JP2012231174A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】陽極と、陽極上に設けられた正孔発生層と、正孔発生層上に設けられた発光層と、発光層上に設けられた陰極と、を有する第1及び第2の発光素子を有する発光装置であって、第1の発光素子と、第2の発光素子は、発光色が同じであり、正孔発生層は、金属酸化物と有機化合物とが混在し、正孔発生層は第1の発光素子と第2の発光素子で膜厚が異なる発光装置。
【選択図】図1
Description
作製方法に関する。
いたディスプレイは、液晶層を有するディスプレイと比較して、広視野角、高速応答、低
消費電力、等の優れた点を有しており、さらなる開発が進められている。
題であり、その向上が求められている。
した異なる膜厚とする構造が提案されている(特許文献1参照)。
ことを課題とする。
ことを特徴とする。
、順に第1の層、第2の層、第3の層を有し、第1の層は正孔を発生する層であり、第2
の層は各発光色の発光層を含む層であり、第3の層は電子を発生する層であり、第1の層
の膜厚は、発光層を含む層ごとに異なっている発光素子であって、当該発光素子を複数有
する発光装置である。
1の電極と、第2の電極との間に、順に第1の層、第2の層、第3の層を有し、第1の層
は正孔を発生する層であり、第2の層は各発光色の発光層を含む層であり、第3の層は電
子を発生する層であり、第1の層の膜厚は、発光層からの光と、発光層からの光が、第1
の電極で反射した反射光とが強め合うことができるように、発光色ごとに異なっているこ
とを特徴とする発光素子であって、当該発光素子を複数有する発光装置である。
であることを特徴とする。
する発光装置を提供することができる。
、異ならせることを特徴とする。カラーフィルター等には、カラーフィルターと色変換層
とを重ねて用いる場合も含まれる。
及び第2の電極と、第1の電極と、第2の電極との間に、順に設けられた第1の層、第2
の層、第3の層とを有し、第1の層乃至第3の層のいずれかは、有機材料と、金属酸化物
とを有し、有機材料と金属酸化物とを有する層の膜厚は、光学特性ごとに異なっているこ
とを特徴とする発光装置である。
電極と、第1の電極と、第2の電極との間に、順に設けられた第1の層、第2の層、第3
の層と、第1の電極側(発光側)近くに設けられた光学特性の異なる複数種のカラーフィ
ルターとを有し、第1の電極は透光性を有し、第1の層は正孔を発生する層であり、第2
の層は発光層を含む層であり、第3の層は電子を発生する層であり、第1の層は、有機材
料と、金属酸化物とを有し、第1の層の膜厚は、光学特性ごとに異なっていることを特徴
とする発光装置である。
に示すような光学特性を有するカラーフィルターである。またカラーフィルターと色変換
層とを重ねて用いる場合も、赤(R)、緑(G)、青(B)に示すような光学特性を有す
ることができる。これら複数種のカラーフィルター等を有して、表示装置に設けられるカ
ラーフィルター等としての機能を奏する。そのため、光学特性ごとに発光素子の膜厚を異
ならせるとは、各カラーフィルター等に応じた領域の発光素子の膜厚を異ならせることで
あり、以下カラーフィルター毎に発光素子の膜厚を異ならせるとも表記する。
ム酸化物である。また金属酸化物の代わりに、上記金属の窒化物、又は酸化窒化物であっ
てもよい。
により、光の取り出し効率の低下を防止することができる。その結果、光の取り出し効率
を最大とすることができる。このとき、電子と正孔が再結合する層(つまり発光層)から
反射電極との間となる層の膜厚を、各発光色で異ならせるとよい。
在した層とすると、所定の電流を得るために印加する電圧(駆動電圧とも表記する)が高
くならず好ましい。その結果、発光装置の低消費電力化を図ることができる。
等ごとで異ならせることを特徴とする。このとき、電子と正孔が再結合する層(つまり発
光層)と、反射電極との間にある層の膜厚を、各カラーフィルターで異ならせるとよい。
その結果、光の取り出し効率の低下を防止することができる。
した層とすると、駆動電圧が高くならず好ましく、低消費電力化を図ることができる。
様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形
態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施
の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するため
の全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り
返しの説明は省略する。
本実施の形態では、発光素子の構造について説明する。
を有し、第1電極101から順に、第1の層111、第2の層112、第3の層113が
積層されている。このような発光素子は、第2の電極102の電位よりも第1の電極10
1の電位が高くなるように電圧を印加すると、第1の層111から第2の層112へ正孔
が注入され、第3の層113から第2の層112へ電子が注入される。正孔と、電子とが
、第2の層112において再結合し、発光物質を励起状態にする。そして、励起状態の発
光物質は、基底状態に戻るときに発光する。
及び第2の電極を除く各層のいずれか一つの膜厚を異ならせることを特徴とする。その結
果、発光色毎に、各層のいずれかからの光と、当該光が第1の電極で反射した反射光とが
干渉することによる光の取り出し効率を高めることができる。
素子は、非透光性であって高反射性を有する第1の電極101、及び透光性を有する第2
の電極102を共有しており、それぞれ第1の層111R、111G、111B、第2の
層112R、112G、112B、第3の層113R、113G、113Bを有する。そ
して、第1の層111R、111G、111Bの厚さを発光色毎に異ならせる。
介して認識する場合とで光路が異なることによる、光の取り出し効率の低下を防止するこ
とができる。
て光の干渉効果が生じる。その結果、発光層と反射電極との光学距離、つまり屈折率×距
離が、発光波長の(2m−1)/4倍(mは任意の正の整数)、即ち、光学距離=1/4
、3/4、5/4・・・倍の時には、発光の外部取り出し効率が高くなる。一方、m/2
倍(mは任意の正の整数)即ち、1/2、1、3/2・・・倍の時には光の外部取り出し
効率が低くなってしまう。
率×距離が、発光波長の(2m−1)/4倍(mは任意の正の整数)となるように、第1
の層から第3の層の少なくとも一つ膜厚を各発光素子で異ならせる。
極との間の層の膜厚を異ならせるとよいが、電子と正孔が再結合する層から透光電極との
間の膜厚を異ならせてもよい。さらに両者の膜厚を異ならせても構わない。その結果、発
光を効率よく外部に取り出すことができる。
ならせる場合、同じ蒸着マスクをそのまま用いることができる。一方、特許文献1に記載
のように、電極の膜厚を異ならせるには、その分のフォトリソグラフィー法工程、エッチ
ング工程が必要と考えられ、工程数が増加してしまう。
防止することができる。
ている。これは、青色を呈する発光素子ではm=2とし、赤色を呈する発光素子及び緑色
を呈する発光素子ではm=1としたためである。青色を呈する発光素子において、m=1
とすると、非常に膜厚が薄くなってしまうが、m=2とすることによって厚膜化でき、生
産性を高めることができる。このように本発明は、各色でmの値を同一にする必要はなく
、mを選択することによって、発光素子の膜厚設計の幅を広げることもできる。
そこで本発明は、厚膜化する層に、有機化合物と、無機化合物である金属酸化物とが混在
した層を用いることを特徴とする。
た。しかし、以下の実施例でも示すように、本発明者らは、厚膜化する層に、有機化合物
と無機化合物である金属酸化物とを有する層を用いると、駆動電圧自体を低くでき、それ
を高くすることがないことを見出した。
短絡することを防止でき、量産性を高めることもでき、非常に好ましい。
ことを特徴とする。このとき、電子と正孔が再結合する層(発光層)から反射電極との間
となる層の膜厚を、各発光色で異ならせるとよい。さらに厚膜化する必要のある層には、
有機化合物と無機化合物である金属酸化物とが混在した層とすると、駆動電圧が高くなら
ず好ましい。
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる発光素子の構造について説明する。
すように、発光素子は、対向する第1の電極101、第2の電極102を有し、第1電極
101から順に、第1の層111、第2の層112、第3の層113、第4の層128が
積層されている。第4の層128は、第1の層111と同様の材料から形成することがで
きる。その他の構成は、上記実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
減することができる。
光の取り出し効率の低下を防止できる。また膜厚を異ならせる場合、第4の層128は、
モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物等の金属酸化物を用いるとよい。
またこれら金属の窒化物であってもよいし、酸化窒化物であってもよい。これら金属酸化
物等を用いて厚膜化しても、駆動電圧を高める必要がないからである。
ジのさらなる低減を期待できる。
に応じて異ならせることができる。その結果、光の取り出し効率の低下防止に加え、複数
の層の膜厚を異ならせることにより、さらなる発光素子の厚膜化を図ることができ、作製
時の不良を低減することができる。また第1の層111に上記モリブデン酸化物、バナジ
ウム酸化物、レニウム酸化物等の金属酸化物等を用いることにより、駆動電圧を高めるこ
とがない。
子の構造に限定されることなく用いることができる。その結果、光の取り出し効率の低下
を防止することができ、発光素子の厚膜化を図ることができる。さらに、厚膜化する層に
金属酸化物等を用いることにより、駆動電圧を高めることがなく、好ましい。
本実施の形態では、カラーフィルターを有する発光装置において、各層のいずれかの膜厚
を異ならせる構成について説明する。
現させたい領域毎に、カラーフィルター115R、115G、115Bを設ける。カラー
フィルターは、公知の材料を用い、スクリーン印刷法、又は液滴吐出法等により形成する
ことができる。なお、図16では、第2の電極102側(発光側)近くにカラーフィルタ
ー105R、105G、105Bを設ける場合を示し、この場合、第2の電極102は透
光性を有することが必要となる。
、第2の層112R、112G、112B、第3の層113R、113G、113B、第
2の電極102が設けられている。また、カラーフィルターにより各色を出現させるため
、第1の層乃至第3の層は、同一材料を用いることができる。但し図中では、各カラーフ
ィルターに対応させるため、第1の層111R、111G、111B、第2の層112R
、112G、112B、第3の層113R、113G、113Bとしている。
とを特徴とする。図16では、第2の層112R、112G、112Bの膜厚が、カラー
フィルター毎に異なっている場合を例示している。
1で反射して第2の電極102を介して認識する場合とで、光路が異なることによる、光
の取り出し効率の低下を防止することができる。
光と、直接光とによって光の干渉効果が生じる。このような場合、発光層と反射電極との
光学距離、つまり屈折率×距離が、発光波長の(2m−1)/4倍(mは任意の正の整数
)、即ち、光学距離=1/4、3/4、5/4・・・倍の時には、光の外部取り出し効率
が高くなる。一方、m/2倍(mは任意の正の整数)即ち、1/2、1、3/2・・・倍
の時には光の外部取り出し効率が低くなってしまう。
学距離、つまり屈折率×距離とが、発光波長の(2m−1)/4倍(mは任意の正の整数
)となるように、カラーフィルター毎に、第1の層乃至第3の層のいずれかの膜厚を異な
らせる。
1の電極101との間の層の膜厚を異ならせるとよい。但しこれに限定されず、電子と正
孔が再結合する層から透光電極となる第2の電極102との間の膜厚を異ならせてもよい
。さらに両者の膜厚を異ならせても構わない。その結果、発光を効率よく外部に取り出す
ことができる。
ならせる場合、同じ蒸着マスクをそのまま用いることができるため好ましい。一方、特許
文献1に記載のように、電極の膜厚を異ならせるには、その分のフォトリソグラフィー法
工程、エッチング工程が必要と考えられ、工程数が増加してしまう。
防止することができる。
要がでてくる。そこで、厚膜化する層に、有機化合物と、無機化合物である金属酸化物と
が混在した層を用いることを特徴とする。
た。しかし、以下の実施例でも示すように、本発明者らは、厚膜化する層に、有機化合物
と無機化合物である金属酸化物とを有する層を用いると、駆動電圧自体を低くでき、厚膜
化しても駆動電圧が高くならないことを見出した。
極102とが短絡することを防止でき、量産性を高めることもでき、非常に好ましい。
の構成は、図16と同様であるため説明を省略する。このように第1の電極側(発光側)
近くにカラーフィルターを設ける場合、第1の電極下方には、薄膜トランジスタを構成す
る複数の絶縁膜等が積層して設けられている。そのため、これら絶縁膜等の間で反射する
光を考慮して、各層の膜厚を異ならせると好ましい。また、光が通過する領域では、絶縁
膜等を除去してもよい。
ずれかの膜厚を、カラーフィルター毎で異ならせることを特徴とする。このとき、電子と
正孔が再結合する層(発光層)と、反射電極との間にある層の膜厚を、各カラーフィルタ
ーで異ならせると好ましい。さらに厚膜化する必要のある層には、有機化合物と無機化合
物である金属酸化物とが混在した層とすると、駆動電圧が高くならず好ましい。
本実施の形態では、カラーフィルター及び発光素子を有する画素の断面構造について、具
体的に説明する。発光素子への電流の供給を制御するトランジスタ(駆動用トランジスタ
)がp型薄膜トランジスタ(TFT)の場合における、画素の断面構造について、図18
を用いて説明する。なお本実施の形態では、発光素子が有する第1の電極101と第2の
電極102の2つの電極のうち、トランジスタによって電位を制御することができる一方
の電極を陽極、他方の電極が陰極である場合について説明する。
れる光を第2の電極102側から取り出す、いわゆる上方出射型の場合であって、各カラ
ーフィルター105R、105G、105B有する画素の断面図を示す。図18では、発
光素子603の第1の電極101と、TFT601R、601G、601Bがそれぞれ電
気的に接続されている。
に分離された半導体膜により、チャネル形成領域が形成されている。半導体膜は、非晶質
半導体膜、結晶性半導体膜、微結晶半導体膜のいずれを用いてもよい。例えば、非晶質半
導体膜を形成する場合、まず非晶質半導体膜を形成し、加熱処理により結晶化された結晶
性半導体膜を形成することができる。加熱処理とは、加熱炉、レーザー照射、若しくはレ
ーザー光の代わりにランプから発する光の照射(以下、ランプアニールと記す)、又はそ
れらを組み合わせて用いることができる。
ーザー(パルスレーザー)を用いることができる。
してもよい。その結果、レーザー光の干渉を防止することができる。
してもよいし、連続発振の基本波のレーザー光とパルス発振の高調波のレーザー光とを照
射するようにしてもよい。複数のレーザー光を照射することにより、エネルギーを補うこ
とができる。
するまでに、次のパルスのレーザー光を照射できるような繰り返し周波数でレーザー光を
発振させることで、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を得ることができる。す
なわち、パルス発振の周期が、半導体膜が溶融してから完全に固化するまでの時間よりも
短くなるように、繰り返し周波数の下限を定めたパルスビームを使用することができる。
実際に用いることができるパルスビームの発振周波数は10MHz以上であって、通常用
いられている数十Hz〜数百Hzの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を使用する。
〜20時間かけて加熱する。このとき、徐々に高温となるように温度を500〜550℃
の範囲で多段階に設定するとよい。最初の低温加熱工程により、非晶質半導体膜の水素等
が出てくるため、結晶化の際の膜荒れを低減する、いわゆる水素だしを行うことができる
。さらに、結晶化を促進させる金属元素、例えばNiを非晶質半導体膜上に形成すると、
加熱温度を低減することができ好ましい。このような金属元素を用いた結晶化であっても
、600〜950℃に加熱しても構わない。
るので、該金属元素を低減又は除去するためのゲッタリング工程を施す必要が生じる。例
えば、非晶質半導体膜をゲッタリングシンクとして金属元素を捕獲するよう工程を行えば
よい。
導電膜及び第2の導電膜が積層しているゲート電極、ゲート電極上に絶縁膜が設けられて
いる。
を有するシングルドレイン構造とする。またTFT601R、601G、601Bは、半
導体膜に低濃度不純物領域、及び高濃度不純物領域を有するLDD(低濃度ドレイン)構
造としてもよい。
07上には開口部を有する隔壁608が形成されている。隔壁608の開口部において第
1の電極101が一部露出しており、該開口部において第1の電極101、各電界発光層
605R、605G、605B、第2の電極102が順に積層されている。なお電界発光
層は、同一材料から形成することができるが、図中では各カラーフィルターに対応させる
ため、電界発光層605R、605G、605Bとしている。
3の層113に相当し、カラーフィルター毎に、第1の層から第3の層のいずれかの膜厚
が異なっている。本実施の形態では、電界発光層の膜厚の関係が、605R<605G<
605Bとなっている。本実施の形態は、上方出射型であるため、第1の電極101に近
い第1の層の膜厚を、各カラーフィルターで異ならせるとよい。その結果、光の取り出し
効率の低下を防止できる。さらに好ましくは、第1の層に有機化合物と、金属酸化物とが
混在する層を用いると、厚膜化による駆動電圧の上昇を防止できる。
に好ましくは反射性の高い材料から形成する。具体的な材料は、上記実施の形態で示した
とおりである。
で形成されていることが好ましい。具体的な材料は、上記実施の形態で示したとおりであ
る。
続される配線をそのまま第1の電極101とすることもできる。
することができる。
れたSi−O−Si結合を含む絶縁物(以下、シロキサン系絶縁物と記す)を用いて形成
することができる。なおシロキサンとは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格
構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳
香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基
として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また層間絶縁膜
607に、低誘電率材料(low−k材料)と呼ばれる材料を用いてもよい。
ことができる。有機樹脂材料ならば、例えばアクリル、ポリイミド、ポリアミドなど、無
機絶縁材料ならば酸化珪素、窒化酸化珪素などを用いることができる。特に感光性の有機
樹脂材料を隔壁608に用いて、第1の電極101上に開口部を形成し、その開口部の側
壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することで、第1の電極1
01と第2の電極102とが短絡してしまうのを防ぐことができる。
第2の電極102側から取り出すことができる。
られる光を第2の電極102側から取り出す、いわゆる下方出射型の場合の画素の断面図
を示す。
Bがそれぞれ電気的に接続されている。また第1の電極101上に各電界発光層605R
、605G、605B、第2の電極102が順に積層されている。
9は下方出射型であるため、第1の電極101は透光性を有し、第2の電極102は非透
光性であって、高反射性を有する。これらの材料は、図18の第1の電極及び第2の電極
に関する説明を参照することができる。そしてカラーフィルター105R、105G、1
05Bは基板側近く(発光側)に設けられている。例えば、基板の裏面(TFTが形成さ
れていない面)に、カラーフィルター105R、105G、105Bを形成することがで
きる。
することができ、カラーフィルター毎に、第1の層から第3の層のいずれかの膜厚が異な
っている。図19では、下方出射型の場合を示しているため、第2の電極102に近い第
3の層の膜厚を、各カラーフィルターで異ならせるとよい。本実施の形態では、電界発光
層の膜厚が、605R<605G<605Bとなっている。その結果、光の取り出し効率
の低下を防止できる。さらに好ましくは、第3の層に有機化合物と、金属酸化物とが混在
する層を用いると、厚膜化による駆動電圧の上昇を防止できる。
うに第2の電極102側から取り出すことができ、カラーフィルター105R、105G
、105Bは光の射出側に設けられている。
本実施の形態では、発光素子への電流の供給を制御する駆動用トランジスタがn型TFT
の場合における、カラーフィルター及び発光素子を有する画素の断面構造について説明す
る。なお本実施の形態では、第1の電極が陽極、第2の電極が陰極の場合について説明す
る。
る光を第2の電極102側から取り出す場合、いわゆる上方出射型の、画素の断面図を示
す。図20では、発光素子613の第1の電極101と、TFT611R、611G、6
11Bがそれぞれ電気的に接続されている。また第1の電極101上に各電界発光層61
5R、615G、615B、第2の電極102が順に積層されている。
601Bと同様に形成することができる。
、第2の電極102は透光性を有する材料から形成する。これら材料は、上記実施の形態
を参照することができる。なお、供給を制御するトランジスタがn型であるため、TFT
611R、611G、611Bに接続される配線をそのまま第1の電極101とすること
ができる。また透光性を有する第2の電極102側に、カラーフィルター105R、10
5G、105Bが設けられている。
05G、605Bと同様に形成することができる。ただし、電界発光層615が発光層の
他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層のいずれかを有している場合、
第1の電極101が陽極であるため、第1の電極101から正孔注入層、正孔輸送層、発
光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層する。
3の層113に相当し、カラーフィルター毎に、第1の層から第3の層のいずれかの膜厚
が異なっている。本実施の形態は、上方出射型であるため、第1の電極101に近い第1
の層の膜厚を、各カラーフィルターで異ならせるとよい。本実施の形態では、電界発光層
の膜厚が、615R<615G<615Bとなっている。その結果、光の取り出し効率の
低下を防止できる。さらに好ましくは、第1の層に有機化合物と、金属酸化物とが混在す
る層を用いると、厚膜化による駆動電圧の上昇を防止できる。
うに第2の電極102側から取り出すことができ、カラーフィルター105R、105G
、105Bは光の射出側に設けられている。
られる光を第1の電極101側から取り出す、いわゆる下方出射型の場合の、各発光色(
RGB)を有する画素の断面図を示す。
Bがそれぞれ電気的に接続されている。また第1の電極101上に各電界発光層615R
、615G、615B、第2の電極102が順に積層されている。
。また図21は下方出射型であるため、第1の電極101は透光性を有し、第2の電極1
02は非透光性であって、高反射性を有する。これら材料は、上記実施の形態を参照する
ことができる。また透光性を有する第1の電極101側近くに、カラーフィルター105
R、105G、105Bが設けられている。
でき、カラーフィルター毎に、第1の層から第3の層のいずれかの膜厚が異なっている。
ただし、電界発光層615が発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子
注入層のいずれかを有している場合、第1の電極101が陽極であるため、第1の電極1
01から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層する。
厚を、各カラーフィルターで異ならせるとよい。本実施の形態では、電界発光層の膜厚が
、615R<615G<615Bとなっている。その結果、光の取り出し効率の低下を防
止できる。さらに好ましくは、第3の層に有機化合物と、金属酸化物とが混在する層を用
いると、厚膜化による駆動電圧の上昇を防止できる。
うに第1の電極101側から取り出すことができ、カラーフィルター105R、105G
、105Bは光の射出側に設けられている。
本実施の形態では、第1の層から第3の層、及び電極の材料について説明する。
性物質と、その物質に対して電子受容性を示す物質(正孔輸送性物質にとってアクセプタ
ーとなる物質)とを含む層が挙げられる。また正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す
物質は、正孔輸送性物質に対して、モル比が0.5〜2(=正孔輸送性物質に対して電子
受容性を示す物質/正孔輸送性物質)と成るように含まれていることが好ましい。
ス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:α−NPD)、4
,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:
TPD)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン
(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−
フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス{N−[
4−(N,N−ジ−m−トリルアミノ)フェニル]−N−フェニルアミノ}ビフェニル(
略称:DNTPD)等の芳香族アミン化合物や、フタロシアニン(略称:H2Pc)、銅
フタロシアニン(略称:CuPc)、バナジルフタロシアニン(略称:VOPc)等のフ
タロシアニン化合物等の有機化合物を用いることができる。正孔輸送性物質には、4,4
’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)のようなカルバゾール誘導体や
9,10−ジ(2−ナフチル)−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuDNA
)のような芳香族炭化水素化合物を適用することもできる。なお、正孔輸送性物質は、こ
れらに限定されるものではない。
ナジウム酸化物、レニウム酸化物等の金属酸化物を用いることができる。またこれら金属
の窒化物であってもよいし、酸化窒化物であってもよい。なお正孔輸送性物質に対して電
子受容性を示す物質は、これらに限定されるものではない。
は、共蒸着法により作製することができる。具体的に第1の層111は、抵抗加熱蒸着同
士による共蒸着法、電子ビーム蒸着同士による共蒸着法、抵抗加熱蒸着と電子ビーム蒸着
による共蒸着法、抵抗加熱蒸着とスパッタリング法による成膜、電子ビーム蒸着とスパッ
タリングによる成膜など、同種、異種方法を組み合わせて形成することができる。また、
上記例は2種の材料を含む層を想定しているが、3種以上の材料を含む場合も同様に、同
種、異種方法を組み合わせて形成することができる。
は、ルブレン等が挙げられる。ルブレンを加えることにより、信頼性を向上させることが
できる。
コバルト酸化物、銅酸化物のような金属酸化物からなる層としてもよい。またこれら金属
の窒化物であってもよいし、酸化窒化物であってもよい。
る方が、導電性が高くなり好ましい。導電性が高いと、第1の層111を厚膜化すること
ができる。
も構わない。例えば、図1に示すように、第2の層112は、発光層122の他、正孔輸
送層121、電子輸送層123、電子注入層124を含む多層でもよいし、または発光層
122のみからなる単層であってもよい。なお、発光物質とは、発光効率が良好で、所望
の発光波長の発光をし得る物質である。
ルギーギャップを有する物質からなる層中に、分散して含まれた層であることが好ましい
が、これに限定されない。なお、エネルギーギャップとはLUMO準位とHOMO準位と
の間のエネルギーギャップをいう。また発光物質は、発光効率が良好で、所望の発光波長
の発光をし得る物質を用いればよい。
−2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuDNA)等のアントラセン誘導体
、または4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)等のカルバゾー
ル誘導体の他、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ピリジナト]亜鉛(略称:Znp
p2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn
BOX)等の金属錯体等を用いることができる。但し、発光物質を分散状態にするために
用いる物質はこれらの材料に限定されない。上記のような構造であると、発光物質からの
発光が、発光物質の濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。
(1,1,7,7−テトラメチルジュロリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン(
略称:DCJTI)、4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−[2−(1,1,7,7
−テトラメチルジュロリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン(略称:DCJT)
、4−ジシアノメチレン−2−tert−ブチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラ
メチルジュロリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン(略称:DCJTB)やペリ
フランテン、2,5−ジシアノ−1,4−ビス[2−(10−メトキシ−1,1,7,7
−テトラメチルジュロリジン−9−イル)エテニル]ベンゼン、ビス[2,3−ビス(4
−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(アセチルアセトナート)(略称:I
r[Fdpq]2acac)等を用いることができる。但しこれらの材料に限定されず、
600nmから680nmに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を用いる
ことができる。
マリン6やクマリン545T、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq
3)等を用いることができる。但しこれらの材料に限定されず、500nmから550n
mに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を用いることができる。
トラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル、9,10−ジフェニルア
ントラセン(略称:DPA)、9,10−ビス(2−ナフチル)アントラセン(略称:D
NA)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)−4−フェニルフェノラト−ガリウム(
略称:BGaq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)−4−フェニルフェノラト−
アルミニウム(略称:BAlq)等を用いることができる。但しこれらの材料に限定され
ず、420nmから500nmに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を用
いることができる。
性物質と、その物質に対して電子供与性を示す物質とを含む層が挙げられる。なお電子輸
送性物質とは、正孔よりも電子の輸送性が高い物質であり、例えば、トリス(8−キノリ
ノラト)アルミニウム(略称:Alq3)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)ア
ルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]−キノリナト)
ベリリウム(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)−4−フェニ
ルフェノラト−アルミニウム(略称:BAlq)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル
)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシ
フェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)等の金属錯体の他、2−
(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジ
アゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1
,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−t
ert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−ト
リアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチ
ルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−Et
TAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BC
P)、4,4’ −ビス(5−メチル−ベンズオキサゾール−2−イル)スチルベン(略
称:BzOS)等を用いることができる。但し、電子輸送性物質はこれらに限定されない
。
のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、エルビウム、イッテ
ルビウム等の希土類金属等を用いることができる。但し、電子輸送物質に対して電子供与
性を示す物質は、これらに限定されない。なお、電子輸送性物質に対して電子供与性を示
す物質は、電子輸送性物質に対して、モル比が0.5〜2(=電子輸送性物質に対して電
子供与性を示す物質/電子輸送性物質)と成るように第3の層113には含まれているこ
とが好ましい。
ような物質からなる層であってもよい。
力と、第2の層112に含まれる層のうち第3の層113と接する層に含まれる物質の電
子親和力との差は、好ましくは2eV以下、より好ましくは1.5eV以下である。また
、第3の層113がn型の半導体からなるとき、n型の半導体の仕事関数と、第2の層1
12に含まれる層のうち第3の層113と接する層に含まれる物質の電子親和力との差は
、好ましくは2eV以下、より好ましくは1.5eV以下である。
が積層構造を有する場合、電子注入層124に相当する。
124等を有しない場合もある。
て、第2の電極102から第2の層112への電子の注入が容易になる。
可視光を透過でき、導電性を有する物質で形成する。これによって、第1の電極101と
第2の電極102のいずれか一方の電極を介して発光を外部に取り出すことができる。
酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(以下、ITSOとも記す)、2〜20%の酸化亜鉛
を含む酸化インジウム等の透光性材料の他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni
)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト
(Co)、銅(Cu)、若しくはパラジウム(Pd)等の金属材料、又はこれらの積層構
造を用いることができる。例えば、第1の電極に透光性が必要な場合、上記の金属材料を
薄くし、半透明性を有するように形成し、その上に透光性材料を積層する構成がある。勿
論、半透明性を有する金属材料を単層で用いてもよい。但し、第1の電極の材料は、これ
らに限定されない。
ジウム錫酸化物(ITSO)、2〜20%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム等の透光性材
料の他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(
Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、若しくはパ
ラジウム(Pd)等の金属材料、又はこれらの積層構造を用いることができる。例えば、
第2の電極に透光性が必要な場合、上記の金属材料を薄くし、半透明性を有するように形
成し、その上に透光性材料を積層する構成がある。勿論、半透明性を有する金属材料を単
層で用いてもよい。但し、第2の電極の材料はこれらに限定されない。
て形成することができる。
ことができる。このように、電子輸送層123を設けたことにより、第2の電極102や
第3の層113と、発光層122との距離を長くすることができ、発光が金属に起因して
消光することを防ぐことができる。なお、電子輸送層123とは、注入された電子を発光
層122へ輸送する機能を有する層である。
n(BOX)2、Zn(BTZ)2、PBD、OXD−7、TAZ、p−EtTAZ、B
Phen、BCP等を用いて形成することができる。但し、電子輸送層はこれらに限定さ
れず、正孔の移動度よりも、電子の移動度が高い電子輸送性物質を用いて形成すればよい
。具体的には10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質を用いて、電子輸送層
123を形成すると好ましい。また電子輸送層123は、上記に記載の物質からなる層を
二以上組み合わせて形成した多層構造の層であってもよい。
、電子注入層124を有していてもよい。なお、電子注入層124とは、第2の電極10
2から電子輸送層123へ正孔の注入を補助する機能を有する層である。なお、第3の層
113があるため、電子注入層124を不要とすることができる。すなわち、第3の層1
13が電子の注入を補助する機能を奏することができる。
に示すように、正孔輸送層121を有することができる。このように、正孔輸送層121
を設けたことにより、第1の電極101や第1の層111と、発光層122との距離を長
くすることができ、発光が金属に起因して消光することを防ぐことができる。なお、正孔
輸送層121とは、第1の電極101から注入された正孔を発光層122へ輸送する機能
を有する層である。
DNTPDなどを用いることができる。但し、正孔輸送層121は、これらに限定されず
、前述のような電子の移動度よりも正孔の移動度が高い正孔輸送性物質を用いて形成する
ことができる。具体的には10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質を用いて
、正孔輸送層121を形成すると好ましい。また、正孔輸送層121は、上記に記載の物
質からなる層を二以上組み合わせて形成した多層構造の層であってもよい。
ステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物によって形成されたものを用いることがで
きる。この他、上述したH2Pc、CuPC、VOPc等のフタロシアニン系の化合物、
DNTPD等の芳香族アミン系の化合物、或いはポリ(エチレンジオキシチオフェン)/
ポリ(スチレンスルホン酸)混合物(PEDOT/PSS)等の高分子によっても正孔輸
送層121を形成することができる。また、上述した正孔輸送性物質と、その物質に対し
て電子受容性を示す物質とを含む層により、正孔輸送層121を形成してもよい。但し、
正孔輸送層121は、これらに限定されるものではない。
また、正孔輸送層121は、第1の層111によってその機能を兼ねることもできる。
本実施の形態では、発光素子を有する画素の断面構造について、具体的に説明する。発光
素子への電流の供給を制御する駆動用トランジスタがp型薄膜トランジスタ(TFT)の
場合における、画素の断面構造について、図3を用いて説明する。なお本実施の形態では
、発光素子が有する第1の電極101と第2の電極102の2つの電極のうち、トランジ
スタによって電位を制御することができる一方の電極を陽極、他方の電極が陰極である場
合について説明する。
る光を第2の電極102側から取り出す、いわゆる上方出射型の場合であって、各発光色
(RGB)を有する画素の断面図を示す。図3では、発光素子603の第1の電極101
と、TFT601R、601G、601Bがそれぞれ電気的に接続されている。
に分離された半導体膜により、チャネル形成領域が形成されている。上記実施の形態と同
様に、半導体膜は、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜、微結晶半導体膜のいずれを用いて
もよい。例えば、非晶質半導体膜を形成する場合、まず非晶質半導体膜を形成し、加熱処
理により結晶化された結晶性半導体膜を形成することができる。加熱処理とは、加熱炉、
レーザー照射、若しくはランプアニール、又はそれらを組み合わせて用いることができる
。
してもよい。その結果、レーザー光の干渉を防止することができる。
してもよいし、連続発振の基本波のレーザー光とパルス発振の高調波のレーザー光とを照
射するようにしてもよい。複数のレーザー光を照射することにより、エネルギーを補うこ
とができる。
するまでに、次のパルスのレーザー光を照射できるような発振周波数でレーザー光を発振
させることで、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を得ることができる。すなわ
ち、パルス発振の周期が、半導体膜が溶融してから完全に固化するまでの時間よりも短く
なるように、発振の周波数の下限を定めたパルスビームを使用することができる。実際に
用いることができるパルスビームの発振周波数は10MHz以上であって、通常用いられ
ている数十Hz〜数百Hzの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を使用する。
〜20時間かけて加熱する。このとき、徐々に高温となるように温度を500〜550℃
の範囲で多段階に設定するとよい。最初の低温加熱工程により、非晶質半導体膜の水素等
が出てくるため、結晶化の際の膜荒れを低減する、いわゆる水素だしを行うことができる
。さらに、結晶化を促進させる金属元素、例えばNiを非晶質半導体膜上に形成すると、
加熱温度を低減することができ好ましい。このような金属元素を用いた結晶化であっても
、600〜950℃に加熱しても構わない。
るので、該金属元素を低減又は除去するためのゲッタリング工程を施す必要が生じる。例
えば、非晶質半導体膜をゲッタリングシンクとして金属元素を捕獲するよう工程を行えば
よい。
導電膜及び第2の導電膜が積層しているゲート電極、ゲート電極上に絶縁膜が設けられて
いる。
を有するシングルドレイン構造とする。またTFT601R、601G、601Bは、半
導体膜に低濃度不純物領域、及び高濃度不純物領域を有するLDD(低濃度ドレイン)構
造としてもよい。
07上には開口部を有する隔壁608が形成されている。隔壁608の開口部において第
1の電極101が一部露出しており、該開口部において第1の電極101、各電界発光層
605R、605G、605B、第2の電極102が順に積層されている。
層113に相当し、発光色毎に、第1の層から第3の層のいずれかの膜厚が異なっている
。本実施の形態は、上方出射型であるため、第1の電極101に近い第1の層の膜厚を、
各発光色で異ならせるとよい。その結果、光の取り出し効率の低下を防止できる。さらに
好ましくは、第1の層に有機化合物と、金属酸化物とが混在する層を用いると、厚膜化に
よる駆動電圧の上昇を防止できる。なお、第3の層の膜厚を、各発光色で異ならせること
もできる。
に好ましくは反射性の高い材料から形成する。具体的な材料は、アルミニウム(Al)、
金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、
モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、若しくはパラジウム
(Pd)等の金属材料を用いることができる。また、透光性材料であるインジウム錫酸化
物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、2〜20%の酸化亜鉛
を含む酸化インジウムを積層した構造を用いてもよい。なお、第1の電極材料は、これら
に限定されない。
で形成されていることが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪
素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、2〜20%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム
を用いることができる。また非透光性材料である、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル
(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コ
バルト(Co)、銅(Cu)、若しくはパラジウム(Pd)等であっても、透光性を有す
る程度に薄膜化して用いることができる。またこれらの材料の積層構造を用いることがで
きる。但し、第2の電極材料はこれらに限定されない。
続される配線をそのまま第1の電極101とすることもできる。
することができる。
成することができる。また層間絶縁膜607に、低誘電率材料(low−k材料)と呼ば
れる材料を用いてもよい。
ことができる。有機樹脂材料ならば、例えばアクリル、ポリイミド、ポリアミドなど、無
機絶縁材料ならば酸化珪素、窒化酸化珪素などを用いることができる。特に感光性の有機
樹脂材料を隔壁608に用いて、第1の電極101上に開口部を形成し、その開口部の側
壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することで、第1の電極1
01と第2の電極102とが短絡してしまうのを防ぐことができる。
第2の電極102側から取り出すことができる。
れる光を第2の電極102側から取り出す、いわゆる下方出射型の場合の、各発光色(R
GB)を有する画素の断面図を示す。
がそれぞれ電気的に接続されている。また第1の電極101上に各電界発光層605R、
605G、605B、第2の電極102が順に積層されている。
下方出射型であるため、第1の電極101は透光性を有し、第2の電極102は非透光性
であって高反射性を有する。これらの材料は、図3の第1の電極及び第2の電極に関する
説明を参照することができる。
ることができ、RGB毎に、第1の層から第3の層のいずれかの膜厚が異なっている。図
4では、下方出射型の場合を示しているため、第2の電極102に近い第3の層の膜厚を
、各発光色で異ならせるとよい。その結果、光の取り出し効率の低下を防止できる。さら
に好ましくは、第3の層に有機化合物と、金属酸化物とが混在する層を用いると、厚膜化
による駆動電圧の上昇を防止できる。なお、第1の層の膜厚を、各発光色で異ならせるこ
ともできる。
に第2の電極102側から取り出すことができる。
本実施の形態では、発光素子への電流の供給を制御する駆動用トランジスタがn型TFT
の場合における、画素の断面構造について説明する。なお本実施の形態では、第1の電極
が陰極、第2の電極が陽極の場合について説明する。
光を第2の電極102側から取り出す場合、いわゆる上方出射型の、画素の断面図を示す
。図5では、発光素子613の第1の電極101と、TFT611R、611G、611
Bがそれぞれ電気的に接続されている。また第1の電極101上に各電界発光層615R
、615G、615B、第2の電極102が順に積層されている。
601Bと同様に形成することができる。
高反射性を有し、第2の電極102は透光性を有する材料から形成する。これら材料は、
上記実施の形態を参照することができる。なお、電流の供給を制御するトランジスタがn
型であるため、TFT611R、611G、611Bに接続される配線をそのまま第1の
電極101とすることができる。
05G、605Bと同様に形成することができる。ただし、電界発光層615が発光層の
他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層のいずれかを有している場合、
第1の電極101が陽極であるため、第1の電極101から正孔注入層、正孔輸送層、発
光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層する。
3の層113に相当し、発光色毎に、第1の層から第3の層のいずれかの膜厚が異なって
いる。本実施の形態は、上方出射型であるため、第1の電極101に近い第1の層の膜厚
を、各発光色で異ならせるとよい。その結果、光の取り出し効率の低下を防止できる。さ
らに好ましくは、第1の層に有機化合物と、金属酸化物とが混在する層を用いると、厚膜
化による駆動電圧の上昇を防止できる。なお、第3の層の膜厚を、各発光色で異ならせる
こともできる。
に第2の電極102側から取り出すことができる。
れる光を第1の電極101側から取り出す、いわゆる下方出射型の場合の、各発光色(R
GB)を有する画素の断面図を示す。
がそれぞれ電気的に接続されている。また第1の電極101上に各電界発光層615R、
615G、615B、第2の電極102が順に積層されている。
。また図6は下方出射型であるため、第1の電極101は透光性を有し、第2の電極10
2は非透光性であって高反射性を有する。これら材料は、上記実施の形態を参照すること
ができる。
でき、RGB毎に、第1の層から第3の層のいずれかの膜厚が異なっている。ただし、電
界発光層615が発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層のい
ずれかを有している場合、第1の電極101が陽極であるため、第1の電極101から正
孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層する。
を、各発光色で異ならせるとよい。その結果、光の取り出し効率の低下を防止できる。さ
らに好ましくは、第3の層に有機化合物と、金属酸化物とが混在する層を用いると、厚膜
化による駆動電圧の上昇を防止できる。なお、第1の層の膜厚を、各発光色で異ならせる
こともできる。
に第1の電極101側から取り出すことができる。
本実施の形態では、発光素子を有する画素の等価回路図について、図7を用いて説明する
。
115、走査線6116、信号線6114、電源線6115、走査線6116の交差部に
、発光素子6113、トランジスタ6110、6111、容量素子6112を有する。信
号線6114には信号線駆動回路によって映像信号が入力される。トランジスタ6110
は、走査線6116に入力される選択信号に従って、トランジスタ6111のゲートへの
、該映像信号の供給を制御することができる。トランジスタ6111は、該映像信号の電
位に従って、発光素子6113への電流の供給を制御することができる駆動用トランジス
タである。容量素子6112は、トランジスタ6111のゲート・ソース間の電圧を保持
することができる。なお、図7(A)では、容量素子6112を図示したが、トランジス
タ6111のゲート容量や他の寄生容量で賄うことが可能な場合には、設けなくてもよい
。
たに設けた画素の等価回路図である。トランジスタ6118により、トランジスタ611
1のゲートとソースを同電位とし、強制的に発光素子6113に電流が流れない状態を作
ることができるため、全ての画素に映像信号が入力される期間よりも、サブフレーム期間
の長さを短くすることができる。また駆動方法によって、図7(A)に示す画素であって
も、強制的に発光素子6113に電流が流れない状態を作ることができる。
6を設けた画素の等価回路図である。トランジスタ6125は、そのゲートの電位が、配
線6126によって固定されている。そして、トランジスタ6111とトランジスタ61
25は、電源線6115と発光素子6113との間に直列に接続されている。よって図7
(C)では、トランジスタ6125により発光素子6113に供給される電流の値が制御
され、トランジスタ6111により発光素子6113への該電流の供給の有無が制御でき
る。
態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
本発明の発光装置を備えた電子機器として、テレビジョン装置(単にテレビ、又はテレビ
ジョン受信機ともよぶ)、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置(単に
携帯電話機、携帯電話ともよぶ)、PDA等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュ
ータ用のモニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等
の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図8を参照して
説明する。
表示部9202は、本発明の発光装置を適用することができる。その結果、光取り出し効
率が最大となり、低消費電力化が達成された携帯情報端末機器を提供することができる。
いる。表示部9701、9702には本発明の発光装置を適用することができる。その結
果、光取り出し効率が最大となり、低消費電力化が達成されたデジタルビデオカメラを提
供することができる。
9102には、本発明の発光装置適用することができる。その結果、光取り出し効率が最
大となり、低消費電力化が達成された携帯電話機を提供することができる。
でいる。表示部9302には、本発明の発光装置を適用することができる。その結果、光
取り出し効率が最大となり、低消費電力化が達成された携帯型のテレビジョン装置を提供
することができる。またテレビジョン装置としては、携帯電話機などの携帯端末に搭載す
る小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの(例えば
40インチ以上)まで、幅広いものに、本発明の発光装置を適用することができる。
る。表示部9402には、本発明の発光装置を適用することができる。その結果、光取り
出し効率が最大となり、低消費電力化が達成された携帯型のコンピュータを提供すること
ができる。
表示部9502には、本発明の発光装置を適用することができる。その結果、光取り出し
効率が最大となり、低消費電力化が達成されたテレビジョン装置を提供することができる
。
成された電子機器を提供することができる。
す。
着し、紫外光を使って励起し、発光スペクトルを測定したフォトルミネッセンススペクト
ルの結果を示す。なお、図14において、各発光強度は規格化されている。
4における赤色系を発光する素子の構造は、Al\ITSO\α−NPD:モリブデン酸
化物:ルブレン\α−NPD\Alq3(Ir[Fdpq]2acac)\Alq3\B
zOS:Li\ITSOであり、図13におけるそれぞれの膜厚は100\10\20\
10\40\20\20\20\110(単位はすべてnm)である。なお「:」は、複
数の材料を抵抗加熱蒸着同士による共蒸着法により形成し、各物質が混在した層になって
いることを示し、「\」は各層が積層していることを示し、左から順に積層した構造とな
り、以下同様である。
1にはα−NPD:モリブデン酸化物:ルブレン及びα−NPDが相当し、第2の層11
2にはAlq3(Ir[Fdpq]2acac)が相当し、第3の層113にはAlq3
及びBzOS:Liが相当し、第2の電極102にはITSOが相当する。なおこれら素
子構造において、AlやITSOはスパッタリング法により作製し、その他の層は蒸着法
により作製した。
PD:モリブデン酸化物:ルブレン\α−NPD\Alq3(DMQd)\Alq3\B
zOS:Li\ITSOであり、図13におけるそれぞれの膜厚は100\10\120
\10\40\20\20\110(単位はすべてnm)である。なおこれら素子構造に
おいて、AlやITSOはスパッタリング法により作製し、その他の層は蒸着法により作
製した。
1にはα−NPD:モリブデン酸化物:ルブレン及びα−NPDが相当し、第2の層11
2にはAlq3(DMQd)が相当し、第3の層113にはAlq3及びBzOS:Li
が相当し、第2の電極102にはITSOが相当する。
PD:モリブデン酸化物:ルブレン\α−NPD\tBuDNA\Alq3\BzOS:
Li\ITSOであり、図13におけるそれぞれの膜厚は100\10\220\10\
40\20\20\110(単位はすべてnm)である。なおこれら素子構造において、
AlやITSOはスパッタリング法により作製し、その他の層は蒸着法により作製した。
1にはα−NPD:モリブデン酸化物:ルブレン及びα−NPDが相当し、第2の層11
2にはtBuDNAが相当し、第3の層113にはAlq3及びBzOS:Liが相当し
、第2の電極102にはITSOが相当する。
−NPD:モリブデン酸化物:ルブレンの膜厚が、各発光色を発する素子で異なっている
ことを特徴とする。
る。すなわち、α―NPD:モリブデン酸化物:ルブレンの膜厚を異ならせたことにより
、発光強度を高めることができた。その結果、各発光色の素子からの光を効率よく取り出
すことができる。
とは、本発明の特徴との一つである。そこで本実施例では、発光素子の膜厚と駆動電圧の
関係について説明する。
(37.5nm)\Alq3(37.5nm)\フッ化カルシウム(CaF2)(1nm
)\Al(200nm)を有する素子構造において、α−NPBの膜厚をX=60nm(
試料(1))、80nm(試料(2))、100nm(試料(3))、120nm(試料
(4))、140nm(試料(5))、160nm(試料(6))としたときの電流密度
(mA/cm2)対電圧(V)特性のグラフを示す。また表1には、上記電流密度(mA
/cm2)対電圧(V)特性の結果を示す。
、所定の電流密度を得るための、駆動電圧も、α−NPBの膜厚が増すにつれて、高くな
ってしまう。
PB(40nm)\Alq3:DMQd(37.5nm)\Alq3(37.5nm)\
フッ化カルシウム(CaF2)(1nm)\Al(200nm)を有する素子構造におい
て、モリブデン酸化物の膜厚をX=20nm(試料(7))、50nm(試料(8))、
100nm(試料(9))としたときの電流密度(mA/cm2)対電圧(V)特性のグ
ラフ示す。また表2には、上記電流密度(mA/cm2)対電圧(V)特性の結果を示す
。
。従って、所定の電流密度を得るための駆動電圧も、モリブデン酸化物の膜厚が増すにつ
れて、高くなってしまう。
ると、膜厚が増しても駆動電圧が高くならないことを見出した。図11には、有機化合物
にDNTPDを用い、金属酸化物にモリブデン酸化物を用い、抵抗加熱蒸着同士による共
蒸着法により、これらが混在した層を形成した素子構造の電流密度(mA/cm2)対電
圧(V)特性のグラフを示す。なお具体的な素子構造は、ITSO\DNTPD:モリブ
デン酸化物:ルブレン(Xnm)\α−NPB(10nm)\Alq3:クマリン6(3
7.5nm)\Alq3(37.5nm)\LiF(1nm)\Al(200nm)であ
って、DNTPD:モリブデン酸化物:ルブレン(Xnm)の膜厚をX=40nm(試料
(10))、80nm(試料(11))、120nm(試料(12))、160nm(試
料(13))としている。なおルブレンを共蒸着することにより、信頼性を高めることが
できる。また表3には、上記電流密度(mA/cm2)対電圧(V)特性の結果を示す。
圧が高くならず、程一定値を維持していることがわかる。さらに図11に示す素子では、
電圧自体が低下していることがわかる。
の関係を見出すための実験であるため、実施例1の素子構造とは異なっている。しかし、
上記実施例の素子であっても、α−NPD:モリブデン酸化物:ルブレンの膜厚を厚くし
ても、駆動電圧を高くする必要がないことがわかる。このように膜厚を厚くしても、駆動
電圧を高める必要がない発光素子を用いた発光装置は、低消費電力化を図ることができる
。
1の電極と第2の電極との短絡を防止することができる。その結果、本発明の素子構造を
有する発光装置は、量産性を高めることができる。
α−NPD、及びモリブデン酸化物:α−NPDの特性を調べた。これらの膜はそれぞれ
蒸着法により作製し、モリブデン酸化物:α−NPDは抵抗加熱蒸着同士による共蒸着法
により作製した。
リブデン酸化物:α−NPDのイオン化ポテンシャルは約0.1〜0.2eV小さくなっ
ている。すなわちホール注入性が向上していることが分かる。
Oxと表記する)では、モリブデン酸化物のみの場合より吸収が低下している。このこと
より、モリブデン酸化物に比べ、モリブデン酸化物:α−NPDを用いて発光素子を形成
した方が、光の吸収損失を低減することができるとわかる。
を有しないが、モリブデン酸化物:α−NPDは、500nm付近に新しい吸収ピークが
現れている。これは、モリブデン酸化物とα−NPDの間で電荷移動錯体が形成されるた
めであると考えられる。モリブデン酸化物はアクセプターであり、α−NPDはドナーで
ある。電荷移動錯体が形成されたことにより、導電性が高くなり、実施例2で述べたよう
な駆動電圧の上昇を防ぐ効果が得られる。なお、α−NPDだけでなくDNTPDのよう
なアミン系の化合物は、ドナーとして機能することを確認している。CBPのようなカル
バゾール誘導体やt−BuDNAのような芳香族炭化水素化合物を適用することもできる
。
れぞれの単体では得られない相乗効果を発現させることができる。無機化合物として金属
酸化物であるモリブデン酸化物を用いると好ましいことがわかった。
Claims (2)
- 実施の形態3
第1の色を呈する第1のカラーフィルターと、
第2の色を呈する第2のカラーフィルターと、
前記第1のカラーフィルターに対応して設けられた第1の発光素子と、
前記第2のカラーフィルターに対応して設けられた第2の発光素子と、を有する発光装置であって、
前記第1の発光素子は第1の電極と、第1の層と、第2の層と、第2の電極と、を有し、
前記第2の発光素子は第1の電極と、第1の層と、第2の層と、第2の電極と、を有し、
前記第1の発光素子の第1の層と、前記第2の発光素子の第1の層は同一材料であり、
前記第1の発光素子の第1の層と、前記第2の発光素子の第1の層の厚さは等しく、
前記第1の発光素子の第1の層から発光する光と、前記第2の発光素子の第1の層から発光する光は同じスペクトルであり、
前記第1の発光素子の第2の層と、前記第2の発光素子の第2の層は同一材料であり、
前記第1の発光素子の第2の層と、前記第2の発光素子の第2の層の厚さが異なり、
前記第1の発光素子の第2の層は、金属酸化物と有機化合物とが混在した層であることを特徴とする発光装置。 - 請求項1において、
前記金属酸化物は、酸化モリブデンであることを特徴とする発光装置。
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