JP2013051201A - 発光装置および照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の発光素子領域に半透過・半反射性の導電膜である第1の導電層を設け、キャビティ効果により特定波長領域の光の強度を高める。その結果、発光装置全体として、所望の発光を得ることができる。また、第1の導電層に電気抵抗が低い材料を用いると、発光装置内で透明導電層の電圧が降下することを抑制することが出来る。その結果、発光ムラのない発光装置を得ることが出来る。白色発光装置に適用すれば、所望の白色、または演色性の優れた白色発光を得ることができる。また、白色発光装置を用いた大面積の照明装置において、発光ムラのない照明装置を得ることが出来る。
【選択図】図1
Description
本発明の一態様である発光装置の構成について、図1を用いて説明する。
L=h×n (1)
(2L)/λ+φ/(2π)=N(Nは整数)(2)
赤色、緑色、青色の発光により白色発光を得るEL発光装置において、青色を呈する光の強度が赤色、および緑色に比べ低い場合、発光色は黄色みがかった白になる。一方、上述したように第1の発光素子領域10はキャビティ効果により青色を呈する光の強度が相対的に高められている。
(第1の導電層)
第1の導電層101は、透明導電層103に接するように形成する。第1の導電層101を形成する領域の面積、領域の形状は、発光装置全体として所望の発光色が得られるように設定すればよい。第1の導電層101は半透過・半反射性を有する導電膜である。第1の導電層101は、Mg:Ag(マグネシウムと銀の合金)、Mg:In(マグネシウムとインジウムの合金)などの合金、または周期表の1族もしくは2族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した半透過・半反射性を有する膜を用いればよい。半透過・半反射性を有する膜とは、例えば波長300−800 nmの領域において、透過率20−75%, 反射率4−55%である膜を用いることができる。一例として、図6にAgとMgの質量比10:1で、膜厚が10nmのMg:Ag薄膜の透過率と反射率の結果を示す。ここでは、第1の発光素子領域10において、第1の導電層101を通過させて発光させるので、光が透過する1nm〜10nmのMg:Ag膜を用いる。第1の導電層101は、メタルマスクを用いて真空蒸着法、スパッタリング法で形成することが出来る。そのため、容易に発光色が多様な発光装置を作製することができる。
反射電極層100は、たとえばガラス基板、樹脂基板、金属基板等の基板上に形成すればよい。反射電極層100としては、反射率の高い金属膜により形成することができる。反射率の高い金属膜としては、アルミニウム、銀、または、これらの金属材料を含む合金等を、単層または積層して形成することができる。アルミニウムを含む合金としては、例えば、Al:Ni:La(アルミニウムとニッケルとランタンの合金)、Al:Ni:La:Cu(アルミニウムとニッケルとランタンと銅の合金)、Al:Ni:La:Nd(アルミニウムとニッケルとランタンとネオジムの合金)、Al:Ni:La:Ge(アルミニウムとニッケルとランタンとゲルマニウムの合金)を挙げることができる。これらの合金は平坦性がよいので、反射電極として好適である。また、反射率の高い金属膜と他の薄い金属膜(好ましくは20nm以下、更に好ましくは10nm以下)との積層構造としてもよい。例えば、薄いチタン膜を形成することにより、後に形成されるEL層800と反射率の高い金属膜(アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など)との間に形成される絶縁膜の生成を抑制することができるので好適である。なお、薄い金属膜は酸化されていてもよいが、この場合、酸化されても絶縁化しにくい材料、例えばチタンやモリブデンを用いるのが好ましい。反射電極層100は、スパッタリング法、真空蒸着法により形成することが出来る。
第2の導電層102は、反射電極層100と接するように形成する。第2の導電層102は、EL層800へキャリアを注入する層、光学的距離を調整する膜のいずれか一方または両方として機能する。第2の導電層102として用いることができる材料としては、可視光に対する透光性を有する導電材料が好ましい。
透明導電層103は、後述するEL層800に接するように形成する。透明導電層103は、導電性の金属酸化物を用いて形成することができる。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、インジウムスズ酸化物(In2O3―SnO2、ITOと略記する)、インジウム亜鉛酸化物(In2O3―ZnO)、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。透明導電層103は、スパッタリング法で形成することが出来る。
(EL層800)
本実施の形態では、EL層800Bが青色の発光を呈し、EL層800Gが緑色、EL層800Rが赤色の発光を呈する場合を示す。EL層800B、800G、800Rは、それぞれ正孔注入層701B、701G、701R、正孔輸送層702B、702G、702R、有機発光層703B、703G、703R、電子輸送層704B、704G、704R、電子注入層705B、705G、705Rを有する。正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層は、それぞれ目的の発光色を得られるように最適なものを選べばよい。一例としてEL層800Bの膜構成を図1(C)に示す。正孔注入層701B、正孔輸送層702B、有機発光層703B、電子輸送層704B、電子注入層705Bをこの順番で形成すればよい。EL層に用いることができる正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層を以下に示す。
正孔注入層701は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物を用いることができる。また、銅(II)フタロシアニン(略称:CuPc)等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。
正孔輸送層702は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、芳香族アミン化合物を用いることができる。これらは主に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
有機発光層703は、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。所望の発光色が得られる蛍光性化合物または燐光性化合物を用いればよい。
電子輸送層704は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層704には、電子輸送性の高い物質、たとえば、金属キノリノール錯体や、オキサジアゾール誘導体や、トリアゾール誘導体、または主にブロッキング材料として使われるバソフェナントロリン・バソキュプロインなどのフェナントロリン誘導体等を用いることができる。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
電子注入層705は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層705には、リチウム、セシウム、カルシウム等のアルカリ金属・アルカリ土類金属、またはフッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム等のアルカリ金属・アルカリ土類金属のフッ化物、またはリチウムアセチルアセトナト錯体、カルシウムアセチルアセトナト錯体等のアルカリ金属・アルカリ土類金属のアセチルアセトナト錯体等を用いることができる。また、上述した電子輸送層704を構成する物質を用いることもできる。
本発明の一態様である発光装置の構成について、図3(A)を用いて説明する。
赤色、緑色、青色の発光により白色発光を得るEL発光装置において、青色を呈する光の強度が赤色、緑色に比べ低い場合、発光色は黄色みがかった白になる。また、自然光と比較して青色を呈する光の強度が弱い場合、白色の演色性が劣る。一般的に、EL素子において青色を呈する光は他の色を呈する光に比べ強度が低い傾向がある。一方、上述したように第1の発光素子領域10はキャビティ効果により青色を呈する光の強度を高めている。
本実施の形態では、本発明の一形態に係る発光装置を用いた照明装置260を、図4を参照しながら説明する。図4(B)は照明装置の平面図、図4(A)は図4(B)におけるc−d断面図である。
赤色、緑色、青色の発光により白色発光を得るEL発光装置において、たとえば青色を呈する光の強度が赤色、緑色に比べ低い場合、発光色は黄色みがかった白になる。また、自然光と比較して青色を呈する光の強度が弱い場合、白色の演色性が劣る。一般的に、EL素子において青色を呈する光は他の色を呈する光に比べ強度が低い傾向がある。一方、上述したように第1の発光素子領域10はキャビティ効果により青色を呈する光の強度を相対的に高めている。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置を用いて完成させた照明装置の一例について、図5を用いて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様に適用できるタンデム型発光素子に用いるEL層の構成例について、図3(B)を用いて説明する。
20 第2の発光素子領域
100 反射電極層
101 第1の導電層
102 第2の導電層
103 透明導電層
160 発光装置
161 発光装置
170 発光装置
260 照明装置
315 レンズアレイ
400 基板
410 基板
405 シール材
412 パッド
413 パッド
500 対向基板
701 正孔注入層
701B 正孔注入層
702 正孔輸送層
702B 正孔輸送層
703 有機発光層
703B 有機発光層
704 電子輸送層
704B 電子輸送層
705 電子注入層
705B 電子注入層
800 EL層
800R EL層
800G EL層
800B EL層
810 EL層
811 EL層
850 電荷発生層
901 照明装置
902 照明装置
903 卓上照明装置
904 照明装置
9501 照明部
9503 支柱
9505 支持台
Claims (6)
- 第1の発光素子領域と第2の発光素子領域を有する発光装置であって、
前記第1の発光素子領域と第2の発光素子領域は、いずれも反射電極層と透明導電層の間にEL層を挟持し、
前記第1の発光素子領域が、前記透明導電層に接して半透過・半反射性の第1の導電層を備える発光装置。 - 前記第1の導電層が、前記透明導電層より電気抵抗が低いことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第1の発光素子領域が前記第1の導電層によって特定波長領域の光の強度を相対的に高めるように光学的距離が調整されている発光装置であって、
前記第1の発光素子領域と前記第2の発光素子領域からの発光色が互いに補色の関係であることを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。 - 前記第1の発光素子領域が、前記第1の導電層によって青色を呈する光の強度を相対的に高めるように光学的距離が調整されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第1の発光素子領域と前記第2の発光素子領域に重なるようにレンズアレイを備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の発光装置を用いた照明装置。
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