JP2001176670A - 光透過型有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 - Google Patents
光透過型有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法Info
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/805—Electrodes
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/301—Details of OLEDs
- H10K2102/302—Details of OLEDs of OLED structures
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- H10K2102/3031—Two-side emission, e.g. transparent OLEDs [TOLED]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可視光透過性が高く、透明陰電極層の比抵抗
率が低い光透過型有機EL素子を提供すること。 【解決手段】 透明基板の上に、透明陽電極層、正孔輸
送層、発光層、厚さが3〜30nmの範囲内にある無色
の有機電子注入層、そして、インジウム亜鉛酸化物から
なる透明陰電極層がこの順で形成されてなる光透過型有
機エレクトロルミネッセンス素子。
率が低い光透過型有機EL素子を提供すること。 【解決手段】 透明基板の上に、透明陽電極層、正孔輸
送層、発光層、厚さが3〜30nmの範囲内にある無色
の有機電子注入層、そして、インジウム亜鉛酸化物から
なる透明陰電極層がこの順で形成されてなる光透過型有
機エレクトロルミネッセンス素子。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、可視光透過性を有
し、発光層の発光を陰電極層と陰電極層の両側から取り
出すことができる有機エレクトロルミネッセンス素子及
びその製造方法に関するものである。
し、発光層の発光を陰電極層と陰電極層の両側から取り
出すことができる有機エレクトロルミネッセンス素子及
びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】有機EL素子を用いた表示装置は、CR
Tに比べて、薄型化、軽量化、低消費電力化が可能であ
る点で有利であり、また、液晶表示装置と比較しても、
自己発光性なのでバックライトを必要としない、応答速
度が速い、視野角が広いなどの利点を有する。
Tに比べて、薄型化、軽量化、低消費電力化が可能であ
る点で有利であり、また、液晶表示装置と比較しても、
自己発光性なのでバックライトを必要としない、応答速
度が速い、視野角が広いなどの利点を有する。
【0003】本明細書の添付図面の図2に一般的な有機
EL素子の断面図を示す。有機EL素子は、ガラスなど
の透明基板1の上に、インジウム錫酸化物(以下、IT
Oという)などからなる透明陽電極層2、正孔輸送層
3、有機発光層4、アルミキレート錯体などからなる電
子注入層15、仕事関数の小さな金属あるいは合金など
からなる不透明な陰電極層16をこの順で積層した積層
体である。このような構成の有機EL素子では、発光層
で発光した光は、透明陽電極層2側から外部に放出され
ることとなるが、発光層で発光した光の一部は、陰電極
層16の表面で反射し、この反射光も透明陽電極層2側
から放出されるため、コントラストが低下することがあ
る。また、有機EL素子に外部の光(蛍光灯や太陽の光
など)が進入し、陰電極層16の表面で反射して、発光
層で発光した光が見えにくくなることもある。
EL素子の断面図を示す。有機EL素子は、ガラスなど
の透明基板1の上に、インジウム錫酸化物(以下、IT
Oという)などからなる透明陽電極層2、正孔輸送層
3、有機発光層4、アルミキレート錯体などからなる電
子注入層15、仕事関数の小さな金属あるいは合金など
からなる不透明な陰電極層16をこの順で積層した積層
体である。このような構成の有機EL素子では、発光層
で発光した光は、透明陽電極層2側から外部に放出され
ることとなるが、発光層で発光した光の一部は、陰電極
層16の表面で反射し、この反射光も透明陽電極層2側
から放出されるため、コントラストが低下することがあ
る。また、有機EL素子に外部の光(蛍光灯や太陽の光
など)が進入し、陰電極層16の表面で反射して、発光
層で発光した光が見えにくくなることもある。
【0004】このような理由から、陰電極層が透明であ
る、陽電極層と陰電極層の両側から発光層で発光した光
を取り出すことができる可視光透過性の有機EL素子
(以下、光透過型有機EL素子という)の開発が進めら
れており、以下に述べる光透過型有機EL素子が提案さ
れている。
る、陽電極層と陰電極層の両側から発光層で発光した光
を取り出すことができる可視光透過性の有機EL素子
(以下、光透過型有機EL素子という)の開発が進めら
れており、以下に述べる光透過型有機EL素子が提案さ
れている。
【0005】本明細書の添付図面の図3に、代表的な光
透過型有機EL素子の一例の断面図を示す。ここに示し
た光透過型有機EL素子は、光透過型でない一般的な有
機EL素子(図2参照)の陰電極層を、電子注入電極層
(電子注入金属層、導電体層ということもある)16a
と透明電極層16bの二層構造にしたものである。この
透明陰電極層が二層構造をとる光透過型有機EL素子に
おいて、電子注入電極層16aは、仕事関数の大きい透
明電極層16bから電子注入層への電子注入効率を高め
る機能を有する。このような透明陰電極層が二層構造を
とる光透過型有機EL素子としては、次に示すようなも
のが提案されている。
透過型有機EL素子の一例の断面図を示す。ここに示し
た光透過型有機EL素子は、光透過型でない一般的な有
機EL素子(図2参照)の陰電極層を、電子注入電極層
(電子注入金属層、導電体層ということもある)16a
と透明電極層16bの二層構造にしたものである。この
透明陰電極層が二層構造をとる光透過型有機EL素子に
おいて、電子注入電極層16aは、仕事関数の大きい透
明電極層16bから電子注入層への電子注入効率を高め
る機能を有する。このような透明陰電極層が二層構造を
とる光透過型有機EL素子としては、次に示すようなも
のが提案されている。
【0006】特開平8−185984号公報では、電子
注入電極層(この公報では電子注入金属層)16aが、
低仕事関数の金属またはその金属の合金の超薄膜(例、
厚さ2nmのマグネシウム−銀合金)からなる透明陰電
極層が二層構造をとる光透過型有機EL素子が提案され
ている。
注入電極層(この公報では電子注入金属層)16aが、
低仕事関数の金属またはその金属の合金の超薄膜(例、
厚さ2nmのマグネシウム−銀合金)からなる透明陰電
極層が二層構造をとる光透過型有機EL素子が提案され
ている。
【0007】特開平10−125469号公報では、電
子注入電極層(この公報では導電体層)16aが、厚さ
10nm以下、仕事関数4eV以下の金属または合金か
らなり、透明電極層16bが、インジウム亜鉛酸化物
(以下、IZOという)からなる透明陰電極層が二層構
造をとる光透過型有機EL素子が提案されている。
子注入電極層(この公報では導電体層)16aが、厚さ
10nm以下、仕事関数4eV以下の金属または合金か
らなり、透明電極層16bが、インジウム亜鉛酸化物
(以下、IZOという)からなる透明陰電極層が二層構
造をとる光透過型有機EL素子が提案されている。
【0008】10−294182号公報では、透明電極
層16bが非晶質の透明電極材料からなる透明陰電極層
が二層構造をとる光透過型有機EL素子が提案されてい
る。この公報では、非晶質の透明電極材料として、IZ
Oを挙げている。
層16bが非晶質の透明電極材料からなる透明陰電極層
が二層構造をとる光透過型有機EL素子が提案されてい
る。この公報では、非晶質の透明電極材料として、IZ
Oを挙げている。
【0009】また、光透過型でない一般的な有機EL素
子(図2参照)の電子注入層に、仕事関数が大きい透明
電極材料層から効率よく電子を注入することができる有
機材料を用い、陰電極層を透明電極層に置き換えた光透
過型有機EL素子の研究され、次に示すようなものが報
告されている。
子(図2参照)の電子注入層に、仕事関数が大きい透明
電極材料層から効率よく電子を注入することができる有
機材料を用い、陰電極層を透明電極層に置き換えた光透
過型有機EL素子の研究され、次に示すようなものが報
告されている。
【0010】G.Parthasarathyらの研究
報告Appl.Phys.Lett.,Vol.72,
2138(1998)では、電子注入層が銅フタロシア
ニン(CuPc)からなり、透明陰電極層がITO層の
みからなる光透過型有機EL素子が報告されている。
報告Appl.Phys.Lett.,Vol.72,
2138(1998)では、電子注入層が銅フタロシア
ニン(CuPc)からなり、透明陰電極層がITO層の
みからなる光透過型有機EL素子が報告されている。
【0011】また、同じくG.Parthasarat
hyらの研究報告J.Appl.Phys.,Vol.
86,4067(1999)では、電子注入層がバソク
プロイン(BCP)からなり、透明陰電極層がITO層
のみからなる光透過型有機EL素子が報告されている。
hyらの研究報告J.Appl.Phys.,Vol.
86,4067(1999)では、電子注入層がバソク
プロイン(BCP)からなり、透明陰電極層がITO層
のみからなる光透過型有機EL素子が報告されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】これまでに提案されて
いる透明陰電極層が二層構造をとる光透過型有機EL素
子では、電子注入電極層が本質的に可視光を吸収する材
料であることから、可視光透過性がやや低下する傾向に
あるという問題がある。
いる透明陰電極層が二層構造をとる光透過型有機EL素
子では、電子注入電極層が本質的に可視光を吸収する材
料であることから、可視光透過性がやや低下する傾向に
あるという問題がある。
【0013】一方、陰電極層を透明電極層に置き換えた
光透過型有機EL素子では、いずれも透明陰電極層にI
TOを用いているが、通常、電子注入層の上にITO層
をスパッタにより形成する場合には、電子注入層などが
熱により損傷しないように、基板温度を100℃以下に
設定するため、透明陰電極層の比抵抗値が高くなるとい
う問題がある(前記、特開平10−162959号参
照)。特に、X−Yマトリックス型表示装置のように光
透過型有機EL素子を複数個配列する場合では、陰電極
層の比抵抗値が高くなると、素子の発光が不均一になっ
たり、素子への印加電圧を高くすることが必要となる。
光透過型有機EL素子では、いずれも透明陰電極層にI
TOを用いているが、通常、電子注入層の上にITO層
をスパッタにより形成する場合には、電子注入層などが
熱により損傷しないように、基板温度を100℃以下に
設定するため、透明陰電極層の比抵抗値が高くなるとい
う問題がある(前記、特開平10−162959号参
照)。特に、X−Yマトリックス型表示装置のように光
透過型有機EL素子を複数個配列する場合では、陰電極
層の比抵抗値が高くなると、素子の発光が不均一になっ
たり、素子への印加電圧を高くすることが必要となる。
【0014】従って、本発明の目的は、可視光透過性が
高く、透明陰電極層の比抵抗値の低い光透過型有機EL
素子を提供することにある。さらに、本発明は、光透過
型有機EL素子の有利な製造方法を提供することもその
目的とする。
高く、透明陰電極層の比抵抗値の低い光透過型有機EL
素子を提供することにある。さらに、本発明は、光透過
型有機EL素子の有利な製造方法を提供することもその
目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板の上
に、透明陽電極層、正孔輸送層、発光層、厚さが3〜3
0nmの範囲内にある無色の有機電子注入層、そして、
インジウム亜鉛酸化物からなる透明陰電極層がこの順で
形成されてなる光透過型有機エレクトロルミネッセンス
(EL)素子にある。
に、透明陽電極層、正孔輸送層、発光層、厚さが3〜3
0nmの範囲内にある無色の有機電子注入層、そして、
インジウム亜鉛酸化物からなる透明陰電極層がこの順で
形成されてなる光透過型有機エレクトロルミネッセンス
(EL)素子にある。
【0016】本発明の光透過型有機EL素子の好ましい
製造方法は、下記の通りである。
製造方法は、下記の通りである。
【0017】(1)透明基板の上に、透明陽電極層、正
孔輸送層、発光層がこの順で形成された積層体の発光層
の上に、無色の有機電子注入層を3〜30nmの厚さに
形成し、次いで、有機電子注入層の上に、透明陰電極層
をスパッタを間欠的に行うことにより形成する製造方
法。
孔輸送層、発光層がこの順で形成された積層体の発光層
の上に、無色の有機電子注入層を3〜30nmの厚さに
形成し、次いで、有機電子注入層の上に、透明陰電極層
をスパッタを間欠的に行うことにより形成する製造方
法。
【0018】(2)透明基板の上に、透明陽電極層、正
孔輸送層、発光層がこの順で形成された積層体の発光層
の上に、無色の有機電子注入層を3〜30nmの厚さに
形成し、次いで、有機電子注入層の上に、透明陰電極層
をスパッタを間欠的に行った後、連続的に行うことによ
り形成する製造方法。
孔輸送層、発光層がこの順で形成された積層体の発光層
の上に、無色の有機電子注入層を3〜30nmの厚さに
形成し、次いで、有機電子注入層の上に、透明陰電極層
をスパッタを間欠的に行った後、連続的に行うことによ
り形成する製造方法。
【0019】(3)透明基板の上に、透明陽電極層、正
孔輸送層、発光層がこの順で形成された積層体の発光層
の上に、無色の有機電子注入層を3〜30nmの厚さに
形成し、次いで、電子注入層の上に、複数の孔が設けら
れている金属板を設置した後、上記電子注入層の上に透
明陰電極層をスパッタを行うことにより形成する製造方
法。
孔輸送層、発光層がこの順で形成された積層体の発光層
の上に、無色の有機電子注入層を3〜30nmの厚さに
形成し、次いで、電子注入層の上に、複数の孔が設けら
れている金属板を設置した後、上記電子注入層の上に透
明陰電極層をスパッタを行うことにより形成する製造方
法。
【0020】
【発明の実施の形態】図1に、本発明の光透過型有機E
L素子の一例の断面図を示す。本発明の光透過型有機E
L素子は、透明基板1の上に、透明陽電極層2、正孔輸
送層3、発光層4、厚さが3〜30nmの範囲内にある
無色の有機電子注入層5、そしてインジウム亜鉛酸化物
(IZO)からなる透明陰電極層6がこの順で積層され
た積層体である。
L素子の一例の断面図を示す。本発明の光透過型有機E
L素子は、透明基板1の上に、透明陽電極層2、正孔輸
送層3、発光層4、厚さが3〜30nmの範囲内にある
無色の有機電子注入層5、そしてインジウム亜鉛酸化物
(IZO)からなる透明陰電極層6がこの順で積層され
た積層体である。
【0021】本発明の光透過型有機EL素子は、その構
成は従来の有機EL素子と同じであるが、有機電子注入
層5が、無色であって、その厚さが3〜30nm(好ま
しくは6〜10nm)の範囲内にあること、及び透明陰
電極層6がIZOからなることに特徴がある。
成は従来の有機EL素子と同じであるが、有機電子注入
層5が、無色であって、その厚さが3〜30nm(好ま
しくは6〜10nm)の範囲内にあること、及び透明陰
電極層6がIZOからなることに特徴がある。
【0022】本発明の光透過型有機EL素子において、
有機電子注入層5が無色であるとは、360nm〜83
0nmの可視光領域における光の吸収が、10%以下
(好ましくは5%以下、さらに好ましくは2%以下)で
あることを意味する。
有機電子注入層5が無色であるとは、360nm〜83
0nmの可視光領域における光の吸収が、10%以下
(好ましくは5%以下、さらに好ましくは2%以下)で
あることを意味する。
【0023】本発明の光透過型有機EL素子において、
有機電子注入層5の厚みを3〜30nmとしたのは、有
機電子注入層5は、仕事関数の高い透明陰電極層から注
入された電子を発光層へ注入する機能だけでなく、透明
陰電極層をスパッタ法により形成する時には、プラズマ
や高エネルギーのスパッタ粒子による発光層の損傷を防
止する保護層として機能するものでなければならないた
めである。すなわち、有機電子注入層の厚みが、3nm
より薄くなると保護層としての機能が不十分となり、一
方、30nmより厚みが厚くなると発光層への電子の注
入効率が低くなるためである。
有機電子注入層5の厚みを3〜30nmとしたのは、有
機電子注入層5は、仕事関数の高い透明陰電極層から注
入された電子を発光層へ注入する機能だけでなく、透明
陰電極層をスパッタ法により形成する時には、プラズマ
や高エネルギーのスパッタ粒子による発光層の損傷を防
止する保護層として機能するものでなければならないた
めである。すなわち、有機電子注入層の厚みが、3nm
より薄くなると保護層としての機能が不十分となり、一
方、30nmより厚みが厚くなると発光層への電子の注
入効率が低くなるためである。
【0024】有機電子注入層5の形成に用いことができ
る材料としては、中心金属がアルカリ金属又はアルカリ
土類金属から選ばれる金属のアセチルアセトナト錯体、
バソクプロイン(BCP)もしくはバソフェナントロリ
ン(BPhene)及びこれらの誘導体などを挙げるこ
とができる。このなかでも、アセチルアセトナト錯体が
好ましく、特に中心金属がマグネシウムのビスアセチル
アセトナトマグネシウムであることが好ましい。
る材料としては、中心金属がアルカリ金属又はアルカリ
土類金属から選ばれる金属のアセチルアセトナト錯体、
バソクプロイン(BCP)もしくはバソフェナントロリ
ン(BPhene)及びこれらの誘導体などを挙げるこ
とができる。このなかでも、アセチルアセトナト錯体が
好ましく、特に中心金属がマグネシウムのビスアセチル
アセトナトマグネシウムであることが好ましい。
【0025】透明陰電極層6を形成するインジウム亜鉛
酸化物(IZO)は、酸化インジウム(In2O3)に酸
化亜鉛(ZnO)をドープしたものであり、インジウム
の原子比は、In/(In+Zn)で、0.45〜0.
90の範囲内にあることが好ましく、0.50〜0.9
0の範囲内にあることがより好ましく、0.70〜0.
85の範囲内にあることがより好ましい。
酸化物(IZO)は、酸化インジウム(In2O3)に酸
化亜鉛(ZnO)をドープしたものであり、インジウム
の原子比は、In/(In+Zn)で、0.45〜0.
90の範囲内にあることが好ましく、0.50〜0.9
0の範囲内にあることがより好ましく、0.70〜0.
85の範囲内にあることがより好ましい。
【0026】IZOは、結晶性であっても良いが非晶質
であることが好ましい。透明陰電極層の厚さは50〜5
00nmの範囲内にあることが好ましい。
であることが好ましい。透明陰電極層の厚さは50〜5
00nmの範囲内にあることが好ましい。
【0027】透明基板1の具体的な例としては、ガラス
板、プラスチック製シートなどの透明シートが挙げるこ
とができるが、これらに限定されるものではない。
板、プラスチック製シートなどの透明シートが挙げるこ
とができるが、これらに限定されるものではない。
【0028】透明陽電極層2には、正孔輸送層への正孔
の注入効率を高くするために、仕事関数の大きな材料が
用いられる。この材料の例としては、金などの金属、あ
るいはITO、IZOなどの導電性透明材料などを挙げ
ることができるが、これらに限定されるものではない。
透明陽電極層の厚さは、50〜500nmの範囲内にあ
ることが好ましい。
の注入効率を高くするために、仕事関数の大きな材料が
用いられる。この材料の例としては、金などの金属、あ
るいはITO、IZOなどの導電性透明材料などを挙げ
ることができるが、これらに限定されるものではない。
透明陽電極層の厚さは、50〜500nmの範囲内にあ
ることが好ましい。
【0029】正孔輸送層3には、イオン化ポテンシャル
が小さく、正孔移動度の大きい材料が用いられる。この
材料の例としては、テトラアリールベンジシン化合物、
芳香族アミン類、ピゾリン誘導体、トリフェニレン誘導
体などを挙げることができるが、これらに限定されるも
のではない。好ましい例としては、N,N’−ジフェニ
ル−N,N’−ジ(3−メチルフェニル)−4,4’−
ジアミノビフェニル(TPD)や、4,4’−ビス[N
−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル
(α−NPD)を挙げることができる。また、正孔輸送
層は、単層でなく多層としても良い。正孔輸送層の厚さ
は、全体として5〜200nmの範囲内にあることが好
ましい。
が小さく、正孔移動度の大きい材料が用いられる。この
材料の例としては、テトラアリールベンジシン化合物、
芳香族アミン類、ピゾリン誘導体、トリフェニレン誘導
体などを挙げることができるが、これらに限定されるも
のではない。好ましい例としては、N,N’−ジフェニ
ル−N,N’−ジ(3−メチルフェニル)−4,4’−
ジアミノビフェニル(TPD)や、4,4’−ビス[N
−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル
(α−NPD)を挙げることができる。また、正孔輸送
層は、単層でなく多層としても良い。正孔輸送層の厚さ
は、全体として5〜200nmの範囲内にあることが好
ましい。
【0030】発光層4は、キャリヤー輸送性を有し、電
子と正孔との再結合に応じて発光する有機発光材料に、
有機発光材料からのエネルギー移動により発光する蛍光
色素を添加(ドーピング)したゲスト−ホスト型の発光
層であることが好ましい。有機発光材料の例としては、
トリス(8−キノリラト)アルミニウム(Alq3)な
どのアルミニウムキノリノール錯体を挙げることができ
る。蛍光色素の例としては、クマリン、DCM誘導体、
キナクリドン、ペリレン、ルブレンなどを挙げることが
でき、これらの蛍光色素を選択することにより所望の発
光色を得ることができる。蛍光色素の添加量は、濃度消
光を考慮すると0.01〜1.0重量%の範囲内にある
ことが好ましい。発光層の厚さは、10〜100nmの
範囲内にあることが好ましい。
子と正孔との再結合に応じて発光する有機発光材料に、
有機発光材料からのエネルギー移動により発光する蛍光
色素を添加(ドーピング)したゲスト−ホスト型の発光
層であることが好ましい。有機発光材料の例としては、
トリス(8−キノリラト)アルミニウム(Alq3)な
どのアルミニウムキノリノール錯体を挙げることができ
る。蛍光色素の例としては、クマリン、DCM誘導体、
キナクリドン、ペリレン、ルブレンなどを挙げることが
でき、これらの蛍光色素を選択することにより所望の発
光色を得ることができる。蛍光色素の添加量は、濃度消
光を考慮すると0.01〜1.0重量%の範囲内にある
ことが好ましい。発光層の厚さは、10〜100nmの
範囲内にあることが好ましい。
【0031】次に、本発明の光透過型有機EL素子製造
方法について説明する。本発明の光透過型有機EL素子
は、透明基板の上に、透明陽電極層をスパッタ法などの
常法により形成し、この上に正孔輸送層、発光層、有機
電子注入層を順に蒸着法、スピンコート法などの常法に
より形成した後、有機電子注入層の上に、透明陰電極層
をスパッタ法により形成することにより製造することが
できる。
方法について説明する。本発明の光透過型有機EL素子
は、透明基板の上に、透明陽電極層をスパッタ法などの
常法により形成し、この上に正孔輸送層、発光層、有機
電子注入層を順に蒸着法、スピンコート法などの常法に
より形成した後、有機電子注入層の上に、透明陰電極層
をスパッタ法により形成することにより製造することが
できる。
【0032】有機電子注入層の上に、透明陰電極層をス
パッタ法により形成する際に、製膜速度を遅くする(例
えば、1nm/分未満)と、スパッタ装置のチャンバー
部内の不純物ガス(特に、水、炭酸ガス、有機物ガス)
が、透明陰電極層内に混入して、透明陰電極層の比抵抗
値が高くなることがある。一方、製膜速度を速くすると
(例えば、1nm/分以上)、透明陰電極層が有機電子
注入層から剥離することがある。
パッタ法により形成する際に、製膜速度を遅くする(例
えば、1nm/分未満)と、スパッタ装置のチャンバー
部内の不純物ガス(特に、水、炭酸ガス、有機物ガス)
が、透明陰電極層内に混入して、透明陰電極層の比抵抗
値が高くなることがある。一方、製膜速度を速くすると
(例えば、1nm/分以上)、透明陰電極層が有機電子
注入層から剥離することがある。
【0033】このような理由から、透明陰電極層をスパ
ッタ法により形成する際には、製膜速度を1nm/分以
上(好ましくは1.2nm/分以上)にして、間欠的に
スパッタを行うか、あるいは、電子注入層の上(マスキ
ング材を用いて透明陰電極層を所望の形状にパターニン
グする場合にはマスキング材の上)に、複数の孔が設け
られている金属板(以下、メタルメッシュという)を設
置した状態でスパッタを行うことが好ましい。
ッタ法により形成する際には、製膜速度を1nm/分以
上(好ましくは1.2nm/分以上)にして、間欠的に
スパッタを行うか、あるいは、電子注入層の上(マスキ
ング材を用いて透明陰電極層を所望の形状にパターニン
グする場合にはマスキング材の上)に、複数の孔が設け
られている金属板(以下、メタルメッシュという)を設
置した状態でスパッタを行うことが好ましい。
【0034】間欠的にスパッタを行う方法としては、ス
パッタ装置のチャンバー部の基板ホルダーとターゲット
ホルダーとの間に、開閉可能なシャッターを設置して、
シャッターを交互に開閉させながらスパッタを行う方
法、基板ホルダーを回転可能にして、基板ホルダーを回
転させながらスパッタを行う方法などを挙げることがで
きる。間欠的にスパッタを行う間隔は、製膜速度などに
よって異なる。例えば、製膜速度を1〜2nm/分の範
囲内で行う場合には、0.1〜5秒間のスパッタを1〜
100秒間の間隔をあけて行うことが好ましい。
パッタ装置のチャンバー部の基板ホルダーとターゲット
ホルダーとの間に、開閉可能なシャッターを設置して、
シャッターを交互に開閉させながらスパッタを行う方
法、基板ホルダーを回転可能にして、基板ホルダーを回
転させながらスパッタを行う方法などを挙げることがで
きる。間欠的にスパッタを行う間隔は、製膜速度などに
よって異なる。例えば、製膜速度を1〜2nm/分の範
囲内で行う場合には、0.1〜5秒間のスパッタを1〜
100秒間の間隔をあけて行うことが好ましい。
【0035】さらに、間欠的にスパッタを行って、ある
程度の厚み(通常は5〜50nm)に透明陰電極層を形
成した後は、連続的にスパッタを行って透明陰電極層を
形成することが好ましい。このように間欠的なスパッタ
と連続的なスパッタとを行うことにより透明陰電極層が
有機電子注入層から剥離したりすることなく、透明陰電
極層の形成を早く行うことができ、工業的に有利に光透
過型有機EL素子を製造することができる。
程度の厚み(通常は5〜50nm)に透明陰電極層を形
成した後は、連続的にスパッタを行って透明陰電極層を
形成することが好ましい。このように間欠的なスパッタ
と連続的なスパッタとを行うことにより透明陰電極層が
有機電子注入層から剥離したりすることなく、透明陰電
極層の形成を早く行うことができ、工業的に有利に光透
過型有機EL素子を製造することができる。
【0036】一方、電子注入層の上に、メタルメッシュ
を設置した状態でスパッタする場合に用いるメタルメッ
シュとしては、例えば、孔径が0.5mm×0.5mm
のステンレス製の金網を挙げることができる。
を設置した状態でスパッタする場合に用いるメタルメッ
シュとしては、例えば、孔径が0.5mm×0.5mm
のステンレス製の金網を挙げることができる。
【0037】透明陰電極層を形成するスパッタ法には、
DCスパッタ法、RFスパッタ法など通常のスパッタ法
を採用することができる。スパッタガスは、アルゴン、
ヘリウムなどの不活性ガス、あるいはこれらの混合ガ
ス、もしくは不活性ガスと酸素ガスの混合ガスなどを挙
げることができる。なお、透明陰電極層の形成方法は、
スパッタ法に限定されるものではなく、化学蒸着(CV
D)法、ゾルゲル法、イオンプレーティング法などを使
用しても良い。
DCスパッタ法、RFスパッタ法など通常のスパッタ法
を採用することができる。スパッタガスは、アルゴン、
ヘリウムなどの不活性ガス、あるいはこれらの混合ガ
ス、もしくは不活性ガスと酸素ガスの混合ガスなどを挙
げることができる。なお、透明陰電極層の形成方法は、
スパッタ法に限定されるものではなく、化学蒸着(CV
D)法、ゾルゲル法、イオンプレーティング法などを使
用しても良い。
【0038】
【実施例】1.比抵抗率の低い透明陰電極層の検討 (1)間欠的なスパッタにより形成したIZO層 [実施例1]厚さ10nmのビスアセチルアセトナトマ
グネシム層が形成されているガラス基板とターゲットと
の間に、開閉可能なシャッターを設置して、RFスパッ
タ法にて、ターゲットにIn2O3とZnOとからなる焼
結体(IDIXO、出光興産(株)製)を用い、スパッ
タ装置の投入パワーを5W、製膜速度を1.25nm/
分に設定し、シャッターを1秒間開いて、6秒間閉じる
操作を繰り返して、基板のビスアセチルアセトナトマグ
ネシム層の上に厚さ32nmのIZO層を形成した。ス
パッタガスは、アルゴンを用いた。なお、このIZO層
が、非晶質であることは、ビスアセチルアセトナトマグ
ネシム層が形成されていないガラス基板に、上記と同様
の方法により、IZO層を形成し、X線回折法により確
認した。
グネシム層が形成されているガラス基板とターゲットと
の間に、開閉可能なシャッターを設置して、RFスパッ
タ法にて、ターゲットにIn2O3とZnOとからなる焼
結体(IDIXO、出光興産(株)製)を用い、スパッ
タ装置の投入パワーを5W、製膜速度を1.25nm/
分に設定し、シャッターを1秒間開いて、6秒間閉じる
操作を繰り返して、基板のビスアセチルアセトナトマグ
ネシム層の上に厚さ32nmのIZO層を形成した。ス
パッタガスは、アルゴンを用いた。なお、このIZO層
が、非晶質であることは、ビスアセチルアセトナトマグ
ネシム層が形成されていないガラス基板に、上記と同様
の方法により、IZO層を形成し、X線回折法により確
認した。
【0039】[比較例1]実施例1において、シャッタ
ーを開いたままスパッタした以外は実施例1と同様にし
て基板上に1ZO層を形成したところ、IZO層が基板
のビスアセチルアセトナトマグネシム層から剥がれてし
まった。
ーを開いたままスパッタした以外は実施例1と同様にし
て基板上に1ZO層を形成したところ、IZO層が基板
のビスアセチルアセトナトマグネシム層から剥がれてし
まった。
【0040】(2)メタルメッシュを用いたスパッタに
より形成したIZO層 [実施例2]ガラス基板の上に、孔径0.5mm×0.
5mmのステンレス金網(メタルメッシュ)を設置し
て、RFスパッタ法にて、ターゲットにIn2O3とZn
Oとからなる焼結体(IDIXO、出光興産(株)製)
を用い、投入パワーを5W、製膜速度を1.25nm/
分に設定し、ガラス基板の上に厚さ60nmのIZO層
を形成した。
より形成したIZO層 [実施例2]ガラス基板の上に、孔径0.5mm×0.
5mmのステンレス金網(メタルメッシュ)を設置し
て、RFスパッタ法にて、ターゲットにIn2O3とZn
Oとからなる焼結体(IDIXO、出光興産(株)製)
を用い、投入パワーを5W、製膜速度を1.25nm/
分に設定し、ガラス基板の上に厚さ60nmのIZO層
を形成した。
【0041】[比較例2]実施例2において、基板の上
にメタルメッシュを設置せず、製膜速度を0.8nm/
分に設定してスパッタした以外は実施例2と同様にして
IZO層を形成した。
にメタルメッシュを設置せず、製膜速度を0.8nm/
分に設定してスパッタした以外は実施例2と同様にして
IZO層を形成した。
【0042】[評価]上記実施例1、2及び比較例2で
形成したIZO層の比抵抗値を測定した。その結果を表
1に示す。なお、IZO層の抵抗値は、四端子法で測定
した。
形成したIZO層の比抵抗値を測定した。その結果を表
1に示す。なお、IZO層の抵抗値は、四端子法で測定
した。
【0043】
【表1】 表1 ─────────────────────── 比抵抗値(Ω・cm) ─────────────────────── 実施例1 5.2×10-3 実施例2 5.8×10-3 ─────────────────────── 比較例2 1.0×10-1 ───────────────────────
【0044】2.光透過型有機EL素子の検討 [実施例3] <光透過型有機EL素子の製造>幅2mm×長さ32m
mのITO層(透明陽電極層)がストライプ状に4個形
成されているガラス基板のITO層の上に、正孔輸送層
としてTPD[N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ
(3−メチルフェニル)−4,4’−ジアミノビフェニ
ル]を60nm、発光層としてAlq[トリス(8−キ
ノリノール)アルミニウム]を70nm、有機電子注入
層としてビスアセチルアセトナトマグネシムを10n
m、それぞれ順次、真空蒸着法により製膜した。
mのITO層(透明陽電極層)がストライプ状に4個形
成されているガラス基板のITO層の上に、正孔輸送層
としてTPD[N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ
(3−メチルフェニル)−4,4’−ジアミノビフェニ
ル]を60nm、発光層としてAlq[トリス(8−キ
ノリノール)アルミニウム]を70nm、有機電子注入
層としてビスアセチルアセトナトマグネシムを10n
m、それぞれ順次、真空蒸着法により製膜した。
【0045】こうして得た積層体の上に、幅2mm×長
さ25mmの格子がストライプ状に4個設けられている
マスキング材を、格子が上記透明陽電極層に直交するよ
うに配置し、上記実施例1と同様に、RFスパッタ法に
て、ターゲットにIn2O3とZnOとからなる焼結体
(IDIXO、出光興産(株)製)を用い、スパッタ装
置の投入パワーを5W、製膜速度を1.25nm/分に
設定し、シャッターを1秒間開いて、6秒間閉じる操作
を繰り返して、厚さ32nmのIZO層を形成し、さら
にその上に、シャッターを開いたまま60分間連続的に
スパッタして、全体で厚さ107nmのIZO層(透明
陰電極層)を形成した。こうしてX−Yマトリックス型
に配列された光透過型有機EL素子(縦2×横2mm)
を16個(縦4個×横4個)製造した。
さ25mmの格子がストライプ状に4個設けられている
マスキング材を、格子が上記透明陽電極層に直交するよ
うに配置し、上記実施例1と同様に、RFスパッタ法に
て、ターゲットにIn2O3とZnOとからなる焼結体
(IDIXO、出光興産(株)製)を用い、スパッタ装
置の投入パワーを5W、製膜速度を1.25nm/分に
設定し、シャッターを1秒間開いて、6秒間閉じる操作
を繰り返して、厚さ32nmのIZO層を形成し、さら
にその上に、シャッターを開いたまま60分間連続的に
スパッタして、全体で厚さ107nmのIZO層(透明
陰電極層)を形成した。こうしてX−Yマトリックス型
に配列された光透過型有機EL素子(縦2×横2mm)
を16個(縦4個×横4個)製造した。
【0046】<有機EL素子の評価> (1)X−Yマトリックス型に配列された全ての光透過
型有機EL素子の透明陰電極層の比抵抗値を測定した結
果、いずれの光透過型有機EL素子においても透明陰電
極層の抵抗値は、4.5〜5.2×10-3Ω・cmの範
囲内にあった。 (2)X−Yマトリックス型に配列された光透過型有機
EL素子のうち1個の光透過型有機EL素子に、24V
の電圧を印加した結果、電流密度が100mA/cm2
となり、透明陽電極層側からの発光輝度は230cd/
m2、透明陰電極層側からの発光輝度は276cd/m2
であった。 (3)X−Yマトリックス型に配列された光透過型有機
EL素子の全てに24Vの電圧を印加した結果、いずれ
の光透過型有機EL素子も欠陥なく発光した。 (4)X−Yマトリックス型に配列された全ての光透過
型有機EL素子の可視光の透過率を測定した結果、いず
れの光透過型有機EL素子においても80%以上であっ
た。
型有機EL素子の透明陰電極層の比抵抗値を測定した結
果、いずれの光透過型有機EL素子においても透明陰電
極層の抵抗値は、4.5〜5.2×10-3Ω・cmの範
囲内にあった。 (2)X−Yマトリックス型に配列された光透過型有機
EL素子のうち1個の光透過型有機EL素子に、24V
の電圧を印加した結果、電流密度が100mA/cm2
となり、透明陽電極層側からの発光輝度は230cd/
m2、透明陰電極層側からの発光輝度は276cd/m2
であった。 (3)X−Yマトリックス型に配列された光透過型有機
EL素子の全てに24Vの電圧を印加した結果、いずれ
の光透過型有機EL素子も欠陥なく発光した。 (4)X−Yマトリックス型に配列された全ての光透過
型有機EL素子の可視光の透過率を測定した結果、いず
れの光透過型有機EL素子においても80%以上であっ
た。
【0047】
【発明の効果】本発明の光透過型有機EL素子は、本質
的に可視光を吸収する層が形成されていないことから可
視光透過性が高く、また、透明陰電極がIZOからなる
ことから、陰電極層の比抵抗値が低くなる。従って、本
発明の光透過型有機EL素子は、X−Yマトリックス型
に配列された場合でも、低電圧の印加により発光するこ
とができる。特に、本発明の製造方法により形成された
光透過型有機EL素子は、有機電子注入層と透明陰電極
層とが剥離したり、あるいは、不純物の混入により透明
陰電極層の比抵抗値が高くなったりしにくくなる。さら
に、本発明の光透過型有機EL素子は、発光層が発光し
ていないときは、素子の背景などを見ることができ、低
電圧の印加により透明陽電極層側及び透明陰電極層側か
ら発光層の発光を取り出すことができるので、ウインド
ウディスプレイ、スケルトン製品など、背景を利用した
ディスプレイへの応用が期待できる。
的に可視光を吸収する層が形成されていないことから可
視光透過性が高く、また、透明陰電極がIZOからなる
ことから、陰電極層の比抵抗値が低くなる。従って、本
発明の光透過型有機EL素子は、X−Yマトリックス型
に配列された場合でも、低電圧の印加により発光するこ
とができる。特に、本発明の製造方法により形成された
光透過型有機EL素子は、有機電子注入層と透明陰電極
層とが剥離したり、あるいは、不純物の混入により透明
陰電極層の比抵抗値が高くなったりしにくくなる。さら
に、本発明の光透過型有機EL素子は、発光層が発光し
ていないときは、素子の背景などを見ることができ、低
電圧の印加により透明陽電極層側及び透明陰電極層側か
ら発光層の発光を取り出すことができるので、ウインド
ウディスプレイ、スケルトン製品など、背景を利用した
ディスプレイへの応用が期待できる。
【図1】本発明の光透過型有機EL素子の一例の断面図
である。
である。
【図2】公知の代表的な有機EL素子の一例の断面図で
ある。
ある。
【図3】公知の代表的な光透過型有機EL素子の一例の
断面図である。
断面図である。
1 透明基板 2 透明陽電極層 3 正孔輸送層 4 発光層 5 有機電子注入層 6 透明陰電極層 15 電子注入層 16 陰電極層 16a 電子注入電極層 16b 透明電極層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 祥子 長野県上田市材木町1−3−15−203 (72)発明者 山盛 明日香 長野県小県郡東部町大字滋野乙1382番地1 ミマキ電子部品株式会社内 Fターム(参考) 3K007 AB00 AB05 BA06 CA01 CA06 CB01 CB03 CC00 DA00 DB03 EB00 FA01
Claims (6)
- 【請求項1】 透明基板の上に、透明陽電極層、正孔輸
送層、発光層、厚さが3〜30nmの範囲内にある無色
の有機電子注入層、そして、インジウム亜鉛酸化物から
なる透明陰電極層がこの順で形成されてなる光透過型有
機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項2】 有機電子注入層が、中心金属がアルカリ
金属又はアルカリ土類金属のアセチルアセトナト錯体か
らなるものであることを特徴とする請求項1に記載の光
透過型有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項3】 透明陰電極層のインジウム亜鉛酸化物
が、非晶質であることを特徴とする請求項1に記載の光
透過型有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項4】 透明基板の上に、透明陽電極層、正孔輸
送層、発光層がこの順で形成された積層体の発光層の上
に、無色の有機電子注入層を3〜30nmの厚さに形成
し、次いで、該有機電子注入層の上に、透明陰電極層を
スパッタを間欠的に行うことにより形成することを特徴
とする請求項1に記載の光透過型有機エレクトロルミネ
ッセンス素子の製造方法。 - 【請求項5】 透明基板の上に、透明陽電極層、正孔輸
送層、発光層がこの順で形成された積層体の発光層の上
に、無色の有機電子注入層を3〜30nmの厚さに形成
し、次いで、該有機電子注入層の上に、透明陰電極層を
スパッタを間欠的に行った後、連続的に行うことにより
形成することを特徴とする請求項1に記載の光透過型有
機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 【請求項6】 透明基板の上に、透明陽電極層、正孔輸
送層、発光層がこの順で形成された積層体の発光層の上
に、無色の有機電子注入層を3〜30nmの厚さに形成
し、次いで、該電子注入層の上に、複数の孔が設けられ
ている金属板を設置した後、上記電子注入層の上に透明
陰電極層をスパッタを行うことにより形成することを特
徴とする請求項1に記載の光透過型有機エレクトロルミ
ネッセンス素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35443599A JP2001176670A (ja) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | 光透過型有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35443599A JP2001176670A (ja) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | 光透過型有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001176670A true JP2001176670A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18437558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35443599A Withdrawn JP2001176670A (ja) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | 光透過型有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001176670A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2005092150A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Sony Corp | 自発光型パネル表示装置 |
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| KR101061396B1 (ko) | 2003-02-28 | 2011-09-02 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 표시 장치, 폴더형 휴대 단말 |
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| JP2013101376A (ja) * | 2004-04-28 | 2013-05-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置 |
-
1999
- 1999-12-14 JP JP35443599A patent/JP2001176670A/ja not_active Withdrawn
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