JPH10144957A - 有機発光ダイオード構造中の光学的に透明な拡散バリアおよび上部電極 - Google Patents
有機発光ダイオード構造中の光学的に透明な拡散バリアおよび上部電極Info
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- JPH10144957A JPH10144957A JP24224697A JP24224697A JPH10144957A JP H10144957 A JPH10144957 A JP H10144957A JP 24224697 A JP24224697 A JP 24224697A JP 24224697 A JP24224697 A JP 24224697A JP H10144957 A JPH10144957 A JP H10144957A
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Classifications
-
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
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-
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 透明な上部電極を有する有機発光ダイオード
の製造で、この電極に使用する多くの材料が、室温で容
易に有機皮膜中に拡散し、短絡を生じたり、その他ダイ
オードの性能を低下させる問題を解決する。 【解決手段】 ＩＴＯまたはＡｌの底部層２４が、Ｓｉ
基板２２上に付着され、続いて１２５ÅのＣｕＰｃ２
６、６００Åのジアミン２８、および６５０ÅのＡｌｑ
３、３０が付着される。拡散バリアとして機能するＣａ
の薄い層３２がＡｌｑ３皮膜３０の上に付着される。さ
らにＺｎＳ、ＧａＮ、ＩＴＯ、ＺｎＳｅ、またはこれら
の材料の組み合わせなどの透明陰極材料３４を付着させ
る。
の製造で、この電極に使用する多くの材料が、室温で容
易に有機皮膜中に拡散し、短絡を生じたり、その他ダイ
オードの性能を低下させる問題を解決する。 【解決手段】 ＩＴＯまたはＡｌの底部層２４が、Ｓｉ
基板２２上に付着され、続いて１２５ÅのＣｕＰｃ２
６、６００Åのジアミン２８、および６５０ÅのＡｌｑ
３、３０が付着される。拡散バリアとして機能するＣａ
の薄い層３２がＡｌｑ３皮膜３０の上に付着される。さ
らにＺｎＳ、ＧａＮ、ＩＴＯ、ＺｎＳｅ、またはこれら
の材料の組み合わせなどの透明陰極材料３４を付着させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機電界発光ダイ
オードに関するものである。詳細には、本明細書に記載
するダイオードは、透明な上部電極を有するものであ
る。本発明は、良好な光学的、電子注入、および接着性
能を維持しつつ、損傷および後に付着する電極の内部拡
散から有機発光材料を保護するための構造を提供する。
オードに関するものである。詳細には、本明細書に記載
するダイオードは、透明な上部電極を有するものであ
る。本発明は、良好な光学的、電子注入、および接着性
能を維持しつつ、損傷および後に付着する電極の内部拡
散から有機発光材料を保護するための構造を提供する。
【０００２】
【従来の技術】有機電界発光材料は、発光型のモノクロ
ーム、およびカラー表示装置の能動媒体の候補として活
発に検討されている。以前から、アントラセンが電界発
光特性を有することがわかっているが、この材料を使用
した有機発光ダイオードを駆動させるのに高い電圧を必
要とするため、表示装置に使用する媒体としては関心を
持たれなかった。１９８７年に、タン（Tang）および共
同研究者が、Applied Physics Letters, vol.51, p.913
（１９８７年９月２１日）に、「Organic EL Diodes」
と題する論文を発表した。この論文は、本明細書に参照
文献として添付されているが、起動電圧が１０Ｖ未満の
はじめての比較的効率の良い有機発光ダイオード（ＯＬ
ＥＤ）構造に関するものである。この構造は、ホール注
入および接着層、ジアミンに代表されるホール移送層、
およびトリス（８−ヒドロキシ）キノリンＡｌ（Ａｌｑ
３）の発光層などを真空蒸着して形成される。これらの
層は、Ｓｎでドーピングした酸化インジウム（ＩＴＯ）
の導電性皮膜でコーティングしたガラス基板上に付着さ
せる。ＩＴＯは透明陽極として使用される。陰極は、米
国特許第４７２０４３２号明細書および第４５３９５０
７号明細書に開示されたような、広範囲の金属で形成さ
れるが、これを有機物の多層積層品の上面に付着させ
る。最も広く用いられている陰極の材料は、少量のＡｇ
でドーピングしたＭｇ金属である。Ｍｇの仕事関数が低
いため、電子の注入が促進され、したがって装置の効率
が高められる。
ーム、およびカラー表示装置の能動媒体の候補として活
発に検討されている。以前から、アントラセンが電界発
光特性を有することがわかっているが、この材料を使用
した有機発光ダイオードを駆動させるのに高い電圧を必
要とするため、表示装置に使用する媒体としては関心を
持たれなかった。１９８７年に、タン（Tang）および共
同研究者が、Applied Physics Letters, vol.51, p.913
（１９８７年９月２１日）に、「Organic EL Diodes」
と題する論文を発表した。この論文は、本明細書に参照
文献として添付されているが、起動電圧が１０Ｖ未満の
はじめての比較的効率の良い有機発光ダイオード（ＯＬ
ＥＤ）構造に関するものである。この構造は、ホール注
入および接着層、ジアミンに代表されるホール移送層、
およびトリス（８−ヒドロキシ）キノリンＡｌ（Ａｌｑ
３）の発光層などを真空蒸着して形成される。これらの
層は、Ｓｎでドーピングした酸化インジウム（ＩＴＯ）
の導電性皮膜でコーティングしたガラス基板上に付着さ
せる。ＩＴＯは透明陽極として使用される。陰極は、米
国特許第４７２０４３２号明細書および第４５３９５０
７号明細書に開示されたような、広範囲の金属で形成さ
れるが、これを有機物の多層積層品の上面に付着させ
る。最も広く用いられている陰極の材料は、少量のＡｇ
でドーピングしたＭｇ金属である。Ｍｇの仕事関数が低
いため、電子の注入が促進され、したがって装置の効率
が高められる。
【０００３】さらに複雑な陰極構造として、黒点の生成
を防止するものが提案されている。黒点は、陰極と電子
移送層との境界面の劣化であり、空気中の水分が原因す
ると考えられている。このような構造は、本明細書に参
照文献として添付された米国特許第５０４７６８７号お
よび第５０５９８６１号明細書に開示されている。これ
らの陰極の構造は、通常の陰極を被覆するある種の反応
性金属で、その役割は酸化して水分が陰極の下の界面に
到達しないようにすることである。
を防止するものが提案されている。黒点は、陰極と電子
移送層との境界面の劣化であり、空気中の水分が原因す
ると考えられている。このような構造は、本明細書に参
照文献として添付された米国特許第５０４７６８７号お
よび第５０５９８６１号明細書に開示されている。これ
らの陰極の構造は、通常の陰極を被覆するある種の反応
性金属で、その役割は酸化して水分が陰極の下の界面に
到達しないようにすることである。
【０００４】上記の陰極の材料は光学的に透明ではな
く、光はＩＴＯ／ガラス基板を通してのみ放射される。
有機物の積層品を、Ｓｉなどの不透明基板上に付着させ
るには、複雑な工程を必要とする。高密度のＯＬＥＤを
有するモノクロームまたはカラー表示装置を集積させる
には、Ｓｉ基板またはＳｉを主成分とする回路上に付着
させることが望ましい。このような装置では、光は上部
電極を通過することが必要である。したがって、上部電
極として厚い金属層を使用する代わりに、透明な電極が
必要とされる。
く、光はＩＴＯ／ガラス基板を通してのみ放射される。
有機物の積層品を、Ｓｉなどの不透明基板上に付着させ
るには、複雑な工程を必要とする。高密度のＯＬＥＤを
有するモノクロームまたはカラー表示装置を集積させる
には、Ｓｉ基板またはＳｉを主成分とする回路上に付着
させることが望ましい。このような装置では、光は上部
電極を通過することが必要である。したがって、上部電
極として厚い金属層を使用する代わりに、透明な電極が
必要とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】Ａｌｑ３発光層を有す
る薄い（５ないし１０ｎｍ）ＭｇＡｇ皮膜を使用した部
分的に透明な陰極が、ブロビック（Bulovic）他によ
り、Nature, vol.380, p.29（１９９６年３月７日）に
報告されている。この論文は本明細書に参照文献として
合体する。しかし、後のＩＴＯスパッタリング工程でこ
の皮膜の一部が酸化される。酸化されないＭｇＡｇが残
っていないと陽極と陰極の電気的短絡が生じ、金属が残
っていると透明性が変化したり制御が困難になったりす
る。変化が少なく、制御がしやすい透明上部電極が必要
とされている。
る薄い（５ないし１０ｎｍ）ＭｇＡｇ皮膜を使用した部
分的に透明な陰極が、ブロビック（Bulovic）他によ
り、Nature, vol.380, p.29（１９９６年３月７日）に
報告されている。この論文は本明細書に参照文献として
合体する。しかし、後のＩＴＯスパッタリング工程でこ
の皮膜の一部が酸化される。酸化されないＭｇＡｇが残
っていないと陽極と陰極の電気的短絡が生じ、金属が残
っていると透明性が変化したり制御が困難になったりす
る。変化が少なく、制御がしやすい透明上部電極が必要
とされている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上部透
明電極を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造
中に生じる、蒸着した電極材料が有機物皮膜へ拡散する
深刻な問題を解決するための、新規の方法が提供され
る。有機物皮膜の上面に付着させたＣａ金属の適度に薄
い層を使用することにより、効果的な拡散バリアが形成
されることが発見された。さらに、Ｃａは仕事関数が低
くて良好な電子注入ができ、光学的に最も透明な金属の
ひとつであり、有機物皮膜とよく反応して良好な接着を
もたらし、比較的低い温度で容易に昇華する。さらに、
ＣａはＭｇやＬｉと同様、たとえばＡｌやＧａなど、他
の金属と合金化して、装置の性能を低下させることなく
安定性を増大させることができる。このＣａを主成分と
する電子注入層は、均一なＣａ合金、勾配を付けたＣａ
合金、または各種のＣａおよびＣａ合金の連続層からな
る。さらに、薄いＣａを主成分とする注入層を、バンド
ギャップの広い半導体の被覆層と組み合わせると、ＯＬ
ＥＤのための比較的透明な陰極を形成することができ
る。ＣａまたはＣａ合金層あるいはその両方の一部が、
バンドギャップの広い半導体の付着中に消費されたり反
応したりすると、電極を特に透明にすることができる。
このような透明電極は望ましいものであり、実際にＳｉ
などの不透明な基板上に装置を製作するのに必要であ
る。
明電極を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造
中に生じる、蒸着した電極材料が有機物皮膜へ拡散する
深刻な問題を解決するための、新規の方法が提供され
る。有機物皮膜の上面に付着させたＣａ金属の適度に薄
い層を使用することにより、効果的な拡散バリアが形成
されることが発見された。さらに、Ｃａは仕事関数が低
くて良好な電子注入ができ、光学的に最も透明な金属の
ひとつであり、有機物皮膜とよく反応して良好な接着を
もたらし、比較的低い温度で容易に昇華する。さらに、
ＣａはＭｇやＬｉと同様、たとえばＡｌやＧａなど、他
の金属と合金化して、装置の性能を低下させることなく
安定性を増大させることができる。このＣａを主成分と
する電子注入層は、均一なＣａ合金、勾配を付けたＣａ
合金、または各種のＣａおよびＣａ合金の連続層からな
る。さらに、薄いＣａを主成分とする注入層を、バンド
ギャップの広い半導体の被覆層と組み合わせると、ＯＬ
ＥＤのための比較的透明な陰極を形成することができ
る。ＣａまたはＣａ合金層あるいはその両方の一部が、
バンドギャップの広い半導体の付着中に消費されたり反
応したりすると、電極を特に透明にすることができる。
このような透明電極は望ましいものであり、実際にＳｉ
などの不透明な基板上に装置を製作するのに必要であ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、従来の技術によるＯＬＥ
Ｄ装置１０を示す。酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の電
極パターンが、ガラス基板１２上に付着している。１２
５ÅのＣｕＰｃ１４、６００Åのジアミン１６、および
６５０ÅのＡｌｑ３、１８からなる有機積層物が付着
し、最後にＡｌｑ３の上面が１５００ÅのＭｇＡｇ層２
０で被覆されている。ＯＬＥＤからの光はＩＴＯ／ガラ
ス基板１２を通して放射される。
Ｄ装置１０を示す。酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の電
極パターンが、ガラス基板１２上に付着している。１２
５ÅのＣｕＰｃ１４、６００Åのジアミン１６、および
６５０ÅのＡｌｑ３、１８からなる有機積層物が付着
し、最後にＡｌｑ３の上面が１５００ÅのＭｇＡｇ層２
０で被覆されている。ＯＬＥＤからの光はＩＴＯ／ガラ
ス基板１２を通して放射される。
【０００８】図２は、本発明によるＳｉを主成分とする
回路などの不透明な基板の上面に形成されたＯＬＥＤの
一実施例を示す。ＩＴＯまたはＡｌの底部層２４が、Ｓ
ｉ基板２２上に付着され、続いて１２５ÅのＣｕＰｃ２
６、６００Åのジアミン２８、および６５０ÅのＡｌｑ
３、３０が付着される。拡散バリアとして機能するＣａ
の薄い層３２がＡｌｑ３皮膜３０の上に付着される。さ
らにＺｎＳ、ＧａＮ、ＩＴＯ、ＺｎＳｅ、またはこれら
の材料の組み合わせなどの透明陰極材料３４を付着させ
る。
回路などの不透明な基板の上面に形成されたＯＬＥＤの
一実施例を示す。ＩＴＯまたはＡｌの底部層２４が、Ｓ
ｉ基板２２上に付着され、続いて１２５ÅのＣｕＰｃ２
６、６００Åのジアミン２８、および６５０ÅのＡｌｑ
３、３０が付着される。拡散バリアとして機能するＣａ
の薄い層３２がＡｌｑ３皮膜３０の上に付着される。さ
らにＺｎＳ、ＧａＮ、ＩＴＯ、ＺｎＳｅ、またはこれら
の材料の組み合わせなどの透明陰極材料３４を付着させ
る。
【０００９】可能な透明上部電極の１つは上述のＩＴＯ
である。他の候補は、ＧａＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅなど、
バンドギャップの広い変質ドーピングまたは高濃度にド
ーピングした半導体である。ＺｎＳの付着中に、真空蒸
着したＺｎＳが急速にＡｌｑ３の上部層に拡散すること
が発見された。図３は、厚さ１００ÅのＡｌｑ３皮膜上
に２００ÅのＺｎＳを付着したものの、一連の光電子ス
ペクトルを示す。図３で、Ｚｎの３ｄ原子コア・レベル
を、紫外線光電子分光計により、ＺｎＳ付着後の時間の
関数として監視した。いちばん下のスペクトル（３６）
は、導電性基板上に付着させた１００ÅのＡｌｑ３皮膜
からのものである。下から２番目のスペクトル（３８）
は、Ａｌｑ３上に２００ÅのＺｎＳを付着した後のもの
である。Ｚｎの３ｄコア・レベル（４０）が明らかに見
られる。４５分後、Ｚｎのコア・レベル（４２）は強さ
が著しく減衰し、１．５時間までに、同じ原子核レベル
の信号（４４）がほぼ消滅し、ＺｎＳがＡｌｑ３皮膜に
拡散したことを示した。いちばん上のスペクトル（４
６）は、サンプルを１００℃でアニーリングした後のス
ペクトルを示す。この温度は、ＯＬＥＤ製造工程で有機
材料が加熱されると考えられる温度である。Ｚｎのコア
・レベルは完全に消滅し、Ａｌｑ３の分子レベルに関連
する特徴が再び現れている。
である。他の候補は、ＧａＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅなど、
バンドギャップの広い変質ドーピングまたは高濃度にド
ーピングした半導体である。ＺｎＳの付着中に、真空蒸
着したＺｎＳが急速にＡｌｑ３の上部層に拡散すること
が発見された。図３は、厚さ１００ÅのＡｌｑ３皮膜上
に２００ÅのＺｎＳを付着したものの、一連の光電子ス
ペクトルを示す。図３で、Ｚｎの３ｄ原子コア・レベル
を、紫外線光電子分光計により、ＺｎＳ付着後の時間の
関数として監視した。いちばん下のスペクトル（３６）
は、導電性基板上に付着させた１００ÅのＡｌｑ３皮膜
からのものである。下から２番目のスペクトル（３８）
は、Ａｌｑ３上に２００ÅのＺｎＳを付着した後のもの
である。Ｚｎの３ｄコア・レベル（４０）が明らかに見
られる。４５分後、Ｚｎのコア・レベル（４２）は強さ
が著しく減衰し、１．５時間までに、同じ原子核レベル
の信号（４４）がほぼ消滅し、ＺｎＳがＡｌｑ３皮膜に
拡散したことを示した。いちばん上のスペクトル（４
６）は、サンプルを１００℃でアニーリングした後のス
ペクトルを示す。この温度は、ＯＬＥＤ製造工程で有機
材料が加熱されると考えられる温度である。Ｚｎのコア
・レベルは完全に消滅し、Ａｌｑ３の分子レベルに関連
する特徴が再び現れている。
【００１０】さらに図４に示すように、Ａｌｑ３上にＧ
ａを付着させる実験を行った。一連のスペクトルによ
り、Ｇａが反応することなくＡｌｑ３の上面にアイラン
ドを形成した後、Ａｌｑ３中に拡散することがわかる。
拡散は、Ｇａの３ｄ原子コア・レベルの強さの減衰によ
り観察される。図４で、いちばん下のスペクトル（４
８）はＡｌｑ３からのものである。この場合、Ｇａはア
イランドまたはボールを形成し、Ａｌｑ３のパッチは露
出したままとなる。見えるのはＧａの３ｄ原子コア・レ
ベル（５０）である。３０分および２４時間の一連の時
間遅延の後、Ｇａのコア・レベルの信号（５２）（５
４）が消滅し、ＧａがＡｌｑ３内部に拡散したことを示
した。
ａを付着させる実験を行った。一連のスペクトルによ
り、Ｇａが反応することなくＡｌｑ３の上面にアイラン
ドを形成した後、Ａｌｑ３中に拡散することがわかる。
拡散は、Ｇａの３ｄ原子コア・レベルの強さの減衰によ
り観察される。図４で、いちばん下のスペクトル（４
８）はＡｌｑ３からのものである。この場合、Ｇａはア
イランドまたはボールを形成し、Ａｌｑ３のパッチは露
出したままとなる。見えるのはＧａの３ｄ原子コア・レ
ベル（５０）である。３０分および２４時間の一連の時
間遅延の後、Ｇａのコア・レベルの信号（５２）（５
４）が消滅し、ＧａがＡｌｑ３内部に拡散したことを示
した。
【００１１】これらの実験は、Ａｌｑ３上に付着させた
材料はＡｌｑ３とは化学的に反応せず、有機物皮膜に急
速に拡散することを示す一連の測定の代表例である。銅
フタロシアニン（ＣｕＰｃ）など、他の有機皮膜につい
ての実験でも同様の挙動を示す。金属および半導体材料
の、電界発光有機皮膜への拡散は、発光の抑制、ＯＬＥ
Ｄが不活性となる電気的短絡、動作寿命の短縮など、有
害な影響を有する。
材料はＡｌｑ３とは化学的に反応せず、有機物皮膜に急
速に拡散することを示す一連の測定の代表例である。銅
フタロシアニン（ＣｕＰｃ）など、他の有機皮膜につい
ての実験でも同様の挙動を示す。金属および半導体材料
の、電界発光有機皮膜への拡散は、発光の抑制、ＯＬＥ
Ｄが不活性となる電気的短絡、動作寿命の短縮など、有
害な影響を有する。
【００１２】本明細書では、この重要な問題の新規の解
決方法を開示する。この解決には、透明電極材料を付着
させる前に、適度に薄いＣａ金属の層を有機皮膜の上に
付着させる必要がある。本発明の発明者は、薄いＣａ金
属の層を付着させることにより、Ｃａと有機物が反応し
た界面を生成し、これが後に付着させる電極材料の拡散
に対して完全に安定であることを発見した。実験によれ
ば、付着させたＣａの最初の１０ないし１５Åが、有機
皮膜の最上層と完全に反応することがわかった。さらに
Ｃａを付着させると、未反応Ｃａの厚い層が徐々に形成
される。
決方法を開示する。この解決には、透明電極材料を付着
させる前に、適度に薄いＣａ金属の層を有機皮膜の上に
付着させる必要がある。本発明の発明者は、薄いＣａ金
属の層を付着させることにより、Ｃａと有機物が反応し
た界面を生成し、これが後に付着させる電極材料の拡散
に対して完全に安定であることを発見した。実験によれ
ば、付着させたＣａの最初の１０ないし１５Åが、有機
皮膜の最上層と完全に反応することがわかった。さらに
Ｃａを付着させると、未反応Ｃａの厚い層が徐々に形成
される。
【００１３】さらに具体的には、図５にまずＡｌｑ３
（５６）、次に中間層としての厚さ４０ÅのＣａ（５
８）の、一連のスペクトルを示す。その上が厚さ４０Å
のＺｎＳ（６０）、いちばん上（６２）が２時間後のス
ペクトルである。スペクトルには差が見られず、Ｃａが
ＺｎＳのＡｌｑ３への浸透を防止する有効な拡散バリア
を形成することが示されている。
（５６）、次に中間層としての厚さ４０ÅのＣａ（５
８）の、一連のスペクトルを示す。その上が厚さ４０Å
のＺｎＳ（６０）、いちばん上（６２）が２時間後のス
ペクトルである。スペクトルには差が見られず、Ｃａが
ＺｎＳのＡｌｑ３への浸透を防止する有効な拡散バリア
を形成することが示されている。
【００１４】図６は、１０ÅのＣａで、次いで２０Åの
Ｇａで被覆したＡｌｑ３の、これらの層を付着させた直
後のスペクトルを示す。Ｇａのコア・レベルの信号（６
４）を、４５分後のＧａのコア・レベルの信号（６６）
と比較したものである。信号（６６）は信号（６４）と
比べて変化が見られず、この場合もＣａが有効な拡散バ
リアを形成することが示されている。
Ｇａで被覆したＡｌｑ３の、これらの層を付着させた直
後のスペクトルを示す。Ｇａのコア・レベルの信号（６
４）を、４５分後のＧａのコア・レベルの信号（６６）
と比較したものである。信号（６６）は信号（６４）と
比べて変化が見られず、この場合もＣａが有効な拡散バ
リアを形成することが示されている。
【００１５】Ｃａは多くの興味ある特性を有する。Ｃａ
は反応性が高く、有機皮膜上に付着させたとき、皮膜中
に拡散しないで皮膜と反応する。Ｃａは仕事関数が低
く、電子の有機物への有効なインジェクタとして興味深
い。金属としてのＣａは、ＯＬＥＤが作動する可視光線
範囲で最も透明な材料のひとつである。本発明の発明者
は実験により、ＺｎＳまたはＧａがＡｌｑ３に拡散する
ことを防止するために必要な最低の厚さは１０ないし１
５Åであることを発見した。Ｃａは比較的低温で容易に
蒸発し、昇華する。このことは、有機物が結晶化してＯ
ＬＥＤを動作不能にする温度以上に加熱することがな
く、蒸発源を有機皮膜の比較的近くに置くことができる
ことを示す。最後に、反応したＣａ層は、有機皮膜と後
で付着させる透明電極材料との間の接着層としても機能
する。
は反応性が高く、有機皮膜上に付着させたとき、皮膜中
に拡散しないで皮膜と反応する。Ｃａは仕事関数が低
く、電子の有機物への有効なインジェクタとして興味深
い。金属としてのＣａは、ＯＬＥＤが作動する可視光線
範囲で最も透明な材料のひとつである。本発明の発明者
は実験により、ＺｎＳまたはＧａがＡｌｑ３に拡散する
ことを防止するために必要な最低の厚さは１０ないし１
５Åであることを発見した。Ｃａは比較的低温で容易に
蒸発し、昇華する。このことは、有機物が結晶化してＯ
ＬＥＤを動作不能にする温度以上に加熱することがな
く、蒸発源を有機皮膜の比較的近くに置くことができる
ことを示す。最後に、反応したＣａ層は、有機皮膜と後
で付着させる透明電極材料との間の接着層としても機能
する。
【００１６】最も重要なことは、Ｃａが後に付着させる
電極材料に対する有効な拡散バリアであることである。
電極材料に対する有効な拡散バリアであることである。
【００１７】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００１８】（１）ａ）基板と、 ｂ）一方は陽極として、他方は陰極として機能する２個
の接触電極と、 ｃ）上記２個の接触電極の間に位置し、上記２個の電極
の間に電圧が印加されると電界発光を起こす有機領域
と、 ｄ）上記有機領域と上記接触電極の少なくとも１個との
間に位置するバリア層とを有する、有機発光装置。 （２）上記バリア層と接触する上記接触電極の材質が有
機皮膜であることを特徴とする、上記（１）に記載の装
置。 （３）上記バリア層と接触する上記接触電極の材質が無
機皮膜であることを特徴とする、上記（１）に記載の装
置。 （４）バリア層が、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ａｌ、およびＬ
ｉからなるグループから選択された反応性金属の薄い層
からなることを特徴とする、上記（１）に記載の装置。 （５）上記接触電極の１個が、上記基板と反対側に位置
する透明電極であり、ＩＴＯ、ＩｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳ
ｅ、ＧａＮ、またはこれらの混合物からなるグループか
ら選択された透明な導体で被覆された、熱蒸着した薄い
金属バリア層であることを特徴とする、上記（１）に記
載の装置。 （６）透明な上部電極が陰極であり、金属が有機物の下
層への電子の注入を促進させるために、仕事関数の低い
ものが選ばれていることを特徴とする、上記（５）に記
載の装置。 （７）バリア層が１０ないし１５ÅのＣａからなること
を特徴とする、上記（１）に記載の装置。 （８）透明な上部電極が陽極であり、バリア層の材料
が、有機物の下層へのホールの注入を促進させるため
に、仕事関数の高いものが選ばれていることを特徴とす
る、上記（５）に記載の装置。 （９）バリア層が１０ないし１５ÅのＡｌ、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、またはＦｅからなることを特徴とする、上記（８）
に記載の装置。 （１０）基板がＳｉであることを特徴とする、上記
（１）に記載の装置。 （１１）ａ）基板と、 ｂ）透明な上部電極を形成する構造とを備え、上記構造
が積層された有機層からなり、その最後の層が有機物の
下層であり、上記有機物の下層の上に熱蒸着した薄い金
属膜を有し、上記金属膜がＩＴＯ、ＩｎＯ、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＳｅ、ＧａＮ、またはこれらの組み合わせからなるグ
ループから選択された透明な導体で被覆されていること
を特徴とする、有機発光装置。 （１２）有機物の下層が、Ａｌｑ３およびＣｕＰＣから
なるグループから選択された分子状の有機材料であるこ
とを特徴とする、上記（１１）に記載の装置。 （１３）有機物の下層が、重合体ポリｐ−フェニレエン
ビニレン（ＰＰＶ）であることを特徴とする、上記（１
１）に記載の装置。 （１４）透明な上部電極が陰極であり、薄い金属のバリ
ア皮膜が、有機物の下層への電子の注入を促進させるた
めに、仕事関数の低いものが選ばれていることを特徴と
する、上記（１１）に記載の装置。 （１５）金属皮膜が１０ないし１５ÅのＣａであること
を特徴とする、上記（１４）に記載の装置。 （１６）透明な上部電極が陽極であり、金属が有機物の
下層へのホールの注入を促進させるために、仕事関数の
高いものが選ばれていることを特徴とする、上記（１
１）に記載の装置。 （１７）金属皮膜が１０ないし１５ÅのＡｌ、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、またはＦｅからなることを特徴とする、上記（１
６）に記載の装置。 （１８）基板がＳｉであることを特徴とする、上記（１
１）に記載の装置。
の接触電極と、 ｃ）上記２個の接触電極の間に位置し、上記２個の電極
の間に電圧が印加されると電界発光を起こす有機領域
と、 ｄ）上記有機領域と上記接触電極の少なくとも１個との
間に位置するバリア層とを有する、有機発光装置。 （２）上記バリア層と接触する上記接触電極の材質が有
機皮膜であることを特徴とする、上記（１）に記載の装
置。 （３）上記バリア層と接触する上記接触電極の材質が無
機皮膜であることを特徴とする、上記（１）に記載の装
置。 （４）バリア層が、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ａｌ、およびＬ
ｉからなるグループから選択された反応性金属の薄い層
からなることを特徴とする、上記（１）に記載の装置。 （５）上記接触電極の１個が、上記基板と反対側に位置
する透明電極であり、ＩＴＯ、ＩｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳ
ｅ、ＧａＮ、またはこれらの混合物からなるグループか
ら選択された透明な導体で被覆された、熱蒸着した薄い
金属バリア層であることを特徴とする、上記（１）に記
載の装置。 （６）透明な上部電極が陰極であり、金属が有機物の下
層への電子の注入を促進させるために、仕事関数の低い
ものが選ばれていることを特徴とする、上記（５）に記
載の装置。 （７）バリア層が１０ないし１５ÅのＣａからなること
を特徴とする、上記（１）に記載の装置。 （８）透明な上部電極が陽極であり、バリア層の材料
が、有機物の下層へのホールの注入を促進させるため
に、仕事関数の高いものが選ばれていることを特徴とす
る、上記（５）に記載の装置。 （９）バリア層が１０ないし１５ÅのＡｌ、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、またはＦｅからなることを特徴とする、上記（８）
に記載の装置。 （１０）基板がＳｉであることを特徴とする、上記
（１）に記載の装置。 （１１）ａ）基板と、 ｂ）透明な上部電極を形成する構造とを備え、上記構造
が積層された有機層からなり、その最後の層が有機物の
下層であり、上記有機物の下層の上に熱蒸着した薄い金
属膜を有し、上記金属膜がＩＴＯ、ＩｎＯ、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＳｅ、ＧａＮ、またはこれらの組み合わせからなるグ
ループから選択された透明な導体で被覆されていること
を特徴とする、有機発光装置。 （１２）有機物の下層が、Ａｌｑ３およびＣｕＰＣから
なるグループから選択された分子状の有機材料であるこ
とを特徴とする、上記（１１）に記載の装置。 （１３）有機物の下層が、重合体ポリｐ−フェニレエン
ビニレン（ＰＰＶ）であることを特徴とする、上記（１
１）に記載の装置。 （１４）透明な上部電極が陰極であり、薄い金属のバリ
ア皮膜が、有機物の下層への電子の注入を促進させるた
めに、仕事関数の低いものが選ばれていることを特徴と
する、上記（１１）に記載の装置。 （１５）金属皮膜が１０ないし１５ÅのＣａであること
を特徴とする、上記（１４）に記載の装置。 （１６）透明な上部電極が陽極であり、金属が有機物の
下層へのホールの注入を促進させるために、仕事関数の
高いものが選ばれていることを特徴とする、上記（１
１）に記載の装置。 （１７）金属皮膜が１０ないし１５ÅのＡｌ、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、またはＦｅからなることを特徴とする、上記（１
６）に記載の装置。 （１８）基板がＳｉであることを特徴とする、上記（１
１）に記載の装置。
【図１】ＩＴＯの電極パターンをガラス上に付着させ、
ＯＬＥＤからの光がＩＴＯ／ガラス基板を通して放射さ
れる、従来の技術によるＯＬＥＤ装置を示す図である。
ＯＬＥＤからの光がＩＴＯ／ガラス基板を通して放射さ
れる、従来の技術によるＯＬＥＤ装置を示す図である。
【図２】ＯＬＥＤを、Ｓｉを主成分とする回路などの不
透明な基板の上面に形成した、本発明の一実施例を示す
図である。
透明な基板の上面に形成した、本発明の一実施例を示す
図である。
【図３】導電性基板上に付着させた厚さ１００ÅのＡｌ
ｑ３皮膜から、およびＡｌｑ３上に厚さ２００ÅのＺｎ
Ｓを付着させた後に収集した、一連の光電子スペクトル
を示す図である。
ｑ３皮膜から、およびＡｌｑ３上に厚さ２００ÅのＺｎ
Ｓを付着させた後に収集した、一連の光電子スペクトル
を示す図である。
【図４】Ａｌｑ３上にＧａを付着させた、図３のスペク
トルと同様な一連のスペクトルを示す図である。
トルと同様な一連のスペクトルを示す図である。
【図５】Ａｌｑ３皮膜に、中間層として厚さ４０ÅのＣ
ａを付着させ、さらに厚さ４０ÅのＺｎＳを付着させた
ものの、付着２時間後の一連の光電子スペクトルを示す
図である。
ａを付着させ、さらに厚さ４０ÅのＺｎＳを付着させた
ものの、付着２時間後の一連の光電子スペクトルを示す
図である。
【図６】Ａｌｑ３層を厚さ１０ÅのＣａで被覆した後、
厚さ２０ÅのＧａで被覆したものの、これらの層の付着
後の時間を変化させて得た、一連の光電子スペクトルを
示す図である。
厚さ２０ÅのＧａで被覆したものの、これらの層の付着
後の時間を変化させて得た、一連の光電子スペクトルを
示す図である。
１０ ＯＬＥＤ装置 １２ 基板 １４ ＣｕＰｃ層 １６ ジアミン層 １８ Ａｌｑ３層 ２０ ＭｇＡｇ層 ２２ Ｓｉ基板 ２４ ＡｌまたはＩＴＯ層 ２６ ＣｕＰｃ層 ２８ ジアミン層 ３０ Ａｌｑ３層 ３２ Ｃａ層 ３４ 透明電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・ロイ・トラウトマン アメリカ合衆国06877 コネチカット州リ ッジフィールド ディア・ヒル・ドライブ 38
Claims (18)
- 【請求項１】ａ）基板と、 ｂ）一方は陽極として、他方は陰極として機能する２個
の接触電極と、 ｃ）上記２個の接触電極の間に位置し、上記２個の電極
の間に電圧が印加されると電界発光を起こす有機領域
と、 ｄ）上記有機領域と上記接触電極の少なくとも１個との
間に位置するバリア層とを有する、 有機発光装置。 - 【請求項２】上記バリア層と接触する上記接触電極の材
質が有機皮膜であることを特徴とする、請求項１に記載
の装置。 - 【請求項３】上記バリア層と接触する上記接触電極の材
質が無機皮膜であることを特徴とする、請求項１に記載
の装置。 - 【請求項４】バリア層が、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ａｌ、お
よびＬｉからなるグループから選択された反応性金属の
薄い層からなることを特徴とする、請求項１に記載の装
置。 - 【請求項５】上記接触電極の１個が、上記基板と反対側
に位置する透明電極であり、ＩＴＯ、ＩｎＯ、ＺｎＳ、
ＺｎＳｅ、ＧａＮ、またはこれらの混合物からなるグル
ープから選択された透明な導体で被覆された、熱蒸着し
た薄い金属バリア層であることを特徴とする、請求項１
に記載の装置。 - 【請求項６】透明な上部電極が陰極であり、金属が有機
物の下層への電子の注入を促進させるために、仕事関数
の低いものが選ばれていることを特徴とする、請求項５
に記載の装置。 - 【請求項７】バリア層が１０ないし１５ÅのＣａからな
ることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 - 【請求項８】透明な上部電極が陽極であり、バリア層の
材料が、有機物の下層へのホールの注入を促進させるた
めに、仕事関数の高いものが選ばれていることを特徴と
する、請求項５に記載の装置。 - 【請求項９】バリア層が１０ないし１５ÅのＡｌ、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、またはＦｅからなることを特徴とする、請求
項８に記載の装置。 - 【請求項１０】基板がＳｉであることを特徴とする、請
求項１に記載の装置。 - 【請求項１１】ａ）基板と、 ｂ）透明な上部電極を形成する構造とを備え、上記構造
が積層された有機層からなり、その最後の層が有機物の
下層であり、上記有機物の下層の上に熱蒸着した薄い金
属膜を有し、上記金属膜がＩＴＯ、ＩｎＯ、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＳｅ、ＧａＮ、またはこれらの組み合わせからなるグ
ループから選択された透明な導体で被覆されていること
を特徴とする、 有機発光装置。 - 【請求項１２】有機物の下層が、Ａｌｑ３およびＣｕＰ
Ｃからなるグループから選択された分子状の有機材料で
あることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】有機物の下層が、重合体ポリｐ−フェニ
レエンビニレン（ＰＰＶ）であることを特徴とする、請
求項１１に記載の装置。 - 【請求項１４】透明な上部電極が陰極であり、薄い金属
のバリア皮膜が、有機物の下層への電子の注入を促進さ
せるために、仕事関数の低いものが選ばれていることを
特徴とする、請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１５】金属皮膜が１０ないし１５ÅのＣａであ
ることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。 - 【請求項１６】透明な上部電極が陽極であり、金属が有
機物の下層へのホールの注入を促進させるために、仕事
関数の高いものが選ばれていることを特徴とする、請求
項１１に記載の装置。 - 【請求項１７】金属皮膜が１０ないし１５ÅのＡｌ、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、またはＦｅからなることを特徴とする、請求
項１６に記載の装置。 - 【請求項１８】基板がＳｉであることを特徴とする、請
求項１１に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/716,901 US5714838A (en) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Optically transparent diffusion barrier and top electrode in organic light emitting diode structures |
| US08/716901 | 1996-09-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10144957A true JPH10144957A (ja) | 1998-05-29 |
Family
ID=24879918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24224697A Pending JPH10144957A (ja) | 1996-09-20 | 1997-09-08 | 有機発光ダイオード構造中の光学的に透明な拡散バリアおよび上部電極 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5714838A (ja) |
| JP (1) | JPH10144957A (ja) |
| KR (1) | KR100315202B1 (ja) |
| TW (1) | TW385554B (ja) |
Cited By (3)
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| US8822040B2 (en) | 2004-02-26 | 2014-09-02 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Organic electroluminescent element |
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| US6462722B1 (en) * | 1997-02-17 | 2002-10-08 | Seiko Epson Corporation | Current-driven light-emitting display apparatus and method of producing the same |
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