JP2009037810A - Organic electroluminescent element, and manufacturing method thereof - Google Patents

Organic electroluminescent element, and manufacturing method thereof Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescent element of a top emission type, having improved light extracting efficiency.
SOLUTION: The organic electroluminescent element of the top emission type includes a substrate 1, and a lower reflecting electrode 2, an organic luminescent layer, and an upper transparent electrode 5 laminated thereon in sequence, wherein light generated by the organic luminescent layer is output in the opposite direction to the substrate 1. A plurality of irregularities (protrusions 5b, 15b) are formed on the surface of the upper transparent electrode 5.
COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は薄膜エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法に関し、特にトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子(以後、有機EL素子と称す)およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a thin film electroluminescent device and a manufacturing method thereof, particularly top emission type organic electroluminescent device (hereinafter, the called organic EL element) relates and a manufacturing method thereof.

上記有機EL素子において、従来、EL発光を観察する側の基体表面にて外光が反射しハレーションが発生して表示が見づらい等の欠点があった。 In the organic EL device, conventionally, halation reflected external light on the side of the substrate surface for viewing the EL emission is a drawback of such a display is difficult to read it occurs. そのため、従来、ハレーション防止機能を有し、外光の反射防止を可能にした有機EL素子を提供することを目的として、透明基板上に少なくとも透明電極と有機層と上部電極を設けてなる有機EL素子において、透明基板の有機EL素子を設置した側と反対側の表面を平均粗さ0.1〜100μmの範囲に表面加工を施すことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, conventionally, it has an antihalation function, for the purpose of providing an organic EL device that enables antireflection of outdoor light, provided with at least a transparent electrode, an organic layer and an upper electrode on a transparent substrate an organic EL in the device, it is subjected to surface processing a surface opposite that established the organic EL element of the transparent substrate side to the range of the average roughness 0.1~100μm has been proposed (e.g., see Patent Document 1).

特開平6−5368号公報 JP 6-5368 JP

有機EL素子を発光態様に基づいて分類すると、有機EL素子にて発生した光が駆動回路(基板)の方向に向けて出力される「ボトムエミッション型」と、有機EL素子にて発生した光が駆動回路(基板)のとは逆の方向に向けて出力される「トップエミッション型」とに大別される。 The organic EL element is classified based on the light emission mode, the light generated in the organic EL element is outputted in the direction of the drive circuit (board) as a "bottom emission type", the light generated in the organic EL device the as drive circuit (board) is divided into a "top emission type" for output to the opposite direction. トップエミッション型の有機EL素子の光取り出し面側には透明電極が形成される。 A transparent electrode is formed on the light extraction surface side of the top emission type organic EL device. この透明電極と外気(空気)の界面では、材料の屈折率差が大きいため、全反射の臨界角が小さくなり、光が透明電極内を伝搬し減衰する現象が起こることがある。 At the interface of the transparent electrode and the outside air (air), since the refractive index difference between the materials is large, becomes small critical angle of total reflection, the light is sometimes occurs a phenomenon that propagates to attenuate the transparent electrode. これを原因として発光強度が低下するといった問題があり改善が望まれていた。 This improvement has a problem luminous intensity decreases has been desired as a cause.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、トップエミッション型の有機EL素子において、素子の光取り出し面側にて外光を散乱させ全反射を抑制して光取り出し効率を向上させる有機EL素子およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above, increase in the top emission type organic EL device, the extraction efficiency by suppressing the total reflection scatters the external light by the light extraction surface side of the element light organic and to provide an EL device and a manufacturing method thereof.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の有機EL素子は、基板上に、下部反射電極、有機発光層、および上部透明電極がこの順に積層されてなり、有機発光層にて発生した光が基板とは逆の方向に向けて出力されるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子において、上部透明電極の表面に複数の凹凸が形成されていることを特徴とする。 To solve the above problems and achieve the object, the organic EL device of the present invention, on a substrate, the lower reflective electrode, an organic luminescent layer, and an upper transparent electrode is laminated in this order, the organic light-emitting layer the light and substrate occurring Te in the top emission type organic electroluminescent device which is output to the opposite direction, and a plurality of irregularities on the surface of the upper transparent electrode is formed.

また、本発明の有機EL素子の製造方法は、基板上に、下部反射電極、有機発光層、および上部透明電極がこの順に積層されてなり、有機発光層にて発生した光が基板とは逆の方向に向けて出力されるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子の上部透明電極の表面に複数の凹凸を形成する方法であって、凹凸は、上部透明電極の表面に分散させたシリカ粒子をマスクとして用いてドライエッチングすることにより形成することを特徴とする。 The manufacturing method of the organic EL device of the present invention, on a substrate, the lower reflective electrode, an organic luminescent layer, and an upper transparent electrode is stacked in this order, contrary to the light board generated in the organic light-emitting layer top on the surface of the transparent electrode to a method of forming a plurality of irregularities, asperities mask silica particles dispersed in the surface of the upper transparent electrode top emission type organic electroluminescent device which is output in the direction of the and forming by dry etching using as.

さらにまた、本発明の有機EL素子の他の製造方法は、凹凸は、上部透明電極の表面に塗布されてナノプリント用モールドから凹凸形状を転写された樹脂層をマスクとして用いてドライエッチングすることにより形成することを特徴とする。 Furthermore, another manufacturing method of the organic EL device of the present invention, unevenness may be dry-etched using the resin layer having the transferred unevenness is applied to the surface of the upper transparent electrode from mold nanoimprint as a mask and forming a.

本発明の有機EL素子によれば、トップエミッション型の有機EL素子において、光を出力する側に設けられた上部透明電極の表面に複数の凹凸が形成されているので、素子の光取り出し面側にて外光を散乱させ全反射を抑制して光取り出し効率を向上させるという効果を奏する。 According to the organic EL device of the present invention, in a top emission type organic EL device, since a plurality of irregularities on the surface of the upper transparent electrode provided on the side of output light is formed, the light extraction surface side of the element at suppress the total reflection scatters the external light is an effect of improving the light extraction efficiency.

また、本発明のシリカ粒子をマスクとして用いた有機EL素子の製造方法によれば、部透明電極の表面に適切な形状の凹凸を容易に形成することができ、従来のものに比べて光出力の大きい有機EL素子を得ることができる。 According to the manufacturing method of the organic EL device using the silica particles of the present invention as a mask, parts can be uneven easily form suitable shape on the surface of the transparent electrode, the light output as compared with the conventional it is possible to obtain a large organic EL element.

さらにまた、本発明のナノプリント用モールドを利用した有機EL素子の製造方法によれば、部透明電極の表面に適切な形状の凹凸を正確に形成することができ、従来のものに比べて精度の高い光出力の有機EL素子を得ることができる。 Furthermore, according to the manufacturing method of the organic EL element using nano-imprint mold of the present invention, it is possible to accurately form the unevenness of appropriate shape on the surface of the part transparent electrode, the accuracy in comparison with the conventional the organic EL device of high light output of can be obtained.

以下に、本発明にかかる有機EL素子およびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 It will be described below in detail with reference to the embodiment of the organic EL device and a manufacturing method thereof according to the present invention with reference to the accompanying drawings. なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 It should be understood that the invention is not limited by these embodiments.

実施の形態1. The first embodiment.
図1は本発明の実施の形態1の有機EL素子の断面図である。 Figure 1 is a cross-sectional view of an organic EL device of the first embodiment of the present invention. 図2は上部透明電極の表面の凹凸の様子を示す斜視図である。 Figure 2 is a perspective view showing the state of unevenness of the surface of the upper transparent electrode. 図1に示すトップエミッション型の高分子有機EL素子50は、以下の構成を有している。 Polymer organic EL element 50 of the top emission type shown in FIG. 1 has the following configuration. すなわち、ガラス基板1の上に、複数の下部反射電極2が形成され、隣接する下部反射電極2の間には、それぞれ下部反射電極2を囲むようにバンク3が設けられている。 That is, on the glass substrate 1 is formed with a plurality of lower reflective electrode 2, between the lower reflective electrode 2 adjacent, and bank 3 is provided to each surround the lower reflective electrode 2. バンク3は隣接する下部反射電極2のそれぞれの周縁部の上に堤状に形成されている。 Bank 3 is formed in a bank-like on each of the peripheral edge of the lower reflective electrode 2 adjacent. バンク3の開口部には、図示しない有機発光層を含む有機EL層4が形成されている。 The opening of the bank 3, the organic EL layer 4 including an organic emission layer (not shown) is formed. そして、有機EL層4の上面に上部透明電極5が形成されている。 Then, the upper transparent electrode 5 is formed on the upper surface of the organic EL layer 4. 上部透明電極5と下部反射電極2とは、対向する一対の電極を構成している。 The upper transparent electrode 5 and the lower reflective electrode 2 constitute a pair of opposing electrodes.

このような構成の有機EL素子50においては、上部透明電極5と下部反射電極2との間に電圧を印加して電流を流すと、両電極から注入されたキャリア(電子及び正孔)が有機発光層で再結合する結果、有機発光層が発光する。 In such a configuration the organic EL element 50, when electric current by applying a voltage between the upper transparent electrode 5 and the lower reflective electrode 2, carriers injected from the electrodes (electrons and holes) organic results recombined in the light emitting layer, the organic light emitting layer emits light. 有機発光層にて生成された光は、下部反射電極2にて反射され、上部透明電極5を透過して、ガラス基板1とは逆の方向である図1中矢印A方向に向けて出力される。 Light generated in the organic light-emitting layer is reflected by the lower reflective electrode 2 is transmitted through the upper transparent electrode 5 in FIG. 1 is a direction opposite the output toward the arrow A direction to the glass substrate 1 that.

上部透明電極5は、図2に示すように平板状の電極本体5aと、電極本体5aの第一面(光出射方向外側面)に形成された複数の錐体形状の突起5bとから構成されている。 Upper transparent electrode 5 is composed of a flat electrode body 5a as shown in FIG. 2, the projection 5b of the plurality of pyramidal shape formed on the first surface (light emitting direction outer side) of the electrode body 5a ing. 凹凸を形成する複数の突起5bの大きさ(錐体形の下部大径部の直径であるとともに、錐体形のピッチ)は、0.1〜5μmの範囲とされている。 The size of the plurality of projections 5b forming irregularities (with a diameter of the lower large diameter portion of the cone body shape, pitch cone body shape) is in the range of 0.1 to 5 [mu] m. 一方、凹凸を形成する複数の突起5bの高さ(凹凸形状の最も高い部分と最も低い部分との差)は、0.1〜0.3μmの範囲とされている。 On the other hand, the height of the plurality of projections 5b forming irregularities (the difference between the highest portion and the lowest portion of the concavo-convex shape) is in the range of 0.1 to 0.3 [mu] m. なお、図示しない1つの画素領域の大きさは、数10μm×数μmの大きさである。 The size of one pixel region (not shown) is the size of several 10 [mu] m × number [mu] m. すなわち、凹凸形状の大きさ(ピッチ)は、画素領域の大きさ(ピッチ)よりも遙かに小さい。 That is, the size of the concavo-convex shape (pitch), much smaller than the size of the pixel area (pitch). ここで隣り合う突起5bのピッチは、上記のように0.1〜5μmであるので、突起5bは、少なくとも画素領域の長さ方向に10個程が形成される。 Pitch of the projections 5b adjacent here, since it is 0.1~5μm as described above, the projections 5b is about 10 in the longitudinal direction of at least the pixel region is formed.

図3は上部透明電極に形成される凹凸の他の形状の例を示す斜視図である。 Figure 3 is a perspective view showing an example of another shape of the concavo-convex formed on the upper transparent electrode. 上部透明電極5に形成される凹凸形状は、その作製方法により、錐台形状の上部透明電極15のようにすることもできる。 Uneven shape formed on the upper transparent electrode 5, the manufacturing method thereof, may be as the upper transparent electrode 15 of the frustum shape. 上部透明電極15は、平板状の電極本体15aと、電極本体15aの第一面に形成された複数の錐台形状の突起15bとから構成されており、図2に示したものと概略同様の効果を得ることができる。 Upper transparent electrode 15, a flat electrode body 15a, and is composed of a protrusion 15b of the plurality of frustum shape formed on the first surface of the electrode body 15a, as shown in FIG. 2 and schematically the same effect can be obtained.

このような構成の有機EL素子50によれば、トップエミッション型の有機EL素子において光を出力する側に設けられた上部透明電極5の表面に複数の凹凸が形成されているので、素子の光取り出し面側にて外光を散乱させることにより、全反射を抑制して光取り出し効率を向上させることができる。 According to the structure of the organic EL element 50, since a plurality of irregularities on the surface of the upper transparent electrode 5 provided on the side of output light is formed in the top emission type organic EL element, light element by scattering the external light by extracting surface, thereby improving the light extraction efficiency by suppressing the total reflection.

次に各層の材料の説明をする。 Next a description of each layer of material.
<ガラス基板> <Glass substrate>
ガラス基板1は、有機EL素子50が形成される支持基板である。 Glass substrate 1 is a supporting substrate which organic EL element 50 is formed. 本実施の形態にかかる有機EL装置に用いるガラス基板1は、電極を形成し、有機物の層を形成する際に変化しないものであればよく、例えばガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン基板、これらを積層したものなどが用いられる。 Glass substrate 1 used in the organic EL device according to the present embodiment, forming an electrode, as long as it does not change in forming a layer of an organic substance, such as glass, plastic, polymer film, silicon substrates, these such as those laminated is used.

<有機EL素子の構成> <Structure of the organic EL element>
本実施の形態にかかる有機EL素子50の構造としては、少なくとも陰極が光透過性を有する透明又は半透明である一対の陽極(第1電極(下部反射電極))及び陰極(第2電極(上部透明電極))からなる電極間に、少なくとも1つの発光層を有するものであり、発光層には低分子及び/又は高分子の有機発光材料が用いられる。 The structure of the organic EL element 50 according to this embodiment, a pair of anode least the cathode is transparent or translucent having a light transmitting property (the first electrode (lower reflective electrode)) and the cathode (second electrode (upper between made of a transparent electrode)) electrode, which has at least one light emitting layer, the light emitting layer organic light-emitting material of low molecular and / or polymer is used.

有機EL素子において、陰極、陽極、発光層以外の層としては、陰極と発光層との間に設けるもの、陽極と発光層との間に設けるものが挙げられる。 In the organic EL device, the cathode, anode, as the layer other than the light-emitting layer, which is provided between the cathode and the light-emitting layer include those provided between the anode and the light emitting layer. 陰極と発光層の間に設けるものとしては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等が挙げられる。 As it provided between the cathode and the light-emitting layer, an electron injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer.

電子注入層は、陰極からの電子注入効率を改善する機能を有する層であり、電子輸送層は、電子注入層又は陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。 The electron injection layer is a layer having function to improve electron injection efficiency from the cathode, the electron transporting layer is a layer having function to improve electron injection from the electron injection layer or the electron transport layer closer to the cathode. また、電子注入層、若しくは電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層を正孔ブロック層と称することがある。 Further, an electron injection layer, or when the electron transport layer has a function of blocking transport of holes is sometimes these layers is referred to as a hole blocking layer. 正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば、ホール電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。 Having a function of blocking transport of holes, for example, to produce a device to flow only hole current, it is possible to confirm the effect of blocking a decrease in the current value.

陽極と発光層との間に設けるものとしては、正孔注入層・正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。 As it provided between the anode and the light-emitting layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer.

正孔注入層は、陰極からの正孔注入効率を改善する機能を有する層であり、正孔輸送層とは、正孔注入層又は陽極により近い正孔輸送層からの正孔注入を改善する機能を有する層である。 The hole injection layer is a layer having function to improve hole injection efficiency from the cathode, the hole transporting layer, to improve hole injection from the hole transport layer closer to the hole injection layer or an anode it is a layer having a function. また、正孔注入層、又は正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層を電子ブロック層と称することがある。 The hole injection layer, or when the hole transport layer has a function to block the transport of electrons, sometimes these layers is referred to as an electron blocking layer. 電子の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば、電子電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。 Has a function to block the transport of electrons, for example, to produce a device to flow only electron current, it is possible to confirm the effect of blocking a decrease in the current value.

また、本実施の形態にかかる有機EL装置に用いる有機EL素子としては、陽極と発光層との間に正孔輸送層を設けた有機EL素子、陰極と発光層との間に電子輸送層を設けた有機EL素子、陰極と発光層との間に電子輸送層を設け、かつ陽極と発光層との間に正孔輸送層を設けた有機EL素子等が挙げられる。 The organic EL element used in the organic EL device according to the present embodiment, the organic EL device having a hole transporting layer between an anode and a light emitting layer, an electron transporting layer between a cathode and a light emitting layer It provided an organic EL device, an electron transporting layer between a cathode and a light emitting layer provided, and an organic EL device having a hole transporting layer and the like between an anode and a light emitting layer. 例えば、具体的には、以下のa)〜d)の構造が例示される。 For example, specifically, the following structures a) to d) are exemplified.
a)陽極/発光層/陰極b)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極c)陽極/発光層/電子輸送層/陰極d)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極(ここで、/は各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。) a) anode / light emitting layer / cathode b) anode / hole transporting layer / light emitting layer / cathode c) anode / light emitting layer / electron transporting layer / cathode d) anode / hole transporting layer / light emitting layer / electron transporting layer / cathode (wherein, / indicates that each layer is laminated adjacently. hereinafter the same.)

ここで、発光層とは発光する機能を有する層であり、正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する層であり、電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する層である。 Here, the light emitting layer is a layer having a function of emitting light, the hole transport layer is a layer having a function of transporting holes, and the electron transporting layer is a layer having a function of transporting electrons. なお、電子輸送層と正孔輸送層を総称して電荷輸送層と呼ぶ。 Incidentally, it called a charge transporting layer are generically electron transport layer and the hole transport layer. 発光層、正孔輸送層、電子輸送層は、それぞれ独立に2層以上用いてもよい。 A light emitting layer, a hole transport layer, the electron transporting layer may also each independently used in two or more layers. また、電極に隣接して設けた電荷輸送層のうち、電極からの電荷注入効率を改善する機能を有し、素子の駆動電圧を下げる効果を有するものは、特に電荷注入層(正孔注入層、電子注入層)と一般に呼ばれることがある。 Among charge transporting layers disposed adjacent to an electrode, having a function of improving charge injection efficiency from an electrode, those having an effect of lowering the driving voltage of the device, particularly a charge injection layer (hole injection layer sometimes generally referred to as electron injection layer).

さらに電極との密着性向上や電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して前記の電荷注入層又は膜厚2nm以下の絶縁層を設けてもよく、また、界面の密着性向上や混合の防止等のために電荷輸送層や発光層の界面に薄いバッファー層を挿入してもよい。 Further to improve the charge injection from the adhesion improvement and electrodes with electrode may be provided adjacent to an electrode charge injection layer or thickness 2nm or less of the insulating layer of the, also, improve adhesion at the interface may be inserted, a thin buffer layer into an interface of a charge transporting layer and light emitting layer for prevention of and mixing. 積層する層の順番や数、及び各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して適宜用いることができる。 The order and number of layers laminated and the thickness of each layer can be appropriately applied while considering light emitting efficiency and life of the device.

また、本実施の形態にかかる有機EL装置に用いる有機EL素子としては、電荷注入層(電子注入層、正孔注入層)を設けた有機EL素子としては、陰極に隣接して電荷注入層を設けた有機EL素子、陽極に隣接して電荷注入層を設けた有機EL素子が挙げられる。 The organic EL element used in the organic EL device according to the present embodiment, the charge injection layer (electron injection layer, hole injection layer) The organic EL device having a, a charge injection layer adjacent to the cathode It provided an organic EL device, the organic EL device and the like having a charge injection layer provided adjacent to an anode. 例えば、具体的には、以下のe)〜p)の構造が挙げられる。 For example, and specific examples thereof include the following structures e) ~p).
e)陽極/電荷注入層/発光層/陰極f)陽極/発光層/電荷注入層/陰極g)陽極/電荷注入層/発光層/電荷注入層/陰極h)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/陰極i)陽極/正孔輸送層/発光層/電荷注入層/陰極j)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電荷注入層/陰極k)陽極/電荷注入層/発光層/電荷輸送層/陰極l)陽極/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極m)陽極/電荷注入層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極n)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電荷輸送層/陰極o)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極p)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極 e) anode / charge injection layer / light emitting layer / cathode f) anode / light emitting layer / charge injection layer / cathode g) anode / charge injection layer / light emitting layer / charge injection layer / cathode h) anode / charge injection layer / hole transporting layer / emitting layer / cathode i) anode / hole transporting layer / light emitting layer / charge injection layer / cathode j) anode / charge injection layer / hole transport layer / light emitting layer / charge injection layer / cathode k) anode / charge injection layer / light emitting layer / charge transporting layer / cathode l) anode / light emitting layer / electron transporting layer / charge injection layer / cathode m) anode / charge injection layer / light emitting layer / electron transporting layer / charge injection layer / cathode n) anode / charge injection layer / hole transport layer / light emitting layer / charge transporting layer / cathode o) anode / hole transporting layer / light emitting layer / electron transporting layer / charge injection layer / cathode p) anode / charge injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transporting layer / charge injection layer / cathode

本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置が有する有機層は、有機発光層以外の層を含んでいても良い。 The organic layer possessed by the organic electroluminescent device of the present invention may include a layer other than the organic light-emitting layer. 具体的には、有機化合物を含む正孔注入層、有機化合物を含む正孔輸送層、有機化合物を含む電子注入層、有機化合物を含む電子輸送層、有機化合物を含む正孔ブロック層、有機化合物を含む電子ブロック層が挙げられる。 Specifically, the hole injection layer containing an organic compound, a hole transport layer comprising an organic compound, an electron injection layer containing an organic compound, an electron transport layer containing an organic compound, a hole blocking layer containing an organic compound, an organic compound electron blocking layers containing, and the like. 該有機層は第1の電極に直接接して設けられても良く、第1の電極上に他の層を介して設けられても良い。 The organic layer may be provided in direct contact with the first electrode, it may be provided via another layer on the first electrode. 第1の電極と有機層との間の他の層としては、無機化合物からなる正孔注入層、無機化合物からなる電子注入層が挙げられる。 Other layers between the first electrode and the organic layer, a hole injection layer made of an inorganic compound, an electron injection layer made of an inorganic compound.

<陽極> <Anode>
本実施の形態にかかる有機EL素子の第1電極である陽極には、たとえば透明電極または半透明電極として、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物や金属の薄膜を用いることができ、透過率が高いものが好適に利用でき、用いる有機層により適宜、選択して用いる。 The anode is a first electrode of the organic EL element according to the present embodiment, for example, as a transparent electrode or a semitransparent electrode, a high metal oxide electric conductivity, can be used a thin film of metal sulfide and metal, having a high transmittance can be suitably utilized, suitably an organic layer used, selected and used. 具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性ガラスを用いて作製された膜(NESAなど)や、金、白金、銀、銅等が用いられ、ITO、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。 Specifically, indium oxide, zinc oxide, tin oxide, and their indium tin oxide, a complex (ITO), which is manufactured using conductive glass comprising indium zinc oxide or the like film (NESA etc.) and gold, platinum, silver, copper and the like are used, ITO, indium zinc oxide, tin oxide are preferable. 作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。 As the manufacturing method, a vacuum deposition method, sputtering method, ion plating method, plating method and the like. また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。 As the anode, polyaniline or derivatives thereof, polythiophene or organic transparent conductive film such as a derivative thereof may be used.

陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができるが、例えば10nm〜10μmであり、好ましくは20nm〜1μmであり、さらに好ましくは50nm〜500nmである。 The thickness of the anode can be appropriately selected while considering transmission of a light and electric conductivity, can be appropriately selected, for example, 10 nm to 10 [mu] m, preferably 20Nm~1myuemu, more preferably at 50nm~500nm is there.

<正孔注入層> <Hole injection layer>
正孔注入層は、陽極と正孔輸送層との間、または陽極と発光層との間に設けることができる。 The hole injection layer may be provided between the anode and the hole transport layer or between the anode and the light emitting layer. 正孔注入層を形成する材料としては、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。 As a material for forming the hole injection layer, include phenylamine-based, starburst amine, phthalocyanine, vanadium oxide, molybdenum oxide, ruthenium oxide such as aluminum oxide, amorphous carbon, polyaniline, polythiophene derivatives It is.

<正孔輸送層> <Hole Transport Layer>
正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)若しくはその誘導体、又はポリ(2,5−チエニレンビニレン)若しくはその誘導体などが例示される。 As the hole transport material include polyvinylcarbazole or derivatives thereof, polysilane or derivatives thereof, polysiloxane derivatives having an aromatic amine in a side chain or main chain, pyrazoline derivatives, arylamine derivatives, stilbene derivatives, triphenyl diamine derivative, polyaniline or derivatives thereof, polythiophene or derivatives thereof, polyarylamine or a derivative thereof, polypyrrole or derivatives thereof, poly (p- phenylene vinylene) or derivatives thereof, or poly (2,5-thienylene vinylene) or the like a derivative thereof .

これらの中で、正孔輸送層に用いる正孔輸送材料として、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)若しくはその誘導体、又はポリ(2,5−チエニレンビニレン)若しくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。 Among them, as the hole transporting materials used in the hole transporting layer include polyvinylcarbazole or derivatives thereof, polysilane or derivatives thereof, polysiloxane derivatives having an aromatic amine compound group in the side chain or main chain, polyaniline or derivatives thereof, polythiophene or derivatives thereof, polyarylamine or derivatives thereof, poly (p- phenylene vinylene) or derivatives thereof, or poly (2,5-thienylene vinylene) or polymer hole transport material such as derivatives thereof are preferable, more preferably the polyvinylcarbazole or derivatives thereof, polysilane or derivatives thereof, polysiloxane derivatives having an aromatic amine in the side chain or the main chain. 低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。 In the case of a hole transporting material having lower molecular weight, it is preferably dispersed in a polymer binder.

<発光層> <Light-Emitting Layer>
発光層は、本発明においては有機発光層であり、通常、主として蛍光またはりん光を発光する有機物化合物(低分子化合物または高分子化合物)を有する。 Emitting layer is an organic emission layer in the present invention generally have predominantly fluorescent or phosphorescent organic compound that emits light (low molecular compound or a high molecular compound). なお、さらにドーパント材料を含んでいても良い。 It should be noted, may further contain a dopant material. 本発明において用いることができる発光層を形成する材料としては、例えば以下のものが挙げられる。 As the material for forming the light-emitting layer that can be used in the present invention, for example, the following.

色素系材料 色素系材料としては、例えば、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化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、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、ピロール誘導体、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などが挙げられる。 The dye material dye material, for example, cyclopropyl derivatives, tetraphenyl butadiene derivative compounds, triphenylamine derivatives, oxadiazole derivatives, pyrazoloquinoline derivatives, distyryl benzene derivatives, distyryl arylene derivatives, pyrrole derivatives, thiophene ring compounds, pyridine ring compounds, perinone derivatives, perylene derivatives, oligothiophene derivatives, triflumizole Mani propylamine derivatives, oxadiazole dimers, and the like pyrazoline dimer.

金属錯体系材料 金属錯体系材料としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、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、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、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、ユーロピウム錯体など、中心金属に、Al、Zn、BeなどまたはTb、Eu、Dyなど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、キノリン構造などを有する金属錯体などを挙げることができる。 As the metal complex based material metal complex materials, for example, iridium complexes, metal complexes having light emission from a triplet excited state, such as platinum complexes, an aluminum quinolinol complex, a benzoquinolinol beryllium complex, a benzoxazolyl zinc complexes, benzothiazole zinc complexes, azomethyl zinc complexes, porphyrin zinc complexes, and europium complexes, the central metal, Al, Zn, Be, etc. or Tb, Eu, have a rare earth metal such as Dy, oxadiazole, thiadiazole, phenyl pyridine, phenyl benzimidazole, a metal complex having a quinoline structure and the like.

高分子系材料 高分子系材料としては、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、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。 The polymer-based materials polymer materials, polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polysilane derivatives, polyacetylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, the dye body and the metal complex based light emitting material high such as those molecules of the like.

上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。 Among the above luminescent materials, the material that emits blue light include distyrylarylene derivatives, oxadiazole derivatives, and polymers thereof, polyvinylcarbazole derivatives, polyparaphenylene derivatives, and polyfluorene derivatives. なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。 Among them polyvinylcarbazole derivative, polymer materials such as polyparaphenylene derivatives and polyfluorene derivatives are preferred.

また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。 The material that emits green light include quinacridone derivatives, coumarin derivatives, and polymers thereof, polyparaphenylene vinylene derivatives, polyfluorene derivatives, and the like. なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。 Among them, the polyparaphenylene vinylene derivatives, polymer materials such as polyfluorene derivatives are preferred.

また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、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、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。 The material that emits red light include coumarin derivatives, thiophene ring compounds, and polymers thereof, polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyfluorene derivatives and the like. なかでも高分子材料の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、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。 Among them, the polyparaphenylene vinylene derivatives polymeric material, a polythiophene derivative, and polyfluorene derivatives are preferred.

ドーパント材料 発光層中に発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加することができる。 For the purpose of varying the increase or emission wavelength of the light emitting efficiency dopant material emitting layer may be added a dopant. このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。 Such dopants, for example, perylene derivatives, coumarin derivatives, rubrene derivatives, quinacridone derivatives, squarylium derivatives, porphyrin derivatives, styryl dyes, tetracene derivatives, pyrazolone derivatives, mention may be made of decacyclene, phenoxazone and the like.

<電子輸送材料> <Electron transport material>
電子輸送材料としては公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は8−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体等が例示される。 As the electron transporting material can be used known ones, oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane or derivatives thereof, benzoquinone or derivatives thereof, naphthoquinone or derivatives thereof, anthraquinone or derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane Ans anthraquinodimethane or derivatives thereof, fluorenone derivatives, diphenyldicyanoethylene or derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, or metal complexes of 8-hydroxyquinoline or derivatives thereof, polyquinoline or derivatives thereof, polyquinoxaline or derivatives thereof, polyfluorene or derivatives thereof, and the like.

これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、又は8−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体が好ましく、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス(8−キノリノール)アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。 Among them, oxadiazole derivatives, benzoquinone or derivatives thereof, anthraquinone or derivatives thereof, 8-hydroxyquinoline or metal complexes of derivatives thereof, polyquinoline or derivatives thereof, polyquinoxaline or derivatives thereof, polyfluorene or derivatives thereof are preferable, 2- (4-biphenylyl)-5-(4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole, benzoquinone, anthraquinone, tris (8-quinolinol) aluminum and polyquinoline are further preferable.

<電子注入層> <Electron injection layer>
電子注入層は、電子輸送層と陰極との間、または発光層と陰極との間に設けられる。 Electron injection layer is provided between the electron transport layer and the cathode or emitting layer and the cathode. 電子注入層としては、発光層の種類に応じて、Ca層の単層構造からなる電子注入層、または、Caを除いた周期律表IA族とIIA族の金属であり且つ仕事関数が1.5〜3.0eVの金属およびその金属の酸化物、ハロゲン化物および炭酸化物の何れか1種または2種以上で形成された層とCa層との積層構造からなる電子注入層を設けることができる。 As the electron injection layer, depending on the type of the light-emitting layer, an electron injection layer made of a single-layer structure of the Ca layer, or a metal and is and the work function of the periodic table Group IA, excluding Ca and Group IIA 1. metals and oxides of the metal of 5~3.0EV, can be provided with an electron injection layer having a laminated structure of any one or layers and Ca layers formed of two or more halides and carbonate . 仕事関数が1.5〜3.0eVの、周期律表IA族の金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、炭酸リチウム等が挙げられる。 A work function of 1.5 to 3.0 eV, the metal or oxide thereof of the periodic table Group IA, halide, examples of carbonates include lithium, lithium fluoride, sodium oxide, lithium oxide and lithium carbonate and the like. また、仕事関数が1.5〜3.0eVの、Caを除いた周期律表IIA族の金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。 Further, a work function of 1.5 to 3.0 eV, the metal or oxide thereof of the periodic table Group IIA excluding Ca, and examples of halides, carbonates, strontium, magnesium oxide, magnesium fluoride, strontium, barium fluoride, strontium oxide, magnesium carbonate, and the like.

<陰極> <Cathode>
本実施の形態にかかる有機EL素子の第2電極である陰極には、透明電極、または、半透明電極として、金属、グラファイトまたはグラファイト層間化合物、ZnO(亜鉛オキサイド)等の無機半導体、ITO(インジウム・スズ・オキサイド)やIZO(インジウム・亜鉛・オキサイド)などの導電性透明電極、酸化ストロンチウム、酸化バリウム等の金属酸化物などが挙げられる。 The cathode is a second electrode of the organic EL element according to the embodiment, transparent electrodes, or as a semi-transparent electrode, a metal, graphite or graphite intercalation compound, ZnO (zinc oxide) such as an inorganic semiconductor, ITO (indium tin oxide) or IZO (indium zinc oxide) conductive transparent electrode such as strontium oxide, and metal oxides such as barium oxide. 金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属;ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ土類金属、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン等の遷移金属;錫、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム;およびそれらのうち2つ以上の合金等があげられる。 Examples of the metal include lithium, sodium, potassium, rubidium, an alkali metal such as cesium; beryllium, magnesium, calcium, strontium, alkaline earth metals such as barium, gold, silver, platinum, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, transition metals such as tungsten, tin, aluminum, scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, europium, terbium, ytterbium; and two or more alloys of thereof. 合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などが挙げられる。 Examples of the alloys include magnesium - silver alloy, a magnesium - indium alloy, a magnesium - aluminum alloy, indium - silver alloy, a lithium - aluminum alloy, a lithium - magnesium alloy, a lithium - indium alloy, calcium - aluminum alloy. また、陰極を2層以上の積層構造としてもよい。 The cathode may have a double- or more layered structure. この例としては、上記の金属、金属酸化物、フッ化物、これらの合金と、アルミニウム、銀、クロム等の金属との積層構造などが挙げられる。 Examples include the metal, metal oxides, fluorides, and alloys thereof, aluminum, silver, such as a multilayer structure of a metal chromium and the like.

本発明の素子は、陰極に透明導電膜を用いてもよく、陰極上に透明導電膜を積層してもよい。 Element of the present invention may be a transparent conductive film on the cathode, may be laminated transparent conductive film on the cathode. 陰極に透明導電膜を用いる場合は、例えば、電子注入層上に透明電導膜を積層する。 In the case of using a transparent conductive film on the cathode, for example, laminating a transparent conductive film on the electron injection layer. また、陰極上に透明導電膜を積層する場合は、光が陰極を透過するように陰極の膜厚を薄くする。 In the case of laminating a transparent conductive film on a cathode, the light to reduce the thickness of the cathode so as to transmit the cathode. 透明導電膜材料としては、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ZTO(Zinc Tin Oxide)等があげられる。 The transparent conductive film material, ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), ZTO (Zinc Tin Oxide) and the like.

次ぎに実際の有機EL素子50の作製方法を説明する。 Next will be described a manufacturing method of an actual organic EL element 50. 上部透明電極5に凹凸を形成する方法として、球状シリカを用いて形成する方法を実施例1、その一部改善した方法を実施例2、ナノインプリント技術を利用して形成する方法を実施例3として説明する。 As a method for forming irregularities on the upper transparent electrode 5, implementing the method of forming by using a spherical silica Example 1, a portion thereof improved method Example 2, a method of forming by using a nano-imprint technology as Example 3 explain.

まず、トップエミッション型の高分子有機EL素子の作製をする(トップエミッション型素子の作製) First, the fabrication of a top emission type polymer organic EL device (Preparation of a top emission type element)
スパッタ法にて成膜されたITO/Ag/ITO積層膜(厚さ250nm/150nm/250nm)からなる反射電極がパターニングされたガラス基板を有機溶媒、アルカリ洗剤、超純水で洗浄して、その後乾燥させたものに、UV/0 3装置にてUV/0 3処理を行う。 The deposited ITO / Ag / ITO laminated film (thickness 250nm / 150nm / 250nm) of glass substrate organic solvent reflective electrode is patterned consisting by sputtering, alkaline detergent, and washed with ultrapure water, then to those to drying and UV / 0 3 treated with UV / 0 3 device.

基板のITO両側に、ポリ(3,4)エチレンジオキチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(Bytron P TP AI 4083:HCスタルクビーテック社製)の懸濁液を0.5ミクロン径のフィルターでろ過して、その後この懸濁液をスピンコートにより70nmの厚みで成膜して、大気中においてホットプレート上で200℃で10分間加熱して乾燥させる。 The ITO both sides of the substrate, poly (3,4) ethylenedioxythiophene dioxabicycloctane thiophene / polystyrene sulfonate (Bytron P TP AI 4083: HC Starck Ltd. Bee Tech) suspension was filtered through a 0.5 micron diameter of, after which the suspension is deposited at a thickness of 70nm by spin coating, and dried by heating for 10 minutes at 200 ° C. on a hot plate in air.

次いで、これにキシレンとアニソールを1:1に混合した溶媒を用いて高分子有機発光材料(ルメーションGP1300:サメイション社製)の1.5重量%の溶液を作製する。 To this was then xylene and anisole 1: to produce a 1.5 wt% solution of: (Sumation Co. Rumeshon GP1300) polymer organic light-emitting materials using mixed solvent to 1. この溶液を先にByrton Pを製膜した基板上にスピンコートを用い80nmの膜厚に成膜する。 Deposited to a thickness of 80nm by spin-coating the solution on a substrate to form a film of the previously Byrton P a.

取り出した電極部分や封止エリア部分の発光層を除去し、真空チャンバーに導入し加熱室に移す(以後、製造工程は真空中あるいは窒素中で行われ、製造過程の素子が大気中に曝されることはない)。 The luminescent layer of the electrode portion and a sealing area portion taken out was removed, transferred to the heating chamber is introduced into a vacuum chamber (hereinafter, the manufacturing process is carried out in vacuum or in nitrogen, elements of the manufacturing process are exposed to the atmosphere Rukoto is not). 次に、真空中(真空度は1×10 -4 Pa以下)温度約100℃で60分加熱する。 Next, in a vacuum and heated 60 minutes (degree of vacuum of 1 × 10 -4 Pa or lower) temperature of about 100 ° C..

その後、蒸着チャンバーに基板を移し、陰極マスクとアライメントし発光部及び取り出し電極部に陰極(上部透明電極)が成膜されるように蒸着する。 Thereafter, the substrate was transferred to the deposition chamber, a cathode mask and alignment with the cathode to the light emitting portion and the extraction electrode section (upper transparent electrode) is deposited as deposition. 陰極は、抵抗加熱法にてBa金属を加熱し蒸着速度約2Å/sec、膜厚50Åにて蒸着、電子ビーム蒸着法を用いてAlを蒸着速度約2Å/sec、膜厚100Åにて蒸着する。 Cathode heats the Ba metal by a resistance heating method evaporation rate of about 2 Å / sec, deposition to a thickness of 50 Å, depositing Al deposition rate of about 2 Å / sec, to a thickness of 100Å by using an electron beam evaporation method .

(電子注入層をBa/Al(薄膜)、ITO透明導電膜を形成) (An electron injection layer Ba / Al (film), an ITO transparent conductive film)
次に、FTS社製対向ターゲットストッパ装置に基板を移動し、マスクとアライメントをして、ITOターゲットとArガスを用いてBa/Al電子注入層を含む領域に、上部透明電極となるITO膜を0.4μm成膜して、高分子有機EL素子を得る。 Then, the substrate was transferred to the FTS manufactured by facing target stopper device, and the mask and alignment, in a region including the Ba / Al electron injecting layer using an ITO target and Ar gas, an ITO film serving as the upper transparent electrode and 0.4μm deposited, to obtain a polymer organic EL element.

次いで、上部透明電極に凹凸を形成する。 Then forming irregularities on the upper transparent electrode.
(球状シリカを用いて上部透明電極に凹凸パターン形成する工程) (Step of the concavo-convex pattern formed on the upper transparent electrode with a spherical silica)
無機粒子として球状シリカ(ハイブレシカ(平均粒径1μm):宇部日東化成(株)社製)を用い、これをエタノールに分散させた4重量%スラリーを用いる。 Spherical silica as the inorganic particles (Haibureshika (average particle size 1 [mu] m): Ube-Nitto Kasei Co., Ltd.) was used, using a 4 wt% slurry prepared by dispersing it in ethanol. このスラリーを停止しているスピナー上で、上記高分子有機EL素子が形成された基板上のITO形成領域に塗布した後、スピナーを回転して基板を乾燥させ、基板表面にシリカ粒子が分散した状態をつくる。 The slurry on the spinner is stopped, after application to ITO formation region on the substrate where the polymer organic EL element is formed, drying the substrate by rotating the spinner, the silica particles are dispersed in the substrate surface create a state. 続いて、この基板表面を深さ0.5μmまでドライエッチングすることにより、シリカ粒子をマスクとして、ITOをエッチングしITO表面に凸部を形成する。 Subsequently, by dry etching the substrate surface to a depth of 0.5 [mu] m, the silica particles as a mask to form a convex portion of ITO in etching ITO surface.

ドライエッチングは、ICPドライエッチング装置を用い、圧力2.0Pa、塩素ガス、3塩化硼素ガス、アルゴンガスを用いて処理する。 Dry etching using an ICP dry etching apparatus, for processing using a pressure 2.0 Pa, chlorine gas, 3 boron chloride gas, argon gas. このエッチングにより、ITOが基板面に垂直方向に約0.5μmエッチングされ、シリカの横サイズは約0.5μmに減少する。 By this etching, ITO is about 0.5 [mu] m etched in a direction perpendicular to the substrate surface, the horizontal size of the silica is reduced to about 0.5 [mu] m. つまり、シリカの直下には、高さ0.3μmの凸形状を有するITO表面が得られる。 In other words, immediately below the silica obtained ITO surface with a convex shape in the height 0.3 [mu] m. このとき形成された凸部側面のテーパー角は約50°である。 Taper angle of the convex portion side which is formed at this time is about 50 °. ドライエッチング後、凸部頂部に残っているシリカ粒子を綿棒にて除去する。 After the dry etching, to remove the silica particles remaining protrusion top at swab. このようにして表面が凹凸状になっているITO陰極(上部透明電極)を有する高分子有機EL素子を得る。 In this way, the surface to obtain a high molecular organic EL device having an ITO cathode that is uneven (upper transparent electrode).

素子作成後、不活性雰囲気下のグローブボックスに移す。 After element created and transferred to a glove box under an inert atmosphere. ついで、あらかじめ用意しておいたUV硬化樹脂が周辺に塗布されている封止ガラスと貼り合わせ、真空に保ちその後大気圧に戻し、UVを照射することで固定し、高分子有機EL素子を作製する。 Then, bonded to a sealing glass for UV curable resin prepared in advance is applied to the peripheral, then kept at vacuum back to atmospheric pressure, and fixed by irradiation with UV, fabricate a polymer organic EL device to.

こうして得られた高分子有機EL素子の陰極と陽極に電圧を印加したところ、明瞭な発光が認められた。 Voltage was applied to the cathode and anode of the high molecular organic EL device thus obtained, a clear luminescence was observed. 比較のために同じ条件で作製したITO陰極に凹凸を形成しなかった素子に比べて、同一電流において高い光出力を示す。 Than the device that did not form irregularities on the ITO cathode was fabricated under the same conditions for comparison, it shows a high light output at the same current.

アクティブマトリックスディスプレイやパッシブマトリックスディスプレイなどの場合には、上記実施例1の工程のうち、陰極(上部透明電極)のITOパターンを形成後、このITO表面だけに球状シリカを付着させる目的で、基板表面にCF 4プラズマ等を用いた撥水処理をしておくことが好ましい。 In the case of such an active matrix display or a passive matrix display, among the above-mentioned first embodiment of the process, after forming an ITO pattern of the cathode (upper transparent electrode), only for the purpose of adhering the spherical silica The ITO surface, the substrate surface it is preferable that the water-repellent process using CF 4 plasma or the like. ITO表面は撥水処理によっても親水性を保持しているので、球状シリカは主にITO表面のみに付着する。 Since ITO surface retains hydrophilicity even by water-repellent treatment, spherical silica is mainly attached only to the ITO surface. この後は、実施例1と同じ方法でドライエッチングを行うことにより、陰極(上部透明電極)であるITO表面に凹凸を作製することができる。 Thereafter, by performing dry etching in the same manner as in Example 1, it is possible to produce uneven ITO surface is the cathode (upper transparent electrode).

まず、トップエミッション型の高分子有機EL素子の作製をする。 First, the fabrication of a top emission type polymer organic EL element.
(トップエミッション型の高分子有機EL素子の作製をする) (For the production of a top emission type polymer organic EL element)
ITO/Ag/ITO(厚さ250nm/150nm/250nm)がパターニングされ、その上に厚さ3μmのポリイミド系樹脂膜をパターニングして形成されたバンクを有するガラス基板を準備し、これを洗浄し、乾燥させた後に、UV/0 3装置にて基板表面処理を行う。 ITO / Ag / ITO (thickness 250nm / 150nm / 250nm) is patterned, a glass substrate was prepared having the polyimide-based resin film patterned bank formed by the thickness of 3μm thereon, which was washed, after drying, the substrate is surface treated with UV / 0 3 device. その後は、実施例1と同様の工程を行って実施例1と同様に高分子有機EL素子を得る。 Thereafter, to obtain a polymer organic EL element in the same manner as in Example 1 by performing the same process as in Example 1.

次いで、上部透明電極に凹凸を形成する。 Then forming irregularities on the upper transparent electrode.
(ナノインプリント技術を利用して上部透明電極に凹凸を形成する工程) (Step of forming irregularities on the upper transparent electrode by using a nanoimprint technique)
図4−1から図4−6はナノインプリント技術を利用して上部透明導電膜に凹凸を形成するそれぞれの工程を示す断面図である。 Figure 4-6 Figures 4-1 are cross-sectional views showing the respective steps for forming irregularities on the upper transparent conductive film by using a nanoimprint technique.
図4−1に示すように、まず、ナノインプリント用樹脂膜(マスク)である光硬化性樹脂層11を、スピンコート塗布により上部透明電極5の表面に形成し、画素内部の厚さ0.5μmとなるようにする。 As shown in Figure 4-1, first, a photo-curable resin layer 11 is a nanoimprint resin film (mask) is formed on the surface of the upper transparent electrode 5 by spin coating, the pixels inside the thickness 0.5μm to become so. 次にナノインプリント装置に、基板をセットし、石英製ガラス上に、光硬化性樹脂層11に凹凸を形成するパターンが形成されたナノプリント用モールド12を用い、基板とモールド12の位置合わせを行った後、圧着する。 Then the nanoimprint apparatus, the substrate was set, on a quartz glass, using a nano-imprint mold 12 on which a pattern is formed for forming irregularities on the photocurable resin layer 11, performing alignment of the substrate and the mold 12 after, crimping.

図4−2に示すように、モールド12を圧着した状態で紫外線を照射して、光硬化性樹脂を硬化させる。 As shown in Figure 4-2, by irradiating ultraviolet rays in a state where the crimping mold 12, thereby curing the photocurable resin. その後、図4−3に示すように、モールド12を基板から剥がす。 Thereafter, as shown in Figure 4-3, it is peeled off the mold 12 from the substrate. 剥がれた後の光硬化性樹脂11の表面にはモールド12の凹凸が転写されている。 The surface of the photocurable resin 11 after the peeling unevenness of the mold 12 is transferred.

図4−4に示すように、その後、この光硬化性樹脂11を酸素を含むガス中でドライエッチングして膜厚を減少させることにより、前の工程で形成した凹部の光硬化性樹脂11を除去し凹部の底面部に上部透明電極5を露出させる。 As shown in Figure 4-4, then, by reducing the film thickness by dry etching the light-curable resin 11 in a gas containing oxygen, the photocurable resin 11 in the recess formed in the previous step removed to expose the upper transparent electrode 5 on the bottom of the recess.

図4−5に示すように、次に、塩素を含むガス中でドライエッチングを行い、光硬化性樹脂層11をマスクとして上部透明電極5をエッチングして上部透明電極5に0.3μmの凹部を形成する。 As shown in Figure 4-5, then subjected to dry etching in a gas containing chlorine, the recess of 0.3μm by an upper transparent electrode 5 a photocurable resin layer 11 as a mask to etch the upper transparent electrode 5 to form.

図4−6に示すように、エッチング終了後、光硬化性樹脂層11を除去して、上部透明電極5の表面に凹凸の形成された高分子有機EL素子を得る。 As shown in Figure 4-6, after the etching, to remove the photocurable resin layer 11 to obtain a high molecular organic EL element formed of irregularities on the surface of the upper transparent electrode 5.
こうして得られた高分子有機EL素子の上部透明電極5と下部反射電極2に電圧を印加したところ、明瞭な発光が認められた。 It was applied to the upper transparent electrode 5 and the voltage on the lower reflective electrode 2 of the high molecular organic EL device thus obtained, a clear luminescence was observed. 比較のために同じ条件で作製した上部透明電極5に凹凸加工を行わなかった素子に比べて、同一電流において高い精度を示す。 Than the device which was not subjected to patterned indentation on the upper transparent electrode 5 manufactured in the same conditions for comparison, it shows a high accuracy at the same current.

以上のように、本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法は、アクティブマトリックスディスプレイやパッシブマトリックスディスプレイなどのフラットパネルディスプレイに用いる有機EL素子に適用されて有用なものである。 As described above, the organic electroluminescent device and a manufacturing method thereof according to the present invention is useful is applied to an organic EL element used in a flat panel display such as an active matrix display or a passive matrix display.

本発明の実施の形態1の有機EL素子の断面図である。 It is a cross-sectional view of an organic EL device of the first embodiment of the present invention. 上部透明電極の表面の凹凸の様子を示す斜視図である。 Is a perspective view showing the state of unevenness of the surface of the upper transparent electrode. 上部透明電極に形成される凹凸の他の形状の例を示す斜視図である。 Is a perspective view showing an example of another shape of the concavo-convex formed on the upper transparent electrode. ナノインプリント技術を利用して上部透明導電膜に凹凸を形成するプロセス工程図であり、ナノインプリント用樹脂膜形成の後、ナノプリント用モールドの位置合わせを行う様子を示す断面図である。 A process step diagram for forming irregularities by using the nanoimprint technology to the upper transparent conductive film, after the nanoimprinting resin film is a cross-sectional view showing a state of performing alignment of mold nanoimprint. ナノプリント用モールドを圧着した状態で紫外線を照射して、光硬化性樹脂を硬化させる様子を示す断面図である。 By irradiating ultraviolet rays in a state where the crimping mold nanoimprint is a sectional view showing a state of curing the photocurable resin. ナノプリント用モールドを基板から剥がす様子を示す断面図である。 It is a sectional view showing a state in peeling the mold nanoimprint from the substrate. 光硬化性樹脂をドライエッチングして膜厚を減少させて上部透明電極を露出させる様子を示す断面図である。 A photocurable resin to reduce the film thickness by dry etching is a sectional view showing a state in which to expose the upper transparent electrode. 光硬化性樹脂層をマスクとして上部透明電極をエッチングする様子を示す断面図である。 It is a sectional view showing a state of etching the upper transparent electrode photocurable resin layer as a mask. エッチング終了後、光硬化性樹脂層を除去する様子を示す断面図である。 After the etching, a cross-sectional view showing a state of removing the photo-curable resin layer.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 ガラス基板 2 下部反射電極 3 バンク 4 有機発光層を含む有機EL層 5,15 上部透明電極(ITO) The organic EL layer 5, 15 upper transparent electrode comprising one glass substrate 2 lower reflective electrode 3 Bank 4 organic light emitting layer (ITO)
5b,15b 突起 11 光硬化性樹脂層 12 ナノプリント用モールド 50 有機EL素子 5b, 15b projections 11 photocurable resin layer 12 nano-imprint mold 50 organic EL element

Claims (15)

  1. 基板上に、下部反射電極、有機発光層、および上部透明電極がこの順に積層されてなり、前記有機発光層にて発生した光が前記基板とは逆の方向に向けて出力されるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子において、 On the substrate, the lower reflective electrode, an organic luminescent layer, and an upper transparent electrode is stacked in this order, the top emission type light generated by the organic light-emitting layer is output toward the opposite direction to the said substrate in the organic electroluminescent device,
    前記上部透明電極の表面に複数の凹凸が形成されている ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescent device, wherein a plurality of irregularities are formed on the surface of the upper transparent electrode.
  2. 前記上部透明電極の表面に形成された複数の凹凸は、前記上部透明電極の光出射方向に突設された錐体形状または錐台形状の凸部である ことを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 A plurality of irregularities formed on the surface of the upper transparent electrode, according to claim 1, wherein a convex portion of the cone-shaped or truncated cone shape protruding from the light emitting direction of the upper transparent electrode the organic electroluminescent device.
  3. 前記凸部は、ピッチが0.1〜5μmの範囲、高さが0.1〜0.3μmの範囲の大きさである ことを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The convex portion, the organic electroluminescent device according to claim 2, wherein the range pitch of 0.1 to 5 [mu] m, a height in the size range of 0.1 to 0.3 [mu] m.
  4. 前記上部透明電極の表面に形成された複数の凹凸は、前記上部透明電極の表面に分散させたシリカ粒子をマスクとして用いてドライエッチングすることにより形成されている ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 A plurality of irregularities formed on the surface of the upper transparent electrode from claim 1, characterized in that it is formed by dry etching using silica particles dispersed in the surface of the upper transparent electrode as a mask the organic electroluminescent device according to any one of 3.
  5. 前記シリカ粒子は、エタノールに分散されてスラリーとされ、当該スラリーが前記上部透明電極に塗布された後、乾燥されることにより前記上部透明電極の表面に分散される ことを特徴とする請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The silica particles are dispersed in ethanol is a slurry according to claim 4, in which the slurry after being applied to the upper transparent electrode, characterized in that it is dispersed on the surface of the upper transparent electrode by being dried the organic electroluminescent device according to.
  6. 前記スラリーは、停止したスピナー上に載置された前記上部透明電極に塗布された後、前記スピナーが回転することにより乾燥される ことを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The slurry, an organic electroluminescence device according to claim 5, characterized in that after being applied to the upper transparent electrode placed on a spinner stopping, said spinner is dried by rotating.
  7. 前記上部透明電極の表面に形成された複数の凹凸は、前記上部透明電極の表面に塗布されてナノプリント用モールドから凹凸形状を転写された樹脂層をマスクとして用いてドライエッチングすることにより形成されている ことを特徴とする1から3のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 A plurality of irregularities formed on the surface of the upper transparent electrode is formed by dry etching using the resin layer having the transferred uneven the are applied to the surface of the upper transparent electrode nano imprinting mold as a mask the organic electroluminescent device according to 1 in any one of 3, characterized in that is.
  8. 前記樹脂層が光硬化性樹脂層であり、当該光硬化性樹脂層は前記ナノプリント用モールドを圧着した状態で紫外線を照射されて硬化する ことを特徴とする請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 Wherein a resin layer is a photocurable resin layer, an organic electroluminescence of the photocurable resin layer according to claim 7, characterized in that the curing by irradiation with ultraviolet rays in a state where the crimping mold the nanoimprint element.
  9. 紫外線を照射されて硬化した前記光硬化性樹脂層は、酸素を含むガス中でドライエッチングされて膜厚を減少されることにより凹部の底面に前記上部透明電極を露出させる ことを特徴とする請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The photocurable resin layer cured with ultraviolet rays is irradiated, is characterized by exposing the upper transparent electrode on the bottom surface of the recess by being reduced film thickness is dry-etched in a gas containing oxygen billing the organic electroluminescence device according to claim 8.
  10. 基板上に、下部反射電極、有機発光層、および上部透明電極がこの順に積層されてなり、前記有機発光層にて発生した光が前記基板とは逆の方向に向けて出力されるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子の前記上部透明電極の表面に複数の凹凸を形成する方法であって、 On the substrate, the lower reflective electrode, an organic luminescent layer, and an upper transparent electrode is stacked in this order, the top emission type light generated by the organic light-emitting layer is output toward the opposite direction to the said substrate a to the surface of the upper transparent electrode of the organic electroluminescent device is provided a method of forming a plurality of irregularities,
    前記凹凸は、前記上部透明電極の表面に分散させたシリカ粒子をマスクとして用いてドライエッチングすることにより形成する ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 The irregularities method of producing an organic electroluminescent device characterized by the formation by dry etching using silica particles dispersed in the surface of the upper transparent electrode as a mask.
  11. 前記シリカ粒子は、エタノールに分散されてスラリーとされ、当該スラリーが前記上部透明電極に塗布された後、乾燥されることにより前記上部透明電極の表面に分散される ことを特徴とする請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 The silica particles are dispersed in ethanol is a slurry, it claims 10 in which the slurry after being applied to the upper transparent electrode, characterized in that it is dispersed on the surface of the upper transparent electrode by being dried method of manufacturing an organic electroluminescent device according to.
  12. 前記スラリーは、停止したスピナー上に載置された前記上部透明電極に塗布された後、前記スピナーが回転することにより乾燥される ことを特徴とする請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 The slurry, preparation of the organic electroluminescent device according to claim 11, characterized in that after being applied to the upper transparent electrode placed on a spinner stopping, said spinner is dried by rotating Method.
  13. 基板上に、下部反射電極、有機発光層、および上部透明電極がこの順に積層されてなり、前記有機発光層にて発生した光が前記基板とは逆の方向に向けて出力されるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子の前記上部透明電極の表面に複数の凹凸を形成する方法であって、 On the substrate, the lower reflective electrode, an organic luminescent layer, and an upper transparent electrode is stacked in this order, the top emission type light generated by the organic light-emitting layer is output toward the opposite direction to the said substrate a to the surface of the upper transparent electrode of the organic electroluminescent device is provided a method of forming a plurality of irregularities,
    前記凹凸は、前記上部透明電極の表面に塗布されてナノプリント用モールドから凹凸形状を転写された樹脂層をマスクとして用いてドライエッチングすることにより形成する ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 The irregularities, production of the organic electroluminescent device characterized by the formation by dry etching using the resin layer having the transferred unevenness is applied from the nano-imprint mold to the surface of the upper transparent electrode as a mask Method.
  14. 前記樹脂層が光硬化性樹脂層であり、当該光硬化性樹脂層を前記ナノプリント用モールドを圧着させた状態で紫外線を照射して硬化させる ことを特徴とする請求項13に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 Wherein a resin layer is a photocurable resin layer, an organic electroluminescence according to claim 13, wherein the curing by irradiation with ultraviolet rays in a state where the photocurable resin layer was pressed a mold the nanoimprint method of manufacturing a luminescent element.
  15. 紫外線を照射されて硬化した前記光硬化性樹脂層を、酸素を含むガス中でドライエッチングして膜厚を減少させることにより凹部の底面に前記上部透明電極を露出させる ことを特徴とする請求項14に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 Claims the photocurable resin layer cured with ultraviolet rays is irradiated, is characterized by exposing the upper transparent electrode on the bottom surface of the concave portion by reducing the thickness by dry etching in a gas containing oxygen method of manufacturing an organic electroluminescence device according to 14.
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