JP2017174598A - Organic EL element - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、有機EL素子に関する。 The present disclosure relates to an organic EL element.
近年、液晶表示素子(LCD)に続く次世代表示デバイスとして、有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子等、自発光素子を二次元配列した発光素子型の表示パネルを備えた発光装置の研究開発が行われている。
有機EL素子は、陽極と、陰極と、これらの一対の電極間に形成される、例えば、有機発光層、正孔注入層等を有する有機EL層(発光機能層)とを備える。また、有機EL素子は、有機発光層において正孔と電子が再結合することによって発生するエネルギーにより発光する。
In recent years, as a next-generation display device following a liquid crystal display element (LCD), research and development of a light-emitting device including a light-emitting element type display panel in which self-light-emitting elements such as organic EL (electroluminescence) elements are two-dimensionally arranged has been performed. ing.
The organic EL element includes an anode, a cathode, and an organic EL layer (light emitting functional layer) formed between the pair of electrodes, for example, having an organic light emitting layer and a hole injection layer. Further, the organic EL element emits light by energy generated by recombination of holes and electrons in the organic light emitting layer.
このような有機EL素子の光を取り出す側の透明電極としては、一般的には、錫ドープ酸化インジウム(Indium Thin Oxide:ITO)や、亜鉛ドープ酸化インジウム(Indium Zinc Oxide:IZO)等を用いて形成されるが、低抵抗を得るためには、厚く均一な膜を形成しなければならない。しかし、このような透明電極において低抵抗化を実現するには、光透過率の減少、価格の高騰、形成プロセスにおける高温処理の手間等が発生するため、特に、フィルム上での低抵抗化には限界があった(例えば、特許文献1を参照)。 As the transparent electrode on the light extraction side of such an organic EL element, in general, tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide (IZO), or the like is used. Although formed, in order to obtain low resistance, a thick and uniform film must be formed. However, in order to achieve low resistance in such a transparent electrode, the light transmittance decreases, the price increases, and the high temperature treatment in the formation process occurs. Has a limit (see, for example, Patent Document 1).
そのため、近年では、ITOを用いない透明電極の技術が開示されており、例えば、一様な網目状、櫛形、または、グリッド型等の金属及び合金のうち少なくとも一方の細線構造部を配置した導電性面を作製し、その上に、例えば、導電性高分子材料を適当な溶媒に溶解または分散したインクを、塗布法や印刷法を用いて透明導電層を形成することによって、透明電極を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献2や特許文献3を参照)。
Therefore, in recent years, transparent electrode technology that does not use ITO has been disclosed. For example, a conductive structure in which at least one fine wire structure portion of a metal and an alloy such as a uniform mesh shape, a comb shape, or a grid shape is disposed. A transparent electrode is formed by, for example, forming a transparent conductive layer on the surface using, for example, an ink obtained by dissolving or dispersing a conductive polymer material in an appropriate solvent using a coating method or a printing method. Have been proposed (see, for example,
導電性高分子材料を分散したインクの塗布法や印刷法を用いた場合、基材上にインクを吐出または転写した後、インクに含まれる溶剤が蒸発することにより、乾燥固化して塗膜となる。しかしながら、インクの乾燥過程において、塗膜の下部に配置される金属及び合金のうち少なくとも一方からなる細線構造部の導電性面の形状の影響により、導電性高分子材料の流動が均一にならず、形成される透明導電層がある程度不均一になる場合がある。 When using an ink application method or printing method in which a conductive polymer material is dispersed, after the ink is discharged or transferred onto the substrate, the solvent contained in the ink evaporates to dry and solidify the coating film. Become. However, in the drying process of the ink, the flow of the conductive polymer material is not uniform due to the influence of the shape of the conductive surface of the fine wire structure portion made of at least one of the metal and the alloy disposed under the coating film. In some cases, the formed transparent conductive layer becomes non-uniform to some extent.
その透明電極の不均一性によっては、透明電極上に形成する有機EL層の膜厚が不均一になる場合があり、その結果、有機EL層に付加する電界強度が不均一になるため、電界が集中する領域で、有機EL層(有機EL素子)の劣化が著しくなる。この問題は特に有機EL層が薄ければ薄いほど顕著になり、発光の信頼性や寿命が低下するという問題を有していた。 Depending on the non-uniformity of the transparent electrode, the film thickness of the organic EL layer formed on the transparent electrode may become non-uniform, and as a result, the electric field strength applied to the organic EL layer becomes non-uniform. In the region where the concentration of the organic EL element is concentrated, the organic EL layer (organic EL element) is significantly deteriorated. This problem becomes more prominent as the organic EL layer is thinner, and has a problem that the reliability and life of light emission are reduced.
本発明は、このような問題点を解決しようとするものであり、透明導電層の不均一による発光の信頼性や寿命の低下を抑制することが可能な、有機EL素子を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an organic EL element capable of suppressing light emission reliability and lifetime reduction due to non-uniformity of a transparent conductive layer. And
本発明の一態様によれば、透明基材と、この透明基材上に格子状に形成された導電材料からなる細線構造部と、上記透明基材及び上記細線構造部上に形成される透明導電層と、この透明導電層上に形成される陰極と、上記透明導電層と上記陰極との間に形成される有機物からなる有機発光層を含む有機EL層とを備え、上記透明基材の上面から上記細線構造部上の上記透明導電層までの最大膜厚d1と、上記透明基材上の上記透明導電層の最小膜厚d2と、上記有機EL層の最小膜厚d3とが、(1)式の条件を満たすことを特徴とするが提供される。
d1−d2 ≦d3 ・・・(1)
According to one aspect of the present invention, a transparent base material, a fine wire structure portion made of a conductive material formed in a lattice shape on the transparent base material, and a transparent material formed on the transparent base material and the fine wire structure portion. An organic EL layer comprising an electroconductive layer, a cathode formed on the transparent electroconductive layer, and an organic light emitting layer made of an organic material formed between the transparent electroconductive layer and the cathode. The maximum film thickness d1 from the upper surface to the transparent conductive layer on the thin wire structure, the minimum film thickness d2 of the transparent conductive layer on the transparent substrate, and the minimum film thickness d3 of the organic EL layer are ( 1) characterized by satisfying the condition of equation (1).
d1-d2 ≦ d3 (1)
本発明の一態様によれば、透明導電層の不均一による発光の信頼性や寿命の低下を抑制することが可能な、有機EL素子が提供される。 According to one embodiment of the present invention, there is provided an organic EL element capable of suppressing light emission reliability and lifetime reduction due to non-uniformity of a transparent conductive layer.
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても1つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。 In the following detailed description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of embodiments of the present invention. However, it will be apparent that one or more embodiments may be practiced without such specific details. In other instances, well-known structures and devices are schematically shown in order to simplify the drawing.
<第1実施形態>
[有機EL素子]
以下、本発明の第1実施形態(以下、本実施形態と記載する)に係る有機EL素子1について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係る有機EL素子1の構成を示す図であり、図2は、図1のI−I線断面図である。
図1及び図2中に示すように、有機EL素子1は、透明基材2と、細線構造部3と、透明導電層4と、有機EL層5と、陰極6とを備えている。なお、図1では、透明導電層4、有機EL層5及び陰極6を省略した有機EL素子1を示している。また、有機EL素子1は、図2に示すように、透明基材2、細線構造部3、透明導電層4、有機EL層5及び陰極6が、透明基材2側からこの順に形成されて構成されている。
<First Embodiment>
[Organic EL device]
Hereinafter, an organic EL element 1 according to a first embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment) will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an organic EL element 1 according to this embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line II in FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, the organic EL element 1 includes a
細線構造部3と透明導電層4とを形成した場合、透明導電層4が細線構造部3の側面にせり上がった状態で成膜され、表面形状が凹凸のある不均一な有機EL素子1が形成される。この状態は、一般的に、透明基材2上の、構造体(本実施形態での細線構造部3)を含む部分に透明導電層4の材料を含む溶液を塗布する際に、塗布された溶液が乾燥する過程において、細線構造部3と透明基材2との接点において、毛細管現象により乾燥過程の溶液が引き付けられることで発生する状態である。
When the fine
この透明導電層4の不均一性は、細線構造部3の高さである細線高さに対し、透明導電層4の最小膜厚を1倍から10倍の範囲にすることで、ある程度抑制することが可能になる。さらに透明基材2上から細線構造部3上の透明導電層4までの最大膜厚と、透明基材2上の透明導電層4の最小膜厚の差を、有機EL層5の最小膜厚以下にすることで、透明導電層4がある程度不均一になった場合においても発光の信頼性や寿命の低下を抑制することが可能となることを経験的に見出した。
This non-uniformity of the transparent
つまり、本実施形態に係る有機EL素子1は、図1に示すように、透明基材2の上面から細線構造部3上の透明導電層4までの最大膜厚d1と、透明基材2上の透明導電層4の最小膜厚d2と、有機EL層5の最小膜厚d3とが、下記(1)式の条件を満たす。
d1−d2 ≦d3 ・・・(1)
また、有機EL素子1は、透明基材2の厚み方向における、細線構造部3の高さである細線高さHは、0.1μm以上1.0μm以下であり、透明導電層4の最小膜厚d2は、0.1μm以上2.0μm以下であり、細線高さH及び透明導電層4の最小膜厚d2は、(2)式の条件を満たすことが好ましい。
1 ≦d2/H ≦ 10 ・・・(2)
That is, as shown in FIG. 1, the organic EL element 1 according to this embodiment has a maximum film thickness d <b> 1 from the upper surface of the
d1-d2 ≦ d3 (1)
In addition, the organic EL element 1 has a fine line height H that is the height of the fine
1 ≦ d2 / H ≦ 10 (2)
[透明基材の構成]
次に、透明基材2の詳細な構成について説明する。
透明基材2としては、プラスチックフィルム、プラスチック板、ガラス等を用いることが可能である。
透明基材2に用いるプラスチックフィルム及びプラチック板の原料としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン、EVA等のポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、またはトリアセチルセルロース(TAC)を用いることが可能である。
[Configuration of transparent substrate]
Next, a detailed configuration of the
As the
Examples of the raw material for the plastic film and plastic plate used for the
また、透明基材2は、表面平滑性に優れているものが好ましい。具体的には、透明基材2の表面は、平滑性を示す算術平均粗さRaが5nm以下であるとともに、最大高さRyが50nm以下であることが好ましく、さらに好ましくは、算術平均粗さRaが1nm以下であるとともに、最大高さRyが20nm以下である。
In addition, the
また、透明基材2の表面は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂等の下塗り層が付与されることで、平滑化してもよいし、研磨等の機械加工によって平滑化してもよい。また、透明基材2の表面は、透明導電層4の塗布、接着性を向上させるための、コロナ、プラズマ、UV/オゾンによる表面処理が施されてもよい。なお、透明基材2の表面の平滑性は、原子間力顕微鏡(AFM)等による測定から算出することが可能である。
Further, the surface of the
さらに、透明基材2には、大気中の酸素や水分を遮断する目的で、ガスバリア層が設けられることが好ましい。この場合、ガスバリア層の形成材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物、または金属窒化物を用いることが可能である。これらの材料は、水蒸気バリア機能の他に、酸素バリア機能も有する。なお、ガスバリア層の形成材料としては、特に、バリア性、耐溶剤性及び透明性が良好な、窒化シリコンまたは酸化窒化シリコンが好ましい。
Furthermore, the
また、ガスバリア層は、必要に応じて多層構成にすることも可能である。その場合、無機層のみで構成してもよいし、無機層と有機層とで構成してもよい。
さらに、ガスバリア層の形成方法は、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を用いることが可能である。また、ガスバリア層の厚みに関しては、特に限定されないが、1層あたり5nm以上500nm以下の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは、1層あたり10nm以上200nm以下の範囲内である。
さらに、ガスバリア層は、透明基材2の厚み方向(図2の紙面に対する上下方向)に対向する上下面のうち、少なくとも一方の面に設けられ、透明基材2の上面及び下面の両面に設けられるのがさらに好ましい。
In addition, the gas barrier layer can have a multi-layer structure as necessary. In that case, you may comprise only with an inorganic layer and may comprise with an inorganic layer and an organic layer.
Furthermore, as a method for forming the gas barrier layer, a resistance heating vapor deposition method, an electron beam vapor deposition method, a reactive vapor deposition method, an ion plating method, or a sputtering method can be used depending on the material. The thickness of the gas barrier layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 nm to 500 nm per layer, and more preferably in the range of 10 nm to 200 nm per layer.
Further, the gas barrier layer is provided on at least one of the upper and lower surfaces facing the thickness direction of the transparent base material 2 (the vertical direction with respect to the paper surface of FIG. 2), and is provided on both the upper and lower surfaces of the
[細線構造部]
次に、細線構造部3の詳細な構成について説明する。
細線構造部3は、電気抵抗が低いことが好ましく、その材料としては、例えば、107S/cm以上の電気伝導度を有する導電材料を用いることが可能である。
導電材料としては、例えば、アルミニウム、銀、クロミニウム、金、銅、タンタル、モリブデン等の金属、及びこれらの金属の合金のうち少なくとも一方を用いることが可能である。これらの中でも、特に、電気導電度の高さ及び材料のハンドリングの容易さの観点から、アルミニウム、クロミニウム、銅、銀及びその合金が好ましい。
[Thin wire structure]
Next, the detailed structure of the thin wire |
The thin
As the conductive material, for example, at least one of metals such as aluminum, silver, chromium, gold, copper, tantalum, and molybdenum, and alloys of these metals can be used. Among these, aluminum, chromium, copper, silver, and alloys thereof are particularly preferable from the viewpoint of high electrical conductivity and easy material handling.
本実施形態では、上述の導電材料を用いて形成した、一様な網目状、櫛型またはグリッド型等の格子状の細線構造部3を配置して、導電性面を作製することで、通電性を向上させている。この金属や合金の細線の幅は、任意であるが、0.1μm以上1000μm以下の範囲内程度が好ましい。また、金属や合金の細線は、50μm以上5cm以下の範囲内の間隔のピッチで配置されていることが好ましく、特に、100μm以上1cm以下の範囲内の間隔のピッチが好ましい。
In the present embodiment, a conductive mesh is formed by arranging a uniform mesh-like, comb-type or grid-type thin
金属及び金属の合金のうち少なくとも一方からなる細線構造部3を配置することで、光の透過率が減少するが、透過率の減少は可能な限り小さいことが重要である。このため、細線の間隔を狭くしすぎたり、細線幅を大きく取りすぎたりすることなく、好ましくは、80%以上の光の透過率を確保することが重要である。
また、細線幅と細線間隔の関係については、細線幅は、その平面配置上、目的に応じて決めればよいが、細線間隔の1/10000以上1/5以下の範囲内が好ましく、さらに好ましくは、1/100以上1/10以下の範囲内である。
By disposing the
Further, regarding the relationship between the fine line width and the fine line interval, the fine line width may be determined according to the purpose in terms of the planar arrangement, but is preferably within a range of 1/10000 or more and 1/5 or less of the fine line interval. 1/100 or more and 1/10 or less.
金属及び金属の合金のうち少なくとも一方からなる細線構造部3の細線高さは、0.1μm以上1.0μm以下の範囲内である。細線高さは、透明基材2の厚み方向における、細線構造部3の厚みであり、図2の符号Hで示される。
また、細線幅と細線高さHの関係については、細線高さは所望の導電性に応じて決めればよいが、細線幅の1/10000以上10倍以下の範囲内で、好ましく用いられる。また、細線構造部3は、必要に応じて多層構成にすることも可能である。その場合、細線構造部3は、同一導電材料のみで構成されてもよいし、異なる導電材料で構成されてもよい。
The fine wire height of the fine
Further, regarding the relationship between the fine line width and the fine line height H, the fine line height may be determined according to the desired conductivity, but is preferably used within a range of 1 / 10,000 to 10 times the fine line width. Further, the thin
細線構造部3を形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、または、金属薄膜を熱圧縮するラミネート法により、細線構造部3の構成材料から成る膜を形成した後に、フォトレジストを用いたエッチング法により前述したパターンを形成する方法を用いることが可能である。
The method for forming the
また、細線構造部3を形成する方法としては、例えば、細線構造部3となる材料を含む溶液から成膜を形成する方法を用いることができる。この場合、溶液の溶媒としては、細線構造部3となる材料を溶解させるものであれば、特に制限はない。また、溶液から成膜を形成する方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、スリットコート法、インクジェットプリント法、ノズルプリント法等の塗布法を用いることが可能である。特に、前述したパターンを直接形成することが可能な成膜方法が好ましく、適宜選択可能であるが、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法等の印刷法、インクジェットプリント法、またはノズルプリント法等の吐出による塗布法が好適である。細線構造部3を形成する方法では、上記の溶液を透明基材2上に塗布した後、乾燥固化させることで、細線構造部3が形成される。
なお、図1に示すように、透明基材2上において、細線構造部3で囲まれ、細線構造部3が形成されていない領域を、細線非形成領域D1という。
Moreover, as a method of forming the fine
In addition, as shown in FIG. 1, on the
[透明導電層の構成]
次に、透明導電層4の詳細な構成について説明する。
透明導電層4は、図1に示すように、透明基材2及び細線構造部3上の、点線で示され細線非形成領域D1を覆う方形の電極形成領域D2に、塗布法により形成される。透明導電層4に用いられる溶液は、透明導電層4となる材料と溶媒とを含む。
透明導電層4の材料は、導電性を示す高分子化合物を含むことが好ましい。高分子化合物は、ドーパントを含有していてもよい。高分子化合物の導電性は、導電率で10−5以上105S/cm以下の範囲内であり、好ましくは10−3以上105S/cm以下の範囲内である。また、透明導電層4は、実質的に導電性を示す高分子化合物から成ることが好ましい。
[Configuration of transparent conductive layer]
Next, a detailed configuration of the transparent
As shown in FIG. 1, the transparent
The material of the transparent
透明導電層4を構成する材料としては、例えば、ポリアニリン及びその誘導体の少なくとも一方、または、ポリチオフェン及びその誘導体の少なくとも一方を用いることが可能である。ドーパントとしては、公知のドーパントを用いることが可能であり、その例としては、ポリスチレンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等の有機スルホン酸、PF5、AsF5、SbF5等のルイス酸が挙げられる。また、導電性を示す高分子化合物は、ドーパントが高分子化合物に直接結合した自己ドープ型の高分子化合物であってもよい。
As a material constituting the transparent
透明導電層4は、ポリチオフェン及びその誘導体の少なくとも一方を含んで構成されることが好ましい。この場合、実質的には、ポリチオフェン及びその誘電体の少なくとも一方から成ることが好ましい。なお、ポリチオフェンまたはその誘電体は、ドーパントを含有していてもよい。
ポリチオフェン、ポリチオフェンの誘導体、または、ポリチオフェンとポリチオフェンの誘導体との混合物は、水及びアルコール等の水系溶媒に溶解、もしくは分散しやすいため、塗布法に用いられる塗布液の溶質として、好適に用いられる。また、これらは、導電性が高く、電極材料として好適に用いられる。さらに、これらは、HOMOエネルギーが5.0eV程度であり、通常の有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられる有機発光層のHOMOエネルギーとの差が1eV程度と低く、有機発光層に正孔を効率的に注入することが可能であるため、特に、陽極の材料として好適に用いることが可能である。また、これらは、透明性が高く、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光取り出し側の電極として好適に用いられる。
The transparent
A polythiophene, a polythiophene derivative, or a mixture of a polythiophene and a polythiophene derivative is easily dissolved or dispersed in an aqueous solvent such as water and alcohol, and thus is preferably used as a solute of a coating solution used in a coating method. Moreover, these have high electroconductivity and are used suitably as an electrode material. Furthermore, these have a HOMO energy of about 5.0 eV, and the difference from the HOMO energy of an organic light emitting layer used in a normal organic electroluminescence device is as low as about 1 eV, so that holes are efficiently injected into the organic light emitting layer. In particular, it can be suitably used as an anode material. Moreover, these have high transparency and are suitably used as an electrode on the light emission extraction side of the organic electroluminescence element.
さらに、透明導電層4は、ポリアニリン及びその誘電体の少なくとも一方を含んで構成されることが好ましく、実質的には、ポリアニリン及びその誘電体の少なくとも一方から成ることが好ましい。なお、ポリアニリン及びポリアニリンのうち少なくとも一方の誘導体は、ドーパントを含有していてもよい。
ポリアニリン、ポリアニリンの誘電体、またはポリアニリンとポリアニリンの誘電体との混合物は、導電性及び安定性に優れるために、電極材料として好適に用いられる。またこれらは、透明性が高く、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光取り出し側の電極として好適に用いられる。
Furthermore, the transparent
A polyaniline, a polyaniline dielectric, or a mixture of a polyaniline and a polyaniline dielectric is preferably used as an electrode material because of its excellent conductivity and stability. Moreover, these have high transparency and are suitably used as an electrode on the light emission extraction side of the organic electroluminescence element.
透明導電層4の成膜方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、スリットコート法、インクジェットプリント法、ノズルプリント法等の塗布法を用いることが可能である。特に、透明導電層4は電極形成領域D2を全面に亘って成膜されるため、一様に塗布成膜する方法が好ましく、適宜選択可能であるが、スピンコート法、バーコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スリットコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、ロールコート法等の塗布法が好適である。
Examples of the method for forming the transparent
そして、電極形成領域D2の全面に塗布導電材料が塗布された透明基材2を、乾燥処理室内で、例えば、100℃以上の温度条件で加熱処理する。これにより、塗布導電材料を含む溶液に含まれる溶媒を気化させて、透明基材2及び細線構造部3の上に塗布導電材料を固着させて、透明導電層4を形成する。
また、本実施形態の細線構造部上に配置した透明導電層を有する陽極は、有機EL素子に用いた場合に輝度を向上させる観点から、導電性面の表面抵抗率は、0.01Ω/□以上100Ω/□以下の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは、0.1Ω/□以上10Ω/□以下の範囲内である。
And the
In addition, the anode having a transparent conductive layer disposed on the thin wire structure portion of the present embodiment has a surface resistivity of 0.01Ω / □ from the viewpoint of improving luminance when used in an organic EL element. It is preferably in the range of 100Ω / □ or less, and more preferably in the range of 0.1Ω / □ or more and 10Ω / □ or less.
[有機EL素子の構成]
次に、有機EL素子1の詳細な構成について説明する。
有機EL素子1は、細線構造部3と、陽極として用いられる透明導電層4と、有機EL層5と、陰極6とが透明基材2の上に順に形成されている。
有機EL層5や陰極6は有機EL素子に一般的に使われている材料・構成等、任意のものを用いることが可能である。また、有機EL層5は陽極から陰極までの間にある層である。
[Configuration of organic EL element]
Next, a detailed configuration of the organic EL element 1 will be described.
In the organic EL element 1, a thin
The
有機エレクトロルミネッセンス素子の素子構成としては、例えば、以下に示す(A)〜(E)等、各種の構成のものを用いることが可能である。
(A)陽極/有機発光層/陰極
(B)陽極/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/陰極
(C)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/陰極
(D)陽極/正孔注入層/有機発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(E)陽極/正孔注入層/有機発光層/電子注入層/陰極
As an element structure of an organic electroluminescent element, it is possible to use the thing of various structures, such as (A)-(E) shown below, for example.
(A) Anode / organic light emitting layer / cathode (B) Anode / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / cathode (C) Anode / hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport Layer / cathode (D) anode / hole injection layer / organic light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode (E) anode / hole injection layer / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode
なお、上記の(A)〜(E)中に示す記号「/」は、記号「/」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。これは、以降の説明に関しても同様である。
また、有機EL素子1は、2層以上の有機発光層を有する構成としてもよい。2層以上の有機発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子としては、例えば、以下の(F)に示す層構成を用いることが可能である。
(F)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/電荷注入層/電荷発生層/電荷注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
The symbol “/” shown in the above (A) to (E) indicates that the layers sandwiching the symbol “/” are stacked adjacent to each other. The same applies to the following description.
Moreover, the organic EL element 1 is good also as a structure which has two or more organic light emitting layers. As an organic electroluminescent element having two or more organic light emitting layers, for example, the layer configuration shown in the following (F) can be used.
(F) Anode / charge injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / charge injection layer / charge generation layer / charge injection layer / hole transport layer / organic light emission layer / electron transport layer / charge injection layer /cathode
また、3層以上の有機発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子としては、具体的には、(電荷発生層/電荷注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/電荷注入層)を、一つの繰り返し単位として、以下の(G)に示す繰り返し単位を2つ以上含む層構成を用いることが可能である。
(G)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/電荷注入層/(該繰り返し単位)/(該繰り返し単位)/・・・/陰極
As an organic electroluminescence device having three or more organic light emitting layers, specifically, (charge generation layer / charge injection layer / hole transport layer / organic light emission layer / electron transport layer / charge injection layer) As a single repeating unit, a layer structure including two or more repeating units shown in (G) below can be used.
(G) Anode / charge injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / charge injection layer / (the repeating unit) / (the repeating unit) /.
なお、上記の層構成において、陽極、陰極、有機発光層以外の各層は、必要に応じて削除することが可能である。
ここで、電荷発生層とは、電界を印加することにより、正孔と電子を発生する層である。電荷発生層としては、例えば、酸化バナジウム、ITO、酸化モリブデン等からなる薄膜を用いることが可能である。
以下、陽極と有機発光層との間に設けられる層、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、陰極と発光層との間に設けられる層、電子輸送層、電子注入層、陰極の各層について説明する。
In the above layer configuration, each layer other than the anode, cathode, and organic light emitting layer can be deleted as necessary.
Here, the charge generation layer is a layer that generates holes and electrons by applying an electric field. As the charge generation layer, for example, a thin film made of vanadium oxide, ITO, molybdenum oxide, or the like can be used.
Hereinafter, a layer provided between the anode and the organic light emitting layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, a layer provided between the cathode and the light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode Each layer will be described.
[陰極と発光層との間に設けられる層]
必要に応じて陰極と有機発光層の間に設けられる層としては、例えば、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等が挙げられる。また、陰極と有機発光層との間に電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合、陰極に接する層を電子注入層といい、この電子注入層を除く層を電子輸送層という。
[Layer provided between cathode and light-emitting layer]
Examples of the layer provided between the cathode and the organic light emitting layer as needed include an electron injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, and the like. When both the electron injection layer and the electron transport layer are provided between the cathode and the organic light emitting layer, the layer in contact with the cathode is called an electron injection layer, and the layers other than the electron injection layer are the electron transport layer. That's it.
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る。
電子輸送層は、陰極、電子注入層または陰極により近い層からの電子注入を改善する機能を有する層である。
正孔ブロック層は、正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である。
なお、電子注入層及び電子輸送層のうち少なくとも一方の層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。
The electron injection layer is a layer having a function of improving electron injection efficiency from the cathode.
The electron transport layer is a layer having a function of improving electron injection from the cathode, the electron injection layer, or a layer closer to the cathode.
The hole blocking layer is a layer having a function of blocking hole transport.
In the case where at least one of the electron injection layer and the electron transport layer has a function of blocking hole transport, these layers may also serve as the hole blocking layer.
[正孔注入層]
正孔注入層は、陽極と正孔輸送層との間、または、陽極と有機発光層との間に設けることが可能である。
正孔注入層を構成する材料としては、公知の材料を適宜用いることが可能であり、特に制限はない。したがって、正孔注入層を構成する材料としては、例えば、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、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化モリブデン等の酸化物、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を用いることが可能である。
[Hole injection layer]
The hole injection layer can be provided between the anode and the hole transport layer, or between the anode and the organic light emitting layer.
As a material constituting the hole injection layer, a known material can be appropriately used, and there is no particular limitation. Therefore, as a material constituting the hole injection layer, for example, phenylamine, starburst amine, phthalocyanine, hydrazone derivative, carbazole derivative, triazole derivative, imidazole derivative, oxadiazole derivative having amino group, oxidation Oxides such as vanadium, tantalum oxide, and molybdenum oxide, amorphous carbon, polyaniline, polythiophene derivatives, and the like can be used.
正孔注入層の成膜方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの蒸着法や、正孔注入層となる材料(正孔注入材料)を含む溶液からの成膜を用いることが可能である。
溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであれば、特に制限はなく、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒、または水を用いることが可能である。
As a method for forming a hole injection layer, a resistance heating vapor deposition method, an electron beam vapor deposition method, a reactive vapor deposition method, an ion plating method, a sputtering method, or a vapor deposition method, or a material to be used as a hole injection layer (hole injection) It is possible to use film formation from a solution containing the material.
The solvent used for film formation from a solution is not particularly limited as long as it dissolves the hole injection material, for example, a chlorine-based solvent such as chloroform, methylene chloride, dichloroethane, an ether-based solvent such as tetrahydrofuran, Aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and ethyl cellosolve acetate, or water can be used.
溶液からの成膜方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、スリットコート法、インクジェットプリント法、ノズルプリント法等の塗布法を用いることが可能である。
また、正孔注入層の厚さとしては、5nm以上300nm以下の範囲内程度であることが好ましい。これは、正孔注入層の厚さが5nm未満では、製造が困難になる傾向があるためである。一方、正孔注入層の厚さが300nmを越えると、駆動電圧や、正孔注入層に印加される電圧が大きくなる傾向となるためである。
Examples of film forming methods from solutions include spin coating, casting, micro gravure coating, gravure coating, bar coating, roll coating, wire bar coating, dip coating, spray coating, and screen printing. It is possible to use a coating method such as a printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, a slit coating method, an ink jet printing method, or a nozzle printing method.
The thickness of the hole injection layer is preferably in the range of 5 nm to 300 nm. This is because manufacturing tends to be difficult when the thickness of the hole injection layer is less than 5 nm. On the other hand, if the thickness of the hole injection layer exceeds 300 nm, the driving voltage and the voltage applied to the hole injection layer tend to increase.
[正孔輸送層]
正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、特に制限はないが、例えば、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−メチルフェニル)4,4’−ジアミノビフェニル(TPD)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)等の芳香族アミン誘導体、ポリビニルカルバゾールまたはその誘導体、ポリシランまたはその誘導体、側鎖また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、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、ポリアリールアミンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)またはその誘導体、若しくはポリ(2,5−チエニレンビニレン)またはその誘導体等を用いることが可能である。
[Hole transport layer]
The hole transport material constituting the hole transport layer is not particularly limited. For example, N, N′-diphenyl-N, N′-di (3-methylphenyl) 4,4′-diaminobiphenyl (TPD) ), 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPB) and other aromatic amine derivatives, polyvinylcarbazole or derivatives thereof, polysilane or derivatives thereof, side chain or main chain Polysiloxane derivative having aromatic amine, pyrazoline derivative, arylamine derivative, stilbene derivative, triphenyldiamine derivative, polyaniline or derivative thereof, polythiophene or derivative thereof, polyarylamine or derivative thereof, polypyrrole or derivative thereof, poly (p- Phenylene vinylene) or derivatives thereof, or poly (2, 5-thienylene vinylene) or a derivative thereof can be used.
また、正孔輸送層に用いる正孔輸送材料としては、上述した材料の中でも、ポリビニルカルバゾールまたはその誘導体、ポリシランまたはその誘導体、側鎖または主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体ポリアニリン、またはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、ポリアリールアミンまたはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)またはその誘導体、若しくはポリ(2,5−チエニレンビニレン)またはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましい。なお、低分子の正孔輸送材料の場合は、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。 As the hole transport material used for the hole transport layer, among the materials described above, polyvinyl carbazole or a derivative thereof, polysilane or a derivative thereof, a polysiloxane derivative polyaniline having an aromatic amine in a side chain or a main chain, or a material thereof Polymeric hole transport materials such as derivatives, polythiophene or derivatives thereof, polyarylamines or derivatives thereof, poly (p-phenylene vinylene) or derivatives thereof, or poly (2,5-thienylene vinylene) or derivatives thereof are preferred. In the case of a low-molecular hole transport material, it is preferably used by being dispersed in a polymer binder.
正孔輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの蒸着法や、高分子の正孔輸送材料では、正孔輸送材料を含む溶液からの成膜を用いることが可能である。
また、溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであれば、特に制限はなく、正孔注入層の項で例示した溶媒を、その一例として用いることが可能である。また、溶液からの成膜方法としては、上述した正孔注入層の成膜法と同様の塗布法を用いることが可能である。
The method for forming the hole transport layer is not particularly limited, but a resistance heating vapor deposition method, an electron beam vapor deposition method, a reactive vapor deposition method, an ion plating method, a sputtering method, or a polymer hole As the transport material, film formation from a solution containing a hole transport material can be used.
The solvent used for film formation from a solution is not particularly limited as long as it can dissolve a hole transport material, and the solvent exemplified in the section of the hole injection layer can be used as an example. It is. In addition, as a film formation method from a solution, a coating method similar to the film formation method of the hole injection layer described above can be used.
正孔輸送層の厚さは、特に制限されないが、目的とする設計に応じて適宜変更することが可能であり、例えば、1nm以上1000nm以下の範囲内程度であることが好ましい。これは、正孔輸送層の厚さが1nm未満となると、製造が困難になる傾向や、正孔輸送の効果が十分に得られない等の傾向があるためである。一方、正孔輸送層の厚さが1000nmを超えると、駆動電圧及び正孔輸送層に印加される電圧が大きくなる傾向があるためである。したがって、正孔輸送層の厚さは、好ましくは、1nm以上1000nm以下の範囲内であるが、より好ましくは、2nm以上500nm以下の範囲内であり、さらに好ましくは、5nm以上200nm以下の範囲内である。 The thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but can be appropriately changed according to the intended design, and is preferably in the range of 1 nm to 1000 nm, for example. This is because when the thickness of the hole transport layer is less than 1 nm, production tends to be difficult and the effect of hole transport cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when the thickness of the hole transport layer exceeds 1000 nm, the driving voltage and the voltage applied to the hole transport layer tend to increase. Therefore, the thickness of the hole transport layer is preferably in the range of 1 nm to 1000 nm, more preferably in the range of 2 nm to 500 nm, and still more preferably in the range of 5 nm to 200 nm. It is.
[有機発光層]
有機発光層は、主として蛍光または燐光を発光する有機物(低分子化合物及び高分子化合物)を有する。なお、有機発光層は、さらにドーパント材料を含んでいてもよい。
有機発光層を形成する材料としては、例えば、以下に示す、色素系材料、金属錯体系材料、高分子材料などを用いることが可能である。
[Organic light emitting layer]
The organic light emitting layer has an organic substance (a low molecular compound and a high molecular compound) that mainly emits fluorescence or phosphorescence. The organic light emitting layer may further contain a dopant material.
As a material for forming the organic light emitting layer, for example, the following pigment materials, metal complex materials, polymer materials, and the like can be used.
(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、キナクドリン誘導体、クマリン誘導体、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、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を用いることが可能である。
(Dye material)
Examples of the dye-based material include cyclopentamine derivatives, quinacudrine derivatives, coumarin derivatives, tetraphenylbutadiene derivative compounds, triphenylamine derivatives, oxadiazole derivatives, pyrazoloquinoline derivatives, distyrylbenzene derivatives, distyrylarylene derivatives, A pyrrole derivative, a thiophene ring compound, a pyridine ring compound, a perinone derivative, a perylene derivative, an oligothiophene derivative, an oxadiazole dimer, a pyrazoline dimer, or the like can be used.
(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、ユーロピウム錯体等、中心金属に、Al、Zn、Be等、または、Tb、Eu、Dy等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を用いることが可能である。
(Metal complex materials)
Examples of the metal complex material include metal complexes that emit light from triplet excited states such as iridium complexes and platinum complexes, aluminum quinolinol complexes, benzoquinolinol beryllium complexes, benzoxazolyl zinc complexes, benzothiazole zinc complexes, azomethyls. Zinc complex, porphyrin zinc complex, europium complex, etc., center metal having Al, Zn, Be or the like, or rare earth metal such as Tb, Eu, Dy, etc., and the ligand is oxadiazole, thiadiazole, phenylpyridine, It is possible to use a metal complex having a phenylbenzimidazole, a quinoline structure, or 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、上記色素体または金属錯体系発光材料を高分子化したもの等を用いることが可能である。
上述した発光性材料のうち、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及びそれらの重合体、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等を用いることが可能である。
(Polymer material)
High molecular weight materials include polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polysilane derivatives, polyacetylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, and polymerized light emitting materials of the above dye bodies or metal complexes. Etc. can be used.
Among the light-emitting materials described above, as a material emitting blue light, a distyrylarylene derivative, an oxadiazole derivative and a polymer thereof, a polyvinylcarbazole derivative, a polyparaphenylene derivative, a polyfluorene derivative, or the like can be used. is there.
また、上述した発光性材料のうち、緑色に発光する材料としては、キナクドリン誘導体、クマリン誘導体及びそれらの重合体、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等を用いることが可能である。
また、上述した発光性材料のうち、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及びそれらの重合体、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等を用いることが可能である。
In addition, among the light-emitting materials described above, as a material that emits green light, a quinacrine derivative, a coumarin derivative and a polymer thereof, a polyparaphenylene vinylene derivative, a polyfluorene derivative, or the like can be used.
Among the above-described light emitting materials, as a material emitting red light, a coumarin derivative, a thiophene ring compound and a polymer thereof, a polyparaphenylene vinylene derivative, a polythiophene derivative, a polyfluorene derivative, or the like can be used. .
(ドーパント材料)
さらに、発光効率の向上や発光波長を変化させる目的で、有機発光層中にドーパントを添加することが可能である。
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、キナクドリン誘導体、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、フェノキサゾン等を用いることが可能である。なお、有機発光層の厚さは、通常では、約5nm以上200nm以下の範囲内である。
(Dopant material)
Furthermore, a dopant can be added to the organic light emitting layer for the purpose of improving the light emission efficiency and changing the light emission wavelength.
As the dopant, for example, a perylene derivative, a coumarin derivative, a rubrene derivative, a quinacdrine derivative, a squalium derivative, a porphyrin derivative, a styryl dye, a tetracene derivative, a pyrazolone derivative, decacyclene, phenoxazone, and the like can be used. The thickness of the organic light emitting layer is usually in the range of about 5 nm to 200 nm.
有機発光層の成膜方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの蒸着法や、有機発光材料を含む溶液からの成膜を用いることが可能である。また、溶液からの成膜に用いられる溶媒としては、有機発光材料を溶解させるものであれば、特に制限はなく、正孔注入層の項で例示した溶媒を、その一例として用いることが可能である。また、溶液からの成膜方法としては、上述した正孔注入層の成膜法と同様の塗布法を用いることが可能である。 As a method for forming the organic light emitting layer, a vapor deposition method such as a resistance heating vapor deposition method, an electron beam vapor deposition method, a reactive vapor deposition method, an ion plating method, or a sputtering method, or a film formation from a solution containing an organic light emitting material is used. It is possible. Further, the solvent used for film formation from a solution is not particularly limited as long as it dissolves an organic light emitting material, and the solvent exemplified in the section of the hole injection layer can be used as an example. is there. In addition, as a film formation method from a solution, a coating method similar to the film formation method of the hole injection layer described above can be used.
[陰極と発光層との間に設けられる層]
必要に応じて陰極と有機発光層の間に設けられる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等が挙げられる。陰極と有機発光層との間に電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合、陰極に接する層を電子注入層といい、この電子注入層を除く層を電子輸送層という。
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る。
[Layer provided between cathode and light-emitting layer]
Examples of the layer provided between the cathode and the organic light emitting layer as needed include an electron injection layer, an electron transport layer, and a hole blocking layer. When both the electron injection layer and the electron transport layer are provided between the cathode and the organic light emitting layer, a layer in contact with the cathode is referred to as an electron injection layer, and a layer excluding this electron injection layer is referred to as an electron transport layer.
The electron injection layer is a layer having a function of improving electron injection efficiency from the cathode.
電子輸送層は、陰極、電子注入層または陰極により近い層からの電子注入を改善する機能を有する層である。
正孔ブロック層は、正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である。
なお、電子注入層及び電子輸送層のうち少なくとも一方が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。
The electron transport layer is a layer having a function of improving electron injection from the cathode, the electron injection layer, or a layer closer to the cathode.
The hole blocking layer is a layer having a function of blocking hole transport.
When at least one of the electron injection layer and the electron transport layer has a function of blocking hole transport, these layers may also serve as a hole blocking layer.
[電子輸送層]
電子輸送層を構成する電子輸送材料としては、公知のものを用いることが可能であり、例えば、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンまたはその誘導体、ベンゾキノンまたはその誘導体、ナフトキノンまたはその誘導体、アントラキノンまたはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンまたはその誘導体、フルオレノンまたはその誘導体、ジフェニルジシアノエチレンまたはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、8−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンまたはその誘導体、ポリキノキサリンまたはその誘導体、若しくはポリフルオレンまたはその誘導体を用いることが可能である。
[Electron transport layer]
As the electron transport material constituting the electron transport layer, known materials can be used. For example, oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane or derivatives thereof, benzoquinone or derivatives thereof, naphthoquinone or derivatives thereof, anthraquinone or Derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane or derivatives thereof, fluorenone or derivatives thereof, diphenyldicyanoethylene or derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline or derivatives thereof, polyquinoline or derivatives thereof, polyquinoxaline or derivatives thereof, Alternatively, polyfluorene or a derivative thereof can be used.
これらのうち、電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノンまたはその誘導体、アントラキノンまたはその誘導体、8−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンまたはその誘導体、ポリキノキサリンまたはその誘導体、ポリフルオレンまた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、若しくはポリキノリンがさらに好ましい。 Among these, examples of the electron transport material include oxadiazole derivatives, benzoquinone or derivatives thereof, anthraquinones or derivatives thereof, metal complexes of 8-hydroxyquinoline or derivatives thereof, polyquinoline or derivatives thereof, polyquinoxaline or derivatives thereof, polyfluorene or Its derivatives are preferred, and 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole, benzoquinone, anthraquinone, tris (8-quinolinol) aluminum, or polyquinoline preferable.
電子輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの蒸着法を用いることが可能である。
電子輸送層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、目的とする設計に応じて適宜変更することが可能であるが、少なくとも、ピンホールが発しないような膜厚が必要である。したがって、電子輸送層の膜厚としては、例えば、1nm以上1000nm以下の範囲内程度であることが好ましく、より好ましくは、2nm以上500nm以下の範囲内であり、さらに好ましくは、5nm以上200nm以下の範囲内である。
The method for forming the electron transport layer is not particularly limited, and vapor deposition methods such as resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, reactive vapor deposition, ion plating, and sputtering can be used.
The film thickness of the electron transport layer varies depending on the material used and can be changed as appropriate according to the intended design. However, at least a film thickness that does not cause pinholes is required. Therefore, the thickness of the electron transport layer is preferably, for example, in the range of 1 nm to 1000 nm, more preferably in the range of 2 nm to 500 nm, and still more preferably in the range of 5 nm to 200 nm. Within range.
[電子注入層]
電子注入層を構成する材料としては、有機発光層の種類に応じて最適な材料が適宜選択され、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のうち少なくとも一つを含む合金、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物、または、これらの物質の混合物を用いることが可能である。
[Electron injection layer]
As a material constituting the electron injection layer, an optimal material is appropriately selected according to the type of the organic light emitting layer, and includes, for example, at least one of alkali metal, alkaline earth metal, alkali metal, and alkaline earth metal. It is possible to use alloys, alkali metal or alkaline earth metal oxides, halides, carbonates or mixtures of these substances.
アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物及び炭酸化物としては、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、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルブジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム等を用いることが可能である。 Examples of the alkali metal, alkali metal oxide, halide and carbonate include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, lithium oxide, lithium fluoride, sodium oxide, sodium fluoride, potassium oxide, potassium fluoride, Rubidium oxide, rubudium fluoride, cesium oxide, cesium fluoride, lithium carbonate, or the like can be used.
また、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物及び炭酸化物としては、例えば、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウム等を用いることが可能である。 Examples of the alkaline earth metal, alkaline earth metal oxide, halide and carbonate include, for example, magnesium, calcium, barium, strontium, magnesium oxide, magnesium fluoride, calcium oxide, calcium fluoride, barium oxide, Barium fluoride, strontium oxide, strontium fluoride, magnesium carbonate, or the like can be used.
なお、電子注入層は、2層以上を積層した積層体で構成されていてもよい。この場合、電子注入層を構成する材料としては、例えば、フッ化リチウム/カルシウム等を用いることが可能である。
電子注入層は、各種蒸着法、スパッタリング法、各種塗布法等により形成される。また、電子注入層の膜厚としては、1nm以上1000nm以下の範囲内程度が好ましい。
Note that the electron injection layer may be formed of a stacked body in which two or more layers are stacked. In this case, as a material constituting the electron injection layer, for example, lithium fluoride / calcium can be used.
The electron injection layer is formed by various deposition methods, sputtering methods, various coating methods, and the like. The thickness of the electron injection layer is preferably in the range of 1 nm to 1000 nm.
[陰極]
陰極の材料としては、仕事関数が小さく、有機発光層への電子注入が容易な材料、電気導電度が高い材料、可視光反射率の高い材料のうち、少なくとも一つの材料を用いることが好ましい。具体的には、陰極の材料としては、例えば、金属、金属酸化物、合金、グラファイトまたはグラファイト層間化合物、酸化亜鉛等の無機半導体等を用いることが可能である。
[cathode]
As a material for the cathode, it is preferable to use at least one material among a material having a small work function and easy electron injection into the organic light emitting layer, a material having a high electrical conductivity, and a material having a high visible light reflectance. Specifically, as a material for the cathode, for example, a metal, a metal oxide, an alloy, graphite, a graphite intercalation compound, an inorganic semiconductor such as zinc oxide, or the like can be used.
また、陰極の材料として用いる金属としては、例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属やIII−b属金属等を用いることが可能である。これらの金属の具体的な例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、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、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、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、イッテルビウム等を挙げることが可能である。 Moreover, as a metal used as a material of a cathode, it is possible to use an alkali metal, alkaline-earth metal, a transition metal, a III-b group metal etc., for example. Specific examples of these metals include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, gold, silver, platinum, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, tungsten, tin , Aluminum, scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, europium, terbium, ytterbium, and the like.
また、陰極の材料として用いる合金としては、上述した金属のうち少なくとも一種を含む合金を用いることが可能である。具体的には、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−アルミニウム合金等を用いることが可能である。 Moreover, as an alloy used as a material of a cathode, it is possible to use the alloy containing at least 1 type among the metals mentioned above. Specifically, magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, magnesium-aluminum alloy, indium-silver alloy, lithium-aluminum alloy, lithium-magnesium alloy, lithium-indium alloy, calcium-aluminum alloy, etc. can be used. It is.
陰極は、必要に応じて透明電極とされるが、それらの材料としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、ITO、IZO等の導電性酸化物、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体等の導電性有機物を用いることが可能である。
なお、陰極は、2層以上の積層構造としてもよい。また、電子注入層を陰極として用いてもよい。
陰極の膜厚は、電気導電度や耐久性を考慮して、適宜選択することが可能であるが、例えば、10nm以上10000nm以下の範囲内であり、好ましくは20nm以上1000nm以下の範囲内であり、さらに好ましくは、50nm以上500nm以下の範囲内である。
The cathode is a transparent electrode as necessary, and examples of the material include conductive oxides such as indium oxide, zinc oxide, tin oxide, ITO and IZO, polyaniline or a derivative thereof, polythiophene or a derivative thereof, and the like. It is possible to use a conductive organic material.
Note that the cathode may have a laminated structure of two or more layers. Moreover, you may use an electron injection layer as a cathode.
The thickness of the cathode can be appropriately selected in consideration of electrical conductivity and durability, but is, for example, in the range of 10 nm to 10000 nm, preferably in the range of 20 nm to 1000 nm. More preferably, it is in the range of 50 nm or more and 500 nm or less.
[有機エレクトロルミネッセンス素子の用途]
本実施形態の有機EL素子1は、自発光型ディスプレイ、液晶用バックライト、照明等に用いることが可能である。また、本実施形態の有機EL素子1は、均一にムラなく発光させることが可能であるため、照明用途で用いることが好ましい。
[Uses of organic electroluminescence elements]
The organic EL element 1 of this embodiment can be used for a self-luminous display, a liquid crystal backlight, illumination, and the like. Moreover, since the organic EL element 1 of this embodiment can be made to light-emit uniformly and uniformly, it is preferable to use for an illumination use.
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである。 Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, it is not intended that the present invention be limited by these descriptions. From the description of the invention, other embodiments of the invention will be apparent to persons skilled in the art, along with various variations of the disclosed embodiments. Therefore, it is to be understood that the claims encompass these modifications and embodiments that fall within the scope and spirit of the present invention.
<実施形態の効果>
(1)本発明の一態様に係る有機EL素子1は、透明基材2と、透明基材2上にパターン状に形成された導電材料からなる細線構造部3と、透明基材2及び細線構造部3上に形成される透明導電層4と、透明導電層4上に形成される陰極6と、透明導電層4と陰極6との間に形成される有機物からなる有機発光層を含む有機EL層5とを備え、透明基材2の上面から細線構造部3上の透明導電層4までの最大膜厚d1と、透明基材2上の透明導電層4の最小膜厚d2と、有機EL層5の最小膜厚d3とが、(1)式の条件を満たす。
d1−d2 ≦d3 ・・・(1)
上記(1)の構成によれば、透明導電層がある程度不均一になった場合においても発光の信頼性や寿命の低下を抑制することが可能となる。
<Effect of embodiment>
(1) An organic EL element 1 according to an aspect of the present invention includes a
d1-d2 ≦ d3 (1)
According to the configuration (1), it is possible to suppress the light emission reliability and the lifetime from being reduced even when the transparent conductive layer becomes uneven to some extent.
(2)上記(1)の構成において、透明基材2の厚み方向における、細線構造部3の高さである細線高さHは、0.1μm以上1.0μm以下であり、透明導電層4の最小膜厚d2は、0.1μm以上2.0μm以下であり、細線高さH及び透明導電層4の最小膜厚d2は、(2)式の条件を満たす。
1 ≦d2/H ≦ 10 ・・・(2)
上記(2)の構成によれば、透明導電層4の不均一性を抑制することができ、発光の信頼性や寿命の低下をさらに抑制することができる。
(2) In the configuration of (1) above, the fine wire height H, which is the height of the fine
1 ≦ d2 / H ≦ 10 (2)
According to the configuration of (2) above, the non-uniformity of the transparent
1 有機EL素子
2 透明基材
3 細線構造部
4 透明導電層
5 有機EL層
6 陰極
D1 細線非形成領域
D2 電極形成領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
該透明基材上に格子状に形成された導電材料からなる細線構造部と、
前記透明基材及び前記細線構造部上に形成される透明導電層と、
該透明導電層上に形成される陰極と、
前記透明導電層とu前記陰極との間に形成される有機物からなる有機発光層を含む有機EL層と
を備え、
前記透明基材の上面から前記細線構造部上の前記透明導電層までの最大膜厚d1と、前記透明基材上の前記透明導電層の最小膜厚d2と、前記有機EL層の最小膜厚d3とが、(1)式の条件を満たすことを特徴とする有機EL素子。
d1−d2 ≦d3 ・・・(1) A transparent substrate;
A fine wire structure portion made of a conductive material formed in a lattice shape on the transparent substrate;
A transparent conductive layer formed on the transparent substrate and the fine wire structure; and
A cathode formed on the transparent conductive layer;
An organic EL layer including an organic light emitting layer made of an organic material formed between the transparent conductive layer and the cathode,
Maximum film thickness d1 from the upper surface of the transparent substrate to the transparent conductive layer on the thin wire structure, minimum film thickness d2 of the transparent conductive layer on the transparent substrate, and minimum film thickness of the organic EL layer An organic EL element, wherein d3 satisfies the condition of formula (1).
d1-d2 ≦ d3 (1)
前記透明導電層の最小膜厚d2は、0.1μm以上2.0μm以下であり、
前記細線高さH及び前記透明導電層の最小膜厚d2は、(2)式の条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子。
1 ≦d2/H ≦ 10 ・・・(2) The fine wire height H, which is the height of the fine wire structure part in the thickness direction of the transparent substrate, is 0.1 μm or more and 1.0 μm or less,
The minimum film thickness d2 of the transparent conductive layer is 0.1 μm or more and 2.0 μm or less,
2. The organic EL element according to claim 1, wherein the fine wire height H and the minimum film thickness d <b> 2 of the transparent conductive layer satisfy the condition of the expression (2).
1 ≦ d2 / H ≦ 10 (2)
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