JP5603136B2 - 有機発光素子 - Google Patents

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Description

本発明は、アノード、カソード及びアノードとカソードとの間に介在する発光層を具備し、該カソードが多層の金属層の構造を含む有機発光素子に関する。
21世紀に入り、情報化社会への動きがさらに加速化し、これによって、情報をいつ、どこででもやり取りできることが必要とされており、情報ディスプレイは、既存のCRT(cathode−ray tube)ディスプレイから平板ディスプレイにその比重が順次移っている趨勢である。このうち、液晶ディスプレイ(LCD:liquid crystal display)は、軽く、かつ電力消耗が少ないという長所があって、平板ディスプレイとして、現在最も多用されているが、自発光素子ではなく、受発光素子であるために、明るさ、コントラスト比、視野角、大面積化などに技術的限界があって、このような短所を克服できる新しい平板ディスプレイを開発しようとする努力が全世界的に活発に展開されている。このような新しい平板ディスプレイのうちの一つが、有機発光ダイオード(OLED:organic light emitting diode)であり、前記有機発光ダイオードは、低電圧駆動が可能であり、光視野角と速い応答速度とを有するだけではなく、自発光型として軽量薄型が可能であるために、最近日本や韓国そして米国でも、その実用化に拍車がかかっている。
現在、モバイルディスプレイに適用されているAMOLED(active matrix organic light emitting device)のカソード電極は、Mg:Agの形態で蒸着されているが、14インチ以上の大型ディスプレイに用いられる場合、低抵抗が要求されるため、現在使用されているMg:Agの場合、IRドロップ(IR drop)現象が現れ、適用し難い状況である。
本発明の一側面は、アノード、カソード及びアノードとカソードとの間に介在する発光層を具備し、前記カソードが第1金属層/第2金属層の構造、または第1金属層/第2金属層/酸化物層,窒化物層または窒酸化物層(nitric oxide layer)の構造であり、低抵抗を有する有機発光素子を提供することである。
本発明の一側面によって、アノード、カソード及びアノードとカソードとの間に介在する発光層を具備し、前記カソードが、第1金属層/第2金属層の構造、または第1金属層/第2金属層/酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の構造を有する有機発光素子が提供される。
本発明の一具現例によれば、前記第2金属層は、0.1ないし10ohm/sqの抵抗を有する金属(b)からなり、前記第1金属層は、仕事関数が約3.5ないし約4.5eVである金属(a)及びAgの合金からなりうる。
本発明の一具現例によれば、前記第2金属層は、例えば0.5ないし3ohm/sqの抵抗を有する金属(b)からなり、前記第1金属層は、仕事関数が、例えば約3.5ないし約4.0eVである金属(a)及びAgの合金からなりうる。
本発明の一具現例によれば、前記第2金属層の金属(b)は、Ag、Al、CuまたはCrであり、前記第1金属層は、Yb、Sm、Sr、Cs、Ru、Ba、Pr、Nd、Pm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ac、Th、Pa、U、Np、Pu、Am、Cm、Bk、Cf、Es、Fm、Md及びNoからなる群から選択された金属(a)及びAgの合金からなりうる。
本発明の一具現例によれば、前記第2金属層の金属(b)は、例えばAg、またはAlであり、前記第1金属層は、例えばYb、La、Y、Sm、BaまたはSrの金属(a)及びAgの合金からなりうる。
本発明の一具現例によれば、前記第2金属層の金属(b)は、Agであり、前記第1金属層は、金属(a)のYb及びAgの合金からなりうる。
本発明の一具現例によれば、前記第1金属層で、金属(a):Agの重量比は、0.1〜15:1でありうる。
本発明の一具現例によれば、前記第1金属層で、金属(a):Agの重量比は、4〜10:1でありうる。
本発明の一具現例によれば、前記第1金属層は、約30Åないし約300Åの厚さを有することができる。
本発明の一具現例によれば、前記第1金属層は、例えば約60Åないし約100Åの厚さを有することができる。
本発明の一具現例によれば、前記第2金属層は、約50Åないし約500Åの厚さを有することができる。
本発明の一具現例によれば、前記第2金属層は、例えば約100Åないし約300Åの厚さを有することができる。
本発明の一具現例によれば、前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の屈折率が、約1.5ないし2.5の値を有することができる。
本発明の一具現例によれば、前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の屈折率が、例えば約1.7ないし2.2の値を有することができる。
本発明の一具現例によれば、前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層は、約100Åないし約1,500Åの厚さを有することができる。
本発明の一具現例によれば、前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層は、例えば約300Åないし約700Åの厚さを有することができる。
本発明の一具現例によれば、前記酸化物層がMoO(x=2〜4)、Al、Sb、BaO、CdO、CaO、Ce、CoO、CuO、DyO、GdO、HfO、La、LiO、MgO、NbO、NbO、NiO、Nd、PdO、Sm、ScO、SiO、SrO、Ta、TiO、WO、VO、YbO、Y、ZnOまたはZrOからなる群から選択された一つ以上からなりうる。
本発明の一具現例によれば、前記窒化物層が、AlN、BN、NbN、SiN、TaN、TiN、VN、YbNまたはZrNからなる群から選択された一つ以上からなりうる。
本発明の一具現例によれば、前記窒酸化物層が、SiONまたはAlONからなりうる。
本発明の一具現例による有機発光素子のカソードは、透過率、抵抗値などにすぐれ、大面積ディスプレイに適用した場合に、視野角問題などを改善できる。
本発明の一実施例による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。 本発明の他の一実施例による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。 同じ170Å厚で、Mg:AgとYb:Agとの透過度結果を比較して図示したグラフである。 同じ厚さで、Mg:Ag/AgとYb:Ag/Agとの透過度結果を比較して図示したグラフである。 第1金属層の金属(a):Agの比率を5:1に固定した後、第1金属層/第2金属層の2層の厚さ変化による透過度測定結果を示したグラフである。 酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の厚さ変化による透過度測定結果を示したグラフである。 実施例5及び比較例の素子に対し、電流密度−電圧を測定した結果を示すグラフである。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の一側面によって、アノード、カソード及びアノードとカソードとの間に介在する発光層を具備し、前記カソードが、第1金属層/第2金属層の構造、または第1金属層/第2金属層/酸化物層,窒化物層若しくは窒酸化物層の構造を有する有機発光素子が提供される。
図1Aは、本発明の一実施例による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
現在適用されているディスプレイのうちでも、モバイル・ディスプレイに適用されているOLED(organic light emitting device)カソード電極には、Mg:Ag電極が使用されており、その大きさは、現在2インチ〜3インチと小さく、IRドロップや視野角などが問題視されていないが、今後14インチ以上の大面積ディスプレイに適用される場合、現在使用されているMg:Ag電極の場合、抵抗が高く(約40ohm/sq)、IRドロップや視野角などの問題が発生し、長波長になるにつれて透過度グラフが下方曲線を示すので、red視野角補正が要求される。これを補正するためのアイデアとして、Mg:Ag/Agのように抵抗を補充するために、第2の層としてAgを蒸着した場合もある。この場合において、Mg:Agで、2つの材料の比率変化による特性評価、及びMg:Ag/Agで、2層の厚さ変化による特性評価をいずれも進めたが、Mg:Ag層の厚さが薄すぎて、工程マージン(margin)と膜均一度との問題を解決できなかった。
図1Aを参照すれば、本発明の一実施例による有機発光素子は、アノード、カソード及びアノードとカソードとの間に介在する発光層を具備し、前記カソードは、第1金属層/第2金属層の構造を有する。
本発明の一具現例によれば、前記第2金属層は、0.1ないし10ohm/sqの抵抗を有する金属(b)からなり、前記第1金属層は、仕事関数が約3.5ないし約4.5eVである金属(a)及びAgの合金からなりうる。
発光層上に位置する第1金属層が、仕事関数が約3.5ないし約4.5eVである金属(a)及びAgの合金からなる場合、発光(emission)に大きな影響がなく、可視光領域で透過度が良好であり、透過グラフで、透過度の偏差が少なく、グラフ形態が一直線状に示されるので、その後の赤色補正が必要ない。
前記第1金属層上に位置する第2金属層は、0.1ないし10ohm/sqの低抵抗を有するので、第1金属層で不足した抵抗値を補充する役割を行う。
このような構造のカソードで、第1金属層は、放出(emission)の役割を行い、第2金属層は、抵抗を下げる役割を行うことによって、全体的に低抵抗カソードになりうる。
金属(a)の仕事関数が4.5eVを超える場合、駆動電圧が上昇し、効率が低下するという問題点がありうる。
一方、金属(b)の抵抗が10ohm/sqを超える場合、駆動電圧が上昇し、効率が低下するという問題点がありうる。
本発明の一具現例によれば、さらに具体的には、前記第2金属層は、例えば0.5ないし3ohm/sqの抵抗を有する金属(b)からなり、前記第1金属層は、仕事関数が、例えば約3.5ないし約4.0eVである金属(a)及びAgの合金からなりうる。
本発明の一具現例によれば、前記第2金属層の金属(b)は、Ag、Al、CuまたはCrであり、前記第1金属層は、Yb、Sm、Sr、Cs、Ru、Ba、Pr、Nd、Pm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ac、Th、Pa、U、Np、Pu、Am、Cm、Bk、Cf、Es、Fm、Md及びNoからなる群から選択された金属(a)及びAgの合金からなりうる。
本発明の一具現例によれば、さらに具体的には、前記第2金属層の金属(b)は、例えばAg、またはAlであり、前記第1金属層は、例えばYb、La、Y、Sm、BaまたはSrの金属(a)及びAgの合金からなりうる。
本発明の一具現例によれば、前記第2金属層の金属(b)は、Agであり、前記第1金属層は、金属(a)のYb及びAgの合金からなりうる。
本発明の一具現例によれば、前記第1金属層で、金属 (a):Agの重量比は、0.1〜15:1であり、さらに具体的には、例えば4〜10:1でありうる。
第1金属層で、Agに対する金属(a)の重量比が15:1より大きい場合、透過度が低下して駆動電圧が上昇し、効率が低下するという問題点がありうる。
本発明の一具現例によれば、前記第1金属層は、約30ないし約300Åの厚さを有することができる。
第1金属層の厚さが30Å未満である場合、駆動電圧が上昇し、300Åを超える場合、透過度低下によって効率が低くなるという問題点がありうる。
本発明の一具現例によれば、さらに具体的には、前記第1金属層は、例えば約60Åないし約100Åの厚さを有することができる。
本発明の一具現例によれば、前記第2金属層は、約50Åないし約500Åの厚さを有することができる。
第2金属層の厚さが50Å未満である場合、駆動電圧が上昇し、500Åを超える場合、透過度低下によって効率が低下するという問題点がありうる。
本発明の一具現例によれば、さらに具体的には、前記第2金属層は、例えば約100Åないし約300Åの厚さを有することができる。
図1Bは、本発明の他の一実施例による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
図1Bを参照すれば、本発明の一実施例による有機発光素子は、アノード、カソード及びアノードとカソードとの間に介在する発光層を具備し、前記カソードは、第1金属層/第2金属層/酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の構造を有する。
前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層は、第2金属層上に形成されるキャッピング層であり、透過度を確保して光学的特性を向上させる。
本発明の一具現例によれば、前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の屈折率が、約1.5ないし2.5の値を有することができる。
前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の屈折率が1.5未満である場合、キャッピング層の厚さが増大し、透過度が低くなるという問題点がありうる。
本発明の一具現例によれば、さらに具体的には、前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の屈折率が、例えば約1.7ないし2.2の値を有することができる。
本発明の一具現例によれば、前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層は、約100Åないし約1,500Åの厚さを有することができる。
前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の厚さが100Å未満である場合、透過度が低下して効率が落ちるという問題点があり、1,500Åを超える場合も、透過度が低下して効率が落ちるという問題点がありうる。
本発明の一具現例によれば、さらに具体的には、前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層は、例えば約300Åないし約700Åの厚さを有することができる。
本発明の一具現例によれば、前記酸化物層は、MoO(x=2〜4)、Al、Sb、BaO、CdO、CaO、Ce、CoO、CuO、DyO、GdO、HfO、La、LiO、MgO、NbO、NiO、Nd、PdO、Sm、ScO、SiO、SrO、Ta、TiO、WO、VO、YbO、Y、ZnOまたはZrOからなる群から選択された一つ以上からなりうる。さらに具体的には、前記酸化物層は、例えばMoO(x=2〜4)、WO、Al、NbO、TiOまたはYbOでありうる。
本発明の一具現例によれば、前記窒化物層は、AlN、BN、NbN、SiN、TaN、TiN、VN、YbNまたはZrNからなる群から選択された一つ以上からなりうる。
本発明の一具現例によれば、前記窒酸化物層は、SiONまたはAlONからなりうる。
以下、本発明で使用される一般的な有機発光素子の構造について説明する。
本発明で使用される有機発光素子の構造は、一般的なものであって非常に多様である。第1電極と第2電極との間に、有機膜として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層からなる群から選択された1層以上の層を有機膜としてさらに含むことができる。
本発明で使用される有機発光素子は、例えば、第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極の構造、または第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/第2電極の構造を有する。
以下、前述の積層構造を有する有機発光素子の製造方法について述べる。
まず、基板上部に、大きな仕事関数を有するアノード電極用物質を蒸着法またはスパッタリングによって形成し、第1電極であるアノードとして使用する。ここで、基板としては、一般的な有機発光素子に用いる基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性にすぐれた有機基板、または透明プラスチック基板が望ましい。そして、アノード電極用物質としては、透明であって伝導性にすぐれた酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)などを使用する。
前記アノード電極上部に、正孔注入層物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングする。前記正孔注入層物質としては、例えば、CuPc、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物;スターバースト型アミン誘導体類である(4,4−トリ(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン)(TCTA)、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、1,3,5−トリス[4−(3−メチルフェニルフェニルアミノ)フェニル]ベンゼン(m−MTDAPB);溶解性がある伝導性高分子であるポリアニリン/ドデシルベンゼンスルホン酸(Pani/DBSA)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4−スチレンスルホネート)(PANI/PSS)、ポリアニリン/カンファースルホン酸(Pani/CSA)またはポリアニリン/ポリ(4−スチレンスルホネート)(PANI/PSS)などを使用できるが、これらに限定されるものではない。
Figure 0005603136
正孔注入層の上部に、正孔輸送層物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングし、正孔輸送層を形成する。前記正孔輸送層物質は、例えば、1,3,5−トリカルバゾリルベンゼン、4,4’−ビスカルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、m−ビスカルバゾリルフェニル、4,4’−ビスカルバゾリル−2,2’−ジメチルビフェニル、4,4’,4”−トリ(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン、1,3,5−トリ(2−カルバゾリルフェニル)ベンゼン、1,3,5−トリス(2−カルバゾリル−5−メトキシフェニル)ベンゼン、ビス(4−カルバゾリルフェニル)シラン、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1−ビフェニル]−4,4’ジアミン(TPD)、N,N’−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニルベンジジン(α−NPD)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(1−ナフチル)−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(NPB)、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン−co−N−(4−ブチルフェニル)ジフェニルアミン)(TFB)、またはポリ(9,9−ジオクチルフルオレン−co−ビス−N,N−フェニル−1,4−フェニレンジアミン(PFB)などを含むことができるが、これらに限定されるものではない。
Figure 0005603136
次に、正孔輸送層の上部に発光層が形成され、発光層材料は、特別に制限されずに、4,4’−ビスカルバゾリルビフェニル(CBP)、テトラシアノボレート(TCB)、TCTA、SDI−BH−18、SDI−BH−19、SDI−BH−22、SDI−BH−23、dmCBP、Liq、2,2’,2”−(1,3,5−ベンゼネトリール)トリス−[1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール](TPBI)、ビス−(2−メチル−8−キノリノラト)−4−(フェニルフェノラート)アルミニウム(BAlq)、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)などをホストとして使用でき、ドーパントの場合、蛍光ドーパントとしては、出光社から購入可能なIDE102、IDE105、リン光ドーパントとしては、公知の緑色リン光ドーパントであるIr(ppy)、青色リン光ドーパントである(4,6−F2ppy)Irpicなどがホストとともに真空熱蒸着されうる。
Figure 0005603136
ドーピング濃度は、特別に制限されるものではないが、一般的に0.5〜12重量%のものを使用する。発光層上に、電子輸送層の薄膜が真空蒸着方法、またはスピンコーティング方法により形成されることが可能である。
一方、発光層にリン光ドーパントを共に使用する場合、三重項励起子または正孔が、電子輸送層に拡散する現象を防止するために、さらに正孔阻止物質を真空熱蒸着して正孔阻止層を形成できる。このときに使用できる正孔阻止層材料は、特別に制限されるものではないが、電子輸送能を有しつつ、発光化合物より高いイオン化ポテンシャルを有せねばならないので、代表的なものとしてBalq、BCPなどがある。
正孔阻止層上に、電子輸送層の薄膜が真空蒸着方法またはスピンコーティング方法により形成されることが可能である。
前記電子輸送層材料は、例えば公知の材料であるトリス(8−キノラト)アルミニウム(Alq3)などを利用できる。
また、電子輸送層上に、電子注入層が積層されうる。前記電子注入層の材料は、例えば、LiF、NaCl、CsF、LiO、BaOなどを含むことができるが、これらに限定されるものではない。
そして、電子注入層の上部に、本発明の一実施例による第1金属層/第2金属層の構造、または第1金属層/第2金属層/酸化物層,窒化物層若しくは窒酸化物層の構造のカソード電極を形成する。
以下、本発明による有機発光素子の実施例を具体的に例示するが、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。
<実施例>
<実施例1(第1金属層特性の比較)>
第1金属層の透過率比較のために、ガラス基板にYb:Agを、重量比10:1、5:1、1:1の比でそれぞれ真空蒸着する。
ガラス基板にMg:Agを、重量比10:1で170Å厚に真空蒸着し、比較対象とする。
同じ170Å厚で、Mg:AgとYb:Agとの透過度結果を比較して図2に示した。図2を参照すれば、Yb:Agで、Ybの含有量を1〜10まで変化させた場合、530nmである波長を基準として、Mg:Agの場合に30%透過率を示し、Yb:Ag(5:1)の場合に50%の結果を示した。このときの抵抗を比較してみれば、Mg:Agは、40ohm/sqであり、Yb:Agは、12ohm/sqであった。
従来技術の多くが、Mg:Ag膜に関するものであり、またはMg:Ag膜にバッファ層(buffer layer)を追加して注入特性を向上させたものであることを勘案すれば、前記結果は、本発明の一実施例が、従来技術とは質的に異なる内容の発明であるということを立証するといえる。
<実施例2(カソード透過率の比較)>
カソードの透過率比較のために、ガラス基板上にYb:Agを、5:1の重量比で100Å厚に真空蒸着し、続けてAgを150Å厚に真空蒸着し、Yb:Ag/Ag構造のカソードを製造する。
次に、同じガラス基板上にMg:Agを、5:1の重量比で100Å厚に真空蒸着し、続けてAgを150Å厚に真空蒸着し、比較対象としてMg:Ag/Ag構造のカソードを製造する。
同じ厚さで、Mg:Ag/AgとYb:Ag/Agとの透過度結果を比較し、図3に示した。図3を参照すれば、550nmである波長を基準として、Mg:Ag/Agの場合に22%透過率を示し、Yb:Ag/Agの場合に34%の結果を示した。可視光前領域での透過度変化に注目すれば、Yb:Ag/Agの場合、8%と低い一方、Mg:Ag/Agの場合は、25%と高い値を示す。かようなYb:Ag/Agの低い透過度変化幅は、従来問題視されていた視野角問題を解決できるものと予想される。
<実施例3(カソード特性の比較)>
Yb:Agの比率を5:1に固定した後、Yb:Ag/Agの2層の厚さ変化による透過度及び抵抗の変化を測定する。
ガラス基板上に、Yb:Agの比率を5:1に固定し、Yb:Ag/Ag層をそれぞれ、110Å/180Å、110Å/200Å、90Å/180Å、90Å/200Å厚に真空蒸着する。
同じガラス基板上に、Mg:Agを5:1として170Åに真空蒸着し、比較対象とする。
それぞれのカソードに対して透過度を測定し、その結果を図4に示した。
図4を参照すれば、いずれの場合においても、Agの厚さが増大するにつれて、透過度が低下する傾向にあることが示され、Yb:Ag厚90Å、Ag厚180Åで、全波長領域でMg:Ag対比の透過度が高いということが分かる。
それぞれのカソードについて抵抗を測定し、その結果を下記表1に示した。
Figure 0005603136
表1を参照すれば、Yb:Ag厚が薄く、Ag厚が厚いほど抵抗特性が良好であることが分かる。特に、Yb:Ag厚が90Å、Ag厚が200Åである場合の抵抗は1.6ohm/sqであることに注目する。
<実施例4(酸化物層厚変化による透過度の比較)>
ガラス基板上にYb:Agの比率を5:1として、65Åに真空蒸着した後、Agをそれぞれ180Å、250Å厚に真空蒸着し、Yb:Ag(5:1,65Å)/Ag(180Å)、Yb:Ag(5:1,65Å)/Ag(250Å)の構造を製作し、次にMoOを真空蒸着し、Yb:Ag(5:1,65Å)/Ag(180Å)、Yb:Ag(5:1,65Å)/Ag(250Å)/MoO(350Å)、Yb:Ag(5:1,65Å)/Ag(180Å)/MoO(650Å)の構造を完成する(x=2〜4)。
同じガラス基板上にMg:Agを5:1として、180Åに真空蒸着し、次にMoOを真空蒸着し、Mg:Ag(5:1,180Å)、Mg:Ag(5:1,180Å)/MoO(600Å)の構造を完成して比較対象とする(x=2〜4)。
Mg:Ag(5:1,180Å)、Mg:Ag(5:1,180Å)/MoO(600Å)、Yb:Ag(5:1,65Å)/Ag(180Å)、Yb:Ag(5:1,65Å)/Ag(250Å)/MoO(350Å)、Yb:Ag(5:1,65Å)/Ag(180Å)/MoO(650Å)構造に対して透過度を測定し、その結果を図5に示した。
図5を参照すれば、MoOの厚さが350Åである場合、透過度の変化幅が大きい一方、650Åに蒸着した場合、全波長領域で30〜40%の透過率を示すということが分かる。
<実施例5(第1金属層Yb:Ag/第2金属層Ag)>
ITO/Ag/ITO/正孔注入層(HIL)/正孔輸送層(HTL)/blue発光層(EML)/電子輸送層(ETL)/電子注入層(EIL)/Yb:Ag(5:1,100Å)/Ag(200Å)/MoO(500Å)(x=2〜4)。
アノードは、コーニング(corning)15Ω/cm(1,200Å)ITOガラス基板を、50mmx50mmx0.7mmサイズに切断し、イソプロピルアルコールと純水との中で、それぞれ5分間超音波洗浄を行った後、30分間UVオゾン洗浄して使用する。前記基板上部に、m−MTDATAを真空蒸着し、正孔注入層を750Å厚に形成する。次に、前記正孔注入層の上部に、α−NPDを150Å厚に真空蒸着し、正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成した後、この正孔輸送層の上部に、ジスチリルアリーレン(DSA)をホストとし、ドーパントとしてテトラ(t−ブチル)ペリレン(TBPe)を3%使用し、これを真空蒸着し、300Å厚に発光層を形成する。その後、前記発光層の上部に、Alq3を真空蒸着し、200Å厚の電子輸送層を形成する。この電子輸送層の上部に、LiF 80Å(電子注入層)を真空蒸着する。
次に、Yb:Ag(5:1,100Å)/Ag(200Å)/MoO(500Å)(x=2〜4)の構造を有するカソードを真空蒸着し、有機発光素子を完成する。
<実施例6(第1金属層Y:Ag/第2金属層Al/キャッピング層WO)>
第1金属層として、Yb:Agの代わりにY:Agを使用し、第2金属層として、Agの代わりにAlを使用し、キャッピング層として、WOを使用したことを除いては、実施例5と同一に有機発光素子を提供する。
<実施例7(第1金属層Y:Ag/第2金属層Cu/キャッピング層WO)>
第1金属層として、Yb:Agの代わりに、Y:Agを使用し、第2金属層として、Agの代わりにCuを使用し、キャッピング層として、WOを使用したことを除いては、実施例5と同一に有機発光素子を提供する。
<実施例8(第1金属層Y:Ag/第2金属層Cr/キャッピング層WO)>
第1金属層として、Yb:Agの代わりに、Y:Agを使用し、第2金属層として、Agの代わりに、Crを使用し、キャッピング層として、WOを使用したことを除いては、実施例5と同一に有機発光素子を提供する。
<比較例>
カソードとして、Mg:Ag(5:1,180Å)/Alq3(600Å)を使用したことを除いては、実施例5と同一に有機発光素子を完成する。
<素子特性の比較>
実施例5及び比較例の素子に対し、電流密度−電圧を測定し、その結果を図6に示した。
図6を参照すれば、実施例5及び比較例の素子は、ほぼ同じ電流−電圧特性を示すということが分かる。効率を測定した結果、要求される輝度が得られる50mA/cm周辺で、実施例5の素子は、比較例(Mg:Ag)と類似した効率特性を示し、特に、高い電流密度下でも、高い効率を維持することを確認した。このような結果から、比較例である従来の電極構造に対し、本発明の一実施例による低抵抗カソードが高い薄膜安定性を有していることが分かる。
一方、本発明の実施例5によるカソードの抵抗は、1.8ohm/sqと測定された。
また、実施例6ないし8の素子に対し、電流密度−電圧を測定した結果、比較例の素子とほぼ同じ電流−電圧特性を示すということが確認された。

Claims (9)

  1. アノードと、
    カソードと、
    前記アノードと前記カソードとの間に介在する発光層とを具備し、
    前記カソードが、第1金属層/第2金属層の構造、または第1金属層/第2金属層/酸化物層,窒化物層若しくは窒酸化物層の構造からなり、
    前記酸化物層が、MoO (x=2〜4)、Al 、Sb 、BaO、CdO、CaO、Ce 、CoO、Cu O、DyO、GdO、HfO 、La 、Li O、MgO、NbO、NbO、NiO、Nd 、PdO、Sm 、ScO、SiO 、SrO、Ta 、TiO、WO 、VO 、YbO、Y 、ZnOまたはZrOからなる群から選択された一つ以上からなり、
    前記窒化物層が、AlN、BN,NbN、TaN、TiN、VN、YbNまたはZrNからなる群から選択された一つ以上からなり、
    前記窒酸化物層が、SiONまたはAlONからなり、
    前記第2金属層の金属(b)は、Agであり、
    前記第1金属層は、金属(a)として、Yb及びAgの合金であり、
    前記第1金属層は、60Åないし100Åの厚さを有することを特徴とする有機発光素子。
  2. 前記第1金属層は、金属(a)及びAgの合金からなり、
    前記金属(a):Agの重量比が0.1〜15:1であることを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
  3. 前記第1金属層は、金属(a)及びAgの合金からなり、
    前記金属(a):Agの重量比が、4〜10:1であることを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
  4. 前記第2金属層は、50Åないし500Åの厚さを有することを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
  5. 前記第2金属層は、100Åないし300Åの厚さを有することを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
  6. 前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の屈折率が、1.5ないし2.5の値を有することを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
  7. 前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の屈折率が、1.7ないし2.2の値を有することを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
  8. 前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の厚さが、100Åないし1,500Åの厚さを有することを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
  9. 前記酸化物層,窒化物層または窒酸化物層の厚さが、300Åないし700Åの厚さを有することを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
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