JP4785509B2 - 有機エレクトロルミネッセント素子及び有機エレクトロルミネッセント表示装置 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセント素子及び有機エレクトロルミネッセント表示装置 Download PDFInfo
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Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセント素子及び有機エレクトロルミネッセント表示装置に関するものである。
有機エレクトロルミネッセント素子（有機ＥＬ素子）は、ディスプレイや照明への応用の観点から活発に開発が行われている。有機ＥＬ素子の駆動原理は、以下のようなものである。すなわち、陽極及び陰極からそれぞれホールと電子が注入され、これらが有機薄膜中を輸送され、発光層において再結合し励起状態が生じ、この励起状態から発光が得られる。発光効率を高めるためには、効率良くホール及び電子を注入させ、有機薄膜中を輸送させることが必要である。
有機ＥＬ素子においては、電極と発光層の間にホールまたは電子を移送させるための電荷輸送層や電荷注入層等が一般に設けられている。
特許文献１では、陽極側から陰極側にかけてホール注入層、ホール輸送層、電子捕獲層、発光層、及び電子輸送層が積層された構造において、電子捕獲層の母材の伝導帯最低準位が、ホール輸送層の母材の伝導帯最低準位及び発光層の母材の伝導帯最低準位よりも低くすることが提案されている。これにより、陽極側のホール輸送層の母材の劣化を防止している。
特許文献２においては、隣り合う２層のホール輸送層の界面に、隣り合うホール輸送層の構成材料が混合されてなる混合層を介在させることが提案されており、これにより隣り合う２層の電荷輸送層間の密着性を向上させ、発光効率や輝度寿命を向上できる旨説明されている。
特許文献３においては、陰極と発光層の間において、陰極バッファ層と電子輸送層とを交互に少なくとも２回以上積層することにより、電子輸送効率を制御することが提案されている。
従来より、ホール輸送層としては、ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ′−ジ（ナフタセン−１−イル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン）などの３級アリールアミン系材料が用いられているが、キャビティを調整するため、このＮＰＢ等からなるホール輸送層の膜厚を厚くすると、ＮＰＢ等のホール輸送性材料のキャリア移動度が低いため、駆動電圧が高くなるという問題があった。従って、従来より、ＮＰＢ等の膜厚を厚くしても、駆動電圧を低減することができる有機ＥＬ素子の素子構造が求められている。
特開２００３−１５１７７６号公報
特開２００４−２０７０００号公報
特開２００３−２２９２６９号公報
SYNTHESIS,April,1994,378〜380頁"Improved Synthesis of 1,4,5,8,9,12-Hexaazatriphenylenehexacarboxylic Acid"
本発明の目的は、キャビティを調整することができ、かつ高い発光効率を有し、駆動電圧を低減させ、信頼性を高めることができる有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ表示装置を提供することにある。
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と、陽極と、陰極及び陽極の間に配置される中間ユニットと、陰極及び中間ユニットの間に配置される第１の発光ユニットと、陽極及び中間ユニットの間に配置される第２の発光ユニットと、中間ユニット及び第２の発光ユニットの間に配置され、中間ユニットに隣接して設けられるキャビティ調整ユニットとを備え、
中間ユニットは、キャビティ調整ユニットから電子を引き抜くための第１の電子引き抜き層と、第１の電子引き抜き層の陽極側に隣接する電子注入層とを有し、
キャビティ調整ユニットは、第１の電子引き抜き層の陰極側に隣接して設けられ、第１の電子引き抜き層に電子を引き抜かれる第１のキャビティ調整層と、陰極側に隣接する電子供給層から電子を引き抜くための第２の電子引き抜き層とを有し、
第１の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｂ）│と、第１のキャビティ調整層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ａ）│が、│ＨＯＭＯ（Ａ）│−│ＬＵＭＯ（Ｂ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、電子注入層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｃ）│または仕事関数の絶対値│ＷＦ（Ｃ）│は、│ＬＵＭＯ（Ｂ）│より小さく、
第２の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｄ）│と、電子供給層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ｅ）│が、│ＨＯＭＯ（Ｅ）│−│ＬＵＭＯ（Ｄ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、第１のキャビティ調整層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ａ）│と、│ＬＵＭＯ（Ｄ）│が、│ＬＵＭＯ（Ａ）│＜│ＬＵＭＯ（Ｄ）│の関係にあることを特徴としている。
中間ユニットは、キャビティ調整ユニットから電子を引き抜くための第１の電子引き抜き層と、第１の電子引き抜き層の陽極側に隣接する電子注入層とを有し、
キャビティ調整ユニットは、第１の電子引き抜き層の陰極側に隣接して設けられ、第１の電子引き抜き層に電子を引き抜かれる第１のキャビティ調整層と、陰極側に隣接する電子供給層から電子を引き抜くための第２の電子引き抜き層とを有し、
第１の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｂ）│と、第１のキャビティ調整層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ａ）│が、│ＨＯＭＯ（Ａ）│−│ＬＵＭＯ（Ｂ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、電子注入層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｃ）│または仕事関数の絶対値│ＷＦ（Ｃ）│は、│ＬＵＭＯ（Ｂ）│より小さく、
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本発明においては、第１の発光ユニットと第２の発光ユニットの間に中間ユニットが設けられており、中間ユニットと第１の発光ユニットの間に、中間ユニットと隣接するようにキャビティ調整ユニットが設けられている。従って、このキャビティ調整ユニットの膜厚を調整することにより、キャビティを調整することができる。第２の発光ユニットで発光された光は、中間ユニット、キャビティ調整ユニット、及び第１の発光ユニットを通り、一般に金属薄膜から形成される陰極で反射され、再び第１の発光ユニット、キャビティ調整ユニット、中間ユニット、第１の発光ユニット、及び陽極を通り、外部に出射される。従って、キャビティ調整ユニットの膜厚を調整することにより、第２の発光ユニットで発光された光のキャビティを有効に調整することができる。
中間ユニットには、キャビティ調整ユニットから電子を引き抜くための第１の電子引き抜き層と、第１の電子引き抜き層の陽極側に隣接する電子注入層が設けられている。
キャビティ調整ユニットには、第１の電子引き抜き層の陰極側に隣接して設けられ、第１の電子引き抜き層に電子を引き抜かれる第１のキャビティ調整層と、陰極側に位置する電子供給層から電子を引き抜くための第２の電子引き抜き層とが設けられている。
中間ユニットにおいて、第１の電子引き抜き層の│ＬＵＭＯ（Ｂ）│と、第１のキャビティ調整層の│ＨＯＭＯ（Ａ）│とは、
│ＨＯＭＯ（Ａ）│−│ＬＵＭＯ（Ｂ）│≦１．５ｅＶ ………（１）
の関係にある。
│ＨＯＭＯ（Ａ）│−│ＬＵＭＯ（Ｂ）│≦１．５ｅＶ ………（１）
の関係にある。
従って、第１の電子引き抜き層は、隣接する第１のキャビティ調整層から容易に電子を引き抜くことができる。
また、第１の電子引き抜き層の陽極側に隣接する電子注入層の│ＬＵＭＯ（Ｃ）│または│ＷＦ（Ｃ）│と、第１の電子引き抜き層の│ＬＵＭＯ（Ｂ）│は、
│ＬＵＭＯ（Ｃ）│または│ＷＦ（Ｃ）│＜│ＬＵＭＯ（Ｂ）│ ………（２）
の関係にある。従って、第１の電子引き抜き層によって引き抜かれた電子は、電子注入層に供給され、電子注入層から第２の発光ユニットに供給される。
│ＬＵＭＯ（Ｃ）│または│ＷＦ（Ｃ）│＜│ＬＵＭＯ（Ｂ）│ ………（２）
の関係にある。従って、第１の電子引き抜き層によって引き抜かれた電子は、電子注入層に供給され、電子注入層から第２の発光ユニットに供給される。
キャビティ調整ユニットにおける第２の電子引き抜き層の│ＬＵＭＯ（Ｄ）│と、この第２の電子引き抜き層の陰極側に隣接する電子供給層│ＨＯＭＯ（Ｅ）│は、
│ＨＯＭＯ（Ｅ）│−│ＬＵＭＯ（Ｄ）│≦１．５ｅＶ ………（３）
の関係にある。従って、第２の電子引き抜き層は、電子供給層から容易に電子を引き抜くことができる。
│ＨＯＭＯ（Ｅ）│−│ＬＵＭＯ（Ｄ）│≦１．５ｅＶ ………（３）
の関係にある。従って、第２の電子引き抜き層は、電子供給層から容易に電子を引き抜くことができる。
また、第１のキャビティ調整層の│ＬＵＭＯ（Ａ）│と、第２の電子引き抜き層の│ＬＵＭＯ（Ｄ）│とは、
│ＬＵＭＯ（Ａ）│＜│ＬＵＭＯ（Ｄ）│ ………（４）
の関係にある。従って、第２の電子引き抜き層によって引き抜かれた電子は、第１のキャビティ調整層によってブロックされ、第２の電子引き抜き層中に電子が蓄積する。このため、局所的に高い電界がかかり、この高い電界によりエネルギーバンドが変化し、第１のキャビティ調整層の膜厚を厚くしても、駆動電圧が高くなるのを抑制することができると考えられる。
│ＬＵＭＯ（Ａ）│＜│ＬＵＭＯ（Ｄ）│ ………（４）
の関係にある。従って、第２の電子引き抜き層によって引き抜かれた電子は、第１のキャビティ調整層によってブロックされ、第２の電子引き抜き層中に電子が蓄積する。このため、局所的に高い電界がかかり、この高い電界によりエネルギーバンドが変化し、第１のキャビティ調整層の膜厚を厚くしても、駆動電圧が高くなるのを抑制することができると考えられる。
本発明の中間ユニットにおいては、第１の電子引き抜き層がキャビティ調整ユニットの第１のキャビティ調整層から電子を引き抜き、この引き抜いた電子を電子注入層を介して陽極側の第２の発光ユニットに供給する。第２の発光ユニットでは、陽極から供給されたホールとこの電子とが結合し、発光する。一方、電子を引き抜かれた第１のキャビティ調整層ではホールが発生する。
キャビティ調整ユニットにおいては、第２の電子引き抜き層が、隣接する電子供給層から電子を引き抜き、引き抜かれた電子は、上述のように第２の電子引き抜き層に蓄積され、これによって局所的に高い電界が発生する。第２の電子引き抜き層に蓄積された電子は、第１のキャビティ調整層に発生したホールと結合する。電子を引き抜かれた電子供給層においては、ホールが発生し、このホールが陰極側の第１の発光ユニットに供給され、陰極から供給された電子と結合し、第１の発光ユニットが発光する。
以上のように、本発明においては、中間ユニット及びキャビティ調整ユニットから陽極側の第２の発光ユニットに電子が供給され、陰極側の第１の発光ユニットにホールが供給されるので、それぞれの発光ユニットにおいて効率良く発光させることができる。また、上述のように第２の電子引き抜き層に電子が蓄積することにより、局所的に高い電界がかかる。このため、キャビティ調整ユニットにおける第１のキャビティ調整層の膜厚を厚くしても、駆動電圧の上昇を抑制することができるので、高い発光効率が得られる。
さらに、本発明においては、上述のように、キャビティ調整ユニットの第１のキャビティ調整層によって電子がブロックされる。従って、陽極側に過剰に電子が供給されるのを防止することができるので、素子寿命を長くすることができ、素子の信頼性を高めることができる。
本発明において、電子供給層は、ホール輸送性材料から形成されることが好ましい。第１の発光ユニット内に設けられる発光層が、ホール輸送性材料をホスト材料とするものであれば、この発光層を電子供給層とすることができる。従って、本発明において、電子供給層は、第１の発光ユニット内に設けられていてもよい。
また、本発明において、電子供給層は、キャビティ調整ユニット内に設けられる第２のキャビティ調整層であってもよい。この場合、第１のキャビティ調整層に加えて、第２のキャビティ調整層の膜厚も厚くすることができ、キャビティ調整に用いることができる。
本発明において、第１及び第２のキャビティ調整層は、ホール輸送性材料から形成されていることが好ましい。このようなホール輸送性材料としては、３級アリールアミン系材料が挙げられる。
また、本発明において、キャビティ調整ユニットは、第１のキャビティ調整層と第２の電子引き抜き層とを組み合わせ、これらの層を複数の繰り返し単位で有していてもよい。すなわち、キャビティ調整ユニット内に、第１のキャビティ調整層／第２の電子引き抜き層／第１のキャビティ調整層／第２の電子引き抜き層の積層構造や、第１のキャビティ調整層／第２の電子引き抜き層／第１のキャビティ調整層／第２の電子引き抜き層／第１のキャビティ調整層／第２の電子引き抜き層の積層構造を有していてもよい。キャビティ調整層の好ましい膜厚は、一般に１０〜７００ｎｍの範囲内である。キャビティ調整層の膜厚が厚くなりすぎると、駆動電圧が高くなりすぎ、発光効率が低下するという問題を生じる。このため、キャビティ調整層の膜厚をこの範囲より厚くしたい場合には、第２の電子引き抜き層を適宜挿入し、第１のキャビティ調整層と第２の電子引き抜き層の繰り返し単位を複数設けることが好ましい。
また、本発明においては、中間ユニット内の電子注入層と、第２の発光ユニットとの間に電子輸送層が設けられていてもよい。このような電子輸送層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｆ）│は、│ＬＵＭＯ（Ｃ）│または│ＷＦ（Ｃ）│より小さくなるように設定される。
また、本発明においては、第１のキャビティ調整層の│ＨＯＭＯ（Ａ）│と、第２の電子引き抜き層の│ＨＯＭＯ（Ｄ）│は、
│ＨＯＭＯ（Ａ）│＜│ＨＯＭＯ（Ｄ）│ ………（５）
の関係にあることが好ましい。
│ＨＯＭＯ（Ａ）│＜│ＨＯＭＯ（Ｄ）│ ………（５）
の関係にあることが好ましい。
上記（５）の式を見出すことにより、第１のキャビティ調整層と第２の電子引き抜き層の界面にホールが蓄積され、これによってさらに局所的に高い電界をかけることができ、駆動電圧をより低下させることができると考えられる。
本発明において、第１及び／または第２の電子引き抜き層を形成する材料として、以下に示す構造式で表されるピラジン誘導体が挙げられる。
（ここで、Ａｒはアリール基を示し、Ｒは水素、炭素数１〜１０のアルキル基、アルキルオキシ基、ジアルキルアミン基、またはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＣＮを示す。）
また、本発明の第１及び／または第２の電子引き抜き層を形成する材料は、以下に示す構造式で表されるヘキサアザトリフェニレン誘導体であることがさらに好ましい。
また、本発明の第１及び／または第２の電子引き抜き層を形成する材料は、以下に示す構造式で表されるヘキサアザトリフェニレン誘導体であることがさらに好ましい。
（ここで、Ｒは水素、炭素数１〜１０のアルキル基、アルキルオキシ基、ジアルキルアミン基、またはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＣＮを示す。）
また、本発明においては、第１及び／または第２の電子引き抜き層に、電子引き抜きを促進するための電子引き抜き促進材料がドープされていてもよい。このような電子引き抜き促進材料の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｇ）│は、
│ＨＯＭＯ（Ａ）│または│ＨＯＭＯ（Ｅ）│＞│ＬＵＭＯ（Ｇ）│＞│ＬＵＭＯ（Ｂ）または│ＬＵＭＯ（Ｄ）│ ………（６）
の関係にあることが好ましい。
また、本発明においては、第１及び／または第２の電子引き抜き層に、電子引き抜きを促進するための電子引き抜き促進材料がドープされていてもよい。このような電子引き抜き促進材料の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｇ）│は、
│ＨＯＭＯ（Ａ）│または│ＨＯＭＯ（Ｅ）│＞│ＬＵＭＯ（Ｇ）│＞│ＬＵＭＯ（Ｂ）または│ＬＵＭＯ（Ｄ）│ ………（６）
の関係にあることが好ましい。
│ＨＯＭＯ（Ａ）│と│ＬＵＭＯ（Ｇ）│との差及び│ＨＯＭＯ（Ｅ）│と│ＬＵＭＯ（Ｇ）│との差は、１．５ｅＶ以下であることが好ましい。このような差にすることにより、│ＨＯＭＯ（Ａ）│と│ＬＵＭＯ（Ｂ）│との差及び│ＨＯＭＯ（Ｅ）│と│ＬＵＭＯ（Ｄ）│との差が１．５ｅＶより大きくなっても、例えば２．０ｅＶになっても、電子引き抜き層による電子の引き抜きを容易に行なうことが可能となる。
本発明における第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットは、それぞれ単独の発光層であってもよいし、複数の発光層を積層した積層構造のものであってもよい。例えば、オレンジ色発光層と青色発光層を積層した白色発光の発光ユニットであってもよい。
本発明の有機エレクトロルミネッセント表示装置は、陽極と陰極に挟まれた素子構造を有する有機エレクトロルミネッセント素子と、表示画素毎に対応した表示信号を有機エレクトロルミネッセント素子に供給するための能動素子が設けられたアクティブマトリックス駆動基板とを備え、有機エレクトロルミネッセント素子をアクティブマトリックス駆動基板の上に配置し、陰極及び陽極のうち基板側に設けられる電極を透明電極としたボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセント表示装置であって、有機エレクトロルミネッセント素子が、陰極と、陽極と、陰極及び陽極の間に配置される中間ユニットと、陰極及び中間ユニットの間に配置される第１の発光ユニットと、陽極及び中間ユニットの間に配置される第２の発光ユニットと、中間ユニット及び第２の発光ユニットの間に配置され、中間ユニットに隣接して設けられるキャビティ調整ユニットとを備え、中間ユニットは、キャビティ調整ユニットから電子を引き抜くための第１の電子引き抜き層と、第１の電子引き抜き層の陽極側に隣接する電子注入層とを有し、キャビティ調整ユニットは、第１の電子引き抜き層の陰極側に隣接して設けられ、第１の電子引き抜き層に電子を引き抜かれる第１のキャビティ調整層と、陰極側に隣接する電子供給層から電子を引き抜くための第２の電子引き抜き層とを有し、第１の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｂ）│と、第１のキャビティ調整層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ａ）│が、│ＨＯＭＯ（Ａ）│−│ＬＵＭＯ（Ｂ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、電子注入層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｃ）│または仕事関数の絶対値│ＷＦ（Ｃ）│は、│ＬＵＭＯ（Ｂ）│より小さく、第２の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｄ）│と、電子供給層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ｅ）│が、│ＨＯＭＯ（Ｅ）│−│ＬＵＭＯ（Ｄ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、第１のキャビティ調整層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ａ）│と、│ＬＵＭＯ（Ｄ）│が、│ＬＵＭＯ（Ａ）│＜│ＬＵＭＯ（Ｄ）│の関係にあることを特徴としている。
上記本発明の有機エレクトロルミネッセント表示装置において、有機ＥＬ素子が白色発光素子である場合、有機ＥＬ素子と基板との間にカラーフィルターを配置してカラー表示装置とすることができる。
本発明の他の局面に従う有機エレクトロルミネッセント表示装置は、陽極と陰極に挟まれた素子構造を有する有機エレクトロルミネッセント素子と、表示画素毎に対応した表示信号を有機エレクトロルミネッセント素子に供給するための能動素子が設けられたアクティブマトリックス駆動基板と、該アクティブマトリックス駆動基板と対向して設けられる透明な封止基板とを備え、有機エレクトロルミネッセント素子をアクティブマトリックス駆動基板と封止基板の間に配置し、陰極及び陽極のうち封止基板側に設けられる電極を透明電極としたトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセント表示装置であって、有機エレクトロルミネッセント素子が、陰極と、陽極と、陰極及び陽極の間に配置される中間ユニットと、陰極及び中間ユニットの間に配置される第１の発光ユニットと、陽極及び中間ユニットの間に配置される第２の発光ユニットと、中間ユニット及び第２の発光ユニットの間に配置され、中間ユニットに隣接して設けられるキャビティ調整ユニットとを備え、中間ユニットは、キャビティ調整ユニットから電子を引き抜くための第１の電子引き抜き層と、第１の電子引き抜き層の陽極側に隣接する電子注入層とを有し、キャビティ調整ユニットは、第１の電子引き抜き層の陰極側に隣接して設けられ、第１の電子引き抜き層に電子を引き抜かれる第１のキャビティ調整層と、陰極側に隣接する電子供給層から電子を引き抜くための第２の電子引き抜き層とを有し、第１の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｂ）│と、第１のキャビティ調整層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ａ）│が、│ＨＯＭＯ（Ａ）│−│ＬＵＭＯ（Ｂ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、電子注入層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｃ）│または仕事関数の絶対値│ＷＦ（Ｃ）│は、│ＬＵＭＯ（Ｂ）│より小さく、第２の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｄ）│と、電子供給層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ｅ）│が、│ＨＯＭＯ（Ｅ）│−│ＬＵＭＯ（Ｄ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、第１のキャビティ調整層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ａ）│と、│ＬＵＭＯ（Ｄ）│が、│ＬＵＭＯ（Ａ）│＜│ＬＵＭＯ（Ｄ）│の関係にあることを特徴としている。
上記有機エレクトロルミネッセント表示装置において、有機ＥＬ素子が白色発光素子である場合、有機ＥＬ素子と封止基板との間にカラーフィルターを配置し、カラー表示装置とすることができる。
本発明の有機ＥＬ表示装置は、上記本発明の有機ＥＬ素子を備えるものであるので、発光色毎にキャビティを調整することができ、かつ駆動電圧を低減させて消費電力の低減化を図ることができる。また、高い信頼性を有する有機ＥＬ表示装置とすることができる。
本発明によれば、キャビティを調整することができ、かつ高い発光効率を有し、駆動電圧を低減させ、信頼性を高めることができる有機ＥＬ素子及びこれを用いた有機ＥＬ表示装置とすることができる。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
図１は、本発明に従う実施例の有機ＥＬ素子において中間ユニット及びキャビティ調整ユニットを構成する各層のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯのエネルギーレベルを模式的に示す図である。本実施例において、中間ユニット１は、第１の電子引き抜き層３、電子注入層４、及び電子輸送層８から構成されている。キャビティ調整ユニット２は、第１のキャビティ調整層５及び第２の電子引き抜き層６から構成されている。第２の電子引き抜き層６の陰極側には、電子供給層７が設けられている。
図１において、第１の電子引き抜き層３のＬＵＭＯをＬＢ、ＨＯＭＯをＨＢとして示している。また、電子注入層４のＬＵＭＯをＬＣとして示し、電子輸送層８のＬＵＭＯをＬＦとして示しており、第１のキャビティ層５のＬＵＭＯをＬＡ、ＨＯＭＯをＨＡとして示している。また、第２の電子引き抜き層６のＬＵＭＯをＬＤ、ＨＯＭＯをＨＤとして示し、電子供給層７のＨＯＭＯをＨＥとして示している。
図１を参照して、本発明に従う有機ＥＬ素子においては、第１の電子引き抜き層のＬＢと、第１のキャビティ調整層５のＨＡのそれぞれの絶対値の差は１．５ｅＶ以下である。従って、第１の電子引き抜き層３は、第１のキャビティ調整層５から電子を容易に引き抜くことができる。電子注入層４のＬＣの絶対値は、第１の電子引き抜き層３のＬＢの絶対値より小さく、電子輸送層８のＬＦの絶対値は、ＬＣの絶対値より小さくなっている。従って、第１の電子引き抜き層３によって引き抜かれた電子は、電子注入層４及び電子輸送層８を通り陽極側に供給される。
本発明において、第２の電子引き抜き層６のＬＤの絶対値と、電子供給層７のＨＥの絶対値の差は１．５ｅＶ以下である。従って、第２の電子引き抜き層６は、電子供給層７から電子を容易に引き抜くことができる。第１のキャビティ調整層のＬＡの絶対値は、第２の電子引き抜き層６のＬＤの絶対値より小さくなっているので、第２の電子引き抜き層６によって引き抜かれた電子は第１のキャビティ調整層５によってブロックされ、第２の電子引き抜き層６に蓄積される。これにより、局所的に高い電界がかかり、エネルギーレベルが歪むため、駆動電流を低減することができる。
電子を引き抜かれた電子供給層７においてはホールが発生し、このホールは陰極側に供給される。
本発明においては、以上のようにして中間ユニット１及びキャビティ調整ユニット２から電子を陽極側に供給するとともに、ホールを陰極側に供給することができる。従って、陽極側に位置する発光ユニットと陰極側に位置する発光ユニットをそれぞれ効率良く発光させることができる。また、上述のように、局所的に高い電界がかかるため、駆動電圧を低減させることができ、第１のキャビティ調整層５の膜厚を厚くしても、駆動電圧の上昇を抑制することができる。
また、第１のキャビティ調整層５によって陽極側に電子が過剰に供給されるのを抑制することができるので、素子の寿命特性を改善することができ、信頼性を高めることができる。
（実施例１〜９及び比較例１〜６）
表１に示すホール注入層、ホール輸送層、第２の発光ユニット、中間ユニット、キャビティ調整ユニット、第１の発光ユニット、電子輸送層、及び陰極を有する実施例１〜９及び比較例１〜６の有機ＥＬ素子を作製した。以下の表において、（ ）内の数字は各層の厚み（ｎｍ）を示している。
表１に示すホール注入層、ホール輸送層、第２の発光ユニット、中間ユニット、キャビティ調整ユニット、第１の発光ユニット、電子輸送層、及び陰極を有する実施例１〜９及び比較例１〜６の有機ＥＬ素子を作製した。以下の表において、（ ）内の数字は各層の厚み（ｎｍ）を示している。
基板としては、ガラス基板の上に陽極としてのＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜が形成されたガラス基板を用いた。ＩＴＯ膜の上にフルオロカーボン（ＣＦｘ）層を形成することによりホール注入層を形成した。表１における（１５ｓ）は、膜形成時間（秒）を意味している。
以上のようにして形成したホール注入層の上に、表１に示す各層を蒸着法により順次積層して形成した。
ホール輸送層は、ＮＰＢ層の上にＨＡＴ−ＣＮ６層を積層することにより形成した。
第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットは、オレンジ色発光層の上に青色発光層を積層した白色発光の発光ユニットである。オレンジ色発光層を陽極側に配置し、青色発光層を陰極側に配置している。なお、表において％は特にことわらない限り重量％である。
上記のようにして形成したホール輸送層の上に、オレンジ色発光層及び青色発光層を堆積して形成した。
オレンジ色発光層は、ＮＰＢをホール輸送性のホスト材料として用い、ＴＢＡＤＮを電子輸送性のホスト材料として用い、ＤＢｚＲをドーパント材料として用いている。青色発光層は、ＴＢＡＤＮを電子輸送性のホスト材料として用い、ＮＰＢをホール輸送性のホスト材料として用い、ＴＢＰをドーパント材料として用いている。
なお、実施例６、実施例７及び比較例５においては、第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットを単層の白色発光層から形成している。従って、１つの層にオレンジ色発光ドーパントであるＤＢｚＲと青色発光ドーパントであるＴＢＰが含有されている。なお、第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットには、陽極側にＮＰＢ層を形成している。
中間ユニットの電子輸送層としては、電子輸送性材料を用いることができ、表１に示す実施例及び比較例においては、ＢＣＰを用いている。ＢＣＰのＬＵＭＯは、−２．７ｅＶである。中間ユニットの電子輸送層の膜厚は、１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
中間ユニットの電子注入層としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属及びそれらの酸化物などを用いることができる。表１に示す実施例及び比較例においては、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉまたはＭｇを用いている。Ｌｉの仕事関数は、２．９ｅＶであり、Ｍｇの仕事関数は３．９ｅＶである。Ｌｉ２Ｏなどの金属酸化物の場合は、Ｌｉなどの金属の仕事関数が本発明の範囲内にあればよい。電子注入層の膜厚は、０．１〜１０ｎｍの範囲が好ましい。
中間ユニットの第１の電子引き抜き層としては、ＨＡＴ−ＣＮ６を用いている。ＨＡＴ−ＣＮ６のＬＵＭＯは−４．４ｅＶであり、ＨＯＭＯは−７．０ｅＶである。第１の電子引き抜き層の膜厚は、１〜１５０ｎｍの範囲が好ましい。
なお、比較例４においては、第１の電子引き抜き層の代わりにＶ２Ｏ５層を用いている。
キャビティ調整ユニットの第１のキャビティ調整層としてはＮＰＢを用いている。ＮＰＢのＬＵＭＯは−２．６ｅＶであり、ＨＯＭＯは−５．４ｅＶである。
キャビティ調整ユニットの第２の電子引き抜き層としては、ＨＡＴ−ＣＮ６を用いている。第２の電子引き抜き層の膜厚は、１〜１５０ｎｍの範囲が好ましい。
第１の発光ユニット上に形成する電子輸送層としては、Ａｌｑ層とＢＣＰ層の積層構造からなる電子輸送層が形成されている。なお、実施例６及び７並びに比較例５においては、ＢＣＰ層のみから電子輸送層を形成している。
電子輸送層の上には、Ｌｉ２Ｏ層とＡｌ層の積層構造からなる陰極が形成されている。
ＮＰＢは、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンであり、以下の構造を有している。
ＨＡＴ−ＣＮ６は、ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボンニトリルであり、以下の構造を有している。
ＴＢＡＤＮは、２−ターシャリー−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセンであり、以下の構造を有している。
ＤＢｚＲは、５，１２−ビス｛４−（６−メチルベンゾチアゾール−２−イル）フェニル｝−６，１１−ジフェニルナフタセンであり、以下の構造を有している。
ＴＢＰは、２，５，８，１１−テトラ−ターシャリー−ブチルペリレンであり、以下の構造を有している。
ＢＣＰは、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンであり、以下の構造を有している。
Ａｌｑは、トリス−（８−キノリラト）アルミニウム（III）であり、以下の構造を有している。
〔有機ＥＬ素子の評価〕
以上のようにして作製した各有機ＥＬ素子について、駆動電圧、発光効率、及び輝度半減寿命を測定した。測定結果を表２に示す。なお、測定結果は、４０ｍＡ／ｃｍ２の駆動電流における値である。
以上のようにして作製した各有機ＥＬ素子について、駆動電圧、発光効率、及び輝度半減寿命を測定した。測定結果を表２に示す。なお、測定結果は、４０ｍＡ／ｃｍ２の駆動電流における値である。
表２に示す結果から明らかなように、本発明に従う実施例１〜９においては、駆動電圧が低く、良好な発光効率を示すとともに、輝度半減寿命も長くなっている。
キャビティ調整ユニットを設けた実施例１と、キャビティ調整ユニットを設けていない比較例１を比較すると、実施例１は、発光効率において若干比較例１に劣るものの、同程度の駆動電圧で駆動することができ、輝度半減寿命が比較例１よりも長くなっている。従って、駆動電圧を上昇させることなく、また寿命特性を低下させることなく、キャビティ調整ユニットを設けて、キャビティを調整することができる。
キャビティ調整ユニットにおけるＮＰＢをＡｌｑに置き換えた比較例２では、駆動電圧が著しく高くなり、輝度半減寿命も著しく短くなっている。
また、キャビティ調整ユニットにおけるＨＡＴ−ＣＮ６をＶ２Ｏ５に代えた比較例４においては、発光効率が低下し、輝度半減寿命が著しく短くなっている。
また、実施例６及び７と比較例５との比較、並びに実施例８及び９と比較例６との比較から明らかなように、ＮＰＢ層の合計の膜厚を大幅に厚くする場合、第１の電子引き抜き層であるＨＡＴ−ＣＮ６層を適当な間隔おきに複数挿入することにより、駆動電圧を低減できることがわかる。
〔有機ＥＬ表示装置〕
図２は、本発明に従う実施例のボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。この有機ＥＬ表示装置においては、能動素子としてＴＦＴを用いて各画素における発光を駆動している。なお、能動素子としてダイオードなども用いることができる。また、この有機ＥＬ表示装置においては、カラーフィルターが設けられている。この有機ＥＬ表示装置は、矢印で示しているように基板１７の下方に光を出射して表示するボトムエミッション型の表示装置である。
図２は、本発明に従う実施例のボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。この有機ＥＬ表示装置においては、能動素子としてＴＦＴを用いて各画素における発光を駆動している。なお、能動素子としてダイオードなども用いることができる。また、この有機ＥＬ表示装置においては、カラーフィルターが設けられている。この有機ＥＬ表示装置は、矢印で示しているように基板１７の下方に光を出射して表示するボトムエミッション型の表示装置である。
図２を参照して、ガラスなどの透明基板からなる基板１７の上には、第１の絶縁層１８が設けられている。第１の絶縁層１８は、例えばＳｉＯ2及びＳｉＮXなどから形成されている。第１の絶縁層１８の上には、ポリシリコン層からなるチャネル領域２０が形成されている。チャネル領域２０の上には、ドレイン電極２１及びソース電極２３が形成されており、またドレイン電極２１とソース電極２３の間には、第２の絶縁層１９を介してゲート電極２２が設けられている。ゲート電極２２の上には、第３の絶縁層１４が設けられている。第２の絶縁層１９は、例えばＳｉＮX及びＳｉＯ2から形成されており、第３の絶縁層１４は、ＳｉＯ2及びＳｉＮXから形成されている。
第３の絶縁層１４の上には、第４の絶縁層１５が形成されている。第４の絶縁層１５は、例えば、ＳｉＮXから形成されている。第４の絶縁層１５の上の画素領域の部分には、カラーフィルター層９が設けられている。カラーフィルター層９としては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、またＢ（青）などのカラーフィルターが設けられる。カラーフィルター層９の上には、第１の平坦化膜１６が設けられている。ドレイン電極２１の上方の第１の平坦化膜１６にはスルーホール部が形成され、第１の平坦化膜１６の上に形成されているＩＴＯ（インジウムースズ酸化物）からなるホール注入電極１８がスルーホール部内に導入されている。画素領域におけるホール注入電極（陽極）１８の上には、ホール注入・輸送ユニット１０が形成されている。画素領域以外の部分においては、第２の平坦化膜１９が形成されている。
ホール注入・輸送ユニット１０の上には、積層発光ユニット１１が設けられている。積層発光ユニット１１は、本発明に従い、第１の発光ユニットと第２の発光ユニットの間に中間ユニットとキャビティ調整ユニットを設けた構造を有している。
積層発光ユニット１１の上には、電子輸送層１２が設けられ、電子輸送層１２の上には、電子注入電極（陰極）１３が設けられている。
以上のように、本実施例の有機ＥＬ素子においては、画素領域の上に、ホール注入電極（陽極）８と、ホール注入・輸送ユニット１０と、積層発光ユニット１１と、電子輸送層１２と、電子注入電極（陰極）１３とが積層されて有機ＥＬ素子が構成されている。
本実施例の積層発光ユニット１１においては、オレンジ色発光層と青色発光層とを積層した発光ユニットを用いているので、積層発光ユニット１１からは白色の発光がなされる。この白色の発光は、基板１７を通り外部に出射するが、発光側にカラーフィルター層９が設けられているので、カラーフィルター層９の色に応じて、Ｒ、ＧまたはＢの色が出射される。単色で発光する素子の場合、カラーフィルター層９はなくてもよい。
図３は本発明に従う実施例のトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。本実施例の有機ＥＬ表示装置は、矢印で図示しているように基板１７の上方に光を出射して表示するトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
基板１７から陽極１８までの部分は、図２に示す実施例とほぼ同様にして作製されている。但し、カラーフィルター層９は、第４の絶縁層１５の上に設けられておらず、有機ＥＬ素子の上方に配置されている。具体的には、ガラスなどからなる透明な封止基板１６の上にカラーフィルター層９を取り付け、この上にオーバーコート層１５をコーティングし、これを透明接着剤層１４を介して陽極１８の上に貼り付けることにより取り付けられている。また、本実施例では、陽極と陰極の位置を図２に示す実施例とは逆にしている。
陽極１８として、透明な電極が形成されており、例えば、膜厚１００ｎｍ程度のＩＴＯと膜厚２０ｎｍ程度の銀とを積層することにより形成されている。陰極１３としては、反射電極が形成されており、例えば、膜厚１００ｎｍ程度のアルミニウム、クロム、または銀の薄膜が形成されている。オーバーコート層１５は、アクリル樹脂などにより厚み１μｍ程度に形成されている。カラーフィルター層９は、顔料タイプのものであってもよいし染料タイプのものであってもよい。その厚みは１μｍ程度である。
積層発光ユニット１１から発光された白色光は、封止基板１６を通り外部に出射されるが、発光側にカラーフィルター層９が設けられているので、カラーフィルター層９の色に応じてＲ、ＧまたはＢの色が出射される。本実施例の有機ＥＬ表示装置はトップエミッション型であるので、薄膜トランジスタが設けられている領域も画素領域として用いることができ、図２に示す実施例よりも広い範囲にカラーフィルター層９が設けられている。本実施例によれば、より広い領域を画素領域として用いることができ、開口率を高めることができる。また、複数の発光ユニットを有する発光層の形成も、アクティブマトリックスによる影響を考慮せずに行うことができるので、設計の自由度を高めることができる。
上記実施例では、封止基板としてガラス板を用いているが、本発明において封止基板はガラス板に限定されるものではなく、例えば、ＳｉＯ2などの酸化膜やＳｉＮxなどの窒化膜などの膜状のものも封止基板として用いることができる。この場合、素子上に膜状の封止基板を直接形成できるので、透明接着剤層を設ける必要がなくなる。
１…中間ユニット
２…キャビティ調整層
３…第１の電子引き抜き層
４…電子注入層
５…第１のキャビティ調整層
６…第２の電子引き抜き層
７…電子供給層
８…電子輸送層
２…キャビティ調整層
３…第１の電子引き抜き層
４…電子注入層
５…第１のキャビティ調整層
６…第２の電子引き抜き層
７…電子供給層
８…電子輸送層
Claims (13)
- 陰極と、陽極と、前記陰極及び前記陽極の間に配置される中間ユニットと、前記陰極及び前記中間ユニットの間に配置される第１の発光ユニットと、前記陽極及び前記中間ユニットの間に配置される第２の発光ユニットと、前記中間ユニット及び前記第２の発光ユニットの間に配置され、前記中間ユニットに隣接して設けられるキャビティ調整ユニットとを備え、
前記中間ユニットは、前記キャビティ調整ユニットから電子を引き抜くための第１の電子引き抜き層と、前記第１の電子引き抜き層の陽極側に隣接する電子注入層とを有し、
前記キャビティ調整ユニットは、前記第１の電子引き抜き層の陰極側に隣接して設けられ、前記第１の電子引き抜き層に電子を引き抜かれる第１のキャビティ調整層と、陰極側に隣接する電子供給層から電子を引き抜くための第２の電子引き抜き層とを有し、
前記第１の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｂ）│と、前記第１のキャビティ調整層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ａ）│が、│ＨＯＭＯ（Ａ）│−│ＬＵＭＯ（Ｂ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、前記電子注入層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｃ）│または仕事関数の絶対値│ＷＦ（Ｃ）│は、│ＬＵＭＯ（Ｂ）│より小さく、
前記第２の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｄ）│と、前記電子供給層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ｅ）│が、│ＨＯＭＯ（Ｅ）│−│ＬＵＭＯ（Ｄ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、前記第１のキャビティ調整層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ａ）│と、│ＬＵＭＯ（Ｄ）│が、│ＬＵＭＯ（Ａ）│＜│ＬＵＭＯ（Ｄ）│の関係にあることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。 - 前記電子供給層が、前記第１の発光ユニット内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
- 前記電子供給層が、前記キャビティ調整ユニット内に設けられた第２のキャビティ調整層であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
- 前記第１及び第２のキャビティ調整層が、ホール輸送性材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
- 前記ホール輸送性材料が、３級アリールアミン系材料であることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
- 前記キャビティ調整ユニットが、前記第１のキャビティ調整層と前記第２の電子引き抜き層とを組み合わせて複数の繰り返し単位で有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
- 前記中間ユニット内の前記電子注入層と、前記第２の発光ユニットとの間に電子輸送層が設けられており、
前記電子輸送層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｆ）│は、│ＬＵＭＯ（Ｃ）│または│ＷＦ（Ｃ）│より小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。 - 前記第１及び／または第２の電子引き抜き層が、以下に示す構造式で表されるピラジン誘導体から形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
- 前記第１及び／または第２の電子引き抜き層が、以下に示す構造式で表されるヘキサアザトリフェニレン誘導体から形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
- 陽極と陰極に挟まれた素子構造を有する有機エレクトロルミネッセント素子と、表示画素毎に対応した表示信号を前記有機エレクトロルミネッセント素子に供給するための能動素子が設けられたアクティブマトリックス駆動基板とを備え、前記有機エレクトロルミネッセント素子を前記アクティブマトリックス駆動基板の上に配置し、前記陰極及び前記陽極のうち前記基板側に設けられる電極を透明電極としたボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセント表示装置であって、
前記有機エレクトロルミネッセント素子が、前記陰極と、前記陽極と、前記陰極及び前記陽極の間に配置される中間ユニットと、前記陰極及び前記中間ユニットの間に配置される第１の発光ユニットと、前記陽極及び前記中間ユニットの間に配置される第２の発光ユニットと、前記中間ユニット及び前記第２の発光ユニットの間に配置され、前記中間ユニットに隣接して設けられるキャビティ調整ユニットとを備え、
前記中間ユニットは、前記キャビティ調整ユニットから電子を引き抜くための第１の電子引き抜き層と、前記第１の電子引き抜き層の陽極側に隣接する電子注入層とを有し、
前記キャビティ調整ユニットは、前記第１の電子引き抜き層の陰極側に隣接して設けられ、前記第１の電子引き抜き層に電子を引き抜かれる第１のキャビティ調整層と、陰極側に隣接する電子供給層から電子を引き抜くための第２の電子引き抜き層とを有し、
前記第１の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｂ）│と、前記第１のキャビティ調整層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ａ）│が、│ＨＯＭＯ（Ａ）│−│ＬＵＭＯ（Ｂ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、前記電子注入層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｃ）│または仕事関数の絶対値│ＷＦ（Ｃ）│は、│ＬＵＭＯ（Ｂ）│より小さく、
前記第２の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｄ）│と、前記電子供給層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ｅ）│が、│ＨＯＭＯ（Ｅ）│−│ＬＵＭＯ（Ｄ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、前記第１のキャビティ調整層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ａ）│と、│ＬＵＭＯ（Ｄ）│が、│ＬＵＭＯ（Ａ）│＜│ＬＵＭＯ（Ｄ）│の関係にあることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント表示装置。 - 前記有機エレクトロルミネッセント素子が白色発光素子であり、前記有機エレクトロルミネッセント素子と前記基板との間に、カラーフィルターが配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセント表示装置。
- 陽極と陰極に挟まれた素子構造を有する有機エレクトロルミネッセント素子と、表示画素毎に対応した表示信号を前記有機エレクトロルミネッセント素子に供給するための能動素子が設けられたアクティブマトリックス駆動基板と、該アクティブマトリックス駆動基板と対向して設けられる透明な封止基板とを備え、前記有機エレクトロルミネッセント素子を前記アクティブマトリックス駆動基板と前記封止基板の間に配置し、前記陰極及び前記陽極のうち前記封止基板側に設けられる電極を透明電極としたトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセント表示装置であって、
前記有機エレクトロルミネッセント素子が、前記陰極と、前記陽極と、前記陰極及び前記陽極の間に配置される中間ユニットと、前記陰極及び前記中間ユニットの間に配置される第１の発光ユニットと、前記陽極及び前記中間ユニットの間に配置される第２の発光ユニットと、前記中間ユニット及び前記第２の発光ユニットの間に配置され、前記中間ユニットに隣接して設けられるキャビティ調整ユニットとを備え、
前記中間ユニットは、前記キャビティ調整ユニットから電子を引き抜くための第１の電子引き抜き層と、前記第１の電子引き抜き層の陽極側に隣接する電子注入層とを有し、
前記キャビティ調整ユニットは、前記第１の電子引き抜き層の陰極側に隣接して設けられ、前記第１の電子引き抜き層に電子を引き抜かれる第１のキャビティ調整層と、陰極側に隣接する電子供給層から電子を引き抜くための第２の電子引き抜き層とを有し、
前記第１の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｂ）│と、前記第１のキャビティ調整層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ａ）│が、│ＨＯＭＯ（Ａ）│−│ＬＵＭＯ（Ｂ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、前記電子注入層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｃ）│または仕事関数の絶対値│ＷＦ（Ｃ）│は、│ＬＵＭＯ（Ｂ）│より小さく、
前記第２の電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｄ）│と、前記電子供給層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ｅ）│が、│ＨＯＭＯ（Ｅ）│−│ＬＵＭＯ（Ｄ）│≦１．５ｅＶの関係にあり、前記第１のキャビティ調整層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ａ）│と、│ＬＵＭＯ（Ｄ）│が、│ＬＵＭＯ（Ａ）│＜│ＬＵＭＯ（Ｄ）│の関係にあることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント表示装置。 - 前記有機エレクトロルミネッセント素子が白色発光素子であり、前記有機エレクトロルミネッセント素子と前記封止基板との間に、カラーフィルターが配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセント表示装置。
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