JP2007157487A - カラー表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造が簡単で歩留まりが高く、ドライプロセス以外にウエットプロセスを混在させて材料選定の制限を少なくすることができるカラー表示装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】透明導電性基板１１上に赤色透明有機ＥＬ発光層１２を形成し、その上に透明電極１３を形成した赤色ＴＯＬＥＤ１０と、透明導電性基板２１上に緑色透明有機ＥＬ発光層２２を形成し、その上に透明電極２３を形成した緑色ＴＯＬＥＤ２０と、透明導電性基板３１上に青色透明有機ＥＬ発光層３２を形成し、その上に透明電極３３を形成した青色ＴＯＬＥＤ３０とを各透明導電性基板１１、２１、３１と、各々重ねて積層する。
【選択図】 図１
【解決手段】透明導電性基板１１上に赤色透明有機ＥＬ発光層１２を形成し、その上に透明電極１３を形成した赤色ＴＯＬＥＤ１０と、透明導電性基板２１上に緑色透明有機ＥＬ発光層２２を形成し、その上に透明電極２３を形成した緑色ＴＯＬＥＤ２０と、透明導電性基板３１上に青色透明有機ＥＬ発光層３２を形成し、その上に透明電極３３を形成した青色ＴＯＬＥＤ３０とを各透明導電性基板１１、２１、３１と、各々重ねて積層する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、透明有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を利用したカラー表示装置およびその製造方法に関するものである。
従来、酸化インジウム錫（以下、ＩＴＯと記す。）などの透明導電膜を電極として使用した透明有機ＥＬ素子（以下ＴＯＬＥＤと記す。）および青、緑、赤の３色の光を発光する３種のＴＯＬＥＤを重ね合わせてカラー表示させるカラー表示装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
アメリカ特許第５７０３４３６号明細書（第４欄２８行〜第７欄５２行、第１２欄５９行〜１３欄４６行及び図２、図１３など）
特許文献１におけるカラー表示装置は、ガラス基板の上にＩＴＯを形成し、その上に正孔輸送層、青色有機ＥＬ、電子輸送層、および金属／ＩＴＯ電極を順次形成した青色有機ＥＬ積層体を形成し、その上にさらに、同様の構成の緑色有機ＥＬ積層体および赤色有機ＥＬ積層体を順次ドライプロセスで形成している。この構成によれば、青色有機ＥＬ積層体の上に直接緑色有機ＥＬ積層体を形成し、さらに、緑色有機ＥＬ積層体の上に直接赤色有機ＥＬ積層体を形成しているので、カラー表示装置を製造する歩留まりが低い。たとえば、ガラス基板上に青色有機ＥＬ積層体を形成した後、緑色有機ＥＬ積層体を積み重ねたときに、積み重ねた緑色有機ＥＬ積層体に欠陥が生じた場合は、すでに正常に形成されている青色有機ＥＬ積層体も使用できなくなるので、最初から青色有機ＥＬ積層体を形成する工程からやり直さなければならない。同様に、ガラス基板上に青色有機ＥＬ積層体を形成した後、緑色有機ＥＬ積層体を形成し、最後に赤色有機ＥＬ積層体を積み重ねたときに、積み重ねた赤色有機ＥＬ積層体に欠陥が生じた場合は、すでに正常に形成されている青色有機ＥＬ積層体および緑色有機ＥＬ積層体も使用できなくなるので、最初から青色有機ＥＬ積層体を形成する工程からやり直さなければならない。
また、特許文献１におけるカラー表示装置は、青色有機ＥＬ積層体の上に直接透明有機ＥＬ積層体を形成し、さらに、緑色有機ＥＬ積層体の上に直接赤色有機ＥＬ積層体を形成しているので、下に積んだ有機ＥＬ積層体を侵さない（溶かさない）ために、蒸着またはドライプロセスで積み上げて製造しなければならない。したがって、各色の有機ＥＬ積層体として使用できる材料としてドライ系の材料しか使用できない。
また、特許文献１におけるカラー表示装置は、青色有機ＥＬ積層体の上に直接透明有機ＥＬ積層体を形成し、さらに、緑色有機ＥＬ積層体の上に直接赤色有機ＥＬ積層体を形成しているので、下に積んだ有機ＥＬ積層体を侵さない（溶かさない）ために、蒸着またはドライプロセスで積み上げて製造しなければならない。したがって、各色の有機ＥＬ積層体として使用できる材料としてドライ系の材料しか使用できない。
そこで本発明はこのような課題を解消し、ＴＯＬＥＤを利用したカラー表示装置において、製造が簡単で歩留まりが高く、しかも、ドライプロセス以外にスピンコート法やスプレー法などのウエットプロセスを混在させて材料選定の制限を少なくすることができるカラー表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
また、開口率が大きくして、高輝度のカラー映像を表示させることができるカラー表示装置を提供することを目的とする。
また、開口率が大きくして、高輝度のカラー映像を表示させることができるカラー表示装置を提供することを目的とする。
請求項１記載の本発明のカラー表示装置は、透明導電性基板上に赤色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成した赤色ＴＯＬＥＤと、透明導電性基板上に緑色透明有機ＥＬ発光層とを形成し、その上に透明電極を形成した緑色ＴＯＬＥＤと、透明導電性基板上に青色透明有機ＥＬ発光層とを形成し、その上に透明電極を形成した青色ＴＯＬＥＤとを、各々重ねて積層したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のカラー表示装置において、前記赤色、緑色および青色の透明有機ＥＬ発光層は、それぞれ、有機物からなる発光層と、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つとによる積層体であることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載のカラー表示装置において、前記透明導電性基板は透明導電体が付与されたガラスであることを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１に記載のカラー表示装置において、前記透明導電性基板が透明基板上に透明導電膜を形成したものであることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１に記載のカラー表示装置において、前記赤色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＥＤＴ−ＰＳＳ層と、前記ＰＥＤＴ−ＰＳＳ層上にスピンコートされたＭＥＨ-ＰＰＶ層と、前記ＭＥＨ-ＰＰＶ層上に真空蒸着されたＰＢＤ層と、前記ＰＢＤ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記緑色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層と、前記ｍ−ＭＴＤＡＴＡ層上に真空蒸着されたＮＰＢ層と、前記ＮＰＢ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記青色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＥＤＴ−ＰＳＳ層と、前記ＰＥＤＴ−ＰＳＳ層上に真空蒸着されたＮＰＢ層と、前記ＮＰＢ上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成されたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１に記載のカラー表示装置において、前記赤色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤ、ＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの混合層と、前記混合層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記緑色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層と、前記ｍ−ＭＴＤＡＴＡ層上に真空蒸着されたＮＰＢ層と、前記ＮＰＢ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記青色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層と、前記ｍ−ＭＴＤＡＴＡ層上に真空蒸着されたＮＰＢ層と、前記ＮＰＢ上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成されたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１に記載のカラー表示装置において、前記赤色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤ、ＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの混合層と、前記混合層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記緑色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤおよびクマリン６の混合層と、前記混合層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記青色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤおよびペリレンの混合層と、前記混合層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成されたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明のカラー表示装置は、基板上に赤色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路、緑色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路および青色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路とを形成し、その上に前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤを順次積層したことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項８に記載のカラー表示装置において、前記赤色ＴＯＬＥＤの陽極電極が反射体であることを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項８に記載のカラー表示装置において、前記赤色ＴＯＬＥＤの前記陰極電極と前記緑色ＴＯＬＥＤの陽極電極、および、前記緑色ＴＯＬＥＤの陰極電極と前記青色ＴＯＬＥＤの陽極電極をそれぞれ共通の透明電極で構成したことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明のカラー表示装置は、透明導電性基板上に赤色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成した赤色ＴＯＬＥＤと、透明導電性基板上に緑色透明有機ＥＬ発光層とを形成し、その上に透明電極を形成した緑色ＴＯＬＥＤと、透明導電性基板上に青色透明有機ＥＬ発光層とを形成し、その上に透明電極を形成した青色ＴＯＬＥＤとを、前記透明導電性基板の屈折率に近い屈折率を有する透明接着剤により接着して積層したことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明のカラー表示装置の製造方法は、透明導電性基板上に赤色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成して赤色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、透明導電性基板上に緑色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成して緑色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、透明導電性基板上に青色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成して青色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤとを積層する工程を有することを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１２に記載のカラー表示装置の製造方法において、前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤの積層時に、透明導電性基板に近い屈折率を有する材料を介して積層することを特徴とする。
請求項１４記載の本発明のカラー表示装置の製造方法は、請求項１２に記載のカラー表示装置の製造方法において、平面状のカラー表示装置を製造した後、前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤの積層方向に切溝を形成して切断し、切断した前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤの個々の積層体をマトリクス状に配列したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のカラー表示装置において、前記赤色、緑色および青色の透明有機ＥＬ発光層は、それぞれ、有機物からなる発光層と、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つとによる積層体であることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載のカラー表示装置において、前記透明導電性基板は透明導電体が付与されたガラスであることを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１に記載のカラー表示装置において、前記透明導電性基板が透明基板上に透明導電膜を形成したものであることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１に記載のカラー表示装置において、前記赤色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＥＤＴ−ＰＳＳ層と、前記ＰＥＤＴ−ＰＳＳ層上にスピンコートされたＭＥＨ-ＰＰＶ層と、前記ＭＥＨ-ＰＰＶ層上に真空蒸着されたＰＢＤ層と、前記ＰＢＤ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記緑色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層と、前記ｍ−ＭＴＤＡＴＡ層上に真空蒸着されたＮＰＢ層と、前記ＮＰＢ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記青色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＥＤＴ−ＰＳＳ層と、前記ＰＥＤＴ−ＰＳＳ層上に真空蒸着されたＮＰＢ層と、前記ＮＰＢ上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成されたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１に記載のカラー表示装置において、前記赤色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤ、ＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの混合層と、前記混合層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記緑色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層と、前記ｍ−ＭＴＤＡＴＡ層上に真空蒸着されたＮＰＢ層と、前記ＮＰＢ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記青色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層と、前記ｍ−ＭＴＤＡＴＡ層上に真空蒸着されたＮＰＢ層と、前記ＮＰＢ上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成されたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１に記載のカラー表示装置において、前記赤色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤ、ＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの混合層と、前記混合層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記緑色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤおよびクマリン６の混合層と、前記混合層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記青色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤおよびペリレンの混合層と、前記混合層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成されたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明のカラー表示装置は、基板上に赤色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路、緑色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路および青色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路とを形成し、その上に前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤを順次積層したことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項８に記載のカラー表示装置において、前記赤色ＴＯＬＥＤの陽極電極が反射体であることを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項８に記載のカラー表示装置において、前記赤色ＴＯＬＥＤの前記陰極電極と前記緑色ＴＯＬＥＤの陽極電極、および、前記緑色ＴＯＬＥＤの陰極電極と前記青色ＴＯＬＥＤの陽極電極をそれぞれ共通の透明電極で構成したことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明のカラー表示装置は、透明導電性基板上に赤色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成した赤色ＴＯＬＥＤと、透明導電性基板上に緑色透明有機ＥＬ発光層とを形成し、その上に透明電極を形成した緑色ＴＯＬＥＤと、透明導電性基板上に青色透明有機ＥＬ発光層とを形成し、その上に透明電極を形成した青色ＴＯＬＥＤとを、前記透明導電性基板の屈折率に近い屈折率を有する透明接着剤により接着して積層したことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明のカラー表示装置の製造方法は、透明導電性基板上に赤色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成して赤色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、透明導電性基板上に緑色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成して緑色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、透明導電性基板上に青色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成して青色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤとを積層する工程を有することを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１２に記載のカラー表示装置の製造方法において、前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤの積層時に、透明導電性基板に近い屈折率を有する材料を介して積層することを特徴とする。
請求項１４記載の本発明のカラー表示装置の製造方法は、請求項１２に記載のカラー表示装置の製造方法において、平面状のカラー表示装置を製造した後、前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤの積層方向に切溝を形成して切断し、切断した前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤの個々の積層体をマトリクス状に配列したことを特徴とする。
本発明によれば、極めて簡単な構造でＴＯＬＥＤを利用したカラー表示装置を実現することができる。また、ＴＯＬＥＤを利用したカラー表示装置を高い製造歩留まりで製造することができる。
また、製造工程において、ドライプロセス以外にスピンコート法やスプレー法などのウエットプロセスを混在させて製造することができるので、ＴＯＬＥＤとしての材料をドライ系やウェット系の区別無く広い範囲で選択して使用することができる。
また、ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路の配置を工夫して、カラー表示装置の開口率を大きくすることにより、高輝度のカラー映像表示を実現することができる。
また、製造工程において、ドライプロセス以外にスピンコート法やスプレー法などのウエットプロセスを混在させて製造することができるので、ＴＯＬＥＤとしての材料をドライ系やウェット系の区別無く広い範囲で選択して使用することができる。
また、ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路の配置を工夫して、カラー表示装置の開口率を大きくすることにより、高輝度のカラー映像表示を実現することができる。
本発明の第１の実施の形態によるカラー表示装置は、赤色ＴＯＬＥＤと、緑色ＴＯＬＥＤと、青色ＴＯＬＥＤとを、各々重ねて積層したものである。本実施の形態によれば、極めて簡単な構造でＴＯＬＥＤを利用したカラー表示装置を実現することができる。また、ＴＯＬＥＤを利用したカラー表示装置を高い製造歩留まりで製造することができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるカラー表示装置において、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤにおける透明有機ＥＬ発光層を有機物からなる発光層と、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つによる積層体で構成したものである。本実施の形態によれば、ＴＯＬＥＤを発光させるために必要十分なキャリア注入を行うことができるので、十分な発光輝度が得られる。
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態によるカラー表示装置において、透明導電性基板を透明導電体が付与されたガラスで構成したものである。本実施の形態によれば、透明導電性基板として市販のＩＴＯガラスを使用できるので入手が簡単であり、製造コストを小さくすることができる。
本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態によるカラー表示装置において、透明導電性基板を透明基板上に透明導電膜を形成し手構成したものである。本実施の形態によれば、透明導電性基板の硬さ、光透過率あるいは導電性が変えられるので、ＴＯＬＥＤの特性を調整することができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態によるカラー表示装置において、赤色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＥＤＴ−ＰＳＳ層およびＭＥＨ-ＰＰＶ層と、真空蒸着されたＰＢＤ層およびＡｌｑ3層と、共蒸着されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成され、緑色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層、ＮＰＢ層、Ａｌｑ3層およびＢＣＰ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成され、青色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＥＤＴ−ＰＳＳ層と、真空蒸着されたＮＰＢ層、ＢＣＰ層、Ａｌｑ3層およびＢＣＰ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成されたものである。本実施の形態によれば、製造工程において、ドライプロセス以外にスピンコート法やスプレー法などのウエットプロセスを混在させているので、ＴＯＬＥＤとしての材料をドライ系やウェット系の区別無く広い範囲で選択して使用することができる。また、赤色ＴＯＬＥＤは、可視光領域における全光線透過率は６５．４％、最大発光輝度は４８３Ｃｄ／ｍ2、中心波長は５７４ｎｍの特性が得られる。また、緑色ＴＯＬＥＤは、可視光領域における全光線透過率は７６．５％、最大発光輝度は７０７Ｃｄ／ｍ2、中心波長は５３２ｎｍの特性が得られる。また、青色ＴＯＬＥＤは、可視光領域における全光線透過率は７０．４％、最大発光輝度は２９６Ｃｄ／ｍ2、中心波長は４５０ｎｍの特性が得られる。また、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤを積層したカラー表示装置のＣＩＥ色相図における赤の座標は（０．５２，０．４０）、緑の座標は（０．３５，０．５４）、青の座標は（０．１５，０．１２）であり、各々の光放射量を個々に制御することにより、種々の色を発光させることができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態によるカラー表示装置において、赤色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤ、ＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの混合層と、共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成され、緑色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層、ＮＰＢ層Ａｌｑ3層およびＢＣＰ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成され、青色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上に蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層、ＮＰＢ層、ＢＣＰ層およびＡｌｑ3層と、共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成されたものである。本実施の形態によれば、製造工程において、ドライプロセス以外にスピンコート法やスプレー法などのウエットプロセスを混在させているので、ＴＯＬＥＤとしての材料をドライ系やウェット系の区別無く広い範囲で選択して使用することができる。また、赤色ＴＯＬＥＤは、可視光領域における全光線透過率は７８．６％、最大発光輝度は１４２Ｃｄ／ｍ2、中心波長は６０７ｎｍの特性が得られる。また、緑色ＴＯＬＥＤは、可視光領域における全光線透過率は７６．５％、最大発光輝度は７０７Ｃｄ／ｍ2、中心波長は５３２ｎｍの特性が得られる。また、青色ＴＯＬＥＤは、可視光領域における全光線透過率は７９．３％、最大発光輝度は１３２Ｃｄ／ｍ2、中心波長は４４４ｎｍの特性が得られる。また、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤを積層したカラー表示装置のＣＩＥ色相図における赤の座標は（０．６０，０．３９）、緑の座標は（０．３５，０．５４）、青の座標は（０．１６，０．１２）であり、各々の光放射量を個々に制御することにより、種々の色を発光させることができる。
本発明の第７の実施の形態は、第１の実施の形態によるカラー表示装置において、赤色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤ、ＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの混合層と、共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成され、緑色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤおよびクマリン６の混合層と、共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成され、青色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤおよびペリレンの混合層と、共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成されたものである。本実施の形態によれば、製造工程において、ドライプロセス以外にスピンコート法やスプレー法などのウエットプロセスを混在させているので、ＴＯＬＥＤとしての材料をドライ系やウェット系の区別無く広い範囲で選択して使用することができる。また、各色のＴＯＬＥＤが４層構造ときわめて簡単な構成とすることができる。
本発明の第８の実施の形態によるカラー表示装置は、基板上に赤色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路、緑色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路および青色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路をそれぞれ形成し、その上に赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤを順次積層したものである。本実施の形態によれば、基板上にＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路が組み込まれているので、カラー表示装置の構造を小型で簡単にすることができる。また、青色ＴＯＬＥＤ側は全面が開口しているのでトップエミッション型の高輝度カラー表示装置を実現することができる。
本発明の第９の実施の形態は、第８の実施の形態によるカラー表示装置において、赤色ＴＯＬＥＤの陽極電極を光反射体としたものである。本実施の形態によれば、赤色ＴＯＬＥＤの陽極電極側に向かった放射光を赤色ＴＯＬＥＤの陽極電極で反射させて青色ＴＯＬＥＤ側に向かけて放射させるトップエミッション光に重畳させることができるので、一層高輝度にすることができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第８の実施の形態によるカラー表示装置において、赤色ＴＯＬＥＤの陰極電極と緑色ＴＯＬＥＤの陽極電極、および、緑色ＴＯＬＥＤの陰極電極と青色ＴＯＬＥＤの陽極電極をそれぞれ共通の透明電極で構成したものである。本実施の形態によれば、カラー表示装置の構造を一層簡単にすることができる。
本発明の第１１の実施の形態によるカラー表示装置は、赤色ＴＯＬＥＤと、緑色ＴＯＬＥＤと、青色ＴＯＬＥＤとを、これらのＴＯＬＥＤにおける透明導電性基板の屈折率に近い屈折率を有する透明接着剤により接着して積層したものである。本実施の形態によれば、極めて簡単な構造でＴＯＬＥＤを利用したカラー表示装置を実現することができる。また、ＴＯＬＥＤを利用したカラー表示装置を高い製造歩留まりで製造することができる。
本発明の第１２の実施の形態によるカラー表示装置の製造方法は、赤色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、緑色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、青色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤとを積層する工程を有するものである。本実施の形態によれば、ＴＯＬＥＤを利用したカラー表示装置を簡単な方法で、かつ、高い製造歩留まりで製造することができる。
本発明の第１３の実施の形態は、第１２の実施の形態によるカラー表示装置の製造方法において、各ＴＯＬＥＤの積層時に透明導電性基板に近い屈折率を有する材料を介して積層するものである。本実施の形態によれば、接着部における屈折段差を補償することができる。
本発明の第１４の実施の形態によるカラー表示装置の製造方法は、第１２の実施の形態によるカラー表示装置の製造方法において、平面状のカラー表示装置を製造した後、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤの積層方向に切溝を形成して切断して個々の積層体をマトリクス状に配列したものである。本実施の形態によれば、１画素相当のカラー表示装置をマトリックス状に配列することができるので、平面状のカラー表示装置を作成することができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるカラー表示装置において、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤにおける透明有機ＥＬ発光層を有機物からなる発光層と、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つによる積層体で構成したものである。本実施の形態によれば、ＴＯＬＥＤを発光させるために必要十分なキャリア注入を行うことができるので、十分な発光輝度が得られる。
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態によるカラー表示装置において、透明導電性基板を透明導電体が付与されたガラスで構成したものである。本実施の形態によれば、透明導電性基板として市販のＩＴＯガラスを使用できるので入手が簡単であり、製造コストを小さくすることができる。
本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態によるカラー表示装置において、透明導電性基板を透明基板上に透明導電膜を形成し手構成したものである。本実施の形態によれば、透明導電性基板の硬さ、光透過率あるいは導電性が変えられるので、ＴＯＬＥＤの特性を調整することができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態によるカラー表示装置において、赤色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＥＤＴ−ＰＳＳ層およびＭＥＨ-ＰＰＶ層と、真空蒸着されたＰＢＤ層およびＡｌｑ3層と、共蒸着されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成され、緑色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層、ＮＰＢ層、Ａｌｑ3層およびＢＣＰ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成され、青色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＥＤＴ−ＰＳＳ層と、真空蒸着されたＮＰＢ層、ＢＣＰ層、Ａｌｑ3層およびＢＣＰ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成されたものである。本実施の形態によれば、製造工程において、ドライプロセス以外にスピンコート法やスプレー法などのウエットプロセスを混在させているので、ＴＯＬＥＤとしての材料をドライ系やウェット系の区別無く広い範囲で選択して使用することができる。また、赤色ＴＯＬＥＤは、可視光領域における全光線透過率は６５．４％、最大発光輝度は４８３Ｃｄ／ｍ2、中心波長は５７４ｎｍの特性が得られる。また、緑色ＴＯＬＥＤは、可視光領域における全光線透過率は７６．５％、最大発光輝度は７０７Ｃｄ／ｍ2、中心波長は５３２ｎｍの特性が得られる。また、青色ＴＯＬＥＤは、可視光領域における全光線透過率は７０．４％、最大発光輝度は２９６Ｃｄ／ｍ2、中心波長は４５０ｎｍの特性が得られる。また、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤを積層したカラー表示装置のＣＩＥ色相図における赤の座標は（０．５２，０．４０）、緑の座標は（０．３５，０．５４）、青の座標は（０．１５，０．１２）であり、各々の光放射量を個々に制御することにより、種々の色を発光させることができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態によるカラー表示装置において、赤色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤ、ＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの混合層と、共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成され、緑色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層、ＮＰＢ層Ａｌｑ3層およびＢＣＰ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成され、青色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上に蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層、ＮＰＢ層、ＢＣＰ層およびＡｌｑ3層と、共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成されたものである。本実施の形態によれば、製造工程において、ドライプロセス以外にスピンコート法やスプレー法などのウエットプロセスを混在させているので、ＴＯＬＥＤとしての材料をドライ系やウェット系の区別無く広い範囲で選択して使用することができる。また、赤色ＴＯＬＥＤは、可視光領域における全光線透過率は７８．６％、最大発光輝度は１４２Ｃｄ／ｍ2、中心波長は６０７ｎｍの特性が得られる。また、緑色ＴＯＬＥＤは、可視光領域における全光線透過率は７６．５％、最大発光輝度は７０７Ｃｄ／ｍ2、中心波長は５３２ｎｍの特性が得られる。また、青色ＴＯＬＥＤは、可視光領域における全光線透過率は７９．３％、最大発光輝度は１３２Ｃｄ／ｍ2、中心波長は４４４ｎｍの特性が得られる。また、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤを積層したカラー表示装置のＣＩＥ色相図における赤の座標は（０．６０，０．３９）、緑の座標は（０．３５，０．５４）、青の座標は（０．１６，０．１２）であり、各々の光放射量を個々に制御することにより、種々の色を発光させることができる。
本発明の第７の実施の形態は、第１の実施の形態によるカラー表示装置において、赤色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤ、ＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの混合層と、共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成され、緑色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤおよびクマリン６の混合層と、共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成され、青色ＴＯＬＥＤがＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤおよびペリレンの混合層と、共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、スパッタリングされた透明陰極の多層構造で構成されたものである。本実施の形態によれば、製造工程において、ドライプロセス以外にスピンコート法やスプレー法などのウエットプロセスを混在させているので、ＴＯＬＥＤとしての材料をドライ系やウェット系の区別無く広い範囲で選択して使用することができる。また、各色のＴＯＬＥＤが４層構造ときわめて簡単な構成とすることができる。
本発明の第８の実施の形態によるカラー表示装置は、基板上に赤色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路、緑色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路および青色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路をそれぞれ形成し、その上に赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤを順次積層したものである。本実施の形態によれば、基板上にＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路が組み込まれているので、カラー表示装置の構造を小型で簡単にすることができる。また、青色ＴＯＬＥＤ側は全面が開口しているのでトップエミッション型の高輝度カラー表示装置を実現することができる。
本発明の第９の実施の形態は、第８の実施の形態によるカラー表示装置において、赤色ＴＯＬＥＤの陽極電極を光反射体としたものである。本実施の形態によれば、赤色ＴＯＬＥＤの陽極電極側に向かった放射光を赤色ＴＯＬＥＤの陽極電極で反射させて青色ＴＯＬＥＤ側に向かけて放射させるトップエミッション光に重畳させることができるので、一層高輝度にすることができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第８の実施の形態によるカラー表示装置において、赤色ＴＯＬＥＤの陰極電極と緑色ＴＯＬＥＤの陽極電極、および、緑色ＴＯＬＥＤの陰極電極と青色ＴＯＬＥＤの陽極電極をそれぞれ共通の透明電極で構成したものである。本実施の形態によれば、カラー表示装置の構造を一層簡単にすることができる。
本発明の第１１の実施の形態によるカラー表示装置は、赤色ＴＯＬＥＤと、緑色ＴＯＬＥＤと、青色ＴＯＬＥＤとを、これらのＴＯＬＥＤにおける透明導電性基板の屈折率に近い屈折率を有する透明接着剤により接着して積層したものである。本実施の形態によれば、極めて簡単な構造でＴＯＬＥＤを利用したカラー表示装置を実現することができる。また、ＴＯＬＥＤを利用したカラー表示装置を高い製造歩留まりで製造することができる。
本発明の第１２の実施の形態によるカラー表示装置の製造方法は、赤色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、緑色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、青色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤとを積層する工程を有するものである。本実施の形態によれば、ＴＯＬＥＤを利用したカラー表示装置を簡単な方法で、かつ、高い製造歩留まりで製造することができる。
本発明の第１３の実施の形態は、第１２の実施の形態によるカラー表示装置の製造方法において、各ＴＯＬＥＤの積層時に透明導電性基板に近い屈折率を有する材料を介して積層するものである。本実施の形態によれば、接着部における屈折段差を補償することができる。
本発明の第１４の実施の形態によるカラー表示装置の製造方法は、第１２の実施の形態によるカラー表示装置の製造方法において、平面状のカラー表示装置を製造した後、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤの積層方向に切溝を形成して切断して個々の積層体をマトリクス状に配列したものである。本実施の形態によれば、１画素相当のカラー表示装置をマトリックス状に配列することができるので、平面状のカラー表示装置を作成することができる。
以下に、本発明のカラー表示装置およびその製造方法の実施例について図面に基づいて説明する。
図１は本発明のカラー表示装置の基本構成を示す概念的斜視図である。なお、図１においては、説明を簡単にするために、１画素分の構成を図示している。
カラー表示装置１は、透明導電性基板１１の上に赤色透明有機ＥＬ発光層１２を形成し、赤色透明有機ＥＬ発光層１２の上にＩＺＯなどの透明電極１３を形成した赤色ＴＯＬＥＤ１０と、透明導電性基板２１上に緑色透明有機ＥＬ発光層２２を形成し、緑色透明有機ＥＬ発光層２２の上にＩＺＯなどの透明電極２３を形成した緑色ＴＯＬＥＤ２０と、透明導電性基板３１上に青色透明有機ＥＬ発光層３２を形成し、青色透明有機ＥＬ発光層３２の上にＩＺＯなどの透明電極３３を形成した青色ＴＯＬＥＤ３０とをそれぞれ個別に作成し、これらの赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０を各々重ね合わせて積層する。このとき、積層部における屈折段差を補償するために、必要に応じてシリコンオイルなどの透明導電性基板に近い屈折率を有する材料を介して積層する。
なお、赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０を重ね合わせるには、これらを単に重ねるだけでよいが、透明導電性基板２１、３１の屈折率に近い屈折率を有する透明接着剤により互いに接着して積層することにより、屈折段差を少なくしたカラー表示装置を構成することができる。
赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０を個別に作成し、それらを透明接着剤により互いに重ね合わせて積層することにより、高い歩留まりでカラー表示装置を製造することができる。すなわち、赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０を個別に作成する際に、それらのいずれかに欠陥や製造ミスが生じても、欠陥や製造ミスが生じたＴＯＬＥＤのみを作り直せばよく、正常なＴＯＬＥＤは使用できるので、製造工程における歩留まりは大きく向上する。
赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０は、それぞれＴＯＬＥＤで構成されており、その基本的な構成は各透明有機ＥＬ発光層１２、２２、３２の材料およびその形成方法が異なる他は同一の層構成である。
図１は本発明のカラー表示装置の基本構成を示す概念的斜視図である。なお、図１においては、説明を簡単にするために、１画素分の構成を図示している。
カラー表示装置１は、透明導電性基板１１の上に赤色透明有機ＥＬ発光層１２を形成し、赤色透明有機ＥＬ発光層１２の上にＩＺＯなどの透明電極１３を形成した赤色ＴＯＬＥＤ１０と、透明導電性基板２１上に緑色透明有機ＥＬ発光層２２を形成し、緑色透明有機ＥＬ発光層２２の上にＩＺＯなどの透明電極２３を形成した緑色ＴＯＬＥＤ２０と、透明導電性基板３１上に青色透明有機ＥＬ発光層３２を形成し、青色透明有機ＥＬ発光層３２の上にＩＺＯなどの透明電極３３を形成した青色ＴＯＬＥＤ３０とをそれぞれ個別に作成し、これらの赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０を各々重ね合わせて積層する。このとき、積層部における屈折段差を補償するために、必要に応じてシリコンオイルなどの透明導電性基板に近い屈折率を有する材料を介して積層する。
なお、赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０を重ね合わせるには、これらを単に重ねるだけでよいが、透明導電性基板２１、３１の屈折率に近い屈折率を有する透明接着剤により互いに接着して積層することにより、屈折段差を少なくしたカラー表示装置を構成することができる。
赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０を個別に作成し、それらを透明接着剤により互いに重ね合わせて積層することにより、高い歩留まりでカラー表示装置を製造することができる。すなわち、赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０を個別に作成する際に、それらのいずれかに欠陥や製造ミスが生じても、欠陥や製造ミスが生じたＴＯＬＥＤのみを作り直せばよく、正常なＴＯＬＥＤは使用できるので、製造工程における歩留まりは大きく向上する。
赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０は、それぞれＴＯＬＥＤで構成されており、その基本的な構成は各透明有機ＥＬ発光層１２、２２、３２の材料およびその形成方法が異なる他は同一の層構成である。
図２に本発明のカラー表示装置におけるＴＯＬＥＤの基本的な層構成の一例を示す。
透明導電性基板４１の上に透明有機ＥＬ発光層として、正孔注入層４２、正孔輸送層４３、有機物からなる発光層４４、電子輸送層４５、電子注入層４６が形成され、電子注入層４６の上に透明電極４７が形成される。正孔注入層４２は正孔輸送層４３の最高占有分子軌道レベルを整合させ、正孔を効率よく注入させるものである。
透明導電性基板４１を陽極、透明電極４７を陰極として、電子注入層４６から電子輸送層４５を介して発光層４４に電子を注入し、正孔注入層４２から正孔輸送層４３を介して発光層４４に正孔を注入すると、発光層４４で再結合して発光層４４の材料で定まる色を発光する。この構成においては、ＴＯＬＥＤを発光させるために必要十分なキャリア注入を行うことができるので、十分な発光輝度が得られる。
透明有機ＥＬ発光層１２、２２、３２の構成は、図２における正孔注入層４２、正孔輸送層４３、有機物からなる発光層４４、電子輸送層４５、電子注入層４６の５層を基本とするが、正孔注入層４２や電子注入層４６においてキャリアを反対側の電極に突き抜けないようにするためのブロック層を形成すれば６層以上の多層構造になる。また、発光させる色に応じて発光層４４の材料を変えたり、その他の各層の材料を適宜選択して各層の機能を兼用させたりすれば２〜４層にすることも可能である。これらの層構造の変形例については後述の実施例において詳述する。
透明導電性基板４１の上に透明有機ＥＬ発光層として、正孔注入層４２、正孔輸送層４３、有機物からなる発光層４４、電子輸送層４５、電子注入層４６が形成され、電子注入層４６の上に透明電極４７が形成される。正孔注入層４２は正孔輸送層４３の最高占有分子軌道レベルを整合させ、正孔を効率よく注入させるものである。
透明導電性基板４１を陽極、透明電極４７を陰極として、電子注入層４６から電子輸送層４５を介して発光層４４に電子を注入し、正孔注入層４２から正孔輸送層４３を介して発光層４４に正孔を注入すると、発光層４４で再結合して発光層４４の材料で定まる色を発光する。この構成においては、ＴＯＬＥＤを発光させるために必要十分なキャリア注入を行うことができるので、十分な発光輝度が得られる。
透明有機ＥＬ発光層１２、２２、３２の構成は、図２における正孔注入層４２、正孔輸送層４３、有機物からなる発光層４４、電子輸送層４５、電子注入層４６の５層を基本とするが、正孔注入層４２や電子注入層４６においてキャリアを反対側の電極に突き抜けないようにするためのブロック層を形成すれば６層以上の多層構造になる。また、発光させる色に応じて発光層４４の材料を変えたり、その他の各層の材料を適宜選択して各層の機能を兼用させたりすれば２〜４層にすることも可能である。これらの層構造の変形例については後述の実施例において詳述する。
つぎに、赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０の具体的な例について説明する。
図３（ａ）は赤色ＴＯＬＥＤ１０の一例を示す断面側面図である。透明導電性基板として市販のＩＴＯガラス基板５１を使用し、その上に正孔注入層５２としてＰＥＤＴ−ＰＳＳ（Ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎｅｔｅ）・Ｐｏｌｙ（２，３−ｄｉｈｙｄｒｏｔｈｉｅｎｏ（３，４−ｂ）−１，４−ｄｉｏｘｉｎ））をスピンコート法によって３０ｎｍの厚さで成膜し、その後、大気中２００℃で５分間ベーキングして形成する。ＩＴＯガラス基板５１は透明陽極として作用する。なお、ＰＥＤＴ−ＰＳＳはウェット系材料であるので、蒸着により形成することはできない。その上に、赤色発光層５３としてＭＥＨ-ＰＰＶ（Ｐｏｌｙ（２−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）を窒素雰囲気中でスピンコート法によって３０ｎｍの厚さで成膜する。ＭＥＨ-ＰＰＶもウェット系材料であるので、蒸着により形成することはできない。スピンコート法は空気中で行うことができるので、ドライ系材料を使用して蒸着法で成膜する方法と比較して簡単である。つぎに、赤色発光層５３の上に、電子輸送層５４としてＰＢＤ（ポリブタジエン）を厚さ３０ｎｍ真空蒸着し、さらに、電子輸送層５５としてＡｌｑ3（Ｔｒｉｓ［８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ］ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）を厚さ２０ｎｍ真空蒸着する。電子輸送層５５の上に、電子注入層５６としてＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７ −ｄｉｐｈｅｎｙｌ −１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）とＣｓをモル比で１：１となるように共蒸着して厚さ１０ｎｍの膜を成膜する。最後に、透明陰極５７としてＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）をスパッタリング法で２００ｎｍ形成する。
正孔注入層５２のＰＥＤＴ−ＰＳＳにおけるＰＳＳは、電子注入層５６から注入された電子が、正孔輸送層５５を突き抜けて正孔注入層５２から透明陽極としてのＩＴＯガラス基板５１へ通過することをブロックする電子ブロック層としての機能を有している。また、電子輸送層５４および電子注入層５６は、正孔注入層５２から注入された正孔が、透明陰極５７へ通過することをブロックする正孔ブロック層としての機能を有している。
図３（ａ）は赤色ＴＯＬＥＤ１０の一例を示す断面側面図である。透明導電性基板として市販のＩＴＯガラス基板５１を使用し、その上に正孔注入層５２としてＰＥＤＴ−ＰＳＳ（Ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎｅｔｅ）・Ｐｏｌｙ（２，３−ｄｉｈｙｄｒｏｔｈｉｅｎｏ（３，４−ｂ）−１，４−ｄｉｏｘｉｎ））をスピンコート法によって３０ｎｍの厚さで成膜し、その後、大気中２００℃で５分間ベーキングして形成する。ＩＴＯガラス基板５１は透明陽極として作用する。なお、ＰＥＤＴ−ＰＳＳはウェット系材料であるので、蒸着により形成することはできない。その上に、赤色発光層５３としてＭＥＨ-ＰＰＶ（Ｐｏｌｙ（２−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）を窒素雰囲気中でスピンコート法によって３０ｎｍの厚さで成膜する。ＭＥＨ-ＰＰＶもウェット系材料であるので、蒸着により形成することはできない。スピンコート法は空気中で行うことができるので、ドライ系材料を使用して蒸着法で成膜する方法と比較して簡単である。つぎに、赤色発光層５３の上に、電子輸送層５４としてＰＢＤ（ポリブタジエン）を厚さ３０ｎｍ真空蒸着し、さらに、電子輸送層５５としてＡｌｑ3（Ｔｒｉｓ［８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ］ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）を厚さ２０ｎｍ真空蒸着する。電子輸送層５５の上に、電子注入層５６としてＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７ −ｄｉｐｈｅｎｙｌ −１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）とＣｓをモル比で１：１となるように共蒸着して厚さ１０ｎｍの膜を成膜する。最後に、透明陰極５７としてＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）をスパッタリング法で２００ｎｍ形成する。
正孔注入層５２のＰＥＤＴ−ＰＳＳにおけるＰＳＳは、電子注入層５６から注入された電子が、正孔輸送層５５を突き抜けて正孔注入層５２から透明陽極としてのＩＴＯガラス基板５１へ通過することをブロックする電子ブロック層としての機能を有している。また、電子輸送層５４および電子注入層５６は、正孔注入層５２から注入された正孔が、透明陰極５７へ通過することをブロックする正孔ブロック層としての機能を有している。
図３（ｂ）は緑色ＴＯＬＥＤ２０の一例を示す断面側面図である。透明導電性基板として市販のＩＴＯガラス基板６１を使用し、その上に正孔注入層６２としてｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４，４−ｔｒｉｓ［Ｎ，（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ］−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）を厚さ５０ｎｍ真空蒸着し、その上に正孔輸送層６３としてＮＰＢ（Ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ−Ｎ− ｐｈｅｎｙｌ） ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）を厚さ４５ｎｍ真空蒸着する。正孔輸送層６３の上に緑色発光層６４としてＡｌｑ3（Ｔｒｉｓ［８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ] ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）を厚さ６０ｎｍ真空蒸着し、その上に電子注入層６５としてＢＣＰを厚さ２５ｎｍ真空蒸着する。最後に、透明陰極６６としてＩＺＯをスパッタリング法で２００ｎｍ形成する。
電子注入層６５は、正孔注入層６２から注入された正孔が透明陰極６６へ通過することをブロックする正孔ブロック層としての機能を有している。
電子注入層６５は、正孔注入層６２から注入された正孔が透明陰極６６へ通過することをブロックする正孔ブロック層としての機能を有している。
図３（ｃ）は青色ＴＯＬＥＤ３０の一例を示す断面側面図である。透明導電性基板として市販のＩＴＯガラス基板７１を使用し、その上に正孔注入層７２としてＰＥＤＴ−ＰＳＳをスピンコート法により厚さ３０ｎｍ成膜する。正孔注入層７２の上に青色発光層７３としてＮＰＢを厚さ４０ｎｍ真空蒸着し、その上に、電子輸送層７４としてＢＣＰを厚さ２０ｎｍ真空蒸着し、さらに、電子輸送層７５としてＡｌｑ3を厚さ２０ｎｍ真空蒸着する。電子輸送層７５の上に電子注入層７６としてＢＣＰとＣｓをモル比で１：１となるように共蒸着して厚さ１０ｎｍの膜を成膜する。最後に、透明陰極７７としてＩＺＯをスパッタリング法で２００ｎｍ形成する。
電子輸送層７４および電子注入層７６は、正孔注入層７２から注入された正孔が透明陰極７７へ通過することをブロックする正孔ブロック層としての機能を有している。
図３（a）の赤色ＴＯＬＥＤ１０、図３（ｂ）の緑色ＴＯＬＥＤ２０および図３（ｃ）の青色ＴＯＬＥＤ３０の光透過スペクトル特性を図４に示す。図４から、可視光領域における赤色ＴＯＬＥＤ１０の全光線透過率は６５．４％、緑色ＴＯＬＥＤ２０の全光線透過率は７６．５％、青色ＴＯＬＥＤ３０の全光線透過率は７０．４％である。
電子輸送層７４および電子注入層７６は、正孔注入層７２から注入された正孔が透明陰極７７へ通過することをブロックする正孔ブロック層としての機能を有している。
図３（a）の赤色ＴＯＬＥＤ１０、図３（ｂ）の緑色ＴＯＬＥＤ２０および図３（ｃ）の青色ＴＯＬＥＤ３０の光透過スペクトル特性を図４に示す。図４から、可視光領域における赤色ＴＯＬＥＤ１０の全光線透過率は６５．４％、緑色ＴＯＬＥＤ２０の全光線透過率は７６．５％、青色ＴＯＬＥＤ３０の全光線透過率は７０．４％である。
図５は、図３（a）の赤色ＴＯＬＥＤ１０、図３（ｂ）の緑色ＴＯＬＥＤ２０および図３（ｃ）の青色ＴＯＬＥＤ３０の印加電圧に対する発光輝度特性を示す。赤色ＴＯＬＥＤ１０の最大発光輝度は４８３Ｃｄ／ｍ2、緑色ＴＯＬＥＤ２０の最大発光輝度は７０７Ｃｄ／ｍ2、青色ＴＯＬＥＤ３０の最大発光輝度は２９６Ｃｄ／ｍ2である。
図６は図３（a）の赤色ＴＯＬＥＤ１０、図３（ｂ）の緑色ＴＯＬＥＤ２０および図３（ｃ）の青色ＴＯＬＥＤ３０の発光強度スペクトル特性である。赤色ＴＯＬＥＤ１０の中心波長は５７４ｎｍ、緑色ＴＯＬＥＤ２０の中心波長は５３２ｎｍ、青色ＴＯＬＥＤ３０の中心波長は４５０ｎｍのスペクトル特性が得られる。
図７は図３（a）の赤色ＴＯＬＥＤ１０、図３（ｂ）の緑色ＴＯＬＥＤ２０および図３（ｃ）の青色ＴＯＬＥＤ３０を積層したカラー表示装置のＣＩＥ色相図である。赤の座標は（０．５２，０．４０）、緑の座標は（０．３５，０．５４）、青の座標は（０．１５，０．１２）である。赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０の光放射量を個々に制御することにより、種々の色を発光させることができる。
図６は図３（a）の赤色ＴＯＬＥＤ１０、図３（ｂ）の緑色ＴＯＬＥＤ２０および図３（ｃ）の青色ＴＯＬＥＤ３０の発光強度スペクトル特性である。赤色ＴＯＬＥＤ１０の中心波長は５７４ｎｍ、緑色ＴＯＬＥＤ２０の中心波長は５３２ｎｍ、青色ＴＯＬＥＤ３０の中心波長は４５０ｎｍのスペクトル特性が得られる。
図７は図３（a）の赤色ＴＯＬＥＤ１０、図３（ｂ）の緑色ＴＯＬＥＤ２０および図３（ｃ）の青色ＴＯＬＥＤ３０を積層したカラー表示装置のＣＩＥ色相図である。赤の座標は（０．５２，０．４０）、緑の座標は（０．３５，０．５４）、青の座標は（０．１５，０．１２）である。赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０の光放射量を個々に制御することにより、種々の色を発光させることができる。
図１に示した赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０をそれぞれ個別に作成し、これらの赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０を重ね合わせて積層した１画素相当のカラー表示装置１をマトリックス状に配列すれば平面状のカラー表示装置を作成することができる。
１画素相当のカラー表示装置１をマトリックス状に配列するには、赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０をそれぞれ平面状に形成して積層した後、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤの積層方向にエッチングなどにより切溝を形成して切断する。
このカラー表示装置は、赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０を積層せずにストライプ状に並置した構成と比較して高解像度化が可能であることが確認された。
１画素相当のカラー表示装置１をマトリックス状に配列するには、赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０をそれぞれ平面状に形成して積層した後、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤの積層方向にエッチングなどにより切溝を形成して切断する。
このカラー表示装置は、赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０を積層せずにストライプ状に並置した構成と比較して高解像度化が可能であることが確認された。
実施例１においては、赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０の基板として市販のＩＴＯガラス基板５１、６１、７１を使用したが、実施例２においては、市販のＩＴＯガラス基板５１、６１、７１の代わりに、ガラスやプラスチックスなどの透明基板の上に透明陽極としてＩＴＯなどの透明導電材による薄膜を形成した基板を使用した。透明基板としては、可視光に対して透明でガラス基板またはプラスチック基板が使用できる。プラスチック基板としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアレート（ＰＡｒ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などが使用可能である。透明導電材としては、金属酸化物によるアモルファス透明導電体が好ましく、ＩＴＯの他、酸化錫（ＴＯ）、酸化インジウム（ＩＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）、酸化亜鉛ガリウム（ＧＺＯ）、酸化インジウムタングステン（ＩＷＯ）などが使用可能であり、これらを透明基板の上にスパッタ法またはイオンプレーティング法に成膜して構成する。その他の構成実施例１と同様である。
実施例２による赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０の各々の作用およびカラー表示装置の作用は実施例１と同様であるので説明を省略する。
本実施例によれば、透明導電性基板の硬さ、光透過率あるいは導電性が変えられるので、ＴＯＬＥＤの特性を調整することができる。
実施例２による赤色ＴＯＬＥＤ１０、緑色ＴＯＬＥＤ２０および青色ＴＯＬＥＤ３０の各々の作用およびカラー表示装置の作用は実施例１と同様であるので説明を省略する。
本実施例によれば、透明導電性基板の硬さ、光透過率あるいは導電性が変えられるので、ＴＯＬＥＤの特性を調整することができる。
実施例３は、実施例１における赤色透明有機ＥＬ発光層１２の構成を変形して新たな赤色ＴＯＬＥＤを、青色透明有機ＥＬ発光層３２の構成を変形して新たな青色ＴＯＬＥＤを構成し、緑色ＴＯＬＥＤは実施例１と同一の緑色透明有機ＥＬ発光層２２を使用した青色ＴＯＬＥＤ２０で構成した実施例である。
図８（ａ）は実施例３における赤色ＴＯＬＥＤ８０の一例を示す断面側面図である。市販のＩＴＯガラス基板８１上に赤色発光層８２としてＰＶＫ（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌＣａｒｂａｚｏｌｅ）、ＢＮＤ（２，５−Ｄｉ（1-ｎａｐｈｔｈｉｌ）−１，３，４−ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）、Ｒｕｂｒｅｎｅ（５，６，１１，１２−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｔｅｔｒａｃｅｎｅ）およびＤＣＪＴＢ（４−（ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）−２−ｔ−ｂｕｔｙｌ−６（１， １， ７， ７−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｊｕｌｏｌｉｄｙｌ−９−ｅｎｙｌ） −４Ｈ−ｐｙｒａｎ）を混合してスピンコート法によって成膜する。その上に、電子注入層８３としてＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７ −ｄｉｐｈｅｎｙｌ −１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）とＣｓをモル比で１：１となるように共蒸着して厚さ１０ｎｍの膜を成膜する。最後に、透明陰極８４としてＩＺＯをスパッタリング法で２００ｎｍ形成する。
電子注入層８３は、正孔が透明陰極８４へ通過することをブロックする正孔ブロック層としての機能を有している。
図８（ｂ）は実施例３における緑色ＴＯＬＥＤ９０の一例を示す断面側面図である。緑色ＴＯＬＥＤ９０は実施例１の緑色ＴＯＬＥＤ２０と同一の構成であるので説明を省略する。
図８（ｃ）は実施例３における青色ＴＯＬＥＤ１００の一例を示す断面側面図である。
市販のＩＴＯガラス基板１０１上に正孔注入層１０２としてｍ−ＭＴＤＡＴＡを蒸着により厚さ５０ｎｍ成膜する。正孔注入層１０２の上に青色発光層１０３としてＮＰＢを厚さ４０ｎｍ真空蒸着し、その上に、電子輸送層１０４としてＢＣＰを厚さ２０ｎｍ真空蒸着し、さらに、電子輸送層１０５としてＡｌｑ3を厚さ２０ｎｍ真空蒸着する。電子輸送層１０５の上に電子注入層１０６としてＢＣＰとＣｓをモル比で１：１となるように共蒸着して厚さ１０ｎｍの膜を成膜する。最後に、透明陰極１０７としてＩＺＯをスパッタリング法で２００ｎｍ形成する。この構成は、図３（ｃ）で説明した実施例１における青色ＴＯＬＥＤ３０の構成と比較して、実施例１の正孔注入層３２のＰＥＤＴ−ＰＳＳの代わりにドライ系の材料であるｍ−ＭＴＤＡＴＡを使用して蒸着した点が異なる。
電子輸送層１０４および電子注入層１０６は、正孔注入層１０２から注入された正孔が透明陰極１０７へ通過することをブロックする正孔ブロック層としての機能を有している。
図８（ａ）は実施例３における赤色ＴＯＬＥＤ８０の一例を示す断面側面図である。市販のＩＴＯガラス基板８１上に赤色発光層８２としてＰＶＫ（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌＣａｒｂａｚｏｌｅ）、ＢＮＤ（２，５−Ｄｉ（1-ｎａｐｈｔｈｉｌ）−１，３，４−ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）、Ｒｕｂｒｅｎｅ（５，６，１１，１２−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｔｅｔｒａｃｅｎｅ）およびＤＣＪＴＢ（４−（ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）−２−ｔ−ｂｕｔｙｌ−６（１， １， ７， ７−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｊｕｌｏｌｉｄｙｌ−９−ｅｎｙｌ） −４Ｈ−ｐｙｒａｎ）を混合してスピンコート法によって成膜する。その上に、電子注入層８３としてＢＣＰ（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７ −ｄｉｐｈｅｎｙｌ −１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）とＣｓをモル比で１：１となるように共蒸着して厚さ１０ｎｍの膜を成膜する。最後に、透明陰極８４としてＩＺＯをスパッタリング法で２００ｎｍ形成する。
電子注入層８３は、正孔が透明陰極８４へ通過することをブロックする正孔ブロック層としての機能を有している。
図８（ｂ）は実施例３における緑色ＴＯＬＥＤ９０の一例を示す断面側面図である。緑色ＴＯＬＥＤ９０は実施例１の緑色ＴＯＬＥＤ２０と同一の構成であるので説明を省略する。
図８（ｃ）は実施例３における青色ＴＯＬＥＤ１００の一例を示す断面側面図である。
市販のＩＴＯガラス基板１０１上に正孔注入層１０２としてｍ−ＭＴＤＡＴＡを蒸着により厚さ５０ｎｍ成膜する。正孔注入層１０２の上に青色発光層１０３としてＮＰＢを厚さ４０ｎｍ真空蒸着し、その上に、電子輸送層１０４としてＢＣＰを厚さ２０ｎｍ真空蒸着し、さらに、電子輸送層１０５としてＡｌｑ3を厚さ２０ｎｍ真空蒸着する。電子輸送層１０５の上に電子注入層１０６としてＢＣＰとＣｓをモル比で１：１となるように共蒸着して厚さ１０ｎｍの膜を成膜する。最後に、透明陰極１０７としてＩＺＯをスパッタリング法で２００ｎｍ形成する。この構成は、図３（ｃ）で説明した実施例１における青色ＴＯＬＥＤ３０の構成と比較して、実施例１の正孔注入層３２のＰＥＤＴ−ＰＳＳの代わりにドライ系の材料であるｍ−ＭＴＤＡＴＡを使用して蒸着した点が異なる。
電子輸送層１０４および電子注入層１０６は、正孔注入層１０２から注入された正孔が透明陰極１０７へ通過することをブロックする正孔ブロック層としての機能を有している。
図９は実施例３における赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００の光透過スペクトル特性である。図９から、可視光領域における赤色ＴＯＬＥＤ８０の全光線透過率は７８．６％、緑色ＴＯＬＥＤ９０の全光線透過率は７６．５％、青色ＴＯＬＥＤ１００の全光線透過率は７９．３％に向上している。
図１０は実施例３における赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００の印加電圧に対する発光輝度特性を示す。赤色ＴＯＬＥＤ８０の最大発光輝度は１４２Ｃｄ／ｍ2、緑色ＴＯＬＥＤ９０の最大発光輝度は７０７Ｃｄ／ｍ2、青色ＴＯＬＥＤ１００の最大発光輝度は１３２Ｃｄ／ｍ2である。
図１１は実施例３における赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００の発光強度スペクトル特性である。赤色ＴＯＬＥＤ８０の中心波長は６０７ｎｍと色純度が向上している。緑色ＴＯＬＥＤ９０の中心波長は５３２ｎｍ、青色ＴＯＬＥＤ１００の中心波長は４４４ｎｍのスペクトル特性が得られる。
図１２は実施例３における赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００を積層したカラー表示装置のＣＩＥ色相図である。赤の座標は（０．６０，０．３９）、緑の座標は（０．３５，０．５４）、青の座標は（０．１６，０．１２）である。赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００の光放射量を個々に制御することにより、種々の色を発光させることができる。
実施例３における赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００をそれぞれ個別に作成し、これらの赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００をＩＴＯガラス基板９１、１０１の屈折率に近い屈折率を有する透明接着剤により互いに接着して積層した１画素相当のカラー表示装置をマトリックス状に配列すれば平面状のカラー表示装置を作成することができる。このカラー表示装置は、赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００を積層せずにストライプ状に並置した構成と比較して高解像度化が可能であることが確認された。
図１０は実施例３における赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００の印加電圧に対する発光輝度特性を示す。赤色ＴＯＬＥＤ８０の最大発光輝度は１４２Ｃｄ／ｍ2、緑色ＴＯＬＥＤ９０の最大発光輝度は７０７Ｃｄ／ｍ2、青色ＴＯＬＥＤ１００の最大発光輝度は１３２Ｃｄ／ｍ2である。
図１１は実施例３における赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００の発光強度スペクトル特性である。赤色ＴＯＬＥＤ８０の中心波長は６０７ｎｍと色純度が向上している。緑色ＴＯＬＥＤ９０の中心波長は５３２ｎｍ、青色ＴＯＬＥＤ１００の中心波長は４４４ｎｍのスペクトル特性が得られる。
図１２は実施例３における赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００を積層したカラー表示装置のＣＩＥ色相図である。赤の座標は（０．６０，０．３９）、緑の座標は（０．３５，０．５４）、青の座標は（０．１６，０．１２）である。赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００の光放射量を個々に制御することにより、種々の色を発光させることができる。
実施例３における赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００をそれぞれ個別に作成し、これらの赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００をＩＴＯガラス基板９１、１０１の屈折率に近い屈折率を有する透明接着剤により互いに接着して積層した１画素相当のカラー表示装置をマトリックス状に配列すれば平面状のカラー表示装置を作成することができる。このカラー表示装置は、赤色ＴＯＬＥＤ８０、緑色ＴＯＬＥＤ９０および青色ＴＯＬＥＤ１００を積層せずにストライプ状に並置した構成と比較して高解像度化が可能であることが確認された。
実施例４は、実施例３の構成をさらに発展させて、赤色ＴＯＬＥＤは実施例３と同様な構成とし、青色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤはそれぞれの透明有機ＥＬ発光層の層構成を少なくした実施例である。
図１３（ａ）は実施例４における赤色ＴＯＬＥＤ１１０の一例を示す断面側面図である。赤色ＴＯＬＥＤ１１０は、ＩＴＯ基板１１１、赤色発光層１１２、電子注入層１１３および透明陰極１１４から構成されている。赤色ＴＯＬＥＤ１１０は実施例３の赤色ＴＯＬＥＤ８０と同一の構成であるので説明を省略する。電子注入層１１３は正孔ブロック層としての機能を有している。
図１３（ｂ）は実施例４における緑色ＴＯＬＥＤ１２０の一例を示す断面側面図である。市販のＩＴＯガラス基板１２１上に緑色発光層１２２としてＰＶＫ、ＢＮＤおよびクマリン６の混合物をスピンコートし、その上に、電子注入層１２３としてＢＣＰとＣｓをモル比で１：１となるように共蒸着して厚さ１０ｎｍの膜を成膜する。最後に、透明陰極１２４としてＩＺＯをスパッタリング法で２００ｎｍ形成する。この構成は、赤色ＴＯＬＥＤ１１０における赤色発光層１１２のＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの代わりにクマリン６を使用した構成であり、その他の構成は赤色ＴＯＬＥＤ１１０と同様である。電子注入層１２３は正孔ブロック層としての機能を有している。
図１３（ｃ）は実施例４における青色ＴＯＬＥＤ１３０の一例を示す断面側面図である。市販のＩＴＯガラス基板１３１上に青色発光層１３２としてＰＶＫ、ＢＮＤおよびペリレンの混合物をスピンコートし、その上に、電子注入層１３３としてＢＣＰとＣｓをモル比で１：１となるように共蒸着して厚さ１０ｎｍの膜を成膜する。最後に、透明陰極１３４としてＩＺＯをスパッタリング法で２００ｎｍ形成する。この構成は、赤色ＴＯＬＥＤ１１０における赤色発光層１１２のＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの代わりにペリレンを使用した構成であり、その他の構成は赤色ＴＯＬＥＤ１１０と同様である。電子注入層１３３は正孔ブロック層としての機能を有している。
図１３（ａ）は実施例４における赤色ＴＯＬＥＤ１１０の一例を示す断面側面図である。赤色ＴＯＬＥＤ１１０は、ＩＴＯ基板１１１、赤色発光層１１２、電子注入層１１３および透明陰極１１４から構成されている。赤色ＴＯＬＥＤ１１０は実施例３の赤色ＴＯＬＥＤ８０と同一の構成であるので説明を省略する。電子注入層１１３は正孔ブロック層としての機能を有している。
図１３（ｂ）は実施例４における緑色ＴＯＬＥＤ１２０の一例を示す断面側面図である。市販のＩＴＯガラス基板１２１上に緑色発光層１２２としてＰＶＫ、ＢＮＤおよびクマリン６の混合物をスピンコートし、その上に、電子注入層１２３としてＢＣＰとＣｓをモル比で１：１となるように共蒸着して厚さ１０ｎｍの膜を成膜する。最後に、透明陰極１２４としてＩＺＯをスパッタリング法で２００ｎｍ形成する。この構成は、赤色ＴＯＬＥＤ１１０における赤色発光層１１２のＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの代わりにクマリン６を使用した構成であり、その他の構成は赤色ＴＯＬＥＤ１１０と同様である。電子注入層１２３は正孔ブロック層としての機能を有している。
図１３（ｃ）は実施例４における青色ＴＯＬＥＤ１３０の一例を示す断面側面図である。市販のＩＴＯガラス基板１３１上に青色発光層１３２としてＰＶＫ、ＢＮＤおよびペリレンの混合物をスピンコートし、その上に、電子注入層１３３としてＢＣＰとＣｓをモル比で１：１となるように共蒸着して厚さ１０ｎｍの膜を成膜する。最後に、透明陰極１３４としてＩＺＯをスパッタリング法で２００ｎｍ形成する。この構成は、赤色ＴＯＬＥＤ１１０における赤色発光層１１２のＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの代わりにペリレンを使用した構成であり、その他の構成は赤色ＴＯＬＥＤ１１０と同様である。電子注入層１３３は正孔ブロック層としての機能を有している。
本実施例による赤色ＴＯＬＥＤ１１０、緑色ＴＯＬＥＤ１２０および青色ＴＯＬＥＤ１３０の光透過スペクトル特性、発光輝度特性、発光スペクトル特性およびＣＩＥ色相図は、図９から図１２で説明した実施例３の各特性とほぼ同一であるので、説明を省略する。
実施例４における赤色ＴＯＬＥＤ１１０、緑色ＴＯＬＥＤ１２０および青色ＴＯＬＥＤ１３０をそれぞれ個別に作成し、これらの赤色ＴＯＬＥＤ１１０、緑色ＴＯＬＥＤ１２０および青色ＴＯＬＥＤ１３０をＩＴＯガラス基板１２１、１３１の屈折率に近い屈折率を有する透明接着剤により互いに接着して積層した１画素相当のカラー表示装置をマトリックス状に配列すれば平面状のカラー表示装置を作成することができる。このカラー表示装置は、赤色ＴＯＬＥＤ１１０、緑色ＴＯＬＥＤ１２０および青色ＴＯＬＥＤ１３０を積層せずにストライプ状に並置した構成と比較して高解像度化が可能であることが確認された。
実施例４における赤色ＴＯＬＥＤ１１０、緑色ＴＯＬＥＤ１２０および青色ＴＯＬＥＤ１３０をそれぞれ個別に作成し、これらの赤色ＴＯＬＥＤ１１０、緑色ＴＯＬＥＤ１２０および青色ＴＯＬＥＤ１３０をＩＴＯガラス基板１２１、１３１の屈折率に近い屈折率を有する透明接着剤により互いに接着して積層した１画素相当のカラー表示装置をマトリックス状に配列すれば平面状のカラー表示装置を作成することができる。このカラー表示装置は、赤色ＴＯＬＥＤ１１０、緑色ＴＯＬＥＤ１２０および青色ＴＯＬＥＤ１３０を積層せずにストライプ状に並置した構成と比較して高解像度化が可能であることが確認された。
実施例１から実施例４においては、ＴＯＬＥＤの陽極電極としてＩＴＯ、陰極電極としてＩＺＯの透明電極を使用した例について説明した。これらの実施例によれば、ＴＯＬＥＤの発光出力は陽極電極および陰極電極のいずれの側からも取り出すことができる。
ところで、ＴＯＬＥＤを駆動する場合、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路が必要である。赤色ＴＯＬＥＤと、緑色ＴＯＬＥＤと、青色ＴＯＬＥＤとを、各々重ねて積層した１画素相当のカラー表示装置をマトリックス状に配列した平面状のカラー表示装置においては、構造を小型で簡単にするために、ＴＦＴ回路を１画素相当のカラー表示装置にあらかじめ組み込んでおくことが好ましい。
ところで、ＴＯＬＥＤを駆動する場合、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路が必要である。赤色ＴＯＬＥＤと、緑色ＴＯＬＥＤと、青色ＴＯＬＥＤとを、各々重ねて積層した１画素相当のカラー表示装置をマトリックス状に配列した平面状のカラー表示装置においては、構造を小型で簡単にするために、ＴＦＴ回路を１画素相当のカラー表示装置にあらかじめ組み込んでおくことが好ましい。
図１４は実施例５における１画素相当のカラー表示装置の断面側面図である。本実施例においては、陽極電極側に赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路を形成する。ところがＴＦＴ回路は不透明であるので、ＴＦＴ回路を陽極電極側に形成すると、陽極電極側の開口が小さくなるので陽極電極側からの発光輝度が小さくなる。そこで、本実施例においては、ＴＯＬＥＤの発光の取り出しをＴＦＴ回路が形成されていない陰極側に限定したトップエミッション構造としている。
カラー表示装置１４０は、ガラスやプラスチックスなどの基板１４１上に赤色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４２、緑色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４３および青色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４４を形成し、その上に赤色ＴＯＬＥＤ１５０として陽極電極１５１、赤色透明有機ＥＬ発光層１５２および透明陰極１５３を形成する。陽極電極１５１は必ずしも透明である必要はなく、むしろ光を反射する金属などの反射電極であることが好ましい。
一方、これとは別体で、透明支持体１６１上に陽極電極としての透明導電体１６２と、緑色透明有機ＥＬ発光層１６３および透明陰極１６４とを形成した緑色ＴＯＬＥＤ１６０、および、透明支持体１７１上に陽極電極としての透明導電体１７２と、青色透明有機ＥＬ発光層１７３および透明陰極電極１７４とを形成した青色ＴＯＬＥＤ１７０を用意する。透明導電体１６２および透明導電体１７２は、ＩＴＯなどの金属酸化物によるアモルファス透明導電体が好ましい。ＩＴＯとしては市販のＩＴＯガラスを使用することができる。なお、アモルファス透明導電体としては、ＩＴＯ、酸化錫（ＴＯ）、酸化インジウム（ＩＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）、酸化亜鉛ガリウム（ＧＺＯ）、酸化インジウムタングステン（ＩＷＯ）などの材料を透明基板の上にスパッタ法またはイオンプレーティング法に成膜して構成するようにしてもよい。
赤色ＴＯＬＥＤ１５０、緑色ＴＯＬＥＤ１６０および青色ＴＯＬＥＤ１７０の具体的な構成は、実施例１から実施例４のそれぞれの組み合わせの中から選択される。
カラー表示装置１４０は、ガラスやプラスチックスなどの基板１４１上に赤色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４２、緑色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４３および青色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４４を形成し、その上に赤色ＴＯＬＥＤ１５０として陽極電極１５１、赤色透明有機ＥＬ発光層１５２および透明陰極１５３を形成する。陽極電極１５１は必ずしも透明である必要はなく、むしろ光を反射する金属などの反射電極であることが好ましい。
一方、これとは別体で、透明支持体１６１上に陽極電極としての透明導電体１６２と、緑色透明有機ＥＬ発光層１６３および透明陰極１６４とを形成した緑色ＴＯＬＥＤ１６０、および、透明支持体１７１上に陽極電極としての透明導電体１７２と、青色透明有機ＥＬ発光層１７３および透明陰極電極１７４とを形成した青色ＴＯＬＥＤ１７０を用意する。透明導電体１６２および透明導電体１７２は、ＩＴＯなどの金属酸化物によるアモルファス透明導電体が好ましい。ＩＴＯとしては市販のＩＴＯガラスを使用することができる。なお、アモルファス透明導電体としては、ＩＴＯ、酸化錫（ＴＯ）、酸化インジウム（ＩＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）、酸化亜鉛ガリウム（ＧＺＯ）、酸化インジウムタングステン（ＩＷＯ）などの材料を透明基板の上にスパッタ法またはイオンプレーティング法に成膜して構成するようにしてもよい。
赤色ＴＯＬＥＤ１５０、緑色ＴＯＬＥＤ１６０および青色ＴＯＬＥＤ１７０の具体的な構成は、実施例１から実施例４のそれぞれの組み合わせの中から選択される。
つぎに、基板１４１上に赤色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４２、緑色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４３および青色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４４、および赤色ＴＯＬＥＤ１５０を形成した積層体の上に、緑色ＴＯＬＥＤ１６０を重ね、さらに緑色ＴＯＬＥＤ１６０の上に青色ＴＯＬＥＤ１７０を重ねて積層する。このとき、積層部における屈折段差を補償するために必要に応じてシリコンオイルなどの透明導電性基板に近い屈折率を有する材料を介して積層する。最後に、赤色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４２、緑色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４３および青色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４４をそれぞれ赤色ＴＯＬＥＤ１５０、緑色ＴＯＬＥＤ１６０および青色ＴＯＬＥＤ１７０に接続する。
赤色ＴＯＬＥＤ１５０のＴＦＴ回路１４２、緑色ＴＯＬＥＤ１６０のＴＦＴ回路１４３および青色ＴＯＬＥＤ１７０のＴＦＴ回路１４４は、ＦＥＴで構成されているときはソース、ゲートおよびドレインから、バイポーラトランジスタで構成されているときはエミッタ、コレクタおよびベースから制御信号線が取り出されている。図１４においては、ＴＦＴ回路１４２、１４３、１４４をスイッチと見なし、スイッチをオン／オフする制御信号線であるゲート線またはベース線を省略して図示している。
赤色ＴＯＬＥＤ１５０のＴＦＴ回路１４２におけるエミッタは、直流電源１４６を介して赤色ＴＯＬＥＤ１５０の透明陰極１５３に接続され、コレクタは赤色ＴＯＬＥＤ１５０の陽極電極１５１に接続されている。緑色ＴＯＬＥＤ１６０のＴＦＴ回路１４３におけるエミッタは、直流電源１４７を介して緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明陰極１６４に接続され、コレクタは緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明導電体１６２に接続されている。同様に、青色ＴＯＬＥＤ１７０のＴＦＴ回路１４４におけるエミッタは、直流電源１４８を介して青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明陰極電極１７４に接続され、コレクタは青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明導電体１７２に接続されている。このように、赤色ＴＯＬＥＤ１５０、緑色ＴＯＬＥＤ１６０および青色ＴＯＬＥＤ１７０はそれぞれ別々の電源で個々に駆動され、互いに独立して発光する。
赤色ＴＯＬＥＤ１５０、緑色ＴＯＬＥＤ１６０および青色ＴＯＬＥＤ１７０による発光は積層方向に放射される。青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明陰極電極１７４側は全面が開口しているので青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明陰極電極１７４側に向かった放射光は開口からそのまま放射される。一方、赤色ＴＯＬＥＤ１５０の陽極電極１５１側には赤色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４２、緑色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４３および青色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４４が形成されているので、陽極電極１５１が透明導電体であっても開口は小さい。したがって、陽極電極１５１を光反射体で形成して、赤色ＴＯＬＥＤ１５０の陽極電極１５１側に向かった放射光を陽極電極１５１で反射させて青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明陰極電極１７４側に向けて、青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明陰極電極１７４側に向かった放射光に重畳させる。
この結果、カラー表示装置１５０はいわゆるトップエミッション型の高輝度カラー表示装置を実現することができる。
赤色ＴＯＬＥＤ１５０のＴＦＴ回路１４２、緑色ＴＯＬＥＤ１６０のＴＦＴ回路１４３および青色ＴＯＬＥＤ１７０のＴＦＴ回路１４４は、ＦＥＴで構成されているときはソース、ゲートおよびドレインから、バイポーラトランジスタで構成されているときはエミッタ、コレクタおよびベースから制御信号線が取り出されている。図１４においては、ＴＦＴ回路１４２、１４３、１４４をスイッチと見なし、スイッチをオン／オフする制御信号線であるゲート線またはベース線を省略して図示している。
赤色ＴＯＬＥＤ１５０のＴＦＴ回路１４２におけるエミッタは、直流電源１４６を介して赤色ＴＯＬＥＤ１５０の透明陰極１５３に接続され、コレクタは赤色ＴＯＬＥＤ１５０の陽極電極１５１に接続されている。緑色ＴＯＬＥＤ１６０のＴＦＴ回路１４３におけるエミッタは、直流電源１４７を介して緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明陰極１６４に接続され、コレクタは緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明導電体１６２に接続されている。同様に、青色ＴＯＬＥＤ１７０のＴＦＴ回路１４４におけるエミッタは、直流電源１４８を介して青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明陰極電極１７４に接続され、コレクタは青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明導電体１７２に接続されている。このように、赤色ＴＯＬＥＤ１５０、緑色ＴＯＬＥＤ１６０および青色ＴＯＬＥＤ１７０はそれぞれ別々の電源で個々に駆動され、互いに独立して発光する。
赤色ＴＯＬＥＤ１５０、緑色ＴＯＬＥＤ１６０および青色ＴＯＬＥＤ１７０による発光は積層方向に放射される。青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明陰極電極１７４側は全面が開口しているので青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明陰極電極１７４側に向かった放射光は開口からそのまま放射される。一方、赤色ＴＯＬＥＤ１５０の陽極電極１５１側には赤色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４２、緑色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４３および青色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路１４４が形成されているので、陽極電極１５１が透明導電体であっても開口は小さい。したがって、陽極電極１５１を光反射体で形成して、赤色ＴＯＬＥＤ１５０の陽極電極１５１側に向かった放射光を陽極電極１５１で反射させて青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明陰極電極１７４側に向けて、青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明陰極電極１７４側に向かった放射光に重畳させる。
この結果、カラー表示装置１５０はいわゆるトップエミッション型の高輝度カラー表示装置を実現することができる。
図１５は実施例６における１画素相当のカラー表示装置の断面側面図である。本実施例は、図１４で説明した実施例５の構成において、赤色ＴＯＬＥＤ１５０の透明陰極１５３、緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明支持体１６１と透明陰極１６４、および、青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明支持体１７１を省略した構成である。
実施例５においては、赤色ＴＯＬＥＤ１５０、緑色ＴＯＬＥＤ１６０および青色ＴＯＬＥＤ１７０として実施例１から実施例４のそれぞれの組み合わせの中から選択してそれぞれを重ね合わせて構成した。したがって、赤色ＴＯＬＥＤ１５０と緑色ＴＯＬＥＤ１６０の重ね合わせ部で赤色ＴＯＬＥＤ１５０の透明陰極１５３と緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明導電体１６２により透明電極が二重構造になっている。同様に、緑色ＴＯＬＥＤ１６０と青色ＴＯＬＥＤ１７０の重ね合わせ部で緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明陰極１６４と青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明導電体１７２により透明電極が二重構造になっている。そこで、本実施例においては、赤色ＴＯＬＥＤ１５０の透明陰極１５３、緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明支持体１６１と透明陰極１６４を省略し、さらに、青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明支持体１７１を省略して、赤色ＴＯＬＥＤ１５０の透明陰極１５３と緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明導電体１６２を共通の透明導電体１６２で構成し、緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明陰極１６４と青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明導電体１７２を共通の透明導電体１７２で構成して、赤色ＴＯＬＥＤ１５０の赤色透明有機ＥＬ発光層１５２上に緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明導電体１６２を重ね合わせ、緑色ＴＯＬＥＤ１６０の緑色透明有機ＥＬ発光層１６３上に青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明導電体１７２を重ね合わせる。
赤色ＴＯＬＥＤ１５０のＴＦＴ回路１４２におけるエミッタと緑色ＴＯＬＥＤ１６０のＴＦＴ回路１４３におけるコレクタは、共通接続されて直流電源１４６を介して透明導電体１６２に接続される。また、緑色ＴＯＬＥＤ１６０のＴＦＴ回路１４３におけるエミッタと青色ＴＯＬＥＤ１７０のコレクタは、共通接続されて直流電源１４７を介して透明導電体１７２に接続される。その他の構成および動作は図１４と同一であるので説明を省略する。
実施例５においては、赤色ＴＯＬＥＤ１５０、緑色ＴＯＬＥＤ１６０および青色ＴＯＬＥＤ１７０として実施例１から実施例４のそれぞれの組み合わせの中から選択してそれぞれを重ね合わせて構成した。したがって、赤色ＴＯＬＥＤ１５０と緑色ＴＯＬＥＤ１６０の重ね合わせ部で赤色ＴＯＬＥＤ１５０の透明陰極１５３と緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明導電体１６２により透明電極が二重構造になっている。同様に、緑色ＴＯＬＥＤ１６０と青色ＴＯＬＥＤ１７０の重ね合わせ部で緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明陰極１６４と青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明導電体１７２により透明電極が二重構造になっている。そこで、本実施例においては、赤色ＴＯＬＥＤ１５０の透明陰極１５３、緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明支持体１６１と透明陰極１６４を省略し、さらに、青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明支持体１７１を省略して、赤色ＴＯＬＥＤ１５０の透明陰極１５３と緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明導電体１６２を共通の透明導電体１６２で構成し、緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明陰極１６４と青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明導電体１７２を共通の透明導電体１７２で構成して、赤色ＴＯＬＥＤ１５０の赤色透明有機ＥＬ発光層１５２上に緑色ＴＯＬＥＤ１６０の透明導電体１６２を重ね合わせ、緑色ＴＯＬＥＤ１６０の緑色透明有機ＥＬ発光層１６３上に青色ＴＯＬＥＤ１７０の透明導電体１７２を重ね合わせる。
赤色ＴＯＬＥＤ１５０のＴＦＴ回路１４２におけるエミッタと緑色ＴＯＬＥＤ１６０のＴＦＴ回路１４３におけるコレクタは、共通接続されて直流電源１４６を介して透明導電体１６２に接続される。また、緑色ＴＯＬＥＤ１６０のＴＦＴ回路１４３におけるエミッタと青色ＴＯＬＥＤ１７０のコレクタは、共通接続されて直流電源１４７を介して透明導電体１７２に接続される。その他の構成および動作は図１４と同一であるので説明を省略する。
以上のように、本発明によれば、赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤをそれぞれ個別に作成し、これらの赤色ＴＯＬＥＤ、緑色ＴＯＬＥＤおよび青色ＴＯＬＥＤを重ね合わせて構成しているので、高い歩留まりでカラー表示装置を製造することができる。
また、製造工程において、ドライプロセス以外にスピンコート法やスプレー法などのウエットプロセスを混在させて製造することができるので、ＴＯＬＥＤとしての材料をドライ系やウェット系の区別無く広い範囲で選択して使用することができる。
また、ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路を赤色ＴＯＬＥＤ１０の陽極電極側に配置することにより、トップエミッションによる開口率の大きいカラー表示装置を実現することができる。
また、製造工程において、ドライプロセス以外にスピンコート法やスプレー法などのウエットプロセスを混在させて製造することができるので、ＴＯＬＥＤとしての材料をドライ系やウェット系の区別無く広い範囲で選択して使用することができる。
また、ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路を赤色ＴＯＬＥＤ１０の陽極電極側に配置することにより、トップエミッションによる開口率の大きいカラー表示装置を実現することができる。
本発明のカラー表示装置およびその製造方法は、薄型テレビ、パソコン用ディスプレイ、携帯電話やＰＤＡ、デジタルカメラなどの携帯用機器のディスプレイ、カーナビゲーション用などの車載機器のディスプレイ、ヘッドアップディスプレイなどの種々のフラット状ディスプレイに適用して好適である。
１ カラー表示装置
１０ 赤色ＴＯＬＥＤ
１１、２１、３１ 透明導電性基板
１２ 赤色透明有機ＥＬ発光層
１３ 透明電極
２０ 緑色ＴＯＬＥＤ
２２ 緑色透明有機ＥＬ発光層
３０ 青色ＴＯＬＥＤ
３２ 青色透明有機ＥＬ発光層
４１ 透明導電性基板
４２ 正孔注入層
４３ 正孔輸送層
４４ 発光層
４５ 電子輸送層
４６ 電子注入層
４７ 透明電極
５１ ＩＴＯガラス基板
５２ 正孔注入層
５３ 赤色発光層
５４ 電子輸送層
５５ 電子輸送層
５６ 電子注入層
５７ 透明陰極
６１ ＩＴＯガラス基板
６２ 正孔注入層
６３ 正孔輸送層
６４ 緑色発光層
６５ 電子注入層
６６ 透明陰極
７１ ＩＴＯガラス基板
７２ 正孔注入層
７３ 青色発光層
７４、７６ 電子注入層
７５ 電子輸送層
７７ 透明陰極
８０ 赤色ＴＯＬＥＤ
８１ ＩＴＯガラス基板
８２ 赤色発光層
８３ 電子注入層
８４ 透明陰極
９０ 緑色ＴＯＬＥＤ
１００ 青色ＴＯＬＥＤ
１０１ ＩＴＯガラス基板
１０２ 正孔注入層
１０３ 青色発光層
１０４、１０５ 電子輸送層
１０６ 電子注入層
１０７ 透明陰極
１１０ 赤色ＴＯＬＥＤ
１１１ ＩＴＯ基板
１１２ 赤色発光層
１１３ 電子注入層
１１４ 透明陰極
１２０ 緑色ＴＯＬＥＤ
１２１ ＩＴＯガラス基板
１２２ 緑色発光層
１２３ 電子注入層
１２４ 透明陰極
１３０ 青色ＴＯＬＥＤ
１３１ ＩＴＯガラス基板
１３２ 青色発光層
１３３ 電子注入層
１３４ 透明陰極
１４０ カラー表示装置
１４１ 基板
１４２ 赤色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路
１４３ 緑色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路
１４４ 青色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路
１４６、１４７、１４８ 直流電源
１５０ 赤色ＴＯＬＥＤ
１５１ 陽極電極
１５２ 赤色透明有機ＥＬ発光層
１５３ 透明陰極
１６０ 緑色ＴＯＬＥＤ
１６１ 透明支持体
１６２ 透明導電体
１６３ 緑色透明有機ＥＬ発光層
１６４ 透明陰極
１７０ 青色ＴＯＬＥＤ
１７１ 透明支持体
１７２ 透明導電体
１７３ 青色透明有機ＥＬ発光層
１７４ 透明陰極電極
１０ 赤色ＴＯＬＥＤ
１１、２１、３１ 透明導電性基板
１２ 赤色透明有機ＥＬ発光層
１３ 透明電極
２０ 緑色ＴＯＬＥＤ
２２ 緑色透明有機ＥＬ発光層
３０ 青色ＴＯＬＥＤ
３２ 青色透明有機ＥＬ発光層
４１ 透明導電性基板
４２ 正孔注入層
４３ 正孔輸送層
４４ 発光層
４５ 電子輸送層
４６ 電子注入層
４７ 透明電極
５１ ＩＴＯガラス基板
５２ 正孔注入層
５３ 赤色発光層
５４ 電子輸送層
５５ 電子輸送層
５６ 電子注入層
５７ 透明陰極
６１ ＩＴＯガラス基板
６２ 正孔注入層
６３ 正孔輸送層
６４ 緑色発光層
６５ 電子注入層
６６ 透明陰極
７１ ＩＴＯガラス基板
７２ 正孔注入層
７３ 青色発光層
７４、７６ 電子注入層
７５ 電子輸送層
７７ 透明陰極
８０ 赤色ＴＯＬＥＤ
８１ ＩＴＯガラス基板
８２ 赤色発光層
８３ 電子注入層
８４ 透明陰極
９０ 緑色ＴＯＬＥＤ
１００ 青色ＴＯＬＥＤ
１０１ ＩＴＯガラス基板
１０２ 正孔注入層
１０３ 青色発光層
１０４、１０５ 電子輸送層
１０６ 電子注入層
１０７ 透明陰極
１１０ 赤色ＴＯＬＥＤ
１１１ ＩＴＯ基板
１１２ 赤色発光層
１１３ 電子注入層
１１４ 透明陰極
１２０ 緑色ＴＯＬＥＤ
１２１ ＩＴＯガラス基板
１２２ 緑色発光層
１２３ 電子注入層
１２４ 透明陰極
１３０ 青色ＴＯＬＥＤ
１３１ ＩＴＯガラス基板
１３２ 青色発光層
１３３ 電子注入層
１３４ 透明陰極
１４０ カラー表示装置
１４１ 基板
１４２ 赤色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路
１４３ 緑色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路
１４４ 青色ＴＯＬＥＤのＴＦＴ回路
１４６、１４７、１４８ 直流電源
１５０ 赤色ＴＯＬＥＤ
１５１ 陽極電極
１５２ 赤色透明有機ＥＬ発光層
１５３ 透明陰極
１６０ 緑色ＴＯＬＥＤ
１６１ 透明支持体
１６２ 透明導電体
１６３ 緑色透明有機ＥＬ発光層
１６４ 透明陰極
１７０ 青色ＴＯＬＥＤ
１７１ 透明支持体
１７２ 透明導電体
１７３ 青色透明有機ＥＬ発光層
１７４ 透明陰極電極
Claims (14)
- 透明導電性基板上に赤色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成した赤色ＴＯＬＥＤと、透明導電性基板上に緑色透明有機ＥＬ発光層とを形成し、その上に透明電極を形成した緑色ＴＯＬＥＤと、透明導電性基板上に青色透明有機ＥＬ発光層とを形成し、その上に透明電極を形成した青色ＴＯＬＥＤとを、各々重ねて積層したことを特徴とするカラー表示装置。
- 赤色、緑色および青色の透明有機ＥＬ発光層は、それぞれ、有機物からなる発光層と、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つとによる積層体であることを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装置。
- 前記透明導電性基板は、透明導電体が付与されたガラスであることを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装置。
- 前記透明導電性基板が透明基板上に透明導電膜を形成したものであることを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装置。
- 前記赤色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＥＤＴ−ＰＳＳ層と、前記ＰＥＤＴ−ＰＳＳ層上にスピンコートされたＭＥＨ-ＰＰＶ層と、前記ＭＥＨ-ＰＰＶ層上に真空蒸着されたＰＢＤ層と、前記ＰＢＤ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記緑色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層と、前記ｍ−ＭＴＤＡＴＡ層上に真空蒸着されたＮＰＢ層と、前記ＮＰＢ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記青色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＥＤＴ−ＰＳＳ層と、前記ＰＥＤＴ−ＰＳＳ層上に真空蒸着されたＮＰＢ層と、前記ＮＰＢ上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成されたことを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装置。
- 前記赤色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤ、ＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの混合層と、前記混合層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記緑色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層と、前記ｍ−ＭＴＤＡＴＡ層上に真空蒸着されたＮＰＢ層と、前記ＮＰＢ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記青色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上に真空蒸着されたｍ−ＭＴＤＡＴＡ層と、前記ｍ−ＭＴＤＡＴＡ層上に真空蒸着されたＮＰＢ層と、前記ＮＰＢ上に真空蒸着されたＢＣＰ層と、前記ＢＣＰ層上に真空蒸着されたＡｌｑ3層と、前記Ａｌｑ3層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成されたことを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装置。
- 前記赤色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤ、ＲｕｂｒｅｎｅおよびＤＣＪＴＢの混合層と、前記混合層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記緑色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤおよびクマリン６の混合層と、前記混合層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成され、前記青色ＴＯＬＥＤが前記ＩＴＯガラス基板上にスピンコートされたＰＶＫ、ＢＮＤおよびペリレンの混合層と、前記混合層上に共蒸着して成膜されたＢＣＰ：Ｃｓ層と、前記ＢＣＰ：Ｃｓ層上にスパッタリングにより形成された透明陰極とから構成されたことを特徴とする請求項１に記載のカラー表示装置。
- 基板上に赤色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路、緑色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路および青色ＴＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ回路とを形成し、その上に前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤを順次積層したことを特徴とするカラー表示装置。
- 前記赤色ＴＯＬＥＤの陽極電極が反射体であることを特徴とする請求項８に記載のカラー表示装置。
- 前記赤色ＴＯＬＥＤの前記陰極電極と前記緑色ＴＯＬＥＤの陽極電極、および、前記緑色ＴＯＬＥＤの陰極電極と前記青色ＴＯＬＥＤの陽極電極をそれぞれ共通の透明電極で構成したことを特徴とする請求項８に記載のカラー表示装置。
- 透明導電性基板上に赤色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成した赤色ＴＯＬＥＤと、透明導電性基板上に緑色透明有機ＥＬ発光層とを形成し、その上に透明電極を形成した緑色ＴＯＬＥＤと、透明導電性基板上に青色透明有機ＥＬ発光層とを形成し、その上に透明電極を形成した青色ＴＯＬＥＤとを、前記透明導電性基板の屈折率に近い屈折率を有する透明接着剤により接着して積層したことを特徴とするカラー表示装置。
- 透明導電性基板上に赤色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成して赤色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、透明導電性基板上に緑色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成して緑色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、透明導電性基板上に青色透明有機ＥＬ発光層を形成し、その上に透明電極を形成して青色ＴＯＬＥＤを製造する工程と、前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤとを積層する工程を有することを特徴とするカラー表示装置の製造方法。
- 前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤの積層時に、透明導電性基板に近い屈折率を有する材料を介して積層することを特徴とする請求項１２に記載のカラー表示装置の製造方法。
- 請求項１２に記載のカラー表示装置の製造方法において、平面状のカラー表示装置を製造した後、前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤの積層方向に切溝を形成して切断し、切断した前記赤色ＴＯＬＥＤ、前記緑色ＴＯＬＥＤおよび前記青色ＴＯＬＥＤの個々の積層体をマトリクス状に配列したことを特徴とするカラー表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005350521A JP2007157487A (ja) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | カラー表示装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005350521A JP2007157487A (ja) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | カラー表示装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007157487A true JP2007157487A (ja) | 2007-06-21 |
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ID=38241594
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005350521A Withdrawn JP2007157487A (ja) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | カラー表示装置およびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007157487A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013000362A1 (zh) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | 重庆爱特光电有限公司 | 透射式oled显示器 |
| WO2020145311A1 (ja) * | 2019-01-11 | 2020-07-16 | 株式会社Ｊｏｌｅｄ | 光通信システム |
| WO2023281853A1 (ja) * | 2021-07-09 | 2023-01-12 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 発光装置及び電子機器 |
-
2005
- 2005-12-05 JP JP2005350521A patent/JP2007157487A/ja not_active Withdrawn
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| JP7518769B2 (ja) | 2019-01-11 | 2024-07-18 | ＪＤＩ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 合同会社 | 光通信システム |
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