JP2019080027A - 有機電界発光素子、有機電界発光装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光特性や寿命を改善することの可能な有機電界発光素子、有機電界発光装置および電子機器を提供する。【解決手段】本開示の一実施の形態に係る有機電界発光素子は、陽極と、有機発光層と、電子輸送層と、中間層と、陰極とをこの順に備えている。電子輸送層は、ＮａＦ層を有し、中間層は、ＮａＦ層の陰極側に接するＹｂ層を有している。【選択図】図１
Description
本開示は、有機電界発光素子、有機電界発光装置および電子機器に関する。
有機電界発光素子を用いた有機電界発光装置（有機電界発光ディスプレイ）として、種々のものが提案されている（例えば、特許文献１〜７参照）。
ところで、有機電界発光装置では、有機電界発光素子の発光特性や寿命の改善が求められている。そのため、発光特性や寿命を改善することの可能な有機電界発光素子、有機電界発光装置および電子機器を提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態に係る有機電界発光素子は、陽極と、有機発光層と、電子輸送層と、中間層と、陰極とをこの順に備えている。電子輸送層は、ＮａＦ層を有し、中間層は、ＮａＦ層の陰極側に接するＹｂ層を有している。
本開示の一実施の形態に係る有機電界発光装置は、複数の有機電界発光素子を備えている。この有機電界発光装置において、複数の有機電界発光素子のうちの少なくとも１つは、上記の有機電界発光素子と同一の構成要素を有している。
本開示の一実施の形態に係る電子機器は、有機電界発光装置を備えている。この電子機器における有機電界発光装置は、上記の有機電界発光装置と同一の構成要素を有している。
本開示の一実施の形態に係る有機電界発光素子、有機電界発光装置および電子機器によれば、有機発光層と陰極との間に、互いに接するＮａＦ層およびＹｂ層を有機発光層側からこの順に積層した積層体が設けられているので、有機電界発光素子の発光特性や寿命を改善することができる。なお、上記内容は本開示の一例である。本開示の効果は、上述したものに限らず、他の異なる効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（有機電界発光素子）
２．第１の実施の形態の変形例（有機電界発光素子）
３．第２の実施の形態（有機電界発光装置）
４．適用例（電子機器、照明装置）
１．第１の実施の形態（有機電界発光素子）
２．第１の実施の形態の変形例（有機電界発光素子）
３．第２の実施の形態（有機電界発光装置）
４．適用例（電子機器、照明装置）
＜１．第１の実施の形態＞
[構成]
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る有機電界発光素子１の断面構成の一例を表したものである。有機電界発光素子１は、例えば、基板１０上に設けられたものである。有機電界発光素子１は、例えば、陽極１１、正孔注入層１２、正孔輸送層１３、有機発光層１４、電子輸送層１５、中間層１６および陰極１７を基板１０側からこの順に含んで構成された素子構造となっている。正孔注入層１２および正孔輸送層１３は、有機発光層１４の正孔注入側に設けられており、電子輸送層１５および中間層１６は、有機発光層１４の電子注入側に設けられている。有機電界発光素子１において、他の機能層（例えば、電子注入層など）が含まれていてもよい。また、有機電界発光素子１において、正孔注入層１２および正孔輸送層１３の少なくとも一方が省略されていてもよい。
[構成]
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る有機電界発光素子１の断面構成の一例を表したものである。有機電界発光素子１は、例えば、基板１０上に設けられたものである。有機電界発光素子１は、例えば、陽極１１、正孔注入層１２、正孔輸送層１３、有機発光層１４、電子輸送層１５、中間層１６および陰極１７を基板１０側からこの順に含んで構成された素子構造となっている。正孔注入層１２および正孔輸送層１３は、有機発光層１４の正孔注入側に設けられており、電子輸送層１５および中間層１６は、有機発光層１４の電子注入側に設けられている。有機電界発光素子１において、他の機能層（例えば、電子注入層など）が含まれていてもよい。また、有機電界発光素子１において、正孔注入層１２および正孔輸送層１３の少なくとも一方が省略されていてもよい。
本実施の形態では、有機電界発光素子１には、マイクロキャビティ構造が設けられている場合がある。マイクロキャビティ構造は、例えば、陽極１１と陰極１７との間で生じる光の共振を利用し、特定波長の光を増強させる効果を有する。有機発光層１４から発せられた光は、陽極１１と陰極１７との間で多重反射する。このとき、有機発光層１４から発せられた光のうちの特定の波長成分が強められる。陽極１１と陰極１７との間の光路長が、有機発光層１４から発せられる光の発光スペクトルピーク波長に対応している。マイクロキャビティ構造により、有機発光層１４から出射された光は、陽極１１と陰極１７との間で所定の光学長の範囲内で反射を繰り返し、光路長に対応した特定の波長の光は共振して増強される一方、光路長に対応しない波長の光は弱められる。その結果、外部に取り出される光のスペクトルが急峻でかつ高強度になり、輝度および色純度が向上する。従って、陽極１１と陰極１７との間の距離が、キャビティが生じる光路長となっている。マイクロキャビティ構造では、膜厚が大きくなるにつれて、１次干渉（ファーストキャビティ）、２次干渉（セカンドキャビティ）、３次干渉（サードキャビティ）などが発生する。
基板１０は、例えば、透明基板等の光透過性を有する透光基板であり、例えば、ガラス基板である。基板１０に用いられるガラス基板の材料としては、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラスまたは石英などが挙げられる。なお、基板１０は、ガラス基板に限るものではなく、透光性樹脂基板や、有機ＥＬ表示装置のバックプレーンであるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板であってもよい。基板１０に用いられる透光性樹脂基板の材料としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、またはシリコーン系樹脂などが挙げられる。基板１０は、高いフレキシブル性を持った基板であってもよいし、フレキシブル性のほとんど無い剛性の高い基板であってもよい。
陽極１１は、例えば、基板１０の上に形成されている。陽極１１は、反射性を有する反射電極（反射性金属層）である。反射電極の材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、または、アルミニウムもしくは銀の合金等が挙げられる。なお、陽極１１は、反射電極に限るものではなく、例えば、透光性を有する透明電極であってもよい。透明電極の材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）又はＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電性材料が挙げられる。陽極１１は、反射電極と透明電極とが積層されたものであってもよい。
正孔注入層１２は、陽極１１から注入された正孔を正孔輸送層１３、有機発光層１４へ注入する機能を有する。正孔注入層１２は、例えば、正孔注入性を有する無機材料によって構成されている。正孔注入性を有する無機材料としては、例えば、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、イリジウム（Ｉｒ）などの酸化物（無機酸化物）などが挙げられる。正孔注入層１２は、例えば、無機酸化物の蒸着膜もしくはスパッタ膜で構成されている。なお、正孔注入層１２は、正孔注入性を有する有機材料によって構成されていてもよい。正孔注入性を有する有機材料としては、例えば、ＰＥＤＯＴ（ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）などの導電性ポリマー材料などが挙げられる。正孔注入層１２は、例えば、有機材料の塗布膜で構成されている。正孔注入層１２は、有機材料の蒸着膜もしくはスパッタ膜で構成されていてもよい。
正孔輸送層１３は、陽極１１から注入された正孔を有機発光層１４へ輸送する機能を有する。正孔輸送層１３は、例えば、陽極１１から注入された正孔を有機発光層１４へ輸送する機能を有する材料（正孔輸送性材料）によって構成されている。上記の正孔輸送性材料としては、例えば、アリールアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ブタジエン化合物、ポリスチレン誘導体、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、テトラフェニルベンジン誘導体等、または、これらの組み合わせからなる材料が挙げられる。
有機発光層１４は、正孔と電子との再結合により、所定の色の光を発する機能を有する。有機発光層１４は、正孔と電子との再結合により励起子を生成し発光する有機発光材料を含んで構成されている。有機発光層１４は、例えば、塗布膜であり、例えば、上記の有機発光材料を溶質の主成分とする溶液の塗布および乾燥により形成されている。有機発光層１４は、蒸着膜で構成されていてもよい。
有機発光層１４は、例えば、単層の有機発光層、または、積層された複数の有機発光層によって構成されている。有機発光層１４が積層された複数の有機発光層によって構成されている場合には、有機発光層１４は、例えば、上記の有機発光材料の主成分が互いに共通の複数の有機発光層を積層したものである。
有機発光層１４の原料（材料）である有機発光材料は、例えば、ホスト材料とドーパント材料とが組み合わされた材料である。有機発光層１４の原料（材料）である有機発光材料は、ドーパント材料単独であってもよい。ホスト材料は、主に電子又は正孔の電荷輸送の機能を担っており、ドーパント材料は、発光の機能を担っている。ホスト材料およびドーパント材料は１種類のみに限られるものではなく、２種類以上の組み合わせであってもよい。
有機発光層１４のホスト材料としては、例えば、アミン化合物、縮合多環芳香族化合物、ヘテロ環化合物が用いられる。アミン化合物としては、例えば、モノアミン誘導体、ジアミン誘導体、トリアミン誘導体、テトラアミン誘導体が用いられる。縮合多環芳香族化合物としては、例えば、アントラセン誘導体、ナフタレン誘導体、ナフタセン誘導体、フェナントレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、トリフェニレン誘導体、ペンタセン誘導体、または、ペリレン誘導体等が挙げられる。ヘテロ環化合物としては、例えば、カルバゾール誘導体、フラン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロール誘導体、インドール誘導体、アザインドール誘導体、アザカルバゾール、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、または、フタロシアニン誘導体等が挙げられる。
また、有機発光層１４のドーパント材料としては、例えば、ピレン誘導体、フルオランテン誘導体、アリールアセチレン誘導体、フルオレン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アントラセン誘導体、または、クリセン誘導体が用いられる。また、有機発光層１４の蛍光ドーパント材料としては、金属錯体が用いられてもよい。金属錯体としては、例えば、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、オスミウム（Ｏｓ）、金（Ａｕ）、レニウム（Ｒｅ）、もしくは、ルテニウム（Ｒｕ）等の金属原子と配位子とを有するものが挙げられる。
電子輸送層１５は、陰極１７から注入された電子を有機発光層１４へ輸送する機能を有する。電子輸送層１５は、例えば、陰極１７から注入された電子を有機発光層１４へ輸送する機能を有する材料（電子輸送性材料）を含んで構成されている。電子輸送層１５は、例えば、蒸着膜またはスパッタ膜で構成されている。上記の電子輸送性材料としては、例えば、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）が挙げられる。電子輸送層１５は、例えば、ＮａＦ層である。電子輸送層１５に用いられるＮａＦ層の膜厚は、例えば、０．１ｎｍ以上２０ｎｍ以下となっている。
中間層１６は、例えば、陰極１７から注入された電子を有機発光層１４へ輸送する機能を有する材料（電子輸送性材料）を含んで構成されている。中間層１６は、例えば、蒸着膜またはスパッタ膜で構成されている。中間層１６に用いられる電子輸送性材料としては、例えば、イッテルビウム（Ｙｂ）が挙げられる。中間層１６は、例えば、電子輸送層１５（例えば、ＮａＦ層）に接するＹｂ層である。つまり、本実施の形態において、有機発光層１４と陰極１７との間に、互いに接するＮａＦ層およびＹｂ層を有機発光層１４側からこの順に積層した積層体が設けられている。中間層１６に用いられるＹｂ層の膜厚は、例えば、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下となっている。中間層１６に用いられるＹｂ層は、電子を輸送する機能と、当該Ｙｂ層に接して構成されている電子輸送層１５を還元する機能を有する。中間層１６に用いられるＹｂ層の膜厚が０．１ｎｍ未満となるとその効果が不十分となり、ＮａＦが十分解離せず電子電流量が低下するおそれがある。一方、中間層１６に用いられるＹｂ層の膜厚が１０ｎｍを超えると透過率が低下し、発光効率が低下するおそれがある。また、中間層１６に用いられるＹｂ層には、中間層１６として有機材料を用いた場合と比較して酸素等の透過性が低く、解離したＮａの劣化を抑制する効果もあると考えられる。
陰極１７は、透光性を有する透明電極（透光性金属層）である。透明電極の材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）又はＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等が用いられる。透明電極として機能する陰極１７は、例えば、厚さ５ｎｍ以上３０ｎｍ以下のＡｌ層、Ｍｇ層、Ａｇ層、ＡｌＬｉ合金層もしくはＭｇＡｇ合金層である。なお、陰極１７は、透明電極に限るものではなく、光反射性を有する反射電極（反射性金属層）であってもよい。反射電極の材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が挙げられる。反射電極として機能する陰極１７は、例えば、厚さ４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下のＡｌ層、Ｍｇ層、Ａｇ層、ＡｌＬｉ合金層もしくはＭｇＡｇ合金層である。本実施の形態において、基板１０及び陽極１１が反射性を有し、陰極１７が透光性を有している場合には、有機電界発光素子１は、陰極１７側から光が放出するトップエミッション構造となっている。なお、本実施の形態において、基板１０及び陽極１１が透光性を有し、陰極１７が反射性を有している場合には、有機電界発光素子１は、基板１０側から光が放出するボトムエミッション構造となっている。
次に、本実施の形態に係る有機電界発光素子１の特徴について、比較例も交えて説明する。図２は、有機電界発光素子における電子電流量の最大値の一例を表したものである。図３は、有機電界発光素子における電子電流量のＮａＦ膜厚依存性の一例を表したものである。図４は、有機電界発光素子にかかる電圧の変動量の一例を表したものである。
図２、図４において、一番左側のデータが、本実施の形態における中間層１６が省略され、電子輸送層（ＮａＦ層）と陰極とが互いに接しているときのＥＯＤ（Electron only device）構造での電子電流量の最大値の一例、電圧変動量の一例（以下、「比較例１のデータ」と称する。）である。図２、図４において、一番右側のデータが、本実施の形態における中間層１６に相当する層が金属ドープの有機材料層となっており、金属ドープの有機材料層が電子輸送層（ＮａＦ層）と陰極との間に設けられているときのＥＯＤ構造での電子電流量の最大値の一例、電圧変動量の一例（以下、「比較例２のデータ」と称する。）である。図２、図４において、左から２番目のデータが、本実施の形態の電子輸送層１５および中間層１６が設けられているときのＥＯＤ構造での電子電流量の最大値の一例、電圧変動量の一例（以下、「実施例のデータ」と称する。）である。実施例における中間層１６では、Ｙｂ層が電子輸送層１５および陰極１７に接している。図２、図４において、右から２番目のデータが、本実施の形態に係る有機電界発光素子１の変形例に相当するＥＯＤ構造での電子電流量の最大値の一例、電圧変動量の一例（以下、「変形例Ｅのデータ」と称する。）である。変形例Ｅにおける中間層１６では、Ｙｂ層が電子輸送層１５に接しており、金属ドープの有機材料層がＹｂ層および陰極１７に接している。なお、変形例Ｅについては、後に改めて言及する。また、図２、図３、図４において、陰極には、上述の透光性金属層、または、上述の反射性金属層が用いられており、ＮａＦ層が有機発光層に接している。また、図２、図４の比較例１では、陰極がＮａＦ層に接しており、図２、図４の比較例２では、陰極が金属ドープの有機材料層に接しており、図２、図３、図４の実施例では、陰極１７がＹｂ層に接している。
図２から、比較例１の電子電流量の最大値に比べて、実施例、変形例Ｅの電子電流量の最大値が大きいことが分かる。比較例１と、実施例、変形例Ｅとのデータの違いは、ＮａＦ層に接しているのが陰極か中間層（Ｙｂ層）かの違いである。このことから、ＮａＦ層に中間層（Ｙｂ層）が接していることで電子電流量の最大値を大きくすることが出来ることが分かる。還元性を有する材料は一般的に酸素などに反応しやすい。しかし、Ｙｂ層は還元性でありながら酸素などには比較的安定であり、そのため還元性を低下させずにＮａＦ層と反応することができる。そのため、実施例、変形例Ｅでは、電子電流の最大値が大きくなると推察される。
また、比較例２と実施例、変形例Ｅとのデータの違いは、ＮａＦ層に接する層（還元層）が金属ドープの有機材料層かＹｂ層かの違いである。比較例２と実施例、変形例Ｅとのデータの差分は、先程の比較例１と実施例とのデータの差分よりも大きい。これは、還元層が金属ドープ有機材料によって形成されていることにより電子電流量が抑制されてしまうことを示す。金属ドープ有機材料では、還元性の金属量が少なく、ＮａＦとの反応性が小さい。また、酸素などの透過性については、有機材料層の方が金属層よりも高い。これらのことから、還元されたＮａや金属の劣化が電子電流量低下の要因になっていると推察される。比較例２および変形例Ｅは、金属ドープ層および陰極が互いに接しているという点では共通している。このことから、ＮａＦ層の陰極側にＹｂ層が接していることが、電子電流量の増大に大きく寄与していることが分かる。
有機電界発光素子が所望のマイクロキャビティ構造となるように、各層の厚さが設計される場合がある。電子注入、電子輸送に用いられる層として採り得る厚さが上記の設計によって所定の範囲内に規定された場合に、電子注入、電子輸送に用いられる層として採り得る厚さに応じて電子電流量の調整幅が規定される。このとき、例えば、図２の比較例１，２のデータに示したように、電子電流量の最大値が小さい場合には、電子電流量の調整幅が小さくなり、電子電流量を所望の値に設定することが困難となってしまう可能性がある。一方、図２、図３の実施例や、図２の変形例Ｅのデータに示したように、電子電流量の最大値が大きい場合には、電子電流量の調整幅を大きくすることができ、電子電流量を所望の値に容易に設定することができる。
例えば、効率特性はホール電流量と電子電流量のバランスによって大きく左右されることが知られている。また、駆動電圧の低減が消費電力の低減につながることから消費電力低減の観点からみると、なるべく多くのホール電流と電子電流をバランス良く供給することが重要である。これにより、ホール・電子の再結合数量も多くなり、効率向上とともに駆動電圧の低下を図ることが出来るからである。その観点からすると、図２の比較例１，２に対して実施例、変形例Ｅのデータは電子電流量の最大値が大きいことから、実施例、変形例Ｅでは、消費電力を低減できる可能性が非常に大きいことが分かる。
また、例えば、図３からは、電子輸送層１５の厚さを０．１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲内に設定することで、電子電流量を調整することができることがわかる。図３からは、電子電流量を最大値のおおよそ半分以下に抑えたい場合には、電子輸送層１５の厚さを０．１ｎｍ以上１ｎｍ以下の範囲内に設定するか、または、１５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲内に設定すればよいことがわかる。なお、電子輸送層１５の厚さを０．１ｎｍ以上１ｎｍ以下に設定する場合には、透光性を向上させることができる。また、なお、電子輸送層１５の厚さを１５ｎｍ以上２０ｎｍ以下に設定する場合には、電子輸送層１５の厚さの調整幅が広いので、プロセスマージンを大きくすることができる。さらに、電子輸送層１５の厚さを０．１ｎｍ以上１ｎｍ以下の範囲内、または、１５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲内に設に設定することにより、電子電流量を抑制することができる。特開２０１７−０２２３６９にも記載されている通り、発光層中の電子移動度がホール移動度より大きい場合、再結合の分布はホール輸送層と発光層との界面近傍で鋭いピークを示す。その場合には、電子電流量を抑制することで発光層での発光が局所化するのを抑制することができ、長寿命化が図れる。従って、実施例、変形例Ｅでは、比較例１，２と比べて、有機電界発光素子１の発光特性や寿命を容易に改善することができる。
また、図４からは、比較例１、実施例、変形例Ｅのデータにおける電圧変動量が、比較例２における電圧変動量よりも小さくなっていることがわかる。これは、ＮａＦの還元層が金属ドープ有機材料層となっている場合よりも中間層（Ｙｂ層）や陰極などの金属になっている場合の方が安定性が高いこと示唆していると考えられる。このことは電子電流最大量の考察とも関連するが、金属ドープ有機材料層の場合、ＮａＦとの反応性が弱く、また酸素などの透過性も高いため、解離しているＮａ量が少ないことで劣化に対して影響が大きくなることが起因すると考えられる。変形例Ｅは、比較例２と同様に金属ドープ有機材料層が陰極と接しているが、電圧変動は小さい。このことからも、ＮａＦ層に接して中間層（Ｙｂ層）を構成することで特性向上することができる。従って、実施例、変形例Ｅのデータの形態では、比較例２と比べて、通電安定性が高いので、寿命を改善することができる。
ところで、先行技術文献１に記載の発明では、表１から、第１層の材料種によって特性が大きく異なっており、特性の低い材料種も存在していることがわかる。また、表１から、第１層のハロゲン種によっても特性が大きく異なっており、特性の低い材料も存在していることがわかる。表１から、第１層にＬｉＦを用いると特性が良好となるようだが、第１層にＭｇＦなどを用いると特性が悪いことがわかる。一方で、第１層にＮａＦを用いたときに特性が良好となるかは、先行技術文献１からは分からない。
また、第１族および第２族の金属において、仕事関数値は金属に応じて大きく異なる。分子量の大きさに依らず、Ｂｅ（仕事関数値＝４．９８）やＭｇ（仕事関数値＝３．６６）を電子注入層に用いた場合、仕事関数が大きいことに起因して電子注入障壁が大きくなり、特性が悪化すると考えられる。実際、先行技術文献１の図５Ｃから、第１層にＭｇＦを用いた場合には印加電圧が高電圧化していることが分かる。つまり、第１層に用いる金属として、第１族および第２族の金属であれば何でも用いることができるという訳ではないことが、先行技術文献１からも分かる。
また、先行技術文献１の段落００４４には、第１層にＣａを、第２層にＬｉＦを、第３層にＡｌを用いることが記載されている。また、先行技術文献１の段落００１８には、透光性を有す得る電極をアノード電極とする場合、スズ酸化物（ＴＯ）、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）または金（Ａｕ）でアノード電極を形成することができると記載されている。しかし、第１層にＣａを、第２層にＬｉＦを、第３層にスズ酸化物（ＴＯ）、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）または金（Ａｕ）を用いた場合には、Ａｌとは異なり、ＬｉＦを還元することができないので、印加電圧が高電圧化し、特性が悪いことは明らからである。つまり、第３層の材料と第２層の材料とには相性があり、仕事関数値が３．５ｅＶ以上の金属であれば何でも第３層に用いることができる訳ではないことが、先行技術文献１からも分かる。
また、先行技術文献１において、第１層の膜厚が規定されているが、その膜厚は、先行技術文献１の図９によるものである。先行技術文献１図９では、第１層にＬｉＦを、第２層にＣａを、第３層にＡｌを用いることが前提となっている。先行技術文献１の図７のＢＬＵＥにおいては、第１層にＬｉＦを、第２層にＣａを、第３層にＡｌを用いた構成の場合、出力が最大値でも２．５Ｌｍ／ｗも出ておらず、１Ｌｍ／ｗ程度となっている。つまり、先行文献１の図９がＢＬＵＥデバイスでは無いと推察される。同様に先行技術文献１の図７のＲＥＤにおいては、第１層にＬｉＦを、第２層にＣａを、第３層にＡｌを用いた構成の場合、出力が最大値でも２．５Ｌｍ／ｗも出ておらず、０．５Ｌｍ／ｗ程度となっている。つまり、先行文献１の図９がＲＥＤデバイスでも無いと推察される。先行文献１の図９はＧＲＥＥＮデバイスの可能性が高い。しかし、仮に、先行技術文献１の図９がＧＲＥＥＮのデバイスのものであるとすると、逆に、先行技術文献１の図７のＧＲＥＥＮでは、出力が２０Ｌｍ／ｗとなっているので、先行技術文献１の図９の特性は、非常に低いものになる。いずれにせよ、このデータの信ぴょう性は低く、ＬｉＦの膜厚規定の根拠はぜい弱であることは明らかである。
一方、本実施の形態では、電子輸送層１５にＮａＦ層が用いられ、電子輸送層１５（ＮａＦ層）が有機発光層１４に接しており、中間層１６にＮａＦ層に接するＹｂ層が用いられ、陰極１７に、上述の透光性金属層、または、上述の反射性金属層が用いられ、陰極１７が中間層１６（Ｙｂ層）に接している。これにより、例えば、図２、図３、図４からもわかるように、有機電界発光素子１の発光特性を容易に改善することができ、かつ、寿命を改善することができる。
＜２．第１の実施の形態の変形例＞
上記実施の形態において、中間層１６は、Ｙｂ層の他に、何らかの機能層を有していてもよい。特に、有機電界発光素子１がトップエミッション構造となっている場合には、中間層１６は、Ｙｂ層の他に、例えば、図５、図６の変形例Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇに示したような種々の層を有していてもよい。
上記実施の形態において、中間層１６は、Ｙｂ層の他に、何らかの機能層を有していてもよい。特に、有機電界発光素子１がトップエミッション構造となっている場合には、中間層１６は、Ｙｂ層の他に、例えば、図５、図６の変形例Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇに示したような種々の層を有していてもよい。
[変形例Ａ]
本変形例では、中間層１６は、上述のＹｂ層（以下、「Ｙｂ層１６Ａ」と称する。）の他に、例えば、Ｙｂ層１６Ａの陰極１７側に設けられた、透明導電材料を含む膜厚調整層１６Ｂを有していてもよい。膜厚調整層１６Ｂは、例えば、陽極１１と陰極１７との間の距離が所定の光路長となるように調整するための層である。膜厚調整層１６Ｂは、例えば、ＩＴＯまたはＩＺＯ等の透明導電性材料によって構成されている。膜厚調整層１６Ｂは、例えば、ＩＴＯ層またはＩＺＯ層である。膜厚調整層１６Ｂに用いられるＩＴＯ層またはＩＺＯ層の膜厚は、例えば、４０ｎｍよりも大きな値となっている。なお、本変形例において、Ｙｂ層１６Ａは、膜厚調整層１６Ｂをスパッタ法によって形成する際に、電子輸送層１５（ＮａＦ層）やＹｂ層１６Ａなどにダメージが生じるのを抑えるための機能を有していてもよい。この場合、Ｙｂ層１６Ａの膜厚は、例えば、１ｎｍよりも大きな値となっている。
本変形例では、中間層１６は、上述のＹｂ層（以下、「Ｙｂ層１６Ａ」と称する。）の他に、例えば、Ｙｂ層１６Ａの陰極１７側に設けられた、透明導電材料を含む膜厚調整層１６Ｂを有していてもよい。膜厚調整層１６Ｂは、例えば、陽極１１と陰極１７との間の距離が所定の光路長となるように調整するための層である。膜厚調整層１６Ｂは、例えば、ＩＴＯまたはＩＺＯ等の透明導電性材料によって構成されている。膜厚調整層１６Ｂは、例えば、ＩＴＯ層またはＩＺＯ層である。膜厚調整層１６Ｂに用いられるＩＴＯ層またはＩＺＯ層の膜厚は、例えば、４０ｎｍよりも大きな値となっている。なお、本変形例において、Ｙｂ層１６Ａは、膜厚調整層１６Ｂをスパッタ法によって形成する際に、電子輸送層１５（ＮａＦ層）やＹｂ層１６Ａなどにダメージが生じるのを抑えるための機能を有していてもよい。この場合、Ｙｂ層１６Ａの膜厚は、例えば、１ｎｍよりも大きな値となっている。
本変形例では、電子輸送層１５にＮａＦ層が用いられ、電子輸送層１５（ＮａＦ層）が有機発光層１４に接しており、中間層１６にＮａＦ層に接するＹｂ層が含まれ、陰極１７に、上述の透光性金属層、または、上述の反射性金属層が用いられ、陰極１７が膜厚調整層１６Ｂを介してＹｂ層１６Ａに接している。これにより、上記実施の形態と同様、有機電界発光素子１の発光特性を容易に改善することができ、かつ、寿命を改善することができる。なお、本変形例において、Ｙｂ層１６Ａの膜厚を、膜厚調整層１６Ｂの製膜装置やプロセス、膜厚調整層１６Ｂの膜厚などによって調整することにより、図２、図３、図４の実施例と同等の効果を得ることができる。
[変形例Ｂ]
本変形例では、中間層１６は、Ｙｂ層１６Ａおよび膜厚調整層１６Ｂの他に、例えば、膜厚調整層１６Ｂの電子輸送層１５側に接するＡｇ下地層１６Ｃを有してもよい。Ａｇ下地層１６Ｃは、具体的には、Ｙｂ層１６Ａと膜厚調整層１６Ｂとの間に設けられており、Ｙｂ層１６Ａおよび膜厚調整層１６Ｂに接している。Ａｇ下地層１６Ｃは、膜厚調整層１６Ｂをスパッタ法によって形成する際に、電子輸送層１５（ＮａＦ層）やＹｂ層１６Ａなどにダメージが生じるのを抑えるための層である。Ａｇ下地層１６Ｃは、例えば、Ａｇによって構成されている。Ａｇ下地層１６Ｃに用いられるＡｇ層の膜厚は、例えば、０．１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下となっている。
本変形例では、中間層１６は、Ｙｂ層１６Ａおよび膜厚調整層１６Ｂの他に、例えば、膜厚調整層１６Ｂの電子輸送層１５側に接するＡｇ下地層１６Ｃを有してもよい。Ａｇ下地層１６Ｃは、具体的には、Ｙｂ層１６Ａと膜厚調整層１６Ｂとの間に設けられており、Ｙｂ層１６Ａおよび膜厚調整層１６Ｂに接している。Ａｇ下地層１６Ｃは、膜厚調整層１６Ｂをスパッタ法によって形成する際に、電子輸送層１５（ＮａＦ層）やＹｂ層１６Ａなどにダメージが生じるのを抑えるための層である。Ａｇ下地層１６Ｃは、例えば、Ａｇによって構成されている。Ａｇ下地層１６Ｃに用いられるＡｇ層の膜厚は、例えば、０．１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下となっている。
本変形例では、電子輸送層１５にＮａＦ層が用いられ、電子輸送層１５（ＮａＦ層）が有機発光層１４に接しており、中間層１６にＮａＦ層に接するＹｂ層が含まれ、陰極１７に、上述の透光性金属層、または、上述の反射性金属層が用いられ、陰極１７が膜厚調整層１６ＢおよびＡｇ下地層１６Ｃを介してＹｂ層１６Ａに接している。これにより、上記実施の形態と同様、有機電界発光素子１の発光特性を容易に改善することができ、かつ、寿命を改善することができる。Ａｇ下地層１６Ｃの膜厚を、膜厚調整層１６Ｂの製膜装置やプロセス、膜厚調整層１６Ｂの膜厚などによって調整することにより、図２、図３、図４の実施例と同等の効果を得ることができる。
[変形例Ｃ]
本変形例では、中間層１６は、Ｙｂ層１６Ａ、膜厚調整層１６ＢおよびＡｇ下地層１６Ｃの他に、例えば、膜厚調整層１６Ｂの陰極１７側に設けられたＹｂ膜質調整層１６Ｄを有してもよい。Ｙｂ膜質調整層１６Ｄは、具体的には、膜厚調整層１６Ｂと陰極１７との間に設けられており、膜厚調整層１６Ｂおよび陰極１７に接している。Ｙｂ膜質調整層１６Ｄは、陰極１７を薄く形成したときに、陰極１７の膜質が悪化するのを抑制するための下地層である。Ｙｂ膜質調整層１６Ｄは、例えば、Ｙｂによって構成されている。Ｙｂ膜質調整層１６Ｄに用いられるＹｂ層の膜厚は、例えば、０．１ｎｍ以上、３ｎｍ以下となっている。
本変形例では、中間層１６は、Ｙｂ層１６Ａ、膜厚調整層１６ＢおよびＡｇ下地層１６Ｃの他に、例えば、膜厚調整層１６Ｂの陰極１７側に設けられたＹｂ膜質調整層１６Ｄを有してもよい。Ｙｂ膜質調整層１６Ｄは、具体的には、膜厚調整層１６Ｂと陰極１７との間に設けられており、膜厚調整層１６Ｂおよび陰極１７に接している。Ｙｂ膜質調整層１６Ｄは、陰極１７を薄く形成したときに、陰極１７の膜質が悪化するのを抑制するための下地層である。Ｙｂ膜質調整層１６Ｄは、例えば、Ｙｂによって構成されている。Ｙｂ膜質調整層１６Ｄに用いられるＹｂ層の膜厚は、例えば、０．１ｎｍ以上、３ｎｍ以下となっている。
本変形例では、電子輸送層１５にＮａＦ層が用いられ、電子輸送層１５（ＮａＦ層）が有機発光層１４に接しており、中間層１６にＮａＦ層に接するＹｂ層が含まれ、陰極１７に、上述の透光性金属層、または、上述の反射性金属層が用いられ、陰極１７が膜厚調整層１６Ｂ、Ａｇ下地層１６ＣおよびＹｂ膜質調整層１６Ｄを介してＹｂ層１６Ａに接している。これにより、上記実施の形態と同様、有機電界発光素子１の発光特性を容易に改善することができ、かつ、寿命を改善することができる。Ａｇ下地層１６Ｃの膜厚を、膜厚調整層１６Ｂの製膜装置やプロセス、膜厚調整層１６Ｂの膜厚などによって調整することにより、図２、図３、図４の実施例と同等の効果を得ることができる。
[変形例Ｄ]
上記変形例Ｃにおいて、例えば、Ａｇ下地層１６Ｃが省略されていてもよい。ただし、この場合には、Ｙｂ層１６Ａが、膜厚調整層１６Ｂをスパッタ法によって形成する際に、電子輸送層１５（ＮａＦ層）やＹｂ層１６Ａなどにダメージが生じるのを抑えるための機能を有していてもよい。この場合、Ｙｂ層１６Ａの膜厚は、例えば、１ｎｍよりも大きな値となっている。
上記変形例Ｃにおいて、例えば、Ａｇ下地層１６Ｃが省略されていてもよい。ただし、この場合には、Ｙｂ層１６Ａが、膜厚調整層１６Ｂをスパッタ法によって形成する際に、電子輸送層１５（ＮａＦ層）やＹｂ層１６Ａなどにダメージが生じるのを抑えるための機能を有していてもよい。この場合、Ｙｂ層１６Ａの膜厚は、例えば、１ｎｍよりも大きな値となっている。
本変形例では、電子輸送層１５にＮａＦ層が用いられ、電子輸送層１５（ＮａＦ層）が有機発光層１４に接しており、中間層１６にＮａＦ層に接するＹｂ層が含まれ、陰極１７に、上述の透光性金属層、または、上述の反射性金属層が用いられ、陰極１７が膜厚調整層１６ＢおよびＹｂ膜質調整層１６Ｄを介してＹｂ層１６Ａに接している。これにより、上記実施の形態と同様、有機電界発光素子１の発光特性を容易に改善することができ、かつ、寿命を改善することができる。Ｙｂ層１６Ａの膜厚を、膜厚調整層１６Ｂの製膜装置やプロセス、膜厚調整層１６Ｂの膜厚などによって調整することにより、図２、図３、図４の実施例と同等の効果を得ることができる。
[変形例Ｅ]
本変形例では、中間層１６は、Ｙｂ層１６Ａの他に、例えば、金属がドープされた有機材料層（以下、「金属ドープ有機材料層１６Ｅ」と称する。）を有してもよい。金属ドープ有機材料層１６Ｅは、具体的には、Ｙｂ層１６Ａと陰極１７との間に設けられており、Ｙｂ層１６Ａおよび陰極１７に接している。金属ドープ有機材料層１６Ｅにドープされている金属は、例えば、Ｙｂを含む。金属ドープ有機材料層１６Ｅの膜厚は、例えば、５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下となっており、金属ドープ有機材料層１６Ｅの金属ドープ濃度は、例えば、５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下となっている。
本変形例では、中間層１６は、Ｙｂ層１６Ａの他に、例えば、金属がドープされた有機材料層（以下、「金属ドープ有機材料層１６Ｅ」と称する。）を有してもよい。金属ドープ有機材料層１６Ｅは、具体的には、Ｙｂ層１６Ａと陰極１７との間に設けられており、Ｙｂ層１６Ａおよび陰極１７に接している。金属ドープ有機材料層１６Ｅにドープされている金属は、例えば、Ｙｂを含む。金属ドープ有機材料層１６Ｅの膜厚は、例えば、５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下となっており、金属ドープ有機材料層１６Ｅの金属ドープ濃度は、例えば、５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下となっている。
本変形例では、電子輸送層１５にＮａＦ層が用いられ、電子輸送層１５（ＮａＦ層）が有機発光層１４に接しており、中間層１６に、ＮａＦ層に接するＹｂ層が含まれ、陰極１７に、上述の透光性金属層、または、上述の反射性金属層が用いられ、陰極１７が金属ドープ有機材料層１６Ｅを介してＹｂ層１６Ａに接している。これにより、上記実施の形態と同様、有機電界発光素子１の発光特性を容易に改善することができ、かつ、寿命を改善することができる。
[変形例Ｆ]
本変形例では、中間層１６は、Ｙｂ層１６Ａおよび膜厚調整層１６Ｂの他に、例えば、膜厚調整層１６Ｂの電子輸送層１５側に接する金属ドープ有機材料層１６Ｅを有してもよい。本変形例では、金属ドープ有機材料層１６Ｅは、具体的には、Ｙｂ層１６Ａと膜厚調整層１６Ｂとの間に設けられており、Ｙｂ層１６Ａおよび膜厚調整層１６Ｂに接している。金属ドープ有機材料層１６Ｅは、膜厚調整層１６Ｂをスパッタ法によって形成する際に、電子輸送層１５（ＮａＦ層）やＹｂ層１６Ａなどにダメージが生じるのを抑えるための層である。金属ドープ有機材料層１６Ｅにドープされている金属は、例えば、Ｙｂを含む。金属ドープ有機材料層１６Ｅの膜厚は、例えば、５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下となっており、金属ドープ有機材料層１６Ｅの金属ドープ濃度は、例えば、５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下となっている。
本変形例では、中間層１６は、Ｙｂ層１６Ａおよび膜厚調整層１６Ｂの他に、例えば、膜厚調整層１６Ｂの電子輸送層１５側に接する金属ドープ有機材料層１６Ｅを有してもよい。本変形例では、金属ドープ有機材料層１６Ｅは、具体的には、Ｙｂ層１６Ａと膜厚調整層１６Ｂとの間に設けられており、Ｙｂ層１６Ａおよび膜厚調整層１６Ｂに接している。金属ドープ有機材料層１６Ｅは、膜厚調整層１６Ｂをスパッタ法によって形成する際に、電子輸送層１５（ＮａＦ層）やＹｂ層１６Ａなどにダメージが生じるのを抑えるための層である。金属ドープ有機材料層１６Ｅにドープされている金属は、例えば、Ｙｂを含む。金属ドープ有機材料層１６Ｅの膜厚は、例えば、５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下となっており、金属ドープ有機材料層１６Ｅの金属ドープ濃度は、例えば、５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下となっている。
本変形例では、電子輸送層１５にＮａＦ層が用いられ、電子輸送層１５（ＮａＦ層）が有機発光層１４に接しており、中間層１６に、ＮａＦ層に接するＹｂ層が含まれ、陰極１７に、上述の透光性金属層、または、上述の反射性金属層が用いられ、陰極１７が膜厚調整層１６Ｂおよび金属ドープ有機材料層１６Ｅを介してＹｂ層１６Ａに接している。これにより、上記実施の形態と同様、有機電界発光素子１の発光特性を容易に改善することができ、かつ、寿命を改善することができる。金属ドープ有機材料層１６Ｅの膜厚を、膜厚調整層１６Ｂの製膜装置やプロセス、膜厚調整層１６Ｂの膜厚などによって調整することにより、図２、図４の変形例Ｅと同等の効果を得ることができる。
[変形例Ｇ]
本変形例では、中間層１６は、Ｙｂ層１６Ａ、膜厚調整層１６ＢおよびＹｂ膜質調整層１６Ｄの他に、例えば、膜厚調整層１６Ｂの電子輸送層１５側に接する金属ドープ有機材料下地層１６Ｅを有してもよい。本変形例では、金属ドープ有機材料層１６Ｅは、具体的には、Ｙｂ層１６Ａと膜厚調整層１６Ｂとの間に設けられており、Ｙｂ層１６Ａおよび膜厚調整層１６Ｂに接している。金属ドープ有機材料層１６Ｅは、膜厚調整層１６Ｂをスパッタ法によって形成する際に、電子輸送層１５（ＮａＦ層）やＹｂ層１６Ａなどにダメージが生じるのを抑えるための層である。金属ドープ有機材料層１６Ｅにドープされている金属は、例えば、Ｙｂを含む。金属ドープ有機材料層１６Ｅの膜厚は、例えば、５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下となっており、金属ドープ有機材料層１６Ｅの金属ドープ濃度は、例えば、５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下となっている。
本変形例では、中間層１６は、Ｙｂ層１６Ａ、膜厚調整層１６ＢおよびＹｂ膜質調整層１６Ｄの他に、例えば、膜厚調整層１６Ｂの電子輸送層１５側に接する金属ドープ有機材料下地層１６Ｅを有してもよい。本変形例では、金属ドープ有機材料層１６Ｅは、具体的には、Ｙｂ層１６Ａと膜厚調整層１６Ｂとの間に設けられており、Ｙｂ層１６Ａおよび膜厚調整層１６Ｂに接している。金属ドープ有機材料層１６Ｅは、膜厚調整層１６Ｂをスパッタ法によって形成する際に、電子輸送層１５（ＮａＦ層）やＹｂ層１６Ａなどにダメージが生じるのを抑えるための層である。金属ドープ有機材料層１６Ｅにドープされている金属は、例えば、Ｙｂを含む。金属ドープ有機材料層１６Ｅの膜厚は、例えば、５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下となっており、金属ドープ有機材料層１６Ｅの金属ドープ濃度は、例えば、５ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下となっている。
本変形例では、電子輸送層１５にＮａＦ層が用いられ、電子輸送層１５（ＮａＦ層）が有機発光層１４に接しており、中間層１６にＮａＦ層に接するＹｂ層が含まれ、陰極１７に、上述の透光性金属層、または、上述の反射性金属層が用いられ、陰極１７が膜厚調整層１６Ｂ、金属ドープ有機材料層１６ＥおよびＹｂ膜質調整層１６Ｄを介してＹｂ層１６Ａに接している。これにより、上記実施の形態と同様、有機電界発光素子１の発光特性を容易に改善することができ、かつ、寿命を改善することができる。金属ドープ有機材料層１６Ｅの膜厚を、膜厚調整層１６Ｂの製膜装置やプロセス、膜厚調整層１６Ｂの膜厚などによって調整することにより、図２、図４の変形例Ｅと同等の効果を得ることができる。
[変形例Ｈ]
上記実施の形態および変形例Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇにおいて、陰極１７は、例えば、上記の透光性金属層（以下、「透光性金属層１７Ａ」と称する。）もしくは上記の反射性金属層（以下、「反射性金属層１７Ｂ」と称する。）の電子輸送層１５とは反対側に接するＹｂキャップ層１７Ｃを有していてもよい。透光性金属層１７Ａまたは反射性金属層１７Ｂを薄く形成したときに、透光性金属層１７Ａおよび反射性金属層１７Ｂの抵抗値が高くなってしまうことがある。その場合に、Ｙｂキャップ層１７Ｃは、陰極１７の抵抗値を下げるための低抵抗層として機能する。Ｙｂキャップ層１７Ｃは、例えば、Ｙｂによって構成されている。Ｙｂキャップ層１７Ｃに用いられるＹｂ層の膜厚は、例えば、０．１ｎｍ以上、５ｎｍ以下となっている。
上記実施の形態および変形例Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇにおいて、陰極１７は、例えば、上記の透光性金属層（以下、「透光性金属層１７Ａ」と称する。）もしくは上記の反射性金属層（以下、「反射性金属層１７Ｂ」と称する。）の電子輸送層１５とは反対側に接するＹｂキャップ層１７Ｃを有していてもよい。透光性金属層１７Ａまたは反射性金属層１７Ｂを薄く形成したときに、透光性金属層１７Ａおよび反射性金属層１７Ｂの抵抗値が高くなってしまうことがある。その場合に、Ｙｂキャップ層１７Ｃは、陰極１７の抵抗値を下げるための低抵抗層として機能する。Ｙｂキャップ層１７Ｃは、例えば、Ｙｂによって構成されている。Ｙｂキャップ層１７Ｃに用いられるＹｂ層の膜厚は、例えば、０．１ｎｍ以上、５ｎｍ以下となっている。
本変形例では、電子輸送層１５にＮａＦ層が用いられ、電子輸送層１５（ＮａＦ層）が有機発光層１４に接しており、中間層１６にＹｂ層が用いられ、陰極１７に、上述の透光性金属層、または、上述の反射性金属層が用いられるとともに、陰極１７を低抵抗化するＹｂキャップ層１７Ｃが用いられている。これにより、上記実施の形態と同様、有機電界発光素子１の発光特性を容易に改善することができ、かつ、寿命を改善することができる。
＜３．第２の実施の形態＞
[構成]
図７は、本開示の第２の実施の形態に係る有機電界発光装置２の概略構成の一例を表したものである。図８は、有機電界発光装置２に設けられた各画素２１の回路構成の一例を表したものである。有機電界発光装置２は、例えば、表示パネル２０、コントローラ３０およびドライバ４０を備えている。ドライバ４０は、表示パネル２０の外縁部分に実装されている。表示パネル２０は、行列状に配置された複数の画素２１を有している。コントローラ３０およびドライバ４０は、外部から入力された映像信号Ｄｉｎおよび同期信号Ｔｉｎに基づいて、表示パネル２０を駆動する。
[構成]
図７は、本開示の第２の実施の形態に係る有機電界発光装置２の概略構成の一例を表したものである。図８は、有機電界発光装置２に設けられた各画素２１の回路構成の一例を表したものである。有機電界発光装置２は、例えば、表示パネル２０、コントローラ３０およびドライバ４０を備えている。ドライバ４０は、表示パネル２０の外縁部分に実装されている。表示パネル２０は、行列状に配置された複数の画素２１を有している。コントローラ３０およびドライバ４０は、外部から入力された映像信号Ｄｉｎおよび同期信号Ｔｉｎに基づいて、表示パネル２０を駆動する。
（表示パネル２０）
表示パネル２０は、コントローラ３０およびドライバ４０によって各画素２１がアクティブマトリクス駆動されることにより、外部から入力された映像信号Ｄｉｎおよび同期信号Ｔｉｎに基づく画像を表示する。表示パネル２０は、行方向に延在する複数の走査線ＷＳＬと、列方向に延在する複数の信号線ＤＴＬおよび複数の電源線ＤＳＬと、行列状に配置された複数の画素２１とを有している。
表示パネル２０は、コントローラ３０およびドライバ４０によって各画素２１がアクティブマトリクス駆動されることにより、外部から入力された映像信号Ｄｉｎおよび同期信号Ｔｉｎに基づく画像を表示する。表示パネル２０は、行方向に延在する複数の走査線ＷＳＬと、列方向に延在する複数の信号線ＤＴＬおよび複数の電源線ＤＳＬと、行列状に配置された複数の画素２１とを有している。
走査線ＷＳＬは、各画素２１の選択に用いられるものであり、各画素２１を所定の単位（例えば画素行）ごとに選択する選択パルスを各画素２１に供給するものである。信号線ＤＴＬは、映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧Ｖｓｉｇの、各画素２１への供給に用いられるものであり、信号電圧Ｖｓｉｇを含むデータパルスを各画素２１に供給するものである。電源線ＤＳＬは、各画素２１に電力を供給するものである。
複数の画素２１は、例えば、赤色光を発する複数の画素２１、緑色光を発する複数の画素２１および青色光を発する複数の画素２１で構成されている。なお、複数の画素２１は、例えば、さらに、他の色（例えば、白色や、黄色など）を発する複数の画素２１を含んで構成されていてもよい。
各信号線ＤＴＬは、後述の水平セレクタ４１の出力端に接続されている。各画素列には、例えば、複数の信号線ＤＴＬが１本ずつ、割り当てられている。各走査線ＷＳＬは、後述のライトスキャナ４２の出力端に接続されている。各画素行には、例えば、複数の走査線ＷＳＬが１本ずつ、割り当てられている。各電源線ＤＳＬは、電源の出力端に接続されている。各画素行には、例えば、複数の電源線ＤＳＬが１本ずつ、割り当てられている。
各画素２１は、例えば、画素回路２１Ａと、有機電界発光素子２１Ｂとを有している。有機電界発光素子２１Ｂは、例えば、上記実施の形態および変形例Ａ〜Ｈに係る有機電界発光素子１である。表示パネル２０に含まれる複数の画素２１のうち、少なくとも１つは、上記実施の形態および変形例Ａ〜Ｈに係る有機電界発光素子１を有している。つまり、表示パネル２０に含まれる複数の有機電界発光素子２１Ｂのうち、少なくとも１つは、上記実施の形態および変形例Ａ〜Ｈに係る有機電界発光素子１で構成されている。
画素回路２１Ａは、有機電界発光素子２１Ｂの発光・消光を制御する。画素回路２１Ａは、後述の書込走査によって各画素２１に書き込んだ電圧を保持する機能を有している。画素回路２１Ａは、例えば、駆動トランジスタＴｒ１、書込トランジスタＴｒ２および保持容量Ｃｓを含んで構成されている。
書込トランジスタＴｒ２は、駆動トランジスタＴｒ１のゲートに対する、映像信号Ｄｉｎに対応した信号電圧Ｖｓｉｇの印加を制御する。具体的には、書込トランジスタＴｒ２は、信号線ＤＴＬの電圧をサンプリングするとともに、サンプリングにより得られた電圧を駆動トランジスタＴｒ１のゲートに書き込む。駆動トランジスタＴｒ１は、有機電界発光素子２１Ｂに直列に接続されている。駆動トランジスタＴｒ１は、有機電界発光素子２１Ｂを駆動する。駆動トランジスタＴｒ１は、書込トランジスタＴｒ２によってサンプリングされた電圧の大きさに応じて有機電界発光素子２１Ｂに流れる電流を制御する。保持容量Ｃｓは、駆動トランジスタＴｒ１のゲート−ソース間に所定の電圧を保持するものである。保持容量Ｃｓは、所定の期間中に駆動トランジスタＴｒ１のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを一定に保持する役割を有する。なお、画素回路２１Ａは、上述の２Ｔｒ１Ｃの回路に対して各種容量やトランジスタを付加した回路構成となっていてもよいし、上述の２Ｔｒ１Ｃの回路構成とは異なる回路構成となっていてもよい。
各信号線ＤＴＬは、後述の水平セレクタ４１の出力端と、書込トランジスタＴｒ２のソースまたはドレインとに接続されている。各走査線ＷＳＬは、後述のライトスキャナ４２の出力端と、書込トランジスタＴｒ２のゲートとに接続されている。各電源線ＤＳＬは、電源回路３３の出力端と、駆動トランジスタＴｒ１のソースまたはドレインに接続されている。
書込トランジスタＴｒ２のゲートは、走査線ＷＳＬに接続されている。書込トランジスタＴｒ２のソースまたはドレインが信号線ＤＴＬに接続されている。書込トランジスタＴｒ２のソースおよびドレインのうち信号線ＤＴＬに未接続の端子が駆動トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。駆動トランジスタＴｒ１のソースまたはドレインが電源線ＤＳＬに接続されている。駆動トランジスタＴｒ１のソースおよびドレインのうち電源線ＤＳＬに未接続の端子が有機電界発光素子２１Ｂの陽極１１に接続されている。保持容量Ｃｓの一端が駆動トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。保持容量Ｃｓの他端が駆動トランジスタＴｒ１のソースおよびドレインのうち有機電界発光素子２１Ｂ側の端子に接続されている。
（ドライバ４０）
ドライバ４０は、例えば、水平セレクタ４１およびライトスキャナ４２を有している。水平セレクタ４１は、例えば、制御信号の入力に応じて（同期して）、コントローラ３０から入力されたアナログの信号電圧Ｖｓｉｇを、各信号線ＤＴＬに印加する。ライトスキャナ４２は、複数の画素２１を所定の単位ごとに走査する。
ドライバ４０は、例えば、水平セレクタ４１およびライトスキャナ４２を有している。水平セレクタ４１は、例えば、制御信号の入力に応じて（同期して）、コントローラ３０から入力されたアナログの信号電圧Ｖｓｉｇを、各信号線ＤＴＬに印加する。ライトスキャナ４２は、複数の画素２１を所定の単位ごとに走査する。
（コントローラ３０）
次に、コントローラ３０について説明する。コントローラ３０は、例えば、外部から入力されたデジタルの映像信号Ｄｉｎに対して所定の補正を行い、それにより得られた映像信号に基づいて、信号電圧Ｖｓｉｇを生成する。コントローラ３０は、例えば、生成した信号電圧Ｖｓｉｇを水平セレクタ４１に出力する。コントローラ３０は、例えば、外部から入力された同期信号Ｔｉｎに応じて（同期して）、ドライバ４０内の各回路に対して制御信号を出力する。
次に、コントローラ３０について説明する。コントローラ３０は、例えば、外部から入力されたデジタルの映像信号Ｄｉｎに対して所定の補正を行い、それにより得られた映像信号に基づいて、信号電圧Ｖｓｉｇを生成する。コントローラ３０は、例えば、生成した信号電圧Ｖｓｉｇを水平セレクタ４１に出力する。コントローラ３０は、例えば、外部から入力された同期信号Ｔｉｎに応じて（同期して）、ドライバ４０内の各回路に対して制御信号を出力する。
[効果]
本実施の形態では、表示パネル２０に含まれる複数の有機電界発光素子２１Ｂのうち、少なくとも１つは、上記実施の形態および変形例Ａ〜Ｈに係る有機電界発光素子１で構成されている。従って、発光特性に優れ、かつ長寿命の有機電界発光装置２を実現することができる。
本実施の形態では、表示パネル２０に含まれる複数の有機電界発光素子２１Ｂのうち、少なくとも１つは、上記実施の形態および変形例Ａ〜Ｈに係る有機電界発光素子１で構成されている。従って、発光特性に優れ、かつ長寿命の有機電界発光装置２を実現することができる。
＜４．適用例＞
[適用例その１]
以下では、上記第２の実施の形態で説明した有機電界発光装置２の適用例について説明する。有機電界発光装置２は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、シート状のパーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
[適用例その１]
以下では、上記第２の実施の形態で説明した有機電界発光装置２の適用例について説明する。有機電界発光装置２は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、シート状のパーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
図９は、本適用例に係る電子機器３の外観を斜視的に表したものである。電子機器３は、例えば、筐体３１０の主面に表示面３２０を備えたシート状のパーソナルコンピュータである。電子機器３は、電子機器３の表示面３２０に、有機電界発光装置２を備えている。有機電界発光装置２は、表示パネル２０が外側を向くように配置されている。本適用例では、有機電界発光装置２が表示面３２０に設けられているので、発光特性に優れ、かつ長寿命の電子機器３を実現することができる。
[適用例その２]
以下では、上記実施の形態および変形例Ａ〜Ｈに係る有機電界発光素子１の適用例について説明する。有機電界発光素子１は、卓上用もしくは床置き用の照明装置、または、室内用の照明装置など、あらゆる分野の照明装置の光源に適用することが可能である。
以下では、上記実施の形態および変形例Ａ〜Ｈに係る有機電界発光素子１の適用例について説明する。有機電界発光素子１は、卓上用もしくは床置き用の照明装置、または、室内用の照明装置など、あらゆる分野の照明装置の光源に適用することが可能である。
図１０は、上記実施の形態および変形例Ａ〜Ｈに係る有機電界発光素子１が適用される室内用の照明装置の外観を表したものである。この照明装置は、例えば、上記実施の形態および変形例Ａ〜Ｈに係る１または複数の有機電界発光素子１を含んで構成された照明部４１０を有している。照明部４１０は、建造物の天井４２０に適宜の個数および間隔で配置されている。なお、照明部４１０は、用途に応じて、天井４２０に限らず、壁４３０または床（図示せず）など任意の場所に設置することが可能である。
これらの照明装置では、上記実施の形態および変形例Ａ〜Ｈに係る有機電界発光素子１からの光により、照明が行われる。これにより、発光特性に優れ、かつ長寿命の照明装置を実現することができる。
以上、実施の形態および適用例を挙げて本開示を説明したが、本開示は実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
陽極と、有機発光層と、電子輸送層と、陰極とをこの順に備え、
前記電子輸送層は、ＮａＦ層と、前記ＮａＦ層の前記陰極側に接するＹｂ層とを有する
有機電界発光素子。
（２）
前記ＮａＦ層は、前記有機発光層に接している
（１）に記載の有機電界発光素子。
（３）
前記陽極と前記陰極との間の距離が、キャビティが生じる光路長となっており、
前記陰極は、前記電子輸送層側の界面に透光性金属層または反射性金属層を有する
（１）または（２）に記載の有機電界発光素子。
（４）
前記陰極は、前記Ｙｂ層に接している
（１）から（３）のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
（５）
前記中間層は、前記Ｙｂ層の前記陰極側に設けられた、透明導電材料を含む膜厚調整層を有する
（３）に記載の有機電界発光素子。
（６）
前記中間層は、前記膜厚調整層の前記電子輸送層側に接するＡｇ下地層を有する
（５）に記載の有機電界発光素子。
（７）
前記中間層は、前記膜厚調整層の前記陰極側に設けられたＹｂ膜質調整層を有する
（６）に記載の有機電界発光素子。
（８）
前記中間層は、前記膜厚調整層の前記陰極側に設けられたＹｂ膜質調整層を有する
（５）に記載の有機電界発光素子。
（９）
前記中間層は、前記Ｙｂ層の前記陰極側に設けられた、金属ドープ有機材料層を有する
（１）から（３）のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
（１０）
前記中間層は、前記金属ドープ有機材料層の前記陰極側に設けられた、透明導電材料を含む膜厚調整層を有する
（９）に記載の有機電界発光素子。
（１１）
前記中間層は、前記膜厚調整層の前記陰極側に設けられたＹｂ膜質調整層を有する
（１０）に記載の有機電界発光素子。
（１２）
前記陰極は、前記透光性金属層もしくは前記反射性金属層の前記電子輸送層とは反対側に接するＹｂキャップ層を有する
（４）から（１１）のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
（１３）
前記Ｙｂ層の厚さは、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下となっている
（１）から（１２）（９）のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
（１４）
前記ＮａＦ層の厚さは、０．１ｎｍ以上２０ｎｍ以下となっている
（１）から（１３）のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
（１５）
前記ＮａＦ層の厚さは、０．１ｎｍ以上１ｎｍ以下となっている
（１４）に記載の有機電界発光素子。
（１６）
前記ＮａＦ層の厚さは、１５ｎｍ以上２０ｎｍ以下となっている
（１４）に記載の有機電界発光素子。
（１７）
前記金属ドープ有機材料層の金属は、Ｙｂを含む
（９）から（１２）のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
（１８）
複数の有機電界発光素子を備え、
前記複数の有機電界発光素子のうちの少なくとも１つは、陽極と、有機発光層と、電子輸送層と、陰極とをこの順に有し、
前記電子輸送層は、ＮａＦ層と、前記ＮａＦ層の前記陰極側に接するＹｂ層とを有する
有機電界発光装置。
（１９）
複数の有機電界発光素子を有する有機電界発光装置を備え、
前記複数の有機電界発光素子のうちの少なくとも１つは、陽極と、有機発光層と、電子輸送層と、陰極とをこの順に有し、
前記電子輸送層は、ＮａＦ層と、前記ＮａＦ層の前記陰極側に接するＹｂ層とを有する
電子機器。
（１）
陽極と、有機発光層と、電子輸送層と、陰極とをこの順に備え、
前記電子輸送層は、ＮａＦ層と、前記ＮａＦ層の前記陰極側に接するＹｂ層とを有する
有機電界発光素子。
（２）
前記ＮａＦ層は、前記有機発光層に接している
（１）に記載の有機電界発光素子。
（３）
前記陽極と前記陰極との間の距離が、キャビティが生じる光路長となっており、
前記陰極は、前記電子輸送層側の界面に透光性金属層または反射性金属層を有する
（１）または（２）に記載の有機電界発光素子。
（４）
前記陰極は、前記Ｙｂ層に接している
（１）から（３）のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
（５）
前記中間層は、前記Ｙｂ層の前記陰極側に設けられた、透明導電材料を含む膜厚調整層を有する
（３）に記載の有機電界発光素子。
（６）
前記中間層は、前記膜厚調整層の前記電子輸送層側に接するＡｇ下地層を有する
（５）に記載の有機電界発光素子。
（７）
前記中間層は、前記膜厚調整層の前記陰極側に設けられたＹｂ膜質調整層を有する
（６）に記載の有機電界発光素子。
（８）
前記中間層は、前記膜厚調整層の前記陰極側に設けられたＹｂ膜質調整層を有する
（５）に記載の有機電界発光素子。
（９）
前記中間層は、前記Ｙｂ層の前記陰極側に設けられた、金属ドープ有機材料層を有する
（１）から（３）のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
（１０）
前記中間層は、前記金属ドープ有機材料層の前記陰極側に設けられた、透明導電材料を含む膜厚調整層を有する
（９）に記載の有機電界発光素子。
（１１）
前記中間層は、前記膜厚調整層の前記陰極側に設けられたＹｂ膜質調整層を有する
（１０）に記載の有機電界発光素子。
（１２）
前記陰極は、前記透光性金属層もしくは前記反射性金属層の前記電子輸送層とは反対側に接するＹｂキャップ層を有する
（４）から（１１）のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
（１３）
前記Ｙｂ層の厚さは、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下となっている
（１）から（１２）（９）のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
（１４）
前記ＮａＦ層の厚さは、０．１ｎｍ以上２０ｎｍ以下となっている
（１）から（１３）のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
（１５）
前記ＮａＦ層の厚さは、０．１ｎｍ以上１ｎｍ以下となっている
（１４）に記載の有機電界発光素子。
（１６）
前記ＮａＦ層の厚さは、１５ｎｍ以上２０ｎｍ以下となっている
（１４）に記載の有機電界発光素子。
（１７）
前記金属ドープ有機材料層の金属は、Ｙｂを含む
（９）から（１２）のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
（１８）
複数の有機電界発光素子を備え、
前記複数の有機電界発光素子のうちの少なくとも１つは、陽極と、有機発光層と、電子輸送層と、陰極とをこの順に有し、
前記電子輸送層は、ＮａＦ層と、前記ＮａＦ層の前記陰極側に接するＹｂ層とを有する
有機電界発光装置。
（１９）
複数の有機電界発光素子を有する有機電界発光装置を備え、
前記複数の有機電界発光素子のうちの少なくとも１つは、陽極と、有機発光層と、電子輸送層と、陰極とをこの順に有し、
前記電子輸送層は、ＮａＦ層と、前記ＮａＦ層の前記陰極側に接するＹｂ層とを有する
電子機器。
１…有機電界発光素子、２…有機電界発光装置、３…電子機器、１０…基板、１１…陽極、１２…正孔注入層、１３…正孔輸送層、１４…有機発光層、１５…電子輸送層、１６…中間層、１６Ａ…Ｙｂ層、１６Ｂ…膜厚調整層、１６Ｃ…Ａｇ下地層、１６Ｄ…Ｙｂ膜質調整層、１６Ｅ…金属ドープ有機材料層、１７…陰極、１７Ａ…透光性金属層１７Ａ、１７Ｂ…反射性金属層、１７Ｃ…Ｙｂキャップ層、２０…表示パネル、２１…画素、２１Ａ…画素回路、２１Ｂ…有機電界発光素子、３０…コントローラ、４０…ドライバ、４１…水平セレクタ、４２…ライトスキャナ、３１０…筐体、３２０…表示面、４１０…照明部、４２０…天井、４３０…壁、Ｃｓ…保持容量、ＤＴＬ…信号線、ＤＳＬ…電源線、Ｔｒ１…駆動トランジスタ、Ｔｒ２…書込トランジスタ、Ｖｇｓ…ゲート−ソース間電圧、Ｖｓｉｇ…信号電圧、ＷＳＬ…走査線。
Claims (19)
- 陽極と、有機発光層と、電子輸送層と、中間層と、陰極とをこの順に備え、
前記電子輸送層は、ＮａＦ層を有し、
前記中間層は、前記ＮａＦ層の前記陰極側に接するＹｂ層を有する
有機電界発光素子。 - 前記ＮａＦ層は、前記有機発光層に接している
請求項１に記載の有機電界発光素子。 - 前記陽極と前記陰極との間の距離が、キャビティが生じる光路長となっており、
前記陰極は、前記電子輸送層側の界面に透光性金属層または反射性金属層を有する
請求項１または請求項２に記載の有機電界発光素子。 - 前記陰極は、前記Ｙｂ層に接している
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。 - 前記中間層は、前記Ｙｂ層の前記陰極側に設けられた、透明導電材料を含む膜厚調整層を有する
請求項３に記載の有機電界発光素子。 - 前記中間層は、前記膜厚調整層の前記電子輸送層側に接するＡｇ下地層を有する
請求項５に記載の有機電界発光素子。 - 前記中間層は、前記膜厚調整層の前記陰極側に設けられたＹｂ膜質調整層を有する
請求項６に記載の有機電界発光素子。 - 前記中間層は、前記膜厚調整層の前記陰極側に設けられたＹｂ膜質調整層を有する
請求項５に記載の有機電界発光素子。 - 前記中間層は、前記Ｙｂ層の前記陰極側に設けられた、金属ドープ有機材料層を有する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。 - 前記中間層は、前記金属ドープ有機材料層の前記陰極側に設けられた、透明導電材料を含む膜厚調整層を有する
請求項９に記載の有機電界発光素子。 - 前記中間層は、前記膜厚調整層の前記陰極側に設けられたＹｂ膜質調整層を有する
請求項１０に記載の有機電界発光素子。 - 前記陰極は、前記透光性金属層もしくは前記反射性金属層の前記電子輸送層とは反対側に接するＹｂキャップ層を有する
請求項４から請求項１１のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。 - 前記Ｙｂ層の厚さは、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下となっている
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。 - 前記ＮａＦ層の厚さは、０．１ｎｍ以上２０ｎｍ以下となっている
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。 - 前記ＮａＦ層の厚さは、０．１ｎｍ以上１ｎｍ以下となっている
請求項１４に記載の有機電界発光素子。 - 前記ＮａＦ層の厚さは、１５ｎｍ以上２０ｎｍ以下となっている
請求項１４に記載の有機電界発光素子。 - 前記金属ドープ有機材料層の金属は、Ｙｂを含む
請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。 - 複数の有機電界発光素子を備え、
前記複数の有機電界発光素子のうちの少なくとも１つは、陽極と、有機発光層と、電子輸送層と、中間層と、陰極とをこの順に有し、
前記電子輸送層は、ＮａＦ層を有し、
前記中間層は、前記ＮａＦ層の前記陰極側に接するＹｂ層を有する
有機電界発光装置。 - 複数の有機電界発光素子を有する有機電界発光装置を備え、
前記複数の有機電界発光素子のうちの少なくとも１つは、陽極と、有機発光層と、電子輸送層と、中間層と、陰極とをこの順に有し、
前記電子輸送層は、ＮａＦ層を有し、
前記中間層は、前記ＮａＦ層の前記陰極側に接するＹｂ層を有する
電子機器。
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