JP2004342375A - Luminous body - Google Patents

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JP2004342375A
JP2004342375A JP2003134883A JP2003134883A JP2004342375A JP 2004342375 A JP2004342375 A JP 2004342375A JP 2003134883 A JP2003134883 A JP 2003134883A JP 2003134883 A JP2003134883 A JP 2003134883A JP 2004342375 A JP2004342375 A JP 2004342375A
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Katsuhiko Koike
小池  勝彦
Koichi Shimada
幸一 島田
Shin Fukuda
福田  伸
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescent element with high light-taking-out efficiency. <P>SOLUTION: A difference of an admittance of a light-taking-out part (L) consisting of a transparent substrate (A), a transparent conductive layer (B), and a hole transport layer (C), from a refraction index of a luminous layer (D) is controlled to be as small as possible. To be more precise, the light-taking-out part (L) and the luminous layer (D) are designed so as to make small a difference between the admittance of the light-taking-out part (L) and the refraction index of the luminous layer (D) in their real term as well as imaginary term. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機発光体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
有機発光体として最近注目されている有機エレクトロルミネッセンス素子は、薄型かつ自発光タイプの発光素子である。現在、薄型ディスプレイ分野で主として使用されている液晶表示装置は、液晶がそれ自身では発光しないため、光源を必要とする。このため薄型化には限界がある。一方で市場からは更なる表示装置の薄型化が求められている。有機エレクトロルミッセンス素子は、前述の通り自己発光が可能なので光源を必要とせず、液晶表示装置に比べて薄型化に有利であり、特公昭64−7635号公報(特許文献1)、特開平8−188772号公報(特許文献2)等の開示がある。このため、有機エレクトロルミッセンス素子は、次世代の表示素子として有力な候補に挙げられている。最近、携帯電話などの小型携帯端末の表示画面用途に使われ始めており、今後の市場の拡大が期待されている。
【0003】
しかしながら、有機エレクトロルミネッセンス素子は、光取り出し効率が低く、薄型化と同様に要求の大きいディスプレイの省エネルギー化への対応が十分とは言えない問題がある。
【0004】
【特許文献1】特公昭64−7635号公報
【特許文献2】特開平8−188772号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明は、光取り出し効率の高い有機発光体を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは検討した結果、有機エレクトロルミッセンス素子の光取り出し効率が低い原因は、発光層で生成した光が、正孔輸送層、透明電極層及び透明基板を通過して、有機エレクトロルミネッセンス素子の外にでる過程において、透明基板/透明電極界面、透明電極/正孔輸送層界面、正孔輸送層/発光層界面で光の反射が起こる為であることを突き止めた。また、透明基板(A)、透明導電層(B)及び正孔輸送層(C)を一体とした部分のアドミッタンスと発光層の屈折率との差を小さくする様に、光取り出し層と発光層の構成を設計することによって反射が低減でき、光取り出し効率が高い有機エレクトロルミッセンス素子が得られることを見出し、本発明を完成した。すなわち本発明は、
(1) 透明基板(A)、透明導電層(B)、正孔輸送層(C)、発光層(D)を有する発光体であって、
透明基板(A)/透明導電層(B)/正孔輸送層(C)の順に配置される光取り出し部(L)のアドミッタンスをY=x+iy、発光層(D)の屈折率をη=α+iβとした時に
|x−α|が0.5以下かつ|y―β|が0.5以下
であることを特徴とする発光体である。
【0007】
【発明の実施の形態】
(発光体の構成)
本発明における発光体は、少なくとも、透明基板(A)、透明導電層(B)、正孔輸送層(C)、発光層(D)、陰極(E)から成るものであり、その構成は、透明基板(A)/透明導電層(B)/正孔輸送層(C)/発光層(D)/陰極(E)の順に配置されたものである。
【0008】
本発明の発光体は、透明基板(A)、透明導電層(B)、正孔輸送層(C)、発光層(D)、陰極(E)が直接積層されている必要はない。例えば、本発明の該発光体は、透明導電層(B)から正孔輸送層(C)への正孔の移動効率を高める為に、透明導電層(B)と正孔輸送層(C)との間に正孔注入層(C1)を有しても構わない。さらに該発光体は、陰極(E)から発光層(D)への電子の移動効率を高める為に、発光層(D)と陰極(E)との間に電子注入層(E1)を有しても構わない。正孔注入層(C1)及び電子注入層(E1)を有する発光体の構成は、透明基板(A)/透明導電層(B)/正孔注入層(C1)/正孔輸送層(C)/発光層(D)/電子注入層(E1)/陰極(E)となる。
【0009】
また本発明において、透明導電層(B)は、高屈折率薄膜層(a)と金属薄膜層(b)との積層体であることが好ましい。具体的には、構成が高屈折率薄膜層(a)/金属薄膜層(b)である繰り返し単位を1ないし4回繰り返し積層し、さらにその最表面に位置する金属薄膜層(b)上に高屈折率薄膜層(a)を積層してなる積層体であることが好ましい。
【0010】
透明導電層(B)として、高屈折率薄膜層(a)と金属薄膜層(b)との積層体を用いると、その構成が単層である透明導電層(B)を採用する場合に比較して、その表面電気抵抗が低く、透過率が高い透明導電層を容易に得ることが出来る場合が多い。
但し、本発明の効果は、透明導電層(B)が単層、上記の複層構造のいずれにおいても発現させることが出来る。
【0011】
(発光体のアドミッタンス)
本発明においては、その構成が透明基板(A)/透明導電層(B)/正孔輸送層(C)である光取り出し部(L)のアドミッタンスをY=x+iy、発光層(D)の屈折率をη=α+iβとした場合に、|x−α|が0.5以下、かつ|y―β|が0.5以下である。
より好ましくは、|x−α|が0.4以下、かつ|y―β|が0.4以下、さらに好ましくは、|x−α|が0.3以下、かつ|y―β|が0.3以下である。
【0012】
発光層(D)で生じた発光をできるだけ多く取り出すためには、発光層(D)で生じて、正孔輸送層(C)、透明導電層(B)、透明基板(A)を通過して、発光体外部に向かう光を対象として、発光層(D)と正孔輸送層(C)との界面、正孔輸送層(C)と透明導電層(B)との界面、透明導電層(B)と透明基板(A)との界面における反射率ができるだけ小さいことが好ましい。
【0013】
有機エレクトロルミッセンス素子における透明導電層(B)、正孔輸送層(C)の厚さは、光干渉を生じる膜厚であり、本発明における透明導電層(B)、正孔輸送層(C)の厚さもその範囲内である。
【0014】
透明導電層(B)、正孔輸送層(C)の厚さが、光干渉を生じる厚さである場合の界面における反射の現象は以下の通りである。すなわち、界面での反射光が、再び別の界面で反射され、再び外部に向かって進行する。そしてその光がまた先の界面で一部透過し、一部反射する。このプロセスが無数に繰り返される。また、同様の現象が他の界面でも生じる。例えば、発光層(D)から外部に向かう光は、透明基板(A)と透明導電層(B)との界面において一部は透過し、一部は反射する。その反射光は透明導電層(B)と正孔輸送層(C)との界面において一部は透過するが、一部は反射し再び外部に向かう。さらにその反射光は、透明基体(A)と透明導電層(B)との界面において一部は通過し、一部は反射する。
【0015】
そのため光干渉を生じる膜厚の層を有する積層体を通過する光の反射率を議論することは難しい。逆に言えば、各層の厚さと反射率との関係を導き出すことは難しい。
【0016】
一方光干渉を生じる膜厚の膜を積層してなる積層体を通過する光の特性を議論する際には、該積層体のアドミッタンスを利用するのが簡便且つ効果的である。すなわち、透明基板(A)、透明導電層(B)及び正孔輸送層(C)からなる光取り出し部(L)のアドミッタンスと発光層(D)のアドミッタンスを比較すれば、正孔輸送層(C)と発光層(D)との界面を始めとし、透明導電層(B)と正孔輸送層(C)との界面及び透明基板(A)と透明導電層(B)との界面それぞれにおける反射率を独立に議論せずに、光取り出し効率を向上させるために必要な各層の条件を得ることができる。
【0017】
本発明において、発光層(D)から光取り出し部(L)を通過して外部に取り出される光の量を増やすためには、光取り出し部(L)がその内部に界面を有さず、そのアドミッタンスがY=x+iyである層であると仮定した際に、発光層(D)と光取り出し部(L)との界面における反射率をできるだけ小さくすれば、光取り出し部(L)から外部に取り出される光の量が多くなる。該事項を実現するためには、発光層(D)の屈折率η=α+βiと光取り出し部(L)のアドミッタンスY=x+yiを近づければよい。すなわち、実数部の差|x−α|、|y−β|の両方を小さくする事が必要となる。
【0018】
(アドミッタンスの計算)
本発明において積層体のアドミッタンスは計算により求める。用いることができる計算ソフトとしては、例えばEssential Macleod[Thin Film Center Inc]が挙げられるが、これに限定されるわけではない。アドミッタンスを求めるためには、対象となる積層体の各層の膜厚、屈折率、光の入射角及び入射する光の波長が入力パラメーターとなる。
【0019】
各層の膜厚は、その薄膜を同条件で成膜した試料を用いて、触針膜厚計により測定した値より、得られる値である。ところで触針膜厚計では40nm以下の膜厚に関しては、装置の精度限界に達し、正確に膜厚を評価することができない。このため、通常は40nm以上の膜厚、好ましくは100nm以上の膜厚になるように成膜し、その値を正確に読み取る。膜厚は、成膜時間と比例関係にあるので、この正確に求めた膜厚と時間を元に、試料中の各薄膜の膜厚を決定することができる。
【0020】
また各層の屈折率は、その薄膜を同条件で成膜した試料を用いて、エリプソメトリー計により測定した値である。
【0021】
光の入射角は、用途に応じて最適な角度を選択すればよい。有機エレクトロルミネッセンス素子の場合は、発光層(D)からあらゆる方向に光が放出される。しかしながら光取り出し部(L)に垂直に、すなわち入射角0°で入射する光の強度が最も高いことを考慮すると、該計算において光の入射角を0°に設定することが最も好適である。
【0022】
入射する光の波長も、用途に応じて最適な波長を選択すればよい。
例えば緑色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合は、緑色波長のほぼ中心に位置する550nmを光の波長として選択すればよい。
【0023】
(透明基体A)
本発明における透明基体(A)としては、ガラス板及び高分子成形体を用いることができる。
【0024】
本発明に用いられる透明高分子成形基体としては、主にフィルム状態及び板の状態のものが使用され、透明性に優れ、用途に応じた十分な機械的強度を持つものであることが好ましい。ここで、透明性に優れるとは、使用される状態での厚さにおいて、視感透過率が40%以上であることを指す。また、透明高分子成形基体の主面と反対面には、反射防止層や防眩層が形成されていても構わない。
【0025】
フィルム状態の透明基体としては、高分子フィルムが好適に用いられる。具体的に例示すると、ポリイミド、ポリスルフォン(PSF)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメチレンメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリプロピレン(PP)、トリアセチルセルロース(TAC)等が挙げられる。中でもポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリイミドは、特に好適に用いられる。
【0026】
フィルムの厚さに特に制限はない。通常は、20〜500μm程度である。
【0027】
板状の透明基体としては、高分子成形体及びガラス成形体等が挙げられる。透明高分子成形体は、ガラスに比較して、軽い、割れにくい等の理由でより好適に用いられる。好ましい材料を例示すれば、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を始めとするアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂等が挙げられるが、これらの樹脂に特定されるわけではない。中でもPMMAは、その広い波長領域での高透明性と機械的強度の高さから好適に使用することができる。
【0028】
透明高分子成形体には、表面の硬度または密着性を増す等の理由でハードコート層が設けられることが多い。
【0029】
ガラス成形体としては、表面の反り、傷などがほとんどなく、熱安定性に優れるものが一般的に使われている。アクティブマトリックス駆動方式向けでは、ガラスからのアルカリ溶出があるとアクティブ素子性能に大きく影響する懸念があるので、無アルカリガラス(白板ガラス)が用いられている。単純マトリクス駆動方式向けでは、安価なソーダライムのガラス(青板ガラス)を用いることができる。ガラス板の製造方法は、フロート法、ダウンロード法、フュージョン法などがある。無アルカリガラスは、ダウンロード法またはフュージョン法を用いて作製され、ソーダライムガラスはフロート法を用いて作製される。
【0030】
板状透明基体の厚さに特に制限はなく、十分な機械的強度と、たわまずに平面性を維持する剛性が得られれば良い。通常は、0.3〜10mm程度である。
【0031】
また、透明基体の表面にはガスバリヤー性を向上させるための層や耐溶剤性を向上させるための層が形成されていても構わない。ガスバリヤー性を向上させる目的では、無機材料として、シリコン系酸化物、シリコン系窒化物、有機材料としてエチレンビニル酢酸化合物(EVA)、ポリビニル酢酸化合物(PVA)などが一般的に使用されているが、これに限定されるわけではない。耐溶剤性を向上させる目的では、一般的なハードコート層を用いることが多い。また、透明基体の表面には反射防止層や防眩層が形成されていても構わない。
【0032】
(透明導電層(B))
本発明における透明導電層(B)は、高屈折率薄膜層(a)及び金属薄膜層(b)からなる多層積層体である場合と、導電性を有する高屈折率薄膜層(a)からなる単層体の場合がある。
【0033】
(高屈折率薄膜層a)
透明高屈折率薄膜層(a)に用いられる材料としては、できるだけ透明性に優れたものであることが好ましい。ここで透明性に優れるとは、膜厚100nm程度の薄膜を形成したときに、その薄膜の視感透過率が60%以上であることを指す。また、高屈折率材料とは、550nmの光に対する屈折率が、1.4以上の材料である。これらには、用途に応じて不純物を混入させても良い。
【0034】
透明高屈折率薄膜層用に好適に用いることができる材料を例示すると、インジウムとスズとの酸化物(ITO)、カドミウムとスズとの酸化物(CTO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化亜鉛(ZnO)、亜鉛とアルミニウムとの酸化物(AZO)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化トリウム(ThO)、酸化スズ(SnO)、酸化ランタン(LaO)、酸化シリコン(SiO)、酸化インジウム(In)、酸化ニオブ(Nb)、酸化アンチモン(Sb)、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化セシウム(CeO)、酸化チタン(TiO)、酸化ビスマス(Bi)等である。
【0035】
また、透明高屈折率硫化物を用いても良い。具体的に例示すると、硫化亜鉛(ZnS)、硫化カドミウム(CdS)、硫化アンチモン(Sb)等があげられる。
【0036】
透明高屈折率薄膜材料としては、中でも、ITO、TiO、AZOが特に好ましい。ITO及びAZOは、導電性を持つ上に、可視領域における屈折率が、2.0程度と高く、さらに可視領域にほとんど吸収を持たない。TiOは、絶縁物であり、可視領域にわずかな吸収を持つが、可視光に対する屈折率が2.3程度と大きい。
【0037】
用いるITO中に含まれるスズの割合に特に制限はない。通常は、0〜50質量%である。また、用いるAZO中に含まれるアルミニウムの割合にも特に制限はない。しかし、アルミニウムの含有割合が低すぎると、AZO膜の非抵抗値が大きくなりすぎることがある。最表面に積層する場合は、外部との接触抵抗が、大きくなりすぎることがある。また、アルミニウムの含有割合が高すぎるとAZO膜の透過率、特に波長300〜500(nm)の光に対する透過率が低下することがある。このため、AZO中に含まれるアルミニウムの割合は1〜5(質量%)程度であることが好ましい。
【0038】
透明導電層(B)が導電性を有する高屈折率薄膜層(a)からなる単層体である場合には、用いられる材料は、比抵抗が低いものが好ましい。通常は、ITOやAZOが好適に用いられる。この最表面に位置する透明高屈折率薄膜層(a)の好ましい比抵抗は1×10−6(Ω・cm)以上、1×10−3(Ω・cm)以下である。またより好ましくは1××10−6(Ω・cm)以上、1×10−4(Ω・cm)以下、さらにより好ましくは1×10−6(Ω・cm)以上、1×10−5(Ω・cm)以下である。
【0039】
透明高屈折率薄膜層の厚さに関しては、透明電極全体の透過性及び電気伝導性を考慮して決定される。通常は、0.5〜100nm程度である
【0040】
(金属薄膜層b)
本発明において用いられる金属薄膜層(b)の材料は、銀または銀の合金である。銀は、比抵抗が、1.59×10−6(Ω・cm)であり、あらゆる材料の中で最も電気伝導性に優れる上に、薄膜の可視光線透過率が優れるために本発明において好適に用いられる。但し、銀は、薄膜とした時に安定性を欠き、凝集するという問題を持っている。銀を用いて本発明における透明導電性薄膜積層体を作製し、さらにそれを用いて有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、発光試験を実施すると、発光部分において透明電極の劣化が原因と推定される点状の非発光部分が容易に生じてしまう。この為、安定性を増す目的で銀の合金が用いられる場合が多い。銀の合金に用いられる銀以外の金属を具体的に例示すると金、銅、パラジウム、白金、インジウム、スズ、ネオジウム等である。中でも銀と金の合金、銀とパラジウムと銅の合金及び銀と金とネオジウムとの合金が好適に用いられる。合金をなすために、銀の中に含まれる金属の量は、用途に応じて決定される。少なすぎると安定性を増すための効果が得られないことがあり、多すぎると光学特性、電気特性が低下することがある。
【0041】
例えば、銀と金の合金における好ましい金含有量は、0.1〜20質量%であり、好ましく0.5〜15質量%、さらにより好ましくは1.0〜10質量%である。銀とパラジウムと銅の合金におけるパラジウム及び銅の好ましい含有量は0.3〜2質量%であり、このましくは0.5〜2質量%、さらにより好ましくは1.0〜1.5質量%である。また銀と金とネオジウムの合金における好ましい金及びネオジウムと含有量は0.3〜2質量%であり、このましくは0.5〜2質量%、さらにより好ましくは1.0〜1.5質量%である。これらの銀合金を用いて透明導電性薄膜積層体を作製し、それを透明電極として有機エレクトロルミネッセンス素子し、発光試験を実施すると、純銀を用いた場合に比較して、非発光部分が生じにくくなる。
【0042】
銀または銀合金からなる金属薄膜層の厚さに関しては、用いる材料、用途に応じて、透明電極全体の電流を流した場合の耐久性、光透過性及び電気伝導性を考慮して決定される。例えば、金を5質量%含有する銀合金を材料とし、有機エレクトロルミネッセンス素子の透明電極として用いる場合は、電流を流した場合の耐久性を充分に得るためには、その銀合金金属薄膜層の厚みは、少なくとも9〜20nmであり、より好ましくは10〜20nm、さらに好ましくは11〜20nmである。前述の厚み以下では、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、発光試験を実施すると、発光部分において透明電極の劣化が原因と推定される点状の非発光部分が生じてしまう。それに対して、上記の厚みの範囲内においては、前述のような問題が生じることが極めて少なく、実用的な透明電極を提供することができる。
【0043】
(正孔輸送層(C))
正孔輸送層(C)に用いられる材料は、公知の物を使用することが出来る。例えば、ジアミン系の有機化合物が正孔輸送能に優れるため好適に用いられる。中でも特にN,N‘−ジフェニル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1‘−ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称TPD)が正孔輸送能に優れ、広く正孔輸送材として使われている。
【0044】
(発光層(D))
発光層(D)に用いられる材料は、例えば、4―(ジシアノメチレン)―2―メチル−6―(4―ジメチルアミノスチリル)―テトラヒドロピラン(略称:DCM1)のような赤色発光色素を含有した、N―ビニルカルバゾール(略称:PVK)、アルミニウムキノリノール錯体(8―ハイドロキシキノリン アルミニウム)(略称Alq3)、1,2,3,4,5−ペンタフェニル−1,3−シクロペンタジエン(略称:PPCP)、2−(4−ビフェニリル−)−5−(4−t−ブチルフェニイル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称PBD)、N−N‘−ビス(2,5−t−ブチルフェニル)−3,4,9,10−ペリレンジカルボキシイミド(略称BPPC)等である。
【0045】
これら正孔輸送層(C)、発光層(D)の形成には、従来公知の真空蒸着法やイオン化蒸着法等の物理気相成長法や、適当な溶媒に所望の材料を分散させ、スピンコート等の手法で塗布した後、乾燥させる湿式法等によればよい。
【0046】
正孔輸送層(C)及び発光層(D)の厚さは、それぞれ通常30〜200nmである。
【0047】
(陰極E)
陰極に用いられる材料は、マグネシウムと銀の合金、マグネシウムとアルミニウムの合金等である。これら陰極の形成には、従来公知の真空蒸着法やスパッタリング法等の物理成膜法を用いればよい。
【0048】
陰極の厚さは、通常5〜500nm程度である。
【0049】
また、発光効率をさらに向上させるために発光層(D)と陰極との間に適当な電子輸送層を挿入してもよい。
【0050】
(薄膜形成方法)
透明高屈折率薄膜層、銀または銀合金薄膜層の形成には、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の従来公知の手法によればよい。
【0051】
透明高屈折率薄膜層の形成には、イオンプレーティング法またはスパッタリング法が好適に用いられる。イオンプレーティング法では、反応ガスプラズマ中で所望の金属または焼結体を抵抗加熱したり、電子ビームにより加熱したりすることにより真空蒸着を行う。スパッタリング法では、ターゲットに所望の金属または焼結体を使用し、スパッタリングガスにアルゴン、ネオン等の不活性ガスを用い、反応に必要なガスを加えて、スパッタリングを行う。例えば、ITO薄膜を形成する場合には、スパッタリングターゲットにインジウムとスズとの酸化物を用いて、酸素ガス中で直流マグネトロンスパッタリングを行う。
【0052】
金属薄膜層には、真空蒸着法またはスパッタリング法が、好適に用いられる。真空蒸着法では、所望の金属を蒸着源として使用し、抵抗加熱、電子ビーム加熱等により、加熱蒸着させることで、簡便に金属薄膜を形成することができる。また、スパッタリング法を用いる場合は、ターゲットに所望の金属材料を用いて、スパッタリングガスにアルゴン、ネオン等の不活性ガスを使用し、直流スパッタリング法や高周波スパッタリング法を用いて金属薄膜を形成することができる。成膜速度を上昇させるために、直流マグネトロンスパッタリング法や高周波マグネトロンスパッタリング法が用いられることも多い。
【0053】
(構成、組成の評価)
上記の方法により作製した、透明導電性薄膜積層体の薄膜層表面の原子組成は、オージェ電子分光法(AES)、蛍光X線法(XRF)、X線マイクロアナライシス法(XMA)、荷電粒子励起X線分析法(RBS)、X線光電子分光法(XPS)、真空紫外光電子分光法(UPS)、赤外吸収分光法(IR)、ラマン分光法、2次イオン質量分析法(SIMS)、低エネルギーイオン散乱分光法(ISS)等により測定できる。また、膜中の原子組成及び膜厚は、オージェ電子分光法(AES)や2次イオン質量分析(SIMS)を深さ方向に実施することによって調べることができる。
【0054】
(素子評価)
発光体の発光特性評価を行うためには、実際に発光体を作成し、調べればよい。例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子の作成手法は、透明電極の透明導電性薄膜上に正孔輸送層(C)、発光層(D)及び陰極を透明電極/正孔輸送層(C)/発光層(D)/陰極の構成で積層して得られる。
【0055】
正孔輸送層(C)に用いられる材料は、例えば、ジアミン系の有機化合物が正孔輸送能に優れるため好適に用いられる。中でも特にN,N‘−ジフェニル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1‘−ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称TPD)が正孔輸送能に優れ、広く正孔輸送材として使われている。
【0056】
発光層(D)に用いられる材料は、例えば、4―(ジシアノメチレン)―2―メチル−6―(4―ジメチルアミノスチリル)―テトラヒドロピラン(略称:DCM1)のような赤色発光色素を含有した、N―ビニルカルバゾール(略称:PVK)、アルミニウムキノリノール錯体(8―ハイドロキシキノリン アルミニウム)(略称Alq3)、1,2,3,4,5−ペンタフェニル−1,3−シクロペンタジエン(略称:PPCP)、2−(4−ビフェニリル−)−5−(4−t−ブチルフェニイル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称PBD)、N−N‘−ビス(2,5−t−ブチルフェニル)−3,4,9,10−ペリレンジカルボキシイミド(略称BPPC)等である。
【0057】
これら正孔輸送層(C)、発光層(D)の形成には、従来公知の真空蒸着法やイオン化蒸着法等の物理気相成長法や、適当な溶媒に所望の材料を分散させ、スピンコート等の手法で塗布した後、乾燥させる湿式法等によればよい。
【0058】
正孔輸送層(C)及び発光層(D)の厚さは、それぞれ通常30〜200nmである。
【0059】
陰極に用いられる材料は、マグネシウムと銀の合金、マグネシウムとアルミニウムの合金等である。これら陰極の形成には、従来公知の真空蒸着法やスパッタリング法等の物理成膜法を用いればよい。
【0060】
陰極の厚さは、通常5〜500nm程度である。また、発光効率をさらに向上させるために発光層と陰極との間に適当な電子輸送層を挿入してもよい。
【0061】
上記の手法により作製した有機エレクトロルミネッセンス素子を発光させ、その発光状態により合否を判断する。10Vの電圧をかけて駆動し、輝度を測定する。本発明においては、輝度が2000cd/m以上の場合を合格とする。
【0062】
【実施例】
(実施例1)
(透明導電性薄膜積層体の作製)
透明基体(A)としてガラス板[コーニング社製、型番7059、大きさ50mm×50mm、厚さ1.1mm]を用意した。
マスクとしてカプトンテープを用い、透明基体(A)の一辺に平行になるように幅3mm、長さ50mmの透明導電性薄膜を形成した。試料は同条件で複数用意し、耐電流試験、および有機エレクトロルミネッセンス評価試験用にそれぞれ別の試料を用いた。成膜は、下記に示した条件で実施した。
直流マグネトロンスパッタリング法を用いて、透明高分子成形基体(A)上に、インジウムとスズとの酸化物からなる薄膜層(a)、銀と金の合金薄膜層(b)をA/a[厚さ40nm]/b[厚さ10nm]/a[厚さ80nm]/b[厚さ10nm]/a[厚さ40nm]なる順に積層し、透明電極を形成した。インジウムとスズとの酸化物からなる薄膜層は、透明高屈折率薄膜層を、銀と金の合金薄膜層は、金属薄膜層を構成する。インジウムとスズとの酸化物からなる薄膜層の形成には、ターゲットとして、酸化インジウムー酸化スズ焼結体[In:SnO=90:10(質量比)]、スパッタリングガスとしてアルゴン・酸素・水素混合ガス(全圧266mPa、酸素分圧8mPa、水素分圧5mPa)を用いた。また、銀とパラジウムと銅の合金薄膜層の形成には、ターゲットとして銀とパラジウムと銅の合金[Ag:Au=95:5(質量比)]を用い、スパッタガスにはアルゴンガス(全圧266mPa)を用いた。形成した透明導電性薄膜の断面図を図1に示した。
なお、本実施例において記載されている薄膜層の膜厚は、その薄膜を同条件で成膜した試料において、触針膜厚計を用いて測定した値より、得られる値である。ところで触針膜厚計では40nm以下の膜厚に関しては、装置の精度限界に達し、正確に膜厚を評価することができない。このため、通常は40nm以上の膜厚、好ましくは100nm以上の膜厚になるように成膜し、その値を正確に読み取る。膜厚は、成膜時間と比例関係にあるので、この正確に求めた膜厚と時間を元に、試料中の各薄膜の膜厚を決定する。
【0063】
(透明導電性薄膜積層体の評価)
上記で作製した透明導電性薄膜積層体の表面抵抗及び視感平均透過率を測定した。
【0064】
(有機エレクトロルミネッセンス素子評価試験)
続いて、得られた上記で得られた透明導電性薄膜積層体を透明電極として用いて、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、発光試験を実施した。すなわち、透明電極上に5mm×5mmの寸法で正方形状に有機薄膜層を形成し、その後透明電極と直交するするように幅3mmの陰極を形成した。透明電極、有機薄膜層、陰極の位置関係は図2に記載した通りである。
有機薄膜層及び陰極は、以下の通り形成した。 まず、透明電極の透明導電性薄膜上に真空加熱蒸着法を用いて、正孔輸送層(C)としてN,N‘−ジフェニル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1‘−ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:TPD)層[50nm]を形成した。続いてその上に真空加熱蒸着法を用いて発光層として8−ハイドロキシキノリンアルミニウム(略称:Alq3)層[50nm]を形成した。さらにその上に真空加熱蒸着法を用いて、陰極としてマグネシウム層[2nm]を形成した。形成した有機エレクトロルミネッセンス素子の断面図を図3に示した。
有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極と陰極との間に10Vの直流電圧を印加し、その発光輝度を測定した。
【0065】
(アドミッタンスの計算)
透明基体(A)、高屈折率薄膜層(a)、金属薄膜層(b)、正孔輸送層(C)、発光層(D)の屈折率をエリプソメトリー計により測定した。なお、高屈折率薄膜層(a)、金属薄膜層(b)、正孔輸送層(C)、発光層(D)に関しては、あらかじめ厚さ20〜100(nm)の各薄膜層がガラス板上に形成されている試料を準備し、該薄膜層の屈折率を測定した。
また本発明においては、光の入射角を0°、光の波長を550nmとしてアドミッタンスを求めた。
(実施例2)
以下の事項を除いて実施例1と同様に実施した。
透明高分子成形基体(A)上に、インジウムとスズとの酸化物からなる薄膜層(a)、銀と金の合金薄膜層(b)をA/a[厚さ40nm]/b[厚さ10nm]/a[厚さ100nm]/b[厚さ10nm]/a[厚さ40nm]なる順に積層し、透明電極を形成した。
(比較例1)
透明高分子成形基体(A)上に、インジウムとスズとの酸化物からなる薄膜層(a)、銀と金の合金薄膜層(b)をA/a[厚さ40nm]/b[厚さ10nm]/a[厚さ120nm]/b[厚さ10nm]/a[厚さ40nm]なる順に積層し、透明電極を形成した。
以上の実施例,比較例の結果を表1に示した。
【0066】
【表1】

Figure 2004342375
【0067】
実施例1と2の場合のように|x−α|及び|y―β|が0.5以下の場合には、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度が、比較例1の場合のように|x−α|又は|y―β|が該制限範囲を逸脱している場合に比較して高いことが分かる。実施例1、2及び比較例1においてその視感平均透過率及び表面抵抗値に大きな違いはない。
そこで実施例1及び2が示す高い発光輝度は、光取り出し部(L)のアドミッタンスと発光層(D)の屈折率差を小さくし、光取り出し効率を向上させたことによるものであると考えることができる。
【0068】
【発明の効果】
透明基板(A)、透明導電層(B)、正孔輸送層(C)からなる光取り出し部(L)のアドミッタンスと発光層(D)の屈折率との差を制限することにより、従来に比較して発光輝度が高い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】透明導電性薄膜積層体の一例を示す断面図
【図2】有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す平面図
【図3】有機エレクトロルミネッセンス素子の一例を示す平面図
【符号の説明】
10 透明基体
20 高屈折率薄膜層
30 銀または銀合金薄膜層
40 透明導電性薄膜層
50 有機薄膜層
60 陰極
70 正孔輸送層
80 発光層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic luminous body.
[0002]
[Prior art]
An organic electroluminescent element that has recently attracted attention as an organic light emitting body is a thin and self-luminous type light emitting element. At present, a liquid crystal display device mainly used in the thin display field requires a light source because the liquid crystal itself does not emit light. Therefore, there is a limit to the reduction in thickness. On the other hand, the market demands a further reduction in the thickness of the display device. As described above, the organic electroluminescence element does not require a light source because it can emit light as described above, and is advantageous for thinning as compared with a liquid crystal display device. Japanese Patent Publication No. 64-7635 (Patent Document 1), There is a disclosure in JP-A-8-188772 (Patent Document 2) and the like. For this reason, the organic electroluminescence element is listed as a promising candidate as a next-generation display element. Recently, it has begun to be used for display screens of small mobile terminals such as mobile phones, and the market is expected to expand in the future.
[0003]
However, the organic electroluminescence element has a problem that the light extraction efficiency is low, and it is not sufficient to cope with the energy saving of the display, which has a great demand as well as the reduction in thickness.
[0004]
[Patent Document 1] Japanese Patent Publication No. 64-7635
[Patent Document 2] JP-A-8-188772
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide an organic luminous body having high light extraction efficiency.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have studied and found that the light extraction efficiency of the organic electroluminescent device is low because light generated in the light emitting layer passes through the hole transport layer, the transparent electrode layer and the transparent substrate, and the organic In the process of going out of the luminescence element, it was found that light was reflected at the transparent substrate / transparent electrode interface, the transparent electrode / hole transport layer interface, and the hole transport layer / light emitting layer interface. Further, the light extraction layer and the light emitting layer are so formed as to reduce the difference between the admittance of the portion where the transparent substrate (A), the transparent conductive layer (B) and the hole transport layer (C) are integrated, and the refractive index of the light emitting layer. It has been found that by designing the configuration of (1), reflection can be reduced, and an organic electroluminescence element having high light extraction efficiency can be obtained, and the present invention has been completed. That is, the present invention
(1) A luminous body having a transparent substrate (A), a transparent conductive layer (B), a hole transport layer (C), and a luminescent layer (D),
The admittance of the light extraction portion (L) arranged in the order of the transparent substrate (A) / transparent conductive layer (B) / hole transport layer (C) is Y = x + iy, and the refractive index of the light emitting layer (D) is η. D = Α + iβ
| X-α | is 0.5 or less and | y-β | is 0.5 or less
It is a luminous body characterized by the following.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Configuration of luminous body)
The luminous body of the present invention comprises at least a transparent substrate (A), a transparent conductive layer (B), a hole transport layer (C), a luminescent layer (D), and a cathode (E). The transparent substrate (A) / transparent conductive layer (B) / hole transport layer (C) / light-emitting layer (D) / cathode (E) are arranged in this order.
[0008]
The luminous body of the present invention does not require that the transparent substrate (A), the transparent conductive layer (B), the hole transport layer (C), the luminescent layer (D), and the cathode (E) are directly laminated. For example, the luminous body of the present invention comprises a transparent conductive layer (B) and a hole transport layer (C) in order to increase the efficiency of hole transfer from the transparent conductive layer (B) to the hole transport layer (C). May have a hole injection layer (C1). Further, the luminous body has an electron injection layer (E1) between the light emitting layer (D) and the cathode (E) in order to increase the efficiency of electron transfer from the cathode (E) to the light emitting layer (D). It does not matter. The structure of the luminous body having the hole injection layer (C1) and the electron injection layer (E1) is as follows: transparent substrate (A) / transparent conductive layer (B) / hole injection layer (C1) / hole transport layer (C). / Light-emitting layer (D) / electron injection layer (E1) / cathode (E).
[0009]
In the present invention, the transparent conductive layer (B) is preferably a laminate of a high refractive index thin film layer (a) and a metal thin film layer (b). Specifically, a repeating unit having a structure of a high refractive index thin film layer (a) / a metal thin film layer (b) is repeatedly laminated one to four times, and further on the metal thin film layer (b) located on the outermost surface thereof. It is preferable that the laminate is formed by laminating the high refractive index thin film layers (a).
[0010]
When a laminate of a high-refractive-index thin film layer (a) and a metal thin film layer (b) is used as the transparent conductive layer (B), the structure is compared with a case where a single transparent conductive layer (B) is employed. In many cases, a transparent conductive layer having a low surface electric resistance and a high transmittance can be easily obtained.
However, the effect of the present invention can be exerted when the transparent conductive layer (B) has a single layer or any of the above-mentioned multilayer structures.
[0011]
(Admittance of luminous body)
In the present invention, the admittance of the light extraction portion (L) having the structure of the transparent substrate (A) / the transparent conductive layer (B) / the hole transport layer (C) is Y = x + iy, and the refraction of the light emitting layer (D). Rate η D = Α + iβ, | x−α | is 0.5 or less and | y−β | is 0.5 or less.
More preferably, | x-α | is 0.4 or less, and | y-β | is 0.4 or less, and still more preferably, | x-α | is 0.3 or less, and | y-β | 0.3 or less.
[0012]
In order to extract as much of the light emitted from the light emitting layer (D) as possible, the light emitted from the light emitting layer (D) passes through the hole transport layer (C), the transparent conductive layer (B), and the transparent substrate (A). The interface between the light emitting layer (D) and the hole transport layer (C), the interface between the hole transport layer (C) and the transparent conductive layer (B), and the transparent conductive layer ( It is preferable that the reflectance at the interface between B) and the transparent substrate (A) is as small as possible.
[0013]
The thicknesses of the transparent conductive layer (B) and the hole transport layer (C) in the organic electroluminescence element are film thicknesses that cause optical interference, and the transparent conductive layer (B) and the hole transport layer ( The thickness of C) is also within the range.
[0014]
The reflection phenomenon at the interface when the thicknesses of the transparent conductive layer (B) and the hole transport layer (C) are such as to cause optical interference is as follows. That is, the light reflected at the interface is reflected again at another interface, and travels to the outside again. Then, the light is partially transmitted at the previous interface and partially reflected. This process is repeated countless times. Similar phenomena also occur at other interfaces. For example, light traveling outward from the light emitting layer (D) is partially transmitted and partially reflected at the interface between the transparent substrate (A) and the transparent conductive layer (B). The reflected light partially transmits at the interface between the transparent conductive layer (B) and the hole transport layer (C), but partially reflects and returns to the outside. Further, the reflected light partially passes and partially reflects at the interface between the transparent substrate (A) and the transparent conductive layer (B).
[0015]
Therefore, it is difficult to discuss the reflectivity of light passing through a stacked body having a layer having a thickness that causes optical interference. Conversely, it is difficult to derive the relationship between the thickness of each layer and the reflectance.
[0016]
On the other hand, when discussing the characteristics of light passing through a laminated body formed by laminating films having a thickness causing optical interference, it is convenient and effective to use the admittance of the laminated body. That is, comparing the admittance of the light extraction portion (L) composed of the transparent substrate (A), the transparent conductive layer (B) and the hole transport layer (C) with the admittance of the light emitting layer (D), C) and the interface between the transparent conductive layer (B) and the hole transport layer (C) and the interface between the transparent substrate (A) and the transparent conductive layer (B), respectively. Without separately discussing the reflectivity, it is possible to obtain the conditions of each layer necessary for improving the light extraction efficiency.
[0017]
In the present invention, in order to increase the amount of light extracted from the light-emitting layer (D) through the light extraction portion (L) to the outside, the light extraction portion (L) has no interface inside the light extraction portion (L). Assuming that the admittance is a layer of Y = x + iy, if the reflectivity at the interface between the light emitting layer (D) and the light extraction part (L) is made as small as possible, the light is extracted from the light extraction part (L) to the outside. The amount of light that is emitted increases. In order to realize this matter, the refractive index η of the light emitting layer (D) D = Α + βi and the admittance Y = x + yi of the light extraction unit (L) may be made closer. That is, it is necessary to reduce both the differences | x−α | and | y−β |
[0018]
(Calculation of admittance)
In the present invention, the admittance of the laminate is obtained by calculation. Examples of calculation software that can be used include, but are not limited to, Essential Macleod [Thin Film Center Inc]. In order to determine the admittance, the film thickness, the refractive index, the incident angle of light, and the wavelength of incident light of each layer of the target laminate are input parameters.
[0019]
The film thickness of each layer is a value obtained from a value measured by a stylus film thickness meter using a sample in which the thin film is formed under the same conditions. By the way, with a stylus film thickness meter, with respect to a film thickness of 40 nm or less, the accuracy limit of the apparatus is reached, and the film thickness cannot be accurately evaluated. For this reason, a film is usually formed to have a thickness of 40 nm or more, preferably 100 nm or more, and the value is read accurately. Since the film thickness is proportional to the film formation time, the film thickness of each thin film in the sample can be determined based on the accurately determined film thickness and time.
[0020]
The refractive index of each layer is a value measured by an ellipsometer using a sample in which the thin film is formed under the same conditions.
[0021]
As the incident angle of light, an optimum angle may be selected depending on the application. In the case of an organic electroluminescence element, light is emitted from the light emitting layer (D) in all directions. However, considering that the intensity of light incident perpendicular to the light extraction portion (L), that is, at an incident angle of 0 °, is the highest, it is most preferable to set the incident angle of light to 0 ° in the calculation.
[0022]
The wavelength of the incident light may be selected to be optimal according to the application.
For example, in the case of an organic electroluminescent element that emits green light, 550 nm located substantially at the center of the green wavelength may be selected as the light wavelength.
[0023]
(Transparent substrate A)
As the transparent substrate (A) in the present invention, a glass plate and a molded polymer can be used.
[0024]
As the transparent polymer molded substrate used in the present invention, those in a film state and a plate state are mainly used, and it is preferable that they have excellent transparency and have sufficient mechanical strength according to the application. Here, “excellent in transparency” means that the luminous transmittance is 40% or more in the thickness in the used state. Further, an antireflection layer or an antiglare layer may be formed on the surface opposite to the main surface of the transparent polymer molded substrate.
[0025]
As the transparent substrate in a film state, a polymer film is preferably used. Specifically, polyimide, polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyethylene terephthalate (PET), polymethylene methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyetheretherketone (PEEK), polypropylene (PP ), Triacetyl cellulose (TAC) and the like. Among them, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyethersulfone (PES), and polyimide are particularly preferably used.
[0026]
There is no particular limitation on the thickness of the film. Usually, it is about 20 to 500 μm.
[0027]
Examples of the plate-shaped transparent substrate include a molded polymer and a molded glass. The transparent polymer molded article is more preferably used because it is lighter and harder to break than glass. Examples of preferable materials include acrylic resins such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate resins, and the like, but are not limited to these resins. Above all, PMMA can be suitably used because of its high transparency in a wide wavelength region and high mechanical strength.
[0028]
A transparent polymer molded article is often provided with a hard coat layer for reasons such as increasing the surface hardness or adhesion.
[0029]
As the glass molded body, those having almost no surface warpage or scratches and excellent in thermal stability are generally used. For the active matrix driving method, alkali-free glass (white glass) is used because alkali elution from the glass may greatly affect the performance of the active element. For the simple matrix drive system, inexpensive soda-lime glass (blue plate glass) can be used. The method for manufacturing a glass plate includes a float method, a download method, a fusion method, and the like. Alkali-free glass is produced using a download method or a fusion method, and soda-lime glass is produced using a float method.
[0030]
There is no particular limitation on the thickness of the plate-shaped transparent substrate, as long as sufficient mechanical strength and rigidity for maintaining flatness without bending are obtained. Usually, it is about 0.3 to 10 mm.
[0031]
Further, a layer for improving gas barrier properties and a layer for improving solvent resistance may be formed on the surface of the transparent substrate. For the purpose of improving gas barrier properties, silicon oxides and silicon nitrides are generally used as inorganic materials, and ethylene vinyl acetate compounds (EVA) and polyvinyl acetate compounds (PVA) are generally used as organic materials. , But is not limited to this. For the purpose of improving the solvent resistance, a general hard coat layer is often used. Further, an antireflection layer or an antiglare layer may be formed on the surface of the transparent substrate.
[0032]
(Transparent conductive layer (B))
The transparent conductive layer (B) in the present invention is a multilayer laminate composed of a high refractive index thin film layer (a) and a metal thin film layer (b), and a conductive high refractive index thin film layer (a). It may be a monolayer.
[0033]
(High refractive index thin film layer a)
It is preferable that the material used for the transparent high-refractive-index thin film layer (a) has excellent transparency as much as possible. Here, “excellent in transparency” means that when a thin film having a thickness of about 100 nm is formed, the luminous transmittance of the thin film is 60% or more. The high-refractive-index material is a material having a refractive index for light of 550 nm of 1.4 or more. These may be mixed with impurities depending on the application.
[0034]
Examples of materials that can be suitably used for the transparent high refractive index thin film layer include oxides of indium and tin (ITO), oxides of cadmium and tin (CTO), and aluminum oxide (Al). 2 O 3 ), Zinc oxide (ZnO) 2 ), Oxides of zinc and aluminum (AZO), magnesium oxide (MgO), thorium oxide (ThO 2 ), Tin oxide (SnO) 2 ), Lanthanum oxide (LaO) 2 ), Silicon oxide (SiO 2 ), Indium oxide (In) 2 O 3 ), Niobium oxide (Nb 2 O 3 ), Antimony oxide (Sb 2 O 3 ), Zirconium oxide (ZrO) 2 ), Cesium oxide (CeO) 2 ), Titanium oxide (TiO) 2 ), Bismuth oxide (Bi 2 O 3 ).
[0035]
Further, a transparent high refractive index sulfide may be used. Specifically, zinc sulfide (ZnS), cadmium sulfide (CdS), antimony sulfide (Sb 2 S 3 ) And the like.
[0036]
Among transparent high-refractive-index thin film materials, among others, ITO, TiO 2 , And AZO are particularly preferred. ITO and AZO have conductivity and a refractive index in the visible region as high as about 2.0, and hardly absorb in the visible region. TiO 2 Is an insulator and has a small absorption in the visible region, but has a large refractive index for visible light of about 2.3.
[0037]
There is no particular limitation on the percentage of tin contained in the ITO used. Usually, it is 0 to 50% by mass. The ratio of aluminum contained in AZO used is not particularly limited. However, if the content ratio of aluminum is too low, the non-resistance value of the AZO film may become too large. When laminated on the outermost surface, the contact resistance with the outside may become too large. If the content of aluminum is too high, the transmittance of the AZO film, particularly the transmittance for light having a wavelength of 300 to 500 (nm), may decrease. Therefore, the ratio of aluminum contained in AZO is preferably about 1 to 5 (% by mass).
[0038]
In the case where the transparent conductive layer (B) is a single-layer body composed of the high refractive index thin film layer (a) having conductivity, the material used preferably has a low specific resistance. Usually, ITO or AZO is preferably used. The preferred specific resistance of the transparent high refractive index thin film layer (a) located on the outermost surface is 1 × 10 -6 (Ω · cm) or more, 1 × 10 -3 (Ω · cm) or less. More preferably, 1 ×× 10 -6 (Ω · cm) or more, 1 × 10 -4 (Ω · cm) or less, still more preferably 1 × 10 -6 (Ω · cm) or more, 1 × 10 -5 (Ω · cm) or less.
[0039]
The thickness of the transparent high-refractive-index thin film layer is determined in consideration of the transmittance and electric conductivity of the entire transparent electrode. Usually, it is about 0.5 to 100 nm
[0040]
(Metal thin film layer b)
The material of the metal thin film layer (b) used in the present invention is silver or a silver alloy. Silver has a specific resistance of 1.59 × 10 -6 (Ω · cm), which is most preferably used in the present invention because it has the best electrical conductivity among all materials and the thin film has excellent visible light transmittance. However, silver has a problem that it lacks stability when it is formed into a thin film and agglomerates. When the transparent conductive thin film laminate according to the present invention is manufactured using silver, and further, an organic electroluminescence element is manufactured using the stacked body, and a light emission test is performed. Non-light-emitting portions are easily generated. For this reason, silver alloys are often used for the purpose of increasing stability. Specific examples of metals other than silver used in the silver alloy include gold, copper, palladium, platinum, indium, tin, and neodymium. Among them, an alloy of silver and gold, an alloy of silver, palladium, and copper, and an alloy of silver, gold, and neodymium are preferably used. The amount of metal contained in the silver to form the alloy depends on the application. If the amount is too small, the effect of increasing the stability may not be obtained. If the amount is too large, the optical properties and the electrical properties may decrease.
[0041]
For example, the preferred gold content in an alloy of silver and gold is 0.1-20% by mass, preferably 0.5-15% by mass, and even more preferably 1.0-10% by mass. The preferred content of palladium and copper in the alloy of silver, palladium and copper is 0.3 to 2% by mass, preferably 0.5 to 2% by mass, and more preferably 1.0 to 1.5% by mass. %. The preferable content of gold and neodymium in the alloy of silver, gold and neodymium is 0.3 to 2% by mass, preferably 0.5 to 2% by mass, and more preferably 1.0 to 1.5% by mass. % By mass. When a transparent conductive thin film laminate is prepared using these silver alloys, and it is used as an organic electroluminescent element as a transparent electrode, and a light emission test is performed, non-light-emitting portions are less likely to occur as compared with the case where pure silver is used. Become.
[0042]
The thickness of the metal thin film layer made of silver or a silver alloy is determined in consideration of durability, light transmittance, and electrical conductivity when current is applied to the entire transparent electrode, depending on the material used and the application. . For example, when a silver alloy containing 5% by mass of gold is used as a material and used as a transparent electrode of an organic electroluminescence element, in order to sufficiently obtain durability when an electric current is applied, the silver alloy metal thin film layer needs to be formed. The thickness is at least 9 to 20 nm, more preferably 10 to 20 nm, and even more preferably 11 to 20 nm. When the thickness is equal to or less than the above-described thickness, when an organic electroluminescent element is manufactured and a light emission test is performed, a dot-shaped non-light-emitting portion which is presumed to be caused by deterioration of the transparent electrode occurs in the light-emitting portion. On the other hand, when the thickness is within the above range, the above-mentioned problem hardly occurs, and a practical transparent electrode can be provided.
[0043]
(Hole transport layer (C))
Known materials can be used for the hole transport layer (C). For example, a diamine-based organic compound is preferably used because of its excellent hole transporting ability. Among them, N, N'-diphenyl-N, N '-(3-methylphenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (abbreviated as TPD) is excellent in hole transport ability and widely transports holes. Used as a material.
[0044]
(Light-emitting layer (D))
The material used for the light emitting layer (D) contained a red light emitting dye such as, for example, 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (4-dimethylaminostyryl) -tetrahydropyran (abbreviation: DCM1). , N-vinylcarbazole (abbreviation: PVK), aluminum quinolinol complex (8-hydroxyquinoline aluminum) (abbreviation: Alq3), 1,2,3,4,5-pentaphenyl-1,3-cyclopentadiene (abbreviation: PPCP) , 2- (4-biphenylyl-)-5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation PBD), N-N'-bis (2,5-t-butyl) Phenyl) -3,4,9,10-perylenedicarboximide (abbreviation BPPC).
[0045]
The hole transport layer (C) and the light emitting layer (D) may be formed by a conventionally known physical vapor deposition method such as a vacuum evaporation method or an ionization evaporation method, or by dispersing a desired material in an appropriate solvent and spinning. After applying by a method such as coating, a wet method of drying may be used.
[0046]
The thickness of each of the hole transport layer (C) and the light emitting layer (D) is usually 30 to 200 nm.
[0047]
(Cathode E)
The material used for the cathode is an alloy of magnesium and silver, an alloy of magnesium and aluminum, and the like. For forming these cathodes, a conventionally known physical film forming method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method may be used.
[0048]
The thickness of the cathode is usually about 5 to 500 nm.
[0049]
Further, an appropriate electron transport layer may be inserted between the light emitting layer (D) and the cathode to further improve the light emitting efficiency.
[0050]
(Thin film formation method)
The transparent high-refractive-index thin film layer and the silver or silver alloy thin film layer may be formed by a conventionally known method such as a vacuum evaporation method, an ion plating method, and a sputtering method.
[0051]
For forming the transparent high refractive index thin film layer, an ion plating method or a sputtering method is suitably used. In the ion plating method, a desired metal or sintered body is resistance-heated in a reaction gas plasma or heated by an electron beam to perform vacuum deposition. In the sputtering method, a desired metal or a sintered body is used as a target, an inert gas such as argon or neon is used as a sputtering gas, and a gas necessary for a reaction is added to perform sputtering. For example, when an ITO thin film is formed, DC magnetron sputtering is performed in oxygen gas using an oxide of indium and tin as a sputtering target.
[0052]
For the metal thin film layer, a vacuum evaporation method or a sputtering method is suitably used. In the vacuum evaporation method, a metal thin film can be easily formed by using a desired metal as an evaporation source and performing heating evaporation by resistance heating, electron beam heating, or the like. When a sputtering method is used, a desired metal material is used as a target, an inert gas such as argon or neon is used as a sputtering gas, and a metal thin film is formed using a DC sputtering method or a high-frequency sputtering method. Can be. In order to increase the deposition rate, a DC magnetron sputtering method or a high-frequency magnetron sputtering method is often used.
[0053]
(Evaluation of composition and composition)
The atomic composition of the thin film layer surface of the transparent conductive thin film laminate produced by the above-described method is as follows: Auger electron spectroscopy (AES), X-ray fluorescence (XRF), X-ray microanalysis (XMA), charged particles Excitation X-ray analysis (RBS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), vacuum ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS), infrared absorption spectroscopy (IR), Raman spectroscopy, secondary ion mass spectroscopy (SIMS), It can be measured by low energy ion scattering spectroscopy (ISS) or the like. Further, the atomic composition and the film thickness in the film can be examined by performing Auger electron spectroscopy (AES) or secondary ion mass spectrometry (SIMS) in the depth direction.
[0054]
(Element evaluation)
In order to evaluate the luminous characteristics of the luminous body, the luminous body may be actually prepared and examined. For example, a method for producing an organic electroluminescent element is such that a hole transport layer (C), a light emitting layer (D) and a cathode are formed on a transparent conductive thin film of a transparent electrode by using a transparent electrode / hole transport layer (C) / light emitting layer ( D) / Laminated in a cathode configuration.
[0055]
As the material used for the hole transport layer (C), for example, a diamine-based organic compound is preferably used because of its excellent hole transport ability. Among them, N, N'-diphenyl-N, N '-(3-methylphenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (abbreviated as TPD) is excellent in hole transport ability and widely transports holes. Used as a material.
[0056]
The material used for the light emitting layer (D) contained a red light emitting dye such as, for example, 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (4-dimethylaminostyryl) -tetrahydropyran (abbreviation: DCM1). , N-vinylcarbazole (abbreviation: PVK), aluminum quinolinol complex (8-hydroxyquinoline aluminum) (abbreviation: Alq3), 1,2,3,4,5-pentaphenyl-1,3-cyclopentadiene (abbreviation: PPCP) , 2- (4-biphenylyl-)-5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation PBD), N-N'-bis (2,5-t-butyl) Phenyl) -3,4,9,10-perylenedicarboximide (abbreviation BPPC).
[0057]
The hole transport layer (C) and the light emitting layer (D) may be formed by a conventionally known physical vapor deposition method such as a vacuum evaporation method or an ionization evaporation method, or by dispersing a desired material in an appropriate solvent and spinning. After applying by a method such as coating, a wet method of drying may be used.
[0058]
The thickness of each of the hole transport layer (C) and the light emitting layer (D) is usually 30 to 200 nm.
[0059]
The material used for the cathode is an alloy of magnesium and silver, an alloy of magnesium and aluminum, and the like. For forming these cathodes, a conventionally known physical film forming method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method may be used.
[0060]
The thickness of the cathode is usually about 5 to 500 nm. Further, an appropriate electron transport layer may be inserted between the light emitting layer and the cathode to further improve the light emitting efficiency.
[0061]
The organic electroluminescent device manufactured by the above method is made to emit light, and the pass / fail is determined based on the light emitting state. The device is driven by applying a voltage of 10 V, and the luminance is measured. In the present invention, the luminance is 2000 cd / m 2 The above cases are considered to be acceptable.
[0062]
【Example】
(Example 1)
(Preparation of transparent conductive thin film laminate)
As the transparent substrate (A), a glass plate [manufactured by Corning, model number 7059, size 50 mm × 50 mm, thickness 1.1 mm] was prepared.
Using a Kapton tape as a mask, a transparent conductive thin film having a width of 3 mm and a length of 50 mm was formed so as to be parallel to one side of the transparent substrate (A). A plurality of samples were prepared under the same conditions, and different samples were used for a current resistance test and an organic electroluminescence evaluation test. The film was formed under the following conditions.
Using a direct current magnetron sputtering method, a thin film layer (a) made of an oxide of indium and tin and a thin film layer (b) of an alloy of silver and gold were formed on the transparent polymer molded substrate (A) by A / a [thickness]. 40 nm] / b [thickness 10 nm] / a [thickness 80 nm] / b [thickness 10 nm] / a [thickness 40 nm] to form a transparent electrode. The thin film layer made of an oxide of indium and tin constitutes a transparent high refractive index thin film layer, and the thin film layer of silver and gold alloy constitutes a metal thin film layer. In forming a thin film layer composed of an oxide of indium and tin, as a target, an indium oxide-tin oxide sintered body [In 2 O 3 : SnO 2 = 90: 10 (mass ratio)], and an argon / oxygen / hydrogen mixed gas (total pressure 266 mPa, oxygen partial pressure 8 mPa, hydrogen partial pressure 5 mPa) was used as a sputtering gas. In forming the alloy thin film layer of silver, palladium, and copper, an alloy of silver, palladium, and copper [Ag: Au = 95: 5 (mass ratio)] was used as a target, and argon gas (total pressure) was used as a sputtering gas. 266 mPa). FIG. 1 shows a cross-sectional view of the formed transparent conductive thin film.
Note that the film thickness of the thin film layer described in this example is a value obtained from a value measured using a stylus film thickness meter on a sample in which the thin film is formed under the same conditions. By the way, with a stylus film thickness meter, with respect to a film thickness of 40 nm or less, the accuracy limit of the apparatus is reached, and the film thickness cannot be accurately evaluated. For this reason, a film is usually formed to have a thickness of 40 nm or more, preferably 100 nm or more, and the value is read accurately. Since the film thickness is proportional to the film forming time, the film thickness of each thin film in the sample is determined based on the accurately determined film thickness and time.
[0063]
(Evaluation of transparent conductive thin film laminate)
The surface resistance and the luminous average transmittance of the transparent conductive thin film laminate prepared above were measured.
[0064]
(Organic electroluminescent element evaluation test)
Subsequently, an organic electroluminescence device was produced using the obtained transparent conductive thin film laminate as a transparent electrode, and a light emission test was performed. That is, an organic thin film layer was formed in a square shape with dimensions of 5 mm × 5 mm on a transparent electrode, and then a cathode having a width of 3 mm was formed so as to be orthogonal to the transparent electrode. The positional relationship between the transparent electrode, the organic thin film layer, and the cathode is as described in FIG.
The organic thin film layer and the cathode were formed as follows. First, N, N′-diphenyl-N, N ′-(3-methylphenyl) -1,1 ′ was formed as a hole transport layer (C) on a transparent conductive thin film of a transparent electrode by a vacuum heating evaporation method. A biphenyl-4,4'-diamine (abbreviation: TPD) layer [50 nm] was formed. Subsequently, an 8-hydroxyquinoline aluminum (abbreviation: Alq3) layer [50 nm] was formed thereon as a light emitting layer using a vacuum heating evaporation method. Further, a magnesium layer [2 nm] was formed thereon as a cathode by using a vacuum heating evaporation method. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the formed organic electroluminescence element.
A DC voltage of 10 V was applied between the anode and the cathode of the organic electroluminescence element, and the emission luminance was measured.
[0065]
(Calculation of admittance)
The refractive indices of the transparent substrate (A), the high refractive index thin film layer (a), the metal thin film layer (b), the hole transport layer (C), and the light emitting layer (D) were measured by an ellipsometer. As for the high refractive index thin film layer (a), the metal thin film layer (b), the hole transport layer (C), and the light emitting layer (D), each of the thin film layers having a thickness of 20 to 100 (nm) is a glass plate. A sample formed thereon was prepared, and the refractive index of the thin film layer was measured.
In the present invention, the admittance was determined by setting the incident angle of light to 0 ° and the wavelength of light to 550 nm.
(Example 2)
The operation was performed in the same manner as in Example 1 except for the following.
On the transparent polymer molded substrate (A), a thin film layer (a) composed of an oxide of indium and tin and a thin film layer (b) of an alloy of silver and gold were subjected to A / a [thickness of 40 nm] / b [thickness]. 10 nm] / a [thickness 100 nm] / b [thickness 10 nm] / a [thickness 40 nm] in this order to form a transparent electrode.
(Comparative Example 1)
On the transparent polymer molded substrate (A), a thin film layer (a) composed of an oxide of indium and tin and a thin film layer (b) of an alloy of silver and gold were subjected to A / a [thickness of 40 nm] / b [thickness]. 10 nm] / a [thickness 120 nm] / b [thickness 10 nm] / a [thickness 40 nm] were stacked in this order to form a transparent electrode.
Table 1 shows the results of the above Examples and Comparative Examples.
[0066]
[Table 1]
Figure 2004342375
[0067]
When | x−α | and | y−β | are equal to or less than 0.5 as in Examples 1 and 2, the emission luminance of the organic electroluminescent element is | x as in Comparative Example 1. It can be seen that −α | or | y−β | is higher than the case where the value is outside the limit range. In Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, there is no significant difference in the luminous average transmittance and the surface resistance value.
Therefore, it is considered that the high light emission luminance shown in Examples 1 and 2 is due to the fact that the difference between the admittance of the light extraction part (L) and the refractive index of the light emitting layer (D) is reduced, and the light extraction efficiency is improved. Can be.
[0068]
【The invention's effect】
By limiting the difference between the admittance of the light extraction portion (L) composed of the transparent substrate (A), the transparent conductive layer (B) and the hole transport layer (C) and the refractive index of the light emitting layer (D), An organic electroluminescence element having a higher light emission luminance can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a transparent conductive thin film laminate.
FIG. 2 is a plan view showing an example of an organic electroluminescence element.
FIG. 3 is a plan view illustrating an example of an organic electroluminescence element.
[Explanation of symbols]
10 Transparent substrate
20 High refractive index thin film layer
30 Silver or silver alloy thin film layer
40 Transparent conductive thin film layer
50 Organic thin film layer
60 cathode
70 hole transport layer
80 Light emitting layer

Claims (1)

透明基板(A)、透明導電層(B)、正孔輸送層(C)、発光層(D)を有する発光体であって、
透明基板(A)/透明導電層(B)/正孔輸送層(C)の順に配置される光取り出し部(L)のアドミッタンスをY=x+iy、発光層(D)の屈折率をη=α+iβとした時に
|x−α|が0.5以下かつ|y―β|が0.5以下であることを特徴とする発光体。
A luminous body having a transparent substrate (A), a transparent conductive layer (B), a hole transport layer (C), and a light emitting layer (D),
The admittance of the light extraction portion (L) arranged in the order of transparent substrate (A) / transparent conductive layer (B) / hole transport layer (C) is Y = x + iy, and the refractive index of the light emitting layer (D) is η D = | x-α | is 0.5 or less and | y-β | is 0.5 or less when α + iβ is satisfied.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010192441A (en) * 2009-02-17 2010-09-02 Samsung Mobile Display Co Ltd Organic light emitting element, and manufacturing method thereof
JP2013221379A (en) * 2012-04-19 2013-10-28 Konica Minolta Inc Pattern light-emitting display
WO2014148512A1 (en) * 2013-03-19 2014-09-25 コニカミノルタ株式会社 Transparent conductor and electronic device
WO2014167835A1 (en) * 2013-04-08 2014-10-16 コニカミノルタ株式会社 Translucent conductor
WO2014188683A1 (en) * 2013-05-20 2014-11-27 コニカミノルタ株式会社 Touch panel electrode substrate, touch panel including touch panel electrode substrate, and display panel
WO2015151677A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-08 コニカミノルタ株式会社 Transparent conductive member and method for producing transparent conductive member
WO2015194320A1 (en) * 2014-06-17 2015-12-23 コニカミノルタ株式会社 Transparent conductor and touchscreen

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010192441A (en) * 2009-02-17 2010-09-02 Samsung Mobile Display Co Ltd Organic light emitting element, and manufacturing method thereof
JP2013221379A (en) * 2012-04-19 2013-10-28 Konica Minolta Inc Pattern light-emitting display
WO2014148512A1 (en) * 2013-03-19 2014-09-25 コニカミノルタ株式会社 Transparent conductor and electronic device
JPWO2014148512A1 (en) * 2013-03-19 2017-02-16 コニカミノルタ株式会社 Transparent conductor and electronic device
US9899624B2 (en) 2013-03-19 2018-02-20 Konica Minolta, Inc. Transparent conductor and electronic device
WO2014167835A1 (en) * 2013-04-08 2014-10-16 コニカミノルタ株式会社 Translucent conductor
JPWO2014167835A1 (en) * 2013-04-08 2017-02-16 コニカミノルタ株式会社 Transparent conductor
WO2014188683A1 (en) * 2013-05-20 2014-11-27 コニカミノルタ株式会社 Touch panel electrode substrate, touch panel including touch panel electrode substrate, and display panel
WO2015151677A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-08 コニカミノルタ株式会社 Transparent conductive member and method for producing transparent conductive member
WO2015194320A1 (en) * 2014-06-17 2015-12-23 コニカミノルタ株式会社 Transparent conductor and touchscreen
JPWO2015194320A1 (en) * 2014-06-17 2017-04-20 コニカミノルタ株式会社 Transparent conductor and touch panel

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