KR20120093086A - 발광장치 - Google Patents
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Abstract
우수한 전광속을 가지는 발광 장치의 제공, 발광 편차가 저감된 소비 전력이 낮은 발광 장치의 제공을 과제로 한다.
유기 EL층을 끼우는 하부 전극 및 상부 전극이, 광투과 도전막 및 광반사 도전막을 가지는 구조로 한다. 하부 전극의 광투과 도전막과 상부 전극의 광반사 도전막 사이에 끼워진 영역의 유기 EL층으로부터의 발광은 선택적으로 하부 전극측으로 방출된다. 또한, 하부 전극의 광반사 도전막과 상부 전극의 광투과 도전막에 끼워진 영역의 유기 EL층으로부터의 발광은 선택적으로 상부 전극측으로 방출된다. 그리고, 하부 전극측으로 방출되는 광을 제 1 광학 구조체를 이용하고, 상부 전극측으로 방출되는 광을 제 2 광학 구조체로 이용하여 외부로 취출한다. 제 1 광학 구조체와 제 2 광학 구조체는 다른 면에 설치되어 있고, 중첩한 상태로 설치할 수 있기 때문에, 유기 EL층으로부터 방출되는 광을 효율적으로 외부로 취출할 수 있다.
유기 EL층을 끼우는 하부 전극 및 상부 전극이, 광투과 도전막 및 광반사 도전막을 가지는 구조로 한다. 하부 전극의 광투과 도전막과 상부 전극의 광반사 도전막 사이에 끼워진 영역의 유기 EL층으로부터의 발광은 선택적으로 하부 전극측으로 방출된다. 또한, 하부 전극의 광반사 도전막과 상부 전극의 광투과 도전막에 끼워진 영역의 유기 EL층으로부터의 발광은 선택적으로 상부 전극측으로 방출된다. 그리고, 하부 전극측으로 방출되는 광을 제 1 광학 구조체를 이용하고, 상부 전극측으로 방출되는 광을 제 2 광학 구조체로 이용하여 외부로 취출한다. 제 1 광학 구조체와 제 2 광학 구조체는 다른 면에 설치되어 있고, 중첩한 상태로 설치할 수 있기 때문에, 유기 EL층으로부터 방출되는 광을 효율적으로 외부로 취출할 수 있다.
Description
본 발명은, 전극 간에 유기 일렉트로루미네선스(EL：Electroluminescence)을 이용한 소자(이하, 유기 EL 소자라고 약기함)를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.
지금까지 오랫동안 이용되어 온 백열등이나 형광등 등의 발광 장치 대신에, 최근, 유기 EL 소자를 이용한 발광 장치의 연구가 활발히 행해지고 있다. 유기 EL 소자를 이용한 발광 장치는 전극 간에 끼운 발광성 재료 자체가 발광하기(소위, 자기 발광형) 때문에, 종래의 발광 장치와 비교하여 박형화나 경량화를 행하기 쉽다는 장점이 있다. 또한, 이러한 장점을 살려, 만곡(彎曲)을 가지는 면에 부착하는 것과 같은 방법에도 이용할 수 있다.
종래의 일반적인 발광 장치에서는, 발광성 재료로부터의 발광은 외부로 취출되기 전에, 발광성 재료나 전극 중을 전반사하면서 면방향으로 진행하는 광(박막 모드 도파광(導波光) 등이라고도 불림) 및 기판 중을 전반사하면서 면방향으로 진행하는 광(기판 모드 도파광 등이라고도 불림)이 생기기 때문에, 발광성 재료로부터의 발광 중, 대부분은 외부로 취출되는 일 없이, 발광 장치 내부에서 흡수되어 감쇠되어 버린다.
상술한 기판 모드 도파광이나 박막 모드 도파광을 외부로 취출하는 다양한 방법이 고안되고 있고, 그 중의 하나로서, 「마이크로 렌즈 방식」이 고안 되어 있다.
마이크로 렌즈 방식은, 특허문헌 1에 나타낸 바와 같이, 유기 EL 소자의 발광부의 직경보다 큰 직경을 가지는 광학 구조체를 유기 EL 소자와 중첩하는 상태로 설치함으로써, 광학 구조체와 공기층 계면에 입사되는 광의 각도를 크게(즉, 수직 입사에 가까운 상태) 하여 기판 모드 도파광의 발생을 억제하여, 유기 EL 소자에서의 발광을 보다 많이 외부로 취출함으로써, 발광 장치로부터의 발광량(발광 장치의 전광속이라고도 표현할 수 있음)을 높이는 방법이다.
도 10(A)는 광학 구조체가 형성된 발광 장치의 상면 개략도의 일례이다. 도 10(A)와 같이, 광학 구조체(1520)를 형성한 발광 장치에서는, 광학 구조체(1520)의 직경보다 작은 직경을 가지는 발광 영역(1522)이 광학 구조체(1520)에 중첩하여 형성되어 있다. 또한, 광학 구조체(1520)는 통상, 설치 면적을 넓게 하도록 매우 조밀한 상태로 설치되기 때문에, 예를 들면 도 10(B)의 점선원 P 부분에 발광 영역을 형성해도 상부에 광학 구조체(1520)를 형성할 수가 없기 때문에, 도 10(C)(도 10(B)의 K-L 부분의 단면 개략도)와 같이, 유기 EL층(1504)으로부터 방출되는 광의 대부분이 광학 구조체(1520)에 의해 전반사되기 때문에, 외부로 취출 할 수 있는 광량이 감소하게 된다. 또한, 도 10(C)에 있어서, 부호 1501은 제 1 기판, 부호 1502는 제 2 기판, 부호 1601은 제 1 전극, 부호 1602는 제 2 전극이다. 또한, 제 1 기판(1501)의 유기 EL층(1504)이 형성되어 있는 면과는 반대쪽 면에, 광학 구조체(1520)가 형성되어 있다.
본 발명은, 이러한 기술적 배경 하에서 이루어진 것이다. 따라서, 본 발명은 우수한 전광속을 가지는 발광 장치를 제공하는 것을 과제의 하나로 한다.
또는, 본 발명은 발광 편차가 저감되어 소비 전력이 저감된 발광 장치를 제공하는 것을 과제의 하나로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 이용한 본 발명에서는, 유기 EL층을 끼우는 제 1 전극 및 제 2 전극의 구조, 및 기판에 설치하는 광학 구조체의 설치 위치를 궁리하였다. 이에 대한 상세한 사항을, 도 11을 이용하여 설명한다. 도 11(A)는 제 1 광투과 도전막 및 제 2 광투과 도전막의 구조를 설명하는 도면이며, 도 11(B)는 기판에 설치하는 광학 구조체의 설치 상태를 설명하는 도면이다. 또한, 도 11(A) 및 도 11(B)는 모두 본 발명의 해결 수단을 설명하기 위한 모식적인 도면이며, 엄밀한 구조가 아니라는 것을 미리 말해둔다.
제 1 전극(1610)은, 도 11(A)에 나타낸 바와 같이, 광투과성이 높은 도전막(이하, 제 1 광투과 도전막(1611)이라고 칭함)과 광반사성이 높은 도전막(이하, 제 1 광반사 도전막(1612)이라고 칭함)을 가지는 구조이며, 제 2 전극(1620)은 도 11(A)에 나타낸 바와 같이, 광투과성이 높은 도전막(이하, 제 2 광투과 도전막(1621)이라고 칭함)과 광반사성이 높은 도전막(이하, 제 2 광반사 도전막(1622)이라고 칭함)을 가지는 구조이다. 그리고, 제 1 광투과 도전막(1611)과 제 2 광반사 도전막(1622)이 중첩하고, 또한, 제 1 광반사 도전막(1612)과 제 2 광투과 도전막(1621)이 중첩하는 구조로 했다. 이것에 의해, 도 11(A)와 같이, 제 1 광투과 도전막(1611)과 제 2 광반사 도전막(1622)이 중첩하는 개소에서는, 유기 EL층(1504)으로부터 방출되는 광은 제 2 광반사 도전막(1622)에 의해 반사되어, 제 1 기판(1501)측으로 선택적으로 방출된다. 또한, 제 1 광반사 도전막(1612)과 제 2 광투과 도전막(1621)이 중첩하는 개소에서는, 유기 EL층(1504)으로부터 방출되는 광은 제 1 광반사 도전막(1612)에 의해 반사되어, 제 2 기판(1502)측으로 선택적으로 방출된다.
기판에 설치하는 광학 구조체의 구체적인 설치 상태로서는, 도 11(B)에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판(1501)의 유기 EL층(1504)이 형성된 면과는 반대쪽 면에 제 1 광학 구조체(1631)를 설치하고, 제 2 기판(1502)의 제 1 기판(1501)과 대향하는 면과 반대쪽 면에 제 2 광학 구조체(1632)를 설치한다.
그리고, 제 1 광학 구조체(1631)를 제 2 광반사 도전막(1622)과 중첩하고, 또한, 제 1 광학 구조체(1631)의 단부보다 제 2 광반사 도전막(1622)의 단부가 내측에 위치하도록 형성한다. 또한, 제 2 광학 구조체(1632)를 제 1 광반사 도전막(1612)과 중첩하고, 또한, 제 2 광학 구조체(1632)의 단부보다 제 1 광반사 도전막(1612)의 단부가 내측에 위치하도록 형성한다. 이것에 의해, 보다 많은 면적의 유기 EL층으로부터 방출되는 광을 효율적으로 외부로 취출할 수 있다.
또한, 제 1 광반사 도전막(1612)을 서로 전기적으로 접속함으로써, 제 1 광반사 도전막(1612)은 제 1 전극(1610)의 보조 배선으로서 기능하고, 제 1 전극(1610)의 저항값의 저감에 기여한다. 또한, 제 2 광반사층 도전막(1622)에 대해서도 마찬가지로 서로 전기적으로 접속함으로써, 제 2 전극(1620)의 저항값 저감에 기여한다. 따라서, 발광 편차가 저감되어 소비 전력이 저감된 발광 장치를 제공할 수 있다.
즉, 본 발명의 일양태는, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 발광성의 유기 화합물을 포함하는 유기 EL층이 형성된 구조를 한쪽 면에 구비하고, 다른 한쪽 면에 제 1 광학 구조체를 구비하는 제 1 기판과, 한쪽 면이 제 1 기판의 한쪽 면과 대향하고, 다른 한쪽 면에 제 2 광학 구조체를 구비하는 제 2 기판을 가지고, 제 1 전극은 제 1 기판과 제 2 전극 사이에 위치하고, 제 1 전극은 제 1 광투과 도전막 및 제 1 광반사 도전막을 가지고, 제 2 전극은 제 2 광투과 도전막 및 제 2 광반사 도전막을 가지고, 유기 EL층은 제 1 광투과 도전막과 제 2 광반사 도전막에 접하여 끼워진 제 1 발광 영역과, 제 1 광반사 도전막과 제 2 광투과 도전막에 접하여 끼워진 제 2 발광 영역을 가지고, 제 1 광학 구조체는 제 1 발광 영역과 중첩하고, 또한, 제 1 광학 구조체의 단부보다 제 1 발광 영역의 단부가 내측에 위치하고, 제 2 광학 구조체는 제 2 발광 영역과 중첩하고, 또한, 제 2 광학 구조체의 단부보다 제 2 발광 영역의 단부가 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 장치이다.
상기 본 발명의 일양태에 의하면, 제 1 광투과 도전막과 제 2 광반사 도전막 사이에 끼워진 제 1 발광 영역에서는, 유기 EL층의 발광은 제 2 광반사 도전막의 효과에 의해 선택적으로 제 1 기판측으로 방출된다. 또한, 제 1 광반사 도전막과 제 2 광투과 도전막 사이에 끼워진 제 2 발광 영역에서는, 유기 EL층의 발광은 제 1 광반사 도전막의 효과에 의해 선택적으로 제 2 기판측으로 방출된다. 그리고, 제 1 기판측으로 방출되는 광은 제 1 광학 구조체를 이용하여 외부로 취출되고, 또한, 제 2 기판측으로 방출되는 광은 제 2 광학 구조체를 이용하여 외부로 취출된다. 제 1 광학 구조체와 제 2 광학 구조체는 다른 면에 설치되어 있기 때문에 중첩하여 형성할 수 있다. 따라서, 우수한 전광속을 가지는 발광 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상술한 발명의 일양태에 있어서, 제 2 발광 영역이 제 1 발광 영역과 중첩되지 않는 장소에 위치함으로써, 유기 EL층의 양측이 광반사 도전막에 끼워지는 것에 의한 광(유기 EL층으로부터의 발광)의 손실을 없앨 수 있다.
또한, 상술한 발명의 일양태에 있어서, 제 1 광투과 도전막 및 제 2 광투과 도전막이 400 nm 이상 700 nm 이하의 파장의 광에 대하여 70% 이상의 광투과율을 가지고, 제 1 광반사 도전막 및 상기 제 2 광반사 도전막이 400 nm 이상 700 nm 이하의 파장의 광에 대하여 50% 이상의 광반사율을 가지는 것을 특징으로 함으로써, 광투과 도전막이나 광반사 도전막에 있어서의 광(유기 EL층으로부터의 발광)의 손실을 억제할 수 있다.
또한, 상술한 발명의 일양태에 있어서, 제 1 반사 도전막을 선상(線狀)으로 형성하여 전기적으로 접속함으로써, 제 1 반사 도전막이 제 1 전극의 보조 배선으로서 기능하고, 제 1 전극의 저항값을 저감할 수 있다. 또한, 제 2 반사 도전막에 대해서도 마찬가지로 선상으로 형성하여 전기적으로 접속함으로써, 제 2 전극의 저항값을 저감할 수 있다. 이것에 의해, 발광 장치의 발광 편차를 저감할 수 있다. 또한, 소비 전력을 저감할 수 있다. 또한, 제 1 반사 도전층 또는 제 2 반사 도전층의 적어도 어느 한쪽이 선상으로 형성되어 있으면 좋다.
또한, 상술한 발명의 일양태에 있어서, 제 1 광학 구조체의 직경이 제 1 광학 구조체와 중첩하는 제 1 발광 영역의 직경에 대하여 1.1배 이상 3배 이하이며, 제 2 광학 구조체의 직경이 제 2 광학 구조체와 중첩하는 제 2 발광 영역의 직경에 대하여 1.1배 이상 3배 이하로 함으로써, 광학 구조체와 외부의 공기층계면에서 생기는, 발광 영역으로부터의 광의 전반사를 효율적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 명세서 등에 있어서, 「A의 위에 B가 형성되어 있다」, 혹은, 「A 위에 B가 형성되어 있다」고 명시적으로 기재하는 경우는, A의 위에 B가 직접 접하여 형성되어 있는 것에 한정되지 않는다. 직접 접하지 않는 경우, 즉, A와 B 사이에 다른 대상물이 개재(介在)하는 경우도 포함하는 것으로 한다. 여기서, A, B는 대상물(예를 들면, 장치, 소자, 회로, 배선, 전극, 단자, 막, 또는 층 등)인 것으로 한다.
따라서, 예를 들면, 「층(A) 위 또는 층(A) 위에 층(B)가 형성되어 있다」라고 명시적으로 기재되어 있는 경우는, 층(A)의 위에 직접 접하여 층(B)이 형성되어 있는 경우와, 층(A)의 위에 직접 접하여 다른 층(예를 들면 층(C)이나 층(D) 등)이 형성되어 있고, 그 위에 직접 접하여 층(B)이 형성되어 있는 경우를 포함하는 것으로 한다. 또한, 다른 층(예를 들면 층(C)이나 층(D) 등)은, 단층이어도 좋고, 복층이어도 좋다.
또한, 본 명세서 등에 있어서 「제 1」또는 「제 2」 등의 수사가 붙는 용어는, 요소를 구별하기 위해 편의적으로 이용하고 있는 것으로서, 수적으로 한정하는 것은 아니고, 또한 배치 및 단계의 순서를 한정하는 것도 아니다.
본 발명의 일 형태에서는, 높은 발광 효율을 가지는 발광 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태에서는, 발광 편차가 저감되어 소비 전력이 저감된 발광 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시형태 1에 기재된 발광 장치의 구성을 설명한 도면.
도 2는 실시형태 1에 기재된 발광 장치의 구성을 설명한 도면.
도 3은 실시형태 1에 기재된 발광 장치의 제작 방법을 설명한 도면.
도 4는 실시형태 1에 기재된 발광 장치의 제작 방법을 설명한 도면.
도 5는 실시형태 2에 기재된 발광 장치의 구성을 설명한 도면.
도 6은 실시형태 2에 기재된 발광 장치의 제작 방법을 설명한 도면.
도 7은 유기 EL층을 설명한 도면.
도 8은 유기 EL층을 설명한 도면.
도 9는 본 발명에 관한 발광 장치를 이용한 조명 기기의 형태를 설명한 도면.
도 10은 배경 및 과제를 설명하는 보충도.
도 11은 해결 수단을 설명하기 위한 보충도.
도 12는 해결 수단을 설명하기 위한 보충도.
도 2는 실시형태 1에 기재된 발광 장치의 구성을 설명한 도면.
도 3은 실시형태 1에 기재된 발광 장치의 제작 방법을 설명한 도면.
도 4는 실시형태 1에 기재된 발광 장치의 제작 방법을 설명한 도면.
도 5는 실시형태 2에 기재된 발광 장치의 구성을 설명한 도면.
도 6은 실시형태 2에 기재된 발광 장치의 제작 방법을 설명한 도면.
도 7은 유기 EL층을 설명한 도면.
도 8은 유기 EL층을 설명한 도면.
도 9는 본 발명에 관한 발광 장치를 이용한 조명 기기의 형태를 설명한 도면.
도 10은 배경 및 과제를 설명하는 보충도.
도 11은 해결 수단을 설명하기 위한 보충도.
도 12는 해결 수단을 설명하기 위한 보충도.
실시형태에 대하여, 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지 및 그 범위로부터 벗어나지 않고, 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 이하에 설명하는 발명의 구성에 있어서, 동일 부분 또는 동일한 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 다른 도면간에 공통으로 이용하고, 그 반복의 설명은 생략한다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 개시하는 발명의 일양태에 관한 발광 장치의 제작 방법에 대하여, 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한다.
＜본 실시형태에서의 발광 장치의 구성＞
도 2는, 본 실시형태의 발광 장치(150)의 장치 전체의 상면 개략도이다. 또한, 도 2는 명료화를 위해, 일부의 구성 요소를 기재하고 있지 않다. 도 1은 도 2의 점선 사각 X 부분에 대한 구조를 확대하여 나타낸 도면이다. 도 1(A)는 제 2 광학 구조체(120)측(도 1(C)의 흰색 화살표 N측)으로부터 발광 장치(150)의 일부를 본 평면 개략도이며, 도 1(B)는 제 1 광학 구조체(104)측(도 1(C)의 흰색 화살표 M측)으로부터 발광 장치(150)의 일부를 본 평면 개략도이다. 또한, 도 1(C)는 도 2의 일점 쇄선 A-B 부분 및 C-D 부분, 및 도 1(A) 및 도 1(B)의 일점 쇄선부 E-F 부분의 단면 개략도이다. 또한, 도 1(B)는 도 1(A)에 기재된 범위와 같은 범위를 이면측(즉, 제 2 광학 구조체(120)측)으로부터 본 도면이며, 도 1(A) 및 도 1(B)의 M으로 나타낸 제 2 발광 영역(132)은 같은 장소이며, 도 1(A) 및 도 1(B)의 N으로 나타낸 제 1 발광 영역(130)은 같은 장소이다.
또한, 도 1(A) 및 도 1(B)의 평면 개략도는, 번잡하게 되는 것을 피하기 위해, 발광 장치(150)의 구성 요소의 일부(예를 들면, 제 1 기판(102) 등)를 생략하고 있다.
도 2 및 도 1에 나타낸 발광 장치(150)는, 제 1 광투과 도전막(106) 및 제 1 광반사 도전막(108)을 가지는 제 1 전극(109)과, 제 2 광투과 도전막(116) 및 제 2 광반사 도전막(114)을 가지는 제 2 전극(117)과의 사이에 발광성의 유기 화합물을 포함하는 유기 EL층(112)이 형성된 구조를 한쪽 면에 구비하고, 다른 한쪽 면에 제 1 광학 구조체(104)를 구비하는 제 1 기판(102)과, 한쪽 면이 제 1 기판(102)과 대면하고, 다른 한쪽 면에 제 2 광학 구조체(120)를 구비하는 제 2 기판(118)을 가지는 구조이며, 유기 EL층(112)은 제 1 광투과 도전막(106)과 제 2 광반사 도전막(114)으로 끼워진 제 1 발광 영역(130)과, 제 1 광반사 도전막(108)과 제 2 광투과 도전막(116)으로 끼워진 제 2 발광 영역(132)을 가지고 있다. 또한, 제 1 광반사 도전막(108)의 단부는 절연물(110)에 의해 덮여 있고, 제 1 기판(102)과 제 2 기판(118)은 유기 EL층(112)을 형성한 영역보다 외측(기판 단부측)에 형성된 봉지재(140)에 의해 부착되어 있다.
여기서, 제 1 전극(109), 제 2 전극(117), 제 1 발광 영역(130) 및 제 2 발광 영역(132)의 구조 및 위치 관계를 알기 쉽게 하기 위해, 도 12를 이용하여 이들의 구조 및 위치를 별도 설명한다.
도 12(A)는 제 1 발광 영역(130) 및 제 2 발광 영역(132)의 위치를 설명하기 위한 도면이며, 도 1(C)의 단면 E-F 중, 제 1 기판(102), 제 1 광투과 도전막(106), 제 1 광반사 도전막(108), 절연물(110), 유기 EL층(112), 제 2 광반사 도전막(114) 및 제 2 광투과 도전막(116)만을 추출한 도면이다. 그리고, 유기 EL층(112) 중, 제 1 광투과 도전막(106) 및 제 2 광반사 도전막(114)에 접하여 끼워진 부분이 제 1 발광 영역(130)이 된다. 또한, 유기 EL층(112) 중, 제 1 광반사 도전막(108) 및 제 2 광투과 도전막(116)에 접하여 끼워진 부분이 제 2 발광 영역(132)이 된다.
도 12(B)는, 제 1 전극(109) 및 제 2 전극(117)의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 1(C)의 단면 E-F 중, 제 1 기판(102), 제 1 광투과 도전막(106), 제 1 광반사 도전막(108), 절연물(110), 유기 EL층(112), 제 2 광반사 도전막(114) 및 제 2 광투과 도전막(116)만을 추출하여, 제 1 전극(109)의 구성 요소, 제 2 전극(117)의 구성 요소 및 그 외의 구성 요소로 분할한 도면이다. 그리고, 제 1 전극(109)은 제 1 광투과 도전막(106) 및 제 1 광반사 도전막(108)을 가지는 구조이며, 제 2 전극(117)은 제 2 광반사 도전막(114) 및 제 2 광투과 도전막(116)을 가지는 구조이다.
제 1 광투과 도전막(106) 및 제 2 광투과 도전막(116)은 400 nm 이상 700 nm 이하의 파장의 광에 대하여 70% 이상의 광투과율을 가지고 있고, 유기 EL층(112)으로부터 발광되는 광의 대부분이 투과한다. 또한, 제 1 광반사 도전막(108) 및 제 2 광반사 도전막(114)은 400 nm 이상 700 nm 이하의 파장의 광에 대하여 50% 이상의 광반사율을 가지고 있어, 유기 EL층(112)으로부터 발광되는 광의 대부분을 반사한다. 이 때문에, 제 1 광투과 도전막(106)과 제 2 광반사 도전막(114) 사이에 끼워진 제 1 발광 영역(130)에서는, 유기 EL층(112)에서의 발광의 대부분은 제 1 기판(102)측으로 진행하고, 제 1 광학 구조체(104)를 통하여 외부(공기층이라고도 할 수 있음)로 광이 취출된다. 이것에 대하여, 제 1 광반사 도전막(108)과 제 2 광투과 도전막(116) 사이에 끼워진 제 2 발광 영역(132)에서는 유기 EL층(112)에서의 발광의 대부분은 제 2 기판(118)측으로 진행하고, 제 2 광학 구조체(120)를 통하여 외부(공기층이라고도 할 수 있음)로 광이 취출된다.
제 1 광학 구조체(104)는 제 1 발광 영역(130)과 중첩하고, 또한, 제 1 광학 구조체의 단부보다 제 1 발광 영역(130)의 단부가 내측이 되는 장소에 위치하고 있다. 이것에 의해, 제 1 발광 영역(130)으로부터 방출되는 광을 외부로 효율적으로 취출할 수 있다. 또한, 제 1 광학 구조체(104)는 제 2 광학 구조체(120)와 중첩하는 상태로 설치해도 광 취출 성능에 악영향이 없기 때문에, 설치 자유도가 매우 높다.
제 2 광학 구조체(120)는 제 2 발광 영역(132)과 중첩하고, 또한, 제 2 광학 구조체의 단부보다 제 2 발광 영역(132)의 단부가 내측이 되는 장소에 위치하고 있다. 이것에 의해, 제 2 발광 영역(132)으로부터 방출되는 광을 외부로 효율적으로 취출할 수 있다. 또한, 제 2 광학 구조체(120)는 제 1 광학 구조체(104)와 중첩하는 상태로 설치해도 광 취출 성능에 악영향이 없기 때문에, 설치 자유도가 매우 높다.
또한, 도 1(A) 및 도 1(C)에서는, 제 1 광학 구조체(104) 간에 간극이 형성되어 있지만, 접하여 형성해도 좋다. 단, 제 1 광학 구조체(104)들이 서로 중첩되지 않게 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에서는 제 1 기판(102)의 다른 한쪽 면측에 설치된 제 1 광학 구조체(104)는 모두 제 1 광학 구조체(104)라고 정의하여 기재하지만, 이것은 설명이 복잡하게 되지 않도록 편의상 정의한 것으로, 제 1 광학 구조체(104)가 모두 같은 것이라는 의미는 아니다. 각각이 다른 크기여도 좋고, 모두가 같은 크기여도 좋다.
또한, 제 2 광학 구조체(120)에 대해서도 마찬가지로 각각이 다른 크기여도 좋고, 모두가 같은 크기여도 좋다.
제 1 광투과 도전막(106)은 제 1 기판(102)의 한쪽 면에 면상(面狀)으로 형성되어 있어, 일부가 봉지재(140)보다 외측(기판 단면측)으로 인출되어 있다.
제 1 광반사 도전막(108)은, 본 실시형태에 있어서는 원형으로 형성되어 있지만 형상에 한정은 없고, 어떠한 형태로 형성해도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는, 제 1 광반사 도전막(108)의 단차 부분에서 유기 EL층(112)에 단(段) 끊김이 발생하는 것을 억제하기 위해, 제 1 광반사 도전막(108)의 단부에 접하여 절연물(110)이 형성되어 있다. 그러나, 절연물(110)은 반드시 형성할 필요는 없다. 절연물(110)을 형성하지 않는 경우, 제 1 반사 도전막(108)의 단부는 테이퍼 형상인 것이 바람직하다. 테이퍼각은, 예를 들면, 20°이상 60°이하로 한다. 또한, 테이퍼각이란, 테이퍼 형상을 가지는 층(예를 들면, 제 1 반사 도전막(108))을 그 단면(기판의 표면과 직교하는 면)에 수직인 방향에서 관찰했을 때, 그 층의 측면과 바닥면이 이루는 경사각을 나타낸다. 제 1 광반사 도전막(108)의 단부를 테이퍼 형상으로 함으로써, 절연층(110)을 형성하지 않고도, 유기 EL층(112)의 절단을 방지할 수 있다.
또한, 도 1(C) 점선 사각 Y 부분과 같이, 유기 EL층(112)의 형성 영역보다 외측이며, 또한 하층에 제 1 광투과 도전막(106)이 형성되어 있는 영역에 제 2 광투과 도전막(116)을 형성하는 경우는, 상기 영역에도 절연물(110)을 형성할 필요가 있다. 이것에 의해, 제 1 광투과 도전막(106)과 제 2 광투과 도전막(116)의 단락(短絡)을 억제할 수 있다.
유기 EL층(112)에 대해서는, 실시형태 3에서 구성예를 상세하게 설명한다.
제 2 광반사 도전막(114)은 유기 EL층(112) 위에 형성된다. 또한, 본 실시형태에서는 원형으로 형성되어 있지만 형상에 한정은 없고, 어떠한 형태로 형성해도 좋다.
제 2 광투과 도전막(116)은 일부가 봉지재(140)보다 외측(기판 단면측)으로 인출되어 있다. 또한, 봉지재(140)의 외측으로 인출된 제 1 광투과 도전막(106) 및 제 2 광투과 도전막(116)에 외부 전원(도시하지 않음)을 접속하여, 유기 EL층(112)에 전자 및 정공을 공급함으로써, 유기 EL층(112)을 발광시킬 수 있다.
제 2 기판(118)은 유기 EL층(112)이 형성된 영역보다 기판 단면측의 영역에서, 봉지재(140)에 의해 제 1 기판(102)과 부착되어 있다.
제 2 광학 구조체(120)는 제 2 발광 영역(132)과 중첩하고, 또한, 제 2 광학 구조체의 단부보다 제 2 발광 영역(132)의 단부가 내측이 되는 장소에 위치하고 있다. 또한, 적어도 일부가 제 1 광학 구조체(104)와 중첩하는 상태에 있다.
＜본 실시형태에서의 발광 장치의 제작 방법＞
발광 장치(150)의 제작 방법에 대하여, 도 3 및 도 4를 이용하여 이하에서 설명한다.
먼저, 제 1 기판(102)의 일면에 제 1 광투과 도전막(106)을 형성한다(도 3(A) 참조).
제 1 기판(102)으로서는, 예를 들면, 청판 유리, 백판 유리, 납 유리, 강화 유리, 세라믹 유리 등의 각종 유리 기판이나, 알루미노 실리케이트 유리, 알루미노 붕규산 유리, 바륨 붕규산 유리 등의 무알칼리 유리 기판이나, 석영 기판 등을 이용할 수도 있다.
상술한 각종 유리 기판이나 석영 기판은 수증기 투과성이나 산소 투과성이 낮기 때문에, 후의 공정에서 형성하는 유기 EL층(112)의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 발광 장치(150)는, 제 1 기판(102)측에 광을 방출하기 때문에, 제 1 기판(102)은 가시광 영역(구체적으로는 400 nm 이상 700 nm 이하의 파장 영역)에서, 70% 이상의 투과율을 가지는 기판이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90% 이상의 투과율을 가지는 기판이 바람직하다.
또한, 제 1 기판(102)으로서, 에틸렌 비닐 아세틸레이트(EVA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET), 폴리에테르 술폰 수지(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지(PEN), 폴리비닐 알코올 수지(PVA), 폴리카보네이트 수지(PC), 폴리에틸렌 수지(PE), ABS 수지 등의 각종 플라스틱 기판을 이용할 수도 있다.
상술한 플라스틱 기판을 제 1 기판(102)으로서 이용함으로써, 발광 장치(150)를 박형화, 경량화할 수 있기 때문에, 발광 장치의 부가가치를 높일 수 있다. 또한, 제 2 기판(118)에도 마찬가지로 플라스틱 기판을 이용함으로써, 발광 장치(150)에 가요성을 갖게 할 수 있기 때문에, 곡면 등에도 부착시킬 수 있는 부가가치가 높은 발광 장치를 제공할 수 있다.
또한, 제 1 기판(102)으로서 플라스틱 기판을 이용하는 경우는, 수증기나 산소의 차단 효과(블록성)가 높은 보호막을 형성하는 것이 바람직하다. 수증기나 산소의 차단 효과가 높은 막으로서는, 예를 들면, 산화규소, 질화규소, 산화질화규소, 질화산화규소, 산화알루미늄 등을 단층 또는 적층으로 형성하여 이용할 수 있다. 보호막을 형성함으로써, 후의 공정에서 형성하는 유기 EL층(112)의 열화를 억제할 수 있어, 발광 장치(150)의 신뢰성을 높일 수 있다.
제 1 광투과 도전막(106)을 형성하는 재료로서는, 예를 들면, 산화인듐-산화주석(ITO：Indium Tin Oxide), 규소 혹은 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연, 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐 등의 도전성 금속 산화막을 이용할 수 있다. 이들 재료는 가시광 영역에서 높은 투과율을 가지고 있어, 유기 EL층(112)으로부터의 발광을 높은 비율로 투과할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 발광 장치는, 제 1 기판(102)측으로 광을 방출하기 때문에, 제 1 광투과 도전막(106)은 가시광 영역(구체적으로는 400 nm 이상 700 nm 이하의 파장 영역)에 있어서, 70% 이상의 투과율을 가지는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80% 이상의 투과율을 가지는 것이 바람직하다.
제 1 광투과 도전막(106)의 형성 방법으로서는, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 진공 증착법, 클러스터 빔 증착법, 레이저 증착법 등을 이용하면 좋다. 또한, 상술한 재료를 미세화(구체적으로는 1μm 이하)하여 용매 중에 분산시킨 재료(나노 잉크라고도 불림)를 이용하여, 도포법이나 인쇄법 등에 의해 성막한 후에, 용매를 제거함으로써 형성해도 좋다. 또한, 용매를 제거하는 방법은 사용 재료에 따라 적절히 선택하면 좋고, 예를 들면 가열 처리 등을 행하면 좋다.
또한, 제 1 광투과 도전막(106)을 형성하기 전에, 제 1 기판(102)의 일면에 보호막을 형성해도 좋다. 보호막으로서는, 예를 들면, 산화규소, 질화규소, 산화질화규소, 질화산화규소, 산화알루미늄 등의 수증기 투과성이나 산소 투과성이 낮은 막을 단층 또는 적층으로 형성하여 이용할 수 있다. 보호막을 형성함으로써, 후의 공정에서 형성하는 유기 EL층(112)의 열화를 억제할 수 있어, 발광 장치(150)의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 1 광학 구조체(104)는 후의 공정에서 제 1 기판(102)과 제 2 기판(118)을 부착시킨 후에 제 1 기판(102) 외의 일면에 형성하는 것으로 기재되어 있지만, 제 1 광투과 도전막(106)을 형성하기 전에, 제 1 기판(102)에 미리 형성해도 좋다. 그 경우, 후의 공정에서 형성되는 제 1 발광 영역(130)의 단부가 제 1 광학 구조체(104)의 단부보다 내측이 되도록, 제 1 광반사 도전막(108), 절연물(110) 및 제 2 광반사 도전막(114)을 형성할 필요가 있다.
제 1 기판(102)에 미리 제 1 광학 구조체(104)를 형성하는 경우는, 후술하는 제 1 광학 구조체(104)의 형성 방법 이외에, 가열 처리를 실시하여 연화시킨 제 1 기판(102) 외의 일면에 대하여 광학 구조체의 요철 형상과 반대 형상의 구조물을 누름(나노 임프린트 등이라고도 불림)으로써 형성해도 좋다. 이 방법으로 제 1 광학 구조체(104)를 형성하는 경우, 제 1 기판(102)과는 별도로 제 1 광학 구조체(104)를 준비하는 비용이나, 제 1 광학 구조체(104)를 제 1 기판(102) 외의 일면에 접착하는 비용 및 수고를 줄일 수 있기 때문에, 제조 시간 및 제조 비용을 삭감할 수 있다.
다음에, 제 1 광투과 도전막(106) 위에 제 1 광반사 도전막(108)을 형성한다(도 3(B) 참조).
제 1 광반사 도전막(108)을 형성하는 재료로서는, 예를 들면, 알루미늄, 금, 백금, 은, 니켈, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 코발트, 구리, 마그네슘, 티탄, 또는 팔라듐 등의 금속 재료의 단층이나 적층, 또는 이들 재료를 포함하는 합금 등을 이용할 수 있다.
제 1 광반사 도전막(108)은 후의 공정으로 형성하는 유기 EL층(112)의 일부에 형성되는 제 2 발광 영역(132)(제 1 광반사 도전막(108)과, 후의 공정으로 형성되는 제 2 광투과 도전막(116) 사이에 끼워진 영역)의 발광을 제 2 기판(118)측으로 반사하는 기능을 담당하기 때문에, 400 nm 이상 700 nm 이하의 파장 영역의 광에 대하여 50% 이상의 반사율을 가지는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상의 반사율을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 광반사 도전막(108)은, 제 1 광투과 도전막(106)보다 저항율이 낮은 것이 바람직하다. 구체적으로는 저항율이 1×10-4 Ω?m 이하인 것이 바람직하고, 바람직하게는 저항율이 5×10-5 Ω?m 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 저항율이 5×10?8 Ω?m 이하인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 제 1 광투과 도전막(106)보다 저항율이 충분히 작은 제 1 광반사 도전막(108)을 제 1 광투과 도전막(106)에 접하여 형성함으로써, 전체적으로 저항율을 감소시킬 수 있다. 이것에 의해, 발광 장치의 발광 편차를 저감할 수 있다. 또한, 발광 장치의 소비 전력을 저감할 수 있다.
제 1 광반사 도전막(108)의 형성 방법으로서는, 예를 들면, 스퍼터링법, 저항 가열 증착법, 전자빔 증착법, 이온 플레이팅 등에 의해 상술한 재료로 형성된 막을 성막하여, 드라이 에칭법이나 웨트 에칭법 등의 공지의 기술을 이용하여 형성하면 좋다. 또한, 제 1 광반사 도전막(108)의 형성 부분에 개구부를 형성한 메탈 마스크 등을 제 1 기판(102) 위에 설치한 상태로 성막을 행하여 형성해도 좋다. 이러한 방법을 이용함으로써, 에칭 공정이 불필요해지기 때문에, 발광 장치(150)의 제조에 필요한 시간 및 비용을 삭감할 수 있다.
다음에, 제 1 광반사 도전막(108)의 단부를 덮는 절연물(110)을 형성한다(도 3(C) 참조).
절연물(110)로서는, 예를 들면, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리 아미드이미드 수지, 에폭시 수지 등의 유기 수지를 이용할 수 있다. 또한, 절연물(110)과 제 1 기판(102)이 접하는 각도 및 절연물(110)과 제 1 광반사 도전막(108)이 접하는 각도는 60°이하, 보다 바람직하게는 40°이하로 하는 것이 바람직하다. 절연물(110) 위에는, 후의 공정으로 유기 EL층(112)을 형성하기 때문에, 상술한 바와 같이 상기 각도를 저각도로 함으로써, 유기 EL층(112)의 단 끊김을 억제할 수 있다.
절연물(110)의 형성 방법으로서는, 스핀 코트법, 인쇄법 또는 잉크젯법 등에 의해 제 1 기판(102) 위 및 제 1 광반사 도전막(108) 위에 상술한 재료를 형성하고, 재료에 따른 경화 처리를 행한 후에, 에칭 처리 등의 공지의 기술을 행하여 형성하면 좋다. 또한, 제 1 기판(102)으로서 각종 플라스틱 기판을 이용하는 경우는, 제 1 기판(102)에 변형이 생기지 않는 조건 범위에서 경화 처리를 행할 필요가 있다.
다음에, 제 1 광반사 도전막(108) 위 및 절연물(110) 위에 유기 EL층(112)을 형성한다(도 3(D) 참조).
유기 EL층(112)으로서 이용하는 재료 및 구성에 대해서는, 실시형태 3에 상세한 사항을 기재한다. 또한, 실시형태 3에 기재된 재료 이외의 공지 재료를 이용하여 형성해도 좋다. 또한, 사용 재료는 발광 장치의 사용 목적에 따라 사용 재료를 적절히 선택하면 좋다. 예를 들면, 발광 장치를 백열등이나 형광등 등의 실내 조명 용도로서 이용하는 경우는, 주광색, 주백색 등의 백색계의 발광을 나타내도록, 유기 EL층(112)을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 발광하는 3층 구조로 하여, 각층을 형성할 때에 미조정을 행하여 발광색을 조정하면 좋다. 또한, 보색 관계에 있는 2색을 발광하는 층을 적층하여, 각층을 형성할 때에 미조정을 행하여 발광색을 조정해도 좋다. 물론, 유기 EL층(112)의 구성은, 이것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 유기 EL층(112)은 부분적으로 나누어 도포해도 좋다. 예를 들면, 메탈 마스크 등을 이용하여, 제 1 발광 영역(130)이 되는 유기 EL층(112)과 제 2 발광 영역(132)이 되는 유기 EL층(112)을 나누어 도포해도 좋다. 나누어 도포하는 처리에 대해서는, 유기 EL층(112) 중에 형성되는 각층을 모두 나누어 도포하여도 좋고, 어느 한층 또는 복수의 층을 선택하여 나누어 도포해도 좋다.
나누어 도포하는 처리를 행함으로써, 예를 들면, 표면과 이면에서 발광색이 다른 발광 장치 등을 제작할 수 있다.
유기 EL층(112)의 형성 방법으로서는, 예를 들면, 저항 가열 증착법, 전자빔 증착법 등의 진공 증착법을 이용하면 좋다. 또한, 유기 EL층(112)은 대기 중의 수증기나 산소 등에 의해 현저하게 열화하기 때문에, 제 1 기판(102)과 제 2 기판(118)을 부착시키는 봉지재(도시하지 않음)보다 내측에 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 정해진 장소에 유기 EL층(112)을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면, 유기 EL층(112)을 형성하는 영역에 개구부를 형성한 메탈 마스크 등을 이용하면 좋다.
본 실시형태에 기재한 구성으로 발광 장치를 제작하면, 유기 EL층(112)을 한 번 형성하는 것만으로 양측으로 광을 방출할 수 있기 때문에, 제조 시간이나 제조 비용의 저감이라는 관점에서도 효과적이다.
다음에, 유기 EL층(112) 위에 제 2 광반사 도전막(114)을 형성한다(도 3(E) 참조).
제 2 광반사 도전막(114)을 형성하는 재료로서는, 제 1 광반사 도전막(108)과 같은 재료를 이용할 수 있다. 또한, 제 2 광반사 도전막(114)에 요구되는 반사율이나 저항율도 제 1 광반사 도전막(108)과 마찬가지이다.
제 2 광반사 도전막(114)의 형성 방법으로서는, 예를 들면, 제 2 광반사 도전막(114)의 형성 부분에 개구부를 형성한 메탈 마스크 등을 제 1 기판(102) 위에 설치한 상태에서, 스퍼터링법, 저항 가열 증착법, 전자빔 증착법, 이온 플레이팅 등에 의해 상술한 재료를 성막하면 좋다. 또한, 성막 처리는 유기 EL층(112) 중에 포함되는 유기 재료가 열에 의해 결정화하지 않는 온도 범위에서 행하는 것이 바람직하다. 또한, 스퍼터링법에 의해 제 2 광반사 도전막(114)을 형성하는 경우는, 대향 타겟식 스퍼터링법(미러트론 스퍼터링법(mirrortron sputtering method)이라고도 칭함) 등의 유기 EL층(112)에 대한 데미지가 적은 방법을 이용하는 것이 바람직하다.
제 2 광반사 도전막(114)을 형성함으로써, 유기 EL층(112)의 일부가 제 1 광투과 도전막(106) 및 제 2 광반사 도전막(114)에 의해 끼워진, 제 1 발광 영역(130)이 된다(도 3(E) 참조).
또한, 제 2 광반사 도전막(114)은 유기 EL층(112)이 제 1 광반사 도전막(108) 및 제 2 광반사 도전막(114)에 접하여 끼워진 영역이 생기지 않도록 형성하는 것이 바람직하다. 이것은, 상기 영역에서는 유기 EL층(112)으로부터의 발광이 제 1 광반사 도전막(108) 및 제 2 광반사 도전막(114)에 의해 다중 반사하게 되어 광이 감쇠하기 때문이다.
다음에, 유기 EL층(112) 위 및 제 2 광반사 도전막(114) 위에 제 2 광투과 도전막(116)을 형성한다(도 4(A) 참조).
제 2 광투과 도전막(116)을 형성하는 재료로서는, 제 1 광투과 도전막(106)과 같은 재료를 이용할 수 있다. 또한, 제 2 광투과 도전막(116)에 요구되는 광투과율 특성도 제 1 광투과 도전막(106)과 마찬가지이다.
제 2 광투과 도전막(116)의 형성 방법으로서는, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 진공 증착법, 클러스터 빔 증착법, 레이저 증착법 등에 의해 성막하면 좋다. 또한, 성막 처리는 유기 EL층(112) 중에 포함되는 유기 재료가 열에 의해 결정화하지 않는 온도 범위에서 행하는 것이 바람직하다. 또한, 스퍼터링법에 의해 제 2 광투과 도전막(116)을 형성하는 경우는, 대향식 스퍼터링법(미러트론 스퍼터링법이라고도 칭함) 등의 유기 EL층(112)에 대한 데미지가 적은 방법을 이용하는 것이 바람직하다.
제 2 광투과 도전막(116)을 형성함으로써, 유기 EL층(112)의 일부가 제 1 광반사 도전막(108) 및 제 2 광투과 도전막(116)에 의해 끼워진, 제 2 발광 영역(132)이 된다.
다음에, 제 2 광투과 도전막(116) 위에 봉지재(140)를 형성하고, 봉지재(140)를 통하여 제 1 기판(102)의 한쪽 면측과 제 2 기판(118)의 한쪽 면측을 대향한 상태로 부착시킨다(도 4(B) 참조).
제 2 기판(118)으로서는, 제 1 기판(102)과 같은 재질을 이용할 수 있다. 또한, 제 2 기판(118)에 요구되는 광투과율 특성이나, 제 2 기판(118)에 대한 보호막의 형성 방법 및 재료에 대해서도, 제 1 기판(102)과 마찬가지이다.
또한, 제 2 기판(118)은 유기 EL층(112)이 형성된 영역보다 외측(기판 단부측)에서 봉지재를 이용하여 제 1 기판(102)과 부착되고, 유기 EL층(112)은 제 1 기판(102), 제 2 기판(118) 및 봉지재에 의해 봉지되어 있다.
또한, 봉지를 행할 때는, 감압 상태 또는 질소 등의 불활성 가스 분위기중에서 행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 제 1 기판(102), 제 2 기판(118) 및 봉지재에 의해 둘러싸인 공간은 감압 상태 또는 불활성 가스로 채워진 상태가 되기 때문에, 유기 EL층(112)의 열화를 억제할 수 있다.
다음에, 제 1 기판(102) 외의 일면에 제 1 광학 구조체(104)를 형성하고, 제 2 기판(118) 외의 일면에 제 2 광학 구조체(120)를 형성한다(도 4(C) 참조).
제 1 광학 구조체(104) 및 제 2 광학 구조체(120)로서는, 예를 들면, 반구 렌즈, 마이크로 렌즈 어레이, 요철 구조가 실시된 필름, 광확산 필름 등을 이용할 수 있고, 공지의 접착제 등을 이용하여 제 1 기판(102) 외의 일면 및 제 2 기판(118) 외의 일면에 접착하여 형성하면 좋다.
또한, 기판에 직접 요철 구조를 형성해도 좋다. 기판에 직접 요철 구조를 형성하는 방법으로서는, 예를 들면, 에칭법, 연마용 입자 가공법(샌드 블레스트법), 마이크로 블래스트 가공법, 액적 토출법이나, 인쇄법(스크린 인쇄나 오프셋 인쇄 등 패턴이 형성되는 방법), 스핀 코트법 등의 도포법, 디핑법, 디스펜서법, 나노 임프린트법 등을 적절히 이용할 수 있다.
또는, 반구 렌즈, 마이크로 렌즈 어레이나, 요철 구조가 실시된 필름, 광확산 필름 등을 표면에 가지는 유기 수지를, 공지의 접착제 등을 이용하여 제 1 기판(102) 외의 일면 및 제 2 기판(118) 외의 일면에 접착함으로써 요철 구조를 형성해도 좋다.
제 1 광학 구조체(104)의 직경은, 각각의 광학 구조체와 중첩하는 제 2 광반사 도전막(114)의 직경에 대하여 1.1배 이상 3배 이하, 바람직하게는 1.5배 이상 3배 이하인 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는, 각각의 광학 구조체와 중첩하는 제 1 발광 영역(130)의 직경에 대하여 1.1배 이상 3배 이하, 더욱 바람직하게는 1.5배 이상 3배 이하인 것이 바람직하다.
제 2 광학 구조체(120)의 직경은 각각의 광학 구조체와 중첩하는 제 1 광반사 도전막(108)의 직경에 대하여 1.1배 이상 3배 이하, 바람직하게는 1.5배 이상 3배 이하인 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는, 각각의 광학 구조체와 중첩하는 제 2 발광 영역(132)의 직경에 대하여 1.1배 이상 3배 이하, 더욱 바람직하게는 1.5배 이상 3배 이하인 것이 바람직하다.
상술한 구조로 함으로써, 유기 EL층(112)의 발광을 제 1 광학 구조체(104) 및 제 2 광학 구조체(120)에 의해 효율적으로 외부로 취출할 수 있다.
또한, 제 1 광학 구조체(104)는 중앙 부분이 제 1 발광 영역(130)과 중첩하도록 형성하고, 또한, 적어도 일부가 제 2 광학 구조체(120)와 중첩하도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 광학 구조체(120)는 중앙 부분이 제 2 발광 영역(132)과 중첩하도록 형성하고, 또한, 적어도 일부가 제 1 광학 구조체(104)와 중첩하도록 형성하는 것이 바람직하다.
제 1 광학 구조체(104)와 제 2 광학 구조체(120)의 일부를 중첩하여 형성함으로써, 기판의 한쪽으로부터 취출하는 통상의 마이크로 렌즈 방식과 비교하여 많은 면적에 대하여 광학 구조체를 설치하는 것이 가능하게 된다.
＜본 실시형태에서의 발광 장치의 효과＞
상기 공정에 의해 제작된 발광 장치(150)에서는, 제 1 발광 영역(130)에서의 발광은 제 2 광반사 도전막(114)의 효과에 의해, 제 1 기판(102)을 향하여 선택적으로 방출되고, 제 1 광학 구조체(104)에 의해 외부로 취출된다. 또한, 제 2 발광 영역(132)에서의 발광은 제 1 광반사 도전막(108)의 효과에 의해, 제 2 기판(118)을 향하여 선택적으로 방출되고, 제 2 광학 구조체(120)에 의해 외부로 취출된다.
또한, 제 1 광학 구조체(104)와 제 2 광학 구조체(120)는 적어도 일부에서 중첩하는 상태로 설치되어 있기 때문에, 한쪽 기판에만 광학 구조체를 설치한 같은 크기의 발광 장치와 비교하여, 보다 많은 면적에 대하여 광학 구조체를 설치할 수 있다.
상술한 효과에 의해, 본 실시형태에 나타내는 구조의 발광 장치(150)는 우수한 전광속을 가지는 발광 장치가 된다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 실시형태 1에서 제작한 발광 장치의 구조에 있어서, 제 1 광반사 도전막(108) 및 제 2 광반사 도전막(114)의 형상이 다른 구조에 대하여, 도 5 내지 도 6을 이용하여 설명한다. 또한, 제 1 광반사 도전막(108) 및 제 2 광반사 도전막(114)의 형상이 다른 경우에도 장치 전체의 상면 개략도에는 변경 개소가 반영되지 않기 때문에, 장치 전체의 상면 개략도는 도 2를 이용하여 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 발명의 구성에 있어서, 실시형태 1과 동일 부분 또는 동일한 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 다른 도면간에서 공통으로 이용하고, 그 반복 설명은 생략한다.
＜본 실시형태에서의 발광 장치의 구성＞
도 5는 도 2의 점선 사각 X 부분에 대한 구성을 추출하여 나타낸 도면이며, 도 5(A)는 제 2 광학 구조체(120)측으로부터 발광 장치(650)의 일부를 본 평면 개략도이며, 도 5(B)는 제 1 광학 구조체(104)측으로부터 발광 장치(650)의 일부를 본 평면 개략도이다. 또한, 도 5(C)는 도 2의 일점 쇄선 A-B 부분 및 C-D 부분, 및 도 5(A) 및 도 5(B)의 일점 쇄선부 G-H 부분 및 I-J 부분의 단면 개략도이다. 또한, 도 5(B)는 도 5(A)에 기재된 범위와 같은 범위를 이면측(즉, 제 1 광학 구조체(104)측)으로부터 본 도면이며, 도 5(A) 및 도 5(B)의 M으로 나타낸 제 1 발광 영역(130)은 같은 장소이며, 도 5(A) 및 도 5(B)의 N으로 나타낸 제 2 발광 영역(132)은 같은 장소이다.
또한, 발광 장치(650)의 각 구성 요소에 대한 설명은, 제 1 광반사 도전막(108) 및 제 2 광반사 도전막(114) 이외에 대하여 기본적으로 실시형태 1에 기재되는 내용과 같기 때문에, 여기에서는 제 1 광반사 도전막(108) 및 제 2 광반사 도전막(114)에 대해서만 설명을 기재한다.
제 1 광반사 도전막(108)은 본 실시형태에서는 복수의 제 2 발광 영역(132)에 중첩하여 형성된다. 즉, 도 5(A) 및 도 5(B)와 같이, 복수의 제 2 발광 영역(132)을 일련의 형상으로 연결하는 상태로 형성된다. 이러한 형상으로 함으로써, 제 1 전극(109)의 저항값을 크게 저감할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 절연물(110)이 형성되어 있지만, 절연물(110)이 형성되지 않는 경우에는, 제 1 광반사 도전막(108)의 단부는, 테이퍼 형상인 것이 바람직하다. 테이퍼각은 예를 들면, 20°이상 60°이하로 한다. 또한, 테이퍼각은, 테이퍼 형상을 가지는 층(예를 들면, 제 1 광반사 도전막(108))을 그 단면(기판의 표면과 직교하는 면)에 수직인 방향에서 관찰했을 때에, 상기 층의 측면과 바닥면이 이루는 경사각을 나타낸다. 제 1 광반사 도전막(108)의 단부를 테이퍼 형상으로 함으로써, 유기 EL층(112)을 형성할 때의 절단을 방지할 수 있다.
제 2 광반사 도전막(114)은, 본 실시형태에서는 복수의 제 1 발광 영역(130)에 중첩하여 형성된다. 즉, 도 5(A) 및 도 5(B)와 같이, 복수의 제 1 발광 영역(130)을 일련의 형상으로 연결하는 상태로 제 2 광반사 도전막(114)이 형성된다. 이러한 형상으로 함으로써, 제 2 전극(117)의 저항값을 크게 저감할 수 있다.
＜본 실시형태에서의 발광 장치의 제작 방법＞
발광 장치(650)의 제작 방법에 대하여, 도 6을 이용하여 이하에서 설명한다.
먼저, 제 1 기판(102) 위에 제 1 광투과 도전막(106)을 형성하고, 제 1 광투과 도전막(106) 위에 제 1 광반사 도전막(108)을 형성한다(도 6(A) 참조). 각 구성 요소에 대한 사용 재료나 형성 방법 등은 실시형태 1과 마찬가지이므로, 여기에서는 설명을 생략한다.
제 1 광반사 도전막(108)은 모든 부분을 같은 재료로 형성해도 좋고, 일부를 다른 재료로 형성해도 좋다. 예를 들면, 제 2 발광 영역(132)과 중첩하는 개소에는, 400 nm 이상 700 nm 이하의 영역의 광에 대한 반사율이 높은 재료를 이용하고, 그 외의 부분에 대해서는 저항율이 낮은 재료를 이용하는 방법을 들 수 있다. 이것에 의해, 제 2 발광 영역(132)에서의 발광을 효율적으로 제 2 광학 구조체(120)측으로 방출할 수 있다. 또한, 제 1 전극(109)의 저항값을 저감할 수 있기 때문에, 면내에서의 발광 편차를 억제할 수 있다.
다음에, 제 1 광투과 도전막(106) 및 제 1 광반사 도전막(108) 위에 절연물(110)을 형성하고, 제 1 광반사 도전막(108) 및 절연물(110) 위에 유기 EL층(112)을 형성하고, 유기 EL층(112) 위에 제 2 광반사 도전막(114)을 형성한다(도 6(B) 참조).
제 2 광반사 도전막(114)은 모든 부분을 같은 재료로 형성해도 좋고, 일부를 다른 재료로 형성해도 좋다. 예를 들면, 제 1 발광 영역(130)과 중첩하는 개소에는, 400 nm 이상 700 nm 이하의 영역의 광에 대한 반사율이 높은 재료를 이용하고, 그 외의 부분에 대해서는 저항율이 낮은 재료를 이용하는 방법을 들 수 있다. 이것에 의해, 제 1 발광 영역(130)에서의 발광을 효율적으로 제 1 광학 구조체(104)측으로 방출할 수 있고, 또한, 제 2 전극(117)의 저항값을 저감할 수 있기 때문에, 면내에서의 발광 편차를 억제할 수 있다.
이후의 공정에 대해서는, 실시형태 1과 마찬가지이므로 여기에서는 설명을 생략한다.
＜본 실시형태에서의 발광 장치의 효과＞
상기 공정에 의해 제작된 발광 장치(650)에서는, 실시형태 1에 기재한 효과에 더하여, 제 1 광반사 도전막(108)이 기판면 내에 선상(線狀)으로 리드되고 있기 때문에, 제 1 전극(109)의 저항값을 크게 저감할 수 있다. 또한, 제 2 광반사 도전막(114)이 기판면 내에 선상으로 리드되고 있기 때문에, 제 2 전극(117)의 저항값을 크게 저감할 수 있다.
상술한 효과에 의해, 본 실시형태에 나타내는 구조의 발광 장치(650)는, 발광의 편차를 저감할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일양태에 적용할 수 있는 EL층의 일례에 대하여, 도 7을 이용하여 설명한다.
도 7(A)에 나타낸 유기 EL층(112)은 제 1 광투과 도전막(106) 및 제 2 광반사 도전막(114) 사이에 끼워진 제 1 발광 영역(130)의 단면 개략도이다. 또한, 제 1 광투과 도전막(106), 제 2 광반사 도전막(114)은 상기 실시형태와 같은 재료 및 구성을 이용할 수 있다.
유기 EL층(112)은 적어도 발광성의 유기 화합물을 포함하는 발광층이 포함되어 있으면 좋다. 그 외에, 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층, 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층, 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층, 바이폴러성의 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질)을 포함하는 층 등을 적절히 조합한 적층 구조를 구성할 수 있다. 본 실시형태에서, 유기 EL층(112)은 제 1 광투과 도전막(106)측으로부터, 정공 주입층(701), 정공 수송층(702), 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(703), 전자 수송층(704), 전자 주입 버퍼층(706), 전자 릴레이층(707), 및 제 2 광반사 도전막(114)과 접하는 복합 재료층(708)의 순으로 적층되어 있다. 또한, 이것들을 반전시킨 적층 구조로 해도 좋다.
도 7(A)에 나타낸 발광 소자의 제작 방법에 대하여 설명한다.
정공 주입층(701)은, 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 주입성이 높은 물질로서는, 예를 들면, 몰리브덴 산화물, 티탄 산화물, 바나듐 산화물, 레늄 산화물, 루테늄 산화물, 크롬 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물, 탄탈 산화물, 은 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물 등의 금속 산화물을 이용할 수 있다. 또한, 프탈로시아닌(약칭：H2Pc), 구리(II) 프탈로시아닌(약칭：CuPc) 등의 프탈로시아닌계의 화합물을 이용할 수 있다.
또한, 저분자의 유기 화합물인 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭：TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭：MTDATA), 4,4'-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭：DPAB), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)비페닐(약칭：DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭：DPA3B), 3-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭：PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭：PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카르바졸-3-일)아미노]-9-페닐카르바졸(약칭：PCzPCN1) 등의 방향족 아민 화합물 등을 이용할 수 있다.
또한, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등)을 이용할 수도 있다. 예를 들면, 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭：PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭：PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약칭：PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭：Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 들 수 있다. 또한, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌설폰산)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/폴리(스티렌설폰산)(PAni/PSS) 등의 산을 첨가한 고분자 화합물을 이용할 수 있다.
특히, 정공 주입층(701)으로서, 정공 수송성이 높은 유기 화합물에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 이용함으로써, 제 1 도전층(750)으로부터의 정공 주입성을 양호하게 하여, 발광 소자의 구동 전압을 저감할 수 있다. 이들 복합 재료는, 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터 물질을 공증착함으로써 형성할 수 있다. 이 복합 재료를 이용하여 정공 주입층(701)을 형성함으로써, 제 1 도전층(750)으로부터 유기 EL층(112)으로의 정공 주입이 용이하게 된다.
복합 재료에 이용하는 유기 화합물로서는, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등 다양한 화합물을 이용할 수 있다. 또한, 복합 재료에 이용하는 유기 화합물로서는, 정공 수송성이 높은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 10-6 cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 가지는 물질인 것이 바람직하다. 단, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이것들 이외의 것을 이용해도 좋다. 이하에서는 복합 재료에 이용할 수 있는 유기 화합물을 구체적으로 열거한다.
복합 재료에 이용할 수 있는 유기 화합물로서는, 예를 들면, TDATA, MTDATA, DPAB, DNTPD, DPA3B, PCzPCA1, PCzPCA2, PCzPCN1, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭：NPB 또는 α-NPD), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(약칭：TPD), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭：BPAFLP) 등의 방향족 아민 화합물이나, 4,4'-디(N-카르바졸릴)비페닐(약칭：CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카르바졸릴)페닐]벤젠(약칭：TCPB), 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭：CzPA), 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭：PCzPA), 1,4-비스[4-(N-카르바졸릴)페닐]-2,3,5,6-테트라페닐벤젠 등의 카르바졸 유도체를 이용할 수 있다.
또한, 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭：t-BuDNA), 2-tert-부틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센, 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭：DPPA), 2-tert-부틸-9,10-비스(4-페닐페닐)안트라센(약칭：t-BuDBA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭：DNA), 9,10-디페닐안트라센(약칭：DPAnth), 2-tert-부틸안트라센(약칭：t-BuAnth), 9,10-비스(4-메틸-1-나프틸)안트라센(약칭：DMNA), 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]-2-tert-부틸안트라센, 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센 등의 방향족 탄화수소 화합물을 이용할 수 있다.
또한, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센, 9,9'-비안트릴, 10,10'-디페닐-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스(2-페닐페닐)-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스[(2,3,4,5,6-펜타페닐)페닐]-9,9'-비안트릴, 안트라센, 테트라센, 루브렌, 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌, 펜타센, 코로넨, 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(약칭：DPVBi), 9,10-비스[4-(2,2-디페닐비닐)페닐]안트라센(약칭：DPVPA) 등의 방향족 탄화수소 화합물을 이용할 수 있다.
또한, 전자 수용체로서는, 7,7,8,8-테트라시아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노디메탄(약칭：F4-TCNQ), 클로라닐 등의 유기 화합물이나, 천이 금속 산화물을 들 수 있다. 또한, 원소 주기표에서의 제 4 족 내지 제 8 족에 속하는 금속의 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는, 산화바나듐, 산화니오브, 산화탄탈, 산화크롬, 산화몰리브덴, 산화텅스텐, 산화망간, 산화레늄은 전자 수용성이 높기 때문에 바람직하다. 그 중에서도 특히, 산화몰리브덴은 대기 중에서도 안정적이고, 흡습성이 낮고, 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다.
또한, 상술한 PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물과, 상술한 전자 수용체를 이용하여 복합 재료를 형성하여, 정공 주입층에 이용해도 좋다.
정공 수송층(720)은 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 수송성이 높은 물질로서는, 예를 들면, NPB, TPD, BPAFLP, 4,4'-비스[N-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭：DFLDPBi), 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭：BSPB) 등의 방향족 아민 화합물을 이용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은, 주로 10-6 cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 가지는 물질이다. 단, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이것들 이외의 것을 이용해도 좋다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층은 단층의 것뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층한 것으로 해도 좋다.
또한, 정공 수송층(702)에는, CBP, CzPA, PCzPA와 같은 카르바졸 유도체나, t-BuDNA, DNA, DPAnth와 같은 안트라센 유도체를 이용해도 좋다.
또한, 정공 수송층(702)에는, PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물을 이용할 수도 있다.
발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(703)은, 형광을 발광하는 형광성 화합물이나 인광을 발광하는 인광성 화합물을 이용할 수 있다.
발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(703)에 이용할 수 있는 형광성 화합물로서는, 예를 들면, 청색계의 발광 재료로서, N,N'-비스[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N,N'-디페닐스틸벤-4,4'-디아민(약칭：YGA2S), 4-(9H-카르바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약칭：YGAPA), 4-(10-페닐-9-안트릴)-4'-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)트리페닐아민(약칭：PCBAPA) 등을 들 수 있다. 또한, 녹색계의 발광 재료로서, N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭：2PCAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭：2PCABPhA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭：2DPAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭：2DPABPhA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)]-N-[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐안트라센-2-아민(약칭：2YGABPhA), N,N,9-트리페닐안트라센-9-아민(약칭：DPhAPhA) 등을 들 수 있다. 또한, 황색계의 발광 재료로서, 루브렌, 5,12-비스(1,1'-비페닐-4-일)-6,11-디페닐테트라센(약칭：BPT) 등을 들 수 있다. 또한, 적색계의 발광 재료로서, N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-디아민(약칭：p-mPhTD), 7,14-디페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-디아민(약칭：p-mPhAFD) 등을 들 수 있다.
또한, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(703)에 이용할 수 있는 인광성 화합물로서는, 예를 들면, 청색계의 발광 재료로서, 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)테트라키스(1-피라졸릴)보레이트(약칭：FIr6), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)피콜리네이트(약칭：FIrpic), 비스{2-[3',5'-비스(트리플루오로메틸)페닐]피리디나토-N,C2'}이리듐(III)피콜리네이트(약칭：Ir(CF3ppy)2(pic)), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭：FIr(acac)) 등을 들 수 있다. 또한, 녹색계의 발광 재료로서, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2')이리듐(III)(약칭：Ir(ppy)3), 비스(2-페닐피리디나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭：Ir(ppy)2(acac)), 비스(1,2-디페닐-1H-벤조이미다졸라토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭：Ir(pbi)2(acac)), 비스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭：Ir(bzq)2(acac)), 트리스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III)(약칭：Ir(bzq)3) 등을 들 수 있다. 또한, 황색계의 발광 재료로서, 비스(2,4-디페닐-1,3-옥사졸라토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭：Ir(dpo)2(acac)), 비스[2-(4'-퍼플루오로페닐페닐)피리디나토]이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭：Ir(p-PF-ph)2(acac)), 비스(2-페닐벤조티아졸라토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭：Ir(bt)2(acac)), (아세틸아세토네이트)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)-5-메틸피라지나토]이리듐(III)(약칭：Ir(Fdppr-Me)2(acac)), (아세틸아세토네이트)비스{2-(4-메톡시페닐)-3,5-디메틸피라지나토}이리듐(III)(약칭：Ir(dmmoppr)2(acac)) 등을 들 수 있다. 또한, 오렌지색계의 발광 재료로서, 트리스(2-페닐퀴놀리나토-N,C2')이리듐(III)(약칭：Ir(pq)3), 비스(2-페닐퀴놀리나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭：Ir(pq)2(acac)), (아세틸아세토네이트)비스(3,5-디메틸-2-페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭：Ir(mppr-Me)2(acac)), (아세틸아세토네이트)비스(5-이소프로필-3-메틸-2-페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭：Ir(mppr-iPr)2(acac)) 등을 들 수 있다. 또한, 적색계의 발광 재료로서, 비스[2-(2'-벤조[4,5-α]티에닐)피리디나토-N,C3']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭：Ir(btp)2(acac)), 비스(1-페닐이소퀴놀리나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭：Ir(piq)2(acac)), (아세틸아세토네이트)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭：Ir(Fdpq)2(acac)), (아세틸아세토네이트)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭：Ir(tppr)2(acac)), (디피발로일메타나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭：Ir(tppr)2(dpm)), 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르피린 백금(II)(약칭：PtOEP) 등의 유기 금속 착체를 들 수 있다. 또한, 트리스(아세틸아세토네이트)(모노페난트롤린)테르븀(III)(약칭：Tb(acac)3(Phen)), 트리스(1,3-디페닐-1,3-프로판디오나토)(모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭：Eu(DBM)3(Phen)), 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트리플루오로아세토나토](모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭：Eu(TTA)3(Phen)) 등의 희토류 금속 착체는, 희토류 금속 이온으로부터의 발광(다른 다중도간의 전자 천이)이기 때문에, 인광성 화합물로서 이용할 수 있다.
또한, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(703)으로서는, 상술한 발광성의 유기 화합물(게스트 재료)을 다른 물질(호스트 재료)에 분산시킨 구성으로 해도 좋다. 호스트 재료로서는, 각종의 것을 이용할 수 있고, 발광성의 물질보다 최저 공궤도 준위(LUMO 준위)가 높고, 최고 피점유 궤도 준위(HOMO 준위)가 낮은 물질을 이용하는 것이 바람직하다.
호스트 재료로서는, 구체적으로는, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약칭：Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약칭：Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(II)(약칭：BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(III)(약칭：BAlq), 비스(8-퀴놀리놀라토)아연(II)(약칭：Znq), 비스[2-(2-벤조옥사졸릴)페놀라토]아연(II)(약칭：ZnPBO), 비스[2-(2-벤조티아졸릴)페놀라토]아연(II)(약칭：ZnBTZ) 등의 금속 착체, 2-(4-비페니릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭：PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭：OXD-7), 3-(4-비페니릴)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭：TAZ), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리일)트리스(1-페닐-1H-벤조이미다졸)(약칭：TPBI), 바소페난트롤린(약칭：BPhen), 바소큐프로인(약칭：BCP) 등의 복소환 화합물이나, 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭：CzPA), 3,6-디페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭：DPCzPA), 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭：DPPA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭：DNA), 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭：t-BuDNA), 9,9'-비안트릴(약칭：BANT), 9,9'-(스틸벤-3,3'-디일)디페난트렌(약칭：DPNS), 9,9'-(스틸벤-4,4'-디일)디페난트렌(약칭：DPNS2), 3,3',3''-(벤젠-1,3,5-트리일)트리피렌(약칭：TPB3), 9,10-디페닐안트라센(약칭：DPAnth), 6,12-디메톡시-5,11-디페닐크리센 등의 축합 방향족 화합물, N,N-디페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸-3-아민(약칭：CzA1PA), 4-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약칭：DPhPA), N,9-디페닐-N-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸-3-아민(약칭：PCAPA), N,9-디페닐-N-{4-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]페닐}-9H-카르바졸-3-아민(약칭：PCAPBA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭：2PCAPA), NPB(또는 α-NPD), TPD, DFLDPBi, BSPB 등의 방향족 아민 화합물 등을 이용할 수 있다.
또한, 호스트 재료는 복수종 이용할 수 있다. 예를 들면, 결정화를 억제하기 위해 루브렌 등의 결정화를 억제하는 물질을 더 첨가해도 좋다. 또한, 게스트 재료로의 에너지 이동을 보다 효율 좋게 행하기 위해 NPB, 혹은 Alq 등을 더 첨가해도 좋다.
게스트 재료를 호스트 재료에 분산시킨 구성으로 함으로서, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(703)의 결정화를 억제할 수 있다. 또한, 게스트 재료의 농도가 높은 것에 의한 농도 소광을 억제할 수 있다.
또한, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(703)으로서 고분자 화합물을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 청색계의 발광 재료로서, 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)(약칭：PFO), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,5-디메톡시벤젠-1,4-디일)](약칭：PF-DMOP), 폴리{(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-[N,N'-디-(p-부틸페닐)-1,4-디아미노벤젠]}(약칭：TAB-PFH) 등을 들 수 있다. 또한, 녹색계의 발광 재료로서, 폴리(p-페닐렌비닐렌)(약칭：PPV), 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-alt-co-(벤조[2,1,3]티아디아졸-4,7-디일)](약칭：PFBT), 폴리[(9,9-디옥틸-2,7-디비닐렌플루오레닐렌)-alt-co-(2-메톡시-5-(2-에틸헥실록시)-1,4-페닐렌)] 등을 들 수 있다. 또한, 오렌지색?적색계의 발광 재료로서, 폴리[2-메톡시-5-(2'-에틸헥속시)-1,4-페닐렌비닐렌](약칭：MEH-PPV), 폴리(3-부틸티오펜-2,5-디일)(약칭：R4-PAT), 폴리{[9,9-디헥실-2,7-비스(1-시아노비닐렌)플루오레닐렌]-alt-co-[2,5-비스(N,N'-디페닐아미노)-1,4-페닐렌]}, 폴리{[2-메톡시-5-(2-에틸헥실록시)-1,4-비스(1-시아노비닐렌페닐렌)]-alt-co-[2,5-비스(N,N'-디페닐아미노)-1,4-페닐렌]}(약칭：CN-PPV-DPD) 등을 들 수 있다.
또한, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층을 복수 형성하여, 각각의 층의 발광색을 다른 것으로 함으로써, 발광 소자 전체적으로, 소망의 색의 발광을 얻을 수 있다. 예를 들면, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층을 2개 가지는 발광 소자에 있어서, 제 1 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층의 발광색과 제 2 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층의 발광색을 보색의 관계가 되도록 함으로써, 발광 소자 전체적으로 백색 발광하는 발광 소자를 얻는 것도 가능하다. 또한, 보색이란 혼합하면 무채색이 되는 색들간의 관계를 말한다. 즉, 보색의 관계에 있는 색을 발광하는 물질로부터 얻어진 광을 혼합하면, 백색 발광을 얻을 수 있다. 또한, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층을 3개 이상 가지는 발광 소자의 경우에도 마찬가지이다.
전자 수송층(704)은, 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 수송성이 높은 물질로서는, 예를 들면, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭：Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭：Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(약칭：BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭：BAlq) 등, 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체 등을 들 수 있다. 또한, 이 외에, 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조옥사졸라토]아연(약칭：Zn(BOX)2), 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조티아졸라토]아연(약칭：Zn(BTZ)2) 등의 옥사졸계, 티아졸계 배위자를 가지는 금속 착체 등도 이용할 수 있다. 또한, 금속 착체 이외에도, 2-(4-비페니릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭：PBD)이나, 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭：OXD-7), 3-(4-비페니릴)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭：TAZ), 바소페난트롤린(약칭：BPhen), 바소큐프로인(약칭：BCP) 등도 이용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은, 주로 10-6 cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이다. 또한, 전자 수송층은 단층의 것뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층한 것으로 해도 좋다.
또한, 전자 주입 버퍼층(706)을 형성함으로써, 복합 재료층(708)과 전자 수송층(704) 사이의 주입 장벽을 완화할 수 있기 때문에, 복합 재료층(708)에서 생긴 전자를 전자 수송층(704)에 용이하게 주입할 수 있다.
전자 주입 버퍼층(706)에는 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속, 및 이들의 화합물(알칼리 금속 화합물(산화리튬 등의 산화물, 할로겐화물, 탄산리튬이나 탄산세슘 등의 탄산염을 포함함), 알칼리토류 금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함), 또는 희토류 금속의 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함)) 등의 전자 주입성이 높은 물질을 이용하는 것이 가능하다.
또한, 전자 주입 버퍼층(706)이 전자 수송성이 높은 물질과 도너성 물질을 포함하여 형성되는 경우에는, 전자 수송성이 높은 물질에 대하여 질량비로, 0.001 이상 0.1 이하의 비율로 도너성 물질을 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 도너성 물질로서는 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속, 및 이들의 화합물(알칼리 금속 화합물(산화리튬 등의 산화물, 할로겐화물, 탄산리튬이나 탄산세슘 등의 탄산염을 포함함), 알칼리토류 금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함), 또는 희토류 금속의 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함)) 외에, 테트라티아나프타센(약칭：TTN), 니켈로센, 데카메틸니켈로센 등의 유기 화합물을 이용할 수도 있다. 또한, 전자 수송성이 높은 물질로서는, 앞에서 설명한 전자 수송층(704)의 재료와 같은 재료를 이용하여 형성할 수 있다.
또한, 전자 주입 버퍼층(706)과 복합 재료층(708)과의 사이에, 전자 릴레이층(707)을 형성하는 것이 바람직하다. 전자 릴레이층(707)은 반드시 형성할 필요는 없지만, 전자 수송성이 높은 전자 릴레이층(707)을 형성함으로써, 전자 주입 버퍼층(706)에 전자를 신속하게 보내는 것이 가능하게 된다.
복합 재료층(708)과 전자 주입 버퍼층(706)과의 사이에 전자 릴레이층(707)이 끼워진 구조는, 복합 재료층(708)에 포함되는 억셉터성 물질과 전자 주입 버퍼층(706)에 포함되는 도너성 물질이 상호 작용을 받기 어렵고, 서로의 기능을 저해하기 어려운 구조이다. 따라서, 구동 전압의 상승을 막을 수 있다.
전자 릴레이층(707)은 전자 수송성이 높은 물질을 포함하고, 이 전자 수송성이 높은 물질인 LUMO 준위는 복합 재료층(708)에 포함되는 억셉터성 물질인 LUMO 준위와, 전자 수송층(704)에 포함되는 전자 수송성이 높은 물질인 LUMO 준위와의 사이가 되도록 형성한다. 또한, 전자 릴레이층(707)이 도너성 물질을 포함하는 경우에는, 이 도너성 물질의 도너 준위도 복합 재료층(708)에서의 억셉터성 물질인 LUMO 준위와, 전자 수송층(704)에 포함되는 전자 수송성이 높은 물질인 LUMO 준위와의 사이가 되도록 한다. 구체적인 에너지 준위의 수치로서는, 전자 릴레이층(707)에 포함되는 전자 수송성이 높은 물질인 LUMO 준위는 -5.0 eV 이상, 바람직하게는 -5.0 eV 이상 -3.0 eV 이하로 하면 좋다.
전자 릴레이층(707)에 포함되는 전자 수송성이 높은 물질로서는 프탈로시아닌계의 재료 또는 금속-산소 결합과 방향족 배위자를 가지는 금속 착체를 이용하는 것이 바람직하다.
전자 릴레이층(707)에 포함되는 프탈로시아닌계 재료로서는, 구체적으로는 이하의 구조식으로 나타내어지는 CuPc, SnPc(Phthalocyanine tin(II) complex), ZnPc(Phthalocyanine zinc complex), CoPc(Cobalt(II) phthalocyanine, β-form), FePc(Phthalocyanine Iron) 및 PhO-VOPc(Vanadyl 2,9,16,23-tetraphenoxy-29H,31H-phthalocyanine)의 어느 것인가를 이용하는 것이 바람직하다.
전자 릴레이층(707)에 포함되는 금속-산소 결합과 방향족 배위자를 가지는 금속 착체로서는, 금속-산소의 이중 결합을 가지는 금속 착체를 이용하는 것이 바람직하다. 금속-산소의 이중 결합은 억셉터성(전자를 수용하기 쉬운 성질)을 가지기 때문에, 전자의 이동(수수)이 보다 용이하게 된다. 또한, 금속-산소의 이중 결합을 가지는 금속 착체는 안정적이다. 따라서, 금속-산소의 이중 결합을 가지는 금속 착체를 이용하는 것에 의해 발광 소자를 저전압으로 보다 안정적으로 구동하는 것이 가능하게 된다.
금속-산소 결합과 방향족 배위자를 가지는 금속 착체로서는 프탈로시아닌계 재료가 바람직하다. 구체적으로는, VOPc(Vanadyl phthalocyanine), SnOPc(Phthalocyanine tin(IV) oxide complex) 및 TiOPc(Phthalocyanine titanium oxide complex)의 어느 것인가는, 분자 구조적으로 금속-산소의 이중 결합이 다른 분자에 대하여 작용하기 쉽고, 억셉터성이 높기 때문에 바람직하다.
또한, 상술한 프탈로시아닌계 재료로서는, 페녹시기를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로는 PhO-VOPc와 같은 페녹시기를 가지는 프탈로시아닌 유도체가 바람직하다. 페녹시기를 가지는 프탈로시아닌 유도체는 용매에 가용이다. 따라서, 발광 소자를 형성하는데 있어서 취급하기 쉽다는 이점을 가진다. 또한, 용매에 가용이기 때문에, 성막에 이용하는 장치의 메인터넌스가 용이하게 된다는 이점을 가진다.
전자 릴레이층(707)은 도너성 물질을 더 포함하고 있어도 좋다. 도너성 물질로서는, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속 및 이들의 화합물(알칼리 금속 화합물(산화리튬 등의 산화물, 할로겐화물, 탄산리튬이나 탄산세슘 등의 탄산염을 포함함), 알칼리토류 금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함), 또는 희토류 금속의 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함)) 외에, 테트라티아나프타센(약칭：TTN), 니켈로센, 데카메틸니켈로센 등의 유기 화합물을 이용할 수 있다. 전자 릴레이층에 이들 도너성 물질을 포함시키는 것에 의해, 전자의 이동이 용이하게 되어, 발광 소자를 보다 저전압으로 구동하는 것이 가능하게 된다.
전자 릴레이층(707)에 도너성 물질을 포함시키는 경우, 전자 수송성이 높은 물질로서는 상기한 재료 외에, 복합 재료층(708)에 포함되는 억셉터성 물질의 억셉터 준위보다 높은 LUMO 준위를 가지는 물질을 이용할 수 있다. 구체적인 에너지 준위로서는, -5.0 eV 이상, 바람직하게는 -5.0 eV 이상 -3.0 eV 이하의 범위에 LUMO 준위를 가지는 물질을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 물질로서는 예를 들면, 페릴렌 유도체나, 함질소 축합 방향족 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 함질소 축합 방향족 화합물은 안정적이기 때문에, 전자 릴레이층(707)을 형성하기 위해 이용하는 재료로서 바람직한 재료이다.
페릴렌 유도체의 구체예로서는, 3,4,9,10-페릴렌테트라카르본산이무수물(약칭：PTCDA), 3,4,9,10-페릴렌테트라카르복실릭비스벤조이미다졸(약칭：PTCBI), N,N'-디옥틸-3,4,9,10-페릴렌테트라카르본산디이미드(약칭：PTCDI-C8H), N,N'-디헥실-3,4,9,10-페릴렌테트라카르본산디이미드(약칭：Hex PTC) 등을 들 수 있다.
또한, 함질소 축합 방향족 화합물의 구체예로서는, 피라지노[2,3-f][1,10]페난트롤린-2,3-디카르보니트릴(약칭：PPDN), 2,3,6,7,10,11-헥사시아노-1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌(약칭：HAT(CN)6), 2,3-디페닐피리드[2,3-b]피라진(약칭：2PYPR), 2,3-비스(4-플루오로페닐)피리드[2,3-b]피라진(약칭：F2PYPR) 등을 들 수 있다.
그 외에도, 7,7,8,8,-테트라시아노퀴노디메탄(약칭：TCNQ), 1,4,5,8,-나프탈렌테트라카르본산이무수물(약칭：NTCDA), 퍼플루오로펜타센, 구리 헥사데카플루오로 프탈로시아닌(약칭：F16CuPc), N,N'-비스(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-펜타데카플루오로옥틸)-1,4,5,8-나프탈렌테트라카르본산디이미드(약칭：NTCDI-C8F), 3',4'-디부틸-5,5''-비스(디시아노메틸렌)-5,5''-디하이드로-2,2'：5',2''-테르티오펜)(약칭：DCMT), 메타노플러렌(예를 들면, [6,6]-페닐 C61 낙산 메틸 에스테르)을 이용할 수 있다.
또한, 전자 릴레이층(707)에 도너성 물질을 포함시키는 경우, 전자 수송성이 높은 물질과 도너성 물질과의 공증착 등의 방법에 의해 전자 릴레이층(707)을 형성하면 좋다.
복합 재료층(708)은, 상술한 정공 수송성이 높은 유기 화합물에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 이용할 수 있다. 제 2 광반사 도전막(114)과 접하는 복합 재료층(708)을 형성함으로써, 특히 스퍼터링법을 이용하여 제 2 광반사 도전막(114)을 형성할 때에, 유기 EL층(112)이 받는 데미지를 저감할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 제 1 발광 영역(130)과 제 2 발광 영역(132)을 나누어 도포하여 형성하지 않아도 되기 때문에, 제조 시간이나 제조 비용을 억제할 수 있다.
유기 EL층은 도 7(B)에 나타낸 바와 같이, 제 1 광투과 도전막(106)과 제 2 광반사 도전막(114) 사이에 복수 적층되어 있어도 좋다. 이 경우, 적층된 제 1 유기 EL층(801)과 제 2 유기 EL층(802) 사이에는, 전하 발생층(803)을 형성하는 것이 바람직하다. 전하 발생층(803)은 상술한 복합 재료로 형성할 수 있다. 또한, 전하 발생층(803)은 복합 재료로 이루어지는 층과 다른 재료로 이루어지는 층과의 적층 구조이어도 좋다. 이 경우, 다른 재료로 이루어지는 층으로서는, 전자 공여성 물질과 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이나, 투명 도전막으로 이루어지는 층 등을 이용할 수 있다. 이러한 구성을 가지는 발광 소자는 에너지의 이동이나 소광 등의 문제가 일어나기 어렵고, 재료의 선택의 폭이 넓어짐으로써 높은 발광 효율과 긴 수명을 겸비하는 발광 소자로 하는 것이 용이하다. 또한, 한쪽의 EL층에서 인광 발광, 다른 한쪽에서 형광 발광을 얻는 것도 용이하다. 이 구조는 상술한 EL층의 구조와 조합하여 이용할 수 있다.
또한, 각각의 EL층의 발광색을 다른 것으로 함으로써, 발광 소자 전체적으로 소망의 색의 발광을 얻을 수 있다. 예를 들면, 2개의 EL층을 가지는 발광 소자에 있어서, 제 1 유기 EL층의 발광색과 제 2 유기 EL층의 발광색을 보색의 관계가 되도록 함으로써, 발광 소자 전체적으로 백색 발광하는 발광 소자를 얻는 것도 가능하다. 또한, 보색이란, 혼합하면 무채색이 되는 색들간의 관계를 말한다. 즉, 보색의 관계에 있는 색을 발광하는 물질로부터 얻어진 광을 혼합하면 백색 발광을 얻을 수 있다. 또한, 3개 이상의 EL층을 가지는 발광 소자의 경우에도 마찬가지이다.
유기 EL층은, 도 7(C)에 나타낸 바와 같이, 제 1 광투과 도전막(106)과 제 2 광반사 도전막(114) 사이에, 정공 주입층(701), 정공 수송층(702), 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(703), 전자 수송층(704) 및 전자 주입층(705)을 가지는 구조로 해도 좋다.
또한, 전자 주입성을 조정하는 것을 목적으로 한 층이나, 저항값을 조정하는 것을 목적으로 한 층을 제 1 발광 영역(130)의 제 2 광반사 도전막(114) 또는, 제 2 발광 영역(132)의 제 2 광투과 도전막(116)에 접하여 형성해도 좋다. 특히, 제 1 발광 영역(130)과 제 2 발광 영역(132)에서의 발광색이나 휘도가 눈으로 판별할 수 있을 정도로 상이한 경우에는, 상술한 조정층을 형성하는 것이 바람직하다.
이상에 의해, 본 실시형태의 유기 EL층(112)을 제작할 수 있다.
이상에 의해, 제 1 발광 영역(130)에서의 유기 EL층(112)을 제작할 수 있다. 또한, 제 2 발광 영역(132)에서의 유기 EL층(112)은, 도 8(A) 내지 도 8(C)에 나타낸 바와 같이, 제 1 광투과 도전막(106)이 아니라 제 1 광반사 도전막(108)과, 제 2 광반사 도전막(114)이 아니라 제 2 광투과 도전막(116) 사이에 협지되어 있다. 각각의 구성 요소에 대해서는 도 7의 설명과 마찬가지이므로, 상세한 것은 생략한다.
또한, 본 실시형태는, 본 명세서 중에 기재하는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 4)
본 명세서에 개시하는 발광 장치는, 조명 기기나 전자기기에 적용할 수 있다. 일례로서 도 9에서 본 명세서에 개시하는 발광 장치를 천장이나 벽에 부착하여 이용한 경우에 대하여 설명한다.
도 9의 조명 기기(1100)는, 본 명세서에 개시하는 발광 장치를 천장용 조명으로서 이용한 조명이다. 본 명세서에 개시하는 발광 장치는, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(발광층)으로부터의 광을 기판의 양면으로부터 효율적으로 취출할 수 있기 때문에, 예를 들면, 기판의 한쪽으로부터 취출되는 광을, 제 1 발광면(1101)을 통하여 실내를 직접 비추는 광(직접광)으로서 이용할 수 있음과 동시에, 기판의 다른 한쪽 면으로부터 취출되는 광을 조명 기기(1100) 내부에서 횡방향으로 확산시켜, 조명 기기(1100)의 측면인 제 2 발광면(1102)으로부터 취출하여, 천장을 비추는 간접광으로서 이용할 수 있다.
도 9의 조명 기기(1104)는 본 명세서에 개시하는 발광 장치를 벽용 조명으로서 이용한 조명이다. 도 9에서는 1실만을 비추고 있지만, 본 명세서에 개시하는 발광 장치는, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(발광층)으로부터의 광을 기판의 양면으로부터 효율 좋게 취출할 수 있기 때문에, 조명 기기(1104)를 묻는 벽을 광투과성이 있는 벽으로 함으로써, 옆 방을 동시에 비출 수 있다.
또한, 조명 기기(1104)로서 복수장의 발광 장치를 벽면에 부착하는 경우, 다른 발광색의 발광 장치를 일부에 사용하는(예를 들면, 일부의 발광 장치의 색을 바꾸어, 문자를 표시할 수 있도록 함) 적색, 청색, 녹색 각각의 발광을 나타내는 발광 장치를 인접하여 나열한 것을 1 유닛으로 하고, 이 유닛을 인접하여 복수 나열함으로써, 디지털 사이니지(digital signage) 등과 같은 표시 장치로서 이용할 수도 있다.
본 명세서에 개시하는 발광 장치를 상술한 조명 기기(1100)나 조명 기기(1104)로서 이용함으로써, 발광 장치의 소비 전력을 저감할 수 있고, 또한, 의장성이 높은 발광 장치를 제공할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 표시 장치로서 이용하는 것도 가능하게 된다. 또한, 표시 장치로서 이용하는 경우, 본 명세서에 개시하는 내용을 적용함으로써, 하나의 장치를 이용하여 다른 발광을 나타내는 발광 장치를 제작할 수 있기 때문에, 제조 택트나 제조 비용을 저감할 수 있으므로, 저렴하고 다양성이 있는 발광 장치를 제작할 수 있다.
102：제 1 기판
104：제 1 광학 구조체
106：제 1 광투과 도전막
108：제 1 광반사 도전막
109：제 1 전극
110：절연물
112：유기 EL층
114：제 2 광반사 도전막
116：제 2 광투과 도전막
117：제 2 전극
118：제 2 기판
120：제 2 광학 구조체
130：제 1 발광 영역
132：제 2 발광 영역
140：봉지재
150：발광 장치
650：발광 장치
701：정공 주입층
702：정공 수송층
703：발광성의 유기 화합물을 포함하는 층
704：전자 수송층
705：전자 주입층
706：전자 주입 버퍼층
707：전자 릴레이층
708：복합 재료층
750：제 1 도전층
760：제 2 도전층
801：제 1 유기 EL층
802：제 2 유기 EL층
803：전하 발생층
1100：조명 기기
1102：조명 기기
1104：표시 장치
1501：제 1 기판
1502：제 2 기판
1504：유기 EL층
1520：광학 구조체
1522：발광 영역
1601：제 1 전극
1602：제 2 전극
1610：제 1 전극
1611：제 1 광투과 도전막
1612：제 1 광반사 도전막
1620：제 2 전극
1621：제 2 광투과 도전막
1622：제 2 광반사 도전막
1631：제 1 광학 구조체
1632：제 2 광학 구조체
104：제 1 광학 구조체
106：제 1 광투과 도전막
108：제 1 광반사 도전막
109：제 1 전극
110：절연물
112：유기 EL층
114：제 2 광반사 도전막
116：제 2 광투과 도전막
117：제 2 전극
118：제 2 기판
120：제 2 광학 구조체
130：제 1 발광 영역
132：제 2 발광 영역
140：봉지재
150：발광 장치
650：발광 장치
701：정공 주입층
702：정공 수송층
703：발광성의 유기 화합물을 포함하는 층
704：전자 수송층
705：전자 주입층
706：전자 주입 버퍼층
707：전자 릴레이층
708：복합 재료층
750：제 1 도전층
760：제 2 도전층
801：제 1 유기 EL층
802：제 2 유기 EL층
803：전하 발생층
1100：조명 기기
1102：조명 기기
1104：표시 장치
1501：제 1 기판
1502：제 2 기판
1504：유기 EL층
1520：광학 구조체
1522：발광 영역
1601：제 1 전극
1602：제 2 전극
1610：제 1 전극
1611：제 1 광투과 도전막
1612：제 1 광반사 도전막
1620：제 2 전극
1621：제 2 광투과 도전막
1622：제 2 광반사 도전막
1631：제 1 광학 구조체
1632：제 2 광학 구조체
Claims (19)
- 제 1 기판의 하부측에 제 1 광학 구조체를 구비한 제 1 기판과;
제 1 광투과 도전막과,
제 1 광반사 도전막을 구비한 상기 제 1 기판 위의 제 1 전극과;
제 2 광투과 도전막과,
제 2 광반사 도전막을 구비한 상기 제 1 전극 위의 제 2 전극과;
상기 제 1 광투과 도전막과 상기 제 2 광반사 도전막 사이에 끼어 접하여 있는 제 1 발광 영역과,
상기 제 1 광반사 도전막과 상기 제 2 광투과 도전막 사이에 끼어 접하여 있는 제 2 발광 영역을 구비하고 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 끼어진 발광층과;
상기 제 2 전극 위의 제 2 기판을 포함하고, 상기 제 2 기판은 상기 제 2 기판 위에 제 2 광학 구조체를 포함하고,
상기 제 1 광학 구조체는 상기 제 1 발광 영역과 중첩되고,
상기 제 2 광학 구조체는 상기 제 2 발광 영역과 중첩되는, 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 발광 영역의 외주는 상기 제 1 광학 구조체의 외주보다 내측에 있고,
상기 제 2 발광 영역의 외주는 상기 제 2 광학 구조체의 외주보다 내측에 있는, 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 발광 영역은 상기 제 2 발광 영역과 서로 중첩되지 않는, 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광투과 도전막 및 상기 제 2 광투과 도전막은 400 nm 이상 700 nm 이하의 파장의 광에 대하여 70% 이상의 광투과율을 가지고,
상기 제 1 광반사 도전막 및 상기 제 2 광반사 도전막은 400 nm 이상 700 nm 이하의 파장의 광에 대하여 50% 이상의 광반사율을 가지는, 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광학 구조체의 직경이, 상기 제 1 발광 영역의 직경에 대하여 1.1배 이상 3배 이하이며,
상기 제 2 광학 구조체의 직경이, 상기 제 2 발광 영역의 직경에 대하여 1.1배 이상 3배 이하인, 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 발광층은 발광성을 가진 유기 화합물을 포함하는, 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광학 구조체는 상기 제 1 기판의 하부측에 막을 포함하고,
상기 제 2 광학 구조체는 상기 제 2 기판의 상부측에 막을 포함하는, 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판은 상기 제 1 광학구조체와 같은 만곡된 하부 표면을 포함하고,
상기 제 2 기판은 상기 제 2 광학 구조체와 같은 만곡된 상부 표면을 포함하고, 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광반사 도전막과 상기 제 2 광반사 도전막 중 적어도 하나는 섬형상을 가진, 발광 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광반사 도전막과 상기 제 2 광반사 도전막 중 적어도 하나는 스트라이프 형상으로 배열된, 발광 장치.
- 제 1 기판의 하부측에 복수의 제 1 광학 구조체를 구비한 제 1 기판과;
제 1 광투과 도전막과,
제 1 광반사 도전막을 구비한 상기 제 1 기판 위의 제 1 전극과;
제 2 광투과 도전막과,
제 2 광반사 도전막을 구비한 상기 제 1 전극 위의 제 2 전극과;
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 끼어진 발광층과; 상기 발광층은:
상기 제 1 광투과 도전막과 상기 제 2 광반사 도전막 사이에 끼어지고 접하는 복수의 제 1 발광 영역과,
상기 제 1 광반사 도전막과 상기 제 2 광투과 도전막 사이에 끼어지고 접하는 복수의 제 2 발광 영역을 구비하고,
상기 제 2 전극 위의 제 2 기판과; 상기 제 2 기판은 상기 제 2 기판의 상부측에 복수의 제 2 광학 구조체를 구비하고,
상기 복수의 제 1 발광 영역 각각은 상기 복수의 제 1 광학 구조체 중의 대응하는 하나와 중첩되고,
상기 복수의 제 2 발광 영역 각각은 상기 복수의 제 2 광학 구조체 중의 대응하는 하나와 중첩되는, 발광 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 발광 영역 각각의 외주는 상기 복수의 제 1 광학 구조체 중의 대응하는 하나의 외주보다 내측에 있고,
상기 복수의 제 2 발광 영역 각각의 외주는 상기 복수의 제 2 광학 구조체 중의 대응하는 하나의 외주보다 내측에 있는, 발광 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 발광 영역과 상기 복수의 제 2 발광 영역은 서로 중첩되지 않는, 발광 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 광투과 도전막 및 상기 제 2 광투과 도전막은 400 nm 이상 700 nm 이하의 파장의 광에 대하여 70% 이상의 광투과율을 가지고,
상기 제 1 광반사 도전막 및 상기 제 2 광반사 도전막은 400 nm 이상 700 nm 이하의 파장의 광에 대하여 50% 이상의 광반사율을 가지는, 발광 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 광학 구조체의 직경이, 상기 복수의 제 1 발광 영역의 직경에 대하여 1.1배 이상 3배 이하이며,
상기 복수의 제 2 광학 구조체의 직경이, 상기 복수의 제 2 발광 영역의 직경에 대하여 1.1배 이상 3배 이하인, 발광 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 발광층은 발광성을 가진 유기 화합물을 포함하는, 발광 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 광학 구조체는 상기 제 1 기판의 하부측에 막을 포함하고,
상기 복수의 제 2 광학 구조체는 상기 제 2 기판의 상부에 막을 포함하는, 발광 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 기판은 상기 복수의 제 1 광학구조체와 같은 만곡된 하부 표면을 포함하고,
상기 제 2 기판은 상기 복수의 제 2 광학 구조체와 같은 만곡된 상부 표면을 포함하고, 발광 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 광반사 도전막과 상기 제 2 광반사 도전막 중 적어도 하나는 스트라이프 형상으로 배열된, 발광 장치.
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