JP7346517B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、発光装置、または該発光装置を有する表示装置、電子機器、及び照
明装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明
の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明の一態様
は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マ
ター)に関する。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野
としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶
装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる
近年、エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence:EL)
を利用した発光装置の研究開発が盛んに行われている。これら発光装置の基本的な構成は
、一対の電極間に発光性の物質を含む層(EL層)を挟んだ構成である。この素子の電極
間に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
上述の発光装置は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バッ
クライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製で
き、応答速度が高いなどの利点も有する。
また、上述の発光装置を表示装置に用いる場合、画素中の各副画素にそれぞれ互いに異
なる色の光を呈する機能を有するEL層を設ける方法(以下、塗り分け方式と呼ぶ)と、
画素中の副画素に例えば白色の光を呈する機能を有する共通のEL層を設け、各副画素に
それぞれ異なる色の光を透過する機能を有するカラーフィルタを設ける方法(以下、カラ
ーフィルタ方式と呼ぶ)がある。
カラーフィルタ方式の利点としては、全副画素でEL層を共通とすることができるため
、塗り分け方式と比較して、EL層の材料の損失が少なく、またEL層形成時に要する工
程を少なくできるため、表示装置を低コストで高い生産性をもって製造できることが挙げ
られる。次に、塗り分け方式においては、各副画素のEL層の材料が互いに混入すること
を防ぐために、各副画素間に余白が必要となるが、カラーフィルタ方式では当該余白が不
要であるため、より画素の密度が高く高精細な表示装置を実現することが挙げられる。
上記発光装置は、EL層に含まれる発光性の物質の種類によって、様々な発光色を提供
することができる。照明装置への応用を考えた場合、白色またはそれに近い色の発光を呈
する高効率な発光装置が求められている。また、カラーフィルタ方式の表示装置への応用
を考えた場合、色純度が高い発光を呈する高効率な発光装置が求められている。また、こ
れらに用いる発光装置としては、消費電力の少ない発光装置が求められている。
発光装置の発光効率を向上させるためには、発光装置からの光の取出し効率を向上させ
ることが重要である。発光装置からの光の取り出し効率を向上させるために、一対の電極
間で光の共振効果を利用した微小光共振器(マイクロキャビティ)構造を採用し、特定波
長における光強度を増加させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、白色を発光する発光装置として、複数のEL層の間に電荷発生層を設ける素子(
タンデム素子ともいう)が提案されている。
特開2012-182127号公報
フルカラー表示が可能な表示装置を製造する方法として、塗り分け方式では、微細な開
口を有するシャドウマスクを用いて必要な副画素のみに発光層を蒸着する工程が必要であ
るため、シャドウマスクの開口部を所望の位置に配置(アライメントともいう)する精度
が高く要求される。また、必要な副画素に発光層を塗り分けるときに、隣接する副画素に
発光性の物質が混入する場合があるため、表示装置の製造における歩留りが低下するとい
う課題がある。また、画素密度が高く高精細な表示が可能な表示装置においては、さらに
高いアライメント精度が要求されるため、表示装置の製造における歩留りが低下し、製造
コストが増大するという課題がある。
これに対して、カラーフィルタ方式では、上記のような微細な開口を有するシャドウマ
スクが不要なため、表示装置を高い生産性をもって製造することができる。しかしながら
、カラーフィルタ方式では、例えば白色発光する発光層を、各副画素に共通に成膜するた
め、各副画素が呈する発光には所望の色の光だけでなく、他の色の光も含んでしまう。そ
のため、カラーフィルタ方式は、塗り分け方式と比べて、光の色純度が低いという課題や
光の利用効率が悪いという課題がある。
そのため、生産性に優れた発光装置が求められている。また、発光効率が高い発光装置
が求められている。また、光の利用効率が高い発光装置が求められている。また、色純度
が高い光を呈する発光装置が求められている。
したがって、本発明の一態様では、発光効率が高い発光装置を提供することを課題の一
とする。または、本発明の一態様では、消費電力が低減された発光装置を提供することを
課題の一とする。または、本発明の一態様では、成膜工程数が比較的少なく製造しやすい
発光装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、色純度が高い
光を呈する発光装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、色
再現性が高い発光装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、
新規な発光装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な
表示装置を提供することを課題の一とする。
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必
ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載
から自ずと明らかであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能であ
る。
本発明の一態様は、互いに異なる電極構造を有する複数の発光素子を有する発光装置で
あって、マイクロキャビティ構造を有する発光素子と、マイクロキャビティ構造を有さな
い発光素子とを有する発光装置である。
また、本発明の一態様は、第1の発光素子と、第2の発光素子と、を有する発光装置で
あって、第1の発光素子は、第1の電極と、第2の電極と、第1の発光層と、を有し、第
2の発光素子は、第1の電極と、第3の電極と、第1の発光層と、を有し、第2の電極は
、第1の導電膜のみからなり、第3の電極は、第2の導電膜と、第2の導電膜上の第3の
導電膜と、を有し、第1の電極は、光を反射する機能を有し、第2の導電膜は、光を反射
する機能と、光を透過する機能と、を有し、第1の導電膜、及び第3の導電膜は、光を透
過する機能を有する発光装置である。
上記構成において、第1の発光素子は、青色の波長領域、緑色の波長領域、黄色の波長
領域、及び赤色の波長領域、の少なくとも一に発光スペクトルピークを有する発光を呈す
る機能を有し、第2の発光素子は、青色の波長領域、緑色の波長領域、及び赤色の波長領
域、のいずれか一に発光スペクトルピークを有する発光を呈する機能を有すると好ましい
また、本発明の他の一態様は、第1の発光素子と、第2の発光素子と、第3の発光素子
と、第4の発光素子と、を有する発光装置であって、第1の発光素子は、第1の電極と、
第2の電極と、第1の発光層と、第2の発光層と、を有し、第2の発光素子は、第1の電
極と、第3の電極と、第1の発光層と、第2の発光層と、を有し、第3の発光素子は、第
1の電極と、第4の電極と、第1の発光層と、第2の発光層と、を有し、第4の発光素子
は、第1の電極と、第5の電極と、第1の発光層と、第2の発光層と、を有し、第2の電
極は、第1の導電膜のみからなり、第3の電極は、第2の導電膜と、第2の導電膜上の第
3の導電膜と、を有し、第4の電極は、第2の導電膜と、第2の導電膜上の第4の導電膜
と、を有し、第5の電極は、第2の導電膜と、第2の導電膜上の第5の導電膜と、を有し
、第3の導電膜は、第4の導電膜より厚い領域を有し、第1の電極は、光を反射する機能
を有し、第2の導電膜は、光を反射する機能と、光を透過する機能と、を有し、第1の導
電膜、第3の導電膜、第4の導電膜、及び第5の導電膜は、光を透過する機能を有する発
光装置である。
また、上記構成において、第4の導電膜は、第5の導電膜より厚い領域を有し、第1の
導電膜は、第5の導電膜より厚い領域を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第1の電極と第1の導電膜との距離、第1の電極と第3の
導電膜との距離、第1の電極と第4の導電膜との距離、及び第1の電極と第5の導電膜と
の距離は、それぞれ等しい領域があると好ましい。
また、本発明の他の一態様は、第1の発光素子と、第2の発光素子と、第3の発光素子
と、第4の発光素子と、を有する発光装置であって、第1の発光素子は、第1の電極と、
第2の電極と、第2の電極上の第1のキャリア注入層と、第1の発光層と、第2の発光層
と、を有し、第2の発光素子は、第1の電極と、第3の電極と、第3の電極上の第2のキ
ャリア注入層と、第1の発光層と、第2の発光層と、を有し、第3の発光素子は、第1の
電極と、第3の電極と、第3の電極上の第3のキャリア注入層と、第1の発光層と、第2
の発光層と、を有し、第4の発光素子は、第1の電極と、第3の電極と、第3の電極上の
第4のキャリア注入層と、第1の発光層と、第2の発光層と、を有し、第2の電極は、第
1の導電膜のみからなり、第3の電極は、第2の導電膜と、第2の導電膜上の第3の導電
膜と、を有し、第2のキャリア注入層は、第3のキャリア注入層より厚い領域を有し、第
1の電極は、光を反射する機能を有し、第2の導電膜は、光を反射する機能と、光を透過
する機能と、を有し、第1の導電膜、及び第3の導電膜は、光を透過する機能を有する発
光装置である。
上記構成において、第3のキャリア注入層は、第4のキャリア注入層より厚い領域を有
し、第1の導電膜と第1のキャリア注入層の厚さの和は、第3の導電膜と第4のキャリア
注入層の厚さの和より厚いと好ましい。
また、上記各構成において、第1の電極と第1のキャリア注入層との距離、第1の電極
と第2のキャリア注入層との距離、第1の電極と第3のキャリア注入層との距離、及び第
1の電極と第4のキャリア注入層との距離は、それぞれ等しい領域があると好ましい。
また、上記各構成において、第1のキャリア注入層、第2のキャリア注入層、第3のキ
ャリア注入層、及び第4のキャリア注入層は、金属酸化物を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第1の発光素子は、青色の波長領域、緑色の波長領域、黄
色の波長領域、及び赤色の波長領域、の少なくとも一に発光スペクトルピークを有する発
光を呈する機能を有し、第2の発光素子は、赤色の波長領域に発光スペクトルピークを有
する発光を呈する機能を有し、第3の発光素子は、緑色の波長領域に発光スペクトルピー
クを有する発光を呈する機能を有し、第4の発光素子は、青色の波長領域に発光スペクト
ルピークを有する発光を呈する機能を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第1の発光素子、第2の発光素子、第3の発光素子、及び
第4の発光素子は、第1の発光層と、第2の発光層との間に、さらに電荷発生層を有する
と好ましい。
また、上記各構成において、第1の発光素子、第2の発光素子、第3の発光素子、及び
第4の発光素子は、さらに第3の発光層を有すると好ましい。また、第2の発光層と、第
3の発光層とは、接する領域を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第2の導電膜は、厚さが1nm以上30nm以下の金属を
有すると好ましい。また、第2の導電膜は、Agを有すると好ましい。
また、上記各構成において、第1の導電膜、第3の導電膜、第4の導電膜、及び第5の
導電膜は、金属酸化物または有機導電体を有すると好ましい。また、第1の導電膜、第3
の導電膜、第4の導電膜、及び第5の導電膜は、InまたはZnのうち少なくとも一つを
有すると好ましい。
また、上記各構成において、第1の電極は、金属を有すると好ましい。また、第1の電
極は、AgまたはAlの少なくとも一を有すると好ましい。
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光装置と、カラーフィルタまたはトラン
ジスタの少なくとも一と、を有する表示装置である。また、本発明の他の一態様は、当該
表示装置と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一と、を有する電子機器である。また
、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光装置と、筐体またはタッチセンサの少なくと
も一と、を有する照明装置である。また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置
だけでなく、発光素子を有する電子機器も範疇に含める。従って、本明細書中における発
光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源(照明装置含む)を指す。また、発光装置
にコネクター、例えばFPC(Flexible printed circuit)、
TCP(Tape Carrier Package)が取り付けられた表示モジュール
、TCPの先にプリント配線板が設けられた表示モジュール、または発光素子にCOG(
Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装された表示モジュ
ールも発光装置を含む場合がある。
本発明の一態様により、発光効率が高い発光装置を提供することができる。または、本
発明の一態様では、消費電力が低減された発光装置を提供することができる。または、本
発明の一態様では、成膜工程数が比較的少なく製造しやすい発光装置を提供することがで
きる。または、本発明の一態様では、色純度が高い光を呈する発光装置を提供することが
できる。または、本発明の一態様では、色再現性が高い発光装置を提供することができる
。または、本発明の一態様では、新規な発光装置を提供することができる。または、本発
明の一態様では、新規な表示装置を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、
必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書
、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかであり、明細書、図面、請求項などの記載
から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
本発明の一態様の発光装置の断面模式図。 本発明の一態様の発光装置の断面模式図。 本発明の一態様の発光装置の断面模式図。 本発明の一態様の発光装置の断面模式図。 本発明の一態様の発光装置の断面模式図。 本発明の一態様の発光装置の断面模式図。 本発明の一態様の発光装置の断面模式図。 本発明の一態様の発光装置の断面模式図。 本発明の一態様の発光装置の断面模式図。 本発明の一態様の発光装置の断面模式図。 本発明の一態様の発光装置の断面模式図。 本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明する断面模式図。 本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明する断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層に係るエネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層に係るエネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層に係るエネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様の表示装置を説明する上面図及び断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 EL層の作製方法を説明する断面模式図。 液滴吐出装置を説明する概念図。 本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図及び回路図。 本発明の一態様の表示装置の画素回路を説明する回路図。 本発明の一態様の表示装置の画素回路を説明する回路図。 本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す斜視図。 本発明の一態様の表示装置、及びタッチセンサの一例を示す断面図。 本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す断面図。 本発明の一態様に係るタッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。 本発明の一態様に係るタッチセンサの回路図。 本発明の一態様の表示装置の構成を説明する図。 本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図。 本発明の一態様の表示装置の画素の回路を説明する図。 本発明の一態様の表示装置の構成を説明する図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の表示装置を説明する斜視図。 本発明の一態様の発光装置を説明する斜視図及び断面図。 本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。 本発明の一態様の照明装置及び電子機器を説明する図。 本発明の一態様の照明装置について説明する図。 実施例に係る、発光素子を説明する断面模式図。 実施例に係る、発光素子の輝度-電流密度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度-電流密度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電流密度-電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電流密度-電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電流効率-輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電流効率-輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。
以下、本発明の実施の態様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が可能である。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ない。
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、
実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、
必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
また、本明細書等において、第1、第2等として付される序数詞は便宜上用いており、
工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第1の」を「第2の」又
は「第3の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載され
ている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合が
ある。
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを
指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ
替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変
更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」
という用語に変更することが可能な場合がある。
また、本明細書等において、一重項励起状態は、励起エネルギーを有する一重項状態の
ことである。また、一重項励起エネルギー準位の最も低い準位(S1準位)は、最も低い
一重項励起状態(S1状態)の励起エネルギー準位のことである。また、三重項励起状態
は、励起エネルギーを有する三重項状態のことである。また、三重項励起エネルギー準位
の最も低い準位(T1準位)は、最も低い三重項励起状態(T1状態)の励起エネルギー
準位のことである。なお、本明細書等において、単に一重項励起状態および一重項励起エ
ネルギー準位と表記した場合であっても、S1状態およびS1準位を表す場合がある。ま
た、三重項励起状態および三重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、T1状
態およびT1準位を表す場合がある。
また、本明細書等において蛍光材料とは、一重項励起状態から基底状態へ緩和する際に
可視光領域に発光を与える材料である。燐光材料とは、三重項励起状態から基底状態へ緩
和する際に、室温において可視光領域に発光を与える材料である。換言すると燐光材料と
は、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な材料の一つである。
なお、本明細書等において、室温とは、0℃以上40℃以下のいずれかの温度をいう。
また、色とは、一般に色相(単色光の波長に相当)、彩度(あざやかさ即ち白みを帯び
ていない度合)および明度(明るさ即ち光の強弱)の三要素によって規定される。また、
本明細書等において色とは、上述の三要素のうちのいずれか一つの要素のみ、または任意
で選んだ2つの要素のみを示してもよい。また、本明細書において、2つの光の色が異な
るとは、上述の三要素のうちいずれか少なくとも一つが異なることをいい、さらに、2つ
の光のスペクトルの形状若しくは各ピークの相対強度の分布が異なることをも含む。
また、本明細書等において、青色の波長領域とは、400nm以上480nm未満の波
長領域であり、青色の発光は該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有す
る。また、緑色の波長領域とは、480nm以上550nm未満の波長領域であり、緑色
の発光は該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、黄色の波
長領域とは、550nm以上600nm未満の波長領域であり、黄色の発光は該波長領域
に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、赤色の波長領域とは、600
nm以上740nm以下の波長領域であり、赤色の発光は該波長領域に少なくとも一つの
発光スペクトルピークを有する。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置について、図1乃至図13を用いて以下
説明する。
<発光装置の構成例1>
まず、本発明の一態様の発光装置の構成について、図1を用いて、以下説明する。
図1は、本発明の一態様の発光装置150の断面模式図である。
発光装置150は、基板200上に、発光素子221Wと、発光素子221と、を有す
る。
また、発光素子221Wは、電極101と、電極102と、該電極間に設けられたEL
層100とを有する。また、発光素子221は、電極101と、電極103と、該電極間
に設けられたEL層100とを有する。また、電極102は、導電膜を有し、電極103
は、導電膜104と、導電膜106と、を有する。また、EL層100は、少なくとも発
光層130を有する。
また、図1に示すEL層100は、発光層130の他に、正孔注入層111、正孔輸送
層112、電子輸送層118、及び電子注入層119等の機能層を有する。
なお、本実施の形態においては、電極101を陰極として、電極102及び電極103
を陽極として説明するが、発光装置150の構成としては、その限りではない。つまり、
電極101を陽極とし、電極102及び電極103を陰極とし、EL層100の積層を、
逆の順番にしてもよい。すなわち、陽極側から、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と
、電子輸送層と、電子注入層と、が積層する順番とすればよい。
なお、EL層100の構成は、図1に示す構成に限定されず、正孔注入層111、正孔
輸送層112、電子輸送層118、及び電子注入層119の中から選ばれた少なくとも一
つを有する構成とすればよい。または、EL層100は、キャリア(正孔もしくは電子)
の注入障壁を低減する、キャリア(正孔もしくは電子)の輸送性を向上する、キャリア(
正孔もしくは電子)の輸送性を阻害する、または電極による消光現象を抑制する、ことが
できる等の機能を有する機能層を有する構成としてもよい。なお、機能層はそれぞれ単層
であっても、複数の層が積層された構成であってもよい。
なお、図1において、正孔注入層111、正孔輸送層112、発光層130、電子輸送
層118、電子注入層119、及び電極101は、各発光素子でそれぞれ分離された状態
で例示しているが、各発光素子で分離せずに共通して用いることができる。
本発明の一態様の発光装置150においては、発光素子221Wの一対の電極(電極1
01及び電極102)間、及び発光素子221の一対の電極(電極101及び電極103
)間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔(ホール)が、それぞ
れEL層100に注入され、電流が流れる。そして、注入されたキャリア(電子及び正孔
)が再結合することによって、励起子が形成される。発光材料を有する発光層130にお
いて、キャリア(電子及び正孔)が再結合し、励起子が形成されると、発光層130が有
する発光材料が励起状態となり、発光材料から発光が得られる。
発光層130は、紫色、青色、青緑色、緑色、黄緑色、黄色、黄橙色、橙色、または赤
色の光を呈する発光材料の中から選ばれるいずれか一つまたは複数を有すると好ましい。
また、発光層130は、2層が積層された構成としてもよい。2層の発光層に、第1の
化合物及び第2の化合物という、異なる色を呈する機能を有する2種類の発光材料をそれ
ぞれ用いることで、複数の発光を同時に得ることができる。特に発光層130が呈する発
光が白色またはそれに近い色となるよう、発光層に用いる発光材料を選択すると好ましい
また、発光層130は、3層以上が積層された構成としても良く、発光材料を有さない
層が含まれていても良い。
電極101は、可視光を反射する機能を有する。また、電極102が有する導電膜及び
導電膜106は、可視光を透過する機能を有する。また、導電膜104は、可視光を反射
する機能と透過する機能とを有する。したがって、電極102は、可視光を透過する機能
を有し、電極103は、可視光を反射する機能と透過する機能とを有する。
そのため、発光素子221W及び発光素子221が呈する光は、それぞれ電極102及
び電極103を通して外部へ射出される。すなわち、発光装置150は、下面射出型(ボ
トムエミッション型ともいう)の発光装置である。ただし、本発明の一態様はこれに限定
されず、発光素子が形成される基板200の上方及び下方の双方に取り出す両面射出型(
デュアルエミッション型ともいう)の発光装置であってもよい。
また、発光素子221は、マイクロキャビティ構造を有する。
≪マイクロキャビティ構造≫
発光層130から射出される光は、一対の電極(電極101と電極103)の間で共振
される。また、発光層130は、射出される光のうち所望の波長の光の強度が強まる位置
に形成される。例えば、電極101の反射領域から発光層130の発光領域までの光学距
離と、電極103の反射領域から発光層130の発光領域までの光学距離と、を調整する
ことにより、発光層130から射出される光のうち所望の波長の光の強度を強めることが
できる。
なお、電極101の反射領域から発光層130の発光領域までの光学距離は、電極10
1の反射領域から発光層130の発光領域までの距離と屈折率との積で表される。また、
電極103の反射領域から発光層130の発光領域までの光学距離は、電極103の反射
領域から発光層130の発光領域までの距離と屈折率との積で表される。そのため、発光
素子221においては、導電膜106の厚さを調整することで、発光層130から呈され
る光のうち所望の波長の光の強度を強めることができる。なお、正孔注入層111または
正孔輸送層112のうち少なくとも一つ、あるいは電子注入層119または電子輸送層1
18のうち少なくとも一つ、の厚さを調整することで、発光層130から呈される光のう
ち所望の波長の光の強度を強めても良い。
例えば、電極101及び電極103において、光を反射する機能を有する導電膜の屈折
率が、発光層130の屈折率よりも小さい場合においては、電極103が有する導電膜1
06の膜厚を、電極101と電極103との間の光学距離がmλ/2近傍(mは自然数、
λは発光素子221で強める光の波長を、それぞれ表す)となるよう調整する。
なお、電極101及び電極103の反射領域を厳密に決定することが困難な場合、電極
101及び電極103の任意の領域を反射領域と仮定することで、発光層130から射出
される光の強度を強める光学距離を導出してもよい。また、発光層130の発光領域を厳
密に決定することは困難な場合、発光層130の任意の領域を発光領域と仮定することで
、発光層130から射出される光の強度を強める光学距離を導出してもよい。また、本明
細書等において、λ近傍とは、λに対し、-20nm以上+20nm以下である。
マイクロキャビティ構造を用いることで、所望の波長の光の強度が強まるため、発光素
子221から射出される光は、紫色、青色、青緑色、緑色、黄緑色、黄色、黄橙色、橙色
、及び赤色の中から選ばれるいずれか一つの波長領域に発光スペクトルピークを有する光
となる。なお、発光装置150を表示装置に用いる場合、発光素子221から射出される
光は、青色、緑色、及び赤色のいずれか一の波長領域に発光スペクトルピークを有すると
好ましい。
上記のように、マイクロキャビティ構造を設け、一対の電極間の光学距離を調整するこ
とで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、所望の波長の光に対する光
取り出し効率を高めることができる。また、所望の波長の光の強度が強まるため、高い色
純度を有する発光を得ることができる。
一方、発光素子221Wが有する電極102は、光を透過する機能を有する導電膜のみ
からなるため、発光素子221Wは、マイクロキャビティ構造を有さず、発光層130が
呈する光のうち特定の波長の光の強度が強まることなく外部に取り出される。そのため、
可視光領域の光のうち特に白色またはそれに近い色の光を効率よく外部へ取り出すことが
できる。なお、白色またはそれに近い色の光としては、青色、緑色、黄色、及び赤色の波
長領域の少なくとも一に発光スペクトルピークを有すると好ましい。
そのため、マイクロキャビティ構造を有する発光素子221と、マイクロキャビティ構
造を有さない発光素子221Wとを有する発光装置150は、色純度の高い光と、白色ま
たはそれに近い色の光と、を高い光取り出し効率で取り出すことが可能である。したがっ
て、発光装置150の構成により、色純度が高く、発光効率が高い発光装置を提供するこ
とができる。
また、発光素子221が有するEL層100と発光素子221Wが有するEL層100
とは、同一の工程で形成可能である。そのため、発光装置150は、製造しやすい発光装
置である。
なお、上記構成においては、電極102が有する導電膜及び導電膜106を構成する材
料は、互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。電極102が有する導電膜及
び導電膜106に同じ材料を用いる場合、電極102及び電極103の形成過程における
エッチング工程によるパターン形成が容易になるため好ましい。また、電極102が有す
る導電膜及び導電膜106は、それぞれ2層以上の層が積層された構成であっても良い。
また、発光装置150において、電極101及び導電膜104に同じ材料を用いても良
いし、異なる材料を用いても良い。電極101及び導電膜104に同じ材料を用いる場合
、発光装置150の製造コストを低減できる。なお、電極101及び導電膜104は、そ
れぞれ2層以上の層が積層された構成であっても良い。
導電膜104としては、光が透過できる程度の厚さ(例えば厚さが1nm以上30nm
以下)の金属を好適に用いることができる。該金属として、銀(Ag)または銀(Ag)
を有する合金を用いることで、導電膜104の反射率を高めることが可能となり、発光素
子の発光効率を高めることができ好ましい。また、Agは、可視光領域の光の吸収率が低
いため、光とを透過する程度の厚さにすることで、光が透過する機能と光が反射する機能
とを有する反射膜を構成することができる。
また、電極101として、アルミニウム(Al)または銀(Ag)を有する材料を用い
ることで、電極101の反射率を高めることが可能となり、発光素子の発光効率を高める
ことができ好ましい。なお、Alは材料コストが安く、パターン形成が容易であるため、
発光素子の構造コストを安価にすることができ好ましい。また、Agは、特に高い反射率
を有するため、発光素子の発光効率を高めることができ好ましい。
また、電極102及び導電膜106としては、金属酸化物を好適に用いることができる
。また、該金属酸化物は、インジウム(In)または亜鉛(Zn)のうち少なくとも一つ
を有すると好ましい。金属酸化物がInまたは/及びZnを有することで、導電性を高め
、光の透過率を高めることができる。また、Znは、材料コストが安いため、Znを導電
膜に用いることで、発光素子の製造コストを安価にすることができる。
なお、Alを有する材料とInを有する酸化物とが直接に接する場合、Alを有する材
料とInを有する酸化物との間でイオン化傾向の差が生じることで、当該材料間で電子の
授受が生じ、当該材料を有する電極で電食が生じる場合がある。そのため、Alを有する
材料とInを有する酸化物とが、接しない構成であると好ましい。このことからも、導電
膜104が有する金属としては、Agが特に好ましい。
以上のような発光装置150を、表示装置の画素に用いることで、色純度が高く、発光
効率の高い表示装置を提供することができる。すなわち、発光装置150を有する表示装
置は、消費電力を低減することができる。
<発光装置の構成例2>
次に、図1に示す発光装置150と異なる構成例について、図2を用いて、以下説明を
行う。
図2は、本発明の一態様の発光装置を示す断面模式図である。なお、図2において、図
1に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略す
る場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明
は省略する場合がある。
図2に示す発光装置152は、基板200上に、発光素子221Wと、発光素子221
Rと、発光素子221Gと、発光素子221Bと、を有する。
発光素子221Wは、電極101と、電極102と、該電極間に設けられたEL層10
0とを有する。また、発光素子221Rは、電極101と、電極103Rと、該電極間に
設けられたEL層100とを有する。また、発光素子221Gは、電極101と、電極1
03Gと、該電極間に設けられたEL層100とを有する。また、発光素子221Bは、
電極101と、電極103Bと、該電極間に設けられたEL層100とを有する。また、
電極102は、導電膜を有し、電極103Rは、導電膜104と、導電膜106Rと、を
有し、電極103Gは、導電膜104と、導電膜106Gとを有し、電極103Bは、導
電膜104と、導電膜106Bとを有する。また、EL層100は、少なくとも発光層1
30を有し、発光層130は、例えば、発光層120と発光層140とを有する。
また、図2に示すEL層100は、発光層120及び発光層140の他に、正孔注入層
111、正孔輸送層112、電子輸送層118、及び電子注入層119等の機能層を有す
る。
なお、図2において、正孔注入層111、正孔輸送層112、発光層120、発光層1
40、電子輸送層118、電子注入層119、及び電極101は、各発光素子でそれぞれ
分離された状態で例示しているが、各発光素子で分離せずに共通して用いることができる
発光層120及び発光層140の一方は、紫色、青色、または青緑色の光を呈する発光
材料の中から選ばれるいずれか一つまたは複数を有すると好ましく、他方は、緑色、黄緑
色、黄色、黄橙色、橙色、または赤色の光を呈する発光材料の中から選ばれるいずれか一
つまたは複数を有すると好ましい。
また、発光層120及び発光層140のいずれか一方または双方は、2層が積層された
構成としてもよい。2層の発光層に、第1の化合物及び第2の化合物という、異なる色を
呈する機能を有する2種類の発光材料をそれぞれ用いることで、複数の発光を同時に得る
ことができる。特に発光層120及び発光層140が呈する発光が白色またはそれに近い
色となるよう、発光層120及び発光層140に用いる発光材料をそれぞれ選択すると好
ましい。
また、発光層120及び発光層140のいずれか一方または双方は、3層以上が積層さ
れた構成としても良く、発光材料を有さない層が含まれていても良い。
電極101は、可視光を反射する機能を有する。また、電極102が有する導電膜、導
電膜106R、導電膜106G、及び導電膜106Bは、可視光を透過する機能を有する
。また、導電膜104は、可視光を反射する機能と透過する機能とを有する。したがって
、電極102は、可視光を透過する機能を有し、電極103R、電極103G、及び電極
103Bは、可視光を反射する機能と透過する機能とを有する。
そのため、発光素子221W、発光素子221R、発光素子221G、及び発光素子2
21Bが呈する光は、それぞれ電極102、電極103R、電極103G、及び電極10
3Bを通して外部へ射出される。すなわち、発光装置152は、下面射出型(ボトムエミ
ッション型ともいう)の発光装置である。なお、図2において、各発光素子からの射出さ
れる、白色またはそれに近い色の光(W)、赤色を呈する光(R)、緑色を呈する光(G
)、及び青色を呈する光(B)を、それぞれ破線の矢印で模式的に表している。なお、後
述する発光装置においても同様である。ただし、本発明の一態様はこれに限定されず、発
光素子が形成される基板200の上方及び下方の双方に取り出す両面射出型(デュアルエ
ミッション型ともいう)の発光装置であってもよい。
また、発光素子221Wはマイクロキャビティ構造を有さず、発光素子221R、発光
素子221G、及び発光素子221Bは、マイクロキャビティ構造を有する。
マイクロキャビティ構造により、発光素子221Rは赤色の波長領域の光が、発光素子
221Gは緑色の波長領域の光が、発光素子221Bは青色の波長領域の光が、それぞれ
強まるように電極101と電極103Rとの距離、電極101と電極103Gとの距離、
及び電極101と電極103Bとの距離を、それぞれ調整すると好ましい。
発光素子221Rにおいては導電膜106Rの厚さを調整し、発光素子221Gにおい
ては導電膜106Gの厚さを調整し、発光素子221Bにおいては導電膜106Bの厚さ
を調整することで、発光層120及び発光層140から呈される光のうち、それぞれの発
光素子で所望の波長の光の強度を強めることができる。
導電膜106R、導電膜106G、及び導電膜106Bは、互いに異なる膜厚であって
もよい。例えば、電極101、電極103R、電極103G、及び電極103Bにおいて
、光を反射する機能を有する導電膜の屈折率が、発光層120及び発光層140の屈折率
よりも小さい場合においては、電極103Rが有する導電膜106Rの膜厚を、電極10
1と電極103Rとの間の光学距離がmλ/2近傍(mは自然数、λは発光素子
221Rで強める光の波長を、それぞれ表す)となるよう調整する。また、電極103G
が有する導電膜106Gの膜厚を、電極101と電極103Gとの間の光学距離がmλ
/2近傍(mは自然数、λは発光素子221Gで強める光の波長を、それぞれ表す
)となるよう調整する。また、電極103Bが有する導電膜106Bの膜厚を、電極10
1と電極103Bとの間の光学距離がmλ/2近傍(mは自然数、λは発光素子
221Bで強める光の波長を、それぞれ表す)となるよう調整する。
マイクロキャビティ構造を用いることで、発光素子221Rから射出される光は、赤色
の波長領域に発光スペクトルピークを有し、発光素子221Gから射出される光は、緑色
の波長領域に発光スペクトルピークを有し、発光素子221Bから射出される光は、青色
の波長領域に発光スペクトルピークを有する光となる。
上記のように、マイクロキャビティ構造を設け、各発光素子の一対の電極間の光学距離
を調整することで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、所望の波長の
光に対する光取り出し効率を高めることができる。また、所望の波長の光の強度が強まる
ため、高い色純度を有する発光を得ることができる。
一方、発光素子221Wが有する電極102は、光を透過する機能を有する導電膜のみ
からなるため、発光素子221Wは、マイクロキャビティ構造を有さず、発光層120及
び発光層140が呈する光のうち特定の波長の光の強度が強まることなく外部に取り出さ
れる。そのため、可視光領域の光のうち特に白色またはそれに近い色の光を効率よく外部
へ取り出すことができる。なお、白色またはそれに近い色の光としては、青色、緑色、黄
色、及び赤色の波長領域の少なくとも一に発光スペクトルピークを有すると好ましい。
そのため、マイクロキャビティ構造を有する発光素子221R、発光素子221G、及
び発光素子221Bと、マイクロキャビティ構造を有さない発光素子221Wとを有する
発光装置152は、色純度の高い光と、白色またはそれに近い色の光と、を高い光取り出
し効率で取り出すことが可能である。したがって、発光装置152の構成により、色純度
が高く、発光効率が高い発光装置を提供することができる。
また、発光素子221Rが有するEL層100と、発光素子221Gが有するEL層1
00と、発光素子221Bが有するEL層100と、発光素子221Wが有するEL層1
00とは、同一の工程で形成可能である。そのため、発光装置152は、製造しやすい発
光装置である。
なお、上記構成においては、電極102が有する導電膜、導電膜106R、導電膜10
6G、及び導電膜106Bを構成する材料は、それぞれ互いに同じであっても良いし、異
なっていても良い。電極102が有する導電膜、導電膜106R、導電膜106G、及び
導電膜106Bに同じ材料を用いる場合、電極102、電極103R、電極103G、及
び電極103Bの形成過程におけるエッチング工程によるパターン形成が容易になるため
好ましい。また、電極102が有する導電膜、導電膜106R、導電膜106G、及び導
電膜106Bは、それぞれ2層以上の層が積層された構成であっても良い。
また、発光装置152において、電極101及び導電膜104に同じ材料を用いても良
いし、異なる材料を用いても良い。電極101及び導電膜104に同じ材料を用いる場合
、発光装置152の製造コストを低減できる。なお、電極101及び導電膜104は、そ
れぞれ2層以上の層が積層された構成であっても良い。
以上のような発光装置152を、表示装置の画素に用いることで、色純度が高く、発光
効率の高い表示装置を提供することができる。すなわち、発光装置152を有する表示装
置は、消費電力を低減することができる。
なお、発光装置152における他の構成については、発光装置150の構成を参酌すれ
ばよい。
<発光装置の構成例3>
次に、図2に示す発光装置152と異なる構成例について、図3及び図4を用いて、以
下説明を行う。
図3及び図4は、本発明の一態様の発光装置を示す断面模式図である。なお、図3及び
図4において、図1及び図2に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパ
ターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符
号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図3に示す発光装置154及び図4で示す発光装置156は、基板200上に、発光素
子221Wと、発光素子221Rと、発光素子221Gと、発光素子221Bと、を有す
る。
発光素子221Wは、電極101と、電極102と、該電極間に設けられた複数の発光
ユニット(発光ユニット208及び発光ユニット210)とを有する。また、発光素子2
21Rは、電極101と、電極103Rと、該電極間に設けられた複数の発光ユニット(
発光ユニット208及び発光ユニット210)とを有する。また、発光素子221Gは、
電極101と、電極103Gと、該電極間に設けられた複数の発光ユニット(発光ユニッ
ト208及び発光ユニット210)とを有する。また、発光素子221Bは、電極101
と、電極103Bと、該電極間に設けられた複数の発光ユニット(発光ユニット208及
び発光ユニット210)とを有する。複数の発光ユニットのうちいずれか一つの発光ユニ
ットは、EL層100と同様な構成を有すると好ましい。また、電極102は、可視光を
透過する機能を有する導電膜を有し、電極103Rは、可視光を反射する機能と透過する
機能とを有する導電膜104と、可視光を透過する機能を有する導電膜106Rと、を有
し、電極103Gは、可視光を反射する機能と透過する機能とを有する導電膜104と、
可視光を透過する機能を有する導電膜106Gとを有し、電極103Bは、可視光を反射
する機能と透過する機能とを有する導電膜104と、可視光を透過する機能を有する導電
膜106Bとを有する。
また、発光装置154及び発光装置156においては、発光ユニット208と発光ユニ
ット210とが積層されており、発光ユニット208と発光ユニット210との間には電
荷発生層115が設けられる。
発光ユニット208は、発光層120を有し、発光ユニット210は、発光層140を
有する。また、発光ユニット208は、発光層120の他に、正孔注入層111、正孔輸
送層112、電子輸送層113、及び電子注入層114を有する。また、発光ユニット2
10は、発光層140の他に、正孔注入層116、正孔輸送層117、電子輸送層118
、及び電子注入層119を有する。
発光ユニット208と発光ユニット210とに挟まれる電荷発生層115は、例えば電
極101と電極102とに電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、
他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図3において、電極1
02の電位の方が電極101の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生
層115は、発光ユニット208に電子を注入し、発光ユニット210に正孔を注入する
なお、発光ユニット210のように、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層115に
接している場合は、電荷発生層115が発光ユニットの正孔注入層または正孔輸送層の役
割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層または正孔輸送層を設けなく
とも良い。あるいは、発光ユニット208のように、発光ユニットの陰極側の面が電荷発
生層115に接している場合は、電荷発生層115が該発光ユニットの電子注入層または
電子輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには電子注入層または電子輸
送層を設けない構成であっても良い。
また、図3及び図4においては、2つの発光ユニットを有する発光素子について説明し
たが、3つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可
能である。発光装置154及び発光装置156に示すように、一対の電極間に複数の発光
ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発
光を可能とし、さらに長寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子を
実現することができる。
なお、発光装置154及び発光装置156が有する電極101と、電極102と、電極
103Rと、電極103Gと、電極103Bと、正孔注入層111、116と、正孔輸送
層112、117と、発光層120と、発光層140と、電子輸送層113、118と、
電子注入層114、119とは、発光装置152が有する電極101と、電極102と、
電極103Rと、電極103Gと、電極103Bと、正孔注入層111と、正孔輸送層1
12と、発光層120と、発光層140と、電子輸送層118と、電子注入層119と、
それぞれ同様の機能を有する。したがって、その詳細な説明は省略する。
また、発光素子221Wは、マイクロキャビティ構造を有さない発光素子であり、発光
素子221R、発光素子221G、及び発光素子221Bは、マイクロキャビティ構造を
有する発光素子である。
マイクロキャビティ構造により、発光素子221Rは赤色の波長領域の光が、発光素子
221Gは緑色の波長領域の光が、発光素子221Bは青色の波長領域の光が、それぞれ
強まるように電極101と電極103Rとの距離、電極101と電極103Gとの距離、
及び電極101と電極103Bとの距離を、それぞれ調整すると好ましい。このとき、図
3に示す発光装置154のように、導電膜106Rの厚さは、導電膜106Gより厚い領
域を有し、導電膜106Gの厚さは、導電膜106Bより厚い領域を有すると好ましい。
あるいは、図4で示す発光装置156のように、導電膜106Rの厚さは、導電膜106
Gより厚い領域を有し、導電膜106Bの厚さは、導電膜106Rより厚い領域を有する
と好ましい。発光素子221Bにおいて、電極101と電極103Bとの間の光学距離が
λ/2近傍(mが2より大きい自然数)とし導電膜106Bの厚さ厚くすること
で、導電膜104の表面近傍での光の散乱または光の吸収により、光の取出し効率が低下
してしまう現象(表面プラズモン共鳴(SPR:Surface Plasmon Re
sonance)ともいう)の影響を抑制することができ、高い光取り出し効率を実現す
ることができる。そのため、発光素子221Bからは、青色の光を効率よく取り出すこと
が可能となる。
マイクロキャビティ構造を有する発光素子221R、発光素子221G、及び発光素子
221Bと、マイクロキャビティ構造を有さない発光素子221Wとを有する発光装置1
54及び発光装置156は、色純度の高い光と、白色またはそれに近い色の光と、を高い
光取り出し効率で取り出すことが可能である。したがって、発光装置154及び発光装置
156の構成により、色純度が高く、発光効率が高い発光装置を提供することができる。
なお、発光装置154及び発光装置156における他の構成については、発光装置15
0または発光装置152の構成を参酌すればよい。
<発光装置の構成例4>
次に、図2に示す発光装置152と異なる構成例について、図5を用いて、以下説明を
行う。
図5は、本発明の一態様の発光装置を示す断面模式図である。なお、図5において、図
1乃至図4に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号
を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳
細な説明は省略する場合がある。
図5に示す発光装置158は、基板200上に、発光素子221Wと、発光素子221
Rと、発光素子221Gと、発光素子221Bと、を有する。
発光素子221Wは、電極101と、電極102と、該電極間に設けられたEL層10
0とを有する。また、発光素子221Rは、電極101と、電極103と、該電極間に設
けられたEL層100とを有する。また、発光素子221Gは、電極101と、電極10
3と、該電極間に設けられたEL層100とを有する。また、発光素子221Bは、電極
101と、電極103と、該電極間に設けられたEL層100とを有する。また、電極1
02は、可視光を透過する機能を有する導電膜を有し、電極103は、可視光を反射する
機能と透過する機能とを有する導電膜104と、可視光を透過する機能を有する導電膜1
06と、を有する。また、EL層100は、少なくとも発光層130を有し、発光層13
0は、例えば、発光層120と発光層140とを有する。
また、図5に示すEL層100は、発光層120及び発光層140の他に、正孔注入層
111、正孔輸送層112、電子輸送層118、及び電子注入層119等の機能層を有す
る。
なお、発光装置158が有する電極101と、電極102と、導電膜104と、正孔輸
送層112と、発光層120と、発光層140と、電子輸送層118と、電子注入層11
9とは、発光装置152が有する電極101と、電極102と、導電膜104と、正孔輸
送層112と、発光層120と、発光層140と、電子輸送層118と、電子注入層11
9と、それぞれ同様の機能を有する。したがって、その詳細な説明は省略する。
また、発光素子221WにおけるEL層100は、正孔注入層111を有し、発光素子
221RにおけるEL層100は、正孔注入層111Rを有し、発光素子221Gにおけ
るEL層100は、正孔注入層111Gを有し、発光素子221BにおけるEL層100
は、正孔注入層111Bを有する。
また、発光素子221Wはマイクロキャビティ構造を有さない発光素子であり、発光素
子221R、発光素子221G、及び発光素子221Bは、マイクロキャビティ構造を有
する発光素子である。
マイクロキャビティ構造により、発光素子221Rは赤色の波長領域の光が、発光素子
221Gは緑色の波長領域の光が、発光素子221Bは青色の波長領域の光が、それぞれ
強まるように電極101と電極103との距離を、それぞれ調整すると好ましい。発光素
子221Rにおいては正孔注入層111Rの厚さを調整し、発光素子221Gにおいては
正孔注入層111Gの厚さを調整し、発光素子221Bにおいては正孔注入層111Bの
厚さを調整することで、発光層120及び発光層140から呈される光のうち、それぞれ
の発光素子で所望の波長の光の強度を強めることができる。正孔注入層111R、正孔注
入層111G、及び正孔注入層111Bは、互いに異なる膜厚であってもよい。例えば、
電極101及び電極103において、光を反射する機能を有する導電膜の屈折率が、発光
層120及び発光層140の屈折率よりも小さい場合においては、正孔注入層111Rの
膜厚を、電極101と電極103との間の光学距離がmλ/2近傍(mは自然数、
λは発光素子221Rで強める光の波長を、それぞれ表す)となるよう調整する。また
、正孔注入層111Gの膜厚を、電極101と電極103との間の光学距離がmλ
2近傍(mは自然数、λは発光素子221Gで強める光の波長を、それぞれ表す)と
なるよう調整する。また、正孔注入層111Bの膜厚を、電極101と電極103との間
の光学距離がmλ/2近傍(mは自然数、λは発光素子221Bで強める光の波
長を、それぞれ表す)となるよう調整する。
マイクロキャビティ構造を用いることで、発光素子221Rから射出される光は、赤色
の波長領域に発光スペクトルピークを有し、発光素子221Gから射出される光は、緑色
の波長領域に発光スペクトルピークを有し、発光素子221Bから射出される光は、青色
の波長領域に発光スペクトルピークを有する光となる。
マイクロキャビティ構造を有する発光素子221R、発光素子221G、及び発光素子
221Bと、マイクロキャビティ構造を有さない発光素子221Wとを有する発光装置1
58は、色純度の高い光と、白色またはそれに近い色の光と、を高い光取り出し効率で取
り出すことが可能である。したがって、発光装置158の構成により、色純度が高く、発
光効率が高い発光装置を提供することができる。
なお、上記構成においては、正孔注入層111、正孔注入層111R、正孔注入層11
1G、及び正孔注入層111Bを構成する材料は、互いに同じであっても良いし、異なっ
ていても良い。これら正孔注入層に同じ材料を用いる場合、発光装置158の製造コスト
を低減できる。なお、これら正孔注入層の一つまたは複数は、2層以上の層が積層された
構成であっても良い。
発光装置158における他の構成については、発光装置150、または発光装置152
の構成を参酌すればよい。
<発光装置の構成例5>
次に、図5に示す発光装置158と異なる構成例について図6及び図7を用いて以下に
説明する。
図6及び図7は、本発明の一態様の発光装置を示す断面模式図である。なお、図6及び
図7において、図1乃至図5に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパ
ターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符
号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図6に示す発光装置160及び図7に示す発光装置162は、基板200上に発光素子
221Wと、発光素子221Rと、発光素子221Gと、発光素子221Bと、を有する
発光素子221Wは、電極101と、電極102と、該電極間に設けられた複数の発光
ユニット(発光ユニット208及び発光ユニット210)とを有する。また、また、発光
素子221Rは、電極101と、電極103と、該電極間に設けられた複数の発光ユニッ
ト(発光ユニット208及び発光ユニット210)とを有する。また、発光素子221G
は、電極101と、電極103と、該電極間に設けられた複数の発光ユニット(発光ユニ
ット208及び発光ユニット210)とを有する。また、発光素子221Bは、電極10
1と、電極103と、該電極間に設けられた複数の発光ユニット(発光ユニット208及
び発光ユニット210)とを有する。また、電極102は、可視光を透過する機能を有す
る導電膜を有し、電極103は、可視光を反射する機能と透過する機能とを有する導電膜
104と、可視光を透過する機能を有する導電膜106と、を有する。
また、発光装置160及び発光装置162においては、発光ユニット208と発光ユニ
ット210とが積層されており、発光ユニット208と発光ユニット210との間には電
荷発生層115が設けられる。
発光ユニット208は、発光層120を有し、発光ユニット210は、発光層140を
有する。また、発光ユニット208は、発光層120の他に、正孔注入層111、正孔輸
送層112、電子輸送層113、及び電子注入層114を有する。また、発光ユニット2
10は、発光層140の他に、正孔注入層116、正孔輸送層117、電子輸送層118
、及び電子注入層119を有する。
なお、発光装置160及び発光装置162が有する電極101と、電極102と、電極
103と、正孔輸送層112、117と、発光層120と、発光層140と、電子輸送層
113、118と、電子注入層114、119とは、発光装置158が有する電極101
と、電極102と、電極103と、正孔輸送層112と、発光層120と、発光層140
と、電子輸送層118と、電子注入層119と、それぞれ同様の機能を有する。したがっ
て、その詳細な説明は省略する。
また、発光素子221Wは、マイクロキャビティ構造を有さない発光素子であり、発光
素子221R、発光素子221G、及び発光素子221Bは、マイクロキャビティ構造を
有する発光素子である。
マイクロキャビティ構造により、発光素子221Rは赤色の波長領域の光が、発光素子
221Gは緑色の波長領域の光が、発光素子221Bは青色の波長領域の光が、それぞれ
強まるように電極101と電極103との距離を、それぞれ調整すると好ましい。このと
き、図6に示す発光装置160のように、正孔注入層111Rの厚さは、正孔注入層11
1Gより厚い領域を有し、正孔注入層111Gの厚さは、正孔注入層111Bより厚い領
域を有すると好ましい。あるいは、図7で示す発光装置162のように、正孔注入層11
1Rの厚さは、正孔注入層111Gより厚い領域を有し、正孔注入層111Bの厚さは、
正孔注入層111Rより厚い領域を有すると好ましい。発光素子221Bにおいて、電極
101と電極103との間の光学距離がmλ/2近傍(mが2より大きい自然数)
とし正孔注入層111Bの厚さ厚くすることで、導電膜104の表面近傍での光の散乱ま
たは光の吸収により、光の取出し効率が低下してしまう現象(表面プラズモン共鳴)の影
響を抑制することができ、高い光取り出し効率を実現することができる。そのため、発光
素子221Bからは、青色の光を効率よく取り出すことが可能となる。
マイクロキャビティ構造を用いることで、発光素子221Rから射出される光は、赤色
の波長領域に発光スペクトルピークを有し、発光素子221Gから射出される光は、緑色
の波長領域に発光スペクトルピークを有し、発光素子221Bから射出される光は、青色
の波長領域に発光スペクトルピークを有する光となる。
マイクロキャビティ構造を有する発光素子221R、発光素子221G、及び発光素子
221Bと、マイクロキャビティ構造を有さない発光素子221Wとを有する発光装置1
60及び発光装置162は、色純度の高い光と、白色またはそれに近い色の光と、を高い
光取り出し効率で取り出すことが可能である。したがって、発光装置160及び発光装置
162の構成により、色純度が高く、発光効率が高い発光装置を提供することができる。
なお、上記構成においては、正孔注入層111、正孔注入層111R、正孔注入層11
1G、及び正孔注入層111Bを構成する材料は、互いに同じであっても良いし、異なっ
ていても良い。これら正孔注入層に同じ材料を用いる場合、発光装置160及び発光装置
162の製造コストを低減できる。なお、これら正孔注入層の一つまたは複数は、2層以
上の層が積層された構成であっても良い。
発光装置160及び発光装置162における他の構成については、発光装置154、発
光装置156、または発光装置158の構成を参酌すればよい。
<発光装置の構成例6>
次に、図3に示す発光装置154と異なる構成例について、図8乃至図10を用いて、
以下説明を行う。
図8乃至図10は、本発明の一態様の発光装置を示す断面模式図である。なお、図8乃
至図10において、図1乃至図7に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッ
チパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様
の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図8に示す発光装置250、図9で示す発光装置252、及び図10で示す発光装置2
54は、基板200上に、発光素子222Wと、発光素子222Rと、発光素子222G
と、発光素子222Bと、を有する。
発光素子222Wは、電極101と、電極102と、該電極間に設けられた複数の発光
ユニットとを有する。また、また、発光素子222Rは、電極101と、電極103Rと
、該電極間に設けられた複数の発光ユニットとを有する。また、発光素子221Gは、電
極101と、電極103Gと、該電極間に設けられた複数の発光ユニットとを有する。ま
た、発光素子221Bは、電極101と、電極103Bと、該電極間に設けられた複数の
発光ユニットとを有する。
また、発光装置250、発光装置252、及び発光装置254は、発光層120と、発
光層140と、を有する。また、発光装置250、発光装置252、及び発光装置254
は、発光層120及び発光層140の他に、正孔注入層111、正孔輸送層112、電子
輸送層113、電子注入層114、電荷発生層115、正孔注入層116、正孔輸送層1
17、電子輸送層118、及び電子注入層119を有する。
発光層120と発光層140とは、互いに異なる色を呈する機能を有する発光材料を有
することが好ましい。また、発光層120及び発光層140は、一方または双方は、例え
ば発光層140a及び発光層140bのように2層が積層された構成としてもよい。2層
の発光層に、互いに異なる色を呈する機能を有する2種類の発光材料を用いることで、複
数の発光を同時に得ることができる。特に発光層120と、発光層140と、が呈する発
光により、白色またはそれに近い色となるよう、各発光層に用いる発光材料を選択すると
好ましい。また、発光層120または発光層140は、一方または双方で3層以上が積層
された構成としても良く、発光材料を有さない層が含まれていても良い。
また、電極102は、導電膜を有する。
また、電極103Rは、導電膜108と、導電膜108上に接する導電膜104と、導
電膜104上に接する導電膜106Rと、を有する。また、電極103Gは、導電膜10
8と、導電膜108上に接する導電膜104と、導電膜104上に接する導電膜106G
と、を有する。また、電極103Bは、導電膜108と、導電膜108上に接する導電膜
104と、導電膜104上に接する導電膜106Bと、を有する。
発光装置250、発光装置252、及び発光装置254はボトムエミッション型である
ため、電極102、電極103R、電極103G、及び電極103Bは、光を透過する機
能を有することが好ましく、電極101は、光を反射する機能を有することが好ましい。
発光装置250、発光装置252、及び発光装置254は、発光素子222W、発光素
子222R、発光素子222G、及び発光素子222Bの間に、隔壁145を有する。隔
壁145は、絶縁性を有する。隔壁145は、電極102、電極103R、電極103G
、及び電極103Bの端部を覆い、該電極と重なる開口部を有する。隔壁145を設ける
ことによって、基板200上の電極を電極102、電極103R、電極103G、及び電
極103Bのように、それぞれ島状に分離することが可能となる。
隔壁145としては、絶縁性であればよく、無機材料または有機材料を用いて形成され
る。該無機材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シ
リコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等が挙げられる。該有機材料としては、例
えば、アクリル樹脂、またはポリイミド樹脂等の感光性の樹脂材料が挙げられる。
なお、酸化窒化シリコン膜とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い膜を
指し、好ましくは酸素が55原子%以上65原子%以下、窒素が1原子%以上20原子%
以下、シリコンが25原子%以上35原子%以下、水素が0.1原子%以上10原子%以
下の範囲で含まれる膜をいう。窒化酸化シリコン膜とは、その組成として、酸素よりも窒
素の含有量が多い膜を指し、好ましくは窒素が55原子%以上65原子%以下、酸素が1
原子%以上20原子%以下、シリコンが25原子%以上35原子%以下、水素が0.1原
子%以上10原子%以下の濃度範囲で含まれる膜をいう。
このとき、発光層120が紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる、少なくとも一
つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有する発光材料を有することで、発
光素子222Bは青色の発光を呈する構成とすることができる。また、発光層140が緑
色、黄緑色、黄色、黄橙色、橙色、または赤色の中から選ばれる、少なくとも一つの波長
領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有する発光材料を有することで、発光素子2
22Gは緑色の発光を呈し、発光素子222Rは赤色の発光を呈する構成とすることがで
きる。このような構成を有する発光装置250、発光装置252、または発光装置254
を、表示装置の画素に用いることで、フルカラー表示が可能な表示装置を作製することが
できる。なお、それぞれの発光層の膜厚は、同じであっても良いし、異なっていても良い
また、発光装置250は、発光素子222R、発光素子222G、及び発光素子222
Bから呈される光が取り出される方向に、それぞれ光学素子224R、光学素子224G
、及び光学素子224Bを有する基板220を有する。各発光素子から呈される光は、各
光学素子を介して発光装置の外部に射出される。すなわち、発光素子222Rから呈され
る光は、光学素子224Rを介して射出され、発光素子222Gから呈される光は、光学
素子224Gを介して射出され、発光素子222Bから呈される光は、光学素子224B
を介して射出される。
また、光学素子224R、光学素子224G、及び光学素子224Bは、入射される光
から特定の色を呈する光を選択的に透過する機能を有する。例えば、光学素子224Rを
介して射出される発光素子222Rから呈される光は、赤色を呈する光となり、光学素子
224Gを介して射出される発光素子222Gから呈される光は、緑色を呈する光となり
、光学素子224Bを介して射出される発光素子222Bから呈される光は、青色を呈す
る光となる。
光学素子224R、光学素子224G、及び光学素子224Bには、例えば、着色層(
カラーフィルタともいう)、バンドパスフィルタ、多層膜フィルタなどを適用できる。ま
た、光学素子に色変換素子を適用することができる。色変換素子は、入射される光を、当
該光の波長より長い波長の光に変換する光学素子である。色変換素子として、量子ドット
を用いる素子であると好適である。量子ドットを用いることにより、表示装置の色再現性
を高め色純度を高めることができる。
なお、光学素子224R、光学素子224G、及び光学素子224B上に複数の光学素
子を重ねて設けてもよい。他の光学素子としては、例えば円偏光板及び反射防止膜などを
設けることができる。円偏光板を、表示装置の発光装置が発する光が取り出される側に設
けると、表示装置の外部から入射した光が、表示装置の内部で反射されて、外部に射出さ
れる現象を防ぐことができる。また、反射防止膜を設けると、表示装置の表面で反射され
る外光を弱めることができる。これにより、表示装置が発する発光を、鮮明に観察できる
なお、図9に示す発光装置252のように、光学素子224Bを設けない構成としても
よい。光学素子224Bを設けないことで、発光素子222Bから呈される光の取出し効
率を高めることができる。なお、後述のように、発光素子222Bは、マイクキャビティ
構造を有するため、発光素子222Bから呈される光は、特定の波長の光の強度が強めら
れており、光学素子224Bを設けなくても十分な色純度を有する光である。
また、図10に示す発光装置254のように、発光素子222Wから呈される光が取り
出される方向に、光学素子224Wを設けても良い。発光素子222Wから呈される光は
、光学素子224Wを介して発光装置の外部に射出される。光学素子224Wを設けるこ
とで、発光素子222Wから呈される光を、より白色に近い色または所望の色に近づける
ことができる。また、発光装置のコントラスト比を高めることが可能となる。
なお、図8乃至図10において、各発光素子から射出される光を、白色またはそれに近
い色を呈する光(W)、赤色を呈する光(R)、緑色を呈する光(G)、青色を呈する光
(B)として、それぞれ破線の矢印で模式的に図示している。
また、各光学素子の間には、遮光層223を有する。遮光層223は、隣接する領域か
ら発せられる光を遮光する機能を有する。なお、遮光層223を設けない構成としても良
い。
遮光層223としては、外光の反射を抑制する機能を有する。または、遮光層223と
しては、隣接する発光装置から発せられる光の混色を防ぐ機能を有する。遮光層223と
しては、金属、黒色顔料を含んだ樹脂、カーボンブラック、金属酸化物、複数の金属酸化
物の固溶体を含む複合酸化物等を用いることができる。
また、発光素子222Wは、マイクロキャビティ構造を有さない発光素子であり、発光
素子222R、発光素子222G、及び発光素子222Bは、マイクロキャビティ構造を
有する発光素子であると好ましい。
発光層120、及び発光層140から射出される光は、一対の電極(例えば、電極10
1と電極103R)の間で共振される。また、発光層120及び発光層140は、射出さ
れる光のうち所望する波長の光の強度が強まる位置に形成される。例えば、電極101の
反射領域から発光層120の発光領域までの光学距離と、電極103Bの反射領域から発
光層120の発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層120から射出
される光の強度を強めることができる。また、電極103Gおよび電極103Rの反射領
域から発光層140の発光領域までの光学距離と、電極101の反射領域から発光層14
0の発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層140から射出される光
の強度を強めることができる。すなわち、複数の発光層(ここでは、発光層120及び発
光層140)を積層する発光装置の場合、発光層120及び発光層140のそれぞれの光
学距離を最適化することが好ましい。
例えば、電極101、電極103R、電極103G、及び電極103Bにおいて、光を
反射する機能を有する導電膜の屈折率が、発光層120または発光層140の屈折率より
も小さい場合においては、電極103Rが有する導電膜106Rの膜厚を、電極101と
電極103Rとの間の光学距離がmλ/2(mは自然数、λは発光素子222R
で強める光の波長を、それぞれ表す)となるよう調整する。同様に、電極103Gが有す
る導電膜106Gの膜厚を、電極103Gと電極101との間の光学距離がmλ/2
(mは自然数、λは発光素子222Gで強める光の波長を、それぞれ表す)となるよ
う調整する。さらに、電極103Bが有する導電膜106Bの膜厚を、電極103Bと電
極101との間の光学距離がmλ/2(mは自然数、λは発光素子222Bで強
める光の波長を、それぞれ表す)となるよう調整する。
上記構成において、発光素子222R、発光素子222G、及び発光素子222Bにお
ける強める光の波長が異なるため、各発光素子の光学距離は互いに異なる光学距離となる
マイクロキャビティ構造を用いることで、発光素子222Rから射出される光は、赤色
の波長領域に発光スペクトルピークを有し、発光素子222Gから射出される光は、緑色
の波長領域に発光スペクトルピークを有し、発光素子222Bから射出される光は、青色
の波長領域に発光スペクトルピークを有する光となる。
上記のように、マイクロキャビティ構造を設け、各発光素子の一対の電極間の光学距離
を調整することで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、所望の波長の
光に対する光取り出し効率を高めることができる。また、所望の波長の光の強度が強まる
ため、高い色純度を有する発光を得ることができる。
マイクロキャビティ構造を有する発光素子222R、発光素子222G、及び発光素子
222Bと、マイクロキャビティ構造を有さない発光素子222Wとを有する発光装置2
50、発光装置252、及び発光装置254は、色純度の高い光と、白色またはそれに近
い色の光と、を高い光取り出し効率で取り出すことが可能である。したがって、発光装置
250、発光装置252、及び発光装置254の構成により、色純度が高く、発光効率が
高い発光装置を提供することができる。
なお、上記構成においては、電極102が有する導電膜、導電膜106R、導電膜10
6G、及び導電膜106Bは、光を透過する機能を有することが好ましい。また、電極1
02が有する導電膜、導電膜106R、導電膜106G、及び導電膜106B、を構成す
る材料は、互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。
また、導電膜104は、光を透過する機能と、光を反射する機能とを有することが好ま
しい。また、電極101は、光を反射する機能を有することが好ましい。
また、導電膜108に、導電膜106R、導電膜106G、または導電膜106Bと同
じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。導電膜108、導電膜106R、
導電膜106G、及び導電膜106Bに同じ材料を用い、電極103R、電極103G、
及び電極103Bが同じ導電性材料で形成される場合、エッチング工程によるパターン形
成が容易になるため好ましい。また、発光装置250、発光装置252、及び発光装置2
54の製造コストを低減することができる。なお、導電膜108は、2層以上の層が積層
された構成であっても良い。
なお、発光装置250、発光装置252、及び発光装置254が、導電膜108を有さ
ない構成としてもよい。
以上のような発光装置250、発光装置252、及び発光装置254を、表示装置の画
素に用いることで、色純度が高く、発光効率の高い表示装置を提供することができる。す
なわち、発光装置250、発光装置252、または発光装置254を有する表示装置は、
消費電力を低減することができる。
なお、発光装置250、発光装置252、及び発光装置254における他の構成につい
ては、発光装置150、発光装置152、発光装置154、及び発光装置156の構成を
参酌すればよい。
<発光装置の構成例7>
次に、図8に示す発光装置250と異なる構成例について図11(A)(B)を用いて
以下に説明する。
図11(A)は、本発明の一態様の発光装置を示す断面模式図である。なお、図11(
A)において、図1乃至図10に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチ
パターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の
符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図11(A)に示す発光装置256は、基板200上に、トランジスタ240と、発光
素子222Wと、発光素子222Rと、発光素子222Gと、発光素子222Bとを有す
る発光装置の構成例である。
また、発光素子222Wは、マイクロキャビティ構造を有さない発光素子であり、発光
素子222R、発光素子222G、及び発光素子222Bは、マイクロキャビティ構造を
有する発光素子であると好ましい。
発光素子222R、発光素子222G、及び発光素子222Bがマイクロキャビティ構
造を有するとき、導電膜106R、導電膜106G、及び導電膜106Bは光を透過する
機能を有することが好ましい。この場合、導電膜106R、導電膜106G、及び導電膜
106Bの膜厚を調整することで、各発光素子(発光素子222R、発光素子222G、
及び発光素子222B)が呈する光のうち所望の波長の光の強度を強めることができる。
また、導電膜104は、光を反射する機能と、光を透過する機能とを有すると好ましい
また、発光装置256は、トランジスタ240と電極103Rとの間、トランジスタ2
40と電極103Gとの間、及びトランジスタ240と電極103Bとの間に、それぞれ
光学素子224R、光学素子224G、及び光学素子224Bを有する。そのため、各発
光素子から呈される光は、各光学素子を介して発光装置の外部に射出される。すなわち、
発光素子222Rから呈される光は、光学素子224Rを介して射出され、発光素子22
2Gから呈される光は、光学素子224Gを介して射出され、発光素子222Bから呈さ
れる光は、光学素子224Bを介して射出される。
基板200に光学素子を設けることで、発光装置256の厚さを低減することができる
。また、発光装置256の製造コストを低減することができる。
また、電極102、電極103R、電極103G、及び電極103Bは、それぞれトラ
ンジスタ240と電気的に接続される。
図11(A)に示す発光装置256が有するトランジスタ240の一例について、図1
1(B)を用いて説明する。図11(B)は、トランジスタ240の断面模式図である。
図11(B)に示すトランジスタ240には、例えば電界効果トランジスタ(FET)
を用いることができる。トランジスタ240は、基板200上のゲート電極272と、基
板200及びゲート電極272上のゲート絶縁層274と、ゲート絶縁層274上の半導
体層276と、ゲート絶縁層274及び半導体層276上のソース電極278aと、ゲー
ト絶縁層274及び半導体層276上のドレイン電極278bと、を有する。また、トラ
ンジスタ240上には、絶縁層282と、絶縁層282上の絶縁層284と、絶縁層28
4上の絶縁層286とが設けられる。
絶縁層282は、半導体層276と接する領域を有する。絶縁層282としては、例え
ば、酸化物絶縁材料により形成することができる。また、絶縁層284は、トランジスタ
240に入り込みうる不純物を抑制する機能を有する。絶縁層284としては、例えば、
窒化物絶縁材料により形成することができる。また、絶縁層286は、トランジスタ24
0等に起因する凹凸等を平坦化する機能を有する。絶縁層286としては、例えば、有機
物絶縁材料により形成することができる。
また、絶縁層282、絶縁層284、及び絶縁層286には、開口部が設けられ、当該
開口部を介して、トランジスタ240のドレイン電極278bと、電極102、電極10
3R、電極103G、または電極103Bとが電気的に接続される。トランジスタ240
を駆動させることで、電極102、電極103R、電極103G、及び電極103Bに流
れる、電流または電圧を制御することができる。これにより、トランジスタによって発光
装置256の駆動を制御するアクティブマトリクス型の表示装置を提供することができる
なお、発光装置256における他の構成については、発光装置250の構成を参酌すれ
ばよい。
<発光装置の構成要素>
次に、本発明の一態様に係わる発光装置の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
≪正孔注入層≫
正孔注入層111及び116としては、一対の電極の一方及び電荷発生層115からの
ホール注入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化
物、フタロシアニン誘導体、または芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化
物としては、例えばモリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングス
テン酸化物、及びマンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、例
えばフタロシアニン(略称:HPc)及び銅フタロシアニン(略称:CuPC)等の金
属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体及びフェニ
レンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェン及びポリアニリンなどの高分子化
合物を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ(エチレン
ジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(略称:PEDOT/PSS)など
がその代表例である。また、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体や、側鎖または主鎖
に芳香族アミン骨格またはπ電子過剰型複素芳香族骨格を有するポリアリーレン及びその
誘導体、などが挙げられる。
正孔注入層として、正孔輸送性材料(ドナー材料)と、これに対して電子受容性を示す
材料(アクセプター材料)の複合材料を有する層を用いることもできる。または、電子受
容性を示す材料を含む層と正孔輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料
間では定常状態、または電界存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す
材料としては、キノジメタン誘導体、クロラニル誘導体、及びヘキサアザトリフェニレン
誘導体などの有機アクセプターを挙げることができる。具体的には、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、及び2,3,6,7,10,11-ヘキサシアノ-1,4,5,8,9,1
2-ヘキサアザトリフェニレン(略称:HAT-CN)等の電子吸引基(ハロゲン基また
はシアノ基)を有する化合物である。また、遷移金属酸化物、例えば第4族から第8族金
属の酸化物を用いることができる。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、及び酸化レニウ
ムなどである。中でも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。
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、1
×10-6cm/Vs以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的に
は、例えば芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体など
を用いることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
これら正孔輸送性の高い材料として、例えば、芳香族アミン化合物としては、N,N’
-ジ(p-トリル)-N,N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン(略称:DTDP
PA)、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)、N,N’-ビス{4-[ビス(3-メチルフェニル)
アミノ]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: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)等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、例えば、3-[N-(4-ジフェニ
ルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCz
DPA1)、3,6-ビス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミ
ノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA2)、3,6-ビス[N-(4-
ジフェニルアミノフェニル)-N-(1-ナフチル)アミノ]-9-フェニルカルバゾー
ル(略称:PCzTPN2)、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:PCzP
CN1)等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、他に、例えば、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)、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を用いることができる。
また、芳香族炭化水素としては、例えば、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)、2-tert-ブチル-9,
10-ビス[2-(1-ナフチル)フェニル]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、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)ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロ
ネン等も用いることができる。このように、1×10-6cm/Vs以上の正孔移動度
を有し、炭素数14乃至炭素数42である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
なお、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香
族炭化水素としては、例えば、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)等が挙げられる。
また、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)、及びポリ[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)等の高分子化合物を
用いることもできる。
また、正孔輸送性の高い材料としては、例えば、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または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)、4,4’,4’’-トリス(カルバゾール-9-イル)
トリフェニルアミン(略称:TCTA)、4,4’,4’’-トリス[N-(1-ナフチ
ル)-N-フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:1’-TNATA)、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-(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)、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:B
PAFLP)、4-フェニル-3’-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニ
ルアミン(略称:mBPAFLP)、N-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-
イル)-N-{9,9-ジメチル-2-[N’-フェニル-N’-(9,9-ジメチル-
9H-フルオレン-2-イル)アミノ]-9H-フルオレン-7-イル}フェニルアミン
(略称:DFLADFL)、N-(9,9-ジメチル-2-ジフェニルアミノ-9H-フ
ルオレン-7-イル)ジフェニルアミン(略称:DPNF)、2-[N-(4-ジフェニ
ルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]スピロ-9,9’-ビフルオレン(略称:D
PASF)、4-フェニル-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:PCBA1BP)、4,4’-ジフェニル-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:PCBBi1BP
)、4-(1-ナフチル)-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:PCBANB)、4,4’-ジ(1-ナフチル)-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:PCBNB
B)、4-フェニルジフェニル-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)アミ
ン(略称:PCA1BP)、N,N’-ビス(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-
N,N’-ジフェニルベンゼン-1,3-ジアミン(略称:PCA2B)、N,N’,N
’’-トリフェニル-N,N’,N’’-トリス(9-フェニルカルバゾール-3-イル
)ベンゼン-1,3,5-トリアミン(略称:PCA3B)、N-(4-ビフェニル)-
N-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-9-フェニル-9H-カルバ
ゾール-3-アミン(略称:PCBiF)、N-(1,1’-ビフェニル-4-イル)-
N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-9,9-ジメ
チル-9H-フルオレン-2-アミン(略称:PCBBiF)、9,9-ジメチル-N-
フェニル-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]フル
オレン-2-アミン(略称:PCBAF)、N-フェニル-N-[4-(9-フェニル-
9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]スピロ-9,9’-ビフルオレン-2-アミ
ン(略称:PCBASF)、2-[N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-N-
フェニルアミノ]スピロ-9,9’-ビフルオレン(略称:PCASF)、2,7-ビス
[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]-スピロ-9,9’-
ビフルオレン(略称:DPA2SF)、N-[4-(9H-カルバゾール-9-イル)フ
ェニル]-N-(4-フェニル)フェニルアニリン(略称:YGA1BP)、N,N’-
ビス[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]-N,N’-ジフェニル-9,9-ジ
メチルフルオレン-2,7-ジアミン(略称:YGA2F)などの芳香族アミン化合物等
を用いることができる。また、3-[4-(1-ナフチル)-フェニル]-9-フェニル
-9H-カルバゾール(略称:PCPN)、3-[4-(9-フェナントリル)-フェニ
ル]-9-フェニル-9H-カルバゾール(略称:PCPPn)、3,3’-ビス(9-
フェニル-9H-カルバゾール)(略称:PCCP)、1,3-ビス(N-カルバゾリル
)ベンゼン(略称:mCP)、3,6-ビス(3,5-ジフェニルフェニル)-9-フェ
ニルカルバゾール(略称:CzTP)、4-{3-[3-(9-フェニル-9H-フルオ
レン-9-イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:mmDBFFLBi-I
I)、4,4’,4’’-(ベンゼン-1,3,5-トリイル)トリ(ジベンゾフラン)
(略称:DBF3P-II)、1,3,5-トリ(ジベンゾチオフェン-4-イル)-ベ
ンゼン(略称:DBT3P-II)、2,8-ジフェニル-4-[4-(9-フェニル-
9H-フルオレン-9-イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP-I
II)、4-[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]-6-フ
ェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP-IV)、4-[3-(トリフェニレン
-2-イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:mDBTPTp-II)等のアミン
化合物、カルバゾール化合物、チオフェン化合物、フラン化合物、フルオレン化合物、ト
リフェニレン化合物、フェナントレン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質
は、主に1×10-6cm/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、これら以外の物質を用いてもよい。
≪正孔輸送層≫
正孔輸送層112及び117は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料には
正孔注入層の材料として例示した材料を使用することができる。正孔輸送層は正孔注入層
に注入された正孔を発光層へ輸送する機能を有するため、正孔注入層のHOMO(Hig
hest Occupied Molecular Orbital、最高被占軌道とも
いう)準位と同じ、または近いHOMO準位を有することが好ましい。
上記正孔輸送性材料としては、1×10-6cm/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
外の物質を用いてもよい。なお、正孔輸送層は、単層だけでなく、上記物質からなる層が
二層以上積層してもよい。
≪電子注入層≫
電子注入層114及び119としては、一対の電極の一方及び電荷発生層115からの
電子注入障壁を低減することで電子注入を促進する機能を有し、例えば第1族金属、第2
族金属、またはこれらの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩などを用いることができる。また
、電子輸送性材料と、これに対して電子供与性(ドナー性)を示す材料の複合材料を用い
ることもできる。電子供与性を示す材料としては、第1族金属、第2族金属、またはこれ
らの酸化物などを挙げることができる。具体的には、例えば、フッ化リチウム(LiF)
、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)、及びリチウム酸化物(L
iO)等のようなアルカリ金属、及びアルカリ土類金属、また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(ErF)のような希土類金属化合物を用い
ることができる。また、電子注入層にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライド
としては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質
等が挙げられる。
また、電子注入層に、有機材料(アクセプター材料)と電子供与体(ドナー材料)とを
混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機
材料に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機
材料としては、発生した電子の輸送に優れた材料(電子輸送性材料)であることが好まし
く、具体的には、例えば金属錯体及び複素芳香族化合物等の電子輸送性材料を用いること
ができる。電子供与体としては、有機材料に対し電子供与性を示す物質であればよい。具
体的には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び希土類金属が好ましく、例えばリチウ
ム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、及びイッテルビウム等が挙げら
れる。また、アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物が好ましく、例えばリチウ
ム酸化物、カルシウム酸化物、及びバリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシ
ウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:T
TF)等の有機材料を用いることもできる。
電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、1
×10-6cm/Vs以上の電子移動度を有する材料であることが好ましく、含窒素複
素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族、及び金属錯体などを用いることができ
る。具体的には、例えば、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子
、またはチアゾール配位子を有する金属錯体が挙げられる。また、例えば、オキサジアゾ
ール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジ
ン誘導体、及びピリミジン誘導体などが挙げられる。
具体的には、例えば、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:A
lq)、トリス(4-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Al
mq)、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)など、キノリン骨格また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-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)、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)、9-[4-(5-フェニル-1,3,4-オキ
サジアゾール-2-イル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:CO11)、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)、2-[3
-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-1-フェニル-1H-ベンゾイミダゾ
ール(略称:mDBTBIm-II)、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、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)、2-[3’-(ジベンゾチオフェン-4-イル)ビフェニル-3-イル]ジベン
ゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H
-カルバゾール-9-イル)ビフェニル-3-イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(
略称:2mCzBPDBq)、2-[4-(3,6-ジフェニル-9H-カルバゾール-
9-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2CzPDBq-III
)、7-[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:7mDBTPDBq-II)、及び、6-[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:6mDBTPDBq-I
I)、4,6-ビス[3-(フェナントレン-9-イル)フェニル]ピリミジン(略称:
4,6mPnP2Pm)、4,6-ビス[3-(4-ジベンゾチエニル)フェニル]ピリ
ミジン(略称:4,6mDBTP2Pm-II)、4,6-ビス[3-(9H-カルバゾ
ール-9-イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mCzP2Pm)などのジアジン
骨格を有する複素環化合物、2-{4-[3-(N-フェニル-9H-カルバゾール-3
-イル)-9H-カルバゾール-9-イル]フェニル}-4,6-ジフェニル-1,3,
5-トリアジン(略称:PCCzPTzn)などのトリアジン骨格を有する複素環化合物
、3,5-ビス[3-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]ピリジン(略称:3
5DCzPPy)、1,3,5-トリ[3-(3-ピリジル)フェニル]ベンゼン(略称
:TmPyPB)などのピリジン骨格を有する複素環化合物、4,4’-ビス(5-メチ
ルベンゾオキサゾール-2-イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合
物も用いることができる。また、ポリ(2,5-ピリジンジイル)(略称:PPy)、ポ
リ[(9,9-ジヘキシルフルオレン-2,7-ジイル)-co-(ピリジン-3,5-
ジイル)](略称:PF-Py)、ポリ[(9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジ
イル)-co-(2,2’-ビピリジン-6,6’-ジイル)](略称:PF-BPy)
のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に1×10-6
/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い
物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
≪電子輸送層≫
電子輸送層113及び118は電子注入層119を経て一対の電極の他方から注入され
た電子を発光層へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸
送性の高い材料を用いることができ、1×10-6cm/Vs以上の電子移動度を有す
る材料であることが好ましい。電子輸送性材料としては、例えば含窒素複素芳香族化合物
のようなπ電子不足型複素芳香族及び金属錯体などを用いることができる。具体的には、
電子注入層に用いることができる電子輸送性材料として挙げたキノリン配位子、ベンゾキ
ノリン配位子、オキサゾール配位子、またはチアゾール配位子等を有する金属錯体が挙げ
られる。また、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体
、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。なお、正孔
よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構
わない。また、電子輸送層は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層して
もよい。
また、電子輸送層と発光層との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。
これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加し
た層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節す
ることが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発
生する問題(例えば素子寿命の低下)の抑制に大きな効果を発揮する。
また、n型の化合物半導体を用いても良く、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ
素、酸化錫、酸化タングステン、酸化タンタル、チタン酸バリウム、ジルコン酸バリウム
、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、ケイ酸ジ
ルコニウムのような酸化物、窒化ケイ素のような窒化物、硫化カドミウム、セレン化亜鉛
、及び硫化亜鉛等も用いることができる。
≪発光層≫
発光層120または発光層140の一方は、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれ
る少なくとも一つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有する発光材料を有
する。また、他方は、緑色、黄緑色、黄色、黄橙色、橙色、または赤色の中から選ばれる
少なくとも一つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有する発光材料を有す
る。また、各発光層は、発光材料に加えて、ホスト材料を含んで構成される。ホスト材料
としては、電子輸送性材料または正孔輸送性材料の一方または双方を有する構成が好まし
い。
また、発光層に用いる発光材料としては、一重項励起エネルギーを発光に変換できる機
能を有する発光材料、または三重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する発光
材料を用いることができる。なお、上記発光材料としては、例えば以下が挙げられる。
一重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する発光材料としては、蛍光を発す
る物質(蛍光性化合物)が挙げられる。蛍光性化合物としては、特に限定はないが、アン
トラセン誘導体、テトラセン誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘
導体、ペリレン誘導体、スチルベン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、フェノ
キサジン誘導体、フェノチアジン誘導体などが好ましく、例えば以下の材料を用いること
ができる。
具体的には、5,6-ビス[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-2
,2’-ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6-ビス[4’-(10-フェニル
-9-アントリル)ビフェニル-4-イル]-2,2’-ビピリジン(略称:PAPP2
BPy)、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-(9H-カルバゾール-9-イル)-4’-(9,10-
ジフェニル-2-アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、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)、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:P
CBAPA)、4-[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-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:PCBAPB
A)、ペリレン、2,5,8,11-テトラ(tert-ブチル)ペリレン(略称:TB
P)、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス[4-(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:1,6FLPAPrn)、N
,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:1,6mMemF
LPAPrn)、N,N’-ビス(ジベンゾフラン-2-イル)-N,N’-ジフェニル
ピレン-1,6-ジアミン(略称:1,6FrAPrn)、N,N’-ビス(ジベンゾチ
オフェン-2-イル)-N,N’-ジフェニルピレン-1,6-ジアミン(略称:1,6
ThAPrn)、N,N’’-(2-tert-ブチルアントラセン-9,10-ジイル
ジ-4,1-フェニレン)ビス[N,N’,N’-トリフェニル-1,4-フェニレンジ
アミン](略称:DPABPA)、N,9-ジフェニル-N-[4-(9,10-ジフェ
ニル-2-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:2PCA
PPA)、N-[4-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)フェニル]-N,N’
,N’-トリフェニル-1,4-フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)、N,N
,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’-オクタフェニルジベンゾ[g,p
]クリセン-2,7,10,15-テトラアミン(略称:DBC1)、クマリン30、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-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,N,9-トリフェニルアントラセン-9-アミン(略称:DPhAPhA)、ク
マリン6、クマリン545T、N,N’-ジフェニルキナクリドン(略称:DPQd)、
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)、2-(2-{2-[4-(ジメチルアミノ)フェニル]エ
テニル}-6-メチル-4H-ピラン-4-イリデン)プロパンジニトリル(略称:DC
M1)、2-{2-メチル-6-[2-(2,3,6,7-テトラヒドロ-1H,5H-
ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル]-4H-ピラン-4-イリデン}プロ
パンジニトリル(略称:DCM2)、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)、2-{2-イソプロ
ピル-6-[2-(1,1,7,7-テトラメチル-2,3,6,7-テトラヒドロ-1
H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル]-4H-ピラン-4-イリ
デン}プロパンジニトリル(略称:DCJTI)、2-{2-tert-ブチル-6-[
2-(1,1,7,7-テトラメチル-2,3,6,7-テトラヒドロ-1H,5H-ベ
ンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル]-4H-ピラン-4-イリデン}プロパ
ンジニトリル(略称:DCJTB)、2-(2,6-ビス{2-[4-(ジメチルアミノ
)フェニル]エテニル}-4H-ピラン-4-イリデン)プロパンジニトリル(略称:B
isDCM)、2-{2,6-ビス[2-(8-メトキシ-1,1,7,7-テトラメチ
ル-2,3,6,7-テトラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル
)エテニル]-4H-ピラン-4-イリデン}プロパンジニトリル(略称:BisDCJ
TM)、5,10,15,20-テトラフェニルビスベンゾ[5,6]インデノ[1,2
,3-cd:1’,2’,3’-lm]ペリレン、などが挙げられる。
また、三重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する発光材料(燐光性化合物
)としては、例えば、イリジウム系、ロジウム系、または白金系の有機金属錯体、あるい
は金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム系オルトメタル錯
体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては4H-トリアゾール配位子、1H-ト
リアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラジン
配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体としては、ポルフィリ
ン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。
青色または緑色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス{2-[5-(2
-メチルフェニル)-4-(2,6-ジメチルフェニル)-4H-1,2,4-トリアゾ
ール-3-イル-κN2]フェニル-κC}イリジウム(III)(略称:Ir(mpp
tz-dmp))、トリス(5-メチル-3,4-ジフェニル-4H-1,2,4-ト
リアゾラト)イリジウム(III)(略称:Ir(Mptz))、トリス[4-(3-
ビフェニル)-5-イソプロピル-3-フェニル-4H-1,2,4-トリアゾラト]イ
リジウム(III)(略称:Ir(iPrptz-3b))、トリス[3-(5-ビフ
ェニル)-5-イソプロピル-4-フェニル-4H-1,2,4-トリアゾラト]イリジ
ウム(III)(略称:Ir(iPr5btz))のような4H-トリアゾール骨格を
有する有機金属イリジウム錯体、トリス[3-メチル-1-(2-メチルフェニル)-5
-フェニル-1H-1,2,4-トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:Ir(M
ptz1-mp))、トリス(1-メチル-5-フェニル-3-プロピル-1H-1,
2,4-トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:Ir(Prptz1-Me)
のような1H-トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、fac-トリス[1
-(2,6-ジイソプロピルフェニル)-2-フェニル-1H-イミダゾール]イリジウ
ム(III)(略称:Ir(iPrpmi))、トリス[3-(2,6-ジメチルフェ
ニル)-7-メチルイミダゾ[1,2-f]フェナントリジナト]イリジウム(III)
(略称:Ir(dmpimpt-Me))のようなイミダゾール骨格を有する有機金属
イリジウム錯体、ビス[2-(4’,6’-ジフルオロフェニル)ピリジナト-N,C
]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))のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とす
る有機金属イリジウム錯体が挙げられる。上述した中でも、4H-トリアゾール骨格を有
する有機金属イリジウム錯体は、信頼性及び発光効率に優れるため、特に好ましい。
また、緑色または黄色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス(4-メチ
ル-6-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppm))、
トリス(4-t-ブチル-6-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:I
r(tBuppm))、(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)(acac))、(アセチ
ルアセトナト)ビス(6-tert-ブチル-4-フェニルピリミジナト)イリジウム(
III)(略称:Ir(tBuppm)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス
[4-(2-ノルボルニル)-6-フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称
:Ir(nbppm)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス[5-メチル-6
-(2-メチルフェニル)-4-フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:
Ir(mpmppm)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス{4,6-ジメチ
ル-2-[6-(2,6-ジメチルフェニル)-4-ピリミジニル-κN3]フェニル-
κC}イリジウム(III)(略称:Ir(dmppm-dmp)(acac))、(
アセチルアセトナト)ビス(4,6-ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(
略称:Ir(dppm)(acac))のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリ
ジウム錯体、(アセチルアセトナト)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))のようなピラジン骨格
を有する有機金属イリジウム錯体、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,C
2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(ppy)(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))、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,
2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(pq)(acac
))のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、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-N,C2’}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,
2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(bt)(acac
))など有機金属イリジウム錯体の他、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナント
ロリン)テルビウム(III)(略称:Tb(acac)(Phen))のような希土
類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム
錯体は、信頼性及び発光効率に際だって優れるため、特に好ましい。
また、黄色または赤色に発光ピークを有する物質としては、例えば、(ジイソブチリル
メタナト)ビス[4,6-ビス(3-メチルフェニル)ピリミジナト]イリジウム(II
I)(略称:Ir(5mdppm)(dibm))、ビス[4,6-ビス(3-メチル
フェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:Ir
(5mdppm)(dpm))、ビス[4,6-ジ(ナフタレン-1-イル)ピリミジ
ナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:Ir(d1npm)
dpm))のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、(アセチルアセト
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)(acac))、ビス(2,3,5-トリフェニルピラジナト)(ジピバ
ロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:Ir(tppr)(dpm))、(ア
セチルアセトナト)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)])のようなピラジン骨格
を有する有機金属イリジウム錯体、トリス(1-フェニルイソキノリナト-N,C2’
イリジウム(III)(略称:Ir(piq))、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))のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、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)のような白金錯体、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)(P
hen))のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有
する有機金属イリジウム錯体は、信頼性及び発光効率に際だって優れるため、特に好まし
い。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得ら
れる。
発光層のホスト材料として用いることが可能な材料としては、特に限定はないが、例え
ば、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(1
0-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)、9
-[4-(5-フェニル-1,3,4-オキサジアゾール-2-イル)フェニル]-9H
-カルバゾール(略称:CO11)などの複素環化合物、NPB、TPD、BSPBなど
の芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体
、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ[g,p]クリセン誘導体等の縮合多環芳香
族化合物が挙げられ、具体的には、9,10-ジフェニルアントラセン(略称:DPAn
th)、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)、YGAPA、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)、2PCAPA、
6,12-ジメトキシ-5,11-ジフェニルクリセン、DBC1、9-[4-(10-
フェニル-9-アントラセニル)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-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)、7-[4-(
10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-7H-ジベンゾ[c,g]カルバゾール
(略称:cgDBCzPA)、6-[3-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)フ
ェニル]-ベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン(略称:2mBnfPPA)、9-
フェニル-10-{4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)ビフェニル-4
’-イル}アントラセン(略称:FLPPA)、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)、1,3,5-ト
リ(1-ピレニル)ベンゼン(略称:TPB3)、5,12-ジフェニルテトラセン、5
,12-ビス(ビフェニル-2-イル)テトラセンなどを挙げることができる。これら及
び様々な物質の中から、上記発光材料のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャッ
プを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。また、発光材料が燐光を
発する物質である場合、ホスト材料としては、発光材料の三重項励起エネルギー(基底状
態と三重項励起状態とのエネルギー差)よりも三重項励起エネルギーの大きい物質を選択
すれば良い。
また、発光層のホスト材料として、複数の材料を用いる場合、励起錯体(エキサイプレ
ックス、エキシプレックスまたはExciplexともいう)を形成する2種類の化合物
を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、様々なキャリア輸送性材料を適宜用い
ることができるが、効率よく励起錯体を形成するために、電子輸送性材料と、正孔輸送性
材料とを組み合わせることが特に好ましい。
なぜならば、電子輸送性材料と、正孔輸送性材料とを組み合わせて励起錯体を形成する
ホスト材料とする場合、電子輸送性材料及び正孔輸送性材料の混合比率を調節することで
、発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化することが容易となる。発光層
における正孔と電子のキャリアバランスを最適化することにより、発光層中で電子と正孔
の再結合が起こる領域が偏ることを抑制できる。再結合が起こる領域の偏りを抑制するこ
とで、発光装置の信頼性を向上させることができる。
電子輸送性材料としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族及
び金属錯体などを用いることができる。具体的には、電子注入層または電子輸送層に用い
ることができる電子輸送性材料を用いることができる。中でも、ピリジン骨格、ジアジン
骨格、及びトリアジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に
、ジアジン(ピリミジン及びピラジン)骨格及びトリアジン骨格を有する複素環化合物は
、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族(例えばカルバゾール誘導体及びイ
ンドール誘導体)又は芳香族アミンなどを好適に用いることができる。具体的には、正孔
注入層または正孔輸送層に用いることができる正孔輸送性材料を用いることができる。中
でも、芳香族アミン骨格を有する化合物及びカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性
が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。
なお、励起錯体を形成するホスト材料の組み合わせとしては、上述した化合物に限定さ
れることなく、キャリアを輸送でき、且つ励起錯体を形成できる組み合わせであり、当該
励起錯体の発光が、発光物質の吸収スペクトルにおける最も長波長側の吸収帯(発光物質
の一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収)と重なっていればよく、
他の材料を用いても良い。
また、上記正孔輸送性材料と電子輸送性材料とが、効率よく励起錯体を形成するために
は、正孔輸送性材料のHOMO準位が電子輸送性材料のHOMO準位より高く、正孔輸送
性材料のLUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orb
ital、最低空軌道ともいう)準位が電子輸送性材料のLUMO準位より高いことが好
ましい。具体的には、正孔輸送性材料のHOMO準位と電子輸送性材料のHOMO準位と
のエネルギー差は、好ましくは0.05eV以上であり、より好ましくは0.1eV以上
であり、さらに好ましくは0.2eV以上である。また、正孔輸送性材料のLUMO準位
と電子輸送性材料のLUMO準位とのエネルギー差は、好ましくは0.05eV以上であ
り、より好ましくは0.1eV以上であり、さらに好ましくは0.2eV以上である。
また、発光層の発光材料またはホスト材料として、熱活性化遅延蛍光(Thermal
ly activated delayed fluorescence:TADF)体
を用いても良い。熱活性化遅延蛍光体は、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネル
ギー準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起状態から一重項励起状態へエネ
ルギーを変換する機能を有する材料である。熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件と
しては、S1準位とT1準位とのエネルギー差が、好ましくは0eVより大きく0.3e
V以下、より好ましくは0eVより大きく0.2eV以下、さらに好ましくは0eVより
大きく0.1eV以下であることが挙げられる。
熱活性化遅延蛍光体としては、一種類の材料から構成されていても良く、複数の材料か
ら構成されていても良い。例えば、熱活性化遅延蛍光体が、一種類の材料から構成される
場合、以下の材料を用いることができる。
まずフラーレン及びその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙
げられる。またマグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、スズ(Sn
)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム(Pd)等を含む金属含有
ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィ
リン-フッ化スズ錯体(SnF(Proto IX))、メソポルフィリン-フッ化ス
ズ錯体(SnF(Meso IX))、ヘマトポルフィリン-フッ化スズ錯体(SnF
(Hemato IX))、コプロポルフィリンテトラメチルエステル-フッ化スズ錯
体(SnF(Copro III-4Me))、オクタエチルポルフィリン-フッ化ス
ズ錯体(SnF(OEP))、エチオポルフィリン-フッ化スズ錯体(SnF(Et
io I))、オクタエチルポルフィリン-塩化白金錯体(PtClOEP)等が挙げ
られる。
また、一種の材料から構成される熱活性化遅延蛍光体としては、例えば2-(ビフェニ
ル-4-イル)-4,6-ビス(12-フェニルインドロ[2,3-a]カルバゾール-
11-イル)-1,3,5-トリアジン(略称:PIC-TRZ)、2-{4-[3-(
N-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-9H-カルバゾール-9-イル]フェ
ニル}-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(略称:PCCzPTzn)、2
-[4-(10H-フェノキサジン-10-イル)フェニル]-4,6-ジフェニル-1
,3,5-トリアジン(略称:PXZ-TRZ)、3-[4-(5-フェニル-5,10
-ジヒドロフェナジン-10-イル)フェニル]-4,5-ジフェニル-1,2,4-ト
リアゾール(略称:PPZ-3TPT)、3-(9,9-ジメチル-9H-アクリジン-
10-イル)-9H-キサンテン-9-オン(略称:ACRXTN)、ビス[4-(9,
9-ジメチル-9,10-ジヒドロアクリジン)フェニル]スルホン(略称:DMAC-
DPS)、10-フェニル-10H,10’H-スピロ[アクリジン-9,9’-アント
ラセン]-10’-オン(略称:ACRSA)等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不
足型複素芳香環を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子
過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性
が高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結
合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプ
ター性が共に強く、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位の差が小さく
なるため、特に好ましい。
また、熱活性化遅延蛍光体をホスト材料として用いる場合、励起錯体を形成する2種類
の材料を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、上記に示した励起錯体を形成す
る組み合わせである電子輸送性材料と、正孔輸送性材料とを用いることが特に好ましい。
また、発光層120及び発光層140の一方または双方において、ホスト材料および発
光材料以外の材料を有していても良い。
なお、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、及び電
荷発生層は、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、ノズ
ルプリント法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した、発光層
、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、量子
ドットなどの無機化合物または高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)
を用いてもよい。
発光材料としては量子ドットも用いることができる。量子ドットは、数nmサイズの半導
体ナノ結晶であり、1×10個から1×10個程度の原子から構成されている。量子
ドットはサイズに依存してエネルギーシフトするため、同じ物質から構成される量子ドッ
トであっても、サイズによって発光波長が異なり、用いる量子ドットのサイズを変更する
ことによって容易に発光波長を調整することができる。
また、量子ドットは、発光スペクトルのピーク幅が狭いため、色純度のよい発光を得るこ
とができる。さらに、量子ドットの理論的な内部量子効率はほぼ100%であると言われ
ており、蛍光発光を呈する有機化合物の25%を大きく上回り、りん光発光を呈する有機
化合物と同等となっている。このことから、量子ドットを発光材料として用いることによ
って発光効率の高い発光素子を得ることができる。その上、無機化合物である量子ドット
はその本質的な安定性にも優れているため、寿命の観点からも好ましい発光素子を得るこ
とができる。
量子ドットを構成する材料としては、周期表第14族元素、周期表第15族元素、周期
表第16族元素、複数の周期表第14族元素からなる化合物、第4族から第14族に属す
る元素と第16族元素との化合物、第2族元素と第16族元素との化合物、第13族元素
と第15族元素との化合物、第13族元素と第17族元素との化合物、第14族元素と第
15族元素との化合物、第11族元素と第17族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン
類、カルコゲナイドスピネル類、各種半導体クラスターなどを挙げることができる。
具体的には、セレン化カドミウム(CdSe)、硫化カドミウム(CdS)、テルル化
カドミウム(CdTe)、セレン化亜鉛(ZnSe)、酸化亜鉛(ZnO)、硫化亜鉛(
ZnS)、テルル化亜鉛(ZnTe)、硫化水銀(HgS)、セレン化水銀(HgSe)
、テルル化水銀(HgTe)、砒化インジウム(InAs)、リン化インジウム(InP
)、砒化ガリウム(GaAs)、リン化ガリウム(GaP)、窒化インジウム(InN)
、窒化ガリウム(GaN)、アンチモン化インジウム(InSb)、アンチモン化ガリウ
ム(GaSb)、リン化アルミニウム(AlP)、砒化アルミニウム(AlAs)、アン
チモン化アルミニウム(AlSb)、セレン化鉛(II)(PbSe)、テルル化鉛(I
I)(PbTe)、硫化鉛(II)(PbS)、セレン化インジウム(InSe)、
テルル化インジウム(InTe)、硫化インジウム(In)、セレン化ガリウ
ム(GaSe)、硫化砒素(III)(As)、セレン化砒素(III)(A
Se)、テルル化砒素(III)(AsTe)、硫化アンチモン(III)(
Sb)、セレン化アンチモン(III)(SbSe)、テルル化アンチモン(
III)(SbTe)、硫化ビスマス(III)(Bi)、セレン化ビスマス
(III)(BiSe)、テルル化ビスマス(III)(BiTe)、ケイ素(
Si)、炭化ケイ素(SiC)、ゲルマニウム(Ge)、錫(Sn)、セレン(Se)、
テルル(Te)、ホウ素(B)、炭素(C)、リン(P)、窒化ホウ素(BN)、リン化
ホウ素(BP)、砒化ホウ素(BAs)、窒化アルミニウム(AlN)、硫化アルミニウ
ム(Al)、硫化バリウム(BaS)、セレン化バリウム(BaSe)、テルル化
バリウム(BaTe)、硫化カルシウム(CaS)、セレン化カルシウム(CaSe)、
テルル化カルシウム(CaTe)、硫化ベリリウム(BeS)、セレン化ベリリウム(B
eSe)、テルル化ベリリウム(BeTe)、硫化マグネシウム(MgS)、セレン化マ
グネシウム(MgSe)、硫化ゲルマニウム(GeS)、セレン化ゲルマニウム(GeS
e)、テルル化ゲルマニウム(GeTe)、硫化錫(IV)(SnS)、硫化錫(II
)(SnS)、セレン化錫(II)(SnSe)、テルル化錫(II)(SnTe)、酸
化鉛(II)(PbO)、フッ化銅(I)(CuF)、塩化銅(I)(CuCl)、臭化
銅(I)(CuBr)、ヨウ化銅(I)(CuI)、酸化銅(I)(CuO)、セレン
化銅(I)(CuSe)、酸化ニッケル(II)(NiO)、酸化コバルト(II)(
CoO)、硫化コバルト(II)(CoS)、四酸化三鉄(Fe)、硫化鉄(II
)(FeS)、酸化マンガン(II)(MnO)、硫化モリブデン(IV)(MoS
、酸化バナジウム(II)(VO)、酸化バナジウム(IV)(VO)、酸化タングス
テン(IV)(WO)、酸化タンタル(V)(Ta)、酸化チタン(TiO
Ti、Ti、Tiなど)、酸化ジルコニウム(ZrO)、窒化ケイ
素(Si)、窒化ゲルマニウム(Ge)、酸化アルミニウム(Al
、チタン酸バリウム(BaTiO)、セレンと亜鉛とカドミウムの化合物(CdZnS
e)、インジウムと砒素とリンの化合物(InAsP)、カドミウムとセレンと硫黄の化
合物(CdSeS)、カドミウムとセレンとテルルの化合物(CdSeTe)、亜鉛とカ
ドミウムとセレンの化合物(ZnCdSe)、インジウムとガリウムと砒素の化合物(I
nGaAs)、インジウムとガリウムとセレンの化合物(InGaSe)、インジウムと
セレンと硫黄の化合物(InSeS)、銅とインジウムと硫黄の化合物(例えばCuIn
)およびこれらの組合せなどを挙げることができるが、これらに限定されない。また
、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ドットを用いても良い。例えば、C
dSSe1-x(xは0から1の任意の数)で表される合金型量子ドットは、xの比率
を変化させることで発光波長を変えることができるため、青色発光を得るには有効な手段
の一つである。
量子ドットの構造としては、コア型、コア-シェル型、コア-マルチシェル型などがあ
り、そのいずれを用いても良いが、コアを覆ってより広いバンドギャップを持つ別の無機
材料でシェルを形成することによって、ナノ結晶表面に存在する欠陥やダングリングボン
ドの影響を低減することができる。これにより、発光の量子効率が大きく改善するためコ
ア-シェル型やコア-マルチシェル型の量子ドットを用いることが好ましい。シェルの材
料の例としては、硫化亜鉛(ZnS)や酸化亜鉛(ZnO)が挙げられる。
また、量子ドットは、表面原子の割合が高いことから、反応性が高く、凝集が起こりや
すい。そのため、量子ドットの表面には保護剤が付着している又は保護基が設けられてい
ることが好ましい。当該保護剤が付着している又は保護基が設けられていることによって
、凝集を防ぎ、溶媒への溶解性を高めることができる。また、反応性を低減させ、電気的
安定性を向上させることも可能である。保護剤(又は保護基)としては、例えば、ポリオ
キシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエ
チレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、トリプロピルホス
フィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等の
トリアルキルホスフィン類、ポリオキシエチレンn-オクチルフェニルエーテル、ポリオ
キシエチレンn-ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テル類、トリ(n-ヘキシル)アミン、トリ(n-オクチル)アミン、トリ(n-デシル
)アミン等の第3級アミン類、トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィン
オキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデ
シルホスフィンオキシド等の有機リン化合物、ポリエチレングリコールジラウレート、ポ
リエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、またピ
リジン、ルチジン、コリジン、キノリン類等の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物、
ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン
、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類、ジブチルスルフィド
等のジアルキルスルフィド類、ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジアル
キルスルホキシド類、チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物、パルミチ
ン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸、アルコール類、ソルビタン脂肪酸エス
テル類、脂肪酸変性ポリエステル類、3級アミン変性ポリウレタン類、ポリエチレンイミ
ン類等が挙げられる。
なお、量子ドットは、棒状の量子ロッドであっても良い。量子ロッドはc軸方向に偏光
した指向性を有する光を呈するため、量子ロッドを発光材料として用いることにより、よ
り外部量子効率が良好な発光素子を得ることができる。
発光層の発光材料に量子ドットを用いる場合、当該発光層の膜厚は3nm乃至100n
m、好ましくは10nm乃至100nmとし、発光層中の量子ドットの含有率は1乃至1
00体積%とする。ただし、量子ドットのみで発光層を形成することが好ましい。なお、
当該量子ドットを発光材料としてホストに分散した発光層を形成する場合は、ホスト材料
に量子ドットを分散させる、またはホスト材料と量子ドットとを適当な液媒体に溶解また
は分散させてウェットプロセス(スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレード
コート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコ
ート法、ラングミュア・ブロジェット法など)により形成すればよい。
ウェットプロセスに用いる液媒体としては、たとえば、メチルエチルケトン、シクロヘ
キサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲ
ン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族
炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホル
ムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の有機溶媒を用いることがで
きる。
発光層に用いることができる高分子化合物としては、例えば、ポリ[2-メトキシ-5
-(2-エチルヘキシルオキシ)-1,4-フェニレンビニレン](略称:MEH-PP
V)、ポリ(2,5-ジオクチル-1,4-フェニレンビニレン)等のポリフェニレンビ
ニレン(PPV)誘導体、ポリ(9,9-ジ-n-オクチルフルオレニル-2,7-ジイ
ル)(略称:PF8)、ポリ[(9,9-ジ-n-オクチルフルオレニル-2,7-ジイ
ル)-alt-(ベンゾ[2,1,3]チアジアゾール-4,8-ジイル)](略称:F
8BT)、ポリ[(9,9-ジ-n-オクチルフルオレニル-2,7-ジイル)-alt
-(2,2’-ビチオフェン-5,5’-ジイル)](略称F8T2)、ポリ[(9,9
-ジオクチル-2,7-ジビニレンフルオレニレン)-alt-(9,10-アントラセ
ン)]、ポリ[(9,9-ジヘキシルフルオレン-2,7-ジイル)-alt-(2,5
-ジメチル-1,4-フェニレン)]等のポリフルオレン誘導体、ポリ(3-ヘキシルチ
オフェン-2,5-ジイル)(略称:P3HT)等のポリアルキルチオフェン(PAT)
誘導体、ポリフェニレン誘導体等が挙げられる。また、これらの高分子化合物や、ポリ(
9-ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(2-ビニルナフタレン)、ポリ[ビ
ス(4-フェニル)(2,4,6-トリメチルフェニル)アミン](略称:PTAA)等
の高分子化合物に、発光性の低分子化合物をドープして発光層に用いてもよい。発光性の
低分子化合物としては、先に挙げた発光材料を用いることができる。
≪電荷発生層≫
電荷発生層115は、正孔輸送性材料に電子受容体であるアクセプター性物質が添加さ
れた構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体であるドナー性物質が添加された構成
であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。
電荷発生層115に、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料が含まれる場合、該
複合材料には先の正孔注入層に用いることができる複合材料を用いればよい。有機化合物
としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール化合物、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、有機化合物としては、正孔移動度が1×10-6cm/Vs以上である有機化合物
を適用することが好ましい。ただし、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これ
ら以外の物質を用いてもよい。有機化合物とアクセプター性物質の複合材料は、キャリア
注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することがで
きる。
なお、電荷発生層115は、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と他
の材料により構成される層を組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、有機
化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、ドナー性物質の中から選ばれた一の
化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有
機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、透明導電膜を含む層とを組み合わ
せて形成してもよい。
なお、電荷発生層115は、光取出し効率の点から、可視光に対して透光性(具体的に
は、電荷発生層115に対する可視光の透過率が40%以上)を有することが好ましい。
また、電荷発生層115は、一対の電極よりも低い導電率であっても機能する。
上述した材料を用いて電荷発生層115を形成することにより、発光層が積層された場
合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
≪一対の電極≫
電極101、電極102、及び電極103(電極103R、電極103G、及び電極1
03B)は、発光層へ正孔と電子を注入する機能を有する。電極101、電極102、及
び電極103(電極103R、電極103G、及び電極103B)は、金属、合金、導電
性化合物、およびこれらの混合物または積層体などを用いて形成することができる。金属
としてはアルミニウム(Al)が典型例であり、その他、銀(Ag)、タングステン、ク
ロム、モリブデン、銅、チタンなどの遷移金属、リチウム(Li)及びセシウムなどのア
ルカリ金属、カルシウム、及びマグネシウム(Mg)などの第2族金属を用いることがで
きる。遷移金属としてイッテルビウム(Yb)などの希土類金属を用いても良い。合金と
しては、上記金属を含む合金を使用することができ、例えばMgAg、AlLiなどが挙
げられる。導電性化合物としては、例えば、インジウム錫酸化物(Indium Tin
Oxide、以下ITO)、珪素または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(略称:I
TSO)、酸化インジウム-酸化亜鉛(Indium Zinc Oxide)、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金属酸化物が挙げられる。導電
性化合物としてグラフェンなどの無機炭素系材料を用いても良い。上述したように、これ
らの材料の複数を積層することによって電極を形成しても良い。
また、発光層から得られる発光は、一対の電極の一方または双方を通して取り出される
。したがって、少なくとも電極102及び電極103(電極103R、電極103G、及
び電極103B)は可視光を透過する機能を有する。光を透過する機能を有する導電性材
料としては、可視光の透過率が40%以上100%以下、好ましくは60%以上100%
以下であり、かつその抵抗率が1×10-2Ω・cm以下の導電性材料が挙げられる。ま
た、電極103(電極103R、電極103G、及び電極103B)が有する導電膜10
4は、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有する導電性材料により形成される
と好ましい。該導電性材料としては、可視光の反射率が20%以上80%以下、好ましく
は40%以上70%以下であり、かつその抵抗率が1×10-2Ω・cm以下の導電性材
料が挙げられる。導電膜104に金属及び合金などの光透過性の低い材料を用いる場合に
は、可視光を透過できる程度の厚さ(例えば、1nm以上30nm以下の厚さ)で形成す
ればよい。
なお、本明細書等において、光を透過する機能を有する電極103、及び導電膜106
(導電膜106R、導電膜106G、及び導電膜106B)には、可視光を透過する機能
を有し、且つ導電性を有する材料を用いればよく、例えば上記のようなITOに代表され
る酸化物導電体層に加えて、酸化物半導体層、または有機物を含む有機導電体層を含む。
有機物を含む有機導電体層としては、例えば、有機材料(アクセプター材料)と電子供与
体(ドナー材料)とを混合してなる複合材料を含む層、有機材料(ドナー材料)と電子受
容体(アクセプター材料)とを混合してなる複合材料を含む層等が挙げられる。また、透
明導電膜の抵抗率としては、好ましくは1×10Ω・cm以下、さらに好ましくは1×
10Ω・cm以下である。
また、電極101、電極102、及び電極103(電極103R、電極103G、及び
電極103B)の成膜方法は、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、塗布法、MBE(M
olecular Beam Epitaxy)法、CVD法、パルスレーザ堆積法、A
LD(Atomic Layer Deposition)法等を適宜用いることができ
る。
≪基板≫
また、本発明の一態様に係る発光装置は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に
作製すればよい。基板上に作製する順番としては、電極101側から順に積層しても、電
極102側から順に積層しても良い。
なお、本発明の一態様に係る発光装置を形成できる基板としては、例えばガラス、石英
、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性
基板とは、曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、ポリカーボ
ネート、ポリアリレートからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、無
機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光装置、及び光学素子の作製工程に
おいて支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。または、発光装
置、及び光学素子を保護する機能を有するものであればよい。
例えば、本発明等においては、様々な基板を用いて発光装置を形成することが出来る。
基板の種類は、特に限定されない。その基板の一例としては、半導体基板(例えば単結晶
基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属
基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステ
ン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状
の材料を含むセルロースナノファイバー(CNF)や紙、又は基材フィルムなどがある。
ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又
はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなど
の一例としては、以下が挙げられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、
ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、
アクリル等の樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、
ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド
、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半
導体基板、単結晶基板、又はSOI基板などを用いてトランジスタを製造することによっ
て、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さい
トランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成する
と、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光装置を形成してもよ
い。または、基板と発光装置との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光装
置を一部または全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いるこ
とができる。その際、耐熱性の劣る基板または可撓性の基板にも発光装置を転載できる。
なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構
造の構成、または基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができ
る。
つまり、ある基板を用いて発光装置を形成し、その後、別の基板に発光装置を転置し、
別の基板上に発光装置を配置してもよい。発光装置が転置される基板の一例としては、上
述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、
麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテー
ト、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板な
どがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光装置、耐熱性の高い発光装
置、軽量化された発光装置、または薄型化された発光装置とすることができる。
また、上述した基板上に、例えば電界効果トランジスタ(FET)を形成し、FETと
電気的に接続された電極上に発光装置を作製してもよい。これにより、FETによって発
光装置の駆動を制御するアクティブマトリクス型の表示装置を作製できる。
<発光装置の作製方法>
次に、本発明の一態様の発光装置の作製方法について、図12及び図13を用いて以下
説明を行う。なお、ここでは、図8に示す発光装置250の作製方法について説明する。
図12及び図13は、本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明するための断面図で
ある。
以下で説明する発光装置250の作製方法は、第1乃至第7の7つのステップを有する
≪第1のステップ≫
第1のステップは、発光装置の電極の一部(具体的には、電極103R、電極103G
、及び電極103Bを構成する導電膜108及び導電膜104)を、基板200上に形成
する工程である(図12(A)参照)。
本実施の形態においては、基板200上に、透過性の導電膜と反射性の導電膜とを順次
形成し、これら導電膜を所望の形状に加工することで、導電膜108及び導電膜104を
形成する。上記透過性の導電膜としては例えばITSOを用い、上記反射性の導電膜とし
ては例えば銀とパラジウムと銅の合金膜(Ag-Pd-Cu膜、APC膜ともいう)を用
いる。このように、導電膜108及び導電膜104を、同一の工程によって加工し形成す
ることで、製造コストを安くすることができるため好適である。
なお、第1のステップの前に、基板200上にトランジスタを形成してもよい。また、
該トランジスタと、導電膜108とを、電気的に接続させてもよい。
≪第2のステップ≫
第2のステップは、基板200上に電極102を構成する導電膜と、電極103Rを構
成する導電膜104上の導電膜106Rと、電極103Gを構成する導電膜104上の導
電膜106Gと、電極103Bを構成する導電膜104上の導電膜106Bと、をそれぞ
れ形成する工程である。導電膜106R、106G、及び106Bを、第1のステップで
形成した導電膜104上に形成することで、電極103R、電極103G、及び電極10
3Bを形成する。本実施の形態においては、電極102を構成する導電膜、導電膜106
R、導電膜106G、及び導電膜106Bとして、ITSO膜を用いる(図12(B)参
照)。
なお、電極102を構成する導電膜、導電膜106R、導電膜106G、及び導電膜1
06Bの形成方法としては、複数回に分けて形成してもよい。複数回に分けて形成するこ
とで、電極102、各発光素子で適したマイクロキャビティ構造となる膜厚で導電膜10
6R、導電膜106G、及び導電膜106Bを形成することができる。
また、電極102は、導電膜108、導電膜106R、導電膜106G、及び導電膜1
06Bのいずれか一つまたは複数の形成工程と同時に形成してもよい。
≪第3のステップ≫
第3のステップは、発光装置の各電極の端部を覆う隔壁145を形成する工程である(
図12(C)参照)。
隔壁145は、電極と重なるように開口部を有する。該開口部によって露出する導電膜
が発光装置の陽極として機能する。本実施の形態では、隔壁145として、ポリイミド樹
脂を用いる。
なお、第1乃至第3のステップにおいては、EL層(有機化合物を含む層)を損傷する
おそれがないため、さまざまな成膜方法及び微細加工技術を適用できる。本実施の形態で
は、スパッタリング法を用いて透光性の導電膜及び反射性の導電膜を成膜した後、リソグ
ラフィ法を用いて、該導電膜のパターンを形成し、その後ウエットエッチング法を用いて
、該導電膜を島状に加工して、電極102、電極103R、電極103G、及び電極10
3Bを形成する。
≪第4のステップ≫
第4のステップは、正孔注入層111、正孔輸送層112、発光層120、電子輸送層
113、電子注入層114、及び電荷発生層115を形成する工程である(図13(A)
参照)。
正孔注入層111としては、正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含む材料とを共蒸
着することで形成することができる。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異
なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
なお、正孔注入層111の形成方法としては、複数回に分けて形成してもよい。複数回
に分けて形成することで、各発光素子で適したマイクロキャビティ構造となる膜厚で、正
孔注入層111を形成することができる。
正孔輸送層112としては、正孔輸送性材料を蒸着することで形成することができる。
発光層120としては、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる少なくとも一つの
波長領域に発光を呈する第1の発光材料を蒸着することで形成することができる。第1の
発光材料としては、蛍光性の有機化合物を用いることができる。また、該蛍光性の有機化
合物は、単独で蒸着してもよいが、他の材料と混合して蒸着してもよい。例えば、蛍光性
の有機化合物をゲスト材料とし、ゲスト材料より励起エネルギーが大きなホスト材料に該
ゲスト材料を分散して蒸着してもよい。
電子輸送層113としては、電子輸送性の高い物質を蒸着することで形成することがで
きる。また、電子注入層114としては、電子注入性の高い物質を蒸着することで形成す
ることができる。
電荷発生層115としては、正孔輸送性材料に電子受容体(アクセプター)が添加され
た材料、または電子輸送性材料に電子供与体(ドナー)が添加された材料を蒸着すること
で形成することができる。
≪第5のステップ≫
第5のステップは、正孔注入層116、正孔輸送層117、発光層140、電子輸送層
118、電子注入層119、及び電極101を形成する工程である(図13(B)参照)
正孔注入層116としては、先に示す正孔注入層111と同様の材料及び同様の方法に
より形成することができる。また、正孔輸送層117としては、先に示す正孔輸送層11
2と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
発光層140としては、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる少な
くとも一つの波長領域に発光を呈する第2の発光材料を蒸着することで形成することがで
きる。第2の発光材料としては、燐光性の有機化合物を用いることができる。また、該燐
光性の有機化合物は、単独で蒸着してもよいが、他の材料と混合して蒸着してもよい。例
えば、燐光性の有機化合物をゲスト材料とし、ゲスト材料より励起エネルギーが大きなホ
スト材料に該ゲスト材料を分散して蒸着してもよい。また、発光層140として、2層の
構成としてもよい。その場合、2層の発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を呈する発
光材料を有することが好ましい。
電子輸送層118としては、電子輸送性の高い物質を蒸着することで形成することがで
きる。また、電子注入層119としては、電子注入性の高い物質を蒸着することで形成す
ることができる。
電極101としては、反射性を有する導電膜により形成することができる。また、電極
101としては、単層構造、または積層構造としてもよい。
上記工程を経て、電極102、電極103R、電極103G、及び電極103B上に、
それぞれ発光素子222W、発光素子222R、発光素子222G、及び発光素子222
Bを有する発光装置が基板200上に形成される。
≪第6のステップ≫
第6のステップは、基板220上に遮光層223、光学素子224R、光学素子224
G、及び光学素子224Bを形成する工程である(図13(C)参照)。
遮光層223としては、黒色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。その後、基
板220及び遮光層223上に、光学素子224R、光学素子224G、及び光学素子2
24Bを形成する。光学素子224Rとしては、赤色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に
形成する。また、光学素子224Gとしては、緑色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形
成する。また、光学素子224Bとしては、青色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成
する。
≪第7のステップ≫
第7のステップは、基板200上に形成された発光装置と、基板220上に形成された
遮光層223、光学素子224R、光学素子224G、及び光学素子224Bと、を貼り
合わせ、シール材を用いて封止する工程である(図示しない)。
以上の工程により、図8に示す発光装置250を形成することができる。
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形
態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定
されない。つまり、本実施の形態および他の実施の形態では、様々な発明の態様が記載さ
れているため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。例えば、本発明の一態様
として、発光装置に適用した場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されな
い。例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、発光装置に適
用しなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、第1の発光素子が、発光層と
第1の電極と第2の電極とを有し、第2の発光素子が、発光層と第1の電極と第3の電極
とを有し、第2の電極は、第1の導電膜のみからなり、第3の電極は、第2の導電膜と第
3の導電膜とを有し、第1の電極が光を反射する機能を有し、第1の導電膜及び第3の導
電膜が光を透過する機能を有し、第2の導電膜が光を反射する機能と光を透過する機能と
を有する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては
、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、第2の発光素子が第2の導電膜
または第3の導電膜を有さなくても良い。あるいは、第1の発光素子が第2の導電膜また
は第3の導電膜を有しても良い。または、発光層を塗り分け方式で形成してもよい。
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることがで
きる。
(実施の形態2)
本実施の形態においては、実施の形態1に示す発光装置に用いることができる発光素子
、及び当該発光素子の発光機構について、図14乃至図16を用いて、以下説明を行う。
なお、図14乃至図16において、図1乃至図13に示す符号と同様の機能を有する箇所
には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有す
る箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
<発光素子の構成例1>
図14(A)は、発光素子260の断面模式図である。
図14(A)に示す発光素子260は、一対の電極(電極201及び電極202)の間
に、複数の発光ユニット(図14(A)においては、発光ユニット208及び発光ユニッ
ト210)を有する。複数の発光ユニットのうちいずれか一つの発光ユニットは、EL層
100と同様な構成を有すると好ましい。なお、発光素子260において、電極202が
陽極として機能し、電極201が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子
260の構成としては、逆であっても構わない。また、電極202の構成としては、実施
の形態1で示した電極102または電極103(電極103R、電極103G、及び電極
103B)の構成を用いればよい。また、電極201の構成としては、実施の形態1で示
した電極101の構成を用いればよい。
また、図14(A)に示す発光素子260において、発光ユニット208と発光ユニッ
ト210とが積層されており、発光ユニット208と発光ユニット210との間には電荷
発生層115が設けられる。なお、発光ユニット208と発光ユニット210は、同じ構
成でも異なる構成でもよい。
また、発光素子260は、発光層120と、発光層140と、を有する。また、発光ユ
ニット208は、発光層120の他に、正孔注入層111、正孔輸送層112、電子輸送
層113、及び電子注入層114を有する。また、発光ユニット210は、発光層140
の他に、正孔注入層116、正孔輸送層117、電子輸送層118、及び電子注入層11
9を有する。
なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層115に接している場合は、電荷発生層
115が該発光ユニットの正孔注入層または正孔輸送層の役割も担うことができるため、
該発光ユニットには正孔注入層または正孔輸送層を設けない構成であっても良い。あるい
は、発光ユニットの陰極側の面が電荷発生層115に接している場合は、電荷発生層11
5が該発光ユニットの電子注入層または電子輸送層の役割も担うことができるため、該発
光ユニットには電子注入層または電子輸送層を設けない構成であっても良い。
なお、発光ユニット208と発光ユニット210とに挟まれる電荷発生層115は、電
極201と電極202とに電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、
他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図14(A)において
、電極202の電位の方が電極201の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、
電荷発生層115は、発光ユニット208に電子を注入し、発光ユニット210に正孔を
注入する。
また、図14(A)においては、2つの発光ユニットを有する発光素子について説明し
たが、3つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可
能である。発光素子260に示すように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生
層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さら
に長寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子を実現することができ
る。
また、発光ユニット208が有する発光層120は、図14(B)に示すように、ホス
ト材料121と、ゲスト材料122とを有する。なお、ゲスト材料122は蛍光性化合物
として、以下説明する。また、発光ユニット210が有する発光層140は、図15(A
)に示すように、ホスト材料141と、ゲスト材料142とを有する。また、ホスト材料
141は、有機化合物141_1と、有機化合物141_2と、を有する。なお、発光層
140が有するゲスト材料142は燐光性化合物として、以下説明する。
≪発光層120の発光機構≫
発光層120の発光機構について、以下説明を行う。
一対の電極(電極201及び電極202)あるいは電荷発生層115から注入された電
子および正孔が発光層120において再結合することにより、励起子が生成する。ゲスト
材料122と比較してホスト材料121は大量に存在するので、励起子の生成により、ほ
ぼホスト材料121の励起状態が形成される。
なお、励起子はキャリア(電子および正孔)対のことである。励起子はエネルギーを有
するため、励起子が生成した材料は励起状態となる。
形成されたホスト材料121の励起状態が一重項励起状態である場合、ホスト材料12
1のS1準位からゲスト材料122のS1準位へ一重項励起エネルギーがエネルギー移動
し、ゲスト材料122の一重項励起状態が形成される。
ゲスト材料122は蛍光性化合物であるため、ゲスト材料122において一重項励起状
態が形成されると、ゲスト材料122は速やかに発光する。このとき、高い発光効率を得
るためには、ゲスト材料122の蛍光量子収率は高いことが好ましい。なお、ゲスト材料
122において、キャリアが再結合し、生成した励起状態が一重項励起状態である場合も
同様である。
次に、キャリアの再結合によってホスト材料121の三重項励起状態が形成される場合
について説明する。この場合のホスト材料121およびゲスト材料122のエネルギー準
位の相関を図14(C)に示す。また、図14(C)における表記および符号は、以下の
通りである。なお、ホスト材料121のT1準位がゲスト材料122のT1準位より低い
ことが好ましいため、図14(C)では、この場合を図示するが、ホスト材料121のT
1準位がゲスト材料122のT1準位よりも高くてもよい。
発光層120におけるホスト材料121と、ゲスト材料122とのエネルギー準位の相関
を図14(C)に示す。なお、図14(C)における表記及び符号は、以下の通りである

・Host(121):ホスト材料121
・Guest(122):ゲスト材料122(蛍光性化合物)
・SFH:ホスト材料121のS1準位
・TFH:ホスト材料121のT1準位
・SFG:ゲスト材料122(蛍光性化合物)のS1準位
・TFG:ゲスト材料122(蛍光性化合物)のT1準位
図14(C)に示すように、三重項-三重項消滅(TTA:Triplet-Trip
let Annihilation)によって、キャリアの再結合によって生成した三重
項励起子同士が相互作用し、互いに励起エネルギーの受け渡し、及びスピン角運動量の交
換を行うことで、結果としてホスト材料121のS1準位(SFH)のエネルギーを有す
る一重項励起子に変換される反応が生じる(図14(C) TTA参照)。ホスト材料1
21の一重項励起エネルギーは、SFHから、それよりもエネルギーの低いゲスト材料1
22のS1準位(SFG)へエネルギー移動が生じ(図14(C) ルートE参照)、
ゲスト材料122の一重項励起状態が形成され、ゲスト材料122が発光する。
なお、発光層120における三重項励起子の密度が十分に高い場合(例えば、1×10
12cm-3以上)では、三重項励起子単体の失活を無視し、2つの近接した三重項励起
子による反応のみを考えることができる。
また、ゲスト材料122においてキャリアが再結合し三重項励起状態が形成されるとき
、ゲスト材料122の三重項励起状態は熱失活するため、発光に利用することが困難とな
る。しかしながら、ホスト材料121のT1準位(TFH)がゲスト材料122のT1準
位(TFG)より低い場合、ゲスト材料122の三重項励起エネルギーは、ゲスト材料1
22のT1準位(TFG)からホスト材料121のT1準位(TFH)へエネルギー移動
する(図14(C) ルートE参照)ことが可能であり、その後TTAに利用される。
すなわち、ホスト材料121は、TTAによって三重項励起エネルギーを一重項励起エ
ネルギーに変換する機能を有すると好ましい。そうすることで、発光層120で生成した
三重項励起エネルギーの一部を、ホスト材料121におけるTTAによって一重項励起エ
ネルギーに変換し、該一重項励起エネルギーをゲスト材料122に移動することで、蛍光
発光として取り出すことが可能となる。そのためには、ホスト材料121のS1準位(S
FH)は、ゲスト材料122のS1準位(SFG)より高いことが好ましい。また、ホス
ト材料121のT1準位(TFH)は、ゲスト材料122のT1準位(TFG)より低い
ことが好ましい。
なお、特に、ゲスト材料122のT1準位(TFG)がホスト材料121のT1準位(
FH)よりも低い場合においては、ホスト材料121とゲスト材料122との重量比は
、ゲスト材料122の重量比が低い方が好ましい。具体的には、ゲスト材料122の含有
量がホスト材料121に対する重量比で、0より大きく0.05以下が好ましい。そうす
ることで、ゲスト材料122でキャリアが再結合する確率を低減させることができる。ま
た、ホスト材料121のT1準位(TFH)からゲスト材料122のT1準位(TFG
へのエネルギー移動が生じる確率を低減させることができる。
なお、ホスト材料121は単一の化合物で構成されていても良く、複数の化合物から構
成されていても良い。
≪発光層140の発光機構≫
次に、発光層140の発光機構について、以下説明を行う。
発光層140が有する、有機化合物141_1と、有機化合物141_2とは励起錯体
を形成すると好ましい。
有機化合物141_1と有機化合物141_2との組み合わせは、互いに励起錯体を形
成することが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔輸送性を有する化合物であり
、他方が電子輸送性を有する化合物であることが、より好ましい。
発光層140における有機化合物141_1と、有機化合物141_2と、ゲスト材料
142とのエネルギー準位の相関を図15(B)に示す。なお、図15(B)における表
記及び符号は、以下の通りである。
・Host(141_1):有機化合物141_1(ホスト材料)
・Host(141_2):有機化合物141_2(ホスト材料)
・Guest(142):ゲスト材料142(燐光性化合物)
・SPH1:有機化合物141_1(ホスト材料)のS1準位
・TPH1:有機化合物141_1(ホスト材料)のT1準位
・SPH2:有機化合物141_2(ホスト材料)のS1準位
・TPH2:有機化合物141_2(ホスト材料)のT1準位
・TPG:ゲスト材料142(燐光性化合物)のT1準位
・SPE:励起錯体のS1準位
・TPE:励起錯体のT1準位
有機化合物141_1と有機化合物141_2とは励起錯体を形成し、該励起錯体のS
1準位(SPE)とT1準位(TPE)は互いに隣接するエネルギーとなる(図15(B
) ルートE参照)。
有機化合物141_1及び有機化合物141_2は、一方がホールを、他方が電子を受
け取ることで速やかに励起錯体を形成する。あるいは、一方が励起状態となると、速やか
に他方と相互作用することで励起錯体を形成する。したがって、発光層140における励
起子のほとんどが励起錯体として存在する。励起錯体の励起エネルギー準位(SPEまた
はTPE)は、励起錯体を形成するホスト材料(有機化合物141_1及び有機化合物1
41_2)のS1準位(SPH1及びSPH2)より低くなるため、より低い励起エネル
ギーでホスト材料141の励起状態を形成することが可能となる。これによって、発光素
子の駆動電圧を下げることができる。
そして、励起錯体の(SPE)と(TPE)の双方のエネルギーを、ゲスト材料142
(燐光性化合物)のT1準位へ移動させて発光が得られる(図15(B) ルートE
参照)。
なお、励起錯体のT1準位(TPE)は、ゲスト材料142のT1準位(TPG)より
大きいことが好ましい。そうすることで、生成した励起錯体の一重項励起エネルギーおよ
び三重項励起エネルギーを、励起錯体のS1準位(SPE)およびT1準位(TPE)か
らゲスト材料142のT1準位(TPG)へエネルギー移動することができる。
また、励起錯体からゲスト材料142へ効率よく励起エネルギーを移動させるためには
、励起錯体のT1準位(TPE)が、励起錯体を形成する各有機化合物(有機化合物14
1_1および有機化合物141_2)のT1準位(TPH1およびTPH2)と同等か、
より小さいことが好ましい。これにより、各有機化合物(有機化合物141_1及び有機
化合物141_2)による励起錯体の三重項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり
、効率よく励起錯体からゲスト材料142へエネルギー移動が発生する。
また、有機化合物141_1と有機化合物141_2とが、効率よく励起錯体を形成す
るためには、有機化合物141_1および有機化合物141_2の一方のHOMO準位が
他方のHOMO準位より高く、一方のLUMO準位が他方のLUMO準位より高いことが
好ましい。例えば、有機化合物141_1が正孔輸送性を有し、有機化合物141_2が
電子輸送性を有する場合、有機化合物141_1のHOMO準位が有機化合物141_2
のHOMO準位より高いことが好ましく、有機化合物141_1のLUMO準位が有機化
合物141_2のLUMO準位より高いことが好ましい。あるいは、有機化合物141_
2が正孔輸送性を有し、有機化合物141_1が電子輸送性を有する場合、有機化合物1
41_2のHOMO準位が有機化合物141_1のHOMO準位より高いことが好ましく
、有機化合物141_2のLUMO準位が有機化合物141_1のLUMO準位より高い
ことが好ましい。具体的には、有機化合物141_1のHOMO準位と有機化合物141
_2のHOMO準位とのエネルギー差は、好ましくは0.05eV以上であり、より好ま
しくは0.1eV以上であり、さらに好ましくは0.2eV以上である。また、有機化合
物141_1のLUMO準位と有機化合物141_2のLUMO準位とのエネルギー差は
、好ましくは0.05eV以上であり、より好ましくは0.1eV以上であり、さらに好
ましくは0.2eV以上である。
また、有機化合物141_1と有機化合物141_2との組み合わせが、正孔輸送性を
有する化合物と電子輸送性を有する化合物との組み合わせである場合、その混合比によっ
てキャリアバランスを容易に制御することが可能となる。具体的には、正孔輸送性を有す
る化合物:電子輸送性を有する化合物=1:9から9:1(重量比)の範囲が好ましい。
また、該構成を有することで、容易にキャリアバランスを制御することができることから
、キャリア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
<エネルギー移動機構>
次に、ホスト材料141と、ゲスト材料142との分子間のエネルギー移動過程の支配
因子について説明する。分子間のエネルギー移動の機構としては、フェルスター機構(双
極子-双極子相互作用)と、デクスター機構(電子交換相互作用)の2つの機構が提唱さ
れている。ここでは、ホスト材料141とゲスト材料142との分子間のエネルギー移動
過程について説明するが、ホスト材料141が励起錯体の場合も同様である。
≪フェルスター機構≫
フェルスター機構では、エネルギー移動に、分子間の直接的接触を必要とせず、ホスト
材料141及びゲスト材料142間の双極子振動の共鳴現象を通じてエネルギー移動が起
こる。双極子振動の共鳴現象によってホスト材料141がゲスト材料142にエネルギー
を受け渡し、励起状態のホスト材料141が基底状態になり、基底状態のゲスト材料14
2が励起状態になる。なお、フェルスター機構の速度定数kh*→gを数式(1)に示す
数式(1)において、νは、振動数を表し、f’(ν)は、ホスト材料141の規格
化された発光スペクトル(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペ
クトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル)を表し、
ε(ν)は、ゲスト材料142のモル吸光係数を表し、Nは、アボガドロ数を表し、n
は、媒体の屈折率を表し、Rは、ホスト材料141とゲスト材料142の分子間距離を表
し、τは、実測される励起状態の寿命(蛍光寿命や燐光寿命)を表し、cは、光速を表し
、φは、発光量子収率(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収
率、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率)を表し、K
、ホスト材料141とゲスト材料142の遷移双極子モーメントの配向を表す係数(0か
ら4)である。なお、ランダム配向の場合はK=2/3である。
≪デクスター機構≫
デクスター機構では、ホスト材料141とゲスト材料142が軌道の重なりを生じる接
触有効距離に近づき、励起状態のホスト材料141の電子と、基底状態のゲスト材料14
2との電子の交換を通じてエネルギー移動が起こる。なお、デクスター機構の速度定数k
h*→gを数式(2)に示す。
数式(2)において、hは、プランク定数であり、Kは、エネルギーの次元を持つ定数
であり、νは、振動数を表し、f’(ν)は、ホスト材料141の規格化された発光ス
ペクトル(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項
励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル)を表し、ε’(ν)は
、ゲスト材料142の規格化された吸収スペクトルを表し、Lは、実効分子半径を表し、
Rは、ホスト材料141とゲスト材料142の分子間距離を表す。
ここで、ホスト材料141からゲスト材料142へのエネルギー移動効率φETは、数
式(3)で表される。kは、ホスト材料141の発光過程(一重項励起状態からのエネ
ルギー移動を論じる場合は蛍光、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐
光)の速度定数を表し、kは、ホスト材料141の非発光過程(熱失活や項間交差)の
速度定数を表し、τは、実測されるホスト材料141の励起状態の寿命を表す。
数式(3)より、エネルギー移動効率φETを高くするためには、エネルギー移動の速
度定数kh*→gを大きくし、他の競合する速度定数k+k(=1/τ)が相対的に
小さくなれば良いことがわかる。
≪エネルギー移動を高めるための概念≫
フェルスター機構によるエネルギー移動においては、エネルギー移動効率φETは、量
子収率φ(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じている場合は蛍光量子収率、三重
項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率)が高い方が良い。また、
ホスト材料141の発光スペクトル(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合
は蛍光スペクトル)とゲスト材料142の吸収スペクトル(一重項基底状態から三重項励
起状態への遷移に相当する吸収)との重なりが大きいことが好ましい。さらに、ゲスト材
料142のモル吸光係数も高い方が好ましい。このことは、ホスト材料141の発光スペ
クトルと、ゲスト材料142の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることを意味する。
また、デクスター機構によるエネルギー移動において、速度定数kh*→gを大きくす
るにはホスト材料141の発光スペクトル(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じ
る場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペ
クトル)とゲスト材料142の吸収スペクトル(一重項基底状態から三重項励起状態への
遷移に相当する吸収)との重なりが大きい方が良い。したがって、エネルギー移動効率の
最適化は、ホスト材料141の発光スペクトルと、ゲスト材料142の最も長波長側に現
れる吸収帯とが重なることによって実現される。
なお、ホスト材料141からゲスト材料142へのエネルギー移動と同様に、励起錯体
からゲスト材料142へのエネルギー移動過程についても、フェルスター機構、及びデク
スター機構の双方の機構によるエネルギー移動が生じる。
すなわち、ホスト材料141は、ゲスト材料142に効率的にエネルギー移動が可能な
エネルギードナーとしての機能を有する励起錯体であり、該励起錯体を形成する組み合わ
せの有機化合物141_1および有機化合物141_2を有する。有機化合物141_1
および有機化合物141_2が形成する励起錯体は、有機化合物141_1および有機化
合物141_2単体の励起状態より低い励起エネルギーで形成が可能となる。したがって
、発光素子の駆動電圧を低減することができる。
さらに、励起錯体のS1準位からエネルギーアクセプターとなるゲスト材料142のT
1準位へのエネルギー移動が生じやすくするためには、励起錯体の発光スペクトルと、ゲ
スト材料142の最も長波長側(低エネルギー側)に現れる吸収帯と、が重なると好まし
い。そうすることで、ゲスト材料142の三重項励起状態の生成効率を高めることができ
る。
なお、発光層140において生成する励起錯体は、一重項励起エネルギー準位と三重項
励起エネルギー準位とが近接しているという特徴を有するため、励起錯体の発光スペクト
ルとゲスト材料142の最も長波長側(低エネルギー側)に現れる吸収帯を重ねることで
、励起錯体の三重項励起エネルギー準位からゲスト材料142の三重項励起エネルギー準
位へのエネルギー移動も生じやすくすることが可能となる。
発光層140を上述の構成とすることで、発光層140のゲスト材料142(燐光性化
合物)からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
なお、上記に示すルートE乃至Eの過程を、本明細書等においてExTET(Ex
ciplex-Triplet Energy Transfer)と呼称する場合があ
る。別言すると、発光層140は、励起錯体からゲスト材料142への励起エネルギーの
供与がある。なお、この場合は必ずしもTPEからSPEへの逆項間交差効率が高い必要
はなく、SPEからの発光量子収率が高い必要もないため、材料を幅広く選択することが
可能となる。
なお、上記各構成において、発光ユニット208及び発光ユニット210に用いるゲス
ト材料が呈する発光色としては、互いに同じであっても異なっていてもよい。発光ユニッ
ト208及び発光ユニット210で互いに同じ色の発光を呈する機能を有するゲスト材料
を有する場合、発光素子260は少ない電流値で高い発光輝度を呈する発光素子となり好
ましい。また、発光ユニット208及び発光ユニット210で互いに異なる色の発光を呈
する機能を有するゲスト材料を有する場合、発光素子260は多色発光を呈する発光素子
となり好ましい。この場合、発光層120及び発光層140のいずれか一方もしくは双方
に発光波長の異なる複数の発光材料を用いることによって、発光素子260が呈する発光
スペクトルは異なる発光ピークを有する発光が合成された光となるため、少なくとも二つ
の極大値を有する発光スペクトルとなる。
上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層120及び発光層140の光
を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。特に、演色性の
高い白色発光、あるいは少なくとも赤色と緑色と青色とを有する発光、になるようゲスト
材料を選択することが好適である。
また、発光ユニット208と発光ユニット210とで発光色が異なるゲスト材料を有す
る場合、発光層120からの発光が、発光層140からの発光よりも短波長側に発光のピ
ークを有する構成とすることが好ましい。高い三重項励起エネルギー準位を有する材料を
用いた発光素子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長な発光を呈する発光層にT
TAを用いることによって、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。
また、発光層120または発光層140の少なくとも一つを層状にさらに分割し、当該
分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるようにしても良い。すなわち、発光層12
0または発光層140の少なくとも一つが2層以上の複数層でもって構成することもでき
る。例えば、第1の発光層と第2の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層とする
場合、第1の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する材料を用い、第2の発光層の
ホスト材料として電子輸送性を有する材料を用いる構成などがある。この場合、第1の発
光層と第2の発光層とが有する発光材料は、同じ材料あっても異なる材料であってもよく
、同じ色の発光を呈する機能を有する材料であっても、異なる色の発光を呈する機能を有
する材料であってもよい。互いに異なる色の発光を呈する機能を有する複数の発光材料を
有する構成により、三原色や、4色以上の発光色からなる演色性の高い白色発光を得るこ
ともできる。
<発光素子の構成例2>
次に、図14及び図15に示す発光素子と異なる構成例について、図16(A)(B)
(C)を用いて、以下説明を行う。
図16(A)は、発光素子262の断面模式図である。
図16(A)に示す発光素子262は、一対の電極(電極201及び電極202)の間
にEL層100が挟まれた構造である。なお、発光素子262において、電極202が陽
極として機能し、電極201が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子2
62構成としては、逆であっても構わない。また、電極202の構成としては、実施の形
態1で示した電極102または電極103(電極103R、電極103G、及び電極10
3B)の構成を用いればよい。また、電極201の構成としては、実施の形態1で示した
電極101の構成を用いればよい。
また、EL層100は、発光層130を有し、発光層130は、発光層120と、発光
層140と、を有する。また、発光素子262おいて、EL層100として、発光層の他
に、正孔注入層111、正孔輸送層112、電子輸送層118、及び電子注入層119が
図示されているが、これらの積層構造は一例であり、発光素子262におけるEL層10
0の構成はこれらに限定されない。例えば、EL層100において、上記各層の積層順を
変えてもよい。または、EL層100において、上記各層以外の機能層を設けてもよい。
該機能層としては、例えば、正孔または電子の注入障壁を低減する機能、正孔または電子
の輸送性を向上する機能、正孔または電子の輸送性を阻害する機能、正孔または電子を発
生する機能、を有する構成であってもよい。
また、図16(B)に示すように、発光層120は、ホスト材料121と、ゲスト材料
122とを有する。また、発光層140は、ホスト材料141と、ゲスト材料142とを
有する。ホスト材料141は、有機化合物141_1と、有機化合物141_2とを有す
る。なお、ゲスト材料122が蛍光性化合物、ゲスト材料142が燐光性化合物として、
以下説明する。
≪発光層130の発光機構≫
発光層120の発光機構としては、図14(B)(C)に示す発光層120と同様の発
光機構である。また、発光層140の発光機構としては、図15(A)(B)に示す発光
層140と同様の発光機構である。
図16(A)に示すように、発光層120と、発光層140とが互いに接する構成を有
する場合、発光層120と発光層140との界面において、発光層140の励起錯体から
発光層120のホスト材料121へのエネルギー移動(とくに三重項励起準位のエネルギ
ー移動)が起こったとしても、発光層120にて上記三重項励起エネルギーを発光に変換
することができる。
なお、発光層120のホスト材料121のT1準位が、発光層140が有する有機化合
物141_1及び有機化合物141_2のT1準位よりも低いと好ましい。また、発光層
120において、ホスト材料121のS1準位がゲスト材料122(蛍光性化合物)のS
1準位よりも高く、且つ、ホスト材料121のT1準位がゲスト材料122(蛍光性化合
物)のT1準位よりも低いと好ましい。
具体的には、発光層120にTTAを用い、発光層140にExTETを用いる場合の
エネルギー準位の相関を図16(C)に示す。なお、図16(C)における表記及び符号
は、以下の通りである。
・Fluorescence EML(120):発光層120(蛍光発光層)
・Phosphorescence EML(140):発光層140(燐光発光層)
・Host(121):ホスト材料121
・Guest(122):ゲスト材料122(蛍光性化合物)
・Host(141_1):有機化合物141_1(ホスト材料)
・Guest(142):ゲスト材料142(燐光性化合物)
・Exciplex:励起錯体(有機化合物141_1及び有機化合物141_2)
・SFH:ホスト材料121のS1準位
・TFH:ホスト材料121のT1準位
・SFG:ゲスト材料122(蛍光性化合物)のS1準位
・TFG:ゲスト材料122(蛍光性化合物)のT1準位
・SPH:ホスト材料(有機化合物141_1)のS1準位
・TPH:ホスト材料(有機化合物141_1)のT1準位
・TPG:ゲスト材料142(燐光性化合物)のT1準位
・S:励起錯体のS1準位
・T:励起錯体のT1準位
図16(C)に示すように、励起錯体は励起状態でしか存在しないため、励起錯体と励
起錯体との間の励起子拡散は生じにくい。また、励起錯体の励起エネルギー準位(S
)は、発光層140の有機化合物141_1(すなわち、燐光性化合物のホスト材料
)の励起エネルギー準位(SPH、TPH)よりも低いので、励起錯体から有機化合物1
41_1へのエネルギーの拡散も生じない。すなわち、燐光発光層(発光層140)内に
おいて、励起錯体の励起子拡散距離は短いため、燐光発光層(発光層140)の効率を保
つことが可能となる。また、蛍光発光層(発光層120)と燐光発光層(発光層140)
の界面において、燐光発光層(発光層140)の励起錯体の三重項励起エネルギーの一部
が、蛍光発光層(発光層120)に拡散したとしても、その拡散によって生じた蛍光発光
層(発光層120)の三重項励起エネルギーは、TTAを通じて発光に変換されるため、
エネルギー損失を低減することが可能となる。
以上のように、発光素子262は、発光層140にExTETを利用し、且つ発光層1
20にTTAを利用することで、エネルギー損失が低減されるため、高い発光効率の発光
素子とすることができる。また、発光素子262に示すように、発光層120と、発光層
140とが互いに接する構成とする場合、上記エネルギー損失が低減されるとともに、E
L層100の層数を低減させることができる。したがって、製造コストの少ない発光素子
とすることができる。
なお、発光層120と発光層140とは互いに接していない構成であっても良い。この
場合、発光層140中で生成する、有機化合物141_1、有機化合物141_2、また
はゲスト材料142(燐光性化合物)の励起状態から発光層120中のホスト材料121
、またはゲスト材料122(蛍光性化合物)へのデクスター機構によるエネルギー移動(
特に三重項エネルギー移動)を防ぐことができる。したがって、発光層120と発光層1
40との間に設ける層は数nm程度の厚さがあればよい。具体的には、1nm以上5nm
以下であると、駆動電圧の上昇を抑制することができ好適である。
発光層120と発光層140との間に設ける層は単一の材料で構成されていても良いが
、正孔輸送性材料と電子輸送性材料の両方が含まれていても良い。単一の材料で構成する
場合、バイポーラー性材料を用いても良い。ここでバイポーラー性材料とは、電子と正孔
の移動度の比が100以下である材料を指す。また、正孔輸送性材料または電子輸送性材
料などを使用しても良い。もしくは、そのうちの少なくとも一つは、発光層140のホス
ト材料(有機化合物141_1または有機化合物141_2)と同一の材料で形成しても
良い。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。さらに
、正孔輸送性材料と電子輸送性材料とで励起錯体を形成しても良く、これによって励起子
の拡散を効果的に防ぐことができる。具体的には、発光層140のホスト材料(有機化合
物141_1または有機化合物141_2)あるいはゲスト材料142(燐光性化合物)
の励起状態から、発光層120のホスト材料121あるいはゲスト材料122(蛍光性化
合物)へのエネルギー移動を防ぐことができる。
また、発光素子262においては、発光層120が正孔輸送層112側、発光層140
が電子輸送層118側として説明したが、本発明の一態様の発光素子としては、これに限
定されず、発光層120が電子輸送層118側、発光層140が正孔輸送層112側であ
っても構わない。
なお、発光素子262では、キャリアの再結合領域はある程度の分布を持って形成され
ることが好ましい。このため、発光層120または発光層140において、適度なキャリ
アトラップ性があることが好ましく、発光層140が有するゲスト材料142(燐光性化
合物)が電子トラップ性を有していることが好ましい。または、発光層120が有するゲ
スト材料122(蛍光性化合物)が正孔トラップ性を有していることが好ましい。
なお、発光層120からの発光が、発光層140からの発光よりも短波長側に発光のピ
ークを有する構成とすることが好ましい。短波長の発光を呈する燐光性化合物を用いた発
光素子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによっ
て、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。
また、発光層120と発光層140とで異なる発光波長の光を得ることによって、多色
発光の素子とすることができる。この場合、発光スペクトルは異なる発光ピークを有する
発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる
また、上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層120と発光層140
との光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。
また、発光層120及び発光層140のいずれか一方または双方に、発光波長の異なる
複数の発光材料を用いることによって、三原色や、4色以上の発光色からなる演色性の高
い白色発光を得ることもできる。この場合、発光層を層状にさらに分割し、当該分割した
層ごとに異なる発光材料を含有させるようにしても良い。
<発光層に用いることができる材料の例>
次に、発光層120、及び発光層140に用いることのできる材料について、以下説明
する。
≪発光層120に用いることのできる材料≫
発光層120中では、ホスト材料121が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料122
(蛍光性化合物)は、ホスト材料121中に分散される。ホスト材料121のS1準位は
、ゲスト材料122(蛍光性化合物)のS1準位よりも高く、ホスト材料121のT1準
位は、ゲスト材料122(蛍光性化合物)のT1準位よりも低いことが好ましい。
発光層120において、ゲスト材料122としては、特に限定はないが、アントラセン
誘導体、テトラセン誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペ
リレン誘導体、スチルベン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、フェノキサジン
誘導体、フェノチアジン誘導体などが好ましい。具体的には、例えば、実施の形態1で例
示した蛍光性化合物を用いることができる。
また、発光層120において、ホスト材料121に用いることが可能な材料としては、
特に限定はないが、例えば、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-te
rt-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)、9-[4-(5-フェニル-1,3,4-オキサジアゾール-2-
イル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:CO11)などの複素環化合物、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また
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)、4,4’-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)などの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェ
ナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ[g,p]クリセン誘導体
等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、9,10-ジフェニルアントラセン
(略称:DPAnth)、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)、4-(9
H-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)、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-ジフェニ
ル-N-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)-9H-カルバゾール-3-アミン
(略称:2PCAPA)、6,12-ジメトキシ-5,11-ジフェニルクリセン、N,
N,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’-オクタフェニルジベンゾ[g,
p]クリセン-2,7,10,15-テトラアミン(略称:DBC1)、9-[4-(1
0-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)、1,3,5-トリ(1
-ピレニル)ベンゼン(略称:TPB3)などを挙げることができる。また、これら及び
公知の物質の中から、上記ゲスト材料122のエネルギーギャップより大きなエネルギー
ギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。
なお、発光層120は2層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第1
の発光層と第2の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層120とする場合、第1
の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第2の発光層のホスト材料
として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
また、発光層120において、ホスト材料121は、一種の化合物から構成されていて
も良く、複数の化合物から構成されていても良い。あるいは、発光層120において、ホ
スト材料121およびゲスト材料122以外の材料を有していても良い。
また、発光層120が、実施の形態1で示した発光層の構成を有してもよい。その場合
、実施の形態1で示したホスト材料及び発光材料(蛍光性化合物)を用いることが好まし
い。
≪発光層140に用いることのできる材料≫
発光層140中では、ホスト材料141が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料142
(燐光性化合物)は、ホスト材料141中に分散される。発光層140のホスト材料14
1(有機化合物141_1及び有機化合物141_2)のT1準位は、ゲスト材料142
のT1準位よりも高いことが好ましい。
有機化合物141_1としては、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾー
ル誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベ
ンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジ
ン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘
導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘導体などが挙げ
られる。具体的には、実施の形態1で示した電子輸送性材料および正孔輸送性材料を用い
ることができる。
有機化合物141_2としては、有機化合物141_1と励起錯体を形成できる組み合
わせが好ましい。具体的には、例えば、実施の形態1で示した電子輸送性材料および正孔
輸送性材料を用いることができる。この場合、有機化合物141_1と有機化合物141
_2とで形成される励起錯体の発光ピークが、ゲスト材料142(燐光性化合物)の三重
項MLCT(Metal to Ligand Charge Transfer)遷移
の吸収帯、より具体的には、最も長波長側の吸収帯と重なるように、有機化合物141_
1、有機化合物141_2、およびゲスト材料142(燐光性化合物)を選択することが
好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。ただ
し、燐光性化合物に替えて熱活性化遅延蛍光性化合物を用いる場合においては、最も長波
長側の吸収帯は一重項の吸収帯であることが好ましい。
ゲスト材料142(燐光性化合物)としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の
有機金属錯体、あるいは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジ
ウム系オルトメタル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては4H-トリアゾ
ール配位子、1H-トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミ
ジン配位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体
としては、ポルフィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。具体的には、例えば
、実施の形態1で示した発光材料として例示した燐光性化合物を用いることができる。
発光層140に含まれる発光材料としては、三重項励起エネルギーを発光に変換できる
材料であればよい。該三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料としては、燐光性化
合物の他に、熱活性化遅延蛍光体が挙げられる。したがって、燐光性化合物と記載した部
分に関しては、熱活性化遅延蛍光体と読み替えても構わない。
また、熱活性化遅延蛍光を示す材料は、単独で逆項間交差により三重項励起状態から一
重項励起状態を生成できる材料であっても良いし、励起錯体(エキサイプレックス、また
はExciplexともいう)を形成する複数の材料から構成されても良い。
熱活性化遅延蛍光体が、一種類の材料から構成される場合、具体的には、実施の形態1
で示した熱活性化遅延蛍光体を用いることができる。
また、熱活性化遅延蛍光体をホスト材料として用いる場合、励起錯体を形成する2種類
の化合物を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、上記に示した励起錯体を形成
する組み合わせである電子を受け取りやすい化合物と、正孔を受け取りやすい化合物とを
用いることが特に好ましい。
また、発光層120及び発光層140に含まれる発光材料の発光色に限定は無く、それ
ぞれ同じでも異なっていても良い。各々から得られる発光が混合されて素子外へ取り出さ
れるので、例えば両者の発光色が互いに補色の関係にある場合、発光素子は白色の光を与
えることができる。発光素子の信頼性を考慮すると、発光層120に含まれる発光材料の
発光ピーク波長は発光層140に含まれる発光材料のそれよりも短いことが好ましい。
なお、発光ユニット208、発光ユニット210、及び電荷発生層115は、蒸着法(
真空蒸着法を含む)、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成すること
ができる。
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図17乃至図21を用いて説
明する。
<表示装置の構成例1>
図17(A)は表示装置600を示す上面図、図17(B)は図17(A)の一点鎖線
A-B、及び一点鎖線C-Dで切断した断面図である。表示装置600は、駆動回路部(
信号線駆動回路部601、及び走査線駆動回路部603)、並びに画素部602を有する
。なお、信号線駆動回路部601、走査線駆動回路部603、及び画素部602は、発光
素子の発光を制御する機能を有する。
また、表示装置600は、素子基板610と、封止基板604と、シール材605と、
シール材605で囲まれた領域607と、引き回し配線608と、FPC609と、を有
する。
なお、引き回し配線608は、信号線駆動回路部601及び走査線駆動回路部603に
入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC609からビデ
オ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではFP
C609しか図示されていないが、FPC609にはプリント配線基板(PWB:Pri
nted Wiring Board)が取り付けられていても良い。
また、信号線駆動回路部601は、Nチャネル型のトランジスタ623とPチャネル型
のトランジスタ624とを組み合わせたCMOS回路が形成される。なお、信号線駆動回
路部601または走査線駆動回路部603は、種々のCMOS回路、PMOS回路、また
はNMOS回路を用いることが出来る。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路部を
形成したドライバと画素とを同一の表面上に設けた表示装置を示すが、必ずしもその必要
はなく、駆動回路部を基板上ではなく外部に形成することもできる。
また、画素部602は、スイッチング用のトランジスタ611と、電流制御用のトラン
ジスタ612と、電流制御用のトランジスタ612のドレインに電気的に接続された下部
電極613と、を有する。なお、下部電極613の端部を覆って隔壁614が形成されて
いる。隔壁614としては、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることができる。
また、被覆性を良好にするため、隔壁614の上端部または下端部に曲率を有する曲面
が形成されるようにする。例えば、隔壁614の材料としてポジ型の感光性アクリルを用
いた場合、隔壁614の上端部のみに曲率半径(0.2μm以上3μm以下)を有する曲
面を持たせることが好ましい。また、隔壁614として、ネガ型の感光性樹脂、またはポ
ジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
なお、トランジスタ(トランジスタ611、612、623、624)の構造は、特に
限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタを用いてもよい。また、トランジスタの
極性についても特に限定はなく、Nチャネル型およびPチャネル型のトランジスタを有す
る構造、及びNチャネル型のトランジスタまたはPチャネル型のトランジスタのいずれか
一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタに用いられる半導体膜の結晶
性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることが
できる。また、半導体材料としては、14族(ケイ素等)半導体、化合物半導体(酸化物
半導体を含む)、有機半導体等を用いることができる。トランジスタとしては、例えば、
エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、さらに好ましくは3eV
以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるた
め好ましい。該酸化物半導体としては、In-Ga酸化物、In-M-Zn酸化物(Mは
、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、イットリウム(Y)、ジルコニウム(Zr
)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、錫(Sn)、ハフニウム(Hf)、またはネ
オジム(Nd)を表す)等が挙げられる。
下部電極613上には、EL層616、および上部電極617がそれぞれ形成されてい
る。例えば、下部電極613は、陽極として機能し、上部電極617は、陰極として機能
する。
また、EL層616は、蒸着マスクを用いた蒸着法(真空蒸着法を含む)、液滴吐出法
(インクジェット法ともいう)、スピンコート法等の塗布法、グラビア印刷法等の種々の
方法によって形成される。また、EL層616を構成する材料としては、低分子化合物、
または高分子化合物(オリゴマー、デンドリマーを含む)であっても良い。
なお、下部電極613、EL層616、及び上部電極617により、発光素子618が
形成される。発光素子618は、実施の形態1及び実施の形態2の構成を有する発光素子
であると好ましい。なお、画素部に複数の発光素子が形成される場合、実施の形態1及び
実施の形態2に記載の発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれてい
ても良い。
また、シール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、
素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた領域607に発光素
子618が備えられた構造になっている。なお、領域607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605に用いるこ
とができる紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂で充填される場合もあり、例えば、PVC(
ポリビニルクロライド)系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、
シリコーン系樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)系樹脂、またはEVA(エチレンビニ
ルアセテート)系樹脂を用いることができる。また、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、
窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の無機材料を
用いてもよい。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けると水分の影響による劣
化を抑制することができ、好ましい構成である。なお、領域607によって、水などの不
純物が表示装置600の外部から表示装置内部の発光素子618まで侵入するのを効果的
に防ぐことができるよう、樹脂と無機材料とを積層させると好ましい構成である。また、
シール材605または封止基板604を設けない構成としてもよい。
また、発光素子618と互いに重なるように、光学素子を素子基板610の下方に設け
てもよい。光学素子としては、実施の形態1に示す光学素子と同様の構成とすればよい。
なお、シール材605にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。ま
た、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しにくい材料であることが望ましい。ま
た、封止基板604に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiber
Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリ
エステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
≪液滴吐出法による発光素子の形成方法≫
ここで、液滴吐出法を用いてEL層616を形成する方法について、図20を用いて説
明する。図20(A)乃至図20(D)は、EL層616の形成方法を説明する断面図で
ある。
まず、図20(A)においては、下部電極613及び隔壁614が形成された素子基板
610を図示しているが、図17(B)のように絶縁膜上に下部電極613及び隔壁61
4が形成された基板を用いてもよい。
次に、隔壁614の開口部である下部電極613の露出部に、液滴吐出装置683より
液滴684を吐出し、組成物を含む層685を形成する。液滴684は、溶媒を含む組成
物であり、下部電極613上に付着する(図20(B)参照)。
なお、液滴684を吐出する工程を減圧下で行ってもよい。
次に、組成物を含む層685より溶媒を除去し、固化することによってEL層616を
形成する(図20(C)参照)。
なお、溶媒の除去方法としては、乾燥工程または加熱工程を行えばよい。
次に、EL層616上に上部電極617を形成し、発光素子618を形成する(図20
(D)参照)。
このようにEL層616を液滴吐出法で行うと、選択的に組成物を吐出することができ
るため、材料のロスを削減することができる。また、形状を加工するためのリソグラフィ
工程なども必要ないために工程も簡略化することができ、低コスト化が達成できる。
なお、図20においては、EL層616を一層で形成する工程を説明したが、EL層6
16が発光層に加えて機能層を有する場合、各層を下部電極613側から順に形成してい
けばよい。このとき、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層を
液滴吐出法を用いて形成してもよく、正孔注入層、正孔輸送層、及び発光層を液滴吐出法
を用いて形成し、電子輸送層及び電子注入層を蒸着法等にて形成してもよい。また、発光
層を液滴吐出法と蒸着法等とで形成してもよい。
正孔注入層としては、例えば、ポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレン
スルホン酸)を液滴吐出法やスピンコート法等の塗布法を用いて形成することができる。
また、正孔輸送層としては、正孔輸送性材料によって形成することができ、例えば、ポリ
ビニルカルバゾールを液滴吐出法やスピンコート法等の塗布法を用いて形成することがで
きる。正孔注入層の形成後および正孔輸送層の形成後に、大気雰囲気下または窒素などの
不活性気体雰囲気下で、それぞれ加熱処理を行ってもよい。
発光層としては、紫色、青色、青緑色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中か
ら選ばれる少なくとも一つの発光を呈する高分子化合物または低分子化合物によって形成
することができる。高分子化合物および低分子化合物としては、蛍光または燐光を呈する
発光性の有機化合物を用いることができる。高分子化合物および低分子化合物は、溶媒に
溶解させることで、液滴吐出法やスピンコート法等の塗布法により形成することができる
。また、発光層の形成後に、大気雰囲気下または窒素などの不活性気体雰囲気下で、加熱
処理を行ってもよい。なお、蛍光性または燐光性の有機化合物をゲスト材料とし、ゲスト
材料より励起エネルギーが大きな高分子化合物または低分子化合物に該ゲスト材料を分散
してもよい。また、該発光性の有機化合物は、単独で成膜してもよいが、他の物質と混合
して成膜してもよい。また、発光層として、2層の構成としてもよい。その場合、2層の
発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を呈する発光性の有機化合物を有することが好ま
しい。また、発光層に低分子化合物を用いる場合、蒸着法を用いて形成することができる
電子輸送層としては、電子輸送性の高い物質を成膜することで形成することができる。
また、電子注入層としては、電子注入性の高い物質を成膜することで形成することができ
る。なお、電子輸送層および電子注入層は、蒸着法を用いて形成することができる。
上部電極617は、蒸着法を用いて形成することができる。上部電極617としては、
反射性を有する導電膜を用いて形成することができる。また、上部電極617としては、
反射性を有する導電膜と透光性を有する導電膜とを積層してもよい。
なお、上記説明した液滴吐出法とは、組成物の吐出口を有するノズル、または一つもし
くは複数のノズルを有するヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。
≪液滴吐出装置≫
次に、液滴吐出法に用いる液滴吐出装置について、図21を用いて説明する。図21は
、液滴吐出装置1400を説明する概念図である。
液滴吐出装置1400は、液滴吐出手段1403を有する。また、液滴吐出手段140
3は、ヘッド1405と、ヘッド1412とを有する。
ヘッド1405、及びヘッド1412は制御手段1407に接続され、それがコンピュ
ータ1410で制御することにより予めプログラミングされたパターンに描画することが
できる。
また、描画するタイミングとしては、例えば、基板1402上に形成されたマーカー1
411を基準に行えば良い。あるいは、基板1402の外縁を基準にして基準点を確定さ
せても良い。ここでは、マーカー1411を撮像手段1404で検出し、画像処理手段1
409にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ1410で認識して制御信号を発
生させて制御手段1407に送る。
撮像手段1404としては、電荷結合素子(CCD)や相補型金属酸化物半導体(CM
OS)を利用したイメージセンサなどを用いることができる。なお、基板1402上に形
成されるべきパターンの情報は記憶媒体1408に格納されており、この情報を基にして
制御手段1407に制御信号を送り、液滴吐出手段1403の個々のヘッド1405、ヘ
ッド1412を個別に制御することができる。吐出する材料は、材料供給源1413、材
料供給源1414より配管を通してヘッド1405、ヘッド1412にそれぞれ供給され
る。
ヘッド1405の内部は、点線が示すように液状の材料を充填する空間1406と、吐
出口であるノズルを有する構造となっている。図示しないが、ヘッド1412もヘッド1
405と同様な内部構造を有する。ヘッド1405とヘッド1412のノズルを異なるサ
イズで設けると、異なる材料を異なる幅で同時に描画することができる。一つのヘッドで
、複数種の発光材料などをそれぞれ吐出し、描画することができ、広領域に描画する場合
は、スループットを向上させるため複数のノズルより同材料を同時に吐出し、描画するこ
とができる。大型基板を用いる場合、ヘッド1405、ヘッド1412は基板上を、図2
1中に示すX、Y、Zの矢印の方向に自在に走査し、描画する領域を自由に設定すること
ができ、同じパターンを一枚の基板に複数描画することができる。
また、組成物を吐出する工程は、減圧下で行ってもよい。吐出時に基板を加熱しておい
てもよい。組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程
は、両工程とも加熱処理の工程であるが、その目的、温度と時間が異なる。乾燥の工程、
焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などによ
り行う。なお、この加熱処理を行うタイミング、加熱処理の回数は特に限定されない。乾
燥と焼成の工程を良好に行うためには、そのときの温度は、基板の材質及び組成物の性質
に依存する。
以上のように、液滴吐出装置を用いてEL層616を作製することができる。
以上のようにして、実施の形態1及び実施の形態2に記載の発光装置を有する表示装置
を得ることができる。
<表示装置の構成例2>
次に、表示装置の別の一例について、図18(A)(B)及び図19を用いて説明を行
う。なお、図18(A)(B)及び図19は、本発明の一態様の表示装置の断面図である
図18(A)には基板1001、下地絶縁膜1002、ゲート絶縁膜1003、ゲート
電極1006、1007、1008、第1の層間絶縁膜1020、第2の層間絶縁膜10
21、周辺部1042、画素部1040、駆動回路部1041、発光素子の下部電極10
24W、1024R、1024G、1024B、隔壁1025、EL層1028、発光素
子の上部電極1026、封止層1029、封止基板1031、シール材1032などが図
示されている。
また、図18(A)では、光学素子の一例として、着色層(赤色の着色層1034R、
緑色の着色層1034G、及び青色の着色層1034B)を透明な基材1033に設けて
いる。また、遮光層1035をさらに設けても良い。着色層及び遮光層が設けられた透明
な基材1033は、位置合わせし、基板1001に固定する。なお、着色層、及び遮光層
は、オーバーコート層1036で覆われている。また、図18(A)においては、着色層
1034Rは赤色の光を透過し、着色層1034Gは緑色の光を透過し、着色層1034
Bは青色の光を透過する機能を有する。
図18(B)では、光学素子の一例として、着色層(赤色の着色層1034R、緑色の
着色層1034G、青色の着色層1034B)をゲート絶縁膜1003と第1の層間絶縁
膜1020との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板1001と封止
基板1031の間に設けられていても良い。
図19では、光学素子の一例として、着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層
1034G、青色の着色層1034B)を第1の層間絶縁膜1020と第2の層間絶縁膜
1021との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板1001と封止基
板1031の間に設けられていても良い。
また、本発明の一態様の表示装置は、4色(赤色、緑色、青色、黄色、あるいは赤色、
緑色、青色、白色)の副画素を有する表示装置である。黄色あるいは白色の発光を呈する
発光素子は発光効率が高いため、黄色または白色の副画素を有する表示装置は、消費電力
を低減することができる。
下部電極1024Wは、光を透過する機能を有することが好ましい。また、EL層10
28上に上部電極1026が設けられる。上部電極1026は、光を反射する機能を有す
ることが好ましい。また、下部電極1024R、1024G、及び1024Bは光を透過
する機能と光を反射する機能とを有し、下部電極1024R、1024G、1024Bと
、上部電極1026との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長における光強
度を増加させると好ましい。
また、図18及び図19においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ
着色層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、赤色の着色層1034
R、緑色の着色層1034G、及び青色の着色層1034Bのいずれかを設けない構成と
してもよい。発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できる
といった効果を奏する。一方、着色層を設けない構成とした場合、発光素子から射出され
る光の損失が少ないため、消費電力を低くできるといった効果を奏する。
また、以上に説明した表示装置では、トランジスタが形成されている基板1001側に
光を取り出す構造(ボトムエミッション型)の表示装置としたが、封止基板1031側に
発光を取り出す構造(トップエミッション型)の表示装置としても良い。
なお、封止基板1031は、発光素子を保護する機能を有するものであればよい。その
ため、封止基板1031には、可撓性を有する基板やフィルムを用いることができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜
組み合わせることが可能である。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置を有する表示装置について、図22乃至
図24を用いて説明を行う。
なお、図22(A)は、本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図であり、図2
2(B)は、本発明の一態様の表示装置が有する画素回路を説明する回路図である。
<表示装置に関する説明>
図22(A)に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域(以下、画素部802と
いう)と、画素部802の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部(
以下、駆動回路部804という)と、素子の保護機能を有する回路(以下、保護回路80
6という)と、端子部807と、を有する。なお、保護回路806は、設けない構成とし
てもよい。
駆動回路部804の一部、または全部は、画素部802と同一基板上に形成されている
ことが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。駆動回路部804
の一部、または全部が、画素部802と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回
路部804の一部、または全部は、COGやTAB(Tape Automated B
onding)によって、実装することができる。
画素部802は、X行(Xは2以上の自然数)Y列(Yは2以上の自然数)に配置され
た複数の表示素子を駆動するための回路(以下、画素回路801という)を有し、駆動回
路部804は、画素を選択する信号(走査信号)を出力する回路(以下、走査線駆動回路
804aという)、画素の表示素子を駆動するための信号(データ信号)を供給するため
の回路(以下、信号線駆動回路804b)などの駆動回路を有する。
走査線駆動回路804aは、シフトレジスタ等を有する。走査線駆動回路804aは、
端子部807を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力す
る。例えば、走査線駆動回路804aは、スタートパルス信号、クロック信号等が入力さ
れ、パルス信号を出力する。走査線駆動回路804aは、走査信号が与えられる配線(以
下、走査線GL_1乃至GL_Xという)の電位を制御する機能を有する。なお、走査線
駆動回路804aを複数設け、複数の走査線駆動回路804aにより、走査線GL_1乃
至GL_Xを分割して制御してもよい。または、走査線駆動回路804aは、初期化信号
を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、走査線駆動回路80
4aは、別の信号を供給することも可能である。
信号線駆動回路804bは、シフトレジスタ等を有する。信号線駆動回路804bは、
端子部807を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元とな
る信号(画像信号)が入力される。信号線駆動回路804bは、画像信号を元に画素回路
801に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、信号線駆動回路804bは
、スタートパルス、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信
号の出力を制御する機能を有する。また、信号線駆動回路804bは、データ信号が与え
られる配線(以下、データ線DL_1乃至DL_Yという)の電位を制御する機能を有す
る。または、信号線駆動回路804bは、初期化信号を供給することができる機能を有す
る。ただし、これに限定されず、信号線駆動回路804bは、別の信号を供給することも
可能である。
信号線駆動回路804bは、例えば複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。
信号線駆動回路804bは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、
画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。また、シフトレジスタなどを
用いて信号線駆動回路804bを構成してもよい。
複数の画素回路801のそれぞれは、走査信号が与えられる複数の走査線GLの一つを
介してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線DLの一つを介し
てデータ信号が入力される。また、複数の画素回路801のそれぞれは、走査線駆動回路
804aによりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、m行n列
目の画素回路801は、走査線GL_m(mはX以下の自然数)を介して走査線駆動回路
804aからパルス信号が入力され、走査線GL_mの電位に応じてデータ線DL_n(
nはY以下の自然数)を介して信号線駆動回路804bからデータ信号が入力される。
図22(A)に示す保護回路806は、例えば、走査線駆動回路804aと画素回路8
01の間の配線である走査線GLに接続される。または、保護回路806は、信号線駆動
回路804bと画素回路801の間の配線であるデータ線DLに接続される。または、保
護回路806は、走査線駆動回路804aと端子部807との間の配線に接続することが
できる。または、保護回路806は、信号線駆動回路804bと端子部807との間の配
線に接続することができる。なお、端子部807は、外部の回路から表示装置に電源及び
制御信号、及び画像信号を入力するための端子が設けられた部分をいう。
保護回路806は、自身が接続する配線に一定の範囲外の電位が与えられたときに、該
配線と別の配線とを導通状態にする回路である。
図22(A)に示すように、画素部802と駆動回路部804にそれぞれ保護回路80
6を接続することにより、ESD(Electro Static Discharge
:静電気放電)などにより発生する過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる
。ただし、保護回路806の構成はこれに限定されず、例えば、走査線駆動回路804a
に保護回路806を接続した構成、または信号線駆動回路804bに保護回路806を接
続した構成とすることもできる。あるいは、端子部807に保護回路806を接続した構
成とすることもできる。
また、図22(A)においては、走査線駆動回路804aと信号線駆動回路804bに
よって駆動回路部804を形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例
えば、走査線駆動回路804aのみを形成し、別途用意された信号線駆動回路が形成され
た基板(例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板)を実装す
る構成としても良い。
<画素回路の構成例>
図22(A)に示す複数の画素回路801は、例えば、図22(B)に示す構成とする
ことができる。
図22(B)に示す画素回路801は、トランジスタ852、854と、容量素子86
2と、発光素子872と、を有する。
トランジスタ852のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる
配線(データ線DL_n)に電気的に接続される。さらに、トランジスタ852のゲート
電極は、ゲート信号が与えられる配線(走査線GL_m)に電気的に接続される。
トランジスタ852は、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
容量素子862の一対の電極の一方は、電位が与えられる配線(以下、電位供給線VL
_aという)に電気的に接続され、他方は、トランジスタ852のソース電極及びドレイ
ン電極の他方に電気的に接続される。
容量素子862は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
トランジスタ854のソース電極及びドレイン電極の一方は、電位供給線VL_aに電
気的に接続される。さらに、トランジスタ854のゲート電極は、トランジスタ852の
ソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
発光素子872のアノード及びカソードの一方は、電位供給線VL_bに電気的に接続
され、他方は、トランジスタ854のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続
される。
発光素子872としては、実施の形態1及び実施の形態2に示す発光素子の構成を用い
ることができる。
なお、電位供給線VL_a及び電位供給線VL_bの一方には、高電源電位VDDが与
えられ、他方には、低電源電位VSSが与えられる。
図22(B)の画素回路801を有する表示装置では、例えば、図22(A)に示す走
査線駆動回路804aにより各行の画素回路801を順次選択し、トランジスタ852を
オン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。
データが書き込まれた画素回路801は、トランジスタ852がオフ状態になることで
保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ854の
ソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子872は、流れる電
流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
また、画素回路に、トランジスタのしきい値電圧等の変動の影響を補正する機能を持た
せてもよい。図23(A)(B)及び図24(A)(B)に画素回路の一例を示す。
図23(A)に示す画素回路は、6つのトランジスタ(トランジスタ303_1乃至3
03_6)と、容量素子304と、発光素子305と、を有する。また、図23(A)に
示す画素回路には、配線301_1乃至301_5、並びに配線302_1及び配線30
2_2が電気的に接続されている。なお、トランジスタ303_1乃至303_6につい
ては、例えばPチャネル型のトランジスタを用いることができる。
図23(B)に示す画素回路は、図23(A)に示す画素回路に、トランジスタ303
_7を追加した構成である。また、図23(B)に示す画素回路には、配線301_6及
び配線301_7が電気的に接続されている。ここで、配線301_5と配線301_6
とは、それぞれ電気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ303_7について
は、例えばPチャネル型のトランジスタを用いることができる。
図24(A)に示す画素回路は、6つのトランジスタ(トランジスタ308_1乃至3
08_6)と、容量素子304と、発光素子305と、を有する。また、図24(A)に
示す画素回路には、配線306_1乃至306_3、並びに配線307_1乃至307_
3が電気的に接続されている。ここで配線306_1と配線306_3とは、それぞれ電
気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ308_1乃至308_6については
、例えばPチャネル型のトランジスタを用いることができる。
図24(B)に示す画素回路は、2つのトランジスタ(トランジスタ309_1及びト
ランジスタ309_2)と、2つの容量素子(容量素子304_1及び容量素子304_
2)と、発光素子305と、を有する。また、図24(B)に示す画素回路には、配線3
11_1乃至配線311_3、配線312_1、及び配線312_2が電気的に接続され
ている。また、図24(B)に示す画素回路の構成とすることで、例えば、電圧入力-電
流駆動方式(CVCC方式ともいう)とすることができる。なお、トランジスタ309_
1及び309_2については、例えばPチャネル型のトランジスタを用いることができる
また、本発明の一態様の発光素子は、表示装置の画素に能動素子を有するアクティブマ
トリクス方式、または、表示装置の画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式の
それぞれの方式に適用することができる。
アクティブマトリクス方式では、能動素子(アクティブ素子、非線形素子)として、ト
ランジスタだけでなく、さまざまな能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いるこ
とが出来る。例えば、MIM(Metal Insulator Metal)、又はT
FD(Thin Film Diode)などを用いることも可能である。これらの素子
は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる
。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ
、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子(アクティブ素子、非線形素子
)を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子(アクティブ素
子、非線形素子)を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留
まりの向上を図ることができる。または、能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用
いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図るこ
とが出来る。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
(実施の形態5)
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光装置を有する表示装置、及び該表示装
置に入力装置を取り付けた電子機器について、図25乃至図29を用いて説明を行う。
<タッチパネルに関する説明1>
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わ
せたタッチパネル2000について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセン
サを有する場合について説明する。
図25(A)(B)は、タッチパネル2000の斜視図である。なお、図25(A)(
B)において、明瞭化のため、タッチパネル2000の代表的な構成要素を示す。
タッチパネル2000は、表示装置2501とタッチセンサ2595とを有する(図2
5(B)参照)。また、タッチパネル2000は、基板2510、基板2570、及び基
板2590を有する。なお、基板2510、基板2570、及び基板2590はいずれも
可撓性を有する。ただし、基板2510、基板2570、及び基板2590のいずれか一
つまたは全てが可撓性を有さない構成としてもよい。
表示装置2501は、基板2510上に複数の画素及び該画素に信号を供給することが
できる複数の配線2511を有する。複数の配線2511は、基板2510の外周部にま
で引き回され、その一部が端子2519を構成している。端子2519はFPC2509
(1)と電気的に接続する。また、複数の配線2511は、信号線駆動回路2503s(
1)からの信号を複数の画素に供給することができる。
基板2590は、タッチセンサ2595と、タッチセンサ2595と電気的に接続する
複数の配線2598とを有する。複数の配線2598は、基板2590の外周部に引き回
され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はFPC2509(2)と電気的に接
続される。なお、図25(B)では明瞭化のため、基板2590の裏面側(基板2510
と対向する面側)に設けられるタッチセンサ2595の電極や配線等を実線で示している
タッチセンサ2595として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電
容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式な
どがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
なお、図25(B)に示すタッチセンサ2595は、投影型静電容量方式のタッチセン
サを適用した構成である。
なお、タッチセンサ2595には、指等の検知対象の近接または接触を検知することが
できる、様々なセンサを適用することができる。
投影型静電容量方式のタッチセンサ2595は、電極2591と電極2592とを有す
る。電極2591は、複数の配線2598のいずれかと電気的に接続し、電極2592は
複数の配線2598の他のいずれかと電気的に接続する。
電極2592は、図25(A)(B)に示すように、一方向に繰り返し配置された複数
の四辺形が角部で接続される形状を有する。
電極2591は四辺形であり、電極2592が延在する方向と交差する方向に繰り返し
配置されている。
配線2594は、電極2592を挟む二つの電極2591と電気的に接続する。このと
き、電極2592と配線2594の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい
。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減
できる。その結果、タッチセンサ2595を透過する光の輝度のバラツキを低減すること
ができる。
なお、電極2591及び電極2592の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りう
る。例えば、複数の電極2591をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介
して電極2592を、電極2591と重ならない領域ができるように離間して複数設ける
構成としてもよい。このとき、隣接する2つの電極2592の間に、これらとは電気的に
絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい
<表示装置に関する説明>
次に、図26(A)を用いて、表示装置2501の詳細について説明する。図26(A
)は、図25(B)に示す一点鎖線X1-X2間の断面図に相当する。
表示装置2501は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。該画素は表示素
子と、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
以下の説明においては、白色の光を射出する発光素子を表示素子に適用する場合につい
て説明するが、表示素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の
色が異なるように、発光色が異なる発光素子を適用してもよい。
基板2510及び基板2570としては、例えば、水蒸気の透過率が1×10-5g・
-2・day-1以下、好ましくは1×10-6g・m-2・day-1以下である可
撓性を有する材料を好適に用いることができる。または、基板2510の熱膨張率と、基
板2570の熱膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率
が1×10-3/K以下、好ましくは5×10-5/K以下、より好ましくは1×10
/K以下である材料を好適に用いることができる。
なお、基板2510は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層2510aと、可撓性
基板2510bと、絶縁層2510a及び可撓性基板2510bを貼り合わせる接着層2
510cと、を有する積層体である。また、基板2570は、発光素子への不純物の拡散
を防ぐ絶縁層2570aと、可撓性基板2570bと、絶縁層2570a及び可撓性基板
2570bを貼り合わせる接着層2570cと、を有する積層体である。
接着層2510c及び接着層2570cとしては、例えば、ポリエステル、ポリオレフ
ィン、ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアク
リル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンな
どのシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
また、基板2510と基板2570との間に封止層2560を有する。封止層2560
は、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。なお、封止層2560側に光を取り出す
場合は、封止層2560は光学的な接合層を兼ねることができる。
また、封止層2560の外周部にシール材を形成してもよい。当該シール材を用いるこ
とにより、基板2510、基板2570、封止層2560、及びシール材で囲まれた領域
に発光素子2550Rを有する構成とすることができる。なお、封止層2560として、
不活性気体(窒素やアルゴン等)を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥材
を設けて、水分等を吸着させる構成としてもよい。あるいは、アクリルやエポキシ等の樹
脂によって充填してもよい。また、上述のシール材としては、例えば、エポキシ系樹脂や
ガラスフリットを用いるのが好ましい。また、シール材に用いる材料としては、水分や酸
素を透過しない材料を用いると好適である。
また、表示装置2501は、画素2502Rを有する。また、画素2502Rは発光モ
ジュール2580Rを有する。
画素2502Rは、発光素子2550Rと、発光素子2550Rに電力を供給すること
ができるトランジスタ2502tとを有する。なお、トランジスタ2502tは、画素回
路の一部として機能する。また、発光モジュール2580Rは、発光素子2550Rと、
着色層2567Rとを有する。
発光素子2550Rは、下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極の間にEL層と
を有する。発光素子2550Rとして、例えば、実施の形態1及び実施の形態2に示す発
光素子を適用することができる。
また、下部電極と上部電極との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長にお
ける光強度を増加させてもよい。
着色層2567Rは、発光素子2550Rと重なる位置にある。これにより、発光素子
2550Rが発する光の一部は着色層2567Rを透過して、図中に示す矢印の方向の発
光モジュール2580Rの外部に射出される。
また、表示装置2501には、光を射出する方向に遮光層2567BMが設けられる。
遮光層2567BMは、着色層2567Rを囲むように設けられている。
着色層2567Rとしては、特定の波長帯域の光を透過する機能を有していればよく、
例えば、赤色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過する
カラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長帯域の光を
透過するカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を
用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法な
どで形成することができる。
また、表示装置2501には、絶縁層2521が設けられる。絶縁層2521はトラン
ジスタ2502tを覆う。なお、絶縁層2521は、画素回路に起因する凹凸を平坦化す
るための機能を有する。また、絶縁層2521に不純物の拡散を抑制できる機能を付与し
てもよい。これにより、不純物の拡散によるトランジスタ2502t等の信頼性の低下を
抑制できる。
また、発光素子2550Rは、絶縁層2521の上方に形成される。また、発光素子2
550Rが有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁2528が設けられる。
なお、基板2510と、基板2570との間隔を制御するスペーサを、隔壁2528上に
形成してもよい。
走査線駆動回路2503g(1)は、トランジスタ2503tと、容量素子2503c
とを有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができ
る。
また、基板2510上には、信号を供給することができる配線2511が設けられる。
また、配線2511上には、端子2519が設けられる。また、端子2519には、FP
C2509(1)が電気的に接続される。また、FPC2509(1)は、ビデオ信号、
クロック信号、スタート信号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、FPC2
509(1)にはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。
また、表示装置2501には、様々な構造のトランジスタを適用することができる。図
26(A)においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示し
ているが、これに限定されず、例えば、図26(B)に示す、トップゲート型のトランジ
スタを表示装置2501に適用する構成としてもよい。
また、トランジスタ2502t及びトランジスタ2503tの極性については、特に限
定はなく、Nチャネル型およびPチャネル型のトランジスタを有する構造、Nチャネル型
のトランジスタまたはPチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用
いてもよい。また、トランジスタ2502t及び2503tに用いられる半導体膜の結晶
性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることが
できる。また、半導体材料としては、14族の半導体(例えば、ケイ素を有する半導体)
、化合物半導体(酸化物半導体を含む)、有機半導体等を用いることができる。トランジ
スタ2502t及びトランジスタ2503tのいずれか一方または双方に、エネルギーギ
ャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、さらに好ましくは3eV以上の酸化物
半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため好ましい。
当該酸化物半導体としては、In-Ga酸化物、In-M-Zn酸化物(Mは、Al、G
a、Y、Zr、La、Ce、Sn、Hf、またはNdを表す)等が挙げられる。
<タッチセンサに関する説明>
次に、図26(C)を用いて、タッチセンサ2595の詳細について説明する。図26
(C)は、図25(B)に示す一点鎖線X3-X4間の断面図に相当する。
タッチセンサ2595は、基板2590上に千鳥状に配置された電極2591及び電極
2592と、電極2591及び電極2592を覆う絶縁層2593と、隣り合う電極25
91を電気的に接続する配線2594とを有する。
電極2591及び電極2592は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性
を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸
化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる
。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状
に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法と
しては、熱を加える方法等を挙げることができる。
例えば、透光性を有する導電性材料を基板2590上にスパッタリング法により成膜し
た後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターン形成技術により、不要な部分を除去して
、電極2591及び電極2592を形成することができる。
また、絶縁層2593に用いる材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂な
どの樹脂、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化
シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
また、電極2591に達する開口が絶縁層2593に設けられ、配線2594が隣接す
る電極2591と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高
めることができるため、配線2594に好適に用いることができる。また、電極2591
及び電極2592より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線2594に好
適に用いることができる。
電極2592は、一方向に延在し、複数の電極2592がストライプ状に設けられてい
る。また、配線2594は電極2592と交差して設けられている。
一対の電極2591が1つの電極2592を挟んで設けられる。また、配線2594は
一対の電極2591を電気的に接続している。
なお、複数の電極2591は、1つの電極2592と必ずしも直交する方向に配置され
る必要はなく、0度より大きく90度未満の角度をなすように配置されてもよい。
また、配線2598は、電極2591または電極2592と電気的に接続される。また
、配線2598の一部は、端子として機能する。配線2598としては、例えば、アルミ
ニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コ
バルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いること
ができる。
なお、絶縁層2593及び配線2594を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ2595
を保護してもよい。
また、接続層2599は、配線2598とFPC2509(2)を電気的に接続させる
接続層2599としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic C
onductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotrop
ic Conductive Paste)などを用いることができる。
<タッチパネルに関する説明2>
次に、図27を用いて、タッチパネル2000の詳細について説明する。図27は、図
25(A)に示す一点鎖線X5-X6間の断面図に相当する。
図27に示すタッチパネル2000は、図26(A)で説明した表示装置2501と、
図26(C)で説明したタッチセンサ2595と、を貼り合わせた構成である。
また、図27に示すタッチパネル2000は、図26(A)及び図26(C)で説明し
た構成の他、接着層2597と、反射防止層2567pと、を有する。
タッチセンサ2595は、表示装置2501の基板2510側に設けられている。
接着層2597は、基板2510と基板2590の間にあり、表示装置2501とタッ
チセンサ2595を貼り合わせる。
また、接着層2597は、透光性を有すると好ましい。また、接着層2597としては
、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂
、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることができる。
反射防止層2567pは、画素に重なる位置に設けられる。反射防止層2567pとし
て、例えば円偏光板を用いることができる。
また、着色層2567Rは、発光素子2550Rと重なる位置にある。また、図27に
示す発光素子2550Rは、トランジスタ2502tが設けられている側に光を射出する
。これにより、発光素子2550Rが発する光の一部は、着色層2567Rを透過して、
図中に示す矢印の方向の発光モジュール2580Rの外部に射出される。
<タッチパネルの駆動方法に関する説明>
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図28(A)(B)を用いて説明を行
う。
図28(A)は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図28
(A)では、パルス電圧出力回路2601、電流検出回路2602を示している。なお、
図28(A)では、パルス電圧が与えられる電極2621をX1-X6として、電流の変
化を検知する電極2622をY1-Y6として、それぞれ6本の配線で例示している。ま
た、図28(A)は、電極2621と、電極2622とが重なることで形成される容量2
603を示している。なお、電極2621と電極2622とはその機能を互いに置き換え
てもよい。
パルス電圧出力回路2601は、X1-X6の配線に順にパルスを印加するための回路
である。X1-X6の配線にパルス電圧が印加されることで、容量2603を形成する電
極2621と電極2622との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等によ
り容量2603の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または
接触を検出することができる。
電流検出回路2602は、容量2603での相互容量の変化による、Y1-Y6の配線
での電流の変化を検出するための回路である。Y1-Y6の配線では、被検知体の近接、
または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または
接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検
出は、積分回路等を用いて行えばよい。
次に、図28(B)には、図28(A)で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入
出力波形のタイミングチャートを示す。図28(B)では、1フレーム期間で各行列での
被検知体の検出を行う。また図28(B)では、被検知体を検出しない場合(非タッチ)
と被検知体を検出する場合(タッチ)との2つの場合について示している。なおY1-Y
6の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示している。
X1-X6の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってY1-
Y6の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、X1-X6
の配線の電圧の変化に応じてY1-Y6の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接
または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化す
る。
このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知
することができる。
<センサ回路に関する説明>
また、図28(A)ではタッチセンサとして配線の交差部に容量2603のみを設ける
パッシブマトリクス型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有する
アクティブマトリクス型のタッチセンサとしてもよい。アクティブマトリクス型のタッチ
センサに含まれるセンサ回路の一例を図29に示す。
図29に示すセンサ回路は、容量2603と、トランジスタ2611と、トランジスタ
2612と、トランジスタ2613とを有する。
トランジスタ2613はゲートに信号G2が与えられ、ソースまたはドレインの一方に
電圧VRESが与えられ、他方が容量2603の一方の電極およびトランジスタ2611
のゲートと電気的に接続する。トランジスタ2611は、ソースまたはドレインの一方が
トランジスタ2612のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧VS
Sが与えられる。トランジスタ2612は、ゲートに信号G1が与えられ、ソースまたは
ドレインの他方が配線MLと電気的に接続する。容量2603の他方の電極には電圧VS
Sが与えられる。
次に、図29に示すセンサ回路の動作について説明する。まず、信号G2としてトラン
ジスタ2613をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ2611のゲー
トが接続されるノードnに電圧VRESに対応した電位が与えられる。次に、信号G2と
してトランジスタ2613をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードnの電位が
保持される。
続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量2603の相互容量が変化する
ことに伴い、ノードnの電位がVRESから変化する。
読み出し動作は、信号G1にトランジスタ2612をオン状態とする電位を与える。ノ
ードnの電位に応じてトランジスタ2611に流れる電流、すなわち配線MLに流れる電
流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出するこ
とができる。
トランジスタ2611、トランジスタ2612、及びトランジスタ2613としては、
酸化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにト
ランジスタ2613にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードnの電位を
長期間に亘って保持することが可能となり、ノードnにVRESを供給しなおす動作(リ
フレッシュ動作)の頻度を減らすことができる。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置と、反射型の液晶素子とを有し、透過モ
ードと反射モードの両方の表示を行うことが可能な表示装置について、図30乃至図33
を用いて以下説明する。
図30(A)は、本発明の一態様の表示装置300の構成を説明する下面図である。ま
た、図30(B)は、図30(A)の一部を説明する下面図である。なお、煩雑さを避け
るため、図30(B)では図示する一部の構成を省略している。
図31は、本発明の一態様の表示装置300の構成を説明する断面図である。図31は
、図30(A)の切断線X1-X2、X3-X4、X5-X6、X7-X8、X9-X1
0、X11-X12における断面図である。
図32は、本発明の一態様の表示装置300が有する画素302の回路を説明する図で
ある。
<表示装置の構成例>
図30(A)に示すように、本発明の一態様の表示装置300は、画素部502と、画
素部502の外側に配置される駆動回路GD及び駆動回路SDとを有する。また、画素部
502は、画素302を有する。
画素302は、液晶素子350と、発光素子550と、を有する。また、画素302は
、トランジスタ581を有する。また、画素302は、トランジスタ585及びトランジ
スタ586を有する(図31参照)。
発光素子550は、液晶素子350が表示をする方向と同一の方向に表示をする機能を
有する。例えば、液晶素子350が外光を反射する強度を制御して表示をする方向を、図
31中の破線矢印で示す。また、発光素子550が表示をする方向を、図31中の実線矢
印で示す。
液晶素子350は、入射する光を反射する機能を有する反射膜351Bと、反射する光
の強さを制御する機能を有する材料を有する液晶層353と、を有する。そのため、液晶
素子350は、入射する光を反射する機能と、反射する光の強さを制御する機能と、を有
する。
液晶素子350には、反射型の液晶素子を用いることが好ましい。具体的には、液晶素
子350は、液晶層353の他に、電極351と、電極352と、を有する。電極351
は、光を反射する機能を有する反射膜351Bを有する。また、液晶層353は、液晶材
料を有する。なお、電極352は、電極351との間に液晶材料の配向を制御する電界が
形成されるよう配置される。また、液晶層353は、液晶素子350に入射し反射膜35
1Bで反射する光の強さを制御する機能を有する。
電極351は、トランジスタ581と電気的に接続される。また、電極351は、反射
膜351Bを挟持するように、導電膜351A及び導電膜351Cを有する構成であると
好ましい。反射膜351Bを導電膜351A及び導電膜351Cが挟持することで、反射
膜351Bが有する元素が他の層に拡散することを抑制することができる。また、外部か
ら侵入する不純物によって反射膜351Bが汚染されることを抑制することができる。
また、導電膜351A、及び導電膜351Cは、光を透過する機能を有することが好ま
しい。導電膜351Aが光を透過する機能を有することで、外部から液晶素子350に入
射した光を効率よく反射膜351Bで反射させることができる。また、導電膜351Cが
光を透過する機能を有することで、後に示すように発光素子550が射出する光を効率よ
く外部へ取り出すことができる。
また、表示装置300は、配向膜331および配向膜332を有する。配向膜332は
、配向膜331との間に液晶層353を挟持するように配設される。
また、表示装置300は、画素302と重なる領域に、着色層375と、遮光層373
と、絶縁膜371と、機能膜370Dと、機能膜370Pと、を有する。
着色層375は、液晶素子350と重なる領域を有する。遮光層373は、液晶素子3
50と重なる領域に開口部を有する。着色層375を設けることにより、外部から液晶素
子350に入射する光が着色層375を介して反射膜351Bに入射し、反射膜351B
で反射した光が着色層375を介して外部へ取り出されるため、外部から液晶素子350
に入射し、反射する光を所定の色で外部に取り出すことができる。
絶縁膜371は、着色層375と液晶層353との間、または遮光層373と液晶層3
53との間に配設される。これにより、遮光層373または着色層375等から液晶層3
53への不純物の拡散を抑制することができる。また、着色層375の厚さに基づく凹凸
を平坦にするよう絶縁膜371を配設してもよい。
機能膜370D及び機能膜370Pは、液晶素子350と重なる領域を有する。機能膜
370Dは、液晶素子350との間に、基板370を挟持するように配設される。機能膜
370D及び機能膜370Pには、液晶素子350及び発光素子550の表示を鮮明にす
る機能を有する膜や、表示装置300の表面を保護する機能を有する膜などを用いること
ができる。なお、機能膜370D及び機能膜370Pは、どちらか一方であってもよい。
また、表示装置300は、基板370と、基板570と、機能層520と、を有する。
基板370は、基板570と重なる領域を有する。機能層520は、基板570および
基板370との間に配設される。
機能層520は、画素302が有するトランジスタと、発光素子550と、絶縁膜52
1と、絶縁膜528と、を有する。
絶縁膜521は、画素302が有するトランジスタおよび発光素子550との間に配設
される。絶縁膜521は、絶縁膜521と重なるさまざまな構造に由来する段差を平坦化
することができるよう形成されると好ましい。
また、発光素子550の構成としては、実施の形態1及び実施の形態2で示した本発明
の一態様の発光装置の構成を用いることが好ましい。
発光素子550は、電極551と、電極552と、発光層553と、を有する。電極5
52は、電極551と重なる領域を有し、発光層553は、電極551及び電極552の
間に配設される。そして、電極551は、接続部522において、画素302が有するト
ランジスタ585と電気的に接続される。
発光素子550が、ボトムエミッション型である場合、電極552は、光を反射する機
能を有することが好ましい。そのため、電極552は、光を反射する機能を有する反射膜
を有することが好ましい。また、電極551は、光を透過する機能を有することが好まし
い。
また、絶縁膜528は、電極551と電極552とで挟持される領域を有する。絶縁膜
528は、絶縁性を有し、電極551及び電極552の短絡を防止することができる。そ
のためには、電極551の側端部は、絶縁膜528と接する領域を有すると好ましい。ま
た、絶縁膜528は、発光素子550と重なる領域に開口部を有し、該開口部において、
発光素子550が発光する。
発光層553は、発光性の材料として、有機材料または無機材料を有することが好まし
い。具体的には、蛍光発光性の有機材料、または燐光発光性の有機材料を用いることがで
きる。また、量子ドットなどの発光性の無機材料を用いることができる。
また、液晶素子350が有する反射膜351Bは、開口部351Hを有する。開口部3
51Hは、光を透過する機能を有する導電膜351A及び導電膜351Cと重なる領域を
有する。発光素子550は、開口部351Hに向けて光を射出する機能を有する。換言す
ると、液晶素子350は、反射膜351Bと重なる領域に表示を行う機能を有し、発光素
子550は、開口部351Hと重なる領域に表示を行う機能を有する。
また、液晶素子は、反射膜351Bと重なる領域に表示をする機能を有し、発光素子は
、開口部351Hと重なる領域に表示をする機能を有するため、発光素子550は、液晶
素子350が表示をする領域に囲まれた領域に表示をする機能を有する(図30(B)参
照)。
以上のように、反射型の液晶素子を液晶素子350に用い、発光素子を発光素子550
に用い、明るい環境下においては反射型の液晶素子350により表示を行い、暗い環境下
においては発光素子550が射出する光を用いて表示を行うことで、消費電力が低減され
、明るい環境下でも暗い環境下でも視認性の高く利便性の高い表示装置を提供することが
できる。また、薄暗い環境下においては、外光を利用した反射型の液晶素子による表示と
、発光素子が射出する光を用いた表示を行うことで、視認性が高く消費電力が低減された
利便性の高い表示装置を提供することができる。
また、本発明の一態様の表示装置は、発光素子550と重なる領域に、光学素子(例え
ば、着色層、色変換層(例えば量子ドット等)、偏光板、反射防止膜等)として機能する
着色層375、機能膜370D、及び機能膜370Pを有する。そのため、発光素子55
0が呈する発光の色純度を向上させることができ、表示装置300の色純度を高めること
ができる。あるいは、表示装置300のコントラスト比を高めることができる。なお、機
能膜370D及び機能膜370Pには、例えば、偏光板、位相差板、拡散フィルム、反射
防止膜または集光フィルム等を用いることができる。または、2色性色素を含む偏光板を
用いることができる。また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする
撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜などを、機能膜370D及び
機能膜370Pに用いることができる。
また、液晶素子350と発光素子550とに挟持され開口部351Hと重なる領域に、
着色層575を有する構成であってもよい。このような構成とすることで、発光素子55
0から射出される光が着色層575及び着色層375を通して外部に射出されるため、発
光素子550から射出される光の色純度を高めることができ、且つ、発光素子550から
射出される光の強度を高めることができる。
なお、所定の色の光を透過する材料を着色層375及び着色層575に用いることがで
きる。これにより、着色層375及び着色層575を例えばカラーフィルタに用いること
ができる。例えば、青色の光を透過する材料、緑色の光を透過する材料、赤色の光を透過
する材料、黄色の光を透過する材料または白色の光を透過する材料などを着色層375及
び着色層575に用いることができる。
また、図31に示す表示装置300に、タッチパネルを設ける構成としてもよい。当該
タッチパネルとしては、静電容量方式(表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等)を
好適に用いることができる。
<画素および配線等の配置例>
駆動回路GDは、走査線GL1及びGL2と電気的に接続される。駆動回路GDは、例
えば、トランジスタ586を有する。具体的には、画素302が有するトランジスタ(例
えばトランジスタ581)と同じ工程で形成することができる半導体膜を有するトランジ
スタを、トランジスタ586に用いることができる(図31参照)。
駆動回路SDは、信号線SL1及びSL2と電気的に接続される。駆動回路SDは、例
えば、端子519Bまたは端子519Cと同一の工程で形成することができる端子に、導
電性材料を用いて電気的に接続される。
また、画素302は、信号線SL1と電気的に接続される(図32参照)。なお、トラ
ンジスタ581のソース電極またはドレイン電極の一方が、信号線SL1と電気的に接続
されると好ましい(図31および図32参照)。
図33(A)は、本発明の一態様の表示装置300に用いることができる画素の回路お
よび配線等の配置を説明するブロック図である。また、図33(B-1)および図33(
B-2)は、本発明の一態様の表示装置300に用いることができる開口部351Hの配
置を説明する模式図である。
なお、本発明の一態様の表示装置300は、複数の画素302を有する。画素302は
、それぞれ液晶素子350、発光素子550、トランジスタ581、及びトランジスタ5
85等を有し、行方向(図33(A)において矢印Rで示す方向)、及び行方向と交差す
る列方向(図33(A)において矢印Cで示す方向)に配設される。
行方向に配設される一群の画素302は、走査線GL1と電気的に接続される。また、
列方向に配設される他の一群の画素302は、信号線SL1と電気的に接続される。
例えば、画素302の行方向(図33(B-1)において矢印Rで示す方向)に隣接す
る画素は、画素302が有する開口部351Hの配置と異なるように、配設される開口部
を有する。また、例えば、画素302の列方向(図33(B-2)において矢印Cで示す
方向)に隣接する画素は、画素302が有する開口部351Hの配置と異なるように、配
置される開口部を有する。
また、多角形(例えば四角形や十字等)、楕円形、または円形等の形状を開口部351
Hの形状に用いることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状を開
口部351Hの形状に用いることができる。また、開口部351Hを隣接する画素に寄せ
て配置してもよい。好ましくは、開口部351Hを同じ色を表示する機能を有する他の画
素に寄せて配置する。これにより、発光素子550が射出する光が隣接する画素に配置さ
れた着色膜に入射してしまう現象(クロストークともいう)を抑制できる。
以上のように、本発明の一態様の表示装置300は、画素302を有し、画素302は
、液晶素子350と、発光素子550とを有し、液晶素子350が有する電極351は、
画素302が有するトランジスタ581と電気的に接続し、発光素子550が有する電極
551は、画素302が有するトランジスタ585と電気的に接続し、発光素子550は
、開口部351Hを通して光を射出する機能を有し、液晶素子350は、表示装置300
に入射する光を反射する機能を有する。
これによって、例えば同一の工程を用いて形成することができるトランジスタを用いて
、液晶素子350と、発光素子550と、を駆動することができる。
<表示装置の構成要素>
画素302は、信号線SL1、信号線SL2、走査線GL1、走査線GL2、配線CS
COMおよび配線ANOと電気的に接続される(図32参照)。
なお、信号線SL2に供給する信号に用いる電圧が、隣接する画素の信号線SL1に供
給する信号に用いる電圧と異なる場合、隣接する画素の信号線SL1を信号線SL2から
離して配置する。具体的には、信号線SL2と隣接する画素の信号線SL2とが隣接する
ように配置する。
画素302は、トランジスタ581、容量素子C1、トランジスタ582、トランジス
タ585および容量素子C2を有する。
例えば、走査線GL1と電気的に接続されるゲート電極と、信号線SL1と電気的に接
続される第1の電極(ソース電極及びドレイン電極の一方)と、を有するトランジスタを
、トランジスタ581に用いることができる。
容量素子C1は、トランジスタ581の第2の電極(ソース電極及びドレイン電極の他
方)に電気的に接続される第1の電極と、配線CSCOMに電気的に接続される第2の電
極と、を有する。
例えば、走査線GL2と電気的に接続されるゲート電極と、信号線SL2と電気的に接
続される第1の電極(ソース電極及びドレイン電極の一方)と、を有するトランジスタを
、トランジスタ582に用いることができる。
トランジスタ585は、トランジスタ582の第2の電極(ソース電極及びドレイン電
極の他方)に電気的に接続されるゲート電極と、配線ANOと電気的に接続される第1の
電極(ソース電極及びドレイン電極の一方)と、を有する。
なお、半導体膜をゲート電極との間に挟むように設けられた導電膜を有するトランジス
タを、トランジスタ585に用いることができる。例えば、トランジスタ585の第1の
電極(ソース電極及びドレイン電極の一方)と同じ電位を供給することができる配線と、
電気的に接続された導電膜を該導電膜に用いることができる。
容量素子C2は、トランジスタ582の第2の電極(ソース電極及びドレイン電極の他
方)に電気的に接続される第1の電極と、トランジスタ585の第1の電極(ソース電極
及びドレイン電極の一方)に電気的に接続される第2の電極と、を有する。
なお、液晶素子350の第1の電極をトランジスタ581の第2の電極(ソース電極及
びドレイン電極の他方)と電気的に接続し、液晶素子350の第2の電極を配線VCOM
1と電気的に接続する。これにより、液晶素子350を駆動することができる。
また、発光素子550の第1の電極をトランジスタ585の第2の電極(ソース電極及
びドレイン電極の他方)と電気的に接続し、発光素子550の第2の電極を配線VCOM
2と電気的に接続する。これにより、発光素子550を駆動することができる。
≪画素の構成要素≫
また、画素302は、絶縁膜501Cと、中間膜354と、を有する。また、画素30
2は、トランジスタ581を有する。また、画素302は、トランジスタ585及びトラ
ンジスタ586を有する。これらのトランジスタに用いる半導体膜は、酸化物半導体であ
ると好ましい。
また、表示装置300は、端子519Bを有し、端子519Bは、導電膜511Bと、
中間膜354と、を有する。また、表示装置300は、端子519Cと、導電体337と
を有し、端子519Cは、導電膜511Cと、中間膜354とを有する(図31参照)。
例えば、水素を透過または供給する機能を備える材料を中間膜354に用いることができ
る。また、導電性を有する材料を中間膜354に用いることができる。また、透光性を有
する材料を中間膜354に用いることができる。
絶縁膜501Cは、絶縁膜501Aと導電膜511Bとの間に挟持される領域を有する
導電膜511Bは、画素302と電気的に接続される。例えば、電極351または第1
の導電膜を反射膜351Bに用いる場合、端子519Bの接点として機能する面は、電極
351における、液晶素子350に入射する光に向いている面と同じ方向を向いている。
また、導電性材料339を用いて、フレキシブルプリント基板377と端子519Bと
を電気的に接続することができる。これにより、端子519Bを介して電力または信号を
、画素302に供給することができる。
導電膜511Cは、画素302と電気的に接続される。例えば、電極351または第1
の導電膜を反射膜351Bに用いる場合、端子519Cの接点として機能する面は、電極
351における、液晶素子350に入射する光に向いている面と同じ方向を向いている。
導電体337は、端子519Cと電極352との間に挟持され、端子519Cと電極3
52とを電気的に接続する。例えば、導電性の粒子を導電体337に用いることができる
また、表示装置300は、接合層505と、シール材315と、構造体335と、を有
する。
接合層505は、機能層520および基板570との間に配設され、機能層520およ
び基板570を貼り合わせる機能を有する。接合層505には、例えば、シール材315
に用いることができる材料を用いることができる。
シール材315は、機能層520および基板370との間に配設され、機能層520お
よび基板570を貼り合せる機能を有する。
構造体335は、機能層520および基板570との間に所定の間隔を設ける機能を有
する。
構造体335等には、例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材
料を用いることができる。これにより、構造体335等を挟む構成の間に所定の間隔を設
けることができる。具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択さ
れた複数の樹脂の複合材料などを用いることができる。また、感光性を有する材料を用い
て形成してもよい。
≪液晶素子の構成要素≫
次に、本発明の一態様の表示装置を構成する液晶素子の構成例について説明する。
液晶素子350は、光の反射または透過を制御する機能を有する。例えば、液晶素子と
偏光板とを組み合わせた構成、またはシャッター方式のMEMS表示素子等を用いること
ができる。また、反射型の表示素子を用いることにより、表示装置の消費電力を低減する
ことができる。具体的には、反射型の液晶素子を液晶素子350に用いることが好ましい
IPS(In-Plane-Switching)モード、TN(Twisted N
ematic)モード、FFS(Fringe Field Switching)モー
ド、ASM(Axially Symmetric aligned Micro-ce
ll)モード、OCB(Optically Compensated Birefri
ngence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crys
tal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Cr
ystal)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用いること
ができる。
また、例えば垂直配向(VA)モード、具体的には、MVA(Multi-Domai
n Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned V
ertical Alignment)モード、ECB(Electrically C
ontrolled Birefringence)モード、CPA(Continuo
us Pinwheel Alignment)モード、ASV(Advanced S
uper-View)モードなどの駆動方法を用いて駆動することができる液晶素子を用
いることができる。
また、液晶素子350の駆動方法としては、上述した駆動方法の他、PDLC(Pol
ymer Dispersed Liquid Crystal)モード、PNLC(P
olymer Network Liquid Crystal)モード、ゲストホスト
モードなどがある。ただし、これに限定されず、液晶素子およびその駆動方式として様々
なものを用いることができる。
液晶素子350には、液晶素子に用いることができる液晶材料等を用いればよい。例え
ば、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶
、反強誘電性液晶等を用いることができる。または、コレステリック相、スメクチック相
、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶材料を用いることができ
る。または、ブルー相を示す液晶材料を用いることができる。
また、配向膜を用いないブルー相(Blue Phase)を示す液晶を用いてもよい
。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリッ
ク相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現
しないため、温度範囲を改善するために5重量%以上のカイラル剤を混合させた液晶組成
物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度
が1msec以下と短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、かつ、視野角
依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラ
ビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表
示装置の不良や破損を軽減することができる。よって液晶表示装置の生産性を向上させる
ことが可能となる。
また、画素(ピクセル)をいくつかの領域(サブピクセル)に分け、それぞれ別の方向
に分子を倒すよう工夫されているマルチドメイン化あるいはマルチドメイン設計といわれ
る方法を用いることができる。
≪トランジスタの構成要素≫
トランジスタ581、トランジスタ582、トランジスタ585、トランジスタ586
等には、例えば、ボトムゲート型またはトップゲート型等のトランジスタを用いることが
できる。
また、例えば、第14族の元素を含む半導体を上記トランジスタの半導体膜に利用する
ことができる。具体的には、シリコンを含む半導体をトランジスタの半導体膜に用いるこ
とができる。例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン、微結晶シリコンまたはアモルファ
スシリコンなどをトランジスタの半導体膜に用いることができる。
また、トランジスタ581、トランジスタ582、トランジスタ585、トランジスタ
586等には、例えば、酸化物半導体を半導体膜に用いるトランジスタを利用することが
できる。具体的には、インジウムを含む酸化物半導体またはインジウムとガリウムと亜鉛
を含む酸化物半導体を半導体膜に用いることができる。
酸化物半導体を用いたトランジスタをトランジスタ581、トランジスタ582、トラ
ンジスタ585、トランジスタ586等に用いることで、アモルファスシリコンを半導体
膜に用いたトランジスタを利用する画素回路と比較して、画素回路が画像信号を保持する
ことができる時間を長くすることができる。具体的には、フリッカーの発生を抑制しなが
ら、選択信号を30Hz未満、好ましくは1Hz未満、より好ましくは一分に一回未満の
頻度で供給することができる。その結果、情報処理装置の使用者に蓄積する疲労を低減す
ることができる。また、駆動に伴う消費電力を低減することができる。
本実施の形態で示す構成、方法は、他の実施の形態で示す構成、方法と適宜組み合わせ
て用いることができる。
(実施の形態7)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置を有する表示モジュール及び電子機器に
ついて、図34乃至図38を用いて説明を行う。
<表示モジュールに関する説明>
図34に示す表示モジュール8000は、上部カバー8001と下部カバー8002と
の間に、FPC8003に接続されたタッチセンサ8004、FPC8005に接続され
た表示装置8006、フレーム8009、プリント基板8010、バッテリ8011を有
する。
本発明の一態様の発光装置は、例えば、表示装置8006に用いることができる。
上部カバー8001及び下部カバー8002は、タッチセンサ8004及び表示装置8
006のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
タッチセンサ8004は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを表示装置8
006に重ねて用いることができる。また、表示装置8006の対向基板(封止基板)に
、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示装置8006の
各画素内に光センサを設け、光学式のタッチセンサとすることも可能である。
フレーム8009は、表示装置8006の保護機能の他、プリント基板8010の動作
により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレー
ム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板8010は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
も良いし、別途設けたバッテリ8011による電源であってもよい。バッテリ8011は
、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示モジュール8000は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追
加して設けてもよい。
<電子機器に関する説明>
図35(A)乃至図35(G)は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐
体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、又
は操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、
加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電
場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する
機能を含むもの)、マイクロフォン9008、等を有することができる。また、センサ9
007は、脈拍センサや指紋センサ等のように生体情報を測定する機能を有してもよい。
図35(A)乃至図35(G)に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。
例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッ
チセンサ機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(
プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々な
コンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信ま
たは受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表
示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図35(A)乃至図35(G)に
示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有すること
ができる。また、図35(A)乃至図35(G)には図示していないが、電子機器には、
複数の表示部を有する構成としてもよい。また、該電子機器にカメラ等を設け、静止画を
撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体(外部またはカメラに内蔵
)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図35(A)乃至図35(G)に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図35(A)は、携帯情報端末9100を示す斜視図である。携帯情報端末9100が
有する表示部9001は、可撓性を有する。そのため、湾曲した筐体9000の湾曲面に
沿って表示部9001を組み込むことが可能である。また、表示部9001はタッチセン
サを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表
示部9001に表示されたアイコンに触れることで、アプリケーションを起動することが
できる。
図35(B)は、携帯情報端末9101を示す斜視図である。携帯情報端末9101は
、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具
体的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末9101は、
スピーカ9003、接続端子9006、センサ9007等を省略して図示しているが、図
35(A)に示す携帯情報端末9100と同様の位置に設けることができる。また、携帯
情報端末9101は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、
3つの操作ボタン9050(操作アイコンまたは単にアイコンともいう)を表示部900
1の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報9051を表示部90
01の他の面に表示することができる。なお、情報9051の一例としては、電子メール
やSNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)や電話などの着信を知らせる表示
、電子メールやSNSなどの題名、電子メールやSNSなどの送信者名、日時、時刻、バ
ッテリの残量、電波等の受信信号の強度を示す表示などがある。または、情報9051が
表示されている位置に、情報9051の代わりに、操作ボタン9050などを表示しても
よい。
筐体9000の材料としては、合金、プラスチック、セラミックス等を用いることがで
きる。プラスチックとしては強化プラスチックを用いることもできる。強化プラスチック
の一種である炭素繊維強化樹脂複合材(Carbon Fiber Reinforce
d Plastics:CFRP)は軽量であり、且つ、腐食しない利点がある。また、
他の強化プラスチックとしては、ガラス繊維を用いた強化プラスチック、アラミド繊維を
用いた強化プラスチックを挙げることができる。合金としては、アルミニウム合金やマグ
ネシウム合金が挙げられるが、中でもジルコニウムと銅とニッケルとチタンを含む非晶質
合金(金属ガラスとも呼ばれる)が弾性強度の点で優れている。この非晶質合金は、室温
においてガラス遷移領域を有する非晶質合金であり、バルク凝固非晶質合金とも呼ばれ、
実質的に非晶質原子構造を有する合金である。凝固鋳造法により、少なくとも一部の筐体
の鋳型内に合金材料が鋳込まれ、凝固させて一部の筐体をバルク凝固非晶質合金で形成す
る。非晶質合金は、ジルコニウム、銅、ニッケル、チタン以外にもベリリウム、シリコン
、ニオブ、ボロン、ガリウム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、イ
ットリウム、バナジウム、リン、炭素などを含んでもよい。また、非晶質合金は、凝固鋳
造法に限定されず、真空蒸着法、スパッタ法、電解めっき法、無電解メッキ法などによっ
て形成してもよい。また、非晶質合金は、全体として長距離秩序(周期構造)を持たない
状態を維持するのであれば、微結晶またはナノ結晶を含んでもよい。なお、合金とは、単
一の固体相構造を有する完全固溶体合金と、2つ以上の相を有する部分溶体の両方を含む
こととする。筐体9000に非晶質合金を用いることで高い弾性を有する筐体を実現でき
る。従って、携帯情報端末9101を落下させても、筐体9000が非晶質合金であれば
、衝撃が加えられた瞬間には一時的に変形しても元に戻るため、携帯情報端末9101の
耐衝撃性を向上させることができる。
図35(C)は、携帯情報端末9102を示す斜視図である。携帯情報端末9102は
、表示部9001の3面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報9052、
情報9053、情報9054がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携
帯情報端末9102の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末9102を収納した状
態で、その表示(ここでは情報9053)を確認することができる。具体的には、着信し
た電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末9102の上方から観察できる位
置に表示する。使用者は、携帯情報端末9102をポケットから取り出すことなく、表示
を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
図35(D)は、腕時計型の携帯情報端末9200を示す斜視図である。携帯情報端末
9200は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信
、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表
示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うこと
ができる。また、携帯情報端末9200は、通信規格された近距離無線通信を実行するこ
とが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハン
ズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末9200は、接続端子9006を
有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。ま
た接続端子9006を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子900
6を介さずに無線給電により行ってもよい。
図35(E)(F)(G)は、折り畳み可能な携帯情報端末9201を示す斜視図であ
る。また、図35(E)が携帯情報端末9201を展開した状態の斜視図であり、図35
(F)が携帯情報端末9201を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変
化する途中の状態の斜視図であり、図35(G)が携帯情報端末9201を折り畳んだ状
態の斜視図である。携帯情報端末9201は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開し
た状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末92
01が有する表示部9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000
に支持されている。ヒンジ9055を介して2つの筐体9000間を屈曲させることによ
り、携帯情報端末9201を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させるこ
とができる。例えば、携帯情報端末9201は、曲率半径1mm以上150mm以下で曲
げることができる。
また、電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、又はテレビジョン受信
機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、
デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、ゴーグル型
ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再
生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
また、本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を
用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池(リチウムイ
オンポリマー電池)等のリチウムイオン二次電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電
池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜
鉛電池などが挙げられる。
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信す
ることで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器が二次電池
を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
図36(A)は携帯型ゲーム機であり、筐体7101、筐体7102、表示部7103
、表示部7104、マイク7105、スピーカ7106、操作キー7107、スタイラス
7108等を有する。表示部7103または表示部7104に本発明の一態様に係る発光
装置を用いることで、ユーザーの使用感に優れ、品質の低下が起こりにくい携帯型ゲーム
機を提供することができる。なお、図36(A)に示した携帯型ゲーム機は、2つの表示
部7103と表示部7104とを有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示部の数は、
これに限定されない。
図36(B)はビデオカメラであり、筐体7701、筐体7702、表示部7703、
操作キー7704、レンズ7705、接続部7706等を有する。操作キー7704およ
びレンズ7705は筐体7701に設けられており、表示部7703は筐体7702に設
けられている。そして、筐体7701と筐体7702とは、接続部7706により接続さ
れており、筐体7701と筐体7702の間の角度は、接続部7706により変更が可能
である。表示部7703における映像を、接続部7706における筐体7701と筐体7
702との間の角度にしたがって切り替える構成としてもよい。
図36(C)はノート型パーソナルコンピュータであり、筐体7121、表示部712
2、キーボード7123、ポインティングデバイス7124等を有する。なお、表示部7
122は、非常に画素密度が高く高精細とすることができるため、中小型でありながら8
kの表示を行うことができ、非常に鮮明な画像を得ることができる。
図36(D)には、ヘッドマウントディスプレイ7200の外観を示している。
ヘッドマウントディスプレイ7200は、装着部7201、レンズ7202、本体72
03、表示部7204、ケーブル7205等を有している。また装着部7201には、バ
ッテリ7206が内蔵されている。
ケーブル7205は、バッテリ7206から本体7203に電力を供給する。本体72
03は無線受信機等を備え、受信した画像データ等の映像情報を表示部7204に表示さ
せることができる。また、本体7203に設けられたカメラで使用者の眼球やまぶたの動
きを捉え、その情報をもとに使用者の視点の座標を算出することにより、使用者の視点を
入力手段として用いることができる。
また、装着部7201には、使用者に触れる位置に複数の電極が設けられていてもよい
。本体7203は使用者の眼球の動きに伴って電極に流れる電流を検知することにより、
使用者の視点を認識する機能を有していてもよい。また、当該電極に流れる電流を検知す
ることにより、使用者の脈拍をモニタする機能を有していてもよい。また、装着部720
1には、温度センサ、圧力センサ、加速度センサ等の各種センサを有していてもよく、使
用者の生体情報を表示部7204に表示する機能を有していてもよい。また、使用者の頭
部の動きなどを検出し、表示部7204に表示する映像をその動きに合わせて変化させて
もよい。
図36(E)に、カメラ7300の外観を示す。カメラ7300は、筐体7301、表
示部7302、操作ボタン7303、シャッターボタン7304、結合部7305等を有
する。またカメラ7300には、レンズ7306を取り付けることができる。
結合部7305は、電極を有し、後述するファインダー7400のほか、ストロボ装置
等を接続することができる。
ここではカメラ7300として、レンズ7306を筐体7301から取り外して交換す
ることが可能な構成としたが、レンズ7306と筐体7301が一体となっていてもよい
シャッターボタン7304を押すことにより、撮像することができる。また、表示部7
302はタッチセンサを有し、表示部7302を操作することにより撮像することも可能
である。
表示部7302に、本発明の一態様の表示装置、またはタッチセンサを適用することが
できる。
図36(F)には、カメラ7300にファインダー7400を取り付けた場合の例を示
している。
ファインダー7400は、筐体7401、表示部7402、ボタン7403等を有する
筐体7401には、カメラ7300の結合部7305と係合する結合部を有しており、
ファインダー7400をカメラ7300に取り付けることができる。また当該結合部には
電極を有し、当該電極を介してカメラ7300から受信した映像等を表示部7402に表
示させることができる。
ボタン7403は、電源ボタンとしての機能を有する。ボタン7403により、表示部
7402の表示のオンとオフとを切り替えることができる。
なお、図36(E)(F)では、カメラ7300とファインダー7400とを別の電子
機器とし、これらを脱着可能な構成としたが、カメラ7300の筐体7301に、本発明
の一態様の表示装置、またはタッチセンサを備えるファインダーが内蔵されていてもよい
図37(A)乃至(E)は、ヘッドマウントディスプレイ7500及び7510の外観
を示す図である。
ヘッドマウントディスプレイ7500は、筐体7501、2つの表示部7502、操作
ボタン7503、及びバンド状の固定具7504を有する。
ヘッドマウントディスプレイ7500は、上記ヘッドマウントディスプレイ7200が
有する機能に加え、2つの表示部を備える。
2つの表示部7502を有することで、使用者は片方の目につき1つの表示部を見るこ
とができる。これにより、視差を用いた3次元表示等を行う際であっても、高い解像度の
映像を表示することができる。また、表示部7502は使用者の目を概略中心とした円弧
状に湾曲している。これにより、使用者の目から表示部の表示面までの距離が一定となる
ため、使用者はより自然な映像を見ることができる。また、表示部からの光の輝度や色度
が見る角度によって変化してしまうような場合であっても、表示部の表示面の法線方向に
使用者の目が位置するため、実質的にその影響を無視することができるため、より現実感
のある映像を表示することができる。
操作ボタン7503は、電源ボタンなどの機能を有する。また操作ボタン7503の他
にボタンを有していてもよい。
また、ヘッドマウントディスプレイ7510は、筐体7501、表示部7502、バン
ド状の固定具7504、及び一対のレンズ7505を有する。
使用者は、レンズ7505を通して、表示部7502の表示を視認することができる。
なお、表示部7502を湾曲して配置させると好適である。表示部7502を湾曲して配
置することで、使用者が高い臨場感を感じることができる。
表示部7502に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態
様の表示装置は、精細度を高くすることが可能なため、図37(E)のようにレンズ75
05を用いて拡大したとしても、使用者に画素が視認されることなく、より現実感の高い
映像を表示することができる。
図38(A)にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置9300は、筐体9
000に表示部9001が組み込まれている。ここでは、スタンド9301により筐体9
000を支持した構成を示している。
図38(A)に示すテレビジョン装置9300の操作は、筐体9000が備える操作ス
イッチや、別体のリモコン操作機9311により行うことができる。または、表示部90
01にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部9001に触れることで操作して
もよい。リモコン操作機9311は、当該リモコン操作機9311から出力する情報を表
示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機9311が備える操作キー又はタッチ
パネルにより、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部9001に表示される
映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置9300は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機
により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線又は無線
による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)又は双方向
(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
また、本発明の一態様の電子機器又は照明装置は可撓性を有するため、家屋やビルの内
壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能で
ある。
図38(B)に自動車9700の外観を示す。図38(C)に自動車9700の運転席
を示す。自動車9700は、車体9701、車輪9702、ダッシュボード9703、ラ
イト9704等を有する。本発明の一態様の表示装置又は発光装置等は、自動車9700
の表示部などに用いることができる。例えば、図38(C)に示す表示部9710乃至表
示部9715に本発明の一態様の表示装置又は発光装置等を設けることができる。
表示部9710と表示部9711は、自動車のフロントガラスに設けられた表示装置で
ある。本発明の一態様の表示装置又は発光装置等は、電極や配線を、透光性を有する導電
性材料で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態とする
ことができる。表示部9710や表示部9711がシースルー状態であれば、自動車97
00の運転時にも視界の妨げになることがない。よって、本発明の一態様の表示装置又は
発光装置等を自動車9700のフロントガラスに設置することができる。なお、表示装置
又は発光装置等を駆動するためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料を
用いた有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するト
ランジスタを用いるとよい。
表示部9712はピラー部分に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた
撮像手段からの映像を表示部9712に映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を
補完することができる。表示部9713はダッシュボード部分に設けられた表示装置であ
る。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部9713に映し出すことによ
って、ダッシュボードで遮られた視界を補完することができる。すなわち、自動車の外側
に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高める
ことができる。また、見えない部分を補完する映像を映すことによって、より自然に違和
感なく安全確認を行うことができる。
また、図38(D)は、運転席と助手席にベンチシートを採用した自動車の室内を示し
ている。表示部9721は、ドア部に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けら
れた撮像手段からの映像を表示部9721に映し出すことによって、ドアで遮られた視界
を補完することができる。また、表示部9722は、ハンドルに設けられた表示装置であ
る。表示部9723は、ベンチシートの座面の中央部に設けられた表示装置である。なお
、表示装置を座面や背もたれ部分などに設置して、当該表示装置を、当該表示装置の発熱
を熱源としたシートヒーターとして利用することもできる。
表示部9714、表示部9715、または表示部9722はナビゲーション情報、スピ
ードメーターやタコメーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その
他様々な情報を提供することができる。また、表示部に表示される表示項目やレイアウト
などは、使用者の好みに合わせて適宜変更することができる。なお、上記情報は、表示部
9710乃至表示部9713、表示部9721、表示部9723にも表示することができ
る。また、表示部9710乃至表示部9715、表示部9721乃至表示部9723は照
明装置として用いることも可能である。また、表示部9710乃至表示部9715、表示
部9721乃至表示部9723は加熱装置として用いることも可能である。
図39(A)(B)に示す表示装置9500は、複数の表示パネル9501と、軸部9
511と、軸受部9512と、を有する。また、複数の表示パネル9501は、表示領域
9502と、透光性を有する領域9503と、を有する。
また、複数の表示パネル9501は、可撓性を有する。また、隣接する2つの表示パネ
ル9501は、それらの一部が互いに重なるように設けられる。例えば、隣接する2つの
表示パネル9501の透光性を有する領域9503を重ね合わせることができる。複数の
表示パネル9501を用いることで、大画面の表示装置とすることができる。また、使用
状況に応じて、表示パネル9501を巻き取ることが可能であるため、汎用性に優れた表
示装置とすることができる。
また、図39(A)(B)においては、表示領域9502が隣接する表示パネル950
1で離間する状態を図示しているが、これに限定されず、例えば、隣接する表示パネル9
501の表示領域9502を隙間なく重ねあわせることで、連続した表示領域9502と
してもよい。
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有す
る。ただし、本発明の一態様の発光装置は、表示部を有さない電子機器にも適用すること
ができる。また、本実施の形態において述べた電子機器の表示部においては、可撓性を有
し、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる構成、または折り畳み可能な表示部
の構成について例示したが、これに限定されず、可撓性を有さず、平面部に表示を行う構
成としてもよい。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
(実施の形態8)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置について、図40及び図41を用いて説
明する。
本実施の形態で示す、発光装置3000の斜視図を図40(A)に、図40(A)に示
す一点鎖線E-F間に相当する断面図を図40(B)に、それぞれ示す。なお、図40(
A)において、図面の煩雑さを避けるために、構成要素の一部を破線で表示している。
図40(A)(B)に示す発光装置3000は、基板3001と、基板3001上の発
光素子3005と、発光素子3005の外周に設けられた第1の封止領域3007と、第
1の封止領域3007の外周に設けられた第2の封止領域3009と、を有する。
また、発光素子3005からの発光は、基板3001及び基板3003のいずれか一方
または双方から射出される。図40(A)(B)においては、発光素子3005からの発
光が下方側(基板3001側)に射出される構成について説明する。
また、図40(A)(B)に示すように、発光装置3000は、発光素子3005が第
1の封止領域3007と、第2の封止領域3009とに、囲まれて配置される二重封止構
造である。二重封止構造とすることで、発光素子3005側に入り込む外部の不純物(例
えば、水、酸素など)を、好適に抑制することができる。ただし、第1の封止領域300
7及び第2の封止領域3009を、必ずしも設ける必要はない。例えば、第1封止領域3
007のみの構成としてもよい。
なお、図40(B)において、第1の封止領域3007及び第2の封止領域3009は
、基板3001及び基板3003と接して設けられる。ただし、これに限定されず、例え
ば、第1の封止領域3007及び第2の封止領域3009の一方または双方は、基板30
01の上方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよい。
または、第1の封止領域3007及び第2の封止領域3009の一方または双方は、基板
3003の下方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよ
い。
基板3001及び基板3003としては、それぞれ先の実施の形態に記載の基板200
と、基板220と同様の構成とすればよい。発光素子3005としては、先の実施の形態
に記載の発光素子と同様の構成とすればよい。
第1の封止領域3007としては、ガラスを含む材料(例えば、ガラスフリット、ガラ
スリボン等)を用いればよい。また、第2の封止領域3009としては、樹脂を含む材料
を用いればよい。第1の封止領域3007として、ガラスを含む材料を用いることで、生
産性や封止性を高めることができる。また、第2の封止領域3009として、樹脂を含む
材料を用いることで、耐衝撃性や耐熱性を高めることができる。ただし、第1の封止領域
3007と、第2の封止領域3009とは、これに限定されず、第1の封止領域3007
が樹脂を含む材料で形成され、第2の封止領域3009がガラスを含む材料で形成されて
もよい。
また、上述のガラスフリットとしては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、
酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸
化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸
化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、二酸化マ
ンガン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、
酸化ジルコニウム、酸化リチウム、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス
、バナジン酸塩ガラス又はホウケイ酸ガラス等を含む。赤外光を吸収させるため、少なく
とも一種類以上の遷移金属を含むことが好ましい。
また、上述のガラスフリットとしては、例えば、基板上にフリットペーストを塗布し、
これに加熱処理、またはレーザ照射などを行う。フリットペーストには、上記ガラスフリ
ットと、有機溶媒で希釈した樹脂(バインダとも呼ぶ)とが含まれる。また、ガラスフリ
ットにレーザ光の波長の光を吸収する吸収剤を添加したものを用いても良い。また、レー
ザとして、例えば、Nd:YAGレーザや半導体レーザなどを用いることが好ましい。ま
た、レーザ照射の際のレーザの照射形状は、円形でも四角形でもよい。
また、上述の樹脂を含む材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ
アミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、
ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンなどのシロキ
サン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
なお、第1の封止領域3007及び第2の封止領域3009のいずれか一方または双方
にガラスを含む材料を用いる場合、当該ガラスを含む材料と、基板3001との熱膨張率
が近いことが好ましい。上記構成とすることで、熱応力によりガラスを含む材料または基
板3001にクラックが入るのを抑制することができる。
例えば、第1の封止領域3007にガラスを含む材料を用い、第2の封止領域3009
に樹脂を含む材料を用いる場合、以下の優れた効果を有する。
第2の封止領域3009は、第1の封止領域3007よりも、発光装置3000の外周
部に近い側に設けられる。発光装置3000は、外周部に向かうにつれ、外力等による歪
みが大きくなる。よって、歪みが大きくなる発光装置3000の外周部側、すなわち第2
の封止領域3009に、樹脂を含む材料によって封止し、第2の封止領域3009よりも
内側に設けられる第1の封止領域3007にガラスを含む材料を用いて封止することで、
外力等の歪みが生じても発光装置3000が壊れにくくなる。
また、図40(B)に示すように、基板3001、基板3003、第1の封止領域30
07、及び第2の封止領域3009に囲まれた領域には、第1の領域3011が形成され
る。また、基板3001、基板3003、発光素子3005、及び第1の封止領域300
7に囲まれた領域には、第2の領域3013が形成される。
第1の領域3011及び第2の領域3013としては、例えば、希ガスまたは窒素ガス
等の不活性ガスが充填されていると好ましい。あるいは、アクリルやエポキシ等の樹脂が
充填されていると好ましい。なお、第1の領域3011及び第2の領域3013としては
、大気圧状態よりも減圧状態であると好ましい。
また、図40(B)に示す構成の変形例を図40(C)に示す。図40(C)は、発光
装置3000の変形例を示す断面図である。
図40(C)は、基板3003の一部に凹部を設け、該凹部に乾燥剤3018を設ける
構成である。それ以外の構成については、図40(B)に示す構成と同じである。
乾燥剤3018としては、化学吸着によって水分等を吸着する物質、または物理吸着に
よって水分等を吸着する物質を用いることができる。例えば、乾燥剤3018として用い
ることができる物質としては、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物(酸化
カルシウムや酸化バリウム等)、硫酸塩、金属ハロゲン化物、過塩素酸塩、ゼオライト、
シリカゲル等が挙げられる。
次に、図40(B)に示す発光装置3000の変形例について、図41(A)(B)(
C)(D)を用いて説明する。なお、図41(A)(B)(C)(D)は、図40(B)
に示す発光装置3000の変形例を説明する断面図である。
図41(A)(B)(C)(D)に示す発光装置は、第2の封止領域3009を設けず
に、第1の封止領域3007とした構成である。また、図41(A)(B)(C)(D)
に示す発光装置は、図40(B)に示す第2の領域3013の代わりに領域3014を有
する。
領域3014としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド(ナイロ
ン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、ポリウレタン、
エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンなどのシロキサン結合を有す
る樹脂を含む材料を用いることができる。
領域3014として、上述の材料を用いることで、いわゆる固体封止の発光装置とする
ことができる。
また、図41(B)に示す発光装置は、図41(A)に示す発光装置の基板3001側
に、基板3015を設ける構成である。
基板3015は、図41(B)に示すように凹凸を有する。凹凸を有する基板3015
を、発光素子3005の光を取り出す側に設ける構成とすることで、発光素子3005か
らの光の取出し効率を向上させることができる。なお、図41(B)に示すような凹凸を
有する構造の代わりに、拡散板として機能する基板を設けてもよい。
また、図41(C)に示す発光装置は、図41(A)に示す発光装置が基板3001側
から光を取り出す構造であったのに対し、基板3003側から光を取り出す構造である。
図41(C)に示す発光装置は、基板3003側に基板3015を有する。それ以外の
構成は、図41(B)に示す発光装置と同様である。
また、図41(D)に示す発光装置は、図41(C)に示す発光装置の基板3003、
3015を設けずに、基板3016を設ける構成である。
基板3016は、発光素子3005の近い側に位置する第1の凹凸と、発光素子300
5の遠い側に位置する第2の凹凸と、を有する。図41(D)に示す構成とすることで、
発光素子3005からの光の取出し効率をさらに、向上させることができる。
したがって、本実施の形態に示す構成を実施することにより、水分や酸素などの不純物
による劣化が抑制された発光装置を実現することができる。または、本実施の形態に示す
構成を実施することにより、光取出し効率の高い発光装置を実現することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせること
ができる。
(実施の形態9)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置を様々な照明装置及び電子機器に適用す
る一例について、図42及び図43を用いて説明する。
本発明の一態様の発光装置を、可撓性を有する基板上に作製することで、曲面を有する
発光領域を有する電子機器、照明装置を実現することができる。
また、本発明の一態様を適用した発光装置は、自動車の照明にも適用することができ、
例えば、ダッシュボードや、フロントガラス、天井等に照明を設置することもできる。
図42(A)は、多機能端末3500の一方の面の斜視図を示し、図42(B)は、多
機能端末3500の他方の面の斜視図を示している。多機能端末3500は、筐体350
2に表示部3504、カメラ3506、照明3508等が組み込まれている。本発明の一
態様の発光装置を照明3508に用いることができる。
照明3508は、本発明の一態様の発光装置を用いることで、面光源として機能する。
したがって、LEDに代表される点光源と異なり、指向性が少ない発光が得られる。例え
ば、照明3508とカメラ3506とを組み合わせて用いる場合、照明3508を点灯ま
たは点滅させて、カメラ3506により撮像することができる。照明3508としては、
面光源としての機能を有するため、自然光の下で撮影したような写真を撮影することがで
きる。
なお、図42(A)、(B)に示す多機能端末3500は、図35(A)乃至図35(
G)に示す電子機器と同様に、様々な機能を有することができる。
また、筐体3502の内部に、スピーカ、センサ(力、変位、位置、速度、加速度、角
速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、
電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含む
もの)、マイクロフォン等を有することができる。また、多機能端末3500の内部に、
ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、多
機能端末3500の向き(縦か横か)を判断して、表示部3504の画面表示を自動的に
切り替えるようにすることができる。
表示部3504は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部3
504に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。
また、表示部3504に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシ
ング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。なお、表示部35
04に本発明の一態様の発光装置を適用してもよい。
図42(C)は、防犯用のライト3600の斜視図を示している。ライト3600は、
筐体3602の外側に照明3608を有し、筐体3602には、スピーカ3610等が組
み込まれている。本発明の一態様の発光装置を照明3608に用いることができる。
ライト3600としては、例えば、照明3608を握持する、掴持する、または保持す
ることで発光することができる。また、筐体3602の内部には、ライト3600からの
発光方法を制御できる電子回路を備えていてもよい。該電子回路としては、例えば、1回
または間欠的に複数回、発光が可能なような回路としてもよいし、発光の電流値を制御す
ることで発光の光量が調整可能なような回路としてもよい。また、照明3608の発光と
同時に、スピーカ3610から大音量の警報音が出力されるような回路を組み込んでもよ
い。
ライト3600としては、あらゆる方向に発光することが可能なため、例えば、暴漢等
に向けて光、または光と音で威嚇することができる。また、ライト3600にデジタルス
チルカメラ等のカメラ、撮影機能を有する機能を備えてもよい。
図43は、発光装置を室内の照明装置8501として用いた例である。なお、発光装置
は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面
を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置8502を形成すること
もできる。本実施の形態で示す発光装置は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い
。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の
壁面に大型の照明装置8503を備えても良い。また、照明装置8501、8502、8
503に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。
また、発光装置をテーブルの表面側に用いることによりテーブルとしての機能を備えた
照明装置8504とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光装置を用いるこ
とにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
以上のようにして、本発明の一態様の発光装置を適用して照明装置及び電子機器を得る
ことができる。なお、適用できる照明装置及び電子機器は、本実施の形態に示したものに
限らず、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。
本実施例では、本発明の一態様の発光装置の作製例を示す。本実施例で作製した発光装
置が有する発光素子の断面模式図を図44(A)(B)に、素子構造の詳細を表1乃至表
4に、それぞれ示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。
Figure 0007346517000004
Figure 0007346517000005
Figure 0007346517000006
Figure 0007346517000007
Figure 0007346517000008
Figure 0007346517000009
<発光素子の作製>
≪発光素子1の作製≫
基板650上にITSO、銀とパラジウムと銅の合金(Ag-Pd-Cu、またはAP
Cともいう)、及びITSOを厚さがそれぞれ70nm、20nm、及び10nmになる
よう順次形成することで、電極642を形成した。ITSO膜は、光を透過する機能を有
し、APC膜は、光を反射する機能と光を透過する機能とを有する導電膜である。なお、
電極642の電極面積は、4mm(2mm×2mm)とした。
次に、電極642上に正孔注入層631として、3-[4-(9-フェナントリル)-
フェニル]-9-フェニル-9H-カルバゾール(略称:PCPPn)と、酸化モリブデ
ン(MoO)と、を重量比(PCPPn:MoO)が1:0.5になるように、且つ
厚さが95nmになるように共蒸着した。
次に、正孔注入層631上に正孔輸送層632として、PCPPnを厚さが15nmに
なるように蒸着した。
次に、正孔輸送層632上に、発光層644として、7-[4-(10-フェニル-9
-アントリル)フェニル]-7H-ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBC
zPA)と、N,N’-(ピレン-1,6-ジイル)ビス[(6,N-ジフェニルベンゾ
[b]ナフト[1,2-d]フラン)-8-アミン](略称:1,6BnfAPrn-0
3)と、を重量比(cgDBCzPA:1,6BnfAPrn-03)が1:0.03に
なるように、且つ厚さが25nmになるように共蒸着した。
次に、発光層644上に、電子輸送層633として、cgDBCzPAと、2,9-ビ
ス(ナフタレン-2-イル)-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン(略称
:NBPhen)とを、厚さがそれぞれ10nmと15nmとになるように順次蒸着した
次に、電子輸送層633上に、電子注入層634として、酸化リチウム(略称:Li
O)と、銅フタロシアニン(略称:CuPc)とを、厚さがそれぞれ0.1nmと2nm
とになるように順次蒸着した。
次に、正孔注入層を兼ねる電荷発生層635として、4,4’,4’’-(ベンゼン-
1,3,5-トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P-II)と、酸
化モリブデン(MoO)と、を重量比(DBT3P-II:MoO)が1:0.5に
なるように、且つ厚さが10nmになるように共蒸着した。
次に、電荷発生層635上に正孔輸送層637として、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)を厚さが15
nmになるように蒸着した。
次に、発光層646として、2-[3’-(ジベンゾチオフェン-4-イル)ビフェニ
ル-3-イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq-II)
と、N-(1,1’-ビフェニル-4-イル)-N-[4-(9-フェニル-9H-カル
バゾール-3-イル)フェニル]-9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-アミン(
略称:PCBBiF)と、(アセチルアセトナト)ビス(6-tert-ブチル-4-フ
ェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(tBuppm)(acac
))と、を重量比(2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(tBuppm)
(acac))が0.8:0.2:0.06になるように、且つ厚さが20nmになる
ように共蒸着し、続いて、2mDBTBPDBq-IIと、PCBBiFと、ビス{4,
6-ジメチル-2-[5-(2,6-ジメチルフェニル)-3-(3,5-ジメチルフェ
ニル)-2-ピラジニル-κN]フェニル-κC}(2,8-ジメチル-4,6-ノナン
ジオナト-κO,O’)イリジウム(III)(略称:Ir(dmdppr-dmp)
(divm))と、を重量比(2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(d
mdppr-dmp)(divm))が0.8:0.2:0.06になるように、且つ
厚さが10nmになるように共蒸着し、続いて、2mDBTBPDBq-IIと、PCB
BiFと、Ir(tBuppm)(acac)と、を重量比(2mDBTBPDBq-
II:PCBBiF:Ir(tBuppm)(acac))が0.8:0.2:0.0
6になるように、且つ厚さが10nmになるように共蒸着した。
次に、発光層646上に電子輸送層638として、2mDBTBPDBq-IIと、N
BPhenとを、それぞれ厚さが30nm及び15nmになるように順次蒸着した。また
、電子輸送層638上に電子注入層639として、フッ化リチウム(LiF)を厚さが1
nmになるよう蒸着した。
次に、電子注入層639上に、電極641として、アルミニウム(Al)を厚さが12
0nmになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機EL用シール材を用いて封止す
るための基板652を、有機材料を形成した基板650に固定することで、発光素子1を
封止した。具体的には、基板650に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し、該基
板650と基板652とを貼り合わせ、波長が365nmの紫外光をシール材に6J/c
照射し、80℃にて1時間熱処理した。以上の工程により発光素子1を得た。
また、発光素子1に重畳する光学素子648として、基板654上に赤色のカラーフィ
ルタ(CF Red)を2.1μmの厚さで形成した。
≪発光素子2及び3の作製≫
発光素子2及び3は、先に示す発光素子1と、正孔注入層631の形成工程、及び光学
素子648のの材料み異なり、それ以外の工程及び材料は発光素子1と同様の作製方法と
した。
発光素子2の正孔注入層631として、PCPPnと、MoOと、を重量比(PCP
Pn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが50nmになるように共蒸着し
た。
また、発光素子2に重畳する光学素子648として、基板654上に緑色のカラーフィ
ルタ(CF Green)を1.2μmの厚さで形成した。
発光素子3の正孔注入層631として、PCPPnと、MoOと、を重量比(PCP
Pn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが5nmになるように共蒸着した
また、発光素子3に重畳する光学素子648として、基板654上に青色のカラーフィ
ルタ(CF Blue)を0.8μmの厚さで形成した。
≪発光素子4の作製≫
発光素子4は、先に示す発光素子1と、電極642及び正孔注入層631の形成工程、
及び光学素子648のみ異なり、それ以外の工程は発光素子1と同様の作製方法とした。
なお、発光素子4は、光学素子を有さないこととした。
発光素子4の電極642として、基板650上にITSOを厚さが70nmになるよう
形成した。ITSO膜は、光を透過する機能を有する導電膜である。なお、電極642の
電極面積は、4mm(2mm×2mm)とした。
次に、電極642上に発光素子4の正孔注入層631として、PCPPnと、MoO
と、を重量比(PCPPn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが5nmに
なるように共蒸着した。
≪発光素子5乃至7の作製≫
発光素子5乃至7は、先に示す発光素子4と、正孔注入層631の形成工程のみ異なり
、それ以外の工程は発光素子4と同様の作製方法とした。
発光素子5の正孔注入層631として、PCPPnと、MoOと、を重量比(PCP
Pn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが20nmになるように共蒸着し
た。
発光素子6の正孔注入層631として、PCPPnと、MoOと、を重量比(PCP
Pn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが35nmになるように共蒸着し
た。
発光素子7の正孔注入層631として、PCPPnと、MoOと、を重量比(PCP
Pn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが50nmになるように共蒸着し
た。
<発光素子の特性>
作製した発光素子1乃至7の輝度-電流密度特性を図45及び図46に示す。また、電
流密度-電圧特性を図47及び図48に示す。また、電流効率-輝度特性を図49及び図
50に示す。なお、各発光素子の輝度およびCIE色度の測定には色彩輝度計(トプコン
社製、BM-5A)を用い、測定は室温(23℃に保たれた雰囲気)で行った。
また、発光素子1乃至7に2.5mA/cmの電流密度で電流を流した際の電界発光
スペクトル(ELスペクトル)を図51及び図52に示す。なお、電界発光スペクトルの
測定にはマルチチャンネル分光器(浜松ホトニクス社製、PMA-11)を用いた。また
、図51及び図52において縦軸は、各電界発光スペクトルの最大値で規格化した発光強
度(EL強度)である。
また、1000cd/m付近における、発光素子1乃至7の素子特性を表5及び表6
に示す。
Figure 0007346517000010
Figure 0007346517000011
図51に示すように、発光素子1、発光素子2、及び発光素子3の電界発光スペクトル
のピーク波長はそれぞれ615nm、538nm、及び457nmであり、赤色、緑色、
及び青色の発光を示した。また、発光素子1、発光素子2、及び発光素子3の電界発光ス
ペクトルの半値全幅はそれぞれ34nm、31nm、及び20nmであり、色純度の高い
発光を示した。
また、図52に示すように、発光素子4乃至7の電界発光スペクトルは、青色と緑色と
赤色の波長領域にそれぞれピークを有する白色の発光を示した。
発光素子1乃至7における発光層644、646、正孔輸送層632、637、電子輸
送層633、638、電子注入層634、639、電荷発生層635、及び電極641は
同じ構成である。また、発光素子1乃至3は、電極642に光を反射する機能と、光を透
過する機能とを有する導電膜を有し、マイクキャビティ構造を有する発光素子である。ま
た、発光素子4乃至7は、電極642に光を透過する機能を有する導電膜を有し、マイク
ロキャビティ構造を有さない発光素子である。このことから、発光素子の電極642及び
正孔注入層631の構成のみを変えることで、発光素子が外部に射出する光の色を変える
ことができることが分かる。
また、図45乃至図50、及び表5及び表6で示すように、発光素子1、発光素子2、
及び発光素子3は、それぞれ赤色、緑色、及び青色を呈する発光素子として高い電流効率
を示している。また、発光素子4乃至7は、白色を呈する発光素子として高い電流効率を
示している。したがって、これらの発光素子の構成は、発光装置に好適に用いることがで
きる。
<発光装置の消費電力の見積もり>
次に、上記作製した発光素子を有する発光装置を作製した場合における、該発光装置の
消費電力を見積もった。
発光装置1は、発光素子1、発光素子2、及び発光素子3を有する発光装置であり、発
光装置2は、発光素子1、発光素子2、発光素子3、及び発光素子4を有する発光装置で
あり、発光装置3は、発光素子1、発光素子2、発光素子3、及び発光素子5を有する発
光装置であり、発光装置4は、発光素子1、発光素子2、発光素子3、及び発光素子6を
有する発光装置であり、発光装置5は、発光素子1、発光素子2、発光素子3、及び発光
素子7を有する発光装置である。発光装置の構成を表7に示す。
本実施例においては、表示領域の縦横比が16:9で、対角サイズが4.3インチで、
面積が50.97cmである発光装置において、開口率が35%と仮定して、発光装置
の消費電力を見積もった。また、該仕様の発光装置において、色温度が6500Kの白色
(色度(x,y)が(0.313,0.329))を300cd/mで表示領域全面に
表示させたときの発光素子及び発光装置の特性を表8に示す。
表8のように、上記仕様の発光装置1においては、発光素子1の輝度が603cd/m
、発光素子2の輝度が1689cd/m、発光素子3の輝度が280cd/mの時
に、色温度が6500Kの白色(色度(x,y)が(0.313,0.329))を30
0cd/mで表示領域全面に表示させることができ、この時に発光装置1の消費電力は
417mWと見積もることができた。
また、上記仕様の発光装置2においては、発光素子1の輝度が0cd/m、発光素子
2の輝度が573cd/m、発光素子3の輝度が95cd/m、発光素子4の輝度が
2761cd/mの時に、色温度が6500Kの白色(色度(x,y)が(0.313
,0.329))を300cd/mで表示領域全面に表示させることができ、この時に
発光装置2の消費電力は198mWと見積もることができた。
また、上記仕様の発光装置3においては、発光素子1の輝度が71cd/m、発光素
子2の輝度が429cd/m、発光素子3の輝度が0cd/m、発光素子5の輝度が
2929cd/mの時に、色温度が6500Kの白色(色度(x,y)が(0.313
,0.329))を300cd/mで表示領域全面に表示させることができ、この時に
発光装置3の消費電力は176mWと見積もることができた。
また、上記仕様の発光装置4においては、発光素子1の輝度が127cd/m、発光
素子2の輝度が0cd/m、発光素子3の輝度が28cd/m、発光素子4の輝度が
3274cd/mの時に、色温度が6500Kの白色(色度(x,y)が(0.313
,0.329))を300cd/mで表示領域全面に表示させることができ、この時に
発光装置4の消費電力は192mWと見積もることができた。
また、上記仕様の発光装置5においては、発光素子1の輝度が284cd/m、発光
素子2の輝度が0cd/m、発光素子3の輝度が173cd/m、発光素子4の輝度
が2972cd/mの時に、色温度が6500Kの白色(色度(x,y)が(0.31
3,0.329))を300cd/mで表示領域全面に表示させることができ、この時
に発光装置5の消費電力は251mWと見積もることができた。
また、全米テレビジョン放送方式標準化委員会(NTSC)が策定した色域規格に対し
て発光装置1乃至5が表示可能な領域は、CIE1976色度座標における面積比(NT
SC比)で、いずれも96%と見積もられ、高い色再現性を示すことが分かった。
以上のように、発光装置2乃至5は、発光装置1より消費電力が低い発光装置となるこ
とが示された。特に、発光装置2乃至4は、発光装置1の消費電力の半分以下と極めて低
い消費電力であった。すなわち、マイクロキャビティ構造を有する赤色、緑色、及び青色
の発光素子と、マイクロキャビティ構造を有さない白色の発光素子とを有する発光装置は
、消費電力の低い発光装置であることが示された。
以上のように、本発明の一態様により、消費電力が低い発光装置を提供することができ
る。また、本発明の一態様により、消費電力が低く、色再現性が高い発光装置を提供する
ことができる。
本実施例に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いる事ができる。
ANO 配線
C1 容量素子
C2 容量素子
CSCOM 配線
GD 駆動回路
GL 走査線
GL1 走査線
GL2 走査線
SL1 信号線
SL2 信号線
SD 駆動回路
VCOM1 配線
VCOM2 配線
100 EL層
101 電極
102 電極
103 電極
103B 電極
103G 電極
103R 電極
104 導電膜
106 導電膜
106B 導電膜
106G 導電膜
106R 導電膜
108 導電膜
111 正孔注入層
111B 正孔注入層
111G 正孔注入層
111R 正孔注入層
112 正孔輸送層
113 電子輸送層
114 電子注入層
115 電荷発生層
116 正孔注入層
117 正孔輸送層
118 電子輸送層
119 電子注入層
120 発光層
121 ホスト材料
122 ゲスト材料
130 発光層
140 発光層
140a 発光層
140b 発光層
141 ホスト材料
141_1 有機化合物
141_2 有機化合物
142 ゲスト材料
145 隔壁
150 発光装置
152 発光装置
154 発光装置
156 発光装置
158 発光装置
160 発光装置
162 発光装置
200 基板
201 電極
202 電極
208 発光ユニット
210 発光ユニット
220 基板
221 発光素子
221B 発光素子
221G 発光素子
221R 発光素子
221W 発光素子
222B 発光素子
222G 発光素子
222R 発光素子
222W 発光素子
223 遮光層
224B 光学素子
224G 光学素子
224R 光学素子
224W 光学素子
240 トランジスタ
250 発光装置
252 発光装置
254 発光装置
256 発光装置
260 発光素子
262 発光素子
272 ゲート電極
274 ゲート絶縁層
276 半導体層
278a ソース電極
278b ドレイン電極
282 絶縁層
284 絶縁層
286 絶縁層
300 表示装置
301_1 配線
301_5 配線
301_6 配線
301_7 配線
302 画素
302_1 配線
302_2 配線
303_1 トランジスタ
303_6 トランジスタ
303_7 トランジスタ
304 容量素子
304_1 容量素子
304_2 容量素子
305 発光素子
306_1 配線
306_3 配線
307_1 配線
307_3 配線
308_1 トランジスタ
308_6 トランジスタ
309_1 トランジスタ
309_2 トランジスタ
311_1 配線
311_3 配線
312_1 配線
312_2 配線
315 シール材
331 配向膜
332 配向膜
335 構造体
337 導電体
339 導電性材料
350 液晶素子
351 電極
351A 導電膜
351B 反射膜
351C 導電膜
351H 開口部
352 電極
353 液晶層
354 中間膜
370 基板
370D 機能膜
370P 機能膜
371 絶縁膜
373 遮光層
375 着色層
377 フレキシブルプリント基板
501A 絶縁膜
501C 絶縁膜
502 画素部
505 接合層
511B 導電膜
511C 導電膜
519B 端子
519C 端子
520 機能層
521 絶縁膜
522 接続部
528 絶縁膜
550 発光素子
551 電極
552 電極
553 発光層
570 基板
575 着色層
581 トランジスタ
582 トランジスタ
585 トランジスタ
586 トランジスタ
600 表示装置
601 信号線駆動回路部
602 画素部
603 走査線駆動回路部
604 封止基板
605 シール材
607 領域
608 配線
609 FPC
610 素子基板
611 トランジスタ
612 トランジスタ
613 下部電極
614 隔壁
616 EL層
617 上部電極
618 発光素子
623 トランジスタ
624 トランジスタ
631 正孔注入層
632 正孔輸送層
633 電子輸送層
634 電子注入層
635 電荷発生層
637 正孔輸送層
638 電子輸送層
639 電子注入層
641 電極
642 電極
644 発光層
646 発光層
648 光学素子
650 基板
652 基板
654 基板
683 液滴吐出装置
684 液滴
685 層
801 画素回路
802 画素部
804 駆動回路部
804a 走査線駆動回路
804b 信号線駆動回路
806 保護回路
807 端子部
852 トランジスタ
854 トランジスタ
862 容量素子
872 発光素子
1001 基板
1002 下地絶縁膜
1003 ゲート絶縁膜
1006 ゲート電極
1007 ゲート電極
1008 ゲート電極
1020 層間絶縁膜
1021 層間絶縁膜
1024B 下部電極
1024G 下部電極
1024R 下部電極
1024W 下部電極
1025 隔壁
1026 上部電極
1028 EL層
1029 封止層
1031 封止基板
1032 シール材
1033 基材
1034B 着色層
1034G 着色層
1034R 着色層
1035 遮光層
1036 オーバーコート層
1040 画素部
1041 駆動回路部
1042 周辺部
1400 液滴吐出装置
1402 基板
1403 液滴吐出手段
1404 撮像手段
1405 ヘッド
1406 空間
1407 制御手段
1408 記憶媒体
1409 画像処理手段
1410 コンピュータ
1411 マーカー
1412 ヘッド
1413 材料供給源
1414 材料供給源
2000 タッチパネル
2501 表示装置
2502R 画素
2502t トランジスタ
2503c 容量素子
2503g 走査線駆動回路
2503s 信号線駆動回路
2503t トランジスタ
2509 FPC
2510 基板
2510a 絶縁層
2510b 可撓性基板
2510c 接着層
2511 配線
2519 端子
2521 絶縁層
2528 隔壁
2550R 発光素子
2560 封止層
2567BM 遮光層
2567p 反射防止層
2567R 着色層
2570 基板
2570a 絶縁層
2570b 可撓性基板
2570c 接着層
2580R 発光モジュール
2590 基板
2591 電極
2592 電極
2593 絶縁層
2594 配線
2595 タッチセンサ
2597 接着層
2598 配線
2599 接続層
2601 パルス電圧出力回路
2602 電流検出回路
2603 容量
2611 トランジスタ
2612 トランジスタ
2613 トランジスタ
2621 電極
2622 電極
3000 発光装置
3001 基板
3003 基板
3005 発光素子
3007 封止領域
3009 封止領域
3011 領域
3013 領域
3014 領域
3015 基板
3016 基板
3018 乾燥剤
3054 表示部
3500 多機能端末
3502 筐体
3504 表示部
3506 カメラ
3508 照明
3600 ライト
3602 筐体
3608 照明
3610 スピーカ
7101 筐体
7102 筐体
7103 表示部
7104 表示部
7105 マイク
7106 スピーカ
7107 操作キー
7108 スタイラス
7121 筐体
7122 表示部
7123 キーボード
7124 ポインティングデバイス
7200 ヘッドマウントディスプレイ
7201 装着部
7202 レンズ
7203 本体
7204 表示部
7205 ケーブル
7206 バッテリ
7300 カメラ
7301 筐体
7302 表示部
7303 操作ボタン
7304 シャッターボタン
7305 結合部
7306 レンズ
7400 ファインダー
7401 筐体
7402 表示部
7403 ボタン
7500 ヘッドマウントディスプレイ
7501 筐体
7502 表示部
7503 操作ボタン
7504 固定具
7505 レンズ
7510 ヘッドマウントディスプレイ
7701 筐体
7702 筐体
7703 表示部
7704 操作キー
7705 レンズ
7706 接続部
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチセンサ
8005 FPC
8006 表示装置
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
8501 照明装置
8502 照明装置
8503 照明装置
8504 照明装置
9000 筐体
9001 表示部
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
9008 マイクロフォン
9050 操作ボタン
9051 情報
9052 情報
9053 情報
9054 情報
9055 ヒンジ
9100 携帯情報端末
9101 携帯情報端末
9102 携帯情報端末
9200 携帯情報端末
9201 携帯情報端末
9300 テレビジョン装置
9301 スタンド
9311 リモコン操作機
9500 表示装置
9501 表示パネル
9502 表示領域
9503 領域
9511 軸部
9512 軸受部
9700 自動車
9701 車体
9702 車輪
9703 ダッシュボード
9704 ライト
9710 表示部
9711 表示部
9712 表示部
9713 表示部
9714 表示部
9715 表示部
9721 表示部
9722 表示部
9723 表示部

Claims (2)

  1. 第1の発光素子と、第2の発光素子と、を有する発光装置であって、
    前記第1の発光素子は、第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極との間に設けられた第1の発光層と、前記第1の発光層と前記第2の電極との間に設けられた第2の発光層と、前記第の発光層と前記第の電極との間に設けられた第1の層と、を有し、
    前記第2の発光素子は、前記第1の電極と、第3の電極と、前記第1の電極と前記第3の電極との間に設けられた前記第1の発光層と、前記第1の発光層と前記第の電極との間に設けられた前記第2の発光層と、前記第の発光層と前記第の電極との間に設けられた前記第1の層と、を有し、
    前記第の発光層に含まれる発光材料の発光ピーク波長は、前記第の発光層に含まれる発光材料の発光ピーク波長より短く、
    前記第の発光層および前記第1の層は、トリアジン骨格を有する複素環化合物を含み、
    前記第2の電極は、光を透過する機能を有する第1の導電膜のみからなり、
    前記第3の電極は、ITSOを有する第2の導電膜と、前記第2の導電膜上のAgを有する第3の導電膜と、前記第3の導電膜上のITSOを有する第4の導電膜、のみからなり、
    前記第1の発光素子は、青色の波長領域、緑色の波長領域、黄色の波長領域、及び赤色の波長領域、の少なくとも一に発光スペクトルピークを有する発光を呈する機能を有し、
    前記第2の発光素子は、赤色の波長領域に発光スペクトルピークを有する発光を呈する機能を有する発光装置。
  2. 請求項1において、
    前記第1の発光素子からの光は、色変換素子を介さずに射出され、
    前記第2の発光素子からの光は、色変換素子を介して長い波長の光に変換されて射出される発光装置。
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