JP2005129496A - 有機発光素子 - Google Patents
有機発光素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005129496A JP2005129496A JP2004262256A JP2004262256A JP2005129496A JP 2005129496 A JP2005129496 A JP 2005129496A JP 2004262256 A JP2004262256 A JP 2004262256A JP 2004262256 A JP2004262256 A JP 2004262256A JP 2005129496 A JP2005129496 A JP 2005129496A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- metal
- organic
- oxide
- electrode structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 267
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 65
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 30
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical group [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 44
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 34
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical group [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 32
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 29
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 19
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 19
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 17
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 16
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 14
- DIVZFUBWFAOMCW-UHFFFAOYSA-N 4-n-(3-methylphenyl)-1-n,1-n-bis[4-(n-(3-methylphenyl)anilino)phenyl]-4-n-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)=C1 DIVZFUBWFAOMCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 11
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 claims description 10
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 8
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 claims description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 6
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 claims description 5
- 229960002796 polystyrene sulfonate Drugs 0.000 claims description 5
- 239000011970 polystyrene sulfonate Substances 0.000 claims description 5
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 claims description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 claims 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims 1
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 abstract description 18
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract description 8
- LAJZODKXOMJMPK-UHFFFAOYSA-N tellurium dioxide Chemical compound O=[Te]=O LAJZODKXOMJMPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(n-naphthalen-1-ylanilino)phenyl]phenyl]-n-phenylnaphthalen-1-amine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C2=CC=CC=C2C=CC=1)C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C3=CC=CC=C3C=CC=2)C=C1 IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 8
- 229920001621 AMOLED Polymers 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000001194 electroluminescence spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- KFFIYZPVOCKJQT-UHFFFAOYSA-N 4-naphthalen-1-yl-3,6-diphenylbenzene-1,2-diamine Chemical compound C=1C=CC2=CC=CC=C2C=1C=1C=C(C=2C=CC=CC=2)C(N)=C(N)C=1C1=CC=CC=C1 KFFIYZPVOCKJQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/82—Cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
- H10K2102/3023—Direction of light emission
- H10K2102/3026—Top emission
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/17—Carrier injection layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/17—Carrier injection layers
- H10K50/171—Electron injection layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/81—Anodes
- H10K50/818—Reflective anodes, e.g. ITO combined with thick metallic layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/321—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
- H10K85/324—Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising aluminium, e.g. Alq3
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
【課題】有機EL発光素子において、高い光透過度を有し、導電性が良く、製作が簡単な透明カソード、およびフェルミ準位と有機ELホール輸送材料の準位がマッチするアノード構造を提供する。
【解決手段】基板と、該基板上に設置され、そして少なくとも一つの金属層及び不透明金属酸化層を備えてなる第1の電極構造と、該電極構造上に設置された有機層と、該有機層上に設置された第2の電極構造とを備えてなる有機発光素子。そのうち、該第1の電極はアノードであり、上記の不透明金属酸化層は酸化銀である。該第2の電極構造は高屈折率の透明誘電層を主体とすると共に、使用される材料はいずれも熱蒸着方式で堆積することができる。
【選択図】 図3
【解決手段】基板と、該基板上に設置され、そして少なくとも一つの金属層及び不透明金属酸化層を備えてなる第1の電極構造と、該電極構造上に設置された有機層と、該有機層上に設置された第2の電極構造とを備えてなる有機発光素子。そのうち、該第1の電極はアノードであり、上記の不透明金属酸化層は酸化銀である。該第2の電極構造は高屈折率の透明誘電層を主体とすると共に、使用される材料はいずれも熱蒸着方式で堆積することができる。
【選択図】 図3
Description
本発明は有機発光素子に用いられる電極構造に関する。
一般の有機発光素子(OLED)構造は有機半導体フィルムを上層の金属カソードと下層の透明アノードとの間に堆積させて全体の素子を例えばガラス等の透明基板上に製作すると共に、透明導体例えばインジウムチンオキサイド(ITO)により透明アノードを構成する。図1は典型的な多層ヘテロ構造発光素子であって、アノード11と、カソード17と、複数層の有機層とを組合せてなる。該有機層は通常ホール注入層12と、ホール輸送層13と、発光層14と、電子輸送層15と、電子注入層16とからなり、この種の従来の素子は下発光型素子(bottom-emitting OLED)である。そして、順バイアスがアノード11とカソード11との間に印加されると、透明アノード及び基板を介して発光する。図2Aおよび図2Bは一般的なホール輸送層材料であり、例えばα−NPD(α−ナフチルフェニルビフェニルジアミン)、N,N’−N,N’ジフェニル−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(1,1,4,4−テトラフェニル−1,1,3−ブタジエン,TPD)、電子輸送層及び緑光蛍光発光層材料、例えばAlq3(トリス(8−ヒドロキシキノリノ)アルミニウム)、及びホール注入層材料導電高分子、例えばPEDOT:PSS(ポリエチレンジオキシチオフェン:ポリスチレンスルフォネート)、m−MTDATA(4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミンが用いられる。
一部のOLEDの応用上においては、例えばシリコンチップ基板又はその他不透明基板に製作する場合、上発光型OLED(top-emitting OLED)を製作してOLEDを上表面から発光できるようにさせなければならない。したがってその上方のカソード電極は透明か半透明でなければならない。又他に一部のOLEDの応用においては、OLED素子が透明であり光線を透過させることが必要であるので、アノードが透明であるのを必要とする外、その上方のカソードも透明又は半透明を必要とする。
また他に、アクティブ・マトリクスOLEDディスプレイ(Active Matrix OLED displays, AMOLEDs)の応用において、各画素のトランジスタ駆動回路はOLEDと一体化されるが、一般に従来のOLEDは有機層からITOを介して透明基板を透過して下へ発光するので、基板上の駆動回路は必ずある一部の領域を遮蔽してしまい、発光可能領域の大きさが制限される。したがって、もし上表面から発光するOLED構造(top-emitting OLED)を製作してAMOLEDディスプレイのフィリング・ファクタを理想的な100%に接近させることが出来れば、トランジスタの遮蔽面積の影響を受けない(特に画素回路が極めて複雑な場合)。一方、ディスプレイの映像品質及び特性を増進でき、他方、AMOLED画素回路設計のフレキシビリティを増加して、より高い機能(例えば解析度)及び特性の画素回路を設計できる。
現在、透明又は半透明カソードの製作法には次の2種類がある。即ち
(1)スパッタリングの透明ITO又はその他透明金属酸化物導体を利用して、適当な電子注入層と組合せ、上透明カソードとする。
(1)スパッタリングの透明ITO又はその他透明金属酸化物導体を利用して、適当な電子注入層と組合せ、上透明カソードとする。
(2)薄膜金属(数十ナノメータ以下)を半透明のカソードとして利用する。
(1)の方法の関連技術は特許文献1〜9等に開示されている。即ちスパッタリング製造プロセスは既に堆積した有機層を容易に損傷するので、有機層上にITO又はその他透明金属酸化物導体をスパッタリングして透明カソードとするのは相対的に比較的困難であり、かつ制御も容易でない。又、スパッタリングのパワーはその既に堆積したフィルムを損傷しないようなるべく下げる必要があるので、通常比較的長い製造プロセス時間を要する。又、一般に透明金属酸化物導体はその導電性が金属よりはるかに低いことから比較的高い抵抗値を有する。
(2)の方法は薄膜金属層(約数十ナノメータ以下)を半透明のカソードとすれば、導電性が比較的良いばかりでなく製作上もすこぶる簡単であることを特徴とする。しかしながら、その主たる欠点は薄膜金属を(半)透明カソードとすると、その透過度が比較的低く、例えば20ナノメータの銀(Ag)の透過度は僅かに約30%であり、20ナノメータのアルミニウム(Al)は更に低い。また12ナノメータのカルシウム(Ca)を12ナノメータのマグネシウム(Mg)と組合せばその透過度は約40〜50%である。
他に例えば特許文献10〜12等には、薄膜金属上に透明誘電層を堆積してカソード全体の光透過度を増加する方法が開示されている。それに開示された完全なカソード構造は順に低仕事関数の高活性金属、例えばカルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、ストロンチウム(Sr)、リチウム(Li)又はその積層構造の薄層(数十ナノメータ以下)であり、その上に透明誘電層又はバンドギャップ半導体層、例えばセレン化亜鉛(ZnSe)、硫化亜鉛(ZnS)、窒化ガリウム等が組合せられる。これら開示例におけるあらゆる材料は製作を簡単化及び製造プロセスの追従性を改善するように、これら開示例におけるあらゆる材料はいずれも熱蒸着方式で堆積されるのが望ましいとしている。しかしながらこのカソード構造の主要問題として活性が比較的高いために比較的容易に反応を生ずる金属、例えばカルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、ストロンチウム(Sr)、リチウム(Li)等が素子の環境安定性に対して不利な影響を及ぼす。
前記の問題を総じて言えば、薄膜金属を利用した有機発光素子透明カソードは比較的良い製造プロセス効率及び追従性を有しており、そして薄膜金属層の透過度が比較的低い問題を改善するために、薄膜金属層上に透明誘電層を積層して相対的に比較的高い透過度を得る必要がある。従来技術の問題は、そのうちに使用されている金属が高活性で比較的不安定な金属であり、又は所要の高n値透明誘電層が熱蒸着方式で堆積できないことである。
この外に、どのような材料をOLEDの素子のアノードとして使用しても、いずれもホール注入の問題がある。即ち、これら材料の仕事関数は常に有機光電材料のイオン化ポテンシャル(IP)と差があり、ホールがアノードから有機層に注入するのに不適であるので、上発光型有機発光素子の光電特性に影響する。
したがって、本出願人は上記先行技術の欠点に鑑み、鋭意試験と研究とを重ねた結果、有機発光素子が適合したエネルギーレベルの電極構造を有することにより、有機発光素子へのホール注入を助け、さらに一歩進んでそのカソード構造に使用される金属と透明導電材料とがいずれも熱蒸着方式で堆積できると共に、OLED素子に堆積した各材料層に適合し、かつ使用された金属の活性が比較的低く、比較的安定な有機発光素子を案出した。
米国特許第6,548,956号明細書
米国特許第6,469,437号明細書
米国特許第6,420,031号明細書
米国特許第6,264,805号明細書
米国特許第5,986,401号明細書
米国特許第5,981,306号明細書
米国特許第5,703,436号明細書
米国特許第6,140,763号明細書
米国特許第5,776,623号明細書
米国特許第5,739,545号明細書
米国特許第6,501,217号明細書
米国特許第5,714,838号明細書
本発明の主たる目的はそのカソード構造が熱蒸着方式で高屈折率の透明誘電層を堆積させるのを主体とし、薄膜金属層の組合せにおいて、使用される材料をいずれも熱蒸着方式で堆積でき、使用される金属はいずれも活性が比較的低く、比較的安全な金属であり、形成された透明カソードが有機層に対して適当な電子注入機能を提供できる有機発光素子を提供することにある。この有機発光素子によれば、形成された透明カソードは有機層に対して適当な電子注入機能を提供でき、比較的良い製造プロセス追従性及び相対的に比較的高い透過度を有する。
本発明の次の主要目的は、そのアノード構造が金属層と、不透明金属酸化層例えば酸化銀とを含んでなる有機発光素子を提供することにある。
酸化銀を例にとれば、そのバンドギャップは約1.3eVで、そのイオン化ポテンシャルは銀より約1eV高く、つまり約5.3eVであり、そして酸化銀薄膜はp型半導体特性を有しており、そのフェルミ準位位置は約4.8〜5.1eVの範囲にある。このフェルミ準位位置は丁度常にOLED中で運用されているホール輸送材料のレベルとマッチするので酸化銀がOLEDを製作する電極構造に運用されている。したがって、該アノード構造を使用すると、同一の操作電圧下において素子の輝度及び電流の注入が大幅に向上され、同時に素子も比較的高い発光効率を有することから、上発光型有機発光素子の光電特性が改善でき、ひいては素子の応用範囲を拡大することができる。
本発明のアイディアによれば、該有機発光素子は基板と、この基板上に設けられた電極構造と、この電極構造上に設けられた有機層と、少なくとも一つの高屈折率の透明誘電層を備え、そして熱蒸着により該有機層に堆積された透明電極構造と、を備えてなる。
本発明の他のアイディアによれば、該有機発光素子は基板と、該基板上に設置され、そして少なくとも一つの金属層及び不透明金属酸化層を備えてなる第1の電極構造と、この電極構造に設置された有機層と、この有機層上に設置された第2の電極構造と、を備えてなる。
本発明の又他のアイディアによれば、該有機発光素子は基板と、この基板上に設置された金属層と、該金属層に設置され、そしてこの金属層表面を酸化することにより生成される金属酸化層と、該金属酸化層上に設置された有機層と、該有機層上に設置された電極構造と、を備えてなる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。
図3は本発明の実施例に基づいて製造される有機発光素子の断面見取図である。この図に示すように該有機発光素子は基板31と、基板上に設置されたアノード32と、該アノード32上に設置された有機層33と、該有機層33上に設置されたカソード構造34とを備えてなる。上記の電極構造アノード32は金属層321と酸化銀層322とを備えている。その製造方法は、素子基板31上に金属層321を製作し、さらに金属層321に金属酸化物層322、例えばAgOxを製作する。その金属酸化物層は厚さが0.1nm〜50nmであり、化学気相堆積(CVV)、スパッタリング堆積(反応性スパッタリング堆積を含む)、熱蒸着、電子ビーム蒸着、酸素ガスプラズマ(oxygen plasma)酸化、酸素ガス環境酸化、紫外線オゾン処理酸化、湿式化学酸化、電気化学等の方法により製作されることが出来る。
上記の紫外線オゾン処理(UV ozone treatment)酸化の方式では、低圧水銀蒸気石英ランプにより波長が254nmの紫外光を発光し、大気中の酸素ガスをオゾンと酸素原子に変換し、この雰囲気に暴露した金属薄膜が反応してその金属酸化物を生成する。例えば、
2Ag(s)+O3(g) → AgO(s)+O2(g)。
2Ag(s)+O3(g) → AgO(s)+O2(g)。
本発明により製造される有機発光素子に応用される基板31は透明基板であってもよく、例えばガラス、石英プラスチック等が適用され、又不透明基板であってもよく、例えばシリコンチップ、砒素化ガリウムチップ等が適用される。
本発明により製造される有機発光素子に応用される有機発光素子の電極構造中の金属層321は、銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等、又はこれら材料の積層もしくは混合物であってもよい。
本発明により製造される有機発光素子に応用される有機層33は単層の有機層であってもよく、正負電荷輸送及び発光機能を兼ねる。素子中の有機層33はまた多層構造であってもよく、例えば(1)電極構造側から順にホール輸送層、電子輸送層兼発光層を堆積し、また(2)電極構造側から順にホール輸送層兼発光層、電子輸送層を堆積し、そして(3)電極構造側から順にホール輸送層、発光層、電子輸送層等を堆積する。以上、僅かに数種の可能な有機積層構造を列挙したが、その他各種の本発明の有機発光素子に応用され得る有機層構造及び各種の関連な有機材料は各先行技術文献及び特許を参考に閲覧することができる。
本発明により製造される有機発光素子に応用されるカソード34は金属材料であってもよく、例えばマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、アルミニウム(Al)、バリウム(Ba)、リチウム(Li)、ベリリウム(Be)、ストロンチウム(Sr)、銀(Ag)、金(Au)等、又はこれら材料の積層もしくは混合物である。カソードは金属材料と電子注入層とを組合せてもよく、そして一般的な電子注入層材料はアルカリ金属塩類であり、例えばアルミと弗化リチウム(LiF)、アルミと酸化リチウム(LiO2)、アルミと塩化ナトリウム等、又はこれら材料の積層もしくは混合物である。カソードは透明導電電極であってもよく、この透明電極はインジウムチンオキサイド(ITO)、インジウムジンクオキサイド(IZO)、インジウムオキサイド、酸化錫、酸化亜鉛、アルミニウムジンクオキサイド(AZO)、酸化テルル又はこれら透明導電材料の積層もしくは混合物であってもよい。
図4は本発明に基づいて製造される透明カソードの好適な実施例を示す図である。図において、該透明カソードは厚さが0.1〜4ナノメータである弗化リチウム層411と、該弗化リチウム層411上に堆積された、厚さが0.1〜4ナノメータであるアルミ層412と、該アルミ層412上に堆積された、厚さが0.1〜4ナノメータである銀層42と、該銀層42上の二酸化テルル層43とを備えてなる。そのうち該弗化リチウム層411及び該アルミ層の組み合わせは電子注入層用として電子がカソードからその下の有機層へ注入されるのを増進する。そして該二酸化テルル層43は高屈折率(2.0〜2.5)の透明誘電層であり、該二酸化テルル層はまた熱蒸着方式で堆積でき、製作を簡単化し、製造プロセスの追従性を改善することができる。該二酸化テルル層43を弗化リチウム層411/アルミ層412/銀層42上に堆積して、全体の透明カソードの光透過度を増加することができる。言い換えれば、本発明に基づいて製造される透明カソードに使用された二酸化テルル層43は従来の透明誘電層に比べて比較的高い屈折率を有すると共に、熱蒸着方式で活性が比較的低く、比較的安定な銀層42上に堆積することができる。したがって、該透明カソードが比較的高い光透過度を有することから、上表面より発光するOLED構造に応用することができる。
図5は本発明に基づいて製造される透明カソードの有機発光素子の他の好適な実施例を示す図である。図において、該有機発光素子は、基板51と、この基板51上に設置されたアノード52と、該アノード52上に設置された有機層53と、該有機層53上に堆積した、厚さが0.1〜4ナノメータである弗化リチウム層411と、該弗化リチウム層411上に堆積された、厚さが0.1〜4ナノメータであるアルミ層412と、該アルミ層412上に堆積された、厚さが5〜40ナノメータである銀層42と、該銀層42上に堆積された二酸化テルル層43とを備えてなる。そのうち弗化リチウム層411及び該アルミ層412の組み合わせは電子注入層用として電子がカソードからその下の有機層53へ注入されるのを増進している。そして二酸化テルル(Tellurium)層は屈折率が2.0〜2.5である透明誘電層である。この二酸化テルル層43は熱蒸着方式により、弗化リチウム層411/アルミ層412/銀層42上に堆積して全透明カソードの光透過度を増加させることが出来る。
該アノード52は導電透明金属酸化物であってもよく、例えば、インジウムチンオキサイド(ITO)、インジウムジンクオキサイド(IZO)、インジウムオキサイド、酸化錫、酸化亜鉛、アルミニウムジンクオキサイド(AZO)等である。
該アノード52は上記の導電透明金属酸化物層及びその上の導電高分子層の積層又は混合物であってもよく、そのうち該導電高分子層はPEDOT:PSS(ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォネート)、m−MTDATA(4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン)、PANI(ポリアニリン)等又はこれら導電高分子層の積層又は混合物である。
該アノード52はまた、導電金属層及びその上に積層した金属酸化層の積層又は混合物であってもよく、そのうちの導電金属層は銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等又はこれら材料の積層又は混合物である。
上記の金属酸化物(例えばAgOx)においては、厚さが0.1〜50ナノメータであり、そして製作方法として化学気相堆積(CVD)、スパッタリング堆積(反応性スパッタリング堆積(reactive sputter deposition)、熱蒸着、電子ビーム蒸着、酸素ガスプラズマ酸化、酸素ガス環境酸化、紫外線オゾン処理酸化、湿式化学酸化、電気化学酸化等の方法が用いられる。
そのうち、該アノード52は、導電金属層及びその上に積層した導電透明金属酸化物層の積層又は混合物であってもよく、そのうち該導電金属層は銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等又はこれら材料の積層もしくは混合物である。該導電透明金属酸化物層はインジウムチンオキサイド(ITO)、インジウムジンクオキサイド(IZO)、インジウムオキサイド、酸化錫、酸化亜鉛、アルミニウムジンクオキサイド(AZO)等又はこれら材料の積層もしくは混合物である。
この場合、該アノード52は、導電金属層及びその上に積層された導電高分子層であってもよく、そのうち該導電金属層は銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等、又はこれら材料の積層もしくは混合物である。該導電高分子層はPEDOT:PSS(ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォネート)、m−MTDATA(4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン)、PANI(ポリアニリン)等又はこれら導電高分子層の積層もしくは混合物である。
また該アノード52も導電金属層及びその上に積層された金属酸化物層、さらにその上に積層された導電高分子層の積層又は混合物であってもよく、そのうち該導電金属層は銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等、又はこれら材料の積層もしくは混合物である。そのうち該金属酸化物も又上記金属の酸化物又はその任意酸化物の積層又は混合物であってもよい。該金属酸化物は導電透明金属酸化物、例えばインジウムチンオキサイド(ITO)、インジウムジンクオキサイド(IZO)、インジウムオキサイド、酸化錫、酸化亜鉛、アルミニウムジンクオキサイド(AZO)等又はこれら材料の積層もしくは混合物であってもよい。そして該導電高分子層はPEDOT:PSS(ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォネート)、m−MTDATA(4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン)、PANI(ポリアニリン)等又はこれら導電高分子層の積層もしくは混合物であってもよい。
他に、該有機層53は単層の有機層であってもよく、正負電荷輸送及び発光機能を兼ねる。この有機層53は多層積層構造、例えば(1)アノード側から順にホール輸送層、電子輸送層兼発光層を堆積し、(2)アノード側からホール輸送層兼発光層、電子輸送層を堆積し、(3)アノード側から順にホール輸送層、発光層、電子輸送層等を堆積してもよい。
したがって、本発明により製造される透明カソードを有機発光素子上に応用すれば、上表面から発光するOLEDに比較的高い光透過度を有させると共に製作を簡単化し製造プロセス追従性を改善することから、さらにディスプレイの映像品質及び特性を改善する。またより高い高機能(例えば、解像度)及び特性の画素回路を設計するために回路設計のフレキシビリティを増加することができる。
本発明のさらに他の好適な実施例によれば、ガラス基板/銀層(80ナノメータ)/ITO(5.8ナノメータ)/α−NPD(50ナノメータ)/Alq3(60ナノメータ)/弗化リチウム層(0.5ナノメータ)/アルミニウム層(0.6ナノメータ)/銀層(15ナノメータ)/二酸化テルル層(40ナノメータ)の有機発光素子が製作される。そのうちガラス基板側の銀層及びその上に積層されたITOはアノード用とし、α−NPDは有機ホール輸送層、Alq3は有機電子輸送層兼緑光発光層である。そして弗化リチウム層(0.5ナノメータ)/アルミ層(0.6ナノメータ)/銀層(15ナノメータ)/二酸化テルル層(40ナノメータ)は透明カソードであり、アノードは銀層上にITOを積層した反射アノードであるので、該有機発光素子は上方の透明カソードからしか発光しない。
図6は本発明のさらに他の好適な実施例に基づいた有機発光素子の電気特性曲線図である。図7は該有機発光素子の実際に計測した異なる視野角でのELスペクトルである。これら図において、図6には該有機発光素子の電気特性曲線を示しており、図7には有機発光素子の異なる視野角でのELスペクトルを示し、ピークに対して正規化している。図に示すように有機発光素子の視野角が60°に至るまでほとんど何らの変化もなく、且つ発光光色は原Alq3の緑色である。
該有機発光素子に対して素子テストを行った時、極薄のITO層が非常に低い横方向導電性を有しているために、該ITOがたとえパターン化せずに全面的に堆積しても、隣り合う有機発光素子の導通又はクロス・ストーク現象を招来しないことを発見した。このような構造がもしアクティブ・マトリクスOLEDに使用されると、ITO層のパターン化ステップを省くことが出来るので、該ITO注入層は任意な金属層と組み合わせることが出来るので製造プロセスの追従性等を考慮する必要がない。
本発明のさらに他の好適な実施例によれば、ガラス基板/アルミ層(150ナノメータ)/ITO(30ナノメータ)/PEDOT:PSS(25ナノメータ)/α−NPD(30ナノメータ)Alq3(70ナノメータ)/弗化リチウム層(0.5ナノメータ)/アルミ層(0.6ナノメータ)/銀層(15ナノメータ)/二酸化テルル層(32ナノメータ)の有機発光素子が製作される。そのうちガラス基板側のアルミ層及びその上に積層されたITO及び導電高分子PEDOT:PSSはアノード用とし、α−NPDは有機ホール輸送層、Alq3は有機電子輸送層兼緑光発光層である。そして弗化リチウム層(0.5ナノメータ)/アルミ層(0.6ナノメータ)/銀層(15ナノメータ)/二酸化テルル層(32ナノメータ)は透明カソードであり、アノードはアルミ層上にITOを積層した反射アノードであるので、該有機発光素子は上方の透明カソードからしか発光しない。この有機発光素子の電気特性曲線は図8に示す通りである。
本発明のさらに他の好適な実施例によれば、ガラス基板/銀層(150ナノメータ)/PEDOT:PSS(20ナノメータ)/α−NPD(30ナノメータ)/Alq3(70ナノメータ)/弗化リチウム層(0.5ナノメータ)/アルミ層(0.6ナノメータ)/銀層(15ナノメータ)/二酸化テルル層(32ナノメータ)の有機発光素子が製作される。そのうちガラス基板側の銀層及びその上に積層された導電高分子PEDOT:PSSはアノード用とし、α−NPDは有機ホール輸送層、Alq3は有機電子輸送層兼緑光発光層である。そして弗化リチウム層(0.5ナノメータ)/アルミ層(0.6ナノメータ)/銀層(15ナノメータ)/二酸化テルル層(32ナノメータ)は透明カソードであり、アノードは銀層上にPEDOTを積層した反射アノードであるので該有機発光素子は上方の透明カソードしか発光しない。この有機発光素子の電気特性曲線は図9に示す通りである。
また、以下の別の実施例により、本発明のアノード構造において酸化銀のホール注入特性に対する改善が顕現される。
素子1:ガラス基板/Ag(80nm)/m−MTDATA(30nm)/α−NPD(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(0.5nm)/Al(1nm)/Ag(20nm)/TeO2(40nm)
素子2:ガラス基板/Ag(80nm)/AgOx/m−MTDATA(30nm)/α−NPD(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(0.5nm)/Al(1nm)/Ag(20nm)/TeO2(40nm)
2つの素子はいずれもガラス基板側のAgを電極構造の金属層とし、そして素子1と素子2とは構造上AgOx層が存在するか否かの差別しかなく、素子2中のAgOx層はAgアノードで一分間の紫外線オゾン処理酸化により得たものであり、素子1はこの紫外線オゾン処理を受けていない。その他有機材料層例えばm−MTDATA及びα−NPDは有機ホール輸送層であり、Alq3は有機輸送層兼緑光発光層であり、2つの素子における配列順序及び厚さはいずれも同一である。そしてLiF(0.5nm)/Al(1nm)/Ag(20nm)/TeO2(40nm)は素子の透明カソードである。電極構造の金属層は厚いAg膜の反射層であるので、この2素子は上方の透明カソードからしか発光しない。
素子2:ガラス基板/Ag(80nm)/AgOx/m−MTDATA(30nm)/α−NPD(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(0.5nm)/Al(1nm)/Ag(20nm)/TeO2(40nm)
2つの素子はいずれもガラス基板側のAgを電極構造の金属層とし、そして素子1と素子2とは構造上AgOx層が存在するか否かの差別しかなく、素子2中のAgOx層はAgアノードで一分間の紫外線オゾン処理酸化により得たものであり、素子1はこの紫外線オゾン処理を受けていない。その他有機材料層例えばm−MTDATA及びα−NPDは有機ホール輸送層であり、Alq3は有機輸送層兼緑光発光層であり、2つの素子における配列順序及び厚さはいずれも同一である。そしてLiF(0.5nm)/Al(1nm)/Ag(20nm)/TeO2(40nm)は素子の透明カソードである。電極構造の金属層は厚いAg膜の反射層であるので、この2素子は上方の透明カソードからしか発光しない。
図10はこの2つの素子の電気特性比較図である。この図に示すように、素子2は同一印加電圧下における電流は明らかに増加しており、AgOx層がホール注入の効率を増加できるのを表わす。この2つの素子の発光効率は比較図例えば図11に示すように、素子2の発光効率は同一の注入電流密度において明らかに素子1より増加しており、AgOxホール注入層の素子が比較的高い発光効率を有していることを表わす。
さらには、本発明のさらなる実施例により、異なる電極構造の金属層素子において、酸化銀層のホール注入特性に対する改善が裏付けられている。
素子1:シリコン基板/Al(100nm)/m−MTDATA(30nm)/α−NPD(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(0.5nm)/Al(1nm)/Ag(20nm)/TeO2(40nm)
素子2:シリコン基板/Al(100nm)/AgOx/m−MTDATA(30nm)/α−NPD(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(0.5nm)/Al(1nm)/Ag(20nm)/TeO2(40nm)
2つの素子はいずれもガラス基板側のAlを電極構造の金属層とし、そして素子1と素子2とは構造上AgOx層が存在するか否かの差別しかなく、素子2中のAgOx層は1分間の紫外線オゾン処理酸化により得た5nmAg薄膜であり、素子1はこのAgOxを有せず且つこの紫外線オゾン処理を受けていない。その他有機材料層例えばm−MTDATA及びα−NPDは有機ホール輸送層、Alq3は有機電子輸送層兼緑光発光層であり、そして2つの素子における配列順序及び厚さはいずれも同一である。LiF(0.5nm)/Al(1nm)/Ag(20nm)/TeO2(40nm)は素子の透明カソードである。電極構造の金属層が厚いAl膜の反射層であるので、この2つの素子は上方の透明カソードからしか発光しない。図12はこの2素子の電気特性比較図であり、この図12に示すように、素子2は同一印加電圧下において電流が明らかに素子1より増加しており、AgOx層がホール注入の効率を増加できることを表わす。
素子2:シリコン基板/Al(100nm)/AgOx/m−MTDATA(30nm)/α−NPD(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(0.5nm)/Al(1nm)/Ag(20nm)/TeO2(40nm)
2つの素子はいずれもガラス基板側のAlを電極構造の金属層とし、そして素子1と素子2とは構造上AgOx層が存在するか否かの差別しかなく、素子2中のAgOx層は1分間の紫外線オゾン処理酸化により得た5nmAg薄膜であり、素子1はこのAgOxを有せず且つこの紫外線オゾン処理を受けていない。その他有機材料層例えばm−MTDATA及びα−NPDは有機ホール輸送層、Alq3は有機電子輸送層兼緑光発光層であり、そして2つの素子における配列順序及び厚さはいずれも同一である。LiF(0.5nm)/Al(1nm)/Ag(20nm)/TeO2(40nm)は素子の透明カソードである。電極構造の金属層が厚いAl膜の反射層であるので、この2つの素子は上方の透明カソードからしか発光しない。図12はこの2素子の電気特性比較図であり、この図12に示すように、素子2は同一印加電圧下において電流が明らかに素子1より増加しており、AgOx層がホール注入の効率を増加できることを表わす。
要するに、本発明は比較的高い光透過度を有し、導電性が比較的よく、製作上相対的に簡単で且つ追従性がより高い透明カソードを提供する。これにより、従来の薄膜金属法において屈折率が高い透明誘電層が熱蒸着で沈着できない問題を解決し、その上高活性金属を使用する欠点もない。また該透明カソードを有機発光素子に応用して上表面から発光する有機発光素子を製造できると共に、従来の上表面より発光する有機発光素子よりより良い映像品質及び特性を有する。本発明はフェルミ準位とOLEDホール輸送材料の準位がマッチするアノード構造を提供する。したがって、該アノード構造を使用すると、同一の操作電圧の下に、素子の輝度及び注入電流が大幅に向上され、同時に素子も比較的高い発光効率を有し、上発光型有機発光素子の光電特性を改善する。ひいては素子の応用範囲を拡大する。
ここで強調すべきは、上記各実施例は本発明の技術的手段をより具体的に説明するために挙げたもので、当然本発明の技術的思想はこれに限定されず、添付のクレームの範囲を逸脱しない限り、当業者による単純なる設計方向、付加、修飾、置換等はいずれも本発明の技術範囲に属する。
11…アノード、12…ホール注入層、13…ホール輸送層、14…発光層、15…電子輸送層、16…電子注入層、17…カソード、31…基板、32…電極構造、33…有機層、34…カソード構造、321…金属層、322…酸化銀層、411…弗化リチウム層、412…アルミ層、42…銀層、43…二酸化テルル層、51…基板、52…アノード、53…有機層。
Claims (7)
- 基板と、
前記基板上に設けられた電極構造と、
前記電極構造上に設けられた有機層と、
少なくとも一つの高屈折率の透明誘電層を備え、そして熱蒸着により前記有機層に堆積された透明電極構造と、
を備えてなることを特徴とする有機発光素子。 - 前記電極構造はアノードであり、
前記電極構造は導電層を備え、
前記導電層は金属酸化物層であり、又は
前記導電層は金属酸化物層上に形成された導電高分子層であり、又は
前記導電層は金属層であり、又は
前記導電層は金属層上に形成された金属酸化物層であり、又は
前記導電層は順に金属酸化物層及び金属層上に形成された導電高分子層であり、又は
前記導電層は金属層上に形成された導電高分子層であり、及び/又は
前記金属層は銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)又はこれら金属の積層もしくは混合物であり、
前記金属酸化物はインジウムチンオキサイド(ITO)、インジウムジンクオキサイド(IZO)、インジウムオキサイド、酸化錫、酸化亜鉛、アルミニウムジンクオキサイド(AZO)、酸化テルル等の導電透明金属酸化物又はこれら材料の積層もしくは混合物であり、
前記導電高分子層はPEDOT:PSS(ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォネート)、m−MTDATA(4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン)、PANI(ポリアニリン)等、又はこれら導電高分子層の積層又は混合物であり、及び/又は
前記金属酸化層は該金属表面層表面を酸化することにより生成され、及び/又は
前記金属酸化層は酸化銀(AgOx)である、
ことを特徴とする請求項1記載の有機発光素子。 - 前記透明電極構造は薄膜金属層を備え、
前記薄膜金属層はアルミニウム(Al)、銀(Ag)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)又はこれら金属の積層もしくは混合物であり、
前記薄膜金属層の厚さは40ナノメータ以下であり、及び/又は
前記透明電極構造は電子注入層であり、
前記電子注入層はアルミニウム層を備え、
前記アルミニウム層の厚さは0.1〜4ナノメータであり、及び/又は
前記電子注入層はさらにアルカリ金属塩層を備え、
前記アルカリ金属塩層の厚さは0.1〜4ナノメータであり、
前記アルカリ金属塩層は前記有機層上に堆積されており、
前記アルカリ金属塩層は弗化リチウム(LiF)、酸化リチウム(LiO2)、塩化ナトリウム(NaCl)等の材料の積層もしくは混合物層であり、及び/又は
前記高屈折率の透明誘電層の屈折率は可視光波長域内にあり、そして該屈折率は2.0よりも大きく、及び/又は
前記高屈折率の透明誘電層は酸化テルル層(TeOx)である、
ことを特徴とする請求項1記載の有機発光素子。 - 基板と、
前記基板上に設置され、そして少なくとも一つの金属層及び不透明金属酸化層を備えてなる第1の電極構造と、
前記電極構造上に設置された有機層と、
前記有機層上に設置された第2の電極構造と、
を備えてなる有機発光素子。 - 前記不透明金属酸化層は酸化銀(AgOx)であり、及び/又は
前記不透明酸化層の厚さは0.1nm〜50nmであり、
前記不透明金属酸化層の製作方式は化学気相堆積(CVD)、スパッタリング堆積(反応性スパッタリング堆積を含む)、熱蒸着、電子ビーム蒸着、酸素ガスプラズム酸化、酸素ガス環境酸化、紫外線オゾン処理酸化、湿式化学酸化又は電気化学酸化等の方法のいずれかが選ばれる、
ことを特徴とする請求項4記載の有機発光素子。 - 基板と、
前記基板上に設置された金属層と、
前記金属層に設置され、そしてこの金属層表面を酸化することにより生成される金属酸化層と、
前記金属酸化層上に設置された有機層と、
前記有機層上に設置された電極構造と、
を備えてなることを特徴とする有機発光素子。 - 前記金属層は銀(Ag)、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等、又はこれら材料の積層もしくは混合物であり、及び/又は
前記金属酸化層は酸化銀(AgOx)であり、及び/又は
前記金属酸化層の厚さは0.1nm〜50nmであり、
前記金属酸化層の製作方式は酸素ガスプラズマ酸化、酸素ガス環境酸化、紫外線オゾン処理酸化、湿式化学酸化又は電気化学酸化方法等から選ばれる、
ことを特徴とする請求項6記載の有機発光素子。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW92129361 | 2003-10-22 | ||
TW093100486A TW200515836A (en) | 2003-10-22 | 2004-01-08 | Organic electroluminescent element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005129496A true JP2005129496A (ja) | 2005-05-19 |
Family
ID=34525650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004262256A Pending JP2005129496A (ja) | 2003-10-22 | 2004-09-09 | 有機発光素子 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7321196B2 (ja) |
JP (1) | JP2005129496A (ja) |
TW (1) | TW200515836A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007005784A (ja) * | 2005-05-27 | 2007-01-11 | Fujifilm Holdings Corp | 有機el素子 |
JP2012253013A (ja) * | 2011-05-11 | 2012-12-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光素子、発光モジュール、発光パネル、発光装置 |
WO2013187118A1 (ja) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | コニカミノルタ株式会社 | 電界発光素子およびその電界発光素子を用いた照明装置 |
WO2013187119A1 (ja) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | コニカミノルタ株式会社 | 電界発光素子およびその電界発光素子を用いた照明装置 |
WO2015050320A1 (ko) * | 2013-10-04 | 2015-04-09 | 광주과학기술원 | 광투과도가 우수한 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전자소자 |
CN108023031A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-11 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 具有空穴传输功能的阳极及有机发光显示器件 |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200515836A (en) * | 2003-10-22 | 2005-05-01 | Hannstar Display Corp | Organic electroluminescent element |
JP2006092936A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Toyota Industries Corp | 有機el装置 |
JP4939809B2 (ja) * | 2005-01-21 | 2012-05-30 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光装置 |
US7851989B2 (en) * | 2005-03-25 | 2010-12-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
JP4596977B2 (ja) * | 2005-05-20 | 2010-12-15 | 株式会社 日立ディスプレイズ | 有機発光表示装置 |
US8110984B2 (en) * | 2006-02-27 | 2012-02-07 | Commissariat A L'energie Atomique | Organic light-emitting diode with transparent multilayer electrode |
TWI277367B (en) * | 2006-03-03 | 2007-03-21 | Au Optronics Corp | Hole injection structure of organic electroluminescence device and method for manufacturing the same |
US7573074B2 (en) | 2006-05-19 | 2009-08-11 | Bridgelux, Inc. | LED electrode |
US7737455B2 (en) * | 2006-05-19 | 2010-06-15 | Bridgelux, Inc. | Electrode structures for LEDs with increased active area |
GB2459895B (en) * | 2008-05-09 | 2011-04-27 | Cambridge Display Technology Limited | Organic light emissive device |
EP2172991A1 (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-07 | Thomson Licensing, Inc. | OLED with a composite semi-transparent electrode to enhance light-extraction over a large range of wavelengths |
JP2010153365A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-07-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光素子、発光装置、電子機器及び照明装置 |
JP5156658B2 (ja) * | 2009-01-30 | 2013-03-06 | 株式会社日立製作所 | Lsi用電子部材 |
KR101156429B1 (ko) * | 2009-06-01 | 2012-06-18 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 유기 발광 소자 |
KR20110039810A (ko) * | 2009-10-12 | 2011-04-20 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 유기 발광 소자 |
US8404500B2 (en) * | 2009-11-02 | 2013-03-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing light-emitting element, light-emitting element, light-emitting device, lighting device, and electronic appliance |
TWI407609B (zh) * | 2009-11-27 | 2013-09-01 | Univ Nat Taiwan | 有機/無機三明治結構之光電元件及其製作方法 |
CN102934252B (zh) * | 2010-06-18 | 2016-06-15 | Oled工厂有限责任公司 | 具有受控发射的透明发光装置 |
JP5969216B2 (ja) | 2011-02-11 | 2016-08-17 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光素子、表示装置、照明装置、及びこれらの作製方法 |
KR20120126336A (ko) * | 2011-05-11 | 2012-11-21 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기발광소자 |
CN104009179A (zh) * | 2013-02-26 | 2014-08-27 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种有机电致发光器件及其制备方法 |
CN103467317B (zh) * | 2013-05-03 | 2016-05-04 | 黑龙江大学 | 苯胺单体、苯胺聚合物、纳米纤维材料及制造方法、应用 |
CN104282836B (zh) * | 2013-07-09 | 2017-04-05 | 吉林师范大学 | 掺杂Ag2O的Cs2CO3薄层结构的有机电致发光器件 |
CN104638078B (zh) * | 2015-03-05 | 2017-05-10 | 天津三安光电有限公司 | 发光二极管及其制作方法 |
DE102015103895A1 (de) * | 2015-03-17 | 2016-09-22 | Osram Oled Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines organischen Bauelements |
CN105742524A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-07-06 | 广州新视界光电科技有限公司 | 一种倒置型有机电致发光器件 |
CN105870288B (zh) * | 2016-04-27 | 2018-08-14 | 天津三安光电有限公司 | 发光二极管及其制作方法 |
CN106992268A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-07-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种有机发光二极管器件及其制造方法、显示装置 |
TWI660533B (zh) | 2017-09-15 | 2019-05-21 | Industrial Technology Research Institute | 發光元件及其透明電極 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4885211A (en) * | 1987-02-11 | 1989-12-05 | Eastman Kodak Company | Electroluminescent device with improved cathode |
US5652067A (en) * | 1992-09-10 | 1997-07-29 | Toppan Printing Co., Ltd. | Organic electroluminescent device |
US6548956B2 (en) * | 1994-12-13 | 2003-04-15 | The Trustees Of Princeton University | Transparent contacts for organic devices |
US5703436A (en) * | 1994-12-13 | 1997-12-30 | The Trustees Of Princeton University | Transparent contacts for organic devices |
JP3529543B2 (ja) * | 1995-04-27 | 2004-05-24 | パイオニア株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
US5776623A (en) * | 1996-07-29 | 1998-07-07 | Eastman Kodak Company | Transparent electron-injecting electrode for use in an electroluminescent device |
US5714838A (en) * | 1996-09-20 | 1998-02-03 | International Business Machines Corporation | Optically transparent diffusion barrier and top electrode in organic light emitting diode structures |
US5981306A (en) * | 1997-09-12 | 1999-11-09 | The Trustees Of Princeton University | Method for depositing indium tin oxide layers in organic light emitting devices |
US5986401A (en) * | 1997-03-20 | 1999-11-16 | The Trustee Of Princeton University | High contrast transparent organic light emitting device display |
US5739545A (en) * | 1997-02-04 | 1998-04-14 | International Business Machines Corporation | Organic light emitting diodes having transparent cathode structures |
US6420031B1 (en) * | 1997-11-03 | 2002-07-16 | The Trustees Of Princeton University | Highly transparent non-metallic cathodes |
US6469437B1 (en) * | 1997-11-03 | 2002-10-22 | The Trustees Of Princeton University | Highly transparent organic light emitting device employing a non-metallic cathode |
US6501217B2 (en) * | 1998-02-02 | 2002-12-31 | International Business Machines Corporation | Anode modification for organic light emitting diodes |
JP2991183B2 (ja) * | 1998-03-27 | 1999-12-20 | 日本電気株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
US6140763A (en) * | 1998-07-28 | 2000-10-31 | Eastman Kodak Company | Interfacial electron-injecting layer formed from a doped cathode for organic light-emitting structure |
JP3287344B2 (ja) * | 1998-10-09 | 2002-06-04 | 株式会社デンソー | 有機el素子 |
KR100373203B1 (ko) * | 1999-03-31 | 2003-02-25 | 주식회사 엘지화학 | 새로운 큐마린계 착물 및 이를 이용한 유기 발광 소자 |
US6366017B1 (en) * | 1999-07-14 | 2002-04-02 | Agilent Technologies, Inc/ | Organic light emitting diodes with distributed bragg reflector |
AU3056301A (en) * | 2000-02-02 | 2001-08-14 | Mitsubishi Chemical Corporation | Organic electroluminescent element and method of manufacture thereof |
TWI286349B (en) * | 2000-10-02 | 2007-09-01 | Ibm | Electrode, fabricating method thereof, and organic electroluminescent device |
AU2002347506A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-09 | International Business Machines Corporation | Electrode structure for electronic and opto-electronic devices |
US7169482B2 (en) * | 2002-07-26 | 2007-01-30 | Lg.Philips Lcd Co., Ltd. | Display device with anthracene and triazine derivatives |
US7030553B2 (en) * | 2003-08-19 | 2006-04-18 | Eastman Kodak Company | OLED device having microcavity gamut subpixels and a within gamut subpixel |
TW200515836A (en) * | 2003-10-22 | 2005-05-01 | Hannstar Display Corp | Organic electroluminescent element |
-
2004
- 2004-01-08 TW TW093100486A patent/TW200515836A/zh not_active IP Right Cessation
- 2004-07-30 US US10/903,678 patent/US7321196B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-09-09 JP JP2004262256A patent/JP2005129496A/ja active Pending
-
2007
- 2007-10-15 US US11/974,628 patent/US20080048561A1/en not_active Abandoned
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007005784A (ja) * | 2005-05-27 | 2007-01-11 | Fujifilm Holdings Corp | 有機el素子 |
JP2012253013A (ja) * | 2011-05-11 | 2012-12-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光素子、発光モジュール、発光パネル、発光装置 |
WO2013187118A1 (ja) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | コニカミノルタ株式会社 | 電界発光素子およびその電界発光素子を用いた照明装置 |
WO2013187119A1 (ja) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | コニカミノルタ株式会社 | 電界発光素子およびその電界発光素子を用いた照明装置 |
JPWO2013187119A1 (ja) * | 2012-06-14 | 2016-02-04 | コニカミノルタ株式会社 | 電界発光素子およびその電界発光素子を用いた照明装置 |
JPWO2013187118A1 (ja) * | 2012-06-14 | 2016-02-04 | コニカミノルタ株式会社 | 電界発光素子およびその電界発光素子を用いた照明装置 |
US9627586B2 (en) | 2012-06-14 | 2017-04-18 | Konica Minolta, Inc. | Electroluminescent element and lighting apparatus comprising the same |
WO2015050320A1 (ko) * | 2013-10-04 | 2015-04-09 | 광주과학기술원 | 광투과도가 우수한 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전자소자 |
US9735295B2 (en) | 2013-10-04 | 2017-08-15 | Gwangju Institute Of Science And Technology | Electrode having excellent light transmittance, method for manufacturing same, and electronic element including same |
CN108023031A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-11 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 具有空穴传输功能的阳极及有机发光显示器件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7321196B2 (en) | 2008-01-22 |
TW200515836A (en) | 2005-05-01 |
US20080048561A1 (en) | 2008-02-28 |
US20050088080A1 (en) | 2005-04-28 |
TWI308846B (ja) | 2009-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005129496A (ja) | 有機発光素子 | |
JP5116992B2 (ja) | 有機el素子 | |
TWI363579B (en) | Organic light emitting device having improved stabiltiy | |
US6366017B1 (en) | Organic light emitting diodes with distributed bragg reflector | |
US7309956B2 (en) | Top-emitting OLED device with improved-off axis viewing performance | |
CN100419519C (zh) | 发光器件 | |
TWI408995B (zh) | 有機發光顯示器 | |
US20040245917A1 (en) | Light-emitting devices with an embedded charge injection electrode | |
CN100531500C (zh) | 电子器件和光电器件的电极结构 | |
CN105118924B (zh) | 一种防短路的顶发射oled器件及其制备方法 | |
WO2016188041A1 (zh) | 一种电致发光器件及其制备方法、显示基板、显示装置 | |
KR100844788B1 (ko) | 유기발광소자의 제조방법 및 이에 의하여 제조된유기발광소자 | |
JP4479171B2 (ja) | 表示素子 | |
US20060202614A1 (en) | Organic electroluminescent devices and display device employing the same | |
CN101405366B (zh) | 有机发光器件的制备方法及使用该方法制备的有机发光器件 | |
US7911128B2 (en) | Organic electroluminescence display device having anode and drain sealing structure and a method for fabricating thereof | |
CN104993064B (zh) | 一种防短路的透明oled器件及其制备方法 | |
JP2007531297A (ja) | エレクトロルミネセント装置の中間層及びエレクトロルミネセント装置 | |
US7564181B2 (en) | Performance enhancement layer for OLED devices | |
CN100431194C (zh) | 用于倒置型有机发光组件的阴极结构 | |
JP2004296410A (ja) | エレクトロルミネセンス素子及びその製造方法 | |
KR100556374B1 (ko) | 유기 el 소자 | |
KR20080024036A (ko) | 전계발광소자 | |
KR101957265B1 (ko) | 유기발광소자 | |
JP2010010054A (ja) | 有機elパネル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070911 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080507 |