸送層ＨＴＬ４を含み、発光層ＥＭＬ３を更に含んでいる。画素ＰＸ２において、発光層ＥＭＬ３は、発光層ＥＭＬ２と電子輸送層ＥＴＬとの間に介在している。
このように、図９に示す構造においては、画素ＰＸ２は発光層ＥＭＬ３を更に含むことができ、画素ＰＸ１及びＰＸ２はそれぞれ電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに電荷輸送層ＨＴＬ５及びＨＴＬ４を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図１２を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図１３は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図１３には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図１３に示す構造は、以下の点を除き、図１２を参照しながら説明した構造と同様である。
図１３に示す構造では、画素ＰＸ２は、正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに、電荷エスケープ層ＣＥＬを含んでいる。また、図１３に示す構造では、画素ＰＸ３は、電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに、正孔輸送層ＨＴＬ３を含んでいる。
このように、図１２に示す構造においては、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができ、画素ＰＸ３は電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図１３を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
この構成を採用した場合、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを、正孔輸送層ＨＴＬ１、ＨＴＬ２、ＨＴＬ３及びＨＴＬ５、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３、並びに電荷エスケープ層ＣＥＬを利用して調節することができる。
図１４は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図１４には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図１４に示す構造は、以下の点を除き、図１２を参照しながら説明した構造と同様である。
図１４に示す構造では、画素ＰＸ１は、正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに、正孔輸送層ＨＴＬ３を含んでいる。また、図１４に示す構造では、画素ＰＸ２は、正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに、電荷エスケープ層ＣＥＬを含んでいる。
このように、図１２に示す構造においては、画素ＰＸ１は正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含むことができ、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができる。それ故、積層構造を例えば図１４を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図１５は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図１５には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図１５に示す構造は、以下の点を除き、図１２を参照しながら説明した構造と同様である。
図１５に示す構造では、画素ＰＸ１は、正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに、電荷エスケープ層ＣＥＬ２を含んでいる。電荷エスケープ層ＣＥＬ２としては、例えば、電荷エスケープ層ＣＥＬについて上述した層を使用することができる。
また、図１５に示す構造では、画素ＰＸ２は、正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに、電荷エスケープ層ＣＥＬ１を含んでいる。電荷エスケープ層ＣＥＬ１としては、例えば、電荷エスケープ層ＣＥＬについて上述した層を使用することができる。電荷エスケープ層ＣＥＬ１及びＣＥＬ２は、厚さ及び組成の少なくとも一方が異なっている。
そして、図１５に示す構造では、画素ＰＸ３は、電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに、正孔輸送層ＨＴＬ３を含んでいる。
このように、図１２に示す構造においては、画素ＰＸ１は正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬ２を含むことができ、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬ１を含むことができ、画素ＰＸ３は電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図１５を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
また、厚さ及び組成の少なくとも一方が互いに異なる複数の電荷エスケープ層を使用した場合、発光色が互いに異なる２つ以上の画素において内部量子収率を最大化することが容易である。ここでは、電荷エスケープ層ＣＥＬ１及びＣＥＬ２を使用しているので、画素ＰＸ１及びＰＸ２において内部量子収率を最大化することが容易である。
図１６は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図１６には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図１６に示す構造は、以下の点を除き、図１５を参照しながら説明した構造と同様である。
図１６に示す構造では、画素ＰＸ２は、電荷エスケープ層ＣＥＬ１の代わりに、正孔輸送層ＨＴＬ３を含んでいる。また、図１６に示す構造では、画素ＰＸ３は、正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに、電荷エスケープ層ＣＥＬ１を含んでいる。
このように、図１５に示す構造においては、画素ＰＸ２は電荷エスケープ層ＣＥＬ１の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含むことができ、画素ＰＸ３は正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬ２を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図１６を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。また、図１６に示すように画素ＰＸ１及びＰＸ３において電荷エスケープ層ＣＥＬ１及びＣＥＬ２をそれぞれ使用すると、画素ＰＸ１及びＰＸ３において内部量子収率を最大化することが容易である。
図１７は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図１７には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図１７に示す構造は、以下の点を除き、図１５を参照しながら説明した構造と同様である。
図１７に示す構造では、画素ＰＸ１は、電荷エスケープ層ＣＥＬ２の代わりに、電荷エスケープ層ＣＥＬ３を含んでいる。電荷エスケープ層ＣＥＬ３としては、例えば、電荷エスケープ層ＣＥＬについて上述した層を使用することができる。電荷エスケープ層ＣＥＬ１乃至ＣＥＬ３は、厚さ及び組成の少なくとも一方が異なっている。
また、図１７に示す構造では、画素ＰＸ２は、電荷エスケープ層ＣＥＬ１の代わりに、電荷エスケープ層ＣＥＬ２を含んでいる。
そして、図１７に示す構造では、画素ＰＸ３は、正孔輸送層ＨＴＬ２の代わりに、電荷エスケープ層ＣＥＬ１を含んでいる。
このように、図１５に示す構造においては、画素ＰＸ１は電荷エスケープ層ＣＥＬ２の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬ３を含むことができ、画素ＰＸ２は電荷エスケープ層ＣＥＬ１の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬ２を含むことができ、画素ＰＸ３は正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬ１を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図１７を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。また、図１７に示すように画素ＰＸ１乃至ＰＸ３において電荷エスケープ層ＣＥＬ３乃至ＣＥＬ１をそれぞれ使用すると、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３において内部量子収率を最大化することが容易である。
図１８は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図１８には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図１８に示す構造は、画素ＰＸ１が発光層ＥＭＬ３の代わりに発光層ＥＭＬ２を含んでいることを除き、図１０を参照しながら説明した構造と同様である。
このように、図１０に示す構造においては、画素ＰＸ１は発光層ＥＭＬ３の代わりに発光層ＥＭＬ２を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図１８を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図１９は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図１９には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図１９に示す構造は、画素ＰＸ１が発光層ＥＭＬ３の代わりに発光層ＥＭＬ２を含んでいることを除き、図９を参照しながら説明した構造と同様である。
このように、図９に示す構造においては、画素ＰＸ１は発光層ＥＭＬ３の代わりに発光層ＥＭＬ２を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図１８を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図２０は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図２０には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図２０に示す構造は、以下の点を除き、図８を参照しながら説明した構造と同様である。
図２０に示す構造では、画素ＰＸ１は正孔輸送層ＨＴＬ２の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ５を含み、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ２の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ４を含み、画素ＰＸ３は正孔輸送層ＨＴＬ３を更に含んでいる。画素ＰＸ３において、正孔輸送層ＨＴＬ３は、正孔輸送層ＨＴＬ２と以下に説明する発光層ＥＭＬ３ａとの間に介在している。
また、図２０に示す構造では、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々は、発光層ＥＭＬ３の代わりに発光層ＥＭＬ３ａ及びＥＭＬ３ｂを含んでいる。発光層ＥＭＬ３ａ及びＥＭＬ３ｂの発光色は、例えば青色である。発光層ＥＭＬ３ａは、発光層ＥＭＬ１と発光層ＥＭＬ３ｂとの間に介在している。発光層ＥＭＬ３ｂの正孔移動度は、例えば、発光層ＥＭＬ３ａの正孔移動度と比較してより小さい。或いは、発光層ＥＭＬ３ｂのＨＯＭＯ（highest occupied molecular orbital）レベルは、例えば、発光層ＥＭＬ３ａのＨＯＭＯレベルと比較してより大きい。
このように、図８に示す構造においては、画素ＰＸ１は正孔輸送層ＨＴＬ２の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ５を含み、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ２の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ４を含み、画素ＰＸ３は正孔輸送層ＨＴＬ３を更に含むことができる。それ故、積層構造を例えば図２０を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
また、図２０に示すように、発光層ＥＭＬ３の代わりに発光層ＥＭＬ３ａ及びＥＭＬ３ｂを設けると、注入した正孔のより多くを発光に寄与させることができる。従って、駆動電圧の上昇が抑制される。
図２１は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図２１には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図２１に示す構造は、以下の点を除き、図１８を参照しながら説明した構造と同様である。
図２１に示す構造では、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々は、電子輸送層ＥＴＬを更に含んでいる。電子輸送層ＥＴＬは、電荷エスケープ層ＣＥＬと電子注入層ＥＩＬとの間に介在している。
また、図２１に示す構造では、画素ＰＸ１は、正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ５を含み、発光層ＥＭＬ２の代わりに発光層ＥＭＬ３を含んでいる。
そして、図２１に示す構造では、画素ＰＸ２は、正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ４を含み、発光層ＥＭＬ３を更に含んでいる。画素ＰＸ３において、発光層ＥＭＬ３は、発光層ＥＭＬ２と電荷エスケープ層ＣＥＬとの間に介在している。
このように、図１８に示す構造においては、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々は電子輸送層ＥＴＬを更に含むことができ、画素ＰＸ１は正孔輸送層ＨＴＬ３及び発光層ＥＭＬ２の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ５及び発光層ＥＭＬ３をそれぞれ含むことができ、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ４を含むとともに発光層ＥＭＬ３を更に含むことができる。それ故、積層構造を例えば図２１を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図２２は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図２２には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図２２に示す構造は、以下の点を除き、図１２を参照しながら説明した構造と同様である。
図２２に示す構造では、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々は、発光層ＥＭＬ３の代わりに発光層ＥＭＬ３ａ及びＥＭＬ３ｂを含んでいる。発光層ＥＭＬ３ａは、発光層ＥＭＬ１と発光層ＥＭＬ３ｂとの間に介在している。
また、図２２に示す構造では、画素ＰＸ１は、正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに、正孔輸送層ＨＴＬ４を含んでいる。そして、画素ＰＸ２は、正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに、正孔輸送層ＨＴＬ３を含んでいる。
このように、図１２に示す構造においては、画素ＰＸ１は正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ４を含むことができ、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図２２を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
また、図２２に示すように、発光層ＥＭＬ３の代わりに発光層ＥＭＬ３ａ及びＥＭＬ３ｂを設けると、注入した正孔のより多くを発光に寄与させることができる。従って、駆動電圧の上昇が抑制される。
図２３は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図２３には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図２３に示す構造は、以下の点を除き、図２２を参照しながら説明した構造と同様である。
図２３に示す構造では、画素ＰＸ２は、正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに、電荷エスケープ層ＣＥＬを含んでいる。そして、画素ＰＸ３は、電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに、正孔輸送層ＨＴＬ３を含んでいる。
このように、図２２に示す構造においては、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができ、画素ＰＸ３は電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図２３を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図２４は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図２４には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図２４に示す構造は、以下の点を除き、図２２を参照しながら説明した構造と同様である。
図２４に示す構造では、画素ＰＸ１は、正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに、電荷エスケープ層ＣＥＬを含んでいる。また、画素ＰＸ２は、正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに、正孔輸送層ＨＴＬ４を含んでいる。そして、画素ＰＸ３は、電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに、正孔輸送層ＨＴＬ３を含んでいる。
このように、図２２に示す構造においては、画素ＰＸ１は正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができ、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ４を含むことができ、画素ＰＸ３は電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図２４を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図２５は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図２５には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図２５に示す構造は、画素ＰＸ２が正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含んでいること以外は、図２４を参照しながら説明した構造と同様である。
このように、図２４に示す構造においては、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができる。それ故、積層構造を例えば図２５を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図２６は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図２６には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図２６に示す構造は、画素ＰＸ２が正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含み、画素ＰＸ３が正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含んでいること以外は、図２４を参照しながら説明した構造と同様である。
このように、図２４に示す構造においては、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含むことができ、画素ＰＸ３は正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができる。それ故、積層構造を例えば図２６を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図２７は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図２７には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図２７に示す構造は、画素ＰＸ１が電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに正孔輸送層ＨＴＬ４を含み、画素ＰＸ２が正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含んでいること以外は、図２６を参照しながら説明した構造と同様である。
このように、図２６に示す構造においては、画素ＰＸ１は電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに正孔輸送層ＨＴＬ４を含むことができ、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができる。それ故、積層構造を例えば図２７を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図２８は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図２８には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図２８に示す構造は、画素ＰＸ２が正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含んでいること以外は、図２６を参照しながら説明した構造と同様である。
このように、図２６に示す構造においては、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ３の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができる。それ故、積層構造を例えば図２８を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図２９は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図２９には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図２９に示す構造は、以下の点を除き、図２０を参照しながら説明した構造と同様である。
図２９に示す構造では、画素ＰＸ１は発光層ＥＭＬ３ａ及びＥＭＬ３ｂの代わりに発光層ＥＭＬ２を含み、画素ＰＸ２は発光層ＥＭＬ３ａ及びＥＭＬ３ｂを含んでおらず、画素ＰＸ３は発光層ＥＭＬ３ａ及びＥＭＬ３ｂの代わりに発光層ＥＭＬ３を含んでいる。
また、図２９に示す構造では、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々は、界面混合層ＭＩＸを更に含んでいる。界面混合層ＭＩＸは、画素ＰＸ１及びＰＸ２においては発光層ＥＭＬ２と電荷エスケープ層ＣＥＬとの間に介在しており、画素ＰＸ３においては発光層ＥＭＬ３と電荷エスケープ層ＣＥＬとの間に介在している。
界面混合層ＭＩＸは、電子輸送性を有している発光層である。界面混合層ＭＩＸは、電子輸送層において使用される材料と、発光層において使用されるホスト材料及びドーパントの少なくとも一方とを含んでおり、例えば青色に発光する。典型的には、界面混合層ＭＩＸの電子親和力は、電荷エスケープ層ＣＥＬの電子親和力と発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３の各々の電子親和力との間にある。
このように、図２０に示す構造においては、画素ＰＸ１は発光層ＥＭＬ３ａ及びＥＭＬ３ｂの代わりに発光層ＥＭＬ２を含むことができ、画素ＰＸ２からは発光層ＥＭＬ３ａ及びＥＭＬ３ｂを省略することができ、画素ＰＸ３は発光層ＥＭＬ３ａ及びＥＭＬ３ｂの代わりに発光層ＥＭＬ３を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図２９を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
また、図２９に示すように界面混合層ＭＩＸを設けた場合、電荷エスケープ層ＣＥＬから発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３への電子の注入が促進される。従って、駆動電圧の上昇が抑制される。
図３０は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図３０には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図３０に示す構造は、以下の点を除き、図１２を参照しながら説明した構造と同様である。
図３０に示す構造では、画素ＰＸ１は発光層ＥＭＬ３の代わりに発光層ＥＭＬ２を含み、画素ＰＸ２は発光層ＥＭＬ３を含んでいない。
また、図３０に示す構造では、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々は、界面混合層ＭＩＸを更に含んでいる。界面混合層ＭＩＸは、画素ＰＸ１及びＰＸ２においては発光層ＥＭＬ２と電子輸送層ＥＴＬとの間に介在しており、画素ＰＸ３においては発光層ＥＭＬ３と電子輸送層ＥＴＬとの間に介在している。ここでは、界面混合層ＭＩＸの電子親和力は、典型的には、電子輸送層ＥＴＬの電子親和力と発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３の各々の電子親和力との間にある。
このように、図１２に示す構造においては、画素ＰＸ１は発光層ＥＭＬ３の代わりに発光層ＥＭＬ２を含むことができ、画素ＰＸ２からは発光層ＥＭＬ３を省略することができる。それ故、積層構造を例えば図３０を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
また、図３０に示すように界面混合層ＭＩＸを設けた場合、電荷エスケープ層ＣＥＬから発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３への電子の注入が促進される。従って、駆動電圧の上昇が抑制される。
図３１は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図３１には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図３１に示す構造は、画素ＰＸ２が正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含み、画素ＰＸ３が電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含んでいること以外は、図３０を参照しながら説明した構造と同様である。
このように、図３０に示す構造においては、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができ、画素ＰＸ３は電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図３１を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図３２は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図３２には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図３２に示す構造は、画素ＰＸ１が正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含み、画素ＰＸ３が電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含んでいること以外は、図３０を参照しながら説明した構造と同様である。
このように、図３０に示す構造においては、画素ＰＸ１は正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができ、画素ＰＸ３は電荷エスケープ層ＣＥＬの代わりに正孔輸送層ＨＴＬ３を含むことができる。それ故、積層構造を例えば図３２を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図３３は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図３３には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図３３に示す構造は、画素ＰＸ２が正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含んでいること以外は、図３０を参照しながら説明した構造と同様である。
このように、図３０に示す構造においては、画素ＰＸ２は正孔輸送層ＨＴＬ４の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができる。それ故、積層構造を例えば図３３を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図３４は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図３４には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図３４に示す構造は、画素ＰＸ１が正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含んでいること以外は、図３０を参照しながら説明した構造と同様である。
このように、図３０に示す構造においては、画素ＰＸ１は正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができる。それ故、積層構造を例えば図３４を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図３５は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図３５には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図３５に示す構造は、画素ＰＸ１が正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含んでいること以外は、図３１を参照しながら説明した構造と同様である。
このように、図３１に示す構造においては、画素ＰＸ１が正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができる。それ故、積層構造を例えば図３５を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
図３６は、更に他の変形例に係る有機ＥＬ装置を概略的に示す断面図である。図３６には、表示パネルＤＰを、その構成要素の一部を省略して描いている。
図３６に示す構造は、画素ＰＸ１が正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含んでいること以外は、図３３を参照しながら説明した構造と同様である。
このように、図３３に示す構造においては、画素ＰＸ１は正孔輸送層ＨＴＬ５の代わりに電荷エスケープ層ＣＥＬを含むことができる。それ故、積層構造を例えば図３６を参照しながら説明したように変更することによっても、発光層ＥＭＬ１乃至ＥＭＬ３におけるキャリアバランスや、上述した共振を生じさせるべき構造の光学的厚さを調節することができる。
以下に本発明の実施例を記載する。
＜素子Ａの製造＞
本例では、図３に示す有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを、これを構成している層又は材料のイオン化エネルギー及び電子親和力が図４に示す関係を満たすように製造した。
具体的には、まず、ガラス基板上に、スパッタリング法により陽極ＡＮＤを形成した。ここでは、陽極ＡＮＤの材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を使用した。
次に、真空蒸着法により、陽極ＡＮＤ上に、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬ、電荷エスケープ層ＣＥＬ、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬ及び陰極ＣＴＤをこの順に形成した。
正孔注入層ＨＩＬとしては、厚さが１０ｎｍのＣｕＰｃ層を形成した。正孔輸送層ＨＴＬとしては、厚さが５０ｎｍのα−ＮＰＤ層を形成した。電荷エスケープ層ＣＥＬとしては、第２ホスト材料としてＨＭＴＰＤを含み、第２ドーパントとしてＨＴＰを５質量％の濃度で含み、厚さが１０ｎｍである層を形成した。発光層ＥＭＬとしては、第１ホスト材料としてＡＤＮを含み、第１ドーパントとしてＢＤＡＶＢｉを１質量％の濃度で含み、厚さが３０ｎｍであり、蛍光として青色光を放射する層を形成した。電子輸送層ＥＴＬとしては、厚さが３０ｎｍのＡｌｑ3層を形成した。電子注入層ＥＩＬとしては、厚さが１ｎｍのＬｉＦ層を形成した。陰極ＣＴＤとしては、厚さが１００ｎｍのアルミニウム層を形成した。
以上のようにして、有機ＥＬ素子を得た。以下、このようにして得られた有機ＥＬ素子を「素子Ａ」と呼ぶ。
図３７に、例１において使用した第１ドーパント及び第１ホスト材料の吸収スペクトルと第２ドーパント及び第２ホスト材料の発光スペクトルとを示す。
図３７において、曲線ＳＰHST1及びＳＰDPT1は、それぞれ、第１ホスト材料及び第１ドーパントの吸収スペクトルを表している。また、曲線ＳＰHST2及びＳＰDPT2は、それぞれ、第２ホスト材料及び第２ドーパントの発光スペクトルを表している。
図３７から明らかなように、ここでは、電荷エスケープ層ＣＥＬの発光を、発光層ＥＭＬにおいて励起光として利用可能な構成を採用した。
＜素子Ｂの製造＞
電荷エスケープ層ＣＥＬから第２ドーパントを省略したこと以外は、素子Ａについて説明したのと同様の方法により有機ＥＬ素子を製造した。以下、このようにして得られた有機ＥＬ素子を「素子Ｂ」と呼ぶ。
＜評価＞
素子Ａ及びＢに通電して、これらを発光させた。そして、通電停止からの経過時間に対する発光強度の変化を測定した。
図３８は、素子Ａ及びＢについて得られた過渡応答を示すグラフである。図３８において、曲線Ｃ１及びＣ２は、それぞれ、素子Ａ及びＢについて得られた応答曲線である。
図３８から、素子Ａでは、素子Ｂと比較して、三重項−三重項消滅に伴って生成した一重項励起子の発光への寄与がより大きいことが分かる。
次に、図３８に示す応答曲線Ａ及びＢを解析して、そして、それらの過渡応答から、素子への電荷注入によって直接的に生成した一重項励起子の発光への寄与と、三重項−三重項消滅に伴って生成した一重項励起子の発光への寄与とを求めた。その結果を、以下の表１に纏める。
Figure 2011204801
表１において、「励起子の発光への寄与率」は、発光に利用された励起子の数と、有機ＥＬ素子への電荷注入によって直接的に生成された全励起子の数との比を表している。また、表１において、「直接発光」は、有機ＥＬ素子への電荷注入によって直接的に生成された一重項励起子による発光を表し、「ＴＴＦ発光」は、三重項−三重項消滅に伴って生じた一重項励起子による発光を表している。
表１に示すように、素子Ａは、素子Ｂと比較して、三重項−三重項消滅に伴って生成した一重項励起子による発光の強度が遥かに高かった。また、表１に示すように、素子Ａは、素子Ｂと比較して、内部量子収率も遥かに大きかった。
なお、表１に示すように、素子Ａは、素子Ｂと比較して、素子への電荷注入によって直接的に生成した一重項励起子による発光の強度が僅かに低かった。これは、発光層ＥＭＬにおけるキャリアバランスが、僅かに崩れたためであると推定される。
ＡＮＤ…陽極、Ｃ…キャパシタ、ＣＥ…対向電極、ＣＥＬ…電荷エスケープ層、ＣＮＴ…コントローラ、ＣＴＤ…陰極、ＤＥ…ドレイン電極、ＤＬ…映像信号線、ＤＰ…表示パネル、ＤＲ…駆動トランジスタ、ＥＩＬ…電子注入層、ＥＭＬ…発光層、ＥＭＬ１…発光層、ＥＭＬ２…発光層、ＥＭＬ３…発光層、ＥＴＬ…電子輸送層、ＥＴＬ１…電子輸送層、ＥＴＬ２…電子輸送層、ＥＴＬ３…電子輸送層、ＥＴＬ４…電子輸送層、ＥＴＬ５…電子輸送層、Ｇ…ゲート、ＧＩ…ゲート絶縁膜、ＨＩＬ…正孔注入層、ＨＴＬ…正孔輸送層、ＩＩ…層間絶縁膜、ＭＣ…調整層、ＭＩＸ…界面混合層、ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子、ＯＲＧ…有機物層、ＰＥ…画素電極、ＰＩ…隔壁絶縁層、ＰＳ…パッシベーション膜、ＰＳＬ…電源線、ＰＸ１…画素、ＰＸ２…画素、ＰＸ３…画素、ＲＥＦ…反射層、ＳＣ…半導体層、ＳＥ…ソース電極、ＳＬ…走査信号線、ＳＵＢ…基板、ＳＷ…スイッチ、ＸＤＲ…映像信号線ドライバ、ＹＤＲ…走査信号線ドライバ。

Claims (5)

  1. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置し、正孔輸送性を有している第１ホスト材料と青色蛍光性を有している第１ドーパントとを含んだ発光層と、
    前記陰極と前記発光層との間で前記発光層と接触し、電子輸送性を有している第２ホスト材料と蛍光性及び燐光性の少なくとも一方を有している第２ドーパントとを含み、前記第２ホスト材料は前記第１ホスト材料と比較してイオン化エネルギーがより大きく、前記第２ドーパントは前記第１ホスト材料と比較してイオン化エネルギーがより小さく、前記第２ドーパントが放出する最大強度の蛍光は、前記第１ドーパントが放出する最大強度の蛍光と比較して波長がより短い電荷エスケープ層と
    を具備した有機エレクトロルミネッセンス装置。
  2. 前記第２ホスト材料は前記第１ホスト材料と比較して電子親和力がより小さい請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  3. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置し、電子輸送性を有している第１ホスト材料と青色蛍光性を有している第１ドーパントとを含んだ発光層と、
    前記陽極と前記発光層との間で前記発光層と接触し、正孔輸送性を有している第２ホスト材料と蛍光性及び燐光性の少なくとも一方を有している第２ドーパントとを含み、前記第２ホスト材料は前記第１ホスト材料と比較して電子親和力がより小さく、前記第２ドーパントは前記第１ホスト材料と比較して電子親和力がより大きく、前記第２ドーパントが放出する最大強度の蛍光は、前記第１ドーパントが放出する最大強度の蛍光と比較して波長がより短い電荷エスケープ層と
    を具備した有機エレクトロルミネッセンス装置。
  4. 前記第２ホスト材料は前記第１ホスト材料と比較してイオン化エネルギーがより小さい請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
  5. 前記第２ドーパントは紫色の可視光線又は紫外線を放射する請求項１乃至４の何れか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
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