JPH07312290A - 有機薄膜ｅｌ素子 - Google Patents
有機薄膜ｅｌ素子Info
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- JPH07312290A JPH07312290A JP10146894A JP10146894A JPH07312290A JP H07312290 A JPH07312290 A JP H07312290A JP 10146894 A JP10146894 A JP 10146894A JP 10146894 A JP10146894 A JP 10146894A JP H07312290 A JPH07312290 A JP H07312290A
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- organic thin
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/805—Electrodes
- H10K59/8052—Cathodes
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K50/805—Electrodes
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- 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
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- Optics & Photonics (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低電力性を有効に発揮し、かつ駆動安定性や
製造プロセスにおける物理的安定性を向上させた有機薄
膜ＥＬ素子を提供する。 【構成】 陰極１４として、仕事関数が４ｅＶ以上の金
属に０．０１〜５モル％のスカンジウム及び０．０１〜
０．３モル％のアルカリ金属を含有させた合金を用い
る。陰極１４の膜厚としては１〜３０nm程度が好適であ
る。又、陰極１４上に陰極保護層１５としてシリコン、
銅、スカンジウム、マンガン等が０．１〜５モル％含ま
れる膜厚５０nm以上のアルミニウム合金を用いることも
できる。
製造プロセスにおける物理的安定性を向上させた有機薄
膜ＥＬ素子を提供する。 【構成】 陰極１４として、仕事関数が４ｅＶ以上の金
属に０．０１〜５モル％のスカンジウム及び０．０１〜
０．３モル％のアルカリ金属を含有させた合金を用い
る。陰極１４の膜厚としては１〜３０nm程度が好適であ
る。又、陰極１４上に陰極保護層１５としてシリコン、
銅、スカンジウム、マンガン等が０．１〜５モル％含ま
れる膜厚５０nm以上のアルミニウム合金を用いることも
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は有機薄膜ＥＬ素子やマト
リクス状に発光画素が配置されてなる有機薄膜ＥＬデバ
イスの陰極に関する。
リクス状に発光画素が配置されてなる有機薄膜ＥＬデバ
イスの陰極に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機物質を原料とした発光素子は、タン
グ（Ｔａｎｇ）とバンスリケ（ＶａｎＳｌｙｋｅ）らの
新しい構成の有機薄膜ＥＬ素子の報告（アプライド・フ
ィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、５１巻、９１３ページ、１９８
７年）以来、その豊富な材料数と分子レベルの合成技術
で、安価な大面積カラー表示デバイスを実現するものと
して注目され、その発光特性が検討されている。
グ（Ｔａｎｇ）とバンスリケ（ＶａｎＳｌｙｋｅ）らの
新しい構成の有機薄膜ＥＬ素子の報告（アプライド・フ
ィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、５１巻、９１３ページ、１９８
７年）以来、その豊富な材料数と分子レベルの合成技術
で、安価な大面積カラー表示デバイスを実現するものと
して注目され、その発光特性が検討されている。
【０００３】有機薄膜ＥＬ素子は、陽極から注入された
正孔と陰極から注入された電子が発光層内で再結合し、
励起状態を経て発光する現象を利用するもである。従っ
て、有機薄膜層は発光層の発光材料の性質によって種々
の素子構成が検討されているが基本的には強い蛍光を発
する有機発光層を陽極と陰極で挟むことで素子が完成で
きる。更に、発光の高効率化や安定駆動のためには、正
孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、および電子輸送層
を設けたり、有機発光層へゲスト分子をドーピングする
ことが有効とされている。また、有機発光層への電子及
び正孔の注入を効率良く行う目的で電極、特に陰極材料
の検討も進んでいる。
正孔と陰極から注入された電子が発光層内で再結合し、
励起状態を経て発光する現象を利用するもである。従っ
て、有機薄膜層は発光層の発光材料の性質によって種々
の素子構成が検討されているが基本的には強い蛍光を発
する有機発光層を陽極と陰極で挟むことで素子が完成で
きる。更に、発光の高効率化や安定駆動のためには、正
孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、および電子輸送層
を設けたり、有機発光層へゲスト分子をドーピングする
ことが有効とされている。また、有機発光層への電子及
び正孔の注入を効率良く行う目的で電極、特に陰極材料
の検討も進んでいる。
【０００４】発光層への電荷注入を容易にするためにで
きるだけ低い仕事関数をもつ金属を陰極として使用する
ことがよく、その点でタングらの報告に示されたマグネ
シウム合金が効果的であった。有機薄膜との密着の小さ
なマグネシウム蒸着の困難性も、微量の銀を共蒸着法で
添加することでマグネシウム単独の場合より電極が均一
に形成できるようになる。添加する銀は少なすぎると効
果がなく、また多すぎると仕事関数の増加をもたらし好
ましくない。通常は１０モル％程度の銀を添加してい
る。更に、アルミニウムにリチウムを含有させた合金陰
極は、マグネシウムー銀合金よりも電荷注入特性に優
れ、発光量子効率、輝度においても優れている（特開平
５−１２１１７２号公報）。発光層にキナクリドン誘導
体をドーピングし、アルミニウム−リチウム合金を陰極
として使用した系で、１平方メートル当たり１０万カン
デラ以上の輝度と１ワット当たり最高で１０ルーメン以
上の視感度効率を達成している（第５４回応用物理学学
術講演会講演予稿集、１１２７頁、１９９３年）。これ
は無機のＥＬやプラズマディスプレイ等他の発光デバイ
スの性質を越えるものである。（但し、上記の性能は、
直流駆動した場合である）。
きるだけ低い仕事関数をもつ金属を陰極として使用する
ことがよく、その点でタングらの報告に示されたマグネ
シウム合金が効果的であった。有機薄膜との密着の小さ
なマグネシウム蒸着の困難性も、微量の銀を共蒸着法で
添加することでマグネシウム単独の場合より電極が均一
に形成できるようになる。添加する銀は少なすぎると効
果がなく、また多すぎると仕事関数の増加をもたらし好
ましくない。通常は１０モル％程度の銀を添加してい
る。更に、アルミニウムにリチウムを含有させた合金陰
極は、マグネシウムー銀合金よりも電荷注入特性に優
れ、発光量子効率、輝度においても優れている（特開平
５−１２１１７２号公報）。発光層にキナクリドン誘導
体をドーピングし、アルミニウム−リチウム合金を陰極
として使用した系で、１平方メートル当たり１０万カン
デラ以上の輝度と１ワット当たり最高で１０ルーメン以
上の視感度効率を達成している（第５４回応用物理学学
術講演会講演予稿集、１１２７頁、１９９３年）。これ
は無機のＥＬやプラズマディスプレイ等他の発光デバイ
スの性質を越えるものである。（但し、上記の性能は、
直流駆動した場合である）。
【０００５】この様な高性能な性質を損なわず、有機薄
膜ＥＬ素子を利用した高精細なマトリクスディスプレイ
とその駆動方法の例が報告されている（特願平０５−２
５３８６６号公報）。前記報告によると新規の電流制御
用薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）を含む構成の
駆動回路が有機薄膜ＥＬ素子に適用された。単純マトリ
クス型の有機ＥＬデバイスで課題とされた駆動パルスの
高デューティ化に伴う輝度低下が抑えられた。すなわ
ち、画素が増加しても輝度低下を伴わず有機薄膜ＥＬ素
子を駆動できることが示された。
膜ＥＬ素子を利用した高精細なマトリクスディスプレイ
とその駆動方法の例が報告されている（特願平０５−２
５３８６６号公報）。前記報告によると新規の電流制御
用薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）を含む構成の
駆動回路が有機薄膜ＥＬ素子に適用された。単純マトリ
クス型の有機ＥＬデバイスで課題とされた駆動パルスの
高デューティ化に伴う輝度低下が抑えられた。すなわ
ち、画素が増加しても輝度低下を伴わず有機薄膜ＥＬ素
子を駆動できることが示された。
【０００６】このように、有機薄膜ＥＬ素子を高輝度、
高効率で発光表示させるために、有機薄膜ＥＬ素子の研
究開発は材料を含んだ素子の改良から駆動方法の改良に
到るまで幅広く行われている。
高効率で発光表示させるために、有機薄膜ＥＬ素子の研
究開発は材料を含んだ素子の改良から駆動方法の改良に
到るまで幅広く行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述に示した有機薄膜
ＥＬ素子やマトリクス型の有機薄膜ＥＬデバイスは他の
発光デバイスでは達成できなかった高輝度・高効率発光
を示す。しかし、素子を定電圧駆動すると電流が流れに
くくなり発光効率が経時に減少する。また、素子を定電
流駆動すると、電圧上昇と効率低下を招く。これらの現
象は、有機薄膜と陰極との界面の密着性が経時に低下し
接触界面の剥離が生じやすくなることや、酸化や電気化
学反応によって前記界面のエネルギー障壁が大きくなる
ために生じると考えられている。界面の密着性の低下や
エネルギー障壁が大きくなる原因は、陰極を構成する材
料に依存するところが大きい。
ＥＬ素子やマトリクス型の有機薄膜ＥＬデバイスは他の
発光デバイスでは達成できなかった高輝度・高効率発光
を示す。しかし、素子を定電圧駆動すると電流が流れに
くくなり発光効率が経時に減少する。また、素子を定電
流駆動すると、電圧上昇と効率低下を招く。これらの現
象は、有機薄膜と陰極との界面の密着性が経時に低下し
接触界面の剥離が生じやすくなることや、酸化や電気化
学反応によって前記界面のエネルギー障壁が大きくなる
ために生じると考えられている。界面の密着性の低下や
エネルギー障壁が大きくなる原因は、陰極を構成する材
料に依存するところが大きい。
【０００８】有機薄膜ＥＬ素子の陰極の材料に使用する
金属はマグネシウムなど仕事関数の低い金属でなければ
充分な発光特性が得られない。しかし、このような仕事
関数が低い金属と有機物の密着性は悪い。陰極の密着性
はセロテープによるピーリング試験で容易に有機薄膜層
やＴＦＴから剥離するほど弱いものであった。このよう
な状況では、信頼性ある素子が得られにくい。
金属はマグネシウムなど仕事関数の低い金属でなければ
充分な発光特性が得られない。しかし、このような仕事
関数が低い金属と有機物の密着性は悪い。陰極の密着性
はセロテープによるピーリング試験で容易に有機薄膜層
やＴＦＴから剥離するほど弱いものであった。このよう
な状況では、信頼性ある素子が得られにくい。
【０００９】陰極は有機薄膜ＥＬ素子の界面の密着性や
界面のエネルギー障壁の制御において重要であり、更
に、ＴＦＴ駆動のマトリクス型有機薄膜ＥＬデバイスの
実現において重要である。図３に示すようにＴＦＴ駆動
のマトリクス型有機薄膜ＥＬデバイスにおいて陰極はＴ
ＦＴの上部に形成される。このため、従来報告されてい
る陰極、例えばマグネシウム−銀合金、アルミニウム−
リチウム合金など軽量でもろい合金をＴＦＴ上に成長す
る場合、ＴＦＴの凹凸のために陰極の段差切れが生じ
た。その結果、例えばマグネシウム−銀合金の陰極では
画素全体の２０％に、アルミニウム−リチウム合金では
１５％に非発光部すなわち欠陥が生じた。また、陰極を
パターニングする際に、上記金属材料では陰極表面にマ
グネシウムやリチウムなどの柔らかく、また腐食され易
い金属が存在しているのでエッチングによって表面が腐
食されたり、微小な傷や凹凸を形成した。これらは、Ｔ
ＦＴ駆動のマトリクス型有機薄膜ＥＬデバイスの発光効
率を減少させたり、劣化の加速と不均一な発光を招い
た。
界面のエネルギー障壁の制御において重要であり、更
に、ＴＦＴ駆動のマトリクス型有機薄膜ＥＬデバイスの
実現において重要である。図３に示すようにＴＦＴ駆動
のマトリクス型有機薄膜ＥＬデバイスにおいて陰極はＴ
ＦＴの上部に形成される。このため、従来報告されてい
る陰極、例えばマグネシウム−銀合金、アルミニウム−
リチウム合金など軽量でもろい合金をＴＦＴ上に成長す
る場合、ＴＦＴの凹凸のために陰極の段差切れが生じ
た。その結果、例えばマグネシウム−銀合金の陰極では
画素全体の２０％に、アルミニウム−リチウム合金では
１５％に非発光部すなわち欠陥が生じた。また、陰極を
パターニングする際に、上記金属材料では陰極表面にマ
グネシウムやリチウムなどの柔らかく、また腐食され易
い金属が存在しているのでエッチングによって表面が腐
食されたり、微小な傷や凹凸を形成した。これらは、Ｔ
ＦＴ駆動のマトリクス型有機薄膜ＥＬデバイスの発光効
率を減少させたり、劣化の加速と不均一な発光を招い
た。
【００１０】従って、キャリヤー注入特性の安定性やプ
ロセス上の物理的安定性の高い陰極および陰極保護層を
設けることが、有機薄膜ＥＬ素子やＴＦＴ駆動のマトリ
クス型有機薄膜ＥＬデバイスの実用化の上で極めて重要
である。しかし、従来の陰極と陰極保護層を使用する限
りこれらの課題解決が困難であった。
ロセス上の物理的安定性の高い陰極および陰極保護層を
設けることが、有機薄膜ＥＬ素子やＴＦＴ駆動のマトリ
クス型有機薄膜ＥＬデバイスの実用化の上で極めて重要
である。しかし、従来の陰極と陰極保護層を使用する限
りこれらの課題解決が困難であった。
【００１１】本発明の目的は、有機薄膜ＥＬ素子やマト
リクス型有機ＥＬデバイスにおいて低電力性を有効に発
揮しながら駆動安定性の向上や製造プロセスにおける物
理的安定性を向上させるために、新規の陰極と陰極保護
層を備えた有機薄膜ＥＬ素子を提供することにある。
リクス型有機ＥＬデバイスにおいて低電力性を有効に発
揮しながら駆動安定性の向上や製造プロセスにおける物
理的安定性を向上させるために、新規の陰極と陰極保護
層を備えた有機薄膜ＥＬ素子を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、低仕事関数であり、しかも有機薄膜との密着性に
優れ、合金の安定性や強度を増すアルカリ金属含有の合
金を探索した結果、銀、アルミニウム、インジウムなど
の金属にスカンジウムを含有させることで、物理的安定
性にも優れた合金が作成できることを見いだし本発明に
到った。
めに、低仕事関数であり、しかも有機薄膜との密着性に
優れ、合金の安定性や強度を増すアルカリ金属含有の合
金を探索した結果、銀、アルミニウム、インジウムなど
の金属にスカンジウムを含有させることで、物理的安定
性にも優れた合金が作成できることを見いだし本発明に
到った。
【００１３】すなわち本発明が提供する手段は、陽極と
陰極の間に少なくとも１以上の発光層を有する有機薄膜
層を挟持してなる有機薄膜ＥＬ素子に於いて、前記陰極
は０．０１〜５モル％のスカンジウムと０．０１〜０．
３モル％のアルカリ金属を含有した金属よりなることを
特徴とする有機薄膜ＥＬ素子である。更に好ましくは、
前記陰極が銀、アルミニウム、インジウムより選ばれた
少なくとも１以上の金属よりなることが望ましい。更に
好ましくは、膜厚１〜３０nmの陰極上に膜厚５０〜３０
００nmの陰極保護層を有し、かつ前記陰極保護層は５０
〜３０００nmの厚さで且つ、スカンジウム、シリコン、
マンガン、銅より選ばれた少なくとも１つ以上を０．１
〜５モル％含有するアルミニウム合金よりなることが望
ましい。
陰極の間に少なくとも１以上の発光層を有する有機薄膜
層を挟持してなる有機薄膜ＥＬ素子に於いて、前記陰極
は０．０１〜５モル％のスカンジウムと０．０１〜０．
３モル％のアルカリ金属を含有した金属よりなることを
特徴とする有機薄膜ＥＬ素子である。更に好ましくは、
前記陰極が銀、アルミニウム、インジウムより選ばれた
少なくとも１以上の金属よりなることが望ましい。更に
好ましくは、膜厚１〜３０nmの陰極上に膜厚５０〜３０
００nmの陰極保護層を有し、かつ前記陰極保護層は５０
〜３０００nmの厚さで且つ、スカンジウム、シリコン、
マンガン、銅より選ばれた少なくとも１つ以上を０．１
〜５モル％含有するアルミニウム合金よりなることが望
ましい。
【００１４】陰極に混入させるスカンジウムは０．０１
から５モル％程度が適当である。スカンジウムが０．０
１モル％未満である場合、素子特性の本質的な改善には
到らない。また、スカンジウムの量が少ないと有機薄膜
層やＴＦＴとの密着性が弱くなり、剥離が問題となる。
さらには、陰極の仕事関数が下がらないために電荷注入
に十分な威力を発揮しない。十分に仕事関数を下げ、電
荷注入特性を改善すべくアルカリ金属の濃度を増すこと
は、素子の駆動による劣化の加速と製造プロセスにおけ
る物理的安定性の減少を招く。一方、スカンジウムが５
モル％を越えると完全固溶とならず均一な組成とならな
い。そのため、陰極に混入させるスカンジウムは０．０
１から５モル％の範囲に混入させる必要がある。
から５モル％程度が適当である。スカンジウムが０．０
１モル％未満である場合、素子特性の本質的な改善には
到らない。また、スカンジウムの量が少ないと有機薄膜
層やＴＦＴとの密着性が弱くなり、剥離が問題となる。
さらには、陰極の仕事関数が下がらないために電荷注入
に十分な威力を発揮しない。十分に仕事関数を下げ、電
荷注入特性を改善すべくアルカリ金属の濃度を増すこと
は、素子の駆動による劣化の加速と製造プロセスにおけ
る物理的安定性の減少を招く。一方、スカンジウムが５
モル％を越えると完全固溶とならず均一な組成とならな
い。そのため、陰極に混入させるスカンジウムは０．０
１から５モル％の範囲に混入させる必要がある。
【００１５】前記陰極に含まれるアルカリ金属は０．０
１から０．３モル％程度が適当であった。アルカリ金属
は、陰極の仕事関数を下げることと有機薄膜層との密着
性の向上の役割をなす。石田らの報告によると、アルミ
ニウムなどの金属にアルカリ金属が添加される場合、理
論的には２５モル％のアルカリ金属が添加される場合
が、仕事関数を下げるのに最も有効である。例えば、ア
ルミニウムにナトリウムを２５モル％添加した合金の仕
事関数は２．２ｅＶまで下げることができる（フィジカ
ルレビューＢ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ
Ｂ）、３８巻、５７５２頁、１９８８年）。
１から０．３モル％程度が適当であった。アルカリ金属
は、陰極の仕事関数を下げることと有機薄膜層との密着
性の向上の役割をなす。石田らの報告によると、アルミ
ニウムなどの金属にアルカリ金属が添加される場合、理
論的には２５モル％のアルカリ金属が添加される場合
が、仕事関数を下げるのに最も有効である。例えば、ア
ルミニウムにナトリウムを２５モル％添加した合金の仕
事関数は２．２ｅＶまで下げることができる（フィジカ
ルレビューＢ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ
Ｂ）、３８巻、５７５２頁、１９８８年）。
【００１６】有機薄膜ＥＬ素子の陰極にアルカリ金属を
多量に添加すれば、仕事関数を下げるのに有効である
が、アルカリ金属は腐食速度が大きく素子の劣化を加速
させる結果を招く。また、有機薄膜ＥＬ素子のように高
電界が有機薄膜に印加される場合、陰極のアルカリ金属
が有機薄膜層にマイグレーションすると考えられてい
る。その結果、陰極近傍での有機薄膜層の発光効率を減
少させる結果を招く。これは、アルカリ金属の添加量が
多いほど顕著に観測される。従って、有機薄膜層に接す
る陰極に含まれるアルカリ金属は、適切な量の範囲に抑
える必要がある。
多量に添加すれば、仕事関数を下げるのに有効である
が、アルカリ金属は腐食速度が大きく素子の劣化を加速
させる結果を招く。また、有機薄膜ＥＬ素子のように高
電界が有機薄膜に印加される場合、陰極のアルカリ金属
が有機薄膜層にマイグレーションすると考えられてい
る。その結果、陰極近傍での有機薄膜層の発光効率を減
少させる結果を招く。これは、アルカリ金属の添加量が
多いほど顕著に観測される。従って、有機薄膜層に接す
る陰極に含まれるアルカリ金属は、適切な量の範囲に抑
える必要がある。
【００１７】本発明者が鋭意探索したところ、スカンジ
ウム含有の金属にアルカリ金属を添加する場合、アルカ
リ金属が０．０１から０．３モル％の微量でも仕事関数
が下げられることが分かった。スカンジウム含有の金属
においては添加するアルカリ金属は０．３モル％で仕事
関数が極小値に達する。アルカリ金属の添加量が少なく
ても十分仕事関数を下げることができるのは、スカンジ
ウムによって金属内部の電子状態が変化し、仕事関数を
下げるのに有効に作用したためであると考えられる。ア
ルカリ金属が０．０１モル％未満の場合には、仕事関数
を本質的に変動させるものではなかった。
ウム含有の金属にアルカリ金属を添加する場合、アルカ
リ金属が０．０１から０．３モル％の微量でも仕事関数
が下げられることが分かった。スカンジウム含有の金属
においては添加するアルカリ金属は０．３モル％で仕事
関数が極小値に達する。アルカリ金属の添加量が少なく
ても十分仕事関数を下げることができるのは、スカンジ
ウムによって金属内部の電子状態が変化し、仕事関数を
下げるのに有効に作用したためであると考えられる。ア
ルカリ金属が０．０１モル％未満の場合には、仕事関数
を本質的に変動させるものではなかった。
【００１８】陰極に含まれるスカンジウム及びアルカリ
金属はそれ自体不安定なものであるから、他の安定な金
属に少量含ませることが理想的であり、酸化や水分によ
る影響を考慮すると４ｅＶ以上の金属にスカンジウムと
アルカリ金属を含ませることが望ましい。４ｅＶ以上の
金属としては、例えばミカエルソン（Ｍｉｃｈａｅｌｓ
ｏｎ）の報文（ＩＢＭ、ジャーナル・オブ・リサーチ・
ディベロップメント（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｅｓｅ
ａｒｃｈ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）、２２巻、１号、
７２頁、１９７８年）から選択できる。スカンジウムと
の合金形成の容易性や成膜の安定性の観点から、本発明
の陰極の金属として銀、アルミニウム、インジウムを少
なくとも１つ以上含むものでなくてはならない。
金属はそれ自体不安定なものであるから、他の安定な金
属に少量含ませることが理想的であり、酸化や水分によ
る影響を考慮すると４ｅＶ以上の金属にスカンジウムと
アルカリ金属を含ませることが望ましい。４ｅＶ以上の
金属としては、例えばミカエルソン（Ｍｉｃｈａｅｌｓ
ｏｎ）の報文（ＩＢＭ、ジャーナル・オブ・リサーチ・
ディベロップメント（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｅｓｅ
ａｒｃｈ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）、２２巻、１号、
７２頁、１９７８年）から選択できる。スカンジウムと
の合金形成の容易性や成膜の安定性の観点から、本発明
の陰極の金属として銀、アルミニウム、インジウムを少
なくとも１つ以上含むものでなくてはならない。
【００１９】本発明の陰極上に陰極保護層を設ける場合
には、陰極は、１nm以上３０nm以下の厚さが好ましい。
前記陰極が１nm以下の場合には、有機薄膜層を前記陰極
成分で完全に覆うことが困難であるからである。有機薄
膜層を前記陰極成分で完全に覆うには３０nmで十分であ
る。不必要に陰極を厚くすることは素子全体の膜厚を厚
くすることになり好ましくない。
には、陰極は、１nm以上３０nm以下の厚さが好ましい。
前記陰極が１nm以下の場合には、有機薄膜層を前記陰極
成分で完全に覆うことが困難であるからである。有機薄
膜層を前記陰極成分で完全に覆うには３０nmで十分であ
る。不必要に陰極を厚くすることは素子全体の膜厚を厚
くすることになり好ましくない。
【００２０】陰極上に形成する陰極保護層は安価で耐食
性や加工性に優れたアルミニウム合金が好ましい。アル
ミニウムに添加する添加物質としては合金形成の容易性
や成膜の安定性の観点からスカンジウム、シリコン、マ
ンガン、銅が特に好ましい。有機薄膜ＥＬ素子やＴＦＴ
駆動のマトリクス型有機薄膜ＥＬデバイスにおいて、単
独のアルミニウムは物理的強度が十分ではなく、素子駆
動時に熱膨張による局部的な凹凸や亀裂を生じ段差切れ
の原因になった。一方、前記添加物質を添加するこで、
熱膨張を抑えることができ、特に輝度が大きい場合、す
なわち発光による発熱が大きい場合、局部的な凹凸や亀
裂が格段に減少する。前記添加物質は前記保護層を形成
する合金の０．１〜５モル％であると明瞭な効果が得ら
れる。０．１モル％未満ではアルミニウム単独のものと
比べ熱膨張係数をはじめ諸物性に影響を与えないためで
ある。一方、５モル％を越える場合には、アルミニウム
と添加物質の間で層分離が生じ易くなる。特に、シリコ
ンを５モル％を越えて添加したアルミニウム合金では層
分離が著しく、合金表面の約５０％に粒界を生じ、保護
層のみならず陰極層や有機薄膜層の膜構造の乱れを招い
た。陰極保護層は、陰極への酸素や水分の影響を防ぐ目
的で５０〜３０００nmが望ましい。
性や加工性に優れたアルミニウム合金が好ましい。アル
ミニウムに添加する添加物質としては合金形成の容易性
や成膜の安定性の観点からスカンジウム、シリコン、マ
ンガン、銅が特に好ましい。有機薄膜ＥＬ素子やＴＦＴ
駆動のマトリクス型有機薄膜ＥＬデバイスにおいて、単
独のアルミニウムは物理的強度が十分ではなく、素子駆
動時に熱膨張による局部的な凹凸や亀裂を生じ段差切れ
の原因になった。一方、前記添加物質を添加するこで、
熱膨張を抑えることができ、特に輝度が大きい場合、す
なわち発光による発熱が大きい場合、局部的な凹凸や亀
裂が格段に減少する。前記添加物質は前記保護層を形成
する合金の０．１〜５モル％であると明瞭な効果が得ら
れる。０．１モル％未満ではアルミニウム単独のものと
比べ熱膨張係数をはじめ諸物性に影響を与えないためで
ある。一方、５モル％を越える場合には、アルミニウム
と添加物質の間で層分離が生じ易くなる。特に、シリコ
ンを５モル％を越えて添加したアルミニウム合金では層
分離が著しく、合金表面の約５０％に粒界を生じ、保護
層のみならず陰極層や有機薄膜層の膜構造の乱れを招い
た。陰極保護層は、陰極への酸素や水分の影響を防ぐ目
的で５０〜３０００nmが望ましい。
【００２１】上記陰極や陰極保護層は抵抗加熱式の真空
蒸着法で形成してもよいし、密着性を向上させる目的
で、例えば特開平４−０１９９９３号公報に示すように
蒸着物質を不活性ガスイオンでスパッタする方法を用い
てもよい。前記スパッタによる陰極及び陰極保護層の成
膜方法は数ｅＶ以上の運動エネルギーをもつイオンを成
膜に用いているために表面マイグレーションが大きく、
有機薄膜層やＴＦＴとの密着性に優れた成膜が可能であ
ることを特徴としている。成膜条件を適切に選ぶことに
よって有機薄膜層への物理的あるいは化学的ダメージを
少なくし、かつ従来より密着性が格段に向上した陰極と
陰極保護層を形成することができるようになる。蒸気圧
が大きく異なる金属の混合物をターゲットとして用いて
もターゲットと陰極もしくはターゲットと陰極保護層と
の組成のずれは少ない。大きな基板を用いても均一に電
極が形成できるため、実用的である。
蒸着法で形成してもよいし、密着性を向上させる目的
で、例えば特開平４−０１９９９３号公報に示すように
蒸着物質を不活性ガスイオンでスパッタする方法を用い
てもよい。前記スパッタによる陰極及び陰極保護層の成
膜方法は数ｅＶ以上の運動エネルギーをもつイオンを成
膜に用いているために表面マイグレーションが大きく、
有機薄膜層やＴＦＴとの密着性に優れた成膜が可能であ
ることを特徴としている。成膜条件を適切に選ぶことに
よって有機薄膜層への物理的あるいは化学的ダメージを
少なくし、かつ従来より密着性が格段に向上した陰極と
陰極保護層を形成することができるようになる。蒸気圧
が大きく異なる金属の混合物をターゲットとして用いて
もターゲットと陰極もしくはターゲットと陰極保護層と
の組成のずれは少ない。大きな基板を用いても均一に電
極が形成できるため、実用的である。
【００２２】尚、素子を酸素や湿気から守る目的で、金
属酸化物、金属硫化物、金属沸化物等から形成される封
止層を設けることも有効である。
属酸化物、金属硫化物、金属沸化物等から形成される封
止層を設けることも有効である。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。
る。
【００２４】（実施例１）図１を用いて本発明の実施例
１について説明する。ガラス基板上にＩＴＯ（インジウ
ム錫酸化物）をスパッタリングによってシート抵抗が１
５Ω／□になるように製膜し、陽極とした。その上に正
孔注入層として、昇華精製した無金属フタロシアニンを
抵抗加熱式の真空蒸着によって１０nm形成した。次にポ
リ（メチルフェニルシリレン）約６０重量％にＮ，Ｎ，
Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノビフ
ェニルを約４０重量％混合したポリシリレンからなる有
機正孔輸送層３を４６nm、トルエン溶媒を使用したディ
ップコーティング法で形成した。充分乾燥させた後、分
子線蒸着法によって６×１０-10 Ｔｏｒｒ真空下、有機
発光層としてＮ−（２，４−キシリル）−４−アミノナ
フタルイミドと３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニ
ルエステルとを各々別の蒸着源からの共蒸着法によって
３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニルエステルが発
光層の１．４モル％含まれるように７０nm形成した。
１について説明する。ガラス基板上にＩＴＯ（インジウ
ム錫酸化物）をスパッタリングによってシート抵抗が１
５Ω／□になるように製膜し、陽極とした。その上に正
孔注入層として、昇華精製した無金属フタロシアニンを
抵抗加熱式の真空蒸着によって１０nm形成した。次にポ
リ（メチルフェニルシリレン）約６０重量％にＮ，Ｎ，
Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノビフ
ェニルを約４０重量％混合したポリシリレンからなる有
機正孔輸送層３を４６nm、トルエン溶媒を使用したディ
ップコーティング法で形成した。充分乾燥させた後、分
子線蒸着法によって６×１０-10 Ｔｏｒｒ真空下、有機
発光層としてＮ−（２，４−キシリル）−４−アミノナ
フタルイミドと３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニ
ルエステルとを各々別の蒸着源からの共蒸着法によって
３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニルエステルが発
光層の１．４モル％含まれるように７０nm形成した。
【００２５】次に陰極としてスカンジウムが１モル％含
まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中でＲＦスパッ
タ法で蒸発し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発させる方
法でリチウムが陰極の０．３モル％を占めるように２０
nm形成した。更に、陰極の保護層としてスカンジウムが
１モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中の
ＲＦスパッタ法により３００nm形成した。尚、本実施例
１に用いた陰極の仕事関数を光電子放出法で調べた結
果、約３．１ｅＶであった。
まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中でＲＦスパッ
タ法で蒸発し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発させる方
法でリチウムが陰極の０．３モル％を占めるように２０
nm形成した。更に、陰極の保護層としてスカンジウムが
１モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中の
ＲＦスパッタ法により３００nm形成した。尚、本実施例
１に用いた陰極の仕事関数を光電子放出法で調べた結
果、約３．１ｅＶであった。
【００２６】この素子の発光特性を乾燥空気中で測定し
た。図５に示すように、本実施例における電流密度−電
圧特性は、比較例１と比べて同じ電流密度において電圧
が小さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷の
注入効率が向上したことを示唆するものである。図７に
示すように、本実施例における輝度−電圧特性は、比較
例１と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加電圧
１０Ｖの直流電圧で６３００ｃｄ／m 2 の明るい黄色の
発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密度で
１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電流密
度で連続して発光させた（このときの電圧は６．６４Ｖ
である）ところ、５００時間経過しても面発光の状態を
持続し、電圧は７．８７Ｖに上昇し、発光輝度は１０５
ｃｄ／m2 から６４ｃｄ／m 2 に減少した。これは、比
較例１と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極と陰極保
護層の効果による駆動安定性の向上を示唆するものであ
る。
た。図５に示すように、本実施例における電流密度−電
圧特性は、比較例１と比べて同じ電流密度において電圧
が小さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷の
注入効率が向上したことを示唆するものである。図７に
示すように、本実施例における輝度−電圧特性は、比較
例１と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加電圧
１０Ｖの直流電圧で６３００ｃｄ／m 2 の明るい黄色の
発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密度で
１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電流密
度で連続して発光させた（このときの電圧は６．６４Ｖ
である）ところ、５００時間経過しても面発光の状態を
持続し、電圧は７．８７Ｖに上昇し、発光輝度は１０５
ｃｄ／m2 から６４ｃｄ／m 2 に減少した。これは、比
較例１と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極と陰極保
護層の効果による駆動安定性の向上を示唆するものであ
る。
【００２７】（実施例２）陰極としてスカンジウムが１
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中でＲ
Ｆスパッタ法で蒸発し、ナトリウムとインジウムからな
る合金を抵抗加熱源からナトリウムが蒸発するよう制御
してナトリウムが陰極の０．１モル％を占めるように２
０nm形成した。更に、陰極の保護層としてシリコンが１
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中のＲ
Ｆスパッタ法により４５０nm形成した以外、実施例１と
同様にして素子を作成した。尚、本実施例２に用いた陰
極の仕事関数を光電子放出法で調べた結果、約３．０ｅ
Ｖであった。
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中でＲ
Ｆスパッタ法で蒸発し、ナトリウムとインジウムからな
る合金を抵抗加熱源からナトリウムが蒸発するよう制御
してナトリウムが陰極の０．１モル％を占めるように２
０nm形成した。更に、陰極の保護層としてシリコンが１
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中のＲ
Ｆスパッタ法により４５０nm形成した以外、実施例１と
同様にして素子を作成した。尚、本実施例２に用いた陰
極の仕事関数を光電子放出法で調べた結果、約３．０ｅ
Ｖであった。
【００２８】この素子の発光特性を乾燥空気中で測定し
た。図５に示すように、本実施例における電流密度−電
圧特性は、比較例１と比べて同じ電流密度において電圧
が小さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷の
注入効率が向上したことを示唆するものである。図７に
示すように、本実施例における輝度−電圧特性は、比較
例１と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加電圧
１０Ｖの直流電圧で５１００ｃｄ／m 2 の明るい黄色の
発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密度で
１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電流密
度で連続して発光させた（このときの電圧は６．９３Ｖ
である）ところ、５００時間経過しても面発光の状態を
持続し、電圧は７．９８Ｖに上昇し、発光輝度は９５ｃ
ｄ／m 2 から５６ｃｄ／m 2 に減少した。これは、比較
例１と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極と陰極保護
層の効果による駆動安定性の向上を示唆するものであ
る。
た。図５に示すように、本実施例における電流密度−電
圧特性は、比較例１と比べて同じ電流密度において電圧
が小さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷の
注入効率が向上したことを示唆するものである。図７に
示すように、本実施例における輝度−電圧特性は、比較
例１と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加電圧
１０Ｖの直流電圧で５１００ｃｄ／m 2 の明るい黄色の
発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密度で
１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電流密
度で連続して発光させた（このときの電圧は６．９３Ｖ
である）ところ、５００時間経過しても面発光の状態を
持続し、電圧は７．９８Ｖに上昇し、発光輝度は９５ｃ
ｄ／m 2 から５６ｃｄ／m 2 に減少した。これは、比較
例１と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極と陰極保護
層の効果による駆動安定性の向上を示唆するものであ
る。
【００２９】（実施例３）陰極としてスカンジウムが１
モル％含まれる銀合金をアルゴンガス中でＲＦスパッタ
法で蒸発し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発させる方法
でリチウムが陰極の０．３モル％を占めるように２０nm
形成した。更に、陰極の保護層としてスカンジウムが１
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中のＲ
Ｆスパッタ法により３００nm形成した以外実施例１と同
様にして素子を作成した。尚、本実施例３で用いた陰極
の仕事関数を光電子放出法で調べた結果、約３．１ｅＶ
であった。
モル％含まれる銀合金をアルゴンガス中でＲＦスパッタ
法で蒸発し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発させる方法
でリチウムが陰極の０．３モル％を占めるように２０nm
形成した。更に、陰極の保護層としてスカンジウムが１
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中のＲ
Ｆスパッタ法により３００nm形成した以外実施例１と同
様にして素子を作成した。尚、本実施例３で用いた陰極
の仕事関数を光電子放出法で調べた結果、約３．１ｅＶ
であった。
【００３０】この素子の発光特性を乾燥空気中で測定し
た。図５に示すように、本実施例における電流密度−電
圧特性は、比較例１と比べて同じ電流密度において電圧
が小さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷の
注入効率が向上したことを示唆するものである。図７に
示すように、本実施例における輝度−電圧特性は、比較
例１と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加電圧
１０Ｖの直流電圧で２６５０ｃｄ／m 2 の明るい黄色の
発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密度で
１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電流密
度で連続して発光させた（このときの電圧は７．２５Ｖ
である）ところ、５００時間経過しても面発光の状態を
持続し、電圧は８．３１Ｖに上昇し、発光輝度は８１ｃ
ｄ／m 2から４８ｃｄ／m 2 に減少した。これは、比較
例１と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極と陰極保護
層の効果による駆動安定性の向上を示唆するものであ
る。
た。図５に示すように、本実施例における電流密度−電
圧特性は、比較例１と比べて同じ電流密度において電圧
が小さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷の
注入効率が向上したことを示唆するものである。図７に
示すように、本実施例における輝度−電圧特性は、比較
例１と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加電圧
１０Ｖの直流電圧で２６５０ｃｄ／m 2 の明るい黄色の
発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密度で
１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電流密
度で連続して発光させた（このときの電圧は７．２５Ｖ
である）ところ、５００時間経過しても面発光の状態を
持続し、電圧は８．３１Ｖに上昇し、発光輝度は８１ｃ
ｄ／m 2から４８ｃｄ／m 2 に減少した。これは、比較
例１と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極と陰極保護
層の効果による駆動安定性の向上を示唆するものであ
る。
【００３１】（実施例４）陰極としてスカンジウムが１
モル％含まれるインジウム合金をアルゴンガス中でＲＦ
スパッタ法で蒸発し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発さ
せる方法でリチウムが陰極の０．３モル％をしめるよう
に２０nm形成した。更に、陰極の保護層としてスカンジ
ウムが１モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガ
ス中のＲＦスパッタ法により３００nm形成した以外実施
例１と同様にして素子を作成した。尚、本実施例４で用
いた陰極の仕事関数を光電子放出法で調べた結果、約
３．１ｅＶであった。
モル％含まれるインジウム合金をアルゴンガス中でＲＦ
スパッタ法で蒸発し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発さ
せる方法でリチウムが陰極の０．３モル％をしめるよう
に２０nm形成した。更に、陰極の保護層としてスカンジ
ウムが１モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガ
ス中のＲＦスパッタ法により３００nm形成した以外実施
例１と同様にして素子を作成した。尚、本実施例４で用
いた陰極の仕事関数を光電子放出法で調べた結果、約
３．１ｅＶであった。
【００３２】この素子の発光特性を乾燥空気中で測定し
た。図６に示すように、本実施例における電流密度−電
圧特性は、比較例１と比べて同じ電流密度において電圧
が小さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷の
注入効率が向上したことを示唆するものである。図８に
示すように、本実施例における輝度−電圧特性は、比較
例１と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加電圧
１０Ｖの直流電圧で２１００ｃｄ／m 2 の明るい黄色の
発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密度で
１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電流密
度で連続して発光させた（このときの電圧は６．２５Ｖ
である）ところ、５００時間経過しても面発光の状態を
持続し、電圧は６．９８Ｖに上昇し、発光輝度は５１ｃ
ｄ／m 2から３２ｃｄ／m 2 に減少した。これは、比較
例１と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極と陰極保護
層の効果による駆動安定性の向上を示唆するものであ
る。
た。図６に示すように、本実施例における電流密度−電
圧特性は、比較例１と比べて同じ電流密度において電圧
が小さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷の
注入効率が向上したことを示唆するものである。図８に
示すように、本実施例における輝度−電圧特性は、比較
例１と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加電圧
１０Ｖの直流電圧で２１００ｃｄ／m 2 の明るい黄色の
発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密度で
１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電流密
度で連続して発光させた（このときの電圧は６．２５Ｖ
である）ところ、５００時間経過しても面発光の状態を
持続し、電圧は６．９８Ｖに上昇し、発光輝度は５１ｃ
ｄ／m 2から３２ｃｄ／m 2 に減少した。これは、比較
例１と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極と陰極保護
層の効果による駆動安定性の向上を示唆するものであ
る。
【００３３】（実施例５）陰極としてスカンジウムが１
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中でＲ
Ｆスパッタ法で蒸発し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発
する方法でリチウムが陰極の０．３モル％を占めるよう
に２０nm形成した。更に、陰極の保護層としてシリコン
が１モル％、更に銅が１．５モル％含まれるアルミニウ
ム合金をアルゴンガス中のＲＦスパッタ法により４５０
nm形成した以外、実施例１と同様にして素子を作成し
た。尚、本実施例５で用いた陰極の仕事関数を光電子放
出法で調べた結果、約３．０ｅＶであった。
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中でＲ
Ｆスパッタ法で蒸発し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発
する方法でリチウムが陰極の０．３モル％を占めるよう
に２０nm形成した。更に、陰極の保護層としてシリコン
が１モル％、更に銅が１．５モル％含まれるアルミニウ
ム合金をアルゴンガス中のＲＦスパッタ法により４５０
nm形成した以外、実施例１と同様にして素子を作成し
た。尚、本実施例５で用いた陰極の仕事関数を光電子放
出法で調べた結果、約３．０ｅＶであった。
【００３４】この素子の発光特性を乾燥空気中で測定し
た。図６に示すように、本実施例における電流密度−電
圧特性は、比較例１と比べて同じ電流密度において電圧
が小さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷の
注入効率が向上したことを示唆するものである。図８に
示すように、本実施例における輝度−電圧特性は、比較
例１と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加電圧
１０Ｖの直流電圧で１９１０ｃｄ／m 2 の明るい黄色の
発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密度で
１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電流密
度で連続して発光させた（このときの電圧は６．２Ｖで
ある）ところ、５００時間後経過しても面発光の状態を
持続し、電圧は６．９４Ｖに上昇し、発光輝度は７５ｃ
ｄ／m 2から４２ｃｄ／m 2 に減少した。これは、比較
例１と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極と陰極保護
層の効果による駆動安定性の向上を示唆するものであ
る。
た。図６に示すように、本実施例における電流密度−電
圧特性は、比較例１と比べて同じ電流密度において電圧
が小さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷の
注入効率が向上したことを示唆するものである。図８に
示すように、本実施例における輝度−電圧特性は、比較
例１と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加電圧
１０Ｖの直流電圧で１９１０ｃｄ／m 2 の明るい黄色の
発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密度で
１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電流密
度で連続して発光させた（このときの電圧は６．２Ｖで
ある）ところ、５００時間後経過しても面発光の状態を
持続し、電圧は６．９４Ｖに上昇し、発光輝度は７５ｃ
ｄ／m 2から４２ｃｄ／m 2 に減少した。これは、比較
例１と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極と陰極保護
層の効果による駆動安定性の向上を示唆するものであ
る。
【００３５】（実施例６）陰極としてスカンジウムが１
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中でＲ
Ｆスパッタ法で蒸発し、ナトリウムとインジウムからな
る合金を抵抗加熱源からナトリウムが蒸発するよう制御
してナトリウムが陰極の０．１モル％を占めるように２
０nm形成した。更に、陰極の保護層としてマンガンが１
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中のＲ
Ｆスパッタ法により３５０nm形成した以外、実施例１と
同様にして素子を作成した。尚、本実施例５で用いた陰
極の仕事関数を光電子放出法で調べた結果、約３．０ｅ
Ｖであった。
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中でＲ
Ｆスパッタ法で蒸発し、ナトリウムとインジウムからな
る合金を抵抗加熱源からナトリウムが蒸発するよう制御
してナトリウムが陰極の０．１モル％を占めるように２
０nm形成した。更に、陰極の保護層としてマンガンが１
モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中のＲ
Ｆスパッタ法により３５０nm形成した以外、実施例１と
同様にして素子を作成した。尚、本実施例５で用いた陰
極の仕事関数を光電子放出法で調べた結果、約３．０ｅ
Ｖであった。
【００３６】この素子の発光特性を空気中で測定した。
図６に示すように、本実施例における電流密度−電圧特
性は、比較例１と比べて同じ電流密度において電圧が小
さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷の注入
効率が向上したことを示唆するものである。図８に示す
ように、本実施例における輝度−電圧特性は、比較例１
と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加電圧１０
Ｖの直流電圧で１９２０ｃｄ／m 2 の明るい黄色の発光
が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密度で１０
時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電流密度で
連続して発光させた（このときの電圧は６．７５Ｖであ
る）ところ、５００時間経過しても面発光の状態を持続
し、電圧は７．８８Ｖに上昇し、発光輝度は４２ｃｄ／
m 2 から２８ｃｄ／m 2 に減少した。これは、比較例１
と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極と陰極保護層の
効果による駆動安定性の向上を示唆するものである。
図６に示すように、本実施例における電流密度−電圧特
性は、比較例１と比べて同じ電流密度において電圧が小
さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷の注入
効率が向上したことを示唆するものである。図８に示す
ように、本実施例における輝度−電圧特性は、比較例１
と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加電圧１０
Ｖの直流電圧で１９２０ｃｄ／m 2 の明るい黄色の発光
が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密度で１０
時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電流密度で
連続して発光させた（このときの電圧は６．７５Ｖであ
る）ところ、５００時間経過しても面発光の状態を持続
し、電圧は７．８８Ｖに上昇し、発光輝度は４２ｃｄ／
m 2 から２８ｃｄ／m 2 に減少した。これは、比較例１
と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極と陰極保護層の
効果による駆動安定性の向上を示唆するものである。
【００３７】（実施例７）図２及び図３は有機薄膜ＥＬ
素子に逆スタガ型のａ−ＳｉＴＦＴを適用し、ガラス基
板上に有機薄膜ＥＬ素子を駆動する回路を作成した場合
の実施例７の平面図および断面図である。以下、図２お
よび図３を用いて実施例７の作成手順について述べる。
素子に逆スタガ型のａ−ＳｉＴＦＴを適用し、ガラス基
板上に有機薄膜ＥＬ素子を駆動する回路を作成した場合
の実施例７の平面図および断面図である。以下、図２お
よび図３を用いて実施例７の作成手順について述べる。
【００３８】はじめに、ガラス基板上にＣｒを２００nm
成長し、走査電極線３N 及び３N+1、電荷保持容量Ｃの
一方の電極、スイッチングトランジスタのゲート電極Ｇ
QS、電流制御トランジスタのゲート電極ＧQIをパターン
ニングし、更にゲート絶縁膜としてＳｉＯ2 を４００nm
成長した後、第一コンタクトホール５６Ａを開ける。
成長し、走査電極線３N 及び３N+1、電荷保持容量Ｃの
一方の電極、スイッチングトランジスタのゲート電極Ｇ
QS、電流制御トランジスタのゲート電極ＧQIをパターン
ニングし、更にゲート絶縁膜としてＳｉＯ2 を４００nm
成長した後、第一コンタクトホール５６Ａを開ける。
【００３９】次にＳｉＯ2 上にＴＦＴのアイランドを形
成するためのイントリンジックアモルファスシリコン
（ｉ−ａ−Ｓｉ）、オーミックコンタクトを取るための
ｎ+ アモルファスシリコン（ｎ+ −ａ−Ｓｉ）をそれぞ
れ３００nmおよび５０nm成長し、パターニングしてアイ
ランドを形成する。このアイランドは、後にＴＦＴ（電
流制御用トランジスタＱI 及びスイッチングトランジス
タＱS ）のチャネル部が形成される部分である。
成するためのイントリンジックアモルファスシリコン
（ｉ−ａ−Ｓｉ）、オーミックコンタクトを取るための
ｎ+ アモルファスシリコン（ｎ+ −ａ−Ｓｉ）をそれぞ
れ３００nmおよび５０nm成長し、パターニングしてアイ
ランドを形成する。このアイランドは、後にＴＦＴ（電
流制御用トランジスタＱI 及びスイッチングトランジス
タＱS ）のチャネル部が形成される部分である。
【００４０】次にＣｒを１００nm堆積し、パターニング
して信号線１M 、電流制御用トランジスタＱI のソース
電極ＳQI及びドレイン電極ＤQI、スイッチングトランジ
スタＱS のドレイン電極及びソース電極、電荷保持容量
Ｃのもう一方の電極を形成する。更に、電流制御用及び
スイッチングの各ＴＦＴのアイランドのｉ−ａ−Ｓｉ及
びｎ+ −ａ−Ｓｉを、各ＴＦＴのソース電極及びドレイ
ン電極用のＣｒをマスクとしてｉ−ａ−Ｓｉの途中まで
エッチングし、各ＴＦＴのチャネル部を形成する。
して信号線１M 、電流制御用トランジスタＱI のソース
電極ＳQI及びドレイン電極ＤQI、スイッチングトランジ
スタＱS のドレイン電極及びソース電極、電荷保持容量
Ｃのもう一方の電極を形成する。更に、電流制御用及び
スイッチングの各ＴＦＴのアイランドのｉ−ａ−Ｓｉ及
びｎ+ −ａ−Ｓｉを、各ＴＦＴのソース電極及びドレイ
ン電極用のＣｒをマスクとしてｉ−ａ−Ｓｉの途中まで
エッチングし、各ＴＦＴのチャネル部を形成する。
【００４１】次に、ＳｉＯ2 を２００nm成長し、電流制
御用トランジスタＱI のソース電極ＳQIとこの後の工程
で成長される陰極（有機薄膜ＥＬ素子の一方の電極）５
５とを接続するための第２コンタクトホール５６Ｂをエ
ッチングして開ける。
御用トランジスタＱI のソース電極ＳQIとこの後の工程
で成長される陰極（有機薄膜ＥＬ素子の一方の電極）５
５とを接続するための第２コンタクトホール５６Ｂをエ
ッチングして開ける。
【００４２】次に、シリコンが１モル％、更に銅が１．
５モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中で
ＲＦスパッタ法にて陰極保護層として３００nm形成した
した後、陰極としてスカンジウムが１モル％含まれるア
ルミニウム合金をアルゴンガス中でＲＦスパッタ法にて
蒸発させ、リチウムを抵抗加熱源から蒸発させる方法で
リチウムが陰極の０．３モル％を占めるように３０nm形
成した。こうして形成した陰極と陰極保護層をリフトオ
フ法によりパターニングして有機薄膜ＥＬ素子の陰極と
陰極保護層を形成する。
５モル％含まれるアルミニウム合金をアルゴンガス中で
ＲＦスパッタ法にて陰極保護層として３００nm形成した
した後、陰極としてスカンジウムが１モル％含まれるア
ルミニウム合金をアルゴンガス中でＲＦスパッタ法にて
蒸発させ、リチウムを抵抗加熱源から蒸発させる方法で
リチウムが陰極の０．３モル％を占めるように３０nm形
成した。こうして形成した陰極と陰極保護層をリフトオ
フ法によりパターニングして有機薄膜ＥＬ素子の陰極と
陰極保護層を形成する。
【００４３】このようにして１画素が１００×３００μ
m 2 サイズで４００×６４０画素数のパネルが作られ
る。
m 2 サイズで４００×６４０画素数のパネルが作られ
る。
【００４４】次にこのようにして作られたパネル上に有
機薄膜層を形成する。本実施例に用いる有機薄膜ＥＬ素
子の有機薄膜層５２は陰極側からスペサー層５２Ｃ、有
機発光層５２Ｂおよび正孔注入層５２Ａが積層された３
層構造となっている。スペサー層５２ＣとしてＮ−
（２，４−キシリル）−４−アミノナフタルイミドを真
空蒸着法によって５０nm形成した後、有機発光層５２Ｂ
としてＮ−（２，４−キシリル）−４−アミノナフタル
イミドと３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニルエス
テルとを各々別の蒸着源からの共蒸着法によって３，９
−ペリレンジカルボン酸ジフェニルエステルが発光層の
１．４モル％含まれるように７０nm形成した。更に、正
孔注入層５２ＡとしてＮ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′
−ジ（３−メチルフェニル）１，１′−ビフェニル−
４，４′−ジアミンを用い真空蒸着法によって５０nm形
成した。最後に陽極としてＩＴＯを１μm 形成し、本発
明の陰極と陰極保護層が含まれるＴＦＴ駆動のマトリク
ス型有機ＥＬデバイスが完成する。
機薄膜層を形成する。本実施例に用いる有機薄膜ＥＬ素
子の有機薄膜層５２は陰極側からスペサー層５２Ｃ、有
機発光層５２Ｂおよび正孔注入層５２Ａが積層された３
層構造となっている。スペサー層５２ＣとしてＮ−
（２，４−キシリル）−４−アミノナフタルイミドを真
空蒸着法によって５０nm形成した後、有機発光層５２Ｂ
としてＮ−（２，４−キシリル）−４−アミノナフタル
イミドと３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニルエス
テルとを各々別の蒸着源からの共蒸着法によって３，９
−ペリレンジカルボン酸ジフェニルエステルが発光層の
１．４モル％含まれるように７０nm形成した。更に、正
孔注入層５２ＡとしてＮ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′
−ジ（３−メチルフェニル）１，１′−ビフェニル−
４，４′−ジアミンを用い真空蒸着法によって５０nm形
成した。最後に陽極としてＩＴＯを１μm 形成し、本発
明の陰極と陰極保護層が含まれるＴＦＴ駆動のマトリク
ス型有機ＥＬデバイスが完成する。
【００４５】次に、上述したマトリクス型有機薄膜ＥＬ
デバイスの動作を図４を用いて説明する。図４におい
て、いま、走査電極線３N+1 が選択されスイッチングト
ランジスタＱS がオン状態になると、Ｍ列目の信号電極
線１M の電圧がスイッチングトランジスタＱS を通して
電荷保持用容量Ｃに供給される。走査電極線３N+1 が非
選択の状態になるとスイッチングトランジスタＱS がオ
フになって、信号線１Mの電圧が電荷保持用容量Ｃに保
持される。容量Ｃの端子電圧は電流制御用トランジスタ
ＱI のゲート・ソース間に印加され、トランジスタＱI
のゲート電圧・ドレイン電流特性に応じた電流が、電源
電極５→有機薄膜ＥＬ素子→トランジスタＱI →走査電
極線３N という経路で流れ、有機薄膜ＥＬ素子が発光す
る。この時、有機薄膜ＥＬ素子の輝度と容量Ｃに印加す
る電圧との関係が分かっていれば、所定の輝度で有機薄
膜ＥＬ素子を発光させるとが可能である。
デバイスの動作を図４を用いて説明する。図４におい
て、いま、走査電極線３N+1 が選択されスイッチングト
ランジスタＱS がオン状態になると、Ｍ列目の信号電極
線１M の電圧がスイッチングトランジスタＱS を通して
電荷保持用容量Ｃに供給される。走査電極線３N+1 が非
選択の状態になるとスイッチングトランジスタＱS がオ
フになって、信号線１Mの電圧が電荷保持用容量Ｃに保
持される。容量Ｃの端子電圧は電流制御用トランジスタ
ＱI のゲート・ソース間に印加され、トランジスタＱI
のゲート電圧・ドレイン電流特性に応じた電流が、電源
電極５→有機薄膜ＥＬ素子→トランジスタＱI →走査電
極線３N という経路で流れ、有機薄膜ＥＬ素子が発光す
る。この時、有機薄膜ＥＬ素子の輝度と容量Ｃに印加す
る電圧との関係が分かっていれば、所定の輝度で有機薄
膜ＥＬ素子を発光させるとが可能である。
【００４６】本実施例において、有機薄膜ＥＬ素子の両
端の電圧が７Ｖで駆動したところ、約４２０ｃｄ／m 2
の輝度を示した。この時、全画素に対するの画素欠陥部
の割合は約７％であり、比較例２の陰極で作成した場合
より大幅に欠陥部が少なくなったことを示した。また、
有機薄膜ＥＬ素子部分の消費電力は１．４Ｗ以下であ
り、比較例２のそれの約半分であった。
端の電圧が７Ｖで駆動したところ、約４２０ｃｄ／m 2
の輝度を示した。この時、全画素に対するの画素欠陥部
の割合は約７％であり、比較例２の陰極で作成した場合
より大幅に欠陥部が少なくなったことを示した。また、
有機薄膜ＥＬ素子部分の消費電力は１．４Ｗ以下であ
り、比較例２のそれの約半分であった。
【００４７】尚、本実施例７においては、有機薄膜ＥＬ
素子はＴＦＴ上に陰極保護層，陰極，スペーサー層，有
機発光層，正孔注入層，陽極の順に形成し、光を陽極を
通して取り出す方法を用いたが、ＴＦＴ上に陽極，正孔
注入層，有機発光層，スペーサー層，陰極，陰極保護層
の順に形成し、光をＴＦＴのガラス基板を通して取り出
す方法を用いても良い。
素子はＴＦＴ上に陰極保護層，陰極，スペーサー層，有
機発光層，正孔注入層，陽極の順に形成し、光を陽極を
通して取り出す方法を用いたが、ＴＦＴ上に陽極，正孔
注入層，有機発光層，スペーサー層，陰極，陰極保護層
の順に形成し、光をＴＦＴのガラス基板を通して取り出
す方法を用いても良い。
【００４８】（実施例８）基板、有機薄膜層は実施例１
と同様である。陰極としてスカンジウムが１モル％含ま
れるアルミニウム合金をアルゴンガス中でＲＦスパッタ
法で蒸発し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発させる方法
でリチウムが陰極の０．３モル％を占めるるように１２
０nm形成した。陰極保護層は形成しなかった。尚、本実
施例１に用いた陰極の仕事関数を光電子放出法で調べた
結果、約３．１ｅＶであった。
と同様である。陰極としてスカンジウムが１モル％含ま
れるアルミニウム合金をアルゴンガス中でＲＦスパッタ
法で蒸発し、リチウムを抵抗加熱源から蒸発させる方法
でリチウムが陰極の０．３モル％を占めるるように１２
０nm形成した。陰極保護層は形成しなかった。尚、本実
施例１に用いた陰極の仕事関数を光電子放出法で調べた
結果、約３．１ｅＶであった。
【００４９】この素子の発光特性を乾燥空気中で測定し
た。図１０に示すように、本実施例における電流密度−
電圧特性は、比較例３と比べて同じ電流密度において電
圧が小さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷
の注入効率が向上したことを示唆するものである。図１
１に示すように、本実施例における輝度−電圧特性は、
比較例３と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加
電圧１０Ｖの直流電圧で５９４０ｃｄ／m 2 の明るい黄
色の発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密
度で１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電
流密度で連続して発光させた（このときの電圧は６．６
８Ｖである）ところ、５００時間経過しても面発光の状
態を持続し、電圧は７．９８Ｖに上昇し、発光輝度は１
０２ｃｄ／m 2 から５８ｃｄ／m 2 に減少した。これ
は、比較例３と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極の
効果による駆動安定性の向上を示唆するものである。
た。図１０に示すように、本実施例における電流密度−
電圧特性は、比較例３と比べて同じ電流密度において電
圧が小さい。これは、本発明の陰極を用いたことで電荷
の注入効率が向上したことを示唆するものである。図１
１に示すように、本実施例における輝度−電圧特性は、
比較例３と比べて同じ輝度において電圧が小さい。印加
電圧１０Ｖの直流電圧で５９４０ｃｄ／m 2 の明るい黄
色の発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流密
度で１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定電
流密度で連続して発光させた（このときの電圧は６．６
８Ｖである）ところ、５００時間経過しても面発光の状
態を持続し、電圧は７．９８Ｖに上昇し、発光輝度は１
０２ｃｄ／m 2 から５８ｃｄ／m 2 に減少した。これ
は、比較例３と比べ本発明の有機薄膜ＥＬ素子の陰極の
効果による駆動安定性の向上を示唆するものである。
【００５０】（比較例１）ガラス基板上にＩＴＯをスパ
ッタリングによってシート抵抗が１５Ω／□になるよう
に製膜し、陽極とした。その上に正孔注入層として、昇
華精製した無金属フタロシアニンを抵抗加熱式の真空蒸
着によって１０nm形成した。次にポリ（メチルフェニル
シリレン）約６０重量％にＮ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ
フェニル−４，４′−ジアミノビフェニルを約４０重量
％混合したポリシリレンからなる有機正孔輸送層３を４
６nm、トルエン溶媒を使用したディップコーティング法
で形成した。充分乾燥させたのち、分子線蒸着法によっ
て６×１０-10 Ｔｏｒｒ真空下、有機発光層としてＮ−
（２，４−キシリル）−４−アミノナフタルイミドと
３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニルエステルとを
各々別の蒸着源からの共蒸着法によって３，９−ペリレ
ンジカルボン酸ジフェニルエステルが発光層の１．４モ
ル％含まれるように７０nm形成した。次に陰極としてリ
チウムが０．３モル％含まれるようにアルミニウムと共
蒸着して陰極を２０nm形成した。更に、陰極保護層とし
てアルミニウムを抵抗加熱の蒸着法で８０nm形成した。
このようにして、比較例１の有機薄膜ＥＬ素子が完成す
る。
ッタリングによってシート抵抗が１５Ω／□になるよう
に製膜し、陽極とした。その上に正孔注入層として、昇
華精製した無金属フタロシアニンを抵抗加熱式の真空蒸
着によって１０nm形成した。次にポリ（メチルフェニル
シリレン）約６０重量％にＮ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ
フェニル−４，４′−ジアミノビフェニルを約４０重量
％混合したポリシリレンからなる有機正孔輸送層３を４
６nm、トルエン溶媒を使用したディップコーティング法
で形成した。充分乾燥させたのち、分子線蒸着法によっ
て６×１０-10 Ｔｏｒｒ真空下、有機発光層としてＮ−
（２，４−キシリル）−４−アミノナフタルイミドと
３，９−ペリレンジカルボン酸ジフェニルエステルとを
各々別の蒸着源からの共蒸着法によって３，９−ペリレ
ンジカルボン酸ジフェニルエステルが発光層の１．４モ
ル％含まれるように７０nm形成した。次に陰極としてリ
チウムが０．３モル％含まれるようにアルミニウムと共
蒸着して陰極を２０nm形成した。更に、陰極保護層とし
てアルミニウムを抵抗加熱の蒸着法で８０nm形成した。
このようにして、比較例１の有機薄膜ＥＬ素子が完成す
る。
【００５１】この素子の発光特性を空気中で測定したと
ころ、印加電圧１０Ｖの直流電圧で３８０ｃｄ／m 2 の
黄色の発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流
密度で１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定
電流密度で連続して発光させた（このときの電圧は７．
９８Ｖである）ところ、５００時間経過後、面発光は維
持されず、素子全体の４０％が黒点に覆われていた。電
圧は１３．４Ｖに上昇し、発光輝度は２４ｃｄ／m 2 か
ら８ｃｄ／m 2 に減少した。
ころ、印加電圧１０Ｖの直流電圧で３８０ｃｄ／m 2 の
黄色の発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流
密度で１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定
電流密度で連続して発光させた（このときの電圧は７．
９８Ｖである）ところ、５００時間経過後、面発光は維
持されず、素子全体の４０％が黒点に覆われていた。電
圧は１３．４Ｖに上昇し、発光輝度は２４ｃｄ／m 2 か
ら８ｃｄ／m 2 に減少した。
【００５２】（比較例２）陰極の保護層としてアルミニ
ウムを抵抗加熱の蒸着法で３００nm形成し、更に陰極と
してリチウムが陰極の２モル％含まれるようにアルミニ
ウムと共蒸着して２０nm形成した以外、実施例２と同様
のＴＦＴ駆動のマトリクス型有機ＥＬ素子を作成した。
ウムを抵抗加熱の蒸着法で３００nm形成し、更に陰極と
してリチウムが陰極の２モル％含まれるようにアルミニ
ウムと共蒸着して２０nm形成した以外、実施例２と同様
のＴＦＴ駆動のマトリクス型有機ＥＬ素子を作成した。
【００５３】本比較例において、有機薄膜ＥＬ素子の両
端の電圧を７Ｖで駆動したところ、約１００ｃｄ／m 2
の輝度を示した。この時、全画素に対するの画素欠陥部
の割合は約１５％であった。また、有機薄膜ＥＬ素子部
分の消費電力は２．７Ｗであった。
端の電圧を７Ｖで駆動したところ、約１００ｃｄ／m 2
の輝度を示した。この時、全画素に対するの画素欠陥部
の割合は約１５％であった。また、有機薄膜ＥＬ素子部
分の消費電力は２．７Ｗであった。
【００５４】（比較例３）陰極としてリチウムが０．３
モル％含まれるようにアルミニウムと共蒸着して陰極を
１２０nm形成した以外、実施例８と同様に素子を形成し
た。
モル％含まれるようにアルミニウムと共蒸着して陰極を
１２０nm形成した以外、実施例８と同様に素子を形成し
た。
【００５５】この素子の発光特性を空気中で測定したと
ころ、印加電圧１０Ｖの直流電圧で３５８ｃｄ／m 2 の
黄色の発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流
密度で１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定
電流密度で連続して発光させた（このときの電圧は８．
１８Ｖである）ところ、３５０時間経過後、電圧は１
５．３Ｖに上昇し、発光輝度は２０ｃｄ／m 2 から３ｃ
ｄ／m 2 に減少した。４２０時間後、素子は完全に消光
した。
ころ、印加電圧１０Ｖの直流電圧で３５８ｃｄ／m 2 の
黄色の発光が得られた。また、２ｍＡ／cm2 の一定電流
密度で１０時間エージングした後、４ｍＡ／cm2 の一定
電流密度で連続して発光させた（このときの電圧は８．
１８Ｖである）ところ、３５０時間経過後、電圧は１
５．３Ｖに上昇し、発光輝度は２０ｃｄ／m 2 から３ｃ
ｄ／m 2 に減少した。４２０時間後、素子は完全に消光
した。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の陰極および
陰極保護層を有機薄膜ＥＬ素子に適用することで、電荷
注入特性など素子の基本特性を従来のものより高めるこ
とができる。また、有機薄膜ＥＬ素子やマトリクス型有
機ＥＬデバイスにおいて低電力性を有効に発揮しながら
駆動安定性の向上や物理的強度を向上させることがで
き、高精細のマトリクス型有機ＥＬデバイスの作成が可
能となる。
陰極保護層を有機薄膜ＥＬ素子に適用することで、電荷
注入特性など素子の基本特性を従来のものより高めるこ
とができる。また、有機薄膜ＥＬ素子やマトリクス型有
機ＥＬデバイスにおいて低電力性を有効に発揮しながら
駆動安定性の向上や物理的強度を向上させることがで
き、高精細のマトリクス型有機ＥＬデバイスの作成が可
能となる。
【図１】本発明の実施例１から実施例６に用いた陰極保
護層を有する有機薄膜ＥＬ素子の説明図である。
護層を有する有機薄膜ＥＬ素子の説明図である。
【図２】本発明の実施例７に用いたマトリクス型有機薄
膜ＥＬデバイスを構成する画素を示す平面レイアウト図
である。
膜ＥＬデバイスを構成する画素を示す平面レイアウト図
である。
【図３】本発明の実施例７に用いたマトリクス型有機薄
膜ＥＬデバイスを構成する画素の断面図である。
膜ＥＬデバイスを構成する画素の断面図である。
【図４】本発明の実施例７に用いたマトリクス型有機薄
膜ＥＬデバイスを駆動する回路図である。
膜ＥＬデバイスを駆動する回路図である。
【図５】本発明の実施例１から３および比較例１の電流
密度−電圧特性を示すグラフである。
密度−電圧特性を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例４から６および比較例１の電流
密度−電圧特性を示すグラフである。
密度−電圧特性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例１から３および比較例１の輝度
−電圧特性を示すグラフである。
−電圧特性を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例４から６および比較例１の輝度
−電圧特性を示すグラフである。
−電圧特性を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例８に用いた陰極保護層を持たな
い有機薄膜ＥＬ素子の説明図である。
い有機薄膜ＥＬ素子の説明図である。
【図１０】本発明の実施例８および比較例３の電流密度
−電圧特性を示すグラフである。
−電圧特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例８および比較例３の輝度−電
圧特性を示すグラフである。
圧特性を示すグラフである。
１M ，１M+1 信号電極線 ３N-1 ，３N ，３N+1 走査電極線 ５ 電源電極 ７ 共通電極線 １０ 単位画素 １１ 基板 １２ 陽極 １３ 有機薄膜層 １３Ａ 正孔注入層 １３Ｂ 正孔輸送層 １３Ｃ 発光層 １４ 陰極 １５ 陰極保護層 ５０ ガラス基板 ５２ 有機薄膜層 ５２Ａ 正孔注入層 ５２Ｂ 有機発光層 ５２Ｃ スペーサー層 ５４ 陽極 ５５ 陰極 ５６Ａ，５６Ｂ コンタクトホール ５７ 陰極保護層
Claims (3)
- 【請求項１】陽極と陰極の間に少なくとも１以上の発光
層を有する有機薄膜層を挟持してなる有機薄膜ＥＬ素子
に於いて、前記陰極は０．０１〜５モル％のスカンジウ
ムと０．０１〜０．３モル％のアルカリ金属を含有した
金属よりなることを特徴とする有機薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項２】陰極が銀、アルミニウム、インジウムより
選ばれた少なくとも１以上の金属よりなることを特徴と
する請求項１記載の有機薄膜ＥＬ素子。 - 【請求項３】膜厚１〜３０nmの陰極上に膜厚５０〜３０
００nmの陰極保護層を有し、かつ前記陰極保護層はスカ
ンジウム、シリコン、マンガン、銅より選ばれた少なく
とも１つ以上を０．１〜５モル％含有するアルミニウム
合金よりなることを特徴とする請求項１記載の有機薄膜
ＥＬ素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10146894A JP2701738B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 有機薄膜ｅｌ素子 |
| DE69507196T DE69507196T2 (de) | 1994-05-17 | 1995-05-16 | Organische elektrolumineszente Dünnschichtvorrichtung |
| EP19950107481 EP0684753B1 (en) | 1994-05-17 | 1995-05-16 | Organic thin film electroluminescent device |
| US08/443,174 US5747930A (en) | 1994-05-17 | 1995-05-17 | Organic thin film electroluminescent device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10146894A JP2701738B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 有機薄膜ｅｌ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07312290A true JPH07312290A (ja) | 1995-11-28 |
| JP2701738B2 JP2701738B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=14301557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10146894A Expired - Lifetime JP2701738B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 有機薄膜ｅｌ素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5747930A (ja) |
| EP (1) | EP0684753B1 (ja) |
| JP (1) | JP2701738B2 (ja) |
| DE (1) | DE69507196T2 (ja) |
Cited By (18)
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