JP4292246B2 - 有機電界発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)赤色有機電界発光素子の製造
基板上にITOを用いて面積2mm×2mmのアノードを形成し,これを超音波洗浄及びUV−O3処理した。上記UV−O3処理の施されたアノード上にTDATA(4,4’,4”−Tris(N,N−diphenyl−amino)−triphenylamine)を300Åの厚さに真空蒸着することにより,正孔注入層を形成した。上記正孔注入層上にα−NPB(N,N’−Bis(naphthalen−1−yl)−N,N’−bis(phenyl)benzidine)を300Åの厚さに真空蒸着することにより,正孔輸送層を形成した。上記正孔輸送層上にCBP100重量部とPQ3Ir14重量部を共蒸着することにより,厚さ400Åの赤色発光層を形成した。上記発光層上にBalq3を50Å積層し,その上にAlq3を250Åの厚さに真空蒸着することにより,電子輸送層を形成した。上記電子輸送層上にマグネシウムとカルシウムを共蒸着し,マグネシウムとカルシウムの原子比1:1,厚さ200Åのマグネシウム−カルシウム膜を形成することにより,カソードを形成した。これにより,赤色有機電界発光素子を製造した。
上記有機電界発光素子を駆動させるにおいて,上記アノードに陽の電圧を印加し,上記カソードを接地させた後,上記有機電界発光素子の発光輝度をフォトメーターで測定した。上記有機電界発光素子は,輝度が600cd/m2のときの電圧,すなわち駆動電圧は5.5Vであり,発光効率は8.87cd/Aであった。
上記有機電界発光素子を初期輝度が3000cd/m2となるように駆動させた後,駆動時間による輝度の減少度合いを測定した。そして横軸を時間、縦軸を輝度の減少度合いである相手輝度として図2に示した。上記初期輝度は駆動電圧を測定した輝度(600cd/m2)の5倍である。一般に,寿命は,初期輝度を100%としたとき,50%の輝度を示すときまでの駆動時間である。
カラーアナライザ(color analyzer)を用いて上記有機電界発光素子の色座標を測定した。その結果,(0.676,0.322)の色座標を得た。
(赤色有機電界発光素子の製造)
(1)マグネシウムと銀を共蒸着して,マグネシウムと銀の原子比10:1,厚さ100Åのマグネシウム−銀(MgAg)膜を形成することによりカソードを形成した以外は,実施例1と同様の方法で有機電界発光素子を製造した。
実施例1と同様の方法で測定した結果,駆動電圧は6.2V,輝度は600cd/m2,発光効率は7.8cd/A,色座標は(0.687,0.312)であり,加速寿命特性は図2に示したとおりである。
(1)緑色有機電界発光素子の製造
基板上にITOを用いて面積2mm×2mmのアノードを形成し,これを超音波洗浄及びUV−O3処理した。上記UV−O3処理の施されたアノード上にTDATA(4,4’,4”−Tris(N,N−diphenyl−amino)−triphenylamine)を200Åの厚さに真空蒸着することにより,正孔注入層を形成した。上記正孔注入層上にα−NPB(N,N’−Bis(naphthalen−1−yl)−N,N’−bis(phenyl)benzidine)を50Åの厚さに真空蒸着することにより,正孔輸送層を形成した。上記正孔輸送層上にCBP100重量部とIr(ppy)36重量部を共蒸着することにより,厚さ400Åの緑色発光層を形成した。上記発光層上にBalq3を50Åの厚さに積層し,その上にAlq3を250Åの厚さに真空蒸着することにより,電子輸送層を形成した。上記電子輸送層上にマグネシウムとカルシウムを共蒸着し,マグネシウムとカルシウムの原子比1:1,厚さ200Åのマグネシウム−カルシウム膜を形成することにより,カソードを形成した。これにより,緑色有機電界発光素子を製造した。
上記有機電界発光素子を駆動させるにおいて,上記アノードに陽の電圧を印加し上記カソードを接地させた後,上記有機電界発光素子の発光輝度をフォトメーターで測定した。上記有機電界発光素子は,輝度が1300cd/m2のときの電圧,すなわち駆動電圧は4.3Vであり,発光効率は66cd/Aであった。
上記有機電界発光素子を初期輝度が6500cd/m2となるように駆動させた後,駆動時間に対応する輝度の減少度合いを測定した。そして横軸を時間、縦軸を輝度の減少度合いである相手輝度として図3に示した。上記初期輝度は,駆動電圧を測定した輝度(1300cd/m2)の5倍である。
カラーアナライザを用いて上記有機電界発光素子の色座標を測定した。その結果,(0.303,0.649)の色座標を得た。
(1)緑色有機電界発光素子の製造
マグネシウムと銀を共蒸着して,マグネシウムと銀の原子比10:1,厚さ100Åのマグネシウム−銀膜を形成することによりカソードを形成した以外は,実施例2と同様の方法で有機電界発光素子を製造した。
実施例2と同様の方法で測定した結果,駆動電圧は5.2V,輝度は1300cd/m2,発光効率は55cd/A,色座標は(0.275,0.678)であり,加速寿命特性は図3に示したとおりである。
(1)緑色有機電界発光素子の製造
電子輸送層上にLiFを10Åの厚さに真空蒸着することにより電子注入層を形成し,上記電子注入層上にマグネシウムと銀を共蒸着して,マグネシウムと銀の原子比10:1,厚さ100Åのマグネシウム−銀膜を形成することにより,カソードを形成した以外は,実施例2と同様の方法で有機電界発光素子を製造した。
実施例2と同様の方法で測定した結果,駆動電圧は4.2V,輝度は1300cd/m2,発光効率は66cd/A,色座標は(0.264,0.683)であり,加速寿命特性は図3に示したとおりである。
(1)青色有機電界発光素子の製造
基板上にITOを用いて面積2mm×2mmのアノードを形成し,これを超音波洗浄及びUV−O3処理した。上記UV−O3処理の施されたアノード上にTDATA(4,4’,4”−Tris(N,N−diphenyl−amino)−triphenylamine)を200Åの厚さに真空蒸着することにより,正孔注入層を形成した。上記正孔注入層上にα−NPB(N,N’−Bis(naphthalen−1−yl)−N,N’−bis(phenyl)benzidine)を50Åの厚さに真空蒸着することにより,正孔輸送層を形成した。上記正孔輸送層上にDPVBiを150Åの厚さに真空蒸着することにより,青色発光層を形成した。上記発光層上にAlq3を250Åの厚さに真空蒸着することにより,電子輸送層を形成した。上記電子輸送層上にマグネシウムとカルシウムを共蒸着し,マグネシウムとカルシウムの原子比1:1,厚さ160Åのマグネシウム−カルシウム膜を形成することにより,カソードを形成した。これにより,青色有機電界発光素子を製造した。
上記有機電界発光素子を駆動させるにおいて,上記アノードに陽の電圧を印加し,上記カソードを接地させた後,上記有機電界発光素子の発光輝度をフォトメーターで測定した。上記有機電界発光素子は,発光輝度が452cd/m2のときの電圧,すなわち駆動電圧は5.0Vであり,発光効率は5.07cd/Aであった。
上記有機電界発光素子を初期輝度が2000cd/m2となるように駆動させた後,駆動時間に対応した輝度の減少度合いを測定した。そして横軸を時間,縦軸を輝度の減少度合いである相手輝度として図4bに示した。上記初期輝度は,駆動電圧を測定した輝度(452cd/m2)の5倍である。
カラーアナライザを用いて上記有機電界発光素子の色座標を測定した。その結果,(0.139,0.135)の色座標を得た。
(1)青色有機電界発光素子の製造
マグネシウムとカルシウムを共蒸着して,マグネシウムとカルシウムの原子比1:1,厚さ180Åのマグネシウム−カルシウム膜を形成することによりカソードを形成した以外は,実施例3と同様の方法で有機電界発光素子を製造した。
実施例3と同様の方法で測定した結果,駆動電圧は4.9V,輝度は440cd/m2,発光効率は4.81cd/A,色座標は(0.138,0.132)であり,加速寿命特性は図4bに示した。
(1)青色有機電界発光素子の製造
マグネシウムとカルシウムを共蒸着して,マグネシウムとカルシウムの原子比1:1,厚さ200Åのマグネシウム−カルシウム膜を形成することによりカソードを形成した以外は,実施例3と同様の方法で有機電界発光素子を製造した。
実施例3と同様の方法で測定した結果,駆動電圧は4.9V,発光輝度は460cd/m2,発光効率は5.19cd/A,色座標は(0.137,0.137)であり,加速寿命特性は図4a及び図4bに示した。
(1)青色有機電界発光素子の製造
マグネシウムとカルシウムを共蒸着して,マグネシウムとカルシウムの原子比1:1,厚さ220Åのマグネシウム−カルシウム膜を形成することによりカソードを形成した以外は,実施例3と同様の方法で有機電界発光素子を製造した。
実施例3と同様の方法で測定した結果,駆動電圧は4.9V,発光輝度は464cd/m2,発光効率は5.26cd/A,色座標は(0.137,0.138)であり,加速寿命特性は図4bに示した。
(1)青色有機電界発光素子の製造
マグネシウムと銀を共蒸着して,マグネシウムと銀の原子比10:1,厚さ100Åのマグネシウム−銀膜を形成することにより,カソードを形成した以外は,実施例3と同様の方法で有機電界発光素子を製造した。
実施例3と同様の方法で測定した結果,駆動電圧は5.2V,発光輝度は300cd/m2,発光効率は1.7cd/A,色座標は(0.140,0.100)であり,加速寿命特性は図4aに示した。
(1)青色有機電界発光素子の製造
電子輸送層上にLiFを10Åの厚さに真空蒸着することにより,電子注入層を形成し,上記電子注入層上にマグネシウムと銀を共蒸着して,マグネシウムと銀の原子比10:1,厚さ100Åのマグネシウム−銀膜を形成することにより,カソードを形成した以外は。実施例3と同様の方法で有機電界発光素子を製造した。
実施例3と同様の方法で測定した結果,駆動電圧は4.4V,発光輝度は362cd/m2,発光効率は5.02cd/A,色座標は(0.134,0.114)であり,加速寿命特性は図4a及び図4bに示した。
上記実施例3〜6,比較例4及び比較例5に係る青色有機電界発光素子の特性を下記表3に示し,加速寿命特性は図4a及び図4bに示した。
マグネシウムとカルシウムの原子比1:(1/3)の場合
基板上にマグネシウムとカルシウムを共蒸着して,マグネシウムとカルシウムの原子比3:1,厚さ200Åのマグネシウム−カルシウム膜を形成した。形成されたマグネシウム−カルシウム膜の面抵抗は60Ω/m2であった。
マグネシウムとカルシウムの原子比1:1の場合
マグネシウムとカルシウムの原子比が1:1である以外は,実施例7と同様の方法でマグネシウム−カルシウム膜を形成した。形成されたマグネシウム−カルシウム膜の面抵抗は16Ω/m2であった。
マグネシウムとカルシウムの原子比1:3の場合
マグネシウムとカルシウムの原子比が1:3である以外は,実施例7と同様の方法でマグネシウム−カルシウム膜を形成した。形成されたマグネシウム−カルシウム膜の面抵抗は48Ω/m2であった。
マグネシウム−銀膜の面抵抗
基板上にマグネシウムと銀を共蒸着して,マグネシウムと銀の原子比10:1,厚さ100Åのマグネシウム−銀膜を形成した。形成されたマグネシウム−銀膜の面抵抗は23Ω/m2であった。
基板上にマグネシウムとカルシウムを共蒸着して,マグネシウムとカルシウムの原子比1:1,厚さ200Åのマグネシウム−カルシウム膜を形成した後,形成されたマグネシウム−カルシウム膜の透過率及び反射率を,光波長を変化させながら測定した。測定結果は図5及び図6に示した。特に550nmにおいて,透過率は16.82%,反射率は31.17%であった。
基板上にマグネシウムとカルシウムを共蒸着して,マグネシウムとカルシウムの原子比1:1,厚さ200Åのマグネシウム−カルシウム膜を形成し,上記マグネシウム−カルシウム膜上にLiFを700Åの厚さに真空蒸着してキャッピング層を形成した後,上記マグネシウム−カルシウム膜と上記キャッピング層の透過率及び反射率を,光波長を変化させながら測定した。測定結果は図5及び図6に示した。特に550nmにおいて,透過率は48.70%,反射率は39.76%であった。
マグネシウム−カルシウム膜上にLiFを800Åの厚さに真空蒸着してキャッピング層を形成する以外は,実施例11と同様の方法でマグネシウム−カルシウム膜及びキャッピング層を形成し,透過率及び反射率を,光波長を変化させながら測定した。測定結果は図5及び図6に示した。特に550nmにおいて,透過率は50.48%,反射率は42.93%であった。
マグネシウム−カルシウム膜上にLiFを900Åの厚さに真空蒸着してキャッピング層を形成する以外は,実施例11と同様の方法でマグネシウム−カルシウム膜及びキャッピング層を形成し,透過率及び反射率を,光波長を変化させながら測定した。測定結果は図5及び図6に示した。特に550nmにおいて,透過率は49.27%,反射率は43.50%であった。
マグネシウム−カルシウム膜上にNPBを600Åの厚さに真空蒸着してキャッピング層を形成する以外は,実施例11と同様の方法でマグネシウム−カルシウム膜及びキャッピング層を形成し,透過率及び反射率を,光波長を変化させながら測定した。その結果,550nmにおいて,透過率は67.31%,反射率は37.63%であった。
110 アノード
120 正孔注入層
130 正孔輸送層
140 有機発光層
150 正孔阻止層
160 電子輸送層
170 電子注入層
180 カソード
190 キャッピング層
Claims (25)
- アノードと;
マグネシウム−カルシウム膜のカソードと;
前記アノードと前記カソードとの間に介在し,少なくとも有機発光層を備える有機機能膜と;
を含み,
前記カソードは,マグネシウムとカルシウムを1:(1/3)〜1:3の原子比で含有することを特徴とする,有機電界発光素子。 - 前記カソードは,マグネシウムとカルシウムを1:1の原子比で含有することを特徴とする,請求項1に記載の有機電界発光素子。
- 前記カソードの前記有機機能膜に隣接した面とは反対側の面に隣接するキャッピング層をさらに含むことを特徴とする,請求項1または2に記載の有機電界発光素子。
- 前記キャッピング層は,有機膜,無機膜,または有機膜と無機膜との多重層であることを特徴とする,請求項3に記載の有機電界発光素子。
- 前記無機膜は,シリコン酸化膜,シリコン窒化膜及びシリコン酸化窒化膜からなる群より選択される少なくとも一つの膜であることを特徴とする,請求項4に記載の有機電界発光素子。
- 前記無機膜は,ITO膜,IZO膜,TO膜及びZnO膜からなる群より選択される少なくとも一つの膜であることを特徴とする,請求項4に記載の有機電界発光素子。
- 前記無機膜は,LiF膜であることを特徴とする,請求項4に記載の有機電界発光素子。
- 前記有機膜は,NPB,TNATA,TCTA,TDAPB,TDATA,Alq3,Balq及びCBPからなる群より選択される少なくとも一つの物質を含有する膜であることを特徴とする,請求項4に記載の有機電界発光素子。
- 前記有機機能膜は,前記カソードと前記有機発光層との間に介在する電子輸送層をさらに含み,
前記電子輸送層は,前記カソードと接することを特徴とする,請求項1〜8のいずれかに記載の有機電界発光素子。 - 前記有機機能膜は,前記アノードと前記有機発光層との間に介在する正孔注入層及び/又は正孔輸送層をさらに含むことを特徴とする,請求項1〜9のいずれかに記載の有機電界発光素子。
- アノードと;
マグネシウム−カルシウム膜の光透過性カソードと;
前記アノードと前記カソードとの間に介在し,少なくとも有機発光層を備える有機機能膜と;
を含み,
前記光透過性カソードは,マグネシウムとカルシウムを1:(1/3)〜1:3の原子比で含有することを特徴とする,有機電界発光素子。 - 前記光透過性カソードは,マグネシウムとカルシウムを1:1の原子比で含有することを特徴とする,請求項11に記載の有機電界発光素子。
- 前記光透過性カソードの厚さは,400Å以下であることを特徴とする,請求項11または12に記載の有機電界発光素子。
- 前記光透過性カソードの厚さは,100Å以上であることを特徴とする,請求項13に記載の有機電界発光素子。
- 前記光透過性カソードの厚さは,200Å〜300Åであることを特徴とする,請求項14に記載の有機電界発光素子。
- 前記光透過性カソードの前記有機機能膜に隣接した面とは反対側の面に隣接するキャッピング層をさらに含むことを特徴とする,請求項11〜15のいずれかに記載の有機電界発光素子。
- 前記キャッピング層は,透明キャッピング層であることを特徴とする,請求項16に記載の有機電界発光素子。
- 前記キャッピング層は,前記光透過性カソードに比べて屈折率が高いことを特徴とする,請求項16に記載の有機電界発光素子。
- 前記キャッピング層の屈折率は,1.3〜2.3であることを特徴とする,請求項18に記載の有機電界発光素子。
- 前記キャッピング層は,有機膜,無機膜及び有機膜と無機膜との多重層であることを特徴とする,請求項16〜19のいずれかに記載の有機電界発光素子。
- 基板上にアノードを形成し,
前記アノード上に,少なくとも有機発光層を備える有機機能膜を形成し,
前記有機機能膜上にマグネシウム−カルシウム膜のカソードをマグネシウムとカルシウムを1:(1/3)〜1:3の原子比で共蒸着して形成することを特徴とする,有機電界発光素子の製造方法。 - 前記カソードは,マグネシウムとカルシウムを1:1の原子比で共蒸着して形成することを特徴とする,請求項21に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記カソードは,100〜400Åの厚さを持つように形成することを特徴とする,請求項21または22に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記カソード上に,キャッピング層を形成することをさらに含むことを特徴とする,請求項21〜23のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記キャッピング層は,有機膜,無機膜または有機膜と無機膜との多重層で形成することを特徴とする,請求項24に記載の有機電界発光素子の製造方法。
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