有機ＥＬ素子およびそれを用いた発光装置
【課題】 電極として銀薄膜を用いた場合において、低電圧化および発光効率の高い有機ＥＬ素子を提供する。
【解決手段】 基板１０の上に、第１電極１１と有機化合物層１２と第２電極１５とを有し、第２電極１５から光が取り出される有機ＥＬ素子において、第２電極１５が、基板１０側から下地層１３と、金属層１４と、を順に有し、金属層１４は、Ａｇを含み、膜厚が５．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下である金属層であり、下地層１３は、リチウムと、酸素と、マグネシウムと、を含んでいる。
【解決手段】 基板１０の上に、第１電極１１と有機化合物層１２と第２電極１５とを有し、第２電極１５から光が取り出される有機ＥＬ素子において、第２電極１５が、基板１０側から下地層１３と、金属層１４と、を順に有し、金属層１４は、Ａｇを含み、膜厚が５．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下である金属層であり、下地層１３は、リチウムと、酸素と、マグネシウムと、を含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極として銀薄膜を用いた構成において、高い発光効率を有する有機ＥＬ素子とそれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、第１電極と第２電極とその２つの電極の間にある有機化合物層で構成され、有機化合物層内の発光層で発光した光は、第１電極または第２電極のうち一方の電極（光取り出し電極）から光が取り出される。そして、光取り出し電極として、電気伝導率、可視光域の透過率が高い金属である銀薄膜を用いることが提案されている。
【０００３】
しかし、一般的に２０ｎｍ以下の銀薄膜は、連続膜ではなく不連続な膜となり、電気導電率が小さくなるだけでなく、可視光領域の光に対して局所表面プラズモン共鳴による吸収が生じ、透過率が低下してしまう。このような銀薄膜の局所表面プラズモン共鳴による吸収を抑制するため、特許文献１には、銀以外の金属からなる下地層と銀または銀合金からなる銀薄膜層からなる積層透明導電膜を電極として用いる有機ＥＬ素子が開示されている。さらに、その下地層の銀以外の金属は、金、アルミニウム、銅、インジウム、スズおよび亜鉛よりなる群から選択されることが好ましいことが開示されている。
【０００４】
しかし、本願発明者が鋭意検討した結果、特許文献１の積層透明導電膜の構成では、局所表面プラズモン共鳴による吸収の抑制は十分ではないことがわかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７１６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、銀薄膜を電極として用いた有機ＥＬ素子において、高い発光効率が得られることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
基板の上に、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置される発光層を有する有機化合物層と、を有し、前記第２電極から光が取り出される有機ＥＬ素子であって、前記第２電極が、前記基板側から下地層と、前記下地層に接する金属層と、を順に有し、前記金属層は、Ａｇを含み、膜厚が５．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下である金属層であり、前記下地層は、リチウムと、酸素と、マグネシウムと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、銀薄膜を電極として用いた有機ＥＬ素子において、低電圧駆動化および高い発光効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子とそれを用いた発光装置の概略図
【図２】参考例１の透過率を示す図
【図３】参考例２乃至４の透過率を示す図
【図４】参考例５乃至８の透過率を示す図
【図５】参考例９の電子オンリー素子の電子注入特性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照しながら本発明を説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
以下に図面を参照しながら本発明を説明する。図１（ａ）は本発明の有機ＥＬ素子の概略断面図を示している。本発明の有機ＥＬ素子は、基板１０上に、第１電極１１と、第２電極１５と、第１電極１１と第２電極１５との間に配置される発光層を有する有機化合物層１２とを有している。そして、図１（ａ）で示される有機ＥＬ素子は、第２電極１５側から光が取り出され、基板１０とは反対側から光が取り出される構成（いわゆるトップエミッション型）である。第２電極１５は、基板１０側から下地層１３と、下地層１３に接する金属層１４とを順に有している。そして、金属層１４は、銀（Ａｇ）を含み、膜厚が５．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下である薄膜の金属層である。そして、下地層１３として、リチウム（Ｌｉ）と、酸素（Ｏ）と、マグネシウム（Ｍｇ）を含む層である。これにより、金属層１４の局所表面プラズモン共鳴が抑えられ、可視光の吸収が抑制され、透過率の低下が抑制される。さらに、この下地層１３によって、Ａｇからなる金属層１４から有機化合物層１２へ効果的に電子注入障壁が低減されるので、低電圧化が可能となる。
【００１２】
なお、特に図示しないが、基板側から光が取り出される（いわゆるボトムエミッション型の）有機ＥＬ素子においても本発明は適用可能である。具体的には、有機ＥＬ素子が、基板側から第２電極、有機化合物層、第１電極の順に積層され、第２電極が基板側から下地層、金属層の順に積層される構成とすればよい。
【００１３】
本発明に用いられる第２電極１５の金属層１４は、好ましくはＡｇを９０体積％以上含むＡｇ薄膜からなる金属層である。Ａｇ薄膜としては、例えば、ＡｇにＰｄ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｕ等が微量（１０体積％未満）含まれる金属層が挙げられる。金属層１４の膜厚は、電気導電率及び可視光領域（波長４００ｎｍ乃至７８０ｎｍ）での透過率の観点から、５．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましく、さらに、８．０ｎｍ以上１２ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
本発明に用いられる第２電極１５の下地層１３は、Ｌｉ２Ｏと、Ｍｇとを含む混合層である。下地層１３に含まれるＭｇは、下地層に対して体積比率１０体積％以上５０体積％以下となるのが好ましい。より好ましくは、下地層におけるＭｇの体積比率が１０体積％以上３０体積％以下である。
【００１５】
なお、Ｌｉ２ＯのＭｇに対する密度比をρ１、下地層におけるＭｇの体積比率をＸ体積％、下地層におけるＭｇの重量比率をＹ重量％とすると、重量比率Ｙは、Ｙ＝１００／（１＋ρ１（１００／Ｘ−１））で表される。Ｌｉ２Ｏの密度は２．０１３ｇ／ｃｍ３、Ｍｇの密度は１．７３８ｇ／ｃｍ３なので、ρ１は１．１５８である。よって、Ｘ＝１０ならＹ＝８．７５となり、Ｘ＝５０ならＹ＝４６．３３となる。つまり、下地層におけるＭｇの比率が１０体積％以上５０体積％以下であるとは、下地層におけるＭｇの比率が８．８重量％以上４６．３重量％以下であることをいう。さらに、下地層におけるＭｇの比率が１０体積％以上３０体積％以下であるとは、下地層におけるＭｇの比率が８．８重量％以上２７．０重量％以下であることをいう。重量比率に関しては小数点１桁までを有効数字とする。
【００１６】
なお、Ｌｉ２ＯのＭｇに対する密度比をρ１、Ｌｉ２ＯのＭｇに対するモル比をρ２、下地層におけるＭｇの体積比率をＸ体積％、下地層におけるＭｇのモル比率をＺモル％とすると、モル比率Ｚは、Ｚ＝１００／（１＋（ρ１／ρ２）（１００／Ｘ−１））で表される。Ｌｉ２Ｏの分子量密度は２９．８８ｇ／ｃｍ３、Ｍｇの分子量密度は２４．３１ｇ／ｃｍ３なので、ρ２は１．２２９であり、ρ１／ρ２は、０．９４２３である。よって、Ｘ＝１０ならＺ＝１０．５５となり、Ｘ＝５０ならＺ＝５１．４９となる。つまり、下地層におけるＭｇの比率が１０体積％以上５０体積％以下であるとは、下地層におけるＭｇの比率が１０．６モル％以上５１．５モル％以下であることをいう。さらに、下地層におけるＭｇの比率が１０体積％以上３０体積％以下であるとは、下地層におけるＭｇの比率が１０．６モル％以上３１．３モル％以下であることをいう。モル比率に関しては小数点１桁までを有効数字とする。
【００１７】
また、第２金属層１４のＡｇの比率は、好ましくは８３．０重量％以上であり、最適には９０．０重量％以上である。また、第２金属層１４のＡｇの比率は、好ましくは９２．４モル％以上であり、最適には、９５．０モル％以上である。
【００１８】
下地層１３の膜厚は、２．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下であれば良く、好ましくは、４．０ｎｍ以上１６ｎｍ以下である。さらに好ましくは６．０ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【００１９】
下地層が上記の構成であれば、青色（波長４５０ｎｍ）よりも長波長の光に対して、第２電極の透過率がＡｇ単層の透過率よりも大きくなる。透過率の低下を抑制するメカニズムは、よく分かっていないが以下のようなことが考えられる。Ｍｇの酸化物生成自由エネルギーがリチウム（Ｌｉ）よりも低いためＬｉ２ＯとＭｇとの混合層中でＬｉ２Ｏが一部還元され、Ｌｉが発生して、下地層の金属層側の界面にＬｉが存在していると考えられる。一方、ＬｉとＡｇとは原子的に結合しやすい。このため、下地層の金属層側の界面のＬｉを核として、下地層の金属層側の界面を面内方向に広がりながら成膜され、連続膜となりやすい。このため、Ａｇが薄膜であるにもかかわらず、Ａｇの局所表面プラズモン共鳴が抑えられ、可視光の吸収が抑制されると考えられる。
【００２０】
さらに、このＬｉが発生することにより、有機化合物層への電子注入障壁が小さくなり、極めて効果的に有機化合物層への電子注入を行うことができると考えられる。また、Ｌｉ２Ｏ中のＭｇが導電パスとして機能するため、絶縁性の高いＬｉ２Ｏによる有機ＥＬ素子の駆動電圧の上昇を低減できると考えられる。
【００２１】
また、Ｍｇの代わりに、Ｃａ等のアルカリ土類金属、またはＣｓ等のアルカリ金属を用いることが可能であり、同様の効果を得ることができると考えられる。
【００２２】
また、下地層１３に含まれるＭｇは、下地層内で濃度勾配を有していてもよく、例えば、下地層１３中のＭｇが金属層側に向かって、濃度（体積比率）が大きくなるようにすれば、下地層の金属層側の界面において、Ｌｉの存在する量が増えるので好ましい。
【００２３】
次に、有機ＥＬ素子の他の構成要件について説明する。基板１０は、ガラスまたはプラスチックのような誘電体を用いることができる。また、基板１０は、支持基板と、その上に設けられたスイッチング素子と、その上に設けられた絶縁層とで構成されるものであってもよい。なお、スイッチング素子は例えば、ＴＦＴを用いることができ、有機ＥＬ素子の発光を制御するための制御手段となる。
【００２４】
第１電極１１は、反射率の高いものが好ましく、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒ、またはそれらの合金などの金属層を、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の膜厚で用いることができる。この金属層は、蒸着法、スパッタリング法などの公知の方法で形成することができる。さらに第１電極は、金属層の光取り出し側に、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛等の透明酸化物導電層を積層する構成であってもよい。その透明酸化物導電層の膜厚は、５．０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。なお、透明とは、可視光領域において４０％以上の透過率を有することを言う。
【００２５】
有機化合物層１２は、少なくとも発光層を含み、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子注入層、電子輸送層、電子ブロック層等の機能層を有し、各機能層は適当な順に積層されて構成されている。有機化合物層に用いられる各機能層を構成する材料は、公知の材料を用いることができる。
【００２６】
また、第２電極１５上に上述した透明酸化物導電層や屈折率の高い有機化合物層、ＳｉＮなどの保護層を設けることが可能である。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、本発明の別な実施形態について説明する。図１（ｂ）のように本発明の発光装置は、有機ＥＬ素子からなる画素１を複数有する発光装置であって、これら各画素の発光を制御するＴＦＴなどの制御手段を備えており、画素１が本発明の有機ＥＬ素子により構成されている。
【００２８】
さらに、この発光装置を表示装置として用いることができる。この場合には、複数の画素ユニットがマトリックス状に配列され、各画素ユニットは、発光色の異なる複数の画素、例えば、赤色発光画素、緑色発光画素及び、青色発光画素で構成されるようにするのが良い。つまり、赤色発光画素は、赤色を発光する有機ＥＬ素子により構成されている。赤色発光画素、緑色発光画素及び、青色発光画素を有する発光装置において、各画素が本発明の有機ＥＬ素子を有することが好ましい。
【００２９】
なお、本発明において画素とは、独立して発光の制御が可能である最小の単位を示す。そして画素ユニットとは、発光色の異なる複数の画素で構成され、各画素の混色によって所望の色の発光を可能とする最小の単位を示す。
【００３０】
本実施形態において、すべての画素が本発明の有機ＥＬ素子であってもよいし、一部の画素のみが本発明の有機ＥＬ素子でもよい。すなわち、本発明の有機ＥＬ素子と従来の有機ＥＬ素子を両方有する構成であってもよい。この場合は、両者の割合を調整することで、表示装置の発光特性を調整することができる。
【００３１】
また、このように両方有する場合には、本発明の有機ＥＬ素子と従来の有機ＥＬ素子を規則的に配列されてもよいが、本発明の有機ＥＬ素子が不規則に点在し配置されていてもよい。
【００３２】
また、画素には、光取り出し効率を向上させる手段を備えていてもよい。この手段は各画素それぞれに設けられていてもよいし、特定の画素にのみ設けられていてもよい。
【００３３】
本発明の発光装置は、照明やプリンタヘッド、露光装置や表示装置用のバックライト等の様々な用途に適用することができる。また、上述したように本発明の発光装置を表示装置として使用する場合には、テレビ受像機、パーソナルコンピュータのディスプレイ、撮像装置の背面表示部、携帯電話の表示部、携帯ゲーム機の表示部等が挙げられる。その他、携帯音楽再生装置の表示部、携帯情報端末（ＰＤＡ）の表示部、カーナビゲーションシステムの表示部等が挙げられる。
【実施例】
【００３４】
（参考例１）
まず、本発明の有機ＥＬ素子の第２電極に用いる下地層と金属層の積層体をガラス基板上に積層した構成での透過率の測定結果を示す。
本参考例は、ガラス基板上に、下地層としてＭｇの体積比率が異なる２種類のＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を形成し、その上に金属層としてＡｇの薄膜層を形成する例である。
【００３５】
まず、ガラス基板の上に、Ｌｉ２ＯとＭｇとを共蒸着した。Ｌｉ２ＯとＭｇの成膜速度の和が成膜速度１．０Å／ｓになって、かつ、下地層に対するＭｇの体積比率が１０体積％、５０体積％になるように成膜速度をそれぞれ調整した２つの層を１０ｎｍ作製した。具体的には、下地層に対するＭｇの体積比率が１０％の場合は、Ｌｉ２Ｏの成膜速度を０．９Å／ｓ、Ｍｇの成膜速度を０．１Å／ｓで成膜した。成膜時の蒸着チャンバー内の真空度は、２×１０−５Ｐａ以上８×１０−５Ｐａ以下であった。次に、各下地層の上に、金属層としてＡｇを成膜速度０．３Å／ｓとして１０ｎｍ成膜した。次に、ガラス基板上に成膜した金属層の大気中での酸化を防ぐため、成膜したガラス基板と封止ガラスとを窒素雰囲気中にてエポキシ樹脂接着剤を用いて封止した。
【００３６】
（比較例１）
ガラス基板上に下地層を設けずにＡｇを膜厚１０ｎｍで形成した単層の例である。その他の条件は参考例１と同様である。
（比較例２）
ガラス基板上にＬｉ２Ｏを成膜速度１．０Å／ｓとして膜厚１０ｎｍで形成して、下地層とした。その他の条件は参考例１と同様である。
（比較例３）
ガラス基板上にＬｉ２Ｏを成膜速度１．０Å／ｓとして膜厚１０ｎｍで形成して、その上にＭｇを成膜速度０．５Å／ｓで膜厚１．０ｎｍの膜厚として成膜して下地層とした。その他の条件は参考例１と同様である。
（比較例４）
ガラス基板上にＡｌを成膜速度０．５Å／ｓとして膜厚２．０ｎｍで形成し、下地層とした。その他の条件は参考例１と同様である。
【００３７】
＜透過率の測定＞
参考例１及び比較例１乃至４の透過率を測定し、図２に示した。透過率の測定は、Ｕｂｅｓｔ Ｖ−５６０（日本分光製）を用い、参考例および比較例で用いたガラス基板と同じロットのガラス基板と封止ガラスのみを封止したサンプルをリファレンスとして用いて行った。
【００３８】
図２より、参考例１は、比較例１乃至４よりも透過率が向上していることがわかる。
【００３９】
（参考例２）
本発明の有機ＥＬ素子の第２電極に用いる下地層と金属層の積層体を有機化合物層上に積層した構成での透過率の測定結果を示す。
【００４０】
本参考例は、ガラス基板上に有機化合物層を形成し、その上に、下地層としてＭｇの体積比率の異なるＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を形成し、その上に金属層としてＡｇの薄膜層を形成する例である。
【００４１】
ガラス基板上に、有機化合物層として下記化合物１を成膜速度１．０Å／ｓで膜厚２０ｎｍで形成した。次に、その上に、下地層が無いもの、および下地層として、Ｌｉ２ＯとＭｇとの混合層を形成した。さらに、Ｌｉ２ＯとＭｇとの混合層は、下地層に対するＭｇの体積比率が０，１０，３０，５０，７０体積％とした５種類の層をそれぞれ膜厚２．０ｎｍで形成した。Ｌｉ２ＯとＭｇの成膜速度に関しては、参考例１の条件と同様であった。次に、下地層の上に金属層としてＡｇを成膜速度０．３Å／ｓとして膜厚１０ｎｍで成膜した。次に、成膜したガラス基板と封止ガラスとを窒素雰囲気下にてエポキシ樹脂接着剤を用いて封止した。
【００４２】
【化１】
【００４３】
（参考例３）
下地層としてＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を４．０ｎｍとし、その他の濃度等の条件は参考例２と同様に行った。
【００４４】
（参考例４）
下地層としてＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を６．０ｎｍとし、その他の濃度等の条件は参考例２と同様に行った。
【００４５】
（参考例５）
下地層としてＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を８．０ｎｍとし、その他の濃度等の条件は参考例２と同様に行った。
【００４６】
（参考例６）
下地層としてＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を１０ｎｍとし、その他の濃度等の条件は参考例２と同様に行った。
【００４７】
（参考例７）
下地層としてＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を１６ｎｍとし、その他の濃度等の条件は参考例２と同様に行った。
【００４８】
（参考例８）
下地層としてＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を２０ｎｍとし、その他の濃度等の条件は参考例２と同様に行った。
【００４９】
＜透過率の測定＞
参考例２乃至８の透過率を測定し、図３、図４に示した。透過率の測定は、参考例１及び比較例１乃至４で行ったものと同様である。
【００５０】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、参考例２乃至４における下地層（下地層なしも含む）と金属層との積層体の透過率の下地層におけるＭｇの体積濃度に対する依存性を示している。また、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、参考例５乃至８における下地層（下地層なしも含む）と金属層との積層体の透過率の下地層におけるＭｇの体積濃度に対する依存性を示している。下地層の膜厚が４．０ｎｍ以上１６ｎｍ以下であれば、下地層におけるＭｇの体積比率が１０体積％以上５０体積％以下で、青（波長４５０ｎｍ）より長波長の領域において、下地層のないＡｇのみの構成よりも透過率が大きくなる。さらに下地層の膜厚が４．０ｎｍ以上１０ｎｍ以下であれば、下地層におけるＭｇの体積比率が１０体積％以上５０体積％以下で、青（波長４５０ｎｍ）より短波長の領域においても、下地層のないＡｇのみの構成よりも透過率が大きくなる。さらに、下地層の膜厚が６．０ｎｍ以上１０ｎｍ以下であれば、下地層におけるＭｇの体積比率が１０体積％以上５０体積％以下で、全可視光領域において透過率が高く維持される。
【００５１】
なお、下地層におけるＭｇの体積比率が７０％では、Ｍｇの濃度が大きくなりすぎるため、Ｍｇ自体の光の吸収により透過率が低下してしまうと考えられる。
【００５２】
（参考例９）
次に、本発明の有機ＥＬ素子の第２電極に用いる下地層と金属層の積層体の電子注入特性評価について示す。
【００５３】
まず、パターンが形成されたＩＴＯガラス基板上に前記化合物１を成膜速度１．０Å／ｓで膜厚５０ｎｍで成膜した。その有機化合物層の上に、Ｌｉ２ＯとＭｇの成膜速度の和が成膜速度１．０Å／ｓとなるようにし、かつ、下地層に対するＭｇの体積比率が１０体積％、５０％になるように成膜速度を調整した層を膜厚４．０ｎｍで２種類の下地層を形成した。次に金属層であるＡｇを０．３Å／ｓで膜厚１０ｎｍで成膜し、電子オンリー素子を作製した。作製した素子は、窒素雰囲気中のグローブボックスにて、乾燥剤を入れた封止ガラスとガラス基板の成膜面とをエポキシ樹脂接着剤を用いて封止した。
【００５４】
（比較例５）
下地層としてＬｉ２Ｏのみを成膜速度１．０Å／ｓで膜厚２．０ｎｍ、４．０ｎｍ、１０ｎｍで成膜した以外は、参考例９と同様である。
【００５５】
＜電子注入特性の測定＞
作製した電子オンリー素子のＩＴＯを陽極、金属層であるＡｇを陰極として電圧を印加し、印加電圧時の電流値を計測した。図５に示す電圧―電流特性から、参考例９の素子は、いずれも電子注入性が良い構成であることがわかる。さらに、下地層にＭｇを含有しないＬｉ２Ｏのみからなる層（比較例５）の素子よりも低電圧化している。これは、Ｍｇの還元性によりＬｉ２ＯからＬｉが発生し、その結果、有機化合物層と下地層との界面の電子注入障壁が低下しているためと考えられる。また、Ｌｉ２Ｏのみの下地層が膜厚４．０ｎｍの素子は高電圧化し、Ｌｉ２Ｏのみの下地層が膜厚１０ｎｍの素子には電流が流れなかった。この結果からも、下地層であるＬｉ２Ｏ中のＭｇが導電パスとしても良好に機能していることがわかる。なお、図５において、Ｌｉ２Ｏのみの下地層が膜厚１０ｎｍの素子に関するデータは図示されていないのは、電流が流れなかったために、データを得られなかったためである。
【００５６】
（実施例１）
次に本発明の有機ＥＬ素子について説明する。以下の構成はトップエミッション型の有機ＥＬ素子である。
【００５７】
本実施例は、青色の有機ＥＬ素子の例で図１にその構成が示されている。まず、ガラス基板１０上に、アルミニウム合金（ＡｌＮｄ）を１００ｎｍの膜厚でスパッタリング法にて成膜し、酸化インジウム亜鉛をスパッタリング法にて４０ｎｍの膜厚で成膜し、第１電極１１を形成した。
【００５８】
次に、有機化合物層１２を形成する。まず、下記化合物２を９０ｎｍの膜厚となるように成膜して第１正孔輸送層を形成した。次に、下記化合物３を１０ｎｍの膜厚となるように成膜して第２正孔輸送層を形成した。次に、下記化合物４と下記化合物５とをそれぞれ成膜速度０．９８Å／ｓ、０．０２Å／ｓで共蒸着し、膜厚３５ｎｍの発光層を形成した。次に、上記化合物１を膜厚６０ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層を形成した。
【００５９】
【化２】
【００６０】
次に、第２電極１５の下地層１３として、Ｌｉ２Ｏの成膜速度を０．７Å／ｓ、Ｍｇの成膜速度を０．３Å／ｓで、下地層におけるＭｇが３０体積％として膜厚４．０ｎｍで成膜した。次に、金属層１４として、Ａｇの成膜速度を０．３Å／ｓで、Ａｇ薄膜を膜厚１０ｎｍで形成した。
【００６１】
最後に、窒素雰囲気中のグローブボックスにて、乾燥剤を入れた封止ガラスとガラス基板の成膜面とをエポキシ樹脂接着剤を用いて封止した。
【００６２】
この有機ＥＬ素子について、電流効率を測定した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２における電圧、電流効率は、４．１Ｖ、５．２ｃｄ／Ａであった。本発明の実施例１の有機ＥＬ素子で低電圧化および高発光効率が得られた。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 基板
１１ 第１電極
１２ 有機化合物層
１３ 下地層
１４ 金属層
１５ 第２電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極として銀薄膜を用いた構成において、高い発光効率を有する有機ＥＬ素子とそれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、第１電極と第２電極とその２つの電極の間にある有機化合物層で構成され、有機化合物層内の発光層で発光した光は、第１電極または第２電極のうち一方の電極（光取り出し電極）から光が取り出される。そして、光取り出し電極として、電気伝導率、可視光域の透過率が高い金属である銀薄膜を用いることが提案されている。
【０００３】
しかし、一般的に２０ｎｍ以下の銀薄膜は、連続膜ではなく不連続な膜となり、電気導電率が小さくなるだけでなく、可視光領域の光に対して局所表面プラズモン共鳴による吸収が生じ、透過率が低下してしまう。このような銀薄膜の局所表面プラズモン共鳴による吸収を抑制するため、特許文献１には、銀以外の金属からなる下地層と銀または銀合金からなる銀薄膜層からなる積層透明導電膜を電極として用いる有機ＥＬ素子が開示されている。さらに、その下地層の銀以外の金属は、金、アルミニウム、銅、インジウム、スズおよび亜鉛よりなる群から選択されることが好ましいことが開示されている。
【０００４】
しかし、本願発明者が鋭意検討した結果、特許文献１の積層透明導電膜の構成では、局所表面プラズモン共鳴による吸収の抑制は十分ではないことがわかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７１６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、銀薄膜を電極として用いた有機ＥＬ素子において、高い発光効率が得られることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
基板の上に、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置される発光層を有する有機化合物層と、を有し、前記第２電極から光が取り出される有機ＥＬ素子であって、前記第２電極が、前記基板側から下地層と、前記下地層に接する金属層と、を順に有し、前記金属層は、Ａｇを含み、膜厚が５．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下である金属層であり、前記下地層は、リチウムと、酸素と、マグネシウムと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、銀薄膜を電極として用いた有機ＥＬ素子において、低電圧駆動化および高い発光効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子とそれを用いた発光装置の概略図
【図２】参考例１の透過率を示す図
【図３】参考例２乃至４の透過率を示す図
【図４】参考例５乃至８の透過率を示す図
【図５】参考例９の電子オンリー素子の電子注入特性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照しながら本発明を説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
以下に図面を参照しながら本発明を説明する。図１（ａ）は本発明の有機ＥＬ素子の概略断面図を示している。本発明の有機ＥＬ素子は、基板１０上に、第１電極１１と、第２電極１５と、第１電極１１と第２電極１５との間に配置される発光層を有する有機化合物層１２とを有している。そして、図１（ａ）で示される有機ＥＬ素子は、第２電極１５側から光が取り出され、基板１０とは反対側から光が取り出される構成（いわゆるトップエミッション型）である。第２電極１５は、基板１０側から下地層１３と、下地層１３に接する金属層１４とを順に有している。そして、金属層１４は、銀（Ａｇ）を含み、膜厚が５．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下である薄膜の金属層である。そして、下地層１３として、リチウム（Ｌｉ）と、酸素（Ｏ）と、マグネシウム（Ｍｇ）を含む層である。これにより、金属層１４の局所表面プラズモン共鳴が抑えられ、可視光の吸収が抑制され、透過率の低下が抑制される。さらに、この下地層１３によって、Ａｇからなる金属層１４から有機化合物層１２へ効果的に電子注入障壁が低減されるので、低電圧化が可能となる。
【００１２】
なお、特に図示しないが、基板側から光が取り出される（いわゆるボトムエミッション型の）有機ＥＬ素子においても本発明は適用可能である。具体的には、有機ＥＬ素子が、基板側から第２電極、有機化合物層、第１電極の順に積層され、第２電極が基板側から下地層、金属層の順に積層される構成とすればよい。
【００１３】
本発明に用いられる第２電極１５の金属層１４は、好ましくはＡｇを９０体積％以上含むＡｇ薄膜からなる金属層である。Ａｇ薄膜としては、例えば、ＡｇにＰｄ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｕ等が微量（１０体積％未満）含まれる金属層が挙げられる。金属層１４の膜厚は、電気導電率及び可視光領域（波長４００ｎｍ乃至７８０ｎｍ）での透過率の観点から、５．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましく、さらに、８．０ｎｍ以上１２ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
本発明に用いられる第２電極１５の下地層１３は、Ｌｉ２Ｏと、Ｍｇとを含む混合層である。下地層１３に含まれるＭｇは、下地層に対して体積比率１０体積％以上５０体積％以下となるのが好ましい。より好ましくは、下地層におけるＭｇの体積比率が１０体積％以上３０体積％以下である。
【００１５】
なお、Ｌｉ２ＯのＭｇに対する密度比をρ１、下地層におけるＭｇの体積比率をＸ体積％、下地層におけるＭｇの重量比率をＹ重量％とすると、重量比率Ｙは、Ｙ＝１００／（１＋ρ１（１００／Ｘ−１））で表される。Ｌｉ２Ｏの密度は２．０１３ｇ／ｃｍ３、Ｍｇの密度は１．７３８ｇ／ｃｍ３なので、ρ１は１．１５８である。よって、Ｘ＝１０ならＹ＝８．７５となり、Ｘ＝５０ならＹ＝４６．３３となる。つまり、下地層におけるＭｇの比率が１０体積％以上５０体積％以下であるとは、下地層におけるＭｇの比率が８．８重量％以上４６．３重量％以下であることをいう。さらに、下地層におけるＭｇの比率が１０体積％以上３０体積％以下であるとは、下地層におけるＭｇの比率が８．８重量％以上２７．０重量％以下であることをいう。重量比率に関しては小数点１桁までを有効数字とする。
【００１６】
なお、Ｌｉ２ＯのＭｇに対する密度比をρ１、Ｌｉ２ＯのＭｇに対するモル比をρ２、下地層におけるＭｇの体積比率をＸ体積％、下地層におけるＭｇのモル比率をＺモル％とすると、モル比率Ｚは、Ｚ＝１００／（１＋（ρ１／ρ２）（１００／Ｘ−１））で表される。Ｌｉ２Ｏの分子量密度は２９．８８ｇ／ｃｍ３、Ｍｇの分子量密度は２４．３１ｇ／ｃｍ３なので、ρ２は１．２２９であり、ρ１／ρ２は、０．９４２３である。よって、Ｘ＝１０ならＺ＝１０．５５となり、Ｘ＝５０ならＺ＝５１．４９となる。つまり、下地層におけるＭｇの比率が１０体積％以上５０体積％以下であるとは、下地層におけるＭｇの比率が１０．６モル％以上５１．５モル％以下であることをいう。さらに、下地層におけるＭｇの比率が１０体積％以上３０体積％以下であるとは、下地層におけるＭｇの比率が１０．６モル％以上３１．３モル％以下であることをいう。モル比率に関しては小数点１桁までを有効数字とする。
【００１７】
また、第２金属層１４のＡｇの比率は、好ましくは８３．０重量％以上であり、最適には９０．０重量％以上である。また、第２金属層１４のＡｇの比率は、好ましくは９２．４モル％以上であり、最適には、９５．０モル％以上である。
【００１８】
下地層１３の膜厚は、２．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下であれば良く、好ましくは、４．０ｎｍ以上１６ｎｍ以下である。さらに好ましくは６．０ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【００１９】
下地層が上記の構成であれば、青色（波長４５０ｎｍ）よりも長波長の光に対して、第２電極の透過率がＡｇ単層の透過率よりも大きくなる。透過率の低下を抑制するメカニズムは、よく分かっていないが以下のようなことが考えられる。Ｍｇの酸化物生成自由エネルギーがリチウム（Ｌｉ）よりも低いためＬｉ２ＯとＭｇとの混合層中でＬｉ２Ｏが一部還元され、Ｌｉが発生して、下地層の金属層側の界面にＬｉが存在していると考えられる。一方、ＬｉとＡｇとは原子的に結合しやすい。このため、下地層の金属層側の界面のＬｉを核として、下地層の金属層側の界面を面内方向に広がりながら成膜され、連続膜となりやすい。このため、Ａｇが薄膜であるにもかかわらず、Ａｇの局所表面プラズモン共鳴が抑えられ、可視光の吸収が抑制されると考えられる。
【００２０】
さらに、このＬｉが発生することにより、有機化合物層への電子注入障壁が小さくなり、極めて効果的に有機化合物層への電子注入を行うことができると考えられる。また、Ｌｉ２Ｏ中のＭｇが導電パスとして機能するため、絶縁性の高いＬｉ２Ｏによる有機ＥＬ素子の駆動電圧の上昇を低減できると考えられる。
【００２１】
また、Ｍｇの代わりに、Ｃａ等のアルカリ土類金属、またはＣｓ等のアルカリ金属を用いることが可能であり、同様の効果を得ることができると考えられる。
【００２２】
また、下地層１３に含まれるＭｇは、下地層内で濃度勾配を有していてもよく、例えば、下地層１３中のＭｇが金属層側に向かって、濃度（体積比率）が大きくなるようにすれば、下地層の金属層側の界面において、Ｌｉの存在する量が増えるので好ましい。
【００２３】
次に、有機ＥＬ素子の他の構成要件について説明する。基板１０は、ガラスまたはプラスチックのような誘電体を用いることができる。また、基板１０は、支持基板と、その上に設けられたスイッチング素子と、その上に設けられた絶縁層とで構成されるものであってもよい。なお、スイッチング素子は例えば、ＴＦＴを用いることができ、有機ＥＬ素子の発光を制御するための制御手段となる。
【００２４】
第１電極１１は、反射率の高いものが好ましく、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒ、またはそれらの合金などの金属層を、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の膜厚で用いることができる。この金属層は、蒸着法、スパッタリング法などの公知の方法で形成することができる。さらに第１電極は、金属層の光取り出し側に、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛等の透明酸化物導電層を積層する構成であってもよい。その透明酸化物導電層の膜厚は、５．０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。なお、透明とは、可視光領域において４０％以上の透過率を有することを言う。
【００２５】
有機化合物層１２は、少なくとも発光層を含み、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子注入層、電子輸送層、電子ブロック層等の機能層を有し、各機能層は適当な順に積層されて構成されている。有機化合物層に用いられる各機能層を構成する材料は、公知の材料を用いることができる。
【００２６】
また、第２電極１５上に上述した透明酸化物導電層や屈折率の高い有機化合物層、ＳｉＮなどの保護層を設けることが可能である。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、本発明の別な実施形態について説明する。図１（ｂ）のように本発明の発光装置は、有機ＥＬ素子からなる画素１を複数有する発光装置であって、これら各画素の発光を制御するＴＦＴなどの制御手段を備えており、画素１が本発明の有機ＥＬ素子により構成されている。
【００２８】
さらに、この発光装置を表示装置として用いることができる。この場合には、複数の画素ユニットがマトリックス状に配列され、各画素ユニットは、発光色の異なる複数の画素、例えば、赤色発光画素、緑色発光画素及び、青色発光画素で構成されるようにするのが良い。つまり、赤色発光画素は、赤色を発光する有機ＥＬ素子により構成されている。赤色発光画素、緑色発光画素及び、青色発光画素を有する発光装置において、各画素が本発明の有機ＥＬ素子を有することが好ましい。
【００２９】
なお、本発明において画素とは、独立して発光の制御が可能である最小の単位を示す。そして画素ユニットとは、発光色の異なる複数の画素で構成され、各画素の混色によって所望の色の発光を可能とする最小の単位を示す。
【００３０】
本実施形態において、すべての画素が本発明の有機ＥＬ素子であってもよいし、一部の画素のみが本発明の有機ＥＬ素子でもよい。すなわち、本発明の有機ＥＬ素子と従来の有機ＥＬ素子を両方有する構成であってもよい。この場合は、両者の割合を調整することで、表示装置の発光特性を調整することができる。
【００３１】
また、このように両方有する場合には、本発明の有機ＥＬ素子と従来の有機ＥＬ素子を規則的に配列されてもよいが、本発明の有機ＥＬ素子が不規則に点在し配置されていてもよい。
【００３２】
また、画素には、光取り出し効率を向上させる手段を備えていてもよい。この手段は各画素それぞれに設けられていてもよいし、特定の画素にのみ設けられていてもよい。
【００３３】
本発明の発光装置は、照明やプリンタヘッド、露光装置や表示装置用のバックライト等の様々な用途に適用することができる。また、上述したように本発明の発光装置を表示装置として使用する場合には、テレビ受像機、パーソナルコンピュータのディスプレイ、撮像装置の背面表示部、携帯電話の表示部、携帯ゲーム機の表示部等が挙げられる。その他、携帯音楽再生装置の表示部、携帯情報端末（ＰＤＡ）の表示部、カーナビゲーションシステムの表示部等が挙げられる。
【実施例】
【００３４】
（参考例１）
まず、本発明の有機ＥＬ素子の第２電極に用いる下地層と金属層の積層体をガラス基板上に積層した構成での透過率の測定結果を示す。
本参考例は、ガラス基板上に、下地層としてＭｇの体積比率が異なる２種類のＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を形成し、その上に金属層としてＡｇの薄膜層を形成する例である。
【００３５】
まず、ガラス基板の上に、Ｌｉ２ＯとＭｇとを共蒸着した。Ｌｉ２ＯとＭｇの成膜速度の和が成膜速度１．０Å／ｓになって、かつ、下地層に対するＭｇの体積比率が１０体積％、５０体積％になるように成膜速度をそれぞれ調整した２つの層を１０ｎｍ作製した。具体的には、下地層に対するＭｇの体積比率が１０％の場合は、Ｌｉ２Ｏの成膜速度を０．９Å／ｓ、Ｍｇの成膜速度を０．１Å／ｓで成膜した。成膜時の蒸着チャンバー内の真空度は、２×１０−５Ｐａ以上８×１０−５Ｐａ以下であった。次に、各下地層の上に、金属層としてＡｇを成膜速度０．３Å／ｓとして１０ｎｍ成膜した。次に、ガラス基板上に成膜した金属層の大気中での酸化を防ぐため、成膜したガラス基板と封止ガラスとを窒素雰囲気中にてエポキシ樹脂接着剤を用いて封止した。
【００３６】
（比較例１）
ガラス基板上に下地層を設けずにＡｇを膜厚１０ｎｍで形成した単層の例である。その他の条件は参考例１と同様である。
（比較例２）
ガラス基板上にＬｉ２Ｏを成膜速度１．０Å／ｓとして膜厚１０ｎｍで形成して、下地層とした。その他の条件は参考例１と同様である。
（比較例３）
ガラス基板上にＬｉ２Ｏを成膜速度１．０Å／ｓとして膜厚１０ｎｍで形成して、その上にＭｇを成膜速度０．５Å／ｓで膜厚１．０ｎｍの膜厚として成膜して下地層とした。その他の条件は参考例１と同様である。
（比較例４）
ガラス基板上にＡｌを成膜速度０．５Å／ｓとして膜厚２．０ｎｍで形成し、下地層とした。その他の条件は参考例１と同様である。
【００３７】
＜透過率の測定＞
参考例１及び比較例１乃至４の透過率を測定し、図２に示した。透過率の測定は、Ｕｂｅｓｔ Ｖ−５６０（日本分光製）を用い、参考例および比較例で用いたガラス基板と同じロットのガラス基板と封止ガラスのみを封止したサンプルをリファレンスとして用いて行った。
【００３８】
図２より、参考例１は、比較例１乃至４よりも透過率が向上していることがわかる。
【００３９】
（参考例２）
本発明の有機ＥＬ素子の第２電極に用いる下地層と金属層の積層体を有機化合物層上に積層した構成での透過率の測定結果を示す。
【００４０】
本参考例は、ガラス基板上に有機化合物層を形成し、その上に、下地層としてＭｇの体積比率の異なるＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を形成し、その上に金属層としてＡｇの薄膜層を形成する例である。
【００４１】
ガラス基板上に、有機化合物層として下記化合物１を成膜速度１．０Å／ｓで膜厚２０ｎｍで形成した。次に、その上に、下地層が無いもの、および下地層として、Ｌｉ２ＯとＭｇとの混合層を形成した。さらに、Ｌｉ２ＯとＭｇとの混合層は、下地層に対するＭｇの体積比率が０，１０，３０，５０，７０体積％とした５種類の層をそれぞれ膜厚２．０ｎｍで形成した。Ｌｉ２ＯとＭｇの成膜速度に関しては、参考例１の条件と同様であった。次に、下地層の上に金属層としてＡｇを成膜速度０．３Å／ｓとして膜厚１０ｎｍで成膜した。次に、成膜したガラス基板と封止ガラスとを窒素雰囲気下にてエポキシ樹脂接着剤を用いて封止した。
【００４２】
【化１】
【００４３】
（参考例３）
下地層としてＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を４．０ｎｍとし、その他の濃度等の条件は参考例２と同様に行った。
【００４４】
（参考例４）
下地層としてＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を６．０ｎｍとし、その他の濃度等の条件は参考例２と同様に行った。
【００４５】
（参考例５）
下地層としてＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を８．０ｎｍとし、その他の濃度等の条件は参考例２と同様に行った。
【００４６】
（参考例６）
下地層としてＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を１０ｎｍとし、その他の濃度等の条件は参考例２と同様に行った。
【００４７】
（参考例７）
下地層としてＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を１６ｎｍとし、その他の濃度等の条件は参考例２と同様に行った。
【００４８】
（参考例８）
下地層としてＬｉ２ＯとＭｇとの混合層を２０ｎｍとし、その他の濃度等の条件は参考例２と同様に行った。
【００４９】
＜透過率の測定＞
参考例２乃至８の透過率を測定し、図３、図４に示した。透過率の測定は、参考例１及び比較例１乃至４で行ったものと同様である。
【００５０】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、参考例２乃至４における下地層（下地層なしも含む）と金属層との積層体の透過率の下地層におけるＭｇの体積濃度に対する依存性を示している。また、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、参考例５乃至８における下地層（下地層なしも含む）と金属層との積層体の透過率の下地層におけるＭｇの体積濃度に対する依存性を示している。下地層の膜厚が４．０ｎｍ以上１６ｎｍ以下であれば、下地層におけるＭｇの体積比率が１０体積％以上５０体積％以下で、青（波長４５０ｎｍ）より長波長の領域において、下地層のないＡｇのみの構成よりも透過率が大きくなる。さらに下地層の膜厚が４．０ｎｍ以上１０ｎｍ以下であれば、下地層におけるＭｇの体積比率が１０体積％以上５０体積％以下で、青（波長４５０ｎｍ）より短波長の領域においても、下地層のないＡｇのみの構成よりも透過率が大きくなる。さらに、下地層の膜厚が６．０ｎｍ以上１０ｎｍ以下であれば、下地層におけるＭｇの体積比率が１０体積％以上５０体積％以下で、全可視光領域において透過率が高く維持される。
【００５１】
なお、下地層におけるＭｇの体積比率が７０％では、Ｍｇの濃度が大きくなりすぎるため、Ｍｇ自体の光の吸収により透過率が低下してしまうと考えられる。
【００５２】
（参考例９）
次に、本発明の有機ＥＬ素子の第２電極に用いる下地層と金属層の積層体の電子注入特性評価について示す。
【００５３】
まず、パターンが形成されたＩＴＯガラス基板上に前記化合物１を成膜速度１．０Å／ｓで膜厚５０ｎｍで成膜した。その有機化合物層の上に、Ｌｉ２ＯとＭｇの成膜速度の和が成膜速度１．０Å／ｓとなるようにし、かつ、下地層に対するＭｇの体積比率が１０体積％、５０％になるように成膜速度を調整した層を膜厚４．０ｎｍで２種類の下地層を形成した。次に金属層であるＡｇを０．３Å／ｓで膜厚１０ｎｍで成膜し、電子オンリー素子を作製した。作製した素子は、窒素雰囲気中のグローブボックスにて、乾燥剤を入れた封止ガラスとガラス基板の成膜面とをエポキシ樹脂接着剤を用いて封止した。
【００５４】
（比較例５）
下地層としてＬｉ２Ｏのみを成膜速度１．０Å／ｓで膜厚２．０ｎｍ、４．０ｎｍ、１０ｎｍで成膜した以外は、参考例９と同様である。
【００５５】
＜電子注入特性の測定＞
作製した電子オンリー素子のＩＴＯを陽極、金属層であるＡｇを陰極として電圧を印加し、印加電圧時の電流値を計測した。図５に示す電圧―電流特性から、参考例９の素子は、いずれも電子注入性が良い構成であることがわかる。さらに、下地層にＭｇを含有しないＬｉ２Ｏのみからなる層（比較例５）の素子よりも低電圧化している。これは、Ｍｇの還元性によりＬｉ２ＯからＬｉが発生し、その結果、有機化合物層と下地層との界面の電子注入障壁が低下しているためと考えられる。また、Ｌｉ２Ｏのみの下地層が膜厚４．０ｎｍの素子は高電圧化し、Ｌｉ２Ｏのみの下地層が膜厚１０ｎｍの素子には電流が流れなかった。この結果からも、下地層であるＬｉ２Ｏ中のＭｇが導電パスとしても良好に機能していることがわかる。なお、図５において、Ｌｉ２Ｏのみの下地層が膜厚１０ｎｍの素子に関するデータは図示されていないのは、電流が流れなかったために、データを得られなかったためである。
【００５６】
（実施例１）
次に本発明の有機ＥＬ素子について説明する。以下の構成はトップエミッション型の有機ＥＬ素子である。
【００５７】
本実施例は、青色の有機ＥＬ素子の例で図１にその構成が示されている。まず、ガラス基板１０上に、アルミニウム合金（ＡｌＮｄ）を１００ｎｍの膜厚でスパッタリング法にて成膜し、酸化インジウム亜鉛をスパッタリング法にて４０ｎｍの膜厚で成膜し、第１電極１１を形成した。
【００５８】
次に、有機化合物層１２を形成する。まず、下記化合物２を９０ｎｍの膜厚となるように成膜して第１正孔輸送層を形成した。次に、下記化合物３を１０ｎｍの膜厚となるように成膜して第２正孔輸送層を形成した。次に、下記化合物４と下記化合物５とをそれぞれ成膜速度０．９８Å／ｓ、０．０２Å／ｓで共蒸着し、膜厚３５ｎｍの発光層を形成した。次に、上記化合物１を膜厚６０ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層を形成した。
【００５９】
【化２】
【００６０】
次に、第２電極１５の下地層１３として、Ｌｉ２Ｏの成膜速度を０．７Å／ｓ、Ｍｇの成膜速度を０．３Å／ｓで、下地層におけるＭｇが３０体積％として膜厚４．０ｎｍで成膜した。次に、金属層１４として、Ａｇの成膜速度を０．３Å／ｓで、Ａｇ薄膜を膜厚１０ｎｍで形成した。
【００６１】
最後に、窒素雰囲気中のグローブボックスにて、乾燥剤を入れた封止ガラスとガラス基板の成膜面とをエポキシ樹脂接着剤を用いて封止した。
【００６２】
この有機ＥＬ素子について、電流効率を測定した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２における電圧、電流効率は、４．１Ｖ、５．２ｃｄ／Ａであった。本発明の実施例１の有機ＥＬ素子で低電圧化および高発光効率が得られた。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 基板
１１ 第１電極
１２ 有機化合物層
１３ 下地層
１４ 金属層
１５ 第２電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置される発光層を有する有機化合物層と、を有し、前記第２電極から光が取り出される有機ＥＬ素子であって、
前記第２電極が、前記基板側から下地層と、前記下地層に接する金属層と、を順に有し、
前記金属層は、銀を含み、膜厚が５．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下である金属層であり、
前記下地層は、リチウムと、酸素と、マグネシウムと、を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記下地層におけるマグネシウムの体積比率が、１０体積％以上５０体積％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記下地層におけるマグネシウムの体積比率が、１０体積％以上３０体積％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記下地層におけるマグネシウムの重量比率が、８．８重量％以上４６．３重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記下地層におけるマグネシウムの重量比率が、８．８重量％以上２７．０重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
前記下地層におけるマグネシウムのモル比率が、１０．６モル％以上５１．５モル％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
前記下地層におけるマグネシウムのモル比率が、１０．６モル％以上３１．３モル％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項８】
前記下地層の膜厚が、４．０ｎｍ以上１６ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項９】
前記下地層の膜厚が、６．０ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１０】
有機ＥＬ素子からなる複数の画素と、前記画素の発光を制御する制御手段と、を有する発光装置において、
前記画素を構成する有機ＥＬ素子は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子であることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の発光装置において、前記複数の画素は、赤色発光画素と緑色発光画素と青色発光画素とを含むことを特徴とする発光装置。
【請求項１】
基板の上に、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置される発光層を有する有機化合物層と、を有し、前記第２電極から光が取り出される有機ＥＬ素子であって、
前記第２電極が、前記基板側から下地層と、前記下地層に接する金属層と、を順に有し、
前記金属層は、銀を含み、膜厚が５．０ｎｍ以上２０ｎｍ以下である金属層であり、
前記下地層は、リチウムと、酸素と、マグネシウムと、を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記下地層におけるマグネシウムの体積比率が、１０体積％以上５０体積％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記下地層におけるマグネシウムの体積比率が、１０体積％以上３０体積％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記下地層におけるマグネシウムの重量比率が、８．８重量％以上４６．３重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記下地層におけるマグネシウムの重量比率が、８．８重量％以上２７．０重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
前記下地層におけるマグネシウムのモル比率が、１０．６モル％以上５１．５モル％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
前記下地層におけるマグネシウムのモル比率が、１０．６モル％以上３１．３モル％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項８】
前記下地層の膜厚が、４．０ｎｍ以上１６ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項９】
前記下地層の膜厚が、６．０ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１０】
有機ＥＬ素子からなる複数の画素と、前記画素の発光を制御する制御手段と、を有する発光装置において、
前記画素を構成する有機ＥＬ素子は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子であることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の発光装置において、前記複数の画素は、赤色発光画素と緑色発光画素と青色発光画素とを含むことを特徴とする発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２０４６７１（Ｐ２０１１−２０４６７１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２７７（Ｐ２０１１−１３２７７）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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