JP2013033706A - 有機el装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板10と、基板10上に配置された第1電極層12と、第1電極層12上に配置された有機EL層30(14,16,18)と、有機EL層30(14,16,18)上に配置された特性分離層22と、特性分離層22上に配置された光学特性調整層24と、光学特性調整層24上に配置された第2電極層20とを備える有機EL装置2。
【選択図】図1
Description
(有機EL装置)
第1の実施の形態に係る有機EL装置2の模式的断面構造は、図1に示すように表される。また、比較例に係る有機EL装置において、キャリア注入バランスの動作原理を説明する模式的断面構造は、図2に示すように表され、比較例に係る有機EL装置において、光取り出し効率の動作原理を説明する模式的断面構造は、図3に示すように表される。
第2の実施の形態に係る有機EL装置2は、図7に示すように、光学特性調整層24の代わりに、多結晶性有機材料層26を備える。多結晶性有機材料層26は、可視光領域で透明であり、かつ光散乱特性を有する。その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
第3の実施の形態に係る有機EL装置2の模式的断面構造は、図8に示すように、光学特性調整層24と第2電極層20との界面は、ランダムな凹凸面を有する。光学特性調整層24と第2電極層20との界面にランダムな凹凸面を有することによって、可視光領域で透明であり、かつ光散乱性を向上することができる。その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
第4の実施の形態に係る有機EL装置2の模式的断面構造は、図10に示すように表される。また、第4の実施の形態に係る有機EL装置2において、光学特性調整層24の模式的平面パターン構成あって、円形パターン例は、図11(a)に示すように表され、正方形パターン例は、図11(b)に示すように表され、三角形を基調とする円形パターン例は、図11(c)に示すように表され、長方形パターン例は、図11(d)に示すように表される。
第5の実施の形態に係る有機EL装置2は、図14に示すように、図10に示される第4の実施の形態において、光学特性調整層24の代わりに、パターンニングされた多結晶性有機材料層26を備える。多結晶性有機材料層26は、可視光領域で透明であり、かつ光散乱特性を有する。その他の構成は、第4の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
第6の実施の形態に係る有機EL装置2においては、図15に示すように、光学特性調整層24が波型構造を備え、凹部28を有する第2電極層20が部分的に特性分離層22と接している。光学特性調整層24として、有機EL層30のガラス転移点Tよりも低いガラス転移点Tjを有する有機材料を適用することによって、図15に示す構造を形成可能である。すなわち、第2電極層20を形成後、光学特性調整層24のガラス転移点Tjよりも高く、有機EL層30のガラス転移点Tよりも低い温度で加熱することによって、光学特性調整層24を柔軟化することができ、かつ第2電極層20に線形膨張係数の高い材料を用いれば、応力によって第2電極層20は歪むため、図15に示す構造が形成可能である。ここで、有機EL層30のガラス転移点Tは、例えば、約80℃である。
第7の実施の形態に係る有機EL装置2は、図16に示すように、光学特性調整層24aを、図1に示す第1の実施の形態の光学特性調整層24に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層24aの厚さは、例えば、200nm以下であることが望ましい。
第8の実施の形態に係る有機EL装置2は、図17(a)に示すように、光学特性調整層が多結晶性有機材料層26aで形成され、かつその厚さが結晶粒径と同程度か若しくは結晶粒径よりも小さい構成を備える。粒径分布とグレインサイズdとの関係は、模式的に図17(b)に示すように表され、例えば、グレインサイズd=Dにおいて、粒径分布はピーク値Pを示す。また、多結晶性有機材料層26a内におけるグレインGの様子は、図17(c)に示すように模式的に表される。グレインGのグレインサイズdは、例えば、D/10〜10Dの範囲に分布している。
第9の実施の形態に係る有機EL装置2は、図18に示すように、光学特性調整層24aを、図8に示す第3の実施の形態の光学特性調整層24に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層24aの厚さは、例えば、200nm以下であることが望ましい。
第10の実施の形態に係る有機EL装置2は、図19に示すように、図1に示す第1の実施の形態において、有機EL層30を第2電極層20側に配置し、光学特性調整層24および特性分離層22を第1電極層12側に配置した構成を備える。すなわち、光学特性調整層24および特性分離層22を有機EL層30の下側に配置している。
第11の実施の形態に係る有機EL装置2は、図20に示すように、光学特性調整層24aを、図19に示す第10の実施の形態の光学特性調整層24に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層24aの厚さは、例えば、200nm以下であることが望ましい。
第12の実施の形態に係る有機EL装置2は、図21に示すように、図7に示す第2の実施の形態において、有機EL層30を第2電極層20側に配置し、多結晶性有機材料層26および特性分離層22を第1電極層12側に配置した構成を備える。すなわち、光学特性調整層が多結晶性有機材料層26で形成され、多結晶性有機材料層26および特性分離層22を有機EL層30の下側に配置している。
第13の実施の形態に係る有機EL装置2は、図22に示すように、光学特性調整層が多結晶性有機材料層26aで形成され、かつその厚さが結晶粒径と同程度か若しくは結晶粒径よりも小さい構成を備える。粒径分布とグレインサイズdとの関係は、模式的に図17(b)と同様に表され、例えば、グレインサイズd=Dにおいて、粒径分布はピーク値Pを示す。また、多結晶性有機材料層26a内におけるグレインGの様子は、図17(c)と同様に模式的に表される。グレインGのグレインサイズdは、例えば、D/10〜10Dの範囲に分布している。
第14の実施の形態に係る有機EL装置2は、図23に示すように、図8に示す第3の実施の形態において、有機EL層30を第2電極層20側に配置し、光学特性調整層24および特性分離層22を第1電極層12側に配置した構成を備える。すなわち、光学特性調整層24および特性分離層22を有機EL層30の下側に配置している。
第15の実施の形態に係る有機EL装置2は、図24に示すように、光学特性調整層24aを、図23に示す第14の実施の形態の光学特性調整層24に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層24aの厚さは、例えば、200nm以下であることが望ましい。
第16の実施の形態に係る有機EL装置2は、図25に示すように、図1に示す第1の実施の形態において、特性分離層22を省略した構成を備える。すなわち、第16の実施の形態に係る有機EL装置2は、図25に示すように、基板10と、基板10上に配置された第1電極層12と、第1電極層12上に配置された有機EL層30と、有機EL層30上に配置された光学特性調整層24と、光学特性調整層24上に配置された第2電極層20とを備える。ここで、光学特性調整層24は、電子輸送層で形成される。
第17の実施の形態に係る有機EL装置2は、図26に示すように、図7に示す第2の実施の形態において、特性分離層22を省略した構成を備える。すなわち、第17の実施の形態に係る有機EL装置2は、図26に示すように、基板10と、基板10上に配置された第1電極層12と、第1電極層12上に配置された有機EL層30と、有機EL層30上に配置された多結晶性有機材料層26と、多結晶性有機材料層26上に配置された第2電極層20とを備える。ここで、多結晶性有機材料層26は、電子輸送層で形成される。
第18の実施の形態に係る有機EL装置2は、図27に示すように、図8に示す第3の実施の形態において、特性分離層22を省略した構成を備える。すなわち、第18の実施の形態に係る有機EL装置2は、図27に示すように、基板10と、基板10上に配置された第1電極層12と、第1電極層12上に配置された有機EL層30と、有機EL層30上に配置された光学特性調整層24と、光学特性調整層24上に配置された第2電極層20とを備える。ここで、光学特性調整層24は、電子輸送層で形成される。
第19の実施の形態に係る有機EL装置2は、図28に示すように、図16に示す第7の実施の形態において、特性分離層22を省略した構成を備える。すなわち、第19の実施の形態に係る有機EL装置2は、図28に示すように、基板10と、基板10上に配置された第1電極層12と、第1電極層12上に配置された有機EL層30と、有機EL層30上に配置された光学特性調整層24aと、光学特性調整層24上に配置された第2電極層20とを備える。ここで、光学特性調整層24aは、電子輸送層で形成される。
第20の実施の形態に係る有機EL装置2は、図29に示すように、図18に示す第9の実施の形態において、特性分離層22を省略した構成を備える。すなわち、第20の実施の形態に係る有機EL装置2は、図29に示すように、基板10と、基板10上に配置された第1電極層12と、第1電極層12上に配置された有機EL層30と、有機EL層30上に配置された光学特性調整層24aと、光学特性調整層24上に配置された第2電極層20とを備える。ここで、光学特性調整層24aは、電子輸送層で形成される。
第21の実施の形態に係る有機EL装置2は、図30に示すように、図17に示す第8の実施の形態において、特性分離層22を省略した構成を備える。すなわち、第21の実施の形態に係る有機EL装置2は、図30に示すように、基板10と、基板10上に配置された第1電極層12と、第1電極層12上に配置された有機EL層30と、有機EL層30上に配置された多結晶性有機材料層26aと、多結晶性有機材料層26a上に配置された第2電極層20とを備える。ここで、多結晶性有機材料層26aは、電子輸送層で形成される。
第22の実施の形態に係る有機EL装置2は、図31に示すように、図19に示す第10の実施の形態において、特性分離層22を省略した構成を備える。すなわち、第22の実施の形態に係る有機EL装置2は、図31に示すように、有機EL層30を第2電極層20側に配置し、光学特性調整層24を第1電極層12側に配置した構成を備える。すなわち、光学特性調整層24を有機EL層30の下側に配置している。
第22の実施の形態に係る有機EL装置2においては、特性分離層22を省略することによって、駆動電圧を低減することができ、また材料コストを低減することができる。
第23の実施の形態に係る有機EL装置2は、図32に示すように、光学特性調整層24aを、図31に示す第22の実施の形態の光学特性調整層24に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層24aの厚さは、例えば、200nm以下であることが望ましい。
第24の実施の形態に係る有機EL装置2は、図33に示すように、図21に示す第12の実施の形態において、特性分離層22を省略した構成を備える。すなわち、第24の実施の形態に係る有機EL装置2は、図33に示すように、有機EL層30を第2電極層20側に配置し、多結晶性有機材料層26を第1電極層12側に配置した構成を備える。すなわち、多結晶性有機材料層26を有機EL層30の下側に配置している。
第25の実施の形態に係る有機EL装置2は、図34に示すように、多結晶性有機材料層26aを、図33に示す第24の実施の形態の多結晶性有機材料層26に比べ、薄層化した構成を備える。
第26の実施の形態に係る有機EL装置2は、図35に示すように、図23に示す第14の実施の形態において、特性分離層22を省略した構成を備える。すなわち、第26の実施の形態に係る有機EL装置2は、図35に示すように、有機EL層30を第2電極層20側に配置し、光学特性調整層24を第1電極層12側に配置した構成を備える。すなわち、光学特性調整層24を有機EL層30の下側に配置している。
第27の実施の形態に係る有機EL装置2は、図36に示すように、光学特性調整層24aを、図35に示す第26の実施の形態の光学特性調整層24に比べ、薄層化した構成を備える。光学特性調整層24aの厚さは、例えば、200nm以下であることが望ましい。
第28の実施の形態に係る有機EL装置は、図37に示すように、図1に示す第1の実施の形態において、光学特性調整層24の代わりに、透明電極(第2電極層)32を備え、第2電極層(カソード電極層)20の代わりに、高屈折率散乱層34を備える。
第29の実施の形態に係る有機EL装置2の模式的断面構造は、図45に示すように表される。また、第29の実施の形態に係る有機EL装置2において、高屈折率散乱層34の模式的平面パターン構成あって、円形パターン例は、図46(a)に示すように表され、正方形パターン例は、図46(b)に示すように表され、三角形を基調とする円形パターン例は、図46(c)に示すように表され、長方形パターン例は、図46(d)に示すように表される。
第30の実施の形態に係る有機EL装置2は、図49に示すように、図45に示される第29の実施の形態において、多結晶材料で構成される高屈折率散乱層34の代わりに、パターンニングされた多結晶性有機材料で構成される高屈折率散乱層34を備える。その他の構成は、第29の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
第31の実施の形態に係る有機EL装置2においては、図50に示すように、高屈折率散乱層34が波型構造を備える。高屈折率散乱層34として、有機EL層30のガラス転移点Tよりも低いガラス転移点Tjを有する有機材料を適用することによって、図50に示す構造を形成可能である。その他の構成は、第28の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
第32の実施の形態に係る有機EL装置2においては、図51に示すように、図37に示される第28の実施の形態において、アノード電極層12を金属電極層38とした構成を備える。その他の構成は、第28の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
第33の実施の形態に係る有機EL装置2においては、図52に示すように、図37に示される第28の実施の形態において、高屈折率散乱層34上に高反射率の金属層40を配置した構成を備える。その他の構成は、第28の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
第34の実施の形態に係る有機EL装置2においては、図53に示すように、図37に示される第28の実施の形態において、高屈折率散乱層34上に保護層42を配置した構成を備える。その他の構成は、第28の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
第35の実施の形態に係る有機EL装置2においては、図54に示すように、基板10上に形成される封止部46と、この封止部46の上に配置される封止板48と、封止部46および封止板48と、有機EL層30、特性分離層22、透明電極32および高屈折率散乱層34との隙間に充填された充填材44とを備える。封止部46と封止板48とによって、有機EL層30、特性分離層22、透明電極32および高屈折率散乱層34が封止されている。尚、図54では、基板10上に配置された第1電極層12上に封止部46が配置されているが、封止部46は、基板10上に直接配置されていても良い。例えば、パターニングによって、基板10上に第1電極層12が無い領域を形成し、封止部46をこの部分の基板10上に直接配置する場合もあるからである。また、補助配線を使用する場合もある。
第35の実施の形態の変形例1に係る有機EL装置2は、図55に示すように、封止板48の表面に、プリズムシートなどで構成される光取り出しフィルム50aを貼付した構成を備える。
また、第35の実施の形態の変形例2に係る有機EL装置は、図56に示すように、封止板48の表面および基板の裏面に、プリズムシートなどで構成される光取り出しフィルム50a、50bを貼付した構成を備える。
第35の実施の形態の変形例3に係る有機EL装置2は、図57に示すように、補助配線36a・36bを備える。
上記のように、本発明は実施の形態およびその変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
10…基板
12…第1電極層(アノード電極層)
14…正孔輸送層
16…発光層
18…電子輸送層
20…第2電極層(カソード電極層)
22…特性分離層
24、24a…光学特性調整層
26、26a…多結晶性有機材料層
28…凹部
30…有機EL層
32…第2電極層(透明電極)
34、34a…高屈折率散乱層
36a、36b…補助配線
38…金属電極層
40…金属層
42…保護層
44…充填材
46…封止部
48…封止板
50a、50b…光取り出しフィルム
Claims (46)
- 基板と、
前記基板上に配置された第1電極層と、
前記第1電極層上に配置された有機EL層と、
前記有機EL層上に配置された光学特性調整層と、
前記光学特性調整層上に配置された第2電極層と
を備えることを特徴とする有機EL装置。 - 前記有機EL層上に配置された特性分離層を備え、前記光学特性調整層は、前記特性分離層上に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の有機EL装置。
- 基板と、
前記基板上に配置された第1電極層と、
前記第1電極層上に配置された光学特性調整層と、
前記光学特性調整層上に配置された有機EL層と、
前記有機EL層上に配置された第2電極層と
を備えることを特徴とする有機EL装置。 - 前記光学特性調整層上に配置された特性分離層を備え、前記有機EL層は、前記特性分離層上に配置されたことを特徴とする請求項3に記載の有機EL装置。
- 前記光学特性調整層は、可視光領域で透明な有機材料層であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記特性分離層は、電荷発生層若しくは透明電極層であることを特徴とする請求項2または4に記載の有機EL装置。
- 前記光学特性調整層は、正孔輸送性材料層または電子輸送性材料を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記特性分離層は、電荷発生層、透明電極層、或いは導電性薄膜層であることを特徴とする請求項2または4に記載の有機EL装置。
- 前記第2電極層は、高反射率を有する金属膜であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記光学特性調整層は、可視光領域で透明であり、かつ光散乱性を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記光学特性調整層は、多結晶性有機材料層であることを特徴とする請求項10に記載の有機EL装置。
- 前記光学特性調整層と前記第2電極層との界面は、ランダムな凹凸面を有することを特徴とする請求項1または2に記載の有機EL装置。
- 前記光学特性調整層と前記特性分離層との界面は、ランダムな凹凸面を有することを特徴とする請求項4に記載の有機EL装置。
- 前記光学特性調整層と前記第1電極層との界面は、ランダムな凹凸面を有することを特徴とする請求項3または4に記載の有機EL装置。
- 前記第2電極層は、部分的に特性分離層と接していることを特徴とする請求項12に記載の有機EL装置。
- 前記光学特性調整層は、所定のパターン構造でパターニングされ、かつ前記第2電極層は、部分的に特性分離層と接していることを特徴とする請求項2に記載の有機EL装置。
- 前記パターン構造は、円形パターン、矩形パターン、三角形を基調とする円形パターン、長方形パターンのいずれかを有することを特徴とする請求項16に記載の有機EL装置。
- 前記光学特性調整層のガラス転移点は、前記有機EL層のガラス転移点よりも低いことを特徴とする請求項1または2に記載の有機EL装置。
- 前記光学特性調整層の厚さは、200nm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記多結晶性有機材料層の厚さが結晶粒径と同程度か若しくは結晶粒径よりも小さいことを特徴とする請求項11に記載の有機EL装置。
- 前記光学特性調整層には、金属がドープされたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記光学特性調整層には、電荷移動錯体を形成し得る材料がドープされたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記第1電極層と前記第2電極層からそれぞれ主電極を取り出すことを特徴とする請求項1〜22のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記第1電極層と前記特性分離層からそれぞれ主電極を取り出すことを特徴とする請求項2に記載の有機EL装置。
- 前記第1電極層と、前記第2電極層に短絡された特性分離層からそれぞれ主電極を取り出すことを特徴とする請求項2に記載の有機EL装置。
- 前記第2電極層と前記特性分離層からそれぞれ主電極を取り出すことを特徴とする請求項4に記載の有機EL装置。
- 前記第2電極層と、前記第1電極層に短絡された特性分離層からそれぞれ主電極を取出すことを特徴とする請求項4に記載の有機EL装置。
- 波長域380nm〜780nmのうち少なくとも一部の波長域において、前記光学特性調整層を形成する材料のバルクの屈折率が、前記基板、前記有機EL層、前記第1電極層、もしくは前記第2電極層の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項1〜27のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 基板と、
前記基板上に配置された第1電極層と、
前記第1電極層上に配置された有機EL層と、
前記有機EL層上に配置された第2電極層と、
前記第2電極層上に配置された高屈折率散乱層と
を備えることを特徴とする有機EL装置。 - 前記高屈折率散乱層は、可視光領域で透明な有機材料層または多結晶性有機材料層であることを特徴とする請求項29に記載の有機EL装置。
- 前記第2電極層は、透明電極層もしくは導電性薄膜層であることを特徴とする請求項29または30に記載の有機EL装置。
- 前記高屈折率散乱層の表面は、ランダムな凹凸面を有することを特徴とする請求項29〜31のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記高屈折率散乱層は、所定のパターン構造でパターニングされていることを特徴とする請求項29〜31のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記パターン構造は、円形パターン、矩形パターン、三角形を基調とする円形パターン、長方形パターンのいずれかを有することを特徴とする請求項33に記載の有機EL装置。
- 前記高屈折率散乱層は、結晶粒界を有することを特徴とする請求項29〜34のいずか1項に記載の有機EL装置。
- 前記第1電極層は、金属電極層であることを特徴とする請求項29〜35のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記高屈折率散乱層上に配置された高反射率を有する金属膜を備えることを特徴とする請求項29〜36のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記高屈折率散乱層上に配置された保護層を備えることを特徴とする請求項29〜36のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記基板上に形成される封止部と、
前記封止部の上に配置される封止板と、
前記封止部および前記封止板と、前記有機EL層、前記第2電極層および前記高屈折率散乱層との隙間に充填されている充填材と
を備え、前記封止部と前記封止板とによって、前記有機EL層、前記第2電極層および前記高屈折率散乱層が封止されることを特徴とする請求項29〜38のいずれか1項に記載の有機EL装置。 - 前記充填材は、固形状または液状の樹脂、ガラス、オイルまたはゲル材あるいは希ガスで構成されることを特徴とする請求項39に記載の有機EL装置。
- 前記封止板および前記基板の少なくとも一方の表面に、光取り出しフィルムを備えることを特徴とする請求項39または40に記載の有機EL装置。
- 前記封止板および前記基板の少なくとも一方の表面に、ランダムまたは規則的な凹凸形状を有することを特徴とする請求項39または40に記載の有機EL装置。
- 前記高屈折率散乱層の厚さは、200nm以下であることを特徴とする請求項29〜42のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記高屈折率散乱層の厚さが結晶粒径と同程度か若しくはそれ以下であることを特徴とする請求項35に記載の有機EL装置。
- 波長域380nm〜780nmのうち少なくとも一部の波長域において、前記高屈折率散乱層を形成する材料のバルクの屈折率が、前記基板、前記有機EL層、前記第1電極層、もしくは前記第2電極層の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項29〜44のいずれか1項に記載の有機EL装置。
- 前記有機EL層は、1層以上の電荷発生層と、2層以上の発光層を有するマルチフォトンエミッション型の有機EL層であることを特徴とする請求項1〜45のいずれか1項に記載の有機EL装置。
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