JP3744609B2 - 有機el素子 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機EL素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
有機EL素子は、対向電極の間に有機発光体を挾んだ構成からなっており、陽極からは正孔が、陰極からは電子が注入され、この注入された正孔と電子が発光体層で再結合することにより発光するものである。
【0003】
この様な有機EL素子としては、特開昭63−295695号公報に開示されているように、ITO(インジウム・ティン・オキサイド)等の透明電極が蒸着されたガラス上に、正孔注入層として銅フタロシアニンが蒸着され、その上に、正孔輸送層として1、1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−シクロヘキサンが蒸着され、その上に、電子注入輸送層としてアルミニウムトリスオキシンが蒸着され、その上に、陰極としては、有機物層への電子注入のために仕事関数の低い金属(例えばMg)が必要であるので、Mg−Ag合金が蒸着されているものがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、各有機物層は、その膜厚によって発光特性が大きく変化するために、各層を約100nm以下の薄い膜厚で、かつ均一に順次真空蒸着により形成しなければならないので、生産性が悪く、製造コストが高くなるという問題点があった。また、陰極としてMg−Ag合金を有機物層の上に形成する場合には、金属板を貼着することが精度上また密着性の点から困難であるので、やはり真空蒸着により形成しなければならず、上記の場合と同様に生産性が悪く、製造コストが高いという問題点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明は、陰極の有機発光層側の面に形成される有機物層中に、仕事関数の低い金属を含有させ、これにより陰極の形成及びこの陰極に接する有機物層の形成を、蒸着によらないで湿式法によって達成している。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明は、陽極と陰極との間に有機発光層を有し、有機発光層に直流電流を印加することにより発光する有機EL素子において、陰極の有機発光層側の面に、仕事関数の低い金属を含有する有機物層が設けられている。
【0007】
また、上記の仕事関数の低い金属を含有する有機物層と上記の有機発光層との間には電子輸送層が設けられており、有機物層と電子輸送層とには、電子輸送性を有する同じ有機物が含まれている。
【0008】
上記のように構成することによって、陰極及びこの陰極に接する有機物層を湿式法により形成することが可能になる。
【0009】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明すると、図1において、ガラス又は合成樹脂の基板1上には、Au、Pt、Pd、ITO等の金属をスパッタリングもしくは蒸着によって陽極1aが形成してある。陽極1aは、発光を透過させるために、400nm以上の波長領域で透明であることが望ましい。陽極1a上に、テトラファニルジアミン(以下「TPD」と略す。)が蒸着されて正孔輸送層2が形成してある。さらに正孔輸送層2上に、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム(以下「Alq3」と略す。)が蒸着されて有機発光層3が形成してある。正孔輸送層2と有機発光層3の膜厚は、100nm以下であることが望ましい。
【0010】
この有機発光層3の上には、仕事関数の低い金属粉末が混入してある有機物層4がスクリーン印刷することによって形成してある。この有機物層4は、N−メチル−2−ピロリジノン(以下「NMP」と略す。)と、ポリカーボネート(以下「PC」と略す。)と、Alq3と、仕事関数の低い金属粉末とからなるインクをスクリーン印刷することによって形成されている。金属粉末の一例として以下の組み合わせがある。
1.Mg+In (原子数比10:1)
2.Mg+Ag (原子数比10:1)
3.Li+Al (重量% 0.1 :99.9)
また、インクの配合比は、NMP:PC:Alq3:金属粉末=0.5 :0.5 :2:2 程度とし、膜厚は10μm以下であることが望ましい。
【0011】
この有機物層4の上には、陰極5が形成されている。陰極5として、NiやAlやAgなどの金属の薄膜が用いられ、金属の蒸着やスクリーン印刷などによっても形成が可能であるが、Agの薄膜を有機物層4の上に設置して固定するだけでも十分である。本発明では有機物層4内に金属(Mgなど)が含まれているので、その上に形成される陰極5の金属(Agなど)との密着性がよいため、蒸着に限らず上記のような簡単な方法で接合できる。
【0012】
有機物層4では、図2に一部を拡大して示すように、仕事関数の低い金属粉末4aの回りを有機発光体Alq3などの有機物4bが取り囲んでいる構造になっており、金属粉末4aの間に隙間があるために電子の注入は十分に行われる。また膜厚が厚くても金属粉末間の隙間は微小であるので、膜厚が薄い有機物層を形成する場合と実質的に同じになり、発光輝度の低下を招くことはない。したがって有機物層4の膜厚の許容範囲が広くできるため、上記のようにスクリーン印刷やスピンコートなどの湿式法による有機物層4の形成が可能になる。
【0013】
他の実施例として、図3に示すものは、図1で説明した有機物層4に代えて、電子輸送層6と、仕事関数の低い金属粉末を含有する有機物層7とを設けたものである。即ち、陽極1aが形成してある基板1と、正孔輸送層2と、有機発光層3については図1と同様である。有機発光層3の上に、フェニルピフェニルオキサジアゾール(以下「Bu−PBD」と略す。)が蒸着されて電子輸送層6が形成してある。正孔輸送層2と有機発光層3と電子輸送層6の膜厚は、100nm以下であることが望ましい。
【0014】
この電子輸送層6の上には、仕事関数の低い金属粉末を含有する有機物層7がスクリーン印刷することによって形成してある。この有機物層7は、図1の有機物層4を構成するNMPと、PCと、電子輸送層6で用いたBu−PBDと、仕事関数の低い金属粉末とからなるインクをスクリーン印刷することによって形成されている。金属粉末については図1で説明したものと同じである。インクの配合比は、NMP:PC:Bu−PBD:金属粉末=0.5 :0.5 :2:2 程度とし、膜厚は10μm以下であることが望ましい。
【0015】
この有機物層7の上に、図1で説明したと同様な陰極5が形成されている。
【0016】
この場合にも、有機物層7は、図2で説明したと同様に、仕事関数の低い金属粉末の回りを電子輸送性の有機物であるBu−PBDが取り囲んでいる構造になっているので、金属粉末の間に隙間があるために電子の注入は十分に行われる。また膜厚が厚くても金属粉末間の隙間は微小であるので、膜厚が薄い場合と実質的に同じになり、発光輝度の低下を招くことはない。したがって膜厚の許容範囲が広くできるため、上記のようにスクリーン印刷やスピンコートなどの湿式法による有機物層7の形成が可能になる。
【0017】
【発明の効果】
仕事関数の低い金属は、陰極中にではなく陰極に接する有機物層中に含有させてあり、有機物層の膜厚が厚くても金属間の隙間は微小であるので、膜厚が薄い場合と実質的に同じになり、発光輝度の低下を招くことはない。したがって有機物層の膜厚の許容範囲が広くできるため、蒸着によらないで湿式法によって形成が可能になり、製造が容易でコストを低減できる。また、有機物層内に金属が含有されているので、金属板を貼着するのみによっても精度上また密着性の点から何等問題なく陰極を形成できるので、真空蒸着以外の方法でも製造が可能となり、コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の有機EL素子の断面図である。
【図2】図1中の有機物層の一部拡大断面図である。
【図3】本発明の他の実施例の有機EL素子の断面図である。
【符号の説明】
1 基板
1a 陽極
2 正孔輸送層
3 有機発光層
4 有機物層
4a 仕事関数の低い金属粉末
5 陰極
6 電子輸送層
7 有機物層
Claims (2)
- 陽極と陰極との間に有機発光層を有し、上記有機発光層に直流電流を印加することにより発光する有機EL素子において、上記陰極の上記有機発光層側の面に、マグネシウムを含む金属粉末、有機発光体及びバインダ樹脂とが混合された有機物層が設けられていることを特徴とする有機EL素子。
- 上記マグネシウムを含む金属粉末、有機発光体及びバインダ樹脂とが混合された有機物層と上記有機発光層との間には電子輸送層が設けられており、上記有機物層と上記電子輸送層とには、電子輸送性を有する同じ有機物が含まれていることを特徴とする請求項1記載の有機EL素子。
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