JP2016085968A - 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
【解決手段】複数の発光色を有する光を発する発光装置であって、発光装置は、第1の発光素子と、第2の発光素子と、を有し、第1の発光素子は、第1の下部電極と、第1の下部電極上の第1の発光層と、第1の発光層上の第2の発光層と、第2の発光層上の上部電極と、を有し、第2の発光素子は、第2の下部電極と、第2の下部電極上の第1の発光層と、第1の発光層上の第2の発光層と、第2の発光層上の上部電極と、を有し、第1の発光層は、第2の発光層よりも長波長側に発光スペクトルのピークを有し、第1の下部電極と第1の発光層との距離は、第2の下部電極と第1の発光層との距離よりも短い。
【選択図】図1
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16を用いて以下説明する。
図1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に示す発光装置100は、第1の発光素子101Bと、第2の発光素子101Yと、を有する。また、第1の発光素子101Bは、第1の下部電極104Bと、第1の下部電極104B上の第1の発光層108と、第1の発光層108上の第2の発光層110と、第2の発光層110上の上部電極112と、を有する。また、第2の発光素子101Yは、第2の下部電極104Yと、第2の下部電極104Y上の第1の発光層108と、第1の発光層108上の第2の発光層110と、第2の発光層110上の上部電極112と、を有する。また、第1の発光層108は、第2の発光層110よりも長波長側に発光スペクトルのピークを有し、第1の下部電極104Bと第1の発光層108との距離は、第2の下部電極104Yと第1の発光層108との距離よりも短い。
次に、図1に示す発光装置100と異なる構成例について、図2を用いて、以下説明を行う。
次に、図1に示す発光装置100と異なる構成例について、図4を用いて、以下説明を行う。
次に、図1に示す発光装置100と異なる構成例について、図7乃至図12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、フィルム(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)、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。
下部電極(第1の下部電極104B、第2の下部電極104Y、第3の下部電極104R、及び第4の下部電極104G)は、各発光素子の陽極としての機能を有する。なお、下部電極は、反射性を有する導電性材料により、形成されると好ましい。該導電性材料としては、可視光の反射率が40%以上100%以下、好ましくは70%以上100%以下であり、かつその抵抗率が1×10−2Ωcm以下の導電性材料が挙げられる。具体的には、下部電極としては、銀、アルミニウム、銀またはアルミニウムを含む合金等を用いることができる。アルミニウムを含む合金としては、例えば、アルミニウムとニッケルとランタンを含む合金が挙げられる。また、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。下部電極としては、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。
透明導電層(第1の透明導電層106B、第2の透明導電層106Y、第3の透明導電層106R、及び第4の透明導電層106G)は、各発光素子の下部電極の一部、または各発光素子の陽極としての機能を有する。または、各透明導電層は、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、所望の光の波長ごとに下部電極と上部電極との光学距離を調整する機能を有する。例えば、透明導電層の膜厚を変えることで、所望の光の波長λに対して、電極間の光学距離がmλ/2(ただし、mは自然数)となるように調整する。
上部電極112は、各発光素子の陰極としての機能を有する。なお、上部電極112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により、形成されると好ましい。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1×10−2Ωcm以下の導電性材料が挙げられる。上部電極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、Mg−Ag、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。上部電極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。
隔壁137は、絶縁性であればよく、無機材料または有機材料を用いて形成される。該無機材料としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜等が挙げられる。該有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、またはポリイミド樹脂等の感光性の樹脂材料が挙げられる。
第1の発光層108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発光材料を有し、第2の発光層110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発光材料を有する。また、第1の発光層108に用いる発光材料としては、燐光材料が好ましく、第2の発光層110に用いる発光材料としては、蛍光材料が好ましい。第1の発光層108に燐光材料を用い、第2の発光層110に蛍光材料を用いる構成とすることで、発光効率が高められ、且つ信頼性の高い発光装置とすることができる。また、第1の発光層108及び第2の発光層110は、上記発光材料に加えて、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。
正孔注入層131は、正孔輸送性の高い正孔輸送層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物質を含む層である。正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含むことで、アクセプター性物質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、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、正孔注入層134は、正孔輸送性の高い正孔輸送層135を介して第2の発光層110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物質を含む層である。正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含むことで、アクセプター性物質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、正孔輸送層135を介して第2の発光層110に正孔が注入される。
電子輸送層133、136としては、先に示す第1の発光層108及び第2の発光層110に用いる電子輸送性材料と同様の材料を用いることができる。
また、図示していないが、電子輸送層133、136上に電子注入性を有する層(電子注入層)を設ける構成としてもよい。当該電子注入層は、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、電子注入層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141a、141b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110)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110)側に正孔を注入する機能を有する。
遮光層154としては、外光の反射を抑制する機能を有する。または、遮光層154としては、隣接する発光素子から発せられる光の混色を防ぐ機能を有する。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156Y、第3の光学素子156R、及び第4の光学素子156Gは、入射す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、入射する光を、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、本発明の一態様の発光装置の作製方法について、図14乃至図16を用いて以下説明を行う。なお、ここでは、図7に示す発光装置100の作製方法について説明する。
第1のステップは、各発光素子の下部電極(第1の下部電極104B、第2の下部電極104Y、第3の下部電極104R、及び第4の下部電極104G)と、各発光素子の透明導電層(第1の透明導電層106B、第2の透明導電層106Y、第3の透明導電層106R、及び第4の透明導電層106G)と、各発光素子の下部電極と透明導電層の端部を覆う隔壁137と、を形成する工程である(図14(A)参照)。
第2のステップは、正孔注入層131、正孔輸送層132、第1の発光層108、電子輸送層133を形成する工程である(図14(B)参照)。
第3のステップは、電荷発生層141a、141bを形成する工程である(図15(A)参照)。
第4のステップは、正孔注入層134、正孔輸送層135、第2の発光層110、電子輸送層136、及び上部電極112を形成する工程である(図15(B)参照)。
第5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156Y、第3の光学素子156R、及び第4の光学素子156Gを形成する工程である(図16(A)(B)参照)。
第6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101Y、第3の発光素子101R、及び第4の発光素子101G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156Y、第3の光学素子156R、及び第4の光学素子156G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、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17を用いて説明を行う。
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光装置を有する表示パネル、及び該表示パネルに入力装置を取り付けた電子機器について、図20乃至図24を用いて説明を行う。
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示パネルと、入力装置とを合わせたタッチパネル2000について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサを用いる場合について説明する。なお、本発明の一態様の発光装置を表示パネルの画素に用いることができる。
次に、図21(A)を用いて、表示パネル2501の詳細について説明する。図21(A)は、図20(B)に示す一点鎖線X1−X2間の断面図に相当する。
次に、図21(C)を用いて、タッチセンサ2595の詳細について説明する。図21(C)は、図20(B)に示す一点鎖線X3−X4間の断面図に相当する。
次に、図22(A)を用いて、タッチパネル2000の詳細について説明する。図22(A)は、図20(A)に示す一点鎖線X5−X6間の断面図に相当する。
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図23を用いて説明を行う。
また、図23(A)ではタッチセンサとして配線の交差部に容量2603のみを設けるパッシブ型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有するアクティブ型のタッチセンサとしてもよい。アクティブ型のタッチセンサに含まれるセンサ回路の一例を図24に示す。
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25及び図26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について、図27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様々な照明装置及び電子機器に適用する一例について、図29を用いて説明する。
101B 発光素子
101G 発光素子
101R 発光素子
101Y 発光素子
102 基板
104B 下部電極
104G 下部電極
104R 下部電極
104Y 下部電極
106B 透明導電層
106G 透明導電層
106R 透明導電層
106Y 透明導電層
108 発光層
110 発光層
112 上部電極
114 上部電極
131 正孔注入層
132 正孔輸送層
133 電子輸送層
134 正孔注入層
135 正孔輸送層
136 電子輸送層
137 隔壁
141a 電荷発生層
141b 電荷発生層
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
170 トランジスタ
172 ゲート電極
174 ゲート絶縁層
176 半導体層
178 ソース電極
180 ドレイン電極
182 絶縁層
184 絶縁層
186 絶縁層
301_1 配線
301_5 配線
301_6 配線
301_7 配線
302_1 配線
302_2 配線
303_1 トランジスタ
303_6 トランジスタ
303_7 トランジスタ
304 容量素子
304_1 容量素子
304_2 容量素子
305 発光素子
306_1 配線
306_3 配線
307_1 配線
307_3 配線
308_1 トランジスタ
308_6 トランジスタ
309_1 トランジスタ
309_2 トランジスタ
311_1 配線
311_3 配線
312_1 配線
312_2 配線
801 画素回路
802 画素部
804 駆動回路部
804a ゲートドライバ
804b ソースドライバ
806 保護回路
807 端子部
852 トランジスタ
854 トランジスタ
862 容量素子
872 発光素子
2000 タッチパネル
2001 タッチパネル
2501 表示パネル
2502 画素
2502t トランジスタ
2503c 容量素子
2503g 走査線駆動回路
2503t トランジスタ
2509 FPC
2510 基板
2510a 絶縁層
2510b 可撓性基板
2510c 接着層
2511 配線
2519 端子
2521 絶縁層
2528 隔壁
2550 発光素子
2560 封止層
2567BM 遮光層
2567p 反射防止層
2567R 着色層
2570 基板
2570a 絶縁層
2570b 可撓性基板
2570c 接着層
2580 発光モジュール
2590 基板
2591 電極
2592 電極
2593 絶縁層
2594 配線
2595 タッチセンサ
2597 接着層
2598 配線
2599 接続層
2601 パルス電圧出力回路
2602 電流検出回路
2603 容量
2611 トランジスタ
2612 トランジスタ
2613 トランジスタ
2621 電極
2622 電極
3000 発光装置
3001 基板
3003 基板
3005 発光素子
3007 封止領域
3009 封止領域
3011 領域
3013 領域
3014 領域
3015 基板
3016 基板
3018 乾燥剤
3500 多機能端末
3502 筐体
3504 表示部
3506 カメラ
3508 照明
3600 ライト
3602 筐体
3608 照明
3610 スピーカ
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチセンサ
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
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 (10)
- 複数の発光色を有する光を発する発光装置であって、
前記発光装置は、
第1の発光素子と、
第2の発光素子と、を有し、
前記第1の発光素子は、
第1の下部電極と、
前記第1の下部電極上の第1の発光層と、
前記第1の発光層上の第2の発光層と、
前記第2の発光層上の上部電極と、を有し、
前記第2の発光素子は、
第2の下部電極と、
前記第2の下部電極上の前記第1の発光層と、
前記第1の発光層上の前記第2の発光層と、
前記第2の発光層上の前記上部電極と、を有し、
前記第1の発光層は、
前記第2の発光層よりも長波長側に発光スペクトルのピークを有し、
前記第1の下部電極と前記第1の発光層との距離は、
前記第2の下部電極と前記第1の発光層との距離よりも短い、
ことを特徴とする発光装置。 - 複数の発光色を有する光を発する発光装置であって、
前記発光装置は、
第1の発光素子と、
第2の発光素子と、を有し、
前記第1の発光素子は、
第1の下部電極と、
前記第1の下部電極上の第1の発光層と、
前記第1の発光層上の第2の発光層と、
前記第2の発光層上の上部電極と、を有し、
前記第2の発光素子は、
第2の下部電極と、
前記第2の下部電極上の前記第1の発光層と、
前記第1の発光層上の前記第2の発光層と、
前記第2の発光層上の前記上部電極と、を有し、
前記第1の発光層からの発光は、
緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる、いずれか一つに発光スペクトルのピークを有し、
前記第2の発光層からの発光は、
紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる、いずれか一つに発光スペクトルのピークを有し、
前記第1の下部電極と前記第1の発光層との距離は、
前記第2の下部電極と前記第1の発光層との距離よりも短い、
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の発光素子から射出される発光は、
青色の波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、
前記第2の発光素子から射出される発光は、
黄色の波長帯域に少なくとも一つのピークを有する、
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の下部電極と前記第2の発光層との光学距離が、
3λB/4(λBは、青色の波長を表す)近傍であり、
前記第2の下部電極と前記第1の発光層との光学距離が、
3λY/4(λYは、黄色の波長を表す)近傍である、
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1の下部電極と、前記第2の下部電極とは、
銀を有する、
ことを特徴とする発光装置。 - 複数の発光色を有する光を発する発光装置であって、
前記発光装置は、
第1の発光素子と、
第2の発光素子と、
第3の発光素子と、を有し、
前記第1の発光素子は、
第1の下部電極と、
前記第1の下部電極上の第1の透明導電層と、
前記第1の透明導電層上の第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の発光層上の上部電極と、を有し、
前記第2の発光素子は、
第2の下部電極と、
前記第2の下部電極上の第2の透明導電層と、
前記第2の透明導電層上の前記第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の発光層上の前記上部電極と、を有し、
前記第3の発光素子は、
第3の下部電極と、
前記第3の下部電極上の第3の透明導電層と、
前記第3の透明導電層上の前記第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の発光層上の前記上部電極と、を有し、
前記第1の発光素子から射出される発光は、
400nm以上480nm未満の波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、
前記第2の発光素子から射出される発光は、
480nm以上600nm未満の波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、
前記第3の発光素子から射出される発光は、
600nm以上740nm以下の波長帯域に少なくとも一つのピークを有する、
ことを特徴とする発光装置。 - 複数の発光色を有する光を発する発光装置であって、
前記発光装置は、
第1の発光素子と、
第2の発光素子と、
第3の発光素子と、
第4の発光素子と、を有し、
前記第1の発光素子は、
第1の下部電極と、
前記第1の下部電極上の第1の透明導電層と、
前記第1の透明導電層上の第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の発光層上の上部電極と、を有し、
前記第2の発光素子は、
第2の下部電極と、
前記第2の下部電極上の第2の透明導電層と、
前記第2の透明導電層上の前記第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の発光層上の前記上部電極と、を有し、
前記第3の発光素子は、
第3の下部電極と、
前記第3の下部電極上の第3の透明導電層と、
前記第3の透明導電層上の前記第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の発光層上の前記上部電極と、を有し、
前記第4の発光素子は、
第4の下部電極と、
前記第4の下部電極上の第4の透明導電層と、
前記第4の透明導電層上の前記第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の発光層上の前記上部電極と、を有し、
前記第1の発光素子から射出される発光は、
400nm以上480nm未満の波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、
前記第2の発光素子から射出される発光は、
550nm以上600nm未満の波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、
前記第3の発光素子から射出される発光は、
600nm以上740nm以下の波長帯域に少なくとも一つのピークを有し、
前記第4の発光素子から射出される発光は、
480nm以上550nm未満の波長帯域に少なくとも一つのピークを有する、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一項において、
前記第1の発光層は、
燐光材料を有し、
前記第2の発光層は、
蛍光材料を有する、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至請求項8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8のいずれか一つに記載の発光装置と、
筐体と、
を有する照明装置。
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