JP2019102768A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置の発光効率を向上させて電力消費を軽減することを目的の１つとする。【解決手段】サブ画素を複数備える画素を有し、複数のサブ画素のうちの少なくとも１つは複数の発光素子を有し、複数の発光素子は、発光効率がピークとなる電流密度の大きさが互いに異なる表示装置。複数の発光素子は第１の発光素子及び第２の発光素子を有し、第１の発光素子は、第１の画素電極と、第１の発光層と、第１の画素電極と第１の発光層との間に位置する第１の有機層と、を有し、第２の発光素子は、第２の画素電極と、第２の発光層と、第２の画素電極と第２の発光層との間に位置する第２の有機層と、を有し、第２の有機層のＨＯＭＯ準位は、第１の有機層のＨＯＭＯ準位よりも小さくてもよい。【選択図】図３

Description

本発明の一実施形態は表示装置に関する。

有機ＥＬ素子は低電流密度域で発光効率が小さくなる場合がある。低電流密度域で十分な発光効率が得られないと、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。例えば、低電流密度での発光、すなわち低輝度の画像表示を行う際に、発光効率が小さくなる分、当該輝度の発光に必要な電力が大きくなる。

このような問題に対し、ある程度発光効率が大きい電流密度領域で発光を行い、発光期間の一部に黒画面を挿入して輝度を低下させ、低輝度の画像表示を行うという技術が知られている。しかし、例えば車載ディスプレイ等、ディスプレイが振動する環境で黒画面を挿入すると、フリッカーが生じ画質を損なってしまうという問題がある。よって、黒画面を挿入する技術によって、上述の問題を十分に解決することは難しい。

従来、有機ＥＬ表示装置において広い階調性を得るために、同系統の発光色の光を発光する２つのサブピクセルの単位電流当たりの発光効率を、一方のサブピクセルより他方のサブピクセルをより低くし、最小電流値を制御する手段が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−２２５１０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の手段では、発光効率が小さい低電流密度域の発光効率を改善することはできない。

このような課題に鑑み、本発明の一実施形態は、表示装置の発光効率を向上させて電力消費を軽減することを目的の一つとする。

本発明の一実施形態に係る表示装置は、サブ画素を複数備える画素を有する表示装置であって、前記複数のサブ画素のうちの少なくとも１つは複数の発光素子を有し、前記複数の発光素子は、発光効率がピークとなる電流密度の大きさが互いに異なる。

本発明の第一実施形態に係る表示装置１００の上面模式図である。 本発明の第一実施形態に係る表示装置の断面を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る表示装置の断面を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る表示装置の発光素子の断面を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る表示装置の発光素子の発光効率と電流密度との関係を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る表示装置の発光素子の断面を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る表示装置の発光素子の発光効率と電流密度との関係を示す図である。 本発明の変形例１に係る表示装置の断面を示す図である。 本発明の変形例２に係る表示装置の画素の構成を示す図である。 本発明の変形例３に係る表示装置の画素の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号（又は数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。

本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、断面視においては、基板に対して第１フィルムが配置される側を「上」又は「上方」といい、その逆を「下」又は「下方」として説明する。

（第一実施形態）
<表示装置の構成>
図１は、本発明の第一実施形態に係る表示装置１００の上面模式図である。

表示装置１００は基板１０１を有し、その一表面上に、所望の形状にパターニングされた種々の導電層、半導体層、絶縁層、発光層を有する。これらの導電層、半導体層、絶縁層により、薄膜トランジスタ（あるいは画素回路）や発光素子が形成される。さらに、薄膜トランジスタや発光素子を備える複数の画素１０３が形成される。また、複数の画素１０３を駆動するためのゲート駆動回路１０４(走査信号駆動回路ともいう)、ソース駆動回路１０５（映像信号駆動回路ともいう）は、前述の導電層、半導体層、絶縁層を用いて複数の画素１０３が備える画素回路と同時に基板１０１上に形成されても良いし、ＩＣを基板１０１の一表面上に実装しても良い。複数の画素１０３は例えばマトリクス状に配置され、これらの集合によって表示領域１０２が形成される。

ゲート駆動回路１０４やソース駆動回路１０５は、表示領域１０２の外側の周辺領域に配置される。表示領域１０２、ゲート駆動回路１０４、及びソース駆動回路１０５からは、パターニングされた導電層で形成される種々の配線（図示せず）が基板１０１の一辺へ延び、それぞれの配線は基板１０１の端部付近に配置された端子１０６の一に接続される。これらの端子は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、フレキシブルプリント回路基板）１０７と接続される。前述の駆動回路をＩＣによって設ける場合には、基板１０１上ではなくＦＰＣ１０７上に実装しても良い。

表示装置の外部のコントローラ（図示せず）から、ＦＰＣ１０７を介して映像信号や各種制御信号が供給され、映像信号はソース駆動回路１０５によって処理されて複数の画素１０３に入力される。各種制御信号は、ゲート駆動回路１０４、及びソース駆動回路１０５に入力される。

映像信号や各種制御信号の他、ゲート駆動回路１０４、ソース駆動回路１０５、及び複数の画素１０３を駆動するための電力が表示装置１００に供給される。

複数の画素１０３はそれぞれ複数のサブ画素１０を有し、複数のサブ画素１０のそれぞれは１つ又は複数の発光素子を有する。表示装置１００に供給された電力の一部は、複数の発光素子のそれぞれに供給されて発光素子を発光させる。

本発明の第一実施形態の表示装置１００のサブ画素１０のそれぞれは赤色を発する発光素子Ｒ１，Ｒ２を有する第１のサブ画素と、緑色を発する発光素子Ｇ１，Ｇ２を有する第２のサブ画素と、青色を発する発光素子Ｂ１，Ｂ２を有する第３のサブ画素とを備える。以下では第１から第３サブ画素の一つを例に挙げて説明することもあるが、この説明は、他の色を発するサブ画素にも共通する。

図２は、本発明の第一実施形態に係る表示装置を示す断面図である。

図２は、図１における表示装置１００の、Ｂ−Ｂ'断面構造を模式的に表したものである。図２は、表示領域２６０と周辺領域２７０の断面構造を併記している。図２は、主に図１に示す画素１０３（あるいは画素回路）を構成するＮチャネル型の薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」ともいう。また、ＴＦＴがＮチャネル型である場合「ＮｃｈＴＦＴ」といい、Ｐチャネル型である場合には「ＰｃｈＴＦＴ」ということもある）を含む表示領域２６０（図１に示す表示領域１０２）について示している。

第１樹脂層５０１、第１無機絶縁層５０２、第２無機絶縁層５０３、第２樹脂層５０４を含む積層構造を有する基板１０１上に、アンダーコート層２０１としてシリコン酸化膜２０１ａ、シリコン窒化膜２０１ｂ、シリコン酸化膜２０１ｃの三層積層構造を設けている。最下層のシリコン酸化膜２０１ａは基板１０１との密着性向上のため、中層のシリコン窒化膜２０１ｂは、外部からの水分及び不純物のブロック膜として、最上層のシリコン酸化膜２０１ｃは、シリコン窒化膜２０１ｂ中に含有する水素原子が後述する半導体層側に拡散しないようにするブロック膜として、それぞれ設けられるが、特にこの構造に限定するものではない。基板１０１上には、さらに積層があっても良いし、単層あるいは二層積層としても良い。

アンダーコート層２０１上には、ＴＦＴ２０３が形成される。ＴＦＴ２０３としてはポリシリコン２０６を具備するポリシリコンＴＦＴを例とし、ここではＮｃｈＴＦＴのみ示しているが、ＰｃｈＴＦＴを同時に形成しても良い。ポリシリコン２０６は、例えば低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）である。ＴＦＴ２０３は酸化物半導体を用いて形成してもよい。ＮｃｈＴＦＴは、チャネル領域とソース・ドレイン領域との間に、低濃度不純物領域を設けた構造を取る。ゲート絶縁膜２０４としてはここではシリコン酸化膜を用い、ゲート電極２０５はＭｏＷ膜（第１配線層）としている。第１配線層は、ＴＦＴ２０３のゲート電極２０５に加え、保持容量線を形成し、ポリシリコン２０６との間で、保持容量（Ｃｓ）２０７の形成にも用いられる。

ＴＦＴ２０３上に、層間絶縁膜２０８となるシリコン窒化膜又はシリコン酸化膜をそれぞれ積層し、その後パターニングを行って、ポリシリコン２０６等に達するコンタクトホールを形成する。さらに、層間絶縁膜２０８の除去によって、アンダーコート層２０１が露出するので、これもパターニングを行って除去する。アンダーコート層２０１を除去すると、基板１０１を構成する第２樹脂層５０４が露出する。またこのとき、特に図示しないが、アンダーコート層２０１のエッチングを通じて、第２樹脂層５０４の表面が一部浸食されて膜減りを生ずる場合が有る。

さらにソース・ドレイン電極及び引き回し配線となる導電層（第２配線層）２０９を形成する。ここでは、Ｔｉ、Ａｌ、Ｔｉの三層積層構造を採用した。層間絶縁膜２０８、ＴＦＴ２０３のゲート電極２０４と同層の導電層（第２配線層）で形成される電極、およびＴＦＴのソース・ドレイン配線と同層の導電層で形成される電極とで、保持容量（Ｃｓ）２０７の一部が形成される。引き回し配線は、基板周縁の端部まで延在され、後にＦＰＣ１０７を接続する端子１０６を形成する。端子１０６は、ゲート電極２０５を形成する第１配線層と同層で形成されてもよい。

その後、ＴＦＴ２０３及び引き回し配線を覆うように平坦化膜２１０を形成する。平坦化膜としては感光性アクリルやポリイミド等の有機材料が多く用いられる。ＣＶＤ等により形成される無機絶縁材料に比べ、表面の平坦性に優れる。

平坦化膜２１０は、画素コンタクト部、及び周辺領域２７０の一部では除去される。平坦化膜の除去により導電層２０９が露出した箇所は、一旦、透明導電膜２１１にて被覆される。透明導電膜２１１としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）が用いられる。透明導電膜２１１上は一旦、シリコン窒化膜２１２で被覆され、画素コンタクト部を再び開口する。さらに、シリコン窒化膜２１２の上に画素電極となる導電層２１３を形成する。ここでは、画素電極は反射電極として形成され、ＩＺＯ、Ａｇ、ＩＺＯの三層積層構造としている。画素部においては、透明導電膜２１１の導電層２１３と重なる部分、シリコン窒化膜２１２、導電層２１３によって付加容量（Ｃａｄ）２１４が形成される。一方、透明導電膜２１１は端子１０６の表面にも形成される。端子１０６上の透明導電膜は、以後の工程で配線露出部がダメージを負わないようにバリア膜として設けることを目的の一としている。

ところで、画素電極（導電層２１３）のパターニング時、一部において透明導電膜２１１がエッチング環境にさらされるが、透明導電膜２１１の形成から導電層２１３の形成までの間に行われるアニール処理によって、透明導電膜２１１は導電層２１３のエッチングに対し十分な耐性を有する。

画素電極形成後、バンク（リブ）２１５と呼ばれる、サブ画素１０の隔壁となる絶縁層を形成する。つまり、バンク２１５は、複数のサブ画素１０を区分している。バンク２１５としては平坦化膜２１０と同じく感光性アクリルやポリイミド等の有機材料が用いられる。バンク２１５は、画素電極表面を発光領域として露出するように開口され、その開口端はなだらかなテーパー形状となるのが好ましい。開口端が急峻な形状になっていると、後で形成される有機層のカバレッジ不良を生ずる。

ここで、平坦化膜２１０とバンク２１５は、両者の間のシリコン窒化膜２１２に設けた開口２１６を通じて接触させている部位を有する。これは、バンク形成後の熱処理等を通じて、平坦化膜２１０から脱離する水分やガスを、バンク２１５を通じて引き抜くための開口部である。ここで脱離する水分やガスとは、前述した基板１０１の形成時に、第１樹脂層５０１や第２樹脂層５０４から脱離するものと同じ現象であり、開口２１６を通じて平坦化膜２１０からバンク２１５に引き抜くことで、平坦化膜２１０とシリコン窒化膜２１２との界面の剥離を抑制することができる。

バンク２１５形成後、有機ＥＬ層を構成する有機層２１７を積層形成する。図２では有機層２１７を単層の様に記載しているが、画素電極側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層を積層形成する。これらの層は、蒸着による形成であっても良いし、溶媒分散の上での塗布形成であっても良い。また、図２に示すように、有機層２１７は、各発光素子に対して選択的に形成しても良いし、表示領域２６０を覆う全面に、すなわち複数のサブ画素１０に跨って形成されても良い。有機層２１７のうち、発光層を含む幾つかの層を各発光素子に対して選択的に形成し、残りの層を複数のサブ画素１０に跨って形成してもよい。発光層を複数のサブ画素１０に跨って形成する場合は、全画素（全サブ画素）において白色発光を得て、カラーフィルタ（図示せず）によって所望の色波長部分を取り出す構成とすることができる。

有機層２１７の形成後、対向電極２１８を形成する。ここでは、トップエミッション構造としているため、対向電極２１８は光透過性とする必要がある。なお、トップエミッション構造とは、基板１０１上に、有機層２１７を挟んで配置される対向電極２１８から光を出射する構造をいう。ここでは、対向電極２１８として、ＭｇＡｇ膜を、有機ＥＬ層からの出射光が透過する程度の薄膜として形成する。前述の有機層２１７の形成順序に従うと、画素電極側が陽極となり、対向電極側が陰極となる。対向電極２１８は、表示領域２６０上から周辺領域２７０に設けられた陰極コンタクト部２８０に亘って形成され、陰極コンタクト部２８０で下層の導電層２０９と接続され、最終的には端子１０６に引き出される。対向電極２１８には、陰極コンタクト部２８０で導電層２０９から陰極電圧が供給される。

対向電極の形成後、封止層２１９を形成する。封止層２１９は、先に形成した有機層を、外部からの水分侵入を防止することを機能の一としており、封止層としてはガスバリア性の高いものが要求される。ここでは、封止層２１９として、シリコン窒化膜を含む積層構造として、シリコン窒化膜２１９ａ、有機樹脂２１９ｂ、シリコン窒化膜２１９ｃの積層される構造を示す。なお、特に図示しないが、シリコン窒化膜２１９ａと有機樹脂２１９ｂとの間には、密着性向上を目的の一として、アモルファスシリコン層を設けても良い。

図３は、本発明の第一実施形態に係る表示装置の断面を示す図である。図３は、図１における表示装置１００の、Ｃ−Ｃ'断面構造を模式的に表したものである。

本発明の第一実施形態に係る表示装置のサブ画素１０は複数の発光素子を有する。図３には、赤色を発する発光素子Ｒ１及びＲ２を有するサブ画素１０を示している。発光素子Ｒ１の画素電極（導電層２１３）に接続するＴＦＴ２０３と、発光素子Ｒ２の画素電極（導電層２１３）に接続するＴＦＴ２０３とが、別々に配置されている。発光素子Ｒ１及び発光素子Ｒ２は独立した信号により駆動される。例えば、発光素子Ｒ１及びＲ２を有するサブ画素１０へ入力される映像信号の階調に応じて、発光素子Ｒ１と発光素子Ｒ２とのどちらを発光させるか選択する。また、図３に示す２つのＴＦＴ２０３へ、同じ映像信号を同時に供給してもよい。緑色を発する発光素子Ｇ１及びＧ２を有するサブ画素１０及び青色を発する発光素子Ｂ１及びＢ２を有するサブ画素１０も、発光素子Ｒ１及びＲ２を有するサブ画素１０と同様に形成される。

図４は、本発明の第一実施形態に係る表示装置の発光素子の積層構造を示す模式図である。

図４に示すように、サブ画素１０が有する２つの発光素子の一方（例えばＢ１）は、画素電極（導電層２１３）側から順に、正孔注入層ＨＩＬ１、正孔輸送層ＨＴＬ１、電子ブロッキング層ＥＢＬ１、発光層ＥＭＬ１、ホールブロッキング層ＨＢＬ１、電子輸送層ＥＴＬ１、電子注入層ＥＩＬ１、対向電極２１８を積層して形成する。

正孔注入層ＨＩＬ１には、フタロシアニン（Ｈ₂Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（ＶＯＰｃ）、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（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（ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（ＤＮＴＰＤ）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（ＰＣｚＰＣＮ１）、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ−ＣＮ）、ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）等から選ばれたいずれか一種を用いることができる。

正孔輸送層ＨＴＬ１には、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、２−ＴＮＡＴＡ、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（ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＤＦＬＤＰＢｉ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（ＢＳＰＢ）から選ばれたいずれか一種を用いることができる。

電子ブロッキング層ＥＢＬ１の材料としては、例えば、芳香族アミン誘導体、カルバゾール誘導体、９，１０−ジヒドロアクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体などを使用することができる。

発光層ＥＭＬ１は、ホスト材料とゲスト材料を組み合わせて形成することができる。ホスト材料とゲスト材料の組み合わせを用いると、励起状態のホスト分子のエネルギーがゲスト分子へ移動してゲスト分子がエネルギーを放出して発光する。ホスト化合物として、電子輸送材料、正孔輸送材料を用いることができる。例えば、Ａｌｑ３等のキノリノール金属錯体に４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルユロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）等のピラン系誘導体、２，３−キナクリドン等のキナクリドン誘導体や、３−（２'−ベンゾチアゾール）−７−ジエチルアミノクマリン等のクマリン誘導体をドープしたもの、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリン）−４−フェニルフェノール−アルミニウム錯体に、ペリレン等の縮合多環芳香族をドープしたもの、あるいは４，４'−ビス（ｍ−トリルフェニルアミノ）ビフェニル（ＴＰＤ）にルブレン等をドープしたもの、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル（ＣＢＰ）、４，４’−ビス（９−カルバゾリル）−２，２’−ジメチルビフェニル（ＣＤＢＰ）等のカルバゾール系化合物に、トリス−（２フェリニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）（緑色）、ビス（４,６-ジ-フルオロフェニル）-ピリジネート−Ｎ，Ｃ２）イリジウム（ピコリネート）（ＦＩｒ（ｐｉｃ））（青色）、ビス（２−２’−ベンゾチエニル）−ピリジネート−Ｎ，Ｃ３イリジウム（アセチルアセトネート）（Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ））（赤色）、トリス−（ピコリネート）イリジウム（Ｉｒ（ｐｉｃ）３）（赤色）、ビス（２−フェニルベンゾチオゾラト−Ｎ，Ｃ２）イリジウム（アセチルアセトネート）（Ｂｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ））（黄色）等のイリジウム錯体や白金錯体をドープしたもの等が用いられる。

ホールブロッキング層ＨＢＬ１は、４，４’−Ｎ、Ｎ’−ジカルボゾール―ビフェニル（ＣＢＰ：４，４’−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｃａｒｂｏｚｏｌｅ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）や、２，９−ジメチル−４,７−ジフェニル−１,１０−フェナントロリン（ＢＣＰ：２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）を使用することができる。

電子輸送層ＥＴＬ１は、２，４−ビス（４−ビフェニル）−６−（４’−（２−ピリジル）−４−ジフェニル）−［１，３，５］トリアジン（ＭＰＴ：２，４−ｂｉｓ（４−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）−６−（４’−（２−Ｐｙｒｉｄｉｎｙｌ）−４−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）−［１，３，５］ｔｒｉａｚｉｎｅ）にリチウムを５体積％加えたものを使用することができる。

電子注入層ＥＩＬ１は、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（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、又はこれらの誘導体等を使用することができる。

サブ画素１０が有する２つの発光素子の他方（例えばＢ２）は、画素電極（導電層２１３）側から順に、正孔注入層ＨＩＬ２、正孔輸送層ＨＴＬ２、電子ブロッキング層ＥＢＬ２、発光層ＥＭＬ１、ホールブロッキング層ＨＢＬ１、電子輸送層ＥＴＬ１、電子注入層ＥＩＬ１、対向電極２１８を積層して形成する。すなわち、発光素子Ｂ１と発光素子Ｂ２とでは、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層の構成が異なっている。

本発明の第一実施形態では、図４に示す発光素子Ｂ１と発光素子Ｂ２とで、発光効率のピークとなる電流密度の大きさが異なるようにしている。発光効率のピークとなる電流密度の大きさ（後述する図５における発光効率のピーク位置）は、キャリアバランス（注入された正孔と電子のバランス）に依存する。キャリアバランスの調整手段としては、各電荷注入・輸送層（正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層）へのドーピングする材料の選択及び調整や、各電荷注入・輸送層のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位の調整、各電荷注入・輸送層の移動度の調整などが挙げられる。

図４に示す発光素子Ｂ１と発光素子Ｂ２とでは、発光素子Ｂ１よりも低電流密度域で正孔と電子の再結合が生じるよう、発光素子Ｂ２の発光層への正孔注入性を高めている。具体的には、発光素子Ｂ２の正孔注入層ＨＩＬ２（画素電極と発光層との間に位置する有機層ともいえる）のＨＯＭＯ準位が発光素子Ｂ１の正孔注入層ＨＩＬ１のＨＯＭＯ準位よりも小さい。これにより、正孔注入層ＨＩＬ２の方が正孔注入層ＨＩＬ１よりも、画素電極（導電層２１３）の仕事関数とのエネルギーギャップ差が小さくなり、正孔が注入しやすくなる。本発明の第一実施形態では、正孔注入層ＨＩＬ２のＨＯＭＯ準位は５．５ｅＶ以下であり、正孔注入層ＨＩＬ１のＨＯＭＯ準位は５．６ｅＶ以上である。

また、正孔輸送層ＨＴＬ２（画素電極と発光層との間に位置する有機層ともいえる）の方が正孔輸送層ＨＴＬ１よりも、基板１０１の主面に垂直な方向の正孔移動度が大きい。これにより、正孔輸送層ＨＴＬ２の方が正孔輸送層ＨＴＬ１よりも、発光層へ正孔を輸送しやすくなる。

図５は、本発明の第一実施形態に係る表示装置の発光素子の発光効率と電流密度との関係を示す図である。図５において、画素電極（導電層２１３）はＩＴＯ、対向電極２１８はＭｇＡｇである。図５を参照すると、本発明の第一実施形態に係る表示装置のサブ画素１０の発光素子Ｂ２の発光効率（ｃｄ／Ａ）は、電流密度が約０．１ｍＡ／ｃｍ²のときにピークに達する。他方、発光素子Ｂ１の発光効率（ｃｄ／Ａ）は、電流密度が約１０ｍＡ／ｃｍ²のときにピークに達する。このように、発光素子Ｂ１と発光素子Ｂ２とで発光効率のピークとなる電流密度の大きさがずれるようにする。すなわち、発光素子Ｂ１及び発光素子Ｂ２の発光効率のピークとなる電流密度の大きさを互いに異ならせ、発光素子Ｂ２の発光効率（ｃｄ／Ａ）のピークが、発光素子Ｂ１の発光効率（ｃｄ／Ａ）のピークよりも小さい電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）の領域にくるようにする。

本発明の第１実施形態に係る表示装置においては、発光素子Ｂ１及び発光素子Ｂ２を以上のように構成することで、電流密度が小さいときは主に発光素子Ｂ２が発光し、大きいときは主に発光素子Ｂ１が発光するので、電流密度が小さいときも発光効率を高く保つことができ、表示装置の発光効率を向上させて電力消費を軽減することができる。

また、本発明の第１実施形態に係る表示装置においては、発光素子Ｂ１及び発光素子Ｂ２が独立した信号により駆動されるので、どちらの発光素子へ信号を入力するかを選択することや、それぞれの発光素子に異なる信号を入力することが可能となる。よって、映像、電流密度、低消費電力モードのオンオフ等に応じて複数の発光素子への信号の入力の有無や入力する信号の内容を異ならせることができるので、表示装置の発光効率を向上させて電力消費を軽減することができる。

（第二実施形態）
図６は、本発明の第二実施形態に係る表示装置の発光素子の断面を示す図である。本発明の第二実施形態に係る表示装置の発光素子Ｂ１は、本発明の第一実施形態に係る表示装置における発光素子Ｂ１と同様である。

本発明の第二実施形態に係る表示装置の発光素子Ｂ２は、画素電極（導電層２１３）側から順に、正孔注入層ＨＩＬ１、正孔輸送層ＨＴＬ１、電子ブロッキング層ＥＢＬ１、発光層ＥＭＬ１、ホールブロッキング層ＨＢＬ１、電子輸送層ＥＴＬ３、電子注入層ＥＩＬ１、対向電極２１８を積層して形成する。すなわち、本発明の第二実施形態に係る表示装置における発光素子Ｂ１と発光素子Ｂ２とでは、電子輸送層の構成が異なっている。

本発明の第二実施形態に係る表示装置の電子輸送層ＥＴＬ３には添加物がドーピングされる。電子輸送層ＥＴＬ３（対向電極と発光層との間に位置する有機層ともいえる）には共蒸着により、例えば、リチウム錯体が添加される。換言すれば、発光素子Ｂ２の電子輸送層ＥＴＬ３の方が発光素子Ｂ１の電子輸送層ＥＴＬ１よりも、リチウム錯体の含有量が多い。本発明の第二実施形態の電子輸送層ＥＴＬ３には、リチウムキノラート錯体の１つである８−ヒドロキシキノリノラト−リチウム（Ｌｉｑ）が添加される。

図７は、本発明の第一実施形態に係る表示装置の発光素子の発光効率と電流密度との関係を示す図である。図７において、画素電極（導電層２１３）はＩＴＯ、対向電極２１８はＭｇＡｇである

本発明の第二実施形態に係る表示装置の発光素子Ｂ２の発光効率（ｃｄ／Ａ）は、電流密度が約０．５ｍＡ／ｃｍ²のときにピークに達する。他方、発光素子Ｂ１の発光効率（ｃｄ／Ａ）は、電流密度が約７ｍＡ／ｃｍ²のときにピークに達する。このように、発光素子Ｂ１と発光素子Ｂ２とで発光効率のピークとなる電流密度の大きさがずれるようにする。すなわち、発光素子Ｂ１及び発光素子Ｂ２の発光効率のピークとなる電流密度の大きさを互いに異ならせ、発光素子Ｂ２の発光効率（ｃｄ／Ａ）のピークが、発光素子Ｂ１の発光効率（ｃｄ／Ａ）のピークよりも小さい電流密度（ｍＡ／ｃｍ²）の領域にくるようにする。

本発明の第二実施形態に係る表示装置においては、発光Ｂ１及び発光素子Ｂ２を以上のように構成することで、電流密度が小さいときは主に発光素子Ｂ２が発光し、大きいときは主に発光素子Ｂ１が発光するので、電流密度が小さいときも発光効率を高く保つことができ、表示装置の発光効率を向上させて電力消費を軽減することができる。

（変形例１）
図８は、本発明の変形例１に係る表示装置の断面を示す図である。

本発明の変形例１に係る表示装置では、発光素子Ｒ１と発光素子Ｒ２とは共通の信号により駆動される。すなわち、本発明の変形例１に係る表示装置では、画素電極（導電層２１３）が発光素子Ｒ１と発光素子Ｒ２とで共通に用いられる。

本発明の変形例１に係る表示装置はこのような構成を有することでより容易に製造することができるので、製造工程の手間を省くことができる。

（変形例２）
図９は、本発明の変形例２に係る表示装置の画素の構成を示す図である。

本発明の変形例２に係る表示装置の画素１０３ａは、発光素子Ｒ１、Ｒ２を含むサブ画素１０ａ及び発光素子Ｇ１、Ｇ２を含むサブ画素１０ａが直線状に配置されて形成される。発光素子Ｂ１及びＢ２を含むサブ画素１０ａは、発光素子Ｒ１、Ｒ２を含むサブ画素１０ａ及び発光素子Ｇ１、Ｇ２を含むサブ画素１０ａが配置される直線とは異なる直線上に配置される。また、発光素子Ｂ１及びＢ２は、発光素子Ｒ１、Ｒ２及び発光素子Ｇ１、Ｇ２よりも大きな面積を有するように、詳述すれば大きな面積の発光領域を有するように形成される。

一般的に、赤色の発光素子及び緑色の発光素子よりも青色の発光本の方が、発光効率が低い。本発明の変形例２に係る表示装置は、青色の発光素子Ｂ１、Ｂ２の面積を大きくして、青色の発光素子Ｂ１、Ｂ２の低い発光効率を補完している。なお、他の色の発光素子よりも大きい面積を有する発光素子の色は青色に限定されず、青以外の色であってもよい。

（変形例３）
図１０は、本発明の変形例３に係る表示装置の画素の構成を示す図である。

本発明の変形例３に係る表示装置の画素１０３ｂは、発光素子Ｒ１、Ｒ２を含むサブ画素１０ｂ及び発光素子Ｂ１、Ｂ２を含むサブ画素１０ｂが直線状に配置されており、緑色の光を発する発光素子は１つの発光素子Ｇで構成される。発光素子Ｇで構成されるサブ画素１０ｂは、発光素子Ｒ１、Ｒ２を含むサブ画素１０ｂ及び発光素子Ｂ１、Ｂ２を含むサブ画素１０ｂが配置される直線とは異なる直線上に配置される。また、発光素子Ｇは、発光素子Ｒ１、Ｒ２及び発光素子Ｇ１、Ｇ２よりも大きな面積を有するように形成される。

画素１０３ｂが所定の輝度の白色を表示する際、赤色、緑色、青色のサブ画素１０ｂは全て発光する。このとき、緑色のサブ画素１０ｂの輝度が、赤色、青色のサブ画素１０ｂの輝度よりも高い。本発明の変形例３に係る表示装置は、画像表示において他の色よりも高輝度で発光させることが頻出である緑色の発光素子Ｇの面積を大きくして、高輝度での発光に好適な構成にしている。また、全てのサブ画素１０ｂに複数の発光素子を形成せず、１つの発光素子からなるサブ画素１０ｂを設けるので、より容易に製造することができ、製造工程の手間を省くことができる。１つの発光素子からなるサブ画素１０ｂは緑色に限定されず、緑以外の色であってもよい。また、画素１０３ａが、２つ以上の発光素子を備えるサブ画素１０ａを１つのみ有する構成にしてもよい。

Ｒ１，Ｒ２、Ｇ１，Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２：発光素子、１０、１０ａ、１０ｂ：サブ画素、１００：表示装置、１０１：基板、１０２：表示領域、１０３、１０３ａ、１０３ｂ：画素、１０４：ゲート駆動回路、１０５：ソース駆動回路、１０６：端子、１０７：ＦＰＣ、５０１：第１樹脂層、５０２：第１無機絶縁層、５０３：第２無機絶縁層、５０４：第２樹脂層、２０１：アンダーコート層、２０３：ＴＦＴ、２０４：ゲート絶縁膜、２０５：ゲート電極、２０６：ポリシリコン、２０７：保持容量（Ｃｓ）、２０８：層間絶縁膜、２０９：導電層、２１０：平坦化膜、２１１：透明導電膜、２１２：シリコン窒化膜、２１３：導電層、２１４：付加容量（Ｃａｄ）、２１５：バンク、２１６：開口、２１７：有機層、２１８：対向電極、２１９：封止層、２６０：表示領域、２７０：周辺領域、２８０：陰極コンタクト部

Claims (16)

1. サブ画素を複数備える画素を有する表示装置であって、
   前記サブ画素のうちの少なくとも１つは、複数の発光素子を有し、
   前記複数の発光素子は、発光効率がピークとなる電流密度の大きさが互いに異なる、表示装置。
2. 前記複数の発光素子は第１の発光素子及び第２の発光素子を有し、
   前記第１の発光素子は、第１の画素電極と、第１の発光層と、前記第１の画素電極と前記第１の発光層との間に位置する第１の有機層と、を有し、
   前記第２の発光素子は、第２の画素電極と、第２の発光層と、前記第２の画素電極と前記第２の発光層との間に位置する第２の有機層と、を有し、
   前記第２の有機層のＨＯＭＯ準位は、前記第１の有機層のＨＯＭＯ準位よりも小さい、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１の有機層は、前記第１の発光素子の第１の正孔注入層であり、
   前記第２の有機層は、前記第２の発光素子の第２の正孔注入層である、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記画素は、基板の上に配置され、
   前記第１の正孔注入層と前記第１の発光層との間に、第１の正孔輸送層が位置し、
   前記第２の正孔注入層と前記第２の発光層との間に、第２の正孔輸送層が位置し、
   前記第２の正孔輸送層は前記第１の正孔輸送層よりも、前記基板の主面に垂直な方向の正孔移動度が大きい、請求項３に記載の表示装置。
5. 前記画素は、基板の上に配置され、
   前記複数の発光素子は第１の発光素子及び第２の発光素子を有し、
   前記第１の発光素子は、第１の画素電極と、第１の発光層と、前記第１の画素電極と前記第１の発光層との間に位置する第１の有機層と、を有し、
   前記第２の発光素子は、第２の画素電極と、第２の発光層と、前記第２の画素電極と前記第２の発光層との間に位置する第２の有機層と、を有し、
   前記第２の有機層は前記第１の有機層よりも、前記基板の主面に垂直な方向の正孔移動度が大きい、請求項１に記載の表示装置。
6. 前記第１の有機層は、前記第１の発光素子の第１の正孔輸送層であり、
   前記第２の有機層は、前記第２の発光素子の第２の正孔輸送層である、請求項５に記載の表示装置。
7. 前記複数の発光素子は第１の発光素子及び第２の発光素子を有し、
   前記第１の発光素子は、第１の画素電極と、第１の発光層と、第１の対向電極と、前記第１の対向電極と前記第１の発光層との間に位置する第３の有機層と、を有し、
   前記第２の発光素子は、第２の画素電極と、第２の発光層と、第２の対向電極と、前記第２の対向電極と前記第２の発光層との間に位置する第４の有機層と、を有し、
   前記第４の有機層は前記第３の有機層よりも、リチウム錯体の含有量が多い、請求項１に記載の表示装置。
8. 前記第３の有機層は、前記第１の発光素子の第１の電子輸送層であり、
   前記第４の有機層は、前記第２の発光素子の第２の電子輸送層である、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記リチウム錯体は、Ｌｉｑである、請求項７又は請求項８に記載の表示装置。
10. 前記第１の発光素子は、前記第２の発光素子に入力される信号とは独立した信号が入力される、請求項２から請求項９のいずれか１項に記載の表示装置。
11. 前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とは、共通の信号が入力される、請求項２から請求項９のいずれか１項に記載の表示装置。
12. 前記画素は、前記複数の発光素子を有する第１のサブ画素と、発光素子を１つのみ有する第２のサブ画素と、を含む、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置。
13. 前記第２のサブ画素が有する前記発光素子の発光領域は、前記第１のサブ画素が有する前記発光素子の発光領域よりも大きい、請求項１２に記載の表示装置。
14. 前記画素は、第１の色を発する前記複数の発光素子を有する第１のサブ画素と、第２の色を発する前記複数の発光素子を有する第２のサブ画素と、第３の色を発する前記複数の発光素子を有する第３のサブ画素とを備え、
    前記第１のサブ画素及び前記第２のサブ画素は直線状に配置され、
    前記第３のサブ画素は、前記第１のサブ画素及び前記第２のサブ画素が配置される直線とは異なる位置に配置され、
    前記第３のサブ画素が有する前記発光素子の発光領域は、前記第１のサブ画素及び前記第２のサブ画素が有する前記発光素子の発光領域よりも大きい、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置。
15. 前記第３の色は青色である、請求項１４に記載の表示装置。
16. 前記画素は、第１の色を発する前記複数の発光素子を有する第１のサブ画素と、第２の色を発する前記複数の発光素子を有する第２のサブ画素と、第３の色を発する発光素子を１つのみ有する第３のサブ画素とを備え、
    前記第１のサブ画素及び前記第２のサブ画素は直線状に配置され、
    前記第３のサブ画素は、前記第１のサブ画素及び前記第２のサブ画素が配置される直線とは異なる位置に配置され、
    前記第３のサブ画素が有する前記発光素子の発光領域は、前記第１のサブ画素及び前記第２のサブ画素が有する前記発光素子の発光領域よりも大きい、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の表示装置。