CN102907172A - 发光元件、图像显示装置和照明装置 - Google Patents

发光元件、图像显示装置和照明装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102907172A
CN102907172A CN2010800669260A CN201080066926A CN102907172A CN 102907172 A CN102907172 A CN 102907172A CN 2010800669260 A CN2010800669260 A CN 2010800669260A CN 201080066926 A CN201080066926 A CN 201080066926A CN 102907172 A CN102907172 A CN 102907172A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
emitting component
section
layer
shape
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010800669260A
Other languages
English (en)
Inventor
近藤邦夫
迫勘治朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Publication of CN102907172A publication Critical patent/CN102907172A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/17Passive-matrix OLED displays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

本发明提供一种发光元件等,其是在基板(11)面上依次层叠阳极层(12)、电介质层(13)和阴极层(14),具有至少贯穿电介质层(13)并从阳极层(12)到达阴极层(14)的多个贯穿部(16)、和覆盖贯穿部(16)的内表面的至少两电极间的发光部(17),贯穿部(16)在阳极层(12)面上的形状的周长比内含该形状的最小圆的周长长,并且,该形状的最大宽度为0.01μm~5μm的发光元件(10),由此难以产生在发光部的电荷集中,能够有效地利用发光面的面积,由于向外部取出光的效率高的孔穴形状,辉度和发光效率高。

Description

发光元件、图像显示装置和照明装置
技术领域
本发明涉及在例如图像显示装置、照明装置中使用的发光元件等。
背景技术
近年来,利用场致发光现象的器件重要性不断增强。作为这种器件,以层状形成发光材料、在该发光层上设置由阳极和阴极构成的一对电极、并外加电压从而发光的场致发光元件等发光元件受到关注。这种场致发光元件,通过在阳极和阴极之间外加电压,从阳极和阴极分别注入空穴和电子,注入来的电子和空穴在发光层结合,并利用结合时产生的能量进行发光。即场致发光元件是利用下述现象的器件:该结合产生的能量使发光层的发光材料被激发,在从激发状态再次返回到基态时产生光。
在将该场致发光元件等的发光元件作为图像显示装置使用时,由于发光材料本身发光,所以具有作为图像显示装置的响应速度快,视场角大的特征。进而,在场致发光元件的构造上,具有容易使图像显示装置薄型化的优点。此外,在作为发光材料使用例如有机物质的有机场致发光元件的情况,具有以下特征:容易通过选择有机物质而发出颜色纯度高的光,因此可以使颜色再现区域变广。
进而,场致发光元件等的发光元件还可以发白色的光,是面发光,因而还提出了将该场致发光元件组装到照明装置中使用的用途。
作为这样发光元件的结构,例如专利文献1已经提出了以下孔穴发光场致发光器件:具有插在空穴电极注入层和电子注入电极层之间的电介质层,在至少贯穿电介质层和电极层中的一个而形成的、具有空穴注入电极区域、电子注入电极区域和电介质区域的贯穿部(孔穴)的内部表面上涂布了场致发光涂布材料。
现有技术文献
专利文献1:日本特表2003-522371号公报
发明内容
专利文献1中作为孔穴的形状例示了圆柱状和立方状的形状等,在该发光元件的基板面上的截面形状是比圆或最小内含圆的周长短的多边形。在制作出孔穴的部位发光的孔穴发光场致发光器件中,上述孔穴形状不能说有效地使用了发光面的面积。另外,由于在孔穴内部容易产生电荷集中,因此在流通大的电流、增大发光强度方面也存在极限。此外,不能够将在场致发光涂覆材料内部产生的光高效地取出到外部,存在发光效率低的问题。
鉴于上述课题,本发明的目的是提供一种发光元件,其难以产生在发光部的电荷集中,能够有效地利用发光面的面积,通过向外部取出光的效率高的孔穴形状,辉度和发光效率高。
另外,另一目的是利用上述发光元件,提供具有高的发光效率的图像显示装置或照明装置。
为了解决上述课题,本发明包括以下方案。
(1)、一种发光元件,在基材表面上依次层叠有第1电极层、电介质层和第2电极层,具有:从第1电极层开始、至少贯穿所述电介质层而到达第2电极层的多个贯穿部、和覆盖在所述贯穿部的内表面的至少所述两电极层间的发光部,所述贯穿部在所述第1电极层面上的形状的周长比内含该形状的最小圆的周长长,并且,该形状的最大宽度为0.01μm~5μm。
(2)、根据上述(1)所述的发光元件,所述贯穿部还贯穿了所述第1电极层。
(3)、根据上述(1)或(2)所述的发光元件,所述贯穿部还贯穿了所述第2电极层。
(4)、根据上述(1)~(3)的任一项所述的发光元件,在所述第1电极层面上的形状的周长为0.5μm~25μm。
(5)、根据上述(1)~(4)的任一项所述的发光元件,在所述第1电极层面上的形状的周长为内含该形状的最小圆的周长的1.15倍~2倍。
(6)、根据上述(1)~(5)的任一项所述的发光元件,所述贯穿部在基材表面每1mm2形成有103个~108个。
(7)、根据上述(1)~(6)的任一项所述的发光元件,在所述基材表面的单位面积上存在的所述贯穿部的周长合计为1μm/μm2以上。
(8)、根据上述(1)~(7)的任一项所述的发光元件,在所述第1电极层面上的形状为凹多边形。
(9)、根据上述(1)~(7)的任一项所述的发光元件,在所述第1电极层面上的形状为顶点部进行了倒角的凹多边形。
(10)、根据上述(8)或(9)所述的发光元件,所述凹多边形具有8个以上的顶点。
(11)、根据上述(8)~(10)的任一项所述的发光元件,所述凹多边形的边长相同。
(12)、根据上述(1)~(11)的任一项所述的发光元件,在所述第1电极层面上的形状为具有分形结构的形状。
(13)、根据上述(1)~(12)的任一项所述的发光元件,所述发光部具有至少包含发光体的发光层,所述发光体由有机化合物形成。
(14)、根据上述(13)所述的发光元件,所述有机化合物为有机金属配合物。
(15)、一种图像显示装置,具有上述(1)~(14)的任一项所述的发光元件。
(16)、一种照明装置,具有上述(1)~(14)的任一项所述的发光元件。
根据本发明,能够提供难以产生在发光部的电荷集中、能够有效地利用发光面的面积、辉度和发光效率高的发光元件,和使用该发光元件的图像显示装置以及照明装置。
附图说明
图1是说明本实施方式所使用的发光元件的一例的局部截面图。
图2是说明本实施方式所使用的发光元件的贯穿部的形状及其排列的图。
图3(a)~(b)是说明本实施方式的发光元件的贯穿部形状的图。
图4(a)~(d)是表示本实施方式的发光元件的贯穿部的另一形状和该形状的制作方法的图。
图5(a)~(b)是说明本实施方式的发光元件的贯穿部的又一形状的图。
图6(a)~(c)是说明以两种方法将凹十边形进行倒角的情况的图。
图7(a)~(d)是说明发光部形状的另一方式的图。
图8(a)~(f)是对本发明的发光元件的贯穿部的各种方式进行说明的图。
图9(a)~(f)是对本实施方式所使用的发光元件的制造方法进行说明的图。
图10是说明具有本实施方式的发光元件的图像显示装置的一例的图。
图11是说明具有本实施方式的发光元件的照明装置的一例的图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式详细地说明。
图1是说明采用本实施方式的发光元件的一例的局部截面图。
图1示出的发光元件10采用了以下结构:在基板11上,依次层叠了用于注入空穴的作为第1电极层的阳极层12、绝缘性的电介质层13、用于注入电子的作为第2电极层的阴极层14。另外,具有贯穿阳极层12、电介质层13、阴极层14而形成的贯穿部16,并且具有覆盖贯穿部16的内表面而形成的、通过外加电压来发光的发光部17。该发光部17不填埋贯穿部16的整体而在贯穿部16的内表面形成为层状,从而形成凹部18。
基板11是成为形成阳极层12、电介质层13、阴极层14、发光部17的支持体的基材。基板11使用满足发光元件10所要求的机械强度的材料。
作为基板11的材料,在从发光元件10的基板11侧取出光的情况下,必需对发射光透明。若为可见光,具体而言,可列举出钠玻璃、无碱玻璃等的玻璃;丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、尼龙树脂等的透明树脂等。
在不必需从发光元件10的基板11侧取出光的情况下,基板11的材料也可以是对发射光不透明的材料。具体而言,基板11的材料除了上述材料以外,可列举出由铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钨(W)、钛(Ti)、钽(Ta)、或者铌(Nb)的单质、或它们的合金、或不锈钢等构成的材料。
基板11的厚度,满足所需的机械强度即可。通常为0.1mm~10mm,优选为0.25mm~2mm。
阳极层12,在其与阴极层14之间外加电压,就会向发光部17注入空穴。作为阳极层12所使用的材料,是具有导电性的材料即可,虽不特别限定,但优选在-5℃~80℃的温度范围面电阻为1000Ω以下,更优选为100Ω以下。并且优选相对碱性水溶液,电阻没有明显变化。
作为满足这种条件的材料,可以列举出例如金属氧化物、金属、合金。其中,作为金属氧化物,可以列举出例如,ITO(氧化铟锡)、IZO(铟-锌氧化物)。此外,作为金属,可以列举出不锈钢、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钨(W)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)、含有这些金属的合金等。作为用于形成透明电极的透明材料,可以列举出例如,氧化铟、氧化锌、氧化锡、由作为它们的复合体的ITO(氧化铟锡)、IZO(铟-锌氧化物)等构成的导电性玻璃(NESA等)、金、铂、银、铜。它们之中优选ITO、IZO、氧化锡。另外,也可以使用由聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物等的有机物构成的透明导电膜。另外,从容易进行向发光部17注入空穴的观点来看,也可以在阳极层12的与发光部17接触的表面上,设置由酞菁衍生物、聚噻吩衍生物等的导电性高分子、Mo氧化物、无定形碳、氟化碳、聚胺化合物等构成的1nm~200nm的层、或者由金属氧化物、金属氟化物、有机绝缘材料等构成的平均膜厚10nm以下的层。
在想要从发光元件10的基板11侧取出光的情况下,阳极层12优选具有高的光透射率,因此优选厚度为2nm~300nm。另外,在不需要从发光元件10的基板11侧取出光的情况下,可以以例如2nm~2mm的厚度形成阳极层12。
再者,阳极层12也可以使用与基板11相同的材质。该情况下,阳极层12和基板11成为一体。
电介质层13是形成于阳极层12和阴极层14之间,以规定间隔将阳极层12和阴极层14分离并绝缘,并且,用于对发光部17外加电压的层。因此,电介质层13优选高电阻率材料,更优选电阻率为108Ω·cm以上,进一步优选电阻率为1012Ω·cm以上。作为具体的材料,可列举出氮化硅、氮化硼、氮化铝等的金属氮化物;氧化硅、氧化铝等的金属氧化物,此外还能够使用聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚对二甲苯等的高分子化合物。
另外,只要电介质层13保持电绝缘性,也可以由两层以上构成。具体而言,也可以在由绝缘体构成的层上追加层叠由绝缘体构成的层、由导电体构成的层、在绝缘体中分散有导电体的层、在绝缘体中分散有绝缘体的层、由半导体构成的层、等等。具体而言,可列举出氮化硅、氮化硼、氮化铝等的金属氮化物;氧化硅、氧化铝、氧化铟、氧化锌、氧化锡、作为它们的复合体的ITO(氧化铟锡)、IZO(铟-锌氧化物)等的金属氧化物;不锈钢、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钨(W)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)等的金属;导电性聚合物、有机EL发光材料等的有机导电性材料;将石墨、氧化铝、氮化硼、碳纳米管、粉末金刚石、粉末硅等分散于树脂等的绝缘体的材料。
为了抑制发光元件10整体的厚度,电介质层13的厚度优选不超过1μm。此外,阳极层12和阴极层14的间隔近能够使用于发光的必要电压较低,因此从该观点来看,也更加优选电介质层14较薄。但如果过薄,则有可能相对用于驱动有机场致发光元件10的电压,绝缘耐力不充分。这里的绝缘耐力,在没有形成发光部17的状态下,优选在阳极层12和阴极层14之间流动的电流的电流密度为0.1mA/cm2以下,更优选为0.01mA/cm2以下。此外,由于相对于发光元件10的驱动电压,优选耐受超过2V的电压,例如,在驱动电压为5V时,在没有形成发光部17的状态下在阳极层12和阴极层14之间外加约7V的电压时满足上述电流密度即可。作为满足此条件的电介质层13的厚度,适合以优选10nm~500nm、更优选50nm~200nm制作。
阴极层14,向其与阳极层12之间外加电压,向发光部17注入电子。作为阴极层14所使用的材料,只要具有与阳极层12同样的导电性即可,没有特殊限定,但优选功函数低,并且化学稳定的。功函数,考虑到化学稳定性,优选为-2.9eV以下。具体可以列举出Al、MgAg合金、AlLi、AlCa等Al和碱金属的合金等的材料。阴极层14的厚度优选是10nm~1μm,更优选是50nm~500nm。
此外,出于降低电子从阴极层14注入发光部17的注入势垒,提高电子的注入效率的目的,还可以与阴极层14相邻地设置图中未示出的阴极缓冲层。阴极缓冲层比阴极层14的功函数低是必要的,优选使用金属材料。可以使用例如,选自碱金属(Na、K、Rb、Cs)、碱土金属(Sr、Ba、Ca、Mg)、稀土金属(Pr、Sm、Eu、Yb)、或这些金属的氟化物、氯化物、氧化物中的1种或2种以上的混合物。阴极缓冲层的厚度优选是0.05nm~50nm,更优选0.1nm~20nm,进而优选0.5nm~10nm。
贯穿部16在其内表面具有发光部17,至少贯穿电介质层13并从阳极层12到达阴极层14。本实施方式中,贯穿作为第1电极层的阳极层12、电介质层13、作为第2电极层的阴极层14而形成。通过这样设置贯穿部16,从发光部17发出的光在贯穿部16、阳极层12、电介质层13等的内部传播,能够在基板11侧和阴极层14侧的两方向上取出。这里,由于贯穿部16贯穿阳极层12、电介质层13、阴极层14而形成,所以即使在作为第1电极层的阳极层12和作为第2电极层的阴极层14由不透明材料形成时,也可以取出光。
图2是说明本实施方式所使用的发光元件10的贯穿部16的形状及其排列的图。这里,图2是从与作为第1电极层的阳极层12面垂直的方向观察发光元件10的图。
在图2中贯穿部16详情后述,采用凹八边形的形状。并且,该贯穿部16以相邻的各列分别成为锯齿状的方式排列。并且,考虑内含该凹八边形的最小圆21(最小内含圆),将该相邻的最小圆21的中心彼此连接起来的各线段以构成正三角形的方式排列。这里,如果以该正三角形的一边长度为节距(P),以相邻的最小圆21的外缘部的距离为间隔(s),则与最小圆21的半径(r)之间,p=s+2r的关系成立。再者,在本实施方式中,所谓“最小内含圆”,是指在内侧包含贯穿部16采用的整个形状的圆之中最小的圆。
这里,在贯穿部16为该最小圆21的形状的情况下,由图1可知,发光部17沿着该圆形形状的内缘部形成为圆形。因此,发光主要在该最小圆21的内缘部以圆形产生。并且,如果减小最小圆21的直径(2r)和作为各自间隔的间隔(s),则单位面积的贯穿部16的数目相应地增加,因此能够增大发光强度。但是,从发光元件10的制造上的问题来看,在将贯穿部16形成为最小圆21的形状的情况下,过分地减小直径(2r)和隔离(s)是困难的。
因此,本实施方式中,贯穿部16的、从与作为第1电极层的阳极层12的面垂直的方向观察的形状的周长,比内含该形状的最小圆21的周长长,贯穿部16的、在阳极层12的面上的形状的最大宽度为0.01μm~5μm。上述周长优选为0.5μm~25μm。或者,上述贯穿部16的、在阳极层12的面上的形状的周长,优选设为内含该形状的最小圆的周长的1.15倍~2倍。此外,上述贯穿部16优选形成为基板11的面每1mm2有103个~108个。如果调整为这样的范围,则容易制造,可以更加增大发光强度。
图3(a)~(b)是说明本实施方式的发光元件10的贯穿部16形状的图。
图3(a)~(b)示出的贯穿部16是从发光元件10的光取出方向观察时的形状。这里,图3(a)示出的贯穿部16的情况,是与图2中示出的贯穿部16同样的形状。该贯穿部16的阳极层12面上的形状是作为凹多边形形状之一的凹八边形。另外,构成该凹八边形的边长大致相同。并且,作为该边长的合计的周长,比内含凹八边形的最小圆21的周长(即,圆周的长度)长。
另外,图3(b)示出的贯穿部16的情况,贯穿部16的形状是作为凹多边形之一的凹十边形,成为所谓的星形形状。并且,在该凹十边形的凸部的顶点处的顶角为36°。另外,构成该凹十边形的边长也大致相同。并且,作为该边长的合计的周长,比内含凹十边形的最小圆21的周长长。
再者,在本实施方式中,所谓“凹多边形”,是指具有一个以上的180度以上的内角的多边形。在作为贯穿部16的形状采用凹多边形形状的情况,该凹多边形形状优选具有8个以上的顶点。通过具有8个以上的顶点,凹多边形的周长变得容易比内含凹多边形的最小圆21的周长长。
通过如图3(a)~(b)那样形成贯穿部16,与将贯穿部16的形状单纯地形成为圆形形状的情况相比,贯穿部16内的发光面积增大。因此在发光元件10流通一定电流时,在单位发光面积流动的电流量与圆形形状相比减少。因此,能够降低贯穿部16内的电流密度。如果电流密度降低,则能够提高作为相对电流的发光效率的电流发光效率,并且还能够降低对发光元件10外加的电压。其结果,即使不过度地减小间隔(s)(参照图2)也能够增大发光强度,能够有效地利用发光面的面积。另外,由于贯穿部16内的发光面积增大,将由发光部17产生的热散热的效率也上升。因此,变得容易实现发光元件10的长寿命化。此外,通过将贯穿部16的形状设为凹多边形形状,能够将从发光部产生的光效率良好地向外部取出,能够更加提高发光效率。
另外,通过将边长设为大致相同,能够更加抑制向特定部分的电荷集中。再者,这里所谓边长大致相同,并不意味着严格意义上为相同长度,意味着为大致相同长度即可。
另外,本实施方式中,为了将贯穿部16的、从与作为第1电极层的阳极层12的面垂直的方向观察的形状的周长、和内含该形状的最小圆21的周长进行比较,可以使用“边缘密度”这一指标。
该边缘密度,表示在基材表面的单位面积上存在的贯穿部16的边缘的长度的合计、即单位面积的周长的合计。通过使边缘密度尽可能高(优选为1μm/μm2以上),最高辉度、发光效率都可以更高,并可抑制最高辉度时的电压为更低。
例如,在圆形状的贯穿部16以图2示出的方式排列时,该贯穿部16的排列的重复单元为正三角形,因此首先计算属于该正三角形内的部分的周长。贯穿部16为圆形形状时,属于该正三角形的一个角的部分的该圆的周长(即,圆周长)为圆的周长的1/6。并且,正三角形的角为3个,圆的半径为r,因此属于该正三角形内的圆形形状的周长为3×(1/6)×(圆周长)=πr。
由于一边的长度为p,所以该正三角形的面积为
Figure BDA00002439466000101
因此,作为单位面积的贯穿部16的边缘长度的边缘密度为
Figure BDA00002439466000102
这可以近似为7.26r/p2
用图3(a)~(b)示出的凹多边形计算该边缘密度。首先,在图3(a)示出的凹八边形的情况,在一边的长度为r的4/5、即4r/5时的凹八边形中,边缘密度为
Figure BDA00002439466000103
这可以近似为7.39r/p2
另外,在图3(b)示出的凹十边形的情况下,边缘密度成为
Figure BDA00002439466000104
这可以近似为8.39r/p2
从而,任一边缘密度都比7.26r/p2大,因此从贯穿部16的光取出侧观察的形状的周长,比内含该形状的最小圆21的周长长。
再者,在发光元件10的、从与作为第1电极层的阳极层12的面垂直的方向观察时的贯穿部16的形状不是凹多边形,而是使用凸多边形的情况下,贯穿部16的从与作为第1电极层的阳极层12的面垂直的方向观察的形状的周长不能够比内含该形状的最小圆21的周长长。
例如,作为凸多边形考虑正三角形,将内含该正三角形的最小圆21的半径设为r时的边缘密度为6r/p2。另外,作为凸多边形考虑正方形时的边缘密度为这可以近似为6.53r/p2。全都低于圆形形状时的7.26r/p2。如果增加凸多边形的边数,则边缘密度接近但不能超过内含该凸多边形的最小圆21的边缘密度。
图4(a)是说明本实施方式的发光元件10的贯穿部16的另一形状的图。
图4(a)示出的贯穿部16在阳极层12的面上的形状是具有分形结构的形状。
该形状是将构成正三角形的各边的3条线段分别进行科赫曲线变形时在途中出现的形状。
图4(b)~(d)示出了该形状的制作方法。首先,正三角形为起始形状(图4(b))。接着将构成正三角形的边的各3条线段三等分,进行以分割的两点为顶点的正三角形的作图(图4(c))。由此可以形成由12个边构成的形状。并且这12个边长度全部相同,该长度的合计为原来的正三角形的4/3倍。接着对这12个边全都再进行与图4(b)中进行的同样的操作(图4(d))。由此,可以形成由48个边构成的图4(a)示出的形状。并且,该48个边的长度全部相同,该长度的合计成为原来的正三角形的4/3×4/3倍=16/9倍。
这样制作出的形状,在本实施方式中,将作为原来形状的图4(b)的正三角形称为第1代,将图4(c)的形状称为第2代,将图4(d)(图4(a))的形状称为第3代。该各形状具有如果将该形状的各部分放大则与整体成为相同形状的自相似性。
这里,对于图4(c)的形状,如果计算内含该形状的最小圆21的半径为r时的边缘密度,则为8r/p2,超过作为该最小圆21的边缘密度的7.26r/p2
另外,对于图4(a)(图4(d))的形状,如果计算内含该形状的最小圆21的半径为r时的边缘密度,则为32r/(3p2)。这可以近似为10.67r/p2,可以更加增大边缘密度。
再者,具有图4(b)~(d)示出的分形结构的形状,以正三角形为起始形状,示出了其第2代~第3代的形状,但不限于此。例如,也可以以正方形、正五边形、正六边形等为起始形状。另外,对于作为贯穿部16的从与作为第1电极层的阳极层12的面垂直的方向观察的形状,其优选的代,从贯穿部16制作的难易性观点来看,优选能够在第2代~第4代制作的形状。
再者,从抑制向贯穿部16内部的特定部分集中电荷的观点来看,优选如上述那样的各边长度相等的凹多边形、具有分形结构的形状,但不限于这些。
图5(a)~(b)是说明本实施方式的发光元件10的贯穿部16的又一形状的图。
图5(a)示出的贯穿部16的形状为凹多边形,但各边长度并不大致相同,采用各种长度。即使是这样的形状,也能够使形状的周长比内含该形状的最小圆21的周长长。
另外,在上述例子中,各形状由多条线段形成,但不限于此,也可以由曲线构成。
图5(b)示出的贯穿部16的形状是表示该情况的一例的形状,贯穿部16的形状由不规则曲线构成。并且,形状的周长比内含该形状的最小圆21的周长长。
再者,至此详述的贯穿部16的形状,特别是在顶点部有可能产生电荷集中。为了防止该情况,可以考虑例如,使贯穿部16在阳极层12的面上的形状形成为顶点部进行了倒角的凹多边形。
图6(a)~(c)是说明以两种方法将凹十边形进行倒角的情况的图。
首先,图6(b)是将图6(a)所示的凹十边形的各顶点进行R倒角的情况。通过该倒角各顶点平滑地变圆为圆弧状。另外,图6(c)是将图6(a)所示的凹十边形的各顶点进行C倒角的情况。由该倒角各顶点变圆为直线状。任一情况下都可以将顶点部形成为比进行倒角前平滑的形状,因此可抑制在该部分的电荷集中。再者,在图6(b)~(c)示出的例子中,对于全部顶点部进行了倒角,但特别优选对于各顶点部之中的凸部进行。即,由于在凸部成为锐角,因此容易引起电荷集中,通过进行该部分的倒角,可以更加有效地抑制电荷集中。
发光部17,以覆盖贯穿部16的内表面的至少阳极层12和阴极层14的两电极层之间的方式设置。本实施方式中,将通过外加电压来发光的发光材料,如上所述与贯穿部16的内表面的至少跨越上述两电极层之间的面接触来设置。由此在贯穿部16的内表面形成发光部17使得形成凹部18。发光部17中的发光机构可列举出例如,从阳极层12注入来的空穴和从阴极层14注入来的电子(空穴)再结合而产生发光的机构。
作为发光部17的材料,可以使用有机材料和无机材料的任一种。有机化合物可以使用低分子化合物和高分子化合物中的任一种,可以列举出例如,大森裕在应用物理(日本)、第70卷、第12号、第1419-1425页(2001年)中记载的发光性低分子化合物和发光性高分子化合物等。
但本实施方式中优选涂布性优异的材料。即本实施方式中的发光元件的构造是:为了使发光部17在贯穿部16内部稳定地发光,优选发光部17与贯穿部16的内表面均匀接触,形成膜厚均等的膜,即提高覆盖性。如果使用涂布性优异的材料,就能够抑制从贯穿部16射出的光的辉度差别等。
此外,为了在贯穿部16内均匀形成发光部17,优选以涂布法进行。即,通过涂布法容易使含有发光材料的溶液填埋到贯穿部16,所以即使是具有凹凸的面,也可以提高覆盖性而成膜。涂布法中出于提高涂布性的目的,主要优选使用重均分子量1,000~2,000,000的有机高分子材料。此外,还可以为了提高涂布性而添加流平剂、脱泡剂等涂布性提高添加剂,或电荷捕捉能力小的粘合剂树脂。
具体而言,作为涂布性优异的材料,可以列举出例如,日本特开2007-86639号公报所列举出的具有规定结构的、分子量1500以上6000以下的芳胺化合物、日本特开2000-034476号公报所列举出的规定的高分子荧光体等。
这里,在涂布性优异的材料中,从使发光元件10的制造步骤简化方面考虑,优选发光性高分子化合物,从发光效率高方面考虑,优选磷光发光性化合物。因此,特别优选磷光发光性高分子化合物。再者,还可以将多种材料彼此混合,或在不破坏涂布性的限度内添加低分子发光材料(例如,分子量1000以下)。此时的低分子发光材料的添加量优选30质量%以下。
此外,发光性高分子化合物还可以分类成共轭发光性高分子化合物、和非共轭发光性高分子化合物,其中优选非共轭发光性高分子化合物。
基于上述理由,作为本实施方式中使用的发光材料,特别优选磷光发光性非共轭高分子化合物(既是磷光发光性高分子、也是非共轭发光性高分子化合物的发光材料)。
本发明的发光元件10中的发光部17优选至少含有磷光发光性高分子(磷光发光材料),所述磷光发光性高分子在一个分子内具有发磷光的磷光发光性单元和传输载流子的载流子传输性单元。磷光发光性高分子是通过将具有聚合性取代基的磷光发光性化合物、具有聚合性取代基的载流子传输性化合物共聚而得到的。磷光发光性化合物优选是含有选自铱(Ir)、铂(Pt)和金(Au)中的一种金属元素的金属配合物,其中优选铱配合物。作为磷光发光性高分子,可列举例如日本特开2003-342325所记载的化合物等。
本实施方式中的发光元件10的发光部17优选含有前述的磷光发光性化合物,但也可以出于辅助发光部17的载流子传输性的目的而含有空穴传输性化合物、电子传输性化合物。作为出于这些目的使用的空穴传输性化合物,可以列举出例如,TPD(N,N’-二甲基-N,N’-(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺)、α-NPD(4,4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯)、m-MTDATA(4,4’,4”-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯基胺)等的低分子三苯基胺衍生物。进而可以列举出在聚乙烯基咔唑、三苯基胺衍生物中导入聚合性官能基的高分子化物;日本特开平8-157575号公报中公开的三苯基胺骨架的高分子化合物;聚对苯乙烯撑、聚二烷基芴等。此外,作为电子传输性化合物,可以列举出例如,Alq3(三(羟基喹啉)铝)等的羟基喹啉衍生物金属配合物、
Figure BDA00002439466000141
二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、三嗪衍生物、三芳基硼烷衍生物等低分子材料。进而还可以列举出在上述低分子电子传输性化合物中导入了聚合性官能基的高分子化化合物,例如日本特开平10-1665号公报中公开的聚PBD等已知的电子传输性化合物。
以上详述的发光元件不限于图1示出的发光元件10(通过使发光部17与贯穿部16接触而设置发光材料,从而形成凹部18,并且凹部18的底部以位于与贯穿部16的底部接近的部位的方式形成)。
图7(a)~(d)是说明发光部17形状的另一方式的图。
图7(a)示出的发光元件10a中,凹部18的深度浅,凹部18的底部,以位于与贯穿部16的底部相比更接近顶部的部位的方式形成。另外,图7(b)示出的发光元件10b,不形成凹部18,由发光部17填充贯穿部16的全部,发光部17的上表面与阴极层14的上表面一致。此外,图7(c)示出的发光元件10c,不形成凹部18,由发光部17填充贯穿部16的全部,并且将其上表面形成为凸形状。此外,图7(d)示出的发光元件10d中,虽然形成有凹部18,但凹部18的深度浅,凹部18的底部以位于与贯穿部16的底部相比更接近顶部的部位的方式形成,并且发光部17不仅在贯穿部16的内部还在阴极层14的上表面展开而形成。
在图7(a)~(d)示出的发光元件10a、10b、10c、10d中,由发光部17发出的光在发光部17内部传播,与上述发光元件10同样能够从基板11侧和阴极层14侧的两方取出。
图1和图7(a)~(d)中进行说明的发光部17的形状可以根据例如阳极层12和阴极层14的截面结构来选择。
例如,如图1中说明的发光元件10那样,在以基板11一侧为下侧,以基板11的相反侧为上侧时,阴极层14被贯穿部16贯穿,在上部开放的形状的情况下,优选形成凹部18。另外,在采取发光部17被阴极层14覆盖的结构的情况下,形成了发光部17后,形成阴极层。因此,在较小地形成凹部18或者不形成时,形成阴极层14时的覆盖性提高,因此优选。
另外,在图1和图7中说明的发光元件10、10a、10b、10c、10d,虽然贯穿部16贯穿阳极层12、电介质层13、阴极层14而形成,但不限于此。为了使发光部17发光,至少使电介质层13被贯穿部16贯穿就足够,其他的层可以贯穿也可以不贯穿。
图8(a)~(f)是对于本发明的发光元件的贯穿部16的各种方式进行说明的图。
图8(a)示出的发光元件10e,是贯穿部16贯穿电介质层13但不贯穿阳极层12、阴极层14的情况。发光元件10e中,形成发光部17的发光材料填埋该贯穿部16而形成。因此阴极层14在电介质层13和该贯穿部16的上表面形成为平面状。
另外,图8(b)示出的发光元件10f,是贯穿部16贯穿电介质层13但不贯穿阳极层12、阴极层14而形成的,这与发光元件10e是同样的。但是形成发光部17的发光材料不仅填埋贯穿部16,还在电介质层13的上表面延伸展开,形成延伸部17a。因此阴极层14在该贯穿部16和延伸部17a的上表面形成为平面状。
此外,图8(c)示出的发光元件10g,是贯穿部16贯穿阳极层12和电介质层13但不贯穿阴极层14的情况。并且,在发光元件10g的情况下,与发光元件10e同样,形成发光部17的发光材料以填埋该贯穿部16的方式形成,阴极层14在电介质层13和该贯穿部16的上表面形成为平面状。
另外,图8(d)示出的发光元件10h,是相对于发光元件10g,由与发光元件10f同样的发光材料形成延伸部17a的情况。
另外,图8(e)示出的发光元件10i,贯穿部16贯穿阳极层12和电介质层13但不贯穿阴极层14,这与发光元件10g是同样的。但是,在还具有通过贯穿部16穿基板11而形成的穿孔部16a这点上不同。通过形成该穿孔部16a,由发光部17射出的光容易侵入到基板11内。因此产生向外部的光取出效率提高的效果。
另外,图8(f)示出的发光元件10j是相对于发光元件10i、由发光材料形成延伸部17a的情况。
在以上的发光元件10e、10f、10g、10h、10i、10j中,在贯穿部16不贯穿阳极层12或阴极层14的情况下,在想要在该方向上取出光时,阳极层12、阴极层14相对于从发光部17发出的光的波长区域的光透明是必要的。
再者,以上详述的发光元件10、10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h、10i、10j中,在以基板11侧为下侧时,例示出将阳极层12形成于下侧,以夹持电介质层13并对向的形式将阴极层14形成于上侧的情况进行了说明,但不限于此,也可以是将阳极层12和阴极层14调换了的结构。即,在以基板11侧为下侧时,将阴极层14形成于下侧,以夹持电介质层13并对向的形式将阳极层12形成于上侧的方式。
接着,对于本发明的发光元件的制造方法,举出在图1中进行说明的发光元件10的情况为例进行说明。
图9(a)~(f)是对于本实施方式所使用的发光元件10的制造方法进行说明的图。以在基板11上依次层叠阳极层12、电介质层13、阴极层14的形式形成(图9(a))。要形成这些层,可以使用电阻加热蒸镀法、电子束蒸镀法、溅射法、离子镀法、CVD法等。此外,在可以采用涂布成膜方法、即将目标材料以溶解在溶剂中的状态涂布在基板上并干燥的方法时,可以使用旋转涂布法、浸渍涂布法、喷墨涂布法、印刷法、喷雾法、点胶法等方法来形成膜。再者,在想要设置阴极缓冲层的情况下也可以采用同样的方法形成。
此外,通过在形成阳极层12后对阳极层12进行表面处理,可以改善被覆层的性能(与阳极层12的附着性、表面平滑性、空穴注入势垒的降低化等)。要进行表面处理,有以高频等离子体处理为代表的溅射处理、电晕处理、UV臭氧照射处理、紫外线照射处理、或氧等离子体处理等。
进而,通过代替进行阳极层12的表面处理的表面处理、或者除了进行表面处理还追加进行,形成图中未示出的阳极缓冲层,可以期待与表面处理同样的效果。并且,在使用湿式工艺涂布制作阳极缓冲层时,可以使用旋转涂布法、流延法、微凹版涂布法、凹版涂布法、棒涂法、辊涂法、绕线棒涂布法、浸渍涂布法、喷雾涂布法、丝网印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、喷墨印刷法等涂布法等来形成膜。
上述通过湿式工艺成膜时使用的化合物,只要是对阳极层12和发光部17所含的发光性化合物具有良好附着性的化合物即可,没有特殊限定。可以列举出例如,聚-3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)和聚苯乙烯磺酸的混合物、聚苯胺(PANI)和聚苯乙烯磺酸的混合物等的导电性聚合物。进而还可以向这些导电性聚合物中添加使用甲苯、异丙醇等有机溶剂。此外,还可以是含有表面活性剂等第三成分的导电性聚合物。作为表面活性剂,可以使用例如含有选自烷基、烷基芳基、氟烷基、烷基硅氧烷基、硫酸盐、磺酸盐、羧酸盐、酰胺、甜菜碱结构、和季铵盐基中的1种基团的表面活性剂,还可以使用氟化物基的非离子性表面活性剂。
此外,在使用干式工艺制作阳极缓冲层的情况中,可以使用日本特开2006-303412号公报中示出的等离子体处理等来成膜。此外还可以列举出将金属单质或金属氧化物、金属氮化物等成膜的方法,作为具体的成膜方法,可以使用电子束蒸镀法、溅射法、化学反应法、涂布法、真空蒸镀法等。
接着以贯穿由图9(a)的工序形成的各层的方式形成贯穿部16,但要形成贯穿部16,可以使用例如采用光刻的方法。进行这种方法时,首先在阴极层14上涂布抗蚀剂液,通过旋转涂布等除去多余的抗蚀剂液,形成抗蚀剂层71(图9(b))。
然后盖上用于形成贯穿部16的、描画出规定图案的掩模(图中未示出),通过紫外线(UV:Ultra Violet)、电子束(EB:Electron Beam)等进行曝光。该掩模的图案成为由具有与上述那样的贯穿部16的形状对应的形状的开口部规则排列而成的图案。其结果,在抗蚀剂层71上由贯穿部16的形状规则排列而成的规定图案72被曝光(图9(c))。
在此,如果进行等倍曝光(例如接触曝光或近接式曝光的情况),则可以形成与掩模等倍的贯穿部16图案,如果进行缩小曝光(例如使用步进式曝光的情况),则可以形成相对于掩模图案缩小了的贯穿部16图案。
另外,曝光时,通过在使曝光装置的焦点故意地挪开的状态下进行曝光,可以使投影到抗蚀剂层上的掩模的图像模糊。也可以通过这样处理进行贯穿部16的图案的倒角。即,例如本来使用形成有图6(a)的贯穿部16的图案的掩模,可以形成图6(b)或图6(c)的贯穿部16的图案。
接着,使用显影液除去抗蚀剂层71的曝光部分,就除去了图案72的部分的抗蚀剂层71(图9(d))。
接着,蚀刻除去露出的阴极层14的部分,以贯穿在图9(a)的工序中形成的各层的形式形成贯穿部16(图9(e))。蚀刻可以使用干式蚀刻和湿式蚀刻的任一种。此外,此时可以通过组合各向同性蚀刻和各向异性蚀刻,来控制贯穿部16的形状。作为干式蚀刻,可以利用反应性离子蚀刻(RIE:Reactive Ion Etching)、电感耦合等离子体蚀刻,此外作为湿式蚀刻,可以利用浸泡在稀盐酸或稀硫酸中的方法等。其结果,形成从光的取出侧观察的形状成为如上所述的规定形状的贯穿部16。
再者,在进行蚀刻时通过调节蚀刻的条件(处理时间、使用气体、压力、基板温度)可以选择贯穿部16贯穿的层。即,也可以剩下阳极层12,而贯穿电介质层13和阴极层14。另外,也可以在除去了阳极层12后再进行蚀刻,形成在图8(e)~(f)中进行说明的穿孔部16a。
另外,图9(b)~(d)的工序,可以采用纳米压印方法进行。
具体而言,在如图9(b)那样形成了抗蚀剂层71后,对描画有用于形成图案72的规定的凸图案的掩模施加压力,将其按压到抗蚀剂层71上。然后在该状态下,通过对抗蚀剂面照射热和/或光,使光致抗蚀剂固化。接着通过除去掩模,在光致抗蚀剂表面形成作为与凸图案对应的贯穿部16的图案的图案72。接着,通过进行上述蚀刻,可以形成贯穿部16。
接着,使用抗蚀剂除去液等来除去残留的抗蚀剂层71,形成发光部17,由此可以制造有机场致发光元件10(图9(f))。发光部17的形成采用上述涂布法。首先,涂布使构成发光部17的发光材料分散于有机溶剂或水等的规定溶剂的墨液。在进行涂布时,可以使用旋转涂布法、喷雾涂布法、浸渍涂布法、喷墨法、狭缝涂布法、点胶法、印刷等各种方法。在进行了涂布后,通过进行加热或抽真空使墨液干燥,发光材料就固定在了贯穿部16的内表面上,形成了发光部17。
此外,在这些一系列的工序后,优选安装用于使发光元件10可长期稳定使用,从外部保护发光元件10的保护层或保护盖(图中未示出)。作为保护层,可以使用高分子化合物、金属氧化物、金属氟化物、金属硼化物、氮化硅、氧化硅等硅化合物等。并且还可以使用它们的层叠体。此外,作为保护盖,可以使用玻璃板、表面进行了低透水率处理的塑料板、金属等。该保护盖优选采用用热固化性树脂、光固化性树脂将其与元件基板贴合、密闭的方法。此外,此时还优选使用垫片维持规定的空间,以防止发光元件10受伤。并且如果在该空间内封入氮气、氩气、氦气之类的惰性气体,则容易防止上侧的阴极层14氧化。特别是在使用氦气时,由于热传导性高,所以可以将外加电压时由发光元件10产生的热有效传导给保护盖,所以优选。进而通过在该空间内设置氧化钡等干燥剂,容易抑制在上述一系列的制造工序中吸附的水分给发光元件10带来损害。
再者,在进行在图8(a)~(f)中说明的发光元件10e、10f、10g、10h、10i、10j的制作时,在图9(a)的工序中,不形成阴极层14,而在图9(f)的工序之后形成阴极层14即可。
下面对具有上文中详细说明的发光元件的图像显示装置进行说明。
图10是说明使用本实施方式的发光元件的图像显示装置的一例的图。
图10所示的图像显示装置200是所谓“无源矩阵型”的图像显示装置,具有图像显示装置基板202、阳极配线204、阳极辅助配线206、阴极配线208、绝缘膜210、阴极隔壁212、发光元件214、封装板216、密封件218。
作为图像显示装置基板202,可以使用例如矩形的玻璃基板等透明基板。图像显示装置基板202的厚度不特别限定,可以使用例如0.1~1mm的厚度。
在图像显示装置基板202上形成了多个阳极配线204。阳极配线204隔开一定间隔平行配置。阳极配线204由透明导电膜构成,可以使用例如ITO(氧化铟锡)。此外,阳极配线204的厚度是例如,100nm~150nm。并且在各阳极配线204的端部上形成了阳极辅助配线206。阳极辅助配线206与阳极配线204电连接。通过采用这样的构造,阳极辅助配线206作为在图像显示装置基板202端部侧用于与外部配线连接的端子发挥功能,从而能够从设置在外部的图中未示出的驱动电路介由阳极辅助配线206向阳极配线204供给电流。阳极辅助配线206由例如厚度500nm~600nm的金属膜构成。
此外,在图像显示装置基板202上设置了多个阴极配线208。多个阴极配线208以彼此平行且与阳极配线204正交的方式配置。阴极配线208可以使用Al或Al合金。阴极配线208的厚度是例如100nm~150nm。此外,与相对阳极配线204设置的阳极辅助配线206同样,在阴极配线208的端部上设置有图中未示出的阴极辅助配线,与阴极配线208电连接。这样就可以使阴极配线208和阴极辅助配线之间通电。
在图像显示装置基板202上以覆盖阳极配线204的方式形成绝缘膜210。绝缘膜210上以使阳极配线204的一部分露出的方式设置有矩形的开口部220。多个开口部220以矩阵状设置在阳极配线204上。在该开口部220上如后述那样在阳极配线204和阴极配线208之间设置有发光元件214。即,各开口部220变为像素。因此与开口部220对应地形成显示区域。这里,绝缘膜210的膜厚是例如200nm~300nm,开口部220的大小是例如300μm×300μm。
在阳极配线204上与开口部220的位置对应的部位,形成有发光元件214。再者,在此发光元件214,由于阳极配线204代替了基板11,因此在阳极配线204上直接形成了阳极层12、电介质层13、阴极层14、发光部17(参照图1)。发光元件214,在开口部220中被阳极配线204和阴极配线208夹持。即,发光元件214的阳极层12与阳极配线204接触,阴极层14与阴极配线208接触。有机场致发光元件214的厚度是例如150nm~200nm。
在绝缘膜210上,多个阴极隔壁212沿着垂直阳极配线204的方向形成。阴极隔壁212发挥使多个阴极配线208在空间上分离开的作用,以使阴极配线208的配线之间不导通。因此在相邻的阴极隔壁212之间分别设置阴极配线208。作为阴极隔壁212的大小,例如,可以采用高度为2μm~3μm、宽度为10μm的大小。
图像显示装置基板202是借助封装板216与密封件218贴合而成的。由此可以使设置有发光元件214的空间密封,防止发光元件214由于空气中的水分而劣化。作为封装板216,可以使用例如厚度为0.7mm~1.1mm的玻璃基板。
这种结构的图像显示装置200,可以通过图中未示出的驱动装置,介由阳极辅助配线206、图中未示出的阴极辅助配线向发光元件214供给电流,使发光部17发光,并从贯穿部16射出光。并且可以通过控制装置来控制与上述像素对应的发光元件214的发光、不发光,使图像显示装置200显示图像。
下面对使用发光元件10的照明装置进行说明。
图11是说明具有本实施方式中的发光元件的照明装置的一例的图。
图11所示的照明装置300由以下部分构成:上述发光元件10,与发光元件10的基板11(参照图1)相邻设置的、且与阳极层12(参照图1)连接的端子302,与基板11(参照图1)相邻设置的、且与发光元件10的阴极层14(参照图1)连接的端子303,以及,将端子302和端子303连接起来的、用于驱动发光元件10的点灯电路301。
点灯电路301在内部具有图中未示出的直流电源和图中未示出的控制电路,通过端子302和端子303向发光元件10的阳极层12和阴极层14之间供给电流。并且驱动发光元件10,使发光部17(图1参照)发光,从贯穿部16射出光,作为照明光使用。发光部17既可以由发出白光的发光材料构成,也可以将使用可射出绿光(G)、蓝光(B)、红光(R)的发光材料而成的发光元件10分别设置多个,使它们的合成光为白色。再者,本实施方式的照明装置300,在使贯穿部16(参照图1)的直径和间隔缩小、进行发光时,人眼看起来如同面发光。
实施例
(实施例1)
[发光材料溶液的调制]
依据WO2010-16512号公报所记载的方法合成了下述磷光发光性高分子化合物(A)。高分子化合物(A)的重均分子量为52,000,各重复单元的摩尔比为k:m:n=6:42:52。
Figure BDA00002439466000221
使该磷光发光性高分子化合物(A)3重量份溶解于97重量份的甲苯中,调制出发光材料溶液(以下,也称为“溶液A”)。
[发光元件的制作]
作为发光元件,采用以下方法制作图1所示的有机发光元件10。
具体而言,首先在石英玻璃制的玻璃基板(25mm见方、厚度1mm)上,使用溅射装置(キヤノンアネルバ株式会社制E-401s)形成150nm的ITO(氧化铟锡)膜、200nm的二氧化硅(SiO2)层、100nm的铝(Al)层。这里的玻璃基板对应于基板11。并且,ITO膜对应于阳极层12,二氧化硅层对应于电介质层13,铝层对应于阴极层14。
接着通过旋转涂布法将光致抗蚀剂(AZエレクトロニツクマテリアルズ株式会社制AZ1500)形成约1μm的膜。接着以石英(板厚3mm)为基材,制作与图2所示地配置了图3(b)所示形状的贯穿部16而成的图案对应的掩模A,使用步进曝光装置(株式会社ニコン制、型号NSR-1505i6),以1/5的缩小比例进行曝光。接着,通过TMAH(四甲基氢氧化铵:(CH3)4NOH)1.2%液显影,从而将抗蚀剂层图案化。并且其后,在130℃下加热10分钟(后烘处理)。
接着通过使用反应性离子蚀刻装置(サムコ株式会社制RIE-200iP)进行干式蚀刻,依次加工各层。此时各层的蚀刻条件如下。
作为铝层和ITO膜的蚀刻条件,反应气体使用Cl2和SiCl4的混合气体,在压力1Pa、输出Bias/ICP=200/100(W)下反应8分钟。
作为二氧化硅(SiO2)层的蚀刻条件,反应气体使用CHF3,在压力0.3Pa、输出Bias/ICP=50/100(W)下反应18分钟。
通过以上的干式蚀刻处理,形成了贯穿作为阴极层14的铝层、作为电介质层13的二氧化硅层、和作为阳极层12的ITO膜的贯穿部16。然后通过抗蚀剂除去液除去抗蚀剂残渣。
使用AFM(キ一エンス制、型号VN8010)观察该贯穿部16的形状,结果是图3(b)所示的形状。
接着通过对玻璃基板喷吹纯水来洗净,使用旋转干燥装置来干燥。
接着通过旋转涂布法(转速:3000rpm)涂布溶液A,接着在氮气气氛下120℃下放置1小时进行干燥,从而形成发光部17。
通过以上工序就制作出了有机发光元件10。
(实施例2)
将贯穿部16的形状图案变更为图3(a)所示的凹八边形形状,除此以外与实施例1同样地进行有机发光元件10的制作。
(实施例3)
将贯穿部16的形状图案变更为图4(a)所示的分形结构形状,除此以外与实施例1同样地进行有机发光元件10的制作。
(实施例4)
将贯穿部16的形状图案变更为图4(a)所示的分形结构形状,并且将该形状的各顶点进行R倒角,除此以外与实施例1同样地进行有机发光元件10的制作。R倒角可以通过调节步进曝光装置的焦点加深仅5mm(也就是对于光致蚀刻剂表面在深处聚焦)来进行。
(比较例1)
将贯穿部16的形状图案变更为圆形形状,除此以外与实施例1同样地进行有机发光元件的制作。
(实施例5)
作为有机发光元件,采用以下方法制作出图8(b)所示的有机发光元件10f。
具体而言,首先在石英玻璃制的玻璃基板(25mm见方、厚度1mm)上,使用溅射装置(キヤノンアネルバ株式会社制E-401s)形成150nm的ITO(氧化铟锡)膜,200nm的二氧化硅(SiO2)层。这里的玻璃基板对应于基板11。并且,ITO膜对应于阳极层12,二氧化硅层对应于电介质层13。
接着通过旋转涂布法将光致抗蚀剂(AZエレクトロニツクマテリアルズ株式会社制AZ1500)形成为约1μm的膜。接着以石英(板厚3mm)为基材,制作与图2那样配置图3(b)所示的凹十边形形状的贯穿部16而成的图案对应的掩模A,使用步进曝光装置(株式会社ニコン制、型号NSR-1505i6),以1/5的缩小比例进行曝光。接着,通过TMAH(四甲基氢氧化铵:(CH3)4NH4OH)1.2%液显影,从而将抗蚀剂层图案化。并且其后,在130℃下加热10分钟(后烘处理)。
接着通过使用反应性离子蚀刻装置(サムコ株式会社制RIE-200iP)进行干式蚀刻,加工二氧化硅(SiO2)层。
此时作为二氧化硅层的蚀刻条件,反应气体使用CHF3,在压力0.3Pa、输出Bias/ICP=50/100(W)下反应18分钟。
通过以上的干式蚀刻处理,形成了贯穿作为电介质层13的二氧化硅层的贯穿部16。然后通过抗蚀剂除去液除去抗蚀剂残渣。
使用AFM(キ一エンス制、型号VN8010)观察该贯穿部16的形状,结果为图3(b)所示的凹十边形形状。
接着通过对玻璃基板喷吹纯水来洗净,使用旋转干燥装置来干燥。
接着通过旋转涂布法(转速:3000rpm)涂布溶液A,接着在氮气气氛下120℃下放置1小时进行干燥,从而形成发光部17。
然后使用溅射装置(キヤノンアネルバ株式会社制E-401s),作为阴极层14形成150nm的铝(Al)层。
通过以上工序就制作出了有机发光元件10f。
(比较例2)
将贯穿部16的形状图案变更为圆形形状,除此以外,与实施例5同样地进行有机发光元件的制作。
(实施例6)
作为有机发光元件,通过相对于实施例5,将图8(d)所示的有机发光元件10h变更以下方面来制作。
通过使用反应性离子蚀刻装置(サムコ株式会社制RIE-200iP)进行干式蚀刻,加工二氧化硅(SiO2)层,其后再通过使用该装置蚀刻ITO膜来进行加工。
作为ITO膜的蚀刻条件,反应气体使用Cl2和SiCl4的混合气体,在压力1Pa、输出Bias/ICP=200/100(W)下反应8分钟。
通过该干式蚀刻处理,形成了贯穿作为电介质层13的二氧化硅层、作为阳极层12的ITO膜的贯穿部16。
然后其他工序可以通过与实施例5同样地进行来制作有机发光元件10h。
(比较例3)
将贯穿部16的形状图案变更为圆形形状,除此以外,与实施例6同样地进行有机发光元件的制作。
(实施例7)
作为有机发光元件,通过相对于实施例6,将图8(f)所示的有机发光元件10j变更以下方面来制作。
通过使用反应性离子蚀刻装置(サムコ株式会社制RIE-200iP)进行干式蚀刻,加工二氧化硅(SiO2)层和ITO膜,其后再通过使用该装置以150nm的深度蚀刻玻璃基板11来进行加工。
作为玻璃基板11的蚀刻条件,反应气体使用CHF3的混合气体,在压力0.3Pa、输出Bias/ICP=50/100(W)下反应18分钟。
通过该干式蚀刻处理,形成了贯穿作为电介质层13的二氧化硅层、作为阳极层12的ITO膜的贯穿部16,并且在作为基板11的玻璃基板上形成了穿孔部16a。
然后其他工序与实施例6同样地进行,从而制作有机发光元件10j。
(比较例4)
将贯穿部16的形状图案变更为圆形形状,除此以外,与实施例7同样地进行有机发光元件的制作。
(实施例8)
作为有机发光元件,通过相对于实施例6,将图8(d)所示的有机发光元件10h变更以下方面来制作。
使用溅射装置(キヤノンアネルバ株式会社制E-401s),作为阳极层12,取代ITO而形成150nm的钛(Ti)层。再者,形成贯穿部16时的蚀刻条件可以在与ITO膜同样的条件下进行。
(比较例5)
将贯穿部16的形状图案变更为圆形形状,除此以外,与实施例8同样地进行有机发光元件的制作。
[评价方法]
通过测定如上所述地制作出的各有机发光元件的贯穿部16的周长和辉度来进行评价。
(周长的测定)
以观察贯穿部16的形状得到的AFM(キ一エンス制、型号VN8010)的图像为基础进行周长的测定。即,可以通过用卷尺顺着贯穿部16的图像外周,计算出其长度来进行贯穿部16的周长的测定。
(辉度的测定)
如果对有机发光元件逐渐地外加电压,则辉度与电压上升相应地进行变高,在辉度到达了最高值后,有机发光元件会烧坏,由此辉度降低。测定该辉度,以辉度的最高值作为最高辉度。
具体而言,通过直流电源(ケ一スレ一インスツルメンツ株式会社制、型号SM2400)对各有机发光元件外加电压。外加的电压从2V开始,阶段性地0.1V地、0.1V地上升。此时在各阶段进行1秒的电压保持,其间进行电流的测定和采用辉度计(株式会社トプコン制、型号BM-9)的辉度的测定。由此可以得到辉度相对于电压和电流的绘图。然后以该绘图中的辉度的最大值作为最高辉度。
将评价结果示于以下表1。再者,对在图2中说明的半径(r)、节距(p)、间隔(s)的结果也一并进行表示。
表1
(实施例9)
如表2所示地变更图2中说明的半径(r)、节距(p)、间隔(s),此外与实施例2同样地进行有机发光元件的制作。
(比较例6)
如表2所示地变更半径(r)、节距(p)、间隔(s),此外与比较例1同样地进行有机发光元件的制作。
(实施例10)
如表2所示地变更半径(r)、节距(p)、间隔(s),此外与实施例5同样地进行有机发光元件的制作。
(比较例7)
如表2所示地变更半径(r)、节距(p)、间隔(s),此外与比较例2同样地进行有机发光元件的制作。
(实施例11)
将贯穿部16配置成格子状,此外与实施例6同样地进行有机发光元件的制作。
(比较例8)
将贯穿部16配置成格子状,此外与比较例3同样地进行有机发光元件的制作。
(实施例12)
将贯穿部16配置成格子状,此外与实施例7同样地进行有机发光元件的制作。
(比较例9)
将贯穿部16的形状设为正方形,并将贯穿部16配置成格子状,此外与比较例4同样地进行有机发光元件的制作。
(比较例10)
将贯穿部16的形状设为正六边形,并将贯穿部16配置成格子状,此外与比较例4同样地进行有机发光元件的制作。
表2
Figure BDA00002439466000291
附图标记说明
10...发光元件、11...基板、12...阳极层、13...电介质层、14...阴极层、16...贯穿部、17...发光部、18...凹部、21...最小圆、200...图像显示装置、300...照明装置

Claims (16)

1.一种发光元件,在基材表面上依次层叠有第1电极层、电介质层和第2电极层,
具有:
从第1电极层开始、至少贯穿所述电介质层而到达第2电极层的多个贯穿部、和
覆盖在所述贯穿部的内表面的至少所述两电极层间的发光部,
所述贯穿部在所述第1电极层面上的形状的周长比内含该形状的最小圆的周长长,
并且,该形状的最大宽度为0.01μm~5μm。
2.根据权利要求1所述的发光元件,所述贯穿部还贯穿了所述第1电极层。
3.根据权利要求1或2所述的发光元件,所述贯穿部还贯穿了所述第2电极层。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的发光元件,在所述第1电极层面上的形状的周长为0.5μm~25μm。
5.根据权利要求1~4的任一项所述的发光元件,在所述第1电极层面上的形状的周长为内含该形状的最小圆的周长的1.15倍~2倍。
6.根据权利要求1~5的任一项所述的发光元件,所述贯穿部在基材表面每1mm2形成有103个~108个。
7.根据权利要求1~6的任一项所述的发光元件,在所述基材表面的单位面积上存在的所述贯穿部的周长合计为1μm/μm2以上。
8.根据权利要求1~7的任一项所述的发光元件,在所述第1电极层面上的形状为凹多边形。
9.根据权利要求1~7的任一项所述的发光元件,在所述第1电极层面上的形状为顶点部进行了倒角的凹多边形。
10.根据权利要求8或9所述的发光元件,所述凹多边形具有8个以上的顶点。
11.根据权利要求8~10的任一项所述的发光元件,所述凹多边形的边长相同。
12.根据权利要求1~11的任一项所述的发光元件,在所述第1电极层面上的形状为具有分形结构的形状。
13.根据权利要求1~12的任一项所述的发光元件,所述发光部具有至少包含发光体的发光层,所述发光体由有机化合物形成。
14.根据权利要求13所述的发光元件,所述有机化合物为有机金属配合物。
15.一种图像显示装置,具有权利要求1~14的任一项所述的发光元件。
16.一种照明装置,具有权利要求1~14的任一项所述的发光元件。
CN2010800669260A 2010-05-26 2010-05-26 发光元件、图像显示装置和照明装置 Pending CN102907172A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/058933 WO2011148478A1 (ja) 2010-05-26 2010-05-26 発光素子、画像表示装置および照明装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102907172A true CN102907172A (zh) 2013-01-30

Family

ID=45003486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800669260A Pending CN102907172A (zh) 2010-05-26 2010-05-26 发光元件、图像显示装置和照明装置

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2579681A1 (zh)
JP (1) JPWO2011148478A1 (zh)
KR (1) KR20130017088A (zh)
CN (1) CN102907172A (zh)
WO (1) WO2011148478A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014069396A1 (ja) * 2012-10-30 2014-05-08 昭和電工株式会社 有機発光素子および有機発光素子の製造方法
WO2019216196A1 (ja) * 2018-05-08 2019-11-14 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 表示装置及び表示装置の製造方法、並びに、電子機器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000173777A (ja) * 1998-12-09 2000-06-23 Futaba Corp 有機el素子
US6593687B1 (en) * 1999-07-20 2003-07-15 Sri International Cavity-emission electroluminescent device and method for forming the device
JP2004133032A (ja) * 2002-10-08 2004-04-30 Seiko Epson Corp 微細構造物の製造方法、光学素子、集積回路および電子機器
JP2006010883A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタおよびその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3482719B2 (ja) 1994-12-07 2004-01-06 凸版印刷株式会社 キャリア輸送性重合体
JPH101665A (ja) 1996-06-18 1998-01-06 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 電界発光素子
JP3817957B2 (ja) 1998-05-12 2006-09-06 住友化学株式会社 有機蛍光材料および有機エレクトロルミネッセンス素子
JP4574936B2 (ja) 2001-08-31 2010-11-04 日本放送協会 燐光発光性化合物及び燐光発光性組成物
JP5165193B2 (ja) 2004-08-27 2013-03-21 昭和電工株式会社 有機発光素子及びその製造方法
JP4696815B2 (ja) 2005-09-26 2011-06-08 富士ゼロックス株式会社 定着装置及び画像形成装置
TW201014444A (en) 2008-08-06 2010-04-01 Showa Denko Kk Organic electroluminescent device, display device, and lighting device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000173777A (ja) * 1998-12-09 2000-06-23 Futaba Corp 有機el素子
US6593687B1 (en) * 1999-07-20 2003-07-15 Sri International Cavity-emission electroluminescent device and method for forming the device
JP2004133032A (ja) * 2002-10-08 2004-04-30 Seiko Epson Corp 微細構造物の製造方法、光学素子、集積回路および電子機器
JP2006010883A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2011148478A1 (ja) 2013-07-25
KR20130017088A (ko) 2013-02-19
WO2011148478A1 (ja) 2011-12-01
EP2579681A1 (en) 2013-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8735875B2 (en) Light emitting element, method for manufacturing light emitting element, image display device, and illuminating device
TWI355862B (en) Methods for producing full-color organic electrolu
CN102227953B (zh) 发光装置及其制造方法
CN100487947C (zh) 发光元件以及发光器件
TW201125429A (en) Organic electroluminescence device
KR101184782B1 (ko) 전극의 표면 처리 방법 및 전극 및 유기 전계 발광 소자의 제조 방법
CN103891402A (zh) 有机电致发光显示面板及其制造方法
EP2613611A1 (en) Electroluminescent element, display device and lighting device
EP2725877A1 (en) Organic light emitting element and method for manufacturing organic light emitting element
CN103918351A (zh) 发光装置和发光装置的制造方法
KR20090013822A (ko) 표시 장치 및 그의 제조 방법
JP2006155978A (ja) 有機el装置の製造方法、および電子機器
WO2010067861A1 (ja) 有機電界発光素子、表示装置および照明装置
CN102907172A (zh) 发光元件、图像显示装置和照明装置
JP4727455B2 (ja) 表示素子
WO2010061898A1 (ja) 有機電界発光素子、表示装置および照明装置
JP2009205985A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法
CN103493121A (zh) 有机发光元件、有机发光元件的制造方法、显示装置和照明装置
US20110227107A1 (en) Light-emitting element, image display device and illuminating device
JP2007173545A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法
CN103946999A (zh) 有机发光元件和有机发光元件的制造方法
CN103081150A (zh) El元件、el元件的制造方法、显示装置以及照明装置
CN103621178A (zh) 有机发光元件、有机发光元件的制造方法、显示装置和照明装置
JP5314395B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
KR100718151B1 (ko) 유기 el 소자 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130130