KR100911286B1 - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

Abstract

전극층을 개재하여 광을 출사하는 경우에, 그 전극층에서의 광의 흡수를 적극적으로 억제하여, 효율적으로 추출할 수 있도록 함으로써, 양호한 휘도 효율 등을 얻을 수 있는 자발광형 유기 전계 발광 소자이다. 유기 재료로 이루어지는 발광층(3)을 제1 전극(2) 및 제2 전극(4)으로 협지하고, 상기 발광층(3)으로부터의 광을 상기 제1 전극(2)측과 상기 제2 전극(4)측 중 적어도 한쪽으로 추출하도록 구성된 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 제1 전극(2) 및 상기 제2 전극(4) 중, 상기 발광층(3)으로부터의 광을 추출하는 측의 전극의 광 흡수율을 10% 이하로 한다.

광 흡수율, 발광층, 유기 전계 발광 소자, 공진기 구조

Description

유기 전계 발광 소자{ORGANIC ELECTRIC FIELD LIGHT EMITTING DEVICE}

본 발명은 자발광형 표시 소자인 유기 전계 발광 소자(유기 일렉트로 루미네센스 소자 ; 이하 「유기 EL 소자」라고 함)에 관한 것이다.

최근, 평면형 표시 디스플레이를 구성하는 표시 소자로서, 유기 EL 소자가 주목을 받고 있다. 유기 EL 소자는, 일반적으로 유기 재료를 상하의 전극(양극 및 음극) 사이에 끼우는 구조를 갖는다. 그리고, 양 전극에 구동 전압을 제공하면, 유기 재료로 이루어지는 유기층에 대하여, 양 전극으로부터 정공 및 전자가 각각 주입되며, 그 유기층에서 정공과 전자가 재결합함으로써, 발광이 생기게 되어 있다.

이러한 유기 EL 소자의 일례로서는, 예를 들면 도 1에 도시한 바와 같이, 소위 TAC(Top emission Adaptive Current drive) 기술을 이용한 상면 발광형(Top emission 구조)이 알려져 있다. 도 1의 유기 EL 소자에서는, 기판(1) 위에 광 반사 재료로 이루어지며 애노드 전극(양극)으로서 기능하는 제1 전극(2)과, 예를 들면 버퍼층(3a), 홀(정공) 수송층(3b) 및 전자 수송층을 겸한 유기 발광층(3c)으로 이루어지는 유기층(3)과, 반투명 반사층(4a) 및 투명 전극층(4b)으로 이루어지며 캐소드 전극(음극)으로서 기능하는 제2 전극(4)과, 투명 유전체로 이루어지는 패시 베이션막(5)이 순차적으로 적층되어 이루어지며, 유기 발광층(3c)으로부터의 광을 제2 전극(4)측으로 추출하도록 구성되어 있다. 또한, 제1 전극(2)과 제2 전극(4)의 반투명 반사층(4a)과의 사이에서 유기 발광층(3c)이 발한 광을 공진시키는 공진기 구조를 갖고 있으며, 그 공진기 구조에 의해 공진 파장의 광만큼을 증강시켜 피크가 높고 폭이 좁은 스펙트럼을 갖는 광을 추출할 수 있도록 함으로써, 출사하는 광의 색 재현 범위를 확대할 수 있도록 하고 있다.

또한, 유기 EL 소자의 다른 예로서, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같은 양면 투과형(Transparent)의 것도 있다(Guet. al, Appl. Phys. Lett. 68(19),1996). 도 2의 유기 EL 소자에서는, 투명 유리 등으로 이루어지는 기판(11) 위에, 광 투과성을 갖고 애노드 전극으로서 기능하는 제1 전극(12)과, 홀 수송층(13a) 및 유기 발광층(13b)을 포함하여 이루어지는 유기층(13)과, 반투명 반사층(14a) 및 투명 전극층(14b)으로 이루어져 캐소드 전극으로서 기능하는 제2 전극(14)이 순차적으로 적층되어 이루어진다. 그리고, 유기 발광층(13b)으로부터의 광을, 제1 전극(12)측과 제2 전극(14)측 양방으로 추출할 수 있게 되어 있다.

그런데, 이들 유기 EL 소자에서는, 모두 광 투과성의 향상 및 전기적 특성의 확보를 도모하도록, 제2 전극(4, 14)이 극박막인 반투명 반사층(4a, 14a)을 갖고 있다. 그리고, 그 반투명 반사층(4a, 14a)은 원자비 30:1∼5:1 정도의 마그네슘(Mg)과 은(Ag)을 공증착함으로써 형성되어 있다. 즉, 반투명 반사층(4a, 14a)은 마그네슘을 주성분으로 하는 합금에 의해 형성되어 있다.

그러나, 상술한 종래의 유기 EL 소자에서는, 반투명 반사층(4a, 14a)이 마그 네슘을 주성분으로 하는 합금으로 이루어지기 때문에, 그 반투명 반사층(4a, 14a) 자체에서의 광의 흡수가 커, 그 결과 유기 발광층(3c, 13b)에서의 광의 추출 효율이 저하할 우려가 있다.

예를 들면, 일반적인 마그네슘과 은의 공증착막(원자비 10 : 1 정도)에 파장 550㎚의 광을 조사한 경우, 그 공증착막에서의 광의 반사율, 투과율 및 흡수율은 이하에 도시한 표 1과 같다. 즉, 공증착막의 막 두께를 10∼15㎚까지 변화시켜도, 흡수율은 대략 16% 정도이다.

막 두께	반사율(%)	투과율(%)	흡수율(%)
10㎚	51	33	16
12㎚	43	41	16
15㎚	60	24	16

광의 흡수율이 크면, 특히 상면 발광형 유기 EL 소자에서는, 그 영향이 커진다. 예를 들면, 제1 전극(2)측의 광 반사율이 100%인 경우를 생각한다. 그 경우, 유기 발광층(3c)으로부터의 광은 제2 전극(4)을 투과하거나, 그 제2 전극(4)의 반투명 반사층(4a)에 의해 제1 전극(2)측으로 반사되거나, 혹은 반투명 반사층(4a)에 흡수되는 것 중 하나이다. 단, 제1 전극(2)측으로의 반사광은, 제1 전극(2)측의 광 반사율이 100%이므로, 그 공진기 구조에 의해, 다시 제2 전극(4)으로 입사된다. 따라서, 최종적으로는 제2 전극(4)에서의 광의 투과율, 반사율과 무관하게, 반투명 반사층(4a)에 흡수되는 이외의 광이 모두 외측으로 출사된다. 이것은, 반투명 반사층(4a)에서의 광의 흡수율이 크면 그 만큼 유기 발광층(3c)으로부터의 광의 추출 효율이 저하하는 것을 뜻하고 있다. 제1 전극(2)측의 반사율이 100% 미만인 경우라도, 그 저하의 정도는, 공진기 구조에 의한 광의 간섭 효과가 강해질수록, 반투명 반사층(4a)의 흡수율에 의한 의존이 커진다.

한편, 양면 투과형 유기 EL 소자에서는, 공진기 구조를 갖고 있지 않기 때문에, 제2 전극(14)을 투과한 만큼만, 제2 전극(14)측에서의 광으로서 외방으로 출사된다. 단, 광의 반사율, 투과율 및 흡수율의 총합은, 항상 일정(l00%)하다. 그 때문에, 광의 흡수율이 커지면, 그 만큼 광의 투과율도 영향을 받아, 결과로서 유기 발광층(13b)으로부터의 광의 추출 효율이 저하하는 것도 생각되어진다.

그래서, 본 발명은, 광의 흡수를 적극적으로 억제하여, 효율적으로 추출할 수 있도록 함으로써, 양호한 휘도 효율 등을 얻는 것이 가능한 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<발명의 개시>

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해 고안된 것으로, 유기 재료로 이루어지는 발광층을 제1 전극 및 제2 전극으로 협지하고, 상기 발광층으로부터의 광을 상기 제1 전극측과 상기 제2 전극측 중 적어도 한쪽으로 추출하도록 구성된 유기 EL 소자에 있어서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중, 상기 발광층으로부터의 광을 추출하는 측의 전극의 광 흡수율이 10% 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 구성의 유기 EL 소자에 의하면, 광을 추출하는 측의 전극의 광 흡수율이 10% 이하이기 때문에, 그 전극에서 광이 흡수되는 것을 적극적으로 억제할 수 있어, 발광층이 발하는 광을 효율적으로 외방으로 추출할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은, 유기 재료로 이루어지는 발광층을 제1 전극 및 제2 전극으로 협지하여, 상기 발광층으로부터의 광을 상기 제1 전극측과 상기 제2 전극측 중 적어도 한쪽으로 추출하도록 구성된 유기 EL 소자에 있어서, 상기 광을 추출하는 측의 전극이 반투명 반사층으로 이루어짐과 함께, 상기 반투명 반사층이 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 구성의 유기 EL 소자에 의하면, 반투명 반사층이 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금으로 이루어지므로, 광을 추출하는 측의 전극의 광 흡수율을, 예를 들면 10% 이하로 억제하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 광을 추출하는 측의 전극에서 광이 흡수되는 것을 적극적으로 억제할 수 있으며, 발광층이 발하는 광을 효율적으로 외측으로 추출할 수 있게 된다.

도 1은 상면 발광형 유기 EL 소자의 구성 예를 설명하기 위한 주요부 단면도.

도 2는 양면 투과형 유기 EL 소자의 구성 예를 설명하기 위한 주요부 단면도.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 도면에 기초하여 본 발명에 따른 유기 EL 소자에 대하여 설명한다.

여기서는, 본 발명을 상면 발광형 유기 EL 소자에 적용한 경우를 예로 들어 설명한다. 여기서 설명하는 유기 EL 소자는, 이미 설명한 종래인 경우와 거의 동일한 막 구성을 갖고 있다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판(1) 위에, 하층에 서 순서대로 제1 전극(2), 유기층(3), 제2 전극(4) 및 패시베이션막(5)이 적층된 구성으로 되어 있다.

기판(1)은, 투명 유리 기판이나 반도체 기판으로 이루어지는 것이다.

제1 전극(2)은, 반사층을 겸한 애노드 전극으로서 이용되는 것으로, 플라티넘(Pt), 금(Au), 크롬(Cr) 또는 텅스텐(W) 등의 광 반사 재료로 구성되어 있다. 또한, 이 제1 전극(2)은 막 두께가 100㎚∼300㎚의 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다.

유기층(3)은, 예를 들면 버퍼층(3a), 홀 수송층(3b) 및 전자 수송층을 겸한 유기 발광층(3c)을 하층에서 순차적으로 적층하여 이루어지는 것이다. 이 중, 버퍼층(3a)은 누설을 방지하기 위한 층으로서, 예를 들면 m-MTDATA[4, 4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino) triphenylamine], 2-TNATA[4, 4', 4"-tris(2-naphtylphenylamino) triphenylamine] 등으로 구성된다. 또한, 홀 수송층(3b)은, 예를 들면 α-NPD[N, N'-di(1-naphthyl)-N, N'-diphenyl-[1, 1'-biphenyl]-4, 4'-diamine]로 구성된다. 그리고, 유기 발광층(3c)은 적(R), 초록(G), 청(B) 각각의 발광색을 갖는 각 발광 재료로 구성되고, 예를 들면 G의 발광색을 갖는 발광 재료로서는 Alq3(트리스퀴놀리놀 알루미늄착체)을 이용한다. 또, 유기층(3)을 구성하는 이들의 각 층은 버퍼층(3a)이 15㎚∼300㎚, 홀 수송층(3b)이 15㎚∼100㎚, 유기 발광층(3c)이 15㎚∼100㎚의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.

제2 전극(4)은, 캐소드 전극으로서 이용된 것으로, 반투명 반사층(4a) 및 투명 전극층(4b)을 하층으로부터 순차적으로 적층하여 이루어지는 것이다. 이 중, 반투명 반사층(4a)은, 상세한 내용을 후술하는 바와 같이, 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금에 의해 구성되어 있다. 이 반투명 반사층(4a)은 막 두께가 5㎚∼50㎚의 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 투명 전극층(4b)은, 예를 들면 산화 인듐주석(Indium Tin Oxide : ITO)이나 인듐과 아연의 산화물 등, 일반적으로 투명 전극으로서 이용되고 있는 재료로 구성된 것이다. 이 제2 전극(4)은 막 두께가 30㎚∼1000㎚의 범위인 것으로 한다.

패시베이션막(5)은 투명 유전체로 이루어지는 것으로, 바람직하게는 제2 전극(4)을 구성하는 재료와 동일한 정도의 굴절율을 갖고 있는 것으로 한다. 이와 같은 재료로서는, 산화 실리콘(SiO₂), 질화 실리콘(SiN) 등을 이용할 수 있다. 또한, 그 막 두께로서는, 예를 들면 500㎚∼10000㎚로 성막하는 것을 생각할 수 있다.

그런데, 이러한 적층막 구성에서는, 유기층(3)이 광 반사 재료로 이루어지는 제1 전극(2)과 제2 전극(4)의 반투명 반사층(4a)에 협지되어 있으므로, 이들이 공진기 구조를 구성하게 된다. 즉, 이 유기 EL 소자에서는, 제1 전극(2)과 반투명 반사층(4a)과의 사이에서 유기 발광층(3c)이 발한 광을 공진시키는 공진기 구조를 갖고 있으며, 유기층(3)이 공진기 구조의 공진부로서 기능하도록 되어 있다.

그리고, 그 공진기 구조에서, 제1 전극(2)과 반투명 반사층(4a)과의 사이의 광학적 거리 L, 즉 유기층(3)으로 이루어지는 공진부의 광학적 막 두께는, 유기 발광층(3c)이 발한 광 h를 제1 전극(2) 및 반투명 반사층(4a)에서 반사할 때에 생기 는 위상 시프트를 φ래디안, 유기 발광층(3c)이 발하는 광 중 제2 전극(4)측으로부터 추출하려는 스펙트럼의 피크 파장을 λ로 한 경우에, 2L/λ가 플러스의 최소값으로 되고, 또한 2L/λ+φ/2π=q(q는 정수)를 충족하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 유기 EL 소자에서는, 제1 전극(2) 및 제2 전극(4) 사이에 직류 전압을 인가함으로써, 정공은 제1 전극(2)으로부터 홀 수송층(3b)을 거쳐, 전자는 제2 전극(4)의 반투명 반사층(4a)으로부터, 각각 유기 발광층(3c) 내에 주입된다. 그리고, 그 주입된 정부의 캐리어에 의해 유기 발광층(3c) 내의 형광 분자가 여기 상태로 되며, 이 여기 분자의 완화 과정에서 발광이 얻어진다. 이 발광에 의해 얻어지는 광은 반투명 반사층(4a), 투명 전극층(4b) 및 패시베이션막(5)을 투과하여, 제2 전극(4)측으로부터 외방으로 출사된다.

단, 이 때, 제1 전극(2), 유기층(3) 및 반투명 반사층(4a)은 공진기 구조를 구성하고 있다. 그 때문에, 제2 전극(4)측으로부터는 공진부인 유기층(3)이 협대역 필터로 되고, 추출하려는 스펙트럼의 피크 파장 λ근방의 광 h만이 다중 간섭에 의해 증강되고 추출된다. 또한, 유기층(3)의 막 두께(공진부의 광학적 거리 L)는 제1 전극(2)과 유기층(3)과 반투명 반사층(4a)에서 공진기 구조가 구성되는 값 중 플러스의 최소값으로 설정되어 있기 때문에, 추출되는 광 h의 스펙트럼은 파장 λ의 광이 다중 간섭하는 범위에서 가장 넓은 폭으로 유지된다. 즉, 추출되는 광의 스펙트럼이 어느 정도의 폭을 유지하면서도, 피크 강도는 다중 간섭에 의해 높아지게 된다. 따라서, 시야각이 어긋난 경우에도 파장λ의 시프트량이 작게 억제되어, 넓은 시야각의 범위에서의 색 순도가 향상하게 된다.

이어서, 이상과 같이 구성된 유기 EL 소자에서의 반투명 반사층(4a), 즉 여기서 설명하는 유기 EL 소자의 가장 특징적인 점에 대하여, 자세히 설명한다.

본 실시예에서 설명하는 유기 EL 소자에서는, 반투명 반사층(4a)이 종래와 같은 마그네슘을 주성분으로 하는 합금이 아니고, 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금에 의해 구성되어 있다. 은을 주성분으로 하는 합금으로서는, 예를 들면 은과 마그네슘의 합금을 예로 들 수 있다. 또한, 은과 팔라듐(Pd)과 구리(Cu)와의 합금을 이용하는 것도 생각할 수 있다. 또한, 은과 팔라듐과 구리의 합금과, 마그네슘을 각각 공증착하여 합금화한 것이어도 무방하다. 이들 합금은, 진공 환경에서의 증착을 행함으로써 형성하는 것을 생각할 수 있지만, 다른 방법에 의해 형성한 것이어도 물론 된다.

여기서, 은을 주성분으로 하는 합금의 광 흡수율에 대하여 설명한다. 예를 들면, 은을 주성분으로 하고, 이것에 원자비 10 : 1 정도로 마그네슘을 공증착한 합금이면, 파장 550㎚의 광을 조사한 경우의 광의 반사율, 투과율 및 흡수율은 이하에 나타내는 표 2와 같다.

막 두께	반사율(%)	투과율(%)	흡수율(%)
10㎚	30	65	5
12㎚	38	57	5
15㎚	48	47	5
18㎚	58	37	5

표 2에서도 알 수 있듯이, 은을 주성분으로 하는 마그네슘과의 합금에서는, 그 막 두께를 10∼18㎚까지 변화시켜도, 그 전역에 걸쳐 광의 흡수율이 대략 5% 정 도인 것을 알 수 있다. 즉, 종래와 같은 마그네슘을 주성분으로 한 은과의 합금인 경우와 비교하여, 광의 흡수율이 대략 1/3 정도로 저하한다. 이것은 조성의 차이에 기인하는 것이라고 생각되어진다.

따라서, 반투명 반사층(4a)으로서, 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금을 이용하면, 유기 발광층(3c)으로부터의 광을 종래보다도 효율적으로 추출할 수 있다고 기대할 수 있다. 그래서, 그것을 검증하기 위해, 실제로 유기 EL 소자를 구성한 경우의 광의 추출 효율을 측정하였다. 그 측정 결과를, 이하의 표 3에 나타낸다.

	휘도-전류 효율(cd/A)`
	소자 구성 당초	온도 60℃, 습도 90%에서 1000시간 방치 후
Mg : Ag 4 : 1	6.5	6.5
Ag : Mg 4 : 1	8.0	8.0
Ag : Mg 7 : 1	8.5	8.0
Ag : Mg 14 : 1	8.5	7.5
Ag : Pd : Cu	8.5	6.5
Ag	8.5	4.0

표 3에서는, 광의 추출 효율로서, 소자 구성 당초의 휘도-전류 효율(cd/A)과, 온도 60℃ 습도 90%의 환경에서 1000시간(h) 방치한 후의 휘도-전류 효율(cd/A)을 측정하고 있다.

또한, 은을 이용하여 반투명 반사층(4a)을 구성한 경우 및 은을 주성분으로 하는 합금을 이용하여 반투명 반사층(4a)을 구성한 경우에 대해 측정하고 있음과 함께, 비교를 위해 종래와 같이 마그네슘을 주성분으로 하는 합금을 이용한 경우에 대해서도 측정하고 있다. 은을 주성분으로 하는 경우에는, 은과 마그네슘의 원자 비가 4 : 1, 7 : 1, 14 : 1의 각 합금, 중량비가 은 : 팔라듐 : 구리 = 98 : 1 : 1의 합금을 이용하고, 모두 15㎚의 막 두께로 반투명 반사층(4a)을 형성한 경우에 대하여 측정하였다. 이것에 대하여, 마그네슘을 주성분으로 하는 경우에 대해서는, 마그네슘과 은의 원자비를 4 : 1로 하고, 은을 주성분으로 하는 경우와 반사율을 같은 정도로 하기 위해, 막 두께를 12㎚로 하였다. 또, 은만을 이용한 경우에 대해서는, 은을 주성분으로 하는 경우와 동등한 막 두께로 한다.

표 3에서도 알 수 있듯이, 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금을 이용한 경우에는 종래와 같이 마그네슘을 주성분으로 하는 합금을 이용한 경우와 비교하여, 소자 구성 당초의 휘도-전류 효율이 향상하고 있다. 이것은, 상술한 바와 같이, 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금은 마그네슘을 주성분으로 하는 경우보다도, 광의 흡수율이 낮기 때문이다.

광의 흡수율은, 예를 들면 은과 마그네슘의 원자비가 7 : 1, 14 : 1의 각 합금, 중량비가 은 : 팔라듐 : 구리 = 98 : 1 : 1의 합금, 은으로만 된 경우에도, 표 2에 나타낸 경우와 마찬가지로, 대략 5% 정도로 생각되어진다. 이들의 경우에는, 마그네슘을 주성분으로 하는 경우에 대하여, 대략 1.3배 정도의 휘도-전류 효율로 되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 은과 마그네슘의 원자비가 4 : 1의 합금에 대해서는, 광의 흡수율이 5∼10% 사이에 있다고 생각되어진다. 이 경우에는, 마그네슘을 주성분으로 하는 경우에 대하여, 대략 1.2배 정도의 휘도-전류 효율로 되어 있는 것을 알 수 있다.

즉, 은의 비율이 높아질수록, 광의 흡수율도 낮아지기 때문에, 그것에 수반 하여 소자 구성 당초의 휘도-전류 효율의 정도도 커진다고 할 수 있다.

그런데, 경시적인 휘도-전류 효율의 변화를 보면, 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금을 이용한 경우에는, 경시적으로 휘도-전류 효율이 저하할 가능성이 있는 것도 알 수 있다. 게다가, 그 저하의 정도는 은의 비율이 높아질수록 커진다. 이것은, 은은 마그네슘과 비교하여 입자 구조가 치밀하지 않기 때문에, 은의 비율이 높아지면, 수분 등의 침입에 의한 소자 열화가 생기기 쉬워지며, 이에 의해 휘도-전류 효율이 저하한다고 생각되어진다. 이러한 소자 열화는, 소자 평면상에서 발광하지 않는 부분, 즉 다크 스폿이라고 하는 부분의 개수 및 크기의 증대를 초래하기 때문에, 적극적으로 회피해야한다.

이 때문에, 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금을 이용하면, 광의 흡수율을 10% 이하로 억제하기 때문에, 마그네슘을 주성분으로 하는 경우와 비교하여 휘도-전류 효율이 향상하지만, 은의 비율은 반드시 높은 것이 좋다고는 할 수 없으며, 이하에 설명한 바와 같이 하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 은을 주성분으로 하는 마그네슘과의 합금을 이용하는 경우에 대해서는 은과 마그네슘의 원자비가 4 : 1 이상이면, 광의 흡수율을 10% 이하로 억제되기 때문에 휘도-전류 효율의 개선 효과가 얻어지지만, 경시적인 열화를 고려하면, 은과 마그네슘의 원자비를 14 : 1 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 즉, 은과 마그네슘의 원자비는 4 : 1∼14 : 1인 것이 바람직하다.

또한, 은, 팔라듐 및 구리의 합금을 이용하는 경우에 대해서는, 상술한 휘도-전류 효율의 개선 효과 및 경시적인 열화 외에, 해당 합금 형성의 용이함 등 을 고려하면, 은에 대하여 중량비 0.3% 이상, 1% 이하의 팔라듐 및 중량비 0.3% 이상, 1% 이하의 구리를 포함하는 비율로 하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 광의 흡수율을 10% 이하로 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 이들을 조합하여, 은에 대하여 중량비 0.3% 이상, 1% 이하의 팔라듐 및 중량비 0.3% 이상 1% 이하의 구리를 포함하는 합금과, 마그네슘을 공증착하고, 해당 합금과 마그네슘이 원자비 4 : 1∼14 : 1이 되도록 해도 된다. 이 경우에도, 광의 흡수율을 10% 이하로 억제되기 때문에, 휘도-전류 효율의 개선 효과를 얻을 수 있다.

물론, 은을 단체(單體)로 이용한 경우에도, 광의 흡수율을 10% 이하로 억제할 수 있어, 휘도-전류 효율의 개선 효과를 물론 얻을 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시예에서 설명한 유기 EL 소자에서는 반투명 반사층(4a)이 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금에 의해 구성되어 있기 때문에, 그 반투명 반사층(4a)에서의 광의 흡수율을 10% 이하로 억제하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 반투명 반사층(4a)에서 광이 흡수되는 것을 적극적으로 억제할 수 있으며, 유기 발광층(3c)이 발하는 광을 효율적으로 제2 전극(4)측으로부터 외방으로 추출할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예의 유기 EL 소자에서는, 예를 들면 은과 마그네슘의 원자비를 4 : 1∼14 : 1의 범위로 함으로써, 경시적인 열화도 적극적으로 회피할 수 있으므로, 다크 스폿 등의 발생도 억제할 수 있으며, 그 결과로 유기 EL 소자의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시예의 유기 EL 소자에서는 상면 발광형의 것에 있어서, 제1 전극(2)과 제2 전극(4)의 반투명 반사층(4a)과의 사이에서 유기 발광층(3c)이 발한 광을 공진시키는 공진기 구조를 갖고 있다. 따라서, 공진 파장의 광만을 증강시켜 피크가 높고 폭이 좁은 스펙트럼을 갖는 광을 추출할 수 있으므로, 출사하는 광의 색깔 재현 범위를 확대할 수 있게 되며, 그 광의 색 순도가 향상하게 된다.

단, 공진기 구조로 한 경우에는, 상술한 바와 같이 반투명 반사층(4a)에서의 광의 흡수율을 10% 이하로 억제하면서, 그 반투명 반사층(4a)에서의 광 반사율을 20% 이상, 40% 정도로 하는 것이 바람직하다. 반투명 반사층(4a)의 광 반사율이 20% 이상이면, 유기 발광층(3c)이 발한 광을 공진기 구조의 공진부에서 확실하게 공진시킬 수 있기 때문이다.

또한, 공진기 구조로 한 경우에는, 본 실시예에서 설명한 바와 같이, 유기층(3)으로 이루어지는 공진부의 광학적 막 두께를 2L/λ이 플러스의 최소값으로 되고, 또한 2L/λ+φ/2π=q(q는 정수)를 만족하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 공진부에서 파장λ 근방의 광이 다중 간섭을 일으킨다. 또한, 추출되는 광의 스펙트럼이 파장λ의 광이 다중 간섭하는 범위에서 가장 넓은 폭으로 유지된다. 즉, 추출되는 광의 스펙트럼이 어느 정도의 폭을 유지하면서도, 피크 강도는 다중 간섭에 의해 높아지게 된다. 따라서, 본 실시예의 유기 EL 소자에서는, 시야각이 어긋난 경우에도 파장λ의 시프트량이 작게 억제되고, 넓은 시야각의 범위에서의 색 순도의 향상을 꾀할 수 있게 된다.

또, 본 실시예에서는 본 발명을 상면 발광형 유기 EL 소자에 적용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 양면 투과형 유기 EL 소자라도 완전히 동일하게 적용하는 것을 생각할 수 있다. 즉, 본 발명은, 발광층으로부터의 광을 제1 전극측과 제2 전극측 중 적어도 한쪽에 추출하도록 구성된 유기 EL 소자라면 적용 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 EL 소자는 광을 추출하는 측의 전극에서의 광의 흡수를 적극적으로 억제하고, 그 전극의 측으로부터 광을 효율적으로 추출할 수 있으므로, 양호한 휘도 효율 등을 얻는 것이 가능해진다. 또, 그에 수반하여, 다크 스폿 발생의 억제 등도 기대할 수 있으므로, 결과적으로 유기 EL 소자의 신뢰성을 향상시키는 것도 가능하게 된다.

Claims (9)

1. 유기 재료로 이루어지는 발광층을 제1 전극 및 제2 전극으로 협지하고, 상기 발광층으로부터의 광을 상기 제1 전극측과 상기 제2 전극측 중 적어도 한쪽으로 추출하도록 구성된 유기 전계 발광 소자에 있어서,

   상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중, 상기 발광층으로부터의 광을 추출하는 측의 전극은 반투명 반사층 및 투명 전극층을 갖고,

   상기 반투명 반사층은 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금으로 이루어지며, 광 흡수율이 10% 이하이고 광 반사율이 20% 이상이며,

   상기 은을 주성분으로 하는 합금은, 은에 대하여 중량비 0.3%∼1%의 팔라듐 및 중량비 0.3%∼1%의 구리를 포함하는 합금과 마그네슘이 원자비 4 : 1∼14 : 1의 비율로 공증착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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