(57)【要約】【課題】  隣り合う有機ＥＬ素子間のリーク電流が抑制され、かつ光学干渉を活用することで消費電力が低減された発光装置を提供する。【解決手段】  本発明は、複数の有機ＥＬ素子を有する発光装置であって、前記有機ＥＬ素子は、反射電極２、正孔輸送領域４１，４２、電子トラップ型発光層４３、光取出し電極５をこの順で有し、前記正孔輸送領域のシート抵抗が、電流が０．１ｎＡ／ｐｉｘｅｌにおいて、４．０×１０７Ω／□以上であり、前記正孔輸送領域の厚さと、前記電子トラップ型発光層の厚さとの合計が、前記電子トラップ型発光層が発する光を強め合わせる光学距離であることを特徴とする発光装置を提供する。【選択図】  図１
2019080044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の有機ＥＬ素子を有する発光装置であって、
前記有機ＥＬ素子は、反射電極、正孔輸送領域、電子トラップ型の第一発光層、光取出し電極をこの順で有し、
前記正孔輸送領域は、前記複数の有機ＥＬ素子に共通層として配置されており、
前記正孔輸送領域のシート抵抗が、電流が０．１ｎＡ／ｐｉｘｅｌにおいて、４．０×１０７Ω／□以上であり、
前記正孔輸送領域の厚さと、前記第一発光層の厚さとの合計が、前記電子トラップ型発光層が発する光を強める光学距離であることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記正孔輸送領域のシート抵抗が、電流が０．１ｎＡ／ｐｉｘｅｌにおいて、６．０×１０７Ω／□以上であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記正孔輸送領域の層厚が前記第一発光層の層厚よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記正孔輸送領域は、正孔輸送層と、電子ブロック層と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記正孔輸送層の正孔移動度が２．５×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第一発光層の層厚をｄ（１ｓｔ−ＥＭＬ）、前記正孔輸送層の層厚をｄ（ＨＴＬ）、前記電子ブロック層の層厚をｄ（ＥＢＬ）とする場合、下記式（３）を満たすことを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
ｄ（１ｓｔ−ＥＭＬ）  ＞  ｄ（ＨＴＬ）＋ｄ（ＥＢＬ）    （３）
式（２）において、ｄ（１ｓｔ−ＥＭＬ）は前記第一発光層の層厚であり、ｄ（ＨＴＬ）及びｄ（ＥＢＬ）はそれぞれ前記正孔輸送層及び電子ブロック層の層厚である。
【請求項７】
前記正孔輸送層は、第一化合物と第二化合物とを有し、
前記第一化合物の正孔移動度は１×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下であり、
前記第一化合物の重量と前記第二化合物の重量との合計を１００ｗｔ％とした場合、前記第一化合物の重量比は５０ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記電子ブロック層は、第一化合物を有することを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記第一発光層と、前記光取出し電極との間に配置されている第二発光層をさらに有し、
白色を発光することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１０】
複数の有機ＥＬ素子を有する発光装置であって、
前記有機ＥＬ素子は、反射電極、有機化合物層、光取出し電極をこの順で有し、
前記有機化合物層は、前記複数の有機ＥＬ素子に共通層として配置されており、
前記有機化合物層は、正孔輸送層、電子ブロック層、第一発光層の順で有し、
前記第一発光層が電子トラップ型の発光層であり、
前記反射電極と、前記第一発光層との間の距離が、前記第一発光層の発光を強める光学距離であり、
前記正孔輸送層の層厚が１０ｎｍ未満であり、
前記正孔輸送層及び前記電子ブロック層の正孔移動度が、２．５×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下であることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
前記光学距離が下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発光装置。
（０．１２-（φｒ／４π））＜Ｌ／λ１＜（０．１８−（φｒ／４π））    （２）
ここで、λ１は前記第一発光層が発光する発光スペクトルのピークのうち最小の波長であり、φｒは前記反射電極での位相シフトである。
【請求項１２】
前記正孔輸送層は、第一化合物と第二化合物とを有し、
前記第一化合物の正孔移動度は１×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下であり、
前記第一化合物の重量と前記第二化合物の重量との合計を１００ｗｔ％とした場合、前記第一化合物の重量比は５０ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記第一化合物の重量比が、７５ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記電子ブロック層が第一化合物を有することを特徴とする請求項１２または１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
複数の有機ＥＬ素子を有する発光装置であって、
前記有機ＥＬ素子は、反射電極、正孔輸送領域、電子トラップ型の第一発光層、光取出し電極をこの順で有し、
前記正孔輸送領域は、前記複数の有機ＥＬ素子に共通層として配置されており、
前記反射電極と、前記第一発光層との間の距離が、前記第一発光層の発光を強める光学距離であり、
前記正孔輸送層の層厚が１０ｎｍ未満であり、
前記正孔輸送層は、下記一般式［１］または一般式［２］で表される化合物を有することを特徴とする発光装置。
【化１】
2019080044.tif 000012
一般式［１］において、Ａｒ１乃至Ａｒ３は、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基から、それぞれ独立に選ばれる。当該アリール基は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、スピロフルオレニル基が挙げられる。複素環基は、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基が挙げられる。
【化２】
2019080044.tif 000013
一般式［２］において、Ａｒ４は、置換あるいは無置換のアリール基である。当該アリール基は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
Ａｒ５乃至Ａｒ８は、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基から、それぞれ独立に選ばれる。アリール基は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、フェナンスレニル基、ピレニル基からそれぞれ独立に選ばれる。複素環基は、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基が挙げられる。
【請求項１６】
前記正孔輸送層は、一般式［１］または一般式［２］で表される化合物を、複数種類有する請求項１５に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記反射電極に接する正孔注入層をさらに有し、前記正孔注入層は、電子親和力が５．０ｅＶ以上の化合物を有することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記正孔輸送層の層厚が５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１７に記載の発光装置。
【請求項１９】
前記第一発光層と、前記光取出し電極と、の間に第二発光層を有し、
前記第一発光層は青色以外の光を発光する発光層であり、
前記第二発光層が青色の光を発光する発光層であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項２０】
赤色、緑色、青色のカラーフィルタを有することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項２１】
前記カラーフィルタは、前記赤色、前記緑色、前記青色がデルタ配列で配置されていることを特徴とする請求項２０に記載の発光装置。
【請求項２２】
請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の発光装置と、前記発光装置に接続されている能動素子とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項２３】
複数のレンズを有する光学系と、前記光学系を通過した光を受光する撮像素子とを有する撮像装置であって、
前記撮像装置は、撮像素子が取得した情報を表示する表示部を有し、前記表示部は請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の発光装置を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２４】
機体と、前記機体に設けられた灯具と、を有する移動体であって、
前記灯具は、請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の発光装置を有する。
【請求項２５】
光源と、前記光源の光取出し側に設けられている光学フィルムとを有する照明装置であって、
前記光源は、請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の発光装置を有することを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の有機ＥＬ素子を有する発光装置、表示装置、撮像装置、移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、一対の電極とその間に配置されている有機化合物層とを有する素子である。一対の電極は金属反射層を有する反射電極、透明電極である構成が知られている。近年、低電圧で駆動する有機ＥＬ素子が注目を集めている。この有機ＥＬ素子は、面発光特性、軽量、視認性といった優れた特徴を活かし薄型ディスプレイや照明器具、ヘッドマウントディスプレイ、また電子写真方式プリンタのプリントヘッド用光源など発光装置としての実用化が進みつつある。
【０００３】
特に有機ＥＬ表示装置の高精細化の要求は高まりつつあり、白色有機ＥＬ素子とカラーフィルタを使った方式（以後、白＋ＣＦ方式）が知られている。白＋ＣＦ方式は、有機化合物層を基板全面に蒸着して製造するので、高精細メタルマスクを用いる方式に比べて、歩留まりが高い。また、画素サイズおよび画素間のピッチが有機化合物層の蒸着精度の制限を受けないため、高精細化が比較的容易である。
【０００４】
一方、有機化合物層がすべての有機ＥＬ素子に共通に設けられる場合、隣り合う有機ＥＬ素子の間での有機化合物層を介した駆動電流のリークが発生しやすい。これにより、非発光画素が、発光画素からの影響で僅かに発光してしまい、色域の低下や効率の低下の一因となっている。
【０００５】
特許文献１には、画素間の絶縁層に溝を設けることで、その箇所における有機化合物層を薄くすることが記載されている。薄くなった有機化合物層は抵抗が高いので、リーク電流を抑制することができる。
【０００６】
特許文献２には、画素間の絶縁性隔壁端を逆テーパー形状にすることで、有機化合物層の一部を途切れさせる構成が記載されている。有機化合物層を途切れさせることで、リーク電流を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２１６３３８号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３２６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１及び特許文献２に記載された構造は、急峻な構造に起因して、封止層の悪化する可能性、上部電極が途切れてしまう可能性がある。
【０００９】
一方、有機化合物層を薄くすることで、抵抗が高くなることは知られているものの、反射電極と発光層との距離が小さい場合、光学干渉を活用できないので、消費電力が高い素子となっていた。
【００１０】
本開示の目的は、隣り合う有機ＥＬ素子間のリーク電流が抑制され、かつ光学干渉を活用することで消費電力が低減された有機ＥＬ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数の有機ＥＬ素子を有する発光装置であって、前記有機ＥＬ素子は、反射電極、正孔輸送領域、電子トラップ型発光層、透過電極をこの順で有し、前記正孔輸送領域のシート抵抗が、電流が０．１ｎＡ／ｐｉｘｅｌにおいて、４．０×１０７Ω／□であり、前記正孔輸送領域の厚さと、前記電子トラップ型発光層の厚さとの合計が、前記電子トラップ型発光層が発する光を強め合わせる光学距離であることを特徴とする発光装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、隣り合う有機ＥＬ素子間のリーク電流が抑制され、かつ光学干渉を活用することで消費電力が低減された有機ＥＬ素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る発光装置の一例を示す断面模式図である。
【図２】正孔輸送領域のシート抵抗と、隣接する有機ＥＬ素子へのリーク電流Ｉｌｅａｋと意図した有機ＥＬ素子に流れた電流Ｉｏｌｅｄとの比（Ｉｌｅａｋ／Ｉｏｌｅｄ）と、の関係を示したグラフである。
【図３】本実施形態に係る表示装置の一例を示す模式図である。
【図４】正孔移動度と、隣接する有機ＥＬ素子へのリーク電流Ｉｌｅａｋと意図した有機ＥＬ素子に流れた電流Ｉｏｌｅｄとの比（Ｉｌｅａｋ／Ｉｏｌｅｄ）と、の関係を示したグラフである。
【図５】第一発光層の層厚と、隣接する有機ＥＬ素子へのリーク電流Ｉｌｅａｋと意図した有機ＥＬ素子に流れた電流Ｉｏｌｅｄとの比（Ｉｌｅａｋ／Ｉｏｌｅｄ）と、の関係を表すグラフである。
【図６】本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。
【図７】本実施形態に係る撮像装置の一例を表す模式図である。
【図８】本実施形態に係る携帯機器の一例を表す模式図である。
【図９】（ａ）本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。（ｂ）折り曲げ可能な表示装置の一例を表す模式図である。
【図１０】本実施形態に係る照明装置の一例を示す模式図である。
【図１１】本実施形他に係る車両用灯具を有する自動車の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る発光装置は、隣り合う有機ＥＬ素子の間のリーク電流を抑制し、かつ消費電力が低減された発光装置である。有機ＥＬ素子は、反射電極、正孔輸送領域、電子トラップ型発光層、透過電極を有し、正孔輸送領域の１画素あたりの面内方向のシート抵抗が、４．０×１０７Ω／□以上であるため、有機ＥＬ素子の間のリーク電流を抑制することができる。また、電子トラップ型発光層を有するため、反射電極と発光点との間の光学距離を強め合わせの距離とすることができる。透過電極は光取出し電極とも呼ばれる。
【００１５】
図１は、本発明の発光装置の一実施形態の構成を表す断面模式図である。図１の発光装置は、基板１の上に反射電極２、有機化合物層４、光取出し電極５、封止層６、カラーフィルタ７を有する有機ＥＬ素子１０が記載され、有機ＥＬ素子はＲＧＢの３種類が記載されている。有機化合物層４及び光取り出し電極５は基板１の面内方向に連続に形成されている。また、隣り合う３つの有機ＥＬ素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの間の素子間領域には、絶縁層３が設けられている。より具体的には反射電極２の端部において、絶縁層３が設けられている。絶縁層は光反射性電極２Ｂ、２Ｇ及び２Ｒと光取出し電極５の絶縁性を確保すると共に発光領域を正確に所望の形状にするためのものである。
【００１６】
有機化合物層４は、複数の有機ＥＬ素子の共通層として形成されてよい。共通層とは、複数の有機ＥＬ素子にまたがって配置されていることであり、スピンコート等の塗布法、蒸着法、を基板の全面に対して行うことで形成することができる。有機化合物層が共通層であることは、ひとつの有機化合物層に、複数の反射電極が設けられているということもできる。
【００１７】
本実施形態においては、反射電極２は陽極であり、光取出し電極５は陰極である。
【００１８】
本実施形態においては、有機化合物層４は、複数の層から構成されている。有機化合物層は、正孔輸送層４１、電子ブロック層４２、第一発光層４３、第二発光層４４、電子輸送層４５を有する。これ以外の有機化合物層を有してもよい。反射電極と、第一発光層との間に配置されている有機化合物層をまとめて、正孔輸送領域と呼ぶことができる。正孔輸送領域は、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等を有してよい。
【００１９】
有機ＥＬ素子は、正孔輸送領域を介して、隣り合う有機ＥＬ素子と電気的につながっている。本実施形態に係る有機ＥＬ素子は、隣り合う有機ＥＬ素子の間のリーク電流を抑制するために、電流が０．１ｎＡ／ｐｉｘｅｌにおいて、正孔輸送領域のシート抵抗が、４．０×１０７Ω／□以上としている。さらに好ましくは。６．０×１０７Ω／□以上であることがより好ましい。
【００２０】
図２は、正孔輸送領域のシート抵抗と、隣接する有機ＥＬ素子へのリーク電流Ｉｌｅａｋと意図した有機ＥＬ素子に流れた電流Ｉｏｌｅｄとの比（Ｉｌｅａｋ／Ｉｏｌｅｄ）と、の関係を示したグラフである。ＩｏｌｅｄとＩｌｅａｋの測定方法について、赤有機ＥＬ素子で例示して説明する。隣接する緑有機ＥＬ素子（Ｇ画素とも呼ぶ）及び青有機ＥＬ素子（Ｂ画素とも呼ぶ）を短絡（電位＝０Ｖ、つまりショート）させた状態で、Ｒ画素を通電させる。この時に、Ｒ画素の反射電極からＲ画素の光取り出し電極へ流れた電流をＩｏｌｅｄ）、Ｒ画素の反射電極からＧ画素またはＢ画素の反射電極へ流れた電流和をＩｌｅａｋとした。なお、１画素あたりの面内方向のシート抵抗は、式（１）の方法で算出し、Ｉｏｌｅｄが０．１ｎＡ／ｐｉｘｅｌとなる電位の値で算出した。
Ｒｓ＝  ｄＩｌｅａｋ／ｄＶ＊Ｗ／Ｌ  （式１）
【００２１】
ここで、Ｗが隣接する画素の幅の和、Ｌが隣接画素までの距離、Ｖは画素に印可する電圧である。ｄＩｌｅａｋ／ｄＶは微分抵抗である。
【００２２】
正孔輸送領域は、複数の有機化合物層から構成されてよい。正孔輸送領域は、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等から構成されてよい。それぞれ単独で用いられても、複数を組み合わせて用いてよい。また各層は単一の化合物で構成されていても、複数種類の化合物で構成されていてもよい。すなわち、有機化合物層は、化合物を一種類有してよいし、複数種類有してもよい。
【００２３】
正孔輸送領域が、正孔輸送層を有する場合、正孔輸送層の層厚は、１０ｎｍ未満が好ましい。移動度の大きい正孔輸送層の層厚が薄ければ薄いほど、絶縁層の側壁で正孔輸送層の層厚が薄くなりやすく、有機ＥＬ素子間の抵抗値を大きくしやすいためである。特に、正孔輸送層の層厚が７ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以下であるとさらに好ましい。
【００２４】
また、面内方向抵抗の観点から、正孔輸送層の基板の面内方向の正孔移動度は、２．５×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下であることが望ましく、１．０×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下であることがさらに好ましい。
【００２５】
図４は、正孔移動度と、隣接する有機ＥＬ素子へのリーク電流Ｉｌｅａｋと意図した有機ＥＬ素子に流れた電流Ｉｏｌｅｄとの比（Ｉｌｅａｋ／Ｉｏｌｅｄ）と、の関係を示すグラフである。
【００２６】
正孔輸送領域が、さらに電子ブロック層を有する場合、正孔輸送層と電子ブロック層との界面及び電子ブロック層と第一発光層との界面における正孔蓄積を抑制するため、各界面でのイオン化ポテンシャルの差は小さいことが好ましい。
【００２７】
反射電極の仕事関数から第一発光層において、この順にイオン化ポテンシャルが順次大きくなるような階段状のエネルギ構造となるようにすることが好ましい。すなわち、反射電極の仕事関数と第一発光層のイオン化ポテンシャルとの間に、正孔輸送層のイオン化ポテンシャルが配置されることが好ましい。また、正孔輸送層のイオン化ポテンシャルと第一発光層のイオン化ポテンシャルとの間に電子ブロック層のイオン化ポテンシャルが配置されることが好ましい。
【００２８】
複数種類の化合物で構成される有機化合物層のイオン化ポテンシャルは、光電子収量分光法及び光電子分光法などにより見積もることができる。
【００２９】
正孔輸送層は、２種類以上の正孔輸送材料の混合層とすることで、正孔移動度及びイオン化ポテンシャルなどの特性を制御できる。さらにホッピングサイトの実効的な距離が大きくなるため、絶縁層の側壁でより高抵抗化しやすい。正孔輸送層が電子ブロック層の化合物を有することで、イオン化ポテンシャルが電子ブロック層に近づくので、正孔輸送層と電子ブロック層との界面における正孔蓄積を抑制できる。また、電子ブロック層に用いられる化合物が高抵抗の化合物であれば、正孔輸送層の抵抗値が高くなるのでさらに好ましい。
【００３０】
正孔輸送層は、第一化合物と第二化合物とを有してよい。第一化合物の正孔移動度は、１．０×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下であることが好ましく、５．０×１０−４ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下であることがさらに好ましい。
【００３１】
第一化合物のＨＯＭＯは、第二化合物のＨＯＭＯよりも低くてよい。第一化合物のＨＯＭＯは、第二化合物のＨＯＭＯよりも０．１ｅＶ以上低くてよい。
【００３２】
第一化合物の重量と第二化合物の重量との合計を１００ｗｔ％とした場合、第一化合物の重量比は、５０ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下であることが好ましく、７５ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下であることがさらに好ましい。
【００３３】
正孔輸送領域が、正孔注入層を有する場合、正孔注入層は、反射電極と正孔輸送層との間に配置される有機化合物層である。正孔注入層は、電子親和力が５．０ｅＶ以上の化合物を有してよい。正孔注入層の層厚は、隣り合う有機ＥＬ素子の間のリーク電流を抑制するために１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
電子親和力が５．０ｅＶ以上の化合物として、ヘキサアザトリフェニレン誘導体、テトラシアノキノジメタン誘導体が挙げられ、ヘキサアザトリフェニレンニレンヘキサシアノ化合物が好ましい。正孔注入層が有する有機化合物は、ＬＵＭＯが−５．０ｅＶ以下であってよい。
【００３５】
有機化合物層の材料を分析し、その材料が変化した場合、別の有機化合物層ということができる。材料が変化するとは、材料の種類の増減を示し、重量比のみが変化することを示していない。
【００３６】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子は、発光層を有する。発光層は単数であっても複数であってもよい。複数である場合は、第一発光層、第二発光層を有し、第一発光層と第二発光層との間に他の有機化合物層を有してもよい。
【００３７】
第一発光層及び第二発光層は、いずれの発光波長を発してもよい。例えば、第一発光層が青色、第二発光層が緑色および赤色を発することで白色を発してよい。また、第一発光層が緑色及び赤色を発することで白色を発してよい。また、第一発光層と、第二発光層とで青色と黄色などの補色同士の関係とすることで白色を発してよい。中でも、第一発光層が青色を発しない構成、すなわち第一発光層が青色以外を発する構成、が好ましい。青色を発する発光層が金属電極に近づく場合、表面プラズモン損失が大きく、消費電力が増大する。なお、発光層が青色を発するとは、青色を発光する発光材料を有することを示す。
【００３８】
発光装置の消費電力を低減させるためには、光学干渉により、発光装置の発光効率を高めることが好ましい。
【００３９】
本実施形態において、発光層を電子トラップ型発光層とすることで、正孔輸送領域を薄くした場合であっても、発光を強め合わせる光学距離を保つことができる。それは、電子トラップ型発光層は、陰極側の界面が主に発光するので、発光点から反射電極までの距離は、正孔輸送領域の厚さと、発光層の厚さとの合計である。すなわち、正孔輸送領域の厚さを小さくした場合であっても、発光層の厚さがそれを補う構成とすることで、光学干渉の距離を保つことができる。
【００４０】
第一発光層は、電子トラップ型発光層である。電子トラップ型とは、発光層が第一化合物、第二化合物とを有し、両者の内の重量比が大きい化合物の電子親和力が、他方の化合物の電子親和力よりも小さいことを表す。電子親和力は、分子の最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）で見積もることもできる。ＬＵＭＯで見積もる場合、電子トラップ型発光層は、両者の内の重量比が大きい化合物のＬＵＭＯが、他方の化合物のＬＵＭＯよりも高いことを表す。ＬＵＭＯが高いことは、真空準位により近いことを表し、ＬＵＭＯが浅い、ＬＵＭＯの絶対値が小さい、と言い換えることができる。電子親和力は絶対値で表し、ＬＵＭＯは実数で表すことが一般的である。具体的には、電子親和力は正の数で表され、ＬＵＭＯは負の数で表される。
【００４１】
電子トラップ型発光層を構成するために、第一化合物として、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、フルオレン誘導体、ナフタレン誘導体等を有してよい。第一化合物が、発光層中で最も重量比が大きい化合物である場合、第一化合物はホスト材料またはホストと呼ばれる。
【００４２】
第二化合物は、ピレン誘導体、フルオランテン誘導体、フルオレン誘導体、クリセン誘導体、アントラセン誘導体等が挙げられる。第一化合物、第二化合物において、誘導体とは、基本の骨格に対して、置換基や縮環を有する状態を指す。例えば、フルオランテン誘導体は、ベンゾフルオランテン、ジベンゾフルオランテン、インデノベンゾ［ｋ］フルオランテン等を含む。第一化合物をホストと呼ぶ場合、第二化合物はドーパントやゲストと呼ばれる。
【００４３】
誘導体が含む置換基としては、アルキル基、炭素原子数６乃至６０のアリール基、炭素原子数６乃至６０のヘテロアリール基等を含んでよい。
【００４４】
第一発光層と、反射電極との距離は、第一発光層が発する光を強めるために、下記式を満たすことが好ましい。第一発光層の層厚は小さい方が好ましいが、発光層は、層厚の大きさがリーク電流に与える影響が小さいので、層厚が大きい場合でもリーク電流が抑制された発光装置とすることができる。
（０．１２-（φｒ／４π））＜Ｌ／λ１＜（０．１８−（φｒ／４π））  （２）
ここで、λ１は前記第一発光層が発光する発光スペクトルのピークのうち最小の波長であり、φｒは前記反射電極での位相シフトである。式（２）を満たすことで、表面プラズモン損失を抑制し、消費電力を低減することができる。
【００４５】
また、第一発光層は、正孔輸送領域が正孔輸送層、電子ブロック層を有する場合、下記式（３）を満たすことがさらに好ましい。
ｄ（１ｓｔ−ＥＭＬ）＞ｄ（ＨＴＬ）＋ｄ（ＥＢＬ）  （３）
ここで、ｄ（１ｓｔ−ＥＭＬ）は第一発光層の層厚である。また、ｄ（ＨＴＬ）及びｄ（ＥＢＬ）はそれぞれ正孔輸送層及び電子ブロック層の層厚である。
【００４６】
第一発光層は、３５ｎｍ以下であってよい。３５ｎｍ以下である場合は、隣り合う有機ＥＬ素子との間におけるリーク電流がさらに抑制されるので好ましい。この検証については後述する。
【００４７】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子は、発光層と透過電極との間に電子輸送層を有してよい。電子輸送層は、正孔輸送層の正孔移動度とのバランスを考慮して選択される。電子輸送層は、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、アントラセン誘導体等の芳香族炭化水素化合物、フェナントロリン誘導体、ジアザフルオランテン誘導体、アザアントラセン誘導体等の複素環化合物、Ａｌｑ３、ベリリウム錯体、マグネシウム錯体等の有機金属錯体から選ぶことができる。
【００４８】
本実施形態において、ＲＧＢの副画素は、ストライブ配列、スクエア配列、デルタ配列、ベイヤー配列のいずれの方式で配置されてもよい。
【００４９】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子の反射電極は、反射率が８０％以上の金属材料が好ましい。具体的には、ＡｌやＡｇなどの金属、それらにＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｔｉなどを添加した合金を使用できる。反射率は、発光層から発する発光波長における反射率を指す。また、反射電極は、光取出し側の表面にバリア層を有してもよい。バリア層の材料としては、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｕの金属やその合金が好ましい。
【００５０】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子の絶縁層は、化学気相堆積法（ＣＶＤ法）を用いて形成されたシリコン窒化物（ＳｉＮ）層、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）層、またはシリコン酸化物（ＳｉＯ）層で形成される。
【００５１】
有機ＥＬ素子間における有機化合物層の抵抗を上げるために、有機化合物層の層厚が有機ＥＬ素子の領域に比べ、絶縁層の側壁において薄く成膜されることが好ましい。具体的には、絶縁層の側壁との基板とが成す角や絶縁層の層厚を大きくすることで、側壁の層厚を薄く形成することができる。絶縁層の側壁との基板とが成す角は、絶縁層のテーパー角ということもできる。有機ＥＬ素子の領域とは、反射電極が設けられている領域である。
【００５２】
絶縁層と基板とが成す角は、６０度以上９０度以下であることが好ましい。また、絶縁層の層厚は４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることが好ましい。絶縁層は、反射電極と反射電極との間の領域に溝を有してよい。溝を設けることで有機化合物層の層厚を低減し、高抵抗化することができる。溝は反射電極間における、平坦化層のへこみと表すこともできる。
【００５３】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子の光取出し電極は、その表面に到達した光の一部を透過するとともに他の一部を反射する性質（すなわち半透過反射性）を持った半透過反射層であってよい。光取出し電極は例えばマグネシウムや銀などの単体金属、またはマグネシウムや銀を主成分とする合金、もしくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属を含んだ合金材料から形成される。光取出し電極は好ましい透過率を有するならば、積層構成でもよい。
【００５４】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子の封止層は、化学気相堆積法（ＣＶＤ法）、原子層堆積法（ＡＬＤ法）を用いて形成することができる。封止層は、シリコン窒化物（ＳｉＮ）層やシリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）層、酸化アルミニウム層、シリコン酸化物及びチタン酸化物などの外部からの酸素や水分の透過性が極めて低い材料から構成されてよい。また、十分な水分遮断性能があれば単層及び積層の形態をとってもよい。積層の形態をとる場合、ＳｉＮ、酸化アルミニウムを組み合わせて用いることが好ましい。積層する場合は、３層以上の積層であってよい。
【００５５】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子の正孔輸送領域は、下記ＨＴ−１乃至ＨＴ−３８に示される化合物で構成されてよい。
【００５６】
【化１】
2019080044.tif 000003
【００５７】
【化２】
2019080044.tif 000004
【００５８】
正孔輸送領域に用いられる化合物は、以下の一般式［１］または一般式［２］で表される化合物であってよい。
【００５９】
【化３】
2019080044.tif 000005
【００６０】
一般式［１］において、Ａｒ１乃至Ａｒ３は、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基から、それぞれ独立に選ばれる。当該アリール基は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、スピロフルオレニル基が挙げられる。複素環基は、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基が挙げられる。
【００６１】
【化４】
2019080044.tif 000006
【００６２】
一般式［２］において、Ａｒ４は、置換あるいは無置換のアリール基である。当該アリール基は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
【００６３】
Ａｒ５乃至Ａｒ８は、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基から、それぞれ独立に選ばれる。アリール基は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、フェナンスレニル基、ピレニル基からそれぞれ独立に選ばれる。複素環基は、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基が挙げられる。
【００６４】
本発明に係る発光装置は、トランジスタなどの能動素子を有する表示装置であってよい。表示装置は、水平駆動回路、垂直駆動回路、表示部を有し、表示部には、本発明に係る発光装置を有する。
【００６５】
図３は、本実施形態に係る表示装置の一例を示す模式図である。表示装置１５は、表示領域１１、水平駆動回路１２、垂直駆動回路１３、接続部１４を有する。表示領域には本発明に係る発光装置を有してよい。
【００６６】
本実施形態に係る表示装置は、マルチファンクションプリンタ、インクジェットプリンタ等の画像形成装置の表示部に用いられてよい。その際には、表示機能と操作機能との双方を有してもよい。
【００６７】
本実施形態に係る表示装置は、カメラ等、複数のレンズを有する光学系と、当該光学系を通過した光を受光する撮像素子とを有する撮像装置の表示部に用いられてよい。撮像装置は、撮像素子が取得した情報を表示する表示部を有してよい。また、表示部は、撮像装置の外部に露出した表示部であっても、ファインダ内に配置された表示部であってもよい。
【００６８】
本実施形態に係る表示装置は、赤色、緑色、青色を有するカラーフィルタを有してよい。カラーフィルタは、当該赤色、緑色、青色がデルタ配列で配置されてよい。
【００６９】
本実施形態に係る表示装置は、携帯端末の表示部に用いられてもよい。その際には、表示機能と操作機能との双方を有してもよい。
【００７０】
次に、本実施形態の有機ＥＬ素子について説明する。
【００７１】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、一対の電極である陽極と陰極と、これら電極間に配置されている有機化合物層と、を少なくとも有する。本実施形態の有機ＥＬ素子において、有機化合物層は発光層を有していれば単層であってもよいし複数層からなる積層体であってもよい。
【００７２】
ここで有機化合物層が複数層からなる積層体である場合、有機化合物層は、発光層の他に、ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロッキング層、電荷発生層、ホール・エキシトンブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等を有してもよい。また発光層は、単層であってもよいし、複数の層からなる積層体であってもよい。
【００７３】
本実施形態の有機ＥＬ素子において、発光層は、発光材料のみからなってもよいし、他の化合物との混合層であってよい。ここで、発光層が発光材料と他の化合物とからなる層である場合、他の化合物はホストであってよい、さらにアシストを有してよい。
【００７４】
ここでホストとは、発光層を構成する化合物の中で重量比が最も大きい化合物である。またゲスト、ドーパントまたは発光材料とは、発光層を構成する化合物の中で重量比がホストよりも小さい化合物であって、主たる発光を担う化合物である。またアシストとは、発光層を構成する化合物の中で重量比がホストよりも小さく、ゲストの発光を補助する化合物である。尚、アシストは、第２ホストと呼んでもよい。有機ＥＬ素子の発光層の組成を一様とみなす場合、発光層の一部を分析することで、発光層全体の組成とみなすことができる。
【００７５】
ここで、発光層のゲストの濃度は、発光層全体に対して０．０１重量％以上２０重量％以下であることが好ましく、０．１重量％以上５．０重量％以下であることがより好ましい。
【００７６】
またゲストとともに用いるホストは、ＬＵＭＯが高い（ＬＵＭＯが真空準位により近い材料）ホストを用いることが好ましい。電子トラップ型の発光材料を用いる場合、発光材料のＬＵＭＯが低いため、ＬＵＭＯが高い材料をホストにすることで、発光層のゲストが、発光層のホストに供給される電子をより受領することができるからである。
【００７７】
本実施形態に係る発光層は単層でも複層でも良いし、他の発光色を有する発光材料を含むことで本実施形態の発光色である赤の発光と混色させることも可能である。複層とは発光層と別の発光層とが積層している状態を意味する。この場合、有機ＥＬ素子の発光色は限られない。より具体的には白色でもよいし、中間色でもよい。白色の場合、一の発光層が赤色を発光する場合、別の発光層が赤以外の色、すなわち青色や緑色を発光する。
【００７８】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子は、蒸着もしくは塗布製膜で製膜を行うことができる。蒸着は高真空中で行うことが好ましい。塗布製膜は、公知の塗布法を用いることができ、任意の有機溶媒とともに塗布されてよい。
【００７９】
本実施形態に係る有機化合物は、本実施形態の有機ＥＬ素子を構成する発光層以外の有機化合物層の構成材料として使用することができる。具体的には、電子輸送層、電子注入層、ホール輸送層、ホール注入層、ホールブロッキング層等の構成材料として用いてもよい。この場合、有機ＥＬ素子の発光色は特に限られない。より具体的には白色でもよいし、中間色でもよい。
【００８０】
ここで、本実施形態に係る有機化合物以外にも、必要に応じて従来公知の低分子系及び高分子系のホール注入性化合物あるいはホール輸送性化合物、ホストとなる化合物、発光性化合物、電子注入性化合物あるいは電子輸送性化合物等を一緒に使用することができる。
【００８１】
以下にこれらの化合物例を挙げる。ホール注入輸送性材料としては、陽極からのホールの注入を容易にして、かつ注入されたホールを発光層へ輸送できるようにホール移動度が高い材料が好ましい。また有機ＥＬ素子中において結晶化等の膜質の劣化を抑制するために、ガラス転移点温度が高い材料が好ましい。ホール注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、アリールカルバゾール誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられる。さらに上記のホール注入輸送性材料は、電子ブロッキング層にも好適に使用される。
【００８２】
電子輸送性材料としては、陰極から注入された電子を発光層へ輸送することができるものから任意に選ぶことができ、ホール輸送性材料のホール移動度とのバランス等を考慮して選択される。電子輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、クリセン誘導体、アントラセン誘導体等）が挙げられる。さらに上記の電子輸送性材料は、ホールブロッキング層にも好適に使用される。
【００８３】
［有機ＥＬ素子の用途］
図６は、本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。表示装置１０００は、上部カバー１００１と、下部カバー１００９と、の間に、タッチパネル１００３、表示パネル１００５、フレーム１００６、回路基板１００７、バッテリー１００８、を有してよい。タッチパネル１００３および表示パネル１００５は、フレキシブルプリント回路ＦＰＣ１００２、１００４が接続されている。回路基板１００７には、トランジスタを含む回路が配置されている。バッテリー１００８は、表示装置が携帯機器でなければ、設けなくてよいし、携帯機器であっても、この位置に設ける必要はない。
【００８４】
本実施形態に係る表示装置は、複数のレンズを有する光学部と、当該光学部を通過した光を受光する撮像素子とを有する撮像装置の表示部に用いられてよい。撮像装置は、撮像素子が取得した情報を表示する表示部を有してよい。また、表示部は、撮像装置の外部に露出した表示部であっても、ファインダ内に配置された表示部であってもよい。撮像装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラであってよい。
【００８５】
図７は、本実施形態に係る撮像装置の一例を表す模式図である。撮像装置１１００は、ビューファインダ１１０１、背面ディスプレイ１１０２、操作部１１０３、筐体１１０４を有してよい。ビューファインダ１１０１は、本実施形態に係る表示装置を有してよい。その場合、表示装置は、撮像する画像のみならず、環境情報、撮像指示等を表示してよい。環境情報には、外光の強度、外光の向き、被写体の動く速度、被写体が遮蔽物に遮蔽される可能性等であってよい。
【００８６】
撮像に好適なタイミングはわずかな時間なので、少しでも早く情報を表示した方がよい。したがって、本発明の有機ＥＬ素子を用いた表示装置を用いるのが好ましい。有機ＥＬ素子は応答速度が速いからである。有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、表示速度が求められる、これらの装置、液晶表示装置よりも好適に用いることができる。
【００８７】
撮像装置１１００は、不図示の光学部を有する。光学部は複数のレンズを有し、筐体１１０４内に収容されている撮像素子に結像する。複数のレンズは、その相対位置を調整することで、焦点を調整することができる。この操作を自動で行うこともできる。
【００８８】
本実施形態に係る表示装置は、赤色、緑色、青色を有するカラーフィルタを有してよい。カラーフィルタは、当該赤色、緑色、青色がデルタ配列で配置されてよい。
【００８９】
本実施形態に係る表示装置は、携帯端末の表示部に用いられてもよい。その際には、表示機能と操作機能との双方を有してもよい。携帯端末としては、スマートフォン等の携帯電話、タブレット、ヘッドマウントディスプレイ等が挙げられる。
【００９０】
図８は、本実施形態に係る携帯機器の一例を表す模式図である。電子機器１２００は、表示部１２０１と、操作部１２０２と、筐体１２０３を有する。筐体１２０３には、回路、当該回路を有するプリント基板、バッテリー、通信部、を有してよい。操作部１２０２は、ボタンであってもよいし、タッチパネル方式の反応部であってもよい。操作部は、指紋を認識してロックの解除等を行う、生体認識部であってもよい。通信部を有する携帯機器は通信機器ということもできる。
【００９１】
図９は、本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。図９（ａ）は、テレビモニタやＰＣモニタ等の表示装置である。表示装置１３００は、額縁１３０１を有し表示部１３０２を有する。表示部１３０２には、本実施形態に係る発光装置が用いられてよい。
【００９２】
額縁１３０１と、表示部１３０２を支える土台１３０３を有している。土台１３０３は、図９（ａ）の形態に限られない。額縁１３０１の下辺が土台を兼ねてもよい。
【００９３】
また、額縁１３０１および表示部１３０２は、曲がっていてもよい。その曲率半径は、５０００ｍｍ以上６０００ｍｍ以下であってよい。
【００９４】
図９（ｂ）は本実施形態に係る表示装置の他の例を表す模式図である。図９（ｂ）の表示装置１３１０は、折り曲げ可能に構成されており、いわゆるフォルダブルな表示装置である。表示装置１３１０は、第一表示部１３１１、第二表示部１３１２、筐体１３１３、屈曲点１３１４を有する。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、本実施形態に係る発光装置を有してよい。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、つなぎ目のない１枚の表示装置であってよい。第一表示部１３１１と第二表示部１３１２とは、屈曲点で分けることができる。第一表示部１３１１、第二表示部１３１２は、それぞれ異なる画像を表示してもよいし、第一および第二表示部とで一つの画像を表示してもよい。
【００９５】
図１０は、本実施形態に係る照明装置の一例を表す模式図である。照明装置１４００は、筐体１４０１と、光源１４０２と、回路基板１４０３と、光学フィルム１４０４と、光拡散部１４０５と、を有してよい。光源は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子を有してよい。光学フィルタは光源の演色性を向上させるフィルタであってよい。光拡散部は、ライトアップ等、光源の光を効果的に拡散し、広い範囲に光を届けることができる。必要に応じて、最外部にカバーを設けてもよい。
【００９６】
照明装置は、その発光位置が領域で分かれていてよい。意図しない領域の発光を抑制するために、本実施形態に係る発光装置が効果を奏する。
【００９７】
照明装置は例えば室内を照明する装置である。照明装置は白色、昼白色、その他青から赤のいずれの色を発光するものであってよい。それらを調光する調光回路を有してよい。照明装置は本発明の有機ＥＬ素子とそれに接続される電源回路を有してよい。電源回路は、交流電圧を直流電圧に変換する回路である。また、白とは色温度が４２００Ｋで昼白色とは色温度が５０００Ｋである。照明装置はカラーフィルタを有してもよい。
【００９８】
また、本実施形態に係る照明装置は、放熱部を有していてもよい。放熱部は装置内の熱を装置外へ放出するものであり、比熱の高い金属、液体シリコン等が挙げられる。
【００９９】
図１１は、本実施形態に係る移動体の一例である自動車の模式図である。当該自動車は灯具の一例であるテールランプを有する。自動車１５００は、テールランプ１５０１を有し、ブレーキ操作等を行った際に、テールランプを点灯する形態であってよい。
【０１００】
テールランプ１５０１は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子を有してよい。テールランプは、有機ＥＬ素子を保護する保護部材を有してよい。保護部材はある程度高い強度を有し、透明であれば材料は問わないが、ポリカーボネート等で構成されることが好ましい。ポリカーボネートにフランジカルボン酸誘導体、アクリロニトリル誘導体等を混ぜてよい。
【０１０１】
自動車１５００は、車体１５０３、それに取り付けられている窓１５０２を有してよい。窓は、自動車の前後を確認するための窓でなければ、透明なディスプレイであってもよい。当該透明なディスプレイは、本実施形態に係る有機ＥＬ素子を有してよい。この場合、有機ＥＬ素子が有する電極等の構成材料は透明な部材で構成される。
【０１０２】
本実施形態に係る移動体は、船舶、航空機、ドローン等であってよい。移動体は、機体と当該機体に設けられた灯具を有してよい。灯具は、機体の位置を知らせるための発光をしてよい。灯具は本実施形態に係る有機ＥＬ素子を有する。
【０１０３】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子はスイッチング素子の一例であるＴＦＴにより発光輝度が制御され、有機ＥＬ素子を複数面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。尚、本実施形態に係るスイッチング素子は、ＴＦＴに限られず、低温ポリシリコンで形成されているトランジスタ、Ｓｉ基板等の基板上に形成されたアクティブマトリクスドライバーであってもよい。基板上とは、その基板内ということもできる。これは精細度によって選択され、例えば１インチでＱＶＧＡ程度の精細度の場合はＳｉ基板上に有機ＥＬ素子を設けることが好ましい。本実施形態に係る有機ＥＬ素子を用いた表示装置を駆動することにより、良好な画質で、長時間表示にも安定な表示が可能になる。
【実施例】
【０１０４】
（実施例１）
素子Ｄ１００を以下のように構成した。作製した発光装置の画素間リーク、消費電力などのパネル特性を評価した。
【０１０５】
図１に示したように、基板上に反射電極２がパターン形成され、画素間を絶縁層が形成する。ここで、絶縁層はシリコン酸化膜で形成され、絶縁層の層厚は６５ｎｍとした。絶縁層の側壁のテーパー角は画素開口側及び画素間側はそれぞれ８０°、７５°とした。また、画素配列はデルタ配列として、画素開口間距離を１．４μｍ、反射電極間距離を０．６μｍとした。反射電極上に正孔注入層として下記の化合物１を３ｎｍ成膜した。
【０１０６】
正孔輸送層として、例示化合物ＨＴ−９を１５ｎｍ、電子ブロック層として例示化合物ＨＴ−２７を１０ｎｍ成膜した。第一発光層は、ホスト材料として下記化合物２重量比９７％、発光ドーパントとして下記化合物３を重量比３％となるように、１０ｎｍ成膜した。この例示化合物ＨＴ−９、ＨＴ−２７、化合物２、の正孔移動度をそれぞれ測定したところ、２×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ、５×１０−４ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ及び１×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃであった。
【０１０７】
第２発光層は、ホスト材料として化合物２を重量比９９％、発光ドーパントとして下記化合物４を重量比１％となるように成膜した。
【０１０８】
電子輸送層は、下記化合物５を１１０ｎｍ成膜した。電子注入層はＬｉＦを０．５ｎｍ成膜した。光取り出し電極としてＭｇＡｇ合金を１０ｎｍ製膜した。ＭｇとＡｇとの比率は１：１とした。その後、封止層としてＣＶＤ法にてＳｉＮ膜を１．５μｍ成膜した。
【０１０９】
【化５】
2019080044.tif 000007
【０１１０】
表１には、本実施例での消費電力算出の前提となる、表示装置仕様を示した。画素の開口率を５０％とし、副画素の開口率をＲ、Ｇ、Ｂとも一律の１６．７％とした。本検討では、表１に示した仕様の表示装置が色温度６５００Ｋの白色光（ＣＩＥ（ｘ、ｙ）＝（０．３１３、０．３２９））で且つ輝度５００ｃｄ／ｃｍ２を放射するのに必要な電力を計算した。具体的には、測定で得られた発光効率から、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の必要電流を算出した。本解析では駆動電圧を１０．０Ｖと仮定して、必要電流値から消費電力の計算を行った。
【０１１１】
【表１】
2019080044.tif 000008
【０１１２】
ここでは画素間リークの指標として、画素に流れる電流Ｉｏｌｅｄが０．１［ｎＡ／ｐｉｘｅｌ］の時のＩｏｌｅｄに対する画素間の電流Ｉｌｅａｋの比Ｉｌｅａｋ／Ｉｏｌｅｄを採用している。
【０１１３】
各有機化合物層の層厚を表２のようにしたこと以外はＤ１００と同じようにＤ１０１乃至Ｄ１０８を作製した。表２にＤ１００乃至Ｄ１０８の層厚および評価結果を示す。
【０１１４】
【表２】
2019080044.tif 000009
【０１１５】
画素間リーク割合は、０．３５以下を〇とし、それより大きいものを×とした。消費電力は、４００ｍＷ以下を〇とし、それより大きいものを×とした。
【０１１６】
（実施例２）
本実施例のＤ１０９乃至Ｄ１１４は、正孔輸送層を例示化合物ＨＴ３７と例示化合物ＨＴ２７との混合層としたこと以外、Ｄ１０８と同じである。表３は正孔輸送層の混合濃度と移動度測定結果を示した表である。正孔輸送層を混合層とすることで、移動度を制御できるだけでなく、移動度の低い材料、すなわちＨＴ２７、の濃度を高めることで、面内方向の抵抗を飛躍的に高めることが可能となる。
【０１１７】
【表３】
2019080044.tif 000010
【０１１８】
図４は、正孔移動度と画素間リーク割合との関係を示したグラフである。ここで、表３の素子は、層厚が同じであるため、光学干渉条件で決定される消費電力は同等である。図４から正孔輸送層の移動度が大きくなるにつれ、画素間リーク割合が増加する傾向があることがわかる。特に、正孔移動度が２．５×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃより大きくなると傾きが大きくなることがわかる。
【０１１９】
本検討の結果、正孔輸送層の移動度は２．５×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下が好ましいことがわかった。また、Ｄ１１４のように正孔輸送層の移動度が小さい場合、正孔輸送領域の層厚を大きくすることができる。ただし、移動度が低すぎると駆動電圧が上昇するので、それを考慮する範囲で層厚を大きくしてよい。正孔輸送層の層厚は１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１２０】
（実施例３）
本実施例においては、Ｄ１１２と、Ｄ１１５、Ｄ１１６との比較を行った。Ｄ１１５、Ｄ１１６は表４の通り、正孔輸送層の構成を異ならせた以外はＤ１１２と同じである。
【０１２１】
正孔輸送層と電子ブロック層の間に、正孔輸送層と電子ブロック層の混合層を挿入することで、エネルギ障壁が小さくなり、正孔蓄積が小さくなることが知られている。
【０１２２】
この正孔蓄積の低下は、面内方向の抵抗低下要因になりうる。そこで、その混合層の効果を確かめるために、素子Ｄ１１２、Ｄ１１５及びＤ１１６の比較を行った。素子Ｄ１１５は正孔輸送材としてＨＴ−３７を５ｎｍ成膜後、ＨＴ−３７とＨＴ−２７の５０：５０の混合層を５ｎｍ成膜したこと以外、Ｄ１１２と同じである。また、素子Ｄ１１６は正孔輸送材としてＨＴ−３７を５ｎｍ成膜し、混合正孔輸送層を成膜しなかったこと以外、Ｄ１１２と同じである。
【０１２３】
【表４】
2019080044.tif 000011
【０１２４】
表４をみると、正孔移動度が高いＨ３７を有するＤ１１６は１．３２と画素間リーク割合は高い。また、正孔輸送層と電子ブロック層の間にそれらの混合層を設けたＤ１１５は、リーク割合が１．８１となった。
【０１２５】
このことから、画素間リークの抵抗成分は、混合層によるエネルギ障壁の低下による正孔蓄積の低下によるのではなく、正孔輸送層及び電子ブロック層のバルク成分、つまり層厚が主に寄与していることがわかる。
【０１２６】
図５は、第一発光層の層厚と、隣接する有機ＥＬ素子へのリーク電流Ｉｌｅａｋと意図した有機ＥＬ素子に流れた電流ＩＯＬＥＤとの比（Ｉｌｅａｋ／Ｉｏｌｅｄ）と、の関係を表すグラフである。先のリーク電流の評価に基づき、Ｉｌｅａｋ／Ｉｏｌｅｄが０．３５以下となる閾値を見積もると、第一発光層の層厚は３５ｎｍ以下が好ましいことがわかる。
【０１２７】
以上の通り、本発明によれば、隣り合う有機ＥＬ素子間のリーク電流が抑制され、かつ光学干渉を活用することで消費電力が低減された有機ＥＬ素子を提供できる。
【符号の説明】
【０１２８】
１  基板
２  反射電極
３  絶縁層
４  有機化合物層
５  光取出し電極
６  封止層
７  カラーフィルタ
１０  発光素子
１０００  表示装置
１００１  上部カバー
１００２  フレキシブルプリント回路
１００３  タッチパネル
１００４  フレキシブルプリント回路
１００５  表示パネル
１００６  フレーム
１００７  回路基板
１００８  バッテリー
１００９  下部カバー
１１００  撮像装置
１１０１  ビューファインダ
１１０２  背面ディスプレイ
１１０３  操作部
１１０４  筐体
１２００  電子機器
１２０１  表示部
１２０２  操作部
１２０３  筐体
１３００  表示装置
１３０１  額縁
１３０２  表示部
１３０３  土台
１３１０  表示装置
１３１１  第一表示部
１３１２  第二表示部
１３１３  筐体
１３１４  屈曲点
１５００  自動車
１５０１  テールランプ
１５０２  窓
１５０３  車体
【図１】
2019080044.tif 000014
【図２】
2019080044.tif 000015
【図３】
2019080044.tif 000016
【図４】
2019080044.tif 000017
【図５】
2019080044.tif 000018
【図６】
2019080044.tif 000019
【図７】
2019080044.tif 000020
【図８】
2019080044.tif 000021
【図９】
2019080044.tif 000022
【図１０】
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【図１１】
2019080044.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月21日(2018.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の有機ＥＬ素子を有する発光装置であって、
前記有機ＥＬ素子は、反射電極、正孔輸送領域、電子トラップ型の第一発光層、光取出し電極をこの順で有し、
前記正孔輸送領域は、前記複数の有機ＥＬ素子に共通層として配置されており、
前記正孔輸送領域のシート抵抗が、電流が０．１ｎＡ／ｐｉｘｅｌにおいて、４．０×１０７Ω／□以上であり、
前記正孔輸送領域の厚さと、前記第一発光層の厚さとの合計が、前記電子トラップ型発光層が発する光を強める光学距離であることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記正孔輸送領域のシート抵抗が、電流が０．１ｎＡ／ｐｉｘｅｌにおいて、６．０×１０７Ω／□以上であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記正孔輸送領域の層厚が前記第一発光層の層厚よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記正孔輸送領域は、正孔輸送層と、電子ブロック層と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記正孔輸送層の正孔移動度が２．５×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第一発光層の層厚をｄ（１ｓｔ−ＥＭＬ）、前記正孔輸送層の層厚をｄ（ＨＴＬ）、前記電子ブロック層の層厚をｄ（ＥＢＬ）とする場合、下記式（３）を満たすことを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
ｄ（１ｓｔ−ＥＭＬ）  ＞  ｄ（ＨＴＬ）＋ｄ（ＥＢＬ）    （３）
式（２）において、ｄ（１ｓｔ−ＥＭＬ）は前記第一発光層の層厚であり、ｄ（ＨＴＬ）及びｄ（ＥＢＬ）はそれぞれ前記正孔輸送層及び電子ブロック層の層厚である。
【請求項７】
前記正孔輸送層は、第一化合物と第二化合物とを有し、
前記第一化合物の正孔移動度は前記第二化合物の正孔移動度よりも小さく、
前記第一化合物の重量と前記第二化合物の重量との合計を１００ｗｔ％とした場合、前記第一化合物の重量比は５０ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第一化合物の正孔移動度が、１×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記電子ブロック層は、前記第一化合物を有することを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第一発光層と、前記光取出し電極との間に配置されている第二発光層をさらに有し、
白色を発光することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１１】
複数の有機ＥＬ素子を有する発光装置であって、
前記有機ＥＬ素子は、反射電極、有機化合物層、光取出し電極をこの順で有し、
前記有機化合物層は、前記複数の有機ＥＬ素子に共通層として配置されており、
前記有機化合物層は、正孔輸送層、電子ブロック層、第一発光層を、前記反射電極側からこの順で有し、
前記第一発光層が電子トラップ型の発光層であり、
前記反射電極と、前記第一発光層との間の距離が、前記第一発光層の発光を強める光学距離であり、
前記正孔輸送層の層厚が１０ｎｍ未満であり、
前記正孔輸送層及び前記電子ブロック層の正孔移動度が、２．５×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下であることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
前記正孔輸送層は、第一化合物と第二化合物とを有し、
前記第一化合物の正孔移動度は、前記第二化合物の正孔移動度よりも小さく、
前記第一化合物の重量と前記第二化合物の重量との合計を１００ｗｔ％とした場合、前記第一化合物の重量比は５０ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記第一化合物の正孔移動度は、１×１０−３ｃｍ２／Ｖ＊ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記第一化合物の重量比が、７５ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記電子ブロック層が前記第一化合物を有することを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１６】
複数の有機ＥＬ素子を有する発光装置であって、
前記有機ＥＬ素子は、反射電極、正孔輸送領域、電子トラップ型の第一発光層、光取出し電極をこの順で有し、
前記正孔輸送領域は、前記複数の有機ＥＬ素子に共通層として配置されており、
前記反射電極と、前記第一発光層との間の距離が、前記第一発光層の発光を強める光学距離であり、
前記正孔輸送層の層厚が１０ｎｍ未満であり、
前記正孔輸送層は、下記一般式［１］または一般式［２］で表される化合物を有することを特徴とする発光装置。
【化１】
2019080044.tif 000025
一般式［１］において、Ａｒ１乃至Ａｒ３は、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基から、それぞれ独立に選ばれる。前記アリール基は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、スピロフルオレニル基から選ばれ、前記複素環基は、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基から選ばれる。
【化２】
2019080044.tif 000026
一般式［２］において、Ａｒ４は、置換あるいは無置換のアリール基である。前記アリール基は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ナフチル基のいずれかである。
Ａｒ５乃至Ａｒ８は、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基から、それぞれ独立に選ばれる。前記アリール基は、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、フェナンスレニル基、ピレニル基から選ばれる。前記複素環基は、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、チオフェニル基、フラニル基、カルバゾリル基から選ばれる。
【請求項１７】
前記正孔輸送層は、一般式［１］または一般式［２］で表される化合物を、複数種類有する請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記光学距離が下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の発光装置。
（０．１２-（φｒ／４π））＜Ｌ／λ１＜（０．１８−（φｒ／４π））    （２）
ここで、λ１は前記第一発光層が発光する発光スペクトルのピークのうち最小の波長であり、φｒは前記反射電極での位相シフトである。
【請求項１９】
前記反射電極に接する正孔注入層をさらに有し、前記正孔注入層は、電子親和力が５．０ｅＶ以上の化合物を有することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項２０】
前記正孔輸送層の層厚が５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１９に記載の発光装置。
【請求項２１】
前記第一発光層と、前記光取出し電極と、の間に第二発光層を有し、
前記第一発光層は青色以外の光を発光する発光層であり、
前記第二発光層が青色の光を発光する発光層であることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項２２】
赤色、緑色、青色のカラーフィルタを有することを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項２３】
前記カラーフィルタは、前記赤色、前記緑色、前記青色がデルタ配列で配置されていることを特徴とする請求項２２に記載の発光装置。
【請求項２４】
請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の発光装置と、前記発光装置に接続されている能動素子とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項２５】
複数のレンズを有する光学系と、前記光学系を通過した光を受光する撮像素子とを有する撮像装置であって、
前記撮像装置は、撮像素子が取得した情報を表示する表示部を有し、前記表示部は請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の発光装置を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２６】
請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の発光装置を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体と、を有することを特徴とする移動体。
【請求項２７】
請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の発光装置を有する光源と、前記光源の光取出し側に設けられている光学フィルムとを有することを特徴とする照明装置。