JP4131924B2

JP4131924B2 - Organic EL display device

Info

Publication number: JP4131924B2
Application number: JP2002281204A
Authority: JP
Inventors: 和重山本; 勝之内藤; 信太郎榎本; 昭夫鈴木
Original assignee: 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: JP2004119201A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置に係り、特には、各有機ＥＬ素子が正孔注入層を備えた有機ＥＬ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報化社会の進展に伴い、各種モバイル機器や端末機器は益々普及し、それらに搭載される表示装置への低消費電力化の要求は高まる一方である。有機ＥＬ素子は、自発光型の面発光ダイオード（C. W. Tang and S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)）であり、１０Ｖ以下の低電圧印加により発光を生じさせることや、青、緑、赤の３色をはじめとする様々な発光色を実現することができる。これらの点から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。しかしながら、有機ＥＬ表示装置には、以下の問題がある。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子からガラス基板を透過して装置外部へと放射される光子数Ｐは、素子を流れる単位面積当りの電流密度をＪ、発光効率（外部量子効率）をφ_EXTとすると、以下の等式：
Ｐ＝φ_EXT・Ａ・Ｊ／ｅ …（１）
で表される。なお、この等式（１）において、Ａは素子面積を示し、ｅは電気素量を示している。上記等式（１）から明らかなように、φ_EXTが大きければ、小さな電流で十分な表示輝度を実現でき、高輝度化と低消費電力化とを同時に達成することができる。
【０００４】
発光効率（外部量子効率）φ_EXTは、電子・正孔キャリアバランスをχ、発光層を構成する材料のＰＬ（フォトルミネセンス）発光効率をφ_PL、光取出し効率をφ_OUTとすると、以下の等式：
φ_EXT＝χ・φ_PL・φ_OUT …（２）
で表される。
【０００５】
通常、画素構造が同じであれば光取出し効率φ_OUTは、赤、緑、青色に対応した画素間で同一となる。したがって、高輝度化と低消費電力化とを同時に達成するには、赤、緑、青色の各色について、電子・正孔キャリアバランスχ及びＰＬ発光効率φ_PLを高め、それにより、発光効率（外部量子効率）φ_EXTを高めて光子数Ｐを増大させる必要がある。
【０００６】
しかしながら、一般に、ＰＬ発光効率φ_PLは、赤、緑、青色に発光する発光材料間で互いに異なる。そのため、赤、緑、青色の発光色についてＰＬ発光効率φ_PLを高く且つほぼ等しくするには、新規な発光材料の開発、発光材料の精製、及び適当な組み合わせの選択などが要求される。
【０００７】
他方、電子・正孔キャリアバランスχは、デバイス構造に依存し、なかでも正孔注入層及び陰極の構成に強く依存する。電子・正孔キャリアバランスχは、電子電流をＪ_e、正孔電流をＪ_hとし、電子がマイナリティキャリアであるとすると、次式で近似することができる。
χ＝２Ｊ_e／（Ｊ_e＋Ｊ_h） …（３）
電子電流Ｊ_eには発光層／陰極の障壁高さが影響を与え、正孔電流Ｊ_hには正孔注入層／発光層の障壁高さが影響を与える。また、発光色が異なれば、当然、発光材料のエネルギー準位も異なる。そのため、赤、緑、青色の画素間で正孔注入層と陰極とに同一の構造を採用している従来の有機ＥＬ表示装置では、それら画素間で電子電流Ｊ_e及び正孔電流Ｊ_hが互いに異なることとなる。すなわち、従来の有機ＥＬ表示装置では、電子・正孔キャリアバランスχも、赤、緑、青色の画素間で互いに異なる。
【０００８】
このように電子・正孔キャリアバランスχ及びＰＬ発光効率φ_PLが赤、緑、青色の画素間で互いに異なっていると、白バランスを確保すべく、赤、緑、青色の画素間で輝度をバランスさせるには、それら画素間で電流密度Ｊを異ならしめる必要がある。しかしながら、電子・正孔キャリアバランスχやＰＬ発光効率φ_PLがより低い画素の電流密度Ｊを高めた場合、その画素の消費電力が大きくなるのに加え、その画素の寿命が著しく短くなる。そのため、従来の有機ＥＬ表示装置では、電子・正孔キャリアバランスχやＰＬ発光効率φ_PLがより高い画素の輝度を犠牲にせざるを得ない。すなわち、従来の有機ＥＬ表示装置では、発光色が互いに異なる全ての画素で高い輝度と低い消費電力との双方を実現することは困難であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、発光色が互いに異なる全ての画素で高い輝度と低い消費電力との双方を実現し得る有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、発光色毎に発光効率を最適化した有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、基板と、前記基板の一方の主面上で配列し且つ互いに発光色が異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子とを具備し、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子のそれぞれは、陽極と、前記陽極に対向した陰極と、前記陽極と前記陰極との間に介在した発光層と、前記陽極と前記発光層との間に介在した正孔注入層とを備え、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つで前記正孔注入層はドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有し、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つの間で前記ドナー性材料に対する前記アクセプタ性材料の比が互いに異なっていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置を提供する。
【００１１】
本発明において、第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つの間で正孔注入層の厚さが互いに異なっていてもよい。
なお、本発明において、ドナー性材料に対するアクセプタ性材料の比，すなわちＡ／Ｄ比，は、モル比（重合体である場合には繰り返し単位の数の比）、質量比、及び体積比の何れであってもよいが、以下、特に記載がない限り、Ａ／Ｄ比はドナー性材料に対するアクセプタ性材料の重量比を意味していることとする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図である。図１に示す有機ＥＬ表示装置１は、アレイ基板２と封止基板３とをシール層４を介して対向させた構造を有している。シール層４は封止基板３の周縁に沿って設けられており、それにより、アレイ基板２と封止基板３との間に密閉された空間を形成している。この空間は、Ａｒガスなどの希ガスやＮ₂ガスのような不活性ガスで満たされている。
【００１４】
アレイ基板２は、基板１１を有している。基板１１上には、アンダーコート層として、例えば、ＳｉＮ_x層１２とＳｉＯ₂層１３とが順次積層されている。アンダーコート層１３上には、チャネル及びソース・ドレインが形成されたポリシリコン層のような半導体層１４、ゲート絶縁膜１５、及びゲート電極１６が順次積層されており、それらはトップゲート型の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）２０を構成している。
【００１５】
ゲート絶縁膜１５及びゲート電極１６上には、ＳｉＯ₂などからなる層間絶縁膜２１が設けられている。層間絶縁膜２１上には電極配線（図示せず）及びソース・ドレイン電極２３が設けられており、それらは、ＳｉＮ_xなどからなるパッシベーション膜２４で埋め込まれている。なお、ソース・ドレイン電極２３は、層間絶縁膜２１に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴ２０のソース・ドレインに電気的に接続されている。
【００１６】
パッシベーション膜２４上には、透明画素電極（陽極）２５及び隔壁絶縁層２６が並置されている。隔壁絶縁層２６は、親水性の絶縁層２６ａと撥水性の絶縁層２６ｂとを順次積層した構造を有している。また、隔壁絶縁層２６には、それぞれの陽極２５に対応して開口が設けられている。
【００１７】
隔壁絶縁層２６の開口内で露出した陽極２５上には、正孔注入層（或いは、バッファ層）２７及び有機発光層２８が順次積層されている。正孔注入層２７は、例えばドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有しており、陽極２５から有機発光層２８への正孔の注入を媒介する役割を果たす。また、有機発光層２８は、例えば、発光色が赤色、緑色、または青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。
【００１８】
隔壁絶縁層２６及び発光層２８上には共通電極（陰極）２９が設けられており、陰極２９はパッシベーション膜２４及び隔壁絶縁層２６に設けられたコンタクトホール（図示せず）を介して電極配線に電気的に接続されている。発光色が赤、緑、青色の有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれは、これら陽極２５、正孔注入層２７、発光層２８、陰極２９で構成されている。
【００１９】
さて、本実施形態では、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間で、正孔注入層２７の材料を異ならしめる。正孔注入層２７／発光層２８の障壁高さは正孔注入層２７の材料に応じて変化する。したがって、上記等式（３）から明らかなように、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光色毎に正孔注入層２７の材料を最適化すれば、有機ＥＬ発光層の材料特性に合わせて電子・正孔キャリアバランスχを最適化することができる。
【００２０】
それゆえ、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれについて正孔注入層２７中の材料を適宜設定することにより、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれで高い発光効率（外部量子効率）φ_EXTを実現できるのに加え、それらの間で発光効率（外部量子効率）φ_EXTの差を低減することができる。したがって、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの全てで高い輝度と低い消費電力との双方を実現することが可能となる。
【００２１】
本実施形態において、正孔注入層２７の材料を適宜設定するために、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれの正孔注入層２７を同じ組成のドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有した混合物で構成し、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各発光材料特性に合わせてドナー性材料とアクセプタ性材料の混合比（Ａ／Ｄ比）を異ならしめる。このような方法で正孔注入層材料を調整し、イオン化ポテンシャルの制御を行うことができる。正孔注入層材料が単一組成材料の場合には、発光色毎で発光効率を高めるためには発光色数に対応した材料開発が必要であったが、ドナー性材料とアクセプタ性材料の混合材料を用いることにより、設計及び製造が容易である。
【００２２】
有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間でＡ／Ｄ比を異ならしめる場合、それぞれの正孔注入層２７中のＡ／Ｄ比は５乃至３０の範囲内とすることが好ましい。Ａ／Ｄ比が上記の上限値を超えると、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも１種類において、正孔電流が電子電流よりも大幅に増え、電子・正孔キャリアバランスχが小さな値となる、すなわち低い発光効率となることがある。また、Ａ／Ｄ比が上記の下限値未満である場合、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも１種類において、正孔電流が電子電流に比べて大幅に不足し、やはり電子・正孔キャリアバランスχが小さな値となる、すなわち低い発光効率となることがある。
【００２３】
また、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間でＡ／Ｄ比を異ならしめる場合、それらの間のＡ／Ｄ比の差は１以上であることが好ましい。Ａ／Ｄ比の差が小さいと、電子・正孔キャリアバランスχを異ならしめる効果が顕著には現われないことがある。なお、Ａ／Ｄ比を高めると、イオン化ポテンシャルが大きくなり、発光層２８への正孔注入量が多くなる。
【００２４】
次に、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の主要な構成要素に使用可能な材料などについて説明する。
基板１１としては、その上に形成される構造を保持可能なできるものであれば、どのようなものを用いてもよい。基板１１としては、ガラス基板のように硬質な基板が一般的であるが、有機ＥＬ表示装置１の用途によっては、プラスチックシートなどのようにフレキシブルな基板を使用してもよい。
【００２５】
有機ＥＬ表示装置１が基板１１側から光を発する下面発光型の場合、陽極２５としては光透過性を有する透明電極を使用する。透明電極の材料としては、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）等の透明導電材料を使用することができる。透明電極は、例えば、ＩＴＯ等の透明導電材料を蒸着法やスパッタリング法等により堆積し、それにより得られる薄膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより得ることができる。
【００２６】
隔壁絶縁層２６は、単層構造を有していてもよく、或いは、多層構造を有していてもよい。例えば、隔壁絶縁層２６を絶縁層２６ｂのみで構成してもよい。但し、隔壁絶縁層２６を絶縁層２６ａ，２６ｂで構成した場合、正孔注入層２７や発光層２８の位置精度及び断面形状をより高精度に制御可能となる。
【００２７】
絶縁層２６ａの材料としては、例えば、シリコン窒化物やシリコン酸化物のような無機絶縁材料を使用することができる。これら無機絶縁材料からなる絶縁層２６ａは比較的高い親水性を示す。絶縁層２６ｂの材料としては、例えば、感光性樹脂のような有機絶縁材料を使用することができる。
【００２８】
正孔注入層２７の材料としてドナー性材料とアクセプタ性材料とを含有した混合物を使用する場合、そのような混合物として、例えば、ドナー性の高分子有機化合物とアクセプタ性の高分子有機化合物とを含有した混合物を使用することができる。ドナー性の高分子有機化合物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェンのようなポリチオフェン誘導体やポリアニリンのようなポリアニリン誘導体などを挙げることができる。また、アクセプタ性の高分子有機化合物としては、例えば、ポリスチレンスルホン酸などを挙げることができる。
【００２９】
正孔注入層２７は、例えば、隔壁絶縁層２６が形成する液溜めを、溶液塗布法によりドナー性の高分子有機化合物とアクセプタ性の高分子有機化合物との混合物を有機溶媒中に溶解してなる溶液で満たし、液溜め内の液膜を乾燥させて、それら液膜から溶媒を除去することにより得られる。バッファ層２７を形成するのに利用可能な溶液塗布法としては、例えば、インクジェット法などを挙げることができる。
【００３０】
発光層２８の材料としては、有機ＥＬ表示装置で一般に使用されているルミネセンス性有機化合物を用いることができる。そのような有機化合物のうち赤色に発光するものとしては、例えば、ポリビニレンスチレン誘導体のベンゼン環にアルキルまたはアルコキシ置換基を有する高分子化合物や、ポリビニレンスチレン誘導体のビニレン基にシアノ基を有する高分子化合物などを挙げることができる。緑色の発光する有機化合物としては、例えば、アルキルまたはアルコキシまたはアリール誘導体置換基をベンゼン環に導入したポリビニレンスチレン誘導体などを挙げることができる。青色に発光する有機化合物としては、例えば、ジアルキルフルオレンとアントラセンの共重合体のようなポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。発光層２８も、正孔注入層２７に関して説明したのと同様の方法により形成することができる。
【００３１】
陰極２９は、単層構造を有していてもよく、或いは、多層構造を有していてもよい。陰極２９を多層構造とする場合、例えば、発光層２８上にバリウムやカルシウムなどを含有した主導体層と銀やアルミニウムなどを含有した保護導体層とを順次積層してなる二層構造としてもよい。また、発光層２８上にフッ化バリウムなどを含有した非導体層と銀やアルミニウムなどを含有した導体層とを順次積層してなる二層構造としてもよい。さらに、発光層２８上にフッ化バリウムなどを含有した非導体層とバリウムやカルシウムなどを含有した主導体層と銀やアルミニウムなどを含有した保護導体層とを順次積層してなる三層構造としてもよい。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図である。図２に示す有機ＥＬ表示装置１は、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間で正孔注入層２７の厚さが異なっていること以外は図１に示す有機ＥＬ表示装置１と同様の構造を有している。
【００３３】
正孔注入層２７は発光層２８に直列接続された抵抗とみなすことができ、正孔注入層２７の抵抗値はその厚さの増加とともに上昇する。そのため、例えば、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのうち発光効率（外部量子効率）φ_EXTが低いものの正孔注入層２７をより薄くすれば、その素子の消費電力を増大させることなく輝度を高めることができる。したがって、本実施形態によると、第１の実施形態で説明した効果をさらに高めることができる。
【００３４】
正孔注入層２７の膜厚は、５ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。正孔注入層２７が過剰に薄い場合、正孔注入層２７をほぼ均一な厚さの連続膜として形成することが困難となることがある。また、正孔注入層２７が過剰に厚い場合、正孔注入層２７の抵抗値に起因して消費電力が高くなる。
【００３５】
有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの少なくとも２種間で正孔注入層２７の膜厚を異ならしめる場合、それらの間の膜厚の差は１ｎｍ以上、より望ましくは５ｎｍ以上であることが好ましい。膜厚の差が小さいと、正孔注入層２７の抵抗値が大きくは変化せず、上記の効果が顕著には現われないことがある。
【００３６】
上述した第１及び第２の実施形態では、陽極２５をパッシベーション膜２４上に設けたが、陽極２５は層間絶縁膜２１上に、つまり信号線と陽極２５とを同一平面上に設けてもよい。また、第１及び第２の実施形態では有機ＥＬ表示装置１を下面発光型としたが、上面発光型とすることもできる。さらに、アレイ基板２を対向基板３によりシーリングする場合、基板間の空間に乾燥剤を封入することで、素子の長寿命化を図ることも可能であり、また、対向基板３とアレイ基板２との間に樹脂を充填して放熱特性を向上させることもできる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本例では、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を以下の方法により作製した。なお、本例では、表示部パネルサイズを対角２．２インチとし、精細度は１３０ｐｐｉ（pixel per inch）とした。
【００３８】
まず、ガラス基板１１のアンダーコート層１１，１２が形成された面に対し、通常のＴＦＴ形成プロセスと同様に成膜とパターニングとを繰り返し、ポリシリコンＴＦＴ２０、層間絶縁膜２１、電極配線（図示せず）、ソース・ドレイン電極２３、及びパッシベーション膜２４を形成した。
【００３９】
次に、パッシベーション膜２４上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成した。続いて、このＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより陽極３１を得た。なお、陽極３１は、マスクスパッタリング法により形成してもよい。
【００４０】
次いで、基板１１の陽極３１を形成した面に、各画素の発光部に対応して開口を有する親水層２６ａを形成した。続いて、基板１１の陽極３１を形成した面に、感光性樹脂を塗布し、得られた塗膜をパターン露光及び現像することにより、各画素の発光部に対応して開口を有する撥水層２６ｂを形成した。
【００４１】
以上のようにして、親水層２６ａと撥水層２６ｂとを積層してなる隔壁絶縁層２６を得た。なお、隔壁絶縁層２６を形成した基板１１にはＣＦ₄／Ｏ₂プラズマガスを用いた表面処理を施し、撥水層２６ｂの表面をフッ素化した。
【００４２】
次に、隔壁絶縁層２６が形成するそれぞれの液溜めのうち、赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応したものに対して、インクジェット法により正孔注入層形成用インクを選択的に吐出し、それにより得られる液膜を加熱することにより正孔注入層２７を形成した。続いて、隔壁絶縁層２６が形成するそれぞれの液溜めのうち、緑色の有機ＥＬ素子３０Ｇに対応したものに対して、インクジェット法により正孔注入層形成用インクを選択的に吐出し、それにより得られる液膜を加熱することにより正孔注入層２７を形成した。さらに、隔壁絶縁層２６が形成するそれぞれの液溜めのうち、青色の有機ＥＬ素子３０Ｂに対応したものに対して、インクジェット法により正孔注入層形成用インクを選択的に吐出し、それにより得られる液膜を加熱することにより正孔注入層２７を形成した。
【００４３】
なお、本例では、正孔注入層２７の材料としてポリ（３，４）−エチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸を使用した。すなわち、ドナー性材料としてエチレンジオキシチオフェンを使用し、アクセプタ性材料としてポリスチレンスルホン酸を使用した。また、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに対応した正孔注入層２７の全てについて、膜厚は２０ｎｍ程度とした。さらに、赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７ではＡ／Ｄ比を２０とし、緑色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７ではＡ／Ｄ比を１８とし、赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７ではＡ／Ｄ比を２５とした。
【００４４】
続いて、赤、緑、青色の画素に対応した正孔注入層２７上に、それぞれ、赤、緑、青色の発光層形成用インクをインクジェット法により吐出し、それにより得られる液膜を加熱することにより発光層２８を形成した。
【００４５】
次いで、基板１１の発光層２８を形成した面に、真空蒸着法により、ＢａＦ₂及びＡｌを順次成膜した。これにより、二層構造の陰極２９を形成した。以上のようにして、ＴＦＴアレイ基板２を完成した。
【００４６】
その後、ガラス基板３の一方の主面の周縁部に紫外線硬化型樹脂を塗布してシール層４を形成した。次いで、ガラス基板３とアレイ基板２とを、ガラス基板３のシール層４を設けた面とアレイ基板２の陰極３２を設けた面とが対向するようにドライ窒素雰囲気中で貼り合せた。さらに、紫外線照射によりしてシール層を硬化させることにより、図１に示す有機ＥＬ表示装置１を完成した。
【００４７】
次に、この有機ＥＬ表示装置１について、表示性能を測定した。その結果、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光効率（外部電流効率）は、それぞれ、３．２ｃｄ／Ａ、２０．７ｃｄ／Ａ、４．１ｃｄ／Ａであった。また、パネル正面輝度は４０ｃｄ／ｍ²であり、白表示時における消費電力は３０ｍＷであった。
【００４８】
（比較例）
有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの全てで正孔注入層２７のＡ／Ｄ比を２０としたこと以外は実施例１で説明したのと同様の方法により図１に示す有機ＥＬ表示装置１を作製した。すなわち、本例では、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ間で、正孔注入層２７のＡ／Ｄ比及び膜厚を同一とした。
【００４９】
この有機ＥＬ表示装置１について、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光効率を測定したところ、それぞれ、３．２ｃｄ／Ａ、１５．３ｃｄ／Ａ、２．３ｃｄ／Ａであった。すなわち、本例では、実施例１に比べ、有機ＥＬ素子３０Ｇ，３０Ｂの発光効率が低かった。また、この有機ＥＬ表示装置１について、実施例１と同一の駆動条件で白表示を行ったところ、有機ＥＬ素子３０Ｇ，３０Ｂの発光効率低下に伴い、白バランスが崩れ、赤みが増した。これを補正すべく有機ＥＬ素子３０Ｇ，３０Ｂの駆動電流を増加させたところ、白表示時における消費電力は６２ｍＷに上昇した。
【００５０】
（実施例２）
赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７の膜厚を１０ｎｍとし、緑色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７の膜厚を３０ｎｍとし、赤色の有機ＥＬ素子３０Ｒに対応した正孔注入層２７の膜厚を４０ｎｍとしたこと以外は実施例１で説明したのと同様の方法により図２に示す有機ＥＬ表示装置１を作製した。すなわち、本例では、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ間で、正孔注入層２７のＡ／Ｄ比及び膜厚の双方を異ならしめた。
【００５１】
この有機ＥＬ表示装置１について、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの発光効率を測定したところ、それぞれ、３．６ｃｄ／Ａ、２２．７ｃｄ／Ａ、４．５ｃｄ／Ａであった。すなわち、本例では、実施例１に比べ、有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの全ての発光効率が向上した。また、この有機ＥＬ表示装置１について、実施例１と同一の駆動条件で白表示を行ったところ、輝度は大幅に増加した。そこで、パネル正面輝度が４０ｃｄ／ｍ²となるように有機ＥＬ素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの駆動源流を減少させたところ、白表示時における消費電力は２４ｍＷにまで低下した。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、発光色が互いに異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子の少なくとも２つの間で正孔注入層の組成を異ならしめる。そのため、それらの間で電子・正孔キャリアバランスχを異ならしめることができ、それら有機ＥＬ素子のそれぞれで高い発光効率（外部量子効率）φ_EXTを実現できるのに加え、それらの間で発光効率（外部量子効率）φ_EXTの差を低減することができる。したがって、本発明によると、有機ＥＬ素子の全てで高い輝度と低い消費電力との双方を実現することが可能となる。
すなわち、本発明によると、発光色が互いに異なる全ての画素で高い輝度と低い消費電力との双方を実現し得る有機ＥＬ表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図。
【符号の説明】
１…有機ＥＬ表示装置
２…アレイ基板
３…封止基板
４…シール層
１１…基板
１２…アンダーコート層
１３…アンダーコート層
１４…半導体層
１５…ゲート絶縁膜
１６…ゲート電極
２０…ＴＦＴ
２１…層間絶縁膜
２３…ソース・ドレイン電極
２４…パッシベーション膜
２５…陽極
２６…隔壁絶縁層
２６ａ，２６ｂ…絶縁層
２７…正孔注入層
２８…発光層
２９…陰極
３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ…有機ＥＬ素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic EL (electroluminescence) display device, and more particularly to an organic EL display device in which each organic EL element includes a hole injection layer.
[0002]
[Prior art]
With the progress of the information society in recent years, various mobile devices and terminal devices are becoming more and more popular, and the demand for lower power consumption is increasing for display devices mounted on them. The organic EL element is a self-luminous surface-emitting diode (CW Tang and SA Van Slyke, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)). Various emission colors including three colors, green and red can be realized. From these points, the organic EL display device has attracted attention as a promising candidate for a next-generation flat display device that replaces the liquid crystal display device. However, the organic EL display device has the following problems.
[0003]
The number P of photons transmitted from the organic EL element of the organic EL display device to the outside of the device through the glass substrate is represented by J as the current density per unit area flowing through the element, and φ _{EXT as} the light emission efficiency (external quantum efficiency). Then the following equation:
P = φ _EXT · A · J / e (1)
It is represented by In equation (1), A represents the element area, and e represents the elementary electric quantity. As is clear from equation (1) above, if φ _EXT is large, sufficient display luminance can be realized with a small current, and high luminance and low power consumption can be achieved simultaneously.
[0004]
Luminous efficiency (external quantum efficiency) φ _EXT is the following, _assuming that the electron / hole carrier balance is χ, PL (photoluminescence) luminous efficiency of the material constituting the luminous layer is φ _PL , and light extraction efficiency is φ _OUT Equation:
φ _EXT = χ ・ φ _PL・ φ _OUT (2)
It is represented by
[0005]
Normally, if the pixel structure is the same, the light extraction efficiency φ _OUT is the same among pixels corresponding to red, green, and blue. Therefore, in order to achieve high brightness and low power consumption at the same time, the electron / hole carrier balance χ and PL luminous efficiency φ _PL are increased for each color of red, green, and blue, so that luminous efficiency (external) It is necessary to increase the photon number P by increasing (quantum efficiency) φ _EXT .
[0006]
However, in general, the PL light emission efficiency φ _PL differs between light emitting materials that emit red, green, and blue light. Therefore, development of a new light-emitting material, purification of the light-emitting material, selection of an appropriate combination, and the like are required to make the PL light emission efficiency φ _PL high and substantially equal for red, green, and blue light-emitting colors.
[0007]
On the other hand, the electron / hole carrier balance χ depends on the device structure, and particularly depends on the configuration of the hole injection layer and the cathode. The electron / hole carrier balance χ can be approximated by the following equation, assuming that the electron current is J _e , the hole current is J _h , and the electron is a minority carrier.
χ = 2J _e / (J _e + J _h ) (3)
The electron current J _e is affected by the barrier height of the light emitting layer / cathode, and the hole current J _h is affected by the barrier height of the hole injection layer / light emitting layer. In addition, if the emission color is different, the energy level of the light emitting material is naturally different. Therefore, in a conventional organic EL display device that adopts the same structure for the hole injection layer and the cathode between the red, green, and blue pixels, the electron current J _e and the hole current J _h are between the pixels. It will be different from each other. That is, in the conventional organic EL display device, the electron / hole carrier balance χ is also different among the red, green, and blue pixels.
[0008]
Thus, if the electron / hole carrier balance χ and the PL luminous efficiency φ _PL are different between the red, green, and blue pixels, the brightness between the red, green, and blue pixels is increased to ensure the white balance. In order to achieve a balance, it is necessary to make the current density J different between the pixels. However, when the current density J of a pixel having a lower electron / hole carrier balance χ and PL emission efficiency φ _PL is increased, the power consumption of the pixel is increased and the lifetime of the pixel is remarkably shortened. For this reason, in the conventional organic EL display device, the brightness of the pixels having higher electron / hole carrier balance χ and PL luminous efficiency φ _PL must be sacrificed. That is, in the conventional organic EL display device, it has been difficult to realize both high luminance and low power consumption in all the pixels having different emission colors.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an organic EL display device capable of realizing both high luminance and low power consumption in all pixels having different emission colors. To do.
Another object of the present invention is to provide an organic EL display device in which the light emission efficiency is optimized for each light emission color.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes a substrate and first to third organic EL elements arranged on one main surface of the substrate and having different emission colors, Each of the three organic EL elements includes an anode, a cathode facing the anode, a light emitting layer interposed between the anode and the cathode, and a hole injection layer interposed between the anode and the light emitting layer. And the hole injection layer contains a donor material and an acceptor material in at least two of the first to third organic EL elements, and is located between at least two of the first to third organic EL elements. The organic EL display device is characterized in that the ratio of the acceptor material to the donor material is different from each other.
[0011]
In the present invention, the thickness of the hole injection layer may be different between at least two of the first to third organic EL elements.
In the present invention, the ratio of the acceptor material to the donor material, that is, the A / D ratio, is any of a molar ratio (ratio of the number of repeating units in the case of a polymer), a mass ratio, and a volume ratio. However, hereinafter, unless otherwise specified, the A / D ratio means the weight ratio of the acceptor material to the donor material.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same referential mark is attached | subjected to the same or similar component, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0013]
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an organic EL display device according to the first embodiment of the present invention. An organic EL display device 1 shown in FIG. 1 has a structure in which an array substrate 2 and a sealing substrate 3 are opposed to each other with a seal layer 4 interposed therebetween. The sealing layer 4 is provided along the periphery of the sealing substrate 3, thereby forming a sealed space between the array substrate 2 and the sealing substrate 3. This space is filled with a rare gas such as Ar gas or an inert gas such as N ₂ gas.
[0014]
The array substrate 2 has a substrate 11. On the substrate 11, for example, an SiN _x layer 12 and an SiO ₂ layer 13 are sequentially stacked as an undercoat layer. On the undercoat layer 13, a semiconductor layer 14 such as a polysilicon layer in which a channel and source / drain are formed, a gate insulating film 15, and a gate electrode 16 are sequentially stacked. These are top gate type thin film transistors. 20 (hereinafter referred to as TFT).
[0015]
An interlayer insulating film 21 made of SiO ₂ or the like is provided on the gate insulating film 15 and the gate electrode 16. An electrode wiring (not shown) and source / drain electrodes 23 are provided on the interlayer insulating film 21, and these are embedded with a passivation film 24 made of SiN _x or the like. The source / drain electrode 23 is electrically connected to the source / drain of the TFT 20 through a contact hole provided in the interlayer insulating film 21.
[0016]
On the passivation film 24, a transparent pixel electrode (anode) 25 and a partition insulating layer 26 are juxtaposed. The partition insulating layer 26 has a structure in which a hydrophilic insulating layer 26a and a water-repellent insulating layer 26b are sequentially stacked. The partition insulating layer 26 has openings corresponding to the respective anodes 25.
[0017]
On the anode 25 exposed in the opening of the partition insulating layer 26, a hole injection layer (or buffer layer) 27 and an organic light emitting layer 28 are sequentially stacked. The hole injection layer 27 contains, for example, a donor material and an acceptor material, and plays a role of mediating injection of holes from the anode 25 to the organic light emitting layer 28. The organic light emitting layer 28 is a thin film containing a luminescent organic compound whose emission color is red, green, or blue, for example.
[0018]
A common electrode (cathode) 29 is provided on the partition insulating layer 26 and the light emitting layer 28, and the cathode 29 is connected to an electrode via a contact hole (not shown) provided in the passivation film 24 and the partition insulating layer 26. Is electrically connected. Each of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B having emission colors of red, green, and blue is composed of the anode 25, the hole injection layer 27, the light emitting layer 28, and the cathode 29.
[0019]
In the present embodiment, the material of the hole injection layer 27 is made different between at least two of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B. The barrier height of the hole injection layer 27 / light emitting layer 28 varies depending on the material of the hole injection layer 27. Therefore, as is clear from the above equation (3), if the material of the hole injection layer 27 is optimized for each emission color of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B, the material characteristics of the organic EL emission layer can be adjusted. The electron / hole carrier balance χ can be optimized.
[0020]
Therefore, by appropriately setting the material in the hole injection layer 27 for each of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B, high emission efficiency (external quantum efficiency) φ _EXT for each of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B. In addition, the difference in luminous efficiency (external quantum efficiency) φ _EXT between them can be reduced. Therefore, both the high luminance and the low power consumption can be realized in all of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B.
[0021]
In this embodiment, in order to appropriately set the material of the hole injection layer 27, each hole injection layer 27 of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B contains a donor material and an acceptor material having the same composition. The mixture is made of a mixture, and the mixing ratio (A / D ratio) of the donor material and the acceptor material is made different according to the characteristics of the light emitting materials of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B. By adjusting the hole injection layer material by such a method, the ionization potential can be controlled. When the hole injection layer material is a single composition material, it was necessary to develop a material corresponding to the number of luminescent colors in order to increase the luminous efficiency for each luminescent color, but a mixture of donor and acceptor materials was required. By using the material, it is easy to design and manufacture.
[0022]
When making the A / D ratio different between at least two of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B, the A / D ratio in each hole injection layer 27 is preferably in the range of 5 to 30. When the A / D ratio exceeds the above upper limit, in at least one of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B, the hole current is significantly increased from the electron current, and the electron / hole carrier balance χ is small. In other words, the light emission efficiency may be low. In addition, when the A / D ratio is less than the above lower limit, the hole current is significantly insufficient as compared with the electron current in at least one of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B, and the electron / hole carrier is also used. The balance χ may be a small value, that is, the light emission efficiency may be low.
[0023]
Moreover, when making A / D ratio different between at least 2 types of organic EL element 30R, 30G, 30B, it is preferable that the difference of A / D ratio between them is one or more. If the difference in the A / D ratio is small, the effect of making the electron / hole carrier balance χ different may not appear significantly. When the A / D ratio is increased, the ionization potential increases and the amount of holes injected into the light emitting layer 28 increases.
[0024]
Next, materials that can be used for main components of the organic EL display device 1 according to the present embodiment will be described.
Any substrate 11 may be used as long as it can hold the structure formed thereon. The substrate 11 is generally a hard substrate such as a glass substrate. However, depending on the application of the organic EL display device 1, a flexible substrate such as a plastic sheet may be used.
[0025]
When the organic EL display device 1 is a bottom emission type that emits light from the substrate 11 side, a transparent electrode having optical transparency is used as the anode 25. As a material for the transparent electrode, a transparent conductive material such as ITO (indium tin oxide) can be used. The transparent electrode can be obtained, for example, by depositing a transparent conductive material such as ITO by vapor deposition or sputtering, and patterning a thin film obtained thereby by using a photolithography technique.
[0026]
The partition insulating layer 26 may have a single layer structure or may have a multilayer structure. For example, the partition insulating layer 26 may be composed of only the insulating layer 26b. However, when the partition insulating layer 26 includes the insulating layers 26a and 26b, the positional accuracy and the cross-sectional shape of the hole injection layer 27 and the light emitting layer 28 can be controlled with higher accuracy.
[0027]
As a material of the insulating layer 26a, for example, an inorganic insulating material such as silicon nitride or silicon oxide can be used. The insulating layer 26a made of these inorganic insulating materials exhibits relatively high hydrophilicity. As a material of the insulating layer 26b, for example, an organic insulating material such as a photosensitive resin can be used.
[0028]
When a mixture containing a donor material and an acceptor material is used as the material for the hole injection layer 27, for example, a donor polymer organic compound and an acceptor polymer organic compound are used as such a mixture. The contained mixture can be used. Examples of the donor high molecular organic compound include a polythiophene derivative such as polyethylenedioxythiophene and a polyaniline derivative such as polyaniline. Moreover, as an acceptor high molecular organic compound, a polystyrene sulfonic acid etc. can be mentioned, for example.
[0029]
The hole injection layer 27 is formed by, for example, dissolving a liquid reservoir formed by the partition insulating layer 26 by dissolving a mixture of a donor high molecular organic compound and an acceptor high molecular organic compound in an organic solvent by a solution coating method. It is obtained by filling with a solution, drying the liquid film in the liquid reservoir, and removing the solvent from the liquid film. Examples of the solution coating method that can be used to form the buffer layer 27 include an inkjet method.
[0030]
As a material of the light emitting layer 28, a luminescent organic compound generally used in an organic EL display device can be used. Among such organic compounds, those that emit red light include, for example, polymer compounds having an alkyl or alkoxy substituent on the benzene ring of a polyvinylene styrene derivative, and high molecular weight compounds having a cyano group on the vinylene group of a polyvinylene styrene derivative. Examples thereof include molecular compounds. Examples of the organic compound that emits green light include a polyvinylene styrene derivative in which an alkyl, alkoxy, or aryl derivative substituent is introduced into a benzene ring. Examples of organic compounds that emit blue light include polyfluorene derivatives such as a copolymer of dialkylfluorene and anthracene. The light emitting layer 28 can also be formed by the same method as described for the hole injection layer 27.
[0031]
The cathode 29 may have a single layer structure, or may have a multilayer structure. When the cathode 29 has a multilayer structure, for example, a two-layer structure in which a main conductor layer containing barium or calcium and a protective conductor layer containing silver or aluminum are sequentially laminated on the light emitting layer 28 may be used. . Alternatively, a two-layer structure in which a non-conductor layer containing barium fluoride or the like and a conductor layer containing silver or aluminum or the like are sequentially stacked on the light emitting layer 28 may be used. Further, a non-conductive layer containing barium fluoride or the like, a main conductor layer containing barium or calcium, and a protective conductor layer containing silver or aluminum are sequentially laminated on the light emitting layer 28. Also good.
[0032]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL display device according to the second embodiment of the present invention. The organic EL display device 1 shown in FIG. 2 is different from the organic EL display device 1 shown in FIG. 1 except that the thickness of the hole injection layer 27 is different between at least two of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B. It has the same structure.
[0033]
The hole injection layer 27 can be regarded as a resistance connected in series to the light emitting layer 28, and the resistance value of the hole injection layer 27 increases as the thickness thereof increases. Therefore, for example, if the hole injection layer 27 of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B having a low luminous efficiency (external quantum efficiency) _φEXT is made thinner, the luminance is increased without increasing the power consumption of the element. be able to. Therefore, according to the present embodiment, the effect described in the first embodiment can be further enhanced.
[0034]
The thickness of the hole injection layer 27 is preferably in the range of 5 nm to 100 nm. When the hole injection layer 27 is excessively thin, it may be difficult to form the hole injection layer 27 as a continuous film having a substantially uniform thickness. Further, when the hole injection layer 27 is excessively thick, the power consumption increases due to the resistance value of the hole injection layer 27.
[0035]
When the film thickness of the hole injection layer 27 is made different between at least two of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B, the difference in film thickness between them is preferably 1 nm or more, more preferably 5 nm or more. If the difference in film thickness is small, the resistance value of the hole injection layer 27 does not change greatly, and the above effect may not appear remarkably.
[0036]
In the first and second embodiments described above, the anode 25 is provided on the passivation film 24. However, the anode 25 may be provided on the interlayer insulating film 21, that is, the signal line and the anode 25 may be provided on the same plane. . In the first and second embodiments, the organic EL display device 1 is a bottom emission type, but may be a top emission type. Further, when the array substrate 2 is sealed by the counter substrate 3, it is possible to extend the life of the element by enclosing a desiccant in the space between the substrates, and the counter substrate 3, the array substrate 2, It is also possible to improve the heat dissipation characteristics by filling a resin between them.
[0037]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
(Example 1)
In this example, the organic EL display device 1 shown in FIG. 1 was produced by the following method. In this example, the display panel size is 2.2 inches diagonal and the definition is 130 ppi (pixel per inch).
[0038]
First, film formation and patterning are repeated on the surface of the glass substrate 11 on which the undercoat layers 11 and 12 are formed in the same manner as in a normal TFT formation process, thereby forming a polysilicon TFT 20, an interlayer insulating film 21, an electrode wiring (not shown). The source / drain electrodes 23 and the passivation film 24 were formed.
[0039]
Next, an ITO film was formed on the passivation film 24 by sputtering. Subsequently, the anode 31 was obtained by patterning the ITO film using a photolithography technique. The anode 31 may be formed by a mask sputtering method.
[0040]
Next, a hydrophilic layer 26a having an opening corresponding to the light emitting portion of each pixel was formed on the surface of the substrate 11 on which the anode 31 was formed. Subsequently, a photosensitive resin is applied to the surface of the substrate 11 on which the anode 31 is formed, and the resulting coating film is subjected to pattern exposure and development, whereby a water repellent layer having an opening corresponding to the light emitting portion of each pixel. 26b was formed.
[0041]
As described above, the partition insulating layer 26 obtained by laminating the hydrophilic layer 26a and the water repellent layer 26b was obtained. Note that the substrate 11 on which the partition insulating layer 26 was formed was subjected to a surface treatment using CF ₄ / O ₂ plasma gas to fluorinate the surface of the water repellent layer 26b.
[0042]
Next, a hole injection layer forming ink is selectively ejected by an ink jet method to each of the liquid reservoirs formed by the partition insulating layer 26 and corresponding to the red organic EL element 30R. The hole injection layer 27 was formed by heating the resulting liquid film. Subsequently, a hole injection layer forming ink is selectively ejected by an inkjet method to each of the liquid reservoirs formed by the partition insulating layer 26 and corresponding to the green organic EL element 30G. The hole injection layer 27 was formed by heating the resulting liquid film. Further, among the liquid reservoirs formed by the partition insulating layer 26, the ink corresponding to the blue organic EL element 30B is selectively ejected by the ink jet method to form the hole injection layer, thereby obtaining The hole injection layer 27 was formed by heating the resulting liquid film.
[0043]
In this example, poly (3,4) -ethylenedioxythiophene-polystyrene sulfonic acid was used as the material for the hole injection layer 27. That is, ethylenedioxythiophene was used as the donor material and polystyrene sulfonic acid was used as the acceptor material. The film thicknesses of all the hole injection layers 27 corresponding to the organic EL elements 30R, 30G, and 30B were set to about 20 nm. Further, the hole injection layer 27 corresponding to the red organic EL element 30R has an A / D ratio of 20, the hole injection layer 27 corresponding to the green organic EL element 30R has an A / D ratio of 18, and the red In the hole injection layer 27 corresponding to the organic EL element 30R, the A / D ratio was set to 25.
[0044]
Subsequently, red, green, and blue light emitting layer forming inks are ejected onto the hole injection layer 27 corresponding to the red, green, and blue pixels, respectively, by an inkjet method, and the resulting liquid film is heated. Thus, the light emitting layer 28 was formed.
[0045]
Next, BaF ₂ and Al were sequentially formed on the surface of the substrate 11 on which the light emitting layer 28 was formed, by vacuum deposition. As a result, a cathode 29 having a two-layer structure was formed. The TFT array substrate 2 was completed as described above.
[0046]
Thereafter, an ultraviolet curable resin was applied to the peripheral portion of one main surface of the glass substrate 3 to form the seal layer 4. Next, the glass substrate 3 and the array substrate 2 were bonded together in a dry nitrogen atmosphere so that the surface of the glass substrate 3 provided with the seal layer 4 and the surface of the array substrate 2 provided with the cathode 32 were opposed. Furthermore, the organic EL display device 1 shown in FIG. 1 was completed by curing the seal layer by ultraviolet irradiation.
[0047]
Next, the display performance of this organic EL display device 1 was measured. As a result, the light emission efficiency (external current efficiency) of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B was 3.2 cd / A, 20.7 cd / A, and 4.1 cd / A, respectively. Further, the panel front luminance was 40 cd / m ² , and the power consumption during white display was 30 mW.
[0048]
(Comparative example)
The organic EL display device 1 shown in FIG. 1 is manufactured by the same method as that described in Example 1, except that the organic EL elements 30R, 30G, and 30B all have an A / D ratio of 20 in the hole injection layer 27. Produced. That is, in this example, the A / D ratio and the film thickness of the hole injection layer 27 are the same between the organic EL elements 30R, 30G, and 30B.
[0049]
With respect to this organic EL display device 1, the luminous efficiencies of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B were measured and found to be 3.2 cd / A, 15.3 cd / A, and 2.3 cd / A, respectively. That is, in this example, the light emission efficiency of the organic EL elements 30G and 30B was lower than that in Example 1. Further, when the organic EL display device 1 performed white display under the same driving conditions as in Example 1, the white balance was lost and the redness increased with the decrease in the light emission efficiency of the organic EL elements 30G and 30B. When the drive current of the organic EL elements 30G and 30B was increased to correct this, the power consumption during white display increased to 62 mW.
[0050]
(Example 2)
The hole injection layer 27 corresponding to the red organic EL element 30R has a thickness of 10 nm, the hole injection layer 27 corresponding to the green organic EL element 30R has a thickness of 30 nm, and corresponds to the red organic EL element 30R. The organic EL display device 1 shown in FIG. 2 was produced by the same method as described in Example 1 except that the thickness of the hole injection layer 27 was 40 nm. That is, in this example, both the A / D ratio and the film thickness of the hole injection layer 27 are made different between the organic EL elements 30R, 30G, and 30B.
[0051]
With respect to this organic EL display device 1, the luminous efficiencies of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B were measured and found to be 3.6 cd / A, 22.7 cd / A, and 4.5 cd / A, respectively. That is, in this example, all the light emission efficiencies of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B were improved as compared with Example 1. Further, when this organic EL display device 1 performed white display under the same driving conditions as in Example 1, the luminance was significantly increased. Therefore, when the drive source flow of the organic EL elements 30R, 30G, and 30B was reduced so that the panel front luminance was 40 cd / m ² , the power consumption during white display was reduced to 24 mW.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the composition of the hole injection layer is made different between at least two of the first to third organic EL elements having different emission colors. Therefore, the electron / hole carrier balance χ can be made different between them, and each of these organic EL elements can achieve high luminous efficiency (external quantum efficiency) φ _EXT , and luminous efficiency between them. (External quantum efficiency) The difference in φ _EXT can be reduced. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize both high luminance and low power consumption in all of the organic EL elements.
That is, according to the present invention, there is provided an organic EL display device capable of realizing both high luminance and low power consumption in all pixels having different emission colors.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL display device according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a sectional view schematically showing an organic EL display device according to a second embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic EL display device 2 ... Array substrate 3 ... Sealing substrate 4 ... Seal layer 11 ... Substrate 12 ... Undercoat layer 13 ... Undercoat layer 14 ... Semiconductor layer 15 ... Gate insulating film 16 ... Gate electrode 20 ... TFT
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Interlayer insulating film 23 ... Source / drain electrode 24 ... Passivation film 25 ... Anode 26 ... Partition insulating layer 26a, 26b ... Insulating layer 27 ... Hole injection layer 28 ... Light emitting layer 29 ... Cathode 30R, 30G, 30B ... Organic EL element

Claims

A substrate and first to third organic EL elements arranged on one main surface of the substrate and having different emission colors,
Each of the first to third organic EL elements includes an anode, a cathode facing the anode, a light emitting layer interposed between the anode and the cathode, and an intermediate between the anode and the light emitting layer. A hole injection layer,
In at least two of the first to third organic EL elements, the hole injection layer contains a donor material and an acceptor material, and the donor property between at least two of the first to third organic EL elements. An organic EL display device, wherein the ratio of the acceptor material to the material is different from each other.

2. The organic EL display device according to claim 1, wherein the thickness of the hole injection layer is different between at least two of the first to third organic EL elements.