JPH11329752A - 高コントラスト比の有機電場発光素子 - Google Patents
高コントラスト比の有機電場発光素子Info
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- JPH11329752A JPH11329752A JP11089154A JP8915499A JPH11329752A JP H11329752 A JPH11329752 A JP H11329752A JP 11089154 A JP11089154 A JP 11089154A JP 8915499 A JP8915499 A JP 8915499A JP H11329752 A JPH11329752 A JP H11329752A
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】優れたコントラスト比を有する有機電場発光素
子。 【解決手段】透明基板、透明電極層、金属電極層、およ
び電極層の間に密着して位置する有機中間層を含む有機
電場発光素子において、前記有機中間層が有機発光層、
任意の正孔輸送層および任意の電子輸送層を含み、暗色
の伝導性金属合金層が前記有機中間層と前記金属電極層
との間に挿入されたことを特徴とする有機電場発光素子
を提供する。
子。 【解決手段】透明基板、透明電極層、金属電極層、およ
び電極層の間に密着して位置する有機中間層を含む有機
電場発光素子において、前記有機中間層が有機発光層、
任意の正孔輸送層および任意の電子輸送層を含み、暗色
の伝導性金属合金層が前記有機中間層と前記金属電極層
との間に挿入されたことを特徴とする有機電場発光素子
を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機発光中間層と
金属電極層との間に位置する暗色の伝導性金属合金薄膜
を有する高コントラスト比の有機電場発光素子に関す
る。
金属電極層との間に位置する暗色の伝導性金属合金薄膜
を有する高コントラスト比の有機電場発光素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、有機電場発光素子は、透明電極
層、金属電極層、および前記二つの電極間に位置する有
機発光層を含む有機中間層からなる積層構造を有する。
発光効率を高めるために、有機中間層はしばしば正孔輸
送物質と電子輸送物質を多層構造の形でさらに含み得
る。
層、金属電極層、および前記二つの電極間に位置する有
機発光層を含む有機中間層からなる積層構造を有する。
発光効率を高めるために、有機中間層はしばしば正孔輸
送物質と電子輸送物質を多層構造の形でさらに含み得
る。
【０００３】直流駆動の場合、透明電極は陽極として作
用し、金属電極は陰極として作用する。有機電場発光素
子へ電圧を印加するとき、有機発光層は透明電極層側に
光を放出し、この際、金属電極層は有機発光層から発生
する光を反射する金属鏡の役割をする。しかし、大部分
の金属電極層は銀白色であるため、素子が明るい環境に
置かれている場合、発光領域を識別することは普通難し
い。
用し、金属電極は陰極として作用する。有機電場発光素
子へ電圧を印加するとき、有機発光層は透明電極層側に
光を放出し、この際、金属電極層は有機発光層から発生
する光を反射する金属鏡の役割をする。しかし、大部分
の金属電極層は銀白色であるため、素子が明るい環境に
置かれている場合、発光領域を識別することは普通難し
い。
【０００４】陰極線管、液晶素子（ＬＣＤ）および無機
電場発光素子（ＩＥＬＤ）のような素子においてこのよ
うなコントラスト比の問題を解決するために前面付着法
と後面挿入法の二つの方法が用いられてきた。
電場発光素子（ＩＥＬＤ）のような素子においてこのよ
うなコントラスト比の問題を解決するために前面付着法
と後面挿入法の二つの方法が用いられてきた。
【０００５】前面付着法は、円偏光子またはカラーフィ
ルタを発光層の前面に塗布することによって陰極線管ま
たはＬＣＤのコントラスト比を改善する（たとえば、米
国特許第５，５９６，２４６号；米国特許第５，５２
３，１１４号；米国特許第４，３５１，６８１号；およ
び米国特許第３，６８２，５３１号参照）。しかし、こ
の方法は、高い製造費用を伴う複雑な工程を必要とす
る。
ルタを発光層の前面に塗布することによって陰極線管ま
たはＬＣＤのコントラスト比を改善する（たとえば、米
国特許第５，５９６，２４６号；米国特許第５，５２
３，１１４号；米国特許第４，３５１，６８１号；およ
び米国特許第３，６８２，５３１号参照）。しかし、こ
の方法は、高い製造費用を伴う複雑な工程を必要とす
る。
【０００６】後面挿入法においては、コントラスト比を
向上させるために黒い金属電極層が発光層の後に配置さ
れる。その代わりに、絶縁層として吸光層を発光層と金
属電極層の間に、または絶縁層と金属電極層の間に挿入
してもよい。黒い金属電極層の形成のために、米国特許
第４，８５９，９０４号は遷移金属酸化物、遷移金属硫
化物、土類金属酸化物および土類金属硫化物、たとえ
ば、ＰｂＳ、ＰｂＯ、ＣｕＯ、ＭｎＯ2、Ｔｂ4Ｏ7、Ｅ
ｕ2Ｏ3、ＰｒＯ2およびＣｅ2Ｓ3のような物質の使用を
開示している。また、米国特許第４，９６３，７８８
号、米国特許第４，８７０，３２２号、米国特許第４，
７５８，７６５号、米国特許第４，６３４，６３９号、
米国特許第４，４５５，５０６号、および米国特許第
４，２８７，４４９号は暗く染色された充填剤、金属を
ドープされた硫化亜鉛、クロームまたは酸化アルミニウ
ムを吸光層の構成成分として使用することを開示してい
る。
向上させるために黒い金属電極層が発光層の後に配置さ
れる。その代わりに、絶縁層として吸光層を発光層と金
属電極層の間に、または絶縁層と金属電極層の間に挿入
してもよい。黒い金属電極層の形成のために、米国特許
第４，８５９，９０４号は遷移金属酸化物、遷移金属硫
化物、土類金属酸化物および土類金属硫化物、たとえ
ば、ＰｂＳ、ＰｂＯ、ＣｕＯ、ＭｎＯ2、Ｔｂ4Ｏ7、Ｅ
ｕ2Ｏ3、ＰｒＯ2およびＣｅ2Ｓ3のような物質の使用を
開示している。また、米国特許第４，９６３，７８８
号、米国特許第４，８７０，３２２号、米国特許第４，
７５８，７６５号、米国特許第４，６３４，６３９号、
米国特許第４，４５５，５０６号、および米国特許第
４，２８７，４４９号は暗く染色された充填剤、金属を
ドープされた硫化亜鉛、クロームまたは酸化アルミニウ
ムを吸光層の構成成分として使用することを開示してい
る。
【０００７】しかし、前記後面挿入法は、挿入層が、正
孔輸送層と発光／電子輸送層のような有機二重層を含む
本来の有機電場発光素子の電子バンド構造とは異なる電
子バンド構造をもたらすという問題を有する。したがっ
て、先行技術の問題点を有していない有機電場発光素子
のコントラスト比を増加させる新たな方法の開発が要求
される。
孔輸送層と発光／電子輸送層のような有機二重層を含む
本来の有機電場発光素子の電子バンド構造とは異なる電
子バンド構造をもたらすという問題を有する。したがっ
て、先行技術の問題点を有していない有機電場発光素子
のコントラスト比を増加させる新たな方法の開発が要求
される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、優れたコントラスト比を有する有機電場発光素
子を提供することである。
目的は、優れたコントラスト比を有する有機電場発光素
子を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の一側面による
と、透明基板、透明電極層、金属電極層、および電極層
の間に密着して位置する有機中間層を含む有機電場発光
素子において、前記有機中間層が有機発光層、任意の正
孔輸送層および任意の電子輸送層を含み、暗色の伝導性
金属合金層が前記有機中間層と前記金属電極層との間に
挿入されたことを特徴とする有機電場発光素子が提供さ
れる。
と、透明基板、透明電極層、金属電極層、および電極層
の間に密着して位置する有機中間層を含む有機電場発光
素子において、前記有機中間層が有機発光層、任意の正
孔輸送層および任意の電子輸送層を含み、暗色の伝導性
金属合金層が前記有機中間層と前記金属電極層との間に
挿入されたことを特徴とする有機電場発光素子が提供さ
れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。図１によれば、本発明の一態様によって製造され
た有機電場発光素子は、透明基板１、透明電極層２、有
機中間層３、暗色の伝導性（conductive）金属合金層４
および金属電極層５で構成される。電源６は交流（Ａ
Ｃ）または直流（ＤＣ）であり得る。
する。図１によれば、本発明の一態様によって製造され
た有機電場発光素子は、透明基板１、透明電極層２、有
機中間層３、暗色の伝導性（conductive）金属合金層４
および金属電極層５で構成される。電源６は交流（Ａ
Ｃ）または直流（ＤＣ）であり得る。
【００１１】直流駆動時、透明電極は陽極として作用
し、金属電極は陰極として作用する。インジウムスズ酸
化物（ＩＴＯ）層は、通常、所定のパターンでガラスの
ような透明基板上にコーティングされた陽極層として用
いられ、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、カ
ルシウム、銀または他の金属の金属層が陰極層として用
いられ得る。
し、金属電極は陰極として作用する。インジウムスズ酸
化物（ＩＴＯ）層は、通常、所定のパターンでガラスの
ような透明基板上にコーティングされた陽極層として用
いられ、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、カ
ルシウム、銀または他の金属の金属層が陰極層として用
いられ得る。
【００１２】有機発光層を含む有機中間層は、発光効率
を高めるためにしばしば多層構造の形態で透明電極層と
有機発光層の間に位置する正孔輸送層をさらに含むこと
ができ、また、金属電極層と有機発光層の間に位置する
電子輸送層をさらに含み得る。
を高めるためにしばしば多層構造の形態で透明電極層と
有機発光層の間に位置する正孔輸送層をさらに含むこと
ができ、また、金属電極層と有機発光層の間に位置する
電子輸送層をさらに含み得る。
【００１３】したがって、電気的に活性のある物質の好
ましい組合せによって有機中間層は単層または多層構造
の形態であり得る。本願で用いられる“電気的に活性の
ある物質”という用語は、有機発光物質、正孔輸送物
質、電子輸送物質およびこれらの混合物からなる群から
選ばれることを指す。たとえば、有機中間層は、正孔輸
送／有機発光層および電子輸送層を含むか、または正孔
輸送層および有機発光／電子輸送層を含む二層形態であ
り得る。また、有機中間層は正孔輸送層、有機発光層お
よび電子輸送層を含む三層形態でもあり得る。
ましい組合せによって有機中間層は単層または多層構造
の形態であり得る。本願で用いられる“電気的に活性の
ある物質”という用語は、有機発光物質、正孔輸送物
質、電子輸送物質およびこれらの混合物からなる群から
選ばれることを指す。たとえば、有機中間層は、正孔輸
送／有機発光層および電子輸送層を含むか、または正孔
輸送層および有機発光／電子輸送層を含む二層形態であ
り得る。また、有機中間層は正孔輸送層、有機発光層お
よび電子輸送層を含む三層形態でもあり得る。
【００１４】電場発光物質の例としては、トリス（８−
ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）、
１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン
（ＴＢ）、オリゴフェニレンビニレン誘導体、４−(ジ
シアノメチレン)−２−メチル−６−(４−ジメチルアミ
ノスチリル)−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、１，４−ジス
チリルベンゼン、アントラセン、テトラセン、ペントラ
セン、コロネン、ペリレン、ピレン、ビス（８−キノリ
ノラト）亜鉛（II）、９，１０−ジフェニルアントラセ
ン、トリス（４，４，４−トリフルオロ−１−(２−チ
エニル)−１，３−ブタンジオノ)−１，１０−フェナン
トロリンユウロピウム（III）、トリス（２，４−ペン
タジオノ)−１，１０−フェナントロリンテルビウム（I
II）およびトリス(４，４，４−トリフルオロ−１−(２
−チエニル)−１，３−ブタンジオノ)−１，１０−フェ
ナントロリンジスプロシウム（III）などがあり、これ
らのうち下記式（I）のＡｌｑ3が好ましい。また、Ａｌ
ｑ3のような有機金属キレート錯体は電場発光能および
電子輸送能の双方を有する：
ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）、
１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン
（ＴＢ）、オリゴフェニレンビニレン誘導体、４−(ジ
シアノメチレン)−２−メチル−６−(４−ジメチルアミ
ノスチリル)−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、１，４−ジス
チリルベンゼン、アントラセン、テトラセン、ペントラ
セン、コロネン、ペリレン、ピレン、ビス（８−キノリ
ノラト）亜鉛（II）、９，１０−ジフェニルアントラセ
ン、トリス（４，４，４−トリフルオロ−１−(２−チ
エニル)−１，３−ブタンジオノ)−１，１０−フェナン
トロリンユウロピウム（III）、トリス（２，４−ペン
タジオノ)−１，１０−フェナントロリンテルビウム（I
II）およびトリス(４，４，４−トリフルオロ−１−(２
−チエニル)−１，３−ブタンジオノ)−１，１０−フェ
ナントロリンジスプロシウム（III）などがあり、これ
らのうち下記式（I）のＡｌｑ3が好ましい。また、Ａｌ
ｑ3のような有機金属キレート錯体は電場発光能および
電子輸送能の双方を有する：
【００１５】
【化１】
【００１６】正孔輸送物質の例としては、Ｎ，Ｎ’−ジ
フェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス(３−メチルフェニル)−１，
１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、ト
リフェニルアミン(ＴＰＡ）およびポリ(Ｎ−ビニルカル
バゾール）（ＰＶＫ）などがあり、これらのうち下記式
（II）のＴＰＤが好ましい。電子輸送物質としては、２
−(４−ビフェニル)−５−(４−ｔ−ブチルフェニル)−
１，３，４−オキサジアゾールのようなオキサジアゾー
ル誘導体を用いることができる：
フェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス(３−メチルフェニル)−１，
１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、ト
リフェニルアミン(ＴＰＡ）およびポリ(Ｎ−ビニルカル
バゾール）（ＰＶＫ）などがあり、これらのうち下記式
（II）のＴＰＤが好ましい。電子輸送物質としては、２
−(４−ビフェニル)−５−(４−ｔ−ブチルフェニル)−
１，３，４−オキサジアゾールのようなオキサジアゾー
ル誘導体を用いることができる：
【００１７】
【化２】
【００１８】本発明による暗色の伝導性金属合金薄膜は
有機中間層と金属電極層の間に位置する。この薄膜は発
光部位の周辺領域を暗くすることによって、明るい環境
中でも発光部位を明確に識別できるようにする。すなわ
ち、暗色の金属合金層は有機電場発光素子のコントラス
ト比を向上させる役割をする。好ましくは、黒色の伝導
性アルミニウム−タングステンまたはアルミニウム−モ
リブデン合金が暗色の金属合金として用いられ得る。
有機中間層と金属電極層の間に位置する。この薄膜は発
光部位の周辺領域を暗くすることによって、明るい環境
中でも発光部位を明確に識別できるようにする。すなわ
ち、暗色の金属合金層は有機電場発光素子のコントラス
ト比を向上させる役割をする。好ましくは、黒色の伝導
性アルミニウム−タングステンまたはアルミニウム−モ
リブデン合金が暗色の金属合金として用いられ得る。
【００１９】本発明の有機電場発光素子の暗色の金属合
金層は適切な化合物の蒸気蒸着（vapor deposition）ま
たは湿式コーティングによって目的とする厚さに形成さ
れ得る。特に、アルミニウム−タングステンまたはアル
ミニウム−モリブデン合金が暗色の金属合金として用い
られる場合、金属合金の二つの構成成分は有機中間層上
に同時に蒸気蒸着されて５０ないし１５０オングストロ
ーム範囲の厚さを有する合金層を形成することができ
る。アルミニウム膜が金属電極層として用いられる場
合、前記合金蒸着に次いで簡便にアルミニウムの蒸着を
引き続いて行うことができる。
金層は適切な化合物の蒸気蒸着（vapor deposition）ま
たは湿式コーティングによって目的とする厚さに形成さ
れ得る。特に、アルミニウム−タングステンまたはアル
ミニウム−モリブデン合金が暗色の金属合金として用い
られる場合、金属合金の二つの構成成分は有機中間層上
に同時に蒸気蒸着されて５０ないし１５０オングストロ
ーム範囲の厚さを有する合金層を形成することができ
る。アルミニウム膜が金属電極層として用いられる場
合、前記合金蒸着に次いで簡便にアルミニウムの蒸着を
引き続いて行うことができる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明を下記実施例によってさらに詳
細に説明する。ただし、下記実施例は本発明を例示する
のみであり、本発明の範囲を制限しない。 （実施例）ガラス基板上にインジウムスズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）をコーティングして透明陽極層を形成した。この基
板を組立チェンバーの試料装着器に置いた後、減圧下で
基板上にＴＰＤとＡｌｑ3を順次的に蒸着して正孔輸送
層と有機発光／電子輸送層を各々製造した。
細に説明する。ただし、下記実施例は本発明を例示する
のみであり、本発明の範囲を制限しない。 （実施例）ガラス基板上にインジウムスズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）をコーティングして透明陽極層を形成した。この基
板を組立チェンバーの試料装着器に置いた後、減圧下で
基板上にＴＰＤとＡｌｑ3を順次的に蒸着して正孔輸送
層と有機発光／電子輸送層を各々製造した。
【００２１】次いで、アルミニウムを蒸着用ボートに載
せ、蒸着用ボート用の電極として取り付けられたタング
ステンワイヤに直接電流を加えてタングステンワイヤを
２，４００℃以上に加熱することによってアルミニウム
とタングステンの蒸発を同時に行った。１ｘ１０-6ｔｏ
ｒｒのチェンバー圧の下で有機発光／電子輸送層上にア
ルミニウムとタングステンを共蒸着して１００オングス
トロームの厚さを有する５０％アルミニウムと５０％タ
ングステンの黒い金属合金層を形成した。次いで、同一
な条件下でアルミニウムを黒い金属合金層上に蒸着して
３，０００オングストロームの厚さを有するアルミニウ
ム電極層を形成することによって本発明による有機電場
発光素子を得た。
せ、蒸着用ボート用の電極として取り付けられたタング
ステンワイヤに直接電流を加えてタングステンワイヤを
２，４００℃以上に加熱することによってアルミニウム
とタングステンの蒸発を同時に行った。１ｘ１０-6ｔｏ
ｒｒのチェンバー圧の下で有機発光／電子輸送層上にア
ルミニウムとタングステンを共蒸着して１００オングス
トロームの厚さを有する５０％アルミニウムと５０％タ
ングステンの黒い金属合金層を形成した。次いで、同一
な条件下でアルミニウムを黒い金属合金層上に蒸着して
３，０００オングストロームの厚さを有するアルミニウ
ム電極層を形成することによって本発明による有機電場
発光素子を得た。
【００２２】（比較例）黒い金属合金層を蒸着しなかっ
たことを除いては実施例と同様な手順を繰返して従来の
有機電場発光素子を得た。図２および３は各々明るい環
境および暗い環境に置かれた、比較例で製造された従来
の有機電場発光素子の写真を示す。この写真に示されて
いるように、明るい環境に置かれたとき、素子がオフさ
れているか［９Ｖ、図２（ａ）］または素子が電圧印加
後オンされているか［９Ｖ、図２（ｂ）］を区分するこ
とが難しい。反面、暗い環境では素子のオフ状態［９
Ｖ、図３（ａ）］をオン状態［９Ｖ、図３（ｂ）］と区
分することができる。
たことを除いては実施例と同様な手順を繰返して従来の
有機電場発光素子を得た。図２および３は各々明るい環
境および暗い環境に置かれた、比較例で製造された従来
の有機電場発光素子の写真を示す。この写真に示されて
いるように、明るい環境に置かれたとき、素子がオフさ
れているか［９Ｖ、図２（ａ）］または素子が電圧印加
後オンされているか［９Ｖ、図２（ｂ）］を区分するこ
とが難しい。反面、暗い環境では素子のオフ状態［９
Ｖ、図３（ａ）］をオン状態［９Ｖ、図３（ｂ）］と区
分することができる。
【００２３】図４（ａ）および４（ｂ）は、各々、明る
い環境に置かれた、本発明の実施例で製造された有機電
場発光素子の電圧（９Ｖ）印加前と印加後の写真を示
す。図２で観察されたような不明瞭な差とは異なり、本
発明の有機電場発光素子はオン状態を明るい環境中でも
明確に区分できる程度の高いコントラスト比を有する。
い環境に置かれた、本発明の実施例で製造された有機電
場発光素子の電圧（９Ｖ）印加前と印加後の写真を示
す。図２で観察されたような不明瞭な差とは異なり、本
発明の有機電場発光素子はオン状態を明るい環境中でも
明確に区分できる程度の高いコントラスト比を有する。
【００２４】
【発明の効果】本発明の有機電場発光素子は、高いコン
トラスト比を有するため明るい環境中でも素子のオン／
オフ状態が確実に区別されるので発光効率を増加させる
ことができる。
トラスト比を有するため明るい環境中でも素子のオン／
オフ状態が確実に区別されるので発光効率を増加させる
ことができる。
【図１】本発明の一態様によって製造された有機電場発
光素子の断面図を示す。
光素子の断面図を示す。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、各々、明るい環境に置
かれた従来の有機電場発光素子の電圧印加前と印加後の
写真を示す。
かれた従来の有機電場発光素子の電圧印加前と印加後の
写真を示す。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、各々、暗い環境に置か
れた従来の有機電場発光素子の電圧印加前と印加後の写
真を示す。
れた従来の有機電場発光素子の電圧印加前と印加後の写
真を示す。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、各々、明るい環境に置
かれた本発明の実施例で製造された有機電場発光素子の
電圧印加前と印加後の写真を示す。
かれた本発明の実施例で製造された有機電場発光素子の
電圧印加前と印加後の写真を示す。
１…透明基板 ２…透明電極層 ３…有機中間層 ４…伝導性金属合金層 ５…金属電極層 ６…電源
Claims (3)
- 【請求項１】 透明基板、透明電極層、金属電極層、お
よび前記二つの電極層の間に密着して位置する有機中間
層を含む有機電場発光素子において、前記有機中間層が
有機発光層、任意の正孔輸送層および任意の電子輸送層
を含み、暗色の伝導性金属合金層が前記有機中間層と前
記金属電極層との間に挿入されたことを特徴とする有機
電場発光素子。 - 【請求項２】 前記暗色の金属合金層が、黒いアルミニ
ウム−タングステンまたはアルミニウム−モリブデン合
金層である請求項１に記載の有機電場発光素子。 - 【請求項３】 前記暗色の金属合金層が、５０ないし１
５０オングストローム範囲の厚さを有する請求項１に記
載の有機電場発光素子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980014336A KR100267054B1 (ko) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 대조비가 개선된 유기발광소자 |
| KR1998-14336 | 1998-04-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH11329752A true JPH11329752A (ja) | 1999-11-30 |
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