TW201937725A - 發光元件、發光裝置、電子裝置及照明設備 - Google Patents

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瀬尾哲史
大澤信晴
佐佐木俊毅
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日商半導體能源研究所股份有限公司
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Abstract

本發明的一個方式的目的是提供一種作為單色光發射由於微腔效果的色純度高的光且在組合多個該光時得到白色光的發光裝置。本發明的一個方式的目的是提供一種高清晰的發光裝置。本發明的一個方式的目的是提供一種耗電量低的發光裝置。本發明的一個方式的目的是提供一種具有白色濾色片方式的頂部發射結構的發光裝置,其中一個像素由RGBY的四個子像素構成,EL層包含發射藍色光的第一發光物質及發射相當於藍色的補色的光的第二發光物質,並且半透射‧半反射電極(上部電極)以覆蓋EL層的端部的方式形成。

Description

發光元件、發光裝置、電子裝置及照明設備
本發明的一個方式係關於藉由施加電場得到發光的有機化合物被夾在一對電極之間的發光元件、包括該發光元件的發光裝置、電子裝置以及照明設備。
注意,本發明的一個方式不侷限於上述技術領域。本說明書等所公開的發明的一個方式的技術領域涉及一種物體、方法或製造方法。或者,本發明的一個方式涉及一種程式(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或者組成物(composition of matter)。因此,更具體地,作為本說明書所公開的本發明的一個方式的技術領域的例子,可以舉出半導體裝置、顯示裝置、液晶顯示裝置、發光裝置、照明設備、記憶體裝置、它們的驅動方法或它們的製造方法。
由於具有薄型輕量、對輸入信號的高速回應性以及低耗電量等潛能,包括使用有機化合物作為發光物 質的發光元件(有機EL元件)的下一代的照明設備或顯示裝置被開發及發表且它們的一部分被商品化。
在有機EL元件中,藉由將發光層夾在電極之間而施加電壓,從電極注入的電子及電洞再結合而使作為有機化合物的發光物質成為激發態,並且當該激發態回到基態時發光。發光物質所發射的光譜是該發光物質特有的,並且藉由將不同種類的有機化合物用作發光物質,可以得到呈現各種顏色的光的發光元件。
當將該發光元件用於顯示器等主要用來顯示影像的發光裝置時,為了再現全彩色影像,至少需要得到紅、綠、藍的三種顏色的光。再者,為了獲得良好的顏色再現性而提高影像品質,藉由採用微腔結構及濾色片,可以提高發光的顏色純度。
此外,除了紅、綠及藍的三種顏色的光之外還追加白色光,因此耗電量降低的發光裝置也被建議並實用化。
作為使用如上發光元件實現全彩色顯示的方式,有如下方式:分別形成發射各種顏色的光的發光元件的分別塗布方式(side-by-side patterning);組合白色發光元件與濾色片的白色濾色片方式(white-color filter method);以及組合藍色發光元件等單色發光元件與顏色轉換濾色片的顏色轉換方式等。它們分別具有優點及缺點。
[專利文獻1] 日本專利申請公開第2007- 53090號公報
在白色濾色片方式中多個發光元件共同包括一個發光層,由此與分別塗布方式相比容易實現高清晰化。另外,藉由採用比底部發射結構能夠容易提高開口率的頂部發射結構,能夠進一步高清晰化。因此,可以說白色濾色片方式與頂部發射結構的組合(下面,也稱為“白色濾色片頂部發射結構”)是適合於仍然被要求高清晰化的顯示器市場的顯示方式。
在具有該白色濾色片頂部發射結構的發光裝置中,對如上發射紅、綠及藍的三種顏色的光的發光元件還加上呈現白色光的發光元件來可以降低耗電量。然而,在此情況下,有時發生對白色光混入其它顏色、視角依賴性增大等問題。
在頂部發射結構中,因為隔著發光元件的上部電極提取光,所以上部電極需要由具有透光性的構件形成。但是,以ITO為代表的透明導電膜具有在被用作電極材料的導電性材料中較高的電阻,因此,一般而言由透明導電膜和低電阻的金屬薄膜的組合形成上部電極。這是大螢幕的顯示器必須需要的。
上述金屬薄膜被形成為薄到具有透光性,但是因為其一部分反射光,所以上部電極成為半透射‧半反射電極。因此,在具有這種結構的發光元件中,必然由被用作下部電極的反射電極及被用作上部電極的半透射‧半反射電極形成微腔結構。
由此,至於紅色光、綠色光及藍色光,藉由調整上部電極和下部電極之間的光學距離以使每個發光波長加強,可以提高正面亮度及色純度。然而,至於白色光,有在特定發光波長增強時難以得到白色光的問題。
另外,在發射如紅、綠及藍的單色光時藉由使用濾色片可以抑制視角依賴性,但是在發射白色光時不能使用濾色片,因此有視角依賴性大而從傾斜方向看時發生顏色偏移大的問題。
在此,本發明的一個方式的目的是提供一種作為單色光發射由於微腔效果而色純度高的光且在組合多個該光時得到白色光的發光裝置。此外,本發明的一個方式的目的是提供一種作為單色光發射由於微腔效果的色純度高的光且在組合多個該光時得到視角依賴性低的白色光的發光裝置。此外,本發明的一個方式的目的是提供一種高清晰的發光裝置。此外,本發明的一個方式的目的是提供一種耗電量低的發光裝置。再者,本發明的一個方式的目的是提供一種高清晰的電子裝置及照明設備。再者,本發明的一個方式的目的是提供一種耗電量低的電子裝置及照明設備。另外,本發明的一個方式的目的是提供一種新穎的發光裝置或照明設備等。注意,這些目的的記載不妨礙其他目的的存在。此外,本發明的一個方式並不需要實現所有上述目的。另外,從說明書、圖式、申請專利範圍 等的記載這些目的以外的目的是顯然的,而可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載中抽出這些以外的目的。
本發明的一個方式是一種發光裝置,包括:第一發光元件;第二發光元件;第三發光元件;以及第四發光元件,其中第一發光元件包括:第一反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第二發光元件包括:第二反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第三發光元件包括:第三反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第四發光元件包括:第四反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,在第一反射電極和EL層之間包括與第一反射電極接觸的第一透明導電膜,在第二反射電極和EL層之間包括與第二反射電極接觸的第二透明導電膜,在第三反射電極和EL層之間包括與第三反射電極接觸的第三透明導電膜,在第四反射電極和EL層之間包括與第四反射電極接觸的第四透明導電膜,第一濾色片在於第一發光元件的半透射‧半反射電極一側,第二濾色片在於第二發光元件的半透射‧半反射電極一側,第三濾色片在於第三發光元件的半透射‧半反射電極一側,EL層包含發射藍色光的第一發光物質及發射相當於藍色的補色的光的第二發光物質,設定第四反射電極和半透射‧半反射電極之間的光學距離以相對增強相當於藍色的補色的光,並且半透射‧半反射電極以覆蓋EL層的端部的方式形成。
本發明的另一個方式是一種發光裝置,包括:第一發光元件;第二發光元件;第三發光元件;以及第四發光元件,其中第一發光元件包括:第一反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第二發光元件包括:第二反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第三發光元件包括:第三反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第四發光元件包括:第四反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,在第一反射電極和EL層之間包括與第一反射電極接觸的第一透明導電膜,在第二反射電極和EL層之間包括與第二反射電極接觸的第二透明導電膜,在第三反射電極和EL層之間包括與第三反射電極接觸的第三透明導電膜,在第四反射電極和EL層之間包括與第四反射電極接觸的第四透明導電膜,第一濾色片在於第一發光元件的半透射‧半反射電極一側,第二濾色片在於第二發光元件的半透射‧半反射電極一側,第三濾色片在於第三發光元件的半透射‧半反射電極一側,EL層包含發射藍色光的第一發光物質及發射在540nm以上且580nm以下的範圍內具有發射光譜峰值的光的第二發光物質,設定第四反射電極和半透射‧半反射電極之間的光學距離以相對增強在540nm以上且580nm以下的範圍內具有發射光譜峰值的光,並且半透射‧半反射電極以覆蓋EL層的端部的方式形成。
本發明的另一個方式是一種發光裝置,包括:第一發光元件;第二發光元件;第三發光元件;以及 第四發光元件,其中第一發光元件包括:第一反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第二發光元件包括:第二反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第三發光元件包括:第三反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第四發光元件包括:第四反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,在第一反射電極和EL層之間包括與第一反射電極接觸的第一透明導電膜,在第二反射電極和EL層之間包括與第二反射電極接觸的第二透明導電膜,在第三反射電極和EL層之間包括與第三反射電極接觸的第三透明導電膜,在第四反射電極和EL層之間包括與第四反射電極接觸的第四透明導電膜,第一濾色片在於第一發光元件的半透射‧半反射電極一側,第二濾色片在於第二發光元件的半透射‧半反射電極一側,第三濾色片在於第三發光元件的半透射‧半反射電極一側,EL層包含發射藍色光的第一發光物質及發射黃色光的第二發光物質,設定第四反射電極和半透射‧半反射電極之間的光學距離,並且半透射‧半反射電極以相對增強黃色光以覆蓋EL層的端部的方式形成。
此外,本發明的另一個方式是一種發光裝置,包括在每一個發光元件中所形成的反射電極和在每一個發光元件中共用的半透射‧半反射電極之間包括共用的EL層的多個發光元件,其中組合微腔結構和彩色層(濾色片),EL層包含發射藍色光的第一發光物質及發射相當於藍色的補色的光的第二發光物質,並且半透射‧半反 射電極覆蓋EL層的端部形成。
本發明的另一個方式是一種發光裝置,包括:第一發光元件;第二發光元件;第三發光元件;以及第四發光元件,其中第一發光元件包括:第一反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第二發光元件包括:第二反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第三發光元件包括:第三反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第四發光元件包括:第四反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,在第一反射電極和EL層之間包括與第一反射電極接觸的第一透明導電膜,在第二反射電極和EL層之間包括與第二反射電極接觸的第二透明導電膜,在第三反射電極和EL層之間包括與第三反射電極接觸的第三透明導電膜,在第四反射電極和EL層之間包括與第四反射電極接觸的第四透明導電膜,第一濾色片在於第一發光元件的半透射‧半反射電極一側,第二濾色片在於第二發光元件的半透射‧半反射電極一側,第三濾色片在於第三發光元件的半透射‧半反射電極一側,第四濾色片在於第四發光元件的半透射‧半反射電極一側,EL層包含發射藍色光的第一發光物質及發射相當於藍色的補色的光的第二發光物質,設定第四反射電極和半透射‧半反射電極之間的光學距離以相對增強相當於藍色的補色的光,並且半透射‧半反射電極以覆蓋EL層的端部的方式形成。
本發明的另一個方式是一種發光裝置,包 括:第一發光元件;第二發光元件;第三發光元件;以及第四發光元件,其中第一發光元件包括:第一反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第二發光元件包括:第二反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第三發光元件包括:第三反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第四發光元件包括:第四反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,在第一反射電極和EL層之間包括與第一反射電極接觸的第一透明導電膜,在第二反射電極和EL層之間包括與第二反射電極接觸的第二透明導電膜,在第三反射電極和EL層之間包括與第三反射電極接觸的第三透明導電膜,在第四反射電極和EL層之間包括與第四反射電極接觸的第四透明導電膜,第一濾色片在於第一發光元件的半透射‧半反射電極一側,第二濾色片在於第二發光元件的半透射‧半反射電極一側,第三濾色片在於第三發光元件的半透射‧半反射電極一側,第四濾色片在於第四發光元件的半透射‧半反射電極一側,EL層包含發射藍色光的第一發光物質及發射在540nm以上且580nm以下的範圍內具有發射光譜峰值的光的第二發光物質,設定第四反射電極和半透射‧半反射電極之間的光學距離以相對增強在540nm以上且580nm以下的範圍內具有發射光譜峰值的光,並且半透射‧半反射電極以覆蓋EL層的端部的方式形成。
本發明的另一個方式是一種發光裝置,包括:第一發光元件;第二發光元件;第三發光元件;以及 第四發光元件,其中第一發光元件包括:第一反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第二發光元件包括:第二反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第三發光元件包括:第三反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,第四發光元件包括:第四反射電極;EL層;以及半透射‧半反射電極,在第一反射電極和EL層之間包括與第一反射電極接觸的第一透明導電膜,在第二反射電極和EL層之間包括與第二反射電極接觸的第二透明導電膜,在第三反射電極和EL層之間包括與第三反射電極接觸的第三透明導電膜,在第四反射電極和EL層之間包括與第四反射電極接觸的第四透明導電膜,第一濾色片在於第一發光元件的半透射‧半反射電極一側,第二濾色片在於第二發光元件的半透射‧半反射電極一側,第三濾色片在於第三發光元件的半透射‧半反射電極一側,第四濾色片在於第四發光元件的半透射‧半反射電極一側,EL層包含發射藍色光的第一發光物質及發射黃色光的第二發光物質,設定第四反射電極和半透射‧半反射電極之間的光學距離以相對增強黃色光,並且半透射‧半反射電極以覆蓋EL層的端部的方式形成。
在上述每個結構中,第一發光元件發射紅色光,第二發光元件發射綠色光,並且第三發光元件發射藍色光。
在上述每個結構中,第一發光物質在420nm以上且480nm以下的範圍內具有發射光譜峰值。
在上述每個結構中,第二發光物質在540nm以上且580nm以下的範圍內具有發射光譜峰值。
在上述每個結構中,設定第一反射電極和半透射‧半反射電極之間的光學距離以相對增強紅色光,設定第二反射電極和半透射‧半反射電極之間的光學距離以相對增強綠色光,並且設定第三反射電極和半透射‧半反射電極之間的光學距離以相對增強藍色光。
另外,本發明的一個方式在其範圍內包括具有上述每個構成所示的發光裝置的電子裝置及照明設備。因此,本說明書中的發光裝置是指影像顯示裝置或光源(包括照明設備)。另外,發光裝置有時還包括如下模組:在發光裝置中安裝有連接器諸如FPC(Flexible printed circuit:撓性印刷電路)或TCP(Tape Carrier Package:捲帶式封裝)的模組;在TCP端部中設置有印刷線路板的模組:或者IC(積體電路)藉由COG(Chip On Glass:玻璃上晶片)方式直接安裝在發光元件上的模組。
在此,本發明的一個方式可以提供一種作為單色光發射由於微腔效果的色純度高的光且在組合多個該光時得到白色光的發光裝置。此外,本發明的一個方式可以提供一種作為單色光發射由於微腔效果的色純度高的光且在組合多個該光時得到視角依賴性低的白色光的發光裝置。此外,本發明的一個方式的可以一種高清晰的發光裝置。此外,本發明的一個方式可以提供一種耗電量低的發光裝置。再者,本發明的一個方式可以提供一種高清晰的 電子裝置及照明設備。再者,本發明的一個方式可以提供一種耗電量低的電子裝置及照明設備。另外,本發明的一個方式可以提供一種新穎的電子裝置或照明設備等。注意,這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。此外,本發明的一個方式並不需要具有所有上述效果。另外,從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載這些效果以外的效果是顯然的,而可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載中抽出這些以外的效果。
101‧‧‧第一電極
102‧‧‧第二電極
103a、103b‧‧‧EL層
104a、104b‧‧‧電洞注入層
105a、105b‧‧‧電洞傳輸層
106a‧‧‧發光層
106b‧‧‧發光層
107a、107b‧‧‧電子傳輸層
108a、108b‧‧‧電子注入層
109‧‧‧電荷產生層
201‧‧‧基板
202‧‧‧FET
203‧‧‧第一電極
204‧‧‧分隔壁
205‧‧‧EL層
206R、206G、206B及206Y‧‧‧發光區域
207R、207G、207B及207Y‧‧‧發光元件
208R、208G、208B及208Y‧‧‧彩色層
209‧‧‧黑色層(黑矩陣)
210‧‧‧第二電極
211‧‧‧密封基板
212B、212G、212R及212Y‧‧‧導電膜
301‧‧‧組件基板
302‧‧‧像素部
303‧‧‧驅動電路部(源極線驅動電路)
304a、304b‧‧‧驅動電路部(閘極線驅動電路)
305‧‧‧密封材料
306‧‧‧密封基板
307‧‧‧佈線
308‧‧‧FPC(撓性印刷電路)
309‧‧‧FET
310‧‧‧FET
312‧‧‧FET
313a、313b‧‧‧第一電極
314‧‧‧分隔壁
315‧‧‧EL層
316‧‧‧第二電極
317a、317b‧‧‧發光元件
318‧‧‧空間
320a、320b‧‧‧導電膜
321‧‧‧區域
322‧‧‧區域
323‧‧‧佈線
324‧‧‧彩色層
325‧‧‧黑色層
7100‧‧‧電視機
7101‧‧‧外殼
7103‧‧‧顯示部
7105‧‧‧支架
7107‧‧‧顯示部
7109‧‧‧操作鍵
7110‧‧‧遙控器
7201‧‧‧主體
7202‧‧‧外殼
7203‧‧‧顯示部
7204‧‧‧鍵盤
7205‧‧‧外部連接埠
7206‧‧‧指向裝置
7302‧‧‧外殼
7304‧‧‧顯示面板
7305‧‧‧表示時間的圖示
7306‧‧‧其他圖示
7311‧‧‧操作按鈕
7312‧‧‧操作按鈕
7313‧‧‧連接端子
7321‧‧‧腕帶
7322‧‧‧錶帶扣
7400‧‧‧行動電話機
7401‧‧‧外殼
7402‧‧‧顯示部
7403‧‧‧按鈕
7404‧‧‧外部連接部
7405‧‧‧揚聲器
7406‧‧‧麥克風
7407‧‧‧照相機
7500(1)、7500(2)‧‧‧外殼
7501(1)、7501(2)‧‧‧第一面
7502(1)、7502(2)‧‧‧第二面
8001‧‧‧照明設備
8002‧‧‧照明設備
8003‧‧‧照明設備
8004‧‧‧照明設備
9310‧‧‧可攜式資訊終端
9311‧‧‧顯示面板
9312‧‧‧顯示區域
9313‧‧‧鉸鏈部
9315‧‧‧外殼
在圖式中:圖1是說明發光元件的結構的圖;圖2是說明發光裝置的像素部的結構的圖;圖3A和3B是說明發光裝置的圖;圖4A、4B、4C、4D、4D1以及4D2是說明電子裝置的圖;圖5A至5C是說明電子裝置的圖;圖6是說明照明設備的圖;圖7是說明發光裝置的像素部的結構的圖。
以下,參照圖式詳細地說明本發明的實施方式。應當注意,本發明不限於下文的描述並且可以用多種 方式修改本發明的模式和細節而不偏離本發明的目的和範圍。因此,本發明不應該被解釋為僅侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。
實施方式1
在本實施方式中,說明本發明的一個方式的發光裝置所包括的發光元件。
在本實施方式中說明的發光元件具有在一對電極之間夾有包括發光層的EL層的結構。注意,在發光元件中包括的EL層既可以具有單層結構,又可以具有隔著電荷產生層層疊的結構(串置結構)。在本實施方式中,參照圖1對層疊有2個EL層的串置結構的發光元件進行說明。
在圖1所示的發光元件中,在一對電極(第一電極101及第二電極102)之間夾有包括發光層的2個EL層(103a及103b)。在EL層103a中,在第一電極101上依次層疊電洞(hole)注入層104a、電洞傳輸層105a、發光層106a、電子傳輸層107a、以及電子注入層108a等。在EL層103b中,在第一電極101上依次層疊電洞注入層104b、電洞傳輸層105b、發光層106b、電子傳輸層107b、以及電子注入層及108b等。此外,在EL層103a和EL層103b之間設置電荷產生層109。
另外,本發明的一個方式的發光裝置所包括的發光元件的EL層具有至少包含呈現藍色光的發光性物 質及呈現黃色光的發光性物質的結構。因此,在圖1所示的串置結構的發光元件中,可以採用發光層(106a及106b)中的一個包含呈現藍色光的發光性物質,並且另一個至少包含呈現黃色光的發光性物質,並且適當地組合上述物質與其它物質。此外,藍色光及黃色光可以是螢光發光還是磷光發光。另外,在EL層為單層而不使用中間層的發光元件中,可以採用直接層疊至少包含發射藍色光的發光性物質的發光層和至少包含發射黃色光的發光性物質的發光層的結構,或者可以採用包括包含呈現藍色光的發光性物質及呈現黃色光的發光性物質的發光層的結構。
電荷產生層109具有如下功能:當對第一電極101及第二電極102施加電壓時,將電子注入到一個EL層(103a或103b)中,且將電洞注入到另一個EL層(103b或103a)中。由此,在圖1中,在對第一電極101以其電位比第二電極102高的方式施加電壓時,電子從電荷產生層109注入到EL層103a,並且電洞注入到EL層103b。
另外,從光提取效率的觀點來看,電荷產生層109較佳為具有可見光透射性(明確而言,電荷產生層109具有40%以上的可見光透射率)。另外,電荷產生層109即使其導電率小於第一電極101或第二電極102,也發揮作用。
此外,在圖1所示的發光元件中,可以從包括在各EL層(103a及103b)中的各發光層(106a及 106b)向全方向射出的發光由被用作微小光共振器(微腔)的第一電極(反射電極)101及第二電極(半透射‧半反射電極)102諧振。並且,然後該發光從第二電極102一側射出。另外,雖然第一電極101是反射電極,但是它具有反射性的導電性材料和透明導電膜的疊層結構,藉由控制透明導電膜的厚度來進行光學調整。此外,根據情況,可以藉由控制包括在EL層103a中的電洞注入層104a的厚度進行光學調整。
如此,藉由控制第一電極101及電洞注入層104a的厚度進行光學調整,而可以使從各發光層(106a及106b)得到的光譜變窄,能夠獲得色純度高的發光。
注意,由於第一電極(反射電極)101及第二電極(半透射‧半反射電極)102所形成的微腔結構,從各發光層(106a及106b)發射的光呈現如下顏色,即:藍色(例如,在400nm至480nm之間,更佳的是在450nm至470nm之間具有發射光譜峰值)、綠色(例如,在500nm至560nm之間,更佳的是在520nm至555nm之間具有發射光譜峰值)、紅色(例如,在580nm至680nm之間,更佳的是在600nm至620nm之間具有發射光譜峰值)、以及黃色(例如,在540nm至600nm之間,更佳的是在540nm至580nm之間具有發射光譜峰值)(注意,包括從黃綠色至橙黃色)。此外,在作為用於發光層106a及106b(106a/106b)的發光性物質的發光顏色的具體組合可以舉出例如“藍色/黃色”、“黃色/藍色”、“藍色/ 黃色‧藍色”、“藍色/藍色‧黃色”、“藍色‧黃色/藍色”、“藍色‧黃色/黃色”、“黃色/黃色‧藍色”、“黃色/藍色.黃色”、“黃色‧藍色/藍色”、以及“黃色‧藍色/黃色”等。
另外,藉由組合發光元件和對應於利用微腔效果提取的發光顏色的彩色層(濾色片),可以使各發光顏色的發光光譜進一步地變窄。
下面,對製造上述發光元件時的具體例子進行說明。
第一電極101是反射電極,由此該第一電極101使用具有反射性的導電材料形成,該膜的可見光反射率為40%以上且100%以下,較佳為70%以上且100%以下,並且該膜的電阻率為1×10-2Ωcm以下。另外,半透射‧半反射電極102使用具有反射性的導電材料及具有透光性的導電材料形成,該膜的可見光反射率為20%以上且80%以下,較佳為40%以上且70%以下,並且該膜的電阻率為1×10-2Ωcm以下。
此外,為了使所希望的波長的光諧振並增強,根據所希望的光的波長調整第一電極101和第二電極102之間的光學距離。明確而言,改變用於第一電極101的一部分的透明導電膜的厚度,以電極之間的光學距離對於所希望的光的波長λ為mλ/2(m為自然數)的方式進行調整。
再者,為了放大所希望的波長的光,調整第一電極101和發光層之間的光學距離。明確而言,改變用 於第一電極101的一部分的透明導電膜或形成電洞注入層104a的有機膜的厚度,以第一電極101和發光層之間的光學距離λ對於所希望的光的波長λ為(2m’+1)λ/4(m’是自然數)的方式進行調整。注意,如串聯型的發光元件,在發光層離開地存在2層並從各層得到不同波長的光的情況下,將更強地發射所希望的波長λ的光的發光層的光學距離設定為上述光學距離。
此外,在上述情況下,嚴密地說,第一電極101和第二電極102之間的光學距離以從第一電極101中的反射區域到第二電極102中的反射區域的厚度與折射率的乘積表示。但是,因為難以嚴格地決定第一電極101或第二電極102中的反射區域的位置,所以藉由假定第一電極101及第二電極102中的任意的位置為反射區域可以充分得到上述效果。另外,嚴密地說,第一電極101和射出所希望的光的發光層之間的光學距離是第一電極101中的反射區域和射出所希望的光的發光層中的發光區域之間的光學距離。但是,因為難以嚴格地決定第一電極101中的反射區域或射出所希望的光的發光層中的發光區域的位置,所以藉由假定第一電極101中的任意的位置為反射區域且射出所希望的光的發光層的任意的位置為發光區域,可以充分得到上述效果。
作為形成滿足上述條件的第一電極101及第二電極102的材料,可以適當地採用金屬、合金、導電性化合物以及這些的混合物等。明確而言,除了氧化銦-氧 化錫(Indium Tin Oxide)、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫、氧化銦-氧化鋅(Indium Zinc Oxide)、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鈦(Ti)之外,還可以使用屬於元素週期表中第1族或第2族的元素,即鹼金屬諸如鋰(Li)和銫(Cs)等、鹼土金屬諸如鈣(Ca)和鍶(Sr)等、鎂(Mg)、包含它們的合金(MgAg、AlLi)、稀土金屬諸如銪(Eu)和鐿(Yb)等、包含它們的合金及石墨烯等。另外,第一電極101及第二電極102例如可以藉由濺射法或蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)等來形成。
電洞注入層(104a及104b)為從電極對電洞傳輸性高的電洞傳輸層(105a及105b)注入電洞的層,且為包含電洞傳輸性材料及受體物質的層。藉由包含電洞傳輸性材料及受體物質,由於受體物質從電洞傳輸性材料抽出電子來發生電洞,而電洞注入到電洞傳輸層(105a及105b)。另外,電洞傳輸層(105a及105b)使用電洞傳輸性材料來形成。
作為用於電洞注入層(104a及104b)及電洞傳輸層(105a及105b)的電洞傳輸性材料,例如可以舉出4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB或α-NPD)、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺(簡稱:TPD)、4,4’,4"-三(咔唑-9-基)三苯胺(簡稱: TCTA)、4,4',4"-三(N,N-二苯基胺基)三苯胺(簡稱:TDATA)、4,4',4"-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯胺]三苯胺(簡稱:MTDATA)、4,4'-雙[N-(螺-9,9'-二茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:BSPB)等芳香胺化合物;3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCN1)等。除上述以外,還可以使用4,4'-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱:CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡稱:TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱:CzPA)等咔唑衍生物等。在此所述的物質主要是電洞移動率為10-6cm2/Vs以上的物質。只要是電洞傳輸性比電子傳輸性高的物質,就可以使用上述以外的物質。
再者,還可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(簡稱:PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱:PVTPA)、聚[N-(4-{N'-[4-(4-二苯基胺基)苯基]苯基-N'-苯基胺基}苯基)甲基丙烯醯胺](簡稱:PTPDMA)、聚[N,N'-雙(4-丁基苯基)-N,N'-雙(苯基)聯苯胺](簡稱:Poly-TPD)等高分子化合物。
另外,作為可以用於電洞注入層(105a及105b)的受體物質,可以舉出屬於元素週期表中第4族至第8族的金屬的氧化物。明確地說,氧化鉬是特別較佳的。
發光層(106a及106b)是包含發光性物質的 層。注意,發光層(106a及106b)除了發光性物質之外還包含電子傳輸性材料及電洞傳輸性材料的一者或兩者而形成。
此外,作為可以用於發光層(106a及106b)的發光性物質,可以使用將單重激發態能轉換成發光的發光性物質或將三重激發態能轉換成發光的發光性物質。注意,作為上述發光性物質的例子,可以舉出如下材料。
作為將單重激發態能轉換成發光的發光性物質,可以舉出發射螢光的物質,例如可以使用呈現藍色光(發光波長為400nm至480nm)的物質,即N,N'-雙[4-(9H-咔唑-9-基)苯基〕-N,N'-二苯基芪-4,4'-二胺(簡稱:YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱:YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(9,10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(簡稱:2YGAPPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基〕-9H-咔唑-3-胺(簡稱:PCAPA)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBAPA)、4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基〕-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBAPBA)、苝、2,5,8,11-四-三級丁基苝(簡稱:TBP)、N,N'-雙[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-芘-1,6-二胺(簡稱:1,6FLPAPrn)、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基〕-芘-1,6-二胺(簡稱:1,6mMemFLPAPrn)等,或者可以使用呈現黃色光(發光波長為540nm至580nm)的物質,即 紅螢烯、5,12-雙(1,1'-聯苯-4-基)-6,11-二苯基稠四苯(簡稱:BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲基胺基)苯基〕乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亞基)丙二腈(簡稱:DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯并[ij〕喹嗪-9-基)乙烯基〕-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:DCM2)等。
此外,作為將三重激發態能轉換成發光的發光性物質,可以舉出發射磷光的物質,例如可以使用呈現藍色光(發光波長為400nm至480nm)的物質,即雙[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶-N,C2’]銥(III)四(1-吡唑基)硼酸鹽(簡稱:FIr6)、雙[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶-N,C2’〕甲基吡啶合銥(III)(簡稱:FIrpic)、三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2,6-二甲基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}銥(III)(簡稱:Ir(mpptz-dmp)3)、三[3-(5-聯苯)-5-異丙基-4-苯基-4H-1,2,4-三唑(triazolato)〕銥(III)(簡稱:Ir(iPr5btz)3)、三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑〕銥(III)(簡稱:Ir(Mptz1-mp)3)、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑)銥(III)(簡稱:Ir(Prptz1-Me)3)、fac-三[(1-2,6-二異丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑〕銥(III)(簡稱:Ir(iPrpmi)3)、三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]菲啶(phenanthridinato)〕銥(III)(簡稱:Ir(dmpimpt-Me)3)等,或者可以使用呈現黃色光(發光波長為540nm至580nm)的物質,即(乙醯丙酮根)雙(6-甲基-4-苯基 嘧啶基)銥(III)(簡稱:Ir(mppm)2(acac))、(乙醯丙酮根)雙(6-三級丁基-4-苯基嘧啶基)銥(III)(簡稱:Ir(tBuppm)2(acac))、(乙醯丙酮根)雙[6-(2-降莰基)-4-苯基嘧啶基〕銥(III)(簡稱:Ir(nbppm)2(acac))、(乙醯丙酮根)雙[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶基〕銥(III)(簡稱:Ir(mpmppm)2(acac))、(乙醯丙酮根)雙{4,6-二甲基-2-[6-(2,6-二甲基苯基)-4-嘧啶基-κN3〕苯基-κC}銥(III)(簡稱:Ir(dmppm-dmp)2(acac))、(乙醯丙酮根)雙(4,6-二苯基嘧啶根)銥(III)(簡稱:Ir(dppm)2(acac))、(乙醯丙酮根)雙(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪)銥(III)(簡稱:Ir(mppr-Me)2(acac)、(乙醯丙酮根)雙(5-異丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪)銥(III)(簡稱:Ir(mppr-iPr)2(acac)、三(2-苯基喹啉-N,C2’)銥(III)(簡稱:Ir(pq)3)、雙(2-苯基喹啉-N,C2’)銥(III)乙醯丙酮(簡稱:Ir(pq)2(acac))、雙(苯并[h]喹啉)銥(III)乙醯丙酮(簡稱:Ir(bzq)2(acac))、雙(2,4-二苯基-1,3-唑-N,C2’)銥(III)乙醯丙酮(簡稱;Ir(dpo)2(acac))、雙{2-[4’-(全氟烷苯基)苯基〕吡啶-N,C2’}銥(III)乙醯丙酮(簡稱:Ir(p-PF-ph)2(acac))、雙(2-苯基苯并噻唑-N,C2’)銥(III)乙醯丙酮(簡稱:Ir(bt)2(acac))等。
另外,作為用於發光層(106a及106b)的電子傳輸性材料,較佳為使用缺π電子型雜芳族化合物諸如 含氮雜芳族化合物,例如可以舉出喹啉衍生物或二苯并喹啉衍生物諸如2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹啉(簡稱:2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯并[f,h]喹啉(簡稱:2mDBTBPDBq-II)、2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f,h]喹啉(簡稱:2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹啉(簡稱:7mDBTPDBq-II)和6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹啉(簡稱:6mDBTPDBq-II)等。
另外,作為用於發光層(106a及106b)的電洞傳輸性材料,較佳為使用富π電子型雜芳族化合物(例如,咔唑衍生物或吲哚衍生物)或芳香胺化合物,例如可以舉出:4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBA1BP)、4,4'-二(1-萘基)-4"-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBNBB)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCN1)、4,4',4"-三[N-(1-萘基)-N-苯胺]三苯胺(簡稱:1'-TNATA)、2,7-雙[N-(4-二苯胺苯基)-N-苯胺]-螺-9,9'-二茀(簡稱:DPA2SF)、N,N'-雙(9-苯基咔唑-3-基)-N,N'-二苯基苯-1,3-二胺(簡稱:PCA2B)、N-(9,9-二甲基-2-二苯基胺基-9H-茀-7-基)二苯基胺(簡稱:DPNF)、N,N',N"-三苯基-N,N',N"-三(9-苯基咔唑-3-基)苯-1,3,5-三胺(簡稱:PCA3B)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯胺]螺-9,9'-二茀(簡稱:PCASF)、2-[N- (4-二苯基胺基苯基)-N-苯胺]螺-9,9'-二茀(簡稱:DPASF)、N,N'-雙[4-(咔唑-9-基)苯基]-N,N'-二苯基-9,9-二甲基茀-2,7-二胺(簡稱:YGA2F)、4,4'-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯胺]聯苯(簡稱:TPD)、4,4'-雙[N-(4-二苯胺苯基)-N-苯胺]聯苯(簡稱:DPAB)、N-(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)-N-{9,9-二甲基-2-[N'-苯基-N'-(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)胺基]-9H-茀-7-基}苯基胺(簡稱:DFLADFL)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯胺]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCA1)、3-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯胺]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzDPA1)、3,6-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯胺]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzDPA2)、4,4'-雙(N-{4-[N'-(3-甲基苯基)-N'-苯胺]苯基}-N-苯胺)聯苯(簡稱:DNTPD)、3,6-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-(1-萘基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzTPN2)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯胺]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCA2)等。
電子傳輸層(107a及107b)是包含電子傳輸性高的物質的層。作為電子傳輸層(107a及107b)可以使用金屬錯合物諸如Alq3、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉合)鈹(簡稱:BeBq2)、BAlq、Zn(BOX)2或雙[2-(2-羥基苯基)-苯并噻唑]鋅(簡稱:Zn(BTZ)2)等。此外,還可以使用雜芳族化合物諸如2-(4-聯苯基)-5-(4-三級丁苯基)-1,3,4-惡二唑(簡稱:PBD)、1,3-雙[5-(對三級丁苯 基)-1,3,4-惡二唑-2-基]苯(簡稱:OXD-7)、3-(4-三級丁苯基)-4-苯基-5-(4-聯苯基)-1,2,4-三唑(簡稱:TAZ)、3-(4-三級丁苯基)-4-(4-乙苯基)-5-(4-聯苯基)-1,2,4-三唑(簡稱:p-EtTAZ)、紅啡啉(簡稱:BPhen)、浴銅靈(簡稱:BCP)、4,4'-雙(5-甲基苯并唑-2-基)茋(簡稱:BzOs)等。此外,也可以使用高分子化合物諸如聚(2,5-吡啶二基)(簡稱:PPy)、聚[(9,9-二己基茀-2,7-二基)-co-(吡啶-3,5-二基)](簡稱:PF-Py)、聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-co-(2,2'-聯吡啶-6,6'-二基)](簡稱:PF-BPy)。這裡所述的物質主要為電子移動率為1×10-6cm2/Vs以上的物質。另外,只要是電子傳輸性比電洞傳輸性高的物質,就可以將上述物質之外的物質用於電子傳輸層(107a及107b)。
另外,電子傳輸層(107a及107b)既由單層構成又可由層疊有兩層以上的由上述物質構成的層的疊層構成。
電子注入層(108a及108b)是包含具有高電子注入性的物質的層。作為電子注入層(108a及108b),例如可以使用鹼金屬、鹼土金屬或者它們的化合物,例如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF2)或者氧化鋰(LiOx)等。還可以使用諸如氟化鉺(ErF3)的稀土金屬化合物。另外,對電子注入層(108a及108b)也可以使用電子鹽。作為電子鹽,可以舉出對鈣和鋁的混合氧化物以高濃度添加電子的物質等。另外,還可以使用構成電 子傳輸層(107a及107b)的上述物質。
另外,也可以將有機化合物與電子予體(施體)混合而成的複合材料用於電子注入層(108a及108b)。因為這種複合材料的電子予體使得電子產生在有機化合物中,所以其電子注入性及電子傳輸性高。在此情況下,有機化合物較佳的是在傳輸產生的電子方面性能優異的材料,明確而言,例如可以使用上述構成電子傳輸層(107a及107b)的物質(金屬錯合物和雜芳族化合物等)。作為電子予體,只要使用對有機化合物呈現電子予體性的物質,即可。明確地說,較佳為使用鹼金屬、鹼土金屬和稀土金屬,可以舉出鋰、銫、鎂、鈣、鉺、鐿等。另外,較佳為使用鹼金屬氧化物或鹼土金屬氧化物,可以舉出鋰氧化物、鈣氧化物、鋇氧化物等。此外,還可以使用氧化鎂等路易斯鹼。或者,也可以使用四硫富瓦烯(簡稱:TTF)等有機化合物。
電荷產生層109既可以具有對電洞傳輸性材料添加有電子受體(受體)的結構,也可以具有對電子傳輸性材料添加有電子予體(施體)的結構。或者,也可以層疊有這兩種結構。
在採用在電洞傳輸性材料中添加有電子受體的結構的情況下,作為電洞傳輸性材料,例如可以使用NPB、TPD、TDATA、MTDATA或4,4’-雙[N-(螺-9,9’-二茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:BSPB)等芳族胺化合物等。在此所述的物質主要是電洞移動率為10-6cm2/Vs以上 的物質。注意,只要是電洞傳輸性比電子傳輸性高的有機化合物,就可以使用上述物質之外的物質。
作為電子受體,可以舉出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱:F4-TCNQ)、氯醌等。另外,可以舉出屬於元素週期表中第4族至第8族的金屬的氧化物。明確而言,較佳為使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸,這是因為它們具有高電子接受性。其中,尤其較佳為使用氧化鉬,因為氧化鉬在大氣中很穩定,吸濕性低,並且容易進行處理。
另一方面,在採用在電子傳輸性材料中添加有電子予體的結構的情況下,作為電子傳輸性材料,例如可以使用Alq、Almq3、BeBq2或BAlq等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬錯合物等。除此之外,還可以使用Zn(BOX)2或Zn(BTZ)2等具有唑基配體或噻唑基配體的金屬錯合物等。再者,除了金屬錯合物之外,還可以使用PBD、OXD-7、TAZ、BPhen、BCP等。在此所述的物質主要是電子移動率為10-6cm2/Vs以上的物質。另外,只要是電子傳輸性比電洞傳輸性高的有機化合物,就可以使用上述物質之外的物質。
另外,作為電子予體,可以使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、或屬於元素週期表中第2族或第13族的金屬及它們的氧化物、碳酸鹽。明確而言,較佳為使用鋰(Li)、銫(Cs)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鐿(Yb)、銦(In)、氧化鋰、碳酸銫等。此外,也可以將如四硫稠四苯 (tetrathianaphthacene)的有機化合物用作電子予體。
另外,藉由使用上述材料形成電荷產生層109,可以抑制在層疊EL層時驅動電壓增大。
另外,上述電洞注入層(104a及104b)、電洞傳輸層(105a及105b)、發光層(106a及106b)、電子傳輸層(107a及107b)、電子注入層(108a及108b)及電荷產生層109分別可以利用蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、印刷法(凹版印刷、平板印刷、網版印刷及噴墨法等)及塗布法等方法形成。
另外,雖然在本實施方式中說明了具有2個EL層的發光元件,但是也可以層疊3個以上的EL層。這種串聯型發光元件能夠實現低電壓驅動及低耗電量的發光裝置。
此外,本實施方式所示的發光元件具有微腔結構,可以從相同EL層提取不同波長的光(單色光),因此不需要分別塗布(例如,RGB)。從而,根據容易實現高精細化等的理由,從實現全彩色化的角度來看上述結構是有利的。再者,藉由與彩色層(濾色片)組合,可以減少視角依賴性。這種結構是在將其應用於使用三種顏色以上的像素的彩色顯示器(影像顯示裝置)時特別有效的,但是也可以將其應用於照明設備等。
作為具備上述發光元件的發光裝置,可以製造被動矩陣型發光裝置或主動矩陣型發光裝置等,上述發光裝置都包括在本發明的一個方式的範疇中。
另外,在主動矩陣型發光裝置中,對電晶體(FET)的結構沒有特別的限制。例如,可以適當地使用交錯型FET或反交錯型FET。此外,形成在FET基板上的驅動電路可以由N型FET和P型FET中的一者或兩者形成。並且,對用於FET的半導體膜的結晶性也沒有特別的限制。例如,可以使用非晶半導體膜、結晶半導體膜。作為半導體材料,除了第13族(鎵等)半導體、第14族(矽等)半導體、化合物半導體(包括氧化物半導體)之外,還可以使用有機半導體等。
此外,本實施方式所示的發光元件可以形成在各種基板上。對基板的種類沒有特別的限制。作為該基板的例子,例如可以使用半導體基板(例如,單晶基板或矽基板)、SOI基板、玻璃基板、石英基板、塑膠基板、金屬基板、不鏽鋼基板、具有不鏽鋼箔的基板、鎢基板、具有鎢箔的基板、撓性基板、貼合薄膜、包含纖維狀的材料的紙或者基材薄膜等。作為玻璃基板的例子,有鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃等。作為撓性基板、貼合薄膜、基材薄膜等,可以舉出如下例子。例如可以舉出以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)為代表的塑膠。或者,作為例子,可以舉出丙烯酸樹脂等合成樹脂等。或者,作為例子,可以舉出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯或氯乙烯等。或者,作為例子,可以舉出聚醯胺、聚醯亞胺、芳族聚醯胺、環氧、無機蒸鍍薄膜、紙類等。
注意,在這種基板上與發光元件一起形成電晶體的情況下,尤其藉由使用半導體基板、單晶基板或SOI基板等製造電晶體,可以製造特性、尺寸或形狀等的不均勻性小、電流能力高且尺寸小的電晶體。當利用上述電晶體構成電路時,可以實現電路的低耗電量化或電路的高集成化。
此外,在作為形成發光元件或電晶體的基板,使用上述撓性基板的情況下,既可以在撓性基板上直接形成發光元件或電晶體,又可以在基體基板上隔著剝離層形成發光元件或電晶體的一部分或全部之後,將該發光元件或電晶體從基體基板分離離並轉置在其它基板上。在藉由使用這種剝離層且在其它基板上轉置來進行製造時,可以在耐熱性低的基板或不容易實現直接形成的撓性基板上形成發光元件或電晶體。另外,作為上述剝離層,例如可以使用鎢膜與氧化矽膜的無機膜的層疊結構或在基板上形成有聚醯亞胺等有機樹脂膜的結構等。作為被轉置的基板的例子,除了上述可以設置電晶體的基板之外,還可以有紙基板、玻璃紙基板、芳族聚醯胺薄膜基板、聚醯亞胺薄膜基板、石材基板、木材基板、布基板(包括天然纖維(絲、棉、麻)、合成纖維(尼龍、聚氨酯、聚酯)或再生纖維(醋酯纖維、銅氨纖維、人造纖維、再生聚酯)等)、皮革基板、橡皮基板等。藉由使用這種基板,可以實現良好的耐性及耐熱性且輕量化及薄型化。
本實施方式所示的結構可以與其他實施方式 所示的結構適當地組合而實施。
實施方式2
在本實施方式中,說明將實施方式1所說明的發光元件與彩色層(濾色片等)組合時的發光裝置的一個方式。另外,在本實施方式中,對發光裝置的像素部的結構參照圖2及圖7進行說明。
在圖2中,在基板201上形成多個FET202,每個FET202與每個發光元件(207R、207G、207B及207Y)電連接。明確而言,每個FET202與作為發光元件的像素電極的第一電極203電連接。另外,以填埋相鄰的第一電極203的端部,設置分隔壁204。
注意,本實施方式中的第一電極203的結構與實施方式1所示的結構相同,其具有反射電極的功能。此外,在第一電極203上形成由透明導電膜而成的導電膜(212B、212G、212R及212Y),以將每個發光元件(207R、207G、207B及207Y)的第一電極203和第二電極210之間的光學距離適應於要提取的光波長的方式調整每個導電膜(212B、212G、212R及212Y)的厚度。(但是,在光學調整中,有時不需要形成該導電膜。)另外,在第一電極203及導電膜(212B、212G、212R及212Y)上形成EL層205,在EL層205上形成第二電極210。EL層205及第二電極210的結構也與實施方式1所說明的結構相同,EL層具有分別呈現不同的發光顏色的多個發光 性物質,第二電極210具有半透射‧半反射電極的功能。
從每個發光元件(207R、207G、207B及207Y)發射具有各個不同的光譜的光。明確而言,發光元件207R以得到紅色光的方式被光學調整,在以206R表示的區域中透過彩色層208R向箭頭方向射出紅色光。另外,發光元件207G以得到綠色光的方式被光學調整,在以206G表示的區域中透過彩色層208G向箭頭方向射出綠色光。另外,發光元件207B以得到藍色光的方式被光學調整,在以206B表示的區域中透過彩色層208B向箭頭方向射出藍色光。另外,發光元件207Y以得到黃色光的方式被光學調整,在以206Y表示的區域中向箭頭方向射出黃色光。注意,在圖7中也發光元件207Y以得到黃色光的方式被光學調整。如圖7所示,也可以在以206Y表示的區域中透過彩色層208Y向箭頭方向射出黃色光。
另外,如圖2及圖7所示,在設有各發光元件207R、207G、207B及207Y的基板201的上方配置的透明密封基板211上設置有每個彩色層208R、208G、208B及208Y。注意,每個彩色層208R、208G、208B及208Y分別設置在與呈現各個發光顏色的每個發光元件207R、207G、207B及207Y對應地重疊的位置。如圖2所示,在發光元件207Y不設置彩色層的結構中,可以獲得發光效率特別良好的發光裝置,如圖7所示在發光元件207Y不設置彩色層208Y的結構中,可以獲得視角依賴性及發光效率良好的發光裝置。
另外,還可以以填埋相鄰的每個彩色層(208R、208G、208B及208Y)的端部,設置黑色層(黑矩陣)209。另外,每個彩色層(208R、208G、208B及208Y)及黑色層209被使用透明材料的保護層覆蓋。
在上述說明的結構中,該發光裝置成為在密封基板211一側提取光的結構(頂部發射型)的發光裝置。因此,雖然作為基板201可以使用遮光性的基板及透光性的基板,但是較佳為使用遮光性的基板。
藉由採用上述結構,可以得到呈現多個發光顏色(紅色、藍色、綠色及黃色)的發光元件,與此同時得到發射組合該發光的發光效率高的白色光的發光裝置。
實施方式3
在本實施方式中,參照圖3A和3B對作為本發明的一個方式的發光裝置的一個例子的主動矩陣型發光裝置進行說明。此外,可以將實施方式1所說明的發光元件應用於本實施方式所示的發光裝置。
圖3A是發光裝置的俯視圖,圖3B是沿著圖3A中的虛線A-A’切割的剖面圖。本實施方式的主動矩陣型發光裝置具有設置在元件基板301上的像素部302、驅動電路部(源極線驅動電路)303以及驅動電路部(閘極線驅動電路)304a及304b。將像素部302、驅動電路部303以及驅動電路部304由密封材料305密封在元件基板301與密封基板306之間。
在元件基板301上設置引導佈線307,該引導佈線307用來連接對驅動電路部303及驅動電路部304傳遞來自外部的信號(例如,視訊信號、時脈信號、啟動信號或重設信號等)或電位的外部輸入端子。在此,示出作為外部輸入端子設置FPC(撓性印刷電路)308的例子。雖然在此只圖示FPC,但是該FPC也可以安裝有印刷線路板(PWB)。本說明書中的發光裝置不僅包括發光裝置主體,而且還包括安裝有FPC或PWB的發光裝置。
接著,參照圖3B說明剖面結構。在元件基板301上形成有驅動電路部及像素部,在此示出作為源極線驅動電路的驅動電路部303及像素部302。
在此示出組合FET309和FET310構成驅動電路部303的例子。驅動電路部303所具有的FET309及FET310既可以由包含單極性(N型或P型)電晶體的電路形成,也可以由包含N型電晶體及P型電晶體的CMOS電路形成。在本實施方式中,雖然示出將驅動電路形成在基板上的驅動器一體型,但是不一定必須如此,也可以將驅動電路形成在基板的外部而不形成在基板上。
此外,像素部302包括開關FET(未圖示)、電流控制FET312,電流控制FET312的佈線(源極電極或汲極電極)與發光元件317a及發光元件317b的第一電極(陽極)(313a及313b)電連接。此外,雖然在本實施方式中示出使用2個FET(開關FET311、電流控制FET312)構成像素部302的例子,但不侷限於此。例 如,像素部302也可以採用3個以上的FET及電容元件的結構。
作為FET309、310及312,例如可以適當地使用交錯型電晶體或反交錯型電晶體。作為可以用於FET309、310及312的半導體材料,例如可以使用第13族(鎵等)半導體、第14族(矽等)半導體、化合物半導體、氧化物半導體、有機半導體。此外,對該半導體材料的結晶性也沒有特別的限制,例如可以使用非晶半導體膜或結晶半導體膜。尤其是,FET309、310及312較佳為使用氧化物半導體。作為該氧化物半導體,例如可以舉出In-Ga氧化物、In-M-Zn氧化物(M為Al、Ga、Y、Zr、La、Ce或Nd)等。作為FET309、310及312,例如使用能隙為2eV以上,較佳為2.5eV以上,更佳為3eV以上的氧化物半導體材料,由此可以降低電晶體的關態電流(off-state current)。
此外,第一電極313包括層疊用來光學調整的導電膜320的結構。例如,如圖3B所示,發光元件317a與發光元件317b的提取光的波長不同,因此導電膜320a與導電膜320b的厚度不同而形成。此外,以覆蓋第一電極(313a及313b)的端部的方式形成由絕緣物構成的分隔壁314。在此,使用正型光敏丙烯酸樹脂形成分隔壁314。此外,在本實施方式中,將第一電極(313a及313b)用作陽極。
較佳的是將分隔壁314的上端部或下端部形 成為具有曲率的曲面。藉由將分隔壁314形成為上述形狀,可以提高形成在分隔壁314上的膜的覆蓋性。例如,作為分隔壁314的材料,可以使用負型光敏樹脂或正型光敏樹脂,不侷限於有機化合物,而還可以使用無機化合物諸如氧化矽、氧氮化矽、氮化矽等。
在第一電極(313a及313b)上層疊形成EL層315及第二電極316。在EL層315中至少設置有發光層,由第一電極(313a及313b)、EL層315及第二電極316構成的發光元件(317a及317b)具有EL層315的端部被第二電極316覆蓋的結構。此外,EL層315的結構與實施方式1相同。
注意,作為用於第一電極313、EL層315及第二電極316的材料,可以使用實施方式1所示的材料。此外,發光元件(317a及317b)的第一電極(313a及313b)在區域321中與引線307電連接並藉由FPC308被輸入外部信號。再者,發光元件(317a及317b)的第二電極316在區域322中與引線323電連接,雖然未圖示,但是藉由FPC308被輸入外部信號。
雖然在圖3B所示的剖面圖中僅示出2個發光元件317,但是,在像素部302中如實施方式2所示多個發光元件被配置為矩陣狀。藉由在像素部302中形成能夠得到四種(R、G、B、Y)發光的發光元件,可以形成能夠進行全彩色顯示的發光裝置。
再者,也可以在第二電極316上設置密封膜 (未圖示)。密封膜藉由對不會損傷發光元件317的方法形成,例如較佳為使用ALD(Atomic Layer Deposition:原子層沉積)法形成的氧化鋁膜等。再者,藉由使用密封材料305將密封基板306與元件基板301貼合在一起,實現在由組件基板301、密封基板306和密封材料305圍繞的空間318中具備發光元件317的結構。
此外,在密封基板306上設置有有色層(濾色片)324,在相鄰的有色層之間設置有黑色層(黑矩陣)325。注意,由發光元件317a及317b得到的發光透過有色層(濾色片)324提取到外部。
另外,空間318可以填充有惰性氣體(氮、氬等),也可以填充有密封材料305。
另外,較佳的是將環氧類樹脂或玻璃料用作密封材料305。此外,這些材料較佳的是儘量不使水分和氧透過的材料。此外,作為密封基板306,除了玻璃基板和石英基板之外,還可以使用由FRP(Fiber-Reinforced Plastics:纖維增強塑膠)、PVF(polyvinyl fluoride:聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸樹脂等構成的塑膠基板。從黏合性的觀點來看,在作為密封材料使用玻璃料的情況下,作為元件基板301及密封基板306較佳為使用玻璃基板。
如上所述,可以得到主動矩陣型發光裝置。注意,作為發光裝置可以製造應用具有實施方式1所示的元件結構的發光元件的被動矩陣型發光裝置。
本實施方式所示的結構可以與其他實施方式 所示的結構適當地組合而實施。
實施方式4
在本實施方式中,使用圖4A、4B、4C、4D、4D1、4D2、5A、5B、以及5C對使用本發明的一個方式的發光裝置而完成的各種各樣的電子裝置的一個例子進行說明。
作為使用發光裝置的電子裝置,例如可以舉出電視機(也稱為電視或電視接收機)、用於電腦等的監視器、數位相機、數位攝影機、數位相框、行動電話機(也稱為行動電話、行動電話裝置)、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再生裝置、彈珠機等的大型遊戲機等。
圖4A示出電視機的一個例子。在電視機7100中,外殼7101中組裝有顯示部7103。由顯示部7103能夠顯示影像,並可以將發光裝置用於顯示部7103。在此示出利用支架7105支撐外殼7101的結構。
藉由利用外殼7101所具備的操作開關、另外提供的遙控器7110可以進行電視機7100的操作。藉由利用遙控器7110所具備的操作鍵7109,可以進行頻道、音量的操作,並可以對在顯示部7103上顯示的影像進行操作。此外,也可以採用在遙控器7110中設置顯示從該遙控器7110輸出的資訊的顯示部7107的結構。
電視機7100採用具備接收機、數據機等的結構。藉由接收機可以接收一般的電視廣播。再者,藉由數 據機連接到有線或無線方式的通信網路,可以進行單向(從發送者到接收者)或雙向(發送者和接收者之間或接收者彼此之間等)的資訊通信。
圖4B為電腦,該電腦包括主體7201、外殼7202、顯示部7203、鍵盤7204、外部連接埠7205、指向裝置7206等。該電腦可以藉由將發光裝置用於其顯示部7203來製造。
圖4C是智慧手錶,該智慧手錶包括外殼7302、顯示面板7304、操作按鈕7311、操作按鈕7312、連接端子7313、腕帶7321、錶帶扣7322等。
安裝在兼用作框架(bezel)部分的外殼7302中的顯示面板7304具有非矩形狀的顯示區域。顯示面板7304可以顯示表示時間的圖示7305以及其他圖示7306等。
在圖4C所示的智慧手錶可以具有各種功能。例如,可以具有在顯示部分上顯示多種資訊(靜態影像、運動影像、文字影像等)的功能,觸控面板功能,顯示日曆、日期或時間等的功能,以多種軟體(程式)控制處理的功能,無線通訊功能,使用無線通訊功能與多種電腦網路連接的功能,使用無線通訊功能發送及接收多種資料的功能,以及讀取儲存於儲存介質內的程式或資料並且將該程式或資料顯示於顯示部分上的功能等。
外殼7302的內部可具有揚聲器、感測器(包括測定如下因素的功能:力量、位移、位置、速度、加速 度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、斜率、振動、氣味或紅外線)、麥克風等。另外,智慧手錶可以藉由將發光裝置用於其顯示面板7304來製造。
圖4D示出行動電話機(包括智慧手機)的一個例子。行動電話機7400在外殼7401中具備顯示部7402、麥克風7406、揚聲器7405、照相機7407、外部連接部7404、操作按鈕7403等。當將本發明的一個方式的發光元件形成在具有撓性的基板來製造發光裝置時,可以應用於如圖4D所示那樣的具有曲面的顯示部7402。
圖4D所示的行動電話機7400可以用手指等觸摸顯示部7402來輸入資訊。此外,可以用手指等觸摸顯示部7402來進行打電話或製作電子郵件等的操作。
顯示部7402的螢幕主要有如下三種模式:第一是以影像顯示為主的顯示模式;第二是以文字等資訊輸入為主的輸入模式;第三是混合顯示模式與輸入模式的兩種模式的顯示及輸入模式。
例如,在打電話或製作電子郵件的情況下,將顯示部7402設定為以文字輸入為主的文字輸入模式,並進行顯示在螢幕的文字的輸入操作,即可。在此情況下,較佳的是,在顯示部7402的螢幕的大部分上顯示鍵盤或號碼按鈕。
另外,藉由在行動電話機7400內部設置陀螺 儀和加速度感測器等檢測裝置,判斷行動電話機7400的方向(縱向或橫向),而可以對顯示部7402的螢幕顯示進行自動切換。
藉由觸摸顯示部7402或對外殼7401的操作按鈕7403進行操作,切換螢幕模式。或者,可以根據顯示在顯示部7402上的影像的類型而切換螢幕模式。例如,當顯示在顯示部上的影像為運動影像時,將螢幕模式切換成顯示模式,而當顯示在顯示部上的影像為文字時,將螢幕模式切換成輸入模式。
另外,當在輸入模式下藉由檢測出顯示部7402的光感測器所檢測的信號得知在一定期間內沒有顯示部7402的觸摸操作輸入時,也可以進行控制以將畫面模式從輸入模式切換成顯示模式。
還可以將顯示部7402用作影像感測器。例如,藉由用手掌或手指觸摸顯示部7402,來拍攝掌紋、指紋等,而可以進行個人識別。另外,藉由將發出近紅外光的背光燈或發出近紅外光的感測用光源用於顯示部,還可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。
再者,作為行動電話機(包括智慧手機)的其他結構,也可以對圖4D1和4D2所示的行動電話機應用本發明的一個方式的發光元件。
在圖4D1和4D2所示的行動電話機中,不僅在外殼7500(1)、外殼7500(2)的第一面7501(1)、第一面7501(2)上,而且還在第二面7502(1)、第二面7502(2)上 能夠顯示文字資訊或影像資訊等。借助於這種結構,使用者能夠在將行動電話機收納在上衣口袋中的狀態下容易確認在第二面7502(1)、第二面7502(2)等上顯示的文字資訊或影像資訊等。
圖5A至圖5C示出能夠折疊的可攜式資訊終端9310。圖5A示出展開狀態的可攜式資訊終端9310。圖5B示出從展開狀態和折疊狀態中的一個狀態變為另一個狀態的中途的狀態的可攜式資訊終端9310。圖5C示出折疊狀態的可攜式資訊終端9310。可攜式資訊終端9310在折疊狀態下可攜性好,在展開狀態下因為具有無縫拼接的較大的顯示區域所以顯示一覽性強。
顯示面板9311由鉸鏈部9313所連接的三個外殼9315來支撐。藉由鉸鏈部9313使兩個外殼9315之間彎折,可以使可攜式資訊終端9310從展開狀態可逆性地變為折疊狀態。可以將本發明的一個方式的發光裝置用於顯示面板9311。顯示面板9311中的顯示區域9312是位於折疊狀態的可攜式資訊終端9310的側面的顯示區域9312。在顯示區域9312中可以顯示使用次數多的軟體或程式的快捷等,能夠順便地進行確認資訊或開啟軟體。
如上所述,可以使用本發明的一個方式的發光裝置來得到電子裝置。能夠應用的電子裝置不侷限於在本實施方式中所示的電子裝置,可以應用於各種領域的電子裝置。
注意,本實施方式所示的結構可以與其他實 施方式所示的結構適當地組合而使用。
實施方式5
在本實施方式中,使用圖6對使用本發明的一個方式的發光裝置的照明設備的一個例子進行說明。
圖6是將發光裝置用於室內照明設備8001的例子。另外,因為發光裝置可以實現大面積化,所以也可以形成大面積的照明設備。此外,也可以藉由使用具有曲面的外殼來形成發光區域具有曲面的照明設備8002。包括在本實施方式所示的發光裝置中的發光元件為薄膜狀,所以外殼的設計的彈性高。因此,可以形成能夠對應各種設計的照明設備。再者,室內的牆面也可以設置有大型的照明設備8003。
另外,藉由將發光裝置用於桌子的表面,可以提供具有桌子的功能的照明設備8004。此外,藉由將發光裝置用於其他家具的一部分,可以提供具有家具的功能的照明設備。
如上所述,可以得到應用發光裝置的各種各樣的照明設備。另外,這種照明設備包括在本發明的一個方式中。
本實施方式所示的結構可以與其他實施方式所示的結構適當地組合而使用。

Claims (11)

  1. 一種發光裝置,包括:包括第一反射電極、第一透明導電膜、EL層、以及半透射‧半反射電極的第一發光元件;包括第二反射電極、第二透明導電膜、該EL層、以及該半透射‧半反射電極的第二發光元件;包括第三反射電極、第三透明導電膜、該EL層、以及該半透射‧半反射電極的第三發光元件;以及包括第四反射電極、第四透明導電膜、該EL層、以及該半透射‧半反射電極的第四發光元件;其中,該EL層具有串聯結構,其包括:第一發光層包括第一發光物質;以及在該第一發光層上的第二發光層,該第二發光層包括第二發光物質,其中,該第一發光物質呈現藍色光和黃色光的一者,其中,該第二發光物質呈現藍色光和黃色光的另一者,其中,該半透射‧半反射電極覆蓋該EL層的端部,以及其中,該第一透明導電膜、該第二透明導電膜、該第三透明導電膜、以及該第四透明導電膜之厚度彼此不同。
  2. 一種發光裝置,包括:包括第一反射電極、第一透明導電膜、EL層、以及半透射‧半反射電極的第一發光元件; 包括第二反射電極、第二透明導電膜、該EL層、以及該半透射‧半反射電極的第二發光元件;包括第三反射電極、第三透明導電膜、該EL層、以及該半透射‧半反射電極的第三發光元件;包括第四反射電極、第四透明導電膜、該EL層、以及該半透射‧半反射電極的第四發光元件;該第一發光元件上的第一濾色片;該第二發光元件上的第二濾色片;該第三發光元件上的第三濾色片;以及該第四發光元件上的第四濾色片;其中,該EL層具有串聯結構,其包括:第一發光層包括第一發光物質;以及在該第一發光層上的第二發光層,該第二發光層包括第二發光物質,其中,該第一發光物質呈現藍色光和黃色光的一者,其中,該第二發光物質呈現藍色光和黃色光的另一者,其中,該半透射‧半反射電極覆蓋該EL層的端部,以及其中,該第一透明導電膜、該第二透明導電膜、該第三透明導電膜、以及該第四透明導電膜之厚度彼此不同。
  3. 一種發光裝置,包括:包括第一反射電極、第一電洞注入層、第一發光層、第二發光層、以及第二電極的第一發光元件; 包括第二反射電極、第二電洞注入層、該第一發光層、該第二發光層、以及該第二電極的第二發光元件;包括第三反射電極、第三電洞注入層、該第一發光層、該第二發光層、以及該第二電極的第三發光元件;以及包括第四反射電極、第四電洞注入層、該第一發光層、該第二發光層、以及該第二電極的第四發光元件,其中,該第一發光層包括第一發光物質,其中,該第二發光層在該第一發光層上,該第二發光層包括第二發光物質,其中,該第二電極包括具有反射性的第一導電材料和具有透射性的第二導電材料,其中,該第一發光物質呈現藍色光和黃色光的一者,其中,該第二發光物質呈現藍色光和黃色光的另一者,以及其中,該第一電洞注入層的厚度、該第二電洞注入層的厚度、該第三電洞注入層的厚度、以及該第四電洞注入層的厚度彼此不同。
  4. 一種發光裝置,包括:包括第一反射電極、第一電洞注入層、第一發光層、第二發光層、以及第二電極的第一發光元件;包括第二反射電極、第二電洞注入層、該第一發光層、該第二發光層、以及該第二電極的第二發光元件;包括第三反射電極、第三電洞注入層、該第一發光 層、該第二發光層、以及該第二電極的第三發光元件;包括第四反射電極、第四電洞注入層、該第一發光層、該第二發光層、以及該第二電極的第四發光元件,該第一發光元件上的第一濾色片;該第二發光元件上的第二濾色片;以及該第三發光元件上的第三濾色片;其中,該第一發光層包括第一發光物質,其中,該第二發光層在該第一發光層上,該第二發光層包括第二發光物質,其中,該第二電極包括具有反射性的第一導電材料和具有透射性的第二導電材料,其中,該第一發光物質呈現藍色光和黃色光的一者,其中,該第二發光物質呈現藍色光和黃色光的另一者,以及其中,該第一電洞注入層的厚度、該第二電洞注入層的厚度、該第三電洞注入層的厚度、以及該第四電洞注入層的厚度彼此不同。
  5. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之發光裝置,其中,該第一發光物質發射螢光,以及其中該第二發光物質發射磷光。
  6. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之發光裝置,其中,該第一發光物質發射磷光,以及其中該第二發 光物質發射螢光。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項之發光裝置,其中,以增強黃色光的方式設定該第四反射電極和該半透射‧半反射電極之間的光學距離。
  8. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之發光裝置,其中,該第一發光物質在420nm以上且480nm以下的範圍內具有發射光譜峰值,以及其中,該第二發光物質在540nm以上且580nm以下的範圍內具有發射光譜峰值。
  9. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之發光裝置,還包括第一撓性基板及第二撓性基板。
  10. 根據申請專利範圍第4項之發光裝置,其中,該第四發光元件不與濾色片重疊。
  11. 根據申請專利範圍第4項之發光裝置,其中,透過該第一濾色片發射紅色光,其中,透過該第二濾色片發射綠色光,以及其中,透過該第三濾色片發射藍色光。
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