JPH11317289A - Organic el element simulation method, simulation device, and organic el element - Google Patents

Organic el element simulation method, simulation device, and organic el element

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JPH11317289A
JPH11317289A JP10375443A JP37544398A JPH11317289A JP H11317289 A JPH11317289 A JP H11317289A JP 10375443 A JP10375443 A JP 10375443A JP 37544398 A JP37544398 A JP 37544398A JP H11317289 A JPH11317289 A JP H11317289A
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JP
Japan
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layer
light
reflected
organic
wave
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Isamu Kobori
勇 小堀
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correctly estimate a spectrum emitted to the outside in optional structure, and make element design for obtaining a desirable spectrum possible by constituting with a luminescent source having a metal surface on one surface and a plurality of optical film thicknesses, and performing the structure design for taking out light based on a luminescent spectrum obtained from a simulation model represented by the numerical formula. SOLUTION: Numerical expression I shows a layer having different refractive index of (q) kind on the metal surface side of a luminescent source and (p) kind on the opposite side and the whole associated wave ϕ[λ] comprising a reflecting wave ϕnm in incoming from an (n) layer to an (m) layer. [In formula I, λ is the wave length, p>1, q>=1, amplitude of each light ϕis represented by the specified expression.] Normalized modulation spectrum ρ[λ] obtained from the composite wave of each light is represented by a specified expression, and when a luminescent source spectrum is IPL[λ], spectrum IEL[λ] emitted to the outside from a (p) layer is represented by an expression II. Spectrum estimation with a simulation model is quantitative and precise, calculation of element constitution such as film thickness is made possible, and the dispersion of spectroscopic characteristics is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、有機化合物を用い
た有機EL素子に関し、さらに詳細には、発光を有効に
取り出すことができ発光輝度のバラツキの少ない有機E
L素子を提供するためのシミュレーション方法と装置お
よび有機EL素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic EL device using an organic compound, and more particularly, to an organic EL device capable of effectively extracting light emission and having little variation in light emission luminance.
The present invention relates to a simulation method and apparatus for providing an L element and an organic EL element.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、有機EL素子が盛んに研究されて
いる。これは、ホール注入電極上にトリフェニルジアミ
ン(TPD)などのホール輸送材料を蒸着により薄膜と
し、さらにアルミキノリノール錯体(Alq3)などの
蛍光物質を発光層として積層し、さらにMgなどの仕事
関数の小さな金属電極(電子注入電極)を形成した基本
構成を有する素子で、10V前後の電圧で数100から
数10,000cd/m2ときわめて高い輝度が得られるこ
とで注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, organic EL devices have been actively studied. This is because a hole transporting material such as triphenyldiamine (TPD) is deposited on the hole injecting electrode to form a thin film, and a phosphor such as an aluminum quinolinol complex (Alq3) is laminated as a light emitting layer. It is an element having a basic structure in which a small metal electrode (electron injection electrode) is formed, and is attracting attention because a very high luminance of several hundreds to several 10,000 cd / m 2 can be obtained at a voltage of about 10 V.

【0003】有機EL素子は、前述のように基板上に電
子注入電極、有機層、ホール注入電極等を有する有機E
L構造体が成膜されている基本構成を有し、通常、発光
した光はホール注入電極を介して基板側から取り出され
る。
As described above, an organic EL device is an organic EL device having an electron injection electrode, an organic layer, a hole injection electrode, etc. on a substrate.
It has a basic structure in which an L structure is formed, and normally, emitted light is extracted from the substrate side via a hole injection electrode.

【0004】ところで、一般に有機EL素子では、発光
種の発光スペクトルは外部に出る間に素子内部で光学的
な干渉を起こし、変調されることが知られている。この
ため、同一の発光材料を持つ有機EL素子であっても、
光学系が異なれば外部に発光されるスペクトルやその強
度が変化してしまう。
By the way, it is generally known that, in an organic EL device, the emission spectrum of a light-emitting species causes optical interference inside the device while being emitted, and is modulated. Therefore, even if the organic EL elements have the same light emitting material,
Different optical systems change the spectrum emitted to the outside and the intensity thereof.

【0005】この光学変調の最も大きなものとしては、
特開平4−328295号公報に開示されているよう
に、前方に発光された光と、後方に発光され金属面(電
子注入電極)で反射した光との干渉によるものである。
この効果は、発光点と金属面との距離で決まる関数で表
せるので、所望の変調スペクトルを得るための光学的構
成がわかる。しかし、さらに精密な予想を行う場合には
誤差が大きく、これでも不十分であり、さらに考慮すべ
きパラメータを必要としていた。
[0005] The largest type of the optical modulation is as follows.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-328295, interference is caused by light emitted forward and light emitted backward and reflected by a metal surface (electron injection electrode).
Since this effect can be expressed by a function determined by the distance between the light emitting point and the metal surface, an optical configuration for obtaining a desired modulation spectrum can be understood. However, when making more precise predictions, the error is large, which is still insufficient, and further requires parameters to be considered.

【0006】さらに、特開平7−240277号公報に
おいて、ガラス/透明電極界面での反射光が干渉して有
機EL素子の発光光を変調するという問題が明らかにな
った。しかし、同公報中にはある狭い範囲の特定波長の
発光強度を、光学変調を利用して強くするためには、ガ
ラス/透明導電膜界面と有機多層部を挟む金属面までの
光学膜厚を特定の値にすればよいことが述べられている
にすぎない。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-240277 has revealed a problem that reflected light at the glass / transparent electrode interface interferes to modulate light emitted from the organic EL element. However, in the same publication, in order to increase the emission intensity of a specific wavelength in a certain narrow range using optical modulation, the optical film thickness from the glass / transparent conductive film interface to the metal surface sandwiching the organic multilayer portion is required. It merely states that a specific value is required.

【0007】ある任意の光学系があったとき、上記した
パラメータ以外の干渉により、どの程度変調されるのか
が予想できなくては、スペクトル変調についての詳細な
検討は困難であり、素子のさらなる最適化への光学設計
を困難にしていた。また、さらに複雑になった場合、例
えば、有機多層部と透明導電膜以外での更に多くの反射
界面が存在する場合の影響も考慮されておらず、その利
用についての検討もない。
[0007] If there is a certain arbitrary optical system, it is difficult to examine in detail the spectral modulation unless it is possible to predict how much the signal will be modulated by interference other than the above-mentioned parameters. Optical design was difficult. Further, in the case of further complexity, for example, the influence of the case where more reflective interfaces exist other than the organic multilayer portion and the transparent conductive film is not considered, and there is no study on its use.

【0008】上述のように、有機EL素子の構成膜厚が
変わると外部に発せられる光のスペクトルや輝度が変化
する。ディスプレー等の表示デバイスとして使用するに
は、それに起因する特性のバラツキは小さいことが望ま
しい。しかし、これまでどの程度まで光学膜厚を制御す
ればよいのか議論されたことがなかった。従って、その
バラツキを小さくすることが困難であり、均一な製品を
供給することを困難にしていた。
As described above, when the constituent film thickness of the organic EL element changes, the spectrum and luminance of light emitted to the outside change. In order to use it as a display device such as a display, it is desirable that variations in characteristics due to the display device be small. However, there has been no discussion as to how far the optical film thickness should be controlled. Therefore, it is difficult to reduce the variation, and it has been difficult to supply a uniform product.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
検討されていた以外の反射光を簡単に近似することで、
一般的な任意の構造を有する有機EL素子から外部に放
出されるスペクトルを正確に予測し、所望のスペクトル
を得るための素子設計を可能にする有機EL素子のシミ
ュレーション方法および装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to simply approximate reflected light other than those conventionally studied.
By providing a simulation method and apparatus of an organic EL element that accurately predicts a spectrum emitted from an organic EL element having a general arbitrary structure to the outside and enables element design to obtain a desired spectrum. is there.

【0010】また、多くの反射面を有する構造でも効率
的な光の取り出しが可能な構造を実現可能な有機EL素
子のシミュレーション方法および装置を提供することで
ある。
It is another object of the present invention to provide a method and an apparatus for simulating an organic EL device capable of realizing a structure capable of extracting light efficiently even with a structure having many reflecting surfaces.

【0011】また、光学的なバラツキを低減できる素子
構成を実現可能な有機EL素子のシミュレーション方法
および装置を提供することである。
It is another object of the present invention to provide a method and an apparatus for simulating an organic EL device capable of realizing a device configuration capable of reducing optical variations.

【0012】また、シミュレーションの結果から、光学
的なバラツキを低減できる素子構成とした有機EL素子
を提供することである。
Another object of the present invention is to provide an organic EL device having a device configuration capable of reducing optical variations based on the results of simulation.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者は、正確なシミ
ュレーションモデルを確立すべく種々の検討を行った。
そのための手法として、(1)金属面以外での反射光を
定量的に考慮する。(2)対象とするデバイスは、屈折
率の差が2倍以内の積層なので、金属面以外での反射は
1回だけを考え、2回以上の反射は無視する。(3)発
光面は局在しているとし、それから非局在モデルへ拡張
した。
The present inventors have conducted various studies to establish an accurate simulation model.
As a technique for this, (1) the reflected light on the surface other than the metal surface is quantitatively considered. (2) Since the target device is a laminate having a difference in the refractive index of less than twice, only one reflection on a portion other than the metal surface is considered, and reflections of two or more times are ignored. (3) The light emitting surface is assumed to be localized, and then extended to a non-localized model.

【0014】すなわち、本発明は以下の構成により達成
される。 (1) 一方の面に金属面を有し、発光源と複数の光学
膜厚を有する有機EL素子のシミュレーション方法であ
って、下記(I)で表されるシミュレーションモデル
と、このシミュレーションモデル(I)より得られた発
光スペクトルから光取り出しのための構造設計を行う有
機EL素子のシミュレーション方法。 (I) 発光源の金属面側にq種、その反対側にp種の
屈折率の異なる層を有する有機EL素子において、各界
面での反射波Φnmより構成される全合成波Φ[λ]を、
That is, the present invention is achieved by the following constitutions. (1) A method of simulating an organic EL element having a metal surface on one surface, a light emitting source and a plurality of optical film thicknesses, the simulation model represented by the following (I) and the simulation model (I A) a method of simulating an organic EL element for designing a structure for extracting light from an emission spectrum obtained in the above step. (I) In an organic EL device having a q-type layer on the metal surface side of a light emitting source and a p-type layer having a different refractive index on the opposite side, a total synthetic wave Φ [λ] composed of a reflected wave Φnm at each interface To

【0015】[0015]

【数23】 (Equation 23)

【0016】(ここで、λは波長、Φnmはn層からm層
に入射したときの反射波、p>1、q≧1とする。ただ
し、pの層は干渉に寄与しないような十分に厚いガラス
や雰囲気とし、q=1の場合には右辺第3項は0とす
る。また、添え字の上に付してある−、つまりインバー
ト記号は発光点より金属面側の層に関する量であること
を表す。以下同)と表し、全合成波Φ[λ]中に包含され
る、発光源から前方に放出され界面で反射されることな
く放出される光と、発光源から後方に放出され、金属面
で反射して前方に向かい他の界面で反射されることなく
放出される光との合成波Φ1 を、
(Where λ is the wavelength, Φ nm is the reflected wave from the n-th layer to the m-th layer, p> 1, q ≧ 1. However, the p-layer is sufficient to not contribute to interference. When q = 1, the third term on the right side is set to 0. In addition, the inversion symbol attached to the subscript—that is, the invert symbol is a quantity related to the layer on the metal surface side from the light emitting point. The same applies to the following.) The light emitted forward from the light source and emitted without being reflected at the interface, and the light emitted backward from the light source, included in the total synthetic wave Φ [λ] And the combined wave Φ1 with the light emitted forward without being reflected at the other interface reflected by the metal surface and facing forward,

【0017】[0017]

【数24】 (Equation 24)

【0018】(ここで、nm :m層の屈折率、Δm :m
層の光路長、rmn:m層からn層に光波が入射する際の
振幅反射率、Φ:光波の振幅、ρ:光波の振幅の2乗
(エネルギー)、L:光路長、λ:波長、d:膜厚、
n:屈折率を表す。以下同)と表し、全合成波Φ[λ]中
に包含される、発光源から前方に放出され、t層目の界
面で反射された後、金属面で反射して前方に向かい他の
界面で反射されることなく放出される光を、
(Where n m : refractive index of m layer, Δ m : m
Layer optical path length, r mn : Amplitude reflectance when light wave is incident from m layer to n layer, Φ: Light wave amplitude, ρ: Square of light wave amplitude (energy), L: Optical path length, λ: Wavelength , D: film thickness,
n: represents a refractive index. The same shall apply hereinafter), which is included in the total synthetic wave Φ [λ], is emitted forward from the light-emitting source, is reflected at the interface of the t-th layer, and is then reflected by the metal surface to face the other interface. Light emitted without being reflected by

【0019】[0019]

【数25】 (Equation 25)

【0020】と表し、全合成波Φ[λ]中に包含される、
発光源から後方に放出され、t層目の界面で反射された
後、前方に向かい他の界面で反射されることなく放出さ
れる光を、
And is included in the total synthetic wave Φ [λ].
Light emitted backward from the light emitting source, reflected at the interface of the t-th layer, and then emitted forward without being reflected at the other interface,

【0021】[0021]

【数26】 (Equation 26)

【0022】と表し、全合成波Φ[λ]中に包含される、
発光源から後方に放出され、金属面で反射して前方に向
かい、t層目の界面で反射された後、さらに金属面で反
射して前方に向かい他の界面で反射されることなく放出
される光を、
Which is included in the total synthetic wave Φ [λ].
The light is emitted backward from the light source, reflected forward on the metal surface, and reflected at the t-th layer interface, and then further reflected on the metal surface forward toward the front without being reflected at other interfaces. Light

【0023】[0023]

【数27】 [Equation 27]

【0024】と表し、金属面での振幅反射率を−kとし
て、上記各光の合成波から得られる規格化された変調ス
ペクトルρ[λ]を、
Where, assuming that the amplitude reflectance on the metal surface is -k, the standardized modulation spectrum ρ [λ] obtained from the composite wave of each light is

【0025】[0025]

【数28】 [Equation 28]

【0026】(ここで、*は複素数を表す。以下同)と
表し、発光源のスペクトルをIPL[λ]と表したとき、光
学的変調を受けてp層(ガラス基板)を通して外部に放
出されるスペクトルIEL[λ]を、
(Where * represents a complex number; the same applies hereinafter), and when the spectrum of the light emitting source is represented by IPL [λ], the light is emitted to the outside through the p-layer (glass substrate) under optical modulation. Spectrum IEL [λ]

【0027】[0027]

【数29】 (Equation 29)

【0028】と表すシミュレーションモデル。 (2) 上記(1)の有機EL素子のシミュレーション
方法であって、前記シミュレーションモデル(I)にお
いて、さらに、視感度係数をθ[λ]と表したとき、
Simulation model represented by (2) The method for simulating an organic EL device according to the above (1), wherein in the simulation model (I), a luminosity coefficient is represented by θ [λ].

【0029】[0029]

【数30】 [Equation 30]

【0030】で得られる発光輝度から光取り出しのため
の構造設計を行う有機EL素子のシミュレーション方
法。 (3) 上記(1)または(2)の有機EL素子のシミ
ュレーション方法であって、前記シミュレーションモデ
ル(I)において、発光が厚さde の一定の厚みを有す
る発光層であって、この発光層中の任意の点であるx地
点における再結合量をη[x]とし、干渉による強度をρ
[x,λ]としたときに、再結合量η[x]を発光強度分布
φ[x]で置換して干渉スペクトルを、
A simulation method for an organic EL device for designing a structure for extracting light from the emission luminance obtained in the above. (3) The method for simulating an organic EL device according to the above (1) or (2), wherein in the simulation model (I), the light emission is a light emission layer having a constant thickness of de. Let η [x] be the recombination amount at point x, which is an arbitrary point in the graph, and let the intensity due to interference be ρ
When [x, λ] is used, the amount of recombination η [x] is replaced by the emission intensity distribution φ [x] to obtain an interference spectrum,

【0031】[0031]

【数31】 (Equation 31)

【0032】と表し、これから外部に放出されるスペク
トルIEL[λ]を、
The spectrum IEL [λ] emitted from the outside is expressed as

【0033】[0033]

【数32】 (Equation 32)

【0034】と表し、輝度LをAnd the luminance L is

【0035】[0035]

【数33】 [Equation 33]

【0036】と表す上記(1)または(2)の有機EL
素子のシミュレーション方法。 (4) 一方の面に金属面を有し、発光種と複数の光学
膜厚を有する有機EL素子のシミュレーション装置であ
って、下記(I)で表されるシミュレーションモデル
(I)が展開されている制御プログラムと、この制御プ
ログラムにより制御され、発光スペクトラムを算出する
演算手段を有する有機EL素子のシミュレーション装
置。 (I) 金属面側にq種、その反対側にp種の屈折率の
異なる層を有する有機EL素子において、各界面での反
射波Φnmから構成されている全合成波Φ[λ]を、
The organic EL according to the above (1) or (2)
Element simulation method. (4) A simulation device for an organic EL device having a metal surface on one surface and having a light emitting species and a plurality of optical film thicknesses, wherein a simulation model (I) represented by the following (I) is developed. An apparatus for simulating an organic EL device, comprising: a control program to be used; and an arithmetic unit controlled by the control program to calculate a light emission spectrum. (I) In an organic EL device having a q-type layer on the metal surface side and a p-type layer having a different refractive index on the opposite side, a total combined wave Φ [λ] composed of a reflected wave Φnm at each interface is

【0037】[0037]

【数34】 (Equation 34)

【0038】(ここで、λは波長、Φnmはn層からm層
に入射したときの反射波、p>1、q≧1とする。ただ
し、pの層は干渉に寄与しないような十分に厚いガラス
や雰囲気とし、q=1の場合には右辺第3項は0とす
る。また、添え字の上に付してある−、つまりインバー
ト記号は発光点より金属面側の層に関する量であること
を表す。以下同)と表し、全合成波Φ[λ]中に包含され
る、発光源から前方に放出され界面で反射されることな
く放出される光と、発光源から後方に放出され、金属面
で反射して前方に向かい他の界面で反射されることなく
放出される光との合成波Φ1 を、
(Where λ is the wavelength, Φ nm is the reflected wave from the n-th layer to the m-th layer, p> 1, q ≧ 1. However, the p-layer is sufficiently large so as not to contribute to interference. When q = 1, the third term on the right side is set to 0. In addition, the inversion symbol attached to the subscript—that is, the invert symbol is a quantity related to the layer on the metal surface side from the light emitting point. The same applies to the following.) The light emitted forward from the light source and emitted without being reflected at the interface, and the light emitted backward from the light source, included in the total synthetic wave Φ [λ] And the combined wave Φ1 with the light emitted forward without being reflected at the other interface reflected by the metal surface and facing forward,

【0039】[0039]

【数35】 (Equation 35)

【0040】(ここで、nm :m層の屈折率、Δm :m
層の光路長、rmn:m層からn層に光波が入射する際の
振幅反射率、Φ:光波の振幅、ρ:光波の振幅の2乗
(エネルギー)、L:光路長、λ:波長、d:膜厚、
n:屈折率を表す。以下同)と表し、全合成波Φ[λ]中
に包含される、発光源から前方に放出され、t層目の界
面で反射された後、金属面で反射して前方に向かい他の
界面で反射されることなく放出される光を、
(Where, n m : refractive index of m layer, Δ m : m
Layer optical path length, r mn : Amplitude reflectance when light wave is incident from m layer to n layer, Φ: Light wave amplitude, ρ: Square of light wave amplitude (energy), L: Optical path length, λ: Wavelength , D: film thickness,
n: represents a refractive index. The same shall apply hereinafter), which is included in the total synthetic wave Φ [λ], is emitted forward from the light-emitting source, is reflected at the interface of the t-th layer, and is then reflected by the metal surface to face the other interface. Light emitted without being reflected by

【0041】[0041]

【数36】 [Equation 36]

【0042】と表し、全合成波Φ[λ]中に包含される、
発光源から後方に放出され、t層目の界面で反射された
後、前方に向かい他の界面で反射されることなく放出さ
れる光を、
Which is included in the total synthetic wave Φ [λ].
Light emitted backward from the light emitting source, reflected at the interface of the t-th layer, and then emitted forward without being reflected at the other interface,

【0043】[0043]

【数37】 (37)

【0044】と表し、全合成波Φ[λ]中に包含される、
発光源から後方に放出され、金属面で反射して前方に向
かい、t層目の界面で反射された後、さらに金属面で反
射して前方に向かい他の界面で反射されることなく放出
される光を、
Which is included in the total synthetic wave Φ [λ].
The light is emitted backward from the light source, reflected forward on the metal surface, and reflected at the t-th layer interface, and then further reflected on the metal surface forward toward the front without being reflected at other interfaces. Light

【0045】[0045]

【数38】 (38)

【0046】と表し、上記各光の合成波から得られる変
調スペクトルρ[λ]を、
And the modulation spectrum ρ [λ] obtained from the combined wave of each light is

【0047】[0047]

【数39】 [Equation 39]

【0048】(ここで、*は複素数を表す。以下同)と
表し、発光源のスペクトルをIPL[λ]と表したとき、光
学的変調を受けてp層(ガラス基板)を通して外部に放
出されるスペクトルIEL[λ]を、
(Where * represents a complex number; the same shall apply hereinafter), and when the spectrum of the light emitting source is represented by IPL [λ], the light is emitted to the outside through the p-layer (glass substrate) under optical modulation. Spectrum IEL [λ]

【0049】[0049]

【数40】 (Equation 40)

【0050】と表すシミュレーションモデル。(上記式
中、nm :m層の屈折率、Δm :m層の光路長、rmn
m層からn層に光波が入射する際の振幅反射率、Φ:光
波の振幅、ρ光波の振幅の2乗(エネルギー)、L:光
路長、λ:波長、d:膜厚、n:屈折率を表す。) (5) 上記(4)の有機EL素子のシミュレーション
装置であって、シミュレーションモデル(I)におい
て、さらに、視感度係数をθ[λ]と表したとき、
Simulation model represented by (In the formula, n m: refractive index of the m layers, delta m: optical path length of m layers, r mn:
Amplitude reflectance when a light wave enters the m-layer to the n-layer, Φ: amplitude of light wave, square of amplitude of ρ light wave (energy), L: optical path length, λ: wavelength, d: film thickness, n: refraction Represents the rate. (5) The simulation apparatus for an organic EL device according to (4), wherein in the simulation model (I), the visibility coefficient is represented by θ [λ].

【0051】[0051]

【数41】 [Equation 41]

【0052】として発光輝度を算出する有機EL素子の
シミュレーション装置。 (6) 上記(4)または(5)の有機EL素子のシミ
ュレーション装置であって、前記シミュレーションモデ
ル(I)において、発光が厚さde の一定の厚みを有す
る発光層であって、この発光層中の任意の点であるx地
点における再結合量をη[x]とし、干渉による強度をρ
[x,λ]としたときに、再結合量η[x]を発光強度分布
φ[x]で置換して干渉スペクトルを、
An organic EL element simulation apparatus for calculating the light emission luminance. (6) The simulation device for an organic EL device according to the above (4) or (5), wherein in the simulation model (I), the light emission is a light emission layer having a constant thickness of de. Let η [x] be the recombination amount at point x, which is an arbitrary point in the graph, and let the intensity due to interference be ρ
When [x, λ] is used, the amount of recombination η [x] is replaced by the emission intensity distribution φ [x] to obtain an interference spectrum,

【0053】[0053]

【数42】 (Equation 42)

【0054】と表し、これから外部に放出されるスペク
トルIEL[λ]を、
The spectrum IEL [λ] emitted from the outside is expressed as

【0055】[0055]

【数43】 [Equation 43]

【0056】と表し、輝度LをAnd the brightness L is

【0057】[0057]

【数44】 [Equation 44]

【0058】と表す有機EL素子のシミュレーション装
置。 (7)ガラス基板(屈折率:n=1.5以下)と、ホー
ル注入電極(屈折率:n=1.8〜2.1)と、有機層
(屈折率:n=1.7〜2.1)と、電子注入電極(3
00〜700nmの波長域での反射率50%以上)を順次
有し、前記ホール注入電極と有機層の光学膜厚(n×膜
厚)の合計を1.9×200nm以下として、輝度のバラ
ツキを±5%以内とした有機EL素子。 (8)ガラス基板(屈折率:n=1.5以下)と、バッ
ファー層(屈折率:n=1.8〜2.1)と、ホール注
入電極(屈折率:n=1.8〜2.1)と、有機層(屈
折率:n=1.7〜2.1)と、電子注入電極(300
〜700nmの波長域での反射率50%以上)を順次有
し、前記ホール注入電極と、バッファー層と、有機層と
の光学膜厚(n×膜厚)の合計を1.9×700nm以上
として、輝度のバラツキを±5%以内とした有機EL素
子。
A simulation device for an organic EL element represented by (7) Glass substrate (refractive index: n = 1.5 or less), hole injection electrode (refractive index: n = 1.8 to 2.1), and organic layer (refractive index: n = 1.7 to 2) .1) and the electron injection electrode (3
Reflectance in the wavelength range of 100 to 700 nm) and the optical thickness (nx thickness) of the hole injecting electrode and the organic layer is set to 1.9 x 200 nm or less, and the variation in brightness is set. An organic EL device having a value within ± 5%. (8) A glass substrate (refractive index: n = 1.5 or less), a buffer layer (refractive index: n = 1.8 to 2.1), and a hole injection electrode (refractive index: n = 1.8 to 2) .1), an organic layer (refractive index: n = 1.7 to 2.1), and an electron injection electrode (300).
(A reflectance of 50% or more in a wavelength range of 700 to 700 nm), and the total of the optical thicknesses (nx thickness) of the hole injection electrode, the buffer layer, and the organic layer is 1.9 x 700 nm or more. An organic EL device having a luminance variation within ± 5%.

【0059】[0059]

【作用】本発明のシミュレーションモデルである論理式
を、後述のようにAlq3 を有する有機EL素子に適用
し、実験値と比較したところ、発光スペクトルおよび輝
度共に実験値とよく一致した。このように、スペクトル
を定量的にかつ精密に予測することが可能となった。ま
た、多くの反射面があるような複雑な場合にも、効率的
な光の取り出し構造を決定することができる。
The logical expression, which is a simulation model of the present invention, is applied to an organic EL device having Alq 3 as described later and compared with experimental values. As a result, both the emission spectrum and the luminance agree well with the experimental values. Thus, it has become possible to predict the spectrum quantitatively and precisely. Further, even in a complicated case where there are many reflecting surfaces, an efficient light extraction structure can be determined.

【0060】さらに、上記で得られたシミュレーション
結果をもとに、素子の膜厚からくる分光学的な特性バラ
ツキを抑制するための素子構成を計算した。例えば、有
機EL素子の場合には、ガラスと金属面の間に光路長の
十分長い層(500nm以上)を設けるか、膜厚分布を±
10nm程度以内に抑えればよいことを見出した。
Further, based on the simulation results obtained above, an element configuration for suppressing the dispersion of spectroscopic characteristics due to the film thickness of the element was calculated. For example, in the case of an organic EL device, a layer having a sufficiently long optical path (500 nm or more) is provided between the glass and the metal surface,
It has been found that it is sufficient to keep the thickness within about 10 nm.

【0061】[0061]

【発明の実施の形態】本発明の有機EL素子のシミュレ
ーション方法は、一方の面に金属面を有し、発光源と複
数の光学膜厚を有する有機EL素子のシミュレーション
方法であって、下記(I)で表されるシミュレーション
モデルと、このシミュレーションモデル(I)より得ら
れた発光スペクトルから効率的な光取り出しのための構
造設計を行うものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for simulating an organic EL device according to the present invention is a method for simulating an organic EL device having a metal surface on one surface and having a light emitting source and a plurality of optical film thicknesses. The structure design for efficient light extraction is performed from the simulation model represented by I) and the emission spectrum obtained from the simulation model (I).

【0062】(I) 例えば図1に示すような、金属面
側にq種、その反対側にp種の屈折率の異なる層を有す
る有機EL素子において、各界面での反射波を、
(I) For example, as shown in FIG. 1, in an organic EL device having a q-type layer on the metal surface side and a p-type layer having a different refractive index on the metal surface side, reflected waves at each interface are

【0063】[0063]

【数45】 [Equation 45]

【0064】(ここで、λは波長、Φnmはn層からm層
に入射したときの反射波、p>1、q≧1とする。ただ
し、pの層は干渉に寄与しないような十分に厚いガラス
や雰囲気とし、q=1の場合には右辺第3項は0とす
る。また、添え字の上に付してある−、つまりインバー
ト記号は発光点より金属面側の層に関する量であること
を表す。以下同)と表し、発光源から前方に放出され界
面で反射されることなく放出される光と、発光源から後
方に放出され、金属面で反射して前方に向かい他の界面
で反射されることなく放出される光とを、
(Where λ is the wavelength, Φ nm is the reflected wave from the n-th layer to the m-th layer, p> 1, q ≧ 1. However, the p-layer is sufficiently large so as not to contribute to the interference. When q = 1, the third term on the right side is set to 0. In addition, the inversion symbol attached to the subscript—that is, the invert symbol is a quantity related to the layer on the metal surface side from the light emitting point. The light emitted from the light emitting source forward and emitted without being reflected at the interface, and the light emitted from the light emitting source backward, reflected by the metal surface, and directed forward. Light emitted without being reflected at the interface,

【0065】[0065]

【数46】 [Equation 46]

【0066】(ここで、nm :m層の屈折率、Δm :m
層の光路長、rmn:m層からn層に光波が入射する際の
振幅反射率、Φ:光波の振幅、ρ:光波の振幅の2乗
(エネルギー)、L:光路長、λ:波長、d:膜厚、
n:屈折率を表す。以下同)と表し、発光源から前方に
放出され、t層目の界面で反射された後、金属面で反射
して前方に向かい他の界面で反射されることなく放出さ
れる光を、
(Where, n m : refractive index of m layer, Δ m : m
Layer optical path length, r mn : Amplitude reflectance when light wave is incident from m layer to n layer, Φ: Light wave amplitude, ρ: Square of light wave amplitude (energy), L: Optical path length, λ: Wavelength , D: film thickness,
n: represents a refractive index. Hereinafter, the same applies), light emitted forward from the light emitting source, reflected at the interface of the t-th layer, then reflected forward on the metal surface and emitted without being reflected at the other interface,

【0067】[0067]

【数47】 [Equation 47]

【0068】と表し、発光源から後方に放出され、t層
目の界面で反射された後、前方に向かい他の界面で反射
されることなく放出される光を、
The light emitted backward from the light emitting source, reflected at the interface of the t-th layer, and then emitted forward without being reflected at the other interface,

【0069】[0069]

【数48】 [Equation 48]

【0070】と表し、発光源から後方に放出され、金属
面で反射して前方に向かい、t層目の界面で反射された
後、さらに金属面で反射して前方に向かい他の界面で反
射されることなく放出される光を、
The light is emitted backward from the light-emitting source, reflected on the metal surface, and travels forward. After being reflected on the interface of the t-th layer, it is further reflected on the metal surface and travels forward and reflected on another interface. The light emitted without being

【0071】[0071]

【数49】 [Equation 49]

【0072】と表し、金属面での振幅反射率を−kとし
て、上記各光の合成波から得られる変調スペクトルρ
[λ]を、
Where the amplitude reflectance on the metal surface is -k, and the modulation spectrum ρ obtained from the composite wave of each light is
[λ]

【0073】[0073]

【数50】 [Equation 50]

【0074】(ここで、*は複素数を表す。以下同)と
表し、発光源のスペクトルをIPL[λ]と表したとき、p
層(ガラス基板)を通して外部に放出されるスペクトル
IEL[λ]を、
(Where * represents a complex number; the same applies hereinafter), and when the spectrum of the light emitting source is represented by IPL [λ], p
The spectrum IEL [λ] emitted outside through the layer (glass substrate)

【0075】[0075]

【数51】 (Equation 51)

【0076】と表すシミュレーションモデルである。This is a simulation model expressed as follows.

【0077】このようなシミュレーションモデルを用
い、今まで考えられていた発光源からの直接放射光と、
金属面を介して放出されていた反射光の他に、複数の屈
折率の異なる界面での反射を考慮したシミュレーション
を行うことができ、変調スペクトル強度を比較的容易に
得ることができる。また、上記シミュレーションモデル
では一回反射光のみを考慮し、全界面の反射光を考慮し
た合成光波Φ[λ]は、これらを単純に重ね合わせること
により得ている。これにより、モデルが単純化し、複雑
な計算を行うことなく、比較的容易に精度のよい近似モ
デルを得ることができる。従って、上記シミュレーショ
ンモデルにおいては、rの2次以上を含む項は、1に比
べて十分小さくなるので無視し、指数関数と三角関数と
の変換式も併用した。
Using such a simulation model, the direct emission light from the light emitting source, which has been considered so far,
In addition to the reflected light emitted through the metal surface, a simulation can be performed in consideration of reflection at a plurality of interfaces having different refractive indices, and the modulation spectrum intensity can be obtained relatively easily. Further, in the above simulation model, only the reflected light once is considered, and the combined light wave Φ [λ] considering the reflected light at all interfaces is obtained by simply superimposing them. As a result, the model is simplified, and an accurate approximate model can be obtained relatively easily without performing complicated calculations. Therefore, in the above simulation model, terms including the second or higher order of r are sufficiently smaller than 1 and are ignored, and a conversion formula between an exponential function and a trigonometric function is also used.

【0078】またさらに、視感度係数をθ[λ]と表した
とき、
Further, when the visibility coefficient is represented by θ [λ],

【0079】[0079]

【数52】 (Equation 52)

【0080】として得られる発光輝度から効率的な光取
り出しのための構造設計を行うことができる。
The structure design for efficient light extraction can be performed from the emission luminance obtained as described above.

【0081】上記シミュレーションモデルにおいては、
発光源を広がりのない点源として扱った。そこで、さら
に一般化するために、発光領域が分布を有する場合につ
いて考える。有機EL素子では一般に、発光源は互いに
関係のない点光源の集合として捕らえることができる。
従って、上記局在モデルを単に重ね合わせればよいこと
がわかる。
In the above simulation model,
The luminescent source was treated as a point source without spread. Therefore, for further generalization, consider a case where the light emitting region has a distribution. In an organic EL element, generally, a light emitting source can be regarded as a set of point light sources that are not related to each other.
Therefore, it is understood that the above localization models may be simply superimposed.

【0082】ただし、上記モデルを自然に拡張するた
め、例えば図2に示すように、一定の厚さde を有する
発光層を考えると、局在発光aを挟んで上下に発光領域
d1+d-1(この段落において、-1は1の上に−を付し
たインバートを表す。)が存在するとする。双方の屈折
率n1=n-1とすると、d1あるいはd-1(いずれか
が、0〜de までの任意の広がりがあることになる)
は、0〜de までの局在発光が重ね合わさっていると考
えることができる。
[0082] However, in order to extend the model naturally, for example as shown in FIG. 2, considering the light-emitting layer having a constant thickness d e, emitting up and down across the localized emission a region d1 + d1 (In this paragraph, -1 represents an invert in which-is added above 1). Assuming that both refractive indices are n1 = n-1, d1 or d-1 (either has an arbitrary spread from 0 to de)
Can be considered that localized light emission of 0 to de is superimposed.

【0083】ここでは、点光源の発光強度は場所では変
化するが、そのスペクトル(有機EL素子の場合蛍光ス
ペクトル等)は発光ポイントでは同一であるとする。例
えば、有機EL素子の場合には発光強度は電子と正孔の
再結合量に比例する。再結合量は、デバイス内で分布を
持つが、そのスペクトル自体は材料の蛍光スペクトル等
と同一となるため場所には依存しない。このような条件
で干渉スペクトルを求めるには、デバイス中の任意の点
であるx地点における再結合量η[x]がわかっていなけ
ればならない。x地点から放出された光は、干渉により
ρ[x,λ]の強度になるので、η[x]にρ[x,λ]を乗
じて発光領域にわたってxで積分すれば干渉スペクトル
Γ[λ]が得られることになる。なお、上述のように電子
と正孔の再結合量は発光強度に比例するので、ここでは
再結合量η[x]を発光強度分布φ[x]で置換する。
Here, it is assumed that the light emission intensity of the point light source changes at a place, but its spectrum (such as a fluorescence spectrum in the case of an organic EL element) is the same at the light emission point. For example, in the case of an organic EL device, the emission intensity is proportional to the amount of recombination of electrons and holes. Although the amount of recombination has a distribution in the device, the spectrum itself is the same as the fluorescence spectrum of the material or the like and does not depend on the location. In order to obtain an interference spectrum under such conditions, the recombination amount η [x] at an arbitrary point x in the device must be known. Since the light emitted from the point x has an intensity of ρ [x, λ] due to interference, the interference spectrum Γ [λ] can be obtained by multiplying η [x] by ρ [x, λ] and integrating over x over the emission region. ] Will be obtained. Since the amount of recombination of electrons and holes is proportional to the emission intensity as described above, the amount of recombination η [x] is replaced by the emission intensity distribution φ [x] here.

【0084】[0084]

【数53】 (Equation 53)

【0085】上述のように、n1=n-1(この段落にお
いて、-1は1の上に−を付したインバートを表す。)で
あって、d1+d-1=de であるから発光層の端を0と
おくと、d-1=0〜de の積分になる。
As described above, since n1 = n−1 (in this paragraph, −1 represents an invert with a − above 1), and d1 + d−1 = de, the end of the light emitting layer Is set to 0, the integral becomes d-1 = 0 to de.

【0086】[0086]

【数54】 (Equation 54)

【0087】従って、外部に放出されるスペクトルは、Therefore, the spectrum emitted to the outside is

【0088】[0088]

【数55】 [Equation 55]

【0089】発光輝度は、The emission luminance is

【0090】[0090]

【数56】 [Equation 56]

【0091】となる。Is obtained.

【0092】上記検討において、発光点源のスペクトル
(有機ELの蛍光スペクトル)は発光ポイントで同一と
したが、発光点により異なる場合には上記の式は変更を
受ける。
In the above examination, the spectrum of the light emitting point source (fluorescent spectrum of the organic EL) is the same at the light emitting point. However, if the light emitting point is different, the above equation is modified.

【0093】発光領域の端(電子注入電極側=0)か
ら、d−1の距離の有機EL素子の発光強度をIPL[d
−1,λ]とすれば、IEL[λ]は、次のような積分式
になる(この段落において、-1は1の上に−を付したイ
ンバートを表す。)。
The emission intensity of the organic EL element at a distance of d-1 from the end of the light emitting region (electron injection electrode side = 0) is represented by IPL [d
−1, λ], IEL [λ] becomes the following integral expression (in this paragraph, −1 represents an invert in which − is added to 1).

【0094】[0094]

【数57】 [Equation 57]

【0095】さらに、視感度係数をθとすれば、輝度L
は次のようになる。
Further, assuming that the visibility coefficient is θ, the luminance L
Is as follows.

【0096】[0096]

【数58】 [Equation 58]

【0097】さらに、本発明の方法で用いたシミュレー
ションモデル(1)を、制御アルゴリズムの一部として
プログラム上に展開し、これを演算手段に実行させるこ
とにより、発光スペクトル、発光輝度を得るシミュレー
ション装置としてもよい。
Further, the simulation model (1) used in the method of the present invention is developed on a program as a part of a control algorithm, and the calculation means executes the simulation model, thereby obtaining a light emission spectrum and light emission luminance. It may be.

【0098】上記シミュレーションモデルを展開するた
めのプログラムは、アセンブラ、C言語、フォートラ
ン、BASIC等の高級あるいは低級な言語を問わず、
上記シミュレーションモデルが展開可能な言語であれば
よい。その展開手段も、通常用いられている数式を展開
するための手法を応用すればよい。
A program for developing the above simulation model is available in any high-level or low-level language such as assembler, C language, Fortran, or BASIC.
Any language can be used as long as the simulation model can be developed. The expanding means may apply a commonly used method for expanding mathematical formulas.

【0099】プログラムを格納するための媒体として
は、ROM、RAM、フラッシュメモリー等の半導体メ
モリーの他に、FD、HD等の磁気記録媒体、CD,C
DROM等の光記録媒体等が挙げられる。
As a medium for storing the program, in addition to a semiconductor memory such as a ROM, a RAM and a flash memory, a magnetic recording medium such as an FD and an HD, a CD and a C
An optical recording medium such as a DROM can be used.

【0100】演算手段としては、プログラムが格納され
た半導体メモリーなどを直接アクセスして動作すること
の可能なマイクロプロセッサーや、これを応用したパソ
コン等が挙げられ、演算結果は周知の制御手段やOS等
によりディスプレイ、プリンターに表示させることがで
きる。パラメータなどの入力もキーボード、外部との接
続バス、通信手段等を介して入力すればよい。従って、
例えば汎用のパソコン、ワークステーション等に上記シ
ミュレーションモデルを展開したプログラムを入力する
ことにより、本発明装置を実現することができる。
Examples of the operation means include a microprocessor capable of directly accessing and operating a semiconductor memory or the like in which a program is stored, and a personal computer to which the operation is applied. Can be displayed on a display or a printer. Input of parameters and the like may be input via a keyboard, an external connection bus, communication means, or the like. Therefore,
For example, the apparatus of the present invention can be realized by inputting a program in which the above simulation model is developed into a general-purpose personal computer, workstation, or the like.

【0101】次に本発明のシミュレーションにより解析
される有機EL素子について説明する。本発明に用いら
れる有機EL素子は、例えば、基板上にホール注入電極
と、電子注入電極と、これらの電極間に設けられた1種
以上の有機層とを有する。有機層は、それぞれ少なくと
も1層のホール輸送層および発光層を有し、その上に電
子注入電極を有し、さらに最上層として保護電極を設け
てもよい。なお、ホール輸送層は省略可能である。そし
て、電子注入電極は、蒸着、スパッタ法等、好ましくは
スパッタ法で成膜される仕事関数の小さい金属、化合物
または合金で構成される。また、電子注入電極が基板側
に成膜されるいわゆる逆積層としてもよい。
Next, the organic EL element analyzed by the simulation of the present invention will be described. The organic EL device used in the present invention has, for example, a hole injection electrode, an electron injection electrode, and one or more organic layers provided between these electrodes on a substrate. The organic layer may have at least one hole transport layer and at least one light emitting layer, an electron injection electrode thereon, and a protective electrode as the uppermost layer. Note that the hole transport layer can be omitted. The electron injection electrode is made of a metal, a compound or an alloy having a small work function, which is preferably formed by vapor deposition, sputtering, or the like, preferably by sputtering. Further, a so-called reverse lamination in which the electron injection electrode is formed on the substrate side may be employed.

【0102】ホール注入電極としては、通常、基板側か
ら発光した光を取り出す構造であるため、透明な電極が
好ましく、ITO(錫ドープ酸化インジウム)、IZO
(亜鉛ドープ酸化インジウム)、ZnO、SnO2 、I
23 等が挙げられるが、好ましくはITO(錫ドー
プ酸化インジウム)、IZO(亜鉛ドープ酸化インジウ
ム)が好ましい。In2 3 に対しSnO2 の混合比
は、1〜20wt%が好ましく、さらには5〜12wt%が
好ましい。In2 3 に対しZnOの混合比は、12〜
32wt%が好ましい。その他にSn、Ti、Pb等が酸
化物の形で、酸化物換算にして1wt%以下含まれていて
もよい。
The hole injecting electrode usually has a structure in which light emitted from the substrate side is taken out. Therefore, a transparent electrode is preferable, and ITO (tin-doped indium oxide), IZO
(Zinc-doped indium oxide), ZnO, SnO 2 , I
Examples include n 2 O 3 , and preferably ITO (tin-doped indium oxide) and IZO (zinc-doped indium oxide). The mixing ratio of SnO 2 with respect to In 2 O 3 is preferably 1 to 20 wt%, more preferably 5~12wt%. The mixing ratio of ZnO to In 2 O 3 is 12 to
32 wt% is preferred. In addition, Sn, Ti, Pb, and the like may be contained in the form of oxides in an amount of 1% by weight or less in terms of oxides.

【0103】ホール注入電極は蒸着法等によっても形成
できるが、好ましくはスパッタ法により形成することが
好ましい。ITO、IZO電極の形成にスパッタ法を用
いる場合、好ましくはIn2 3 にSnO2 やZnOを
ドープしたターゲットを用いる。スパッタ法によりIT
O透明電極を成膜した場合、蒸着により成膜したものよ
り発光輝度の経時変化が少ない。スパッタ法としてはD
Cスパッタが好ましく、その投入電力としては、好まし
くは0.1〜4W/cm2 の範囲が好ましい。特にDCス
パッタ装置の電力としては、好ましくは0.1〜10W
/cm2、特に0.2〜5W/cm2の範囲である。また、成
膜レートは2〜100nm/min 、特に5〜50nm/min
の範囲が好ましい。
The hole injection electrode can be formed by a vapor deposition method or the like, but is preferably formed by a sputtering method. When a sputtering method is used for forming the ITO or IZO electrode, a target in which Sn 2 or ZnO is doped into In 2 O 3 is preferably used. IT by sputtering method
When the O-transparent electrode is formed, the change in emission luminance with time is less than that of the film formed by vapor deposition. The sputtering method is D
C sputtering is preferred, and the input power is preferably in the range of 0.1 to 4 W / cm 2 . In particular, the power of the DC sputtering apparatus is preferably 0.1 to 10 W
/ Cm 2 , especially in the range of 0.2 to 5 W / cm 2 . The deposition rate is 2 to 100 nm / min, especially 5 to 50 nm / min.
Is preferable.

【0104】スパッタガスとしては特に限定するもので
はなく、Ar、He、Ne、Kr、Xe等の不活性ガ
ス、あるいはこれらの混合ガスを用いればよい。このよ
うなスパッタガスのスパッタ時における圧力としては、
通常0.1〜20Pa程度でよい。
The sputtering gas is not particularly limited, and an inert gas such as Ar, He, Ne, Kr, and Xe, or a mixed gas thereof may be used. As the pressure at the time of sputtering such a sputtering gas,
Usually, it may be about 0.1 to 20 Pa.

【0105】ホール注入電極の厚さは、ホール注入を十
分行える一定以上の厚さを有すれば良く、通常5〜50
0nm、特に10〜300nmの範囲が好ましい。
The thickness of the hole injecting electrode may be a certain thickness or more for sufficiently injecting holes.
0 nm, preferably in the range of 10 to 300 nm.

【0106】成膜される電子注入電極の構成材料として
は、電子注入を効果的に行う低仕事関数の物質が好まし
い。したがって、スパッタターゲットとしては、通常こ
のような電子注入電極構成金属、合金を用いる。これら
の仕事関数は4.5eV以下であり、特に仕事関数が
4.0eV以下の金属、合金が好ましい。
As a constituent material of the electron injecting electrode to be formed, a material having a low work function for effectively injecting electrons is preferable. Therefore, such a metal or alloy constituting an electron injection electrode is usually used as a sputter target. These work functions are 4.5 eV or less, and metals and alloys having a work function of 4.0 eV or less are particularly preferable.

【0107】スパッタ時のスパッタガスの圧力は、好ま
しくは0.1〜5Paの範囲が好ましく、この範囲でスパ
ッタガスの圧力を調節することにより、前記範囲のLi
濃度のAlLi合金を容易に得ることができる。また、
成膜中にスパッタガスの圧力を、前記範囲内で変化させ
ることにより、上記Li濃度勾配を有する電子注入電極
を容易に得ることができる。また、成膜ガス圧力と基板
ターゲット間距離の積が20〜65Pa・cmを満たす成膜
条件にすることが好ましい。
The pressure of the sputtering gas at the time of sputtering is preferably in the range of 0.1 to 5 Pa. By adjusting the pressure of the sputtering gas in this range, the Li gas in the above range can be obtained.
A high concentration of AlLi alloy can be easily obtained. Also,
By changing the pressure of the sputtering gas within the above range during the film formation, an electron injection electrode having the above-mentioned Li concentration gradient can be easily obtained. Further, it is preferable that the film formation conditions satisfy a product of the film formation gas pressure and the distance between the substrate targets that satisfies 20 to 65 Pa · cm.

【0108】スパッタガスは、通常のスパッタ装置に使
用される不活性ガスや、反応性スパッタではこれに加え
てN2、H2、O2、C24、NH3等の反応性ガスが使用
可能である。
The sputter gas may be an inert gas used in a normal sputtering apparatus or a reactive gas such as N 2 , H 2 , O 2 , C 2 H 4 , NH 3 in the case of reactive sputtering. Can be used.

【0109】スパッタ法としてはRF電源を用いた高周
波スパッタ法等も可能であるが、成膜レートの制御が容
易であり、有機EL素子構造体へのダメージを少なくす
るためにはDCスパッタ法を用いることが好ましい。D
Cスパッタ装置の電力としては、好ましくは0.1〜1
0W/cm2、特に0.5〜7W/cm2の範囲である。ま
た、成膜レートは5〜100nm/min 、特に10〜50
nm/min の範囲が好ましい。
As the sputtering method, a high-frequency sputtering method using an RF power supply or the like is possible. However, the DC sputtering method is used in order to easily control the film formation rate and to reduce damage to the organic EL element structure. Preferably, it is used. D
The power of the C sputtering apparatus is preferably 0.1 to 1
0 W / cm 2, in particular from 0.5~7W / cm 2. The film formation rate is 5 to 100 nm / min, especially 10 to 50 nm.
The range of nm / min is preferred.

【0110】電子注入電極薄膜の厚さは、電子注入を十
分行える一定以上の厚さとすれば良く、1nm以上、好ま
しくは3nm以上とすればよい。また、その上限値には特
に制限はないが、通常膜厚は3〜500nm程度とすれば
よい。
The thickness of the electron-injection electrode thin film may be a certain thickness or more for sufficiently injecting electrons, and may be 1 nm or more, preferably 3 nm or more. The upper limit is not particularly limited, but the thickness may be generally about 3 to 500 nm.

【0111】本発明に用いられる有機EL素子は、電子
注入電極の上、つまり有機層と反対側には保護電極を設
けてもよい。保護電極を設けることにより、電子注入電
極が外気や水分等から保護され、構成薄膜の劣化が防止
され、電子注入効率が安定し、素子寿命が飛躍的に向上
する。また、この保護電極は、非常に低抵抗であり、電
子注入電極の抵抗が高い場合には配線電極としての機能
も有する。この保護電極は、好ましくはAl、Alおよ
び遷移金属(ただしTiを除く)、Tiまたは窒化チタ
ン(TiN)のいずれか1種または2種以上を含有す
る。
In the organic EL device used in the present invention, a protective electrode may be provided on the electron injection electrode, that is, on the side opposite to the organic layer. By providing the protective electrode, the electron injection electrode is protected from the outside air, moisture, and the like, the deterioration of the constituent thin film is prevented, the electron injection efficiency is stabilized, and the element life is dramatically improved. The protection electrode has a very low resistance, and also has a function as a wiring electrode when the resistance of the electron injection electrode is high. The protective electrode preferably contains one or more of Al, Al and a transition metal (excluding Ti), Ti or titanium nitride (TiN).

【0112】保護電極の厚さは、電子注入効率を確保
し、水分や酸素あるいは有機溶媒の進入を防止するた
め、一定以上の厚さとすればよく、好ましくは50nm以
上、さらに100nm以上、特に100〜1000nmの範
囲が好ましい。保護電極層が薄すぎると、本発明の効果
が得られず、また、保護電極層の段差被覆性が低くなっ
てしまい、端子電極との接続が十分ではなくなる。一
方、保護電極層が厚すぎると、保護電極層の応力が大き
くなるため、ダークスポットの成長速度が高くなってし
まう。なお、配線電極として機能させる場合の厚さは、
電子注入電極の膜厚が薄いために膜抵抗が高く、これを
補う場合には、通常100〜500nm 程度、その他の
配線電極として機能される場合には100〜300nm程
度である。
The thickness of the protective electrode may be a certain thickness or more, preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, especially 100 nm, in order to secure electron injection efficiency and prevent entry of moisture, oxygen or an organic solvent. A range of ~ 1000 nm is preferred. If the protective electrode layer is too thin, the effect of the present invention cannot be obtained, and the step coverage of the protective electrode layer will be low, and the connection with the terminal electrode will not be sufficient. On the other hand, if the thickness of the protective electrode layer is too large, the stress of the protective electrode layer increases, and the dark spot growth rate increases. The thickness when functioning as a wiring electrode is
Since the thickness of the electron injection electrode is small, the film resistance is high. To compensate for this, the thickness is usually about 100 to 500 nm, and when it functions as another wiring electrode, it is about 100 to 300 nm.

【0113】電子注入電極と保護電極とを併せた全体の
厚さとしては、特に制限はないが、通常100〜100
0nm程度とすればよい。
The total thickness of the electron injecting electrode and the protective electrode is not particularly limited, but is usually 100 to 100.
It may be about 0 nm.

【0114】電極成膜後に、前記保護電極に加えて、S
iOX 等の無機材料、テフロン、塩素を含むフッ化炭素
重合体等の有機材料等を用いた保護膜を形成してもよ
い。保護膜は透明でも不透明であってもよく、保護膜の
厚さは50〜1200nm程度とする。保護膜は前記した
反応性スパッタ法の他に、一般的なスパッタ法、蒸着
法、PECVD法等により形成すればよい。
After forming the electrode, in addition to the protective electrode, S
inorganic materials iO X such as Teflon, a protective film may be formed using an organic material such as fluorocarbon polymers containing chlorine. The protective film may be transparent or opaque, and the thickness of the protective film is about 50 to 1200 nm. The protective film may be formed by a general sputtering method, a vapor deposition method, a PECVD method or the like in addition to the reactive sputtering method described above.

【0115】次に、本発明のEL素子に設けられる有機
物層について述べる。
Next, the organic layer provided in the EL device of the present invention will be described.

【0116】発光層は、ホール(正孔)および電子の注
入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合によ
り励起子を生成させる機能を有する。発光層には比較的
電子的にニュートラルな化合物を用いることが好まし
い。
The light emitting layer has a function of injecting holes (holes) and electrons, a function of transporting them, and a function of generating excitons by recombination of holes and electrons. It is preferable to use a relatively electronically neutral compound for the light emitting layer.

【0117】ホール注入輸送層は、ホール注入電極から
のホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送
する機能および電子を妨げる機能を有し、電子注入輸送
層は、陰電極からの電子の注入を容易にする機能、電子
を安定に輸送する機能およびホールを妨げる機能を有す
るものであり、これらの層は、発光層に注入されるホー
ルや電子を増大・閉じこめさせ、再結合領域を最適化さ
せ、発光効率を改善する。
The hole injecting / transporting layer has a function of facilitating the injection of holes from the hole injecting electrode, a function of stably transporting holes, and a function of hindering electrons. These layers have the function of facilitating the injection of electrons, the function of stably transporting electrons, and the function of hindering holes. These layers increase and confine holes and electrons injected into the light emitting layer, and reduce the recombination region. Optimize and improve luminous efficiency.

【0118】発光層の厚さ、ホール注入輸送層の厚さお
よび電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法
によっても異なるが、通常、5〜500nm程度、特に1
0〜300nmとすることが好ましい。
The thickness of the light emitting layer, the thickness of the hole injecting and transporting layer, and the thickness of the electron injecting and transporting layer are not particularly limited, and vary depending on the forming method.
The thickness is preferably from 0 to 300 nm.

【0119】ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸
送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光
層の厚さと同程度もしくは1/10〜10倍程度とすれ
ばよい。ホールもしくは電子の、各々の注入層と輸送層
を分ける場合は、注入層は1nm以上、輸送層は1nm以上
とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さ
の上限は、通常、注入層で500nm程度、輸送層で50
0nm程度である。このような膜厚については注入輸送層
を2層設けるときも同じである。
The thickness of the hole injecting / transporting layer and the thickness of the electron injecting / transporting layer depend on the design of the recombination / light emitting region, but may be about the same as the thickness of the light emitting layer or about 1/10 to 10 times. When the injection layer and the transport layer for holes or electrons are separated from each other, it is preferable that the injection layer has a thickness of 1 nm or more and the transport layer has a thickness of 1 nm or more. At this time, the upper limit of the thickness of the injection layer and the transport layer is usually about 500 nm for the injection layer and 50 nm for the transport layer.
It is about 0 nm. Such a film thickness is the same when two injection / transport layers are provided.

【0120】本発明の有機EL素子の発光層には発光機
能を有する化合物である蛍光性物質を含有させる。この
ような蛍光性物質としては、例えば、特開昭63−26
4692号公報に開示されているような化合物、例えば
キナクリドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物か
ら選択される少なくとも1種が挙げられる。また、トリ
ス(8−キノリノラト)アルミニウム等の8−キノリノ
ールないしその誘導体を配位子とする金属錯体色素など
のキノリン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アント
ラセン、ペリレン、コロネン、12−フタロペリノン誘
導体等が挙げられる。さらには、特開平8−12600
号公報(特願平6−110569号)のフェニルアント
ラセン誘導体、特開平8−12969号公報(特願平6
−114456号)のテトラアリールエテン誘導体等を
用いることができる。
The light emitting layer of the organic EL device of the present invention contains a fluorescent substance which is a compound having a light emitting function. Examples of such a fluorescent substance include, for example, JP-A-63-26.
No. 4,692, for example, at least one compound selected from compounds such as quinacridone, rubrene, styryl dyes and the like. Also, quinoline derivatives such as metal complex dyes having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand, such as tris (8-quinolinolato) aluminum, tetraphenylbutadiene, anthracene, perylene, coronene, and 12-phthaloperinone derivatives. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-12600
Phenylanthracene derivative disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 8-110569 (Japanese Patent Application No. Hei 6-110569).
No. 114456) can be used.

【0121】また、それ自体で発光が可能なホスト物質
と組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントと
しての使用が好ましい。このような場合の発光層におけ
る化合物の含有量は0.01〜10wt% 、さらには0.
1〜5wt% であることが好ましい。ホスト物質と組み合
わせて使用することによって、ホスト物質の発光波長特
性を変化させることができ、長波長に移行した発光が可
能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上す
る。
Further, it is preferable to use in combination with a host substance capable of emitting light by itself, and it is preferable to use it as a dopant. In such a case, the content of the compound in the light emitting layer is 0.01 to 10% by weight, and more preferably 0.1 to 10% by weight.
It is preferably 1 to 5% by weight. When used in combination with a host substance, the emission wavelength characteristics of the host substance can be changed, light emission shifted to a longer wavelength becomes possible, and the luminous efficiency and stability of the device are improved.

【0122】ホスト物質としては、キノリノラト錯体が
好ましく、さらには8−キノリノールないしその誘導体
を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このよう
なアルミニウム錯体としては、特開昭63−26469
2号、特開平3−255190号、特開平5−7073
3号、特開平5−258859号、特開平6−2158
74号等に開示されているものを挙げることができる。
As the host substance, a quinolinolato complex is preferable, and an aluminum complex having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand is preferable. Such an aluminum complex is disclosed in JP-A-63-26469.
No. 2, JP-A-3-255190, JP-A-5-7073
3, JP-A-5-258859, JP-A-6-2158
No. 74 and the like.

【0123】具体的には、まず、トリス(8−キノリノ
ラト)アルミニウム、ビス(8−キノリノラト)マグネ
シウム、ビス(ベンゾ{f}−8−キノリノラト)亜
鉛、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウ
ムオキシド、トリス(8−キノリノラト)インジウム、
トリス(5−メチル−8−キノリノラト)アルミニウ
ム、8−キノリノラトリチウム、トリス(5−クロロ−
8−キノリノラト)ガリウム、ビス(5−クロロ−8−
キノリノラト)カルシウム、5,7−ジクロル−8−キ
ノリノラトアルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−
8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム、ポリ[亜
鉛(II)−ビス(8−ヒドロキシ−5−キノリニル)メ
タン]、等がある。
Specifically, first, tris (8-quinolinolato) aluminum, bis (8-quinolinolato) magnesium, bis (benzo {f} -8-quinolinolato) zinc, bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum Oxide, tris (8-quinolinolato) indium,
Tris (5-methyl-8-quinolinolato) aluminum, 8-quinolinolatolithium, tris (5-chloro-
8-quinolinolato) gallium, bis (5-chloro-8-
Quinolinolato) calcium, 5,7-dichloro-8-quinolinolatoaluminum, tris (5,7-dibromo-
8-hydroxyquinolinolato) aluminum, poly [zinc (II) -bis (8-hydroxy-5-quinolinyl) methane], and the like.

【0124】また、8−キノリノールないしその誘導体
のほかに他の配位子を有するアルミニウム錯体であって
もよく、このようなものとしては、ビス(2−メチル−
8−キノリノラト)(フェノラト)アルミニウム(III)
、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(オルト−
クレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−
8−キノリノラト)(メタークレゾラト)アルミニウム
(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ
−クレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル
−8−キノリノラト)(オルト−フェニルフェノラト)
アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノ
ラト)(メタ−フェニルフェノラト)アルミニウム(II
I) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ−
フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−
メチル−8−キノリノラト)(2,3−ジメチルフェノ
ラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キ
ノリノラト)(2,6−ジメチルフェノラト)アルミニ
ウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)
(3,4−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III) 、
ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(3,5−ジメ
チルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチ
ル−8−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフ
ェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8
−キノリノラト)(2,6−ジフェニルフェノラト)ア
ルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラ
ト)(2,4,6−トリフェニルフェノラト)アルミニ
ウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)
(2,3,6−トリメチルフェノラト)アルミニウム(I
II) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,
3,5,6−テトラメチルフェノラト)アルミニウム(I
II) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(1−ナ
フトラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8
−キノリノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(II
I) 、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)
(オルト−フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、
ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(パラ−
フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,
4−ジメチル−8−キノリノラト)(メタ−フェニルフ
ェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチ
ル−8−キノリノラト)(3,5−ジメチルフェノラ
ト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチル−8
−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフェノラ
ト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−4−エチ
ル−8−キノリノラト)(パラ−クレゾラト)アルミニ
ウム(III) 、ビス(2−メチル−4−メトキシ−8−キ
ノリノラト)(パラ−フェニルフェノラト)アルミニウ
ム(III) 、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリ
ノラト)(オルト−クレゾラト)アルミニウム(III) 、
ビス(2−メチル−6−トリフルオロメチル−8−キノ
リノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(III) 等が
ある。
Further, in addition to 8-quinolinol or its derivative, an aluminum complex having another ligand may be used, such as bis (2-methyl-
8-quinolinolato) (phenolato) aluminum (III)
, Bis (2-methyl-8-quinolinolato) (ortho-
Cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl-
8-quinolinolato) (meth-cresolate) aluminum
(III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (para-cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (ortho-phenylphenolate)
Aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (meth-phenylphenolato) aluminum (II
I), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (para-
Phenylphenolato) aluminum (III), bis (2-
Methyl-8-quinolinolato) (2,3-dimethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,6-dimethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl- 8-quinolinolato)
(3,4-dimethylphenolato) aluminum (III),
Bis (2-methyl-8-quinolinolato) (3,5-dimethylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (3,5-di-tert-butylphenolato) aluminum (III) ), Bis (2-methyl-8)
-Quinolinolato) (2,6-diphenylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,4,6-triphenylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl- 8-quinolinolato)
(2,3,6-trimethylphenolato) aluminum (I
II), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (2,
3,5,6-tetramethylphenolato) aluminum (I
II), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (1-naphthrat) aluminum (III), bis (2-methyl-8
-Quinolinolato) (2-naphthrat) aluminum (II
I), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato)
(Ortho-phenylphenolato) aluminum (III),
Bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (para-
Phenylphenolato) aluminum (III), bis (2,
4-dimethyl-8-quinolinolato) (meta-phenylphenolato) aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) (3,5-dimethylphenolato) aluminum (III), bis (2 4-dimethyl-8
-Quinolinolato) (3,5-di-tert-butylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-4-ethyl-8-quinolinolato) (para-cresolato) aluminum (III), bis (2-methyl) -4-methoxy-8-quinolinolato) (para-phenylphenolato) aluminum (III), bis (2-methyl-5-cyano-8-quinolinolato) (ortho-cresolato) aluminum (III),
Bis (2-methyl-6-trifluoromethyl-8-quinolinolato) (2-naphthrat) aluminum (III);

【0125】このほか、ビス(2−メチル−8−キノリ
ノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス(2−
メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス
(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)アルミニウム
(III) −μ−オキソ−ビス(2,4−ジメチル−8−キ
ノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス(4−エチル−
2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −
μ−オキソ−ビス(4−エチル−2−メチル−8−キノ
リノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−4
−メトキシキノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オ
キソ−ビス(2−メチル−4−メトキシキノリノラト)
アルミニウム(III) 、ビス(5−シアノ−2−メチル−
8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−
ビス(5−シアノ−2−メチル−8−キノリノラト)ア
ルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−5−トリフルオ
ロメチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ
−オキソ−ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル
−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 等であっても
よい。
In addition, bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-bis (2-
Methyl-8-quinolinolato) aluminum (III), bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) aluminum
(III) -μ-oxo-bis (2,4-dimethyl-8-quinolinolato) aluminum (III), bis (4-ethyl-
2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III)-
μ-oxo-bis (4-ethyl-2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III), bis (2-methyl-4
-Methoxyquinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-bis (2-methyl-4-methoxyquinolinolato)
Aluminum (III), bis (5-cyano-2-methyl-
8-quinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-
Bis (5-cyano-2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III), bis (2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolato) aluminum (III) -μ
-Oxo-bis (2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolato) aluminum (III) and the like.

【0126】このほかのホスト物質としては、特開平8
−12600号公報(特願平6−110569号)に記
載のフェニルアントラセン誘導体や特開平8−1296
9号公報(特願平6−114456号)に記載のテトラ
アリールエテン誘導体なども好ましい。
Other host materials include those disclosed in
Phenylanthracene derivative described in JP-A-12600 (Japanese Patent Application No. 6-110569) and JP-A-8-1296
No. 9 (Japanese Patent Application No. 6-114456) is also preferable.

【0127】発光層は電子注入輸送層を兼ねたものであ
ってもよく、このような場合はトリス(8−キノリノラ
ト)アルミニウム等を使用することが好ましい。これら
の蛍光性物質を蒸着すればよい。
The light emitting layer may also serve as an electron injection / transport layer. In such a case, it is preferable to use tris (8-quinolinolato) aluminum or the like. These fluorescent substances may be deposited.

【0128】また、必要に応じて発光層は、少なくとも
一種以上のホール注入輸送性化合物と少なくとも1種以
上の電子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ま
しく、この混合層中にドーパントを含有させることが好
ましい。このような混合層における化合物の含有量は、
0.01〜20wt% 、さらには0.1〜15wt% とする
ことが好ましい。
Further, if necessary, the light emitting layer is preferably a mixed layer of at least one or more hole injecting and transporting compounds and at least one or more electron injecting and transporting compounds. It is preferable to include them. The content of the compound in such a mixed layer is
It is preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 15% by weight.

【0129】混合層では、キャリアのホッピング伝導パ
スができるため、各キャリアは極性的に優勢な物質中を
移動し、逆の極性のキャリア注入は起こり難くなり、有
機化合物がダメージを受け難くなり、素子寿命がのびる
という利点があるが、前述のドーパントをこのような混
合層に含有させることにより、混合層自体のもつ発光波
長特性を変化させることができ、発光波長を長波長に移
行させることができるとともに、発光強度を高め、かつ
素子の安定性を向上させることができる。
In the mixed layer, a hopping conduction path of carriers is formed, so that each carrier moves in a material having a polarity predominant, carrier injection of the opposite polarity is less likely to occur, and organic compounds are less likely to be damaged. There is an advantage that the device life is extended, but by including the above-mentioned dopant in such a mixed layer, the emission wavelength characteristic of the mixed layer itself can be changed, and the emission wavelength can be shifted to a longer wavelength. In addition, the emission intensity can be increased and the stability of the element can be improved.

【0130】混合層に用いられるホール注入輸送性化合
物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール
注入輸送層用の化合物および電子注入輸送層用の化合物
の中から選択すればよい。なかでも、ホール注入輸送層
用の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、
例えばホール輸送材料であるトリフェニルジアミン誘導
体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持
つアミン誘導体を用いるのが好ましい。
The hole injecting / transporting compound and the electron injecting / transporting compound used in the mixed layer may be selected from a compound for a hole injecting / transporting layer and a compound for an electron injecting / transporting layer, respectively, which will be described later. Among them, compounds for the hole injection transport layer include amine derivatives having strong fluorescence,
For example, it is preferable to use a triphenyldiamine derivative which is a hole transport material, a styrylamine derivative, or an amine derivative having an aromatic condensed ring.

【0131】電子注入輸送性の化合物としては、キノリ
ン誘導体、さらには8−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス(8−キノリノラ
ト)アルミニウム(Alq3)を用いることが好まし
い。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラ
アリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。
As the compound capable of injecting and transporting electrons, it is preferable to use a quinoline derivative, furthermore a metal complex having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand, particularly tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq3). It is also preferable to use the above-mentioned phenylanthracene derivatives and tetraarylethene derivatives.

【0132】ホール注入輸送層用の化合物としては、強
い蛍光を持ったアミン誘導体、例えば上記のホール輸送
材料であるトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチ
リルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を
用いるのが好ましい。
As the compound for the hole injecting and transporting layer, an amine derivative having strong fluorescence, for example, a triphenyldiamine derivative as the above hole transporting material, a styrylamine derivative, or an amine derivative having an aromatic condensed ring is used. Is preferred.

【0133】この場合の混合比は、それぞれのキャリア
移動度とキャリア濃度を考慮する事で決定するが、一般
的には、ホール注入輸送性化合物の化合物/電子注入輸
送機能を有する化合物の重量比が、1/99〜99/
1、さらには10/90〜90/10、特には20/8
0〜80/20程度となるようにすることが好ましい。
The mixing ratio in this case is determined by considering the respective carrier mobilities and carrier concentrations. In general, the weight ratio of the compound of the hole injecting / transporting compound to the compound having the electron injecting / transporting function is used. But 1 / 99-99 /
1, further from 10/90 to 90/10, especially 20/8
It is preferable to set it to about 0 to 80/20.

【0134】また、混合層の厚さは、分子層一層に相当
する厚みから、有機化合物層の膜厚未満とすることが好
ましく、具体的には1〜85nmとすることが好ましく、
さらには5〜60nm、特には5〜50nmとすることが好
ましい。
Further, the thickness of the mixed layer is preferably smaller than the thickness of the organic compound layer from the thickness corresponding to one molecular layer, more preferably 1 to 85 nm.
Further, the thickness is preferably 5 to 60 nm, particularly preferably 5 to 50 nm.

【0135】また、混合層の形成方法としては、異なる
蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧(蒸
発温度)が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同
じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質
を蒸着するか、あるいは樹脂バインダー中に分散させて
コーティングすることにより、発光層を所定の厚さに形
成する。
As a method for forming the mixed layer, co-evaporation in which evaporation is performed from different evaporation sources is preferable. However, when the vapor pressures (evaporation temperatures) are approximately the same or very close, they are mixed in advance in the same evaporation board. Alternatively, it can be deposited. In the mixed layer, it is preferable that the compounds are uniformly mixed, but in some cases, the compounds may exist in an island shape. The light-emitting layer is generally formed to a predetermined thickness by vapor-depositing an organic fluorescent substance or by dispersing and coating the resin in a resin binder.

【0136】また、ホール注入輸送層には、例えば、特
開昭63−295695号公報、特開平2−19169
4号公報、特開平3−792号公報、特開平5−234
681号公報、特開平5−239455号公報、特開平
5−299174号公報、特開平7−126225号公
報、特開平7−126226号公報、特開平8−100
172号公報、EP0650955A1等に記載されて
いる各種有機化合物を用いることができる。例えば、テ
トラアリールベンジシン化合物(トリアリールジアミン
ないしトリフェニルジアミン:TPD)、芳香族三級ア
ミン、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、ポリチオフェン等である。こ
れらの化合物は2種以上を併用してもよく、併用すると
きは別層にして積層したり、混合したりすればよい。
The hole injecting and transporting layer is described in, for example, JP-A-63-295695 and JP-A-2-19169.
4, JP-A-3-792, JP-A-5-234
681, JP-A-5-239455, JP-A-5-299174, JP-A-7-126225, JP-A-7-126226, JP-A-8-100
Various organic compounds described in JP-A-172, EP0650955A1, and the like can be used. For example, a tetraarylbendicine compound (triaryldiamine or triphenyldiamine: TPD), an aromatic tertiary amine, a hydrazone derivative, a carbazole derivative, a triazole derivative, an imidazole derivative, an oxadiazole derivative having an amino group, polythiophene, etc. . Two or more of these compounds may be used in combination, and when they are used in combination, they may be stacked as separate layers or mixed.

【0137】ホール注入輸送層をホール注入層とホール
輸送層とに分けて設層する場合は、ホール注入輸送層用
の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いるこ
とができる。このとき、ホール注入電極(ITO等)側
からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の層の順に積
層することが好ましい。また陽電極表面には薄膜性の良
好な化合物を用いることが好ましい。このような積層順
については、ホール注入輸送層を2層以上設けるときも
同様である。このような積層順とすることによって、駆
動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポットの
発生・成長を防ぐことができる。また、素子化する場
合、蒸着を用いているので1〜10nm程度の薄い膜も、
均一かつピンホールフリーとすることができるため、ホ
ール注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部に
吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変化
や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。ホール
注入輸送層は、発光層等と同様に上記の化合物を蒸着す
ることにより形成することができる。
When the hole injecting and transporting layer is provided separately as a hole injecting and transporting layer, a preferred combination can be selected from the compounds for the hole injecting and transporting layer. At this time, it is preferable to stack the layers of the compound having the smaller ionization potential in order from the hole injection electrode (ITO or the like) side. It is preferable to use a compound having a good thin film property on the surface of the positive electrode. Such a stacking order is the same when two or more hole injection transport layers are provided. With such a stacking order, the driving voltage is reduced, and the occurrence of current leakage and the occurrence and growth of dark spots can be prevented. In the case of deviceization, a thin film of about 1 to 10 nm is used because evaporation is used,
Even if a compound with low ionization potential and absorption in the visible region is used for the hole injection layer because it can be made uniform and pinhole-free, it is possible to prevent a change in color tone of the emission color and a decrease in efficiency due to reabsorption. Can be. The hole injecting and transporting layer can be formed by vapor deposition of the above compound in the same manner as the light emitting layer and the like.

【0138】また、必要に応じて設けられる電子注入輸
送層には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム
(Alq3)等の8−キノリノールなしいその誘導体を
配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキ
サジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導
体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニ
ルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等を用い
ることができる。電子注入輸送層は発光層を兼ねたもの
であってもよく、このような場合はトリス(8−キノリ
ノラト)アルミニウム等を使用することが好ましい。電
子注入輸送層の形成は発光層と同様に蒸着等によればよ
い。
The electron injecting and transporting layer, which is provided as necessary, is provided with a quinoline derivative such as an organometallic complex having 8-quinolinol or a derivative thereof such as tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq3) as a ligand. Oxadiazole derivatives, perylene derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoxaline derivatives, diphenylquinone derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, and the like. The electron injection / transport layer may also serve as the light emitting layer. In such a case, it is preferable to use tris (8-quinolinolato) aluminum or the like. The electron injecting and transporting layer may be formed by vapor deposition or the like, similarly to the light emitting layer.

【0139】電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層
とに分けて積層する場合には、電子注入輸送層用の化合
物の中から好ましい組み合わせを選択して用いることが
できる。このとき、電子注入電極側から電子親和力の値
の大きい化合物の順に積層することが好ましい。このよ
うな積層順については電子注入輸送層を2層以上設ける
ときも同様である。
When the electron injecting and transporting layer is divided into an electron injecting layer and an electron transporting layer, a preferable combination can be selected from the compounds for the electron injecting and transporting layer. At this time, it is preferable to stack the compounds in descending order of the electron affinity value from the electron injection electrode side. This stacking order is the same when two or more electron injection / transport layers are provided.

【0140】基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む
色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコン
トロールしてもよい。
The luminescent color may be controlled by using a color filter film, a color conversion film containing a fluorescent substance, or a dielectric reflection film on the substrate.

【0141】色フィルター膜には、液晶ディスプレイ等
で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、
有機ELの発光する光に合わせてカラーフィルターの特
性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すればよ
い。
As the color filter film, a color filter used in a liquid crystal display or the like may be used.
The characteristics of the color filter may be adjusted in accordance with the light emitted from the organic EL to optimize the extraction efficiency and the color purity.

【0142】また、EL素子材料や蛍光変換層が光吸収
するような短波長の外光をカットできるカラーフィルタ
ーを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向
上する。
When a color filter capable of cutting off short-wavelength external light that is absorbed by the EL element material or the fluorescent conversion layer is used, the light resistance of the element and the display contrast are improved.

【0143】また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。
In addition, an optical thin film such as a dielectric multilayer film may be used instead of the color filter.

【0144】蛍光変換フィルター膜は、EL発光の光を
吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を放出させること
で、発光色の色変換を行うものであるが、組成として
は、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成
される。
The fluorescence conversion filter film absorbs EL light and emits light from the phosphor in the fluorescence conversion film, thereby performing color conversion of emission color. It is formed from a fluorescent material and a light absorbing material.

【0145】蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高
いものを用いれば良く、EL発光波長域に吸収が強いこ
とが望ましい。実際には、レーザー色素などが適してお
り、ローダミン系化合物・ペリレン系化合物・シアニン
系化合物・フタロシアニン系化合物(サブフタロ等も含
む)ナフタロイミド系化合物・縮合環炭化水素系化合物
・縮合複素環系化合物・スチリル系化合物・クマリン系
化合物等を用いればよい。
As the fluorescent material, basically, a material having a high fluorescence quantum yield may be used, and it is desirable that the fluorescent material has strong absorption in the EL emission wavelength region. Actually, laser dyes are suitable, and rhodamine compounds, perylene compounds, cyanine compounds, phthalocyanine compounds (including subphthalo, etc.) naphthaloimide compounds, condensed ring hydrocarbon compounds, condensed heterocyclic compounds, A styryl compound, a coumarin compound, or the like may be used.

【0146】バインダーは基本的に蛍光を消光しないよ
うな材料を選べば良く、フォトリソグラフィー・印刷等
で微細なパターニングが出来るようなものが好ましい。
また、ITO、IZOの成膜時にダメージを受けないよ
うな材料が好ましい。
As the binder, basically, a material which does not extinguish the fluorescence may be selected, and a binder which can be finely patterned by photolithography, printing or the like is preferable.
Further, a material that does not suffer damage during the formation of ITO or IZO is preferable.

【0147】光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りな
い場合に用いるが、必要の無い場合は用いなくても良
い。また、光吸収材料は、蛍光性材料の蛍光を消光しな
いような材料を選べば良い。
The light absorbing material is used when the light absorption of the fluorescent material is insufficient, but may be omitted when unnecessary. As the light absorbing material, a material that does not quench the fluorescence of the fluorescent material may be selected.

【0148】ホール注入輸送層、発光層および電子注入
輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから真
空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた
場合、アモルファス状態または結晶粒径が0.2μm 、
特に0.1μm 以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径
が0.2μm 、特に0.1μm を超えていると、不均一
な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなければならな
くなり、電荷の注入効率も著しく低下する。
For forming the hole injecting and transporting layer, the light emitting layer and the electron injecting and transporting layer, it is preferable to use a vacuum evaporation method since a uniform thin film can be formed. When the vacuum deposition method is used, the amorphous state or the crystal grain size is 0.2 μm,
In particular, a homogeneous thin film of 0.1 μm or less can be obtained. If the crystal grain size exceeds 0.2 μm, especially 0.1 μm, the light emission becomes non-uniform, the driving voltage of the device must be increased, and the charge injection efficiency is significantly reduced.

【0149】真空蒸着の条件は特に限定されないが、1
-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は0.01〜1nm/
sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形
成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの成長・発生を抑えたりするこ
とができる。
The conditions for vacuum deposition are not particularly limited.
The degree of vacuum is 0 -4 Pa or less, and the deposition rate is 0.01 to 1 nm /
It is preferable to set it to about sec. Further, it is preferable to form each layer continuously in a vacuum. If they are formed continuously in a vacuum, impurities can be prevented from adsorbing at the interface between the layers, so that high characteristics can be obtained. Further, the driving voltage of the element can be reduced, and the growth and generation of dark spots can be suppressed.

【0150】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、1層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。
In the case where a plurality of compounds are contained in one layer when a vacuum evaporation method is used for forming each of these layers, it is preferable to co-deposit each boat containing the compounds by individually controlling the temperature.

【0151】本発明に用いられる有機EL素子は、通
常、直流駆動型のEL素子として用いられるが、交流駆
動またはパルス駆動とすることもできる。印加電圧は、
通常、2〜20V 程度とされる。
The organic EL device used in the present invention is usually used as a DC drive type EL device, but it can be AC drive or pulse drive. The applied voltage is
Usually, it is about 2 to 20V.

【0152】[0152]

【実施例】次に、実施例を示し本発明をより具体的に説
明する。ここでは最も簡単な有機EL素子の例として、
電子注入電極(金属薄膜)/有機層1/有機層2/ホー
ル注入電極(透明電極)/ガラス基板の構成とし、発光
は有機層1と有機層2との界面で行われるものとする。
このような有機EL素子について、従来のシミュレーシ
ョンモデルと、本発明のシミュレーションモデルとにお
いてそれぞれ演算[市販のパソコンに数値計算プログラ
ム(マセマティカ)を用い、上記シミュレーションモデ
ルを展開した]し、得られた結果を実験データ(実測
値)と比較した。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Here, as an example of the simplest organic EL element,
It has a structure of an electron injection electrode (metal thin film) / organic layer 1 / organic layer 2 / hole injection electrode (transparent electrode) / glass substrate, and light emission is performed at the interface between the organic layer 1 and the organic layer 2.
With respect to such an organic EL element, the conventional simulation model and the simulation model of the present invention were respectively operated (the above simulation model was developed using a numerical calculation program (Mathematica) on a commercially available personal computer), and the obtained results were obtained. Was compared with experimental data (actual value).

【0153】素子構成として、上記基本構成の有機EL
素子を以下のような内容のものとした(測定はエリプト
メトリーによる)。 金属面での振幅反射率 :k=1 有機層1=Alq3 :屈折率n1=1.7、膜厚d1=70nm 有機層2=TPD :屈折率n2=1.7、膜厚d2=60nm ホール注入電極=ITO :屈折率n3=1.9、膜厚d3変化させた ガラス基板 :屈折率n4=1.5 発光物質の蛍光スペクトル:図3に示す。 視感度係数スペクトル :図4に示す。
As an element structure, an organic EL having the above basic structure is used.
The device had the following contents (measurement was performed by ellipsometry). Amplitude reflectance on metal surface: k = 1 Organic layer 1 = Alq3: Refractive index n1 = 1.7, thickness d1 = 70 nm Organic layer 2 = TPD: Refractive index n2 = 1.7, thickness d2 = 60 nm Hole Injection electrode = ITO: refractive index n3 = 1.9, glass substrate with changed thickness d3: refractive index n4 = 1.5 Fluorescence spectrum of luminescent material: shown in FIG. Visibility coefficient spectrum: shown in FIG.

【0154】[発光スペクトル] <実施例:発明モデル>本発明によるシミュレーション
モデルは以下のようになる。
[Emission Spectrum] <Example: Invention Model> The simulation model according to the present invention is as follows.

【0155】[0155]

【数59】 [Equation 59]

【0156】<比較例:従来モデル>従来のシミュレー
ションモデルは以下のようになる。
<Comparative Example: Conventional Model> A conventional simulation model is as follows.

【0157】[0157]

【数60】 [Equation 60]

【0158】上記各シミュレーションモデルにおいて、
ホール注入電極(ITO)の膜厚を50〜200nmに変
化させた場合について演算した。得られた結果を図5〜
図11に示す。図中、破線は従来例、実線は実施例を示
し、縦軸は任意量である。
In each of the above simulation models,
The calculation was performed when the thickness of the hole injection electrode (ITO) was changed to 50 to 200 nm. The results obtained are shown in FIG.
As shown in FIG. In the figure, a broken line indicates a conventional example, a solid line indicates an embodiment, and a vertical axis indicates an arbitrary amount.

【0159】<対照例:実測モデル>実際に上記構成で
ITO電極の厚みd3を変化させた有機EL素子を、蒸
着法により作製した。得られた各有機EL素子につい
て、分光輝度計を用いて発光スペクトルを測定した。得
られた結果を図12〜図18に示す。
<Comparative Example: Actual Measurement Model> An organic EL device having the above-described structure and the thickness d3 of the ITO electrode was actually manufactured by a vapor deposition method. The emission spectrum of each of the obtained organic EL devices was measured using a spectral luminance meter. The obtained results are shown in FIGS.

【0160】図12〜図18から明らかなように、IT
Oの膜厚により実測モデルのスペクトルは変化し、その
変化は本発明のモデルとよく一致している。ITOは電
極のため、その膜厚が変化しても電気的変化は少ないの
で、原理的には発光スペクトル変化は光学変調の効果と
なる。
As apparent from FIGS. 12 to 18, IT
The spectrum of the measured model changes depending on the thickness of O, and the change is in good agreement with the model of the present invention. Since ITO is an electrode, there is little electrical change even if its film thickness changes, so that in principle, a change in emission spectrum is an optical modulation effect.

【0161】[発光輝度] <実施例:発明モデル>本発明によるシミュレーション
モデルは以下のようになる。
[Emission Luminance] <Example: Invention Model> A simulation model according to the present invention is as follows.

【0162】[0162]

【数61】 [Equation 61]

【0163】<比較例:従来モデル>従来のシミュレー
ションモデルは以下のようになる。
<Comparative Example: Conventional Model> A conventional simulation model is as follows.

【0164】[0164]

【数62】 (Equation 62)

【0165】上記各シミュレーションモデルにおいて、
ホール注入電極(ITO)の膜厚を0〜200nmおよび
0〜1000nmの間で変化させた場合について演算し
た。得られた結果を図19,図20に示す。図中、破線
は従来例、実線は実施例を示す。
In each of the above simulation models,
The calculation was performed when the thickness of the hole injection electrode (ITO) was changed between 0 and 200 nm and between 0 and 1000 nm. The obtained results are shown in FIGS. In the figure, a broken line indicates a conventional example, and a solid line indicates an embodiment.

【0166】<対照例:実測モデル>実際に上記構成で
ITO電極の厚みd3を50〜200nmに変化させた有
機EL素子を、蒸着法により作製した。得られた各有機
EL素子について、分光輝度計を用いて発光輝度を測定
した。得られた結果を図21に示す。
<Comparative Example: Actual Measurement Model> An organic EL device having the above-mentioned structure and the thickness d3 of the ITO electrode changed to 50 to 200 nm was manufactured by a vapor deposition method. The emission luminance of each of the obtained organic EL devices was measured using a spectral luminance meter. FIG. 21 shows the obtained result.

【0167】図21から明らかなように、ITOの膜厚
により実測モデルの輝度は変化し、その変化は本発明の
モデルとよく一致している。ITOは電極のため、その
膜厚が変化しても電気的変化は少ないので、原理的には
発光輝度変化は光学変調の効果となる。
As is apparent from FIG. 21, the luminance of the measured model changes depending on the thickness of the ITO, and the change is in good agreement with the model of the present invention. Since ITO is an electrode, there is little electrical change even if its film thickness changes, and in principle, the change in light emission luminance is an optical modulation effect.

【0168】以上のシミュレーションモデルと実測値と
の比較結果から、本発明のモデルは、従来のモデルと比
較して・かに正確になっていることがわかる。そして、
金属面以外の反射光を定量的に考慮することで正確なシ
ミュレーションを行うことができ、有機EL発光素子の
発光スペクトルを光学的に変調する際、所望の変調を得
る素子の光学的構成を決定することができる。これに対
して、従来の簡単な近似式では、金属面以外の反射光に
よる変調を無視しているため、その部分の誤差を含むこ
ととなる。また、従来の定性的な考察のみでは、スペク
トルの変化を定量的に予測できないばかりか、白色光の
ような各種の波長が混在した場合には適用することがで
きない。
From the results of the comparison between the simulation model and the actually measured values, it can be seen that the model of the present invention is considerably more accurate than the conventional model. And
Accurate simulation can be performed by quantitatively considering the reflected light other than the metal surface, and when optically modulating the emission spectrum of the organic EL light emitting element, the optical configuration of the element that obtains the desired modulation is determined. can do. On the other hand, in the conventional simple approximation formula, since the modulation by the reflected light other than the metal surface is neglected, an error in that portion is included. Further, only the conventional qualitative study cannot quantitatively predict a change in spectrum, and cannot be applied to a case where various wavelengths such as white light are mixed.

【0169】上記例ではAlq3 を用いた有機EL素
子の簡単な構成のものについてシミュレーションを行っ
たが、それ以外の系について適用可能なことはいうまで
もない。発光ポイントは、局在発光の場合について検討
したが、分布を持つ(異なる発光域での発光には相関が
ないとする。)場合には、それぞれの微少発光域からの
寄与を単に積分すればよい。その後の取り扱いは同様で
ある。
In the above example, a simulation was performed for a simple structure of an organic EL element using Alq3, but it goes without saying that the present invention can be applied to other systems. The light emission point was examined in the case of localized light emission. If the light emission point has a distribution (it is assumed that light emission in different light emission regions has no correlation), simply integrating the contribution from each minute light emission region Good. Subsequent handling is the same.

【0170】次に、今回のシミュレーション結果で判明
した点について説明する。
Next, a description will be given of the points found by the simulation result of this time.

【0171】輝度はホール注入電極の膜厚d3に応じて
変化し、だんだん収束する。これは、n3とn4の屈折
率の差が大きいため、この界面での反射が支配的である
ことを示す。しかし、例えばそれ以外の界面での反射も
大きいときは、その光学距離にも依存してくることは容
易に推察できる。
The brightness changes in accordance with the thickness d3 of the hole injection electrode and gradually converges. This indicates that reflection at this interface is dominant because the difference between the refractive indices of n3 and n4 is large. However, for example, when the reflection at the other interface is large, it can be easily inferred that the reflection also depends on the optical distance.

【0172】以上のシミュレーションは、今回のような
構成に限定されるものではなく、例えば、基板/電子注
入電極/有機層/透明電極/光学層といった構成を有す
る素子にも適用可能である。
The above simulation is not limited to the configuration as described above, but can be applied to, for example, an element having a configuration of substrate / electron injection electrode / organic layer / transparent electrode / optical layer.

【0173】以上の結果から、有機EL素子の光学的構
成と発光特性の関係が計算できることが判明した。従っ
て、光学特性のバラツキと、光学膜厚のバラツキとの関
係がわかる。上記のシミュレーションモデルにより、所
望の光学バラツキにするための、素子構成への膜厚バラ
ツキの要求値が定まる。
From the above results, it was found that the relationship between the optical configuration of the organic EL device and the light emission characteristics could be calculated. Therefore, the relationship between the variation in the optical characteristics and the variation in the optical film thickness can be understood. The above simulation model determines the required value of the film thickness variation in the element configuration in order to achieve the desired optical variation.

【0174】例えば、上記構成例で、d3=100nm
(ITO膜厚)である場合に、輝度のバラツキを±5%
以内に抑えるためには、膜厚のバラツキを±20%以内
に抑える必要のあることがわかる。また、d3=70n
m、200nmである場合には、輝度のバラツキを±5%
以内に抑えるには、膜厚のバラツキを±10%以内に抑
える必要のあることがわかる。膜厚バラツキに直すとd
3=70nmで±13%、200nmで±5%と、膜厚が薄
い方が有利となる。一般に、成膜装置での膜厚バラツキ
は、膜厚に対して±5%程度なので、この場合にはd3
=70nmでの使用が好ましく、輝度のバラツキを±5%
以内に抑えるには、前記ITO透明電極と有機層との光
学膜厚の合計を1.9×200nm以下とする必要がある
ことがわかる。
For example, in the above configuration example, d3 = 100 nm
(ITO film thickness), ± 5%
It can be seen that it is necessary to suppress the variation of the film thickness to within ± 20% in order to keep the thickness within ± 20%. D3 = 70n
m, 200 nm, ± 5% variation in luminance
It can be seen that it is necessary to suppress the variation of the film thickness to within ± 10% in order to keep the thickness within ± 10%. When converted to film thickness variation, d
3 = ± 13% at 70 nm and ± 5% at 200 nm, the thinner the film, the more advantageous. In general, the variation in the film thickness in the film forming apparatus is about ± 5% with respect to the film thickness.
= 70 nm is preferable, and the variation in luminance is ± 5%.
It can be seen that the total optical thickness of the ITO transparent electrode and the organic layer needs to be 1.9 × 200 nm or less in order to keep the thickness within this range.

【0175】上記計算例は一例にすぎない。従って、他
の構成膜厚が変化する場合にはそれに対応した値とな
る。一般に、膜厚が薄いほど絶対値での膜厚バラツキは
小さいので、薄い膜厚での構成がばらつき低減という意
味では重要である。
The above calculation example is merely an example. Therefore, when the other constituent film thickness changes, the value becomes a value corresponding to the change. Generally, the smaller the film thickness, the smaller the variation in the absolute value of the film thickness. Therefore, it is important to reduce the variation in the configuration with the thin film thickness.

【0176】上記シミュレーションとそのフィードバッ
クは、材料や光学系が異なる系でも、それに対応する式
を構成し、演算することで拡張することが可能である。
例えば、上記構成例ではガラス基板上にITO透明導電
膜/有機層が形成されている場合について検討したが、
ガラス基板上にポリイミドやレジスト等がコートされた
バッファー層Nr があり、その上にさらにITO透明導
電膜/有機層/電子注入電極が構成されている場合につ
いての輝度バラツキを検討することもできる。
The above-mentioned simulation and its feedback can be extended even if the system is made of a different material or optical system, by constructing an equation corresponding to the system and calculating it.
For example, in the above configuration example, the case where the ITO transparent conductive film / organic layer is formed on the glass substrate was examined,
It is also possible to examine the variation in brightness in the case where a buffer layer Nr coated with a polyimide, a resist or the like is provided on a glass substrate and an ITO transparent conductive film / organic layer / electron injection electrode is further formed thereon.

【0177】一般に、バッファー層Nr と透明導電膜の
屈折率は近く、1.8〜2.0程度であるが、ガラスは
通常1.5程度である。従って、ガラスとバッファー層
Nr界面での反射光が変調を引き起こす。、輝度バラツ
キを抑制するためにはバッファー層Nr の膜厚バラツキ
が重要な要素となり、正確に数十nm以内に抑える必要が
ある。しかし、一般的なレジストやポリイミドでは、そ
れが極めて難しい。ところで、今回の検討結果から、変
調による輝度の変化はd3が大きくなると収束すること
がわかっている。そこで、この場合では、バッファー層
Nr の膜厚を十分に厚くしてもよい結果が得られること
がわかる。そして、上記シミュレーション結果をから、
この例の場合にはバッファー層の膜厚を700nm以上と
すればよいことがわかる。輝度のバラツキを±5%以内
に抑えるには、前記ITO透明電極と、バッファー層
と、有機層との光学膜厚の合計を1.9×200nm以下
とする必要があることがわかる。
In general, the refractive indices of the buffer layer Nr and the transparent conductive film are close to each other, and are about 1.8 to 2.0, but glass is usually about 1.5. Therefore, light reflected at the interface between the glass and the buffer layer Nr causes modulation. In order to suppress the luminance variation, the thickness variation of the buffer layer Nr is an important factor, and it is necessary to accurately suppress the variation within several tens of nm. However, it is extremely difficult with a general resist or polyimide. By the way, from the result of this study, it is known that the change in luminance due to modulation converges as d3 increases. Therefore, in this case, it can be seen that a result can be obtained in which the thickness of the buffer layer Nr can be sufficiently increased. And from the above simulation result,
In the case of this example, it is understood that the thickness of the buffer layer should be 700 nm or more. It can be seen that the total optical thickness of the ITO transparent electrode, the buffer layer, and the organic layer needs to be 1.9 × 200 nm or less in order to suppress the variation in luminance to within ± 5%.

【0178】[0178]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来検
討されていた以外の反射光を簡単に近似することで、一
般的な任意の構造を有する有機EL素子から外部に放出
されるスペクトルを正確に予測し、所望のスペクトルを
得るための素子設計を可能にする有機EL素子のシミュ
レーション方法および装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, by simply approximating the reflected light other than those conventionally studied, the light is emitted to the outside from an organic EL element having a general arbitrary structure. It is possible to provide a method and an apparatus for simulating an organic EL device, which can accurately predict a spectrum and design a device for obtaining a desired spectrum.

【0179】また、多くの反射面を有する構造でも効率
的な光の取り出しが可能な構造を実現可能な有機EL素
子のシミュレーション方法および装置を提供できる。
Further, it is possible to provide a method and apparatus for simulating an organic EL element capable of realizing a structure capable of efficiently extracting light even with a structure having many reflecting surfaces.

【0180】また、光学的なバラツキを低減可能な素子
構成を実現可能な有機EL素子のシミュレーション方法
および装置を提供できる。
Further, it is possible to provide a method and apparatus for simulating an organic EL device capable of realizing a device configuration capable of reducing optical variations.

【0181】また、シミュレーションの結果から、光学
的なバラツキを低減できる素子構成とした有機EL素子
を提供できる。
Further, from the results of the simulation, it is possible to provide an organic EL device having a device configuration capable of reducing optical variations.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のシミュレーションモデルである有機E
L素子の概念図である。
FIG. 1 is a simulation model of an organic E according to the present invention.
It is a conceptual diagram of an L element.

【図2】図1の有機EL素子の発光領域が一定の幅を有
する場合を示した概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a case where a light emitting region of the organic EL element of FIG. 1 has a certain width.

【図3】実施例で使用した有機EL素子の発光物質の蛍
光スペクトルを示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a fluorescence spectrum of a luminescent substance of the organic EL device used in the example.

【図4】実施例において使用した視感度係数のスペクト
ルを示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a spectrum of a visibility coefficient used in the example.

【図5】ITOの膜厚を50nmとした場合の、実施例と
比較例の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing emission spectra of an example and a comparative example when the film thickness of ITO is 50 nm.

【図6】ITOの膜厚を75nmとした場合の、実施例と
比較例の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing emission spectra of an example and a comparative example when the thickness of ITO is 75 nm.

【図7】ITOの膜厚を100nmとした場合の、実施例
と比較例の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing emission spectra of an example and a comparative example when the film thickness of ITO is 100 nm.

【図8】ITOの膜厚を125nmとした場合の、実施例
と比較例の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing emission spectra of an example and a comparative example when the thickness of ITO is 125 nm.

【図9】ITOの膜厚を150nmとした場合の、実施例
と比較例の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 9 is a diagram showing emission spectra of an example and a comparative example when the film thickness of ITO is 150 nm.

【図10】ITOの膜厚を175nmとした場合の、実施
例と比較例の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing emission spectra of an example and a comparative example when the film thickness of ITO is 175 nm.

【図11】ITOの膜厚を200nmとした場合の、実施
例と比較例の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 11 is a diagram showing emission spectra of an example and a comparative example when the film thickness of ITO is 200 nm.

【図12】ITOの膜厚を50nmとした場合の、実測値
の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 12 is a view showing an emission spectrum of an actually measured value when the film thickness of ITO is 50 nm.

【図13】ITOの膜厚を75nmとした場合の、実測値
の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 13 is a diagram showing an emission spectrum of an actually measured value when the film thickness of ITO is 75 nm.

【図14】ITOの膜厚を100nmとした場合の、実測
値の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 14 is a diagram showing an emission spectrum of an actually measured value when the thickness of ITO is 100 nm.

【図15】ITOの膜厚を125nmとした場合の、実測
値の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 15 is a diagram showing emission spectra of actually measured values when the thickness of ITO is 125 nm.

【図16】ITOの膜厚を150nmとした場合の、実測
値の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 16 is a view showing an emission spectrum of an actually measured value when the film thickness of ITO is 150 nm.

【図17】ITOの膜厚を175nmとした場合の、実測
値の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 17 is a view showing an emission spectrum of an actually measured value when the film thickness of ITO is 175 nm.

【図18】ITOの膜厚を200nmとした場合の、実測
値の発光スペクトルを示した図である。
FIG. 18 is a diagram showing an emission spectrum of an actually measured value when the film thickness of ITO is 200 nm.

【図19】ITOの膜厚を0〜200nmと変化させた場
合の、実施例と比較例の発光輝度を示した図である。
FIG. 19 is a diagram showing light emission luminances of an example and a comparative example when the thickness of ITO was changed from 0 to 200 nm.

【図20】ITOの膜厚を0〜1000nmと変化させた
場合の、実施例と比較例の発光輝度を示した図である。
FIG. 20 is a diagram showing light emission luminances of an example and a comparative example when the thickness of ITO is changed from 0 to 1000 nm.

【図21】ITOの膜厚を50〜200nmと変化させた
場合の、実測値の発光輝度を示した図である。
FIG. 21 is a diagram showing measured light emission luminance when the film thickness of ITO is changed from 50 to 200 nm.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一方の面に金属面を有し、発光源と複数
の光学膜厚を有する有機EL素子のシミュレーション方
法であって、 下記(I)で表されるシミュレーションモデルと、この
シミュレーションモデル(I)より得られた発光スペク
トルから光取り出しのための構造設計を行う有機EL素
子のシミュレーション方法。 (I) 発光源の金属面側にq種、その反対側にp種の
屈折率の異なる層を有する有機EL素子において、 各界面での反射波Φnmより構成される全合成波Φ[λ]
を、 【数1】 (ここで、λは波長、Φnmはn層からm層に入射したと
きの反射波、p>1、q≧1とする。ただし、pの層は
干渉に寄与しないような十分に厚いガラスや雰囲気と
し、q=1の場合には右辺第3項は0とする。また、添
え字の上に付してある−、つまりインバート記号は発光
点より金属面側の層に関する量であることを表す。以下
同)と表し、全合成波Φ[λ]中に包含される、発光源か
ら前方に放出され界面で反射されることなく放出される
光と、発光源から後方に放出され、金属面で反射して前
方に向かい他の界面で反射されることなく放出される光
との合成波Φ1 を、 【数2】 (ここで、nm :m層の屈折率、Δm :m層の光路長、
mn:m層からn層に光波が入射する際の振幅反射率、
Φ:光波の振幅、ρ:光波の振幅の2乗(エネルギ
ー)、L:光路長、λ:波長、d:膜厚、n:屈折率を
表す。以下同)と表し、全合成波Φ[λ]中に包含され
る、発光源から前方に放出され、t層目の界面で反射さ
れた後、金属面で反射して前方に向かい他の界面で反射
されることなく放出される光を、 【数3】 と表し、全合成波Φ[λ]中に包含される、発光源から後
方に放出され、t層目の界面で反射された後、前方に向
かい他の界面で反射されることなく放出される光を、 【数4】 と表し、全合成波Φ[λ]中に包含される、発光源から後
方に放出され、金属面で反射して前方に向かい、t層目
の界面で反射された後、さらに金属面で反射して前方に
向かい他の界面で反射されることなく放出される光を、 【数5】 と表し、金属面での振幅反射率を−kとして、上記各光
の合成波から得られる規格化された変調スペクトルρ
[λ]を、 【数6】 (ここで、*は複素数を表す。以下同)と表し、発光源
のスペクトルをIPL[λ]と表したとき、光学的変調を受
けてp層(ガラス基板)を通して外部に放出されるスペ
クトルIEL[λ]を、 【数7】 と表すシミュレーションモデル。
1. A method for simulating an organic EL device having a metal surface on one surface, a light emitting source and a plurality of optical thicknesses, comprising: a simulation model represented by the following (I): (I) A method for simulating an organic EL element for designing a structure for extracting light from the emission spectrum obtained from (I). (I) In an organic EL device having q kinds of layers on the metal surface side of a light emitting source and p kinds of layers with different refractive indices on the opposite side, a total synthetic wave Φ [λ] composed of a reflected wave Φ nm at each interface
Is given by (Where λ is the wavelength, Φ nm is the reflected wave from the n-layer to the m-layer, and p> 1, q ≧ 1. However, the p-layer is made of a sufficiently thick glass or glass that does not contribute to interference. In the case of q = 1, the third term on the right side is 0 when q = 1, and the subscript-, that is, the invert symbol is a quantity related to the layer on the metal surface side from the light emitting point. And the same is included in the total combined wave Φ [λ], the light emitted from the light emitting source forward and emitted without being reflected at the interface, and the light emitted backward from the light emitting source and The combined wave Φ1 with the light reflected from the surface and emitted forward without being reflected at the other interface is expressed as follows: (Where n m : refractive index of m layer, Δ m : optical path length of m layer,
r mn : the amplitude reflectance when a light wave enters the n-layer from the m-layer,
Φ: amplitude of light wave, ρ: square of light wave amplitude (energy), L: optical path length, λ: wavelength, d: film thickness, n: refractive index. Hereinafter, the same shall apply), which is included in the total synthetic wave Φ [λ], is emitted forward from the light emitting source, is reflected at the interface of the t-th layer, is reflected by the metal surface, and is directed forward. The light emitted without being reflected by the And is emitted backward from the light-emitting source and reflected at the interface of the t-th layer, and then emitted forward without being reflected at the other interface, which is included in the total synthetic wave Φ [λ]. The light, The light is emitted backward from the light-emitting source, reflected on the metal surface, travels forward, is reflected at the interface of the t-th layer, and is further reflected on the metal surface, which is included in the total synthetic wave Φ [λ]. Then, the light emitted forward without being reflected at the other interface is given by And the normalized reflectance spectrum ρ obtained from the composite wave of each of the above lights, where -k is the amplitude reflectance on the metal surface.
[λ] is given by (Where * represents a complex number; the same applies hereinafter), and when the spectrum of the light-emitting source is represented by IPL [λ], the spectrum IEL emitted to the outside through the p-layer (glass substrate) under optical modulation. [λ] is given by Simulation model represented by
【請求項2】 請求項1の有機EL素子のシミュレーシ
ョン方法であって、 前記シミュレーションモデル(I)において、さらに、
視感度係数をθ[λ]と表したとき、 【数8】 で得られる発光輝度から光取り出しのための構造設計を
行う有機EL素子のシミュレーション方法。
2. The method for simulating an organic EL device according to claim 1, wherein said simulation model (I) further comprises:
When the visibility coefficient is represented by θ [λ], A simulation method of an organic EL element for designing a structure for extracting light from the emission luminance obtained in the above.
【請求項3】 請求項1または2の有機EL素子のシミ
ュレーション方法であって、 前記シミュレーションモデル(I)において、発光が厚
さde の一定の厚みを有する発光層であって、この発光
層中の任意の点であるx地点における再結合量をη[x]
とし、干渉による強度をρ[x,λ]としたときに、再結
合量η[x]を発光強度分布φ[x]で置換して干渉スペク
トルを、 【数9】 と表し、これから外部に放出されるスペクトルIEL[λ]
を、 【数10】 と表し、輝度Lを 【数11】 と表す請求項1または2の有機EL素子のシミュレーシ
ョン方法。
3. The method for simulating an organic EL device according to claim 1, wherein in the simulation model (I), light emission is a light emitting layer having a constant thickness of a thickness de. Let η [x] be the amount of recombination at point x, which is an arbitrary point in
When the intensity due to interference is ρ [x, λ], the amount of recombination η [x] is replaced with the emission intensity distribution φ [x] to obtain the interference spectrum as And the spectrum IEL [λ] emitted from the outside
Is given by And the luminance L is given by The method for simulating an organic EL device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 一方の面に金属面を有し、発光種と複数
の光学膜厚を有する有機EL素子のシミュレーション装
置であって、 下記(I)で表されるシミュレーションモデル(I)が
展開されている制御プログラムと、 この制御プログラムにより制御され、発光スペクトラム
を算出する演算手段を有する有機EL素子のシミュレー
ション装置。 (I) 金属面側にq種、その反対側にp種の屈折率の
異なる層を有する有機EL素子において、 各界面での反射波Φnmから構成されている全合成波Φ
[λ]を、 【数12】 (ここで、λは波長、Φnmはn層からm層に入射したと
きの反射波、p>1、q≧1とする。ただし、pの層は
干渉に寄与しないような十分に厚いガラスや雰囲気と
し、q=1の場合には右辺第3項は0とする。また、添
え字の上に付してある−、つまりインバート記号は発光
点より金属面側の層に関する量であることを表す。以下
同)と表し、全合成波Φ[λ]中に包含される、発光源か
ら前方に放出され界面で反射されることなく放出される
光と、発光源から後方に放出され、金属面で反射して前
方に向かい他の界面で反射されることなく放出される光
との合成波Φ1 を、 【数13】 (ここで、nm :m層の屈折率、Δm :m層の光路長、
mn:m層からn層に光波が入射する際の振幅反射率、
Φ:光波の振幅、ρ:光波の振幅の2乗(エネルギ
ー)、L:光路長、λ:波長、d:膜厚、n:屈折率を
表す。以下同)と表し、全合成波Φ[λ]中に包含され
る、発光源から前方に放出され、t層目の界面で反射さ
れた後、金属面で反射して前方に向かい他の界面で反射
されることなく放出される光を、 【数14】 と表し、全合成波Φ[λ]中に包含される、発光源から後
方に放出され、t層目の界面で反射された後、前方に向
かい他の界面で反射されることなく放出される光を、 【数15】 と表し、全合成波Φ[λ]中に包含される、発光源から後
方に放出され、金属面で反射して前方に向かい、t層目
の界面で反射された後、さらに金属面で反射して前方に
向かい他の界面で反射されることなく放出される光を、 【数16】 と表し、上記各光の合成波から得られる変調スペクトル
ρ[λ]を、 【数17】 (ここで、*は複素数を表す。以下同)と表し、発光源
のスペクトルをIPL[λ]と表したとき、光学的変調を受
けてp層(ガラス基板)を通して外部に放出されるスペ
クトルIEL[λ]を、 【数18】 と表すシミュレーションモデル。(上記式中、nm :m
層の屈折率、Δm :m層の光路長、rmn:m層からn層
に光波が入射する際の振幅反射率、Φ:光波の振幅、ρ
光波の振幅の2乗(エネルギー)、L:光路長、λ:波
長、d:膜厚、n:屈折率を表す。)
4. An apparatus for simulating an organic EL device having a metal surface on one surface, a light-emitting species and a plurality of optical film thicknesses, wherein a simulation model (I) represented by the following (I) is developed. An apparatus for simulating an organic EL element, comprising: a control program, which is controlled by the control program, and an arithmetic unit that calculates a light emission spectrum. (I) In an organic EL device having a q-type layer on the metal surface side and a p-type layer having a different refractive index on the opposite side, a total synthetic wave Φ composed of a reflected wave Φnm at each interface.
[λ] is given by (Where λ is the wavelength, Φ nm is the reflected wave from the n-layer to the m-layer, and p> 1, q ≧ 1. However, the p-layer is made of a sufficiently thick glass or glass that does not contribute to interference. In the case of q = 1, the third term on the right side is 0 when q = 1, and the subscript-, that is, the invert symbol is a quantity related to the layer on the metal surface side from the light emitting point. And the same is included in the total combined wave Φ [λ], the light emitted forward from the light emitting source and emitted without being reflected at the interface, and the light emitted backward from the light emitting source and The combined wave Φ1 with the light emitted forward without being reflected by the other surface and reflected by the surface is expressed as follows: (Where n m : refractive index of m layer, Δ m : optical path length of m layer,
r mn : the amplitude reflectance when a light wave enters the n-layer from the m-layer,
Φ: amplitude of light wave, ρ: square of light wave amplitude (energy), L: optical path length, λ: wavelength, d: film thickness, n: refractive index. The same shall apply hereinafter), which is included in the total synthetic wave Φ [λ], is emitted forward from the light-emitting source, is reflected at the interface of the t-th layer, and is then reflected by the metal surface to face the other interface. The light emitted without being reflected by the And is emitted backward from the light emitting source included in the total synthetic wave Φ [λ], reflected at the interface of the t-th layer, and then emitted forward without being reflected at the other interface. The light, The light is emitted backward from the light-emitting source, reflected in the metal surface, goes forward, is reflected in the interface of the t-th layer, and is further reflected in the metal surface, which is included in the total synthetic wave Φ [λ]. Then, the light emitted forward without being reflected at another interface is given by And the modulation spectrum ρ [λ] obtained from the composite wave of each light is represented by the following equation. (Where * represents a complex number; the same applies hereinafter), and when the spectrum of the light-emitting source is represented by IPL [λ], the spectrum IEL emitted to the outside through the p-layer (glass substrate) under optical modulation. [λ] is given by Simulation model represented by (Where n m : m
Refractive index of layer, Δ m : optical path length of m layer, r mn : amplitude reflectance when light wave enters from m layer to n layer, Φ: amplitude of light wave, ρ
The square of the amplitude of the light wave (energy), L: optical path length, λ: wavelength, d: film thickness, n: refractive index. )
【請求項5】 請求項4の有機EL素子のシミュレーシ
ョン装置であって、 シミュレーションモデル(I)において、さらに、視感
度係数をθ[λ]と表したとき、 【数19】 として発光輝度を算出する有機EL素子のシミュレーシ
ョン装置。
5. The simulation device for an organic EL device according to claim 4, wherein, in the simulation model (I), when a visibility coefficient is represented by θ [λ], A simulation device for an organic EL element that calculates the light emission luminance as an example.
【請求項6】 請求項4または5の有機EL素子のシミ
ュレーション装置であって、 前記シミュレーションモデル(I)において、発光が厚
さde の一定の厚みを有する発光層であって、この発光
層中の任意の点であるx地点における再結合量をη[x]
とし、干渉による強度をρ[x,λ]としたときに、再結
合量η[x]を発光強度分布φ[x]で置換して干渉スペク
トルを、 【数20】 と表し、これから外部に放出されるスペクトルIEL[λ]
を、 【数21】 と表し、輝度Lを 【数22】 と表す有機EL素子のシミュレーション装置。
6. The simulation device for an organic EL device according to claim 4, wherein in the simulation model (I), the light emission is a light emission layer having a constant thickness of de, wherein Let η [x] be the amount of recombination at point x, which is an arbitrary point in
When the intensity due to interference is ρ [x, λ], the amount of recombination η [x] is replaced by the emission intensity distribution φ [x] to obtain the interference spectrum as And the spectrum IEL [λ] emitted from the outside
Is given by And the luminance L is Simulation device for an organic EL element represented by
【請求項7】ガラス基板(屈折率:n=1.5以下)
と、ホール注入電極(屈折率:n=1.8〜2.1)
と、有機層(屈折率:n=1.7〜2.1)と、電子注
入電極(300〜700nmの波長域での反射率50%以
上)を順次有し、 前記ホール注入電極と有機層の光学膜厚(n×膜厚)の
合計を1.9×200nm以下として、輝度のバラツキを
±5%以内とした有機EL素子。
7. A glass substrate (refractive index: n = 1.5 or less)
And a hole injection electrode (refractive index: n = 1.8 to 2.1)
And an organic layer (refractive index: n = 1.7 to 2.1) and an electron injection electrode (reflectance of 50% or more in a wavelength region of 300 to 700 nm). An organic EL device in which the total optical film thickness (n × film thickness) is 1.9 × 200 nm or less and the variation in luminance is within ± 5%.
【請求項8】ガラス基板(屈折率:n=1.5以下)
と、バッファー層(屈折率:n=1.8〜2.1)と、
ホール注入電極(屈折率:n=1.8〜2.1)と、有
機層(屈折率:n=1.7〜2.1)と、電子注入電極
(300〜700nmの波長域での反射率50%以上)を
順次有し、 前記ホール注入電極と、バッファー層と、有機層との光
学膜厚(n×膜厚)の合計を1.9×700nm以上とし
て、輝度のバラツキを±5%以内とした有機EL素子。
8. A glass substrate (refractive index: n = 1.5 or less)
And a buffer layer (refractive index: n = 1.8 to 2.1);
A hole injection electrode (refractive index: n = 1.8 to 2.1), an organic layer (refractive index: n = 1.7 to 2.1), and an electron injection electrode (reflection in a wavelength range of 300 to 700 nm) Rate of 50% or more), and the total of the optical thicknesses (n × thickness) of the hole injection electrode, the buffer layer, and the organic layer is 1.9 × 700 nm or more, and the variation in luminance is ± 5. % Organic EL device.
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