WO2025220102A1 - 表示装置、表示装置の製造方法 - Google Patents
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- H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
Definitions
- This disclosure relates to a display device equipped with light-emitting elements and a method for manufacturing such a display device.
- a known technology for improving the light-emitting efficiency of the light-emitting elements is to form two light-emitting layers between electrodes, form a charge-generating layer between the two light-emitting layers, and extract light from each light-emitting layer, as described in Patent Document 1.
- Light-emitting elements such as those described in Patent Document 1 tend to be thicker in the stacking direction because they have two light-emitting layers.
- a known technology is to form a cavity between the light-reflective electrodes of the light-emitting elements and design the cavity so that the light from the light-emitting layer is reinforced within the cavity. This improves the light extraction efficiency of the display device from each light-emitting element, thereby improving light-emitting efficiency, and also narrows the half-width of the light from each light-emitting element, thereby improving display quality.
- the distance between the light-reflective electrode and the light-emitting layer, and the distance between two light-reflective electrodes are constrained within a certain range depending on the wavelength of the light emitted by the light-emitting layer.
- the longer the wavelength of the light emitted by the light-emitting layer, such as red light the longer the above-mentioned distances become, and therefore the greater the thickness of the light-emitting element in the stacking direction.
- a display device has even one light-emitting element that is thick in the stacking direction, the wavelength of the light emitted by the other light-emitting elements will be short. In other words, even if the thickness of the other light-emitting elements in the stacking direction is relatively thin, the overall thickness of the display device will increase, leading to an increase in the length of the display device.
- a display device includes a substrate and blue and red light-emitting elements on the substrate.
- the blue light-emitting elements include, in order from the substrate side, a first light-reflecting electrode, a first blue light-emitting layer, a first charge-generating layer, a second blue light-emitting layer, and a transparent electrode.
- the red light-emitting elements include, in order from the substrate side, a second light-reflecting electrode, a second charge-generating layer, a first red light-emitting layer, and the transparent electrode. The distance between the second light-reflecting electrode and the second charge-generating layer is smaller than the distance between the first light-reflecting electrode and the first charge-generating layer.
- a manufacturing method of a display device is a manufacturing method of a display device having a plurality of light-emitting elements on a substrate, and includes forming a first light-reflecting electrode and a second light-reflecting electrode on the substrate, forming a first blue light-emitting layer at least above the first light-reflecting electrode, forming a first charge-generating layer above the first blue light-emitting layer, forming a second charge-generating layer above the second light-reflecting electrode at a position where the distance between the second light-reflecting electrode and the second charge-generating layer is smaller than the distance between the first light-reflecting electrode and the first charge-generating layer, forming a second blue light-emitting layer at least above the first charge-generating layer, forming a first red light-emitting layer above the second charge-generating layer, and forming transparent electrodes above the second blue light-emitting layer and the first red light-emitting layer.
- the thickness of the display device in the display direction is reduced, making the display device more compact, while maintaining luminous efficiency or display quality.
- FIG. 10 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a first embodiment.
- 1 is a schematic plan view of a display device according to a first embodiment.
- 4 is a flowchart showing a method for manufacturing the display device according to the first embodiment.
- 3 is a flowchart showing a method for forming a first stack according to the first embodiment.
- 4 is a flowchart showing a method for forming a second stack according to the first embodiment.
- FIG. 10 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a second embodiment.
- 10 is a flowchart showing a method for forming a first stack according to a second embodiment.
- 10 is a flowchart showing a method for forming a second stack according to a second embodiment.
- FIG. 10 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a third embodiment.
- 10 is a flowchart showing a method for forming a first stack according to a third embodiment.
- 10 is a flowchart showing a method for forming a second stack according to a third embodiment.
- FIG. 10 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a fourth embodiment.
- FIG. 10 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a fifth embodiment.
- FIG. 10 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a sixth embodiment.
- 10 is a flowchart showing a method for forming a first stack according to a sixth embodiment.
- FIG. 10 is a flowchart showing a method for forming a second stack according to a sixth embodiment.
- FIG. 13 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a seventh embodiment.
- FIG. 13 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to an eighth embodiment.
- FIG. 13 is a schematic cross-sectional side view of a display device according to a ninth embodiment.
- FIG. 2 is a schematic plan view of a display device according to this embodiment.
- Display device 1 is a device that can be used, for example, as a display for a television or smartphone.
- Display device 1 comprises a display unit DA and a frame unit NA formed around the periphery of display unit DA.
- Display device 1 displays on display unit DA by controlling the light emission from each of a plurality of light-emitting elements (described below) formed in display unit DA.
- Drivers and the like for driving each of the plurality of light-emitting elements of display unit DA may be formed in frame unit NA.
- FIG. 1 is a schematic side cross-sectional view of the display device according to this embodiment, taken along the arrows I-I shown in FIG. 2.
- FIG. 1 is a diagram showing a cross section passing through the blue subpixel SPB, red subpixel SPR, and green subpixel SPG, which will be described later, in a plan view of the display device 1 according to this embodiment.
- the direction from the substrate 2 to the light-emitting element 3, which will be described later, of the display device 1 may be referred to as "upper,” and the opposite direction may be referred to as "lower.”
- the display device 1 includes a substrate 2.
- the substrate 2 may be a rigid substrate such as a glass substrate, or a flexible substrate such as a film substrate.
- the display device 1 may be a flexible device.
- the substrate 2 may be formed in a position that overlaps the display section DA and the frame section NA when the display device 1 is viewed in a plan view. In other words, the substrate 2 may be formed across the display section DA and the frame section NA when the display device 1 is viewed in a plan view.
- the top surface of the substrate 2 may be approximately parallel to the display surface of the display device 1; in other words, the plan view of the substrate 2 may be approximately the same as the plan view of the display device 1.
- blue subpixels SPB, red subpixels SPR, and green subpixels SPG are formed in the display area DA of the substrate 2.
- a pixel circuit including a transistor such as a TFT may be formed in each subpixel on the substrate 2.
- the display device 1 may individually control light-emitting elements (described below) by individually controlling each pixel circuit via a driver (not shown) formed in the frame area NA of the substrate 2.
- Substrate 2 may be manufactured by forming circuits such as transistors and drivers on a glass substrate. Alternatively, the glass substrate may then be peeled off and replaced with a film substrate or the like, making substrate 2 a flexible substrate. Furthermore, in the manufacturing process for display device 1, multiple light-emitting elements (described below) may be formed on a large glass substrate, and then the glass substrate may be cut into multiple substrates 2, thereby manufacturing multiple display devices 1.
- the display device 1 includes light-emitting elements 3 on a substrate 2.
- the light-emitting elements 3 include a blue light-emitting element 3B, a red light-emitting element 3R, and a green light-emitting element 3G.
- the blue light-emitting element 3B is formed in the blue sub-pixel SPB, the red light-emitting element 3R in the red sub-pixel SPR, and the green light-emitting element 3G in the green sub-pixel SPG.
- the blue light-emitting element 3B includes, from the substrate 2 side, a first laminate 4B, a charge generation layer 5B which is the first charge generation layer, and a second laminate 6B.
- the first laminate 4B includes, from the substrate 2 side, an anode 41B which is the first light-reflecting electrode, a hole injection layer 42, a hole transport layer 43, a blue electron blocking layer 44B, a blue light-emitting layer 45B which is the first blue light-emitting layer, a hole blocking layer 46, and an electron transport layer 47.
- the charge generation layer 5B includes, from the first laminate 4B side, an electron generation layer 51 and a hole generation layer 52.
- the second laminate 6B includes, from the charge generation layer 5B side, a hole transport layer 61, a blue electron blocking layer 62B, a blue light-emitting layer 63B which is the second blue light-emitting layer, a hole blocking layer 64, an electron transport layer 65, and a cathode 66 which is a transparent electrode.
- the red light-emitting element 3R includes, in order from the substrate 2 side, a first laminate 4R, a charge generation layer 5R which is a second charge generation layer, and a second laminate 6R.
- the first laminate 4R includes, in order from the substrate 2 side, an anode 41R which is a second light-reflecting electrode, a hole injection layer 42, a hole transport layer 43, a hole blocking layer 46, and an electron transport layer 47.
- the charge generation layer 5R includes, in order from the first laminate 4R side, an electron generation layer 51 and a hole generation layer 52.
- the second laminate 6R includes, in order from the charge generation layer 5R side, a hole transport layer 61, a red light-emitting layer 63R which is a first red light-emitting layer, a hole blocking layer 64, an electron transport layer 65, and a cathode 66 which is a transparent electrode.
- the green light-emitting element 3G includes, from the substrate 2 side, a first laminate 4G, a charge generation layer 5G which is a third charge generation layer, and a second laminate 6G.
- the first laminate 4G includes, from the substrate 2 side, an anode 41G which is a third light-reflecting electrode, a hole injection layer 42, a hole transport layer 43, a green electron blocking layer 44G, a green light-emitting layer 45G which is a first green light-emitting layer, a hole blocking layer 46, and an electron transport layer 47.
- the charge generation layer 5G includes, from the first laminate 4G side, an electron generation layer 51 and a hole generation layer 52.
- the second laminate 6G includes, from the charge generation layer 5G side, a hole transport layer 61, a green electron blocking layer 62G, a green light-emitting layer 63G which is a second green light-emitting layer, a hole blocking layer 64, an electron transport layer 65, and a cathode 66 which is a transparent electrode.
- ⁇ Display device Light-emitting element: Common layer>
- the hole injection layer 42, the hole transport layer 43, the hole blocking layer 46, the electron transport layer 47, the electron generating layer 51, the hole generating layer 52, the hole transport layer 61, the hole blocking layer 64, the electron transport layer 65, and the cathode 66 are common layers.
- a common layer refers to a layer that is formed in common in all of the blue subpixel SPB, the red subpixel SPR, and the green subpixel SPG and that is made of the same material. Therefore, each common layer is included in all of the blue light-emitting element 3B, the red light-emitting element 3R, and the green light-emitting element 3G, and each common layer is made of the same material.
- the common layer may be at approximately the same distance from the substrate 2 in each subpixel, like the hole injection layer 42 and hole transport layer 43 shown in Figure 1. In this case, these common layers may be continuous layers.
- the distance from the substrate 2 of the common layers may vary between subpixels, such as the hole blocking layer 46, electron transport layer 47, electron generating layer 51, hole generating layer 52, hole transport layer 61, hole blocking layer 64, electron transport layer 65, and cathode 66 shown in Figure 1.
- these common layers may be discontinuous in some areas, or may be continuous layers in some areas (not shown) between the subpixels.
- the cathode 66 may be formed continuously between some subpixels, although the distance from the substrate 2 may differ between the subpixels. In this case, the cathode 66 may be at approximately the same potential in all subpixels. However, the cathode 66 may also be a separate layer.
- the anodes 41B, 41R, and 41G are formed in the blue subpixel SPB, the red subpixel SPR, and the green subpixel SPG, respectively, and are electrically connected to the pixel circuits formed in the respective subpixels. Therefore, the voltages of the anodes 41B, 41R, and 41G are individually controlled.
- the display device 1 controls the anodes 41B, 41R, and 41G, respectively, to generate a potential difference between each anode 41 and the cathode 66, thereby injecting holes from each anode toward the cathode 66.
- the anode 41B, the anode 41R, and the anode 41G each include a light-reflecting electrode.
- the light-reflecting electrode may include, for example, a metal material with high reflectivity for visible light, and the metal material may be, for example, Al, Ag, Cu, or Au alone or an alloy thereof.
- the anode 41B, the anode 41R, and the anode 41G may also include a transparent electrode that transmits visible light.
- a transparent electrode for example, a thin film of a metal material that is thin enough to transmit visible light may be used, or a transparent conductor such as ITO, InZnO, SnO 2 , or FTO may be used.
- the display device 1 may further include banks (not shown) formed between multiple subpixels on the substrate 2, and the anodes 41B, 41R, and 41G may be divided into subpixels by the banks.
- the cathode 66 is formed, for example, in common to multiple sub-pixels as described above.
- the cathode 66 is, for example, a transparent electrode as described above. Therefore, the light-emitting element 3 according to this embodiment is a top-emission light-emitting element, as it has anode 41B, anode 41R, and anode 41G, which include reflective electrodes, on the substrate 2 side, and cathode 66, which is a transmissive electrode, on the side opposite the substrate 2.
- a predetermined voltage is applied to the cathode 66 regardless of the potential of each anode.
- the display device 1 controls each of the anodes 41B, 41R, and 41G to generate a potential difference between each anode 41 and the cathode 66, thereby injecting electrons from the cathode 66 toward each anode.
- Charge generation layer 5B, charge generation layer 5R, and charge generation layer 5G are layers that generate charges in response to application of a voltage to anode 41B, anode 41R, and anode 41G, respectively.
- application of a voltage between each anode and cathode 66 causes electrons to be injected from electron generation layer 51 toward each anode, and holes to be injected from hole generation layer 52 toward cathode 66.
- the electron generating layer 51 may include an n-type doped metal or organic material.
- the metal may be selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ce, Sm, Eu, Tb, Dy, and Yb.
- Conventional materials may be used as the n-type dopant and host for the n-type doped organic material.
- the n-type dopant may be an alkali metal, an alkali metal compound, an alkaline earth metal, or an alkaline earth metal compound. More specifically, the n-type dopant may be selected from the group consisting of Cs, K, Rb, Mg, Na, Ca, Sr, Eu, and Yb.
- the metal may also be an alloy of an alkali metal, alkaline earth metal, or rare earth metal with another metal.
- the metal may include lithium or ytterbium, or a combination of these metals.
- Specific examples of metals that can be used as materials for the alloy include, but are not limited to, zinc, cadmium, and bismuth.
- the host material may be selected from the group consisting of compounds having a nitrogen-containing aromatic heterocycle, such as phenanthroline derivatives and oligopyridine derivatives, tris(8-hydroxyquinoline)aluminum, triazine, hydroxyquinoline derivatives, benzazole derivatives, and silole derivatives. Compounds having a phosphine oxide group can also be used as the host material.
- the hole generating layer 52 may include a p-type doped metal or organic material.
- the metal may be one selected from the group consisting of Al, Cu, Fe, Pb, Zn, Au, Pt, W, In, Mo, Ni, and Ti, or an alloy containing two or more of these metals. Conventional p-type dopants and hosts may be used in the p-type doped organic material.
- the p-type dopant may be selected from the group consisting of tetrafluorene-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ), tetracyanoquinodimethane derivatives, radialene derivatives, iodine, FeCl 3 , FeF 3 , and SbCl 5 .
- the p-type dopant may be selected from a radialene derivative.
- the host may be one selected from the group consisting of N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N-diphenyl-benzidine (NPB), N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1-biphenyl-4,4'-diamine (TPD), and N,N',N'-tetranaphthyl-benzidine (TNB), and arylamine derivatives.
- NPB N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N-diphenyl-benzidine
- TPD N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1-biphenyl-4,4'-diamine
- TDB N,N',N'-tetranaphthyl-benzidine
- arylamine derivatives arylamine derivatives.
- red light-emitting element 3R when the anode 41R is driven, holes from the anode 41R and electrons from the electron generating layer 51 are injected into each layer of the first stack 4R. Furthermore, in the red light-emitting element 3R, when the anode 41R is driven, electrons from the cathode 66 and holes from the hole generating layer 52 are injected into each layer of the second stack 6R.
- the hole injection layer 42 is a layer into which holes generated by applying a voltage to the anode 41B, the anode 41R, and the anode 41G are injected.
- the hole injection layer 42 may contain a conventionally known material having hole transport properties. Examples of materials for the hole injection layer 42 include triarylamine-based organic compounds. Examples of materials for the hole injection layer 42 include a composite of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid (PSS) (abbreviated as "PEDOT:PSS”), NiO (nickel oxide), and CuSCN (copper thiocyanate). Note that these materials may be used alone or in combination of two or more.
- PEDOT poly(3,4-ethylenedioxythiophene)
- PSS polystyrene sulfonic acid
- NiO nickel oxide
- CuSCN copper thiocyanate
- the hole transport layer 43 transports holes injected from the anode 41 into the hole injection layer 42 toward the cathode 66.
- the hole transport layer 43 may contain a material with hole transport properties that has been conventionally used in light-emitting devices. Examples of materials for the hole transport layer 43 include triarylamine organic compounds.
- materials for the hole transport layer 43 include poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-4-sec-butylphenyl))diphenylamine)] (abbreviated as "TFB”), poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine] (abbreviated as "p-TPD”), and polyvinylcarbazole (abbreviated as "PVK”). These materials may be used alone or in combination.
- TFB poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-4-sec-butylphenyl))diphenylamine)]
- p-TPD poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-
- the hole blocking layer 46 is a layer that reduces the number of holes transported from each anode to the light-emitting layer of each first laminate (described below) from being further transported toward the cathode 66.
- the hole blocking layer 46 may contain a material with electron transport properties that increases the barrier to hole injection from the light-emitting layer of each first laminate to the hole blocking layer 46.
- the hole blocking layer 46 may contain, for example, an oxadiazole-based compound.
- the electron transport layer 47 is a layer that transports electrons injected from the electron generating layer 51 to each anode.
- the electron transport layer 47 may contain a material with electron transport properties that has traditionally been used in light-emitting devices and the like. Examples of materials for the electron transport layer 47 include oxadiazole-based compounds.
- Examples of materials for the hole transport layer 43 include 2,2',2"-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole) (abbreviated as "TPBi”), 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (abbreviated as “BCP”), and 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (abbreviated as "Bphen”). These materials may be used alone or in combination of two or more.
- TPBi 2,2',2"-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole)
- BCP 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
- Bphen 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
- the hole transport layer 61 is a layer that transports holes injected from the hole generating layer 52 to the cathode 66 side.
- the hole transport layer 61 may be made of the same material as the hole transport layer 43.
- the hole blocking layer 64 is a layer that reduces the number of holes transported from the hole generating layer 52 to the light-emitting layer of each second laminate (described later) that are further transported to the cathode 66 side.
- the hole blocking layer 64 may be made of the same material as the hole blocking layer 46.
- the electron transport layer 65 is a layer that transports electrons injected from the cathode 66 to each anode side.
- the electron transport layer 65 may be made of the same material as the electron transport layer 47.
- ⁇ Display device Light-emitting element: Light-emitting layer>
- the blue light-emitting layer 45B, the blue light-emitting layer 63B, the red light-emitting layer 63R, the green light-emitting layer 45G, and the green light-emitting layer 63G contain light-emitting materials that emit light by excitons generated by recombination of injected holes and electrons.
- the blue light-emitting layer 45B and the blue light-emitting layer 63B emit blue light
- the red light-emitting layer 63R emits red light
- the green light-emitting layer 45G and the green light-emitting layer 63G emit green light.
- blue light refers to light having a central emission wavelength in the wavelength band of, for example, 380 nm or more and 500 nm or less.
- Green light refers to light having a central emission wavelength in the wavelength band of, for example, more than 500 nm and less than 600 nm.
- Red light refers to light having a central emission wavelength in the wavelength band of, for example, more than 600 nm and less than 780 nm.
- each layer including the cathode 66, and is extracted to the outside of the light-emitting element 3. Furthermore, of the light from each light-emitting layer, light that is emitted toward each anode is reflected by each anode, and is extracted to the outside of the light-emitting element 3 from the cathode 66 side.
- blue light, red light, and green light are extracted from the blue light-emitting element 3B, red light-emitting element 3R, and green light-emitting element 3G, respectively, via the cathode 66.
- the display device 1 By individually controlling the light emission of the blue light-emitting element 3B, red light-emitting element 3R, and green light-emitting element 3G by applying voltages to the respective anodes, the display device 1 extracts and displays blue light, red light, and green light individually from each sub-pixel.
- the blue light-emitting layer 45B, the blue light-emitting layer 63B, the red light-emitting layer 63R, the green light-emitting layer 45G, and the green light-emitting layer 63G may contain light-emitting materials that can be formed by vacuum deposition.
- materials for the blue light-emitting layer 45B and the blue light-emitting layer 63B that can be formed by vacuum deposition include materials in which an anthracene compound is used as a host material and a blue fluorescent dye is doped as a guest material.
- Examples of materials for the red light-emitting layer 63R that can be formed by vacuum deposition include polymer light-emitting materials such as polyfluorene-based polymer derivatives, (poly)paraphenylenevinylene derivatives, polyphenylene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, polythiophene derivatives, perylene-based dyes, coumarin-based dyes, and rhodamine-based dyes.
- Examples of materials for the green light-emitting layer 45G and the green light-emitting layer 63G that can be formed by vacuum deposition include materials similar to those for the red light-emitting layer 63R.
- the blue light-emitting layer 45B and the blue light-emitting layer 63B may contain, for example, DPVBi (4,4'-bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl) as the light-emitting dopant. Furthermore, the blue light-emitting layer 45B and the blue light-emitting layer 63B may contain, for example, adamantane anthracene as the host material.
- the green light-emitting layer 45G and the green light-emitting layer 63G may contain, for example, Ir(ppy)3 (tris(2-phenylpyridinato)iridium(III)) as an emitting dopant.
- the green light-emitting layer 45G and the green light-emitting layer 63G may also contain, for example, CBP (4,4'-di(N-carbazolyl)biphenyl) as a host material.
- the red-emitting layer 63R may contain, for example, Btp2Ir(acac) (bis-(3-(2-(2-pyridyl)benzothienyl)mono-acetylacetonate)iridium(III))) as an emitting dopant.
- the red-emitting layer 63R may also contain, for example, CDBP (4,4'-bis(carbazol-9-yl)-2,2'-dimethylbiphenyl) as a host material.
- the blue light-emitting element 3B obtains blue light from both the blue light-emitting layer 45B of the first stack 4B and the blue light-emitting layer 63B of the second stack 6B.
- the green light-emitting element 3G obtains green light from both the green light-emitting layer 45G of the first stack 4G and the green light-emitting layer 63G of the second stack 6G. This allows the display device 1 to more efficiently extract blue light from the blue sub-pixel SPB and green light from the green sub-pixel SPG.
- the blue electron blocking layer 44B, the blue electron blocking layer 62B, the green electron blocking layer 44G, and the green electron blocking layer 62G function to reduce electron injection from each light-emitting layer toward the anode. This prevents a decrease in electron concentration in each light-emitting layer, or reduces deterioration of each layer on the anode side of each light-emitting layer.
- the blue electron blocking layer 44B is included in the first stack 4B and serves as an electron blocking layer for the blue light-emitting layer 45B
- the blue electron blocking layer 62B is included in the second stack 6B and serves as an electron blocking layer for the blue light-emitting layer 63B.
- the green electron blocking layer 44G is included in the first stack 4G and serves as an electron blocking layer for the green light-emitting layer 45G
- the green electron blocking layer 62G is included in the second stack 6G and serves as an electron blocking layer for the green light-emitting layer 63G.
- the red light-emitting element 3R does not necessarily have to include an electron blocking layer.
- the blue electron blocking layer 44B, the blue electron blocking layer 62B, the green electron blocking layer 44G, and the green electron blocking layer 62G may contain a material with hole transport properties, and may contain, for example, the same material as the hole transport layer 43 or the hole transport layer 61.
- ⁇ Display device Light-emitting element: Relationship between film thickness and optical path length>
- the distance between each anode including a reflective electrode and the light-emitting layer in this embodiment will be considered.
- light emitted from each light-emitting layer toward each anode is reflected by the anode and extracted from the cathode 66 side.
- a cavity is often configured so that the light emitted from the light-emitting layer and the light reflected by the anode constructively interact with each other.
- the following formula (1) when the following formula (1) is satisfied in a certain light-emitting element, the light emitted from the light-emitting layer and the light reflected by the anode constructively interact with each other.
- the following formula (1) which is the condition for forming a cavity in the light-emitting element, is satisfied, the light extraction efficiency from the light-emitting element in the front direction of the light-emitting element is improved.
- ⁇ is the wavelength of light emitted by the light-emitting layer
- n and d are the absolute refractive index and film thickness of each layer between the surface of the anode on the side of the light-emitting layer and the light-emitting portion of the light-emitting layer. Therefore, ⁇ nd corresponds to the optical path length of light propagating from the surface of the anode on the side of the cathode 66 to the light-emitting portion of the light-emitting layer.
- the light extraction efficiency from the light-emitting element is improved when the optical path length of light propagating from the surface of the anode on the cathode 66 side to any part of the light-emitting layer is an odd multiple of a quarter of the wavelength of the light emitted by the light-emitting layer.
- the optical path length of light propagating from the surface of the anode 41B on the cathode 66 side to any part of the blue light-emitting layer 45B is LB1
- the optical path length of light propagating to any part of the blue light-emitting layer 63B is LB2.
- the optical path length LB1 is three-quarters the wavelength of the blue light emitted by the blue light-emitting layer 45B
- the optical path length LB2 is five-quarters the wavelength of the blue light emitted by the blue light-emitting layer 45B.
- the optical path length of light propagating from the surface of the anode 41R on the cathode 66 side to any part of the red light-emitting layer 63R is defined as LR1.
- the optical path length LR1 is three-quarters the wavelength of the red light emitted by the red light-emitting layer 45R.
- the optical path length of light propagating from the surface of the anode 41G on the cathode 66 side to any part of the green light-emitting layer 45G is denoted as LG1
- the optical path length of light propagating to any part of the green light-emitting layer 63G is denoted as LG2.
- the optical path length LG1 is three-quarters the wavelength of the green light emitted by the green light-emitting layer 45G
- the optical path length LG2 is five-quarters the wavelength of the green light emitted by the green light-emitting layer 45G.
- the display device 1 can more efficiently extract light from each light-emitting layer from the light-emitting element 3.
- the above-described optical path lengths in the light-emitting element 3 can be adjusted by appropriately setting the distance from each light-emitting layer to each anode. From the perspective of achieving both light extraction efficiency from the light-emitting element 3 and thinning the light-emitting element 3, the display device 1 may achieve the above optical path lengths by adjusting the film thickness of some layers of the light-emitting element 3 and minimizing the film thickness of other layers.
- the minimum film thickness may be the minimum film thickness that ensures sufficient film-forming properties for each layer.
- the optical path length LR1 may be appropriately adjusted by the film thickness of the hole transport layer 43.
- the film thickness of the hole transport layer 43 may be determined so that the optical path length LR1 satisfies the above-mentioned conditions while keeping the film thickness of each layer of the red light-emitting element 3R, excluding the hole transport layer 43, to a minimum.
- the film thicknesses of the blue electron blocking layer 44B, the blue electron blocking layer 62B, the green electron blocking layer 44G, and the green electron blocking layer 62G may be determined so that the optical path length LB1, the optical path length LB2, the optical path length LG1, and the optical path length LG2 satisfy the above-mentioned conditions.
- the film thickness of the hole transport layer 43 may be determined so that the optical path length LR1 satisfies the above-mentioned condition, and in the blue light-emitting element 3B and the green light-emitting element 3G, the film thicknesses of each layer other than the electron blocking layer and the hole transport layer 43 may be set to a minimum film thickness.
- the light-emitting element 3 is not limited to the above-described configuration.
- the light-emitting element 3 may include a hole injection layer made of the same material as the hole injection layer 42 between the hole generating layer 52 and the hole transport layer 61.
- the light-emitting element 3 may also include an electron injection layer between the electron transport layer 47 and the electron generating layer 51 or between the electron transport layer 65 and the cathode 66.
- the display device 1 is not limited to the configuration described above.
- the display device 1 may include a capping layer in contact with the cathode 66 of the light-emitting element 3.
- the display device 1 may also include a sealing layer that seals the light-emitting element 3 between the substrate 2.
- the display device 1 may include a functional panel such as a touch panel on the light-emitting element 3.
- the blue light-emitting element 3B and the green light-emitting element 3G each have two light-emitting layers as described above.
- the red light-emitting element 3R only has the red light-emitting layer 63R of the second stack 6B as the light-emitting layer. Therefore, the first stack 4R of the red light-emitting element 3R is thinner than the first stack 4B of the blue light-emitting element 3B and the first stack 4G of the green light-emitting element 3G.
- the distance between the anode 41B and the charge generation layer 5B in other words, the distance from the surface of the anode 41B on the cathode 66 side to the surface of the charge generation layer 5B on the anode 41B side, is defined as DB.
- the distance between the anode 41R and the charge generation layer 5R in other words, the distance from the surface of the anode 41R on the cathode 66 side to the surface of the charge generation layer 5R on the anode 41R side, is defined as DR.
- the distance DR is smaller than the distance DB.
- the total film thickness of the red light-emitting element 3R is smaller than the total film thickness of the blue light-emitting element 3B and the green light-emitting element 3G. Therefore, the display device 1 according to this embodiment can reduce the total film thickness of the red light-emitting element 3R while improving the extraction efficiency of blue light and green light from the light-emitting element 3.
- the red light-emitting element 3R also includes a red light-emitting layer in the first stack 4R
- the optical path length of light propagating from the surface of the anode 41R to each of the two red light-emitting layers is set to satisfy formula (1) above.
- the optical path length for the red light-emitting layer in the first stack 4R is set to three-quarters of the length of the red light
- the optical path length for the red light-emitting layer 63R in the second stack 6R must be five-quarters of the length of the red light.
- the total film thickness of the red light-emitting element 3R is greater than the total film thickness of the blue light-emitting element 3B and the green light-emitting element 3G. Therefore, a display device 1 that includes only the red light-emitting layer 63R as the light-emitting layer located in the red subpixel SPR and reduces the total film thickness of the red light-emitting element 3R can efficiently reduce the total film thickness and achieve miniaturization.
- the flexibility of the display device 1 is further improved by making the display device 1 thinner. Furthermore, by reducing the total film thickness of the red light-emitting element 3R, the overall electrical resistance of the red light-emitting element 3R is reduced, and the same brightness can be obtained from the red light-emitting element 3R at a lower current. Therefore, the red light-emitting element 3R can be driven at a lower current to perform display, and the display device 1 improves the reliability of the red light-emitting element 3R and achieves power savings.
- FIG. 3 is a flowchart showing the method for manufacturing the display device 1 according to this embodiment.
- a substrate 2 is prepared (step S1).
- the substrate 2 may be prepared, for example, by cutting a glass substrate or a film substrate into a predetermined shape. Alternatively, a large substrate 2 may be prepared, and after each process is performed, the substrate 2 may be cut out and divided into multiple display devices 1.
- Step S1 may include a step of forming pixel circuits at positions corresponding to each sub-pixel on the substrate 2, and may also include a step of forming drivers, etc. on the substrate 2.
- Fig. 4 is a flowchart showing the method of forming the first stack 4B, the first stack 4R, and the first stack 4G according to this embodiment.
- the anodes 41B, 41R, and 41G are first formed (step S20).
- the anodes 41B, 41R, and 41G may be formed, for example, by depositing a thin film of a metal material or the like on the substrate 2 by vacuum deposition or sputtering, and then patterning the thin film for each subpixel by dry etching or the like.
- step S20 banks may be formed to separate the anodes 41B, 41R, and 41G.
- the banks may be formed only at positions that separate the anodes 41B, 41R, and 41G by vacuum deposition using a metal mask or the like with openings at positions that overlap each sub-pixel in a planar view.
- a photosensitive resin material may be applied and deposited on the top surfaces of the substrate 2, anode 41B, anode 41R, and anode 41G.
- the banks may be formed by forming openings at positions that overlap the anodes 41B, 41R, and 41G in the substrate 2 in a planar view using photolithography or the like.
- the green electron blocking layer 44G may be formed by patterning a thin film of the coating material using photolithography or the like.
- the green electron blocking layer 44G may be formed by applying the coating material only at positions that overlap the substrate 2 in a planar view using an inkjet method or the like.
- the thickness of the green electron blocking layer 44G to be formed may be adjusted by adjusting the film thickness of the applied material, etc., so that the optical path length LG1 of the green light-emitting element 3G after formation is three-quarters of the wavelength of the green light emitted by the green light-emitting layer 45G.
- Step S24 a green light-emitting layer 45G is formed on the green electron blocking layer 44G (step S24).
- Step S24 may be performed in the same manner as step S23, except that the material used is changed from a hole-transporting material to a light-emitting material contained in the green light-emitting layer 45G.
- Step S25 a blue electron blocking layer 44B is formed on the hole transport layer 43 at a position that overlaps with the blue subpixel SPB in a planar view of the substrate 2 (step S25).
- Step S25 may be performed using the same method as step S23, except that the thin film is formed at a position that overlaps with the blue subpixel SPB in a planar view.
- the thickness of the blue electron blocking layer 44B to be formed may be adjusted by adjusting the film thickness of the applied material, etc., so that the optical path length LB1 of the formed blue light-emitting element 3B is three-quarters the wavelength of the blue light emitted by the blue light-emitting layer 45B.
- Step S26 a blue light-emitting layer 45B is formed on the blue electron blocking layer 44B (step S26).
- Step S26 may be performed using the same method as step S24, except that the light-emitting material is changed to the light-emitting material contained in the blue light-emitting layer 45B, and the thin film is formed at a position overlapping the blue sub-pixel SPB in a planar view.
- the blue light-emitting layer 45B is formed at least above the anode 41B, particularly at a position overlapping the anode 41B in a planar view of the substrate 2.
- a hole blocking layer 46 is formed on the hole transport layer 43 at a position overlapping the green sub-pixel SPG in a plan view of the substrate 2, on the green light-emitting layer 45G, and on the blue light-emitting layer 45B (step S27).
- Step S27 may be performed by the same method as step S21, etc., except that the material used to form the film is changed to the electron transport material, etc., described above.
- the common layer may be discontinuous in some areas, including between different subpixels, or may be continuous in some areas not shown.
- Step S28 an electron transport layer 47 is formed on the hole blocking layer 46 (step S28).
- Step S28 may be performed using the same method as step S21, etc., except that the material used to form the film is changed to the electron transport material described above. This completes the process of forming the first stack 4B, first stack 4R, and first stack 4G.
- ⁇ Display Device Manufacturing Method Formation of Charge Generation Layer> 3 , following the formation of the first stack 4B, the first stack 4R, and the first stack 4G, the charge generation layer 5B, the charge generation layer 5R, and the charge generation layer 5G are formed.
- an electron generation layer 51 is formed on the electron transport layer 47 (step S3).
- the electron generation layer 51 may be formed by depositing a thin film containing the above-described n-type doped metal or organic material on the electron transport layer 47 by vacuum deposition, sputtering, or the like.
- a hole generating layer 52 is formed on the electron generating layer 51 (step S4).
- the hole generating layer may be formed by, for example, replacing the material used in step S3 with a p-type doped metal or organic material. This completes the process of forming the charge generating layer 5B, charge generating layer 5R, and charge generating layer 5G.
- the charge generation layer 5B is formed above the blue light-emitting layer 45B, particularly at a position overlapping the blue light-emitting layer 45B in a planar view of the substrate 2. Also, in steps S3 and S4, the charge generation layer 5R is formed above the anode 41R, particularly at a position overlapping the anode 41R in a planar view of the substrate 2. Furthermore, in steps S3 and S4, the charge generation layer 5R is formed at a position where the distance from the anode 41R is smaller than the distance between the anode 41B and the charge generation layer 5B.
- ⁇ Display Device Manufacturing Method Formation of Second Stacked Body> Following the formation of the charge generation layer 5B, the charge generation layer 5R, and the charge generation layer 5G, the second stack 6B, the second stack 6R, and the second stack 6G are formed (step S5).
- the process of forming the second stack 6B, the second stack 6R, and the second stack 6G according to this embodiment will be described in more detail with reference to Fig. 5.
- Fig. 5 is a flowchart showing the method of forming the second stack 6B, the second stack 6R, and the second stack 6G according to this embodiment.
- a hole transport layer 61 is formed on the hole generating layer 52 (step S50).
- the hole transport layer 61 may be formed by the same method as the hole transport layer 43; in other words, step S50 may be performed by the same method as step S22.
- a red light-emitting layer 63R is formed on the hole transport layer 61 at a position overlapping the red sub-pixel SPR in a planar view of the substrate 2 (step S51).
- Step S51 may be performed in the same manner as step S24 described in FIG. 4, except that the light-emitting material is changed to the light-emitting material contained in the red light-emitting layer 63R, and the thin film is formed at a position overlapping the red sub-pixel SPR in a planar view.
- the red light-emitting layer 63R is formed above the charge generation layer 5R, particularly at a position overlapping the charge generation layer 5R in a planar view of the substrate 2.
- a green electron blocking layer 62G is formed on the hole transport layer 61 at a position that overlaps with the green sub-pixel SPG in a plan view of the substrate 2 (step S52).
- Step S52 may be performed using the same method as step S23 described in FIG. 4.
- the film thickness of the green electron blocking layer 62G to be formed may be adjusted by adjusting the film thickness of the applied material, etc., so that the optical path length LG2 in the formed green light-emitting element 3G is 5/4 times the wavelength of the green light emitted by the green light-emitting layer 63G.
- Step S53 a green light-emitting layer 63G is formed on the green electron blocking layer 62G (step S53).
- Step S53 may be performed using the same method as step S24 described in Figure 4.
- a blue electron blocking layer 62B is formed on the hole transport layer 61 at a position overlapping the blue subpixel SPB in a plan view of the substrate 2 (step S54).
- Step S54 may be performed using the same method as step S25 described in FIG. 4.
- the film thickness of the blue electron blocking layer 62B to be formed may be adjusted by adjusting the film thickness of the applied material, etc., so that the optical path length LB2 in the formed blue light-emitting element 3B is 5/4 times the wavelength of the blue light emitted by the blue light-emitting layer 63B.
- Step S55 a blue light-emitting layer 63B is formed on the blue electron blocking layer 62B (step S55).
- Step S55 may be performed using the same method as step S26 described in FIG. 4.
- the blue light-emitting layer 63B is formed at least above the charge generation layer 5B, particularly at a position that overlaps with the charge generation layer 5B in a planar view of the substrate 2.
- Step S56 a hole-blocking layer 64 is formed on the blue light-emitting layer 63B, the red light-emitting layer 63R, and the green light-emitting layer 63G (step S56).
- Step S56 may be performed using the same method as step S27 described in FIG. 4.
- the red light-emitting element 3R of this embodiment includes a red electron blocking layer 62R between the hole transport layer 61 and the red light-emitting layer 63R, which serves as an electron blocking layer for the red light-emitting layer 63R.
- the red electron blocking layer 62R may contain, for example, a hole-transporting material, or may contain the same material as the green electron blocking layer 62G or the blue electron blocking layer 62B.
- the display device 7 according to this embodiment may have the same configuration as the display device 1 according to the previous embodiment.
- the blue light-emitting element 3B has two light-emitting layers, while the red light-emitting element 3R and the green light-emitting element 3G each have one light-emitting layer. Therefore, the first stack 4R of the red light-emitting element 3R and the first stack 4G of the green light-emitting element 3G are thinner than the first stack 4B of the blue light-emitting element 3B.
- the distance between the anode 41G and the charge generation layer 5G is designated DG.
- the distances DR and DG are smaller than the distance DB.
- the distances DR and DG may be approximately the same.
- the total film thickness of each of the red light-emitting element 3R and green light-emitting element 3G is smaller than the total film thickness of the blue light-emitting element 3B. Therefore, the display device 7 according to this embodiment can reduce the total film thickness of each of the red light-emitting element 3R and green light-emitting element 3G while improving the extraction efficiency of blue light from the light-emitting element 3. Therefore, the display device 7 according to this embodiment can more efficiently reduce the total film thickness and achieve miniaturization.
- the optical path length LG2 is also determined so that the green light-emitting element 3G satisfies the above-described formula (1). Therefore, the display device 7 according to this embodiment improves the extraction efficiency of green light from the green light-emitting element 3G.
- the manufacturing method of the display device 7 according to this embodiment is carried out in accordance with the steps shown in FIG. 3, with the exception of only part of step S2 and part of step S5.
- steps S1, S3, and S4 shown in FIG. 3 are carried out in the same manner as the method according to the previous embodiment.
- FIG. 7 is a flowchart showing step S2 according to this embodiment, in other words, a method for forming the first stack 4B, the first stack 4R, and the first stack 4G.
- FIG. 8 is a flowchart showing step S5 according to this embodiment, in other words, a method for forming the second stack 6B, the second stack 6R, and the second stack 6G.
- step S2 according to this embodiment differs from step S2 according to the previous embodiment only in that steps S23 and S24 are not performed. Therefore, in step S27, the hole blocking layer 46 is formed in positions of the hole transport layer 43 that overlap with the red sub-pixel SPR and green sub-pixel SPG in a plan view of the substrate 2, and on the blue light-emitting layer 45B.
- the thickness of the hole transport layer 43 to be formed may be adjusted so that the optical path length LG2 of the green light-emitting element 3G after formation is three-quarters of the wavelength of the green light emitted by the green light-emitting layer 63G.
- step S5 as shown in FIG. 8, following step S50, a red electron blocking layer 62R is formed (step S59).
- Step S59 may be performed in the same manner as step S52 or step S54, except that the thin film is formed at a position that overlaps the red sub-pixel SPR in a plan view.
- the thickness of the red electron blocking layer 62R to be formed may be adjusted so that the optical path length LR1 of the red light-emitting element 3R after formation is three-quarters of the wavelength of the red light emitted by the red light-emitting layer 63R.
- step S59 of the steps shown in Figure 5, step S51 described above is executed, step S52 is not executed, and steps S53 to S58 are executed.
- the display device 7 according to this embodiment is manufactured. Note that, unless otherwise specified, steps with the same numbers in this specification may be performed using the same method.
- the manufacturing method for the display device 7 produces a smaller display device 7 while reducing the decrease in the efficiency of light extraction from the light-emitting elements 3. Furthermore, in the manufacturing method, it is only necessary to form the red light-emitting layer 63R and the green light-emitting layer 63G as the light-emitting layers to form the red light-emitting elements 3R and the green light-emitting elements 3G. Therefore, the manufacturing method for the display device 7 reduces the amount of light-emitting material consumed and shortens the time required to form the red light-emitting elements 3R and the green light-emitting elements 3G. Therefore, the manufacturing method for the display device 7 further reduces manufacturing costs and shortens the takt time during manufacturing.
- the layers between the anode 41R and the red light-emitting layer 63R contain the same material as the layers between the anode 41G and the green light-emitting layer 63G.
- the layers between the anode 41R and the red light-emitting layer 63R and the layers between the anode 41G and the green light-emitting layer 63G can be formed from the same material. Therefore, the display device 7 has a simpler manufacturing process and a shorter takt time during manufacturing.
- the optical path length of light propagating from the surface of the anode 41R on the cathode 66 side to any part of the red light-emitting layer 45R is LR2.
- the optical path length LR2 is one-fourth the wavelength of the red light emitted by the red light-emitting layer 45R.
- the manufacturing method for the display device 8 produces a display device 8 that is compact while improving the efficiency of extracting red light from the light-emitting element 3. Furthermore, the manufacturing method for the display device 8 makes it possible to adjust the optical path lengths described above by adjusting the film thicknesses of the hole transport layer 43, blue electron blocking layer 44B, blue electron blocking layer 62B, green electron blocking layer 44G, green electron blocking layer 62G, and red electron blocking layer 62R. Therefore, the manufacturing method for the display device 8 makes it easier to achieve a design that improves the efficiency of extracting light from the light-emitting element 3.
- the distance DR in this embodiment is smaller than the distance DB. Furthermore, the optical path lengths LR1, LR2, LB1, LB2, LG1, and LG2 in this embodiment are each the same as the optical path lengths in the previous embodiments. Therefore, the display device 9 in this embodiment can reduce the total film thickness of the red light-emitting element 3R while improving the extraction efficiency of blue light and green light from the light-emitting element 3.
- the red light-emitting layer 45R of this embodiment may contain a material with hole transport property to improve the efficiency of hole injection into the blue light-emitting layer 45B and the green light-emitting layer 45G.
- the display device 9 according to this embodiment may be manufactured by the same method as the display device 8 according to the previous embodiment, except for step S29.
- Step S29 according to this embodiment may be performed by the same method as step S29 according to the previous embodiment, except that the red light-emitting layer 45R is formed in common to multiple sub-pixels.
- the process of patterning the red light-emitting layer 45R is unnecessary or simplified. Therefore, the manufacturing process of the display device 9 according to this embodiment can be simplified.
- the film thickness of each of the blue electron blocking layer 44B and the green electron blocking layer 44G is thinner than in the previous embodiment by the film thickness of the red light-emitting layer 45R. Therefore, in the manufacturing method for the display device 9 according to this embodiment, it is possible to reduce the amount of material required to form each of the blue electron blocking layer 44B and the green electron blocking layer 44G.
- the process for forming each of the blue electron blocking layer 44B and the green electron blocking layer 44G may include a process for patterning the deposited material. In this case, in the manufacturing method for the display device 9 according to this embodiment, it is possible to efficiently reduce the amount of material consumed in the patterning process.
- FIG. 5 is a schematic side cross-sectional view of a display device 10 according to this embodiment.
- the display device 10 according to this embodiment has the same configuration as the display device 9 according to the previous embodiment, except that the red light emitting element 3R and the green light emitting element 3G each include a blue light emitting layer 45B and a blue light emitting layer 63B.
- the red light-emitting element 3R has a blue light-emitting layer 45B between the red light-emitting layer 45R and the hole-blocking layer 46, and a blue light-emitting layer 63B between the red light-emitting layer 63R and the hole-blocking layer 64.
- the green light-emitting element 3G has a blue light-emitting layer 45B between the green light-emitting layer 45G and the hole-blocking layer 46, and a blue light-emitting layer 63B between the green light-emitting layer 63G and the hole-blocking layer 64.
- the blue light-emitting layer 45B provided in each of the red light-emitting element 3R and the green light-emitting element 3G contains the same material as the blue light-emitting layer 45B provided in the blue light-emitting element 3B.
- the blue light-emitting layer 63B provided in each of the red light-emitting element 3R and the green light-emitting element 3G contains the same material as the blue light-emitting layer 63B provided in the blue light-emitting element 3B. Therefore, the blue light-emitting layer 45B and the blue light-emitting layer 63B in this embodiment are common layers.
- the red light-emitting element 3R includes a blue light-emitting layer 45B between the red light-emitting layer 45R and the charge generating layer 5R as a third auxiliary layer containing the same material as the blue light-emitting layer 45B.
- the red light-emitting element 3R also includes a blue light-emitting layer 63B between the red light-emitting layer 63R and the cathode 66 as a first auxiliary layer containing the same material as the blue light-emitting layer 63B.
- the green light-emitting element 3G includes a blue light-emitting layer 45B between the green light-emitting layer 45G and the charge generating layer 5G as a sixth auxiliary layer containing the same material as the blue light-emitting layer 45B.
- the green light-emitting element 3G includes a blue light-emitting layer 63B between the green light-emitting layer 63G and the cathode 66 as a seventh auxiliary layer containing the same material as the blue light-emitting layer 63B.
- the distance DR in this embodiment is smaller than the distance DB. Furthermore, the optical path lengths LR1, LR2, LB1, LB2, LG1, and LG2 in this embodiment are each the same as the optical path lengths in the previous embodiments. Therefore, the display device 10 in this embodiment can reduce the total film thickness of the red light-emitting element 3R while improving the extraction efficiency of blue light and green light from the light-emitting element 3.
- the red light-emitting element 3R and green light-emitting element 3G may be configured to reduce the recombination of holes and electrons in the blue light-emitting layer 45B and blue light-emitting layer 63B using the same method as described in the previous embodiment. This reduces the generation of blue light in the red light-emitting element 3R and green light-emitting element 3G, and reduces color mixing.
- the blue light-emitting layer 45B and blue light-emitting layer 63B according to this embodiment may contain a material with electron transport properties in order to improve the efficiency of electron injection into each light-emitting layer of the red light-emitting element 3R and green light-emitting element 3G.
- the display device 10 according to this embodiment may be manufactured by the same method as the display device 9 according to the previous embodiment, except for steps S26 and S55.
- Step S26 according to this embodiment may be performed by the same method as step S26 according to the previous embodiment, except for forming the blue light-emitting layer 45B in common to multiple sub-pixels.
- Step S55 according to this embodiment may be performed by the same method as step S55 according to the previous embodiment, except for forming the blue light-emitting layer 63B in common to multiple sub-pixels.
- the process of patterning blue light-emitting layer 45B and blue light-emitting layer 63B is unnecessary or simplified. Therefore, the manufacturing process for display device 10 according to this embodiment can be simplified, shortening the takt time during manufacturing.
- FIG. 14 is a schematic side cross-sectional view of a display device 11 according to this embodiment.
- the display device 11 according to this embodiment has the same configuration as the display device 10 of the previous embodiment, except for the positions of the blue light-emitting layer 45B and the blue light-emitting layer 63B in the green light-emitting element 3G.
- the green light-emitting element 3G according to this embodiment includes the blue light-emitting layer 45B between the red light-emitting layer 45R and the green electron blocking layer 44G, and the blue light-emitting layer 63B between the hole transport layer 61 and the green electron blocking layer 62G.
- the blue light-emitting layer 45B and blue light-emitting layer 63B are common layers.
- the blue light-emitting layer 45B of the red light-emitting element 3R and the blue light-emitting layer 45B of the green light-emitting element 3G are both formed on the red light-emitting layer 45R. Therefore, the blue light-emitting layer 45B of the red light-emitting element 3R and the blue light-emitting layer 45B of the green light-emitting element 3G may be a continuous layer.
- the green light-emitting element 3G includes a blue light-emitting layer 45B between the anode 41G and the green light-emitting layer 45G as a fourth auxiliary layer containing the same material as the blue light-emitting layer 45B.
- the green light-emitting element 3G also includes a blue light-emitting layer 63B between the charge generation layer 5G and the green light-emitting layer 63G as a fifth auxiliary layer containing the same material as the blue light-emitting layer 63B.
- the distance DR in this embodiment is smaller than the distance DB. Furthermore, the optical path lengths LR1, LR2, LB1, LB2, LG1, and LG2 in this embodiment are each the same as the optical path lengths in the previous embodiments. Therefore, the display device 11 in this embodiment can reduce the total film thickness of the red light-emitting element 3R while improving the extraction efficiency of blue light and green light from the light-emitting element 3.
- the display device 11 according to this embodiment may be manufactured by the same method as the method for manufacturing the display device 10 according to the previous embodiment, except for the order of some of the steps in step S2 and the order of some of the steps in step S5. Steps S2 and S5 of the method for manufacturing the display device 11 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
- FIG. 15 is a flowchart showing step S2 according to this embodiment, in other words, the method for forming the first stack 4B, the first stack 4R, and the first stack 4G.
- FIG. 16 is a flowchart showing step S5 according to this embodiment, in other words, the method for forming the second stack 6B, the second stack 6R, and the second stack 6G.
- Step S2 in the manufacturing method of display device 11 is the same as step S2 in the manufacturing method of display device 10, except that steps S25 and S26 are performed before steps S23 and S24.
- steps S25 and S26 are performed before steps S23 and S24.
- step S2 in the manufacturing method of display device 11 after the blue electron blocking layer 44B and blue light-emitting layer 45B are formed, the green electron blocking layer 44G and green light-emitting layer 45G are formed.
- Step S5 in the manufacturing method of display device 11 is the same as step S5 in the manufacturing method of display device 10, except that steps S54 and S55 are performed before steps S52 and S53.
- steps S54 and S55 are performed before steps S52 and S53.
- step S5 in the manufacturing method of display device 11 after the blue electron blocking layer 62B and blue light-emitting layer 63B are formed, the green electron blocking layer 62G and green light-emitting layer 63G are formed.
- the process of patterning the blue light-emitting layer 45B and the blue light-emitting layer 63B is unnecessary or simplified. Therefore, the manufacturing process for the display device 10 according to this embodiment can be simplified, shortening the takt time during manufacturing.
- the film thickness of the green electron blocking layer 44G is thinner than in the previous embodiment by the film thickness of the blue light-emitting layer 45B, and the film thickness of the green electron blocking layer 62G is thinner than in the previous embodiment by the film thickness of the blue light-emitting layer 63B. Therefore, in the method for manufacturing the display device 11 according to this embodiment, it is possible to reduce the amount of material required to form each of the green electron blocking layer 44G and the green electron blocking layer 62G.
- the process for forming each of the green electron blocking layer 44G and the green electron blocking layer 62G may include a process for patterning the deposited material. In this case, the method for manufacturing the display device 11 according to this embodiment can efficiently reduce the amount of material consumed in the patterning process.
- FIG. 7 is a schematic side cross-sectional view of a display device 12 according to this embodiment.
- the display device 12 according to this embodiment does not include the blue electron blocking layer 44B, the green electron blocking layer 44G, the blue electron blocking layer 62B, and the green electron blocking layer 62G.
- the optical path length LB1 in the blue light-emitting element 3B according to this embodiment is one-quarter the wavelength of the blue light emitted by the blue light-emitting layer 45B, and the optical path length LG1 in the green light-emitting element 3G is one-quarter the wavelength of the green light emitted by the green light-emitting layer 45G.
- the optical path length LB2 in the blue light-emitting element 3B according to this embodiment is three-quarters the wavelength of the blue light emitted by the blue light-emitting layer 63B, and the optical path length LG2 in the green light-emitting element 3G is three-quarters the wavelength of the green light emitted by the green light-emitting layer 63G.
- the display device 12 according to this embodiment further includes a red electron blocking layer 62R.
- the optical path length LR1 of the red light-emitting element 3R according to this embodiment is three-quarters the wavelength of the red light emitted by the red light-emitting layer 63R.
- the thickness of the hole transport layer 43 may be made thinner than in the display device 1 described above, thereby adjusting the optical path lengths described above.
- the display device 12 according to this embodiment has the same configuration as the display device 1 described above. Therefore, in the display device 12 according to this embodiment, the first laminate 4R does not have a light-emitting layer, unlike the first laminate 4B, and so the distance DR is smaller than the distance DB. Therefore, the display device 12 according to this embodiment can reduce the total film thickness of the red light-emitting element 3R while improving the efficiency of extracting blue light from the light-emitting element 3.
- the above formula (1) holds true for the blue light-emitting element 3B, the red light-emitting element 3R, and the green light-emitting element 3G, so the display device 1 can more efficiently extract light from each light-emitting layer from the light-emitting element 3.
- the optical path lengths LB1, LB2, LG1, and LG2 in this embodiment are each shorter than the optical path lengths LB1, LB2, LG1, and LG2 in embodiment 1. Therefore, the display device 12 according to this embodiment can more efficiently extract light from each light-emitting layer from the light-emitting element 3 while reducing the total film thickness of the light-emitting element 3 compared to the light-emitting element 3 included in the display device 1.
- the display device 12 according to this embodiment may be manufactured by a method that partially modifies the manufacturing method of the display device 1 described above.
- the hole transport layer 43 is formed thinner in step S22, and steps S23, S25, S52, and S54 are omitted.
- step S59 is performed between steps S50 and S51.
- the display device 12 according to this embodiment may be manufactured by the same method as the manufacturing method of the display device 1 described above.
- FIG. 8 is a schematic side cross-sectional view of a display device 13 according to this embodiment.
- the display device 13 according to this embodiment differs from the display device 12 according to the previous embodiment only in the configuration of the green light-emitting element 3G.
- the green light-emitting element 3G according to this embodiment does not include a green light-emitting layer 45G, and includes a green electron blocking layer 62G, as compared with the green light-emitting element 3G according to the previous embodiment.
- the optical path length LG2 in the green light-emitting element 3G according to this embodiment is three-quarters the wavelength of the green light emitted by the green light-emitting layer 63G.
- each layer between the anode 41R and the red light-emitting layer 63R contains the same material as each layer between the anode 41G and the green light-emitting layer 63G.
- each layer from the hole injection layer 42 to the hole transport layer 61 may be a continuous layer.
- the display device 13 according to this embodiment has the same configuration as the display device 12 according to the previous embodiment. Therefore, in the display device 13 according to this embodiment, the distance DR is also smaller than the distance DB. Therefore, the display device 13 according to this embodiment can reduce the total film thickness of the red light-emitting element 3R while improving the extraction efficiency of blue light from the light-emitting element 3.
- the display device 13 according to this embodiment may be manufactured by a method that is a partial modification of the method for manufacturing the display device 12 according to the previous embodiment.
- step S24 is omitted and step S52 is executed.
- the display device 13 according to this embodiment may be manufactured by the same method as the method for manufacturing the display device 12 according to the previous embodiment.
- FIG. 9 is a schematic side cross-sectional view of a display device 14 according to this embodiment.
- the display device 14 according to this embodiment differs in configuration from the above-described display device 12 only in that the green light-emitting element 3G does not include a green light-emitting layer 63G.
- the hole-blocking layer 64, the electron-transporting layer 65, and the cathode 66 may each be a continuous layer.
- the distance DR is also smaller than the distance DB. Therefore, the display device 14 according to this embodiment can reduce the total film thickness of the red light-emitting element 3R while improving the extraction efficiency of blue light from the light-emitting element 3. Furthermore, compared to the display device 12 described above, the display device 14 according to this embodiment does not include a green light-emitting layer 63G, and therefore the total film thickness of the green light-emitting element 3G can be further reduced.
- the display device 14 according to this embodiment may be manufactured by a method that is a partial modification of the manufacturing method for the display device 12 described above. In particular, in the manufacturing method for the display device 14, step S53 is omitted. Except for the above, the display device 14 according to this embodiment may be manufactured by the same method as the manufacturing method for the display device 12 described above.
- the display device of the present disclosure may include a red light-emitting element 3R that includes a red light-emitting layer 45R only in the first layer 4R, and a green light-emitting element 3G that includes a green light-emitting layer 63G only in the second layer 6G.
- the optical path length LR2 in the red light-emitting element 3R may be one-quarter the wavelength of the red light emitted by the red light-emitting layer 45R.
- the optical path length LG2 in the green light-emitting element 3G may be three-quarters the wavelength of the green light emitted by the green light-emitting layer 63G.
- display device 8 may have only a green light-emitting layer 63G as the light-emitting layer, similar to the green light-emitting element 3G of display device 7. In this case, the green light-emitting element 3G of display device 8 may not have a green electron blocking layer 44G in addition to the green light-emitting layer 45G.
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Abstract
表示装置(1)は、基板(2)、青色発光素子(3B)、および赤色発光素子(3R)を備える。青色発光素子は、第1光反射電極(41B)、第1青色発光層(45B)、第1電荷発生層(5B)、第2青色発光層(63B)、および透明電極(66)を含む。赤色発光素子は、第2光反射電極(41R)、第2電荷発生層(5R)、第1赤色発光層(63R)、および透明電極を含む。第2光反射電極と第2電荷発生層との間の距離(DR)は、第1光反射電極と第1電荷発生層との間の距離(DB)よりも小さい。
Description
本開示は、発光素子を備えた表示装置、および当該表示装置の製造方法に関する。
OLED等の発光素子を備えた表示装置において、発光素子の発光効率を向上させるために、特許文献1に記載の通り、電極間に発光層を2層形成し、2層の発光層の間に電荷発生層を形成し、各発光層から光を取り出す技術が知られている。
特許文献1に記載されるような発光素子は、発光層を2層備えるために、積層方向における厚みが増大する傾向にある。
ここで、上記表示装置において、発光素子の光反射性の電極間にキャビティを形成し、当該キャビティ中にて発光層からの光が強め合うように設計する技術が知られている。これにより、表示装置は、各発光素子からの光の取り出し効率を向上して発光効率を向上し、また、各発光素子からの光の半値幅を狭めて表示品位を向上する。
一般に、キャビティを有する発光素子において、光反射性の電極と発光層との間の距離、および、光反射性の2電極の間の距離は、発光層が発する光の波長によって所定の範囲に制約される。特に、発光層の発する光が赤色光等の長波長の光となるほど、上述した各距離は長距離となるため、発光素子の積層方向における厚みがより増大する。
表示装置が積層方向における厚みが大きい発光素子を1つでも備える場合、他の発光素子の発する光の波長が短い、換言すれば、他の発光素子の積層方向における厚みが比較的薄くとも、表示装置の全体の厚みが増大し、表示装置の長大化につながる。
本開示の一態様に係る表示装置は、基板と、前記基板上の青色発光素子および赤色発光素子と、を備え、前記青色発光素子は、前記基板の側から順に、第1光反射電極、第1青色発光層、第1電荷発生層、第2青色発光層、および透明電極を含み、前記赤色発光素子は、前記基板の側から順に、第2光反射電極、第2電荷発生層、第1赤色発光層、および前記透明電極を含み、前記第2光反射電極と前記第2電荷発生層との間の距離が、前記第1光反射電極と前記第1電荷発生層との間の距離よりも小さい。
本開示の一態様に係る表示装置の製造方法は、基板上に複数の発光素子を備えた表示装置の製造方法であって、前記基板上への第1光反射電極と第2光反射電極との形成と、少なくとも前記第1光反射電極の上方への第1青色発光層の形成と、前記第1青色発光層の上方への第1電荷発生層の形成と、前記第2光反射電極の上方、かつ、前記第2光反射電極との間の距離が、前記第1光反射電極と前記第1電荷発生層との間の距離よりも小さい位置への第2電荷発生層の形成と、少なくとも前記第1電荷発生層の上方への第2青色発光層の形成と、前記第2電荷発生層の上方への、第1赤色発光層の形成と、前記第2青色発光層および前記第1赤色発光層の上方への透明電極の形成と、を含む。
発光効率または表示品位を維持しつつ、表示装置の表示方向における厚みを低減し、表示装置を小型化する。
〔実施形態1〕
<表示装置:概要>
以下、本開示の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において、同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
<表示装置:概要>
以下、本開示の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において、同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図2は本実施形態に係る表示装置の概略平面図である。表示装置1は、例えば、テレビまたはスマートフォン等のディスプレイに用いることのできる装置である。表示装置1は、表示部DAと表示部DAの外周に形成された額縁部NAとを備える。表示装置1は、表示部DAに形成された後述する複数の発光素子のそれぞれからの発光を制御することにより、表示部DAにおいて表示を行う。額縁部NAには、表示部DAの複数の発光素子のそれぞれを駆動するためのドライバ等が形成されてもよい。
本実施形態に係る表示装置1の表示部DAの構造について、図1を参照してより詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る表示装置の概略側断面図であり、図2に示すI-I線矢視断面図である。特に、図1は、本実施形態に係る表示装置1の平面視において、後述する青色サブ画素SPB、赤色サブ画素SPR、および緑色サブ画素SPGを通る断面について示す図である。本開示において、表示装置1の後述する基板2から発光素子3へ向かう方向を「上」として記載し、その反対方向を「下」と記載する場合がある。
<表示装置:基板>
図1に示すように、表示装置1は、基板2を備える。例えば、基板2は、ガラス基板等の硬直な基板であってもよく、フィルム基板等のフレキシブル基板であってもよい。基板2がフレキシブル基板である場合、表示装置1はフレキシブルデバイスであってもよい。
図1に示すように、表示装置1は、基板2を備える。例えば、基板2は、ガラス基板等の硬直な基板であってもよく、フィルム基板等のフレキシブル基板であってもよい。基板2がフレキシブル基板である場合、表示装置1はフレキシブルデバイスであってもよい。
基板2は、表示装置1の平面視において、表示部DAと額縁部NAとに重なる位置に形成されてよい。換言すれば、基板2は、表示装置1の平面視において、表示部DAと額縁部NAとに渡って形成されていてもよい。基板2の上面は表示装置1の表示面と略平行であってもよく、換言すれば、基板2の平面視は表示装置1の平面視と略同一であってもよい。
表示装置1の平面視において、基板2の表示部DAには、青色サブ画素SPB、赤色サブ画素SPR、および緑色サブ画素SPGが形成されている。基板2には、各サブ画素に不図示のTFT等のトランジスタを含む画素回路が形成されていてもよい。表示装置1は、基板2の額縁部NAに形成された不図示のドライバを介して各画素回路を個々に制御することにより、後述する発光素子を個々に制御してもよい。
基板2は、ガラス基板上にトランジスタおよびドライバ等の回路を形成することにより製造されてもよい。あるいは、次いで上記ガラス基板を剥離しフィルム基板等に置換することにより基板2をフレキシブル基板としてもよい。また、表示装置1の製造工程において、大判のガラス基板上に後述する発光素子等を複数形成した後、ガラス基板を複数の基板2に切り出すことにより、複数の表示装置1が製造されてもよい。
<表示装置:発光素子:概要>
表示装置1は、基板2上に発光素子3を備える。発光素子3は、青色発光素子3B、赤色発光素子3R、および緑色発光素子3Gを含む。青色発光素子3Bは青色サブ画素SPBに、赤色発光素子3Rは赤色サブ画素SPR、緑色発光素子3Gは緑色サブ画素SPGにそれぞれ形成される。
表示装置1は、基板2上に発光素子3を備える。発光素子3は、青色発光素子3B、赤色発光素子3R、および緑色発光素子3Gを含む。青色発光素子3Bは青色サブ画素SPBに、赤色発光素子3Rは赤色サブ画素SPR、緑色発光素子3Gは緑色サブ画素SPGにそれぞれ形成される。
青色発光素子3Bは、基板2の側から順に、第1積層体4B、第1電荷発生層である電荷発生層5B、および第2積層体6Bを含む。第1積層体4Bは、基板2の側から順に、第1光反射電極であるアノード41B、正孔注入層42、正孔輸送層43、青色電子ブロック層44B、第1青色発光層である青色発光層45B、正孔ブロック層46、および電子輸送層47を有する。電荷発生層5Bは、第1積層体4Bの側から順に、電子発生層51、および正孔発生層52を有する。第2積層体6Bは、電荷発生層5Bの側から順に、正孔輸送層61、青色電子ブロック層62B、第2青色発光層である青色発光層63B、正孔ブロック層64、電子輸送層65、および透明電極であるカソード66を有する。
赤色発光素子3Rは、基板2の側から順に、第1積層体4R、第2電荷発生層である電荷発生層5R、および第2積層体6Rを含む。第1積層体4Rは、基板2の側から順に、第2光反射電極であるアノード41R、正孔注入層42、正孔輸送層43、正孔ブロック層46、および電子輸送層47を有する。電荷発生層5Rは、第1積層体4Rの側から順に、電子発生層51、および正孔発生層52を有する。第2積層体6Rは、電荷発生層5Rの側から順に、正孔輸送層61、第1赤色発光層である赤色発光層63R、正孔ブロック層64、電子輸送層65、および透明電極であるカソード66を有する。
緑色発光素子3Gは、基板2の側から順に、第1積層体4G、第3電荷発生層である電荷発生層5G、および第2積層体6Gを含む。第1積層体4Gは、基板2の側から順に、第3光反射電極であるアノード41G、正孔注入層42、正孔輸送層43、緑色電子ブロック層44G、第1緑色発光層である緑色発光層45G、正孔ブロック層46、および電子輸送層47を有する。電荷発生層5Gは、第1積層体4Gの側から順に、電子発生層51、および正孔発生層52を有する。第2積層体6Gは、電荷発生層5Gの側から順に、正孔輸送層61、緑色電子ブロック層62G、第2緑色発光層である緑色発光層63G、正孔ブロック層64、電子輸送層65、および透明電極であるカソード66を有する。
<表示装置:発光素子:共通層>
本実施形態において、正孔注入層42、正孔輸送層43、正孔ブロック層46、電子輸送層47、電子発生層51、正孔発生層52、正孔輸送層61、正孔ブロック層64、電子輸送層65、およびカソード66は、共通層である。本明細書において共通層とは、青色サブ画素SPB、赤色サブ画素SPR、および緑色サブ画素SPGの何れのサブ画素においても、共通して形成され、かつ、同一の材料を有する層を指す。このため、各共通層は、青色発光素子3B、赤色発光素子3R、および緑色発光素子3Gの何れにも含まれ、また、各共通層は同一の材料を有する。
本実施形態において、正孔注入層42、正孔輸送層43、正孔ブロック層46、電子輸送層47、電子発生層51、正孔発生層52、正孔輸送層61、正孔ブロック層64、電子輸送層65、およびカソード66は、共通層である。本明細書において共通層とは、青色サブ画素SPB、赤色サブ画素SPR、および緑色サブ画素SPGの何れのサブ画素においても、共通して形成され、かつ、同一の材料を有する層を指す。このため、各共通層は、青色発光素子3B、赤色発光素子3R、および緑色発光素子3Gの何れにも含まれ、また、各共通層は同一の材料を有する。
ここで、共通層は、図1に示す正孔注入層42および正孔輸送層43のように、基板2からの距離が各サブ画素において略同一であってもよい。この場合、これらの共通層は連続した層であってもよい。
一方、共通層は、図1に示す正孔ブロック層46、電子輸送層47、電子発生層51、正孔発生層52、正孔輸送層61、正孔ブロック層64、電子輸送層65、およびカソード66のように、基板2からの距離がサブ画素の間において異なってもよい。この場合、これらの共通層は一部において段切れしていてもよく、あるいは、サブ画素の間においても図示しない一部において連続した層であってもよい。
特に、カソード66は、サブ画素の間において基板2からの距離が異なるものの、一部においてサブ画素の間において連続して形成されてもよい。この場合、カソード66は何れのサブ画素においても略同一の電位となってもよい。ただし、カソード66は個別層であってもよい。
<表示装置:発光素子:アノードおよびカソード>
本実施形態において、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gのそれぞれは、青色サブ画素SPB、赤色サブ画素SPR、および緑色サブ画素SPGに形成され、各サブ画素に形成された上述の画素回路にそれぞれ電気的に接続する。このため、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gのそれぞれは、個々に電圧を制御される。特に、表示装置1は、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gのそれぞれを制御することにより、各アノード41とカソード66との間に電位差を生じさせ、各アノードからカソード66の側へ正孔を注入する。
本実施形態において、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gのそれぞれは、青色サブ画素SPB、赤色サブ画素SPR、および緑色サブ画素SPGに形成され、各サブ画素に形成された上述の画素回路にそれぞれ電気的に接続する。このため、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gのそれぞれは、個々に電圧を制御される。特に、表示装置1は、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gのそれぞれを制御することにより、各アノード41とカソード66との間に電位差を生じさせ、各アノードからカソード66の側へ正孔を注入する。
アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gは、光反射電極を含む。光反射電極は、例えば、可視光の反射率の高い金属材料を含んでいてもよく、当該金属材料は、例えば、Al、Ag、Cu、またはAuの単独またはこれらの合金であってもよい。また、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gは、可視光を透過する透明電極を含んでいてもよい。透明電極としては、例えば、可視光を透過する程度に薄い金属材料の薄膜が用いられてもよく、あるいは、ITO、InZnO、SnO2、またはFTO等の透明導電体が用いられてもよい。
また、表示装置1は基板2上の複数のサブ画素の間に形成された不図示のバンクをさらに備えていてもよく、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gはバンクによって各サブ画素に分割されていてもよい。
カソード66は、例えば、上述の通り複数のサブ画素に対し共通に形成されている。カソード66は、例えば、上述した通り透明電極である。このため、本実施形態に係る発光素子3は、基板2の側に反射電極を含むアノード41B、アノード41R、およびアノード41Gを備え、基板2と反対の側に透過電極であるカソード66を備えるため、トップエミッション型の発光素子である。
なお、カソード66は入射した全ての光を透過しなくともよく、入射した光の一部を透過してもよい。特に、カソード66は、入射光の一部を透過し、他の入射光の少なくとも一部を反射する光半反射電極であってもよい。ここで、光半反射電極とは入射光のちょうど50%を反射する電極に限られず、入射光の一部が反射する電極であればよい。発光素子3が光反射電極であるアノードと光半反射電極であるカソードとの間に発光層を備えることにより、表示装置1は発光素子3をキャビティとして機能させることができる。したがって、上記構成により、表示装置1は発光素子3からの光取り出し効率を向上させる。
本実施形態において、カソード66は各アノードの電位によらず所定の電圧が印加される。特に、表示装置1は、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gのそれぞれを制御することにより、各アノード41とカソード66との間に電位差を生じさせ、カソード66から各アノードの側へ電子を注入する。
<表示装置:発光素子:電荷発生層>
電荷発生層5B、電荷発生層5R、および電荷発生層5Gのそれぞれは、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gへの電圧印加に応じて電荷を生成する層である。特に、各アノードとカソード66との間の電圧印加により、電子発生層51からは各アノードに向かって電子が注入され、正孔発生層52からはカソード66に向かって正孔が注入される。
電荷発生層5B、電荷発生層5R、および電荷発生層5Gのそれぞれは、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gへの電圧印加に応じて電荷を生成する層である。特に、各アノードとカソード66との間の電圧印加により、電子発生層51からは各アノードに向かって電子が注入され、正孔発生層52からはカソード66に向かって正孔が注入される。
電子発生層51は、n型にドープされた金属または有機材料を含んでもよい。例えば、上記金属は、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Sm、Eu、Tb、Dy、およびYbからなる群から一つ選択してもよい。また、n型にドープされた上述の有機材料に用いるn型ドーパントおよびホストは、従来の材料を用いることができる。例えば、上記n型ドーパントは、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、またはアルカリ土類金属化合物であってもよい。より具体的には、上記n型ドーパントは、Cs、K、Rb、Mg、Na、Ca、Sr、Eu、およびYbからなる群から一つ選択されてもよい。また、上記金属には、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属と他の金属の合金を用いてもよい。特に、上記金属は、リチウムまたはイッテルビウムを含んでもよく、これらの金属を複数組み合わせて含んでもよい。前記合金の材料として使用可能な金属として具体的には亜鉛、カドミウムまたはビスマスが挙げられるが、これらに限定されるものではない。上記ホスト材料は、フェナントロリン誘導体およびオリゴピリジン誘導体などの含窒素芳香族複素環を有する化合物、トリス(8-ヒドロキシキノリン)アルミニウム、トリアジン、ヒドロキシキノリン誘導体、ベンザゾール誘導体、およびシロール誘導体からなる群から一つ選択してもよい。また、上記ホスト材料にはホスフィンオキシド基を有する化合物も使用することができる。
正孔発生層52は、p型にドープされた金属または有機材料を含んでもよい。当該金属は、Al、Cu、Fe、Pb、Zn、Au、Pt、W、In、Mo、Ni、およびTiからなる群から選択される一つの金属、または二つ以上を含む合金であってもよい。また、p型にドープされた上述の有機材料に用いるp型ドーパントおよびホストは、従来の材料を用いることができる。例えば、上記p型ドーパントは、テトラフルオレ-7,7,8,8-テトラシアノキノジメタン(F4-TCNQ)、テトラシアノキノジメタン誘導体、ラジアレン誘導体、ヨウ素、FeCl3、FeF3、およびSbCl5からなる群から一つ選択してもよい。特に、上記p型ドーパントはラジアレン誘導体から選択されてもよい。上記ホストは、N,N’-ジ(ナフタレン-1-イル)-N,N-ジフェニル-ベンジジン(NPB)、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(3-メチルフェニル)-1,1-ビフェニル-4,4’-ジアミン(TPD)、およびN,N’,N’-テトラナフチル-ベンジジン(TNB)、アリールアミン誘導体からなる群から一つ選択してもよい。
このため、青色発光素子3Bにおいては、アノード41Bが駆動されることにより、アノード41Bからの正孔と電子発生層51からの電子とが第1積層体4Bの各層に注入される。また、青色発光素子3Bにおいては、アノード41Bが駆動されることにより、カソード66からの電子と正孔発生層52からの正孔とが第2積層体6Bの各層に注入される。
さらに、赤色発光素子3Rにおいては、アノード41Rが駆動されることにより、アノード41Rからの正孔と電子発生層51からの電子とが第1積層体4Rの各層に注入される。また、赤色発光素子3Rにおいては、アノード41Rが駆動されることにより、カソード66からの電子と正孔発生層52からの正孔とが第2積層体6Rの各層に注入される。
加えて、緑色発光素子3Gにおいては、アノード41Gが駆動されることにより、アノード41Gからの正孔と電子発生層51からの電子とが第1積層体4Gの各層に注入される。また、緑色発光素子3Gにおいては、アノード41Gが駆動されることにより、カソード66からの電子と正孔発生層52からの正孔とが第2積層体6Gの各層に注入される。
<表示装置:発光素子:電荷輸送層>
正孔注入層42は、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gに電圧が印加されることにより生じた正孔が注入される層である。正孔注入層42は、従来公知の正孔輸送性を有する材料を含んでもよい。正孔注入層42の材料としては、例えば、トリアリールアミン系有機化合物等が挙げられる。また、正孔注入層42は、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸(PSS)との複合物(略称「PEDOT:PSS」)、NiO(酸化ニッケル)、CuSCN(チオシアン酸銅)等が挙げられる。なお、これらの材料は、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合して用いてもよい。
正孔注入層42は、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gに電圧が印加されることにより生じた正孔が注入される層である。正孔注入層42は、従来公知の正孔輸送性を有する材料を含んでもよい。正孔注入層42の材料としては、例えば、トリアリールアミン系有機化合物等が挙げられる。また、正孔注入層42は、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸(PSS)との複合物(略称「PEDOT:PSS」)、NiO(酸化ニッケル)、CuSCN(チオシアン酸銅)等が挙げられる。なお、これらの材料は、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合して用いてもよい。
正孔輸送層43は、アノード41から正孔注入層42に注入された正孔をカソード66の側に輸送する層である。正孔輸送層43は、発光素子等において従来から採用されている、正孔輸送性を有する材料を含んでもよい。正孔輸送層43の材料としては、例えば、トリアリールアミン系有機化合物等が挙げられる。また、正孔輸送層43は、ポリ[(9,9-ジオクチルフルオレニル-2,7-ジイル)-co-(4,4’-(N-4-sec-ブチルフェニル))ジフェニルアミン)](略称「TFB」)、ポリ[N,N’-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N’-ビス(フェニル)-ベンジジン](略称「p-TPD」)、ポリビニルカルバゾール(略称「PVK」)等が挙げられる。これらの材料についても、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合して用いてもよい。
正孔ブロック層46は、各アノードから後述する各第1積層体の発光層まで輸送された正孔が、さらにカソード66の側に輸送されることを低減する層である。例えば、正孔ブロック層46は、各第1積層体の発光層から正孔ブロック層46への正孔注入の障壁を高める電子輸送性を有する材料を含んでいてもよい。正孔ブロック層46は、例えば、オキサジアゾール系化合物等を含んでもよい。
電子輸送層47は、電子発生層51から注入された電子を各アノードの側に輸送する層である。電子輸送層47は、発光素子等において従来から採用されている、電子輸送性を有する材料を含んでもよい。電子輸送層47の材料としては、例えば、オキサジアゾール系化合物等が挙げられる。また、正孔輸送層43は、2,2’,2”-(1,3,5-ベンジントリイル)-トリス(1-フェニル-1-H-ベンズイミダゾール)(略称「TPBi」)、2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン(略称「BCP」)、4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン(略称「Bphen」)等が挙げられる。これらの材料についても、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合して用いてもよい。
正孔輸送層61は、正孔発生層52から注入された正孔をカソード66の側に輸送する層である。正孔輸送層61は、正孔輸送層43と同一の材料を有してもよい。正孔ブロック層64は、正孔発生層52から後述する各第2積層体の発光層まで輸送された正孔が、さらにカソード66の側に輸送されることを低減する層である。正孔ブロック層64は、正孔ブロック層46と同一の材料を有してもよい。電子輸送層65は、カソード66から注入された電子を各アノードの側に輸送する層である。電子輸送層65は、電子輸送層47と同一の材料を有してもよい。
<表示装置:発光素子:発光層>
青色発光層45B、青色発光層63B、赤色発光層63R、緑色発光層45G、および緑色発光層63Gは、注入された正孔と電子とが再結合することにより生じる励起子によって発光する発光材料を含む。特に、青色発光層45Bと青色発光層63Bとは青色光、赤色発光層63Rは赤色光、緑色発光層45Gと緑色発光層63Gとは緑色光を発する。
青色発光層45B、青色発光層63B、赤色発光層63R、緑色発光層45G、および緑色発光層63Gは、注入された正孔と電子とが再結合することにより生じる励起子によって発光する発光材料を含む。特に、青色発光層45Bと青色発光層63Bとは青色光、赤色発光層63Rは赤色光、緑色発光層45Gと緑色発光層63Gとは緑色光を発する。
なお、本実施形態において、青色光とは、例えば、380nm以上500nm以下の波長帯域に発光中心波長を有する光である。また、緑色光とは、例えば、500nm超600nm以下の波長帯域に発光中心波長を有する光のことである。さらに、赤色光とは、600nm超780nm以下の波長帯域に発光中心波長を有する光のことである。
青色発光層45Bと緑色発光層45Gとのそれぞれは第1積層体に含まれ、各アノードからの正孔と電子発生層51からの電子とが注入されることにより発光する。青色発光層63B、赤色発光層63R、および緑色発光層63Gとのそれぞれは第2積層体に含まれ、正孔発生層52からの正孔とカソード66からの電子とが注入されることにより発光する。
各発光層からの光のうち、カソード66の側に出射した光は、カソード66を含む各層を透過し、発光素子3の外部に取り出される。また、各発光層からの光のうち、各アノードの側に出射した光は、各アノードにおいて反射することにより、カソード66の側から発光素子3の外部に取り出される。
これにより、青色発光素子3B、赤色発光素子3R、および緑色発光素子3Gのそれぞれからは、カソード66の側から青色光、赤色光、および緑色光が取り出される。表示装置1は、青色発光素子3B、赤色発光素子3R、および緑色発光素子3Gのそれぞれの発光を各アノードへの電圧印加を通じて個々に制御することにより、各サブ画素から青色光、赤色光、および緑色光を個々に取り出し表示を行う。
青色発光層45B、青色発光層63B、赤色発光層63R、緑色発光層45G、および緑色発光層63Gは、後述する通り、真空蒸着法によって成膜可能な発光材料を含んでもよい。真空蒸着法によって成膜可能な青色発光層45Bおよび青色発光層63Bの材料としては、例えば、アントラセン化合物をホスト材料として青色の蛍光性色素のゲスト材料がドーピングされた材料等が挙げられる。真空蒸着法によって成膜可能な赤色発光層63Rの材料としては、例えば、高分子発光材料として、ポリフルオレン系高分子誘導体、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素等が挙げられる。真空蒸着法によって成膜可能な緑色発光層45Gおよび緑色発光層63Gの材料としては、例えば、上記赤色発光層63Rと同様の材料等が挙げられる。青色発光層45B、青色発光層63B、赤色発光層63R、緑色発光層45G、および緑色発光層63Gは、上述した材料等の有機発光材料を含んでいてもよい。
より具体的に、青色発光層45Bおよび青色発光層63Bは、発光ドーパントとして、例えば、DPVBi(4,4'-ビス(2,2-ジフェニルビニル)ビフェニル)を備えていてもよい。また、青色発光層45Bおよび青色発光層63Bは、ホスト材料として、例えば、アダマンタンアントラセンを備えていてもよい。
緑色発光層45Gおよび緑色発光層63Gは、発光ドーパントとして、例えば、Ir(ppy)3(トリス(2-フェニルピリジナト)イリジウム(III))を備えていてもよい。また、緑色発光層45Gおよび緑色発光層63Gは、ホスト材料として、例えば、CBP(4,4'-ジ(N-カルバゾリル)ビフェニル)を備えていてもよい。
赤色発光層63Rは、発光ドーパントとして、例えば、Btp2Ir(acac)(ビス-(3-(2-(2-ピリジル)ベンゾチエニル)モノ-アセチルアセトネート)イリジウム(III)))を備えていてもよい。また、赤色発光層63Rは、ホスト材料として、例えば、CDBP(4,4'-ビス(カルバゾール-9-イル)-2,2'-ジメチルビフェニル)を備えていてもよい。
ただし、上述した各発光層が備える発光材料は上述した材料に限られず、例えば、当該発光材料は発光性の半導体ナノ粒子、換言すれば量子ドットを含んでもよい。一般に、量子ドットからの光は、量子閉じ込め効果により狭いスペクトルを有する。このため、量子ドットを発光層に含む発光素子からは比較的深い色度の発光を得ることが可能である。
発光層が発光材料として量子ドットを含む場合、当該量子ドットは、例えば、MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、GaAs、GaP、InN、InAs、InP、およびInSbからなる群より選択される少なくとも1種を含んでもよい。当該量子ドットはコア/シェル構造等を有してもよい。発光層が発光材料として量子ドットを含む場合、当該発光層は量子ドットが分散する溶液の塗布および当該溶液の乾燥によって形成されてもよい。
青色発光素子3Bは、第1積層体4Bの青色発光層45Bと第2積層体6Bの青色発光層63Bとの双方から青色光が得られる。また、緑色発光素子3Gは、第1積層体4Gの緑色発光層45Gと第2積層体6Gの緑色発光層63Gとの双方から緑色光が得られる。このため、表示装置1は、青色サブ画素SPBからの青色光と緑色サブ画素SPGからの緑色光とをより効率よく取り出すことができる。
<表示装置:発光素子:電子ブロック層>
青色電子ブロック層44B、青色電子ブロック層62B、緑色電子ブロック層44G、および緑色電子ブロック層62Gは、各発光層からさらに各アノードの側への電子の注入を低減する機能を有する。これにより、各電子ブロック層は、各発光層における電子濃度の低下を抑制し、あるいは、各発光層より各アノードの側の各層の劣化を低減する。特に、青色電子ブロック層44Bは第1積層体4Bに含まれ青色発光層45Bの電子ブロック層となり、青色電子ブロック層62Bは第2積層体6Bに含まれ青色発光層63Bの電子ブロック層となる。また、緑色電子ブロック層44Gは第1積層体4Gに含まれ緑色発光層45Gの電子ブロック層となり、緑色電子ブロック層62Gは第2積層体6Gに含まれ緑色発光層63Gの電子ブロック層となる。なお、本実施形態において、赤色発光素子3Rは電子ブロック層を備えていなくともよい。
青色電子ブロック層44B、青色電子ブロック層62B、緑色電子ブロック層44G、および緑色電子ブロック層62Gは、各発光層からさらに各アノードの側への電子の注入を低減する機能を有する。これにより、各電子ブロック層は、各発光層における電子濃度の低下を抑制し、あるいは、各発光層より各アノードの側の各層の劣化を低減する。特に、青色電子ブロック層44Bは第1積層体4Bに含まれ青色発光層45Bの電子ブロック層となり、青色電子ブロック層62Bは第2積層体6Bに含まれ青色発光層63Bの電子ブロック層となる。また、緑色電子ブロック層44Gは第1積層体4Gに含まれ緑色発光層45Gの電子ブロック層となり、緑色電子ブロック層62Gは第2積層体6Gに含まれ緑色発光層63Gの電子ブロック層となる。なお、本実施形態において、赤色発光素子3Rは電子ブロック層を備えていなくともよい。
青色電子ブロック層44B、青色電子ブロック層62B、緑色電子ブロック層44G、および緑色電子ブロック層62Gは、正孔輸送性を有する材料を含んでもよく、例えば、正孔輸送層43または正孔輸送層61と同一の材料を含んでもよい。
<表示装置:発光素子:膜厚と光路長との関係>
ここで、本実施形態における反射電極を含む各アノードと発光層との距離について考察する。上述した通り、各発光層から各アノードへ向かって出射した光は、当該アノードにおいて反射しカソード66の側から取り出される。このため、発光素子の正面方向における、当該発光素子からの光の取り出し効率を向上させる観点から、発光層から出射する光とアノードにおいて反射した光とが強め合うようにキャビティが設定されることが多い。本実施形態において、ある発光素子において以下の式(1)が満たされる場合、発光層から出射する光とアノードにおいて反射した光とは強め合う。換言すれば、発光素子においてキャビティが形成される条件である下記式(1)が満たされる場合、発光素子の正面方向における、当該発光素子からの光の取り出し効率は向上する。
ここで、本実施形態における反射電極を含む各アノードと発光層との距離について考察する。上述した通り、各発光層から各アノードへ向かって出射した光は、当該アノードにおいて反射しカソード66の側から取り出される。このため、発光素子の正面方向における、当該発光素子からの光の取り出し効率を向上させる観点から、発光層から出射する光とアノードにおいて反射した光とが強め合うようにキャビティが設定されることが多い。本実施形態において、ある発光素子において以下の式(1)が満たされる場合、発光層から出射する光とアノードにおいて反射した光とは強め合う。換言すれば、発光素子においてキャビティが形成される条件である下記式(1)が満たされる場合、発光素子の正面方向における、当該発光素子からの光の取り出し効率は向上する。
(2m-1)λ/4=Σnd・・・(1)
上記式(1)において、mは1以上の整数であり、このため2m-1は奇数である。また、λは発光層が発する光の波長であり、nおよびdはアノードの当該発光層の側の表面から発光層の発光部分までの間の各層の絶対屈折率および膜厚である。このため、Σndはアノードのカソード66の側の表面から当該発光層の発光部分までを伝搬する光の光路長に相当する。
上記式(1)において、mは1以上の整数であり、このため2m-1は奇数である。また、λは発光層が発する光の波長であり、nおよびdはアノードの当該発光層の側の表面から発光層の発光部分までの間の各層の絶対屈折率および膜厚である。このため、Σndはアノードのカソード66の側の表面から当該発光層の発光部分までを伝搬する光の光路長に相当する。
したがって、本実施形態の各発光素子においては、アノードのカソード66の側の表面から発光層の何れかの部分までを伝搬する光の光路長が、当該発光層が発する光の波長の4分の奇数倍である場合に、当該発光素子からの光の取り出し効率が向上する。
ここで、図1に示すように、アノード41Bのカソード66の側の表面から、青色発光層45Bの何れかの部分までを伝搬する光の光路長をLB1、青色発光層63Bの何れかの部分までを伝搬する光の光路長をLB2とする。本実施形態において、光路長LB1は青色発光層45Bが発する青色光の波長の4分の3倍であり、光路長LB2は青色発光層45Bが発する青色光の波長の4分の5倍である。
また、図1に示すように、アノード41Rのカソード66の側の表面から、赤色発光層63Rの何れかの部分までを伝搬する光の光路長をLR1とする。本実施形態において、光路長LR1は赤色発光層45Rが発する赤色光の波長の4分の3倍である。
さらに、図1に示すように、アノード41Gのカソード66の側の表面から、緑色発光層45Gの何れかの部分までを伝搬する光の光路長をLG1、緑色発光層63Gの何れかの部分までを伝搬する光の光路長をLG2とする。本実施形態において、光路長LG1は緑色発光層45Gが発する緑色光の波長の4分の3倍であり、光路長LG2は緑色発光層45Gが発する緑色光の波長の4分の5倍である。
各光路長を上述した通りとすることにより、青色発光素子3B、赤色発光素子3R、および緑色発光素子3Gにおいて上記式(1)が成立するため、表示装置1は各発光層からの光を発光素子3からより効率的に取り出せる。発光素子3における上述した各光路長は、各発光層から各アノードまでの距離を適切に設定することにより調節可能である。表示装置1は、発光素子3からの光の取り出し効率と発光素子3の薄膜化とを両立する観点から、発光素子3の一部の層の膜厚を調節し、他の層の膜厚を最低限度とすることにより、上記各光路長を達成してもよい。例えば、最低限度の膜厚とは、各層の成膜性が十分に確保できる最低限度の膜厚であってもよい。
具体的には、光路長LR1は正孔輸送層43の膜厚によって適切に調節されてもよい。本実施形態において、正孔輸送層43の膜厚は、赤色発光素子3Rの各層のうち正孔輸送層43を除く各層を最低限度の膜厚としつつ、光路長LR1が上述した条件を満たすように決定されてもよい。
また、青色電子ブロック層44B、青色電子ブロック層62B、緑色電子ブロック層44G、および緑色電子ブロック層62Gの膜厚は、光路長LB1、光路長LB2、光路長LG1、および光路長LG2が上述した条件を満たすように決定されてもよい。ここで、正孔輸送層43の膜厚は、光路長LR1が上述した条件を満たすように決定された膜厚としてもよく、青色発光素子3Bおよび緑色発光素子3Gにおいて、各電子ブロック層および正孔輸送層43を除く各層の膜厚は最低限度の膜厚としてもよい。
<表示装置:補記>
本実施形態に係る発光素子3は上述した構成に限定されない。例えば、発光素子3は正孔発生層52と正孔輸送層61との間に、正孔注入層42と同一の材料を有する正孔注入層を備えてもよい。また、発光素子3は電子輸送層47と電子発生層51との間または電子輸送層65とカソード66との間に、電子注入層を備えてもよい。
本実施形態に係る発光素子3は上述した構成に限定されない。例えば、発光素子3は正孔発生層52と正孔輸送層61との間に、正孔注入層42と同一の材料を有する正孔注入層を備えてもよい。また、発光素子3は電子輸送層47と電子発生層51との間または電子輸送層65とカソード66との間に、電子注入層を備えてもよい。
本実施形態に係る表示装置1は上述した構成に限定されない。例えば、表示装置1は、発光素子3のカソード66と接するキャッピングレイヤを備えてもよい。また、表示装置1は、発光素子3を基板2との間に封止する封止層を備えてもよい。さらに、表示装置1は、発光素子3上にタッチパネル等の機能パネルを備えてもよい。
<発光素子の薄膜化>
本実施形態において、青色発光素子3Bおよび緑色発光素子3Gは、上述の通り2層ずつ発光層を備える。一方、赤色発光素子3Rは、発光層としては第2積層体6Bの赤色発光層63Rのみを備える。このため、赤色発光素子3Rの第1積層体4Rは、青色発光素子3Bの第1積層体4Bおよび緑色発光素子3Gの第1積層体4Gよりも薄くなる。
本実施形態において、青色発光素子3Bおよび緑色発光素子3Gは、上述の通り2層ずつ発光層を備える。一方、赤色発光素子3Rは、発光層としては第2積層体6Bの赤色発光層63Rのみを備える。このため、赤色発光素子3Rの第1積層体4Rは、青色発光素子3Bの第1積層体4Bおよび緑色発光素子3Gの第1積層体4Gよりも薄くなる。
例えば、図1に示すように、アノード41Bと電荷発生層5Bとの間の距離、換言すれば、アノード41Bのカソード66の側の表面から電荷発生層5Bのアノード41Bの側の表面までの距離をDBとする。また、アノード41Rと電荷発生層5Rとの間の距離、換言すれば、アノード41Rのカソード66の側の表面から電荷発生層5Rのアノード41Rの側の表面までの距離をDRとする。本実施形態において、距離DRは距離DBよりも小さい。
このため、本実施形態において、赤色発光素子3Rの総膜厚は、青色発光素子3Bおよび緑色発光素子3Gの総膜厚よりも小さくなる。したがって、本実施形態に係る表示装置1は、発光素子3からの青色光および緑色光の取り出し効率を向上させつつ、赤色発光素子3Rの総膜厚を低減できる。
特に、赤色発光素子3Rが第1積層体4Rにおいても赤色発光層を備え、アノード41Rの表面から2層の赤色発光層のそれぞれまでを伝搬する光の光路長について上記式(1)を満たすように設定したとする。この場合、上記光路長のうち第1積層体4Rの赤色発光層に関する光路長を赤色光の4分の3倍とした場合、第2積層体6Rの赤色発光層63Rに関する光路長は赤色光の4分の5倍とする必要がある。この場合、赤色光の波長は青色光および緑色光の波長よりも長いため、赤色発光素子3Rの総膜厚は、青色発光素子3Bおよび緑色発光素子3Gの総膜厚よりも大きくなる。したがって、赤色サブ画素SPRに位置する発光層として赤色発光層63Rのみを備え、赤色発光素子3Rの総膜厚を低減する表示装置1は、効率よく総膜厚を低減でき、小型化を達成する。
基板2がフィルム基板である等、表示装置1が可撓性を有する場合には、表示装置1の薄膜化によって、表示装置1の可撓性がより向上する。また、赤色発光素子3Rの総膜厚が低減することにより、赤色発光素子3Rの全体としての電気抵抗が低減し、赤色発光素子3Rはより低い電流にて同一の輝度が得られる。このため、赤色発光素子3Rをより低い電流にて駆動させて表示が行えるため、表示装置1は赤色発光素子3Rの信頼性を向上し、省電化を達成する。
<表示装置の製造方法:概要および基板の用意>
本実施形態に係る表示装置1の製造方法について以下に説明する。図3は本実施形態に係る表示装置1の製造方法について示すフローチャートである。
本実施形態に係る表示装置1の製造方法について以下に説明する。図3は本実施形態に係る表示装置1の製造方法について示すフローチャートである。
本実施形態に係る表示装置1の製造方法においては、はじめに、基板2を用意する(ステップS1)。基板2の用意は、例えば、ガラス基板またはフィルム基板等を所定の形状に切り出すことにより実行してもよい。あるいは、大判の基板2を用意し、各工程の実行後に基板2を切り出すことにより複数の表示装置1に分断してもよい。ステップS1は、基板2の各サブ画素に対応する位置に画素回路を形成する工程を含んでよく、また、基板2にドライバ等を形成する工程を含んでよい。
<表示装置の製造方法:第1積層体の形成>
次いで、基板2上に発光素子3の第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gを形成する(ステップS2)。本実施形態に係る第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gの形成工程について、図4を参照してより詳細に説明する。図4は、本実施形態に係る第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gの形成方法について示すフローチャートである。
次いで、基板2上に発光素子3の第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gを形成する(ステップS2)。本実施形態に係る第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gの形成工程について、図4を参照してより詳細に説明する。図4は、本実施形態に係る第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gの形成方法について示すフローチャートである。
第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gの形成工程において、はじめに、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gを形成する(ステップS20)。アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gは、例えば、金属材料等の薄膜を真空蒸着法、またはスパッタ法等により基板2上に成膜した後、ドライエッチング等によってサブ画素ごとに薄膜をパターニングすることにより形成してもよい。
ステップS20においては、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gの間を区画するバンクを形成してもよい。バンクの形成工程においては、平面視において各サブ画素と重なる位置に開口を有するメタルマスク等を用いた真空蒸着法により、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gの間を区画する位置にのみバンクを形成してもよい。あるいは、バンクの形成工程においては、例えば、感光性樹脂材料を、基板2、アノード41B、アノード41R、およびアノード41Gの上面に塗布成膜してもよい。次いで、フォトリソグラフィ等によって基板2の平面視においてアノード41B、アノード41R、およびアノード41Gと重なる位置に開口を設けることによりバンクを形成してもよい。
次いで、アノード41B、アノード41R、およびアノード41G上に、正孔注入層42を形成する(ステップS21)。正孔注入層42は、例えば、上述した正孔輸送性を有する材料を蒸着源とした真空蒸着法により形成してもよい。あるいは、正孔注入層42は、上述した正孔輸送性を有する材料を、複数のサブ画素に渡って、インクジェット法、スピンコート法等により塗布成膜することにより形成してもよい。
次いで、正孔注入層42上に、正孔輸送層43を形成する(ステップS22)。正孔輸送層43は、例えば、上述した正孔輸送性を有する材料を蒸着源とした真空蒸着法により形成してもよい。あるいは、正孔輸送層43は、上述した正孔輸送性を有する材料を、複数のサブ画素に渡って、インクジェット法、スピンコート法等により塗布成膜することにより形成してもよい。ステップS22においては、塗布する材料の膜厚調整等により、形成後の赤色発光素子3Rにおいて光路長LR1が赤色発光層63Rの発する赤色光の波長の4分の3倍となるように、形成する正孔輸送層43の膜厚を調節してもよい。
次いで、正孔輸送層43上の、基板2の平面視において緑色サブ画素SPGと重なる位置に、緑色電子ブロック層44Gを形成する(ステップS23)。ステップS23においては、正孔輸送層43上に基板2の平面視において緑色サブ画素SPGと重なる位置のみに開口部を有するメタルマスク等を設置して上記材料を真空蒸着法により成膜することにより、緑色電子ブロック層44Gを形成してもよい。あるいは、ステップS23においては、正孔輸送層43上に上述した正孔輸送性を有する材料に感光性樹脂を混合した塗布材料を、複数のサブ画素に渡って塗布成膜してもよい。次いで、フォトリソグラフィ等を利用して塗布材料の薄膜をパターニングすることにより、緑色電子ブロック層44Gを形成してもよい。または、インクジェット法等により、平面視において基板2と重なる位置にのみ上記塗布材料を塗布することにより、緑色電子ブロック層44Gを形成してもよい。
ステップS23においては、塗布する材料の膜厚調整等により、形成後の緑色発光素子3Gにおいて光路長LG1が緑色発光層45Gの発する緑色光の波長の4分の3倍となるように、形成する緑色電子ブロック層44Gの膜厚を調節してもよい。
次いで、緑色電子ブロック層44G上に緑色発光層45Gを形成する(ステップS24)。ステップS24は、ステップS23と比較して、材料を正孔輸送性の材料から緑色発光層45Gが含む発光材料に代える点を除き、同一の方法により実行されてもよい。
次いで、正孔輸送層43上の、基板2の平面視において青色サブ画素SPBと重なる位置に、青色電子ブロック層44Bを形成する(ステップS25)。ステップS25は、ステップS23と比較して、薄膜の形成位置を平面視において青色サブ画素SPBと重なる位置とする点を除き、同一の方法により実行されてもよい。
ステップS25においては、塗布する材料の膜厚調整等により、形成後の青色発光素子3Bにおいて光路長LB1が青色発光層45Bの発する青色光の波長の4分の3倍となるように、形成する青色電子ブロック層44Bの膜厚を調節してもよい。
次いで、青色電子ブロック層44B上に青色発光層45Bを形成する(ステップS26)。ステップS26は、ステップS24と比較して、発光材料を青色発光層45Bが含む発光材料に代え、薄膜の形成位置を平面視において青色サブ画素SPBと重なる位置とする点を除き、同一の方法により実行されてもよい。換言すれば、ステップS26においては、少なくともアノード41Bの上方、特に基板2の平面視においてアノード41Bと重なる位置に青色発光層45Bを形成する。
次いで、正孔輸送層43上の、基板2の平面視において緑色サブ画素SPGと重なる位置、緑色発光層45G、および青色発光層45B上に、正孔ブロック層46を形成する(ステップS27)。ステップS27は、ステップS21等と比較して、成膜する材料を上述した電子輸送性の材料等に代える点を除き同一の方法によって実行されてもよい。
以降、正孔ブロック層46を含む共通層が形成される下地の基板2からの距離は、サブ画素によって異なる。このため、共通層は異なるサブ画素の間を含む一部において段切れしてもよく、一方、共通層は図示しない一部において連続してもよい。
次いで、正孔ブロック層46上に、電子輸送層47を形成する(ステップS28)。ステップS28は、ステップS21等と比較して、成膜する材料を上述した電子輸送性の材料等に代える点を除き同一の方法によって実行されてもよい。以上により、第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gの形成工程が完了する。
<表示装置の製造方法:電荷発生層の形成>
図3の参照に戻ると、第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gの形成に次いで、電荷発生層5B、電荷発生層5R、および電荷発生層5Gを形成する。電荷発生層5B、電荷発生層5R、および電荷発生層5Gの形成工程においては、はじめに、電子輸送層47上に電子発生層51を形成する(ステップS3)。電子発生層51は、上述したn型にドープされた金属または有機材料を含む薄膜を真空蒸着法、またはスパッタ法等により電子輸送層47上に成膜することにより形成してもよい。
図3の参照に戻ると、第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gの形成に次いで、電荷発生層5B、電荷発生層5R、および電荷発生層5Gを形成する。電荷発生層5B、電荷発生層5R、および電荷発生層5Gの形成工程においては、はじめに、電子輸送層47上に電子発生層51を形成する(ステップS3)。電子発生層51は、上述したn型にドープされた金属または有機材料を含む薄膜を真空蒸着法、またはスパッタ法等により電子輸送層47上に成膜することにより形成してもよい。
次いで、電子発生層51上に正孔発生層52を形成する(ステップS4)。正孔発生層は、ステップS3において、成膜する材料をp型にドープされた金属または有機材料に代える等の方法により実行されてもよい。以上により、電荷発生層5B、電荷発生層5R、および電荷発生層5Gの形成工程が完了する。
このため、ステップS3およびステップS4においては、青色発光層45Bの上方、特に基板2の平面視において青色発光層45Bと重なる位置に電荷発生層5Bを形成する。また、ステップS3およびステップS4においては、アノード41Rの上方、特に基板2の平面視においてアノード41Rと重なる位置に電荷発生層5Rを形成する。さらに、ステップS3およびステップS4においては、アノード41Bと電荷発生層5Bとの距離よりもアノード41Rとの距離が小さい位置に電荷発生層5Rを形成する。
<表示装置の製造方法:第2積層体の形成>
電荷発生層5B、電荷発生層5R、および電荷発生層5Gの形成に次いで、第2積層体6B、第2積層体6R、および第2積層体6Gを形成する(ステップS5)。本実施形態に係る第2積層体6B、第2積層体6R、および第2積層体6Gの形成工程について、図5を参照してより詳細に説明する。図5は、本実施形態に係る第2積層体6B、第2積層体6R、および第2積層体6Gの形成方法について示すフローチャートである。
電荷発生層5B、電荷発生層5R、および電荷発生層5Gの形成に次いで、第2積層体6B、第2積層体6R、および第2積層体6Gを形成する(ステップS5)。本実施形態に係る第2積層体6B、第2積層体6R、および第2積層体6Gの形成工程について、図5を参照してより詳細に説明する。図5は、本実施形態に係る第2積層体6B、第2積層体6R、および第2積層体6Gの形成方法について示すフローチャートである。
第2積層体6B、第2積層体6R、および第2積層体6Gの形成工程において、はじめに、正孔発生層52上に正孔輸送層61を形成する(ステップS50)。正孔輸送層61は正孔輸送層43と同一の方法によって形成してもよく、換言すれば、ステップS50はステップS22と同一の方法によって実現してもよい。
次いで、正孔輸送層61上の、基板2の平面視において赤色サブ画素SPRと重なる位置に、赤色発光層63Rを形成する(ステップS51)。ステップS51は、図4にて説明したステップS24と比較して、発光材料を赤色発光層63Rが含む発光材料に代え、薄膜の形成位置を平面視において赤色サブ画素SPRと重なる位置とする点を除き、同一の方法により実行されてもよい。換言すれば、ステップS52においては、電荷発生層5Rの上方、特に基板2の平面視において電荷発生層5Rと重なる位置に赤色発光層63Rを形成する。
次いで、正孔輸送層61上の、基板2の平面視において緑色サブ画素SPGと重なる位置に、緑色電子ブロック層62Gを形成する(ステップS52)。ステップS52は、図4にて説明したステップS23と同一の方法によって実行してもよい。ステップS52においては、塗布する材料の膜厚調整等により、形成後の緑色発光素子3Gにおいて光路長LG2が緑色発光層63Gの発する緑色光の波長の4分の5倍となるように、形成する緑色電子ブロック層62Gの膜厚を調節してもよい。
次いで、緑色電子ブロック層62G上に緑色発光層63Gを形成する(ステップS53)。ステップS53は、図4にて説明したステップS24と同一の方法によって実行してもよい。
次いで、正孔輸送層61上の、基板2の平面視において青色サブ画素SPBと重なる位置に、青色電子ブロック層62Bを形成する(ステップS54)。ステップS54は、図4にて説明したステップS25と同一の方法によって実行してもよい。ステップS54においては、塗布する材料の膜厚調整等により、形成後の青色発光素子3Bにおいて光路長LB2が青色発光層63Bの発する青色光の波長の4分の5倍となるように、形成する青色電子ブロック層62Bの膜厚を調節してもよい。
次いで、青色電子ブロック層62B上に青色発光層63Bを形成する(ステップS55)。ステップS55は、図4にて説明したステップS26と同一の方法によって実行してもよい。換言すれば、ステップS55においては、少なくとも電荷発生層5Bの上方、特に基板2の平面視において電荷発生層5Bと重なる位置に青色発光層63Bを形成する。
次いで、青色発光層63B、赤色発光層63R、および緑色発光層63G上に、正孔ブロック層64を形成する(ステップS56)。ステップS56は、図4にて説明したステップS27と同一の方法によって実行してもよい。
次いで、正孔ブロック層64上に、電子輸送層65を形成する(ステップS57)。ステップS57は、図4にて説明したステップS28と同一の方法によって実行してもよい。
次いで、電子輸送層65上に、カソード66を形成する(ステップS58)。カソード66は、例えば、金属材料等の薄膜を真空蒸着法、またはスパッタ法等により電子輸送層65上に成膜することにより形成してもよい。換言すれば、ステップS58においては、青色発光層63Bおよび赤色発光層63Rの上方、特に基板2の平面視において青色発光層63Bおよび赤色発光層63Rと重なる位置にカソード66を形成する。以上により、第2積層体6B、第2積層体6R、および第2積層体6Gの形成工程の完了に伴って発光素子3の製造工程が完了し、ひいては表示装置1の製造工程が完了する。
<表示装置の製造方法:まとめ>
本実施形態に係る表示装置1の製造方法により、発光素子3からの光の取り出し効率の低下を低減しつつ小型化した表示装置1が製造される。また、上記製造方法においては、赤色発光素子3Rの形成のために発光層として赤色発光層63Rの1層のみを形成すればよいため、消費する発光材料を低減でき、また、赤色発光素子3Rの形成にかかる時間を短縮できる。したがって、表示装置1の製造方法においては、製造コストが低減し、また、製造時のタクトタイムが短縮する。
本実施形態に係る表示装置1の製造方法により、発光素子3からの光の取り出し効率の低下を低減しつつ小型化した表示装置1が製造される。また、上記製造方法においては、赤色発光素子3Rの形成のために発光層として赤色発光層63Rの1層のみを形成すればよいため、消費する発光材料を低減でき、また、赤色発光素子3Rの形成にかかる時間を短縮できる。したがって、表示装置1の製造方法においては、製造コストが低減し、また、製造時のタクトタイムが短縮する。
さらに、上記表示装置1の製造方法によれば、正孔輸送層43、緑色電子ブロック層44G、青色電子ブロック層44B、緑色電子ブロック層62G、および青色電子ブロック層62Bの膜厚調整により、上述した各光路長の調整が可能である。このため、表示装置1の製造方法においては、発光素子3からの光の取り出し効率を向上させる設計がより容易に達成できる。
本実施形態に係る表示装置1の製造方法においては、ある電子ブロック層の形成に次いで、当該電子ブロック層上に位置する発光層の形成が実行される。このように、あるサブ画素において電子ブロック層の形成工程と発光層の形成工程とを連続して実行することにより、表示装置1の製造方法においては、製造条件を変更する負担が低減し、工程が簡素化する。
本実施形態に係る表示装置1の製造方法においては、緑色発光層45Gの形成工程の後に青色発光層45Bの形成工程を実行する。また、表示装置1の製造方法においては、赤色発光層63Rの形成工程、緑色発光層63Gの形成工程、および青色発光層63Bの形成工程を、この順に実行する。上記順序にて各発光層を形成することにより、上記製造方法においては、各緑色発光層および各青色発光層の形成後に他の発光層のパターニングが実行されることを低減できる。
一般に、発光素子が備える緑色発光層は赤色発光層より信頼性および発光効率が低い傾向にあり、さらに、青色発光層は赤色発光層および緑色発光層より信頼性および発光効率が低い傾向にある。したがって、既に形成された層の劣化を引き起こし得るパターニング工程を各赤色発光層および各緑色発光層の後に実行することにより、各緑色発光層および各青色発光層の劣化はより効率的に低減できる。ゆえに、表示装置1の製造方法においては、発光素子3の信頼性および発光効率の低下をより効率的に低減できる。
ただし、表示装置1の製造方法においては、図1に示す構造が形成可能である限り、各層の形成順序は特に問われない。例えば、表示装置1の製造方法においては、電子ブロック層を複数形成したのち、当該電子ブロック層のそれぞれに発光層を形成してもよい。また、表示装置1の製造方法においては、赤色発光層63Rの形成より先に緑色発光層63Gの形成を実行してもよい。さらに、表示装置1の製造方法においては、緑色発光層45Gの形成より先に青色発光層45Bの形成を実行してもよく、また、赤色発光層63Rおよび緑色発光層63Gの形成より先に青色発光層63Bの形成を実行してもよい。
〔実施形態2〕
<緑色発光素子の薄膜化>
図6は、本実施形態に係る表示装置7の概略側断面図である。なお、図6を含む本明細書における以降の表示装置の概略断面図は、何れも図1に示す表示装置1の断面と対応する断面を示す。本実施形態に係る表示装置7は、前実施形態に係る表示装置1と比較して、発光素子3の一部、特に、赤色発光素子3Rおよび緑色発光素子3Gの一部の構成が異なる。
<緑色発光素子の薄膜化>
図6は、本実施形態に係る表示装置7の概略側断面図である。なお、図6を含む本明細書における以降の表示装置の概略断面図は、何れも図1に示す表示装置1の断面と対応する断面を示す。本実施形態に係る表示装置7は、前実施形態に係る表示装置1と比較して、発光素子3の一部、特に、赤色発光素子3Rおよび緑色発光素子3Gの一部の構成が異なる。
本実施形態に係る赤色発光素子3Rは、正孔輸送層61と赤色発光層63Rとの間に、赤色発光層63Rの電子ブロック層となる赤色電子ブロック層62Rを備える。赤色電子ブロック層62Rは、例えば、正孔輸送性の材料を含んでもよく、緑色電子ブロック層62Gまたは青色電子ブロック層62Bと同一の材料を含んでもよい。
また、本実施形態に係る緑色発光素子3Gは、前実施形態に係る緑色発光素子3Gと比較して、第1積層体4Gが、緑色電子ブロック層44Gおよび緑色発光層45Gを備えず、また、第2積層体6Gが、緑色電子ブロック層62Gを備えない。このため、本実施形態に係る緑色発光素子3Gは、発光層として緑色発光層63Gのみを備える。
このため、本実施形態において、第1積層体4Rと第1積層体4Gとは同一の構成を有する。換言すれば、アノード41Rと赤色発光層63Rとの間の各層が、アノード41Gと緑色発光層63Gとの間の各層の材料と同一の材料を含む。この場合、赤色発光素子3Rと緑色発光素子3Gとの間において、正孔注入層42から正孔輸送層61までの各層は連続した層であってもよい。
本実施形態において、光路長LG2は緑色発光層45Gが発する緑色光の波長の4分の3倍である。本実施形態において、正孔輸送層43の膜厚は、緑色発光素子3Gの各層のうち正孔輸送層43を除く各層を最低限度の膜厚としつつ、光路長LG2が上述した条件を満たすように決定されてもよい。
また、青色電子ブロック層44B、青色電子ブロック層62B、および赤色電子ブロック層62Rの膜厚は、光路長LB1、光路長LB2、および光路長LR1が上述した条件を満たすように決定されてもよい。ここで、正孔輸送層43の膜厚は、光路長LG2が上述した条件を満たすように決定された膜厚としてもよく、青色発光素子3Bおよび赤色発光素子3Rにおいて、各電子ブロック層および正孔輸送層43を除く各層の膜厚は最低限度の膜厚としてもよい。
以上を除き、本実施形態に係る表示装置7は、前実施形態に係る表示装置1と同一の構成を備えていてもよい。
本実施形態において、青色発光素子3Bは2層の発光層を備え、一方、赤色発光素子3Rおよび緑色発光素子3Gのそれぞれは1層の発光層を備える。このため、赤色発光素子3Rの第1積層体4Rおよび緑色発光素子3Gの第1積層体4Gは、青色発光素子3Bの第1積層体4Bよりも薄くなる。
アノード41Gと電荷発生層5Gとの間の距離、換言すれば、アノード41Gのカソード66の側の表面から電荷発生層5Gのアノード41Gの側の表面までの距離をDGとする。本実施形態において、距離DRおよび距離DGは距離DBよりも小さい。距離DRと距離DGとは略同一であってもよい。
このため、本実施形態において、赤色発光素子3Rと緑色発光素子3Gとのそれぞれ総膜厚は、青色発光素子3Bの総膜厚よりも小さくなる。したがって、本実施形態に係る表示装置7は、発光素子3からの青色光の取り出し効率を向上させつつ、赤色発光素子3Rと緑色発光素子3Gとのそれぞれ総膜厚を低減できる。ゆえに、本実施形態に係る表示装置7は、より効率よく総膜厚を低減でき、小型化を達成する。
一方、本実施形態においても、光路長LG2は緑色発光素子3Gが上述した式(1)を満たすように決定される。したがって、本実施形態に係る表示装置7は、緑色発光素子3Gからの緑色光の取り出し効率を向上させる。
本実施形態に係る表示装置7の製造方法は、ステップS2の一部およびステップS5の一部のみを除き、図3に示す各ステップに沿って実行される。換言すれば、本実施形態に係る表示装置7の製造方法のうち、図3に示すステップS1、ステップS3、およびステップS4は、前実施形態に係る方法と同一の方法によって実行される。
本実施形態に係る表示装置7の製造方法のうち、ステップS2およびステップS5について、図7および図8を参照して説明する。図7は、本実施形態に係るステップS2、換言すれば、第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gの形成方法について示すフローチャートである。図8は、本実施形態に係るステップS5、換言すれば、第2積層体6B、第2積層体6R、および第2積層体6Gの形成方法について示すフローチャートである。
本実施形態に係るステップS2においては、図7に示す通り、前実施形態に係るステップS2と比較して、ステップS23とステップS24とを実行しない点のみが異なる。このため、ステップS27において正孔ブロック層46は、正孔輸送層43のうち基板2の平面視において赤色サブ画素SPRおよび緑色サブ画素SPGと重なる位置、および青色発光層45B上に形成される。
なお、本実施形態に係るステップS22においては、形成後の緑色発光素子3Gにおいて光路長LG2が緑色発光層63Gの発する緑色光の波長の4分の3倍となるように、形成する正孔輸送層43の膜厚を調節してもよい。
本実施形態に係るステップS5においては、図8に示す通り、ステップS50に次いで、赤色電子ブロック層62Rを形成する(ステップS59)。ステップS59は、ステップS52またはステップS54と比較して、薄膜の形成位置を平面視において赤色サブ画素SPRと重なる位置とする点を除き、同一の方法により実行されてもよい。
なお、本実施形態に係るステップS59においては、形成後の赤色発光素子3Rにおいて光路長LR1が赤色発光層63Rの発する赤色光の波長の4分の3倍となるように、形成する赤色電子ブロック層62Rの膜厚を調節してもよい。
ステップS59に次いで、図5に示す各ステップのうち、上述したステップS51を実行し、ステップS52を実行せずに、ステップS53からステップS58を実行する。
以上により、本実施形態に係る表示装置7が製造される。なお、特に言及しない限り、本明細書において同じ番号を付したステップは、同一の方法により実行されてもよい。
本実施形態に係る表示装置7の製造方法により、発光素子3からの光の取り出し効率の低下を低減しつつより小型化した表示装置7が製造される。また、上記製造方法においては、赤色発光素子3Rおよび緑色発光素子3Gの形成のために発光層として赤色発光層63Rおよび緑色発光層63Gのみを形成すればよい。このため、表示装置7の製造方法により、消費する発光材料を低減でき、また、赤色発光素子3Rおよび緑色発光素子3Gの形成にかかる時間を短縮できる。したがって、表示装置7の製造方法においては、製造コストがさらに低減し、また、製造時のタクトタイムがさらに短縮する。
特に、本実施形態において、アノード41Rと赤色発光層63Rとの間の各層が、アノード41Gと緑色発光層63Gとの間の各層の材料と同一の材料を含む。この場合、本実施形態においては、アノード41Rと赤色発光層63Rとの間の各層とアノード41Gと緑色発光層63Gとの間の各層とは共通に形成可能である。したがって、表示装置7は、製造工程をより簡素化し、また、製造時のタクトタイムをより短縮する。
さらに、上記表示装置7の製造方法によれば、正孔輸送層43、青色電子ブロック層44B、赤色電子ブロック層62R、および青色電子ブロック層62Bの膜厚調整により、上述した各光路長の調整が可能である。このため、表示装置7の製造方法においては、発光素子3からの光の取り出し効率を向上させる設計がより容易に達成できる。
〔実施形態3〕
<第2赤色発光層>
図9は、本実施形態に係る表示装置8の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置8は、前述の表示装置1と比較して、発光素子3の一部、特に、赤色発光素子3Rの一部の構成が異なる。
<第2赤色発光層>
図9は、本実施形態に係る表示装置8の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置8は、前述の表示装置1と比較して、発光素子3の一部、特に、赤色発光素子3Rの一部の構成が異なる。
本実施形態に係る赤色発光素子3Rは、正孔輸送層43と正孔ブロック層46との間に、第2赤色発光層である赤色発光層45Rを備える。赤色発光層45Rは、赤色発光層63Rと同一の材料を含んでもよい。また、赤色発光素子3Rは、前実施形態において説明した赤色電子ブロック層62Rを備える。
本実施形態において、図9に示すように、アノード41Rのカソード66の側の表面から、赤色発光層45Rの何れかの部分までを伝搬する光の光路長をLR2とする。本実施形態において、光路長LR2は赤色発光層45Rが発する赤色光の波長の4分の1倍である。
この場合、赤色発光素子3Rは赤色発光層45Rについても上記式(1)を満たすため、表示装置8は赤色発光層45Rからの発光についても発光素子3からの取り出し効率を向上させる。
また、青色電子ブロック層44B、青色電子ブロック層62B、緑色電子ブロック層44G、緑色電子ブロック層62G、および赤色電子ブロック層62Rの膜厚は、光路長LB1、光路長LB2、光路長LG1、光路長LG2、および光路長LR1が上述した条件を満たすように決定されてもよい。ここで、正孔輸送層43の膜厚は、光路長LR2が上述した条件を満たすように決定された膜厚としてもよく、発光素子3において、各電子ブロック層および正孔輸送層43を除く各層の膜厚は最低限度の膜厚としてもよい。
以上を除き、本実施形態に係る表示装置8は、前述の表示装置1と同一の構成を備えていてもよい。
本実施形態において、赤色発光素子3Rは青色発光素子3Bおよび緑色発光素子3Gのそれぞれと同じく、2層の発光層を備える。しかしながら、本実施形態における第2赤色発光層である赤色発光層45Rは、電荷発生層5Rよりもアノード41Rの側に位置する。このため、本実施形態においても、距離DRは距離DGおよび距離DBよりも小さい。
このため、本実施形態において、赤色発光素子3Rは2層の発光層を備える一方、赤色発光素子3Rの総膜厚は青色発光素子3Bおよび緑色発光素子3Gのそれぞれの総膜厚よりも小さくなる。したがって、本実施形態に係る表示装置8は、発光素子3からの赤色光の取り出し効率を向上させつつ、赤色発光素子3Rの総膜厚を低減できる。ゆえに、本実施形態に係る表示装置8は、小型化を達成しつつ、より赤色光の取り出し効率を向上する。
本実施形態に係る表示装置8の製造方法は、ステップS2の一部およびステップS5の一部のみを除き、図3に示す各ステップに沿って実行される。換言すれば、本実施形態に係る表示装置8の製造方法のうち、図3に示すステップS1、ステップS3、およびステップS4は、前述の表示装置1の製造方法と同一の方法によって実行される。
本実施形態に係る表示装置8の製造方法のうち、ステップS2およびステップS5について、図10および図11を参照して説明する。図10は、本実施形態に係るステップS2、換言すれば、第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gの形成方法について示すフローチャートである。図11は、本実施形態に係るステップS5、換言すれば、第2積層体6B、第2積層体6R、および第2積層体6Gの形成方法について示すフローチャートである。
本実施形態に係るステップS2においては、図10に示す通り、ステップS22に次いで、赤色発光層45Rを形成する(ステップS29)。ステップS29は、ステップS24またはステップS26と比較して、赤色光を発する発光材料を採用する点、および薄膜の形成位置を平面視において赤色サブ画素SPRと重なる位置とする点を除き、同一の方法により実行されてもよい。
なお、本実施形態に係るステップS22においては、形成後の赤色発光素子3Rにおいて光路長LR2が赤色発光層45Rの発する赤色光の波長の4分の1倍となるように、形成する正孔輸送層43の膜厚を調節してもよい。
本実施形態に係るステップS5においては、図11に示す通り、ステップS50に次いでステップS59を実行し、さらにステップS51からステップS58を実行する。以上により、本実施形態に係る表示装置8が製造される。
本実施形態に係る表示装置8の製造方法により、小型化しつつ発光素子3からの赤色光の取り出し効率を向上した表示装置8が製造される。また、上記表示装置8の製造方法によれば、正孔輸送層43、青色電子ブロック層44B、青色電子ブロック層62B、緑色電子ブロック層44G、緑色電子ブロック層62G、および赤色電子ブロック層62Rの膜厚調整により、上述した各光路長の調整が可能である。このため、表示装置8の製造方法においては、発光素子3からの光の取り出し効率を向上させる設計がより容易に達成できる。
〔実施形態4〕
<赤色発光層の共通化>
図12は、本実施形態に係る表示装置9の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置9は、前実施形態の表示装置8と比較して、青色発光素子3Bおよび緑色発光素子3Gのそれぞれが赤色発光層45Rを備える点を除き同一の構成を備える。特に、青色発光素子3Bは正孔輸送層43と青色電子ブロック層44Bとの間に赤色発光層45Rを備える。また、緑色発光素子3Gは正孔輸送層43と緑色電子ブロック層44Gとの間に赤色発光層45Rを備える。
<赤色発光層の共通化>
図12は、本実施形態に係る表示装置9の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置9は、前実施形態の表示装置8と比較して、青色発光素子3Bおよび緑色発光素子3Gのそれぞれが赤色発光層45Rを備える点を除き同一の構成を備える。特に、青色発光素子3Bは正孔輸送層43と青色電子ブロック層44Bとの間に赤色発光層45Rを備える。また、緑色発光素子3Gは正孔輸送層43と緑色電子ブロック層44Gとの間に赤色発光層45Rを備える。
さらに、青色発光素子3Bおよび緑色発光素子3Gのそれぞれが備える赤色発光層45Rは、赤色発光素子3Rが備える赤色発光層45Rと同一の材料を含む。したがって、本実施形態に係る赤色発光層45Rは共通層である。本実施形態に係る赤色発光層45Rは互いに異なるサブ画素の間において連続した層であってもよい。
換言すれば、青色発光素子3Bは、アノード41Bと青色発光層45Bとの間に、赤色発光層45Rと同一の材料を含む第2補助層として赤色発光層45Rを含む。また、緑色発光素子3Gは、アノード41Gと緑色発光層45Gとの間に、赤色発光層45Rと同一の材料を含む第4補助層として赤色発光層45Rを含む。
前述の各実施形態と同じく、本実施形態に係る距離DRは距離DBよりも小さい。また、本実施形態に係る光路長LR1、光路長LR2、光路長LB1、光路長LB2、光路長LG1、および光路長LG2のそれぞれは、前実施形態に係る各光路長と同一である。このため、本実施形態に係る表示装置9は、発光素子3からの青色光および緑色光の取り出し効率を向上させつつ、赤色発光素子3Rの総膜厚を低減できる。
なお、本実施形態に係る青色発光素子3Bにおいては、アノード41Bからの正孔と電荷発生層5Bからの電子との再結合が、主に青色発光層45Bにて生じるように、第1積層体4Bの各層の膜厚、正孔輸送性、および電子輸送性を決定してもよい。同じく、本実施形態に係る緑色発光素子3Gにおいては、アノード41Gからの正孔と電荷発生層5Gからの電子との再結合が、主に緑色発光層45Gにて生じるように、第1積層体4Gの各層の膜厚、正孔輸送性、および電子輸送性を決定してもよい。これにより、青色発光素子3Bおよび緑色発光素子3Gは、赤色発光層45Rにおいて正孔と電子との再結合が生じることによる赤色光の発生を低減でき、混色を低減できる。また、本実施形態に係る赤色発光層45Rは、青色発光層45Bおよび緑色発光層45Gへの正孔の注入効率を向上させるために、正孔輸送性を有する材料を含んでもよい。
本実施形態に係る表示装置9は、前実施形態に係る表示装置8の製造方法のうち、ステップS29を除いて同一の方法により製造してもよい。本実施形態に係るステップS29は、赤色発光層45Rを複数のサブ画素に共通して形成する点のみ、前実施形態に係るステップS29と同一の方法により実行されてもよい。
本実施形態に係る表示装置9の製造方法においては、赤色発光層45Rをパターニングする工程が不要あるいは簡素となる。したがって、本実施形態に係る表示装置9は製造工程を簡素化できる。
また、上述した各光路長の関係から、青色電子ブロック層44Bおよび緑色電子ブロック層44Gのそれぞれの膜厚は、前実施形態と比較して、赤色発光層45Rの膜厚分だけ薄くなる。したがって、本実施形態に係る表示装置9の製造方法においては、青色電子ブロック層44Bおよび緑色電子ブロック層44Gのそれぞれの形成に必要な材料を低減することができる。特に、青色電子ブロック層44Bおよび緑色電子ブロック層44Gのそれぞれの形成工程は、成膜した材料のパターニング工程が含んでもよい。この場合、本実施形態に係る表示装置9の製造方法においては、当該パターニング工程において消費される材料を効率よく低減できる。
〔実施形態5〕
<青色発光層の共通化>
図13は、本実施形態に係る表示装置10の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置10は、前実施形態の表示装置9と比較して、赤色発光素子3Rおよび緑色発光素子3Gのそれぞれが青色発光層45Bおよび青色発光層63Bを備える点を除き同一の構成を備える。
<青色発光層の共通化>
図13は、本実施形態に係る表示装置10の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置10は、前実施形態の表示装置9と比較して、赤色発光素子3Rおよび緑色発光素子3Gのそれぞれが青色発光層45Bおよび青色発光層63Bを備える点を除き同一の構成を備える。
特に、赤色発光素子3Rは赤色発光層45Rと正孔ブロック層46との間に青色発光層45Bを備え、赤色発光層63Rと正孔ブロック層64との間に青色発光層63Bを備える。また、緑色発光素子3Gは緑色発光層45Gと正孔ブロック層46との間に青色発光層45Bを備え、緑色発光層63Gと正孔ブロック層64との間に青色発光層63Bを備える。
さらに、赤色発光素子3Rおよび緑色発光素子3Gのそれぞれが備える青色発光層45Bは、青色発光素子3Bが備える青色発光層45Bと同一の材料を含む。加えて、赤色発光素子3Rおよび緑色発光素子3Gのそれぞれが備える青色発光層63Bは、青色発光素子3Bが備える青色発光層63Bと同一の材料を含む。したがって、本実施形態に係る青色発光層45Bおよび青色発光層63Bのそれぞれは共通層である。
換言すれば、赤色発光素子3Rは、赤色発光層45Rと電荷発生層5Rとの間に、青色発光層45Bと同一の材料を含む第3補助層として青色発光層45Bを含む。また、赤色発光素子3Rは、赤色発光層63Rとカソード66との間に、青色発光層63Bと同一の材料を含む第1補助層として青色発光層63Bを含む。
さらに、緑色発光素子3Gは、緑色発光層45Gと電荷発生層5Gとの間に、青色発光層45Bと同一の材料を含む第6補助層として青色発光層45Bを含む。加えて、緑色発光素子3Gは、緑色発光層63Gとカソード66との間に、青色発光層63Bと同一の材料を含む第7補助層として青色発光層63Bを含む。
前述の各実施形態と同じく、本実施形態に係る距離DRは距離DBよりも小さい。また、本実施形態に係る光路長LR1、光路長LR2、光路長LB1、光路長LB2、光路長LG1、および光路長LG2のそれぞれは、前実施形態に係る各光路長と同一である。このため、本実施形態に係る表示装置10は、発光素子3からの青色光および緑色光の取り出し効率を向上させつつ、赤色発光素子3Rの総膜厚を低減できる。
なお、本実施形態に係る赤色発光素子3Rおよび緑色発光素子3Gにおいては、前実施形態にて説明した方法と同一の方法によって、青色発光層45Bおよび青色発光層63Bにおいて正孔と電子との再結合が生じることを低減するように構成されてもよい。これにより、赤色発光素子3Rおよび緑色発光素子3Gにおいては、青色光が生じることを低減でき、混色を低減できる。また、本実施形態に係る青色発光層45Bおよび青色発光層63Bは、赤色発光素子3Rおよび緑色発光素子3Gの各発光層への電子の注入効率を向上させるために、電子輸送性を有する材料を含んでもよい。
本実施形態に係る表示装置10は、前実施形態に係る表示装置9の製造方法のうち、ステップS26およびステップS55を除いて同一の方法により製造してもよい。本実施形態に係るステップS26は、青色発光層45Bを複数のサブ画素に共通して形成する点のみ、前実施形態に係るステップS26と同一の方法により実行されてもよい。本実施形態に係るステップS55は、青色発光層63Bを複数のサブ画素に共通して形成する点のみ、前実施形態に係るステップS55と同一の方法により実行されてもよい。
本実施形態に係る表示装置10の製造方法においては、青色発光層45Bおよび青色発光層63Bをパターニングする工程が不要あるいは簡素となる。したがって、本実施形態に係る表示装置10は製造工程を簡素化でき、製造時のタクトタイムを短縮する。
〔実施形態6〕
<共通化した青色発光層の変形例>
図14は、本実施形態に係る表示装置11の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置11は、前実施形態の表示装置10と比較して、緑色発光素子3Gにおける青色発光層45Bおよび青色発光層63Bの位置を除き同一の構成を備える。特に、本実施形態に係る緑色発光素子3Gは赤色発光層45Rと緑色電子ブロック層44Gとの間に青色発光層45Bを備え、正孔輸送層61と緑色電子ブロック層62Gとの間に青色発光層63Bを備える。
<共通化した青色発光層の変形例>
図14は、本実施形態に係る表示装置11の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置11は、前実施形態の表示装置10と比較して、緑色発光素子3Gにおける青色発光層45Bおよび青色発光層63Bの位置を除き同一の構成を備える。特に、本実施形態に係る緑色発光素子3Gは赤色発光層45Rと緑色電子ブロック層44Gとの間に青色発光層45Bを備え、正孔輸送層61と緑色電子ブロック層62Gとの間に青色発光層63Bを備える。
本実施形態においても、前実施形態に係る青色発光層45Bと青色発光層63Bとのそれぞれと同じく、青色発光層45Bと青色発光層63Bとのそれぞれは共通層である。なお、本実施形態において、赤色発光素子3Rの青色発光層45Bと緑色発光素子3Gの青色発光層45Bとは何れも赤色発光層45R上に形成されている。このため、赤色発光素子3Rの青色発光層45Bと緑色発光素子3Gの青色発光層45Bとは連続した層であってもよい。
換言すれば、緑色発光素子3Gは、アノード41Gと緑色発光層45Gとの間に、青色発光層45Bと同一の材料を含む第4補助層として青色発光層45Bを含む。また、緑色発光素子3Gは、電荷発生層5Gと緑色発光層63Gとの間に、青色発光層63Bと同一の材料を含む第5補助層として青色発光層63Bを含む。
前述の各実施形態と同じく、本実施形態に係る距離DRは距離DBよりも小さい。また、本実施形態に係る光路長LR1、光路長LR2、光路長LB1、光路長LB2、光路長LG1、および光路長LG2のそれぞれは、前実施形態に係る各光路長と同一である。このため、本実施形態に係る表示装置11は、発光素子3からの青色光および緑色光の取り出し効率を向上させつつ、赤色発光素子3Rの総膜厚を低減できる。
本実施形態に係る表示装置11は、前実施形態に係る表示装置10の製造方法のうち、ステップS2の各ステップの一部の順序、およびステップS5の各ステップの一部の順序を除いて同一の方法により製造してもよい。本実施形態に係る表示装置11の製造方法のうち、ステップS2およびステップS5について、図15および図16を参照して説明する。図15は、本実施形態に係るステップS2、換言すれば、第1積層体4B、第1積層体4R、および第1積層体4Gの形成方法について示すフローチャートである。図16は、本実施形態に係るステップS5、換言すれば、第2積層体6B、第2積層体6R、および第2積層体6Gの形成方法について示すフローチャートである。
表示装置11の製造方法におけるステップS2は、表示装置10の製造方法におけるステップS2と比較して、ステップS25およびステップS26をステップS23およびステップS24に先立って実行する点を除き同一である。換言すれば、表示装置11の製造方法におけるステップS2においては、青色電子ブロック層44Bと青色発光層45Bとの形成に次いで、緑色電子ブロック層44Gと緑色発光層45Gとの形成を実行する。
表示装置11の製造方法におけるステップS5は、表示装置10の製造方法におけるステップS5と比較して、ステップS54およびステップS55をステップS52およびステップS53に先立って実行する点を除き同一である。換言すれば、表示装置11の製造方法におけるステップS5においては、青色電子ブロック層62Bと青色発光層63Bとの形成に次いで、緑色電子ブロック層62Gと緑色発光層63Gとの形成を実行する。
本実施形態に係る表示装置11の製造方法においては、青色発光層45Bおよび青色発光層63Bをパターニングする工程が不要あるいは簡素となる。したがって、本実施形態に係る表示装置10は製造工程を簡素化でき、製造時のタクトタイムを短縮する。
また、上述した各光路長の関係から、緑色電子ブロック層44Gの膜厚は、前実施形態と比較して、青色発光層45Bの膜厚分だけ薄くなり、緑色電子ブロック層62Gの膜厚は、前実施形態と比較して、青色発光層63Bの膜厚分だけ薄くなる。したがって、本実施形態に係る表示装置11の製造方法においては、緑色電子ブロック層44Gおよび緑色電子ブロック層62Gのそれぞれの形成に必要な材料を低減することができる。特に、緑色電子ブロック層44Gおよび緑色電子ブロック層62Gのそれぞれの形成工程は、成膜した材料のパターニング工程を含んでもよい。この場合、本実施形態に係る表示装置11の製造方法においては、当該パターニング工程において消費される材料を効率よく低減できる。
〔実施形態7〕
<発光素子のさらなる膜厚低減の例>
図17は、本実施形態に係る表示装置12の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置12は、前述した表示装置1と比較して、青色電子ブロック層44B、緑色電子ブロック層44G、青色電子ブロック層62B、および緑色電子ブロック層62Gを備えない。また、本実施形態に係る青色発光素子3Bにおける光路長LB1は、青色発光層45Bの発する青色光の波長の4分の1倍であり、緑色発光素子3Gにおける光路長LG1は、緑色発光層45Gの発する緑色光の波長の4分の1倍である。加えて、本実施形態に係る青色発光素子3Bにおける光路長LB2は、青色発光層63Bの発する青色光の波長の4分の3倍となり、緑色発光素子3Gにおける光路長LG2は、緑色発光層63Gの発する緑色光の波長の4分の3倍となる。
<発光素子のさらなる膜厚低減の例>
図17は、本実施形態に係る表示装置12の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置12は、前述した表示装置1と比較して、青色電子ブロック層44B、緑色電子ブロック層44G、青色電子ブロック層62B、および緑色電子ブロック層62Gを備えない。また、本実施形態に係る青色発光素子3Bにおける光路長LB1は、青色発光層45Bの発する青色光の波長の4分の1倍であり、緑色発光素子3Gにおける光路長LG1は、緑色発光層45Gの発する緑色光の波長の4分の1倍である。加えて、本実施形態に係る青色発光素子3Bにおける光路長LB2は、青色発光層63Bの発する青色光の波長の4分の3倍となり、緑色発光素子3Gにおける光路長LG2は、緑色発光層63Gの発する緑色光の波長の4分の3倍となる。
また、本実施形態に係る表示装置12は、前述した表示装置1と比較して、赤色電子ブロック層62Rをさらに備える。このため、本実施形態に係る赤色発光素子3Rにおける光路長LR1は、赤色発光層63Rの発する赤色光の波長の4分の3倍となる。
本実施形態に係る表示装置12においては、前述した表示装置1と比較して正孔輸送層43の膜厚を薄くすることにより、上記の各光路長の調整してもよい。
以上を除き、本実施形態に係る表示装置12は、前述した表示装置1と同一の構成を備える。このため、本実施形態に係る表示装置12においても、第1積層体4Rが第1積層体4Bと比較して発光層を備えないため、距離DRは距離DBよりも小さい。したがって、本実施形態に係る表示装置12は、発光素子3からの青色光取り出し効率を向上させつつ、赤色発光素子3Rの総膜厚を低減できる。
本実施形態においても、青色発光素子3B、赤色発光素子3R、および緑色発光素子3Gにおいて上記式(1)が成立するため、表示装置1は各発光層からの光を発光素子3からより効率的に取り出せる。一方、本実施形態における光路長LB1、LB2、LG1、およびLG2のそれぞれは、実施形態1における光路長LB1、LB2、LG1、およびLG2のそれぞれよりも短い。このため、本実施形態に係る表示装置12は、表示装置1が備える発光素子3よりも、発光素子3の総膜厚を低減しつつ、各発光層からの光を発光素子3からより効率的に取り出せる。
本実施形態に係る表示装置12は、前述した表示装置1の製造方法の一部を変更した方法により製造されてもよい。特に、表示装置12の製造方法においては、ステップS22において正孔輸送層43をより薄く形成し、ステップS23、ステップS25、ステップS52およびステップS54の実行を省略する。また、表示装置12の製造方法においては、ステップS50とステップS51との間にステップS59を実行する。以上を除き、本実施形態に係る表示装置12は、前述した表示装置1の製造方法と同一の方法により製造されてもよい。
〔実施形態8〕
<緑色発光素子の薄膜化の変形例>
図18は、本実施形態に係る表示装置13の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置13は、前実施形態に係る表示装置12と比較して、緑色発光素子3Gの構成のみが異なる。特に、本実施形態に係る緑色発光素子3Gは、前実施形態に係る緑色発光素子3Gと比較して、緑色発光層45Gを備えず、また、緑色電子ブロック層62Gを備える。また、本実施形態に係る緑色発光素子3Gにおける光路長LG2は、緑色発光層63Gの発する緑色光の波長の4分の3倍である。
<緑色発光素子の薄膜化の変形例>
図18は、本実施形態に係る表示装置13の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置13は、前実施形態に係る表示装置12と比較して、緑色発光素子3Gの構成のみが異なる。特に、本実施形態に係る緑色発光素子3Gは、前実施形態に係る緑色発光素子3Gと比較して、緑色発光層45Gを備えず、また、緑色電子ブロック層62Gを備える。また、本実施形態に係る緑色発光素子3Gにおける光路長LG2は、緑色発光層63Gの発する緑色光の波長の4分の3倍である。
このため、本実施形態において、アノード41Rと赤色発光層63Rとの間の各層が、アノード41Gと緑色発光層63Gとの間の各層の材料と同一の材料を含む。特に、赤色発光素子3Rと緑色発光素子3Gとの間において、正孔注入層42から正孔輸送層61までの各層は連続した層であってもよい。
以上を除き、本実施形態に係る表示装置13は、前実施形態に係る表示装置12と同一の構成を備える。このため、本実施形態に係る表示装置13においても距離DRは距離DBよりも小さい。したがって、本実施形態に係る表示装置13は、発光素子3からの青色光の取り出し効率を向上させつつ、赤色発光素子3Rの総膜厚を低減できる。
本実施形態に係る表示装置13は、前実施形態に係る表示装置12の製造方法の一部を変更した方法により製造されてもよい。特に、表示装置13の製造方法においては、ステップS24の実行を省略し、ステップS52を実行する。以上を除き、本実施形態に係る表示装置13は、前実施形態に係る表示装置12の製造方法と同一の方法により製造されてもよい。
〔実施形態9〕
<緑色発光素子の薄膜化の他の変形例>
図19は、本実施形態に係る表示装置14の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置14は、前述の表示装置12と比較して、緑色発光素子3Gが緑色発光層63Gを備えていない点のみ構成が異なる。本実施形態に係る青色発光素子3Bと緑色発光素子3Gとの間において、正孔ブロック層64、電子輸送層65、およびカソード66のそれぞれは連続した層であってもよい。
<緑色発光素子の薄膜化の他の変形例>
図19は、本実施形態に係る表示装置14の概略側断面図である。本実施形態に係る表示装置14は、前述の表示装置12と比較して、緑色発光素子3Gが緑色発光層63Gを備えていない点のみ構成が異なる。本実施形態に係る青色発光素子3Bと緑色発光素子3Gとの間において、正孔ブロック層64、電子輸送層65、およびカソード66のそれぞれは連続した層であってもよい。
本実施形態に係る表示装置14においても距離DRは距離DBよりも小さい。したがって、本実施形態に係る表示装置14は、発光素子3からの青色光の取り出し効率を向上させつつ、赤色発光素子3Rの総膜厚を低減できる。さらに、本実施形態に係る表示装置14は、前述の表示装置12と比較して緑色発光層63Gを備えていないため、緑色発光素子3Gの総膜厚をさらに低減できる。
本実施形態に係る表示装置14は、前述の表示装置12の製造方法の一部を変更した方法により製造されてもよい。特に、表示装置14の製造方法においては、ステップS53の実行を省略する。以上を除き、本実施形態に係る表示装置14は、前述の表示装置12の製造方法と同一の方法により製造されてもよい。
なお、表示装置の他の変形例として、本開示における表示装置は、第1層4Rにのみ赤色発光層45Rを含む赤色発光素子3Rと、第2層6Gにのみ緑色発光層63Gを含む緑色発光素子3Gと、を備えていてもよい。この場合、赤色発光素子3Rにおける光路長LR2は、赤色発光層45Rの発する赤色光の波長の4分の1倍であってもよい。また、緑色発光素子3Gにおける光路長LG2は、緑色発光層63Gの発する緑色光の波長の4分の3倍であってもよい。
本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。例えば、表示装置8は、表示装置7の緑色発光素子3Gと同じく、発光層として緑色発光層63Gのみを備えていてもよい。この場合、表示装置8の緑色発光素子3Gは、緑色発光層45Gに加え緑色電子ブロック層44Gを備えていなくともよい。
1、7-14 表示装置
2 基板
3 発光素子
3B 青色発光素子
3R 赤色発光素子
3G 緑色発光素子
41B アノード(第1光反射電極)
41R アノード(第2光反射電極)
41G アノード(第3光反射電極)
45B 青色発光層(第1青色発光層、第3補助層、第4補助層、第6補助層)
45R 赤色発光層(第2赤色発光層、第2補助層、第4補助層)
45G 緑色発光層(第1緑色発光層)
5B 電荷発生層(第1電荷発生層)
5R 電荷発生層(第2電荷発生層)
5G 電荷発生層(第3電荷発生層)
63B 青色発光層(第2青色発光層、第1補助層、第5補助層、第7補助層)
63R 赤色発光層(第1赤色発光層)
63G 緑色発光層(第2緑色発光層)
66 カソード(透明電極)
2 基板
3 発光素子
3B 青色発光素子
3R 赤色発光素子
3G 緑色発光素子
41B アノード(第1光反射電極)
41R アノード(第2光反射電極)
41G アノード(第3光反射電極)
45B 青色発光層(第1青色発光層、第3補助層、第4補助層、第6補助層)
45R 赤色発光層(第2赤色発光層、第2補助層、第4補助層)
45G 緑色発光層(第1緑色発光層)
5B 電荷発生層(第1電荷発生層)
5R 電荷発生層(第2電荷発生層)
5G 電荷発生層(第3電荷発生層)
63B 青色発光層(第2青色発光層、第1補助層、第5補助層、第7補助層)
63R 赤色発光層(第1赤色発光層)
63G 緑色発光層(第2緑色発光層)
66 カソード(透明電極)
Claims (20)
- 基板と、前記基板上の青色発光素子および赤色発光素子と、を備え、
前記青色発光素子は、前記基板の側から順に、第1光反射電極、第1青色発光層、第1電荷発生層、第2青色発光層、および透明電極を含み、
前記赤色発光素子は、前記基板の側から順に、第2光反射電極、第2電荷発生層、第1赤色発光層、および前記透明電極を含み、
前記第2光反射電極と前記第2電荷発生層との間の距離が、前記第1光反射電極と前記第1電荷発生層との間の距離よりも小さい表示装置。 - 前記透明電極が光半反射電極である請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1光反射電極の前記透明電極の側の表面から、前記第1青色発光層の何れかの部分までを伝搬する光の光路長は、前記第1青色発光層が発する光の波長の4分の3倍であり、
前記第1光反射電極の前記透明電極の側の表面から、前記第2青色発光層の何れかの部分までを伝搬する光の光路長は、前記第2青色発光層が発する光の波長の4分の5倍である請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記第2光反射電極の前記透明電極の側の表面から、前記第1赤色発光層の何れかの部分までを伝搬する光の光路長は、前記第1赤色発光層が発する光の波長の4分の3倍である請求項1から3のいずれか1項に記載の表示装置。
- 前記赤色発光素子が、前記第1赤色発光層と前記透明電極との間に、前記第2青色発光層と同一の材料を含む第1補助層を含む請求項1から4の何れか1項に記載の表示装置。
- 前記赤色発光素子が前記第2光反射電極と前記第2電荷発生層との間の第2赤色発光層を含む請求項1から5の何れか1項に記載の表示装置。
- 前記第2光反射電極の前記透明電極の側の表面から、前記第2赤色発光層の何れかの部分までを伝搬する光の光路長は、前記第2赤色発光層が発する光の波長の4分の1倍である請求項6に記載の表示装置。
- 前記青色発光素子が、前記第1光反射電極と前記第1青色発光層との間に、前記第2赤色発光層と同一の材料を含む第2補助層を含む請求項6または7に記載の表示装置。
- 前記赤色発光素子が、前記第2赤色発光層と前記第2電荷発生層との間に、前記第1青色発光層と同一の材料を含む第3補助層を含む請求項6から8の何れか1項に記載の表示装置。
- 前記基板上の緑色発光素子を備え、
前記緑色発光素子は、前記基板の側から順に、第3光反射電極、第3電荷発生層、第2緑色発光層、および前記透明電極を含み、
前記第3光反射電極と前記第3電荷発生層との間の距離が、前記第1光反射電極と前記第1電荷発生層との間の距離よりも小さい請求項1から9の何れか1項に記載の表示装置。 - 前記第3光反射電極の前記透明電極の側の表面から、前記第2緑色発光層の何れかの部分までを伝搬する光の光路長は、前記第2緑色発光層が発する光の波長の4分の3倍である請求項10に記載の表示装置。
- 前記第2光反射電極と第1赤色発光層との間の各層が、前記第3光反射電極と第2緑色発光層との間の各層の材料と同一の材料を含む請求項10または11に記載の表示装置。
- 前記基板上の緑色発光素子を備え、
前記緑色発光素子は、前記基板の側から順に、第3光反射電極、第1緑色発光層、第3電荷発生層、第2緑色発光層、および前記透明電極を含む請求項1から5の何れか1項に記載の表示装置。 - 前記基板上の緑色発光素子を備え、
前記緑色発光素子は、前記基板の側から順に、第3光反射電極、第1緑色発光層、第3電荷発生層、第2緑色発光層、および前記透明電極を含む請求項6から9の何れか1項に記載の表示装置。 - 前記緑色発光素子が、前記第3光反射電極と前記第1緑色発光層との間に、前記第2赤色発光層および前記第1青色発光層の少なくとも一方と同一の材料を含む第4補助層を含む請求項14に記載の表示装置。
- 前記緑色発光素子が、前記第3電荷発生層と前記第2緑色発光層との間に、前記第2青色発光層と同一の材料を含む第5補助層を含む請求項13から15の何れか1項に記載の表示装置。
- 前記緑色発光素子が、前記第1緑色発光層と前記第3電荷発生層との間に、前記第1青色発光層と同一の材料を含む第6補助層を含む請求項13から16の何れか1項に記載の表示装置。
- 前記緑色発光素子が、前記第2緑色発光層と前記透明電極との間に、前記第2青色発光層と同一の材料を含む第7補助層を含む請求項13から16の何れか1項に記載の表示装置。
- 前記第3光反射電極の前記透明電極の側の表面から、前記第1緑色発光層の何れかの部分までを伝搬する光の光路長は、前記第1緑色発光層が発する光の波長の4分の3倍であり、
前記第3光反射電極の前記透明電極の側の表面から、前記第2緑色発光層の何れかの部分までを伝搬する光の光路長は、前記第2緑色発光層が発する光の波長の4分の5倍である請求項13から18の何れか1項に記載の表示装置。 - 基板上に複数の発光素子を備えた表示装置の製造方法であって、
前記基板上への第1光反射電極と第2光反射電極との形成と、
少なくとも前記第1光反射電極の上方への第1青色発光層の形成と、
前記第1青色発光層の上方への第1電荷発生層の形成と、
前記第2光反射電極の上方、かつ、前記第2光反射電極との間の距離が、前記第1光反射電極と前記第1電荷発生層との間の距離よりも小さい位置への第2電荷発生層の形成と、
少なくとも前記第1電荷発生層の上方への第2青色発光層の形成と、
前記第2電荷発生層の上方への、第1赤色発光層の形成と、
前記第2青色発光層および前記第1赤色発光層の上方への透明電極の形成と、を含む表示装置の製造方法。
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2024
- 2024-04-16 WO PCT/JP2024/015086 patent/WO2025220102A1/ja active Pending
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