WO2020138306A1 - 発光装置 - Google Patents

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WO2020138306A1
WO2020138306A1 PCT/JP2019/051164 JP2019051164W WO2020138306A1 WO 2020138306 A1 WO2020138306 A1 WO 2020138306A1 JP 2019051164 W JP2019051164 W JP 2019051164W WO 2020138306 A1 WO2020138306 A1 WO 2020138306A1
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compound
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平沢　明
佑生 寺尾
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パイオニア株式会社
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    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device.
  • a light emitting device may have an organic light emitting diode (OLED).
  • OLED organic light emitting diode
  • the OLED includes a first electrode, an organic layer and a second electrode.
  • the organic layer includes a light emitting layer (EML) that emits light by organic electroluminescence (EL).
  • EML organic electroluminescence
  • the organic layer may further include a functional layer (for example, a hole injection layer (HIL) or a hole transport layer (HTL)) between the first electrode and the EML.
  • HIL hole injection layer
  • HTL hole transport layer
  • Patent Document 1 describes an example of a method of forming a functional layer containing an organic material and a metal compound.
  • the functional layer is formed by co-evaporation of an organic material and a metal compound.
  • Patent Document 1 describes that the concentration of the metal compound in the functional layer decreases from the first electrode side toward the EML side by controlling the co-evaporation conditions (for example, the distance from the vapor deposition source to the vapor deposition target). ing.
  • Patent Document 2 describes an example of a method of forming a functional layer containing a first metal compound and a second metal compound.
  • the functional layer is formed by co-evaporation of the first metal compound and the second metal compound.
  • Patent Document 2 discloses that the mixing ratio of the first metal compound and the mixing ratio of the second metal compound in the functional layer change from the first electrode side toward the EML side by controlling the vapor deposition rate of the second metal compound. Have been described.
  • the present inventor has realized a suitable concentration distribution of a metal element-containing compound (for example, molybdenum oxide) in an organic material, for example, at a position where the concentration is separated from the first electrode by a certain distance. It was examined to lower the value in the vicinity of.
  • a metal element-containing compound for example, molybdenum oxide
  • the problem to be solved by the present invention is, for example, to realize a suitable concentration distribution of a compound containing a metal element in an organic material.
  • the invention according to claim 1 is A first electrode, An organic layer located on the first electrode and including a first layer; A second electrode located on the organic layer; Including, The first layer is A first region including a first organic material and a compound containing a metal element, the first region being in contact with the first electrode; A second region including the first organic material and the compound, which is farther from the first electrode than the first region; Including, The average intensity of the SIMS profile of the metal element in the second region is less than 10% of the average intensity of the SIMS profile of the metal element in the first region.
  • the invention described in claim 10 is A first electrode, An organic layer located on the first electrode and including a first layer; A second electrode located on the organic layer; Including, The first layer is A first region including a first organic material and a compound containing a metal element, the first region being in contact with the first electrode; A second region including the first organic material and the compound, which is farther from the first electrode than the first region; Including, The maximum intensity of the SIMS profile of the metal element in the second region is less than 10% of the maximum intensity of the SIMS profile of the metal element in the first region.
  • the invention according to claim 11 is A first electrode, An organic layer located on the first electrode and including a first layer; A second electrode located on the organic layer; Including, The first layer is A first region including a first organic material and a compound containing a metal element, the first region being in contact with the first electrode; A second region including the first organic material and the compound, which is farther from the first electrode than the first region; Including, The average of the profile of the ratio of the volume of the compound to the total volume of the first organic material and the volume of the compound in the second region is the volume of the first organic material and the compound of the compound in the first region.
  • a light-emitting device which is less than 10% of the average of the profile of the volume ratio of the compound to the total volume.
  • the invention according to claim 12 is A first electrode, An organic layer located on the first electrode and including a first layer; A second electrode located on the organic layer; Including, The first layer is A first region including a first organic material and a compound containing a metal element, the first region being in contact with the first electrode; A second region including the first organic material and the compound, which is farther from the first electrode than the first region; Including, The maximum of the profile of the ratio of the volume of the compound to the total volume of the first organic material and the volume of the compound in the second region is the maximum of the volume of the first organic material and the compound in the first region.
  • a light emitting device which is less than 10% of the maximum of the ratio of the volume ratio of the compound to the total volume.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a method for manufacturing the light emitting device shown in FIG. 1. It is a figure for explaining an example of a reason for heating the 1st layer. It is a figure for explaining an example of a reason for heating the 1st layer.
  • the phrase "A is on B” means, for example, that A is directly on B with no other elements (eg, layers) between A and B. Or it may mean that another element (for example, a layer) is partially or entirely located between A and B.
  • expressions indicating directions such as “up”, “down”, “left”, “right”, “front”, and “rear” are basically used in combination with the directions of the drawings, and for example, book It should not be construed as being limited to the direction in which the invention described in the specification is used.
  • an anode refers to an electrode that injects holes into a layer containing a light-emitting material (eg, an organic layer), and a cathode refers to an electrode that injects electrons into a layer containing a light-emitting material. .. Also, the expressions “anode” and “cathode” may mean other terms such as “hole injection electrode” and “electron injection electrode” or “positive electrode” and “negative electrode”.
  • the “light emitting device” in this specification includes a device having a light emitting element such as a display or a lighting.
  • a wiring, an IC (integrated circuit), a housing, or the like directly, indirectly, or electrically connected to the light emitting element may be included in the “light emitting device”.
  • each member and each element may be singular or plural. However, it is not limited to this when “singular” or “plurality” is clear in the context.
  • the expression “A includes B” is not limited to A being constituted only by B and means that A may be constituted by an element other than B unless otherwise specified. ..
  • cross section in this specification means a surface that appears when the light emitting device is cut in the direction in which pixels, light emitting materials, and the like are stacked.
  • heating A means that heat is applied to A, and is not limited to heating A alone.
  • the phrase may mean, for example, that the element containing A is heated.
  • to heat means to intentionally or artificially apply heat, and does not include mere temperature change of the atmosphere around A.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a light emitting device 10 according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a secondary ion mass spectrometry (SIMS) profile in the first layer 120a shown in FIG.
  • SIMS secondary ion mass spectrometry
  • the light emitting device 10 includes a first electrode 110, an organic layer 120, and a second electrode 130.
  • the organic layer 120 is located on the first electrode 110.
  • the organic layer 120 includes a first layer 120a.
  • the second electrode 130 is located on the organic layer 120.
  • the first layer 120a includes a first region RG1 and a second region RG2.
  • the first region RG1 contains a first organic material and a metal compound (a compound containing a metal element).
  • the first region RG1 is in contact with the first electrode 110.
  • the second region RG2 contains the first organic material and the metal compound.
  • the second region RG2 is farther from the first electrode 110 than the first region RG1.
  • the SIMS profile shown in FIG. 2 shows signals derived from the metal element of the above-mentioned metal compound. Specifically, the SIMS profile shown in FIG. 2 shows a signal of molybdenum element of molybdenum oxide.
  • the SIMS profile shown in FIG. 2 has a correlation with the profile of the ratio of the metal compound to the total of the volume of the first organic material and the volume of the metal compound.
  • the average strength of the SIMS profile of the metal element in the second region RG2 can be made smaller than the average strength of the SIMS profile of the metal element in the first region RG1.
  • the average intensity of the SIMS profile of the metal element in the second region RG2 is less than 10% of the average intensity of the SIMS profile of the metal element in the first region RG1, preferably 1.0. It can be less than %.
  • the maximum strength of the SIMS profile of the metal element in the second region RG2 can be made smaller than the maximum strength of the SIMS profile of the metal element in the first region RG1.
  • the maximum intensity of the SIMS profile of the metal element in the second region RG2 is less than 10% of the maximum intensity of the SIMS profile of the metal element in the first region RG1, preferably 1.0. It can be less than %.
  • the first layer 120a can be formed by heating the first organic material and the metal compound at a temperature equal to or higher than the glass transition point Tg1 of the first organic material.
  • the present inventor examined a process for forming the first layer 120a, and as a result, when the first layer 120a was heated at a temperature of the glass transition point Tg1 or higher of the first organic material, the concentration of the metal compound was It was newly found that it can be lowered at a position apart from the first electrode 110 by a certain distance than at a position near the first electrode 110. That is, the concentration distribution of the metal compound in the first layer 120a can be controlled by a simple process of heating the first layer 120a.
  • the above-mentioned concentration distribution of the metal compound is preferable for the light emitting device 10. It is desirable that the concentration of the metal compound in the vicinity of the first electrode 110 is high in view of various requirements (for example, improvement of current injection efficiency and improvement of adhesion with the first electrode 110). However, if the amount of the metal compound is too large, various adverse effects (for example, deterioration of rectifying property) may be caused. Therefore, it is desirable that the concentration of the metal compound at a position apart from the first electrode 110 by a certain distance is not too high. In the above-described concentration distribution, the concentration of the metal compound at the position separated from the first electrode 110 by a certain distance can be lower than the concentration of the metal compound at the position near the first electrode 110.
  • the light emitting device 10 includes a substrate 100, a first electrode 110, an organic layer 120, and a second electrode 130.
  • the substrate 100 has a first surface 102 and a second surface 104.
  • the first electrode 110, the organic layer 120, and the second electrode 130 are located on the first surface 102 side of the substrate 100.
  • the second surface 104 is on the opposite side of the first surface 102.
  • the substrate 100 can function as a support for forming the first electrode 110, the organic layer 120, and the second electrode 130.
  • the substrate 100 may have translucency and flexibility.
  • Substrate 100 may be a single layer or multiple layers.
  • the substrate 100 may be a glass substrate.
  • the substrate 100 may be a resin substrate and includes an organic material (eg, PEN (polyethylene naphthalate), PES (polyether sulfone), PET (polyethylene terephthalate) or polyimide). Good.
  • the substrate 100 is a resin substrate, at least one of the first surface 102 and the second surface 104 of the substrate 100 may have an inorganic barrier layer (for example, SiN or SiON).
  • an inorganic barrier layer for example, SiN or SiON.
  • Between the substrate 100 and the first electrode 110, at least a region wider than the first electrode 110 may have one or more layers containing an organic material for the purpose of flattening and improving adhesion.
  • the first electrode 110 can function as an anode.
  • the first electrode 110 may include a metal or an alloy.
  • the metal or alloy is, for example, silver or a silver alloy.
  • the thickness of the first electrode 110 may be, for example, 5 nm or more and 50 nm or less. When the thickness of the first electrode 110 is the above lower limit or more, the electric resistance of the first electrode 110 can be lowered, and when the thickness of the first electrode 110 is the above upper limit or less, the transmission of the first electrode 110 is reduced. The rate can be increased.
  • the first electrode 110 may include an oxide semiconductor.
  • the oxide semiconductor is, for example, ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), IWZO (Indium Tungsten Zinc Oxide), ZnO (Zinc Oxide), or IGZO (Indium Gainium Oxide).
  • ITO Indium Tin Oxide
  • IZO Indium Zinc Oxide
  • IWZO Indium Tungsten Zinc Oxide
  • ZnO Zinc Oxide
  • IGZO Indium Gainium Oxide
  • the organic layer 120 includes a first layer 120a, a hole transport layer (HTL) 120b, a light emitting layer (EML) 120c, an electron transport layer (ETL) 120d, and an electron injection layer (EIL) 120e.
  • Each of the first layer 120a, the HTL 120b, the EML 120c, the ETL 120d and the EIL 120e may be a single layer or a plurality of layers.
  • holes are injected from the first electrode 110 into the EML 120c via the first layer 120a and the HTL 120b, and electrons are injected from the second electrode 130 into the EML 120c via the EIL 120e and ETL 120d.
  • the organic layer 120 may not include the HTL 120b, the ETL 120d, and the EIL 120e.
  • the first layer 120a can function as a functional layer having specific characteristics.
  • the first layer 120a may have at least one of a hole injection property and a hole transport property, for example, and functions as at least one of a hole injection layer (HIL) and a hole transport layer (HTL). can do.
  • the first layer 120 a is located on the first electrode 110 and is in contact with the first electrode 110.
  • the first layer 120a contains a first organic material and a metal compound.
  • the first organic material may be, for example, an electron-accepting organic semiconductor material having a glass transition point.
  • Examples of the first organic material include triphenylamine derivatives, specifically ⁇ -NPD (4,4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]-biphenyl). ..
  • an aromatic amine compound such as TCTA (4,4′,4′′-tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine); a carbazole derivative such as 1,3-bis(N-carbazolyl)benzene; Spiro- Spiro compounds such as NPB (N,N'-bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-9,9'-spirobisfluorene), etc., which have been conventionally used for producing organic EL devices Known materials can be used as appropriate.
  • the metal compound can be a metal compound having an acceptor property, for example, a metal oxide.
  • the metal oxide can be, for example, a transition metal oxide.
  • Transition metal oxides include, for example, molybdenum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, tungsten oxide, manganese oxide or rhenium oxide. It can be a thing.
  • the metal compound may be molybdenum oxide.
  • the molybdenum oxide has a composition represented by MoO x (2 ⁇ x ⁇ 3), and is at least one of molybdenum trioxide (MoO 3 ) and molybdenum dioxide (MoO 2 ), preferably three. It is molybdenum oxide (MoO 3 ).
  • the concentration of the metal compound is different from that of the first electrode 110 (the interface between the first electrode 110 and the first layer 120a) at a certain distance from the first electrode 110 (the first electrode 110 and the first electrode 110). It is lower than that at the position near the interface between the first layers 120a).
  • the first layer 120a may include, for example, 1% by volume or more and 20% by volume or less of a metal compound with respect to the total volume of the first layer 120a.
  • the volume percentage of the metal compound is at least the above lower limit, the characteristics (for example, conductivity) of the light emitting device 10 can be improved.
  • the volume percentage of the metal compound is equal to or less than the above upper limit, the concentration of the metal compound is increased by heating the first layer 120a at a position apart from the first electrode 110 by a certain distance, and at a position near the first electrode 110. , Can be lowered sufficiently.
  • the concentration of the metal compound in the first layer 120a is determined by the metal element forming the metal compound (for example, molybdenum (Mo) forming the molybdenum oxide) in the secondary ion mass spectrometry (SIMS) depth profile (vertical direction in FIG. 1). It can be regarded as the signal intensity of (element).
  • the metal element forming the metal compound for example, molybdenum (Mo) forming the molybdenum oxide
  • SIMS secondary ion mass spectrometry
  • the first layer 120a may have a thickness T of, for example, 5 nm or more and 200 nm or less.
  • the second electrode 130 can function as a cathode.
  • the second electrode 130 may include a metal or alloy.
  • the metal or alloy is, for example, at least one metal selected from the group consisting of Al, Au, Ag, Pt, Mg, Sn, Zn and In, or an alloy of metals selected from this group.
  • the first electrode 110, the organic layer 120, and the second electrode 130 are arranged in order from the first surface 102 of the substrate 100 to form the light emitting unit 140.
  • the light emitting device 10 may be bottom emission or top emission.
  • the light emitted from the organic layer 120 passes through the first electrode 110 and the substrate 100 (that is, when the light emitting device 10 has bottom emission, the substrate 100 and the first electrode). 110 is translucent.), and emits light from the second surface 104 of the substrate 100.
  • the light emitting device 10 is a top emission
  • the light emitted from the organic layer 120 is transmitted through the second electrode 130 (that is, when the light emitting device 10 is a top emission, the second electrode 130 is transparent). Light is emitted from the opposite side of the second surface 104 of the substrate 100.
  • the first layer 120a includes a first region RG1, a second region RG2 and a third region RG3.
  • the first region RG1, the second region RG2, and the third region RG3 include the first organic material and a metal compound (compound containing a metal element).
  • the first region RG1, the second region RG2, and the third region RG3 are arranged in order from the first electrode 110 side (deep side in the horizontal axis of FIG. 2).
  • the first region RG1 is in contact with the first electrode 110.
  • the range of the first region RG1 can be determined by various guidelines. In one example, the range of the first region RG1 may be determined based on the distance from the boundary between the first electrode 110 and the first layer 120a. For example, the first region RG1 may be located up to 10 nm from the boundary between the first electrode 110 and the first layer 120a. In another example, the first region so that the maximum intensity of the SIMS profile of the metal element in the third region RG3 (details will be described later) is 90% of the average concentration of the SIMS profile of the metal element in the first region RG1. The range of RG1 may be determined.
  • the first region RG1 has a constant thickness.
  • the first region RG1 has a thickness of 5 nm or more, preferably 10 nm or more.
  • the conductivity of the first layer 120a can be increased, and the adhesion between the first electrode 110 and the first layer 120a can be improved.
  • the thickness of the first region RG1 may be thicker than the thickness of the second region RG2 (details will be described later). In this case, the conductivity of the first layer 120a can be increased.
  • the second region RG2 is farther from the first electrode 110 than the first region RG1.
  • the second region RG2 may be in contact with the layer (the HTL 120b in the example shown in FIG. 1) on the first layer 120a.
  • the range of the second region RG2 can be determined by various guidelines. In one example, the range of the second region RG2 is determined so that the average intensity of the SIMS profile of the metal element in the second region RG2 is equal to or less than a certain ratio of the average intensity of the SIMS profile of the metal element in the first region RG1. Good.
  • the second region RG2 has a constant thickness.
  • the second region RG2 has a thickness of 5 nm or more, preferably 10 nm or more.
  • the reliability of the light emitting device 10 can be improved (for example, the current value at the time of applying a reverse bias current can be suppressed).
  • the strength of the SIMS profile of the metal element in the second region RG2 can be 10% or less, preferably 1.0% or less of the strength of the SIMS profile of the metal element in the first region RG1. In this case, the reliability of the light emitting device 10 can be improved.
  • the strength of the SIMS profile of the metal element in the second region RG2 can be 0.1% or more, preferably 0.2% or more of the strength of the SIMS profile of the metal element in the first region RG1. In this case, the electric resistance in the second region RG2 can be reduced.
  • the third region RG3 is located between the first region RG1 and the second region RG2.
  • the third region RG3 may be in contact with the first region RG1 and the second region RG2.
  • the intensity of the SIMS profile of the metal element in the third region RG3 decreases from the first region RG1 to the second region RG2.
  • the intensity of the SIMS profile of the metal element in the third region RG3 may not strictly decrease monotonically, but may increase partially. For example, even if the intensity of the SIMS profile of the metal element in the third region RG3 is partially increased, the fitting curve of the plot over the entire SIMS profile of the metal element in the third region RG3 monotonously decreases. It can be said that the strength of the SIMS profile of the metal element in the third region RG3 is decreasing during this time.
  • the third region RG3 has a constant thickness.
  • the third region RG3 has a thickness of 5 nm or more, preferably 10 nm or more.
  • the concentration gradient in the third region RG3 can be made gentle.
  • the inclination of the SIMS profile in the third region RG3 is 0.5%/nm or more and 20%/nm or less when the average intensity of the SIMS profile in the first region RG1 is 100%. Since the concentration gradient becomes gentle (the concentration distribution does not change stepwise), the charge injection barrier can be reduced, and the voltage rise due to the injection barrier can be reduced. Furthermore, since the concentration gradient becomes gentle (the concentration distribution does not change stepwise), the refractive index step can be reduced, and the reduction of the light extraction efficiency due to the refractive index step can be reduced.
  • the coefficient of variation of the strength of the SIMS profile of the metal element in the first region RG1 may be larger than the coefficient of variation of the strength of the SIMS profile of the metal element in the second region RG2.
  • the coefficient of variation is the ratio of the standard deviation to the mean value.
  • the strength variation (variation coefficient) of the SIMS profile of the metal element in the first region RG1 is larger than the strength variation (variation coefficient) of the SIMS profile of the metal element in the second region RG2.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a method of manufacturing the light emitting device 10 shown in FIG.
  • the light emitting device 10 can be manufactured as follows.
  • the first electrode 110 is formed on the first surface 102 of the substrate 100.
  • the first electrode 110 may be formed by depositing a metal or an alloy (for example, silver or a silver alloy) using a mask, or may be formed by patterning an oxide semiconductor.
  • a first layer 120a is formed on the first electrode 110.
  • the first layer 120a can be formed by co-evaporating the first organic material and the metal compound. By controlling the co-deposition conditions, the volume percentage of the metal compound relative to the total volume of the first layer 120a can be adjusted.
  • the first organic material and the metal compound may be co-deposited without heating the substrate 100, or the substrate 100 may be heated at a specific temperature (for example, a temperature below the glass transition point Tg1 of the first organic material). It may be co-deposited.
  • the first layer 120a is heated at a temperature not lower than the glass transition point Tg1 of the first organic material (heating temperature T1).
  • the concentration of the metal compound is more increased at a position separated from the first electrode 110 by a certain distance and at a position near the first electrode 110. Can also be lowered.
  • the reason why the above-mentioned concentration distribution of the metal compound is generated is estimated as follows. Before the first layer 120a is heated, the metal compound is substantially uniformly distributed regardless of the depth in the first layer 120a. When the first layer 120a is heated at a temperature equal to or higher than the glass transition point Tg1 of the first organic material, the first organic material exhibits fluidity. When the first organic material exhibits fluidity, part of the metal compound precipitates toward the first electrode 110. In this way, it is estimated that the above-mentioned concentration distribution of the metal compound is generated.
  • the density of the metal compound is preferably higher than that of the first organic material.
  • the density means the mass per unit volume (g/cm 3 ).
  • the method of heating the first layer 120a is not limited to a particular method.
  • the first layer 120a may include placing the substrate 100 in an environment at a heating temperature T1 of the first layer 120a (eg, placing the substrate 100 on a hot plate or placing the substrate 100 in a vacuum heating oven). Or irradiation with electromagnetic waves (for example, flash lamp annealing).
  • the heating temperature T1 may be, for example, a temperature higher than the glass transition point Tg1 of the first organic material by 10° C. or higher and a temperature higher than the glass transition point Tg1 of the first organic material by 70° C. or lower (Tg1+10 ⁇ T1 ⁇ Tg1+70).
  • the temperature may be 30° C. higher than the glass transition point Tg1 of the first organic material or higher and 40° C. higher than the glass transition point Tg1 of the first organic material (Tg1+30 ⁇ T1 ⁇ Tg1+40).
  • the time for heating the first layer 120a at the heating temperature T1 may be, for example, 1 minute or more and 60 minutes or less for heating by a hot plate or oven, and 1 ⁇ s or more and 1 s or less for heating by flash lamp annealing.
  • the HTL 120b (FIG. 1) is formed on the first layer 120a.
  • the method according to this example includes a step of heating the first layer 120a and then forming the second layer (the HTL 120b in the example shown in FIG. 1) in contact with the first layer 120a.
  • the first layer 120a is heated before the first layer 120a is covered with the second layer (HTL 120b in the example shown in FIG. 1).
  • the method of forming the HTL 120b is not limited to a particular method.
  • HTL 120b can be formed by a vapor deposition or coating process (eg, inkjet).
  • EML 120c, the ETL 120d and the EIL 120e are formed.
  • the method for forming the EML 120c, the ETL 120d, and the EIL 120e is not limited to a particular method.
  • EML 120c, ETL 120d and EIL 120e can be formed by a vapor deposition or coating process (eg, inkjet).
  • the second electrode 130 is formed.
  • the method of forming the second electrode 130 is not limited to a particular method.
  • the second electrode 130 can be formed by vapor deposition.
  • the light emitting device 10 is manufactured.
  • 4 and 5 are views for explaining an example of the reason for heating the first layer 120a.
  • the reason for heating the first layer 120a may include not only the formation of the above-mentioned concentration distribution of the metal compound but also the reason described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the foreign matter P is attached to the surface of the first electrode 110.
  • the substrate 100 from the chamber for forming the first electrode 110 to the chamber for forming the first layer 120a eg, FIG. 1 or 2
  • the substrate 100 (for example, FIG. 1 or FIG. 2) is exposed to the atmosphere for the movement.
  • foreign matter in the atmosphere foreign matter P in the example shown in FIG. 4 may adhere to the surface of the first electrode 110.
  • the first layer 120a is a vapor deposition layer and is formed by co-evaporating the first organic material and the metal compound.
  • a layer formed by vapor deposition is inferior in step coverage to a layer formed by another deposition (for example, ALD (Atomic Layer Deposition)). Therefore, the first layer 120a may be interrupted around the foreign matter P. If an element (for example, the second electrode 130 shown in FIG. 1) on the first layer 120a is formed while the first layer 120a is interrupted, the first electrode 110 and the second electrode 130 (for example, FIG. 1) are not formed. A short circuit can occur between them.
  • the heating of the first layer 120a is performed in order to embed the foreign matter P in the first layer 120a.
  • the first layer 120a is heated at a temperature equal to or higher than the glass transition point Tg1 of the first organic material and becomes fluid.
  • the first layer 120a can be deformed so as to embed the foreign matter P therein.
  • a short circuit between the first electrode 110 and the second electrode 130 (for example, FIG. 1) can be prevented.
  • the light emitting device 10 according to the modification is the same as the light emitting device 10 according to the embodiment, except for the following points.
  • the first electrode 110 functions as a cathode
  • the first layer 120a functions as at least one of an electron injection layer and an electron transport layer.
  • the first layer 120a contains a first organic material and a metal compound.
  • the concentration of the metal compound in the first layer 120a can be the same as the concentration in the embodiment.
  • the metal compound can be a metal compound having a donor property, for example, lithium fluoride (LiF), lithium oxide (Li 2 O), cesium fluoride (CsF) or calcium carbonate (CaCO 3 ).
  • LiF lithium fluoride
  • Li 2 O lithium oxide
  • CsF cesium fluoride
  • CaCO 3 calcium carbonate

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Abstract

第１領域（ＲＧ１）は、第１有機材料及び金属化合物（金属元素を含む化合物）を含んでいる。第２領域（ＲＧ２）は、第１有機材料及び金属化合物を含んでいる。第２領域（ＲＧ２）における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、第１領域（ＲＧ１）における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度より小さくすることができる。具体的には、第２領域（ＲＧ２）における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、第１領域（ＲＧ１）における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度の１０％未満、好ましくは１．０％未満にすることができる。

Description

発光装置
　本発明は、発光装置に関する。
　近年、発光装置は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を有することがある。ＯＬＥＤは、第１電極、有機層及び第２電極を含んでいる。有機層は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）によって発光する発光層（ＥＭＬ）を含んでいる。有機層は、第１電極及びＥＭＬの間に機能層（例えば、正孔注入層（ＨＩＬ）又は正孔輸送層（ＨＴＬ））をさらに含んでいることがある。
　特許文献１には、有機材料及び金属化合物を含む機能層を形成する方法の一例について記載されている。機能層は、有機材料及び金属化合物の共蒸着によって形成される。特許文献１には、共蒸着の条件（例えば、蒸着源から蒸着ターゲットまでの距離）の制御によって、第１電極側からＥＭＬ側に向けて機能層における金属化合物の濃度が減少することが記載されている。
　特許文献２には、第１金属化合物及び第２金属化合物を含む機能層を形成する方法の一例について記載されている。機能層は、第１金属化合物及び第２金属化合物の共蒸着によって形成される。特許文献２には、第２金属化合物の蒸着速度の制御によって、第１電極側からＥＭＬ側に向けて機能層における第１金属化合物の混合割合及び第２金属化合物の混合割合が変化することが記載されている。
特開２００７－４３１２２号公報 国際公開２０１１／０４０２３８号
　本発明者は、有機材料中の金属元素含有化合物（例えば、モリブテン酸化物）の好適な濃度分布を実現すること、例えば、当該濃度を、第１電極から一定距離離れた位置において、第１電極の近傍の位置においてよりも低下させることを検討した。
　本発明が解決しようとする課題としては、有機材料中における金属元素を含む化合物の好適な濃度分布を実現す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、
　前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
　前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
　前記第１層は、
　　第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
　　前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
を含み、
　前記第２領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、前記第１領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度の１０％未満である、発光装置である。
　請求項１０に記載の発明は、
　第１電極と、
　前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
　前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
　前記第１層は、
　　第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
　　前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
を含み、
　前記第２領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度は、前記第１領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度の１０％未満である、発光装置である。
　請求項１１に記載の発明は、
　第１電極と、
　前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
　前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
　前記第１層は、
　　第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
　　前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
を含み、
　前記第２領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの平均は、前記第１領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの平均の１０％未満である、発光装置である。
　請求項１２に記載の発明は、
　第１電極と、
　前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
　前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
　前記第１層は、
　　第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
　　前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
を含み、
　前記第２領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの最大は、前記第１領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの最大の１０％未満である、発光装置である。
実施形態に係る発光装置の断面図である。 図１に示した第１層における二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）プロファイルの一例を示す図である。 図１に示した発光装置の製造方法の一例を説明するための図である。 第１層を加熱する理由の一例を説明するための図である。 第１層を加熱する理由の一例を説明するための図である。
　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。
　本明細書において「ＡがＢ上に位置する」という表現は、例えば、ＡとＢの間に他の要素（例えば、層）が位置せずにＡがＢ上に直接位置することを意味してもよいし、又はＡとＢの間に他の要素（例えば、層）が部分的又は全面的に位置することを意味してもよい。さらに、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」及び「後ろ」等の向きを示す表現は、基本的に図面の向きと合わせて用いるものであって、例えば本明細書に記載された発明品の使用する向きに限定して解釈されるものではない。
　本明細書中における陽極とは、発光材料を含む層（例えば有機層）に正孔を注入する電極のことを示し、陰極とは、発光材料を含む層に電子を注入する電極のことを示す。また、「陽極」及び「陰極」という表現は、「正孔注入電極」及び「電子注入電極」又は「正極」及び「負極」等の他の文言を意味することもある。
　本明細書における「発光装置」とは、ディスプレイや照明等の発光素子を有するデバイスを含む。また、発光素子と直接的、間接的又は電気的に接続された配線、ＩＣ（集積回路）又は筐体等も「発光装置」に含む場合もある。
　本明細書において、特に断りがない限り「第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）」等の表現は要素を区別するためのものであり、その表現により該当要素の本質、順番、順序又は個数等が限定されるものではない。
　本明細書において、各部材及び各要素は単数であってもよいし、又は複数であってもよい。ただし、文脈上、「単数」又は「複数」が明確になっている場合はこれに限らない。
　本明細書において、「ＡがＢを含む」という表現は、特に断らない限り、ＡがＢのみによって構成されていることに限定されず、ＡがＢ以外の要素によって構成され得ることを意味する。
　本明細書において「断面」とは、特に断らない限り、発光装置を画素や発光材料等が積層した方向に切断したときに現れる面を意味する。
　本明細書において、「～後に」、「～に続いて」、「～次に」、「～前に」等の時間的前後関係を説明する表現は、相対的な時間関係を表しているものであり、時間的前後関係が用いられた各要素が必ずしも連続しているとは限らない。各要素が連続していることを表現する場合、「直ちに」又は「直接」等の表現を用いることがある。
　本明細書において「Ａを加熱する」という表現は、Ａに熱が加わることを意味しており、Ａのみを加熱することに限定されない。当該表現は、例えば、Ａを含む要素が加熱されることを意味してもよい。また、「加熱する」とは故意的又は人為的に熱を加えることを意味し、Ａの周囲の雰囲気の単なる温度変化は含まない。
　図１は、実施形態に係る発光装置１０の断面図である。図２は、図１に示した第１層１２０ａにおける二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）プロファイルの一例を示す図である。
　図１及び図２を用いて、発光装置１０の概要を説明する。発光装置１０は、第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０を含んでいる。有機層１２０は、第１電極１１０上に位置している。有機層１２０は、第１層１２０ａを含んでいる。第２電極１３０は、有機層１２０上に位置している。第１層１２０ａは、第１領域ＲＧ１及び第２領域ＲＧ２を含んでいる。第１領域ＲＧ１は、第１有機材料及び金属化合物（金属元素を含む化合物）を含んでいる。第１領域ＲＧ１は、第１電極１１０に接している。第２領域ＲＧ２は、第１有機材料及び金属化合物を含んでいる。第２領域ＲＧ２は、第１領域ＲＧ１よりも、第１電極１１０から離れている。
　図２に示すＳＩＭＳプロファイルは、上述した金属化合物の金属元素に由来する信号を示している。具体的には、図２に示すＳＩＭＳプロファイルは、モリブデン酸化物のモリブデン元素の信号を示している。図２に示すＳＩＭＳプロファイルは、第１有機材料の体積及び金属化合物の体積の合計に対する金属化合物の割合のプロファイルと相関関係を有している。
　本実施形態において、第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度より小さくすることができる。具体的には、図２に示すように、第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度の１０％未満、好ましくは１．０％未満にすることができる。
　本実施形態において、第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度は、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度より小さくすることができる。具体的には、図２に示すように、第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度は、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度の１０％未満、好ましくは１．０％未満にすることができる。
　第１層１２０ａは、第１有機材料及び金属化合物を、第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１以上の温度で加熱することを経て形成することができる。本発明者は、第１層１２０ａを形成するためのプロセスを検討し、その結果、第１層１２０ａを第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１以上の温度で加熱した場合、金属化合物の濃度が、第１電極１１０から一定距離離れた位置において、第１電極１１０の近傍の位置においてよりも、低下し得ることを新規に見出した。すなわち、第１層１２０ａの加熱という簡易なプロセスによって、第１層１２０ａにおける金属化合物の濃度分布を制御することができる。
　金属化合物の上述した濃度分布は、発光装置１０にとって好ましい。第１電極１１０の近傍の位置における金属化合物の濃度は、様々な要請（例えば、電流注入効率の向上や第１電極１１０との密着性向上）から、高いことが望ましい。しかしながら、金属化合物の量が多すぎることは、様々な弊害（例えば、整流性の低下）を招き得る。したがって、第１電極１１０から一定距離離れた位置における金属化合物の濃度は、高すぎないことが望ましい。上述した濃度分布では、第１電極１１０から一定距離離れた位置における金属化合物の濃度は、第１電極１１０の近傍の位置における金属化合物の濃度より低くすることができる。
　図１を用いて、発光装置１０の詳細を説明する。
　発光装置１０は、基板１００、第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０を含んでいる。
　基板１００は、第１面１０２及び第２面１０４を有している。第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０は、基板１００の第１面１０２側に位置している。第２面１０４は、第１面１０２の反対側にある。
　基板１００は、第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０を形成するための支持体として機能することができる。基板１００は、透光性及び可撓性を有していてもよい。基板１００は、単層であってもよいし、又は複数層であってもよい。一例において、基板１００は、ガラス基板にしてもよい。他の例において、基板１００は、樹脂基板であってもよく、有機材料（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）を含んでいてもよい。基板１００が樹脂基板である場合、基板１００の第１面１０２及び第２面１０４の少なくとも一方は、無機バリア層（例えば、ＳｉＮ又はＳｉＯＮ）を有していてもよい。基板１００と第１電極１１０との間に、少なくとも第１電極１１０よりも広い領域に、平坦化や密着性改善を目的に１層以上の有機材料を含む層を有していてもよい。
　第１電極１１０は、陽極として機能することができる。一例において、第１電極１１０は、金属又は合金を含んでいてもよい。金属又は合金は、例えば、銀又は銀合金である。この例において、第１電極１１０の厚さは、例えば、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下にしてもよい。第１電極１１０の厚さが上記下限以上である場合、第１電極１１０の電気抵抗を低くすることができ、第１電極１１０の厚さが上記上限以下である場合、第１電極１１０の透過率を高くすることができる。他の例において、第１電極１１０は、酸化物半導体を含んでいてもよい。酸化物半導体は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）、ＩＷＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｕｎｇｓｔｅｎ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）又はＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｇａｌｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）である。
　有機層１２０は、第１層１２０ａ、正孔輸送層（ＨＴＬ）１２０ｂ、発光層（ＥＭＬ）１２０ｃ、電子輸送層（ＥＴＬ）１２０ｄ及び電子注入層（ＥＩＬ）１２０ｅを含んでいる。第１層１２０ａ、ＨＴＬ１２０ｂ、ＥＭＬ１２０ｃ、ＥＴＬ１２０ｄ及びＥＩＬ１２０ｅのそれぞれは、単層であってもよいし、又は複数層であってもよい。有機層１２０においては、正孔が第１電極１１０から第１層１２０ａ及びＨＴＬ１２０ｂを経由してＥＭＬ１２０ｃに注入され、電子が第２電極１３０からＥＩＬ１２０ｅ及びＥＴＬ１２０ｄを経由してＥＭＬ１２０ｃに注入される。有機層１２０は、ＨＴＬ１２０ｂ、ＥＴＬ１２０ｄ及びＥＩＬ１２０ｅを含んでいなくてもよい。
　第１層１２０ａは、特定の特性を有する機能層として機能することができる。第１層１２０ａは、例えば、正孔注入特性及び正孔輸送特性の少なくとも一方を有していてもよく、例えば、正孔注入層（ＨＩＬ）及び正孔輸送層（ＨＴＬ）の少なくとも一方として機能することができる。第１層１２０ａは、第１電極１１０上に位置しており、第１電極１１０に接している。
　第１層１２０ａは、第１有機材料及び金属化合物を含んでいる。
　第１有機材料は、例えば、ガラス転移点を有している電子受容性有機半導体材料にしてもよい。第１有機材料の例としては、トリフェニルアミン誘導体、具体的には、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）が挙げられる。また、ＴＣＴＡ（４，４’，４”－トリス（カルバゾール－９－イル）－トリフェニルアミン）などの芳香族アミン化合物；１，３－ビス（Ｎ－カルバゾリル）ベンゼンなどのカルバゾール誘導体；Ｓｐｉｒｏ－ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’－ビス（ナフタレン－１－イル）－Ｎ，Ｎ’－ビス（フェニル）－９，９’－スピロビスフルオレン）などのスピロ化合物等、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。
　金属化合物は、アクセプタ性を有する金属化合物、例えば、金属酸化物にすることができる。金属酸化物は、例えば、遷移金属酸化物にすることができる。遷移金属酸化物は、例えば、モリブデン酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、クロム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物又はレニウム酸化物にすることができる。
　金属化合物は、モリブデン酸化物にしてもよい。モリブデン酸化物は、ＭｏＯｘ（２≦ｘ≦３）で示される組成を有しており、三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）及び二酸化モリブデン（ＭｏＯ２）のうちの少なくとも一方であり、好ましくは、三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）である。
　第１層１２０ａにおいて、金属化合物の濃度は、第１電極１１０（第１電極１１０及び第１層１２０ａの間の界面）から一定距離離れた位置において、第１電極１１０（第１電極１１０及び第１層１２０ａの間の界面）の近傍の位置においてよりも、低下している。
　第１層１２０ａは、第１層１２０ａの全体積に対して、例えば、１体積％以上２０体積％以下の金属化合物を含んでいてもよい。金属化合物の体積パーセントが上記下限以上である場合、発光装置１０の特性（例えば、導電性）を向上させることができる。金属化合物の体積パーセントが上記上限以下である場合、第１層１２０ａの加熱によって、金属化合物の濃度を、第１電極１１０から一定距離離れた位置において、第１電極１１０の近傍の位置においてよりも、十分に低下させることができる。
　第１層１２０ａにおける金属化合物の濃度は、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）深度プロファイル（図１の縦方向）における、金属化合物を構成する金属元素（例えば、モリブデン酸化物を構成するモリブデン（Ｍｏ）元素）の信号強度とみなすことができる。
　第１層１２０ａの加熱後、第１層１２０ａは、例えば、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さＴを有していてもよい。
　第２電極１３０は、陰極として機能することができる。一例において、第２電極１３０は、金属又は合金を含んでいてもよい。金属又は合金は、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＩｎからなる群の中から選択される少なくとも１つの金属又はこの群から選択される金属の合金である。
　第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０は、基板１００の第１面１０２から順に並んで、発光部１４０を形成している。
　発光装置１０は、ボトムエミッションであってもよいし、又はトップエミッションであってもよい。発光装置１０がボトムエミッションである場合、有機層１２０から発せられた光は、第１電極１１０及び基板１００を透過して（つまり、発光装置１０がボトムエミッションである場合、基板１００及び第１電極１１０は、透光性を有している。）、基板１００の第２面１０４から光を発する。発光装置１０がトップエミッションである場合、有機層１２０から発せられた光は、第２電極１３０を透過して（つまり、発光装置１０がトップエミッションである場合、第２電極１３０は、透光性を有している。）、基板１００の第２面１０４の反対側から光を発する。
　図２を用いて、第１層１２０ａの詳細を説明する。
　第１層１２０ａは、第１領域ＲＧ１、第２領域ＲＧ２及び第３領域ＲＧ３を含んでいる。第１領域ＲＧ１、第２領域ＲＧ２及び第３領域ＲＧ３は、第１有機材料及び金属化合物（金属元素を含む化合物）を含んでいる。第１領域ＲＧ１、第２領域ＲＧ２及び第３領域ＲＧ３は、第１電極１１０側（図２の横軸において深い側）から順に並んでいる。
　第１領域ＲＧ１は、第１電極１１０に接している。第１領域ＲＧ１の範囲は、様々な指針によって決定することができる。一例において、第１領域ＲＧ１の範囲は、第１電極１１０及び第１層１２０ａの境界からの距離に基づいて決定してもよい。例えば、第１領域ＲＧ１は、第１電極１１０及び第１層１２０ａの境界から１０ｎｍまで位置していてもよい。他の例において、第３領域ＲＧ３（詳細は後述する。）における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度が第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均濃度の９０％となるように、第１領域ＲＧ１の範囲を決定してもよい。
　第１領域ＲＧ１は、一定の厚さを有している。例えば、第１領域ＲＧ１は、５ｎｍ以上の厚さ、好ましくは１０ｎｍ以上の厚さを有している。この場合、第１層１２０ａの導電率を増加させることができ、第１電極１１０及び第１層１２０ａの密着性を向上させることができる。第１領域ＲＧ１の厚さは、第２領域ＲＧ２（詳細は後述する。）の厚さよりも厚くてもよい。この場合、第１層１２０ａの導電率を増加させることができる。
　第２領域ＲＧ２は、第１領域ＲＧ１よりも第１電極１１０から離れている。第２領域ＲＧ２は、第１層１２０ａ上の層（図１に示す例では、ＨＴＬ１２０ｂ）に接していてもよい。第２領域ＲＧ２の範囲は、様々な指針によって決定することができる。一例において、第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度が第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度の一定の割合以下となるように、第２領域ＲＧ２の範囲を決定してもよい。
　第２領域ＲＧ２は、一定の厚さを有している。例えば、第２領域ＲＧ２は、５ｎｍ以上の厚さ、好ましくは１０ｎｍ以上の厚さを有している。この場合、発光装置１０の信頼性を向上（例えば、逆バイアス電流印加時の電流値の抑制）させることができる。
　第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度の１０％以下、好ましくは１．０％以下にすることができる。この場合、発光装置１０の信頼性を向上させることができる。
　第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度の０．１％以上、好ましくは０．２％以上にすることができる。この場合、第２領域ＲＧ２における電気抵抗を低減することができる。
　第３領域ＲＧ３は、第１領域ＲＧ１及び第２領域ＲＧ２の間に位置している。第３領域ＲＧ３は、第１領域ＲＧ１及び第２領域ＲＧ２に接していてもよい。第３領域ＲＧ３における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、第１領域ＲＧ１から第２領域ＲＧ２にかけて減少している。第３領域ＲＧ３における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、厳密に単調に減少していなくてもよく、部分的に増加していてもよい。例えば、第３領域ＲＧ３における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度が部分的に増加していたとしても、第３領域ＲＧ３における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの全体に亘ってのプロットのフィッティング曲線が単調に減少しているとき、第３領域ＲＧ３における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、減少しているといえる。
　第３領域ＲＧ３は、一定の厚さを有している。例えば、第３領域ＲＧ３は、５ｎｍ以上の厚さ、好ましくは１０ｎｍ以上の厚さを有している。第３領域ＲＧ３における厚さが厚い場合、第３領域ＲＧ３における濃度勾配を緩やかにすることができる。例えば、第３領域ＲＧ３におけるＳＩＭＳプロファイルの傾きは、第１領域ＲＧ１のＳＩＭＳプロファイルの平均強度を１００％としたとき、０．５％／ｎｍ以上２０％／ｎｍ以下である。濃度勾配が緩やかになる（濃度分布がステップ状に変化しない）ことで、電荷の注入障壁を低減することができ、注入障壁による電圧上昇を低減することができる。さらに、濃度勾配が緩やかになる（濃度分布がステップ状に変化しない）ことで、屈折率段差を低減することができ、屈折率段差による光取出し効率の低下を低減することができる。
　第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度の変動係数は、第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度の変動係数より大きくてもよい。変動係数は、平均値に対する標準偏差の比である。本実施形態による製造プロセスにおいては、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度のばらつき（変動係数）が第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度のばらつき（変動係数）より大きくなることがある。
　図３は、図１に示した発光装置１０の製造方法の一例を説明するための図である。
　発光装置１０は、以下のようにして、製造することができる。
　まず、基板１００の第１面１０２上に第１電極１１０を形成する。例えば、第１電極１１０は、マスクを用いて金属又は合金（例えば、銀又は銀合金）を蒸着することで形成してもよいし、又は酸化物半導体をパターニングすることで形成してもよい。
　次いで、図３に示すように、第１電極１１０上に第１層１２０ａを形成する。第１層１２０ａは、第１有機材料及び金属化合物を共蒸着させて形成することができる。共蒸着の条件の制御によって、第１層１２０ａの全体積に対する金属化合物の体積パーセントを調整することができる。第１有機材料及び金属化合物は、基板１００を加熱しないまま共蒸着させてもよいし、又は基板１００を特定の温度（例えば、第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１未満の温度）で加熱したまま共蒸着させてもよい。
　次いで、第１層１２０ａを、第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１以上の温度（加熱温度Ｔ１）で加熱する。第１層１２０ａを第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１以上の温度で加熱した場合、金属化合物の濃度を、第１電極１１０から一定距離離れた位置において、第１電極１１０の近傍の位置においてよりも、低下させることができる。
　金属化合物の上述した濃度分布が生成される理由は、次のように推定される。第１層１２０ａが加熱される前、金属化合物は、第１層１２０ａ内の深度によらず、ほぼ一様に分布している。第１層１２０ａが第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１以上の温度で加熱されると、第１有機材料が流動性を呈する。第１有機材料が流動性を呈すると、一部の金属化合物が第１電極１１０に向けて沈殿する。このようにして、金属化合物の上述した濃度分布が生成されると推定される。
　また、濃度分布を形成するにあたって、金属化合物の密度は、第１有機材料の密度より高い方が好ましい。ここで、密度とは単位体積あたりの質量（ｇ／ｃｍ３）のことを表す。
　第１層１２０ａを加熱する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、第１層１２０ａは、基板１００を第１層１２０ａの加熱温度Ｔ１の環境下に置くこと（例えば、基板１００をホットプレート上に載置すること又は基板１００を真空加熱オーブン内に配置すること）又は電磁波照射（例えば、フラッシュランプアニール）によって加熱することができる。
　加熱温度Ｔ１は、例えば、第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１より１０℃高い温度以上第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１より７０℃高い温度以下にしてもよいし（Ｔｇ１＋１０≦Ｔ１≦Ｔｇ１＋７０）、又は第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１より３０℃高い温度以上第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１より４０℃高い温度以下にしてもよい（Ｔｇ１＋３０≦Ｔ１≦Ｔｇ１＋４０）。
　第１層１２０ａを加熱温度Ｔ１で加熱する時間は、例えば、ホットプレート又はオーブンによる加熱では１分以上６０分以下、フラッシュランプアニールによる加熱では１μｓ以上１ｓ以下にしてもよい。
　次いで、第１層１２０ａ上にＨＴＬ１２０ｂ（図１）を形成する。言い換えると、この例に係る方法は、第１層１２０ａを加熱した後に、第１層１２０ａに接する第２層（図１に示す例では、ＨＴＬ１２０ｂ）を形成する工程を含んでいる。さらに言い換えると、第１層１２０ａは、第１層１２０ａが第２層（図１に示す例では、ＨＴＬ１２０ｂ）で覆われる前に、加熱されている。ＨＴＬ１２０ｂを形成する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、ＨＴＬ１２０ｂは、蒸着又は塗布プロセス（例えば、インクジェット）によって形成することができる。
　次いで、ＥＭＬ１２０ｃ、ＥＴＬ１２０ｄ及びＥＩＬ１２０ｅを形成する。ＥＭＬ１２０ｃ、ＥＴＬ１２０ｄ及びＥＩＬ１２０ｅを形成する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、ＥＭＬ１２０ｃ、ＥＴＬ１２０ｄ及びＥＩＬ１２０ｅは、蒸着又は塗布プロセス（例えば、インクジェット）によって形成することができる。
　次いで、第２電極１３０を形成する。第２電極１３０を形成する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、第２電極１３０は、蒸着によって形成することができる。
　このようにして、発光装置１０が製造される。
　図４及び図５は、第１層１２０ａを加熱する理由の一例を説明するための図である。
　第１層１２０ａを加熱する理由は、金属化合物の上述した濃度分布を形成することだけでなく、図４及び図５を用いて説明する理由も含んでいてもよい。
　図４に示す例では、第１電極１１０の表面に異物Ｐが付着している。図４に示す例では、第１電極１１０を形成した後、第１電極１１０を形成するためのチャンバから第１層１２０ａを形成するためのチャンバへの基板１００（例えば、図１又は図２）の移動のため、基板１００（例えば、図１又は図２）を大気に曝している。基板１００の移動の間に、大気中の異物（図４に示す例では、異物Ｐ）が第１電極１１０の表面に付着することがある。
　図４に示す例において、第１層１２０ａは、蒸着層であり、第１有機材料及び金属化合物を共蒸着させて形成されている。蒸着によって形成された層は、他の堆積（例えば、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））によって形成された層よりも、段差被覆性に劣っている。したがって、第１層１２０ａは、異物Ｐの周辺において途切れることがある。仮に、第１層１２０ａが途切れたまま第１層１２０ａ上の要素（例えば、図１に示した第２電極１３０）を形成すると、第１電極１１０及び第２電極１３０（例えば、図１）の間で短絡が生じ得る。
　図５に示すように、第１層１２０ａの加熱は、異物Ｐを第１層１２０ａによって埋め込むために行われる。第１層１２０ａは、第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１以上の温度で加熱されて、流動性を呈するようになる。図４に示すように、加熱によって、第１層１２０ａは、異物Ｐを埋め込むように変形することができる。第１層１２０ａによる異物Ｐの埋込によって、第１電極１１０及び第２電極１３０（例えば、図１）の間の短絡を防止することができる。
（変形例）
　変形例に係る発光装置１０は、以下の点を除いて、実施形態に係る発光装置１０と同様である。
　第１電極１１０は、陰極として機能し、第１層１２０ａは、電子注入層及び電子輸送層の少なくとも一方として機能する。第１層１２０ａは、第１有機材料及び金属化合物を含んでいる。実施形態で説明した方法によって、第１層１２０ａにおける金属化合物の濃度は、実施形態における濃度と同様にすることができる。
　金属化合物は、ドナー性を有する金属化合物、例えば、リチウムフッ化物（ＬｉＦ）、リチウム酸化物（Ｌｉ２Ｏ）、セシウムフッ化物（ＣｓＦ）又は炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）にすることができる。
　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。
　この出願は、２０１８年１２月２８日に出願された日本出願特願２０１８－２４７７３６号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１０　発光装置
１００　基板
１０２　第１面
１０４　第２面
１１０　第１電極
１２０　有機層
１２０ａ　第１層
１２０ｂ　ＨＴＬ
１２０ｃ　ＥＭＬ
１２０ｄ　ＥＴＬ
１２０ｅ　ＥＩＬ
１３０　第２電極
１４０　発光部
ＲＧ１　第１領域
ＲＧ２　第２領域
ＲＧ３　第３領域

Claims (12)

  1. 　第１電極と、
    　前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
    　前記有機層上に位置する第２電極と、
    を含み、
    　前記第１層は、
    　　第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
    　　前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
    を含み、
    　前記第２領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、前記第１領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度の１０％未満である、発光装置。
  2. 　請求項１に記載の発光装置において、
    　前記第１領域は、前記第１層及び前記第１電極の境界から１０ｎｍまでに位置している、発光装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の発光装置において、
    　前記第１層は、前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域及び前記第２領域の間に位置する第３領域を含み、
    　前記第３領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、前記第１領域から前記第２領域にかけて減少している、発光装置。
  4. 　請求項１から３までのいずれか一項に記載の発光装置において、
    　前記第１領域における前記金属元素の前記ＳＩＭＳプロファイルの変動係数は、前記第２領域における前記金属元素の前記ＳＩＭＳプロファイルの変動係数より大きい、発光装置。
  5. 　請求項１から４までのいずれか一項に記載の発光装置において、
    　前記第２領域における前記金属元素の前記ＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、前記第１領域における前記金属元素の前記ＳＩＭＳプロファイルの平均強度の１．０％未満である、発光装置。
  6. 　請求項１から５までのいずれか一項に記載の発光装置において、
    　前記化合物の密度は、前記第１有機材料の密度より高い、発光装置。
  7. 　請求項１から６までのいずれか一項に記載の発光装置において、
    　前記化合物は、金属酸化物である、発光装置。
  8. 　請求項１から７までのいずれか一項に記載の発光装置において、
    　前記化合物は、モリブデン酸化物である、発光装置。
  9. 　請求項３から８までのいずれか一項に記載の発光装置において、
    　前記第３領域における前記ＳＩＭＳプロファイルの傾きは、前記第１領域のＳＩＭＳプロファイルの平均強度を１００％としたとき、０．５％／ｎｍ以上２０％／ｎｍ以下である、発光装置。
  10. 　第１電極と、
    　前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
    　前記有機層上に位置する第２電極と、
    を含み、
    　前記第１層は、
    　　第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
    　　前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
    を含み、
    　前記第２領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度は、前記第１領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度の１０％未満である、発光装置。
  11. 　第１電極と、
    　前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
    　前記有機層上に位置する第２電極と、
    を含み、
    　前記第１層は、
    　　第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
    　　前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
    を含み、
    　前記第２領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの平均は、前記第１領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの平均の１０％未満である、発光装置。
  12. 　第１電極と、
    　前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
    　前記有機層上に位置する第２電極と、
    を含み、
    　前記第１層は、
    　　第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
    　　前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
    を含み、
    　前記第２領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの最大は、前記第１領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの最大の１０％未満である、発光装置。
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