JP2013118179A - 発光モジュール、発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の基板と、その一方の面側に形成された発光素子と、第2の基板と、第1の基板と第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、第1の基板と第2の基板の間に発光素子が封止された空間と、を備える発光モジュールを用いる。当該空間の圧力は大気圧以下である。導電性のスペーサは第1の基板に設けられた隔壁と重なる位置で第2の電極と電気的に接続されるものであって、且つ第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように第2の基板に設けられている。
【選択図】図1
Description
本実施の形態では、本発明の一態様の発光モジュールの構成を説明する。具体的には、第1の基板と、第1の基板の一方の面側に形成された発光素子と、第1の基板の一方の面の側に第2の基板と、第1の基板と第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、第1の基板と第2の基板の間に発光素子が封止された空間と、を有する発光モジュールについて説明する。なお、第1の基板は、第1の電極と、第1の電極上に開口部を有する隔壁と、を備え、発光素子は、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を隔壁の開口部に重なる位置に備え、第2の電極は、発光性の有機化合物を含む層が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜であり、第2の基板は、発光素子が発する光を透過する領域を発光素子と重なる位置に備え、空間の圧力は、大気圧以下である。そして、導電性のスペーサは、隔壁と重なる位置で第2の電極に電気的に接続されて、第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように第2の基板に設けられている。
空間130は、発光素子110を囲むように設けられたシール材131と、第1の基板101と、第2の基板102と、に囲まれた空間であり、シール材131は第1の基板101と、第2の基板102を貼り合わせている。また、空間130が大気圧以下に保持されているため、大気圧が、第1の基板101と第2の基板102に、互いを押し当てるように加わる。
本実施の形態では、発光素子110に含まれる第1の電極111および第2の電極112の構成について詳細に説明する。発光素子110の他構成(例えば発光性の有機化合物を含む層113)については、実施の形態5において詳細に説明する。
第1の電極111は、導電材料を含み、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。また、その厚さは特に限定されない。
第2の電極112は導電材料を含み、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。
隔壁114は絶縁性の材料を含み、単層構成であっても、2層以上の積層構造であってもよい。また、その厚さは特に限定されない。隔壁の上端部または下端部に、曲率を有する曲面を形成すると好ましい。例えば、隔壁114が第1の電極111に接する部分の形状は、なだらかな角度または曲率(例えば0.2μm以上3μm以下)を備えるものが好ましい。第1の電極111との間に段差を生じないように、隔壁114の端部を形成すると、段差部において第1の電極111と第2の電極112が短絡する現象を防止できる。
導電性のスペーサ135は、第1の基板101と第2の基板102の間隔を保つ働きと、第2の電極112の電圧降下を緩和する働きをするものである。
第1の基板101および第2の基板102はそれぞれ製造工程に耐えられる程度の耐熱性を備え、その厚さおよび大きさは製造装置に適用可能であれば特に限定されない。また、単層構造であっても、2層以上の層が積層された構造であってもよい。
本実施の形態の発光モジュールの変形例1.を、図2(A)を用いて説明する。変形例1.に例示する発光モジュールは、発光素子110が、第1の発光性の有機化合物を含む層113aと、第2の発光性の有機化合物を含む層113bと、中間層113cと、を備えるものである。なお、中間層113cは、第1の発光性の有機化合物を含む層113aと第2の発光性の有機化合物を含む層113bの間にある。
本実施の形態の発光モジュールの変形例2.を、図2(B)を用いて説明する。変形例2.に例示する発光モジュールは、導電性のスペーサ135が反射率の低い層135bを第2の基板102側に備えるものである。
本実施の形態の発光モジュールの変形例3.を、図2(C)を用いて説明する。図2(C)には発光モジュールの一態様として、複数の発光モジュールを備える構成を例示する。なお、このような構成を発光パネルということもできる。図2(C)に例示する発光パネルは、第1の基板101と、第1の基板101の一方の面側に形成された複数の発光素子(例えば、発光素子110r、発光素子110gおよび発光素子110b)と、第1の基板101の一方の面の側に第2の基板102と、第1の基板101と第2の基板102の間隔を保持する導電性のスペーサ135と、第1の基板101と第2の基板102の間に発光素子が封止された空間130と、を有する。
変形例3.に例示する発光パネルは複数のモジュールを備え、複数の発光モジュールは互いに電気的に独立している。複数の発光素子は、一の発光性の有機化合物を含む層113と、一の第2の電極112と、電気的に独立した第1の電極を備える。例えば、発光素子110rは第1の電極111rを、発光素子110gは第1の電極111gを、発光素子110bは第1の電極111bを備える。
変形例3.に例示する発光パネルが備える発光モジュールは、いずれも発光素子が発する光の一部を透過するカラーフィルタが第2の基板に設けられている。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光モジュールの構成を説明する。具体的には、第1の基板と、第1の基板の一方の面側に形成された発光素子と、第1の基板の一方の面の側に第2の基板と、第1の基板と第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、第1の基板と第2の基板の間に発光素子が封止された空間と、を有する発光モジュールについて説明する。なお、第1の基板は、第1の電極と、第1の電極上に開口部を有する隔壁と、を備え、発光素子は、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を隔壁の開口部に重なる位置に備え、第2の電極は、発光性の有機化合物を含む層が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜であり、第2の基板は、発光素子が発する光を透過する領域を発光素子と重なる位置に備え、空間の圧力は、大気圧以下である。そして、導電性のスペーサは、隔壁と重なる位置で第2の電極に電気的に接続されて、第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように第1の基板に設けられている。
空間230は、発光素子210を囲むように設けられたシール材231と、第1の基板201と、第2の基板202と、に囲まれた空間であり、シール材231は第1の基板201と、第2の基板202を貼り合わせている。また、空間230が大気圧以下に保持されているため、大気圧が、第1の基板201と第2の基板202に、互いを押し当てるように加わる。
本実施の形態で例示する発光素子210に含まれる第1の電極211の構成は、実施の形態1において詳細に説明した第1の電極111と同様の構成を適用でき、発光性の有機化合物を含む層213の構成は、実施の形態5において詳細に説明する発光性の有機化合物を含む層の構成を適用できる。
隔壁214は第1の電極211上に少なくとも一つの開口部を有し、隔壁214に重ねて導電性のスペーサ235が設けられている(図3(C)参照)。本実施の形態で例示する隔壁214の形態は、格子状である。
導電性のスペーサ235は、第1の基板201と第2の基板202の間隔を保つ働きと、第2の電極212の電圧降下を緩和する働きをするものである。
第1の基板201および第2の基板202はそれぞれ製造工程に耐えられる程度の耐熱性を備え、その厚さおよび大きさは製造装置に適用可能であれば特に限定されない。また、単層構造であっても、2層以上の層が積層された構造であってもよい。
本実施の形態の発光モジュールの変形例を、図4を用いて説明する。図4には発光モジュールの一態様として、複数の発光モジュールを備える構成を例示する。なお、このような構成を発光パネルということもできる。図4に例示する発光パネルは、第1の基板201と、第1の基板201の一方の面側に形成された複数の発光素子(例えば、発光素子210r、発光素子210gおよび発光素子210b)と、第1の基板201の一方の面の側に第2の基板202と、第1の基板201と第2の基板202の間隔を保持する導電性のスペーサ235と、第1の基板201と第2の基板202の間に発光素子が封止された空間230と、を有する。
本実施の形態の変形例に例示する発光パネルは複数の発光モジュールを備え、複数の発光モジュールは互いに電気的に独立している。複数の発光素子は、一の発光性の有機化合物を含む層213と、一の第2の電極212と、電気的に独立した第1の電極を備える。例えば、発光素子210rは第1の電極211rを、発光素子210gは第1の電極211gを、発光素子210bは第1の電極211bを備える。
本実施の形態の変形例に例示する発光パネルが備える発光モジュールは、いずれも発光素子が発する光の一部を透過するカラーフィルタが第2の基板に設けられている。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光モジュールを用いた発光パネルの構成を、図5を参照して説明する。図5(A)は本発明の一態様の発光モジュールが設けられた発光パネルの上面図であり、図5(B)は図5(A)の切断線J−Kにおける断面図である。図5(B)に例示する発光パネルは図中に示す矢印の方向に光を射出する。なお、本実施の形態で例示する発光パネルは表示装置に利用できる。
導電層306r、導電層306gは導電性を有する。また、導電材料を含む層の単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。また、その厚さは特に限定されない。
絶縁層307は絶縁性を有する。また、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。また、その厚さは特に限定されない。
発光性の有機化合物を含む層313は、発光性の有機化合物を少なくとも含む。また、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。なお、発光性の有機化合物を含む層の構成は実施の形態5において詳細に説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光モジュールを用いた発光装置の構成を、図6を参照して説明する。
本発明の一態様の発光モジュールをアクティブマトリクス型の発光装置に適用した場合の構成を図6に示す。なお、図6(A)は、発光装置の上面図、図6(B)は図6(A)をA−BおよびC−Dで切断した断面図である。
なお、トランジスタのチャネルが形成される領域には、さまざまな半導体を用いることができる。具体的には、アモルファスシリコン、ポリシリコン、単結晶シリコンの他、酸化物半導体などを用いることができる。
また、画素部1402は複数の画素を備える。画素は発光素子1418と、発光素子1418の第1の電極1413にドレイン電極が接続された電流制御用トランジスタ1412と、スイッチング用トランジスタ1411と、を有する。
本実施の形態で例示する発光装置1400は、第1の基板1410、第2の基板1404、およびシール材1405で囲まれた空間に、発光素子1418を封止する構造を備える。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光モジュールに用いることができる発光素子の構成について説明する。具体的には、一対の電極に発光性の有機化合物を含む層が挟持された発光素子の一例について、図7を参照して説明する。
発光素子の構成の一例を図7(A)に示す。図7(A)に示す発光素子は、陽極1101と陰極1102の間にEL層が挟まれている。
発光素子の構成の他の一例を図7(C)に示す。図7(C)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間に発光ユニット1103を含むEL層が挟まれている。さらに、陰極1102と発光ユニット1103との間には中間層1104が設けられている。なお、当該発光素子の構成例2の発光ユニット1103には、上述の発光素子の構成例1が備える発光ユニットと同様の構成が適用可能であり、詳細については、発光素子の構成例1の記載を参酌できる。
発光素子の構成の他の一例を図7(D)に示す。図7(D)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間に2つの発光ユニットが設けられたEL層を備えている。さらに、第1の発光ユニット1103aと、第2の発光ユニット1103bとの間には中間層1104が設けられている。
次に、上述した構成を備える発光素子に用いることができる具体的な材料について、陽極、陰極、並びにEL層の順に説明する。
陽極1101は導電性を有する金属、合金、電気伝導性化合物等およびこれらの混合物の単層または積層体で構成される。特に、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)の材料をEL層に接する構成が好ましい。
陰極1102に接して第1の電荷発生領域1104cを、発光ユニット1103との間に設ける場合、陰極1102は仕事関数の大小に関わらず様々な導電性材料を用いることができる。
上述した発光ユニット1103を構成する各層に用いることができる材料について、以下に具体例を示す。
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層は、単層に限られず正孔輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子よりも正孔の輸送性の高い物質であればよく、特に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、単層に限られず発光物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。発光物質は蛍光性化合物や、燐光性化合物を用いることができる。発光物質に燐光性化合物を用いると、発光素子の発光効率を高められるため好ましい。
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層は、単層に限られず電子輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。正孔よりも電子の輸送性の高い物質であればよく、特に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層は、単層に限られず電子注入性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子注入層を設ける構成とすることで陰極1102からの電子の注入効率が高まり、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
第1の電荷発生領域1104c、及び第2の電荷発生領域は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生領域は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む層とアクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。但し、第1の電荷発生領域を陰極側に設ける積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が陰極1102と接する構造となり、第2の電荷発生領域を陽極側に設ける積層構造の場合には、アクセプター性物質を含む層が陽極1101と接する構造となる。
電子リレー層1104bは、第1の電荷発生領域1104cにおいてアクセプター性物質がひき抜いた電子を速やかに受け取ることができる層である。従って、電子リレー層1104bは、電子輸送性の高い物質を含む層であり、またそのLUMO準位は、第1の電荷発生領域1104cにおけるアクセプター性物質のアクセプター準位と、当該電子リレー層が接する発光ユニット1103のLUMO準位との間に位置する。具体的には、およそ−5.0eV以上−3.0eV以下とするのが好ましい。
電子注入バッファーは、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入バッファー1104aは、第1の電荷発生領域1104cから発光ユニット1103への電子の注入を容易にする層である。電子注入バッファー1104aを第1の電荷発生領域1104cと発光ユニット1103の間に設けることにより、両者の注入障壁を緩和することができる。
発光素子の作製方法の一態様について説明する。第1の電極上にこれらの層を適宜組み合わせてELを形成する。EL層は、それに用いる材料に応じて種々の方法(例えば、乾式法や湿式法等)を用いることができ。例えば、真空蒸着法、転写法、印刷法、インクジェット法またはスピンコート法などを選んで用いればよい。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよい。EL層上に第2の電極を形成し、発光素子を作製する。
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について説明する。具体的には、本発明の発光パネルを搭載した電子機器について図8を用いて説明する。
101 基板
102 基板
103 端子
104 端子
110 発光素子
110b 発光素子
110g 発光素子
110r 発光素子
111 電極
111b 電極
111g 電極
111r 電極
112 電極
113 発光性の有機化合物を含む層
113a 発光性の有機化合物を含む層
113b 発光性の有機化合物を含む層
113c 中間層
114 隔壁
130 空間
131 シール材
135 スペーサ
135a 先端
135b 反射率の低い層
137b カラーフィルタ
137g カラーフィルタ
137r カラーフィルタ
138 保護層
139 遮光層
200 発光モジュール
201 基板
202 基板
203 端子
204 端子
210 発光素子
210b 発光素子
210g 発光素子
210r 発光素子
211 電極
211b 電極
211g 電極
211r 電極
212 電極
213 発光性の有機化合物を含む層
214 隔壁
230 空間
231 シール材
235 スペーサ
301 基板
302 基板
305g トランジスタ
305r トランジスタ
306g 導電層
306r 導電層
307 絶縁層
310 基板
310g 発光素子
310r 発光素子
311g 電極
311r 電極
312 電極
313 発光性の有機化合物を含む層
314 隔壁
330 空間
335 スペーサ
337g カラーフィルタ
337r カラーフィルタ
338 保護層
339 遮光層
350g 発光モジュール
350r 発光モジュール
1101 陽極
1102 陰極
1103 発光ユニット
1103a 発光ユニット
1103b 発光ユニット
1104 中間層
1104a 電子注入バッファー
1104b 電子リレー層
1104c 電荷発生領域
1113 正孔注入層
1114 正孔輸送層
1115 発光層
1116 電子輸送層
1117 電子注入層
1400 発光装置
1401 ソース側駆動回路
1402 画素部
1403 ゲート側駆動回路
1404 基板
1405 シール材
1408 配線
1410 基板
1411 トランジスタ
1412 トランジスタ
1413 電極
1414 隔壁
1416 発光性の有機化合物を含む層
1417 電極
1418 発光素子
1423 nチャネル型トランジスタ
1424 pチャネル型トランジスタ
1434 カラーフィルタ
1435 膜
1445 スペーサ
7100 テレビジョン装置
7101 筐体
7103 表示部
7105 スタンド
7107 表示部
7109 操作キー
7110 リモコン操作機
7201 本体
7202 筐体
7203 表示部
7204 キーボード
7205 外部接続ポート
7206 ポインティングデバイス
7301 筐体
7302 筐体
7303 連結部
7304 表示部
7305 表示部
7306 スピーカ部
7307 記録媒体挿入部
7308 LEDランプ
7309 操作キー
7310 接続端子
7311 センサ
7312 マイクロフォン
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
7450 コンピュータ
7451L 筐体
7451R 筐体
7452L 表示部
7452R 表示部
7453 操作ボタン
7454 ヒンジ
7455L 左側スピーカ
7455R 右側スピーカ
7456 外部接続ポート
7500 照明装置
7501 筐体
7503a〜7503d 発光装置
Claims (6)
- 第1の基板と、
前記第1の基板の一方の面側に形成された発光素子と、
前記第1の基板の一方の面の側に第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、
前記第1の基板と前記第2の基板の間に前記発光素子が封止された空間と、を有し、
前記第1の基板は、第1の電極と、前記第1の電極上に開口部を有する隔壁と、を備え、
前記発光素子は、前記第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極に挟持される第1の発光性の有機化合物を含む層と、を前記隔壁の開口部に重なる位置に備え、
前記第2の電極は、前記第1の発光性の有機化合物を含む層が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜であり、
前記第2の基板は、前記発光素子が発する光を透過する領域を前記発光素子と重なる位置に備え、
前記空間の圧力は、大気圧以下であり、
前記導電性のスペーサは、前記隔壁と重なる位置で前記第2の電極に電気的に接続されて、前記第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように前記第2の基板に設けられている、発光モジュール。 - 前記発光素子が、第2の発光性の有機化合物を含む層と、前記第1の発光性の有機化合物を含む層と前記第2の発光性の有機化合物を含む層の間に中間層と、を備え、
前記中間層が電子輸送性の物質とドナー性の物質を含み、
前記導電性のスペーサが、角部が曲面で面取りされた先端を備え、
前記先端が前記第2の電極に電気的に接続する、請求項1記載の発光モジュール。 - 第1の基板と、
前記第1の基板の一方の面側に形成された発光素子と、
前記第1の基板の一方の面の側に第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、
前記第1の基板と前記第2の基板の間に前記発光素子が封止された空間と、を有し、
前記第1の基板は、第1の電極と、前記第1の電極上に開口部を有する隔壁と、を備え、
前記発光素子は、前記第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を前記隔壁の開口部に重なる位置に備え、
前記第2の電極は、前記発光性の有機化合物を含む層が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜であり、
前記第2の基板は、前記発光素子が発する光を透過する領域を前記発光素子と重なる位置に備え、
前記空間の圧力は、大気圧以下であり、
前記導電性のスペーサは、前記隔壁と重なる位置で前記第2の電極に電気的に接続されて、前記第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように前記第1の基板に設けられている、発光モジュール。 - 前記導電性のスペーサが複数の層を備え、
前記導電性のスペーサが、他の層より反射率が低い層を第2の基板側に備える請求項1乃至請求項2のいずれか一に記載の発光モジュール。 - 前記第2の基板と前記導電性のスペーサの間に延在するカラーフィルタを備える、請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の発光モジュール。
- 請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の発光モジュールを用いた発光装置。
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