JP2010108652A - Manufacturing method of organic electroluminescent element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明光源や液晶表示器用バックライト、フラットパネルディスプレイ等に用いることのできる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関し、詳しくは、複数の有機発光層を備え、高輝度且つ高効率で発光する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing an organic electroluminescent device that can be used for an illumination light source, a backlight for a liquid crystal display, a flat panel display, and the like, and more specifically, includes a plurality of organic light emitting layers and emits light with high brightness and high efficiency. The present invention relates to a method for manufacturing an organic electroluminescence element.
有機エレクトロルミネッセンス素子と称される有機発光素子として、陽極となる透明電極、ホール輸送層、発光層(有機発光層)、電子注入層、陰極となる電極の順に、透明基板の片側の表面に積層した構成のものが、その一例として知られている。そして、陽極と陰極の間に電圧を印加することによって、電子注入層を介して発光層に注入された電子と、ホール輸送層を介して発光層に注入されたホールとが、発光層内で再結合して発光が起こるものであり、このように発光層で発光した光は、透明電極及び透明基板を通して取り出される。 As an organic light-emitting element called an organic electroluminescence element, a transparent electrode serving as an anode, a hole transport layer, a light-emitting layer (organic light-emitting layer), an electron injection layer, and an electrode serving as a cathode are laminated on the surface of one side of a transparent substrate. An example of such a configuration is known. Then, by applying a voltage between the anode and the cathode, electrons injected into the light emitting layer through the electron injection layer and holes injected into the light emitting layer through the hole transport layer are generated in the light emitting layer. Light is emitted by recombination, and thus the light emitted from the light emitting layer is extracted through the transparent electrode and the transparent substrate.
有機エレクトロルミネッセンス素子は、自発光であること、比較的高効率の発光特性を示すこと、各種の色調で発光可能であること等の特徴を有するものであり、表示装置、例えばフラットパネルディスプレイ等の発光体として、あるいは光源、例えば液晶表示機用バックライトや照明としての活用が期待されており、一部では既に実用化されている。 The organic electroluminescence element is characterized by being self-luminous, exhibiting relatively high-efficiency light emission characteristics, and capable of emitting light in various colors, such as a display device such as a flat panel display. It is expected to be used as a light emitter or as a light source, for example, a backlight for a liquid crystal display or illumination, and some of them are already in practical use.
しかし、有機エレクトロルミネッセンス素子は、その輝度と寿命とがトレードオフの関係にあり、より鮮明な画像、あるいは明るい照明光を得るために輝度を増大させると、寿命が短くなるという問題点を有する。 However, the organic electroluminescence element has a trade-off relationship between the luminance and the lifetime, and has a problem that the lifetime is shortened when the luminance is increased in order to obtain a clearer image or bright illumination light.
この問題を解決するものとして、近年、陽極と陰極の間に発光層を複数備え、且つ各発光層を中間層で電気的に接続した構造の有機エレクトロルミネッセンス素子が提案されている(例えば特許文献1−5参照)。 In order to solve this problem, an organic electroluminescence element having a structure in which a plurality of light-emitting layers are provided between an anode and a cathode and each light-emitting layer is electrically connected by an intermediate layer has recently been proposed (for example, Patent Documents). 1-5).
図4はこのような有機エレクトロルミネッセンス素子の構造の一例を示すものであり、陽極1となる電極と陰極2となる電極の間に複数の発光層4a,4bを設けると共に、隣接する発光層4a,4bの間に中間層3を介在させた状態で積層し、これを透明な基板5の表面に積層したものである。陽極1は光透過性の電極として、陰極2は光反射性の電極として形成されている。なお、図4では、発光層4a,4bの両側に設けられる電子注入層とホール輸送層については、図示を省略している。
FIG. 4 shows an example of the structure of such an organic electroluminescence element. A plurality of
この例では、複数の発光層4a,4bを中間層3で仕切ることによって、陽極1と陰極2の間に電圧を印加した場合に、複数の発光層4a,4bがあたかも直列的に接続された状態で同時に発光し、各発光層4a,4bからの光が合算されるため、一定電流通電時には従来型の有機エレクトロルミネッセンス素子よりも高輝度で発光させることができ、上記のような輝度−寿命のトレードオフを回避することが可能になるものである。
In this example, when the voltage is applied between the
ここで、上記の中間層3の構成として現在知られている一般的なものは、例えば、(1)BCP:Cs/V2O5、(2)BCP:Cs/NPD:V2O5、(3)Li錯体とAlのその場反応生成物、(4)Alq:Li/ITO/ホール輸送材料、(5)金属−有機混合層、(6)アルカリ金属およびアルカリ土類金属を含む酸化物等がある。尚、「:」の記載は2種の材料の混合を表し、「/」の記載は前後の組成物の積層を表す。
しかしながら、上記の従来技術のように複数の発光層を仕切る中間層を設けると、駆動電圧の増大や、好ましくない電圧上昇の発生を招くおそれがあり、また膜質の悪さによるショートサーキット等の欠陥発生の問題などが生じてしまうおそれがあり、さらに、蒸着プロセスとスパッタプロセスとを組み合わせる必要があるという製法上の問題も生じてしまう。 However, if an intermediate layer that partitions a plurality of light emitting layers is provided as in the above-described prior art, there is a risk that an increase in driving voltage and an undesirable increase in voltage may occur, and defects such as short circuits due to poor film quality occur. In addition, there is a possibility that the above-described problem may occur, and further, there arises a manufacturing problem that it is necessary to combine the vapor deposition process and the sputtering process.
例えば、上記(1)に示す系の中間層では、V2O5層の膜質によるショートの問題が発生するおそれがある。 For example, in the intermediate layer of the system shown in (1) above, there is a possibility that a short circuit problem may occur due to the film quality of the V 2 O 5 layer.
また上記(2)に示す系では、二つの層間で生じる副反応による電圧上昇の問題がある。すなわち、ルイス酸分子は電子輸送材料とも反応し、またアルカリ金属はルイス塩基としてホール輸送材料とも反応し、これらの反応によって駆動電圧の増大が起こることが報告されている(参考文献:高分子学会有機EL研究会 平成17年12月9日講演会 マルチフォトン有機EL照明)。 In the system shown in (2), there is a problem of voltage increase due to a side reaction occurring between two layers. In other words, it has been reported that Lewis acid molecules react with electron transport materials, and alkali metals react with hole transport materials as Lewis bases, and these reactions cause an increase in driving voltage (Reference: Society of Polymer Science, Japan). Organic EL Study Group Lecture on December 9, 2005 Multiphoton organic EL lighting).
また上記(3)に示す系では、その場反応生成物を得るために用いるLi錯体の有機配位子成分が、素子特性に悪影響を与えることがあることが問題となる。 Moreover, in the system shown in (3) above, there is a problem that the organic ligand component of the Li complex used for obtaining the in-situ reaction product may adversely affect the device characteristics.
また上記(4)の系では、中間層としてITOを用いることから、成膜手法によっては、下地膜(Alq:Liなど)やITO膜の膜質への影響が大きい。 In the system (4), since ITO is used as the intermediate layer, depending on the film formation technique, the influence on the film quality of the base film (Alq: Li, etc.) and the ITO film is large.
例えば、ITOなどの導電体は高融点金属酸化物であるため、下地膜への影響が少なく低エネルギーで成膜粒子を制御できる抵抗加熱蒸着法により成膜することは困難である。そのため、これらの成膜はEB蒸着やスパッタ法によりなされるのが一般的である。しかしながら、その場合、電子ビーム源から放射されるX線や電子が、又はプラズマやスパッタに起因する高エネルギー粒子が、下地膜にダメージを与えることがあり、デバイス特性に悪影響を与えることが問題となっている。 For example, since a conductor such as ITO is a refractory metal oxide, it is difficult to form a film by a resistance heating vapor deposition method that has little influence on the base film and can control film formation particles with low energy. Therefore, these films are generally formed by EB vapor deposition or sputtering. However, in that case, X-rays or electrons emitted from the electron beam source, or high-energy particles caused by plasma or sputtering, may damage the underlying film, which adversely affects device characteristics. It has become.
また、この系では、中間層としてのITOからのホール輸送材料へのホール注入が必ずしも良好でなく、駆動電圧や素子特性の観点で問題がある。さらにITOの比抵抗が小さいために、ITO層の厚みを薄くした場合、本来発光することを望まない場所にまでITO面内を電荷が伝わることがあり、意図した発光領域以外の部分からも発光が生じることが問題となる。 Further, in this system, hole injection from the ITO as the intermediate layer into the hole transport material is not always good, and there is a problem in terms of driving voltage and element characteristics. Furthermore, due to the small resistivity of ITO, when the thickness of the ITO layer is reduced, charges may be transmitted through the ITO surface to places where it is not desired to emit light, and light is emitted from portions other than the intended light emitting region. It becomes a problem to occur.
また上記(5)の系では、金属酸化物等の金属化合物を含む金属と有機物を混合して中間層を形成するために、中間層の熱安定性が低下し、特に大電流を通電した際の発熱に対する中間層の安定性に劣るという問題があった。 In the above system (5), since the intermediate layer is formed by mixing a metal containing a metal compound such as a metal oxide and an organic substance, the thermal stability of the intermediate layer is lowered, and particularly when a large current is applied. There was a problem that the stability of the intermediate layer was inferior to the heat generation.
また、上記(6)の系では、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属を含有する金属酸化物の中間層としての機能が必ずしも充分ではなく、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属を含有する金属酸化物以外の物質からなる層を積層して用いることが実質的に必要であり、中間層の構造が複雑になるという問題があった。 In the system (6), the function as an intermediate layer of a metal oxide containing an alkali metal or an alkaline earth metal is not necessarily sufficient, and other than the metal oxide containing an alkali metal or an alkaline earth metal. There is a problem that it is substantially necessary to use a layer made of a material, and the structure of the intermediate layer is complicated.
更に、上記(1)及び(4)の系では、特に大面積デバイスとなった際に、中間層を構成する膜内の応力によって、中間層周辺での欠陥が起こりうる可能性がある。 Furthermore, in the systems (1) and (4) described above, there is a possibility that defects around the intermediate layer may occur due to the stress in the film constituting the intermediate layer, particularly when the device is a large area device.
尚、特許文献3には、1種のマトリクスに添加剤を膜内のどの位置でもその濃度が0にはならないように添加することによって中間層を形成する方法が記載されているが、この場合にも前記参考文献に記載されているような問題のすべてを解決することはできないものである。
そこで、上記のように中間層を介して積層された複数の発光層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子を形成するにあたり、上記のような種々の問題を克服した中間層を実現することが望まれるようになってきている。 Therefore, in forming an organic electroluminescence device including a plurality of light emitting layers stacked via an intermediate layer as described above, it is desired to realize an intermediate layer that overcomes the various problems described above. It has become to.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高輝度かつ高効率での発光が可能であり、且つ駆動電圧の増大や、好ましくない電圧上昇の発生、ショートサーキット等の欠陥の発生を抑制することができ、また生産性の良好な有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and can emit light with high luminance and high efficiency, and can increase driving voltage, cause an undesirable increase in voltage, and cause defects such as short circuits. It is an object of the present invention to provide a method for producing an organic electroluminescence device which can be suppressed and has good productivity.
本発明の請求項1に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、陽極と陰極の間に中間層を介して複数の発光層が形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、中間層が、1×105Ωcm以下の導電体を10eV以下のエネルギーで気相法により形成する層を、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属酸化物、及びアルカリ土類金属酸化物の少なくともいずれか一つを含む層に隣接して形成する工程を備えて形成されることを特徴とするものである。
A method for producing an organic electroluminescent element according to
請求項2に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、上記構成に加え、1×105Ωcm以下の導電体を10eV以下のエネルギーで気相法により形成する層を、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法又はプラズマを用いないスパッタ法により形成することを特徴とするものである。
In addition to the above-described structure, a method for manufacturing an organic electroluminescent element according to
請求項3に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、上記構成に加え、1×105Ωcm以下の導電体を10eV以下のエネルギーで気相法により形成する層を酸素存在下にて形成することを特徴とするものである。 In addition to the above-described structure, the method for manufacturing an organic electroluminescent element according to claim 3 forms a layer in which a conductor of 1 × 10 5 Ωcm or less is formed by a vapor phase method with an energy of 10 eV or less in the presence of oxygen. It is characterized by.
本発明の請求項1に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、中間層内に低い比抵抗の導電体の層を含有するため、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を低くすることができる。また、この層を10eV以下の低エネルギーで気相法により形成しているので、下地膜となる層に影響(ダメージ)を与えることを少なくすることができる。また、この層と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物の少なくともいずれか一つを含む層とが、隣接して形成されているので、中間層から隣接する電子輸送層への電荷注入障壁を低減することができ、その結果、低電圧駆動かつ長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる。 According to the method for manufacturing an organic electroluminescent element according to the first aspect of the present invention, the conductive layer having a low specific resistance is contained in the intermediate layer, so that the driving voltage of the organic electroluminescent element can be lowered. Further, since this layer is formed by a vapor phase method with a low energy of 10 eV or less, it is possible to reduce the influence (damage) on the layer to be the base film. Further, since this layer and a layer containing at least one of alkali metal, alkaline earth metal, alkali metal oxide, and alkaline earth metal oxide are formed adjacent to each other, they are adjacent to the intermediate layer. Therefore, it is possible to reduce the charge injection barrier to the electron transporting layer, and as a result, it is possible to manufacture an organic electroluminescence device having a low voltage drive and a long lifetime.
請求項2に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、1×105Ωcm以下の金属酸化物を含む層を酸素存在下で電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法又はプラズマを用いないスパッタ法により形成するので、下地膜となる層への悪影響がより少なく、かつ透明性の高い膜質の中間層を形成することができ、有機エレクトロルミネッセンスのデバイス特性を向上させることができる。
According to the method for manufacturing an organic electroluminescent element according to
請求項3に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、1×105Ωcm以下の導電体を10eV以下のエネルギーで気相法により形成する層を酸素存在下にて形成するので、膜の透過率をより上げることができ、有機エレクトロルミネッセンスのデバイス特性を向上させることができる。
According to the method for manufacturing an organic electroluminescent element according to
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
図1は本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の構造の一例を示すものであり、陽極1となる電極と陰極2となる電極の間に発光層4及び中間層3が設けてある。この発光層4は複数の発光層4a,4bからなるものであり、陽極1と陰極2の積層方向にこれらの発光層4a,4bを積層し、発光層4aと発光層4bの間には中間層3が介在させてある。また一方の電極(陽極1)は、透明な基板5の表面に積層するようにしてある。図1の実施の形態では、陽極1は光透過性の電極として、陰極2は光反射性の電極として形成してある。
FIG. 1 shows an example of the structure of the organic electroluminescence element of the present invention, in which a
図1に示す形態では、発光層4として中間層3を介して2つの発光層4a,4bを設けるようにしているが、中間層3を介して発光層4をさらに多層に積層した積層構成であってもよい。発光層4の積層数は特に制限されるものではないが、層数が増大すると光学的及び電気的な素子設計の難易度が増大するので、5層以内とすることが好ましい。尚、一般的な有機エレクトロルミネッセンス素子と同様に、有機発光層4と陽極1や陰極2の間に、必要に応じてホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層等を設けることができるものであり、図1ではこれらの層の図示を省略してある。
In the form shown in FIG. 1, two light emitting
中間層3は、1×105Ωcm以下の導電体を10eV以下のエネルギーで気相法により形成する層(以下、中間層3Aという)と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属酸化物、及びアルカリ土類金属酸化物の少なくともいずれか一つを含む層(以下、中間層3Bという)とを備えている。
The
中間層3Aは、一般に導電材料として知られている材料からなる層であれば、特に限定されるものではないが、例えば、金属、金属酸化物、電気伝導性化合物などから適宜選定される材料が導電体として用いられて形成されるものである。例示すれば、Al、Cu、Ni、Ag、Au、Tiなどの金属、CuI、ZnSe、ZnS、CuSeなどの金属化合物、ITO(インジウム−スズ酸化物)、SnO2、ZnO、IZO(インジウム−亜鉛酸化物)などの金属酸化物、カーボンナノチューブ、フラーレンなどの炭素化合物などを挙げることができる。これらの材料を一種用いてもよく、もしくは複数を組み合わせて用いてもよい。例えばインジウムとスズ、インジウムと亜鉛、アルミとガリウム、ガリウムと亜鉛、チタンとニオブなど、前記のいずれかの金属を含有する複数の金属、あるいは金属酸化物や、その他の組み合わせの混合物であってもよい。各金属の酸化数や、複数の金属の混合比率は、当該金属酸化物の膜質や安定性、電気的特性が好ましい範囲になるように任意に設定することが可能である。この中間層3Aは、金属酸化物を含むことが、膜の透明性を向上させ、結果的にデバイスとしての効率も向上させるので好ましい。
The
中間層3Aの形成方法は、成膜粒子を10eV以下のエネルギーで気相法によって成膜するものである。これにより、下地膜となる層に影響をなくすることが可能となる。さらに、この層の形成を酸素の存在下で行うことが好ましい。酸素存在下で成膜することにより膜の透過性を向上させることができ、その結果、有機発光エレクトロルミネッセンス素子を実装したデバイスの光学特性を向上させることができる。一般に透明性の高い金属酸化物材料などを蒸着・スパッタする際、実際の膜が低級酸化物となって吸収膜(茶褐色の膜)になり透過率が低下する場合がある。しかしながら、このように酸素存在下で成膜する方法によれば、中間層3Aが吸収膜となることを抑制して透過率を向上させることができるものである。なお、成膜方法によっては、粒子を成膜する際のエネルギーに分布をもつものがあるが、その場合、エネルギー分布におけるエネルギーの最大値が10eV以下であることを意味する。
The
酸素存在下にて中間層3Aを成膜するにあたっては、酸素が下地膜に影響しない程度に酸素の流量を制御するか、もしくは成膜室を仕切り下地膜に酸素流入の影響が及ばないようにすることが好ましい。それにより、下地膜がダメージを受けるのを防ぐことができる。このとき、酸素の流入量は、下地膜に影響を与えないように、極微量(分圧で0.001〜0.0001Pa程度)とするのが好ましい。
In forming the
中間層3Aの成膜方法としては、上記のようなエネルギーにて成膜できるものであれば、特に制限されるものではないが、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、イオンビームスパッタ法、イオンプレーティング法などのプラズマを用いない方法により形成することが好ましく、このうち電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法又はプラズマを用いないスパッタ法がより好ましい。このようなプラズマを用いない方法によれば、下地膜となる層への悪影響がより少なく、かつ透明性の高い膜質の中間層3Aを形成することができ、また、中間層3Aを薄膜に形成することが可能となる。なお、抵抗加熱蒸着では0.01eV以下に、電子ビーム蒸着では0.1eV以下に、イオンビームスパッタでは10eV以下に、イオンプレーティングでは10eV以下に制御することができ、このようなエネルギー量で成膜を行うのが好ましい。
The method for forming the
中間層3Aの成膜の際の粒子のエネルギーのコントロールは、プラズマモニターやエネルギー分析装置などを用いてエネルギー値を判断し、この値に基づき成膜処理を制御することにより可能である。
The energy of the particles during the formation of the
中間層3Aには、さらに上記以外の金属や化合物などを含有させることができる。中間層3Aがホール注入性の金属酸化物の層を備える場合には、この中間層3Aに、ホール注入性を有する金属もしくは金属酸化物が含有されていてもよい。ホール注入性を有する金属としては、例えば、モリブデン、レニウム、タングステン、バナジウム、ニッケル、ルテニウム、アルミニウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの材料がホール注入性を有するかどうかは、一般にホール注入層として使用できるものか否か同様の基準で判断できるものであり、例えば、ホール注入層として用いられる材料との電荷移動錯体の形成を光学的手段、例えば、吸収スペクトルの変化や発光強度の変化などから判断することができる。
The
また、中間層3Aには、さらに有機化合物や非導電性の無機物質などの絶縁物を含有してもよい。無機絶縁物としては、導電体と混合成膜できるものであれば特に限定しないが、例えば、フッ化リチウムやフッ化マグネシウム等の金属フッ化物、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムなどに代表される金属塩化物などの金属ハロゲン化物や、アルミニウム、コバルト、ジルコニウム、チタン、バナジウム、ニオブ、クロム、タンタル、タングステン、マンガン、モリブデン、ルテニウム、鉄、ニッケル、銅、ガリウム、亜鉛などの各種金属の酸化物(前記ホール注入性の金属酸化物に含まれるものを除く)や、窒化物、炭化物、酸化窒化物など、例えばAl2O3、MgO、酸化鉄、AlN、SiN、SiC、SiON、BNなどの絶縁物となるものや、SiO2、SiOなどをはじめとする珪素化合物、炭素化合物などから任意に選択して用いることができる。
Further, the
これらの絶縁物は、可視光領域の吸収が小さく、あるいは屈折率が低いものから選択するのが好ましい。それにより、中間層3Aの光吸収率や屈折率を低下させることができ、その結果、素子内部での反射や吸収が少なくなり、発光層4で生じた光が外部に放出される際のロスを低減することができる。特に、導電性を有しない金属酸化物、金属ハロゲン化物、金属窒化物、金属炭化物、炭素化合物、珪素化合物のいずれかであることが、耐熱性、安定性、光学的な観点から好ましい。
These insulators are preferably selected from those having low absorption in the visible light region or low refractive index. As a result, the light absorption rate and refractive index of the
このように中間層3Aを複数の材料からなる混合物の層として形成する場合、層内における導電体とその他の物質との混合比率は、中間層3Aの比抵抗が1×105Ωcm以下の範囲になるものであれば、任意に設定することができるものである。
When the
中間層3Aの厚みは、好ましくは10nm以下であり、より好ましくは5nm以下である。中間層3Aの厚みを10nm以下とすることによって、当該膜内の横方向への電流伝導を無視できるレベルにまで小さくし、従来技術の欠点として述べた発光領域以外の部分からの意図しない発光を抑制することがより可能となる。特に、厚み(nm)と比抵抗(Ωcm)の関係として、厚み(nm)/比抵抗(Ωcm)の値が104以下の範囲であるのが好ましい。中間層3Aの厚みの下限は、好ましくは2nmである。中間層3Aの厚みがこれより薄いと層が均一安定に形成されなくなるおそれがある。
The thickness of the
中間層3Bは、アルカリ金属(I族の金属)、アルカリ土類金属(II族の金属)、アルカリ金属酸化物、及びアルカリ土類金属酸化物の少なくともいずれか一つを含むものである。
The
中間層3Bに含まれる金属又は金属酸化物としては、特に限定されるものではないが、たとえば、リチウム、セシウム、ナトリウム、ストロンチウム、マグネシウム、カルシウム、イットリウム、サマリウムなど、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属の酸化物や、イリジウム、ニッケルの酸化物などが挙げられる。これらは単独でも用いることができるし、また、複数種を混合して用いてもよい。各金属の酸化数や、複数の金属の混合比率は、これらの金属又は金属酸化物により形成される層の膜質や熱安定性、電気的特性が好ましい範囲になるように任意に設定することが可能である。また、前記中間層3Aと、概ね同一の材料から成るものであってもよい。
The metal or metal oxide contained in the
中間層3Bに用いられる材料は、電子注入性を有するものであるが好ましい。中間層3Bに用いる材料が電子注入性であるかどうかは、一般的に電子注入層として使用できるものか否かと同様の基準で判断できるが、たとえば、電子注入層として用いられる材料との電荷移動錯体の形成を光学的手段、たとえば吸収スペクトルの変化や発光強度の変化などから判断してもよい。
The material used for the
中間層3Bは、前記の金属又は金属酸化物の他に、有機化合物や非導電性の無機物質などの絶縁物を含有していてもよい。無機絶縁物としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属酸化物、及びアルカリ土類金属酸化物と混合成膜できるものであれば特に限定はしないが、例えば、フッ化リチウムやフッ化マグネシウム等の金属フッ化物、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムなどに代表される金属塩化物などの金属ハロゲン化物や、アルミニウム、コバルト、ジルコニウム、チタン、バナジウム、ニオブ、クロム、タンタル、タングステン、マンガン、モリブデン、ルテニウム、鉄、ニッケル、銅、ガリウム、亜鉛などの各種金属の酸化物(前記ホール注入性の金属酸化物に含まれるものを除く)や、窒化物、炭化物、酸化窒化物など、例えば、Al2O3、MgO、酸化鉄、AlN、SiN、SiC、SiON、BNなどの絶縁物となるものや、SiO2、SiOなどをはじめとする珪素化合物、炭素化合物などから任意に選択して用いることができる。
The
これらの絶縁物は、可視光領域の吸収が小さく、あるいは屈折率が低いものから選択するのが好ましい。それにより、中間層3Bの光吸収率や屈折率を低下させることができ、その結果、素子内部での反射や吸収が少なくなり、発光層4で生じた光が外部に放出される際のロスを低減することができる。特に、導電性を有しない金属酸化物、金属ハロゲン化物、金属窒化物、金属炭化物、炭素化合物、珪素化合物のいずれかであることが、耐熱性、安定性、光学的な観点から好ましい。
These insulators are preferably selected from those having low absorption in the visible light region or low refractive index. As a result, the light absorptance and refractive index of the
中間層3Bの厚みは、好ましくは0.5〜2nmである。中間層3Bの厚みがこの範囲よりも薄いと高電圧化し寿命が低下するおそれがある。一方、中間層3Bの厚みがこの範囲よりも厚くても高電圧化し寿命が低下するおそれがある。
The thickness of the
また、図2の実施の形態のように、中間層3Bを陽極1側に透明金属酸化物の層3B−1とし、さらに陽極1側にアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属酸化物、及びアルカリ土類金属酸化物の少なくともいずれか一つを含む層3B−2として2層で構成するのも好ましい。それにより、より低い電圧で駆動させることができる。さらに、層3B−1と層3B−2との厚みの比は1:4〜1:10の範囲であるのが好ましい。層3B−2の厚みが層3B−1の厚みに対してこの範囲よりも薄いと寿命や効率が低下するおそれがある。一方、層3B−2の厚みが層3B−1の厚みに対してこの範囲よりも厚くても寿命や効率が低下するおそれがある。
Further, as in the embodiment of FIG. 2, the
中間層3Aと中間層3Bとは隣接して形成される。それにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を低くすることができると共に、中間層から隣接する電子輸送層への電荷注入障壁を低減することができ、その結果、低電圧駆動かつ長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができるものである。図1の例においては、中間層3Aは陰極1側に配置し、中間層3Bは陽極側に配置している。すなわち、陽極1側から積層形成する場合、中間層3Bを形成した後に、中間層3Bに接するように中間層3Aを形成する。このような中間層3Aと中間層3Bの配置によれば、電子移動及びホール移動の特性を向上させて、発光の良好な有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることが可能となる。
The
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子には、必要に応じて電荷移動錯体の層を導入することも好ましい。それにより、電子移動及びホール移動の特性をより向上させることができ、素子の発光をさらに良好なものとすることができる。 It is also preferable to introduce a charge transfer complex layer into the organic electroluminescence device of the present invention, if necessary. Thereby, the characteristics of electron movement and hole movement can be further improved, and the light emission of the element can be further improved.
電荷移動錯体の層をホール注入に用いる場合には、中間層3とその陰極2側に位置するホール注入層との間に導入する。このような層としては、例えば、ホール輸送性材料あるいは電子を引き抜かれやすい材料に対して、金属、金属酸化物半導体、無機アクセプタ、有機アクセプタなどを添加した系が挙げられる。金属としては仕事関数が大きい金属、例えば仕事関数が5eV以上の金等や、バナジウム、モリブデン、レニウム、タングステン、ニッケルなどの金属を用いることができる。また、金属酸化物としては、特に限定されるものではないが、例えば、バナジウム、モリブデン、レニウム、タングステン、ニッケル、亜鉛、スズ、ニオブなどの金属酸化物が好ましく用いられる。無機アクセプタとしては、塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化銅、臭素やヨウ素などが例示できる。有機アクセプタとしては、フッ素含有有機化合物、シアノ基含有有機化合物など、例えばF4−TCNQ、DDQ、CF3TCNQ、2−TCNQ、あるいはこれらの誘導体などを用いることができ、分子内にさらに多数のフッ素やシアノ基などを含有するような誘導体も好ましく用いることができる。
When a charge transfer complex layer is used for hole injection, it is introduced between the
有機アクセプタは、有機物と当該有機物から電子を受容する材料とを含むものである。有機物と、当該有機物から電子を受容する材料との混合比率は、材料の種類に応じて適宜設定し得るものであるが、好ましくは有機物から電子を受容する材料が、有機物に対して0.1〜80mol%の範囲となるものであり、さらに好ましくは1〜50mol%の範囲となるものである。 The organic acceptor includes an organic substance and a material that accepts electrons from the organic substance. The mixing ratio of the organic substance and the material that accepts electrons from the organic substance can be appropriately set according to the type of the material, but preferably the material that accepts electrons from the organic substance is 0.1% relative to the organic substance. It is in the range of ˜80 mol%, more preferably in the range of 1 to 50 mol%.
有機アクセプタに用いる有機物としては、ホール輸送材料あるいは電子を引き抜かれやすい材料が好適に用いられる。ホール輸送性材料としては、一般的に知られているトリアリールアミン誘導体、例えば、NPD、TPD、2−TNATAなどが挙げられる。また、トリアリールアミン誘導体以外の材料であっても、例えば、ビフェニル誘導体、アントラセン誘導体、ナフタレン誘導体などの芳香族誘導体などや、アニリン誘導体、チオフェン誘導体などの電子を引き抜かれやすい材料であれば適宜に用いることができる。 As the organic substance used for the organic acceptor, a hole transport material or a material that easily extracts electrons is preferably used. Examples of the hole transporting material include generally known triarylamine derivatives such as NPD, TPD, 2-TNATA and the like. Moreover, even if it is a material other than a triarylamine derivative, for example, an aromatic derivative such as a biphenyl derivative, an anthracene derivative, or a naphthalene derivative, or a material that can easily extract electrons such as an aniline derivative or a thiophene derivative is appropriately used. Can be used.
また、電荷移動錯体の層を電子注入に用いる場合には、一般的に電荷移動錯体系として知られ、電子注入に寄与する物質系を用いることができる。このような物質系としては、特に限定されるものではないが、例えば、電子輸送材料に3.7eV以下の仕事関数を有する金属、例えばセリウム、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、ルビジウム、サマリウム、イットリウム等を混合することによって形成された層や、電子輸送材料と、当該電子輸送材料に電子を供与可能なエネルギー準位を有する有機材料又は無機材料とを混合して得られる層、などが挙げられる。 When a charge transfer complex layer is used for electron injection, a material system generally known as a charge transfer complex system and contributing to electron injection can be used. Such a material system is not particularly limited. For example, a metal having a work function of 3.7 eV or less in the electron transport material, for example, cerium, lithium, sodium, magnesium, potassium, rubidium, samarium, yttrium. And a layer formed by mixing an electron transport material with an organic material or an inorganic material having an energy level capable of donating electrons to the electron transport material, and the like. .
電子輸送材料に電子を供与可能なエネルギー準位を有する有機材料又は無機材料としては、例えば、一般的に有機ドナーとして知られている有機材料、例えばルテニウム錯体や、仕事関数が3.7eV以下の金属や、それらの金属を含有する金属酸化物半導体などが挙げられる。仕事関数が3.7eV以下の金属の層としては、特に限定されるものではないが、前述に例示した金属を含む、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属の群から選ばれる金属を含有してなる層であるのが好ましい。 As an organic material or an inorganic material having an energy level capable of donating electrons to an electron transport material, for example, an organic material generally known as an organic donor, for example, a ruthenium complex, or a work function of 3.7 eV or less is used. Examples thereof include metals and metal oxide semiconductors containing these metals. The metal layer having a work function of 3.7 eV or less is not particularly limited, but contains a metal selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, and rare earth metals including the metals exemplified above. Preferably, the layer is
電荷移動錯体の層の厚みは、特に限定されるものではないが、概して1〜20nm程度が好ましい。電荷移動錯体の層の厚みがこの範囲より薄いと高電圧化するおそれがあり、一方、電荷移動錯体の層の厚みがこの範囲より厚いと光透過性が低下するおそれがある。 The thickness of the charge transfer complex layer is not particularly limited, but is generally preferably about 1 to 20 nm. If the thickness of the charge transfer complex layer is thinner than this range, the voltage may be increased. On the other hand, if the thickness of the charge transfer complex layer is larger than this range, the light transmittance may be lowered.
また、電荷移動錯体の層には、他の有機化合物や無機物質、例えば、Al、Cu、Ni、Ag、Au、Tiなどの金属や、LiF、Li2O、NaF、CsF、SiO2、SiOなどの金属ハロゲン化物又は金属酸化物などを含有することが好ましい。2種以上の材料を混合することによって、単独では安定性が悪い材料の安定性を向上させたり、単独では膜質や隣接する層との密着性が悪い材料の成膜性を向上させたりすることが可能となる。 In addition, the layer of the charge transfer complex may include other organic compounds and inorganic substances such as metals such as Al, Cu, Ni, Ag, Au, Ti, LiF, Li 2 O, NaF, CsF, SiO 2 , SiO 2 It is preferable to contain a metal halide or a metal oxide. Mixing two or more materials can improve the stability of materials that are not stable by themselves, or improve the film formability of materials that are poor in film quality and adhesion to adjacent layers. Is possible.
発光層4の材料としては、有機エレクトロルミネッセンス素子用の材料として知られる任意の材料が使用可能である。例えばアントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム錯体、トリス(4−メチル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、トリス(5−フェニル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−(p−ターフェニル−4−イル)アミン、1−アリール−2,5−ジ(2−チエニル)ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、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、ジスチリルアミン誘導体及び各種蛍光色素等、前述の材料系およびその誘導体を始めとするものが挙げられるが、これらに限定するものではない。またこれらの化合物のうちから選択される発光材料を適宜混合して用いることも好ましい。また、前記化合物に代表される蛍光発光を生じる化合物のみならず、スピン多重項からの発光を示す材料系、例えば燐光発光を生じる燐光発光材料、およびそれらからなる部位を分子内の一部に有する化合物も好適に用いることができる。またこれらの材料からなる発光層4は、蒸着、転写等乾式プロセスによって成膜しても良いし、スピンコート、スプレーコート、ダイコート、グラビア印刷等、湿式プロセスによって成膜するものであってもよい。
As a material of the
また、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する他の部材である、積層された素子を保持する基板5や陽極1、陰極2等には、従来から使用されているものをそのまま使用することができる。
Moreover, what was used conventionally can be used as it is for the board |
すなわち、上記基板5は、この基板5を通して光が出射される場合には光透過性を有するものであり、無色透明の他に、多少着色されているものであっても、すりガラス状のものであってもよい。例えば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどの透明ガラス板や、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、エポキシ等の樹脂、フッ素系樹脂等から任意の方法によって作製されたプラスチックフィルムやプラスチック板などを用いることができる。またさらに、基板5内に基板母剤と屈折率の異なる粒子、粉体、泡等を含有し、あるいは表面に形状を付与することによって、光拡散効果を有するものも使用可能である。また、基板5を通さずに光を射出させる場合、基板5は必ずしも光透過性を有するものでなくてもかまわず、素子の発光特性、寿命特性等を損なわない限り、任意の基板5を使うことができる。特に、通電時の素子の発熱による温度上昇を軽減するために、熱伝導性の高い基板5を使うこともできる。
That is, the
上記陽極1は、発光層4中にホールを注入するための電極であり、仕事関数の大きい金属、合金、電気伝導性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が4eV以上のものを用いるのがよい。このような陽極1の材料としては、例えば、金などの金属、CuI、ITO(インジウム−スズ酸化物)、SnO2、ZnO、IZO(インジウム−亜鉛酸化物)等、PEDOT、ポリアニリン等の導電性高分子及び任意のアクセプタ等でドープした導電性高分子、カーボンナノチューブなどの導電性光透過性材料を挙げることができる。陽極1は、例えば、これらの電極材料を基板5の表面に真空蒸着法やスパッタリング法、塗布等の方法により薄膜に形成することによって作製することができる。また、発光層4における発光を陽極1を透過させて外部に照射するためには、陽極1の光透過率を70%以上にすることが好ましい。さらに、陽極1のシート抵抗は数百Ω/□以下とすることが好ましく、特に好ましくは100Ω/□以下とするものである。ここで、陽極1の膜厚は、陽極1の光透過率、シート抵抗等の特性を上記のように制御するために、材料により異なるが、500nm以下、好ましくは10〜200nmの範囲に設定するのがよい。
The
また上記陰極2は、発光層4中に電子を注入するための電極であり、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が5eV以下のものであることが好ましい。このような陰極2の電極材料としては、アルカリ金属、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属等、およびこれらと他の金属との合金、例えばナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Al/LiF混合物を例として挙げることができる。またアルミニウム、Al/Al2O3混合物なども使用可能である。さらに、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、あるいは金属酸化物を陰極2の下地として用い、さらに金属等の導電材料を1層以上積層して用いてもよい。例えば、アルカリ金属/Alの積層、アルカリ金属のハロゲン化物/アルカリ土類金属/Alの積層、アルカリ金属の酸化物/Alの積層などが例として挙げられる。また、ITO、IZOなどに代表される透明電極を用い、陰極2側から光を取りだす構成としても良い。また陰極2の界面の有機物層にリチウム、ナトリウム、セシウム、カルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属をドープしても良い。
Further, the
また上記陰極2は、例えば、これらの電極材料を真空蒸着法やスパッタリング法等の方法により、薄膜に形成することによって作製することができる。発光層4における発光を陽極1側から取り出す場合には、陰極2の光透過率を10%以下にすることが好ましい。また反対に、透明電極を陰極2として陰極2側から発光を取りだす場合(陽極1と陰極2の両電極から光を取り出す場合も含む)には、陰極2の光透過率を70%以上にすることが好ましい。この場合の陰極2の膜厚は、陰極2の光透過率等の特性を制御するために、材料により異なるが、通常500nm以下、好ましくは100〜200nmの範囲とするのがよい。
Moreover, the said
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の素子構成は、本発明の趣旨に反しない限り任意のものを用いることができる。例えば既述のように図1は、ホール注入層やホール輸送層、電子輸送層や電子注入層の記載を省略しているが、必要に応じてこれらの層を適宜設けることができる。 Any element configuration of the organic electroluminescence element of the present invention can be used as long as it is not contrary to the gist of the present invention. For example, as described above, FIG. 1 omits the description of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electron injection layer, but these layers can be provided as needed.
ホール輸送層に用いる材料としては、例えばホール輸送性を有する化合物の群から選定することができる。この種の化合物としては、例えば、4,4’−ビス[N−(ナフチル)−N−フェニル−アミノ]ビフェニル(α−NPD)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(TPD)、2−TNATA、4,4’,4”−トリス(N−(3−メチルフェニル)N−フェニルアミノ)トリフェニルアミン(MTDATA)、4,4’−N,N’−ジカルバゾールビフェニル(CBP)、スピロ−NPD、スピロ−TPD、スピロ−TAD、TNBなどを代表例とする、アリールアミン系化合物、カルバゾール基を含むアミン化合物、フルオレン誘導体を含むアミン化合物などを挙げることができるが、一般に知られる任意のホール輸送材料を用いることが可能である。 The material used for the hole transport layer can be selected from, for example, a group of compounds having hole transport properties. Examples of this type of compound include 4,4′-bis [N- (naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (α-NPD), N, N′-bis (3-methylphenyl)-(1 , 1′-biphenyl) -4,4′-diamine (TPD), 2-TNATA, 4,4 ′, 4 ″ -tris (N- (3-methylphenyl) N-phenylamino) triphenylamine (MTDATA) 4,4′-N, N′-dicarbazole biphenyl (CBP), spiro-NPD, spiro-TPD, spiro-TAD, TNB, and the like, arylamine compounds, amine compounds containing a carbazole group, An amine compound containing a fluorene derivative can be exemplified, and any generally known hole transporting material can be used.
また、電子輸送層に用いる材料としては、電子輸送性を有する化合物の群から選定することができる。この種の化合物としては、Alq3等の電子輸送性材料として知られる金属錯体や、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、テトラジン誘導体、オキサジアゾール誘導体等のヘテロ環を有する化合物などが挙げられるが、この限りではなく、一般に知られる任意の電子輸送材料を用いることが可能である。 The material used for the electron transport layer can be selected from the group of compounds having electron transport properties. Examples of this type of compound include metal complexes known as electron transporting materials such as Alq 3 and compounds having a heterocyclic ring such as phenanthroline derivatives, pyridine derivatives, tetrazine derivatives, oxadiazole derivatives, etc. Instead, any generally known electron transport material can be used.
上記のように形成される本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子にあっては、中間層3を介して複数の発光層4を積層して設けているので、複数層の発光層4が中間層3によって電気的に直列に接続された状態で発光するものであり、高輝度で発光させることが可能となるものである。
In the organic electroluminescence element of the present invention formed as described above, since the plurality of light emitting
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
(実施例1)
実施例として図1に示す層構成及び図3に示すパターンを有する有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
Example 1
As an example, an organic electroluminescence element having the layer configuration shown in FIG. 1 and the pattern shown in FIG. 3 was produced.
まず、陽極1として、厚み110nm、幅5mm、シート抵抗約12Ω/□のITO膜が図3のパターンのように成膜された、0.7mm厚のガラス製の基板5を用意した。そして、この基板5を、洗剤、イオン交換水、アセトンで各10分間超音波洗浄した後、IPA(イソプロピルアルコール)で蒸気洗浄して乾燥し、さらにUV/O3処理を施した。
First, a 0.7 mm
次に、この基板5を真空蒸着装置にセットし、1×10−4Pa以下の減圧雰囲気下で、陽極1の上に、ホール注入層として、4,4’−ビス[N−(ナフチル)−N−フェニル−アミノ]ビフェニル(α−NPD)と酸化モリブデン(MoO3)の共蒸着体(モル比1:1)を30nmの膜厚で蒸着した。次にこの上にホール輸送層として、α−NPDを40nmの膜厚で蒸着した。
Next, this
次いで、このホール輸送層の上に、発光層4aとして、Alq3にルブレンを7質量%共蒸着した層を40nmの膜厚で形成した。そして、この発光層4aの上に、電子輸送層としてAlq3を単独で30nmの厚みに成膜し、電子注入層としてLi2MoO4((株)高純度化学研究所製)を厚み3nmで成膜した。
Next, a layer obtained by co-evaporating 7% by mass of rubrene on Alq 3 was formed as a
次いで、中間層3Bとして、Mgを比抵抗加熱蒸着によって厚み1nmで形成した。続けて、中間層3Aとして、1×105Ωcm以下の導電体であるITOを酸素雰囲気下、電子ビーム蒸着(気相法)によって厚み3nmで成膜した。その際、エネルギー分析装置(Pfeiffer社製:型番PPM442)を用いて、成膜時の雰囲気中における粒子の運動エネルギーが10eV以下であることを確認しながら成膜を行った。
Next, as an
次いで、ホール注入性の金属酸化物であるMoO3を抵抗加熱蒸着によって1nm成膜し、ホール輸送層としてα−NPDを40nmの膜厚で蒸着した。 Subsequently, MoO 3 which is a hole-injecting metal oxide was formed into a film having a thickness of 1 nm by resistance heating vapor deposition, and α-NPD was deposited in a thickness of 40 nm as a hole transport layer.
そして、このホール輸送層の上に、発光層4bとしてAlq3にルブレンを7質量%共蒸着した層を40nmの膜厚で形成した。次に、この発光層4bの上に電子輸送層としてAlq3を単独で蒸着して30nmの膜厚に成膜した。続いて、LiFを厚み0.5nmで成膜した。
Then, on the hole transport layer to form a layer by depositing rubrene 7 wt% both in Alq 3 as a light-emitting
この後、陰極2となるアルミニウムを、0.4nm/sの蒸着速度で図3のパターンのように5mm幅、100nm厚に蒸着した。
Thereafter, aluminum serving as the
このようにして、図1に示すような発光層4が2層の層構成を有し、図3に示すパターンを有する有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。尚、図1では、ホール注入層、ホール輸送層及び電子輸送層の図示が省略されている。
Thus, the organic electroluminescent element which has the
(実施例2)
中間層3Aを、1×105Ωcm以下の導電体であるITOをイオンビームスパッタ法により厚み3nmに成膜することにより形成した。その際、エネルギー分析装置(Pfeiffer社製:型番PPM442)を用いて、成膜時の雰囲気中における粒子の運動エネルギーが10eV以下であることを確認しながら成膜を行った。その他は、実施例1と同様の材料及び方法で、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
(Example 2)
The
(実施例3)
中間層3Bを、Liを厚み1nmで成膜することにより形成した。その他は、実施例1と同様の材料及び方法で、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
(Example 3)
The
(実施例4)
中間層3Aを、電子ビーム蒸着によるITOと加熱蒸着によるNaとの混合物(重量比95:5、比抵抗9×10−3Ωcm)からなる10nmの層として形成した。その際、エネルギー分析装置(Pfeiffer社製:型番PPM442)を用いて、成膜時の雰囲気中における粒子の運動エネルギーが10eV以下であることを確認しながら成膜を行った。その他は、実施例1と同様の材料及び方法で、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
Example 4
The
(従来例1)
従来例1として発光層4が一層の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
(Conventional example 1)
As Conventional Example 1, an organic electroluminescent element having a single
まず、実施例1と同様のITO膜(陽極1)を設けたガラス製の基板5の陽極1の上に、ホール注入層として、α−NPDとMoO3の共蒸着体(モル比1:1)を30nmの膜厚で蒸着し、この上にホール輸送層として、α−NPDを40nmの膜厚で蒸着した。
First, on the
次いで、ホール輸送層の上に、発光層4としてAlq3にルブレンを7質量%共蒸着した層を40nmの膜厚で形成した。
Next, on the hole transport layer, a layer in which 7% by mass of rubrene was co-evaporated on Alq 3 as a
次にこの上に電子輸送層としてAlq3を単独で30nm成膜し、続いて、LiFを0.5nm成膜した。 Next, an Alq 3 film having a thickness of 30 nm alone was formed thereon as an electron transport layer, and subsequently, LiF was formed to a thickness of 0.5 nm.
この後、陰極2となるアルミニウムを0.4nm/sの蒸着速度で5mm幅、100nm厚に蒸着することによって、発光層4が一層構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
Thereafter, aluminum serving as the
(比較例1)
中間層3Aを、1×105Ωcm以下の導電体であるITOをマグネトロンスパッタ法(プラズマを用いたスパッタ法)により厚み20nmに成膜することにより形成した。なお、マグネトロンスパッタ法におけるエネルギー値は10eVを超える粒子が多数あった。その他は、実施例1と同様の材料及び方法で、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
(Comparative Example 1)
The
(比較例2)
中間層3Bを設けずに、中間層3Aを、1×105Ωcm以下の導電体であるAuを蒸着により厚さ2nmに成膜することにより形成した。その他は、実施例1と同様の材料及び方法で、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
(Comparative Example 2)
Without providing the
(比較例3)
中間層3Aを、高い比抵抗を有するSiO(推定1×1010Ωcm)を蒸着によって厚み10nmに成膜することにより形成した。その他は、実施例1と同様の材料及び方法で、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
(Comparative Example 3)
The
(比較例4)
電子輸送層として設けたAlq3(30nm)の層の上に、中間層3Bを、Li2Oからなる電子注入性の金属酸化物により厚み2nmで形成し、中間層3Aは設けなかった。その他は、実施例1と同様の材料及び方法で、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
(Comparative Example 4)
On the layer of Alq 3 (30 nm) provided as the electron transport layer, the
(比較例5)
電子輸送層として設けたAlq3(30nm)の層の上に、中間層3Bを設けずに、中間層3Aを、1×105Ωcm以下の導電体であるITOとAlとを重量比9:1で共蒸着することにより厚み10nmに成膜して形成した。その他は、実施例1と同様の材料及び方法で、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
(Comparative Example 5)
On the Alq 3 (30 nm) layer provided as the electron transport layer, the
(評価)
各実施例、従来例、各比較例で得られた有機エレクトロルミネッセンス素子に、15mA/cm2の電流を通電し、その際の電圧、輝度を測定した。このとき、最大電圧を20Vとした。結果を表1に示す。
(Evaluation)
A current of 15 mA / cm 2 was passed through the organic electroluminescence elements obtained in each of the examples, conventional examples, and comparative examples, and the voltage and luminance at that time were measured. At this time, the maximum voltage was 20V. The results are shown in Table 1.
表1にみられるように、各実施例の有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光輝度及び駆動電圧ともに、1層の発光層4を設けた従来例1の概ね2倍であり、中間層3の存在によって2層の有機発光層4a,4bの電気的接続が良好に行なわれていることが確認された。
As can be seen in Table 1, the organic electroluminescence elements of the respective examples are approximately twice as large as the conventional example 1 in which the light emitting luminance and the driving voltage are provided, and the presence of the
一方、比較例1では、プラズマを用いたスパッタ法により1×105Ωcm以下の導電体であるITOからなる層を形成したことで、プラズマからのダメージによって、下地膜の有機膜界面にダメージが生じており、駆動電圧が上昇し、発光効率が低下していることがわかる。 On the other hand, in Comparative Example 1, a layer made of ITO, which is a conductor of 1 × 10 5 Ωcm or less, was formed by sputtering using plasma, so that damage to the organic film interface of the underlying film was caused by damage from the plasma. It can be seen that the drive voltage increases and the light emission efficiency decreases.
また比較例2では、20Vでも10mA/cm2程度の電流しか流れず、発光が得られなかった。また比較例3では、20Vでもほとんど電流が流れなかった。比較例2では中間層からのホール注入障壁が大きいために、比較例3では中間層の導電率が低いために、高電圧印加時にも十分な電流が流れないものと考えられる。 In Comparative Example 2, only a current of about 10 mA / cm 2 flowed even at 20 V, and no light emission was obtained. In Comparative Example 3, almost no current flowed even at 20V. In Comparative Example 2, the hole injection barrier from the intermediate layer is large, and in Comparative Example 3, the conductivity of the intermediate layer is low. Therefore, it is considered that sufficient current does not flow even when a high voltage is applied.
また、比較例4及び比較例5においても、20Vでもほとんど電流が流れなかった。比較例4では導電性の層を含んでいないために、比較例5では電子注入性の層を有しないために、電流が流れないものと考えられる。 In Comparative Examples 4 and 5, almost no current flowed even at 20V. Since Comparative Example 4 does not include a conductive layer, Comparative Example 5 does not have an electron injecting layer, and thus it is considered that no current flows.
1 陽極
2 陰極
3,3A,3B 中間層
4,4a,4b 発光層
5 基板
1
Claims (3)
3. The method for producing an organic electroluminescent element according to claim 1, wherein a layer for forming a conductor having a density of 1 × 10 5 Ωcm or less by a gas phase method with an energy of 10 eV or less is formed in the presence of oxygen. .
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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A621 | Written request for application examination |
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A711 | Notification of change in applicant |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A521 | Request for written amendment filed |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A521 | Request for written amendment filed |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A521 | Request for written amendment filed |
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A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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A045 | Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20140128 |