WO2012102269A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び照明装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an organic electroluminescence element and a lighting device.
- organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element) having an organic compound layer including a light emitting layer between a pair of electrodes formed on a substrate.
- Organic EL elements are used in light emitting devices and lighting devices.
- a conventional organic EL element since a glass substrate has been used as the substrate, it is difficult to realize a flexible organic EL element, and the organic EL element becomes expensive because the glass substrate itself is expensive. There was a problem.
- Patent Document 1 discloses an organic electroluminescent element having a lower electrode, an organic compound layer including a light emitting layer, and a back electrode on a flexible substrate.
- Patent Document 1 describes, as an example of a flexible substrate, a substrate in which an aluminum foil is used as a base material and an antireflection layer and an insulating layer are provided thereon. The use of such a flexible substrate is said to improve contrast reduction when an organic electroluminescent element is used in a display device.
- the structure which uses a metal substrate for the flexible substrate of the organic EL element with which the illuminating device was equipped is also examined. Since the electrodes of the organic EL element and the organic light emitting layer are thin, in an organic EL element using a metal substrate as a flexible substrate, the surface of the metal substrate is not smooth and is short-circuited between the electrodes formed on the substrate. It is easy to do and the yield is low. Therefore, smoothness is required for the surface of the metal substrate, and the surface of the metal substrate is mirror-polished, or a solution of SOG (Spin On Glass; solvent dissolved in SiO 2 ) is applied onto the rotating substrate. A smooth film is formed on the substrate surface.) A method of smoothing by a technique has been adopted. However, it is extremely difficult to smooth the surface of a large-area metal substrate by mirror polishing or SOG technology, and there is a problem that it is not suitable for mass production.
- SOG Spin On Glass
- Patent Document 2 discloses a technique for providing smoothness by forming a nickel plating layer on the surface of the metal substrate by electroless plating.
- Patent Document 2 discloses an organic EL element in which a functional layer including an organic light emitting layer and a cathode layer are sequentially stacked on the surface of an electroless nickel plating layer formed on the surface of a metal substrate.
- An object of the present invention is to provide an organic EL element with improved yield and improved light extraction efficiency, and an illumination device including the organic EL element.
- the organic EL element of the present invention is The first substrate, the reflective metal layer, the first electrode, the organic compound layer, and the second electrode are organic EL elements arranged in this order,
- the first substrate is at least one of a metal film, a metal plate, a polymer film, a polymer plate, a polymer film with a moisture-proof film, and a polymer plate with a moisture-proof film,
- a planarization layer is formed in a portion between the reflective metal layer and the first electrode;
- the reflective metal layer and the first electrode are electrically connected in a region where the planarizing layer is not formed.
- the planarization layer is formed in part between the reflective metal layer and the first electrode, the first electrode is in contact with the planarization layer having a smoother surface than the reflective metal layer. become. Therefore, a short circuit between the first electrode and the second electrode due to the roughness of the surface of the reflective metal layer is prevented, and the yield of the organic EL element can be improved.
- the reflective metal layer and the first electrode are electrically connected in the region where the planarizing layer is not formed, the reflective metal layer also serves as an auxiliary electrode for the first electrode. Therefore, the voltage drop at the first electrode is reduced, and unevenness in light emission luminance can be suppressed.
- the reflective metal layer also serves as the auxiliary electrode, a material having a higher electrical resistivity than the reflective metal layer can be used for the first electrode. In this case, quenching due to plasmon absorption on the surface of the first electrode is suppressed, so that the light extraction efficiency can be improved.
- an intermediate layer is formed between the first electrode and the organic compound layer in a portion corresponding to a region where the planarizing layer is not formed.
- the first electrode is affected by the roughness of the surface of the reflective metal layer. Short circuit with the second electrode is likely to occur.
- the intermediate layer is formed between the first electrode and the organic compound layer and corresponding to the region where the planarization layer is not formed, the first electrode and the second electrode Short circuit can be prevented.
- the intermediate layer is preferably formed of an electrically insulating material.
- the intermediate layer is formed of an electrically insulating material, a short circuit between the first electrode and the second electrode can be prevented more reliably.
- the reflective metal layer is preferably a layer containing at least one of silver, gold, tungsten, aluminum, and nickel and a binder, or a metal plating layer.
- the reflective metal layer is a layer containing at least one of silver, gold, tungsten, aluminum, and nickel and a binder, or a metal plating layer. Therefore, the electrical resistivity of the reflective metal layer also serving as an auxiliary electrode Can be reduced.
- the first electrode is preferably a conductive member including a conductive polymer.
- the first electrode is a conductive member including a conductive polymer
- the first electrode can have conductivity, transparency, and stability.
- the first electrode and the second electrode are preferably transparent electrodes.
- the electrical resistivity is higher than that of the metal electrode, and quenching due to plasmon absorption on the surfaces of the first electrode and the second electrode is suppressed. It is suppressed. As a result, the light extraction efficiency can be improved.
- the organic EL device of the present invention On the periphery of the first substrate, there are a first electrode extraction portion for conducting electrical extraction with the first electrode, and a second electrode extraction portion for conducting electrical extraction with the second electrode.
- a sealing member is disposed to face the first substrate via the reflective metal layer, the first electrode, the organic compound layer, and the second electrode;
- the first substrate and the sealing member are bonded to the first substrate surface on the inner side of the first electrode extraction portion, the first substrate, and the sealing member, It is preferable to have the 2nd junction part joined via the 2nd electrode inside the 2nd electrode extraction part to the 1st substrate side.
- the 1st electrode extraction part and the 2nd electrode extraction part are formed in the periphery of the 1st board
- the sealing member is bonded to the first substrate at the first bonding portion and the second bonding portion, respectively, inside the first electrode extraction portion and the second electrode extraction portion on the first substrate surface. If the organic compound layer is formed inside the first bonding portion and the second bonding portion on the first substrate surface, the sealing performance is maintained by the bonding between the sealing member and the first substrate. As described above, according to the present invention, the sealing performance of the organic EL element can be maintained and the connection with the external power source can be reliably performed.
- the illumination device of the present invention includes any one of the above-described organic EL elements of the present invention.
- any one of the above-described organic EL elements of the present invention is provided, it is possible to provide a lighting device in which yield and light extraction efficiency are improved and luminance unevenness is suppressed.
- This illuminating device has high light extraction efficiency even in a large area, and light emission luminance unevenness is suppressed.
- Sectional drawing of the organic EL element which concerns on 1st embodiment It is the schematic of the manufacturing process of the organic EL element which concerns on 1st embodiment, Comprising: The schematic explaining the process of forming a reflective metal layer on a 1st board
- FIG. 1 is a cross-sectional view along the substrate thickness direction of the organic EL element 1 according to the first embodiment of the present invention.
- the first substrate 10, the reflective metal layer 11, the first electrode 12, the organic compound layer 13, the second electrode 14, and the sealing member 16 are arranged in this order.
- a planarization layer 15 is formed in a part between the reflective metal layer 11 and the first electrode 12.
- an intermediate layer 17 is formed between the first electrode 12 and the organic compound layer 13 in a portion corresponding to a region where the planarizing layer 15 is not formed.
- the vertical and horizontal directions are based on the case where the first substrate 10 is on the bottom and the sealing member 16 is on the top, as shown in the cross-sectional view of FIG. And
- the first substrate 10 is a smooth plate-like member for supporting the reflective metal layer 11, the first electrode 12, and the like.
- Examples of the first substrate 10 include a metal substrate and a polymer substrate. Conventionally, polished glass and glass with high surface accuracy are used as the first substrate. Metal films, metal plates, polymer films, and polymer plates were also mentioned as substitutes for the first glass substrate, but metal films and metal plates were not sufficiently accurate and could not be used. It is difficult to obtain a large area and high surface accuracy with a high yield. In the present invention, if the materials and thickness dimensions used for the metal substrate and the polymer substrate are set under the following conditions, the first substrate having both flexibility, impact resistance and light weight is obtained. High surface accuracy can be obtained by forming a planarization layer on one substrate.
- the metal substrate is not limited to a plate-shaped metal plate, and includes a metal film having a thickness smaller than that of the metal plate.
- aluminum (Al), copper (Cu), stainless steel, mild steel, or the like is used as the material for the metal substrate.
- the polymer substrate is not limited to a polymer plate formed into a plate shape, and includes a polymer sheet or a polymer film having a thickness smaller than that of the polymer plate. Examples of the polymer substrate include those formed using a polycarbonate resin, an acrylic resin, a polyethylene terephthalate resin, a polyether sulfide resin, a polysulfone resin, or the like as a raw material.
- the organic EL element 1 When the organic EL element 1 is used for an application requiring flexibility, it is preferable to select a flexible material as the material of the metal substrate or polymer substrate, and the thickness dimension of the substrate is appropriately set. It is preferable to do this.
- the vertical length is about 30 mm to 100 mm, and the horizontal length is about Substrates from 30 mm to 100 mm can be used.
- a plurality of first substrates 10 may be cut out from a large substrate material.
- the thickness dimension of the first substrate 10 is, for example, 2 ⁇ m or more and 2 mm or less. Since the metal material has a higher barrier property against moisture and oxygen than the polymer plate, the thickness dimension of the first substrate 10 necessary for securing the barrier property can be reduced.
- the preferred thickness dimension of the polymer plate or film is 2 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. If it is too thin, it is not preferred because it is difficult to handle during the process because of its low self-sustainability as a substrate, and because the water vapor permeability is large and the device tends to deteriorate. Moreover, since a board
- a water vapor permeability is provided on a polymer plate or polymer film provided with a moisture-proof film so that the water vapor permeability is 10 ⁇ 3 g / m 2 / day or less. Small and preferred.
- the water vapor permeability becomes smaller than 10 ⁇ 5 g / m 2 / day, so that it is more preferable as the first substrate 10 using a polymer plate or film.
- a preferable thickness dimension of the moisture-proof film is 0.1 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less. If it is too thin, it will be inferior in moisture resistance, and if it is too thick, it will take time to produce, or cracks will occur due to stress.
- Preferable materials for the moisture-proof film include oxides, nitrides, oxynitrides, and carbides.
- Particularly preferable materials include SiNx (silicon nitride), SiOxNy (silicon oxynitride), SiCxNy (silicon carbonitride), and the like.
- a CVD method or a sputtering method is preferable.
- the water vapor permeability is smaller than 10 ⁇ 5 g / m 2 / day.
- a preferable thickness dimension of the metal foil film is 2 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. If it is too thin, the self-supporting property as a substrate is low, so that it is difficult to handle during the process, and if it is too thick, the substrate becomes heavy, which is not preferable.
- an auxiliary substrate is separately attached to the first substrate 10 and the auxiliary film. If the substrate is temporarily integrated, the thickness dimension increases as a whole, and the handleability is improved. While being integrated in this way, a reflective metal layer, a planarization layer, a first electrode, an organic compound layer, and a second electrode are provided in this order, and a sealing process is further performed. Thereafter, the auxiliary substrate is removed from the first substrate 10. It can also be removed. By doing so, it becomes possible to reduce the thickness dimension of the first substrate from several ⁇ m to 100 ⁇ m, and it is possible to provide an ultra-thin organic EL illumination that cannot be realized by the prior art.
- first electrode extraction portion 10 ⁇ / b> A for performing electrical extraction from the first electrode 12
- second electrode extraction portion 10 ⁇ / b> B for performing electrical extraction from the second electrode 14. It is formed.
- one end portion of the first substrate 10 is a first electrode extraction portion 10A
- the other end portion is a second electrode extraction portion 10B.
- the reflective metal layer 11 reflects light emitted from the light emitting layer of the organic compound layer 13 toward the first electrode 12 toward the second electrode 14.
- the reflective metal layer 11 is formed on the first substrate 10.
- the reflective metal layer 11 reaches the first electrode extraction portion 10A and the second electrode extraction portion 10B.
- the reflective metal layer 11 on the first electrode extraction portion 10A is electrically connected to an external power source. In this way, the electrode of the first electrode 12 is taken out.
- a metal or a known alloy can be used.
- the metal for example, it is preferable to include at least one of silver (Ag), Al (aluminum), Au (gold), W (tungsten), and Ni (nickel).
- a material used for the reflective metal layer 11 you may be comprised with the material containing these metals, an alloy, and a binder, and specifically, it forms using the conductive paste material containing these. Is preferred.
- the binder a resin material or an inorganic material is used.
- the resin material for the binder examples include acrylic resin and PET (polyethylene terephthalate).
- the inorganic material for the binder examples include glass frit.
- the conductive paste material may contain an organic solvent for adjusting viscosity in order to form a paste.
- a silver paste is preferable.
- the thickness dimension of the reflective metal layer 11 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less. By setting it as the range of such a thickness dimension, it becomes easy to print an electrically conductive paste.
- the reflective metal layer 11 is preferably a metal plating layer.
- the metal plating layer is formed by performing at least one of electroless plating and electrolytic plating treatment on the surface of the first substrate 10.
- a metal which comprises a metal plating layer
- money, zinc, platinum, and an alloy are mentioned, for example.
- the reflective metal layer 11 is a metal plating layer, it may be plated over both surfaces and side surfaces of the first substrate 10, or selectively plated on the surface on which the first electrode 12 and the like are formed. May be applied.
- the thickness dimension of the metal plating layer is preferably 0.1 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less.
- the reflective metal layer 11 also serves as an auxiliary electrode for the first electrode 12 by being electrically connected to the first electrode 12.
- the reflectance of the reflective metal layer 11 is preferably 80% or more, and more preferably 90% or more.
- the driving voltage of the organic EL element can be increased. It is preferable in terms of reduction.
- conductive oxides or semiconductor oxides oxides containing at least one metal component among In, Sn, and Zn that can suppress light absorption are preferable.
- ITO indium tin oxide
- IZO Indium zinc oxide
- ITZO indium tin zinc oxide
- the planarization layer 15 is a layer provided for planarizing the surface of the reflective metal layer 11.
- the planarization layer 15 is formed on the reflective metal layer 11 and reaches the second electrode extraction portion 10B and does not reach the first electrode extraction portion 10A.
- the planarization layer 15 is not formed over the entire surface of the reflective metal layer 11, but partly so that the reflective metal layer 11 and the first electrode 12 can conduct. It is formed with a space. That is, the reflective metal layer 11 includes a region 11A where the planarizing layer 15 is not provided.
- the reflective metal layer 11 is exposed.
- the measured value at a 100 nm square is preferably 2 nm or less and 0.01 nm or more.
- Such surface roughness Ra can be measured with an AFM (atomic force microscope).
- Such surface roughness Ra cannot be reached only by performing metal plating treatment, and conventionally, polishing treatment or the like has been required after nickel plating.
- the thickness dimension of the flattening layer 15 is designed according to the smoothness of the reflective metal layer 11, but 0.1 ⁇ m or more in order to prevent short circuit between the first electrode 12 and the second electrode 14 more reliably. It is preferable that it is 3 micrometers or less.
- a resin material is preferable.
- the resin material include polymers such as acrylic and polyimide, and a photosensitive polymer is more preferable. If it is a photosensitive organic compound, it becomes easy to form the planarization layer 15 in the predetermined area
- the material used for the planarizing layer 15 is also preferably a semiconductive material, and is a conductive polymer or an oxide having a charge concentration of 1 ⁇ 10 ⁇ 19 cm ⁇ 3 or less and 1 ⁇ 10 ⁇ 12 cm ⁇ 3 or more. A semiconductor is preferred.
- the conductive polymer for example, polyaniline and polythiophene are commercially available and can be mentioned as preferable materials.
- the sheet resistance value is 200 ⁇ / ⁇ ( ⁇ / sq. Ohm per square) or more and 100 k ⁇ / ⁇ or less, and the specific resistance value is 1 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm.
- the material is preferably 1 ⁇ 10 4 ⁇ ⁇ cm or less. Since the reflective metal layer 11 has high conductivity, even such a high-resistance material can be used for the planarization layer 15, and as a result, the occurrence of defects (short circuit) due to non-planarization is remarkably suppressed.
- the planarization layer 15 is preferably formed of a transparent material so that the reflective metal layer 11 reflects light.
- the light transmittance in the visible region (wavelength 430 nm to 650 nm) of the planarizing layer 15 is preferably greater than 85%.
- the first electrode 12 plays a role of injecting holes into the organic compound layer 13 as an anode in the organic EL element 1, and it is effective to have a work function of 4.5 eV or more.
- the first electrode 12 is formed on the planarization layer 15. As described above, a part of the reflective metal layer 11 is exposed without being covered with the planarization layer 15 because the planarization layer 15 is formed with a space. Therefore, the first electrode 12 is also formed on the exposed reflective metal layer 11 so that the first electrode 12 and the reflective metal layer 11 are electrically connected.
- the material used for the first electrode 12 include indium tin oxide alloy (ITO), tin oxide (NWSA), indium zinc oxide (IZO), gold, silver, platinum, and copper.
- a conductive member containing a conductive polymer is preferable.
- the conductive polymer include PEDOT (polyethylene dioxythiophene), polythiophene, and polyaniline.
- the first electrode 12 is a transparent electrode.
- the visible light transmittance of the first electrode 12 is preferably greater than 10%.
- the transparent electrode is preferably composed of a light transmissive metal film, a film containing a conductive oxide or a conductive polymer.
- the electrical resistivity of the light transmissive metal film is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm or less.
- the electrical resistivity of the conductive oxide is preferably 7 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 3 ⁇ ⁇ cm or less.
- the electrical resistivity of the conductive polymer is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 3 ⁇ ⁇ cm or less.
- the first electrode 12 can be a transparent electrode using a material having a higher electrical resistivity than a metal electrode or the like, quenching due to plasmon absorption can be suppressed, and light extraction efficiency can be improved.
- the first electrode 12 can be a semimetal or a semiconductor, and these can have a charge concentration of 10 ⁇ 19 or less and 10 ⁇ 12 or more, so that quenching due to plasmon absorption is particularly suppressed.
- semiconductors include carbon, nanophen, organic hole transport material p-doped with acceptors (p-doped organic layer), and organic electron transport material n-doped with donors ( An n-doped organic layer) can also be suitably used.
- a thin film metal, a semimetal, a semiconductor, and an organic semiconductor (conductive polymer, p-doped organic layer, or n-doped organic layer) that are appropriately combined and stacked can also be used as the first electrode 12.
- the thickness dimension of the first electrode 12 depends on the material used and the desired sheet resistance of the first electrode 12, but is usually in the range of 10 nm to 1 ⁇ m, preferably 10 nm to 200 nm.
- the intermediate layer 17 is formed in a portion corresponding to the region 11A on the first electrode 12 where the planarizing layer 15 is not formed. That is, the intermediate layer 17 is formed in the above-described region where the reflective metal layer 11 and the first electrode 12 are electrically connected.
- the first electrode 12 is directly formed in the region 11A where the planarizing layer 15 is not formed without forming the intermediate layer 17, the first electrode 12 is formed on the surface of the reflective metal layer 11 having low smoothness. Will be formed.
- the organic compound layer 13 having a small thickness dimension formed on the first electrode 12 is also affected by the low smoothness, and the first electrode 12 and the second electrode 14 are easily short-circuited.
- the intermediate layer 17 is formed to prevent a short circuit in the region 11A where the planarizing layer 15 is not formed.
- the thickness dimension of the intermediate layer 17 may be a size that can prevent a short circuit between the first electrode 12 and the second electrode 14, and is preferably set as appropriate according to the material used for the intermediate layer 17. . Further, a step is generated between the region where the planarization layer 15 is formed and the surface of the first electrode 12 formed with respect to the region 11A where the planarization layer 15 is not formed. Such a thickness dimension is preferable. If a step is generated, the first electrode 12 and the second electrode 14 are likely to short-circuit through the thin organic compound layer 13 at the corner of the step. Particularly preferred is the case where the surface of the first electrode 12 and the surface of the intermediate layer 17 are substantially in the same plane. In this way, the surface of the organic compound layer 13 can be formed smoothly.
- the intermediate layer 17 is preferably made of an electrically insulating material (electrically insulating material). It is because the short circuit with the 1st electrode 12 and the 2nd electrode 14 is prevented more reliably.
- the electrically insulating material include photosensitive resins such as photosensitive polyimide, photo-curing resins such as acrylic resins, thermosetting resins, and inorganic materials such as silicon oxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Materials can be mentioned.
- the photosensitive resin may be a positive photosensitive resin or a negative photosensitive resin.
- the intermediate layer 17 may be formed using a material different from that of the first electrode 12, or the surface of the first electrode 12 is treated to insulate the conductive material constituting the first electrode 12. It is also possible to form the material by modifying it to a functional material (such as a metal oxide film).
- the material of the planarizing layer 15 can also be used for the intermediate layer 17.
- Conductive polymer materials such as the above-described conductive polymers and polymers in which conductive fine particles are dispersed can also be used.
- the planarization layer 15 is formed in terms of the light emission efficiency and current density of the element in the portion corresponding to the region 11A where the planarization layer 15 is not formed. It is necessary to have the same degree as that of the element in the portion corresponding to the region. The reason why the material of the planarizing layer 15 can be used for the intermediate layer 17 under such conditions will be described next.
- the current density in the portion corresponding to the region 11A where the planarizing layer 15 is not formed is substantially the same as or lower than the current density in the portion corresponding to the region where the planarizing layer 15 is formed. It is preferable.
- the intermediate layer 17 containing a conductive polymer material is formed in a portion corresponding to the region 11A where the planarizing layer 15 is not formed, elements having similar luminous efficiency and current density as described above are obtained. It is particularly preferable to obtain it in that part.
- the element portion that emits light can also be formed in the connection portion between the first electrode 12 and the reflective metal layer 11, that is, the portion corresponding to the region 11A where the planarizing layer 15 is not formed, the light emitting area is formed. Can be improved.
- the organic compound layer 13 includes at least one layer composed of an organic compound.
- the organic compound layer 13 may contain an inorganic compound.
- the organic compound layer 13 is formed on the first electrode 12 and the intermediate layer 17 so as to cover them.
- the organic compound layer 13 is formed on the inner side of the first bonding portion 18A and the second bonding portion 18B, which will be described later, with respect to the first substrate 10 surface.
- the organic compound layer 13 has at least one light emitting layer. Therefore, the organic compound layer 13 may be composed of, for example, a single light emitting layer, and is adopted in known organic EL elements such as a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, and an electron transport layer. The layer to be formed may be laminated through a light emitting layer.
- a known light emitting material used in a conventional organic EL element is used for the light emitting layer, and the light emitting layer has a structure showing monochromatic light such as red, green, blue, yellow, or a combination thereof, for example, white color.
- the thing of the structure which shows light emission is used.
- a doping method is known in which a host is doped with a light emitting material as a dopant.
- excitons can be efficiently generated from the charge injected into the host. And the exciton energy of the produced
- the light emitting layer may be fluorescent or phosphorescent.
- the thickness dimension of the light emitting layer is preferably 5 nm to 50 nm, more preferably 7 nm to 50 nm, and most preferably 10 nm to 50 nm. If the thickness is less than 5 nm, it is difficult to form a light emitting layer and the adjustment of chromaticity may be difficult. If the thickness exceeds 50 nm, the driving voltage of the element may increase.
- any material selected from known materials used in conventional organic EL elements may be used. it can.
- the thickness dimensions of these layers included in the organic compound layer 13 are not particularly limited except those specifically defined in the above description. However, if the layer thickness is too thin, defects such as pinholes are likely to occur. If the thickness is too large, a high applied voltage is required and the efficiency is deteriorated.
- the second electrode 14 plays a role of injecting electrons into the organic compound layer 13 as a cathode in the organic EL element 1, and a material having a small work function is preferable.
- the second electrode 14 is formed on the organic compound layer 13.
- the second electrode 14 reaches the second electrode extraction portion 10B, and the electrode is extracted.
- the second electrode 14 on the second electrode extraction portion 10B is electrically connected to an external power source.
- the second electrode 14 is a transparent electrode.
- the light transmittance in the visible region of the second electrode 14 is preferably greater than 10%.
- the material for the transparent electrode described in the first electrode 12 can be used.
- the thickness dimension of the second electrode 14 is also the same as that of the first electrode 12.
- the sealing member 16 is disposed to face the first substrate 10 through the reflective metal layer 11, the first electrode 12, the organic compound layer 13, and the second electrode 14.
- the sealing member 16 is bonded to the first substrate 10 by the bonding member 18 at the periphery of the first substrate 10.
- the first substrate 10 and the first bonding portion 18A to which the sealing member 16 is bonded, and the first substrate 10 and the sealing member 16 are bonded via the second electrode 14.
- the material used for the sealing member 16 is selected from a sealing film, a sealing plate, and a sealing film.
- a glass plate, a polymer plate, a glass film, a polymer film, a metal plate, a metal foil, etc. are mentioned.
- the glass plate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz.
- the polymer plate include those using a polycarbonate resin, an acrylic resin, a polyethylene terephthalate resin, a polyether sulfide resin, a polysulfone resin, or the like as a raw material.
- the sealing member 16 is preferably a flexible material, such as a polymer plate or a polymer film glass film.
- a glass plate or a glass film is preferable because it is excellent in moisture and oxygen barrier properties.
- the sealing member 16 is made of a material having a light transmittance in the visible region larger than 50%. Is preferred.
- the dimension of the sealing member 16 should just be formed in the dimension which can seal the organic compound layer 13 grade
- the joining member 18 is a member for joining the first substrate 10 and the sealing member 16.
- the joining member 18 is preferably made of an inorganic compound from the viewpoint of sealing performance, moisture resistance, and joining strength.
- the bonding member 18 is preferably a low melting point glass because it can be bonded by laser irradiation.
- the low melting point here means a melting point of 650 ° C. or lower.
- the melting point is preferably 300 ° C. or higher and 600 ° C. or lower.
- the low-melting glass preferably includes a transition metal oxide capable of bonding glass and metal, a rare earth oxide, and the like, and more preferably powder glass (frit glass).
- the composition of powdered glass, SiO 2, B 2 O 3 and is preferably one comprises Al 2 O 3.
- the reflective metal layer 11 is formed on the first substrate 10.
- a steel plate is used for the first substrate 10.
- a metal plating layer is formed on one surface of the steel plate.
- an electrolytic plating method is adopted as the formation method.
- the reflective metal layer 11 is a conductive paste material, a printing method or a coating method can be employed.
- a sputtering method, a vapor deposition method, etc. are employable according to the material of the reflective metal layer 11.
- a planarizing layer 15 is formed on the reflective metal layer 11.
- the method for forming the planarizing layer 15 include known wet film forming methods such as screen printing, ink jet printing, spin coating, dipping, and flow coating, and known dry film forming methods such as mask vapor deposition and mask sputtering. .
- planarization having a space for electrically connecting the reflective metal layer 11 and the first electrode 12 is performed by a photoetching method.
- Layer 15 is formed.
- a region 11A where the planarizing layer 15 is not provided is also formed.
- the first electrode 12 is formed on the planarizing layer 15 and the reflective metal layer 11 exposed from a part of the planarized layer 15, and the first electrode 12 and the reflective metal layer 11 are formed. And conduct.
- a material for a transparent electrode is used for the first electrode 12. Examples of the method for forming the first electrode 12 include a method in which a film is formed by a sputtering method and then patterning is performed by a photolithography process, a mask vapor deposition method, and the like.
- an intermediate layer 17 is formed in the above-described region where the reflective metal layer 11 and the first electrode 12 are electrically connected.
- a known wet film forming method such as a screen printing method, an ink jet printing method, a spin coating method, a dipping method, or a flow coating method, or a known dry method such as a mask vapor deposition method or a mask sputtering method is used. Examples include a film forming method.
- the organic compound layer 13 is formed on the first electrode 12 and the intermediate layer 17.
- the organic compound layer 13 can be formed by a dry film formation method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma method, or an ion plating method, or a wet film formation method such as a spin coating method, a dipping method, a flow coating method, or an ink jet method.
- a dry film formation method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma method, or an ion plating method
- a wet film formation method such as a spin coating method, a dipping method, a flow coating method, or an ink jet method.
- a known method such as the above can be adopted.
- the second electrode 14 is formed on the organic compound layer 13.
- a material for a transparent electrode is used for the second electrode 14. Examples of the method for forming the second electrode 14 include the same method as that for the first electrode 12.
- the sealing member 16 and the first substrate 10 are bonded using the bonding member 18 to seal the organic compound layer 13 and the like. In this way, the organic EL element 1 is manufactured.
- the reflective metal layer 11 is an auxiliary electrode for the first electrode 12. Also doubles. Moreover, since the reflective metal layer 11 is a metal plating layer, its electrical resistivity is lower than that of the first electrode 12 which is a transparent electrode. For this reason, the voltage drop at the first electrode 12 is reduced, and unevenness in light emission luminance can be suppressed.
- the first electrode 12 is a transparent electrode.
- quenching due to plasmon absorption on the surface of the first electrode 12 is suppressed, so that light extraction efficiency can be improved.
- the second electrode 14 is also a transparent electrode, quenching due to plasmon absorption on the surface of the second electrode 14 is suppressed, so that the light extraction efficiency can be improved.
- the intermediate layer 17 is formed in a portion corresponding to the region between the first electrode 12 and the organic compound layer 13 where the planarizing layer 15 is not formed. A short circuit between the first electrode 12 and the second electrode 14 can be prevented.
- the organic EL element 1 when a steel plate or a metal foil is used as the first substrate 10, the organic EL element 1 can be provided at a lower price than when a glass substrate is used.
- the organic compound layer 13 is formed inside the first bonding portion 18A and the second bonding portion 18B with respect to the first substrate 10 surface, and the first bonding portion 18A is formed on the first substrate 10 surface.
- the sealing performance of the organic EL element 1 is achieved. In addition, it is possible to reliably connect to an external power source.
- the reflective metal layer 11 is separately formed on the first substrate 10, but the present invention is not limited to such a form.
- the first substrate 10 can also serve as the reflective metal layer 11.
- the dimensions of the first substrate 10 are specifically exemplified, but the present invention is not limited to this, and a larger substrate may be used.
- the intermediate layer 17 is formed so as to correspond to the region where the planarization layer 15 is not formed has been described, but it may be formed in other regions.
- the intermediate layer 17 may be formed between the first electrode 12 and the second electrode 14 so that the short circuit can be prevented more reliably.
- the present invention is not limited thereto.
- the electrical extraction is performed from the surface of the first substrate 10 opposite to the surface on which the reflective metal layer 11 is formed. can do.
- planarizing layer 15 is formed by the photoetching method.
- the present invention is not limited to this method. For example, after the planarization layer 15 is once formed on the entire surface of the reflective metal layer 11, a laser beam is irradiated to a desired position using a laser processing machine, and unnecessary portions of the planarization layer 15 are removed. Is mentioned.
- the organic EL device of the present invention has high light extraction efficiency and suppressed luminance unevenness, it can be used, for example, as a light source for illumination or display that requires high luminance and uniform light emission.
- Organic electroluminescence device (organic EL device) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st board
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Abstract
Description
従来の有機EL素子において、その基板としてガラス基板が用いられてきたため、可撓性を有する有機EL素子の実現が難しいという問題や、ガラス基板自体が高価なため有機EL素子が高価になってしまうという問題があった。
有機EL素子の電極や有機発光層の膜厚は薄いため、可撓性基板に金属基板を用いた有機EL素子では、金属基板の表面が平滑でないと基板上に形成されている電極間で短絡し易く、歩留まりが低くなる。そのため、金属基板の表面には平滑性が求められており、金属基板の表面を鏡面研磨したり、SOG(Spin On Glass;溶媒にSiO2を溶かした溶液を回転している基板上に塗布し、基板表面に平滑な膜を形成する。)技術で平滑化したりする方策が採用されていた。
しかしながら、大面積の金属基板の表面を鏡面研磨やSOG技術で平滑化するのは極めて困難であり、大量生産に向かないという問題があった。
また、特許文献2に記載された有機EL素子では、有機発光層を含む機能層が、直接、電気抵抗率の小さい無電解めっき層表面に対して積層されているので、有機発光層で発光した光が表面プラズモン吸収によって消光し、光取り出し効率が低下するという問題もある。
第一基板、反射金属層、第一電極、有機化合物層、及び第二電極が、この順に配置される有機EL素子であって、
前記第一基板は、金属フィルム、金属板、ポリマーフィルム、ポリマー板、防湿膜付きポリマーフィルム、及び防湿膜付きポリマー板のうち少なくともいずれかであり、
前記反射金属層と前記第一電極との間の一部に平坦化層が形成され、
前記平坦化層が形成されていない領域において前記反射金属層と前記第一電極とが導通する
ことを特徴とする。
また、反射金属層と第一電極とが、平坦化層が形成されていない領域において導通するので、この反射金属層は、第一電極に対する補助電極も兼ねる。そのため、第一電極における電圧降下が小さくなり、発光輝度ムラを抑制できる。
さらに、反射金属層が補助電極も兼ねるので、第一電極に反射金属層よりも電気抵抗率の大きい材料を用いることができるようになる。この場合、第一電極表面におけるプラズモン吸収による消光が抑制されるので、光取り出し効率を向上させることができる。
前記第一電極と前記有機化合物層との間であって、前記平坦化層が形成されていない領域に対応する部分に中間層が形成されている
ことが好ましい。
本発明では、第一電極と有機化合物層との間であって、平坦化層が形成されていない領域に対応する部分に中間層が形成されているので、第一電極と第二電極との短絡を防止できる。
前記中間層が電気絶縁性材料で形成されている
ことが好ましい。
前記反射金属層は、銀、金、タングステン、アルミニウム、及びニッケルの少なくともいずれかとバインダとを含む層、又は金属めっき層である
ことが好ましい。
前記第一電極は、導電性高分子を含む導電性部材である
ことが好ましい。
前記第一電極、及び前記第二電極が透明電極である
ことが好ましい。
前記第一基板の周縁には、前記第一電極と導通し電気的取出しを行うための第一電極取出部、及び前記第二電極と導通し電気的取出しを行うための第二電極取出部が形成され、
封止部材が、前記反射金属層、前記第一電極、前記有機化合物層、及び前記第二電極を介して前記第一基板と対向して配置され、
前記第一基板、及び前記封止部材が、前記第一基板面に対して前記第一電極取出部よりも内側で接合する第一接合部、並びに前記第一基板、及び前記封止部材が、前記第一基板面に対して前記第二電極取出部よりも内側で前記第二電極を介して接合する第二接合部を有する
ことが好ましい。
このように、本発明によれば、有機EL素子の封止性能を維持するとともに、外部電源との接続を確実に行うことができる。
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。
(有機EL素子の全体構成)
図1は、本発明の第一実施形態に係る有機EL素子1の基板厚さ方向に沿った断面図である。
有機EL素子1では、第一基板10、反射金属層11、第一電極12、有機化合物層13、第二電極14、及び封止部材16が、この順に配置されている。
反射金属層11と第一電極12との間の一部には、平坦化層15が形成されている。さらに、第一電極12と有機化合物層13との間であって、平坦化層15が形成されていない領域に対応する部分に中間層17が形成されている。
なお、第一実施形態の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図1の断面図のように、第一基板10を下に、封止部材16を上にした場合に基づいているものとする。
第一基板10は、反射金属層11や第一電極12などを支持するための平滑な板状の部材である。第一基板10としては、金属基板、ポリマー基板などが挙げられる。
従来、第一基板として、研磨されたガラスや表面精度の高いガラスが第一基板として用いられている。ガラス製の第一基板に代わるものとして金属フィルム、金属板、ポリマーフィルム、ポリマー板も挙げられていたが、金属フィルムや金属板は表面精度が充分でなく使用できず、ポリマーフィルムやポリマー板も大面積かつ表面精度の高いものを高歩留りで得ることが困難である。
本発明では、以下のような条件のもとで、金属基板やポリマー基板に用いる材料や厚さ寸法を設定すれば、フレキシブル性、耐衝撃性、軽量性を兼ね備えた第一基板となり、この第一基板上に平坦化層を形成することで高い表面精度を得ることができる。
具体的には、金属基板の材料としては、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ステンレス鋼、軟鋼などが用いられる。
第一基板10に金属基板を用いることで、ガラス板等を用いた場合に比べて放熱性に優れる。そのため、有機化合物層13で発生した熱を効率的に素子外表面へ逃がすことができる。
ポリマー基板は、本発明では、板状に成形されたポリマー板に限られず、ポリマー板よりも厚さ寸法の小さい、ポリマーシートや、ポリマーフィルムなども含むものとする。
ポリマー基板としては、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエーテルサルファイド系樹脂、ポリサルフォン系樹脂などを原料として成形されたものを挙げることができる。
第一基板10の厚さ寸法は、例えば、2μm以上2mm以下である。
金属材料は、ポリマー板よりも水分や酸素に対するバリア性に優れるので、バリア性を確保するために必要な第一基板10の厚さ寸法を小さくすることができる。
ポリマー板又はフィルムを用いる第一基板10としては、ポリマー板又はポリマーフィルム上に水蒸気透過度が10-3g/m2/day以下になるように防湿膜を設けたものが、水蒸気透過度が小さく、好ましい。また、本発明の反射金属層11をさらに設けると、水蒸気透過度が10-5g/m2/dayより小さくなるので、ポリマー板又はフィルムを用いる第一基板10としてより好ましい。
防湿膜の好ましい厚さ寸法は、0.1μm以上2μm以下である。薄すぎると防湿性に劣り、厚すぎると作製に時間が必要であったり、応力により亀裂が生じたりする。
防湿膜の好ましい材質としては、酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物が、挙げられる。特に好ましい材質としては、SiNx(窒化ケイ素)、SiOxNy(酸窒化ケイ素)、SiCxNy(炭窒化ケイ素)などがある。
防湿膜の形成プロセスとしては、CVD法またはスパッタリング法が好ましい。
金属箔フィルムの好ましい厚さ寸法としては、2μm以上500μm以下である。薄すぎると、基板としての自立性が低いため、工程中、扱いにくく、厚すぎると、基板が重くなるので好ましくない。
反射金属層11は、有機化合物層13の発光層から第一電極12側への発光を第二電極14側へ反射する。反射金属層11は、第一基板10上に形成されている。反射金属層11は、第一電極取出部10A、及び第二電極取出部10B上まで至る。第一電極取出部10A上における反射金属層11にて外部電源との電気的接続がなされる。このようにして、第一電極12の電極取出しがなされている。
また、反射金属層11に用いる材料としては、これらの金属や合金とバインダとを含む材料で構成されてもよく、具体的には、これらを含む導電性のペースト材料を用いて形成されることが好ましい。バインダとしては、樹脂材料や無機材料が用いられる。バインダ用の樹脂材料としては、アクリル樹脂やPET(ポリエチレンテレフタレート)などが挙げられる。また、バインダ用の無機材料としては、ガラスフリットなどが挙げられる。導電性のペースト材料は、その他、ペースト状にするために粘度調整用の有機溶剤などを含有してもよい。導電性のペースト材料としては、銀ペーストが好ましい。導電性のペースト材料を用いる場合、反射金属層11の厚さ寸法は、0.5μm以上20μm以下とするのが好ましい。このような厚さ寸法の範囲とすることで、導電性ペーストを印刷し易くなる。
反射金属層11の反射率は、80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。銀合金または銀を反射金属層にすることで、90%以上の反射率をすることが可能となり、さらにプラスモン消光の影響を小さくすることで、低消費電力、高輝度の大面積の有機EL照明が可能となる。
尚、反射金属層11は、複数の層が積層されて形成されていてもよい。銀または銀合金層上に、仕事関数が5.0eV以上、好ましくは、仕事関数が5.5eV以上である導電性酸化物または半導体性酸化物を積層することで、有機EL素子の駆動電圧が低下する上で好ましい。導電性酸化物または半導体性酸化物のうち、光吸収性を抑制できるIn、Sn、及びZnの中から少なくともいずれかの金属成分を含む酸化物が好ましく、例えばITO(インジウムチンオキサイド)、IZO(インジウムジンクオキサイド)(登録商標)、ITZO(インジウムチンジンクオキサイド)(登録商標)が特に好ましい。
平坦化層15は、反射金属層11の表面を平坦化するために設けられる層である。平坦化層15は、反射金属層11上に形成され、第二電極取出部10B上まで至り、第一電極取出部10A上まで至らない。
有機EL素子1において、平坦化層15は、反射金属層11上の一面に渡って形成されているのではなく、反射金属層11と第一電極12とが導通可能なように、一部、スペースを設けて形成されている。つまり、反射金属層11には、平坦化層15が設けられていない領域11Aがある。そのため、反射金属層11上に平坦化層15を形成した後、第一基板10を平坦化層15の表面側から見ると、この平坦化層15が設けられていない領域11Aでは、反射金属層11が露出している。
平坦化層15の厚さ寸法は、反射金属層11の平滑性に応じて設計されるが、第一電極12と第二電極14との短絡をより確実に防止する上では、0.1μm以上3μm以下であることが好ましい。
また、平坦化層15に用いる材料としては、半導電性の材料も好ましく、導電性高分子または電荷濃度が1×10-19cm-3以下1×10-12cm-3以上である酸化物半導体が好ましい。
導電性高分子としては、例えば、ポリアニリンやポリチオフェンが市販されており、好ましい材料として挙げられる。その他、導電性微粒子を分散させた高分子も好ましい材料として挙げられる。
平坦化層15に用いるには、面抵抗値としては、200Ω/□(Ω/sq。オーム・パー・スクウェア。)以上100kΩ/□以下、比抵抗値としては、1×10-4Ω・cm以上1×104Ω・cm以下の材料であることが好ましい。反射金属層11の導電性が高いため、このような高抵抗の材料でも平坦化層15に使用でき、その結果、平坦化されていないことによる欠陥(短絡)の発生が顕著に抑制される。
第一電極12は、有機EL素子1における陽極として、正孔を有機化合物層13に注入する役割を担うものであり、4.5eV以上の仕事関数を有することが効果的である。
第一電極12は、平坦化層15上に形成されている。上述のとおり、反射金属層11の一部は、平坦化層15が一部スペースを設けて形成されているので、平坦化層15に覆われておらずに露出している。そのため、第一電極12は、この露出する反射金属層11上にも形成され、第一電極12と反射金属層11とが導通する。
また、第一電極12に用いる材料の具体例としては、導電性高分子を含む導電性部材であることが好ましい。導電性高分子としては、PEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン)、ポリチオフェン、ポリアニリン等が挙げられる。このような導電性高分子を含む部材を第一電極12に用いることで、第一電極12は、導電性、透明性、及び安定性を兼ね備えることができる。
透明電極としては、光透過性金属膜、導電性酸化物や導電性高分子を含む膜で構成されるのが好ましい。
光透過性金属膜の電気抵抗率としては、1×10-6Ω・cm以上1×10-4Ω・cm以下であることが好ましい。
導電性酸化物の電気抵抗率としては、7×10-4Ω・cm以上1×103Ω・cm以下であることが好ましい。
導電性高分子の電気抵抗率としては、1×10-4Ω・cm以上1×103Ω・cm以下であることが好ましい。
本発明では、第一電極12を金属電極などよりも電気抵抗率の大きい材料を用いて透明電極とすることができるので、プラズモン吸収による消光が抑制され、光取り出し効率を向上させることができる。また本発明では、第一電極12を半金属や半導体にでき、これらは電荷濃度を10-19以下10-12以上とできるので、プラズモン吸収による消光が特に抑制される。半導体は、前記した導電性酸化物や導電性高分子の他、カーボン、ナノフェン、アクセプターでpドープされた有機正孔輸送材料(pドープ有機層)、ドナーでnドープされた有機電子輸送材料(nドープ有機層)も好適に用いることができる。さらに薄膜金属、半金属、半導体、及び有機半導体(導電性高分子、pドープ有機層又はnドープ有機層)の中から適宜組合わせて積層したものも第一電極12として用いることができる。
中間層17は、第一電極12上であって平坦化層15が形成されていない領域11Aに対応する部分に形成されている。すなわち、中間層17は、反射金属層11と第一電極12とが導通する上述の領域に形成されている。
中間層17を形成することなく、平坦化層15が形成されていない領域11Aに第一電極12を直接、形成した場合、第一電極12は、平滑性の低い反射金属層11の表面に対して形成されることになる。そして、第一電極12の上に形成される厚さ寸法の小さい有機化合物層13も平滑性の低さの影響を受け、第一電極12と第二電極14とが短絡し易い。
このように平坦化層15が形成されていない領域11Aにおける短絡防止のため、中間層17が形成されている。
また、中間層17は、第一電極12と異なる材料を用いて形成してもよいし、第一電極12の表面に対して処理を施して第一電極12を構成する導電性の材料を絶縁性の材料(金属酸化膜など)に変質させて形成してもよい。
電気絶縁性材料を用いた場合は、電気絶縁性材料から有機層へ電荷が注入されないので、平坦化層15が形成されていない領域11Aに対応する有機化合物層13の箇所では発光は生じない。一方、導電性高分子材料を用いた場合、平坦化層15が形成されている領域に対応する有機化合物層13と同様に、平坦化層15が形成されていない領域11Aに対応する有機化合物層13に対しても、導電性高分子材料を含む中間層17を介して第一電極12から電荷が注入される。
しかし、中間層17の表面からの電流密度が大きい場合、中間層17が形成されている部分に対応する素子が優先的に発光して、劣化が激しい。従って、好ましくは、平坦化層15が形成されていない領域11Aに対応する部分の電流密度が、平坦化層15が形成されている領域に対応する部分の電流密度と略同じ又はそれ以下であることが好ましい。特に好ましくは、平坦化層15が形成されていない領域11Aに対応する部分に導電性高分子材料を含む中間層17を形成した場合、前記したように発光効率および電流密度が同程度の素子が、その部分で得られるのが特に好ましい。このように第一電極12と反射金属層11との接続部分、すなわち、平坦化層15が形成されていない領域11Aに対応する部分にも発光する素子部分を形成することができるので、発光面積を向上させることができる。
有機化合物層13は、有機化合物で構成される層を少なくとも一層含む。なお、有機化合物層13は、無機化合物を含んでいてもよい。
有機化合物層13は、第一電極12、及び中間層17の上に、これらを覆うように形成されている。
有機化合物層13は、第一基板10面に対して、後述する第一接合部18A、及び第二接合部18Bよりも内側に形成されている。
発光層は、蛍光発光性であっても燐光発光性であってもよい。
発光層の厚さ寸法は、好ましくは5nm以上50nm以下、より好ましくは7nm以上50nm以下、最も好ましくは10nm以上50nm以下である。5nm未満では発光層形成が困難となり、色度の調整が困難となるおそれがあり、50nmを超えると素子の駆動電圧が上昇するおそれがある。
有機化合物層13に含まれるこれらの層の厚さ寸法は、上述した中で特に規定したものを除いて、特に制限されないが、一般に層厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数nmから1μm程度の範囲が好ましい。
第二電極14は、有機EL素子1における陰極として、電子を有機化合物層13に注入する役割を担うものであり、仕事関数の小さい材料が好ましい。
第二電極14は、有機化合物層13上に形成されている。
第二電極14は、第二電極取出部10B上まで至り、電極取出しがなされる。第二電極取出部10B上における第二電極14にて外部電源との電気的接続がなされる。
第二電極14に用いる材料としては、第一電極12で説明した透明電極の材料を用いることができる。
第二電極14の厚さ寸法についても、第一電極12と同様に形成される。
封止部材16は、反射金属層11、第一電極12、有機化合物層13、及び第二電極14を介して、第一基板10に対向して配置されている。
封止部材16は、第一基板10の周縁において、接合部材18によって第一基板10と接合されている。
有機EL素子1は、第一基板10、及び封止部材16が接合されている第一接合部18A、並びに、第一基板10、及び封止部材16が、第二電極14を介して接合されている第二接合部18Bを有する。第一接合部18Aでは、図1に示すように、反射金属層11を介して接合するのが好ましい。
第一接合部18Aは、第一基板10面に対して第一電極取出部10Aよりも内側であり、第二接合部18Bは、第一基板10面に対して第二電極取出部10Bよりも内側である。
ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英などが挙げられる。
ポリマー板としては、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエーテルサルファイド系樹脂、ポリサルフォン系樹脂などを原料として用いてなるものを挙げることができる。ポリマーフィルムとしても、これらの樹脂を原料として用いてなるものを挙げることができる。
有機EL素子1がフレキシブル性を必要とする用途に用いられる場合は、封止部材16の材料としては、可撓性のある材料が好ましく、例えば、ポリマー板、ポリマーフィルムガラスフィルムが好ましい。
また、ガラス板やガラスフィルムは、水分、及び酸素バリア性に優れるので好ましい。
封止部材16の寸法は、有機化合物層13等を封止可能な寸法に形成されていればよく、第一基板10の寸法とほぼ同じ寸法で形成されていればよい。但し、第一基板10上の第一電極取出部10Aや第二電極取出部10Bへのコンタクトが可能な程度、封止部材16の寸法を第一基板10よりも小さく形成しておくのが好ましい。
次に、有機EL素子1の製造方法を図に基づいて説明する。
第一実施形態では、反射金属層11を金属めっき層とするので、その形成方法として、電解めっき法を採用する。なお、反射金属層11が、導電性のペースト材料であれば印刷法や塗布法を採用できる。その他、反射金属層11の材料に応じてスパッタリング法や蒸着法等も採用できる。
第一実施形態では、反射金属層11上に感光性の有機化合物材料を塗布した後、フォトエッチング法により、上述の反射金属層11と第一電極12とを導通させるためのスペースを有する平坦化層15を形成する。このとき、図2Bに示すように、平坦化層15が設けられていない領域11Aも形成される。
第一電極12の形成方法としては、スパッタリング法により成膜し、その後フォトリソグラフィ工程によりパターンニングする方法やマスク蒸着法などが挙げられる。
有機化合物層13の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ法、イオンプレーティング法などの乾式成膜法やスピンコーティング法、ディッピング法、フローコーティング法、インクジェット法などの湿式成膜法などの公知の方法を採用することができる。
第二電極14の形成方法としては、第一電極12と同様の方法が挙げられる。
このようにして、有機EL素子1が製造される。
以上のような第一実施形態によれば、次のような作用効果を奏する。
(1) 有機EL素子1において、反射金属層11と第一電極12との間の一部に平坦化層15が形成されているので、第一電極12が反射金属層11よりも平滑な表面を有する平坦化層15上に形成されることになる。そのため、反射金属層11の表面の粗さに起因する第一電極12と第二電極14との短絡が防止され、有機EL素子1の歩留まりを向上させることができる。
さらに、第二電極14も透明電極なので、第二電極14表面におけるプラズモン吸収による消光も抑制されるので、光取り出し効率を向上させることができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
10…第一基板
10A…第一電極取出部
10B…第二電極取出部
11…反射金属層
12…第一電極
13…有機化合物層
14…第二電極
15…平坦化層
16…封止部材
17…中間層
18A…第一接合部
18B…第二接合部
Claims (8)
- 第一基板、反射金属層、第一電極、有機化合物層、及び第二電極が、この順に配置される有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第一基板は、金属フィルム、金属板、ポリマーフィルム、ポリマー板、防湿膜付きポリマーフィルム、及び防湿膜付きポリマー板のうち少なくともいずれかであり、
前記反射金属層と前記第一電極との間の一部に平坦化層が形成され、
前記平坦化層が形成されていない領域において前記反射金属層と前記第一電極とが導通する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一電極と前記有機化合物層との間であって、前記平坦化層が形成されていない領域に対応する部分に中間層が形成されている
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記中間層が電気絶縁性材料で形成されている
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記反射金属層は、銀、金、タングステン、アルミニウム、及びニッケルの少なくともいずれかとバインダとを含む層、又は金属めっき層である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一電極は、導電性高分子を含む導電性部材である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一電極、及び前記第二電極が透明電極である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一基板の周縁には、前記第一電極と導通し電気的取出しを行うための第一電極取出部、及び前記第二電極と導通し電気的取出しを行うための第二電極取出部が形成され、
封止部材が、前記反射金属層、前記第一電極、前記有機化合物層、及び前記第二電極を介して前記第一基板と対向して配置され、
前記第一基板、及び前記封止部材が、前記第一基板面に対して前記第一電極取出部よりも内側で接合する第一接合部、並びに前記第一基板、及び前記封止部材が、前記第一基板面に対して前記第二電極取出部よりも内側で前記第二電極を介して接合する第二接合部を有する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える
ことを特徴とする照明装置。
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