JP5174577B2 - ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT AND ITS MANUFACTURING METHOD, LIGHTING DEVICE, SURFACE LIGHT SOURCE, DISPLAY DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、表示装置に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence element, an illumination device using the organic electroluminescence element, a planar light source, and a display device.
有機エレクトロルミネッセンス素子は、一対の電極と、有機発光層とを含んで構成される。有機エレクトロルミネッセンス素子は、電圧を印加すると、各電極から正孔および電子がそれぞれ注入され、注入された正孔と電子が有機発光層において再結合することによって発光する。無機EL素子に比べると、有機エレクトロルミネッセンス素子は低電圧での駆動が可能であり、輝度が高い。そのため、有機エレクトロルミネッセンス素子を表示装置や照明装置に用いることが検討されている。 The organic electroluminescence element includes a pair of electrodes and an organic light emitting layer. When a voltage is applied to the organic electroluminescence element, holes and electrons are injected from each electrode, and light is emitted by recombination of the injected holes and electrons in the organic light emitting layer. Compared to inorganic EL elements, organic electroluminescence elements can be driven at a low voltage and have high luminance. For this reason, the use of organic electroluminescence elements in display devices and lighting devices has been studied.
例えばアクティブマトリックス駆動方式の表示装置では、駆動回路が形成されたTFT(Thin Film Transistor)基板上に複数の有機エレクトロルミネッセンス素子が設けられる。基板側から光を取出すいわゆるボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子では、基板上に設けられた駆動回路などによって光が遮られるので、開口率が低くなるのが通常である。そこで光を遮る駆動回路などとは関係なく、開口率を高くするために、基板とは反対側から光を取出すいわゆるトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子が検討されている。 For example, in an active matrix drive type display device, a plurality of organic electroluminescence elements are provided on a TFT (Thin Film Transistor) substrate on which a drive circuit is formed. In a so-called bottom emission type organic electroluminescence element that extracts light from the substrate side, the light is blocked by a drive circuit or the like provided on the substrate, so that the aperture ratio is usually low. Therefore, so-called top emission type organic electroluminescence elements that take out light from the side opposite to the substrate are being studied in order to increase the aperture ratio regardless of the drive circuit that blocks light.
トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板とは反対側に設けられる電極が透明電極によって構成される。例えば透明電極を、第1〜第3層の3層からなる陰極とした有機エレクトロルミネッセンス素子がある(例えば、特許文献1)。この有機エレクトロルミネッセンス素子では、第1層および第3層が酸化物薄膜層によって構成され、第2層がAu、Ag、Cu、PdおよびPtから選択される金属の薄膜からなる層によって構成されている。しかしながら、特許文献1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光効率が必ずしも十分ではないという問題がある。
In the top emission type organic electroluminescence element, the electrode provided on the side opposite to the substrate is constituted by a transparent electrode. For example, there is an organic electroluminescence element in which a transparent electrode is a cathode composed of three layers of first to third layers (for example, Patent Document 1). In this organic electroluminescence element, the first layer and the third layer are constituted by oxide thin film layers, and the second layer is constituted by a layer made of a metal thin film selected from Au, Ag, Cu, Pd and Pt. Yes. However, the organic electroluminescence element described in
また透明電極は、金属膜などから成る不透明な電極に比べると電気抵抗が高い。有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置や照明装置においては、発光面積が大きくなるにつれて大面積の透明電極が必要となる。大面積の透明電極を用いる場合、高い配線抵抗による電圧降下が大きくなるので、電圧降下に起因する発光輝度のムラが無視できない程度に大きくなるという問題がある。 Further, the transparent electrode has a higher electrical resistance than an opaque electrode made of a metal film or the like. In a display device or lighting device using an organic electroluminescence element, a transparent electrode having a large area is required as the light emitting area increases. When a transparent electrode having a large area is used, a voltage drop due to a high wiring resistance becomes large, and there is a problem that unevenness in light emission luminance due to the voltage drop becomes so large that it cannot be ignored.
透明電極の電圧降下に起因する問題を解決するために、透明電極よりも低抵抗な補助電極を透明電極に電気的に接続した有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状発光装置が開示されている(例えば特許文献2参照)。この面状発光装置では、電源に接続される接続端子から近い部分では前記補助電極を太くし、遠い部分では前記補助電極を細くしている。接続端子から近い部分では、太い補助電極のために電流値が高く発光強度が強い一方で、開口率が小さくなり、また、接続端子から遠い部分では、細い補助電極のために電流値が小さく発光強度が弱い一方で、開口率が大きくなるので、全体としての発光輝度のムラを抑制した面状発光装置を実現している。 In order to solve the problem caused by the voltage drop of the transparent electrode, a planar light emitting device including an organic electroluminescence element in which an auxiliary electrode having a lower resistance than the transparent electrode is electrically connected to the transparent electrode is disclosed (for example, Patent Document 2). In this planar light emitting device, the auxiliary electrode is thickened at a portion near a connection terminal connected to a power source, and the auxiliary electrode is thinned at a portion far from the connecting terminal. In the area close to the connection terminal, the current value is high and the emission intensity is strong because of the thick auxiliary electrode, while the aperture ratio is small, and in the area far from the connection terminal, the current value is small due to the thin auxiliary electrode and light is emitted. While the strength is weak, the aperture ratio increases, and thus a planar light emitting device that suppresses unevenness in the overall light emission luminance is realized.
透明電極の電圧降下に起因する問題を解決するために、透明電極よりも低抵抗な補助電極を透明電極に電気的に接続した有機エレクトロルミネッセンス素子を備える面状発光装置が開示されている(例えば特許文献2参照)。この面状発光装置では、電源に接続される接続端子から近い部分では前記補助電極を太くし、遠い部分では前記補助電極を細くしている。接続端子から近い部分では、太い補助電極のために電流値が高く発光強度が強い一方で、開口率が小さくなり、また、接続端子から遠い部分では、細い補助電極のために電流値が小さく発光強度が弱い一方で、開口率が大きくなるので、全体としての発光輝度のムラを抑制した面状発光装置を実現している。 In order to solve the problem caused by the voltage drop of the transparent electrode, a planar light emitting device including an organic electroluminescence element in which an auxiliary electrode having a lower resistance than the transparent electrode is electrically connected to the transparent electrode is disclosed (for example, Patent Document 2). In this planar light emitting device, the auxiliary electrode is thickened at a portion near a connection terminal connected to a power source, and the auxiliary electrode is thinned at a portion far from the connecting terminal. In the area close to the connection terminal, the current value is high and the emission intensity is strong because of the thick auxiliary electrode, while the aperture ratio is small, and in the area far from the connection terminal, the current value is small due to the thin auxiliary electrode and light is emitted. While the strength is weak, the aperture ratio increases, and thus a planar light emitting device that suppresses unevenness in the overall light emission luminance is realized.
しかしながら、特許文献2に記載されているような有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた場合でも、接続端子から遠い部分では電流値が小さくなるために、発光輝度のムラを十分に抑制することができなかった。また、開口率を調整することによって発光輝度のムラを抑制するので、光の利用効率が低下するという問題があった。
However, even when an organic electroluminescence element as described in
本発明は、上記従来技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、その課題は、発光面積が大きい場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能な、発光効率に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子、該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置、面状光源、及び表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the problem is that even when the light emission area is large, unevenness in light emission luminance is sufficiently suppressed, and uniform light emission is possible, and the light emission efficiency is excellent. An organic electroluminescence element, an illumination device using the organic electroluminescence element, a planar light source, and a display device are provided.
上記課題を解決するために、本発明にかかる第1の構成の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第1電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第2電極と、前記第2電極と比較して電気抵抗が低く、前記第2電極に接して設けられる補助電極と、前記第1電極および第2電極の間に配置される発光層と、を含み、前記透明な第2電極が、前記発光層側から第1層、第2層および第3層の順に配置された3層の積層体からなり、前記第1層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第2層がカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含み、前記第3層の可視光の透過率が40%以上であり、前記補助電極が、枠状の第1補助電極と、該第1補助電極の枠内に配置されるとともに、該第1補助電極に電気的に接続され、該第1補助電極よりも線幅が狭い第2補助電極と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an organic electroluminescence element having a first configuration according to the present invention includes a first electrode that is one of an anode and a cathode, and the other of the anode and the cathode. A transparent second electrode that is an electrode, an electric resistance lower than that of the second electrode, and an auxiliary electrode that is provided in contact with the second electrode, and is disposed between the first electrode and the second electrode The transparent second electrode is composed of a three-layer laminate in which the first layer, the second layer, and the third layer are arranged in this order from the light emitting layer side, and the first layer is a metal A material selected from the group consisting of metal oxides, metal fluorides, and mixtures thereof, wherein the second layer includes a metal selected from the group consisting of calcium, aluminum, magnesium, and mixtures thereof; Possible for the third layer The light transmittance is 40% or more, and the auxiliary electrode is disposed within a frame-shaped first auxiliary electrode and a frame of the first auxiliary electrode, and is electrically connected to the first auxiliary electrode. And a second auxiliary electrode having a narrower line width than the first auxiliary electrode.
上記構成において、前記第1層が金属酸化物および金属フッ化物のうちの少なくともいずれか一方を含み、前記第2層に含まれる材料が、前記第1層に含まれる材料に対する還元剤であってもよい。 In the above configuration, the first layer includes at least one of a metal oxide and a metal fluoride, and the material included in the second layer is a reducing agent for the material included in the first layer. Also good.
上記構成において、前記第1層が金属を含み、前記第2層に含まれる材料が前記第1層に含まれる金属の酸化物に対する還元剤であってもよい。 In the above configuration, the first layer may include a metal, and the material included in the second layer may be a reducing agent for the metal oxide included in the first layer.
また、本発明にかかる第2の構成の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第1電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第2電極と、前記第2電極と比較して電気抵抗が低く、前記第2電極に接して設けられる補助電極と、前記第1電極および第2電極の間に配置される発光層と、を含み、前記透明な第2電極が、前記発光層側から第1層、第2層および第3層の順に配置された3層の積層体からなり、前記第2層に含まれる材料が前記第1層に含まれる材料に対して還元作用を有し、前記第3層の可視光の透過率が40%以上であり、前記補助電極が、枠状の第1補助電極と、該第1補助電極の枠内に配置されるとともに、該第1補助電極に電気的に接続され、該第1補助電極よりも線幅が狭い第2補助電極と、を有することを特徴とする。 An organic electroluminescence device having a second configuration according to the present invention includes a first electrode which is one of an anode and a cathode, and a transparent first electrode which is the other of the anode and the cathode. Two electrodes, an auxiliary electrode that has a lower electrical resistance than the second electrode and is provided in contact with the second electrode, and a light-emitting layer disposed between the first electrode and the second electrode. The transparent second electrode is composed of a three-layer laminate in which the first layer, the second layer, and the third layer are arranged in this order from the light emitting layer side, and the material contained in the second layer is the first layer. The material included in the layer has a reducing action, the visible light transmittance of the third layer is 40% or more, the auxiliary electrode includes a frame-shaped first auxiliary electrode, and the first auxiliary electrode And is electrically connected to the first auxiliary electrode, A second auxiliary electrode line width narrower than the auxiliary electrode, characterized by having a.
上記構成において、前記第1層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。 In the above configuration, the first layer may include a material selected from the group consisting of a metal, a metal oxide, a metal fluoride, and a mixture thereof.
上記構成において、前記第2層が、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含んでもよい。 In the above configuration, the second layer may include a metal selected from the group consisting of calcium, aluminum, magnesium, and a mixture thereof.
上記第1及び第2の構成の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記第1層が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。 In the organic electroluminescence device having the first and second configurations, the first layer includes an alkali metal, an alkaline earth metal, an alkali metal oxide, an alkaline earth metal oxide, an alkali metal fluoride, an alkali. It may comprise a material selected from the group consisting of earth metal fluorides and mixtures thereof.
上記構成において、前記第1層がバリウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。 In the above configuration, the first layer may include a material selected from the group consisting of barium, barium oxide, barium fluoride, and a mixture thereof.
上記構成において、前記第1層がナトリウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。 In the above configuration, the first layer may include a material selected from the group consisting of sodium, sodium oxide, sodium fluoride, and a mixture thereof.
上記構成において、前記第1層がルビジウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含んでもよい。 In the above configuration, the first layer may include a material selected from the group consisting of rubidium, rubidium oxide, rubidium fluoride, and a mixture thereof.
上記いずれかの構成において、前記第3層が、金、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、インジウム、及びこれらの合金からなる群より選択される材料からなり、該第3層の膜厚が5nm以上30nm以下であることが好ましい。 In any one of the above-described configurations, the third layer is made of a material selected from the group consisting of gold, silver, copper, tin, lead, nickel, indium, and alloys thereof, and the thickness of the third layer is It is preferably 5 nm or more and 30 nm or less.
上記いずれかの構成において、前記第1電極の可視光に対する反射率が80%以上であることが好ましい。 In any one of the configurations described above, it is preferable that the reflectance of the first electrode with respect to visible light is 80% or more.
上記いずれかの構成において、前記第2補助電極の線幅を前記第1補助電極の線幅で除した値が、1/1000〜1/10であることが好ましい。 In any one of the configurations described above, it is preferable that a value obtained by dividing the line width of the second auxiliary electrode by the line width of the first auxiliary electrode is 1/1000 to 1/10.
本発明の照明装置は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とするものである。また、本発明の面状光源は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とするものである。さらに、本発明の表示装置は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とするものである。 The illuminating device of this invention is equipped with the said organic electroluminescent element, It is characterized by the above-mentioned. Moreover, the planar light source of the present invention comprises the organic electroluminescence element. Furthermore, the display device of the present invention is characterized by comprising the organic electroluminescence element.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、前記透明な第2電極が、前記発光層側から第1層、第2層および第3層の順に配置された3層の積層体からなり、前記第1層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第2層がカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含み、前記第3層の可視光の透過率が40%以上であるか、前記透明な第2電極が、前記発光層側から第1層、第2層および第3層の順に配置された3層の積層体からなり、前記第2層に含まれる材料が前記第1層に含まれる材料に対して還元作用を有し、前記第3層の可視光の透過率が40%以上である。かかる特徴構成により、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、開口率を高くすることにより発光効率が高くすることができ、しかも容易にトップエミッション型の素子及び装置とすることができ、良好な画像を得ることができ、輝度半減寿命も長くなる。 In the organic electroluminescent element of the present invention, the transparent second electrode is composed of a three-layered structure in which the first layer, the second layer, and the third layer are arranged in this order from the light emitting layer side. The layer comprises a material selected from the group consisting of metals, metal oxides, metal fluorides, and mixtures thereof, and the second layer is a metal selected from the group consisting of calcium, aluminum, magnesium, and mixtures thereof The visible light transmittance of the third layer is 40% or more, or the transparent second electrode is arranged in the order of the first layer, the second layer, and the third layer from the light emitting layer side. It consists of a three-layer laminate, and the material contained in the second layer has a reducing action on the material contained in the first layer, and the visible light transmittance of the third layer is 40% or more. . With such a characteristic configuration, the organic electroluminescent element of the present invention can have high luminous efficiency by increasing the aperture ratio, and can be easily made into a top emission type element and device, and a good image can be obtained. Can be obtained, and the luminance half-life is also increased.
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、透明電極と比較して電気抵抗値の低い材料から構成された補助電極が前記透明電極に接して設けられているので、透明電極の抵抗による電圧降下を低減し、発光面積が広い場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能となる。 In addition, according to the organic electroluminescence element of the present invention, since the auxiliary electrode made of a material having a lower electrical resistance value than the transparent electrode is provided in contact with the transparent electrode, the voltage due to the resistance of the transparent electrode Even when the light emission area is wide, the unevenness of the light emission luminance is sufficiently suppressed and uniform light emission is possible.
すなわち、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、より具体的には、透明電極からなる第2電極の表面上に、枠状の第1補助電極と、該第1補助電極の枠内に配置されるとともに、前記第1補助電極に電気的に接続され、該第1補助電極よりも線幅が狭い第2補助電極と、が配置されている。第2電極に加えて、このような、透明電極(第1電極)より電気抵抗が低い補助電極を設けることによって、前記第2電極の抵抗による電圧降下を低減できる。 That is, in the organic electroluminescent element of the present invention, more specifically, the frame-shaped first auxiliary electrode and the frame of the first auxiliary electrode are disposed on the surface of the second electrode made of a transparent electrode. And a second auxiliary electrode that is electrically connected to the first auxiliary electrode and has a narrower line width than the first auxiliary electrode. In addition to the second electrode, by providing such an auxiliary electrode having an electric resistance lower than that of the transparent electrode (first electrode), a voltage drop due to the resistance of the second electrode can be reduced.
本発明においては、前記第1補助電極は、線幅が広く十分な電流を流すことができるため、接続端子から遠い部分であっても配線抵抗による電圧降下の影響をほとんど受けない。
また、前記第2補助電極は、線幅が狭いために有機層から発せられた光を遮る量が少なく、光の利用効率に与える影響は少ない。なお、前記第2補助電極は、線幅が狭いために配線抵抗による電圧降下の影響を受け易くなるが、本発明においては、この第2補助電極が前記第1補助電極の枠内に配置され、かつ配線抵抗による電圧降下の影響をほとんど受けない第1補助電極に電気的に接続されているという電気的接続構造を有しているために、接続端子から遠い部分の補助電極においても配線抵抗による電圧降下が緩和される。
In the present invention, since the first auxiliary electrode has a wide line width and can pass a sufficient current, even the portion far from the connection terminal is hardly affected by the voltage drop due to the wiring resistance.
In addition, since the second auxiliary electrode has a narrow line width, the second auxiliary electrode has a small amount of blocking light emitted from the organic layer, and has little influence on the light use efficiency. The second auxiliary electrode is easily affected by a voltage drop due to wiring resistance due to its narrow line width. In the present invention, the second auxiliary electrode is disposed within the frame of the first auxiliary electrode. In addition, since it has an electrical connection structure in which it is electrically connected to the first auxiliary electrode that is hardly affected by the voltage drop due to the wiring resistance, the wiring resistance even in the auxiliary electrode far from the connection terminal The voltage drop due to is reduced.
したがって、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、透明電極の抵抗による電圧降下を低減し、発光面積が広い場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能となる。 Therefore, according to the organic electroluminescent element of the present invention, the voltage drop due to the resistance of the transparent electrode is reduced, and even when the light emitting area is wide, unevenness in the light emission luminance is sufficiently suppressed, and uniform light emission is possible.
以上のように、本発明によれば、開口率を高くすることにより発光効率を高くすることができ、しかも容易にトップエミッション型の素子及び装置とすることができ、開口率が高く良好な画像を得ることができ、輝度半減寿命も長くなる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。そして、本発明によれば、透明電極の抵抗による電圧降下を低減し、発光面積が大きい場合でも発光輝度のムラが十分に抑制され、均一発光が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することが可能となる。
したがって、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、照明装置、バックライトとしての面状光源、フラットパネルディスプレイ等の表示装置として好ましく使用できる。
As described above, according to the present invention, the luminous efficiency can be increased by increasing the aperture ratio, and a top-emission type element and device can be easily obtained. Can be obtained, and an organic electroluminescence device having a long luminance half-life can be provided. According to the present invention, it is possible to provide an organic electroluminescence device capable of reducing the voltage drop due to the resistance of the transparent electrode, sufficiently suppressing unevenness in light emission luminance even when the light emission area is large, and capable of uniform light emission. It becomes.
Therefore, the organic electroluminescence element of the present invention can be preferably used as a display device such as a lighting device, a planar light source as a backlight, and a flat panel display.
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。なお、以下の説明において示す図面における各部材の縮尺は実際と異なる場合がある。 Hereinafter, the organic electroluminescence element of the present invention will be described in detail in accordance with preferred embodiments thereof. Note that the scale of each member in the drawings shown in the following description may differ from the actual scale.
本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第1電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第2電極と、前記第2電極よりも電気抵抗が低く、前記第2電極に接して設けられる補助電極と、前記第1電極および第2電極の間に配置される発光層と、を含み、前記透明な第2電極が、前記発光層側から第1層、第2層および第3層の順に配置された3層の積層体からなり、前記第1層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、前記第2層がカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含み、かつ、前記第3層の可視光の透過率が40%以上であり、前記補助電極が、枠状の第1補助電極と、該第1補助電極の枠内に配置されるとともに、該第1補助電極に電気的に接続され、該第1補助電極よりも線幅が狭い第2補助電極と、を有することを、特徴としている。 The organic electroluminescence device according to the present invention includes a first electrode that is one of an anode and a cathode, a transparent second electrode that is the other of the anode and the cathode, and the second electrode. An auxiliary electrode having an electrical resistance lower than that of the electrode and provided in contact with the second electrode; and a light emitting layer disposed between the first electrode and the second electrode, wherein the transparent second electrode comprises: It consists of a laminate of three layers arranged in the order of the first layer, the second layer and the third layer from the light emitting layer side, and the first layer is made of metal, metal oxide, metal fluoride, and a mixture thereof. A material selected from the group, the second layer includes a metal selected from the group consisting of calcium, aluminum, magnesium, and mixtures thereof, and the visible light transmittance of the third layer is 40%. And the above The auxiliary electrode is disposed within the frame-shaped first auxiliary electrode and the frame of the first auxiliary electrode, and is electrically connected to the first auxiliary electrode, and the line width is narrower than the first auxiliary electrode. And a second auxiliary electrode.
また、本発明にかかる他の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である第1電極と、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第2電極と、前記第2電極よりも電気抵抗が低く、前記第2電極に接して設けられる補助電極と、前記第1電極および第2電極の間に配置される発光層と、を含み、前記透明な第2電極が、前記発光層側から第1層、第2層および第3層の順に配置された3層の積層体からなり、前記第2層に含まれる材料が前記第1層に含まれる材料に対して還元作用を有し、前記第3層の可視光の透過率が40%以上であり、前記補助電極が、枠状の第1補助電極と、該第1補助電極の枠内に配置されるとともに、該第1補助電極に電気的に接続され、該第1補助電極よりも線幅が狭い第2補助電極と、を有することを特徴としている。 In addition, another organic electroluminescence device according to the present invention includes a first electrode that is one of an anode and a cathode, and a transparent second electrode that is the other of the anode and the cathode. And an auxiliary electrode provided in contact with the second electrode, and a light emitting layer disposed between the first electrode and the second electrode, wherein the transparent first electrode The two electrodes are composed of a three-layer laminate in which the first layer, the second layer, and the third layer are arranged in this order from the light emitting layer side, and the material included in the second layer is included in the first layer The third layer has a visible light transmittance of 40% or more, and the auxiliary electrode is disposed in a frame-shaped first auxiliary electrode and the frame of the first auxiliary electrode. And is electrically connected to the first auxiliary electrode and connected to the first auxiliary electrode. Is characterized by also having a second auxiliary electrode line width is narrow, the.
かかる基本的構成を有する本発明の一実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を、図1に示す。なお、以下の説明において、支持基板1の厚み方向の一方を上方(または上)といい、支持基板1の厚み方向の他方を下方(または下)という場合がある。この上下関係の表記は、説明の便宜上、設定したもので、必ずしも実際に有機エレクトロルミネッセンス素子が製造される工程および使用される状況に適用されるものではない。
An organic electroluminescence device according to an embodiment of the present invention having such a basic configuration is shown in FIG. In the following description, one side in the thickness direction of the
支持基板1上に陽極(第1電極)5が配置されている。この陽極(第1電極)5の上に発光部6が配置され、その上に透明な陰極(第2電極)7が配置されている。この透明な第2電極7は、3層の積層体から構成されている。3層の積層体は、発光部6側から順に積層された第1層7a、第2層7b、第3層7cの3層からなる。
通常、支持基板1上に配置された陽極5、発光部6,陰極7からなる発光機能部を保護するために保護層(上部封止膜と呼称する場合もある)8が設けられる。そして、前記透明な第2電極7の保護層8側の表面に第1補助電極2と第2補助電極3とを有する補助電極4が形成されている。上記発光部6は、発光層10と、陽極(第1電極)5と発光層10との間に必要に応じて設けられる層9と、発光層10と陰極(第2電極)7との間に必要に応じて設けられる層11とから構成されている。
なお、本実施形態では、第1電極5が陽極であり、透明な第2電極7が陰極であるが、発光機能部の積層順を逆順にして、第1電極が陰極であり、第2電極が陽極である有機EL素子を構成してもよい。
An anode (first electrode) 5 is disposed on the
Usually, a protective layer (sometimes referred to as an upper sealing film) 8 is provided in order to protect the light emitting function part including the
In the present embodiment, the
以下に、まず、本発明の特徴構成である第2電極7の3層構造について説明し、その次に透明な第2電極7に接して設ける補助電極について説明する。その後、その他の構成要素について説明する。
Below, the three-layer structure of the
(第2電極)
本実施形態において、第2電極7は、3層の積層体から構成されている。3層の積層体は、発光部6側から順に積層された第1層7a、第2層7b、第3層7cの3層からなる。
(Second electrode)
In this embodiment, the
本実施形態において、第2電極7の第1層7aは金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、かつ第2層7bはカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む。この実施形態において、前記第1層7aが金属酸化物および/または金属フッ化物を含み、前記第2層7bに含まれる材料が、前記第1層7aに含まれる材料に対する還元剤であるか、又は前記第1層7aが金属を含み、前記第2層7bに含まれる材料が、前記第1層7aに含まれる金属の酸化物に対する還元剤であることが好ましい。
In this embodiment, the
本発明のさらに他の実施形態において、第2電極7の第2層7bの材料は、第1層7aの材料に対して還元作用を有する。この実施形態において、第1層7aは金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含むことが好ましく、また、第2層7bは、カルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含むことが好ましい。
In still another embodiment of the present invention, the material of the
前記の実施形態において、第1層7aが金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む場合、第1層7aは、これらの材料から実質的になる層とすることができる。金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物の中では金属が好ましい。第1層7aに含まれる金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物を構成する金属としては、アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を挙げることができる。より具体的には、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、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等を挙げることができ、バリウム、ナトリウム、ルビジウムであることが特に好ましい。第2層7bを構成する材料がカルシウム又はマグネシウムを含む場合、第1層7aを構成する金属は、これ以外の金属であることが好ましい。
In the above embodiment, when the
第2層7bがカルシウム、アルミニウム、マグネシウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される金属を含む場合、第2層7bは、これらの金属、これらの金属の酸化物、これらの金属のフッ化物、又はこれらの混合物のいずれかのみから実質的になる層とすることができる。特に、これらの金属のみから実質的になることが好ましい。
When the
部材A(例えば金属)「のみから実質的になる」とは、蒸着等の製造工程、及び使用に際しての酸化等の過程において混入した部材Aとは異なる他の元素が含まれてもよいことを意味し、具体的には、部材Aの含有割合が90モル%以上である場合とすることができる。 The member A (for example, metal) “consists essentially of” means that other elements different from the member A mixed in the manufacturing process such as vapor deposition and the process of oxidation during use may be included. Specifically, the content ratio of the member A can be 90 mol% or more.
第2層7bに含まれる材料が第1層7aに含まれる材料に対する還元剤である場合、第2層7bに含まれる材料が第1層7aに含まれる金属の酸化物に対する還元剤である場合、及び第2層7bに含まれる材料が第1層7aに含まれる材料に対して還元作用を有する場合において、材料間の還元能の有無・程度は、例えば、化合物間の結合解離エネルギー(ΔrH°)から決定することができる。即ち、第2層7bを構成する材料による、第1層7aを構成する材料に対する還元反応において、結合解離エネルギーが正であるような組み合わせである場合、第2層7bの材料が第1層7aの材料に対して還元能を有するといえる。
When the material contained in the
結合解離エネルギーは、例えば、電気化学便覧第5版(丸善、2000)、熱力学データベースMALT(科学技術社、1992)などで参照できる。例を挙げると、LiFとAlの組み合わせでは、
3LiF+Al→3Li+AlF3、ΔrH°=−36.28
となり、吸熱反応であることからAlはLiFに対する還元能を有しない。また、LiFとCaの組み合わせでは、
2LiF+Ca→2Li+CaF2、ΔrH°=+38.58
となり、放熱反応であることからCaはLiFに対する還元能を有する。
The bond dissociation energy can be referred to, for example, in Electrochemical Handbook 5th Edition (Maruzen, 2000), Thermodynamic Database MALT (Science and Technology, 1992), and the like. For example, in the combination of LiF and Al,
3LiF + Al → 3Li + AlF 3 , ΔrH ° = −36.28
Thus, since it is an endothermic reaction, Al does not have a reducing ability for LiF. Moreover, in the combination of LiF and Ca,
2LiF + Ca → 2Li + CaF 2 , ΔrH ° = + 38.58
Since Ca is a heat dissipation reaction, Ca has a reducing ability for LiF.
第2層7bの材料が第1層7aの材料に対して還元能を有する場合の第1層7a及び第2層7bの材料の組み合わせの例を以下に列挙する。以下の式においては、左辺の左側の材料が第1層7aの材料、左辺の右側の材料が第2層7bの材料であり、左辺の右側の材料が左辺の左側の材料に対する還元剤となる。
(1)2BaO+Al→2Ba+AlO2,ΔrH°=+197.6
(2)BaO+Ca→Ba+CaO,ΔrH°=+172.4
(3)BaO+Mg→Ba+MgO,ΔrH°=+217.2
(4)BaF+Ca→Ba+CaF,ΔrH°=+55.2
(5)2BaF+Ca→2Ba+CaF2,ΔrH°=+51.0
(6)BaF+Mg→Ba+MgF,ΔrH°=+135.9
(7)2BaF+Mg→2Ba+MgF2,ΔrH°=+139.3
(8)2LiF+Ca→2Li+CaF2,ΔrH°=+38.5
(9)CsF+Ca→Cs+CaF,ΔrH°=+14.7
(10)CsF+Ag→Cs+AgF,ΔrH°=+158.0
(11)Cs2CO3+Al→2Cs+AlO+CO2,ΔrH°=+303.0
(12)Cs2CO3+Ca→2Cs+CaO+CO2,ΔrH°=+431.6
(13)Cs2CO3+Ag→2Cs+AgO+CO2,ΔrH°=+595.4
(14)2Na2O+Al→4Na+AlO2,ΔrH゜=+41.7
(15)2Rb2O+Al→4Rb+AlO2,ΔrH゜=+41.7
(16)Rb2O+Ca→2Rb+CaO,ΔrH゜=+94.4
Examples of combinations of materials of the
(1) 2BaO + Al → 2Ba + AlO 2 , ΔrH ° = + 197.6
(2) BaO + Ca → Ba + CaO, ΔrH ° = + 172.4
(3) BaO + Mg → Ba + MgO, ΔrH ° = + 217.2
(4) BaF + Ca → Ba + CaF, ΔrH ° = + 55.2
(5) 2BaF + Ca → 2Ba + CaF 2 , ΔrH ° = + 51.0
(6) BaF + Mg → Ba + MgF, ΔrH ° = + 135.9
(7) 2BaF + Mg → 2Ba + MgF 2 , ΔrH ° = + 139.3
(8) 2LiF + Ca → 2Li + CaF 2 , ΔrH ° = + 38.5
(9) CsF + Ca → Cs + CaF, ΔrH ° = + 14.7
(10) CsF + Ag → Cs + AgF, ΔrH ° = + 158.0
(11) Cs 2 CO 3 + Al → 2Cs + AlO + CO 2 , ΔrH ° = + 303.0
(12) Cs 2 CO 3 + Ca → 2Cs + CaO + CO 2 , ΔrH ° = + 431.6
(13) Cs 2 CO 3 + Ag → 2Cs + AgO + CO 2 , ΔrH ° = + 595.4
(14) 2Na 2 O + Al → 4Na + AlO 2 , ΔrH ° = + 41.7
(15) 2Rb 2 O + Al → 4Rb + AlO 2 , ΔrH ° = + 41.7
(16) Rb 2 O + Ca → 2Rb + CaO, ΔrH ° = + 94.4
本実施形態において、第1層7aの材料が、酸化物又はフッ化物などで無い金属のみから実質的になる場合は、前記金属の酸化物に対して第2層7bの材料が還元作用を有するか、または前記金属のフッ化物に対して第2層7bの材料が還元作用を有するか、または前記金属酸化物および金属フッ化物の両方に対して第2層7bの材料が還元作用を有する場合、本発明でいう「第2層の材料が第1層の材料に対して還元作用を有する」場合に該当するものとする。第1層7aの材料が金属のみから実質的になるものとして有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した場合であっても、製造工程等の過程において第1層7aに混入する微量の酸素、水分等により酸化物、フッ化物等が生じうる。その酸化物、フッ化物等に対して、第2層7bの材料が還元作用を有する場合、本発明の効果を得ることができる。したがって、第2層7bの材料は、第1層7aを構成する金属の酸化物およびフッ化物の両方に対して還元作用を有することが好ましい。
この場合、上記に列挙したように、カルシウム、アルミニウム、マグネシウムを第2層7bの材料として好適に用いることができる。
In the present embodiment, when the material of the
In this case, as listed above, calcium, aluminum, and magnesium can be suitably used as the material of the
本実施形態において、第2電極7を構成する第3層7cは、可視光透過率が通常40%以上であり、好ましくは50%以上である。このような可視光透過率とすることにより、第2電極7を、透明な電極とすることができる。
第3層7cを構成する材料は、金、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、インジウム、及びこれらの合金からなる群より選択されることが好ましい。
In the present embodiment, the
The material constituting the
第2電極7を構成する第1層7a、第2層7b、第3層7cの厚さは、特に限定されないが、特に可視光透過率に鑑みて適宜設定され、第1層7aが0.5〜10nm、第2層7bが0.5〜10nm、第3層7cが5〜30nmであることが好ましい。また、第2電極7の全層を通る光の可視光透過率は、40%以上であることが、有機エレクトロルミネッセンス素子の光特性を良好なものとする上で好ましい。
The thicknesses of the
第1層7a、第2層7b、及び第3層7cを形成する方法としては、発光層等へのダメージを避けることが可能であるため、真空蒸着法等の蒸着法が好ましい。真空蒸着法により第2電極を形成する場合、操作の簡便性、及び異物混入による品質低下の防止の観点から、真空蒸着装置のチャンバー内に基板を設置して減圧し、真空を保ったまま第1層7a、第2層7b、及び第3層7cを連続して形成することが好ましい。
As a method of forming the
また、第2電極7の光透過率を向上させることを目的として、第2電極7の第3層7cの上に、後述の補助電極4を設けた後に、反射防止層を設ける事もできる。反射防止層に用いられる材料としては屈折率(n)が1.8〜3.0程度の物が好ましく、例えば、ZnS、ZnSe、WO3などが挙げられる。反射防止層の膜厚は材料の組合せによって異なるが、通常10nm〜150nmの範囲である。
例えば、第2電極7として、第1層7aにBaを5nm、第2層7bにAlを1nm、第3層7cにAgを15nmの構成を用いた場合、第3層7c上に、補助電極4を介させて、反射防止層としてWO3を21nm積層すると、発光層10側からの光透過率が10%向上する。
Further, for the purpose of improving the light transmittance of the
For example, when the
(補助電極)
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、上記補助電極4は、前記陽極(第1電極)5の表面上に配置され、前記第1電極に電気的に接続された枠状の第1補助電極2と、前記第1補助電極2の枠内に配置されるとともに、該第1補助電極2に電気的に接続され、該第1補助電極2よりも線幅が狭い第2補助電極3とを備える。
本実施形態においては、前記第2電極7の表面上に第1補助電極2及び第2補助電極3を上記のような形態で配置することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積が大きい場合でも発光輝度のムラを十分に抑制することが可能となる。また例えばアクティブマトリクス型の表示装置において、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子に共通の透明陰極を1枚の第2電極7で構成することができる。各有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積が小さい場合でも、補助電極4によって第2電極7の電圧降下の影響を低減することができ、画素間での輝度ムラを抑制することができる。
(Auxiliary electrode)
In the organic electroluminescence element of this embodiment, the
In the present embodiment, the first
第1補助電極2及び第2補助電極3とからなる補助電極4の配置形態の一例を図2〜図5に示す。
An example of the arrangement form of the
図2に示す配置形態においては、第2電極7の第3層7c上に形成された補助電極4は、矩形枠状の第1補助電極2aと、この第1補助電極2aの枠内に配置されるとともに、第1補助電極2aに電気的に一体的に形成されている第2補助電極3aとから構成されている。前記第2補助電極3aは、前記第1補助電極2aより線幅が狭く、複数の各第2補助電極3aは互いに直角に交差した格子状に配置されている。
In the arrangement form shown in FIG. 2, the
図3に示す配置形態においては、第2電極7の第3層7c上に形成された補助電極4は、矩形枠状の第1補助電極2bと、この第1補助電極2bの枠内に配置されるとともに、第1補助電極2aに電気的に一体的に形成されている第2補助電極3bとから構成されている。前記第2補助電極3bは前記第1補助電極2bより線幅が狭く、複数の各第2補助電極3bは互いに平行に配列されている。
In the arrangement form shown in FIG. 3, the
図4に示す配置形態においては、第2電極7の第3層7c上に形成された補助電極4は、矩形枠状の第1補助電極2cと、この第1補助電極2cの枠内に配置されるとともに、第1補助電極2aに電気的に一体的に形成されている第2補助電極3cとから構成されている。前記第2補助電極3cは前記第1補助電極2cより線幅が狭く、複数の各第2補助電極3cはハニカム構造の各六角形の各辺を構成するように配置されている。
In the arrangement form shown in FIG. 4, the
図5に示す配置形態においては、第2電極7の第3層7c上に形成された補助電極4は、矩形枠状の第1補助電極2dと、この第1補助電極2dの枠内に配置されるとともに、第1補助電極2aに電気的に一体的に形成されている第2補助電極3dとから構成されている。前記第2補助電極3dは線幅が前記第1の補助電極2dより狭い二種類の細線電極から構成されている。すなわち、前記第2補助電極3dは、互いに直角に交差した主幹路的な複数の第1の細線電極3d−1と、これら第1の細線電極3d−1に囲まれた領域の内部、もしくは前記第1補助電極2dと第1の細線電極3d−1とで囲まれた領域の内部に形成された第2の細線電極3d−2とから構成されている。
In the arrangement form shown in FIG. 5, the
この図5の配置形態では、前記第1の細線電極3d−1は格子状に配置され、その格子状の各枠内に複数の第2の細線電極3d−2が格子状に配列されている。前記第2の細線電極3d−2は、通常、好ましくは、前記第1の細線電極3d−1よりもさらに細く形成されている。
このような補助電極の配置形態を取ることにより、発光面積がさらに大きな素子においても、本発明の効果を得ることができる。
In the arrangement form shown in FIG. 5, the first
By taking such an arrangement form of the auxiliary electrodes, the effect of the present invention can be obtained even in an element having a larger light emitting area.
ここで、枠状の第1補助電極2の枠形状としては、第1補助電極2の枠内に第2補助電極3が形成され得るものであれば、特に限定されず、例えば、矩形状、円形状等が可能である。また第1補助電極2は、光が透過する主たる領域を囲むように設けられることが好ましい。第1補助電極2の線幅は、電気抵抗および有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面積に応じて適宜選択することができ、1〜50mmの範囲であることが好ましく、3〜20mmの範囲であることがより好ましい。
Here, the frame shape of the frame-shaped first
第2補助電極3が設けられる前記第1補助電極2の枠内は、発光部6からの光が透過する主たる領域であるので、第2補助電極3の線幅は、光の透過を阻害しないような寸法であることが好ましい。かかる観点から、第2補助電極3を構成する細線電極の線幅(以下、「第2補助電極の線幅」という)は、光の利用効率の観点から、1〜200μmの範囲であることが好ましく、10〜100μmの範囲であることがより好ましい。
Since the inside of the frame of the first
また、第1の実施形態においては、前記第2補助電極の線幅を前記第1補助電極の線幅で除した値が、1/1000〜1/10であることがより好ましい。線幅の比が前記範囲内であれば、光の利用効率を更に向上させるとともに、発光輝度のムラを更に抑制することができる傾向となる。 In the first embodiment, the value obtained by dividing the line width of the second auxiliary electrode by the line width of the first auxiliary electrode is more preferably 1/1000 to 1/10. If the ratio of the line widths is within the above range, the light utilization efficiency is further improved, and unevenness in the light emission luminance tends to be further suppressed.
第1補助電極2及び第2補助電極3の材料としては、透明な第2電極7よりも電気伝導度(電気抵抗値の低い)が高いものが好ましく、通常は107S/cm以上の電気伝導度を有する導電材料が使用される。かかる導電材料の具体例としては、アルミニウム、銀、クロミニウム、金、銅、タンタル等の金属材料を挙げることができる。これらの中でも、電気伝導度の高さ、およ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、銀がより好ましい。
The material of the first
第1補助電極2及び第2補助電極3からなる補助電極4が第2電極7の第3層7cに接する面積は、第1電極5の抵抗による電圧降下を低減するという目的から、広ければ広い程良い。したがって、第1補助電極2及び第2補助電極3の材料として金属を用いた場合には、素子の発光する面積に対する補助電極4で被われる面積の割合に換算すると、補助電極4が第2電極7の第3層7cに接する面積は、少なくとも20%であることが好ましく、より好ましくは、30%以上である。
The area where the
他方、補助電極4は発光部6からの光を透過させる透明な第2電極7に接して設けられるため、光をできるだけ遮断しないように、補助電極4の占有面積はできるだけ少ない方がよい。かかる観点からは、素子の発光する面積に対する補助電極4で被われる面積の割合は、90%以下であることが好ましく、80%以下であることがより好ましい。
On the other hand, since the
これらを勘案すると、素子の発光する面積に対する補助電極4で被われる面積の割合は、20%以上であり且つ90%以下であることが好ましく、30%以上であり且つ80%以下であることがより好ましい。
Taking these into consideration, the ratio of the area covered by the
さらに、このような第1補助電極2及び第2補助電極3の厚みは、面抵抗が所望の値となるように適宜選択することができ、例えば10〜500nmであり、好ましくは20〜300nmであり、より好ましくは50〜150nmである。
Further, the thicknesses of the first
さらに、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、前記第1補助電極2及び前記第2補助電極3が、前記透明な第2電極7の表面のうち、発光部6側の表面(第1層7a)上に配置されていてもよいが、前記透明な第2電極7と、前記第1補助電極2及び前記第2補助電極3との電気的な接続をより確実にするという観点から、発光部6と反対側の表面上に配置されていることが好ましい。
Furthermore, in the organic electroluminescence element of the present embodiment, the first
第1補助電極2及び第2補助電極3を形成する方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法等により補助電極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パターン形成する方法が挙げられる。なおエッチングを行うことなく補助電極をパターン形成することもできる。例えば補助電極の形状に対応する開口が形成された1又は複数のマスクを用いて、複数回真空蒸着などを行うことによって、所定のパターンの補助電極を形成することができる。第2電極を構成する材料によっては、第2電極がエッチャントによって損傷を受けるおそれがあるが、マスクを用いて補助電極を形成することによって、エッチャントに対する耐性の低い第2電極などにでも補助電極を形成することができる。
As a method of forming the first
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子の特徴は、上述のように、透明な第2電極7が3層構造であることと、透明な第2電極に電気的に接続した状態で特定形状の補助電極4が配置されていることにある。これら透明な第2電極7が3層構造であること及び補助電極4の詳細は、上述の通りである。
続いて、これら第2電極7及び補助電極4以外の有機エレクトロルミネッセンス素子の構成要素について、以下に詳しく説明する。
As described above, the organic electroluminescence element of the present embodiment is characterized in that the transparent
Subsequently, components of the organic electroluminescence element other than the
(基板)
支持基板1としては、有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する工程において変化しないもの、すなわち、電極を形成し、有機物の層を形成する際に変化しないものであればよく、リジッド基板でも、フレキシブル基板でもよく、例えば、ガラス板、プラスチック板、高分子フィルムおよびシリコン板、並びにこれらを積層した積層板などが好適に用いられる。さらに、プラスチック、高分子フィルムなどに低透水化処理を施したものを用いることもできる。前記基板としては、市販のものが使用可能である。また前記基板を公知の方法により製造することもできる。
(substrate)
The
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子がディスプレイ装置の画素を構成する際には、この基板1上に画素駆動用の回路が設けられていてもよいし、この駆動回路上に平坦化膜が設けられていてもよい。平坦化膜が設けられる場合には、平坦化膜の中心線上の平均粗さ(Ra)がRa<10nmを満たすことが好ましい。
When the organic electroluminescence element of the present embodiment constitutes a pixel of a display device, a circuit for driving a pixel may be provided on the
(第1電極)
本実施形態において第1電極5は、通常、基板1上に、直接又は必要に応じて他の層を介して設けられる。第1電極5は、通常、発光層10からの光を第2電極7側へ反射させる反射電極として設けられる。第1電極5は、アクティブマトリックス駆動方式のための回路に接続されて設けられることが好ましい。例えばアクティブマトリックス駆動方式用の回路が形成されたTFT基板上に第1電極を形成すればよい。
(First electrode)
In the present embodiment, the
第1電極5は、可視光に対する反射率が80%以上であることが好ましい。このような反射率を有することにより、トップエミッション方式の表示素子における反射電極として有利に用いることができる。
The
第1電極5は、好ましくは陽極として設けられる。後述の正孔注入層、正孔輸送層などのインターレイヤー、発光層等で用いられる有機半導体材料への正孔供給性の観点からは、かかる第1電極5の発光層10側表面の仕事関数が4.0eV以上であることが好ましい。
The
このような第1電極の材料としては、仕事関数が小さく、発光層への電子注入が容易な材料および/または電気伝導度が高い材料および/または可視光反射率の高い材料が好ましい。かかる陰極材料としては、具体的には、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(ZnO)等の無機半導体などを挙げることができる。 As such a material for the first electrode, a material having a small work function and easy electron injection into the light emitting layer and / or a material having a high electric conductivity and / or a material having a high visible light reflectivity are preferable. Specific examples of such cathode materials include metals, metal oxides, alloys, graphite or graphite intercalation compounds, and inorganic semiconductors such as zinc oxide (ZnO).
上記金属としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属や周期表の13族金属等を用いることができる。これら金属の具体的例としては、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できる。 As the metal, an alkali metal, an alkaline earth metal, a transition metal, a group 13 metal of the periodic table, or the like can be used. 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, and aluminum. , Scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, europium, terbium, ytterbium, and the like.
また、合金としては、上記金属の少なくとも一種を含む合金を挙げることができ、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挙げることができる。 Examples of the alloy include an alloy containing at least one of the above metals. Specifically, a magnesium-silver alloy, a magnesium-indium alloy, a magnesium-aluminum alloy, an indium-silver alloy, a lithium-aluminum alloy, Examples thereof include a lithium-magnesium alloy, a lithium-indium alloy, and a calcium-aluminum alloy.
この第1電極5は、必要に応じて透明とされるが、それらの材料としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)、IZO(Indium Zinc Oxide:インジウム亜鉛酸化物)などの導電性酸化物;ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの導電性有機物を挙げることができる。
The
なお、第1電極5を2層以上の積層構造としてもよい。また、第1電極5の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して、適宜選択することができるが、例えば10nm〜10μmであり、好ましくは20nm〜1μmであり、さらに好ましくは50nm〜500nmである。
Note that the
また、第1電極5を反射電極かつ陽極として設ける場合には、高光反射性金属からなる光反射層と4.0eV以上の仕事関数を有する材料からなる高仕事関数材料層を組み合わせた多層構造が好ましい。
Further, when the
このような第1電極の具体的な構成例としては、以下の(1)〜(15)を例示することができる。
(1)Al
(2)Ag
(3) Ag−MoO3
(4) AgとPdとCuとの合金−ITO
(5) AlとNdとの合金−ITO
(6) MoとCrとの合金−ITO
(7) Cr−Al−Cr−ITO
(8) Cr−Ag−Cr−ITO
(9) Cr−Ag−Cr−ITO−MoO3
(10) AgとPdとCuとの合金−IZO
(11) AlとNdとの合金−IZO
(12) MoとCrとの合金−IZO
(13) Cr−Al−Cr−IZO
(14) Cr−Ag−Cr−IZO
(15) Cr−Ag−Cr−IZO−MoO3
なお、上記(3)〜(15)までの表記において、記号「−」は、各積層間の界面を表し、表記の左側が基板側である。十分な光反射率を得る為に、Al、Ag、Al合金、Ag合金などの高光反射性金属層の膜厚は50nm以上である事が好ましく、より好ましくは80nm以上である。ITO、IZOなどの高仕事関数材料層の膜厚は通常、5nm〜500nmの範囲である。
As specific examples of the configuration of the first electrode, the following (1) to (15) can be exemplified.
(1) Al
(2) Ag
(3) Ag-MoO 3
(4) Alloy of Ag, Pd and Cu-ITO
(5) Alloy of Al and Nd-ITO
(6) Alloy of Mo and Cr-ITO
(7) Cr-Al-Cr-ITO
(8) Cr-Ag-Cr-ITO
(9) Cr—Ag—Cr—ITO—MoO 3
(10) Ag—Pd—Cu alloy—IZO
(11) Al-Nd alloy-IZO
(12) Alloy of Mo and Cr-IZO
(13) Cr-Al-Cr-IZO
(14) Cr-Ag-Cr-IZO
(15) Cr—Ag—Cr—IZO—MoO 3
In addition, in the description of said (3)-(15), symbol "-" represents the interface between each lamination | stacking, and the left side of description is a board | substrate side. In order to obtain a sufficient light reflectance, the film thickness of the highly light-reflective metal layer such as Al, Ag, Al alloy, or Ag alloy is preferably 50 nm or more, and more preferably 80 nm or more. The film thickness of the high work function material layer such as ITO or IZO is usually in the range of 5 nm to 500 nm.
また、短絡等の電気的接続の不良を防止する観点から、第1電極5の発光層10側表面の中心線平均粗さ(Ra)はRa<5nmを満たす事が望ましく、より好ましくはRa<2nmである。
Raは、日本工業規格JISのJIS−B0601−2001に基づいて、JIS−B0651からJIS−B0656およびJIS−B0671−1等を参考に計測できる。
Further, from the viewpoint of preventing poor electrical connection such as short circuit, it is desirable that the center line average roughness (Ra) of the surface of the
Ra can be measured with reference to JIS-B0651 to JIS-B0656, JIS-B0671-1, etc. based on JIS-B0601-2001 of Japanese Industrial Standard JIS.
上述の第1電極5を形成させる方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法等が挙げられる。
Examples of the method for forming the
(陽極と発光層との間に設けられる層)
本実施形態において、陽極(第1電極5)と発光層10との間に必要に応じて設けられる層9としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。
(Layer provided between the anode and the light emitting layer)
In the present embodiment, examples of the
上記正孔注入層は、陽極(第1電極)5からの正孔注入効率を改善する機能を有する層である。
上記正孔輸送層とは、陽極、正孔注入層または陽極により近い正孔輸送層らの正孔注入を改善する機能を有する層である。
電子ブロック層は、電子の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお正孔注入層、及び/又は正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。
電子ブロック層が電子の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば、電子電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
The hole injection layer is a layer having a function of improving the hole injection efficiency from the anode (first electrode) 5.
The hole transport layer is a layer having a function of improving hole injection from an anode, a hole injection layer, or a hole transport layer closer to the anode.
The electron blocking layer is a layer having a function of blocking electron transport. In the case where the hole injection layer and / or the hole transport layer has a function of blocking electron transport, these layers may also serve as an electron blocking layer.
The fact that the electron blocking layer has a function of blocking electron transport makes it possible, for example, to produce an element that allows only electron current to flow and confirm the blocking effect by reducing the current value.
(正孔注入層)
正孔注入層は、陽極と正孔輸送層との間、または陽極と発光層との間に設けることができる。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でき、特に制限はない。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、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、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が挙げられる。
(Hole injection layer)
The hole injection layer can be provided between the anode and the hole transport layer or between the anode and the light emitting layer. As a material constituting the hole injection layer, a known material can be appropriately used, and there is no particular limitation. For example, phenylamine, starburst amine, phthalocyanine, hydrazone derivative, carbazole derivative, triazole derivative, imidazole derivative, oxadiazole derivative having amino group, vanadium oxide, tantalum oxide, tungsten oxide, molybdenum oxide, ruthenium oxide And oxides such as aluminum oxide, amorphous carbon, polyaniline, polythiophene derivatives, and the like.
正孔注入層の成膜方法としては、例えば、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挙げることができる。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、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒、および水を挙げることができる。 As a film formation method of the hole injection layer, for example, film formation from a solution containing a material (hole injection material) that becomes the hole injection layer can be mentioned. The solvent used for film formation from a solution is not particularly limited as long as it dissolves the hole injection material. Chlorine solvents such as chloroform, methylene chloride and dichloroethane, ether solvents such as tetrahydrofuran, toluene, Mention may be made of aromatic hydrocarbon solvents such as xylene, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and ethyl cellosolve acetate, and water.
溶液からの成膜方法としては、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、インクジェットプリント法などの塗布法を挙げることができる。 As a film forming method from a solution, a spin coating method, a casting method, a micro gravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a roll coating method, a wire bar coating method, a dip coating method, a spray coating method, a screen printing method, Examples of the application method include a flexographic printing method, an offset printing method, and an ink jet printing method.
また、正孔注入層の厚みとしては、5〜300nm程度であることが好ましい。この厚みが5nm未満では、製造が困難になる傾向があり、他方、300nmを超えると、駆動電圧、および正孔注入層に印加される電圧が大きくなる傾向となる。 The thickness of the hole injection layer is preferably about 5 to 300 nm. If the thickness is less than 5 nm, the production tends to be difficult. On the other hand, if the thickness 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もしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしく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、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)もしくはその誘導体、またはポリ(2,5−チエニレンビニレン)もしくはその誘導体などが例示される。
(Hole transport layer)
The 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, aromatic amines in the side chain or main chain Polysiloxane derivative having pyrazole, 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 its derivatives, or poly (2,5-thienylene vinylene) or a derivative thereof is exemplified.
これらの中でも、正孔輸送層に用いる正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)もしくはその誘導体、またはポリ(2,5−チエニレンビニレン)もしくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。 Among these, as the hole transport material used for the hole transport layer, polyvinyl carbazole or a derivative thereof, polysilane or a derivative thereof, a polysiloxane derivative having an aromatic amine compound group in a side chain or a main chain, polyaniline or a derivative thereof, Polymeric hole transport materials such as polythiophene or derivatives thereof, polyarylamine or derivatives thereof, poly (p-phenylene vinylene) or derivatives thereof, or poly (2,5-thienylene vinylene) or derivatives thereof are preferred, and more preferred Is polyvinyl carbazole or a derivative thereof, polysilane or a derivative thereof, and a polysiloxane derivative having an aromatic amine in the side chain or main chain. In the case of a low-molecular hole transport material, it is preferably used by being dispersed in a polymer binder.
上記芳香族アミン化合物としては、第3級アミンが好ましく、具体的には下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含む化合物があげられる。 The aromatic amine compound is preferably a tertiary amine, and specifically includes a compound containing a repeating unit represented by the following general formula (1).
式(1)中、芳香環上の水素原子はハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、1価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールアルキルオキシカルボニル基、ヘテロアリールオキシカルボニル基及びカルボキシル基などから選ばれる置換基で置換されていてもよい。 In formula (1), the hydrogen atom on the aromatic ring is a halogen atom, alkyl group, alkyloxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkyloxy group, arylalkylthio group, alkenyl. Group, alkynyl group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, acid imide group, imine residue, substituted amino group, substituted silyl group, substituted silyloxy group, substituted silylthio group, substituted silylamino group, Selected from cyano group, nitro group, monovalent heterocyclic group, heteroaryloxy group, heteroarylthio group, alkyloxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, arylalkyloxycarbonyl group, heteroaryloxycarbonyl group and carboxyl group Be It may be substituted by a substituent.
また、置換基は、ビニル基、アセチレン基、ブテニル基、アクリル基、アクリレート基、アクリルアミド基、メタクリル基、メタクリレート基、メタクリルアミド基、ビニルエーテル基、ビニルアミノ基、シラノール基、小員環(たとえばシクロプロピル基、シクロブチル基、エポキシ基、オキセタン基、ジケテン基、エピスルフィド基等)を有する基、ラクトン基、ラクタム基、又はシロキサン誘導体の構造を含有する基等の架橋基であってもよい。また、上記の基の他に、エステル結合やアミド結合を形成可能な基の組み合わせ(例えばエステル基とアミノ基、エステル基とヒドロキシル基など)なども架橋基として利用できる。 Substituents include vinyl, acetylene, butenyl, acrylic, acrylate, acrylamide, methacryl, methacrylate, methacrylamide, vinyl ether, vinylamino, silanol, and small rings (for example, cyclo A propyl group, a cyclobutyl group, an epoxy group, an oxetane group, a diketene group, an episulfide group, etc.), a lactone group, a lactam group, or a cross-linking group such as a group containing a structure of a siloxane derivative. In addition to the above groups, combinations of groups capable of forming an ester bond or an amide bond (for example, an ester group and an amino group, an ester group and a hydroxyl group, etc.) can be used as a crosslinking group.
なお、正孔輸送層を構成する芳香族アミン化合物としては、上記一般式(1)で表される繰り返し単位において、Ar2とAr3が直接または、−O−、−S−等の2価の基を介して結合した構造の繰り返し単位を含む化合物でもよい。 In addition, as an aromatic amine compound which comprises a positive hole transport layer, in the repeating unit represented by the said General formula (1), Ar < 2 > and Ar < 3 > are direct or bivalent, such as -O- and -S-. It may be a compound containing a repeating unit having a structure bonded via the group.
アリーレン基としては、フェニレン基等があげられ、2価の複素環基としては、ピリジンジイル基、等があげられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等があげられ、1価の複素環基としては、ピリジル基等があげられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
Examples of the arylene group include a phenylene group, and examples of the divalent heterocyclic group include a pyridinediyl group. These groups may have a substituent.
Examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group, and examples of the monovalent heterocyclic group include a pyridyl group. These groups may have a substituent.
芳香族第3級アミン化合物の構造を含む繰返し単位を含む重合体は、さらに他の繰り返し単位を有していてもよい。他の繰り返し単位としては、フェニレン基、フルオレンジイル基等のアリーレン基があげられる。
なお、この重合体の中では、架橋基を含んでいるものがより好ましい。
The polymer containing the repeating unit containing the structure of the aromatic tertiary amine compound may further have another repeating unit. Other repeating units include arylene groups such as a phenylene group and a fluorenediyl group.
Of these polymers, those containing a crosslinking group are more preferred.
正孔輸送層の成膜方法としては、特に制限はないが、低分子の正孔輸送材料では、高分子バインダーと正孔輸送材料とを含む混合液からの成膜を挙げることができ、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挙げることができる。 The method for forming the hole transport layer is not particularly limited, but in the case of a low molecular hole transport material, film formation from a mixed solution containing a polymer binder and a hole transport material can be exemplified. Examples of molecular hole transport materials include film formation from a solution containing a hole transport material.
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、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテートなどのエステル系溶媒などを挙げることができる。
溶液からの成膜方法としては、前述した正孔注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができる。
The solvent used for film formation from a solution is not particularly limited as long as it dissolves the hole transport material, and is a chlorine-based solvent such as chloroform, methylene chloride, dichloroethane, an ether-based solvent such as tetrahydrofuran, toluene, Examples thereof include aromatic hydrocarbon solvents such as xylene, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, and ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and ethyl cellosolve acetate.
Examples of the film forming method from a solution include the same coating method as the above-described film forming method of the hole injection layer.
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収の弱いものが好適に用いられ、例えばポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。 As the polymer binder to be mixed, those that do not extremely inhibit charge transport are preferable, and those that weakly absorb visible light are preferably used. For example, polycarbonate, polyacrylate, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polystyrene, poly Examples thereof include vinyl chloride and polysiloxane.
正孔輸送層の厚みは、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でき、1〜1000nm程度であることが好ましい。この厚みが前記下限値未満となると、製造が困難になる、または正孔輸送の効果が十分に得られないなどの傾向があり、他方、前記上限値を超えると、駆動電圧およ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。したがって正孔輸送層の厚みは、上述のように、好ましくは、1〜1000nmであるが、より好ましくは、2nm〜500nmであり、さらに好ましくは、5nm〜200nm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 about 1 to 1000 nm. If the thickness is less than the lower limit value, production tends to be difficult or the effect of hole transport is not sufficiently obtained. On the other hand, if the thickness exceeds the upper limit value, the driving voltage and the hole transport layer are increased. There is a tendency that the voltage applied to is increased. Therefore, the thickness of the hole transport layer is preferably 1 to 1000 nm as described above, more preferably 2 nm to 500 nm, and still more preferably 5 nm to 200 nm.
(発光層)
発光層10は、通常、主として蛍光または燐光を発光する有機物を有する。発光層10は、有機物として低分子化合物及び/又は高分子化合物を含んでいる。また、さらにドーパント材料を含んでいてもよい。この実施形態において用いることができる発光層を形成する材料としては、例えば以下のものが挙げられる。なお、陽極5と陰極7との間には、一層の発光層に限らず、複数の発光層が配置されてもよい。
(Light emitting layer)
The
(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、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、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、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、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどが挙げられる。
(Dye material)
Examples of dye-based materials include cyclopentamine derivatives, tetraphenylbutadiene derivative compounds, triphenylamine derivatives, oxadiazole derivatives, quinacridone derivatives, coumarin derivatives, pyrazoloquinoline derivatives, distyrylbenzene derivatives, distyrylarylene derivatives, Examples include pyrrole derivatives, thiophene ring compounds, pyridine ring compounds, perinone derivatives, perylene derivatives, oligothiophene derivatives, trifumanylamine derivatives, oxadiazole dimers, and pyrazoline dimers.
(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、ユーロピウム錯体など、中心金属に、Al、Zn、BeなどまたはTb、Eu、Dyなど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、キノリン構造などを有する金属錯体などを挙げることができる。
(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., which has Al, Zn, Be, etc. as the central metal or rare earth metals such as Tb, Eu, Dy, etc., and oxadiazole, thiadiazole, phenylpyridine, phenylbenzo as ligands Examples thereof include metal complexes having an imidazole or quinoline structure.
(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、上記色素体や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。
(Polymer material)
Polymeric materials include polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polysilane derivatives, polyacetylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, and polymerized chromophores and metal complex light emitting materials. Etc.
上記発光性材料のうち、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、およびそれらの重合体、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などを挙げることができる。なかでも高分子材料の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やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、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などを挙げることができる。なかでも高分子材料の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などが好ましい。
また、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、およびそれらの重合体、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などを挙げることが出来る。なかでも高分子材料の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などが好ましい。
Among the light emitting materials, examples of the material that emits blue light include distyrylarylene derivatives, oxadiazole derivatives, and polymers thereof, polyvinylcarbazole derivatives, polyparaphenylene derivatives, and polyfluorene derivatives. Of these, polymer materials such as polyvinyl carbazole derivatives, polyparaphenylene derivatives, and polyfluorene derivatives are preferred.
Examples of materials that emit green light include quinacridone derivatives, coumarin derivatives, and polymers thereof, polyparaphenylene vinylene derivatives, polyfluorene derivatives, and the like. Of these, polymer materials such as polyparaphenylene vinylene derivatives and polyfluorene derivatives are preferred.
Examples of materials that emit red light include coumarin derivatives, thiophene ring compounds, and polymers thereof, polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, and polyfluorene derivatives. Among these, polymer materials such as polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, and polyfluorene derivatives are preferable.
(ドーパント材料)
発光層中に発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加することができる。このような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、キナクリドン誘導体、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、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、通常約20〜2000Åである。
(Dopant material)
A dopant can be added to the light emitting layer for the purpose of improving the light emission efficiency and changing the light emission wavelength. Examples of such dopants include perylene derivatives, coumarin derivatives, rubrene derivatives, quinacridone derivatives, squalium derivatives, porphyrin derivatives, styryl dyes, tetracene derivatives, pyrazolone derivatives, decacyclene, phenoxazone, and the like. In addition, the thickness of such a light emitting layer is about 20-2000 mm normally.
(発光層の成膜方法)
有機物を含む発光層の成膜方法としては、発光材料を含む溶液を発光層形成領域の面上に塗布する方法、発光層形成領域の面上に真空蒸着法を用いて堆積させる方法、所定の基体の上に発光材料を含む溶液を塗布し、この塗膜を成膜化し、得られた膜を発光層領域に転写する方法などを用いることができる。溶液からの成膜に用いる溶媒の具体例としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する際に正孔輸送材料を溶解させる溶媒と同様の溶媒が挙げられる。
(Light-emitting layer deposition method)
As a method for forming a light emitting layer containing an organic substance, a method including applying a solution containing a light emitting material on the surface of the light emitting layer forming region, a method of depositing the surface of the light emitting layer forming region using a vacuum evaporation method, a predetermined method A method of applying a solution containing a light emitting material on a substrate, forming this coating film, and transferring the obtained film to the light emitting layer region can be used. Specific examples of the solvent used for the film formation from the solution include the same solvents as those for dissolving the hole transport material when forming the hole transport layer from the above solution.
発光材料を含む溶液を発光層形成領域の面上、もしくは転写用の膜を形成するための基体の上に塗布する方法としては、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、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成や多色の色分けが容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。また、昇華性の低分子化合物の場合は、真空蒸着法を用いることができる。さらには、レーザーによる転写や熱転写により、所望のところのみに発光層を形成する方法も用いることができる。 As a method of applying a solution containing a light emitting material on the surface of the light emitting layer forming region or on a substrate for forming a transfer film, a spin coating method, a casting method, a micro gravure coating method, a gravure coating method, Bar coating method, roll coating method, wire bar coating method, dip coating method, slit coating method, capillary coating method, spray coating method, nozzle coating method and other coating methods, gravure printing method, screen printing method, flexographic printing method, offset A coating method such as a printing method such as a printing method, a reverse printing method, and an ink jet printing method can be used. A printing method such as a gravure printing method, a screen printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, a reversal printing method, and an ink jet printing method is preferable in that pattern formation and multi-coloring are easy. In the case of a sublimable low-molecular compound, a vacuum deposition method can be used. Furthermore, a method of forming a light emitting layer only at a desired place by laser transfer or thermal transfer can be used.
(陰極と発光層との間に設けられる層)
記発光層10と第2電極(陰極)7との間に、必要に応じて、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等の層11が積層される。
(Layer provided between the cathode and the light emitting layer)
A
陰極7と発光層10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。
電子輸送層は、陰極、電子注入層または陰極により近い電子輸送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/又は電子輸送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。
正孔ブロック層が正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えばホール電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。
When both the electron injection layer and the electron transport layer are provided between the
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 the electron transport layer closer to the cathode.
The hole blocking layer is a layer having a function of blocking hole transport. In the case where the electron injection layer and / or the electron transport layer have a function of blocking hole transport, these layers may also serve as the hole blocking layer.
The fact that the hole blocking layer has a function of blocking hole transport makes it possible, for example, to produce an element that allows only a hole current to flow, and confirm the blocking effect by reducing the current value.
(電子注入層)
電子注入層は、先に述べたように、電子輸送層と第2電極7との間、または発光層10と第2電極7との間に設けられる。電子注入層としては、発光層10の種類に応じて、アルカリ金属やアルカリ土類金属、あるいは前記金属を一種類以上含む合金、あるいは前記金属の酸化物、ハロゲン化物および炭酸化物、あるいは前記物質の混合物などが挙げられる。
(Electron injection layer)
As described above, the electron injection layer is provided between the electron transport layer and the
前記アルカリ金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、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、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム等が挙げられる。 Examples of the alkali metal or its oxide, halide, carbonate include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, lithium oxide, lithium fluoride, sodium oxide, sodium fluoride, potassium oxide, potassium fluoride, oxide Examples include rubidium, rubidium fluoride, cesium oxide, cesium fluoride, and lithium carbonate.
前記アルカリ土類金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、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、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、炭酸マグネシウムなどが挙げられる。 Examples of the alkaline earth metals or oxides, halides and carbonates thereof include magnesium, calcium, barium, strontium, magnesium oxide, magnesium fluoride, calcium oxide, calcium fluoride, calcium fluoride, barium oxide, fluorine. Barium fluoride, strontium oxide, strontium fluoride, magnesium carbonate and the like.
さらに、金属、金属酸化物、金属塩をドーピングした有機金属化合物、および有機金属錯体化合物、またはこれらの混合物も、電子注入層の材料として用いることができる。 Furthermore, a metal, a metal oxide, an organometallic compound doped with a metal salt, an organometallic complex compound, or a mixture thereof can also be used as a material for the electron injection layer.
この電子注入層は、2層以上を積層した積層構造を有していても良い。具体的には、Li/Caなどが挙げられる。この電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法などにより形成される。
この電子注入層の膜厚としては、1nm〜1μm程度が好ましい。
This electron injection layer may have a stacked structure in which two or more layers are stacked. Specifically, Li / Ca etc. are mentioned. This electron injection layer is formed by vapor deposition, sputtering, printing, or the like.
The thickness of the electron injection layer is preferably about 1 nm to 1 μm.
(電子輸送層)
電子輸送層を形成する材料としては、公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンもしくはその誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンもしくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンもしくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、または8−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体等が例示される。
(Electron transport layer)
As the material for forming the electron transport layer, known materials can be used, such as oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane or derivatives thereof, benzoquinone or derivatives thereof, naphthoquinone or derivatives thereof, anthraquinones or derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodi. Examples include methane or its derivatives, fluorenone derivatives, diphenyldicyanoethylene or its derivatives, diphenoquinone derivatives, or metal complexes of 8-hydroxyquinoline or its derivatives, polyquinoline or its derivatives, polyquinoxaline or its derivatives, polyfluorene or its derivatives, etc. The
これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、または8−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしく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、ポリキノリンがさらに好ましい。 Of these, oxadiazole derivatives, benzoquinone or derivatives thereof, anthraquinones or derivatives thereof, or metal complexes of 8-hydroxyquinoline or derivatives thereof, polyquinoline or derivatives thereof, polyquinoxaline or derivatives thereof, polyfluorene or derivatives thereof are preferred, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole, benzoquinone, anthraquinone, tris (8-quinolinol) aluminum, and polyquinoline are more preferable.
なお、電子注入層および正孔注入層を総称して電荷注入層と言う場合があり、電子輸送層および正孔輸送層を総称して電荷輸送層と言う場合がある。 The electron injection layer and the hole injection layer may be collectively referred to as a charge injection layer, and the electron transport layer and the hole transport layer may be collectively referred to as a charge transport layer.
(第2電極)
第2電極7は、先に詳述した通りである。
(Second electrode)
The
本実施の形態の有機EL素子において、陽極5から陰極7までの層構成の組み合わせ例を以下に示す。
a)陽極/発光層/陰極
b)陽極/正孔注入層/発光層/陰極
c)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極
e)陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/陰極
f)陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
d)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
e)陽極/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
f)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
g)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
h)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/陰極
i)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
j)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
k)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
l)陽極/発光層/電子注入層/陰極
m)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
n)陽極/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(ここで、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。以下同じ。)
In the organic EL element of the present embodiment, a combination example of layer configurations from the
a) anode / light emitting layer / cathode b) anode / hole injection layer / light emitting layer / cathode c) anode / hole injection layer / light emitting layer / electron injection layer / cathode e) anode / hole injection layer / light emitting layer / Electron transport layer / cathode f) anode / hole injection layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode d) anode / hole transport layer / light emitting layer / cathode e) anode / hole transport layer / light emitting layer / Electron injection layer / cathode f) anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode g) anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode h) anode / hole Injection layer / hole transport layer / light emitting layer / cathode i) anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron injection layer / cathode j) anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / Electron transport layer / cathode k) anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode l) anode / light emitting layer / electron injection layer / cathode m) anode / Photo layer / electron transport layer / cathode n) anode / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode (here, the symbol “/” indicates that each layer sandwiching the symbol “/” is laminated adjacently) The same shall apply hereinafter.)
また、本実施の形態の有機EL素子は、2層以上の発光層を有していてもよく、2層の発光層を有する有機EL素子としては、以下のq)に示す層構成を挙げることができる。
q)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/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/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
また、3層以上の発光層を有する有機EL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/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r)に示す前記繰り返し単位を2つ以上含む層構成を挙げることができる。
r) 陽極/電荷注入層/正孔輸送層/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
上記層構成p)およびq)において、陽極、電極、陰極、発光層以外の各層は必要に応じて削除することができる。
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、酸化モリブデンなどから成る薄膜を挙げることができる。
有機EL素子においては、通常基板側に陽極が配置されるが、基板側に陰極を配置するようにしてもよい。
In addition, the organic EL device of the present embodiment may have two or more light emitting layers, and examples of the organic EL device having two light emitting layers include the layer configuration shown in the following q). Can do.
q) Anode / charge injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / charge injection layer / charge generation layer / charge injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / charge injection layer / cathode Specifically, as an organic EL device having three or more light-emitting layers, (charge generation layer / charge injection layer / hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer / charge injection layer) is one repeating unit. Examples of the layer structure include two or more repeating units shown in the following r).
r) Anode / charge injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / charge injection layer / (the repeating unit) / (the repeating unit) /... / cathode In the above layer configurations p) and q) Each layer other than the anode, the electrode, the cathode, and the 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. Examples of the charge generation layer include a thin film made of vanadium oxide, ITO, molybdenum oxide, or the like.
In an organic EL element, an anode is usually disposed on the substrate side, but a cathode may be disposed on the substrate side.
本実施の形態の有機EL素子は、さらに電極との密着性向上や電極からの電荷注入性の改善のために、電極に隣接して膜厚2nm以下の絶縁層を設けてもよい。また界面での密着性向上や混合の防止などのために、前述した各層間に薄いバッファー層を挿入してもよい。 In the organic EL element of the present embodiment, an insulating layer having a thickness of 2 nm or less may be provided adjacent to the electrode in order to further improve the adhesion to the electrode and the charge injection property from the electrode. In addition, a thin buffer layer may be inserted between each of the aforementioned layers in order to improve adhesion at the interface or prevent mixing.
(保護層)
上述のように第2電極(陰極)7が形成された後、基本構造として第1電極(陽極)5−発光部6−第2電極(陰極)7−補助電極4を有してなる発光機能部を保護するために、該発光機能部を封止する保護層(上部封止膜)8が形成される。この保護層8は、通常、少なくとも一つの無機層と少なくとも一つの有機層を有する。積層数は、必要に応じて決定され、基本的には、無機層と有機層は交互に積層される。
(Protective layer)
After the second electrode (cathode) 7 is formed as described above, the light emitting function includes the first electrode (anode) 5-light emitting portion 6-second electrode (cathode) 7-
なお、ガラス基板に比べると、プラスチック基板は酸素および水などのガスの透過性が高い。発光層10などの発光物質は酸化されやすく、酸素および水などと接触することにより劣化しやすいので、前記基板1としてプラスチック基板が用いられる場合には、ガスバリア性を高めるための処理を基板に予め施すことが好ましい。例えばプラスチック基板上にガスなどに対するバリア性の高い下部封止膜を積層し、その後、この下部封止膜の上に上記発光機能部を積層することが好ましい。この下部封止膜は、通常、上記保護層(上部封止膜)と同様の構成、同様の材料にて形成される。
Note that the plastic substrate has higher permeability of gases such as oxygen and water than the glass substrate. Since a light emitting substance such as the
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置では、第2電極7に補助電極4が電気的に接続されている。この第2電極7に対抗する第1電極はアクティブマトリックス駆動方式を実現するための回路に電気的に接続される。例えば前述したようにアクティブマトリックス駆動方式用の回路が形成されたTFT基板上に複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することによって、アクティブマトリックス駆動方式のディスプレイ装置を実現することができる。
In the apparatus using the organic electroluminescence element of this embodiment, the
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置は、さらに必要に応じて、カラーフィルター又は蛍光変換フィルター等のフィルター、画素の駆動に必要な回路及び配線等の、ディスプレイ装置を構成するための任意の構成要素を有することができる。 The apparatus using the organic electroluminescence element of this embodiment further includes an optional filter for constituting a display device such as a filter such as a color filter or a fluorescence conversion filter, a circuit and wiring necessary for driving a pixel, if necessary. Can have the following components:
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置においては、第1電極5が反射電極、第2電極7が透過電極となり、基板1とは反対側の面から出光するトップエミッション型の装置とすることができる。かかる構成を採用することにより、第1電極5を駆動電極とし、駆動回路の設計の自由度を確保しながら開口率を高くすることができ、その結果、表示品質、駆動性能、輝度半減寿命などの優れた表示装置とすることができる。ただし、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置は、必ずしもこれには限られず、例えば両面を透明又は半透明の電極とし、両面に発光する装置とすることもできる。また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた装置としては、照明装置、面状光源なども可能である。
In the apparatus using the organic electroluminescence element of this embodiment, the
以下、作製例及び参考例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の例示に限定されるものではない。 Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on a manufacture example and a reference example, this invention is not limited to the following illustrations.
以下に示す作製例1〜5では、透明な第2電極を3つの層から構成した場合の効果を確認するために、透明な第2電極の発光層の反対側の表面に補助電極を配置せずに、透明な第2電極を特定の3層から構成した有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。 In Production Examples 1 to 5 shown below, an auxiliary electrode is disposed on the surface of the transparent second electrode opposite to the light emitting layer in order to confirm the effect when the transparent second electrode is composed of three layers. The organic electroluminescent element which comprised the transparent 2nd electrode from specific 3 layers was manufactured.
(作製例1)
(A:第1電極(陽極)の形成)
ガラス基板上に、真空蒸着法にて、第1電極(陽極)である厚さ100nmの銀層を成膜した。本銀層は反射率90%の光反射陽極である。さらに、真空を保ったまま、光反射陽極上に、正孔注入層として、厚さ10nmのMoO3層をさらに成膜した。
(Production Example 1)
(A: Formation of the first electrode (anode))
A silver layer having a thickness of 100 nm, which is the first electrode (anode), was formed on the glass substrate by vacuum deposition. This silver layer is a light reflecting anode having a reflectance of 90%. Furthermore, a 10 nm thick MoO 3 layer was further formed as a hole injection layer on the light reflecting anode while maintaining the vacuum.
(B:正孔輸送層の形成)
正孔輸送性高分子材料及びキシレンを混合し、正孔輸送性高分子材料の0.7重量%キシレン溶液(正孔輸送層形成用組成物)を得た。
(B: Formation of hole transport layer)
A hole transporting polymer material and xylene were mixed to obtain a 0.7 wt% xylene solution of the hole transporting polymer material (composition for forming a hole transport layer).
上記(A)で得た、陽極及び正孔注入層を有する基板を真空装置より取り出し、正孔注入層の上に、正孔輸送層形成用組成物をスピンコート法により塗布し、膜厚20nmの塗膜を得た。
この塗膜を設けた基板を190℃で20分間加熱し、塗膜を不溶化させた後、室温まで自然冷却させ、正孔輸送層を得た。
The substrate having the anode and the hole injection layer obtained in the above (A) was taken out from the vacuum apparatus, and the composition for forming the hole transport layer was applied onto the hole injection layer by a spin coating method, and the film thickness was 20 nm. Coating film was obtained.
The substrate provided with this coating film was heated at 190 ° C. for 20 minutes to insolubilize the coating film, and then naturally cooled to room temperature to obtain a hole transport layer.
(C:発光層の形成)
発光高分子材料及びキシレンを混合し、発光高分子材料の1.4重量%キシレン溶液(発光層形成用組成物)を得た。
(C: Formation of light emitting layer)
The light-emitting polymer material and xylene were mixed to obtain a 1.4 wt% xylene solution (a composition for forming a light-emitting layer) of the light-emitting polymer material.
上記(B)で得た、陽極、正孔注入層、及び正孔輸送層を有する基板の正孔輸送層の上に、発光層形成用組成物をスピンコート法により塗布し、膜厚80nmの塗膜を得た。
この塗膜を設けた基板を130℃で20分間加熱し、溶媒を蒸発させた後、室温まで自然冷却させ、発光層を得た。
On the hole transport layer of the substrate having the anode, the hole injection layer, and the hole transport layer obtained in (B) above, a composition for forming a light emitting layer was applied by spin coating, and the film thickness was 80 nm. A coating film was obtained.
The substrate provided with this coating film was heated at 130 ° C. for 20 minutes to evaporate the solvent and then naturally cooled to room temperature to obtain a light emitting layer.
(D:第2電極(陰極)の形成)
上記(C)で得た、陽極、正孔注入層、正孔輸送層及び発光層を有する基板の発光層の上に、真空蒸着法によって、第2電極(陰極)の第1層である5nmのBa層、第2層である5nmのCa層、第3層である15nmのSn−Ag合金(モル比はSn:Ag=96:4)層を、連続的に成膜し、第1層〜第3層からなる陰極を形成した。
(D: Formation of second electrode (cathode))
On the light emitting layer of the substrate having the anode, hole injection layer, hole transport layer and light emitting layer obtained in (C) above, 5 nm which is the first layer of the second electrode (cathode) by vacuum deposition The Ba layer, the 5 nm Ca layer as the second layer, and the 15 nm Sn—Ag alloy layer (molar ratio: Sn: Ag = 96: 4) as the third layer were successively formed to form the first layer. A cathode composed of a third layer was formed.
(E:封止)
上記(D)で得た、発光機能部が積層された基板を真空蒸着装置より取り出し、窒素雰囲気下、封止ガラス及び2液混合エポキシ樹脂にて前記基板上の発光機能部を封止し、有機エレクトロルミネッセンス素子1を得た。
(E: Sealing)
The substrate obtained by the above (D), on which the light emitting function unit is laminated, is taken out from the vacuum deposition apparatus, and the light emitting function unit on the substrate is sealed with a sealing glass and a two-component mixed epoxy resin in a nitrogen atmosphere, An
(F:評価)
上記(E)で得られた素子に、0V〜12Vまでの電圧を印加し、最大発光効率を測定した。さらに、初期輝度6000cd/m2となる電流で通電し、一定電流を通電の下、輝度半減寿命を測定した。結果を(表1)に示す。
(F: Evaluation)
A voltage of 0 V to 12 V was applied to the device obtained in (E) above, and the maximum luminous efficiency was measured. Further, the half-life of the luminance was measured by applying a current at an initial luminance of 6000 cd / m 2 and applying a constant current. The results are shown in (Table 1).
(作製例2)
第2電極(陰極)の第3層として15nmのCu層を成膜した他は、作製例1と同様に操作し、有機エレクトロルミネッセンス素子2を得て評価した。結果を(表1)に示す。
(Production Example 2)
The
(作製例3)
第2電極(陰極)の第2層として1nmのAl層、第3層として15nmのCu層を成膜した他は、作製例1と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子3を作製し、得られた有機エレクトロルミネッセンス素子3を作製例1と同様に評価した。結果を(表1)に示す。
(Production Example 3)
An
(作製例4)
第2電極(陰極)の第3層として15nmのAg層を成膜した他は、作製例3と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子4を作製し、得られた有機エレクトロルミネッセンス素子4を作製例1と同様に評価した。結果を(表1)に示す。
以上の作製例1〜4の第3層を、上記の材料で上記の膜厚にそれぞれ形成した場合、各作製例の第3層の可視光透過率は、それぞれ40%以上となる。
(Production Example 4)
An
When the 3rd layer of the above preparation examples 1-4 is each formed in said film thickness with said material, the visible light transmittance of the 3rd layer of each manufacture example will be 40% or more, respectively.
(参考例1)
第2電極(陰極)のCa層を成膜せず、第1層上に直接15nmのSn−Ag合金層を成膜した他は、作製例1と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子5を作製し、得られた有機エレクトロルミネッセンス素子5を作製例1と同様に評価した。結果を(表1)に示す。
(Reference Example 1)
The
(参考例2)
第2電極(陰極)のCa層を成膜せず、第1層上に直接15nmのCu層を成膜した他は、作製例1と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子6を作製し、得られた有機エレクトロルミネッセンス素子6を作製例1と同様に評価した。結果を(表1)に示す。
(Reference Example 2)
An
作製例1と参考例1とを参照すれば明らかな通り、Baの第1層、Caの第2層、及びSn−Ag合金の第3層の3層からなる陰極を使用すると、かかる第2層を省略しBaの層及びSn−Ag合金の層の2層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率が顕著に優れていた。また、輝度半減寿命も顕著に優れていた。
また、作製例2、作製例3及び参考例2を参照すれば明らかな通り、Baの第1層、Ca又はAlの第2層、及びCuの第3層の3層からなる陰極を使用すると、かかる第2層を省略しBaの層及びCuの層の2層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率が優れていた。また、輝度半減寿命も優れていた。
さらに、作製例4に示される通り、Baの第1層及びAlの第2層に加えて第3層としてAgのみからなる層を用いた場合に、発光効率及び輝度半減寿命のいずれもが最も優れていた。
As apparent from reference to Production Example 1 and Reference Example 1, when a cathode composed of three layers of a first layer of Ba, a second layer of Ca, and a third layer of Sn—Ag alloy is used, the second Luminous efficiency was remarkably excellent compared with the case where the layer was omitted and a cathode composed of only two layers of Ba and Sn—Ag alloy was used. In addition, the luminance half life was remarkably excellent.
In addition, as apparent from reference to Preparation Example 2, Preparation Example 3, and Reference Example 2, when a cathode composed of three layers of a first layer of Ba, a second layer of Ca or Al, and a third layer of Cu is used. The luminous efficiency was superior compared to the case where the second layer was omitted and a cathode composed of only two layers of the Ba layer and the Cu layer was used. In addition, the luminance half-life was excellent.
Furthermore, as shown in Production Example 4, when a layer made of only Ag is used as the third layer in addition to the first layer of Ba and the second layer of Al, both the luminous efficiency and the luminance half-life are the most. It was excellent.
(作製例5)
第2電極(陰極)の第1層として3.5nmのLiF層、第2層として4nmのCa層、第3層として15nmのAg層を成膜した他は、作製例1と同様に操作し、有機エレクトロルミネッセンス素子7を得て評価した。結果を(表2)に示す。
(Production Example 5)
The same operation as in Production Example 1 was performed except that a 3.5 nm LiF layer as the first layer of the second electrode (cathode), a 4 nm Ca layer as the second layer, and a 15 nm Ag layer as the third layer were formed. The
(参考例3)
第2電極(陰極)の第1層として3.5nmのLiF層を成膜し、Ca層を成膜せず第1層上に直接15nmのAg層を成膜した他は、作製例1と同様に操作し、有機エレクトロルミネッセンス素子8を得て評価した。結果を(表2)に示す。
(Reference Example 3)
Except that the LiF layer of 3.5 nm was formed as the first layer of the second electrode (cathode), the Ag layer of 15 nm was formed directly on the first layer without forming the Ca layer, It operated similarly and obtained and evaluated the
作製例5と参考例3とを参照すれば明らかな通り、LiFの第1層、Caの第2層、及びAgの第3層の3層からなる陰極を使用すると、かかる第2層を省略しLiFの層及びAgの層の2層のみからなる陰極を使用した場合に比べて、発光効率が顕著に優れていた。また、輝度半減寿命も顕著に優れていた。 As is apparent from reference to Production Example 5 and Reference Example 3, when a cathode composed of three layers of a first layer of LiF, a second layer of Ca, and a third layer of Ag is used, the second layer is omitted. As compared with the case of using a cathode composed of only two layers of LiF and Ag, the luminous efficiency was remarkably excellent. In addition, the luminance half life was remarkably excellent.
以下に示す作製例6では、透明な第1電極に補助電極を形成した場合の効果を確認するために、発光層は一層構造とし、透明陽極の基板側の表面に補助電極を配置した有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。
なお、合成例1、2において用いた下記構造式(A)〜(C)で表される化合物A〜Cは、国際公開2000/046321号パンフレットに記載された方法に従って合成した。
In Production Example 6 shown below, in order to confirm the effect when the auxiliary electrode is formed on the transparent first electrode, the organic electroluminescent layer has a single-layer structure and the auxiliary electrode is disposed on the surface of the transparent anode on the substrate side. A luminescence element was manufactured.
In addition, the compounds A to C represented by the following structural formulas (A) to (C) used in Synthesis Examples 1 and 2 were synthesized according to the method described in International Publication No. 2000/046321 pamphlet.
(合成例1)
下記一般式(2)で表される高分子化合物1を以下の方法により合成した。
(Synthesis Example 1)
先ず、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド(アルドリッチ社製、商品名:Aliquat336)0.91gと、上記化合物A5.23gと、上記化合物C4.55gとを反応容器(200mLセパラブルフラスコ)に仕込んだ後、反応系内を窒素ガスで置換した。その後、トルエン70mLを加え、酢酸パラジウム2.0mg、トリス(o−トリル)ホスフィン15.1mgを加えた後に、還流させて混合溶液を得た。 First, 0.91 g of methyl trioctyl ammonium chloride (trade name: Aliquat 336, manufactured by Aldrich), 5.23 g of the above compound A, and 4.55 g of the above compound C were charged into a reaction vessel (200 mL separable flask), and then reacted. The system was replaced with nitrogen gas. Thereafter, 70 mL of toluene was added, 2.0 mg of palladium acetate and 15.1 mg of tris (o-tolyl) phosphine were added, and the mixture was refluxed to obtain a mixed solution.
得られた混合溶液に、炭酸ナトリウム水溶液19mLを滴下後、還流下で終夜攪拌した後、フェニルホウ酸0.12gを加えて7時間攪拌した。その後、300mlのトルエンを加え、反応液を分液し、有機相を酢酸水溶液及び水で洗浄した後、ナトリウムN,N−ジエチルジチオカルバメート水溶液を加えて4時間攪拌した。 To the obtained mixed solution, 19 mL of an aqueous sodium carbonate solution was added dropwise and stirred overnight under reflux, then 0.12 g of phenylboric acid was added and stirred for 7 hours. Thereafter, 300 ml of toluene was added, the reaction solution was separated, and the organic phase was washed with an aqueous acetic acid solution and water, and then an aqueous sodium N, N-diethyldithiocarbamate solution was added and stirred for 4 hours.
次いで、攪拌後の混合溶液を分液した後、シリカゲル−アルミナカラムに通し、トルエンで洗浄した後に、メタノールに滴下してポリマーを沈殿させ、その後、得られたポリマーを濾過、減圧乾燥した後にトルエンに溶解させた。得られたトルエン溶液を再度メタノールに滴下して沈殿物を生じさせ、この沈殿物を濾過、減圧乾燥して高分子化合物1を6.33g得た。得られた高分子化合物1のポリスチレン換算の重量平均分子量Mwは3.2×105であり、ポリスチレン換算の数平均分子量Mnは8.8×104であった。
Next, after the mixed solution after stirring is separated, it is passed through a silica gel-alumina column, washed with toluene, dropped into methanol to precipitate a polymer, and then the obtained polymer is filtered and dried under reduced pressure. Dissolved in. The obtained toluene solution was again added dropwise to methanol to form a precipitate. The precipitate was filtered and dried under reduced pressure to obtain 6.33 g of
(合成例2)
下記一般式(3)で表される高分子化合物2を以下の方法により合成した。
(Synthesis Example 2)
先ず、化合物B22.5gと2,2’−ビピリジル17.6gとを反応容器に仕込んだ後、反応系内を窒素ガスで置換した。その後、あらかじめアルゴンガスでバブリングして脱気したテトラヒドロフラン(脱水溶媒)1500gを加え、混合溶液を得た。得られた混合溶液に、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)31gを加え、室温で10分間攪拌した後、60℃で3時間反応した。なお、反応は、窒素ガス雰囲気中で行った。 First, 22.5 g of compound B and 17.6 g of 2,2′-bipyridyl were charged into a reaction vessel, and the inside of the reaction system was replaced with nitrogen gas. Thereafter, 1500 g of tetrahydrofuran (dehydrated solvent) previously deaerated by bubbling with an argon gas was added to obtain a mixed solution. To the obtained mixed solution, 31 g of bis (1,5-cyclooctadiene) nickel (0) was added, stirred at room temperature for 10 minutes, and reacted at 60 ° C. for 3 hours. The reaction was performed in a nitrogen gas atmosphere.
次に、得られた反応溶液を冷却した後、この溶液に、25質量%アンモニア水200mL/メタノール900mL/イオン交換水900mL混合溶液をそそぎ込み、約1時間攪拌した。その後、生成した沈殿物を濾過して回収し、この沈殿物を減圧乾燥した後、トルエンに溶解させた。そして、得られたトルエン溶液を濾過して不溶物を除去した後、このトルエン溶液を、アルミナを充填したカラムに通過させることにより精製した。 Next, after cooling the obtained reaction solution, a mixed solution of 25% by mass of ammonia water 200 mL / methanol 900 mL / ion-exchanged water 900 mL was poured into this solution and stirred for about 1 hour. Thereafter, the produced precipitate was collected by filtration, and this precipitate was dried under reduced pressure and then dissolved in toluene. And after filtering the obtained toluene solution and removing an insoluble matter, this toluene solution was refine | purified by passing through the column filled with the alumina.
次に、精製後のトルエン溶液を、1規定塩酸水溶液で洗浄し、静置、分液した後、トルエン溶液を回収した。そして、このトルエン溶液を、約3質量%アンモニア水で洗浄し、静置、分液した後、トルエン溶液を回収した。その後、このトルエン溶液をイオン交換水で洗浄し、静置、分液した後、洗浄後のトルエン溶液を回収した。 Next, the purified toluene solution was washed with a 1N aqueous hydrochloric acid solution, allowed to stand and separated, and then the toluene solution was recovered. And this toluene solution was wash | cleaned with about 3 mass% ammonia water, and after leaving still and liquid-separating, the toluene solution was collect | recovered. Thereafter, this toluene solution was washed with ion-exchanged water, allowed to stand and separated, and the washed toluene solution was recovered.
次いで、洗浄後のトルエン溶液をメタノール中にそそぎ込み、沈殿物を生じさせ、この沈殿物をメタノールで洗浄した後、減圧乾燥して高分子化合物2を得た。得られた高分子化合物2のポリスチレン換算の重量平均分子量は8.2×105であり、ポリスチレン換算の数平均分子量は1.0×105であった。
Next, the washed toluene solution was poured into methanol to form a precipitate. The precipitate was washed with methanol and then dried under reduced pressure to obtain
(作製例6)
この作製例6では、透明な第1電極に補助電極を形成した場合の効果を確認するために、透明陽極の基板側の表面に補助電極を配置した有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。
(Production Example 6)
In Production Example 6, in order to confirm the effect when the auxiliary electrode was formed on the transparent first electrode, an organic electroluminescence element in which the auxiliary electrode was disposed on the substrate side surface of the transparent anode was manufactured.
支持基板としてガラス基板(100mm×100mm)を用いた。支持基板の温度を120℃にして、Crターゲット及びスパッタリングガスとしてArを用いたDCスパッタリング法により、膜厚1000nmのCrを前記支持基板に堆積させた。このときの製膜圧力は0.5Pa、スパッタリングパワーは2.0kWであった。Cr膜の上にフォトレジストを塗布し、さらに110℃で90秒間ベークした。次に、線幅20mmのラインから構成される正方形の枠状の開口部と前記開口部の枠内に、縦×横のピッチがそれぞれ300μm×100μm、縦×横の線幅がそれぞれ70μm×30μmからなる格子型の開口部とを有するフォトマスクを通して、200mJのエネルギーで露光し、0.5質量%の水酸化カリウム水溶液によって現像後、130℃で110秒間ポストベークした。次いで、Cr用エッチング液に、40℃、120秒間浸漬し、Crのパターニングを行い、次に2質量%水酸化カリウム水溶液に浸漬することで、レジスト残渣を剥離し、Crからなる補助電極(第1補助電極及び第2補助電極)を形成した。 A glass substrate (100 mm × 100 mm) was used as the support substrate. The temperature of the supporting substrate was set to 120 ° C., and Cr having a film thickness of 1000 nm was deposited on the supporting substrate by a DC sputtering method using a Cr target and Ar as a sputtering gas. The film forming pressure at this time was 0.5 Pa, and the sputtering power was 2.0 kW. A photoresist was applied on the Cr film and further baked at 110 ° C. for 90 seconds. Next, in a square frame-shaped opening composed of lines with a line width of 20 mm and the frame of the opening, the vertical and horizontal pitches are 300 μm × 100 μm, and the vertical and horizontal line widths are 70 μm × 30 μm, respectively. The film was exposed at an energy of 200 mJ through a photomask having a lattice-type opening made of, developed with 0.5% by weight aqueous potassium hydroxide solution, and post-baked at 130 ° C. for 110 seconds. Next, the resist residue is peeled off by immersing in Cr etching solution at 40 ° C. for 120 seconds, patterning Cr, and then immersing in a 2% by mass aqueous potassium hydroxide solution. 1 auxiliary electrode and 2nd auxiliary electrode) were formed.
次に、補助電極が形成された基板上に第1電極を形成した。具体的には、基板温度を120℃にし、第1電極材料としてITO焼成ターゲット、スパッタリングガスとしてArを用いて、DCスパッタリング法により、膜厚3000nmのITOを堆積させた。このときの製膜圧力は0.25Pa、スパッタリングパワーは0.25kWであった。その後、200℃のオーブンで40分間アニール処理を行った。その後、第1電極が形成された基板を60℃の弱アルカリ性洗剤、冷水、50℃の温水をもちいて超音波洗浄し、50℃の温水から引き上げて乾燥した後、20分間UV/O3洗浄を行った。
Next, a first electrode was formed on the substrate on which the auxiliary electrode was formed. Specifically, an ITO film having a thickness of 3000 nm was deposited by a DC sputtering method using a substrate temperature of 120 ° C., an ITO firing target as a first electrode material, and Ar as a sputtering gas. The film forming pressure at this time was 0.25 Pa, and the sputtering power was 0.25 kW. Thereafter, annealing was performed in an oven at 200 ° C. for 40 minutes. Thereafter, the substrate on which the first electrode is formed is ultrasonically cleaned using a weak alkaline detergent at 60 ° C., cold water, and hot water at 50 ° C., pulled up from the hot water at 50 ° C. and dried, and then washed with UV /
次に、0.45μm径のフィルター及び0.2μm径のフィルターをそれぞれ用いて、ポリ(3,4)エチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(スタルクヴィテック社製、商品名:BaytronP CH8000)の懸濁液を2段階濾過し、2段階目に濾過した溶液を用いて、前記洗浄後の基板にスピンコート法により80nmの厚みで薄膜を形成し、大気雰囲気下においてホットプレート上で、200℃で15分間熱処理し、正孔注入層を形成した。 Next, using a 0.45 μm diameter filter and a 0.2 μm diameter filter, respectively, a suspension of poly (3,4) ethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (trade name: BaytronP CH8000, manufactured by Starck Vitech). The suspension is filtered in two stages, and a thin film with a thickness of 80 nm is formed on the washed substrate by spin coating using the solution filtered in the second stage, and is heated at 200 ° C. on a hot plate in an air atmosphere. Heat treatment was performed for 15 minutes to form a hole injection layer.
次いで、合成例1、2で得られた高分子化合物1及び高分子化合物2を重量比で1:1の比で計り取り、トルエンに溶解させ、1質量%の高分子溶液を作製した。上記正孔注入層が形成された基板上に、作製した高分子溶液をスピンコート法により80nmの膜厚で製膜した後、窒素雰囲気下のホットプレート上で130℃、60分間熱処理し、発光層を形成した。
Subsequently, the
その後、前記発光層が形成された基板を真空蒸着機に導入し、陰極としてLiF、Ca、Alを順次それぞれ、2nm、5nm、200nmの厚みで蒸着し、第2電極を形成した。なお、この蒸着工程においては、真空度が1×10−4Pa以下に到達した後に金属の蒸着を開始した。 Thereafter, the substrate on which the light-emitting layer was formed was introduced into a vacuum vapor deposition machine, and LiF, Ca, and Al were sequentially deposited at a thickness of 2 nm, 5 nm, and 200 nm as a cathode to form a second electrode. In this vapor deposition step, metal deposition was started after the degree of vacuum reached 1 × 10 −4 Pa or less.
最後に、不活性ガス中で、第2電極が形成された基板における第2電極の表面をガラス板で覆い、さらに4辺を光硬化樹脂で覆った後に、光硬化樹脂を硬化させることで保護層を形成して、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。 Finally, in an inert gas, the surface of the second electrode on the substrate on which the second electrode is formed is covered with a glass plate, and further, the four sides are covered with a photo-curing resin, and then the photo-curing resin is cured to protect it. A layer was formed to obtain an organic electroluminescence element.
(参考例4)
上記作製例6において、補助電極を形成する際のフォトマスクとして、線幅20mmのラインから構成される正方形の枠状の開口部のみを有するフォトマスクを用いた以外は、作製例6と同様にして、作製例6の有機エレクトロルミネッセンス素子に対する比較用の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
(Reference Example 4)
In Production Example 6, the photomask for forming the auxiliary electrode was the same as that in Production Example 6 except that a photomask having only a square frame-shaped opening composed of lines with a line width of 20 mm was used. Thus, an organic electroluminescence element for comparison with the organic electroluminescence element of Production Example 6 was produced.
(参考例5)
上記作製例6において、補助電極を形成する際のフォトマスクとして、縦×横のピッチがそれぞれ300μm×100μm、縦×横の線幅がそれぞれ70μm×30μmからなる格子型の開口部とを有するフォトマスクを用いた以外は、作製例6と同様にして、作製例6の有機エレクトロルミネッセンス素子に対する比較用の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
(Reference Example 5)
In the above manufacturing example 6, as a photomask for forming the auxiliary electrode, a photomask having a lattice-type opening having a vertical and horizontal pitch of 300 μm × 100 μm and a vertical and horizontal line width of 70 μm × 30 μm, respectively. An organic electroluminescence device for comparison with the organic electroluminescence device of Production Example 6 was produced in the same manner as Production Example 6 except that the mask was used.
(補助電極形成効果の評価)
作製例6及び参考例4,5で得られた有機エレクトロルミネッセンス素子の発光特性を評価した。具体的には、素子全体に8Vの電圧を印加した際の発光輝度を測定し、さらに発光面の様子を目視にて観察した。得られた結果を下記(表3)に示す。
(Evaluation of auxiliary electrode formation effect)
The light emission characteristics of the organic electroluminescence elements obtained in Production Example 6 and Reference Examples 4 and 5 were evaluated. Specifically, the light emission luminance when a voltage of 8 V was applied to the entire device was measured, and the state of the light emitting surface was visually observed. The obtained results are shown below (Table 3).
1 支持基板
2,2a,2b,2c,2d 第1補助電極
3,3a,3b,3c,3d 第2補助電極
4 補助電極
5 第1電極(陽極)
6 発光部
7 透明な第2電極(陰極)
7a 第2電極の第1層
7b 第2電極の第2層
7c 第2電極の第3層
8 保護膜(上部封止膜)
9 陽極と発光層との間に設けられる層
10 発光層
11 陰極と発光層との間に設けられる層
DESCRIPTION OF
6
7a First layer of
9 Layer provided between anode and light emitting
Claims (15)
前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第2電極と、
前記第2電極と比較して電気抵抗が低く、前記第2電極に接して設けられた補助電極と、
前記第1電極および第2電極の間に配置される発光層と、を含み、
前記透明な第2電極が、前記発光層側から第1層、第2層および第3層の順に配置された3層の積層体からなり、
前記第1層が金属、金属酸化物、金属フッ化物、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含み、
前記第2層がカルシウム、アルミニウム、及びマグネシウムからなる群より選択される金属を含み、
前記第3層の可視光の透過率が40%以上であり、
前記補助電極が、
枠状の第1補助電極と、
該第1補助電極の枠内に配置されるとともに、該第1補助電極に電気的に接続され、該第1補助電極よりも線幅が狭い第2補助電極と、を有し、
前記第1層が金属酸化物および金属フッ化物のうちの少なくともいずれか一方を含み、
前記第2層に含まれる材料が、前記第1層に含まれる材料に対する還元剤である有機エレクトロルミネッセンス素子。 A first electrode that is one of an anode and a cathode;
A transparent second electrode which is the other of the anode and the cathode;
An auxiliary electrode having a lower electrical resistance than the second electrode and provided in contact with the second electrode;
A light emitting layer disposed between the first electrode and the second electrode,
The transparent second electrode is composed of a three-layer laminate in which the first layer, the second layer, and the third layer are arranged in this order from the light emitting layer side,
The first layer comprises a material selected from the group consisting of metals, metal oxides, metal fluorides, and mixtures thereof;
The second layer comprises a metal selected from the group consisting of calcium, aluminum, and magnesium;
The visible light transmittance of the third layer is 40% or more,
The auxiliary electrode is
A frame-shaped first auxiliary electrode;
Together are positioned within the frame of the first auxiliary electrode is electrically connected to the first auxiliary electrode, have a, and a narrow second auxiliary electrode line width than the first auxiliary electrode,
The first layer includes at least one of a metal oxide and a metal fluoride;
The material contained in the second layer, the reducing agent der Ru organic electroluminescence device for the material contained in the first layer.
前記第2層に含まれる材料が前記第1層に含まれる金属の酸化物に対する還元剤である請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The first layer comprises a metal;
The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the material contained in the second layer is a reducing agent for the metal oxide contained in the first layer.
前記陽極および陰極のうちの他方の電極である透明な第2電極と、
前記第2電極と比べて電気抵抗が低く、前記第2電極に接して設けられる補助電極と、
前記第1電極および第2電極の間に配置される発光層と、を含み、
前記透明な第2電極が、前記発光層側から第1層、第2層および第3層の順に配置された3層の積層体からなり、
前記第2層に含まれる材料が前記第1層に含まれる材料に対して還元作用を有し、
前記第3層の可視光の透過率が40%以上であり、
前記補助電極が、
枠状の第1補助電極と、
該第1補助電極の枠内に配置されるとともに、該第1補助電極に電気的に接続され、該第1補助電極よりも線幅が狭い第2補助電極と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。 A first electrode that is one of an anode and a cathode;
A transparent second electrode which is the other of the anode and the cathode;
An auxiliary electrode that is lower in electrical resistance than the second electrode and is provided in contact with the second electrode;
A light emitting layer disposed between the first electrode and the second electrode,
The transparent second electrode is composed of a three-layer laminate in which the first layer, the second layer, and the third layer are arranged in this order from the light emitting layer side,
The material contained in the second layer has a reducing action on the material contained in the first layer;
The visible light transmittance of the third layer is 40% or more,
The auxiliary electrode is
A frame-shaped first auxiliary electrode;
An organic electroluminescence device comprising: a second auxiliary electrode disposed within a frame of the first auxiliary electrode, electrically connected to the first auxiliary electrode, and having a line width narrower than the first auxiliary electrode .
該第3層の膜厚が5nm以上30nm以下である請求項1〜9のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The third layer is made of a material selected from the group consisting of gold, silver, copper, tin, lead, nickel, indium, and alloys thereof;
The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 9, wherein the film thickness of the third layer is 5 nm or more and 30 nm or less .
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