(57)【要約】電極及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンスデバイスである。前記電極は、積層設置された第１の導電層１、第２の導電層２及び第３の導電層３を含み、前記第２の導電層２がアルカリ土類金属、アルカリ土類金属合金、アルカリ土類金属化合物のうちの少なくとも１種からなる単層又は多層の複合構造であり、第３の導電層３の仕事関数が３ｅＶよりも小さい。電極における各導電層は、膜層中の欠陥を互いに補うことにより、電極性能をより安定させることができる。また、第３の導電層３の仕事関数が３ｅＶよりも小さいため、効果的に有機／金属界面障壁を低減し電子注入を誘導し、デバイスの発光効率を向上させることができる。また、前記電極は、高い光透過性を有し、光透過電極として用いることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層設置された第１の導電層、第２の導電層及び第３の導電層を含み、前記第２の導電層がアルカリ土類金属、アルカリ土類金属合金およびアルカリ土類金属化合物のうちの少なくとも１種からなる単層又は多層の複合構造であり、前記第３の導電層の仕事関数が３ｅＶよりも小さいことを特徴とする電極。
【請求項２】
前記第３の導電層は、希土類金属、希土類金属合金、希土類金属化合物のうちの少なくとも１種からなる単層又は多層の複合構造であることを特徴とする請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記希土類金属は、ランタン系金属であることを特徴とする請求項２に記載の電極。
【請求項４】
前記ランタン系金属は、イッテルビウム及び／又はサマリウムであることを特徴とする請求項３に記載の電極。
【請求項５】
前記第１の導電層は、銀層であることを特徴とする請求項１に記載の電極。
【請求項６】
前記第１の導電層の厚さは、５ｎｍ〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電極。
【請求項７】
前記第２の導電層の厚さは、０．５ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項６に記載の電極。
【請求項８】
前記第２の導電層の厚さは、０．５ｎｍ〜２ｎｍであることを特徴とする請求項７に記載の電極。
【請求項９】
前記第３の導電層の厚さは、０．５ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項８に記載の電極。
【請求項１０】
積層設置された第１の電極、有機発光層及び第２の電極を含む有機エレクトロルミネッセンスデバイスであって、前記第２の電極が請求項１〜９のいずれか一項に記載の電極であり、前記第３の導電層が前記有機発光層に近接して設置されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンスの領域に関し、具体的には、電極及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンスデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）は、自発光デバイスである。従来のフラットパネル表示技術における薄膜トランジスタ液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、プラズマ表示パネル（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）に比べて、有機発光ダイオードを用いた有機発光表示装置は、コントラストが高く、視野角が広く、消費電力が低く、体積が薄い等の利点を有し、次世代の主流フラットパネル表示技術となることが期待され、現在のフラットパネル表示技術において最も注目されている技術の一つである。
【０００３】
ＯＬＥＤデバイスは、主に積層設置されたアノード、有機発光層及びカソードを含む。電子の注入効率を向上させるために、ＯＬＥＤのカソードは、仕事関数ができるだけ低い金属材料を選択すべきであり、その理由として、電子の注入が正孔の注入よりも難しく、金属の仕事関数の大きさがＯＬＥＤデバイスの発光効率及び寿命に深刻な影響を与え、金属の仕事関数が低いほど、電子注入が容易となり、発光効率が高くなり、また、仕事関数が低いほど、有機／金属界面の障壁が低くなり、動作中に発生したジュール熱が少なくなり、デバイスの寿命を大幅に向上させる。
【０００４】
しかしながら、低仕事関数の単層金属、例えばＭｇ、Ｃａ等のカソードは、空気中に酸化されやすく、デバイスが安定せず、寿命が短くなるため、一般的には、低仕事関数金属と腐食防止金属の合金をカソードとして選択することによりこの問題を回避する。単一金属カソード薄膜を蒸発した場合、大量の欠陥が形成されたので、耐酸化性が低くなり、合金カソードを蒸着した場合、化学的性質が比較的活性な少量の金属が欠陥に優先的に拡散することで、カソード層全体を安定させる。
したがって、優れた性能を有するカソード構造を開発することは、ＯＬＥＤ産業技術の発展を促進するキー技術の一つである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そのために、性能に優れた電極及びそれを用いた有機発光デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、次の技術手段を採用する。
本発明に係る電極は、積層設置された第１の導電層、第２の導電層及び第３の導電層を含み、前記第２の導電層がアルカリ土類金属、アルカリ土類金属合金、アルカリ土類金属化合物のうちの少なくとも１種からなる単層又は多層の複合構造であり、前記第１の導電層及び前記第２の導電層の光透過率がいずれも４０％以上であり、前記第３の導電層の仕事関数が３ｅＶよりも小さい。
【０００７】
好ましくは、前記第３の導電層は、希土類金属、希土類金属合金、希土類金属化合物のうちの少なくとも１種からなる単層又は多層の複合構造である。
【０００８】
好ましくは、前記希土類金属は、ランタン系金属である。
【０００９】
好ましくは、前記ランタン系金属は、イッテルビウム及び／又はサマリウムである。
【００１０】
好ましくは、前記第２の導電層は、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属合金、アルカリ土類金属化合物のうちの少なくとも１種からなる単層又は多層の複合構造である。
【００１１】
好ましくは、前記第１の導電層は、銀層である。
【００１２】
好ましくは、前記第１の導電層の厚さは、５ｎｍ〜２０ｎｍである。
【００１３】
好ましくは、前記第２の導電層の厚さは、０．５ｎｍ〜１０ｎｍである。
【００１４】
好ましくは、前記第２の導電層の厚さは、０．５ｎｍ〜２ｎｍである。
【００１５】
好ましくは、前記第３の導電層の厚さは、０．５ｎｍ〜１０ｎｍである。
【００１６】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、積層設置された第１の電極、有機発光層及び第２の電極を含み、前記第２の電極が上記電極であり、前記第３の導電層が前記有機発光層に近接して設置される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の上記技術手段は、従来の技術に比べて以下の利点を有する。
１、本発明の実施例に係る電極において、積層設置された第１の導電層、第２の導電層及び第３の導電層を含み、第１の導電層及び第２の導電層の光透過率がいずれも４０％以上であり、第３の導電層の仕事関数が３ｅＶよりも小さい。電極における各導電層は、膜層中の欠陥を互いに補うことにより、電極性能をより安定させることができる。同時に、第３の導電層の仕事関数が３ｅＶよりも小さいため、効果的に有機／金属界面の障壁を低減し電子注入を誘導し、デバイスの発光効率を向上させることができる。また、第１の導電層及び第２の導電層の光透過率は、いずれも４０％以上であるため、前記電極が高い光透過性を有し、光透過電極として用いることができる。
【００１８】
２、本発明の実施例に係る電極において、第３の導電層が希土類金属層、希土類金属合金層、希土類金属化合物層のうちの一種又は複数種の組み合わせである。希土類金属は、低い仕事関数を有し、電子注入障壁を効果的に低減し、さらにデバイスの駆動電圧を低減することができるだけでなく、低い光吸収率を有し、デバイスの光取り出し効率への影響が少ない。
【００１９】
３、本発明の実施例に係る電極において、第２の導電層は、第３の導電層と第１の導電層の材料の固溶の発生を効果的に阻止し、電極の安定性を確保することにより、それを用いたデバイスの安定性及び寿命を効果的に向上させることができる。同時に、第２の導電層の厚さが０．５ｎｍ〜１０ｎｍであり、光透過性が高いため、前記電極は、高い光透過性を有し、光透過電極として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の内容をより明瞭に理解しやすくするために、以下、本発明の具体的な実施例及び図面を組み合わせて、本発明をさらに詳細に説明する。
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る電極の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１、実施例３及び比較例２の光透過率の比較図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１、実施例３及び比較例２の反射率の比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の目的、技術手段及び利点をより明らかにするために、以下、図面を参照しながら本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。
本発明は、ここで記載される実施例に限定されるものではなく、様々な形態で実施することが可能であると理解すべきである。逆に、これらの実施例を提供することにより、本開示が徹底し完全になり、かつ、当業者に本発明の思想を十分に伝達することができ、本発明は、特許請求の範囲にのみ限定される。図面において、明瞭のために、層及び領域の寸法及び相対的な寸法を誇張している場合がある。
【００２２】
実施例１
本実施例は、図１に示すように、積層設置された第１の導電層１と第２の導電層２を含む電極を提供する。第１の導電層１は、Ａｇ層であり、厚さが１６ｎｍであり、第２の導電層２は、Ｍｇ層であり、厚さが１ｎｍであり、第３の導電層３は、Ｙｂ層であり、厚さが１ｎｍである。
【００２３】
本実施例は、Ａｇ／ＩＴＯ（２０ｎｍ）／ＨＡＴＣＮ（２０ｎｍ）／ＮＰＢ（４０ｎｍ）／ｍＣＢＰ：３ｗｔ％Ｉｒ（ｐｉｑ）３（３０ｎｍ）／ＴＰＢｉ（５０ｎｍ）／Ｙｂ（１ｎｍ）／Ｍｇ（１ｎｍ）／Ａｇ（１６ｎｍ）／ＩＴＯ（２０ｎｍ）である有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供する。
【００２４】
第１の電極は、積層設置されたＡｇ層とＩＴＯ層であり、
正孔注入層は、ＨＡＴＣＮ（２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザ）層であり、
正孔輸送層は、ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−ジ（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）層であり、
発光層は、Ｉｒ（ｐｉｑ）３（トリス（１−フェニルイソキノリン−Ｃ２，Ｎ）イリジウム（ＩＩＩ））とＣＢＰ（Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル）のドープ層であり、
正孔阻止層は、ＴＰＢｉ（１，３，５−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）ベンゼン）層であり、
第２の電極は、上記本発明に係る電極であり、
光結合層は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）層である。
【００２５】
本発明の変形可能な実施例として、前記有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構造は、これに限定されるものでなく、本発明に係る電極を用いたものであれば、いずれも本発明の目的を達成することができ、本発明の保護範囲に属する。
【００２６】
実施例２
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第３の導電層がＹｂ２Ｏ３層であり、厚さが１ｎｍであるという点で相違する電極を提供する。
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の電極が本実施例に係る電極であるという点で相違するＡｇ／ＩＴＯ（２０ｎｍ）／ＨＡＴＣＮ（２０ｎｍ）／ＮＰＢ（４０ｎｍ）／ｍＣＢＰ：３ｗｔ％Ｉｒ（ｐｉｑ）３（３０ｎｍ）／ＴＰＢｉ（５０ｎｍ）／Ｙｂ２Ｏ３（１ｎｍ）／Ｍｇ（１ｎｍ）／Ａｇ（１６ｎｍ）／ＩＴＯ（２０ｎｍ）の有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供する。
【００２７】
実施例３
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の導電層がＭｇ、Ａｇ合金層であり、厚さが２ｎｍであり、第１の導電層の厚さが５ｎｍであるという点で相違する電極を提供する。
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の電極が本実施例に係る電極であるという点で相違する有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供する。
【００２８】
実施例４
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第３の導電層がＳｍ、Ｃａ合金層であり、Ｓｍの質量含有量が５０％であり、厚さが０．５ｎｍであるという点で相違する電極を提供する。
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の電極が本実施例に係る電極であるという点で相違する有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供する。
【００２９】
実施例５
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第３の導電層がＹｂＮ層であり、第２の導電層がＭｇＣＯ３層であり、厚さが１ｎｍであるという点で相違する電極を提供する。
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の電極が本実施例に係る電極であるという点で相違する有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供する。
【００３０】
実施例６
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第１の導電層の厚さが２０ｎｍであり、第２の導電層の厚さが０．５ｎｍであるという点で相違する電極を提供する。
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の電極が本実施例に係る電極であるという点で相違する有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供する。
【００３１】
実施例７
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の導電層の厚さが１０ｎｍであり、第３の導電層の厚さが１０ｎｍであるという点で相違する電極を提供する。
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の電極が本実施例に係る電極であるという点で相違する有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供する。
【００３２】
比較例１
本比較例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の導電層を含まないという点で相違する電極を提供する。
本比較例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の電極が本比較例に係る電極であるという点で相違する有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供する。
【００３３】
比較例２
本比較例は、構造が実施例１と同じであるが、第３の導電層を含まず、第２の導電層がＭｇ、Ａｇ合金層であり、厚さが２ｎｍであるという点で相違する電極を提供する。
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の電極が本比較例に係る電極であるという点で相違する有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供する。
【００３４】
比較例３
本比較例は、構造が実施例１と同じであるが、第３の導電層がＡｇ層であるという点で相違する電極を提供する。
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の電極が本比較例に係る電極であるという点で相違する有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供する。
【００３５】
比較例４
本比較例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の導電層の厚さが２０ｎｍであるという点で相違する電極を提供する。
本実施例は、構造が実施例１と同じであるが、第２の電極が本比較例に係る電極であるという点で相違する有機エレクトロルミネッセンスデバイスをさらに提供する。
【００３６】
試験例１
上記実施例及び比較例に係る電極に対して光透過率、反射率試験を行う。図２に示すように、可視光範囲において、実施例１及び実施例３に係る電極の光透過率は、いずれも３０％以上であり、６０％に達することもあり、比較例２に係る電極の光透過率は、いずれも３０％未満である。図２及び図３に示すように、実施例１、実施例３及び比較例２の異なるカソード構造の光透過率及び反射率を比較すると、実施例１及び実施例３の光透過率が４０％を超え、比較例２の光透過率よりも２５％高く、ＯＬＥＤデバイスの光取り出し特性を効果的に向上させることができる。実施例１及び実施例３の光反射率は、比較例２よりも４２％高く、光透過率及び反射率の向上により光取り出し効率を効果的に向上させ、デバイスの発光効率を向上させることができる。
【００３７】
試験例２
有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、長時間の動作条件下で、有機薄膜が元の非結晶性薄膜から結晶性薄膜に転移する可能性があり、その薄膜変化によりデバイスの劣化をもたらす。
そのため、異なる温度でそれぞれ１時間アニーリングしたデバイスと、アニーリングしない（２５℃）デバイスとのＴ９７（輝度が１００００ｎｉｔから９７％まで減衰する寿命）試験結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2019525385.tif 000003
【００３９】
上記表１のデータから分かるように、本発明に係る電極を有機エレクトロルミネッセンスデバイスに用いると、デバイスの寿命が比較例に係るデバイスよりもはるかに大きく、高温条件でのデバイス安定性がより高い。
【００４０】
試験例３
動的寿命実験（５０％  ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｃｈｅｃｋｅｒｂｏａｒｄ評価）を行い、すなわち特定の動作環境で、表示画面をクロスチェッカーボードの形で点灯し、１０Ｓごとに一回変換し、輝度減衰を試験することによりデバイスの寿命を評価し、輝度が初期輝度の５０％まで減衰すると、実験を停止し、輝度試験が光度計ｓｐｅｃｔｒａｓｃａｎ  ＰＲ６５５を用いて測定した。常温（２５℃）と高温（８５℃）での動的寿命実験の二種類に分けられる。
【００４１】
【表２】
2019525385.tif 000004
【００４２】
表２のデータから分かるように、本発明に係る電極を有機エレクトロルミネッセンスデバイスに用いると、デバイスの発光効率及び寿命を顕著に向上させ、駆動電圧を低減することができる。また、色座標（ＣＩＥ）データから分かるように、前記電極は、低い光吸収率を有し、デバイスの発光色に影響を与えない。
【００４３】
明らかに、上記実施例は、実施形態を限定するものではなく、明確に説明するために例示したものに過ぎない。当業者であれば、上記説明を基にさらに他の様々な形式の変形又は変更を行うことができる。ここで全ての実施形態を列挙する必要性も可能性もない。これから導出した明らかな変形又は変更は、すべて本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【符号の説明】
【００４４】
１      第１の導電層
２      第２の導電層
３      第３の導電層
【図１】
2019525385.tif 000005
【図２】
2019525385.tif 000006
【図３】
2019525385.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月6日(2018.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
しかしながら、低仕事関数の単層金属、例えばＭｇ、Ｃａ等のカソードは、空気中に酸化されやすく、デバイスが安定せず、寿命が短くなるため、一般的には、低仕事関数金属と腐食防止金属の合金をカソードとして選択することによりこの問題を回避する。単一金属カソード薄膜を蒸着した場合、大量の欠陥が形成されたので、耐酸化性が低くなり、合金カソードを蒸着した場合、化学的性質が比較的活性な少量の金属が欠陥に優先的に拡散することで、カソード層全体を安定させる。
したがって、優れた性能を有するカソード構造を開発することは、ＯＬＥＤ産業技術の発展を促進するキー技術の一つである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2019525385.tif 000008
2019525385.tif 000009
2019525385.tif 000010
2019525385.tif 000011