JP2022067390A - 有機発光装置、表示装置、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(a)は、本実施形態に係る有機発光装置の断面模式図である。有機発光装置100は、基板上に、絶縁層101、複数の下部電極102、画素分離層103、有機化合物層104、上部電極110、保護層111、樹脂層112を有する。1つの下部電極、それを覆う画素分離層、有機化合物層、上部電極、保護層、樹脂層、の構成を有機発光素子と呼ぶことがある。図1においては、紙面の最も右に記載された有機発光素子のみに符号を付しているが、他の有機発光素子の同様の構成においても同じ符号が付されることが理解される。複数の下部電極は、第一の下部電極、第二の下部電極を含んでいる。図1(b)は、有機発光装置の断面模式図であり、マイクロレンズ113がさらに付加された構成を示す。本実施形態に係る有機発光装置は、マイクロレンズが設けられても設けられていなくてもよい。
図2は、本実施形態に係る有機発光装置の断面模式図である。図2(a)の本実施形態に係る有機発光装置は、第二有機化合物層108が、複数の有機発光素子に共有されて配されていることを除いて、第一実施形態と同じである。図2においては、最も右に記載された有機発光素子のみに符号を付しているが、他の有機発光素子の同様の構成においても同じ符号が付されることが理解される。
図3は、本実施形態に係る有機発光装置の断面模式図である。本実施形態の有機発光装置は、絶縁層に垂直な断面において、マイクロレンズの頂点115が、絶縁層に平行な方向における、下部電極の第一領域の中点と第一有機化合物層の中点との間に配されている点が、第一実施形態と異なる。下部電極の第一領域は、上述の通り、画素分離層の開口とも呼ばれる。図3においては、最も右に記載された有機発光素子のみに符号を付しているが、他の有機発光素子の同様の構成においても同じ符号が付されることが理解される。
図4は、本実施形態に係る有機発光装置の断面模式図である。本実施形態の有機発光装置は、有機発光素子が、下部電極と絶縁層との間に光反射電極119及び透明絶縁層120を有する点及びカラーフィルタ121を有する点が第一実施形態と異なる。図4においては、最も右側の有機発光素子のみに、符号を付しているが、左、中央に記載されている有機発光素子においても同様の構成であることが理解される。
図5は、本実施形態に係る有機発光装置の断面模式図である。本実施形態の有機発光装置は、第一有機化合物層のうちの第三有機化合物層109のみが下部電極に接して配されている点が、第一実施形態と異なる。本実施形態における第三有機化合物層は、第二有機化合物層とともに用いられなくてもよいので、他の実施形態と区別して、第四有機化合物層109とも呼ぶ。また、有機化合物層104は、他の実施形態と区別して、第五有機化合物層とも呼ぶ。
図6は、本実施形態に係る有機発光装置の平面模式図である。有機発光装置には、有機発光素子118が設けられている。有機発光素子118は、RGBがそれぞれ付されていて、各有機発光素子の発光色を示している。RGBは赤緑青をそれぞれ示す。つまり、Rの有機発光素子とは、有機発光素子が、赤色を発光する有機発光素子であることを示す。他の色についても同様である。各色の有機発光素子は、発光層の発光が異なる色であっても、カラーフィルタで分光する形態であってもよい。発光層の構成がRGBで異なる場合であっても、他の有機化合物層は共通であってもよい。
有機発光素子は、基板の上に、絶縁層、第一電極、有機化合物層、第二電極を形成して設けられる。陰極の上には、保護層、カラーフィルタ、マイクロレンズ等を設けてよい。カラーフィルタを設ける場合は、保護層との間に平坦化層を設けてよい。平坦化層はアクリル樹脂等で構成することができる。カラーフィルタとマイクロレンズとの間において、平坦化層を設ける場合も同様である。
基板は、石英、ガラス、シリコンウエハ、樹脂、金属等が挙げられる。また、基板上には、トランジスタなどのスイッチング素子や配線を備え、その上に絶縁層を備えてもよい。絶縁層としては、第一電極との間に配線が形成可能なように、コンタクトホールを形成可能で、かつ接続しない配線との絶縁を確保できれば、材料は問わない。例えば、ポリイミド等の樹脂、酸化シリコン、窒化シリコンなどを用いることができる。
電極は、一対の電極を用いることができる。一対の電極は、陽極と陰極であってよい。有機発光素子が発光する方向に電界を印加する場合に、電位が高い電極が陽極であり、他方が陰極である。また、発光層にホールを供給する電極が陽極であり、電子を供給する電極が陰極であるということもできる。
有機化合物層は、単層で形成されても、複数層で形成されてもよい。複数層を有する場合には、その機能によって、ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロッキング層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、と呼ばれてよい。有機化合物層は、主に有機化合物で構成されるが、無機原子、無機化合物を含んでいてもよい。例えば、銅、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、イリジウム、白金、モリブデン、亜鉛等を有してよい。有機化合物層は、第一電極と第二電極との間に配置されてよく、第一電極及び第二電極に接して配されてよい。
陰極の上に、保護層を設けてもよい。例えば、陰極上に吸湿剤を設けたガラスを接着することで、有機化合物層に対する水等の浸入を低減し、表示不良の発生を低減することができる。また、別の実施形態としては、陰極上に窒化ケイ素等のパッシベーション膜を設け、有機化合物層に対する水等の浸入を低減してもよい。例えば、陰極を形成後に真空を破らずに別のチャンバーに搬送し、CVD法で厚さ2μmの窒化ケイ素膜を形成することで、保護層としてもよい。CVD法の成膜の後で原子堆積法(ALD法)を用いた保護層を設けてもよい。ALD法による膜の材料は限定されないが、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等であってよい。ALD法で形成した膜の上に、さらにCVD法で窒化ケイ素を形成してよい。ALD法による膜は、CVD法で形成した膜よりも小さい膜厚であってよい。具体的には、50%以下、さらには、10%以下であってよい。
保護層の上にカラーフィルタを設けてもよい。例えば、有機発光素子のサイズを考慮したカラーフィルタを別の基板上に設け、それと有機発光素子を設けた基板と貼り合わせてもよいし、上記で示した保護層上にフォトリソグラフィ技術を用いて、カラーフィルタをパターニングしてもよい。カラーフィルタは、高分子で構成されてよい。
カラーフィルタと保護層との間に平坦化層を有してもよい。平坦化層は、下の層の凹凸を低減する目的で設けられる。目的を制限せずに、材質樹脂層と呼ばれる場合もある。平坦化層は有機化合物で構成されてよく、低分子であっても、高分子であってもよいが、高分子であることが好ましい。
有機発光装置は、その光出射側にマイクロレンズ等の光学部材を有してよい。マイクロレンズは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等で構成されうる。マイクロレンズは、有機発光装置から取り出す光量の増加、取り出す光の方向の制御を目的としてよい。マイクロレンズは、半球の形状を有してよい。半球の形状を有する場合、当該半球に接する接線のうち、絶縁層と平行になる接線があり、その接線と半球との接点がマイクロレンズの頂点である。マイクロレンズの頂点は、任意の断面図においても同様に決定することができる。つまり、断面図におけるマイクロレンズの半円に接する接線のうち、絶縁層と平行になる接線があり、その接線と半円との接点がマイクロレンズの頂点である。
平坦化層の上には、対向基板を有してよい。対向基板は、前述の基板と対応する位置に設けられるため、対向基板と呼ばれる。対向基板の構成材料は、前述の基板と同じであってよい。対向基板は、前述の基板を第一基板とした場合、第二基板であってよい。
本発明の一実施形態に係る有機発光素子を構成する有機化合物層(正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等)は、以下に示す方法により形成される。
有機発光装置は、有機発光素子に接続されている画素回路を有してよい。画素回路は、第一の発光素子、第二の発光素子をそれぞれ独立に発光制御するアクティブマトリックス型であってよい。アクティブマトリックス型の回路は電圧プログラミングであっても、電流プログラミングであってもよい。画素回路は、1つの有機発光素子に対して1つ有してよい。画素回路は、発光素子、発光素子の発光輝度を制御するトランジスタ、発光タイミングを制御するトランジスタ、発光輝度を制御するトランジスタのゲート電圧を保持する容量、発光素子を介さずにGNDに接続するためのトランジスタを有してよい。
有機発光装置は、複数の画素を有する。画素は互いに他と異なる色を発光する副画素を有する。副画素は、例えば、それぞれRGBの発光色を有してよい。
本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルタを有する発光装置等の用途がある。
101 絶縁層
102 下部電極
103 画素分離層
104 有機化合物層
105 第一発光層を含む有機化合物層
106 第二発光層を含む有機化合物層
107 第一有機化合物層
108 第二有機化合物層
109 第三有機化合物層
110 上部電極
111 保護層
112 樹脂層
113 マイクロレンズ
114 有機発光素子
115 マイクロレンズの頂点
116 画素分離層の開口の中点
117 第一有機化合物層の中点
118 有機発光素子
119 光反射電極
120 透明絶縁層
121 カラーフィルタ
122 トランジスタ
123 絶縁層
124 有機発光素子
1000 表示装置
1001 上部カバー
1002 フレキシブルプリント回路
1003 タッチパネル
1004 フレキシブルプリント回路
1005 表示パネル
1006 フレーム
1007 回路基板
1008 バッテリー
1009 下部カバー
1100 撮像装置
1101 ビューファインダ
1102 背面ディスプレイ
1103 操作部
1104 筐体
1200 電子機器
1201 表示部
1202 操作部
1203 筐体
1300 表示装置
1301 額縁
1302 表示部
1303 土台
1310 表示装置
1311 第一表示部
1312 第二表示部
1313 筐体
1314 屈曲点
1400 照明装置
1401 筐体
1402 光源
1403 回路基板
1404 光学フィルム
1405 光拡散部
1500 自動車
1501 テールランプ
1502 窓
1503 車体
1600 スマートグラス
1601 レンズ
1602 撮像装置
1603 制御装置
1610 スマートグラス
1611 レンズ
1612 制御装置
Claims (26)
- 絶縁層上に、第一の下部電極と、上部電極と、前記第一の下部電極及び前記上部電極との間に配されている有機化合物層と、を有する有機発光装置であって、
前記有機化合物層は、第一発光層、前記第一発光層と前記上部電極と間に配置された第二発光層、前記第一発光層と前記第二発光層との間に配置されている第一有機化合物層を有し、
前記第一有機化合物層は、アルカリ金属を有する第二有機化合物層と、前記第二有機化合物層と前記上部電極との間に配置され、最低空軌道準位エネルギーが-5.0eV以下の化合物を含む第三有機化合物層とを有し、
前記第一有機化合物層の前記絶縁層に対する正射影が、前記第一発光層の前記絶縁層に対する正射影よりも小さいことを特徴とする有機発光装置。 - 前記絶縁層と、前記有機化合物層との間に、第二の下部電極を有し、
前記第一発光層の前記絶縁層に対する正射影は、前記第二の下部電極の前記絶縁層に対する正射影と重畳し、
前記第一有機化合物の前記絶縁層に対する正射影は、前記第二の下部電極の前記絶縁層に対する正射影と重畳しないことを特徴とする請求項1に記載の有機発光装置。 - 前記第一の下部電極の端を覆う画素分離層を有し、前記第一の下部電極が、前記有機化合物層に接する第一領域と、前記画素分離層に接する第二領域と、を含み、
前記第一有機化合物層の前記絶縁層に対する正射影が、前記第一領域の前記絶縁層に対する正射影よりも小さいことを特徴とする請求項1または2に記載の有機発光装置。 - 前記第三有機化合物層の前記絶縁層に対する正射影が、前記第一領域の前記絶縁層に対する正射影よりも小さいことを特徴とする請求項3に記載の有機発光装置。
- 前記上部電極の上に、光学部材を有し、前記第一有機化合物層の前記絶縁層に対する正射影が、前記光学部材の前記絶縁層に対する正射影よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の有機発光装置。
- 前記第一領域の前記絶縁層に対する正射影が、前記光学部材の前記絶縁層に対する正射影よりも小さく、かつ前記第一有機化合物層の前記絶縁層に対する正射影よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載の有機発光装置。
- 前記光学部材がレンズであり、
前記絶縁層に垂直な断面において、前記レンズの頂点が、前記絶縁層に平行な方向における、前記第一領域の中点と前記第一有機化合物層の中点との間に配されていることを特徴とする請求項6に記載の有機発光装置。 - 前記絶縁層と、前記有機化合物層との間に、第二の下部電極を有し、
前記第一の下部電極と前記絶縁層との間に第一の光反射層と、前記第一の光反射層と前記第一の下部電極との間に第一の透明絶縁層と、を有し、
前記第二の下部電極と前記絶縁層との間に第二の光反射層と、前記第二の光反射層と前記第二の下部電極との間に第二の透明絶縁層と、を有し、
前記第一の透明絶縁層の厚さが、前記第二の透明絶縁層の厚さと異なることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の有機発光装置。 - 前記第一の下部電極の上に、第一の発光波長を透過する第一のカラーフィルタと、前記第二の下部電極の上に、第二の発光波長を透過する第二のカラーフィルタと、を有し、
前記第一発光層と前記第一の反射層との間の光学距離が、前記第一の発光波長を強める光学距離であり、前記第二発光層と前記第二の反射層との間の光学距離が、前記第二の発光波長を強める光学距離であることを特徴とする請求項8に記載の有機発光装置。 - 前記第一の下部電極の隣、かつ前記第一有機化合物層と前記絶縁層との間に第三の下部電極を有し、
前記第一の下部電極の上に、第一の発光波長を透過する第一のカラーフィルタと、前記第二の下部電極の上に、第二の発光波長を透過する第二のカラーフィルタと、前記第三の下部電極の上に、第一の発光波長を透過する第三のカラーフィルタと、を有し、
前記絶縁層に対する正射影が前記第一の下部電極と重畳する前記第一有機化合物層は、前記絶縁層に対する正射影が前記第三の下部電極と重畳する前記第一有機化合物層とつながって配され、
前記絶縁層に対する正射影が前記第二の下部電極と重畳する前記第一有機化合物層は、前記絶縁層に対する正射影が前記第一の下部電極と重畳する前記第一有機化合物層とつながっていないことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の有機発光装置。 - 前記絶縁層に対する正射影の大きさが、前記絶縁層に対して垂直な断面における前記絶縁層に対する正射影の長さであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の有機発光装置。
- 絶縁層上に、第一の下部電極と、上部電極と、前記第一の下部電極及び前記上部電極との間に配されている有機化合物層と、を有する有機発光装置であって、
前記有機化合物層は、発光層と、最低空軌道準位エネルギーが-5.0eV以下である化合物を含む第四有機化合物層と、前記第四有機化合物層よりも最低空軌道準位エネルギーが高い第五有機化合物層と、を有し、
前記第四有機化合物層の前記絶縁層に対する正射影は、前記第五有機化合物層の前記絶縁層に対する正射影よりも小さいことを特徴とする有機発光装置。 - 前記絶縁層と、前記有機化合物層との間に、第二の下部電極を有し、
前記第五有機化合物層の前記絶縁層に対する正射影は、前記第二の下部電極の前記絶縁層に対する正射影と重畳し、
前記第四有機化合物の前記絶縁層に対する正射影は、前記第二の下部電極の前記絶縁層に対する正射影と重畳しないことを特徴とする請求項12に記載の有機発光装置。 - 前記絶縁層と、前記有機化合物層との間に、第二の下部電極を有し、
前記絶縁層に対する正射影が前記第一の下部電極と重畳する前記第五有機化合物層は、前記絶縁層に対する正射影が前記第二の下部電極に重畳する前記第五有機化合物層とつながって配され、
前記絶縁層に対する正射影が前記第一の下部電極に重畳する前記第四有機化合物層は、前記絶縁層に対する正射影が前記第二の下部電極に重畳する前記第四有機化合物層とつながっていないことを特徴とする請求項12に記載の有機発光装置。 - 前記第一の下部電極の端を覆う画素分離層を有し、前記第一の下部電極が、前記有機化合物層に接する第一領域と、前記画素分離層に接する第二領域と、を含み、
前記第四有機化合物層の前記絶縁層に対する正射影が、前記第一領域の前記絶縁層に対する正射影よりも小さいことを特徴とする請求項12乃至14のいずれか一項に記載の有機発光装置。 - 前記上部電極の上に、光学部材を有し、
前記第四有機化合物層の前記絶縁層に対する正射影が、前記光学部材の前記絶縁層に対する正射影よりも小さいことを特徴とする請求項12乃至15のいずれか一項に記載の有機発光装置。 - 前記第一領域の前記絶縁層に対する正射影が、前記光学部材の前記絶縁層に対する正射影よりも小さく、かつ前記第四有機化合物層の前記絶縁層に対する正射影よりも大きいことを特徴とする請求項16に記載の有機発光装置。
- 前記光学部材がレンズであり、
前記絶縁層に垂直な断面において、前記レンズの頂点が、前記絶縁層に平行な方向における、前記第一領域の中点と前記第四有機化合物層の中点との間に配されていることを特徴とする請求項17に記載の有機発光装置。 - 前記絶縁層と、前記有機化合物層との間に、第二の下部電極を有し、
前記第一の下部電極と前記絶縁層との間に第一の光反射層と、前記第一の光反射層と前記第一の下部電極との間に第一の透明絶縁層と、を有し、
前記第二の下部電極と前記絶縁層との間に第二の光反射層と、前記第二の光反射層と前記第二の下部電極との間に第二の透明絶縁層と、を有し、
前記第一の透明絶縁層の厚さが、前記第二の透明絶縁層の厚さと異なることを特徴とする請求項12乃至18のいずれか一項に記載の有機発光装置。 - 前記第一の下部電極の上に、第一の発光波長を透過する第一のカラーフィルタと、前記第二の下部電極の上に、第二の発光波長を透過する第二のカラーフィルタと、を有し、
前記第一発光層と前記第一の反射層との間の光学距離が、前記第一の発光波長を強める光学距離であり、前記第二発光層と前記第二の光反射層との間の光学距離が、前記第二の発光波長を強める光学距離であることを特徴とする請求項19に記載の有機発光装置。 - 前記第一の下部電極の隣、かつ前記有機化合物層と前記絶縁層との間に第二の下部電極および第三の下部電極を有し、
前記第一の下部電極の上に、第一の発光波長を透過する第一のカラーフィルタと、前記第二の下部電極の上に、第二の発光波長を透過する第二のカラーフィルタと、前記第三の下部電極の上に、第一の発光波長を透過する第三のカラーフィルタと、を有し、
前記絶縁層に対する正射影が前記第一の下部電極と重畳する前記第四有機化合物層は、前記絶縁層に対する正射影が前記第三の下部電極と重畳する前記第四有機化合物層とつながって配され、
前記絶縁層に対する正射影が前記第二の下部電極と重畳する前記第四有機化合物層は、前記絶縁層に対する正射影が前記第一の下部電極と重畳する前記第四有機化合物層とつながっていないことを特徴とする請求項12乃至20のいずれか一項に記載の有機発光装置。 - 前記絶縁層に対する正射影の大きさが、前記絶縁層に対して垂直な断面における前記絶縁層に対する正射影の長さであることを特徴とする請求項12乃至21いずれか一項に記載の有機発光装置。
- 前記発光層は、前記絶縁層に対する正射影が、少なくとも、前記第一の下部電極と重なる領域から前記第二の下部電極と重なる領域までつながって配されていることを特徴とする請求項12乃至22のいずれか一項に記載の有機発光装置。
- 請求項1乃至23のいずれか一項に記載の有機発光装置と、前記有機発光装置に画像信号を供給する信号回路とを有することを特徴とする表示装置。
- 複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を有し、
前記表示部は請求項1乃至23のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする光電変換装置。 - 請求項1乃至23のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする電子機器。
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