JP7504580B2 - 電子デバイス、表示装置、光電変換装置、電子機器、照明装置及び移動体 - Google Patents

Description

本発明は、電子デイバス、表示装置、光電変換装置、電子機器、照明装置及び移動体に関する。

有機層を用いた電子デバイスとして、有機発光素子や有機光電変換素子が提案されている。有機発光素子は、上部電極と下部電極とその間に配置されている有機層を有する素子であり、有機層に含まれる有機化合物を励起させることにより発光する。近年、有機発光素子を備えた電子デバイスが注目されており、中でも表示装置が広く用いられている。

有機発光素子の有機層を形成する方式には、発光色ごとに異なる構成の有機層を形成する方式、発光色に依らずに同じ構成の有機層を形成する方式が知られている。発光色に依らずに同じ構成の有機層を形成する方式では、典型的には複数の発光素子に渡って連続した有機層が形成される。また、発光色ごとに異なる構成の有機層を形成する場合であっても、一部の有機層は複数の発光素子につながって設けられる場合もある。

しかし、有機層が複数の発光素子および複数の発光素子間においてつながっている構成においては、隣り合う発光素子間での有機層を介した電流のリークが発生しやすい。発光素子間でのリーク電流は、意図しない発光素子の発光の原因となる。意図しない発光素子の発光は、表示装置の表現の性能を表す色域を狭めてしまう。

また、有機層を用いた光電変換素子においては、複数の下部電極を覆うように連続する有機光電変換層が配される。有機光電変換層を介して複数の下部電極間でリーク電流が生じ、結果として、ノイズが生じる可能性がある。

有機層が薄いことで、下部電極の間でのリーク電流は低減することができる。しかし、有機層が薄い場合には、上部電極と下部電極との間のリーク電流が生じやすくなる。特許文献１には、上部電極と下部電極との間でのショートを低減するために、各画素を分離する隔壁に近い、画素周辺部の有機層の層厚が、画素の中央部の有機層の層厚よりも大きい表示装置を開示している。

特開２００７－７３６０８号公報

特許文献１には、画素の中央部における有機層の層厚、および、画素の周辺部における有機層の層厚の関係が記載されているが、画素を分離する隔壁の傾斜部における傾斜部に対して垂直方向の有機層の層厚については記載がない。画素中央部の有機層と、画素周辺部の有機層の厚さの比を制御するのみでは、画素を分離する隔壁の傾斜部における傾斜部に対して垂直方向の有機層の層厚に起因する上部電極と下部電極との間のリーク電流の低減には不十分である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされるものであり、その目的は、複数の第一電極を有する電子デバイスにおいて、複数の第一電極の間のリーク電流を低減し、かつ第一電極及び第二電極の間のリーク電流を低減した電子デバイスを提供することである。

本発明の一実施形態は、複数の第一電極と、第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に配置され、前記複数の第一電極を覆っている機能層と、前記第一電極の端を覆い、前記第一電極の上に傾斜部を有する絶縁層と、を有し、
前記第一電極は、前記第一電極の前記端を含み、前記絶縁層に覆われた第一領域と、前記機能層に接する第二領域と、を有し、
前記機能層が、前記複数の第一電極のうちの隣り合う２つの第一電極の前記第二領域と、前記２つの第一電極をそれぞれ覆う前記絶縁層と、を覆うように連続して配され、
前記第二領域における前記機能層の層厚が、前記第一電極の上面から前記絶縁層の上面までの高さよりも小さい電子デバイスであって、
前記第一電極の主面に垂直な断面において、前記絶縁層の前記傾斜部は、前記傾斜部の上端と前記傾斜部の下端との間に配される緩傾斜部と、前記緩傾斜部と前記下端の間に配され、かつ、前記第一電極に対する傾斜角が前記緩傾斜部の傾斜角よりも大きい急傾斜部とを有し、
前記急傾斜部は、前記第一電極の前記第一領域の上面に対する傾斜角が５０°よりも大きく、前記緩傾斜部は、前記第一電極に対する傾斜角が５０°以下であり、
前記第一電極の前記第二領域における前記機能層の上面の高さは、前記急傾斜部の上端の高さよりも高いことを特徴とする電子デバイスに関する。

本発明によれば、複数の第一電極を有する電子デバイスにおいて、複数の第一電極の間のリーク電流を低減し、かつ第一電極及び第二電極の間のリーク電流を低減した電子デバイスを提供できる。

本発明の第一の実施形態に係る有機デバイスの構成を模式的に示す断面図である。 図１の有機デバイスの構成を模式的に示す平面図である。 実施形態に係る有機発光装置の模式図と回路図である。 第一電極上における前記有機層の層厚に対する、隣り合う二つの第一電極の開口部間の距離の比と、赤画素の色度の関係図である。 本発明の第一の実施形態に係る有機発光装置の構成を模式的に示す断面図の拡大図である。 本発明の第二の実施形態に係る有機発光装置の構成を模式的に示す断面図の拡大図である。 蒸着シミュレーションにおける部材の配置図である。 蒸着シミュレーション結果の図である。 本実施形態に係る表示装置の一例を表す模式図である。 （ａ）本実施形態に係る撮像装置の一例を表す模式図である。（ｂ）本実施形態に係る電子機器の一例を表す模式図である。 （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。 （ａ）本実施形態に係る照明装置の一例を示す模式図である。（ｂ）本実施形態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。 傾斜部における有機層の傾斜部に対して垂直方向の膜厚のうち最も薄い部分の膜厚と、上部電極と下部電極との間のリーク電流の関係である。

本発明の一実施形態に係る電子デバイスは、複数の第一電極と、第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に配置され、前記複数の第一電極を覆っている機能層と、前記第一電極の端を覆い、前記第一電極の上に傾斜部を有する絶縁層と、を有し、前記第一電極は、前記第一電極の前記端を含み、前記絶縁層に覆われた第一領域と、前記機能層に接する第二領域と、を有し、前記機能層が、前記複数の第一電極のうちの隣り合う２つの第一電極の前記第二領域と、前記２つの第一電極をそれぞれ覆う前記絶縁層と、を覆うように連続して配され、前記第二領域における前記機能層の層厚が、前記第一電極の上面から前記絶縁層の上面までの高さよりも小さい電子デバイスであって、前記絶縁層の傾斜部における前記機能層は、前記傾斜部の傾斜面に対して垂直方向の層厚が２０ｎｍ以上であることを特徴とする電子デバイスである。

本発明の一実施形態に係る電子デバイスは、第一電極、第二電極、第一電極と第二電極との間に配置されている機能層、第一電極の端を覆っている絶縁層、を有する素子を有するということができる。

上記のように、複数ある第一電極において、第一電極間のリーク電流が低減された電子デバイスにおいて、絶縁層の傾斜部における機能層の層厚が２０ｎｍ以上であることで、第一電極と第二電極との間でのリーク電流を低減することができる。

この機能層の厚さによるリーク電流の低減効果は、機能層の層厚が、複数の第一電極の端を覆っている絶縁層の高さよりも小さい場合、すなわち、機能層が薄い場合に、効果が高い。また、機能層が複数の素子において連続で形成されている場合、すなわち、機能層がつながって形成されている場合に、効果が高い。

電子デバイスが有機発光素子である場合、機能層、すなわち、有機層の層厚が小さいことで、発光効率を向上することができる。有機層に吸収される光を低減することができるからである。有機発光素子の一対の電極間の距離Ｌは、以下の式（１）を満たすことが好ましい。有機発光素子において以下の式（１）を満たすことは、電極間での光学干渉を強めることを意味し、有機発光素子がさらに発光効率を向上させることができる。ここでの発光効率は取出し効率ということもできる。
（λ／８）×（－（２φ／π）－１）＜Ｌ＜（λ／８）×（－（２φ／π）＋１） （１）
式（１）において、λは有機層に含まれる発光層が発光する発光スペクトルの最大ピークの波長である。最大ピークとは、発光スペクトルのピークの内で強度が最大のピークである。ピーク波長は、発光に含まれるピークのうち最小の波長であってよい。φは電極での位相シフトである。位相シフトは光が反射する際に起こる位相シフトである。第一電極または第二電極の一方は、反射電極であってよく、他方は光透過電極であってよい。光透過電極は、光の一部を透過し、一部を反射する電極であってもよい。

本発明の一実施形態に係る電子デバイスの素子は、有機発光素子であってよい。素子が有機発光素子である場合は、機能層は発光層を有する有機層であってよい。一方、素子は、光電変換素子であってもよい。素子が光電変換素子である場合は、機能層は光電変換層を有する有機層であってよい。

第一電極は、絶縁層に覆われ、端を含む領域である第一領域と、絶縁層に覆われず、機能層と接する第二領域と、を有する。第一領域は第二領域を囲んでいてよい。

本発明の一実施形態に係る有機発光装置の第一電極の第二領域における有機層４の層厚は、１００ｎｍ未満であることが好ましい。これによって、高輝度化しやすく、本発明による第一電極と第二電極間のリーク電流の低減効果が大きくなる。

以下、本発明の一実施形態に係る電子デバイスの具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明および図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。

＜第一の実施形態＞
第一の実施形態は、電子デバイスが有機発光装置である例である。図１は、本発明における第一の実施形態の有機発光装置１００の断面模式図である。図２は、有機発光装置１００の上面俯瞰図である。図２のＡ－Ａ’間の断面が、図１に相当し、３つの素子１０で１つの画素を構成している。本実施形態では、デルタ配列の画素の例を示すが、これに限られることはなく、ストライプ配列やスクエア配列であってもよい。

有機発光装置１００は、基板１と基板１の上面（第１の面）に配される複数の発光素子１０を含む。図１には、有機発光装置１００に含まれる複数の発光素子１０のうち、３つの発光素子１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが示されている。１０Ｒにおける「Ｒ」は、赤色を発光する素子であることを示している。同様に１０Ｇ、１０Ｂはそれぞれ緑色、青色を発光することを示している。本明細書において、複数の発光素子１０のうち特定の発光素子を示す場合は、発光素子１０「Ｒ」のように参照番号の後に添え字し、何れであってもよい場合は、単に発光素子「１０」と示す。他の構成要素についても同様である。

複数の発光素子１０は、基板１の上面の側から、絶縁層３によってそれぞれの発光素子ごとに分離された下部電極２（第一電極）と、下部電極２および絶縁層３を覆う発光層を含む有機層４と、有機層４を覆う上部電極５（第二電極）と、を含む。本実施形態の有機発光装置１００は、上部電極５から光を取り出すトップエミッション型デバイスである。さらに、有機発光装置１００は、上部電極５を覆うように配された保護層６と、保護層６の上に複数の発光素子１０のそれぞれと対応するように配された複数のカラーフィルタ７と、を含む。本実施形態において、有機層４は、白色発光し、カラーフィルタ７Ｂ、７Ｇ、７Ｒは、有機層４から発せられる白色光から、ＲＧＢそれぞれの光を分離する。カラーフィルタは有機層からの光を吸収して他の色に変換する色変換層であってもよい。

本明細書において、「上」「下」とは、図１における上下を指す。基板１の主面のうち下部電極２などが配されている面を「上」面と呼ぶ。また、「高さ」とは、基板１の上面（第１の面）からの上方向の距離である。基板１の上面（第１の面）と平行な部分を指定しその指定した基準に基づいて「高さ」を指定してもよい。

図１において、符号１は、基板と略記するが、第一電極に接続されているトランジスタを含む駆動回路との間に配置される絶縁物であってよい。絶縁物は例えば、酸化シリコン、窒化シリコン等の無機物、ポリイミド、ポリアクリル等の有機物で構成される層間絶縁層があげられる。創刊絶縁層は、第一電極を形成する面の凹凸を軽減する目的から平坦化層と呼ばれることもある。

下部電極２は、有機層４の発光波長に対する反射率が８０％以上の金属材料が用いられてもよい。例えば、ＡｌやＡｇなどの金属や、これらの金属にＳｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｄなどを添加した合金を下部電極２に使用することができる。ここで、発光波長とは、有機層４から出射する光のスペクトル範囲のことを指す。下部電極２の有機層４の発光波長に対する反射率が高ければ、下部電極２は、バリア層を含む積層構造としてもよい。バリア層の材料としては、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｕなどの金属やその合金を用いてよい。バリア層は、下部電極の上面に配置される金属層であってよい。下部電極２Ｒの上面が反射面１２Ｒである。反射面は、有機層からの発光を反射してよい。他の画素について同様に、１２Ｇ，１２Ｂを有する。

絶縁層３は、下部電極の端を覆い、下部電極と機能層との間に配置されてよい。下部電極は絶縁層に覆われている第一領域と、絶縁層に覆われず、有機層に覆われている第二領域を有してよい。第二領域は有機層に接しているといってもよい。第二領域は、開口部とも呼ばれる。上面俯瞰図において、第二領域は絶縁層によって形成された凹部と見ることができるからである。第二領域は、それぞれの発光素子１０の発光領域である。すなわち、発光領域の上面俯瞰の形状は、絶縁層による形状であってよい。絶縁層は、各発光素子の第一電極を分離する役割があれば、図１に示されるような形状に限られない。

絶縁層３は、その上部に傾斜部を有してよい。上部とは、基板とは反対側、または、機能層側ということができる。

絶縁層３は、例えば、化学気相堆積法（ＣＶＤ法）や物理蒸着法（ＰＶＤ法）などで形成してよい。絶縁層３は、例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）、シリコン酸化物（ＳｉＯ）などで構成されてよい。また、絶縁層３は、それらの積層膜でもよい。絶縁層の傾斜部の傾斜角は、異方性エッチングや等方性エッチングの条件によって制御してよい。また、絶縁層３の直下の層の傾斜角を制御することで、絶縁層３の傾斜角を制御してよい。絶縁層３は、エッチングなどによる加工や、層の積み増しなどによって、上面に凹凸を有してよい。

有機層４は、下部電極２と上部電極５との間に配置されている。基板１の上面に連続的に形成され、複数の発光素子１０によって共有されてよい。１つの有機層を複数の発光素子で共有しているともいえる。有機層４は、有機発光装置１００の画像を表示する表示領域の全面において、一体的に形成されていてもよい。有機層４は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を含んでよい。有機層４は、発光効率、駆動寿命、光学干渉といった観点からそれぞれ適切な材料を選択することができる。正孔輸送層は、電子ブロック層や正孔注入層として機能してもよく、正孔注入層や正孔輸送層や電子ブロック層などの積層構造としてもよい。発光層は、異なる色を発光する発光層の積層構造でもよく、異なる色を発光する発光ドーパントを混合した混合層でもよい。

また、電子輸送層は、正孔ブロック層や電子注入層として機能してもよく、電子注入層や電子輸送層や正孔ブロック層の積層構造としてもよい。

また、上部電極と下部電極のうち、陽極となる電極と発光層の間の領域は正孔輸送領域であり、陰極となる電極と発光層の間の領域は電子輸送領域である。正孔輸送領域と電子輸送領域を総称して電荷輸送領域と呼ぶ。

また、発光層を複数有する構成であってよく、複数の発光層の間に中間層を有してよい。中間層が電荷発生層であるタンデム構造の有機発光装置であってよい。タンデム構成は、中間層と発光層との間に正孔輸送層や電子輸送層などの輸送層を形成してもよい。

上部電極５は、有機層４の上に配置される。複数の素子上に連続的に形成され、複数の発光素子１０によって共有されている。有機層４と同様に、上部電極５は、有機発光装置１００の画像を表示する表示領域の全面において、一体的に形成されていてもよい。上部電極５は、上部電極５の下面に到達した光の少なくとも一部を透過する電極であってよい。上部電極は、一部の光を透過するとともに、他の一部を反射する（すなわち半透過反射性）半透過反射層として機能してもよい。上部電極５は、例えばマグネシウムや銀などの金属、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うる。また、上部電極５に、酸化物導電体などが用いられてもよい。また、上部電極５は、適当な透過率を有するならば、積層構造であってもよい。

保護層６は、例えば、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、シリコン酸化物およ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低い材料で構成されてよい。窒化シリコン、酸窒化シリコンは、例えば、ＣＶＤ法を用いて形成されてよい。一方、酸化アルミニウム、シリコン酸化物およびチタン酸化物原子層堆積法（ＡＬＤ法）を用いて形成されてよい。保護層の構成材料と製造方法の組み合わせは、上記の例示に限定されないが、形成する層厚、それに要する時間など、を考慮して製造されてよい。保護層６は、上部電極５を透過した光を透過し、十分な水分遮断性能があれば、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。

カラーフィルタ７は、保護層６の上に形成される。図１に示されるカラーフィルタ７Ｒとカラーフィルタ７Ｇとのように、隙間なく接してもよい。また、カラーフィルタが他の色のカラーフィルタの上に重なるように配置されてもよい。カラーフィルタは、保護層との間に平坦化層８を有してよい。また、カラーフィルタの上に平坦化層を有してもよい。カラーフィルタ上の平坦化層は、カラーフィルタ下の平坦化層と同じ材料であってもよい。これら平坦化層の材料として、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂を用いてよい。

下部電極２Ｒ上における有機層５の層厚Ｃは、下部電極に対する垂直方向の有機層の厚さであり、下部電極２Ｒの開口部から下部電極２Ｇの開口部までの距離Ｄは、開口部端の間の最短距離である。

本発明の一実施形態に係る電子デバイスは、第一電極上における有機層の層厚に対する、第一電極の開口部から隣の第一電極の開口部までの間の距離の比が、５０未満であってよい。この数値範囲の有機発光装置は、発光素子間のリーク電流が課題になり得るほど、発光素子が高精細に配列したデバイスとなる。その根拠を以下に説明する。

図３は、赤色カラーフィルタ７Ｒを有する発光素子１０Ｒと緑色カラーフィルタ７Ｇを有する発光素子１０Ｇが形成された有機発光装置の模式図である。図１と異なる点は、絶縁層が傾斜部を有さず、素子間のリーク電流低減をしない点である。模式図には、発光素子１０Ｒの等価回路を重ねて記した。図３の有機層の抵抗値を示すものであり、電子回路が組み込まれるものではない。また、発光素子間のリーク電流を説明するために発光素子１０Ｇの等価回路も記載されている。

下部電極２Ｒ上の有機層厚をＣ、下部電極２Ｒと下部電極２Ｇの開口部の間の距離をＤ、有機層の厚さ方向における単位面積あたりの抵抗をｒとすると、有機層の水平方向における単位面積あたりの抵抗は、ｒ（Ｄ／Ｃ）となる。ここから、発光素子１０Ｒに流れる電流をＩ_Ｒ、発光素子１０Ｇに流れる電流をＩ_Ｇとすると、以下の関係が成り立つ。
Ｉ_Ｇ／Ｉ_Ｒ＝１／（１＋Ｄ／Ｃ） （２）
つまり、赤色発光素子１０Ｒのみを発光させようとしても、緑色発光素子１０Ｇにも電流が流れ発光してしまうということであり、それがＤ／Ｃに依存するということである。

同じ電流量で発光させた際の、赤色発光素子１０Ｒのみの発光スペクトルをＳ_Ｒ、緑色発光素子１０Ｇのみの発光スペクトルをＳ_Ｇ、とした場合、発光素子間のリーク電流を考慮した発光スペクトルＳ_Ｒ＋Ｇは、以下の式（３）にて示される。
Ｓ_Ｒ＋Ｇ ＝ Ｓ_Ｒ＋Ｓ_Ｇ（Ｉ_Ｇ／Ｉ_Ｒ） （３）
Ｓ_Ｒ＋ＧのＣＩＥｘｙ空間にける色度座標を算出しｘ値を縦軸、Ｄ／Ｃを横軸としたグラフを図４に示す。図４において、ｘ座標が変化するということは、赤発光を意図しているにも関わらず、緑色も発光されていることを意味する。すなわち、図４において、ｘ座標が低いことは、隣の画素へのリーク電流が発生していることを示している。Ｄ／Ｃが５０以上の場合、ｘ値がほとんど変化しない。つまり、絶縁層の傾斜部がなく、発光素子間のリーク電流が起こりやすい場合だとしても、Ｄ／Ｃが５０以上の場合は発光素子間のリーク電流が課題とならない場合がある。一方、Ｄ／Ｃが５０未満の場合、ｘ値が大きく低下しており、赤色の色純度低下が顕著となるため、発光素子間のリーク電流が課題となり得るほど高精細に発光素子が配列した有機発光装置である。つまり、Ｄ／Ｃが５０未満の場合、本実施形態に係る有機発光装置のリーク電流低減の効果が特に高い。

本発明の一実施形態に係る有機発光装置の一対の電極の間の光学距離は、強め合わせの干渉構造となってよい。強め合わせの干渉構造は、共振構造ということもできる。

発光素子において、強め合わせの光学干渉条件を満たすように各有機層を形成することで、光学干渉により有機発光装置からの取り出し光を強めることができる。正面方向の取り出し光を強める光学条件とすれば、より高効率に正面方向に光が放射される。また、光学干渉により強められた光は、発光スペクトルの半値幅が、干渉前の発光スペクトルに比べて小さくなることが知られている。すなわち、色純度を高くすることができる。波長λの光に対して設計した場合、発光層の発光位置から光反射材料の反射面までの距離ｄ_０をｄ_０＝ｉλ／４ｎ_０（ｉ＝１，３，５，・・・）に調整することで強め合わせの干渉とすることができる。

その結果、波長λの光の放射分布に正面方向の成分が多くなり、正面輝度が向上する。なお、ｎ_０は、発光位置から反射面までの層の波長λにおける屈折率である。

発光位置から光反射電極の反射面までの間の光学距離Ｌｒは、反射面での波長λの光が反射する際の位相シフト量の和をφｒ［ｒａｄ］とすると、以下の式（４）で示される。なお、光学距離Ｌは、有機層の各層の屈折率ｎｊと各層の厚さｄｊの積の総和である。つまり、Ｌは、Σｎｊ×ｄｊと表せ、またｎ０×ｄ０とも表せられる。なお、φは負の値である。
Ｌｒ＝（２ｍ－（φｒ／π））×（λ／４） （４）
上記式（４）中、ｍは０以上の整数である。なお、φ＝－πでｍ＝０ではＬ＝λ／４、ｍ＝１ではＬ＝３λ／４となる。以後、上記式のｍ＝０の条件をλ／４の干渉条件と、上記式のｍ＝１の条件を３λ／４干渉条件と記載する。

発光位置から光取出し電極の反射面までの間の光学距離Ｌｓは、射面での波長λの光が反射する際の位相シフトの和をφｓ［ｒａｄ］とすると、以下の式（５）で示される。下記式（５）中、ｍ’は０以上の整数である。
Ｌｓ＝（２ｍ’－（φｓ／π））×（λ／４）＝－（φｓ／π）×（λ／４） （５）

よって、全層干渉Ｌは、下記式（６）の通りである。
Ｌ＝（Ｌｒ＋Ｌｓ）＝（２ｍ－（φ／π））×（λ／４） （６）
ここで、φは波長λの光が該光反射電極と該光取出し電極で反射する際の位相シフトの和（φｒ＋φｓ）である。

この時、実際の発光素子では、正面の取り出し効率とトレードオフの関係にある視野角特性等を考慮すると、上記式と厳密に一致させなくてもよい。具体的には、Ｌが式（６）を満たす値から±λ／８の値の範囲内の誤差があってもよい。Ｌの値が干渉条件から離れてもよい許容値は、５０ｎｍ以上７５ｎｍ以下であってよい。

よって、本発明に係る有機発光装置において、下記式（７）を満たすことが好ましい。さらに好ましくは、Ｌが式（６）を満たす値から±λ／１６の値の範囲内であればよく、下記式（７’）を満たすことが好ましい。
（λ／８）×（４ｍ－（２φ／π）－１）＜Ｌ＜（λ／８）×（４ｍ－（２φ／π）＋１） （７）
（λ／１６）×（８ｍ－（４φ／π）－１）＜Ｌ＜（λ／１６）×（８ｍ－（４φ／π）＋１） （７’）
本発明に係る発光素子は、式（７）、式（７’）において、ｍ＝０且つ、ｍ’＝０、つまりλ／４の光学干渉条件であることが好ましい。その場合、式（７）、式（７’）は、式（８）、式（８’）のように表される。
（λ／８）×（－（２φ／π）－１）＜Ｌ＜（λ／８）×（－（２φ／π）＋１） （８）
（λ／１６）×（－（４φ／π）－１）＜Ｌ＜（λ／１６）×（－（４φ／π）＋１） （８’）
式（７）、式（７’）において、ｍ＝０、ｍ’＝０である場合、強め合わせの干渉構造のなかで有機層の膜厚が、最も薄くなる。これによって、発光素子の駆動電圧が低くなり、電源電圧の上限の範囲内で、より高輝度の発光が可能となる。有機層が薄くなる場合は、上部電極と下部電極間のリーク電流が発生しやすくなるため、本発明における要件を満たすことで、上部電極と下部電極間のリーク電流の低減効果が特に大きくなる。

ここで、発光波長λは、発光強度が最大にピークの発光波長であってよい。有機化合物の発光は、最大のピークは、発光スペクトルの内の最小ピークが最大発光であることが一般的なので、最小ピークの波長であってもよい。

本発明の一実施形態に係る電子デバイスは、機能層の層厚が小さいデバイスである。より具体的には、第一電極の絶縁層に覆われていない第二領域における機能層の層厚が、絶縁層の高さよりも小さい。機能層の層厚は、第一電極の第二領域だけでなく、絶縁層の上面において見積もることもできる。機能層の層厚が小さく、素子間のリーク電流が課題となるデバイスにおいて、絶縁層の傾斜部に沿った機能層の領域の層厚が２０ｎｍ以上である。機能層が、絶縁層の傾斜部に沿っているとは、絶縁層の傾斜部に対して垂直に線を引いた場合に、機能層の傾斜部に到達する構成を指す。

つまり、本発明の一実施形態に係る電子デバイスは、機能層の層厚が第一電極の第二領域における層厚が絶縁層の高さよりも小さいので、隣接する素子へのリーク電流が低減される。同時に絶縁層の傾斜部における機能層の層厚が２０ｎｍ以上であるので、第一電極と第二電極の間のリーク電流が低減される。

図５（ａ）は、図１の点線部Ｂを拡大した図である。図５（ａ）には、第一電極の第二領域２１と、絶縁層の傾斜部３１が示されている。絶縁層の傾斜部３１は、第一電極の第一領域上の傾斜部である。傾斜部３１は発光領域に接している傾斜部、開口部の内周を形成している傾斜部とも呼ぶことができる。また、基板に垂直な方向からの平面視において、傾斜部と第一電極の第一領域とが、重畳している。これに対して傾斜部３２は、基板に対して垂直な方向の平面視において、第一電極と他の第一電極との間に配置されている傾斜部である。開口部の外周を形成している傾斜部，画素間の傾斜部と呼ぶこともできる。第二領域２１における有機層の上面の高さＦは、第二領域２１に対して概ね平行に形成された有機層の上面の高さを表している。第二領域上の有機層は、第一電極上の有機層の平坦部と呼ぶこともできる。

絶縁層の傾斜部３１の上端３３は、絶縁層の角度が０°になる位置であり、傾斜部３１の上端３３の高さはＥとして表されている。絶縁層の傾斜部の傾斜角θは、図５（ａ）のように傾斜部の各位置で一定でもよいし、傾斜角が傾斜部の位置によって変化してもよい。傾斜角が変化する場合でも、傾斜角が０°よりも大きい範囲では同一の傾斜部と見なし、傾斜角が０°になる両端の位置が、傾斜部３１の上端３３と下端３４である。図２に示す平面構造であれば、傾斜部３１は、六角形の各辺を一周してまたがって形成される。

有機層４の上面の高さＦは、傾斜部３１の上端３３の高さはＥよりも低い。本実施形態に係る有機発光装置は、有機層の層厚が絶縁層の高さよりも小さいからである。つまり、図５（ａ）の通り、本実施形態に係る有機発光装置は、絶縁層の傾斜部に沿った有機層を有する。傾斜部３１に沿った有機層の領域４１（点線内）が形成される。傾斜部に沿った有機層は、傾斜部に概ね平行に形成された領域であり、有機層の領域４１のように、絶縁層に対する垂線によって区切られている。図２に示す平面構造であれば、傾斜部３１に沿った有機層の領域４１は、六角形の各辺を一周してまたがる領域となる。なお、概ね平行とは、傾斜部のある位置の傾斜角と、その位置から描いた傾斜部との垂線が有機層４上面と交わる位置の傾斜角が同じである場合が、平行とすると、傾斜角の差が±１５°の範囲内に入る場合のことを指す。

図５（ａ）における有機層の領域４２は、絶縁層の傾斜部３１に沿った有機層ではない。なぜなら、第二領域２１上に形成される有機層の層厚が大きいので、傾斜部３１に沿って形成される有機層を埋めてしまっているからである。

図５（ｂ）には、比較例として、有機層４の上面の高さＥが、傾斜部３１の上端６１の高さはＦよりも高い例を示している。この場合、傾斜部３１に沿った有機層は存在しない。なぜなら、第二領域２１上に形成される有機層の層厚が大きいので、傾斜部３１に沿って形成される有機層を埋めてしまっているからである。図５（ｂ）の例の場合、有機層の抵抗が比較的低いため、隣接する発光素子へのリーク電流の低減が十分でない場合がある。

図５（ａ）に示す、傾斜部３１の有機層の層厚Ｇが２０ｎｍ以上であると、上部電極５と下部電極２の間のリーク電流を大幅に低減することができることを、本発明者らは、様々な条件の有機デバイスを検討する中で見出した。傾斜部の有機層の層厚とは、絶縁層の傾斜部に対する垂直方向の層厚である。一方で、傾斜部に沿った有機層の層厚は、平坦部上に形成された有機層の層厚よりも小さいので、電気抵抗が高い。層厚が小さい第二領域の有機層に加えて、傾斜部による有機層の高抵抗化を行っているので、隣接する発光素子へのリーク電流が低減される。隣接する発光素子へのリーク電流が低減されれば、意図しない発光素子の発光を低減し、発光装置の色域の狭小化を低減することができる。傾斜部３１の有機層の層厚Ｇは好ましくは２５ｎｍ以上であり、特に好ましくは３３ｎｍ以上である。これによって、より上部電極と下部電極間のリーク電流を低減することができる。

よって、図５（ａ）に示す有機デバイスとすることで、隣接する発光素子へのリーク電流と上部電極と下部電極の間のリーク電流との両方を低減することができる。傾斜部に対して垂直方向の有機層の層厚は、一つの傾斜部の層厚が最も薄い部分においても２０ｎｍ以上であってよい。傾斜部に対して垂直方向の有機層の層厚は、傾斜部の傾斜角や有機層の成膜条件などで制御することができる。絶縁層の傾斜部の傾斜角は５０°以下であってよい。

本実施形態に係る有機発光装置は、複数の絶縁層を有する。上記ではそのうちの一つ絶縁層を例にあげたが、複数の絶縁層において、傾斜部における有機層が、傾斜部に対して垂直な方向の層厚が２０ｎｍ以上であってよい。

以上においては、絶縁層の傾斜部３１における有機層の層厚について説明した。一方、絶縁層の傾斜部３２についても同様に、傾斜部に対して垂直方向の有機層の層厚が２０ｎｍ以上であることが好ましい。両傾斜部において、有機層の層厚が２０ｎｍ以上であることが好ましいが、傾斜部３１において、当該層厚が２０ｎｍ以上であることを満たしていることの方が、傾斜部３２において、当該層厚が２０ｎｍ以上であることを満たしていることよりも好ましい。傾斜部３１における有機層の方が、傾斜部３２における有機層よりも第一電極と第二電極との間にリーク電流に寄与するからである。

また、複数の絶縁層の第一電極の第一領域上の傾斜部において、傾斜部に対して垂直方向の有機層の層厚が２０ｎｍ以上であってよい。すべての絶縁層の傾斜部において傾斜部に対して垂直方向の有機層の層厚が２０ｎｍ以上であってよい。さらに、複数の絶縁層の第一電極と他の第一電極の間に配置されている傾斜部において、傾斜部に対して垂直方向の有機層の層厚が２０ｎｍ以上であってよい。さらに、すべての絶縁層の第一電極と他の第一電極の間に配置されている傾斜部において、傾斜部に対して垂直方向の有機層の層厚が２０ｎｍ以上であってよい。

本実施形態に係る有機発光装置において、傾斜部における傾斜面は、第一電極の上面とは平行ではなく、傾斜部における傾斜面は、絶縁層の表面のうち、絶縁層の上面と、絶縁層が覆う第一電極の上面との間の部分である。言い換えれば、傾斜部の傾斜面は、絶縁層の表面のうち、絶縁層の上面の端と、第一電極の上面との間の部分である。第一電極上の傾斜部の角度は、９０°より小さくてよい。当該角度が９０°よりも小さい場合、第一電極の上面から上に向かうにつれて、絶縁層による開口の幅が大きくなる。

＜第二の実施形態＞
図６は本発明に係る第二の実施形態の図である。絶縁層３の形状が異なることと、有機層の下部に電荷輸送領域が含まれること以外、第一の実施形態と同じである。以下、第一の実施形態との差異と、その効果について説明する。

第一電極の第一領域上の絶縁層の傾斜部３１は、緩傾斜部（太線部）３１１と急傾斜部（太線部）３１２を含む。緩傾斜部は、傾斜部のうち傾斜部の上端から傾斜部の下端の間に配置される。絶縁層が上面を有する場合は、上面の高さが上端の高さであり、上面自体は上端に含まない。急傾斜部は、緩傾斜部と、傾斜部の下端の間に配置される。より具体的には、緩傾斜部の下端と傾斜部の下端の間に配置される。

図６においては、緩傾斜部３１１は、傾斜部３１のうち、傾斜部に沿った有機層の領域４１に接する部分である。緩傾斜部は第一電極の上面に対してθ１の角度で形成されている。第一電極上面が、水平面に平行であれば、緩傾斜部の角度は水平面からθ１であってよい。急傾斜部は、緩傾斜部と絶縁層の下端との間に配置されており、第一電極の上面に対してθ２の角度で形成されている。急傾斜部３１２とは、傾斜部３１のうち、緩傾斜部３１１のなかで最も大きい傾斜角θ１の部分よりも、傾斜角θ２が大きい部分である。

急傾斜部の傾斜角θ２は、５０°よりも大きく、緩傾斜部の傾斜角θ１が５０°以下である。好ましくは、急傾斜部の傾斜角θ２は、５０°よりも大きく９０°以下であり、緩傾斜部の傾斜角θ１は、３０°以上５０°以下である。

有機層４は、電荷輸送層４３と発光層を含む領域４４から成り、第一電極側に電荷輸送層が配置される。電荷輸送層は有機層の構成成分が、有機層と異なってよい。そして、第一電極の第二領域２１における電荷輸送層の上面４３１の高さＩは、急傾斜部３１２の上端の高さＨよりも低い。これによって、電荷輸送層４３は、急傾斜部に垂直な方向の層厚が小さい領域、急傾斜部３１２に沿った領域を形成する。

蒸着法で形成した場合、傾斜部に沿った層の層厚は、傾斜角が大きいほど薄くなるため、電荷輸送層を高抵抗化しやすい。電荷輸送層は有機層のなかでも電荷輸送能力に優れた領域であるため、発光素子間のリーク電流に寄与しやすいが、上記のように高抵抗化できれば、発光素子間のリーク電流を低減することができる。

そのため、第一電極の第二領域２１における有機層の上面の高さＦは、急傾斜部３１２の上端の高さＨよりも高い。第二領域２１上の有機層４が、急傾斜部を形成したことによる高抵抗化の領域が形成されるためである。

傾斜部を有する絶縁層により、有機層が薄膜化された場合であっても、本実施形態に係る有機発光装置は、傾斜部における有機層は、傾斜部に対して垂直な方向の層厚が２０ｎｍ以上であるため、第一電極、第二電極の間のリーク電流が低減されている。

本実施形態に係る緩傾斜部および急傾斜部は、例えば、緩傾斜部３１１は等方性エッチング等を用いて形成することができ、急傾斜部３１２は異方性エッチング等を用いて形成することができる。

ここまで、絶縁層の傾斜部３１が緩傾斜部および急傾斜部を有する例をあげたが、絶縁層の傾斜部３２が緩傾斜部および急傾斜部を有してもよい。

絶縁層の急傾斜部と緩傾斜部の傾斜角は、図６のようにそれぞれ傾斜部において一定でもよいし、傾斜角が傾斜部に沿って変化してもよい。この場合、緩傾斜部と急傾斜部の境界は、傾斜角が５０°を超える点である。

本実施形態における電荷輸送層は正孔輸送層であってよい。一般的に電子輸送層よりも正孔輸送層の方が、電荷移動度が高いため、本実施形態の構造とすることで、正孔輸送層を高抵抗化することができ、発光素子間のリーク電流の低減効果を大きくすることができる。また、正孔輸送層は、複数の有化合物層からなる正孔輸送領域であってもよい。

発光素子間のリーク電流を低減する場合、発光層は電子トラップ型であることが好ましい。電子トラップ型とは、発光層の主成分を占めるホスト材料の最低非占軌道のエネルギーよりも、発光層に含まれるドーパント材料の最低非占軌道のエネルギーが０．１５ｅＶ以上深い場合の発光層である。これによって、発光層の電子移動度が低下する。そのため、正孔による発光素子間のリーク電流は、傾斜部による高抵抗化で、電子による発光素子間のリーク電流は発光層による高抵抗化という形で対策できるため、正孔および電子による発光素子間のリーク電流の双方を低減しやすい。

本実施形態における好ましい傾斜部の傾斜角についての知見を得るために、蒸着法による成膜シミュレーションを実施した。図７は蒸着シミュレーションの際の各部材の配置図である。蒸着源２０１、基板２０２、基板に配された有機デバイス２０３の位置を図７のように設定し、Ｒ＝２００ｍｍ、ｒ＝９５ｍｍ、ｈ＝３４０ｍｍとした。

以下の式（９）で表す、蒸着分布のｎ＝２とした。
φ＝φ_０ｃｏｓ^ｎα （９）
ここで、αは角度、φは角度αにおける蒸気流密度、φ_０はα＝０における蒸気流密度である。また、基板２０２は基板の中心で回転することを前提とした。

基板上の有機デバイス２０３の位置に傾斜角０°～９０°の傾斜部がある場合を仮定し、傾斜角０°における有機層の層厚を７６ｎｍとした際の、各傾斜角における、傾斜部に沿った有機層の領域の層厚を計算した。

図８に、成膜シミュレーションの結果を示す。ここから、傾斜角が５０°よりも大きい場合、傾斜部に沿った有機層の領域の層厚が薄くなり易く、傾斜角が５０°以下だと、傾斜部に沿った有機層の領域の層厚が厚くなり易いことが分かる。よって、本実施形態の急傾斜部の傾斜角は５０°よりも大きいことが好ましく、緩傾斜部は傾斜角が５０°以下であることが好ましい。

本実施形態に係る、急傾斜部の傾斜角は９０°よりも大きい部分を含んでよい。これによって、急傾斜部における電荷輸送層の層厚が特に薄くなり易く、発光素子間のリーク電流を低減しやすくなる。

［本実施形態に係る有機発光素子の用途］
本実施形態に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルタを有する発光装置等の用途がある。

表示装置は、エリアＣＣＤ、リニアＣＣＤ、メモリーカード等からの画像情報を入力する画像入力部を有し、入力された情報を処理する情報処理部を有し、入力された画像を表示部に表示する画像情報処理装置でもよい。

また、撮像装置やインクジェットプリンタが有する表示部は、タッチパネル機能を有していてもよい。このタッチパネル機能の駆動方式は、赤外線方式でも、静電容量方式でも、抵抗膜方式であっても、電磁誘導方式であってもよく、特に限定されない。また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。

次に、本実施形態に係る表示装置について説明する。表示装置は、有機発光素子とこの有機発光素子に接続されるトランジスタとを有してよい。トランジスタは、能動素子の一例である。

トランジスタは、層間絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して有機発光素子を構成する第一電極と接続されてよい。

なお、有機発光素子に含まれる電極（陽極、陰極）とトランジスタに含まれる電極（ソース電極、ドレイン電極）との電気接続の方式は、特に限られるものではない。つまり陽極又は陰極のうちいずれか一方とトランジスタのソース電極またはドレイン電極のいずれか一方とが電気接続されていればよい。

また表示装置に使用されるトランジスタは、単結晶シリコンウエハを用いたトランジスタに限らず、基板の絶縁性表面上に活性層を有する薄膜トランジスタでもよい。活性層として、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコンなどの非単結晶シリコン、インジウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物等の非単結晶酸化物半導体が挙げられる。なお、薄膜トランジスタはＴＦＴとも呼ばれる。

表示装置に含まれるトランジスタは、Ｓｉ基板等の基板内に形成されていてもよい。ここで基板内に形成されるとは、Ｓｉ基板等の基板自体を加工してトランジスタを作製することを意味する。つまり、基板内にトランジスタを有することは、基板とトランジスタとが一体に形成されていると見ることもできる。

本実施形態に係る有機発光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、有機発光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。なお、基板内にトランジスタを設けるか、ＴＦＴを用いるかは、表示部の大きさによって選択され、例えば０．５インチ程度の大きさであれば、Ｓｉ基板上に有機発光素子を設けることが好ましい。

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。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、トランジスタがプリントされている。バッテリー１００８は、表示装置が携帯機器でなければ、設けなくてもよいし、携帯機器であっても、別の位置に設けてもよい。

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。

図１０（ａ）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。

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、本発明の一実施形態に係る有機発光装置を用いた表示装置を用いるのが好ましい。有機発光素子は応答速度が速いからである。有機発光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。

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。

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。

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。

図１０（ｂ）は、本実施形態に係る電子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。通信部を有する電子機器は通信機器ということもできる。

図１１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１１（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。

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１１（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。

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。

図１１（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１１（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。

図１２（ａ）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発光素子を有してよい。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。光学フィルタ、光拡散部は、照明の光出射側に設けられてよい。必要に応じて、最外部にカバーを設けてもよい。

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発光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。

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。

図１２（ｂ）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。

テールランプ１５０１は、本実施形態に係る有機発光素子を有してよい。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。

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発光素子を有してよい。この場合、有機発光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。

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発光素子を有する。

以上説明した通り、本実施形態に係る有機発光素子を用いた装置を用いることにより、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１］
以下、本実施形態の有機発光装置１００の実施例について説明する。まず、基板１の上に金属層を形成し、マスクパターンなどを用いて金属層の所望の領域をエッチングすることによって、下部電極２を形成した。次いで、絶縁層３を、下部電極２の端を覆うように形成した。本実施例において、絶縁層３はシリコン酸化物によって形成され、下部電極２の上面での基板１の上面に直交する方向の絶縁層３の膜厚は８０ｎｍとした。絶縁層３を形成した後、マスクパターンなどを用いて絶縁層３の所望の領域をエッチングすることによって、開口部１２を形成した。絶縁層３の形状は図６に示すように、緩傾斜部および急傾斜部を有する形状とした。緩傾斜部３１１の傾斜角は４０°、急傾斜部３１２の傾斜角は８０°であった。第一電極上面の第二領域（平坦部）２１に対する、急傾斜部３１２の上端の高さは５０ｎｍとした。また、第一電極の第二領域（平坦部）２１に対する、傾斜部３１の高さは８０ｎｍとした。絶縁層３の傾斜部３２に含まれる、緩傾斜部３２１の傾斜角は４０°、急傾斜部３２２の傾斜角は８０°とした。また、第一電極と他の第一電極の間の平坦部２２に対する傾斜部３２の高さは８０ｎｍとした。本実施例において、画素配列はデルタ配列とし、互いに隣接する開口部１２の間の距離を１．４μｍ、互いに隣接する下部電極２の間の距離を０．６μｍとした。画素は図２に示すように、各画素が六角形の形状をしたデルタ配列とした。

次いで、有機層４を形成した。有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、２層構成の発光層、電子輸送層、電子注入層をこの順で有する構成とした。まず、基板１の上に正孔注入層として下記の化合物１に示す材料を７ｎｍ成膜した。

次いで、正孔輸送層として、下記の化合物２に示す材料を５ｎｍ、電子ブロック層として下記の化合物３を１０ｎｍ成膜した。発光層４２は、２層の積層構造とした。まず、１層目の発光層として、ホスト材料が下記の化合物４、発光ドーパントが下記の化合物５である発光層を形成した。発光ドーパントの重量比は３％となるように調整し、１層目の発光層の層厚は１０ｎｍとした。

次に、２層目の発光層として、ホスト材料が上記の化合物４、発光ドーパントが下記の化合物６である発光層を形成した。発光ドーパントの重量比は１％となるように調整し、２層目の発光層の層厚は１０ｎｍとした。２層構造の発光層の形成後、電子輸送層として下記の化合物７を３４ｎｍ成膜し、さらに、電子注入層としてＬｉＦを０．５ｎｍ成膜した。

有機層４の形成後、上部電極５としてＭｇとＡｇとの割合が１：１のＭｇＡｇ合金を１０ｎｍ成膜した。上部電極５の形成後、封止層６としてＣＶＤ法を用いてＳｉＮを１．５μｍ成膜した。保護層６の形成後、カラーフィルタ７を形成した。

第一電極上における有機層の層厚７６ｎｍ（各有機層の合計）に対する、隣り合う二つの第一電極の開口部間の距離１．４μｍの比は、１８であり、５０未満であった。第一電極の第二領域（平坦部）２１における有機層の層厚は７６ｎｍであり、傾斜部３１の上端の高さである８０ｎｍよりも低かった。また、平坦部２２における有機層の層厚である７６ｎｍは、傾斜部３２の上端の高さである８０ｎｍよりも低かった。傾斜部３１に沿った有機層の領域４１、傾斜部３２に沿った有機層の領域４２の、有機膜厚が３６ｎｍ～４５ｎｍと、２０ｎｍ以上であった。発光層の発光スペクトルのピークのうち最小の波長λは、４６０ｎｍであり、光学距離Ｌが１４６ｎｍであり、位相差シフトφが‐πであったので、以下の式（８）を満たす。式（８）は、前述の式（５）から導出される。
（λ／８）×（－（２φ／π）－１）＜Ｌ＜（λ／８）×（－（２φ／π）＋１） （８）

また、有機層は第一電極と発光層の間に、正孔注入層と正孔輸送層からなる正孔輸送領域を有する。平坦部２１に対する、平坦部２１における電荷輸送領域の上面の高さ１２ｎｍは、急傾斜部の上端の高さ５０ｎｍよりも低く、平坦部２１に対する、平坦部２１における有機層の上面の高さ７６ｎｍは、急傾斜部３１２の上端の高さ５０ｎｍよりも高い。同様に、平坦部２２に対する、平坦部２２における電荷輸送領域の上面の高さ１２ｎｍは、急傾斜部の上端の高さ５０ｎｍよりも低く、平坦部２２に対する、平坦部２２における有機層の上面の高さ７６ｎｍは、急傾斜部３２２の上端の高さ５０ｎｍよりも高い。

次いで、形成した実施例１の有機発光装置１００の特性について説明する。まずは、発光素子間のリーク電流に関する指標である、Ｉ_ｌｅａｋ／Ｉ_ｏｌｅｄの測定方法について、Ｒ画素で例示して説明する。隣接するＧ画素及びＢ画素を短絡（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画素の第一電極からＲ画素の第二電極へ流れた電流をＩ_ｏｌｅｄ、Ｒ画素の第一電極からＧ画素またはＢ画素の第二電極へ流れた電流和をＩ_ｌｅａｋとした。Ｉ_ｌｅａｋは、Ｉ_ｏｌｅｄが０．１ｎＡ／ｐｉｘｅｌとなる電位の値で測定した。Ｉ_ｏｌｅｄに対するＩ_ｌｅａｋの比を、Ｉ_ｌｅａｋ／Ｉ_ｏｌｅｄとする。Ｉ_ｌｅａｋ／Ｉ_ｏｌｅｄが０．２０以下であれば、リーク電流が低減されていると評価した。

次に、上部電極と下部電極と間のリーク電流について説明する。有機発光素子の発光閾値電圧が約２Ｖであるので、上部電極と下部電極間のリーク電流が発生しない発光素子は、例えば、上部電極と下部電極間に１．５Ｖの電圧を印加しても電流が流れない。ところが、上部電極と下部電極と間のリーク電流が発生する発光素子においては、上部電極と下部電極間に１．５Ｖの電圧を印加した場合、電流が流れる。そこで、Ｒ画素の上部電極と下部電極間に１．５Ｖの電圧を印加時の電流値を測定した。すなわち、１．５Ｖを印加した時に、流れる電流はリーク電流である。上部電極と下部電極との間のリーク電流が低減されている発光素子は、１．５Ｖを印加しても電流が流れない。

次に、Ｒ画素の上部電極と下部電極間に５Ｖの電圧を印加し、その際の電流値と輝度を測定した。

その結果、Ｉ_ｌｅａｋ／Ｉ_ｏｌｅｄは、０．１５であり、１．５Ｖ電圧印加時の電流量は、１×１０^－６ｎＡ／ｐｉｘｅｌであり、５Ｖ電圧印加時の電流量は、１６ｎＡ／ｐｉｘｅｌ、輝度は２５０ｃｄ／ｍ^２であり、輝度は良好なデバイス特性を得られた。

［比較例１］
平坦部２１に対する、急傾斜部３１２の高さを９０ｎｍ、傾斜部３１の高さを１２０ｎｍとし、平坦部２２に対する、急傾斜部３２２の高さを９０ｎｍ、傾斜部３２の高さを１２０ｎｍとしたこと以外、実施例１と同様に有機発光装置を作製した。傾斜部３１に沿った有機層の領域４１は、緩傾斜部３１１だけでなく、急傾斜部３１２に沿った領域にも形成され、急傾斜部に沿った領域での有機層厚は、１８～２４ｎｍであった。傾斜部３２についても同様であった。

その結果、上部電極と下部電極間のリーク電流が大きすぎて、Ｉ_ｌｅａｋ／Ｉ_ｏｌｅｄは正確な値が測定できなかった。Ｉ_ｌｅａｋが大きく、Ｉ_ｏｌｅｄが小さいので、Ｉ_ｌｅａｋ／Ｉ_ｏｌｅｄは非常に大きな値となり、測定不能となった。また、１．５Ｖ電圧印加時の電流量は、１×１０^－１ｎＡ／ｐｉｘｅｌと、非常に大きかった。開口部の内周においては発光の強度が小さくなる現象が起こった。これは、上部電極と下部電極間のリーク電流の影響で、上部電極と下部電極の間の電位差が小さくなってしまった領域があったためと考えられる。

ここから、傾斜部に沿った有機層の領域の層厚が、２０ｎｍ未満の部分を有する場合、上部電極と下部電極間のリーク電流が大きくなってしまうことが分かる。

［比較例２］
平坦部２１に対する、急傾斜部３１２の高さを３０ｎｍ、傾斜部３１の高さを５０ｎｍとし、平坦部２２に対する、急傾斜部３２２の高さを３０ｎｍ、傾斜部３２の高さを５０ｎｍとしたこと以外、実施例１と同様に有機デバイスを作製した。

その結果、Ｉ_ｌｅａｋ／Ｉ_ｏｌｅｄは、０．２５であり、１．５Ｖ電圧印加時の電流量は、測定限界（１０^－６ｎＡ／ｐｉｘｅｌ）以下であった。Ｉ_ｌｅａｋ／Ｉ_ｏｌｅｄが０．２５であることが示す通り、リーク電流の割合が大きく、発光素子間のリーク電流が非常に大きかった。

ここから、傾斜部の上端の高さよりも、平坦部における有機層の上面の高さが低い場合、発光素子間のクロストークが大きくなりやすいことが分かる。

［比較例３］
電子輸送層の層厚を１４０ｎｍとした以外、実施例１と同様に有機発光装置を作製した。

その結果、Ｉ_ｌｅａｋ／Ｉ_ｏｌｅｄは、０．３５であり、１．５Ｖ電圧印加時の電流量は、測定限界（１０^－６ｎＡ／ｐｉｘｅｌ）以下であった。Ｉ_ｌｅａｋ／Ｉ_ｏｌｅｄが０．３５であることが示す通り、リーク電流の割合が大きく、発光素子間のリーク電流が非常に大きかった。ここから、傾斜部の上端の高さよりも、平坦部における有機層の上面の高さが低い場合、発光素子間のクロストークが大きくなりやすいことが分かる。

また、電子輸送層の層厚を１４０ｎｍ、下部電極上の有機層の総膜厚は、１８２ｎｍと、実施例１よりも厚膜化したため、以下の式（８）は満たさず、λ／４の干渉条件ではなかった。
（λ／８）×（－（２φ／π）－１）＜Ｌ＜（λ／８）×（－（２φ／π）＋１） （８）

その結果、５Ｖ電圧印加時の電流量は、６ｎＡ／ｐｉｘｅｌ、輝度は９０ｃｄ／ｍ^２であり、電流量も輝度も小さかった。下部電極上の有機層を厚膜化したことによって抵抗が上がったためと考えられる。

［比較例４］
平坦部２１に対する、急傾斜部３１２の角度を７６°、急傾斜部３２２の角度を７６°、としたこと以外、比較例１と同様に有機発光装置を作製した。傾斜部３１と傾斜部３２に沿う有機層の傾斜部に対して垂直方向の膜厚のうち最も薄い部分の膜厚（以下、有機最小膜厚）は、１９ｎｍであった。また、１．５Ｖ電圧印加時の電流量は、３×１０^－４ｎＡ／ｐｉｘｅｌであった。

［実施例２］
平坦部２１に対する、急傾斜部３１２の高さを７０ｎｍ、急傾斜部３２２の高さを７０ｎｍ、としたこと以外、実施例１と同様に有機発光装置を作製した。有機最小膜厚は、２０ｎｍであった。また、１．５Ｖ電圧印加時の電流量は、３×１０^－５ｎＡ／ｐｉｘｅｌであった。

［実施例３］
平坦部２１に対する、急傾斜部３１２の高さを６５ｎｍ、急傾斜部３２２の高さを６５ｎｍ、としたこと以外、実施例１と同様に有機発光装置を作製した。有機最小膜厚は、２５ｎｍであった。また、１．５Ｖ電圧印加時の電流量は、７×１０^－６ｎＡ／ｐｉｘｅｌであった。

［実施例４］
平坦部２１に対する、急傾斜部３１２の高さを５８ｎｍ、急傾斜部３２２の高さを５８ｎｍ、としたこと以外、実施例１と同様に有機発光装置を作製した。有機最小膜厚は、２９ｎｍであった。また、１．５Ｖ電圧印加時の電流量は、４×１０^－６ｎＡ／ｐｉｘｅｌであった。

図１３は、傾斜部における有機層の傾斜部に対して垂直方向の膜厚のうち最も薄い部分の膜厚と、上部電極と下部電極との間のリーク電流の関係である。比較例１、４、実施例１、２、３、４の有機発光装置における、傾斜部３１と傾斜部３２に沿う有機層の傾斜部に対して垂直方向の膜厚のうち最も薄い部分の膜厚（有機最小膜厚）と上部電極と下部電極間のリーク電流の関係を示している。

ここから、傾斜部に沿った有機層の領域の層厚が、２０ｎｍ未満の部分を有する場合、上部電極と下部電極間のリーク電流が大きくなってしまうことが分かる。逆に傾斜部に沿った有機層の領域の層厚が、２０ｎｍ以上の場合、上部電極と下部電極間のリーク電流は、１×１０^－４ｎＡ／ｐｉｘｅｌ未満と良好な特性を保つことができる。また、傾斜部に沿った有機層の領域の層厚が２５ｎｍ以上である場合は、１×１０^－５ｎＡ／ｐｉｘｅｌ未満でさらに良好であった。

［比較例４］
絶縁層の形状を、図５（ａ）に示す形状とし、傾斜部３１の傾斜角を６７°、傾斜部３２の傾斜角を４０°とした以外、実施例１と同様に有機発光装置を作製した。画素の形状は六角形であるため、傾斜部３１は、六角形の辺に応じて、図２の紙面の右側の辺から反時計回りに１～６の領域からなっている。

本比較例に係る有機発光装置の２５画素に１ｎＡ／ｐｉｘｅｌの電流を印加した。その結果、開口部の内周の発光強度が小さくなる現象が起こった。そして、六角形の各辺によって、開口部の内周の発光強度が小さくなる現象の状況が異なっていた。それが、傾斜部に沿った有機層の領域の層厚に関係していることが分かった。結果を表１に示す。

ここから、傾斜部に沿った有機層の領域の層厚が３３ｎｍ以上の場合は、開口部の内周の発光強度が小さくなる現象が起こらず、上部電極と下部電極間のリーク電流が低減されていることが分かる。

１ 基板
２ 反射電極
３ 絶縁層
４ 有機層
５ 半透過電極
６ 保護層
７ カラーフィルタ
８ 平坦化層
９ 透過光
１０ 発光素子
１００ 有機発光装置
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
１４００ 照明装置
１４０１ 筐体
１４０２ 光源
１４０３ 回路基板
１４０４ 光学フィルム
１４０５ 光拡散部
１５００ 自動車
１５０１ テールランプ
１５０２ 窓
１５０３ 車体

Claims (22)

1. 複数の第一電極と、第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に配置され、前記複数の第一電極を覆っている機能層と、前記第一電極の端を覆い、前記第一電極の上に傾斜部を有する絶縁層と、を有し、
   前記第一電極は、前記第一電極の前記端を含み、前記絶縁層に覆われた第一領域と、前記機能層に接する第二領域と、を有し、
   前記機能層が、前記複数の第一電極のうちの隣り合う２つの第一電極の前記第二領域と、前記２つの第一電極をそれぞれ覆う前記絶縁層と、を覆うように連続して配され、
   前記第二領域における前記機能層の層厚が、前記第一電極の上面から前記絶縁層の上面までの高さよりも小さい電子デバイスであって、
   前記第一電極の主面に垂直な断面において、前記絶縁層の前記傾斜部は、前記傾斜部の上端と前記傾斜部の下端との間に配される緩傾斜部と、前記緩傾斜部と前記下端の間に配され、かつ、前記第一電極に対する傾斜角が前記緩傾斜部の傾斜角よりも大きい急傾斜部とを有し、
   前記急傾斜部は、前記第一電極の前記第一領域の上面に対する傾斜角が５０°よりも大きく、前記緩傾斜部は、前記第一電極に対する傾斜角が５０°以下であり、
   前記第一電極の前記第二領域における前記機能層の上面の高さは、前記急傾斜部の上端の高さよりも高いことを特徴とする電子デバイス。
2. 前記絶縁層の前記緩傾斜部における前記機能層は、前記緩傾斜部の傾斜面に対して垂直方向の層厚が２０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
3. 前記第一電極の主面に垂直な方向からの平面視において、前記傾斜部と前記第一電極の前記第一領域とが、重畳することを特徴とする請求項１または２に記載の電子デバイス。
4. 前記絶縁層の前記緩傾斜部における前記機能層は、前記緩傾斜部の傾斜面に対して垂直方向の層厚が３３ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
5. 前記絶縁層は、前記機能層に覆われ、前記傾斜部とは異なる他の傾斜部を有し、前記他の傾斜部は、前記第一電極の主面に垂直な方向からの平面視において、前記第一電極と他の第一電極との間に配置され、
   前記他の傾斜部における前記機能層は、前記他の傾斜部に対して垂直方向の層厚が２０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子デバイス。
6. 前記絶縁層は、前記機能層に覆われ、前記傾斜部とは異なる他の傾斜部を有し、前記他の傾斜部は、前記第一電極の主面に垂直な方向からの平面視において、前記第一電極と他の第一電極との間に配置され、
   前記他の傾斜部における前記機能層は、前記他の傾斜部に対して垂直方向の層厚が３３ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子デバイス。
7. 複数の前記絶縁層において、前記傾斜部における前記傾斜部に対して垂直方向の前記機能層の厚さが２０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電子デバイス。
8. 前記複数の絶縁層は、前記機能層に覆われ、前記傾斜部とは異なる他の傾斜部を有し、前記他の傾斜部における前記他の傾斜部の傾斜面に対して垂直方向の前記機能層の厚さが２０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載の電子デバイス。
9. 複数の前記絶縁層において、前記傾斜部における前記傾斜部に対して垂直方向の前記機能層の厚さが３３ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電子デバイス。
10. 前記複数の絶縁層は、前記機能層に覆われ、前記傾斜部とは異なる他の傾斜部を有し、前記他の傾斜部における前記他の傾斜部の傾斜面に対して垂直方向の前記機能層の厚さが３３ｎｍ以上であることを特徴とする請求項９に記載の電子デバイス。
11. 前記傾斜部における前記傾斜面は、前記第一電極の上面とは平行ではなく、
    前記傾斜部における前記傾斜面は、前記絶縁層の表面のうち、前記絶縁層の上面と、前記絶縁層が覆う前記第一電極の上面との間の部分であることを特徴とする請求項２、４、８、及び１０のいずれか一項に記載の電子デバイス。
12. 前記絶縁層は、前記第一電極に対する前記急傾斜部の傾斜角が９０°よりも大きい部分を含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の電子デバイス。
13. 前記機能層が発光層を有する有機層であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の電子デバイス。
14. 前記機能層は、前記第一電極と接する電荷輸送層を有し、前記第一電極の前記第二領域における前記電荷輸送層の高さは、前記急傾斜部の上端の高さよりも低いことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の電子デバイス。
15. 前記電荷輸送層が正孔輸送層であることを特徴とする請求項１４に記載の電子デバイス。
16. 前記第一電極が反射電極であり、前記第二電極が光取り出し電極であり、前記反射電極と前記光取り出し電極との間の光学距離Ｌが、式（１）を満たすことを特徴とする請求項１３に記載の電子デバイス。
    （λ／８）×（－（２φ／π）－１）＜Ｌ＜（λ／８）×（－（２φ／π）＋１） （１）
    ここで、λは前記発光層が発光する発光スペクトルの最大ピークの波長であり、ｎは前記機能層の屈折率であり、φは前記反射電極での位相シフトである。
17. 前記機能層が、光電変換層を有する有機層であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の電子デバイス。
18. 複数の画素を有し、前記複数の画素の少なくとも一つが、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の電子デバイスと、前記電子デバイスに接続されたトランジスタと、を有することを特徴とする表示装置。
19. 複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部と、を有し、
    前記表示部は請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の電子デバイスを有することを特徴とする光電変換装置。
20. 請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の電子デバイスを有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする電子機器。
21. 請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の電子デバイスを有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと、を有することを特徴とする照明装置。
22. 請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の電子デバイスを有する灯具と、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。

Images