JP6067253B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
本実施の形態では、隔壁の側面と重なる部分の発光性の有機化合物を含む層の厚さA1が、第1の電極と接する部分の発光性の有機化合物を含む層の厚さA0の1/2より薄く、隔壁の側面と重なる部分の第2の電極の厚さB1と、第1の電極と重なる部分の第2の電極の厚さB0から求めた比(B1/B0)が(A1/A0)より大きい構成を備える発光パネルについて図1および図2を参照して説明する。具体的には、表示装置に適用可能なELパネルについて説明する。
本発明の一態様の隔壁の形態を図2(A)に示す。図2(A)に示す隔壁140aは、一方の発光素子150aの第1の電極151aと、他方の発光素子150bの第1の電極151bの端部を覆い、第1の電極151aと重なる開口部と、第1の電極151bと重なる開口部を有する。隔壁140aの側面は基板100に対し55°以上100°以下の角度をなす側面を有し、具体的にはおよそ65°の角度θaを有する。
本発明の一態様の隔壁の形態を図2(B)に示す。図2(B)に示す隔壁140bは、一方の発光素子150aの第1の電極151aと、他方の発光素子150bの第1の電極151bの端部を覆い、第1の電極151aと重なる開口部と、第1の電極151bと重なる開口部を有する。隔壁140bの側面は基板100に対し55°以上100°以下の角度をなす側面を有し、具体的にはおよそ90°の角度θbを有する。
本発明の一態様の隔壁の形態を図2(C)に示す。図2(C)に示す隔壁140cは、一方の発光素子150aの第1の電極151aと、他方の発光素子150bの第1の電極151bの端部を覆い、第1の電極151aと重なる開口部と、第1の電極151bと重なる開口部を有する。隔壁140cの側面は基板100に対し55°以上100°以下の角度をなす側面を有し、具体的には100°の角度θcを有する。なお、図2(C)に示すように、隔壁140cの脚部とその上部の間に、上部の幅および脚部の幅より狭い部分を設けることで、第1の電極と第2の電極が短絡する現象を防止できるため好ましい。
本実施の形態では、隔壁の側面と重なる部分の発光性の有機化合物を含む層の厚さA1が、第1の電極と接する部分の発光性の有機化合物を含む層の厚さA0の1/2より薄く、隔壁の側面と重なる部分の第2の電極の厚さB1と、第1の電極と重なる部分の第2の電極の厚さB0から求めた比(B1/B0)が(A1/A0)より大きい構成を備える発光パネルの作製方法について図3を参照して説明する。
基板100の絶縁表面上に電極106aを含む配線層を形成し、電極106aを含む配線層上に絶縁層107を形成する。次いで絶縁層107に、電極106aに達する開口部を形成し、第1の電極となる導電膜を成膜して電極106aと電気的に接続する。次いで、導電膜を島状に加工して、第1の電極151a、第1の電極151bを形成する。
次いで、発光性の有機化合物を含む層153を、一方の発光素子150aの第1の電極151aと他方の発光素子150bの第1の電極151bおよび絶縁性の隔壁140aの上部に接して形成する。ここで、該2つの第1の電極に鉛直な方向に堆積する指向性を有する成膜方法191を用いて、発光性の有機化合物を含む層153を形成する。第1の電極に鉛直な方向に堆積する指向性を有する成膜方法191を用いると、隔壁の側面と比較して、第1の電極の表面に優先的に成膜できる。
次いで、第2の電極152を形成する。第2の電極152は、第1の電極151a、第1の電極151bおよび絶縁性の隔壁140aと重なり、且つ発光性の有機化合物を含む層153と接するように形成する。なお、第2の電極152は、発光性の有機化合物を含む層153の上だけでなく、絶縁性の隔壁140aの側面にも充分な速度で堆積する成膜方法192を用いる。絶縁性の隔壁140aの側面にも堆積する成膜方法192を用いると、隔壁140aの側面にも第2の電極152が形成され、一方の発光素子150aと他方の発光素子150bの第2の電極を電気的に接続できる。
本発明の一態様の発光パネルの作製方法の変形例を、図4を参照して説明する。
本発明の一態様の発光パネルには、様々な構成の発光性の有機化合物を含む層を用いることができる。本実施の形態では、本発明の一態様の発光パネルに用いることができる一対の電極に挟持された発光性の有機化合物を含む層の構成の一例について図5を参照して説明する。
発光素子の構成の一例を図5(A)に示す。図5(A)に示す発光素子は、陽極1101と陰極1102の間にEL層が挟まれている。
発光素子の構成の他の一例を図5(C)に示す。図5(C)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間に発光ユニット1103を含むEL層が挟まれている。さらに、陰極1102と発光ユニット1103との間には中間層1104が設けられている。なお、当該発光素子の構成例2の発光ユニット1103には、上述の発光素子の構成例1が備える発光ユニットと同様の構成が適用可能であり、詳細については、発光素子の構成例1の記載を参酌できる。
発光素子の構成の他の一例を図5(D)に示す。図5(D)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間に2つの発光ユニットが設けられたEL層を備えている。さらに、第1の発光ユニット1103aと、第2の発光ユニット1103bとの間には中間層1104が設けられている。
次に、上述した構成を備える発光素子に用いることができる具体的な材料について、陽極、陰極、並びにEL層の順に説明する。
陽極1101は、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上が好ましい)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide)、酸化タングステンおよび酸化亜鉛を含有した酸化インジウム等が挙げられる。
陰極1102に接して第1の電荷発生領域1104cを、発光ユニット1103との間に設ける場合、陰極1102は仕事関数の大小に関わらず様々な導電性材料を用いることができる。
上述した発光ユニット1103を構成する各層に用いることができる材料について、以下に具体例を示す。
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層は、単層に限られず正孔輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子よりも正孔の輸送性の高い物質であればよく、特に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、単層に限られず発光物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。発光物質は蛍光性化合物や、燐光性化合物を用いることができる。発光物質に燐光性化合物を用いると、発光素子の発光効率を高められるため好ましい。
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層は、単層に限られず電子輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。正孔よりも電子の輸送性の高い物質であればよく、特に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層は、単層に限られず電子注入性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子注入層を設ける構成とすることで陰極1102からの電子の注入効率が高まり、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
第1の電荷発生領域1104c、および第2の電荷発生領域は、正孔輸送性の高い物質と該正孔輸送性の高い物質に対するアクセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生領域は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質と該正孔輸送性の高い物質に対するアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む層とアクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。但し、第1の電荷発生領域を陰極側に設ける積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が陰極1102と接する構造となり、第2の電荷発生領域を陽極側に設ける積層構造の場合には、アクセプター性物質を含む層が陽極1101と接する構造となる。
電子リレー層1104bは、第1の電荷発生領域1104cにおいてアクセプター性物質がひき抜いた電子を速やかに受け取ることができる層である。従って、電子リレー層1104bは、電子輸送性の高い物質を含む層であり、またそのLUMO準位は、第1の電荷発生領域1104cにおけるアクセプター性物質のアクセプター準位と、当該電子リレー層が接する発光ユニット1103のLUMO準位との間に位置する。具体的には、およそ−5.0eV以上−3.0eV以下とするのが好ましい。
電子注入バッファー1104aは、第1の電荷発生領域1104cから発光ユニット1103への電子の注入を容易にする層である。電子注入バッファー1104aを第1の電荷発生領域1104cと発光ユニット1103の間に設けることにより、両者の注入障壁を緩和することができる。
発光素子の作製方法の一態様について説明する。第1の電極上にこれらの層を適宜組み合わせてEL層を形成する。EL層は、それに用いる材料に応じて種々の方法(例えば、乾式法や湿式法等)を用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法などを選んで用いればよい。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよい。EL層上に第2の電極を形成し、発光素子を作製する。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光パネルを用いた発光装置について図6を参照して説明する。具体的には、隔壁の側面と重なる部分の発光性の有機化合物を含む層の厚さA1が、第1の電極と接する部分の発光性の有機化合物を含む層の厚さA0の1/2より薄く、隔壁の側面と重なる部分の第2の電極の厚さB1と、第1の電極と重なる部分の第2の電極の厚さB0から求めた比(B1/B0)が(A1/A0)より大きい構成を備え、発光が第2の電極側に取り出されるアクティブマトリクス型およびパッシブマトリクス型の発光装置(トップエミッション方式ともいう)について説明する。
アクティブマトリクス型の発光装置に適用した場合の構成を図6に示す。なお、図6(A)は、発光装置の上面図、図6(B)は図6(A)をA−BおよびC−Dで切断した断面図である。
なお、トランジスタのチャネルが形成される領域には、さまざまな半導体を用いることができる。具体的には、アモルファスシリコン、ポリシリコンの他、酸化物半導体などを用いることができる。
また、画素部1402は複数の画素を備える。画素は発光素子1418と、発光素子1418の第1の電極1413にドレイン電極が接続された電流制御用トランジスタ1412と、スイッチング用トランジスタ1411と、を有する。画素部1402には、例えば実施の形態1で例示した構成を適用できる。
本実施の形態で例示する発光装置1400は、素子基板1410、封止基板1404、およびシール材1405で囲まれた空間1407に、本発明の一態様の発光パネルに設けられた発光素子1418を封止する構造になっている。なお、空間1407には、充填材が充填されており、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材1405で充填される場合もある。また、乾燥剤など不純物の吸着材を設けても良い。
本実施の形態では、隔壁の側面と重なる部分の発光性の有機化合物を含む層の厚さA1が、第1の電極と接する部分の発光性の有機化合物を含む層の厚さA0の1/2より薄く、隔壁の側面と重なる部分の第2の電極の厚さB1と、第1の電極と重なる部分の第2の電極の厚さB0から求めた比(B1/B0)が(A1/A0)より大きい構成を備える本発明の一態様の発光パネルを搭載した発光装置の一例について、図7を用いて説明する。
本実施例で例示する発光パネルの構造を図8に示す。発光パネル290はガラス製の基板200上に層間膜207を介して一方の発光素子250aと、他方の発光素子250bが形成されている。また、隔壁240が、一方の発光素子250aの第1の電極251aと他方の発光素子250bの第1の電極251bの間に形成されている(図8(A)参照)。
図8(C)に発光性の有機化合物を含む層253の構成を示す。発光性の有機化合物を含む層253は、中間層(1504)を挟んで2つのEL層(第1のEL層1503aと第2のEL層1503b)が設けられた構造(タンデム構造ともいう)を備える。
次に、発光パネル290の作製方法について説明する。
隔壁240の側面と重なる部分の発光性の有機化合物を含む層253の厚さA1が、第1の電極251aと接する部分の発光性の有機化合物を含む層253の厚さA0の1/2より薄く、その厚さの比(A1/A0)は42%であった(図8(B)参照)。
<比較パネルの構成>
本比較例で例示する比較パネルは、隔壁の構成を除いて上述の発光パネルと同じ構成を有する。具体的には、隔壁の側面の形態を除いて、基板、層間膜、一方の発光素子、他方の発光素子の構成は同様である。よって、構成を同じくする部分の詳細については、上述の発光パネルの記載を参酌することができる。
本比較例で作製した比較パネルの発光状態を、光学顕微鏡とCCDカメラを用いて観察した結果を図9(B)に示す。図には画像信号により選択され、駆動回路により電力が供給された一行の青色の画素と一列の青色の画素が、交差する部分が示されている。なお、青色の画素の左側には赤色の画素が配置され、右側には緑色の画素が配置されている。図9(B)から、選択された青色の画素に隣接する赤色および緑色の画素が発光して、クロストーク現象が発生していることが確認できた。
本参考例では、実施例で用いた材料について説明する。
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:1,6mMemFLPAPrn)を合成する例を示す。
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)を合成する例を示す。
2mDBTPDBq−IIの合成スキームを(C−1)に示す。
(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)2(acac)])を合成する例を示す。
まず、4−クロロ−6−メチルピリミジン4.90gとフェニルボロン酸4.80g、炭酸ナトリウム4.03g、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド(略称:Pd(PPh3)2Cl2)0.16g、水20mL、アセトニトリル10mLを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、内部をアルゴン置換した。この反応容器にマイクロ波(2.45GHz 100W)を60分間照射することで加熱した。ここでさらにフェニルボロン酸2.28g、炭酸ナトリウム2.02g、Pd(PPh3)2Cl20.082g、水5mL、アセトニトリル10mLをフラスコに入れ、再度マイクロ波(2.45GHz 100W)を60分間照射することで加熱した。その後この溶液に水を加え、ジクロロメタンにて抽出した。得られた抽出液を飽和炭酸ナトリウム水溶液、水、次いで飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥した。乾燥した後の溶液を濾過した。この溶液の溶媒を留去した後、得られた残渣を、ジクロロメタン:酢酸エチル=9:1(体積比)を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的のピリミジン誘導体Hmppmを得た(橙色油状物、収率46%)。なお、マイクロ波の照射はマイクロ波合成装置(CEM社製 Discover)を用いた。以下にステップ1の合成スキーム(b−1)を示す。
次に、2−エトキシエタノール15mLと水5mL、上記ステップ1で得たHmppm1.51g、塩化イリジウム水和物(IrCl3・H2O)1.26gを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、ナスフラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波(2.45GHz 100W)を1時間照射し、反応させた。溶媒を留去した後、得られた残渣をエタノールで洗浄し、濾過することにより複核錯体[Ir(mppm)2Cl]2を得た(暗緑色粉末、収率77%)。以下にステップ2の合成スキーム(b−2)を示す。
さらに、2−エトキシエタノール40mL、上記ステップ2で得た複核錯体[Ir(mppm)2Cl]21.84g、アセチルアセトン0.48g、炭酸ナトリウム1.73gを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、ナスフラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波(2.45GHz 100W)を60分間照射し、反応させた。溶媒を留去し、得られた残渣をジクロロメタンに溶解して濾過し、不溶物を除去した。得られた濾液を水、次いで飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥した。乾燥した後の溶液を濾過した。この溶液の溶媒を留去した後、得られた残渣を、ジクロロメタン:酢酸エチル=4:1(体積比)を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。その後、ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶化することにより、目的物を黄色粉末として得た(収率44%)。以下にステップ3の合成スキーム(b−3)を示す。
106a 電極
106b 電極
107 絶縁層
140 隔壁
140a 隔壁
140b 隔壁
140c 隔壁
150a 発光素子
150b 発光素子
151a 第1の電極
151b 第1の電極
152 第2の電極
152a 第2の電極
152b 第2の電極
152c 第2の電極
153 発光性の有機化合物を含む層
153a 発光性の有機化合物を含む層
153b 発光性の有機化合物を含む層
153c 発光性の有機化合物を含む層
190 ELパネル
191 成膜方法
192 成膜方法
193 成膜方法
194 成膜方法
200 基板
207 層間膜
240 隔壁
250a 発光素子
250b 発光素子
251a 第1の電極
251b 第1の電極
252 第2の電極
253 発光性の有機化合物を含む層
290 発光パネル
1101 陽極
1102 陰極
1103 発光ユニット
1103a 発光ユニット
1103b 発光ユニット
1104 中間層
1104a 電子注入バッファー
1104b 電子リレー層
1104c 電荷発生領域
1113 正孔注入層
1114 正孔輸送層
1115 発光層
1116 電子輸送層
1117 電子注入層
1400 発光装置
1401 ソース側駆動回路
1402 画素部
1403 ゲート側駆動回路
1404 封止基板
1405 シール材
1407 空間
1408 配線
1409 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
1410 素子基板
1411 スイッチング用トランジスタ
1412 電流制御用トランジスタ
1413 第1の電極
1414 隔壁
1416 発光性の有機化合物を含む層
1417 第2の電極
1418 発光素子
1423 nチャネル型トランジスタ
1424 pチャネル型トランジスタ
1433 スペーサ
1434 カラーフィルタ
1435 遮光性の膜
1503a EL層
1503b EL層
1504 中間層
1504a 電子注入バッファー
1504b 電子リレー層
1504c 電荷発生領域
1511 正孔注入層
1512 正孔輸送層
1512a 正孔輸送層
1513 発光層
1514 電子輸送層
1514a 電子輸送層
1514b 電子輸送層
1521 正孔輸送層
1522 正孔輸送層
1523a 発光層
1523b 発光層
1524a 電子輸送層
1524b 電子輸送層
1525 電子注入層
7100 テレビジョン装置
7101 筐体
7103 表示部
7105 スタンド
7107 表示部
7109 操作キー
7110 リモコン操作機
7201 本体
7202 筐体
7203 表示部
7204 キーボード
7205 外部接続ポート
7206 ポインティングデバイス
7301 筐体
7302 筐体
7303 連結部
7304 表示部
7305 表示部
7306 スピーカ部
7307 記録媒体挿入部
7308 LEDランプ
7309 操作キー
7310 接続端子
7311 センサ
7312 マイクロフォン
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
7500 照明装置
7501 筐体
7503a〜7503d 発光装置
Claims (2)
- 基板上の2つの第1の電極と、
2つの前記第1の電極と重なる第2の電極と、
2つの前記第1の電極のそれぞれと前記第2の電極との間の発光性の有機化合物を含む層と、を備える2つの発光素子と、
2つの前記第1の電極の端部を覆う絶縁性の隔壁と、を有し、
前記第1の電極と前記第2の電極のいずれか一方は、前記発光性の有機化合物を含む層が発する光に対して透光性を有し、
前記発光性の有機化合物を含む層は、前記第1の電極と重なる部分に厚さA0の部分を備え、
前記発光性の有機化合物を含む層は、前記隔壁と重なる部分に厚さA1の部分を備え、
前記第2の電極は、前記第1の電極と重なり且つ前記隔壁と重ならない部分に厚さB0の部分を備え、
前記第2の電極は、前記隔壁の側面と重なる部分に厚さB1の部分を備え、
前記厚さA1は、前記厚さA0の1/2より薄く、
前記厚さB 1 は、前記厚さB 0 より厚いことを特徴とする発光装置。 - 前記隔壁は、前記基板に対し55°以上100°以下の角度をなす前記側面を有することを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
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