JP2006092867A - Organic electroluminescent display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence display device (organic EL display device).
有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ材料からなる発光層を陽極と陰極とで挟んだ構造を基本構成とし、陽極から正孔、陰極から電子を発光層にそれぞれ注入し、その注入された正孔、電子が発光層内で再結合する際に放出される光を利用して表示を行う表示装置である。有機ＥＬ材料は、低分子型と高分子型に大別されている。陽極は、正孔の有機ＥＬ材料の発光層への注入効率を高めるために高仕事関数が要求され、陰極は電子の注入効率を高めるために低仕事関数が要求される。 The organic EL display device has a basic structure in which a light emitting layer made of an organic EL material is sandwiched between an anode and a cathode, and injects holes from the anode and electrons from the cathode into the light emitting layer, respectively. This is a display device that performs display using light emitted when electrons recombine in the light emitting layer. Organic EL materials are roughly classified into low-molecular types and high-molecular types. The anode is required to have a high work function in order to increase the injection efficiency of holes into the light emitting layer of the organic EL material, and the cathode is required to have a low work function in order to increase the efficiency of electron injection.
具体的な有機ＥＬ表示装置は、基板上に前述した陽極／発光層／陰極の基本構造を１つの画素として形成し、かつこの基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を各画素に対応して複数形成し、これらのＴＦＴにより各画素の陽陰極間に流れる電流を制御することにより、発光層から発せられる光を制御し表示を行っている。 In a specific organic EL display device, the basic structure of the anode / light emitting layer / cathode described above is formed as one pixel on a substrate, and a plurality of thin film transistors (TFTs) are formed on the substrate corresponding to each pixel. By controlling the current flowing between the positive and negative electrodes of each pixel by these TFTs, the light emitted from the light emitting layer is controlled and displayed.
このような有機ＥＬ表示装置において、発光層からの光を陽極側から取り出す下面発光型の表示装置では前記ＴＦＴが形成される基板はガラスのような透明材料から作られ、陽極は高仕事関数に加えて透明性が要求されることから、例えば酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）膜、ＳｎＯ2膜、ＺｎＯ膜などの透明導電膜、特にＩｎ2Ｏ3膜にＳｎをドープしたＩＴＯ膜が用いられ、陰極は低仕事関数のみが要求されることから、例えば発光層側に配置される極めて薄いＬｉＦ膜、ＢａＦ2膜，ＣｓＦ膜をＡｌ膜上に形成した積層膜が用いられている。また、陽極は各ＴＦＴのドレイン電極とそれぞれ接続され、陰極は全画素に共通に接続される。 In such an organic EL display device, in a bottom emission type display device that extracts light from the light emitting layer from the anode side, the substrate on which the TFT is formed is made of a transparent material such as glass, and the anode has a high work function. In addition, since transparency is required, transparent conductive films such as indium oxide (In 2 O 3 ) films, SnO 2 films, ZnO films, etc., especially ITO films doped with Sn in In 2 O 3 films are used. Since the cathode requires only a low work function, for example, a laminated film in which an extremely thin LiF film, BaF 2 film, and CsF film disposed on the light emitting layer side is formed on an Al film is used. The anode is connected to the drain electrode of each TFT, and the cathode is connected to all pixels in common.
しかしながら、前述した有機ＥＬ表示装置の光取出しにおいて、ＴＦＴを陽極が配置される透明基板上に形成しているため、発光層からの光がこれらのＴＦＴで遮られて取り出される光の強度が低下する。 However, in the light extraction of the organic EL display device described above, since the TFT is formed on the transparent substrate on which the anode is disposed, the intensity of the light extracted by the light from the light emitting layer being blocked by these TFTs is reduced. To do.
光強度の低下を補償するには、陽陰極間に供給する電流値および／または電圧値を増大させることにより対処することが可能である。しかしながら、陽陰極間に供給する電流値および／または電圧値を増大させると、発光層を含む有機ＥＬ材料が劣化し、結果として有機ＥＬ表示装置の寿命が低下する。 Compensation for a decrease in light intensity can be dealt with by increasing the current value and / or the voltage value supplied between the positive and negative electrodes. However, when the current value and / or voltage value supplied between the positive and negative electrodes is increased, the organic EL material including the light emitting layer is deteriorated, and as a result, the lifetime of the organic EL display device is reduced.
光取り出し効率を向上させるために、透明陰極を用いてＴＦＴと反対側から光を取り出す、上面発光構造が有効である。しかしながら、ＩＴＯ膜、Ｉｎ2Ｏ3膜、ＳｎＯ2膜、ＺｎＯ膜などの透明導電膜は５ｅＶ前後の高い仕事関数を有するために、陰極材料として使用することが困難である。 In order to improve the light extraction efficiency, a top emission structure that extracts light from the opposite side of the TFT using a transparent cathode is effective. However, transparent conductive films such as an ITO film, an In 2 O 3 film, a SnO 2 film, and a ZnO film have a high work function of about 5 eV and are difficult to use as a cathode material.
本発明は、透明導電材料にアルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらのフッ化物から選ばれる少なくとも１つのアルカリ系成分を含み、低仕事関数で透明な陰極を備え、陰極側から光を取り出すことが可能な有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。 The present invention includes a transparent conductive material containing at least one alkaline component selected from alkali metals, alkaline earth metals, and fluorides thereof, having a low work function transparent cathode, and extracting light from the cathode side. An object is to provide a possible organic EL display device.
本発明によると、基板と、この基板上に形成された薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを含む前記基板上に形成された陽極と、この陽極上に順次形成された正孔輸送層、発光層および陰極とを備え、陰極側から光を取り出す有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
前記陰極は、透明導電材料にアルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらのフッ化物から選ばれる少なくとも１つのアルカリ系成分を含むことを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
According to the present invention, a substrate, a thin film transistor formed on the substrate, an anode formed on the substrate including the thin film transistor, a hole transport layer, a light emitting layer, and a cathode sequentially formed on the anode, An organic electroluminescence display device that extracts light from the cathode side,
The cathode is provided with an organic EL display device characterized in that the transparent conductive material contains at least one alkaline component selected from alkali metals, alkaline earth metals, and fluorides thereof.
本発明によれば、透明導電材料にアルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらのフッ化物から選ばれる少なくとも１つのアルカリ系成分を含み、低仕事関数で透明な陰極を備え、陰極側から光取り出すことができる、つまり光を遮蔽するＴＦＴが存在しない陰極側から光取り出すことができるため、陽陰極間に供給する電流値および／または電圧値を増大させることなく、光取り出し効率の向上を図ることができ、長寿命の有機ＥＬ表示装置を提供できる。 According to the present invention, the transparent conductive material includes at least one alkaline component selected from alkali metals, alkaline earth metals, and fluorides thereof, and has a low work function, transparent cathode, and extracts light from the cathode side. The light extraction efficiency can be improved without increasing the current value and / or the voltage value supplied between the positive and negative electrodes because light can be extracted from the cathode side where there is no TFT that shields light. And a long-life organic EL display device can be provided.
以下、本発明に係る有機ＥＬ表示装置を詳細に説明する。 Hereinafter, the organic EL display device according to the present invention will be described in detail.
この有機ＥＬ表示装置は、基板上に形成された薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを含む前記基板上に形成された陽極と、この陽極上に順次形成された正孔輸送層、発光層および陰極とを備え、陰極側から光を取り出す、つまり上面発光型のものである。前記陰極は、透明導電材料にアルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらのフッ化物から選ばれる少なくとも１つのアルカリ系成分を含む。 The organic EL display device includes a thin film transistor formed on a substrate, an anode formed on the substrate including the thin film transistor, and a hole transport layer, a light emitting layer, and a cathode sequentially formed on the anode. The light is extracted from the cathode side, that is, the top emission type. The cathode includes at least one alkaline component selected from alkali metals, alkaline earth metals, and fluorides thereof in a transparent conductive material.
前記基板としては、例えばガラス基板、透明プラスチックフィルムを用いることができる。 For example, a glass substrate or a transparent plastic film can be used as the substrate.
前記陽極は、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）のような仕事関数が大きい性質を持つ金属からなる反射膜、または同金属もしくは高い反射率を有するアルミニウム等の反射膜およびＩＴＯ膜、Ｉｎ2Ｏ3膜、ＳｎＯ2膜、ＺｎＯ膜などの透明導電膜の積層膜を用いることができる。 The anode is a reflective film made of a metal having a large work function such as palladium (Pd), platinum (Pt), nickel (Ni), molybdenum (Mo), or chromium (Cr), or the same metal or high reflection. A reflective film such as aluminum having a refractive index and a transparent conductive film such as an ITO film, an In 2 O 3 film, a SnO 2 film, and a ZnO film can be used.
前記正孔輸送層は、例えばジアミン系、フェニレンジアミン系、ベンジジン系、オリゴアミン系などから作られ、代表的な正孔輸送層はポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンサルホネート［ＰＥＤＯＴ（Polyethylene Dioxythiophene）−ＰＳＳ（Polystyrene Sulphonate）］により作られる。 The hole transport layer is made of, for example, diamine, phenylene diamine, benzidine, or oligoamine. A typical hole transport layer is polyethylene dioxythiophene-polystyrene sulfonate [PEDOT (Polyethylene Dioxythiophene) -PSS. (Polystyrene Sulphonate)].
前記発光層は、低分子系有機ＥＬまたは高分子系（ポリマー）有機ＥＬにより作られる。低分子系の有機ＥＬ材料としては、例えば金属と有機分子が配位結合した金属錯体を挙げることができ、代表的にはトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナト）亜鉛、ベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体等を挙げることができる。一方、前記高分子系の有機ＥＬ材料としては、例えば主鎖がπ共役で広がった構造のπ共役ポリマーが挙げられ、代表的にはポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾール等を挙げることができる。 The light emitting layer is made of a low molecular organic EL or a high molecular (polymer) organic EL. Examples of the low molecular weight organic EL material include a metal complex in which a metal and an organic molecule are coordinated and are typically tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum and bis (8-hydroxyquinolinato). Examples thereof include zinc, beryllium complex, and benzoxazole zinc complex. On the other hand, examples of the polymer-based organic EL material include π-conjugated polymers having a structure in which the main chain is spread by π-conjugation, and representative examples include polyphenylene vinylene, polyfluorene, and polyvinyl carbazole.
前記陰極を構成する透明導電材料としては、例えば酸化インジウム、酸化錫、錫ドープ酸化インジウム、酸化亜鉛またはインジウムドープ酸化亜鉛を挙げることができる。 Examples of the transparent conductive material constituting the cathode include indium oxide, tin oxide, tin-doped indium oxide, zinc oxide, and indium-doped zinc oxide.
前記陰極に含有されるアルカリ系成分としては、例えばリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）のようなアルカリ金属、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）のようなアルカリ土類金属、およびフッ化リチウム（ＬｉＦ）やフッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、フッ化バリウム（ＢａＦ2）のようなこれらのフッ化物を挙げることができ、これらのアルカリ系成分は１種または２種以上の形態で用いられる。このアルカリ系成分は、陰極中に１〜５原子％含まれることが好ましい。 Examples of the alkaline component contained in the cathode include alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), alkaline earth metals such as calcium (Ca), barium (Ba), and magnesium (Mg), These fluorides such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), and barium fluoride (BaF 2 ) can be mentioned. Used in the form of two or more species. This alkaline component is preferably contained in the cathode in an amount of 1 to 5 atomic%.
前記陰極は、発光層の界面近傍に少なくとも前記アルカリ系成分が含有されることが好ましい。このような陰極は、発光層の界面近傍に低仕事関数のアルカリ系成分が分布されることによって、電子をより効果的に発光層に注入することが可能になる。 The cathode preferably contains at least the alkaline component in the vicinity of the interface of the light emitting layer. Such a cathode can inject electrons into the light emitting layer more effectively by the alkaline component having a low work function distributed in the vicinity of the interface of the light emitting layer.
前記陰極は、発光層上に形成され、透明導電材料にアルカリ系成分を含有させた第１陰極層と、この第１陰極層に積層され、透明導電材料からなる第２陰極層とを有すること構造であることが好ましい。このような陰極は、発光層の界面近傍に低仕事関数のアルカリ系成分を含むが第１陰極層を有するため、電子をより一層効果的に発光層に注入することが可能になる。また、第１陰極層上に透明導電材料からなる第２陰極層とを有するため、アルカリ系成分が全体に分布される陰極に比べて光の透過率を向上させることが可能になる。 The cathode has a first cathode layer formed on the light emitting layer and containing a transparent conductive material containing an alkaline component, and a second cathode layer laminated on the first cathode layer and made of a transparent conductive material. A structure is preferable. Such a cathode contains an alkaline component having a low work function in the vicinity of the interface of the light emitting layer, but has the first cathode layer, so that electrons can be more effectively injected into the light emitting layer. Moreover, since it has the 2nd cathode layer which consists of a transparent conductive material on a 1st cathode layer, it becomes possible to improve the transmittance | permeability of light compared with the cathode in which an alkaline component is distributed over the whole.
なお、前記第１、第２の陰極層を有する陰極において透明導電材料にアルカリ系成分を含有させた第１陰極層の厚さは０．５〜１０ｎｍ、陰極全体の厚さは３０〜２００ｎｍにすることが好ましい。 In the cathode having the first and second cathode layers, the thickness of the first cathode layer in which an alkaline component is contained in the transparent conductive material is 0.5 to 10 nm, and the thickness of the entire cathode is 30 to 200 nm. It is preferable to do.
前記陰極は、以下に説明する例えば（１）発光層上に透明導電膜を成膜した後にアルカリ系成分をドーピングする方法、（２）発光層上にスパッタリングにより透明導電膜を成膜する時にアルカリ系成分をドーピングする方法、（３）発光層上に真空蒸着により透明導電膜を成膜する時にアルカリ系成分をドーピングする方法、により形成される。 For example, (1) a method of doping an alkali component after forming a transparent conductive film on the light emitting layer, and (2) an alkali when forming the transparent conductive film by sputtering on the light emitting layer, which will be described below. It is formed by a method of doping a system component, and (3) a method of doping an alkali component when forming a transparent conductive film on the light emitting layer by vacuum deposition.
（１）まず、発光層上にスパッタリング法や蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相成長（ＣＶＤ）法などによりインジウム錫酸化膜（ＩＴＯ膜）、酸化インジウム膜（Ｉｎ2Ｏ3膜）、酸化錫膜（ＳｎＯ2膜）、酸化亜鉛膜（ＺｎＯ膜）、インジウム亜鉛酸化膜（ＩＺＯ膜）などの透明導電膜を成膜する。つづいて、この透明導電膜にアルカリ系成分をイオン注入して陰極を形成する。 (1) First, an indium tin oxide film (ITO film), an indium oxide film (In 2 O 3 film) on the light emitting layer by sputtering, vapor deposition, ion plating, chemical vapor deposition (CVD), etc. A transparent conductive film such as a tin oxide film (SnO 2 film), a zinc oxide film (ZnO film), or an indium zinc oxide film (IZO film) is formed. Subsequently, an alkaline component is ion-implanted into the transparent conductive film to form a cathode.
前記陰極の形成において、陰極は電子をより効果的に発光層に注入することが要求されることから、特に発光層との界面での陰極の仕事関数を低くすることが重要になる。したがって、透明導電膜の膜厚およびイオン注入の条件を制御して発光層との界面近傍の陰極部分にアルカリ系成分が比較的高濃度で分布させて発光層との界面での陰極の仕事関数を低くすることが好ましい。 In forming the cathode, since the cathode is required to inject electrons into the light emitting layer more effectively, it is important to lower the work function of the cathode particularly at the interface with the light emitting layer. Therefore, the work function of the cathode at the interface with the light emitting layer is controlled by controlling the film thickness of the transparent conductive film and the ion implantation conditions so that the alkaline component is distributed at a relatively high concentration in the cathode portion near the interface with the light emitting layer. Is preferably lowered.
（２）まず、ＩＴＯのような透明導電材料からなるターゲット上にアルカリ系成分のタブレットを置いた状態でスパッタリングを行って、発光層上にアルカリ系成分がドープされた透明導電膜を成膜することにより陰極を形成する。ここで用いるアルカリ系成分は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）やフッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、フッ化バリウム（ＢａＦ2）のようなこれらのフッ化物が好ましい。 (2) First, sputtering is performed with an alkaline component tablet placed on a target made of a transparent conductive material such as ITO to form a transparent conductive film doped with an alkaline component on the light emitting layer. Thus, a cathode is formed. The alkaline component used here is preferably a fluoride such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), or barium fluoride (BaF 2 ).
（３）発光層上にＩＴＯのような透明導電膜材料とアルカリ系成分をそれぞれの蒸発源から同時に蒸発させてアルカリ系成分がドープされた透明導電膜を成膜することにより陰極を形成する。 (3) A cathode is formed by forming a transparent conductive film doped with an alkaline component by simultaneously evaporating a transparent conductive material such as ITO and an alkaline component from respective evaporation sources on the light emitting layer.
前記（２）の方法において、ＩＴＯのような透明導電材料からなるターゲット上にアルカリ系成分のタブレットを置いた状態でスパッタリングを行って発光層上にアルカリ系成分がドープされた透明導電材料からなる第１陰極層を形成し、この後ＩＴＯのような透明導電材料からなるターゲットをスパッタリングして第１陰極層に透明導電材料からなる第２陰極層を積層して陰極を形成することを許容する。 In the method (2), a sputtering is performed with an alkaline component tablet placed on a target made of a transparent conductive material such as ITO, and the light emitting layer is made of a transparent conductive material doped with an alkaline component. A first cathode layer is formed, and then a target made of a transparent conductive material such as ITO is sputtered to form a cathode by laminating a second cathode layer made of a transparent conductive material on the first cathode layer. .
前記（３）の方法において、発光層上にＩＴＯのような透明導電膜材料とアルカリ系成分をそれぞれの蒸発源から同時に蒸発させてアルカリ系成分がドープされた透明導電材料からなる第１陰極層を形成し、この後ＩＴＯのような透明導電材料のみを蒸発原から蒸発させて第１陰極層に透明導電材料からなる第２陰極層を積層して陰極を形成ことを許容する。 In the method (3), a first cathode layer comprising a transparent conductive material doped with an alkali component by simultaneously evaporating a transparent conductive material such as ITO and an alkali component from respective evaporation sources on the light emitting layer. After that, only the transparent conductive material such as ITO is evaporated from the evaporation source, and the second cathode layer made of the transparent conductive material is laminated on the first cathode layer to allow the cathode to be formed.
次に、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を図面を参照してより具体的に説明する。 Next, the organic EL display device according to the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
図１は、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。例えばガラスからなる基板１上には、ドレイン電極２1、２2、２3、…を有する複数のＴＦＴ３1、３2、３3、…が各画素に対応して形成されている。層間絶縁膜４は、前記ＴＦＴ３1、３2、３3、…を含む前記基板１上に形成されている。複数のコンタクトホール５1、５2、５3、…は、前記層間絶縁膜４に前記ＴＦＴ３1、３2、３3、…のドレイン電極２1、２2、２3、…と連通するように開口されている。複数の画素を区画するための絶縁材料からなる枠状の隔壁６は、前記層間絶縁膜４上に形成されている。なお、この隔壁６による枠は例えば円形状をなしている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an organic EL display device according to an embodiment of the present invention. For example, on the
例えば仕事関数の大きな金属からなる複数の陽極７1、７2、７3、…は、前記隔壁６の枠内に位置する層間絶縁膜４上にそれぞれ形成されている。これらの陽極７1、７2、７3、…は、コンタクトホール５1、５2、５3、…を通して複数のＴＦＴ３1、３2、３3、…のドレイン電極２1、２2、２3、…に接続されている。正孔輸送層８1、８2、８3、…は、前記隔壁６の枠内に位置する陽極７1、７2、７3、…上にそれぞれ形成されている。青色、緑色、赤色の発光がなされる発光層９1、９2、９3、…は、前記隔壁６の枠内に位置する正孔輸送層８1、８2、８3、…に図１の左側からそれぞれ形成されている。アルカリ系成分を含む透明導電材料からなる陰極１０は、前記隔壁６の上端を覆う厚さを有し、前記隔壁６の枠内に位置する発光層９1、９2、９3、…上に一部が積層されるように形成されている。つまり、陰極１０は各画素に対して共通電極として機能する。
For example, a plurality of anodes 7 1 , 7 2 , 7 3 ,... Made of a metal having a high work function are formed on the interlayer insulating film 4 positioned within the frame of the
このような構成の有機ＥＬ表示装置において、複数のＴＦＴのうち、所定のＴＦＴ（例えば発光層９1が位置する画素のＴＦＴ）３1をオンすると、そのドレイン電極２1とコンタクトホール５1を通して接続される当該画素の陽極７1と陰極１０の間に所望の電流値を持つ電圧が印加され、陽極７1から正孔が正孔輸送層８1を通して発光層９1に、陰極１０から電子が発光層９1にそれぞれ注入される。注入された正孔、電子は、発光層９1内で再結合する際に光が放出される。このとき、陽極７1、７2、７3、…は例えば仕事関数の大きな金属から作られ、反射膜として機能し、共通電極である陰極１０はアルカリ系成分を含む透明導電材料から作られているため、発光層９1で放出された光（青色の光）は陰極１０側から取り出される、つまり上面発光型の有機ＥＬ表示装置が実現される。
In the organic EL display device having such a configuration, when a predetermined TFT (for example, a TFT of a pixel in which the light emitting layer 9 1 is located) 3 1 is turned on among a plurality of TFTs, the drain electrode 2 1 and the contact hole 5 1 are used . A voltage having a desired current value is applied between the anode 7 1 and the
図２は、本発明の他の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。なお、図２において図１と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing an organic EL display device according to another embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same members as those in FIG.
図２に示す有機ＥＬ表示装置は、陰極１０がアルカリ系成分を含む透明導電材料からなる第１陰極層１１1、１１2、１１3、…と透明導電材料からなる第２陰極層１２とから構成されている。前記第１陰極層１１1、１１2、１１3、…は、隔壁６の枠内に位置する発光層９1、９2、９3、…上に位置するように形成されている。前記第２陰極層１２は、前記第１陰極層１１1、１１2、１１3、…に積層され、かつ前記隔壁６の上端を覆うように形成されている。つまり、この前記第２陰極層１２を有する陰極１０は各画素に対して共通電極として機能する。
2 includes a
以上説明したように、本発明の実施形態によれば発光層上に形成される陰極は透明導電材料にアルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらのフッ化物から選ばれる少なくとも１つのアルカリ系成分を含み、低仕事関数で透明性に優れている。その結果、陽極と陰極の間に所望の電流値を持つ電圧を印加し、陽極から正孔を正孔輸送層を通して発光層に、陰極から電子を発光層にそれぞれ注入する際、その陰極が低仕事関数であるため、電子の発光層への注入効率を増大できる。注入された正孔、電子は、発光層内で再結合する際に光が放出され、透明な陰極側から光取り出すことができる。この陰極側からの光取り出しにおいて、陰極側には光を遮蔽するＴＦＴが存在しないため、陽陰極間に供給する電流値および／または電圧値を増大させることなく、つまり発光層を劣化させることなく、効率的に光を取り出すことができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the cathode formed on the light emitting layer includes a transparent conductive material containing at least one alkaline component selected from alkali metals, alkaline earth metals, and fluorides thereof. , Low work function and excellent transparency. As a result, when a voltage having a desired current value is applied between the anode and the cathode and holes are injected from the anode through the hole transport layer to the light emitting layer and electrons from the cathode to the light emitting layer, the cathode is low. Since it is a work function, the injection efficiency of electrons into the light emitting layer can be increased. The injected holes and electrons emit light when they are recombined in the light emitting layer, and light can be extracted from the transparent cathode side. In this light extraction from the cathode side, there is no TFT for shielding light on the cathode side, so that the current value and / or voltage value supplied between the positive and negative electrodes is not increased, that is, the light emitting layer is not deteriorated. , Can extract light efficiently.
したがって、発光層上に透明導電材料にアルカリ系成分を含み、低仕事関数で透明性に優れた陰極を形成することによって、陰極側から光を効率に取り出すことができると共に、長寿命化が図られた有機ＥＬ表示装置を実現できる。 Therefore, by forming an alkaline component in the transparent conductive material on the light emitting layer and forming a cathode with a low work function and excellent transparency, light can be efficiently extracted from the cathode side, and the life can be extended. An organic EL display device can be realized.
また、前述した図２に示すように陰極を発光層上に形成されるアルカリ系成分を含む透明導電材料からなる第１陰極層とこの第１陰極層に形成され、透明導電材料からなる第２陰極層とから構成することによって、陰極からの電子の発光層への注入効率をより向上できると共にアルカリ系成分が全体に含まれる陰極に比べて光の透過率をより一層向上することができる。 Further, as shown in FIG. 2 described above, the cathode is formed on the light emitting layer, the first cathode layer made of a transparent conductive material containing an alkaline component, and the second cathode made of the transparent conductive material formed on the first cathode layer. By comprising the cathode layer, the efficiency of injecting electrons from the cathode into the light emitting layer can be further improved, and the light transmittance can be further improved as compared with the cathode containing the alkali component as a whole.
以下、本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.
（実施例１）
下記条件のスパッタリング法によりガラス基板上にＩＴＯ膜を形成した後、このＩＴＯ膜にＣｓを下記条件でイオン注入することによりＣｓドープＩＴＯ膜を得た。
Example 1
After forming an ITO film on the glass substrate by sputtering under the following conditions, Cs-doped ITO film was obtained by ion-implanting Cs into the ITO film under the following conditions.
１）ＩＴＯ膜形成条件
ターゲット組成；Ｉｎ2Ｏ3(９０ｗｔ％)−ＳｎＯ2(１０ｗｔ％)
到達真空度；４．２×１０-4Ｐａ
アルゴンガス流量；２４ｓｃｃｍ
酸素ガス流量；０．５ｓｃｃｍ
酸素ガス分圧；５．８×１０-3Ｐａ
スパッタ圧力；５．７×１０-1Ｐａ
スパッタパワー；ＤＣ５００Ｗ
スパッタ放電電圧；−２７０Ｖ
基板温度；室温
膜厚；８０ｎｍ
２）Ｃｓイオン注入条件
イオン入射エネルギー；３ｋｅＶ
イオン注入個数；８×１０15個／ｃｍ2
得られたＣｓドープＩＴＯ膜について、仕事関数およびシート抵抗を調べた。仕事関数は、大気圧分光装置（理研計器社製商品名；ＡＣ−１）により測定した。シート抵抗は、四探針抵抗測定器（共和理研社製商品名；Ｒ−７０５）により測定した。これらの結果を下記表１に示す。なお、下記表１にはＩＴＯ膜の仕事関数およびシート抵抗を併記した。
Ultimate vacuum: 4.2 × 10 −4 Pa
Argon gas flow rate: 24 sccm
Oxygen gas flow rate: 0.5 sccm
Oxygen gas partial pressure: 5.8 × 10 −3 Pa
Sputtering pressure: 5.7 × 10 −1 Pa
Sputter power: DC500W
Sputter discharge voltage: -270V
Substrate temperature; room temperature, film thickness; 80 nm
2) Cs ion implantation conditions Ion incident energy: 3 keV
Number of ion implantation: 8 × 10 15 / cm 2
The obtained Cs-doped ITO film was examined for work function and sheet resistance. The work function was measured with an atmospheric pressure spectrometer (trade name: AC-1 manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). Sheet resistance was measured with a four-probe resistance measuring instrument (trade name; R-705, manufactured by Kyowa Riken Co., Ltd.). These results are shown in Table 1 below. Table 1 below also shows the work function and sheet resistance of the ITO film.
また、得られたＣｓドープＩＴＯ膜について波長４００〜７００ｎｍの光透過率を調べた。光透過率は、分光光度計（島津製作所製商品名；ＵＶ−３１００）により測定した。その結果を下記表２に示す。なお、下記表２にはＩＴＯ膜の光透過率を併記した。
前記表１および表２から明らかなように実施例１のＣｓドープＩＴＯ膜は、ＩＴＯ膜と同等のシート抵抗を有すると共にＩＴＯ膜に比べて低い仕事関数を有し、さらに４００〜７００ｎｍの範囲の波長域においてＩＴＯ膜と遜色のない光透過率を有し、このＣｓドープＩＴＯ膜から低仕事関数で透明な陰極を実現できることがわかる。 As is apparent from Table 1 and Table 2, the Cs-doped ITO film of Example 1 has a sheet resistance equivalent to that of the ITO film and a work function lower than that of the ITO film, and is in the range of 400 to 700 nm. It can be seen that a transparent cathode with a low work function can be realized from this Cs-doped ITO film, which has a light transmittance comparable to that of the ITO film in the wavelength range.
１…基板、３1、３2、３3…ＴＦＴ、６…隔壁、７1、７2、７3…陽極、９1、９2、９3…発光層、１０…陰極、１１1、１１2、１１3…第１陰極層、１２…第２陰極層。 1 ... substrate, 3 1, 3 2, 3 3 ... TFT, 6 ... partition wall, 7 1, 7 2, 7 3 ... anode, 9 1, 9 2, 9 3 ... light emitting layer, 10 ... cathode, 11 1, 11 2 , 11 3 ... First cathode layer, 12... Second cathode layer.
Claims (4)
前記陰極は、透明導電材料にアルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらのフッ化物から選ばれる少なくとも１つのアルカリ系成分を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。 A cathode, a thin film transistor formed on the substrate, an anode formed on the substrate including the thin film transistor, a hole transport layer, a light emitting layer, and a cathode sequentially formed on the anode; An organic electroluminescence display device that extracts light from
The organic electroluminescence display device, wherein the cathode contains at least one alkaline component selected from an alkali metal, an alkaline earth metal, and a fluoride thereof in a transparent conductive material.
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