JPWO2017033317A1 - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
有機層（１２０）は第１電極（１１０）と第２電極（１３０）の間に位置しており、第１発光層（１２３）及び第１Ｃｓ含有層（１２４）を有している。第１Ｃｓ含有層（１２４）は第１発光層（１２３）と第２電極（１３０）の間に位置している。第１Ｃｓ含有層（１２４）は電子輸送層及び電子注入層の少なくとも一方であり、Ｃｓ（セシウム）を含有する有機層である。そして、第１Ｃｓ含有層（１２４）のＣｓのピーク濃度は、原子量百分率で０．０７％以上０．２０％以下である。
Description
本発明は、発光装置に関する。
発光装置の光源の一つに有機ＥＬ素子がある。有機ＥＬ素子は、基板の上に第１電極及び第２電極をこの順に重ね、これら２つの電極の間に有機層を配置した構成を有している。有機層は、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層を有している。これらのうち電子輸送層には、Ｃｓが含まれることがある。例えば特許文献１には、電子注入層として、ドナードーパント金属と有機化合物との混合層を用いること、有機化合物に対するドナードーパント金属のモル比率を０．１〜１．０にすると好ましいこと、及び、有機化合物がバソクプロイン（Ｂａｔｈｏｃｕｐｒｏｉｎｅ；ＢＣＰ）である場合、ドナードーパントとして金属Ｃｓを用いることが記載されている。
なお、バソクプロイン（ＢＣＰ）に対するＣｓのモル比率が０．１〜１．０である場合、ＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy）によるＣｓの濃度は、原子量百分率で０．２１〜２．１％になる。
電子輸送層に含まれるＣｓは有機層に含まれる他の層に移動することで拡散する。このため、電子輸送層に含まれるＣｓの濃度が高すぎると、有機層のうちホール輸送層又はホール注入層に含まれるＣｓの濃度が高くなりすぎる。この場合、ホール輸送層内又はホール注入層内でのホールの移動がＣｓによって妨げられ、その結果、ホール輸送層又はホール注入層の抵抗が高くなり、有機ＥＬ素子の発光効率が低下してしまう。一方、電子輸送層に含まれるＣｓの濃度が低すぎると、電子輸送層内での電子の移動度が低下する。その結果、電子輸送層の抵抗が高くなり、有機ＥＬ素子の発光効率が低下してしまう。
本発明が解決しようとする課題としては、有機層に含まれるＣｓの濃度を最適化し、有機ＥＬ素子の発光効率を向上させることが一例として挙げられる。
請求項１に記載の発明は、第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極の間に位置し、第１発光層を含む有機層と、
前記第１発光層と前記第２電極の間に位置し、Ｃｓを含有する第１Ｃｓ含有層と、
を備え、
前記第１Ｃｓ含有層のＣｓのピーク濃度は、原子量百分率で０．０７％以上０．２０％以下である発光装置である。
第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極の間に位置し、第１発光層を含む有機層と、
前記第１発光層と前記第２電極の間に位置し、Ｃｓを含有する第１Ｃｓ含有層と、
を備え、
前記第１Ｃｓ含有層のＣｓのピーク濃度は、原子量百分率で０．０７％以上０．２０％以下である発光装置である。
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本実施形態に係る発光装置１０は、第１電極１１０、第１有機層１２０、及び第２電極１３０を有している。第１有機層１２０は第１電極１１０と第２電極１３０の間に位置しており、第１発光層１２３及び第１Ｃｓ含有層１２４を有している。第１Ｃｓ含有層１２４は第１発光層１２３と第２電極１３０の間に位置している。第１Ｃｓ含有層１２４は電子輸送層及び電子注入層の少なくとも一方であり、Ｃｓ（セシウム）を含有する有機層である。そして、例えば、ＸＰＳ又はＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法：Secondary Ion Mass Spectrometry）による分析において、第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓのピーク濃度は、原子量百分率で０．０７％以上０．２０％以下である。以下、詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本実施形態に係る発光装置１０は、第１電極１１０、第１有機層１２０、及び第２電極１３０を有している。第１有機層１２０は第１電極１１０と第２電極１３０の間に位置しており、第１発光層１２３及び第１Ｃｓ含有層１２４を有している。第１Ｃｓ含有層１２４は第１発光層１２３と第２電極１３０の間に位置している。第１Ｃｓ含有層１２４は電子輸送層及び電子注入層の少なくとも一方であり、Ｃｓ（セシウム）を含有する有機層である。そして、例えば、ＸＰＳ又はＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法：Secondary Ion Mass Spectrometry）による分析において、第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓのピーク濃度は、原子量百分率で０．０７％以上０．２０％以下である。以下、詳細に説明する。
発光装置１０は、基板１００、第１電極１１０、第１有機層１２０、及び第２電極１３０を備えている。第１電極１１０、第１有機層１２０、及び第２電極１３０は基板１００の上にこの順に形成されており、発光素子を構成している。第１電極１１０は発光素子の陽極であり、第２電極１３０は発光素子の陰極である。発光装置１０はボトムエミッション型の発光装置であってもよいし、トップエミッション型、又は両面発光型の発光装置であってもよい。
発光装置１０がボトムエミッション型又は両面発光型である場合、基板１００は、例えばガラスや透光性の樹脂などの透光性の材料で形成されている。一方、発光装置１０がトップエミッション型である場合、基板１００は上述した透光性の材料で形成されていてもよいし、透光性を有さない材料で形成されていてもよい。基板１００は、例えば矩形などの多角形である。また、基板１００は可撓性を有していてもよい。基板１００が可撓性を有している場合、基板１００の厚さは、例えば１０μｍ以上１０００μｍ以下である。特に基板１００をガラス材料で可撓性を持たせる場合、基板１００の厚さは、例えば２００μｍ以下である。基板１００を樹脂材料で可撓性を持たせる場合は、基板１００の材料として、例えばＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、又はポリイミドを含ませて形成されている。また、基板１００が樹脂材料を含む場合、水分が基板１００を透過することを抑制するために、基板１００の少なくとも発光面（好ましくは両面）に、ＳｉＮｘやＳｉＯＮなどの無機バリア膜が形成されている。
第１電極１１０及び第２電極１３０の少なくとも一方は、光透過性を有する透明電極である。例えば発光装置１０がボトムエミッション型又は両面発光型の発光装置である場合、少なくとも第１電極１１０は透明電極である。一方、発光装置１０がトップエミッション型又は両面発光型の発光装置である場合、少なくとも第２電極１３０は透明電極である。なお、両面発光型の場合は第１電極１１０及び第２電極１３０の双方が透明電極によって形成される。
透明電極を構成する透明導電材料は、金属を含む材料、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＷＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等の金属酸化物である。第１電極１１０の厚さは、例えば１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。第１電極１１０は、例えばスパッタリング法又は蒸着法を用いて形成される。なお、第１電極１１０は、カーボンナノチューブ、又はＰＥＤＯＴ／ＰＳＳなどの導電性有機材料であってもよいし、薄い金属電極であってもよい。
第１電極１１０及び第２電極１３０のうち透光性を有していない電極は、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｚｎ、及びＩｎからなる第１群の中から選択される金属又はこの第１群から選択される金属の合金からなる金属層を含んでいる。この電極は、例えばスパッタリング法又は蒸着法を用いて形成される。
なお、発光装置１０がトップエミッション型の発光装置である場合、第１電極１１０は、金属層と透明導電層をこの順に積層した構造であってもよい。
第１有機層１２０は、第１正孔注入層１２１、第１正孔輸送層１２２、第１発光層１２３、及び第１Ｃｓ含有層１２４を有している。これらの各層は、いずれも有機材料を用いて形成されている。またこれらの各層は、塗布法及び蒸着法のいずれを用いて形成されていてもよい。
第１正孔注入層１２１及び第１正孔輸送層１２２は、いずれも正孔輸送性の有機材料を用いて形成されている。正孔輸送性の有機材料としては、例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate）、ＴＰＤ（N,N'-Diphenyl-N,N'-di(m-tolyl)benzidine）、及びＨＡＴ−ＣＮ（2,3,6,7,10,11-Hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene）を例示することができる。ただし、第１正孔注入層１２１及び第１正孔輸送層１２２は、これら以外の材料を用いて形成されていてもよい。また、第１有機層１２０は、第１正孔注入層１２１及び第１正孔輸送層１２２の一方のみを有していてもよい。第１正孔注入層１２１の膜厚は、例えば５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、第１正孔輸送層１２２の膜厚は、例えば５ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
第１発光層１２３は、単一の発光材料を用いて形成されていてもよいし、複数種類の発光材料を用いて形成されていてもよい。また、第１発光層１２３の発光色は、例えば赤、青、緑である。また第１発光層１２３は単層構造である必要はなく、多層構造を有していてもよい。この場合、第１発光層１２３を構成する少なくとも一つの層は、他の層と異なる発光材料を用いて形成されていてもよい。また、第１発光層１２３は燐光材料及び蛍光材料のいずれを用いて形成されていてもよい。また、第１有機層１２０は、第１発光層１２３の第１電極１１０側の面に隣接する位置に電子阻止層（電子ブロック層）を、第１発光層１２３の第２電極１３０側の面に隣接する位置に正孔阻止層を、それぞれ有していてもよい。
第１Ｃｓ含有層１２４は、電子輸送性材料、特に電子輸送性の有機材料を用いて形成されており、Ｃｓを含有している。第１Ｃｓ含有層１２４の膜厚は、例えば５ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。なお、第１Ｃｓ含有層１２４はＣｓを有しているため抵抗が低く、膜厚を厚くすることができる。このため、第１Ｃｓ含有層１２４の膜厚は、光の干渉を最適化することを目的として設定されていてもよい。
第１Ｃｓ含有層１２４に用いられる電子輸送性の有機材料としては、例えばオキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ピリミジン誘導体、アントロン誘導体、及びフェナントロリン誘導体を例示することができる。第１Ｃｓ含有層１２４はこれらのうち一つのみを用いて形成されていてもよし、これらの複数を混ぜた材料を用いて形成されていてもよい。
第１Ｃｓ含有層１２４の中において、少なくとも一部のＣｓは単体又はイオンの状態で含まれている。第１Ｃｓ含有層１２４を形成するときに用いられるＣｓ含有材料は、金属Ｃｓであってもよいし、その他の金属との合金、酸化物、又はフッ化物などの化合物であってもよい。ここで用いられるＣｓ化合物としては、例えば、炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）、酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ、ＣＳ２Ｏ３、Ｃｓ２Ｏ２、ＣｓＯ２など）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、及びセシウムの複合酸化物（Ｃｓ２ＭｏＯ４、Ｃｓ２ＷＯ４、ＣｓＭｎＯ４、ＣｓＶＯ４、ＣｓＴｉ６Ｏ１３，ＣｓＮｂＯ３、ＣｓＴａＯ３、Ｃｓ２ＳｉＯ３、Ｃｓ２ＺｒＯ３など）を例示することができる。
なお、第１Ｃｓ含有層１２４を蒸着法により形成する場合、Ｃｓ含有材料と有機材料は異なる蒸着源を用いて形成されていてもよい。この場合、それぞれの蒸着条件を調整することにより、第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓ含有量を制御できる。また、有機材料とＣｓ含有材料とを混ぜた材料を蒸着源として用いてもよい。この場合、有機材料とＣｓ含有材料の相対比を調整することにより、第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓ含有量を制御できる。一方、第１Ｃｓ含有層１２４を塗布法により形成する場合、有機材料とＣｓ含有材料とを混ぜた材料が塗布材料として用いられる。この場合、有機材料とＣｓ含有材料の相対比を調整することにより、第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓ含有量を制御できる。
そして、ＸＰＳを用いて第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓ濃度のプロファイルを厚さ方向で調べた場合、第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓの濃度のピーク値は、原子量百分率で０．０７％以上０．２０％以下である。なお、ＸＰＳではＨ（水素）を検出することができないため、この濃度を算出するときの分母は、第１Ｃｓ含有層１２４からＨを除いたものになっている。Ｃｓの濃度のピーク値が０．０７％未満である場合、第１Ｃｓ含有層１２４の抵抗が高くなってしまう。
一方、Ｃｓは反応性が非常に高く、有機層の中を比較的自由に動き回る。このため、高温環境下（例えば発光装置１０が発光している間）にＣｓは熱エネルギーにより第１有機層１２０内を拡散する。このため、Ｃｓの濃度のピーク値が０．２０％超である場合、第１Ｃｓ含有層１２４に含まれていたＣｓが第１発光層１２３を介して第１正孔輸送層１２２や第１正孔注入層１２１まで拡散し、第１正孔輸送層１２２及び第１正孔注入層１２１の少なくとも一方の抵抗が高くなってしまう。換言すれば、Ｃｓの濃度は設計した時の値と、発光装置として駆動している最中・後では第１Ｃｓ含有層１２４におけるＣｓの濃度は変化する。この場合、Ｃｓ含有層１２４におけるＣｓの濃度は減少する。
また、Ｃｓは有機層に含まれる他の元素である、Ｈ、Ｃ、及びＯと比較して、イオン半径が大きい。このため、第１Ｃｓ含有層１２４に含まれるＣｓの濃度が高くなると、第１Ｃｓ含有層１２４を透過する際に光の一部が吸収されてしまう。発光装置１０がボトムエミッション型の発光装置である場合、第１Ｃｓ含有層１２４で光が吸収されると、第２電極１３０で反射して基板１００から放射される光が少なくなってしまう。一方、発光装置１０がトップエミッション型の発光装置である場合、第２電極１３０を透過して外部に放射される光が少なくなってしまう。第１Ｃｓ含有層１２４で光が吸収されることを抑制するためには、第１Ｃｓ含有層１２４におけるＣｓの濃度のピーク値は、原子量百分率で０．０７％以上０．１０％以下であるのが好ましい。
なお、第１有機層１２０の積層構造は上述した例に限定されない。例えば、第１有機層１２０における各層の積層順は逆であってもよい。
発光装置１０の発光素子は、封止部材を用いて封止されている。封止部材は、例えばガラス、アルミニウムなどの金属、又は樹脂を用いて形成されており、中央に凹部を設けた形状を有している。そして封止部材の縁は接着材で基板１００に固定されている。これにより、封止部材と基板１００で囲まれた空間は封止される。そして発光素子は、この封止された空間の中に位置している。
封止部材は封止膜であってもよい。封止膜は、酸化アルミニウムや酸化チタンなどの無機材料によって形成されている。封止膜の成膜方法は、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法である。ただし封止膜は、他の成膜法、例えばＣＶＤ法やスパッタリング法を用いて形成されていてもよい。この場合、封止膜は、ＳｉＯ２又はＳｉＮなど絶縁膜によって形成されている。
次に、発光装置１０の製造方法について説明する。まず、基板１００の上に第１電極１１０を形成する。次いで、第１電極１１０の上に、第１有機層１２０を構成する各層を形成する。次いで、第１有機層１２０の上に第２電極１３０を形成する。次いで、封止部材を用いて発光素子を封止する。
以上、本実施形態によれば、第１Ｃｓ含有層１２４は第１発光層１２３と第２電極１３０の間に位置しており、電子輸送層及び電子注入層の少なくとも一方として機能する。そして第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓの濃度のピーク値は、原子量百分率で０．０７％以上０．２０％以下である。このようにすると、第１Ｃｓ含有層１２４、第１正孔注入層１２１、第１正孔輸送層１２２のすべての抵抗を低くすることができ、その結果、発光装置１０が有する有機ＥＬ素子の発光効率を向上させることができる。
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本実施形態に係る発光装置１０は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。
図２は、第２の実施形態に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本実施形態に係る発光装置１０は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。
発光装置１０が有する発光素子は、いわゆるタンデム構造の発光素子であり、第１有機層１２０と第２電極１３０の間に中間層１５０及び第２有機層１４０を有している。
第２有機層１４０は、第２正孔注入層１４１、第２正孔輸送層１４２、第２発光層１４３、及び第２Ｃｓ含有層１４４をこの順に積層した構成を有している。第２正孔注入層１４１を構成する材料には、例えば第１の実施形態において第１正孔注入層１２１の材料として例示した材料のいずれかを用いることができる。第２正孔輸送層１４２を構成する材料には、例えば第１の実施形態において第１正孔輸送層１２２の材料として例示した材料のいずれかを用いることができる。第２正孔注入層１４１の膜厚は、例えば５ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第２正孔輸送層１４２の膜厚は、例えば５ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
第２発光層１４３を構成する材料には、例えば第１の実施形態において第１発光層１２３の材料として例示した材料のいずれかを用いることができる。ここで、第２発光層１４３の発光色を第１発光層１２３の発光色と異ならせる場合には、第２発光層１４３の材料を第１発光層１２３の材料と異ならせるのが好ましい。
第２Ｃｓ含有層１４４を構成する材料には、例えば第１の実施形態において第１Ｃｓ含有層１２４の材料として例示した材料のいずれかを用いることができる。第２Ｃｓ含有層１４４の膜厚は、例えば５ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
なお、ＸＰＳを用いて第２Ｃｓ含有層１４４のＣｓ濃度のプロファイルを厚さ方向で調べた場合、第２Ｃｓ含有層１４４のＣｓの濃度のピーク値は、原子量百分率で０．０７％以上０．２０％以下であるのが好ましい。ただし、第２Ｃｓ含有層１４４のＣｓの濃度のピーク値は、この範囲以外であってもよい。また、第２Ｃｓ含有層１４４の代わりに、電子輸送性の有機層のみで形成された電子輸送層を形成してもよい。
中間層１５０は第１有機層１２０と第２有機層１４０を互いに接続する層である。具体的には、中間層１５０の一方の面は、第１有機層１２０の第１Ｃｓ含有層１２４に接しており、中間層１５０の他方の面は第２有機層１４０の第２正孔注入層１４１に接している。そして第１Ｃｓ含有層１２４は中間層１５０と第１発光層１２３の間に位置している。中間層１５０は電荷発生層であってもよいし、金属層などの接続層であってもよい。中間層１５０は、金属、合金、酸化物、フッ化物、及び金属塩などの無機材料、有機材料、又はこれらの混合物を用いて形成されている。また、中間層１５０は複数の層を積層した積層膜であってもよい。中間層１５０の膜厚は、例えば０．１ｎｍ以上２０ｎｍである。中間層１５０は、例えば蒸着法、スパッタリング法、又は塗布法を用いて形成されている。
なお、第１有機層１２０の各層の積層順は逆であってもよい。この場合、第２有機層１４０の各層の積層順も逆になる。また、第２有機層１４０と第２電極１３０の間に、さらに他の中間層及び有機層が積層されていてもよい。
本実施形態に係る発光装置１０の製造方法は、第１有機層１２０を形成した後、第２電極１３０を形成する前に、中間層１５０及び第２有機層１４０をこの順に形成する工程を有している点を除いて、第１の実施形態に係る発光装置１０の製造方法と同様である。
本実施形態においても、第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓ含有量は第１の実施形態と同様に、０．０７％以上０．２０％以下である。本実施形態の場合は、中間層１５０は、他の層と比較して薄い。このため、第１Ｃｓ含有層１２４に含まれるＣｓは、中間層１５０を超えて第２正孔注入層１４１及び第２正孔輸送層１４２に拡散しやすい。この現象は、中間層１５０が第１発光層１２３よりも薄い場合などに顕著である。そこで、第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓ含有量を０．２０％以下にすることによって第２正孔注入層１４１および第２正孔輸送層１４２へのＣｓの拡散を制限することができる。従って、発光装置１０の発光効率を向上させることができる。
また、第２Ｃｓ含有層１４４のＣｓ含有量は０．２０％以下である。従って、第２Ｃｓ含有層１４４に含まれるＣｓが第２正孔輸送層１４２及び第２正孔注入層１４１の少なくとも一方に拡散することを抑制できる。また、第２Ｃｓ含有層１４４のＣｓ含有量は０．０７％以上であるため、第２Ｃｓ含有層１４４の抵抗も低い。従って、発光装置１０の発光効率を向上させることができる。
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本実施形態に係る発光装置１０は、第１有機層１２０が第１正孔ブロック層１２５を有している点、及び第２有機層１４０が第２正孔ブロック層１４５を有している点を除いて、第２の実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。
図３は、第３の実施形態に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本実施形態に係る発光装置１０は、第１有機層１２０が第１正孔ブロック層１２５を有している点、及び第２有機層１４０が第２正孔ブロック層１４５を有している点を除いて、第２の実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。
第１正孔ブロック層１２５及び第２正孔ブロック層１４５は、第１発光層１２３を突き抜けた正孔が第１Ｃｓ含有層１２４や第２Ｃｓ含有層１４４に到達することを抑制する。なお、第１正孔ブロック層１２５や第２正孔ブロック層１４５の代わりに、ｎ型ドーパントを含まない電子輸送性の有機材料からなる層が設けられていてもよい。
本実施形態によっても、第２の実施形態と同様に、発光装置１０の発光効率を向上させることができる。
（参考例）
第１有機層１２０内（又は第２有機層１４０内）におけるＣｓの拡散を確認するために、基板１００の上に第１正孔ブロック層１２５、第１Ｃｓ含有層１２４、第１正孔注入層１２１、及び第１正孔輸送層１２２をこの順に積層した試料を作製し、当該試料の厚さ方向におけるＣｓ濃度分布を、ＳＩＭＳを用いて分析した。分析結果を図４に示す。本図から、第１Ｃｓ含有層１２４以外の層にもＣｓが相当量拡散していることがわかる。
第１有機層１２０内（又は第２有機層１４０内）におけるＣｓの拡散を確認するために、基板１００の上に第１正孔ブロック層１２５、第１Ｃｓ含有層１２４、第１正孔注入層１２１、及び第１正孔輸送層１２２をこの順に積層した試料を作製し、当該試料の厚さ方向におけるＣｓ濃度分布を、ＳＩＭＳを用いて分析した。分析結果を図４に示す。本図から、第１Ｃｓ含有層１２４以外の層にもＣｓが相当量拡散していることがわかる。
第２の実施形態に示した構造の発光装置１０を、第１Ｃｓ含有層１２４におけるＣｓ濃度を変化させて複数種類作製した。具体的には、第１Ｃｓ含有層１２４におけるＣｓ濃度（原子量百分率）が、０．０３％の試料、０．０５％の試料、０．０７％の試料、０．１０％の試料、０．２０％の試料、及び０．６０％の試料を作製した。
これらの試料において、第１正孔注入層１２１にはＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate）を使用し、第１正孔輸送層１２２にはＴＰＤ（N,N'-Diphenyl-N,N'-di(m-tolyl)benzidine）を使用し、第２正孔注入層１４１にはＨＡＴ−ＣＮ（2,3,6,7,10,11-Hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene）を使用し、第２正孔輸送層１４２にはＴＰＤを使用した。第１正孔注入層１２１の厚さは８０ｎｍであり、第１正孔輸送層１２２の厚さは４０ｎｍであり、第２正孔注入層１４１の厚さは２０ｎｍであり、第２正孔輸送層１４２の厚さは２０ｎｍであった。
また、第１Ｃｓ含有層１２４及び第２Ｃｓ含有層１４４を構成する有機材料にはＮＢｐｈｅｎ （2,9-bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline）を用いた。また、第１Ｃｓ含有層１２４及び第２Ｃｓ含有層１４４のＣｓ含有材料には、Ｃｓ２ＭｏＯ４を用いた。第１Ｃｓ含有層１２４の厚さ及び第２Ｃｓ含有層１４４の厚さは、いずれも３５ｎｍであった。また、いずれの試料においても、第２Ｃｓ含有層１４４の濃度の設定値は第１Ｃｓ含有層１２４の濃度の設定値と同じにした。
そして、第１発光層１２３の材料には、Ａｌｑ３とＤＣＭ（４−（ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−６（ｐ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｔｙｒｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ）を９５：５（体積比）で混合したものを使用した。また、第２発光層１４３の材料にはＦｉｒｐｉｃ（Bis(4,6-difluorophenylpyridinato-N,C2)）とＣＢＰ（4,4'-N,N'-dicarbazolylbiphenyl）を９４：６（体積比）で混合したものを使用した。
また、第１電極１１０には厚さが１１０ｎｍのＩＴＯを使用し、中間層１５０としては厚さが０．４ｎｍのＡｌ層を使用し、第２電極１３０としては厚さが６０ｎｍのＡｇを使用した。さらに、第１発光層１２３の厚さ及び第２発光層１４３の厚さは、いずれも３０ｎｍであった。
そして、各試料を電流密度５ｍＡ／ｃｍ２で駆動し、そのときの輝度及び駆動電圧（＝Ａ）を測定した。その結果を図５及び図６に示す。これらの図から、第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓ濃度が０．０７％以上０．１０％以下のときに、駆動電圧と輝度のバランスが良いことがわかる。これは、実施形態で説明したように、Ｃｓを多く入れすぎるとＣｓによる光の吸収が大きくなるため、と考えられる。
また、恒温槽を用いて各試料を１００℃で５００時間保持し（高温試験）、その後の各試料の駆動電圧（＝Ｂ）を測定した。図７は、高温試験前後の駆動電圧の変化量（＝（Ｂ−Ａ）／Ａ）と第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓ濃度の関係を示す。本図から、第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓ濃度が０．０７％以上０．２０％以下のときに、駆動電圧の変化量が少ないことがわかる。これは、実施形態で説明したように、Ｃｓ含有層（１２４，１４４）から正孔注入層（１２１，１４１）及び正孔輸送層（１２２，１４２）に拡散したＣｓの量が少なかったため、と考えられる。このため、第１Ｃｓ含有層１２４のＣｓ濃度が０．０７％以上０．２０％以下にすると、発光装置１０を長時間駆動させても発光装置１０の駆動電圧を低い値に維持できる、言い換えると発光装置１０の発光効率が低下しにくいことが分かる。
以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
Claims (6)
- 第１電極と、
第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極の間に位置し、第１発光層を含む有機層と、
前記第１発光層と前記第２電極の間に位置し、Ｃｓを含有する第１Ｃｓ含有層と、
を備え、
前記第１Ｃｓ含有層のＣｓのピーク濃度は、原子量百分率で０．０７％以上０．２０％以下である発光装置。 - 請求項１に記載の発光装置において、
前記第１Ｃｓ含有層は電子輸送性材料を含む発光装置。 - 請求項１又は２に記載の発光装置において、
前記第１Ｃｓ含有層のＣｓのピーク濃度は、原子量百分率で０．０７％以上０．１０％以下である発光装置。 - 請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記有機層は、
前記第１発光層と前記第２電極の間に位置する第２発光層と、
前記第１発光層と前記第２発光層の間に位置する中間層と、
を有し、
前記第１Ｃｓ含有層は、前記中間層と前記第１発光層の間に位置する発光装置。 - 請求項４に記載の発光装置において、
前記中間層と前記第１Ｃｓ含有層は接している発光装置。 - 請求項４又は５に記載の発光装置において、
前記第２発光層と前記第２電極の間に位置し、Ｃｓを含有する第２Ｃｓ含有層を備え、
前記第２Ｃｓ含有層のＣｓのピーク濃度は、原子量百分率で０．０７％以上０．２０％以下である発光装置。
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