JPH10308285A - 有機エレクトロルミネッセンス素子の電極構造及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子の電極構造及び有機エレクトロルミネッセンス素子

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JPH10308285A
JPH10308285A JP9130267A JP13026797A JPH10308285A JP H10308285 A JPH10308285 A JP H10308285A JP 9130267 A JP9130267 A JP 9130267A JP 13026797 A JP13026797 A JP 13026797A JP H10308285 A JPH10308285 A JP H10308285A
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JP
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organic
anode
metal oxide
hole transport
conductive metal
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JP9130267A
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Mitsuo Takahata
満夫 高畠
Akira Takahashi
亮 高橋
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/805Electrodes
    • H10K50/81Anodes
    • H10K50/816Multilayers, e.g. transparent multilayers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来法の陽極である透明電極に比較してより低
抵抗値を示し画面の輝度を均一化し、正孔輸送層との接
着強度を改善した陽極構造及びこれを使用した有機EL
素子を提供することを課題とする。 【解決手段】有機EL素子の陽極構造を導電性金属酸化
物、高導電性材料及び導電性金属酸化物の3層構造、又
は導電性金属酸化物及び高導電性材料の2層構造とする
ことにより、低抵抗値を示し画面の輝度が均一化し、か
つ正孔輸送層との接着強度を改善した有機EL素子を提
供する。陰極1;陽極2;有機発光層3;及び正孔輸送
層4。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」と略称す
る。)の新規陽極構造及びこれを使用した有機EL素子
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来知られている有機EL素子として
は、例えば代表例として図1に示されるように、陰極で
ある金属電極1と陽極である透明電極2との間に有機発
光層3、正孔輸送層4が配置されている。ここで、正孔
輸送層4は陽極から正孔を注入され易くする機能と電子
をブロックする機能とを有している。陽極である透明電
極2の外側にはガラス基板5が配置されており、金属電
極1から注入された電子と透明電極2から注入された正
孔との再結合によって励起子が生じ、この励起子が放射
失活する過程で光を放ち、この光が透明電極2及びガラ
ス基板5を介して外部に放出される。上記発光層は、一
般的には有機蛍光体薄膜により構成される。
【0003】従来、有機EL素子の陽極である透明電極
として、一般にITO(In2O3-SnO2の複合酸化物)が使
用されている(特開平5-28834号及び特開平5-166414号
公報参照。)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】透明電極に要求される
特性は、低抵抗、化学的安定性、長期安定性、基板や正
孔輸送層との接着強度等である。上記従来法であるIT
O膜に関しては、抵抗値が1×10-4ohm・cm以下にする
ことが困難と考えられている。又、正孔輸送層との接着
強度も十分とは言えず、通電を継続すると界面で剥離す
ることがある。
【0005】そこで、本発明においては、上記従来法に
おける透明電極に比較してより低抵抗値を示し画面の輝
度を均一化し、正孔輸送層との接着強度が高く、かつ低
コストで製造され得る透明電極を提供することを課題と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、陽極、正孔輸
送層、有機発光層及び陰極を、必要によりこれに更に電
子輸送層を、含む有機EL素子の陽極として導電性金属
酸化物、高導電性材料及び導電性金属酸化物の3層、又
は導電性金属酸化物(発光層側)及び高導電性材料の2
層を含むことにより、従来の透明電極と比較して低い抵
抗値を示し、画面の輝度を均一化し、正孔輸送層との接
着性を改善することが出来た。
【0007】即ち、本発明は、導電性金属酸化物、高導
電性材料及び導電性金属酸化物の3層、又は導電性金属
酸化物及び高導電性材料の2層を含むことを特徴とする
有機EL素子の新規陽極構造及びこれを使用した有機E
L素子である。例えば、透明基板への高導電性材料の拡
散、又は透明基板と高導電性材料との反応による高導電
性材料の劣化、抵抗値の上昇等の可能性がないか、少な
い場合は上記2層構造で十分である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
【0009】本発明における陽極構造を使用する有機E
L素子は、陽極、正孔輸送層、有機発光層及び陰極を含
み、必要によりこれに更に電子輸送層を、含むことも出
来る。これ等を含んでおれば、その他のものを付加的に
含んでいても本発明の有機EL素子として適用可能であ
る。
【0010】本発明の陽極に使用する導電性金属酸化物
は、比抵抗値が1ohm・cm以下が好ましく、より好ましく
は1〜10-5ohm・cmであり、例えばSnO2等錫の酸化物、
ZnO亜鉛の酸化物、TiO2等チタンの酸化物、Bi2O3等ビス
マスの酸化物、Cr2O3等クロムの酸化物、In2O3等インジ
ウムの酸化物やGaを添加したZnO(例えば、Gaを0.1〜20
重量%含むZnO)等を採用することが出来る。
【0011】高導電性材料としては、導電性金属酸化物
よりも比抵抗値が低く、その比抵抗値は1×10-4ohm・
cm以下が好ましく、又より好ましくは1×10-4〜10
-6ohm・cmであり、例えばAg、Au、Cu、Al等比抵抗値の極
めて小さい金属や、AgにPdを、例えばAgに対し2〜20
重量%混合したもの、TiN及びZrB2等金属化合物が例示
される。
【0012】層の厚みに関しては、導電性金属酸化物が
100〜1000オングストローム(Å)、好ましくは200〜60
0Å、高導電性材料が50〜400Å、好ましくは100〜300Å
程度である。3層全体では250〜2400Å、好ましくは500
〜1500Å程度である。透明性を維持する上では薄い膜で
ある方が好ましいが、導電性や化学的安定性を考慮する
と薄過ぎるのは好ましくない。
【0013】発光層に使用される有機化合物としては、
有機EL素子の発光層に使用するものとして知られてい
る有機化合物(特開平5-159882号、特開昭63-295695
号、及び特開平3-231970号公報参照。)、例えばトリス
(8−キノリノール)アルミニウム(以下、「Alq」と
略称する。)等が採用されるが、今後開発され有機化合
物であっても発光能を示すものであれば採用可能であ
る。又、発光層を形成する方法もそれ自体公知の方法、
例えば蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法等
を採用すればよい。今後、開発される発光層の形成方法
も採用可能である。
【0014】発光層の厚みは特に制限は無く、又正孔輸
送層及び/又は電子輸送層を兼ねるものもありそれによ
っても異なるが、必要により適宜選択すればよく、通常
その厚みは50〜2000Å、好ましくは200〜1000Å程度で
ある。
【0015】正孔輸送層の材料としては、従来から光導
電材料の正孔輸送層の有機材料として知られているもの
や、有機EL素子の正孔輸送層に使用するものとして知
られているもの(特開平5-159882号公報、米国特許第3,
567,450号明細書等参照。)、例えばN,N'-ジフェニル-
(3-メチルフェニル)-1,1'-ビフェニル-4,4'-ジアミン
(以下、「TPD」と略称する。)を代表とする一群の化
合物や、ポリ-N-ビニルカルバゾル(以下、「PVCZ」と
略称する。)等の中から選択することも出来るし、正孔
の注入及び電子の障壁性の何れかを有するものであれば
今後開発される材料であってもよい。その形成方法とし
てそれ自体公知の方法、例えば真空蒸着法、スピンコー
ト法、キャスト法、LB法等で薄膜を形成すればよい。
薄膜層の厚みは、50〜2000Å、好ましくは200〜1000Å
程度である。
【0016】陰極材料としては、従来から有機EL素子
の陰極材料として知られているものを採用することが出
来る(特開平6-326354号、特開平5-198380号、特開昭63
-295695号公報等参照。)。例えば、仕事関数の小さな
金属や合金(MgAg、MgAl、MgIn、InLi等合金等。)が使
用される。
【0017】
【発明の作用】有機EL素子の陽極として本発明の3層
構造、場合により2層構造をとることにより、化学的安
定性と高導電性の両方が可能となるので、これを使用す
ることにより、環境安定性、長期信頼性の高い、画面の
輝度が均一な有機EL素子が得られる。
【0018】
【実施例】次に、実施例により本発明の有機EL素子の
陽極構造について具体的に説明する。
【0019】(実施例1)図1に示すような構成で有機
EL素子を形成した。陽極部分に関しては、ガラス基板
上にスパッターにより、順にZnOを400オングストローム
(Å)、Agを150Å及びZnOを400Å積層した。その上
に、スピンコートで正孔輸送層としてTPDとPVCZの混合
物(50/50重量%)を600Å、次いで、その上に発光層と
してAlqを600Å積層した。その上に、陰極として蒸着に
よりMgAg合金を2000Å形成せしめた。試料Aとする。
【0020】(実施例2)ガラス基板上にスパッターに
より、順にBi2O3を400Å、Auを150Å及びBi2O3を400Å
積層した。次いで、その上に実施例1と同様の方法で、
順に正孔輸送層、発光層及び陰極を形成した。試料Bと
する。
【0021】(実施例3)ガラス基板上にスパッターに
より、順にTiO2を400Å、Agを150Å及びTiO2を400Å積
層した。次いで、その上に実施例1と同様の方法で、順
に正孔輸送層、発光層及び陰極を形成した。試料Cとす
る。
【0022】(実施例4)ガラス基板上にスパッターに
より、順にTiO2を400Å、TiNを150Å及びTiO2を400Å積
層した。次いで、その上に実施例1と同様の方法で、順
に正孔輸送層、発光層及び陰極を形成した。試料Dとす
る。
【0023】(実施例5)ガラス基板上にスパッターに
より、順にTiO2を400Å、Cuを150Å及びTiO2を400Å積
層した。次いで、その上に実施例1と同様の方法で、順
に正孔輸送層、発光層及び陰極を形成した。試料Eとす
る。
【0024】(実施例6)ガラス基板上にスパッターに
より、順にTiO2を400Å、Agを150Å及びZnOを400Å積層
した。次いで、その上に実施例1と同様の方法で、順に
正孔輸送層、発光層及び陰極を形成した。試料Fとす
る。
【0025】(実施例7)ガラス基板上にスパッターに
より、順にGaを5重量%含むZnOを400Å、Agを150Å及び
Gaを5重量%含むZnOを400Å積層した。次いで、その上
に実施例1と同様の方法で、順に正孔輸送層、発光層及
び陰極を形成した。試料Gとする。
【0026】(比較例)ガラス基板上に、スパッター法
により、ITOを1000Å積層した。次いで、その上に実
施例1と同様の方法で、順に正孔輸送層、発光層及び陰
極を形成した。試料Hとする。
【0027】(発光特性試験)上記実施例及び比較例で
調製された試料A〜Hについて発光特性試験を行った。
陰極と陽極間に5mAの直流を流して、輝度の経時変化
を測定した。この結果を図2に示す。図2から、本発明
品(3層構造の陽極)は何れも比較例に比べて長時間輝
度を保つことが分かった。
【0028】本発明によれば、従来法に比較して高輝度
が得られ、特に黒点の発生成長を抑制する高い環境安定
性及び良好な成膜性が得られ、素子作成の安定性が増
し、連続発光試験による輝度の減衰率が小さくなる等々
の利点を有する。
【0029】
【発明の効果】本発明は、有機EL素子の陽極として上
記特定の3つの層、場合により2つの層を含むものであ
り、これにより従来技術に比較して正孔輸送層との接着
性を高め、又低抵抗値を示し画面の輝度が均一化すると
共に長時間輝度を保つことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】代表的な有機EL素子の構成図である。
【図2】本発明の実施例及び比較例で得られた試料につ
いての有機EL素子輝度の経時変化を示すグラフであ
る。縦軸は輝度(cd/m2)、横軸は時間(h)を表す。
【符号の説明】
1 陰極(金属電極) 2 陽極(透明電極) 3 有機発光層 4 正孔輸送層 5 ガラス基板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性金属酸化物、高導電性材料及び導電
    性金属酸化物の3層、又は高導電性材料及び導電性金属
    酸化物(発光層側)の2層を含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の陽極。
  2. 【請求項2】導電性金属酸化物の比抵抗値が1ohm・cm以
    下であり、高導電性材料の比抵抗値が1×10-4ohm・cm
    以下である請求項1記載の陽極。
  3. 【請求項3】導電性金属酸化物がSnO2、ZnO、TiO2、Bi2
    O3、Gaを添加したZnO及びIn2O3の1種又は2種以上の混
    合物を含み、高導電性材料がAg、Au、Cu、Al、AgとPdの
    混合物、TiN及びZrB2の1種又は2種以上の混合物を含
    む請求項1記載の陽極。
  4. 【請求項4】請求項1〜3の何れかの陽極、正孔輸送
    層、有機発光層及び陰極を含む有機エレクトロルミネッ
    センス素子。
JP9130267A 1997-05-01 1997-05-01 有機エレクトロルミネッセンス素子の電極構造及び有機エレクトロルミネッセンス素子 Pending JPH10308285A (ja)

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