복합재료, 상기 복합재료를 사용한 발광소자, 발광장치 및전자기기 document_id A220623053380

최근, 발광성 유기화합물을 사용한 발광소자의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 발광소자의 기본적인 구성은, 한 쌍의 전극 사이에 발광성 유기화합물을 포함한 층을 개재한 것이다. 이 소자에 전압을 인가함으로써, 한 쌍의 전극으로부터 전자 및 홀이 각각 발광성 유기화합물을 포함한 층에 주입되어, 전류가 흐른다. 그리고, 그 캐리어(전자 및 홀)들이 재결합함으로써, 발광성 유기화합물이 여기상태를 형성하고, 그 여기상태가 기저상태에 되돌아올 때에 발광한다. 이러한 메커니즘으로부터, 상기 발광소자는 전류여기형 발광소자라고 불린다. 또한, 유기화합물이 형성하는 여기상태의 종류로는, 단일항 여기상태와 삼중항 여기상태가 가능하고, 단일항 여기상태로부터의 발광은 형광, 삼중항 여기상태로부터의 발광은 인광이라 부른다. 이러한 발광소자는, 예를 들면 0.1μｍ 정도의 유기박막으로 형성되기 때문에, 초경량으로 제조할 수 있다는 이점이 있다. 또한 캐리어가 주입된 후 발광에 이르기까지의 시간은 마이크로 초 정도 혹은 그 이하이기 때문에, 상당히 응답 속도가 빠른 것도 특징의 하나다. 이러한 특성은 플랫 패널 디스플레이 소자로서 적합하다고 여겨지고 있다. 또한, 이러한 발광소자는 막 형상으로 형성되기 때문에, 대면적의 소자를 형성함으로써, 면형의 발광을 용이하게 얻을 수 있다. 이것은, 백열전구나 ＬＥＤ로 대표되는 점광원, 혹은 형광등으로 대표되는 선광원에서는 얻기 어려운 특색이기 때문에, 조명 등에 응용할 수 있는 면광원으로서의 이용 가치도 높다. 이렇게, 발광성 유기화합물을 사용한 전류여기형 발광소자는, 발광장치나 조명 등에 응용될 것으로 기대되고 있지만, 아직 과제도 많다. 그 과제의 하나로서, 소비 전력의 저감을 들 수 있다. 그 소비 전력을 저감하기 위해서는, 발광소자의 구동전압을 저감하는 것이 중요하다. 그 전류여기형 발광소자는 흐르는 전류량에 따라 발광강도가 결정되기 때문에, 구동전압을 저감하기 위해서는, 낮은 전압으로 많은 전류를 흐르게 할 필요가 있다. 지금까지, 구동전압을 저감시키기 위한 방법으로서, 버퍼층을 전극과 발광성 유기화합물을 포함한 층 사이에 설치하는 시도가 있었다. 예를 들면 캠포술폰산을 도프한 폴리아닐린(ＰＡＮＩ)으로 이루어진 버퍼층을 인듐주석산화물(ＩＴＯ)과 발광층 사이에 설치함으로써, 구동전압을 저감할 수 있다는 것이 알려져 있다(예를 들면 비특허문헌 1 참조). 이것은, ＰＡＮＩ이 발광층에 대해 캐리어 주입성이 좋기 때문이라고 설명되어 있다. 또한, 비특허문헌 1에서는, 버퍼층인 ＰＡＮＩ도 전극의 일부로 간주하고 있다. 그러나, 비특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, ＰＡＮＩ는 두께를 두껍게 하면 투과율이 떨어지는 문제점이 있다. 구체적으로는, 두께가 250nm 정도이면, 투과율은 70%를 넘지 않는다고 보고되어 있다. 즉, 버퍼층에 사용하는 재료 자체의 투명성에 문제가 있기 때문에, 소자 내부에서 발생한 빛을 효율적으로 추출할 수 없다. 특허문헌 1에 의하면, 발광소자(특허문헌 1에서는 발광 유닛이라고 기재되어 있다)를 직렬로 접속함으로써, 전류밀도당 휘도, 즉 전류 효율을 높이려는 시도가 이루어졌다. 그 특허문헌 1에서는, 발광소자를 직렬로 접속할 때의 접속 부분에, 유기화합물과 금속산화물(구체적으로는 산화바나듐 및 산화레늄)을 혼합한 층을 적용한다. 이 층은 홀이나 전자를 발광 유닛에 주입할 수 있다고 여겨진다. 그러나, 특허문헌 1에 개시된 유기화합물과 금속산화물의 혼합층은, 실시예를 통해 알 수 있는 바와 같이, 적외영역뿐만 아니라 500nm 부근에도 큰 흡수 피크가 발생하여, 역시 투명성에 문제가 있다. 따라서, 역시 소자 내부에서 발생한 빛을 효율적으로 추출할 수 없어, 소자의 발광 효율이 저하된다. [비특허문헌 1] Y. Yang et al., Applied physics Letters, vol. 64(10), 1245-1247(1994) [특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개 2003-272860