(57)【要約】  第１領域（ＲＧ１）は、第１有機材料及び金属化合物（金属元素を含む化合物）を含んでいる。第２領域（ＲＧ２）は、第１有機材料及び金属化合物を含んでいる。第２領域（ＲＧ２）における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、第１領域（ＲＧ１）における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度より小さくすることができる。具体的には、第２領域（ＲＧ２）における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、第１領域（ＲＧ１）における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度の１０％未満、好ましくは１．０％未満にすることができる。
2020138306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、
前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
前記第１層は、
第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
を含み、
前記第２領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、前記第１領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度の１０％未満である、発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置において、
前記第１領域は、前記第１層及び前記第１電極の境界から１０ｎｍまでに位置している、発光装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光装置において、
前記第１層は、前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域及び前記第２領域の間に位置する第３領域を含み、
前記第３領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、前記第１領域から前記第２領域にかけて減少している、発光装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第１領域における前記金属元素の前記ＳＩＭＳプロファイルの変動係数は、前記第２領域における前記金属元素の前記ＳＩＭＳプロファイルの変動係数より大きい、発光装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第２領域における前記金属元素の前記ＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、前記第１領域における前記金属元素の前記ＳＩＭＳプロファイルの平均強度の１．０％未満である、発光装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記化合物の密度は、前記第１有機材料の密度より高い、発光装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記化合物は、金属酸化物である、発光装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記化合物は、モリブデン酸化物である、発光装置。
【請求項９】
請求項３から８までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第３領域における前記ＳＩＭＳプロファイルの傾きは、前記第１領域のＳＩＭＳプロファイルの平均強度を１００％としたとき、０．５％／ｎｍ以上２０％／ｎｍ以下である、発光装置。
【請求項１０】
第１電極と、
前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
前記第１層は、
第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
を含み、
前記第２領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度は、前記第１領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度の１０％未満である、発光装置。
【請求項１１】
第１電極と、
前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
前記第１層は、
第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
を含み、
前記第２領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの平均は、前記第１領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの平均の１０％未満である、発光装置。
【請求項１２】
第１電極と、
前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
前記第１層は、
第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
を含み、
前記第２領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの最大は、前記第１領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの最大の１０％未満である、発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光装置は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を有することがある。ＯＬＥＤは、第１電極、有機層及び第２電極を含んでいる。有機層は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）によって発光する発光層（ＥＭＬ）を含んでいる。有機層は、第１電極及びＥＭＬの間に機能層（例えば、正孔注入層（ＨＩＬ）又は正孔輸送層（ＨＴＬ））をさらに含んでいることがある。【０００３】
特許文献１には、有機材料及び金属化合物を含む機能層を形成する方法の一例について記載されている。機能層は、有機材料及び金属化合物の共蒸着によって形成される。特許文献１には、共蒸着の条件（例えば、蒸着源から蒸着ターゲットまでの距離）の制御によって、第１電極側からＥＭＬ側に向けて機能層における金属化合物の濃度が減少することが記載されている。【０００４】
特許文献２には、第１金属化合物及び第２金属化合物を含む機能層を形成する方法の一例について記載されている。機能層は、第１金属化合物及び第２金属化合物の共蒸着によって形成される。特許文献２には、第２金属化合物の蒸着速度の制御によって、第１電極側からＥＭＬ側に向けて機能層における第１金属化合物の混合割合及び第２金属化合物の混合割合が変化することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４３１２２号公報
【特許文献２】国際公開２０１１／０４０２３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、有機材料中の金属元素含有化合物（例えば、モリブテン酸化物）の好適な濃度分布を実現すること、例えば、当該濃度を、第１電極から一定距離離れた位置において、第１電極の近傍の位置においてよりも低下させることを検討した。【０００７】
本発明が解決しようとする課題としては、有機材料中における金属元素を含む化合物の好適な濃度分布を実現することが一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、
第１電極と、
前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
前記第１層は、
第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
を含み、
前記第２領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、前記第１領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度の１０％未満である、発光装置である。【０００９】
請求項１０に記載の発明は、
第１電極と、
前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
前記第１層は、
第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
を含み、
前記第２領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度は、前記第１領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度の１０％未満である、発光装置である。【００１０】
請求項１１に記載の発明は、
第１電極と、
前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
前記第１層は、
第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
を含み、
前記第２領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの平均は、前記第１領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの平均の１０％未満である、発光装置である。【００１１】
請求項１２に記載の発明は、
第１電極と、
前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
前記第１層は、
第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
を含み、
前記第２領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの最大は、前記第１領域における、前記第１有機材料の体積及び前記化合物の体積の合計に対する前記化合物の体積の割合のプロファイルの最大の１０％未満である、発光装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る発光装置の断面図である。
【図２】図１に示した第１層における二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）プロファイルの一例を示す図である。
【図３】図１に示した発光装置の製造方法の一例を説明するための図である。
【図４】第１層を加熱する理由の一例を説明するための図である。
【図５】第１層を加熱する理由の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
本明細書において「ＡがＢ上に位置する」という表現は、例えば、ＡとＢの間に他の要素（例えば、層）が位置せずにＡがＢ上に直接位置することを意味してもよいし、又はＡとＢの間に他の要素（例えば、層）が部分的又は全面的に位置することを意味してもよい。さらに、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」及び「後ろ」等の向きを示す表現は、基本的に図面の向きと合わせて用いるものであって、例えば本明細書に記載された発明品の使用する向きに限定して解釈されるものではない。
【００１５】
本明細書中における陽極とは、発光材料を含む層（例えば有機層）に正孔を注入する電極のことを示し、陰極とは、発光材料を含む層に電子を注入する電極のことを示す。また、「陽極」及び「陰極」という表現は、「正孔注入電極」及び「電子注入電極」又は「正極」及び「負極」等の他の文言を意味することもある。
【００１６】
本明細書における「発光装置」とは、ディスプレイや照明等の発光素子を有するデバイスを含む。また、発光素子と直接的、間接的又は電気的に接続された配線、ＩＣ（集積回路）又は筐体等も「発光装置」に含む場合もある。
【００１７】
本明細書において、特に断りがない限り「第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）」等の表現は要素を区別するためのものであり、その表現により該当要素の本質、順番、順序又は個数等が限定されるものではない。
【００１８】
本明細書において、各部材及び各要素は単数であってもよいし、又は複数であってもよい。ただし、文脈上、「単数」又は「複数」が明確になっている場合はこれに限らない。
【００１９】
本明細書において、「ＡがＢを含む」という表現は、特に断らない限り、ＡがＢのみによって構成されていることに限定されず、ＡがＢ以外の要素によって構成され得ることを意味する。
【００２０】
本明細書において「断面」とは、特に断らない限り、発光装置を画素や発光材料等が積層した方向に切断したときに現れる面を意味する。
【００２１】
本明細書において、「〜後に」、「〜に続いて」、「〜次に」、「〜前に」等の時間的前後関係を説明する表現は、相対的な時間関係を表しているものであり、時間的前後関係が用いられた各要素が必ずしも連続しているとは限らない。各要素が連続していることを表現する場合、「直ちに」又は「直接」等の表現を用いることがある。
【００２２】
本明細書において「Ａを加熱する」という表現は、Ａに熱が加わることを意味しており、Ａのみを加熱することに限定されない。当該表現は、例えば、Ａを含む要素が加熱されることを意味してもよい。また、「加熱する」とは故意的又は人為的に熱を加えることを意味し、Ａの周囲の雰囲気の単なる温度変化は含まない。
【００２３】
図１は、実施形態に係る発光装置１０の断面図である。図２は、図１に示した第１層１２０ａにおける二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）プロファイルの一例を示す図である。
【００２４】
図１及び図２を用いて、発光装置１０の概要を説明する。発光装置１０は、第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０を含んでいる。有機層１２０は、第１電極１１０上に位置している。有機層１２０は、第１層１２０ａを含んでいる。第２電極１３０は、有機層１２０上に位置している。第１層１２０ａは、第１領域ＲＧ１及び第２領域ＲＧ２を含んでいる。第１領域ＲＧ１は、第１有機材料及び金属化合物（金属元素を含む化合物）を含んでいる。第１領域ＲＧ１は、第１電極１１０に接している。第２領域ＲＧ２は、第１有機材料及び金属化合物を含んでいる。第２領域ＲＧ２は、第１領域ＲＧ１よりも、第１電極１１０から離れている。
【００２５】
図２に示すＳＩＭＳプロファイルは、上述した金属化合物の金属元素に由来する信号を示している。具体的には、図２に示すＳＩＭＳプロファイルは、モリブデン酸化物のモリブデン元素の信号を示している。図２に示すＳＩＭＳプロファイルは、第１有機材料の体積及び金属化合物の体積の合計に対する金属化合物の割合のプロファイルと相関関係を有している。
【００２６】
本実施形態において、第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度より小さくすることができる。具体的には、図２に示すように、第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度の１０％未満、好ましくは１．０％未満にすることができる。
【００２７】
本実施形態において、第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度は、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度より小さくすることができる。具体的には、図２に示すように、第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度は、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度の１０％未満、好ましくは１．０％未満にすることができる。
【００２８】
第１層１２０ａは、第１有機材料及び金属化合物を、第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１以上の温度で加熱することを経て形成することができる。本発明者は、第１層１２０ａを形成するためのプロセスを検討し、その結果、第１層１２０ａを第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１以上の温度で加熱した場合、金属化合物の濃度が、第１電極１１０から一定距離離れた位置において、第１電極１１０の近傍の位置においてよりも、低下し得ることを新規に見出した。すなわち、第１層１２０ａの加熱という簡易なプロセスによって、第１層１２０ａにおける金属化合物の濃度分布を制御することができる。
【００２９】
金属化合物の上述した濃度分布は、発光装置１０にとって好ましい。第１電極１１０の近傍の位置における金属化合物の濃度は、様々な要請（例えば、電流注入効率の向上や第１電極１１０との密着性向上）から、高いことが望ましい。しかしながら、金属化合物の量が多すぎることは、様々な弊害（例えば、整流性の低下）を招き得る。したがって、第１電極１１０から一定距離離れた位置における金属化合物の濃度は、高すぎないことが望ましい。上述した濃度分布では、第１電極１１０から一定距離離れた位置における金属化合物の濃度は、第１電極１１０の近傍の位置における金属化合物の濃度より低くすることができる。
【００３０】
図１を用いて、発光装置１０の詳細を説明する。
【００３１】
発光装置１０は、基板１００、第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０を含んでいる。
【００３２】
基板１００は、第１面１０２及び第２面１０４を有している。第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０は、基板１００の第１面１０２側に位置している。第２面１０４は、第１面１０２の反対側にある。
【００３３】
基板１００は、第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０を形成するための支持体として機能することができる。基板１００は、透光性及び可撓性を有していてもよい。基板１００は、単層であってもよいし、又は複数層であってもよい。一例において、基板１００は、ガラス基板にしてもよい。他の例において、基板１００は、樹脂基板であってもよく、有機材料（例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）又はポリイミド）を含んでいてもよい。基板１００が樹脂基板である場合、基板１００の第１面１０２及び第２面１０４の少なくとも一方は、無機バリア層（例えば、ＳｉＮ又はＳｉＯＮ）を有していてもよい。基板１００と第１電極１１０との間に、少なくとも第１電極１１０よりも広い領域に、平坦化や密着性改善を目的に１層以上の有機材料を含む層を有していてもよい。
【００３４】
第１電極１１０は、陽極として機能することができる。一例において、第１電極１１０は、金属又は合金を含んでいてもよい。金属又は合金は、例えば、銀又は銀合金である。この例において、第１電極１１０の厚さは、例えば、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下にしてもよい。第１電極１１０の厚さが上記下限以上である場合、第１電極１１０の電気抵抗を低くすることができ、第１電極１１０の厚さが上記上限以下である場合、第１電極１１０の透過率を高くすることができる。他の例において、第１電極１１０は、酸化物半導体を含んでいてもよい。酸化物半導体は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＷＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｕｎｇｓｔｅｎ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）又はＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）である。
【００３５】
有機層１２０は、第１層１２０ａ、正孔輸送層（ＨＴＬ）１２０ｂ、発光層（ＥＭＬ）１２０ｃ、電子輸送層（ＥＴＬ）１２０ｄ及び電子注入層（ＥＩＬ）１２０ｅを含んでいる。第１層１２０ａ、ＨＴＬ１２０ｂ、ＥＭＬ１２０ｃ、ＥＴＬ１２０ｄ及びＥＩＬ１２０ｅのそれぞれは、単層であってもよいし、又は複数層であってもよい。有機層１２０においては、正孔が第１電極１１０から第１層１２０ａ及びＨＴＬ１２０ｂを経由してＥＭＬ１２０ｃに注入され、電子が第２電極１３０からＥＩＬ１２０ｅ及びＥＴＬ１２０ｄを経由してＥＭＬ１２０ｃに注入される。有機層１２０は、ＨＴＬ１２０ｂ、ＥＴＬ１２０ｄ及びＥＩＬ１２０ｅを含んでいなくてもよい。
【００３６】
第１層１２０ａは、特定の特性を有する機能層として機能することができる。第１層１２０ａは、例えば、正孔注入特性及び正孔輸送特性の少なくとも一方を有していてもよく、例えば、正孔注入層（ＨＩＬ）及び正孔輸送層（ＨＴＬ）の少なくとも一方として機能することができる。第１層１２０ａは、第１電極１１０上に位置しており、第１電極１１０に接している。
【００３７】
第１層１２０ａは、第１有機材料及び金属化合物を含んでいる。
【００３８】
第１有機材料は、例えば、ガラス転移点を有している電子受容性有機半導体材料にしてもよい。第１有機材料の例としては、トリフェニルアミン誘導体、具体的には、α−ＮＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル）が挙げられる。また、ＴＣＴＡ（４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）−トリフェニルアミン）などの芳香族アミン化合物；１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼンなどのカルバゾール誘導体；Ｓｐｉｒｏ−ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−９，９’−スピロビスフルオレン）などのスピロ化合物等、従来有機ＥＬ素子の作製に使用されている公知のものを適宜用いることができる。
【００３９】
金属化合物は、アクセプタ性を有する金属化合物、例えば、金属酸化物にすることができる。金属酸化物は、例えば、遷移金属酸化物にすることができる。遷移金属酸化物は、例えば、モリブデン酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、クロム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物又はレニウム酸化物にすることができる。
【００４０】
金属化合物は、モリブデン酸化物にしてもよい。モリブデン酸化物は、ＭｏＯｘ（２≦ｘ≦３）で示される組成を有しており、三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）及び二酸化モリブデン（ＭｏＯ２）のうちの少なくとも一方であり、好ましくは、三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）である。
【００４１】
第１層１２０ａにおいて、金属化合物の濃度は、第１電極１１０（第１電極１１０及び第１層１２０ａの間の界面）から一定距離離れた位置において、第１電極１１０（第１電極１１０及び第１層１２０ａの間の界面）の近傍の位置においてよりも、低下している。
【００４２】
第１層１２０ａは、第１層１２０ａの全体積に対して、例えば、１体積％以上２０体積％以下の金属化合物を含んでいてもよい。金属化合物の体積パーセントが上記下限以上である場合、発光装置１０の特性（例えば、導電性）を向上させることができる。金属化合物の体積パーセントが上記上限以下である場合、第１層１２０ａの加熱によって、金属化合物の濃度を、第１電極１１０から一定距離離れた位置において、第１電極１１０の近傍の位置においてよりも、十分に低下させることができる。
【００４３】
第１層１２０ａにおける金属化合物の濃度は、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）深度プロファイル（図１の縦方向）における、金属化合物を構成する金属元素（例えば、モリブデン酸化物を構成するモリブデン（Ｍｏ）元素）の信号強度とみなすことができる。
【００４４】
第１層１２０ａの加熱後、第１層１２０ａは、例えば、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さＴを有していてもよい。
【００４５】
第２電極１３０は、陰極として機能することができる。一例において、第２電極１３０は、金属又は合金を含んでいてもよい。金属又は合金は、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＩｎからなる群の中から選択される少なくとも１つの金属又はこの群から選択される金属の合金である。
【００４６】
第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０は、基板１００の第１面１０２から順に並んで、発光部１４０を形成している。
【００４７】
発光装置１０は、ボトムエミッションであってもよいし、又はトップエミッションであってもよい。発光装置１０がボトムエミッションである場合、有機層１２０から発せられた光は、第１電極１１０及び基板１００を透過して（つまり、発光装置１０がボトムエミッションである場合、基板１００及び第１電極１１０は、透光性を有している。）、基板１００の第２面１０４から光を発する。発光装置１０がトップエミッションである場合、有機層１２０から発せられた光は、第２電極１３０を透過して（つまり、発光装置１０がトップエミッションである場合、第２電極１３０は、透光性を有している。）、基板１００の第２面１０４の反対側から光を発する。
【００４８】
図２を用いて、第１層１２０ａの詳細を説明する。
【００４９】
第１層１２０ａは、第１領域ＲＧ１、第２領域ＲＧ２及び第３領域ＲＧ３を含んでいる。第１領域ＲＧ１、第２領域ＲＧ２及び第３領域ＲＧ３は、第１有機材料及び金属化合物（金属元素を含む化合物）を含んでいる。第１領域ＲＧ１、第２領域ＲＧ２及び第３領域ＲＧ３は、第１電極１１０側（図２の横軸において深い側）から順に並んでいる。
【００５０】
第１領域ＲＧ１は、第１電極１１０に接している。第１領域ＲＧ１の範囲は、様々な指針によって決定することができる。一例において、第１領域ＲＧ１の範囲は、第１電極１１０及び第１層１２０ａの境界からの距離に基づいて決定してもよい。例えば、第１領域ＲＧ１は、第１電極１１０及び第１層１２０ａの境界から１０ｎｍまで位置していてもよい。他の例において、第３領域ＲＧ３（詳細は後述する。）における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの最大強度が第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均濃度の９０％となるように、第１領域ＲＧ１の範囲を決定してもよい。
【００５１】
第１領域ＲＧ１は、一定の厚さを有している。例えば、第１領域ＲＧ１は、５ｎｍ以上の厚さ、好ましくは１０ｎｍ以上の厚さを有している。この場合、第１層１２０ａの導電率を増加させることができ、第１電極１１０及び第１層１２０ａの密着性を向上させることができる。第１領域ＲＧ１の厚さは、第２領域ＲＧ２（詳細は後述する。）の厚さよりも厚くてもよい。この場合、第１層１２０ａの導電率を増加させることができる。
【００５２】
第２領域ＲＧ２は、第１領域ＲＧ１よりも第１電極１１０から離れている。第２領域ＲＧ２は、第１層１２０ａ上の層（図１に示す例では、ＨＴＬ１２０ｂ）に接していてもよい。第２領域ＲＧ２の範囲は、様々な指針によって決定することができる。一例において、第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度が第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度の一定の割合以下となるように、第２領域ＲＧ２の範囲を決定してもよい。
【００５３】
第２領域ＲＧ２は、一定の厚さを有している。例えば、第２領域ＲＧ２は、５ｎｍ以上の厚さ、好ましくは１０ｎｍ以上の厚さを有している。この場合、発光装置１０の信頼性を向上（例えば、逆バイアス電流印加時の電流値の抑制）させることができる。
【００５４】
第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度の１０％以下、好ましくは１．０％以下にすることができる。この場合、発光装置１０の信頼性を向上させることができる。
【００５５】
第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度の０．１％以上、好ましくは０．２％以上にすることができる。この場合、第２領域ＲＧ２における電気抵抗を低減することができる。
【００５６】
第３領域ＲＧ３は、第１領域ＲＧ１及び第２領域ＲＧ２の間に位置している。第３領域ＲＧ３は、第１領域ＲＧ１及び第２領域ＲＧ２に接していてもよい。第３領域ＲＧ３における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、第１領域ＲＧ１から第２領域ＲＧ２にかけて減少している。第３領域ＲＧ３における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、厳密に単調に減少していなくてもよく、部分的に増加していてもよい。例えば、第３領域ＲＧ３における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度が部分的に増加していたとしても、第３領域ＲＧ３における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの全体に亘ってのプロットのフィッティング曲線が単調に減少しているとき、第３領域ＲＧ３における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、減少しているといえる。
【００５７】
第３領域ＲＧ３は、一定の厚さを有している。例えば、第３領域ＲＧ３は、５ｎｍ以上の厚さ、好ましくは１０ｎｍ以上の厚さを有している。第３領域ＲＧ３における厚さが厚い場合、第３領域ＲＧ３における濃度勾配を緩やかにすることができる。例えば、第３領域ＲＧ３におけるＳＩＭＳプロファイルの傾きは、第１領域ＲＧ１のＳＩＭＳプロファイルの平均強度を１００％としたとき、０．５％／ｎｍ以上２０％／ｎｍ以下である。濃度勾配が緩やかになる（濃度分布がステップ状に変化しない）ことで、電荷の注入障壁を低減することができ、注入障壁による電圧上昇を低減することができる。さらに、濃度勾配が緩やかになる（濃度分布がステップ状に変化しない）ことで、屈折率段差を低減することができ、屈折率段差による光取出し効率の低下を低減することができる。
【００５８】
第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度の変動係数は、第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度の変動係数より大きくてもよい。変動係数は、平均値に対する標準偏差の比である。本実施形態による製造プロセスにおいては、第１領域ＲＧ１における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度のばらつき（変動係数）が第２領域ＲＧ２における金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度のばらつき（変動係数）より大きくなることがある。
【００５９】
図３は、図１に示した発光装置１０の製造方法の一例を説明するための図である。
【００６０】
発光装置１０は、以下のようにして、製造することができる。
【００６１】
まず、基板１００の第１面１０２上に第１電極１１０を形成する。例えば、第１電極１１０は、マスクを用いて金属又は合金（例えば、銀又は銀合金）を蒸着することで形成してもよいし、又は酸化物半導体をパターニングすることで形成してもよい。
【００６２】
次いで、図３に示すように、第１電極１１０上に第１層１２０ａを形成する。第１層１２０ａは、第１有機材料及び金属化合物を共蒸着させて形成することができる。共蒸着の条件の制御によって、第１層１２０ａの全体積に対する金属化合物の体積パーセントを調整することができる。第１有機材料及び金属化合物は、基板１００を加熱しないまま共蒸着させてもよいし、又は基板１００を特定の温度（例えば、第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１未満の温度）で加熱したまま共蒸着させてもよい。
【００６３】
次いで、第１層１２０ａを、第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１以上の温度（加熱温度Ｔ１）で加熱する。第１層１２０ａを第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１以上の温度で加熱した場合、金属化合物の濃度を、第１電極１１０から一定距離離れた位置において、第１電極１１０の近傍の位置においてよりも、低下させることができる。
【００６４】
金属化合物の上述した濃度分布が生成される理由は、次のように推定される。第１層１２０ａが加熱される前、金属化合物は、第１層１２０ａ内の深度によらず、ほぼ一様に分布している。第１層１２０ａが第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１以上の温度で加熱されると、第１有機材料が流動性を呈する。第１有機材料が流動性を呈すると、一部の金属化合物が第１電極１１０に向けて沈殿する。このようにして、金属化合物の上述した濃度分布が生成されると推定される。
【００６５】
また、濃度分布を形成するにあたって、金属化合物の密度は、第１有機材料の密度より高い方が好ましい。ここで、密度とは単位体積あたりの質量（ｇ／ｃｍ３）のことを表す。
【００６６】
第１層１２０ａを加熱する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、第１層１２０ａは、基板１００を第１層１２０ａの加熱温度Ｔ１の環境下に置くこと（例えば、基板１００をホットプレート上に載置すること又は基板１００を真空加熱オーブン内に配置すること）又は電磁波照射（例えば、フラッシュランプアニール）によって加熱することができる。
【００６７】
加熱温度Ｔ１は、例えば、第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１より１０℃高い温度以上第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１より７０℃高い温度以下にしてもよいし（Ｔｇ１＋１０≦Ｔ１≦Ｔｇ１＋７０）、又は第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１より３０℃高い温度以上第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１より４０℃高い温度以下にしてもよい（Ｔｇ１＋３０≦Ｔ１≦Ｔｇ１＋４０）。
【００６８】
第１層１２０ａを加熱温度Ｔ１で加熱する時間は、例えば、ホットプレート又はオーブンによる加熱では１分以上６０分以下、フラッシュランプアニールによる加熱では１μｓ以上１ｓ以下にしてもよい。
【００６９】
次いで、第１層１２０ａ上にＨＴＬ１２０ｂ（図１）を形成する。言い換えると、この例に係る方法は、第１層１２０ａを加熱した後に、第１層１２０ａに接する第２層（図１に示す例では、ＨＴＬ１２０ｂ）を形成する工程を含んでいる。さらに言い換えると、第１層１２０ａは、第１層１２０ａが第２層（図１に示す例では、ＨＴＬ１２０ｂ）で覆われる前に、加熱されている。ＨＴＬ１２０ｂを形成する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、ＨＴＬ１２０ｂは、蒸着又は塗布プロセス（例えば、インクジェット）によって形成することができる。
【００７０】
次いで、ＥＭＬ１２０ｃ、ＥＴＬ１２０ｄ及びＥＩＬ１２０ｅを形成する。ＥＭＬ１２０ｃ、ＥＴＬ１２０ｄ及びＥＩＬ１２０ｅを形成する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、ＥＭＬ１２０ｃ、ＥＴＬ１２０ｄ及びＥＩＬ１２０ｅは、蒸着又は塗布プロセス（例えば、インクジェット）によって形成することができる。
【００７１】
次いで、第２電極１３０を形成する。第２電極１３０を形成する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、第２電極１３０は、蒸着によって形成することができる。
【００７２】
このようにして、発光装置１０が製造される。
【００７３】
図４及び図５は、第１層１２０ａを加熱する理由の一例を説明するための図である。
【００７４】
第１層１２０ａを加熱する理由は、金属化合物の上述した濃度分布を形成することだけでなく、図４及び図５を用いて説明する理由も含んでいてもよい。
【００７５】
図４に示す例では、第１電極１１０の表面に異物Ｐが付着している。図４に示す例では、第１電極１１０を形成した後、第１電極１１０を形成するためのチャンバから第１層１２０ａを形成するためのチャンバへの基板１００（例えば、図１又は図２）の移動のため、基板１００（例えば、図１又は図２）を大気に曝している。基板１００の移動の間に、大気中の異物（図４に示す例では、異物Ｐ）が第１電極１１０の表面に付着することがある。
【００７６】
図４に示す例において、第１層１２０ａは、蒸着層であり、第１有機材料及び金属化合物を共蒸着させて形成されている。蒸着によって形成された層は、他の堆積（例えば、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））によって形成された層よりも、段差被覆性に劣っている。したがって、第１層１２０ａは、異物Ｐの周辺において途切れることがある。仮に、第１層１２０ａが途切れたまま第１層１２０ａ上の要素（例えば、図１に示した第２電極１３０）を形成すると、第１電極１１０及び第２電極１３０（例えば、図１）の間で短絡が生じ得る。
【００７７】
図５に示すように、第１層１２０ａの加熱は、異物Ｐを第１層１２０ａによって埋め込むために行われる。第１層１２０ａは、第１有機材料のガラス転移点Ｔｇ１以上の温度で加熱されて、流動性を呈するようになる。図４に示すように、加熱によって、第１層１２０ａは、異物Ｐを埋め込むように変形することができる。第１層１２０ａによる異物Ｐの埋込によって、第１電極１１０及び第２電極１３０（例えば、図１）の間の短絡を防止することができる。
【００７８】
（変形例）
変形例に係る発光装置１０は、以下の点を除いて、実施形態に係る発光装置１０と同様である。
【００７９】
第１電極１１０は、陰極として機能し、第１層１２０ａは、電子注入層及び電子輸送層の少なくとも一方として機能する。第１層１２０ａは、第１有機材料及び金属化合物を含んでいる。実施形態で説明した方法によって、第１層１２０ａにおける金属化合物の濃度は、実施形態における濃度と同様にすることができる。
【００８０】
金属化合物は、ドナー性を有する金属化合物、例えば、リチウムフッ化物（ＬｉＦ）、リチウム酸化物（Ｌｉ２Ｏ）、セシウムフッ化物（ＣｓＦ）又は炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）にすることができる。
【００８１】
以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００８２】
この出願は、２０１８年１２月２８日に出願された日本出願特願２０１８−２４７７３６号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００８３】
１０  発光装置
１００  基板
１０２  第１面
１０４  第２面
１１０  第１電極
１２０  有機層
１２０ａ  第１層
１２０ｂ  ＨＴＬ
１２０ｃ  ＥＭＬ
１２０ｄ  ＥＴＬ
１２０ｅ  ＥＩＬ
１３０  第２電極
１４０  発光部
ＲＧ１  第１領域
ＲＧ２  第２領域
ＲＧ３  第３領域
【図１】
2020138306.tif 000003
【図２】
2020138306.tif 000004
【図３】
2020138306.tif 000005
【図４】
2020138306.tif 000006
【図５】
2020138306.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月25日(2021.6.25)
【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】
第１電極と、
前記第１電極上に位置し、第１層を含む有機層と、
前記有機層上に位置する第２電極と、
を含み、
前記第１層は、
第１有機材料と、金属元素を含む化合物と、を含み、前記第１電極に接する第１領域と、
前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域よりも前記第１電極から離れた第２領域と、
前記第１有機材料と、前記化合物と、を含み、前記第１領域及び前記第２領域の間に位置する第３領域と、
を含み、
前記第２領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、前記第１領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの平均強度の１０％未満であり、
前記第１領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度分布及び前記第２領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度分布は、前記第３領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度分布より一様であり、
前記第３領域における前記金属元素のＳＩＭＳプロファイルの強度は、前記第１領域から前記第２領域にかけて減少している、発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置において、
前記第１領域は、１０ｎｍ以上の厚さを有している、発光装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光装置において、
前記第１領域における前記金属元素の前記ＳＩＭＳプロファイルの変動係数は、前記第２領域における前記金属元素の前記ＳＩＭＳプロファイルの変動係数より大きい、発光装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第２領域における前記金属元素の前記ＳＩＭＳプロファイルの平均強度は、前記第１領域における前記金属元素の前記ＳＩＭＳプロファイルの平均強度の１．０％未満である、発光装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記化合物の密度は、前記第１有機材料の密度より高い、発光装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記化合物は、金属酸化物である、発光装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記化合物は、モリブデン酸化物である、発光装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第３領域における前記ＳＩＭＳプロファイルの傾きは、前記第１領域のＳＩＭＳプロファイルの平均強度を１００％としたとき、０．５％／ｎｍ以上２０％／ｎｍ以下である、発光装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明者は、有機材料中の金属元素含有化合物（例えば、モリブデン酸化物）の好適な濃度分布を実現すること、例えば、当該濃度を、第１電極から一定距離離れた位置において、第１電極の近傍の位置においてよりも低下させることを検討した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
第１電極１１０は、陽極として機能することができる。一例において、第１電極１１０は、金属又は合金を含んでいてもよい。金属又は合金は、例えば、銀又は銀合金である。この例において、第１電極１１０の厚さは、例えば、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下にしてもよい。第１電極１１０の厚さが上記下限以上である場合、第１電極１１０の電気抵抗を低くすることができ、第１電極１１０の厚さが上記上限以下である場合、第１電極１１０の透過率を高くすることができる。他の例において、第１電極１１０は、酸化物半導体を含んでいてもよい。酸化物半導体は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＷＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｕｎｇｓｔｅｎ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）又はＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
第１層１２０ａは、第１領域ＲＧ１、第２領域ＲＧ２及び第３領域ＲＧ３を含んでいる。第１領域ＲＧ１、第２領域ＲＧ２及び第３領域ＲＧ３は、第１有機材料及び金属化合物（金属元素を含む化合物）を含んでいる。第１領域ＲＧ１、第３領域ＲＧ３及び第２領域ＲＧ２は、第１電極１１０側（図２の横軸において深い側）から順に並んでいる。
【国際調査報告】
2020138306.tif 000008
2020138306.tif 000009
2020138306.tif 000010
2020138306.tif 000011