JPH09245965A - 有機エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents
有機エレクトロルミネセンス素子Info
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- JPH09245965A JPH09245965A JP8078265A JP7826596A JPH09245965A JP H09245965 A JPH09245965 A JP H09245965A JP 8078265 A JP8078265 A JP 8078265A JP 7826596 A JP7826596 A JP 7826596A JP H09245965 A JPH09245965 A JP H09245965A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/81—Anodes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/26—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
- H05B33/28—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode of translucent electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/805—Electrodes
- H10K59/8051—Anodes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動時にリーク電流の発生しない安定した有
機エレクトロルミネセンス素子を提供するものである。 【解決手段】 陽極、有機発光層を含み少なくとも一層
からなる有機層、及び陰極を備えた有機エレクトロルミ
ネセンス素子において、陽極の少なくとも有機層と接合
する面は、日本工業規格（ＪＩＳ）で定められた表面粗
さの定義と表示（ＢＯ６Ｏ１）において定義される表面
粗さの最大高さ（Ｒmax)が５０オングストローム以下で
形成されることを特徴とする。
機エレクトロルミネセンス素子を提供するものである。 【解決手段】 陽極、有機発光層を含み少なくとも一層
からなる有機層、及び陰極を備えた有機エレクトロルミ
ネセンス素子において、陽極の少なくとも有機層と接合
する面は、日本工業規格（ＪＩＳ）で定められた表面粗
さの定義と表示（ＢＯ６Ｏ１）において定義される表面
粗さの最大高さ（Ｒmax)が５０オングストローム以下で
形成されることを特徴とする。
Description
【０００１】
【０００１】
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、各種情報産業機器のデ
ィスプレイや発光素子等に好適に用いられる有機エレク
トロルミネセンス素子に関し、特に有機エレクトロルミ
ネセンス素子の陽極構造に関する。
ィスプレイや発光素子等に好適に用いられる有機エレク
トロルミネセンス素子に関し、特に有機エレクトロルミ
ネセンス素子の陽極構造に関する。
【０００３】
【０００２】
【０００４】
【従来の技術】従来、各種産業機器の表示装置のユニッ
トや画素に用いられている電界発光素子として有機エレ
クトロルミネセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃ
ｅｎｃｅ）素子（以下有機ＥＬ素子という）が知られて
いる。図４は従来の有機ＥＬ素子の主要部の概略断面図
である。有機ＥＬ素子は透明なガラス基板１０１の表面
に透明な陽極１０２が形成され、さらに陽極１０２上に
は有機蛍光体薄膜や有機正孔輸送層等から成る有機層１
０３が形成されてさらにその上には金属からなる陰極１
０４が真空蒸着等によって形成されている。
トや画素に用いられている電界発光素子として有機エレ
クトロルミネセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃ
ｅｎｃｅ）素子（以下有機ＥＬ素子という）が知られて
いる。図４は従来の有機ＥＬ素子の主要部の概略断面図
である。有機ＥＬ素子は透明なガラス基板１０１の表面
に透明な陽極１０２が形成され、さらに陽極１０２上に
は有機蛍光体薄膜や有機正孔輸送層等から成る有機層１
０３が形成されてさらにその上には金属からなる陰極１
０４が真空蒸着等によって形成されている。
【０００５】
【０００３】また、有機ＥＬ素子は、陰極１０４と陽極
１０２間に接続された駆動源１０５から供給される電圧
によって両極間に位置する有機層１０３に電流が流れ、
陰極１０４および陽極１０２のパターン形状に応じて発
光し、透明なガラス基板１０１を介して表示される。
１０２間に接続された駆動源１０５から供給される電圧
によって両極間に位置する有機層１０３に電流が流れ、
陰極１０４および陽極１０２のパターン形状に応じて発
光し、透明なガラス基板１０１を介して表示される。
【０００６】
【０００４】また、有機ＥＬ素子の陽極は、ほとんどの
場合、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）と
呼ばれる透明電極が用いられる。ＩＴＯの製法は、透明
なガラス基板上にスパッタリング蒸着、電子ビーム蒸着
（ＥＢ）などさまざまな手法を用いて所定の厚さに形成
されるが、いずれの手法を用いても形成されるＩＴＯの
表面は粗く、その値は、日本工業規格（ＪＩＳ）で定め
られた表面粗さの定義と表示（ＢＯ６Ｏ１）において定
義される表面粗さの最大高さ（Ｒmax)が数十〜数百オン
グストロームのオーダーである。
場合、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）と
呼ばれる透明電極が用いられる。ＩＴＯの製法は、透明
なガラス基板上にスパッタリング蒸着、電子ビーム蒸着
（ＥＢ）などさまざまな手法を用いて所定の厚さに形成
されるが、いずれの手法を用いても形成されるＩＴＯの
表面は粗く、その値は、日本工業規格（ＪＩＳ）で定め
られた表面粗さの定義と表示（ＢＯ６Ｏ１）において定
義される表面粗さの最大高さ（Ｒmax)が数十〜数百オン
グストロームのオーダーである。
【０００７】
【０００５】ところが有機ＥＬ素子の場合、陽極上に積
層される有機層の厚さはせいぜい１０００〜２０００オ
ングストロームであり、ＩＴＯ表面の粗さは決して無視
できないものである。
層される有機層の厚さはせいぜい１０００〜２０００オ
ングストロームであり、ＩＴＯ表面の粗さは決して無視
できないものである。
【０００８】ＩＴＯ表面に突起が存在すると、そこだけ
陽極と陰極間の距離が短くなり、素子に正方向（素子を
発光させる方向）の電圧を印加した場合にその部分に集
中的に電流が流れる現象が起こる。これがリーク電流で
あり、素子の発光中にリーク電流が発生すると、流れた
電流に対する輝度（電流−輝度特性）が低下するばかり
でなく、その部分の陽極と陰極がショートして、そこだ
けにしか電流が流れなくなって素子が発光しなくなる場
合がある。
陽極と陰極間の距離が短くなり、素子に正方向（素子を
発光させる方向）の電圧を印加した場合にその部分に集
中的に電流が流れる現象が起こる。これがリーク電流で
あり、素子の発光中にリーク電流が発生すると、流れた
電流に対する輝度（電流−輝度特性）が低下するばかり
でなく、その部分の陽極と陰極がショートして、そこだ
けにしか電流が流れなくなって素子が発光しなくなる場
合がある。
【０００９】
【０００６】また、本来有機ＥＬ素子の場合、逆方向の
電圧の印加（逆バイアス）では、電流値が、素子膜厚に
もよるが、１×１０-7Ａ／ｃｍ2 以下の低いレベルで安
定するのに対し、リーク電流が発生すると、その部分で
は逆方向にも電流が流れやすくなるので、素子の逆バイ
アス電流が増加し、またその電流値も安定しない現象が
見られるようになる。
電圧の印加（逆バイアス）では、電流値が、素子膜厚に
もよるが、１×１０-7Ａ／ｃｍ2 以下の低いレベルで安
定するのに対し、リーク電流が発生すると、その部分で
は逆方向にも電流が流れやすくなるので、素子の逆バイ
アス電流が増加し、またその電流値も安定しない現象が
見られるようになる。
【００１０】このリーク電流発生時に起こる逆バイアス
特性の悪化は、素子の実駆動を行う回路あるいは駆動上
の都合で素子に逆バイアスをかける場合にも問題とな
る。
特性の悪化は、素子の実駆動を行う回路あるいは駆動上
の都合で素子に逆バイアスをかける場合にも問題とな
る。
【００１１】
【０００７】
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題点
に鑑みなされたものであり、発光駆動時において、リー
ク電流のない安定した有機エレクトロルミネセンス素子
を提供するものである。
に鑑みなされたものであり、発光駆動時において、リー
ク電流のない安定した有機エレクトロルミネセンス素子
を提供するものである。
【００１３】
【０００８】
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、陽極、有機発
光層を含み少なくとも一層からなる有機層、及び陰極を
備えた有機エレクトロルミネセンス素子において、陽極
の少なくとも前記有機層と接合する面は、日本工業規格
（ＪＩＳ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＢＯ６
Ｏ１）において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒmax)
が５０オングストローム以下で形成されることにより、
上記課題を効果的に解決している。
光層を含み少なくとも一層からなる有機層、及び陰極を
備えた有機エレクトロルミネセンス素子において、陽極
の少なくとも前記有機層と接合する面は、日本工業規格
（ＪＩＳ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＢＯ６
Ｏ１）において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒmax)
が５０オングストローム以下で形成されることにより、
上記課題を効果的に解決している。
【００１５】
【０００９】
【００１６】
【作用】本発明では以上のように構成したことによっ
て、有機エレクトロルミネセンス素子の駆動時に、種々
の欠陥の原因となりうるリーク電流の発生を防止するこ
とができる。
て、有機エレクトロルミネセンス素子の駆動時に、種々
の欠陥の原因となりうるリーク電流の発生を防止するこ
とができる。
【００１７】
【００１０】
【００１８】
【実施例】次に本発明の一実施例を図１乃至図３に基づ
いて以下に説明する。
いて以下に説明する。
【００１９】図１は、本発明の一実施例による有機ＥＬ
素子の主要部を概略断面図で表したものであり、図１
（ａ）は、発光用駆動電圧が印加されていない状態を示
し、図１（ｂ）は、発光用駆動電圧が順方向に印加され
た状態を示す。図１（ａ）において、有機ＥＬ素子９
は、透明なガラス基板１の表面上に、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔ
ｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）などの材料を所定の形状に
スパッタリング蒸着、電子ビーム蒸着（ＥＢ）などによ
って蒸着された後、表面を研磨することによって、陽極
２が所定の厚さに形成される。
素子の主要部を概略断面図で表したものであり、図１
（ａ）は、発光用駆動電圧が印加されていない状態を示
し、図１（ｂ）は、発光用駆動電圧が順方向に印加され
た状態を示す。図１（ａ）において、有機ＥＬ素子９
は、透明なガラス基板１の表面上に、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔ
ｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）などの材料を所定の形状に
スパッタリング蒸着、電子ビーム蒸着（ＥＢ）などによ
って蒸着された後、表面を研磨することによって、陽極
２が所定の厚さに形成される。
【００２０】
【００１１】陽極２の表面８は、例えばポリシング、ラ
ッピング、テープラッピングなどの手法を用いて、ＩＴ
Ｏの表面の凹凸を研磨して、ＩＴＯの表面が日本工業規
格（ＪＩＳ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＢＯ
６Ｏ１）において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒma
x)が５０オングストローム以下となるように研磨されて
形成される。図２は、本発明における有機ＥＬ素子のガ
ラス基板１上に蒸着されたＩＴＯの表面が未研磨の状態
と研磨後の状態とで比較し示したＡＦＭ（Ａｌｔｅｒｎ
ａｔｉｎｇ Ｆｏｒｃｅ Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ、
原子間力顕微鏡）による表面分析結果であり、図２
（ａ）は研磨後の状態を、図２（ｂ）は未研磨の状態を
示す。同図からわかるように、未研磨の図２（ｂ）では
表面粗さの最大高さ（Ｒmax)が１００オングストローム
程度に形成されているが、研磨することによって、図２
（ａ）に示すように陽極２の表面８は、表面粗さの最大
高さ（Ｒmax)が２０オングストローム以下となってい
る。
ッピング、テープラッピングなどの手法を用いて、ＩＴ
Ｏの表面の凹凸を研磨して、ＩＴＯの表面が日本工業規
格（ＪＩＳ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＢＯ
６Ｏ１）において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒma
x)が５０オングストローム以下となるように研磨されて
形成される。図２は、本発明における有機ＥＬ素子のガ
ラス基板１上に蒸着されたＩＴＯの表面が未研磨の状態
と研磨後の状態とで比較し示したＡＦＭ（Ａｌｔｅｒｎ
ａｔｉｎｇ Ｆｏｒｃｅ Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ、
原子間力顕微鏡）による表面分析結果であり、図２
（ａ）は研磨後の状態を、図２（ｂ）は未研磨の状態を
示す。同図からわかるように、未研磨の図２（ｂ）では
表面粗さの最大高さ（Ｒmax)が１００オングストローム
程度に形成されているが、研磨することによって、図２
（ａ）に示すように陽極２の表面８は、表面粗さの最大
高さ（Ｒmax)が２０オングストローム以下となってい
る。
【００２１】
【００１２】また、研磨された表面８上には、有機蛍光
体薄膜や有機正孔輸送層等から成る有機層３が形成され
てさらにその上には金属からなる陰極４が真空蒸着等に
よって形成され有機ＥＬ素子を構成する。したがって、
有機ＥＬ素子９は、陽極２と陰極４の極間の距離が均一
に形成される。
体薄膜や有機正孔輸送層等から成る有機層３が形成され
てさらにその上には金属からなる陰極４が真空蒸着等に
よって形成され有機ＥＬ素子を構成する。したがって、
有機ＥＬ素子９は、陽極２と陰極４の極間の距離が均一
に形成される。
【００２２】
【００１３】有機ＥＬ素子９は以上のように構成される
ので、電極間距離が極端に短い場所はなく、したがっ
て、図１（ｂ）に示すように、ＳＷ７によって素子に順
方向の発光用駆動電圧を印加しても、有機ＥＬ素子９
は、リーク電流が発生することなく発光する。この結
果、電流−輝度特性や逆バイアス特性の低下はなく、ま
た、素子のショート破壊も発生しなくなる。
ので、電極間距離が極端に短い場所はなく、したがっ
て、図１（ｂ）に示すように、ＳＷ７によって素子に順
方向の発光用駆動電圧を印加しても、有機ＥＬ素子９
は、リーク電流が発生することなく発光する。この結
果、電流−輝度特性や逆バイアス特性の低下はなく、ま
た、素子のショート破壊も発生しなくなる。
【００２３】
【００１４】ここで、有機ＥＬ素子のリーク電流の有無
を知る一つの手段として、素子の逆バイアス特性を測定
する、という方法がある。この方法は、図１（ｂ）にお
ける駆動源６の極性を逆にして素子に逆バイアス電圧を
印加した場合に、素子に流れる電流値を測定することに
より容易に調べることができ、この場合、電流値が低く
安定している素子がリーク電流のない良好な素子とな
り、印加する逆バイアス電圧に対し電流値が大きい場合
には、リーク電流が発生していることがわかる。
を知る一つの手段として、素子の逆バイアス特性を測定
する、という方法がある。この方法は、図１（ｂ）にお
ける駆動源６の極性を逆にして素子に逆バイアス電圧を
印加した場合に、素子に流れる電流値を測定することに
より容易に調べることができ、この場合、電流値が低く
安定している素子がリーク電流のない良好な素子とな
り、印加する逆バイアス電圧に対し電流値が大きい場合
には、リーク電流が発生していることがわかる。
【００２４】
【００１５】図３は、図１（ｂ）の駆動源６の極性を図
１（ｂ）の状態と逆にして有機ＥＬ素子９に逆バイアス
電圧を印加した場合における逆バイアス電流特性を示し
たグラフであり、本発明における有機ＥＬ素子９と、陽
極が未研磨の状態で構成する従来の有機ＥＬ素子とを比
較で示したものである。横軸は素子に印加する逆バイア
ス電圧（Ｖ）であり、縦軸は、素子に流れる電流の密度
（Ａ／ｃｍ2 ）である。同図において、実線は、陽極が
未研磨の状態で構成する従来の有機ＥＬ素子に逆バイア
ス電圧を最大１０Ｖで１回スイープしながら印加し得ら
れた特性であり、２つの点線は、陽極が研磨状態で構成
された本発明における有機ＥＬ素子９に同じく逆バイア
ス電圧を最大１０Ｖで２回スイープしながら印加して得
られたそれぞれの特性である。
１（ｂ）の状態と逆にして有機ＥＬ素子９に逆バイアス
電圧を印加した場合における逆バイアス電流特性を示し
たグラフであり、本発明における有機ＥＬ素子９と、陽
極が未研磨の状態で構成する従来の有機ＥＬ素子とを比
較で示したものである。横軸は素子に印加する逆バイア
ス電圧（Ｖ）であり、縦軸は、素子に流れる電流の密度
（Ａ／ｃｍ2 ）である。同図において、実線は、陽極が
未研磨の状態で構成する従来の有機ＥＬ素子に逆バイア
ス電圧を最大１０Ｖで１回スイープしながら印加し得ら
れた特性であり、２つの点線は、陽極が研磨状態で構成
された本発明における有機ＥＬ素子９に同じく逆バイア
ス電圧を最大１０Ｖで２回スイープしながら印加して得
られたそれぞれの特性である。
【００２５】
【００１６】同図からわかるように、従来における有機
ＥＬ素子においては電流密度が大きな値で流れ、しかも
印加する逆バイアス電圧値によってその値が大きく変動
することがわかる。このことにより、従来の有機ＥＬ素
子においてはリーク電流が発生しているが、一方、本発
明における有機ＥＬ素子９においては、電流密度は極め
て低く、しかも印加する逆バイアス電圧の変動に影響さ
れず安定していることから、リーク電流が生じていない
ことがわかる。
ＥＬ素子においては電流密度が大きな値で流れ、しかも
印加する逆バイアス電圧値によってその値が大きく変動
することがわかる。このことにより、従来の有機ＥＬ素
子においてはリーク電流が発生しているが、一方、本発
明における有機ＥＬ素子９においては、電流密度は極め
て低く、しかも印加する逆バイアス電圧の変動に影響さ
れず安定していることから、リーク電流が生じていない
ことがわかる。
【００２６】
【００１７】なお、陽極の表面８の表面の粗さは、上記
実施例において構成したように、日本工業規格（ＪＩ
Ｓ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＢＯ６Ｏ１）
において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒmax)が２０
オングストローム以下で形成されるのが望ましいが、最
大高さ（Ｒmax)が５０オングストローム以下であればよ
く、同様の効果を有する。
実施例において構成したように、日本工業規格（ＪＩ
Ｓ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＢＯ６Ｏ１）
において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒmax)が２０
オングストローム以下で形成されるのが望ましいが、最
大高さ（Ｒmax)が５０オングストローム以下であればよ
く、同様の効果を有する。
【００２７】
【００１８】
【００２８】
【発明の効果】本発明は以上のように構成した事によっ
て、有機エレクトロルミネセンス素子の駆動時に、電流
−輝度特性の低下、素子のショート破壊、逆バイアス特
性の低下等の原因となるリーク電流の発生を防止するこ
とができる。
て、有機エレクトロルミネセンス素子の駆動時に、電流
−輝度特性の低下、素子のショート破壊、逆バイアス特
性の低下等の原因となるリーク電流の発生を防止するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例による有機ＥＬ素子の主要部
を表した概略断面図である。
を表した概略断面図である。
【図２】本発明における有機ＥＬ素子のガラス基板上に
形成するための陽極の表面が未研磨の状態と研磨後の状
態とで比較し示したＡＦＭによる表面分析結果を示す図
である。
形成するための陽極の表面が未研磨の状態と研磨後の状
態とで比較し示したＡＦＭによる表面分析結果を示す図
である。
【図３】本発明における有機ＥＬ素子の逆バイアス電流
特性を、従来の有機ＥＬとの比較において示したグラフ
である。
特性を、従来の有機ＥＬとの比較において示したグラフ
である。
【図４】従来の有機ＥＬ素子の主要部の概略断面図であ
る。
る。
１・・・・・ガラス基板 ２・・・・・陽極 ３・・・・・有機層 ４・・・・・陰極 ６・・・・・駆動源 ７・・・・・ＳＷ ８・・・・・表面 ９・・・・・有機ＥＬ素子
【手続補正書】
【提出日】平成９年２月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種情報産業機器のデ
ィスプレイや発光素子等に好適に用いられる有機エレク
トロルミネセンス素子に関し、特に有機エレクトロルミ
ネセンス素子の陽極構造に関する。
ィスプレイや発光素子等に好適に用いられる有機エレク
トロルミネセンス素子に関し、特に有機エレクトロルミ
ネセンス素子の陽極構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種産業機器の表示装置のユニッ
トや画素に用いられている電界発光素子として有機エレ
クトロルミネセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃ
ｅｎｃｅ）素子（以下有機ＥＬ素子という）が知られて
いる。図４は従来の有機ＥＬ素子の主要部の概略断面図
である。有機ＥＬ素子は透明なガラス基板１０１の表面
に透明な陽極１０２が形成され、さらに陽極１０２上に
は有機蛍光体薄膜や有機正孔輸送層等から成る有機層１
０３が形成されてさらにその上には金属からなる陰極１
０４が真空蒸着等によって形成されている。
トや画素に用いられている電界発光素子として有機エレ
クトロルミネセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃ
ｅｎｃｅ）素子（以下有機ＥＬ素子という）が知られて
いる。図４は従来の有機ＥＬ素子の主要部の概略断面図
である。有機ＥＬ素子は透明なガラス基板１０１の表面
に透明な陽極１０２が形成され、さらに陽極１０２上に
は有機蛍光体薄膜や有機正孔輸送層等から成る有機層１
０３が形成されてさらにその上には金属からなる陰極１
０４が真空蒸着等によって形成されている。
【０００３】また、有機ＥＬ素子は、陰極１０４と陽極
１０２間に接続された駆動源１０５から供給される電圧
によって両極間に位置する有機層１０３に電流が流れ、
陰極１０４および陽極１０２のパターン形状に応じて発
光し、透明なガラス基板１０１を介して表示される。
１０２間に接続された駆動源１０５から供給される電圧
によって両極間に位置する有機層１０３に電流が流れ、
陰極１０４および陽極１０２のパターン形状に応じて発
光し、透明なガラス基板１０１を介して表示される。
【０００４】また、有機ＥＬ素子の陽極は、ほとんどの
場合、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）と
呼ばれる透明電極が用いられる。ＩＴＯの製法は、透明
なガラス基板上にスパッタリング蒸着、電子ビーム蒸着
（ＥＢ）などさまざまな手法を用いて所定の厚さに形成
されるが、いずれの手法を用いても形成されるＩＴＯの
表面は粗く、その値は、日本工業規格（ＪＩＳ）で定め
られた表面粗さの定義と表示（ＢＯ６Ｏ１）において定
義される表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）が数十〜数百
オングストロームのオーダーである。
場合、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）と
呼ばれる透明電極が用いられる。ＩＴＯの製法は、透明
なガラス基板上にスパッタリング蒸着、電子ビーム蒸着
（ＥＢ）などさまざまな手法を用いて所定の厚さに形成
されるが、いずれの手法を用いても形成されるＩＴＯの
表面は粗く、その値は、日本工業規格（ＪＩＳ）で定め
られた表面粗さの定義と表示（ＢＯ６Ｏ１）において定
義される表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）が数十〜数百
オングストロームのオーダーである。
【０００５】ところが有機ＥＬ素子の場合、陽極上に積
層される有機層の厚さはせいぜい１０００〜２０００オ
ングストロームであり、ＩＴＯ表面の粗さは決して無視
できないものである。ＩＴＯ表面に突起が存在すると、
そこだけ陽極と陰極間の距離が短くなり、素子に正方向
（素子を発光させる方向）の電圧を印加した場合にその
部分に集中的に電流が流れる現象が起こる。これがリー
ク電流であり、素子の発光中にリーク電流が発生する
と、流れた電流に対する輝度（電流−輝度特性）が低下
するばかりでなく、その部分の陽極と陰極がショートし
て、そこだけにしか電流が流れなくなって素子が発光し
なくなる場合がある。
層される有機層の厚さはせいぜい１０００〜２０００オ
ングストロームであり、ＩＴＯ表面の粗さは決して無視
できないものである。ＩＴＯ表面に突起が存在すると、
そこだけ陽極と陰極間の距離が短くなり、素子に正方向
（素子を発光させる方向）の電圧を印加した場合にその
部分に集中的に電流が流れる現象が起こる。これがリー
ク電流であり、素子の発光中にリーク電流が発生する
と、流れた電流に対する輝度（電流−輝度特性）が低下
するばかりでなく、その部分の陽極と陰極がショートし
て、そこだけにしか電流が流れなくなって素子が発光し
なくなる場合がある。
【０００６】また、本来有機ＥＬ素子の場合、逆方向の
電圧の印加（逆バイアス）では、電流値が、素子膜厚に
もよるが、１×１０−７Ａ／ｃｍ２以下の低いレベルで
安定するのに対し、リーク電流が発生すると、その部分
では逆方向にも電流が流れやすくなるので、素子の逆バ
イアス電流が増加し、またその電流値も安定しない現象
が見られるようになる。このリーク電流発生時に起こる
逆バイアス特性の悪化は、素子の実駆動を行う回路ある
いは駆動上の都合で素子に逆バイアスをかける場合にも
問題となる。
電圧の印加（逆バイアス）では、電流値が、素子膜厚に
もよるが、１×１０−７Ａ／ｃｍ２以下の低いレベルで
安定するのに対し、リーク電流が発生すると、その部分
では逆方向にも電流が流れやすくなるので、素子の逆バ
イアス電流が増加し、またその電流値も安定しない現象
が見られるようになる。このリーク電流発生時に起こる
逆バイアス特性の悪化は、素子の実駆動を行う回路ある
いは駆動上の都合で素子に逆バイアスをかける場合にも
問題となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題点
に鑑みなされたものであり、発光駆動時において、リー
ク電流のない安定した有機エレクトロルミネセンス素子
を提供するものである。
に鑑みなされたものであり、発光駆動時において、リー
ク電流のない安定した有機エレクトロルミネセンス素子
を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、陽極、有機発
光層を含み少なくとも一層からなる有機層、及び陰極を
備えた有機エレクトロルミネセンス素子において、陽極
の少なくとも前記有機層と接合する面は、日本工業規格
（ＪＩＳ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＢＯ６
Ｏ１）において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒｍａ
ｘ）が５０オングストローム以下で形成されることによ
り、上記課題を効果的に解決している。
光層を含み少なくとも一層からなる有機層、及び陰極を
備えた有機エレクトロルミネセンス素子において、陽極
の少なくとも前記有機層と接合する面は、日本工業規格
（ＪＩＳ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＢＯ６
Ｏ１）において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒｍａ
ｘ）が５０オングストローム以下で形成されることによ
り、上記課題を効果的に解決している。
【０００９】
【作用】本発明では以上のように構成したことによっ
て、有機エレクトロルミネセンス素子の駆動時に、種々
の欠陥の原因となりうるリーク電流の発生を防止するこ
とができる。
て、有機エレクトロルミネセンス素子の駆動時に、種々
の欠陥の原因となりうるリーク電流の発生を防止するこ
とができる。
【００１０】
【実施例】次に本発明の一実施例を図１乃至図３に基づ
いて以下に説明する。図１は、本発明の一実施例による
有機ＥＬ素子の主要部を概略断面図で表したものであ
り、図１（ａ）は、発光用駆動電圧が印加されていない
状態を示し、図１（ｂ）は、発光用駆動電圧が順方向に
印加された状態を示す。図１（ａ）において、有機ＥＬ
素子９は、透明なガラス基板１の表面上に、Ｉｎｄｉｕ
ｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）などの材料を所定の
形状にスパッタリング蒸着、電子ビーム蒸着（ＥＢ）な
どによって蒸着された後、表面を研磨することによっ
て、陽極２が所定の厚さに形成される。
いて以下に説明する。図１は、本発明の一実施例による
有機ＥＬ素子の主要部を概略断面図で表したものであ
り、図１（ａ）は、発光用駆動電圧が印加されていない
状態を示し、図１（ｂ）は、発光用駆動電圧が順方向に
印加された状態を示す。図１（ａ）において、有機ＥＬ
素子９は、透明なガラス基板１の表面上に、Ｉｎｄｉｕ
ｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）などの材料を所定の
形状にスパッタリング蒸着、電子ビーム蒸着（ＥＢ）な
どによって蒸着された後、表面を研磨することによっ
て、陽極２が所定の厚さに形成される。
【００１１】陽極２の表面８は、例えばポリシング、ラ
ッピング、テープラッピングなどの手法を用いて、ＩＴ
Ｏの表面の凹凸を研磨して、ＩＴＯの表面が日本工業規
格（ＪＩＳ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＢＯ
６Ｏ１）において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒｍ
ａｘ）が５０オングストローム以下となるように研磨さ
れて形成される。図２は、本発明における有機ＥＬ素子
のガラス基板１上に蒸着されたＩＴＯの表面が未研磨の
状態と研磨後の状態とで比較し示したＡＦＭ（Ａｌｔｅ
ｒｎａｔｉｎｇ Ｆｏｒｃｅ Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅ
ｒ、原子間力顕微鏡）による表面分析結果であり、図２
（ａ）は研磨後の状態を、図２（ｂ）は未研磨の状態を
示す。同図からわかるように、未研磨の図２（ｂ）では
表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）が１００オングストロ
ーム程度に形成されているが、研磨することによって、
図２（ａ）に示すように陽極２の表面８は、表面粗さの
最大高さ（Ｒｍａｘ）が２０オングストローム以下とな
っている。
ッピング、テープラッピングなどの手法を用いて、ＩＴ
Ｏの表面の凹凸を研磨して、ＩＴＯの表面が日本工業規
格（ＪＩＳ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＢＯ
６Ｏ１）において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒｍ
ａｘ）が５０オングストローム以下となるように研磨さ
れて形成される。図２は、本発明における有機ＥＬ素子
のガラス基板１上に蒸着されたＩＴＯの表面が未研磨の
状態と研磨後の状態とで比較し示したＡＦＭ（Ａｌｔｅ
ｒｎａｔｉｎｇ Ｆｏｒｃｅ Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅ
ｒ、原子間力顕微鏡）による表面分析結果であり、図２
（ａ）は研磨後の状態を、図２（ｂ）は未研磨の状態を
示す。同図からわかるように、未研磨の図２（ｂ）では
表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）が１００オングストロ
ーム程度に形成されているが、研磨することによって、
図２（ａ）に示すように陽極２の表面８は、表面粗さの
最大高さ（Ｒｍａｘ）が２０オングストローム以下とな
っている。
【００１２】また、研磨された表面８上には、有機蛍光
体薄膜や有機正孔輸送層等から成る有機層３が形成され
てさらにその上には金属からなる陰極４が真空蒸着等に
よって形成され有機ＥＬ素子を構成する。したがって、
有機ＥＬ素子９は、陽極２と陰極４の極間の距離が均一
に形成される。
体薄膜や有機正孔輸送層等から成る有機層３が形成され
てさらにその上には金属からなる陰極４が真空蒸着等に
よって形成され有機ＥＬ素子を構成する。したがって、
有機ＥＬ素子９は、陽極２と陰極４の極間の距離が均一
に形成される。
【００１３】有機ＥＬ素子９は以上のように構成される
ので、電極間距離が極端に短い場所はなく、したがっ
て、図１（ｂ）に示すように、ＳＷ７によって素子に順
方向の発光用駆動電圧を印加しても、有機ＥＬ素子９
は、リーク電流が発生することなく発光する。この結
果、電流−輝度特性や逆バイアス特性の低下はなく、ま
た、素子のショート破壊も発生しなくなる。
ので、電極間距離が極端に短い場所はなく、したがっ
て、図１（ｂ）に示すように、ＳＷ７によって素子に順
方向の発光用駆動電圧を印加しても、有機ＥＬ素子９
は、リーク電流が発生することなく発光する。この結
果、電流−輝度特性や逆バイアス特性の低下はなく、ま
た、素子のショート破壊も発生しなくなる。
【００１４】ここで、有機ＥＬ素子のリーク電流の有無
を知る一つの手段として、素子の逆バイアス特性を測定
する、という方法がある。この方法は、図１（ｂ）にお
ける駆動源６の極性を逆にして素子に逆バイアス電圧を
印加した場合に、素子に流れる電流値を測定することに
より容易に調べることができ、この場合、電流値が低く
安定している素子がリーク電流のない良好な素子とな
り、印加する逆バイアス電圧に対し電流値が大きい場合
には、リーク電流が発生していることがわかる。
を知る一つの手段として、素子の逆バイアス特性を測定
する、という方法がある。この方法は、図１（ｂ）にお
ける駆動源６の極性を逆にして素子に逆バイアス電圧を
印加した場合に、素子に流れる電流値を測定することに
より容易に調べることができ、この場合、電流値が低く
安定している素子がリーク電流のない良好な素子とな
り、印加する逆バイアス電圧に対し電流値が大きい場合
には、リーク電流が発生していることがわかる。
【００１５】図３は、図１（ｂ）の駆動源６の極性を図
１（ｂ）の状態と逆にして有機ＥＬ素子９に逆バイアス
電圧を印加した場合における逆バイアス電流特性を示し
たグラフであり、本発明における有機ＥＬ素子９と、陽
極が未研磨の状態で構成する従来の有機ＥＬ素子とを比
較で示したものである。横軸は素子に印加する逆バイア
ス電圧（Ｖ）であり、縦軸は、素子に流れる電流の密度
（Ａ／ｃｍ２）である。同図において、実線は、陽極が
未研磨の状態で構成する従来の有機ＥＬ素子に逆バイア
ス電圧を最大１０Ｖで１回スイープしながら印加し得ら
れた特性であり、２つの点線は、陽極が研磨状態で構成
された本発明における有機ＥＬ素子９に同じく逆バイア
ス電圧を最大１０Ｖで２回スイープしながら印加して得
られたそれぞれの特性である。
１（ｂ）の状態と逆にして有機ＥＬ素子９に逆バイアス
電圧を印加した場合における逆バイアス電流特性を示し
たグラフであり、本発明における有機ＥＬ素子９と、陽
極が未研磨の状態で構成する従来の有機ＥＬ素子とを比
較で示したものである。横軸は素子に印加する逆バイア
ス電圧（Ｖ）であり、縦軸は、素子に流れる電流の密度
（Ａ／ｃｍ２）である。同図において、実線は、陽極が
未研磨の状態で構成する従来の有機ＥＬ素子に逆バイア
ス電圧を最大１０Ｖで１回スイープしながら印加し得ら
れた特性であり、２つの点線は、陽極が研磨状態で構成
された本発明における有機ＥＬ素子９に同じく逆バイア
ス電圧を最大１０Ｖで２回スイープしながら印加して得
られたそれぞれの特性である。
【００１６】同図からわかるように、従来における有機
ＥＬ素子においては電流密度が大きな値で流れ、しかも
印加する逆バイアス電圧値によってその値が大きく変動
することがわかる。このことにより、従来の有機ＥＬ素
子においてはリーク電流が発生しているが、一方、本発
明における有機ＥＬ素子９においては、電流密度は極め
て低く、しかも印加する逆バイアス電圧の変動に影響さ
れず安定していることから、リーク電流が生じていない
ことがわかる。
ＥＬ素子においては電流密度が大きな値で流れ、しかも
印加する逆バイアス電圧値によってその値が大きく変動
することがわかる。このことにより、従来の有機ＥＬ素
子においてはリーク電流が発生しているが、一方、本発
明における有機ＥＬ素子９においては、電流密度は極め
て低く、しかも印加する逆バイアス電圧の変動に影響さ
れず安定していることから、リーク電流が生じていない
ことがわかる。
【００１７】なお、陽極の表面８の表面の粗さは、上記
実施例において構成したように、日本工業規格（ＪＩ
Ｓ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＢＯ６Ｏ１）
において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）が
２０オングストローム以下で形成されるのが望ましい
が、最大高さ（Ｒｍａｘ）が５０オングストローム以下
であればよく、同様の効果を有する。
実施例において構成したように、日本工業規格（ＪＩ
Ｓ）で定められた表面粗さの定義と表示（ＢＯ６Ｏ１）
において定義される表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）が
２０オングストローム以下で形成されるのが望ましい
が、最大高さ（Ｒｍａｘ）が５０オングストローム以下
であればよく、同様の効果を有する。
【００１８】
【発明の効果】本発明は以上のように構成した事によっ
て、有機エレクトロルミネセンス素子の駆動時に、電流
−輝度特性の低下、素子のショート破壊、逆バイアス特
性の低下等の原因となるリーク電流の発生を防止するこ
とができる。
て、有機エレクトロルミネセンス素子の駆動時に、電流
−輝度特性の低下、素子のショート破壊、逆バイアス特
性の低下等の原因となるリーク電流の発生を防止するこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 氏原 孝志 山形県天童市大字久野本字日光1105番地 東北パイオニア株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 陽極、有機発光層を含み少なくとも一層
からなる有機層、及び陰極を備えた有機エレクトロルミ
ネセンス素子において、 前記陽極の少なくとも前記有機層と接合する面は、日本
工業規格（ＪＩＳ）で定められた表面粗さの定義と表示
（ＢＯ６Ｏ１）において定義される表面粗さの最大高さ
（Ｒmax)が５０オングストローム以下で形成されること
を特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8078265A JPH09245965A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 有機エレクトロルミネセンス素子 |
| US08/808,167 US5929561A (en) | 1996-03-06 | 1997-02-28 | Organic electroluminescence element and method of making thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8078265A JPH09245965A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 有機エレクトロルミネセンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09245965A true JPH09245965A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=13657161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8078265A Pending JPH09245965A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 有機エレクトロルミネセンス素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5929561A (ja) |
| JP (1) | JPH09245965A (ja) |
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| WO2012029156A1 (ja) | 2010-09-02 | 2012-03-08 | 昭和電工株式会社 | Ｅｌ素子、ｅｌ素子の製造方法、表示装置および照明装置 |
| JP2012079515A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Kaneka Corp | 有機ｅｌ装置及びその製造方法 |
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| JP4401665B2 (ja) | 2003-03-20 | 2010-01-20 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電界発光素子 |
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| CN114141975A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-04 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 改善oled器件阳极膜层粗糙度的方法以及激光器 |
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| US5674635A (en) * | 1994-09-28 | 1997-10-07 | Xerox Corporation | Electroluminescent device |
-
1996
- 1996-03-06 JP JP8078265A patent/JPH09245965A/ja active Pending
-
1997
- 1997-02-28 US US08/808,167 patent/US5929561A/en not_active Expired - Lifetime
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