JP6681839B2 - 発光装置および電子機器 - Google Patents
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Description
本発明の発光装置は、第1陽極と、共通陰極と、前記第1陽極と前記共通陰極との間に設けられている第1正孔輸送層と、前記第1正孔輸送層と前記共通陰極との間に前記第1正孔輸送層に接した状態で設けられている第1発光機能層と、を有する第1発光素子と、
第2陽極と、前記共通陰極と、前記第2陽極と前記共通陰極との間に設けられている第2正孔輸送層と、前記第2正孔輸送層と前記共通陰極との間に前記第2正孔輸送層に接した状態で設けられている共通正孔輸送層と、前記共通正孔輸送層と前記共通陰極との間に前記共通正孔輸送層に接した状態で設けられている第2発光機能層と、を有する第2発光素子と、を備え、
前記共通正孔輸送層は、前記共通陰極と前記第1発光機能層との間において前記第1発光機能層に接した状態で設けられており、
前記共通正孔輸送層の厚さは、2nm以下であることを特徴とする。
本発明の発光装置では、前記第1正孔輸送層、前記第1発光機能層および前記第2正孔輸送層は、それぞれ、液相プロセスを用いて形成されたものであり、
前記共通正孔輸送層および前記第2発光機能層は、それぞれ、気相プロセスを用いて形成されたものであることが好ましい。
これにより、第1発光素子および第2発光素子を効率的に製造することができる。
本発明の発光装置では、前記第1正孔輸送層は、高分子の正孔輸送材料を用いて構成され、
前記第2正孔輸送層および前記共通正孔輸送層は、それぞれ、低分子の正孔輸送材料を用いて構成されていることが好ましい。
本発明の発光装置では、前記第2正孔輸送層は、前記共通正孔輸送層の構成材料の特性と同一または近似した特性の材料を含んで構成されていることが好ましい。
本発明の発光装置では、前記共通正孔輸送層の構成材料は、電子ブロック性を有することが好ましい。
本発明の発光装置では、前記第1発光機能層の構成材料は、低分子材料を主材料として構成されていることが好ましい。
本発明の発光装置では、前記共通正孔輸送層の厚さは、1nm以下であることが好ましい。
本発明の発光装置では、第3陽極と、前記共通陰極と、前記第3陽極と前記共通陰極との間に設けられている第3正孔輸送層と、前記第3正孔輸送層と前記共通陰極との間に前記第3正孔輸送層に接した状態で設けられている第3発光機能層と、を有する第3発光素子を備え、
前記共通正孔輸送層は、前記第3発光機能層に接しており、
前記第1発光素子、前記第2発光素子および前記第3発光素子は、互いに発光色が異なることが好ましい。
本発明の発光装置では、前記第1発光素子の発光色は、赤色であり、
前記第2発光素子の発光色は、青色であり、
前記第3発光素子の発光色は、緑色であることが好ましい。
本発明の電子機器は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
まず、本発明の発光装置の一例である表示装置について説明する。
陽極3(3R、3G、3B)は、正孔注入層4(4R、4G、4B)に正孔を注入する電極である。この陽極3R、3G、3Bの構成材料としては、それぞれ、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
正孔注入層4(4R、4G、4B)は、陽極3(3R、3G、3B)からの正孔注入効率を向上させる機能を有している。
正孔輸送層5R(第1正孔輸送層)は、陽極3Rから正孔注入層4Rを介して注入された正孔を発光機能層6Rまで輸送する機能を有する。同様に、正孔輸送層5G(第3正孔輸送層)は、陽極3Gから正孔注入層4Gを介して注入された正孔を発光機能層6Gまで輸送する機能を有する。
Rは、それぞれ独立して同一または異なって、H、D、F、Cl、Br,I、N(R1)2、CN、NO2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1,それぞれ1つ以上の基R1で置換されてもよい1〜40のC原子を有する直鎖状のアルキル、アルコキシまたはチオアルキル基または3〜40のC原子を有する分枝状または環状のアルキル、アルコキシまたはチオアルキル基であり、1つ以上の隣接しないCH2基は、R1C=CR1、C≡C、Si(R1)2、C=O、C=S、C=NR1、P(=O)(R1)、SO、SO2、NR1、O、SまたはCONR1で交換されてもよく、1つ以上のH原子は、D、F、Cl、Br、IまたはCN、またはそれぞれ1つ以上の基R1で置換されてもよい5〜60の芳香族環原子を有する単環式または多環式の芳香族またはヘテロ芳香族環系、または1つ以上の基R1で置換されてもよい5〜60の芳香族環原子を有するアリールオキシまたはヘテロアリールオキシ基、または1つ以上の基R1で置換されてもよい5〜60の芳香族環原子を有するアラルキルまたはヘテロアラルキル基、または1つ以上の基R1で置換されてもよい10〜40の芳香族環原子を有するジアリールアミノ基、ジヘテロアリールアミノ基またはアリールヘテロアリールアミノ基、または架橋性基Qであり、2つ以上の基Rは、互いに単環式または多環式の脂肪族、芳香族および/またはベンゾ縮合環系を形成してもよく、
R1は、それぞれ独立して同一または異なって、H、D、Fまたは1つ以上のH原子がFで交換されてもよい1〜20のC原子を有する脂肪族炭化水素基、5〜20のC原子を有する芳香族および/またはヘテロ芳香族炭化水素基であり、2つ以上の基R1は、互いに単環式または多環式の脂肪族または芳香族環系を形成してもよい。
Ar1、Ar2、Ar3、Ar4およびRは、上記意味を採用することができ、mは、0、1、2、3または4であり、nは、0、1、2または3であり、Xは、CR2、NR、SiR2、O、S、C=OまたはP=O、好ましくはCR2、NR、OまたはSである。
Rは、それぞれ独立して同一または異なって、H、D、F、Cl、Br,I、N(R1)2、CN、NO2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1,それぞれ1つ以上の基R1で置換されてもよい1〜40のC原子を有する直鎖状のアルキル、アルコキシまたはチオアルキル基または3〜40のC原子を有する分枝状または環状のアルキル、アルコキシまたはチオアルキル基であり、1つ以上の隣接しないCH2基は、R1C=CR1、C≡C、Si(R1)2、C=O、C=S、C=NR1、P(=O)(R1)、SO、SO2、NR1、O、SまたはCONR1で交換されてもよく、1つ以上のH原子は、D、F、Cl、Br、IまたはCN、またはそれぞれ1つ以上の基R1で置換されてもよい5〜60の芳香族環原子を有する単環式または多環式の芳香族またはヘテロ芳香族環系、または1つ以上の基R1で置換されてもよい5〜60の芳香族環原子を有するアリールオキシまたはヘテロアリールオキシ基、または1つ以上の基R1で置換されてもよい5〜60の芳香族環原子を有するアラルキルまたはヘテロアラルキル基、または1つ以上の基R1で置換されてもよい10〜40の芳香族環原子を有するジアリールアミノ基、ジヘテロアリールアミノ基またはアリールヘテロアリールアミノ基、2つ以上の基Rは、互いに単環式または多環式の脂肪族、芳香族および/またはベンゾ縮合環系を形成してもよく、
R1は、それぞれ独立して同一または異なって、H、D、Fまたは1つ以上のH原子がFで交換されてもよい1〜20のC原子を有する脂肪族炭化水素基、5〜20のC原子を有する芳香族および/またはヘテロ芳香族炭化水素基であり、2つ以上の基R1は、互いに単環式または多環式の脂肪族または芳香族環系を形成してもよく、
破線は、前記ポリマー中の隣接する構造単位との結合を示す。
グループ2:ポリマーの電子注入および/または電子輸送性に影響する単位
グループ3:グループ1およびグループ2の各々の単位の組み合わせを有する単位
グループ4:電子蛍光発光の代わりに電子りん光発光を得ることができる程度に発光特性を変更する単位
グループ6:得られるポリマーの発光色に影響する単位
グループ7:一般にポリマーの主鎖に用いられる単位
グループ8:得られるポリマーのフィルム形態および/または流動性に影響する単位
発光機能層6Rは、正孔輸送層5Rに接して設けられている。また、発光機能層6Gは、正孔輸送層5Gに接して設けられている。また、発光機能層6Bは、正孔輸送層7に接して設けられている。
電子輸送層8は、陰極10から電子注入層9を介して注入された電子を発光機能層6Bに輸送する機能を有している。
電子注入層9は、陰極10からの電子注入効率を向上させる機能を有している。
陰極10は、電子注入層9を介して電子輸送層8に電子を注入する電極である。この陰極10の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
以下、前述した発光装置100の製造方法の一例を説明する。
まず、回路基板20を用意し、図2Aに示すように、この回路基板20上に陽極3R、3G、3Bを形成した後、隔壁31を形成する。
次に、図2Bに示すように、インクジェットヘッド200から正孔注入層形成用のインク4aを隔壁31内の陽極3R、3G、3B上にそれぞれ付与する。
が形成される。
次に、図2Dに示すように、インクジェットヘッド200から正孔輸送層形成用のインク5aを隔壁31内の正孔注入層4R、4G上にそれぞれ付与する。
次に、図3Bに示すように、インクジェットヘッド200から発光機能層形成用のインク6a、6bを隔壁31内の正孔輸送層5R、5G上にそれぞれ付与する。
次に、図3Dに示すように、インクジェットヘッド200から正孔輸送層形成用のインク5bを隔壁31内の正孔注入層4B上に付与する。
次に、図4Bに示すように、発光機能層6R、6Gおよび正孔注入層5B上に、隔壁31を跨って発光機能層および正孔注入層を覆うようにして、正孔輸送層7、発光機能層6B、電子輸送層8、電子注入層9および陰極10をこの順で形成する。
最後に、図4Cに示すように、陰極10に樹脂層32(封止層)を介して封止基板40を接着する。これにより、発光装置100が得られる。
図5は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
1.発光素子の製造
まず、厚さ0.5mmの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、RGB画素のそれぞれの画素電極として、厚さ100nmのITO電極(第1陽極、第2陽極および第3陽極)を形成した。その後、アクリル系樹脂で構成される絶縁層を形成した後、この絶縁層をフォトリソグラフィー法を用いて各ITO電極を露出するようにパターニングすることで隔壁(バンク)を形成した。
B画素の正孔輸送層(第2正孔輸送層)の形成用材料として、低分子の正孔輸送材料であるα−NPDと、高分子の正孔輸送材料であるTFB(poly(9,9-dioctyl-fluorene-co-N-(4- butylphenyl)-diphenylamine))との混合材料(質量比で50:50の混合比)を用いた以外は、前述した実施例1と同様にして発光装置を製造した。
RG画素において発光機能層形成用インクを塗布し、B画素において正孔輸送層形成用インクを塗布した後に、これらの画素について乾燥および焼成をそれぞれ行った以外は、前述した実施例1と同様にして発光装置を製造した。
RG画素において発光機能層形成用インクを塗布し、B画素において正孔輸送層形成用インクを塗布した後に、これらの画素について乾燥および焼成をそれぞれ行った以外は、前述した実施例2と同様にして発光装置を製造した。
RG画素に用いる発光機能層形成用インクおよびB画素に用いる正孔輸送層形成用インクのそれぞれの溶媒として、3−フェノキシトルエンを用いた以外は、前述した実施例1と同様にして発光装置を製造した。
RG画素に用いる発光機能層形成用インクおよびB画素に用いる正孔輸送層形成用インクのそれぞれの溶媒として、3−フェノキシトルエンを用いた以外は、前述した実施例2と同様にして発光装置を製造した。
RG画素に用いる発光機能層形成用インクおよびB画素に用いる正孔輸送層形成用インクのそれぞれの溶媒として、3−フェノキシトルエンを用いた以外は、前述した実施例3と同様にして発光装置を製造した。
RG画素に用いる発光機能層形成用インクおよびB画素に用いる正孔輸送層形成用インクのそれぞれの溶媒として、3−フェノキシトルエンを用いた以外は、前述した実施例4と同様にして発光装置を製造した。
共通正孔輸送層(中間層)の膜厚を1.5nmとした以外は、前述した実施例1と同様にして発光装置を製造した。
共通正孔輸送層(中間層)の膜厚を2nmとした以外は、前述した実施例1と同様にして発光装置を製造した。
共通正孔輸送層(中間層)の膜厚を3nmとした以外は、前述した実施例1と同様にして発光装置を製造した。
共通正孔輸送層(中間層)の形成を省略した以外は、前述した実施例1と同様にして発光装置を製造した。
前述したように製造した各実施例および各比較例の発光装置について、RGB画素の発光素子の寿命(LT50)を測定したところ、各比較例の発光装置に比べて、各実施例の発光装置では、R画素およびG画素の発光素子とB画素の発光素子との間の寿命が優れたバランスに保たれ、かつ、各画素の発光素子の寿命が良好であった。
溶液系OLEDの作製
− 基板
− ITO(50nm)
− 正孔注入層(緑色素子用20nmおよび赤色素子用60nm)
− 正孔輸送層(HTL)(20nm)
− 発光層(EML)(60nm)
− 共通青色発光層(BCL)(20nm)
− 電子輸送層(ETL)(20nm)
− 陰極
− 基板
− ITO(50nm)
− 正孔注入層(20nm)
− 正孔輸送層(HTL)(40nm)
− 発光層(BCL)(20nm)
− 電子輸送層(ETL)(20nm)
− 陰極
1B‥‥発光素子
1G‥‥発光素子
1R‥‥発光素子
3‥‥陽極
3B‥‥陽極
3G‥‥陽極
3R‥‥陽極
4B‥‥正孔注入層
4G‥‥正孔注入層
4R‥‥正孔注入層
4a‥‥インク
5B‥‥正孔輸送層
5G‥‥正孔輸送層
5R‥‥正孔輸送層
5a‥‥インク
5b‥‥インク
6B‥‥発光機能層
6G‥‥発光機能層
6R‥‥発光機能層
6a‥‥インク
6b‥‥インク
7‥‥正孔輸送層
8‥‥電子輸送層
9‥‥電子注入層
10‥‥陰極
20‥‥回路基板
21‥‥基板
22‥‥層間絶縁膜
23‥‥スイッチング素子
24‥‥配線
31‥‥隔壁
32‥‥樹脂層
40‥‥封止基板
100‥‥発光装置
100R‥‥サブ画素
100G‥‥サブ画素
100B‥‥サブ画素
200‥‥インクジェットヘッド
231‥‥半導体層
232‥‥ゲート絶縁層
233‥‥ゲート電極
234‥‥ソース電極
235‥‥ドレイン電極
1100‥‥パーソナルコンピュータ
1102‥‥キーボード
1104‥‥本体部
1106‥‥表示ユニット
1200‥‥携帯電話機
1202‥‥操作ボタン
1204‥‥受話口
1206‥‥送話口
1300‥‥ディジタルスチルカメラ
1302‥‥ケース
1304‥‥受光ユニット
1306‥‥シャッタボタン
1308‥‥回路基板
1312‥‥ビデオ信号出力端子
1314‥‥入出力端子
1430‥‥テレビモニタ
1440‥‥パーソナルコンピュータ
Claims (13)
- 第1陽極と、共通陰極と、前記第1陽極と前記共通陰極との間に設けられている第1正孔輸送層と、前記第1正孔輸送層と前記共通陰極との間に前記第1正孔輸送層に接した状態で設けられている第1発光機能層と、を有する第1発光素子と、
第2陽極と、前記共通陰極と、前記第2陽極と前記共通陰極との間に設けられている第2正孔輸送層と、前記第2正孔輸送層と前記共通陰極との間に前記第2正孔輸送層に接した状態で設けられている共通正孔輸送層と、前記共通正孔輸送層と前記共通陰極との間に前記共通正孔輸送層に接した状態で設けられている第2発光機能層と、を有する第2発光素子と、を備え、
前記共通正孔輸送層は、前記共通陰極と前記第1発光機能層との間において前記第1発光機能層に接した状態で設けられており、
前記共通正孔輸送層の厚さは、0.1nm以上0.9nm以下であり、
前記第2正孔輸送層は、低分子の正孔輸送材料に加えて、高分子の正孔輸送材料も含んで構成されていることを特徴とする発光装置。 - 前記第1正孔輸送層、前記第1発光機能層および前記第2正孔輸送層は、それぞれ、液相プロセスを用いて形成され、
前記共通正孔輸送層および前記第2発光機能層は、気相プロセスを用いて形成されている請求項1に記載の発光装置。 - 前記第1正孔輸送層は、高分子の正孔輸送材料を用いて構成され、
前記共通正孔輸送層は、低分子の正孔輸送材料を用いて構成されている請求項1または2に記載の発光装置。 - 前記第2正孔輸送層および前記共通正孔輸送層は、前記低分子の正孔輸送材料として、3つの芳香族またはヘテロ芳香族環系を有するトリアリールアミン化合物を含む請求項3に記載の発光装置。
- 前記トリアリールアミン化合物は、下記式(I)を有する請求項4に記載の発光装置。
Rは、それぞれ独立して同一または異なって、H、D、F、Cl、Br、I、N(R1)2、CN、NO2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1 、それぞれ1つ以上の基R1で置換されてもよい1〜40のC原子を有する直鎖状のアルキル、アルコキシまたはチオアルキル基または3〜40のC原子を有する分枝状または環状のアルキル、アルコキシまたはチオアルキル基であり、1つ以上の隣接しないCH2基は、R1C=CR1、C≡C、Si(R1)2、C=O、C=S、C=NR1、P(=O)(R1)、SO、SO2、NR1、O、SまたはCONR1で交換されてもよく、1つ以上のH原子は、D、F、Cl、Br、IまたはCN、またはそれぞれ1つ以上の基R1で置換されてもよい5〜60の芳香族環原子を有する単環式または多環式の芳香族またはヘテロ芳香族環系、または1つ以上の基R1で置換されてもよい5〜60の芳香族環原子を有するアリールオキシまたはヘテロアリールオキシ基、または1つ以上の基R1で置換されてもよい5〜60の芳香族環原子を有するアラルキルまたはヘテロアラルキル基、または1つ以上の基R1で置換されてもよい10〜40の芳香族環原子を有するジアリールアミノ基、ジヘテロアリールアミノ基またはアリールヘテロアリールアミノ基、または架橋性基Qであり、2つ以上の基Rは、互いに単環式または多環式の脂肪族、芳香族および/またはベンゾ縮合環系を形成してもよく、
R1は、それぞれ独立して同一または異なって、H、D、Fまたは1つ以上のH原子がFで交換されてもよい1〜20のC原子を有する脂肪族炭化水素基、5〜20のC原子を有する芳香族および/またはヘテロ芳香族炭化水素基であり、2つ以上の基R1は、互いに単環式または多環式の脂肪族または芳香族環系を形成してもよい。] - 前記第2正孔輸送層は、前記共通正孔輸送層の構成材料の特性と同一または近似した特性を有する材料を含んで構成されている請求項1ないし5のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第2正孔輸送層において、前記低分子の正孔輸送材料と、前記高分子の正孔輸送材料との質量比は、50:50〜90:10である請求項1ないし6のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記高分子の正孔輸送材料は、少なくとも1つの下記式(XI)の構造単位を含むポリマーである請求項7に記載の発光装置。
Rは、それぞれ独立して同一または異なって、H、D、F、Cl、Br、I、N(R1)2、CN、NO2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1 、それぞれ1つ以上の基R1で置換されてもよい1〜40のC原子を有する直鎖状のアルキル、アルコキシまたはチオアルキル基または3〜40のC原子を有する分枝状または環状のアルキル、アルコキシまたはチオアルキル基であり、1つ以上の隣接しないCH2基は、R1C=CR1、C≡C、Si(R1)2、C=O、C=S、C=NR1、P(=O)(R1)、SO、SO2、NR1、O、SまたはCONR1で交換されてもよく、1つ以上のH原子は、D、F、Cl、Br、IまたはCN、またはそれぞれ1つ以上の基R1で置換されてもよい5〜60の芳香族環原子を有する単環式または多環式の芳香族またはヘテロ芳香族環系、または1つ以上の基R1で置換されてもよい5〜60の芳香族環原子を有するアリールオキシまたはヘテロアリールオキシ基、または1つ以上の基R1で置換されてもよい5〜60の芳香族環原子を有するアラルキルまたはヘテロアラルキル基、または1つ以上の基R1で置換されてもよい10〜40の芳香族環原子を有するジアリールアミノ基、ジヘテロアリールアミノ基またはアリールヘテロアリールアミノ基、2つ以上の基Rは、互いに単環式または多環式の脂肪族、芳香族および/またはベンゾ縮合環系を形成してもよく、
R1は、それぞれ独立して同一または異なって、H、D、Fまたは1つ以上のH原子がFで交換されてもよい1〜20のC原子を有する脂肪族炭化水素基あるいは5〜20のC原子を有する芳香族および/またはヘテロ芳香族炭化水素基であり、2つ以上の基R1は、互いに単環式または多環式の脂肪族または芳香族環系を形成してもよく、
破線は、前記ポリマー中の隣接する構造単位との結合を示す。] - 前記共通正孔輸送層の構成材料は、電子ブロック性を有する請求項1ないし8のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第1発光機能層の構成材料は、低分子材料を主材料として構成されている請求項1ないし9のいずれか1項に記載の発光装置。
- さらに、第3陽極と、前記共通陰極と、前記第3陽極と前記共通陰極との間に設けられている第3正孔輸送層と、前記第3正孔輸送層と前記共通陰極との間に前記第3正孔輸送層に接した状態で設けられている第3発光機能層と、を有する第3発光素子を備え、
前記共通正孔輸送層は、前記第3発光機能層に接しており、
前記第1発光素子、前記第2発光素子および前記第3発光素子は、互いに発光色が異なる請求項1ないし10のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記第1発光素子の発光色は、赤色であり、
前記第2発光素子の発光色は、青色であり、
前記第3発光素子の発光色は、緑色である請求項11に記載の発光装置。 - 請求項1ないし12のいずれか1項に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。
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