JP5463882B2 - 発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(A)第1電極、
(B)有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
(C)半透過・反射膜、
(D)抵抗層、及び、
(E)第2電極、
が、順次、積層されて成り、
第1電極は、発光層からの光を反射し、
第2電極は、発光層からの光を透過し、
半透過・反射膜は、有機層側から、第1半透過・反射膜及び第2半透過・反射膜の積層構造から成り、
有機層上における半透過・反射膜の平均膜厚は、1nm乃至6nmである。
(A)第1電極、
(B)有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
(C)抵抗層、及び、
(D)第2電極、
が、順次、積層されて成り、
第1電極は、発光層からの光を反射し、
第2電極は、発光層からの光を透過し、
有機層と抵抗層との間には、有機層の最上層部を構成する材料と、抵抗層の最下層部を構成する材料と、金属との混合層が形成されている。
(A)第1電極、
(B)有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
(C)抵抗層、及び、
(D)第2電極、
が、順次、積層されて成り、
第1電極は、発光層からの光を反射し、
第2電極は、発光層からの光を透過する発光素子の製造方法であって、
有機層上に、物理的気相成長法(PVD法)に基づき、第1半透過・反射膜及び第2半透過・反射膜を、順次、成膜する工程を含む。
1.本発明の第1の態様及び第2の態様に係る発光素子、並びに、本発明の発光素子の製造方法、全般に関する説明
2.実施例1(本発明の第1の態様に係る発光素子)
3.実施例2(実施例1の変形)
4.実施例3(実施例1の別の変形)
5.実施例4(実施例1の更に別の変形)
6.実施例5(実施例1の更に別の変形)
7.実施例6(実施例5の変形)
8.実施例7(本発明の第2の態様に係る発光素子、その他)
本発明の発光素子の製造方法においては、第1半透過・反射膜及び第2半透過・反射膜の成膜におけるPVD法の条件に依存して、更には、抵抗層の成膜条件に依存して、本発明の第1の態様に係る発光素子が得られる場合もあるし、本発明の第2の態様に係る発光素子が得られる場合もある。ここで、PVD法として、特に真空蒸着法やロングスロー・マグネトロン・スパッタリング法のような成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法に基づき形成することが、有機層のダメージ発生を防止し、しかも、後述するように、不連続な部分を設けるといった観点から好ましい。有機層にダメージが発生すると、リーク電流の発生による「滅点」と呼ばれる非発光画素(あるいは非発光副画素)が生じる虞がある。本発明の第2の態様に係る発光素子にあっては、有機層と抵抗層との間には、有機層の最上層部を構成する材料と、抵抗層の最下層部を構成する材料と、金属との混合層が形成されているが、係る混合層は、有機層上にPVD法に基づき第1半透過・反射膜及び第2半透過・反射膜を、順次、成膜し、次いで、PVD法に基づき抵抗層を成膜することで、得ることができる。
1×10-3≦R1/R2≦1×10-1
1×10-3≦R3/R2≦1×10-1
を満足することが望ましい。このように抵抗層を多層構造とすることで、半透過・反射膜等と抵抗層との間の接触状態をより一層良好なものとすることができ、抵抗層における電圧降下を少なくすることができ、駆動電圧の低電圧化を図ることができる。
−0.6≦n0−n1≦−0.4
0.4≦n1−n2≦ 0.9
を満足することが望ましく、あるいは又、視野角を重視する場合、
−0.2≦n0−n1≦ 0.2
0.2≦n1−n2≦ 0.4
を満足することが望ましい。
0.7≦{(2×OL)/λ+Φ/(2π)}≦1.3
又は、
−0.3≦{(2×OL)/λ+Φ/(2π)}≦0.3
を満足する形態とすることができる。これらのように、第1界面と第2界面等によって構成される光の干渉条件あるいは共振条件を規定することで、輝度、色度の視野角依存性を非常に少なくすることができる。
0.7{−Φ2/(2π)+m2}≦2×OL2/λ≦1.2{−Φ2/(2π)+m2} (1−2)
ここで、
λ :発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長
Φ1:第1界面で生じる反射光の位相シフト量(単位:ラジアン)[但し、−2π<Φ1≦0]
Φ2:第2界面(あるいは、後述する第3界面若しくは第4界面)で生じる反射光の位相シフト量(単位:ラジアン)[但し、−2π<Φ2≦0]
であり、(m1,m2)の値は、(0,0)又は(1,0)又は(0,1)である。
第1界面と第2界面(あるいは、第3界面若しくは第4界面)との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第2電極から出射させ、
発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、600nm乃至650nmであり、
第1電極上における有機層の膜厚は、1.1×10-7m乃至1.6×10-7mである形態(赤色を発光する赤色発光・副画素を構成する赤色発光の発光素子であり、赤色発光素子、赤色発光有機EL素子と呼ぶ)とすることができる。
第1界面と第2界面(あるいは、第3界面若しくは第4界面)との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第2電極から出射させ、
発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、500nm乃至550nmであり、
第1電極上における有機層の膜厚は、9×10-8m乃至1.3×10-7mである形態(緑色を発光する緑色発光・副画素を構成する緑色発光の発光素子であり、緑色発光素子、緑色発光有機EL素子と呼ぶ)とすることができる。
第1界面と第2界面(あるいは、第3界面若しくは第4界面)との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第2電極から出射させ、
発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、430nm乃至480nmであり、
第1電極上における有機層の膜厚は、6×10-8m乃至1.1×10-7mである形態(青色を発光する青色発光・副画素を構成する青色発光の発光素子であり、青色発光素子、青色発光有機EL素子と呼ぶ)とすることができる。
(a)第1電極、
(b)開口部を有し、開口部の底部に第1電極が露出した絶縁層、
(c)開口部の底部に露出した第1電極の部分の上から、開口部を取り囲む絶縁層の部分に亙り設けられ、有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
(d)少なくとも有機層上に形成された半透過・反射膜(有機層側から、第1半透過・反射膜及び第2半透過・反射膜の積層構造から成る)、
(e)半透過・反射膜を覆う抵抗層、及び、
(f)抵抗層上に形成された第2電極、
が、順次、積層されて成る発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子,有機EL素子)を、複数、有し、
第1電極は、発光層からの光を反射し、
第2電極は、発光層からの光を透過し、
有機層上における半透過・反射膜の平均膜厚は、1nm乃至6nmであり、
絶縁層の上の半透過・反射膜の部分は、少なくとも部分的に不連続である。
(a)第1電極、
(b)開口部を有し、開口部の底部に第1電極が露出した絶縁層、
(c)開口部の底部に露出した第1電極の部分の上から、開口部を取り囲む絶縁層の部分に亙り設けられ、有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
(d)有機層を覆う抵抗層、及び、
(e)抵抗層上に形成された第2電極、
が、順次、積層されて成り、
有機層と抵抗層との間には、有機層の最上層部を構成する材料と、抵抗層の最下層部を構成する材料と、金属との混合層が形成されている発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子,有機EL素子)を、複数、有し、
第1電極は、発光層からの光を反射し、
第2電極は、発光層からの光を透過し、
絶縁層の上の混合層の部分は、少なくとも部分的に不連続である。
RB>RG
RB>RR
としてもよい。RB,RG,RRを異ならせるためには、例えば、赤色発光素子を構成する抵抗層の厚さと、緑色発光素子を構成する抵抗層の厚さと、青色発光素子を構成する抵抗層の厚さとを異ならせればよい。あるいは又、赤色発光素子を構成する抵抗層の構成材料と、緑色発光素子を構成する抵抗層の構成材料と、青色発光素子を構成する抵抗層の構成材料とを異ならせればよい。あるいは又、赤色発光素子を構成する抵抗層の導電性に寄与する物質の含有量と、緑色発光素子を構成する抵抗層の導電性に寄与する物質の含有量と、青色発光素子を構成する抵抗層の導電性に寄与する物質の含有量とを異ならせればよい。
(A)第1電極21、
(B)有機発光材料から成る発光層23Aを備えた有機層23、
(C)半透過・反射膜、
(D)抵抗層50、及び、
(E)第2電極22、
が、順次、積層されて成る。そして第1電極21は、発光層23Aからの光を反射し、第2電極22は、発光層23Aからの光を透過し、半透過・反射膜は、有機層23側から、第1半透過・反射膜41及び第2半透過・反射膜42の積層構造から成り、有機層23上における半透過・反射膜の平均膜厚は1nm乃至6nmである。
(a)第1電極21、
(b)開口部25を有し、開口部25の底部に第1電極21が露出した絶縁層24、
(c)開口部25の底部に露出した第1電極21の部分の上から、開口部25を取り囲む絶縁層24の部分に亙り設けられ、有機発光材料から成る発光層23Aを備えた有機層23、
(d)少なくとも有機層23上に形成された半透過・反射膜(有機層23側から、第1半透過・反射膜41及び第2半透過・反射膜42の積層構造から成る)、
(e)半透過・反射膜を覆う抵抗層50、及び、
(f)抵抗層50上に形成された第2電極22、
を具備した有機EL素子を、複数、有している。そして、第1電極21は発光層23Aからの光を反射し、第2電極22は発光層23Aからの光を透過し、有機層23上における半透過・反射膜の平均膜厚は1nm乃至6nmであり、絶縁層24の上の半透過・反射膜の部分は、少なくとも部分的に不連続である。
第2基板33 :ソーダガラス
接着層32 :アクリル系接着剤
保護膜31 :SiNx層(厚さ:5μm)
第2電極(カソード電極)22:ITO層(厚さ:0.1μm)
抵抗層50 :Nb2O5層(厚さ:0.5μm)
半透過・反射膜
第2半透過・反射膜42 :Mg−Ag膜(厚さ:3nm)
第1半透過・反射膜41 :Ca膜 (厚さ:2nm)
電子注入層 :LiF層(厚さ:0.3nm)
有機層23 :後述
第1電極(アノード電極)21:Al−Nd層(厚さ:0.2μm)
層間絶縁層16 :SiO2層
TFT :有機EL素子駆動部を構成
第1基板11 :ソーダガラス
第1電極21の屈折率
実数部:0.755
虚数部:5.466
半透過・反射膜40の屈折率
実数部:0.617
虚数部:3.904
第2電極22の屈折率
実数部:1.814
虚数部:0
抵抗層50の屈折率
実数部:2.285
虚数部:0
保護膜31の屈折率
実数部:1.87
虚数部:0
接着層32の屈折率
実数部:1.53
虚数部:0
第1電極21の光反射率 :85%
半透過・反射膜40の光透過率:60%
第2電極22の光反射率 : 2%
0.7{−Φ2/(2π)+m2}≦2×OL2/λ≦1.2{−Φ2/(2π)+m2} (1−2)
λ :発光層23Aで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長
Φ1:第1界面26で生じる反射光の位相シフト量(単位:ラジアン)[但し、−2π<Φ1≦0]
Φ2:第2界面27で生じる反射光の位相シフト量(単位:ラジアン)[但し、−2π<Φ2≦0]
であり、(m1,m2)の値は、実施例1、あるいは、後述する実施例2〜実施例6にあっては、(0,0)である。
−0.3≦{(2×OL)/λ+Φ/(2π)}≦0.3
を満足する。
発光層23Aで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、600nm乃至650nm(実施例1、あるいは、後述する実施例2〜実施例7にあっては、具体的には、620nm)であり、
第1電極21上における有機層23の膜厚は、1.1×10-7m乃至1.6×10-7m(実施例1にあっては、具体的には、140nm)である。
発光層23Aで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、500nm乃至550nm(実施例1、あるいは、後述する実施例2〜実施例7にあっては、具体的には、530nm)であり、
第1電極21上における有機層23の膜厚は、9×10-8m乃至1.3×10-7m(実施例1にあっては、具体的には、118nm)である。
発光層23Aで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長は、430nm乃至480nm(実施例1、あるいは、後述する実施例2〜実施例7にあっては、具体的には、460nm)であり、
第1電極21上における有機層23の膜厚は、6×10-8m乃至1.1×10-7m(実施例1にあっては、具体的には、88nm)である。
電気抵抗率(ρ1) :3.0×10-4Ω・cm
膜厚(d1) :0.1μm
第2電極22を流れる電流密度(J1):10mA/cm2
[抵抗層50]
電気抵抗率(ρ2) :1.0×104Ω・cm〜1.0×106Ω・cm
膜厚(d2) :0.5μm
抵抗層50を流れる電流密度(J2) :10mA/cm2
抵抗層50のシート抵抗 =(ρ2/d2)=2×108Ω/□〜2×1010Ω/□
抵抗層50における電圧降下 =ρ2×d2×J2=5mV〜500mV
相対輝度比=RL1/RL0
で求められる。また、相対輝度値は、
相対輝度値=(所定時間経過後の輝度値)/(初期輝度値)
で求められる。
先ず、第1基板11上に、副画素毎にTFTを、周知の方法で作製する。TFTは、第1基板11上に形成されたゲート電極12、第1基板11及びゲート電極12上に形成されたゲート絶縁膜13、ゲート絶縁膜13上に形成された半導体層に設けられたソース/ドレイン領域14、並びに、ソース/ドレイン領域14の間であって、ゲート電極12の上方に位置する半導体層の部分が相当するチャネル形成領域15から構成されている。尚、図示した例にあっては、TFTをボトムゲート型としたが、トップゲート型であってもよい。TFTのゲート電極12は、走査回路(図示せず)に接続されている。次に、第1基板11上に、TFTを覆うように、SiO2から成る下層層間絶縁層16AをCVD法にて成膜した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、下層層間絶縁層16Aに開口16’を形成する(図5の(A)参照)。
次いで、下層層間絶縁層16A上に、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき、アルミニウムから成る配線17を形成する。尚、配線17は、開口16’内に設けられたコンタクトプラグ17Aを介して、TFTのソース/ドレイン領域14に電気的に接続されている。配線17は、信号供給回路(図示せず)に接続されている。そして、全面にSiO2から成る上層層間絶縁層16BをCVD法にて成膜する。次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、上層層間絶縁層16B上に開口18’を形成する(図5の(B)参照)。
その後、上層層間絶縁層16B上に、真空蒸着法とエッチング法との組合せに基づき、Al−Nd合金から成る第1電極21を形成する(図5の(C)参照)。尚、第1電極21は、開口18’内に設けられたコンタクトプラグ18を介して、配線17に電気的に接続されている。
次いで、開口部25を有し、開口部25の底部に第1電極21が露出した絶縁層24を、第1電極21を含む層間絶縁層16上に形成する(図6の(A)参照)。具体的には、スピンコーティング法及びエッチング法に基づき、厚さ1μmのポリイミド樹脂から成る絶縁層24を、層間絶縁層16の上、及び、第1電極21の周辺部の上に形成する。尚、開口部25を囲む絶縁層24の部分は、なだらかな斜面を構成していることが好ましい。
次に、開口部25の底部に露出した第1電極21の部分の上から、開口部25を取り囲む絶縁層24の部分に亙り、有機層23を形成する(図6の(B)参照)。尚、有機層23は、例えば、有機材料から成る正孔輸送層、電子輸送層を兼ねた発光層が順次積層されている。具体的には、絶縁層24を一種のスペーサとし、絶縁層24の上に各副画素を構成する有機層23を形成するためのメタルマスク(図示せず)を絶縁層24の突起部の上に載置した状態で、抵抗加熱に基づき、有機材料を真空蒸着する。有機材料は、メタルマスクに設けられた開口を通過し、副画素を構成する開口部25の底部に露出した第1電極21の部分の上から、開口部25を取り囲む絶縁層24の部分の上に亙り堆積する。
その後、表示領域の全面に、第1半透過・反射膜41、第2半透過・反射膜42を、順次、形成する(図7の(A)参照)。半透過・反射膜40は、N×M個の有機EL素子を構成する有機層23の全面を覆っている。但し、絶縁層24の上の半透過・反射膜40の部分40Aは、前述したとおり、少なくとも部分的に不連続となる。半透過・反射膜40は、有機層23に対して影響を及ぼすことのない程度に成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法である真空蒸着法に基づき形成されている。第1半透過・反射膜41及び第2半透過・反射膜42の成膜条件を以下の表7に例示するが、Mg−Ag(体積比10:1)の共蒸着膜を成膜することで、第2半透過・反射膜42を得ることができる。また、有機層23を大気に暴露することなく、有機層23の形成と同一の真空蒸着装置内において連続して半透過・反射膜40の形成を行うことで、大気中の水分や酸素による有機層23の劣化を防止することができる。尚、半透過・反射膜40の成膜にあっては、不連続状態を得るためにはカバレッジが悪い方がよい。従って、成膜時の圧力を低くすることが好ましく、具体的には、例えば、1×10-3Pa以下が望ましい。
第1半透過・反射膜41の真空蒸着法に基づく成膜条件
Ca加熱温度 :480゜C
Ca成膜レート:0.05nm/秒
第2半透過・反射膜42の真空蒸着法に基づく成膜条件
Mg加熱温度 :280゜C
Mg成膜レート:0.05nm/秒
Ag加熱温度 :1100゜C
Ag成膜レート:0.05×{x/(100+x)}nm/秒
ここで、「x」はAg濃度(%)
次いで、1×104Ω・m(1×106Ω・cm)の電気抵抗率を有する酸化ニオブ(Nb2O5)から成り、有機層23の上方における厚さが0.5μmである抵抗層50を、スパッタリング法にて形成する。抵抗層50は第2電極22と接することになるが、抵抗値を高くして、抵抗層50を流れる電流を1副画素全体に流れる電流の1/10以下に抑えることができれば、たとえ、図3の(A)に示した状態が発生したとしても、表示画像において滅点、半滅点等の欠点、欠陥として認識されない。抵抗層50をNb2O5から構成する場合、抵抗層50に要求される特性を計算してみると、前述したとおりとなり、1×102Ω・m乃至1×104Ω・mの電気抵抗率が好ましい。また、抵抗層50の成膜時の回りこみによるカバレッジを考慮すると、成膜時の圧力は高い方が好ましく、0.1Pa乃至10Paとすることが望ましい。また、抵抗層50を酸化物半導体から構成する場合、成膜時の酸素濃度(酸素分圧)によって抵抗層50の電気抵抗率が変化する場合があるが、抵抗層50をNb2O5から構成する場合、成膜時の酸素濃度が変化しても(具体的には、例えば、酸素分圧が1×10-4Paから1×10-2Paまで変化しても)、1×102Ω・m〜1×104Ω・m(1×104Ω・cm〜1×106Ω・cm)までしか変化せず、安定した電気抵抗率を得ることができる。
その後、表示領域の全面に第2電極22を形成する(図7の(B)参照)。第2電極22は、N×M個の有機EL素子を構成する有機層23の全面を覆っている。但し、第2電極22は、抵抗層50、有機層23及び絶縁層24によって第1電極21とは絶縁されている。第2電極22も、有機層23に対して影響を及ぼすことのない程度に成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法であるロングスロー・マグネトロン・スパッタリング法に基づき形成されている。また、有機層23を大気に暴露することなく、有機層23の形成と同一の真空蒸着装置内において連続して第2電極22までの形成を行うことで、大気中の水分や酸素による有機層23の劣化を防止することができる。具体的には、厚さ0.1μmのITO層を全面に成膜することで、第2電極22を得ることができる。
次いで、第2電極22上に、アモルファス窒化シリコン(α−Si1-xNx)から成る絶縁性の保護膜31をプラズマCVD法に基づき形成する。保護膜31の形成は、第2電極22を大気に暴露することなく、連続して行うことで、大気中の水分や酸素による有機層23の劣化を防止することができる。その後、保護膜31と第2基板33とを、アクリル系接着剤から成る接着層32によって接着する。最後に、外部回路との接続を行うことで、有機EL表示装置を完成させることができる。
第2抵抗層の電気抵抗率R2:1×104Ω・m(1×106Ω・cm)
RB=150Ω・cm2
RG= 50Ω・cm2
RR=100Ω・cm2
とした。これによって、青色発光素子、緑色発光素子及び赤色発光素子の駆動電圧を揃えることができ、駆動電圧の上昇を最小限とすることができ、しかも、第1電極と第2電極との間での短絡の発生を確実に抑制することができる。
(A)第1電極621、
(B)導電体膜70、
(C)有機発光材料から成る発光層623Aを備えた有機層623、
(D)半透過・反射膜(有機層623側から、第1半透過・反射膜41及び第2半透過・反射膜42の積層構造から成る)、
(E)抵抗層50、及び、
(F)第2電極622、
が、順次、積層されて成る。
第2基板33 :ソーダガラス
接着層32 :アクリル系接着剤
保護膜31 :SiNx層(厚さ:5μm)
第2電極(アノード電極)622:ITO層(厚さ:0.1μm)
抵抗層50 :Nb2O5層(厚さ:0.5μm)
半透過・反射膜
第2半透過・反射膜42 :Mg−Ag膜
第1半透過・反射膜41 :Ca膜
電子注入層 :LiF層(厚さ:0.3nm)
有機層623 :後述
導電体膜70 :Mg−Ag膜(厚さ:2nm)
第1電極(カソード電極)621:Al−Nd層(厚さ:0.3μm)
層間絶縁層16 :SiO2層
TFT :有機EL素子駆動部を構成
第1基板11 :ソーダガラス
第1電極621の屈折率
実数部:0.755
虚数部:5.466
半透過・反射膜40の屈折率
実数部:0.617
虚数部:3.904
導電体膜70の屈折率
実数部:0.617
虚数部:3.904
第2電極622の屈折率
実数部:1.814
虚数部:0
抵抗層50の屈折率
実数部:2.285
虚数部:0
保護膜31の屈折率
実数部:1.87
虚数部:0
接着層32の屈折率
実数部:1.53
虚数部:0
第1電極621の光反射率 :85%
半透過・反射膜40及び導電体膜70の光透過率:60%
導電体膜70の光透過率 :79%
第2電極622の光反射率 : 2%
−0.3≦{(2×OL)/λ+Φ/(2π)}≦0.3
を満足する。
(A)第1電極21、
(B)有機発光材料から成る発光層23Aを備えた有機層23、
(C)抵抗層50、及び、
(D)第2電極22、
が、順次、積層されて成り、
第1電極21は、発光層23Aからの光を反射し、
第2電極22は、発光層23Aからの光を透過し、
有機層23と抵抗層50との間には、有機層23の最上層部を構成する材料と、抵抗層50の最下層部を構成する材料と、金属との混合層80が形成されている。
(a)第1電極21、
(b)開口部25を有し、開口部25の底部に第1電極21が露出した絶縁層24、
(c)開口部25の底部に露出した第1電極21の部分の上から、開口部25を取り囲む絶縁層24の部分に亙り設けられ、有機発光材料から成る発光層23Aを備えた有機層23、
(d)有機層23を覆う抵抗層50、及び、
(e)抵抗層50上に形成された第2電極22、
が、順次、積層されて成り、
有機層23と抵抗層50との間には、有機層23の最上層部を構成する材料と、抵抗層50の最下層部を構成する材料と、金属との混合層80が形成されている発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子,有機EL素子)を、複数、有し、
第1電極21は、発光層23Aからの光を反射し、
第2電極22は、発光層23Aからの光を透過し、
絶縁層24の上の混合層80の部分は、少なくとも部分的に不連続である。
混合層80の屈折率
実数部:0.617
虚数部:3.904
混合層80の光透過率:60%
0.7{−Φ2/(2π)+m2}≦2×OL2/λ≦1.2{−Φ2/(2π)+m2} (1−2)
λ :発光層23Aで発生した光のスペクトルの最大ピーク波長
Φ1:第1界面26で生じる反射光の位相シフト量(単位:ラジアン)[但し、−2π<Φ1≦0]
Φ2:第2界面27で生じる反射光の位相シフト量(単位:ラジアン)[但し、−2π<Φ2≦0]
であり、(m1,m2)の値は、実施例7にあっては、(0,0)である。
−0.3≦{(2×OL)/λ+Φ/(2π)}≦0.3
を満足する。
第1半透過・反射膜の真空蒸着法に基づく成膜条件
Al加熱温度 :1000゜C
Al成膜レート:0.05nm/秒
第2半透過・反射膜の真空蒸着法に基づく成膜条件
Mg加熱温度 :280゜C
Mg成膜レート:0.05nm/秒
Ag加熱温度 :1100゜C
Ag成膜レート:0.05×{x/(100+x)}nm/秒
ここで、「x」はAg濃度(%)
−0.6≦n0−n1≦−0.4
0.4≦n1−n2≦ 0.9
といった効率を重視する関係にある。
第2基板 :ソーダガラス
接着層 :アクリル系接着剤
保護膜 :SiNx層(厚さ:5μm)
第2電極 :ITO層(厚さ:0.1μm)
第2抵抗層 :厚さ0.5μm (屈折率n2:1.7)
第1抵抗層 :厚さ0.06μm(屈折率n1:2.4)
半透過・反射膜:
第2半透過・反射膜:Mg−Ag膜
第1半透過・反射膜:Ca膜
有機層(全体) :厚さ130nm(屈折率n 0 :1.8)
導電体膜 :Mg−Ag膜(厚さ:2nm)
第1電極 :Al−Nd層(厚さ:0.2μm)
層間絶縁層 :SiO2層
TFT :有機EL素子駆動部を構成
第1基板 :ソーダガラス
Claims (11)
- (A)第1電極、
(B)有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
(C)半透過・反射膜、
(D)抵抗層、及び、
(E)第2電極、
が、順次、積層されて成り、
第1電極は、発光層からの光を反射し、
第2電極は、発光層からの光を透過し、
半透過・反射膜は、有機層側から、第1半透過・反射膜及び第2半透過・反射膜の積層構造から成り、
有機層上における半透過・反射膜の平均膜厚は、1nm乃至6nmである発光素子。 - 第1半透過・反射膜は、カルシウム、アルミニウム、バリウム、又は、セシウムから成り、
第2半透過・反射膜は、マグネシウム−銀、マグネシウム−カルシウム、アルミニウム、又は、銀から成る請求項1に記載の発光素子。 - 抵抗層を構成する材料の電気抵抗率は1×102Ω・m乃至1×106Ω・mであり、有機層の上方における抵抗層の厚さは0.1μm乃至2μmである請求項1に記載の発光素子。
- 第1電極と有機層との界面によって構成された第1界面と、半透過・反射膜と有機層との界面によって構成された第2界面との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第2電極から出射させる請求項1に記載の発光素子。
- 第1界面から発光層の最大発光位置までの光学距離をOL1、第2界面から発光層の最大発光位置までの光学距離をOL2としたとき、以下の式(1−1)及び式(1−2)を満たす請求項4に記載の発光素子。
0.7{−Φ1/(2π)+m1}≦2×OL1/λ≦1.2{−Φ1/(2π)+m1} (1−1)
0.7{−Φ2/(2π)+m2}≦2×OL2/λ≦1.2{−Φ2/(2π)+m2} (1−2)
ここで、
λ :発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長
Φ1:第1界面で生じる反射光の位相シフト量(単位:ラジアン)[但し、−2π<Φ1≦0]
Φ2:第2界面で生じる反射光の位相シフト量(単位:ラジアン)[但し、−2π<Φ2≦0]
であり、(m1,m2)の値は、(0,0)又は(1,0)又は(0,1)である。 - 第1界面と第2界面との間の光学距離をOL、発光層で発生した光が第1界面と第2界面で反射する際に生じる位相シフトの和をΦラジアン[但し、−2π<Φ≦0]、発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長をλとした場合、
0.7≦{(2×OL)/λ+Φ/(2π)}≦1.3
又は、
−0.3≦{(2×OL)/λ+Φ/(2π)}≦0.3
を満足する請求項4に記載の発光素子。 - (A)第1電極、
(B)有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
(C)抵抗層、及び、
(D)第2電極、
が、順次、積層されて成り、
第1電極は、発光層からの光を反射し、
第2電極は、発光層からの光を透過し、
有機層と抵抗層との間には、有機層の最上層部を構成する材料と、抵抗層の最下層部を構成する材料と、金属との混合層が形成されており、
抵抗層を構成する材料の電気抵抗率は1×10 2 Ω・m乃至1×10 6 Ω・mであり、有機層の上方における抵抗層の厚さは0.1μm乃至2μmである発光素子。 - (A)第1電極、
(B)有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
(C)抵抗層、及び、
(D)第2電極、
が、順次、積層されて成り、
第1電極は、発光層からの光を反射し、
第2電極は、発光層からの光を透過し、
有機層と抵抗層との間には、有機層の最上層部を構成する材料と、抵抗層の最下層部を構成する材料と、金属との混合層が形成されており、
第1電極と有機層との界面によって構成された第1界面と、抵抗層と混合層との界面によって構成された第2界面との間で、発光層で発光した光を共振させて、その一部を第2電極から出射させる発光素子。 - 第1界面から発光層の最大発光位置までの光学距離をOL1、第2界面から発光層の最大発光位置までの光学距離をOL2としたとき、以下の式(1−1)及び式(1−2)を満たす請求項8に記載の発光素子。
0.7{−Φ1/(2π)+m1}≦2×OL1/λ≦1.2{−Φ1/(2π)+m1} (1−1)
0.7{−Φ2/(2π)+m2}≦2×OL2/λ≦1.2{−Φ2/(2π)+m2} (1−2)
ここで、
λ :発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長
Φ1:第1界面で生じる反射光の位相シフト量(単位:ラジアン)[但し、−2π<Φ1≦0]
Φ2:第2界面で生じる反射光の位相シフト量(単位:ラジアン)[但し、−2π<Φ2≦0]
であり、(m1,m2)の値は、(0,0)又は(1,0)又は(0,1)である。 - 第1界面と第2界面との間の光学距離をOL、発光層で発生した光が第1界面と第2界面で反射する際に生じる位相シフトの和をΦラジアン[但し、−2π<Φ≦0]、発光層で発生した光のスペクトルの最大ピーク波長をλとした場合、
0.7≦{(2×OL)/λ+Φ/(2π)}≦1.3
又は、
−0.3≦{(2×OL)/λ+Φ/(2π)}≦0.3
を満足する請求項8に記載の発光素子。 - (A)第1電極、
(B)有機発光材料から成る発光層を備えた有機層、
(C)抵抗層、及び、
(D)第2電極、
が、順次、積層されて成り、
第1電極は、発光層からの光を反射し、
第2電極は、発光層からの光を透過する発光素子の製造方法であって、
有機層上に、物理的気相成長法に基づき、第1半透過・反射膜及び第2半透過・反射膜を、順次、成膜する工程を含む発光素子の製造方法。
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