JPWO2011016347A1 - 有機el装置及び有機el装置の電極形成方法並びに有機el照明装置及び有機el照明装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
基板上に形成される有機EL装置は、光の取り出し側の違いにより二つのタイプに大別される。即ち、基板の反対側から光を取り出すトップエミッション型と、基板側から光を取り出すボトムエミッション型である。
有機EL照明装置100は透明な基板111を有しており、基板111上には突条115が配置されている。突条115によって囲まれた領域の内側の基板111上には、下部電極膜113aと有機層121と電子注入層122が形成されている。他方、突条115によって囲まれた領域の外側の基板111上には、引出電極膜113bが配置されている。
下部電極膜113aと上部電極膜128とを電源に接続し、下部電極膜113aに正電圧、上部電極膜128に負電圧を印加すると、下部電極膜113aと上部電極膜128との間に電流が流れ、有機層121内で発光光が発生する。基板111と下部電極膜113aは透明であり、有機層121内で発生した発光光は下部電極膜113aと基板111を透過して外部に放射される。
特に有機EL照明装置においては、ディスプレイなどと比べ、大面積の発光領域を均一に発光させる必要がある。このため、電極膜は、膜厚が均一で、有機層(発光層)と均一に密着することが好ましく、スパッタリング法で成膜するのが望ましい。
スパッタリング法による下地層へのダメージは、有機EL装置の層構造を変化させ、発光効率の低下、リーク電流の発生、素子寿命低下などの問題を発生させる。
ただし、保護膜の形成工程を新たに追加するとその分のコストがかかり、かつトップエミッション型では発光光が保護膜を通過するために輝度が下がるという問題があった。
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、有機層をスパッタリング法によるダメージから保護して電極を形成する方法と、こうして得られる安定性の高い有機EL装置、特に有機EL照明装置を提供することにある。
本発明は、基板上に下部電極膜を形成し、前記下部電極膜上に有機層を形成し、前記有機層上に上部電極膜を形成し、前記下部電極膜と前記上部電極膜との間に電圧を印加して、前記有機層に膜厚方向に電流を流すと、前記有機層が発光するように構成された有機EL装置の電極形成方法であって、前記下部電極膜上に前記有機層を形成したのち、前記有機層上にリチウムの蒸気と電子輸送性の有機物の蒸気とを前記有機層上に到達させて、リチウムと電子輸送性の有機物とを含有する電子注入層を形成し、前記電子注入層上に、リチウムを1〜5重量%含有するリチウムとアルミニウムとの合金と、リチウムを1〜5重量%含有するリチウムと銀との合金と、マグネシウムを5〜20重量%含有するマグネシウムと銀との合金のいずれかをスパッタターゲットとしたスパッタリング法により前記上部電極膜を形成する有機EL装置の電極形成方法である。
本発明は、透明な絶縁性の基板と、前記基板上に配置され、一部開口を有するリング状の絶縁性の突条と、前記基板上で、前記突条のリングの内側に配置された下部電極膜と、前記基板上で、前記突条のリングの外側に配置された引出電極膜と、前記下部電極膜上に配置された有機層と、前記有機層上に配置された上部電極膜と、を有し、前記下部電極膜と前記引出電極膜とは前記突条によって互いに絶縁され、前記上部電極膜は前記突条上を乗り越えて、前記突条のリングの外側に引き出され、前記突条のリングの外側で前記引出電極膜と接触し、前記下部電極膜は、前記突条の開口を通って前記突条のリングの内側に引き入れた配線と接続され、前記下部電極膜と前記引出電極膜との間に電圧を印加すると、前記突条のリングの内側の前記有機層は発光し、発光光は前記基板を透過して外部に放射する有機EL照明装置であって、前記有機層と前記上部電極膜との間には、リチウムと電子輸送性の有機物とを含有する電子注入層が配置され、前記上部電極膜は、リチウムを1〜5重量%含有するリチウムとアルミニウムとの合金と、リチウムを1〜5重量%含有するリチウムと銀との合金と、マグネシウムを5〜20重量%含有するマグネシウムと銀との合金のいずれかが、前記電子注入層上にスパッタリング法により形成された有機EL照明装置である。
本発明は、透明な絶縁性の基板と、前記基板上に配置され、一部開口を有するリング状の絶縁性の突条と、前記基板上で、前記突条のリングの内側に配置された下部電極膜と、前記基板上で、前記突条のリングの外側に配置された引出電極膜と、前記下部電極膜上に配置された有機層と、前記有機層上に配置された上部電極膜と、を有し、前記下部電極膜と前記引出電極膜とは前記突条によって互いに絶縁され、前記上部電極膜は前記突条上を乗り越えて、前記突条のリングの外側に引き出され、前記突条のリングの外側で前記引出電極膜と接触し、前記下部電極膜は、前記突条の開口を通って前記突条のリングの内側に引き入れた配線と接続され、前記下部電極膜と前記引出電極膜との間に電圧を印加すると、前記突条のリングの内側の前記有機層は発光し、発光光は前記基板を透過して外部に放射する有機EL照明装置の製造方法であって、前記有機層上にリチウムの蒸気と電子輸送性の有機物の蒸気とを前記有機層上に到達させて、リチウムと電子輸送性の有機物とを含有する電子注入層を配置する電子注入層配置工程と、前記電子注入層上に、リチウムを1〜5重量%含有するリチウムとアルミニウムとの合金と、リチウムを1〜5重量%含有するリチウムと銀との合金と、マグネシウムを5〜20重量%含有するマグネシウムと銀との合金のいずれかをスパッタターゲットとしたスパッタリング法により前記上部電極膜を配置する上部電極膜配置工程とを有する有機EL照明装置の製造方法である。
スパッタリング法で電極を形成することにより、成膜面に凹凸があっても膜厚を均一にすることが容易であり、また成膜される膜の密着力が強く、均一に密着させることが可能であるため、大面積の発光領域を均一に発光させる有機EL照明装置を製造できる。
13a……下部電極膜
13b……引出電極膜
15……突条
19……開口
21……有機層
22……電子注入層
28……上部電極膜
図1(a)は本発明の有機ELを使用した有機EL照明装置10の平面図、同図(b)はそのA−A線切断断面図、同図(c)はそのC−C線切断断面図を示している。
有機EL照明装置10は透明な絶縁性の基板11を有している。基板11の上方を向いた面上に透明な導電性薄膜13が配置されている。
ここでは、基板11としてガラス基板が用いられ、導電性薄膜13としてITOが用いられている。
有機層21上には、電子輸送性有機物の蒸気と電子注入性金属の蒸気とを、一緒に到達させて形成された電子注入層22が配置されている。
ここでは電子輸送性有機物としてAlq3が用いられ、電子注入性金属としてLi(リチウム)が用いられている。LiはLiと電子輸送性有機物との混合物の重量に対して1〜5重量%、特に2重量%含有されているのが望ましい。
電子注入層22には電子注入性金属が含有されているため、電子注入層22の有機物がスパッタリング法によりダメージを受けても電子注入層22の電子注入性は失われない。
上部電極膜28としては、Liを合金の重量に対して1〜5重量%含有するLiとAg(銀)との合金と、Mg(マグネシウム)を合金の重量に対して5〜20重量%含有するMgとAgとの合金のいずれか一方が用いられてもよい。
配線18と引出電極膜13bとをそれぞれ電源に電気的に接続し、配線18を介して下部電極膜13aに正電圧を印加し、引出電極膜13bに負電圧を印加すると、下部電極膜13aと上部電極膜28の間に電圧が印加される。
上部電極膜28側に向かった発光光は電子注入層22を透過し、上部電極膜28で反射し、上部電極膜28下の各層を透過して外部に放射される。
この場合には、電子注入性金属層22aの膜厚は200Å以上であり、電子輸送性有機物層22bの膜厚は10Å以上であるのが望ましい。
以下では上記の有機EL照明装置10の形成方法を説明する。
先ず、透明な絶縁性の基板11上に透明な導電性薄膜13を成膜する(図2(a))。
ここでは、基板11としてガラス基板を用い、導電性薄膜13としてITOを成膜する。
主真空槽44に設けられた主排気口43は真空ポンプ45に接続され、主真空槽44内部を真空排気可能にされている。
第一のるつぼ42aに電子輸送性有機物を入れ、第二のるつぼ42bに電子注入性金属を入れる。真空ポンプ45で主真空槽44内を真空排気しながら、第一、第二のるつぼ42a、42bを加熱器46a、46bでそれぞれ加熱し、電子輸送性有機物と電子注入性金属とを別々に蒸発させ、有機層21の表面に一緒に到達させ、共蒸着させる。
このとき、電子輸送性有機物に電子注入性金属が1〜5重量%、特に2重量%添加されるようにし、電子注入層22を形成する。
副真空槽64に設けられたガス供給口66はスパッタガスが貯蔵されたガスボンベ69に接続され、副真空槽64内部にスパッタガスを供給可能にされている。
電子注入層22が形成された処理対象物から突条15の外側にされたマスクを除去したのち、副真空槽64内の副基板ホルダ65に、処理対象物を電子注入層22側がスパッタターゲット68の方を向くように取り付ける。
また、ここではスパッタターゲット68としてLiとAlとの合金を用いる。Liは合金の重量に対して1〜5重量%含有しているのが望ましい。上部電極膜28としてLiとAlとの合金膜が形成される。
スパッタターゲット68として、Liを合金の重量に対して1〜5重量%含有するLiとAgとの合金と、Mgを合金の重量に対して5〜20重量%含有するMgとAgとの合金のいずれか一方を用いてもよい。これらの場合には、上部電極膜28として、それぞれLiとAgとの合金膜とMgとAgとの合金膜が形成される。
さらに、真空中で有機層21と電子注入層22を形成後、大気に曝すことなくスパッタリング法で上部電極膜28を形成するため、有機層21と電子注入層22の有機物の劣化や汚染を防止することが容易である。
また、スパッタリング法では、大面積に成膜しても、金属の蒸着のように基板の温度が上がらないため、有機層21と電子注入層22の有機物の劣化や変質を防止できる。
Claims (4)
- 基板上に配置された下部電極膜と、
前記下部電極膜上に配置された有機層と、
前記有機層上に配置された上部電極膜とを有し、
前記下部電極膜と前記上部電極膜との間に電圧を印加して、前記有機層に膜厚方向に電流を流し、前記有機層が発光するように構成された有機EL装置であって、
前記有機層と前記上部電極膜との間には、リチウムと電子輸送性の有機物とを含有する電子注入層が配置され、
前記上部電極膜は、リチウムを1重量%以上5重量%以下含有するリチウムとアルミニウムとの合金と、リチウムを1重量%以上5重量%以下含有するリチウムと銀との合金と、マグネシウムを5重量%以上20重量%以下含有するマグネシウムと銀との合金のいずれかが、前記電子注入層上にスパッタリング法により形成された有機EL装置。 - 基板上に下部電極膜を形成し、
前記下部電極膜上に有機層を形成し、
前記有機層上に上部電極膜を形成し、
前記下部電極膜と前記上部電極膜との間に電圧を印加して、前記有機層に膜厚方向に電流を流すと、前記有機層が発光するように構成された有機EL装置の電極形成方法であって、
前記下部電極膜上に前記有機層を形成したのち、
前記有機層上にリチウムの蒸気と電子輸送性の有機物の蒸気とを前記有機層上に到達させて、リチウムと電子輸送性の有機物とを含有する電子注入層を形成し、
前記電子注入層上に、リチウムを1重量%以上5重量%以下含有するリチウムとアルミニウムとの合金と、リチウムを1重量%以上5重量%以下含有するリチウムと銀との合金と、マグネシウムを5重量%以上20重量%以下含有するマグネシウムと銀との合金のいずれかをスパッタターゲットとしたスパッタリング法により前記上部電極膜を形成する有機EL装置の電極形成方法。 - 透明な絶縁性の基板と、
前記基板上に配置され、一部開口を有するリング状の絶縁性の突条と、
前記基板上で、前記突条のリングの内側に配置された下部電極膜と、
前記基板上で、前記突条のリングの外側に配置された引出電極膜と、
前記下部電極膜上に配置された有機層と、
前記有機層上に配置された上部電極膜と、
を有し、
前記下部電極膜と前記引出電極膜とは前記突条によって互いに絶縁され、
前記上部電極膜は前記突条上を乗り越えて、前記突条のリングの外側に引き出され、前記突条のリングの外側で前記引出電極膜と接触し、
前記下部電極膜と前記引出電極膜との間に電圧を印加すると、前記突条のリングの内側の前記有機層は発光し、発光光は前記基板を透過して外部に放射する有機EL照明装置であって、
前記有機層と前記上部電極膜との間には、リチウムと電子輸送性の有機物とを含有する電子注入層が配置され、
前記上部電極膜は、リチウムを1重量%以上5重量%以下含有するリチウムとアルミニウムとの合金と、リチウムを1重量%以上5重量%以下含有するリチウムと銀との合金と、マグネシウムを5重量%以上20重量%以下含有するマグネシウムと銀との合金のいずれかが、前記電子注入層上にスパッタリング法により形成された有機EL照明装置。 - 透明な絶縁性の基板と、
前記基板上に配置され、一部開口を有するリング状の絶縁性の突条と、
前記基板上で、前記突条のリングの内側に配置された下部電極膜と、
前記基板上で、前記突条のリングの外側に配置された引出電極膜と、
前記下部電極膜上に配置された有機層と、
前記有機層上に配置された上部電極膜と、
を有し、
前記下部電極膜と前記引出電極膜とは前記突条によって互いに絶縁され、
前記上部電極膜は前記突条上を乗り越えて、前記突条のリングの外側に引き出され、前記突条のリングの外側で前記引出電極膜と接触し、
前記下部電極膜と前記引出電極膜との間に電圧を印加すると、前記突条のリングの内側の前記有機層は発光し、発光光は前記基板を透過して外部に放射する有機EL照明装置の製造方法であって、
前記有機層上にリチウムの蒸気と電子輸送性の有機物の蒸気とを前記有機層上に到達させて、リチウムと電子輸送性の有機物とを含有する電子注入層を配置する電子注入層配置工程と、
前記電子注入層上に、リチウムを1重量%以上5重量%以下含有するリチウムとアルミニウムとの合金と、リチウムを1重量%以上5重量%以下含有するリチウムと銀との合金と、マグネシウムを5重量%以上20重量%以下含有するマグネシウムと銀との合金のいずれかをスパッタターゲットとしたスパッタリング法により前記上部電極膜を配置する上部電極膜配置工程とを有する有機EL照明装置の製造方法。
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