JP6023452B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置及び発光装置の作製方法に関する。
これまで長い間用いられてきた白熱灯や蛍光灯などの発光装置に代わり、近年、電流を流すことにより発光する機能性薄膜層(以下、EL(Electro Luminescence)層と略記する)を電極間に挟んだ素子(以下、EL素子と略記する)を用いた発光装置の研究が盛んに行われている。EL素子を用いた発光装置は、従来の発光装置と比較して薄型化や軽量化が行いやすいという長所がある。また、これらの長所を生かし、湾曲を有する面に貼り付けるといったことも可能である。
EL素子を用いた発光装置の構造としては、例えば、特許文献1のようなトップエミッション型の構造がある。
特開2006−351314号公報
トップエミッション型の発光装置は、外部に光が射出される側の電極(特許文献1における陰極に相当。本明細書においては、以下では第2の電極と略記する。また、外部に光が射出される側とは反対の電極については、以下では第1の電極と略記する)には透光性を有する導電層を形成する必要があるが、透光性を有する導電層は金属膜などと比較して抵抗値が高い。このため、広い面積に対して第2の電極を形成した場合、透光性を有する導電層の抵抗に起因した電圧降下により、発光面内において輝度ムラが生じてしまう。
上述の電圧降下を抑制する方法として、第2の電極を形成した後に、第2の電極に接して抵抗値の低い層(補助電極、補助配線などと言われる。以下、補助配線と略記する)を形成する方法がある。例えば、印刷法により導電性ペーストを形成し補助配線として用いる、成膜部分のパターンが開口されたマスクを基板に対して設置した状態でスパッタリング法により導電膜を形成し補助配線として用いる、などの方法がある。
上述のような方法により第2の電極上に補助配線を形成する場合、第2の電極全体の電圧降下を抑制するには、例えば碁盤の目状に補助配線を形成するといったように、補助配線を引き回す必要があるが、第2の電極上に形成された補助配線は、EL層から外部に射出される光を遮るため、補助配線形成面積に応じて発光輝度が低下する。
本発明は、このような技術背景のもとでなされたものである。したがって、本発明は、電圧降下による輝度ムラの発生及び、補助配線による発光輝度の低下が抑制された発光装置を提供することを課題の一とする。また、このような発光装置を簡便に作製する方法を提供することを課題の一とする。
以上、本発明では上記課題の少なくとも一つを解決することを課題とする。
上述の問題を解決するために、本発明は、第2の電極の補助配線として機能する導電層を、第1の絶縁層を挟んで第1の電極下に配し、第1の絶縁層及び第1の電極に設けた開口部を介して導電層と第2の電極が電気的に接続される構造とした。なお、開口部において第1の電極と第2の電極が直接接しないように、開口部側壁に第2の絶縁層を配する構造とした。
上述のような構造とすることにより、導電層は第2の電極の補助配線として機能するため、第2の電極の抵抗値に起因した電圧降下による輝度ムラの発生を抑制できる。また、補助配線として機能する層が第1の電極の下に位置するため、EL層から外部に射出される光を遮ることによる発光輝度の低下を抑制できる。
なお、上述のような発光装置を作製する場合、第1の電極上に第2の絶縁層の端部を設けて、第2の絶縁層の一部が第1の電極上に形成されるようにして、被成膜基板を蒸発源に対して傾けた状態でEL層を蒸着することにより、第2の絶縁層が障害物(マスク)となり、開口部の一部にはEL層が蒸着されずに導電層が剥き出しとなる領域が自己整合的に形成される。このため、EL層上に第2の電極を形成することで、パターン処理等の複雑な工程を行うことなく導電層と第2の電極を電気的に接続できる。したがって、電圧降下による輝度ムラの発生及び、補助配線による発光輝度の低下が抑制された発光装置を、簡便に作製することができる。
すなわち、本発明の一態様は、絶縁基板上の導電層と、導電層上の、導電層が露出する第1の開口部を有する第1の絶縁層および第1の絶縁層上の第1の電極と、第1の絶縁層及び第1の電極に設けられた導電層に達する第1の開口部の側壁を覆い、第1の電極上に端部を有し、且つ第1の開口部と重なる位置に第2の開口部を有する第2の絶縁層と、第1の電極上のEL層と、第1の開口部と重なる第2の絶縁層に設けられた第2の開口部において導電層と電気的に接続された、EL層上の第2の電極を有する発光装置である。
上記本発明の一態様に示す構造の発光装置では、第1の電極の下に位置する導電層と第2の電極とが電気的に接続され、導電層は第2の電極の補助配線として機能するため、第2の電極の抵抗値に起因した電圧降下による輝度ムラの発生を抑制できる。また、補助配線として機能する層が第1の電極の下に位置しており、EL層から射出される光が吸収、反射されることがないため、発光輝度の低下を抑制できる。
また、本発明の一態様は、導電基板上の、導電基板が露出する第1の開口部を有する第1の絶縁層および第1の絶縁層上の第1の電極と、第1の絶縁層及び第1の電極に設けられた導電基板に達する第1の開口部の側壁を覆い、第1の電極上に端部を有し、且つ第1の開口部と重なる位置に第2の開口部を有する第2の絶縁層と、第1の電極上のEL層と、第1の開口部と重なる第2の絶縁層に設けられた第2の開口部において導電基板と電気的に接続された、EL層上の第2の電極を有する発光装置である。
上記本発明の一態様に示す構造の発光装置では、導電基板を第2の電極の補助配線として用いる事ができ、基板上に補助配線として機能する導電層を形成する必要がないため、発光装置はより安価なものとなる。また、導電基板は絶縁基板と比較して熱伝導率が高く、発光装置内部の熱を発光装置外部に放散し易いため、熱的要因による発光装置の劣化を抑制できる。
また、本発明の一態様は、絶縁基板上に導電層を形成し、導電層上に第1の絶縁層を形成し、第1の絶縁層上に導電層と重なる第1の電極を形成し、第1の絶縁層及び第1の電極に導電層に達する第1の開口部を形成し、第1の開口部の側壁を覆い、且つ第1の電極上に端部を有する第2の絶縁層を形成し、第1の開口部と重なる第2の絶縁層に導電層まで達する第2の開口部を形成することにより、被成膜基板を作製する工程と、蒸発源を備えた蒸着室において、第2の絶縁層に遮られて第2の開口部と重なる導電層の一部に蒸着されない領域が生じるように、被成膜基板を蒸発源に対して傾けた状態でEL層を蒸着する工程と、第2の開口部と重なる導電層と電気的に接続するようにEL層上に第2の電極を形成する工程を有する発光装置の作製方法である。
上記本発明の一態様に示す作製方法を用いることにより、EL層形成工程において、第2の絶縁層が障害物となり、第2の開口部内の導電層の一部にEL層が形成されない領域が自己整合的に形成され、その後、第2の電極を形成することにより導電層と第2の電極を当該領域において電気的に接続できる。したがって、発光輝度の低下及び電圧降下による輝度ムラの発生が抑制された発光装置を簡便に作製することができる。
また、本発明の一態様は、導電基板上に第1の絶縁層を形成し、第1の絶縁層上に導電基板と重なる第1の電極を形成し、第1の絶縁層及び第1の電極に導電基板に達する第1の開口部を形成し、第1の開口部の側壁を覆い、且つ第1の電極上に端部を有する第2の絶縁層を形成し、第1の開口部と重なる第2の絶縁層に導電基板まで達する第2の開口部を形成することにより、被成膜基板を作製する工程と、蒸発源を備えた蒸着室において、第2の絶縁層に遮られて第2の開口部と重なる導電基板の一部に蒸着されない領域が生じるように、被成膜基板を蒸発源に対して傾けた状態でEL層を蒸着する工程と、第2の開口部と重なる導電基板と電気的に接続するようにEL層上に第2の電極を形成する工程を有する発光装置の作製方法である。
上記本発明の一態様に示す方法を用いることにより、EL層形成工程において、第2の絶縁層が障害物となり、第2の開口部内の導電基板の一部にEL層が形成されない領域が自己整合的に作製され、その後、第2の電極を形成することにより導電基板と第2の電極を当該領域において電気的に接続できる。また、導電基板は熱伝導率が高く、発光装置内部の熱を発光装置外部に放散し易いため、熱的要因による発光装置の劣化を抑制できる。したがって、発光輝度の低下、電圧降下による輝度ムラの発生及び装置内部の発熱に起因したEL層の劣化が抑制された発光装置を簡便に作製することができる。
なお、本明細書等において、「Aの上にBが形成されている」、あるいは、「A上にBが形成されている」、と明示的に記載する場合は、Aの上にBが直接接して形成されていることに限定されない。直接接してはいない場合、つまり、AとBとの間に別の対象物が介在する場合も含むものとする。
したがって、例えば、層Aの上又は層A上に層Bが形成されていると明示的に記載されている場合は、層Aの上に直接接して層Bが形成されている場合と、層Aの上に直接接して別の層(例えば層Cや層Dなど)が形成されていて、その上に直接接して層Bが形成されている場合とを含むものとする。なお、別の層(例えば層Cや層Dなど)は、単層でもよいし、複層でもよい。
なお、「Aの下にBが形成されている」といった記載についても同様に解釈できる。
また、本明細書等において、「A、Bを順に形成」と明示的に記載する場合は、Aを形成した直後にBを形成することに限定されない。A形成後からB形成までの間に別の対象物を形成する場合も含む物とする。
したがって、例えば、層A、層Bを順に形成すると明示的に記載されている場合は、層Aを形成後すぐに層Bが形成される場合と、層Aを形成後に別の層(例えば層C)を形成した後に層Bが形成される場合の両方を含む物とする。
また、本明細書等において「第1」、「第2」等の数詞の付く用語は、要素を区別するために便宜的に用いているものであり、数的に限定するものではなく、また配置及び段階の順序を限定するものでもない。なお、本明細書では2枚の基板に対して膜、層、材料及び基板などを形成していく工程を説明するため、同じ膜、層、材料及び基板でも異なる数詞を用いている場合がある。
本発明の一態様によれば、電圧降下による輝度ムラの発生及び補助配線による発光輝度の低下が抑制された発光装置を提供できる。
また、本発明の一形態によれば、被成膜基板を蒸発源に対して傾けた状態でEL層を蒸着することにより、第2の絶縁層が障害物(マスク)としての効果を奏する。これにより、発光輝度の低下及び電圧降下による輝度ムラの発生が抑制された発光装置を簡便に作製することができる。
実施の形態1に記載の発光装置の構成を説明する図。 実施の形態1に記載の発光装置の作製方法を説明する図。 実施の形態1に記載の発光装置の作製方法を説明する図。 実施の形態1に記載の発光装置の作製方法を説明する図。 実施の形態1に記載の発光装置の作製方法を説明する図。 実施の形態1に記載の発光装置の作製方法を説明する図。 実施の形態2に記載の発光装置の構成を説明する図。 実施の形態2に記載の発光装置の作製方法を説明する図。 EL層を説明する図。 本発明に係る発光装置を用いた照明装置を説明する図。 実施の形態1に記載の発光装置の作製方法を説明する図。
実施の形態について、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は当業者であれば容易に理解される。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、以下に説明する発明の構成において、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。
(実施の形態1)
本実施の形態では、開示する発明の一態様に係る発光装置及び発光装置の作製方法について、図1乃至図6および図11を用いて説明する。
<本実施の形態における発光装置の構成>
図1は、本実施の形態の発光装置の一例である、トップエミッション型(上方射出型)の発光装置である。図1(A)は発光装置150の上面図であり、図1(B)は図1(A)の点線四角X部分の拡大図である。なお、図1(B)では、煩雑になることを避けるため、一部の構成要素を省略して記載している。
図1(C)は発光装置150における、図1(B)の一点鎖線部C1−C2の断面図である。
本実施の形態に記載されたトップエミッション型の発光装置150は、図1(C)のように、陽極として機能する第1の電極106の下に、補助配線として機能する導電層102が第1の絶縁層104を挟んで設けられ、第1の絶縁層104及び第1の電極106の一部には導電層102に達する第1の開口部108が設けられている。また、導電層102および第1の電極106上には、第1の開口部108の側壁を覆い、第1の電極106上に端部を有し、且つ第1の開口部108と重なる位置に第2の開口部111を有する第2の絶縁層110が設けられている。そして、第1の電極106上にEL層112が設けられ、陰極として機能する第2の電極114が、第2の開口部111を通して導電層102と電気的に接続された構造となっている。
EL層112は、第1の電極106及び第2の電極114に外部電源(図示していない)を接続し、キャリアを供給することにより発光できる。本実施の形態に示す発光装置は、第1の電極106の下、つまり光を取り出す方向とは逆側に導電層102が形成されているため、EL層112の発光領域(図1(C)の点線四角部D1及びD2に相当)からの発光が導電層102により妨げられることがない。
なお、第1の開口部108の側壁を覆う第2の絶縁層110は、第2の電極114と第1の電極106が接することを防止している。また第2の絶縁層110は、EL層112を形成する際にEL層112が成膜される領域及び成膜されない領域を決めるマスクとしての機能も有している。このマスクとしての機能については、後述にて説明する。
なお、第2の絶縁層110が形成された箇所は、発光に寄与しない領域となるが、一般的な補助配線のように、基板全面に対して線状に形成する(例えば、碁盤の目状に形成する)必要がなく、図1(A)のように極小さな点状に形成しても、第2の電極の抵抗値を低減できるため、発光面積の減少は最小限に抑えられる。
なお、図1ではEL層112は単層のように記載されているが、少な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、単層構造でも積層構造でもよい。積層構造としては、例えば、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112については、実施の形態3にて構成例を詳細に説明する。
<本実施の形態における発光装置の作製方法>
本実施の形態の発光装置の作製方法について、図2乃至図6および図11を用いて以下の文章にて説明する。
まず、絶縁基板100を準備し、絶縁基板100上に導電層102を形成する(図2(A)参照)。
絶縁基板100としては、例えば、青板ガラス、白板ガラス、鉛ガラス、強化ガラス、セラミックガラス等の各種ガラス基板や、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス等の無アルカリガラス基板を用いればよい。これらのガラス基板は大面積化に適しており、G10サイズ(2850mm×3050mm)やG11サイズ(3000mm×3320mm)なども作製されているため、本発明の一態様に係る発光装置を低コストで大量生産することができる。他にも、石英基板、サファイア基板等の絶縁体でなる絶縁性基板、シリコン等の半導体材料でなる半導体基板の表面を絶縁材料で被覆したものを用いることもできる。
また、絶縁基板100として、エチレンビニルアセテート(EVA)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂、ABS樹脂などの各種プラスチック基板を用いることもできる。なお、各種プラスチック基板を絶縁基板100として用いる場合は、表面に酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化アルミニウムなどの水蒸気透過性の低い膜を単層又は積層にて形成するとよい。これにより、各種プラスチック基板には高い水蒸気バリア性が付与されるため、後の工程にて形成するEL層112の劣化を抑制できる。
上述のプラスチック基板を絶縁基板100として用いることにより発光装置150を薄型化、軽量化でき、さらに後の工程で使用する封止基板側にもプラスチック基板を用いることで、発光装置に可撓性を持たせることができるため、発光装置の付加価値を高めることができる。
なお、厚さについては特に限定は無いが、発光装置の薄型化、軽量化の観点から考えると3mm以下が望ましく、より好ましくは1mm以下が望ましい。
一例として、厚さが0.7mmのアルミノシリケートガラス基板を、絶縁基板100として用いればよい。
なお、本実施の形態では形成していないが、絶縁基板100からの不純物拡散を防止するために、絶縁基板100上に下地層を形成してもよい。下地層としては、例えば、プラズマCVD法などのCVD法、スパッタリング法などのPVD法など既知の方法を用いて、酸化珪素(SiO)、窒化珪素(SiN)、酸化窒化珪素(SiON)、窒化酸化珪素(SiNO)、酸化アルミニウム(AlO)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化窒化アルミニウム(AlON)、窒化酸化アルミニウム(AlNO)などを形成すればよい。なお、下地層は、単層構造、積層構造のどちらであってもよく、積層構造とする場合は、前述の膜を組み合わせて形成すればよい。
なお、上述にて「酸化窒化」及び「窒化酸化」という言葉を用いているが、これは形成した層に含まれる酸素含有量と窒素含有量のどちらが多いかを表すものであり、「酸化窒化」では、その組成において窒素よりも酸素の含有量が多いことを示す。
導電層102は、後の工程にて形成する第2の電極114の補助配線として機能する層であり、真空蒸着法などの各種蒸着法や、スパッタリング法などの公知の方法を用いて導電性を有する層を形成した後に、当該層をレジストマスクを用いたドライエッチング法やウェットエッチング法などの公知の方法を用いて選択的に除去することにより形成することができる。導電性を有する層としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、コバルト、マグネシウム、チタン、パラジウム、金、白金、銀又は銅等の金属材料の単層や積層、これらの材料を含む合金などを用いることができる。
一例として、スパッタリング法を用いて、絶縁基板100上(絶縁基板100上に下地層が形成されている場合は、下地層上)に、アルミニウムとチタンの合金100nm及びチタン10nmを順に成膜した後に、レジストマスクを用いたドライエッチング法によりパターン形成処理を行い、導電層102として用いればよい。表面にチタンを10nm形成することにより、後に形成される第2の電極と導電層の間に、絶縁膜が形成される事を抑制できる。このような絶縁膜の形成を抑制する膜としては、チタン以外にモリブデンなどを用いることもできる。
次に、絶縁基板100上及び導電層102上に、第1の絶縁層104及び第1の電極106を形成し、第1の絶縁層104及び第1の電極106に第1の開口部108を形成する(図2(B)参照)。
第1の絶縁層104は、導電層102と第1の電極106との絶縁性を保つための層であり、プラズマCVD法などのCVD法、スパッタリング法などのPVD法など公知の方法を用いて、絶縁性を有する無機層を形成すればよい。絶縁性を有する無機層としては、例えば、酸化珪素(SiO)、窒化珪素(SiN)、酸化窒化珪素(SiON)、窒化酸化珪素(SiNO)、酸化アルミニウム(AlO)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化窒化アルミニウム(AlON)、窒化酸化アルミニウム(AlNO)などを単層構造又は積層構造にて用いればよい。
また、第1の絶縁層104は、スピンコート法、印刷法、ディスペンス法又はインクジェット法などの公知の方法を用いて、絶縁性を有する有機樹脂層を塗布した後、適宜硬化処理(例えば、加熱処理や光照射処理など)を行い形成してもよい。絶縁性を有する有機樹脂層としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂等の有機樹脂を用いることができる。
第1の電極106は、前述の導電層102と同じ材料及び方法を用いて形成すればよい。
そして、フォトリソグラフィ法、印刷法、インクジェット法などを用いて第1の電極106上にレジストマスクを形成し、当該レジストマスクを用いて第1の電極106および第1の絶縁層104の一部を選択的に除去して、第1の開口部108を形成する。
一例として、プラズマCVD法を用いて導電層102上に酸化珪素を150nm成膜し、スパッタリング法を用いて酸化珪素上にアルミニウムとチタンの合金100nm及びチタン10nmを順に成膜した後、第1の電極106上にフォトリソグラフィ法を用いてレジストマスクを形成した後、レジストマスクを用いたドライエッチング法により、チタン、アルミニウムとチタンの合金及び酸化珪素の一部を選択的に除去し、第1の絶縁層104、第1の電極106及び第1の開口部108とすればよい。
なお、本実施の形態では、第1の絶縁層104と第1の電極106を連続して成膜した後に、これらの層に対して一括して開口処理を行う説明を記載したが、第1の絶縁層104を形成した後に1度目の開口処理を行い、第1の絶縁層104上に第1の電極106を形成した後に2度目の開口処理を行うといったように、第1の絶縁層104と第1の電極106に対して別々に開口処理を行い、第1の開口部108を形成してもよい。
また、図2(B)では第1の絶縁層104の側面と第1の電極106の側面は、凹凸の無い連続した面として記載されているが、これに限定されることはない。例えば、第1の電極106の側面より第1の絶縁層104の側面が第1の開口部108の中心に向かってせり出した階段形状などであってもよい。
次に、導電層102上及び第1の電極106上に、第1の開口部108の側壁を覆い、第1の電極106上に端部を有し、且つ第1の開口部108と重なる部分に第2の開口部111を有する第2の絶縁層110を形成する。これにより、被成膜基板130が作製される(図2(C)参照)。
第2の絶縁層110は、第1の電極106と後の工程にて形成する第2の電極114の絶縁性を保つための層であるとともに、被成膜基板130に対してEL層112を形成する際に、第2の開口部111から露出した導電層102の一部にEL層112が形成されないようにするためのマスクとして機能する。第2の絶縁層110は、スピンコート法などの公知の方法を用いて、絶縁性を有する有機樹脂層を塗布して適宜硬化処理(例えば、加熱処理や光照射処理など)を行った後に、レジストマスクを用いたドライエッチング法やウェットエッチング法などの公知のエッチング法を用いて選択的に除去することにより形成することができる。絶縁性を有する有機樹脂層としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂等の有機樹脂を用いることができる。なお、印刷法、ディスペンス法又はインクジェット法を用いて第2の絶縁層110を形成する場合は、絶縁性を有する有機樹脂を所定の位置に塗布することができるため、樹脂を選択的に除去する必要がない。どのような方法により第2の絶縁層110を形成するかについては、第2の開口部111のサイズにより、作業者が適宜選択すればよい。
一例として、スピンコート法を用いて導電層102上及び第1の電極106上にポリイミド樹脂を塗布した後に、ポリイミド樹脂上にフォトリソグラフィ法を用いてレジストマスクを形成し、ドライエッチング法によりポリイミド樹脂を一部を除去して第2の開口部111を形成することにより、第2の絶縁層110を形成すればよい。
ここで、第2の絶縁層110のマスクとしての機能について、図4及び図5を用いて説明する。
まず、上述工程にて作製した被成膜基板130を、図4(A)のように、蒸発源410を備える蒸着室400に投入し、基板固定機構404を用いてステージ408に固定する。なお、被成膜基板130の外周部近傍など、発光に寄与しない領域、すなわちEL層112を形成する必要が無い部分については、被成膜基板130と基板固定機構404の間にカバー材406を設置し、EL層112が蒸着されないようにしてもよい。そして、角度調整機構402を用いて、被成膜基板130を蒸発源410に対して傾けた状態でEL層112を形成する各種材料を蒸着する。
なお、蒸発源410としては、クヌーセンセル、金属ボートまたはルツボなどの、ある一点から材料を放散する蒸発源(点蒸発源などとも言われる。)を用いることができる。また、リニアソースなどの広い幅から材料を放散する蒸発源(線蒸発源などとも言われる。)を用いることもできる。なお、蒸発源410は図4(A)のように1つのみでもよいし、複数個用いてもよい。
なお、蒸発源410として点蒸発源や線蒸発源を用いる場合、図11(A)のように、蒸発源410上に加熱可能な筒状加熱壁420が設置された蒸発機構430を用い、蒸発機構430を移動させることで、被成膜基板130にEL層112を形成する各種材料を蒸着してもよい。蒸発源410にセットされた材料は、筒状加熱壁420を設置しない場合は蒸着室400の広い範囲に向かって放散されるが、蒸発源410上に筒状加熱壁420を設置した場合、放散される材料は筒状加熱壁420により放散方向が変化するため、高い指向性を持ち被成膜基板130に向かって進むことになる。このため、第2の絶縁層110を用いて、第2の開口部111に露出した導電層102の一部にEL層が形成されない領域を容易に形成することができる。
なお、蒸発源410として点蒸発源や線蒸発源を用いる場合、蒸発源410と被成膜基板130間の距離は、少なくとも被成膜基板の長辺の長さより長くすることが好ましい(例えば、被成膜基板がXcm×Ycmの長方形の場合、蒸発源410と被成膜基板130間の距離は少なくともYcm以上離すことが好ましい。)。
また、図11(B)に示すように、EL層112として用いる材料を予め気化した状態で開口部440から放散させる、蒸発機構450を用いることもできる。なお、蒸発機構450を用いる場合、開口部440の形状を小さくすることにより、蒸発機構430と同様に蒸発源から放散される材料に高い指向性を持たせることができる。
どのような蒸発源(または蒸発機構)を用いるかにより、EL層112を形成する各種材料の放散状態は異なるが、本実施の形態では、蒸発源として1個のルツボを用いた蒸発源410(いわゆる、点蒸発源)を一例として説明する。
蒸発源410に設置された材料は、蒸発源410を加熱することにより、図4(A)の破線矢印のように蒸着室の広い範囲に対して放散されるが、ここでは、被成膜基板130の破線四角部Yの範囲におけるEL層112の形成状態を、図4(B)を用いて説明する。破線四角部Yの範囲では、蒸発源410から放出される材料は、概ね図4(A)及び図4(B)の二点鎖線矢印方向に沿って被成膜基板130に蒸着される。
被成膜基板130を蒸発源410に対して傾けた状態で、EL層112を形成する各種材料を蒸着した場合、図4(B)のように、第2の絶縁層110に遮られて、第2の開口部111と重なる導電層102の一部にはEL層112が形成されずに導電層102が露出した領域が自己整合的に形成される。これにより、後の工程にて第2の電極114を形成した際に、第2の電極114は露出した導電層102と接し、導電層102と第2の電極114が電気的に接続される。
蒸発源410に対する被成膜基板130の傾け方について更に詳しく説明すると、蒸発源410と、第2の絶縁層110の導電層102と接する端部(図4(B)の黒丸M部分)を結ぶ直線が第2の絶縁層110を通過するように、蒸発源410に対して被成膜基板130を傾けることが望ましい。例えば、図5(A)のように、被成膜基板130が鉛直方向に対して垂直な状態に設置されている場合、図4(A)にて記載した角度調整機構402を用いて、図5(B)のように、被成膜基板130をαで表される角度(つまり、第2の絶縁層110の導電層102と接する端部(黒丸M部分)と蒸発源410を結ぶ直線が、第2の絶縁層110の接線となる角度)以上傾けた状態で、被成膜基板130に対してEL層112を形成する各種材料を蒸着すればよい。
なお、図4及び図5では、角度調整機構402を用いて、被成膜基板130を蒸発源410に対して傾けた状態でEL層112を形成する方法について記載したが、図6(A)のように、位置調整機構602(被成膜基板130は、鉛直方向に対して垂直な面方向に移動する)を用いて、被成膜基板130の位置を蒸発源410からずらすことにより、被成膜基板130を蒸発源410に対して傾けた状態としてもよい。図6(A)の破線四角部Zの範囲におけるEL層112の形成状態は図6(B)に示すように、概ね二点鎖線矢印方向に沿って蒸発源410から放出される材料は、第2の絶縁層110により遮られて、図5(B)と同様に第2の開口部111と重なる導電層102の一部にはEL層112が形成されずに導電層102が露出した領域が自己整合的に形成される。
なお、図4乃至図6では、蒸発源410は鉛直方向に設置されているが、これに限定されることはなく、蒸発源410を傾けて設置してもよい。
以上のように、被成膜基板130を蒸発源410に対して傾けた状態で、EL層112を形成する各種材料を蒸着することにより、第2の開口部111の一部に導電層102が露出した状態にEL層112を自己整合的に形成することができる(図2(D)参照)。
なお、EL層112の構造や使用材料などについては、実施の形態3にて詳細に説明するため、ここでは説明を省く。
次に、EL層112上に、第2の電極114を形成する(図3参照)。前述のとおり、第2の開口部111の一部には導電層102が露出した領域が自己整合的に形成されているため、第2の電極114を形成することで、パターン処理などの複雑な工程を行うことなく、簡便な工程で導電層102と第2の電極114を電気的に接続できる。これにより、導電層102は第2の電極114の補助配線として機能するため、第2の電極114の抵抗値を低減できる。また、第2の電極114の抵抗値に起因した電圧降下による輝度ムラの発生を抑制できる。なお、図1(A)に示すように、導電層102と第2の電極114が電気的に接続される箇所を、発光装置150の発光領域に複数設けることにより、第2の電極114の抵抗値低減効果及び輝度ムラ抑制効果は、より大きくなる。
第2の電極114としては、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、クラスタービーム蒸着法、レーザー蒸着法などを用いて、透光性を有する導電性の金属酸化物層を形成すればよい。透光性を有する導電性の金属酸化物層としては、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、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の導電性金属酸化膜を用いることができる。これらの材料は可視光領域において高い透過率を有しており、EL層112からの発光を高い割合で透過する。具体的には400nm以上700nm以下の波長領域の光を50%以上透過する事が望ましく、より好ましくは、75%以上を透過することが望ましい。
第2の電極114を形成する場合、EL層112に極力ダメージを与えないように形成することが望ましい。スパッタリング法により第2の電極114を形成する場合は、対向式スパッタ法(ミラートロンスパッタ法とも言われる)などにより、EL層112へのダメージを少なくすることが望ましい。
なお、第2の電極114を形成後に、第2の電極114を覆う保護層を設けてもよい。保護層を設けることにより、EL層112の劣化を抑制することができ、発光装置150の信頼性を高めることが出来る。保護層としては、例えば、真空蒸着法などの各種蒸着法や、スパッタリング法などの公知の方法を用いて、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムなどの水蒸気透過性の低い膜を単層又は積層にて形成すればよい。
以上の工程により、電圧降下による輝度ムラの発生及び補助配線による発光輝度の低下が抑制された発光装置を提供できる。
さらに、EL層112を囲むように設けた封止材を介して、絶縁基板100と封止基板を貼り合わせてもよい。これにより、外部からの水分や酸素の侵入を効果的に抑制できるため、長寿命な発光素子を作製できる。
封止材は、フレキソ印刷装置、オフセット印刷装置、グラビア印刷装置、スクリーン印刷装置、インクジェット装置、ディスペンサー装置などの各種印刷装置を用いた印刷法により形成し、適宜硬化処理を行えばよい。封止材に用いる材料としては、例えば、紫外線硬化型接着剤など光硬化型の接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、または嫌気型接着剤など各種硬化型接着剤を用いればよい。発光装置150に使用される各種材料への影響や生産性を考慮すると、高温状態での硬化処理が不要であり、短時間にて接着剤が硬化する光硬化型接着剤を用いることが望ましい。また、封止材は、スペーサ材料を含んでいてもよい。
封止基板としては、絶縁基板100と同じ材料を用いることができる。なお、EL層112からの発光は封止基板側から外部に射出されるため、透光性を有する材料を封止基板として用いることが好ましい。具体的には、400nm以上700nm以下の波長領域において、70%以上の光透過率を有する事が望ましく、さらに好ましくは、85%以上の光透過率を有することが望ましい。
また、プラスチック基板を封止基板として用いることにより発光装置150を薄型化、軽量化でき、さらに絶縁基板100と封止基板の両方をプラスチック基板とすることにより、発光装置150には可撓性を持たせることができるため、発光装置の付加価値を高めることができる。
なお、封止基板としてプラスチック基板を用いる場合は、EL層112の形成領域より外側のプラスチックに対して熱を加えながら圧着処理を行い、絶縁基板100と封止基板を溶着させてもよい。
上述の絶縁基板100と封止基板の貼り合わせ方法は、あくまでも一例であり、公知の技術を用いて適宜貼り合わせればよい。
なお、封止基板の厚さについては特に限定は無いが、発光装置の薄型化、軽量化の観点から考えると3mm以下が望ましく、より好ましくは1mm以下が望ましい。
一例として、厚さが0.7mmのアルミノシリケートガラス基板を、封止基板として用いればよい。
なお、絶縁基板100と封止基板の貼り合わせは、減圧状態又は窒素などの不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。これにより、絶縁基板100、封止材及び封止基板に囲まれた空間は、減圧状態又は不活性ガスに満たされた状態となるため、EL層112の劣化を抑制できる。
以上の工程により、開示する発明の一態様に係るトップエミッション構造の発光装置150を形成できる。
<本実施の形態における発光装置の効果>
本実施の形態に開示するトップエミッション構造の発光装置150は、補助配線として機能する導電層102が、第1の電極106下に広い面積で形成されており、導電層102と第2の電極114とが、第2の開口部111の一部で接続(電気的接続)された構造であるため、導電層102がEL層112からの発光を遮ることがない。したがって、補助配線を形成することによる発光輝度の低下を抑制できる。
また、導電層102と第2の電極114との電気的接続部を、発光領域内に複数形成する(例えば、図1(A)のように、非常に小さな電気的接続部を、基板面内に複数形成する。)ことにより、第2の電極114全体において抵抗値を低減できるため、電圧降下に起因した輝度ムラの発生を抑制できる。
なお、被成膜基板130を蒸発源410に対して傾けた状態で、被成膜基板130に対してEL層112を形成することにより、第2の絶縁層110がマスクとしての機能を果たし、第2の開口部111の一部に、導電層102が露出した領域を自己整合的に形成できる。そして、EL層112上に第2の電極を形成することで、パターン処理等の複雑な工程を行うことなく導電層と第2の電極を電気的に接続できる。したがって、発光輝度の低下及び輝度ムラの発生が抑制された発光装置を、簡便に作製することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1にて作製した発光装置とは一部の構成が異なる発光装置及び当該発光装置の作製方法について、図7及び図8を用いて説明する。なお、以下に記載する発明の構成において、実施の形態1と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。
<本実施の形態における発光装置の構成>
図7は、本実施の形態の発光装置の一例である、トップエミッション型(上方射出型)の発光装置である。図7(A)は発光装置750の上面図であり、図7(B)は図7(A)の点線四角J部分の拡大図である。なお、図7(B)では煩雑になることを避けるため、一部の構成要素を省略して記載している。
図7(C)は、図7(B)の一点鎖線部G1−G2の断面図である。
本実施の形態に記載するトップエミッション型の発光装置750の構造が、実施の形態1に記載した発光装置150の構造と異なる箇所は、絶縁基板100の代わりに導電基板700を使用している、導電層102を用いない、導電基板700が第2の電極114の補助配線として機能する、の3点である。
<本実施の形態における発光装置の作製方法>
本実施の形態の発光装置の作製方法について、図8を用いて以下の文章にて説明する。
まず、導電基板700を準備し、導電基板700上に第1の絶縁層104及び第1の電極106を形成し、第1の絶縁層104及び第1の電極106に第1の開口部108を形成する(図8(A)参照)。
導電基板700としては、例えば、ステンレス基板、アルミニウム基板、アルミニウム青銅基板、チタン基板、銅基板、鉄基板、炭素鋼基板、クロム鋼基板、ニッケル鋼基板、クロムニッケル鋼基板、珪素鋼基板、タングステン鋼基板、マンガン鋼基板等の金属基板を用いることができる。なお、導電基板700は、熱伝導率が10W・m−1・K−1以上の材料を用いることが望ましい。より好ましくは、熱伝導率が50W・m−1・K−1以上の材料を用いることが望ましい。
このような熱伝導率の高い導電基板700を用いることにより、例えば、発光装置750を動作させた際のEL層112の発熱など、発光装置750内で生じる熱を、導電基板700を介して外部に効率良く放熱できる。これにより、EL層112の劣化(例えば、EL層112中に含まれる有機材料が熱により結晶化する等)を抑制することができるため、発光装置750を長寿命化できる。
なお、第1の絶縁層104及び第1の電極106は、実施の形態1に記載した方法及び材料を用いて適宜形成すればよい。
一例として、導電基板700としてステンレス基板を用い、プラズマCVD法を用いてステンレス基板上に酸化珪素を150nm形成し、スパッタリング法を用いて酸化珪素上にアルミニウムとチタンの合金100nm及びチタン10nmを順に形成した後、レジストマスクを用いたドライエッチング法により、チタン、アルミニウムとチタンの合金及び酸化珪素の一部を選択的に除去して第1の開口部108を形成し、第1の絶縁層104及び第1の電極106として用いればよい。
以降の工程については、実施の形態1と同様の方法にて、第2の絶縁層110、EL層112、第2の電極114を形成することにより、発光装置を作製することができる(図8(B)参照)。
<本実施の形態における発光装置の効果>
本実施の形態に開示するトップエミッション構造の発光装置750は、導電基板700を補助配線として用いており、導電基板700と第2の電極114とが、第2の開口部111の一部で接続(電気的接続)された構造である。このため、補助配線として機能する導電基板700がEL層112からの発光を遮ることがない。したがって、発光輝度の低下を抑制できる。
また、導電基板700と第2の電極114との電気的接続部を、発光領域内に複数形成する(例えば、図7(A)のように、非常に小さな電気的接続部を、基板面内に複数形成する。)ことにより、第2の電極114全体において抵抗値を低減できる。したがって、電圧降下に起因した輝度ムラの発生を抑制できる。
また、被成膜基板130を蒸発源410に対して傾けた状態で、被成膜基板130に対してEL層112を形成することにより、第2の絶縁層110がマスクとしての機能を果たし、第2の開口部111の一部に、導電層102が剥き出しとなる領域を自己整合的に形成できる。そして、EL層112上に第2の電極を形成することで、パターン処理等の複雑な工程を行うことなく導電層と第2の電極を電気的に接続できる。したがって、発光輝度の低下及び輝度ムラの発生が抑制された発光装置を、簡便に作製することができる。
加えて、金属基板等の熱伝導率の高い材料を導電基板700として用いることにより、発光装置750内部の熱を装置外部に放散し易いため、熱的要因による発光装置の劣化を抑制できる。特に、EL層112の劣化(例えば、EL層112中に含まれる有機材料が熱により結晶化する等)を抑制することができるため、発光装置750を長寿命化できる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様に適用できるEL層112の一例について、図9を用いて説明する。
図9(A)に示すEL層112は、第1の電極106と第2の電極114の間に設けられている。第1の電極106及び第2の電極114は、上記実施の形態と同様の構成を適用することができる。
EL層112は、少な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良い。そのほか、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。図9(A)に示すEL層112は、正孔注入層901、正孔輸送層902、発光層903、電子輸送層904、電子注入層905を有している。なお、これらを反転させた積層構造としてもよい。
図9(A)に示す発光素子の作製方法について説明する。
まず、正孔注入層901を形成する。正孔注入層901は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、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:HPc)、銅(II)フタロシアニン(略称:CuPc)等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。
また、低分子の有機化合物である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−(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:DNTPD)、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:PCzPCN1)等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。
さらに、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)を用いることもできる。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/PSS)等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
特に、正孔注入層901として、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質(電子受容体とも言われる)を含有させた複合材料を用いることが好ましい。正孔輸送性の高い有機化合物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1の電極106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性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901を形成することにより、第1の電極106からEL層112への正孔注入が容易となる。
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、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、10−6cm/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。
複合材料に用いることのできる有機化合物としては、例えば、TDATA、MTDATA、DPAB、DNTPD、DPA3B、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、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: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−(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。
また、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−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−tert−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−BuDBA)、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。
さらに、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、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。
また、アクセプター性物質としては、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、酸化レニウムはアクセプター性(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、上述したPVK、PVTPA、PTPDMA、Poly−TPD等の高分子化合物と、上述したアクセプター性物質を用いて複合材料を形成し、正孔注入層901に用いてもよい。
次に、正孔注入層901上に正孔輸送層902を形成する。正孔輸送層902は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、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10−6cm/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。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。
また、正孔輸送層902には、CBP、CzPA、PCzPAのようなカルバゾール誘導体や、t−BuDNA、DNA、DPAnthのようなアントラセン誘導体を用いても良い。
また、正孔輸送層902には、PVK、PVTPA、PTPDMA、Poly−TPDなどの高分子化合物を用いることもできる。
次に、正孔輸送層902上に発光層903を形成する。発光層903としては、例えば、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。
発光層903に用いることができる蛍光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、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。
また、発光層903に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、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(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))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))、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(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)(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))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(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(dpo)(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)(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)(acac))、(アセチルアセトナート)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)(acac))、(アセチルアセトナート)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)(acac))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))、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))、(アセチルアセトナート)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))、(アセチルアセトナート)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))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)(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)(acac))、(アセチルアセトナート)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))、(アセチルアセトナート)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))、(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)(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(アセチルアセトナート)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:Tb(acac)(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)(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)(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。
なお、発光層903としては、上述した発光性の有機化合物(ゲスト材料)を他の物質(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。
ホスト材料としては、具体的には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(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:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq)、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(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体、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−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−tert−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:PCAPBA)、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。
また、ホスト材料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するためにルブレ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。
ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光層903の結晶化を抑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。
また、発光層903として高分子化合物を用いることができる。具体的には、青色系の発光材料として、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。
次に、発光層903上に電子輸送層904を形成する。電子輸送層904は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、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: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)、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))、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10−6cm/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。
次に、電子輸送層904上に電子注入層905を形成する。電子注入層905は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層905には、リチウム、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904を構成する物質を用いることもできる。
なお、上述した正孔注入層901、正孔輸送層902、発光層903、電子輸送層904、電子注入層905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。
以上の工程により、図9(A)に示すEL層112を形成することができる。
なお、EL層112は、図9(B)に示すように、第1の電極106と第2の電極114との間に複数積層された構造でもよい。この場合、積層された1層目のEL層910及び2層目のEL層911との間には、電荷発生層913を設けることが好ましい。電荷発生層913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913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112の構造と組み合わせて用いることができる。
また、EL層112は、図9(C)に示すように、第1の電極106と第2の電極114との間に、正孔注入層901、正孔輸送層902、発光層903、電子輸送層904、電子注入バッファー層906、電子リレー層907、及び複合材料層908を有する構造としてもよい。
複合材料層908を設けることで、特にスパッタリング法を用いて第2の電極114を形成する際に、EL層112が受けるダメージを低減することができるため、好ましい。複合材料層908は、前述の、正孔輸送性の高い有機化合物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ができる。
さらに、電子注入バッファー層906を設けることで、複合材料層908と電子輸送層904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908で生じた電子を電子輸送層904に容易に注入することができる。
電子注入バッファー層906には、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))等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
また、電子注入バッファー層906が、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、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904の材料と同様の材料を用いて形成することができる。
さらに、電子注入バッファー層906と複合材料層908との間に、電子リレー層907を形成することが好ましい。電子リレー層907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907を設けることで、電子注入バッファー層906へ電子を速やかに送ることが可能となる。
複合材料層908と電子注入バッファー層906との間に電子リレー層907が挟まれた構造は、複合材料層908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906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。
電子リレー層907は、電子輸送性の高い物質を含み、該電子輸送性の高い物質のLUMO準位は、複合材料層908に含まれるアクセプター性物質のLUMO準位と、電子輸送層904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907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908におけるアクセプター性物質のLUMO準位と、電子輸送層904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907に含まれる電子輸送性の高い物質のLUMO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。
電子リレー層907に含まれる電子輸送性の高い物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−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。
電子リレー層907に含まれるフタロシアニン系材料としては、具体的にはCuPc、SnPc(Phthalocyanine tin(II) complex)、ZnPc(Phthalocyanine zinc complex)、CoPc(Cobalt(II)phthalocyanine, β−form)、FePc(Phthalocyanine 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。
電子リレー層907に含まれる金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としては、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。
金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としてはフタロシアニン系材料が好ましい。具体的には、VOPc(Vanadyl phthalocyanine)、SnOPc(Phthalocyanine tin(IV) oxide complex)及びTiOPc(Phthalocyanine titanium oxide complex)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。
なお、上述したフタロシアニン系材料としては、フェノキシ基を有するものが好ましい。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。
電子リレー層907はさらにドナー性物質を含んでいても良い。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907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。
電子リレー層907にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質としては上記した材料の他、複合材料層908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907を形成する為に用いる材料として、好ましい材料である。さらに、当該含窒素縮合芳香族化合物のうち、シアノ基やフルオロ基などの電子吸引基を有する化合物を用いる構成は電子の受け取りが容易となるため、より好ましい構成である。
ペリレン誘導体の具体例としては、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物(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。
また、含窒素縮合芳香族化合物の具体例としては、ピラジノ[2,3−f][1,10]フェナントロリン−2,3−ジカルボニトリル(略称:PPDN)、2,3,6,7,10,11−ヘキサシアノ−1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン(略称:HAT(CN))、2,3−ジフェニルピリド[2,3−b]ピラジン(略称:2PYPR)、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。
その他にも、7,7,8,8,−テトラシアノキノジメタン(略称:TCNQ)、1,4,5,8,−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:NTCDI−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。
なお、電子リレー層907にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質とドナー性物質との共蒸着などの方法によって電子リレー層907を形成すれば良い。
正孔注入層901、正孔輸送層902、発光層903、及び電子輸送層904は前述の材料を用いてそれぞれ形成すれば良い。
なお、本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが出来る。
(実施の形態4)
本明細書に開示する発光装置は、照明機器に適用することができる。一例として、本明細書に開示する発光装置を天井や壁に貼り付けて用いることにより、図10のように照明機器1000及び照明機器1002として用いることができる。
照明機器1000は、部屋全体を明るく照らす事を目的に、本明細書に記載した発光装置を天井面に貼り付けている。本明細書に記載の発光装置は、補助配線による発光輝度の低下及び電圧降下による輝度ムラの発生が抑制されているため、少ない消費電力で部屋全体を明るく照らすことができる。さらに、実施の形態2に記載の発光装置を用いることにより交換頻度を少なくすることができるため、使用者の負担を低減できる。
照明機器1002は、部屋の一部を明るく照らすスポットライトとして用いる事を目的に、天井に形成した半球状の穴の内部に、本明細書に記載した発光装置を貼り付けている。本明細書に記載の発光装置150(又は750)の絶縁基板100(又は導電基板700)及び封止基板を、プラスチック基板や金属基板等の可撓性を有する基板を用いて作製する事により、湾曲面等にも貼り付けることが可能となるため、様々な形状及び使用用途の照明機器に用いることができる。
例えば、本明細書に記載した発光装置を湾曲面に貼り付け、卓上型照明機器1004のように用いることもできる。卓上型照明機器1004のように、人の目に近い場所で使用する照明は輝度ムラが非常に目に付きやすいが、本明細書に記載の発光装置は輝度ムラを抑制できるため、人の目に近い場所で使用する照明機器にも適しているといえる。
100 絶縁基板
102 導電層
104 第1の絶縁層
106 第1の電極
108 第1の開口部
110 第2の絶縁層
111 第2の開口部
112 EL層
114 第2の電極
130 被成膜基板
150 発光装置
400 蒸着室
402 角度調整機構
404 基板固定機構
406 カバー材
408 ステージ
410 蒸発源
420 筒状加熱壁
430 蒸発機構
440 開口部
450 蒸発機構
602 位置調整機構
700 導電基板
750 発光装置
901 正孔注入層
902 正孔輸送層
903 発光層
904 電子輸送層
905 電子注入層
906 電子注入バッファー層
907 電子リレー層
908 複合材料層
910 1層目のEL層
911 2層目のEL層
913 電荷発生層
1000 照明機器
1002 照明機器
1004 卓上型照明機器

Claims (1)

  1. 導電基板上に、前記導電基板が露出された第1の開口部を有する第1の絶縁層と、
    前記第1の絶縁層上の第1の電極と、
    前記第1の開口部の側壁を覆い、前記第1の電極上に端部を有し、且つ前記第1の開口部と重なる位置に第2の開口部を有する第2の絶縁層と、
    前記第1の電極上のEL層と、
    前記第2の開口部において前記導電基板と電気的に接続された、前記EL層上の第2の電極と、を有し、
    前記EL層は、前記第2の開口部において前記導電基板と接する領域を有し、
    前記第2の電極は、前記第2の開口部において前記導電基板と接する領域を有することを特徴とする発光装置。
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