JP2018133127A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＣＧＬの高耐熱性を実現する。【解決手段】ＣＧＬ４００は、層４１０（第１層）及び層４２０（第２層）を含んでいる。層４１０は、電子輸送材料及び金属を含んでいる。層４２０は、正孔注入材料を含んでいる。第１発光ユニット２００は、層２０２（第３層）を含んでいる。層２０２は、ＣＧＬ４００に接している。第２発光ユニット３００は、層３０２（第４層）を含んでいる。層３０２は、ＣＧＬ４００に接している。層２０２及び層３０２のそれぞれのガラス転移点は、ＣＧＬ４００の層４１０の電子輸送材料のガラス転移点より高くなっている。【選択図】図１
Description
本発明は、発光装置に関する。
近年、発光装置として、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が開発されている。ＯＬＥＤは、第１電極、有機層及び第２電極を備えている。例えば特許文献１に記載されているように、ＯＬＥＤの有機層は、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）及び電子輸送層（ＥＴＬ）を含んでいる。ＨＴＬを介してＥＭＬに正孔が注入され、ＥＴＬを介してＥＭＬに電子が注入され、正孔及び電子はＥＭＬで再結合して光を発する。
さらに、近年、例えば特許文献２及び３に記載されているように、ＯＬＥＤについてマルチフォトンエミッション（ＭＰＥ）構造が開発されている。ＭＰＥ構造は、複数の発光ユニットを備えており、隣り合う発光ユニットの間に電荷発生層（ＣＧＬ）が位置している。特に特許文献２には、ＣＧＬは、ｎ型有機層及びｐ型有機層を含むことが記載されている。
ＯＬＥＤのＭＰＥ構造では、上述したように、ＣＧＬが用いられる。さらに、近年、ＯＬＥＤを高温の環境（例えば、自動車の車内）に置く機会が増えている。ＭＰＥ構造を有するＯＬＥＤを高温の環境に置く場合、ＯＬＥＤの高耐熱性、特にＯＬＥＤのＣＧＬの高耐熱性が求められる。
本発明が解決しようとする課題としては、ＣＧＬの高耐熱性を実現することが一例として挙げられる。
請求項１に記載の発明は、
第１電極と第２電極の間に位置し、それぞれが発光層を含む第１発光ユニット及び第２発光ユニットと、
前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニットの間に位置する電荷発生層と、
を備え、
前記電荷発生層は、電子輸送材料及び金属を含む第１層と、正孔注入材料を含む第２層と、を含み、
前記第１発光ユニット及び前記第２発光ユニットは、前記電荷発生層に接する第３層及び第４層をそれぞれ含み、
前記第３層及び前記第４層のそれぞれのガラス転移点は、前記第１層の前記電子輸送材料のガラス転移点より高い発光装置である。
第１電極と第２電極の間に位置し、それぞれが発光層を含む第１発光ユニット及び第２発光ユニットと、
前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニットの間に位置する電荷発生層と、
を備え、
前記電荷発生層は、電子輸送材料及び金属を含む第１層と、正孔注入材料を含む第２層と、を含み、
前記第１発光ユニット及び前記第２発光ユニットは、前記電荷発生層に接する第３層及び第４層をそれぞれ含み、
前記第３層及び前記第４層のそれぞれのガラス転移点は、前記第１層の前記電子輸送材料のガラス転移点より高い発光装置である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
図１は、実施形態に係る発光装置１０を示す断面図である。図１では、第１電極１１０から第２電極１３０までの各層の厚さを説明のため等しく示しているが、図１は、これらの層の実際の厚さを示唆するものではない。
図１を用いて、発光装置１０の概要について説明する。発光装置１０は、第１発光ユニット２００、第２発光ユニット３００及び電荷発生層（ＣＧＬ）４００を備えている。第１発光ユニット２００及び第２発光ユニット３００は、第１電極１１０と第２電極１３０の間に位置している。第１発光ユニット２００及び第２発光ユニット３００は、発光層（ＥＭＬ）２４０及び発光層（ＥＭＬ）３４０をそれぞれ含んでいる。ＣＧＬ４００は、第１発光ユニット２００と第２発光ユニット３００の間に位置している。ＣＧＬ４００は、層４１０（第１層）及び層４２０（第２層）を含んでいる。層４１０は、電子輸送材料及び金属を含んでいる。層４２０は、正孔注入材料を含んでいる。第１発光ユニット２００は、層２０２（第３層）を含んでいる。層２０２は、ＣＧＬ４００に接している。第２発光ユニット３００は、層３０２（第４層）を含んでいる。層３０２は、ＣＧＬ４００に接している。
本実施形態においては、層２０２及び層３０２のそれぞれのガラス転移点は、ＣＧＬ４００の層４１０の電子輸送材料のガラス転移点より高くなっている。
上述した構成によれば、ＣＧＬ４００の高耐熱性が実現される。具体的には、図２及び図４を用いて後述するように、本発明者は、上記金属、上記電子輸送材料及び上記正孔注入材料を含むＣＧＬを、この電子輸送材料のガラス転移点未満の温度にある程度の時間置いた場合でも、ＣＧＬの特性が変化する場合があることを見出した。ＣＧＬの特性の変化は、ガラス転移点近傍の温度下で膜を保持できなくなったことによる隣接層間の混合や上述した金属の移動によるキャリアバランスの崩れに起因していると推測される。図２及び図４を用いて後述するように、本発明者は、ＣＧＬに接する層のガラス転移点が上述した電子輸送材料のガラス転移点より高いとき、ＣＧＬの特性の変化が抑えられることを見出した。本実施形態においては、上述したように、層２０２及び層３０２がＣＧＬ４００に接しており、層２０２及び層３０２のそれぞれのガラス転移点は、ＣＧＬ４００の層４１０の電子輸送材料のガラス転移点より高くなっている。このため、上述した構成によれば、ＣＧＬ４００の高耐熱性が実現される。
図１に示す例では、正孔阻止層（ＨＢＬ）２５０がＣＧＬ４００に接し、層２０２となっており、正孔輸送層（ＨＴＬ）３１０がＣＧＬ４００に接し、層３０２となっている。つまり、層２０２（第３層）は、層４１０の電子輸送材料のガラス転移点よりも高いガラス転移点を有する正孔阻止材料（電子輸送材料）を含んでおり、層４２０（第２層）は、層４１０の電子輸送材料のガラス転移点よりも高いガラス転移点を有する正孔輸送材料（電子阻止材料）を含んでいる。他の例においては、第１発光ユニット２００においてＨＢＬとは異なる機能を有する層がＣＧＬ４００に接し、層２０２となってもよく、第２発光ユニット３００においてＨＴＬとは異なる機能を有する層がＣＧＬ４００に接し、層３０２となっていてもよい。
図１を用いて、発光装置１０の詳細について説明する。発光装置１０は、基板１００、第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０を備えている。図１に示す例では、第１電極１１０は、陽極として機能しており、第２電極１３０は、陰極として機能している。
発光装置１０は、マルチフォトンエミッション（ＭＰＥ）構造を有しており、具体的には、複数の発光ユニットを備えており、隣り合う発光ユニットの間には、ＣＧＬが位置している。特に図１に示す例では、発光装置１０は、２つの発光ユニット、すなわち、第１発光ユニット２００及び第２発光ユニット３００を備えており、第１発光ユニット２００と第２発光ユニット３００の間には、ＣＧＬ４００が位置している。つまり、発光装置１０は、タンデム構造を有している。なお、他の例において、発光装置１０は、３つ以上の発光ユニットを備えていてもよい。
発光装置１０は、ボトムエミッションであってもよいし、又はトップエミッションであってもよい。発光装置１０がボトムエミッションである場合、発光装置１０は、第１発光ユニット２００及び第２発光ユニット３００からの光を基板１００側から出射する。したがって、発光装置１０がボトムエミッションである場合、基板１００及び第１電極１１０は、透光性を有する必要がある。これに対して、発光装置１０がトップエミッションである場合、発光装置１０は、第１発光ユニット２００及び第２発光ユニット３００からの光を第２電極１３０側から出射する。したがって、発光装置１０がトップエミッションである場合、第２電極１３０は、透光性を有する必要がある。
基板１００は、第１面１０２及び第２面１０４を備えている。第２面１０４は、第１面１０２の反対側にある。第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０は、基板１００の第１面１０２から順に並んでいる。
有機層１２０は、第１電極１１０から、第１発光ユニット２００、ＣＧＬ４００及び第２発光ユニット３００を順に含んでいる。
第１発光ユニット２００は、第１電極１１０から、正孔注入層（ＨＩＬ）２１０、正孔輸送層（ＨＴＬ）２２０、電子阻止層（ＥＢＬ）２３０、発光層（ＥＭＬ）２４０及び正孔阻止層（ＨＢＬ）２５０を順に含んでいる。
ＣＧＬ４００は、第１発光ユニット２００から、層４１０及び層４２０を順に含んでいる。
第２発光ユニット３００は、ＣＧＬ４００から、正孔輸送層（ＨＴＬ）３１０、電子阻止層（ＥＢＬ）３２０、発光層（ＥＭＬ）３３０、正孔阻止層（ＨＢＬ）３４０、電子輸送層（ＥＴＬ）３５０及び電子注入層（ＥＩＬ）３６０を順に含んでいる。
基板１００は、発光装置１０がボトムエミッションであるとき、透光性を有しており、例えば、ガラス基板又は樹脂基板とすることができる。発光装置１０は、発光装置１０がトップエミッションであるとき、透光性を有していてもよいし、又は有していなくてもよく、例えば、金属基板とすることができる。
基板１００が樹脂基板であるとき、第１面１０２及び第２面１０４の少なくとも一方、好ましくは双方を、無機バリア層（例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ）又はシリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ））によって覆うことができる。このような構成においては、水分が基板１００を経由して第１発光ユニット２００及び第２発光ユニット３００に達することを無機バリア層によって防止することができる。
第１電極１１０は、発光装置１０がボトムエミッションであるとき、透光性を有しており、例えば、酸化物半導体、より具体的には、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＷＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）又はＺｎＯ（Ｚｉｎｃ Ｏｃｉｄｅ）を含んでいる。第１電極１１０は、発光装置１０がトップエミッションであるとき、透光性を有していてもよいし、又は有していなくてもよく、例えば、金属、より具体的には、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＩｎからなる群から選択される少なくとも一つを含んでいてもよい。
第２電極１３０は、発光装置１０がボトムエミッションであるとき、透光性を有していてもよいし、又は有していなくてもよく、例えば、金属、より具体的には、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＩｎからなる群から選択される少なくとも一つを含んでいてもよい。第２電極１３０は、発光装置１０がボトムエミッションであるとき、遮光性、より具体的には、光反射性を有することが好ましい。この場合、第１発光ユニット２００及び第２発光ユニット３００から発せられた光を第２電極１３０によって基板１００側に向けて反射することができる。第２電極１３０は、発光装置１０がトップエミッションであるとき、透光性を有しており、例えば、酸化物半導体、より具体的には、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＷＺＯ又はＺｎＯを含んでいる。
ＨＩＬ２１０は、正孔注入材料を含んでいる。ＨＩＬ２１０の正孔注入材料の例としては、ヘキサアザトフェニレン誘導体、具体的には、ＨＡＴ−ＣＮ（１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル）が挙げられる。また、モリブデン酸化物等の金属酸化物、銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（３，４−エチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の混合物）等の高分子化合物等も挙げられる。
ＨＴＬ２２０は、正孔輸送材料を含んでいる。ＨＴＬ２２０の正孔輸送材料の例としては、トリフェニルアミン誘導体、具体的には、α−ＮＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル）が挙げられる。また、ＴＣＴＡ（４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）−トリフェニルアミン）などの芳香族アミン化合物；１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼンなどのカルバゾール誘導体；Ｓｐｉｒｏ−ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−９，９’−スピロビスフルオレン）などのスピロ化合物等、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。
ＥＢＬ２３０は、電子阻止材料を含んでいる。言い換えると、ＥＢＬ２３０は、正孔輸送層としても機能しており、電子阻止材料は、正孔輸送材料として機能する。ＥＢＬ２３０の電子阻止材料（正孔輸送材料）の例としては、トリフェニルアミン誘導体、具体的には、α−ＮＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル）が挙げられる。また、ＴＣＴＡ（４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）−トリフェニルアミン）などの芳香族アミン化合物、Ｓｐｉｒｏ−ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−９，９’−スピロビスフルオレン）などのスピロ化合物等、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。
ＥＭＬ２４０は、発光材料を含んでいる。ＥＭＬ２４０の発光材料の例としては、蛍光性有機金属化合物のＡｌｑ３（トリス（８−キ ノリノラト）アルミニウム）、ＤＰＶＢｉ（４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル）などの芳香族ジメチリデン化合物が挙げられる。また、発光層の形成材料として、ホスト材料中に発光性のドーパント材料をドープしたものを用いてもよい。ホスト材料としては、例えば、上述の低分子発光材料や、ＴＣＰ（１，３，５−トリス（カルバゾ−９−イル）ベンゼン）、トリス［４−（９−フェニルフルオレン−９−イル）フェニル］アミン、ＤＭＦＬ−ＣＢＰ（４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）−９，９−ジメチル−フルオレン）等が挙げられる。ドーパント材料としては、例えば、スチリル誘導体、ペリレン誘導体、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（トリス（２−フェニルピリジル）イリジウム（ＩＩＩ））、Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）（ビス（１−フェニルイソキノリン）（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ））等の有機イリジウム錯体等の燐光発光性金属錯体等、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。
ＨＢＬ２５０は、正孔阻止材料を含んでいる。言い換えると、ＨＢＬ２５０は、電子輸送層としても機能しており、正孔阻止材料は、電子輸送材料として機能する。図１に示す例では、ＨＢＬ２５０は、ＣＧＬ４００の層４１０に接しており、層２０２となっている。後述するように、ＨＢＬ２５０の正孔阻止材料（電子輸送材料）は、高いガラス転移点を有することが好ましい。ＨＢＬ２５０の正孔阻止材料（電子輸送材料）の例としては、フルオレン誘導体であるＢｐｙ−ＦＯＸＤ（２，７−ビス［２−（２，２’−ビピリジン−６−イル）−１，３，４−オキサジアゾ−５−イル］−９，９−ジメチルフルオレン）（Ｔｇ＝１３４℃）、フェナントロリン誘導体である４，７−ジ［９Ｈ−カルバゾール−９−イル］１，１０−フェナトロリン（Ｔｇ＝１５３℃）等が挙げられる。その他、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。
ＨＴＬ３１０は、正孔輸送材料を含んでいる。図１に示す例では、ＨＴＬ３１０は、ＣＧＬ４００の層４２０に接しており、層３０２となっている。後述するように、ＨＴＬ３１０の正孔輸送材料は、高いガラス転移点を有することが好ましい。ＨＴＬ３１０の正孔輸送材料の例としては、ＴＰＴ−１（Ｎ，Ｎ’−ビス［４’−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−４−ビフェニリル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン）（Ｔｇ＝１４４℃）、ＴＣＴＡ（４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）−トリフェニルアミン）（Ｔｇ＝１５１℃）等が挙げられる。その他、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。
ＥＢＬ３２０は、電子阻止材料を含んでいる。言い換えると、ＥＢＬ３２０は、正孔輸送層としても機能しており、電子阻止材料は、正孔輸送材料として機能する。ＥＢＬ３２０の電子阻止材料（正孔輸送材料）の例としては、トリフェニルアミン誘導体、具体的には、α−ＮＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル）が挙げられる。また、ＴＣＴＡ（４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）−トリフェニルアミン）などの芳香族アミン化合物、Ｓｐｉｒｏ−ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−９，９’−スピロビスフルオレン）などのスピロ化合物等、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。
ＥＭＬ３３０は、発光材料を含んでいる。ＥＭＬ３３０の発光材料の例としては、蛍光性有機金属化合物のＡｌｑ３（トリス（８−キ ノリノラト）アルミニウム）、ＤＰＶＢｉ（４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル）などの芳香族ジメチリデン化合物が挙げられる。また、発光層の形成材料として、ホスト材料中に発光性のドーパント材料をドープしたものを用いてもよい。ホスト材料としては、例えば、上述の低分子発光材料や、ＴＣＰ（１，３，５−トリス（カルバゾ−９−イル）ベンゼン）、トリス［４−（９−フェニルフルオレン−９−イル）フェニル］アミン、ＤＭＦＬ−ＣＢＰ（４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）−９，９−ジメチル−フルオレン）等が挙げられる。ドーパント材料としては、例えば、スチリル誘導体、ペリレン誘導体、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（トリス（２−フェニルピリジル）イリジウム（ＩＩＩ））、Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）（ビス（１−フェニルイソキノリン）（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ））等の有機イリジウム錯体等の燐光発光性金属錯体等を用いることができる。
ＨＢＬ３４０は、正孔阻止材料を含んでいる。言い換えると、ＨＢＬ３４０は、電子輸送層としても機能しており、正孔阻止材料は、電子輸送材料として機能する。ＨＢＬ３４０の正孔阻止材料（電子輸送材料）の例としては、Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム）等の有機金属錯体、ＴＰＢｉ（２，２’,２’'−(１，３，５−フェニレン)−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール））等のベンダイミダゾール誘導体、Ｂｐｙ−ＦＯＸＤ（２，７−ビス［２−（２，２’−ビピリジン−６−イル）−１，３，４−オキサジアゾ−５−イル］−９，９−ジメチルフルオレン）等のフルオレン誘導体、ＢＰｈｅｎ（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、４，７−ジ［９Ｈ−カルバゾール−９−イル］１，１０−フェナトロリン等のフェナトロリン誘導体等、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。
ＥＴＬ３５０は、電子輸送材料を含んでいる。ＥＴＬ３５０の電子輸送材料の例としては、Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム）等の有機金属錯体、ＴＰＢｉ（２，２’,２’'−(１，３，５−フェニレン)−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール））等のベンダイミダゾール誘導体、Ｂｐｙ−ＦＯＸＤ（２，７−ビス［２−（２，２’−ビピリジン−６−イル）−１，３，４−オキサジアゾ−５−イル］−９，９−ジメチルフルオレン）等のフルオレン誘導体、ＢＰｈｅｎ（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、４，７−ジ［９Ｈ−カルバゾール−９−イル］１，１０−フェナトロリン等のフェナトロリン誘導体等、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。
ＥＩＬ３６０は、電子注入材料を含んでいる。ＥＩＬ３６０の電子注入材料の例としては、ＬｉＦなどのアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、又はリチウム８−ヒドロキシキノレート（Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体、Ｃａ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＭｇのアルカリ金属又はアルカリ土類金属等が挙げられる。これらの材料は電子輸送層に添加して用いてもよい。
層４１０は、ｎ型有機層として機能している。具体的には、層４１０は、電子輸送材料及び金属を含んでいる。
層４１０の電子輸送材料の例としては、ＴＰＢｉ（２，２’,２’'−(１，３，５−フェニレン)−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール））等のベンダイミダゾール誘導体、Ｂｐｙ−ＦＯＸＤ（２，７−ビス［２−（２，２’−ビピリジン−６−イル）−１，３，４−オキサジアゾ−５−イル］−９，９−ジメチルフルオレン）等のフルオレン誘導体、ＢＰｈｅｎ（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）、４，７−ジ［９Ｈ−カルバゾール−９−イル］１，１０−フェナトロリン等のフェナトロリン誘導体等、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。
層４１０の金属は、ｎ型ドーパントとして機能している。層４１０の金属の例としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属、具体的には、Ｃａ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＭｇのいずれか一つが挙げられる。特に、層４１０の金属は、Ｃａであることが好ましい。
層４２０は、ｐ型有機層として機能している。具体的には、層４２０は、正孔注入材料を含んでいる。
層４２０の正孔注入材料の例としては、ヘキサアザトフェニレン誘導体、具体的には、ＨＡＴ−ＣＮ（１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル）が挙げられる。
ＨＢＬ２５０（図１に示す例では、層２０２）の正孔阻止材料（電子輸送材料）のガラス転移点及びＨＴＬ３１０（図１に示す例では、層３０２）の正孔輸送材料のガラス転移点は、ＣＧＬ４００の層４１０の電子輸送材料のガラス転移点より高くなっており、より具体的には、ＣＧＬ４００の層４１０の電子輸送材料のガラス転移点よりも高くてもよい。
次に、図１に示した発光装置１０の使用方法の一例について説明する。この例において、発光装置１０は、高温の環境に置かれ、具体的には、自動車の車内に置かれる。
自動車の車内において、発光装置１０は、６０℃以上８０℃以下の周囲温度に置かれることがある。言い換えると、周囲温度は、発光装置１０の置かれる環境の最高温度である。言い換えると、周囲温度は、当該環境に置かれるその他の部品、製品の耐熱温度である。
第１発光ユニット２００及び第２発光ユニット３００の機能を確保する観点からすると、第１発光ユニット２００及び第２発光ユニット３００の各層（特に、層２０２及び層３０２）のガラス転移点は、上述した周囲温度より１５℃以上高いことが望ましい。
さらに、上述した周囲温度で使用される発光装置１０は、周囲温度での動作の信頼性をより向上させるため、周囲温度以上の高温に耐えうるかを検査するための耐熱試験を受けることがある。たとえば、発光装置１０の試験温度の上限温度は、８０℃以上１２５℃以下である。
第１発光ユニット２００及び第２発光ユニット３００の機能を確保する観点からすると、第１発光ユニット２００及び第２発光ユニット３００の各層（特に、層２０２及び層３０２）のガラス転移点は、発光装置１０の試験温度の上限温度より１５℃以上高いことが望ましい。これに対して、ＣＧＬ４００の層４１０の電子輸送材料のガラス転移点は、試験温度の上限温度より低くてもよい。これは、上述したように、層２０２及び層３０２のそれぞれのガラス転移点がＣＧＬ４００の層４１０の電子輸送材料のガラス転移点より高いことによって、当該電子輸送材料の耐熱性が向上しているためである。
本実施形態においては、ＣＧＬ４００の層４１０の電子輸送材料のガラス転移点がＨＢＬ２５０（図１に示す例では、層２０２）の正孔阻止材料（電子輸送材料）のガラス転移点及びＨＴＬ３１０（図１に示す例では、層３０２）の正孔輸送材料のガラス転移点より低くても、ＣＧＬ４００の特性の変化を抑えることができる。一例において、ＨＢＬ２５０の正孔阻止材料（電子輸送材料）のガラス転移点及びＨＴＬ３１０の正孔輸送材料のガラス転移点は、ＣＧＬ４００の層４１０の電子輸送材料のガラス転移点より１５℃以上高くてもよい。
図２は、実施形態に係る発光装置１０の輝度及び比較例１から３に係る発光装置１０の輝度の測定結果を示す図である。図３は、図２に示した実施形態及び比較例１から３の条件を示す表である。特に図２に示す例では、初期時刻（０時間）における輝度Ｌ０を測定し、初期時刻から一定時間が経過した時点の輝度Ｌｔを測定し、輝度Ｌ０に対する輝度Ｌｔの比Ｌｔ／Ｌ０を算出している。図２に示す例では、実施形態に係る発光装置１０及び比較例１から３に係る発光装置１０を１２５℃の温度に置いた。
図２に示す例において、実施形態に係る発光装置１０の条件は、図３に示すとおりとした。具体的には、以下のようになる。
層２０２（ＨＢＬ）のガラス転移点は、１４０℃以上とした。
層３０２（ＨＴＬ）のガラス転移点は、１４０℃以上とした。
ＣＧＬ４００の層４１０のガラス転移点は、１２５℃以上１３０℃以下とした。
図２に示す例において、比較例１に係る発光装置１０の条件は、図３に示すように、層２０２（ＨＢＬ）のガラス転移点が１２５℃以上１３０℃以下、層３０２（ＨＴＬ）のガラス転移点が１２５℃以上１３０℃以下である点を除いて、実施形態に係る発光装置１０の条件と同様とした。
図２に示す例において、比較例２に係る発光装置１０の条件は、図３に示すように、層３０２（ＨＴＬ）のガラス転移点が１２５℃以上１３０℃以下である点を除いて、実施形態に係る発光装置１０の条件と同様とした。
図２に示す例において、比較例３に係る発光装置１０の条件は、図３に示すように、層２０２（ＨＢＬ）のガラス転移点が１２５℃以上１３０℃以下である点を除いて、実施形態に係る発光装置１０の条件と同様とした。
図２に示すように、実施形態の比Ｌｔ／Ｌ０は、時間によらずおおよそ一定であった。これに対して、比較例１から３の比Ｌｔ／Ｌ０は、１００時間以降は時間の経過につれて低下した。
図２に示す結果は、層２０２及び層３０２のそれぞれのガラス転移点がＣＧＬ４００の層４１０のガラス転移点よりも高いと、発光装置１０の輝度の変化が抑えられることを示唆する。
図４は、実施形態に係る発光装置１０の電圧及び比較例１から３に係る発光装置１０の電圧の測定結果を示す図である。特に図４に示す例では、初期時刻（０時間）において所定の電流を流すために必要な電圧Ｖ０を測定し、初期時刻から一定時間が経過した時点で所定の電流を流すために必要な電圧Ｖｔを測定し、電圧Ｖｔと電圧Ｖ０の差ΔＶ（Ｖｔ−Ｖ０）を算出している。図４に示す例では、実施形態に係る発光装置１０及び比較例に係る発光装置１０を１２５℃の温度に置いた。
図４における実施形態に係る発光装置１０の条件は、図２における実施形態に係る発光装置１０の条件と同様であり、図４における比較例１から３に係る発光装置１０の条件は、図２における比較例１から３に係る発光装置１０の条件とそれぞれ同様である。
図４に示すように、実施形態の差ΔＶは、時間によらずおおよそ一定であった。これに対して、比較例１から３の差ΔＶは、５００時間以降は時間の経過につれて低下した。
図４に示す結果は、層２０２及び層３０２のそれぞれのガラス転移点がＣＧＬ４００の層４１０のガラス転移点よりも高いと、発光装置１０の電圧の変化が抑えられることを示唆する。
以上、本実施形態によれば、ＣＧＬ４００の高耐熱性が実現される。
図５は、実施例に係る発光装置１０を示す平面図である。図６は、図５から有機層１２０及び第２電極１３０を取り除いた図である。図７は、図６から絶縁層１６０を取り除いた図である。図８は、図５のＡ−Ａ断面図である。
図８を用いて発光装置１０の概要について説明する。図１に示した例と同様にして、発光装置１０は、基板１００、第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０を備えている。図１に示した例と同様にして、有機層１２０は、第１発光ユニット２００、第２発光ユニット３００及びＣＧＬ４００を含んでいる。図１を用いて説明したように、層２０２及び層３０２のそれぞれのガラス転移点は、ＣＧＬ４００の層４１０の電子輸送材料のガラス転移点より高くなっている。このような構成によって、ＣＧＬ４００の高耐熱性が実現される。
次に、図５から図７を用いて、発光装置１０の平面レイアウトの詳細について説明する。発光装置１０は、基板１００、複数の第１電極１１０、複数の第１接続部１１２、第１配線１１４、複数の有機層１２０、複数の第２電極１３０、複数の第２接続部１３２、第２配線１３４及び複数の絶縁層１６０を備えている。
基板１００の形状は、第１面１０２に垂直な方向から見た場合、一対の長辺及び一対の短辺を有する矩形である。ただし、基板１００の形状は、矩形に限定されるものではない。基板１００の形状は、第１面１０２に垂直な方向から見た場合、例えば円でもよいし、又は矩形以外の多角形であってもよい。
複数の第１電極１１０は、互いに離間して位置しており、具体的には、基板１００の長辺に沿って一列に並んでいる。複数の第１電極１１０のそれぞれは、基板１００の短辺に沿って延伸している。
複数の第１電極１１０のそれぞれは、複数の第１接続部１１２のそれぞれを介して、第１配線１１４に接続している。第１配線１１４は、基板１００の一対の長辺の一方に沿って延伸している。外部からの電圧は、第１配線１１４及び第１接続部１１２を介して第１電極１１０に供給される。なお、図７に示す例において、第１電極１１０及び第１接続部１１２は、互いに一体となっている。
複数の第２電極１３０のそれぞれは、複数の第１電極１１０のそれぞれに重なっている。複数の第２電極１３０は、互いに離間して位置しており、具体的には、基板１００の長辺に沿って一列に並んでいる。複数の第２電極１３０のそれぞれは、基板１００の短辺に沿って延伸しており、具体的には、基板１００の短辺に沿って延伸する一対の長辺及び基板１００の長辺に沿って延伸する一対の短辺を有している。
複数の第２電極１３０のそれぞれは、複数の第２接続部１３２のそれぞれを介して、第２配線１３４に接続している。第２配線１３４は、基板１００の一対の長辺の他方に沿って延伸している。外部からの電圧は、第２配線１３４及び第２接続部１３２を介して第２電極１３０に供給される。
複数の絶縁層１６０のそれぞれは、複数の第１電極１１０のそれぞれに重なっている。複数の絶縁層１６０は、互いに離間して位置しており、具体的には、基板１００の長辺に沿って一列に並んでいる。複数の絶縁層１６０のそれぞれは、基板１００の短辺に沿って延伸しており、具体的には、基板１００の短辺に沿って延伸する一対の長辺及び基板１００の長辺に沿って延伸する一対の短辺を有している。
複数の絶縁層１６０のそれぞれは、開口１６２を有している。図７を用いて後述するように、開口１６２内において、第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０は、発光部１５２として機能する領域を有している。言い換えると、絶縁層１６０は、発光部１５２を画定している。発光部１５２（開口１６２）は、基板１００の短辺に沿って延伸しており、具体的には、基板１００の短辺に沿って延伸する一対の長辺及び基板１００の長辺に沿って延伸する一対の短辺を有している。
次に、図８を用いて、発光装置１０の断面の詳細を説明する。発光装置１０は、基板１００、第１電極１１０、有機層１２０、第２電極１３０及び絶縁層１６０を備えている。基板１００は、第１面１０２及び第２面１０４を有している。第２面１０４は、第１面１０２の反対側にある。第１電極１１０、有機層１２０、第２電極１３０及び絶縁層１６０は、基板１００の第１面１０２上にある。絶縁層１６０の開口１６２内において、第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０は、発光部１５２として機能する領域を有している。
基板１００は、透光性を有している。一例において、基板１００は、ガラスを含んでいる。他の例において、基板１００は、樹脂を含んでいてもよい。
第１電極１１０は、透光性及び導電性を有している。具体的には、第１電極１１０は、透光性及び導電性を有する材料を含んでおり、無機材料、例えば金属酸化物、具体的には例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）及びＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）からなる群から選択される少なくとも１つを含んでいる。このため、有機層１２０からの光は、第１電極１１０を透過することができる。
有機層１２０は、図１を用いて説明したように、第１発光ユニット２００、第２発光ユニット３００及びＣＧＬ４００を含んでいる。
第２電極１３０は、遮光性、より具体的には光反射性を有し、さらに、導電性を有している。具体的には、第２電極１３０は、光反射性及び導電性を有する材料を含んでおり、例えば金属、具体的には例えば、Ａｌ、Ａｇ及びＭｇＡｇの少なくとも１つを含んでいる。このため、有機層１２０からの光は、第２電極１３０をほとんど透過することなく、第２電極１３０で反射される。このため、第２電極１３０は、ＭＣ構造の反射層として機能することができる。
絶縁層１６０は、透光性を有している。一例において、絶縁層１６０は、有機絶縁材料、具体的には例えばポリイミドを含んでいる。他の例において、絶縁層１６０は、無機絶縁材料、具体的には例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）又はシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）を含んでいてもよい。
第２電極１３０は端部１３０ａ及び端部１３０ｂを有し、絶縁層１６０は端部１６０ａ及び端部１６０ｂを有している。端部１３０ａ及び端部１６０ａは、互いに同じ方向を向いている。端部１３０ｂ及び端部１６０ｂは、互いに同じ方向を向いており、それぞれ、端部１３０ａ及び端部１６０ａの反対側にある。
第１面１０２に垂直な方向から見た場合、基板１００の第１面１０２は、複数の領域１０２ａ、複数の領域１０２ｂ複数の領域１０２ｃを有している。複数の領域１０２ａのそれぞれは、第２電極１３０の端部１３０ａと重なる位置から端部１３０ｂと重なる位置まで広がっている。複数の領域１０２ｂのそれぞれは、第２電極１３０の端部１３０ａと重なる位置から絶縁層１６０の端部１６０ａと重なる位置まで（又は第２電極１３０の端部１３０ｂと重なる位置から絶縁層１６０の端部１６０ｂと重なる位置まで）広がっている。複数の領域１０２ｃのそれぞれは、互いに隣接する２つの絶縁層１６０のうちの一方の絶縁層１６０の端部１６０ａと重なる位置から他方の絶縁層１６０の端部１６０ｂと重なる位置まで広がっている。
領域１０２ａは、第２電極１３０と重なっており、このため、発光装置１０は、領域１０２ａ、領域１０２ｂ及び領域１０２ｃと重なる領域のうち、領域１０２ａと重なる領域で最も低い光線透過率を有している。領域１０２ｃは、第２電極１３０及び絶縁層１６０のいずれとも重なっておらず、このため、発光装置１０は、領域１０２ａ、領域１０２ｂ及び領域１０２ｃと重なる領域のうち、領域１０２ｃと重なる領域で最も高い光線透過率を有している。領域１０２ｂは、第２電極１３０と重ならず絶縁層１６０と重なっており、このため、発光装置１０は、領域１０２ｂと重なる領域においては、領域１０２ａと重なる領域における光線透過率よりも高く、かつ領域１０２ｃと重なる領域における光線透過率よりも低い光線透過率を有している。
上述した構成においては、発光装置１０の全体としての光線透過率が高いものとなっている。詳細には、光線透過率の高い領域の幅、すなわち、領域１０２ｃの幅ｄ３が広くなっており、具体的には、領域１０２ｃの幅ｄ３は、領域１０２ｂの幅ｄ２よりも広くなっている（ｄ３＞ｄ２）。このようにして、発光装置１０の全体としての光線透過率は、高いものとなっている。
上述した構成においては、発光装置１０が特定の波長の光を多く吸収することが防止されている。詳細には、光が絶縁層１６０を透過する領域の幅、すなわち、領域１０２ｂの幅ｄ２が狭くなっており、具体的には、領域１０２ｂの幅ｄ２は、領域１０２ｃの幅ｄ３よりも狭くなっている（ｄ２＜ｄ３）。絶縁層１６０は、特定の波長の光を吸収することがある。このような場合においても、上述した構成においては、絶縁層１６０を透過する光の量を少なくすることができる。このようにして、発光装置１０が特定の波長の光を多く吸収することが防止されている。
なお、領域１０２ｃの幅ｄ３は、領域１０２ａの幅ｄ１よりも広くてもよいし（ｄ３＞ｄ１）、領域１０２ａの幅ｄ１よりも狭くてもよいし（ｄ３＜ｄ１）、又は領域１０２ａの幅ｄ１と等しくてもよい（ｄ３＝ｄ１）。
一例において、領域１０２ａの幅ｄ１に対する領域１０２ｂの幅ｄ２の比ｄ２／ｄ１は、０以上０．２以下であり（０≦ｄ２／ｄ１≦０．２）、領域１０２ａの幅ｄ１に対する領域１０２ｃの幅ｄ３の比ｄ３／ｄ１は、０．３以上２以下である（０．３≦ｄ３／ｄ１≦２）。より具体的には、一例において、領域１０２ａの幅ｄ１は、５０μｍ以上５００μｍ以下であり、領域１０２ｂの幅ｄ２は、０μｍ以上１００μｍ以下であり、領域１０２ｃの幅ｄ３は、１５μｍ以上１０００μｍ以下である。
発光装置１０は、半透過ＯＬＥＤとして機能している。具体的には、第２電極１３０と重ならない領域は、透光部１５４として機能している。このようにして、発光装置１０では、複数の発光部１５２及び複数の透光部１５４が交互に並んでいる。複数の発光部１５２から光が発せられていない場合、人間の視覚では、第１面１０２側の物体が第２面１０４側から透けて見え、第２面１０４側の物体が第１面１０２側から透けて見える。さらに、複数の発光部１５２からの光は、第２面１０４側から主に出力され、第１面１０２側からはほとんど出力されない。複数の発光部１５２から光が発せられている場合、人間の視覚では、第２面１０４側の物体が第１面１０２側から透けて見える。
一例において、発光装置１０は、自動車のハイマウントストップランプとして用いることができる。この場合、発光装置１０は、自動車のリアウインドウに貼り付けることができる。さらに、この場合、発光装置１０は、例えば、赤色の光を発する。
次に、図５から図８に示した発光装置１０の製造方法について説明する。
まず、基板１００の第１面１０２上に、第１電極１１０、第１接続部１１２及び第２接続部１３２を形成する。一例において、第１電極１１０、第１接続部１１２及び第２接続部１３２は、スパッタリングにより形成された導電層をパターニングすることにより形成される。
次いで、絶縁層１６０を形成する。一例において、絶縁層１６０は、基板１００の第１面１０２上に塗布された感光性樹脂をパターニングすることにより形成される。
次いで、有機層１２０を形成する。一例において、有機層１２０は、蒸着により形成される。他の例において、有機層１２０は、塗布により形成されてもよい。この場合、絶縁層１６０の開口１６２内に有機層１２０の材料を塗布する。
次いで、第２電極１３０を形成する。一例において、第２電極１３０は、マスクを用いた真空蒸着により形成される。
このようにして、図５から図８に示した発光装置１０が製造される。
本実施例においても、ＣＧＬ４００（図１）の高耐熱性が実現される。
以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
１０ 発光装置
１００ 基板
１０２ 第１面
１０２ａ 領域
１０２ｂ 領域
１０２ｃ 領域
１０４ 第２面
１１０ 第１電極
１１２ 第１接続部
１１４ 第１配線
１２０ 有機層
１３０ 第２電極
１３０ａ 端部
１３０ｂ 端部
１３２ 第２接続部
１３４ 第２配線
１５２ 発光部
１５４ 透光部
１６０ 絶縁層
１６０ａ 端部
１６０ｂ 端部
１６２ 開口
２００ 第１発光ユニット
２０２ 層
２１０ ＨＩＬ
２２０ ＨＴＬ
２３０ ＥＢＬ
２４０ ＥＭＬ
２５０ ＨＢＬ
３００ 第２発光ユニット
３０２ 層
３１０ ＨＴＬ
３２０ ＥＢＬ
３３０ ＥＭＬ
３４０ ＨＢＬ
３５０ ＥＴＬ
３６０ ＥＩＬ
４００ ＣＧＬ
４１０ 層
４２０ 層
１００ 基板
１０２ 第１面
１０２ａ 領域
１０２ｂ 領域
１０２ｃ 領域
１０４ 第２面
１１０ 第１電極
１１２ 第１接続部
１１４ 第１配線
１２０ 有機層
１３０ 第２電極
１３０ａ 端部
１３０ｂ 端部
１３２ 第２接続部
１３４ 第２配線
１５２ 発光部
１５４ 透光部
１６０ 絶縁層
１６０ａ 端部
１６０ｂ 端部
１６２ 開口
２００ 第１発光ユニット
２０２ 層
２１０ ＨＩＬ
２２０ ＨＴＬ
２３０ ＥＢＬ
２４０ ＥＭＬ
２５０ ＨＢＬ
３００ 第２発光ユニット
３０２ 層
３１０ ＨＴＬ
３２０ ＥＢＬ
３３０ ＥＭＬ
３４０ ＨＢＬ
３５０ ＥＴＬ
３６０ ＥＩＬ
４００ ＣＧＬ
４１０ 層
４２０ 層
Claims (9)
- 第１電極と第２電極の間に位置し、それぞれが発光層を含む第１発光ユニット及び第２発光ユニットと、
前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニットの間に位置する電荷発生層と、
を備え、
前記電荷発生層は、電子輸送材料及び金属を含む第１層と、正孔注入材料を含む第２層と、を含み、
前記第１発光ユニット及び前記第２発光ユニットは、前記電荷発生層に接する第３層及び第４層をそれぞれ含み、
前記第３層及び前記第４層のそれぞれのガラス転移点は、前記第１層の前記電子輸送材料のガラス転移点より高い発光装置。 - 請求項１に記載の発光装置において、
前記第３層は、前記第１層の前記電子輸送材料のガラス転移点よりも高いガラス転移点を有する前記第３層の電子輸送材料を含み、
前記第４層は、前記第１層の前記電子輸送材料のガラス転移点よりも高いガラス転移点を有する前記第４層の正孔輸送材料を含む発光装置。 - 請求項１又は２に記載の発光装置において、
前記電荷発生層の前記第１層の前記金属は、Ｃａ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＭｇのいずれか一つである発光装置。 - 請求項１から３までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第３層及び前記第４層のそれぞれのガラス転移点は、周囲温度より１５℃以上高い発光装置。 - 請求項４に記載の発光装置において、
前記周囲温度は、前記発光装置の置かれる環境の最高温度である発光装置。 - 請求項１から３までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第３層及び前記第４層のそれぞれのガラス転移点は、試験温度の上限温度より１５℃以上高い発光装置。 - 請求項６に記載の発光装置において、
前記第１層の前記電子輸送材料のガラス転移点は、前記試験温度の上限温度より低い発光装置。 - 請求項１から７までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第３層及び前記第４層のそれぞれのガラス転移点は、前記第１層の前記電子輸送材料のガラス転移点より１５℃以上高い発光装置。 - 請求項１に記載の発光装置において、
前記第１発光ユニットの前記第３層は、正孔阻止材料を含み、
前記第２発光ユニットの前記第４層は、正孔輸送材料を含む発光装置。
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2017
- 2017-02-13 JP JP2017023777A patent/JP6903443B2/ja active Active
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