JP2019220481A - 発光装置、電子機器及び照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】新規な発光装置を提供する。または生産性が高く、消費電力が低減された新規な発光装置を提供する。【解決手段】青色の光を発する第1の発光素子101Bと、緑色の光を発する第2の発光素子101Gと、赤色の光を発する第3の発光素子101Rと、を有し、第1の発光素子は、第1の反射電極、第1の透明導電膜、第1の発光層、電荷発生層、第2の発光層、及び電極の順に積層され、第2の発光素子は、第2の反射電極、第2の透明導電膜、第1の発光層、電荷発生層、第2の発光層、及び電極の順に積層され、第3の発光素子は、第3の反射電極、第3の透明導電膜、第1の発光層、電荷発生層、第2の発光層、及び電極の順に積層され、電極は、光を透過させる機能と、光を反射させる機能とを有し、第1乃至第3の反射電極は、銀を有し、第1の透明導電膜は、第3の透明導電膜よりも厚く、第3の透明導電膜は、第2の透明導電膜よりも厚い、発光装置。【選択図】図1

Description

本発明の一態様は、電界を加えることにより発光が得られる発光層を一対の電極間に挟
んでなる発光素子、または該発光素子を有する発光装置、電子機器、及び照明装置に関す
る。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明
の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発
明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション
・オブ・マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発
明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明
装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例とし
て挙げることができる。
近年、エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence:EL)
を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は
、一対の電極間に発光性の物質を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加する
ことにより、発光性の物質からの発光が得られる。
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた発光装置は、視認性に優れ、バッ
クライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製で
き、応答速度が高いなどの利点も有する。
発光素子からの光の取り出し効率を改善するために、一対の電極間で光の共振効果を利
用した微小光共振器(マイクロキャビティ)構造を採用し、特定波長における光強度を増
加させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2012−182127号公報
一対の電極間で光の共振効果を利用した微小光共振器構造(以下、マイクロキャビティ
構造という)を採用した場合、一対の電極の一方に反射率の高い金属膜(例えば銀を含む
金属膜など)を用いると、表面プラズモン共鳴(SPR:Surface Plasmo
n Resonance)の影響により、反射率の高い金属膜の表面近傍で光の散乱また
は光の吸収が生じ、光取出し効率が低下する場合がある。
上述した課題に鑑み、本発明の一態様では、新規な発光装置を提供することを課題の一
つとする。または発光効率が高く、消費電力が低減された新規な発光装置を提供すること
を課題の一つとする。または新規な発光装置の作製方法を提供することを課題の一つとす
る。
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細
書等の記載から自ずと明らかになるものであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽
出することが可能である。
本発明の一態様は、青色の光を発する第1の発光素子と、緑色の光を発する第2の発光
素子と、赤色の光を発する第3の発光素子と、を有し、第1の発光素子は、第1の反射電
極、第1の透明導電膜、第1の発光層、電荷発生層、第2の発光層、及び電極の順に積層
され、第2の発光素子は、第2の反射電極、第2の透明導電膜、第1の発光層、電荷発生
層、第2の発光層、及び電極の順に積層され、第3の発光素子は、第3の反射電極、第3
の透明導電膜、第1の発光層、電荷発生層、第2の発光層、及び電極の順に積層され、電
極は、光を透過させる機能と、光を反射させる機能とを有し、第1乃至第3の反射電極は
、銀を有し、第1の透明導電膜は、第3の透明導電膜よりも厚く、第3の透明導電膜は、
第2の透明導電膜よりも厚いことを特徴とする発光装置である。より詳細には以下の通り
である。
本発明の一態様は、複数の光を発する発光装置であって、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、第1の発光素子は、第1の反射電極と、第1の反射電極上の
第1の透明導電膜と、第1の透明導電膜上の第1の発光層と、第1の発光層上の電荷発生
層と、電荷発生層上の第2の発光層と、第2の発光層上の電極と、を有し、第2の発光素
子は、第2の反射電極と、第2の反射電極上の第2の透明導電膜と、第2の透明導電膜上
の第1の発光層と、第1の発光層上の電荷発生層と、電荷発生層上の第2の発光層と、第
2の発光層上の電極と、を有し、第3の発光素子は、第3の反射電極と、第3の反射電極
上の第3の透明導電膜と、第3の透明導電膜上の第1の発光層と、第1の発光層上の電荷
発生層と、電荷発生層上の第2の発光層と、第2の発光層上の電極と、を有し、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、第1乃
至第3の反射電極は、銀を有し、第1の透明導電膜は、第1の領域を有し、第2の透明導
電膜は、第2の領域を有し、第3の透明導電膜は、第3の領域を有し、第1の領域は、第
3の領域よりも厚く、第3の領域は、第2の領域よりも厚いことを特徴とする発光装置で
ある。
また、上記構成において、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、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が好ましい。この場合、第1の反射電極と第1の発光層
との光学距離が3/4λ以上であることが好ましい。また、第2の反射電極と第1の発
光層との光学距離が3/4λ未満であり、第3の反射電極と第1の発光層との光学距離
が3/4λ未満であると好ましい。
また、上記各構成において、第2の反射電極と第2の発光層との光学距離が3/4λ
近傍であり、第3の反射電極と第2の発光層との光学距離が3/4λ近傍であると好ま
しい。
また、本発明の他の一態様は、複数の光を発する発光装置であって、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、第1の発光素子は、第1の反射電極と、第1の反射電極上の第1の
透明導電膜と、第1の透明導電膜上の第1の発光層と、第1の発光層上の電荷発生層と、
電荷発生層上の第2の発光層と、第2の発光層上の電極と、を有し、第2の発光素子は、
第2の反射電極と、第2の反射電極上の第2の透明導電膜と、第2の透明導電膜上の第1
の発光層と、第1の発光層上の電荷発生層と、電荷発生層上の第2の発光層と、第2の発
光層上の電極と、を有し、第3の発光素子は、第3の反射電極と、第3の反射電極上の第
3の透明導電膜と、第3の透明導電膜上の第1の発光層と、第1の発光層上の電荷発生層
と、電荷発生層上の第2の発光層と、第2の発光層上の電極と、を有し、第4の発光素子
は、第4の反射電極と、第4の反射電極上の第4の透明導電膜と、第4の透明導電膜上の
第1の発光層と、第1の発光層上の電荷発生層と、電荷発生層上の第2の発光層と、第2
の発光層上の電極と、を有し、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、第1乃至第4の反射電極は、銀を有し、第1の透明導電
膜は、第1の領域を有し、第2の透明導電膜は、第2の領域を有し、第3の透明導電膜は
、第3の領域を有し、第4の透明導電膜は、第4の領域を有し、第1の領域は、第3の領
域よりも厚く、第3の領域は、第4の領域よりも厚く、第4の領域は、第2の領域よりも
厚いことを特徴とする発光装置である。
また、上記構成において、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、
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が好ましい。この場合、第1の反射電極と第1の
発光層との光学距離が3/4λ以上であることが好ましい。また、第2の反射電極と第
1の発光層との光学距離が3/4λ未満であり、第3の反射電極と第1の発光層との光
学距離が3/4λ未満であり、第4の反射電極と第1の発光層との光学距離が3/4λ
未満であると好ましい。
また、上記各構成において、第2の反射電極と第2の発光層との光学距離が3/4λ
近傍であり、第3の反射電極と第2の発光層との光学距離が3/4λ近傍であり、第4
の反射電極と第2の発光層との光学距離が3/4λ近傍であると好ましい。
また、上記各構成において、第1の発光素子に重なる第1の光学素子を有し、第2の発
光素子に重なる第2の光学素子を有し、第3の発光素子に重なる第3の光学素子を有し、
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、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、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
ると好ましい。
また、本発明の一態様は、上記各構成の発光装置と、筐体またはタッチセンサとを有す
る電子機器、または上記各構成の発光装置と、筐体またはタッチセンサとを有する照明装
置も範疇に含めるものである。また、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイ
ス、もしくは光源(照明装置含む)を指す。また、発光装置にコネクター、例えばFPC
(Flexible printed circuit)もしくはTCP(Tape C
arrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配
線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG(Chip On Glass)
方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとす
る。
本発明の一態様により、新規な発光装置を提供することができる。または、本発明の一
態様により、発光効率が高く、消費電力が低減された新規な発光装置を提供することがで
きる。または、本発明の一態様により、新規な発光装置の作製方法を提供することができ
る。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。 本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。 本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。 本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。 本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。 本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。 本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。 本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明する断面図。 本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明する断面図。 本発明の一態様の表示装置を説明する上面図及び断面図。 本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図及び回路図。 表示モジュールを説明する斜視図。 電子機器について説明する図。 照明装置について説明する図。 実施例の素子構造を説明する図。 実施例1で作製した各発光素子の電流効率−輝度特性、及び電流−電圧特性を説明する図。 実施例1で作製した各発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例1で作製した各発光素子の発光スペクトルを説明する図。 実施例2で作製した各発光素子の電流効率−輝度特性、及び電流−電圧特性を説明する図。 実施例2で作製した各発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例2で作製した各発光素子の発光スペクトルを説明する図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣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が可能である。従って、本発明は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、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、
実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、
必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
また、本明細書などにおいて、第1、第2等として付される序数詞は便宜上用いるもの
であり、工程順又は積層順を示すものではない。そのため、例えば、「第1の」を「第2
の」又は「第3の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記
載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない
場合がある。
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを
指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。
また、本明細書等において、青色を呈する光とは、420nm以上480nm以下の波
長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有し、緑色を呈する光とは、500n
m以上550nm未満の波長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有し、黄色
を呈する光とは、550nm以上580nm以下の波長帯域に少なくとも一つの発光スペ
クトルピークを有し、赤色を呈する光とは、600nm以上740nm以下の波長帯域に
少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。
また、本明細書等において、透明導電膜とは、可視光において透光性を有し、且つ導電
性を有する膜である。例えば、透明導電膜としては、ITO(Indium Tin O
xide)に代表される酸化物導電体膜、酸化物半導体膜、または有機物を含む有機導電
体膜を含む。有機物を含む有機導電体膜としては、例えば、有機化合物と電子供与体(ド
ナー)とを混合してなる複合材料を含む膜、有機化合物と電子受容体(アクセプター)と
を混合してなる複合材料を含む膜等が挙げられる。また、透明導電膜の抵抗率としては、
好ましくは1×10Ω・cm以下、さらに好ましくは1×10Ω・cm以下である。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、場合によっ
ては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」
という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例え
ば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある
(実施の形態1)
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。
<発光装置の構成例1>
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。
また、第1の発光素子101Bは、第1の反射電極104Bと、第1の反射電極104
B上の第1の透明導電膜106Bと、第1の透明導電膜106B上の第1の発光層108
と、第1の発光層108上の電荷発生層110と、電荷発生層110上の第2の発光層1
12と、第2の発光層112上の半透過・半反射電極114と、を有し、第2の発光素子
101Gは、第2の反射電極104Gと、第2の反射電極104G上の第2の透明導電膜
106Gと、第2の透明導電膜106G上の第1の発光層108と、第1の発光層108
上の電荷発生層110と、電荷発生層110上の第2の発光層112と、第2の発光層1
12上の半透過・半反射電極114と、を有し、第3の発光素子101Rは、第3の反射
電極104Rと、第3の反射電極104R上の第3の透明導電膜106Rと、第3の透明
導電膜106R上の第1の発光層108と、第1の発光層108上の電荷発生層110と
、電荷発生層110上の第2の発光層112と、第2の発光層112上の半透過・半反射
電極114と、を有する。なお、半透過・半反射電極114を単に電極と呼称する場合が
ある。
また、第1の反射電極104B、第2の反射電極104G、及び第3の反射電極104
Rは、それぞれ銀を有する。第1の反射電極104B、第2の反射電極104G、及び第
3の反射電極104Rに銀を有する材料を用いることで、反射率を高めることが可能とな
るため、各発光素子からの発光効率を高くすることができる。例えば、銀を含む導電膜を
形成し、該導電膜を島状に分離することで、第1の反射電極104B、第2の反射電極1
04G、及び第3の反射電極104Rをそれぞれ形成することができる。このように、第
1の反射電極104B、第2の反射電極104G、及び第3の反射電極104Rを、同一
の導電膜を加工する工程を経て形成すると、製造コストが安くなるため好適である。
また、図1(A)において、第2の発光層112は、第2の発光層112aと、第2の
発光層112bとを有する。第2の発光層112は、単層構造、図1(A)に示すような
2層の積層構造、または3層以上の積層構造とすることができる。
また、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2の発光層112を積層構造とした場合、第2の発光層
112は、異なる発光を呈する発光物質を有していてもよいし、同一の発光を呈する発光
物質を有していてもよい。例えば、第2の発光層112aに、緑色の発光を呈する発光物
質を用い、第2の発光層112bに、赤色の発光を呈する発光物質を用いることができる
。または、第2の発光層112a、112b共に、黄色の発光を呈する発光物質を用いる
ことができる。
このように、発光装置100は、第1の発光層108が有する第1の発光物質、及び第
2の発光層112が有する第2の発光物質からの所望の発光波長を強めるべく調整するこ
とで単色光に近い発光を得ることが可能である。なお、発光装置100は、第1の発光層
108が有する第1の発光物質からの発光と、第2の発光層112が有する第2の発光物
質からの発光とを組み合わせることで、白色発光を得ることも可能である。
また、図1(A)においては、各発光素子から射出される、青色(B)を呈する光、緑
色(G)を呈する光、及び赤色(R)を呈する光を、それぞれ破線の矢印で模式的に表し
ている。なお、後述する発光装置においても同様である。このように、図1(A)に示す
発光装置100は、各発光素子が発する光を発光素子が形成される基板102とは反対側
に取り出す上面射出型(トップエミッション型ともいう)の構造である。ただし、本発明
の一態様はこれに限定されず、図2(A)に示す、各発光素子が発する光を発光素子が形
成される基板102側に取り出す下面射出型(ボトムエミッション型ともいう)、または
図2(B)に示す、各発光素子が発する光を発光素子が形成される基板102の上方及び
下方の双方に取り出す両面射出型(デュアルエミッション型ともいう)であってもよい。
なお、図1(A)において、第1の発光層108、電荷発生層110、第2の発光層1
12、半透過・半反射電極114は、各発光素子でそれぞれ分離された状態で例示してい
るが、各発光素子で分離せずに共通して用いることができる。したがって、第2の発光素
子101G、及び第3の発光素子101Rにおいて、第1の発光層108、電荷発生層1
10、第2の発光層112、半透過・半反射電極114のハッチパターンを第1の発光素
子101Bと同一にし、とくに符号を付していない。
また、第1の発光素子101B、第2の発光素子101G、及び第3の発光素子101
Rは、マイクロキャビティ構造を有する。各発光素子が有するマイクロキャビティ構造に
ついて、以下説明する。
第1の発光層108及び第2の発光層112から射出される光は、一対の電極(第1の
反射電極104Bと半透過・半反射電極114、第2の反射電極104Gと半透過・半反
射電極114、及び第3の反射電極104Rと半透過・半反射電極114)の間で共振さ
れる。発光装置100においては、各発光素子で第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の厚さを調整することで、第1の発光層
108及び第2の発光層112から射出される光の波長を強めることができる。
具体的には、第1の透明導電膜106Bの膜厚を、第1の反射電極104Bと半透過・
半反射電極114との間の光学距離がmλ/2(mは自然数を、λは青色の波長
(420nm以上480nm以下)を、それぞれ表す)となるように調整する。また、第
2の透明導電膜106Gの膜厚を、第2の反射電極104Gと半透過・半反射電極114
との間の光学距離がmλ/2(mは自然数を、λは緑色の波長(500nm以上
550nm未満)を、それぞれ表す)となるように調整する。また、第3の透明導電膜1
06Rの膜厚を、第3の反射電極104Rと半透過・半反射電極114との間の光学距離
がmλ/2(mは自然数を、λは赤色の波長(600nm以上740nm以下)
を、それぞれ表す)となるように調整する。
さらに、第1の透明導電膜106Bの膜厚を調整することで、第1の反射電極104B
と第1の発光層108との光学距離を3/4λ以上、好ましくは3/4λ以上5/4
λ以下とする。例えば、第1の反射電極104Bと第1の発光層108との光学距離が
1/4λ近傍の場合、第1の反射電極104Bの表面近傍での光の散乱または光の吸収
により、光取出し効率が低下しまう。しかしながら、発光装置100においては、第1の
反射電極104Bと第1の発光層108との光学距離を3/4λ以上、好ましくは3/
4λ以上5/4λ以下とすることで、第1の反射電極104Bの表面近傍での光の散
乱または光の吸収を抑制し、高い光取出し効率を実現することができる。したがって、第
1の発光素子101Bからは、第1の発光層108が有する第1の発光物質から青色の光
を効率よく取り出すことが可能となる。
また、第2の透明導電膜106Gの膜厚を調整することで、第2の反射電極104Gと
第1の発光層108との光学距離を3/4λ未満、好ましくは1/4λ以上3/4λ
未満とすることができる。また、第2の透明導電膜106Gの膜厚を調整することで、
第2の反射電極104Gと第2の発光層112との光学距離を3/4λ近傍とすること
ができる。また、第3の透明導電膜106Rの膜厚を調整することで、第3の反射電極1
04Rと第1の発光層108との光学距離を3/4λ未満、好ましくは1/4λ以上
3/4λ未満とすることができる。また、第3の透明導電膜106Rの膜厚を調整する
ことで、第3の反射電極104Rと第2の発光層112との光学距離を3/4λ近傍と
することができる。上記光学距離とすることで、第2の発光素子101Gからは、第2の
発光層112が有する第2の発光物質から緑色の光を効率よく取り出すことが可能となる
。また、第3の発光素子101Rからは、第2の発光層112が有する第2の発光物質か
ら赤色の光を効率よく取り出すことが可能となる。
このように、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、各発光素子の光学距離を調整する機能を有する。各発光素子の光学距
離を調整することで、第1の透明導電膜106Bの膜厚は、第3の透明導電膜106Rの
膜厚よりも厚く形成される。また、第3の透明導電膜106Rの膜厚は、第2の透明導電
膜106Gよりも厚く形成される。別言すると、第1の透明導電膜106Bは、第1の領
域を有し、第2の透明導電膜106Gは、第2の領域を有し、第3の透明導電膜106R
は、第3の領域を有し、第1の領域は、第3の領域よりも厚く、第3の領域は第2の領域
よりも厚い。
なお、第1の反射電極104Bと半透過・半反射電極114との間の光学距離は、厳密
には第1の反射電極104Bにおける反射領域から半透過・半反射電極114における反
射領域までの膜厚と屈折率の積で表される。しかし、第1の反射電極104B、及び半透
過・半反射電極114における反射領域を厳密に決定することは困難であるため、第1の
反射電極104Bと半透過・半反射電極114の任意の位置を反射領域と仮定することで
充分に上述の効果を得ることができるものとする。第2の反射電極104Gと半透過・半
反射電極114との間の光学距離、及び第3の反射電極104Rと半透過・半反射電極1
14との間の光学距離についても同様である。
また、第1の反射電極104Bと、所望の光を射出する発光層との光学距離は、厳密に
は第1の反射電極104Bにおける反射領域と、所望の光を射出する発光層における発光
領域との光学距離であるということができる。しかし、第1の反射電極104Bにおける
反射領域や、所望の光を射出する発光層における発光領域を厳密に決定することは困難で
あるため、第1の反射電極104Bの任意の位置を反射領域、所望の光を射出する発光層
の任意の位置を発光領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとす
る。第2の反射電極104Gと、所望の光を射出する発光層との光学距離、及び第3の反
射電極104Rと、所望の光を射出する発光層との光学距離についても同様である。
以上のように、図1(A)に示す発光装置100においては、各発光素子の反射電極(
第1の反射電極104B、第2の反射電極104G、及び第3の反射電極104R)と半
透過・半反射電極114との光学距離を調整することで、反射電極の表面近傍での光の散
乱または光の吸収を抑制し、高い光取出し効率を実現することができる。したがって、発
光効率が高く、消費電力が低減された新規な発光装置を提供することができる。
<発光装置の構成例2>
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。
図1(B)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。なお、図1(B
)において、図1(A)に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパター
ンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には同様の符号を付
し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図1(B)に示す発光装置100A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。
また、第1の発光素子101Bは、第1の反射電極104Bと、第1の反射電極104
B上の第1の透明導電膜106Bと、第1の透明導電膜106B上の第1の正孔注入層1
31と、第1の正孔注入層131上の第1の正孔輸送層132と、第1の正孔輸送層13
2上の第1の発光層108と、第1の発光層108上の第1の電子輸送層133と、第1
の電子輸送層133上の第1の電子注入層134と、第1の電子注入層134上の電荷発
生層110と、電荷発生層110上の第2の正孔注入層135と、第2の正孔注入層13
5上の第2の正孔輸送層136と、第2の正孔輸送層136上の第2の発光層112と、
第2の発光層112上の第2の電子輸送層137と、第2の電子輸送層137上の第2の
電子注入層138と、第2の電子注入層138上の半透過・半反射電極114と、を有す
る。
また、第2の発光素子101Gは、第2の反射電極104Gと、第2の反射電極104
G上の第2の透明導電膜106Gと、第2の透明導電膜106G上の第1の正孔注入層1
31と、第1の正孔注入層131上の第1の正孔輸送層132と、第1の正孔輸送層13
2上の第1の発光層108と、第1の発光層108上の第1の電子輸送層133と、第1
の電子輸送層133上の第1の電子注入層134と、第1の電子注入層134上の電荷発
生層110と、電荷発生層110上の第2の正孔注入層135と、第2の正孔注入層13
5上の第2の正孔輸送層136と、第2の正孔輸送層136上の第2の発光層112と、
第2の発光層112上の第2の電子輸送層137と、第2の電子輸送層137上の第2の
電子注入層138と、第2の電子注入層138上の半透過・半反射電極114と、を有す
る。
また、第3の発光素子101Rは、第3の反射電極104Rと、第3の反射電極104
R上の第3の透明導電膜106Rと、第3の透明導電膜106R上の第1の正孔注入層1
31と、第1の正孔注入層131上の第1の正孔輸送層132と、第1の正孔輸送層13
2上の第1の発光層108と、第1の発光層108上の第1の電子輸送層133と、第1
の電子輸送層133上の第1の電子注入層134と、第1の電子注入層134上の電荷発
生層110と、電荷発生層110上の第2の正孔注入層135と、第2の正孔注入層13
5上の第2の正孔輸送層136と、第2の正孔輸送層136上の第2の発光層112と、
第2の発光層112上の第2の電子輸送層137と、第2の電子輸送層137上の第2の
電子注入層138と、第2の電子注入層138上の半透過・半反射電極114と、を有す
る。
このように、発光装置100Aにおいては、発光装置100の構成に加え、透明導電膜
(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106
R)と第1の発光層108との間に、第1の正孔注入層131及び第1の正孔輸送層13
2を、第1の発光層108と電荷発生層110との間に、第1の電子輸送層133及び第
1の電子注入層134を、電荷発生層110と第2の発光層112との間に、第2の正孔
注入層135及び第2の正孔輸送層136を、第2の発光層112と半透過・半反射電極
114との間に、第2の電子輸送層137及び第2の電子注入層138を、それぞれ追加
した構成である。
また、発光装置100Aにおいては、第1の透明導電膜106B、第1の正孔注入層1
31、及び第1の正孔輸送層132の少なくともいずれか一つ膜厚によって、第1の反射
電極104Bと第1の発光層108との光学距離を調整する。また、発光装置100Aに
おいては、第2の透明導電膜106G、第1の正孔注入層131、及び第1の正孔輸送層
132の少なくともいずれか一つ膜厚によって、第2の反射電極104Gと第1の発光層
108との光学距離を調整する。また、発光装置100Aにおいては、第3の透明導電膜
106R、第1の正孔注入層131、及び第1の正孔輸送層132の少なくともいずれか
一つの膜厚によって、第3の反射電極104Rと第1の発光層108との光学距離を調整
する。
このように、第1の反射電極104Bと第1の発光層108との光学距離については、
その間の複数の層の膜厚を変更することで調整してもよい。第2の反射電極104Gと第
1の発光層108との光学距離、及び第3の反射電極104Rと第1の発光層108との
光学距離についても同様である。
以上のように、発光装置100Aにおいては、発光装置100の構成に加え、各発光素
子に第1の正孔注入層131、第1の正孔輸送層132、第1の電子輸送層133、第1
の電子注入層134、第2の正孔注入層135、第2の正孔輸送層136、第2の電子輸
送層137、及び第2の電子注入層138がそれぞれ設けられた構造である。その他の構
成については、図1(A)に示す発光装置100と同様であり、同様の効果を奏する。
<発光装置の構成例3>
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。
図3に示す発光装置100Bは、図1(B)に示す発光装置100Aが有する、第1の
発光素子101B、第2の発光素子101G、及び第3の発光素子101Rに加え、隔壁
120を有する。また、発光装置100Bは、基板102に対向する基板152を有する
。また、基板152には、遮光層154と、第1の光学素子156Bと、第2の光学素子
156Gと、第3の光学素子156Rとが設けられる。
隔壁120は、絶縁性を有する。また、隔壁120は、各発光素子の下部電極(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)の端部を覆い
、該下部電極と重畳する開口部を有する。
隔壁120を設けることによって、各発光素子の下部電極を、それぞれ島状に分離する
ことができる。
また、遮光層154は、隣接する発光素子からの光を遮光する機能を有する。なお、遮
光層154を設けない構成としてもよい。
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機能を有する。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を設ける構成とするこ
とで、各発光素子の色純度を高めることが可能となる。
以上のように、発光装置100Bにおいては、発光装置100Aの構成に加え、各発光
素子の下部電極の端部を覆う隔壁120と、各発光素子に対向する第1の光学素子156
B、第2の光学素子156G、及び第3の光学素子156Rが設けられた構造である。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を設ける
構成とすることで、発光装置100Bの色純度を高めることが可能となる。その他の構成
については、図1(B)に示す発光装置100Aと同様であり、同様の効果を奏する。
ここで、図1(A)に示す発光装置100、図1(B)に示す発光装置100A、及び
図3に示す発光装置100Bのその他の構成要素について、以下詳細に説明を行う。
<基板>
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。
<反射電極>
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。
また、第1の反射電極104B、第2の反射電極104G、第3の反射電極104Rに
用いることのできる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1×10−2Ω・cm以下の
材料が挙げられる。また、第1の反射電極104B、第2の反射電極104G、第3の反
射電極104R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。
<透明導電膜>
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106
R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。
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106
Rとしては、例えば、ITO、シリコン若しくは酸化シリコンを含有した酸化インジウム
−酸化スズ(Indium Tin Oxide Doped SiO、以下ITSO
という)、酸化インジウム−酸化亜鉛(Indium Zinc Oxide)、酸化タ
ングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウムなどを用いることができる。とくに、
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
としては、仕事関数の大きい(4.0eV以上)材料を用いることが好ましい。また、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。
<半透過・半反射電極>
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。
<発光層>
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11
2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。
また、第1の発光物質及び第2の発光物質としては、一重項励起エネルギーを発光に変
える発光性物質や三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質を用いることができる
。なお、上記発光性物質としては、以下のようなものが挙げられる。
一重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質としては、蛍光を発する物質が挙げら
れ、例えば、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−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(9,10
−ジフェニル−2−アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、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)、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)、4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−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:PCBAP
BA)、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン(略称:T
BP)、N,N’−ビス〔4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル
〕−N,N’−ジフェニルピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6FLPAPrn)、
N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス[3−(9−フェニル−9H−
フルオレン−9−イル)フェニル]−ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMem
FLPAPrn)などの青色の発光(発光波長420nm以上480nm以下)を呈する
物質や、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)、2−(2−{2−[4−(ジメチルアミノ)フェ
ニル]エテニル}−6−メチル−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略
称:DCM1)、2−{2−メチル−6−[2−(2,3,6,7−テトラヒドロ−1H
,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデ
ン}プロパンジニトリル(略称:DCM2)などの黄色の発光(発光波長550nm以上
580nm以下)を呈する物質を用いることができる。
また、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質としては、例えば、燐光を発す
る物質が挙げられ、例えば、440nm以上520nm以下に発光のピークを有する物質
、520nm以上600nm以下に発光のピークを有する物質、600nm以上700n
m以下に発光のピークを有する物質を用いることができる。
440nm以上520nm以下に発光のピークを有する物質としては、トリス{2−[
5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルフェニル)−4H−1,2,4−
トリアゾール−3−イル−κN2]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:Ir
(mpptz−dmp))、トリス(5−メチル−3,4−ジフェニル−4H−1,2
,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:Ir(Mptz))、トリス[4
−(3−ビフェニル)−5−イソプロピル−3−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾ
ラト]イリジウム(III)(略称:Ir(iPrptz−3b))のような4H−ト
リアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス[3−メチル−1−(2−メ
チルフェニル)−5−フェニル−1H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III
)(略称:Ir(Mptz1−mp))、トリス(1−メチル−5−フェニル−3−プ
ロピル−1H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:Ir(Prp
tz1−Me))のような1H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や
、fac−トリス[1−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−フェニル−1H−イ
ミダゾール]イリジウム(III)(略称:Ir(iPrpmi))、トリス[3−(
2,6−ジメチルフェニル)−7−メチルイミダゾ[1,2−f]フェナントリジナト]
イリジウム(III)(略称:Ir(dmpimpt−Me))のようなイミダゾール
骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、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(III)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(CFppy)(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:FIr(acac))のような電子吸引基を有するフェニルピリ
ジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。上述した中でも、4H
−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも優れるた
め、特に好ましい。
520nm以上600nm以下に発光のピークを有する物質としては、トリス(4−メ
チル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppm)
、トリス(4−t−ブチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:
Ir(tBuppm))、(アセチルアセトナト)ビス(6−メチル−4−フェニルピ
リミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppm)(acac))、(アセ
チルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム
(III)(略称:Ir(tBuppm)(acac))、(アセチルアセトナト)ビ
ス[4−(2−ノルボルニル)−6−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略
称:Ir(nbppm)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス[5−メチル−
6−(2−メチルフェニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称
:Ir(mpmppm)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス(4,6−ジフ
ェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(dppm)(acac))
のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(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)(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)(acac))のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ト
リス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:Ir(pp
y))、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)(acac))、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)(acac))
、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)(略称:Ir(bzq)
、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))、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:Ir(pq)(acac))のようなピリジン骨格を有する有
機金属イリジウム錯体の他、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)(Phen))のような希土類金属錯体
が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信
頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
また、520nm以上600nm以下に発光のピークを有する物質の中でも、とくに5
50nm以上580nm以下に発光のピークを有する物質を用いると好ましい。550n
m以上580nm以下に発光のピークを有する物質を用いることで、発光素子の電流効率
を高めることができる。
550nm以上580nm以下に発光のピークを有する物質としては、ビス{4,6−
ジメチル−2−[6−(2,6−ジメチルフェニル)−4−ピリミジニル−κN3]フェ
ニル−κC}(2,4−ペンタンジオナト−κO,O’)イリジウム(III)(略称
:Ir(dmppm−dmp)(acac))などが挙げられる。
また、600nm以上700nm以下に発光のピークを有する物質としては、(ジイソ
ブチリルメタナト)ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト]イリジウ
ム(III)(略称:Ir(5mdppm)(dibm))、ビス[4,6−ビス(3
−メチルフェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略
称:Ir(5mdppm)(dpm))、ビス[4,6−ジ(ナフタレン−1−イル)
ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:Ir(d1np
m)(dpm))のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(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)(acac))、ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト
)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:Ir(tppr)(dpm
))、(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)(acac))のようなピラジ
ン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(1−フェニルイソキノリナト−N,
2’)イリジウム(III)(略称:Ir(piq))、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(pi
q)(acac))のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、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)のような白金錯体や、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:E
u(DBM)(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(TT
A)(Phen))のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジ
ン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、
特に好ましい。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色
発光が得られる。
また、第1の発光層108及び第2の発光層112に用いる電子輸送性材料としては、
含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物が好ましく、例えば、2
−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン
(略称:2mDBTPDBq−II)、2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)
ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq
−II)、2−[4−(3,6−ジフェニル−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル
]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2CzPDBq−III)、7−[3−(ジ
ベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:7m
DBTPDBq−II)、及び、6−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル
]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:6mDBTPDBq−II)等のキノキサリ
ンないしはジベンゾキノキサリン誘導体が挙げられる。
また、第1の発光層108及び第2の発光層112に用いる正孔輸送性材料としては、
π電子過剰型複素芳香族化合物(例えばカルバゾール誘導体やインドール誘導体)や芳香
族アミン化合物が好ましく、例えば、4−フェニル−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:PCBA1BP)、4,4’−ジ(1
−ナフチル)−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:PCBNBB)、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:PCzPCN1)、
4,4’,4’’−トリス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]トリフェニル
アミン(略称:1’−TNATA)、2,7−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニ
ル)−N−フェニルアミノ]−スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:DPA2SF)
、N,N’−ビス(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N,N’−ジフェニルベン
ゼン−1,3−ジアミン(略称:PCA2B)、N−(9,9−ジメチル−2−ジフェニ
ルアミノ−9H−フルオレン−7−イル)ジフェニルアミン(略称:DPNF)、N,N
’,N’’−トリフェニル−N,N’,N’’−トリス(9−フェニルカルバゾール−3
−イル)ベンゼン−1,3,5−トリアミン(略称:PCA3B)、2−[N−(9−フ
ェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]スピロ−9,9’−ビフルオレ
ン(略称:PCASF)、2−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニル
アミノ]スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:DPASF)、N,N’−ビス[4−
(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフル
オレン−2,7−ジアミン(略称:YGA2F)、4,4’−ビス[N−(3−メチルフ
ェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:TPD)、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)
、N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−N−{9,9−ジメチル−
2−[N’−フェニル−N’−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミ
ノ]−9H−フルオレン−7−イル}フェニルアミン(略称:DFLADFL)、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−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−
N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA1)、3,6−
ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカ
ルバゾール(略称:PCzDPA2)、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:DNTPD)、3,6−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−(1
−ナフチル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzTPN2)、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)が挙げられる。
<正孔注入層、正孔輸送層>
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13
1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の正孔注入層131、第1の正孔輸送層132、第2の正孔注入層135、及び第
2の正孔輸送層136に用いる正孔輸送性材料としては、例えば、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またはα−NPD)
や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)、4,4’,4’’−トリス(カルバゾー
ル−9−イル)トリフェニルアミン(略称:TCTA)、4,4’,4’’−トリス(N
,N−ジフェニルアミノ)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−(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)などの芳香族アミン化合物、
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:PCz
PCA2)、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:PCzPCN1)等が挙げられる。その
他、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリ
ス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(1
0−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA
)等のカルバゾール誘導体、等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に1×1
−6cm/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。
さらに、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を用いるこ
ともできる。
また、第1の正孔注入層131及び第2の正孔注入層135に用いるアクセプター性材
料としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメ
タン(略称:F−TCNQ)、クロラニル、2,3,6,7,10,11−ヘキサシア
ノ−1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン(HAT−CN)等の電子吸
引基(ハロゲン基やシアノ基)を有する化合物を挙げることができる。特に、HAT−C
Nのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的
に安定であり好ましい。また、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。
なお、第1の正孔注入層131及び第2の正孔注入層135は、上述したアクセプター
性材料を単独または他の材料と混合して形成しても良い。この場合、アクセプター性材料
が正孔輸送層から電子を引き抜き、正孔輸送層に正孔注入することができる。アクセプタ
ー性材料は引き抜いた電子を陽極へ輸送する。
<電子輸送層>
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、Alq、トリス
(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq)、ビス(10−ヒ
ドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq)、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
)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1×10−6
cm/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。
また、第1の電子輸送層133及び第2の電子輸送層137は、単層のものだけでなく
、上記物質からなる層が2層以上積層したものとしてもよい。
<電子注入層>
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(CaF)、リチウム酸化物
(LiO)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(ErF)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。
また、第1の電子注入層134及び第2の電子注入層138に、有機化合物と電子供与
体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供
与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れてい
る。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ま
しく、具体的には、例えば上述した第1の電子輸送層133及び第2の電子輸送層137
を構成する物質(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体と
しては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金
属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カ
ルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やア
ルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物
等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。ま
た、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。
<電荷発生層>
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。
例えば、図1(A)に示す第1の発光素子101Bにおいては、下部電極(第1の反射
電極104B及び第1の透明導電膜106B)に半透過・半反射電極114よりも電位が
高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層110から第1の発光層108に電子が注
入され、第2の発光層112に正孔が注入される。また、図1(B)に示す第1の発光素
子101Bにおいては、下部電極(第1の反射電極104B及び第1の透明導電膜106
B)に半透過・半反射電極114よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発
生層110から第1の電子注入層134に電子が注入され、第2の正孔注入層135に正
孔が注入される。
なお、電荷発生層110は、光取出し効率の点から、可視光に対して透光性を有する(
具体的には、電荷発生層110に対する可視光の透過率が40%以上)ことが好ましい。
また、電荷発生層110は、一対の電極(下部電極及び上部電極)よりも低い導電率であ
っても機能する。
また、電荷発生層110は、正孔輸送性材料に電子受容体(アクセプター)が添加され
た構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体(ドナー)が添加された構成であっても
よい。または、これらの両方の構成が積層されていても良い。
なお、上述した材料を用いて電荷発生層110を形成することにより、発光層が積層さ
れた場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
なお、上述した、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層、及び電
荷発生層は、それぞれ、スパッタリング法、蒸着法(真空蒸着法を含む)、印刷法(例え
ば、凸版印刷法、凹版印刷法、グラビア印刷法、平版印刷法、孔版印刷法等)、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。
<遮光層>
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。
<光学素子>
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。
第1の光学素子156Bは、第1の発光素子101Bが発する光から青色を呈する光を
透過する。また、第2の光学素子156Gは、第2の発光素子101Gが発する光から緑
色を呈する光を透過する。また、第3の光学素子156Rは、第3の発光素子101Rが
発する光から赤色を呈する光を透過する。
なお、第1の発光素子101B、第2の発光素子101G、及び第3の発光素子101
R上に複数の光学素子を重ねて設けてもよい。他の光学素子としては、例えば円偏向板や
反射防止膜などを設けることができる。円偏光板を、発光装置の発光素子が発する光が取
り出される側に設けると、発光装置の外部から入射した光が、発光装置の内部で反射され
て、外部に射出される現象を防ぐことができる。また、反射防止膜を設けると、発光装置
の表面で反射される外光を弱めることができる。これにより、発光装置が発する発光を、
鮮明に観察できる。
<発光装置の構成例4>
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。
図4(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4(A)に示
す発光装置160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、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101Yと、を有する。
第1の発光素子101B、第2の発光素子101G、及び第3の発光素子101Rは、
図1(A)に示す第1の発光素子101B、第2の発光素子101G、及び第3の発光素
子101Rの構成と同様である。第4の発光素子101Yは、第4の反射電極104Yと
、第4の反射電極104Y上の第4の透明導電膜106Yと、第4の透明導電膜106Y
上の第1の発光層108と、第1の発光層108上の電荷発生層110と、電荷発生層1
10上の第2の発光層112と、第2の発光層112上の半透過・半反射電極114と、
を有する。
また、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は、それぞれ銀を有する。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に銀を有する
材料を用いることで、反射率を高めることが可能となるため、各発光素子からの発光効率
を高くすることができる。例えば、銀を含む導電膜を形成し、該導電膜を島状に分離する
ことで、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をそれぞれ形成することができる。このように、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、同一の導電膜を加工する工程を経て形成すると、製造コストが安くなるため
好適である。
また、図4(A)において、第2の発光層112は、第2の発光層112aと、第2の
発光層112bとを有する。第2の発光層112は、単層構造、図4(A)に示すような
2層の積層構造、または3層以上の積層構造とすることができる。
なお、図4(A)において、第1の発光層108、電荷発生層110、第2の発光層1
12、半透過・半反射電極114は、各発光素子でそれぞれ分離している状態で例示して
あるが、各発光素子で分離せずに共通して用いることができる。したがって、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において、第1の
発光層108、電荷発生層110、第2の発光層112、半透過・半反射電極114のハ
ッチパターンを第1の発光素子101Bと同一にし、とくに符号を付していない。
このように、図4(A)に示す発光装置160は、図1(A)に示す発光装置100の
構成に加え、第4の発光素子101Yを有する構成である。
以下に発光装置160が有する、第4の発光素子101Yの詳細について、説明する。
第4の発光素子101Yは、マイクロキャビティ構造を有する。第1の発光層108及
び第2の発光層112から射出される光は、一対の電極(第4の反射電極104Yと半透
過・半反射電極114)の間で共振される。発光装置160においては、第4の発光素子
101Yで第4の透明導電膜106Yの厚さを調整することで、第1の発光層108及び
第2の発光層112から射出される光の波長を強めることができる。
具体的には、第4の反射電極104Yと半透過・半反射電極114との間の光学距離が
λ/2(mは自然数を、λは黄色の波長(550nm以上580nm以下)を
、それぞれ表す)となるように調整する。
また、第4の透明導電膜106Yの膜厚を調整することで、第4の反射電極104Yと
第1の発光層108との光学距離を3/4λ未満、好ましくは1/4λ以上3/4λ
未満とすることができる。また、第4の透明導電膜106Yの膜厚を調整することで、
第4の反射電極104Yと第2の発光層112との光学距離を3/4λ近傍とすること
ができる。上記光学距離とすることで、第4の発光素子101Yからは、第2の発光層1
12が有する第2の発光物質から黄色の光を効率よく取り出すことが可能となる。
このように、第4の透明導電膜106Yは、第4の発光素子101Yの光学距離を調整
する機能を有する。また、各発光素子の光学距離を調整することで、第1の透明導電膜1
06Bの膜厚は、第3の透明導電膜106Rの膜厚よりも厚く形成される。また、第3の
透明導電膜106Rの膜厚は、第4の透明導電膜106Yよりも厚く形成される。また、
第4の透明導電膜106Yの膜厚は、第2の透明導電膜106Gよりも厚く形成される。
別言すると、第1の透明導電膜106Bは、第1の領域を有し、第2の透明導電膜106
Gは、第2の領域を有し、第3の透明導電膜106Rは、第3の領域を有し、第4の透明
導電膜106Yは、第4の領域を有し、第1の領域は、第3の領域よりも厚く、第3の領
域は第4の領域よりも厚く、第4の領域は第2の領域よりも厚い。
以上のように、発光装置160においては、発光装置100の構成に加え、第4の発光
素子101Yが設けられた構造である。その他の構成については、図1(A)に示す発光
装置100と同様であり、同様の効果を奏する。
<発光装置の構成例5>
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。
図4(B)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。なお、図4(B
)において、図4(A)に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパター
ンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には同様の符号を付
し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図4(B)に示す発光装置160A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、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101
Yと、を有する。
第1の発光素子101B、第2の発光素子101G、及び第3の発光素子101Rは、
図1(B)に示す第1の発光素子101B、第2の発光素子101G、及び第3の発光素
子101Rの構成と同様である。第4の発光素子101Yは、第4の反射電極104Yと
、第4の反射電極104Y上の第4の透明導電膜106Yと、第4の透明導電膜106Y
上の第1の正孔注入層131と、第1の正孔注入層131上の第1の正孔輸送層132と
、第1の正孔輸送層132上の第1の発光層108と、第1の発光層108上の第1の電
子輸送層133と、第1の電子輸送層133上の第1の電子注入層134と、第1の電子
注入層134上の電荷発生層110と、電荷発生層110上の第2の正孔注入層135と
、第2の正孔注入層135上の第2の正孔輸送層136と、第2の正孔輸送層136上の
第2の発光層112と、第2の発光層112上の第2の電子輸送層137と、第2の電子
輸送層137上の第2の電子注入層138と、第2の電子注入層138上の半透過・半反
射電極114と、を有する。
また、発光装置160Aにおいては、第4の透明導電膜106Y、第1の正孔注入層1
31、及び第1の正孔輸送層132のいずれか一つの膜厚によって、第4の反射電極10
4Yと第1の発光層108との光学距離を調整する。
このように、第4の反射電極104Yと第1の発光層108との光学距離については、
その間の複数の層の膜厚を変更することで調整してもよい。
以上のように、発光装置160Aにおいては、発光装置160の構成に加え、各発光素
子に第1の正孔注入層131、第1の正孔輸送層132、第1の電子輸送層133、第1
の電子注入層134、第2の正孔注入層135、第2の正孔輸送層136、第2の電子輸
送層137、及び第2の電子注入層138がそれぞれ設けられた構造である。その他の構
成については、図4(A)に示す発光装置160と同様であり、同様の効果を奏する。
<発光装置の構成例6>
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。
図5に示す発光装置160Bは、図4(B)に示す発光装置160Aが有する、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に加え、隔壁120を有する。また、発光装置160Bは、基板102に対
向する基板152を有し、基板152には、遮光層154と、第1の光学素子156Bと
、第2の光学素子156Gと、第3の光学素子156Rと、第4の光学素子156Yとが
設けられる。
隔壁120、遮光層154、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としては、図3に示す発光装置100Bと同様の構成とすること
ができる。また、第4の光学素子156Yは、入射される光から特定の色を呈する光を選
択的に透過する機能を有する。第4の光学素子156Yを設ける構成とすることで、第4
の発光素子101Yの色純度を高めることが可能となる。
以上のように、発光装置160Bにおいては、発光装置160の構成に加え、各発光素
子の下部電極の端部を覆う隔壁120と、各発光素子に対向する第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が設
けられた構造である。その他の構成については、図4(A)に示す発光装置160と同様
であり、同様の効果を奏する。
<発光装置の構成例7>
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。
図6に示す発光装置160Cは、図5に示す発光装置160Bが有する、第4の光学素
子156Yが設けられていない構成である。その他の構成については、図5に示す発光装
置160Bと同様であり、同様の効果を奏する。
第4の発光素子101Yに重なる第4の光学素子156Yを設けない構成とすることで
、第4の光学素子156Yを設けた構成よりも、第4の発光素子101Yから射出された
光のエネルギー損失が少ないために、消費電力を低くすることが可能となる。
<発光装置の構成例8>
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。
図7に示す発光装置160Dは、図6に示す発光装置160Cが有する、第4の発光素
子101Yの代わりに第5の発光素子101Wを有する。
第5の発光素子101Wは、第5の反射電極104Wと、第5の反射電極104W上の
第5の透明導電膜106Wと、第5の透明導電膜106W上の第1の正孔注入層131と
、第1の正孔注入層131上の第1の正孔輸送層132と、第1の正孔輸送層132上の
第1の発光層108と、第1の発光層108上の第1の電子輸送層133と、第1の電子
輸送層133上の第1の電子注入層134と、第1の電子注入層134上の電荷発生層1
10と、電荷発生層110上の第2の正孔注入層135と、第2の正孔注入層135上の
第2の正孔輸送層136と、第2の正孔輸送層136上の第2の発光層112と、第2の
発光層112上の第2の電子輸送層137と、第2の電子輸送層137上の第2の電子注
入層138と、第2の電子注入層138上の半透過・半反射電極114と、を有する。
また、第5の発光素子101Wにおいては、第5の透明導電膜106W、第1の正孔注
入層131、及び第1の正孔輸送層132のいずれか一つの膜厚によって、第5の反射電
極104Wと第1の発光層108との光学距離を調整する。
例えば、第5の透明導電膜106Wの膜厚と、第3の透明導電膜106Rとを概略同じ
膜厚とする。第5の発光素子101Wからは、第1の発光層108が有する第1の発光物
質からの発光と、及び第2の発光層112が有する第2の発光物質からの発光とが組み合
わさることによって、白色発光を得ることができる。
また、第5の発光素子101Wは、第5の発光素子101Wに重なる光学素子が設けら
ない構成である。したがって、第1の発光素子101B、第2の発光素子101G、第3
の発光素子101Rよりも、第5の発光素子101Wから射出された光のエネルギー損失
が少ないために、消費電力を低くすることが可能となる。
なお、上記例示した発光装置の各構成については、適宜組み合わせて用いることができ
る。
<発光装置の作製方法1>
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。
図8(A)(B)(C)(D)及び図9(A)(B)は、本発明の一態様の発光装置の
作製方法を説明するための断面図である。
以下で説明する発光装置160Bの作製方法は、第1乃至第7の7つのステップを有す
る。
<第1のステップ>
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)。
本実施の形態においては、基板102上に、反射性の導電膜を形成し、該導電膜を所望
の形状に加工することで、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を形成する。上記反射性の導電膜としては
、銀とパラジウムと銅の合金膜を用いる。
なお、第1のステップの前に、基板102上に複数のトランジスタを形成してもよい。
また、上記複数のトランジスタと、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と、を電気的に接続させてもよい
<第2のステップ>
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)。
本実施の形態においては、基板102、第1の反射電極104B、第2の反射電極10
4G、第3の反射電極104R、及び第4の反射電極104Y上に、透明導電膜を形成し
、該透明導電膜を所望の形状に加工することで、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を形成する
。本実施の形態においては、上記透明導電膜として、ITSO膜を用いる。
なお、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10
6R、及び第4の透明導電膜106Yの形成方法としては、複数回に分けて形成してもよ
い。複数回に分けて形成することで、各発光素子内でマイクロキャビティ構造を有するこ
とができる膜厚で第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を形成することができる。
<第3のステップ>
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)。
隔壁120は、下部電極と重なるように開口部を有する。該開口部と重畳した透明導電
膜が発光素子の下部電極として機能する。本実施の形態では、隔壁120として、アクリ
ル樹脂を用いる。
なお、第1乃至第3のステップにおいては、有機化合物を含む発光層を損傷するおそれ
がないため、さまざまな成膜方法及び微細加工技術を適用できる。本実施の形態では、ス
パッタリング法を用いて反射性の導電膜を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該導電膜上
にパターンを形成し、その後ドライエッチング法またはウエットエッチング法を用いて、
該導電膜を島状に加工して第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を形成する。その後、スパッタリング法を
用いて透明導電膜を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該透明導電膜上にパターンを形成
し、その後ウエットエッチング法を用いて、該透明導電膜を島状に加工して第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を形成する。
<第4のステップ>
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1の正孔注入層131としては、正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含む材料と
を共蒸着することで形成することができる。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれ
ぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。また、第1の正孔輸送層132と
しては、正孔輸送性材料を蒸着することで形成することができる。
第1の発光層108としては、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の発光物質を蒸着することで形成することができる。第
1の発光物質としては、蛍光性の有機化合物を用いることができる。また、該蛍光性の有
機化合物は、単独で蒸着してもよいが、他の材料と混合して蒸着してもよい。例えば、蛍
光性の有機化合物をゲスト材料とし、ゲスト材料より励起エネルギーが大きなホスト材料
に該ゲスト材料を分散して蒸着してもよい。
第1の電子輸送層133としては、電子輸送性の高い物質を蒸着することで形成するこ
とができる。また、第1の電子注入層134としては、電子注入性の高い物質を蒸着する
ことで形成することができる。
電荷発生層110としては、正孔輸送性材料に電子受容体(アクセプター)が添加され
た材料、または電子輸送性材料に電子供与体(ドナー)が添加された材料を蒸着すること
で形成することができる。
<第5のステップ>
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1
14を形成する工程である(図9(A)参照)。
第2の正孔注入層135としては、先に示す第1の正孔注入層131と同様の材料及び
同様の方法により形成することができる。また、第2の正孔輸送層136としては、先に
示す第1の正孔輸送層132と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
第2の発光層112としては、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の発光物質を蒸着することで形成すること
ができる。第2の発光物質としては、燐光性の有機化合物を用いることができる。また、
該燐光性の有機化合物は、単独で蒸着してもよいが、他の材料と混合して蒸着してもよい
。例えば、燐光性の有機化合物をゲスト材料とし、ゲスト材料より励起エネルギーが大き
なホスト材料に該ゲスト材料を分散して蒸着してもよい。
第2の電子輸送層137としては、電子輸送性の高い物質を蒸着することで形成するこ
とができる。また、第2の電子注入層138としては、電子注入性の高い物質を蒸着する
ことで形成することができる。
半透過・半反射電極114としては、反射性を有する導電膜と、透光性を有する導電膜
を積層することで形成することができる。また、半透過・半反射電極114としては、単
層構造、または積層構造としてもよい。
上記工程を経て、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が基板102上に形成される。
<第6のステップ>
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)。
遮光層154としては、黒色顔料を含んだ有機樹脂膜を所望の領域に形成する。その後
、基板152及び遮光層154上に、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。第1の光学素子1
56Bとしては、青色顔料を含んだ有機樹脂膜を所望の領域に形成する。また、第2の光
学素子156Gとしては、緑色顔料を含んだ有機樹脂膜を所望の領域に形成する。また、
第3の光学素子156Rとしては、赤色顔料を含んだ有機樹脂膜を所望の領域に形成する
。また、第4の光学素子156Yとしては、黄色顔料を含んだ有機樹脂膜を所望の領域に
形成する。
<第7のステップ>
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)。
以上の工程により、図5に示す発光装置160Bを形成することができる。
以上、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態2)
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。
図10(A)は、第1の基板501が有する発光素子と、第2の基板506が有する光
学素子と、をシール材によって封止した発光パネルの上面図であり、図10(B)は、図
10(A)に示す一点鎖線A1−A2間の切断面の断面図に相当する。
第1の基板501は、画素部502と、信号線駆動回路部503と、走査線駆動回路部
504a、504bと、を有する。また、第2の基板506は、遮光層521と、青色を
呈する光を透過する機能を有する第1の光学素子522Bと、緑色を呈する光を透過する
機能を有する第2の光学素子522Gと、赤色を呈する光を透過する機能を有する第3の
光学素子522Rと、を有する。また、第1の基板501と第2の基板506は、シール
材505によって封止されている。
また、画素部502、信号線駆動回路部503、及び走査線駆動回路部504a、50
4bは、第1の基板501、第2の基板506、シール材505、及び充填材507によ
って、密封されている。
シール材505としては、エポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。ま
た、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料が好ましい。
充填材507としては、窒素やアルゴンなどの不活性な気体、あるいは紫外線硬化樹脂
または熱硬化樹脂を用いることができ、PVC(ポリビニルクロライド)系樹脂、アクリ
ル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、PVB(ポリビニル
ブチラル)系樹脂またはEVA(エチレンビニルアセテート)系樹脂を用いることができ
る。
また、信号線駆動回路部503及び走査線駆動回路部504a、504bは、別途用意
された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜によって形成された駆動回路で実装さ
れていてもよい。
また、画素部502、信号線駆動回路部503、及び走査線駆動回路部504a、50
4bは、複数のトランジスタを有しており、図10(B)においては、画素部502に含
まれるトランジスタ510、511、512と、信号線駆動回路部503に含まれるトラ
ンジスタ509とを例示している。
なお、図10(B)において、トランジスタの一例として逆スタガ型のトランジスタ構
造を例示したが、これに限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタを用いてもよい
。また、トランジスタの極性についても特に限定はなく、N型およびP型のトランジスタ
を有する構造、及びN型のトランジスタまたはP型のトランジスタのいずれか一方のみか
らなる構造を用いてもよい。また、トランジスタに用いられる半導体膜の結晶性について
も特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。ま
た、半導体材料としては、第13族(ガリウム等)半導体、第14族(シリコン等)半導
体、化合物半導体(酸化物半導体を含む)、有機半導体等を用いることができる。トラン
ジスタ509、510、511、512としては、例えば、エネルギーギャップが2eV
以上、好ましくは2.5eV以上、さらに好ましくは3eV以上の酸化物半導体を用いる
ことで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため好ましい。該酸化物半導体
としては、In−Ga酸化物、In−M−Zn酸化物(Mは、Al、Ga、Y、Zr、L
a、Ce、またはNd)等が挙げられる。
また、信号線駆動回路部503、走査線駆動回路部504a、504b、及び画素部5
02に与えられる各種信号及び電位は、FPC518から供給される。
FPC518は、異方性導電膜519及び接続端子電極517を介して、端子電極52
5と電気的に接続される。なお、接続端子電極517は、トランジスタ510、511、
512が有するソース電極及びドレイン電極と同一の導電膜を加工する工程を経て形成さ
れる。また、端子電極525は、トランジスタ510、511、512が有するゲート電
極と同一の導電膜を加工する工程を経て形成される。
また、第1の基板501及び第2の基板506に用いることのできる材料としては、半
導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、
プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを
有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り
合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一
例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライム
ガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては
、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチ
レンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表されるプラスチ
ックがある。または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。または、一例と
しては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどが
ある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着
フィルム、又は紙類などがある。
また、発光素子やトランジスタを形成する基板として、上述した可撓性基板を用いる場
合には、可撓性基板上に発光素子やトランジスタを直接形成してもよいし、ベース基板上
に剥離層を介して発光素子やトランジスタを一部または全部形成した後、ベース基板より
分離し、他の基板に転載してもよい。このような剥離層を用いて別の基板に転載して作製
する場合には、耐熱性の劣る基板や直接形成が難しい可撓性の基板上に発光素子やトラン
ジスタを形成することができる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸
化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成
された構成等を用いることができる。さらに、転載する基板としては、上述した発光素子
やトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミド
フィルム基板、ポリイミドフィルム基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、
綿、麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセ
テート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基
板などがある。これらの基板を用いることにより、耐久性や耐熱性に優れ、軽量化および
薄型化を図ることができる。
また、トランジスタ510のソース電極またはドレイン電極に第1の反射電極513B
が電気的に接続され、トランジスタ511のソース電極またはドレイン電極に第2の反射
電極513Gが電気的に接続され、トランジスタ512のソース電極またはドレイン電極
に第3の反射電極513Rが電気的に接続されている。
また、第1の反射電極513B、第2の反射電極513G、及び第3の反射電極513
Rの端部を覆うように、隔壁520が形成される。なお、隔壁520の上端部または下端
部に曲率を有する曲面が形成されるようにするのが好ましい。隔壁520の形状を上記の
ように形成することで、隔壁520の上層に形成される膜の被覆性を良好なものとするこ
とができる。
また、第1の反射電極513Bは、第1の発光素子524Bの下部電極の一部として機
能する。また、第2の反射電極513Gは、第2の発光素子524Gの下部電極の一部と
して機能する。また、第3の反射電極513Rは、第3の発光素子524Rの下部電極の
一部として機能する。
第1の発光素子524B、第2の発光素子524G、及び第3の発光素子524Rは、
それぞれ先の実施の形態1に示す素子構成を適用することができる。実施の形態1に示す
素子構成を用いることで、発光効率が高く、消費電力が低減された発光装置とすることが
できる。
また、第1の発光素子524B、第2の発光素子524G、及び第3の発光素子524
Rから射出される光は、第2の基板506側から射出される。そのため、第2の基板50
6は、透光性を持たせる必要があり、例えば、ガラス板、プラスチック板、ポリエステル
フィルムまたはアクリルフィルムのような材料を用いるとよい。
また、第2の基板506上に、偏光板、又は円偏光板(楕円偏光板を含む)、位相差板
(λ/4板、λ/2板)などの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板又は円偏
光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込み
を低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
また、第1の発光素子524B、第2の発光素子524G、及び第3の発光素子524
R上に、保護膜を形成してもよい。該保護膜としては、酸素、水素、水分、二酸化炭素等
が各発光素子内に入り込まないような機能を有していればよい。例えば、保護膜としては
、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いればよい。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可
能である。
(実施の形態3)
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。
図11(A)に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域(以下、画素部602と
いう)と、画素部602の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部(
以下、駆動回路部604という)と、素子の保護機能を有する回路(以下、保護回路60
6という)と、端子部607と、を有する。なお、保護回路606は、設けない構成とし
てもよい。
駆動回路部604の一部、または全部は、画素部602と同一基板上に形成されている
ことが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。駆動回路部604
の一部、または全部が、画素部602と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回
路部604の一部、または全部は、COGやTAB(Tape Automated B
onding)によって、実装することができる。
画素部602は、X行(Xは2以上の自然数)Y列(Yは2以上の自然数)に配置され
た複数の表示素子を駆動するための回路(以下、画素回路601という)を有し、駆動回
路部604は、画素を選択する信号(走査信号)を供給する回路(以下、走査線駆動回路
部604aという)、画素の表示素子を駆動するための信号(データ信号)を供給するた
めの回路(以下、信号線駆動回路部604b)などの駆動回路を有する。
走査線駆動回路部604aは、シフトレジスタ等を有する。走査線駆動回路部604a
は、端子部607を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出
力する。例えば、走査線駆動回路部604aは、スタートパルス信号、クロック信号等が
入力され、パルス信号を出力する。走査線駆動回路部604aは、走査信号が与えられる
配線(以下、走査線GL_1乃至GL_Xという)の電位を制御する機能を有する。なお
、走査線駆動回路部604aを複数設け、複数の走査線駆動回路部604aにより、走査
線GL_1乃至GL_Xを分割して制御してもよい。または、走査線駆動回路部604a
は、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、走査
線駆動回路部604aは、別の信号を供給することも可能である。
信号線駆動回路部604bは、シフトレジスタ等を有する。信号線駆動回路部604b
は、端子部607を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元
となる信号(画像信号)が入力される。信号線駆動回路部604bは、画像信号を元に画
素回路601に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、信号線駆動回路部6
04bは、スタートパルス、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、
データ信号の出力を制御する機能を有する。また、信号線駆動回路部604bは、データ
信号が与えられる配線(以下、データ線DL_1乃至DL_Yという)の電位を制御する
機能を有する。または、信号線駆動回路部604bは、初期化信号を供給することができ
る機能を有する。ただし、これに限定されず、信号線駆動回路部604bは、別の信号を
供給することも可能である。
信号線駆動回路部604bは、例えば複数のアナログスイッチなどを用いて構成される
。信号線駆動回路部604bは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることによ
り、画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。
複数の画素回路601のそれぞれは、走査信号が与えられる複数の走査線GLの一つを
介してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線DLの一つを介し
てデータ信号が入力される。また、複数の画素回路601のそれぞれは、走査線駆動回路
部604aによりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、m行n
列目の画素回路601は、走査線GL_m(mはX以下の自然数)を介して走査線駆動回
路部604aからパルス信号が入力され、走査線GL_mの電位に応じてデータ線DL_
n(nはY以下の自然数)を介して信号線駆動回路部604bからデータ信号が入力され
る。
図11(A)に示す保護回路606は、例えば、走査線駆動回路部604aと画素部6
02の間の配線である走査線GLに接続される。または、保護回路606は、信号線駆動
回路部604bと画素部602の間の配線であるデータ線DLに接続される。または、保
護回路606は、走査線駆動回路部604aと端子部607との間の配線に接続すること
ができる。または、保護回路606は、信号線駆動回路部604bと端子部607との間
の配線に接続することができる。なお、端子部607は、外部の回路から表示装置に電源
及び制御信号、及び画像信号を入力するための端子が設けられた部分をいう。
保護回路606は、自身が接続する配線に一定の範囲外の電位が与えられたときに、該
配線と別の配線とを導通状態にする回路である。
図11(A)に示すように、画素部602と駆動回路部604にそれぞれ保護回路60
6を設けることにより、ESD(Electro Static Discharge:
静電気放電)などにより発生する過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる。
ただし、保護回路606の構成はこれに限定されず、例えば、走査線駆動回路部604a
に保護回路606を接続した構成、または信号線駆動回路部604bに保護回路606を
接続した構成とすることもできる。あるいは、端子部607に保護回路606を接続した
構成とすることもできる。
また、図11(A)においては、走査線駆動回路部604aと信号線駆動回路部604
bによって駆動回路部604を形成している例を示しているが、この構成に限定されない
。例えば、走査線駆動回路部604aのみを形成し、別途用意されたソースドライバ回路
が形成された基板(例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板
)を実装する構成としても良い。
また、図11(A)に示す複数の画素回路601は、例えば、図11(B)に示す構成
とすることができる。
図11(B)に示す画素回路601は、トランジスタ652、654と、容量素子66
2と、発光素子672と、を有する。
トランジスタ652のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる
配線(以下、データ線DL_nという)に電気的に接続される。さらに、トランジスタ6
52のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線(以下、走査線GL_mという)に電
気的に接続される。
トランジスタ652は、オン状態またはオフ状態になることにより、データ信号のデー
タの書き込みを制御する機能を有する。
容量素子662の一対の電極の一方は、電位が与えられる配線(以下、電位供給線VL
_aという)に電気的に接続され、他方は、トランジスタ652のソース電極及びドレイ
ン電極の他方に電気的に接続される。
容量素子662は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
トランジスタ654のソース電極及びドレイン電極の一方は、電位供給線VL_aに電
気的に接続される。さらに、トランジスタ654のゲート電極は、トランジスタ652の
ソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
発光素子672のアノード及びカソードの一方は、電位供給線VL_bに電気的に接続
され、他方は、トランジスタ654のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続
される。
発光素子672としては、実施の形態1に示す発光素子のいずれかを用いることができ
る。
なお、電位供給線VL_a及び電位供給線VL_bの一方には、高電源電位VDDが与
えられ、他方には、低電源電位VSSが与えられる。
図11(B)の画素回路601を有する表示装置では、例えば、図11(A)に示す走
査線駆動回路部604aにより各行の画素回路601を順次選択し、トランジスタ652
をオン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。
データ信号が書き込まれた画素回路601は、トランジスタ652がオフ状態になるこ
とで保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ65
4のソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子672は、流れ
る電流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
(実施の形態4)
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。
図12に示す表示モジュール8000は、上部カバー8001と下部カバー8002と
の間に、FPC8003に接続されたタッチパネル8004、FPC8005に接続され
た表示パネル8006、フレーム8009、プリント基板8010、バッテリ8011を
有する。
本発明の一態様の発光装置は、例えば、表示パネル8006に用いることができる。
上部カバー8001及び下部カバー8002は、タッチパネル8004及び表示パネル
8006のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
タッチパネル8004は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル
8006に重畳して用いることができる。また、表示パネル8006の対向基板(封止基
板)に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示パネル8
006の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。
フレーム8009は、表示パネル8006の保護機能の他、プリント基板8010の動
作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレ
ーム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板8010は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
も良いし、別途設けたバッテリ8011による電源であってもよい。バッテリ8011は
、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示モジュール8000は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追
加して設けてもよい。
図13(A)乃至図13(G)は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐
体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、又
は操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、
加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電
場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する
機能を含むもの)、マイクロフォン9008、等を有することができる。
図13(A)乃至図13(G)に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。
例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッ
チセンサ機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(
プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々な
コンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信ま
たは受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表
示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図13(A)乃至図13(G)に
示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有すること
ができる。また、図13(A)乃至図13(G)には図示していないが、電子機器は、複
数の表示部を有する構成としてもよい。また、該電子機器にカメラ等を設け、静止画を撮
影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体(外部またはカメラに内蔵)
に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図13(A)乃至図13(G)に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図13(A)は、携帯情報端末9100を示す斜視図である。携帯情報端末9100が
有する表示部9001は、可撓性を有する。そのため、湾曲した筐体9000の湾曲面に
沿って表示部9001を組み込むことが可能である。また、表示部9001はタッチセン
サを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表
示部9001に表示されたアイコンに触れることで、アプリケーションを起動することが
できる。
図13(B)は、携帯情報端末9101を示す斜視図である。携帯情報端末9101は
、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具
体的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末9101は、
スピーカ9003、接続端子9006、センサ9007等を省略して図示しているが、図
13(A)に示す携帯情報端末9100と同様の位置に設けることができる。また、携帯
情報端末9101は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、
3つの操作ボタン9050(操作アイコンまたは単にアイコンともいう)を表示部900
1の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報9051を表示部90
01の他の面に表示することができる。なお、情報9051の一例としては、電子メール
やSNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)や電話などの着信を知らせる表示
、電子メールやSNSなどの題名、電子メールやSNSなどの送信者名、日時、時刻、バ
ッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報9051が表示されている
位置に、情報9051の代わりに、操作ボタン9050などを表示してもよい。
図13(C)は、携帯情報端末9102を示す斜視図である。携帯情報端末9102は
、表示部9001の3面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報9052、
情報9053、情報9054がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携
帯情報端末9102の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末9102を収納した状
態で、その表示(ここでは情報9053)を確認することができる。具体的には、着信し
た電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末9102の上方から観察できる位
置に表示する。使用者は、携帯情報端末9102をポケットから取り出すことなく、表示
を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
図13(D)は、腕時計型の携帯情報端末9200を示す斜視図である。携帯情報端末
9200は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信
、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表
示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うこと
ができる。また、携帯情報端末9200は、通信規格された近距離無線通信を実行するこ
とが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハン
ズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末9200は、接続端子9006を
有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。ま
た接続端子9006を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子900
6を介さずに無線給電により行ってもよい。
図13(E)(F)(G)は、折り畳み可能な携帯情報端末9201を示す斜視図であ
る。また、図13(E)が携帯情報端末9201を展開した状態の斜視図であり、図13
(F)が携帯情報端末9201を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変
化する途中の状態の斜視図であり、図13(G)が携帯情報端末9201を折り畳んだ状
態の斜視図である。携帯情報端末9201は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開し
た状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末92
01が有する表示部9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000
に支持されている。ヒンジ9055を介して2つの筐体9000間を屈曲させることによ
り、携帯情報端末9201を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させるこ
とができる。例えば、携帯情報端末9201は、曲率半径1mm以上150mm以下で曲
げることができる。
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有す
ることを特徴とする。ただし、本発明の一態様の発光装置は、表示部を有さない電子機器
にも適用することができる。また、本実施の形態において述べた電子機器の表示部におい
ては、可撓性を有し、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる構成、または折り
畳み可能な表示部の構成について例示したが、これに限定されず、可撓性を有さず、平面
部に表示を行う構成としてもよい。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
(実施の形態5)
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。
図14は、発光装置を室内の照明装置8501として用いた例である。なお、発光装置
は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面
を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置8502を形成すること
もできる。本実施の形態で示す発光装置に含まれる発光素子は薄膜状であり、筐体のデザ
インの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができ
る。さらに、室内の壁面に大型の照明装置8503を備えても良い。また、照明装置85
01、8502、8503に、タッチセンサを設けて、照明装置の電源のオンまたはオフ
を行ってもよい。
また、発光装置をテーブルの表面に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照
明装置8504とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光装置を用いること
により、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装置
は本発明の一態様に含まれるものとする。
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子1及び発光素子2と、比較発光素子3と
を作製し、それぞれ評価を行った。なお、発光素子1、発光素子2、及び比較発光素子3
の素子構造の詳細については、図15を用いて説明する。まず、本実施例で用いた発光素
子の材料の化学式を以下に示す。
以下に本実施例の発光素子1、発光素子2、及び比較発光素子3の作製方法を示す。
≪発光素子1、発光素子2、及び比較発光素子3の作製方法≫
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4mm(2mm×2mm)とした。
次に、反射電極4004上に、透明導電膜4006として、酸化シリコンを含むインジ
ウム錫酸化物(略称:ITSO)をスパッタリング法により成膜した。なお、発光素子1
の透明導電膜4006の膜厚を60nmとし、発光素子2の透明導電膜4006の膜厚を
30nmとし、比較発光素子3の透明導電膜4006の膜厚を10nmとした。
次に、有機化合物層の蒸着前の前処理として、反射電極4004及び透明導電膜400
6が形成された基板4002の透明導電膜4006側を水で洗浄し、200℃で1時間焼
成した後、透明導電膜4006の表面に対し、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板4002を導入し
、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で60分間の真空焼成を行った後、基板4
002を30分程度放冷した。
次に、透明導電膜4006が形成された面が下方となるように、基板4002を真空蒸
着装置内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、第1の正
孔注入層4131、第1の正孔輸送層4132、第1の発光層4008、第1の電子輸送
層4133a、4133b、第1の電子注入層4134を順次形成した後、電荷発生層4
010を形成し、次に第2の正孔注入層4135、第2の正孔輸送層4136、第2の発
光層4012a、4012b、第2の電子輸送層4137a、4137b、第2の電子注
入層4138を順次形成した。詳細な作製方法を以下に記す。
まず、真空蒸着装置内を10−4Paに減圧した後、透明導電膜4006上に、第1の
正孔注入層4131として、3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェ
ニル−9H−カルバゾール(略称:PcPPn)と酸化モリブデンとを、PcPPn:酸
化モリブデン=1:0.5(質量比)となるように共蒸着した。なお、発光素子1及び発
光素子2の第1の正孔注入層4131の膜厚を35nmとし、比較発光素子3の第1の正
孔注入層4131の膜厚を15nmとした。
次に、第1の正孔注入層4131上に第1の正孔輸送層4132を形成した。第1の正
孔輸送層4132としては、PCPPnを蒸着した。なお、発光素子1及び発光素子2の
第1の正孔輸送層4132の膜厚を15nmとし、比較発光素子3の第1の正孔輸送層4
132の膜厚を10nmとした。
次に、第1の正孔輸送層4132上に第1の発光層4008を形成した。第1の発光層
4008としては、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9
H−カルバゾール(略称:CzPA)と、N,N’−ビス(ジベンゾフラン−4−イル)
−N,N’−ジフェニルピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6FrAPrn−II)
とを、CzPA:1,6FrAPrn=1:0.05(質量比)となるように共蒸着した
。また、第1の発光層4008の膜厚を25nmとした。
次に、第1の発光層4008上に第1の電子輸送層4133aとして、膜厚5nmのC
zPAを蒸着した。次に、第1の電子輸送層4133a上に第1の電子輸送層4133b
として、膜厚15nmのバソフェナントロリン(略称:BPhen)を蒸着した。次に、
第1の電子輸送層4133b上に、第1の電子注入層4134として、膜厚0.1nmの
酸化リチウム(LiO)を蒸着した。
次に、第1の電子注入層4134上に、電荷発生層4010として、膜厚2nmの銅フ
タロシアニン(略称:CuPc)を蒸着した。
次に、電荷発生層4010上に、第2の正孔注入層4135として、1,3,5−トリ
(ジベンゾチオフェン−4−イル)−ベンゼン(略称:DBT3P−II)と、酸化モリ
ブデンとを、DBT3P−II:酸化モリブデン=1:0.5(質量比)となるように共
蒸着した。なお、第2の正孔注入層4135の膜厚を12.5nmとした。
次に、第2の正孔注入層4135上に第2の正孔輸送層4136として、膜厚20nm
のBPAFLPを蒸着した。
次に、第2の正孔輸送層4136上に、第2の発光層4012aとして、2−[3’−
(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサ
リン(略称:2mDBTBPDBq−II)と、4,4’−ジ(1−ナフチル)−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:PCB
NBB)と、(アセチルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−4−フェニルピリミ
ジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(tBuppm)(acac))とを、2
mDBTBPDBq−II:PCBNBB:Ir(tBuppm)(acac)=0.
7:0.3:0.06(質量比)となるよう共蒸着した。なお、第2の発光層4012a
の膜厚を20nmとした。
次に、第2の発光層4012a上に第2の発光層4012bとして、2mDBTBPD
Bq−II、ビス{4,6−ジメチル−2−[5−(2,6−ジメチルフェニル)−3−
(3,5−ジメチルフェニル)−2−ピラジニル−κN]フェニル−κC}(2,4−ペ
ンタンジオナト−κO,O’)イリジウム(III)(略称:Ir(dmdppr−d
mp)(acac))を、2mDBTBPDBq−II:Ir(dmdppr−dmp
(acac)=1:0.06(質量比)となるよう共蒸着した。なお、第2の発光層
4012bの膜厚を20nmとした。
次に、第2の発光層4012b上に第2の電子輸送層4137aとして、膜厚30nm
の2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサ
リン(略称:2mDBTPDBq−II)を蒸着した。次に、第2の電子輸送層4137
a上に第2の電子輸送層4137bとして、膜厚15nmのBphenを蒸着した。
次に、第2の電子輸送層4137b上に第2の電子注入層4138として、膜厚1nm
のフッ化リチウム(LiF)を蒸着した。
次に、第2の電子注入層4138上に半透過・半反射電極4014aとして、銀(Ag
)とマグネシウム(Mg)とを1:0.1(体積比)で共蒸着した。なお、半透過・半反
射電極4014aの膜厚は、15nmとした。次に、半透過・半反射電極4014a上に
半透過・半反射電極4014bとして、膜厚70nmのインジウム錫酸化物(ITO)を
スパッタリング法により形成した。
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
以上により得られた発光素子1、発光素子2、及び比較発光素子3の素子構造を表1に
示す。
なお、表1に示すように、発光素子1の対向基板4152には、着色層4156として
、膜厚2.4μmの赤色(R)のカラーフィルタを、発光素子2の対向基板4152には
、着色層4156として、膜厚1.3μmの緑色(G)のカラーフィルタを、比較発光素
子3の対向基板4152には、着色層4156として、膜厚0.6μmの青色(B)のカ
ラーフィルタを、それぞれ形成した。
上記により作製した発光素子1、発光素子2、及び比較発光素子3と、上記により作製
した対向基板4152とを大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス内にお
いて貼り合わせることにより封止した(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に365
nmの紫外光を6J/cm照射し、80℃にて1時間熱処理した)。
≪発光素子1、発光素子2、及び比較発光素子3の動作特性≫
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。
発光素子1、発光素子2、及び比較発光素子3の電流効率−輝度特性を図16(A)に
示す。なお、図16(A)において、縦軸は電流効率(cd/A)を、横軸は輝度(cd
/m)を、それぞれ示す。また、発光素子1、発光素子2、及び比較発光素子3の電流
−電圧特性を図16(B)に示す。なお、図16(B)において、縦軸は電流(mA)を
、横軸は電圧(V)を、それぞれ示す。また、発光素子1、発光素子2、及び比較発光素
子3の輝度−電圧特性を図17に示す。なお、図17において、縦軸は輝度(cd/m
)、横軸は電圧(V)を、をそれぞれ示す。
また、1000cd/m付近における発光素子1、発光素子2、及び比較発光素子3
の主な初期特性値を表2に示す。
また、発光素子1、発光素子2、及び比較発光素子3に2.5mA/cmの電流密度
で電流を流した際の発光スペクトルを図18に示す。図18に示す通り、発光素子1の発
光スペクトルは611nm付近、発光素子2の発光スペクトルは539nm付近、比較発
光素子3の発光スペクトルは460nm付近にそれぞれピークを有している。
上記結果から、発光素子1は、赤色(R)の発光を呈することが分かる。また、発光素
子2は、緑色(G)の発光を呈することが分かる。また、比較発光素子3は、青色(B)
の発光を呈することが分かる。発光素子1、発光素子2、及び比較発光素子3を組みあわ
せて用いることで、フルカラー化を実現できることが分かる。しかしながら、素子構成、
及び発光波長が異なるので単純な比較はできないが、比較発光素子3と、発光素子1及び
発光素子2とを比較した場合、比較発光素子3の電流効率が低い結果であった。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子4及び発光素子5を作製し、評価を行っ
た。なお、発光素子4及び発光素子5の素子構造の詳細については、図15を用いて説明
する。また、本実施例で作製した発光素子4及び発光素子5に用いた材料は、実施例1と
同じである。したがって、本実施例で用いた材料の化学式については、記載を省略する。
<<発光素子4及び発光素子5の作製方法>>
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4mm(2mm×2
mm)とした。
次に、反射電極4004上に、透明導電膜4006として、ITSOをスパッタリング
法により成膜した。なお、発光素子4及び発光素子5の透明導電膜4006の膜厚を60
nmとした。
次に、有機化合物層の蒸着前の前処理として、反射電極4004及び透明導電膜400
6が形成された基板4002の透明導電膜4006側を水で洗浄し、200℃で1時間焼
成した後、透明導電膜4006の表面に対し、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板4002を導入し
、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で60分間の真空焼成を行った後、基板4
002を30分程度放冷した。
次に、透明導電膜4006が形成された面が下方となるように、基板4002を真空蒸
着装置内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、第1の正
孔注入層4131、第1の正孔輸送層4132、第1の発光層4008、第1の電子輸送
層4133a、4133b、第1の電子注入層4134を順次形成した後、電荷発生層4
010を形成し、次に第2の正孔注入層4135、第2の正孔輸送層4136、第2の発
光層4012a、4012b、第2の電子輸送層4137a、4137b、第2の電子注
入層4138を順次形成した。詳細な作製方法を以下に記す。
まず、真空蒸着装置内を10−4Paに減圧した後、透明導電膜4006上に第1の正
孔注入層4131として、PcPPnと酸化モリブデンとを、PcPPn:酸化モリブデ
ン=1:0.5(質量比)となるように共蒸着した。なお、発光素子4の第1の正孔注入
層4131の膜厚を65nmとし、発光素子5の第1の正孔注入層4131の膜厚を70
nmとした。
次に、第1の正孔注入層4131上に第1の正孔輸送層4132を形成した。第1の正
孔輸送層4132としては、PCPPnを蒸着した。なお、発光素子4及び発光素子5の
第1の正孔輸送層4132の膜厚を15nmとした。
次に、第1の正孔輸送層4132上に第1の発光層4008を形成した。第1の発光層
4008としては、CzPAと、1,6FrAPrn−IIとを、CzPA:1,6Fr
APrn=1:0.05(質量比)となるように共蒸着した。また、第1の発光層400
8の膜厚を25nmとした。
次に、第1の発光層4008上に第1の電子輸送層4133aとして、膜厚5nmのC
zPAを蒸着した。次に、第1の電子輸送層4133a上に第1の電子輸送層4133b
として、膜厚15nmのBPhenを蒸着した。次に、第1の電子輸送層4133b上に
、第1の電子注入層4134として、膜厚0.1nmのLiOを蒸着した。
次に、第1の電子注入層4134上に、電荷発生層4010として、膜厚2nmのCu
Pcを蒸着した。
次に、電荷発生層4010上に、第2の正孔注入層4135として、DBT3P−II
と酸化モリブデンとを、DBT3P−II:酸化モリブデン=1:0.5(質量比)とな
るように共蒸着した。なお、第2の正孔注入層4135の膜厚を12.5nmとした。
次に、第2の正孔注入層4135上に第2の正孔輸送層4136として、膜厚20nm
のBPAFLPを蒸着した。
次に、第2の正孔輸送層4136上に、第2の発光層4012aとして、2mDBTB
PDBq−II、PCBNBBと、Ir(tBuppm)(acac)とを、2mDB
TBPDBq−II:PCBNBB:Ir(tBuppm)(acac)=0.7:0
.3:0.06(質量比)となるよう共蒸着した。なお、第2の発光層4012aの膜厚
を20nmとした。
次に、第2の発光層4012a上に第2の発光層4012bとして、2mDBTBPD
Bq−IIと、Ir(dmdppr−dmp)(acac)とを、2mDBTBPDB
q−II:Ir(dmdppr−dmp)(acac)=1:0.06(質量比)とな
るよう共蒸着した。なお、第2の発光層4012bの膜厚を20nmとした。
次に、第2の発光層4012b上に第2の電子輸送層4137aとして、膜厚30nm
の2mDBTPDBq−IIを蒸着した。次に、第2の電子輸送層4137a上に第2の
電子輸送層4137bとして、膜厚15nmのBphenを蒸着した。
次に、第2の電子輸送層4137b上に第2の電子注入層4138として、膜厚1nm
のLiFを蒸着した。
次に、第2の電子注入層4138上に半透過・半反射電極4014aとして、銀(Ag
)とマグネシウム(Mg)とを1:0.1(体積比)で共蒸着した。なお、半透過・半反
射電極4014aの膜厚は、15nmとした。次に、半透過・半反射電極4014a上に
半透過・半反射電極4014bとして、膜厚70nmのITOをスパッタリング法により
形成した。
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
以上により得られた発光素子4及び発光素子5の素子構造を表3に示す。
なお、表3に示すように、発光素子4の対向基板4152には、着色層4156として
、膜厚0.6μmの青色(B)のカラーフィルタを、発光素子5の対向基板4152には
、着色層4156として、膜厚1.0μmの青色(B)のカラーフィルタを、それぞれ形
成した。
上記により作製した発光素子4及び発光素子5と、上記により作製した対向基板415
2とを大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス内において貼り合わせるこ
とにより封止した(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に365nmの紫外光を6J
/cm照射し、80℃にて1時間熱処理した)。
≪発光素子4及び発光素子5の動作特性≫
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。
発光素子4及び発光素子5の電流効率−輝度特性を図19(A)に示す。なお、図19
(A)において、縦軸は電流効率(cd/A)を、横軸は輝度(cd/m)を、それぞ
れ示す。また、発光素子4及び発光素子5の電流−電圧特性を図19(B)に示す。なお
、図19(B)において、縦軸は電流(mA)を、横軸は電圧(V)を、それぞれ示す。
また、発光素子4及び発光素子5の輝度−電圧特性を図20に示す。なお、図20におい
て、縦軸は輝度(cd/m)を、横軸は電圧(V)を、それぞれ示す。なお、図19(
A)(B)、及び図20において、発光素子4と発光素子5のグラフが略重なって図示さ
れている。
また、1000cd/m付近における発光素子4及び発光素子5の主な初期特性値を
表4に示す。
また、発光素子4及び発光素子5に2.5mA/cmの電流密度で電流を流した際の
発光スペクトルを図21に示す。図21に示す通り、発光素子4の発光スペクトルは46
2nm付近、発光素子5の発光スペクトルは466nm付近にそれぞれピークを有してい
る。
上記結果から、発光素子4及び発光素子5は、青色(B)の発光を呈することが分かる
。また、実施例1で作製した比較発光素子3と比べ、本発明の一態様の発光素子4及び発
光素子5の電流効率が高いことが分かる。これは、反射電極として用いたAPCと、第1
の発光層との光学距離が異なることに起因していると示唆される。
また、実施例1で作製した発光素子1、発光素子2、及び比較発光素子3と、実施例2
で作製した発光素子4、及び発光素子5のAPCから第1の発光層(以下、EML1とし
て示す場合がある)までの光学距離と、APCから第2の発光層(以下、EML2として
示す場合がある)までの光学距離と、各発光素子からの波長のλ/4、及び3λ/4の計
算結果を表5に示す。
なお、表5において、光学距離としては、透明導電膜4006として用いたITSO膜
の屈折率を2.2とし、その他の有機層(第1の正孔注入層4131、第1の正孔輸送層
4132、第1の発光層4008、第1の電子輸送層4133、第1の電子注入層413
4、電荷発生層4010、第2の正孔注入層4135、第2の正孔輸送層4136、及び
第2の発光層4012)の屈折率を1.9として算出した。
表5に示すように、比較発光素子3においては、APCからEML1までの光学距離が
概ねλ/4であるため、APCの表面近傍で光の散乱または光の吸収が生じたため、電
流効率が低くなったと示唆される。一方で、本発明の一態様の発光素子4及び発光素子5
においては、APCからEML1までの光学距離が概ね3λ/4であるため、APCの
表面近傍での光の散乱または光の吸収が抑制されたため、比較発光素子3よりも電流効率
が高い結果になったと考えられる。
また、表5に示すように、本発明の一態様の発光素子1は、APCからEML2までの
光学距離が概ね3λ/4であった。また、本発明の一態様の発光素子2は、APCから
EML2までの光学距離が概ね3λ/4であった。
以上、本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用いる事
ができる。
100 発光装置
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 (9)

  1. 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乃至第3の発光素子は、第1の発光層と第2の発光層とを共通に有し、
    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、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、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、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の領域よりも厚く、
    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3/4λ以上(但し、λは420nm以上480nm以下)である発光装置。
  2. 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発光装置。
  3. 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3/4λ未満(但し、λは500nm以上550nm以下)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3/4λ未満(但し、λは600nm以上740nm以下)である発光装置。
  4. 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乃至第4の発光素子は、第1の発光層と第2の発光層とを共通に有し、
    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、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、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、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、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の領域よりも厚く、
    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3/4λ(但し、λは420nm以上480nm以下)以上である発光装置。
  5. 請求項4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発光装置。
  6. 請求項4または請求項5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3/4λ未満(但し、λは500nm以上550nm以下)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3/4λ未満(但し、λは600nm以上740nm以下)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3/4λ未満(但し、λは550nm以上580nm以下)である発光装置。
  7. 請求項1乃至請求項6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発光装置。
  8. 請求項1乃至請求項7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。
  9. 請求項1乃至請求項7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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