JP7063452B2 - 有機el素子 - Google Patents
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Description
第1の基板と、第1の電極と、有機EL層と、第2の電極と、位相調整層とを含み、
前記有機EL層は、発光層を含み、
前記第1の電極と、前記有機EL層と、前記第2の電極とが、この順序で積層されており、
前記第1の基板は、非発光面側の基板であり、
前記第1の電極および前記第2の電極は、一方が陽極であり、他方が陰極であり、
前記第1の電極は、透明電極であり、
前記第2の電極は、前記有機EL層の面方向において間隔をあけて配置されており、
前記位相調整層は、位相変換層および偏光層の少なくとも一方であることを特徴とする。
図1は、本実施形態における有機EL素子1を横からみた模式図(断面図)である。本実施形態の有機EL素子1は、ボトムエミッションタイプの有機EL素子であり、図1において、下方向が、有機EL素子1の本来の発光方向(発光面側)であり、上方向が、本来の非発光方向(非発光面側)である。図1に示すように、本実施形態の有機EL素子1は、前記第1の基板である基板10と、前記第1の電極である陽極11と、有機EL層12と、前記第2の電極である陰極13と、中間層14と、前記位相調整層である位相変換層15と、前記第2の基板である封止基板16とを含む。有機EL素子1は、基板10上に、陽極11、有機EL層12、および陰極13が、前記順序で積層されている。封止基板16は、中間層14を挟んで基板10に対向して配置されている。有機EL層12は、正孔注入層121と、正孔輸送層122と、発光層123と、電子輸送層124と、電子注入層125とを含み、これらが前記順序で積層されている。そして、本実施形態において、位相変換層15は、封止基板16の有機EL層12との対向面(図1における下面)に配置されている。陰極13は、後述するように、スリット状に間隔をあけて配置されている。なお、正孔注入層121、正孔輸送層122、電子輸送層124、電子注入層125、および中間層14は、必須の構成要件ではなく、有機EL素子1に含まれてもよいし、含まれなくてもよい。また、有機EL素子1において、陽極11と陰極13とが、前記順序とは逆に積層されていてもよい。この場合、陽極11が、スリット状に間隔をあけて配置されている。
(I)発光層から出射し、有機EL素子における界面のうち発光層よりも陽極側の界面で反射した光
(II)発光層から出射し、陰極における有機EL層に面する側の界面で反射し、さらに、前記陽極側の界面で反射した光
(III)発光層から出射し、陰極方向に出射した光
本実施形態の有機EL素子1は、図4に示すように、位相変換層15が、陽極11と基板10との間に配置されている点以外は、実施形態1の有機EL素子1と同様である。
本実施形態の有機EL素子2は、図5に示すように、位相変換層15を含まない点、陰極13が、所定の幅で配置されている点、および、陰極13が、所定の間隔をあけて配置されている点以外は、実施形態1の有機EL素子1と同様である。
本実施形態の有機EL素子を作製し、光漏れを測定した。ただし、本発明は、以下の例には限定されない。
透明基板に、透明電極(陽極電極層)、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、赤色発光材料と緑色発光材料の共蒸着層、青色発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、陰極電極層、および保護膜を形成した。前記正孔注入層、前記正孔輸送層、前記電子ブロック層、前記正孔ブロック層、前記電子輸送層、および前記電子注入層は、物理気相蒸着(PVD)により形成した。前記発光層は、ホスト材料に各色のドーパント(ゲスト材料)をドーピング(共蒸着)することにより形成した。前記透明電極は、スパッタリング法により一様に成膜した後、フォトエッチングおよびフォトリソグラフィ法を用いて、陽極電極のパターンを形成した。陰極層のスリット等のパターニングには、パターンを形成する部分に孔を形成したステンシルマスク(メタルマスク)を使用した。前記保護膜は、化学気相蒸着法(CVD)を用いて形成した。
陽極電極層:ITO 150nm
正孔注入層:銅フタロシアニン 15nm
正孔輸送層:α-NPD 45nm
赤色緑色発光層:CBP+Btp2Ir(acac)/CBP+Ir(ppy)3 20nm
青色発光層:CBP+FIr(pic)10nm
正孔ブロック層:BCP 5nm
電子輸送層:Alq3 40nm
電子注入層:LiF 1.5nm
陰極電極層:Al 100nm
保護膜:シリコン酸窒化膜 SiON 150nm
前記作製した有機EL素子について、輝度計(二次元色彩輝度計、コニカミノルタ社製、CA-2500)を用いて、前記素子の正面側(本来の発光方向、発光面側)および裏面側(本来の非発光方向、非発光面側)の輝度を測定した。光漏れの値は、前記輝度の測定値に基づき、測定対象の素子における正面側および裏面側の輝度の比(%)として算出した。そして、前記光漏れの値について、素子間の比較を行なった。前記素子間の比較のため、前記輝度の測定は、前記素子における発光部の面積および正面輝度を揃えて行った。また、前記測定において、前記測定面への光の反射を防ぐため、測定面とは反対の面には、光吸収シートを配置した。
(3)透過率の測定
さらに、前記素子の正面側(本来の発光方向、発光面側)と裏面側(本来の非発光方向、非発光面側)における輝度の前記測定値から、前記素子の透過率を算出した。前記透過率は、裏面側における前記輝度を正面側における前記輝度で除算した値(%)とした。
・陰極の幅:10μm
・陰極間の間隙:25μm
・陰極の幅と陰極間の間隙との比:0.4
比較例(1-1)
・陰極の幅:10μm
・陰極間の間隙:90μm
・陰極の幅と陰極間の間隙との比:0.11
・陰極の幅:30μm
・陰極間の間隙:100μm
・陰極の幅と陰極間の間隙との比:0.3
比較例(1-2)
・陰極の幅:30μm
・陰極間の間隙:5.5μm
・陰極の幅と陰極間の間隙との比:5.5
・陰極の幅:40μm
・陰極間の間隙:10μm
・陰極の幅と陰極間の間隙との比:4
比較例(1-3)
・陰極の幅:40μm
・陰極間の間隙:5μm
・陰極の幅と陰極間の間隙との比:8
・陰極の幅:50μm
・陰極間の間隙:150μm
・陰極の幅と陰極間の間隙との比:0.33
比較例(1-4)
・陰極の幅:50μm
・陰極間の間隙:333μm
・陰極の幅と陰極間の間隙との比:0.15
・陰極の幅:150μm
・陰極間の間隙:50μm
・陰極の幅と陰極間の間隙との比:3
比較例(1-5)
・陰極の幅:150μm
・陰極間の間隙:15μm
・陰極の幅と陰極間の間隙との比:10
本実施形態の有機EL素子3は、図6に示すように、位相変換層15に代えて、偏光層35を含む点以外は、実施形態1の有機EL素子1と同様である。
本実施形態の有機EL素子4は、図7に示すように、位相変換層451が、1/4波長位相変換層である点、および偏光層452を含む点以外は、実施形態1の変形例における有機EL素子1と同様である。
本実施形態の有機EL素子5は、ボトムエミッションタイプの有機EL素子であることに代えて、トップエミッションタイプの有機EL素子であること以外は、実施形態1の有機EL素子1と同様である。有機EL素子5は、図8に示すように、基板50と、陽極51と、有機EL層52と、陰極53と、位相変換層55と、封止基板56とを含み、基板50上に、陽極51、有機EL層52、陰極53、および封止基板56が、前記順序で積層されている。有機EL層52は、正孔注入層521と、正孔輸送層522と、発光層523と、電子輸送層524と、電子注入層525とを含み、これらが前記順序で積層されている。そして、本実施形態において、位相変換層55は、基板50の上面(有機EL層52側)に接して配置されている。陽極51は、スリット状に間隔をあけて配置されている。
本発明の有機EL照明装置は、前記本発明の有機EL素子を含むことを特徴とする。本発明の有機EL照明装置によれば、非発光面側からの発光を抑制できる。
第1の基板と、第1の電極と、有機EL層と、第2の電極と、位相調整層とを含み、
前記有機EL層は、発光層を含み、
前記第1の電極と、前記有機EL層と、前記第2の電極とが、この順序で積層されており、
前記第1の基板は、非発光面側の基板であり、
前記第1の電極および前記第2の電極は、一方が陽極であり、他方が陰極であり、
前記第1の電極は、透明電極であり、
前記第2の電極は、前記有機EL層の面方向において間隔をあけて配置されており、
前記位相調整層は、位相変換層および偏光層の少なくとも一方であることを特徴とする有機EL素子。
前記第2の電極が、スリット状またはグリッド状に配置されている、付記1記載の有機EL素子。
さらに、第2の基板を含み、
前記第2の基板は、発光面側の基板であり、
前記第2の基板は、透明基板であり、
前記第2の基板上に、前記第1の電極が配置されている、付記1または2記載の有機EL素子。
前記第1の基板に、前記位相調整層が配置されている、付記1から3のいずれかに記載の有機EL素子。
前記偏光層が、前記第2の電極間の間隙に沿った方向の偏光成分を持つ光を吸収または反射する、付記1から4のいずれかに記載の有機EL素子。
前記位相変換層が、前記位相調整層を透過する光の位相を、前記光の波長の1/2ずらす、付記1から5のいずれかに記載の有機EL素子。
前記第2の電極が、前記偏光層である、付記1から3のいずれかに記載の有機EL素子。
前記第2の電極の幅、および前記第2の電極間の間隙の幅が、それぞれ、300μm未満である、付記7記載の有機EL素子。
前記第2の基板と前記第1の電極との間に、前記位相調整層が配置されている、付記3記載の有機EL素子。
前記位相調整層が、前記第2の電極間の間隙に対応するように配置されている、付記1から8のいずれかに記載の有機EL素子。
前記位相調整層が、前記第2の電極間の間隙に対し、1つおきに対応するように配置されている、付記1から10のいずれかに記載の有機EL素子。
付記1から11のいずれかに記載の有機EL素子を含むことを特徴とする、有機EL照明装置。
10、50 基板
11、51 陽極
12、52 有機EL層
121、521 正孔注入層
122、522 正孔輸送層
123、523 発光層
124、524 電子輸送層
125、525 電子注入層
13、53 陰極
14 中間層
15、451 位相変換層
35、452 偏光層
16、56 封止基板
Claims (6)
- 非発光面側からの発光を抑制し得る有機EL素子であって、
第1の基板と、第1の電極と、有機EL層と、第2の電極と、位相調整層とを含み、
前記有機EL層は、発光層を含み、
前記第1の基板と、前記第1の電極と、前記有機EL層と、前記第2の電極と、前記位相調整層とが、この順序で積層されており、
前記第1の基板は、正面側としての発光面側の基板であり、
前記第1の基板は、透明基板であり、
前記第1の電極および前記第2の電極は、一方が陽極であり、他方が陰極であり、
前記第1の電極は、透明電極であり、
前記第2の電極は、前記有機EL層の面方向において間隔をあけて配置されており、
前記位相調整層は、透過する光の位相を140~220度の範囲でずらす位相変換層であって、前記位相変換層を透過する光と透過しない光とが生じるように、間隔を開けて配置された前記第2の電極間の間隙に対してとびとびに配置されていることを特徴とする有機EL素子。 - 非発光面側からの発光を抑制し得る有機EL素子であって、
第1の基板と、第1の電極と、有機EL層と、第2の電極と、位相調整層とを含み、
前記有機EL層は、発光層を含み、
前記第1の基板と、前記位相調整層と、前記第1の電極と、前記有機EL層と、前記第2の電極とが、この順序で積層されており、
前記第1の基板は、正面側としての発光面側の基板であり、
前記第1の基板は、透明基板であり、
前記第1の電極および前記第2の電極は、一方が陽極であり、他方が陰極であり、
前記第1の電極は、透明電極であり、
前記第2の電極は、前記有機EL層の面方向において間隔をあけて配置されており、
前記位相調整層は、透過する光の位相を70~110度の範囲でずらす位相変換層であって、前記位相変換層を透過する光と透過しない光とが生じるように、間隔を開けて配置された前記第2の電極間の間隙に対してとびとびに配置されていることを特徴とする有機EL素子。 - 非発光面側からの発光を抑制し得る有機EL素子であって、
第1の基板と、第1の電極と、有機EL層と、第2の電極と、位相調整層と、第2の基板とを含み、
前記有機EL層は、発光層を含み、
前記第1の基板と、前記第1の電極と、前記有機EL層と、前記第2の電極と、前記位相調整層と、前記第2の基板とが、この順序で積層されており、
前記第1の基板は、正面側としての発光面側の基板であり、
前記第1の基板は、透明基板であり、
前記第1の電極および前記第2の電極は、一方が陽極であり、他方が陰極であり、
前記第1の電極は、透明電極であり、
前記第2の電極は、前記有機EL層の面方向において間隔をあけてスリット状に配置されており、
前記位相調整層は、偏光した光を吸収する偏光層であって、前記第2の基板上に配置されていることを特徴とする有機EL素子。 - 非発光面側からの発光を抑制し得る有機EL素子であって、
第1の基板と、第1の電極と、有機EL層と、第2の電極と、位相調整層とを含み、
前記有機EL層は、発光層を含み、
前記第1の基板は、正面側としての発光面側の基板であり、
前記第1の基板は、透明基板であり、
前記第1の電極および前記第2の電極は、一方が陽極であり、他方が陰極であり、
前記第1の電極は、透明電極であり、
前記第2の電極は、前記有機EL層の面方向において間隔をあけて配置されており、
前記位相調整層は、1/4波長位相変換層および透過する光を偏光する偏光層であって、
前記第1の基板と、前記位相変換層と、前記偏光層と、前記第1の電極と、前記有機EL層と、前記第2の電極とが、この順序で積層されていることを特徴とする有機EL素子。 - さらに、第2の基板を含み、
前記第1の基板と、前記第1の電極と、前記有機EL層と、前記第2の電極と、前記第2の基板とが、この順序で積層されており、
前記第2の基板は、封止基板である請求項1,2及び4のいずれか一項に記載の有機EL素子。 - 前記第2の電極が、スリット状またはグリッド状に配置されている、請求項1,2,4及び5のいずれか一項に記載の有機EL素子。
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