JP2021048366A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光位置のずれにより発生する、発光素子の寿命が短い不良品が発生しにくい表示装置を提供する。【解決手段】発光材料を含む有機発光層を備える表示装置であって、前記有機発光層は、さらに熱活性化遅延蛍光材料を含み、前記有機発光層の少なくとも一方の界面部分の前記熱活性化遅延蛍光材料の重量パーセント濃度は、該一方の界面部分と他方の界面部分との間に位置する中間部分の前記熱活性化遅延蛍光材料の重量パーセント濃度よりも低い、ことを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、表示装置に関する。

従来、有機エレクトロルミネッセンス材料（有機ＥＬ材料）を表示部の発光素子（有機ＥＬ素子）に用いた有機ＥＬ表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）が知られている。有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置等とは異なり、有機ＥＬ材料を発光させることにより表示を実現する。いわゆる自発光型の表示装置である。

この発光素子における発光層が有機ＥＬ材料を含む。その上で、特許文献１に示すような遅延蛍光材料を発光層にさらに添加することで、発光層の発光効率を高めることを可能とする技術が開示されている。

特開２０１３−１１６９７５号公報

ところで、発光層は、当該発光層の厚さ方向のいずれの位置においても発光するため、理想的な発光位置で発光するように設計がなされる。この理想的な発光位置とは、例えば、発光層の厚さ方向において両界面から等距離な位置をいう。

しかし、実際に製造される表示装置の中には、発光素子における発光位置が理想とする位置からずれてしまうものも一部存在する。その中でも特に、当該発光層のどちらか一方の界面付近に発光位置が存在すると、発光素子の発光寿命が著しく短くなってしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光位置のずれにより発生する、発光素子の寿命が短い不良品が発生しにくい表示装置を提供する。

本発明の表示装置の一態様は、発光材料を含む有機発光層を備える表示装置であって、前記有機発光層は、さらに熱活性化遅延蛍光材料を含み、前記有機発光層の少なくとも一方の界面部分の前記熱活性化遅延蛍光材料の重量パーセント濃度は、該一方の界面部分と他方の界面部分との間に位置する中間部分の前記熱活性化遅延蛍光材料の重量パーセント濃度よりも低い、ことを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の概略の構成を示す模式図である。 図１に示す有機ＥＬ表示装置の表示パネルの一例を示す模式的な平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面の一例を示す概略図である。 第１の実施例において図３の破線部を拡大した図である。 第１の実施例の変形例において図３の破線部を拡大した図である。 第２の実施例において図３の破線部を拡大した図である。 第２の実施例の変形例において図３の破線部を拡大した図である。 第３の実施例において図３の破線部を拡大した図である。 第３の実施例の変形例において図３の破線部を拡大した図である。 第３の実施例の変形例において図３の破線部を拡大した図である。 有機ＥＬ素子の発光試験結果をまとめた表である。

以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、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、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

さらに、本発明の詳細な説明において、ある構成物と他の構成物との位置関係を規定する際、「上に」「下に」とは、ある構成物の直上又は直下に位置する場合のみでなく、特に断りの無い限りは、間にさらに他の構成物を介在する場合を含むものとする。

図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の概略の構成を、有機ＥＬ表示装置を例にして示す模式図である。有機ＥＬ表示装置２は、画像を表示する画素アレイ部４と、画素アレイ部４を駆動する駆動部とを備える。有機ＥＬ表示装置２は、基材上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などの積層構造が形成されて構成される。なお、図１に示した概略図は一例であって、本実施形態はこれに限定されるものではない。

画素アレイ部４には、ＯＬＥＤ６及び画素回路８をそれぞれ有する画素がマトリクス状に配置される。画素回路８は複数のＴＦＴ１０，１２やキャパシタ１４で構成される。

上記駆動部は、走査線駆動回路２０、映像線駆動回路２２、駆動電源回路２４及び制御装置２６を含み、画素回路８を駆動しＯＬＥＤ６の発光を制御する。

走査線駆動回路２０は、画素の水平方向の並び（画素行）毎に設けられた走査信号線２８に接続されている。走査線駆動回路２０は、制御装置２６から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線２８を順番に選択し、選択した走査信号線２８に、スイッチングＴＦＴ１０をオンする電圧を印加する。

映像線駆動回路２２は、画素の垂直方向の並び（画素列）毎に設けられた映像信号線３０に接続されている。映像線駆動回路２２は、制御装置２６から映像信号を入力され、走査線駆動回路２０による走査信号線２８の選択に合わせて、選択された画素行の映像信号に応じた電圧を各映像信号線３０に出力する。当該電圧は、選択された画素行にてスイッチングＴＦＴ１０を介してキャパシタ１４に書き込まれる。駆動ＴＦＴ１２は、書き込まれた電圧に応じた電流をＯＬＥＤ６に供給する。これにより、選択された走査信号線２８に対応する画素のＯＬＥＤ６が発光する。

駆動電源回路２４は、画素列毎に設けられた駆動電源線３２に接続され、駆動電源線３２及び選択された画素行の駆動ＴＦＴ１２を介してＯＬＥＤ６に電流を供給する。なお、駆動電源線３２は、図１では画素列毎に設けられているが、画素行毎に設けられていても良く、さらにその両方に設けられていても良い。

ここで、ＯＬＥＤ６の下部電極４６は、駆動ＴＦＴ１２に接続される。一方、各ＯＬＥＤ６の上部電極５０は、全画素のＯＬＥＤ６に共通の電極で構成される。下部電極４６を陽極（アノード）として構成する場合は、高電位が入力され、上部電極５０は陰極（カソード）となって低電位が入力される。下部電極４６を陰極（カソード）として構成する場合は、低電位が入力され、上部電極５０は陽極（アノード）となって高電位が入力される。

図２は、図１に示す有機ＥＬ表示装置２の表示パネルの一例を示す模式的な平面図である。表示パネル４０の表示領域６０に、図１に示した画素アレイ部４が設けられる。また前述のように、画素アレイ部４にはＯＬＥＤ６（発光部１００）が配列される。前述の、発光部１００を構成する上部電極５０は、各画素に共通に形成されて表示領域６０全体を覆う。表示領域６０の周囲には額縁領域６２が設けられ、前述した走査線駆動回路２０、映像線駆動回路２２、駆動電源回路２４及び制御装置２６等が設けられる。

矩形である表示パネル４０の額縁領域６２の一辺には、端子領域６４が設けられる。端子領域６４には表示領域６０へ繋がる配線が配置される。さらに、端子領域６４には、駆動部を構成するドライバＩＣ７０が搭載されたり、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７２が接続されたりする。ＦＰＣ７２は、制御装置２６やその他の回路２０，２２，２４等に接続されたり、その上にＩＣを搭載されたりする。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面の一例を示す概略図である。ＩＩＩ−ＩＩＩ断面は、主に画素を構成するＮｃｈＴＦＴを含む表示領域６０における断面構造を示す。なお図３では、断面構造を見易くするため一部の層のハッチングを省略している。

表示パネル４０は、例えば、形成されたＴＦＴを含むＴＦＴ基板４２、発光部１００及び発光部１００を封止する封止層５２などが積層された構造を有する。

また、封止層５２の上には、例えば保護層（図示せず）が配置される。本実施形態においては、画素アレイ部４はトップエミッション構造であり、発光部１００で生じた光は、ＴＦＴ基板４２側とは反対側（図３において上向き）に出射される。なお、有機ＥＬ表示装置２におけるカラー化方式をカラーフィルタ方式とする場合には、例えば、封止層５２と保護層（図示せず）との間、又は対向基板側にカラーフィルタが配置される。このカラーフィルタに、発光部１００にて生成した白色光を通すことで、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を作る。

なお、図３に示すＴＦＴ基板４２には、基材、アンダーコート層、ＴＦＴ、導電層、ゲート電極、ソース・ドレイン電極及び平坦化膜等が含まれる。但し、これら構造は従来の構成に準ずるものであることから、ここでは簡単のため個々の構造について図示しない。

ＴＦＴ基板４２上には、パッシベーション膜４４が形成される。パッシベーション膜４４は、例えば、ＳｉＮ_ｙ等の無機絶縁材料で形成される。そして、表示領域６０において、パッシベーション膜４４上に発光部１００が形成されている。画素アレイ部４は、代表的に、下部電極４６、発光部１００及び上部電極５０をＴＦＴ基板４２側からこの順に積層して形成される。

図３に示すＴＦＴ基板４２が有するＴＦＴが、ｎチャネルを有した駆動ＴＦＴ１２であるとすると、下部電極４６は、ＴＦＴのソース電極に接続される。具体的には、前述した平坦化膜の形成後、下部電極４６をＴＦＴに接続するためのコンタクトホールが形成される。例えば、平坦化膜表面及びコンタクトホール内に形成した導電体部をパターニングすることにより、ＴＦＴに接続された下部電極４６が画素毎に形成される。下部電極４６は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明金属酸化物で形成されてもよい。また下部電極４６は、ＡｇやＡｌ等の金属を薄膜で形成することで設けてもよい。

上記構造上には、画素領域の隔壁となるバンク４８（又はリブとも言う）を形成する。例えば、下部電極４６の形成後、画素境界にバンク４８を形成する。その後、バンク４８で囲まれた画素の有効領域（下部電極４６の露出する領域）に、発光部１００及び上部電極５０が積層される。

バンク４８は、平坦化膜と同様に、例えば、樹脂材料（感光性アクリル等）で形成される。またバンク４８の端部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、発光部１００のカバレッジ不良を生ずる。

発光部１００は、図３に示すように複数の下部電極４６上及びバンク４８上に亘って連続的に形成されても良いし、それぞれの下部電極４６上に選択的に形成されても良い。また、発光部１００は複数の層を有し得るが、当該複数の層については、図４を参照して説明する。

図４に示すように、発光部１００は、代表的には、アノード側から順に、正孔輸送層１０４、有機発光層１２０及び電子輸送層１１０を積層して形成されている。また、発光部１００は、その他の層を有し得る。その他の層としては、例えば、アノードと発光層との間に配置される正孔注入層１０２、電子ブロック層１０６、及びカソードと発光層との間に配置される電子注入層１１２や正孔ブロック層１０８が挙げられる。なお、一部の層は複数の下部電極４６上及びバンク４８上に亘って連続的に形成され、他の一部の層はそれぞれの下部電極４６上に選択的に形成されても良い。

図４に示す複数の層からなる発光部１００の形成後、図３に示すように上部電極５０を形成する。上部電極５０は、バンク４８及び発光部１００を覆う。上部電極５０は、複数の画素にまたがって設けられる。そして、発光部１００、並びに発光部１００を挟む下部電極４６及び上部電極５０によって、発光素子が構成される。発光部１００に含まれる有機発光層１２０は、下部電極４６と上部電極５０との間を流れる電流によって発光する。

上部電極５０は、例えばＭｇＡｇ等の金属薄膜で形成される。トップエミッション構造を採用した有機ＥＬ表示装置２に金属薄膜を用いる場合は、光が透過する程度に膜厚を小さくする必要がある。一方、有機ＥＬ表示装置２がボトムエミッション構造を採用した場合、上部電極５０は反射電極として形成される必要がある。

ここではトップエミッション構造としているため、上部電極５０を、ＭｇＡｇを発光部１００からの出射光が透過する程度の薄膜として形成する。例示した発光部１００の形成順序に従うと、下部電極４６が陽極（アノード）となり、上部電極５０が陰極（カソード）となる。上部電極５０は、表示領域６０上と、表示領域６０近傍に設けられた陰極コンタクト部に亘って形成され、陰極コンタクト部で下層の導電層と接続される。

上部電極５０を形成後、封止層５２を形成する。封止層５２は、バンク４８及び発光部１００を覆うことで、封止により外部からの水分浸入を防止することを機能の一としている。そのため、封止層５２は高いガスバリア性を有する。

封止層５２は、第１の無機封止膜、有機封止膜及び第２の無機封止膜をこの順で含む積層構造を有している。第１の無機封止膜は、例えば、ＣＶＤ法によりシリコン窒化膜を成膜することにより形成される。第１の無機材料膜の膜厚は、例えば、１μｍ程度である。有機封止膜は、例えば、アクリル系、エポキシ系等の樹脂材料で形成される。有機封止膜は、例えば、硬化性樹脂組成物をインクジェット方式やスクリーン印刷方式等の任意の適切な方法で塗布し、得られた塗布層を硬化させることで形成される。有機封止膜の膜厚は、例えば、１０μｍ程度である。第２の無機封止膜は、第１の無機封止膜と同様、ＣＶＤ法によりシリコン窒化膜を成膜することにより形成される。第２の無機封止膜の膜厚は、例えば１μｍ程度である。

以上の工程により、有機ＥＬ表示装置２が作製される。必要に応じて、封止層５２上にカバーガラスやタッチパネル基板等を設けても良い。この場合、有機ＥＬ表示装置２との空隙を埋めるために、樹脂等を用いた充填材を介しても良い。

図４乃至図１０は、それぞれ図３に示す破線部を拡大した図である。以下、図４乃至図１０を参照して、第１の実施例乃至第３の実施例について説明する。なお、正孔注入層１０２、正孔輸送層１０４、電子ブロック層１０６、正孔ブロック層１０８、電子輸送層１１０及び電子注入層１１２については、従来の構成に準ずるものであることから、ここでの説明を省略する。また各図における各層の厚さについては、以後特別な言及がない限り、実際の厚さを反映するものではなく、層構造を模式的に示すものである。

図４乃至図１０における有機発光層１２０は、発光材料として有機ＥＬ材料を有する。その上で、有機発光層１２０はさらに、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料を有する。

ＴＡＤＦ材料の例としては、ＣＺ−ＰＳ、４ＣｚＩＰＮ、ＰＸＺ−ＴＲＺ、ＨＡＰ−３ＴＰＡなどの芳香族化合物が挙げられる。一般的に、有機発光層１２０が有するＴＡＤＦ材料としては、特にカルバゾリルジシアノベンゼン（ＣＤＣＢ）誘導体を用いることが好ましい。これらのＴＡＤＦ材料は、遅延蛍光を放射するため発光効率が高いという特徴を有する。その原理について、以下に説明する。

有機ＥＬ素子においては、陽極及び陰極により発光材料にキャリアを注入し、キャリアの再結合により励起状態の発光材料を生成し、発光させる。通常、生成した励起子のうち、励起一重項状態に励起されるのは２５％であり、残り７５％は励起三重項状態に励起される。従って、励起三重項状態からの発光である燐光を利用するほうが、エネルギーの利用効率が高い。しかしながら、励起三重項状態は寿命が長いため、励起状態の飽和や励起三重項状態の励起子との相互作用によるエネルギーの失活が起こり、一般に燐光の量子収率が高くないことが多い。

一方、遅延蛍光材料は、系間交差等により励起三重項状態へとエネルギーが遷移した後、三重項−三重項消滅又は熱エネルギーの吸収により、励起一重項状態に逆系間交差され蛍光を放射する。有機ＥＬ素子においては、特に熱エネルギーの吸収による熱活性化型の遅延蛍光材料、つまりＴＡＤＦ材料が特に有用であると考えられる。

有機ＥＬ素子にＴＡＤＦ材料を利用した場合、励起一重項状態の励起子は通常通り蛍光を放射する。一方、励起三重項状態の励起子は、表示装置が発する熱を吸収して励起一重項へ系間交差され蛍光を放射する。このとき、励起一重項からの発光であるため蛍光と同波長での発光でありながら、励起三重項状態から励起一重項状態への逆系間交差により、生じる光の寿命（発光寿命）は通常の蛍光や燐光よりも長くなる。よって、これらよりも遅延した蛍光として観察される。これを遅延蛍光として定義できる。

このような熱活性化型の励起子移動機構を用いれば、キャリア注入後に熱エネルギーの吸収を経ることにより、通常は２５％しか生成しなかった励起一重項状態の化合物の比率を２５％以上に引き上げることが可能となる。

有機発光層１２０は、陽極および陰極のそれぞれから注入された正孔および電子が再結合することにより励起子が生成した後、発光する層である。有機発光層１２０は、発光材料及び前述の例に代表されるＴＡＤＦ材料を１種又は２種以上含む。

ＴＡＤＦ材料における励起三重項状態は、表示装置又は室温化における熱エネルギーによって励起一重項状態への逆系間交差する。そして、ＴＡＤＦ材料における一重項励起子におけるエネルギー準位が、発光材料における一重項励起子におけるエネルギー準位に移動する。このようにして、発光材料による発光効率が高くなるため、発光材料は、励起一重項エネルギーがＴＡＤＦ材料の励起一重項エネルギーよりも低い値を有する有機化合物を用いる。

本発明の有機ＥＬ素子において、発光は主に有機発光層１２０に含まれる発光材料から生じるが、ＴＡＤＦ材料からの発光も含む。

有機発光層１２０中の発光材料の重量パーセント濃度は、１０％以下であることが好ましい。有機発光層１２０中のＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度は、３０％以下であることが好ましい。その上で、有機発光層１２０中の発光材料の重量パーセント濃度は、有機発光層１２０中のＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度よりも低いことが好ましい。

図４は、第１の実施例における発光部１００の構造を、図３の破線部を拡大して示した図である。第１の実施例は、有機発光層１２０が１層である場合を示す。

図４に示す、有機発光層１２０の下（陽極である下部電極４６）側の界面部分におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度は、有機発光層１２０の上側の界面と下側の界面との間に位置する中間部分におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度よりも低い。なお、有機発光層１２０の上側の界面と下側の界面との間に位置する中間部分には、厚さ方向において有機発光層１２０の両界面から等距離な位置が含まれる。そして、当該位置が、有機発光層１２０において設計された理想的な発光位置に相当する。

図４では、有機発光層１２０の上面側におけるハッチングを、下面側におけるハッチングよりも薄くしている。このように、ハッチングの濃さがＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度の高低と対応している。

なお、図４では、有機発光層１２０の下側の界面部分におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度を低くした構成を開示しているが、構成はこれに限られない。他に、有機発光層１２０の上（陰極である上部電極５０）側の界面部分におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度を低くしてもよい。

また、図４では、ＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度が高い部分及び低い部分を有する構成を示したが、構成はこれに限られない。例えば、一方の界面から他方の界面にかけて濃度勾配を設定してもよい。

図５は、図４に示す第１の実施例の変形例を示す。図５は、有機発光層１２０の厚さ方向において両界面から等距離な位置のＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度が最も高くなるよう、濃度勾配を設定した場合の構成の例である。具体的には、有機発光層１２０の上側の界面と下側の界面との間に位置する中間部分におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度が最も高く、有機発光層１２０の両界面部分におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度が最も低くなるような濃度分布となっている。

図５に示す変形例以外にも、有機発光層１２０の上側の界面と下側の界面との間に位置する中間部分におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度が最も高く、かつどちらか一方の界面部分におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度が最も低くなるような濃度分布としてもよい。

以上、図４及び図５に示すように、有機発光層１２０中のＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度を変化させる構造を採用すればよい。特に、有機発光層１２０の少なくとも一方の界面部分のＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度を、該一方の界面部分と他方の界面部分との間に位置する中間部分のＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度よりも低くすればよい。

図６は、第２の実施例における発光部１００の構造を、図３の破線部を拡大して示した図である。第２の実施例は、有機発光層１２０が第１の発光層１２２及び第２の発光層１２４の２層からなる。図６では、第１の発光層１２２が陽極である下部電極４６側に設けられ、第２の発光層１２４が陰極である上部電極５０側に設けられる場合の例を示す。なお、第１の発光層１２２及び第２の発光層１２４の配置は、これに限られない。具体的には、第１の発光層１２２が陰極である上部電極５０側に設けられ、第２の発光層１２４が陽極である下部電極４６側に設けられてもよい。

図６に示す、第１の発光層１２２におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度は、第２の発光層１２４におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度よりも低い。これに対応して、図６では、第１の発光層１２２におけるハッチングを、第２の発光層１２４におけるハッチングよりも薄くしている。このように、ハッチングの濃さはＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度の高低と対応している。

図７は、図６に示す第２の実施例の変形例を示す。図７では、第１の発光層１２２の厚さが第２の発光層１２４の厚さよりも薄い。そのため、図６に示すように、第１の発光層１２２の厚さと第２の発光層１２４の厚さが必ずしも同じである必要はない。つまり、第１の発光層１２２の厚さは、第２の発光層１２４の厚さ以下であればよい。なお、図６及び図７における第１の発光層１２２の厚さ及び第２の発光層１２４の厚さは、互いの層における相対的な差を示す。一方で、第１の発光層１２２の厚さ及び第２の発光層１２４の厚さは、その他の層の厚さとの相対的な関係を示すものではない。

以上、図６及び図７に示すように、有機発光層１２０に第１の発光層１２２及び第２の発光層１２４を設け、どちらか一方の電極側にＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度の低い第１の発光層１２２を設ければよい。この構成は、どちらか一方の電極から注入される正孔又は電子の量が他方の電極から注入される電子又は正孔の量よりも多い場合などで有効である。具体的には、正孔又は電子の注入量がより多い電極側に、ＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度の低い第１の発光層１２２を設ければよい。

一般に、正孔輸送層１０４と有機発光層１２０との界面劣化は、発光素子の劣化の一因として知られている。この劣化を防ぐためには、有機発光層１２０の界面における正孔の蓄積を防ぐ必要がある。つまり、有機発光層１２０における発光位置を有機発光層１２０の界面から遠ざける必要がある。

図４、図６及び図７の第２の実施例に示す有機発光層１２０の構造は、特に正孔輸送層１０４と有機発光層１２０との界面劣化を防ぐために採用される構造である。特に、陽極である下部電極４６側に、第１の発光層１２２を設けることで正孔輸送層１０４と有機発光層１２０との界面劣化を防ぐことが可能となる。

具体的には、陽極である下部電極４６側の有機発光層１２０の界面におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度が、有機発光層１２０の他の箇所と比較して低くなる。そのため、下部電極４６側の有機発光層１２０の界面での発光を最小限に抑えることが可能となる。つまり、正孔輸送層１０４と有機発光層１２０との界面劣化を防ぐことが可能となる。

図８は、第３の実施例における発光部１００の構造を、図３の破線部を拡大して示した図である。第３の実施例は、有機発光層１２０が第１の発光層１２２、第２の発光層１２４及び第３の発光層１２６の３層からなる。図８では、第１の発光層１２２が陽極である下部電極４６側に設けられ、第３の発光層１２６が陰極である上部電極５０側に設けられる場合の例を示す。

図８に示す第１の発光層１２２におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度は、第２の発光層１２４におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度よりも低い。これに対応して、図８では、第１の発光層１２２におけるハッチングを、第２の発光層１２４におけるハッチングよりも薄くしている。

また、図８に示す、第３の発光層１２６におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度は、第２の発光層１２４におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度よりも低い。これに対応して、図８では、第３の発光層１２６におけるハッチングを、第２の発光層１２４におけるハッチングよりも薄くしている。このように、ハッチングの濃さはＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度の高低と対応している。

第１の発光層１２２におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度は、第３の発光層１２６におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度と、必ずしも同濃度である必要はない。同濃度としない場合は、第２の実施例と同様に考えられる。即ち、どちらか一方の電極から注入される正孔又は電子の量が他方の電極から注入される電子又は正孔の量よりも多い場合などで有効である。例えば、電子の注入量が正孔の注入量よりも多い場合は、第１の発光層１２２におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度を第３の発光層１２６におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度よりも低くすればよい。つまり、第１の発光層１２２におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度は、第３の発光層１２６におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度以下であればよい。

図９及び図１０はそれぞれ、図８に示す第３の実施例の変形例を示す。図９では、第１の発光層１２２の厚さ及び第３の発光層１２６の厚さが第２の発光層１２４の厚さよりも薄い。その上で、第１の発光層１２２の厚さは第３の発光層１２６の厚さと同じとなっている。これに対して、図１０では、図９と比較して、さらに第３の発光層１２６の厚さが第１の発光層１２２の厚さよりも薄い。

以上のことから、図８に示すように、第１の発光層１２２の厚さ及び第３の発光層１２６の厚さが第２の発光層１２４の厚さと必ずしも同じである必要はない。また、第１の発光層１２２の厚さは、第２の発光層１２４の厚さ以下であればよく、また第３の発光層１２６の厚さは、第２の発光層１２４の厚さ以下であればよい。

第１の発光層１２２の厚さ及び第３の発光層１２６の厚さは、必ずしも同じである必要はない。これは第２の実施例と同様で、どちらか一方の電極から注入される正孔又は電子の量が他方の電極から注入される電子又は正孔の量よりも多い場合などで有効である。

図１０も、正孔輸送層１０４と有機発光層１２０との界面劣化を防ぐため、陽極である下部電極４６側に第１の発光層１２２を設けている。これにより、有機発光層１２０における発光位置を有機発光層１２０の界面から遠ざけることが可能となり、結果として有機発光層１２０の界面における正孔の蓄積を防ぐことが可能となる。

なお、図８乃至図１０における第１の発光層１２２の厚さ、第２の発光層１２４の厚さ及び第３の発光層１２６の厚さは、それぞれの層における相対的な差を示す。一方で、第１の発光層１２２の厚さ、第２の発光層１２４の厚さ及び第３の発光層１２６の厚さは、その他の層の厚さとの相対的な関係を示すものではない。

図１１は、以下に示す実施例ａ、実施例ｂ及び比較例における有機ＥＬ素子の発光試験結果をまとめた表である。実施例ａにおける発光部１００の層構造は図９と対応しており、実施例ｂにおける発光部１００の層構造は図８と対応している。

まず、前述の２つの実施例における各発光層の厚さについて説明する。実施例ａは、第１の発光層１２２の厚さ及び第３の発光層１２６の厚さを、共に５ｎｍとし、第２の発光層１２４の厚さを２０ｎｍとしている。これに対して実施例ｂは、第１の発光層１２２乃至第３の発光層１２６の３層それぞれの厚さを全て１０ｎｍとしている。

次に、前述の２つの実施例における各発光層に含まれる発光材料及びＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度について説明する。実施例ａ及び実施例ｂ共に、有機発光層１２０全体における発光材料の重量パーセント濃度を２％としている。また、実施例ａ及び実施例ｂ共に、第１の発光層１２２及び第３の発光層１２６におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度は７％、第２の発光層１２４におけるＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度は１５％としている。

前述の２つの実施例と比較する比較例は、従来同様に有機発光層１２０が厚さ３０ｎｍの１層からなる。また、有機発光層１２０における発光材料の重量パーセント濃度を２％、ＴＡＤＦ材料の重量パーセント濃度は１５％としている。

その上で図１１の結果を参照すると、２つの実施例は共に従来の構成を有する比較例よりも有機ＥＬ素子の寿命が長いことが言える。特に、ＬＴ９５（素子の初期発光強度が５％減少するまでの時間）の欄には、［実施例］／［比較例］で規格化を行った値が記載されているが、実施例ａ及び実施例ｂ共に１以上の値となった。一方で、発光効率の欄にも、［実施例］／［比較例］で規格化を行った値が記載されているが、２つの実施例及び比較例で変化はなかった。

以上のことから、発光位置として好ましくない有機発光層１２０の界面付近は、他の箇所と比較してＴＡＤＦ材料から発光材料へのエネルギー移動が発生する確率が低くなる。そのため、有機発光層１２０の界面付近よりもＴＡＤＦ材料から発光材料へのエネルギー移動が発生する確率が高い箇所において、より確実に発光が起こる。つまり、従来と比較して、有機発光層１２０の上側の界面と下側の界面との間に位置する中間部分付近に発光位置が存在する確率が高くなるため、発光素子の寿命が短い不良品が発生しにくい表示装置を提供することが可能となる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

２ 有機ＥＬ表示装置、４ 画素アレイ部、６ ＯＬＥＤ、８ 画素回路、１０ スイッチングＴＦＴ、１２ 駆動ＴＦＴ、１４ キャパシタ、２０ 走査線駆動回路、２２ 映像線駆動回路、２４ 駆動電源回路、２６ 制御装置、２８ 走査信号線、３０ 映像信号線、３２ 駆動電源線、４０ 表示パネル、４２ ＴＦＴ基板、４４ パッシベーション膜、４６ 下部電極、４８ バンク、５０ 上部電極、５２ 封止層、６０ 表示領域、６２ 額縁領域、６４ 端子領域、７０ ドライバＩＣ、７２ ＦＰＣ、１００ 発光部、１０２ 正孔注入層、１０４ 正孔輸送層、１０６ 電子ブロック層、１０８ 正孔ブロック層、１１０ 電子輸送層、１１２ 電子注入層、１２０ 有機発光層、１２２ 第１の発光層、１２４ 第２の発光層、１２６ 第３の発光層。

Claims (10)

1. 発光材料を含む有機発光層を備える表示装置であって、
   前記有機発光層は、さらに熱活性化遅延蛍光材料を含み、
   前記有機発光層の少なくとも一方の界面部分の前記熱活性化遅延蛍光材料の重量パーセント濃度は、該一方の界面部分と他方の界面部分との間に位置する中間部分の前記熱活性化遅延蛍光材料の重量パーセント濃度よりも低い、
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記有機発光層は、第１の発光層及び第２の発光層をそれぞれ有し、
   前記第１の発光層中の熱活性化遅延蛍光材料の第１重量パーセント濃度は、前記第２の発光層中の前記熱活性化遅延蛍光材料の第２重量パーセント濃度よりも低い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１の発光層の厚さは、前記第２の発光層の厚さ以下である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第１の発光層は、前記有機発光層における陽極側に設けられ、
   前記第２の発光層は、前記有機発光層における陰極側に設けられる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
5. 前記有機発光層は、さらに、前記第２の発光層よりも陰極側に設けられる第３の発光層を有し、
   前記第３の発光層中の前記熱活性化遅延蛍光材料の第３重量パーセント濃度は、前記第２の発光層中の前記熱活性化遅延蛍光材料の第２重量パーセント濃度よりも低い、
   ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記第３の発光層の厚さは、前記第２の発光層の厚さ以下である、
   ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記第３の発光層の厚さは、前記第１の発光層の厚さ以下である、
   ことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 前記第１の発光層の厚さは、前記第３の発光層の厚さと同じ厚さである、
   ことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
9. 前記熱活性化遅延蛍光材料の前記第１重量パーセント濃度は、前記熱活性化遅延蛍光材料の前記第３重量パーセント濃度以下である、
   ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
10. 前記有機発光層中の前記発光材料の重量パーセント濃度は、前記有機発光層中の前記熱活性化遅延蛍光材料の重量パーセント濃度よりも低い、
    ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
    
    
    

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