JP2004022176A - Electroluminescent element - Google Patents

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JP2004022176A JP2002171020A JP2002171020A JP2004022176A JP 2004022176 A JP2004022176 A JP 2004022176A JP 2002171020 A JP2002171020 A JP 2002171020A JP 2002171020 A JP2002171020 A JP 2002171020A JP 2004022176 A JP2004022176 A JP 2004022176A
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Toshitaka Mori
森 利隆
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    • H01L2251/53Structure
    • H01L2251/5307Structure specially adapted for controlling the direction of light emission
    • H01L2251/5315Top emission
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L51/52Details of devices
    • H01L51/5262Arrangements for extracting light from the device

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an EL element capable of improving extraction efficiency of light without bringing about a problem such as a dark spot regardless of the kind of metal electrode layers.
SOLUTION: This is the EL element that comprises at least a metal electrode layer, an organic EL layer containing a luminous layer formed on the above metal electrode layer, and a transparent electrode layer formed on the organic EL layer. A photo-guided-wave prevention layer which has a function of a charge injection layer and suppresses loss of light is provided on the above metal electrode layer.
COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、発光効率が良好なエレクトロルミネッセント(以下、エレクトロルミネッセントをELと略す場合がある。)素子に関するものである。 The present invention, luminous efficiency good electroluminescent (hereinafter, may be abbreviated as EL electroluminescent.) Relates element.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
電界発光を利用したEL素子は、自己発光のため視認性が高く、かつ完全固体素子であるため、耐衝撃性に優れるなどの特徴を有することから、各種表示装置における発光素子としての利用が注目されている。 EL elements utilizing electroluminescence, since high visibility for self light emitting, and a complete solid element, since it has characteristics such as excellent impact resistance, use as a light emitting element in various display devices attention It is.
【0003】 [0003]
このようなEL素子には、発光材料として無機化合物を用いる無機EL素子と、有機化合物を用いる有機EL素子とがある。 Such EL devices, there inorganic EL element using an inorganic compound as a light-emitting material, an organic EL device using the organic compound. このうち、有機EL素子は、駆動電圧を大幅に低くした小型化が容易であるため、次世代の表示素子としてその実用化研究が積極的になされている。 Of these, the organic EL device, since miniaturization that significantly lower the drive voltage is easy, its practical application has been studied actively as a next generation display device. 有機EL素子の構成は、陽極/発光層/陰極の積層を基本とし、ガラス板等を用いた基材上に、透明陽極を形成する構成が通常採用されている。 Configuration of the organic EL element, a stack of anode / light emitting layer / cathode as a basic, on a substrate using a glass plate or the like, is configured to form a transparent anode is normally employed. この場合、発光は基材側に取り出される。 In this case, light emission is extracted to the substrate side.
【0004】 [0004]
このようなEL素子としては、近年、陰極を透明にして陰極側から発光を取り出す試みがなされている。 Such EL devices in recent years, attempts to extract light emission from the cathode side are made in the transparent cathode. このように陰極側から発光を取り出す場合には、陰極と共に陽極も透明とすることにより、全体として透明なEL素子を製造することが可能となる。 If this light is emitted from the cathode side, as by the anode transparency with the cathode, it is possible to produce a transparent EL device as a whole. このような透明なEL素子は、背景色として任意な色が採用でき、発光時以外もカラフルなディスプレイとすることができる。 Such transparent EL element can optionally color is adopted as the background color, even when not emitting be a colorful display. また、背景色として黒を採用した場合には、発光時のコントラストを向上させることができるといった利点を有する。 Further, in the case of employing the black as the background color has the advantage can improve the contrast during light emission. さらに、カラーフィルターや色変換層を用いた場合には、EL素子上にこれらを置くことができることから、EL素子の製造段階において、カラーフィルターや色変換層を考慮しなくてもよいため、例えば、陽極を形成する際には、基材温度を高くすることができ、陽極の抵抗値を下げることができるといった利点も有する。 Furthermore, in the case of using a color filter or a color conversion layer, since it can put them on the EL element, in the production stage of the EL element, since it is not necessary to consider the color filter or a color conversion layer, for example, , when forming the anode, it is possible to increase the substrate temperature also has an advantage allows a reduction in resistance of the anode.
【0005】 [0005]
このような利点を有するEL素子の例としては、特開平10−162959号公報に、陰極を膜厚が非常に薄い電子注入金属層と非晶質透明導電層で形成することにより、透明陰極側から発光を取り出す技術が開示されている。 Examples of the EL element having such advantages, in JP-A-10-162959, by the film thickness of the cathode is formed with a very thin electron injection metal layer and an amorphous transparent conductive layer, a transparent cathode technology to extract light emission is disclosed from. さらに、陽極には仕事関数4.8eV以上の導電性を示す金属又は透明導電膜、あるいはその組合せを用いることが開示されており、好適な金属として、Au、Pt、Ni、Pdが挙げられている。 Further, the anode is disclosed that the use of a metal or a transparent conductive film, or a combination thereof, show a work function 4.8eV or more conductive, suitable metals, Au, Pt, Ni, cited Pd is there. しかしながら、これらの金属は、陽極金属上に成膜される有機EL層との密着性が良好ではないため、ダークスポット(非発光点)や不均一な発光を発生するおそれがある。 However, these metals, since adhesion between the organic EL layer to be formed on the anode metal is not good, there is a risk of generating dark spots (non-emitting point) or non-uniform light emission. そこで、このような問題点を解決する手段として、陽極金属に用いられる金属を、クロム、モリブテン、タングステン、タンタル等の仕事関数4.8eV未満の金属を用いた方法が特開2001−43980号公報に開示されている。 Therefore, as means for solving such problems, a metal used for the anode metal, chromium, molybdenum, tungsten, a method using a work function 4.8eV than metal such as tantalum is JP 2001-43980 JP which is incorporated herein by reference. このように4.8eVの金属を用いることにより、ダークスポットの発生を抑えることが可能となったが、その一方で、同じ印可電圧における電流密度の低下、発光効率の低下といった新たな不都合を発生させることとなった。 Thus, by using the metal 4.8 eV, but it has become possible to suppress the generation of dark spots, while the decrease in the current density at the same applied voltage, generating a new inconvenience reduction in luminous efficiency It became be.
【0006】 [0006]
さらに、このような問題点を解決する手段として、陽極金属上に修飾電極と称される透明導電膜を積層する方法が提案されているが、この方法においても、透明導電膜による光の損失が大きく光の取り出し効率が劣るといった問題点を有している。 Further, as means for solving such problems, a method of laminating a transparent conductive film called modified electrode on the anode metal is proposed, in this method, the loss of light by the transparent conductive film has a problem that extraction efficiency of greater light is poor.
【0007】 [0007]
そこで、透明陰極側から発光を取り出すEL素子においては、これらすべての問題点を解決する手段の開発が望まれている。 Therefore, the EL element in which light is extracted through the transparent cathode side, the development of means to solve all of these problems has been desired.
【0008】 [0008]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、金属電極層の金属の種類に関わらず、ダークスポット等の不都合が生じることなく、光の取り出し効率を向上させることが可能なEL素子を提供することを主目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, regardless of the type of metal of the metal electrode layer, without the disadvantages such as dark spots occur, capable of improving light extraction efficiency EL device to provide are those whose primary purpose is.
【0009】 [0009]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記目的を達成するために、本発明は、請求項1に記載するように、金属電極層と、上記金属電極層上に形成された発光層を含む有機EL層と、上記有機EL層上に形成された透明電極層とを少なくとも有するEL素子において、上記金属電極層上に、電荷注入層としての機能を有し、光の損失を抑制する光導波防止層が設けられていることを特徴とするEL素子を提供する。 To achieve the above object, the present invention is as described in claim 1, and a metal electrode layer, an organic EL layer including a light emitting layer formed on the metal electrode layer, the above-mentioned organic EL layer in at least having EL elements formed a transparent electrode layer, and characterized in that the said metal electrode layer has a function as a charge injection layer, the loss of light inhibits optical waveguide preventing layer is provided to provide an EL element.
【0010】 [0010]
本発明においては、上述したように電荷注入層としての機能を有し、かつ、光の導波を抑制する機能も保持する光導波防止層が金属電極層上に設けられているので、金属電極層に用いる金属の種類に関わらず、ダークスポット等を生じさせることが少なく、さらに、光の導波を抑制することから光の損失を抑えることができるため、良好な光の取り出し効率を有するEL素子とすることができるのである。 In the present invention, it has a function as a charge injection layer as described above, and, since the optical waveguide prevention layer also retains function of suppressing the waveguide light is provided on the metal electrode layer, a metal electrode regardless of the type of metal used for the layer, less likely to cause dark spots and the like, further, it is possible to suppress the loss of light from suppressing the waveguiding of light, EL with extraction efficiency good light it is possible to device.
【0011】 [0011]
上記請求項1に記載された発明においては、請求項2に記載するように、上記光導波防止層は、その表面粗さが、10nm〜30nmの範囲内であることが好ましい。 In the invention described in the claim 1, as described in claim 2, said optical waveguide prevention layer has a surface roughness is preferably in the range of 10 nm to 30 nm. このように光導波防止層の表面を、上記範囲内で粗く形成することにより、有機EL層内で発生する光が、光導波防止層内を導波する際に、光導波防止層の表面付近の粗さにより乱反射され、光の導波を抑制することができるのである。 The surface of the thus optical wave preventing layer, by roughening formed within the above range, light generated in the organic EL layer is, when guided through the optical waveguide prevention layer, near the surface of the optical waveguide prevention layer is diffusely reflected by the roughness is of the waveguiding of light can be suppressed. これにより光の導波による損失を抑えることができるため、光の取り出し効率を向上させることができるのである。 Since this makes it possible to suppress the loss due to waveguiding of light, it is possible to improve the light extraction efficiency.
【0012】 [0012]
上記請求項2に記載された発明においては、請求項3に記載するように、上記光導波防止層の平均膜厚は0.1nm〜30nmの範囲内であることが好ましい。 In the invention described in the claim 2, as described in claim 3, it is preferable that the average thickness of the optical waveguide prevention layer is in the range of 0.1Nm~30nm. 上記範囲内の平均膜厚を有する光導波防止層であれば、電荷注入層としての機能を十分に発揮することができるからである。 If the average thickness optical waveguide prevention layer having in the range, because it is possible to sufficiently exhibit the function as a charge injection layer.
【0013】 [0013]
上記請求項1に記載された発明においては、請求項4に記載するように、上記光導波防止層は上記金属電極層上に島状に形成されていることが好ましい。 In the invention described in the claim 1, as described in claim 4, said optical waveguide preventing layer is preferably formed in an island shape on the metal electrode layer. 光導波防止層を島状に形成することにより、光導波防止層内に入射した光が光導波防止層内を導波することによる光の損失を抑制することができるため、透明電極層側からの光の取り出し効率を向上させることができるからである。 By forming the optical waveguide preventing layer in an island shape, it is possible to suppress the loss of light due to light incident on the optical waveguide prevention layer is guided through the optical waveguide prevention layer, a transparent electrode layer side This is because it is possible to improve the light extraction efficiency.
【0014】 [0014]
上記請求項4に記載された発明においては、請求項5に記載するように、上記島状に形成されている光導波防止層は、上記金属電極層上の有機EL層が成膜される領域に対して、1%〜99%の範囲内の領域を被覆するように設けられていることが好ましい。 In the invention described in the claim 4, as described in claim 5, the optical waveguide preventing layer formed on the island is a region where the organic EL layer on the metal electrode layer is deposited respect, it is preferably provided so as to cover the region within the range of 1% to 99%. 上記範囲内で光導波防止層を島状に形成することにより、光導波防止層内に入射した光の導波を抑制する効果を得ることができるからである。 By forming the optical waveguide preventing layer in an island shape within the above range, and can obtain the effect of suppressing the waveguide of the light incident on the optical waveguide prevention layer.
【0015】 [0015]
上記請求項1から請求項5までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項6に記載するように、上記光導波防止層に用いられる材料は、導電性を有する有機材料を用いることができる。 In the invention described in any one of claims from the claim 1 to claim 5, as described in claim 6, the material used for the optical waveguide preventing layer, an organic material having conductivity it can be used. また、請求項7に記載するように、上記光導波防止層が、インジウムを含む無機酸化物で形成されているものであってもよい。 Further, as described in claim 7, said optical waveguide prevention layer, or may be formed of an inorganic oxide containing indium. さらに、この場合請求項8に記載するように、ITOであることが好ましい。 Further, as described in this case according to claim 8, it is preferable that the ITO. ITOは光の透過率が高く、かつ、低抵抗であるため、EL素子の駆動電圧を低電圧化することができ、さらに、発光効率を向上させることができるからである。 ITO because high light transmittance and low resistance, the driving voltage of the EL element can be low voltage, and further, because it is possible to improve the luminous efficiency.
【0016】 [0016]
上記請求項1から請求項8までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項9に記載するように、上記金属電極層の光の反射率は、可視領域380〜780nmの範囲内で、30%以上であることが好ましい。 In the invention described in any one of claims from the claims 1 to 8, as described in claim 9, the reflectance of light of the metal electrode layer is in the range of the visible region 380~780nm the inner, is preferably 30% or more. 金属電極層の光の反射率を上記範囲とすることにより、発光層内で発生した光が金属電極層で反射され、透明電極層側から効率良く光を取り出すことができるからである。 By the above range light reflectance of the metal electrode layer, since light generated in the light emitting layer is reflected by the metal electrode layer, it is possible to take out light efficiently from the transparent electrode layer side.
【0017】 [0017]
上記請求項1から請求項9までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項10に記載するように、上記金属電極層の膜厚は、40nm〜500nmの範囲内であることが好ましい。 It in the invention described in any one of claims from the claim 1 to claim 9, as described in claim 10, the thickness of the metal electrode layer is in the range of 40nm~500nm It is preferred. 上記範囲よりも薄い膜厚とすると、光が金属電極層を透過するおそれがあり、一方、上記範囲よりも厚い膜厚とすると、EL素子としての平滑性が損なわれ、また透明電極層等に断線といった不都合が生じる可能性があるからである。 When film thickness smaller than the above range, there is a possibility that light passes through the metal electrode layer, whereas, if the film thickness larger than the above range, smoothness of the EL element is deteriorated, and the transparent electrode layer, etc. there is a possibility that inconvenience such disconnection occurs.
【0018】 [0018]
上記請求項1から請求項10までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項11に記載するように、上記透明電極層の光の透過率は、可視領域380〜780nmの範囲内で、50%以上であることが好ましい。 In the invention described in any one of claims from the claim 1 to claim 10, as claim 11, the transmittance of light of the transparent electrode layer is in the range of the visible region 380~780nm an inner, preferably 50% or more. 上記範囲内の光の透過率を有する透明電極層であれば、発光層内で発生した光を透明電極層側から効率良く取り出すことができるからである。 If transparent electrode layer having a transmittance of light in the above range, the light generated in the light emitting layer can be efficiently extracted from the transparent electrode layer side.
【0019】 [0019]
上記請求項1から請求項11までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項12に記載するように、上記金属電極層は陽極であることが好ましい。 In the invention described in any one of claims from the claim 1 to claim 11, as claim 12, the metal electrode layer is preferably an anode. 金属電極層を陽極とし、透明電極層を陰極とする構成が、仕事関数等の関係上好ましい態様であるからである。 The metal electrode layer is an anode, configured to cathode transparent electrode layer, because the relationship on a preferred embodiment of such a work function.
【0020】 [0020]
上記請求項12に記載された発明においては、請求項13に記載するように、上記金属電極層の仕事関数値WFaと光導波防止層の仕事関数値WFbの関係において、仕事関数値がWFa<WFbとなることが好ましい。 In the invention described in the claim 12, as claim 13, in relation to the work function values ​​WFb work function value WFa and the optical waveguide prevention layer of the metal electrode layer, the work function value WFa < it is preferred that the WFb. 光導波防止層の仕事関数値を金属電極層のそれよりも高くすることにより、発光層内への正孔の注入が安定化し、発光効率を向上させることができるからである。 The work function value of the optical waveguide prevention layer by higher than that of the metal electrode layer, since injection of holes into the light emitting layer is stabilized, thereby improving the luminous efficiency.
【0021】 [0021]
上記請求項12または請求項13に記載された発明においては、請求項14に記載するように、上記透明電極層の仕事関数値が5.0eV以下であることが好ましい。 In the invention described in the claim 12 or claim 13, as claim 14, the work function value of the transparent electrode layer is preferably at most 5.0 eV. 上記範囲内の仕事関数値を有する透明電極層を陰極として用いることにより、発光層内への電子の注入が安定化し、発光効率を向上させることができるからである。 By using the transparent electrode layer having a work function value of the above range as a cathode, the electron injection into the light emitting layer is stabilized, because it is possible to improve the luminous efficiency.
【0022】 [0022]
上記請求項1から請求項14までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項15に記載するように、上記金属電極層および光導波防止層からなる金属電極層部のシート抵抗が1Ω/□以下であることが好ましい。 In the invention described in any one of claims from the claim 1 to claim 14, as claim 15, the sheet resistance of the metal electrode layer portion made of the metal electrode layer and the optical waveguide prevention layer it is preferred but is 1Ω / □ or less. 金属電極層部のシート抵抗を上記範囲内にすることにより、抵抗を低下させることができるため、駆動電圧を低電圧化することができ、発光効率を向上させることができるからである。 By the sheet resistance of the metal electrode layer portion in the above range, it is possible to lower the resistance, the drive voltage can be low voltage, because it is possible to improve the luminous efficiency.
【0023】 [0023]
上記請求項1から請求項15までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項16に記載するように、上記透明電極層上に屈折率1.7以下であり、可視領域380nm〜780nmにおける光透過率が70%以上である低屈折率層を積層することが好ましい。 In the invention described in any one of claims from the claim 1 to claim 15, as claim 16, or less refractive index of 1.7 on the transparent electrode layer, the visible region 380nm it is preferable that light transmittance at ~780nm to laminating low refractive index layer is 70% or more. 透明電極層上に設けられた低屈折率層が、上述した範囲の屈折率および光の透過率を有することにより、有機EL層や透明電極層等の屈折率の違いを要因とするEL素子内への光の閉じこもりを防止することができ、光の取り出し効率を向上させることができるからである。 Low refractive index layer provided on the transparent electrode layer, by having a refractive index and light transmittance of the above-described range, the EL element to cause a difference in refractive index, such as an organic EL layer and the transparent electrode layer of light to housebound it can be prevented, because it is possible to improve the light extraction efficiency.
【0024】 [0024]
上記請求項1から請求項16までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項17に記載するように、上記透明電極層上に酸化珪素および窒化珪素の組合せからなり、水蒸気および酸素の影響から上記有機EL層を保護するバリア層を積層することが好ましい。 In the invention described in any one of claims from the claim 1 to claim 16, as claim 17, a combination of silicon oxide and silicon nitride on the transparent electrode layer, water vapor and from the effects of oxygen it is preferable to laminate a barrier layer to protect the organic EL layer. 有機EL層等は、水蒸気および酸素に曝されることにより劣化が促進されるおそれがあるが、このような特性を有するバリア層を設けることにより、有機EL層をそれらの影響から保護することができ、素子の長寿命化が可能であるからである。 Organic EL layer or the like, there is a fear that deterioration by exposure to water vapor and oxygen is promoted by providing a barrier layer having such properties, it is possible to protect the organic EL layer from their effects can, because it is possible to extend the life of the device.
【0025】 [0025]
上記請求項1から請求項17までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項18に記載するように、上記金属電極層は、基材上に形成されていることが好ましい。 In the invention described in any one of claims from the claim 1 to claim 17, as claim 18, the metal electrode layer is preferably formed on the substrate. 基材上に金属電極層等を形成することにより、EL素子の強度を向上させることができるからである。 By forming the metal electrode layer and the like on a base material, because it is possible to improve the strength of the EL element.
【0026】 [0026]
本発明においてはまた、請求項19に記載するように、陽極である金属電極層を形成する工程と、上記金属電極層上に、インジウムを含む無機酸化物を用い、その表面粗さが10nm〜30nmの範囲内となるように光導波防止層を形成する工程と、上記光導波防止層を紫外線オゾン下または酸素プラズマ下に曝し、光導波防止層の仕事関数値を0.2eV以上変化させるプラズマ処理を施す工程と、上記プラズマ処理後の光導波防止層上に有機EL層を形成する工程と、上記有機EL層上に陰極である透明電極層を形成する工程とを少なくとも有することを特徴とするEL素子の製造方法を提供する。 Also in the present invention, as described in claim 19, forming a metal electrode layer is an anode, to the metal electrode layer, an inorganic oxide containing indium, its surface roughness 10nm~ a step of forming an optical wave preventing layer so as to be in the range of 30 nm, the plasma to the optical waveguide preventing layer exposed to or under an oxygen plasma UV ozone, change or 0.2eV work function value of the optical waveguide prevention layer a step of performing processing, and forming an organic EL layer in the plasma processing after the optical waveguide prevention layer, and characterized in that it has at least a step of forming a transparent electrode layer is a cathode in the organic EL layer to provide a manufacturing method of an EL element.
【0027】 [0027]
本発明においては、上述するように、光導波防止層の表面を上記範囲内で粗く形成することにより、光導波防止層内を光が導波することによる光の損失を抑制することができると共に、光導波防止層にプラズマ処理を施すことにより、陽極である金属電極層の仕事関数値と好適な差を形成することができるため、発光層への正孔の注入が安定化し、発光効率を向上させることができるといった利点を有する。 In the present invention, as described above, by roughening a surface of the optical waveguide preventing layer in the above-mentioned range, it is possible to suppress the loss of light due to the light of the optical waveguide prevention layer is guided , by performing plasma treatment to the optical waveguide prevention layer, it is possible to form a suitable difference and work function of the metal electrode layer is an anode, injection of holes into the light emitting layer is stabilized, the luminous efficiency has the advantage can be improved.
【0028】 [0028]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明のEL素子およびその製造方法について説明する。 The following describes EL device and a manufacturing method thereof of the present invention. まず、EL素子について説明する。 First, a description will be given EL element.
【0029】 [0029]
I. I. EL素子本発明のEL素子は、金属電極層と、上記金属電極層上に形成された有機EL層と、上記有機EL層上に形成された透明電極層とを少なくとも有するEL素子において、上記金属電極層上に、電荷注入層としての機能を有し、光の損失を抑制する光導波防止層が設けられていることを特徴とするものである。 EL elements of the EL element present invention, a metal electrode layer, an organic EL layer formed on the metal electrode layer, at least having EL elements and a transparent electrode layer formed on the organic EL layer, the metal on the electrode layer has a function as a charge injection layer, and is characterized in that the suppressing optical waveguide preventing layer loss of light is provided.
【0030】 [0030]
通常EL素子においては、発光効率を向上させるために、有機EL層内への電荷の注入を安定化させる電荷注入層としての機能を有する層を設けることが多い。 Usually in the EL element, in order to improve the luminous efficiency, it is often provided with a layer having a function as a charge injection layer for stabilizing the injection of charges into the organic EL layer. 本発明においてもこのような機能を有する層として光導波防止層を金属電極層上に設けている。 Is provided an optical waveguide prevention layer on the metal electrode layer be a layer having such a function in the present invention. しかしながら、このような機能を有する層は、入射光がその内部を導波することにより光の損失を招くことがあり、このため光の取り出し効率を低下させる要因となること場合がある。 However, a layer having such a function, can cause loss of light by the incident light guided through its interior, thus it may cause a decrease of the light extraction efficiency. そこで、本発明においては、電荷注入層としての機能に加えて、このような光の導波を抑制する機能を保持する光導波防止層とすることにより、発光効率に加えて光の取り出し効率をも改善することを可能とする。 Therefore, in the present invention, in addition to functioning as a charge injection layer, by such a light optical waveguide preventing layer for holding functions to suppress the waveguide of the light extraction efficiency in addition to the luminous efficiency also it makes it possible to improve.
【0031】 [0031]
このような利点を有する本発明のEL素子について、その構成について詳細に説明する。 The EL device of the present invention having such advantages will be described in detail about the configuration.
【0032】 [0032]
1. 1. 光導波防止層本発明における光導波防止層とは、有機EL層への電荷の注入を安定化させる電荷注入層としての役割を担うと共に、光導波防止層内へ入射した光が光導波防止層内を導波することにより生じる光の損失を抑制する機能をも有するものである。 The optical waveguide preventing layer in the optical waveguide prevention layer present invention, the role as the charge injection layer to stabilize the injection of charges into the organic EL layer, the optical waveguide prevention layer light incident to the optical waveguide prevention layer but also it has a function of suppressing the loss of light caused by guided inside.
【0033】 [0033]
このような機能を有する光導波防止層を金属電極層上に設けることにより、金属電極層からの電荷の注入が滞りなく行われるため、発光効率が向上し、さらに、光の損失が抑制されることから、有機EL層内で発生する光の透明電極層側からの取り出し効率も向上させることができるのである。 By providing the optical waveguide prevention layer having such a function on the metal electrode layer, since the charge injection from the metal electrode layer is performed smoothly, and luminous efficiency is improved, further, loss of light is suppressed since, it is possible to also improve extraction efficiency from the transparent electrode layer side of the light generated in the organic EL layer. このような作用を及ぼす本発明の光導波防止層について、形状および材料について詳細に説明する。 An optical waveguide preventing layer of the present invention on such an action, the shape and materials are described in detail.
【0034】 [0034]
(1)光導波防止層の形状についてまず、光導波防止層の形状について説明する。 (1) First, the shape of the optical waveguide prevention layer will be described the shape of the optical waveguide prevention layer. 本発明における光導波防止層とは、上述するように、電荷注入層としての機能を有し、かつ、光の損失を抑制する機能も保持する層である。 The optical waveguide preventing layer in the present invention, as described above, has a function as a charge injection layer, and functions to suppress the loss of light is also a retaining layer. 従って、本発明における光導波防止層の形状としては、電荷注入層としての機能を損なうことがなく、かつ、光の損失を抑制することが可能な形状であれば特に限定はされない。 Thus, the shape of the optical waveguide preventing layer in the present invention, without impairing the function as a charge injection layer, and is not particularly limited as long as the shape that can suppress the loss of light. 具体的には、光導波防止層の表面を粗く形成する方法や光導波防止層を島状に形成する方法を挙げることができる。 Specifically, there can be mentioned a method of forming a method and optical waveguide prevention layer to roughen a surface of the optical waveguide preventing layer in an island shape. 以下、この両方法について説明する。 The following describes both methods.
【0035】 [0035]
▲1▼ 表面を粗く形成する場合まず、光導波防止層の表面を粗くすることにより、光導波防止層に光の損失を抑制する機能を保持させる場合について説明する。 ▲ 1 ▼ when roughening a surface by first roughening the surface of the optical waveguide prevention layer will be described case of holding the function of suppressing the loss of light into the optical waveguide prevention layer. このように光導波防止層の表面を粗くすることにより、光導波防止層における光の損失を抑制させることができるのは、粗く形成された光導波防止層の表面付近で、光導波防止層に入射した光が乱反射するため、入射光の導波を抑制することができるからである。 By thus roughening the surface of the optical waveguide prevention layer, it can be suppressed the loss of light in the optical waveguide preventing layer near the surface of the coarsely formed optical waveguide preventing layer, the optical waveguide prevention layer since incident light is reflected diffusely, it is possible to suppress the waveguide of the incident light. 従って、これにより光の損失が少なくなり、透明電極側からの光の取り出し効率を向上させることができるのである。 This therefore loss of light is reduced, it is possible to improve the extraction efficiency of light from the transparent electrode side.
【0036】 [0036]
このような作用を及ぼす光導波防止層の表面粗さとしては、入射光をその表面付近で乱反射させることが可能な表面粗さであれば特に限定はされない。 Such a surface roughness of the optical waveguide prevention layer on the action is not particularly limited as long as possible surface roughness that diffusely reflect the incident light in the vicinity of its surface. 具体的には、10nm〜30nmの範囲内、好ましくは、15nm〜30nmの範囲内、その中でも特に、20nm〜30nmの範囲内であることが好ましい。 Specifically, in the range of 10 nm to 30 nm, preferably in the range of 15Nm~30nm, Among them, it is preferably in the range of 20 nm to 30 nm. 上記範囲よりも表面粗さが小さいと、入射光の乱反射が十分に生じず、光の導波を抑制する効果が十分に得られない可能性があるから好ましくなく、一方、上記範囲よりも表面粗さが大きいと、光導波防止層上に成膜される有機EL層の平滑性を損なう可能性があるため好ましくない。 When the surface roughness of less than the above range, diffused reflection of incident light is not sufficiently occur, unfavorable since the effect of suppressing the waveguide of the light may not be sufficiently obtained, whereas, the surface than the above range When roughness is large it is not preferable because it may impair the smoothness of the organic EL layer formed on the optical waveguide prevention layer.
【0037】 [0037]
また、ここでいう表面粗さとは、セイコーインスツルメンツ株式会社製、Nanopics1000を用い、膜表面の平均面粗さを計測したものである。 Further, where the surface roughness of say, Seiko Instruments Inc., with Nanopics 1000, is obtained by measuring the average surface roughness of the film surface.
【0038】 [0038]
さらに、本発明における光導波防止層の平均膜厚としては、0.1nm〜30nmの範囲内、その中でも、0.1nm〜10nmの範囲内であることが好ましい。 Further, the average film thickness of the optical waveguide preventing layer in the present invention is in the range of 0.1Nm~30nm, among them, is preferably in the range of 0.1 nm to 10 nm. 上記範囲よりも平均膜厚を薄くすると、光導波防止層が担う電荷注入層としての役割が十分に発揮されず、一方、上記範囲よりも平均膜厚を厚くすると、発光層内で発生した光が光散乱することなく光導波防止層内で導波するため、光の取り出し効率が低下するからである。 When thinning the average thickness than the above range, serves as a charge injection layer optical waveguide preventing layer plays is not sufficiently exhibited, whereas, when the thickness of the average thickness than the above range, the light generated in the light-emitting layer There for guiding in the optical waveguide preventing layer without light scattering, light extraction efficiency is lowered.
【0039】 [0039]
なお、本発明における表面を粗く形成するとは、膜状の層の表面を一定の範囲内の凹凸を有するように形成された状態を意味するのみならず、均一に膜が形成されていない状態、すなわち、金属電極層上に島状に光導波防止層が形成され、その結果として、上述したような表面粗さを有する場合も含むものとする。 Incidentally, to form a surface in the present invention rough, not only refers to the formation state so as to have irregularities in the range of the surface of the film-like layer of constant, not uniform film is formed state, that, is formed optical waveguide preventing layer in an island shape on the metal electrode layer, as a result, the case having a surface roughness as described above.
【0040】 [0040]
▲2▼ 島状に形成する場合次に、光導波防止層を島状に形成する場合について説明する。 ▲ 2 ▼ when formed into an island shape it will now be described the case of forming the optical waveguide preventing layer in an island shape. 島状に形成された光導波防止層においては、その形状から入射した光がその内部を導波し、EL素子の側面から出射することがなく、よって光の導波による光の損失を抑制することができるのである。 In the island-shaped optical waveguide preventing layer formed on the light incident from its shape is guided through its interior, without exiting from the side surface of the EL element, thus suppressing the loss of light by guiding light it is the can.
【0041】 [0041]
このような作用を及ぼす島状に形成された光導波防止層としては、金属電極層上の有機EL層が成膜される領域に対して、1%〜99%の範囲内、好ましくは10%〜90%の範囲内、その中でも特に、30%〜80%の範囲内の領域を被覆するように設けられていることが好ましい。 As such an optical waveguide preventing layer formed in an island shape on the action, the region where the organic EL layer on the metal electrode layer is deposited, within the range of 1% to 99%, preferably 10% in the range of 90%, and especially the it is preferably provided so as to cover the region within the range of 30% to 80%.
【0042】 [0042]
上記範囲よりも広範囲に光導波防止層を形成すると、膜状に近い形状となるため、島状に形成することにより得られる光の導波を抑制する効果が得られないからである。 To form a wide range optical wave preventing layer than the above range, since the shape close to a film form, is because no effect is obtained to suppress the waveguide of light obtained by forming an island shape. 一方、上記範囲よりも狭い領域とすると、電荷注入層としての機能が十分に発揮されず、発光効率が低下してしまうからである。 On the other hand, if the region smaller than the above range, is not sufficiently exerted functions as a charge injection layer, because the light emitting efficiency is lowered.
【0043】 [0043]
(2)光導波防止層の材料について次に、光導波防止層を形成する材料について説明する。 (2) for the material of the optical waveguide prevention layer will be described materials for forming the optical waveguide prevention layer. 本発明における光導波防止層を形成する材料としては、金属電極層からの電荷を有機EL層へ良好に注入することができる材料であれば特に限定されない。 As a material for forming the optical waveguide preventing layer in the present invention is not particularly limited as long as it is a material capable of satisfactorily injecting charge from the metal electrode layer to the organic EL layer. 例えば、導電性を有する有機材料や導電性を有する無機材料を挙げることができる。 For example, mention may be made of inorganic material having an organic material or an electrically conductive having conductivity. 以下、これらの材料について説明する。 The following describes these materials.
【0044】 [0044]
▲1▼ 導電性を有する有機材料本発明における光導波防止層を形成する導電性を有する有機材料としては、金属電極層が陽極である場合には、正孔注入層に用いられる材料を挙げることができ、逆に金属電極層を陰極として用いる場合には、電子注入層に用いられる材料を挙げることができる。 ▲ 1 ▼ As the organic material having conductivity to form the optical waveguide preventing layer in the organic material present invention having conductivity, when the metal electrode layer is an anode, it include materials used for the hole injection layer it can be, in the case of using a metal electrode layer as a cathode Conversely, mention may be made of a material for the electron injecting layer. 例えば、正孔注入層に用いられる材料としては、金属電極層からの有機EL層への正孔の注入を安定化させることが可能な材料であれば特に限定されない。 For example, the material used for the hole injecting layer is not particularly limited as long as it is a material capable of stabilizing the injection of holes into the organic EL layer from the metal electrode layer. 具体的には、ドープされたポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン等の導電性高分子、またはテトラチオフルバレン、テトラメチルフェニレンジアミン等の電子供与性化合物と、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン等の電子受容性化合物からなる電荷移動錯体を形成する有機材料等を挙げることができる。 Specifically, doped polyaniline, polyphenylene vinylene, polythiophene, polypyrrole, polyparaphenylene, conductive polymers polyacetylene or tetrathiofulvalene, an electron-donating compound such as tetramethyl phenylenediamine, tetracyanoquinodimethane Jimetan, mention may be made of organic materials which form a charge transfer complex formed of an electron-accepting compound such as tetracyanoethylene. さらに、電子注入層としての機能を有する光導波防止層とする場合には、金属電極層からの電子の注入を安定化させる材料であれば特に限定はされない。 Furthermore, in the case of an optical waveguide prevention layer having a function as an electron injection layer is not particularly limited as long as it is a material which stabilizes the injection of electrons from the metal electrode layer. 具体的には、ドープされたポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン等の導電性高分子、またはテトラチオフルバレン、テトラメチルフェニレンジアミン等の電子供与性化合物と、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン等の電子受容性化合物からなる電荷移動錯体を形成する有機材料等を挙げることができる。 Specifically, doped polyaniline, polyphenylene vinylene, polythiophene, polypyrrole, polyparaphenylene, conductive polymers polyacetylene or tetrathiofulvalene, an electron-donating compound such as tetramethyl phenylenediamine, tetracyanoquinodimethane Jimetan, mention may be made of organic materials which form a charge transfer complex formed of an electron-accepting compound such as tetracyanoethylene. またアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属との金属ドープ層が挙げられる。 Also include metal-doped layer between the alkali metal or alkaline earth metal. 好適な電子輸送材料および金属ドープ材料としてはBCP(バソキュプロイン)または、Bphen(バソフェナントロン)と、Li、Cs、Ba、Srなどの金属ドープが挙げられる。 Suitable electron-transporting material and the metal-doped material BCP (bathocuproin) or a Bphen (Baso phenanthryl Tron), Li, Cs, Ba, and metal-doped, such as Sr.
【0045】 [0045]
▲2▼ 導電性を有する無機酸化物次いで、光導波防止層の形成する材料として導電性を有する無機材料について説明する。 ▲ inorganic oxide having 2 ▼ conductive will now be described inorganic material having conductivity as a material for forming the optical waveguide prevention layer. 本発明における導電性を有する無機酸化物としては、有機EL層への電荷の注入を安定化させる材料であれば特に限定はされない。 The inorganic oxide having a conductivity in the present invention is not particularly limited as long as it is a material which stabilizes the injection of charges into the organic EL layer. このような導電性を有する無機材料としては、具体的には、In−Zn−O、In−Sn−O(ITO)、ZnO−Al、Zn−Sn−O、In−O、Sn−O、Zn−O、Cd−O、Cd−In−O、Cd−Sn−O、Mg−In−O、Ca−Ga−O系またはTiO 、TiN、ZrN、HfN、LaB 等を挙げることができる。 As the inorganic material having such a conductive, specifically, In-ZnO, In-Sn-O (ITO), ZnO-Al, Zn-Sn-O, In-O, Sn-O, Zn-O, it can be cited Cd-O, Cd-In- O, Cd-Sn-O, Mg-In-O, Ca-Ga-O -based, or TiO 2, TiN, ZrN, HfN , LaB 6 , etc. . その中でも、インジウムを含む無機酸化物であることが好ましい。 Among them, it is preferably an inorganic oxide containing indium. 特に、その中でも、ITOを用いることが好ましい。 In particular, among them, it is preferable to use ITO. ITOは、導電性および光の透過率が高く、抵抗率が低いことから、光の取り出し効率を向上させると共に、EL素子の駆動電圧を低電圧化することができるからである。 ITO is conductive and the light transmittance is high, since it is a low resistivity, thereby improving the light extraction efficiency, because the driving voltage of the EL element can be low voltage.
【0046】 [0046]
▲3▼ その他本発明においては、上述した材料の他にも、α−Si、α−SiC、α−C等の非晶質半導体や、μ−C−Si、μ−C−C−Si等の微結晶等によっても光導波防止層を形成することができる。 ▲ 3 ▼ In other present invention, in addition to the materials mentioned above, α-Si, α-SiC, and amorphous semiconductors such as α-C, μ-C-Si, μ-C-C-Si, etc. it is possible to form a light waveguide prevention layer by crystallites or the like.
【0047】 [0047]
2. 2. 有機EL層次に、本発明に用いられる有機EL層について説明する。 The organic EL layer to the next, will be described organic EL layer used in the present invention. 通常、有機EL層としては、発光層、バッファー層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等を挙げることができる。 Usually, the organic EL layer, light emitting layer, a buffer layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer may include an electron transport layer and the like. このような本発明における有機EL層としては、発光層を含むことが必須である。 The organic EL layer in the present invention, it is essential that contains the light-emitting layer. また、発光層と上記各層を組み合わせて、複数層からなる有機EL層とすることも可能である。 Further, by combining the light-emitting layer and the respective layers, it is possible to an organic EL layer comprising a plurality of layers.
【0048】 [0048]
また、本発明における有機EL層を形成する方法としては、そのパターニングの必要性から、高精細なパターニングを可能とする方法であれば特に限定はされない。 Further, as a method for forming an organic EL layer in the present invention, the need for patterning is not particularly limited as long as it is a method that enables high definition patterning. 例えば、蒸着法、印刷法、インクジェット法等によるパターン状に有機EL層を形成する方法や、有機EL層を形成する材料を塗工液として塗布する方法、例えば、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の塗布方法を挙げることができる。 For example, an evaporation method, a printing method, a method of forming a pattern on the organic EL layer by ink jet method, a method of applying a material for forming the organic EL layer as a coating liquid, for example, spin coating, casting, dipping law, a bar coating method, a blade coating method, a roll coating method, gravure coating method, flexographic printing method and a coating method of a spray coating method. この中でも、本発明においては、蒸着法を用いて有機EL層を形成することが好ましい。 Among them, in the present invention, it is preferable to form the organic EL layer by an evaporation method.
【0049】 [0049]
以下、このような有機EL層において、必須の構成である発光層について説明する。 Hereinafter, in such an organic EL layer will be described an essential component emitting layer.
【0050】 [0050]
(発光層) (Light-emitting layer)
EL素子において、発光層は必須の層であり、かつフルカラーおよびマルチカラーのディスプレイを製造する際には、パターニングを必要とする層である。 In the EL element, the light emitting layer is an essential layer, and in producing the display of full color and multi-color is a layer requiring patterning. このような発光層を形成する材料としては、通常、色素系、金属錯体系、または高分子系の発光材料を挙げることができる。 Such material for forming the light-emitting layer, can be exemplified usually a dye-based, metal complex, or a light emitting material of a polymer system. 以下、このような発光層を形成する材料として、発光材料について説明する。 Hereinafter, as a material for forming such a light-emitting layer will be described light emitting material.
【0051】 [0051]
(1)色素系材料色素系材料としては、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げることができる。 (1) Examples of the dye material dye material, cycloalkyl derivatives, tetraphenyl butadiene derivatives, triphenylamine derivatives, oxadiazole - Le derivatives, pyrazoloquinoline derivatives, distyryl benzene derivatives, distyryl arylene derivatives, silole derivatives, thiophene ring compounds, pyridine ring compounds, perinone derivatives, perylene derivatives, oligothiophene derivatives include triflumizole Mani propylamine derivatives, oxadiazole dimers, pyrazoline dimers and the like.
【0052】 [0052]
(2)金属錯体系材料金属錯体系材料としては、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、イリジウム金属錯体、プラチナ金属錯体等、中心金属に、Al、Zn、Be等または、Tb、Eu、Dy等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。 (2) Examples of the metal complex materials metal complex materials, aluminum quinolinol complexes, benzoquinolinol beryllium complexes, benzoxazole zinc complexes, benzothiazole zinc complexes, azomethyl zinc complexes, porphyrin zinc complexes, europium complexes, iridium metal complex, a platinum metal complex, etc., in which, having Al, Zn, Be or the like or, Tb, Eu, a rare earth metal such as Dy has ligand oxadiazole, thiadiazole, phenylpyridine, phenylbenzimidazole, a quinoline structure and the like mention may be made of a metal complex or the like.
【0053】 [0053]
(3)高分子系材料高分子系の材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体等、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体、金属錯体系発光材料を高分子化したもの等を挙げることができる。 (3) As the material of the polymeric materials polymeric, polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polysilane derivatives, polyacetylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, the plastid, metal complex systematic luminescent material can be exemplified such as those polymerized.
【0054】 [0054]
3. 3. 金属電極層本発明における金属電極層を形成する材料としては、導電性であれば特に限定はされない。 The material for forming the metal electrode layer in the metal electrode layer present invention is not particularly limited as long as it is electrically conductive. 具体的には、Au、Ta、W、Pt、Ni、Pd、CrやAl合金、Ni合金、Cr合金等を挙げることができる。 Specifically, mention may be made of Au, Ta, W, Pt, Ni, Pd, Cr and Al alloy, Ni alloy, a Cr alloy or the like.
【0055】 [0055]
さらに、金属電極層の光の反射率としては、可視領域380〜780nmの範囲内で、30%以上、その中でも、50%以上であることが好ましい。 Further, as the light reflectance of the metal electrode layer, within the visible range 380 to 780 nm, 30% or more, among them, preferably 50% or more. 本発明のEL素子は、透明電極層側から光を取り出すため、有機EL層内で発生した光が、上記範囲内で反射されることにより、光の損失を抑制することができるからである。 EL element of the present invention, since light is taken out from the transparent electrode layer side, the light generated in the organic EL layer is, by being reflected within the above range, it is possible to suppress the loss of light.
【0056】 [0056]
なお、本発明における反射率とは、紫外可視分光光度計(株式会社島津製作所製、UV−2200A)を用い室温、大気中により測定された値を示すものである。 Note that the reflectance in the present invention, illustrates ultraviolet-visible spectrophotometer (Shimadzu, UV-2200A) at room temperature with the value measured by the air.
【0057】 [0057]
また、このような金属電極層の膜厚としては、40nm〜500nmの範囲内、その中でも、100nm〜300nmの範囲内であることが好ましい。 Further, the thickness of the metal electrode layer, in the range of 40 nm to 500 nm, among which is preferably in the range of 100 nm to 300 nm. 上記範囲よりも膜厚を薄くすると、抵抗値が高くなる場合があることから好ましくない。 When thinning the film thickness than the above range is not preferable because the case where the resistance value is high is. 一方、上記範囲よりも膜厚を厚くすると、金属電極層がパターン状に形成されている場合に、EL素子全体としての平滑性を得ることが困難であり、さらに、金属電極層の端部における基材との段差により、金属電極層上に形成される透明電極層等の段差切れや断線といった不都合が生じる可能性があることから好ましくない。 On the other hand, when the film thickness than the above range, when the metal electrode layer is formed in a pattern, it is difficult to obtain smoothness of the entire EL element, further, at the end of the metal electrode layer the step between the base material is not preferable since there is a possibility that inconvenience such as a step breakage or disconnection of such transparent electrode layer formed on the metal electrode layer.
【0058】 [0058]
また、この金属電極層と、この金属電極層上に形成される上記光導波防止層からなる部材を金属電極層部とすると、この金属電極層部のシート抵抗が1Ω/□以下、その中でも、0.6Ω/□以下、であることが好ましい。 Further, a metal electrode layer, when a member made of the optical waveguide preventing layer formed on the metal electrode layer and the metal electrode layer portion, the sheet resistance of the metal electrode layer portions 1 [Omega / □ or less, and among them, 0.6Ω / □ or less, it is preferred that. このように金属電極層部のシート抵抗を低くすることにより、駆動電圧が低下し、発光効率を向上させることが可能であるからである。 By thus lowering the sheet resistance of the metal electrode layer portion, the driving voltage is lowered, and it is possible to improve the luminous efficiency.
【0059】 [0059]
なお、ここでいうシート抵抗とは、試験片表面の二つの電極間に印加した直流電圧を、表面を通って流れる電流で除した数値であり、本発明においては、四探針法により測定された値とする。 Here, the sheet resistance say the DC voltage applied between two electrodes of the specimen surface, a value obtained by dividing the current flowing through the surface, in the present invention, is measured by the four probe method and value.
【0060】 [0060]
4. 4. 透明電極層本発明のEL素子は、発光層内で発生した光を透明電極層側から取り出すため、透明電極層を形成する材料としては、透明性のある導電材料であれば特に限定はされない。 EL element of the transparent electrode layer present invention, in order to extract light generated in the light emitting layer from the transparent electrode layer side, the material for forming the transparent electrode layer is not particularly limited as long as it is a conductive material that is transparent. しかしながら、インジウムを含む無機酸化物であることが好ましい。 However, it is preferably an inorganic oxide containing indium. これらは、透明性が高く、低抵抗であるため、光の透過率が高く、駆動電圧を低くすることができるからである。 These high transparency, because it is low resistance, high light transmittance, because the drive voltage can be lowered. 具体的には、In−Zn−O(IZO)、In−Sn−O(ITO)、ZnO−Al、Zn−Sn−O等を挙げることができる。 Specifically, In-ZnO (IZO), In-Sn-O (ITO), ZnO-Al, may be mentioned Zn-Sn-O or the like. その中でも特に、本発明においては、ITOが好ましい。 Among them, in the present invention, ITO is preferable.
【0061】 [0061]
また、透明電極層の光の透過率としては、可視領域380nm〜780nmの範囲内で、50%以上、その中でも、80%以上、であることが好ましい。 As the light transmittance of the transparent electrode layer, within the visible range 380 nm to 780 nm, 50% or more, among them, it is preferable 80% or more, it is. 上記範囲内の光の透過率を有する透明電極層であれば、当該透明電極層側から良好に光を取り出すことができるからである。 If transparent electrode layer having a light transmittance within the above range is because it is possible to take out good light from the transparent electrode layer side.
【0062】 [0062]
なお、本発明における透過率は、紫外可視分光光度計(株式会社島津製作所製、UV−2200A)を用い室温、大気中により測定された値を示すものである。 The transmittance in the present invention are those showing ultraviolet-visible spectrophotometer (Shimadzu, UV-2200A) at room temperature with the value measured by the air.
【0063】 [0063]
さらに、透明電極層の膜厚としては、10nm〜500nmの範囲内、その中でも、50nm〜300nmの範囲内であることが好ましい。 Further, the thickness of the transparent electrode layer, in the range of 10 nm to 500 nm, among which is preferably in the range of 50 nm to 300 nm. 上記範囲よりも膜厚を薄くすると、導電性が不充分となり電極としての機能が発揮されない可能性があるため好ましくない。 When thinning the film thickness than the above range is not preferable because the function as an electrode makes electrical conductivity insufficient may not be exhibited. 一方、上記範囲よりも膜厚を厚くすると、光透過率が低下するおそれがあるからであり、さらにEL素子を多少変形させる場合などに、可撓性が劣り、透明電極層内にクラックが生じやすくなる場合もあるから好ましくない。 On the other hand, when the film thickness than the above range, because the light transmittance may be lowered, in a case of further slightly deform the EL element, flexible poor, cracks occur in the transparent electrode layer It is not preferable because it may be cheaper.
【0064】 [0064]
5. 5. 電荷注入輸送層次いで、電荷注入輸送層について説明する。 Charge injecting and transporting layer will be explained next charge injecting and transporting layer.
【0065】 [0065]
本発明においては、上記有機EL層と各々の電極層との間に電荷注入輸送層を設けることも可能である。 In the present invention, it is also possible to provide the charge injecting and transporting layer between the organic EL layer and each electrode layer. ここでいう電荷注入輸送層とは、上記有機EL層に電極からの電荷を安定に輸送する機能を有するものであり、このような電荷注入輸送層を有機EL層および電極の間に設けることにより、有機EL層中の発光層への電荷の注入が安定化し、発光効率を高めることができるのである。 The charge injection transport layer here has a function of stably transporting the charge from the electrode to the organic EL layer, by providing such a charge injecting and transporting layer between the organic EL layer and an electrode , injection of charges into the light emitting layer of the organic EL layer is stabilized, it is possible to increase the luminous efficiency.
【0066】 [0066]
このような電荷注入輸送層としては、陽極から注入された正孔を発光層内へ輸送する正孔注入輸送層、さらに、同様に陰極から注入された電子を発光層内へ輸送する電子注入輸送層とがある。 Examples of such a charge injection transport layer, a hole injection transport layer for transporting holes injected from the anode into the light emitting layer, further, an electron injection transport to transport into the light emitting layer and electrons injected from the cathode in the same manner there is a layer. 以下、両電荷注入輸送層について説明する。 The following describes both the charge injection transport layer.
【0067】 [0067]
▲1▼ 正孔注入輸送層本発明における正孔注入輸送層としては、陽極から注入された正孔を発光層内へ輸送することが可能である層であれば特に限定されない。 ▲ 1 ▼ The positive hole injection transport layer in the hole injection transport layer present invention is not particularly limited as long as the layer is capable of transporting holes injected from the anode into the light emitting layer. 例えば、陽極から注入された正孔を安定に発光層内へ注入する機能を有する正孔注入層、および、陽極から注入された正孔を発光層内へ輸送する機能を有する正孔輸送層のいずれか一方からなる場合、またはそれらの組合せからなる場合や、これら両機能を有する層からなる場合であってもよい。 For example, a hole injection layer having a function of injecting holes injected from the anode into the stable light-emitting layer, and, of the hole transport layer having a function of transporting holes injected from the anode into the light emitting layer If made of either, or or if a combination thereof, may be a case where a layer having both of these functions.
【0068】 [0068]
さらに、正孔注入輸送層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される膜厚であれば特に限定されないが、10nm〜300nmの範囲内、その中でも30nm〜100nmの範囲内であることが好ましい。 Further, the film thickness of the hole injecting and transporting layer is not particularly limited as long as the thickness of its function is fully exhibited, in the range of 10 nm to 300 nm, in a range of 30nm~100nm Among them preferable.
【0069】 [0069]
このような正孔注入輸送層としては、陽極から注入された正孔を安定に発光層へ輸送する材料であれば特に限定はされない。 As such hole injecting and transporting layer is not particularly limited as long as the material is transported to stably emitting layer holes injected from the anode. 具体的には、N−(1−ナフチル)−N−フェニルべジジン(α−NPD)、4,4,4−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(MTDATA)、さらに高分子量の材料としては、ポリビニルカルバゾール(PVCz)、ポリ3,4エチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリフェニレンビニレン誘導体等が挙げられる。 Specifically, N-(1-naphthyl) -N- phenyl downy own half (alpha-NPD), 4,4,4-tris (3-methylphenyl phenylamino) triphenylamine (MTDATA), further amounts of polymer the material, polyvinylcarbazole (PVCz), poly 3,4-ethylene dioxythiophene (PEDOT), polyphenylene vinylene derivatives, and the like.
【0070】 [0070]
▲2▼ 電子注入輸送層次いで、電子注入輸送層について説明する。 ▲ 2 ▼ electron injecting and transporting layer Next, a description will be given of an electronic injection transport layer. 本発明における電子注入輸送層としては、陰極からの注入された電子を安定に発光層内へ注入する機能を有する電子注入層、および、電子を発光層内へ輸送する機能を有する電子輸送層のいずれか一方からなる場合、またはそれらの組合せからなる場合や、これら両機能を有する単層からなる場合であってもよい。 The electron injection transport layer in the present invention, an electron injection layer having a function of injecting into injected electrons stably emitting layer from the cathode, and the electron-transporting layer having a function of transporting electrons to the light emitting layer If made of either, or or if a combination thereof, may be a case where a single layer having both of these functions.
【0071】 [0071]
まず、電子注入層について説明する。 First, a description will be given of an electronic injection layer. 電子注入層を形成する材料としては、発光層への電子の注入を安定化させることが可能な材料であれば特に限定されない。 As a material for forming the electron injection layer is not particularly limited as long as it is a material capable of stabilizing the injection of electrons into the light emitting layer. この様な材料としては、アルカリ金属化若しくはアルカリ土類金属の酸化物またはフッ化物を挙げることができる。 Examples of such materials include oxide or fluoride of an alkali metal reduction or alkaline earth metals. その中でもアルカリ土類金属のフッ化物であることが好ましい。 It is preferable that in a fluoride of an alkaline earth metal, even. アルカリ土類金属のフッ化物は、融点が高く耐熱性を向上させることが可能であるからである。 Fluoride of alkaline earth metal, because it is possible to improve the high heat resistance melting point. 具体的には、MgF 、CaF 、SrF 、BaF 等が挙げられる。 Specifically, MgF 2, CaF 2, SrF 2, BaF 2 and the like. このような材料からなる電子注入層の膜厚としては、0.2nm〜10nmの範囲内であることが好ましい。 The film thickness of the electron injection layer made of such a material is preferably in the range of 0.2Nm~10nm.
【0072】 [0072]
さらに、陰極としてインジウム酸化物のような透明酸化物導電材料を用いた場合には、これらの仕事関数が4.6eV以上であることから、4.0eV以下の仕事関数を有する材料を用いて電子注入層を形成することが好ましい。 Furthermore, when a transparent oxide conductive material such as indium oxide as the cathode, since these work function of more than 4.6 eV, using a material having a work function of 4.0eV electron it is preferable to form the injecting layer. 低駆動電圧下では仕事関数が4.6eV以上のインジウム酸化物から形成された陰極から発光層へ直接電子を注入することは困難であるが、これらの層の間に4.0eV以下の仕事関数を有する電子注入層を設けることにより、電子の注入が容易となるからである。 While under a low driving voltage is difficult to inject electrons directly into the light emitting layer from the work function is formed of indium oxide or 4.6eV cathode, 4.0 eV or less of the work function between these layers by providing the electron injection layer having, because it is easy injection of electrons. 具体的には、Ba、Ca、Li、Cs、Mg等が挙げられる。 Specifically, Ba, Ca, Li, Cs, Mg, and the like. このような材料により電子注入層を形成した場合には、その膜厚は、0.2nm〜50nm、その中でも、0.2nm〜20nmの範囲内とすることが好ましい。 In the case of forming the electron injection layer by such material, its thickness, 0.2Nm~50nm, among them, is preferably in the range of 0.2Nm~20nm. この場合は、陰極として透明酸化物導電材料を用いているため、この陰極側から光を取り出す際には、電子注入層にも透明性が要求されるからである。 In this case, the use of the transparent oxide conductive material as the cathode, when light is emitted from the cathode side, because the transparency in the electron injection layer is required.
【0073】 [0073]
次いで、電子輸送層を形成する材料としては、陰極からまたは上記電子注入層から注入された電子を発光層内へ輸送することが可能な材料であれば特に限定されない。 Then, the material for forming the electron transporting layer is not particularly limited as long as it is a material that can be transported from the cathode or the electron injected from the electron injection layer into the light emitting layer. 具体的には、電子輸送性の有機材料として、BCP(バソキュプロン)あるいはBpehn(バソフェナントロリン)を挙げることができる。 Specifically, as the electron transporting organic material include BCP (Basokyupuron) or Bpehn (bathophenanthroline).
【0074】 [0074]
また、電子注入層としての機能および電子輸送層としての機能の両機能を有する層とする場合には、電子輸送性の有機材料に、ドープ材料としてアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属を混合することにより、発光層へ電子を安定に注入し、輸送することができる。 Further, when a layer having the functions of both the function as function and the electron transporting layer as an electron injection layer, the electron transporting organic material, by mixing an alkali metal or alkaline earth metal as a doped material , an electron into the light emitting layer can be injected stably, transport. このような金属ドープ材料としては、Li、Cs、Ba、Sr等が挙げられる。 Such metal-doped materials, Li, Cs, Ba, Sr, and the like. この場合の電子輸送性有機材料と、金属ドープ材料とのモル比率は1:1〜1:3の範囲内、その中でも1:1〜1:2の範囲内であることが好ましい。 An electron transporting organic material in this case, the molar ratio of the metal-doped material 1: 1 to 1: in the range of 3, 1 among which: 1 to 1: is preferably in the 2 range. さらに、この場合の膜厚としては、5nm〜1000nmの範囲内、その中でも、10nm〜100nmであることが好ましい。 Further, the thickness of this case, in the range of 5 nm to 1000 nm, among which is preferably 10 nm to 100 nm. 金属ドープ材料を加えることにより電子移動度が大きくなり、かつ、透過率が金属単体に比べ高いためである。 Electron mobility is increased by adding a metal-doped material, and the transmittance is because higher than metals alone.
【0075】 [0075]
5. 5. その他その他、上記各層以外に本発明のEL素子を構成することが可能な層について説明する。 Others will be described layer capable of constituting the EL device of the present invention other than the above layers.
【0076】 [0076]
(1)低屈折率層本発明においては、低屈折率層を透明電極層上に形成することができる。 (1) In the low refractive index layer present invention, it is possible to form the low refractive index layer on the transparent electrode layer. 通常、各々の層は異なる屈折率を有するため、このような屈折率の差により素子内に光が閉じこもることがある。 Normally, each layer having a different refractive index, it may light shut yourself in the device due to the difference of such a refractive index. そこで、本発明においては、陰極と後述するバリア層との間に当該低屈折率層を成膜することにより、バリア層による光の損失を低減させ、より一層光の取り出し効率を向上させることができるのである。 Therefore, in the present invention, by forming the low-refractive index layer between the barrier layer described below as a cathode, reduce the loss of light due to the barrier layer, can further improve the extraction efficiency of light than is possible.
【0077】 [0077]
このような低屈折率層としては、光の取り出し方向である透明電極層上に設けていることから透明性が高く、さらにその屈折率としては、1.7以下、その中でも、1.5以下であることが好ましい。 Examples of such a low refractive index layer, high transparency because it is formed on the transparent electrode layer is a direction in which light is extracted, the more the refractive index, 1.7 or less, among them, 1.5 or less it is preferable that. 屈折率を上記範囲とすることにより、透明電極層とバリア層との屈折率の差を要因とする光の損失が抑えられ、透明電極層側からの光の取り出し効率が向上するからである。 The refractive index is in the above range, loss of light is suppressed to cause the difference in refractive index between the transparent electrode layer and the barrier layer, since the light extraction efficiency from the transparent electrode layer side is improved.
【0078】 [0078]
なお、ここでいう屈折率は、分光エリプソメータ(Jovin Yvon社製)を用い、Siウェハ上に膜を形成し、可視波長の屈折により得られた値を示すものである。 The refractive index referred to herein is, using a spectroscopic ellipsometer (Jovin Yvon Inc.) film is formed on a Si wafer, and shows the value obtained by refraction of visible wavelengths.
【0079】 [0079]
また、低屈折率層の光の透過率としては、光の取り出し効率を向上させる目的から、可視領域380nm〜780nmの範囲内で、70%以上、その中でも、80%以上であることが好ましい。 As the transmittance of light of the low refractive index layer, the purpose of improving the light extraction efficiency, within the visible range 380 nm to 780 nm, 70% or more, among them, is preferably 80% or more. なお、ここでいう透過率は、上述した測定により得られるものである。 The transmittance referred to herein is obtained by measuring the above.
【0080】 [0080]
さらに、低屈折率層の膜厚としては、上記光の透過率を保持することが可能な膜厚であれば特に限定はされないが、10nm〜10000nmの範囲内であることが好ましい。 Further, the film thickness of the low refractive index layer, as long as the film thickness capable of holding the transmittance of the light is not particularly limited, it is preferably in the range of 10Nm~10000nm.
【0081】 [0081]
このような低屈折率層を形成する材料としては、多孔質SiO 、MgF 、SiO 、MgO等が挙げられる。 Such a material for forming the low refractive index layer, porous SiO 2, MgF 2, SiO 2 , MgO and the like.
【0082】 [0082]
(2)バリア層次に、本発明に用いられるバリア層について説明する。 (2) the barrier layer next be described barrier layer used in the present invention. 本発明におけるバリア層とは、発光層を含む有機EL層を水蒸気および酸素等の影響から保護する役割を担う層である。 The barrier layer in the present invention is a layer which plays a role of protecting the organic EL layer including a light emitting layer from the effects of water vapor and oxygen or the like. 発光層等は、水蒸気および酸素等に曝されると、その劣化が促進され、結果としてEL素子の素子寿命が短くなる不都合が発生する。 Emitting layer and the like, when exposed to water vapor and oxygen or the like, the deterioration is accelerated, the result element lifetime of the EL element inconvenience occurs shorter as. そこで、水蒸気および酸素等の素子内への透過を阻止するバリア層を設けることにより、素子寿命の長寿命化を図っている。 Therefore, by providing a barrier layer for blocking transmission of the water vapor and the elements such as oxygen, thereby achieving a long life of the device lifetime.
【0083】 [0083]
このようなバリア層の水蒸気透過率としては、0.001g/m /day以下、その中でも、0.0001g/m /day以下であることが好ましい。 The water vapor permeability of such a barrier layer, 0.001g / m 2 / day or less, among which is preferably less 0.0001g / m 2 / day.
【0084】 [0084]
さらに、酸素透過率としては、0.001g/m /day以下、その中でも、0.0001g/m /day以下であることが好ましい。 Further, as the oxygen permeability, 0.001g / m 2 / day or less, among which is preferably less 0.0001g / m 2 / day. 上記範囲内の酸素および水蒸気透過率であれば、素子内への両者の透過を好適に妨げることができるからである。 If oxygen and water vapor transmission rate within the above range is because it is possible to prevent the transmission of both into the element suitably.
【0085】 [0085]
なお、本発明における酸素透過率は、酸素ガス透過率測定装置(MOCON社製、OX−TRAN 2/20)を用い、23℃、90%Rhの条件で測定したものである。 The oxygen permeability in the present invention, using an oxygen gas transmission rate measurement device (MOCON Co., Ltd., OX-TRAN 2/20), 23 ℃, was measured at conditions of 90% Rh. また、水蒸気透過率は、水蒸気透過率測定装置(MOCON社製、PERMATRAN−W 3/31)を用い、37.8℃、100%Rhの条件で測定したものである。 Further, the water vapor permeability, water vapor permeability measuring apparatus (MOCON Co., Ltd., PERMATRAN-W 3/31) using, 37.8 ° C., is measured under the conditions of 100% Rh.
【0086】 [0086]
また、本発明においては、バリア層を光の取り出し方向に設けるため、可視領域380nm〜780nmの範囲内での光の透過率が60%以上、その中でも、80%以上であることが好ましい。 In the present invention, to provide a barrier layer in the direction in which light is extracted, the transmittance of light within the range of the visible region 380nm~780nm 60% or more, among them, is preferably 80% or more. 上記範囲よりも透過率を低くすると、バリア層による光の吸収が大きくなり、透明電極層からの光の取り出し効率が低下する要因となるからである。 A lower transmittance than the above range, absorption of light is increased by the barrier layer, since the light extraction efficiency from the transparent electrode layer is a factor to decrease. なお、ここでいう光の透過率の測定法は、上述したものと同様である。 The measurement method of transmission of light here is the same as described above.
【0087】 [0087]
さらに、その膜厚としては、バリア層として水蒸気および酸素の透過を十分に阻止することが可能な膜厚であれば特に限定はされないが、光の透過率との関係から0.1μm〜100μmの範囲内であることが好ましい。 Further, as the film thickness, but it if not particularly limited in thickness which can sufficiently prevent the permeation of water vapor and oxygen as a barrier layer, the relationship between the light transmittance of 0.1μm~100μm preferably in the range.
【0088】 [0088]
このようなバリア層を形成する材料としては、水蒸気および酸素の透過を好適に阻止することができ、透明性に優れている材料であれば特に限定はされない。 Such material forming the barrier layer, it is possible to suitably prevent the permeation of water vapor and oxygen is not particularly limited as long as the material is excellent in transparency. 例えば、珪素酸化物または珪素窒化物等が挙げられ、これらの組合せからなっていてもよい。 For example, silicon oxide or silicon nitride, and the like, may be made from these combinations.
【0089】 [0089]
また、本発明においては、上記低屈折率およびバリア層が、これら両層の機能を有する保護層からなっていてもよい。 In the present invention, the low refractive index and the barrier layer may comprise a protective layer having the function of both these layers. このような保護層としては、屈折率が、上記低屈折率層の屈折率の範囲内であり、かつ、水蒸気透過率および酸素透過率が、上記バリア層におけるこれらの範囲内であれば特に限定されない。 Such protective layer, the refractive index is in the range of the refractive index of the low refractive index layer, and a water vapor transmission rate and oxygen transmission rate, particularly limited as long as it is within these ranges in the barrier layer not. また、透明電極層上に設けられることから透明性が高いことが好ましい。 Further, it preferably has high transparency because it is provided on the transparent electrode layer.
【0090】 [0090]
(3)基材さらに、本発明においては、EL素子を基材上に形成してもよい。 (3) the substrate Furthermore, in the present invention, it is also possible to form the EL element on the substrate. 基材上にEL素子を形成する場合は、EL素子の強度を向上させることができるからである。 When forming the EL element on the substrate is because it is possible to improve the strength of the EL element. このような基材として用いることが可能な材料としては、自己支持性を有する材料であれば特に限定されない。 As the material which can be used as such a substrate it is not particularly limited as long as the material has a self-supporting. また、金属電極層の下に基材を設けることから、特に透明性を有していなくてもよい。 Further, since providing the substrate underneath the metal electrode layer, it may not be especially has transparency. 例えば、石英やガラス、シリコンウェハ、高分子基材としては、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等を挙げることができる。 For example, quartz, glass, silicon wafer, as the polymer base material, polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PPS), polyimide (PI), polyamideimide (PAI) , polyether sulfone (PES), polyetherimide (PEI), can be mentioned polyether ether ketone (PEEK) and the like. この中でも、石英、ガラス、シリコンウェハ、またはスーパーエンジニアリングプラスチックであるポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)が好ましい。 Among these, quartz, glass, polyimide, a silicon wafer or a super engineering plastics, (PI), polyamideimide (PAI), polyether sulfone (PES), polyetherimide (PEI), polyetheretherketone (PEEK) is preferred . これらは200℃以上の耐熱性を有しており、製造段階での基材温度を高くすることができるからである。 It has a 200 ° C. or higher heat resistance, because it is possible to increase the substrate temperature at the manufacturing stage.
【0091】 [0091]
6. 6. 本発明のEL素子の具体的態様次いで、本発明のEL素子の具体的に態様について説明する。 Specific embodiments of the EL device of the present invention will now be described specifically embodiments of the EL device of the present invention.
【0092】 [0092]
図1は、本発明のEL素子の具体的態様の一例を図示したものである。 Figure 1 is an illustration of an example of a specific embodiment of the EL device of the present invention. 図1に示すEL素子においては、基材1と、この基材1上に陽極2が形成されている。 In EL device shown in FIG. 1 comprises a substrate 1, an anode 2 is formed on the substrate 1. なお、本態様においては、この陽極2が上述した金属電極層となっている。 In the present embodiment, the anode 2 is a metal electrode layer described above. さらに、この金属電極層である陽極2上に表面が粗く形成された光導波防止層3が設けられており、さらに、光導波防止層3を有する陽極2上に、発光層へ正孔を輸送する機能を有する正孔輸送層4が形成されている。 Furthermore, this is a metal electrode layer optical waveguide preventing layer 3 whose surface is formed rough on the anode 2 is is provided, further transport on the anode 2 with the optical waveguide preventing layer 3, a hole into the light emitting layer the hole transport layer 4 having a function of is formed. 本態様では、陽極2が上述の金属電極層からなることから、光導波防止層3は正孔注入層としての機能を有しており、光導波防止層3から注入された正孔を、当該正孔輸送層4により発光層5内へ速やかに輸送するのである。 In this embodiment, since the anode 2 is made of a metal electrode layer of the above, the optical waveguide preventing layer 3 has a function as a hole injection layer, the holes injected from the optical waveguide preventing layer 3, the than is rapidly transported into the light emitting layer 5 by the hole transport layer 4. さらに、正孔輸送層4上には発光層5が積層されている。 Furthermore, on the hole transport layer 4 the light-emitting layer 5 are laminated. 発光層5は通常パターン状に形成されており、フルカラーのEL素子とする場合には、複数色の発光層が各々パターニングされている。 The light-emitting layer 5 is formed in the normal pattern, in the case of a full color EL device, the light emitting layer of a plurality of colors are patterned respectively. さらに、発光層5上には、陰極からの電子を注入し輸送する電子注入輸送層6が形成され、電子注入輸送層6上には陰極7が形成されている。 Furthermore, on the light-emitting layer 5 is formed electron injection transport layer 6 to inject and transport electrons from the cathode, on the electron injection transport layer 6 cathode 7 is formed. 本態様では、陽極2が上述の金属電極層となっていることから、陰極7は上述した透明電極層であり、この透明電極層である陰極7側から光が取り出される。 In this embodiment, since the anode 2 is a metal electrode layer of the above, the cathode 7 is a transparent electrode layer as described above, light from the cathode 7 side is the transparent electrode layer is taken out. また、本態様においては、陰極7側からの光の取り出し効率を更に向上させるため、陰極7上に低屈折率層8が形成されており、さらに、発光層5等を酸素および水蒸気の影響から保護するバリア層9が前記低屈折率層8上に形成されている。 Further, in this embodiment, to further improve the light extraction efficiency from the cathode 7 side and the low-refractive index layer 8 is formed on the cathode 7, further a light-emitting layer 5 or the like from the effects of oxygen and water vapor barrier layer 9 to protect is formed on the low refractive index layer 8.
【0093】 [0093]
以下、このような態様における本発明のEL素子について各構成を説明する。 Below, an explanation will be given of configuration for EL devices of the present invention in such an embodiment. なお、本態様は、上述の金属電極層を陽極とし、透明電極層を陰極とした態様であり、光導波防止層、発光層等の有機EL層については、上述した説明と同様であるため、ここでの説明は省略する。 Since the present embodiment, the metal electrode layer described above as an anode and a mode in which the transparent electrode layer and the cathode, the optical waveguide prevention layer, for organic EL layer such as the light emitting layer are the same as described above, description thereof is omitted here.
【0094】 [0094]
(電極) (electrode)
本態様においては、上述した金属電極層を陽極とし、透明電極層を陰極とした点に特徴を有する。 In this embodiment has a feature in that a metal electrode layer described above as an anode and the transparent electrode layer and the cathode.
【0095】 [0095]
このように上記金属電極層を陽極として用いた本態様においては、上述した光導波防止層の仕事関数をWFbとし、陽極の仕事関数をWFaとした場合、両者の関係がWFa<WFb In this way, in the present embodiment using the above metal electrode layer as the anode, if the WFb the work function of the optical waveguide prevention layer described above, and the work function of the anode and WFa, the relationship between the two WFa <WFb
となることが好ましい。 It is preferable to be.
【0096】 [0096]
ここで、光導波防止層の仕事関数としては、有機EL層への正孔注入の安定性の関係から、4.8eV以上、その中でも、5.0eV以上であることが好ましい。 Here, the work function of the optical waveguide prevention layer, the stability of the relationship of the hole injection into the organic EL layer, or 4.8 eV, among them, is preferably not less than 5.0 eV. このような範囲の仕事関数を有する光導波防止層を、その仕事関数と上記式の範囲内にある仕事関数を有する陽極上に形成することにより、陽極からの正孔の注入がより一層安定化し、発光効率を向上させることができるからである。 Such range optical waveguide prevention layer having a work function of, by forming on the anode having a work function in the range of the work function and the above equation, and further stabilize the injection of holes from the anode This is because it is possible to improve the luminous efficiency.
【0097】 [0097]
また、金属電極層を陽極としたことにより、透明電極層は陰極となるが、この場合、陰極の仕事関数としては、5.0eV以下、その中でも、4.8eV以下であることが好ましい。 Also, by the metal electrode layer and the anode, the transparent electrode layer is a cathode, as in this case, the work function of the cathode, 5.0 eV or less, among which is preferably less 4.8 eV. さらに、透明電極層からなる陰極のシート抵抗は、20Ω/□以下であることが好ましい。 Further, the sheet resistance of the cathode made of a transparent electrode layer is preferably 20 [Omega / □ or less.
【0098】 [0098]
なお、ここでいう仕事関数は、理研計器株式会社製、表面分析装置AC−1を用い、大気中で測定した数値である。 It should be noted that the work function referred to here, Riken Keiki Co., Ltd., using a surface analyzer AC-1, which is a numerical value was measured in the atmosphere.
【0099】 [0099]
II. II. EL素子の製造方法次に、本発明のEL素子の製造方法について説明する。 The manufacturing method following the EL element, a method for manufacturing the EL device of the present invention. 本発明のEL素子の製造方法は、陽極である金属電極層を形成する工程と、前記金属電極層上に、インジウムを含む無機酸化物を用い、その表面粗さが10nm〜30nmの範囲内となるように光導波防止層を形成する工程と、前記光導波防止層を紫外線オゾン下または酸素プラズマ下に曝し、光導波防止層の仕事関数値を0.2eV以上変化させるプラズマ処理を施す工程と、前記プラズマ処理後の光導波防止層上に有機EL層を形成する工程と、前記有機EL層上に陰極である透明電極層を形成する工程とを少なくとも有することを特徴とするものである。 Manufacturing method of an EL device of the present invention includes the steps of forming a metal electrode layer is an anode, on the metal electrode layer, an inorganic oxide containing indium, the surface roughness and the range of 10nm~30nm a step of forming an optical wave preventing layer such that the exposure of the optical waveguide prevention layer under UV ozone or under an oxygen plasma, a plasma treatment for changing over 0.2eV work function value of the optical waveguide prevention layer step and forming an organic EL layer in the plasma processing after the optical waveguide preventing layer, is characterized in that it has at least a step of forming a transparent electrode layer is a cathode in the organic EL layer.
【0100】 [0100]
図2は、このような特徴を有する本発明のEL素子の製造方法の一例を図示したものである。 Figure 2 is an illustration of an example of a method of manufacturing the EL device of the present invention having such features. 以下、図2を用いて、本発明のEL素子の製造方法について具体的に説明する。 Hereinafter, with reference to FIG. 2, specifically a method for manufacturing the EL device of the present invention.
【0101】 [0101]
まず、図2(a)に示すように、金属電極層からなる陽極2を準備し、当該陽極2上に上述した材料からなる光導波防止層3を成膜する。 First, as shown in FIG. 2 (a), to prepare an anode 2 made of a metal electrode layer, forming the optical waveguide preventing layer 3 made of a material described above on the anode 2. この際、光導波防止層3は、その表面粗さが10nm〜30nmの範囲内になるように形成する。 In this case, the optical waveguide preventing layer 3 has a surface roughness is formed to be in the range of 10 nm to 30 nm. このような形状に光導波防止層を形成することにより、光導波防止層内を光が導波することが抑制され、これにより光の損失を少なくすることができるため、光の取り出し効率を向上させることができるのである。 By forming the optical wave-preventing layer such a shape, it can be suppressed that light optical waveguide prevention layer is guided, enhanced thereby it is possible to reduce the loss of light, the light extraction efficiency it is possible to.
【0102】 [0102]
なお、光導波防止層の表面粗さが10nm〜30nmの範囲内である形状として形成する方法としては、コロナ処理、エッチング、サンドプラストのいずれか、または、それらの組合せを用いて形成することができる。 As the method of surface roughness of the optical waveguide prevention layer is formed as the shape is in the range of 10 nm to 30 nm, corona treatment, etching, either sandblasting or be formed by a combination thereof it can.
【0103】 [0103]
なお、ここでいう「表面粗さ」とは、上述したように、膜状の層の表面を一定の範囲内の凹凸を有するように形成された状態を意味するのみならず、均一に膜が形成されていない状態も含むものである。 Here, the "surface roughness", as described above, not only refers to the formation state to the surface of the film-like layer has an uneven within a certain range, uniformly film state not formed is also included. すなわち、光導波防止層を膜状に形成する他に、島状に形成することにより、上述した表面粗さを有するようにしてもよい。 That is, in addition to forming the optical waveguide prevention layer in a film form, by forming an island shape, it may have a surface roughness as described above.
【0104】 [0104]
さらに、図2(b)に示すように、表面を粗く形成された光導波防止層3を紫外線オゾン下または酸素プラズマ下に曝すことにより、光導波防止層3の仕事関数を0.2以上変化させるプラズマ処理を行う。 Furthermore, as shown in FIG. 2 (b), by exposing the optical waveguide preventing layer 3 roughened form surface under UV ozone or under an oxygen plasma, 0.2 or more work function of the optical waveguide preventing layer 3 changes performing plasma processing to be. このようなプラズマ処理においては、金属電極層からなる陽極2の仕事関数値をWFaとし、光導波防止層3の仕事関数値をWFbとした場合、両者の関係がWFa<WFb In such plasma treatment, the work function of the anode 2 made of a metal electrode layer and WFa, when the WFb the work function of the optical waveguide preventing layer 3, the relationship between the two WFa <WFb
となるように、プラズマ処理を行うことが好ましい。 And so that, it is preferable to perform the plasma treatment. このようなプラズマ処理を施すことにより、陽極2と光導波防止層3との仕事関数が好適な差を有するように光導波防止層3の仕事関数値を制御することができ、有機EL層内へ安定に正孔を注入することができるようになるからである。 By performing such plasma treatment, it is possible to control the work function value of the optical wave preventing layer 3 so that the work function of the anode 2 and the optical waveguide preventing layer 3 having a suitable difference, the organic EL layer to because stability becomes possible to inject holes.
【0105】 [0105]
次いで、プラズマ処理が施され好適な仕事関数の値に設定された光導波防止層3を有する陽極2上に、有機EL層を成膜する。 Then, on the anode 2 having an optical waveguide preventing layer 3 plasma process is set to a value suitable workfunction decorated, forming an organic EL layer. 有機EL層としては、少なくとも発光層5を有するものであるが、ここでは、図2(c)に示すように、陽極2からの正孔を輸送する役割を担う正孔輸送層4を光導波防止層3上に成膜し、当該正孔輸送層4上に、図2(d)に示すように、EL素子において必須の層である発光層5を設ける場合を図示している。 The organic EL layer, but those having a 5 least a light emitting layer, where, as shown in FIG. 2 (c), the optical waveguide of the hole transport layer 4 which serves to transport holes from the anode 2 was deposited on the barrier layer 3, on the hole transport layer 4, as shown in FIG. 2 (d), illustrates the case where the light-emitting layer 5 which is an essential layer in the EL element. また、有機EL層としてその他にも、図2(e)に示すように、発光層5への電子の注入を安定化させ輸送する電子注入輸送層6を発光層5上に積層することができる。 Also, Other than the organic EL layer can be stacked as shown, the electron injecting and transporting layer 6 for transporting to stabilize the injection of electrons into the light emitting layer 5 on the light emitting layer 5 FIG 2 (e) . このような有機EL層上に、図2(f)に示すように透明電極層からなる陰極7を設ける。 Such organic EL layer, providing a cathode 7 consisting of a transparent electrode layer, as shown in FIG. 2 (f).
【0106】 [0106]
この後、上述するように、有機EL層を水蒸気および酸素の影響から保護するバリア層や、さらに、陰極とバリア層との屈折率の差による素子内への光の閉じこもりを解消する低屈折率層を設けてもよい。 Thereafter, as described above, the barrier layer and to protect the organic EL layer from the effects of water vapor and oxygen, further, a low refractive index to eliminate the housebound of light into the device due to the difference in refractive index between the cathode and the barrier layer it may be provided with a layer.
【0107】 [0107]
このようにして製造することにより、図の上面から発光を得ることができるEL素子を得ることができる。 By manufacturing this manner, it is possible to obtain an EL device capable of obtaining emission from the top of FIG.
【0108】 [0108]
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above embodiment. 上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The above embodiments are illustrative, have the technical idea substantially the same configuration described in the claims of the present invention, which achieves the same effect, the present invention be any one It is encompassed in the technical scope.
【0109】 [0109]
【実施例】 【Example】
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。 The following examples further illustrate the present invention.
【0110】 [0110]
[実施例1] [Example 1]
基材として、縦横25mm×25mmで、厚みが1.1mmの透明ガラスを洗浄後、マグネトロンスパッタリング法にて膜厚100nmのAlもしくはCrからなる陽極を成膜した。 As the substrate, with vertical and horizontal 25 mm × 25 mm, after washing the transparent glass having a thickness of 1.1 mm, it was deposited an anode made of a thickness of 100 nm Al or Cr by magnetron sputtering. スパッタガスとしてArを用い、圧力0.15Pa、DC出力200Wとした。 Using Ar as a sputtering gas pressure 0.15 Pa, and a DC output 200 W. その上に光導波防止層として10nmのITOをマグネトロンスパッタリング法にて形成した。 The 10nm of ITO as an optical wave-preventing layer was formed thereon by a magnetron sputtering method. スパッタガスとして、ArとO の混合ガス(体積比Ar:O =50:1)、圧力0.1Pa、DC出力150Wとした。 As a sputtering gas, a mixed gas of Ar and O 2 (volume ratio Ar: O 2 = 50: 1 ), and the pressure 0.1 Pa, and the DC output 150 W. 陽極としてAl、光導波防止層としてITOを形成した膜について、四探針法により表面抵抗値を調べたところ0.5Ω/□であった。 Al as an anode, the film formed ITO as optical waveguide prevention layer was 0.5 .OMEGA / □ a Examination of surface resistance by a four probe method.
【0111】 [0111]
成膜時は金属マスクを使用し発光エリア2mm×2mmが4ヶ所できるように陽極をフォトリソグラフィー法によりパターン状に形成した。 During film formation was formed in a pattern by photolithography anode in such a manner that the light emitting area 2mm × 2mm using a metal mask may be 4 locations. その後、基材を酸素プラズマ下に曝した。 Then, exposing the substrate to an oxygen plasma. Al/ITOの陽極の場合、酸素プラズマ処理を行った後、大気中で仕事関数を測定した結果4.9eVから5.7eVとイオン化ポテンシャルが低下した。 For the anode of al / ITO, after the oxygen plasma treatment, 5.7 eV and the ionization potential from the result to determine the work function 4.9eV in the air is lowered. ITOが形成されていない場合、仕事関数の値は変わらなかった。 If the ITO is not formed, it did not change the value of the work function. SEMにてAl上のITO表面を観察したところ25nm以下では均一な膜でなく島状に形成されていることを確認した。 Was confirmed that it is formed in an island-shaped rather than uniform film is 25nm or less was observed an ITO surface of the Al in SEM.
【0112】 [0112]
次いで、形成した光導波防止層上に正孔注入輸送層として、下記化学式(1)に示すビス(N−ナフチル)−N−フェニルベンジジン(α−NPD)を真空加熱蒸着法により、厚み80nmの正孔注入輸送層を形成した。 Then, as the hole injection transport layer into the optical waveguide preventing layer formed, bis represented by the following chemical formula (1) (N- naphthyl) -N- phenyl benzidine (alpha-NPD) vacuum heating deposition method, the thickness of 80nm to form a hole injection transport layer. このα−NPDの化学式について以下に示す。 The chemical formula of the alpha-NPD shown below.
【0113】 [0113]
【化1】 [Formula 1]
【0114】 [0114]
その後、発光層として、下記化学式(2)に示すアルミニウムキノリノール金属錯体(Alq )を厚み80nm蒸着し、最後に電子注入層兼スパッタリング保護層として、下記化学式(3)に示すバソキュプロイン(BCP)とLiの共蒸着層を20nm成膜した。 Then, as the light emitting layer, and the thickness 80nm depositing aluminum quinolinol metal complex (Alq 3) represented by the following chemical formula (2), finally as an electron injection layer and sputtering the protective layer, and bathocuproine represented by the following chemical formula (3) (BCP) the co-deposited layer of Li was 20nm deposition. モル比率がBCP:Liが1:2になるように成膜速度を調節した。 Molar ratio of BCP: Li was 1: adjusting the deposition rate to be 2.
【0115】 [0115]
【化2】 ## STR2 ##
【0116】 [0116]
【化3】 [Formula 3]
【0117】 [0117]
成膜条件は、真空度5×10 −5 Pa、各層の有機材料は成膜速度2〜5Å/secで成膜した。 Film formation conditions, the degree of vacuum 5 × 10 -5 Pa, the organic material of each layer was deposited at a deposition rate 2~5Å / sec. 成膜条件としてスパッタガスはArとO の混合ガス(体積比Ar:O =50:1)、圧力0.1Pa、RF出力100W、DC出力150Wとした。 Sputter gas as the film formation conditions are a mixture gas of Ar and O 2 (volume ratio Ar: O 2 = 50: 1 ), pressure 0.1 Pa, RF output 100W, and a DC output 150 W. 成膜速度2〜5Å/secでガス圧5.5×10 −2 Paの条件下で150nmの透明電極層を形成し発光エリア2mm×2mmの有機EL素子を作製した。 Forming a transparent electrode layer of 150nm under the conditions of gas pressure 5.5 × 10 -2 Pa to produce an organic EL element of the light emitting area 2mm × 2mm at a deposition rate 2~5Å / sec.
【0118】 [0118]
その後、透明電極層上に低屈折率層としてMgF を真空蒸着法にて50nm形成し、最後にバリア層としてSiO 、SiNの組合せからなる膜を5μm成膜した。 Thereafter, the MgF 2 was 50nm formed by vacuum deposition as a low refractive index layer on the transparent electrode layer, the last consisting of SiO 2, SiN combination as a barrier layer film was 5μm deposited. 成膜条件はマグネトロンスパッタリングにてターゲットSiOxNyを使用し、スパッタガスはArとO の混合ガス(体積比Ar:O =30:1)、圧力0.2Pa、RF出力150W、DC出力200Wとした。 Film forming conditions using a target SiOxNy by magnetron sputtering, a mixed gas of sputtering gas Ar and O 2 (volume ratio Ar: O 2 = 30: 1 ), pressure 0.2 Pa, RF output 150 W, and DC power of 200W did. バリア層の形成はプラズマCVD法でも形成可能である。 Formation of the barrier layer can also be formed by a plasma CVD method. 透明電極層のシート抵抗は10Ω/□であった。 The sheet resistance of the transparent electrode layer was 10 [Omega / □. 得られた有機EL素子の発光エリアは2mm×2mmであり、陽極の成膜からバリア層までの工程はすべて真空下で行った。 Light emitting area of ​​the obtained organic EL device was 2 mm × 2 mm, the process from deposition of the anode to the barrier layer was in all under vacuum.
【0119】 [0119]
Alを陽極としITOを透明電極層とした有機EL素子は10V印加時の電流密度は110mAで、3000cd/m であった。 The current density at Al organic EL device was the transparent electrode layer and an anode ITO is 10V applied at 110 mA, was 3000 cd / m 2.
【0120】 [0120]
[比較例1] [Comparative Example 1]
光導波防止層を形成しない有機EL素子を実施例1と同様の工程で作製した。 The organic EL device which does not form a waveguide preventing layer was formed in the same process as in Example 1. Alを陽極としITOを透明電極層とした有機EL素子は10V印加時の電流密度は20mAで、200cd/m であった。 The organic EL device as an anode and the transparent electrode layer of ITO and Al is a current density 20mA at 10V is applied, it was 200 cd / m 2.
【0121】 [0121]
[比較例2] [Comparative Example 2]
光導波防止層としてITOを使用し、表面粗さを5nmとし、膜厚を100nmとした有機EL素子を実施例1と同様の工程で作製した。 Using the ITO as the optical waveguide preventing layer, the surface roughness and 5 nm, the organic EL device with 100nm film thickness was prepared in the same process as in Example 1. 陽極としてAl、光導波防止層としてITOを形成した膜について四探針法により表面抵抗値を調べたところ0.6Ω/□であった。 Al as an anode, was 0.6 ohm / □ was visually examined for surface resistivity by the four-probe method for film formation of the ITO as the optical waveguide preventing layer. Alを陽極とした有機EL素子は10V印加時の電流密度は100mAで、2600cd/m であった。 The organic EL device as the anode and Al in the current density during 10V applied 100 mA, was 2600 cd / m 2.
【0122】 [0122]
[実施例2] [Example 2]
基材として、縦横25mm×25mmで、厚みが1.1mmの透明ガラスを洗浄後、マグネトロンスパッタリング法にて膜厚100nmのAlもしくはCrからなる陽極を成膜した。 As the substrate, with vertical and horizontal 25 mm × 25 mm, after washing the transparent glass having a thickness of 1.1 mm, it was deposited an anode made of a thickness of 100 nm Al or Cr by magnetron sputtering. スパッタガスとしてArを用い、圧力0.15Pa、DC出力200Wとした。 Using Ar as a sputtering gas pressure 0.15 Pa, and a DC output 200 W. その上に光導波防止層として10nmのITOをマグネトロンスパッタリング法にて形成した。 The 10nm of ITO as an optical wave-preventing layer was formed thereon by a magnetron sputtering method. スパッタガスとして、ArとO の混合ガス(体積比Ar:O =50:1)、圧力0.1Pa、DC出力150Wとした。 As a sputtering gas, a mixed gas of Ar and O 2 (volume ratio Ar: O 2 = 50: 1 ), and the pressure 0.1 Pa, and the DC output 150 W. 成膜時は金属マスクを使用し発光エリア2mm×2mmが4ヶ所できるように陽極のパターニングを行った。 During deposition using a metal mask light emitting area 2mm × 2mm it is was patterned anode to allow four locations. その後、基材を酸素プラズマ下に曝した。 Then, exposing the substrate to an oxygen plasma. Al/ITOの陽極の場合、酸素プラズマ処理を行った後、大気中で仕事関数を測定した結果4.9eVから5.7eVとイオン化ポテンシャルが低下した。 For the anode of al / ITO, after the oxygen plasma treatment, 5.7 eV and the ionization potential from the result to determine the work function 4.9eV in the air is lowered. ITOが形成されていない場合、仕事関数の値は変わらなかった。 If the ITO is not formed, it did not change the value of the work function.
【0123】 [0123]
次いで、形成した光導波防止層上に正孔注入輸送層として、下記化学式(4)に示すポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)をスピンコートにより厚み80nm形成し加熱乾燥させた。 Then, as the hole injection transport layer into the optical waveguide preventing layer formed, were the following chemical formula polyethylenedioxythiophene shown in (4) (PEDOT) was dried by heating thickness 80nm is formed by spin coating. 以下に、(PEDOT(PSS))の化学式を示す。 The following is a chemical formula of (PEDOT (PSS)).
【0124】 [0124]
【化4】 [Of 4]
【0125】 [0125]
その後、酸素濃度が1ppmまでの低酸素条件下および湿度が1ppmまでの低湿度条件下であるグローブBOX中にて発光層として、下記化学式(5)に示すポリ(ジオクチルフルオレン−co−アントラセン)(PF)を厚み80nmに成膜し、最後に電子注入層兼スパッタリング保護層としてバソキュプロイン(BCP)とLiの共蒸着層を20nm成膜した。 Then, as the light-emitting layer in a glove BOX low humidity conditions of oxygen concentration to a low oxygen conditions and humidity 1ppm up to 1ppm, poly (dioctyl fluorene -co- anthracene) represented by the following chemical formula (5) ( the PF) was deposited to a thickness 80 nm, and finally 20nm deposition bathocuproine and (BCP) codeposited layer of Li as an electron injection layer and sputtering the protective layer. モル比率がBCP:Liが1:2になるように成膜速度を調節した。 Molar ratio of BCP: Li was 1: adjusting the deposition rate to be 2. 以下に、PFの化学式について示す。 The following shows the chemical formula of the PF.
【0126】 [0126]
【化5】 [Of 5]
【0127】 [0127]
成膜条件は、真空度5×10 −5 Pa、BCPの成膜速度2Å/secで成膜した。 Film formation conditions, the degree of vacuum 5 × 10 -5 Pa, and deposition at a deposition rate of 2 Å / sec of BCP. 電子注入層を成膜後、透明電極層としてITO、IZOをスパッタリングにより150nm形成した。 After forming the electron injection layer was 150nm formed of, for example, ITO, an IZO sputtering as the transparent electrode layer. 電子注入層へのスパッタダメージを軽減するため、対向ターゲット式マグネトロンスパッタ装置で成膜した。 To reduce the sputter damage to the electron injection layer was formed by the facing target magnetron sputtering apparatus. 成膜条件としてスパッタガスはArとO の混合ガス(体積比Ar:O =50:1)、圧力0.1Pa、RF出力100W、DC出力150Wとした。 Sputter gas as the film formation conditions are a mixture gas of Ar and O 2 (volume ratio Ar: O 2 = 50: 1 ), pressure 0.1 Pa, RF output 100W, and a DC output 150 W. 成膜速度2〜5Å/secでガス圧5.5×10 −2 Paの条件下で150nmの透明電極層を形成し発光エリア2mm×2mmの有機EL素子を作製した。 Forming a transparent electrode layer of 150nm under the conditions of gas pressure 5.5 × 10 -2 Pa to produce an organic EL element of the light emitting area 2mm × 2mm at a deposition rate 2~5Å / sec.
【0128】 [0128]
その後、透明電極層上に低屈折率層としてMgF を真空蒸着法にて50nm形成し、最後にバリア層としてSiO 、SiNの組合せからなる膜を5μm成膜した。 Thereafter, the MgF 2 was 50nm formed by vacuum deposition as a low refractive index layer on the transparent electrode layer, the last consisting of SiO 2, SiN combination as a barrier layer film was 5μm deposited. 成膜条件はマグネトロンスパッタリングにてターゲットSiOxNyを使用し、スパッタガスはArとO の混合ガス(体積比Ar:O =30:1)、圧力0.2Pa、RF出力150W、DC出力200Wとした。 Film forming conditions using a target SiOxNy by magnetron sputtering, a mixed gas of sputtering gas Ar and O 2 (volume ratio Ar: O 2 = 30: 1 ), pressure 0.2 Pa, RF output 150 W, and DC power of 200W did.
【0129】 [0129]
Alを陽極としITOを透明電極層とした有機EL素子は8V印加時の電流密度は200mAで、9000cd/m であった。 The organic EL element of Al was the ITO transparent electrode layer anode at a current density of at 8V applied 200 mA, was 9000 cd / m 2. Crを陽極としITOを透明電極層とした有機EL素子は8V印加時の電流密度は220mAで、6000cd/m であった。 The current density at Cr organic EL device was the transparent electrode layer and an anode ITO is 8V applied at 220 mA, was 6000 cd / m 2.
【0130】 [0130]
[比較例3] [Comparative Example 3]
光導波防止層を形成しない有機EL素子を実施例2と同様の工程で作製した。 The organic EL device which does not form a waveguide preventing layer was formed in the same process as in Example 2. Alを陽極としITOを透明電極層とした有機EL素子は10V印加時の電流密度は20mAで、200cd/m であった。 The organic EL device as an anode and the transparent electrode layer of ITO and Al is a current density 20mA at 10V is applied, it was 200 cd / m 2. Crを陽極としITOを透明電極層とした有機EL素子は8V印加時の電流密度は60mAで、700cd/m であった。 The current density at Cr organic EL device was the transparent electrode layer and an anode ITO is 8V applied at 60 mA, was 700 cd / m 2.
【0131】 [0131]
[実施例3] [Example 3]
基材として、縦横25mm×25mmで、厚みが1.1mmの透明ガラスを洗浄後、マグネトロンスパッタリング法にて膜厚100nmのAlもしくはCrからなる陽極を成膜した。 As the substrate, with vertical and horizontal 25 mm × 25 mm, after washing the transparent glass having a thickness of 1.1 mm, it was deposited an anode made of a thickness of 100 nm Al or Cr by magnetron sputtering. スパッタガスとしてArを用い、圧力0.15Pa、DC出力200Wとした。 Using Ar as a sputtering gas pressure 0.15 Pa, and a DC output 200 W. その上に光導波防止層として10nmのITOをマグネトロンスパッタリング法にて形成した。 The 10nm of ITO as an optical wave-preventing layer was formed thereon by a magnetron sputtering method. スパッタガスとして、ArとO の混合ガス(体積比Ar:O =50:1)、圧力0.1Pa、DC出力150Wとした。 As a sputtering gas, a mixed gas of Ar and O 2 (volume ratio Ar: O 2 = 50: 1 ), and the pressure 0.1 Pa, and the DC output 150 W.
【0132】 [0132]
次いで、形成した光導波防止層上に正孔注入輸送層としてポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)をスピンコートにより厚み80nm形成し加熱乾燥させた。 Then, polyethylene dioxythiophene and (PEDOT) to thickness 80nm formed by heating and drying by spin coating the formed optical waveguide preventing layer as a hole injection transport layer. その後、酸素濃度が1ppmまでの低酸素条件下および湿度が1ppmまでの低湿度条件下であるグローブBOX中にて発光層としてポリ(ジオクチルフルオレン−co−アントラセン)(PF)を厚み80nmに成膜し、最後に電子注入層としてLiFを0.5nm成膜した。 Thereafter, the oxygen concentration is formed on the poly (dioctyl fluorene -co- anthracene) (PF) and the thickness 80nm as the light-emitting layer in a glove BOX in low oxygen conditions and humidity to 1ppm low humidity conditions of up to 1ppm and, finally 0.5nm deposited LiF as an electron injection layer. 更にその上にCaを10nm蒸着した。 Was further 10nm deposited Ca thereon. を20nm成膜した。 It was 20nm deposition. 成膜条件は、真空度5×10 −5 Pa、LiFの成膜速度0.1Å/sec、Caの成膜速度1.0Å/secで成膜した。 Film forming conditions were deposited at a vacuum degree 5 × 10 -5 Pa, LiF deposition rate 0.1 Å / sec, Ca deposition rate 1.0 Å / sec for. 電子注入層を成膜後、透明電極層としてITO、IZOをスパッタリングにより150nm形成した。 After forming the electron injection layer was 150nm formed of, for example, ITO, an IZO sputtering as the transparent electrode layer. 発光層へのスパッタダメージを軽減するため、対向ターゲット式マグネトロンスパッタ装置で成膜した。 To reduce the sputter damage to the light-emitting layer was formed by the facing target magnetron sputtering apparatus. 成膜条件としてスパッタガスはArとO の混合ガス(体積比Ar:O =50:1)、圧力0.1Pa、RF出力100W、DC出力150Wとした。 Sputter gas as the film formation conditions are a mixture gas of Ar and O 2 (volume ratio Ar: O 2 = 50: 1 ), pressure 0.1 Pa, RF output 100W, and a DC output 150 W. 成膜速度2〜5Å/secでガス圧5.5×10 −2 Paの条件下で150nmの透明電極層を形成し発光エリア2mm×2mmの有機EL素子を作製した。 Forming a transparent electrode layer of 150nm under the conditions of gas pressure 5.5 × 10 -2 Pa to produce an organic EL element of the light emitting area 2mm × 2mm at a deposition rate 2~5Å / sec.
【0133】 [0133]
その後、透明電極層上に低屈折率層としてMgF を真空蒸着法にて50nm形成し、最後にバリア層としてSiO 、SiNの組合せからなる膜を5μm成膜した。 Thereafter, the MgF 2 was 50nm formed by vacuum deposition as a low refractive index layer on the transparent electrode layer, the last consisting of SiO 2, SiN combination as a barrier layer film was 5μm deposited. 成膜条件はマグネトロンスパッタリングにてターゲットSiOxNyを使用し、スパッタガスはArとO の混合ガス(体積比Ar:O =30:1)、圧力0.2Pa、RF出力150W、DC出力200Wとした。 Film forming conditions using a target SiOxNy by magnetron sputtering, a mixed gas of sputtering gas Ar and O 2 (volume ratio Ar: O 2 = 30: 1 ), pressure 0.2 Pa, RF output 150 W, and DC power of 200W did.
【0134】 [0134]
Alを陽極としITOを透明電極層とした有機EL素子は8V印加時の電流密度は300mAで、12000cd/m であった。 The organic EL element of Al was the ITO transparent electrode layer anode at a current density of at 8V applied 300 mA, was 12000 cd / m 2. Crを陽極としITOを透明電極層とした有機EL素子は8V印加時の電流密度は330mAで、8000cd/m であった。 The current density at Cr organic EL device was the transparent electrode layer and an anode ITO is 8V applied at 330mA, was 8000 cd / m 2.
【0135】 [0135]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明によれば、上述したように電荷注入層としての機能を有し、かつ、光の導波を抑制する機能も保持する光導波防止層が金属電極層上に設けられているので、金属電極層に用いる金属の種類に関わらず、ダークスポット等を生じさせることが少なく、さらに、光の導波を抑制することから光の損失を抑えることができるため、良好な光の取り出し効率を有するEL素子とすることができるという効果を奏する。 According to the present invention has a function as a charge injection layer as described above, and, since the optical waveguide prevention layer also retains function of suppressing the waveguide light is provided on the metal electrode layer, metal regardless of the type of metal used in the electrode layer, less likely to cause dark spots and the like, further, it is possible to suppress the loss of light from suppressing the waveguiding of light, with extraction efficiency good light an effect that may be EL elements.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明のEL素子の一例を示す概略断面図である。 1 is a schematic sectional view showing an example of an EL device of the present invention.
【図2】本発明のEL素子の製造方法の一例を示す工程図である。 Is a process diagram showing an example of Figure 2. The process of the EL element of the present invention.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1 … 基材2 … 陽極3 … 光導波防止層4 … 正孔輸送層5 … 発光層6 … 電子注入輸送層7 … 陰極8 … 低屈折率層9 … バリア層 1 ... substrate 2 ... anode 3 ... optical waveguide prevention layer 4 ... hole transport layer 5 ... light-emitting layer 6 ... electron injection transport layer 7 ... cathode 8 ... low-refractive index layer 9 ... barrier layer

Claims (19)

  1. 金属電極層と、前記金属電極層上に形成された発光層を含む有機エレクトロルミネッセント層と、前記有機エレクトロルミネッセント層上に形成された透明電極層とを少なくとも有するエレクトロルミネッセント素子において、前記金属電極層上に、電荷注入層としての機能を有し、光の損失を抑制する光導波防止層が設けられていることを特徴とするエレクトロルミネッセント素子。 A metal electrode layer, an organic electroluminescent layer including a light emitting layer formed on the metal electrode layer, the organic electroluminescence electroluminescent element having at least a transparent electrode layer formed St. layer in the on the metal electrode layer has a function as a charge injection layer, an electroluminescent device characterized by suppressing optical waveguide preventing layer loss of light is provided.
  2. 前記光導波防止層は、その表面粗さが、10nm〜30nmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のエレクトロルミネッセント素子。 The optical waveguide prevention layer has a surface roughness, electroluminescent device according to claim 1, characterized in that in the range of 10 nm to 30 nm.
  3. 前記光導波防止層の平均膜厚は0.1nm〜30nmの範囲内であることを特徴とする請求項2に記載のエレクトロルミネッセント素子。 Electroluminescent device according to claim 2 the average thickness of the optical waveguide prevention layer, characterized in that it is in the range of 0.1Nm~30nm.
  4. 前記光導波防止層は前記金属電極層上に島状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のエレクトロルミネッセント素子。 Electroluminescent device of claim 1 wherein the optical waveguide prevention layer, characterized in that it is formed in an island shape on the metal electrode layer.
  5. 前記島状に形成されている光導波防止層は、前記金属電極層上の有機エレクトロルミネッセント層が成膜される領域に対して、1%〜99%の範囲内の領域を被覆するように設けられていることを特徴とする請求項4に記載のエレクトロルミネッセント素子。 Optical waveguide preventing layer formed on the island shape, the region where the organic electroluminescent layer on the metal electrode layer is deposited, so as to cover the region within the range of 1% to 99% electroluminescent device according to provided to the claim 4, characterized in.
  6. 前記光導波防止層に用いられる材料は、導電性を有する有機材料であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子。 The optical material used for waveguiding prevention layer, electroluminescent device according to any one of claims of claims 1 to 5, characterized in that the organic material having conductivity.
  7. 前記光導波防止層は、インジウムを含む無機酸化物で形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子。 The optical waveguide preventing layer electroluminescent device according to any one of claims of claims 1 to 5, characterized in that it is formed of an inorganic oxide containing indium.
  8. 前記インジウムを含む無機酸化物は、インジウムスズ酸化物であることを特徴とする請求項7に記載のエレクトロルミネッセント素子。 Inorganic oxides including the indium electroluminescent device according to claim 7, characterized in that the indium tin oxide.
  9. 前記金属電極層の光の反射率は、可視領域380〜780nmの範囲内で、30%以上であることを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子。 Reflectance of light of the metal electrode layer is within the range of the visible region 380 to 780 nm, electro Rumi according to any of claims from claim 1, characterized in that 30% or more to claim 8 Nessento element.
  10. 前記金属電極層の膜厚は、40nm〜500nmの範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子。 Thickness of the metal electrode layer, an electroluminescent element according to any one of claims from claim 1, characterized in that in the range of 40nm~500nm to claim 9.
  11. 前記透明電極層の光の透過率は、可視領域380〜780nmの範囲内で、50%以上であることを特徴とする請求項1から請求項10までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子。 Transmittance of light of the transparent electrode layer is within the range of the visible region 380 to 780 nm, electro Rumi according to any of claims from claim 1, characterized in that 50% or more to claim 10 Nessento element.
  12. 前記金属電極層は陽極であることを特徴とする請求項1から請求項11までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子。 Electroluminescent device according to any one of claims of claims 1 to 11, wherein the metal electrode layer is an anode.
  13. 前記金属電極層の仕事関数値WFaと光導波防止層の仕事関数値WFbの関係において、仕事関数値がWFa<WFbとなることを特徴とする請求項12に記載のエレクトロルミネッセント素子。 In the context of the work function value WFb of the metal electrode layer work function value WFa and the optical waveguide preventing layer, electroluminescent device according to claim 12, characterized in that the work function value is WFa <WFb.
  14. 前記透明電極層の仕事関数値が5.0eV以下であることを特徴とする請求項12または請求項13に記載のエレクトロルミネッセント素子。 Electroluminescent device according to claim 12 or claim 13 work function of the transparent electrode layer is equal to or less than 5.0 eV.
  15. 前記金属電極層および光導波防止層からなる金属電極層部のシート抵抗が1Ω/□以下であることを特徴とする請求項1から請求項14までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子。 Electroluminescent according to any one of claims of claims 1 to 14, the sheet resistance of the metal electrode layer portion made of a metal electrode layer and the optical waveguide preventing layer is equal to or is 1 [Omega / □ or less St. element.
  16. 前記透明電極層上に屈折率1.7以下であり、可視領域380nm〜780nmにおける光透過率が70%以上である低屈折率層を積層することを特徴とする請求項1から請求項15までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子。 Having a refractive index of 1.7 or less on the transparent electrode layer, claims 1 to 15, characterized in that laminating a low refractive index layer light transmittance is 70% or more in the visible region 380nm~780nm electroluminescent device of claim of any one.
  17. 前記透明電極層上に酸化珪素および窒化珪素の組合せからなり、水蒸気および酸素の影響から前記有機エレクトロルミネッセント層を保護するバリア層を積層することを特徴とする請求項1から請求項16までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子。 A combination of silicon oxide and silicon nitride on the transparent electrode layer, claim 1, characterized by laminating a barrier layer for protecting the organic electroluminescent layer from the effects of water vapor and oxygen to claim 16 electroluminescent device of claim of any one.
  18. 前記金属電極層は、基材上に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項17までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子。 The metal electrode layer, an electroluminescent element according to any one of claims of claims 1 to 17, characterized in that it is formed on the substrate.
  19. 陽極である金属電極層を形成する工程と、 Forming a metal electrode layer is an anode,
    前記金属電極層上に、インジウムを含む無機酸化物を用い、その表面粗さが10nm〜30nmの範囲内となるように光導波防止層を形成する工程と、 On the metal electrode layer, an inorganic oxide containing indium, a step of the surface roughness to form an optical wave preventing layer to be within a range of 10 nm to 30 nm,
    前記光導波防止層を紫外線オゾン下または酸素プラズマ下に曝し、光導波防止層の仕事関数値を0.2eV以上変化させるプラズマ処理を施す工程と、 Said optical waveguide preventing layer exposed under under UV ozone or oxygen plasma, a step of performing a plasma process for changing over 0.2eV work function value of the optical waveguide prevention layer,
    前記プラズマ処理後の光導波防止層上に有機エレクトロルミネッセント層を形成する工程と、 Forming an organic electroluminescent layer to the plasma treatment after the optical waveguide prevention layer,
    前記有機エレクトロルミネッセント層上に陰極である透明電極層を形成する工程と、 Forming a transparent electrode layer is a cathode in the organic electroluminescent layer,
    を少なくとも有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子の製造方法。 Method of manufacturing an electroluminescent device characterized by comprising at least a.
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