JP6099420B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
前記非晶質の導電性酸化物がインジウム−亜鉛酸化物、またはインジウム−タングステン酸化物であるとよい。
図1は、本発明の一態様に係る発光装置を示す模式図である。この発光装置は、トップエミッション型の白色発光素子(発光素子220、230、240)を有し、各々の発光素子は、基板(図示せず)側から反射電極101、発光性の有機化合物を含む層(以下「EL層」ともいう。)106、半透過・半反射電極107の順に積層され、反射電極101とEL層106の間には光学調整層として透明電極102a,102b,102cのいずれかが形成されている。透明電極102a、透明電極102b、透明電極102cは、厚さが異なり、この順に厚さが厚く形成されている。これにより、反射鏡として機能する反射電極101と半透過・半反射電極107との間の光学長Lを調整し、EL層106で発光した光を選択的に増強して外部に射出することが可能となる。その結果、マイクロキャビティ構造が適用された発光素子を形成することができる。
第2の発光素子230における発光を取り出す発光層は第2の発光層104であり、第2の発光層104によって発せられる光の色は第2のカラーフィルタ113を透過する第2の色である。したがって、第2のカラーフィルタを透過した光112bは第2の色である。ここで、第2の色は緑色である。
第3の発光素子240における発光を取り出す発光層は第3の発光層105であり、第3の発光層105によって発さられる光の色は第3のカラーフィルタ114を透過する第3の色である。したがって、第3のカラーフィルタを透過した光112cは第3の色である。ここで、第3の色は赤色である。
一方、図2(B)に非晶質の導電性酸化膜の模式図を示す。非晶質の導電性酸化膜は、結晶粒が存在しないため、その最表面の形状は比較的なだらかな形状となる。さらに、非晶質の導電性酸化膜の被形成面(反射電極101の表面)に凹凸があった場合にもこれを被覆することが可能で、非晶質の導電性酸化膜の最表面の平坦性を高めることができる。
<表示パネルの構成>
本発明の一態様の表示装置に用いることができる表示パネルの構成を図3に示す。図3(A)は本発明の一態様の表示装置に用いることができる表示パネルの構造の上面図であり、図3(B)は図3(A)の切断線A−BおよびC−Dにおける断面を含む構造の側面図である。
図3(A)に例示する表示パネル400には、トップゲート型のトランジスタが適用されているがこれに限られず、ボトムゲート型のトランジスタも適用することができる。ソース側の駆動回路部403s、ゲート側の駆動回路部403g並びに副画素にはさまざまな構造のトランジスタを適用できる。また、これらのトランジスタのチャネルが形成される領域には、さまざまな半導体を用いることができる。具体的には、アモルファスシリコン、ポリシリコン、単結晶シリコンの他、酸化物半導体などを用いることができる。
本実施の形態で例示する表示パネル400は、第1の基板410、第2の基板440、およびシール材405で囲まれた空間431に、発光素子を封止する構造を備える(図3参照)。
次に、図1及び図3に示す発光素子に用いることができる具体的な材料について、反射電極、透明電極(陽極)、半透過・半反射電極(陰極)、EL層、電荷発生層、電子リレー層、並びに電子注入バッファ層の順に説明する。
反射電極は、反射率の高い材料を用いることが好ましい。反射率が高いことで吸収による光の損失を低減でき、高い効率を得ることができる。反射率が高い材料としては銀または銀合金がある。
透明電極としては、多結晶の導電性酸化物材料と非晶質の導電性酸化物材料を用いる。そして陽極に用いる場合には仕事関数が大きいことが好ましい(具体的には4.0eV以上が好ましい)。但し、陽極と接して電荷発生層を設ける場合には、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を陽極に用いることができる。具体的には、仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることもできる。電荷発生層を構成する材料については後述する。多結晶の導電性酸化物材料としては、ITO、酸化亜鉛、アルミニウム−亜鉛酸化物、ガリウム−亜鉛酸化物、フッ素−錫酸化物を、非晶質の導電性酸化物材料としては、インジウム−亜鉛酸化物、インジウム−タングステン酸化物を用いることができる。
透過・半反射電極107は、光吸収が少ない材料が好ましい。例えば薄膜の銀を使用することができるが、陰極として電子注入性を高めるためにマグネシウムのような仕事関数の小さい(具体的には4.0eV未満)材料を添加することが好ましい。しかし、透過・半反射電極107に接して電荷発生層を、EL層106との間に設ける場合、陰極は仕事関数の大小に関わらず様々な導電性材料を用いることができる。
EL層を構成する各層に用いることができる材料について、以下に具体例を示す。
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン(略称:H2Pc)や銅フタロシアニン(略称:CuPc)等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層は、単層に限られず正孔輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子よりも正孔の輸送性の高い物質であればよく、特に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、単層に限られず発光物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。発光物質は蛍光性化合物や、燐光性化合物を用いることができる。発光物質に燐光性化合物を用いると、発光素子の発光効率を高められるため好ましい。
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層は、単層に限られず電子輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。正孔よりも電子の輸送性の高い物質であればよく、特に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層は、単層に限られず電子注入性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子注入層を設ける構成とすることで陰極からの電子の注入効率が高まり、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
電荷発生層は、正孔輸送性の高い物質と正孔輸送性の物質に対してアクセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生層は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質と正孔輸送性の物質に対してアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む層と正孔輸送性の物質に対してアクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。但し、陰極に接して設けられる電荷発生層が積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が陰極と接する構造となる。陽極に接して設けられる電荷発生層が積層構造の場合には、正孔輸送性の物質に対してアクセプター性物質を含む層が陽極と接する構造となる。
電子リレー層は、電荷発生層において正孔輸送性の物質に対してアクセプター性物質がひき抜いた電子を速やかに受け取ることができる層である。従って、電子リレー層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。
電子注入バッファ層は、電荷発生層から発光層への電子の注入を容易にする層である。電子注入バッファ層を電荷発生層と発光層の間に設けることにより、両者の注入障壁を緩和することができる。
しかしながらこのような材料を用いた場合であっても、反射電極と発光層との距離が短い場合、例えば5nm以上100nm以下の場合において、発光効率が低下してしまう場合がある。
102a 多結晶の透明電極
102b,102c 非晶質の透明電極
103 第1の発光層
104 第2の発光層
105 第3の発光層
106 EL層
107 半透過・半反射電極
108 第1の発光ユニット
109 中間層
110 第2の発光ユニット
112 第1のカラーフィルタ(CF)
112a 第1のカラーフィルタを透過した光
113 第2のカラーフィルタ(CF)
113a 第2のカラーフィルタを透過した光
114 第3のカラーフィルタ(CF)
114a 第3のカラーフィルタを透過した光
220 第1の発光素子
230 第2の発光素子
240 第3の発光素子
400 表示パネル
401 表示部
402 画素
402G 緑色を呈する光を射出する副画素
403g ゲート側の駆動回路部
403s ソース側の駆動回路部
405 シール材
408 引き回し配線
409 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
410 第1の基板
411 スイッチング用のトランジスタ
412 電流制御用のトランジスタ
413 nチャネル型トランジスタ
414 pチャネル型トランジスタ
416 絶縁層
418 隔壁
420G 発光素子
421G 第1の電極
422 第2の電極
423 発光性の有機化合物を含む層「EL層」
431 シール材で囲まれた空間
440 第2の基板
441G カラーフィルタ
442 遮光性の膜
450G 発光モジュール
501 反射電極
502 透明電極
503 第1の発光層
504 第2の発光層
505 第3の発光層
506 EL層
507 半透過・半反射電極
508 第1の発光ユニット
509 中間層
510 第2の発光ユニット
Claims (8)
- 第1の発光素子及び第2の発光素子を有する発光装置において、
前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子それぞれは、反射電極、透明電極、第1の発光層、第2の発光層及び半透過・半反射電極の順に積層された構造を有し、
前記第1の発光層及び前記第2の発光層の一方は青色を呈する光を発する発光層であり、前記第1の発光層及び前記第2の発光層の他方は緑色または赤色を呈する光を発する発光層であり、
前記第1の発光層からの光の強度を増強して外部に射出する前記第1の発光素子における透明電極の表面粗さが、前記第2の発光素子における透明電極の表面粗さよりも大きく、
前記反射電極と前記第1の発光層との距離が5nm以上100nm以下であることを特徴とする発光装置。 - 請求項1において、
前記第1の発光素子は青色を呈する光が取り出される素子であり、前記第2の発光素子は緑色または赤色を呈する光が取り出される素子であり、
前記第1の発光層は青色を呈する光を発する発光層であり、前記第2の発光層は緑色または赤色を呈する光を発する発光層であることを特徴とする発光装置。 - 請求項2において、
前記第1の発光素子は青色のカラーフィルタを有し、前記第2の発光素子は緑色または赤色のカラーフィルタを有することを特徴とする発光装置。 - 請求項2または3において、
赤色または緑色を呈する光が取り出される第3の発光素子を有し、
前記第3の発光素子は、前記反射電極、前記透明電極、前記第1の発光層、前記第2の発光層、赤色または緑色を呈する光を発する第3の発光層及び前記半透過・半反射電極の順に積層された構造を有し、
前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子それぞれは、前記第2の発光層と前記半透過・半反射電極との間に前記第3の発光層を有し、
前記第1の発光素子における透明電極の表面粗さが、前記第3の発光素子における透明電極の表面粗さよりも大きく、
前記第3の発光素子から取り出される光と、前記第2の発光素子から取り出される光とが異なることを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項において、
前記第1の発光素子における透明電極は、多結晶の導電性酸化物を有し、
前記第2の発光素子における透明電極は、非晶質の導電性酸化物を有することを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項において、
前記第1の発光素子における透明電極の表面は、多結晶の導電性酸化物を有しており、
前記第2の発光素子における透明電極の表面は、非晶質の導電性酸化物を有していることを特徴とする発光装置。 - 請求項5または6において、
前記多結晶の導電性酸化物がITO、酸化亜鉛、アルミニウム−亜鉛酸化物、ガリウム−亜鉛酸化物、またはフッ素−錫酸化物であり、
前記非晶質の導電性酸化物がインジウム−亜鉛酸化物、またはインジウム−タングステン酸化物であることを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一項において、
前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子それぞれの前記透明電極は厚さが異なることを特徴とする発光装置。
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