CN1671262A - 有机发光显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供高效率发光的有机发光显示装置。为此提供的有机发光元件具有：上部电极、下部电极、夹在此上部电极及下部电极之间的多个发光单元、夹在此多个发光单元之间的电荷发生层，上述多个发光单元由具有单色的发光层的单色发光单元和具有两色或更多色的发光层的多色发光单元形成，单色发光单元的发光效率小于或等于多色发光单元的发光效率。

Description

有机发光显示装置
技术领域
本发明涉及有机发光显示装置。
背景技术
近年来，有机发光显示装置作为下一代平面显示装置受到注目。这种有机发光显示装置具有白色光、广视角、高速响应性等优异的特性。
现在公知的是在日本专利特开2003-272860中示出的有机电致发光元件(以下称其为有机EL元件)。现在的有机EL元件，如图2所示，在基板1上形成有下部电极2；发光单元7；电荷发生层4-1；发光单元8；电荷发生层4-2；发光单元9；电荷发生层4-3以及上部电极6。发光单元7、发光单元8及发光单元9分别是红色、绿色和蓝色。如图2所示，现有的有机EL元件，具有由电荷发生层夹持发光单元串联层叠的结构。当在下部电极2和上部电极6上施加电压时，发光单元7发出红光，发光单元8发出绿光，而发光单元9发出蓝光，将各色发光重合就可得到白色光。将发光单元7、8、9的发光亮度表示为LR、LG、LB时，如图2所示的有机EL元件发出的白色发光的亮度可以以L＝LR+LG+LB表示。将发光单元7、8、9的发光效率(电流效率)分别以αR、αG、αB表示，以I表示流过各发光单元电流时，白色发光的亮度L可以表示为L＝IαR+IαG+IαB，图2所示的现有的有机EL元件的发光亮度为与各个发光单元的发光效率成比例的发光亮度。就是说，图2所示的有机EL元件的发光单元7、发光单元8及发光单元9的各个发光亮度比R∶G∶B为R∶G∶B＝αR∶αG∶αB。
专利文献1：日本专利特开2003-272869号公报。
发明内容
要得到白色发光，一般的R(红)、G(绿)、B(蓝)的亮度混合比为R∶G∶B＝1∶2∶1。通常的有机EL元件的发光效率，绿色容易得到最高值，其次是蓝色，发光效率最难得到的是红色。此处所说的发光效率是是电流效率(cd/A)。
因为图2所示的有机EL元件的R、G、B各自的发光亮度是与发光效率成比例的，例如在R、G、B的发光效率为3cd/A、12cd/A及6cd/A时，图2所示的有机EL元件的发光亮度比R∶G∶B成为R∶G∶B＝3∶12∶6。为了对图2所示的有机EL元件得到一般的发光亮度比(R∶G∶B＝1∶2∶1)的白色发光，必须针对发光效率小的发光单元进行调整，在图2所示的有机EL元件中，如果RGB发光单元的各个发光亮度比按照RGB的顺序不是3∶6∶3的话，就不能得到一般的发光亮度比的白色光。所以，就必须使在图2中示出的现有的有机EL元件的绿色发光单元的发光效率从12cd/A减小到6cd/A，使蓝色发光单元的发光效率从6cd/A减小到3cd/A不可。结果就发生图2所示的现有的有机EL元件的发光效率低的问题。本发明的技术课题就在于提供一种高效率的有机发光效率高的有机光显示装置。
本发明涉及的有机发光元件包括：上部电极、下部电极、夹在上述上部电极及下部电极之间的多个发光单元、夹在上述多个发光单元之间的由具有大于等于1.0×102Ω·cm的电阻率的电绝缘层构成的电荷发生层，其特征在于，上述多个发光元件是由具有单色的发光层的单色发光单元和具有多色发光层的多色发光单元构成的。另外，涉及具有多个此有机发光元件，通过控制上述多个有机发光元件的发光动作进行显示的有机发光显示装置。
此处所说的电荷发生层，是具有大于等于1.0×102Ω·cm的电阻率的电绝缘层，优选是具有大于等于1.0×105Ω·cm的电阻率的电绝缘层。电荷发生层，通过在施加电压时在元件的阴极方向上注入空穴，在阳极方向上注入电子，使多个发光单元作为电气(电路)串联而动作。作为电荷发生层的材料，优选是使用V2O5(五氧化钒)、芳基胺化合物等。
此处所谓的上部电极、下部电极，是把中间夹着发光单元的一对电极中的位于发光单元和基板之间的电极为下部电极，而以位于从发光单元观察的基板的相反侧的电极为上部电极。
在具有发出的光从上部电极取出的结构的有机EL元件的场合，上部电极是阳电极，下部电极是阴电极。另外，在具有发出的光从下部电极取出的结构的有机EL元件的场合，上部电极是阴电极，下部电极是阳电极。
此处所说的阳电极，优选是可提高正空穴的注入效率的功函数大的导电膜。具体言之，例如可以是金、铂，但也并不限定于这些材料。另外，作为阳极，也可以是氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锗等二元系，或氧化铟锡锌等三元系。另外，在是ITO时，多使用相对于氧化铟包含5-10wt％的氧化锡的组成。氧化物半导体的制造法，可有溅射法、EB蒸镀法、离子注入法等等。In2O3-SnO2系透明导电膜、In2O3-ZnO系透明导电膜的功函数分别为4.6eV、4.6eV，通过UV臭氧照射、氧等离子处理等可能使其增大到大约5.2eV。In2O3-SnO2系透明导电膜，在溅射法中，是在基板温度提高到约200℃的条件下制作的多晶态。在多晶态状态下，由于晶粒的缘故，表面平坦性差，所以优选是采用表面经过研磨的导电膜。另外，作为其他方法，优选是在非晶状态下形成的薄膜进行加热而形成的多晶态。另外，阳极，通过设置上述正空穴注入层，不需要采用功函数大的材料，采用通常的导电膜即可。具体言之，优选采用铝、铟、钼、镍等金属及使用这些金属的合金以及多晶硅、非晶硅、氧化锡、氧化铟、氧化铟锡(ITO)等无机材料。另外，优选材料还有采用形成工序简单的涂覆法的聚苯胺、聚噻吩等以及导电印剂。另外，当然并不限定于这些材料，也可将这些材料中两种或更多种材料合并使用。
此处所谓的发光单元，是使由正空穴注入层、正空穴输送层和电子注入层、电子输送层夹着发光层的结构形成的一个单元。此处所说的正空穴输送层，优选是采用为了降低阳极和正空穴传输层的注入壁垒而具有适当的离子化电位的材料。另外，优选是具有可以填平底层的表面凸凹的作用。具体言之，铜酞菁蓝、星型胺(staburst amine)化合物、聚苯胺、聚噻吩、氧化钒、氧化钼、氧化钌、氧化铝等等，但也并不限定于这些。此处所说的正空穴注入层的作用是输送正空穴，注入到发光层。因此，优选是其正空穴的迁移率高。另外，优选是化学稳定性高。并且，优选是离子化电位低。另外，优选是电子亲和力小。另外，优选是玻璃转变温度高。具体言之，优选材料是N，N′-双(3-甲基苯基)-N，N′-二苯-[1，1′-联苯]-4，4′二胺(TPD)、4，4′-双[N-(1-萘基)-N苯氨]二胺(α-NPD)、4，4′，4″-三(N-咔唑基)三苯氨(TCTA)、1，3，5-三[N-(4-二苯氨苯)苯氨]苯(p-DPA-TDAB)。另外，当然并不限定于这些材料，并且也可将这些材料中两种或更多种材料合并使用。
此处所谓的发光层，指的是被注入的正空穴和电子再结合以材料固有的波长发光的发光层。有时形成发光层的基质(host)本身可以发光，有时是在基质中添加的微量掺杂剂材料发光。作为具体的基质材料，优选是采用亚芳基二苯乙烯基衍生物(DPVBi)、具有苯环骨架的硅醚衍生物(2PSP)、两端具有三苯氨结构的氧代二吖唑衍生物(EM2)、具有费南斯林基的ペリノン衍生物(P1)、两端具有三苯氨结构的低噻吩衍生物(BMA-3T)、二萘嵌苯衍生物(tBu-PTC)、三(8-羟基喹啉)铝、聚对苯乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚对苯衍生物、聚硅烷衍生物、聚乙炔衍生物。另外，当然并不限定于这些材料，并且也可将这些材料中两种或更多种材料合并使用。其次，作为具体的掺杂剂材料，优选是采用喹吖啶酮、氧杂萘邻酮6、指甲红、红荧烯、4-(二氰甲叉)-2-甲基-6-(对甲基氨基苯乙烯)-4H-吡喃(DCM)、二咔唑基衍生物。另外，当然并不限定于这些材料，也可将这些材料中两种或更多种材料合并使用。
此处所说的单色发光单元，是由一个上述发光单元的发光层构成的发光单元，所谓的多色发光单元是由两个或更多个上述发光单元的发光层构成的发光单元。
此处所说的电子输送层，具有输送电子，注入到发光层的作用。因此，优选是电子迁移率高。具体言之，优选是采用三(8-羟基喹啉)铝、氧代二吖唑衍生物、硅醚衍生物、锌苯并噻唑络合物。另外，当然并不限定于这些材料，并且也可将这些材料中两种或更多种材料合并使用。
此处所说的电子注入层是用来提高从阴极向电子输送层的电子注入效率。具体言之，优选是采用氟化锂、氟化镁、氧化铝。另外，当然并不限定于这些材料，并且也可将这些材料中两种或更多种材料合并使用。
此处所说的阴电极，优选是采用可以提高电子注入效率的功函数小的导电膜。具体言之，可使用的有镁银合金、铝锂合金、铝钙合金、铝镁合金金属钙等等，但并不限定于这些材料。一般使用的是铝(以下称其为Al)和氟化锂(以下称其为LiF)共蒸镀的阴电极，或在上述电子输送层之后以LiF、Al顺序蒸镀的阴电极。
因为利用上述的方式，由电荷发生层隔开的两个发光单元发挥的是电路的作用，所以流过二色发光单元的两个发光层的电流之和流过单色发光单元的发光层。因此，由于在发光效率低的发光层中流过比流过二色发光层的电流大的电流，所以单色发光单元中设置的发光效率低的发光层可以得到大的发光亮度。结果，可以制作高效率的有机EL元件，可以提供高效率的有机发光显示装置。
另外，在本发明中所说的另一实施方式的特征在于，上述单色发光单元，与上述多色发光单元比较，发光效率低(小于或等于)。
另外，本申请的另一实施方式的特征在于，上述单色发光单元具有单态材料的红色的发光层，多色发光单元具有单态材料的绿色和蓝色的发光层。此处所说的单态材料的红色所使用的材料，例如，是三(8-羟基喹啉)铝和指甲红的共蒸镀膜。另外，此处所说的单态材料的绿色所使用的材料，例如，是三(8-羟基喹啉)铝和喹吖啶酮的共蒸镀膜。另外，此处所说的单态材料的蓝色所使用的材料，例如，是亚芳基二苯乙烯基衍生物薄膜。并且并不限定于这些材料。
本申请的另一实施方式的特征在于，上述单色发光单元具有单态材料的蓝色的发光层，多色发光单元具有三态材料的红色和三态材料的绿色的发光层。此处所说的单态材料的蓝色所使用的材料，例如，是亚芳基二苯乙烯基衍生物薄膜。另外，此处所说的三态材料的红色所使用的材料，例如，是CBP和PtOEB的共蒸镀膜，所谓的三态材料的绿色的材料，例如，是CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的共蒸镀膜。并且并不限定于这些材料。
本申请的另一实施方式的特征在于，上述单色发光单元具有单态材料的蓝色的发光层，上述多色发光单元是三态材料的红色和发光波长的峰值为500nm的发光三态材料的绿色和发光波长的峰值为540nm的发光三态材料的绿色发光层。
此处所说的单态材料的蓝色所使用的材料，例如，是亚芳基二苯乙烯基衍生物薄膜。另外，此处所说的三态材料的红色所使用的材料，例如，是CBP和PtOEB的共蒸镀膜，发光波长的峰值为500nm的发光三态材料的绿色发光层是调整为具有500nm的发光波长的峰值的CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的共蒸镀膜，发光波长的峰值为540nm的发光三态材料的绿色发光层是调整为具有540nm的发光波长的峰值的CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的共蒸镀膜。并且并不限定于这些材料。
在权利要求2、3、4、5、6所述的有机发光显示装置中，特征在于上述多色发光单元具有的两个或更多个发光层是层叠结构。
本申请的另一实施方式的特征在于，上述多色发光单元具有的两色或更多色的发光层是层叠结构，并且，相对上述上部电极及下部电极大致并列配置。
本申请的另一实施方式的特征在于是在发出的光的光取出侧设置有彩色滤波器的有机发光显示装置。
本申请的另一实施方式的特征在于是在发光光取出侧具有将白色光变换为红色的荧光材料和将白色光变换为绿色的荧光材料及只使蓝色的波长通过的彩色滤波器的有机发光显示装置。
本申请的另一实施方式的特征在于是具有使用上面所示的有机发光元件发出的发光进行照明的功能的有机发光显示装置。
本申请的另一实施方式的特征在于是将上述有机发光元件发出的发光用作液晶显示装置的背照光的显示装置。
本发明的有机发光元件，由于可以利用流过发光效率高的发光层的电流加大流过发光效率低的发光层的电流，可以提高发光效率低的发光层的发光亮度。因此，因为可以制作发光效率高的有机发光元件，就可以提供高效率的有机发光显示装置。
附图说明
图1为示出本发明的实施例1的有机发光元件的剖面图。
图2示出利用现有技术的有机发光元件的剖面图。
图3为实施例1的发光单元3的剖面图。
图4为实施例1的发光单元5的剖面图。
图5为实施例2的发光单元3的剖面图。
图6为实施例2的发光单元5的剖面图。
图7为实施例3的发光单元3的剖面图。
图8为实施例3和5的发光单元5的剖面图。
图9为实施例4的发光单元3的剖面图。
图10为实施例4和6的发光单元5的剖面图。
图11为实施例5的发光单元3的剖面图。
图12为实施例6的发光单元3的剖面图。
图13为实施例7的发光单元3的剖面图。
图14为实施例8的发光单元3的剖面图。
图15为实施例9的有机发光显示装置的剖面图。
图16为实施例10的有机发光显示装置的剖面图。
图17为实施例11的有机发光显示装置的剖面图。
图18为实施例12的有机发光显示装置的剖面图。
具体实施方式
下面示出本发明的实施例。
[实施例1]
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。
在该实施例中，利用图1、图3、图4对从图1的下部电极一侧取光的结构的有机发光元件进行说明。图1为示出本发明的实施例1的有机发光元件的剖面图。在图1中，有机发光元件的结构为在基板1上设置有下部电极2、发光单元3、电荷发生层4、发光单元5和上部电极6，电荷发生层4夹在发光单元3和发光单元5之间。
基板1，例如，使用作为透明材料的石英、玻璃板、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚砜等塑料薄膜或塑料板。
在基板1上形成的下部电极2，在本实施例中是阳电极，例如，可将作为透明的导电材料氧化铟锡(ITO)、SnO2或膜厚50nm左右的金(Au)利用溅射法、真空蒸镀法在基板1的一面上形成。
在下部电极2之上形成发光单元3。图3示出发光单元3的剖面图。发光单元3由正空穴输送层10、蓝色发光层11、绿色发光层12和电子输送层13形成。
发光单元3的正空穴输送层10，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为50nm的4，4′-双[N-(1-萘基)-N苯氨]二胺膜(以下称其为α-NPD膜)构成的。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，α-NPD膜的形成在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元3的蓝色发光层11，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的亚芳基二苯乙烯基衍生物(以下简称为DPVBi)形成的。在Mo制升华皿中分别放入DPVBi原料约40mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元3的绿色发光层12，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为20nm的三(8-羟基喹啉)铝和喹吖啶酮(以下分别称为Alq及Qc)构成的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入Alq和Qc原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。Alq+Qc共蒸镀膜用作绿色发光层。
发光单元3的电子输送层13，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为20nm的Alq膜构成的。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在这样形成的发光单元3的上面形成电荷发生层4。电荷发生层4是利用真空蒸镀法形成膜厚10nm的V2O5(五氧化钒)。此时在Mo制升华皿中放入V2O5约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在电荷发生层4上形成发光单元5。图4为发光单元5的剖面图。发光单元5由正空穴输送层14、红色发光层15、电子输送层16形成。
发光单元5的正空穴输送层14是利用真空蒸镀法形成膜厚50nm的α-NPD。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的红色发光层15是利用二元真空蒸镀法形成膜厚40nm的Alq和指甲红构成的共蒸镀膜(以下简称为Nr)。在两个Mo制升华皿中分别各放入Alq和Nr原料约10mg和约5mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的电子输送层16是利用真空蒸镀法形成膜厚20nm的Alq膜。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在这样形成的发光单元5的上面形成上部电极6。上部电极6的形成是在Mo制升华皿中分别各放入Al、LiF约40mg和5mg，首先在控制蒸镀速度为0.01±0.005nm/sec的条件下蒸镀膜厚0.5nm的LiF。之后，在控制蒸镀速度为10.0±0.05nm/sec的条件下蒸镀膜厚100nm的Al。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
当在图1所示的有机发光元件的下部电极2和上部电极6上施加电压V时，在图1所示的有机发光元件中有电流值I流过，发光单元3发出蓝色发光和绿色发光，发光单元5发出红色发光。因为将各个发光色混合，图1所示的有机发光元件可得到白色光。在本实施例中，是从图1的基板1一侧取光。
夹在发光单元3和发光单元5之间的电荷发生层4，例如，是具有大于等于1×102Ω·cm的电阻率的电绝缘层。当在具有此电荷发生层4的图1所示的有机发光元件上施加规定的电压时，电荷发生层4的作用是在元件的阴极方向上注入空穴，而在阳电极方向上注入电子。尽管电荷发生层4是由电绝缘层形成的，结果却是具有电荷发生层4的图1所示的有机发光元件的发光单元3和发光单元5作为电气(电路)串联而动作。
流过图1所示的有机发光元件的电流值I是与发光单元5的红色发光所需要的电流相同的电流值。设发光单元3内的蓝色发光所需要的电流值为Ib，发光单元3内的绿色发光所需要的电流值为Ig，则发光单元5内的红色发光所需要的电流值I为I＝Ib+Ig。设发光单元5的发光效率为αr，发光单元3的蓝色发光效率为αb，而发光单元3的绿色发光效率为αg。图1所示的有机发光元件的发光亮度L可以表示为L＝Iαr+Ibαb+Igαg。发光单元5的红色发光所需要的电流值I，因为I＝Ib+Ig，通过在发光单元5的红色发光层15中流过比发光单元3发出蓝色发光所需要的电流值大的电流值，并且流过比发光单元3发出绿色发光所需要的电流值大的电流值，即使是发光单元5的红色发光层15的发光效率值低，也可以得到大的发光亮度。蓝色发光所需要的电流值Ib和绿色发光所需要的电流值Ig，大致为Ib＝Ig。所以，红色发光所需要的电流值，等于绿色发光所需要的电流值及蓝色发光所需要的电流值的2倍。就是说，在图1所示的有机EL元件的R、G、B中流过的电流值的比为2∶1∶1。例如在R、G、B的发光效率为3cd/A、12cd/A及6cd/A时，因为电流和发光效率的积为发光亮度，所以图1所示的有机发光元件的R、G、B的发光亮度比为6∶12∶6(＝1∶2∶1)，可以发出一般的白色光。所以，因为本实施例的图1所示的有机发光元件，为了得到一般的发光亮度比的白色发光，并不使绿色及蓝色的发光效率降低，因为可以制作高效率的白色有机发光元件，所以可以提供高效率的有机发光显示装置。
在本实施例中，叙述的是图1所示的发光单元3在基板1一侧，发光单元5在上部电极6一侧，不过在发光单元3在上部电极6一侧，发光单元5在下部电极2一侧形成的场合，也可以获得本发明的效果。但是，因为一般短波长的光容易被吸收，透射率低，在本发明中使用的发光层之中，具有相对短的波长的峰的发光层是配置于发光光取出一侧，所以在得到更高效率的有机发光显示装置方面是有利的，就本实施例而言，在图1的发光单元3中配置蓝色和绿色的发光层是优选的。
另外，在本实施例中叙述的R、G、B的发光层中所使用的发光材料全部都是单态材料。在本实施例中叙述的R的发光峰值波长在605～700nm的范围内，G的发光峰值波长在500～560nm的范围内，而B的发光峰值波长在435～480nm的范围内。本实施例的图3所示的发光单元3，是针对以正空穴输送层10、蓝色发光层11、绿色发光层12、电子输送层13的顺序层叠的发光单元3进行叙述的，但在以正空穴输送层10、绿色发光层12、蓝色发光层11、电子输送层13的顺序层叠的场合也可以得到与本实施例同等的效果。在本实施例中叙述的两色或更多色的发光单元3中具有的发光层的数目并不限定于两色。另外，在本实施例中，叙述的是RGB的发光亮度比是1∶2∶1的白色光，但并不限定于此发光亮度比，例如即使是发光亮度比为3∶6∶1，也可以通过发光效率的组合而实现。
[实施例2]
在该实施例中，利用图1、图5、图6对从图1的上部电极6一侧取光的结构的有机发光元件进行说明。在图1中，有机发光元件的结构为在基板1上设置有下部电极2、发光单元3、电荷发生层4、发光单元5和上部电极6，电荷发生层4夹在发光单元3和发光单元5之间。
基板1，例如，使用作为透明材料的石英、玻璃板、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚砜等塑料薄膜或塑料板。
在基板1上形成下部电极2。下部电极2，在本实施例中是阴电极，其形成是在Mo制升华皿中分别各放入Al、LiF的原料约10mg、5mg，首先在控制蒸镀速度为10.0±0.05nm/sec的条件下进行膜厚100nm的Al的蒸镀。之后，在控制蒸镀速度为0.01±0.005nm/sec的条件下进行膜厚0.5nm的LiF的蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在下部电极2之上形成发光单元3。图5示出本实施例的发光单元3的剖面图。发光单元3，由电子输送层13、蓝色发光层11、绿色发光层12和正空穴输送层10形成。
发光单元3的电子输送层13，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为20nm的Alq膜构成的。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元3的蓝色发光层11，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的亚芳基二苯乙烯基衍生物(以下简称为DPVBi)形成的。在Mo制升华皿中放入DPVBi原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.40±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。
发光单元3的绿色发光层12，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为20nm的三(8-羟基喹啉)铝和喹吖啶酮(以下分别称为Alq及Qc)构成的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入Alq和Qc原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。Alq+Qc共蒸镀膜用作绿色发光层。
发光单元3的正空穴输送层10，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为50nm的α-NPD构成的。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，α-NPD膜的形成在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在这样形成的发光单元3的上面形成电荷发生层4。电荷发生层4是利用真空蒸镀法形成膜厚10nm的V2O5(五氧化钒)。此时在Mo制升华皿中放入V2O5约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。
在电荷发生层4上形成发光单元5。发光单元5，如图6所示，由电子输送层16、红色发光层15、正空穴输送层14形成。
发光单元5的电子输送层16是利用真空蒸镀法形成膜厚20nm的Alq膜。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的红色发光层15是利用二元真空蒸镀法形成膜厚40nm的Alq和指甲红构成的共蒸镀膜(以下简称为Nr)。在两个Mo制升华皿中分别各放入Alq和Nr原料约10mg和约5mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的正空穴输送层14是利用真空蒸镀法形成膜厚50nm的α-NPD。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
之后，利用溅射法，形成膜厚为50nm的In-Zn-O膜(以下称其为IZO膜)。此膜用作第2电极125，是非晶氧化物膜。此时的靶体采用In/(In+Zn)＝0.83的靶体。成膜条件是：气氛为Ar∶O2混合气；真空度为0.2Pa；溅射功率为2W/cm2。由Mg∶Ag/In-Zn-O层叠膜组成的上部电极6用作阳电极，其透射率为65％。
当在图1所示的有机发光元件的下部电极2和上部电极6上施加电压V时，在图1所示的有机发光元件中有电流值I流过，发光单元3发出蓝色发光和绿色发光，发光单元5发出红色发光。因为将各个发光色混合，图1所示的有机发光元件可得到白色光。在本实施例中，是从图1的上部电极6一侧取光。
夹在发光单元3和发光单元5之间的电荷发生层4，例如，是具有大于等于1×102Ω·cm的电阻率的电绝缘层。当在具有此电荷发生层4的图1所示的有机EL元件上施加规定的电压时，电荷发生层4的作用是在元件的阴极方向上注入空穴，而在阳电极方向上注入电子。尽管电荷发生层4是由电绝缘层形成的，结果却是具有电荷发生层4的图1所示的有机发光元件的发光单元3和发光单元5作为电气(电路)串联而动作。
流过图1所示的有机发光元件的电流值I是与发光单元5的红色发光所需要的电流相同的电流值。设发光单元3内的蓝色发光所需要的电流值为Ib，发光单元3内的绿色发光所需要的电流值为Ig，则发光单元5内的红色发光所需要的电流值I为I＝Ib+Ig。设发光单元5的发光效率为αr，发光单元3的蓝色发光效率为αb，而发光单元3的绿色发光效率为αg。图1所示的有机发光元件的发光亮度L可以表示为L＝Iαr+Ibαb+Igαg。发光单元5的红色发光所需要的电流值I，因为I＝Ib+Ig，通过在发光单元5的红色发光层15中流过比发光单元3发出蓝色发光所需要的电流值大的电流值，并且流过比发光单元3发出绿色发光所需要的电流值大的电流值，即使是红色发光的发光单元5的发光效率值低，也可以得到大的发光亮度。蓝色发光所需要的电流值Ib和绿色发光所需要的电流值Ig，大致为Ib＝Ig。所以，红色发光所需要的电流值，等于绿色发光所需要的电流值及蓝色发光所需要的电流值的2倍。就是说，在图1所示的有机EL元件的R、G、B中流过的电流值的比为2∶1∶1。例如在R、G、B的发光效率为3cd/A、12cd/A及6cd/A时，因为电流和发光效率的积为发光亮度，所以图1所示的有机发光元件的R、G、B的发光亮度比为6∶12∶6(＝1∶2∶1)，可以发出一般的白色光。所以，因为本实施例的图1所示的有机发光元件，为了得到一般的发光亮度比的白色发光，并不使绿色及蓝色的发光效率降低，因为可以制作高效率的白色有机发光元件，所以可以提供高效率的有机发光显示装置。另外，在本实施例中，因为还具有从上部电极6一侧取光的效果，与实施例1相比较，可以提供具有更大的开口率的有机发光显示装置。
在本实施例中，叙述的是图1所示的发光单元3在基板1一侧，发光单元5在上部电极6一侧，但在发光单元3在上部电极6一侧，发光单元5在基板1一侧形成的场合，也可以获得同等的效果。
另外，在本实施例中叙述的R、G、B的发光层中所使用的发光材料全部都是单态材料。在本实施例中叙述的R的发光峰值波长在605～700nm的范围内，G的发光峰值波长在500～560nm的范围内，而B的发光峰值波长在435～480nm的范围内。
在本实施例中，如图5所示，发光单元3，是针对以电子输送层13、蓝色发光层11、绿色发光层12、正空穴输送层10的顺序层叠的发光单元3进行叙述的，但在以电子输送层13、绿色发光层12、蓝色发光层11、正空穴输送层10的顺序层叠的场合也可以得到与本实施例同等的效果。在本实施例中叙述的两色或更多色的发光单元3中具有的发光层的数目并不限定于两色。另外，在本实施例中，叙述的是RGB的发光亮度比是1∶2∶1的白色光，但并不限定于此发光亮度比，例如即使是发光亮度比为3∶6∶1，也可以通过发光效率的组合而实现。
[实施例3]
在该实施例中，利用图1、图7、图8对采用三态(磷光)材料作为发光材料，从图1的基板1一侧取光的结构的有机发光元件进行说明。在图1中，有机发光元件的结构为在基板1上设置有下部电极2、发光单元3、电荷发生层4、发光单元5和上部电极6，电荷发生层4夹在发光单元3和发光单元5之间。
基板1，例如，使用作为透明材料的石英、玻璃板、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚砜等塑料薄膜或塑料板。
在基板1上形成的下部电极2，在本实施例中是阳电极，例如，可将作为透明的导电材料氧化铟锡(ITO)、SnO2或膜厚50nm左右的金(Au)利用溅射法、真空蒸镀法在基板1的一面上形成。
在下部电极2之上，形成具有三态(磷光)材料的绿色和三态(磷光)材料的红色的发光层的发光单元3。
图7示出发光单元3的剖面图。发光单元3，由正空穴输送层10、三态(磷光)材料的绿色发光层17、三态(磷光)材料的红色发光层18和电子输送层13形成。
发光单元3的正空穴输送层10，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为50nm的α-NPD构成的。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，α-NPD膜的形成在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
三态(磷光)材料的绿色发光层17，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。CBP+Ir(ppy)3的共蒸镀膜用作绿色发光层。
三态(磷光)材料的红色发光层18，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的CBP和PtOEP的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入CBP和PtOEP的原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。CBP+PtOEP的共蒸镀膜用作红色发光层。
发光单元3的电子输送层13，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为20nm的Alq膜构成的。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在这样形成的发光单元3的上面形成电荷发生层4。电荷发生层4是利用真空蒸镀法形成膜厚10nm的V2O5(五氧化钒)。此时在Mo制升华皿中放入V2O5约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在电荷发生层4上形成发光单元5。图8为发光单元5的剖面图。发光单元5由正空穴输送层14、蓝色发光层11、电子输送层16形成。
发光单元5的正空穴输送层14是利用真空蒸镀法形成膜厚50nm的α-NPD。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的蓝色发光层11，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的亚芳基二苯乙烯基衍生物(以下简称为DPVBi)形成的。在Mo制升华皿中分别放入DPVBi原料约40mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的电子输送层16是利用真空蒸镀法形成膜厚20nm的Alq膜。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在这样形成的发光单元5的上面形成上部电极6。上部电极6的形成是在Mo制升华皿中分别各放入Al、LiF约40mg和5mg，首先在控制蒸镀速度为0.01±0.005nm/sec的条件下蒸镀膜厚0.5nm的LiF。之后，在控制蒸镀速度为10.0±0.05nm/sec的条件下蒸镀膜厚100nm的Al。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
当在图1所示的有机发光元件的下部电极2和上部电极6上施加电压V时，在图1所示的有机发光元件中有电流值I流过，发光单元3发出绿色发光和红色发光，发光单元5发出蓝色发光。因为将各个发光色混合，图1所示的有机发光元件可得到白色光。夹在发光单元3和发光单元5之间的电荷发生层4，例如，是具有大于等于1×102Ω·cm的电阻率的电绝缘层。当在具有此电荷发生层4的图1所示的有机发光元件上施加规定的电压时，电荷发生层4的作用是在元件的阴极方向上注入空穴，而在阳电极方向上注入电子。尽管电荷发生层4是由电绝缘层形成的，结果却是具有电荷发生层4的图1所示的有机发光元件的发光单元3和发光单元5作为电气(电路)串联而动作。
一般三态(磷光)材料的绿色发光和三态(磷光)材料的红色发光的发光效率比单态材料的蓝色发光的发光效率高是公知的。
流过图1所示的有机发光元件的电流值I是与发光单元5的蓝色发光所需要的电流相同的电流值。
设发光单元3内的绿色发光所需要的电流值为Ig，发光单元3内的红色发光所需要的电流值为Ir，则发光单元5内的蓝色发光所需要的电流值I为I＝Ig+Ir。设发光单元5的发光效率为αb，发光单元3的绿色发光效率为αg，而发光单元3的红色发光效率为αr。图1所示的有机发光元件的发光亮度L可以表示为L＝Iαb+Ibαg+Igαr。发光单元5的蓝色发光所需要的电流值I，因为I＝Ig+Ir，通过在发光单元5的蓝色发光层中流过比发光单元3发出绿色发光所需要的电流值大的电流值，并且流过比发光单元3发出红色发光所需要的电流值大的电流值，即使是作为蓝色发光的发光单元5的发光效率比三态(磷光)材料的绿色和三态(磷光)材料的红色的发光效率值低，也可以得到大的发光亮度。绿色发光所需要的电流值Ig和红色发光所需要的电流值Ir，大致为Ib＝Ig。所以，蓝色发光所需要的电流值，等于绿色发光所需要的电流值及红色发光所需要的电流值的2倍。就是说，在图1所示的有机EL元件的R、G、B中流过的电流值的比为1∶1∶2。
例如在R、G、B的发光效率为12cd/A、24cd/A及6cd/A时，因为电流和发光效率的积为发光亮度，所以图1所示的有机发光元件的R、G、B的发光亮度比为12∶24∶12(＝1∶2∶1)，可以发出一般的白色光。所以，因为本实施例的图1所示的有机发光元件，为了得到一般的发光亮度比的白色发光，并不使三态(磷光)材料的绿色和三态(磷光)材料的红色的发光效率发光效率降低，可以制作高效率的白色有机发光元件，所以可以提供高效率的有机发光显示装置。另外，因为在本实施例中是具有三态(磷光)材料的的结构，与实施例1比较，可以提供更高效率的有机发光显示装置。
在本实施例中，叙述的是图1所示的发光单元3在基板1一侧，发光单元5在上部电极6一侧，不过在发光单元3在上部电极6一侧，发光单元5在下部电极2一侧形成的场合，也可以获得同等的效果。
另外，在本实施例中叙述的R、G、B的发光层中所使用的发光材料全部都是单态材料。在本实施例中叙述的R的发光峰值波长在605～700nm的范围内，G的发光峰值波长在500～560nm的范围内，而B的发光峰值波长在435～480nm的范围内。在本实施例中，如图7所示，是针对以正空穴输送层10、三态(磷光)材料的绿色发光层17、三态(磷光)材料的红色发光层18、电子输送层13的顺序层叠的发光单元3进行叙述的，但在以正空穴输送层10、三态(磷光)材料的绿色发光层17、三态(磷光)材料的红色发光层18、电子输送层13的顺序层叠的场合也可以得到与本实施例同等的效果。在本实施例中叙述的两色或更多色的发光单元3中具有的发光层的数目并不限定于两色。另外，在本实施例中，叙述的是RGB的发光亮度比是1∶2∶1的白色光，但并不限定于此发光亮度比，例如即使是发光亮度比为3∶6∶1，也可以通过发光效率的组合而实现。
[实施例4]
在该实施例中，利用图1、图9、图10对采用三态(磷光)材料作为发光材料，从图1的上部电极6一侧取光的结构的有机发光元件进行说明。
在图1中，有机发光元件的结构为在基板1上设置有下部电极2、发光单元3、电荷发生层4、发光单元5和上部电极6，电荷发生层4夹在发光单元3和发光单元5之间。基板1，例如，使用作为透明材料的石英、玻璃板、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚砜等塑料薄膜或塑料板。
在基板1上形成下部电极2。下部电极2的形成是在Mo制升华皿中分别各放入Al、LiF的原料约10mg、5mg，首先在控制蒸镀速度为10.0±0.05nm/sec的条件下进行膜厚100nm的Al的蒸镀。之后，在控制蒸镀速度为0.01±0.005nm/sec的条件下进行膜厚0.5nm的LiF的蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在下部电极2之上，形成具有三态(磷光)材料的绿色和三态(磷光)材料的红色的发光层的发光单元3。
图9示出发光单元3的剖面图。发光单元3，由电子输送层13、三态(磷光)材料的绿色发光层17、三态(磷光)材料的红色发光层18和正空穴输送层10形成。
发光单元3的电子输送层13，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为20nm的Alq膜构成的。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
三态(磷光)材料的绿色发光层17，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。CBP+Ir(ppy)3的共蒸镀膜用作绿色发光层。
三态(磷光)材料的红色发光层18，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的CBP和PtOEP的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入CBP和PtOEP的原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。CBP+PtOEP的共蒸镀膜用作红色发光层。
发光单元3的正空穴输送层10，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为50nm的α-NPD构成的。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，α-NPD膜的形成在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在这样形成的发光单元3的上面形成电荷发生层4。电荷发生层4是利用真空蒸镀法形成膜厚10nm的V2O5(五氧化钒)。此时在Mo制升华皿中放入V2O5约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在电荷发生层4上形成发光单元5。图10为发光单元5的剖面图。发光单元5，由电子输送层16、蓝色发光层11、正空穴输送层14形成。
发光单元5的电子输送层16是利用真空蒸镀法形成膜厚20nm的Alq膜。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的蓝色发光层11，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的亚芳基二苯乙烯基衍生物(以下简称为DPVBi)形成的。在Mo制升华皿中分别放入DPVBi原料约40mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的正空穴输送层14是利用真空蒸镀法形成膜厚50nm的α-NPD。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
之后，利用溅射法，形成膜厚为50nm的In-Zn-O膜(以下称其为IZO膜)。此膜用作第2电极125，是非晶氧化物膜。此时的靶体采用In/(In+Zn)＝0.83的靶体。成膜条件是气氛为Ar∶O2混合气；真空度为0.2Pa；溅射功率为2W/cm2。由Mg∶Ag/In-Zn-O层叠膜组成的上部电极6用作阳电极，其透射率为65％。
当在图1所示的有机发光元件的下部电极2和上部电极6上施加电压V时，在图1所示的有机发光元件中有电流值I流过，发光单元3发出绿色发光和红色发光，发光单元5发出蓝色发光。因为将各个发光色混合，图1所示的有机发光元件可得到白色光。
夹在发光单元3和发光单元5之间的电荷发生层4，例如，是具有大于等于1×102Ω·cm的电阻率的电绝缘层。当在具有此电荷发生层4的图1所示的有机发光元件上施加规定的电压时，电荷发生层4的作用是在元件的阴极方向上注入空穴，而在阳电极方向上注入电子。尽管电荷发生层4是由电绝缘层形成的，结果却是具有电荷发生层4的图1所示的有机发光元件的发光单元3和发光单元5作为电气(电路)串联而动作。
一般三态(磷光)材料的绿色发光和三态(磷光)材料的红色发光的发光效率比单态材料的蓝色发光的发光效率高是公知的。
流过图1所示的有机发光元件的电流值I是与发光单元5的蓝色发光所需要的电流相同的电流值。设发光单元3内的绿色发光所需要的电流值为Ig，发光单元3内的红色发光所需要的电流值为Ir，则发光单元5内的蓝色发光所需要的电流值I为I＝Ig+Ir。设发光单元5的发光效率为αb，发光单元3的绿色发光效率为αg，而发光单元3的红色发光效率为αr。图1所示的有机发光元件的发光亮度L可以表示为L＝Iαb+Ibαg+Igαr。
发光单元5的蓝色发光所需要的电流值I，因为I＝Ig+Ir，通过在发光单元5的蓝色发光层中流过比发光单元3发出绿色发光所需要的电流值大的电流值，并且流过比发光单元3发出红色发光所需要的电流值大的电流值，即使是作为蓝色发光的发光单元5的发光效率比三态(磷光)材料的绿色和三态(磷光)材料的红色的发光效率值低，也可以得到大的发光亮度。绿色发光所需要的电流值Ig和红色发光所需要的电流值Ir，大致为Ib＝Ig。所以，蓝色发光所需要的电流值，等于绿色发光所需要的电流值及红色发光所需要的电流值的2倍。就是说，在图1所示的有机EL元件的R、G、B中流过的电流值的比为1∶1∶2。
例如在R、G、B的发光效率为12cd/A、24cd/A及6cd/A时，因为电流和发光效率的积为发光亮度，所以图1所示的有机发光元件的R、G、B的发光亮度比为12∶24∶12(＝1∶2∶1)，可以发出一般的白色光。所以，因为本实施例的图1所示的有机发光元件，为了得到一般的发光亮度比的白色发光，并不使三态(磷光)材料的绿色和三态(磷光)材料的红色的发光效率发光效率降低，可以制作高效率的白色有机发光元件，所以可以提供高效率的有机发光显示装置。另外，因为在本实施例中是具有三态(磷光)材料的的结构，与实施例3比较，可以提供更高效率的有机发光显示装置。在本实施例中，叙述的是图1所示的发光单元3在基板1一侧，发光单元5在上部电极6一侧，不过在发光单元3在上部电极6一侧，发光单元5在下部电极2一侧形成的场合，也可以获得同等的效果。另外，在本实施例中叙述的R、G、B的发光层中所使用的发光材料全部都是单态材料。在本实施例中叙述的R的发光峰值波长在605～700nm的范围内，G的发光峰值波长在500～560nm的范围内，而B的发光峰值波长在435～480nm的范围内。
在本实施例中，如图9所示，是针对以电子输送层13、三态(磷光)材料的绿色发光层17、三态(磷光)材料的红色发光层18、正空穴输送层10的顺序层叠的发光单元3进行叙述的，但在以电子输送层13、三态(磷光)材料的红色发光层18、三态(磷光)材料的绿色发光层17、正空穴输送层10的顺序层叠的场合也可以得到与本实施例同等的效果。在本实施例中叙述的两色或更多色的发光单元3中具有的发光层的数目并不限定于两色。另外，在本实施例中，叙述的是RGB的发光亮度比是1∶2∶1的白色光，但并不限定于此发光亮度比，例如即使是发光亮度比为3∶6∶1，也可以通过发光效率的组合而实现。
[实施例5]
在该实施例中，利用图1、图11、图8对在从图1的基板1一侧取光的结构中，在图1的发光单元3中具有三色发光层，在发光单元5中具有单色发光层，发光单元5的发光层的发光效率，小于等于在发光单元3中使用的三个发光层的发光效率的场合的有机发光元件进行说明。
图1为示出本实施例的有机发光元件的剖面图。在图1中，有机发光元件的结构为在基板1上设置有下部电极2、发光单元3、电荷发生层4、发光单元5和上部电极6，电荷发生层4夹在发光单元3和发光单元5之间。
基板1，例如，使用作为透明材料的石英、玻璃板、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚砜等塑料薄膜或塑料板。
在基板1上形成的下部电极2在本实施例中用作阳电极，例如，可将作为透明的导电材料氧化铟锡(ITO)、SnO2或膜厚50nm左右的金(Au)利用溅射法、真空蒸镀法在基板1的一面上形成。
在下部电极2之上，形成具有三色发光层的发光单元3。图11示出发光单元3的剖面图。发光单元3，由正空穴输送层10、三态(磷光)材料的红色发光层18、三态(磷光)材料的绿色发光层19、三态(磷光)材料的绿色发光层20和电子输送层13形成。三态(磷光)材料的绿色发光层19是具有500nm的峰值波长的发光材料，绿色发光层20是具有540nm的峰值波长的发光材料。
发光单元3的正空穴输送层10，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为50nm的α-NPD构成的。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，α-NPD膜的形成在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元3的三态(磷光)材料的红色发光层18，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的CBP和PtOEP的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入CBP和PtOEP的原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。CBP+PtOEP的共蒸镀膜用作红色发光层。
发光单元3的三态(磷光)材料的绿色发光层19，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为40nm并调整为具有500nm的发光波长的峰值的CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。CBP+Ir(ppy)3的共蒸镀膜用作具有500nm的发光波长的峰值的绿色发光层。
发光单元3的三态(磷光)材料的绿色发光层20，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为40nm并调整为具有540nm的发光波长的峰值的CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。CBP+Ir(ppy)3的共蒸镀膜用作具有540nm的发光波长的峰值的绿色发光层。
发光单元3的电子输送层13，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为20nm的Alq膜构成的。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在图11示出的发光单元3中具有的三色发光材料的层叠顺序并不限定于上述顺序。
在这样形成的发光单元3的上面形成电荷发生层4。电荷发生层4是利用真空蒸镀法形成膜厚10nm的V2O5(五氧化钒)。此时在Mo制升华皿中放入V2O5约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在电荷发生层4上形成发光单元5。图8为发光单元5的剖面图。发光单元5，由正空穴输送层14、蓝色发光层11、电子输送层16形成。
发光单元5的正空穴输送层14是利用真空蒸镀法形成膜厚50nm的α-NPD。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的蓝色发光层11，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的亚芳基二苯乙烯基衍生物(以下简称为DPVBi)形成的。在Mo制升华皿中分别放入DPVBi原料约40mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的电子输送层16是利用真空蒸镀法形成膜厚20nm的Alq膜。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在这样形成的发光单元5的上面形成上部电极6。上部电极6的形成是在Mo制升华皿中分别各放入Al、LiF约40mg和5mg，首先在控制蒸镀速度为0.01±0.005nm/sec的条件下蒸镀膜厚0.5nm的LiF。之后，在控制蒸镀速度为10.0±0.05nm/sec的条件下蒸镀膜厚100nm的Al。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
夹在发光单元3和发光单元5之间的电荷发生层4，例如，是具有大于等于1×102Ω·cm的电阻率的电绝缘层。当在具有此电荷发生层4的图1所示的有机发光元件上施加规定的电压时，电荷发生层4的作用是在元件的阴极方向上注入空穴，而在阳电极方向上注入电子。尽管电荷发生层4是由电绝缘层形成的，结果却是具有电荷发生层4的图1所示的有机发光元件的发光单元3和发光单元5作为电气(电路)串联而动作。
当在图1、图11、图8所示的有机发光元件的下部电极2和上部电极6上施加电压V时，在图1所示的有机发光元件中有电流值I流过，发光单元3发出红色发光、发光波长峰值为500nm的绿色发光和发光波长峰值为540nm的绿色发光，发光单元5发出蓝色发光。因为将各个发光色混合，图1所示的有机发光元件可得到白色光。在本实施例中，因为白色光的白再现范围为具有500nm和540nm的发光波长的白色，与以R、G、B三色再现的白色光相比较，色再现范围更广，可以实现更高画质的有机发光显示装置。另外，如在实施例3中所说明的，由于流过效率低的发光单元5的蓝色发光层11的电流值比分别流过发光单元3的三个发光层的电流值大而可以实现发光亮度的增大，可以制作发光效率高的有机发光元件。因此，利用本实施例可以提供高效率、色再现范围宽的有机发光显示装置。
在本实施例中，叙述的是图1所示的发光单元3在基板1一侧，发光单元5在上部电极6一侧，不过在发光单元3在上部电极6一侧，发光单元5在下部电极2一侧形成的场合，也可以获得本发明的效果。在本实施例中叙述的两色或更多色的发光单元3中具有的发光层的数目并不限定于三色。
[实施例6]
在该实施例中，利用图1、图12、图10对在从图1的基板1一侧取光的结构中，在图1的发光单元3中具有三色发光层，在发光单元5中具有单色发光层，发光单元5的发光层的发光效率，小于在发光单元3中使用的三个发光层的发光效率的场合的有机发光元件进行说明。
基板1，例如，使用作为透明材料的石英、玻璃板、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚砜等塑料薄膜或塑料板。
在基板1上形成下部电极2。下部电极2的形成是在Mo制升华皿中分别各放入Al、LiF的原料约10mg、5mg，首先在控制蒸镀速度为10.0±0.05nm/sec的条件下进行膜厚100nm的Al的蒸镀。之后，在控制蒸镀速度为0.01±0.005nm/sec的条件下进行膜厚0.5nm的LiF的蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在下部电极2之上形成具有三色发光层的发光单元3。图12示出发光单元3的剖面图。发光单元3由电子输送层13、三态(磷光)材料的红色发光层18、三态(磷光)材料的绿色发光层19、三态(磷光)材料的绿色发光层20和正空穴输送层10形成。三态(磷光)材料的绿色发光层19是具有500nm的峰值波长的发光材料，绿色发光层20是具有540nm的峰值波长的发光材料。
发光单元3的电子输送层13，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为20nm的Alq膜构成的。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元3的三态(磷光)材料的红色发光层18，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的CBP和PtOEP的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入CBP和PtOEP的原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。CBP+PtOEP的共蒸镀膜用作红色发光层。
发光单元3的三态(磷光)材料的绿色发光层19，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为40nm并调整为具有500nm的发光波长的峰值的CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。CBP+Ir(ppy)3的共蒸镀膜用作具有500nm的发光波长的峰值的绿色发光层。
发光单元3的三态(磷光)材料的绿色发光层20，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为40nm并调整为具有540nm的发光波长的峰值的CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入CBP和铱的络合物(Ir(ppy)3)的原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。CBP+Ir(ppy)3的共蒸镀膜用作具有540nm的发光波长的峰值的绿色发光层。发光单元3的正空穴输送层10，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为50nm的α-NPD构成的。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，α-NPD膜的形成在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。在图11示出的发光单元3中具有的三色发光材料的层叠顺序并不限定于上述顺序。
在这样形成的发光单元3的上面形成电荷发生层4。电荷发生层4是利用真空蒸镀法形成膜厚10nm的V2O5(五氧化钒)。此时在Mo制升华皿中放入V2O5约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在电荷发生层4上形成发光单元5。图10为发光单元5的剖面图。发光单元5，由电子输送层16、蓝色发光层11、正空穴输送层14形成。
发光单元5的电子输送层16是利用真空蒸镀法形成膜厚20nm的Alq膜。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的蓝色发光层11，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的亚芳基二苯乙烯基衍生物(以下简称为DPVBi)形成的。在Mo制升华皿中分别放入DPVBi原料约40mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的正空穴输送层14是利用真空蒸镀法形成膜厚50nm的α-NPD。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
之后，利用溅射法，形成膜厚为50nm的In-Zn-O膜(以下称其为IZO膜)。此膜用作第2电极125，是非晶氧化物膜。此时的靶体采用In/(In+Zn)＝0.83的靶体。成膜条件是：气氛为Ar∶O2混合气；真空度为0.2Pa；溅射功率为2W/cm2。由Mg∶Ag/In-Zn-O层叠膜组成的上部电极6用作阳电极，其透射率为65％。
夹在发光单元3和发光单元5之间的电荷发生层4，例如，是具有大于等于1×102Ω·cm的电阻率的电绝缘层。当在具有此电荷发生层4的图1所示的有机发光元件上施加规定的电压时，电荷发生层4的作用是在元件的阴极方向上注入空穴，而在阳电极方向上注入电子。尽管电荷发生层4是由电绝缘层形成的，结果却是具有电荷发生层4的图1所示的有机发光元件的发光单元3和发光单元5作为电气(电路)串联而动作。
当在图1、图12、图10所示的有机发光元件的下部电极2和上部电极6上施加电压V时，在图1所示的有机发光元件中有电流值I流过，发光单元3发出红色发光、发光波长峰值为500nm的绿色发光和发光波长峰值为540nm的绿色发光，发光单元5发出蓝色发光。因为将各个发光色混合，图1所示的有机发光元件可得到白色光。在本实施例中，因为白色光的白再现范围为具有500nm和540nm的发光波长的白色，与以R、G、B三色再现的白色光相比较，色再现范围更广，可以实现更高画质的有机发光显示装置。另外，如在实施例4中所说明的，由于流过效率低的发光单元5的蓝色发光层11的电流值比分别流过发光单元3的三个发光层的电流值大而可以实现发光亮度的增大，可以制作发光效率高的有机发光元件。因此，利用本实施例可以提供高效率、色再现范围宽的有机发光显示装置。另外，在本实施例中，因为还具有从图1的上部电极6一侧取光的效果，与实施例5相比较，可以提供具有更大的开口率的有机发光显示装置。
在本实施例中，叙述的是图1所示的发光单元3在基板1一侧，发光单元5在上部电极6一侧，不过在发光单元3在上部电极6一侧，发光单元5在下部电极2一侧形成的场合，也可以获得同等的效果。在本实施例中叙述的两色或更多色的发光单元3中具有的发光层的数目并不限定于三色。
[实施例7]
在该实施例中，利用图1、图13、图4对于在从图1的基板1一侧取光的结构中不是具有两色或更多色的发光层的层叠结构，而且具有相邻排列的结构的有机发光元件进行说明。
图1示出本实施例的有机发光元件的剖面图。在图1中，有机发光元件的结构为在基板1上设置有下部电极2、发光单元3、电荷发生层4、发光单元5和上部电极6，电荷发生层4夹在发光单元3和发光单元5之间。
基板1，例如，使用作为透明材料的石英、玻璃板、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚砜等塑料薄膜或塑料板。
在基板1上形成的下部电极2在本实施例中用作阳电极，例如，可将作为透明的导电材料氧化铟锡(ITO)、SnO2或膜厚50nm左右的金(Au)利用溅射法、真空蒸镀法在基板1的一面上形成。
在下部电极2之上，形成具有蓝色发光和绿色发光的发光层的发光单元3。
图13示出本实施例的发光单元3的剖面图。发光单元3，由正空穴输送层10、蓝色发光层11、绿色发光层12和电子输送层13形成。如图13所示，蓝色发光层11和绿色发光层12不是层叠而是相邻配置。蓝色发光层11和绿色发光层12的面积大致相同。
发光单元3的正空穴输送层10，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为50nm的α-NPD构成的。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，α-NPD膜的形成在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元3的蓝色发光层11，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的亚芳基二苯乙烯基衍生物(以下简称为DPVBi)形成的。在Mo制升华皿中放入DPVBi原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.40±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。
发光单元3的绿色发光层12，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为20nm的三(8-羟基喹啉)铝和喹吖啶酮(以下分别称为Alq及Qc)构成的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入Alq和Qc原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。此时，为了不与上述的蓝色发光层11重叠，使用与形成上述蓝色发光层11所使用的阴影掩模不同的阴影掩模。另外，也可以将用来形成上述蓝色发光层11所使用的阴影掩模并行移动上述蓝色发光层11的图形的部分的距离大小。Alq+Qc共蒸镀膜用作绿色发光层。
发光单元3的电子输送层13，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为20nm的Alq膜构成的。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在这样形成的发光单元3的上面形成电荷发生层4。电荷发生层4是利用真空蒸镀法形成膜厚10nm的V2O5(五氧化钒)。此时在Mo制升华皿中放入V2O5约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在电荷发生层4上形成发光单元5。在图4中示出发光单元5的剖面图。发光单元5由正空穴输送层14、红色发光层15、电子输送层16形成。
发光单元5的正空穴输送层14是利用真空蒸镀法形成膜厚50nm的α-NPD。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的红色发光层15是利用二元真空蒸镀法形成膜厚40nm的Alq和指甲红构成的共蒸镀膜(以下简称为Nr)。在两个Mo制升华皿中分别各放入Alq和Nr原料约10mg和约5mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的电子输送层16是利用真空蒸镀法形成膜厚20nm的Alq膜。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在这样形成的发光单元5的上面形成上部电极6。上部电极6的形成是在Mo制升华皿中分别各放入Al、LiF约40mg和5mg，首先在控制蒸镀速度为0.01±0.005nm/sec的条件下蒸镀膜厚0.5nm的LiF。之后，在控制蒸镀速度为10.0±0.05nm/sec的条件下蒸镀膜厚100nm的Al。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
夹在发光单元3和发光单元5之间的电荷发生层4，例如，是具有大于等于1×102Ω·cm的电阻率的电绝缘层。当在具有此电荷发生层4的图1所示的有机EL元件上施加规定的电压时，电荷发生层4的作用是在元件的阴极方向上注入空穴，而在阳电极方向上注入电子。尽管电荷发生层4是由电绝缘层形成的，结果却是具有电荷发生层4的图1所示的有机发光元件的发光单元3和发光单元5作为电气(电路)串联而动作。
当在图1所示的有机发光元件的下部电极2和上部电极6上施加电压V时，在图1所示的有机发光元件中有电流值I流过，发光单元3发出蓝色发光和绿色发光，发光单元5发出红色发光。因为将各个发光色混合，图1所示的有机发光元件可得到白色光。
流过图1所示的有机发光元件的电流值I是与发光单元5的红色发光所需要的电流相同的电流值。设发光单元3内的蓝色发光所需要的电流值为Ib，绿色发光所需要的电流值为Ig，则发光单元5内的红色发光所需要的电流值I为I＝Ib+Ig。设发光单元5的发光效率为αr，发光单元3的蓝色发光效率为αb，而发光单元3的绿色发光效率为αg。图1所示的有机发光元件的发光亮度L可以表示为L＝Iαr+Ibαb+Igαg。发光单元5的红色发光所需要的电流值I，因为I＝Ib+Ig，通过在发光单元5的红色发光层15中流过比发光单元3发出蓝色发光所需要的电流值大的电流值，并且流过比发光单元3发出绿色发光所需要的电流值大的电流值，即使是红色发光的发光单元5的发光效率值低，也可以得到大的发光亮度。蓝色发光所需要的电流值Ib和绿色发光所需要的电流值Ig，大致为Ib＝Ig。所以，红色发光所需要的电流值，等于绿色发光所需要的电流值及蓝色发光所需要的电流值的2倍。就是说，在图1所示的有机EL元件的R、G、B中流过的电流值的比为2∶1∶1。例如在R、G、B的发光效率为3cd/A、12cd/A及6cd/A时，因为电流和发光效率的积为发光亮度，所以图1所示的有机发光元件的R、G、B的发光亮度比为6∶12∶6(＝1∶2∶1)，可以发出一般的白色光。所以，因为本实施例的图1所示的有机发光元件，为了得到一般的发光亮度比的白色发光，并不使绿色及蓝色的发光效率降低，因为可以制作高效率的白色有机发光元件，所以可以提供高效率的有机发光显示装置。
在本实施例中，叙述的是图1所示的发光单元3在基板1一侧，发光单元5在上部电极6一侧，但在发光单元3在上部电极6一侧，发光单元5在基板1一侧形成的场合，也可以获得同等的效果。另外，在本实施例中叙述的R、G、B的发光层中所使用的发光材料全部都是单态材料。在本实施例中叙述的R的发光峰值波长在605～700nm的范围内，G的发光峰值波长在500～560nm的范围内，而B的发光峰值波长在435～480nm的范围内。另外，在本实施例中叙述的两色或更多色的发光单元3中具有的发光层的数目并不限定于两色。另外，本实施例并不限定图13所示的发光单元3的蓝色发光层11和绿色发光层12的面积相同。另外，在本实施例中，叙述的是RGB的发光亮度比是1∶2∶1的白色光，但并不限定于此发光亮度比，例如即使是发光亮度比为3∶6∶1，也可以通过发光效率的组合而实现。
[实施例8]
在该实施例中，利用图1、图14、图6对于在从图1的上部电极6一侧取光的结构中不是具有多于等于二色的发光层的层叠结构，而且具有相邻排列的结构的有机EL元件进行说明。
图1示出本实施例的有机发光元件的剖面图。在图1中，有机发光元件的结构为在基板1上设置有下部电极2、发光单元3、电荷发生层4、发光单元5和上部电极6，电荷发生层4夹在发光单元3和发光单元5之间。基板1，例如，使用作为透明材料的石英、玻璃板、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚砜等塑料薄膜或塑料板。
在基板1上形成下部电极2。下部电极2的形成是在Mo制升华皿中分别各放入Al、LiF的原料约10mg、5mg，首先在控制蒸镀速度为10.0±0.05nm/sec的条件下进行膜厚100nm的Al的蒸镀。之后，在控制蒸镀速度为0.01±0.005nm/sec的条件下进行膜厚0.5nm的LiF的蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在下部电极2之上形成具有蓝色发光和绿色发光的发光层的发光单元3。
图14示出本实施例的发光单元3的剖面图。发光单元3由电子输送层13、蓝色发光层11、绿色发光层12和正空穴输送层10形成。如图13所示，蓝色发光层11和绿色发光层12不是层叠而是相邻配置。
发光单元3的电子输送层13，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为20nm的Alq膜构成的。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元3的蓝色发光层11，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为40nm的亚芳基二苯乙烯基衍生物(以下简称为DPVBi)形成的。在Mo制升华皿中放入DPVBi原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.40±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。
发光单元3的绿色发光层12，是由利用二元同时真空蒸镀法形成的膜厚为20nm的三(8-羟基喹啉)铝和喹吖啶酮(以下分别称为Alq及Qc)构成的共蒸镀膜。在两个Mo制升华皿中分别各放入Alq和Qc原料约40mg和约10mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。此时，为了不与上述的蓝色发光层11重叠，使用与形成上述蓝色发光层11所使用的阴影掩模不同的阴影掩模。另外，也可以将用来形成上述蓝色发光层11所使用的阴影掩模并行移动上述蓝色发光层11的图形的部分的距离大小。Alq+Qc共蒸镀膜用作绿色发光层。
发光单元3的正空穴输送层10，是由利用真空蒸镀法形成的膜厚为50nm的α-NPD构成的。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，α-NPD膜的形成在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在这样形成的发光单元3的上面形成电荷发生层4。电荷发生层4是利用真空蒸镀法形成膜厚10nm的V2O5(五氧化钒)。此时在Mo制升华皿中放入V2O5约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
在电荷发生层4上形成发光单元5。发光单元5，如图6所示，由电子输送层16、红色发光层15、正空穴输送层14形成。
发光单元5的电子输送层16是利用真空蒸镀法形成膜厚20nm的Alq膜。此时，在Mo制升华皿中放入原料约40mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的红色发光层15是利用二元真空蒸镀法形成膜厚40nm的Alq和指甲红构成的共蒸镀膜(以下简称为Nr)。在两个Mo制升华皿中分别各放入Alq和Nr原料约10mg和约5mg，在控制蒸镀速度分别为0.40±0.05nm/sec、0.01±0.005nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
发光单元5的正空穴输送层14是利用真空蒸镀法形成膜厚50nm的α-NPD。在Mo制升华皿中放入α-NPD约60mg，在控制蒸镀速度为0.15±0.05nm/sec的条件下进行蒸镀。此时的图形是利用阴影掩模形成的。
之后，利用溅射法，形成膜厚为50nm的In-Zn-O膜(以下称其为IZO膜)。此膜用作第2电极125，是非晶氧化物膜。此时的靶体采用In/(In+Zn)＝0.83的靶体。成膜条件是：气氛为Ar∶O2混合气；真空度为0.2Pa；溅射功率为2W/cm2。由Mg∶Ag/In-Zn-O层叠膜组成的上部电极6用作阳电极，其透射率为65％。
夹在发光单元3和发光单元5之间的电荷发生层4，例如，是具有大于等于1×102Ω·cm的电阻率的电绝缘层。当在具有此电荷发生层4的图1所示的有机发光元件上施加规定的电压时，电荷发生层4的作用是在元件的阴极方向上注入空穴，而在阳电极方向上注入电子。尽管电荷发生层4是由电绝缘层形成的，结果却是具有电荷发生层4的图1所示的有机发光元件的发光单元3和发光单元5作为电气(电路)串联而动作。
当在图1所示的有机发光元件的下部电极2和上部电极6上施加电压V时，在图1所示的有机发光元件中有电流值I流过，发光单元3发出蓝色发光和绿色发光，发光单元5发出红色发光。因为将各个发光色混合，图1所示的有机发光元件可得到白色光。流过图1所示的有机发光元件的电流值I是与发光单元5的红色发光所需要的电流相同的电流值。设发光单元3内的蓝色发光所需要的电流值为Ib，绿色发光所需要的电流值为Ig，则发光单元5内的红色发光所需要的电流值I为I＝Ib+Ig。设发光单元5的发光效率为αr，发光单元3的蓝色发光效率为αb，而发光单元3的绿色发光效率为αg。图1所示的有机发光元件的发光亮度L可以表示为L＝Iαr+Ibαb+Igαg。发光单元5的红色发光所需要的电流值I，因为I＝Ib+Ig，通过在发光单元5的红色发光层15中流过比发光单元3发出蓝色发光所需要的电流值大的电流值，并且流过比发光单元3发出绿色发光所需要的电流值大的电流值，即使是红色发光的发光单元5的发光效率值低，也可以得到大的发光亮度。蓝色发光所需要的电流值Ib和绿色发光所需要的电流值Ig，大致为Ib＝Ig。所以，红色发光所需要的电流值，等于绿色发光所需要的电流值及蓝色发光所需要的电流值的2倍。就是说，在图1所示的有机EL元件的R、G、B中流过的电流值的比为2∶1∶1。例如在R、G、B的发光效率为3cd/A、12cd/A及6cd/A时，因为电流和发光效率的积为发光亮度，所以图1所示的有机发光元件的R、G、B的发光亮度比为6∶12∶6(＝1∶2∶1)，可以发出一般的白色光。所以，因为本实施例的图1所示的有机发光元件，为了得到一般的发光亮度比的白色发光，并不使绿色及蓝色的发光效率降低，因为可以制作高效率的白色有机发光元件，所以可以提供高效率的有机发光显示装置。另外，在本实施例中，因为还具有从图1的上部电极6一侧取光的效果，与实施例5相比较，可以提供具有更大的开口率的有机发光显示装置。
在本实施例中，叙述的是图1所示的发光单元3在基板1一侧，发光单元5在上部电极6一侧，但在发光单元3在上部电极6一侧，发光单元5在基板1一侧形成的场合，也可以获得同等的效果。
另外，在本实施例中叙述的R、G、B的发光层中所使用的发光材料全部都是单态材料。在本实施例中叙述的R的发光峰值波长在605～700nm的范围内，G的发光峰值波长在500～560nm的范围内，而B的发光峰值波长在435～480nm的范围内。在本实施例中叙述的两色或更多色的发光单元3中具有的发光层的数目并不限定于两色。另外，本实施例并不限定图14所示的发光单元3的蓝色发光层11和绿色发光层12的面积相同。另外，在本实施例中，叙述的是RGB的发光亮度比是1∶2∶1的白色光，但并不限定于此发光亮度比，例如即使是发光亮度比为3∶6∶1，也可以通过发光效率的组合而实现。
[实施例9]
该实施例，对采用在实施例1、3、5、7中叙述的从图1所示的基板1一侧取光的结构的有机发光元件和彩色滤波器的有机发光显示装置进行说明。
图15为示出本实施例的剖面图。在基板1上形成薄膜晶体管(以下称其为TFT)31和在实施例1、3、5、7中叙述的有机发光元件22、23、24。在图15中示出的有机发光元件22、23、24具有去掉图1所示的有机发光元件的上部电极6的有机发光元件的结构。上部电极6，如图15所示，是有机发光元件22、23、24的共用电极。
TFT31，具有与下部电极2电连接的结构，作为图像信号的电信号，传送到有机发光元件22、23、24的下部电极2。TFT31发生的图像信号，通过传送到有机发光元件的下部电极2，有机发光元件22、23、24分别根据图像信号控制发光、不发光和发光亮度的强弱等等。在基板1的下面形成的彩色滤波器21由通过红色的光的21R、通过绿色的光的21G、通过蓝色的光的21B及黑矩阵29构成。
彩色滤波器21，是在透明基板上形成由其中分散有金属铬、氧化铬或吸光性颜料的感光性树脂组成的黑矩阵图形之后，利用染色法、颜料分散法或印刷法等公知的技术，分别进行分涂以使与红色、绿色、蓝色相当的光通过而对其以外的光吸收的构件。彩色滤波器21R、21G、21B的配置应使有机发光元件22、23、24和分涂的彩色滤波器的位置一致。在上部电极6上形成透明密封板30而成为保护有机发光元件22、23、24免受外部气体和水分的作用的结构。
由TFT31的图像信号控制的有机发光元件22发出的白色光通过彩色滤波器21R而发出红色发光；由TFT31的图像信号控制的有机发光元件23发出的白色光通过彩色滤波器21G而发出绿色发光；而由TFT31的图像信号控制的有机发光元件24发出的白色光通过彩色滤波器21B而发出蓝色发光；于是图15所示的有机发光显示装置就可以显示彩色图像。各发光色，由于黑矩阵29的存在，各像素的发光不会发生干涉。
因为有机发光元件22、23、24发出的是高效率的白色光，通过以图15所示的方式配置彩色滤波器21可以提供高效率的彩色有机发光显示装置。另外，因为本实施例在生成有机发光元件时与形成RGB时可以使用同一蒸镀掩模，所以可以提供制造成本低的有机发光显示装置。
另外，在本实施例中，在不设置彩色滤波器21时，也可以用作照明装置。另外，也可以用作液晶显示装置的背照光照明装置。
[实施例10]
该实施例，对采用在实施例2、4、5、8中叙述的从图1所示的上部电极6一侧取光的结构的有机发光元件和彩色滤波器的有机发光显示装置进行说明。
图16为示出本实施例的剖面图。在基板1上形成薄膜晶体管31和在实施例2、4、6、8中叙述的有机发光元件25、26、27。在图16中示出的有机发光元件25、26、27具有去掉图1所示的有机发光元件的上部电极6的有机发光元件的结构。上部电极6，如图16所示，是有机发光元件25、26、27的共用电极。
TFT31，具有与下部电极2电连接的结构，作为图像信号的电信号，传送到有机发光元件25、26、27的下部电极2。TFT31发生的图像信号，通过传送到有机发光元件的下部电极2，有机发光元件25、26、27，分别根据图像信号，控制发光、不发光和发光亮度的强弱等等。在上部电极6的上面形成的彩色滤波器21由通过红色的光的21R、通过绿色的光的21G、通过蓝色的光的21B及黑矩阵29构成。
彩色滤波器21，是在透明基板上形成由其中分散有金属铬、氧化铬或吸光性颜料的感光性树脂组成的黑矩阵图形之后，利用染色法、颜料分散法或印刷法等公知的技术，分别进行分涂以使与红色、绿色、蓝色相当的光通过而对其以外的光吸收的构件。彩色滤波器21R、21G、21B的配置应使有机发光元件25、26、27和分涂的彩色滤波器的位置一致。在上部电极6上形成透明密封板30而成为保护有机发光元件25、26、27免受外部气体和水分的作用的结构。
由TFT31的图像信号控制的有机发光元件25发出的白色光通过彩色滤波器21R而发出红色发光；由TFT31的图像信号控制的有机发光元件26发出的白色光通过彩色滤波器21G而发出绿色发光；而由TFT31的图像信号控制的有机发光元件27发出的白色光通过彩色滤波器21B而发出蓝色发光；于是图16所示的有机发光显示装置就可以显示彩色图像。各发光色，由于黑矩阵29的存在，各像素的发光不会发生干涉。
因为有机发光元件25、26、27发出的是高效率的白色光，通过以图16所示的方式配置彩色滤波器21可以提供高效率的彩色有机发光显示装置。另外，因为本实施例在生成有机发光元件时与形成RGB时可以使用同一蒸镀掩模，所以可以提供制造成本低的有机发光显示装置。
另外，在本实施例中，在不设置彩色滤波器21时，也可以用作照明装置，特别是也可以用作液晶显示装置的背照光照明装置。
[实施例11]
该实施例，对采用在实施例1、3、5、7中叙述的从图1所示的基板1一侧取光的结构的有机发光元件和色变换荧光材料的有机发光显示装置进行说明。
图17为示出本实施例的剖面图。在基板1上形成薄膜晶体管31和在实施例1、3、5、7中叙述的有机发光元件22、23、24。在图17中示出的有机发光元件22、23、24具有去掉图1所示的有机发光元件的上部电极6有机发光元件的结构。上部电极6，如图17所示，是有机发光元件22、23、24的共用电极。
TFT31，具有与下部电极2电连接的结构，作为图像信号的电信号，传送到有机发光元件22、23、24的下部电极2。TFT31发生的图像信号，通过传送到有机发光元件的下部电极2，有机发光元件22、23、24，分别根据图像信号，控制发光、不发光和发光亮度的强弱等等。在基板1的下面形成色变换荧光材料28R、28G、彩色滤波器21B、黑矩阵29。色变换荧光材料28R、28G、彩色滤波器21B的配置应与有机发光元件22、23、24的位置一致。色变换荧光材料28R是使有机发光元件22发出的白色光被吸收的结果发出红色发光的荧光材料；色变换荧光材料28G是使有机发光元件22发出的白色光被吸收的结果发出绿色发光的荧光材料。
由TFT31的图像信号控制的有机发光元件22发出的白色光通过色变换荧光材料28R而发出红色发光；由TFT31的图像信号控制的有机发光元件23发出的白色光通过色变换荧光材料28G而发出绿色发光；而由TFT31的图像信号控制的有机发光元件24发出的白色光通过彩色滤波器21B而发出蓝色发光，于是图17所示的有机发光显示装置就可以显示彩色图像。各发光色，由于黑矩阵29的存在，各像素的发光不会发生干涉。
因为色变换荧光材料28也利用外光进行色变换，也可以使实施例9和10中叙述的彩色滤波器和色变换荧光材料28形成组合结构。
因为有机发光元件22、23、24发出的是高效率的白色光，通过以图17所示的方式配置色变换荧光材料28R、28G和彩色滤波器21B可以提供高效率的彩色有机发光显示装置。另外，因为本实施例在生成有机发光元件时与形成RGB时可以使用同一蒸镀掩模，所以可以提供制造成本低的有机发光显示装置。
另外，在本实施例中，在不设置色变换荧光材料28R、28G、彩色滤波器21B时，也可以用作照明装置，特别是也可以用作液晶显示装置的背照光照明装置。
[实施例12]
该实施例，对采用在实施例2、4、6、8中叙述的从图1所示的上部电极6一侧取光的结构的有机发光元件和色变换荧光材料的有机发光显示装置进行说明。
图18为示出本实施例的剖面图。在基板1上形成薄膜晶体管31和在实施例2、4、6、8中叙述的有机发光元件25、26、27。在图18中示出的有机发光元件25、26、27具有去掉图1所示的有机发光元件的上部电极6有机发光元件的结构。上部电极6，如图16所示，是有机发光元件25、26、27的共用电极。
TFT31，具有与下部电极2电连接的结构，作为图像信号的电信号，传送到有机发光元件25、26、27的下部电极2。TFT31发生的图像信号，通过传送到有机发光元件的下部电极2，有机发光元件25、26、27分别根据图像信号控制发光、不发光和发光亮度的强弱等等。
在上部电极6的上面形成色变换荧光材料28R、28G、彩色滤波器21B、黑矩阵29。色变换荧光材料28R、28G、彩色滤波器21B的配置应与有机发光元件22、23、24的位置一致。
色变换荧光材料28R是使有机发光元件25发出的白色光被吸收的结果发出红色发光的荧光材料；色变换荧光材料28G是使有机发光元件26发出的白色光被吸收的结果发出绿色发光的荧光材料。
由TFT31的图像信号控制的有机发光元件25发出的白色光通过色变换荧光材料28R而发出红色发光；由TFT31的图像信号控制的有机发光元件26发出的白色光通过色变换荧光材料28G而发出绿色发光；而由TFT31的图像信号控制的有机发光元件27发出的白色光通过彩色滤波器21B而发出蓝色发光，于是图18所示的有机发光显示装置就可以显示彩色图像。各发光色，由于黑矩阵29的存在，各像素的发光不会发生干涉。
因为色变换荧光材料28也利用外光进行色变换，也可以使实施例9和10中叙述的彩色滤波器和色变换荧光材料28形成组合结构。
因为有机发光元件25、26、27发出的是高效率的白色光，通过以图18所示的方式配置色变换荧光材料28R、28G和彩色滤波器21B可以提供高效率的彩色有机发光显示装置。另外，因为本实施例在生成有机发光元件时和形成RGB时可以使用同一蒸镀掩模，所以可以提供制造成本低的有机发光显示装置。
另外，在本实施例中，在设置色变换荧光材料28R、28G，彩色滤波器21B时，既可以用作照明装置，也可以用作液晶显示装置的背照光照明装置。
根据本发明，可实现高效率的薄型自发光显示装置，可用作电视机及各种信息终端的显示装置及照明器具。

Claims (18)

1.一种有机发光元件，具有：
基板；
上部电极；
下部电极；
多个发光单元；和
电荷发生层，
其特征在于：
上述多个发光单元配置在上述上部电极和上述下部电极之间，且由具有单色的发光层的发光单元和具有多色的发光层的发光单元构成；
上述电荷发生层配置在上述具有单色的发光层的发光单元和上述具有多色的发光层的发光单元之间。
2.一种有机发光元件，具有：
基板；
上部电极；
下部电极；
多个发光单元；和
电荷发生层，
其特征在于：
上述多个发光单元配置于上述上部电极和上述下部电极之间，且由具有单色的发光层的发光单元和具有多色的发光层的发光单元构成；
上述电荷发生层配置于上述具有单色的发光层的发光单元和上述具有多色的发光层的发光单元之间；
上述具有单色的发光层的发光单元的亮度和上述具有多色的发光层的发光单元的亮度是预定的亮度比。
3.如权利要求2所述的有机发光元件，其特征在于：上述预定的亮度比是得到白色光的亮度比。
4.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于：上述单色的发光层比上述多色的发光层发光效率低。
5.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于：上述单色的发光层是由单态材料的红色发光层构成的，而上述多色的发光层是由单态材料的绿色发光层和单态材料的蓝色发光层构成的。
6.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于：上述单色的发光层是由单态材料的蓝色发光层构成的，而上述多色的发光层是由三态材料的红色发光层和三态材料的绿色发光层构成的。
7.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于：上述单色的发光层是由单态材料的蓝色发光层构成的，而上述多色的发光层是由三态材料的红色发光层、发光波长的峰值为500nm的三态材料的绿色发光层及发光波长的峰值为540nm的三态材料的绿色发光层构成的。
8.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于：上述多色的发光层是由两个或更多个发光层层叠而成的结构。
9.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于：上述多色的发光层是由两个或更多个发光层相对于上述上部电极和上述下部电极大致并列配置而成的。
10.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于：从上述发光层发射的光透过上述上部电极而取出到外部。
11.一种有机发光显示装置，包括多个权利要求1或2所述的有机发光元件，通过控制上述多个有机发光元件的发光动作进行显示。
12.如权利要求11所述的有机发光显示装置，其特征在于：在上述上部电极一侧设置有使发射的光的一部分波长通过的彩色滤波器。
13.如权利要求11所述的有机发光显示装置，其特征在于：在上述上部电极一侧设置有将白色发光变换为红色的荧光材料、将白色发光变换为绿色的荧光材料以及使白色光中的蓝色的波长通过的彩色滤波器。
14.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于：从上述发光层发射的光透过上述下部电极而取出到外部。
15.如权利要求11所述的有机发光显示装置，其特征在于：在上述下部电极一侧设置有使发射的光的一部分波长通过的彩色滤波器。
16.如权利要求11所述的有机发光显示装置，其特征在于：在上述下部电板一侧设置有将发出的白色光变换为红色的荧光材料、将发出的白色光变换为绿色的荧光材料以及使白色光中的蓝色的波长通过的彩色滤波器。
17.一种有机发光显示装置，至少设置有一个发光元件，具有利用从上述发光元件发出的光进行照明的功能，其特征在于：上述发光元件是权利要求1或2所述的发光元件。
18.一种有机发光显示装置，至少设置有一个发光元件，利用从上述发光元件发出的光作为液晶显示装置的背照光，其特征在于：作为上述液晶显示装置的背照光使用的照明装置是权利要求1或2所述的发光元件。
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