JP2003243182A

JP2003243182A - 有機ｅｌ素子

Info

Publication number: JP2003243182A
Application number: JP2002040966A
Authority: JP
Inventors: Tetsuyuki Matsusue; 哲征松末; Kenichi Shibata; 賢一柴田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2003-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】１対の電極２，４の間に有機発光層４が設け
られた構造を有し、有機発光層４で発光された光が１対
の電極２，４の少なくとも一方を通過して外部に出射さ
れる有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセント）素子に
おいて、電極４における光の吸収、反射、散乱等の影響
を低減し、高い効率で光を取り出すことのできる有機Ｅ
Ｌ素子を得る。【解決手段】光が通過する電極４の一部に、電極４を
通過せずに光を外部に出射するための複数の開口４ａが
形成されていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機ＥＬ（有機エ
レクトロルミネッセント）素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
半導体回路の高密度集積化が進み、高機能な情報端末が
小型化し、携帯が可能となった。このため、薄型、軽
量、低消費電力の表示素子の研究が活発化している。例
えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は小型携帯機器から
ノート型パソコンのディスプレイまでをカバーし、ブラ
ウン管ディスプレイ（ＣＲＴ）に置き換わる存在にまで
成長している。さらに、動画に耐え得る次世代型表示素
子として有機ＥＬ素子などが注目されている。

【０００３】有機ＥＬ素子においては、１対の電極間に
有機発光層が設けられており、有機発光層で発光された
光が１対の電極の少なくとも一方を通過して外部に出射
される。このため、光を取り出す側の電極には、透明酸
化物導電膜または金属薄膜などの透明性を有する電極が
用いられている。

【０００４】しかしながら、有機発光層で発光した光が
電極を通過して外部に取り出される際、電極において光
の吸収、反射、及び散乱等が生じ、このため光を取り出
す効率が低下するという問題があった。

【０００５】特開平１−２２０３９４号公報では、無機
ＥＬ素子において、発光層の片面に光を反射するミラー
を設けることにより、光の取り出し効率を高めることが
提案されている。また、特開昭６２−１７２６９１号公
報では、反射防止膜を発光層とガラス基板の間に設ける
ことにより、光の取り出し効率を高めることが提案され
ている。

【０００６】しかしながら、これらの方法によっても光
の取り出し効率を十分に高めることができず、高い効率
で光を取り出すことができる有機ＥＬ素子が求められて
いる。

【０００７】本発明の目的は、電極における光の吸収、
反射、散乱等の影響を低減し、高い効率で光を取り出す
ことができる有機ＥＬ素子を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、１対の電極間
に有機発光層が設けられた構造を有し、該有機発光層で
発光された光が１対の電極の少なくとも一方を通過して
外部に出射される有機ＥＬ素子であり、光が通過する電
極の一部に、該電極を通過せずに光を外部に出射させる
ための開口が形成されていることを特徴としている。

【０００９】本発明によれば、電極の一部に開口が形成
されており、この開口の部分では、電極を通過せずに光
を外部に出射することができる。従って、この開口の部
分では、電極による光の吸収、反射、散乱等による外部
への光の出射の低減が生じないため、外部に取り出すこ
とができる光を増加させることができる。このため、本
発明によれば、高い効率で光を取り出すことができるよ
うになる。

【００１０】本発明において電極に形成する開口は、電
極を通過せずに光を外部に出射させることができる開口
であれば、その形状及び大きさ並びに数は特に限定され
るものではない。例えば、開口として、複数の開口を独
立して形成させることができる。開口の形状は、円形、
四角形、多角形、その他種々の形状を採用することがで
きる。

【００１１】また、開口は、独立した開口でなくてもよ
い。例えば、電極の端部につながるストライプ状の開口
であってもよい。このようなストライプ状の開口は、好
ましくは複数形成される。

【００１２】開口の全面積は、電極の全面積（開口の面
積を含む）に対して、１０％〜８０％であることが好ま
しい。開口の面積が小さすぎると、開口を形成して光の
取り出し効率を高めるという本発明の効果が十分に得ら
れない場合がある。また、開口の面積が大きすぎると、
相対的に電極の面積が低下するため、有機発光層におけ
る発光効率が低下する場合がある。

【００１３】本発明において形成する開口の大きさは、
開口１つの面積を円の面積に換算した場合において、そ
の円の径が０．０１μｍ〜１００μｍであることが好ま
しい。また、有機発光層の厚みに対して０．０１倍〜１
００倍程度であることが好ましい。また、開口がストラ
イプ状の開口である場合、その幅は、０．０１μｍ〜１
００μｍの範囲内であることが好ましく、有機発光層の
厚みの０．０１倍〜１００倍であることが好ましい。

【００１４】また、開口は、有機ＥＬ素子の１つの画素
において、複数形成されていてもよいし、１つ形成され
ていてもよい。また、有機ＥＬ素子がＲＧＢを発色する
フルカラーディスプレイなどである場合、発光の弱い色
の画素に相対的に開口を多く形成し、ＲＧＢにおけるコ
ントラストを制御してもよい。

【００１５】本発明において、開口が形成される電極
は、例えば透明酸化物導電膜または金属薄膜から形成さ
れる。透明酸化物導電膜としては、酸化インジウム錫
（ＩＴＯ）薄膜、酸化錫薄膜、酸化亜鉛薄膜などが挙げ
られる。金属薄膜としては、種々の金属の薄膜が挙げら
れ、透明性を有する程度に厚みを薄くした薄膜が用いら
れる。透明酸化物導電膜の膜厚としては、一般に１００
〜２０００Å程度が好ましく、さらに好ましくは２００
〜１５００Å程度である。金属薄膜の厚みとしては、一
般に１０〜１０００Å程度である。

【００１６】本発明において、開口が形成される電極
は、陽極であってもよいし、陰極であってもよい。さら
には陽極及び陰極の両方に開口が形成されていてもよ
い。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に従う一実施例の
有機ＥＬ素子を示す概略断面図である。基板１の上に
は、第１の電極２が設けられている。第１の電極２の上
には有機発光層３が設けられている。本発明における有
機発光層は、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電
子輸送層、及び電子注入層などの有機化合物からなる層
を全て含んでいる。

【００１８】有機発光層３の上には第２の電極４が形成
されている。第２の電極４には、開口４ａが形成されて
いる。開口４ａにおいては、有機発光層３で発光した光
は、第２の電極４を通過せずに外部に出射される。

【００１９】開口４ａの形状は、例えば、図２に示すよ
うな円形形状であってもよいし、図３に示すような四角
形などの矩形の形状であってもよい。また、図５に示す
ように、開口４ａは、電極（陰極）の端部につながるよ
うに延びる複数のストライプ状の形状を有するものであ
ってもよい。

【００２０】図２及び図３に示すような開口は、例え
ば、全体に電極を形成した後、電極の上にパターン化し
たフォトレジスト膜を形成し、これをマスクとしてエッ
チングすることにより形成することができる。また、図
４に示すようなストライプ状の開口は、上記のフォトレ
ジスト膜をマスクとしたエッチングによって形成しても
よいし、電極を形成する際にマスクを用いて部分的に電
極を形成することによって形成することもできる。

【００２１】第２の電極４の一部に開口４ａを形成する
ことにより、開口４ａの部分で第２の電極４を通過せず
に外部に有機発光層３からの光を出射させることができ
る。このため、第２の電極４における光の吸収、反射、
散乱等の影響を低減し、高い効率で光を取り出すことが
可能になる。

【００２２】図５は、本発明に従う他の実施例の有機Ｅ
Ｌ素子を示す模式的断面図である。図５に示す実施例に
おいては、第１の電極２に、開口２ａが形成されてい
る。開口２ａは、図２〜図４に示す開口４ａと同様に種
々の形状に形成することができる。本実施例では、第１
の電極２側から光を取り出す構造になっている。開口２
ａの部分では、第１の電極２を通らずに有機発光層３か
らの光が外部に出射される。このため、第１の電極２に
おける光の吸収、反射、散乱等の影響を低減することが
でき、高い効率で光を取り出すことができる。

【００２３】図６は、本発明に従うさらに他の実施例の
有機ＥＬ素子を示す模式的断面図である。図６に示す実
施例においては、第１の電極２の表面２ａに、凹凸が形
成されている。また、図１に示す実施例と同様に、第２
の電極４に開口４ａが形成されている。第１の電極２の
表面２ｂに凹凸を形成することにより、第１の電極２に
おける反射率を高め、第２の電極４側からの光の出射効
率を高めることができる。

【００２４】図７及び図８は、図１に示す有機ＥＬ素子
をガラス缶で封止した状態を示す模式的断面図である。
有機ＥＬ素子１０は、台１１の上に載せられており、有
機ＥＬ素子１０の上に載せられたガラス缶１２によって
封止されている。有機ＥＬ素子１０においては、第２の
電極４側から光が取り出され、光はガラス缶１２を通り
外部に放出される。

【００２５】図８においては、第２の電極４が台１３の
上に載せられている。台１３は、例えばガラス板などか
ら形成されている。有機ＥＬ素子１０を覆うように、金
属缶１４が載せられ、金属缶１４によって封止されてい
る。有機ＥＬ素子１０からの光は、第２の電極４側から
取り出され、ガラス板等からなる透明な台１３を通り外
部に放出される。

【００２６】

【実施例】（実施例１）図１に示す実施例において、第
１の電極２として陽極を形成し、第２の電極４として陰
極を形成することにより、本実施例の有機ＥＬ素子を作
製した。ガラス基板１の上に、スパッタリング法により
ＩＴＯからなる陽極２（厚み１０００Å）を形成した。
陽極２をＵＶオゾン処理した後、陽極２の上に有機発光
層３を形成した。有機発光層３としては、ホール注入
層、ホール輸送層、及び発光層を形成した。陽極２の上
に、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）からなる厚み２００
Åのホール注入層を形成した後、この上にＮＰＢからな
る厚み８００Åのホール輸送層を形成した。なお、ＮＰ
Ｂは、Ｎ，Ｎ′−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，
Ｎ′−ジフェニル−ベンジジンを意味する。このホール
輸送層の上に、ドーパントとしてのルブレンを５重量％
を含有するＡｌｑを４５０Åの厚みで形成し、発光層と
した。なお、Ａｌｑは、トリス（８−ヒドロキシキノリ
ナト）アルミニウムを意味する。

【００２７】以上のように形成した有機発光層３の上
に、陰極４を形成した。陰極４は、メタルマスクを用い
て、図４に示すように、ストライプ状の溝４ａが形成さ
れるようにパターニングしながら形成した。陰極４は、
ＭｇＩｎ合金から形成し、厚みを８０Åとした。なお、
ストライプ状の開口４ａの幅は、１０μｍとなるように
形成した。図４に示すように、ストライプ状の溝４ａの
端部４ｂは電極４の端部とつながり開放されている。開
口４ａの面積は、開口４ａを含む陰極４全体の面積の４
０％となるように形成した。

【００２８】以上のようにして実施例１の有機ＥＬ素子
を作製した。実施例１の有機ＥＬ素子は、陰極４とし
て、厚みの薄い金属薄膜が形成されているので、有機発
光層４からの光は、透明電極層である陽極２と陰極４の
両側から出射される。陰極４側から出射される光を測定
したところ、光出射量は２．５ｃｄ／Ａであった。

【００２９】比較として、陰極４に開口４ａを形成しな
い以外は、上記実施例１と同様の有機ＥＬ素子を作製し
た。陰極４から出射する光を測定したところ、１．０ｃ
ｄ／Ａであった。この比較例と上記実施例１との比較か
ら明らかなように、実施例１においては、陰極４に開口
４ａを形成することにより、光出射量が著しく高められ
ている。

【００３０】（実施例２）図５に示す実施例の構造にお
いて、第１の電極２として陽極を形成し、第２の電極４
として陰極を形成した。すなわち、ガラス基板からなる
基板１の上に、ＩＴＯからなる陽極２をスパッタリング
法により厚み１０００Åとなるように形成した。陰極２
を全面に形成した後、この上にパターニングしたレジス
ト膜を形成し、エッチングすることにより、陰極２に開
口２ａを形成した。開口２ａの形状としては、図２に示
すような円形の開口を形成した。開口２ａの直径は１０
μｍとした。開口２ａの面積は、開口２ａを含む陽極２
全体の面積の３０％となるように形成した。

【００３１】次に、この上に、上記実施例１と同様にし
て有機発光層３を形成した後、有機発光層３の上に陰極
４を形成した。陰極４としては、厚みを２０００Åと
し、かつ陰極４に開口を形成しない以外、上記実施例１
と同様にして形成した。

【００３２】陽極２側から出射する光を測定したとこ
ろ、光出射量は７．５ｃｄ／Ａであった。比較として、
陽極２に開口２ａを形成しない以外は、実施例２と同様
にして有機ＥＬ素子を測定した。この比較例の有機ＥＬ
素子について、陽極２側から光出射量を測定したとこ
ろ、６．５ｃｄ／Ａであった。

【００３３】従って、陽極２に開口２ａを形成するこに
より、光の出射量が高められることがわかる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、電極における光の吸
収、反射、散乱等の影響を低減し、高い効率で光を取り
出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に従う有機ＥＬ素子を示す模
式的断面図。

【図２】本発明において電極に形成する開口の形状の一
例を示す平面図。

【図３】本発明において電極に形成する開口の形状の他
の一例を示す平面図。

【図４】本発明において電極に形成する開口の形状のさ
らに他の例を示す平面図。

【図５】本発明に従う他の実施例の有機ＥＬ素子を示す
模式的断面図。

【図６】本発明に従うさらに他の実施例の有機ＥＬ素子
を示す模式的断面図。

【図７】本発明に従う有機ＥＬ素子を封止した状態を示
す模式的断面図。

【図８】本発明に従う有機ＥＬ素子を封止した状態を示
す模式的断面図。

【符号の説明】

１…基板２…第１の電極２ａ…第１の電極の開口３…有機発光層４…第２の電極４ａ…第２の電極の開口４ｂ…第２の電極の開口の端部１０…有機ＥＬ素子１１…台１２…ガラス缶１３…台１４…金属缶

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１対の電極間に有機発光層が設けられた
構造を有し、前記有機発光層で発光された光が前記１対
の電極の少なくとも一方を通過して外部に出射される有
機ＥＬ素子であって、前記光が通過する前記電極の一部に、該電極を通過さず
に前記光を外部に出射させるための開口が形成されてい
ることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】前記開口が独立して形成された複数の開
口であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素
子。
【請求項３】前記開口が前記電極の端部につながる複
数のストライプ状の開口であることを特徴とする請求項
１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】前記開口が形成される電極が、透明酸化
物導電膜または金属薄膜から形成されていることを特徴
とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素
子。
【請求項５】前記開口が形成される電極が、陽極及び
／または陰極であることを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。