WO2024023954A1 - 発光素子および表示装置 - Google Patents

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WO2024023954A1
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organic layer
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惇 佐久間
康 浅岡
扇太郎 喜田
考洋 安達
孝太 安達
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シャープディスプレイテクノロジー株式会社
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/22—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers

Definitions

  • One embodiment of the present disclosure relates to a light emitting element.
  • Patent Document 1 discloses the configuration of an organic EL (Electro-Luminescence) element including a cathode buffer layer.
  • a light-emitting element includes an anode and a cathode, a light-emitting layer located between the anode and the cathode, and a light-emitting layer located between the light-emitting layer and the cathode, containing Zn and O as elements. and an insulating organic layer in contact with the functional layer and the cathode.
  • a display device includes a first anode, a second anode, a cathode facing them, a first light emitting layer located above the first anode, and a first light emitting layer located above the second anode.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a light emitting element in Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of a display device in Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure showing one example of composition of a display device as a modification.
  • 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of a display device in Embodiment 3.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of a display device in Embodiment 4.
  • Embodiment 1 The light emitting device 1 in Embodiment 1 will be described below.
  • components having the same functions as the components (components) described in Embodiment 1 are given the same reference numerals in each of the subsequent embodiments, and the description thereof will not be repeated.
  • descriptions of known technical matters will be omitted as appropriate.
  • Each component, each material, and each numerical value mentioned in this specification is merely an example unless there is a contradiction. Therefore, for example, unless there is a particular contradiction, the positional relationship of each component is not limited to the example shown in each figure. Further, each figure is not necessarily shown to scale.
  • FIG. 1 shows an example of the configuration of a light emitting element 1.
  • the light emitting device 1 may include an anode 2, a hole transport layer (HTL) 3, a light emitting layer 4, a functional layer 5, an organic layer 6, and a cathode 7 in this order from the bottom to the top.
  • the cathode 7 may be located above the anode 2.
  • a substrate (not shown in FIG. 1) that supports each part of the light emitting element 1 may be located below the anode 2.
  • the anode 2 supplies holes to the light emitting layer 4.
  • Cathode 7 supplies electrons to light emitting layer 4 .
  • At least one of the anode 2 and the cathode 7 may be formed of a light-transmitting material.
  • a transparent conductive material can be used as the light-transmitting material.
  • transparent conductive materials include ITO (indium tin oxide) and IZO (indium zinc oxide). Since these materials have high visible light transmittance, the light emitting efficiency of the light emitting element 1 can be improved.
  • At least one of the anode 2 and the cathode 7 may be formed of a light reflective material.
  • a metal material can be used as the light-reflective material.
  • the metal material include Al (aluminum) and Ag (silver).
  • the metal material is an alloy containing Al or Ag (eg, MgAg). Since these materials have a high reflectance of visible light, the light emitting efficiency of the light emitting element 1 can be improved.
  • the cathode 7 can contain at least one of Al, Ag, ITO, and IZO.
  • the cathode 7 only needs to be located so as to face the anode 2. Therefore, for example, the light emitting device 1 may be a conventional bottom emission type or a conventional top emission type light emitting device. Alternatively, the light emitting element 1 may be an inverted bottom emission type or an inverted top emission type light emitting element.
  • the hole transport layer 3 only needs to be located between the anode 2 and the light emitting layer 4.
  • the hole transport layer 3 may contain known hole transport materials. According to the hole transport layer 3, the luminous efficiency of the light emitting element 1 can be improved.
  • the light emitting layer 4 only needs to be located between the anode 2 and the cathode 7. In the example of FIG. 1, the light emitting layer 4 is located between the hole transport layer 3 and the functional layer 5.
  • the light emitting layer 4 may contain any light emitting material that emits light by recombining holes supplied from the anode 2 and electrons transported from the cathode 7. It is sufficient that the light emitting element 1 is configured so that light emission occurs in the light emitting layer 4 by applying a voltage or current between the anode 2 and the cathode 7. Therefore, the light emitting layer 4 may be an inorganic EL light emitting layer or an organic EL light emitting layer.
  • the functional layer 5 only needs to be located between the light emitting layer 4 and the cathode 7. In the example of FIG. 1, the functional layer 5 is located between the light emitting layer 4 and the organic layer 6. Functional layer 5 contains Zn and O as elements. Therefore, as an example, the functional layer 5 may include a zinc oxide-based material (ZnO-based material).
  • the functional layer 5 may contain at least one of ZnO, MgZnO, AlZnO, and LiZnO as the zinc oxide-based material.
  • the above-mentioned zinc oxide-based material is an example of an electron transport material. Therefore, the functional layer 5 can function as an electron transport layer (ETL). According to the functional layer 5 as an electron transport layer, the luminous efficiency of the light emitting element 1 can be improved.
  • the functional layer 5 as an electron transport layer may be referred to as a ZnO-based ETL.
  • the light-emitting layer 4 is an inorganic EL light-emitting layer
  • the light-emitting efficiency of the light-emitting element 1 can be significantly improved by the ZnO-based ETL.
  • organic layer 6 only needs to be located so as to be in contact with the functional layer 5 and the cathode 7.
  • the organic layer 6 only needs to be configured to have insulating properties. Therefore, organic layer 6 may include any insulating material.
  • the organic layer 6 serves as a buffer layer (intermediate layer) to reduce the possibility that the functional layer 5 and the cathode 7 will deteriorate. For this reason, the organic layer 6 may be referred to as an organic buffer layer, for example.
  • the functional layer 5 contains Zn as an element.
  • Zn can contribute to improving the luminous efficiency of the light emitting element 1.
  • Zn is an amphoteric element, it can react with many elements. For example, Zn can react significantly with metal elements and oxygen elements.
  • the organic layer 6 when the organic layer 6 is present, the diffusion of metal elements between the functional layer 5 and the cathode 7 can be reduced. Therefore, even when the functional layer 5 containing Zn is used, the risk of the above chemical reaction occurring can be reduced. As a result, the possibility that the functional layer 5 and the cathode 7 will deteriorate can be reduced. As described above, the organic layer 6 can reduce the possibility that the light emitting element 1 will deteriorate.
  • the organic layer 6 may include a polymer having a long alkyl chain.
  • polymers having long alkyl chains include PVP (polyvinylpyrrolidone) and PVA (polyvinyl alcohol).
  • Polymers with long alkyl chains have good packing properties.
  • polymers with long alkyl chains do not have as many reactive groups. Therefore, the polymer having a long alkyl chain contributes to reducing the risk of the above chemical reaction occurring (in other words, reducing the risk of deterioration of the light emitting element 1).
  • the organic layer 6 may contain a fluorine-based polymer.
  • Many fluoropolymers have water repellency. Therefore, the fluoropolymer in the organic layer 6 may be a water-repellent polymer. Examples of water-repellent polymers include fluoroalkylphosphonic acids and fluoroalkanes.
  • the fluorine-based polymer eg, water-repellent polymer
  • the fluorine-based polymer also contributes to reducing the risk that the light emitting element 1 will deteriorate.
  • FIG. 1 illustrates a configuration in which the cathode 7 is located above the anode 2.
  • the thickness of the organic layer 6 increases, the current flowing through the light emitting layer 4 may decrease. In other words, as the thickness of the organic layer 6 increases, the luminous efficiency of the light emitting layer 4 may decrease. Therefore, from the viewpoint of avoiding a decrease in the efficiency of the light emitting element 1, it is preferable not to increase the thickness of the organic layer 6 so much. Therefore, for example, the thickness of the organic layer 6 may be set smaller than the thickness of the functional layer 5.
  • the thickness of the organic layer 6 may be 1 to 20 nm.
  • the thickness of the organic layer 6 As described above, it is possible to reduce the possibility that the efficiency of the light emitting element 1 will decrease while reducing the possibility that the light emitting element 1 will deteriorate due to the organic layer 6. As a result, a long-life and highly efficient light-emitting element 1 can be realized.
  • FIG. 2 shows an example of the configuration of the display device 10 in the second embodiment.
  • the display device 10 may include a first light emitting element DH1 and a second light emitting element DH2.
  • the display device 10 may further include a third light emitting element DH3.
  • the first light emitting element DH1 to the third light emitting element DH3 each correspond to the above-described light emitting element 1. Therefore, the display device 10 also has the same effects as the first embodiment.
  • each part of the first light emitting element DH1 and each part of the second light emitting element DH2 is the same as that between each part of the second light emitting element DH2 and each part of the third light emitting element DH3, unless there is a contradiction in content. This applies to Therefore, in the following, each part of the first light emitting element DH1 and each part of the second light emitting element DH2 will be mainly explained.
  • the display device 10 may include a substrate 11, an anode 12, a hole transport layer 13, a light emitting layer 14, a functional layer 15, an organic layer 16, and a cathode 17 in this order from the bottom to the top.
  • the display device 10 may include, as the anodes 12, a first anode 12-1, a second anode 12-2, and a third anode 12-3.
  • the first anode 12-1 to the third anode 12-3 are anodes of the first light emitting element DH1 to the third light emitting element DH3, respectively.
  • the anode 12 only needs to be located opposite the cathode 17.
  • the display device 10 may have, as the light-emitting layer 14, a first light-emitting layer 14-1, a second light-emitting layer 14-2, and a third light-emitting layer 14-3.
  • the first light emitting layer 14-1 to the third light emitting layer 14-3 are the light emitting layers of the first light emitting element DH1 to the third light emitting element DH3, respectively.
  • the first light emitting layer 14-1 to the third light emitting layer 14-3 may be located above the first anode 12-1 to the third anode 12-3, respectively.
  • the first light emitting layer 14-1 to the third light emitting layer 14-3 may be configured to emit light in different wavelength bands (eg, light in different colors), respectively.
  • the first light emitting layer 14-1 may be a red light emitting layer
  • the second light emitting layer 14-2 may be a green light emitting layer
  • the third light emitting layer 14-3 may be a blue light emitting layer.
  • the first light emitting element DH1 is a red light emitting element
  • the second light emitting element DH2 is a green light emitting element
  • the third light emitting element DH3 is a blue light emitting element.
  • the functional layer 15 may contain Zn and O as elements.
  • the display device 10 may have a first functional layer 15-1, a second functional layer 15-2, and a third functional layer 15-3 as the functional layer 15.
  • the first functional layer 15-1 to the third functional layer 15-3 may be located above the first light emitting layer 14-1 to the third light emitting layer 14-3, respectively.
  • the organic layer 16 may have insulating properties.
  • the display device 10 may have, as the organic layer 16, a first organic layer 16-1, a second organic layer 16-2, and a third organic layer 16-3.
  • the first organic layer 16-1 only needs to be in contact with the first functional layer 15-1 and the cathode 17.
  • the second organic layer 16-2 only needs to be in contact with the second functional layer 15-2 and the cathode 17.
  • the third organic layer 16-3 only needs to be in contact with the third functional layer and the cathode 17.
  • the display device 10 may have an edge cover film EC that covers the edge of the anode 12.
  • an edge cover film EC that covers the edge of the anode 12.
  • the edge cover film EC may be a bank that partitions each light emitting element in the display device 10.
  • the symbol EC-1 and the other by the symbol EC-2 are designated by the symbol EC-1 and the other by the symbol EC-2.
  • the edge cover film EC-1 is located at the boundary between the first light emitting element DH1 and the second light emitting element DH2 so as to partition the first light emitting element DH1 and the second light emitting element DH2.
  • the edge cover film EC-2 is located at the boundary between the second light emitting element DH2 and the third light emitting element DH3 so as to partition the second light emitting element DH2 and the third light emitting element DH3.
  • the edge cover film EC-1 can cover the edge of the first anode 12-1.
  • the first functional layer 15-1 and the first organic layer 16-1 may overlap above the edge cover film EC-1. Therefore, in the display device 10, the first light emitting layer 14-1, the first functional layer 15-1, and the first organic layer 16-1 may be overlapped above the edge cover film EC-1.
  • the edge cover film EC-1 can cover the edge of the second anode 12-2.
  • the second organic layer 16-2 may be located above the first organic layer 16-1 above the edge cover film EC-1. Therefore, above the edge cover film EC-1, the second functional layer 15-2, the second organic layer 16-2, and the cathode 17 may be overlapped.
  • a first functional layer 15-1, a first organic layer 16-1, a second functional layer 15-2, and a second organic layer 16-2 are formed. may be located in this order. Therefore, for example, above the edge cover film EC-1, the end surface of the first light emitting layer 14-1 may be in contact with the second light emitting layer 14-2. Then, above the edge cover film EC-1, the end face of the first functional layer 15-1 and the end face of the first organic layer 16-1 may be in contact with the second light emitting layer 14-2.
  • the light emitting layer 14, functional layer 15, and organic layer 16 in the display device 10 may be formed by multilayer photolithography.
  • multilayer photolithography as shown in FIG. 2, the first light emitting layer 14-1 and the second light emitting layer 14-2 can be overlapped above the edge cover film EC-1. Therefore, for example, the second light-emitting layer 14-2 can be positioned above the first light-emitting layer 14-1, so that the above-described configurations (positional relationships) in FIG. 2 can be realized.
  • the organic layer 16 can be positioned so that the first functional layer 15-1 and the cathode 17 do not come into contact with each other.
  • a pair of the first functional layer 15-1 and the first organic layer 16-1 (referred to as the first pair for convenience) and a second light-emitting layer are formed.
  • the layer 14-2 and the pair of the second functional layer 15-2 and the second organic layer 16-2 (referred to as a second pair for convenience) can be arranged in this order. According to this positional relationship, the above-mentioned contact does not occur. In this manner, the display device 10 can more reliably reduce the risk of the above-mentioned contact occurring. Therefore, the display device 10 can more effectively reduce the risk of deterioration of the display device.
  • the organic layer 16 can also reduce contact between the light emitting layer 14 and the functional layer 15 and the cathode 17. Therefore, according to the display device 10, leakage current can be reduced, so that the efficiency of the display device can also be improved. As described above, according to the display device 10, for example, a long-life and highly efficient display device can be realized.
  • the first functional layer 15-1 and the second functional layer 15-2 may have different thicknesses. Furthermore, the constituent materials of the first functional layer 15-1 and the second functional layer 15-2 may be different. In this way, the first functional layer 15-1 and the second functional layer 15-2 having different design specifications may be used for the first light emitting layer 14-1 and the second light emitting layer 14-2, respectively.
  • the light emission characteristics of the first light emitting element DH1 and the second light emitting element DH2 can be individually optimized. As a result, the efficiency of the display device 10 can be further improved.
  • FIG. 3 shows a configuration example of a display device 10r as a modification.
  • the light-emitting layer 14r, functional layer 15r, and organic layer 16r in the example of FIG. 3 are a light-emitting layer, a functional layer, and an organic layer in a modified example, respectively.
  • the first light emitting layer 14r-1 to the third light emitting layer 14r-3 are the first light emitting layer to the third light emitting layer in the modified example, respectively.
  • the first functional layer 15r-1 to the third functional layer 15r-3 are the first functional layer to the third functional layer in the modified example, respectively.
  • the first organic layer 16r-1 to the third organic layer 16r-3 are the first to third organic layers in the modified example, respectively.
  • the first light emitting layer 14r-1 and the first functional layer 15r-1 are in contact with the cathode 17 above the edge cover film EC-1.
  • the second light emitting layer 14r-2 and the second functional layer 15r-2 are in contact with the cathode 17 above the edge cover film EC-1.
  • the contact area of these in the display device 10r is minute compared to a display device that does not have the organic layer 16. Therefore, the life span and efficiency of the display device 10r are better than that of a display device that does not include the organic layer 16. Therefore, the configuration of the modified example is also included in one aspect of the present disclosure. By employing the configuration of Embodiment 2 described above (or the configuration of Embodiment 3 or 4 described later) instead of the configuration of the modified example, a display device with a longer life and higher efficiency can be realized.
  • FIG. 4 shows a configuration example of the display device 10A in the third embodiment.
  • the display device 10A is a modified example of the display device 10r.
  • the light emitting layer 14A, the functional layer 15A, and the organic layer 16A in the example of FIG. 4 are a light emitting layer, a functional layer, and an organic layer in the display device 10A, respectively.
  • the first light emitting layer 14A-1 to the third light emitting layer 14A-3 are the first light emitting layer to the third light emitting layer in the third embodiment, respectively.
  • the first functional layer 15A-1 to the third functional layer 15A-3 are the first functional layer to the third functional layer in the third embodiment, respectively.
  • the first organic layer 16A-1 to the third organic layer 16A-3 are the first to third organic layers in the third embodiment, respectively.
  • the first organic layer 16A-1 and the second organic layer 16A-2 may be connected in the same layer above the edge cover film EC-1. Furthermore, above the edge cover film EC-1, the end portion of the first functional layer 15A-1 may be in contact with the end surface of the first light emitting layer 14A-1. Similarly, above the edge cover film EC-1, the end of the second functional layer 15A-2 may be in contact with the end surface of the second light emitting layer 14A-2.
  • the organic layer 16A can be positioned so that the first functional layer 15A-1 does not come into contact with the cathode 17. Therefore, the third embodiment also provides the same effects as the second embodiment.
  • the organic layer 16A can be positioned so that the functional layer 15A and the cathode 17 do not come into contact with each other. Therefore, according to the third embodiment, a remarkable effect can be achieved compared to the second embodiment.
  • FIG. 5 shows a configuration example of the display device 10B in the fourth embodiment.
  • the display device 10B is a modified example of the display device 10A.
  • the light-emitting layer 14B, functional layer 15B, and organic layer 16B in the example of FIG. 5 are a light-emitting layer, a functional layer, and an organic layer, respectively, in the display device 10B.
  • the first light emitting layer 14B-1 to the third light emitting layer 14B-3 are the first light emitting layer to the third light emitting layer in the fourth embodiment, respectively.
  • the first functional layer 15B-1 to the third functional layer 15B-3 are the first functional layer to the third functional layer in the fourth embodiment, respectively.
  • the first organic layer 16B-1 to the third organic layer 16B-3 are the first to third organic layers in the fourth embodiment, respectively.
  • the first organic layer 16B-1 and the second organic layer 16B-2 may be connected in the same layer above the edge cover film EC-1. Then, above the edge cover film EC-1, the end portion of the first organic layer 16B-1 may be in contact with the end surface of the first light emitting layer 14B-1 and the end surface of the first functional layer 15B-1. Similarly, even if the end of the second organic layer 16B-2 is in contact with the end surface of the second light emitting layer 14B-2 and the end surface of the second functional layer 15B-2 above the edge cover film EC-1, good.
  • the organic layer 16B can be positioned so that the first functional layer 15B-1 and the cathode 17 do not come into contact with each other. Therefore, the fourth embodiment also provides the same effects as the second embodiment. In addition, depending on the configuration of the display device 10B, the organic layer 16B can be positioned so that the functional layer 15B and the cathode 17 do not come into contact with each other. Therefore, similar to the third embodiment, the fourth embodiment can produce remarkable effects.

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Abstract

発光素子（１）は、アノード（２）およびカソード（７）と、アノード（２）およびカソード（７）の間に位置する発光層（４）と、発光層（４）およびカソード（７）の間に位置し、元素としてＺｎおよびＯを含む機能層（５）と、機能層（５）およびカソード（７）に接触する絶縁性の有機層（６）と、を備えている。

Description

発光素子および表示装置
　本開示の一態様は、発光素子に関する。
　下記の特許文献１には、カソード（陰極）バッファ層を備えた有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子の構成が開示されている。
国際公開第２００９／１３０８５８号
　発光素子が劣化するおそれを低減することが望まれている。
　本開示の一態様に係る発光素子は、アノードおよびカソードと、前記アノードおよび前記カソードの間に位置する発光層と、前記発光層および前記カソードの間に位置し、元素としてＺｎおよびＯを含む機能層と、前記機能層および前記カソードに接触する絶縁性の有機層と、を備えている。
　本開示の一態様に係る表示装置は、第１アノードおよび第２アノード、並びにこれらに対向するカソードと、前記第１アノードよりも上層に位置する第１発光層と、前記第２アノードよりも上層に位置する第２発光層と、前記第１発光層よりも上層に位置し、元素としてＺｎおよびＯを含む第１機能層と、前記第２発光層よりも上層に位置し、元素としてＺｎおよびＯを含む第２機能層と、前記第１機能層および前記カソードに接触する絶縁性の第１有機層と、前記第２機能層および前記カソードに接触する絶縁性の第２有機層と、を備えている。
　本開示の一態様によれば、発光素子が劣化するおそれを低減できる。
実施形態１における発光素子の一構成例を示す図である。 実施形態２における表示装置の一構成例を示す図である。 変形例としての表示装置の一構成例を示す図である。 実施形態３における表示装置の一構成例を示す図である。 実施形態４における表示装置の一構成例を示す図である。
　〔実施形態１〕
　実施形態１における発光素子１について以下に説明する。説明の便宜上、実施形態１にて説明したコンポーネント（構成要素）と同じ機能を有するコンポーネントについては、以降の各実施形態では同じ符号を付し、その説明を繰り返さない。簡潔化のため、公知の技術事項についても説明を適宜省略する。本明細書において述べる各コンポーネント、各材料、および各数値は、特に矛盾のない限りいずれも単なる一例である。それゆえ、例えば、特に矛盾のない限り、各コンポーネントの位置関係は各図の例に限定されない。また、各図は、必ずしもスケール通りに図示されていない。
　（発光素子１の構成）
　図１は、発光素子１の一構成例を示す。発光素子１は、アノード２、正孔輸送層（Hole Transport Layer，ＨＴＬ）３、発光層４、機能層５、有機層６、およびカソード７を、下側から上側にこの順に備えていてよい。このように、カソード７は、アノード２よりも上層に位置していてよい。アノード２の下方には、発光素子１の各部を支持する基板（図１では不図示）が位置していてよい。
　アノード２は、発光層４に正孔を供給する。カソード７は、発光層４に電子を供給する。アノード２およびカソード７の少なくとも一方は、光透過性材料によって形成されていてよい。光透過性材料としては、例えば、透明な導電性材料を用いることができる。透明な導電性材料の例としては、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）およびＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などを挙げることができる。これらの材料は可視光の透過率が高いため、発光素子１の発光効率を向上させることができる。
　アノード２およびカソード７の少なくとも一方は、光反射性材料によって形成されていてもよい。光反射性材料としては、例えば、金属材料を用いることができる。金属材料の例としては、例えば、Ａｌ（アルミニウム）およびＡｇ（銀）などを挙げることができる。金属材料の別の例としては、ＡｌまたはＡｇを含む合金（例：ＭｇＡｇ）を挙げることができる。これらの材料は可視光の反射率が高いため、発光素子１の発光効率を向上させることができる。
　以上のことから、例えば、カソード７は、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、およびＩＺＯの少なくとも１つを含みうる。カソード７は、アノード２と対向するように位置していればよい。したがって、例えば、発光素子１は、コンベンショナルボトムエミッション型またはコンベンショナルトップエミッション型の発光素子であってよい。あるいは、発光素子１は、インバートボトムエミッション型またはインバートトップエミッション型の発光素子であってもよい。
　正孔輸送層３は、アノード２と発光層４との間に位置していればよい。正孔輸送層３は、公知の正孔輸送材料を含んでいてよい。正孔輸送層３によれば、発光素子１の発光効率を向上させることができる。
　発光層４は、アノード２とカソード７との間に位置していればよい。図１の例では、発光層４は、正孔輸送層３と機能層５との間に位置している。発光層４は、アノード２から供給された正孔とカソード７から輸送された電子との再結合により発光する任意の発光材料を含んでいればよい。アノード２とカソード７との間に電圧または電流を印加することにより、発光層４における発光が生じるように、発光素子１が構成されていればよい。したがって、発光層４は、無機ＥＬ発光層であってもよいし、あるいは有機ＥＬ発光層であってもよい。
　機能層５は、発光層４とカソード７との間に位置していればよい。図１の例では、機能層５は、発光層４と有機層６との間に位置している。機能層５は、元素としてＺｎおよびＯを含む。したがって、一例として、機能層５は、酸化亜鉛系材料（ＺｎＯ系材料）を含んでいてよい。
　酸化亜鉛系材料の例としては、ＺｎＯ、ＭｇＺｎＯ、ＡｌＺｎＯ、およびＬｉＺｎＯなどを挙げることができる。このため、機能層５は、酸化亜鉛系材料として、ＺｎＯ、ＭｇＺｎＯ、ＡｌＺｎＯ、およびＬｉＺｎＯの少なくとも１つを含んでいてよい。
　上述の酸化亜鉛系材料は、電子輸送材料の一例である。したがって、機能層５は、電子輸送層（Electron Transport Layer，ＥＴＬ）として機能しうる。電子輸送層としての機能層５によれば、発光素子１の発光効率を向上させることができる。電子輸送層としての機能層５は、ＺｎＯ系ＥＴＬと称されてもよい。特に、発光層４が無機ＥＬ発光層である場合には、ＺｎＯ系ＥＴＬによって発光素子１の発光効率を顕著に向上させることができる。
　有機層６は、機能層５とカソード７とに接触するように位置していればよい。有機層６は、絶縁性を有するように構成されていればよい。したがって、有機層６は、任意の絶縁材料を含んでいてよい。以下に述べる通り、有機層６は、機能層５およびカソード７が劣化するおそれを低減するためのバッファ層（中間層）としての役割を果たす。このことから、有機層６は、例えば、有機バッファ層と称されてもよい。
　（発光素子１の効果）
　上述の通り、機能層５は、元素としてＺｎを含んでいる。Ｚｎは、発光素子１の発光効率の向上に貢献しうる。その一方、Ｚｎは、両性元素であるため、多くの元素と反応しうる。例えば、Ｚｎは、金属元素および酸素元素と顕著に反応しうる。
　加えて、有機層６が無い場合には、機能層５とカソード７との間において、金属元素が拡散しうる。このため、有機層６が無い場合には、機能層５がＺｎを含んでいることに起因して、機能層５とカソード７との間における化学反応が顕著に生じうる。その結果、機能層５およびカソード７の変質（例：腐食）が生じうる。このように、上記化学反応は、機能層５およびカソード７の劣化をもたらしうる。
　これに対し、有機層６がある場合には、機能層５とカソード７との間における金属元素の拡散を低減できる。したがって、Ｚｎを含んでいる機能層５が用いられている場合においても、上記化学反応が発生するおそれを低減できる。その結果、機能層５およびカソード７が劣化するおそれを低減できる。以上の通り、有機層６によれば、発光素子１が劣化するおそれを低減できる。
　一例として、有機層６は、アルキル長鎖を有するポリマーを含んでいてよい。アルキル長鎖を有するポリマーの例としては、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）およびＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などを挙げることができる。
　アルキル長鎖を有するポリマーは、良好なパッキング性を有している。加えて、アルキル長鎖を有するポリマーは、それほど多くの反応基を有していない。それゆえ、アルキル長鎖を有するポリマーは、上記化学反応の発生するおそれを低減すること（言い換えれば、発光素子１が劣化するおそれを低減すること）に貢献する。
　別の例として、有機層６は、フッ素系ポリマーを含んでいてよい。多くのフッ素系ポリマーは、撥水性を有している。したがって、有機層６におけるフッ素系ポリマーは、撥水性ポリマーでありうる。撥水性ポリマーの例としては、フルオロアルキルホスホン酸およびフルオロアルカンなどを挙げることができる。
　フッ素系ポリマー（例：撥水性ポリマー）によれば、上記化学反応の発生を促進する水分が、有機層６よりも下層に侵入するおそれを低減できる。それゆえ、フッ素系ポリマーも、発光素子１が劣化するおそれを低減することに貢献する。
　発光素子１が劣化するおそれを低減する観点からは、発光素子１のなるべく上側に有機層６を位置させることが好ましい。言い換えれば、発光素子１のなるべく上側にカソード７を位置させることが好ましい。このことから、図１では、カソード７がアノード２よりも上層に位置している構成が例示されている。
　ところで、有機層６の厚みが大きくなるにつれて、発光層４に流れる電流は低下しうる。言い換えれば、有機層６の厚みが大きくなるにつれて、発光層４の発光効率は低下しうる。したがって、発光素子１の効率低下を避ける観点からは、有機層６の厚みをそれほど大きくしないことが好ましい。そこで、例えば、有機層６の厚みは、機能層５の厚みよりも小さく設定されてよい。
　ただし、有機層６の厚みが小さすぎる場合、機能層５とカソード７との間における金属元素の拡散を低減する効果（言い換えれば、上記化学反応が発生するおそれを低減する効果）が低減しうる。このため、有機層６の厚みをあまり小さくしすぎないことが好ましい。そこで、一例として、有機層６の厚みは、１～２０ｎｍであってよい。
　以上の通り有機層６の厚みを設定することにより、有機層６によって、発光素子１が劣化するおそれを低減しつつ、発光素子１の効率が低下するおそれを低減することができる。その結果、長寿命かつ高効率の発光素子１を実現できる。
　〔実施形態２〕
　図２は、実施形態２における表示装置１０の一構成例を示す。表示装置１０は、第１発光素子ＤＨ１および第２発光素子ＤＨ２を有していてよい。表示装置１０は、第３発光素子ＤＨ３をさらに有していてよい。第１発光素子ＤＨ１～第３発光素子ＤＨ３はそれぞれ、上述の発光素子１に対応する。したがって、表示装置１０においても、実施形態１と同様の効果を奏する。
　第１発光素子ＤＨ１の各部と第２発光素子ＤＨ２の各部との間の関係は、内容上矛盾のない限り、第２発光素子ＤＨ２の各部と第３発光素子ＤＨ３の各部との間にも同様に当てはまる。そこで、以下では、第１発光素子ＤＨ１の各部および第２発光素子ＤＨ２の各部について主に説明する。
　一例として、表示装置１０は、基板１１、アノード１２、正孔輸送層１３、発光層１４、機能層１５、有機層１６、およびカソード１７を、下側から上側にこの順に備えていてよい。
　そして、図２に示す通り、表示装置１０は、アノード１２として、第１アノード１２－１、第２アノード１２－２、および第３アノード１２－３を有していてよい。第１アノード１２－１～第３アノード１２－３はそれぞれ、第１発光素子ＤＨ１～第３発光素子ＤＨ３のアノードである。アノード１２は、カソード１７と対向するように位置していればよい。
　表示装置１０は、発光層１４として、第１発光層１４－１、第２発光層１４－２、および第３発光層１４－３を有していてよい。第１発光層１４－１～第３発光層１４－３はそれぞれ、第１発光素子ＤＨ１～第３発光素子ＤＨ３の発光層である。第１発光層１４－１～第３発光層１４－３はそれぞれ、第１アノード１２－１～第３アノード１２－３よりも上層に位置していればよい。
　第１発光層１４－１～第３発光層１４－３はそれぞれ、異なる波長帯の光（例：異なる色の光）を発するように構成されていてよい。一例として、第１発光層１４－１は赤色発光層であり、第２発光層１４－２は緑色発光層であり、第３発光層１４－３は青色発光層であってよい。この場合、第１発光素子ＤＨ１は赤色発光素子であり、第２発光素子ＤＨ２は緑色発光素子であり、第３発光素子ＤＨ３は青色発光素子である。
　実施形態１にて述べた通り、機能層１５は、元素としてＺｎおよびＯを含んでいてよい。表示装置１０は、機能層１５として、第１機能層１５－１、第２機能層１５－２、および第３機能層１５－３を有していてよい。第１機能層１５－１～第３機能層１５－３はそれぞれ、第１発光層１４－１～第３発光層１４－３よりも上層に位置していればよい。
　実施形態１にて述べた通り、有機層１６は、絶縁性を有していてよい。表示装置１０は、有機層１６として、第１有機層１６－１、第２有機層１６－２、および第３有機層１６－３を有していてよい。
　第１有機層１６－１は、第１機能層１５－１およびカソード１７に接触していればよい。同様に、第２有機層１６－２は、第２機能層１５－２およびカソード１７に接触していればよい。また、第３有機層１６－３は、第３機能層およびカソード１７に接触していればよい。
　表示装置１０は、アノード１２のエッジを覆うエッジカバー膜ＥＣを有していてよい。図２では、２つのエッジカバー膜ＥＣが示されている。一例として、エッジカバー膜ＥＣは、表示装置１０における各発光素子を区画するバンクであってよい。２つのエッジカバー膜ＥＣを区別する場合、一方を符号ＥＣ－１によって表し、他方を符号ＥＣ－２によって表す。
　図２の例では、エッジカバー膜ＥＣ－１は、第１発光素子ＤＨ１と第２発光素子ＤＨ２とを区画するように、第１発光素子ＤＨ１と第２発光素子ＤＨ２との境界部に位置している。エッジカバー膜ＥＣ－２は、第２発光素子ＤＨ２と第３発光素子ＤＨ３とを区画するように、第２発光素子ＤＨ２と第３発光素子ＤＨ３との境界部に位置している。
　それゆえ、図２に示す通り、エッジカバー膜ＥＣ－１は、第１アノード１２－１のエッジを覆いうる。そして、表示装置１０では、図２の領域ＲＹ１に示す通り、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第１機能層１５－１および第１有機層１６－１が重畳していてよい。したがって、表示装置１０では、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第１発光層１４－１、第１機能層１５－１、および第１有機層１６－１が重畳していてよい。
　また、エッジカバー膜ＥＣ－１は、第２アノード１２－２のエッジを覆いうる。そして、表示装置１０では、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第２有機層１６－２が第１有機層１６－１よりも上層に位置していてよい。したがって、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第２機能層１５－２、第２有機層１６－２、およびカソード１７が重畳していてよい。
　加えて、表示装置１０では、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第１機能層１５－１、第１有機層１６－１、第２機能層１５－２、および第２有機層１６－２がこの順に位置していてよい。したがって、例えば、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第１発光層１４－１の端面が第２発光層１４－２と接触していてもよい。そして、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第１機能層１５－１の端面および第１有機層１６－１の端面が第２発光層１４－２と接触していてもよい。
　一例として、表示装置１０における発光層１４、機能層１５、および有機層１６は、多層フォトリソグラフィによって形成されてよい。多層フォトリソグラフィによれば、図２に示す通り、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第１発光層１４－１および第２発光層１４－２を重畳させることができる。したがって、例えば、第２発光層１４－２を、第１発光層１４－１よりも上層に位置させることができるので、図２における上述の各構成（各位置関係）を実現できる。
　その結果、例えば、第１機能層１５－１とカソード１７との接触が生じないように、有機層１６を位置させることができる。例えば、図２に示す通り、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第１機能層１５－１と第１有機層１６－１とのペア（便宜上、第１ペアと称する）と、第２発光層１４－２と、第２機能層１５－２と第２有機層１６－２とのペア（便宜上、第２ペアと称する）とをこの順に配置できる。この位置関係によれば、上記接触が生じない。このように、表示装置１０によれば、上記接触が生じるおそれをより確実に低減できる。それゆえ、表示装置１０によれば、表示装置の劣化が生じるおそれをより効果的に低減できる。
　加えて、表示装置１０によれば、有機層１６によって、発光層１４および機能層１５とカソード１７との接触を低減することもできる。このため、表示装置１０によれば、リーク電流を低減できるので、表示装置の効率を向上させることもできる。以上の通り、表示装置１０によれば、例えば、長寿命かつ高効率な表示装置を実現できる。
　さらに、表示装置１０では、第１機能層１５－１および第２機能層１５－２の厚みが異なっていてもよい。また、第１機能層１５－１および第２機能層１５－２の構成材料が異なっていてもよい。このように、第１発光層１４－１および第２発光層１４－２に対して、異なる設計仕様の第１機能層１５－１および第２機能層１５－２がそれぞれ使用されてよい。
　第１機能層１５－１および第２機能層１５－２を個別に設計することにより、第１発光素子ＤＨ１および第２発光素子ＤＨ２の発光特性を個別に最適化できる。その結果、表示装置１０の効率をより一層向上させることができる。
　〔変形例〕
　図３は、変形例としての表示装置１０ｒの一構成例を示す。図３の例における発光層１４ｒ、機能層１５ｒ、および有機層１６ｒはそれぞれ、変形例における発光層、機能層、および有機層である。第１発光層１４ｒ－１～第３発光層１４ｒ－３はそれぞれ、変形例における第１発光層～第３発光層である。第１機能層１５ｒ－１～第３機能層１５ｒ－３はそれぞれ、変形例における第１機能層～第３機能層である。第１有機層１６ｒ－１～第３有機層１６ｒ－３はそれぞれ、変形例における第１有機層～第３有機層である。
　図３の領域ＲＹ２に示す通り、表示装置１０ｒでは、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第１発光層１４ｒ－１および第１機能層１５ｒ－１がカソード１７と接触している。同様に、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第２発光層１４ｒ－２および第２機能層１５ｒ－２がカソード１７と接触している。
　ただし、表示装置１０ｒにおけるこれらの接触面積は、有機層１６を有しない表示装置と比べて微小である。このため、表示装置１０ｒの寿命および効率は、有機層１６を有しない表示装置に比べて良好となる。したがって、変形例の構成も、本開示の一態様に含まれる。変形例の構成に替えて、上述の実施形態２の構成（あるいは、後述の実施形態３または４の構成）を採用することにより、さらに長寿命かつ高効率な表示装置を実現できる。
　〔実施形態３〕
　図４は、実施形態３における表示装置１０Ａの一構成例を示す。表示装置１０Ａは、表示装置１０ｒの一変形例である。図４の例における発光層１４Ａ、機能層１５Ａ、および有機層１６Ａはそれぞれ、表示装置１０Ａにおける発光層、機能層、および有機層である。第１発光層１４Ａ－１～第３発光層１４Ａ－３はそれぞれ、実施形態３における第１発光層～第３発光層である。第１機能層１５Ａ－１～第３機能層１５Ａ－３はそれぞれ、実施形態３における第１機能層～第３機能層である。第１有機層１６Ａ－１～第３有機層１６Ａ－３はそれぞれ、実施形態３における第１有機層～第３有機層である。
　図４の領域ＲＹ３に示す通り、表示装置１０Ａでは、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第１有機層１６Ａ－１および第２有機層１６Ａ－２が同層にて繋がっていてもよい。また、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第１機能層１５Ａ－１の端部が、第１発光層１４Ａ－１の端面に接触していてもよい。同様に、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第２機能層１５Ａ－２の端部が、第２発光層１４Ａ－２の端面に接触していてもよい。
　図４に示す通り、表示装置１０Ａの構成によっても、第１機能層１５Ａ－１とカソード１７との接触が生じないように、有機層１６Ａを位置させることができる。したがって、実施形態３によっても、実施形態２と同様の効果を奏する。加えて、表示装置１０Ａの構成によれば、機能層１５Ａとカソード１７との接触が生じないように、有機層１６Ａを位置させることもできる。それゆえ、実施形態３によれば、実施形態２に比べて顕著な効果を奏しうる。
　〔実施形態４〕
　図５は、実施形態４における表示装置１０Ｂの一構成例を示す。表示装置１０Ｂは、表示装置１０Ａの一変形例である。図５の例における発光層１４Ｂ、機能層１５Ｂ、および有機層１６Ｂはそれぞれ、表示装置１０Ｂにおける発光層、機能層、および有機層である。第１発光層１４Ｂ－１～第３発光層１４Ｂ－３はそれぞれ、実施形態４における第１発光層～第３発光層である。第１機能層１５Ｂ－１～第３機能層１５Ｂ－３はそれぞれ、実施形態４における第１機能層～第３機能層である。第１有機層１６Ｂ－１～第３有機層１６Ｂ－３はそれぞれ、実施形態４における第１有機層～第３有機層である。
　図５の領域ＲＹ４に示す通り、表示装置１０Ｂでは、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第１有機層１６Ｂ－１および第２有機層１６Ｂ－２が同層にて繋がっていてもよい。そして、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第１有機層１６Ｂ－１の端部が、第１発光層１４Ｂ－１の端面および第１機能層１５Ｂ－１の端面に接触していてよい。同様に、エッジカバー膜ＥＣ－１の上方において、第２有機層１６Ｂ－２の端部が、第２発光層１４Ｂ－２の端面および第２機能層１５Ｂ－２の端面に接触していてもよい。
　図５に示す通り、表示装置１０Ｂの構成によっても、第１機能層１５Ｂ－１とカソード１７との接触が生じないように、有機層１６Ｂを位置させることができる。したがって、実施形態４によっても、実施形態２と同様の効果を奏する。加えて、表示装置１０Ｂの構成によっても、機能層１５Ｂとカソード１７との接触が生じないように、有機層１６Ｂを位置させることもできる。それゆえ、実施形態４によっても、実施形態３と同じく顕著な効果を奏しうる。
　〔付記事項〕
　本開示の一態様は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の一態様の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
　１　発光素子
　２、１２　アノード
　４、１４、１４ｒ、１４Ａ、１４Ｂ　発光層
　５、１５、１５ｒ、１５Ａ、１５Ｂ　機能層
　６、１６、１６ｒ、１６Ａ、１６Ｂ　有機層
　７、１７　カソード
　１０、１０ｒ、１０Ａ、１０Ｂ　表示装置
　１２－１、１２ｒ－１、１２Ａ－１、１２Ｂ－１　第１アノード
　１２－２、１２ｒ－２、１２Ａ－２、１２Ｂ－２　第２アノード
　１４－１、１４ｒ－１、１４Ａ－１、１４Ｂ－１　第１発光層
　１４－２、１４ｒ－２、１４Ａ－２、１４Ｂ－２　第２発光層
　１５－１、１５ｒ－１、１５Ａ－１、１５Ｂ－１　第１機能層
　１５－２、１５ｒ－２、１５Ａ－２、１５Ｂ－２　第２機能層
　１６－１、１６ｒ－１、１６Ａ－１、１６Ｂ－１　第１有機層
　１６－２、１６ｒ－２、１６Ａ－２、１６Ｂ－２　第２有機層
　ＥＣ－１　エッジカバー膜

 

Claims (25)

  1. 　アノードおよびカソードと、
    　前記アノードおよび前記カソードの間に位置する発光層と、
    　前記発光層および前記カソードの間に位置し、元素としてＺｎおよびＯを含む機能層と、
    　前記機能層および前記カソードに接触する絶縁性の有機層と、を備えている、発光素子。
  2. 　前記機能層は、酸化亜鉛系材料を含む、請求項１に記載の発光素子。
  3. 　前記機能層は、前記酸化亜鉛系材料として、ＺｎＯ、ＭｇＺｎＯ、ＡｌＺｎＯ、およびＬｉＺｎＯの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の発光素子。
  4. 　前記有機層の厚みは、前記機能層の厚みよりも小さい、請求項１～３のいずれか１項に記載の発光素子。
  5. 　前記有機層の厚みは、１～２０ｎｍである、請求項１～４のいずれか１項に記載の発光素子。
  6. 　前記有機層は、アルキル長鎖を有するポリマーを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の発光素子。
  7. 　前記ポリマーは、ＰＶＰまたはＰＶＡである、請求項６に記載の発光素子。
  8. 　前記有機層は、フッ素系ポリマーを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の発光素子。
  9. 　前記フッ素系ポリマーは、撥水性ポリマーである、請求項８に記載の発光素子。
  10. 　前記撥水性ポリマーは、フルオロアルキルホスホン酸またはフルオロアルカンである、請求項９に記載の発光素子。
  11. 　前記カソードは、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、およびＩＺＯの少なくとも１つを含む、請求項１～１０のいずれか１項に記載の発光素子。
  12. 　前記カソードは、前記アノードよりも上層に位置する、請求項１～１１のいずれか１項に記載の発光素子。
  13. 　第１アノードおよび第２アノード、並びにこれらに対向するカソードと、
    　前記第１アノードよりも上層に位置する第１発光層と、
    　前記第２アノードよりも上層に位置する第２発光層と、
    　前記第１発光層よりも上層に位置し、元素としてＺｎおよびＯを含む第１機能層と、
    　前記第２発光層よりも上層に位置し、元素としてＺｎおよびＯを含む第２機能層と、
    　前記第１機能層および前記カソードに接触する絶縁性の第１有機層と、
    　前記第２機能層および前記カソードに接触する絶縁性の第２有機層と、を備えている、表示装置。
  14. 　前記第１アノードのエッジを覆うエッジカバー膜を含み、
    　前記エッジカバー膜の上方において、前記第１機能層および前記第１有機層が重畳している、請求項１３に記載の表示装置。
  15. 　前記エッジカバー膜の上方において、前記第１発光層、前記第１機能層および前記第１有機層が重畳している、請求項１４に記載の表示装置。
  16. 　前記第１機能層および前記第２機能層の厚みが異なる、請求項１３～１５のいずれか１項に記載の表示装置。
  17. 　前記第１機能層および前記第２機能層の構成材料が異なる、請求項１３～１６のいずれか１項に記載の表示装置。
  18. 　前記第１有機層および前記第２有機層が同層にて繋がっている、請求項１３～１７のいずれか１項に記載の表示装置。
  19. 　前記第２有機層が前記第１有機層よりも上層に位置する、請求項１３～１７のいずれか１項に記載の表示装置。
  20. 　前記エッジカバー膜は、前記第２アノードのエッジを覆い、
    　前記エッジカバー膜の上方において、前記第２機能層、前記第２有機層および前記カソードが重畳している、請求項１４に記載の表示装置。
  21. 　前記エッジカバー膜の上方において、前記第１機能層、前記第１有機層、前記第２機能層、および前記第２有機層がこの順に位置する、請求項１４に記載の表示装置。
  22. 　前記エッジカバー膜の上方において、前記第１発光層の端面が前記第２発光層と接触する、請求項１４に記載の表示装置。
  23. 　前記エッジカバー膜の上方において、前記第１機能層の端面および前記第１有機層の端面が前記第２発光層と接触する、請求項１４に記載の表示装置。
  24. 　前記第１機能層の端部が、前記第１発光層の端面に接触している、請求項１８に記載の表示装置。
  25. 　前記第１有機層の端部が、前記第１発光層の端面および前記第１機能層の端面に接触している、請求項１８に記載の表示装置。
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