JP6637594B2 - 表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施の一形態について、図1〜図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図1は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33における発光原理を模式的に示す図である。また、図2は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33における積層構造を模式的に示す図である。図3は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の画素配列を模式的に示す図である。図4は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図4は、図3に示す有機EL表示装置1のL1−L2線断面に相当する、図3に一点鎖線で枠囲みして示す1画素領域の概略構成の一例を示している。
TFT基板10は、TFT12や配線14を含むTFT回路が形成された回路基板である。TFT基板10は、支持基板として、図示しない絶縁基板11を備えている。
図4に示すように、各有機EL素子20は、第1電極21、有機EL層22、第2電極23を備えている。有機EL層22は、第1電極21と第2電極23とで挟持されている。本実施形態では、第1電極21と第2電極23との間に設けられた層を総称して有機EL層22と称する。有機EL層22は、少なくとも1層の機能層からなる有機層であり、少なくとも1層の発光層34を含む発光層ユニット33を含んでいる。
第1電極21および第2電極23は、対の電極であり、一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。
本実施形態にかかる有機EL層22は、図4に示すように、機能層として、第1電極21側から、正孔注入層31、正孔輸送層32、発光層34を含む発光層ユニット33、電子輸送層36、電子注入層37が、この順に積層された構成を有している。正孔注入層31、正孔輸送層32、電子輸送層36、電子注入層37は、全ての画素2における副画素3に共通して設けられている。
前述したように、各有機EL素子20における有機EL層22は、少なくとも1層の機能層からなる有機層であり、図1、図2および図4に示すように、各有機EL素子20における発光層ユニット33は、少なくとも1層の発光層34を含んでいる。
正孔注入層31は、正孔注入性材料を含み、発光層34への正孔注入効率を高める機能を有する層である。正孔注入層31と正孔輸送層32とは、互いに独立した層として形成されていてもよく、正孔注入層兼正孔輸送層として一体化されていてもよい。また、正孔注入層31と正孔輸送層32とが両方設けられている必要はなく、一方のみ(例えば正孔輸送層32のみ)が設けられていてもよい。
電子注入層37は、電子注入性材料を含み、発光層34への電子注入効率を高める機能を有する層である。
保護層24は、透光性を有する、絶縁性材料や導電性材料で形成される。保護層24の材料としては、例えば、窒化シリコン(SiN)、酸化シリコン(SiO)、酸窒化シリコン(SiON)、酸化アルミニウム(Al2O3)等の無機絶縁材料や、ITO等の導電性材料が挙げられる。なお、保護層24は、無機絶縁層と有機絶縁層との積層構造を有していてもよい。上記有機絶縁層に用いられる有機絶縁材料としては、例えば、ポリシロキサン、酸化炭化シリコン(SiOC)、アクリレート、ポリ尿素、パリレン、ポリイミド、ポリアミド等が挙げられる。
封止基板40としては、例えば、ガラス基板あるいはプラスチック基板等の絶縁基板が用いられる。本実施形態のように有機EL表示装置1がトップエミッション型の有機EL表示装置である場合、封止基板40には、透光性を有する絶縁基板が用いられる。
次に、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の表示方法について説明する。
次に、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の製造方法について、図8〜図10を参照して以下に説明する。
反射電極21a(第1電極21、陽極):Ag(100nm)
透光性電極21b(第1電極21、陽極):ITO(副画素3B:135nm/副画素3G1:135nm/副画素3G2:165nm/副画素3R:40nm)
正孔注入層31:HAT−CN(10nm)
正孔輸送層32:TCTA(20nm)
赤色発光層34R:CBP(ホスト材料、90%)/Ir(piq)3(赤色発光材料、10%)(10nm)
セパレート層35:CBP(20nm)
緑色蛍光発光層34G:TPD(ホスト材料、90%)/クマリン6(緑色蛍光発光材料、10%)(10nm)
青色蛍光発光層34B:ADN(ホスト材料、90%)/TBPe(青色蛍光発光材料、10%)(10nm)
電子輸送層36:BCP(30nm)
電子注入層37:LiF(1nm)
第2電極23(陰極、半透明電極):Ag−Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保護層24:ITO(80nm)
上述したように、本実施形態では、青色蛍光発光層34B、緑色蛍光発光層34G、および赤色発光層34Rを、各画素2内で、それぞれ2つの副画素3に共通な共通発光層とし、該共通発光層の活用で生産性を高めながら、蛍光発光材料のフェルスター型のエネルギー移動と、その遷移可能距離とを利用して発光を行う。
なお、本実施形態では、本実施形態にかかる表示装置が有機EL表示装置である場合を例に挙げて説明した。しかしながら本実施形態にかかる表示装置は、PL発光する表示装置であればよい。したがって、本実施形態にかかる表示装置は、上述した例示に限定されるものではなく、例えば無機EL表示装置であってもよく、PL発光を利用した、EL表示装置以外の表示装置であってもよい。また、前記各発光材料に無機材料を使用し、有機層に代えて無機層を形成してもよい。
本発明の実施の他の形態について、主に図3、図10、および図11に基づいて説明すれば、以下の通りである。
第1電極21(陽極、透光性電極):ITO(50nm)
正孔注入層31:HAT−CN(10nm)
正孔輸送層32:TCTA(20nm)
赤色発光層34R:CBP(ホスト材料、90%)/Ir(piq)3(赤色発光材料、10%)(10nm)
セパレート層35:CBP(20nm)
緑色蛍光発光層34G:TPD(ホスト材料、90%)/クマリン6(緑色蛍光発光材料、10%)(10nm)
青色蛍光発光層34B:ADN(ホスト材料、90%)/TBPe(青色蛍光発光材料、10%)(10nm)
電子輸送層36:BCP(30nm)
電子注入層37:LiF(1nm)
第2電極23(陰極、反射電極):Al(100nm)
本実施形態によれば、実施形態1と同様の効果を有する、ボトムエミッション型の有機EL表示装置1を提供することができる。
本発明の実施のさらに他の形態について、主に図1〜図4、図10〜図13に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図12は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の画素配列を模式的に示す図である。
図13の(a)〜(c)は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1における発光層ユニット33の製造工程を工程順に示す平面図である。なお、図13の(a)〜(c)では、発光領域4B、発光領域4G1、発光領域4G2、発光領域4Rの識別のために、各発光領域4に、図12と同じハッチングを行っており、実際の蒸着は、各蒸着マスク70B・70R・70Gの各開口部71B・71R・71G内において行われる。前述したように、発光領域4B、発光領域4G1、発光領域4G2、発光領域4Rは、それぞれ、順に、副画素3B、副画素3G1、副画素3G2、副画素3R内に位置する。
本発明の実施のさらに他の形態について、主に図1、図14の(a)〜(c)に基づいて説明すれば、以下の通りである。
反射電極21a(第1電極21、陽極):Ag(100nm)
透光性電極21b(第1電極21、陽極):ITO(副画素3B:135nm/副画素3G1:135nm/副画素3G2:165nm/副画素3R:40nm)
正孔注入層31:HAT−CN(10nm)
正孔輸送層32:TCTA(20nm)
赤色発光層34R:CBP(ホスト材料、90%)/Ir(piq)3(赤色発光材料、10%)(10nm)
セパレート層35:CBP(20nm)
緑色蛍光発光層34G:TPD(ホスト材料、90%)/クマリン6(緑色蛍光発光材料、10%)(10nm)
青色蛍光発光層34B:mCP(ホスト材料、90%)/DMAC−DPS(青色蛍光発光材料、10%)(10nm)
電子輸送層36:BCP(30nm)
電子注入層37:LiF(1nm)
第2電極23(陰極、半透明電極):Ag−Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保護層24:ITO(80nm)
〔実施形態5〕
本発明の実施のさらに他の形態について、主に図1、図2、図4、図10を参照して以下に説明する。本実施形態では、実施形態1〜4との相違点について説明するものとし、実施形態1〜4で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。なお、本実施形態でも、実施形態1〜4と同様の変形が可能であることは、言うまでもない。
反射電極21a(第1電極21、陽極):Ag(100nm)
透光性電極21b(第1電極21、陽極):ITO(副画素3B:135nm/副画素3G1:135nm/副画素3G2:165nm/副画素3R:40nm)
正孔注入層31:HAT−CN(10nm)
正孔輸送層32:TCTA(20nm)
赤色発光層34R:CBP(ホスト材料、90%)/Ir(piq)3(赤色発光材料、10%)(10nm)
セパレート層35:BCP(70%)/TPD(30%)(10nm)
緑色蛍光発光層34G:TPD(ホスト材料、90%)/クマリン6(緑色蛍光発光材料、10%)(10nm)
青色蛍光発光層34B:mCP(ホスト材料、90%)/DMAC−DPS(青色蛍光発光材料、10%)(10nm)
電子輸送層36:BCP(30nm)
電子注入層37:LiF(1nm)
第2電極23(陰極、半透明電極):Ag−Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保護層24:ITO(80nm)
以上のように、本実施形態では、セパレート層35を、電子輸送性材料であるBCPと、正孔輸送性材料であるTPDとの混合層とし、BCPをTPDよりも多く混合した。
本発明の実施のさらに他の形態について、主に図3、図10、図12、および図15〜図17に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施形態では、実施形態1〜5との相違点について説明するものとし、実施形態1〜5で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。なお、本実施形態でも、実施形態1〜5と同様の変形が可能であることは、言うまでもない。
図15は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の副画素3のうち副画素3G1および副画素3Rにおける発光原理を模式的に示す図である。また、図16は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33における積層構造を模式的に示す図である。図17は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図17は、図3または図12に示すL1−L2線断面に相当する、1画素領域の概略構成の一例を示している。
本実施形態では、上述したようにセパレート層35が第1セパレート層35aおよび第2セパレート層35bからなることで、図10に示すセパレート層形成工程(S5)は、第1セパレート層形成工程と第2セパレート層形成工程とを含んでいる。
反射電極21a(第1電極21、陽極):Ag(100nm)
透光性電極21b(第1電極21、陽極):ITO(副画素3B:135nm/副画素3G1:135nm/副画素3G2:165nm/副画素3R:40nm)
正孔注入層31:HAT−CN(10nm)
正孔輸送層32:TCTA(20nm)
赤色発光層34R:CBP(ホスト材料、90%)/Ir(piq)3(赤色発光材料、10%)(10nm)
第1セパレート層35a:BCP(80%)/TPD(20%)(10nm)
第2セパレート層35b:BCP(30%)/TPD(70%)(10nm)
セパレート層35:BCP(70%)/TPD(30%)(10nm)
緑色蛍光発光層34G:TPD(ホスト材料、90%)/クマリン6(緑色蛍光発光材料、10%)(10nm)
青色蛍光発光層34B:mCP(ホスト材料、90%)/DMAC−DPS(青色蛍光発光材料、10%)(10nm)
電子輸送層36:BCP(30nm)
電子注入層37:LiF(1nm)
第2電極23(陰極、半透明電極):Ag−Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保護層24:ITO(80nm)
以上のように、本実施形態では、セパレート層35を第1セパレート層35aおよび第2セパレート層35bの2層構造とし、該セパレート層35の層厚は、15nm以上とした。なお、本実施形態でも、これら第1セパレート層35aおよび第2セパレート層35bからなるセパレート層35の層厚は、50nm以下であることが好ましく、30nm以下であることがより好ましい。このため、上述した範囲を満足するように第1セパレート層35aの層厚および第2セパレート層35bの層厚が設定されることが望ましい。
本発明の実施のさらに他の形態について、主に図3、図10、図12、図18〜図21の(a)・(b)に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施形態では、実施形態1〜6との相違点について説明するものとし、実施形態1〜6で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。なお、本実施形態でも、実施形態1〜6と同様の変形が可能であることは、言うまでもない。
図18は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33における積層構造を模式的に示す図である。図19は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図19は、図3または図12に示すL1−L2線断面に相当する、1画素領域の概略構成の一例を示している。
図20は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の要部の製造工程の流れを示すフローチャートである。
反射電極21a(第1電極21、陽極):Ag(100nm)
透光性電極21b(第1電極21、陽極):ITO(副画素3B:130nm/副画素3G1:130nm/副画素3G2:165nm/副画素3R:40nm)
正孔注入層31:HAT−CN(10nm)
正孔輸送層32:TCTA(20nm)
赤色発光層34R:CBP(ホスト材料、90%)/Ir(piq)3(赤色発光材料、10%)(10nm)
セパレート層35:CBP(20nm)
緑色蛍光発光層34G:TPD(ホスト材料、90%)/クマリン6(緑色蛍光発光材料、10%)(10nm)
ブロック層38:mCP(5nm)
青色蛍光発光層34B:mCP(ホスト材料、90%)/DMAC−DPS(青色蛍光発光材料、10%)(10nm)
電子輸送層36:BCP(30nm)
電子注入層37:LiF(1nm)
第2電極23(陰極、半透明電極):Ag−Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保護層24:ITO(80nm)
<変形例>
図18および図19では、ブロック層38を、副画素3B・3G1に共通に設ける場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施形態はこれに限定されるものではない。
反射電極21a(第1電極21、陽極):Ag(100nm)
透光性電極21b(第1電極21、陽極):ITO(副画素3B:135nm/副画素3G1:130nm/副画素3G2:160nm/副画素3R:40nm)
正孔注入層31:HAT−CN(10nm)
正孔輸送層32:TCTA(20nm)
赤色発光層34R:CBP(ホスト材料、90%)/Ir(piq)3(赤色発光材料、10%)(10nm)
セパレート層35:CBP(20nm)
緑色蛍光発光層34G:TPD(ホスト材料、90%)/クマリン6(緑色蛍光発光材料、10%)(10nm)
ブロック層38:mCP(5nm)
青色蛍光発光層34B:mCP(ホスト材料、90%)/DMAC−DPS(青色蛍光発光材料、10%)(10nm)
電子輸送層36:BCP(30nm)
電子注入層37:LiF(1nm)
第2電極23(陰極、半透明電極):Ag−Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保護層24:ITO(80nm)
また、図21の(b)に示すようにブロック層38を全副画素3に共通層として設ける場合、副画素3G1における青色蛍光発光材料から緑色蛍光発光材料へのデクスター遷移を阻害することができるとともに、表示領域全体が開口されたオープンマスクを用いてブロック層38を蒸着することができる。
反射電極21a(第1電極21、陽極):Ag(100nm)
透光性電極21b(第1電極21、陽極):ITO(副画素3B:130nm/副画素3G1:130nm/副画素3G2:160nm/副画素3R:40nm)
正孔注入層31:HAT−CN(10nm)
正孔輸送層32:TCTA(20nm)
赤色発光層34R:CBP(ホスト材料、90%)/Ir(piq)3(赤色発光材料、10%)(10nm)
セパレート層35:CBP(20nm)
緑色蛍光発光層34G:TPD(ホスト材料、90%)/クマリン6(緑色蛍光発光材料、10%)(10nm)
ブロック層38:mCP(5nm)
青色蛍光発光層34B:mCP(ホスト材料、90%)/DMAC−DPS(青色蛍光発光材料、10%)(10nm)
電子輸送層36:BCP(30nm)
電子注入層37:LiF(1nm)
第2電極23(陰極、半透明電極):Ag−Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保護層24:ITO(80nm)
〔実施形態8〕
本発明の実施のさらに他の形態について、主に図3、図12、図22〜図24を参照して以下に説明する。本実施形態では、実施形態1〜7との相違点について説明するものとし、実施形態1〜7で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。なお、本実施形態でも、実施形態1〜7と同様の変形が可能であることは、言うまでもない。
図22は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33における積層構造を模式的に示す図である。図23は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図23は、図3または図12に示すL1−L2線断面に相当する、1画素領域の概略構成の一例を示している。
図24は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の要部の製造工程の流れを示すフローチャートである。
反射電極21a(第1電極21、陽極):Ag(100nm)
透光性電極21b(第1電極21、陽極):ITO(副画素3B:135nm/副画素3G1:135nm/副画素3G2:165nm/副画素3R:40nm)
正孔注入層31:HAT−CN(10nm)
正孔輸送層32:TCTA(20nm)
赤色発光層34R:CBP(ホスト材料、90%)/Ir(piq)3(赤色発光材料、10%)(10nm)
セパレート層35:CBP(20nm)
青色蛍光発光層34B:mCP(ホスト材料、90%)/DMAC−DPS(青色蛍光発光材料、10%)(10nm)
緑色蛍光発光層34G:mCP(ホスト材料、90%)/4CzIPN(緑色蛍光発光材料、10%)(10nm)
電子輸送層36:BCP(30nm)
電子注入層37:LiF(1nm)
第2電極23(陰極、半透明電極):Ag−Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保護層24:ITO(80nm)
<効果>
本実施形態によれば、図22および図23に示すように、副画素3G1において、緑色蛍光発光層34Gが、発光層ユニット33内で、最も陰極側(すなわち第2電極23側)に位置する。このため、上述したように緑色蛍光発光層34G中の材料のうち含有比率の最も多い材料(実施例9ではホスト材料であるmCP)および青色蛍光発光層34B中の材料のうち含有比率の最も多い材料(実施例9ではホスト材料であるmCP)のうち少なくとも一方の材料のキャリア移動度が正孔輸送性であれば、励起子が緑色蛍光発光層34Gで生成される確率が高まり、発光効率が向上する。
本発明の実施のさらに他の形態について、主に図3、図12、図25〜図27を参照して以下に説明する。本実施形態では、実施形態1〜8との相違点について説明するものとし、実施形態1〜8で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。なお、本実施形態でも、実施形態1〜8と同様の変形が可能であることは、言うまでもない。
図25は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33における積層構造を模式的に示す図である。図26は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図26は、図3または図12に示すL1−L2線断面に相当する、1画素領域の概略構成の一例を示している。
図27は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の要部の製造工程の流れを示すフローチャートである。
反射電極21a(第1電極21、陽極):Ag(100nm)
透光性電極21b(第1電極21、陽極):ITO(副画素3B:135nm/副画素3G1:135nm/副画素3G2:165nm/副画素3R:40nm)
正孔注入層31:HAT−CN(10nm)
正孔輸送層32:TCTA(20nm)
青色蛍光発光層34B:DPEPO(ホスト材料、90%)/DMAC−DPS(青色蛍光発光材料、10%)(10nm)
緑色蛍光発光層34G:BCP(ホスト材料、90%)/クマリン6(緑色蛍光発光材料、10%)(10nm)
セパレート層35:CBP(20nm)
赤色発光層34R:CBP(ホスト材料、90%)/Ir(piq)3(赤色発光材料、10%)(10nm)
電子輸送層36:BCP(30nm)
電子注入層37:LiF(1nm)
第2電極23(陰極、半透明電極):Ag−Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保護層24:ITO(80nm)
<効果>
本実施形態では、上述したように発光層ユニット33の積層順が、実施形態1〜7とは逆順に積層されていることから、上述したように緑色蛍光発光層34G中の材料のうち含有比率の最も多い材料および青色蛍光発光層34B中の材料のうち含有比率の最も多い材料のうち少なくとも一方の材料、望ましくは両方の材料に電子輸送性材料を使用することで、混色が起こり難くなり、発光効率を改善することができる。
本発明の実施のさらに他の形態について、主に図3、図12、図28〜図30を参照して以下に説明する。本実施形態では、実施形態1〜9との相違点について説明するものとし、実施形態1〜9で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。なお、本実施形態でも、実施形態1〜9と同様の変形が可能であることは、言うまでもない。
図28は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33における積層構造を模式的に示す図である。図29は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図29は、図3または図12に示すL1−L2線断面に相当する、1画素領域の概略構成の一例を示している。
図30は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の要部の製造工程の流れを示すフローチャートである。
反射電極21a(第1電極21、陽極):Ag(100nm)
透光性電極21b(第1電極21、陽極):ITO(副画素3B:135nm/副画素3G1:135nm/副画素3G2:165nm/副画素3R:40nm)
正孔注入層31:HAT−CN(10nm)
正孔輸送層32:TCTA(20nm)
緑色蛍光発光層34G:BCP(ホスト材料、90%)/4CzIPN(緑色蛍光発光材料、10%)(10nm)
青色蛍光発光層34B:DPEPO(ホスト材料、90%)/DMAC−DPS(青色蛍光発光材料、10%)(10nm)
セパレート層35:CBP(20nm)
赤色発光層34R:CBP(ホスト材料、90%)/Ir(piq)3(赤色発光材料、10%)(10nm)
電子輸送層36:BCP(30nm)
電子注入層37:LiF(1nm)
第2電極23(陰極、半透明電極):Ag−Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保護層24:ITO(80nm)
<効果>
本実施形態によれば、図28および図29に示すように、副画素3G1において、緑色蛍光発光層34Gが、発光層ユニット33内で、最も陽極側(すなわち第1電極21側)に位置する。このため、上述したように緑色蛍光発光層34G中の材料のうち含有比率の最も多い材料(実施例11ではホスト材料であるDPEPO)および青色蛍光発光層34B中の材料のうち含有比率の最も多い材料(実施例11ではホスト材料であるBCP)のうち少なくとも一方の材料のキャリア移動度が電子輸送性であれば、励起子が緑色蛍光発光層34Gで生成される確率が高まり、発光効率が向上する。
本発明の実施のさらに他の形態について、主に図3、図9の(a)、図10、図12、図13の(a)、図31、図32を参照して以下に説明する。本実施形態では、実施形態1〜10との相違点について説明するものとし、実施形態1〜10で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。なお、本実施形態でも、実施形態1〜10と同様の変形が可能であることは、言うまでもない。
図31は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33における積層構造を模式的に示す図である。図32は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図32は、図3または図12に示すL1−L2線断面に相当する、1画素領域の概略構成の一例を示している。
本実施形態にかかる有機EL表示装置1の製造方法は、赤色発光層形成工程(S4)で、図9の(a)または図13の(a)に示す蒸着マスク70Rを用いて赤色発光層34Rを線形蒸着した後、セパレート層形成工程(S5)において、副画素3G1にのみ対応した開口部を有する専用の蒸着マスクを用いてセパレート層35を形成することを除けば、例えば実施形態1または実施形態3に示す有機EL表示装置1の製造方法と同じである。
反射電極21a(第1電極21、陽極):Ag(100nm)
透光性電極21b(第1電極21、陽極):ITO(副画素3B:135nm/副画素3G1:135nm/副画素3G2:165nm/副画素3R:60nm)
正孔注入層31:HAT−CN(10nm)
正孔輸送層32:TCTA(20nm)
赤色発光層34R:CBP(ホスト材料、90%)/Ir(piq)3(赤色発光材料、10%)(10nm)
セパレート層35:CBP(20nm)
緑色蛍光発光層34G:TPD(ホスト材料、90%)/クマリン6(緑色蛍光発光材料、10%)(10nm)
青色蛍光発光層34B:ADN(ホスト材料、90%)/TBPe(青色蛍光発光材料、10%)(10nm)
電子輸送層36:BCP(30nm)
電子注入層37:LiF(1nm)
第2電極23(陰極、半透明電極):Ag−Mg合金(Ag/Mg混合比=0.9/0.1)(20nm)
保護層24:ITO(80nm)
<効果>
本実施形態によれば、セパレート層35を副画素3G1にのみパターン形成する(言い換えれば、副画素3Rにセパレート層35を設けない)ことで、赤色発光層34Rでキャリアの再結合が起こり易くなり、発光効率を向上することができる。
なお、本実施形態では、実施形態1・3にかかる有機EL表示装置1においてセパレート層35が副画素3G1のみに形成されている場合を例に挙げて図示並びに説明したが、実施形態2・4〜10にかかる有機EL表示装置1においてセパレート層35が副画素3G1のみに形成されている構成としてもよいことは、言うまでもない。これにより、各実施形態において、各実施形態に記載の効果と併せて上述した効果を得ることができる。
本発明の態様1にかかる表示装置(例えば有機EL表示装置1)は、第1の副画素(例えば副画素3B)、第2の副画素(例えば副画素3G1)、第3の副画素(例えば副画素3G2)、および第4の副画素(例えば副画素3R)を含む画素(画素2)を複数有し、第1の蛍光発光材料を含む第1の発光層(例えば青色蛍光発光層34B)が、上記第1の副画素および上記第2の副画素に共通して設けられており、第2の蛍光発光材料を含む第2の発光層(例えば緑色蛍光発光層34G)が、上記第2の副画素および上記第3の副画素に共通して設けられており、第3の発光材料を含む第3の発光層(例えば赤色発光層34R)が、上記第2の副画素および上記第4の副画素に共通して設けられており、上記第2の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位(S1準位)は、上記第1の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位よりも低く、かつ、上記第3の発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位よりも高く、上記第2の副画素では、上記第1の発光層と上記第2の発光層とにおける互いの対向面間の距離(例えば対向面間距離DBG)がフェルスター半径以下であり、かつ、上記第3の発光層と、上記第1の発光層および上記第2の発光層のうち上記第3の発光層側に位置する発光層とが、フェルスター型のエネルギー移動を阻害するセパレート層(セパレート層35)を介して積層されており、上記第1の副画素では、上記第1の蛍光発光材料が発光し、該第1の蛍光発光材料から発光された光が外部に出射され、上記第2の副画素および上記第3の副画素では、上記第2の蛍光発光材料が発光し、該第2の蛍光発光材料から発光された光が外部に出射され、上記第4の副画素では、上記第3の発光材料が発光し、該第3の発光材料から発光された光が外部に出射され、上記第1の蛍光発光材料は、第1のピーク波長を有する光を発光し、上記第2の蛍光発光材料は、上記第1のピーク波長よりも長波長の第2のピーク波長を有する光を発光し、上記第3の発光材料は、上記第2のピーク波長よりも長波長の第3のピーク波長を有する光を発光する。
2 画素
3、3B、3G1、3G2、3R 副画素
4、4B、4G1、4G2、4R 発光領域
10 TFT基板
11 絶縁基板
12 TFT
13 層間絶縁膜
13a コンタクトホール
14 配線
15 バンク
15a 開口部
20、20B、20G1、20G2、20R 有機EL素子
21 第1電極(陽極)
21a 反射電極
21b 透光性電極
22 有機EL層
23 第2電極(陰極)
24 保護層
31 正孔注入層(機能層)
32 正孔輸送層(機能層)
33 発光層ユニット
34 発光層(機能層)
34B 青色蛍光発光層(機能層)
34G 緑色蛍光発光層(機能層)
34R 赤色発光層(機能層)
35 セパレート層(機能層)
35a 第1セパレート層(機能層)
35b 第2セパレート層(機能層)
36 電子輸送層(機能層)
37 電子注入層(機能層)
38 ブロック層(機能層)
40 封止基板
70B、70R、70G 蒸着マスク
71B、71R、71G 開口部
DBG、DGR、DBR 対向面間距離
Claims (20)
- 第1の副画素、第2の副画素、第3の副画素、および第4の副画素を含む画素を複数有し、
第1の蛍光発光材料を含む第1の発光層が、上記第1の副画素および上記第2の副画素に共通して設けられており、第2の蛍光発光材料を含む第2の発光層が、上記第2の副画素および上記第3の副画素に共通して設けられており、第3の発光材料を含む第3の発光層が、上記第2の副画素および上記第4の副画素に共通して設けられており、
上記第2の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位は、上記第1の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位よりも低く、かつ、上記第3の発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位よりも高く、
上記第2の副画素では、上記第1の発光層と上記第2の発光層とにおける互いの対向面間の距離がフェルスター半径以下であり、かつ、上記第3の発光層と、上記第1の発光層および上記第2の発光層のうち上記第3の発光層側に位置する発光層とが、フェルスター型のエネルギー移動を阻害するセパレート層を介して積層されており、
上記第1の副画素では、上記第1の蛍光発光材料が発光し、該第1の蛍光発光材料から発光された光が外部に出射され、上記第2の副画素および上記第3の副画素では、上記第2の蛍光発光材料が発光し、該第2の蛍光発光材料から発光された光が外部に出射され、上記第4の副画素では、上記第3の発光材料が発光し、該第3の発光材料から発光された光が外部に出射され、
上記第1の蛍光発光材料は、第1のピーク波長を有する光を発光し、上記第2の蛍光発光材料は、上記第1のピーク波長よりも長波長の第2のピーク波長を有する光を発光し、上記第3の発光材料は、上記第2のピーク波長よりも長波長の第3のピーク波長を有する光を発光することを特徴とする表示装置。 - 陽極および陰極を有し、
上記陽極および上記陰極のうち一方は反射電極を含み、他方は透光性電極であり、
上記画素の上記第1の副画素では、上記陽極と上記陰極との間に、上記第1の発光層が設けられ、
上記画素の上記第2の副画素では、上記陽極と上記陰極との間に、上記第1の発光層、上記第2の発光層、上記第3の発光層、および上記セパレート層が設けられ、
上記画素の上記第3の副画素では、上記陽極と上記陰極との間に、上記第2の発光層が設けられ、
上記画素の上記第4の副画素では、上記陽極と上記陰極との間に、上記第3の発光層が設けられ、
上記第1の副画素では、上記第1の蛍光発光材料から発光された光が、そのまま、もしくは上記第1の副画素における上記反射電極と上記透光性電極との間で多重反射されて、上記透光性電極を介して外部に出射され、
上記第2の副画素では、上記第2の蛍光発光材料から発光された光が、そのまま、もしくは上記第2の副画素における上記反射電極と上記透光性電極との間で多重反射されて、上記透光性電極を介して外部に出射され、
上記第3の副画素では、上記第2の蛍光発光材料から発光された光が、そのまま、もしくは上記第3の副画素における上記反射電極と上記透光性電極との間で多重反射されて、上記透光性電極を介して外部に出射され、
上記第4の副画素では、上記第3の発光材料から発光された光が、そのまま、もしくは上記第4の副画素における上記反射電極と上記透光性電極との間で多重反射されて、上記透光性電極を介して外部に出射されることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 上記第2の副画素における、上記第3の発光層と、上記第3の発光層に積層方向に隣り合う発光層との間の距離が、フェルスター半径よりも大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
- 上記セパレート層は、上記第2の副画素および上記第4の副画素に共通に設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の表示装置。
- 上記セパレート層は、キャリア輸送性が異なる複数の材料を含むことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
- 上記セパレート層は、第1セパレート層と第2セパレート層との積層体であり、
上記第1セパレート層および上記第2セパレート層は、それぞれ、正孔輸送性材料および電子輸送性材料を互いに異なる混合比率で含むバイポーラ輸送性材料であり、
上記第1セパレート層と上記第2セパレート層との合計の層厚が、フェルスター半径よりも大きいことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 - 上記セパレート層は、上記第2の副画素にのみ設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の表示装置。
- 上記第1の蛍光発光材料の発光スペクトルの一部と、上記第2の蛍光発光材料の吸収スペクトルの一部とが重なっていることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の表示装置。
- 上記セパレート層中に含まれる全ての材料の吸収スペクトルと、上記第1の発光層および上記第2の発光層のうち、少なくとも、上記セパレート層に隣接する発光層中の蛍光発光材料の発光スペクトルとに重なりが存在しないことを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の表示装置。
- 上記第1の蛍光発光材料は、最低励起一重項状態と最低励起三重項状態とのエネルギー差が0.3eV以下の熱活性化遅延蛍光材料であることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の表示装置。
- 上記第2の蛍光発光材料は、最低励起一重項状態と最低励起三重項状態とのエネルギー差が0.3eV以下の熱活性化遅延蛍光材料であることを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の表示装置。
- 上記第1の副画素は青色の副画素であり、上記第2の副画素は第1の緑色の副画素であり、上記第3の副画素は第2の緑色の副画素であり、上記第4の副画素は赤色の副画素であることを特徴とする請求項1〜11の何れか1項に記載の表示装置。
- 行方向に、上記青色の副画素と上記第1の緑色の副画素とが隣り合うとともに上記赤色の副画素と上記第2の緑色の副画素とが隣り合い、上記行方向に直交する列方向に、上記青色の副画素と上記赤色の副画素とが隣り合うとともに上記第1の緑色の副画素と上記第2の緑色の副画素とが隣り合うSストライプ型の画素配列を有していることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。
- 上記第1の緑色の副画素が上記青色の副画素に対し行方向に隣り合うとともに上記赤色の副画素に対し列方向に隣り合い、上記第2の緑色の副画素が上記赤色の副画素に対し上記行方向に隣り合うとともに上記青色の副画素に対し上記行方向に直交する上記列方向に隣り合い、上記行方向および上記列方向に交差する斜め方向に、上記青色の副画素と上記赤色の副画素とが隣り合うとともに上記第1の緑色の副画素と上記第2の緑色の副画素とが隣り合うペンタイル型の画素配列を有していることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。
- 上記第2の副画素は、発光材料を含まず、フェルスター半径以下の層厚を有するブロック層を含み、
上記第2の副画素では、上記ブロック層を介して上記第1の発光層と上記第2の発光層とが積層されていることを特徴とする請求項1〜14の何れか1項に記載の表示装置。 - 第1の副画素、第2の副画素、第3の副画素、および第4の副画素を含む画素を複数有し、上記第1の副画素では、第1の蛍光発光材料が発光し、該第1の蛍光発光材料から発光された光が外部に出射され、上記第2の副画素および上記第3の副画素では、第2の蛍光発光材料が発光し、該第2の蛍光発光材料から発光された光が外部に出射され、上記第4の副画素では、第3の発光材料が発光し、該第3の発光材料から発光された光が外部に出射され、上記第1の蛍光発光材料は、第1のピーク波長を有する光を発光し、上記第2の蛍光発光材料は、上記第1のピーク波長よりも長波長の第2のピーク波長を有する光を発光し、上記第3の発光材料は、上記第2のピーク波長よりも長波長の第3のピーク波長を有する光を発光する表示装置の製造方法であって、
上記画素に複数の機能層を形成する機能層形成工程を含み、
上記機能層形成工程は、
上記第1の蛍光発光材料を含む第1の発光層を、上記第1の副画素および上記第2の副画素に共通して形成する第1の発光層形成工程と、
上記第2の蛍光発光材料を含む第2の発光層を、上記第2の副画素および上記第3の副画素に共通して形成する第2の発光層形成工程と、
上記第3の発光材料を含む第3の発光層を、上記第2の副画素および上記第4の副画素に共通して形成する第3の発光層形成工程と、
上記第2の副画素で、上記第3の発光層と、上記第1の発光層および上記第2の発光層のうち上記第3の発光層側に位置する発光層とが、フェルスター型のエネルギー移動を阻害するセパレート層を介して積層されるように、上記第2の副画素に上記セパレート層を形成するセパレート層形成工程と、を含み、
上記機能層形成工程では、
上記第2の副画素で、上記第1の発光層と上記第2の発光層とにおける互いの対向面間の距離がフェルスター半径以下となるように上記第1の発光層および上記第2の発光層を形成するとともに、
上記第2の蛍光発光材料に、最低励起一重項状態のエネルギー準位が、上記第1の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位よりも低く、かつ、上記第3の発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位よりも高い蛍光発光材料を使用することを特徴とする表示装置の製造方法。 - 陽極を形成する陽極形成工程と、陰極を形成する陰極形成工程とをさらに備え、
上記陽極および上記陰極のうち一方は反射電極を含み、他方は透光性電極であることを特徴とする請求項16に記載の表示装置の製造方法。 - 上記セパレート層形成工程では、上記セパレート層を、上記第2の副画素および上記第4の副画素に共通して形成することを特徴とする請求項16または17に記載の表示装置の製造方法。
- 上記機能層形成工程は、上記機能層として、発光材料を含まず、フェルスター半径以下の層厚を有するブロック層を形成するブロック層形成工程を含み、
上記ブロック層形成工程では、上記ブロック層を、上記第2の副画素で、上記ブロック層を介して上記第1の発光層と上記第2の発光層とが積層されるように形成することを特徴とする請求項16〜18の何れか1項に記載の表示装置の製造方法。 - 上記第1の副画素は青色の副画素であり、上記第2の副画素は第1の緑色の副画素であり、上記第3の副画素は第2の緑色の副画素であり、上記第4の副画素は赤色の副画素であり、
上記第1の蛍光発光材料に、青色の光を発光する蛍光発光材料を使用し、
上記第2の蛍光発光材料に、緑色の光を発光する蛍光発光材料を使用し、
上記第3の発光材料に、赤色の光を発光する発光材料を使用することを特徴とする請求項16〜19の何れか1項に記載の表示装置の製造方法。
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