JP2015233001A - 発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置、及び当該発光装置の作製方法について、図1乃至図9を用いて以下説明する。
図1(A)は、本発明の一態様の発光装置の一例を示す断面図である。図1(A)に示す発光装置100は、青色を呈する光を発することができる機能を有する第1の発光素子101Bと、緑色を呈する光を発することができる機能を有する第2の発光素子101Gと、赤色を呈する光を発することができる機能を有する第3の発光素子101Rと、を有する。
次に、図1(A)に示す発光装置100と異なる構成例について、図1(B)を用いて、以下説明を行う。
次に、図1(B)に示す発光装置100Aと異なる構成例について、図3を用いて、以下説明を行う。
基板102は、発光素子の支持体として用いられる。また、基板152は、光学素子の支持体として用いられる。基板102、152としては、例えばガラス、石英、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォンからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニル等からなるフィルム、または無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素子、及び光学素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
第1の反射電極104B、第2の反射電極104G、第3の反射電極104Rは、各発光素子の下部電極または陽極としての機能を有する。なお、第1の反射電極104B、第2の反射電極104G、第3の反射電極104Rは、銀を含む反射性を有する導電性材料により形成される。該導電性材料としては、銀(Ag)または銀(Ag)と、M(Mは、Y、Nd、Mg、Al、Ti、Ga、Zn、In、Mn、W、Sn、Fe、Ni、Cu、Pd、Ir、またはAuを表す)とを含む合金等が挙げられる。銀を含む合金としては、例えば、銀とパラジウムと銅を含む合金、銀と銅を含む合金、銀とマグネシウムを含む合金、銀とニッケルを含む合金、銀と金を含む合金等が挙げられる。
第1の透明導電膜106B、第2の透明導電膜106G、及び第3の透明導電膜106Rは、各発光素子の下部電極または陽極としての機能を有する。または、第1の透明導電膜106B、第2の透明導電膜106G、及び第3の透明導電膜106Rは、各発光層からの所望の光を共振させ、その波長を強めることができるように、光学距離を調整する機能を有する。
半透過・半反射電極114は、各発光素子の上部電極または陰極としての機能を有する。なお、半透過・半反射電極114は、反射性及び透光性を有する1種類の導電性材料により形成される。または、半透過・半反射電極114は、反射性を有する導電性材料と透光性を有する導電性材料と、の複数の導電性材料により形成される。該導電性材料としては、可視光の反射率が20%以上80%以下、好ましくは40%以上70%以下であり、かつその抵抗率が1×10−2Ω・cm以下の導電性材料が挙げられる。半透過・半反射電極114としては、導電性を有する金属、合金、導電性化合物などを1種又は複数種用いて形成することができる。とくに、仕事関数が小さい(3.8eV以下)材料を用いることが好ましい。例えば、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素(リチウム、セシウム等のアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、マグネシウム等)、これら元素を含む合金(例えば、Ag−Mg、Al−Li)、ユーロピウム、イッテルビウム等の希土類金属、これら希土類金属を含む合金、アルミニウム、銀等を用いることができる。また、半透過・半反射電極114としては、スパッタリング法、蒸着法、印刷法または塗布法等を用いて形成することができる。
第1の発光層108は、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈する第1の発光物質を有し、第2の発光層112は、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈する第2の発光物質を有する。また、第1の発光層108は、第1の発光物質に加えて、電子輸送性材料または正孔輸送性材料の一方または双方を含んで構成される。また、第2の発光層112は、第2の発光物質に加えて、電子輸送性材料または正孔輸送性材料の一方または双方を含んで構成される。
第1の正孔注入層131は、正孔輸送性の高い第1の正孔輸送層132を介して第1の発光層108に正孔を注入する層であり、正孔輸送性材料とアクセプター性材料とを含む層である。正孔輸送性材料とアクセプター性材料とを含むことで、アクセプター性材料により正孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔(ホール)が発生し、第1の正孔輸送層132を介して第1の発光層108に正孔が注入される。または、第1の正孔注入層131は、正孔輸送性材料と、アクセプター性材料とを、積層した構成としてもよい。なお、第1の正孔輸送層132は、正孔輸送性材料を用いて形成される。また、第2の正孔注入層135は、正孔輸送性の高い第2の正孔輸送層136を介して第2の発光層112に正孔を注入する層であり、正孔輸送性材料とアクセプター性材料とを含む層である。正孔輸送性材料とアクセプター性材料とを含むことで、アクセプター性材料により正孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔(ホール)が発生し、第2の正孔輸送層136を介して第2の発光層112に正孔が注入される。または、第2の正孔注入層135は、正孔輸送性材料と、アクセプター性材料とを、積層した構成としてもよい。なお、第2の正孔輸送層136は、正孔輸送性材料を用いて形成される。
第1の電子輸送層133及び第2の電子輸送層137は、電子輸送性の高い物質を含む層である。第1の電子輸送層133及び第2の電子輸送層137には、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)、BAlq、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(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)などの金属錯体を用いることができる。また、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−tert−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−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ(2,5−ピリジンジイル)(略称:PPy)、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に1×10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を第1の電子輸送層133及び第2の電子輸送層137として用いてもよい。
第1の電子注入層134及び第2の電子注入層138は、電子注入性の高い物質を含む層である。第1の電子注入層134及び第2の電子注入層138には、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム(ErF3)のような希土類金属化合物を用いることができる。また、第1の電子注入層134及び第2の電子注入層138にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。
電荷発生層110は、一対の電極(下部電極及び上部電極)間に電圧を印加したときに、一方の発光層(第1の発光層108または第2の発光層112)側に電子を注入し、他方の発光層(第1の発光層108または第2の発光層112)側に正孔を注入する機能を有する。
遮光層154は、隣接する発光素子から発せられる光を遮光し、混色を防ぐ機能を有する。または、遮光層154は、外光の反射を抑制する機能を有する。遮光層154としては、金属、黒色顔料を含んだ樹脂、カーボンブラック、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等を用いることができる。
第1の光学素子156B、第2の光学素子156G、及び第3の光学素子156Rは、入射される光から特定の色を呈する光を選択的に透過するものである。例えば、カラーフィルタ、バンドパスフィルタ、多層膜フィルタなどを適用できる。なお、光学素子に色変換素子を適用することができる。色変換素子は、入射される光を、当該光の波長より長い波長の光に変換する光学素子である。色変換素子として、量子ドット方式を用いる素子であると好適である。量子ドット方式を用いることにより、発光装置の色再現性を高めることができる。
次に、図1(A)に示す発光装置100と異なる構成例について、図4(A)を用いて、以下説明を行う。
次に、図4(A)に示す発光装置160と異なる構成例について、図4(B)を用いて、以下説明を行う。
次に、図4(B)に示す発光装置160Aと異なる構成例について、図5を用いて、以下説明を行う。
次に、図5に示す発光装置160Bと異なる構成例について、図6を用いて以下説明を行う。
次に、図6に示す発光装置160Cと異なる構成例について、図7を用いて以下説明を行う。
次に、本発明の一態様の発光装置の作製方法について、図8及び図9を用いて以下説明を行う。なお、ここでは、図5に示す発光装置160Bの作製方法について説明する。
第1のステップは、各発光素子の反射電極(具体的には、第1の反射電極104B、第2の反射電極104G、第3の反射電極104R、及び第4の反射電極104Y)を、基板102上に形成する工程である(図8(A)参照)。
第2のステップは、各発光素子の透明導電膜(第1の透明導電膜106B、第2の透明導電膜106G、第3の透明導電膜106R、及び第4の透明導電膜106Y)を、反射電極上に形成する工程である(図8(B)参照)。
第3のステップは、各発光素子の下部電極(具体的には、第1の反射電極104B、第2の反射電極104G、第3の反射電極104R、第4の反射電極104Y、第1の透明導電膜106B、第2の透明導電膜106G、第3の透明導電膜106R、及び第4の透明導電膜106Y)の端部を覆う隔壁120を形成する工程である(図8(C)参照)。
第4のステップは、第1の正孔注入層131、第1の正孔輸送層132、第1の発光層108、第1の電子輸送層133、第1の電子注入層134、及び電荷発生層110を形成する工程である(図8(D)参照)。
第5のステップは、第2の正孔注入層135、第2の正孔輸送層136、第2の発光層112、第2の電子輸送層137、第2の電子注入層138、及び半透過・半反射電極114を形成する工程である(図9(A)参照)。
第6のステップは、基板152上に遮光層154、第1の光学素子156B、第2の光学素子156G、第3の光学素子156R、及び第4の光学素子156Yを形成する工程である(図9(B)参照)。
第7のステップは、基板102上に形成された第1の発光素子101B、第2の発光素子101G、第3の発光素子101R、及び第4の発光素子101Yと、基板152上に形成された遮光層154、第1の光学素子156B、第2の光学素子156G、第3の光学素子156R、及び第4の光学素子156Yと、を貼り合わせ、封止材を用いて封止する工程である(図示しない)。
本実施の形態では、発光装置の一形態である表示装置(表示パネル、または発光パネルともいう)の上面及び断面について、図10(A)(B)を用いて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置を有する表示装置について、図11を用いて説明を行う。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置を有する表示モジュール及び電子機器について、図12及び図13を用いて説明を行う。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置を適用した照明装置の一例について、図14を用いて説明する。
まず、基板4002上に反射電極4004として、銀(Ag)とパラジウム(Pd)と銅(Cu)の合金膜(略称:APC)をスパッタリング法により成膜した。なお、反射電極4004の膜厚を100nmとし、面積を4mm2(2mm×2mm)とした。
次に、上記作製した各発光素子の動作特性について測定した。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
まず、基板4002上に反射電極4004として、APCをスパッタリング法により成膜した。なお、反射電極4004の膜厚を100nmとし、面積を4mm2(2mm×2mm)とした。
次に、上記作製した各発光素子の動作特性について測定した。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
100A 発光装置
100B 発光装置
101B 発光素子
101G 発光素子
101R 発光素子
101Y 発光素子
101W 発光素子
102 基板
104B 反射電極
104G 反射電極
104R 反射電極
104Y 反射電極
104W 反射電極
106B 透明導電膜
106G 透明導電膜
106R 透明導電膜
106Y 透明導電膜
106W 透明導電膜
108 発光層
110 電荷発生層
112 発光層
112a 発光層
112b 発光層
114 半透過・半反射電極
120 隔壁
131 正孔注入層
132 正孔輸送層
133 電子輸送層
134 電子注入層
135 正孔注入層
136 正孔輸送層
137 電子輸送層
138 電子注入層
152 基板
154 遮光層
156B 光学素子
156G 光学素子
156R 光学素子
156Y 光学素子
160 発光装置
160A 発光装置
160B 発光装置
160C 発光装置
160D 発光装置
501 基板
502 画素部
503 信号線駆動回路部
504a 走査線駆動回路部
504b 走査線駆動回路部
505 シール材
506 基板
507 充填材
509 トランジスタ
510 トランジスタ
511 トランジスタ
512 トランジスタ
513B 反射電極
513G 反射電極
513R 反射電極
517 接続端子電極
518 FPC
519 異方性導電膜
520 隔壁
521 遮光層
522B 光学素子
522G 光学素子
522R 光学素子
524B 発光素子
524G 発光素子
524R 発光素子
525 端子電極
601 画素回路
602 画素部
604 駆動回路部
604a 走査線駆動回路部
604b 信号線駆動回路部
606 保護回路
607 端子部
652 トランジスタ
654 トランジスタ
662 容量素子
672 発光素子
4002 基板
4004 反射電極
4006 透明導電膜
4008 発光層
4010 電荷発生層
4012 発光層
4012a 発光層
4012b 発光層
4014a 半透過・半反射電極
4014b 半透過・半反射電極
4131 正孔注入層
4132 正孔輸送層
4133 電子輸送層
4133a 電子輸送層
4133b 電子輸送層
4134 電子注入層
4135 正孔注入層
4136 正孔輸送層
4137a 電子輸送層
4137b 電子輸送層
4138 電子注入層
4152 対向基板
4156 着色層
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチパネル
8005 FPC
8006 表示パネル
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
8501 照明装置
8502 照明装置
8503 照明装置
8504 照明装置
9000 筐体
9001 表示部
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
9008 マイクロフォン
9050 操作ボタン
9051 情報
9052 情報
9053 情報
9054 情報
9055 ヒンジ
9100 携帯情報端末
9101 携帯情報端末
9102 携帯情報端末
9200 携帯情報端末
9201 携帯情報端末
Claims (13)
- 複数の光を発する発光装置であって、
前記発光装置は、
青色を呈する光を発することができる機能を有する第1の発光素子と、
緑色を呈する光を発することができる機能を有する第2の発光素子と、
赤色を呈する光を発することができる機能を有する第3の発光素子と、を有し、
前記第1の発光素子は、
第1の反射電極と、
前記第1の反射電極上の第1の透明導電膜と、
前記第1の透明導電膜上の第1の発光層と、
前記第1の発光層上の電荷発生層と、
前記電荷発生層上の第2の発光層と、
前記第2の発光層上の電極と、を有し、
前記第2の発光素子は、
第2の反射電極と、
前記第2の反射電極上の第2の透明導電膜と、
前記第2の透明導電膜上の前記第1の発光層と、
前記第1の発光層上の前記電荷発生層と、
前記電荷発生層上の前記第2の発光層と、
前記第2の発光層上の前記電極と、を有し、
前記第3の発光素子は、
第3の反射電極と、
前記第3の反射電極上の第3の透明導電膜と、
前記第3の透明導電膜上の前記第1の発光層と、
前記第1の発光層上の前記電荷発生層と、
前記電荷発生層上の前記第2の発光層と、
前記第2の発光層上の前記電極と、を有し、
前記電極は、光を透過させることができる機能と、光を反射させることができる機能とを有し、
前記第1乃至第3の反射電極は、銀を有し、
前記第1の透明導電膜は、第1の領域を有し、
前記第2の透明導電膜は、第2の領域を有し、
前記第3の透明導電膜は、第3の領域を有し、
前記第1の領域は、前記第3の領域よりも厚く、
前記第3の領域は、前記第2の領域よりも厚い、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項1において、
前記第1の発光層は、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈する第1の発光物質を有し、
前記第2の発光層は、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈する第2の発光物質を有する、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記第1の反射電極と前記第1の発光層との光学距離が3/4λB以上である、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記第2の反射電極と前記第1の発光層との光学距離が3/4λG未満であり、
前記第3の反射電極と前記第1の発光層との光学距離が3/4λR未満である、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記第2の反射電極と前記第2の発光層との光学距離が3/4λG近傍であり、
前記第3の反射電極と前記第2の発光層との光学距離が3/4λR近傍である、
ことを特徴とする発光装置。 - 複数の光を発する発光装置であって、
前記発光装置は、
青色を呈する光を発することができる機能を有する第1の発光素子と、
緑色を呈する光を発することができる機能を有する第2の発光素子と、
赤色を呈する光を発することができる機能を有する第3の発光素子と、
黄色を呈する光を発することができる機能を有する第4の発光素子と、を有し、
前記第1の発光素子は、
第1の反射電極と、
前記第1の反射電極上の第1の透明導電膜と、
前記第1の透明導電膜上の第1の発光層と、
前記第1の発光層上の電荷発生層と、
前記電荷発生層上の第2の発光層と、
前記第2の発光層上の電極と、を有し、
前記第2の発光素子は、
第2の反射電極と、
前記第2の反射電極上の第2の透明導電膜と、
前記第2の透明導電膜上の前記第1の発光層と、
前記第1の発光層上の前記電荷発生層と、
前記電荷発生層上の前記第2の発光層と、
前記第2の発光層上の前記電極と、を有し、
前記第3の発光素子は、
第3の反射電極と、
前記第3の反射電極上の第3の透明導電膜と、
前記第3の透明導電膜上の前記第1の発光層と、
前記第1の発光層上の前記電荷発生層と、
前記電荷発生層上の前記第2の発光層と、
前記第2の発光層上の前記電極と、を有し、
前記第4の発光素子は、
第4の反射電極と、
前記第4の反射電極上の第4の透明導電膜と、
前記第4の透明導電膜上の前記第1の発光層と、
前記第1の発光層上の前記電荷発生層と、
前記電荷発生層上の前記第2の発光層と、
前記第2の発光層上の前記電極と、を有し、
前記電極は、光を透過させることができる機能と、光を反射させることができる機能とを有し、
前記第1乃至第4の反射電極は、銀を有し、
前記第1の透明導電膜は、第1の領域を有し、
前記第2の透明導電膜は、第2の領域を有し、
前記第3の透明導電膜は、第3の領域を有し、
前記第4の透明導電膜は、第4の領域を有し、
前記第1の領域は、前記第3の領域よりも厚く、
前記第3の領域は、前記第4の領域よりも厚く、
前記第4の領域は、前記第2の領域よりも厚い、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項6において、
前記第1の発光層は、青色発光を呈する第1の発光物質を有し、
前記第2の発光層は、緑色、黄色、または赤色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈する第2の発光物質を有する、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項6または請求項7において、
前記第1の反射電極と前記第1の発光層との光学距離が3/4λB以上である、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項6または請求項7において、
前記第2の反射電極と前記第1の発光層との光学距離が3/4λG未満であり、
前記第3の反射電極と前記第1の発光層との光学距離が3/4λR未満であり、
前記第4の反射電極と前記第1の発光層との光学距離が3/4λY未満である、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項6または請求項7において、
前記第2の反射電極と前記第2の発光層との光学距離が3/4λG近傍であり、
前記第3の反射電極と前記第2の発光層との光学距離が3/4λR近傍であり、
前記第4の反射電極と前記第2の発光層との光学距離が3/4λY近傍である、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至請求項10のいずれか一つにおいて、
前記第1の発光素子に重なる第1の光学素子を有し、
前記第2の発光素子に重なる第2の光学素子を有し、
前記第3の発光素子に重なる第3の光学素子を有し、
前記第1の光学素子は、
青色を呈する光を透過する機能を有し、
前記第2の光学素子は、
緑色を呈する光を透過する機能を有し、
前記第3の光学素子は、
赤色を呈する光を透過する機能を有する、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至請求項11のいずれか一つに記載の発光装置と、
筐体またはタッチセンサと、
を有する電子機器。 - 請求項1乃至請求項11のいずれか一つに記載の発光装置と、
筐体またはタッチセンサと、
を有する照明装置。
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