JP2003109774A - 有機電界発光素子及びその製造方法 - Google Patents
有機電界発光素子及びその製造方法Info
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Abstract
ード側電極では仕事関数が小さく、デバイスの効率の向
上を図ることできる有機電界発光素子及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 高周波プラズマを用いた化学的気相成長
法によって作製されるダイヤモンド状カーボン薄膜にお
いて、少なくとも自己バイアス−1500Vから0Vま
でで、アノード電極2又はアノード電極表面層として仕
事関数が大きいダイヤモンド状カーボン薄膜を、かつカ
ソード電極5またはカソード電極表面層として仕事関数
が小さい炭素を主成分とする薄膜を作製する。
Description
トロルミネッセンス(EL)現象を利用した有機電界発
光素子及びその製造方法に関するものである。また、前
記有機薄膜(発光層)として、低分子材料を用いた低分
子有機EL素子、または高分子材料を用いた高分子EL
素子(ここでは両方を総称して有機電界発光素子と呼
ぶ)に関するものである。
品質・低価格のフラットパネルディスプレイデバイスの
発光素子として注目されている(例えば、特開2000
−30867が挙げられる)。
の間でキャリア(電子、正孔)の注入特性が、デバイス
特性に大きな影響を及ぼす。すなわち、電界発光素子で
は、半導体発光層への電子及び正孔の注入が、デバイス
特性を左右する(いずれもできるだけ多く注入できる方
がデバイス特性は良好である)。
注入特性(キャリアの移動特性)は、理論的には両者の
仕事関数(半導体の場合はフェルミ準位)で決定され
る。電界発光素子の場合、電子注入側では、電極薄膜
(カソード)の仕事関数は小さい方が、一方、正孔注入
側では、電極薄膜(アノード)の仕事関数は大きい方
が、キャリアの移動効率は高くなる。
場合には、界面準位やシリサイドの生成により、仕事関
数以外の要因が、注入特性に影響する場合も多い。これ
に対して、特に最近実用化開発で注目されている、半導
体層が有機物の場合(低分子EL、高分子EL)の電界
発光素子では、界面準位ができにくいため、電極表面の
仕事関数制御が効率向上のために(実用化のために)不
可欠となっている。
高仕事関数かつ透明導電性薄膜として、ITO(インジ
ュウム・ティン・オキサイド)薄膜が広く用いられてい
る。しかしながら、仕事関数は4.8〜5.0eV程度
と半導体層と比較して小さく、デバイス効率の低下を招
く原因となっていた。
して、Alなどの金属薄膜が広く用いられている。しか
しながら、仕事関数は4.3eV程度と半導体層と比較
して大きく、デバイス効率の低下を招く原因となってい
た。
電極では仕事関数が大きく、カソード側電極では仕事関
数が小さく、デバイスの効率の向上を図ることできる有
機電界発光素子及びその製造方法を提供することを目的
とする。
成するために、 〔1〕有機電界発光素子において、アノード電極又はア
ノード電極表面層として仕事関数が大きい炭素を主成分
とする薄膜を用いることを特徴とする。
ド電極又はアノード電極表面層として仕事関数が大きい
ダイヤモンド状カーボン薄膜を用いることを特徴とす
る。
ド電極またはカソード電極表面層として仕事関数が小さ
い炭素を主成分とする薄膜を用いることを特徴とする。
ド電極またはカソード電極表面層として仕事関数が小さ
いダイヤモンド状カーボン薄膜を用いることを特徴とす
る。
ド電極又はアノード電極表面層として仕事関数が大きい
炭素を主成分とする薄膜を用い、かつカソード電極また
はカソード電極表面層として仕事関数が小さい炭素を主
成分とする薄膜を用いることを特徴とする。
ド電極又はアノード電極表面層として仕事関数が大きい
ダイヤモンド状カーボン薄膜を用い、かつカソード電極
またはカソード電極表面層として仕事関数が小さいダイ
ヤモンド状カーボン薄膜を用いることを特徴とする。
て、高周波プラズマを用いた化学的気相成長法によって
作製されるダイヤモンド状カーボン薄膜において、少な
くとも自己バイアス−1500Vから0Vまでで、アノ
ード電極又はアノード電極表面層として仕事関数が大き
いダイヤモンド状カーボン薄膜を、かつカソード電極ま
たはカソード電極表面層として仕事関数が小さい炭素を
主成分とする薄膜を作製することを特徴とする。
は、電極薄膜または電極/有機半導体界面層として、ダ
イヤモンド状カーボン薄膜を使用することにより、そし
てその製法、条件を制御することにより、3.8eVか
ら5.4eVの低仕事関数及び高仕事関数の双方を実現
でき、それにより高効率の有機電界発光素子を実現でき
ることを見出した。
て詳細に説明する。
発光素子の断面図である。
絶縁基板1上に形成されるアノード電極〔陽極(DL
C)〕、3はそのアノード電極2上に形成される正孔輸
送層、4はその正孔輸送層3上に形成される有機発光
層、5はその有機発光層4上に形成されるカソード電極
〔陰極(DLC)〕である。
LC)2は、高周波プラズマ化学的気相成長法(RF−
PECVD)により、基板バイアスを−1000Vとし
て高仕事関数の薄膜電極を形成する。
プラズマ化学的気相成長法(RF−PECVD)によ
り、基板バイアスを−500Vとして低仕事関数の薄膜
電極を形成する。
は、メタン20sccm、メタン13sccm+窒
素6sccm、又はメタン13sccm+アンモニア
6sccmとし、反応圧力は10mTorrとした。
発光素子の断面図である。
その絶縁基板11上に形成されるアノード電極、13は
そのアノード電極12上に形成される電極/有機半導体
界面層(DLC)、14はその電極/有機半導体界面層
(DLC)13上に形成される正孔輸送層、15はその
正孔輸送層14上に形成される有機発光層、16はその
有機発光層15上に形成される電極/有機半導体界面層
(DLC)、17はその電極/有機半導体界面層(DL
C)16上に形成されるカソード電極である。
界面層(DCL)13は、高周波プラズマ化学的気相成
長法(RF−PECVD)により、基板バイアスを−1
000Vとして高仕事関数の薄膜電極を形成する。
16は高周波プラズマ化学的気相成長法(RF−PEC
VD)により、基板バイアスを−500Vとして低仕事
関数の薄膜電極を形成する。
面層やカソード電極又はカソード電極表面層のダイヤモ
ンド状カーボン薄膜の製法として、具体的には、RF−
PECVD(高周波プラズマ化学的気相成長法)を用
い、基板バイアスを−1500Vから0Vまでの範囲で
作製することにより、仕事関数制御を行うことができ、
高及び低仕事関数電極が得られ、かつこれらの電極薄膜
を用いることにより、高効率の電界発光素子が得られ
た。
などの大面積デバイスに適した、大面積かつ低温成膜が
可能であり、実用化に有効な方法である。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
よれば、以下のような効果を奏することができる。
面層として、ダイヤモンド状カーボン薄膜を使用し、そ
の製法、条件を制御することにより、3.8eVから
5.4eVの低仕事関数及び高仕事関数の双方を実現で
き、それにより高効率の有機電界発光素子を実現するこ
とができる。
として、具体的には、RF−PECVDを用い、基板バ
イアスを−1500Vから0Vまでの範囲で作製するこ
とにより、仕事関数制御ができ、高及び低仕事関数が得
られ、かつこれらの電極薄膜を用いることにより、高効
率の電界発光素子が得られた。
などの大面積デバイスに適した、大面積かつ低温成膜が
可能で、実用化に有効な方法である。
断面図である。
断面図である。
電極側〕 16 電極/有機半導体界面層(DLC)〔カソード
電極側〕 17 カソード電極
Claims (7)
- 【請求項1】 有機電界発光素子において、アノード電
極又はアノード電極表面層として仕事関数が大きい炭素
を主成分とする薄膜を用いることを特徴とする有機電界
発光素子。 - 【請求項2】 有機電界発光素子において、アノード電
極又はアノード電極表面層として仕事関数が大きいダイ
ヤモンド状カーボン薄膜を用いることを特徴とする有機
電界発光素子。 - 【請求項3】 有機電界発光素子において、カソード電
極またはカソード電極表面層として仕事関数が小さい炭
素を主成分とする薄膜を用いることを特徴とする有機電
界発光素子。 - 【請求項4】 有機電界発光素子において、カソード電
極またはカソード電極表面層として仕事関数が小さいダ
イヤモンド状カーボン薄膜を用いることを特徴とする有
機電界発光素子。 - 【請求項5】 有機電界発光素子において、アノード電
極又はアノード電極表面層として仕事関数が大きい炭素
を主成分とする薄膜を用い、かつカソード電極またはカ
ソード電極表面層として仕事関数が小さい炭素を主成分
とする薄膜を用いることを特徴とする有機電界発光素
子。 - 【請求項6】 有機電界発光素子において、アノード電
極又はアノード電極表面層として仕事関数が大きいダイ
ヤモンド状カーボン薄膜を用い、かつカソード電極また
はカソード電極表面層として仕事関数が小さいダイヤモ
ンド状カーボン薄膜を用いることを特徴とする有機電界
発光素子。 - 【請求項7】 有機電界発光素子の製造方法において、
高周波プラズマを用いた化学的気相成長法によって作製
されるダイヤモンド状カーボン薄膜において、少なくと
も自己バイアス−1500Vから0Vまでで、アノード
電極又はアノード電極表面層として仕事関数が大きいダ
イヤモンド状カーボン薄膜を、かつカソード電極または
カソード電極表面層として仕事関数が小さい炭素を主成
分とする薄膜を作製することを特徴とする有機電界発光
素子の製造方法。
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Cited By (4)
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FR2887684A1 (fr) * | 2005-06-28 | 2006-12-29 | Thomson Licensing Sa | Diode electroluminescente dont l'une des electrodes est multicouche en carbone amorphe |
CN100392887C (zh) * | 2003-04-29 | 2008-06-04 | 统宝光电股份有限公司 | 具有抗反射和惰性阴极的有机发光显示器 |
TWI413169B (ja) * | 2007-07-20 | 2013-10-21 |
-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001299288A patent/JP2003109774A/ja active Pending
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JP2007012612A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Thomson Licensing | 一方電極に非晶質炭素から成る多層構造を有する発光ダイオード |
US7851814B2 (en) * | 2005-06-28 | 2010-12-14 | Thomson Licensing | Light-emitting diode, one of the electrodes of which is a multilayer made of amorphous carbon |
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