JP2002516459A - Improved electrode structure for organic light emitting diode devices - Google Patents
Improved electrode structure for organic light emitting diode devicesInfo
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- H—ELECTRICITY
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Abstract
(57)【要約】改良された有機発光ダイオード素子(20)が開示されている。この有機発光ダイオード素子(20)は、第一電極(25)、第二電極(22)、及び第一電極(25)と第二電極(22)との間に配置された有機積層体(23)を有する。有機積層体(23)は、その積層体の一方の側に位置するホール輸送材料及び積層体の別の側に位置する電子輸送材料を有する。改良は、第一電極(25)と有機積層体(23)との間に高仕事関数材料の薄層(20)を配置することを含んでいる。本発明による有機発光ダイオード素子(20)は、改良された安定性を有する。 (57) Abstract: An improved organic light emitting diode device (20) is disclosed. The organic light emitting diode element (20) includes a first electrode (25), a second electrode (22), and an organic laminate (23) disposed between the first electrode (25) and the second electrode (22). ). The organic laminate (23) has a hole transport material located on one side of the laminate and an electron transport material located on another side of the laminate. Improvements include placing a thin layer (20) of a high work function material between the first electrode (25) and the organic stack (23). The organic light emitting diode device (20) according to the present invention has improved stability.
Description
【0001】 (技術分野) 本発明は、有機発光ダイオード(OLED)素子のための電極構造体に関する
。特に、本発明は、OLED素子のための改良されたアノード構造体に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrode structure for an organic light emitting diode (OLED) device. In particular, the invention relates to an improved anode structure for OLED devices.
【0002】 (背景技術) 図1は既知のOLED素子10を示す。OLED素子10はガラス基体11を
有する。インジウム・錫酸化物(ITO)から形成された透明ホール注入アノー
ド、即ち電極12が、ガラス基体11の上に位置している。有機積層体13が、
アノード12の上に位置している。アノード12は、積層体13の第一、即ち底
の層を形成する。金属カソード14が有機積層体13の上に位置している。装置
10では、光は電極12及びガラス基体11を通って下方へ発する。BACKGROUND ART FIG. 1 shows a known OLED device 10. The OLED element 10 has a glass substrate 11. A transparent hole injecting anode, formed from indium tin oxide (ITO), ie, electrode 12, is located on glass substrate 11. The organic laminate 13 is
It is located on the anode 12. The anode 12 forms the first, or bottom, layer of the laminate 13. A metal cathode 14 is located on the organic laminate 13. In the device 10, light is emitted downward through the electrodes 12 and the glass substrate 11.
【0003】 OLEDは、アノード12とカソード14の二つの電極を必要とし、その少な
くとも一方は光を出すために透明でなければならない。発光領域にホールを供給
しなければならないアノード12は、通常高仕事関数の材料から形成されている
。なぜなら、これによりホール注入のためのエネルギーを低くすることができる
からである。発光領域に電子を供給しなければならないカソード14は、通常低
仕事関数の材料から形成されており、それにより電子注入を促進する。インジウ
ム錫酸化物(ITO)は良好な透明伝導体であり、約5.0eVの高い仕事関数
を有するのでアノード材料として以前から用いられてきた。ITOの注入効率、
従ってOLEDの発光効率は、そのITOを酸素プラズマで予め処理することに
より増大する。その酸素プラズマにより、有機積層体13との界面に過剰の酸素
が存在するのを確実にする。過剰の酸素は、そのようなOLEDの不安定性に寄
与するように見える。なぜなら、酸素は移動して有機材料と反応するからである
。ITOも、カソード接点を形成するための薄い金属界面層と共に用いられてき
た。薄い金属は、電子注入を与える低仕事関数の材料だからである。[0003] OLEDs require two electrodes, an anode 12 and a cathode 14, at least one of which must be transparent to emit light. The anode 12, which must supply holes to the light emitting region, is typically formed from a high work function material. This is because this can lower the energy for hole injection. The cathode 14, which must supply electrons to the light emitting region, is typically formed from a low work function material, thereby facilitating electron injection. Indium tin oxide (ITO) has long been used as an anode material because it is a good transparent conductor and has a high work function of about 5.0 eV. ITO injection efficiency,
Therefore, the luminous efficiency of the OLED is increased by pre-treating the ITO with oxygen plasma. The oxygen plasma ensures that excess oxygen is present at the interface with the organic stack 13. Excess oxygen appears to contribute to the instability of such OLEDs. This is because oxygen moves and reacts with the organic material. ITO has also been used with a thin metal interface layer to form a cathode contact. This is because the thin metal is a low work function material that provides electron injection.
【0004】 (本発明の目的) 本発明の目的は、OLED素子のための改良された電極構造体を与えることで
ある。 本発明の別の目的は、OLED素子のための改良されたアノード構造体を与え
ることである。 本発明の別の目的は、改良された安定性を有するOLED素子を与えることで
ある。 本発明の別の目的は、OLED素子の安定性を改良するための薄い界面層を有
するアノードを与えることである。 本発明の別の目的は、酸素の移動を減少させることによりOLEDの安定性を
改良することである。 本発明の別の目的は、高仕事関数材料の薄い金属層を介在させることにより有
機積層体からITO層を絶縁することである。It is an object of the present invention to provide an improved electrode structure for an OLED device. Another object of the present invention is to provide an improved anode structure for OLED devices. Another object of the present invention is to provide an OLED device having improved stability. Another object of the present invention is to provide an anode with a thin interfacial layer to improve the stability of the OLED device. Another object of the present invention is to improve the stability of OLEDs by reducing the transfer of oxygen. Another object of the invention is to insulate the ITO layer from the organic laminate by interposing a thin metal layer of a high work function material.
【0005】 (発明の開示) 本発明は、改良された有機発光ダイオード素子に関する。有機発光ダイオード
素子は、第一電極、第二電極、及び前記第一電極と前記第二電極との間に配置さ
れた有機積層体を有する。有機積層体は、その積層体の一方の側に位置するホー
ル輸送材料及び積層体の別の側に位置する電子輸送材料を有する。改良は、第一
電極と有機積層体との間に高仕事関数材料の薄層を配置することを含んでいる。
本発明による有機発光ダイオード素子は、改良された安定性を有する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an improved organic light emitting diode device. The organic light emitting diode element has a first electrode, a second electrode, and an organic laminate disposed between the first electrode and the second electrode. The organic laminate has a hole transport material located on one side of the laminate and an electron transport material located on another side of the laminate. Improvements include placing a thin layer of high work function material between the first electrode and the organic stack.
The organic light emitting diode device according to the present invention has improved stability.
【0006】 高仕事関数材料の薄層は、Mo及びMo合金からなる群から選択された材料か
ら形成することができる。高仕事関数材料の薄層は、W及びW合金からなる群か
ら選択された材料から形成されてもよい。別法として、高仕事関数材料の薄層は
、Nb、Zr、Co、Zn、Tc、Hf、Ta、Cr、Au、Pt、Pd、Se
、Ni、並びに、Nb、Zr、Co、Zn、Tc、Hf、Ta、Cr、Au、P
t、Pd、Se及びNiの少なくとも一種の合金からなる群から選択された材料
から形成することもできる。高仕事関数材料の薄層は、100Å未満の厚さを有
する。[0006] The thin layer of the high work function material can be formed from a material selected from the group consisting of Mo and Mo alloys. The thin layer of high work function material may be formed from a material selected from the group consisting of W and W alloys. Alternatively, the thin layer of high work function material may be Nb, Zr, Co, Zn, Tc, Hf, Ta, Cr, Au, Pt, Pd, Se.
, Ni, and Nb, Zr, Co, Zn, Tc, Hf, Ta, Cr, Au, P
It can also be formed from a material selected from the group consisting of at least one alloy of t, Pd, Se and Ni. Thin layers of high work function material have a thickness of less than 100 °.
【0007】 第一電極が透明電極で、第二電極がカソードでもよい。第二電極は、低仕事関
数の材料から形成することができる。[0007] The first electrode may be a transparent electrode and the second electrode may be a cathode. The second electrode can be formed from a low work function material.
【0008】 本発明は、有機発光ダイオード素子のための改良された電極構造体にも関する
。電極は、電極層、及び前記電極層に隣接して配置された高仕事関数材料の薄層
を有する。高仕事関数材料の薄層は、Mo及びMo合金からなる群から選択され
た材料から形成することができる。高仕事関数材料の薄層は、W及びW合金から
なる群から選択された材料から形成されていてもよい。高仕事関数材料の薄層は
、Nb、Zr、Co、Zn、Tc、Hf、Ta、Cr、Au、Pt、Pd、Se
、Ni、並びに、Nb、Zr、Co、Zn、Tc、Hf、Ta、Cr、Au、P
t、Pd、Se及びNiの少なくとも一種の合金からなる群から選択された材料
から形成することもできる。その電極構造体はアノードでもよい。アノードは透
明アノードでもよい。高仕事関数材料の薄層は、100Å未満の厚さを有する。
別法として、電極構造体はカソードでもよい。[0008] The present invention also relates to an improved electrode structure for an organic light emitting diode device. The electrode has an electrode layer and a thin layer of a high work function material disposed adjacent the electrode layer. The thin layer of the high work function material can be formed from a material selected from the group consisting of Mo and Mo alloys. The thin layer of high work function material may be formed from a material selected from the group consisting of W and W alloys. The thin layers of the high work function material are Nb, Zr, Co, Zn, Tc, Hf, Ta, Cr, Au, Pt, Pd, Se.
, Ni, and Nb, Zr, Co, Zn, Tc, Hf, Ta, Cr, Au, P
It can also be formed from a material selected from the group consisting of at least one alloy of t, Pd, Se and Ni. The electrode structure may be an anode. The anode may be a transparent anode. The thin layer of high work function material has a thickness of less than 100 °.
Alternatively, the electrode structure may be a cathode.
【0009】 本発明は、改良された安定性を有する有機発光ダイオード素子にも関する。そ
の装置は、高仕事関数材料から形成されたアノード層、有機積層体で、その積層
体の一方の側に位置するホール輸送材料、及びその有機積層体の別の側に位置す
る電子輸送材料を有する有機積層体、透明電極層、及び前記有機積層体と前記透
明層の間に配置された低仕事関数材料の薄層を有する。アノード層は、Mo及び
Mo合金からなる群から選択された材料から形成されていてもよい。アノード層
は、W及びW合金からなる群から選択された材料から形成することもできる。ア
ノード層は、Nb、Zr、Co、Zn、Tc、Hf、Ta、Cr、Au、Pt、
Pd、Se、Ni、並びに、Nb、Zr、Co、Zn、Tc、Hf、Ta、Cr
、Au、Pt、Pd、Se及びNiの少なくとも一種の合金からなる群から選択
された材料から形成されていてもよい。The present invention also relates to an organic light emitting diode device having improved stability. The device comprises an anode layer formed from a high work function material, an organic laminate, a hole transport material located on one side of the laminate, and an electron transport material located on another side of the organic laminate. An organic laminate, a transparent electrode layer, and a thin layer of a low work function material disposed between the organic laminate and the transparent layer. The anode layer may be formed from a material selected from the group consisting of Mo and Mo alloy. The anode layer can also be formed from a material selected from the group consisting of W and W alloys. The anode layer is composed of Nb, Zr, Co, Zn, Tc, Hf, Ta, Cr, Au, Pt,
Pd, Se, Ni, and Nb, Zr, Co, Zn, Tc, Hf, Ta, Cr
, Au, Pt, Pd, Se and Ni may be formed from a material selected from the group consisting of at least one alloy.
【0010】 本発明を、次に図面に関連して記述するが、図面中、同じ番号は同様な部材を
示す。The present invention will now be described with reference to the drawings, wherein like numerals indicate like parts.
【0011】 (好ましい態様についての詳細な説明) 図2は、本発明の態様による有機発光ダイオード素子20を示す。このOLE
D素子20は基体21を有する。カソードとしての機能を果たす第一電極22が
基体21の上に配置されている。有機積層体23が、第一電極22の上に配置さ
れている。中間層24がその有機積層体23の上に配置されている。第二電極2
5が、中間層24の上に配置されている。FIG. 2 shows an organic light emitting diode device 20 according to an embodiment of the present invention. This OLE
The D element 20 has a base 21. A first electrode 22 serving as a cathode is disposed on the base 21. The organic laminate 23 is arranged on the first electrode 22. An intermediate layer 24 is disposed on the organic laminate 23. Second electrode 2
5 are arranged on the intermediate layer 24.
【0012】 第二電極25はアノードであり、ITOから形成されている。然し、インジウ
ム亜鉛酸化物(IZO)を含めた他の適当な材料を用いて第二電極25を形成す
ることも考慮されているが、それに限定されるものではない。第二電極25を有
機積層体23から分離し、OLED素子20の安定性を改良するため、中間層2
4を配置する。その層24は、第二電極25からの酸素の移動及び有機材料との
反応を減少する。The second electrode 25 is an anode and is made of ITO. However, it is considered that the second electrode 25 is formed using other suitable materials including indium zinc oxide (IZO), but the present invention is not limited to this. In order to separate the second electrode 25 from the organic laminate 23 and improve the stability of the OLED element 20, the intermediate layer 2
4 is arranged. The layer 24 reduces the transfer of oxygen from the second electrode 25 and the reaction with the organic material.
【0013】 中間層24は、高仕事関数材料の薄層であるのが好ましい。層24は、Mo又
はMo合金から形成されるのが好ましい。然し、本発明はMoから形成された薄
層に限定されるものではない。むしろ、高仕事関数の性質を持つ他の材料を用い
てOLED素子20の安定性を増大することが考慮されている。これらの材料に
は、W、Nb、Zr、Co、Zn、Tc、Hf、Ta、Cr、Au、Pt、Pd
、Se及びNiが含まれるが、それらに限定されるものではない。これらの材料
の酸化物及び窒化物も、それらの材料が高い仕事関数を持つ限り、安定性を改良
するために用いることができる。The intermediate layer 24 is preferably a thin layer of a high work function material. Layer 24 is preferably formed from Mo or a Mo alloy. However, the invention is not limited to thin layers formed from Mo. Rather, it is contemplated to use other materials with high work function properties to increase the stability of OLED device 20. These materials include W, Nb, Zr, Co, Zn, Tc, Hf, Ta, Cr, Au, Pt, Pd.
, Se and Ni, but are not limited thereto. Oxides and nitrides of these materials can also be used to improve stability, as long as those materials have a high work function.
【0014】 この構成で、ITOから形成された第二電極25だけは、その仕事関数及び注
入性のためではなく、その透明性のために用いられている。第二電極が透明なア
ノードである場合、中間層24は、第二電極を通って光を逃がすことができるよ
うにするため及び伝導性のため、充分薄く(例えば、100Åより薄い厚さに)
しなければならない。酸化物及び窒化物は屡々絶縁性なので、装置20が効果的
に作動するように、その厚さを調節しなければならない。その場合、第一電極2
2は不透明でもよい。In this configuration, only the second electrode 25 made of ITO is used not for its work function and injection property but for its transparency. If the second electrode is a transparent anode, the intermediate layer 24 is sufficiently thin (eg, less than 100 ° thick) to allow light to escape through the second electrode and for conductivity.
Must. Since oxides and nitrides are often insulative, their thickness must be adjusted for device 20 to operate effectively. In that case, the first electrode 2
2 may be opaque.
【0015】 別法として、上で論じた高仕事関数材料を、第二電極25の代わりに用いて
もよい。第二電極25は透明ではなくなる。従って、カソードとして働く第一電
極21が透明か又は半透明で、光を逃がすことができなければならない。Alternatively, the high work function materials discussed above may be used instead of the second electrode 25. The second electrode 25 is no longer transparent. Therefore, the first electrode 21 serving as a cathode must be transparent or translucent, and must allow light to escape.
【0016】 本発明を、その特定の態様に関して記述してきたが、多くの変更、修正及び変
化が当業者に思いつくことは明らかである。従って、ここに記載したような本発
明の好ましい態様は例示のためであって、限定のためではない。特許請求の範囲
で規定した本発明の本質及び範囲内から離れることなく、種々の変更を行うこと
ができる。Although the present invention has been described with respect to particular embodiments thereof, it is evident that many changes, modifications and variations will occur to those skilled in the art. Accordingly, the preferred embodiments of the invention as described herein are by way of illustration, not limitation. Various changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
【図1】 既知の有機発光ダイオード素子の模式的図である。FIG. 1 is a schematic view of a known organic light emitting diode device.
【図2】 本発明の態様による有機発光ダイオード素子の模式的図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an organic light emitting diode device according to an embodiment of the present invention.
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成12年4月14日(2000.4.14)[Submission date] April 14, 2000 (2000.4.14)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0001[Correction target item name] 0001
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0001】 (関連特許出願の相互参照) 本出願は、1998年5月18日出願の米国仮出願シリアル番号60/085
,910に関し、優先権を主張する。 (技術分野) 本発明は、有機発光ダイオード(OLED)素子のための電極構造体に関する
。特に、本発明は、OLED素子のための改良されたアノード構造体に関する。[0001] This application is related to US Provisional Application Serial No. 60/085 filed May 18, 1998.
, 910 claim priority. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrode structure for an organic light emitting diode (OLED) device. In particular, the invention relates to an improved anode structure for OLED devices.
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成12年9月1日(2000.9.1)[Submission date] September 1, 2000 (2009.1)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
Claims (22)
置された有機積層体であって一方の側に位置するホール輸送材料と別の側に位置
する電子輸送材料とを有する該有機積層体;を有する有機発光ダイオード素子に
おいて、第一電極と前記有機積層体との間に配置された高仕事関数材料の薄層を
有する、上記有機発光ダイオード素子。A first electrode; a second electrode; and an organic laminate disposed between the first electrode and the second electrode, wherein the hole transport material is located on one side and is located on another side. An organic light-emitting diode device comprising: an organic light-emitting diode device comprising: an organic light-emitting diode device; and an organic light-emitting diode device comprising: a thin layer of a high work function material disposed between a first electrode and the organic layered material. .
選択された材料から形成されている、請求項1記載の有機発光ダイオード素子。2. The organic light emitting diode device according to claim 1, wherein the thin layer of the high work function material is formed of a material selected from the group consisting of Mo and Mo alloy.
された材料から形成されている、請求項1記載の有機発光ダイオード素子。3. The organic light emitting diode device according to claim 1, wherein the thin layer of the high work function material is formed from a material selected from the group consisting of W and a W alloy.
Hf、Ta、Cr、Au、Pt、Pd、Se、Ni、並びに、Nb、Zr、Co
、Zn、Tc、Hf、Ta、Cr、Au、Pt、Pd、Se及びNiの少なくと
も一種の合金からなる群から選択された材料から形成されている、請求項1記載
の有機発光ダイオード素子。4. A thin layer of a high work function material comprising Nb, Zr, Co, Zn, Tc,
Hf, Ta, Cr, Au, Pt, Pd, Se, Ni, and Nb, Zr, Co
The organic light-emitting diode device according to claim 1, wherein the organic light-emitting diode device is formed of a material selected from the group consisting of at least one alloy of Zn, Tc, Hf, Ta, Cr, Au, Pt, Pd, Se and Ni.
項1記載の有機発光ダイオード素子。5. The organic light emitting diode device according to claim 1, wherein the thin layer of the high work function material has a thickness of less than 100 °.
求項1記載の有機発光ダイオード素子。6. The organic light emitting diode device according to claim 1, wherein the first electrode is a transparent electrode and the second electrode is a cathode.
載の有機発光ダイオード素子。7. The organic light emitting diode device according to claim 6, wherein the second electrode is formed from a low work function material.
ダイオード素子。8. The organic light-emitting diode device according to claim 1, wherein the device has improved stability.
いて、前記電極が、電極層と、前記電極層に隣接して配置された高仕事関数材料
の薄層とを有する、上記電極構造体。9. The improved electrode structure for an organic light emitting diode device, wherein the electrode has an electrode layer and a thin layer of a high work function material disposed adjacent the electrode layer. Electrode structure.
ら選択された材料から形成されている、請求項9記載の電極構造体。10. The electrode structure according to claim 9, wherein the thin layer of the high work function material is formed from a material selected from the group consisting of Mo and a Mo alloy.
択された材料から形成されている、請求項9記載の電極構造体。11. The electrode structure according to claim 9, wherein the thin layer of the high work function material is formed from a material selected from the group consisting of W and a W alloy.
、Hf、Ta、Cr、Au、Pt、Pd、Se、Ni、並びに、Nb、Zr、C
o、Zn、Tc、Hf、Ta、Cr、Au、Pt、Pd、Se及びNiの少なく
とも一種の合金からなる群から選択された材料から形成されている、請求項9記
載の電極構造体。12. A thin layer of a high work function material comprising Nb, Zr, Co, Zn, Tc.
, Hf, Ta, Cr, Au, Pt, Pd, Se, Ni, and Nb, Zr, C
The electrode structure according to claim 9, wherein the electrode structure is formed of a material selected from the group consisting of at least one alloy of o, Zn, Tc, Hf, Ta, Cr, Au, Pt, Pd, Se, and Ni.
造体。14. The electrode structure according to claim 13, wherein the anode is a transparent anode.
請求項14に記載の電極構造体。15. The thin layer of high work function material has a thickness of less than 100 °.
An electrode structure according to claim 14.
請求項9に記載の電極構造体。18. The thin layer of high work function material has a thickness of less than 100 °.
An electrode structure according to claim 9.
て、 高仕事関数材料から形成されたアノード、 有機積層体で、その積層体の一方の側に位置するホール輸送材料及び前記有機
積層体の別の側に位置する電子輸送材料を有する有機積層体、 透明電極層、及び 前記有機積層体と前記透明層の間に配置された低仕事関数材料の薄層、 を有する、上記有機発光ダイオード素子。19. An organic light emitting diode device having improved stability, comprising an anode formed from a high work function material, an organic stack, a hole transport material located on one side of the stack, and the organic stack. An organic laminate having an electron transport material located on another side of the body, a transparent electrode layer, and a thin layer of a low work function material disposed between the organic laminate and the transparent layer. Diode element.
た材料から形成されている、請求項19記載の有機発光ダイオード素子。20. The organic light emitting diode device according to claim 19, wherein the anode layer is formed from a material selected from the group consisting of Mo and a Mo alloy.
料から形成されている、請求項19記載の有機発光ダイオード素子。21. The organic light emitting diode device according to claim 19, wherein the anode layer is formed from a material selected from the group consisting of W and a W alloy.
a、Cr、Au、Pt、Pd、Se、Ni、並びに、Nb、Zr、Co、Zn、
Tc、Hf、Ta、Cr、Au、Pt、Pd、Se及びNiの少なくとも一種の
合金からなる群から選択された材料から形成されている、請求項19記載の有機
発光ダイオード素子。22. An anode layer comprising Nb, Zr, Co, Zn, Tc, Hf, T
a, Cr, Au, Pt, Pd, Se, Ni, and Nb, Zr, Co, Zn,
20. The organic light emitting diode device according to claim 19, wherein the organic light emitting diode device is formed from a material selected from the group consisting of at least one alloy of Tc, Hf, Ta, Cr, Au, Pt, Pd, Se and Ni.
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