JP6029897B2 - 発光素子 - Google Patents
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Description
発光素子は、通常、基材、背面電極層、発光層及び表面電極層をこの順に備えてなり、発光層で発生した光は、基材側から取り出される場合と、表面電極層側から取り出される場合とがある。
本発明は、基材、密着層、背面電極層、発光層及び表面電極層をこの順に備えてなる発光素子であって、前記密着層が、下記一般式(3)で表される化合物を用いて形成されたものであり、前記背面電極層の表面粗さが170nm未満であることを特徴とする発光素子を提供する。
本発明に係る発光素子は、前記密着層及び背面電極層以外は、公知の発光素子と同様の構成とすることができ、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)として好適である。
図1は、本発明に係る発光素子の概略構成を例示する断面図である。
ここに示す発光素子1は、基材101、密着層102、背面電極層103、発光層108及び表面電極層109をこの順に備える。また、発光素子1は、背面電極層103と発光層108との間に、背面電極層103側からバッファ層104、絶縁層105、正孔注入層106及び正孔輸送層107をこの順に備え、これら各層が積層されて構成されている。背面電極層103は、密着層102上の一部に積層され、背面電極層103上にはバッファ層104が積層されている。そして、絶縁層105は、密着層102、背面電極層103及びバッファ層104を被覆するように、密着層102上に積層され、さらにバッファ層104の一部が、正孔注入層106に接触するように、開口部105aを有している。表面電極層109は、発光層108上に積層されており、発光層108側から半透過性電極層109a及び透明電極層109bがこの順に積層されて、構成されている。
基材101は、ガラス、樹脂等の絶縁性を有する材質からなる。前記樹脂としては、ポリカーボネート(PC);アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂(ABS樹脂);ポリエチレンテレフタレート(PET)、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート(PET−G)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂;ポリイミド等が例示できる。
なお、基材101が複数層からなる場合には、各層の合計の厚さが、上記の好ましい基材101の厚さとなるようにするとよい。
密着層102は、化合物(3)を用いて形成されたものであるか、又はラテックス及びポリビニルアルコールを含有する材料を用いて形成されたものである。
次に、化合物(3)について説明する。
化合物(3)は、前記一般式(3)で表される。
式中、R11は炭素数1〜5のアルキル基、アルコキシアルキル基又はアルキルカルボニル基である。
R11における前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよい。
直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基が例示できる。
環状のアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基が例示できる。
R11における前記アルキル基は、直鎖状又は分枝鎖状であることが好ましく、炭素数が1〜3であることが好ましい。
R11における前記アルコキシアルキル基は、直鎖状又は分枝鎖状であることが好ましく、炭素数が3以下であることが好ましく、メトキシメチル基又は2−メトキシエチル基であることがより好ましい。
R11における前記アルキルカルボニル基は、直鎖状又は分枝鎖状であることが好ましく、炭素数が3以下であることが好ましく、メチルカルボニル基(アセチル基)又はエチルカルボニル基であることがより好ましい。
R12における前記アルキル基としては、R11における前記アルキル基と同じのものが例示でき、R11と互いに同一でもよいし、異なっていてもよい。
R12における前記アリール基は、単環状であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
R13における前記アルキレン基としては、炭素数1〜10のアルキル基から1個の水素原子を除いてなる2価の基が例示でき、かかるアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、1−メチルブチル基、n−ヘキシル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、n−ヘプチル基、2−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、2,2−ジメチルペンチル基、2,3−ジメチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、3,3−ジメチルペンチル基、3−エチルペンチル基、2,2,3−トリメチルブチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、トリシクロデシル基が例示できる。
また、R14における前記アルキレン基は、メチレン基であるか、又はメチレン基が2〜5個連結して構成されるが、アルキレン基を構成するこれらメチレン基(−CH2−)のうちの1個以上は、カルボニル基(−C(=O)−)で置換されていてもよい。カルボニル基で置換されるメチレン基の数は、前記アルキレン基中のメチレン基の総数に依存し、特に限定されず、例えば、R14はカルボニル基のみで構成されていてもよいし、カルボニル基であってもよく、1個以上のアルキレン基と1個以上のカルボニル基とが混在したものでもよい。そして、通常は、R14中のカルボニル基の数は、2個以下であることが好ましく、1個であることがより好ましい。
Zにおける前記アリール基としては、R12における前記アリール基と同じものが例示でき、R12と互いに同一でもよいし、異なっていてもよい。
また、m2及びm3はそれぞれ独立に0又は1である。ただし、Zがアミノ基である場合には、m2及びm3の少なくとも一方は1である(m2及びm3が共に0になることはない)。
前記ラテックスは、公知のものでよく、特に限定されないが、好ましいものとしてスチレン・ブタジエン共重合体を主成分とするSBR系ラテックス;メタクリル酸メチル・ブタジエン共重合体を主成分とするMBR系ラテックス等が挙げられる。
背面電極層103は、陽極層又は陰極層を構成し、これを形成するための原料化合物が配合されてなる液状の組成物(背面電極層形成用組成物)の付着及び加熱によって形成されたものである。ここで、加熱は、前記組成物中の溶媒成分の除去や、前記原料化合物の反応等、背面電極層103の形成に必要な工程である。
背面電極層103が銀からなるもの又は銀を主成分とするものである場合、前記組成物は、銀形成材料が配合されてなる銀インク組成物である。
次に、β−ケトカルボン酸銀(1)について説明する。
Yはそれぞれ独立にフッ素原子、塩素原子、臭素原子又は水素原子であり;R1は炭素数1〜19の脂肪族炭化水素基又はフェニル基であり;R2は炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基であり;R3は炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基であり;R4及びR5はそれぞれ独立に炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基であり;
Xはそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子、1個以上の水素原子が置換基で置換されていてもよいフェニル基若しくはベンジル基、シアノ基、N−フタロイル−3−アミノプロピル基、2−エトキシビニル基、又は一般式「R6O−」、「R6S−」、「R6−C(=O)−」若しくは「R6−C(=O)−O−」で表される基であり;
R6は、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基、チエニル基、又は1個以上の水素原子が置換基で置換されていてもよいフェニル基若しくはジフェニル基である。)
β−ケトカルボン酸銀(1)は、前記一般式(1)で表される。
式中、Rは1個以上の水素原子が置換基で置換されていてもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基若しくはフェニル基、水酸基、アミノ基、又は一般式「R1−CY2−」、「CY3−」、「R1−CHY−」、「R2O−」、「R5R4N−」若しくは「(R3O)2CY−」で表される基である。
Rにおける環状の前記アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、トリシクロデシル基が例示できる。
Rにおける前記アルキニル基としては、エチニル基(−C≡CH)、プロパルギル基(−CH2−C≡CH)等の、Rにおける前記アルキル基の炭素原子間の1個の単結合(C−C)が三重結合(C≡C)に置換された基が例示できる。
置換基である前記脂肪族炭化水素基としては、炭素数が1〜16である点以外は、Rにおける前記脂肪族炭化水素基と同様のものが例示できる。
RにおけるR2は、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基であり、Rにおける前記脂肪族炭化水素基と同様のものが例示できる。
RにおけるR3は、炭素数1〜16の脂肪族炭化水素基であり、炭素数が1〜16である点以外は、Rにおける前記脂肪族炭化水素基と同様のものが例示できる。
RにおけるR4及びR5は、それぞれ独立に炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基である。すなわち、R4及びR5は、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素数が1〜18である点以外は、Rにおける前記脂肪族炭化水素基と同様のものが例示できる。
Xにおける炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基としては、Rにおける前記脂肪族炭化水素基と同様のものが例示できる。
Xにおけるフェニル基及びベンジル基は、1個以上の水素原子が置換基で置換されていてもよく、好ましい前記置換基としては、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、ニトロ基(−NO2)等が例示でき、置換基の数及び位置は特に限定されない。そして、置換基の数が複数である場合、これら複数個の置換基は互いに同一でも異なっていてもよい。
R6がチエニル基又はジフェニル基である場合、これらの、Xにおいて隣接する基又は原子(酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基)との結合位置は、特に限定されない。例えば、チエニル基は、2−チエニル基及び3−チエニル基のいずれでもよい。
また、還元剤等を使用することで、より低温で分解し、金属銀を形成する。ここで、好ましい還元剤としては、ギ酸、シュウ酸等が例示できる。
発光層108は、電流の注入により光を発生するものであり、例えば、8−キノリノールアルミニウム錯体(Alq)等の低分子発光材料や、ポリパラフェニレンビニレン等の高分子発光材料を用いて形成され、イオンドーパント・界面活性材(例えば、米国特許第5682043号明細書、米国特許第5895717号明細書及び米国特許第6284435号明細書参照)、酸化物ナノ粒子(例えば、SiO2)等の発光効率を高める材料を含有させることができ、その厚さは10〜100nmであることが好ましい。
発光層108は、単層からなるものでもよいし、二層以上の複数層からなるものでもよい。ここで、発光層108が「複数層からなる」とは、基材101の場合と同様のことを意味する。
表面電極層109は、背面電極層103が陽極層を構成する場合には陰極層を構成し、背面電極層103が陰極層を構成する場合には陽極層を構成する。そして、表面電極層109は、発光層108で発生した光に対して半透過性を有する半透過性電極層109aと、発光層108で発生した光に対して透過性を有する透明電極層109bと、を備える。
2L/λ+Φ/2π=q (qは整数) ・・・・(A)
半透過性電極層109aの厚さは、1〜30nmであることが好ましい。
前記導電性材料としては、室温で成膜しても良好な導電性が得られる点から、例えば、インジウム(In)、亜鉛(Zn)及び酸素を含む化合物(酸化インジウムスズ、ITO)が好ましい。
透明電極層109bの厚さは、100〜300nmであることが好ましい。
バッファ層104は、背面電極層103と発光層108との間の密着性を向上させたり、導電性、導イオン性を高めるものであり、また、背面電極層103が空気中の酸素又は硫黄成分と反応することを防止すると共に、背面電極層103を形成後の製造工程において、背面電極層103を保護する保護膜としても機能する。
バッファ層104は、仕事関数が背面電極層103と発光層108との間にある材質からなる。このような材質としては、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、モリブデン(Mo)、白金(Pt)、シリコン(Si)等の金属;これら金属の少なくとも1種を含む合金;これら金属又は合金の酸化物若しくは窒化物;ITO等の透明導電性材料が例示できる。
バッファ層104の厚さは、構成材料の光の透過率及び導電率に応じて、適宜選択することが好ましい。例えば、酸化クロム(III)(Cr2O3)等の導電率がさほど高くない酸化物や窒化物等により構成する場合には、1〜10nm程度と薄い方が好ましい。また、導電率が高く、光の透過率が低い金属により構成する場合にも、同様に、1〜10nm程度と薄い方が好ましい。一方、導電率及び光の透過率がともに高いITO等により構成する場合には、1〜90nm等、数nm〜数十nm程度にまで幅広く設定できる。
絶縁層105は、背面電極層103と表面電極層109との間の絶縁性を確保するとともに、発光素子1の発光部を所望の形状に調節するものである。絶縁層105の正孔注入層106へ向けての開口部105aの形状により、発光部の形状が決定され、通常は、開口部105aに対応した領域で、発光層108が発光する。
絶縁層105は、例えば、二酸化ケイ素(SiO2 )等の絶縁性を有する材質からなる。
絶縁層105の厚さは、例えば、400〜800nmであることが好ましい。
正孔注入層106は、発光層108への正孔注入効率を高めるものであり、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(MTDATA)、PEDOT/PSS等からなり、その厚さは10〜50nmであることが好ましい。
正孔輸送層107は、発光層108への正孔注入効率を高めるものであり、ビス[(N−ナフチル)−N−フェニル]ベンジジン(α−NPD)等からなり、その厚さは5〜40nmであることが好ましい。
発光素子1は、例えば、表面電極層109上にパッシベーション膜(図示略)を備え、さらに素子全体が封止基板(図示略)により封止されて、構成される。
すなわち、発光素子1において、発光層108で発生した光には、直接表面電極層109に向かって、表面電極層109を通過して取り出されるものと、一度背面電極層103に向かって、ここで反射してから表面電極層109に向かい、表面電極層109を通過して取り出されるものとがある。ここで、背面電極層103は、光の吸収率が低く、またスパッタリング法ではなく、液状の組成物の付着及び加熱によって形成されたものであることで、表面の平滑性が高いので、背面電極層103で反射される光の量の減少が抑制され、利用できる反射光の強度が高く、発光効率が高い。
発光素子1は、背面電極層103の表面粗さが170nm未満であり、好ましくは160nmとすることができる。そして、発光素子1は、例えば、発光効率を5.7cd/A以上とすることができる。また、発光素子1は、電流量を増加させなくても、十分な発光輝度が得られ、例えば、電流密度が4mA/cm2での駆動条件における発光輝度を230cd/m2以上とすることができる。
また、発光素子1の発光効率は、例えば、電流計で測定した単位面積あたりの駆動電流(電流密度)で発光輝度を除することにより求められる。
まず、基材101上に、密着層102を形成する。
密着層102は、例えば、密着層102を形成するための原料が配合されてなる密着層形成用組成物を調製し、これを基材101上に付着させて、必要に応じて加熱処理を行い、乾燥させることで形成できる。このとき、加熱処理は乾燥を兼ねて行ってもよい。
前記溶媒は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。二種以上を併用する場合で、その組み合わせ及び比率は、任意に調節できる。
前記その他の成分は、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されない。
密着層形成用組成物において、配合成分の総量に占める前記その他の成分の配合量の比率(配合比)は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。
前記その他の成分は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。二種以上を併用する場合で、その組み合わせ及び比率は、任意に調節できる。
各成分の配合時には、すべての成分を添加してからこれらを混合してもよいし、一部の成分を順次添加しながら混合してもよく、すべての成分を順次添加しながら混合してもよい。
混合方法は特に限定されず、撹拌子又は撹拌翼等を回転させて混合する方法、ミキサーを使用して混合する方法、超音波を加えて混合する方法等、公知の方法から適宜選択すればよい。
前記印刷法としては、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、ディップ式印刷法、インクジェット式印刷法、ディスペンサー式印刷法等が例示できる。
前記塗布法としては、スピンコーター、エアーナイフコーター、カーテンコーター、ダイコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ゲートロールコーター、バーコーター、ロッドコーター、グラビアコーター等の各種コーターや、ワイヤーバー等を用いる方法が例示できる。
付着後の前記水溶液は、含有成分が硬化しないように乾燥させることで、密着層102を形成できる。すなわち、この場合の密着層102は、ラテックス及びポリビニルアルコールを主成分として含有する樹脂層である。
密着層102を形成後は、密着層102上に背面電極層103を形成する。
背面電極層103は、例えば、背面電極層103を形成するための原料化合物が配合されてなる背面電極層形成用組成物を調製し、これを密着層102上に付着させて、加熱処理することで形成できる。以下、β−ケトカルボン酸銀(1)を用いて背面電極層103を形成する場合について説明するが、β−ケトカルボン酸銀(1)以外の原料化合物を用いた場合も、同様に行うことができる。
銀インク組成物において、β−ケトカルボン酸銀(1)中の銀の含有量は、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましい。このような範囲であることで、背面電極層103は品質により優れたものとなる。前記銀の含有量の上限値は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、取り扱い性等を考慮すると25質量%であることが好ましい。
前記銀インク組成物は、β−ケトカルボン酸銀(1)以外に、さらにアミン化合物及び/又はアンモニウム塩が配合されてなるものでもよい。そして、前記アミン化合物及び/又はアンモニウム塩は、炭素数が2〜25であることが好ましい。
好ましい前記モノアルキルアミンとして、具体的には、n−プロピルアミン、n−ヘキシルアミン、2−エチルヘキシルアミン、tert−ブチルアミン、n−オクタデシルアミン(ステアリルアミン)、シクロヘキシルアミンが例示でき、n−プロピルアミン、n−ヘキシルアミン、2−エチルヘキシルアミン、tert−ブチルアミンがより好ましい。
前記ヘテロアリール基は、単環状及び多環状のいずれでもよく、その環員数(環骨格を構成する原子の数)も特に限定されないが、3〜12員環であることが好ましい。
前記ヘテロアリール基で、酸素原子を1個有する単環状のものとしては、フラニル基が例示でき、3〜8員環であることが好ましく、5〜6員環であることがより好ましい。
前記ヘテロアリール基で、硫黄原子を1個有する単環状のものとしては、チエニル基が例示でき、3〜8員環であることが好ましく、5〜6員環であることがより好ましい。
前記ヘテロアリール基で、酸素原子を1〜2個及び窒素原子を1〜3個有する単環状のものとしては、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、モルホリニル基が例示でき、3〜8員環であることが好ましく、5〜6員環であることがより好ましい。
前記ヘテロアリール基で、硫黄原子を1〜2個及び窒素原子を1〜3個有する単環状のものとしては、チアゾリル基、チアジアゾリル基、チアゾリジニル基が例示でき、3〜8員環であることが好ましく、5〜6員環であることがより好ましい。
前記ヘテロアリール基で、窒素原子を1〜5個有する多環状のものとしては、インドリル基、イソインドリル基、インドリジニル基、ベンズイミダゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、インダゾリル基、ベンゾトリアゾリル基、テトラゾロピリジル基、テトラゾロピリダジニル基、ジヒドロトリアゾロピリダジニル基が例示でき、7〜12員環であることが好ましく、9〜10員環であることがより好ましい。
前記ヘテロアリール基で、硫黄原子を1〜3個有する多環状のものとしては、ジチアナフタレニル基、ベンゾチオフェニル基が例示でき、7〜12員環であることが好ましく、9〜10員環であることがより好ましい。
前記ヘテロアリール基で、酸素原子を1〜2個及び窒素原子を1〜3個有する多環状のものとしては、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾオキサジアゾリル基が例示でき、7〜12員環であることが好ましく、9〜10員環であることがより好ましい。
前記ヘテロアリール基で、硫黄原子を1〜2個及び窒素原子を1〜3個有する多環状のものとしては、ベンゾチアゾリル基、ベンゾチアジアゾリル基が例示でき、7〜12員環であることが好ましく、9〜10員環であることがより好ましい。
前記ジアミンは炭素数が1〜10であることが好ましく、より好ましいものとしてはエチレンジアミンが例示できる。
好ましい前記ジアルキルアミンとして、具体的には、N−メチル−n−ヘキシルアミンが例示できる。
好ましい前記トリアルキルアミンとして、具体的には、N,N−ジメチル−n−オクタデシルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミンが例示できる。
前記ジアルキルモノアリールアミンを構成するアリール基は、前記モノアリールアミンを構成するアリール基と同様であり、炭素数が6〜10であることが好ましい。
前記ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムを構成するアルキル基は、前記モノアルキルアミンを構成するアルキル基と同様であり、炭素数が1〜19であることが好ましい。また、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウム一分子中の4個のアルキル基は、互いに同一でも異なっていてもよい。すなわち、4個のアルキル基は、すべてが同じでもよいし、すべてが異なっていてもよく、一部のみが異なっていてもよい。
前記ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムを構成するハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が例示できる。
好ましい前記ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムとして、具体的には、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド、テトラドデシルアンモニウムブロミドが例示できる。
環状アミンであれば、好ましいものとして、ピリジンが例示できる。
前記銀インク組成物は、β−ケトカルボン酸銀(1)以外に、さらにアルコールが配合されてなるものでもよい。
前記アルコールは、下記一般式(2)で表されるアセチレンアルコール類(以下、「アセチレンアルコール(2)」と略記することがある)であることが好ましい。
R’及びR’’における炭素数1〜20のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよく、環状である場合、単環状及び多環状のいずれでもよい。R’及びR’’における前記アルキル基としては、前記一般式(1)のRにおける前記アルキル基と同様のものが例示できる。
前記その他の成分は、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されない。例えば、後述する還元剤を前記その他の成分として用いることもできる。
銀インク組成物において、配合成分の総量に占める前記その他の成分の配合量の比率(配合比)は、20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。
前記その他の成分は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。二種以上を併用する場合で、その組み合わせ及び比率は、任意に調節できる。
各成分の配合時には、すべての成分を添加してからこれらを混合してもよいし、一部の成分を順次添加しながら混合してもよく、すべての成分を順次添加しながら混合してもよい。
混合方法は特に限定されず、撹拌子又は撹拌翼等を回転させて混合する方法、ミキサーを使用して混合する方法、超音波を加えて混合する方法等、公知の方法から適宜選択すればよい。
背面電極層103を形成後は、背面電極層103上にバッファ層104を形成する。
バッファ層104は、例えば、高周波スパッタリング法により形成(成膜)できる。このとき、例えば、圧力を0.3Pa、出力を10Wとし、スパッタガスとしてアルゴン(Ar)ガス又は窒素(N2)ガス等の不活性ガスを用い、この不活性ガス雰囲気下で成膜することが好ましい。背面電極層103が金属銀からなる場合、金属銀は反応性が高いので、酸素(O2)ガス雰囲気下等で成膜すると、背面電極層103も酸化されてしまうからである。したがって、バッファ層104を、例えば、酸化クロム等の酸化物からなるものとする場合には、クロムターゲット等の金属ターゲットを用いて、酸素ガス雰囲気下で成膜するのではなく、酸化クロム等の酸化物ターゲットを用いて、不活性ガス雰囲気下で成膜することが好ましい。
背面電極層103及びバッファ層104のパターニング後は、各層が形成された基材101上の全面(すなわち、密着層102の露出された表面、背面電極層103の露出された表面、及びバッファ層104の露出された表面)に、例えば、化学的気相成長法(CVD法)により、絶縁層105を形成(成膜)し、例えば、リソグラフィー技術を適用して、絶縁層105のうち、発光領域に対応する部分を選択的に除去して、開口部105aを形成する。
絶縁層105を形成後は、例えば、蒸着法により、正孔注入層106、正孔輸送層107、発光層108及び半透過性電極層109aを順次形成(成膜)する。このとき、これらの形成予定領域に対応した開口部を有する金属製エリアマスクを用い、発光部、すなわち絶縁層105の開口部105aに対応させて、これらの層を形成する。ただし、開口部105aのみに高精度に蒸着させることは困難であり、開口部105a全体を覆い、絶縁層105の縁にかかるようにして形成してもよい。
半透過性電極層109aを形成後は、半透過性電極層109a上に透明電極層109bを形成する。
透明電極層109bは、例えば、上記と同様の金属製エリアマスクを用いて、直流スパッタリング法により形成(成膜)できる。スパッタガスとしては、例えば、アルゴン及び酸素の混合ガス(Ar:O2=1000:5、体積比)を用い、圧力を0.3Pa、出力を40Wとして、スパッタリングすることができる。
以上の工程を行うことで、図1に示す発光素子1が得られる。
上記で説明した製造方法により、図1に示す発光素子を製造した。ただし、基材、密着層、背面電極層、発光層及び表面電極層がこの順に積層され、バッファ層、絶縁層、正孔注入層及び正孔輸送層を備えていない発光素子とした。また、表面電極層は、透明電極層のみからなる(半透過性電極層を備えていない)ものとした。
基材としては、PETフィルムを用いた。
密着層は、化合物(3)として信越シリコーン社製「KBM603」が配合されてなる液状の密着層形成用組成物を用いて形成した。
背面電極層は、銀インク組成物を背面電極層形成用組成物として用い、これをインクジェット印刷法により密着層上に塗布し、加熱処理することにより、金属銀からなる層として形成した。ここで、銀インク組成物としては、表1に示すように、2−メチルアセト酢酸銀(0.190モル)、2−エチルヘキシルアミン(0.929モル、2−メチルアセト酢酸銀に対して4.9倍モル)、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール(0.019モル、2−メチルアセト酢酸銀に対して0.1倍モル)が配合されてなる銀インク組成物(1)を用いた。
発光層は、スパッタリング法により、2−メトキシ,5−(2’−エチル−ヘキソキシ)−1,4−フェニレン−ビニレン)(MEH−PPV)を用いて形成した。
表面電極層(透明電極層)は、スパッタリング法により、ITOからなる層として形成した。
得られた発光素子は、表2に示すように、表面粗さRaが11.5nmであり、電流密度が4mA/cm2での駆動条件における発光輝度が307cd/m2であり、発光効率が7.68cd/Aであった。なお、ここで表面粗さRaは、ハイブリッド顕微鏡(キーエンス社製「VN−8010」)を用いて測定し、発光輝度は、輝度計(例えば、コニカミノルタ社製「CS−100A」等)を用いて測定した。
銀インク組成物として、表1に示すように、2−メチルアセト酢酸銀(0.190モル)、2−エチルヘキシルアミン(0.428モル、2−メチルアセト酢酸銀に対して2.25倍モル)、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール(0.019モル、2−メチルアセト酢酸銀に対して0.1倍モル)が配合されてなる銀インク組成物(2)を用い、スクリーン印刷法により、背面電極層を形成したこと以外は、実施例1と同様に、発光素子を製造及び評価した。
評価結果を表2に示す。
銀インク組成物として、表1に示すように、2−メチルアセト酢酸銀(0.190モル)、2−エチルヘキシルアミン(0.428モル、2−メチルアセト酢酸銀に対して2.25倍モル)、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール(0.0079モル、2−メチルアセト酢酸銀に対して0.042倍モル)が配合されてなる銀インク組成物(3)を用い、スクリーン印刷法により、背面電極層を形成したこと以外は、実施例1と同様に、発光素子を製造及び評価した。
評価結果を表2に示す。
銀インク組成物として、表1に示すように、2−メチルアセト酢酸銀(0.190モル)、2−エチルヘキシルアミン(0.428モル、2−メチルアセト酢酸銀に対して2.25倍モル)が配合されてなる銀インク組成物(4)を用い、スクリーン印刷法により、背面電極層を形成したこと以外は、実施例1と同様に、発光素子を製造及び評価した。
評価結果を表2に示す。
スクリーン印刷法に代えて、フレキソ印刷法により背面電極層を形成したこと以外は、実施例2と同様に、発光素子を製造及び評価した。
評価結果を表2に示す。
密着層を形成せず、2−メチルアセト酢酸銀が配合されてなる前記銀インク組成物に代えて、以下に示す銀ペーストを用い、これをスクリーン印刷法により基材上に塗布し、加熱処理することにより、背面電極層を形成したこと以外は、実施例1と同様に、発光素子を製造及び評価した。
前記銀ペーストは、平均粒径が1μmのフレーク状銀粉と、バインダーとして前記フレーク状銀粉に対して0.5質量%のフェノール樹脂と、主溶媒としてγ−ブチロラクトンと、を混合し、ここにさらにグルタミン酸ジメチル65質量%とコハク酸ジメチル35質量%の混合溶媒(シグマアルドリッチ社製「DBE−9」)を添加して、前記フレーク状銀粉の含有量が65質量%であり、25℃での粘度が46Pa・sとなるように調節することで調製した。
前記銀ペーストの粘度は、CBC社製振動式粘度計「VM−10A」を用いて測定した。
評価結果を表2に示す。
Claims (1)
- 基材、密着層、背面電極層、発光層及び表面電極層をこの順に備えてなる発光素子であって、
前記密着層が、下記一般式(3)で表される化合物を用いて形成されたものであり、
前記背面電極層の表面粗さが170nm未満であることを特徴とする発光素子。
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