JP2017054834A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
いた発光素子(以下、有機EL素子ともいう)を複数含む発光素子ユニットに関する。ま
た、該発光素子ユニットを用いた発光装置、及び照明装置に関する。
の素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物からの発光を得ることができる
。近年、有機EL素子を光源として利用した照明装置への応用が期待されている。
れている。複数の有機EL素子を用いることにより、発光面積の大きい照明装置を作製す
ることができる。
子それぞれを接続する。引き回し配線は、低抵抗な金属を用いた場合であっても、配線の
長さが長く、配線抵抗が増大してしまうため、発光領域に用いられる配線に比べて配線の
幅を大きくする必要がある。配線の幅を大きくすることにより、発光領域において発光面
積が小さくなる、又は開口率が低下するという問題が生じる。
む層、陰極の各々について、真空蒸着装置内で発光素子を形成するためのメタルマスクに
よるパターンの形成が必要である。このメタルマスクによるパターンの形成では、メタル
マスクのたわみや反りに起因したパターンの形成不良が生じるという問題がある。また、
メタルマスクに付着したパーティクルを、メタルマスクから基板に転写してしまうおそれ
もある。これにより、歩留まりが低下し製造コストの増加を招いてしまう。
、複数の発光素子を含む発光装置において、発光面積が大きく、発光素子のパターン形成
不良が抑制された構造とその作製方法を提供する。また、該発光装置を含む照明装置及び
その作製方法を提供する。
設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられた第2の配線と、絶縁膜を介して第1の配線上
に設けられた複数の発光素子と、を有し、複数の発光素子はそれぞれ、遮光性を有する第
1の電極層と、第1の電極層と接する有機化合物を含む層と、有機化合物を含む層と接す
る透光性を有する第2の電極層と、を有し、有機化合物を含む層は、分離層によってそれ
ぞれ分離された発光装置である。
、該発光素子列を複数有し、複数の発光素子列を並列に接続してもよい。
向する辺の幅が広い、逆テーパ形状を有している。分離層のテーパ角(被形成面との接辺
と分離層の側壁とのなす角)θは、100度以上130度以下で形成することが好ましい
。また、分離層は、T字型の形状を有していてもよい。
しい。
とが好ましい。
素子を備える。また、照明装置にコネクター、例えばFPC(Flexible pri
nted circuit)もしくはTAB(Tape Automated Bond
ing)テープもしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付
けられたモジュール、TABテープやTCPの先にコンバータなどが設けられたモジュー
ルも全て照明装置に含むものとする。
発光素子のパターン形成不良が抑制された構造とその作製方法を提供することができる。
また、該発光装置を含む照明装置及びその作製方法を提供することができる。
旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者
であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈さ
れるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有す
る部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る発光装置について、図1及び図2を参照して説
明する。
、配線や電極のみを示し、絶縁膜などは省略している。
有する。発光素子ユニット200及び発光素子ユニット202は、第1の配線104及び
第2の配線108を介してコンバータ(図示せず)と接続されている。コンバータは、外
部商用電源(例えば、100V程度から240V程度)から入力される高電圧を、発光素
子が駆動する電圧(例えば、3Vから数十V程度)に変換するために設けられる。コンバ
ータと接続される第1の配線104及び第2の配線108には、異なる電圧が出力される
。発光素子ユニット200及び発光素子ユニット202は、第1の配線104と第2の配
線108との電位差により電流を流し、発光する。本実施の形態では、発光装置は、2個
の発光素子ユニットから構成される場合について説明するが、発光素子ユニットの数はコ
ンバータの出力特性や、レイアウトなどに応じて適宜設定すればよい。
より構成される。本明細書等において、各発光素子の位置を、発光素子130(m,n)
(mは行数を、nは列数を示す。m≧1、n≧1である。)で示す。すなわち、m行n列
目の位置にある発光素子を、発光素子130(m,n)と記す。同様に、発光素子ユニッ
ト202も、9個の発光素子を3行3列のマトリクス状に配列することにより構成する。
発光素子ユニット202において、m行n列目の位置にある発光素子を、発光素子132
(m,n)と記す。これらを一斉に発光させることによって、面光源として利用すること
ができる。本実施の形態では、発光素子ユニットは、9個の発光素子から構成される場合
について説明するが、発光素子の数はコンバータの出力特性や、レイアウトになど応じて
適宜設定すればよい。
は、各行毎に直列に接続されている。つまり、1行目であれば、発光素子130(1,1
)、130(1,2)、130(1,3)の順に、複数の発光素子が直列に接続されてい
る。同様に、2行目であれば、発光素子130(2,1)、130(2,2)、130(
2,3)の順に、3行目であれば、発光素子130(3,1)、130(3,2)、13
0(3,3)の順に、直列に接続されている。本明細書等において、このように、直列に
接続された複数の発光素子を、発光素子列ともいう。つまり、発光素子ユニット200は
、3つの発光素子列を有しているともいえる。
の発光素子列を並列に接続することにより、発光素子ユニット内の一つの発光素子にショ
ート又はオープン状態が生じた場合であっても、並列接続された他の発光素子列には影響
されることなく発光を継続させることができる。
0(2,1)、130(3,1)は、第1の配線104と電気的に接続されており、3列
目の発光素子130(1,3)、130(2,3)、130(3,3)は、第2の配線1
08と電気的に接続されている。図1において、1列目の発光素子130(1,1)、1
30(2,1)、130(3,1)が高電位側末端、3列目の発光素子130(1,3)
、130(2,3)、130(3,3)が低電位側末端となる。
2,3)、132(3,3)は、第1の配線104と電気的に接続されており、1列目の
発光素子132(1,1)、132(2,1)、132(3,1)は、第2の配線108
と電気的に接続されている。図1において、3列目の発光素子132(1,3)、132
(2,3)、132(3,3)が高電位側末端、1列目の発光素子132(1,1)、1
32(2,1)、132(3,1)が低電位側末端となる。
ように設けられている。このような構成とすることにより、高電位側、または低電位側の
配線を共通化する等のレイアウトが可能になるため、発光素子ユニット間のスペースを小
さくできる。これにより、基板面積に対する発光面積を大きくすることができる。
る発光素子列を、2以上並列に接続された構成とすることができる。このような発光素子
ユニットを任意の個数、並列して設けることにより、発光装置の大面積化を図ることがで
きる。
る線分B1−B2の断面図を示す。
に第1の配線104が設けられ、第1の配線104上に絶縁膜106が設けられ、絶縁膜
106上に、第2の配線108及び発光素子130(1,1)〜130(1,3)が設け
られている。また、図2(B)に示すように、基板100上に絶縁膜102が設けられ、
絶縁膜102上に第1の配線104が設けられ、第1の配線104上に絶縁膜106が設
けられ、絶縁膜106上に発光素子130(1,1)、130(2,1)、130(3,
1)が設けられている。
属基板などを用いることができる。金属基板として、アルミニウム、銅、ニッケル等の金
属、又はジュラルミン若しくはステンレスなどの合金を用いることができる。
テレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂
、ポリアクリルニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカ
ーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルフォン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂、シ
クロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、またはポリ塩化ビニル
樹脂などを用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フ
ィラーを有機樹脂に混ぜた基板を使用することもできる。
部から発光素子に含まれる有機化合物や金属材料に侵入することを抑制することができる
。したがって、曲げや折れに強い発光装置を実現するとともに、水分又は不純物等による
発光素子の劣化が抑制され、発光装置の信頼性を向上させることができる。
に耐えることのできる発光装置を実現できる。
型化及び軽量化を図ることができる。
0を用いることにより、発光装置の大面積化を図ることができる。
して高輝度が必要なため発熱量が多くなり、発光素子の温度が上昇する。発光素子におい
て、リーク電流が生じる箇所があると、ジュール熱により局部的に温度が上昇する。発光
素子は、温度が高くなることでより多くの電流を流すため、さらに温度は上昇する。これ
により、その箇所が変質することでショートしてしまう。また、温度が上昇することで、
発光素子の有機化合物を含む層の劣化が進み、ショートしてしまう。
しても、熱を基板100の裏面へ伝導させることができる。これにより、温度上昇による
発光素子の劣化が抑制され、照明装置の信頼性を向上させることができる。
どにより、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化ア
ルミニウム、酸化マグネシウムなどを用いて、単層で又は積層して膜厚50nm以上30
0nm以下で形成される。絶縁膜102を積層する場合、窒化酸化シリコン膜上に酸化窒
化シリコン膜を形成すればよい。
刷、グラビア印刷等の印刷法、メッキ処理法等を用いて形成される。第1の配線104及
び第2の配線108として、低抵抗材料を用いれば良く、例えば、アルミニウム、チタン
、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウム、ニッケル、
銅から選ばれた材料、又はこれらを主成分とする合金材料を用い、単層で又は積層して形
成する。第1の配線104及び第2の配線108の膜厚は、3μm以上30μm以下とす
る。
径が数nmから数十μmの導電体粒子を有機樹脂に溶解又は分散させた導電性のペースト
を選択的に印刷すればよい。導電体粒子として、銀、金、銅、ニッケル、白金、パラジウ
ム、タンタル、モリブデン及びチタンのいずれか一つ以上の金属粒子やハロゲン化銀の微
粒子、又は分散性のナノ粒子を用いることができる。第1の配線104及び第2の配線1
08として、印刷法を用いて形成することにより、工程の簡略化が可能となり、低コスト
化を図ることができる。
料を用いて形成することができる。例えば、アクリル樹脂、ポリイミド、ベンゾシクロブ
テン系樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の耐熱性を有する有機絶縁材
料を用いると、平坦化膜として好適である。また、上記有機絶縁材料の他に、低誘電率材
料(low−k材料)、シロキサン系樹脂、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロ
ンガラス)等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層
させることで、絶縁膜106を形成してもよい。絶縁膜106の膜厚は、1.0μm以上
30μm以下とする。
ンコート法、ディッピング法、印刷法、インクジェット法等を用いることができる。
EL素子を用いて発光装置を形成する際、発光素子の一対の電極の一方は、透光性を有す
る導電材料を用いて形成する。透光性を有する導電材料、例えば、インジウム錫酸化物(
以下、ITOともいう)は、配線などに用いられる金属材料、例えば、アルミニウムやチ
タンなどと比較して抵抗値が大きい。そのため、透光性を有する導電材料を用いて引き回
し配線を形成すると電圧降下が生じやすくなる。
型(または、下面射出型)の場合、基板100と発光素子ユニット200との間に引き回
し配線を形成する場合には、金属材料を用いて引き回し配線を形成する。しかし、ボトム
エミッション型の場合、基板100と発光素子ユニット200との間に遮光性を有する引
き回し配線を設けると、発光面積が小さくなる、又は開口率が低下するという問題が生じ
る。
ップエミッション型(または、上面射出型)を用いる。図2(A)に示す発光素子130
(1,1)は、遮光性を有する第1の電極層112aと、第1の電極層112aと接する
有機化合物を含む層122aと、有機化合物を含む層122aと接し、透光性を有する第
2の電極層124aと、を有する。これにより、遮光性を有する引き回し配線を基板10
0と発光素子ユニット200との間に設けることができる。また、引き回し配線の幅を発
光素子ユニット200の幅よりも大きくしたとしても、発光面積を大きく、又は開口率を
向上させることができる。
aは、光を取り出す側と反対に設けられ、反射性を有する材料を用いて形成される。反射
性を有する材料としては、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロ
ム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料を用いることができる
。その他、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウム
とネオジムの合金などのアルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)や、銀と銅の合金
などの銀を含む合金を用いることもできる。銀と銅の合金は、耐熱性が高いため好ましい
。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜、又は金属酸化物膜を積層することでアル
ミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては
、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。
くとも発光性の有機化合物を含む発光層が含まれていればよい。その他、電子輸送性の高
い物質を含む層、正孔輸送性の高い物質を含む層、電子注入性の高い物質を含む層、正孔
注入性の高い物質を含む層、バイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質
)を含む層等を適宜組み合わせた積層構造を構成することができる。EL層は、蒸着法(
真空蒸着法を含む)、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
L層を用いて有機化合物を含む層122aを形成することにより、タンデム型発光素子と
することができる。EL層は、2層〜4層(特に、3層)用いることが好ましい。なお、
EL層の構成例は、実施の形態4にて詳細に説明する。
ット法、塗布法等を用いて形成される。第2の電極層124aは、透光性を有する材料を
用いて形成される。第2の電極層124aとして、酸化インジウム、インジウム錫酸化物
(ITOともいう)、酸化インジウム酸化亜鉛、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛
、グラフェンなどを用いることができる。
ブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又はチタン等の金属材料を用いることができる
。または、それら金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等を用いてもよい。なお、金
属材料(又はその窒化物)を用いる場合、透光性を有する程度に薄くすればよい。第2の
電極層124aは、単層または積層で形成することができる。例えば、第2の電極層12
4aを3層の積層構造とする場合、インジウム錫酸化物膜、銀膜、インジウム錫酸化物膜
の順で積層された構造とすることができる。また、マグネシウムと銀の合金を用いてもよ
い。マグネシウムと銀の合金を用いる場合には、例えば、膜厚0.5nm以上10nm以
下のマグネシウムと銀の合金上に、膜厚110nmのインジウム錫酸化物膜を形成すれば
よい。また、第2の電極層124aの膜厚は、50nm以上300nm以下、好ましくは
80nm以上130nm以下、より好ましくは100nm以上110nm以下とする。
1の電極層112aの端部には隔壁114bが設けられている。また、発光素子130(
1,1)の第2の電極層124aと、発光素子130(1,2)の第1の電極層112b
とは、接して設けられている。よって、発光素子130(1,1)と、発光素子130(
1,2)とは、直列接続となる。また、図2(B)では、第1の電極層112aの両端部
に、隔壁114g、114hが設けられている。
て形成することができる。隔壁114a、114b、114g、114hは、順テーパ形
状を有する。順テーパ形状とは、その断面において、被形成面と接する辺の幅が広く、対
向する辺の幅が狭い形状をいう。隔壁114a、114b、114g、114hを、順テ
ーパ形状とすることで、その上に形成する膜の段切れを防止することができる。
第1の電極層112b上)に、分離層116bが設けられている。また、第1の電極層1
12a上に、分離層116aが設けられており、第2の配線108上に、分離層116d
が設けられている。分離層116a、116b、116dは、逆テーパ形状を有している
。逆テーパ形状とは、その断面において、被形成面と接する辺の幅が狭く、対向する辺の
幅が広い形状をいう。逆テーパ形状の分離層116a、116bを利用することで、有機
化合物を含む層を、有機化合物を含む層122aと有機化合物を含む層122bとに、分
離することができる。また、第2の電極層124aが有機化合物を含む層122aの端部
を越えて成膜できる性質を利用することで、第2の電極層124aと、第1の電極層11
2bとを、接して設けることができる。これにより、発光素子130(1,1)と発光素
子130(1,2)とを接続することができる。同様にして、第2の電極層124cと、
第2の配線108とを接して設けることができる。これにより、発光素子130(1,3
)と第2の配線108とを接続することができる。なお、分離層116a、116b、1
16dは、T字型の形状としてもよい。また、分離層116a、116b、116dの膜
厚は、1μm以上3μm以下とする。
などを用いて形成される。絶縁膜126は、透光性及びバリア性を有する無機絶縁材料を
用いて形成することが好ましい。例えば、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化シ
リコン膜などを用いて形成すればよい。絶縁膜126は単層で又は積層して形成し、膜厚
は100nm以上500nmとする。また、発光素子の上面を覆う絶縁膜126を設ける
ことで、信頼性の高い発光装置を実現することができる。
子間の間隔を狭めることができるため、発光素子ユニットの集積化を図ることができる。
また、本発明の一態様に係る発光装置は、発光素子を形成するためのメタルマスクを用い
ずに作製することができるため、発光素子を形成するためのメタルマスクのたわみや反り
に起因したパターンの形成不良を抑制することができる。したがって、該発光装置を照明
装置に用いることで、基板に対して発光面積が大きく、パターンの形成不良が抑制された
照明装置とすることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る照明装置の作製方法について、図3乃至図5を
参照して説明する。なお、図3乃至図5に示す作製方法は、図1のA1−A2の断面にお
ける工程である。
2については、実施の形態1の記載を参酌できる。本実施の形態では、基板100として
、ステンレス基板を用いる。また、絶縁膜102として、CVD法により、厚さ100n
mの酸化窒化シリコン膜を形成する。
104として、銀ペーストを用い、印刷法により厚さ20μmの銀を含む膜を形成する(
図3(A)参照)。
は、絶縁膜106として、厚さ10μmのエポキシ樹脂を用いる。第1の配線104上に
、印刷法によりエポキシ樹脂を形成し、クリーンオーブンにて、230℃で焼成して形成
すればよい。その後、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程を行うことにより、第
1の配線104の一部を露出する。
08として、銀ペーストを用い、印刷法により厚さ20μmの銀を含む膜を形成する(図
3(B)参照)。
形成する。ここで、導電膜として、スパッタリング法により、チタン膜、アルミニウム膜
、チタン膜を順に積層する。膜厚は、それぞれ50nm、200nm、3nmとする。そ
の後、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程を行うことにより、第1の電極層11
2a、112b、112cを形成する。なお、第1の電極層112a、112b、112
cを形成した後に、マスクを除去する。また、第1の配線104と、第1の電極層112
aとは、接している。
別々の工程で形成する場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。
例えば、第2の配線108及び第1の電極層112a、112b、112cを同一の工程
で形成しても良い。具体的には、絶縁膜106を形成した後、スパッタリング法にて、導
電膜を形成し、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程を行うことにより、第2の配
線108及び第1の電極層112a、112b、112cを形成する。その場合には、発
光装置の作製工程を簡略化することができる。
塗布法により、厚さ1500nmのポリイミド膜を形成する。ポリイミド膜は、基板に塗
布後、クリーンオーブンにて320℃で焼成して形成すればよい。その後、フォトリソグ
ラフィ工程を行うことにより、隔壁114a〜114fを形成する(図3(C)参照)。
14dは、第1の電極層112b及び第1の電極層112cの端部を覆い、隔壁114f
は、第1の電極層112cの端部を覆う。また、隔壁114aは、第1の電極層112a
上に形成され、隔壁114cは、第1の電極層112b上に形成され、隔壁114eは、
第1の電極層112c上に形成される。
成し、第2の配線108上に逆テーパ状の分離層116dを形成する(図4(A)参照)
。逆テーパ状の分離層116a〜116dは、フォトリソグラフィ工程によって形成する
ことができる。分離層116a〜116dとして、ここでは、露光により現像液に対する
溶解性が低下するネガ型の感光性樹脂を用い、該感光性樹脂を露光、現像することにより
、分離層116a〜116dを形成する。分離層116a〜116dのテーパ角(被形成
面との接辺と分離層の側壁とのなす角)θは、100度以上130度以下で形成すること
が好ましい。また、分離層116a〜116dの膜厚は、2μmとする。
〜122cは、蒸着法により形成することができる。このとき、有機化合物を含む層12
2a〜122cは、蒸着源と基板との距離を適宜設定して成膜する。本実施の形態では、
有機化合物を含む層が分離層116a〜116dの下への回り込むことを抑制するために
、蒸着源と基板との距離を離して成膜することが好ましい。これにより、有機化合物を含
む層122a〜122cは、分離層116a〜116dにより、物理的に分断することが
できる。
、透光性を有することが好ましい。ここでは、第2の電極層124a〜124cとして、
スパッタリング法により、膜厚100nmのインジウム錫酸化物膜を形成する。本実施の
形態では、第2の電極層124a〜124cが有機化合物を含む層122a〜122cの
端部を越えて分離層116a〜116dの下への回り込むことを促進するために、ターゲ
ットと基板との距離を近づけて成膜することが好ましい。これにより、第2の電極層12
4a〜124cは、有機化合物を含む層122a〜122cと比べ分離層116a〜11
6dの下へ回り込むように成膜することができる。また、分離層116a〜116dのテ
ーパ角(被形成面との接辺と分離層の側壁とのなす角)θを、100度以上130度以下
とすることにより、第2の電極層124aは、第1の電極層112bと接するように成膜
され、第2の電極層124bは第1の電極層112cと接するように成膜され、第2の電
極層124cは第2の配線108と接するように成膜される。この結果、第2の電極層1
24aと第1の電極層112bとが接続され、第2の電極層124bと第1の電極層11
2cとが接続され、第2の電極層124cと第2の配線108とが接続される。
3)を形成することができる(図4(B)参照)。図1及び図2に示す発光素子ユニット
200において、各行の発光素子列は、分離層によって分離されている。これにより、各
行の発光素子列が並列に接続された発光素子ユニット200を作製することができる。ま
た、各発光素子の間隔は、分離層の幅によって決定される。したがって、分離層の幅を狭
く設定することで、発光素子の集積化を図ることができる。
成する。絶縁膜126として、スパッタリング法により、酸化アルミニウム膜を成膜する
。絶縁膜126として、酸化アルミニウム膜を用いることにより、発光素子に不純物や水
分が混入することを防止することができる。これにより、発光素子の劣化を抑制すること
ができる。
する場合について説明したが、2種類の感光性樹脂を用いて形成することもできる。2種
類の感光性樹脂を用いて分離層を形成する方法を、図5を参照して説明する。
形成した後、絶縁膜117及び絶縁膜118を順に形成する(図5(A)参照)。本実施
の形態では、絶縁膜117は、絶縁膜118よりも露光に用いる光に対する感光性が低い
材料を用いる。この感光性の違いは、絶縁膜117及び絶縁膜118に、同じ強度の光を
照射した場合、感光性が低い絶縁膜117は、絶縁膜118よりもパターン径が小さくな
ることを意味する。
うことにより、絶縁膜117によって形成された絶縁物(脚部117a〜117d)、及
び絶縁膜118によって形成された絶縁物(台部118a〜118d)を有する分離層1
19a〜119dを形成することができる(図5(B)参照)。絶縁膜117及び絶縁膜
118に、選択的に光を照射する際に、分離層119a〜119dは、上記感光性の違い
により、台部118a〜118dを投影した面積よりも、脚部117a〜117dが被形
成面と接する面積の方が小さい形状となる。
形成した後、絶縁膜126を形成することによって、発光素子130(1,1)〜130
(1,3)を形成することができる(図5(C)参照)。
ことによって、各発光素子の間隔を狭めることができるため、発光素子ユニットの集積化
を図ることができる。また、本発明の一態様に係る発光装置は、発光素子を形成するため
のメタルマスクを用いずに作製することができるため、発光素子を形成するためのメタル
マスクのたわみや反りに起因したパターンの形成不良を抑制することができる。また、メ
タルマスクに付着したパーティクルを、メタルマスクから基板に転写することが起こらな
いため、製造時の歩留まりを上げて、製造コストの削減を図ることができる。
本実施の形態では、先の実施の形態に示した発光装置を用いた照明装置について、図6を
参照して説明する。
子ユニット200を含む発光装置を用いることができる。
上に絶縁膜106を介して第2の配線108及び発光素子ユニット200が設けられてい
る。また、基板100と、光学素子152とが、シール材154を用いて貼り合わされて
いる。また、基板100と光学素子152とシール材154とによって囲まれた空間には
、高屈折樹脂156が充填されている。また、基板100において、シール材154によ
って囲まれた領域の外側には、コンバータ150a、150bが設けられている。
また、発光素子ユニット200は、第1の配線104を介してコンバータ150aと接続
されており、また、第2の配線108を介してコンバータ150bと接続されている。
電圧に変換するAC−DCコンバータや、DC−DCコンバータなどを用いることができ
る。コンバータ150aと接続される第1の配線104と、コンバータ150bと接続さ
れる第2の配線108には、異なる電圧が出力される。これにより、発光素子ユニット2
00は、第1の配線104及び第2の配線108の電位差により電流が流れ、発光する。
150bの出力特性に応じて適宜設定すればよい。コンバータ150a、150bが流す
ことができる電流が多いほど、多くの発光素子ユニットを並列に接続することができる。
外線硬化型の材料を用いる。シール材154には、基板100と光学素子152とを接着
することができる材料を用いる。また、シール材154はできるだけ水分や酸素を透過し
ない材料であることが望ましい。また、乾燥剤入りのシール材を用いることもできる。
基板100と光学素子152とシール材154とによって囲まれた空間には、高屈折樹脂
156を充填することが好ましい。
152よりも屈折率が高いことが好ましい。これにより、発光素子ユニット200の発光
を良好に取り出すことができる。なお、高屈折樹脂156が接着機能を有している場合、
高屈折樹脂156により、基板100と光学素子152とを接着することができるため、
シール材154は用いなくてもよい。
ィルム、光拡散フィルム等を用いることができる。本実施の形態では、一方の面には、凸
部が複数形成されており、他方の面には、凹部が複数形成されている光学素子を用いる。
このとき、一方の面に形成された凸部の大きさは、発光素子の発光領域よりも大きいこと
が好ましい。また、他方の面に形成された凹部の大きさは、発光素子の発光領域よりも小
さいことが好ましい。これにより、高屈折樹脂156と光学素子152との境界面で生じ
る全反射を抑制することができるため、発光素子ユニット200の発光を良好に外部に取
り出すことができる。
が向上した照明装置とすることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置に用いる有機EL発光を呈する発光素
子の素子構造の一例について説明する。有機EL発光を呈する発光素子は、LEDと比較
して発熱が小さい。したがって、筐体として有機樹脂を用いることができるため、発光装
置として軽量化が可能となり、好ましい。
06と、EL層306上に、第2の電極層308を有する。第1の電極層304は、先の
実施の形態に示す第1の電極層112a〜112cに相当し、EL層306は、有機化合
物を含む層122a〜122cに相当する。第2の電極層308は、先の実施の形態に示
す第2の電極層124a〜124cに相当する。
のほか、電子輸送性の高い物質を含む層、正孔輸送性の高い物質を含む層、電子注入性の
高い物質を含む層、正孔注入性の高い物質を含む層、バイポーラ性の物質(電子輸送性及
び正孔輸送性が高い物質)を含む層等を適宜組み合わせた積層構造を構成することができ
る。本実施の形態において、EL層306は、第1の電極層304側から、正孔注入層7
01、正孔輸送層702、発光層703、電子輸送層704、及び電子注入層705の順
で積層されている。
側に設けられ、反射性を有する材料を用いて形成される。反射性を有する材料としては、
アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバ
ルト、銅、又はパラジウム等の金属材料を用いることができる。そのほか、アルミニウム
とチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金などの
アルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)や銀と銅の合金などの銀を含む合金を用い
ることもできる。銀と銅の合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合
金膜に接する金属膜、又は金属酸化物膜を積層することでアルミニウム合金膜の酸化を抑
制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなど
が挙げられる。上述の材料は、地殻における存在量が多く安価であるため、発光素子の作
製コストを低減することができ、好ましい。
層306は、正孔注入層701、正孔輸送層702、発光層703、電子輸送層704、
及び電子注入層705を有する。
チウム、セシウム、カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム、
リチウム酸化物等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用い
ることができる。また、フッ化エルビウムのような希土類金属化合物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。
ては、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、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)、ビス(2−メチル−8
−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)など、キ
ノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、この他ビス
[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(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(BT
Z)2)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いること
ができる。さらに、金属錯体以外にも、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)や、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−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−
tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、バソフェナ
ントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)なども用いること
ができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物
質である。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。
えば、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
。赤(R)緑(G)青(B)のすべての発光に燐光性化合物を用いると、高い発光効率を
得ることができる。
して、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−
ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバ
ゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(
略称:YGAPA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル
−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)などが挙
げられる。また、緑色系の発光材料として、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリ
ル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、
N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,9
−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCABPhA)、N−(9
,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェ
ニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル
−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレン
ジアミン(略称:2DPABPhA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−
2−イル)]−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニル
アントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフェニルアン
トラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)などが挙げられる。また、黄色系の発光
材料として、ルブレン、5,12−ビス(1,1’−ビフェニル−4−イル)−6,11
−ジフェニルテトラセン(略称:BPT)などが挙げられる。また、赤色系の発光材料と
して、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5,11−
ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N’,N’−テト
ラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,10−ジ
アミン(略称:p−mPhAFD)などが挙げられる。
材料として、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]
イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス
[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(II
I)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオ
ロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III)ピコリナート(略
称:Ir(CF3ppy)2(pic))、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニ
ル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FI
r(acac))などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、トリス(2−フェ
ニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:Ir(ppy)3)、ビス
(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(
略称:Ir(ppy)2(acac))、ビス(1,2−ジフェニル−1H−ベンゾイミ
ダゾラト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(pbi)2(ac
ac))、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート
(略称:Ir(bzq)2(acac))、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウ
ム(III)(略称:Ir(bzq)3)などが挙げられる。また、黄色系の発光材料と
して、ビス(2,4−ジフェニル−1,3−オキサゾラト−N,C2’)イリジウム(I
II)アセチルアセトナート(略称:Ir(dpo)2(acac))、ビス[2−(4
’−パーフルオロフェニルフェニル)ピリジナト]イリジウム(III)アセチルアセト
ナート(略称:Ir(p−PF−ph)2(acac))、ビス(2−フェニルベンゾチ
アゾラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(bt
)2(acac))、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニ
ル)−5−メチルピラジナト]イリジウム(III)(略称:Ir(Fdppr−Me)
2(acac))、(アセチルアセトナト)ビス{2−(4−メトキシフェニル)−3,
5−ジメチルピラジナト}イリジウム(III)(略称:Ir(dmmoppr)2(a
cac))などが挙げられる。また、橙色系の発光材料として、トリス(2−フェニルキ
ノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:Ir(pq)3)、ビス(2−フ
ェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:I
r(pq)2(acac))、(アセチルアセトナト)ビス(3,5−ジメチル−2−フ
ェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppr−Me)2(acac
))、(アセチルアセトナト)ビス(5−イソプロピル−3−メチル−2−フェニルピラ
ジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppr−iPr)2(acac))など
が挙げられる。また、赤色系の発光材料として、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α
]チエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略
称:Ir(btp)2(acac))、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’
)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(piq)2(acac))
、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト
]イリジウム(III)(略称:Ir(Fdpq)2(acac))、(アセチルアセト
ナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:Ir
(tppr)2(acac))、(ジピバロイルメタナト)ビス(2,3,5−トリフェ
ニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(tppr)2(dpm))、2,
3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白
金(II)(略称:PtOEP)等の有機金属錯体が挙げられる。また、トリス(アセチ
ルアセトナト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:Tb(acac
)3(Phen))、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノ
フェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(DBM)3(Phen))、
トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナン
トロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(TTA)3(Phen))等の希土類
金属錯体は、希土類金属イオンからの発光(異なる多重度間の電子遷移)であるため、燐
光性化合物として用いることができる。
ホスト材料)に分散させた構成としてもよい。ホスト材料としては、各種のものを用いる
ことができ、発光性の物質よりも最低空軌道準位(LUMO準位)が高く、最高被占有軌
道準位(HOMO準位)が低い物質を用いることが好ましい。
(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(
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(I
I)(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェ
ノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(
II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(I
I)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(I
I)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−te
rt−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−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4
−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、2,2’
,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミ
ダゾール)(略称:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュ
プロイン(略称:BCP)などの複素環化合物や、9−[4−(10−フェニル−9−ア
ントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、3,6−ジフェニル−
9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称
:DPCzPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称
:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−te
rt−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、
9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイ
ル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル
)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベンゼン−1,3,5
−トリイル)トリピレン(略称:TPB3)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称
:DPAnth)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセンなどの縮合芳
香族化合物、N,N−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェ
ニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:CzA1PA)、4−(10−フェニ
ル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、N,9−ジフェニル−
N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−
アミン(略称:PCAPA)、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル
−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:P
CAPBA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−
9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、NPB(またはα−NPD)
、TPD、DFLDPBi、BSPBなどの芳香族アミン化合物などを用いることができ
る。
ン等の結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。また、ゲスト材料へのエネルギー
移動をより効率良く行うためにNPB、あるいはAlq等をさらに添加してもよい。
制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制すること
ができる。
光材料として、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)(略称:PFO
)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,5−ジメ
トキシベンゼン−1,4−ジイル)](略称:PF−DMOP)、ポリ{(9,9−ジオ
クチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−[N,N’−ジ−(p−ブチルフェニル)
−1,4−ジアミノベンゼン]}(略称:TAB−PFH)などが挙げられる。また、緑
色系の発光材料として、ポリ(p−フェニレンビニレン)(略称:PPV)、ポリ[(9
,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−alt−co−(ベンゾ[2,1,3
]チアジアゾール−4,7−ジイル)](略称:PFBT)、ポリ[(9,9−ジオクチ
ル−2,7−ジビニレンフルオレニレン)−alt−co−(2−メトキシ−5−(2−
エチルヘキシロキシ)−1,4−フェニレン)]などが挙げられる。また、橙色〜赤色系
の発光材料として、ポリ[2−メトキシ−5−(2’−エチルヘキソキシ)−1,4−フ
ェニレンビニレン](略称:MEH−PPV)、ポリ(3−ブチルチオフェン−2,5−
ジイル)(略称:R4−PAT)、ポリ{[9,9−ジヘキシル−2,7−ビス(1−シ
アノビニレン)フルオレニレン]−alt−co−[2,5−ビス(N,N’−ジフェニ
ルアミノ)−1,4−フェニレン]}、ポリ{[2−メトキシ−5−(2−エチルヘキシ
ロキシ)−1,4−ビス(1−シアノビニレンフェニレン)]−alt−co−[2,5
−ビス(N,N’−ジフェニルアミノ)−1,4−フェニレン]}(略称:CN−PPV
−DPD)などが挙げられる。
々の発光層に用いる発光物質の種類を変えることにより様々な発光色を得ることができる
。また、発光物質として発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、ブロードな
スペクトルの発光や白色発光を得ることもできる。特に、高輝度が必要とされる照明用途
には、発光層を積層させた構造が好適である。
ては、例えば、NPB、TPD、BPAFLP、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチ
ルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)
、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニル
アミノ]ビフェニル(略称:BSPB)等の芳香族アミン化合物を用いることができる。
ここに述べた物質は、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。
体や、t−BuDNA、DNA、DPAnthのようなアントラセン誘導体を用いても良
い。
どの高分子化合物を用いることもできる。
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、フタロシアニン(略称:H2Pc)、銅(II)フタロシアニン(略称:C
uPc)等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。
)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メ
チルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4
,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニ
ル(略称:DPAB)、4,4’−ビス(N−{4−[N’−(3−メチルフェニル)−
N’−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTP
D)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミ
ノ]ベンゼン(略称:DPA3B)、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル
)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,
6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−
フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(
9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:P
CzPCN1)等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。
。例えば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフ
ェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニ
ルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド]
(略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビ
ス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)などの高分子化合物が挙げられ
る。また、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)
(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PAni/PS
S)等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
有させた複合材料を用いることが好ましい。正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質
を含有させた複合材料を用いることにより、第2の電極層308からの正孔注入性を良好
にし、発光素子の駆動電圧を低減することができる。これらの複合材料は、正孔輸送性の
高い物質とアクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。該複合材
料を用いて正孔注入層701を形成することにより、第2の電極層308からEL層30
6への正孔注入が容易となる。
族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化合
物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高
い有機化合物であることが好ましい。具体的には、10−6cm2/Vs以上の正孔移動
度を有する物質であることが好ましい。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。以下では、複合材料に用いることのできる有機化
合物を具体的に列挙する。
、DPAB、DNTPD、DPA3B、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN
1、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:
NPB又はα−NPD)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニ
ル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4−フェニル−
4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP
)等の芳香族アミン化合物や、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:C
BP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:T
CPB)、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾ
ール(略称:CzPA)、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル
)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)、1,4−ビス[4−(N−カ
ルバゾリル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベンゼン等のカルバゾール誘
導体を用いることができる。
BuDNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9
,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、2−t
ert−ブチル−9,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−B
uDBA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−
ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(
略称:t−BuAnth)、9,10−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン
(略称:DMNA)、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]−2−tert
−ブチルアントラセン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン
、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン等の芳香
族炭化水素化合物を用いることができる。
9,9’−ビアントリル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,
10’−ビス(2−フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス
[(2,3,4,5,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アン
トラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブ
チル)ペリレン、ペンタセン、コロネン、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)
ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルビニル)
フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等の芳香族炭化水素化合物を用いることが
できる。
ルオロキノジメタン(略称:F4−TCNQ)、クロラニル等の有機化合物や、遷移金属
酸化物を挙げることができる。また、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属
の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタ
ル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電
子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸
湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
と、上述した電子受容体を用いて複合材料を形成し、正孔注入層701に用いてもよい。
、及び正孔注入層701は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、インクジェット法
、塗布法等の方法で形成することができる。
8との間に複数積層されていても良い。図7(B1)は第1の電極層304と第2の電極
層308との間に、第1EL層800と第2EL層801とを間に電荷発生層803とを
設けて積層し、EL層を2層有する例であり、図7(B2)は第1の電極層304と第2
の電極層308との間に第1EL層800と、第2EL層801と、第3EL層802と
を間に電荷発生層803a、電荷発生層803bとを設けて積層し、EL層を3層有する
例である。
EL層802)の間には、電荷発生層(電荷発生層803、803a、803b)を設け
ることが好ましい。電荷発生層803、803a、803bは上述の複合材料で形成する
ことができる。また、電荷発生層803、803a、803bは複合材料からなる層と他
の材料からなる層との積層構造でもよい。この場合、他の材料からなる層としては、電子
供与性物質と電子輸送性の高い物質とを含む層や、透明導電膜からなる層などを用いるこ
とができる。このような構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が
起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素
子とすることが容易である。また、一方のEL層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ること
も容易である。この構造は上述のEL層の構造と組み合わせて用いることができる。
流密度を低く保ったまま、高輝度でありながら長寿命な素子とできる。また、電極材料の
抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。
得られる発光の発光色と第2EL層から得られる発光の発光色を補色の関係にすることに
よって、白色発光を外部に取り出すことができる。なお、第1EL層および第2EL層の
それぞれが補色の関係にある複数の発光層を有する構成としても、白色発光が得られる。
補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などが挙げられる。青色、黄色
、青緑色、赤色に発光する物質としては、例えば、先に列挙した発光物質の中から適宜選
択すればよい。
よび第2EL層のそれぞれが補色の関係にある複数の発光層を有し、白色発光が得られる
構成の一例を示す。
第1発光層と、黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第2発光層
とを有し、第2EL層は、青緑色〜緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示
す第3発光層と、橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第4発光
層とを有するものとする。
わせたものであるので、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピ
ークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第1EL層は2波長型の白色または白色
に近い色の発光を呈する。
たものであるので、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピーク
を有する発光スペクトルを示す。すなわち、第2EL層は、第1EL層とは異なる2波長
型の白色または白色に近い色の発光を呈する。
り、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜
赤色の波長領域をカバーする白色発光を得ることができる。
域であるため、発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にある発光層を有するE
L層を発光層に適用することは有用である。例えば、発光スペクトルのピークが青色の波
長領域にある発光層を有する第1EL層と、発光スペクトルのピークが黄色の波長領域に
ある発光層を有する第2EL層と、発光スペクトルのピークが赤色の波長領域にある発光
層を有する第3EL層と、を積層させた構成を適用することができる。
するEL層を2層以上積層することによって発光素子の電力効率をより向上させることが
できる。
、発光スペクトルのピークが青色の波長領域(400nm以上480nm未満)にある発
光層を有する第1EL層に、発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にある発光
層をそれぞれ有する第2、第3EL層を積層する構成を適用することができる。なお、第
2EL層及び第3EL層からの発光スペクトルのピークの波長は、互いに同じであっても
よいし、異なっていてもよい。
煩雑化してしまうという問題がある。従って特に図7(B2)のように、EL層を3層積
層する構成であると、2層の場合と比べて電力効率が高く、4層以上とする場合比べて簡
略な工程で作製することができるため好ましい。
度の高い波長領域を利用することができ、電力効率を高めることができる。これによって
、発光素子全体の電力効率を高めることができる。このような構成は、例えば緑色の発光
色を呈するEL層と赤色の発光色を呈するEL層とを積層して黄色〜橙色の発光を呈する
発光素子を得る場合と比較して視感度の観点で有利であり、電力効率を高められる。また
、黄色〜橙色の波長領域にある視感度の高い波長領域を利用したEL層が1層のみの場合
と比較して、視感度の低い青色の波長領域の発光強度が相対的に小さくなるため、発光色
は電球色(あるいは温白色)に近づき、かつ電力効率が向上する。
60nm以上580nm未満にある光と、青色の波長領域にピークを有する光と、を合成
した光の色(つまり、発光素子から発光される光の色)とを合わせることで、温白色や電
球色のような自然な光の色を実現することができる。特に電球色を実現が容易である。
位子とする有機金属錯体を用いることができる。また、発光性の物質(ゲスト材料)を他
の物質(ホスト材料)に分散させることにより、発光層を構成することもできる。上記黄
色〜橙色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、燐光性化合物を用いることが
できる。燐光性化合物を用いることにより、蛍光性化合物を用いた場合と比べて電力効率
を3〜4倍高めることができる。上述したピラジン誘導体を配位子とする有機金属錯体は
燐光性化合物であり、発光効率が高い上に、黄色〜橙色の波長領域の発光を得やすく、好
適である。
体を用いることができる。上記青色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、蛍
光性化合物を用いることができる。蛍光性化合物を用いることにより、燐光性化合物を用
いた場合と比べて長寿命の発光素子を得ることができる。上述したピレンジアミン誘導体
は蛍光性化合物であり、極めて高い量子収率が得られる上に、長寿命であるため、好適で
ある。
、複合材料層708、電子リレー層707、電子注入バッファー層706、電子輸送層7
04、発光層703、正孔輸送層702、及び正孔注入層701を有していても良い。
させた複合材料を用いることができる。
04との間の注入障壁を緩和することができるため、複合材料層708で生じた電子を電
子輸送層704に容易に注入することができる。
びこれらの化合物(アルカリ金属化合物(酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸
リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲ
ン化物、炭酸塩を含む)、または希土類金属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を
含む))等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
成される場合には、電子輸送性の高い物質に対して質量比で、0.001以上0.1以下
の比率でドナー性物質を添加することが好ましい。なお、ドナー性物質としては、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物(アルカリ金属化合物(
酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む
)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む)、または希土類金
属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む))の他、テトラチアナフタセン(略
称:TTN)、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもで
きる。なお、電子輸送性の高い物質としては、先に説明した電子輸送層704の材料と同
様の材料を用いて形成することができる。
を形成することが好ましい。電子リレー層707は、必ずしも設ける必要は無いが、電子
輸送性の高い電子リレー層707を設けることで、電子注入バッファー層706へ電子を
速やかに送ることが可能となる。
構造は、複合材料層708に含まれるアクセプター性物質と、電子注入バッファー層70
6に含まれるドナー性物質とが相互作用を受けにくく、互いの機能を阻害しにくい構造で
ある。したがって、駆動電圧の上昇を防ぐことができる。
O準位は、複合材料層708に含まれるアクセプター性物質のLUMO準位と、電子輸送
層704に含まれる電子輸送性の高い物質のLUMO準位との間となるように形成する。
また、電子リレー層707がドナー性物質を含む場合には、当該ドナー性物質のドナー準
位も複合材料層708におけるアクセプター性物質のLUMO準位と、電子輸送層704
に含まれる電子輸送性の高い物質のLUMO準位との間となるようにする。具体的なエネ
ルギー準位の数値としては、電子リレー層707に含まれる電子輸送性の高い物質のLU
MO準位は−5.0eV以上、好ましくは−5.0eV以上−3.0eV以下とするとよ
い。
は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
nPc(Phthalocyanine tin(II) complex)、ZnPc
(Phthalocyanine zinc complex)、CoPc(Cobal
t(II)phthalocyanine, β−form)、FePc(Phthal
ocyanine Iron)及びPhO−VOPc(Vanadyl 2,9,16,
23−tetraphenoxy−29H,31H−phthalocyanine)の
いずれかを用いることが好ましい。
、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることが好ましい。金属−酸素の二重結
合はアクセプター性(電子を受容しやすい性質)を有するため、電子の移動(授受)がよ
り容易になる。また、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体は安定であると考えられる
。したがって、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることにより発光素子を低
電圧でより安定に駆動することが可能になる。
い。具体的には、VOPc(Vanadyl phthalocyanine)、SnO
Pc(Phthalocyanine tin(IV) oxide complex)
及びTiOPc(Phthalocyanine titanium oxide co
mplex)のいずれかは、分子構造的に金属−酸素の二重結合が他の分子に対して作用
しやすく、アクセプター性が高いため好ましい。
具体的にはPhO−VOPcのような、フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体が好
ましい。フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体は、溶媒に可溶である。そのため、
発光素子を形成する上で扱いやすいという利点を有する。また、溶媒に可溶であるため、
成膜に用いる装置のメンテナンスが容易になるという利点を有する。
アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの化合物(アルカリ金属化合物
(酸化リチウムなどの酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウムなどの炭酸塩
を含む)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む)、又は希土
類金属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む))の他、テトラチアナフタセン
(略称:TTN)、ニッケロセン、デカメチルニッケロセンなどの有機化合物を用いるこ
とができる。電子リレー層707にこれらドナー性物質を含ませることによって、電子の
移動が容易となり、発光素子をより低電圧で駆動することが可能になる。
した材料の他、複合材料層708に含まれるアクセプター性物質のアクセプター準位より
高いLUMO準位を有する物質を用いることができる。具体的なエネルギー準位としては
、−5.0eV以上、好ましくは−5.0eV以上−3.0eV以下の範囲にLUMO準
位を有する物質を用いることが好ましい。このような物質としては例えば、ペリレン誘導
体や、含窒素縮合芳香族化合物などが挙げられる。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安
定であるため、電子リレー層707を形成する為に用いる材料として、好ましい材料であ
る。
物(略称:PTCDA)、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボキシリックビスベン
ゾイミダゾール(略称:PTCBI)、N,N’−ジオクチル−3,4,9,10−ペリ
レンテトラカルボン酸ジイミド(略称:PTCDI−C8H)、N,N’−ジヘキシル−
3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド(略称:Hex PTC)等が挙
げられる。
フェナントロリン−2,3−ジカルボニトリル(略称:PPDN)、2,3,6,7,1
0,11−ヘキサシアノ−1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン(略称
:HAT(CN)6)、2,3−ジフェニルピリド[2,3−b]ピラジン(略称:2P
YPR)、2,3−ビス(4−フルオロフェニル)ピリド[2,3−b]ピラジン(略称
:F2PYPR)等が挙げられる。
5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物(略称:NTCDA)、パーフルオロペン
タセン、銅ヘキサデカフルオロフタロシアニン(略称:F16CuPc)、N,N’−ビ
ス(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−ペンタデカフルオ
ロオクチル)−1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド(略称:NTCD
I−C8F)、3’,4’−ジブチル−5,5’’−ビス(ジシアノメチレン)−5,5
’’−ジヒドロ−2,2’:5’,2’’−テルチオフェン)(略称:DCMT)、メタ
ノフラーレン(例えば、[6,6]−フェニルC61酪酸メチルエステル等を用いること
ができる。
ー性物質との共蒸着などの方法によって電子リレー層707を形成すれば良い。
料を用いてそれぞれ形成すれば良い。
有する材料を用いて形成する。
亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、グラフェンなどを用いることができる。
デン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又はチタン等の金属材料を用いることができる。
または、それら金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等を用いてもよい。
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8を用いて説明する。
ば、ダッシュボードや、天井等に照明を設置することもできる。
面に設ける照明装置904、及び卓上照明器具903を示す。本発明の一態様に係る発光
装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。その他
、ロール型の照明装置902として用いることもできる。
1、支柱9503、支持台9505等を含む。照明部9501は、本発明の一態様に係る
発光装置を含む。このように、本発明の一態様に係る発光装置を用いることにより、曲面
を有する照明装置、又はフレキシブルに曲がる照明部を有する照明装置を実現することが
できる。このように、フレキシブルな発光装置を照明装置として用いることで、照明装置
のデザインの自由度が向上するのみでなく、例えば、自動車の天井、ダッシュボード等の
曲面を有する場所にも照明装置を設置することが可能となる。
102 絶縁膜
104 第1の配線
106 絶縁膜
108 第2の配線
112a 第1の電極層
112b 第1の電極層
112c 第1の電極層
114a 隔壁
114b 隔壁
114c 隔壁
114d 隔壁
114e 隔壁
114f 隔壁
114g 隔壁
114h 隔壁
116a 分離層
116b 分離層
116c 分離層
116d 分離層
117 絶縁膜
117a 脚部
117d 脚部
118 絶縁膜
118a 台部
118d 台部
119a 分離層
119d 分離層
122a 有機化合物を含む層
122b 有機化合物を含む層
122c 有機化合物を含む層
124a 第2の電極層
124b 第2の電極層
124c 第2の電極層
126 絶縁膜
130 発光素子
132 発光素子
150a コンバータ
150b コンバータ
152 光学素子
154 シール材
156 高屈折樹脂
200 発光素子ユニット
202 発光素子ユニット
304 第1の電極層
306 EL層
308 第2の電極層
701 正孔注入層
702 正孔輸送層
703 発光層
704 電子輸送層
705 電子注入層
706 電子注入バッファー層
707 電子リレー層
708 複合材料層
800 EL層
801 EL層
802 EL層
803 電荷発生層
803a 電荷発生層
803b 電荷発生層
901 照明装置
902 照明装置
903 卓上照明器具
904 照明装置
Claims (2)
- 第1の配線と、
前記第1の配線上の、絶縁膜と、
前記絶縁膜上の、第2の配線と、
発光素子と、を有し、
前記発光素子は、第1の電極層と、前記第1の電極層上の、有機化合物を含む層と、前記有機化合物を含む層上の、第2の電極層とを有し、
前記第2の電極層は、透光性を有し、
前記第1の電極層の端部を覆う、隔壁層を有し、
前記隔壁層よりも高さの高い、分離層を有し、
前記有機化合物を含む層は、第1乃至第3の領域を有し、
前記第1の領域は、前記分離層と接する領域であり、
前記第2の領域は、前記隔壁層と接する領域であり、
前記第3の領域は、前記第1の電極層と接する領域であり、
前記第1の電極層は、前記第1の配線と電気的に接続されており、
前記分離層の断面は、被形成面と接する辺の幅が狭く、対向する辺の幅が広い形状を有することを特徴とする発光装置。 - 基板と、
前記基板上の第1の配線と、
前記第1の配線上の、絶縁膜と、
前記絶縁膜上の、第2の配線と、
発光素子と、を有し、
前記発光素子は、第1の電極層と、前記第1の電極層上の、有機化合物を含む層と、前記有機化合物を含む層上の、第2の電極層とを有し、
前記第2の電極層は、透光性を有し、
前記第1の電極層の端部を覆う、隔壁層を有し、
前記隔壁層よりも高さの高い、分離層を有し、
前記分離層上の樹脂と、
前記樹脂上の光学素子と、を有し、
前記有機化合物を含む層は、第1乃至第3の領域を有し、
前記第1の領域は、前記分離層と接する領域であり、
前記第2の領域は、前記隔壁層と接する領域であり、
前記第3の領域は、前記第1の電極層と接する領域であり、
前記第1の電極層は、前記第1の配線と電気的に接続されており、
前記分離層の断面は、被形成面と接する辺の幅が狭く、対向する辺の幅が広い形状を有し、
前記樹脂は、前記発光素子の発光領域及び前記光学素子よりも屈折率が高く、
前記樹脂は、前記基板と前記光学素子とを接着する機能を有することを特徴とする発光装置。
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