JP2009048829A - 有機ｅｌ白色発光パネルおよび電子機器 - Google Patents

有機ｅｌ白色発光パネルおよび電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】良好な色バランスの白色発光を安定して実現可能な有機ＥＬ白色発光パネルを提供する。
【解決手段】有機ＥＬ白色発光パネル１００は、放出光の色が異なる複数の発光素子１０，２０を備える。各発光素子は、陽極５１と、陰極５２と、陽極と陰極との間に配置された発光層とを備え、発光層は、異なる発光色の発光小層４１，４２，４３を有する。緑青色放出発光素子２０では、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２の間に正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ中間層５７が配置され、緑青色放出発光素子２０では中間層５７が配置されていない。
【選択図】図１

Description

本発明は、陽極と陰極の間に有機膜の発光層を有する有機ＥＬ白色発光パネルおよびこれを有する電子機器に関する。
近年、液晶素子に代わる次世代の発光デバイスとして、有機ＥＬ素子（organic electroluminescent device）つまりＯＬＥＤ（organic light emitting diode）素子が注目を集めている。この有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、有機ＥＬ素子が自発光型であるために視野角依存性が少なく、また、バックライトや反射光が不要であるために低消費電力化や薄型化に向いている。
有機ＥＬ素子を用いてフルカラーの表示装置や照明装置等の発光装置を構成する場合には、色バランスのよい安定した白色発光が得られることが望ましい。しかしながら、一般に、単体の発光層で白色光を得るのは困難である。このため、有機ＥＬ素子で白色を発光させる技術として、陽極と陰極との間に赤色発光層、緑色発光層、青色発光層を積層させることが知られている。
単に赤色発光層、緑色発光層、青色発光層を積層しただけでは各色の発光強度のバランスが十分適切でなく、色再現性の良好な表示装置を得ることが困難である。このため特許文献１に記載の技術では、発光層間に有機材料からなる中間層を設けることで、特定の発光層の発光効率の低下を防止し、各色の発光層における発光強度のバランスを改善しようとしている。
特開２００５−１００９２１号公報
特許文献１に記載の技術で中間層を設ける目的は、有機ＥＬ素子の各々から放出される光の色を良好な白色にすることである。しかし、個々の有機ＥＬ素子において中間層の膜厚がわずかに変化するだけでキャリアのバランスが崩れて色の強弱が生じる。このため、現実的には有機ＥＬ素子の各々から放出される光の色を同じにするのは困難であり、有機ＥＬ白色発光パネル全体として、良好な色バランスの白色発光の実現や安定した白色発光を得ることは困難である。
そこで、本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
一つの態様では本発明に係る有機ＥＬ白色発光パネルは、第１の発光素子と、前記第１の発光素子とは放出光の色が異なる第２の発光素子とを少なくとも備え、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々が、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置された発光層とを備え、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層は、積層された、発光強度のピークの波長が異なる複数の発光小層を有しており、前記第１の発光素子では、前記発光小層の間に、正孔輸送性かつ電子阻止性または電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層が配置されており、前記第２の発光素子では、前記発光小層の間に、前記中間層が配置されていない。
この有機ＥＬ白色発光パネルでは、中間層が配置された第１の発光素子と、中間層が配置されていない第２の発光素子では、発光層のうち強く発光する発光小層を異ならせることができる。従って、第１の発光素子から放出される光の色と第２の発光素子から放出される光の色を異ならせることができる。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本発明のように、特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。第１の発光素子と第２の発光素子は、中間層の有無を除けば、類似した構造を有しており、中間層以外は同一の構造にすることもできる。
具体的には、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層は、第１の発光小層と第２の発光小層とを少なくとも有しており、前記第１の発光小層の発光強度のピークの波長は前記第２の発光小層の発光強度のピークの波長よりも長く、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層では、最も前記陽極に近い方の発光小層として、前記第１の発光小層が配置されており、前記第１の発光素子では、前記第１の発光小層と前記第２の発光小層の間に、正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ前記中間層が配置されていてもよい。つまり、第１の発光素子では、陽極に近く発光波長が長い第１の発光小層と陰極に近く発光波長が短い第２の発光小層の間に、正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ中間層を配置すると好ましい。
一般に、発光色が異なる発光小層が積層され有機ＥＬ構造に通電した場合には、エネルギレベルが低い長波長で発光する発光小層で多く発光する。例えば、赤色の発光小層で緑色の発光小層よりも多く発光するのが通例である。従って、中間層がない第２の発光素子では、長波長で発光する第１の発光小層で多く発光しやすいので、長波長の色を強く放出しやすい。他方、第１の発光素子では、陽極側にあり長波長で発光する第１の発光小層と陰極側にあり短波長で発光する第２の発光小層の間に、電子阻止性を持つ中間層が配置されているので、第２の発光小層からの第１の発光小層への電子の移動が阻害され、第１の発光小層での発光が低減し、第２の発光小層での発光が増大する。つまり第１の発光素子では、第２の発光素子に比べて、短波長の光を強く放出しやすい。このようにして、第１の発光素子から放出される光の色と第２の発光素子から放出される光の色を異ならせることができる。
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層は、第１の発光小層と第２の発光小層とを少なくとも有しており、前記第１の発光小層の発光強度のピークの波長は前記第２の発光小層の発光強度のピークの波長よりも長く、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層では、最も前記陰極に近い方の発光小層として、前記第１の発光小層が配置されており、前記第１の発光素子では、前記第１の発光小層と前記第２の発光小層の間に、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ前記中間層が配置されていてもよい。つまり、第１の発光素子では、陰極に近く発光波長が長い第１の発光小層と陽極に近く発光波長が短い第２の発光小層の間に、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層を配置すると好ましい。
この場合には、第１の発光素子では、陰極側にあり長波長で発光する第１の発光小層と陽極側にあり短波長で発光する第２の発光小層の間に、正孔阻止性を持つ中間層が配置されているので、第２の発光小層からの第１の発光小層への正孔の移動が阻害され、第１の発光小層での発光が低減し、第２の発光小層での発光が増大する。つまり第１の発光素子では、第２の発光素子に比べて、短波長の光を強く放出しやすい。このようにして、第１の発光素子から放出される光の色と第２の発光素子から放出される光の色を異ならせることができる。
他の一つの態様では本発明に係る有機ＥＬ白色発光パネルは、第１の発光素子と、前記第１の発光素子とは放出光の色が異なる第２の発光素子とを少なくとも備え、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々が、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置された発光層とを備え、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層は、積層された、発光強度のピークの波長が異なる複数の発光小層と、前記発光小層の間に配置された正孔輸送性かつ電子阻止性または電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層とを有しており、前記第１の発光素子での前記中間層の電子阻止性または正孔阻止性が、前記第２の発光素子での前記中間層の電子阻止性または正孔阻止性よりも高い。
この有機ＥＬ白色発光パネルでは、中間層の性質が異なる第１の発光素子と第２の発光素子で、発光層のうち強く発光する発光小層を異ならせることができる。従って、第１の発光素子から放出される光の色と第２の発光素子から放出される光の色を異ならせることができる。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本発明のように、特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。第１の発光素子と第２の発光素子は、中間層の性質を除けば、類似した構造を有しており、中間層以外は同一の構造にすることもできる。
前記第１の発光素子での前記中間層の厚さが、前記第２の発光素子での前記中間層の厚さより大きくなるように形成して、第１の発光素子と第２の発光素子で、中間層の電子阻止性または正孔阻止性を異ならせてもよい。これに代えてあるいはこれに加えて、前記第１の発光素子での前記中間層の電子移動度または正孔移動度が、前記第２の発光素子での前記中間層の電子移動度または正孔移動度よりも低いように中間層の材料を選択して、第１の発光素子と第２の発光素子で、中間層の電子阻止性または正孔阻止性を異ならせてもよい。いずれの場合にも、中間層の性質を異ならせることが容易である。
具体的には、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層は、第１の発光小層と第２の発光小層とを少なくとも有しており、前記第１の発光小層の発光強度のピークの波長は前記第２の発光小層の発光強度のピークの波長よりも長く、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層では、最も前記陽極に近い方の発光小層として、前記第１の発光小層が配置されており、前記第１の発光小層と前記第２の発光小層の間に、正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ前記中間層が配置されており、前記第１の発光素子での前記中間層の電子阻止性が、前記第２の発光素子での前記中間層の電子阻止性よりも高いと好ましい。つまり、第１の発光素子と第２の発光素子の各々では、陽極に近く発光波長が長い第１の発光小層と陰極に近く発光波長が短い第２の発光小層の間に、正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ中間層を配置し、第１の発光素子での中間層の電子阻止性がより高いと好ましい。
この場合には、中間層の電子阻止性がより低い第２の発光素子では、長波長で発光する第１の発光小層で多く発光しやすいので、長波長の色を強く放出しやすい。他方、第１の発光素子では、陽極側にあり長波長で発光する第１の発光小層と陰極側にあり短波長で発光する第２の発光小層の間に、電子阻止性がより高い中間層が配置されているので、第２の発光小層からの第１の発光小層への電子の移動がより阻害され、第１の発光小層での発光が低減し、第２の発光小層での発光が増大する。つまり第１の発光素子では、第２の発光素子に比べて、短波長の光を強く放出しやすい。このようにして、第１の発光素子から放出される光の色と第２の発光素子から放出される光の色を異ならせることができる。
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層は、第１の発光小層と第２の発光小層とを少なくとも有しており、前記第１の発光小層の発光強度のピークの波長は前記第２の発光小層の発光強度のピークの波長よりも長く、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層では、最も前記陰極に近い方の発光小層として、前記第１の発光小層が配置されており、前記第１の発光小層と前記第２の発光小層の間に、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ前記中間層が配置されており、前記第１の発光素子での前記中間層の正孔阻止性が、前記第２の発光素子での前記中間層の正孔阻止性よりも高くてもよい。つまり、第１の発光素子と第２の発光素子の各々では、陰極に近く発光波長が長い第１の発光小層と陽極に近く発光波長が短い第２の発光小層の間に、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層を配置し、第１の発光素子での中間層の正孔阻止性がより高いと好ましい。
この場合には、中間層の正孔阻止性がより低い第２の発光素子では、長波長で発光する第１の発光小層で多く発光しやすいので、長波長の色を強く放出しやすい。他方、第１の発光素子では、陰極側にあり長波長で発光する第１の発光小層と陽極側にあり短波長で発光する第２の発光小層の間に、正孔阻止性がより高い中間層が配置されているので、第２の発光小層からの第１の発光小層への正孔の移動がより阻害され、第１の発光小層での発光が低減し、第２の発光小層での発光が増大する。つまり第１の発光素子では、第２の発光素子に比べて、短波長の光を強く放出しやすい。このようにして、第１の発光素子から放出される光の色と第２の発光素子から放出される光の色を異ならせることができる。
上述したいずれの有機ＥＬ白色発光パネルについても、複数の前記第１の発光素子と、複数の前記第２の発光素子とを備え、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子とが平面内に混在していると好ましい。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本発明のように、各々が特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。
複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子の配置パターンとしては、各種のものが考えられる。例えば、前記平面上のいずれかの方向において第１の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第２の発光素子が出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子とが配列されていてもよい。例えば、Ｘ方向に、第１、第２、第２、第１、第２、第２、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよいし、第１、第２、第１、第２、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよい。このようにＸ方向に規則的に第１の発光素子と第２の発光素子が配列されていれば、Ｙ方向には第１と第２の発光素子のうち一タイプのみが配列されていてもよいし、Ｙ方向においても第１と第２の発光素子が規則的に配列されていてもよい。例えば市松模様に第１と第２の発光素子が配置されていてもよい。
あるいは、前記平面上のいずれかの方向において第２の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第１の発光素子が出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子とが配列されていてもよい。例えば、Ｘ方向に、第２、第１、第１、第２、第１、第１、第２、第１、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよいし、第１、第２、第１、第２、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよい。このようにＸ方向に規則的に第１の発光素子と第２の発光素子が配列されていれば、Ｙ方向には第１と第２の発光素子のうち一タイプのみが配列されていてもよいし、Ｙ方向においても第１と第２の発光素子が規則的に配列されていてもよい。例えば市松模様に第１と第２の発光素子が配置されていてもよい。
他の一つの態様では本発明に係る有機ＥＬ白色発光パネルは、第１の発光素子と、前記第１の発光素子とは放出光の色が異なる第２の発光素子と、前記第１の発光素子および前記第２の発光素子とは放出光の色が異なる第３の発光素子とを備え、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子と前記第３の発光素子の各々が、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置された発光層とを備え、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子と前記第３の発光素子の各々における前記発光層は、積層された、発光色が赤色の発光小層と発光色が緑色の発光小層と発光色が青色の発光小層とを有しており、発光色が緑色の前記発光小層が発光色が赤色の前記発光小層と発光色が青色の前記発光小層の間に配置されており、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子と前記第３の発光素子のうち少なくとも二つには、いずれかの発光小層の間に、正孔輸送性かつ電子阻止性または電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層が配置されており、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子と前記第３の発光素子では、中間層の状態が異なる。
この有機ＥＬ白色発光パネルでは、第１の発光素子と第２の発光素子と第３の発光素子では中間層の状態が異なるので、発光素子に応じて、発光層のうち強く発光する発光小層を異ならせることができる。従って、第１の発光素子から放出される光の色、第２の発光素子から放出される光の色、および第３の発光素子から放出される光の色を異ならせることができる。例えば、赤色が強い光、緑色が強い光、青色が強い光を、異なる発光素子から放出させることができる。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本発明のように、特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。第１の発光素子と第２の発光素子と第３の発光素子は、中間層の性質を除けば、類似した構造を有しており、中間層以外は同一の構造にすることもできる。
この態様の有機ＥＬ白色発光パネルについて、複数の前記第１の発光素子と、複数の前記第２の発光素子と、複数の前記第３の発光素子とを備え、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが平面内に混在していると好ましい。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本発明のように、各々が特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。
複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子の配置パターンとしては、各種のものが考えられる。例えば、前記平面上のいずれかの方向において第１の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第２の発光素子と１つまたは複数の第３の発光素子とが出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが配列されていてもよい。例えば、Ｘ方向に、第１、第２、第３、第１、第２、第３、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよいし、第１、第２、第２、第３、第１、第２、第２、第３、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよい。このようにＸ方向に規則的に第１の発光素子と第２の発光素子と第３の発光素子が配列されていれば、Ｙ方向には第１と第２と第３の発光素子のうち一タイプのみが配列されていてもよいし、Ｙ方向においても第１と第２と第３の発光素子が規則的に配列されていてもよい。
あるいは、前記平面上のいずれかの方向において第２の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第１の発光素子と１つまたは複数の第３の発光素子とが出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが配列されていてもよい。例えば、Ｘ方向に、第１、第２、第３、第１、第２、第３、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよいし、第１、第２、第３、第３、第１、第２、第３、第３、第１、第２．．．のように発光素子が並んでいてもよい。このようにＸ方向に規則的に第１の発光素子と第２の発光素子と第３の発光素子が配列されていれば、Ｙ方向には第１と第２と第３の発光素子のうち一タイプのみが配列されていてもよいし、Ｙ方向においても第１と第２と第３の発光素子が規則的に配列されていてもよい。
あるいは、前記平面上のいずれかの方向において第３の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第１の発光素子と１つまたは複数の第２の発光素子とが出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが配列されていてもよい。例えば、Ｘ方向に、第１、第２、第３、第１、第２、第３、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよいし、第１、第２、第３、第１、第１、第２、第３、第１、第１、第２、第３．．．のように発光素子が並んでいてもよい。このようにＸ方向に規則的に第１の発光素子と第２の発光素子と第３の発光素子が配列されていれば、Ｙ方向には第１と第２と第３の発光素子のうち一タイプのみが配列されていてもよいし、Ｙ方向においても第１と第２と第３の発光素子が規則的に配列されていてもよい。
本発明に係る電子機器は、上記の有機ＥＬ白色発光パネルを備える。
フルカラー表示装置として使用される電子機器は、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子とが平面内に混在している有機ＥＬ白色発光パネルと、前記有機ＥＬ白色発光パネルのうちそれぞれ異なる領域に対面して、前記有機ＥＬ白色発光パネルから進行する光の一部が透過する複数のカラーフィルタとを備え、前記カラーフィルタに対面する各領域内で、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子とが混在していると好ましい。このような配置では、各カラーフィルタに、複数の第１の発光素子と複数の第２の発光素子から出射する色バランスの良好な白色光が入射する。従って、各カラーフィルタの透過作用で実現される色が良好になる。
あるいは、フルカラー表示装置として使用される電子機器は、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが平面内に混在している有機ＥＬ白色発光パネルと、前記有機ＥＬ白色発光パネルのうちそれぞれ異なる領域に対面して、前記有機ＥＬ白色発光パネルから進行する光の一部が透過する複数のカラーフィルタとを備え、前記カラーフィルタに対面する各領域内で、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが混在していると好ましい。このような配置では、各カラーフィルタに、複数の第１の発光素子と複数の第２の発光素子と複数の第３の発光素子から出射する色バランスの良好な白色光が入射する。従って、各カラーフィルタの透過作用で実現される色が良好になる。
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。なお、図面においては、各部の寸法の比率は実際のものとは適宜に異なる。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネル１００の基本的構造を示す断面図である。図１に示すように有機ＥＬ白色発光パネル１００は、赤色放出発光素子（第２の発光素子）１０、緑青色放出発光素子（第１の発光素子）２０を備える。それぞれの発光素子は基板５０上に形成され、陽極５１と陰極５２との間に、複数の有機層が積層されている。図では、２つの発光素子しか示さないが、実際には、図示よりも多数の画素が設けられている。
有機ＥＬ白色発光パネル１００は、ボトムエミッションタイプでもトップエミッションタイプでもデュアルエミッションタイプでもよい。図示の例は、ボトムエミッションタイプであり、基板５０が例えばガラスなどの透明材料で形成されている。
後述するように、赤色放出発光素子１０は赤色が強い白色光を放出し、緑青色放出発光素子２０は緑色と青色が強い白色光を放出する。但し、発光素子の面積は微少であるので、各発光素子の面積および発光時の輝度を適切に設定することにより、赤色放出発光素子１０と緑青色放出発光素子２０が発光すると、人間の目には、赤色、緑色および緑色の光が混合した白色に見える。従って、有機ＥＬ白色発光パネル１００は白光を放出する白色発光パネルである。
いずれの発光素子１０，２０とも陽極５１側に正孔注入層５３と正孔輸送層５４が形成され、陰極５２側に電子注入層５５と電子輸送層５６が形成されており、これらの層に挟まれた発光層に正孔あるいは電子を供給できるようになっている。陽極５１の材料および厚さは、エミッションタイプに応じて適宜選択されうる。つまり陽極５１に透光性が要求される場合には、陽極５１は、例えばＩＴＯ（indium tin oxide）のような透明材料を主成分として形成されるか、より導電性が高い金属または合金で極めて薄く形成される。陽極５１に透光性が要求されない場合には、陽極５１は、導電性が高い金属または合金で厚く不透明に形成されるか、または導電性が高い金属または合金と、ＩＴＯのような透明材料とが積層された構造にすることができる。
陰極５２の材料および厚さも、エミッションタイプに応じて適宜選択されうる。つまり陰極５２に透光性が要求される場合には、陰極５２は、例えばＩＴＯのような透明材料を主成分として形成されるか、より導電性が高い金属または合金で極めて薄く形成される。陰極５２に透光性が要求されない場合には、陰極５２は、導電性が高い金属または合金で厚く不透明に形成される。
正孔注入層５３は例えばCuPc（銅フタロシアニン）により陽極５１に接して形成されており、正孔輸送層５４は例えばα−ＮＰＤにより正孔注入層５３に接して形成されている。電子注入層５５は例えばＬｉＦ（フッ化リチウム）により陰極５２に接して形成されており、電子輸送層５６は例えばAlq３（トリス8-キノリノラトアルミニウム錯体）により電子注入層５５に接して形成されている。
図示のように、緑青色放出発光素子２０では、赤色発光小層（第１の発光小層）４１、中間層５７、緑色発光小層（第２の発光小層）４２、青色発光小層４３が積層されており、陽極５１に最も近い発光小層として赤色発光小層４１が配置され、陰極５２に最も近い発光小層として青色発光小層４３が配置されている。そして、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２との間に中間層５７が設けられている。
一方、赤色放出発光素子１０の発光層は、中間層を有さず、ここでは赤色発光小層４１、緑色発光小層４２、青色発光小層４３が積層されており、やはり陽極５１に最も近い発光小層として赤色発光小層４１が配置され、陰極５２に最も近い発光小層として青色発光小層４３が配置されている。赤色放出発光素子１０は、緑青色放出発光素子２０に対して中間層の有無を除いて同じ構造である。このように、本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネル１００は、中間層を有する発光素子と、中間層を有さない発光素子を備える。
赤色発光小層４１の発光強度のピークの波長は赤色に相当する。緑色発光小層４２の発光強度のピークの波長は緑色に相当する。青色発光小層４３の発光強度のピークの波長は青色に相当する。つまり赤色発光小層４１は、これらの小層のうち最も長い波長に発光強度のピークを有する。例えば、赤色発光小層４１のホスト材料としては出光興産株式会社製の商品名「ＢＨ−２１５」を使用し、そのドーパントの材料としては出光興産株式会社製の商品名「ＲＤ−００１」を使用することができる。例えば、緑色発光小層４２のホスト材料としては出光興産株式会社製の商品名「ＢＨ−２１５」を使用し、そのドーパントの材料としては出光興産株式会社製の商品名「ＧＤ−２０６」を使用することができる。例えば、青色発光小層４３のホスト材料としては出光興産株式会社製の商品名「ＢＨ−２１５」を使用し、そのドーパントの材料としては出光興産株式会社製の商品名「ＢＤ−１０２」を使用することができる。
このような構成の有機ＥＬ白色発光パネル１００の発光時における作用について図２から図４を参照して説明する。図２は、各発光素子の発光層での発光の様子を模式的に示したものである。つまり図２の赤、緑、青の文字の大きさは、発光の強さを示す。
赤色放出発光素子１０は、中間層を有さず、赤色発光小層４１、緑色発光小層４２、青色発光小層４３が積層されている。陰極側からは電子が注入され、陽極側からは正孔が注入される。この結果、各発光層では、電子と正孔との再結合により励起子が形成され、すぐに基底状態に戻ることによりエネルギーが放出され、発光層の材料に応じた色の発光が行なわれる。
一般に、発光色が異なる発光小層が積層された有機ＥＬ構造に通電した場合には、エネルギレベルが低い長波長で発光する発光小層で多く発光する。つまり、中間層がない場合は、波長の長い赤色の光を強く放出する傾向がある。さらに、中間層がない赤色放出発光素子１０では、緑色発光小層４２、青色発光小層４３で形成された励起子は赤色発光小層４１に移動しやすくなるため、赤色放出発光素子１０からは、赤色の強い白色光が放出されがちである。
図３は、赤色放出発光素子１０の一例での放出光のスペクトルを示す。赤色放出発光素子１０から放出される光における赤色の光の割合は、発光小層の成分および厚さなどの要因によって変わりうるが、図３に示すような極めて赤色の割合が強い光が赤色放出発光素子１０から放出することもありうる。
図４は、緑青色放出発光素子２０の一例での放出光のスペクトルを示す。緑青色放出発光素子２０においては、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２との間に中間層５７が形成されている。中間層５７は、正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ有機物質で形成されている。この中間層５７により、陰極側から注入された電子が赤色発光小層４１に到達することが妨げられる（つまり到達しにくくなる）。これにより、赤色発光小層４１での電子と正孔との再結合が制限される。また、緑色発光小層４２と青色発光小層４３で形成された励起子が赤色発光小層４１に移動することも妨げられる。この結果、赤色発光小層４１での発光強度が小さくなり、緑色発光小層４２および青色発光小層４３での発光強度が大きくなる。つまり緑青色放出発光素子２０では、赤色放出発光素子１０に比べて、より短波長の光を強く放出しやすく、青緑色の強い白色光が放出される。このように、本実施の形態では、放出される光の色が発光素子に応じて異なる。
図５は、有機ＥＬ白色発光パネル１００の拡大平面図である。図５に示すように、有機ＥＬ白色発光パネル１００は、赤色放出発光素子１０と緑青色放出発光素子２０とが市松模様のパターンで配置されている。赤色放出発光素子１０は赤色の強い白色光を出射し、緑青色放出発光素子２０は緑色と青色の強い白色光を出射するため、有機ＥＬ白色発光パネル１００全体としては安定した白色光が得られる。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本実施の形態のように、特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。
有機ＥＬ白色発光パネル１００における赤色放出発光素子１０と緑青色放出発光素子２０の配置パターンは、図５の例に限られず、種々の他のパターンを採用することができる。例えば、両発光素子をライン状に配置したり、一方の発光素子を他方の発光素子で囲むように配置してもよい。
例えば、前記平面上のいずれかの方向において第１の発光素子（緑青色放出発光素子）同士の間に規則的に１つまたは複数の第２の発光素子（赤色放出発光素子）が出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子とが配列されていてもよい。図示しないが、例えば、Ｘ方向に、第１、第２、第２、第１、第２、第２、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよいし、第１、第２、第１、第２、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよい。このようにＸ方向に規則的に第１の発光素子と第２の発光素子が配列されていれば、Ｙ方向には第１と第２の発光素子のうち一タイプのみが配列されていてもよいし、Ｙ方向においても第１と第２の発光素子が規則的に配列されていてもよい。上記の市松模様のパターンは、第１と第２の発光素子がＸ方向およびＹ方向に規則的に配置された一例である。
あるいは、前記平面上のいずれかの方向において第２の発光素子（赤色放出発光素子）同士の間に規則的に１つまたは複数の第１の発光素子（緑青色放出発光素子）が出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子とが配列されていてもよい。図示しないが、例えば、Ｘ方向に、第２、第１、第１、第２、第１、第１、第２、第１、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよいし、第１、第２、第１、第２、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよい。このようにＸ方向に規則的に第１の発光素子と第２の発光素子が配列されていれば、Ｙ方向には第１と第２の発光素子のうち一タイプのみが配列されていてもよいし、Ｙ方向においても第１と第２の発光素子が規則的に配列されていてもよい。上記の市松模様のパターンは、第１と第２の発光素子がＸ方向およびＹ方向に規則的に配置された一例である。
また、それぞれの発光素子の個数比率あるいは面積比率も同一に限られず、一方を他方より多く、あるいは大きく形成することができる。さらには、発光素子の形状は、矩形型に限られず、円形、その他の形状とすることができる。
赤色発光領域１０と緑青色発光領域２０の配置パターンや面積比等を実験的、あるいは、理論的に調整することで、有機ＥＬ白色発光パネル１００が全体として出射する白色光の色バランスを最適化することができる。例えば、図５に示したような赤色放出発光素子１０と緑青色放出発光素子２０との配置パターンにおいて、放出される白色光が赤色の強いものであれば、緑青色放出発光素子２０の面積比率が高まるような配置パターンに変更することで、有機ＥＬ白色発光パネル１００全体として、望ましい色バランスの安定した白色発光を得ることができる。
中間層５７として使用するのに好適な性質は、まず正孔輸送性かつ電子阻止性である。また、緑色発光小層４２と青色発光小層４３で形成された励起子が赤色発光小層４１に移動しないように、中間層５７のＨＯＭＯ−ＬＯＭＯ間のエネルギギャップは、赤色発光小層４１の構成材料のＨＯＭＯ−ＬＯＭＯ間のエネルギギャップよりも高いと好ましい。さらには、赤色発光小層４１で形成された励起子が緑色発光小層４２または青色発光小層４３に移動したり中間層５７自体が発光したりしないように、中間層５７のＨＯＭＯ−ＬＯＭＯ間のエネルギギャップは、緑色発光小層４２の構成材料のＨＯＭＯ−ＬＯＭＯ間のエネルギギャップよりも高いと好ましい。
このような性質を有する中間層５７に適した材料としては、通常、正孔輸送層として使用されている材料と同じ材料がある。例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物が使用されうる。
本実施の形態では、緑青色放出発光素子２０は、赤色放出発光素子１０と中間層５７の有無だけが異なっている。このため、例えば蒸着のような堆積法で発光小層を形成する場合、中間層以外はマスクでの堆積の区分が不要である。但し、本発明は堆積法で形成される発光層に限定されるのではなく、発光層はインクジェット法、ディスペンサ法などの液体供給方法で形成してもよい。
図６は、有機ＥＬ白色発光パネル１００の全体を断面を示す断面図である。図６に示すように有機ＥＬ白色発光パネル１００では、共通の基板５０上に、陽極５１、正孔注入層５３、正孔輸送層５４、赤色発光小層４１が形成される。これらの層は、各発光素子で共通するため、各発光素子につき同一工程で形成することができる。そして、緑青色放出発光素子２０に相当する箇所にのみ中間層５７を形成する。これは、例えば、中間層５７に対応した開口部が設けられたマスクを用いて成膜することで形成することができる。あるいは、インクジェット方式でその材料を滴下してもよい。
有機ＥＬ白色発光パネル１００は、さらに、緑色発光層４２、青色発光層４３、電子輸送層５６、電子注入層５５、陰極５２を各発光素子につき同一工程で形成することで製造することができる。
本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネル１００は、望ましい色バランスの白色を得ることができる。従って、例えば、図７に示すように、有機ＥＬ白色発光パネル１００の３つの領域１０１，１０２，１０３に、それぞれ赤色のカラーフィルタＣＦＲ、緑色のカラーフィルタＣＦＧ、青色のカラーフィルタＣＦＢを対面させることで、フルカラー表示装置の単位画素を構成することができる。このようなフルカラー表示装置として使用される電子機器において、カラーフィルタに対面する各領域内で、複数の緑青色放出発光素子と複数の赤色放出発光素子とが混在している配置のために、各カラーフィルタに、複数の緑青色放出発光素子と複数の赤色放出発光素子から出射する色バランスの良好な白色光が入射する。従って、各カラーフィルタの透過作用で実現される色が良好になる。
また、本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネル１００は、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用せずに、白色の照明装置、液晶表示装置のバックライト等としても用いることができる。さらには、本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネル１００は、カラーフィルタを用いずに、発光状態と、非発光状態とで表示内容を変えるセグメント型のモノクロ表示装置に適用することもできる。
実施の形態において、正孔注入層５３、正孔輸送層５４は厳密に区別されて無くてもよく、一方が他方を兼ねたり、陽極５１がこれらの機能を担ってもよい。電子注入層５５、電子輸送層５６についても同様である。
図８は、第１の実施の形態の変形例の基本的構造を示す断面図である。図８において第１の実施の形態と共通する構成要素は同一の符号で示し、それらを詳細には説明しない。第１の実施の形態の発光素子は、陽極５１側から赤色発光小層４１、緑色発光小層４２、青色発光小層４３の順に積層している。しかし、図８に示すように、例えば、陽極５１側から赤色発光小層（第１の発光小層）４１、青色発光小層（第２の発光小層）４３、緑色発光小層４３の順で積層してもよい。また、図示しないが、いずれかの色の発光層を省いたり、他の色の発光層を設けるようにしてもよい。いずれの場合も、正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ中間層５７と陽極５１との間に挟まれた発光小層の発光強度が弱まり、この中間層５７と陰極５２との間に挟まれた発光小層の発光強度が強まるため、各色の発光強度を調整することができる。
図９は、第１の実施の形態の他の変形例の基本的構造を示す断面図である。図９において第１の実施の形態と共通する構成要素は同一の符号で示し、それらを詳細には説明しない。この変形例では、発光層として黄色発光小層（第１の発光小層）６１と青色発光小層（第２の発光小層）６２が積層されている。陽極５１に最も近い発光小層として黄色発光小層６１が配置され、陰極５２に最も近い発光小層として青色発光小層６２が配置されている。黄色発光小層６１の発光強度のピークの波長は黄色に相当し、青色発光小層６２の発光強度のピークの波長は青色に相当する。つまり黄色発光小層６１は、青色発光小層６２よりも長い波長に発光強度のピークを有する。但し、当業者には明らかなように、黄色発光小層６１は、純粋な黄色の波長の光のみではなく、赤色および緑色の波長の光も発する。
黄色放出発光素子（第２の発光素子）３５は、中間層が配置されていない構造を有する。他方、青色放出発光素子（第１の発光素子）３６の黄色発光小層６１と青色発光小層６２の間には中間層５７が設けられている。
図９の構造では、中間層がない黄色放出発光素子３５では、長波長で発光する黄色発光小層６１で多く発光しやすいので、黄色の波長付近の色の光を強く放出しやすい。つまり、黄色放出発光素子３５は、赤色および緑色の光を含み黄色が強い白色光を放出する。他方、青色放出発光素子３６では、正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ中間層５７により、陰極側から注入された電子が黄色発光小層６１に到達することが妨げられる。このため青色放出発光素子３６は青色が強い白色光を放出する。
但し、発光素子の面積は微少であるので、各発光素子の面積および発光時の輝度を適切に設定することにより、黄色放出発光素子３５と青色放出発光素子３６が発光すると、人間の目には、黄色および青色の光が混合した白色に見える。従って、図９に示す有機ＥＬ白色発光パネルは白光を放出する白色発光パネルである。図９に示す構造では、黄色発光小層６１が使用されているが、これに代えて、橙色発光小層を使用してもよい。橙色発光小層は、橙色に相当する波長に発光強度のピークを持ち、赤色および緑色の波長の光も発する。
＜第２の実施の形態＞
次に第２の実施の形態について説明する。図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネル１００ａの基本的構造を示す断面図である。図１０において第１の実施の形態と共通する構成要素は同一の符号で示し、それらを詳細には説明しない。この変形例では、発光層として赤色発光小層（第１の発光小層）４１、緑色発光小層（第２の発光小層）４２、青色発光小層４３が積層されている。陰極５２に最も近い発光小層として赤色発光小層４１が配置され、陽極５１に最も近い発光小層として青色発光小層４３が配置されている。
赤色放出発光素子（第２の発光素子）１０は、中間層が配置されていない構造を有する。他方、緑青色放出発光素子（第１の発光素子）２０では、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２の間に中間層１５７が設けられている。この中間層１５７は、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ。つまり、緑青色放出発光素子２０では、陰極５２に近く発光波長が長い赤色発光小層４１と陽極５１に近く発光波長が短い緑色発光小層４２の間に、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層１５７が配置されている。
中間層がない赤色放出発光素子１０では、エネルギレベルが低い長波長で発光する赤色発光小層４１で多く発光し、波長の長い赤色の光を強く放出する傾向がある。さらに、中間層がない赤色放出発光素子１０では、緑色発光小層４２、青色発光小層４３で形成された励起子は赤色発光小層４１に移動しやすくなるため、赤色放出発光素子１０からは、赤色の強い白色光が放出されがちである。従って、第１の実施の形態と同様に、図３に示すような極めて赤色の割合が強い光が赤色放出発光素子１０から放出することもありうる。
緑青色放出発光素子２０においては、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２との間に中間層１５７が形成されている。中間層１５７は、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ有機物質で形成されている。この中間層１５７により、陽極側から注入された正孔が赤色発光小層４１に到達することが妨げられる（つまり到達しにくくなる）。これにより、赤色発光小層４１での電子と正孔との再結合が制限される。また、緑色発光小層４２と青色発光小層４３で形成された励起子が赤色発光小層４１に移動することも妨げられる。この結果、赤色発光小層４１での発光強度が小さくなり、緑色発光小層４２および青色発光小層４３での発光強度が大きくなる。つまり緑青色放出発光素子２０では、赤色放出発光素子１０に比べて、より短波長の光を強く放出しやすく、青緑色の強い白色光が放出される。従って、第１の実施の形態と同様に、図４に示すようなスペクトルを持つ光を緑青色放出発光素子２０およびが放出する。
このように、本実施の形態では、放出される光の色が発光素子に応じて異なる。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本実施の形態のように、特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。発光素子の面積は微少であるので、各発光素子の面積および発光時の輝度を適切に設定することにより、赤色放出発光素子１０と緑青色放出発光素子２０が発光すると、人間の目には、赤色、緑色および緑色の光が混合した白色に見える。従って、図１０の有機ＥＬ白色発光パネルは白光を放出する白色発光パネルである。
中間層１５７として使用するのに好適な性質は、まず電子輸送性かつ正孔阻止性である。また、緑色発光小層４２と青色発光小層４３で形成された励起子が赤色発光小層４１に移動しないように、中間層１５７のＨＯＭＯ−ＬＯＭＯ間のエネルギギャップは、赤色発光小層４１の構成材料のＨＯＭＯ−ＬＯＭＯ間のエネルギギャップよりも高いと好ましい。さらには、赤色発光小層４１で形成された励起子が緑色発光小層４２または青色発光小層４３に移動したり中間層１５７自体が発光したりしないように、中間層１５７のＨＯＭＯ−ＬＯＭＯ間のエネルギギャップは、緑色発光小層４２の構成材料のＨＯＭＯ−ＬＯＭＯ間のエネルギギャップよりも高いと好ましい。
このような性質を有する中間層１５７に適した材料としては、通常、電子輸送層として使用されている材料と同じ材料がある。例えば、B-Alq、Alq３、８−ヒドロキシメチルキノリンアルミニウム、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、バソクプロイン、又はこれらの誘導体等が使用されうる。
本実施の形態では、緑青色放出発光素子２０は、赤色放出発光素子１０と中間層１５７の有無だけが異なっている。このため、例えば蒸着のような堆積法で発光小層を形成する場合、中間層以外はマスクでの堆積の区分が不要である。但し、本発明は堆積法で形成される発光層に限定されるのではなく、発光層はインクジェット法、ディスペンサ法などの液体供給方法で形成してもよい。
第１の実施の形態に関連して述べた各種の変形は、第２の実施の形態にも応用可能である。例えば、青色発光小層４３と緑色発光小層４３の位置を入れ替えてもよい。さらには、陰極側に黄色または橙色発光小層を配置し、陽極側に青色発光小層を配置し、青色放出発光素子では、これらの発光小層の間に電子輸送性かつ正孔阻止性の中間層を配置し、黄色放出発光素子では中間層を配置しないようにしてもよい。
本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用して、フルカラー表示装置として利用することができる。また、本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用せずに、白色の照明装置、液晶表示装置のバックライト等としても用いることができる。さらには、カラーフィルタを用いずに、発光状態と、非発光状態とで表示内容を変えるセグメント型のモノクロ表示装置に適用することもできる。
＜第３の実施の形態＞
次に第３の実施の形態について説明する。図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネル１００ｂの基本的構造を示す断面図である。第１の実施の形態では、緑青色放出発光素子２０には、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２との間に中間層５７が設けられ、赤色放出発光素子１０には中間層が設けられていなかった。しかし、第３の実施の形態では、赤色放出発光素子（第２の発光素子）１０ａにおいて、赤色発光小層（第１の発光小層）４１と緑色発光小層（第２の発光小層）４２との間に中間層５７ａが設けられている点で第１の実施の形態と異なる。図１１において第１の実施の形態と共通する構成要素は同一の符号で示し、それらを詳細には説明しない。
第３の実施の形態において、赤色放出発光素子（第２の発光素子）１０ａに形成された中間層５７ａは、緑青色放出発光素子（第１の発光素子）２０に形成された中間層５７と同じ材料を用いることができる。ただし、赤色放出発光素子１０ａの中間層５７ａは、中間層５７の厚さより小さい。例えば、中間層５７の厚さを２０ｎｍとし、中間層５７ａの厚さを５ｎｍとすることができる。このため、中間層５７ａの電子阻止性は、中間層５７の電子阻止性に比べて小さくなる。
このような構成の有機ＥＬ白色発光パネル１００ｂの発光時における作用について図１２を参照して説明する。図１２は、各発光素子の発光層での発光の様子を模式的に示したものである。つまり図１２の赤、緑、青の文字の大きさは、発光の強さを示す。
この実施の形態では、いずれの発光素子１０ａ，２０においても、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２との間に電子阻止性の中間層５７ａまたは５７が形成されている。中間層５７ａまたは５７により、陰極側から注入された電子が赤色発光小層４１に到達することが妨げられる（つまり到達しにくくなる）。これにより、赤色発光小層４１での電子と正孔との再結合が制限される。また、緑色発光小層４２と青色発光小層４３で形成された励起子が赤色発光小層４１に移動することも妨げられる。しかし、赤色放出発光素子１０ａの中間層５７ａは厚さが小さいため電子阻止性は強くなく、陰極側から注入された電子が赤色発光小層４１に到達することを妨げる能力が弱い。このため、中間層５７ａが設けられているにもかかわらず、赤色放出発光素子１０ａからは、赤色の強い白色光が出射される。緑青色放出発光素子２０においては、赤色発光小層４１での発光強度が小さくなり、緑色発光小層４２および青色発光小層４３での発光強度が大きくなる。つまり緑青色放出発光素子２０では、赤色放出発光素子１０ａに比べて、より短波長の光を強く放出しやすく、青緑色の強い白色光が放出される。
このように、本実施の形態では、放出される光の色が発光素子に応じて異なる。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本実施の形態のように、特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。発光素子の面積は微少であるので、各発光素子の面積および発光時の輝度を適切に設定することにより、赤色放出発光素子１０と緑青色放出発光素子２０が発光すると、人間の目には、赤色、緑色および緑色の光が混合した白色に見える。従って、図１１の有機ＥＬ白色発光パネルは白光を放出する白色発光パネルである。
第３の実施の形態によれば、いずれの発光素子１０ａ，２０においても、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２との間に中間層５７ａまたは５７を設けることにより、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２とが混じり合ってしまうことを防ぐことができる。従って、緑青色放出発光素子２０とだけでなく、赤色放出発光素子１０ａの寿命が延びることが期待される。
本実施の形態では、緑青色放出発光素子２０は、赤色放出発光素子１０ａと中間層の厚さだけが異なっている。このため、例えば蒸着のような堆積法で発光小層を形成する場合、中間層以外はマスクでの堆積の区分が不要である。但し、本発明は堆積法で形成される発光層に限定されるのではなく、発光層はインクジェット法、ディスペンサ法などの液体供給方法で形成してもよい。
第１の実施の形態に関連して述べた各種の変形は、第３の実施の形態にも応用可能である。例えば、青色発光小層４３と緑色発光小層４３の位置を入れ替えてもよい。さらには、陽極側に黄色または橙色発光小層を配置し、陰極側に青色発光小層を配置し、黄色放出発光素子では、これらの発光小層の間に正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ厚い中間層を配置し、青色放出発光素子３６では黄色または橙色発光小層と青色発光小層の間に正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ薄い中間層を配置してもよい。
本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用して、フルカラー表示装置として利用することができる。また、本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用せずに、白色の照明装置、液晶表示装置のバックライト等としても用いることができる。さらには、カラーフィルタを用いずに、発光状態と、非発光状態とで表示内容を変えるセグメント型のモノクロ表示装置に適用することもできる。
＜第４の実施の形態＞
次に第４の実施の形態について説明する。図１３は、本発明の第４の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネル１００ｃの基本的構造を示す断面図である。図１３において上述した実施の形態と共通する構成要素は同一の符号で示し、それらを詳細には説明しない。この変形例では、発光層として赤色発光小層（第１の発光小層）４１、緑色発光小層（第２の発光小層）４２、青色発光小層４３が積層されている。陰極５２に最も近い発光小層として赤色発光小層４１が配置され、陽極５１に最も近い発光小層として青色発光小層４３が配置されている。
赤色放出発光素子（第２の発光素子）１０ａは、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２の間に薄い中間層１５７ａが配置された構造を有する。他方、緑青色放出発光素子（第１の発光素子）２０では、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２の間に厚い中間層１５７が設けられている。中間層１５７，１５７ａは、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ同材料から形成されている。つまり、発光素子１０ａ，２０の各々では、陽極５１に近く発光波長が長い赤色発光小層４１と陰極５２に近く発光波長が短い緑色発光小層４２の間に、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層１５７，１５７ａが配置され、緑青色放出発光素子２０での中間層１５７の正孔阻止性がより高い。
正孔阻止性が低い中間層１５７ａを有する赤色放出発光素子１０ａでは、エネルギレベルが低い長波長で発光する赤色発光小層４１で多く発光し、波長の長い赤色の光を強く放出する傾向がある。さらに、厚さが小さい中間層１５７ａを有する赤色放出発光素子１０ａでは、緑色発光小層４２、青色発光小層４３で形成された励起子は赤色発光小層４１に移動しやすくなるため、赤色放出発光素子１０ａからは、赤色の強い白色光が放出されがちである。
緑青色放出発光素子２０においては、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２との間に正孔阻止性が高い中間層１５７が形成されている。この中間層１５７により、陽極側から注入された正孔が赤色発光小層４１に到達することが妨げられる（つまり到達しにくくなる）。これにより、赤色発光小層４１での電子と正孔との再結合が制限される。また、中間層１５７が厚いため、緑色発光小層４２と青色発光小層４３で形成された励起子が赤色発光小層４１に移動することも妨げられる。この結果、赤色発光小層４１での発光強度が小さくなり、緑色発光小層４２および青色発光小層４３での発光強度が大きくなる。つまり緑青色放出発光素子２０では、赤色放出発光素子１０ａに比べて、より短波長の光を強く放出しやすく、青緑色の強い白色光が放出される。
このように、本実施の形態では、放出される光の色が発光素子に応じて異なる。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本実施の形態のように、特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。
本実施の形態では、緑青色放出発光素子２０は、赤色放出発光素子１０ａと中間層の厚さだけが異なっている。このため、例えば蒸着のような堆積法で発光小層を形成する場合、中間層以外はマスクでの堆積の区分が不要である。但し、本発明は堆積法で形成される発光層に限定されるのではなく、発光層はインクジェット法、ディスペンサ法などの液体供給方法で形成してもよい。
第１の実施の形態に関連して述べた各種の変形は、第４の実施の形態にも応用可能である。例えば、青色発光小層４３と緑色発光小層４３の位置を入れ替えてもよい。さらには、陰極側に黄色または橙色発光小層を配置し、陽極側に青色発光小層を配置し、青色放出発光素子では、これらの発光小層の間に電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ厚い中間層を配置し、黄色放出発光素子では黄色または橙色発光小層と青色発光小層の間に電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ薄い中間層を配置してもよい。
本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用して、フルカラー表示装置として利用することができる。また、本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用せずに、白色の照明装置、液晶表示装置のバックライト等としても用いることができる。さらには、カラーフィルタを用いずに、発光状態と、非発光状態とで表示内容を変えるセグメント型のモノクロ表示装置に適用することもできる。
＜第５の実施の形態＞
次に第５の実施の形態について説明する。図１４は、本発明の第５の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネル１００ｄの基本的構造を示す断面図でる。第１の実施の形態では、緑青色放出発光素子２０には、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２との間に中間層５７が設けられ、赤色放出発光素子１０には中間層が設けられていなかった。しかし、第５の実施の形態では、赤色放出発光素子（第２の発光素子）１０ｂにおいて、赤色発光小層（第１の発光小層）４１と緑色発光小層（第２の発光小層）４２との間に中間層５８が設けられている点で第１の実施の形態と異なる。図１４において第１の実施の形態と共通する構成要素は同一の符号で示し、それらを詳細には説明しない。
第５の実施の形態において、赤色放出発光素子（第２の発光素子）１０ｂに形成された中間層５８は、緑青色放出発光素子（第１の発光素子）２０に形成された中間層５７よりも電子阻止性の弱い材料（電子移動度が高い材料）を用いて形成されている。例えば、中間層５７を電子移動度１×１０−５（ｃｍ２／Ｖｓ）の材料で形成し、中間層５８を電子移動度１×１０−４（ｃｍ２／Ｖｓ）の材料で形成することができる。中間層５８は、中間層５７より電子移動度が大きいため、中間層５８の電子阻止性は、中間層５７の電子阻止性に比べて小さくなる。
この実施の形態では、いずれの発光素子１０ｂ，２０においても、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２との間に電子阻止性の中間層５８または５７が形成されている。中間層５８または５７により、陰極側から注入された電子が赤色発光小層４１に到達することが妨げられる（つまり到達しにくくなる）。これにより、赤色発光小層４１での電子と正孔との再結合が制限される。しかし、赤色放出発光素子１０ｂの中間層５８は電子移動度が高いため電子阻止性は強くなく、陰極側から注入された電子が赤色発光小層４１に到達することを妨げる能力が弱い。このため、中間層５８が設けられているにもかかわらず、赤色放出発光素子１０ｂからは、赤色の強い白色光が出射される。緑青色放出発光素子２０においては、赤色発光小層４１での発光強度が小さくなり、緑色発光小層４２および青色発光小層４３での発光強度が大きくなる。つまり緑青色放出発光素子２０では、赤色放出発光素子１０ｂに比べて、より短波長の光を強く放出しやすく、青緑色の強い白色光が放出される。
このように、本実施の形態では、放出される光の色が発光素子に応じて異なる。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本実施の形態のように、特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。発光素子の面積は微少であるので、各発光素子の面積および発光時の輝度を適切に設定することにより、赤色放出発光素子１０と緑青色放出発光素子２０が発光すると、人間の目には、赤色、緑色および緑色の光が混合した白色に見える。従って、図１４の有機ＥＬ白色発光パネルは白光を放出する白色発光パネルである。
第５の実施の形態によれば、いずれの発光素子１０ｂ，２０においても、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２との間に中間層５８または５７を設けることにより、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２とが混じり合ってしまうことを防ぐことができる。従って、緑青色放出発光素子２０とだけでなく、赤色放出発光素子１０ｂの寿命が延びることが期待される。
本実施の形態では、緑青色放出発光素子２０は、赤色放出発光素子１０ｂと中間層の性質だけが異なっている。このため、例えば蒸着のような堆積法で発光小層を形成する場合、中間層以外はマスクでの堆積の区分が不要である。但し、本発明は堆積法で形成される発光層に限定されるのではなく、発光層はインクジェット法、ディスペンサ法などの液体供給方法で形成してもよい。
第１の実施の形態に関連して述べた各種の変形は、第５の実施の形態にも応用可能である。例えば、青色発光小層４３と緑色発光小層４３の位置を入れ替えてもよい。さらには、陽極側に黄色または橙色発光小層を配置し、陰極側に青色発光小層を配置し、青色放出発光素子では、これらの発光小層の間に電子阻止性が高い中間層を配置し、黄色放出発光素子では黄色または橙色発光小層と青色発光小層の間に電子阻止性が低い中間層を配置してもよい。
本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用して、フルカラー表示装置として利用することができる。また、本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用せずに、白色の照明装置、液晶表示装置のバックライト等としても用いることができる。さらには、カラーフィルタを用いずに、発光状態と、非発光状態とで表示内容を変えるセグメント型のモノクロ表示装置に適用することもできる。
第５の実施の形態において、中間層５８，５７の厚さは同じでもよいし違っていてもよい。中間層５８を中間層５７よりも薄くすれば、中間層５８，５７の電子阻止性の相違を大きくすることができる。
図１５は、第５の実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネル１００ｄの一部の斜視図である。本図に示すように有機ＥＬ白色発光パネル１００ｄにおいては、共通の基板５０上に、陽極５１、正孔注入層５３、正孔輸送層５４、赤色発光層４１を各発光素子について共通に同一工程で形成することができる。そして、緑青色放出発光素子２０に対応する箇所に中間層５７を形成し、赤色放出発光素子１０ｂに対応する箇所に中間層５８を形成する。これは、例えば、中間層５７に対応した開口部が設けられたマスクおよび中間層５８に対応した開口部が設けられたマスクを用いて成膜することで形成することができる。あるいは、インクジェット方式で塗り分けるようにしてもよい。
有機ＥＬ白色発光パネル１００ｄは、さらに、緑色発光層４２、青色発光層４３、電子輸送層５６、電子注入層５５、陰極５２を各発光素子につき同一工程で形成することで製造することができる。有機ＥＬ白色発光パネル１００ｄについても、赤色放出発光素子１０ｂと緑青色放出発光素子２０の配置パターン等を実験的、あるいは、理論的に調整することで、有機ＥＬ白色発光パネル全体として出射する白色光の色バランスを最適化することができる。
＜第６の実施の形態＞
次に第６の実施の形態について説明する。図１６は、本発明の第６の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネル１００ｅの基本的構造を示す断面図である。図１６において上述した実施の形態と共通する構成要素は同一の符号で示し、それらを詳細には説明しない。この変形例では、発光層として赤色発光小層（第１の発光小層）４１、緑色発光小層（第２の発光小層）４２、青色発光小層４３が積層されている。陰極５２に最も近い発光小層として赤色発光小層４１が配置され、陽極５１に最も近い発光小層として青色発光小層４３が配置されている。
赤色放出発光素子（第２の発光素子）１０ｂは、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２の間に中間層１５８が配置された構造を有する。他方、緑青色放出発光素子（第１の発光素子）２０では、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２の間に中間層１５７が設けられている。中間層１５７，１５８は、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ材料から形成されている。但し、中間層１５８は中間層１５７よりも正孔阻止性の弱い材料（正孔移動度が高い材料）を用いて形成されている。例えば、中間層１５７を１．４×１０−３（ｃｍ２／Ｖｓ）のα−ＮＰＤで形成し、中間層１５８を正孔移動度が１．０×１０−３（ｃｍ２／Ｖｓ）のＴＰＤで形成することができる。中間層１５８は、中間層１５７より正孔移動度が大きいため、中間層１５８の正孔阻止性は、中間層１５７の正孔阻止性に比べて小さくなる。つまり、発光素子１０ｂ，２０の各々では、陽極５１に近く発光波長が長い赤色発光小層４１と陰極５２に近く発光波長が短い緑色発光小層４２の間に、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層１５７，１５８が配置され、緑青色放出発光素子２０での中間層１５７の正孔阻止性がより高い。
正孔阻止性が低い中間層１５８を有する赤色放出発光素子１０ｂでは、エネルギレベルが低い長波長で発光する赤色発光小層４１で多く発光し、波長の長い赤色の光を強く放出する傾向がある。つまり、赤色放出発光素子１０ｂからは、赤色の強い白色光が放出されがちである。
緑青色放出発光素子２０においては、赤色発光小層４１と緑色発光小層４２との間に正孔阻止性が高い中間層１５７が形成されている。この中間層１５７により、陽極側から注入された正孔が赤色発光小層４１に到達することが妨げられる（つまり到達しにくくなる）。これにより、赤色発光小層４１での電子と正孔との再結合が制限される。この結果、赤色発光小層４１での発光強度が小さくなり、緑色発光小層４２および青色発光小層４３での発光強度が大きくなる。つまり緑青色放出発光素子２０では、赤色放出発光素子１０ｂに比べて、より短波長の光を強く放出しやすく、青緑色の強い白色光が放出される。
このように、本実施の形態では、放出される光の色が発光素子に応じて異なる。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本実施の形態のように、特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。
本実施の形態では、緑青色放出発光素子２０は、赤色放出発光素子１０ｂと中間層の性質だけが異なっている。このため、例えば蒸着のような堆積法で発光小層を形成する場合、中間層以外はマスクでの堆積の区分が不要である。但し、本発明は堆積法で形成される発光層に限定されるのではなく、発光層はインクジェット法、ディスペンサ法などの液体供給方法で形成してもよい。
第１の実施の形態に関連して述べた各種の変形は、第６の実施の形態にも応用可能である。例えば、青色発光小層４３と緑色発光小層４３の位置を入れ替えてもよい。さらには、陰極側に黄色または橙色発光小層を配置し、陽極側に青色発光小層を配置し、青色放出発光素子では、これらの発光小層の間に正孔阻止性が高い中間層を配置し、黄色放出発光素子では黄色または橙色発光小層と青色発光小層の間に正孔阻止性が低い中間層を配置してもよい。
本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用して、フルカラー表示装置として利用することができる。また、本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用せずに、白色の照明装置、液晶表示装置のバックライト等としても用いることができる。さらには、カラーフィルタを用いずに、発光状態と、非発光状態とで表示内容を変えるセグメント型のモノクロ表示装置に適用することもできる。
＜第７の実施の形態＞
次に第７の実施の形態について説明する。図１７は、本発明の第７の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネル１００ｆの基本的構造を示す断面図である。図１７において上述した実施の形態と共通する構成要素は同一の符号で示し、それらを詳細には説明しない。この変形例では、発光層として赤色発光小層４１、緑色発光小層４２、青色発光小層４３が積層されている。陽極５１に最も近い発光小層として発光ピーク波長が最も長い赤色発光小層４１が配置され、陰極５２に最も近い発光小層として発光ピーク波長が最も短い青色発光小層４３が配置され、緑色発光小層４２は赤色発光小層４１と青色発光小層４３の間に配置されている。
有機ＥＬ白色発光パネル１００ｆには、赤色放出発光素子１０ｃ、緑色放出発光素子１５ｃおよび青色放出発光素子３０ｃが設けられている。青色放出発光素子（第１の発光素子）３０ｃでは、青色発光小層４３と緑色発光小層４２の間に、正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ中間層２５８が配置されている。従って、青色放出発光素子３０ｃでは、青色発光小層４３での発光が他の発光小層での発光より強く、青色が強い光を放出する。緑色放出発光素子（第２の発光素子）１５ｃでは、緑色発光小層４２と赤色発光小層４１の間に、正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ中間層２５７が配置されている。従って、緑色放出発光素子１５ｃでは、緑色発光小層４２での発光が他の発光小層での発光より強く、緑色が強い光を放出する。赤色放出発光素子（第３の発光素子）１０ｃでは、発光小層の間に、中間層が配置されていない。従って、赤色放出発光素子１０ｃでは、赤色発光小層４１での発光が他の発光小層での発光より強く、赤色が強い光を放出する。
このように、有機ＥＬ白色発光パネル１００ｆでは、発光素子１０ｃ，１５ｃ，３０ｃでは中間層の状態が異なるので、発光素子に応じて、発光層のうち強く発光する発光小層を異ならせることができ、赤色が強い光、緑色が強い光、青色が強い光を、異なる発光素子から放出させることができる。発光素子１０ｃ，１５ｃ，３０ｃは、中間層の性質を除けば、類似した構造を有しており、中間層以外は同一の構造にすることもできる。この実施の形態では、放出される光の色が発光素子に応じて異なる。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本実施の形態のように、特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。
複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子の配置パターンとしては、各種のものが考えられる。例えば、前記平面上のいずれかの方向において第１の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第２の発光素子と１つまたは複数の第３の発光素子とが出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが配列されていてもよい。図示しないが、例えば、Ｘ方向に、第１、第２、第３、第１、第２、第３、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよいし、第１、第２、第２、第３、第１、第２、第２、第３、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよい。このようにＸ方向に規則的に第１の発光素子と第２の発光素子と第３の発光素子が配列されていれば、Ｙ方向には第１と第２と第３の発光素子のうち一タイプのみが配列されていてもよいし、Ｙ方向においても第１と第２と第３の発光素子が規則的に配列されていてもよい。
あるいは、前記平面上のいずれかの方向において第２の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第１の発光素子と１つまたは複数の第３の発光素子とが出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが配列されていてもよい。図示しないが、例えば、Ｘ方向に、第１、第２、第３、第１、第２、第３、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよいし、第１、第２、第３、第３、第１、第２、第３、第３、第１、第２．．．のように発光素子が並んでいてもよい。このようにＸ方向に規則的に第１の発光素子と第２の発光素子と第３の発光素子が配列されていれば、Ｙ方向には第１と第２と第３の発光素子のうち一タイプのみが配列されていてもよいし、Ｙ方向においても第１と第２と第３の発光素子が規則的に配列されていてもよい。
あるいは、前記平面上のいずれかの方向において第３の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第１の発光素子と１つまたは複数の第２の発光素子とが出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが配列されていてもよい。図示しないが、例えば、Ｘ方向に、第１、第２、第３、第１、第２、第３、第１．．．のように発光素子が並んでいてもよいし、第１、第２、第３、第１、第１、第２、第３、第１、第１、第２、第３．．．のように発光素子が並んでいてもよい。このようにＸ方向に規則的に第１の発光素子と第２の発光素子と第３の発光素子が配列されていれば、Ｙ方向には第１と第２と第３の発光素子のうち一タイプのみが配列されていてもよいし、Ｙ方向においても第１と第２と第３の発光素子が規則的に配列されていてもよい。
なお、第７の実施の形態で、上記の最も強く発光する発光小層が維持される範囲で、他の中間層（電子阻止性が弱い中間層）を配置してもよい。
本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用して、フルカラー表示装置として利用することができる。このようなフルカラー表示装置として使用される電子機器において、カラーフィルタに対面する各領域内で、複数の青色放出発光素子と複数の緑色放出発光素子と複数の赤色放出発光素子とが混在している配置のために、各カラーフィルタに、複数の青色放出発光素子と複数の緑色放出発光素子と複数の赤色放出発光素子から出射する色バランスの良好な白色光が入射する。従って、各カラーフィルタの透過作用で実現される色が良好になる。また、本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用せずに、白色の照明装置、液晶表示装置のバックライト等としても用いることができる。さらには、カラーフィルタを用いずに、発光状態と、非発光状態とで表示内容を変えるセグメント型のモノクロ表示装置に適用することもできる。
＜第８の実施の形態＞
次に第８の実施の形態について説明する。図１８は、本発明の第８の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネル１００ｇの基本的構造を示す断面図である。図１８において上述した実施の形態と共通する構成要素は同一の符号で示し、それらを詳細には説明しない。この変形例では、発光層として赤色発光小層４１、緑色発光小層４２、青色発光小層４３が積層されている。陰極５２に最も近い発光小層として発光ピーク波長が最も長い赤色発光小層４１が配置され、陽極５１に最も近い発光小層として発光ピーク波長が最も短い青色発光小層４３が配置され、緑色発光小層４２は赤色発光小層４１と青色発光小層４３の間に配置されている。
青色放出発光素子３０ｃでは、青色発光小層４３と緑色発光小層４２の間に、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層３５８が配置されている。従って、青色放出発光素子（第１の発光素子）３０ｃでは、青色発光小層４３での発光が他の発光小層での発光より強く、青色が強い光を放出する。緑色放出発光素子（第２の発光素子）１５ｃでは、緑色発光小層４２と赤色発光小層４１の間に、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層３５７が配置されている。従って、緑色放出発光素子１５ｃでは、緑色発光小層４２での発光が他の発光小層での発光より強く、緑色が強い光を放出する。赤色放出発光素子（第３の発光素子）１０ｃでは、発光小層の間に、中間層が配置されていない。従って、赤色放出発光素子１０ｃでは、赤色発光小層４１での発光が他の発光小層での発光より強く、赤色が強い光を放出する。
このように、有機ＥＬ白色発光パネル１００ｇでは、発光素子１０ｃ，１５ｃ，３０ｃでは中間層の状態が異なるので、発光素子に応じて、発光層のうち強く発光する発光小層を異ならせることができ、赤色が強い光、緑色が強い光、青色が強い光を、異なる発光素子から放出させることができる。発光素子１０ｃ，１５ｃ，３０ｃは、中間層の性質を除けば、類似した構造を有しており、中間層以外は同一の構造にすることもできる。この実施の形態では、放出される光の色が発光素子に応じて異なる。発光素子の各々から放出される光の色を同じにするのは現実には困難であるのに対して、本実施の形態のように、特定色に偏った発光素子を２次元的に組み合わせて、全体として望ましい色バランスの白色光を得る方がはるかに容易であり、また安定した白色光を得ることが可能である。複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子の配置パターンとしては、第７の実施の形態と同様に、各種のものが考えられる。
なお、第８の実施の形態で、上記の最も強く発光する発光小層が維持される範囲で、他の中間層（正孔阻止性が弱い中間層）を配置してもよい。
本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用して、フルカラー表示装置として利用することができる。このようなフルカラー表示装置として使用される電子機器において、カラーフィルタに対面する各領域内で、複数の青色放出発光素子と複数の緑色放出発光素子と複数の赤色放出発光素子とが混在している配置のために、各カラーフィルタに、複数の青色放出発光素子と複数の緑色放出発光素子と複数の赤色放出発光素子から出射する色バランスの良好な白色光が入射する。従って、各カラーフィルタの透過作用で実現される色が良好になる。また、本実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルは、カラーフィルタＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢを使用せずに、白色の照明装置、液晶表示装置のバックライト等としても用いることができる。さらには、カラーフィルタを用いずに、発光状態と、非発光状態とで表示内容を変えるセグメント型のモノクロ表示装置に適用することもできる。
＜応用＞
次に、本発明に係る有機ＥＬ白色発光パネルを適用した電子機器について説明する。図１９は、上記実施形態に係る有機ＥＬ白色発光パネルを画像表示装置に利用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ２０００は、有機ＥＬ白色発光パネルを含む表示装置１と本体部２０１０とを備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１およびキーボード２００２が設けられている。
図２０に、上記実施形態に係る有機ＥＬ白色発光パネルを適用した携帯電話機を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１およびスクロールボタン３００２、ならびに有機ＥＬ白色発光パネルを含む表示装置１を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、表示装置１に表示される画面がスクロールされる。
図２１に、上記実施形態に係る有機ＥＬ白色発光パネルを適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１および電源スイッチ４００２、ならびに有機ＥＬ白色発光パネルを含む表示装置１を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が表示装置１に表示される。
本発明に係る有機ＥＬ白色発光パネルが適用される電子機器としては、図１９から図２１に示したもののほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。その他、上述の通り白色の照明装置にも適用される。
本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネルの基本的構造を示す断面図である。 図１の有機ＥＬ白色発光パネルの発光時における作用について説明する図である。 図１の有機ＥＬ白色発光パネルの赤色放出発光素子の一例での放出光のスペクトルを示すグラフである。 図１の有機ＥＬ白色発光パネルの緑青色放出発光素子および青色表示用発光素子の一例での放出光のスペクトルを示すグラフである。 図１の有機ＥＬ白色発光パネルの拡大平面図である。 図１の有機ＥＬ白色発光パネルの全体を断面を示す断面図である。 図１の有機ＥＬ白色発光パネルを使用したフルカラー画像表示装置を示す平面図である。 第１の実施の形態の変形例の基本的構造を示す断面図である。 第１の実施の形態の他の変形例の基本的構造を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネルの基本的構造を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネルの基本的構造を示す断面図である。 図１１の有機ＥＬ白色発光パネルの発光時における作用について説明する図である。 本発明の第４の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネルの基本的構造を示す断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネルの基本的構造を示す断面図である。 第５の実施の形態の有機ＥＬ白色発光パネルの一部の斜視図である。 本発明の第６の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネルの基本的構造を示す断面図である。 本発明の第７の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネルの基本的構造を示す断面図である。 本発明の第８の実施の形態に係る有機ＥＬ白色発光パネルの基本的構造を示す断面図である。 本発明に係る有機ＥＬ白色発光パネルを適用した電子機器を示す斜視図である。 本発明に係る有機ＥＬ白色発光パネルを適用した他の電子機器を示す斜視図である。 本発明に係る有機ＥＬ白色発光パネルを適用したさらに他の電子機器を示す斜視図である。
符号の説明
１０，１０ａ，１０ｂ…赤色放出発光素子（第２の発光素子）、１０ｃ…赤色放出発光素子（第３の発光素子）、１５ｃ…緑色放出発光素子（第２の発光素子）、２０…緑青色放出発光素子（第１の発光素子）、３０ｃ…青色放出発光素子（第１の発光素子）、３５…黄色放出発光素子（第２の発光素子）、３６…青色放出発光素子（第１の発光素子）、４１…赤色発光小層（第１の発光小層）、４２…緑色発光小層（第２の発光小層）、４３…青色発光小層（第２の発光小層）、５０…基板、５１…陽極、５２…陰極、５３…正孔注入層、５４…正孔輸送層、５５…電子注入層、５６…電子輸送層、５７，５７ａ，５８，１５７，１５７ａ，１５８，２５７，２５８，３５７，３５８…中間層、６１…黄色発光小層（第１の発光小層）、６２…青色発光小層（第２の発光小層）、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ…有機ＥＬ白色発光パネル。

Claims (19)

  1. 第１の発光素子と、
    前記第１の発光素子とは放出光の色が異なる第２の発光素子とを少なくとも備え、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々が、
    陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に配置された発光層とを備え、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層は、積層された、発光強度のピークの波長が異なる複数の発光小層を有しており、
    前記第１の発光素子では、前記発光小層の間に、正孔輸送性かつ電子阻止性または電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層が配置されており、
    前記第２の発光素子では、前記発光小層の間に、前記中間層が配置されていないことを特徴とする有機ＥＬ白色発光パネル。
  2. 前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層は、第１の発光小層と第２の発光小層とを少なくとも有しており、前記第１の発光小層の発光強度のピークの波長は前記第２の発光小層の発光強度のピークの波長よりも長く、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層では、最も前記陽極に近い方の発光小層として、前記第１の発光小層が配置されており、
    前記第１の発光素子では、前記第１の発光小層と前記第２の発光小層の間に、正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ前記中間層が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  3. 前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層は、第１の発光小層と第２の発光小層とを少なくとも有しており、前記第１の発光小層の発光強度のピークの波長は前記第２の発光小層の発光強度のピークの波長よりも長く、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層では、最も前記陰極に近い方の発光小層として、前記第１の発光小層が配置されており、
    前記第１の発光素子では、前記第１の発光小層と前記第２の発光小層の間に、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ前記中間層が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  4. 第１の発光素子と、
    前記第１の発光素子とは放出光の色が異なる第２の発光素子とを少なくとも備え、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々が、
    陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に配置された発光層とを備え、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層は、積層された、発光強度のピークの波長が異なる複数の発光小層と、前記発光小層の間に配置された正孔輸送性かつ電子阻止性または電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層とを有しており、
    前記第１の発光素子での前記中間層の電子阻止性または正孔阻止性が、前記第２の発光素子での前記中間層の電子阻止性または正孔阻止性よりも高いことを特徴とする有機ＥＬ白色発光パネル。
  5. 前記第１の発光素子での前記中間層の厚さが、前記第２の発光素子での前記中間層の厚さより大きいことを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  6. 前記第１の発光素子での前記中間層の電子移動度または正孔移動度が、前記第２の発光素子での前記中間層の電子移動度または正孔移動度よりも低いことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  7. 前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層は、第１の発光小層と第２の発光小層とを少なくとも有しており、前記第１の発光小層の発光強度のピークの波長は前記第２の発光小層の発光強度のピークの波長よりも長く、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層では、最も前記陽極に近い方の発光小層として、前記第１の発光小層が配置されており、前記第１の発光小層と前記第２の発光小層の間に、正孔輸送性かつ電子阻止性を持つ前記中間層が配置されており、
    前記第１の発光素子での前記中間層の電子阻止性が、前記第２の発光素子での前記中間層の電子阻止性よりも高いことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  8. 前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層は、第１の発光小層と第２の発光小層とを少なくとも有しており、前記第１の発光小層の発光強度のピークの波長は前記第２の発光小層の発光強度のピークの波長よりも長く、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々における前記発光層では、最も前記陰極に近い方の発光小層として、前記第１の発光小層が配置されており、前記第１の発光小層と前記第２の発光小層の間に、電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ前記中間層が配置されており、
    前記第１の発光素子での前記中間層の正孔阻止性が、前記第２の発光素子での前記中間層の正孔阻止性よりも高いことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  9. 複数の前記第１の発光素子と、複数の前記第２の発光素子とを備え、
    複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子とが平面内に混在していることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  10. 前記平面上のいずれかの方向において第１の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第２の発光素子が出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子とが配列されていることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  11. 前記平面上のいずれかの方向において第２の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第１の発光素子が出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子とが配列されていることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  12. 第１の発光素子と、
    前記第１の発光素子とは放出光の色が異なる第２の発光素子と、
    前記第１の発光素子および前記第２の発光素子とは放出光の色が異なる第３の発光素子とを備え、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子と前記第３の発光素子の各々が、
    陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に配置された発光層とを備え、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子と前記第３の発光素子の各々における前記発光層は、積層された、発光色が赤色の発光小層と発光色が緑色の発光小層と発光色が青色の発光小層とを有しており、発光色が緑色の前記発光小層が発光色が赤色の前記発光小層と発光色が青色の前記発光小層の間に配置されており、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子と前記第３の発光素子のうち少なくとも二つには、いずれかの発光小層の間に、正孔輸送性かつ電子阻止性または電子輸送性かつ正孔阻止性を持つ中間層が配置されており、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子と前記第３の発光素子では、中間層の状態が異なることを特徴とする有機ＥＬ白色発光パネル。
  13. 複数の前記第１の発光素子と、複数の前記第２の発光素子と、複数の前記第３の発光素子とを備え、
    複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが平面内に混在していることを特徴とする請求項１２に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  14. 前記平面上のいずれかの方向において第１の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第２の発光素子と１つまたは複数の第３の発光素子とが出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが配列されていることを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  15. 前記平面上のいずれかの方向において第２の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第１の発光素子と１つまたは複数の第３の発光素子とが出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが配列されていることを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  16. 前記平面上のいずれかの方向において第３の発光素子同士の間に規則的に１つまたは複数の第１の発光素子と１つまたは複数の第２の発光素子とが出現するパターンで、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが配列されていることを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ白色発光パネル。
  17. 請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ白色発光パネルを備える電子機器。
  18. 請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の有機ＥＬ白色発光パネルと、
    前記有機ＥＬ白色発光パネルのうちそれぞれ異なる領域に対面して、前記有機ＥＬ白色発光パネルから進行する光の一部が透過する複数のカラーフィルタとを備え、
    前記カラーフィルタに対面する各領域内で、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子とが混在していることを特徴とする電子機器。
  19. 請求項１３から請求項１６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ白色発光パネルと、
    前記有機ＥＬ白色発光パネルのうちそれぞれ異なる領域に対面して、前記有機ＥＬ白色発光パネルから進行する光の一部が透過する複数のカラーフィルタとを備え、
    前記カラーフィルタに対面する各領域内で、複数の前記第１の発光素子と複数の前記第２の発光素子と複数の前記第３の発光素子とが混在していることを特徴とする電子機器。
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