JPWO2015079524A1 - 発光装置、表示灯及び表示システム - Google Patents
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Abstract
第1発光部と、第2発光部と、を備えた発光装置が提供される。第1発光部は、第1有機層と、第2有機層と、を含む。第1有機層は、第1の発光スペクトルを有する第1光を放出する蛍光材料を含む。第2有機層は、第1方向において第1有機層と積層され、第1の発光スペクトルと異なる第2の発光スペクトルを有する第2光を放出する第1燐光材料を含む。第2発光部は、第3有機層を含む。第3有機層は、第1の発光スペクトル及び第2の発光スペクトルと異なる第3の発光スペクトルを有する第3光を放出する。蛍光材料の三重項エネルギーは、第1燐光材料の三重項エネルギーよりも高い。これにより、発光効率が高く、かつ、多様な色の表示が可能な発光装置、表示灯及び表示システムが提供される。
Description
本発明の実施形態は、発光装置、表示灯及び表示システムに関する。
有機発光ダイオード(OLED;Organic light-emitting diode)を用いた発光装置がある。この発光装置を用いた表示灯がある。複数の表示灯を用いた表示システムがある。表示灯などに用いられる発光装置では、多様な色の表示が求められている。また、発光装置では、高い発光効率も求められる。
本発明の実施形態は、発光効率が高く、かつ、多様な色の表示が可能な発光装置、表示灯及び表示システムを提供する。
本発明の実施形態によれば、第1発光部と、第2発光部と、を備えた発光装置が提供される。前記第1発光部は、第1有機層と、第2有機層と、を含む。前記第1有機層は、第1の発光スペクトルを有する第1光を放出する蛍光材料を含む。前記第2有機層は、第1方向において前記第1有機層と積層され、前記第1の発光スペクトルと異なる第2の発光スペクトルを有する第2光を放出する第1燐光材料部を含む。前記第2発光部は、第3有機層を含む。前記第3有機層は、前記第1の発光スペクトル及び前記第2の発光スペクトルと異なる第3の発光スペクトルを有する第3光を放出する。前記蛍光材料の三重項エネルギーは、前記第1燐光材料の三重項エネルギーよりも高い。
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態に係る発光装置について以下に説明する。発光装置は、第1発光部と第2発光部とを備える。第1発光部は、第1方向において積層された第1有機層と第2有機層とを含む。
第1発光部は、第1の発光スペクトルを有する第1光を放出する蛍光材料を含む第1有機層と、第1の発光スペクトルと異なる第2の発光スペクトルを有する第2光を放出する第1燐光材料を含む第2有機層と、を含む。
第2発光部は、第1の発光スペクトル及び第2の発光スペクトルと異なる第3の発光スペクトルを有する第3光を放出する第3有機層を含む。
蛍光材料の三重項エネルギーは、第1燐光材料の三重項エネルギーよりも高い。また、例えば、第1の発光スペクトルと第2の発光スペクトルと第3の発光スペクトルを足すと、白色光を得られる。第3発光層は、例えば、第1燐光材料と異なる第2燐光材料を含む。
第1の実施形態に係る発光装置について以下に説明する。発光装置は、第1発光部と第2発光部とを備える。第1発光部は、第1方向において積層された第1有機層と第2有機層とを含む。
第1発光部は、第1の発光スペクトルを有する第1光を放出する蛍光材料を含む第1有機層と、第1の発光スペクトルと異なる第2の発光スペクトルを有する第2光を放出する第1燐光材料を含む第2有機層と、を含む。
第2発光部は、第1の発光スペクトル及び第2の発光スペクトルと異なる第3の発光スペクトルを有する第3光を放出する第3有機層を含む。
蛍光材料の三重項エネルギーは、第1燐光材料の三重項エネルギーよりも高い。また、例えば、第1の発光スペクトルと第2の発光スペクトルと第3の発光スペクトルを足すと、白色光を得られる。第3発光層は、例えば、第1燐光材料と異なる第2燐光材料を含む。
図1は、第1の実施形態に係る発光装置を模式的に表す断面図である。
図1に表したように、発光装置110は、第1発光部11と、第2発光部12と、を備える。
第1発光部11は、第1有機層21と、第2有機層22と、を含む。第2有機層22は、第1方向において第1有機層21と積層される。第2有機層22は、例えば、第1有機層21に接する。例えば、第1有機層21と第2有機層22との間に、中間層を設けてもよい。第1有機層21及び第2有機層22は、有機発光層を含む。
図1に表したように、発光装置110は、第1発光部11と、第2発光部12と、を備える。
第1発光部11は、第1有機層21と、第2有機層22と、を含む。第2有機層22は、第1方向において第1有機層21と積層される。第2有機層22は、例えば、第1有機層21に接する。例えば、第1有機層21と第2有機層22との間に、中間層を設けてもよい。第1有機層21及び第2有機層22は、有機発光層を含む。
第2発光部12は、第1発光部11と並べて設けられる。この例では、第2発光部12が、第1方向に対して垂直な第2方向において第1発光部11と並ぶ。第2発光部12は、第3有機層23を含む。第3有機層23は、有機発光層を含む。
ここで、第1方向に対して平行な方向をZ軸方向とする。Z軸方向に対して垂直な1つの方向をX軸方向とする。X軸方向及びZ軸方向に対して垂直な方向をY軸方向とする。この例では、第2発光部12が、X軸方向において第1発光部11と並ぶ。すなわち、この例では、X軸方向が、第2方向である。第2方向は、X軸方向に限ることなく、例えば、Y軸方向でもよい。第2方向は、Z軸方向(第1方向)に対して垂直な任意の方向でよい。
発光装置110は、例えば、複数の第1発光部11と、複数の第2発光部12と、を含む。この例では、複数の第1発光部11と複数の第2発光部12とのそれぞれが、X軸方向に交互に並ぶ。第1発光部11の数及び第2発光部12の数は、任意である。第1発光部11及び第2発光部12は、それぞれ1つずつでもよい。
第1発光部11と第2発光部12とが、X軸方向に並ぶ場合、第1発光部11のX軸方向の幅W1は、例えば、5μm以上1mm以下である。第2発光部12のX軸方向の幅W2は、例えば、5μm以上1mm以下である。また、第1発光部11と第2発光部12との間の距離D1は、例えば、5μm以上1mm以下である。第1発光部11のX軸方向の幅W1、第2発光部12のX軸方向の幅W2、及び第1発光部11と第2発光部12との間の距離D1は視認者から視認されなければ良く、用途に合わせて適宜設計される。例えば、視力1.0の人間が1m離れた距離から見る場合、第1発光部11のX軸方向の幅W1、第2発光部12のX軸方向の幅W2、及び第1発光部11と第2発光部12との間の距離D1を100μm以下とすれば視認者から線として視認できなくなる。ただし、これは孤立した線の場合の参考例であり、第1発光部11のX軸方向の幅W1、第2発光部12のX軸方向の幅W2、及び第1発光部11と第2発光部12との間の距離D1はこれに限定されない。
発光装置110は、例えば、第1電極31と、第2電極32と、第3電極33と、基板40と、絶縁層50と、をさらに備える。
第1電極31は、第1発光部11及び第2発光部12のそれぞれと電気的に接続される。この例では、第1電極31が、複数の第1発光部11及び複数の第2発光部12のそれぞれと電気的に接続される。第1電極31は、例えば、Z軸方向において複数の第1発光部11及び複数の第2発光部12のそれぞれと対向する。また、この例では、第1電極31が、複数の第1発光部11のそれぞれにおいて、第1有機層21と電気的に接続される。なお、第1電極31は、複数の導電部からなるものとしてもよい。
第2電極32は、第1発光部11と電気的に接続される。この例では、第2電極32が、複数設けられる。複数の第2電極32のそれぞれが、複数の第1発光部11のそれぞれと電気的に接続される。また、この例では、複数の第2電極32が、複数の第1発光部11のそれぞれにおいて、第2有機層22と電気的に接続される。
この例では、第1電極31と第2電極32との間に、第1発光部11が設けられる。より詳しくは、第1電極31と第2電極32との間に、第1有機層21が設けられ、第1有機層21と第2電極32との間に、第2有機層22が設けられる。これとは反対に、第1電極31と第2電極32との間に、第2有機層22を設け、第2有機層22と第2電極32との間に、第1有機層21を設けてもよい。
これにより、第1電極31と第2電極32との間に電圧を印加することで、第1発光部11に電流が供給される。そして、電流の供給により、第1有機層21及び第2有機層22のそれぞれから光が放出される。
第3電極33は、第2発光部12と電気的に接続される。この例では、第3電極33が、複数設けられる。複数の第3電極33のそれぞれが、複数の第2発光部12のそれぞれと電気的に接続される。すなわち、複数の第3電極33のそれぞれが、複数の第3有機層23のそれぞれと電気的に接続される。第3電極33は、例えば、第2電極32と電気的に接続されている。第3電極33は、例えば、第2電極32と電気的に絶縁されていてもよい。
この例では、第1電極31と第3電極33との間に、第2発光部12が設けられる。これにより、第1電極31と第3電極33との間に電圧を印加することで、第2発光部12に電流が供給される。そして、電流の供給により、第3有機層23から光が放出される。
第3電極33は、例えば、第2電極32と電気的に接続されていてもよい。この例では、第2有機層22と電気的に接続される第2電極32と、第3有機層23と電気的に接続される第3電極33とを設けている。これに限ることなく、例えば、第1電極31と同様に、連続した1つの電極で第2有機層22及び第3有機層23のそれぞれと電気的に接続してもよい。
このように、第1発光部11の発光と第2発光部12の発光とが独立に制御される。従って、第1発光部11のみ、または第2発光部12のみを発光させることができる。あるいは、第1発光部11と第2発光部12の両方を発光させることができる。従って、発光装置110の制御を切り替えることによって3種類の光を得ることができる。すなわち、発光色を切り替え可能な発光装置110を得ることができる。
基板40は、Z軸方向において第1発光部11及び第2発光部12のそれぞれと並ぶ。基板40は、Z軸方向において第1電極31と対向する。この例では、基板40と第1電極31との間に第2電極32が設けられる。第2電極32と第1電極31との間に第1発光部11が設けられる。そして、基板40と第1電極31との間に第3電極33が設けられる。第3電極33と第1電極31との間に第2発光部12が設けられる。
換言すれば、第2電極32と第3電極33とが、基板40の上に並べて設けられる。第2電極32の上に第1発光部11が設けられる。第3電極33の上に第2発光部12が設けられる。そして、第1電極31が、第1発光部11及び第2発光部12のそれぞれの上に設けられる。
基板40は、光透過性である。基板40は、例えば、透明である。第1電極31は、光反射性である。第2電極32及び第3電極33は、光透過性である。第2電極32及び第3電極33は、例えば、透明である。第1電極31の光反射率は、例えば、基板40の光反射率、第2電極32の光反射率、及び、第3電極33の光反射率のそれぞれよりも高い。
これにより、発光装置110では、第1発光部11から放出された光が、第2電極32及び基板40を透過して外部に出射する。そして、第2発光部12から放出された光が、第3電極33及び基板40を透過して外部に出射する。すなわち、発光装置110は、いわゆるボトムエミッション型である。
絶縁層50は、第1発光部11と第2発光部12との間に設けられる。この例では、例えば、複数の絶縁層50が設けられる。複数の絶縁層50が、複数の第1発光部11と複数の第2発光部12とのそれぞれの間に設けられる。絶縁層50は、例えば、第1発光部11と第2発光部12との間において、第1電極31と基板40との間に空く隙間を埋める。
図2(a)〜図2(c)は、第1の実施形態に係る発光装置の一部を表す模式図である。
図2(a)に表したように、第1有機層21は、蛍光材料部21aを含む。蛍光材料部21aは、蛍光材料を含む。蛍光材料部21aの蛍光材料は、電流の供給に応じて、第1の発光スペクトルを有する第1光L1を放出する。第1有機層21は、例えば、複数の蛍光材料部21aを含む。第1有機層21は、例えば、第1ホスト材料部21bをさらに含む。第1ホスト材料部21bは、第1ホスト材料を含む。第1有機層21においては、例えば、複数の蛍光材料部21aが、第1ホスト材料部21bに分散された状態で存在する。
図2(a)に表したように、第1有機層21は、蛍光材料部21aを含む。蛍光材料部21aは、蛍光材料を含む。蛍光材料部21aの蛍光材料は、電流の供給に応じて、第1の発光スペクトルを有する第1光L1を放出する。第1有機層21は、例えば、複数の蛍光材料部21aを含む。第1有機層21は、例えば、第1ホスト材料部21bをさらに含む。第1ホスト材料部21bは、第1ホスト材料を含む。第1有機層21においては、例えば、複数の蛍光材料部21aが、第1ホスト材料部21bに分散された状態で存在する。
図2(b)に表したように、第2有機層22は、第1燐光材料部22aを含む。第1燐光材料部22aは、第1燐光材料を含む。第1燐光材料部22aの第1燐光材料は、電流の供給に応じて、第2の発光スペクトルを有する第2光L2を放出する。第2光L2の第2の発光スペクトルは、第1光L1の第1の発光スペクトルと異なる。第2有機層22は、例えば、複数の第1燐光材料部22aを含む。第2有機層22は、例えば、第2ホスト材料部22bをさらに含む。第2ホスト材料部22bは、第2ホスト材料を含む。第2有機層22においては、例えば、複数の第1燐光材料部22aが、第2ホスト材料部22bに分散された状態で存在する。
図2(c)に表したように、第3有機層23は、例えば、第2燐光材料部23aを含む。第2燐光材料部23aは、第2燐光材料を含む。第2燐光材料部23aの第2燐光材料は、電流の供給に応じて、第3の発光スペクトルを有する第3光L3を放出する。第3光L3の第3の発光スペクトルは、第1光L1の第1の発光スペクトル及び第2光L2の第2の発光スペクトルのそれぞれと異なる。第3有機層23は、例えば、複数の第2燐光材料部23aを含む。第3有機層23は、例えば、第3ホスト材料部23bをさらに含む。第3ホスト材料部23bは、第3ホスト材料を含む。第3有機層23においては、例えば、複数の第2燐光材料部23aが、第3ホスト材料部23bに分散された状態で存在する。なお、第3有機層23は、燐光材料に限ることなく、例えば、蛍光材料を含んでもよい。
なお、図2(a)〜図2(c)では、蛍光材料部21a、第1燐光材料部22a及び第2燐光材料部23aのそれぞれを、便宜的に球状で図示している。蛍光材料部21a、第1燐光材料部22a及び第2燐光材料部23aのそれぞれの形状は、球状に限ることなく、任意の形状でよい。
ここで、「蛍光材料」とは、例えば、蛍光を発する材料である。「蛍光」とは、例えば、光励起された一重項エネルギー準位から、低い準位への遷移の結果として、その励起後、約10ns以内に生じるフォトルミネッセンスである。「燐光材料」とは、例えば、燐光を発する材料である。「燐光」とは、例えば、三重項エネルギー準位から、低い準位への遷移の結果として、その励起後、約10μs以内に生じるフォトルミネッセンスである。
図3は、第1の実施形態に係る発光装置の特性の一例を表すグラフ図である。
図3は、第1有機層21の蛍光材料部21aから放出される第1光L1の第1色C1(第1の発光スペクトル)、第2有機層22の第1燐光材料部22aから放出される第2光L2の第2色C2(第2の発光スペクトル)、及び、第3有機層23の第2燐光材料部23aから放出される第3光L3の第3色C3(第3の発光スペクトル)のそれぞれの一例を、CIE1931の(x、y)色度座標で表すグラフ図である。
図3は、第1有機層21の蛍光材料部21aから放出される第1光L1の第1色C1(第1の発光スペクトル)、第2有機層22の第1燐光材料部22aから放出される第2光L2の第2色C2(第2の発光スペクトル)、及び、第3有機層23の第2燐光材料部23aから放出される第3光L3の第3色C3(第3の発光スペクトル)のそれぞれの一例を、CIE1931の(x、y)色度座標で表すグラフ図である。
図3に表したように、発光装置110では、第1色C1と第2色C2と第3色C3とで囲まれた第1領域R1が、第1点P1、第2点P2、第3点P3及び第4点P4で囲まれた第2領域R2を含む。第1点P1の(x、y)色度座標(以下、色度座標と称す)は、(0.350、0.360)である。第2点P2の色度座標は、(0.305、0.315)である。第3点P3の色度座標は、(0.295、0.325)である。第4点P4の色度座標は、(0.340、0.370)である。
第2領域R2は、実質的に白色である。第1領域R1が、第2領域R2を含むようにする。これにより、第1色C1と第2色C2と第3色C3との混色を、実質的に白色とすることができる。第2領域R2の色温度は、例えば、4000K以上8500K以下である。
また、この例では、第1領域R1が、第5点P5、第6点P6、第7点P7及び第8点P8で囲まれた第3領域R3をさらに含む。第5点P5の色度座標は、(0.500、0.405)である。第6点P6の色度座標は、(0.300、0.300)である。第7点P7の色度座標は、(0.300、0.340)である。第8点P8の色度座標は、(0.500、0.445)である。但し、第3領域R3において、第5点P5と第6点P6との間は、黒体放射軌跡に従う等偏差線である。同様に、第7点P7と第8点P8との間は、黒体放射軌跡に従う等偏差線である。
第1領域R1が、第3領域R3を含むようにする。これにより、例えば、第1色C1と第2色C2と第3色C3との混色で表示可能な色の多様性を高めることができる。
第1色C1の色度座標は、例えば、(0.05、0.3)、(0.187、0.35)、(0.26、0.154)、及び、(0.174、0.005)で囲まれた領域Rbに含まれる。但し、領域Rbにおいて、点(0.05、0.3)と点(0.174、0.005)との間は、スペクトル軌跡である。これはあくまで一例であり、第1色C1の色度座標は、これに限定されない。
すなわち、この例において、第1色C1は、実質的に青色である。第1光L1は、実質的に青色光である。第1光L1のピーク波長は、例えば、380nm以上490nm以下である。
第2色C2の色度座標は、例えば、(0.65、0.22)、(0.6、0.3)、(0.6、0.4)、及び、(0.74、0.26)で囲まれた領域Rrに含まれる。但し、領域Rrにおいて、点(0.65、0.22)と点(0.74、0.26)との間は、純紫軌跡である。また、点(0.6、0.4)と点(0.74、0.26)との間は、スペクトル軌跡である。これはあくまで一例であり、第2色C2の色度座標は、これに限定されない。
すなわち、この例において、第2色C2は、実質的に赤色である。第2光L2は、実質的に赤色光である。第2光L2のピーク波長は、例えば、570nm以上780nm以下である。
第3色C3の色度座標は、例えば、(0.38、0.62)、(0.3、0.45)、及び、(0、0.65)で囲まれた領域Rgに含まれる。但し、領域Rgにおいて、点(0.38、0.62)と点(0、0.65)との間は、スペクトル軌跡である。これはあくまで一例であり、第3色C3の色度座標は、これに限定されない。
すなわち、この例において、第3色C3は、実質的に緑色である。第3光L3は、実質的に緑色光である。第3光L3のピーク波長は、例えば、490nm以上570nm以下である。
このように、第1色C1が領域Rbに含まれ、第2色C2が領域Rrに含まれ、第3色C3が領域Rgに含まれるようにする。これにより、第1領域R1に第2領域R2を含めることができる。なお、第1色C1、第2色C2及び第3色C3は、例えば、分光測定器によって測定することができる。
図4は、第1の実施形態に係る発光装置の特性の一例を表す模式図である。
図4は、第1有機層21及び第2有機層22の一重項励起状態エネルギーレベル及び三重項励起状態エネルギーレベルと、励起子のエネルギー移動とを表す模式図である。
図4に表したように、第1の実施形態に係る発光装置において、蛍光材料部21aの三重項エネルギー(T1エネルギー)は、第1燐光材料部22aの三重項エネルギーよりも高い。T1エネルギーは、一般に、一重項エネルギー(S1エネルギー)よりも小さくなる。また、光のエネルギーは、波長に反比例する。すなわち、波長が短くなるほど、光のエネルギーは高くなる。従って、上記のように、例えば、青色光を放出する蛍光材料を蛍光材料部21aに用い、赤色光を放出する燐光材料を第1燐光材料部22aに用いる。これにより、蛍光材料部21aの三重項エネルギーを、第1燐光材料部22aの三重項エネルギーよりも高くすることができる。
図4は、第1有機層21及び第2有機層22の一重項励起状態エネルギーレベル及び三重項励起状態エネルギーレベルと、励起子のエネルギー移動とを表す模式図である。
図4に表したように、第1の実施形態に係る発光装置において、蛍光材料部21aの三重項エネルギー(T1エネルギー)は、第1燐光材料部22aの三重項エネルギーよりも高い。T1エネルギーは、一般に、一重項エネルギー(S1エネルギー)よりも小さくなる。また、光のエネルギーは、波長に反比例する。すなわち、波長が短くなるほど、光のエネルギーは高くなる。従って、上記のように、例えば、青色光を放出する蛍光材料を蛍光材料部21aに用い、赤色光を放出する燐光材料を第1燐光材料部22aに用いる。これにより、蛍光材料部21aの三重項エネルギーを、第1燐光材料部22aの三重項エネルギーよりも高くすることができる。
また、この例では、第2ホスト材料部22bの三重項エネルギーが、第1燐光材料部22aの三重項エネルギーよりも高い。第1ホスト材料部21bの三重項エネルギーが、第2ホスト材料部22bの三重項エネルギーよりも高い。蛍光材料部21aの三重項エネルギーが、第1ホスト材料部21bの三重項エネルギーよりも高い。
さらに、第1ホスト材料部21bの一重項エネルギー(S1エネルギー)は、蛍光材料部21aの一重項エネルギーよりも高い。第2ホスト材料部22bの一重項エネルギーは、第1ホスト材料部21bの一重項エネルギーよりも高い。第2ホスト材料部22bの一重項エネルギーは、第1燐光材料部22aの一重項エネルギーよりも高い。
上記のように、第1ホスト材料部21bの一重項エネルギーは、蛍光材料部21aの一重項エネルギーよりも高い。これにより、例えば、蛍光材料部21aと第1ホスト材料部21bとの界面で生じる一重項励起子の第1ホスト材料部21bへの拡散が抑制される。このため、一重項励起子の有するエネルギーは、蛍光材料部21a中で第1光L1を発生させるエネルギーとして消費される。従って、一重項励起子により、蛍光材料部21aから第1光L1(第1色の蛍光)が放出される。
一方、第1ホスト材料部21bの三重項エネルギーは、蛍光材料部21aの三重項エネルギーよりも低い。第2ホスト材料部22bの三重項エネルギーは、第1ホスト材料部21bの三重項エネルギーよりも低い。第1燐光材料部22aの三重項エネルギーは、第2ホスト材料部22bの三重項エネルギーよりも低い。
このため、蛍光材料部21aの三重項励起子は、第1ホスト材料部21b及び第2ホスト材料部22bを拡散して第1燐光材料部22aに到達する。これにより、三重項励起子の有するエネルギーは、第1燐光材料部22aにおける第2光L2を発生させるエネルギーとして消費され、第1燐光材料部22aから第2光L2が放出される。
有機層では、電荷の再結合によって励起子が生成される。このとき、生成された励起子の約25%は、一重項励起子となり、残りの約75%は、三重項励起子となることが知られている。蛍光材料は、一重項励起子のみを発光に変換するものである。このため、蛍光材料の内部量子効率は、約25%程度である。
これに対して、発光装置110では、蛍光材料部21aを用いた場合でも、蛍光材料部21aで発生した三重項励起子のエネルギーを、第1燐光材料部22aで利用することができる。すなわち、蛍光材料部21aで発生した三重項励起子のエネルギーが、ロスにならない。これにより、発光装置110では、高い発光効率を得ることができる。例えば、内部量子効率を実質的に100%に近づけることができる。
例えば、有機層を用いた発光装置を避難誘導灯に用いることが提案されている。誘導灯では、白色の規格と緑色の規格とが定められている(例えば、JIS−Z−9103)。有機層を用いた発光装置では、例えば、誘導灯の図柄に合わせた形状で、白色光を放出する素子と、緑色光を放出する素子と、を設ける。これにより、誘導灯の図柄を表示することができる。
誘導灯では、電力供給が途切れた場合においても、30分間バッテリーで駆動できることが求められている。このため、有機層には、高い発光光率が要求さる。発光効率の観点からは、有機層に燐光材料を用いることが望ましい。一方で、誘導灯では、高い色温度の白色光が要求される(例えば、4000K〜8500K)。有機層に燐光材料を用いた場合には、誘導灯で定められている色温度の白色光の実現が難しい。例えば、青色光と赤色光と緑色光とを混ぜて白色光を実現する場合、青色光を深青色(例えば、ピーク波長が470nm以下)とする必要がある。しかしながら、燐光材料では、信頼性の高い深青色の実現が難しい。有機層に蛍光材料を用いた場合には、深青色を実現することができるが、上記のように、発光効率が低下してしまう。
本実施形態に係る発光装置110は、蛍光材料部21aを含む第1有機層21と、第1燐光材料部22aを含む第2有機層22と、第2燐光材料部23aを含む第3有機層23と、を含む。
これにより、例えば、第1有機層21の第1色C1において、深青色を実現することができる。例えば、第1領域R1が、第2領域R2を含むようにする。これにより、例えば、高い色温度の白色光を実現することができる。発光装置110では、燐光材料のみを用いた場合には表示することの難しい高い色温度の白色を表示することができる。発光装置110では、燐光材料のみを用いる場合に比べて、多様な色の表示が可能となる。例えば、第1領域R1が、第3領域R3を含むようにする。これにより、例えば、より多様な色の表示が可能になる。
さらに、本実施形態に係る発光装置110では、蛍光材料部21aで発生した三重項励起子のエネルギーを、第1燐光材料部22aで利用することができ、高い発光効率が得られる。このように、本実施形態に係る発光装置110では、高い発光効率と、多様な色の表示と、を実現することができる。
第1有機層21には、例えば、ホスト材料と、青色の光を放出するドーパント(蛍光材料部21a)と、の混合材料を用いることができる。第1有機層21に用いるホスト材料としては、例えば、CBP(4,4'-N,N'-ビスジカルバゾリルール−ビフェニル)、DSA−Ph(1,4−ジ−[4−(N,N−ジ−フェニル)アミノ]スチリル−ベンゼン)、BCzVBi(4,4'−ビス(9−エチル−3−カルバゾビニレン)−1,1'−ビフェニル)などを例示することができる。第1有機層21に用いる青色発光ドーパントとしては、例えば、DPVBi(4,4−ビス(2,2−ジフェニル−エテン−1−イル)ビフェニル)、TBADN(9,10−ビス(2−ナフチル)−2−ターシャル-ブチルアントラセン)、MQAB(ジフルオロ(6−メスチル−N−2−1H−キノリニリデン−N−6−メスチル−2−キノリアミナト−N1ボロン)などを例示することができる。
第2有機層22には、例えば、ホスト材料と、赤色の光を放出するドーパント(第1燐光材料部22a)と、の混合材料を用いることができる。第2有機層22に用いるホスト材料としては、例えば、CBP、α−NPD(ビス(N−(1−ナフチル−N−フェニルベンジジン)、mCP(1,3−ビス(N−カルバゾリル)ベンゼン)、TAPC(ジ−[4−(N,N−ジトリルアミノ)フェニル]シクロヘキサン)、TCTA(4,4',4''−トリス(9−カルバゾリル)−トリフェニルアミン)、OXD−7(1,3−ビス(2−(4−ターシャリーブチルフェニル)−1,3,4−オキシジアゾル−5−イル)ベンゼン)、Bphen(4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)、BAlq(ビス(2−メチル−8−キノリノレート)−4−(フェニルフェノラート)アルミニウム)などを例示することができる。第2有機層22に用いる赤色発光ドーパントとしては、例えば、Ir(MDQ)2(acac)(ビス(2−メチルジベンゾ−[f,h]キノキサリン)(アセチルアセトナート)イリジウム(III))、Ir(piq)3トリス(1−フェニルソキノリン)イリジウム(III)などを例示することができる。
第3有機層23には、例えば、ホスト材料と、緑色の光を放出するドーパント(第2燐光材料部23a)と、の混合材料を用いることができる。第3有機層23に用いるホスト材料としては、例えば、CBPなどを例示することができる。第3有機層23に用いる緑色発光ドーパントとしては、例えば、Ir(ppy)3(トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(III))、Ir(mppy)3(トリス(2−(p−トリル)ピリジン)イリジウム(III))、Ir(hflpy)(acac)(ビス(2−(9,9−ジヘキシルフルオレニル)−1−ピリジン)(アセチルアセトネート)イリジウム(III))などを例示することができる。
光反射性の第1電極31は、例えば、アルミニウム及び銀の少なくともいずれかを含む。例えば、第1電極31には、アルミニウムが用いられる。また、第1電極31として、銀とマグネシウムとの合金を用いても良い。第1電極31の厚さ(Z軸方向の長さ)は、例えば、5ナノメートル(nm)以上である。
光透過性の第2電極32及び第3電極33には、例えば、In、Sn、Zn及びTiからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を含む酸化物を用いることができる。第2電極32及び第3電極33には、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、インジウム亜鉛酸化物を含む導電性ガラス(例えばNESAなど)などを用いることができる。第2電極32及び第3電極33は、例えば、スパッタまたは蒸着などの、気相成長により形成できる。第2電極32及び第3電極33は、例えば、塗布法、または、スプレイ法などによって形成しても良い。第2電極32及び第3電極33は、例えば、陽極として機能する。
基板40には、例えば、石英ガラス、アルカリガラス及び無アルカリガラスなどが用いられる。基板40には、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリエート、ポリプロピレン、ポリエチレン、非晶質ポリオレフィン及びフッ素系樹脂などの透明樹脂を用いてもよい。
また、第1発光部11及び第2発光部12は、必要に応じて、図示しない第1機能層と第2機能層とをさらに含むことができる。図示しない第1機能層は、例えば、第2有機層22と第2電極32の間、または、第3有機層23と第3電極33との間に設けられる。
第1機能層の厚さは、例えば、1ナノメートル(nm)以上、500ナノメートル(nm)以下である。
第1機能層は、例えば、正孔注入層として機能する。第1機能層が正孔注入層として機能する場合には、例えば、PEDPOT:PPSポリ(3,4- エチレンジオキシチオフェン)-ポリ(スチレンスルホン酸)、CuPc(銅フタロシアニン)及びMoO3(三酸化モリブデン)などを含む。
第1機能層は、例えば、正孔注入層として機能する。第1機能層が正孔注入層として機能する場合には、例えば、PEDPOT:PPSポリ(3,4- エチレンジオキシチオフェン)-ポリ(スチレンスルホン酸)、CuPc(銅フタロシアニン)及びMoO3(三酸化モリブデン)などを含む。
第1機能層は、例えば、正孔輸送層として機能する。第1機能層が正孔輸送層として機能する場合には、例えば、α−NPD(4,4'−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル)、TAPC(1,1-ビス[4-[N,N-ジ(p-トリル)アミノ]フェニル]シクロヘキサン)、m−MTDATA(4,4',4''-トリス[フェニル(m-トリル)アミノ]トリフェニルアミン)、TPD(ビス(3-メチルフェニル)-N,N'-ジフェニルベンジジン)及びTCTA(4,4',4"−トリ(N− カルバゾリル)トリフェニルアミン)などを含む。
なお、第1機能層は、正孔注入層として機能する層と、正孔輸送層として機能する層と、が積層されたものであってもよい。この場合、正孔注入層として機能する層は、正孔の注入特性を向上させるためのものである。また、正孔注入層として機能する層は、正孔輸送層として機能する層と第2電極32、または正孔輸送層として機能する層と第3電極33との間に設けられる。
なお、第1機能層は、正孔注入層として機能する層と、正孔輸送層として機能する層と、が積層されたものであってもよい。この場合、正孔注入層として機能する層は、正孔の注入特性を向上させるためのものである。また、正孔注入層として機能する層は、正孔輸送層として機能する層と第2電極32、または正孔輸送層として機能する層と第3電極33との間に設けられる。
図示しない第2機能層は、第1有機層21と第1電極31との間、または、第3有機層23と第1電極31との間に設けられる。第2機能層の厚さは、例えば、1ナノメートル(nm)以上、500ナノメートル(nm)以下である。
第2機能層は、例えば、電子輸送層として機能する。第2機能層は、例えば、Alq3(トリス(8キノリノラト)アルミニウム(III))、BAlq(ビス(2-メチル-8-キノリラト-N1,O8)-(1,1'-ビフェニル-4-オラト)アルニウム)、Bphen(バソフェナントロリン)及び3TPYMB(トリス[3−(3−ピリジル)−メシチル]ボラン)などを含む。
第2機能層は、例えば、電子注入層として機能する。その場合、第2機能層は、例えば、フッ化リチウム、フッ化セシウム、リチウムキノリン錯体などを含む。
第2機能層は、例えば、電子注入層として機能する。その場合、第2機能層は、例えば、フッ化リチウム、フッ化セシウム、リチウムキノリン錯体などを含む。
なお、第2機能層は、電子輸送層として機能する層と、電子注入層として機能する層と、が積層されたものであってもよい。この場合、電子注入層として機能する層は、電子の注入特性を向上させるためのものである。また、電子注入層として機能する層は、電子輸送層として機能する層と第1電極31との間に設けられる。
図5(a)及び図5(b)は、第1の実施形態に係る発光装置の別の特性の一例を表すグラフ図である。
図5(a)に表したように、この例では、第1色C1の色度座標が、領域Rbに含まれ、第2色C2の色度座標が、領域Rgに含まれ、第3色C3の色度座標が、領域Rrに含まれる。すなわち、この例では、第1色C1が実質的に青色であり、第2色C2が実質的に緑色であり、第3色C3が実質的に赤色である。
図5(a)に表したように、この例では、第1色C1の色度座標が、領域Rbに含まれ、第2色C2の色度座標が、領域Rgに含まれ、第3色C3の色度座標が、領域Rrに含まれる。すなわち、この例では、第1色C1が実質的に青色であり、第2色C2が実質的に緑色であり、第3色C3が実質的に赤色である。
このように、第1色C1を青色、第2色C2を緑色、第3色C3を赤色とした場合にも、上記と同様に、蛍光材料部21aの三重項エネルギーを、第1燐光材料部22aの三重項エネルギーよりも高くすることができる。例えば、領域R2を領域R1に含めることができる。従って、高い発光効率と、多様な色の表示と、を実現することができる。
図5(b)に表したように、第1色C1は、例えば、青色と緑色との中間の色としてもよい。第2色C2は、例えば、緑色と赤色との中間の色としてもよい。第3色C3は、例えば、赤色と青色との中間の色としてもよい。この場合にも、上記と同様に、蛍光材料部21aの三重項エネルギーを、第1燐光材料部22aの三重項エネルギーよりも高くすることができる。例えば、領域R2を領域R1に含めることができる。
このように、第1色C1、第2色C2及び第3色C3のそれぞれは、必ずしも領域Rr、領域Rg及び領域Rbに含まれていなくてもよい。第1色C1、第2色C2及び第3色C3のそれぞれは、例えば、蛍光材料部21aの三重項エネルギーを、第1燐光材料部22aの三重項エネルギーよりも高くでき、かつ、領域R2を領域R1に含めることができる任意の色(波長)でよい。
図6(a)〜図6(c)は、第1の実施形態に係る別の発光装置を模式的に表す断面図である。
図6(a)に表したように、発光装置111では、第1電極31が光透過性であり、第2電極32及び第3電極33が光反射性である。発光装置111では、第1電極31の光反射率が、例えば、第2電極32の光反射率、及び、第3電極33の光反射率のそれぞれよりも低い。第1電極31は、例えば、透明である。
図6(a)に表したように、発光装置111では、第1電極31が光透過性であり、第2電極32及び第3電極33が光反射性である。発光装置111では、第1電極31の光反射率が、例えば、第2電極32の光反射率、及び、第3電極33の光反射率のそれぞれよりも低い。第1電極31は、例えば、透明である。
発光装置111では、第1発光部11から放出された光が、第1電極31を透過して外部に出射する。そして、第2発光部12から放出された光も、第1電極31を透過して外部に出射する。すなわち、発光装置111は、いわゆるトップエミッション型である。このように、本実施形態に係る発光装置は、ボトムエミッション型でもよいし、トップエミッション型でもよい。
図6(b)に表したように、発光装置112では、第1電極31と基板40との間に第1発光部11が設けられる。第1発光部11と基板40との間に第2電極32が設けられる。第2電極32と基板40との間に第2発光部12が設けられる。第2発光部12と基板40との間に第3電極33が設けられる。
発光装置112は、第4電極34と、基板41、42と、をさらに含む。第4電極34は、第2電極32と第2発光部12との間に設けられる。基板41は、第2電極32と第4電極34との間に設けられる。基板42は、基板41と第4電極34との間に設けられる。
換言すれば、発光装置112では、基板40の上に、第3電極33、第2発光部12、第4電極34、基板42、基板41、第2電極32、第1発光部11、及び、第1電極31が、この順に積層される。
発光装置112では、第1発光部11が、第1電極31と第2電極32との間に設けられる。そして、第2発光部12が、第3電極33と第4電極34との間に設けられる。第1電極31と第2電極32との間に電圧を印加する。これにより、第1発光部11から光が放出される。第3電極33と第4電極34との間に電圧を印加する。これにより、第2発光部12から光が放出される。
この例では、例えば、第1電極31が光反射性である。第2電極32〜第4電極34、及び、基板40〜42のそれぞれが、光透過性である。これにより、第1発光部11及び第2発光部12のそれぞれから放出された光が、基板40から外部に出射する。すなわち、ボトムエミッション型となる。
例えば、第3電極33を光反射性とし、第1電極31、第2電極32、第4電極34、基板41、42のそれぞれを光透過性としてもよい。この場合には、第1発光部11及び第2発光部12のそれぞれから放出された光が、第1電極31から外部に出射する。すなわち、トップエミッション型となる。
このように、発光装置112では、第2発光部12が、Z軸方向において第1発光部11と並ぶ。第2発光部12は、発光装置110などで表しているように、第1有機層21と第2有機層22との並ぶ方向に対して垂直な方向に並べてもよいし、発光装置112で表しているように、第1有機層21と第2有機層22との並ぶ方向に並べてもよい。
図6(c)に表したように、発光装置113では、第1電極31と基板40との間に第1発光部11が設けられる。第1発光部11と基板40との間に第2電極32が設けられる。第2電極32と基板40との間に第2発光部12が設けられる。第2発光部12と基板40との間に第3電極33が設けられる。
発光装置113では、第1電極31と第2電極32との間に第1発光部11が設けられる。第2電極32と第3電極33との間に第2発光部12が設けられる。発光装置113では、第1電極31と第2電極32との間に電圧を印加することで、第1発光部11から光が放出される。そして、第2電極32と第3電極33との間に電圧を印加することで、第2発光部12から光が放出される。すなわち、発光装置113では、第2電極32が、第1発光部11と第2発光部12とのそれぞれに共通に用いられる。
このように、第1発光部11と第2発光部12とをZ軸方向に並べる場合には、1つの電極を第1発光部11と第2発光部12とに共用させてもよい。
(第2の実施形態)
発光装置は、第1発光部及び第2発光部を含む第1発光領域と、第1発光領域と並べて設けられた第2発光領域とを備えていても良い。第1発光領域と第2発光領域は、第1方向と交差する第1面において並べて設けられている。例えば、第1方向は、第1面と直交する。
第2発光領域は、第3の発光スペクトルを有する第3光を放出する第4有機層を含む。例えば、第4有機層は、第3有機層を形成する材料を含む。例えば、第4有機層は、第3有機層を形成する材料からなる。
第3発光層および第4発光層は、例えば、第1燐光材料と異なる第2燐光材料を含む。
発光装置は、第1発光部及び第2発光部を含む第1発光領域と、第1発光領域と並べて設けられた第2発光領域とを備えていても良い。第1発光領域と第2発光領域は、第1方向と交差する第1面において並べて設けられている。例えば、第1方向は、第1面と直交する。
第2発光領域は、第3の発光スペクトルを有する第3光を放出する第4有機層を含む。例えば、第4有機層は、第3有機層を形成する材料を含む。例えば、第4有機層は、第3有機層を形成する材料からなる。
第3発光層および第4発光層は、例えば、第1燐光材料と異なる第2燐光材料を含む。
図7は、第2の実施形態に係る発光装置の一例として、表示灯を模式的に表す平面図である。
図7に表したように、表示灯210は、第1素子部71(第1発光領域)と、第2素子部72(第2発光領域)と、を含む。第2素子部72は、Z軸方向に対して垂直な方向において第1素子部71と並べて設けられる。表示灯210は、例えば、1つの第1素子部71と、複数の第2素子部72と、を含む。第1素子部71の数及び第2素子部72の数は、任意である。第1素子部71及び第2素子部72のそれぞれは、1つでもよいし、複数でもよい。なお、表示灯210において、上記第1の実施形態で説明した各発光装置と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明を省略する。
図7に表したように、表示灯210は、第1素子部71(第1発光領域)と、第2素子部72(第2発光領域)と、を含む。第2素子部72は、Z軸方向に対して垂直な方向において第1素子部71と並べて設けられる。表示灯210は、例えば、1つの第1素子部71と、複数の第2素子部72と、を含む。第1素子部71の数及び第2素子部72の数は、任意である。第1素子部71及び第2素子部72のそれぞれは、1つでもよいし、複数でもよい。なお、表示灯210において、上記第1の実施形態で説明した各発光装置と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明を省略する。
第1素子部71及び第2素子部72は、例えば、有機層を含む発光装置である。表示灯210は、第1素子部71から放出される光と、第2素子部72から放出される光と、によって、所定の図柄を表示する。図柄とは、例えば、シンボルマーク(ピストグラム)や文字などである。
この例では、表示灯210として、誘導灯を示している。表示灯210は、誘導灯に限らない。表示灯210は、例えば、医療表示灯や放送表示灯などでもよい。医療表示灯とは、例えば、手術中やX線撮影中などを表示灯などである。放送表示灯とは、例えば、放送中を表す表示灯(いわゆるオンエアーランプ)などである。表示灯210は、光を放出して所定の図柄を表示する任意の装置でよい。
図8は、第2の実施形態に係る表示灯の一部を模式的に表す部分断面図である。
図8に表したように、第1素子部71は、第1発光部11と第2発光部12とを含む。第1素子部71は、例えば、複数の第1発光部11と複数の第2発光部12とを含む。この例では、第2発光部12が、X軸方向において第1発光部11と並ぶ。すなわち、表示灯210において、第1素子部71は、上記第1実施形態の表示装置110と実質的に同じである。第1素子部71及び第2素子部72のそれぞれは、例えば、Y軸方向に延びるライン状である。第1発光部11及び第2発光部12は、第1素子部71の図柄に応じた形状に形成される。
図8に表したように、第1素子部71は、第1発光部11と第2発光部12とを含む。第1素子部71は、例えば、複数の第1発光部11と複数の第2発光部12とを含む。この例では、第2発光部12が、X軸方向において第1発光部11と並ぶ。すなわち、表示灯210において、第1素子部71は、上記第1実施形態の表示装置110と実質的に同じである。第1素子部71及び第2素子部72のそれぞれは、例えば、Y軸方向に延びるライン状である。第1発光部11及び第2発光部12は、第1素子部71の図柄に応じた形状に形成される。
第2素子部72は、第4有機層24を含む。第4有機層24は、有機発光層を含む。第4有機層24は、第4の発光スペクトルを有する第4光L4を放出する。第4光L4の第4色(第4の発光スペクトル)は、第1素子部71から放出される第1光L1〜第3光L3の第1色と第2色と第3色との混色と異なる。第4有機層24は、例えば、第2素子部72の図柄に応じた形状に形成される。
例えば、第1色C1を青色とし、第2色C2を赤色とし、第3色C3を緑色とした場合、第1色と第2色と第3色との混色は、実質的に白色である。この場合、第4色は、白色と異なる色である。この例において、第4色は、例えば、緑色である。第4色は、例えば、第3色と実質的に同じである。この例において、第4有機層24は、例えば、第3有機層23と実質的に同じである。第4有機層24は、例えば、第2燐光材料を含む。
表示灯210は、第1素子部71と第2素子部72とによって、第1色〜第3色の混色と第4色とに色分けされた図柄を表示する。例えば、表示灯210は、白色と緑色とに色分けされた避難誘導用の図柄(ピストグラム)を表示する。
例えば、図5(a)で表したように、第1色C1を青色とし、第2色C2を緑色とし、第3色C3を赤色とするとともに、第4色C4を赤色とすることにより、白色と赤色とに色分けされた図柄を表示してもよい。これにより、例えば、医療表示灯などに好適に用いることができる。第4有機層24の第4色は、例えば、第1色と同じでもよいし、第2色と同じでもよい。第4色は、第1色〜第3色のそれぞれと異なっていてもよい。但し、上記のように、第4有機層24を第3有機層23と実質的に同じにする。これにより、例えば、第3有機層23と第4有機層24とを同時に形成することができる。例えば、表示灯210の製造工程を簡略化することができる。
表示灯210は、例えば、第1電極31〜第4電極34と、基板40と、絶縁層50と、をさらに含む。表示灯210において、第1素子部71の構成は、上記第1の実施形態の発光装置110と実質的に同じであるから、詳細な説明は省略する。
表示灯210では、第1電極31が、第4有機層24とさらに電気的に接続されている。第4電極34は、第4有機層24と電気的に接続される。この例では、第1電極31と第4電極34との間に、第4有機層24が設けられる。これにより、第1電極31と第4電極34との間に電圧を印加することで、第4有機層24から光が放出される。
基板40は、Z軸方向において第1素子部71及び第2素子部72のそれぞれと並ぶ。基板40は、Z軸方向において第1電極31と対向する。この例では、基板40と第1電極31との間に第2電極32が設けられる。第2電極32と第1電極31との間に第1発光部11が設けられる。基板40と第1電極31との間に第3電極33が設けられる。第3電極33と第1電極31との間に第2発光部12が設けられる。基板40と第1電極31との間に第4電極34が設けられる。第4電極34と第1電極31との間に第4有機層24が設けられる。
表示灯210は、例えば、発光装置110と同様に、ボトムエミッション型である。第4電極34は、例えば、光透過性である。第4有機層24から放出された第4光L4は、例えば、第4電極34及び基板40を透過して外部に出射される。
絶縁層50は、例えば、第1素子部71と第2素子部72との間にさらに設けられる。絶縁層50は、例えば、第1素子部71と第2素子部72との間において、第1電極31と基板40との間に空く隙間を埋める。
表示灯210においては、第1素子部71に第1発光部11と第2発光部12とを設けている。これにより、上記第1の実施形態の各発光装置と同様に、高い発光効率と、多様な色の表示と、を実現することができる。例えば、色温度の高い白色を実現することができる。
図9は、第2の実施形態に係る別の表示灯の一部を模式的に表す部分断面図である。
図9に表したように、表示灯211では、第1電極31が光透過性であり、第2電極32、第3電極33及び第4電極34が光反射性である。
図9に表したように、表示灯211では、第1電極31が光透過性であり、第2電極32、第3電極33及び第4電極34が光反射性である。
表示灯211では、第1発光部11から放出された光が、第1電極31を透過して外部に出射する。第2発光部12から放出された光が、第1電極31を透過して外部に出射する。第4有機層24から放出された光が、第1電極31を透過して外部に出射する。すなわち、表示灯211は、いわゆるトップエミッション型である。このように、本実施形態に係る表示灯は、ボトムエミッション型でもよいし、トップエミッション型でもよい。
図10は、第2の実施形態に係る別の表示灯の一部を模式的に表す部分断面図である。 図10に表したように、表示灯212では、第2発光部12が、Z軸方向において第1発光部11と並ぶ。すなわち、表示灯212において、第1素子部71は、発光装置112と実質的に同じである。従って、第1素子部71についての詳細な説明は、省略する。
表示灯212の第2素子部72では、第1電極31と基板40との間に、絶縁層52が設けられる。絶縁層52と基板40との間に、基板41が設けられる。基板41と基板40との間に、基板42が設けられる。基板42と基板40との間に、第4電極34が設けられる。第4電極34と基板40との間に、第4有機層24が設けられる。第4有機層24と基板40との間に、第3電極33が設けられる。
表示灯212では、第4有機層24が、第3有機層23と連続している。この例において、第4有機層24の材料は、第3有機層23の材料と実質的に同じである。すなわち、この例では、第3有機層23と第4有機層24とが、連続した1つの層である。
絶縁層52は、例えば、第1電極31と基板41との間に空く隙間を埋める。絶縁層52は、例えば、第2素子部72において、第1素子部71の第1発光部11の分の隙間を埋める。絶縁層52は、例えば、光透過性を有する。
この例では、例えば、第1電極31が光反射性である。第2電極32〜第4電極34、及び、基板40〜42のそれぞれが、光透過性である。これにより、第1発光部11、第2発光部12及び第4有機層24のそれぞれから放出された光が、基板40から外部に出射する。すなわち、ボトムエミッション型となる。
例えば、第3電極33を光反射性とし、第1電極31、第2電極32、第4電極34、基板41、42、絶縁層52のそれぞれを光透過性としてもよい。この場合には、第1発光部11、第2発光部12及び第4有機層24のそれぞれから放出された光が、第1電極31から外部に出射する。すなわち、トップエミッション型となる。
このような発光装置によると、発光色を変化させる部分を第1素子部とし、発光色を変化させない部分は第2素子部とすることができ、発光色を切り替え可能な発光装置を得ることができる。
表示灯212においても、上記各実施形態と同様に、高い発光効率と、多様な色の表示と、を実現することができる。例えば、色温度の高い白色を実現することができる。
表示灯212においても、上記各実施形態と同様に、高い発光効率と、多様な色の表示と、を実現することができる。例えば、色温度の高い白色を実現することができる。
(第3の実施形態)
図11(a)〜図11(c)は、第3の実施形態に係る表示灯を表す模式図である。
図11(a)は、表示灯310を模式的に表す平面図である。図11(b)(c)は表示灯310に表示される図柄の一例を表す模式図である。
図11(a)に表したように、表示灯310は、表示部312と、制御部314と、を含む。
図11(a)〜図11(c)は、第3の実施形態に係る表示灯を表す模式図である。
図11(a)は、表示灯310を模式的に表す平面図である。図11(b)(c)は表示灯310に表示される図柄の一例を表す模式図である。
図11(a)に表したように、表示灯310は、表示部312と、制御部314と、を含む。
表示部312は、複数のセグメント321〜324を含む。各セグメント321〜324は、異なる複数の色の光を放出する。この例では、各セグメント321〜324のそれぞれが、白色光と緑色光とを放出する。各セグメント321〜324の放出する色は、これらに限ることなく、任意の色でよい。また、各セグメント321〜324の放出する色は、2色以上でもよい。なお、表示部312は、例えば、1つの色の光のみを放出するセグメントを含んでもよい。
各セグメント321〜324は、平面内で分離した複数の領域部からなっており、同じセグメントに属する領域部は同期して放射する光の色が変化する。例えば、セグメント321は、領域部321a〜321cを含む。セグメント322は、領域部322a〜322iを含む。セグメント323は、領域部323a〜323iを含む。セグメント324は、領域部324a〜324cを含む。
制御部314は、各セグメント321〜324から放出される光の色を選択する。これにより、制御部314は、異なる複数の図柄を選択的に表示部312に表示する。この例では、制御部314が、図11(b)に表す図柄SG1と、図11(c)に表す図柄SG2と、を選択的に切り替える。なお、切り替える図柄のパターンは、例えば、2種類以上でもよい。
図12は、セグメントの一例を模式的に表す断面図である。
図12に表したように、各セグメント321〜324は、第1素子部71と、第2素子部72と、を含む。各セグメント321〜324は、例えば、複数の第1素子部71と、複数の第2素子部72と、を含む。各第1素子部71及び各第2素子部72は、例えば、Y軸方向に延びるライン状である。各第1素子部71及び各第2素子部72は、例えば、X軸方向に交互に並ぶ。また、各第1素子部71及び各第2素子部72のそれぞれは、各セグメント321〜324に対応した形状に形成される。
図12に表したように、各セグメント321〜324は、第1素子部71と、第2素子部72と、を含む。各セグメント321〜324は、例えば、複数の第1素子部71と、複数の第2素子部72と、を含む。各第1素子部71及び各第2素子部72は、例えば、Y軸方向に延びるライン状である。各第1素子部71及び各第2素子部72は、例えば、X軸方向に交互に並ぶ。また、各第1素子部71及び各第2素子部72のそれぞれは、各セグメント321〜324に対応した形状に形成される。
この例において、第1発光部11、第2発光部12及び第4有機層24などは、表示灯211に関して説明したものと実質的に同じであるから、これらについての詳細な説明は省略する。なお、各セグメント321〜324において、第1素子部71及び第2素子部72は、ボトムエミッション型でもよいし、トップエミッション型でもよい。
各セグメント321〜324は、例えば、絶縁層54と、配線81、82と、をさらに含む。配線81は、例えば、各第2電極32と基板40との間、及び、各第3電極33と基板40との間に設けられる。配線81は、例えば、Z軸方向において、各第2電極32及び各第3電極33のそれぞれと対向する。
配線82は、例えば、第4電極34と基板40との間に設けられる。絶縁層54は、例えば、各第2電極32と配線81との間、各第3電極33と配線81との間、及び、第4電極34と配線82との間に設けられる。
配線81は、例えば、ビアなどを介して各第2電極32及び各第3電極33のそれぞれと電気的に接続されている。配線82は、例えば、ビアなどを介して第4電極34と電気的に接続されている。また、配線81と配線82とは、例えば、絶縁層54などで互いに電気的に絶縁されている。さらに、配線81と配線82とは、例えば、セグメント321〜324間においても、互いに絶縁されている。例えば、セグメント321の配線81は、セグメント322の配線81と電気的に絶縁されている。これにより、表示灯310では、各配線81、82のそれぞれに対して個別に電圧を印加することができる。
制御部314は、例えば、第1電極31及び配線81、82のそれぞれと電気的に接続されている。
制御部314は、例えば、第1電極31と配線81との間に電圧を印加する。これにより、各第1発光部11及び各第2発光部12のそれぞれから光が放出される。例えば、各第1発光部11及び各第2発光部12のそれぞれから実質的に白色の光が放出される。すなわち、セグメント321〜324から実質的に白色の光が放出される。
また、制御部314は、例えば、第1電極31と配線82との間に電圧を印加する。これにより、第4有機層24から光が放出される。例えば、第4有機層24から実質的に緑色の光が放出される。すなわち、セグメント321〜324から実質的に緑色の光が放出される。
このように、制御部314は、各セグメント321〜324のそれぞれにおいて、複数の第1素子部71及び複数の第2素子部72のそれぞれと電気的に接続される。そして、複数の第1素子部71及び複数の第2素子部72のそれぞれの点灯及び消灯を制御する。すなわち、第1電極31と配線81との間に電圧を印加するか、第1電極31と配線82との間に電圧を印加するか、を制御する。
これにより、各セグメント321〜324から放出される光の色を選択的に切り替えることができる。すなわち、制御部314は、異なる複数の図柄を選択的に表示する。例えば、表示灯310において、図柄SG1の表示と、図柄SG2の表示と、を選択的に切り替えることができる。制御部314は、例えば、外部から入力される制御信号や選択スイッチの設定などに応じて、各セグメント321〜324から放出される光の色を切り替える。
表示灯310においても、第1素子部71に第1発光部11と第2発光部12とを設けている。これにより、上記第1の実施形態の各発光装置と同様に、高い発光効率と、多様な色の表示と、を実現することができる。例えば、色温度の高い白色を実現することができる。
図13は、セグメントの別の一例を模式的に表す断面図である。
図13に表したように、この例において、第1発光部11、第2発光部12及び第4有機層24などは、表示灯212に関して説明したものと実質的に同じであるから、これらについての詳細な説明は省略する。なお、この例の各セグメント321〜324において、第1素子部71及び第2素子部72は、ボトムエミッション型でもよいし、トップエミッション型でもよい。
図13に表したように、この例において、第1発光部11、第2発光部12及び第4有機層24などは、表示灯212に関して説明したものと実質的に同じであるから、これらについての詳細な説明は省略する。なお、この例の各セグメント321〜324において、第1素子部71及び第2素子部72は、ボトムエミッション型でもよいし、トップエミッション型でもよい。
各セグメント321〜324は、例えば、絶縁層54と、配線81、82と、をさらに含む。この例において、配線81は、第2電極32と基板41との間に設けられる。絶縁層54は、第2電極32と配線81との間に設けられる。
配線81は、例えば、ビアなどを介して第2電極32と電気的に接続されている。各セグメント321〜324のそれぞれの配線81は、互いに電気的に絶縁されている。これにより、各セグメント321〜324のそれぞれの配線81に個別に電圧を印加することができる。
この例では、制御部314が、例えば、第1電極31、第3電極33、第4電極34及び配線81のそれぞれと電気的に接続されている。
制御部314は、例えば、第1電極31と配線81との間に電圧を印加するとともに、第3電極33と第4電極34との間に電圧を印加する。これにより、セグメント321〜324から実質的に白色の光が放出される。
また、制御部314は、例えば、第3電極33と第4電極34との間に電圧を印加する。これにより、セグメント321〜324から実質的に緑色の光が放出される。
この例においても、第1素子部71に第1発光部11と第2発光部12とを設けている。これにより、上記各実施形態と同様に、高い発光効率と、多様な色の表示と、を実現することができる。例えば、色温度の高い白色を実現することができる。
(第4の実施形態)
図14は、第4の実施形態に係る表示システムを模式的に表すブロック図である。
図14に表したように、表示システム410は、複数の表示灯210と、制御部412と、を含む。制御部412は、複数の表示灯210のそれぞれと電気的に接続される。制御部412は、例えば、複数の表示灯210のそれぞれにおいて、第1電極31〜第4電極34のそれぞれと電気的に接続される。これにより、制御部412は、複数の表示灯210のそれぞれの点灯及び消灯を制御する。
図14は、第4の実施形態に係る表示システムを模式的に表すブロック図である。
図14に表したように、表示システム410は、複数の表示灯210と、制御部412と、を含む。制御部412は、複数の表示灯210のそれぞれと電気的に接続される。制御部412は、例えば、複数の表示灯210のそれぞれにおいて、第1電極31〜第4電極34のそれぞれと電気的に接続される。これにより、制御部412は、複数の表示灯210のそれぞれの点灯及び消灯を制御する。
例えば、表示灯210を避難誘導用の誘導灯とする。この場合、表示システム410では、災害状況に応じて各表示灯210の点灯及び消灯を制御することにより、避難者をより適切に出口などに誘導することができる。例えば、火災発生時に、火元から遠い出口に避難者を誘導することができる。
表示システム410では、例えば、各表示灯210のそれぞれにおいて、高い発光効率と、多様な色の表示と、を実現することができる。例えば、色温度の高い白色を実現することができる。
この例では、表示システム410に表示灯210を用いている。表示システム410に用いられる表示灯は、表示灯210に限らない。例えば、表示灯211や表示灯212を表示システム410に用いてもよい。
さらには、表示灯310を表示システム410に用いてもよい。例えば、制御部412からの制御信号に応じて、表示灯310の図柄を切り替える。この場合、制御部412は、例えば、表示灯310の制御部314と電気的に接続される。例えば、制御部412を主制御部とし、制御部314を副制御部とし、制御部412によって、複数の表示灯310のそれぞれの制御部314の動作を制御する。これにより、例えば、表示灯310を誘導灯とした場合には、より適切に誘導を行うことができる。
なお、制御部412と各表示灯との間の電気的な接続は、有線でもよいし、無線でもよい。例えば、制御部412と制御部314との電気的な接続は、有線でもよいし、無線でもよい。このように、制御部412から電波などを介して無線で各表示灯に制御信号を送信し、制御信号に応じて各表示灯の点灯及び消灯を切り替えてもよい。
実施形態によれば、発光効率が高く、かつ、多様な色の表示が可能な発光装置、表示灯及び表示システムが提供される。
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。本願明細書において、「上に設けられる」状態は、直接接して設けられる状態の他に、間に他の要素が挿入されて設けられる状態も含む。「積層される」状態は、互いに接して重ねられる状態の他に、間に他の要素が挿入されて重ねられる状態も含む。「対向する」状態は、直接的に面する状態の他に、間に他の要素が挿入されて面する状態も含む。本願明細書において、「電気的に接続」には、直接接触して接続される場合の他に、他の導電性部材などを介して接続される場合も含む。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、発光装置、表示灯及び表示システムに含まれる、第1発光部、第2発光部、第1有機層、第2有機層、第3有機層、第1素子部、第2素子部、及び、制御部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した有機電界発光素子、照明装置及び照明システムを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての有機電界発光素子、照明装置及び照明システムも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (15)
- 第1発光部であって、
第1の発光スペクトルを有する第1光を放出する蛍光材料を含む第1有機層と、
第1方向において前記第1有機層と積層され、前記第1の発光スペクトルと異なる第2の発光スペクトルを有する第2光を放出する第1燐光材料を含む第2有機層と、
を含む第1発光部と、
第2発光部であって、前記第1の発光スペクトル及び前記第2の発光スペクトルと異なる第3の発光スペクトルを有する第3光を放出する第3有機層を含む第2発光部と、
を備え、
前記蛍光材料の三重項エネルギーは、前記第1燐光材料の三重項エネルギーよりも高い発光装置。 - 前記第1の発光スペクトルと前記第2の発光スペクトルと前記第3の発光スペクトルとを足して白色光を放出する請求項1記載の発光装置。
- CIE1931の(x、y)色度座標において、前記第1の発光スペクトルの第1色と前記前記第2の発光スペクトルの第2色と前記第3の発光スペクトルの第3色とで囲まれた第1領域は、第1点、第2点、第3点及び第4点で囲まれた第2領域を含み、
前記第1点の前記(x、y)色度座標は、(0.350、0.360)であり、
前記第2点の前記(x、y)色度座標は、(0.305、0.315)であり、
前記第3点の前記(x、y)色度座標は、(0.295、0.325)であり、
前記第4点の前記(x、y)色度座標は、(0.340、0.370)である請求項1記載の発光装置。 - 前記第1領域は、第5点、第6点、第7点及び第8点で囲まれた第3領域をさらに含み、
前記第5点の前記(x、y)色度座標は、(0.500、0.405)であり、
前記第6点の前記(x、y)色度座標は、(0.300、0.300)であり、
前記第7点の前記(x、y)色度座標は、(0.300、0.340)であり、
前記第8点の前記(x、y)色度座標は、(0.500、0.445)である請求項3記載の発光装置。 - 前記第1色の前記(x、y)色度座標は、(0.05、0.3)、(0.187、0.35)、(0.26、0.154)、及び、(0.174、0.005)で囲まれた領域に含まれ、
前記第2色の前記(x、y)色度座標は、(0.65、0.22)、(0.6、0.3)、(0.6、0.4)、及び、(0.74、0.26)で囲まれた領域に含まれ、
前記第3色の前記(x、y)色度座標は、(0.38、0.62)、(0.3、0.45)、及び、(0、0.65)で囲まれた領域に含まれる請求項3記載の発光装置。 - 前記第1色の前記(x、y)色度座標は、(0.05、0.3)、(0.187、0.35)、(0.26、0.154)、及び、(0.174、0.005)で囲まれた領域に含まれ、
前記第2色の前記(x、y)色度座標は、0.38、0.62)、(0.3、0.45)、及び、(0、0.65)で囲まれた領域に含まれ、
前記第3色の前記(x、y)色度座標は、(0.65、0.22)、(0.6、0.3)、(0.6、0.4)、及び、(0.74、0.26)で囲まれた領域に含まれる請求項3記載の発光装置。 - 前記第2発光部は、前記第1方向に対して垂直な第2方向において前記第1発光部と並ぶ請求項1記載の発光装置。
- 第1電極と、第2電極と、第3電極と、をさらに備え、
前記第1発光部は、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられ、
前記第2発光部は、前記第1電極と前記第3電極との間に設けられる請求項7記載の発光装置。 - 前記第2発光部は、前記第1方向において前記第1発光部と並ぶ請求項1記載の発光装置。
- 第1電極と、第2電極と、第3電極と、をさらに備え、
前記第1発光部は、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられ、
前記第2発光部は、前記第2電極と前記第3電極との間に設けられる請求項9記載の発光装置。 - 前記第1発光部及び前記第2発光部を含む第1発光領域と、前記第1方向と交差する第1面において前記第1発光領域と並べて設けられた第2発光領域と、をさらに備え、
前記第2発光領域は、前記第4の発光スペクトルを有する前記第4光を放出する第4有機層を含む、請求項1記載の発光装置。 - 前記第3有機層及び前記第4有機層は、前記第1燐光材料と異なる第2燐光材料を含む請求項11記載の発光装置。
- 第1発光部であって、
第1の発光スペクトルを有する第1光を放出する蛍光材料を含む第1有機層と、
第1方向において前記第1有機層と積層され、前記第1の発光スペクトルと異なる第2の発光スペクトルを有する第2光を放出する第1燐光材料を含む第2有機層と、
を含む第1発光部と、
第2発光部であって、前記第1の発光スペクトル及び前記第2の発光スペクトルと異なる第3の発光スペクトルを有する第3光を放出する第3有機層を含む第2発光部と、
を含み、前記蛍光材料の三重項エネルギーは、前記第1燐光材料の三重項エネルギーよりも高い第1素子部と、
前記第1方向に対して垂直な第2方向において前記第1素子部と並べて設けられ、前記第1の発光スペクトルの第1色と前記第2の発光スペクトルの第2色と前記第3の発光スペクトルの第3色との混色と異なる第4色の第4光を放出する第2素子部と、
を備え、
前記第1素子部と前記第2素子部とによって、前記混色と前記第4色とに色分けされた図柄を表示する表示灯。 - 前記第1素子部及び前記第2素子部のそれぞれと電気的に接続され、前記第1素子部及び前記第2素子部のそれぞれの点灯及び消灯を制御する制御部をさらに備え、
前記第1素子部及び前記第2素子部のそれぞれは、複数設けられ、
前記制御部は、前記複数の第1素子部及び前記複数の第2素子部のそれぞれと電気的に接続され、前記複数の第1素子部及び前記複数の第2素子部のそれぞれの点灯及び消灯を制御することにより、異なる複数の前記図柄を選択的に表示する請求項13記載の表示灯。 - 複数の表示灯であって、
前記複数の表示灯のそれぞれは、
第1発光部であって、
第1の発光スペクトルを有する第1光を放出する蛍光材料を含む第1有機層と、
第1方向において前記第1有機層と積層され、前記第1の発光スペクトルと異なる第2の発光スペクトルを有する第2光を放出する第1燐光材料を含む第2有機層と、
を含む第1発光部と、
第2発光部であって、前記第1の発光スペクトル及び前記第2の発光スペクトルと異なる第3の発光スペクトルを有する第3光を放出する第3有機層を含む第2発光部と、
を含み、前記蛍光材料の三重項エネルギーは、前記第1燐光材料の三重項エネルギーよりも高い第1素子部と、
前記第1方向に対して垂直な第2方向において前記第1素子部と並べて設けられ、前記第1の発光スペクトルの第1色と前記第2の発光スペクトルの第2色と前記第3の発光スペクトルの第3色との混色と異なる第4色の第4光を放出する第2素子部と、
を含み、前記第1素子部と前記第2素子部とによって、前記混色と前記第4色とに色分けされた図柄を表示する
複数の表示灯と、
前記複数の表示灯のそれぞれと電気的に接続され、前記複数の表示灯のそれぞれの点灯及び消灯を制御する制御部と、
を備えた表示システム。
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