JP2011165653A - 有機el素子およびそれを用いた発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板10の上に、第1電極11と有機化合物層12と第2電極15とを有し、第2電極15から光が取り出される有機EL素子において、第2電極15が、基板10側から第1金属層13と、第2金属層14と、を順に有し、第2金属層14は、Agを含み、膜厚が5.0nm以上20nm以下である金属層であり、第1金属層13は、MgとAgとを有し、膜厚が1.0nm以上5.0nm以下である金属層である。
【選択図】 図1
Description
以下に図面を参照しながら本発明を説明する。図1(a)は本発明の有機EL素子の概略断面図を示している。本発明の有機EL素子は、基板10上に、第1電極11と、第2電極15と、第1電極11と第2電極15との間に配置される発光層を有する有機化合物層12とを有している。そして、図1(a)で示される有機EL素子は、第2電極15側から光が取り出され、基板10とは反対側から光が取り出される構成(いわゆるトップエミッション型)である。第2電極15は、基板10側から第1金属層13と、第1金属層13に接する第2金属層14とを順に有している。そして、第2金属層14は、銀(Ag)を90体積%以上含み、膜厚が5.0nm以上20nm以下である薄膜の金属層である。そして、第2金属層14の下地層として、MgとAgとを有し、膜厚が1.0nm以上5.0nm以下である金属層を設ける構成である。このため、第2金属層14を連続膜にすることができ、第2金属層14の局所表面プラズモン吸収を抑制することができ、透過率の低下を抑制することができる。
次に、本発明の別な実施形態について説明する。図1(b)のように本発明の発光装置は、有機EL素子を有する画素1を複数有する発光装置であって、これら各画素の発光を制御するTFTなどの制御手段を備えており、画素1が本発明の有機EL素子を有している。
本参考例は、石英基板上に有機化合物層を形成し、その上に、第1金属層として、Ag濃度が異なるMgとAgとの金属層を形成し、その上に第2金属層としてAgを形成する例である。
本参考例は、石英基板上に有機化合物層を形成し、その上に、第1金属層として、膜厚の異なるMgとAgとの金属層を形成し、その上に第2金属層としてAgを形成する例である。
石英基板上に有機化合物層として上記化合物1を膜厚20nmで形成した。次にその上に、第1金属層として、成膜速度0.5Å/sでAlを、膜厚2.0nmで形成した。次にその上に、Agの成膜速度を0.5Å/sとして、Ag薄膜層(第2金属層)を膜厚10nm形成した。その他の条件は参考例1と同様である。
参考例1,2及び比較例1の透過率を測定した。透過率の測定は、Ubest V−560(日本分光製)を用い、参考例および比較例で用いた石英基板と同じロットの石英基板と封止ガラスのみを封止したサンプルをリファレンスとして用いて行った。参考例1の透過率が図2(a)に、MgとAgとの金属層の視感透過率のAg濃度依存性が図2(b)に示されている。なお、視感透過率は、Agの濃度が100体積%のものを1として比較している。図2(a)に示されるように、Ag単層,Mg単層とAg薄膜積層体に比べ、可視領域において、MgとAgとの金属層とAg薄膜積層体の透過率の変化量が小さく、特に、長波長側(600nm以上)では透過率が高く維持されている。第1金属層におけるAgの濃度が0体積%より大きく80体積%以下である場合には、Ag単層,Mg単層とAg薄膜積層体に比べて視感透過率が大きくなることがわかる。さらに、そのAgの濃度は、5体積%以上50体積%以下がより好ましい。さらにそのAgの濃度は、30体積%以上50体積%以下がより好ましい。なお、Agの濃度が20体積%で視感透過率が減少しているのは誤差の範囲である。
本実施例は、青色の有機EL素子の例で図1にその構成が示されている。まず、ガラス基板10上に、アルミニウム合金(AlNd)を100nmの膜厚でスパッタリング法にて成膜し、InZnOをスパッタリング法にて40nmの膜厚で成膜し、第1電極11を形成した。
電子注入層までの各層を、実施例1と同様にして形成した。次に、第1金属層を設けず、Agを膜厚10nm形成し、第2電極とした。そして、実施例1と同様に封止した。
電子注入層までの各層を、実施例1と同様にして形成した。次に、第2電極の第1金属層として、Mgの成膜速度を0.9Å/s、Agの成膜速度を0.1Å/sで、MgとAgとの金属層を膜厚5.0nmで形成した。次にその上に、第2金属層として、Mgの成膜速度を0.8Å/s、Agの成膜速度を0.2Å/sで、主成分をMgとするMgとAgとの金属層を膜厚10nm形成した。そして、実施例1と同様に封止した。
上記実施例1および比較例3で作製した青色の有機EL素子について、電流効率と発光スペクトルを測定した。電流効率は、実施例1、比較例3でそれぞれ、4.2cd/A、2.9cd/Aとなっており、本発明の実施例1の有機EL素子で高い発光効率が得られた。なお、比較例2の素子は点灯しなかった。これは、第2電極が連続膜とならなかったためと考えられる。
本実施例は、緑色の有機EL素子の例である。本実施例では、第2正孔輸送層を成膜せず、下記化合物6と下記化合物7で示される化合物とをそれぞれ成膜速度0.98Å/s、0.02Å/sで共蒸着し、膜厚30nmの発光層を形成した。その他の構成、製法は実施例1と同様である。
第2電極以外の各層を、実施例2の緑色素子を得た手順と同様にして形成した。次に、第2電極の第1金属層として、Mgの成膜速度を0.9Å/s、Agの成膜速度を0.1Å/sで、MgとAgとの金属層を膜厚5.0nmで形成した。次にその上に、第2金属層として、Mgの成膜速度を0.8Å/s、Agの成膜速度を0.2Å/sで、主成分をMgとするMgとAgとの金属層を膜厚10nm形成した。そして、実施例1と同様に封止した。
上記実施例2および比較例4で作製した青色の有機EL素子について、電流効率と発光スペクトルを測定した。電流効率は、実施例2、比較例4でそれぞれ、19.8cd/A、13.9cd/Aとなっており、本発明の実施例2の有機EL素子で高い発光効率が得られた。
本実施例は、赤色の有機EL素子の例である。本実施例では、第2正孔輸送層を成膜せず、下記化合物8と下記化合物9と下記化合物10とをそれぞれ成膜速度0.68Å/s、0.02Å/s、0.30Å/sで共蒸着し、膜厚30nmの発光層を形成した。その他の構成、製法は実施例1と同様である。
第2電極以外の各層を、実施例3の赤色素子を得た手順と同様にして形成した。次に、第2電極の第1金属層として、Mgの成膜速度を0.9Å/s、Agの成膜速度を0.1Å/sで、MgとAgとの金属層を膜厚5.0nmで形成した。次にその上に、第2金属層として、Mgの成膜速度を0.8Å/s、Agの成膜速度を0.2Å/sで、主成分をMgとするMgとAgとの金属層を膜厚10nm形成した。そして、実施例1と同様に封止した。
上記実施例3および比較例5で作製した赤色の有機EL素子について、電流効率と発光スペクトルを測定した。電流効率は、実施例3、比較例5でそれぞれ、10.6cd/A、8.5cd/Aとなっており、本発明の実施例3の有機EL素子で高い発光効率が得られた。
11 第1電極
12 有機化合物層
13 第1金属層
14 第2金属層
15 第2電極
Claims (10)
- 基板の上に、第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置される発光層を有する有機化合物層と、を有し、前記第2電極から光が取り出される有機EL素子であって、
前記第2電極が、前記基板側から第1金属層と、前記第1金属層に接する第2金属層と、を順に有し、
前記第2金属層は、Agを含み、膜厚が5.0nm以上20nm以下である金属層であり、
前記第1金属層は、MgとAgとを有し、膜厚が1.0nm以上5.0nm以下である金属層であることを特徴とする有機EL素子。 - 前記MgとAgとを有する金属層におけるAgの体積比率が、0体積%より大きく80体積%以下であることを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子。
- 前記MgとAgとを有する金属層におけるAgの体積比率が、5体積%以上50体積%以下であることを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子。
- 前記MgとAgとを有する金属層におけるAgの体積比率が、30体積%以上50体積%以下であることを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子。
- 前記MgとAgとを有する金属層におけるAgの重量比率が、0.0重量%より大きく96.0重量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子。
- 前記MgとAgとを有する金属層におけるAgの重量比率が、24.1重量%以上85.8重量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子。
- 前記MgとAgとを有する金属層におけるAgの重量比率が、72.1重量%以上85.8重量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子。
- 前記第1金属層の膜厚が、1.0nm以上2.0nm以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の有機EL素子。
- 有機EL素子を有する複数の画素と、前記画素の発光を制御する制御手段と、を有する発光装置であって、
前記有機EL素子が、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の有機EL素子であることを特徴とする発光装置。 - 請求項9に記載の発光装置において、前記複数の画素は、赤色発光画素と緑色発光画素と青色発光画素とを含むことを特徴とする発光装置。
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