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JP2000260572A - 有機エレクトロルミネッセンスパネル - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンスパネル

Info

Publication number
JP2000260572A
JP2000260572A JP11057332A JP5733299A JP2000260572A JP 2000260572 A JP2000260572 A JP 2000260572A JP 11057332 A JP11057332 A JP 11057332A JP 5733299 A JP5733299 A JP 5733299A JP 2000260572 A JP2000260572 A JP 2000260572A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
organic
transparent electrode
layer
electrode layer
transparent
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
Application number
JP11057332A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinobu Ueha
良信 上羽
Taku Kamimura
卓 上村
Nobuyuki Okuda
伸之 奥田
Junichi Ono
純一 小野
Nobuyuki Minami
信行 南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Harness System Technologies Research Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd, Sumitomo Electric Industries Ltd, Harness System Technologies Research Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority to JP11057332A priority Critical patent/JP2000260572A/ja
Publication of JP2000260572A publication Critical patent/JP2000260572A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/805Electrodes
    • H10K59/8052Cathodes
    • H10K59/80524Transparent cathodes, e.g. comprising thin metal layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301Details of OLEDs
    • H10K2102/302Details of OLEDs of OLED structures
    • H10K2102/3023Direction of light emission
    • H10K2102/3026Top emission
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K59/80Constructional details
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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧非印加時の透明性が高く、2つ以上の有
機EL素子を積層した場合であっても、各素子の発光を
パネル外部で認識することのできる有機ELパネルを提
供する。 【解決手段】 陰陽両極で挟まれた、有機発光層14を
含む有機の層を透明基板11上に形成し、透明封止層1
8によって不活性ガス雰囲気または真空中で封止した有
機ELパネル10において、前記陰極として、仕事関数
の小さい金属、その酸化物およびそのハロゲン化物から
なる群より選ばれる少なくとも1種の無機化合物と有機
電子輸送材料との共蒸着膜からなる第1の透明電極層1
6aと、金属酸化物からなる第2の透明電極層16bと
の2層からなる複合透明電極層16を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非発光時の透明性
に優れた有機エレクトロルミネッセンスパネルに関し、
より詳しくは、フルカラーフラットパネルディスプレイ
への適用が可能な有機エレクトロルミネッセンスパネル
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、有機エレクトロルミネッセンス素
子(以下、「有機EL素子」という)の高性能化を目的
として、有機の層が1層のみからなる単層構造に代え
て、発光、キャリヤ(ホール、電子)輸送等の各機能を
2層以上の層に分離させた、複層構造のものが種々提案
されている。
【0003】さらに近年、例えばレッド、グリーン、ブ
ルー等の発光色が異なる複数の有機EL素子を積層する
ことにより、有機EL素子を用いたフルカラーフラット
パネルディスプレイ(FDP)に応用することが試みら
れている。かかる試みとしては、(a) P. E. Burrows ら
によるIEEE Trans. Electron Devices, Vol. 44, No.
8, August 1997, 1188-1203(以下、「先行文献1」と
いう)に開示の、有機EL素子を積層したフルカラーF
DP;(b) 米国特許第5703436号(以下、「先行
文献2」という)に開示の、非発光時に透明な少なくと
も1つの有機EL素子を含有する発光素子;および(c)
米国特許第5707745号(以下、「先行文献3」と
いう)に開示の、異なるバイアス電位での駆動が可能と
なるように透明導電層で分割された、少なくとも2つの
有機EL素子を積層した多色LED構造が挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行文
献1〜3に開示の素子は、いずれも素子全体の透明性が
低いという問題がある。例えば先行文献1に記載の素子
では、同文献の図6および7より明らかなように、マグ
ネシウム(Mg)と銀(Ag)とを共蒸着したMg−A
g合金が陰極に用いられており、その膜厚が10nmの
場合、素子の可視光透過率は最高で65%にしかなら
ず、膜厚を7.5nmにまで薄くしても、可視光透過率
は71%までしか上げることができない。また、先行技
術2の素子では電極として金属薄膜(請求項1)、好ま
しくはMg−Ag合金(請求項2)を用いていることか
ら、素子全体の可視光透過率が先行文献1と同様に63
〜71%と低い。さらに、先行技術文献3に記載の素子
においても、金属膜を電極として使用していることから
(第4欄、第58〜62行)、素子の透明性が阻害され
る。
【0005】そこで本発明の目的は、電圧非印加時の透
明性が高く、2つ以上の有機エレクトロルミネッセンス
素子を積層した場合であっても、各素子の発光をパネル
外部で認識することのできる有機エレクトロルミネッセ
ンスパネルを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の有機エレクトロルミネッセンスパネルは、基
板上に、少なくとも無機透明導電性材料からなる陽極、
発光層を含む有機の層および複合透明電極層を有する有
機エレクトロルミネッセンス素子が形成され、当該有機
エレクトロルミネッセンス素子が封止層によって不活性
ガス雰囲気または真空中で封止されたものであって、前
記基板および封止層のうち少なくともいずれか一方が透
明であり、かつ前記複合透明電極層が、(i) 仕事関数の
小さい金属、その酸化物およびそのハロゲン化物からな
る群より選ばれる少なくとも1種の無機化合物と有機電
子輸送材料との共蒸着膜からなる第1の透明電極層と、
(ii)金属酸化物からなる第2の透明電極層との2層から
なることを特徴とする。
【0007】上記本発明の有機エレクトロルミネッセン
スパネル(以下、「有機ELパネル」という。)によれ
ば、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機
EL素子」という。)を構成する、ITO膜等の無機透
明導電性材料からなる陽極と対をなす電極として、従来
用いられている不透明または可視光の透過性の低い金属
膜等ではなく、仕事関数の小さい金属等の無機化合物と
有機電子輸送材料との共蒸着膜からなる第1の透明電極
層(i) と、金属酸化物からなる第2の透明電極層(ii)と
の2層で構成される複合透明電極層が用いられている。
すなわち、上記本発明では、陽極および陰極がいずれも
透明な材料で構成されていることから、有機EL素子の
可視光透過率を80〜90%もの極めて高い値とするこ
とができる。
【0008】また、前記複合透明電極層を構成する共蒸
着膜は、Mg−Ag等の従来電極材料として用いられて
いる金属膜に比べて透明性に優れているだけでなく、前
記金属膜と同等またはそれ以上の電子注入機能を有す
る。従って、従来と同等またはそれ以上の優れた機能を
有する有機ELパネルを得ることができる。さらに、上
記本発明の有機ELパネルによれば、透明電極層、有機
ホール輸送層、有機発光層および有機電子輸送層からな
る有機エレクトロルミネッセンス素子全体が封止層によ
って不活性ガス雰囲気または真空中で封止されているこ
とから、空気中の酸素や水分による前記素子の劣化を防
止することができ、長寿命でかつ信頼性の高い有機EL
パネルを得ることができる。
【0009】上記本発明の有機ELパネルは、とりわ
け、以下に示す第1の有機ELパネルまたは第2の有機
ELパネルに示す構成を有するものであるのが好まし
い。本発明に係る第1の有機ELパネルは、透明基板上
に、無機透明導電性材料からなる陽極、有機ホール輸送
層、有機発光層、有機電子輸送層および複合透明電極層
をこの順に積層した有機エレクトロルミネッセンス素子
が形成され、当該有機エレクトロルミネッセンス素子が
透明封止層によって不活性ガス雰囲気または真空中で封
止されたものであって、前記複合透明電極層が、(i) 仕
事関数の小さい金属、その酸化物およびそのハロゲン化
物からなる群より選ばれる少なくとも1種の無機化合物
と有機電子輸送材料との共蒸着膜からなる、前記有機電
子輸送層上に形成された第1の透明電極層と、(ii)金属
酸化物からなる第2の透明電極層との2層からなること
を特徴とする。
【0010】一方、本発明に係る第2の有機ELパネル
は、透明基板上に、複合透明電極層、有機電子輸送層、
有機発光層、有機ホール輸送層、および無機透明導電性
材料からなる陽極をこの順に積層した有機エレクトロル
ミネッセンス素子が形成され、当該有機エレクトロルミ
ネッセンス素子が透明封止層によって不活性ガス雰囲気
または真空中で封止されたものであって、前記複合透明
電極層が、(ii)前記透明基板上に形成された金属酸化物
からなる第2の透明電極層と、(i) 仕事関数の小さい金
属、その酸化物およびそのハロゲン化物からなる群より
選ばれる少なくとも1種の無機化合物と有機電子輸送材
料との共蒸着膜からなる第1の透明電極層との2層から
なることを特徴とする。
【0011】上記本発明の第1および第2の有機ELパ
ネルによれば、前述のように有機EL素子の透明性が極
めて高いことのほかに、基板および封止層の両方が透明
であることから、有機ELパネル全体をも透明性の高い
ものすることができる。具体的には、有機ELパネル全
体における可視光透過率を80〜90%もの極めて高い
値とすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図1〜6に
示す。図1は、本発明に係る第1の有機ELパネルの層
構成を示す断面図である。同図より明らかなように、本
発明に係る第1の有機ELパネル10においては、透明
基板11上に透明な陽極12と、ホール注入輸送層13
aおよびホール輸送層13bの2層からなる有機ホール
輸送層13と、有機発光層14と、有機電子輸送層15
と、第1の透明電極層16aおよび第2の透明電極層1
6bの2層からなる複合透明電極層16とがこの順に積
層された有機EL素子17が形成されており、当該有機
EL素子17が透明封止層18によって封止されてい
る。
【0013】一方、図2は、本発明に係る第2の有機E
Lパネルの層構成を示す断面図である。同図より明らか
なように、本発明に係る第2の有機ELパネル20にお
いては、透明基板11上に第2の透明電極層16bおよ
び第1の透明電極層16aの2層からなる複合透明電極
層26と、有機電子輸送層15と、有機発光層14と、
ホール輸送層13bおよびホール注入輸送層13aの2
層からなる有機ホール輸送層23と、透明な陽極12と
がこの順に積層された有機EL素子27が形成されてお
り、当該有機EL素子が透明封止層18によって封止さ
れている。
【0014】なお、図1および2において、符合Bは、
有機EL素子17,27に駆動電圧を印加する電源を示
す。また、図3〜6は、本発明に係る有機ELパネルの
他の実施形態を示す断面図である。当該他の実施形態の
詳細については後述する。以下、本発明の有機ELパネ
ルの各構成材料について詳細に説明する。
【0015】〔複合透明電極層〕本発明における複合透
明電極層は有機ELパネルの陰極を構成するものであっ
て、(i) 仕事関数の小さい金属、その酸化物およびその
ハロゲン化物からなる群より選ばれる少なくとも1種の
無機化合物と有機電子輸送材料との共蒸着膜からなる第
1の透明電極層、および(ii)金属酸化物からなる第2の
透明電極層の2層からなる。
【0016】(i) 第1の透明電極層 上記第1の透明電極層を構成する無機化合物としては、
仕事関数の小さい金属、その酸化物またはそのハロゲン
化物が挙げられる。これらは単独で用いるほか、2種以
上を混合して用いることもできる。仕事関数とは、ある
材料から1個の電子を取り去る際に必要なエネルギー値
であって、仕事関数が小さい材料からなる陰極ほど、発
光層や電子輸送層への電子の注入効率が高くなる。
【0017】上記無機化合物の仕事関数は5.0eV以
下であるのが好ましく、4.0〜1.0eVであるのが
より好ましい。仕事関数の大きさが上記範囲を満足する
無機化合物としては、例えばリチウム(Li)、ナトリ
ウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、
セシウム(Cs)等のアルカリ金属;マグネシウム(M
g)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、
バリウム(Ba)等のアルカリ土類金属;イットリウム
(Y)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネ
オジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム
(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(G
d)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、
ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム
(Tm)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属;上
記例示の金属の酸化物およびハロゲン化物などが挙げら
れる。
【0018】上記第1の透明電極層を構成する有機電子
輸送材料としては、電子輸送性を有し、その還元電位が
負の値で、かつ上記無機化合物よりも小さい還元電位を
有するものが挙げられる。電子輸送性を有し、その還元
電位が負の値で、かつ上記無機化合物よりも小さい還元
電位を有する有機電子輸送材料としては、例えばトリス
(8−キノリノラート)アルミニウム錯体(Al
3 )、ビス(8−ヒドロキシ)キナルジンアルミニウ
ムフェノキサイド(Alq’2 OPh)、ビス(8−ヒ
ドロキシ)キナルジンアルミニウム−2,5−ジメチル
フェノキサイド(BAlq)、モノ(8−キノリノラー
ト)リチウム錯体(Liq)、モノ(8−キノリノラー
ト)ナトリウム錯体(Naq)、モノ(2,2,6,6
−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナート)リチウ
ム錯体、モノ(2,2,6,6−テトラメチル−3,5
−ヘプタンジオナート)ナトリウム錯体、ビス(8−キ
ノリノラート)カルシウム錯体(Caq2 )等のキノリ
ン誘導体の金属錯体;C60、C70等のフラーレン構
造を有する炭素クラスターもしくはその金属錯体が好適
に用いられる。
【0019】前記キノリン誘導体の金属錯体や、前記フ
ラーレン構造を有する炭素クラスターの金属錯体を構成
する金属としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
ランタノイド元素等が挙げられる。上記第1の透明電極
層を形成する際の共蒸着は従来公知の方法に従って行え
ばよいが、本発明の第2の有機ELパネルを作製する場
合においては、共蒸着膜のうち有機電子輸送材料からな
る膜を抵抗加熱法にて蒸着し、無機化合物からなる膜を
イオン化蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパッタリング
法および電子ビーム蒸着法からなる群より選ばれるいず
れか1つの方法にて蒸着するのが好ましい。かかる方法
にて第1の透明電極層を蒸着したときは蒸着物が高エネ
ルギーを有することとなるため、前記有機電子輸送材料
の一部が還元され、かつ前記無機化合物の一部が酸化さ
れる反応が誘起される。その結果、第1の透明電極の電
子注入性が優れたものとなる。
【0020】第1の透明電極層の厚みは特に限定される
ものではないが、本発明に係る第1の有機ELパネルの
場合も第2の有機ELパネルの場合もともに、通常、
0.1〜200nm、好ましくは0.5〜80nmの範
囲となるように設定される。 (ii)第2の透明電極層 上記第2の透明電極層を構成する金属酸化物としては、
インジウム(In)、アンチモン(Sb)または亜鉛
(Zn)の酸化物、インジウム−スズ酸化物(IT
O)、インジウム−アンチモン酸化物(In−Sbの酸
化物)、インジウム−亜鉛酸化物(In−Znの酸化
物)等が好適に用いられる。中でも、ITOやIn−Z
n酸化物(例えば、In2 3 (ZnO)m 六方晶層状
化合物)がより好適に用いられる。
【0021】第2の透明電極層を形成する際の温度は、
低抵抗の透明電極層を形成する上で重要な因子である。
この温度の上限は、透明基板上に形成された有機ホール
輸送層、有機発光層、有機電子輸送層等の、有機の層の
耐熱温度によって制限を受けるため、通常、室温〜15
0、好ましくは室温〜100℃の範囲で設定される。上
記第2の透明電極層は従来公知の方法にて成膜すればよ
いが、本発明の第1の有機ELパネルを作製する場合に
おいては、スパッタリング法または電子ビーム蒸着法に
て成膜するのが好ましい。かかる方法にて第2の透明電
極層を成膜したときは、前記第1の透明電極層における
有機電子輸送材料と無機化合物との酸化−還元反応を誘
起することができる。その結果、複合透明電極層をより
一層低抵抗なものとすることができる。
【0022】第2の透明電極層の厚みは特に限定される
ものではないが、本発明に係る第1の有機ELパネルの
場合も第2の有機ELパネルの場合もともに、通常、5
〜1000nm、好ましくは50〜500nmの範囲と
なるように設定される。前述の第1の透明電極層と上記
第2の透明電極層とからなる複合透明電極層は、Mg−
Ag合金膜とITO膜との組み合わせからなる従来の電
極材料と同等またはそれ以上の電子注入性を有する陰極
として作用する。また、上記従来の電極材料では透明性
が低かったのに対し、上記有機電子輸送材料を用いて得
られる第1の透明電極層と、後述する第2の透明電極層
とからなる複合透明電極層は高い透明性を有する。
【0023】上記複合透明電極層は、パネル全体の透明
性が損なわれない範囲であれば、その抵抗をより一層低
くすることを目的として、金属からなるメッシュ状また
は細線状の補助電極を有していてもよい。すなわち、図
3に示す本発明に係る他の実施形態のように、透明基板
11上に透明な陽極12と、ホール注入輸送層13aお
よびホール輸送層13bの2層からなる有機ホール輸送
層13と、有機発光層14と、有機電子輸送層15と第
1の透明電極層16aおよび第2の透明電極層16bの
2層からなる複合透明電極層16とがこの順に形成され
た有機EL素子37が形成されており、当該有機EL素
子37が透明封止層18によって封止された有機ELパ
ネル30において、第2の透明電極層16bの表面に補
助電極19を形成してもよい。
【0024】前記補助電極19は、第1の透明電極層1
6aと第2の透明電極層16bとの間に形成されていて
もよく、第1の透明電極層16aと有機電子輸送層15
との間に形成されていてもよい。また、図4に示す本発
明に係る他の実施形態のように、透明基板11上に第2
の透明電極層16bおよび第1の透明電極層16aの2
層からなる複合透明電極層26と、有機電子輸送層15
と、有機発光層14と、ホール輸送層13bおよびホー
ル注入輸送層13aの2層からなる有機ホール輸送層2
3と、透明な陽極12とがこの順に形成された有機EL
素子47が形成されており、当該有機EL素子47が透
明封止層18によって封止された有機ELパネル40に
おいて、第2の透明電極層16bと有機電子輸送層15
との間に補助電極19を形成してもよい。
【0025】前記補助電極19は、第2の透明電極層1
6bと第1の透明電極層16aとの間に形成されていて
もよく、第2の透明電極層16bと透明基板11との間
に形成されていてもよい。 〔無機透明導電性材料〕本発明の有機ELパネルにおけ
る陽極として用いられる無機透明導電性材料としては、
ホールの発光層への注入効率を高くするという観点か
ら、仕事関数の大きい材料を用いるのが好ましい。かか
る材料としては、例えばインジウム−スズ酸化物(IT
O)、インジウム−亜鉛酸化物、インジウム−スズ−亜
鉛酸化物等が挙げられる。
【0026】本発明の有機ELパネルにおける陽極は、
従来公知の方法にて形成すればよい。また、その厚みは
特に限定されるものではないが、通常、5〜1000n
m、好ましくは50〜500nmの範囲で設定される。 〔有機ホール輸送層〕本発明の有機ELパネルにおける
有機ホール輸送層は、ホール輸送性を有する有機化合物
からなる単一の層であるほか、ホールの輸送性能や注入
性能が異なる2種の有機化合物を逐次製膜した2層構造
としてもよい。すなわち、例えば(1)陽極に接する側に
設けられたホール注入性が高いホール注入輸送層と、
(2) 単にホールを輸送する機能を発揮するホール輸送層
とからなる2層構造であってもよい。
【0027】前記(2) のホール輸送層に用いられる有機
化合物としては、例えば、N,N’−ビス(1−ナフチ
ル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−
4,4’−ジアミン(NPD)、N,N′−ジフェニル
−N,N′−ビス〔N−フェニル−N−(2−ナフチ
ル)−4′−アミノビフェニル−4−イル〕−1,1′
-ビフェニル−4,4′−ジアミン(NPTE)、1,
1−ビス〔(ジ−4−トリルアミノ)フェニル〕シクロ
ヘキサン(HTM2)、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)等が挙げられる。
【0028】一方、前記(1) のホール注入輸送層に用い
られる有機化合物としては、銅フタロシアニン(CuP
c)、スターバーストアミン類〔例えば、4,4’,
4''−トリス(ナフチルフェニルアミノ)トリフェニル
アミン(TNATA)、4,4’,4''−トリス〔N−
(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフ
ェニルアミン(m−MTDATA)など〕等が挙げられ
る。
【0029】なお、有機ホール輸送層を前記ホール注入
輸送層(1) とホール輸送層(2) との2層構造としない場
合において、有機ホール輸送層を形成するための有機化
合物としては、上記ホール輸送層(2) 用有機化合物とホ
ール注入輸送層(1) 用有機化合物とのいずれをも使用す
ることができる。本発明の有機ELパネルにおける有機
ホール輸送層は、従来公知の方法にて形成すればよい。
また、その厚みは特に限定されないが、通常、10〜2
00nm、好ましくは20〜100nmの範囲で設定さ
れる。
【0030】〔有機発光層〕有機発光層に用いられる材
料としては、EL素子の発光色に応じて従来公知の種々
の材料から適宜選択して用いることができる。中でも、
例えば前出のAlq3 、Alq’2 OPh、BAlq、
Liq、Naq、モノ(2,2,6,6−テトラメチル
−3,5−ヘプタンジオナート)リチウム錯体、モノ
(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジ
オナート)ナトリウム錯体、Caq2 等のキノリン誘導
体の金属錯体と、フェニルキナクリドン(QD)、ペリ
レン(Perylene)、ルブレン(Rubren
e)、日本感光色素(株)製の色素「NKX1986」
等の蛍光色素とを共蒸着させた膜が有機発光層として好
適に用いられる。
【0031】本発明の有機ELパネルにおける有機発光
層は、従来公知の方法にて形成すればよい。また、その
厚みは特に限定されないが、通常、5〜100nm、好
ましくは10〜80nmの範囲で設定される。 〔有機電子輸送層〕有機電子輸送層に用いられる材料と
しては、電子輸送性を有する従来公知の種々の有機電子
輸送剤を用いることができるが、中でも上記例示のキノ
リン誘導体の金属錯体が好適に用いられる。
【0032】本発明の有機ELパネルにおける有機電子
輸送層は、従来公知の方法にて形成すればよい。また、
その厚みは特に限定されないが、通常、20〜150n
m、好ましくは40〜80nmの範囲で設定される。 〔基板および封止層〕本発明の有機ELパネルにおける
基板および封止層に用いられる材料としては特に限定さ
れないが、有機ELパネルを使用する上で、基板および
封止層のうちいずれか一方が、可視光に対する透過率が
高い材料であることが求められる。
【0033】透明な基板および封止層を形成するための
材料としては、従来公知の種々の透明な封止材を用いる
ことができるが、中でも、アルカリガラス、無アルカリ
ガラス、石英ガラス等の無機ガラス;ポリエステル、ポ
リカーボネート(PC)、ポリエーテル、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリビニルアル
コール(PVA)等のポリマー;ポリフッ化ビニリデン
(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素
含有ポリマー等が好適に用いられる。また、前記例示の
ポリマーはコポリマーであってもよく、2種以上のポリ
マーからなる複合フィルム、前記例示のガラス等との無
機−有機複合材料であってもよい。
【0034】基板の厚みは特に限定されるものではな
く、有機ELパネルに必要な強度などに応じて適宜設定
すればよいが、通常0.1〜2mmの範囲で設定され
る。封止層を形成する際には、基板上に形成された有機
エレクトロルミネッセンス素子を、H2 OやO2 の濃度
が1ppm以下の不活性ガス雰囲気下で、あるいは真空
中で封止するのが好ましい。封止方法としては、公知の
各種の手法が使用できるが、前述の環境下で封止するこ
とにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を空気中
の酸素、水分等から保護し、長寿命、高信頼性の有機E
L素子を提供することができる。封止層形成時の封止剤
には、エポキシ樹脂、UV硬化樹脂、フリットガラス、
封着ガラス等を用いるのが好ましい。
【0035】本発明の有機ELパネルは、図5および6
に示す本発明に係る他の実施形態のように、発光層を含
む有機の層が複数積層されているものであってもよい。
例えば図5に示す有機ELパネル50は、透明基板11
上に透明な陽極12が形成され、その表面にホール注入
輸送層13a、ホール輸送層13b、有機発光層14、
有機電子輸送層15、第1の透明電極層16aおよび第
2の透明電極層16bをこの順に形成してなる有機の層
が2層積層されている。また、図6に示す有機ELパネ
ル60は、前記有機の層が3層積層されている。
【0036】図5に示す場合において、それぞれの有機
発光層を構成する材料として発光色が異なるものを用い
ることにより(例えば、赤色発光層14Rと緑色発光層
14Gを形成することにより)、2色表示の有機ELパ
ネルを作製することができる。さらに、図6に示す場合
において、3つの発光層14を、例えば赤色発光層14
R、緑色発光層14Gおよび青色発光層14Bとするこ
とにより、フルカラーの有機ELパネルを作製すること
ができる。
【0037】
【実施例】次に、実施例および比較例を挙げて本発明を
説明する。 実施例1 透明基板として、表面にITO膜(膜厚1500nm)
が設けられたアルカリガラス基板〔三谷真空(株)製、
基板本体の膜厚0.7mm〕を使用し、この基板表面の
ITO膜(透明電極、陽極)を通常のフォトリソグラフ
ィー法によってパターニングした。次いで、ITO膜の
パターンにおけるエッジの段差部にアクリル系絶縁膜
(膜厚0.6μm)による加工を施し、超音波洗浄を十
分行ってからUVオゾン洗浄を行い、さらにこの透明基
板を基板ホルダーにセットして真空成膜装置に導入し
た。
【0038】上記透明基板のITO膜(陽極)側表面
に、4,4’,4''−トリス(ナフチルフェニルアミ
ノ)トリフェニルアミン〔TNATA、バンドー化学
(株)製〕からなるホール注入輸送層(膜厚40nm)
と、N,N’−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’
−ジフェニル−ベンジジン(NPD)からなるホール輸
送層(膜厚20nm)とをこの順で逐次成膜して、前記
の2層からなる有機ホール輸送層を形成した。
【0039】さらに、前記有機ホール輸送層の表面に、
トリス(8−キノリノラート)アルミニウム錯体(Al
3 )とフェニルキナクリドン(QD)とを200:1
の蒸着速度比で共蒸着して有機発光層(膜厚20nm)
を形成し、得られた発光層の表面にAlq3 を成膜して
有機電子輸送層(膜厚40nm)を形成した。次いで、
真空状態を維持しつつ、前記有機電子輸送層の表面に、
有機電子輸送材料としてのAlq3 と無機物としてのフ
ッ化リチウム(LiF)とを1:1の蒸着速度比で共蒸
着して第1の透明電極層(膜厚5nm)を形成し、続い
てその表面にITOをスパッタ成膜して第2の透明電極
層(膜厚100nm)とすることにより、複合透明電極
層を形成した。
【0040】次に、乾燥窒素雰囲気のグローブボックス
中に取り出して、周辺部に封着ガラスを付けた厚み1.
1mmの封止用アルカリガラスを用いて周辺部の封着ガ
ラスのみをレーザ加熱封着することによって透明封止層
を形成し、図1に示す層構成を有する有機ELパネルを
得た。 実施例2 ホール注入輸送層用材料としてTNATAに代えて銅フ
タロシアニン(CuPC)を用いたほかは、実施例1と
同様にして有機ELパネルを作製した。
【0041】実施例3 透明基板として、前記アルカリガラス基板に代えて、表
面に陽極としてのITO膜(膜厚1500nm)が設け
られた無アルカリガラス基板〔コーニング(株)製、透
明基板本体の膜厚0.7mm〕を用いた。ホール輸送層
用材料として、NPDに代えてN,N′−ジフェニル−
N,N′−ビス〔N−フェニル−N−(2−ナフチル)
−4′−アミノビフェニル−4−イル〕−1,1′-ビ
フェニル−4,4′−ジアミン(NPTE)を用いた。
第1の透明電極層として、Alq 3 とLiFとの共蒸着
膜に代えて、Alq3 と金属リチウム(Li)とを1:
1の蒸着速度比で共蒸着したものを用いた。さらに、透
明封止層用の封止材として、アルカリガラスに代えて無
アルカリガラスを用いた。
【0042】上記の設計変更を行ったほかは、実施例1
と同様にして有機ELパネルを作製した。 実施例4 有機発光層として、Alq3 とQDとの共蒸着膜に代え
て、ビス(8−ヒドロキシ)キナルジンアルミニウム−
2,5−ジメチルフェノキサイド(BAlq)とペリレ
ン(Perylene)とを200:1の蒸着速度比で
共蒸着したものを用いた。さらに、第1の透明電極層と
して、Alq3 とLiとの共蒸着膜に代えて、Alq3
と酸化リチウム(Li2 O)とを1:1の蒸着速度比で
共蒸着したものを用いた。
【0043】上記の設計変更を行ったほかは、実施例3
と同様にして、有機ELパネルを作製した。 実施例5 有機発光層として、BAlqとPeryleneとの共
蒸着膜に代えて、Alq3 とルブレン(Rubren
e)とを100:1の蒸着速度比で共蒸着したものを用
いたほかは、実施例4と同様にして有機ELパネルを作
成した。
【0044】実施例6 有機発光層として、BAlqとPeryleneとの共
蒸着膜に代えて、Alq3 と日本感光色素(株)製の色
素「NKX1986」とを50:1の蒸着速度比で共蒸
着したものを用いたほかは、実施例4と同様にして有機
ELパネルを作成した。
【0045】実施例7 透明基板として、前記アルカリガラス基板に代えて、表
面に陽極としてのITO膜(膜厚150nm)が設けら
れたポリエーテルスルホン(PES、厚さ0.1mm)
を用いた。また、第1の透明電極層として、Alq3
Liとの共蒸着膜に代えて、モノ(8−キノリノラー
ト)リチウム錯体(Liq)とLi2 Oとを1:1の蒸
着速度比で共蒸着したものを用いた。さらに、透明封止
層用の封止材として、無アルカリガラスに代えて、ポリ
ビニルアルコール(PVA)とポリフッ化ビニリデン
(PVFD)とポリエーテルスルホン(PES)との複
合フィルム(膜厚0.1mm)を用いた。
【0046】上記の設計変更を行ったほかは、実施例3
と同様にして有機ELパネルを作製した。 実施例8 透明基板として、前記アルカリガラス基板に代えて、表
面に陽極としてのITO膜(膜厚150nm)が設けら
れたポリカーボネート(PC、厚さ0.2mm)を用い
た。また、第1の透明電極層として、Alq3 とLiと
の共蒸着膜に代えて、ビス(8−キノリノラート)カル
シウム錯体(Caq2 )と酸化カルシウム(CaO)と
を1:1の蒸着速度比で共蒸着したものを用いた。さら
に、透明封止層用の封止材として、無アルカリガラスに
代えて、PVAとポリカーボネート(PC)との複合樹
脂(膜厚0.2mm)を用いた。
【0047】上記の設計変更を行ったほかは、実施例3
と同様にして有機ELパネルを作製した。 比較例1 電子輸送層上に設ける陰極として、複合透明電極層に代
えて、Mg−Ag合金からなる層(膜厚7.5nm)と
ITO膜(膜厚150nm)とをこの順で積層したもの
を用いたほかは、実施例1と同様にして有機ELパネル
を作製した。
【0048】比較例2 電子輸送層上に設ける陰極として、複合透明電極層に代
えて、Mg−Ag合金からなる層(膜厚50nm)を用
いたほかは、実施例1と同様にして有機ELパネルを作
製した。 (物性評価)上記実施例1〜8および比較例1、2で得
られた有機ELパネルについて、可視光透過率(%)の
測定と、電圧非印加時における有機ELパネルの色(非
発光色)の確認とを行った。
【0049】次いで、複合透明電極側を陰極、基板上の
ITO透明電極側を陽極として有機ELパネルに直流電
圧を駆動し、有機ELパネルの色(発光色)の確認と、
複合透明電極層(陰極)側からの輝度(cd/m2 )の
測定とを行った。各実施例および比較例における層構成
を表1に、上記物性評価の結果を表2にそれぞれ示す。
【0050】
【表1】
【0051】
【表2】
【0052】表2より明らかなように、陰極として、所
定の無機化合物と有機電子輸送材料との共蒸着膜からな
る透明電極層と、この透明電極層に隣接して設けられた
金属酸化物からなる透明電極層とを複合一体化した複合
透明電極層を用いた実施例1〜8では、陰陽両電極の透
明性が高いことから、電圧非印加時において全体の可視
光透過率が高く、かつ電圧印加時において十分な輝度を
発揮する有機ELパネルを得ることができた。なお、実
施例2および実施例7では、電圧非印加時においてパネ
ルが着色していたものの、パネルの透明性は維持されて
いた。
【0053】一方、比較例1および2では、陰極にMg
−Ag合金からなる膜を用いていることから、電圧非印
加時における有機ELパネルの透明性が低かった。とり
わけ、Mg−Ag合金からなる膜の膜厚が大きい比較例
2においては、陰極側からの測定輝度は0であり、可視
光の透過率も0%であった。 実施例9 透明基板としてのアルカリガラス基板(厚み0.7m
m)を基板ホルダーにセットして真空成膜装置に導入
し、前記透明基板の表面にITOをスパッタ成膜して第
2の透明電極層(膜厚150nm)を形成し、続いてそ
の表面にAlq3 とLiFとを1:1の蒸着速度比で共
蒸着して第1の透明電極層(膜厚10nm)とすること
により、複合透明電極層を形成した。
【0054】真空状態を維持しつつ、前記複合透明電極
層の表面にAlq3 を成膜して有機電子輸送層(膜厚4
0nm)を形成した後、Alq3 とQDとを200:1
の蒸着速度比で共蒸着して有機発光層(膜厚20nm)
を形成した。さらに、前記有機発光層の表面にNPDか
らなるホール輸送層(膜厚20nm)と、TNATA
(前出)とからなるホール注入輸送層(膜厚40nm)
とをこの順で逐次成膜して、前記の2層からなる有機ホ
ール輸送層を形成し、次いで前記ホール注入輸送層の表
面にITO〔出光興産(株)製の商品名「IDXO」〕
をスパッタ成膜して、透明電極(陽極、膜厚100n
m)を形成した。
【0055】次いで、乾燥窒素雰囲気のグローブボック
ス中に取り出して、周辺部に封着ガラスを付けた厚み
0.7mmの封止用アルカリガラスを用いて周辺部の封
着ガラスのみをレーザ加熱封着することによって透明封
止層を形成し、図2に示す層構成を有する有機ELパネ
ルを得た。 実施例10 ホール注入輸送層用材料としてTNATAに代えて銅フ
タロシアニン(CuPC)を用いたほかは、実施例9と
同様にして有機ELパネルを作製した。
【0056】上記実施例9および10で得られた有機E
Lパネルについて可視光透過率(%)の測定と、電圧非
印加時における有機ELパネルの色(非発光色)の確認
とを行った。さらに、複合透明電極側を陰極、ホール輸
送層と隣接する透明電極層を陽極として有機ELパネル
に直流電圧を駆動し、有機ELパネルの色(発光色)の
確認と、輝度(cd/m2 )の測定とを行った。
【0057】各実施例における層構成を表3に、物性評
価の結果を表4にそれぞれ示す。
【0058】
【表3】
【0059】
【表4】
【0060】表4より明らかなように、実施例9および
10では、陰陽両極の透明性が高いことから、電圧非印
加時において全体の可視光透過率が高く、かつ電圧印加
時において十分な輝度を発揮する有機ELパネルを得る
ことができた。 実施例11 透明基板としてのアルカリガラス基板(厚み0.7m
m)を基板ホルダーにセットして真空成膜装置に導入
し、前記透明基板の表面にITO〔前出の「IDX
O」〕をスパッタ成膜して第2の透明電極層(膜厚15
0nm)を形成した。続いてその表面に、メッシュ状の
マスクを介してアルミニウムをスパッタ法により成膜す
ることにより、膜厚100nm、線幅0.1mmおよび
ピッチ1.0mmのメッシュ状の補助電極を形成した。
さらに、その表面にAlq3 とLiFとを1:1の蒸着
速度比で共蒸着して第1の透明電極層(膜厚10nm)
とすることにより、内部に補助電極を有する複合透明電
極層を形成した。
【0061】次いで、実施例9と同様にして、前記複合
透明電極層の表面に有機電子輸送層、有機発光層、ホー
ル輸送層およびホール注入輸送層を形成し、さらに透明
封止層を形成することにより、図4に示す層構成を有す
る有機ELパネルを得た。上記実施例11の有機ELパ
ネルによれば、アルミニウムからなるメッシュ状の補助
電極が形成されているために実施例9に比べて光透過率
が90%程度低下したものの、複合透明電極の抵抗を低
下させることができ、より一層機能の優れた有機ELパ
ネルを得ることができた。また、前記メッシュ自体は目
視できるものではなく、有機ELパネルの光透過率も7
0%以上であって、メッシュが形成されていても十分な
透明性が維持されていた。
【0062】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
電圧非印加時において全体の可視光透過率が高いことか
ら2つ以上の有機EL素子を積層しても十分な透明性を
維持することができる。また、電圧印加時においては積
層された各素子からの発光をパネル外部にまで十分に到
達させることのできる高輝度の発光を実現することがで
きる。
【0063】従って、本発明の有機ELパネルは、フル
カラーフラットパネルディスプレイ等への適用に好適で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の有機ELパネルの層構成を
示す断面図である。
【図2】本発明に係る第2の有機ELパネルの層構成を
示す断面図である。
【図3】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図4】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図5】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図6】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の簡単な説明】
10,20,30,40 有機ELパネル 11 透明基板 12 陽極 13,23 有機ホール輸送層 14 有機発光層 15 有機電子輸送層 16,26 複合透明電極層 16a 第1の透明電極層 16b 第2の透明電極層 17,27,37,47 有機EL素子 18 透明封止層 19 補助電極
フロントページの続き (72)発明者 上羽 良信 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 上村 卓 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 奥田 伸之 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 小野 純一 愛知県名古屋市南区菊住1丁目7番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 (72)発明者 南 信行 愛知県名古屋市南区菊住1丁目7番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 Fターム(参考) 3K007 AB02 AB17 BA05 BB01 BB04 CA01 CA05 CB01 DA01 DB03 EA01 EB00 FA02 4F100 AA00B AA00C AA17C AA17E AA20A AA25C AA29C AA33C AB01C AB09C AB40C AG00A AK17A AK21A AK41A AK45A AK54A AK55A AT00A BA05 BA07 BA10A BA10E EH66C GB41 GB90 JG01B JG01C JG01D JG01E JN01A JN01B JN01D JN01E JN13C

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に、少なくとも無機透明導電性材料
    からなる陽極、発光層を含む有機の層および複合透明電
    極層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が形成
    され、当該有機エレクトロルミネッセンス素子が封止層
    によって不活性ガス雰囲気または真空中で封止された有
    機エレクトロルミネッセンスパネルであって、 前記基板および封止層のうち少なくともいずれか一方が
    透明であり、かつ前記複合透明電極層が、(i) 仕事関数
    の小さい金属、その酸化物およびそのハロゲン化物から
    なる群より選ばれる少なくとも1種の無機化合物と有機
    電子輸送材料との共蒸着膜からなる第1の透明電極層
    と、(ii)金属酸化物からなる第2の透明電極層との2層
    からなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセン
    スパネル。
  2. 【請求項2】透明基板上に、無機透明導電性材料からな
    る陽極、有機ホール輸送層、有機発光層、有機電子輸送
    層および複合透明電極層をこの順に積層した有機エレク
    トロルミネッセンス素子が形成され、当該有機エレクト
    ロルミネッセンス素子が透明封止層によって不活性ガス
    雰囲気または真空中で封止された有機エレクトロルミネ
    ッセンスパネルであって、 前記複合透明電極層が、(i) 仕事関数の小さい金属、そ
    の酸化物およびそのハロゲン化物からなる群より選ばれ
    る少なくとも1種の無機化合物と有機電子輸送材料との
    共蒸着膜からなる、前記有機電子輸送層上に形成された
    第1の透明電極層と、(ii)金属酸化物からなる第2の透
    明電極層との2層からなることを特徴とする有機エレク
    トロルミネッセンスパネル。
  3. 【請求項3】透明基板上に、複合透明電極層、有機電子
    輸送層、有機発光層、有機ホール輸送層、および無機透
    明導電性材料からなる陽極をこの順に積層した有機エレ
    クトロルミネッセンス素子が形成され、当該有機エレク
    トロルミネッセンス素子が透明封止層によって不活性ガ
    ス雰囲気または真空中で封止された有機エレクトロルミ
    ネッセンスパネルであって、 前記複合透明電極層が、(ii)前記透明基板上に形成され
    た金属酸化物からなる第2の透明電極層と、(i) 仕事関
    数の小さい金属、その酸化物およびそのハロゲン化物か
    らなる群より選ばれる少なくとも1種の無機化合物と有
    機電子輸送材料との共蒸着膜からなる第1の透明電極層
    との2層からなることを特徴とする有機エレクトロルミ
    ネッセンスパネル。
  4. 【請求項4】前記仕事関数の小さい金属がアルカリ金
    属、アルカリ土類金属および希土類金属からなる群より
    選ばれる少なくとも1種の金属である請求項1〜3のい
    ずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンスパネル。
  5. 【請求項5】前記仕事関数の小さい金属がリチウム、ナ
    トリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシ
    ウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、イット
    リウム、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチ
    ウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テル
    ビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツ
    リウム、イッテルビウムからなる群より選ばれる少なく
    とも1種の金属である請求項1〜3のいずれかに記載の
    有機エレクトロルミネッセンスパネル。
  6. 【請求項6】前記共蒸着膜を構成する有機電子輸送材料
    が負の還元電位を有し、かつ前記共蒸着膜を構成する無
    機化合物よりも小さい還元電位を有する請求項1〜3の
    いずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンスパネ
    ル。
  7. 【請求項7】前記共蒸着膜を構成する有機電子輸送材料
    がキノリン誘導体の金属錯体、またはフラーレンもしく
    はその金属錯体である請求項1〜3のいずれかに記載の
    有機エレクトロルミネッセンスパネル。
  8. 【請求項8】前記共蒸着膜を構成する有機電子輸送材料
    がトリス(8−キノリノラート)アルミニウム(III) 錯
    体またはC60である請求項1〜3のいずれかに記載の
    有機エレクトロルミネッセンスパネル。
  9. 【請求項9】前記第2の透明電極層を構成する金属酸化
    物が、インジウム、アンチモン、亜鉛、インジウム−ス
    ズ、インジウム−アンチモンおよびインジウム−亜鉛か
    らなる群より選ばれる少なくとも1種の金属の酸化物で
    ある請求項1〜3のいずれかに記載の有機エレクトロル
    ミネッセンスパネル。
  10. 【請求項10】前記第2の透明電極層が、スパッタリン
    グ法または電子ビーム蒸着法によって成膜されたもので
    ある請求項1〜3のいずれかに記載の有機エレクトロル
    ミネッセンスパネル。
  11. 【請求項11】前記第1の透明電極層が、抵抗加熱法
    と、イオン化蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパッタリ
    ング法および電子ビーム蒸着法からなる群より選ばれる
    いずれか1つの成膜法とを組み合わせて成膜されたもの
    である請求項1〜3のいずれかに記載の有機エレクトロ
    ルミネッセンスパネル。
  12. 【請求項12】前記複合透明電極層が金属からなるメッ
    シュ状または細線状の補助電極を有する請求項1〜3の
    いずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンスパネ
    ル。
  13. 【請求項13】前記透明基板および/または前記透明封
    止層が、アルカリガラス、無アルカリガラスおよび石英
    ガラスからなる群より選ばれる少なくとも1種の無機ガ
    ラス、および/またはポリエステル、ポリカーボネー
    ト、ポリエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
    ン、ポリビニルアルコール、ポリビニリデンおよびフッ
    素含有ポリマーからなる群より選ばれる少なくとも1種
    のポリマーもしくはコポリマーからなる請求項1〜3の
    いずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンスパネ
    ル。
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