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KR102035129B1 - 발광 소자, 발광 장치 및 표시 장치 - Google Patents

발광 소자, 발광 장치 및 표시 장치 Download PDF

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KR102035129B1
KR102035129B1 KR1020180085909A KR20180085909A KR102035129B1 KR 102035129 B1 KR102035129 B1 KR 102035129B1 KR 1020180085909 A KR1020180085909 A KR 1020180085909A KR 20180085909 A KR20180085909 A KR 20180085909A KR 102035129 B1 KR102035129 B1 KR 102035129B1
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토시키 사사키
노부하루 오사와
타카히로 우시쿠보
순페이 야마자키
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은, 표시 장치의 저소비 전력화, 및 고생산화를 달성할 수 있는 발광 소자를 제공한다. 또한, 표시 장치를 높은 생산성으로 제작하는 기술을 제공한다.
반사성을 갖는 전극과, 반사성을 갖는 전극 위에 차례로 적층된 제 1 발광층, 전하 발생층, 제 2 발광층, 및 투광성을 갖는 전극을 포함하고, 반사성을 갖는 전극과 제 1 발광층과의 사이의 광학 거리는 제 1 발광층의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 1/4이고, 반사성을 갖는 전극과 제 2 발광층과의 사이의 광학 거리는 제 2 발광층의 발광 스펙트럼의 최대 피크의 3/4인, 발광 소자이다.

Description

발광 소자, 발광 장치 및 표시 장치{LIGHT-EMITTING ELEMENT, LIGHT-EMITTING DEVICE, AND DISPLAY DEVICE}
본 발명의 일 형태는, 일렉트로루미네선스를 나타내는 발광 소자 및 상기 발광 소자를 사용한 표시 장치, 그리고 이들의 제작 방법에 관한 것이다.
근년에 들어, 박형화, 경량화를 도모한 표시 장치(소위 플랫 패널 디스플레이)로서 일렉트로루미네선스(EL: Electroluminescence, 이하 EL이라고도 기재함) 표시 장치가 주목을 받고 있다.
EL 표시 장치는, 각 화소에 사용하는 발광 소자 각각에, 각 색깔로 발광하는 발광 재료를 사용한 발광 소자를 제공함으로써 풀 컬러 표시를 행할 수 있다.
이러한 EL 표시 장치에는, 금속 마스크를 사용하는 증착법에 의하여 화소마다 미세한 패턴으로 상이한 발광 재료를 선택적으로 증착(selective deposition)하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 금속 마스크의 접촉으로 인하여 발광 소자의 형상 불량 및 발광 불량 등이 초래될 우려가 있어 그 대책이 연구되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에는, 증착시에 있어서 금속 마스크와 화소 전극이 접촉하지 않도록 화소 전극 위에 금속 마스크를 지지하는 스페이서를 제공한 구성이 개시되어 있다.
일본국 특개2006-126817호 공보
발광 재료를 화소마다 선택적으로 증착하는 방법은, 공정이 번잡하며, 수율이나 생산성을 높이기 어렵다.
본 발명의 일 형태는, 표시 장치의 저소비 전력화 및 고생산화를 달성할 수 있는 발광 소자를 제공하는 것을 과제 중의 하나로 한다.
본 발명의 일 형태는, 표시 장치를 높은 생산성으로 제작하는 기술을 제공하는 것을 과제 중의 하나로 한다.
또한, 본 발명의 일 형태는, 색 순도가 높고 고정세의 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중의 하나로 한다.
본 발명의 일 형태는, 반사성을 갖는 전극과, 반사성을 갖는 전극 위에 차례로 적층된 제 1 발광층, 전하 발생층, 제 2 발광층, 및 투광성을 갖는 전극을 포함하고, 반사성을 갖는 전극과 제 1 발광층과의 사이의 광학 거리는 제 1 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 1/4이고, 반사성을 갖는 전극과 제 2 발광층과의 사이의 광학 거리는 제 2 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 3/4인, 발광 소자이다. 또한, 본 명세서 중에서 발광 스펙트럼의 피크 파장이란, 복수의 피크를 갖는 발광 스펙트럼의 경우, 그 중에서 최대의 발광 강도의 피크에 있어서의 파장을 가리킨다.
상기 구성에 있어서, 제 1 발광층 및 제 2 발광층이 나타내는 발광색은 각각 상이하다.
본 발명의 일 형태는, 반사성을 갖는 전극과, 반사성을 갖는 전극 위에 차례로 적층된 제 1 발광층, 제 1 전하 발생층, 제 2 발광층, 제 2 전하 발생층, 제 3 발광층, 및 투광성을 갖는 전극을 포함하고, 반사성을 갖는 전극과 제 1 발광층과의 사이의 광학 거리는 제 1 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 1/4이고, 반사성을 갖는 전극과 제 2 발광층과의 사이의 광학 거리는 제 2 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 3/4이고, 반사성을 갖는 전극과 제 3 발광층과의 사이의 광학 거리는 제 3 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 5/4인, 발광 소자이다.
상기 구성에 있어서, 제 1 발광층, 제 2 발광층, 및 제 3 발광층이 나타내는 발광색은 각각 상이하다.
본 발명의 일 형태는, 복수의 발광 소자와, 복수의 발광 소자 위에 제공된 복수의 컬러 필터층을 갖고, 복수의 발광 소자 각각은, 반사성을 갖는 전극과, 반사성을 갖는 전극 위에 차례로 적층된 제 1 발광층, 전하 발생층, 제 2 발광층, 및 투광성을 갖는 전극을 포함하고, 반사성을 갖는 전극과 제 1 발광층과의 사이의 광학 거리는 제 1 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 1/4이고, 반사성을 갖는 전극과 제 2 발광층과의 사이의 광학 거리는 제 2 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 3/4이고, 복수의 컬러 필터층으로서 적어도 제 1 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 광을 투과하는 컬러 필터층과, 제 2 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 광을 투과하는 컬러 필터층을 포함하는 표시 장치이다.
본 발명의 일 형태는, 복수의 발광 소자와, 복수의 발광 소자 위에 제공된 복수의 컬러 필터층을 갖고, 복수의 발광 소자 각각은, 반사성을 갖는 전극과, 반사성을 갖는 전극 위에 차례로 적층된 제 1 발광층, 제 1 전하 발생층, 제 2 발광층, 제 2 전하 발생층, 제 3 발광층, 및 투광성을 갖는 전극을 포함하고, 반사성을 갖는 전극과 제 1 발광층과의 사이의 광학 거리는 제 1 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 1/4이고, 반사성을 갖는 전극과 제 2 발광층과의 사이의 광학 거리는 제 2 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 3/4이고, 반사성을 갖는 전극과 제 3 발광층과의 사이의 광학 거리는 제 3 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 5/4이고, 복수의 컬러 필터층으로서 적어도 제 1 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 광을 투과하는 컬러 필터층과, 제 2 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 광을 투과하는 컬러 필터층과, 제 3 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 광을 투과하는 컬러 필터층을 포함하는 표시 장치이다.
본 발명의 일 형태는, 표시 장치를 높은 생산성으로 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태는, 색 순도가 높고 고정세의 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태는, 저소비 전력의 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1(A) 및 도 1(B)는 표시 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 표시 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3(A) 내지 도 3(C)는 표시 장치를 설명하기 위한 도면.
도 4(A) 및 도 4(B)는 표시 장치를 설명하기 위한 도면.
도 5(A) 내지 도 5(F)는 표시 장치의 사용 형태의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 6은 실시예의 발광 소자를 설명하기 위한 도면.
도 7은 실시예의 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시한 도면.
실시형태에 대하여 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 다만, 이하의 설명에 한정되지 않고, 취지 및 그 범위에서 일탈하지 않고 그 형태 및 상세한 내용을 다양하게 변경할 수 있음은 당업자이면 용이하게 이해된다. 따라서, 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 이하에 설명하는 구성에 있어서, 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면간에서 공통적으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, EL 표시 장치의 일 형태에 대하여 도 1(A) 내지 도 3(C)를 사용하여 설명한다.
도 1(A)는 본 실시형태에 따른 발광 소자의 구성을 도시한 것이다. 도 1(A)에 도시된 발광 소자는, 반사성을 갖는 전극(102)과, 반사성을 갖는 전극(102) 위에 차례로 적층된 제 1 EL층(106), 전하 발생층(107), 제 2 EL층(110), 및 투광성을 갖는 전극(112)을 포함하여 구성된다. 발광 소자로부터의 발광은, 투광성을 갖는 전극(112) 측으로부터 사출된다.
도 1(A)의 제 1 EL층(106)은, 적어도 제 1 발광층(120)을 포함하여 구성된다. 또한, 제 2 EL층(110)은, 적어도 제 2 발광층(122)을 포함하여 구성된다. 또한, 제 1 EL층(106) 및 제 2 EL층(110)은, 발광층 이외에 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등의 기능층을 각각 갖는 적층 구조로 할 수도 있다.
도 1(A) 및 도 1(B)에 도시된 발광 소자에 있어서, 제 1 발광층(120)으로부터의 발광은, 투광성을 갖는 전극(112)으로부터 발광 소자 외에 사출된다. 여기서, 투광성을 갖는 전극(112)에 입사하는 광의 성분에는, 제 1 발광층(120)으로부터 직접 투광성을 갖는 전극(112)에 입사하는 광(제 1 입사광이라고도 표기함)과, 제 1 발광층(120)이 나타낸 광 중 반사성을 갖는 전극(102)에 의하여 반사되어 되돌아온 광(제 1 반사광이라고도 표기함)이 포함되어 있다. 제 1 입사광과 제 1 반사광은 간섭을 일으키기 때문에, 반사성을 갖는 전극(102)과 제 1 발광층(120)과의 광학 거리를 조정함으로써 제 1 입사광과 제 1 반사광의 위상을 맞출 수 있다.
본 실시형태에서는, 반사성을 갖는 전극(102)과 제 1 발광층(120)과의 광학 거리를 제 1 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 1/4로 한다. 이로써, 제 1 입사광과 제 1 반사광의 위상을 맞출 수 있고, 제 1 발광층(120)으로부터의 발광을 증폭할 수 있으므로, 본 실시형태에 따른 발광 소자는 광학 거리가 조정되지 않은 발광 소자와 비교하여 같은 전류를 흘린 경우에 큰 휘도를 얻을 수 있다.
마찬가지로, 제 2 발광층(122)으로부터의 발광은, 투광성을 갖는 전극(112)으로부터 발광 소자 외에 사출되고, 투광성을 갖는 전극(112)에 입사하는 광의 성분에는, 제 2 발광층(122)으로부터 직접 투광성을 갖는 전극(112)에 입사하는 광(제 2 입사광이라고도 표기함)과, 제 2 발광층(122)이 나타낸 광 중 반사성을 갖는 전극(102)에 의하여 반사되어 되돌아온 광(제 2 반사광이라고도 표기함)이 포함되어 있다. 제 2 입사광과 제 2 반사광은 간섭을 일으키기 때문에, 반사성을 갖는 전극(102)과 제 2 발광층(122)과의 광학 거리를 조정함으로써 제 2 입사광과 제 2 반사광의 위상을 맞출 수 있다.
본 실시형태에서는, 반사성을 갖는 전극(102)과 제 2 발광층(122)과의 광학 거리를 제 2 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 3/4으로 한다. 이로써, 제 2 입사광과 제 2 반사광의 위상을 맞출 수 있고, 제 2 발광층(122)으로부터의 발광을 증폭할 수 있으므로, 본 실시형태에 따른 발광 소자는 광학 거리가 조정되지 않은 발광 소자와 비교하여 같은 전류를 흘린 경우에 큰 휘도를 얻을 수 있다.
또한, 반사성을 갖는 전극(102)과 제 1 발광층(120)과의 광학 거리는, 보다 엄밀하게는 반사성을 갖는 전극(102)과 제 1 발광층(120)의 발광 영역과의 광학 거리라고 말할 수도 있다. 다만, 발광층의 발광 영역의 위치를 엄밀하게 결정하기는 어려우며, 발광층의 임의의 위치를 발광 영역이라고 가정함으로써 충분히 상술한 효과를 얻을 수 있는 것이다. 즉, 반사성을 갖는 전극(102)과, 제 1 발광층(120)과의 광학 거리란, 반사성을 갖는 전극(102)의 표면에서 제 1 발광층(120)의 하부 표면까지의 거리 이상, 반사성을 갖는 전극(102)의 표면에서 제 1 발광층(120)의 상부 표면까지의 거리 이하로 할 수 있다. 반사성을 갖는 전극(102)과 제 2 발광층(122)과의 광학 거리 및 반사성을 갖는 전극(102)과 후술할 제 3 발광층(124)과의 광학 거리에 대하여도 마찬가지이다.
또한, 제 1 발광층(120) 및 제 2 발광층(122)이 나타내는 발광색은 각각 상이한 것이 바람직하다.
이하에 도 1(A)에 도시된 발광 소자의 구성을 보다 구체적인 재료를 들어 설명한다. 또한, 여기서 설명하는 소자 구성이나 제작 방법 등은 어디까지나 예시이며, 본 실시형태의 취지를 손상시키지 않는 범위에 있어서, 그 이외의 공지의 구성, 재료, 제작 방법을 적용할 수 있다.
반사성을 갖는 전극(102)은, 광의 추출 방향과 반대 측에 제공되고, 반사성을 갖는 재료를 사용하여 형성된다. 반사성을 갖는 재료로서는, 알루미늄, 금, 백금, 은, 니켈, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 구리, 또는 팔라듐 등의 금속 재료를 사용할 수 있다. 그 이외에, 알루미늄과 티타늄의 합금, 알루미늄과 니켈의 합금, 알루미늄과 네오디뮴의 합금 등의 알루미늄을 함유한 합금(알루미늄 합금)이나, 은과 구리의 합금 등의 은을 함유한 합금을 사용할 수도 있다. 은과 구리의 합금은 내열성이 높아 바람직하다. 또한, 알루미늄 합금막에 접하는 금속막, 또는 금속 산화물막을 적층함으로써 알루미늄 합금막의 산화를 억제할 수 있다. 상기 금속막, 금속 산화물막의 재료로서는, 티타늄, 산화 티타늄 등을 들 수 있다. 상술한 재료는 지각(地殼)에 존재하는 양이 많고 저렴하기 때문에, 발광 소자의 제작 비용을 저감할 수 있어 바람직하다.
본 실시형태에서는, 반사성을 갖는 전극(102)을 발광 소자의 양극으로서 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 다만, 본 발명의 실시형태는 이것에 한정되지 않는다.
반사성을 갖는 전극(102)과 제 1 발광층(120)과의 광학 거리를 조정하기 위하여는, 반사성을 갖는 전극(102) 위에 접하여 투광성을 갖는 도전층을 제공하면 좋다. 상기 투광성을 갖는 도전층은, 가시광에 대한 투광성을 갖는 재료를 사용하여 단층 또는 적층으로 형성된다. 예를 들어, 투광성을 갖는 재료로서는, 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 산화 인듐 산화 아연, 산화 아연, 갈륨을 첨가한 산화 아연, 그래핀 등을 사용할 수 있다.
또한, 투광성을 갖는 도전층으로서, 도전성 고분자(도전성 폴리머라고도 함)를 포함하는 도전성 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 도전성 고분자로서는, 소위 π전자 공액계 도전성 고분자를 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리피롤 또는 그의 유도체, 폴리티오펜(PEDOT) 또는 그의 유도체, 또는 아닐린, 피롤, 및 티오펜의 2종 이상으로 이루어진 공중합체 또는 그의 유도체 등을 들 수 있다.
제 1 EL층(106)은, 적어도 제 1 발광층(120)이 포함되어 있으면 좋다. 그 이외에, 정공 수송성이 높은 물질을 함유한 층, 전자 수송성이 높은 물질을 함유한 층, 정공 주입성이 높은 물질을 함유한 층, 전자 주입성이 높은 물질을 함유한 층, 양극성(bipolar) 물질(정공 수송성 및 전자 수송성이 높은 물질)을 함유한 층 등을 적절히 조합한 적층 구조를 구성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 EL층(106)으로서, 정공 주입층, 정공 수송층, 제 1 발광층(120), 전자 수송층, 전자 주입층의 적층 구조로 할 수 있다. 또한, 당연하게도 반사성을 갖는 전극(102)을 음극으로서 사용하는 경우에는, 음극 측으로부터 차례로 전자 주입층, 전자 수송층, 제 1 발광층(120), 정공 수송층, 정공 주입층의 적층 구조로 하면 좋다.
정공 주입층은, 정공 주입성이 높은 물질을 함유한 층이다. 정공 주입성이 높은 물질로서는 예를 들어, 몰리브덴 산화물, 티타늄 산화물, 바나듐 산화물, 레늄 산화물, 루테늄 산화물, 크롬 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물, 탄탈 산화물, 은 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물 등의 금속 산화물을 사용할 수 있다. 또한, 프탈로시아닌(약칭: H2Pc), 구리(II)프탈로시아닌(약칭: CuPc) 등의 프탈로시아닌계 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 저분자 유기 화합물인 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭: MTDATA), 4,4'-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: DPAB), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)비페닐(약칭: DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭: DPA3B), 3-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭: PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭: PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카르바졸-3-일)아미노]-9-페닐카르바졸(약칭: PCzPCN1) 등의 방향족 아민 화합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등)을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭: PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭: PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약칭: PTPDMA), 폴리[N,N '-비스(4-부틸페닐)-N,N '-비스(페닐)벤지딘](약칭: Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 들 수 있다. 또한, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌설폰산)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/폴리(스티렌설폰산)(PAni/PSS) 등의 산이 첨가된 고분자 화합물을 사용할 수 있다.
특히, 정공 주입층으로서, 정공 수송성이 높은 유기 화합물에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 사용함으로써 양극으로부터의 정공 주입성을 양호하게 하고, 발광 소자의 구동 전압을 저감시킬 수 있다. 이들 복합재료는, 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터 물질을 공증착함으로써 형성할 수 있다. 상기 복합 재료를 사용하여 정공 주입층을 형성함으로써 양극으로부터 제 1 EL층(106)에 정공을 용이하게 주입할 수 있다.
복합 재료에 사용하는 유기 화합물로서는, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 방향족 탄화 수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등 다양한 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 복합 재료에 사용하는 유기 화합물로서는 정공 수송성이 높은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질인 것이 바람직하다. 다만, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면 이들 이외의 것을 사용하여도 좋다. 이하에는, 복합 재료에 사용할 수 있는 유기 화합물을 구체적으로 열거한다.
복합 재료에 사용할 수 있는 유기 화합물로서는, 예를 들어 TDATA, MTDATA, DPAB, DNTPD, DPA3B, PCzPCA1, PCzPCA2, PCzPCN1, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB), N,N '-비스(3-메틸페닐)-N,N '-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(약칭: TPD), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭: BPAFLP) 등의 방향족 아민 화합물이나, 4,4'-디(N-카르바졸릴)비페닐(약칭: CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카르바졸릴)페닐]벤젠(약칭: TCPB), 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭: CzPA), 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭: PCzPA), 1,4-비스[4-(N-카르바졸릴)페닐]-2,3,5,6-테트라페닐벤젠 등의 카르바졸 유도체를 사용할 수 있다.
또한, 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA), 2-tert-부틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센, 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭: DPPA), 2-tert-부틸-9,10-비스(4-페닐페닐)안트라센(약칭: t-BuDBA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 9,10-디페닐안트라센(약칭: DPAnth), 2-tert-부틸안트라센(약칭: t-BuAnth), 9,10-비스(4-메틸-1-나프틸)안트라센(약칭: DMNA), 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]-2-tert-부틸안트라센, 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센 등의 방향족 탄화 수소 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센, 9,9'-비안트릴, 10,10'-디페닐-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스(2-페닐페닐)-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스[(2,3,4,5,6-펜타페닐)페닐]-9,9'-비안트릴, 안트라센, 테트라센, 루브렌, 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌, 펜타센, 코로넨, 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(약칭: DPVBi), 9,10-비스[4-(2,2-디페닐비닐)페닐]안트라센(약칭: DPVPA) 등의 방향족 탄화수소 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 전자 수용체로서는, 7,7,8,8-테트라시아노-2,3,5,6-테트라플루오르퀴노디메탄(약칭: F4-TCNQ), 클로라닐 등의 유기 화합물이나, 전이 금속 산화물을 들 수 있다. 또한 원소 주기율표의 제 4 족 내지 제 8 족에 속하는 금속의 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는, 산화 바나듐, 산화 니오븀, 산화 탄탈, 산화 크롬, 산화 몰리브덴, 산화 텅스텐, 산화 망간, 산화 레늄은 전자 수용성이 높아 바람직하다. 그 중에서도, 특히 산화몰리브덴은 대기 중에서도 안정적이고 흡습성이 낮으며 취급하기 쉬워 바람직하다.
또한, 상술한 PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물과 상술한 전자 수용체를 사용하여 복합 재료를 형성하여 정공 주입층에 사용하여도 좋다.
또한, 제 1 EL층(106)에 상술한 복합 재료를 함유한 층을 제공하는 경우, 상기 복합 재료를 함유한 층의 막 두께를 조정함으로써 반사성을 갖는 전극(102)과 제 1 발광층(120)과의 사이의 광학 거리(제 1 반사광의 광로 길이)를 조정하여도 좋다. 이 경우, 투광성을 갖는 도전층은 반드시 제공하지 않아도 좋다.
정공 수송층은, 정공 수송성이 높은 물질을 함유한 층이다. 정공 수송성이 높은 물질로서는, 예를 들어 NPB, TPD, BPAFLP, 4,4'-비스[N-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: DFLDPBi), 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: BSPB) 등의 방향족 아민 화합물을 사용할 수 있다. 여기서 기술한 물질은 주로 10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질이다. 다만, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면 이들 이외의 것을 사용하여도 좋다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질을 함유한 층은 단층에 한정되지 않고 상기 물질로 이루어진 층이 2층 이상 적층된 것으로 하여도 좋다.
또한, 정공 수송층에는 CBP, CzPA, PCzPA와 같은 카르바졸 유도체나 t-BuDNA, DNA, DPAnth와 같은 안트라센 유도체를 사용하여도 좋다.
또한, 정공 수송층에는 PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
제 1 발광층(120)은, 발광성의 유기 화합물을 함유한 층이다. 발광성 유기 화합물로서는 예를 들어, 형광을 발광하는 형광성 화합물이나 인광을 발광하는 인광성 화합물을 사용할 수 있다.
제 1 발광층(120)에 사용할 수 있는 형광성 화합물로서는, 예를 들어 청색계 발광 재료로서, N,N '-비스[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N,N '-디페닐스틸벤-4,4'-디아민(약칭: YGA2S), 4-(9H-카르바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약칭: YGAPA), 4-(10-페닐-9-안트릴)-4'-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)트리페닐아민(약칭: PCBAPA) 등을 들 수 있다. 또한, 녹색계의 발광 재료로서, N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭: 2PCAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭: 2PCABPhA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭: 2DPAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭: 2DPABPhA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)]-N-[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐안트라센-2-아민(약칭: 2YGABPhA), N,N,9-트리페닐안트라센-9-아민(약칭: DPhAPhA) 등을 들 수 있다. 또한, 황색계 발광 재료로서, 루브렌, 5,12-비스(1,1'-비페닐-4-일)-6,11-디페닐테트라센(약칭: BPT) 등을 들 수 있다. 또한, 적색계 발광 재료로서, N,N,N ',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-디아민(약칭: p-mPhTD), 7,14-디페닐-N,N,N ',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-디아민(약칭: p-mPhAFD) 등을 들 수 있다.
또한, 제 1 발광층(120)에 사용할 수 있는 인광성 화합물로서는, 예를 들어 청색계 발광 재료로서, 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C 2 ' ]이리듐(III)테트라키스(1-피라졸릴)보레이트(약칭: FIr6), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C 2' ]이리듐(III)피콜리네이트(약칭: FIrpic), 비스{2-[3',5'-비스(트리플루오로메틸)페닐]피리디나토-N,C 2' }이리듐(III)피콜리네이트(약칭: Ir(CF3ppy)2(pic)), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C 2 ' ]이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: FIr(acac)) 등을 들 수 있다. 또한, 녹색계 발광 재료로서, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C 2' )이리듐(III)(약칭: Ir(ppy)3), 비스(2-페닐피리디나토-N,C 2' )이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(ppy)2(acac)), 비스(1,2-디페닐-1H-벤즈이미다졸라토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(pbi)2(acac)), 비스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(bzq)2(acac)), 트리스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III)(약칭: Ir(bzq)3) 등을 들 수 있다. 또한, 황색계 발광 재료로서, 비스(2,4-디페닐-1,3-옥사졸라토-N,C 2' )이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(dpo)2(acac)), 비스[2-(4'-퍼플루오로페닐페닐)피리디나토]이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(p-PF-ph)2(acac)), 비스(2-페닐벤조티아졸라토-N,C 2' )이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(bt)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오르페닐)-5-메틸피라지나토]이리듐(III)(약칭: Ir(Fdppr-Me)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스{2-(4-메톡시페닐)-3,5-디메틸피라지나토}이리듐(III)(약칭: Ir(dmmoppr)2(acac)) 등을 들 수 있다. 또한, 주황색계 발광 재료로서, 트리스(2-페닐퀴놀리나토-N,C 2' )이리듐(III)(약칭: Ir(pq)3), 비스(2-페닐퀴놀리나토-N,C 2' )이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(pq)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스(3,5-디메틸-2-페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppr-Me)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스(5-이소프로필-3-메틸-2-페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppr-iPr)2(acac)) 등을 들 수 있다. 또한, 적색계 발광 재료로서, 비스[2-(2'-벤조[4,5-α-티에닐)피리디나토-N,C 3' ]이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(btp)2(acac)), 비스(1-페닐이소퀴놀리나토-N,C 2' )이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(piq)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오르페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭: Ir(Fdpq)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: Ir(tppr)2(acac)), (디피바로일메타나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: Ir(tppr)2(dpm)), 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르피린백금(II)(약칭: PtOEP) 등 유기 금속 착체를 들 수 있다. 또한, 트리스(아세틸아세토나토)(모노페난트롤린)테르븀(III)(약칭: Tb(acac)3(Phen)), 트리스(1,3-디페닐-1,3-프로판디오나토)(모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: Eu(DBM)3(Phen)), 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트리플루오로아세토나토](모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: Eu(TTA)3(Phen)) 등의 희토류 금속 착체는, 희토류 금속 이온으로부터의 발광(상이한 다중도 간의 전자 천이(遷移))이기 때문에, 인광성 화합물로서 사용할 수 있다.
또한, 제 1 발광층(120)으로서는, 상술한 발광성을 갖는 유기 화합물(게스트 재료)을 다른 물질(호스트 재료)에 분산시킨 구성으로 하여도 좋다. 호스트 재료로서는 다양한 물질을 사용할 수 있지만, 발광성 물질보다 최저 공궤도 준위(LUMO 준위)가 높고, 최고 피점유 궤도 준위(HOMO 준위)가 낮은 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
호스트 재료로서는 구체적으로, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약칭: Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약칭: Almq3), 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(II)(약칭: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(III)(약칭: BAlq), 비스(8-퀴놀리놀라토)아연(II)(약칭: Znq), 비스[2-(2-벤조옥사졸릴)페놀라토]아연(II)(약칭: ZnPBO), 비스[2-(2-벤조티아졸릴)페놀라토]아연(II)(약칭: ZnBTZ) 등의 금속 착체, 2-(4-비페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭: TAZ), 2,2',2"-(1,3,5-벤젠트리일)트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸) (약칭: TPBI), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP) 등의 복소환 화합물이나, 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭: CzPA), 3,6-디페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭: DPCzPA), 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭: DPPA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA), 9,9'-비안트릴(약칭: BANT), 9,9'-(스틸벤-3,3'-디일)디페난트렌(약칭: DPNS), 9,9'-(스틸벤-4,4'-디일)디페난트렌(약칭: DPNS2), 3,3',3"-(벤젠-1,3,5-트리일)트리피렌(약칭: TPB3), 9,10-디페닐안트라센(약칭: DPAnth), 6,12-디메톡시-5,11-디페닐크리센 등의 축합 방향족 화합물, N,N-디페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸-3-아민(약칭: CzA1PA), 4-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약칭: DPhPA), N,9-디페닐-N-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸-3-아민(약칭: PCAPA), N,9-디페닐-N-{4-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]페닐}-9H-카르바졸-3-아민(약칭: PCAPBA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭: 2PCAPA), NPB, TPD, DFLDPBi, BSPB 등의 방향족 아민 화합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 호스트 재료는 복수 종류 사용할 수 있다. 예를 들어, 결정화를 억제하기 위하여 루브렌 등의 결정화를 억제하는 물질을 더 첨가하여도 좋다. 또한, 게스트 재료로의 에너지 이동을 보다 효율적으로 행하기 위하여 NPB 또는 Alq 등을 더 첨가하여도 좋다.
게스트 재료를 호스트 재료에 분산시킨 구성으로 함으로써 제 1 발광층(120)의 결정화를 억제할 수 있다. 또한, 게스트 재료의 농도가 높은 것으로 인한 농도 소광(消光)을 억제할 수 있다.
또한, 제 1 발광층(120)으로서 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 청색계 발광 재료로서, 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)(약칭: PFO), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,5-디메톡시벤젠-1,4-디일)](약칭: PF-DMOP), 폴리{(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-[N,N'-디-(p-부틸페닐)-1,4-디아미노벤젠]}(약칭: TAB-PFH) 등을 들 수 있다. 또한, 녹색계 발광 재료로서, 폴리(p-페닐렌비닐렌)(약칭: PPV), 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-alt-co-(벤조[2,1,3]티아디아졸-4,7-디일)](약칭: PFBT), 폴리[(9,9-디옥틸-2,7-디비닐렌플루오레닐렌)-alt-co-(2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-1,4-페닐렌)] 등을 들 수 있다. 또한, 주황색 내지 적색계 발광 재료로서, 폴리[2-메톡시-5-(2'-에틸헥속시)-1,4-페닐렌비닐렌](약칭: MEH-PPV), 폴리(3-부틸티오펜-2,5-디일)(약칭: R4-PAT), 폴리{[9,9-디헥실-2,7-비스(1-시아노비닐렌)플루오레닐렌]-alt-co-[2,5-비스(N,N'-디페닐아미노)-1,4-페닐렌]}, 폴리{[2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-1,4-비스(1-시아노비닐렌페닐렌)]-alt-co-[2,5-비스(N,N'-디페닐아미노)-1,4-페닐렌]}(약칭: CN-PPV-DPD) 등을 들 수 있다.
또한, 제 1 EL층(106)은, 발광층을 2층 이상 포함하는 구성으로 하여도 좋다.
전자 수송층은, 전자 수송성이 높은 물질을 함유한 층이다. 전자 수송성이 높은 물질로서는 예를 들어, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]-퀴놀리나토)베릴륨(약칭: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭: BAlq) 등, 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 착체 등을 들 수 있다. 또한, 이 이외에 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤즈옥사졸레이토]아연(약칭: Zn(BOX)2), 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조티아졸레이토]아연(약칭: Zn(BTZ)2) 등의 옥사졸계, 티아졸계 배위자를 갖는 금속 착체 등도 사용할 수 있다. 또한, 금속 착체 이외에도, 2-(4-비페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭: PBD)나, 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭: TAZ), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP) 등도 사용할 수 있다. 여기서 기술한 물질은 주로 10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질이다. 또한, 전자 수송층은 단층에 한정되지 않고 상기 물질로 이루어진 층이 2층 이상 적층된 것으로 하여도 좋다.
전자 주입층은, 전자 주입성이 높은 물질을 함유한 층이다. 전자 주입층에는 리튬, 세슘, 칼슘, 불화 리튬, 불화 세슘, 불화 칼슘, 리튬 산화물 등과 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 불화 에르븀과 같은 희토류 금속 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 상술한 전자 수송층을 구성하는 물질을 사용할 수도 있다.
전하 발생층(107)은, 발광 소자에 전압을 인가함으로써 전하가 발생되고, 음극 측의 EL층으로 정공을 주입하고, 양극 측의 EL층으로 전자를 주입하는 기능을 갖는다.
전하 발생층(107)은 상술한 복합 재료로 형성할 수 있다. 또한, 전하 발생층(107)은 복합 재료로 이루어진 층과 다른 재료로 이루어진 층의 적층 구조라도 좋다. 이 경우, 다른 재료로 이루어진 층으로서는, 전자 공여성 물질과 전자 수송성이 높은 물질을 함유하는 층이나, 투명 도전막으로 이루어지는 층 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 구성을 갖는 발광 소자는, 에너지의 이동이나 소광 등의 문제가 쉽게 일어나지 않고, 재료의 선택의 여지가 넓어짐으로써 높은 발광 효율과 긴 수명의 양쪽 모두를 갖는 발광 소자로 하기 용이하다. 또한, 한쪽의 EL층에서 인광 발광, 다른 쪽의 EL층에서 형광 발광을 얻기 용이하다.
또한, 전하 발생층(107)의 막 두께를 조정함으로써 반사성을 갖는 전극(102)과, 제 2 발광층(122)과의 광학 거리(제 2 반사광의 광로 길이)를 조정할 수 있다.
적층되는 EL층 사이에 전하 발생층을 배치하면, 전류 밀도를 낮게 유지한 채 고휘도이면서 긴 수명을 갖는 소자로 할 수 있다. 또한, 전극 재료의 저항에 의한 전압 강하를 작게 할 수 있으므로, 대면적에서 균일하게 발광할 수 있다.
제 2 EL층(110)은, 적어도 제 2 발광층(122)을 포함하면 좋다. 그 이외에, 정공 수송성이 높은 물질을 함유한 층, 전자 수송성이 높은 물질을 함유한 층, 정공 주입성이 높은 물질을 함유한 층, 전자 주입성이 높은 물질을 함유한 층, 양극성(bipolar) 물질(정공 수송성 및 전자 수송성이 높은 물질)을 함유한 층 등을 적절히 조합한 적층 구조를 구성할 수 있다. 또한, 제 1 EL층(106)과 같은 구성으로 하여도 좋고, 제 1 EL층과 상이한 적층 구조를 갖는 구성으로 하여도 좋다. 예를 들어, 제 2 EL층(110)으로서, 정공 주입층, 정공 수송층, 제 2 발광층(122), 전자 수송층, 전자 주입 버퍼층, 전자 릴레이층 및 투광성을 갖는 전극(112)과 접하는 복합 재료 층을 갖는 적층 구조로 할 수 있다. 또한, 제 2 EL층(110)은, 발광층을 2층 이상 포함하는 구성으로 하여도 좋다.
투광성을 갖는 전극(112)과 접하는 복합 재료층을 제공함으로써 특히 스퍼터링법을 사용하여 투광성을 갖는 전극(112)을 형성할 때, 제 2 EL층(110)이 받는 데미지를 저감할 수 있어 바람직하다. 복합 재료층은 상술한 정공 수송성이 높은 유기 화합물에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 사용할 수 있다.
또한, 전자 주입 버퍼층을 제공함으로써 복합 재료층과 전자 수송층 사이의 주입 장벽을 완화할 수 있기 때문에, 복합 재료층에서 발생한 전자를 전자 수송층에 용이하게 주입할 수 있다.
전자 주입 버퍼층에는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속 및 이들의 화합물(알칼리 금속 화합물(산화 리튬 등의 산화물, 할로겐화물, 탄산 리튬이나 탄산 세슘 등의 탄산염을 포함함), 알칼리 토금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함), 또는 희토류 금속의 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함) 등의 전자 주입성이 높은 물질을 사용할 수 있다.
또한, 전자 주입 버퍼층이 전자 수송성이 높은 물질과 도너성 물질을 포함하여 형성되는 경우에는, 전자 수송성이 높은 물질에 대하여 질량 비율로 0.001 이상 0.1 이하의 비율로 도너성 물질을 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 도너성 물질로서는, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속 및 이들의 화합물(알칼리 금속 화합물(산화 리튬 등의 산화물, 할로겐화물, 탄산 리튬이나 탄산 세슘 등의 탄산염을 포함함), 알칼리 토금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함), 또는 희토류 금속의 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함)) 이외에, 테트라 티아나프타센(약칭: TTN), 니켈로센, 데카메틸니켈로센 등의 유기 화합물을 사용할 수도 있다. 또한, 전자 수송성이 높은 물질로서는 상술한 전자 수송층의 재료와 같은 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 전자 주입 버퍼층과 복합 재료층 사이에 전자 릴레이층을 형성하는 것이 바람직하다. 전자 릴레이층은 반드시 제공할 필요는 없지만, 전자 수송성이 높은 전자 릴레이층을 제공함으로써 전자 주입 버퍼층으로 전자를 신속히 수송할 수 있게 된다.
복합 재료층과 전자 주입 버퍼층 사이에 전자 릴레이층이 끼워진 구조는 복합 재료층에 함유된 억셉터성 물질과 전자 주입 버퍼층에 함유된 도너성 물질이 상호 작용을 받기 어렵고, 서로의 기능을 저해하기 어려운 구조이다. 따라서, 구동 전압의 상승을 방지할 수 있다.
전자 릴레이층은 전자 수송성이 높은 물질을 함유하고, 상기 전자 수송성이 높은 물질의 LUMO 준위가 복합 재료층에 함유된 억셉터성 물질의 LUMO 준위와, 전자 수송층에 함유된 전자 수송성이 높은 물질의 LUMO 준위와의 사이에 위치하도록 형성한다. 또한, 전자 릴레이층이 도너성 물질을 함유하는 경우에는 상기 도너성 물질의 도너 준위도 복합 재료층에 있어서의 억셉터성 물질의 LUMO 준위와, 전자 수송층에 함유된 전자 수송성이 높은 물질의 LUMO 준위와의 사이에 위치하도록 한다. 구체적인 에너지 준위의 값으로서는, 전자 릴레이층에 포함된 전자 수송성이 높은 물질의 LUMO 준위는 -5.0eV 이상, 바람직하게는 -5.0eV 이상 -3.0eV 이하로 하면 좋다.
전자 릴레이층에 함유되는 전자 수송성이 높은 물질로서는 프탈로시아닌계 재료 또는 금속-산소 결합과 방향족 배위자를 갖는 금속 착체를 사용하는 것이 바람직하다.
전자 릴레이층에 함유되는 프탈로시아닌계 재료로서는, 구체적으로는 CuPc, SnPc(Phthalocyanine tin(II) complex), ZnPc(Phthalocyanine zinc complex), CoPc(Cobalt(II) phthalocyanine, β-form), FePc(Phthalocyanine Iron) 및 PhO-VOPc(Vanadyl 2, 9, 16, 23-tetraphenoxy-29H, 31H-phthalocyanine) 중 어느 것을 사용하는 것이 바람직하다.
전자 릴레이층에 함유되는 금속-산소 결합과 방향족 배위자를 갖는 금속 착체로서는, 금속-산소의 2중 결합을 갖는 금속 착체를 사용하는 것이 바람직하다. 금속-산소의 2중 결합은 억셉터성(전자를 수용하기 쉬운 성질)을 갖기 때문에, 전자의 이동(수수(授受))이 보다 용이하게 된다. 또한, 금속-산소의 2중 결합을 갖는 금속 착체는 안정적인 것으로 생각된다. 따라서, 금속-산소의 2중 결합을 갖는 금속 착체를 사용함으로써 발광 소자를 저전압으로 보다 안정적으로 구동할 수 있다.
금속-산소 결합과 방향족 배위자를 갖는 금속 착체로서는 프탈로시아닌계 재료가 바람직하다. 구체적으로는, VOPc(Vanadyl phthalocyanine), SnOPc(Phthalocyanine tin(Ⅳ) oxide complex) 및 TiOPc(Phthalocyanine titanium oxide complex) 중 어느 것은 분자 구조적으로 금속-산소의 2중 결합이 다른 분자에 대하여 작용하기 쉽고 억셉터성이 높아 바람직하다.
또한, 상술한 프탈로시아닌계 재료로서는, 페녹시기를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는 PhO-VOPc와 같은 페녹시기를 갖는 프탈로시아닌 유도체가 바람직하다. 페녹시기를 갖는 프탈로시아닌계 유도체는 용매에 용해할 수 있다. 그러므로, 발광 소자를 형성하는 데에 있어서 취급하기 쉽다는 이점을 갖는다. 또한, 용매에 용해할 수 있으므로, 성막에 사용하는 장치의 메인터넌스(maintenance)가 용이하게 된다는 이점을 갖는다.
전자 릴레이층은 도너성 물질을 더 함유하여도 좋다. 도너성 물질로서는, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, 및 이들의 화합물(알칼리 금속 화합물(산화 리튬 등의 산화물, 할로겐화물, 탄산 리튬이나 탄산 세슘 등의 탄산염을 포함함), 알칼리 토금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함), 또는 희토류 금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함)) 이외에, 테트라 티아나프타센(약칭: TTN), 니켈로센, 데카메틸니켈로센 등의 유기 화합물을 사용할 수 있다. 전자 릴레이층에 이들 도너성 물질을 함유시킴으로써 전자의 이동이 용이하게 되어 발광 소자를 보다 저전압으로 구동할 수 있게 된다.
전자 릴레이층에 도너성 물질을 함유시키는 경우, 전자 수송성이 높은 물질로서는 상술한 재료 이외에, 복합 재료층에 함유되는 억셉터성 물질의 억셉터 준위보다 높은 LUMO 준위를 갖는 물질을 사용할 수 있다. 구체적인 에너지 준위로서는 -5.0eV 이상, 바람직하게는 -5.0eV 이상 -3.0eV 이하의 범위에서 LUMO 준위를 갖는 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 물질로서는, 예를 들어 페릴렌 유도체나 함질소 축합 방향족 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 함질소 축합 방향족 화합물은 안정적이므로, 전자 릴레이층을 형성하기 위하여 사용하는 재료로서 바람직한 재료이다.
페릴렌 유도체의 구체적인 예로서는 3,4,9,10-페릴렌테트라카르본산이무수물(약칭: PTCDA), 3,4,9,10-페릴렌테트라카르복실릭비스벤즈이미다졸(약칭: PTCBI), N,N '-디옥틸-3,4,9,10-페릴렌테트라카르본산디이미드(약칭: PTCDI-C8H), N,N'-디헥실-3,4,9,10-페릴렌테트라카르본산디이미드(약칭: Hex PTC) 등을 들 수 있다.
또한, 함질소 축합 방향족 화합물의 구체적인 예로서는, 피라지노[2,3-f][1,10]페난트롤린-2,3-디카르보니트릴(약칭: PPDN), 2,3,6,7,10,11-헥사시아노-1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌(약칭: HAT(CN)6), 2,3-디페닐피리도[2,3-b]피라진(약칭: 2PYPR), 2,3-비스(4-플루오로페닐)피리도[2,3-b]피라진(약칭: F2PYPR) 등을 들 수 있다.
그 이외에도, 7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(약칭: TCNQ), 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르본산이무수물(약칭: NTCDA), 퍼플루오로펜타센, 구리 헥사데카플루오로프탈로시아닌(약칭: F16CuPc), N,N '-비스(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-펜타데카플루오로옥틸)-1,4,5,8-나프탈렌테트라카르본산디이미드(약칭; NTCDI-C8F), 3',4'-디부틸-5,5"-비스(디시아노메틸렌)-5,5"-디하이드로-2,2':5',2"-테르티오펜(약칭: DCMT), 메타노풀러린(예를 들어, [6,6]-페닐C61부티르산메틸에스테르) 등을 사용할 수 있다.
또한, 전자 릴레이층에 도너성 물질을 함유시키는 경우, 전자 수송성이 높은 물질과 도너성 물질의 공증착 등의 방법에 의하여 전자 릴레이층을 형성하면 좋다.
정공 주입층, 정공 수송층, 제 2 발광층(122) 및 전자 수송층은 상술한 재료를 사용하여 각각 형성하면 좋다. 다만, 제 2 발광층(122)의 발광 재료로서는, 제 1 발광층(120)의 발광 재료와 상이한 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
투광성을 갖는 전극(112)은, 광의 추출 방향으로 제공되기 때문에 투광성을 갖는 재료를 사용하여 형성한다. 투광성을 갖는 재료로서는, 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 산화 인듐 산화 아연, 산화 아연, 갈륨을 첨가한 산화 아연, 그래핀 등을 사용할 수 있다.
또한, 투광성을 갖는 전극(112)으로서는, 금, 백금, 니켈, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 티타늄 등의 금속 재료를 사용할 수 있다. 또는, 이들 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화 티타늄) 등을 사용하여도 좋다. 또한, 금속 재료(또는 그 질화물)를 사용하는 경우, 투광성을 가질 정도로 얇게 하면 좋다.
이상에서 설명한 도 1(A)의 발광 소자는, 각 발광층으로부터의 발광 스펙트럼의 반값 폭을 감소시킬 수 있으며, 샤프한 발광 스펙트럼을 갖는 발광 소자로 할 수 있다. 또한, 고효율의 발광 소자로 할 수 있다.
도 1(B)는 도 1(A)와 상이한 발광 소자의 구조를 도시한 것이다. 또한, 도 1(B)에 도시된 발광 소자의 구성은, 많은 부분에 있어서 도 1(A)에 도시된 발광 소자의 구성과 공통된다. 따라서, 이하에서는 중복한 부분의 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 1(B)에 도시된 발광 소자는, 반사성을 갖는 전극(102)과, 반사성을 갖는 전극(102) 위에 차례로 적층된 제 1 EL층(106), 제 1 전하 발생층(108), 제 2 EL층(110), 제 2 전하 발생층(114), 제 3 EL층(118), 및 투광성을 갖는 전극(112)을 포함하여 구성된다. 도 1(B)에 도시된 발광 소자는 제 2 EL층(110)과 투광성을 갖는 전극(112)과의 사이에 제 2 전하 발생층(114) 및 제 3 EL층(118)을 갖는다는 점에서 도 1(A)에 도시된 발광 소자와 상이하다. 이 이외에 구성은 도 1(A)의 발광 소자와 같다.
도 1(B)에 도시된 발광 소자에 있어서 제 3 EL층(118)은, 적어도 제 3 발광층(124)을 갖는다. 제 3 발광층(124)으로부터의 발광은, 투광성을 갖는 전극(112)으로부터 발광 소자 외에 사출되고, 투광성을 갖는 전극(112)에 입사하는 광의 성분에는, 제 3 발광층(124)으로부터 직접 투광성을 갖는 전극(112)에 입사하는 광(제 3 입사광이라고도 표기함)과, 제 3 발광층(124)이 나타낸 광 중 반사성을 갖는 전극(102)에 의하여 반사되어 되돌아온 광(제 3 반사광이라고도 표기함)이 포함되어 있다. 제 3 입사광과 제 3 반사광은 간섭을 일으키기 때문에, 반사성을 갖는 전극(102)과 제 3 발광층(124)과의 광학 거리를 조정함으로써 제 3 입사광과 제 3 반사광의 위상을 맞출 수 있다.
도 1(B)에서는, 반사성을 갖는 전극(102)과 제 3 발광층(124)과의 광학 거리를 제 3 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 5/4로 한다. 이로써, 제 3 입사광과 제 3 반사광의 위상을 맞출 수 있고, 제 3 발광층(124)으로부터의 발광을 증폭할 수 있으므로, 본 실시형태에 따른 발광 소자는 광학 거리가 조정되지 않은 발광 소자와 비교하여 같은 전류를 흘린 경우에 큰 휘도를 얻을 수 있다.
반사성을 갖는 전극(102)과, 제 3 발광층(124)과의 광학 거리(제 3 반사광의 광로 길이의 조정)는, 제 2 전하 발생층(114)의 막 두께에 의하여 조정할 수 있다. 또한, 제 1 전하 발생층(108) 및 제 2 전하 발생층(114)은, 상술한 전하 발생층(107)과 같은 구성으로 할 수 있다.
또한, 제 3 EL층(118)은, 적어도 제 3 발광층(124)을 포함하면 좋으며, 상세하게 말하자면 상술한 제 1 EL층(106) 또는 제 2 EL층(110)과 같은 구성으로 하면 좋은 것이다. 다만, 제 3 발광층(124)의 발광 재료로서는, 제 1 발광층(120) 및 제 2 발광층(122)의 발광 재료와 상이한 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태에 따른 발광 소자의 구성은 도 1(A) 및 도 1(B)에 도시된 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, EL층을 4층 이상 포함한 발광 소자로 하여도 좋다. 각 EL층은, 적어도 발광층을 포함하여 구성된다. 또한, EL층과 다른 EL층 사이에는 전하 발생층이 제공된 구성으로 하는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 발광 소자의 구성에서도, 또한, 전하 발생층의 막 두께를 조정함으로써 반사성을 갖는 전극(102)과, 발광층과의 광학 거리(반사광의 광로 길이)를 조정할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 있어서 제 n EL층(n은 4 이상의 정수)(218)은, 제 m 발광층(m은 4 이상의 정수)(224)을 포함하여 구성된다. 또한, 제 n EL층(218)에 접하여 제 (n-1) 전하 발생층(214)이 제공된다. 도 2에서는, 반사성을 갖는 전극(102)과 제 m 발광층(224)과의 광학 거리를 제 m 발광층(224)의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 (2m-1)/4로 한다. 이로써, 제 m 입사광과 제 m 반사광의 위상을 맞출 수 있고, 제 m 발광층(224)으로부터의 발광을 증폭할 수 있으므로, 본 실시형태에 따른 발광 소자는 광학 거리가 조정되지 않은 발광 소자와 비교하여 같은 전류를 흘린 경우에 큰 휘도를 얻을 수 있다.
도 3(A) 내지 도 3(C)는 본 실시형태에 따른 발광 소자를 사용한 EL 표시 장치의 일 형태를 도시한 것이다. 도 3(A)는, 표시 장치의 표시부의 전극 구조의 평면도를 도시한 것이다. 또한, 도 3(A) 내지 도 3(C)에서는, 이해하기 쉽게 하기 위하여 구성 요소의 일부(예를 들어, EL층 등)를 생략하여 도시하였다. 또한, 도 3(B)는, 표시부의 단면도의 구성예이다. 또한, 도 3(C)는, 표시부의 단면도의 다른 구성예이다.
도 3(A) 내지 도 3(C)의 표시 장치는, 패시브 매트릭스형의 표시 장치이며, 스트라이프 형상으로 가공되고 반사성을 갖는 전극(102)(제 1 반사성을 갖는 전극(102a), 제 2 반사성을 갖는 전극(102b) 및 제 3 반사성을 갖는 전극(102c))과, 스트라이프 형상으로 가공되고 투광성을 갖는 전극(112)(제 1 투광성을 갖는 전극(112a), 제 2 투광성을 갖는 전극(112b) 및 제 3 투광성을 갖는 전극(112c))이 격자 형상으로 적층되어 있다.
반사성을 갖는 전극(102) 및 투광성을 갖는 전극(112) 사이에 제공되는 층(예를 들어, 제 1 EL층, 전하 발생층, 제 2 EL층 등)은, 반사성을 갖는 전극(102)과 투광성을 갖는 전극(112) 사이의 전체면에 걸쳐 연속막으로 제공된다. 따라서, 제작 공정에 있어서 메탈 마스크를 사용한 선택적 증착이 불필요하기 때문에, 대면적에 일괄적으로 막을 형성할 수 있으며, 표시 장치의 대형화 및 생산성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 표시부에 있어서 표시 영역을 확대할 수 있다. 또한, 금속 마스크를 사용한 경우에 생길 수 있는, 파티클의 혼입 등으로 인한 결함을 방지할 수 있으므로, 수율 좋게 표시 장치를 생산할 수 있다.
도 3(B)에 도시된 표시 장치는, 제 1 화소(130a) 및 제 2 화소(130b)를 갖는다. 제 1 화소(130a)는, 기판(100)에 제공된 제 1 발광 소자(132a)와, 대향 기판(128)에서 제 1 발광 소자(132a)와 중첩하는 영역에 제공된 제 1 컬러 필터층(134a)을 포함하여 구성된다. 또한, 제 2 화소(130b)는, 기판(100)에 제공된 제 2 발광 소자(132b)와, 대향 기판(128)에서 제 2 발광 소자(132b)와 중첩하는 영역에 제공된 제 2 컬러 필터층(134b)을 포함하여 구성된다.
제 1 발광 소자(132a)는, 제 1 반사성을 갖는 전극(102a) 위에 차례로 적층된, 제 1 투광성을 갖는 도전층(104a)과, 제 1 EL층(106)과, 전하 발생층(107)과, 제 2 EL층(110)과, 투광성을 갖는 전극(112)을 포함하여 구성된다. 또한, 제 2 발광 소자(132b)는, 제 2 반사성을 갖는 전극(102b) 위에 차례로 적층된, 제 2 투광성을 갖는 도전층(104b)과, 제 1 EL층(106)과, 전하 발생층(107)과, 제 2 EL층(110)과, 투광성을 갖는 전극(112)을 포함하여 구성된다. 제 1 발광 소자(132a) 및 제 2 발광 소자(132b)로서는, 도 1(A)에 도시된 발광 소자를 적용할 수 있다.
또한, 제 1 반사성을 갖는 전극(102a) 및 제 2 반사성을 갖는 전극(102b), 그리고 제 1 투광성을 갖는 도전층(104a) 및 제 2 투광성을 갖는 도전층(104b)은, 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정에 의하여 소정의 형상으로 가공할 수 있다. 따라서, 미세한 패턴의 형성을 제어성 좋게 행할 수 있으며, 고정세의 표시 장치를 얻을 수 있다.
또한, 제 1 투광성을 갖는 도전층(104a) 및 제 2 투광성을 갖는 도전층(104b)을 화소마다 독립적으로 제공함으로써 투광성을 갖는 도전층의 막 두께가 매우 두꺼운 경우나, 투광성을 갖는 도전층의 도전율이 높은 경우에 있어서도 크로스 토크를 방지할 수 있다.
제 1 투광성을 갖는 도전층(104a) 및 제 2 투광성을 갖는 도전층(104b) 위에는 개구를 갖는 절연층(126)이 형성되고, 제 1 EL층(106)은, 개구에 있어서 제 1 투광성을 갖는 도전층(104a) 및 제 2 투광성을 갖는 도전층(104b)과 각각 접한다. 절연층(126)은, 폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 에폭시 등의 유기 절연 재료 또는 무기 절연 재료를 사용하여 형성한다. 특히, 감광성의 수지 재료를 사용하여 제 1 전극층 위에 개구부를 형성하고, 그 개구부의 측벽이 연속된 곡률을 갖고 형성된 경사면이 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 절연층(126)은 테이퍼를 가져도 좋고, 역 테이퍼로 할 수도 있다.
기판(100)으로서는, 플라스틱(유기 수지), 유리, 또는 석영 등을 사용할 수 있다. 플라스틱으로서는, 예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르설폰 등으로 이루어진 부재를 들 수 있다. 또한, 기판(100)으로서 플라스틱을 사용하면, 표시 장치의 경량화를 실현할 수 있어 바람직하다. 또한, 기판(100)으로서 수증기에 대한 배리어성이 높고, 방열성이 높은 시트(예를 들어, 다이아몬드 라이크 카본(DLC)을 포함하는 시트)를 사용할 수도 있다.
또한, 도시하지 않았지만, 기판(100) 위에 무기 절연체를 제공하는 구성으로 하여도 좋다. 무기 절연체는 외부로부터의 물 등의 오염 물질로부터 보호하는 보호층, 밀봉막으로서 기능한다. 무기 절연체를 제공함으로써 발광 소자의 열화를 경감하고, 표시 장치의 내구성이나 수명을 향상시킬 수 있다.
무기 절연체로서는 질화막 및 질화 산화막의 단층 또는 적층을 사용할 수 있다. 구체적으로는 산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 질화 실리콘, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 산화 질화 알루미늄 등을 사용하여 재료에 따라 CVD법, 스퍼터링법 등에 의하여 형성할 수 있다. 바람직하게는, 질화 실리콘을 사용하여 CVD법에 의하여 형성하면 좋다. 무기 절연체의 막 두께는 100nm 이상 1μm 이하 정도로 하면 좋다. 또한, 무기 절연체로서 산화 알루미늄막, DLC막, 질소 함유 탄소막, 황화 아연 및 산화 실리콘을 함유한 막(ZnS·SiO2막)을 사용하여도 좋다.
또는, 무기 절연체로서, 막 두께가 얇은 유리 기판을 사용할 수 있다. 예를 들어, 30μm 이상 100μm 이하 두께의 유리 기판을 사용할 수 있다.
또한, 기판(100)의 하면(발광 소자가 제공되는 면과 대향하는 면)에는 금속판을 제공하여도 좋다. 또한, 무기 절연체를 제공하는 경우에는, 금속판을 기판(100) 대신에 사용하여도 좋다. 금속판의 막 두께에 특별히 한정은 없지만, 예를 들어 10μm 이상 200μm 이하의 것을 사용하면, 표시 장치의 경량화를 도모할 수 있어 바람직하다. 또한, 금속판을 구성하는 재료로서는 특별히 한정은 없지만, 알루미늄, 구리, 니켈 등의 금속, 또는 알루미늄 합금 또는 스테인리스 등의 금속의 합금 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
금속판과 기판(100)은, 접착층으로 접착하여 제공할 수 있다. 접착층으로서는 가시광 경화성, 자외선 경화성, 또는 열 경화성의 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제의 재질로서는, 예를 들어 에폭시 수지나 아크릴 수지, 실리콘(silicone) 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다. 접착층에 건조제가 되는 흡수 물질을 함유시켜도 좋다.
금속판은 투수성이 낮기 때문에, 금속판을 제공함으로써 발광 소자로의 수분의 침입을 억제할 수 있다. 따라서, 금속판을 제공함으로써 수분으로 인한 열화가 억제되어 신뢰성이 높은 표시 장치로 할 수 있다.
또한, 제 1 발광 소자(132a) 및 제 2 발광 소자(132b)를 덮는 무기 절연막을 제공하여도 좋다. 상기 무기 절연막은 외부로부터의 물 등의 오염 물질로부터 보호하는 보호층, 밀봉막으로서 기능한다. 무기 절연막을 제공함으로써 발광 소자의 열화를 경감하고, 표시 장치의 내구성이나 수명을 향상시킬 수 있다. 무기 절연막의 재료는 상술한 무기 절연체의 재료와 같은 것을 사용할 수 있다.
기판(100)과 대향 기판(128) 사이에 건조제가 되는 흡수 물질을 제공하여도 좋다. 흡수 물질은 분말 상태 등의 고체 상태로 배치하여도 좋고, 스퍼터링법 등의 성막 방법에 의하여 흡수 물질을 함유한 막 상태로 제 1 발광 소자(132a) 및 제 2 발광 소자(132b) 위에 제공되어도 좋다.
대향 기판(128)으로서는, 기판(100)과 같은 재료를 사용할 수 있다. 다만, 대향 기판(128)은 적어도 제 1 컬러 필터층(134a) 및 제 2 컬러 필터층(134b)의 투과광에 대하여 투광성을 가질 필요가 있다.
제 1 컬러 필터층(134a) 및 제 2 컬러 필터층(134b)으로서는, 예를 들어 유채색의 투광성 수지를 사용할 수 있다. 유채색의 투광성 수지로서는, 감광성, 비감광성의 유기 수지를 사용할 수 있지만, 감광성의 유기 수지층을 사용하면, 레지스트 마스크의 개수를 삭감할 수 있어 공정이 간략화되기 때문에 바람직하다.
유채색은, 흑색, 회색, 백색 등의 무채색을 제외한 색이며, 컬러 필터층은 착색된 유채색의 광만을 투과하는 재료로 형성된다. 유채색으로서는, 적색, 녹색, 청색 등을 사용할 수 있다. 또한, 시안, 마젠타, 옐로우(황색) 등을 사용하여도 좋다. 착색된 유채색의 광만을 투과한다는 것은, 컬러 필터층에서의 투과광이 그 유채색의 광의 파장에 피크를 가짐을 말한다.
컬러 필터층은, 함유시키는 착색 재료의 농도와 광의 투과율의 관계를 고려하여, 최적의 막 두께를 적절히 제어하면 좋다. 제 1 컬러 필터층(134a)의 색깔과, 제 2 컬러 필터층(134b)의 색깔을 상이하게 함으로써 다색 표시가 가능한 표시 장치로 할 수 있다. 또한, 제 1 발광층(120)이 나타내는 발광색과, 제 1 컬러 필터층(134a)의 색깔을 같은 색깔로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 발광층(122)이 나타내는 발광색과, 제 2 컬러 필터층(134b)의 색깔을 같은 색깔로 하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 나타내어진 표시 장치는, 제 1 반사성을 갖는 전극(102a)과 제 1 발광층(120)과의 광학 거리를 조정하고, 광의 간섭을 이용함으로써 제 1 발광층(120)으로부터의 발광 스펙트럼의 반값 폭을 감소시킬 수 있다. 마찬가지로, 제 2 반사성을 갖는 전극(102b)과 제 2 발광층(122)과의 광학 거리를 조정하고, 광의 간섭을 이용함으로써 제 2 발광층(122)으로부터의 발광 스펙트럼의 반값 폭을 감소시킬 수 있다. 따라서, 제 1 컬러 필터층(134a)의 색깔과 제 1 발광층이 나타내는 발광색을 같은 색깔로 함으로써 제 1 컬러 필터층(134a)의 착색 재료의 농도를 저농도로 할 수 있다. 또한, 제 1 컬러 필터층(134a)의 막 두께를 얇게 할 수 있게 된다. 제 2 컬러 필터층(134b)에 대하여도 마찬가지이다. 결과적으로, 제 1 컬러 필터층(134a) 또는 제 2 컬러 필터층(134b)에 의한 광 흡수를 저감시킬 수 있으므로, 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 컬러 필터층(134a) 및 제 2 컬러 필터층(134b)을 대향 기판(128)의 내측에 제공한 예를 나타내었지만, 본 발명의 실시형태는 이것에 한정되지 않고, 대향 기판(128)의 외측(발광 소자와 반대측)에 제공할 수도 있는 것이다.
또한, 제 1 발광 소자(132a) 및 제 2 발광 소자(132b) 위에 컬러 필터층으로서 기능하는 유채색의 투광성 수지층을 형성하여도 좋다.
제 1 컬러 필터층(134a)과, 제 2 컬러 필터층(134b) 사이의 영역(절연층(126)과 중첩한 영역)에 차광층을 제공하여도 좋다. 차광층은, 광을 반사, 또는 흡수하고, 차광성을 갖는 재료를 사용한다. 예를 들어, 흑색의 유기 수지를 사용할 수 있고, 감광성 또는 비감광성의 폴리이미드 등의 수지 재료에, 안료계의 흑색 수지나 카본 블랙, 티타늄 블랙 등을 혼합시켜 형성하면 좋다. 또한, 차광성의 금속막을 사용할 수도 있으며, 예를 들어 크롬, 몰리브덴, 니켈, 티타늄, 코발트, 구리, 텅스텐, 또는, 알루미늄 등을 사용하면 좋다.
차광층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 재료에 따라, 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등의 건식법, 또는 스핀 코팅, 딥, 스프레이 도포, 액적 토출법(잉크젯 법 등), 스크린 인쇄, 오프 셋 인쇄 등의 습식법을 사용하여, 필요에 따라 에칭법(드라이 에칭 또는 웨트 에칭)에 의하여 원하는 패턴으로 가공하면 좋다.
또한, 차광층은 서로 인접하는 화소로의 광 누출을 방지할 수 있기 때문에, 차광층을 제공함으로써 고콘트라스트 및 고정세의 표시를 행할 수 있게 된다.
도 3(C)에 도시된 표시 장치는, 제 1 화소(230a), 제 2 화소(230b), 및 제 3 화소(230c)를 갖는다. 제 1 화소(230a)는, 기판(100)에 제공된 제 1 발광 소자(232a)와, 대향 기판(128)에서 제 1 발광 소자(232a)와 중첩하는 영역에 제공된 제 1 컬러 필터층(134a)을 포함하여 구성된다. 제 2 화소(230b)는, 기판(100)에 제공된 제 2 발광 소자(232b)와, 대향 기판(128)에서 제 2 발광 소자(232b)와 중첩하는 영역에 제공된 제 2 컬러 필터층(134b)을 포함하여 구성된다. 제 3 화소(230c)는, 기판(100)에 제공된 제 3 발광 소자(232c)와, 대향 기판(128)에서 제 3 발광 소자(232c)와 중첩하는 영역에 제공된 제 3 컬러 필터층(134c)을 포함하여 구성된다.
예를 들어, 제 1 컬러 필터층(134a)을 청색, 제 2 컬러 필터층(134b)을 녹색, 제 3 컬러 필터층(134c)을 적색으로 함으로써 풀 컬러 표시가 가능한 표시 장치로 할 수 있다.
제 1 발광 소자(232a)는, 제 1 반사성을 갖는 전극(102a)과, 제 1 반사성을 갖는 전극(102a) 위에 차례로 적층된, 제 1 투광성을 갖는 도전층(104a)과, 제 1 EL층(106)과, 제 1 전하 발생층(108)과, 제 2 EL층(110)과, 제 2 전하 발생층(114)과, 제 3 EL층(118)과, 투광성을 갖는 전극(112)을 포함하여 구성된다. 또한, 제 2 발광 소자(232b)는, 제 2 반사성을 갖는 전극(102b)과, 제 2 반사성을 갖는 전극(102b) 위에 차례로 적층된, 제 2 투광성을 갖는 도전층(104b)과, 제 1 EL층(106)과, 제 1 전하 발생층(108)과, 제 2 EL층(110)과, 제 2 전하 발생층(114)과, 제 3 EL층(118)과, 투광성을 갖는 전극(112)을 포함하여 구성된다. 또한, 제 3 발광 소자(232c)는, 제 3 반사성을 갖는 전극(102c)과, 제 3 반사성을 갖는 전극(102c) 위에 차례로 적층된, 제 3 투광성을 갖는 도전층(104c)과, 제 1 EL층(106)과, 제 1 전하 발생층(108)과, 제 2 EL층(110)과, 제 2 전하 발생층(114)과, 제 3 EL층(118)과, 투광성을 갖는 전극(112)을 포함하여 구성된다. 제 1 발광 소자(232a) 내지 제 3 발광 소자(232c)로서는, 도 1(B)에 도시된 발광 소자를 적용할 수 있다.
도 3(C)에 있어서, 제 1 발광층이 나타내는 발광색과, 제 1 컬러 필터층(134a)의 색깔을 같은 색깔로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 발광층이 나타내는 발광색과, 제 2 컬러 필터층(134b)의 색깔을 같은 색깔로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제 3 발광층이 나타내는 발광색과, 제 3 컬러 필터층(134c)의 색깔을 같은 색깔로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 제 1 컬러 필터층(134a), 제 2 컬러 필터층(134b), 또는 제 3 컬러 필터층(134c)에 의한 광 흡수를 저감시킬 수 있으므로, 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 나타내어진 표시 장치는, 발광 소자에 제공된 복수의 발광층 각각이 나타내는 발광색의 파장에 따라 반사성을 갖는 전극과 각 발광층과의 광학 거리를 최적화함으로써 높은 발광 효율로 화소로부터 각 색깔의 광을 추출할 수 있다. 또한, 각 발광층의 발광 스펙트럼의 반값 폭을 감소시키므로, 컬러 필터층으로부터 색 순도가 좋은 광을 효율적으로 추출할 수 있다. 또한, 발광층을 화소마다 금속 마스크에 의한 선택적 증착을 하지 않고, 연속막으로 형성함으로써 금속 마스크의 사용으로 인한 수율 저하나 공정의 복잡화를 피할 수 있다. 따라서, 고정세이고 저소비 전력의 표시 장치를 제공할 수 있게 된다.
이상, 본 실시형태에 나타내어진 구성은, 다른 실시형태에 나타내어진 구성과 적절히 조합해서 사용할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 액티브 매트릭스형의 표시 장치에 대하여 도 4(A) 및 도 4(B)를 사용하여 설명한다. 또한, 도 4(A)는 표시 장치를 도시한 평면도이고, 도 4(B)는 도 4(A)를 A-B 및 C-D에서 절단한 단면도이다.
도 4(A) 및 도 4(B)의 표시 장치는, 소자 기판(410)과 밀봉 기판(404)이 씰재(405)에 의하여 고정되어 있고, 구동 회로부(소스 측 구동 회로(401), 게이트 측 구동 회로(403)), 복수의 화소를 포함한 화소부(402)를 갖는 예이다.
또한, 배선(408)은 소스 측 구동 회로(401) 및 게이트 측 구동 회로(403)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이며, 외부 입력 단자가 되는 FPC(플렉시블 프린트 서킷)(409)로부터 비디오 신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등을 받는다. 또한, 여기서는 FPC만을 도시하였지만, 이 FPC에는 프린트 배선 기판(PWB)이 제공되어도 좋다. 본 명세서에 있어서의 표시 장치에는, 표시 장치 본체 뿐만 아니라, 그것에 FPC 또는 PWB가 제공된 상태도 포함되는 것으로 한다.
구동 회로부(소스 측 구동 회로(401), 게이트 측 구동 회로(403))는 복수의 트랜지스터를 포함하고, 화소부(402)에 포함된 복수의 화소 각각은, 스위칭용 트랜지스터와, 전류 제어용 트랜지스터와 그 드레인 전극에 전기적으로 접속된 제 1 전극을 포함한다.
소자 기판(410) 위에는 구동 회로부(소스 측 구동 회로(401), 게이트 측 구동 회로(403)) 및 화소부(402)가 형성되지만, 도 4(B)는 구동 회로부인 소스 측 구동 회로(401)와, 화소부(402) 중의 3개의 화소만을 도시한 것이다.
화소부(402)에 포함된 복수의 화소 각각은, 스위칭용 트랜지스터와, 전류 제어용 트랜지스터와, 그 드레인 전극에 전기적으로 접속된 제 1 전극을 포함한다. 복수의 화소는 적어도 2색 이상의 화소를 포함하지만, 본 실시형태에서는, 청색(B)의 화소(420a), 녹색(G)의 화소(420b), 적색(R)의 화소(420c) 3색의 화소를 갖는 예를 나타낸다.
화소(420a, 420b, 420c) 각각은, 컬러 필터층(434a, 434b, 434c)과, 발광 소자(418a, 418b, 418c)와, 상기 발광 소자(418a, 418b, 418c)와 전기적으로 접속되고 스위칭용 트랜지스터로서 기능하는 트랜지스터(412a, 412b, 412c)를 갖는다.
또한, 발광 소자(418a, 418b, 418c) 각각은 반사성을 갖는 전극(413a, 413b, 413c), 및 투광성을 갖는 도전층(415a, 415b, 415c)을 포함하고, 반사성을 갖는 전극(413a, 413b, 413c)과, 투광성을 갖는 도전층(415a, 415b, 415c)의 적층 위에, 제 1 발광층이 제공된 제 1 EL층(431)과, 제 1 전하 발생층(432)과, 제 2 발광층이 제공된 제 2 EL층(433)과, 제 2 전하 발생층(435)과, 제 3 발광층이 제공된 제 3 EL층(436)과, 투광성을 갖는 전극(417)으로 이루어진 적층을 갖는다.
반사성을 갖는 전극(413a, 413b, 413c)과, 제 1 발광층과의 사이의 거리를 조정하여 제 1 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 1/4로 하고, 반사성을 갖는 전극(413a, 413b, 413c)과, 제 2 발광층과의 사이의 거리를 제 1 전하 발생층(432)에 의하여 조정하여 제 2 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 3/4로 하고, 반사성을 갖는 전극(413a, 413b, 413c)과, 제 3 발광층과의 사이의 거리를 제 2 전하 발생층(435)에 의하여 조정하여 제 3 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 5/4로 한다. 반사성을 갖는 전극과 제 1 발광층과의 거리의 조정은, 반사성을 갖는 전극과 제 1 발광층과의 사이에 제공되는 박막(예를 들어, 투광성을 갖는 도전층 또는 제 1 EL층에 포함되는 기능층 등)의 두께를 제어함으로써 행할 수 있다. 또한, 반사성을 갖는 전극과, 제 2 발광층 또는 제 3 발광층과의 거리의 조정은, 제 1 전하 발생층(432) 또는 제 2 전하 발생층(435)의 막 두께를 제어함으로써 행할 수 있다.
컬러 필터층(434a)은, 제 1 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 광을 투과시키는 컬러 필터층으로 하고, 컬러 필터층(434b)은, 제 2 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 광을 투과시키는 컬러 필터층으로 하고, 컬러 필터층(434c)은, 제 3 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 광을 투과시키는 컬러 필터층으로 한다.
예를 들어, 청색(B)의 화소(420a)의 컬러 필터층(434a)은 청색이고, 녹색(G)의 화소(420b)의 컬러 필터층(434b)은 녹색이고, 적색(R)의 화소(420c)의 컬러 필터층(434c)은 적색으로 하면 좋다.
제 1 발광층, 제 2 발광층, 및 제 3 발광층 각각이 나타내는 발광색의 파장에 맞추어 반사성을 갖는 전극과 발광층과의 거리를 최적화함으로써 높은 발광 효율로 화소로부터의 각 색깔의 광을 추출할 수 있다. 또한, 각 발광층의 발광 스펙트럼의 반값 폭을 감소시키므로, 컬러 필터층(434a, 434b, 434c)으로부터 색 순도가 좋은 광을 효율적으로 추출할 수 있다.
또한, 예를 들어, 제 1 발광층의 발광색을 적색으로 하고, 제 2 발광층의 발광색을 녹색으로 하고, 제 3 발광층의 발광색을 청색으로 하여 컬러 필터층을 제공하지 않고, 백색의 광을 표시 장치로부터 추출할 수도 있다. 따라서, RGBW의 화소를 갖는 표시 장치를 제작할 수 있다. 또는, 백색 발광을 나타내는 발광 장치를 제작할 수도 있다. 상기 발광 장치는, 조명 장치로서 사용할 수도 있다.
또한, 발광층을 화소마다 금속 마스크에 의한 선택적 증착을 하지 않고, 연속막으로 형성함으로써 금속 마스크의 사용으로 인한 수율 저하나 공정의 복잡화를 피할 수 있다. 따라서, 고정세이고 색재현성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 소비 전력이 낮은 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 소스 측 구동 회로(401)는 n채널형 트랜지스터(423)와 p채널형 트랜지스터(424)를 조합한 CMOS회로가 형성된다. 또한, 구동 회로는, 트랜지스터로 형성되는 각종 CMOS회로, PMOS회로, 또는 NMOS 회로로 형성하여도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는, 기판 위에 소스 측 구동 회로 및 게이트 측 구동 회로를 형성한 예를 나타내었지만, 반드시 그렇게 할 필요는 없으며, 소스 측 구동 회로 및 게이트 측 구동 회로의 일부 또는 전부를 기판 위가 아니라 외부에 형성할 수도 있다.
또한, 반사성을 갖는 전극(413a, 413b, 413c), 및 투광성을 갖는 도전층(415a, 415b, 415c)의 단부를 덮는 절연물(414)이 형성된다. 여기서는, 포지티브형의 감광성 아크릴 수지막을 사용함으로써 형성한다.
또한, 피복성을 양호하게 하기 위하여 절연물(414)의 상단부 또는 하단부에 곡률을 갖는 곡면이 형성되도록 한다. 예를 들어, 절연물(414)의 재료로서 포지티브형의 감광성 아크릴을 사용한 경우, 절연물(414)의 상단부에만 곡률 반경(0.2μm 내지 3μm)을 갖는 곡면을 갖게 하는 것이 바람직하다. 또한, 절연물(414)로서, 광의 조사에 의하여 에천트에 불용해성이 되는 네거티브형, 또는 빛의 조사에 의하여 에천트에 용해성이 되는 포지티브형 중 어느 것이든 사용할 수 있다.
컬러 필터층(434a, 434b, 434c), 반사성을 갖는 전극(413a, 413b, 413c), 및 투광성을 갖는 도전층(415a, 415b, 415c), 제 1 EL층(431), 제 1 전하 발생층(432), 제 2 EL층(433), 제 2 전하 발생층(435), 제 3 EL층(436), 및 투광성을 갖는 전극(417)의 재료로서는, 실시형태 1에 나타내어진 재료를 각각 적용할 수 있다.
또한, 씰재(405)로 밀봉 기판(404)을 소자 기판(410)과 접합함으로써 소자 기판(410), 밀봉 기판(404), 및 씰재(405)로 둘러싸인 공간(407)에 발광 소자(418)가 구비된 구조가 된다. 또한, 공간(407)에는 충전재가 충전되어 있고, 불활성 기체(질소나 아르곤 등)가 충전되는 경우 이외에, 유기 수지, 씰재(405)로 충전되는 경우도 있다. 유기 수지 및 씰재(405)에는 흡습성을 갖는 물질을 함유한 재료를 사용하여도 좋다.
또한, 씰재(405)에는 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 재료는 가능한 한 수분이나 산소를 투과하지 않는 재료인 것이 바람직하다. 또한, 밀봉 기판(404)에 사용하는 재료로서 유리 기판이나 석영 기판 이외에, FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF(폴리비닐플루오라이드), 폴리에스테르 또는 아크릴 등으로 이루어진 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
본 실시형태에 나타내어진 바와 같이, 하지막이 되는 절연막(411)을 소자 기판(410)과 트랜지스터의 반도체층과의 사이에 제공하여도 좋다. 절연막은, 소자 기판(410)으로부터 불순물 원소가 확산되는 것을 방지하는 기능이 있고, 질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화 산화 실리콘막, 또는 산화 질화 실리콘막으로부터 선택된 하나 또는 복수의 막에 의한 단층 구조 또는 적층 구조에 의하여 형성할 수 있다.
본 명세서에 개시된 액정 표시 장치에 적용할 수 있는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 톱 게이트 구조, 또는 보텀 게이트 구조의 스태거형 및 플래너형 등을 사용할 수 있다. 또한, 트랜지스터는 채널 형성 영역이 하나 형성되는 싱글 게이트 구조라도 좋고, 2개 형성되는 더블 게이트 구조 또는 3개 형성되는 트리플 게이트 구조라도 좋다. 또한, 채널 영역의 상하(上下)에 게이트 절연층을 개재(介在)하여 배치된 2개의 게이트 전극층을 갖는 듀얼 게이트 구조라도 좋다.
게이트 전극층의 재료는, 몰리브덴, 티타늄, 크롬, 탄탈, 텅스텐, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 스칸듐 등의 금속 재료 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 재료를 사용하여 단층으로 또는 적층하여 형성할 수 있다.
예를 들어, 게이트 전극층의 2층 적층 구조로서는, 알루미늄층 위에 몰리브덴층이 적층된 2층의 적층 구조, 또는 구리층 위에 몰리브덴층이 적층된 2층 구조, 또는 구리층 위에 질화 티타늄층 또는 질화 탄탈층이 적층된 2층 구조, 질화 티타늄층과 몰리브덴층이 적층된 2층 구조로 하는 것이 바람직하다. 3층의 적층 구조로서는, 텅스텐층 또는 질화 텅스텐층과, 알루미늄과 실리콘의 합금층 또는 알루미늄과 티타늄의 합금층과, 질화 티타늄층 또는 티타늄층을 적층한 적층 구조로 하는 것이 바람직하다.
게이트 절연층은, 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법 등을 사용하여, 산화 실리콘층, 질화 실리콘층, 산화 질화 실리콘층 또는 질화 산화 실리콘층을 단층으로 또는 적층하여 형성할 수 있다. 또한, 게이트 절연층으로서, 유기 실란 가스를 사용한 CVD법에 의하여 산화 실리콘층을 형성할 수도 있다. 유기 실란 가스로서는, 규산에틸(TEOS: 화학식Si(OC2H5)4), 테트라메틸실란(TMS: 화학식Si(CH3)4), 테트라메틸시클로테트라실록산(TMCTS), 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 헥사메틸디실라잔(HMDS), 트리에톡시실란(SiH(OC2H5)3), 트리스디메틸아미노실란(SiH(N(CH3)2)3) 등의 실리콘 함유 화합물을 사용할 수 있다.
반도체층에 사용하는 재료는 특별히 한정되지 않고, 트랜지스터(412a), 트랜지스터(412b), 트랜지스터(412c), 트랜지스터(423), 트랜지스터(424)에 요구되는 특성에 따라 적절히 설정하면 좋다. 반도체층에 사용될 수 있는 재료의 예를 설명한다.
반도체층을 형성하는 재료로서는, 실란이나 게르만으로 대표되는 반도체 재료 가스를 사용하는 기상 성장법이나, 스퍼터링법으로 제작되는 비정질(아모퍼스라고도 함) 반도체, 상기 비정질 반도체를 광 에너지나 열 에너지를 이용하여 결정화시킨 다결정 반도체, 또는 미결정 반도체 등을 사용할 수 있다. 반도체층은 스퍼터링법, LPCVD법, 또는 플라즈마 CVD법 등에 의하여 형성할 수 있다.
반도체층으로서, 실리콘이나 탄화 실리콘 등으로 이루어진 단결정 반도체를 사용할 수 있다. 반도체층으로서 단결정 반도체를 사용하면, 트랜지스터의 크기를 미세화할 수 있게 되므로, 표시부에 있어서 화소를 더욱 고정세화할 수 있다. 반도체층으로서 단결정 반도체를 사용하는 경우에는, 단결정 반도체층이 제공된 SOI 기판을 적용할 수 있다. 또는, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판을 사용하여도 좋다.
비정질 반도체로서는 대표적으로는 수소화 비정질 실리콘, 결정성 반도체로서는 대표적으로 폴리실리콘 등을 들 수 있다. 폴리실리콘(다결정 실리콘)에는 800℃ 이상의 프로세스 온도에서 형성되는 폴리실리콘을 주재료로서 사용한 소위 고온 폴리실리콘이나, 600℃ 이하의 프로세스 온도에서 형성되는 폴리실리콘을 주재료로서 사용한 소위 저온 폴리실리콘, 또한 결정화를 촉진하는 원소 등을 사용하여 비정질 실리콘을 결정화시킨 폴리실리콘 등을 포함한다. 물론, 상술한 바와 같이, 미결정 반도체 또는 반도체층의 일부에 결정상을 포함한 반도체를 사용할 수도 있다.
또한, 산화물 반도체를 사용하여도 좋고, 산화물 반도체로서는, 4원계 금속 산화물인 In-Sn-Ga-Zn-O계나, 3원계 금속 산화물인 In-Ga-Zn-O계, In-Sn-Zn-O계, In-Al-Zn-O계, Sn-Ga-Zn-O계, Al-Ga-Zn-O계, Sn-Al-Zn-O계나, 2원계 금속 산화물인 In-Zn-O계, Sn-Zn-O계, Al-Zn-O계, Zn-Mg-O계, Sn-Mg-O계, In-Mg-O계, In-Ga-O계나, In-O계, Sn-O계, Zn-O계 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 산화물 반도체에 SiO2를 함유하여도 좋다. 여기서, 예를 들어 In-Ga-Zn-O계 산화물 반도체란, 적어도 In, Ga, 및 Zn을 함유하는 산화물이며, 그 조성비에 특별히 제한은 없다. 또한, In, Ga, 및 Zn 이외의 원소를 함유하여도 좋다.
또한, 산화물 반도체층은 화학식 InMO3(ZnO)m(m>0)로 표기되는 박막을 사용할 수 있다. 여기서, M은 Ga, Al, Mn, 및 Co로부터 선택된 하나 또는 복수의 금속 원소를 나타낸다. 예를 들어, M으로서, Ga, Ga 및 Al, Ga 및 Mn, 또는 Ga 및 Co 등이 있다.
또한, 산화물 반도체로서 In-Zn-O계 재료를 사용하는 경우, 원자수 비율을 In/Zn=0.5 내지 50, 바람직하게는 In/Zn=1 내지 20, 더 바람직하게는 In/Zn=1.5 내지 15로 한다. Zn의 원자수 비율을 바람직한 상기 범위로 함으로써 트랜지스터의 전계 효과 이동도를 향상시킬 수 있다. 또한, 화합물의 원자수 비율이 In:Zn:O=X:Y:Z일 때, Z>1.5X+Y로 한다.
산화물 반도체층으로서, 단결정 구조가 아니라 비정질 구조도 아닌 구조이며, C축 배향을 갖는 결정성 산화물 반도체(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor; CAAC라고도 함)를 사용할 수 있다.
소스 전극층 또는 드레인 전극층으로서 기능하는 배선층의 재료로서는, Al, Cr, Ta, Ti, Mo, W로부터 선택된 원소, 또는 상술한 원소를 성분으로 하는 합금이나, 상술한 원소를 조합한 합금막 등을 들 수 있다. 또한, 열 처리를 행하는 경우에는, 이 열 처리에 견딜 수 있는 내열성을 도전막에 갖게 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, Al 단체로는 내열성이 뒤떨어지고, 또 부식하기 쉬운 등의 문제점이 있으므로 내열성 도전성 재료와 조합하여 형성한다. Al과 조합하는 내열성 도전성 재료로서는, 티타늄(Ti), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 네오디뮴(Nd), 스칸듐(Sc)으로부터 선택된 원소, 또는 상술한 원소를 성분으로 하는 합금이나, 상술한 원소를 조합한 합금막, 또는 상술한 원소를 성분으로 하는 질화물로 형성한다.
트랜지스터를 덮는 절연막(419)은, 건식법이나 습식법으로 형성되는 무기 절연막, 유기 절연막을 사용할 수 있다. 예를 들어, CVD 법이나 스퍼터링법 등을 이용하여 얻을 수 있는 질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 산화 질화 실리콘만, 산화 알루미늄막, 산화 탄탈막, 산화 갈륨막 등을 이용할 수 있다. 또한, 폴리이미드, 아크릴, 벤조사이클로부텐, 폴리아미드, 에폭시 등의 유기 재료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 유기 재료 이외에, 저유전율 재료(low-k 재료), 실록산계 수지, PSG(인 유리), BPSG(인붕소 유리) 등을 사용할 수 있다.
또한, 실록산계 수지란, 실록산계 재료를 출발 재료로 하여 형성된 Si-O-Si 결합을 포함한 수지에 상당한다. 실록산계 수지는 치환기로서는 유기기(예를 들어, 알킬기나 아릴기)나 플루오로기를 사용하여도 좋다. 또한, 유기기는 플루오로기를 갖고 있어도 좋다. 실록산계 수지는 도포법에 의하여 성막하고, 소성(燒成)함으로써 절연막(419)으로서 사용할 수 있다.
또한, 이들 재료로 형성되는 절연막을 복수 적층함으로써 절연막(419)을 형성하여도 좋다. 예를 들어, 무기 절연막 위에 유기 수지막을 적층하는 구조로 하여도 좋다.
이상과 같이 하여, 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 갖는 액티브 매트릭스형의 표시 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 명세서에 개시된 표시 장치는, 다양한 전자 기기(게임기도 포함함)에 적용할 수 있다. 전자 기기로서는, 예를 들어, 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기(휴대 전화, 휴대 전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파친코(pachinko)기 등의 대형 게임기 등을 들 수 있다.
도 5(A)는 노트북형 퍼스널 컴퓨터이며, 본체(3001), 하우징(3002), 표시부(3003), 키보드(3004) 등으로 구성되어 있다. 실시형태 1 또는 실시형태 2에 나타내어진 표시 장치를 표시부(3003)에 적용함으로써 고정세 및 저소비 전력인 노트북형 퍼스널 컴퓨터로 할 수 있다.
도 5(B)는, 휴대 정보 단말(PDA)이며, 본체(3021)에는 표시부(3023)와, 외부 인터페이스(3025)와, 조작 버튼(3024) 등이 제공되어 있다. 또한, 조작용의 부속품으로서 스타일러스(stylus; 3022)가 있다. 실시형태 1 또는 실시형태 2에 나타내어진 표시 장치를 표시부(3023)에 적용함으로써 고정세 및 저소비 전력인 휴대 정보 단말(PDA)로 할 수 있다.
도 5(C)는, 전자 서적이며, 하우징(2701) 및 하우징(2703) 2개의 하우징으로 구성되어 있다. 하우징(2701) 및 하우징(2703)은 축(軸)부(2711)에 의하여 일체로 되어, 상기 축부(2711)를 축으로 하여 개폐(開閉) 동작을 행할 수 있다. 이러한 구성에 의하여 종이 서적과 같은 동작을 행할 수 있다.
하우징(2701)에는 표시부(2705)가 제공되고, 하우징(2703)에는 표시부(2707)가 제공되어 있다. 표시부(2705) 및 표시부(2707)는 계속된 화면을 표시하는 구성으로 하여도 좋고, 다른 화면을 표시하는 구성으로 하여도 좋다. 다른 화면을 표시하는 구성으로 함으로써 예를 들어, 오른쪽의 표시부(도 5(C)에서는 표시부(2705))에 문장을 표시하고 왼쪽의 표시부(도 5(C)에서는 표시부(2707))에 화상을 표시할 수 있다. 실시형태 1 또는 실시형태 2에 나타내어진 표시 장치를 표시부(2705), 표시부(2707)에 적용함으로써 고정세 및 저소비 전력인 전자 서적으로 할 수 있다. 표시부(2705)로서 반투과형, 또는 반사형의 표시 장치를 사용하는 경우에는, 비교적으로 밝은 상황에서 사용되는 것도 예상되기 때문에, 태양 전지를 제공하여 태양 전지에 의한 발전 및 배터리의 충전을 행할 수 있게 하여도 좋다. 또한, 배터리로서는 리튬 이온 전지를 사용하면, 소형화를 도모할 수 있는 등 이점이 있다.
또한, 도 5(C)는, 하우징(2701)에 조작부 등이 구비된 예를 도시한 것이다. 예를 들어, 하우징(2701)에는, 전원(2721), 조작키(2723), 스피커(2725) 등을 구비하고 있다. 조작키(2723)에 의하여 페이지를 넘길 수 있다. 또한, 하우징의 표시부와 동일 면에 키보드나 포인팅 디바이스 등이 구비된 구성으로 하여도 좋다. 또한, 하우징의 뒷면이나 측면에 외부 접속용 단자(이어폰 단자, USB 단자 등), 기록 매체 삽입부 등이 구비된 구성으로 하여도 좋다. 또한, 전자 서적은 전자 사전으로서의 기능을 갖는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 전자 서적은 무선으로 정보를 송수신할 수 있는 구성으로 하여도 좋다. 무선에 의하여 전자 서적 서버로부터 원하는 서적 데이터 등을 구입하여, 다운로드하는 구성으로 할 수도 있다.
도 5(D)는, 휴대 전화기이며, 하우징(2800) 및 하우징(2801)의 2개의 하우징으로 구성되어 있다. 하우징(2801)에는, 표시 패널(2802), 스피커(2803), 마이크로폰(2804), 포인팅 디바이스(2806), 카메라용 렌즈(2807), 외부 접속 단자(2808) 등이 구비되어 있다. 또한, 하우징(2800)에는, 휴대형 정보 단말의 충전을 행하는 태양 전지 셀(2810), 외부 메모리 슬롯(2811) 등이 구비되어 있다. 또한, 안테나는 하우징(2801) 내부에 제공되어 있다. 실시형태 1 또는 실시형태 2에 나타내어진 표시 장치를 표시 패널(2802)에 적용함으로써 고정세 및 저소비 전력인 휴대 전화기로 할 수 있다.
또한, 표시 패널(2802)은 터치 패널이 구비되어 있으며, 도 5(D)에는 영상으로 표시되어 있는 복수의 조작키(2805)를 점선으로 나타내었다. 또한, 태양 전지 셀(2810)로 출력되는 전압을 각 회로에 필요한 전압으로 승압하기 위한 승압 회로도 제공되어 있다.
표시 패널(2802)은 사용 형태에 따라 표시 방향이 적절히 변화된다. 또한, 표시 패널(2802)과 동일 면 위에 카메라용 렌즈(2807)가 구비되어 있기 때문에, 영상 통화를 할 수 있다. 스피커(2803) 및 마이크로폰(2804)은 음성 통화에 한정되지 않고, 영상 통화, 녹음, 재생 등을 할 수 있다. 또한, 하우징(2800)과 하우징(2801)은 슬라이드함으로써 도 5(D)와 같이 덮개가 열린 상태에서 접힌 상태로 할 수 있어 휴대하기에 적합한 소형화가 가능하다.
외부 접속 단자(2808)는 AC 어댑터, 및 USB 케이블 등의 각종 케이블과 접속할 수 있고, 충전 및 퍼스널 컴퓨터 등과의 데이터 통신을 할 수 있다. 또한, 외부 메모리 슬롯(2811)에 기록 매체를 삽입하여, 보다 대량의 데이터 보존 및 이동에 대응할 수 있다.
또한, 상기 기능에 더하여, 적외선 통신 기능, 텔레비전 수신 기능 등을 구비한 것이라도 좋다.
도 5(E)는, 디지털 비디오 카메라이며, 본체(3051), 표시부(A)(3057), 접안부(3053), 조작 스위치(3054), 표시부(B)(3055), 배터리(3056) 등으로 구성되어 있다. 실시형태 1 또는 실시형태 2에 나타내어진 표시 장치를 표시부(A)(3057), 표시부(B)(3055)에 적용함으로써 고정세 및 저소비 전력인 디지털 비디오 카메라로 할 수 있다.
도 5(F)는, 텔레비전 장치이며, 하우징(9601)과 표시부(9603) 등으로 구성되어 있다. 표시부(9603)에 의하여 영상을 표시할 수 있다. 또한, 여기서는 스탠드(9605)에 의하여 하우징(9601)을 지지한 구성을 도시하였다. 실시형태 1 또는 실시형태 2에 나타내어진 표시 장치를 표시부(9603)에 적용함으로써 고정세 및 저소비 전력인 텔레비전 장치로 할 수 있다.
텔레비전 장치의 조작은, 하우징(9601)에 구비된 조작 스위치나, 별도의 부재의 리모컨 조작기에 의하여 행할 수 있다. 또한, 리모컨 조작기에, 상기 리모컨 조작기로부터 출력되는 정보를 표시하는 표시부를 제공한 구성으로 하여도 좋다.
또한, 텔레비전 장치는 수신기나 모뎀 등이 구비된 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반 텔레비전 방송을 수신할 수 있고, 또 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의한 통신 네트워크에 접속함으로써 일 방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자간, 또는 수신자끼리 등)의 정보 통신을 할 수도 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에 기재된 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 나타내어진 구성은, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 나타내어진 구성을 적절히 조합하여 사용할 수 있다.
(실시예)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자 특성의 측정 결과를 도면 및 표를 사용하여 설명한다.
본 실시예에서는 발광 소자의 제작 방법을 도 6을 사용하여 설명한다.
본 실시예에서 사용한 유기 화합물 (BPhen, 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭: PCzPA), 9-[4-(N-카르바졸릴)]페닐-10-페닐안트라센(약칭: CzPA), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭: BPAFLP), N, N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]-필렌-1,6-디아민(약칭: 1,6mMemFLPAPrn), 2-[3-(디벤조티오펜-4-일)페닐]디벤조[f,h] 퀴녹살린(약칭: 2mDBTPDBq-II), 4-페닐-4'-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)트리페닐아민(약칭: PCBA1BP), (아세틸아세토나토)비스(3,5-디메틸-2-페닐피라디나토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppr-Me)2(acac)))의 구조식을 이하에 나타낸다.
[화학식 1]
Figure 112018073058770-pat00001
발광 소자의 반사성을 갖는 전극(1101)으로서, 유리 기판인 기판(1100) 위에 알루미늄-니켈-란탄 합금막을 스퍼터링법으로 형성하였다. 본 실시예에 있어서 반사성을 갖는 전극(1101)은 양극으로서 사용하였다. 또한, 전극 면적은 2mm×2mm로 하였다.
다음에, 반사성을 갖는 전극(1101) 위에 산화 실리콘을 함유한 인듐 주석 산화물(ITSO)을 스퍼터링법으로 형성하여 막 두께가 10nm이며 투광성을 갖는 도전층(1104)을 형성하였다.
다음에, 반사성을 갖는 전극(1101) 및 투광성을 갖는 도전층(1104)이 형성된 면이 하방이 되도록 반사성을 갖는 전극(1101) 및 투광성을 갖는 도전층(1104)이 형성된 기판(1100)을 진공 증착 장치 내에 제공된 기판 홀더에 고정시키고, 10-4Pa 정도까지 감압한 후, 투광성을 갖는 도전층(1104) 위에 PCzPA와 산화 몰리브덴(VI)을 공증착함으로써 정공 주입층(1111)을 형성하였다. PCzPA와 산화 몰리브덴의 비율은 중량비율로 1:0.5(=PCzPA:산화 몰리브덴)가 되도록 조절하고, 그 막 두께는 10nm로 하였다. 또한, 공증착법이란, 하나의 처리실 내에서 복수의 증발원으로부터 동시에 증착하는 증착법이다.
다음에, 정공 주입층(1111) 위에 PCzPA를 막 두께 25nm로 형성하여 정공 수송층(1112)을 형성하였다.
정공 수송층(1112) 위에 CzPA와 1,6mMemFLPAPrn을 CzPA:1,6mMemFLPAPrn=1:0.05(중량비율)가 되도록 공증착함으로써 발광층(1113)을 형성하였다. 막 두께는 30nm로 하였다.
발광층(1113) 위에 CzPA를 막 두께 5nm가 되도록 형성하여 전자 수송층(1114a)을 형성하였다.
전자 수송층(1114a) 위에 바소페난트롤린(약칭: BPhen)을 막 두께 15nm가 되도록 형성하여 전자 수송층(1114b)을 형성하였다.
전자 수송층(1114b) 위에 산화 리튬(Li2O)을 0.1nm의 막 두께로 증착하여 전자 주입층(1115a)을 형성하고, 전자 주입층(1115a) 위에 구리(II)프탈로시아닌(약칭: CuPc)을 2nm의 막 두께로 증착하여 전자 주입층(1115b)을 형성하였다.
전자 주입층(1115b) 위에 PCzPA와 산화 몰리브덴(VI)을 공증착함으로써 전하 발생층(1102)을 형성하였다. PCzPA와 산화 몰리브덴의 비율은 중량비율로 1:0.5(=PCzPA:산화 몰리브덴)가 되도록 조절하고, 그 막 두께는 120nm로 하였다.
전하 발생층(1102) 위에 BPAFLP를 막 두께 20nm로 형성하여 정공 수송층(1212)을 형성하였다.
정공 수송층(1212) 위에 2mDBTPDBq-II와, PCBA1BP와, Ir(mppr-Me)2(acac)를 2mDBTPDBq-II: PCBA1BP:Ir(mppr-Me)2(acac)=0.6:0.2:0.06(중량비율)이 되도록 공증착함으로써 발광층(1213)을 형성하였다. 막 두께는 15nm로 하였다.
발광층(1213) 위에 2mDBTPDBq-II와, Ir(mppr-Me)2(acac)를 2mDBTPDBq-II:Ir(mppr-Me)2(acac)=1:0.06(중량비율)이 되도록 공증착함으로써 발광층(1313)을 형성하였다. 막 두께는 15nm로 하였다.
발광층(1313) 위에 2mDBTPDBq-II를 막 두께 20nm가 되도록 형성하여 전자 수송층(1214a)을 형성하였다.
전자 수송층(1214a) 위에 BPhen을 막 두께 10nm가 되도록 형성하여 전자 수송층(1214b)을 형성하였다.
전자 수송층(1214b) 위에 산화 리튬(Li2O)을 0.1nm의 막 두께로 증착하여 전자 주입층(1215a)을 형성하고, 전자 주입층(1215a) 위에 구리(II)프탈로시아닌(약칭: CuPc)을 2nm의 막 두께로 증착하여 전자 주입층(1215b)을 형성하였다.
전자 주입층(1215b) 위에 BPAFLP와 산화 몰리브덴(VI)을 공증착함으로써 전하 발생층(1105)을 형성하였다. BPAFLP와 산화 몰리브덴의 비율은 중량비율로 1:0.5(=BPAFLP:산화 몰리브덴)가 되도록 조절하고, 그 막 두께는 20nm로 하였다.
전하 발생층(1105) 위에 인듐 주석 산화물(ITO)을 스퍼터링법으로 막 두께 110nm로 형성하여 투광성을 갖는 전극(1103)을 형성하였다.
이상의 공정에 의하여 본 실시예의 발광 소자를 제작하였다.
또한, 상술한 증착 과정에 있어서 증착에는 모두 저항 가열법을 사용하였다.
상술한 바와 같이 하여 얻어진 본 실시예의 발광 소자의 소자 구조를 표 1에 나타낸다.
Figure 112018073058770-pat00002
질소 분위기의 글로브 박스 내에서 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 유리 기판에 의하여 밀봉하는 작업을 행하였다.
발광 소자의 발광 스펙트럼을 도 7에 도시하였다. 도 7에서 가로 축은 파장(nm), 세로 축은 발광 강도(임의의 단위)를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, 발광 소자는 발광 스펙트럼에서 발광층(1113)에 기인하는 465nm 부근에서의 피크와, 발광층(1213)에 기인하는 586nm 부근에서의 피크를 갖는다. 발광층(1113)의 발광 스펙트럼의 피크 파장으로서 465nm, 발광층(1213)의 발광 스펙트럼의 피크 파장으로서 586nm가 얻어졌다.
본 실시예의 발광 소자의 반사성을 갖는 전극(1101)과 발광층(1113)과의 사이의 광학 거리는 발광층(1113)의 발광 스펙트럼의 피크 파장(465nm)의 1/4이며, 반사성을 갖는 전극(1101)과 발광층(1213)과의 사이의 광학 거리는 발광층(1213)의 발광 스펙트럼의 피크 파장(586nm)의 3/4이다.
광학 거리는 굴절률×거리(막 두께)로 산출된다. 본 실시예에서 발광 소자의 광학 거리 산출에 사용한 각 층의 막 두께, 굴절률, 발광층(1113)의 발광 스펙트럼의 피크 파장(465nm)의 1/4, 발광층(1113)의 굴절률, 그리고 산출된 광학 거리를 표 2에 나타낸다.
Figure 112018073058770-pat00003
표 2에 있어서의 정공 수송층(1112)과의 계면에서 14.7nm 부근의 발광층(1113)의 발광 영역과 반사성을 갖는 전극(1101)과의 광학 거리가 발광층(1113)의 발광 스펙트럼의 피크 파장(465nm)의 1/4에 상당한다.
본 실시예에서 발광 소자의 광학 거리 산출에 사용한 각 층의 막 두께, 굴절률, 발광층(1213)의 발광 스펙트럼의 피크 파장(586nm)의 3/4, 발광층(1213)의 굴절률, 그리고 산출된 광학 거리를 표 3에 나타낸다.
Figure 112018073058770-pat00004
표 3에 있어서의 정공 수송층(1212)과의 계면에서 5.11nm 부근의 발광층(1213)의 발광 영역과 반사성을 갖는 전극(1101)과의 광학 거리가 발광층(1213)의 발광 스펙트럼의 피크 파장(586nm)의 3/4에 상당한다.
발광 소자는 휘도가 914cd/m2일 때, CIE 색도 좌표는 (x=0.46, y=0.37)였으며, 양호한 백색 발광을 나타내었다. 또한, 휘도가 913cd/m2일 때의 전류 효율은 68.0cd/A이었고, 외부 양자 효율은 26.8%, 전압은 6.2V, 전류 밀도는 1.3mA/cm2이었으며, 파워 효율은 34.4lm/W이었다.
본 실시예의 발광 소자는 램버시안(lambertian) 방사 분포에 따른 양호한 배광 특성을 얻었다. 따라서, 면 광원으로서 유용한 것이 확인되었다.
102: 반사성을 갖는 전극
106: 제 1 EL층
107: 전하 발생층
108: 제 1 전하 발생층
110: 제 2 EL층
112: 투광성을 갖는 전극
114: 제 2 전하 발생층
118: 제 3 EL층
120: 제 1 발광층
122: 제 2 발광층
124: 제 3 발광층

Claims (15)

  1. 발광 장치로서,
    제 1 발광 소자 및 제 2 발광 소자;
    상기 제 1 발광 소자 위에서 상기 제 1 발광 소자와 중첩하는 제 1 컬러 필터층; 및
    상기 제 2 발광 소자 위에서 상기 제 2 발광 소자와 중첩하는 제 2 컬러 필터층을 포함하고,
    상기 제 1 발광 소자 및 상기 제 2 발광 소자는 각각
    제 1 전극;
    상기 제 1 전극 위의 제 1 발광층과, 상기 제 1 발광층 위의 제 1 전하 발생층과, 상기 제 1 전하 발생층 위의 제 2 발광층을 포함하는 상기 제 1 전극 위의 적층 구조; 및
    상기 제 2 발광층 위의 제 2 전극을 포함하고,
    상기 제 1 전극은 반사성 전극이고,
    상기 제 2 전극은 투광성 전극이고,
    상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광층 사이의 광로 길이는 상기 제 1 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 1/4이고,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 발광층 사이의 광로 길이는 상기 제 2 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 3/4이고,
    상기 제 1 발광 소자와 상기 제 2 발광 소자는 서로 인접하고,
    상기 제 1 발광층과 상기 제 2 발광층은 각각 상기 제 1 발광 소자로부터 상기 제 2 발광 소자까지 연속되고,
    상기 제 2 컬러 필터층의 색깔은 상기 제 1 컬러 필터층의 색깔과는 상이하고,
    상기 제 1 발광층은 형광성 화합물을 포함하고, 상기 제 2 발광층은 인광성 화합물을 포함하는, 발광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 컬러 필터층은 상기 제 1 발광층의 상기 발광 스펙트럼의 피크 파장을 갖는 광을 투과시키고,
    상기 제 2 컬러 필터층은 상기 제 2 발광층의 상기 발광 스펙트럼의 피크 파장을 갖는 광을 투과시키는, 발광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광층 사이의 정공 주입층; 및
    상기 제 2 발광층과 상기 제 2 전극 사이의 제 2 전하 발생층을 더 포함하고,
    상기 정공 주입층은 제 1 유기 화합물과 무기 화합물을 포함하고,
    상기 제 1 전하 발생층은 상기 제 1 유기 화합물과 상기 무기 화합물을 포함하고,
    상기 제 2 전하 발생층은 제 2 유기 화합물과 상기 무기 화합물을 포함하는, 발광 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 소자와 상기 제 2 발광 소자 사이에 절연층을 더 포함하고,
    상기 제 1 발광층, 상기 제 1 전하 발생층, 및 상기 제 2 발광층은 상기 절연층 위에 있는, 발광 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층 및 상기 제 2 발광층으로부터 사출되는 광의 색깔은 상이한, 발광 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층으로부터 사출되는 광의 색깔은 상기 제 1 컬러 필터층의 상기 색깔과 동일하고, 상기 제 2 발광층으로부터 사출되는 광의 색깔은 상기 제 2 컬러 필터층의 상기 색깔과 동일한, 발광 장치.
  7. 삭제
  8. 발광 장치로서,
    제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자;
    상기 제 1 발광 소자 위에서 상기 제 1 발광 소자와 중첩하는 제 1 컬러 필터층;
    상기 제 2 발광 소자 위에서 상기 제 2 발광 소자와 중첩하는 제 2 컬러 필터층; 및
    상기 제 3 발광 소자 위에서 상기 제 3 발광 소자와 중첩하는 제 3 컬러 필터층을 포함하고,
    상기 제 1 발광 소자, 상기 제 2 발광 소자, 및 상기 제 3 발광 소자는 각각
    제 1 전극;
    상기 제 1 전극 위의 제 1 발광층과, 상기 제 1 발광층 위의 제 1 전하 발생층과, 상기 제 1 전하 발생층 위의 제 2 발광층과, 상기 제 2 발광층 위의 제 2 전하 발생층과, 상기 제 2 전하 발생층 위의 제 3 발광층을 포함하는 상기 제 1 전극 위의 적층 구조; 및
    상기 제 3 발광층 위의 제 2 전극을 포함하고,
    상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광층 사이의 광로 길이는 상기 제 1 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 1/4이고,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 발광층 사이의 광로 길이는 상기 제 2 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 3/4이고,
    상기 제 1 전극과 상기 제 3 발광층 사이의 광로 길이는 상기 제 3 발광층의 발광 스펙트럼의 피크 파장의 5/4이고,
    상기 제 1 발광 소자와 상기 제 2 발광 소자는 서로 인접하고,
    상기 제 2 발광 소자와 상기 제 3 발광 소자는 서로 인접하고,
    상기 제 1 발광층과 상기 제 2 발광층과 상기 제 3 발광층은 각각 상기 제 1 발광 소자로부터 상기 제 3 발광 소자까지 연속되고,
    상기 제 1 컬러 필터층의 색깔, 상기 제 2 컬러 필터층의 색깔, 및 상기 제 3 컬러 필터층의 색깔은 서로 상이하고,
    상기 제 1 발광층은 형광성 화합물을 포함하고, 상기 제 2 발광층은 인광성 화합물을 포함하는, 발광 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 컬러 필터층은 상기 제 1 발광층의 상기 발광 스펙트럼의 피크 파장을 갖는 광을 투과시키고,
    상기 제 2 컬러 필터층은 상기 제 2 발광층의 상기 발광 스펙트럼의 피크 파장을 갖는 광을 투과시키고,
    상기 제 3 컬러 필터층은 상기 제 3 발광층의 상기 발광 스펙트럼의 피크 파장을 갖는 광을 투과시키는, 발광 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전극이 제공된 제 1 기판; 및
    상기 제 2 전극 위의 제 2 기판을 더 포함하고,
    상기 제 2 기판은 투광성 기판인, 발광 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광층 사이의 정공 주입층을 더 포함하고,
    상기 정공 주입층은 제 1 유기 화합물과 무기 화합물을 포함하고,
    상기 제 1 전하 발생층은 상기 제 1 유기 화합물과 상기 무기 화합물을 포함하고,
    상기 제 2 전하 발생층은 제 2 유기 화합물과 상기 무기 화합물을 포함하는, 발광 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 소자와 상기 제 2 발광 소자 사이에 절연층을 더 포함하고,
    상기 제 1 발광층, 상기 제 1 전하 발생층, 상기 제 2 발광층, 상기 제 2 전하 발생층, 및 상기 제 3 발광층은 상기 절연층 위에 있는, 발광 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층, 상기 제 2 발광층, 및 상기 제 3 발광층으로부터 사출되는 광의 색깔은 상이한, 발광 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 위에 투광성을 갖는 도전층을 더 포함하는, 발광 장치.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층으로부터 사출되는 광의 색깔은 상기 제 1 컬러 필터층의 상기 색깔과 동일하고, 상기 제 2 발광층으로부터 사출되는 광의 색깔은 상기 제 2 컬러 필터층의 상기 색깔과 동일하고, 상기 제 3 발광층으로부터 사출되는 광의 색깔은 상기 제 3 컬러 필터층의 상기 색깔과 동일한, 발광 장치.
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